CN110819969B - 判断起辉状态的方法和装置、气相沉积方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法，所述工艺腔室包括阻抗匹配单元，所述方法包括：获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数；判断获取到的实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内，且持续预定时间，若是，判定起辉失败；若否，判定起辉成功。本发明还提供了一种增强化学气相沉积方法、一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置和一种增强化学气相沉积设备，所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法能够更加便捷有效地判断起辉状态、降低设备成本。

Description

判断起辉状态的方法和装置、气相沉积方法和设备
技术领域
本发明涉及半导体加工工艺领域，具体涉及一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法、一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置、一种增强化学气相沉积方法以及一种增强化学气相沉积设备。
背景技术
等离子体被广泛应用于半导体器件的生产过程中，由于等离子体工艺对器件的损伤问题尤为严重，影响器件的性能和可靠性，还会造成器件的永久失性，降低成品率。为了解决上述问题，通常采用降低射频电源功率的方式来减小等离子体对器件的损伤，但是在低功率起辉时经常存在“假起辉”状态，即匹配器只对腔室以及其他杂散电容进行匹配，无等离子体产生。
在现有技术中，通常采用OES(optical Emission Spectroscopy,光学发射光谱)方法对腔室内的起辉状态进行判定，但是上述现有技术存在以下缺点：
1)需要光谱分析仪，设备成本高；
2)控制算法复杂，光谱分辨率较低，难以进行有效控制；
3)对于PECVD(等离子体增强化学气相沉积法)低功率沉积薄膜时，要对工艺过程中每一步等离子体状态进行监测，浪费设备资源，工作效率低，存在一定误判现象。
因此，如何设计一种便捷有效、成本低廉的判断等离子体起辉状态的方法成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法、一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置以及一种增强化学气相沉积工艺执行方法。所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法能够更加便捷有效地判断起辉状态、降低设备成本。
为了解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法，所述工艺腔室包括阻抗匹配单元，其中，所述方法包括：
获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数；
判断获取到的实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内，且持续预定时间，若是，判定起辉失败；若否，判定起辉成功。
优选地，所述阻抗匹配单元包括射频输入端、第一可变电容、第二可变电容和射频输出端，所述第一可变电容串联在所述射频输入端和接地端之间，所述第二可变电容串联在所述射频输入端和所述射频输出端之间，所述预设阻抗参数包括所述阻抗匹配单元与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的所述第一可变电容的第一旋转圈数以及所述第二可变电容的第二旋转圈数，所述预设阻抗参数范围包括以所述第一旋转圈数为基准的范围和以所述第二旋转圈数为基准的范围；
所述实时阻抗参数包括所述第一可变电容的实时旋转圈数和所述第二可变电容的实时旋转圈数；
判断获取到的实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内的步骤包括：
判断所述第一可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第一旋转圈数为基准的范围内，以及判断所述第二可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第二旋转圈数为基准的范围内。
优选地，所述方法还包括在执行获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数步骤之前进行以下步骤：
向工艺腔室内通入工艺气体，并向所述工艺腔室提供射频功率；
判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态；
当所述工艺气体达到所述击穿临界状态时，获取所述第一可变电容的圈数以及所述第二可变电容的圈数，并将获取到的第一可变电容的圈数作为所述第一旋转圈数，以及将获取到的所述第二可变电容的圈数作为所述第二旋转圈数。
优选地，所述预定时间为3s～5s。
优选地，以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±(1～3)％；
