专利名称：膜厚控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及膜处理工艺，尤其与一种膜厚控制方法及一种膜厚控制装置有关。
背景技术：
所有使用容器或槽体进行膜层的蚀刻、膜层的薄化及成膜相关的工艺，可以统称为膜处理工艺，而相应的，进行上述的膜层的蚀刻、膜层的薄化及成膜相关的设备可以称为膜处理设备。典型的膜处理工艺例如为化学水浴沉积，典型的成膜设备例如为水槽。化学水浴沉积是一种液态薄膜沉积方法，化学水浴沉积方法其膜厚范围约5nm 150nm，即 50A 1500 A,成膜材料包含 IB-VIA (如 Cu2S)、IIB-VIA (如 ZnS, CdS)及IIIA-VIA(如In2S3)。在成膜过程中，反应温度约为30°C 90°C，反应温度可视工艺需求调 難
iF. O化学水浴沉积法是将待成膜的基材或基板置入反应容器(例如水槽)内，加入适当的反应物，然后通过调控温度及循环达到成膜的目的，除反应物的浓度外，反应容器内的反应温度为影响成膜品质的重要因子，根据阿瑞尼斯方程式(Arrhenius equation, K =Ae(_Ea/KT))，当化学反应为吸热反应时，反应速率与给予反应系统的温度成正比，所以通过控制反应槽内溶液的热均匀性可进而控制成膜均匀性。故通过控制温度可对成膜品质进行控制。而对于温度调控，由于现有技术反应容器的限制，现有技术中主要是可以对反应容器内整体的温度进行调控。现有技术的成膜用的水槽，水槽内具有支管路，支管路与外部的循环管路相连接，而加热器则通常设置在外部循环管路中。这种水槽的局限在于，由于加热器是设置在外部循环管路上，因此水槽中的液体，都会在进行循环时流经加热器，因此水槽内会经常存在温度不均衡的现象。而水槽槽体内部液体温度的分布不均而产生温度梯度，会导致成膜速度不一样而使得成膜的膜厚不均匀，或者与目标膜厚有较大差距。其他的膜处理工艺及膜处理设备也同样存在上述因成膜设备内温度分布不均匀影响成膜速度而使膜处理工艺的膜厚不均匀或达不到目标膜厚的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种膜厚控制方法，以解决现有技术中存在的因成膜设备内温度分布不均匀产生温度梯度影响成膜速度导致膜厚不均匀或达不到目标膜厚的技术问题。本发明的另一个目的在于提供一种膜厚控制装置。为实现上述目的，本发明的技术方案如下一种膜厚控制方法，用于膜处理工艺中的膜厚控制，所述膜厚控制方法包括步骤步骤SI :在进行所述膜处理工艺的膜处理容器的不同区域设置能够影响所述膜处理容器内不同区域的所述膜处理工艺反应温度的多个加热器；步骤S2 :在进行所述膜处理工艺时，通过所述多个加热器，将各所述不同区域的反应温度提升至各自的温度预设值；步骤S3:获得所述膜处理工艺后的所述不同区域的膜厚数据，根据所述膜厚数据与目标膜厚的差距调整所述不同区域的温度预设值。一种膜厚控制装置，用于膜处理工艺中的膜厚控制，所述膜厚控制装置包括由进行所述膜处理工艺的膜处理容器及在所述膜处理容器的不同区域设置的能够影响所述膜处理容器内不同区域的所述膜处理工艺反应温度的多个加热器所组成的膜处理装置；控制所述加热装置在进行所述膜处理工艺时将各所述不同区域的所述反应温度提升至各自的所述温度预设值的温度控制装置；用于接收所述膜处理装置进行所述膜处理工艺后的所获得的不同区域的膜厚数据，并根据所述膜厚数据与目标数据的差距调整所述不同区域的温度预设值的调整装置。本发明的有益效果在于，本发明的膜厚控制方法，通过在膜处理容器的各区域设置多个加热器，来分别影响和控制各自区域的反应温度，而实现膜处理容器内的温度均衡性，调整因温度梯度所产生的温差；并通过成膜厚度的反馈来调整各加热器的温度预设值，以使各区域成膜均匀或者成膜厚度能够趋近于目标膜厚，有效的改善成膜均匀性，提高成 月吴品质。
