CN117448796A - 一种控制方法、装置、半导体设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供了一种控制方法、装置、半导体设备及计算机可读存储介质,所述控制方法响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制所述抽气泵对所述目标并行腔室组中的各所述过渡腔室均进行抽真空操作。在该过程中,由于目标并行腔室组中的至少两个所述过渡腔室对应同一个所述阀门组,避免了由于不同的过渡腔室由不同的阀门组控制而导致的抽真空开始时间有差异的情况,避免了因此导致的不同过渡腔室之间的腔室压力差过大的问题,从而减少了由于不同过渡腔室之间的腔室压力差过大而导致抽气管路中的颗粒吹进压力较小的过渡腔室中的情况,实现了减少过渡腔室污染的目的。
Description
技术领域
本说明书涉及半导体技术领域,具体地说,涉及半导体技术领域下的设备调度技术,更具体地说,涉及一种控制方法、装置、半导体设备及计算机可读存储介质。
背景技术
半导体设备是一种广泛应用于半导体晶圆制造的设备,半导体设备可以包括校准模块(Aligner)、机械手、过渡腔室(LoadLock,又可以称为真空锁或加锁容器)、晶圆装卸位(LoadPort)和多个工艺腔室(Process Chamber)等模块。利用半导体设备可以实现晶圆的自动加工和流转。
过渡腔室可以在大气状态(或称常压状态)和真空状态间切换,在状态切换过程中,就涉及到过渡腔室的抽真空操作,目前,在过渡腔室的抽真空操作中,容易造成过渡腔室的污染问题。
发明内容
本说明书实施例提供了一种控制方法、装置、半导体设备及计算机可读存储介质,以实现减少过渡腔室污染的目的。
为实现上述技术目的,本说明书实施例提供了如下技术方案:
第一方面,本说明书的一个实施方式提供一种控制方法,应用于半导体设备,所述半导体设备包括抽气泵、至少一并行腔室组和至少一阀门组,每一所述并行腔室组包括至少两个所述过渡腔室,每一所述并行腔室组对应同一个所述阀门组,每一所述并行腔室组中的过渡腔室通过对应的同一个所述阀门组与所述抽气泵连接,所述控制方法包括:
响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制所述抽气泵对所述目标并行腔室组中的各所述过渡腔室均进行抽真空操作;
所述目标腔室组信息用于表征所述目标并行腔室组。
第二方面,本说明书的一个实施方式提供一种半导体设备,包括:控制器、抽气泵、至少一并行腔室组和至少一阀门组,每一所述并行腔室组包括至少两个所述过渡腔室,每一所述并行腔室组对应同一个所述阀门组,每一所述并行腔室组中的过渡腔室通过对应的同一个所述阀门组与所述抽气泵连接;
所述控制器包括处理器和存储器;其中,所述存储器与所述处理器连接,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于通过运行所述存储器中存储的计算机程序实现如上述任一项所述的控制方法。
第三方面,本说明书实施例提供了一种控制装置,包括:处理器和存储器;
其中,所述存储器与所述处理器连接,所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器,用于通过运行所述存储器中存储的计算机程序,实现如上述控制方法。
第四方面,本说明书实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时,实现如上述的控制方法。
第五方面,本说明书实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序存储在计算机可读存储介质中;所述计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的控制方法的步骤。
从上述技术方案可以看出,本说明书实施例提供的控制方法响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制所述抽气泵对所述目标并行腔室组中的各所述过渡腔室均进行抽真空操作。在该过程中,由于目标并行腔室组中的至少两个所述过渡腔室对应同一个所述阀门组,避免了由于不同的过渡腔室由不同的阀门组控制而导致的抽真空开始时间有差异的情况,避免了因此导致的不同过渡腔室之间的腔室压力差过大的问题,从而减少了由于不同过渡腔室之间的腔室压力差过大而导致抽气管路中的颗粒吹进压力较小的过渡腔室中的情况,实现了减少过渡腔室污染的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本说明书的一个实施方式提供的一种半导体设备的结构示意图;
