CN112017934B - 压力控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压力控制方法及***，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，该方法包括以下步骤：S1：对所述腔室进行本底抽气，直至所述腔室的压力达到预设本底压力值；S2：向所述腔室充气，在第一设定时间后停止充气；S3：以预定抽气速度对所述腔室进行抽气，直至所述腔室中的压力达到目标压力值为止。通过本发明，降低了传输平台的压力控制成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种压力控制方法及***。
背景技术
半导体工艺通常是通过物理、化学等手段对硅片进行某种处理，而完成工艺过程的设备称为半导体装备。半导体装备中对硅片的处理通常是在一个真空环境下的密闭容器中进行的，该部分称为工艺腔室。半导体装备中除了工艺腔室外还具有传输平台，传输平台包括传输腔室和过渡腔室，传输腔室内需要保持真空环境，而过渡腔室则是在真空状态与大气状态下进行转换，其腔室压力状态的控制同样会影响工艺腔室硅片的工艺状态；传输腔室在传送硅片的过程中，与工艺反应腔室直接连通，因而传输腔室的真空度会直接影响工艺反应腔室中气体污染、颗粒控制等情况；由于集成电路中沟槽和线宽尺寸很小，微小的颗粒都能够对硅片工艺结果造成很大的损害，因此如何将传输平台中各腔室的压力，控制在一个适合的范围内就显得尤为重要。
针对申请号为：CN201010530089.4，发明名称为：传输腔室的压强控制方法、装置及等离子体设备的专利，其公开了一种传输腔室的压强控制方法，通过分析预置数据采集周期内传输腔室的压强，实时监控传输腔室内的气压。当前压强处于预置目标压强范围内时，利用传输腔室当前压强的大小和压强变化速率，根据相应的算法对传输腔室内的压强进行分析，获得当前的充气流量，并进一步控制充气阀的打开状态，动态的调节充气流量，使传输腔室的抽气速率和充气速率快速达到平衡，从而实现了对传输腔室压强控制的目的。然而采用该专利实现的传输腔室的强控制方法，控制***结构复杂，并且成本较高，不容易实现。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种压力控制方法及***，以降低了传输平台中各腔室的压力控制的成本。
为实现本发明的目的而提供一种压力控制方法，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，所述方法包括以下步骤：
S1：对所述腔室进行本底抽气，直至所述腔室的压力达到预设本底压力值；S2：向所述腔室充气，在第一设定时间后停止充气；
S3：以预定抽气速度对所述腔室进行抽气，直至所述腔室中的压力达到目标压力值为止。
优选地，所述腔室为传输腔室或过渡腔室。
优选地，在所述步骤S1之前，所述方法还包括步骤S0：
判断传输平台中腔室的压力是否为所述目标压力值：若否，执行步骤S1；若是，返回执行步骤S0。
优选地，在所述步骤S3之后，还包括：返回执行步骤S0。
优选地，同时控制所述传输腔室以及所述过渡腔室压力时，所述传输腔室的目标压力值与所述过渡腔室的目标压力值相同。
优选地，所述目标压力值的大小为1～10Torr。
优选地，所述第一设定时间为1s。
优选地，在所述步骤S2中，通过调节向所述腔室充气的进气量来调节控压耗时。
一种压力控制***，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，所述***包括：气体源、真空泵、压力传感器、第一开关、第二开关以及处理器；
所述压力传感器用于检测传输平台中腔室的压力，并将所述压力传输给所述处理器；
所述第一开关设置在所述气体源与所述腔室之间的气路上；
所述第二开关设置在所述真空泵与所述腔室之间的气路上；
所述处理器实时判断所述压力是否为目标压力值；
所述处理器通过所述第二开关、所述真空泵对所述腔室进行本底抽气，直至所述压力达到预设本底压力值为止；通过所述第一开关、所述气体源向所述腔室充气，并在第一设定时间后停止充气；再通过所述第二开关、所述真空泵以预定抽气速度对所述腔室进行抽气，直至所述压力达到目标压力值为止。优选地，还包括：针阀；
