CN104749973B - 深硅刻蚀工艺控制的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深硅刻蚀工艺控制的方法及系统。其中该方法包括设置气体流量的步骤，设置摆阀压力或者摆阀位置的步骤，设置上匹配器位置的步骤，设置下匹配器位置的步骤，设置上射频功率的步骤，以及设置下射频功率的步骤，还包括以下步骤：判断深硅刻蚀工艺的当前工艺步骤中的调整参数与当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值是否相同；对当前工艺步骤中与当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值不同的调整参数，根据工艺表单中当前工艺步骤的相应值进行设置；对当前工艺步骤中与当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值相同的调整参数，不进行调整参数设置。其缩短了工艺步骤中参数设置的时间，提高生产效率。

Description

深硅刻蚀工艺控制的方法及系统

技术领域

本发明涉及MEMS加工领域，尤其涉及一种深硅刻蚀工艺控制的方法及系统。

背景技术

随着微机电系统（MEMS,Micro-Electro-Mechanic System）和MEMS器件被越来越广泛的应用于汽车和消费电子领域，以及通孔刻蚀（TSV,Through Silicon Etch）技术在未来封装领域的广阔前景，干法等离子体深硅刻蚀工艺逐渐成为MEMS加工领域及TSV技术中最炙手可热工艺之一。

目前主流的深硅刻蚀工艺整个刻蚀过程为一个循环单元的多次重复，该循环单元包括刻蚀步骤和沉积步骤，即整个刻蚀过程是刻蚀步骤与沉积步骤的交替循环。每个步骤的持续时间一般在1s到4s。以刻蚀步骤为例，单个工艺步骤的时间由两部分组成：1.工艺各参数设置时间，2.刻蚀时间。一般工艺控制中工艺各参数的设置用时长，影响工艺生产的产量。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够有效缩短工艺中工艺各参数设置时间的深硅刻蚀工艺控制的方法及系统。

为实现本发明目的提供的一种深硅刻蚀工艺控制的方法，包括设置气体流量的步骤，设置摆阀压力或者摆阀位置的步骤，设置上匹配器位置的步骤，设置下匹配器位置的步骤，设置上射频功率的步骤，以及设置下射频功率的步骤，还包括以下步骤：

判断所述深硅刻蚀工艺的当前工艺步骤中的调整参数与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值是否相同；

对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值不同的调整参数，根据工艺表单中所述当前工艺步骤的相应值进行设置；

对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值相同的调整参数，不进行调整参数设置；

所述调整参数为气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率。

其中，还包括以下步骤：

创建包含所述调整参数名称及前一工艺步骤参数值的Map虚拟表格；

当完成当前步骤的所述调整参数设置之后，将所设置的当前工艺步骤的调整参数的参数值写入到所述Map虚拟表格中，得到新的前一工艺步骤参数值。

作为一种可实施方式，还包括以下步骤：

初始化所述Map虚拟表格，将所述前一工艺步骤参数值设定在工艺参数值域之外。

作为一种可实施方式，将所述前一工艺步骤参数值设定为负值。

作为一种可实施方式，还包括以下步骤：

判断当前的循环次数是否小于等于预设的循环次数，若是则进行进一步的判断，否则结束所述深硅刻蚀工艺；

判断当前执行的工艺步骤的数目是否小于等于预设工艺步骤数目，若是则对所述调整参数进行设置，否则进入下一工艺步骤循环。

基于同一发明构思的一种深硅刻蚀工艺控制的系统，包括设置模块，用于设置气体流量、设置摆阀压力或者摆阀位置、设置上匹配器位置、设置下匹配器位置、设置上射频功率、以及设置下射频功率，还包括第一判断模块，第一调整模块，以及第二调整模块，其中：

所述第一判断模块，用于判断所述深硅刻蚀工艺的当前工艺步骤中的调整参数与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值是否相同；

所述第一调整模块，用于对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值不同的调整参数，根据工艺表单中所述当前工艺步骤的相应值进行设置；

所述第二调整模块，用于对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值相同的调整参数，不进行调整参数设置；

