【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造，特別是涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，還涉及實(shí)現(xiàn)該控制方法的真空度控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、如圖1所示，半導(dǎo)體沉積、蝕刻、氧化、熱處理等設(shè)備通常設(shè)有一反應(yīng)腔，反應(yīng)腔設(shè)有進(jìn)氣端與出氣端，進(jìn)氣端與氣源連接，并在氣源與反應(yīng)腔之間依次連接有截止閥和質(zhì)量流量控制器，而出氣端則依次連接有蝶閥、截止閥及真空泵，并且半導(dǎo)體設(shè)備還設(shè)有用于檢測(cè)反應(yīng)腔真空度的真空計(jì)、和控制模塊。控制模塊根據(jù)真空計(jì)的測(cè)量值與目標(biāo)值確定蝶閥的開關(guān)角度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體流量的控制。達(dá)到預(yù)定真空度的時(shí)間通常根據(jù)工藝的具體要求進(jìn)行設(shè)定，目前通常的方式是將真空計(jì)獲取的當(dāng)前測(cè)量值輸出給控制模塊，控制模塊根據(jù)工藝要求比較目標(biāo)值和當(dāng)前測(cè)量值，然后按自身的控制算法控制蝶閥的開關(guān)角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體流量的控制，進(jìn)而達(dá)到工藝要求的真空度。
2、雖然通過控制模塊自身的算法可達(dá)到具體工藝所要求的真空度，在具體實(shí)施時(shí)真空度的變化曲線表現(xiàn)為固定的斜率。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一些工藝的特殊應(yīng)用場(chǎng)景并不希望真空度采用固定的斜率變化，特別是，在化學(xué)氣相沉積或刻蝕過程中，由于反應(yīng)腔壁上存在有反應(yīng)產(chǎn)生的顆粒，如果反應(yīng)腔內(nèi)氣流變化過大，則會(huì)產(chǎn)生氣體紊流，進(jìn)而造成反應(yīng)腔壁上的顆粒脫落而掉到襯底或晶圓上，從而影響襯底或晶圓的良率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)的目的在于提供一種半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法與系統(tǒng)來精確控制反應(yīng)腔的真空度，并以更短的時(shí)間達(dá)到預(yù)定的真空度。
2、一種半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，
3、s1設(shè)定第一氣壓閾值和第二氣壓閾值，輸入設(shè)定的氣壓值；
4、s2設(shè)定真空泵的運(yùn)行時(shí)間，設(shè)定真空計(jì)測(cè)量的間隔時(shí)間；
5、s3蝶閥全開，真空泵啟動(dòng)，按設(shè)定的間隔時(shí)間讀取真空計(jì)測(cè)得的反應(yīng)腔的當(dāng)前氣壓值；
6、s4根據(jù)所述當(dāng)前氣壓值和設(shè)定的氣壓值之間的差值，來調(diào)整通過蝶閥的氣體流量；
7、s5當(dāng)氣體流量調(diào)整至反應(yīng)腔真空度達(dá)到設(shè)定的氣壓值時(shí)，維持當(dāng)前蝶閥氣體流量值。
8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一氣壓閾值＜第二氣壓閾值。
9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述差值的計(jì)算公式為：δx＝x-x’；其中，δx指示差值，x指示設(shè)定的氣壓值，x’指示真空計(jì)測(cè)得的當(dāng)前氣壓值。
10、進(jìn)一步地，所述根據(jù)差值來控制通過蝶閥的氣體流量的方法，其具體操作如下：
11、s41設(shè)定線性調(diào)整值d和比例調(diào)整值k；
12、s42判斷δx是否小于第一氣壓閾值；
13、若否，則執(zhí)行s43；若是，將通過蝶閥的氣體流量調(diào)整為當(dāng)前流量+d；
14、s43判斷δx是否大于第一氣壓閾值，而小于第二氣壓閾值；
15、若否，則執(zhí)行s44；若是，將通過蝶閥的氣體流量調(diào)整為當(dāng)前流量*k；
16、s44判斷δx是否大于第二氣壓閾值，是則將通過蝶閥的氣體流量調(diào)整為當(dāng)前流量*k+d；
17、重復(fù)執(zhí)行s42～s44，直至x’＝x。
18、再進(jìn)一步地，所述線性調(diào)整值d與比例值調(diào)整值k為根據(jù)要求的反應(yīng)時(shí)間及真空度要求經(jīng)測(cè)試確定的調(diào)整值，比例值調(diào)整值k＞1。
19、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)差值來控制通過蝶閥的氣體流量的方法，其具體操作如下：
20、步驟一：確定比例系數(shù)kp、積分系數(shù)ki、微分系數(shù)kd；
21、步驟二：將通過蝶閥的氣體流量調(diào)整為當(dāng)前流量+kp×△x5+ki×(△x1+△x2+△x3+△x4+△x5)+kd×△x5/△t，直至x’＝x。
22、進(jìn)一步地，△x1+△x2+△x3+△x4+△x5為前5次偏差；△t為真空計(jì)測(cè)量的間隔時(shí)間。