以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±(1～3)％。
作为本发明第二个方面，提供了一种增强化学气相沉积方法，其中，所述增强化学气相沉积方法包括：
判断所述工艺腔室内的工艺气体是否起辉成功，判断方法为本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法。
作为本发明第三个方面，提供了一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置，所述工艺腔室包括阻抗匹配单元，其中，所述装置包括阻抗参数获取单元和判断单元，
所述阻抗参数获取单元，用于获取实时阻抗参数，并将获取到的所述实时阻抗参数发送给所述判断单元；
所述判断单元，用于判断所述实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内且持续预定时间并输出相应的判定的结果，若是，所述判断单元输出判定起辉失败的第一判定结果；若否，所述判断单元输出判定起辉成功的第二判定结果。
优选地，所述阻抗匹配单元包括射频输入端、第一可变电容、第二可变电容和射频输出端，所述第一可变电容串联在所述射频输入端和接地端之间，所述第二可变电容串联在所述射频输入端和所述射频输出端之间；所述预设阻抗参数包括所述阻抗匹配单元与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的所述第一可变电容的第一旋转圈数以及所述第二可变电容的第二旋转圈数，所述预设阻抗参数范围包括以所述第一旋转圈数为基准的范围和以所述第二旋转圈数为基准的范围；
所述实时阻抗参数包括所述第一可变电容的实时旋转圈数和所述第二可变电容的实时旋转圈数；
所述判断单元判断所述第一可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第一旋转圈数为基准的范围内，以及判断所述第二可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第二旋转圈数为基准的范围内。
优选地，所述阻抗参数获取单元获取所述实时阻抗参数之前：
向所述工艺腔室内通入工艺气体，并向所述工艺腔室提供射频功率；
所述判断单元判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态；
当所述工艺气体达到所述击穿临界状态时，所述阻抗参数获取单元获取所述第一可变电容的圈数以及所述第二可变电容的圈数，并将获取到的第一可变电容的圈数作为所述第一旋转圈数，以及将获取到的所述第二可变电容的圈数作为所述第二旋转圈数。
优选地，所述预定时间为3s～5s。
优选地，以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±(1～3)％；
以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±(1～3)％。
作为本发明第四个方面，提供了一种增强化学气相沉积设备，包括工艺腔室、阻抗匹配单元，其中，所述设备还包括本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置。
本发明的有益技术效果：
本发明所提供的上述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法，仅需利用所述阻抗匹配单元的阻抗参数进行相应判断，即可实现对起辉状态的判定，无需增加其它设备，降低成本，此外，利用所述阻抗匹配单元的阻抗参数进行起辉状态的判断，不受其他环境的影响，不存在误判现象，因此更加便捷有效。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法的一种实施方式的流程图；
图2为本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法的另一种实施方式的流程图；
图3为本发明所提供的所述增强化学气相沉积工艺执行方法的流程图；
图4为本发明所提供的所述阻抗匹配单元的结构示意图；
图5为本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置的结构框图；
图6为利用本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法判定所述工艺腔室起辉失败时，所述阻抗匹配单元的阻抗参数随时间变化波形图；
图7为利用本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法判定所述工艺腔室起辉成功时，所述阻抗匹配单元的阻抗参数随时间变化波形图。
附图标记说明
100：判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置
101：阻抗参数获取单元 102：判断单元
RF in：射频输入端 RF out：射频输出端
C1：第一可变电容 C2：第二可变电容
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，提供了一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法，所述工艺腔室包括阻抗匹配单元，其中，如图1所示，所述方法包括：
