CN112941484B - 暖机控制方法、暖机控制系统和半导体处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种暖机控制方法、暖机控制系统和半导体处理设备，该暖机控制方法用于半导体处理设备中，该半导体处理设备包括用于进行半导体工艺的工艺腔室，暖机控制方法包括：获取工艺腔室的当前空闲时长；根据预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与当前空闲时长对应的当前暖机时长；将暖机配方中的暖机时长设定为当前暖机时长；执行设定后的暖机配方，对工艺腔室进行暖机工艺。本发明提供的暖机控制方法、暖机控制系统和半导体处理设备的技术方案，可以减少暖机时间的浪费，提高腔室恢复效率，从而可以提高产能。

Description

暖机控制方法、暖机控制系统和半导体处理设备

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种暖机控制方法、暖机控制系统和半导体处理设备。

背景技术

对于物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)工艺，是指在真空条件下，利用气体放电使靶材蒸发，并使被蒸发物质与气体均发生电离，同时利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在晶片表面。

当工艺腔室在较长时间未使用的情况下，腔室温度会降至较低温度，直接在这样的状态下的工艺腔室中进行工艺，在工艺初期，腔室温度呈上升的趋势，无法立刻稳定在工艺所需的最佳温度，由于腔室温度会影响沉积速率，故而会对工艺稳定性有一定的影响，因此，通常在工艺腔室空闲了一段时间之后再要进行工艺时，需要对工艺腔室进行暖机工艺，以使工艺腔室中各器件的温度、腔室环境达到工艺所需状态。通常情况下暖机工艺是通过使用屏蔽盘或专用暖机片在工艺腔室中执行暖机配方来实现。

图1为现有的暖机控制方法的流程框图。请参阅图1，该暖机控制方法包括：

步骤101、预先设置暖机配方；

步骤102、判断工艺腔室的空闲时长(idle time)是否小于设定阈值，若是，则控制工艺腔室执行正常工艺；若否，则按照暖机配方，控制工艺腔室执行暖机工艺。

现有的暖机控制方法无论工艺腔室的当前空闲时长是多长，均使用固定暖机时长进行暖机工艺，而为了保证暖机时长覆盖整个空闲时长范围，该固定暖机时长通常设定为最长空闲时长所对应的暖机时长，也就是说，即使当前空闲时长较短，仍然采用较长的暖机时长进行暖机工艺，从而造成了暖机时间的浪费，降低了腔室恢复效率，进而降低了产能。

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，提出了一种暖机控制方法、暖机控制系统和半导体处理设备，其可以减少暖机时间的浪费，提高腔室恢复效率，从而可以提高产能。

