[发明专利]腔室的压力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力控制技术领域，尤其涉及的是一种腔室的压力控制方法。

背景技术

在半导体器件的生产过程中，对反应腔室的压力控制至关重要。特别是在多步刻蚀工艺中，由于反应腔室的压力直接影响刻蚀的效果，因此，更需要精确控制反应腔室的压力，使腔室中的多个压力稳定地进行重复交替等。

例如，在采用多步刻蚀工艺形成硅通孔（TSV）的过程中，具体可以采用电感耦合等离子体（ICP）刻蚀技术或电容耦合等离子体（CCP）刻蚀技术，整个刻蚀过程包括多个周期，每个周期一般可以分为：清洗（Clean Step，CS）、刻蚀（Etch Step，ES）和沉积（Deposition Step，DS）三个步骤，其中，CS步骤和ES步骤中反应腔室的压力可以为第一压力，DS步骤中反应腔室的压力则需要调整为第二压力，因此反应腔室的压力需要在第一压力和第二压力之间交替变换。

现有技术中多步刻蚀工艺是在压力伺服模式（pressure servo model）下，通过摆阀（pendulum）进行反应腔室的压力控制。摆阀是一种可以根据设定气压来调节开启大小的阀门装置，反应腔室至少包括一个用于输入反应气体的气体扩散口和一个用于排出反应气体的气体排出口，摆阀可以设置在反应腔室的气体排出口处。当设定一个压力值后，通过气体扩散口向反应腔室通入一定量的气体，然后摆阀可以根据反应腔室内通入气体的流量和设定压力值来旋转，平移开气体排出口，通过控制摆阀的开启大小，控制反应腔室内的压力达到设定的压力值。由于气体的流量、腔室的压力、腔室的温度等都可能随时发生变化，从而气体排出口的开口宽度也不固定，是浮动变化的。由于现有TSV中刻蚀与沉积的交替进行非常快，每一步只有1秒左右，所以采用传统压力伺服模式时，根据需要的目标压力缓慢调整阀门开口的方法，虽然能在一段实际后获得稳定的气压，但是达到稳定气压的时间太长，往往远超过1秒，所以反应腔内气压还没有达到稳定压力时，加工流程已经需要切换到下一个步骤中，这就会导致反应腔内的气压长期不能在需要的数值间切换。

但是当采用上述技术形成TSV的过程中发现，腔室内的压力不能稳定地停留在第一压力或第二压力，而是存在很大误差；当形成TSV之后发现，TSV的侧壁上存在很多明显的条纹（striation），从而影响了半导体器件的性能。

类似地，在现有技术其他的腔室压力控制中，气体排出口的开口宽度也是不固定的，也存在腔室压力不稳定和不准确的问题。

因此，如何提高腔室压力的稳定性和准确性就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种腔室的压力控制方法，以得到精确稳定的腔室压力。

为解决上述问题，本发明提供了一种腔室的压力控制方法，所述腔室包括一个气体扩散口和一个气体排出口，包括：

设置目标压力，获取与所述目标压力相对应的气体排出口开口宽度；

保持所述气体排出口开口宽度不变，使腔室的压力为目标压力。

可选地，所述获取与所述目标压力相对应的开口宽度包括：采用压力伺服模式，获取气体排出口初始开口宽度；测量腔室的实际压力，比较所述实际压力与所述目标压力；当所述实际压力与所述目标压力的差值的绝对值小于或等于阈值时，将所述初始开口宽度作为与所述目标压力相对应的开口宽度；当所述实际压力与所述目标压力的差值的绝对值大于阈值时，则调节所述初始开口宽度，并再次测量腔室的实际压力和比较所述实际压力和所述目标压力，直至所述实际压力与所述目标压力的差值的绝对值小于或等于阈值，将腔室此时的开口宽度作为与所述目标压力相对应的开口宽度。

可选地，所述调节所述初始开口宽度包括：当所述实际压力大于所述目标压力时，使腔室的开口宽度减小一个单位宽度；当所述实际压力小于所述目标压力时，使腔室的开口宽度增大一个单位宽度。

可选地，所述单位宽度的范围包括：1mm~20mm。

可选地，所述保持所述开口宽度不变包括：始终保持所述开口宽度不变，直至对腔室的压力控制结束。