[发明专利]磁控溅射工艺中直流电源的控制方法、控制装置及系统

说明书

本发明公开了一种磁控溅射工艺中直流电源的控制方法、控制装置及系统，其中控制方法包括：预先接收工控机下发的参数指令，参数指令包括：电源设定功率、定时启动功率、电源加载时间；在磁控溅射工艺的过程中，实时判断电源设定功率和定时启动功率是否满足预设条件；当电源设定功率和定时启动功率满足预设条件时，开始计时，同时控制直流电源输出电源设定功率；当计时时间达到电源加载时间后，关闭直流电源。本发明的有意效果在于，通过设置电源定时控制，可以精确控制直流电源的加载时间，从而确保镀膜膜厚的精确度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种磁控溅射工艺中直流电源的控制方法、控制装置及系统。

背景技术

物理气相沉积磁控溅射工艺是指在真空环境下，使用大功率电离电源，通过电压和磁场的共同作用，以被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在基件上形成薄膜的工艺。金属硬掩膜工艺是物理气相沉积工艺的中常见的一种，在金属硬掩膜工艺中应用的最广泛的材料就是氮化钛薄膜，氮化钛工艺过程中需要大功率直流电源来提供电压，通过持续旋转的具有特定形状的磁控管在物理气相沉积腔室内形成高金属离子比率的高密度等离子体，并对高纯度的溅射靶材进行轰击以进行氮化钛薄膜沉积工艺。

在氮化钛工艺过程中，大功率直流电源是由工控机发送指令给电源，电源接收到指令后开始加载功率，例如工艺系统设置直流电源在10KW的功率下工作20s关闭，由于工控机和电源之间通过现场总线通讯，存在网络延时的问题，直流电源的工作时间可能会多于20s，加载时间过长导致氮化钛薄膜过厚。

因此，期待一种直流电源的控制方法，可以精确控制电源的加载时间，以保证膜厚达到标准要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种磁控溅射工艺中直流电源的控制方法、控制装置及系统，实现精确控制直流电源的功率加载时间，以保证膜厚达到标准要求。

为实现上述目的，本发明提出了一种磁控溅射工艺中直流电源的控制方法，包括：

预先接收工控机下发的参数指令，所述参数指令包括：电源设定功率、定时启动功率、电源加载时间；

在所述磁控溅射工艺的过程中，实时判断所述电源设定功率和定时启动功率是否满足预设条件；

当所述电源设定功率和定时启动功率满足所述预设条件时，开始计时，同时控制所述直流电源输出所述电源设定功率；

当计时时间达到所述电源加载时间后，关闭所述直流电源。

可选地，所述实时判断所述电源设定功率和定时启动功率是否满足预设条件，包括：

实时判断所述电源设定功率是否大于或等于所述定时启动功率；

所述当所述电源设定功率和定时启动功率满足所述预设条件时，开始计时，同时控制所述直流电源输出所述电源设定功率，包括：

当所述电源设定功率大于或等于所述定时启动功率时，开始计时，同时控制所述直流电源输出所述电源设定功率。

可选地，在所述实时判断所述电源设定功率和定时启动功率是否满足预设条件之前，还包括：

当所述磁控溅射工艺进入启辉工艺步骤后，接收所述工控机下发的判断启动指令，开始执行所述实时判断所述电源设定功率和定时启动功率是否满足预设条件的步骤。

可选地，所述直流电源控制方法还包括：

当所述电源设定功率和定时启动功率不满足所述预设条件时，由所述工控机控制所述直流电源输出所述电源设定功率，且输出的时长为预定时长。

可选地，所述定时启动功率的取值范围为2000W-12000W；和/或所述电源加载时间的取值范围为5-20s。