为实现本发明的目的而提供一种暖机控制方法，用于半导体处理设备中，所述半导体处理设备包括用于进行半导体工艺的工艺腔室，所述暖机控制方法包括：

获取所述工艺腔室的当前空闲时长；

根据预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与所述当前空闲时长对应的当前暖机时长；

将所述暖机配方中的暖机时长设定为所述当前暖机时长；

执行设定后的所述暖机配方，对所述工艺腔室进行暖机工艺。

可选的，所述暖机控制方法还包括：

提供一暖机配置界面；其中，所述暖机配置界面包括所述暖机配方的对应关系列表，所述对应关系列表中的待配置参数包括多个空闲时长和与之一一对应的多个暖机时长；

接收并存储用户输入的所述对应关系列表中的所述待配置参数的数据。

可选的，所述暖机配方包括等离子体启辉步骤；

所述将所述暖机配方中的暖机时长设定为所述当前暖机时长，包括：

获取预先配置的所述暖机配方中对应所述等离子体启辉步骤的实际名称；

获取所述暖机配方中的各个步骤的名称；

判断所述暖机配方中的各个步骤的名称中是否包含所述等离子体启辉步骤的实际名称；

若是，则将所述等离子体启辉步骤的工艺时长设定为所述当前暖机时长；

若否，则执行所述暖机配方。

可选的，所述暖机控制方法还包括：

提供一配方配置界面；其中，所述配方配置界面包括名称配置列表，所述名称配置列表中的待配置参数包括所述等离子体启辉步骤的实际名称；

接收并存储用户输入的所述名称配置列表中的所述待配置参数的信息。

可选的，所述获取工艺腔室的当前空闲时长，包括：

在所述工艺腔室完成工艺或者进行初始化之后，开始计时，并在所述工艺腔室开始工艺或者工艺异常时停止计时，并归零；

其中，将当前时刻获取的所述工艺腔室的计时累计时长作为所述当前空闲时长。

可选的，在所述获取工艺腔室的当前空闲时长之前，还包括：

获取预先配置的选择信息，所述选择信息包括暖机或不暖机；

若所述选择信息为暖机，则进行获取所述工艺腔室的当前空闲时长的步骤；

若所述选择信息为不暖机，则流程结束。

可选的，所述暖机配置界面还包括选择信息选项，所述选择信息选项包括暖机和不暖机；

所述选择信息的配置方法，包括：

接收并存储用户从所述选择信息选项中选择的暖机或不暖机。

可选的，在完成所述执行设定后的所述暖机配方之后，开始进行半导体工艺。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种暖机控制系统，用于半导体处理设备中，所述半导体处理设备包括用于进行半导体工艺的工艺腔室，所述暖机控制系统包括：

计时模块，用于获取所述工艺腔室的当前空闲时长；

获取模块，用于根据预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与所述当前空闲时长对应的当前暖机时长；

修改模块，用于将所述暖机配方中的暖机时长设定为所述当前暖机时长；以及

执行模块，用于执行设定后的所述暖机配方，对所述工艺腔室进行暖机工艺。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体处理设备，包括工艺腔室和用于控制所述工艺腔室进行暖机工艺的暖机控制系统，所述半导体处理设备采用本发明实施例提供的上述暖机控制系统对所述工艺腔室进行本发明实施例提供的上述暖机方法。

本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的暖机控制方法和暖机控制系统的技术方案中，利用获取的工艺腔室的当前空闲时长，以及预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，可以获得与当前空闲时长对应的当前暖机时长，然后通过将暖机配方中的暖机时长设定为当前暖机时长，可以使后续的暖机工艺按照该当前暖机时长对工艺腔室进行暖机工艺，从而可以根据不同的空闲时长，动态调整暖机配方中的暖机时长，进而可以减少暖机时间的浪费，提高腔室恢复效率，从而可以提高产能。

本发明实施例提供的半导体处理设备，其通过采用本发明实施例提供的上述暖机控制系统进行本发明实施例提供的上述暖机方法，可以根据不同的空闲时长，动态调整暖机配方中的暖机时长，进而可以减少暖机时间的浪费，提高腔室恢复效率，从而可以提高产能。

附图说明

图1为现有的暖机控制方法的流程框图；

图2为本发明第一实施例提供的暖机控制方法的流程框图；

图3为本发明第一实施例采用的暖机配置界面的示意图；

图4为本发明第一实施例采用的暖机配方的更改方法的流程框图；

图5为本发明第一实施例采用的配方配置界面的示意图；

图6为本发明第二实施例提供的暖机控制方法的流程框图；

图7为本发明第三实施例提供的暖机控制系统的原理框图。

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实施例提供的暖机控制方法、暖机控制系统和半导体处理设备进行详细描述。

第一实施例

请参阅图2，本发明第一实施例提供的暖机控制方法，其用于半导体处理设备中，该半导体处理设备包括用于进行半导体工艺的工艺腔室。该暖机控制方法包括：

步骤201、获取工艺腔室的当前空闲时长。

所谓当前空闲时长，是指当前时刻获取的工艺腔室自工艺完成或者初始化开始处于未使用状态的累计时长。

在一些实施例中，上述步骤201，具体包括：

在工艺腔室完成工艺或者进行初始化之后，开始计时，并在工艺腔室开始工艺或者工艺异常时停止计时，并归零。

其中，将当前时刻获取的工艺腔室的计时累计时长作为当前空闲时长。

在实际应用中，可以利用计时器对工艺腔室的空闲时长进行实时计数。

步骤202、根据预先配置的对应于暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与当前空闲时长对应的当前暖机时长。

通过实验可知，工艺腔室的空闲时长越长，则需要的暖机时长也越长；反之，工艺腔室的空闲时长越短，则需要的暖机时长也越短。基于此，可以对空闲时长和暖机时长之间的对应关系进行预先配置，然后根据获取的当前空闲时长和该对应关系，即可获得当前所需的暖机时长。

