CN101173357A - 一种反应腔室压力控制的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种反应腔室压力控制的装置和方法。本发明主要包括：在反应腔室固有的净化管路也就是进气管路上增加一个压力控制器UPC，通过UPC控制单元自动控制UPC的气流压力来控制反应腔室氮气压力，达到净化反应腔室的作用。本发明使用户根据不同的设备设置具体的反应腔室压力值，使系统自动控制反应腔室压力，从而可以使反应腔室中的颗粒不会附着在反应腔室内壁，实现可以在较短的时间内，自动调整反应腔室压力，达到净化反应腔室的效果。同时本发明具有容易设计、成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种反应腔室压力控制的装置和方法。
背景技术
在硅片的刻蚀工艺过程中，需要使用平台传送硅片，使用反应腔室进行刻蚀工艺，在反应腔室中进行刻蚀工艺时，反应腔室内部会存在很多颗粒，这些颗粒会减少平台和反应腔室的使用寿命，并且影响平台和反应腔室的使用。
为了去除反应腔室中的颗粒，可以采用通过净化管路向反应腔室中充氮气的方法，一方面向反应腔室中充氮气，另一方面从反应腔室中抽气，使反应腔室中维持一定的氮气压力，这样，反应腔室中的颗粒就不会附着在反应腔室内壁，会随着氮气被抽走，达到净化反应腔室的作用。
为了保持反应腔室气流稳定，需要对反应腔室中氮气压力进行控制。传统的控制氮气压力的方法，是增加反应腔室的进气口和出气口，并在出气口上安装节流阀，通过调节节流阀来控制反应腔室的压力。但是，这种方法的代价比较高，因为增加进气口和出气口会使平台反应腔室的设计复杂化，而且节流阀的价格也比较高。
综上所述，现有的控制氮气压力的方法，由于设计上比较复杂，且零部件成本较高，因此，导致现有的实现方案存在着实现成本较高的缺陷。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种反应腔室压力控制的装置和方法，可以在较短的时间内自动调整反应腔室压力，控制反应腔室压力，实现净化反应腔室的功能；同时还可以降低成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种反应腔室压力控制的装置，包括：压力控制器UPC和UPC控制单元，其中：
所述的UPC连接于反应腔室的进气管路上，通过控制进入反应腔室的气体的气动参数来控制反应腔室内的气体压力；
所述的UPC控制单元与所述的UPC连接，用于根据采集的反应腔室内的气体压力参数来确定针对UPC的控制参数，并通过UPC控制反应腔室内气体压力。
所述的一种反应腔室压力控制的装置，包括压力规，所述的压力规与反应腔室内连通，测试腔室内气体压力，并反馈回UPC控制单元作为反应腔室内的气体压力参数。
所述的UPC控制单元具体包括：
数据采集模块：采集UPC控制单元的控制参数数据，包括采集的反应腔室内的气体压力参数；
数据处理模块：对采集的控制参数数据进行处理，得出对应的控制指令；
执行模块：根据控制指令，发出执行指令，控制UPC。
所述的连接UPC的反应腔室的进气管路为反应腔室的净化管路的进气管路。
一种反应腔室压力控制的方法，
根据UPC控制单元检测到的反应腔室内的气体压力参数按照预定的控制模式调整UPC压力，使反应腔室压力达到设定的压力值。
所述的UPC控制单元按照预定的控制模式调整UPC压力的过程包括：
A、设置正常压力下限Pa与正常压力上限Pb，且Pa＜Pb；设置UPC初始压力为其极限压力Ph，并打开UPC；
B、读取稳定后的反应腔室压力值P1，如Pa＜P1＜Pb，则调整结束，否则，计算待调整的UPC设置压力值P2＝P1-(P1-(Pa+Pb)/2)/2；
C、调整UPC设置压力为P2；执行步骤B。
步骤A所述的Pa为90mTorr，Pb为120mTorr，Ph为150mTorr。
步骤A包括：在打开UPC前需将反应腔室抽至小于初始腔室压力。
所述的初始腔室压力小于等于5mTorr。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明可以使用户根据不同的设备设置具体的反应腔室压力值，使系统自动控制反应腔室压力，从而可以使反应腔室中的颗粒不会附着在反应腔室内壁，达到净化反应腔室的效果。本发明的实现也能有效降低硬件设计成本。