步骤S1、获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数；
步骤S2、判断获取到的实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内，且持续预定时间，若是，判定起辉失败；若否，判定起辉成功。
如上所述，在步骤S1中，获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数，在步骤S2中，根据步骤S1中获取到的所述实时阻抗参数，判断所述工艺腔室内的等离子体起辉是否成功，
具体地，判断所述实时阻抗参数是否在所述预设阻抗参数范围内，并且在这种状态下持续预定时间，若满足上述条件，则判定所述工艺腔室内的等离子体起辉失败，否则，判定所述工艺腔室内的等离子体起辉成功。
需要说明的是，所述预设阻抗参数指的是所述阻抗匹配单元只与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的阻抗参数，也就是等离子体未正常起辉时时的阻抗参数，由于所述阻抗匹配单元自身存在一定误差，因此，在本发明中为了保证方案的可实施性，所述预设阻抗参数选定为一组值，即，以获取的所述预设阻抗参数的测定值为区间中值，依据该区间中值加减一个区间半径以形成所述预设阻抗参数范围，可选地，所述区间半径可以为所述区间中值的百分比(百分比的具体数值可依据实际工艺需求相应地设定，在后续实施方式中将详细描述，此处先不赘述)。而所述实时阻抗参数指的是所述工艺腔室正常执行工艺过程中，所述阻抗匹配单元对所述工艺腔室进行匹配而获取的阻抗参数。
本发明所提供的上述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法，仅需利用所述阻抗匹配单元的阻抗参数进行相应判断，即可实现对起辉状态的判定，无需增加其它设备，降低成本，此外，利用所述阻抗匹配单元的阻抗参数进行起辉状态的判断，不受其他环境的影响，不存在误判现象，因此更加便捷有效。
在本发明中，作为一种可选地实施方式，如图4所示，所述阻抗匹配单元包括射频输入端RF in、第一可变电容C1、第二可变电容C2和射频输出端RF out，第一可变电容C1串联在射频输入端RF in和接地端之间，第二可变电容C2串联在射频输入端RF in和射频输出端RF out之间；
如上所述，所述阻抗匹配单元包括第一可变电容C1和第二可变电容C2，第一可变电容C1与第二可变容C2构成L型匹配网络，且连接在射频输入端RF in和射频输出端RF out之间。
基于上述实施方式的所述阻抗匹配单元的结构，在本发明中，所述预设阻抗参数包括所述阻抗匹配单元与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数，所述预设阻抗参数范围包括以所述第一旋转圈数为基准的范围和以所述第二旋转圈数为基准的范围；
所述实时阻抗参数包括第一可变电容C1的实时旋转圈数和第二可变电容C2的实时旋转圈数；
需要说明的是，优选地，所述阻抗匹配单元可以为自阻抗匹配器，因此，所述阻抗匹配单元会根据输出后端阻抗(所述工艺腔室的阻抗)进行匹配，使得射频电源的负载阻抗与内阻相等，从而使得射频电源输出的功率不被反射。
此外，作为本发明一种可选地实施方式，第一可变电容C1和第二可变电容C2可以是真空可变电容。
需要说明的是，所述工艺腔室的系统阻抗包括所述工艺腔室的电容阻抗、以及其他杂散电容阻抗，此时所述工艺腔室内的工艺气体未击穿，没有等离子体出现，此时的第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数与工艺腔室的环境(压力、气体种类)等因素无关，也就是说，在所述阻抗匹配单元与所述系统阻抗匹配时，第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数是固定不变的、可重复的，因此，可以利用第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数对所述工艺腔室是否起辉进行判断。
具体地，在步骤S22中，判断所述第一可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第一旋转圈数为基准的范围内，以及判断所述第二可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第二旋转圈数为基准的范围内。
进一步地，在本发明中，如图2所示，所述方法还包括在执行获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数步骤之前进行以下步骤S0：
向工艺腔室内通入工艺气体，并向所述工艺腔室提供射频功率；
判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态；当所述工艺气体达到所述击穿临界状态时，获取所述第一可变电容的圈数以及所述第二可变电容的圈数，并将获取到的第一可变电容的圈数作为所述第一旋转圈数，以及将获取到的所述第二可变电容的圈数作为所述第二旋转圈数。
