[发明专利]一种等离子体放电异常的处理方法

说明书

本发明公开了一种等离子体放电异常的处理方法，其步骤包括：步骤S1：淀积工艺开始时，检测等离子体放电过程中输出电流Io是否超过最大电流设定值Imax，当Io＞Imax时，判断放电过程中有Imax电弧发生；若Io＜Imax，则继续比较Io是否超过电流设定值Ix，其中Ix＜Imax；步骤S2：当输出电流Io＞Ix时，同时需比较输出电压Uo是否超过电压设定值Ux；当Io＞Ix且Uo＜Ux时，判断放电过程中有U×I电弧发生；步骤S3：比较输出电压波动ΔU和设定值dU，当ΔU大于dU时，判断放电过程中有dU电弧发生。本发明具有原理简单、操作简便、自动化程度高、检测精度高、处理效果好等优点。

技术领域

本发明主要涉及到等离子增强化学气相技术领域，特指一种等离子体放电异常的处理方法。

背景技术

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是等离子增强化学气相技术的简称，是目前AlOx、SiONx、SiNx等薄膜制备的一种主要技术。其原理是：反应气体中的电子在外电场中加速获得能量与反应气体发生初级反应，使得气体分子电离分解，从而形成等离子体。等离子体中大量的化学活性的离子、中性原子和分子生成物向薄膜生长表面输运，同时互相之间发生次级反应。到达薄膜生长表面的各种初级反应产物和次级反应产物被衬底吸附，并与表面发生反应，同时其他产物释放出去，最终形成薄膜。

在淀积工艺等离子体放电过程中会因短路产生电弧，电弧可能会造成基片的卡点烧焦以及工艺结束时膜厚不足等问题。为避免短路，现有的解决方法是监控电源的放电功率，通过功率来判断是否有短路。当功率偏差达到一定阈值，如功率偏差范围超过放电功率设定值的15％-45％，则判断有电弧发生，控制程序会进行报警处理从而停止当前淀积工艺运行。报警处理完毕后，现场工艺人员再根据经验手动设置需补充的淀积工艺时间，完成之前停止的淀积工艺。

以上现有控制程序通过功率偏差来判断是否发生电弧存在的方式存在以下缺点：

(1)功率偏差灵敏度不够，等到功率严重偏差时，基片卡点可能已经烧焦。

现有技术中控制程序仅设置淀积工艺放电时功率偏差报警功能，电源放电过程中有功率有偏差是正常的，并且功率偏差与打弧之间并没有强线性关系，有时候功率稳定，但是电弧会很多，有时候功率偏差较大，但电弧却不多。所以通过功率偏差来判断短路报警必须要功率偏差达到阈值并且持续了一段时间才能确保较大概率是放电短路，阈值若设置严苛则容易误判正常的偏差，影响生产效率，阈值若设置宽松则容易造成短路时间过长烧焦基片卡点。

(2)抑弧时损失的能量难以估算，一般都是依靠工艺人员的经验来估计补镀时间。

功率偏差与抑弧所损失的能量无强线性关系，无法通过功率偏差来计算出要补充的电离能量。现有技术中工艺人员只能通过经验值预估损失的能量从而手动补上抑弧损失的能量，既依赖经验又不够精确，经常会有补镀工艺膜厚不足的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、操作简便、自动化程度高、检测精度高、处理效果好的等离子体放电异常的处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种等离子体放电异常的处理方法，其步骤包括：

步骤S1：淀积工艺开始时，检测等离子体放电过程中输出电流Io是否超过最大电流设定值Imax，当Io＞Imax时，判断放电过程中有Imax电弧发生；若Io＜Imax，则继续比较Io是否超过电流设定值Ix，其中Ix＜Imax；

步骤S2：当输出电流Io＞Ix时，同时需比较输出电压Uo是否超过电压设定值Ux；当Io＞Ix且Uo＜Ux时，判断放电过程中有U×I电弧发生；

步骤S3：比较输出电压波动ΔU和设定值dU，当ΔU大于dU时，判断放电过程中有dU电弧发生。