CN111425869A - 半导体设备的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的半导体设备的控制方法及系统，该方法包括：判断半导体设备中的工艺腔室的工作状态是待机状态还是非待机状态，若为待机状态，向废气处理装置发送第一控制信号，以使废气处理装置以第一功率值对废气进行燃烧处理；若为非待机状态，判断工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态；若处于工艺状态，向废气处理装置发送第二控制信号，以使废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理，第二功率值大于第一功率值；若处于非工艺状态，判断工艺腔室当前是否正在通入特气，若是，向废气处理装置发送第二控制信号；若否，向废气处理装置发送第一控制信号。本发明提供的半导体设备的控制方法，有效处理有毒气体的同时，降低能源浪费。

Description

半导体设备的控制方法及系统

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种半导体设备的控制方法及废气处理装置的控制系统。

背景技术

半导体刻蚀工艺中通常会使用多种刻蚀气体，如BCl₃、Cl₂、CF_xH_4-x、HBr、NF₃等，这些刻蚀气体能电离出高活性的自由基但具有一定毒性的气体，这些毒性的特殊气体(以下称为特气)有的能腐蚀管道，有的积累到一定程度甚至会有火灾的风险。因此，特气经过刻蚀工艺(电离启辉)之后，通常无法直接进行排放，而需要经过一定的处理，以确保排出的气体均是无毒无害的，不会对人员及环境产生危害。

处理特气的设备一般采用废气处理装置(local scrubber)，其中燃烧水洗式废气处理装置最为常用，首先在废气处理装置的燃烧室中利用高温(火焰燃烧或热电偶加热)使毒性气体氧化，并转变为无害或易被水洗去除的气体，之后再经后续水洗等处理方式进一步无害化处理废气。

目前，无论腔室是否正在进行工艺，无论通入腔室中的气体是否为特气，只要腔室处于非待机状态，均使用较高的功率(燃烧温度达到1300℃至1600℃)对废气进行燃烧处理，但事实上，不同的腔室工艺状态及气体种类，对废气的处理需求是不同的，针对不需要使用高燃烧温度处理的情况，若仍然使用高功率处理，则会造成能源浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体设备的控制方法及系统，用于在有效处理有毒气体的同时，降低能源浪费，从而实现资源的合理利用。

本发明提供一种半导体设备的控制方法，用于对所述半导体设备中的废气处理装置进行控制，包括：

判断所述半导体设备中的工艺腔室的工作状态是待机状态还是非待机状态，若所述工作状态为所述待机状态，则向所述废气处理装置发送第一控制信号，以使所述废气处理装置以第一功率值对废气进行燃烧处理；

若所述工作状态为所述非待机状态，则判断所述工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态；若处于所述工艺状态，则向所述废气处理装置发送第二控制信号，以使所述废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理，所述第二功率值大于所述第一功率值；

若处于所述非工艺状态，则判断所述工艺腔室当前是否正在通入特气，若是，则向所述废气处理装置发送所述第二控制信号；若否，则向所述废气处理装置发送所述第一控制信号。

可选的，所述处于所述非工艺状态，则判断所述工艺腔室当前是否正在通入特气，包括：

获取所述特气的进气管路中的当前流量值；

判断所述当前流量值是否大于预设阈值，若是，则确认所述工艺腔室当前正在通入特气；若否，则确认所述工艺腔室当前未通入特气。

可选的，所述预设阈值的取值范围为1sccm-5sccm。

可选的，所述若所述工作状态为所述非待机状态，则判断所述工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态，包括：

获取所述工艺腔室的进程状态；

判断所述进程状态是否已达到预设条件，若是，则确认所述工艺腔室当前处于所述工艺状态；若否，则确认所述工艺腔室当前处于所述非工艺状态。

可选的，所述进程状态包括调用工艺配方，所述预设条件为当前已调用所述工艺配方；或者，所述进程状态包括启辉状态，所述预设条件为所述工艺腔室当前为所述启辉状态。

可选的，所述废气处理装置以所述第二功率值对废气进行燃烧处理的燃烧时长包括常规时长和延时时长，其中，所述常规时长为燃烧当前废气所需要的时长。

可选的，所述延时时长大于或等于5min。

可选的，所述第一功率值的大小满足在对废气进行燃烧处理时，燃烧气体的使用量范围为2L/min至4L/min；所述第二功率值的大小满足在对废气进行燃烧处理时，燃烧气体的使用量范围为6L/min至8L/min。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体设备的控制系统，用于控制所述半导体设备中的废气处理装置，包括判断模块和通信控制模块，其中，

