半导体热处理设备及其工艺腔室内压力的控制方法技术

本发明专利技术公开一种半导体热处理设备及其工艺腔室内压力的控制方法，涉及半导体加工技术领域。该控制方法包括：采集工艺腔室内的实际压力值；根据实际压力值和预设的目标压力值之间差值，确定用于控制排气阀门开度的第一阀门开度值；根据第一阀门开度值和当前门阀开度值确定第一阀门开度变化量；确定第一阀门开度变化量是否位于预设的与当前工艺阶段对应的阀门开度变化量的波动范围之内；在第一阀门开度变化量位于波动范围之内的情况下，根据第一阀门开度值调节阀门的开度。该控制方法能解决半导体热处理设备的工艺腔室内的压力波动大的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
半导体热处理设备及其工艺腔室内压力的控制方法


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，尤其涉及一种半导体热处理设备及其工艺腔室内压力的控制方法。

技术介绍

[0002]对于半导体热处理设备(例如立式炉设备、卧式炉设备等)来说，在半导体加工过程中需要对工艺腔室的压力进行严格的控制，工艺腔室压力的波动会导致工艺腔室内部环境分子运动紊乱，进而影响了分子在Wafer(硅片)上的分布均匀性，导致膜厚不均匀，最终影响了产品的良率。
[0003]相关技术中，工艺腔室内压力的控制是采用相对压力的控制方法，即根据工艺腔室内压力和外部环境压力的差值，控制阀门的开度，进而达到控制工艺腔室内压力的目的。由于外部环境压力受到地域位置差异、温度差异的影响，通过相对压力控制工艺腔室内压力，不能更好的满足半导体热处理设备扩散工艺时的精度需求。为了避免外部环境压力变化影响工艺精度，相关技术还采用绝对压力的控制方法控制工艺腔室内压力，即以“0”为基准点，对工艺腔室内压力进行控制。但是，工艺腔室内环境变化复杂。进而在不同的工艺阶段切换的过程中，工艺腔室内压力波动大，容易造成半导体热处理设备停机。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开一种半导体热处理设备及其工艺腔室内压力的控制方法，以解决半导体热处理设备的工艺腔室内的压力波动大的问题。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]本专利技术实施例公开半导体热处理设备工艺腔室内压力的控制方法，包括：
[0007]采集工艺腔室内的实际压力值；
[0008]根据实际压力值和预设的目标压力值之间差值，确定用于控制排气阀门开度的第一阀门开度值；
[0009]根据第一阀门开度值和当前门阀开度值确定第一阀门开度变化量；
[0010]确定第一阀门开度变化量是否位于预设的与当前工艺阶段对应的阀门开度变化量的波动范围之内；
[0011]在第一阀门开度变化量位于波动范围之内的情况下，根据第一阀门开度值调节阀门的开度。
[0012]基于本专利技术实施例公开的半导体热处理设备工艺腔室内压力的控制方法，本申请实施例还公开一种半导体热处理设备。该半导体热处理设备包括工艺腔室、排气阀门、压力传感器和控制单元，阀门设置于工艺腔室的排气管路上；
[0013]压力传感器用于采集工艺腔室内的实际压力值；
[0014]控制单元用于根据实际压力值和预设的目标压力值之间差值，确定用于控制排气阀门开度的第一阀门开度值；根据第一阀门开度值和当前门阀开度值确定第一阀门开度变
化量；确定第一阀门开度变化量是否位于预设的与当前工艺阶段对应的阀门开度变化量的波动范围之内；在第一阀门开度变化量位于波动范围之内的情况下，根据第一阀门开度值调节阀门的开度。
[0015]本专利技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0016]本专利技术实施例公开的控制方法中，会采集工艺腔室内实际压力值并根据采集的实际压力值和预设的目标压力值得到控制阀门开度的第一阀门开度值，以形成以阀门开度为控制对象的主控制回路。根据第一阀门开度值和当前阀门开度值确定阀门开度变化量，并根据阀门开度变化量是否位于阀门开度变化量的波动范围之内，确定控制第一阀门开度值是否传输至阀门，进而形成以阀门开度指令信号为控制对象的副控制回路。该方案利用主控制回路对工艺腔室内的压力进行控制，副控制回路对阀门开度进行随动控制，使得控制阀门可以对工艺腔室内压力的干扰信号有更加快速的响应。同时通过副控制回路对主控回路输出的第一阀门开度值进行滤波处理，可以减小工艺腔室内压力波动。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1为一种实施例公开的半导体热处理设备工艺腔室内压力的控制方法的原理图；
[0019]图2为一种实施例公开的半导体热处理设备工艺腔室内压力的控制方法的控制图；
[0020]图3为一种实施例公开的阀门开度指令信号有效值判断流程图；
[0021]图4为一种实施例公开的包括多个工艺阶段的控制方式；