图I为本发明的膜厚控制方法的流程图。图2为本发明膜厚控制方法中第一至三实施例的加热器布置主视示意图。图3为本发明膜厚控制方法的第一实施例的加热器布置侧视示意图。图4为本发明膜厚控制方法的第二实施例的加热器布置侧视示意图。图5为本发明膜厚控制方法的第三实施例的加热器布置侧视示意图。图6为本发明膜厚控制装置的方框图。图7为本发明膜厚控制装置中的温度控制装置的温控器方框图。图8为本发明膜厚控制装置中的调整装置方框图。
具体实施例方式体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及所附附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。如图I所示，本发明的膜厚控制方法，主要包含三个大步骤步骤S I是在膜处理容器的不同区域设置能够影响膜处理容器内不同区域的膜处理工艺反应温度的多个加热器，可简称为加热器布设步骤。步骤S2是在进行膜处理工艺时，通过所述多个加热器将各所述不同区域的反应温度提升至各自的温度预设值，可简称为温度控制步骤。步骤S3，是获得所述膜处理工艺后的所述不同区域的膜厚数据，根据所述膜厚数据与目标膜厚的差距调整所述不同区域的温度预设值，可简称为预设温度调整步骤。本说明书中，膜处理工艺是指所有使用槽体或容器进行的膜层蚀刻、膜层的薄化及成膜相关的工艺，而相应的，膜处理设备是指进行上述的膜层的蚀刻、膜层的薄化及成膜工艺相关的容器或槽体。下面以利用化学水浴沉积法所进行的成膜工艺为例，来介绍本发明实施例的膜厚控制方法及膜厚控制装置。本发明实施例的膜厚控制方法，可以用本发明实施例的膜厚控制装置实现，但并不局限于用本发明实施例的膜厚控制装置实现。下面分别介绍本发明实施例的膜厚控制方法的三个大步骤。一、加热器布设如图2所示，对于加热器6的布设，首先要把作为膜处理容器的水槽5内的空间划分为多个不同的区域，例如对图2所示的长方体的水槽5而言，可以把水槽5内通过分行、分列、分层来划分不同的区域，以图2的水槽5为例，图2中上下的方向上分为5行，左右的方向上分为3列，相应的，在图2的侧视3-图5中，在其左右方向(相当于图2中的纸面方向)上分为两层，因此合计为5行3列2层，则是将水槽5的内部空间划分为30个不同的区域。·在进行完上述划分后，需要布置影响各自区域的反应温度的加热器6。在每一不同区域，可以布设一个或一组加热器6，以用于影响该区域的化学水浴沉积反应温度。在进行加热器6布设时，可有三种不同的实施方式，分别为图3所示的布设在水槽5的水槽本体内、图4所示的布设在水槽5内或图5所示的布设在水槽5外。如图2和图3所示的本发明膜厚控制方法的第一实施例的加热器布置方式，其加热器6是设置在水槽5的水槽本体内，可在制作水槽时直接将加热器6布设在水槽本体内。这样布置的好处是既能够保证一定的热效率，也不影响在水槽内的基板或基材的取放操作,也不占用水槽5的内部空间和外部空间。在本实施例中,在水槽5的底部的水槽本体内，也可以布设一些加热器6，底部的加热器6既可以与水槽侧壁内的加热器6 —起影响水槽5底部区域的反应温度，也可以单独影响水槽5底部区域的反应温度。如单独影响水槽5的反应温度，对于如上述的5行3列2层的区域划分，则在水槽5侧壁的水槽本体内，只布设4行加热器6即可。如图2和图4所示的本发明膜厚控制方法的第二实施例的加热器布置方式，其加热器6是设置在水槽5内，这样布置的最大好处是既能够有很好的热效率，也便于在既有的水槽5中加装加热器6，同时也不增加水槽5所占用的外部空间。