如上所述，为了获取所述阻抗匹配单元的所述预设阻抗参数，要判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态，当所述工艺气体达到击穿临界状态时，所述阻抗匹配单元只是匹配了所述工艺腔室的系统阻抗，因此此时获取到的第一可变电容C1的圈数可以作为所述第一旋转圈数，以及获取到的第二可变电容C2的圈数可以作为所述第二旋转圈数，具体原理在前述部分已经描述，此处不再赘述。
对于工艺气体是否达到击穿临界状态可依据工艺腔室内是否出现辉光进行判断，具体地，当所述工艺腔室内出现辉光时，即可判断工艺气体已经达到击穿临界状态。
下面对步骤S22进行详细描述：
为便于描述，本发明中将所述第一旋转圈数记为X0，将所述第二旋转圈数记为Y0，将所述阻抗匹配单元的预设阻抗参数记为(X0、Y0)；将第一可变电容C1的实时旋转圈数记为X1，将第二可变电容C2的实时旋转圈数记为Y1，将所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数记为(X1，Y1)。
作为本发明一种可选地实施方式，以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±(1～3)％；以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±(1～3)％。优选地，以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±1％，以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±1％。
进而，所述预设阻抗参数的范围可以表示为(X0±X0*1％，Y0±Y0*1％)，那么，步骤S22可以按照下述公式(1)和(2)进行判断：
|X1-X0|≤X0*1％(1)
|Y1-Y0|≤Y0*1％(2)
也就是说，只要是所述实时阻抗参数(X1，Y1)满足上述公式(1)和(2)的条件，即可认为所述实时阻抗参数(X1，Y1)在所述预设阻抗参数的范围(X0±X0*1％，Y0±Y0*1％)内。
在本发明中，判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法还包括步骤S21，具体地，在步骤S21中，在执行上述步骤S22时，要等待预定时间，也就是说，当所述实时阻抗参数(X1，Y1)在所述预设阻抗参数的范围(X0±X0*1％，Y0±Y0*1％)内持续预定时间，就可以判定起辉失败，否则，就判定起辉成功。
需要说明的是，作为本发明一种可选地实施方式，所述预定时间可以为3s～5s。
作为本发明的第二个方面，提供了一种增强化学气相沉积方法，其中，如图3所示，所述增强化学气相沉积方法包括：
步骤P3、判断所述工艺腔室内的工艺气体是否起辉成功，判断方法为本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法。
当然所述增强化学气相沉积方法还包括在步骤P3之前执行的：
步骤P1、向工艺腔室通入工艺气体，
步骤P2、为所述工艺腔室加载射频功率。
在执行增强化学气相沉积(PECVD)工艺过程中，可以利用本发明所提供的判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法确定工艺执行进程，具体地，在步骤P3中，判断所述工艺腔室内的工艺气体是否起辉成功，若判断起辉成功，继续提供射频功率、继续通入工艺气体，若判断起辉失败，停止提供射频功率，停止通入工艺气体。
作为本发明一种可选地实施方式，在步骤P1中通入所述工艺腔室内的工艺气体包括硅烷(SiH4)气体、氮气(N2)和笑气(N2O)，其中，所述硅烷气体的流量控制在20～100sccm内(体积流量单位，standard-state cubic centimeter per minute)；所述氮气的流量控制在200～1000sccm；所述笑气的流量控制在1000～2000sccm；此外，所述工艺腔室的内部气体压力的控制在0.5Torr～3Torr之间(Torr：托，压强单位)；在步骤P2中，加载到所述工艺腔室的射频功率的范围在30W～1000W。
需要说明的是，本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法还适用于CCP放电领域、涉及匹配网络的ICP技术当中。
下面结合图6和图7对本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法的工作过程进行描述：
作为本发明对应图6的一种实施方式，所述工艺腔室为一种执行增强化学气相沉积工艺的腔室，该工艺腔室的所述预设阻抗参数范围是(80.5±80.5*1％，26±26*1％)，
在工艺准备阶段，向所述工艺腔室通入硅烷气体，控制腔室的压力在2Torr，以及将所述阻抗匹配单元的初始阻抗参数设定为(60，30)；
在工艺开始后，向所述工艺腔室加载射频功率，所述射频功率是50W，所述阻抗匹配单元会对所述工艺腔室进行快速匹配，并达到稳定状态，此时射频电源的反射功率满足预设条件，通常，所述预设条件为所述射频电源的反射功率小于1W。此时，如图6所示，所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数是(80.9，26.3)，由于(80.9，26.3)包含在(80.5±80.5*1％，26±26*1％)内，因此，该实时阻抗参数在所述预设阻抗参数范围内，同时，所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数维持在稳定状态的持续时间超过3s。因此，判定所述工艺腔室内的等离子体起辉失败，抛出报警，终止工艺。