23、一種真空度控制系統(tǒng)，其與具備進(jìn)氣端和出氣端的反應(yīng)腔配合設(shè)置，所述控制系統(tǒng)包括：
24、進(jìn)氣模塊；
25、出氣模塊，其包括裝設(shè)在出氣端處的蝶閥、角閥和真空泵；
26、真空計(jì)，其用于測(cè)量所述反應(yīng)腔的真空度；
27、控制模塊，其中設(shè)定有第一氣壓閾值和第二氣壓閾值；
28、其中，所述控制模塊根據(jù)真空計(jì)的測(cè)量值與目標(biāo)值之間的差值，來控制通過所述蝶閥的氣體流量。
29、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)氣模塊包括裝設(shè)在進(jìn)氣端處的截止閥和質(zhì)量流量控制器；所述質(zhì)量流量控制器位于截止閥和反應(yīng)腔之間處；所述角閥位于蝶閥和真空泵之間處，且蝶閥靠近所述反應(yīng)腔布設(shè)。
30、進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)采用所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，來適應(yīng)性調(diào)整氣流變化以達(dá)到具體工藝所要求的真空度。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：建立了逐步漸增的氣體流量調(diào)節(jié)體系來達(dá)到具體工藝所要求的真空度，可滿足不同場(chǎng)景下的應(yīng)用需求，克服了當(dāng)下的采用蝶閥在真空度控制過程時(shí)采用固定的斜率變化，存在的氣體流量變化不能適應(yīng)性調(diào)整，導(dǎo)致無法更好的適用具體場(chǎng)景的問題。
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1.一種半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，所述半導(dǎo)體設(shè)備包括反應(yīng)腔、真空泵、真空計(jì)和蝶閥，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，第一氣壓閾值＜第二氣壓閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，所述差值的計(jì)算公式為：ΔX＝X-X’；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)差值來控制通過蝶閥的氣體流量的方法，其具體操作如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，所述線性調(diào)整值D與比例值調(diào)整值K為根據(jù)要求的反應(yīng)時(shí)間及真空度要求經(jīng)測(cè)試確定的調(diào)整值，比例值調(diào)整值K＞1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)差值來控制通過蝶閥的氣體流量的方法，其具體操作如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，△X1+△X2+△X3+△X4+△X5為前5次偏差；
8.一種真空度控制系統(tǒng)，其與具備進(jìn)氣端和出氣端的反應(yīng)腔配合設(shè)置
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣模塊包括裝設(shè)在進(jìn)氣端處的截止閥和質(zhì)量流量控制器；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)采用如權(quán)利要去1至7中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，來適應(yīng)性調(diào)整氣流變化以達(dá)到具體工藝所要求的真空度。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，所述半導(dǎo)體設(shè)備包括反應(yīng)腔、真空泵、真空計(jì)和蝶閥，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，第一氣壓閾值＜第二氣壓閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，所述差值的計(jì)算公式為：δx＝x-x’；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)差值來控制通過蝶閥的氣體流量的方法，其具體操作如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體設(shè)備真空度控制方法，其特征在于，所述線性調(diào)整值d與比例值調(diào)整值k為根據(jù)要求的反應(yīng)時(shí)間及真空度要求經(jīng)測(cè)試確定的調(diào)整值，比例值調(diào)整值k＞1。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭國，李培祥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海衍梓智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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