CN103173734B - Pvd设备工艺控制方法和pvd设备工艺控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVD设备工艺控制方法和PVD设备工艺控制装置。该方法包括：步骤1，控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热；步骤2，对反应腔室的温度进行检测，得出反应腔室的当前腔室温度；步骤3，判断反应腔室的当前腔室温度是否大于第一设定温度；若是，则执行步骤4；否则，返回步骤1；步骤4，控制加热装置以第二设定功率对反应腔室进行加热，执行步骤5；步骤5，判断反应腔室的当前腔室温度是否小于第二设定温度；若是，则返回步骤1；否则，返回步骤4。本发明提供的技术方案避免了加热过程中加热装置频繁开启和关闭，从而提高了加热装置的使用寿命以及提高了加热效率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种PVD设备工艺控制方法和PVD设备工艺控制装置。
背景技术
通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称：PVD)技术是半导体工业中最广为使用的一类薄膜制造技术，泛指采用物理方法制备薄膜的薄膜制备工艺。而在集成电路制造行业中，特指磁控溅射(Magnetron Sputtering)技术，主要用于铝、铜等金属薄膜的沉积，以构成金属接触、金属互连线等。例如：通过PVD技术制备铜阻挡层及籽晶层的工艺中，晶片需要依次经过4个工艺步骤的处理，该4个工艺步骤包括：1)去气(Degas)工艺、2)预清洗(Preclean)工艺、3)铜阻挡层(Ta/TaN)工艺和4)铜籽晶层(Cu)工艺。其中，预清洗工艺、铜阻挡层工艺和铜籽晶层工艺均要求反应腔室的真空度达到高本底真空(即：10-7～10-8Torr)，因此需要在对开盖维护后的反应腔室进行首次抽真空处理时，对反应腔室进行烘烤(Bakeout)处理。烘烤处理具体包括：通过内置在反应腔室中的加热装置对反应腔室进行加热，使附着在反应腔室内壁中的水、有机杂质等物质气化后被高真空泵(例如：分子泵或冷泵)抽除。其中，加热装置可以为加热灯。烘烤处理过程通常要进行3～5个小时。在对反应腔室进行烘烤处理之前通常要执行若干准备步骤：首先，关闭反应腔室壁的冷却水以保证加热效果；其次，确认反应腔室内基座的冷却水工作正常，以避免该基座在高温下受到损伤；再次，对反应腔室进行预抽真空处理，以使反应腔室满足高真空泵的工作条件，该预抽真空处理为对反应腔室的粗抽真空处理；最后，启动高真空泵对反应腔室进行抽高真空处理。上述准备步骤完成后，设定反应腔室中加热装置的调功器的功率，调功器以设定的功率驱动加热装置对反应腔室进行加热。
为了保证加热安全，可通过过温保护装置对加热过程进行温度控制。图1为一种烘烤方法的结构示意图，如图1所示，该方法包括：步骤101、调功器以设定功率P驱动加热装置加热；步骤102、判断腔室温度是否大于或等于警告温度TA，若是则执行步骤103，若否则执行步骤102；步骤103、过温保护装置切断调功器对加热装置的功率输出，加热装置关闭，反应腔室自然冷却降温；步骤104、判断腔室温度是否小于警告温度TA，若是则执行步骤105，若否则执行步骤104；步骤105、过温保护装置触发调功器，使调功器重新开启，并执行步骤101。重复执行上述流程，直至人工关闭调功器以停止加热装置对反应腔室的加热。
上述烘烤处理过程通过过温保护装置对加热过程进行温度控制，加热过程中加热装置频繁开启和关闭，导致加热装置的使用寿命降低；加热装置的频繁开启和关闭，还会导致反应腔室的腔室温度产生明显的波动，从而降低了加热效率和可靠性。
发明内容
本发明提供一种PVD设备工艺控制方法和PVD设备工艺控制装置，用以提高加热装置的使用寿命以及提高加热效率和可靠性。
为实现上述目的，本发明提供一种PVD设备工艺控制方法，包括下列步骤：
步骤1，控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热；
步骤2，对所述反应腔室的温度进行检测，得出所述反应腔室的当前腔室温度；
步骤3，判断所述反应腔室的当前腔室温度是否大于第一设定温度；若是，则执行步骤4；否则，返回步骤1；
步骤4，控制所述加热装置以第二设定功率对所述反应腔室进行加热，执行步骤5；
步骤5，判断所述反应腔室的当前腔室温度是否小于第二设定温度；若是，则返回步骤1；否则，返回步骤4。
进一步地，所述方法，还包括时间监控步骤：
在开始执行步骤1的同时，启动计时器；
在执行步骤1至步骤5的过程中，判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长；
若判断出所述计时器记录的执行时间等于预设时长，则停止执行所述PVD设备工艺控制方法；
若判断出所述计时器记录的执行时间小于预设时长，则继续执行所述判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长的步骤。
进一步地，所述第一设定温度根据警告温度设置，所述第二设定温度根据所述第一设定温度设置。