在本实施例中，在水槽5的底部也可以布设加热器6，但为了避免与水槽5侧壁上的加热器6相互影响，底部的加热器6通常设置在水槽本体内，同样，与第一实施例相同，底部的加热器6既可以与水槽侧壁内的加热器6 —起影响水槽5底部区域的反应温度，也可以单独影响水槽5底部区域的反应温度。如图2和图5所示，本发明膜厚控制方法第三实施例的加热器布置方式，其加热器6均是设置在水槽5外，这样布置的好处，一是便于在既有的水槽5中加装加热器6，二是在进行加热器，也不影响水槽5的内部空间的使用。除反应温度之外，加热器6不影响在水槽5内进行的化学水浴沉积反应。在本实施例中，在水槽5的底部仍然可以布设加热器6，底部的加热器6可以设置在的水槽5底板的下表面，底部加热器6的作用与第一、第二实施例相同，不再赘述。当水槽内空间的区域划分不只是一层或两层时，例如为3层或者多层时，可以在水槽内增设框架，将用于影响中间层各区域的反应温度的加热器布设在所述框架上。二、温度控制
在通过化学水浴沉积进行成膜工艺时，通过所述多个加热器将各所述不同区域的反应温度提升至各自的温度预设值。在上述的加热器布设好以后，需要为每个区域设置一个温度预设值，即控制加热器需将该区域的反应温度加热至该温度预设值。而每个区域的温度预设值的组合起来就构成一个温度模型，而如何确定这个温度模型，即确定每一个区域的更准确的温度预设值，需要根据每次成膜情况，来逐步修正这个模型。具体如何修正这个模型，将在第三个步骤中讲述，本步骤中主要描述有了这些温度预定值以后，如何通过加热器来使各区域的反应温度提升到温度预设值。为了实现上述目的，本发明实施例的膜厚控制方法，每一加热器6可以连接一个温控器，这个温控器内存储其所对应的加热器6的温度预设值，开始进行化学水浴沉积反应时，各所述温控制控制其所连接的加热器开启以开始进行加热，开启加热器后，温控器需要获知水槽内的各所述不同区域的实时温度值，以判断该区域的反应温度是否已经达到温度预设值，如该区域的反应温度已经达到该温度预设值，即可有温控器空气加热器以终止 加热器的加热动作。而对于如何获取各所述不同区域的实时温度值，则可以在水槽内按照区域划分，布设相应数量的温度传感器，通过温度传感器实时获取各所述不同区域的实时温度值，各自传送给该区域加热器所连接的温控器，以便温控器能够准确控制影响该区域反应温度的加热器的工作状态。三、预设温度调整本步骤中，需要获得利用化学水浴沉积所进行的膜处理工艺后的所述不同区域的膜厚数据，并根据所述膜厚数据与目标膜厚的差距调整所述不同区域的温度预设值。为了简化说明，本步骤中以上述区域划分中的一层为例进行说明。表I所示为现有技术的成膜工艺的其中一层的膜厚数据，由于现有技术不能单独控制不同区域的反应温度，因此膜厚分布不均匀，最大膜厚是660(单位人，下同)，最小膜厚为500 A，相差比较大。表I
权利要求
1.一种膜厚控制方法，用于膜处理工艺中的膜厚控制，其特征在于，所述膜厚控制方法包括步骤 步骤SI :在进行所述膜处理工艺的膜处理容器的不同区域设置能够影响所述膜处理容器内不同区域的所述膜处理工艺反应温度的多个加热器； 步骤S2:在进行所述膜处理工艺时，通过所述多个加热器，将各所述不同区域的反应温度提升至各自的温度预设值； 步骤S3 :获得所述膜处理工艺后的所述不同区域的膜厚数据，根据所述膜厚数据与目标膜厚的差距调整所述不同区域的温度预设值。
2.如权利要求I所述的膜厚控制方法，其特征在于，所述膜处理工艺为利用化学水浴沉积法的成膜工艺，在步骤S3中，所述膜厚数据包括各所述不同区域的成膜厚度，计算所述成膜厚度的不均匀指数，当所述不均匀指数大于一设定不均匀指数时，对所述温度预设值进行调整。
3.如权利要求2所述的膜厚控制方法，其特征在于，在步骤S3中，成膜厚度低于目标膜厚的区域调高所述温度预设值，成膜厚度高于所述目标膜厚的区域调低所述温度预设值。