图2为相关技术中一并行腔室组与干泵的连接关系示意图;
图3为本说明书的一个实施方式提供的一种控制方法的流程示意图;
图4为本说明书的一个实施方式提供的一种并行腔室组与抽气泵的连接关系示意图;
图5为本说明书的一个实施方式提供的转换压力为600torr(托)时的晶圆偏移量图;
图6为本说明书的一个实施方式提供的转换压力为400torr时的晶圆偏移量图;
图7为本说明书的一个实施方式提供的转换压力为200torr时的晶圆偏移量图;
图8为本说明书的一个实施方式提供的抽气时间曲线的示意图;
图9为转换压力为200torr时,与所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的峰值腔室压力差的对应关系示意图;
图10为转换压力为100torr时,与所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的峰值腔室压力差的对应关系示意图;
图11为转换压力为50torr时,与所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的峰值腔室压力差的对应关系示意图;
图12为转换压力为200torr时,过渡腔室中颗粒数量的监控曲线示意图;
图13为转换压力为100torr时,过渡腔室中颗粒数量的监控曲线示意图;
图14为转换压力为50torr时,过渡腔室中颗粒数量的监控曲线示意图;
图15为本说明书的一个实施方式提供的一种控制装置的结构示意图;
图16为本说明书的一个实施方式提供的另一种半导体设备的结构示意图;
图17为本说明书的一个实施方式提供的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
除非另外定义,本说明书实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本说明书所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书实施例使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来避免构成要素的混同而设置的。
除非上下文另有要求,否则,在整个说明书中,“多个”表示“至少两个”,“包括”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”、“特定示例”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本说明书的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。
下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本说明书保护的范围。
概述
参考图1,图1示出了半导体设备的结构示意图,半导体设备可以包括第一机械手10、第二机械手20、真空锁30、晶圆装卸位21、校准模块22和多个加工模块11;其中,
每个晶圆装卸位21可放置一个晶圆盒,每个晶圆盒内可以放置多片晶圆。
校准模块22可以包括一个槽位,校准模块22可以对放入槽位中的晶圆做校准。
第二机械手20可以是一个单臂机械手,第二机械手上可以由一个槽位,可以放置一片晶圆,第二机械手负责在晶圆装卸位21、较为模块22和过渡腔室30之间搬运晶圆。
加工模块11(Processing Module),每个加工模块11有一个槽位,可放置一片晶圆进行加工。
第一机械手10可以是一个双臂机械手,双臂机械手的两个手臂可以呈180°且固定不变,每个手臂上有一个槽位,每个槽位可以放置一片晶圆,一般情况下,两个手臂不能同时做取放晶圆的操作;第一机械手10负责在过渡腔室30和多个工艺模块11之间搬运晶圆。
过渡腔室30(LoadLock)上可以有两个槽位(图1中为了方便用左右两个槽位表示),每个槽位可以放置一片晶圆,过渡腔室30可在大气状态与真空状态间切换,其中过渡腔室30状态转换为大气状态,位于第二机械手侧的晶圆才能送入过渡腔室30;当过渡腔室30转换为真空状态时,位于第一机械手侧的晶圆才能送入过渡腔室30。
过渡腔室30根据用途可以分为装载过渡腔室和卸载过渡腔室,过渡腔室设有排气(vent)口,vent口通过抽气管路连接抽气泵(pump),用来形成非真空或真空环境以实现晶圆的传输。