步骤203、将暖机配方中的暖机时长设定为当前暖机时长；

需要说明的是，与正常工艺相类似的，暖机工艺通常也包括多个步骤，例如稳压步骤、等离子体启辉步骤、吹扫步骤等等。而在这些步骤中，等离子体启辉步骤的工艺时长通常是能够使工艺腔室中各器件的温度、腔室环境达到工艺所需状态的有效步骤，也就是说，等离子体启辉步骤的工艺时长的长短决定了暖机时长的长短。在这种情况下，暖机配方中的暖机时长即为等离子体启辉步骤的工艺时长，步骤203即用于将等离子体启辉步骤的工艺时长设定为当前暖机时长，其他步骤可以保持原暖机配方不变。

步骤204、执行设定后的暖机配方，对工艺腔室进行暖机工艺。

在进行暖机工艺时，上述暖机配方中的暖机时长即为所设定的当前暖机时长。

本发明实施例提供的暖机控制方法，利用获取的工艺腔室的当前空闲时长，以及预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，可以获得与当前空闲时长对应的当前暖机时长，然后通过将暖机配方中的暖机时长设定为当前暖机时长，可以使后续的暖机工艺按照该当前暖机时长对工艺腔室进行暖机工艺，从而可以根据不同的空闲时长，动态调整暖机配方中的暖机时长，进而可以减少暖机时间的浪费，提高腔室恢复效率，从而可以提高产能。

在一些实施例中，本实施例提供的暖机控制方法还包括上述暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系的配置方法，该配置方法具体包括：

提供一暖机配置界面；例如，如图3所示，该暖机配置界面包括暖机配方的对应关系列表，该对应关系列表中的待配置参数包括多个空闲时长和与之一一对应的多个暖机时长。

接收并存储用户输入的上述待配置参数的数据，即，多个空闲时长和与之一一对应的多个暖机时长的具体数值。

可选的，上述空闲时长可以是一个数值，或者也可以是一个数值范围，例如，图3中示出的对应关系列表中具有六组输入数据，具体为：第一组输入数据，空闲时长为0min-10min，对应的暖机时长为0s；第二组输入数据，空闲时长为10min-20min，对应的暖机时长为5s；第三组输入数据，空闲时长为20min-40min，对应的暖机时长为8s；第四组输入数据，空闲时长为40min-60min，对应的暖机时长为10s；第五组输入数据，空闲时长为60min-120min，对应的暖机时长为13s；第六组输入数据，空闲时长为120min-100000min，对应的暖机时长为13s。

基于上述对应关系列表，可以根据所获取的当前空闲时长，获得该当前空闲时长所在的数值范围对应的暖机时长，即为当前暖机时长。例如，若当前空闲时长为13min，其所在的数值范围为10min-20min，则对应的暖机时长为5s，即为当前暖机时长。

在一些实施例中，如图3所示，暖机配置界面还包括暖机配方名称的选项，该选项用于供用户从多种不同的暖机配方中选择所需要的暖机配方。

在一些实施例中，在上述步骤201之前，还包括：

获取预先配置的选择信息，该选择信息包括暖机或不暖机；

若选择信息为暖机，则进行上述步骤201；

若选择信息为不暖机，则流程结束。

由此，可以供用户自主选择是否暖机。

可选的，本实施例提供的暖机控制方法还包括上述选择信息的配置方法，该配置方法具体包括：暖机配置界面还包括选择信息选项，该选择信息选项包括暖机和不暖机。例如，图3中的暖机配置界面中具有暖机的勾选选项，若该选项被用户勾选，即表示用户选择暖机；若该选项未被用户勾选，即表示用户选择不暖机。

接收并存储用户从选择信息选项中选择的暖机或不暖机，由此完成上述选择信息的配置。

需要说明的是，在本实施例中，通过提供一暖机配置界面的方式来实现暖机时长与空闲时长的对应关系的配置，但是，本发明实施例并不局限于此，在实际应用中，还可以采用其他任意配置方式对该对应关系进行配置。

在一些实施例中，如图4所示，在上述暖机配方包括等离子体启辉步骤的情况下，上述步骤203，具体包括：

步骤401、获取预先配置的暖机配方中对应等离子体启辉步骤的实际名称；

在实际应用中，不同的半导体处理设备，所使用的等离子体启辉步骤的名称通常是不统一的，例如有的半导体处理设备将等离子体启辉步骤称为“启辉步骤”，有的则称为“等离子体启辉步骤”，在这种情况下，需要获取实现当前暖机配方的半导体处理设备所使用的等离子体启辉步骤的实际名称。