作为本发明对应图7的一种实施方式，在图6所对应的实施方式终止工艺后执行，对所述PECVD工艺腔室暖机恢复，装载工艺基片并重新开始工艺。
在工艺准备阶段，向所述工艺腔室通入硅烷气体，控制腔室的压力在2Torr，以及将所述阻抗匹配单元的初始阻抗参数设定为(60，30)；
在工艺开始后，向所述工艺腔室加载射频功率，所述射频功率是500W，所述阻抗匹配单元会对所述工艺腔室进行快速匹配，并达到稳定状态，此时射频电源的反射功率满足所述预设条件，如图7所示，此时所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数是(53，30)，由于(53，30)并不包含在(80.5±80.5*1％，26±26*1％)内，因此，该实时阻抗参数不在所述预设阻抗参数范围内。由此可以判定所述工艺腔室内的等离子体起辉成功，可以继续工艺，并在工艺结束后，所述阻抗匹配单元的阻抗参数回到初始状态(60，30)。
需要说明的是，在图6和图7中，topC1就是本发明所述的第一可变电容C1，topC2就是本发明所述的第二可变电容C2，HF加载频率指的是加载到所述工艺腔室上的射频功率。
作为本发明的第三个方面，提供了一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置，所述工艺腔室包括阻抗匹配单元，其中，如图5所示，所述装置包括阻抗参数获取单元101和判断单元102，
如上所述，本发明所提供的判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置100可以便捷有效地判断出所述工艺腔室内的等离子体的起辉状态。
具体地，所述装置包括阻抗参数获取单元101和判断单元102，通过阻抗参数获取单元101获取所述阻抗匹配单元的预设阻抗参数和实时阻抗参数，判断单元102根据阻抗参数获取单元101获取的所述预设阻抗参数和实时阻抗参数，判断所述实时阻抗参数是否在所述预设阻抗参数的范围内，且持续预定时间，若判定结果为是，则判断单元102输出判定起辉失败的第一判定结果；若否，判断单元102输出判定起辉成功的第二判定结果。
本发明所提供的上述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置，仅需利用所述阻抗匹配单元的阻抗参数进行相应判断，即可实现对起辉状态的判定，无需增加其它设备，降低成本，此外，利用所述阻抗匹配单元的阻抗参数进行起辉状态的判断，不受其他环境的影响，不存在误判现象，因此更加便捷有效。
在本发明中，作为一种可选地实施方式，如图4所示，所述阻抗匹配单元包括射频输入端RF in、第一可变电容C1、第二可变电容C2和射频输出端RF out，第一可变电容C1串联在射频输入端RF in和接地端之间，第二可变电容C2串联在射频输入端RF in和射频输出端RF out之间；
如上所述，所述阻抗匹配单元包括第一可变电容C1和第二可变电容C2，第一可变电容C1与第二可变容C2构成L型匹配网络，且连接在射频输入端RF in和射频输出端RF out之间。
基于上述实施方式的所述阻抗匹配单元的结构，在本发明中，所述预设阻抗参数包括所述阻抗匹配单元与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数，所述预设阻抗参数范围包括以所述第一旋转圈数为基准的范围和以所述第二旋转圈数为基准的范围；
所述实时阻抗参数包括第一可变电容C1的实时旋转圈数和第二可变电容C2的实时旋转圈数；
需要说明的是，优选地，所述阻抗匹配单元可以为自阻抗匹配器，因此，所述阻抗匹配单元会根据输出后端阻抗(所述工艺腔室的阻抗)进行匹配，使得射频电源的负载阻抗与内阻相等，从而使得射频电源输出的功率不被反射。
此外，作为本发明一种可选地实施方式，第一可变电容C1和第二可变电容C2可以是真空可变电容。
需要说明的是，所述工艺腔室的系统阻抗包括所述工艺腔室的电容阻抗、以及其他杂散电容阻抗，此时所述工艺腔室内的工艺气体未击穿，没有等离子体出现，此时的第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数与工艺腔室的环境(压力、气体种类)等因素无关，也就是说，在所述阻抗匹配单元与所述系统阻抗匹配时，第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数是固定不变的、可重复的，因此，可以利用第一可变电容C1的第一旋转圈数以及C2第二可变电容的第二旋转圈数对所述工艺腔室是否起辉进行判断。
具体地，判断单元102可以判断所述第一可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第一旋转圈数为基准的范围内，以及判断所述第二可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第二旋转圈数为基准的范围内。
进一步地，在本发明中，如图5所示，阻抗参数获取单元101获取所述实时阻抗参数之前，
向工艺腔室内通入工艺气体，并向所述工艺腔室提供射频功率；
