一种半导体设备反应源控制方法和一种半导体工艺设备技术

本发明专利技术实施例提供了一种半导体设备反应源控制方法和半导体工艺设备，半导体设备包括源瓶、第一管路、第二管路、工艺腔室，第一管路的一端为进气端，另一端插入源瓶的源液中；第二管路的一端插入源瓶的非原液中，另一端与工艺腔室连通，且在从源瓶到工艺腔室的方向上，依次设置有第一压力规、位置阀，该方法包括：在工艺过程中，获取实时监测的源瓶压力值和工艺腔室压力值；获取开阀角度值与源瓶压力值和工艺腔室压力值的拟合曲线；根据拟合曲线，确定与源瓶压力值、工艺腔室压力值对应的开阀角度值；根据开阀角度值，控制位置阀调整开阀角度的大小，从而保证进入工艺腔室的反应源的量一致，保证工艺的重复精度，提高反应源的利用率。提高反应源的利用率。提高反应源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体设备反应源控制方法和一种半导体工艺设备


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种半导体设备反应源控制方法和一种半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)工艺是反应物进入工艺腔室内，在一定压力和温度下进行的化学反应。反应物有些需要特殊合成后的液体存放在源瓶内，通过给源瓶加热，使液体汽化生成饱和蒸汽压存在于源瓶非液体环境中，利用载气的方式将生成的饱和蒸汽压携带出来进入工艺腔室，与其他反应气体反应生产需求的薄膜。
[0003]然而，因源瓶的体积是固定的，随着工艺的消耗，液体越来越少，生成的饱和蒸汽压也会降低，载气携带进入工艺腔室的量会存在差异，对于高端制程工艺，反应源每次进入腔室的量多少直接影响工艺的重复性。若不对反应源的量进行控制，也会造成进入腔室的量太多，未发生反应而被抽走造成浪费。因此，在工艺的过程中，如何保证进入工艺腔室的反应源的量一致，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种半导体设备反应源控制方法和相应的一种半导体工艺设备。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种半导体设备反应源控制方法，所述半导体设备包括源瓶、管路、工艺腔室；所述管路包括第一管路和第二管路，其中，所述第一管路的一端为进气端，另一端插入所述源瓶的源液中；所述第二管路的一端插入所述源瓶中的液面上方，另一端与所述工艺腔室连通，且所述第二管路上在从所述源瓶到所述工艺腔室的方向上，依次设置有第一压力规、位置阀，所述第一压力规用于检测源瓶的压力；所述工艺腔室上设置有第二压力规，所述第二压力规用于检测工艺腔室的压力，所述方法包括：
[0006]在工艺过程中，获取实时监测的当前源瓶压力值和当前工艺腔室压力值；
[0007]获取所述位置阀的开阀角度值与源瓶压力值和工艺腔室压力值的拟合曲线；所述拟合曲线用于表征所述位置阀的开阀角度值与所述源瓶压力值和所述工艺腔室压力值的映射关系；
[0008]根据所述拟合曲线，确定与所述当前源瓶压力值、所述当前工艺腔室压力值对应的所述位置阀的目标开阀角度值；
[0009]根据所述目标开阀角度值，控制所述位置阀调整开阀角度。
[0010]可选地，所述半导体设备还包括温控器，所述方法还包括：
[0011]当所述位置阀的开阀角度值达到预设角度阈值时，控制所述温控器提升源瓶温度。
[0012]可选地，还包括：
[0013]将所述位置阀设置在不同开阀角度值，以及记录在所述不同开阀角度值下的源瓶压力值和工艺腔室压力值；
[0014]根据在所述不同开阀角度值下的源瓶压力值和腔室的压力值，生成所述开阀角度值与源瓶压力值和腔室压力值的拟合曲线。
[0015]可选地，所述将所述位置阀设置在不同开阀角度值，以及记录在所述不同开阀角度值下的源瓶压力值和工艺腔室压力值，包括：
[0016]获取所述位置阀在最大开阀角度值下对应的所述源瓶压力值的初始值和所述工艺腔室压力值的初始值；
[0017]控制所述位置阀的开阀角度值减少预设角度值，以及记录所述源瓶当前的压力值以及所述工艺腔室当前的压力值；
[0018]判断所述位置阀的当前开阀角度值是否达到预设角度值；
[0019]若未达到，则重复所述控制所述位置阀的开阀角度值减少预设角度值，以及记录所述源瓶当前的压力值以及所述工艺腔室当前的压力值的步骤；
[0020]若达到，则记录结束。
[0021]可选地，所述拟合曲线的公式为S＝K1*R1*T1/(G13*V1)+K2*G23*V2/(R2*T2)，分子量n＝K3/S，其中S为开阀角度，K1、K2、K3为自学习系数，R1、R2为气体常数，V1和V2为体积，G1为源瓶压力，G2为工艺腔室压力。
[0022]可选地，所述管路还包括第三管路，其中，所述第三管路的一端连接所述第一管路，另一端连接所述第二管路；所述管路上设置有多个阀门，用于控制管路内气体的流通，所述方法还包括：
[0023]在所述工艺开始前，控制所述多个阀门的通断，以使从所述第一管路进气端进入的气体经过第三管路传输，而不经过源瓶；
[0024]在所述工艺过程中，控制所述多个阀门的通断，以使所述从所述第一管路进气端进入的气体经过源瓶传输，而不经过第三管路。
[0025]可选地，所述半导体设备还包括真空泵；所述管路还包括第四管路，所述第四管路的一端与所述工艺腔室连接，另一端与所述真空泵连接；所述第一管路的进气端设置有质量流量控制器；所述在所述工艺开始前，控制所述多个阀门的通断，使得从所述第一管路进气端进入的气体经过第三管路传输，而不经过源瓶，包括：