附图说明
图1为本发明提供的具体实现反应腔室压力控制的系统硬件结构图；
图2为本发明提供的反应腔室压力控制的具体实现流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种反应腔室压力控制的装置和方法，可使反应腔室压力在比较平缓的情况下，较快的达到理想值，实现净化反应腔室的功能，从而提高平台使用寿命；同时能有效降低硬件成本。
本发明的核心是通过在反应腔室净化管路上增加一个UPC(Unit PressureController)，通过控制UPC的气流压力来控制反应腔室中氮气的压力来实现的。所述的反应腔室压力控制装置具体的结构如图1所示：包括压力控制器UPC和UPC控制单元，其中：
所述的UPC连接于反应腔室的进气管路上，通过控制进入反应腔室的气体的气动参数来控制反应腔室内的气体压力；所述的连接UPC的反应腔室的进气管路可以采用反应腔室的净化管路的进气管路。
所述的UPC控制单元与所述的UPC连接，用于根据采集的反应腔室内的气体压力参数来确定针对UPC的控制参数，实现通过UPC控制反应腔室内气体压力。而具体实现UPC控制单元的计算机控制设备可以是工控机，通常是内置的CPCI板卡，分别连接UPC和压力规，UPC控制单元是实现本发明的核心部件，主要由数据采集模块、数据处理模块和执行模块组成；其中：
数据采集模块：采集UPC控制单元的控制参数数据，包括采集的反应腔室内的气体压力参数；
数据处理模块：对采集的控制参数数据进行处理，得出对应的控制指令；
执行模块：根据控制指令，发出执行指令，控制UPC。
所述的包括压力规，所述的压力规与反应腔室内连通，测试反应腔室内气体压力，并反馈回UPC控制单元作为反应腔室内的气体压力参数。
当然所述的装置还应有干泵，干泵连接于反应腔室的出气管路上，对反应腔室进行抽气，处于常开状态。
由于UPC控制的是进气口管路上的气流压力，它和反应腔室中的实际压力还是有差别的，所以，需要调整UPC压力，使反应腔室压力达到理想压力。为了实现这个匹配过程的自动化，本发明设计了一个计算机控制的程序，使用此程序可以在较短时间内使反应腔室压力达到理想值。具体的方法为：
根据UPC控制单元检测到的反应腔室内的气体压力参数按照预定的控制模式调整UPC压力，使反应腔室压力达到设定的压力值。这里的UPC控制单元按照预定的控制模式调整UPC压力的过程包括：
A、设置正常压力下限Pa与正常压力上限Pb，且Pa＜Pb；设置UPC初始压力为极限压力Ph，并打开UPC；
B、读取稳定后的反应腔室压力值P1，如Pa＜P1＜Pb，则调整结束，否则，计算待调整的UPC设置压力值P2＝P1-(P1-(Pa+Pb)/2)/2；
C、调整UPC设置压力为P2；执行步骤B。
需要说明的是通常在打开UPC前需将腔室抽至小于初始腔室压力。且一般初始腔室压力要小于等于5mTorr。
因为不同设备厂商的气路布置都不同，导致UPC压力和反应腔室压力之间的关系没有固定压力差，需要根据实际情况进行调整。也就是说，要根据不同的设备设定Pa、Pb与Ph，
一般情况下，如反应腔室在工作状态下的理想压力为90mTorr~120mTorr，就设定正常压力下限Pa为90mTorr，正常压力上限Pb为120mTorr。首先需要将反应腔室抽到小于初始腔室压力，通常可设置小于5mTorr，然后打开UPC，通入氮气，一般认为在压力允许的范围内UPC的压力越大，反应腔室达到90mTorr~120mTorr所用时间就越少，但这个压力不能过大，一般不能超过极限压力Ph，可设定Ph为150mTorr，否则引起反应腔室内气流不稳定，所以从5mTorr到90mTorr~120mTorr需要的时间，可以通过本发明进行控制，缩短其时间。
其具体实现方法将结合图2进行详细的说明。
步骤11：预设反应腔室正常压力值范围：设定正常压力下限Pa为90mTorr，正常压力上限Pb为120mTorr，一般认为，此压力范围是反应腔室在工作状态下的理想压力；
步骤12：通过干泵抽出氮气使初始反应腔室压力为5mTorr；
步骤13：设置初始UPC压力为150mTorr，打开UPC，通入氮气；