利用判断单元102判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态；当所述工艺气体达到所述击穿临界状态时，获取所述第一可变电容的圈数以及所述第二可变电容的圈数，并将获取到的第一可变电容的圈数作为所述第一旋转圈数，以及将获取到的所述第二可变电容的圈数作为所述第二旋转圈数。
如上所述，为了获取所述阻抗匹配单元的所述预设阻抗参数，要判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态，当所述工艺气体达到击穿临界状态时，所述阻抗匹配单元只是匹配了所述工艺腔室的系统阻抗，因此此时获取到的第一可变电容C1的圈数可以作为所述第一旋转圈数，以及获取到的第二可变电容C2的圈数可以作为所述第二旋转圈数，具体原理在前述部分已经描述，此处不再赘述。
对于工艺气体是否达到击穿临界状态可依据工艺腔室内是否出现辉光进行判断，具体地，当所述工艺腔室内出现辉光时，即可判断工艺气体已经达到击穿临界状态。
为便于描述，本发明中将所述第一旋转圈数记为X0，将所述第二旋转圈数记为Y0，将所述阻抗匹配单元的预设阻抗参数记为(X0、Y0)；将第一可变电容C1的实时旋转圈数记为X1，将第二可变电容C2的实时旋转圈数记为Y1，将所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数记为(X1、Y1)。
作为本发明一种可选地实施方式，以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±(1～3)％；以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±(1～3)％。优选地，以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±1％，以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±1％。
进而，所述预设阻抗参数的范围可以表示为(X0±X0*1％，Y0±Y0*1％)，那么，判断单元102可以按照下述公式(1)和(2)进行判断：
|X1-X0|≤X0*1％(1)
|Y1-Y0|≤Y0*1％(2)
也就是说，只要是所述实时阻抗参数(X1、Y1)满足上述公式(1)和(2)的条件，即可认为所述实时阻抗参数(X1、Y1)在所述预设阻抗参数的范围(X0±X0*1％，Y0±Y0*1％)内。
在本发明中，判断单元102要判断所述实时阻抗参数(X1、Y1)在所述预设阻抗参数的范围(X0±X0*1％，Y0±Y0*1％)内持续时间是否超过所述预定时间，若是，就可以判定起辉失败，否则，就判定起辉成功。
需要说明的是，作为本发明一种可选地实施方式，所述预定时间可以为3s～5s。
作为本发明的第四个方面，提供了一种增强化学气相沉积设备，所述增强化学气相沉积设备包括工艺腔室、匹配单元，其中，所述增强化学气相沉积设备还包括本发明所提供的所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置。
具体地，所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置的输出端与工艺气体的气体源的控制端电连接，当所述工艺气体的气体源的控制端接收到表示起辉失败的信号时，所述工艺气体的气体源停止向所述工艺腔室供给所述工艺气体，当所述工艺气体的气体源的控制端接收到表示起辉成功的信号时，所述工艺气体的气体源恢复向所述工艺腔室供给所述工艺气体。
并且，所述判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置的输出端与所述射频电源的控制端电连接，当所述射频电源的控制端接收到表示起辉失败的信号时，所述射频电源停止向所述工艺腔室输出射频功率信号，当所述射频电源的控制端接收到表示起辉成功的信号时，所述射频电源恢复向所述工艺腔室输出射频功率信号。
由于所述增强化学气相沉积设备应用了本发明所提供的判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置，因此，本发明所提供的所述增强化学气相沉积设备在执行工艺过程中，对起辉状态的判断不受其他环境的影响，不存在误判现象，因此更加便捷有效，进而保证所述增强化学气相沉积工艺的顺利执行，提升产品良率。
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 (12)

1.一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法，所述工艺腔室包括阻抗匹配单元，其特征在于，所述方法包括：
获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数；
判断获取到的实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内，且持续预定时间，若是，判定起辉失败；若否，判定起辉成功；