所述针阀设置在所述第一开关与所述腔室之间的气路上。
优选地，所述腔室为传输腔室或过渡腔室。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的压力控制方法及***，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，对腔室进行本底抽气，直至腔室的压力达到预设本底压力值；向腔室充气，在第一设定时间后停止充气；以预定抽气速度对腔室进行抽气，直至腔室中的压力达到目标压力值为止。本发明提供的压力控制方法及***，腔室压力控制更便捷，且整个控压过程耗时短，可有效降低传输平台中腔室的压力控制成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的压力控制方法的一种流程图；
图2为本发明实施例提供的压力控制方法的另一种流程图；
图3为本发明实施例提供的压力控制***的一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的压力控制***的另一种结构示意图；
图5为过渡腔室压力控制过程中压力变化曲线；
图6为传输腔室压力控制过程中压力变化曲线。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的压力控制方法及***进行详细描述。
实施例一
如图1所示为本发明实施例提供的压力控制方法的一种流程图，本发明实施例中压力控制方法，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，包括以下步骤：
步骤100：开始。
步骤101：对腔室进行本底抽气，直至腔室的压力达到预设本底压力值；具体地，预设本底压力值由不同的腔室及工艺确定，比如，腔室为过渡腔室且在过渡腔室中进行硅片传输时，预设本底压力值为50mTorr。
步骤102：向腔室充气，在第一设定时间后停止充气。
具体地，第一设定时间段为可配置值，其由操作人员根据工艺需求确定，比如，第一设定时间段为1s。进一步，第一设定时间可以通过调节气体进气量进行时间调节，在调节第一设定时间的基础上可以达到调节控压耗时的目的。
具体地，控压耗时为采用本发明的压力控制方法进行压力控制，从而使腔室中的压力达到目标压力值所耗费的时长。当向腔室中充气的进气量越大，则控压耗时的时长越短；反之，当向腔室中充气的进气量越小，则控压耗时的时长越长。
步骤103：以预定抽气速度对腔室进行抽气，直至腔室中的压力达到目标压力值为止。
具体地，目标压力值为由半导体设备确定的可配置值，目标压力值的大小在1～10Torr范围内，比如，目标压力值为2.7Torr。
具体地，预定抽气速度为由真空泵确定的可配置值，比如，预定抽气速度为5L/min。
本发明实施例提供的压力控制方法，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，对腔室进行本底抽气，直至腔室的压力达到预设本底压力值；向腔室充气，在第一设定时间后停止充气；以预定抽气速度对腔室进行抽气，直至腔室中的压力达到目标压力值为止。本发明提供的压力控制方法容易实现，且整个控压过程耗时短，可有效降低传输平台中腔室的压力控制成本。
具体地，本发明提供的压力控制方法可以应用于传输平台的传输腔室和/或过渡腔室，即本发明实施例中提到的腔室为传输腔室或过渡腔室。
进一步，本发明的另一个实施例中，当本发明提供的压力控制方法应用与传输腔室和过渡腔室，即压力控制方法同时控制传输腔室以及过渡腔室压力时，传输腔室的目标压力值与过渡腔室的目标压力值相同。本发明实施例中将传输腔室的目标压力值与过渡腔室的目标压力值设置相同，可以避免因过渡腔室与传输腔室的压差过大门阀开关磨损产生的颗粒，从而减少了传输以及工艺过程中颗粒数量，保证了传输与工艺质量。
进一步，本发明的一个实施例中，当本发明提供的压力控制方法应用于传输腔室时，传输腔室的预设本底压力值为100mTorr；当本发明提供的压力控制方法应用于过渡腔室时，过渡腔室的预设本底压力值为50mTorr。
实施例二
如图2所示为本发明实施例提供的压力控制方法的另一种流程图，本发明实施例中压力控制方法包括以下步骤：
步骤200：开始。