进一步地，所述第一设定温度小于警告温度，所述第二设定温度小于所述第一设定温度，所述第二设定功率小于所述第一设定功率。
为实现上述目的，本发明还提供了一种PVD设备工艺控制装置，包括：
第一控制模块，用于控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热；
温度检测模块，用于对所述反应腔室的温度进行检测，得出所述反应腔室的当前腔室温度；
第一判断模块，用于判断所述温度检测模块检测得出的所述反应腔室的当前腔室温度是否大于第一设定温度；
第二控制模块，用于根据所述第一判断模块判断出的所述反应腔室的当前腔室温度大于所述第一设定温度，控制所述加热装置以第二设定功率对所述反应腔室进行加热；
第二判断模块，用于判断所述温度检测模块检测得出的所述反应腔室的当前腔室温度是否小于第二设定温度；
第三控制模块，用于根据所述第二判断模块判断出的所述反应腔室的当前腔室温度小于第二设定温度，触发所述第一控制模块。
进一步地，还包括：
计时器控制模块，用于在所述第一控制模块开始执行所述控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热的同时，启动计时器；
第三判断模块，用于判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长，若判断出所述计时器记录的执行时间小于预设时长，继续执行所述判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长的步骤；
停止模块，用于若所述第三判断模块判断出所述计时器记录的执行时间等于预设时长，停止执行所述PVD设备工艺控制方法。
进一步地，所述第一设定温度根据警告温度设置，所述第二设定温度根据所述第一设定温度设置。
进一步地，所述第一设定温度小于警告温度，所述第二设定温度小于所述第一设定温度，所述第二设定功率小于所述第一设定功率。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的PVD设备工艺控制方法和PVD设备工艺控制装置的技术方案可控制加热装置以不同的设定功率对反应腔室进行加热，避免了加热过程中加热装置频繁开启和关闭，从而提高了加热装置的使用寿命以及提高了加热效率和可靠性。
附图说明
图1为现有技术中烘烤方法的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种PVD设备工艺控制方法的流程图；
图3为本发明实施例二提供的一种PVD设备工艺控制方法的流程图；
图4为本发明实施例三提供的一种PVD设备工艺控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的一种PVD设备工艺控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的PVD设备工艺控制方法和PVD设备工艺控制装置进行详细描述。
图2为本发明实施例一提供的一种PVD设备工艺控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤1、控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热。
本实施例中各步骤可以由本发明的PVD设备工艺控制装置执行。具体地，PVD设备工艺控制装置可将加热装置的调功器的功率设定为第一设定功率，使调功器以第一设定功率驱动加热装置对反应腔室进行加热，从而实现控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热。优选地，加热装置为加热灯。
步骤2、对反应腔室的温度进行检测，得出反应腔室的当前腔室温度。
本实施例中，PVD设备工艺控制装置还需要对反应腔室的温度进行实时监控，以检测出反应腔室的当前腔室温度。
步骤3、判断反应腔室的当前腔室温度是否大于第一设定温度，若是，则执行步骤4；若否，则返回步骤1。
本实施例中，第一设定温度可根据警告温度设置，第一设定温度小于警告温度。警告温度为过温保护装置对加热过程进行温度控制的判定标准，若反应腔室的温度大于或者等于警告温度，则过温保护装置切断调功器对加热装置的功率输出以控制加热装置关闭。因此在本发明的技术方案中，将第一设定温度设置为小于警告温度，可将反应腔室的温度控制在警告温度以下，避免反应腔室的温度达到警告温度，从而避免了过温保护装置将加热装置关闭。
步骤4、控制加热装置以第二设定功率对反应腔室进行加热。
具体地，PVD设备工艺控制装置可将加热装置的调功器的功率设定为第二设定功率，使调功器以第二设定功率驱动加热装置对反应腔室进行加热，从而实现控制加热装置以第二设定功率对反应腔室进行加热。
其中，第二设定功率可根据第一设定功率设置，第二设定功率小于第一设定功率。当步骤3中判断出当前腔室温度大于第一设定温度时，表明反应腔室的温度偏高，此时控制加热装置以第二设定功率对反应腔室进行加热，从而实现对反应腔室以较低的第二设定功率进行加热，以降低反应腔室的温度。
步骤5、判断反应腔室的当前腔室温度是否小于第二设定温度，若是，则返回步骤1；若否，则返回步骤4。