所述预设阻抗参数是所述阻抗匹配单元只与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的阻抗参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻抗匹配单元包括射频输入端、第一可变电容、第二可变电容和射频输出端，所述第一可变电容串联在所述射频输入端和接地端之间，所述第二可变电容串联在所述射频输入端和所述射频输出端之间，所述预设阻抗参数包括所述阻抗匹配单元与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的所述第一可变电容的第一旋转圈数以及所述第二可变电容的第二旋转圈数，所述预设阻抗参数范围包括以所述第一旋转圈数为基准的范围和以所述第二旋转圈数为基准的范围；
所述实时阻抗参数包括所述第一可变电容的实时旋转圈数和所述第二可变电容的实时旋转圈数；
判断获取到的实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内的步骤包括：
判断所述第一可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第一旋转圈数为基准的范围内，以及判断所述第二可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第二旋转圈数为基准的范围内。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在执行获取所述阻抗匹配单元的实时阻抗参数步骤之前进行以下步骤：
向工艺腔室内通入工艺气体，并向所述工艺腔室提供射频功率；
判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态；
当所述工艺气体达到所述击穿临界状态时，获取所述第一可变电容的圈数以及所述第二可变电容的圈数，并将获取到的第一可变电容的圈数作为所述第一旋转圈数，以及将获取到的所述第二可变电容的圈数作为所述第二旋转圈数。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，
所述预定时间为3s～5s。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±(1～3)％；
以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±(1～3)％。
6.一种增强化学气相沉积方法，其特征在于，所述增强化学气相沉积方法包括：
判断所述工艺腔室内的工艺气体是否起辉成功，判断方法为权利要求1至5中任意一项所述的判断工艺腔室内等离子体起辉状态的方法。
7.一种判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置，所述工艺腔室包括阻抗匹配单元，其特征在于，所述装置包括阻抗参数获取单元和判断单元，
所述阻抗参数获取单元，用于获取实时阻抗参数，并将获取到的所述实时阻抗参数发送给所述判断单元；
所述判断单元，用于判断所述实时阻抗参数是否在预设阻抗参数范围内且持续预定时间并输出相应的判定的结果，若是，所述判断单元输出判定起辉失败的第一判定结果；若否，所述判断单元输出判定起辉成功的第二判定结果；
所述预设阻抗参数是所述阻抗匹配单元只与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的阻抗参数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述阻抗匹配单元包括射频输入端、第一可变电容、第二可变电容和射频输出端，所述第一可变电容串联在所述射频输入端和接地端之间，所述第二可变电容串联在所述射频输入端和所述射频输出端之间；所述预设阻抗参数包括所述阻抗匹配单元与所述工艺腔室的系统阻抗匹配时的所述第一可变电容的第一旋转圈数以及所述第二可变电容的第二旋转圈数，所述预设阻抗参数范围包括以所述第一旋转圈数为基准的范围和以所述第二旋转圈数为基准的范围；
所述实时阻抗参数包括所述第一可变电容的实时旋转圈数和所述第二可变电容的实时旋转圈数；
所述判断单元判断所述第一可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第一旋转圈数为基准的范围内，以及判断所述第二可变电容的实时旋转圈数是否在以所述第二旋转圈数为基准的范围内。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述阻抗参数获取单元获取所述实时阻抗参数之前：
向所述工艺腔室内通入工艺气体，并向所述工艺腔室提供射频功率；
所述判断单元判断所述工艺气体是否达到击穿临界状态；
当所述工艺气体达到所述击穿临界状态时，所述阻抗参数获取单元获取所述第一可变电容的圈数以及所述第二可变电容的圈数，并将获取到的第一可变电容的圈数作为所述第一旋转圈数，以及将获取到的所述第二可变电容的圈数作为所述第二旋转圈数。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的装置，其特征在于，
所述预定时间为3s～5s。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
以所述第一旋转圈数为基准的范围为所述第一旋转圈数的±(1～3)％；
以所述第二旋转圈数为基准的范围为所述第二旋转圈数的±(1～3)％。
12.一种增强化学气相沉积设备，包括工艺腔室、阻抗匹配单元，其特征在于，还包括权利要求7至11中任意一项所述的判断工艺腔室内等离子体起辉状态的装置。
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