步骤402、获取暖机配方中的各个步骤的名称；

暖机配方中的各个步骤的名称例如为稳压步骤、启辉步骤、吹扫步骤等等。

步骤403、判断暖机配方中的各个步骤的名称中是否包含上述等离子体启辉步骤的实际名称；若是，则进行步骤404；若否，则进行步骤406；

步骤404、将等离子体启辉步骤的工艺时长设定为当前暖机时长；

步骤405、执行设定后的暖机配方，对工艺腔室进行暖机工艺。

在进行暖机工艺时，上述启辉步骤的工艺时长即为所设定的当前暖机时长。

步骤406、执行暖机配方。

步骤406中所执行的暖机配方中各个步骤均保持原工艺配方不变，即未对该暖机配方进行修改。

在一些实施例中，本实施例提供的暖机控制方法还包括：等离子体启辉步骤的实际名称的配置方法，该配置方法，具体包括：

提供一配方配置界面，例如，如图5所示，该配方配置界面包括名称配置列表，该名称配置列表中的待配置参数包括等离子体启辉步骤的实际名称；

接收并存储用户输入的名称配置列表中的上述待配置参数的信息。具体地，图5示出的配方配置界面中的待配置参数包括名称、单位、默认值和配置值，其中，名称、单位无需输入，默认值的具体数值(a为常数)仅用于参考，不影响暖机工艺，用户仅需在配置值处输入等离子体启辉步骤的实际名称(图5中该实际名称例如为“启辉步骤”)即可。

第二实施例

本发明第二实施例提供的暖机控制方法，其是在上述第一实施例的基础上所做的改进，具体地，该暖机控制方法包括：

步骤301、预先配置暖机配方；

例如，如图3所示，接收并存储用户在暖机配置界面中，从多种不同的暖机配方中选择的所需要的暖机配方。

步骤302、判断是否进行暖机，若是，则进行步骤303；若否，则进行步骤307；

例如，图3中的暖机配置界面中具有暖机的勾选选项，若该选项被用户勾选，即表示用户选择暖机；若该选项未被用户勾选，即表示用户选择不暖机。

可选的，判断是否进行暖机的方法例如包括：

接收并存储用户从选择信息选项中选择的暖机或不暖机，由此完成上述选择信息的配置。

步骤303、获取工艺腔室的当前空闲时长；

步骤304、根据预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与当前空闲时长对应的当前暖机时长；

步骤305、将暖机配方中的工艺时长设定为当前暖机时长；

步骤306、执行设定后的暖机配方，对工艺腔室进行暖机工艺；

步骤307、进行半导体工艺。

本发明第二实施例提供的暖机控制方法，其通过判断是否进行暖机，并根据判断结果自动进行暖机流程或者直接进行半导体工艺，从而可以实现了暖机流程的自动化，同时可以增加工艺腔室的易用性。

第三实施例

作为另一个技术方案，本发明第三实施例还提供一种暖机控制系统，其包括：

计时模块1，用于获取工艺腔室的当前空闲时长；

获取模块2，用于根据预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与当前空闲时长对应的当前暖机时长；

修改模块3，用于将暖机配方中的暖机时长设定为当前暖机时长；以及

执行模块4，用于执行设定后的暖机配方，对工艺腔室进行暖机工艺。

上述暖机控制系统例如为诸如PLC、计算机等的微处理器。

综上所述，本发明实施例提供的暖机控制方法和暖机控制系统，利用获取的工艺腔室的当前空闲时长，以及预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，可以获得与当前空闲时长对应的当前暖机时长，然后通过将暖机配方中的暖机时长设定为当前暖机时长，可以使后续的暖机工艺按照该当前暖机时长对工艺腔室进行暖机工艺，从而可以根据不同的空闲时长，动态调整暖机配方中的暖机时长，进而可以减少暖机时间的浪费，提高腔室恢复效率，从而可以提高产能。

第四实施例

作为另一个技术方案，本发明第四实施例还提供一种半导体处理设备，包括工艺腔室和用于控制该工艺腔室进行暖机工艺的暖机控制系统，该半导体处理设备采用本发明上述各个实施例提供的暖机控制系统对工艺腔室进行本发明实施例提供的上述暖机方法。