4.如权利要求3所述的膜厚控制方法，其特征在于，所述不均匀指数等于各所述区域的最大膜厚与最小膜厚之差与所述最大膜厚与所述最小膜厚之和相比所得的百分数。
5.如权利要求4所述的膜厚控制方法，其特征在于，所述设定不均匀指数为小于7%。
6.如权利要求2所述的膜厚控制方法，其特征在于，每一所述加热器连接一温控器，所述温控器内存储其所对应的加热器的所述温度预设值，所述温控器根据所述温度预设值控制所述加热器工作。
7.如权利要求I或2所述的膜厚控制方法，其特征在于，所述加热器设置于所述膜处理容器内、所述膜处理容器外或者所述膜处理容器的容器本体内。
8.如权利要求7所述的膜厚控制方法，其特征在于，所述膜处理容器的底部也设置有所述加热器。
9.如权利要求8所述的膜厚控制方法，其特征在于，底部的所述加热器设置于所述膜处理容器外或所述膜处理容器底部的容器本体内。
10.如权利要求I或2所述的膜厚控制方法，其特征在于，在步骤S3中，每进行一次所述膜处理工艺，若判断所述膜厚数据的不均匀指数大于设定不均匀指数，即调整一次所述温度预设值。
11.一种膜厚控制装置，用于膜处理工艺中的膜厚控制，其特征在于，所述膜厚控制装置包括 由进行所述膜处理工艺的膜处理容器及在所述膜处理容器的不同区域设置的能够影响所述膜处理容器内不同区域的所述膜处理工艺反应温度的多个加热器所组成的膜处理装置； 控制所述加热装置在进行所述膜处理工艺时将各所述不同区域的所述反应温度提升至各自的所述温度预设值的温度控制装置； 用于接收所述膜处理装置进行所述膜处理工艺后的所获得的不同区域的膜厚数据，并根据所述膜厚数据与目标数据的差距调整所述不同区域的温度预设值的调整装置。
12.如权利要求11所述的膜厚控制装置，其特征在于，所述膜厚控制装置用于利用化学水浴沉积法的成膜工艺的膜厚控制，所述调整装置包括运算器、比较器和调整单元，所述运算器计算所述成膜厚度的不均匀指数，发送给比较器以将所述不均匀指数与设定不均匀指数进行比较，所述不均匀指数大于所述设定不均匀指数时，由所述比较单元对所述温度预设值进行调整。
13.如权利要求12所述的膜厚控制装置，其特征在于，所述调整单元将成膜厚度低于目标膜厚的区域调高所述温度预设值，成膜厚度高于所述目标膜厚的区域调低所述温度预设值。
14.如权利要求12所述的膜厚控制装置，其特征在于，每一所述加热器连接一温控器，每一所述温控器具有存储器与控制器，所述存储器存储其所对应的加热器的温度预设值，所述控制器根据所述温度预设值控制所述加热器工作。
15.如权利要求11或12所述的膜厚控制装置，其特征在于，所述加热器设置于所述膜 处理容器内、所述膜处理容器外或者所述膜处理容器的容器本体内。
16.如权利要求15所述的膜厚控制装置，其特征在于，所述膜处理容器的底部也设置有所述加热器。
17.如权利要求16所述的膜厚控制装置，其特征在于，底部的加热器设置于所述膜处理容器外或所述膜处理容器底部的容器本体内。
全文摘要
本发明公开了一种膜厚控制方法及膜厚控制装置，所述膜厚控制方法用于膜处理工艺中的膜厚控制，所述膜厚控制方法包括步骤在进行所述膜处理工艺的膜处理容器的不同区域设置能够影响所述膜处理容器内不同区域的所述膜处理工艺反应温度的多个加热器；在进行所述膜处理工艺时，通过所述多个加热器，将各所述不同区域的反应温度提升至各自的温度预设值；获得所述膜处理工艺后的所述不同区域的膜厚数据，根据所述膜厚数据与目标膜厚的差距调整所述不同区域的温度预设值。本发明能够获得较佳的膜厚均匀性。
文档编号C23C18/00GK102965644SQ20111027026
公开日2013年3月13日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者林信宏 申请人:力铼光电科技(扬州)有限公司