[0026]在所述工艺开始前，控制所述质量流量控制器设置工艺清扫需要的流量值，以及控制所述多个阀门的通断，以使从所述第一管路进气端进入的气体经过第三管路传输到所述工艺腔室，而不经过源瓶。
[0027]可选地，所述打开相应的阀门，使得从所述第一管路进气端进入的气体经过第三管路传输到所述工艺腔室，而不经过源瓶，还包括：
[0028]在所述气体传输预设时间后，控制所述多个阀门的通断，以使所述气体停止从所述第一管路进气端进入，以及打开真空泵，将所述管路抽成真空状态。
[0029]本专利技术实施例还公开了一种半导体工艺设备，所述半导体设备包括源瓶、管路、工艺腔室；所述管路包括第一管路和第二管路，其中，所述第一管路的一端为进气端，另一端插入所述源瓶中的液面上方；所述第二管路的一端插入所述源瓶的非原液中，另一端与所述工艺腔室连通，且所述第二管路上在从所述源瓶到所述工艺腔室的方向上，依次设置有
第一压力规、位置阀，所述第一压力规用于检测源瓶的压力；所述工艺腔室上设置有第二压力规，所述第二压力规用于检测工艺腔室的压力，所述半导体工艺设备还包括：
[0030]控制器，用于在工艺过程中，获取实时监测的当前源瓶压力值和当前工艺腔室压力值；获取所述位置阀的开阀角度值与源瓶压力值和工艺腔室压力值的拟合曲线；所述拟合曲线用于表征所述开阀角度值与所述源瓶压力值和所述工艺腔室压力值的映射关系；根据所述拟合曲线，确定与所述当前源瓶压力值、所述当前工艺腔室压力值对应的所述位置阀的目标开阀角度值；根据所述目标开阀角度值，控制所述位置阀调整开阀角度。
[0031]可选地，所述位置阀包括，
[0032]壳体，所述壳体为中空腔室；
[0033]通气接口，所述通气接口包括两个，分别位于所述壳体相对的两侧，所述通气接口一端插入所述壳体内部，另一端与所述第二管路连接；
[0034]阀板，所述阀板位于所述壳体内部，且位于所述壳体内部的两个所述通气接口之间，所述阀板的形状与所述壳体的横截面相配合；
[0035]伺服电机，所述伺服电机通过固定件与所述阀板连接，用于控制所述阀板的转动角度；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体设备反应源控制方法，其特征在于，所述半导体设备包括源瓶、管路、工艺腔室；所述管路包括第一管路和第二管路，其中，所述第一管路的一端为进气端，另一端插入所述源瓶的源液中；所述第二管路的一端插入所述源瓶中的液面上方，另一端与所述工艺腔室连通，且所述第二管路上在从所述源瓶到所述工艺腔室的方向上，依次设置有第一压力规、位置阀，所述第一压力规用于检测源瓶的压力；所述工艺腔室上设置有第二压力规，所述第二压力规用于检测工艺腔室的压力，所述方法包括：在工艺过程中，获取实时监测的当前源瓶压力值和当前工艺腔室压力值；获取所述位置阀的开阀角度值与源瓶压力值和工艺腔室压力值的拟合曲线；所述拟合曲线用于表征所述位置阀的开阀角度值与所述源瓶压力值和所述工艺腔室压力值的映射关系；根据所述拟合曲线，确定与所述当前源瓶压力值、所述当前工艺腔室压力值对应的所述位置阀的目标开阀角度值；根据所述目标开阀角度值，控制所述位置阀调整开阀角度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体设备还包括温控器，所述方法还包括：当所述位置阀的开阀角度值达到预设角度阈值时，控制所述温控器提升源瓶温度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将所述位置阀设置在不同开阀角度值，以及记录在所述不同开阀角度值下的源瓶压力值和工艺腔室压力值；根据在所述不同开阀角度值下的源瓶压力值和腔室的压力值，生成所述开阀角度值与源瓶压力值和腔室压力值的拟合曲线。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述位置阀设置在不同开阀角度值，以及记录在所述不同开阀角度值下的源瓶压力值和工艺腔室压力值，包括：获取所述位置阀在最大开阀角度值下对应的所述源瓶压力值的初始值和所述工艺腔室压力值的初始值；控制所述位置阀的开阀角度值减少预设角度值，以及记录所述源瓶当前的压力值以及所述工艺腔室当前的压力值；判断所述位置阀的当前开阀角度值是否达到预设角度值；若未达到，则重复控制所述位置阀的开阀角度值减少预设角度值，以及记录所述源瓶当前的压力值以及所述工艺腔室当前的压力值的步骤；若达到，则记录结束。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述拟合曲线的公式为S＝K1*R1*T1/(G13*V1)+K2*G23*V2/(R2*T2)，分子量n＝K3/S，其中S为开阀角度，K1、K2、K3为自学习系数，R1、R2为气体常数，V1和V2为体积，G1为源瓶压力，G2为工艺腔室压力。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管路还包括第三管路，其中，所述第三管路的一端连接所述第一管路，另一端连接所述第二管路；所述管路上设置有多个阀门，用于控制管路内气体的流通，所述方法还包括：在所述工艺开始前，控制所述多个阀门的通断，以使从所述第一管路进气端进入的气体经过第三管路传输，而不经过源瓶；
在所述工艺过程中，控制所述多个阀门的通断，以使从所述第一管路进气端进入的气体经...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡云龙，
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：