目前,对于PEALD(等离子体增强原子层沉积,Plasma-Enhanced Atomic LayerDeposition)和PECVD(等离子体增强化学气相沉积,Plasma-Enhanced Chemical VaporDeposition)等半导体设备而言,其过渡腔室30多为多腔室结构,即这些设备中的过渡腔室30的数量为多个,每个过渡腔室30的腔体物理上隔离,硬件独立(抽气均单独控制)。参考图2,以四个过渡腔室30为例,这四个过渡腔室30可以分为上下两层,晶圆传输时,每层的两个过渡腔室30同时使用(同时充气、抽气或进出片等),各过渡腔室30的抽气管路通过气动阀组中各自对应的阀门组控制,抽气管路的终端(即气动阀组与干泵之间的管路)汇聚成一条管路(Forline)通往干泵。在工作过程中,由于每层的两个过渡腔室同时使用,可以将每层中的过渡腔室称为一并行腔室组,在同一时间,同一并行腔室组中的过渡腔室的状态相同。
但在使用过程中发现,由于同一并行腔室组中的各过渡腔室由各自对应的气动阀控制抽气过程,由于阀门组的角度、响应时间以及软件控制时间上有差异,容易在同一并行腔室组中的两个过渡腔室之间造成压力差,而这个压力差会导致返气现象,即腔室压力大的过渡腔室中的气体通过抽气管路向腔室压力小的过渡腔室中流动,在这个过程中,抽气管路(特别是Forline)中的颗粒会随着返气现象进入腔室压力较小的过渡腔室中,造成该过渡腔室的污染问题。
为了解决这一问题,经过研究发现,可以将同一并行腔室组与同一阀门组对应,即由同一阀门组控制同一并行腔室组中的多个过渡腔室的抽真空过程,从而缓解由于阀门组的角度差异、阀门组响应指令的时间差异以及软件控制阀门时的时间差异而导致的同一并行腔室组中的多个过渡腔室的腔室压力差较大的情况,从而可以减少抽气管路中的颗粒由于返气现象而进入过渡腔室内的情况,有利于降低抽真空过程中对过渡腔室的污染。
另外,通过进一步研究发现,为了提高抽真空的效率,可以将对某一个过渡腔室的抽真空过程划分为慢抽过程和快抽过程,在相关技术中,每个过渡腔室均分别由两个抽气阀门(这两个抽气阀门可以分别称为慢抽阀和快抽阀)分别控制慢抽过程和快抽过程,即一个阀门组中包括两个抽气阀门,这两个抽气阀门分别控制慢抽过程和快抽过程,在慢抽过程和快抽过程中,一个阀门组中只有一个阀门打开,具体地,在慢抽过程中,慢抽阀打开,将过渡腔室中的腔室压力抽到一定压力值后,切换为快抽阀打开,从而提高抽气速率。例如在图2中,LA、LB、LC和LD分别表示四个过渡腔室,LA和LB处于同一层,属于一并行腔室组,LC和LD处于同一层。在气动阀组中,XXSP表示控制过渡腔室XX进行慢抽的慢抽阀,XXFP表示控制过渡腔室XX进行快抽的快抽阀,XX=LA/LB/LC/LD,例如,LDSP表示控制LD进行慢抽的慢抽阀,LDFP表示控制LD进行快抽的快抽阀,LBSP表示控制LB进行慢抽的慢抽阀,LBFP表示控制LB进行快抽的快抽阀。
在切换过程中,由于转换压力(即关闭慢抽阀,开启快抽阀进行快抽时的腔室压力)的不合适,也可能出现由于晶圆移位、同一并行腔室组中的过渡腔室之间的压力差过大等问题。因此,在将同一并行腔室组与同一阀门组对应,即由同一阀门组控制同一并行腔室组中的多个过渡腔室的抽真空过程的基础上,本说明书进一步优化了慢抽向快抽转换时的转换压力,从而解决上述问题。同时还提出了监控抽气过程中,同一并行腔室组中的过渡腔室之间的腔室压力差的方式,当监控的腔室压力差较大时,可以抛出警报信息,以提醒工作人员处理。
基于上述的发明构思,本说明书实施方式提供了一种控制方法,下面将结合附图对本说明书实施方式提供的控制方法进行示例性描述。
示例性方法
本说明书的一个实施方式提供了一种控制方法,应用于半导体设备,该半导体设备包括抽气泵、至少一并行腔室组和至少一阀门组,每一并行腔室组包括至少两个过渡腔室,每一并行腔室组对应同一个阀门组,每一并行腔室组中的过渡腔室通过对应的同一个阀门组与抽气泵连接,如图3所示,该控制方法包括:
S301:响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制抽气泵对目标并行腔室组中的各过渡腔室均进行抽真空操作;
目标腔室组信息用于表征目标并行腔室组。
图3中还示出了一种控制方法的可行应用场景,在半导体设备的工作过程中,半导体设备的控制器可以执行步骤S301实现对过渡腔室的控制。控制器可以是半导体设备的下位机,具体可以是具有运算和通讯能力的设备,例如计算机等设备。
每一并行腔室组对应同一个阀门组可以是指每一并行腔室组中的全部过渡腔室的抽气控制节点由同一阀门组控制,该阀门组可以控制该抽气控制节点的开启和关闭,从而实现利用一阀门组实现对多个过渡腔室的抽气控制的目的。该抽气控制节点可以包括一并行腔室组中的全部过渡腔室的快抽控制节点和慢抽控制节点,不难理解的是,通过控制快抽控制节点的开闭,可以实现对并行腔室组中的全部过渡腔室的快抽功能的开启或关闭;通过控制慢抽控制节点的开闭,可以实现对并行腔室组中的全部过渡腔室的慢抽功能的开启或关闭。