[0022]图5为采用单回路压力控制方法的工艺腔室在进行氯化氢吹扫工艺过程中，工艺腔室内压力的实时曲线；
[0023]图6为采用工艺腔室内绝对压力的控制方法的工艺腔室在进行氯化氢吹扫工艺过程中，工艺腔室内压力的实时曲线。
[0024]附图标记说明：
[0025]100
‑
工艺腔室；200
‑
阀门；300
‑
控制单元；310
‑
第一控制器；320
‑
第二控制器。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]以下结合图1至图6，详细说明本专利技术各个实施例公开的技术方案。
[0028]参照图1至图3，本专利技术实施例公开的半导体热处理设备工艺腔室内压力的控制方法，包括：
[0029]步骤101，采集工艺腔室内的实际压力值；
[0030]步骤102，根据实际压力值和预设的目标压力值之间差值，确定用于控制排气阀门
开度的第一阀门开度值；
[0031]步骤103，根据第一阀门开度值和当前门阀开度值确定第一阀门开度变化量；
[0032]步骤104，确定第一阀门开度变化量是否位于预设的与当前工艺阶段对应的阀门开度变化量的波动范围之内；
[0033]步骤105，在第一阀门开度变化量位于波动范围之内的情况下，根据第一阀门开度值调节阀门的开度。
[0034]在半导体加工工艺中，不同的工艺对应的工艺腔室100内的压力的变化范围不同。阀门200作为工艺腔室100内压力调节的部件之一，可以通过调节阀门200的开度，调节工艺腔室100排除气体的速率，进而调节工艺腔室100的压力。为此，在工艺腔室100进气速率恒定的情况下，阀门200的开度越大，工艺腔室100排出气体的速率越大，进而工艺腔室100内压力越小。阀门200的开度越小，工艺腔室100排出气体的速率越小，进而工艺腔室100内压力越大。因此，阀门200的开度变化量越大，工艺腔室100内的压力波动越大。阀门200的开度变化量越小，工艺腔室100内的压力波动越小。进而，可以通过控制阀门开度变化量的波动范围，控制工艺腔室100内压力的波动范围。阀门开度变化量是指：调节阀门200开度前后，阀门200的开度的增加量或减小量。阀门开度变化量的波动范围是指：调节阀门200的过程中，阀门200开度变化量的变动范围。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体热处理设备工艺腔室内压力的控制方法，其特征在于，包括：采集所述工艺腔室内的实际压力值；根据所述实际压力值和预设的目标压力值之间差值，确定用于控制排气阀门开度的第一阀门开度值；根据所述第一阀门开度值和当前门阀开度值确定第一阀门开度变化量；确定所述第一阀门开度变化量是否位于预设的与当前工艺阶段对应的阀门开度变化量的波动范围之内；在所述第一阀门开度变化量位于所述波动范围之内的情况下，根据所述第一阀门开度值调节所述阀门的开度。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在所述第一阀门开度的变化量位于所述波动范围之外的情况下，再次采集所述工艺腔室内的实际压力值；根据再次采集的所述实际压力值和预设的目标压力值之间差值，确定用于控制排气阀门开度的第二阀门开度值；根据所述第二阀门开度值和所述当前门阀开度值确定第二阀门开度变化量；确定所述第二阀门开度变化量是否位于所述波动范围之内；在所述第二阀门开度变化量位于所述波动范围之外的情况下，根据所述第二阀门开度值调节所述阀门的开度。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在所述第二阀门开度的变化量位于所述波动范围之内的情况下，放弃所述第二阀门开度值，返回所述采集所述工艺腔室内的实际压力值的步骤。4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述第一阀门开度的变化量位于所述波动范围之外的情况下，等待一预设时间间隔后，再执行所述再次采集所述工艺腔室内的实际压力值的步骤。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述预设时间间隔小于半导体热处理设备的压力报警的延时时长。6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述工艺阶段的数量为多个，根据各工艺阶段预设有多个波动范围，且所述波动范围与所述工艺阶段一一对应。7.一种半导体热处理设备，其特征在于，包括工艺腔室(100)、排气阀门(200)、压力传感器和控制单元(300)，所述阀门(200)设置于所述工艺腔室(100)的排气管路上；所述压力传感器用于采集所述工艺腔室(100)内的实际压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾岩，耿丹，陈志敏，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：