本实施例中，第二设定温度可根据第一设定温度设置，第二设定温度小于第一设定温度。当步骤4中判断出当前腔室温度小于第二设定温度时，表明反应腔室的温度偏低，此时可返回执行步骤1中的控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热，从而实现对反应腔室以较高的第一设定功率进行加热，以提高反应腔室的温度。
本实施例提供的方法包括：控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热；对反应腔室的温度进行检测，得出反应腔室的当前腔室温度；若判断出反应腔室的当前腔室温度大于第一设定温度，控制加热装置以第二设定功率对反应腔室进行加热；若判断出反应腔室的当前腔室温度小于第二设定温度，控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热。本实施例提供的方法可控制加热装置以不同的设定功率对反应腔室进行加热，避免了加热过程中加热装置频繁开启和关闭，从而提高了加热装置的使用寿命以及提高了加热效率和可靠性。将第一设定温度设置为小于警告温度，可将反应腔室的温度控制在警告温度以下，避免了反应腔室的温度达到警告温度，从而避免了过温保护装置将加热装置关闭。本实施例中，第一设定功率、第二设定功率、第一设定温度和第二设定温度均可以根据需要进行设置和调整，从而使PVD设备工艺控制方法实现了对反应腔室的最佳加热效果。
图3为本发明实施例二提供的PVD设备工艺控制方法的流程图，如图3所示，本实施例的PVD设备工艺控制方法在上述实施例一的基础上还包括时间监控步骤：
步骤11、在开始执行步骤1的同时，启动计时器。
本实施例中设置的计时器可用于监控PVD设备工艺控制方法的执行时间，也就是说，计时器可用于监控加热装置对反应腔室的加热时间。
步骤12、在执行步骤1至步骤5的过程中，判断计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长，若判断出计时器记录的执行时间等于预设时长，则执行步骤13；若判断出计时器记录的执行时间小于预设时长，则执行步骤12。
步骤13、停止执行PVD设备工艺控制方法。
本实施例中，当执行步骤13时，无论PVD设备工艺控制方法执行到步骤1至步骤5中任意一个步骤，均立即停止执行，此时PVD设备工艺控制方法的流程结束。
本实施例通过计时器控制对反应腔室的加热时间，从而避免了通过人工方式控制加热时间所产生的不准确性和不可靠性。
图4为本发明实施例三提供的一种PVD设备工艺控制装置的结构示意图，如图4所示，该PVD设备工艺控制装置包括：第一控制模块11、温度检测模块12、第一判断模块13、第二控制模块14、第二判断模块15和第三控制模块16。第一控制模块11用于控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热。温度检测模块12用于对反应腔室的温度进行检测，得出反应腔室的当前腔室温度。第一判断模块13用于判断温度检测模块12检测得出的反应腔室的当前腔室温度是否大于第一设定温度。第二控制模块14用于根据第一判断模块13判断出的反应腔室的当前腔室温度大于第一设定温度，控制加热装置以第二设定功率对反应腔室进行加热。第二判断模块15用于判断温度检测模块12检测得出的反应腔室的当前腔室温度是否小于第二设定温度。第三控制模块16用于根据第二判断模块15判断出的反应腔室的当前腔室温度小于第二设定温度，触发第一控制模块11。
本实施例中，第一设定温度可根据警告温度设置，第二设定温度可根据第一设定温度设置。优选地，第一设定温度小于警告温度，第二设定温度小于第一设定温度，第二设定功率小于第一设定功率。
本实施例提供的装置可控制加热灯以不同的设定功率对反应腔室进行加热，避免了加热过程中加热灯频繁开启和关闭，从而提高了加热灯的使用寿命以及提高了加热效率和可靠性。
进一步地，第一控制模块11还用于根据第一判断模块13判断出的反应腔室的当前腔室温度小于或者等于第一设定温度，控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热。
进一步地，第二控制模块14还用于根据第二判断模块15判断出的反应腔室的当前腔室温度大于或者等于第二设定温度，控制加热装置以第二设定功率对反应腔室进行加热。
本实施例提供的PVD设备工艺控制装置可用于实现上述实施例一提供的PVD设备工艺控制方法。
本实施例提供的装置可控制加热装置以不同的设定功率对反应腔室进行加热，避免了加热过程中加热装置频繁开启和关闭，从而提高了加热装置的使用寿命以及提高了加热效率和可靠性。本实施例中，将第一设定温度设置为小于警告温度，可将反应腔室的温度控制在警告温度以下，避免反应腔室的温度达到警告温度，从而避免了过温保护装置将加热装置关闭。本实施例中，第一设定功率、第二设定功率、第一设定温度和第二设定温度均可以根据需要进行设置和调整，从而使PVD设备工艺控制方法实现对反应腔室的最佳加热效果。