每一并行腔室组对应同一个阀门组也可以是指每一并行腔室组中的全部过渡腔室的抽气管路通过同一阀门组控制,一个阀门组中的抽气阀门在同一时刻仅有一个抽气阀门开启,开启的抽气阀门用于控制一并行腔室组中的各过渡腔室的慢抽过程或快抽过程的进行。例如,参考图4,过渡腔室311的抽气管路可以包括第一抽气管路312和第二抽气管路313,第一抽气管路312可以是慢抽管路,当抽气泵330对并行腔室组31进行慢抽时,可以通过第一抽气管路312进行,第二抽气管路313可以是快抽管路,当抽气泵330对并行腔室组31进行快抽时,可以通过第二抽气管路313进行。而阀门组可以通过控制第一抽气管路312和第二抽气管路313的开闭,实现快抽和慢抽的切换。
需要说明的是,本申请中的属于同一并行腔室组的多个过渡腔室可以位于同一层,也可以位于不同层,在此不作限定。
在半导体设备的控制器控制其他模块运行时,若接收到携带有目标腔室组信息的抽气指令,则可控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,避免了向目标并行腔室组中的过渡腔室各自对应的阀门组发送抽气指令而可能导致的指令发送延迟、各阀门组的响应时间差异等问题,避免了由于不同的过渡腔室由不同的阀门组控制而导致的抽真空开始时间有差异的情况,避免了因此导致的不同过渡腔室之间的腔室压力差过大的问题,从而减少了由于不同过渡腔室之间的腔室压力差过大而导致抽气管路中的颗粒吹进压力较小的过渡腔室中的情况,实现了减少过渡腔室污染的目的。
为了实现对一个并行腔室组31的快抽和慢抽的切换控制,本说明书的一个实施方式提供了一种可行的实现方式,仍然参考图4,阀门组320包括第一阀门321和第二阀门322;过渡腔室311包括第一抽气口和第二抽气口,第一抽气口通过第一抽气管路312与抽气泵330连接,第一阀门321设置于第一抽气管路312中,第二抽气口通过第二抽气管路313与抽气泵330连接,第二阀门322设置于第二抽气管路313中;阀门组320远离过渡腔室311的一侧可以通过抽气管路331与抽气泵330连接,在前文中,抽气管路331可以称为forline管路。在一些实施方式中,第一阀门321和第二阀门322均可以为气动阀门,但本说明书对所述第一阀门321和第二阀门322的具体类型并不做限定,还可以是其他通过电信号控制阀门开度的阀门,具体视实际情况而定。
响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制抽气泵对目标并行腔室组中的各过渡腔室均进行抽真空操作包括:
响应于抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组中的第一阀门以第一开度值打开,第二阀门关闭,以控制抽气泵以第一速率对目标并行腔室组中的各过渡腔室均进行抽真空操作;
当目标并行腔室组中的多个过渡腔室的腔室压力小于或等于预设转换压力时,将与目标并行腔室组对应的阀门组中的第二阀门以第二开度值打开,第一阀门关闭,以控制抽气泵以第二速率对目标并行腔室组中的各过渡腔室均进行抽真空操作;其中,第一开度值小于第二开度值,第一速率小于第二速率。
在本实施方式中,通过第一阀门控制与并行腔室组中多个过渡腔室均连接的第一抽气管路的开闭,可实现对并行腔室组中多个过渡腔室的慢抽的控制。通过第二阀门控制与并行腔室组中多个过渡腔室均连接的第二抽气管路的开闭,可实现对并行腔室组中多个过渡腔室的快抽的控制,在将对并行腔室组的抽气过程由慢抽转换为快抽时,也仅需将阀门组中第一阀门和第二阀门的开闭状态转换一下即可,避免了各过渡腔室分别由独立的阀门组分别控制切换而可能导致的指令发出时间、各阀门组的指令响应时间等的差异,有利于降低并行腔室组中各过渡腔室之间的腔室压力之间的差异,避免由于过大的腔室压力之间的差异而导致抽气管路331中的颗粒通过抽气管路进入压力较小的过渡腔室中,从而避免了某一过渡腔室颗粒污染的问题。
在相关技术中,慢抽向快抽的转换的转换压力的设定一般是根据产能或者晶圆偏移量设定的,但本方案发明人发现在慢抽向快抽的切换过程中,转换压力的不同会导致并行腔室组中的过渡腔室之间的瞬时压力差不同,而瞬时压力差较大同样会造成过渡腔室的颗粒污染问题。
因此为了避免预设转换压力不合适,而可能导致的在阀门组的状态切换时产生过渡腔室的腔室压力波动,进而导致同一并行腔室组中的过渡腔室之间的腔室压力差过大的情况,在本说明书的一个实施方式中,预设转换压力与目标并行腔室组对应,预设转换压力的确定过程包括:
根据目标并行腔室组中各过渡腔室的晶圆偏移关系,确定目标并行腔室组的压力上限值;晶圆偏移关系包括不同转换压力与晶圆偏移量之间的对应关系,压力上限值为等于预设偏移量阈值的晶圆偏移量对应的转换压力;转换压力为将与过渡腔室对应的阀门组中的第二阀门以第二开度值打开,第一阀门关闭时的腔室压力;
