[发明专利]传输腔室的压强控制方法、装置及等离子体设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺控制技术，特别是涉及一种传输腔室的压强控制方法、装置及等离子体设备。

背景技术

半导体加工工艺中，一般通过刻蚀机设备对硅片进行加工处理。刻蚀机设备的传输腔室(TC，Transfer Chamber))是整个刻蚀设备中十分重要的部分，其负责将硅片传输到反应传输腔室中，是硅片在各个反应传输腔室值之间进行传输的必经之路。在理想的工作状态下，传输腔室需要保持真空状态，因此，其传输腔室内气压很低，但是硅片在反应传输腔室中完成工艺处理之后，会产生具有污染性的气体颗粒；当传输腔室和反应腔室连通时，如果传输腔室的压力比反应中的压力低的话，反应传输腔室中产生的污染颗粒就会在压力的作用下进入到传输腔室中，从而造成传输腔室的污染，进而影响硅片的刻蚀。所以在正常的工作状态下，需保证传输腔室内的气压不小于反应传输腔室内的气压，以防止反应传输腔室中的污染颗粒进入到传输腔室。因此，对传输腔室进行有效的控压，是整个刻蚀工艺流程中的一个很重要的环节。

为了保证传输腔室内的气压不低于反应传输腔室内的气压，目前使用较普遍的一种控压方法，是采用控压阀来控制传输腔室的压力，它通过对传输腔室的压力和控压阀的气体流量进行分析计算，得出合适的流量值，通过调节控压阀的气体流量从而实现对于传输腔室控压的目的。该方法的主要缺点是：控压阀价格比较昂贵，安装较为复杂，维护和操作比较麻烦；并且，如果控压阀发生故障，可能会对传输腔室造成严重污染。

此外，还有一种针对控制传输腔室的控压方法，抽气气路与充气气路同时开启，使传输腔室内气压稳定到某一平衡值，其采取流量控制器(MFC，Mass Flow Controller)进行控压。根据实验数据确定平衡传输腔室压力所需要的充气流量，在传输腔室与反应传输腔室连通时，利用MFC调节流量进行充气，流量控制器的充气阀打开后，就会按照该充气流量以定值进行充气。但是，由于充气流量一定，不能根据气压波动进行调整，因此无法实现动态和实时的控压；并且，当传输腔室压力发生波动时，由于充气气流不可变，其需要较长的时间才能恢复到稳定状态。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提供一种传输腔室压强的控制技术，能够实时、动态的调整传输腔室内的气压，并且节约设备成本。

发明内容

本发明提供一种传输腔室的压强控制方法、装置和系统，用以解决现有技术中控压设备成本较高，无法实时、动态的控制传输腔室内气压的技术问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种传输腔室的压强控制方法，包括：

采集传输腔室的当前压强，并获取所述当前压强所在预置数据采集周期内的压强变化率；

判断所述当前压强是否处于预置目标压强范围内，若否，则根据所述当前压强、所述压强变化率和传输腔室内预置稳定充气流量，获取当前充气流量；

并根据所述当前充气流量控制充气阀的打开状态，向传输腔室内充气。

优选的，所述方法还包括：若所述当前压强处于预置目标压强范围内，则判断所述压强变化率的绝对值是否小于等于预置目标压强变化率；若是，则控制充气阀以当前的打开状态向传输腔室内充气。

优选的，所述方法还包括：若所述压强变化率的绝对值大于预置目标压强变化率，则根据所述当前压强、所述压强变化率和传输腔室内预置稳定充气流量，获取当前充气流量；并根据所述当前充气流量控制充气阀的打开状态，向传输腔室内充气。

优选的，在上述判断所述当前压强是否处于预置目标压强范围内的步骤之前，所述方法还包括：判断传输腔室内的所述当前压强是否小于等于预置压强上限值，若否，则关闭所述充气阀；若是，则执行上述判断所述当前压强是否处于预置目标压强范围内的步骤。

进一步，所述根据所述当前压强、所述压强变化率和传输腔室内预置稳定充气流量，获取当前充气流量，具体为：

V_t＝V₀±K_t×k；

其中，V_t为所述当前充气流量；V₀为所述预置稳定充气流量，其代表传输腔室的压强维持在所述预置目标压强范围时的充气流量；K_t为所述当前压强所在预置数据采集周期内的压强变化率；k为流量转换系数；

当所述当前压强小于所述预置压强上限值、大于所述预置目标压强，且所述预置数据采集周期内的压强呈下降趋势时，上述公式取“+”；

当所述当前压强小于所述预置目标压强，且所述预置数据采集周期内的压强呈下降趋势时，上述公式取“-”；