所述调整参数为气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率。

作为一种可实施方式，还包括表格创建模块及参数值写入模块，其中：

所述表格创建模块，用于创建包含所述调整参数名称及前一工艺步骤参数值的Map虚拟表格；

所述参数值写入模块，用于当完成当前步骤的所述调整参数设置之后，将所设置的当前工艺步骤的调整参数的参数值写入到所述Map虚拟表格中，得到新的前一工艺步骤参数值。

作为一种可实施方式，还包括初始化模块，用于初始化所述Map虚拟表格，将所述前一工艺步骤参数值设定在工艺参数值域之外。

作为一种可实施方式，所述初始化模块将所述前一工艺步骤参数值设定为负值。

作为一种可实施方式，还包括第二判断模块及第三判断模块，其中：

所述第二判断模块，用于判断当前的循环次数是否小于等于预设的循环次数，若是则进一步对工艺步骤进行判断，否则结束所述深硅刻蚀工艺；

所述第三判断模块，用于判断当前执行的工艺步骤的数目是否小于等于预设工艺步骤数目，若是则对所述调整参数进行设置，否则进入下一工艺步骤循环。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的一种深硅刻蚀工艺控制的方法及系统，通过增加判断的步骤，在当前工艺步骤中的参数值与前一工艺步骤参数相同时，不再对相应参数进行设置，节省了设置时间，从整体上缩短工艺步骤中参数设置的时间，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明一种深硅刻蚀工艺控制的方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明一种深硅刻蚀工艺控制的方法的另一具体实施例的流程图；

图3为本发明一种深硅刻蚀工艺控制的系统的一具体实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例的深硅刻蚀工艺控制的方法及系统的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的一种深硅刻蚀工艺控制的方法，如图1所示，包括：

S100，设置气体流量的步骤；

S200，设置摆阀压力或者摆阀位置的步骤；

S300，设置上匹配器位置的步骤；

S400，设置下匹配器位置的步骤；

S500，设置上射频功率的步骤；以及

S600，设置下射频功率的步骤；还包括以下步骤：

A100，判断所述深硅刻蚀工艺的当前工艺步骤中的调整参数与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值是否相同；

A200，对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值不同的调整参数，根据工艺表单中所述当前工艺步骤的相应值进行设置；

A300，对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值相同的调整参数，不进行调整参数设置；

所述调整参数为气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率。

在对深硅刻蚀工艺中各参数，也即所述调整参数，进行设置之前，也即在执行步骤S100～S600之前，执行步骤A100，根据工艺表单中的相应值对当前步骤的气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率与前一工艺步骤中的值进行比较，判断相应值是否有变化。对发生变化的调整参数根据工艺表单中的值进行重新设置，对没有发生变化的调整参数值保持不变，也不再对其进行设置。如相对前一工艺步骤只有气体流量发生变化，则执行步骤S100，对当前工艺步骤的气体流量进行重新设置。摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率都没有发生变化，则在当前工艺步骤的控制中不执行步骤S200～S600，不再进行重新设置。

设置完成后等待设定时间用于执行当前工艺加工步骤，一般在1S到4S之间。之后再进行下一工艺步骤的设置。

本发明实施例通过增加判断的步骤，在当前工艺步骤中的参数值与前一工艺步骤参数相同时，不再对相应参数进行设置，节省了设置时间，从整体上缩短工艺步骤中参数设置的时间，提高生产效率。

在其中一个实施例中，还包括以下步骤：

A010，创建包含所述调整参数名称及前一工艺步骤参数值的Map虚拟表格；

A400，当完成当前步骤的所述调整参数设置之后，将所设置的当前工艺步骤的调整参数的参数值写入到所述Map虚拟表格中，得到新的前一工艺步骤参数值。

首先使用Map数据结构保存一个虚拟表格，如表1所示。

表1虚拟参数表

工艺参数名称	前一步参数值
		键	值

表1中第一列保存调整参数（工艺参数）的名称，第二列保存相应调整参数的上一步的设定值。使用Map格式可以得到上一工艺步骤的调整参数值。

在其中一个实施例中，还包括以下步骤：

A020初始化所述Map虚拟表格，将所述前一工艺步骤参数值设定在工艺参数值域之外。

将所述Map虚拟表格中前一工艺步骤参数值设定在工艺参数值域之外，可避免工艺加工第一工艺步骤的参数设定值相同，产生误判断。

在其中一个实施例中，将所述前一工艺步骤参数值设定为负值。

对某一包含4个气路的深硅刻蚀工艺中，对Map虚拟表格中的前一工艺步骤参数值进行初始化，如表2所示。

表2初始化Map虚拟表格

工艺参数名称	前一步参数值
		第一路气体	-1sccm
第二路气体	-1sccm
		第三路气体	-1sccm
第四路气体	-1sccm
		摆阀压力值或位置值	-1mTorr
上匹配器设定C1值	-1%
		上匹配器设定C2值	-1%
下匹配器设定C1值	-1%
		下匹配器设定C2值	-1%
上射频设定功率值	-1w
		下射频设定功率值	-1w