本发明实施例提供的半导体处理设备，其通过采用本发明实施例提供的上述暖机控制系统进行本发明实施例提供的上述暖机方法，可以根据不同的空闲时长，动态调整暖机配方中的暖机时长，进而可以减少暖机时间的浪费，提高腔室恢复效率，从而可以提高产能。

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 (9)

1.一种暖机控制方法，用于半导体处理设备中，所述半导体处理设备包括用于进行半导体工艺的工艺腔室，其特征在于，所述暖机控制方法包括：

获取所述工艺腔室的当前空闲时长；

根据预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与所述当前空闲时长对应的当前暖机时长；

将所述暖机配方中的暖机时长设定为所述当前暖机时长；

执行设定后的所述暖机配方，对所述工艺腔室进行暖机工艺；

所述暖机配方包括等离子体启辉步骤；所述将所述暖机配方中的暖机时长设定为所述当前暖机时长，包括：

获取预先配置的所述暖机配方中对应所述等离子体启辉步骤的实际名称；

获取所述暖机配方中的各个步骤的名称；

判断所述暖机配方中的各个步骤的名称中是否包含所述等离子体启辉步骤的实际名称；

若是，则将所述等离子体启辉步骤的工艺时长设定为所述当前暖机时长；

若否，则执行所述暖机配方。

2.根据权利要求1所述的暖机控制方法，其特征在于，所述暖机控制方法还包括：

提供一暖机配置界面；其中，所述暖机配置界面包括所述暖机配方的对应关系列表，所述对应关系列表中的待配置参数包括多个空闲时长和与之一一对应的多个暖机时长；

接收并存储用户输入的所述对应关系列表中的所述待配置参数的数据。

3.根据权利要求1所述的暖机控制方法，其特征在于，所述暖机控制方法还包括：

提供一配方配置界面；其中，所述配方配置界面包括名称配置列表，所述名称配置列表中的待配置参数包括所述等离子体启辉步骤的实际名称；

接收并存储用户输入的所述名称配置列表中的所述待配置参数的信息。

4.根据权利要求1所述的暖机控制方法，其特征在于，所述获取工艺腔室的当前空闲时长，包括：

在所述工艺腔室完成工艺或者进行初始化之后，开始计时，并在所述工艺腔室开始工艺或者工艺异常时停止计时，并归零；

其中，将当前时刻获取的所述工艺腔室的计时累计时长作为所述当前空闲时长。

5.根据权利要求2所述的暖机控制方法，其特征在于，在所述获取工艺腔室的当前空闲时长之前，还包括：

获取预先配置的选择信息，所述选择信息包括暖机或不暖机；

若所述选择信息为暖机，则进行获取所述工艺腔室的当前空闲时长的步骤；

若所述选择信息为不暖机，则流程结束。

6.根据权利要求5所述的暖机控制方法，其特征在于，所述暖机配置界面还包括选择信息选项，所述选择信息选项包括暖机和不暖机；

所述选择信息的配置方法，包括：

接收并存储用户从所述选择信息选项中选择的暖机或不暖机。

7.根据权利要求1所述的暖机控制方法，其特征在于，在完成所述执行设定后的所述暖机配方之后，开始进行半导体工艺。

8.一种暖机控制系统，用于半导体处理设备中，所述半导体处理设备包括用于进行半导体工艺的工艺腔室，其特征在于，所述暖机控制系统采用权利要求1-7任意一项所述的暖机控制方法，包括：

计时模块，用于获取所述工艺腔室的当前空闲时长；

获取模块，用于根据预先配置的暖机配方中的暖机时长与空闲时长的对应关系，获得与所述当前空闲时长对应的当前暖机时长；

修改模块，用于将所述暖机配方中的暖机时长设定为所述当前暖机时长；以及

执行模块，用于执行设定后的所述暖机配方，对所述工艺腔室进行暖机工艺。

9.一种半导体处理设备，包括工艺腔室和用于控制所述工艺腔室进行暖机工艺的暖机控制系统，其特征在于，所述半导体处理设备采用权利要求8所述的暖机控制系统对所述工艺腔室进行如权利要求1-7任一项所述的暖机方法。

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