步骤201：判断传输平台中腔室的压力是否为目标压力值；若是，返回执行步骤201；否则，执行步骤202。
步骤202：对腔室进行本底抽气，直至腔室的压力达到预设本底压力值。
步骤203：向腔室充气，在第一设定时间后停止充气，并通过调节向腔室充气的进气量来调节控压耗时。
步骤204：以预定抽气速度对所述腔室进行抽气，直至腔室中的压力达到目标压力值为止，返回执行步骤201。
本发明实施例提供的压力控制方法，在向腔室冲入气体的过程中，通过调节气体的进气量来调节控压耗时，本实施例中，腔室中进气量较大，则控压耗时短；腔室中进气量较小，则控压耗时长；通过本发明实施例可以有效调节压力控制时间。
实施例三
针对上述压力控制方法，本发明还提供了一种压力控制***，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，如图2所示，本实施例中压力控制***包括：气体源1、真空泵2、压力传感器3、第一开关4、第二开关5以及处理器6。
压力传感器3用于检测传输平台中腔室7的压力，并将压力传输给处理器。
第一开关4设置在气体源1与腔室7之间的气路上。
第二开关5设置在真空泵2与腔室7之间的气路上。
处理器6通过第二开关5、真空泵2对腔室进行本底抽气，直至压力达到预设本底压力值为止；通过第一开关4、气体源1向腔室充气，并在第一设定时间后停止充气；再通过第二开关5、真空泵2以预定抽气速度对腔室进行抽气，直至压力达到目标压力值为止。
具体地，目标压力值为由半导体设备确定的可配置值，目标压力值的大小在1～10Torr范围内，比如，目标压力值为2.7Torr。
具体地，本底压力值由不同的腔室及工艺确定，比如，腔室为过渡腔室且在过渡腔室中进行硅片传输时，本底压力值为50mTorr。
具体地，第一设定时间为可配置值，其由操作人员根据工艺需求确定，比如，第一设定时间为1s。进一步，第一设定时间可以通过调节气体进气量进行时间调节，在调节第一设定时间的基础上可以达到调节控压耗时的目的。
具体地，腔室为传输腔室或过渡腔室。传输腔室的预设本底压力值为100mTorr；过渡腔室的预设本底压力值为50mTorr。
具体地，预定抽气速度为由真空泵确定的可配置值，比如，预定抽气速度为5L/min。
进一步，当腔室为过渡腔室以及传输腔室时，传输腔室的目标压力值与过渡腔室的目标压力值相同。本发明实施例提供的压力控制***，用于对传输平台中的腔室进行压力控制，处理器控制真空泵对腔室进行本底抽气，直至腔室的压力达到预设本底压力值；处理器控制气体源向腔室充气，在第一设定时间后停止充气；以预定抽气速度对腔室进行抽气，直至腔室中的压力达到目标压力值为止。本发明提供的压力控制***，结构简单、容易实现，降低了传输平台的压力控制的成本。
实施例四
如图4所示为本发明实施例压力控制***的另一种结构示意图，相对于图3所示的***，腔室包括：过渡腔室71以及传输腔室72；第一开关有两个41、42，分别设置在气体源1与过渡腔室71之间的气路上，以及设置在气体源1与传输腔室72之间的气路上；第二开关5有两个51、52，分别设置真空泵2与传输腔室72之间的气路上，以及设置在真空泵2与过渡腔室71之间的气路上；进一步，图4中增加了针阀8，该针阀8设置在第一开关与腔室之间的气路上。针阀8与处理器6连接，针阀8由处理器6控制。具体地，图4中未示处理器、传感器以及处理器分别与第一开关4、第二开关5、针阀8之间的连接关系。
本发明实施例提供的压力控制***，通过针阀调节气体的进气量实现调节控压耗时的目的；通过本发明实施例可以有效调节压力控制时间。
下面结合图4对本发明提供的压力控制方法及***进行具体说明：
过渡腔室71的压力控制过程为：步骤一，产品片从大气端传入过渡腔室71，为了尽可能去除氧气、水汽等，需要打开第二开关52，是真空泵2抽过渡腔室71至本底压力值后关闭第二开关52；步骤二，打开第一开关42，第一设定时间后关闭第一开关42，其中针阀8可以用来调节进气量的大小，从而间接控制过渡腔室71的控压时长；步骤三，打开第二开关52，使真空泵2慢抽过渡腔室71，使过渡腔室71达到目标压力值后关闭第二开关52，压力控制过程结束。图5为过渡腔室压力控制过程中压力变化曲线，插图为30-150s时间段的放大图；参见如图5所示，可以看出从本底压力值—50mTorr至控压目标压力值—2.6Torr只需5s即可完成，控压耗时还可以调节针阀8来增加或者减少，同时可以看到压力控制过程结束后腔室压力能够维持稳定。