所述判断模块用于判断半导体设备中的工艺腔室的工作状态是待机状态还是非待机状态，若所述工作状态为所述待机状态，则向所述通信控制模块发送第一信号；若所述工作状态为所述非待机状态，则判断所述工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态；若处于所述工艺状态，则向所述通信控制模块发送所述第一信号；若处于所述非工艺状态，则判断所述工艺腔室当前是否正在通入特气，若是，则向所述通信控制模块发送所述第一信号；若否，则向所述通信控制模块发送第二信号；

所述通信控制模块用于在接收到所述第一信号时，向所述废气处理装置发送第一控制信号，以使所述废气处理装置以第一功率值对废气进行燃烧处理；在接收到所述第二信号时，向所述废气处理装置发送第二控制信号，以使所述废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理，所述第二功率值大于所述第一功率值。

可选的，所述通信控制模块包括：

PCI夹层卡，用于接收所述判断模块发送的所述第一信号或第二信号；

信号输出电路，用于根据所述PCI夹层卡接收到的所述第一信号或第二信号，向所述废气处理装置发送所述第一控制信号或第二控制信号。

本发明提供的半导体设备的控制方法及系统的技术方案中，通过对工艺腔室的工作状态、工艺状态以及特气状态逐步判断，可以在腔室处于工艺状态以及腔室通入特气的情况下以较高的功率值对废气进行处理，而在腔室处于非工艺状态以及腔室未通入特气的情况下，以较低的功率值对废气进行处理，从而可以降低能源浪费，实现资源的合理利用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的半导体设备的控制方法的流程框图；

图2为本发明实施例提供的半导体设备的控制系统的原理框图；

图3为本发明实施例采用的通信控制模块的结构示意图。

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，下面结合附图来对本发明提供的半导体设备的控制方法及系统进行详细描述。

请参阅图1，本发明实施例提供一种半导体设备的控制方法，用于对半导体设备中的废气处理装置进行控制。该控制方法包括以下步骤：

S1、判断半导体设备中的工艺腔室的工作状态；若工作状态为待机状态，则进行步骤S2；若工作状态为非待机状态，则进行步骤S3。

上述待机状态(idle)为工艺腔室当前无气体通入，也未进行工艺的状态。相反的，上述非待机状态包括当前正在进行工艺的状态，或者当前未进行工艺，但有气体通入的状态。

S2、向废气处理装置发送第一控制信号，以使废气处理装置以第一功率值对废气进行燃烧处理。

上述废气处理装置例如为燃烧水洗式废气处理装置，其燃烧室中利用加热模块采用火焰燃烧或热电偶加热的方式使气体氧化，并转变为无害或易被水洗去除的气体。并且，上述废气处理装置具有能够切换功率大小的切换模块，该切换模块在接收到上述第一控制信号时，能够以第一功率值对工艺腔室排出的废气进行燃烧处理。

对于处于待机状态的工艺腔室，因其特气使用量减少，可以使用较低的功率进行燃烧处理，以减少能源浪费。基于此，上述第一功率值适当采用较低的功率值，可选的，第一功率值的大小满足在对废气进行燃烧处理时，燃烧气体的使用量范围为2L/min至4L/min。该范围可以满足处于待机状态的工艺腔室的废气处理。

S3、判断工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态；若处于工艺状态，则进行步骤S4；若处于非工艺状态，则进行步骤S5。

S4、向废气处理装置发送第二控制信号，以使废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理。其中，第二功率值大于第一功率值。

对于处于工艺状态的工艺腔室，因其特气使用量较大，可以使用较高的功率进行燃烧处理，以保证对工艺腔室排出的废气进行充分燃烧。基于此，上述第二功率值适当采用较高的功率值，可选的，第二功率值的大小满足在对废气进行燃烧处理时，燃烧气体的使用量范围为6L/min至8L/min。该范围可以满足处于工艺状态的工艺腔室的废气处理。

当然，在实际应用中，还存在向工艺腔室中通入的是普气(即，不是特气的普通气体)，而非特气的情况，但是，由于普气在经过工艺之后可能会产生特气，因此，只要工艺腔室当前处于工艺状态，均使废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理。

S5、判断工艺腔室当前是否正在通入特气，若是，则进行步骤S6；若否，则进行步骤S7。

S6、向废气处理装置发送上述第二控制信号。

S7、向废气处理装置发送上述第一控制信号。

对于处于非工艺状态的工艺腔室，其存在以下几种情况：第一种情况，未有气体通入腔室；第二种情况，有气体通入腔室，且气体是普通气体(以下称为普气)；第三种情况，有气体通入腔室，且气体是特气。

