射频电源控制系统、方法及半导体工艺设备技术方案

本发明专利技术公开了一种射频电源控制系统、方法、工艺腔室及半导体工艺设备。该系统包括：控制单元、安全互锁控制板和延时控制模组；全互锁控制板、延时控制模组、射频电源匹配器之间形成安全互锁回路；安全互锁控制板用于判断工艺腔室的安全状态是否满足射频电源的启动条件，若满足，则向射频电源发送可被开启的安全互锁信号，射频电源能够执行开启的动作；控制单元用于向射频电源发送开启的控制指令，以及向延时控制模组发送置位控制信号或重置控制信号；延时控制模组用于在接收到重置控制信号后保持安全互锁回路导通，在接收到置位控制信号后开始计时，并在计时达到设定时长后执行切断安全互锁回路的动作，使射频电源关闭。实现对射频电源的延时保护。对射频电源的延时保护。对射频电源的延时保护。

【技术实现步骤摘要】
射频电源控制系统、方法及半导体工艺设备


[0001]本专利技术属于半导体制造
，更具体地，涉及一种射频电源控制系统、方法及半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]等离子体刻蚀设备在生产过程中，需要使用射频电源对等离子体提供能量对晶圆进行刻蚀，并在启辉完成后正常关闭射频电源。在关闭射频电源前可能会由于软件异常以及硬件故障而导致无法发出关闭指令，导致腔室内由于长时间启辉损坏射频电源或者对腔室造成损害。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提出一种射频电源控制系统、方法及半导体工艺设备，实现对射频电源的延时保护，避免射频电源无法关闭导致的设备损坏。
[0004]第一方面，本专利技术提出一种射频电源控制系统，应用于半导体工艺设备中，包括：控制单元、安全互锁控制板和延时控制模组；
[0005]所述安全互锁控制板通过所述延时控制模组与所述射频电源连接，所述射频电源与匹配器连接，所述匹配器与所述安全互锁控制板连接，所述全互锁控制板、所述延时控制模组、所述射频电源和所述匹配器之间形成安全互锁回路；
[0006]所述延时控制模组、所述射频电源、所述匹配器分别与所述控制单元连接；
[0007]所述安全互锁控制板用于判断所述半导体工艺设备的工艺腔室的安全状态是否满足所述射频电源的启动条件，若满足，则向所述射频电源发送可被开启的安全互锁信号，所述射频电源能够执行开启的动作，否则，向所述射频电源发送关闭的安全互锁信号，使所述射频电源保持关闭；
[0008]所述控制单元用于向所述射频电源发送开启的控制指令，以控制所述射频电源执行开启的动作，以及向所述延时控制模组发送置位控制信号或重置控制信号；
[0009]所述延时控制模组用于在接收到所述重置控制信号后清空计时并保持所述安全互锁回路导通，在接收到所述置位控制信号后开始计时，并在计时达到设定时长后执行切断所述安全互锁回路的动作，使所述射频电源关闭。
[0010]可选地，所述延时控制模组包括至少一个延时继电器，每个所述延时继电器控制一个所述射频电源的延时关闭。
[0011]可选地，所述工艺腔室的安全状态包括射频电缆的连接状态、工艺腔室的闭合状态、屏蔽结构的完整状态、屏蔽结构的过热状态以及所述及匹配器的工作状态。
[0012]第二方面，本专利技术提出一种射频电源控制方法，应用于第一方面所述的射频电源控制系统，所述方法通过所述控制单元执行，所述方法包括：
[0013]步骤S1：读取需要所述工艺腔室执行的工艺任务，所述工艺任务包括顺序执行的多个工步；
[0014]步骤S2：判断当前工步是否需要开启射频电源，若是，则进行步骤S3；
[0015]步骤S3：向所述延时控制模组发出置位控制信号，所述延时控制模组开始计时；
[0016]步骤S4：向所述射频电源发送开启控制指令，所述射频电源加载射频功率，开始当前工步；
[0017]步骤S5：在当前工步结束后，判断在结束当前工步之前所述延时控制模组是否计时达到设定时长并执行了切断所述安全互锁回路的动作，若否，执行步骤S6；
[0018]步骤S6：向所述射频电源发送关闭控制指令，关闭所述射频电源；
[0019]步骤S7：向所述延时控制模组发出重置控制信号，所述延时控制模组计时复位；
[0020]步骤S8：判断完成的工步是否为所述工艺任务中的最后一个，若是，则结束所述工艺任务，否则，执行步骤9；
[0021]步骤S9：开始下一工步并返回步骤S2。
[0022]可选地，在所述步骤S2之前，还包括：
[0023]步骤S10：计算所述工艺任务中各工步需要射频电源开启的时长之和，判断所述时长之和是否大于所述延时控制模组的所述设定时长，若是则终止执行当前工步并发出提示报警，否则，执行所述步骤S2。
[0024]可选地，在所述步骤S3中，所述延时控制模组开始计时的同时，还包括：
[0025]所述安全互锁控制板判断所述工艺腔室的安全状态是否满足所述射频电源的启动条件，若满足，则执行步骤S4，否则，终止执行开始当前工步并发出提示报警。