图5为本发明实施例四提供的一种PVD设备工艺控制装置的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的PVD设备工艺控制装置在上述实施例三的基础上，进一步还可以包括：计时器控制模块17、第三判断模块18和停止模块19。计时器控制模块17用于在第一控制模块11开始执行所述控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热的同时，启动计时器。第三判断模块18用于判断计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长，若判断出计时器记录的执行时间小于预设时长，继续执行所述判断计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长的步骤。停止模块19用于若第三判断模块18判断出计时器记录的执行时间等于预设时长，停止执行PVD设备工艺控制方法。
本实施例提供的PVD设备工艺控制装置可用于实现上述实施例二提供的PVD设备工艺控制方法。
本实施例提供的装置可控制加热装置以不同的设定功率对反应腔室进行加热，避免了加热过程中加热装置频繁开启和关闭，从而提高了加热装置的使用寿命以及提高了加热效率和可靠性。本实施例中，将第一设定温度设置为小于警告温度，可将反应腔室的温度控制在警告温度以下，避免反应腔室的温度达到警告温度，从而避免了过温保护装置将加热装置关闭。本实施例中，第一设定功率、第二设定功率、第一设定温度和第二设定温度均可以根据需要进行设置和调整，从而使PVD设备工艺控制方法实现对反应腔室的最佳加热效果。本实施例通过计时器控制对反应腔室的加热时间，从而避免了通过人工方式控制加热时间所产生的不准确性和不可靠性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种PVD设备工艺控制方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤1，控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热；
步骤2，对所述反应腔室的温度进行检测，得出所述反应腔室的当前腔室温度；
步骤3，判断所述反应腔室的当前腔室温度是否大于第一设定温度；若是，则执行步骤4；否则，返回步骤1；
步骤4，控制所述加热装置以第二设定功率对所述反应腔室进行加热，执行步骤5；
步骤5，判断所述反应腔室的当前腔室温度是否小于第二设定温度；若是，则返回步骤1；否则，返回步骤4。
2.根据权利要求1所述的PVD设备工艺控制方法，其特征在于，所述方法，还包括时间监控步骤：
在开始执行步骤1的同时，启动计时器；
在执行步骤1至步骤5的过程中，判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长；
若判断出所述计时器记录的执行时间等于预设时长，则停止执行所述PVD设备工艺控制方法；
若判断出所述计时器记录的执行时间小于预设时长，则继续执行所述判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的PVD设备工艺控制方法，其特征在于，所述第一设定温度根据警告温度设置，所述第二设定温度根据所述第一设定温度设置。
4.根据权利要求1或2所述的PVD设备工艺控制方法，其特征在于，所述第一设定温度小于警告温度，所述第二设定温度小于所述第一设定温度，所述第二设定功率小于所述第一设定功率。
5.一种PVD设备工艺控制装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热；
温度检测模块，用于对所述反应腔室的温度进行检测，得出所述反应腔室的当前腔室温度；
第一判断模块，用于判断所述温度检测模块检测得出的所述反应腔室的当前腔室温度是否大于第一设定温度；
第二控制模块，用于根据所述第一判断模块判断出的所述反应腔室的当前腔室温度大于所述第一设定温度，控制所述加热装置以第二设定功率对所述反应腔室进行加热；
第二判断模块，用于判断所述温度检测模块检测得出的所述反应腔室的当前腔室温度是否小于第二设定温度；
第三控制模块，用于根据所述第二判断模块判断出的所述反应腔室的当前腔室温度小于第二设定温度，触发所述第一控制模块。
6.根据权利要求5所述的PVD设备工艺控制装置，其特征在于，还包括：
计时器控制模块，用于在所述第一控制模块开始执行所述控制加热装置以第一设定功率对反应腔室进行加热的同时，启动计时器；
第三判断模块，用于判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长，若判断出所述计时器记录的执行时间小于预设时长，继续执行所述判断所述计时器记录的执行时间小于或者等于预设时长的步骤；
停止模块，用于若所述第三判断模块判断出所述计时器记录的执行时间等于预设时长，停止执行所述PVD设备工艺控制方法。
7.根据权利要求5或6所述的PVD设备工艺控制装置，其特征在于，所述第一设定温度根据警告温度设置，所述第二设定温度根据所述第一设定温度设置。
8.根据权利要求5或6所述的PVD设备工艺控制装置，其特征在于，所述第一设定温度小于警告温度，所述第二设定温度小于所述第一设定温度，所述第二设定功率小于所述第一设定功率。
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