根据目标并行腔室组中各过渡腔室的抽气时间曲线,确定目标并行腔室组的压力下限值;抽气时间曲线包括不同转换压力与抽气时间之间的对应关系,抽气时间表征在与其对应的转换压力的情况下,将过渡腔室抽真空至目标压力所需的时间;压力下限值为与预设时间阈值相等的抽气时间对应的转换压力;
根据目标并行腔室组的峰值压力曲线,确定预设转换压力;峰值压力曲线包括在压力上限值与压力下限值之间,不同转换压力与目标并行腔室组中各过渡腔室的峰值腔室压力差的对应关系;预设转换压力为与最小峰值腔室压力差对应的转换压力。
当阀门组由第一状态(即阀门组中的第一阀门以第一开度值打开,第二阀门关闭的状态)向第二状态(即阀门组的第二阀门以第二开度值打开,第一阀门关闭的状态)切换时的转换压力过大时,抽速的突然变化容易引起较大的气流扰动造成晶圆在抽真空过程中发生较大位移,因此,有必要通过多次传输晶圆的过程中获取到的晶圆偏移关系,确定一个转换压力的最大值,以避免超过该最大值而导致的晶圆偏移量较大的问题。
为了确定转换压力的最大值,在其中一个具体的实施例中,参考图5~图7,图5~图7为不同转换压力(Shift Pressure)下的晶圆(Wafer)偏移量图,图5是转换压力为600torr(托)时的晶圆偏移量图,图6是转换压力为400torr时的晶圆偏移量图,图7是转换压力为200torr时的晶圆偏移量图。当预设偏移量阈值为1时,可以发现转换压力为200torr时,可以满足晶圆偏移量近似等于预设偏移量阈值,因此,可以将压力上限值设定为200torr。该压力上限值表征预设转换压力可以设定的最大值,当预设转换压力超过该最大值时,可能会出现晶圆偏移量较大的问题。
另外,考虑到生产效率,预设转换压力也不可设置的过小,因为过小的预设转换压力会使得慢抽过程所需的时间过长,从而导致生产效率低下的问题。因此,参考图8,图8示出了一种实施例中的抽气时间曲线,该曲线中示出了shift(慢抽向快抽切换)压力,即转换压力与抽气时间(Pump时间,该Pump时间包括慢抽+快抽所需的时间)的对应关系,并通过采样点拟合出了该抽气时间曲线(y=-0.0253x+9.2655),通过该抽气时间曲线,结合生产效率需求,即可确定出压力下限值。
在确定了压力上限值和压力下限值之后,即可在压力下限值和压力上限值之间,确定出多个峰值压力曲线,并根据该峰值压力曲线,最终确定合适的预设转换压力。参考图9~图11,图9~图11分别为转换压力(在图9~图11中以LB Shift Pre表示该转换压力)为200torr、100torr和50torr时,与目标并行腔室组中各过渡腔室的峰值腔室压力差(LA/B压力差)的对应关系,单位为torr,图12~图14中示出了转换压力为200torr、100torr和50torr时,过渡腔室中颗粒数量的监控曲线。图9~图14中,以目标并行腔室组中包括过渡腔室LA和过渡腔室LB为例进行举例。图9~图11中,横坐标为时间(秒),纵坐标为LA和LB之间的腔室压力差(LA/B压力差),单位为torr。图12~图14中,为针对过渡腔室LB的颗粒监测曲线,横坐标为时间(秒),纵坐标为过渡腔室LB中的颗粒数,单位为颗,spec可以表示进入过渡腔室内的颗粒阈值,在一个实施方式中,sepc≤6颗。由图12~图14可以看出,转换压力为100torr时,过渡腔室中颗粒数量最小,结合参考图9~图11,转换压力为100torr时,也是LA和LB之间的腔室压力差最小的情况。
总的来说,通过上述方法,在设定预设转换压力时,综合考虑了晶圆偏移、抽气时间和不同过渡腔室时间的峰值腔室压力差等因素,使得预设压力差的设置在保障晶圆不发生较大偏移、抽气时间不会过长的基础上,实现了在快慢抽转换时,同一并行腔室组中的各过渡腔室之间的峰值腔室压力差最小的目的,从而避免了在阀门组的状态切换时产生过渡腔室的腔室压力波动,进而导致同一并行腔室组中的过渡腔室之间的腔室压力差过大的问题,避免了同一并行腔室组中的过渡腔室之间由于腔室压力差过大而导致的颗粒进入过渡腔室的问题。
在一个可行的实施方式中,为了兼顾同一并行腔室组中的各过渡腔室,使得预设转换压力的确定更加合理,根据目标并行腔室组中各过渡腔室的晶圆偏移关系,确定目标并行腔室组的压力上限值包括:
根据各过渡腔室的晶圆偏移关系,确定与各过渡腔室对应的压力上限值;
将各过渡腔室对应的压力上限值中的最小值,确定为目标并行腔室组的压力上限值。
如此,可避免目标并行腔室组的压力上限值超过某一过渡腔室对应的压力上限值,而导致该过渡腔室中的晶圆偏移量较大的问题。
根据目标并行腔室组中各过渡腔室的抽气时间曲线,确定目标并行腔室组的压力下限值包括:
根据各过渡腔室的抽气时间曲线,确定与各过渡腔室对应的压力下限值;
将各过渡腔室对应的压力下限值中的最大值,确定为目标并行腔室组的压力下限值。
如此,可避免目标并行腔室组的压力下限值小于某一过渡腔室对应的压力下限值,而导致该过渡腔室慢抽过程较长,所消耗时间较多的问题。
在相关技术中,在对过渡腔室进行抽真空操作的过程中,并不会针对同一并行腔室组中的多个过渡腔室之间的压力差进行监测与报警,而及时发现同一并行腔室组中的多个过渡腔室之间的压力差对于及时发现过渡腔室是否被颗粒污染有着重要意义,因此,在本说明书的一个实施方式中,控制方法还包括:
在抽真空操作过程中,获取每一并行腔室组中各过渡腔室之间的腔室压力差;
在任一腔室压力差超过压力差阈值时,发出报警信息,报警信息用于提示并行腔室组中出现过渡腔室之间的腔室压力差过大的情况。
报警信息可以由控制器发出,当半导体设备包括上位机时,报警信息可以在上位机中显示。
通过该报警信息,可以提示某一并行腔室组中可能出现了过渡腔室之间的压力差过大的问题,以提示管理人员进行检查或修理。
可选地,为了使得压力差阈值设定地更加合理,在本说明书的一个实施方式中,压力差阈值为预设转换压力的预设倍数,预设倍数大于1;预设转换压力为将与并行腔室组对应的阀门组中的第二阀门以第二开度值打开,第一阀门关闭时,各过渡腔室的最大腔室压力。
预设倍数可以为1.1、1.2、1.3等,本说明书对此并不做限定,具体视实际情况而定。
预设转换压力的具体设定方法可以根据上文中的相关描述确定,本说明书在此不做赘述。
在一个具体的实施方式中,在并行腔室组投入使用之前,可以由控制器通过执行上述的预设转换压力的确定过程实现各并行腔室组对应的预设转换压力等的确定。
该过程可以具体包括:
1、确定快慢抽对应的阀门组开度(例如第一阀门开度、第二阀门开度等等);
2、在新的并行腔室组应用前将同一并行腔室组中的过渡腔室的控制节点采用一阀门组控制,消除软硬件控制上的不同步现象(阀门控制与阀门响应时间的差异);
3、根据多次传输晶圆的晶圆偏移关系确定第一阀门向第二阀门切换的转换压力的最大值P1(即压力上限值);
4、控制器自动匹配第一阀门向第二阀门切换的转换压力,对同一并行腔室组中的过渡腔室进行多次放气和抽气,记录不同转换压力下抽气过程(该抽气过程可以是从一个大气压760torr到允许真空传片的压力0.2torr的过程)所用的时间曲线(可以以最慢的过渡腔室为准);根据产能要求给出允许的最慢的抽气时间,按上述时间曲线确定其对应的转换压力即为产能允许的最小的转换压力P2(即压力下限值);
5、控制器在P1~P2之间自动匹配同一并行腔室组中的过渡腔室第一阀门向第二阀门切换的转换压力,对同一并行腔室组中的过渡腔室进行多次放气和抽气并实时监测峰值压力曲线(定义过渡腔室LA的压力=PA,过渡腔室LB的压力=PB,抽气时LA与LB之间的压力差为PAB=PA-PB,过渡腔室LC的压力=PC,过渡腔室LD的压力=PD,抽气时LC与LD之间的压力差为PCD=PC-PD),确定在不同转换压力下PAB和PCD的最小峰值PABmin和PCDmin,其对应的转换压力最优,定义为PshiftAB和PshiftCD,即PshiftAB=PABmin,PshiftCD=PCDmin;
6、设定同一并行腔室组中的过渡腔室第一阀门向第二阀门切换的转换压力为PshiftAB和PshiftCD;将上述同一并行腔室组中的过渡腔室抽气压力差的最小峰值PABmin和PCDmin赋予一定容差之后设为压力差过大的报警上限;
7、新的并行腔室组经上述步骤后,开始应用,并实时监测抽气压力差曲线,如发生同一并行腔室组中的过渡腔室抽气压力差超限报警,立即停止作业,进行并行腔室组故障排查及颗粒测试,保证产品良率。
示例性装置及设备
在本说明书的一个示例性实施例中,还提供了一种控制装置,应用于半导体设备,半导体设备包括抽气泵、至少一并行腔室组和至少一阀门组,每一并行腔室组包括至少两个过渡腔室,每一并行腔室组对应同一个阀门组,每一并行腔室组中的过渡腔室通过对应的同一个阀门组与抽气泵连接,如图15所示,控制装置包括:
真空控制模块1501,用于响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制抽气泵对目标并行腔室组中的各过渡腔室均进行抽真空操作;
目标腔室组信息用于表征目标并行腔室组。
关于控制装置的具体限定可以参见上文中关于控制方法的限定,在此不再赘述。上述控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