[0026]可选地，在所述步骤S5中，还包括：
[0027]若判断在结束当前工步之前所述延时控制模组已经计时达到所述设定时长并执行了切断所述安全互锁回路的动作，则结束当前工步并发出提示报警。
[0028]可选地，在所述步骤S2中，还包括：
[0029]若判断当前工步不需要开启射频电源，则，等待当前工步结束并执行所述步骤S8。
[0030]第三方面，本专利技术提出一种半导体工艺设备，包括第一方面所述的射频电源控制系统。
[0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032]本专利技术的射频电源控制系统通过在安全互锁回路中增加延时控制模组，当延时控制模组接收到来自控制单元的置位信号后，会进入计时状态，此时安全互锁回路维持导通状态，直至计时时间到达延时控制模组所设定时间后，触发延时控制模组动作，切断安全互锁回路，安全互锁回路被切断后能够关闭射频电源，能够在控制系统异常而导致射频电源无法正常关闭的情况下，在超出保护时间后自动关断射频电源，保护等离子刻蚀机的器件不会受到损害，提高半导体设备的安全性能。
[0033]本专利技术的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0034]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相
同部件。
[0035]图1示出了现有刻蚀机中射频电源控制系统的结构图。
[0036]图2示出了根据本专利技术实施例1的一种射频电源控制系统的结构图。
[0037]图3示出了根据本专利技术实施例1的一种射频电源控制系统中延时控制模组的电路结构示意图。
[0038]图4示出了根据本专利技术实施例2的一种射频电源控制方法的步骤流程图。
[0039]图5示出了根据本专利技术实施例2的一种射频电源控制方法的中任务与工步关系的示意图。
[0040]图6示出了根据本专利技术实施例2的一种射频电源控制方法的中一个任务的具体示例图。
具体实施方式
[0041]现有技术中，刻蚀设备的控制单元有如下两种方法控制射频电源工作：一是工控机将控制数据通过串口发送至射频电源；二是数字量或模拟量将控制信号输出至射频电源。除控制信号以外，射频电源会配置有安全互锁信号，此信号用以对射频电源的启停提供额外的互锁控制，只有当安全互锁信号满足时射频电源才可以正常执行动作。在当前技术方案中通常该安全互锁信号由安全互锁控制板生成，并且控制板通过判断腔室状态决定是否触发该互锁信号。安全互锁控制板所监控的状态包括如下状态：射频电缆连接状态、腔室是否闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频电源控制系统，应用于半导体工艺设备中，其特征在于，包括：控制单元、安全互锁控制板和延时控制模组；所述安全互锁控制板通过所述延时控制模组与所述射频电源连接，所述射频电源与匹配器连接，所述匹配器与所述安全互锁控制板连接，所述全互锁控制板、所述延时控制模组、所述射频电源和所述匹配器之间形成安全互锁回路；所述延时控制模组、所述射频电源、所述匹配器分别与所述控制单元连接；所述安全互锁控制板用于判断所述半导体工艺设备的工艺腔室的安全状态是否满足所述射频电源的启动条件，若满足，则向所述射频电源发送可被开启的安全互锁信号，所述射频电源能够执行开启的动作，否则，向所述射频电源发送关闭的安全互锁信号，使所述射频电源保持关闭；所述控制单元用于向所述射频电源发送开启的控制指令，以控制所述射频电源执行开启的动作，以及向所述延时控制模组发送置位控制信号或重置控制信号；所述延时控制模组用于在接收到所述重置控制信号后清空计时并保持所述安全互锁回路导通，在接收到所述置位控制信号后开始计时，并在计时达到设定时长后执行切断所述安全互锁回路的动作，使所述射频电源关闭。2.根据权利要求1所述的射频电源控制系统，其特征在于，所述延时控制模组包括至少一个延时继电器，每个所述延时继电器控制一个所述射频电源的延时关闭。3.根据权利要求1所述的射频电源控制系统，其特征在于，所述工艺腔室的安全状态包括射频电缆的连接状态、工艺腔室的闭合状态、屏蔽结构的完整状态、屏蔽结构的过热状态以及所述及匹配器的工作状态。4.一种射频电源控制方法，应用于权利要求1
‑
3任意一项所述的射频电源控制系统，其特征在于，所述方法通过所述控制单元执行，所述方法包括：步骤S1：读取需要所述工艺腔室执行的工艺任务，所述工艺任务包括顺序执行的多个工步；步骤S2：判断当前工步是否需要开启射频电源，若是，则进行步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐中天，郭春，孙运东，
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：