将前一步参数值初始化为负值，避免在进行第一工艺步骤时，与第一工艺步骤的参数值相同，造成对调整参数的漏设置。

在其中一个实施例中，还包括以下步骤：

A001，判断当前的循环次数是否小于等于预设的循环次数，若是则进行进一步的判断，否则结束所述深硅刻蚀工艺；

A002，判断当前执行的工艺步骤的数目是否小于等于预设工艺步骤数目，若是则对所述调整参数进行设置，否则进入下一工艺步骤循环。

本发明另一实施例，如图2所示，包括以下步骤：

G101，初始化Map虚拟表格；

对已经构建的Map虚拟表格进行初始化，将表格中前一工艺步骤的参数值设定为负值。

G102，判断当前执行的循环是否小于等于工艺表单中设定的循环次数，若小于则执行步骤G103，否则工艺结束；

深硅刻蚀工艺中，工艺表单中几个工艺步骤的组合可能会循环多次，本步骤判断当前执行的循环次数是否小于设定次数，若小于，则继续，否则控制工艺结束。

G103，判断当前执行的工艺步骤是否小于每次循环的步骤数目，若小于，则执行步骤G104，否则，返回执行步骤G102，进入一下工艺步骤循环。

G104，判断工艺加工中当前工艺步骤的气路流量值与前一工艺步骤中的气路流量值是否不同，若不同，则执行步骤G105，否则执行步骤G106。

G105，设置当前工艺步骤的各气路的气体流量。

G106，判断工艺加工中当前工艺步骤的摆阀压力或摆阀位置与前一工艺步骤中的相应值是否不同，若不同，则执行步骤G107，否则执行步骤G108。

G107，设置当前工艺步骤的摆阀压力或摆阀位置。

G108，判断工艺加工中当前工艺步骤的上匹配器位置与前一工艺步骤中的相应值是否不同，若不同，则执行步骤G109，否则执行步骤G1010。

G109，设置当前工艺步骤的上匹配器位置。

G1010，判断工艺加工中当前工艺步骤的下匹配器位置与前一工艺步骤中的相应值是否不同，若不同，则执行步骤G1011，否则执行步骤G1012。

G1011，设置当前工艺步骤的下匹配器位置。

G1012，判断工艺加工中当前工艺步骤的上射频功率与前一工艺步骤中的相应值是否不同，若不同，则执行步骤G1013，否则执行步骤G1014。

G1013，设置当前工艺步骤的上射频功率。

G1014，判断工艺加工中当前工艺步骤的下射频功率与前一工艺步骤中的相应值是否不同，若不同，则执行步骤G1015，否则执行步骤G1016。

G1015，设置当前工艺步骤的下射频功率。

G1016，等待设定的工艺时间。

等待设定的工艺加工时间，用于工艺加工，等此步骤工艺加工结束之后再继续对下一工艺步骤进行设置。一般工艺加工时间，即刻蚀时间或沉积时间，在1S到4S左右，根据具体加工工艺进行具体时间设定。

G1017，将Map虚拟表格前一工艺步骤参数值按当前工艺步骤的设定值赋值。

将当前工艺步骤的参数值赋值给Map虚拟表格中的前一工艺步骤参数值，用于在对下一工艺步骤的调整参数进行设置前做参数值比较。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种深硅刻蚀工艺控制的系统，由于此系统解决问题的原理与前述的一种深硅刻蚀工艺控制的方法相似，因此，该系统的实施可以按照前述方法的具体步骤实现，重复之处不再赘述。

本发明实施例的一种深硅刻蚀工艺控制的系统，如图3所示，包括设置模块100，用于设置气体流量、设置摆阀压力或者摆阀位置、设置上匹配器位置、设置下匹配器位置、设置上射频功率、以及设置下射频功率，还包括第一判断模块010，第一调整模块020，以及第二调整模块030。

所述第一判断模块010，用于判断所述深硅刻蚀工艺的当前工艺步骤中的调整参数与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值是否相同；

所述第一调整模块020，用于对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值不同的调整参数，根据工艺表单中所述当前工艺步骤的相应值进行设置；

所述第二调整模块030，用于对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值相同的调整参数，不进行调整参数设置；

所述调整参数为气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率。

本实施例在对深硅刻蚀工艺中各参数，也即所述调整参数，进行设置之前，利用第一判断模块010，根据工艺表单中的相应值对当前步骤的气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率与前一工艺步骤中的值进行比较，判断相应值是否有变化。对发生变化的调整参数根据工艺表单中的值进行重新设置，对没有发生变化的调整参数值保持不变，也不再对其进行设置。节省了设置时间，从整体上缩短工艺步骤中参数设置的时间，提高生产效率。

在其中一个实施例中，还包括表格创建模块001及参数值写入模块040。

所述表格创建模块001，用于创建包含所述调整参数名称及前一工艺步骤参数值的Map虚拟表格；

所述参数值写入模块040，用于当完成当前步骤的所述调整参数设置之后，将所设置的当前工艺步骤的调整参数的参数值写入到所述Map虚拟表格中，得到新的前一工艺步骤参数值。