步骤14：读取稳定后反应腔室压力值P1，并判断是否满足90mTorr＜P1＜120mTorr，如是，则执行调整结束，如否，则执行步骤15；
步骤15：根据上述采集到的气体压力参数按照预定的模式计算待调整的UPC设置压力值P2＝P1-(P1-(90+120)/2)/2；
步骤16：将UPC设置压力调整P2，执行步骤14。
综上所述，本发明不仅可以实现净化反应腔室，提高平台使用寿命的功能；还可以节约硬件设计成本，同时可以满足根据不同设备的具体情况设置压力值范围，使系统能自动控制反应腔室的压力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种反应腔室压力控制的装置，其特征在于，包括：压力控制器UPC和UPC控制单元，其中：
所述的UPC连接于反应腔室的进气管路上，通过控制进入反应腔室的气体的气动参数来控制反应腔室内的气体压力；
所述的UPC控制单元与所述的UPC连接，用于根据采集的反应腔室内的气体压力参数来确定针对UPC的控制参数，并通过UPC控制反应腔室内气体压力。
2.根据权利要求1所述的一种反应腔室压力控制的装置，其特征在于：包括压力规，所述的压力规与反应腔室内连通，测试腔室内气体压力，并反馈回UPC控制单元作为反应腔室内的气体压力参数。
3.根据权利要求1所述的一种反应腔室压力控制的装置，其特征在于，所述的UPC控制单元具体包括：
数据采集模块：采集UPC控制单元的控制参数数据，包括采集的反应腔室内的气体压力参数；
数据处理模块：对采集的控制参数数据进行处理，得出对应的控制指令；
执行模块：根据控制指令，发出执行指令，控制UPC。
4.根据权利要求1所述的一种反应腔室压力控制的装置，其特征在于，所述的连接UPC的反应腔室的进气管路为反应腔室的净化管路的进气管路。
5.一种反应腔室压力控制的方法，其特征在于：
根据UPC控制单元检测到的反应腔室内的气体压力参数按照预定的控制模式调整UPC压力，使反应腔室压力达到设定的压力值。
6.根据权利要求5所述的一种反应腔室压力控制的方法，其特征在于，所述的UPC控制单元按照预定的控制模式调整UPC压力的过程包括：
A、设置正常压力下限Pa与正常压力上限Pb，且Pa＜Pb；设置UPC初始压力为其极限压力Ph，并打开UPC；
B、读取稳定后的反应腔室压力值P1，如Pa＜P1＜Pb，则调整结束，否则，计算待调整的UPC设置压力值P2＝P1-(P1-(Pa+Pb)/2)/2；
C、调整UPC设置压力为P2；执行步骤B。
7.根据权利要求6所述的一种反应腔室压力控制的方法，其特征在于，步骤A所述的Pa为90mTorr，Pb为120mTorr，Ph为150mTorr。
8.根据权利要求6所述的一种反应腔室压力控制的方法，其特征在于，步骤A包括：在打开UPC前需将反应腔室抽至小于初始腔室压力。
9.根据权利要求8所述的一种反应腔室压力控制的方法，其特征在于，所述的初始腔室压力小于等于5mTorr。
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| CNB2006101142448A CN100554514C (zh) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | 一种反应腔室压力控制的装置和方法 |
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|---|---|---|---|---|
| TWI506692B (zh) * | 2012-11-23 | 2015-11-01 | Beijing Nmc Co Ltd | Substrate etching method |
| CN106573324A (zh) * | 2014-08-07 | 2017-04-19 | 高准公司 | 借助在工件的内部区域中施加保护气体来控制焊透轮廓的方法和设备 |
| CN114695209A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-07-01 | 江苏邑文微电子科技有限公司 | 机台工艺环境的配置方法与装置 |
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