传输腔室72和过渡腔室71的压力控制过程基本一致，不同之处为过渡腔室71由于产品片进出需要循环控制压力，当空闲时为大气状态。而传输腔室72在连续生产的过程中只需一次控压过程即可，当机台处于空闲状态时打开第二开关51抽至本底压力值。由于传输腔室72的气压一般均小于或等于本底压力值，因此具体控制过程为：步骤一，打开第一开关41，充气第一设定时间段后关闭第一开关41；步骤二，打开第二开关51，使真空泵2进行慢抽，从而使传输腔室72达到目标压力值后关闭第二开关51，压力控制过程结束。压力控制过程中过度腔室压力变化如图6所示，可以看出从本底压力值—50mTorr至控压目标压力值—2.6Torr需要28s，且压力控制过程结束后腔室压力维持稳定。另外由于传输腔室在连续生产开始时控压一次即可，因此控压耗时对生产节拍影响很小。同时，需要保证过度腔室71和传输腔72控压压力一致，避免压差过大门阀开关磨损产生颗粒。
过渡腔室的压力控制流程适合于腔室容量较小的腔室，传输腔室压力控制流程适合用来控制腔室体积较大的腔室。需要说明的是，由于从软件发送指令到第二开关关闭动作执行之间会有一定延迟，因此配置的目标压力值需要比实际要达到的压力值略高，具体数据可以根据实际机台状态进行微调。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种压力控制方法，用于对传输平台中的过渡腔室进行压力控制，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：对所述过渡腔室进行本底抽气，直至所述过渡腔室的压力达到预设本底压力值，在所述过渡腔室中进行硅片传输时，所述预设本底压力值为50mTorr；
S2：向所述过渡腔室充气，在第一设定时间后停止充气，所述第一设定时间为1s，以达到调节控压耗时的目的；
S3：以预定抽气速度对所述过渡腔室进行抽气，直至所述过渡腔室中的压力达到目标压力值为止，所述目标压力值为所述目标压力值的大小为1～10Torr，所述预定抽气速度为5L/min。
2.根据权利要求1所述的压力控制方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述方法还包括步骤S0：
判断传输平台中过渡腔室的压力是否为所述目标压力值：若否，执行步骤S1；若是，返回执行步骤S0。
3.根据权利要求2所述的压力控制方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，还包括：返回执行步骤S0。
4.根据权利要求1-3任一项所述的压力控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过调节向所述过渡腔室充气的进气量来调节控压耗时。
5.一种压力控制***，用于对传输平台中的过渡腔室进行压力控制，其特征在于，所述***包括：气体源、真空泵、压力传感器、第一开关、第二开关以及处理器；
所述压力传感器用于检测传输平台中过渡腔室的压力，并将所述压力传输给所述处理器；
所述第一开关设置在所述气体源与所述过渡腔室之间的气路上；
所述第二开关设置在所述真空泵与所述过渡腔室之间的气路上；
所述处理器通过所述第二开关、所述真空泵对所述过渡腔室进行本底抽气，直至所述压力达到预设本底压力值为止，在所述过渡腔室中进行硅片传输时，所述预设本底压力值为50mTorr；通过所述第一开关、所述气体源向所述过渡腔室充气，并在第一设定时间后停止充气，所述第一设定时间为1s，以达到调节控压耗时的目的；再通过所述第二开关、所述真空泵以预定抽气速度对所述过渡腔室进行抽气，直至所述压力达到目标压力值为止，所述目标压力值为所述目标压力值的大小为1～10Torr，所述预定抽气速度为5L/min。
6.根据权利要求5所述的压力控制***，其特征在于，还包括：针阀；
所述针阀设置在所述第一开关与所述过渡腔室之间的气路上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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