创建Map格式的虚拟表格，利用虚拟表格将当前工艺步骤中的调整参数值与其前一步骤的调整参数值进行比较，方便使用，结构简单。

在其中一个实施例中，还包括初始化模块002，用于初始化所述Map虚拟表格，将所述前一工艺步骤参数值设定在工艺参数值域之外。防止出现在第一工艺中调整参数漏设置的现象。

在其中一个实施例中，所述初始化模块将所述前一工艺步骤参数值设定为负值。

在其中一个实施例中，还包括第二判断模块050及第三判断模块060。

所述第二判断模块050，用于判断当前的循环次数是否小于等于预设的循环次数，若是则进一步对工艺步骤进行判断，否则结束所述深硅刻蚀工艺；

所述第三判断模块060，用于判断当前执行的工艺步骤的数目是否小于等于预设工艺步骤数目，若是则对所述调整参数进行设置，否则进入下一工艺步骤循环。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种深硅刻蚀工艺控制的方法，包括设置气体流量的步骤，设置摆阀压力或者摆阀位置的步骤，设置上匹配器位置的步骤，设置下匹配器位置的步骤，设置上射频功率的步骤，以及设置下射频功率的步骤，其特征在于，还包括以下步骤：

判断所述深硅刻蚀工艺的当前工艺步骤中的调整参数与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值是否相同；

对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值不同的调整参数，根据工艺表单中所述当前工艺步骤的相应值进行设置；

对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值相同的调整参数，不进行调整参数设置；

所述调整参数为气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率。

2.根据权利要求1所述的深硅刻蚀工艺控制的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

创建包含所述调整参数名称及前一工艺步骤参数值的Map虚拟表格；

当完成当前步骤的所述调整参数设置之后，将所设置的当前工艺步骤的调整参数的参数值写入到所述Map虚拟表格中，得到新的前一工艺步骤参数值。

3.根据权利要求2所述的深硅刻蚀工艺控制的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

初始化所述Map虚拟表格，将所述前一工艺步骤参数值设定在工艺参数值域之外。

4.根据权利要求3所述的深硅刻蚀工艺控制的方法，其特征在于，将所述前一工艺步骤参数值设定为负值。

5.根据权利要求2所述的深硅刻蚀工艺控制的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

判断当前的循环次数是否小于等于预设的循环次数，若是则进行进一步的判断，否则结束所述深硅刻蚀工艺；

判断当前执行的工艺步骤的数目是否小于等于预设工艺步骤数目，若是则对所述调整参数进行设置，否则进入下一工艺步骤循环。

6.一种深硅刻蚀工艺控制的系统，包括设置模块，用于设置气体流量、设置摆阀压力或者摆阀位置、设置上匹配器位置、设置下匹配器位置、设置上射频功率、以及设置下射频功率，其特征在于，还包括第一判断模块，第一调整模块，以及第二调整模块，其中：

所述第一判断模块，用于判断所述深硅刻蚀工艺的当前工艺步骤中的调整参数与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值是否相同；

所述第一调整模块，用于对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值不同的调整参数，根据工艺表单中所述当前工艺步骤的相应值进行设置；

所述第二调整模块，用于对所述当前工艺步骤中与所述当前工艺步骤的前一工艺步骤中相应值相同的调整参数，不进行调整参数设置；

所述调整参数为气体流量，摆阀压力或者摆阀位置，上匹配器位置，下匹配器位置，上射频功率，以及下射频功率。

7.根据权利要求6所述的深硅刻蚀工艺控制的系统，其特征在于，还包括表格创建模块及参数值写入模块，其中：

所述表格创建模块，用于创建包含所述调整参数名称及前一工艺步骤参数值的Map虚拟表格；

所述参数值写入模块，用于当完成当前步骤的所述调整参数设置之后，将所设置的当前工艺步骤的调整参数的参数值写入到所述Map虚拟表格中，得到新的前一工艺步骤参数值。

8.根据权利要求7所述的深硅刻蚀工艺控制的系统，其特征在于，还包括初始化模块，用于初始化所述Map虚拟表格，将所述前一工艺步骤参数值设定在工艺参数值域之外。

9.根据权利要求8所述的深硅刻蚀工艺控制的系统，其特征在于，所述初始化模块将所述前一工艺步骤参数值设定为负值。

10.根据权利要求7所述的深硅刻蚀工艺控制的系统，其特征在于，还包括第二判断模块及第三判断模块，其中：

所述第二判断模块，用于判断当前的循环次数是否小于等于预设的循环次数，若是则进一步对工艺步骤进行判断，否则结束所述深硅刻蚀工艺；

所述第三判断模块，用于判断当前执行的工艺步骤的数目是否小于等于预设工艺步骤数目，若是则对所述调整参数进行设置，否则进入下一工艺步骤循环。