具体来说，特气是指易燃、易爆或有毒的工艺气体，特气在工艺之后会产生具有一定毒性的气体。常见的特气包括但不限于BCl₃、SiCl₄、C4F₈、SF₆、NF₃、PFCs、CO、COS、Cl₂、HBr、SO₂中的至少一种。普气自身并不具有易燃、易爆或有毒等性质，但在工艺之后可能会产生具有一定毒性的气体。常见的普气包括但不限于N₂、Ar、O₂、He中的至少一种。

对于上述第一、第二种情况，由于腔室未进行工艺，排出的气体中特气的含量较少或者没有，可以使用较低的功率进行燃烧处理，以减少能源浪费。对于上述第三种情况，由于有特气通入腔室，可以使用较高的功率进行燃烧处理。

由上可知，本发明实施例提供的半导体设备的控制方法，通过对工艺腔室的工作状态、工艺状态以及特气状态逐步判断，可以在腔室处于工艺状态以及腔室通入特气的情况下以较高的功率值对废气进行处理，而在腔室处于非工艺状态以及腔室未通入特气的情况下，以较低的功率值对废气进行处理，从而可以降低能源浪费，实现资源的合理利用。

可选的，上述步骤S3具体包括：

S31、获取工艺腔室的进程状态。

可选的，进程状态包括调用工艺配方或者启辉状态等的能够体现工艺进程的状态参数。

S32、判断进程状态是否已达到预设条件，若是，则确认工艺腔室当前处于工艺状态；若否，则确认工艺腔室当前处于非工艺状态。

上述预设条件是指进程状态已体现腔室当前处于工艺状态的条件，例如，若进程状态为调用工艺配方，则预设条件为当前已调用工艺配方；又如，若进程状态为启辉状态，则预设条件为工艺腔室当前为启辉状态。

可选的，上述步骤S5具体包括：

S51、获取特气的进气管路中的当前流量值。

该进气管路用于向工艺腔室中通入特气。

可选的，可以利用进气管路上的质量流量控制器来检测该进气管路中的特气的当前流量值。

S52、判断上述当前流量值是否大于预设阈值，若是，则确认工艺腔室当前正在通入特气；若否，则确认工艺腔室当前未通入特气。

可选的，预设阈值的取值范围为1sccm-5sccm，优选为2sccm。在该范围内，可以保证以上述第一功率能够对废气充分燃烧。

在实际应用中，还可以采用其他任意方式判断工艺腔室当前是否正在通入特气。

可选的，废气处理装置在以第二功率值对废气进行燃烧处理时，的燃烧时长包括常规时长和延时时长。

其中，常规时长为燃烧当前废气所需要的时长，延时时长为在常规时长之后延长的时长。也就是说，在废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理时，可以适当延长处理时间，以保证能够去除掉残留在管路中的有毒气体，避免残留在管路中的有毒气体因燃烧室停止或降低功率燃烧而被排放至大气环境，进而保证有毒气体被有效被去除。

可选的，延时时长大于或等于5min。在该时间范围内，能够保证残留的有毒气体被充分的燃烧处理。优选地，延时时长小于或等于10min，以使当有毒气体被充分的燃烧处理之后，尽快以第一功率值进行燃烧处理，缩短以第二功率进行燃烧处理的时长，避免能源浪费。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供了一种半导体设备的控制系统2，用于控制半导体设备中的废气处理装置。请参阅图2，该控制系统2包括判断模块21和通信控制模块22。具体地，判断模块21可以从半导体设备中的工艺腔室控制系统1获取工艺腔室的工作状态以及工艺参数等信息，该判断模块21用于判断工艺腔室的工作状态是待机状态还是非待机状态，若工作状态为待机状态，则向通信控制模块22发送第一信号；若工作状态为非待机状态，则判断工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态，若处于工艺状态，则向通信控制模块22发送上述第一信号，若处于非工艺状态，则判断工艺腔室当前是否正在通入特气，若是，则向通信控制模块22发送第一信号，若否，则向通信控制模块22发送第二信号。

在实际应用中，上述判断模块21可集成在工艺腔室控制系统1中，该工艺腔室控制系统1例如为下位机。

通信控制模块22用于在接收到上述第一信号时，向废气处理装置3发送第一控制信号，以使废气处理装置3以第一功率值对废气进行燃烧处理，在接收到上述第二信号时，向废气处理装置3发送第二控制信号，以使废气处理装置3以第二功率值对废气进行燃烧处理，并且，第二功率值大于第一功率值。

在本实施例中，如图3所示，上述通信控制模块22包括PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)夹层卡221和信号输出电路222。其中，PCI夹层卡221用于接收判断模块21发送的第一信号或第二信号；信号输出电路222用于根据PCI夹层卡221接收到的第一信号或第二信号，向废气处理装置3发送第一控制信号或第二控制信号。