如图16所示,在本说明书的一个示例性实施例中,还提供了一种半导体设备100,包括:控制器40、抽气泵、至少一并行腔室组和至少一阀门组,每一并行腔室组包括至少两个过渡腔室30,每一并行腔室组对应同一个阀门组,每一并行腔室组中的过渡腔室30通过对应的同一个阀门组与抽气泵连接;
控制器被配置为:响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制抽气泵对目标并行腔室组中的各过渡腔室均进行抽真空操作;
目标腔室组信息用于表征目标并行腔室组。
可选地,半导体设备100还可以包括第一机械手10和多个加工模块11;
控制器40可以采集被控模块50的信息,并控制被控模块50协同工作。被控模块50可以包括上述的抽气泵、至少一并行腔室组、至少一阀门组、第一机械手10、控制器40和多个加工模块11中的部分或全部。在一些实施方式中,所述被控模块50还可以包括第二机械手20、校准模块22和晶圆装卸位21等。
在一些实施方式中,所述控制器40例如是半导体设备100的下位机,本说明书对此并不做限定,具体视实际情况而定。
本申请另一实施例提供了另一种控制装置,该控制装置可以为一种计算设备,参见图17所示,该计算设备,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行本说明书上述实施例中描述的根据本说明书各种实施例的控制方法中的步骤。
该计算设备的内部结构可以如图17所示,该计算设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和输入装置。其中,该计算设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以本说明书上述实施例中描述的根据本说明书各种实施例的控制方法中的步骤。
处理器可包括主处理器,还可包括基带芯片、调制解调器等。
存储器中保存有执行本发明技术方案的程序,还可以保存有操作系统和其他关键业务。具体地,程序可以包括程序代码,程序代码包括计算机操作指令。更具体的,存储器可以包括只读存储器(read-only memory,ROM)、可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备、随机存取存储器(random access memory,RAM)、可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备、磁盘存储器、flash等等。
处理器可以是通用处理器,例如通用中央处理器(CPU)、微处理器等,也可以是特定应用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC),或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
输入设备可包括接收用户输入的数据和信息的装置,例如键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、语音输入装置、触摸屏、计步器或重力感应器等。
输出设备可包括允许输出信息给用户的装置,例如显示屏、打印机、扬声器等。
通信接口可包括使用任何收发器一类的装置,以便与其他设备或通信网络通信,如以太网,无线接入网(RAN),无线局域网(WLAN)等。
处理器执行存储器中所存放的程序,以及调用其他设备,可用于实现本申请上述实施例所提供的任意一种控制方法的各个步骤。
该计算设备还可以包括显示组件和语音组件,该显示组件可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算设备的输入装置可以是显示组件上覆盖的触摸层,也可以是计算设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图17中示出的结构,仅仅是与本说明书方案相关的部分结构的框图,并不构成对本说明书方案所应用于其上的计算设备的限定,具体的计算设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
示例性计算机程序产品和存储介质
