[发明专利]等离子增强化学气象沉积设备的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于控制系统技术，具体地说是一种等离子增强化学气相沉积设备的控制方法。 

随着半导体技术的快速发展，对半导体制造设备的要求也越来越苛刻，其中对化学气相沉积设备的要求更为突出，主要表现在晶圆的沉积均匀性、沉积膜厚和沉积品质等方面，目前国内6英寸同类产品的均匀性多为4％-5％，薄膜应力为80-120mPa，折射率为1.45-1.48，并不能满足未来半导体制造的工艺需求。 

由于化学气相沉积设备结构复杂，而进行高度自动化控制则十分困难，目前许多半导体沉积设备，需要人员参与决策的比例很大，如诺发生产的半导体沉积设备(CC-1)其设备初始化就需要人为进行决策和下达种类繁多的单步控制指令。在这种情况下，人员的误操作行为将会频繁发生，设备可靠性和安全性无法得到保障，同时也为构建高度自动化的半导体制造工厂带来了弊端。 

现阶段的化学气相沉积设备的控制系统，一般采用较简单的报警处理机制，一旦设备故障就停止整个加工流程甚至关闭控制系统，即使是一些阀值监测也会如此，这样就造成了不必要的损失。而报警后的处理几乎没有，这就需要针对不同的报警人为做出很多繁琐的处理。 

本发明的目的是提供一种能够保证半导体工艺中晶圆沉积均匀性、沉积膜厚以及设备安全的等离子增强化学气相沉积设备的控制方法。 

发明内容

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下： 

包括设备初始化控制、晶圆加工流程控制、设备异常报警控制，其中：设备初始化控制步骤为启动设备电源，打开报警监控，并发送传片腔和反应腔的初始化指令；晶圆加工流程控制步骤为导入工艺配方，使用批或层配方进行加工初始化、晶圆加工和加工结束控制；设备异常报警控制实现对设备异常和故障的监控，通过异常预处理机制和报警应答处理机制，对设备报警进行分步处理； 

异常预处理机制的处理步骤为：判断当前异常类型，如果异常类型为 终止类，则将终止报警信息添加到报警队列；如果异常为暂停类，则将暂停报警信息添加到报警队列；如果该异常类型为提示类，则将提示报警信息添加到报警队列；报警应答处理机制的处理步骤为：1)判断当前异常类型，如果异常类型为终止类，则终止异常单元的运行；如果异常类型为暂停类，则暂停异常单元的运行；2)获取异常信息字符串输出到屏幕，供用户做出判断；3)获取异常操作码，根据异常操作码打开/关闭报警蜂鸣器、设置报警灯塔状态，等待用户针对该报警做出应答；4)当用户应答结果为“Abort”则终止所有单元的加工流程；如果用户应答为“Continue”则恢复报警单元的运行；5)将该异常从报警队列中移除，如果报警队列不为空则重复此报警应答处理步骤；其中步骤1)、步骤3)及步骤4)的判断为为否的情况下，顺序执行下一步骤。 

所述启动设备电源步骤为：0秒启动24V电源；0.5秒启动射频发生器；1秒启动加热器；2秒启动反应腔真空泵；3秒启动传片腔真空泵；4秒关闭反应腔真空泵；5秒关闭传片腔真空泵；7秒打开吹风机；9秒关闭吹风机。 

所述传片腔设备初始化步骤为：关闭卡匣门，机械手回原点并关闭传片门，关闭净化阀、回填阀和第一节流阀；判断反应腔压力大于10Torr否，如果反应腔压力大于10Torr则调节第一节流阀使传片腔和反应腔压差保持在1Torr以内，打开传片门，否则直接进入传片腔压力大于9Torr否的判断；如果传片腔压力大于9Torr则打开第一节流阀同时关闭净化阀和回填阀抽真空到9Torr以下，关闭传片门，否则直接关闭传片门；然后开始定位机械手，同时进行净化、回填及抽真空传片腔操作，抽真空到200mTorr，并等待机械手定位完成；反应腔设备初始化步骤为：复位样品叉，关闭高低射频，关闭反应、保压气路的气体，设置加热器温度400度；判断当反应腔腔体压力大于9.5Torr否，当反应腔腔体压力大于9.5Torr时则等待传片腔将其压力抽到小于9.5Torr，否则判断进入传片腔压力小于11Torr否的判断；当传片腔压力小于11Torr时，等待传片门关闭，打开第二节流阀并允许压力控制进行压力控制，否则等待传片腔压力小于11Torr；然后开始进行净化、抽真空反应腔操作；再设置压力控制器为50mTorr、并关闭反应、保压气路气体，等待反应腔本体抽真空到50mTorr。