在实际应用中，上述第一信号或第二信号通常为数字信号，例如为0或1。PCI夹层卡221又称PMC卡，其是一种数字信号接收器，具有适用范围广，配备灵活性高等优点。

可选的，上述信号输出电路222输出的第一控制信号为低电平信号，第二控制信号为高电平信号；或者，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号。

在本实施例中，如图2所示，废气处理装置3包括燃烧室33、用于向该燃烧室33输出加热功率的加热模块32以及用于切换加热模块32输出的加热功率大小的切换模块31。其中，切换模块31用于在接收到通信控制模块22发送的第一控制信号时，将加热模块32输出的加热功率切换至第一功率值，并且，在接收到通信控制模块22发送的第二控制信号时，将加热模块32输出的加热功率切换至第二功率值。

本发明实施例提供的半导体设备的控制系统，通过利用判断模块对工艺腔室的工作状态、工艺状态以及特气状态逐步判断，可以在腔室处于工艺状态以及腔室通入特气的情况下以较高的功率值对废气进行处理，而在腔室处于非工艺状态以及腔室未通入特气的情况下，以较低的功率值对废气进行处理，从而可以降低能源浪费，实现资源的合理利用。

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 (10)

1.一种半导体设备的控制方法，用于对所述半导体设备中的废气处理装置进行控制，其特征在于，包括：

判断所述半导体设备中的工艺腔室的工作状态是待机状态还是非待机状态，若所述工作状态为所述待机状态，则向所述废气处理装置发送第一控制信号，以使所述废气处理装置以第一功率值对废气进行燃烧处理；

若所述工作状态为所述非待机状态，则判断所述工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态；若处于所述工艺状态，则向所述废气处理装置发送第二控制信号，以使所述废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理，所述第二功率值大于所述第一功率值；

若处于所述非工艺状态，则判断所述工艺腔室当前是否正在通入特气，若是，则向所述废气处理装置发送所述第二控制信号；若否，则向所述废气处理装置发送所述第一控制信号。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述处于所述非工艺状态，则判断所述工艺腔室当前是否正在通入特气，包括：

获取所述特气的进气管路中的当前流量值；

判断所述当前流量值是否大于预设阈值，若是，则确认所述工艺腔室当前正在通入特气；若否，则确认所述工艺腔室当前未通入特气。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预设阈值的取值范围为1sccm-5sccm。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述若所述工作状态为所述非待机状态，则判断所述工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态，包括：

获取所述工艺腔室的进程状态；

判断所述进程状态是否已达到预设条件，若是，则确认所述工艺腔室当前处于所述工艺状态；若否，则确认所述工艺腔室当前处于所述非工艺状态。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述进程状态包括调用工艺配方，所述预设条件为当前已调用所述工艺配方；或者，所述进程状态包括启辉状态，所述预设条件为所述工艺腔室当前为所述启辉状态。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述废气处理装置以所述第二功率值对废气进行燃烧处理的燃烧时长包括常规时长和延时时长，其中，所述常规时长为燃烧当前废气所需要的时长。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述延时时长大于或等于5min。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一功率值的大小满足在对废气进行燃烧处理时，燃烧气体的使用量范围为2L/min至4L/min；所述第二功率值的大小满足在对废气进行燃烧处理时，燃烧气体的使用量范围为6L/min至8L/min。

9.一种半导体设备的控制系统，用于控制所述半导体设备中的废气处理装置，其特征在于，包括判断模块和通信控制模块，其中，

所述判断模块用于判断半导体设备中的工艺腔室的工作状态是待机状态还是非待机状态，若所述工作状态为所述待机状态，则向所述通信控制模块发送第一信号；若所述工作状态为所述非待机状态，则判断所述工艺腔室当前处于工艺状态还是非工艺状态；若处于所述工艺状态，则向所述通信控制模块发送所述第一信号；若处于所述非工艺状态，则判断所述工艺腔室当前是否正在通入特气，若是，则向所述通信控制模块发送所述第一信号；若否，则向所述通信控制模块发送第二信号；

所述通信控制模块用于在接收到所述第一信号时，向所述废气处理装置发送第一控制信号，以使所述废气处理装置以第一功率值对废气进行燃烧处理；在接收到所述第二信号时，向所述废气处理装置发送第二控制信号，以使所述废气处理装置以第二功率值对废气进行燃烧处理，所述第二功率值大于所述第一功率值。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述通信控制模块包括：

PCI夹层卡，用于接收所述判断模块发送的所述第一信号或第二信号；

信号输出电路，用于根据所述PCI夹层卡接收到的所述第一信号或第二信号，向所述废气处理装置发送所述第一控制信号或第二控制信号。

Images