除了上述方法和设备以外,本说明书实施例提供的控制方法还可以是计算机程序产品,其包括计算机程序指令,所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本说明书各种实施例的控制方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本说明书实施例操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言,诸如Java、C++等,还包括常规的过程式程序设计语言,诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外,本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本说明书各种实施例的控制方法中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本说明书所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本说明书的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本说明书实施例提供的方案范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本说明书构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本说明书的保护范围。因此,本说明书专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种控制方法,其特征在于,应用于半导体设备,所述半导体设备包括抽气泵、至少一并行腔室组和至少一阀门组,每一所述并行腔室组包括至少两个过渡腔室,每一所述并行腔室组对应同一所述阀门组,同一所述并行腔室组中的各所述过渡腔室均通过对应的同一所述阀门组与所述抽气泵连接,所述控制方法包括:
响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制所述抽气泵对所述目标并行腔室组中的各所述过渡腔室均进行抽真空操作;
所述目标腔室组信息用于表征所述目标并行腔室组。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述阀门组包括第一阀门和第二阀门;各所述过渡腔室包括第一抽气口和第二抽气口,所述第一抽气口通过第一抽气管路与所述抽气泵连接,所述第一阀门设置于所述第一抽气管路中,所述第二抽气口通过第二抽气管路与所述抽气泵连接,所述第二阀门设置于所述第二抽气管路中;
所述响应于携带有目标腔室组信息的抽气指令,控制与目标并行腔室组对应的阀门组打开,控制所述抽气泵对所述目标并行腔室组中的各所述过渡腔室均进行抽真空操作包括:
响应于所述抽气指令,控制与所述目标并行腔室组对应的阀门组中的所述第一阀门以第一开度值打开,所述第二阀门关闭,以控制所述抽气泵以第一速率对所述目标并行腔室组中的各所述过渡腔室均进行抽真空操作;
当所述目标并行腔室组中的多个所述过渡腔室的腔室压力小于或等于预设转换压力时,控制与所述目标并行腔室组对应的阀门组中的所述第二阀门以第二开度值打开,所述第一阀门关闭,以控制所述抽气泵以第二速率对所述目标并行腔室组中的各所述过渡腔室均进行抽真空操作;
其中,所述第一开度值小于所述第二开度值,所述第一速率小于所述第二速率。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预设转换压力与所述目标并行腔室组对应,所述预设转换压力的确定过程包括:
根据所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的晶圆偏移关系,确定所述目标并行腔室组的压力上限值;所述晶圆偏移关系包括不同转换压力与晶圆偏移量之间的对应关系,所述压力上限值为等于预设偏移量阈值的晶圆偏移量对应的转换压力;所述转换压力为将与所述过渡腔室对应的阀门组中的所述第二阀门以第二开度值打开,所述第一阀门关闭时的腔室压力;
根据所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的抽气时间曲线,确定所述目标并行腔室组的压力下限值;所述抽气时间曲线包括不同转换压力与抽气时间之间的对应关系,所述抽气时间表征在与其对应的转换压力的情况下,将所述过渡腔室抽真空至目标压力所需的时间;所述压力下限值为与预设时间阈值相等的抽气时间对应的转换压力;
根据所述目标并行腔室组的峰值压力曲线,确定所述预设转换压力;所述峰值压力曲线包括在所述压力上限值与所述压力下限值之间,不同转换压力与所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的峰值腔室压力差的对应关系。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述预设转换压力为与最小峰值腔室压力差对应的转换压力。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的晶圆偏移关系,确定所述目标并行腔室组的压力上限值包括:
根据各所述过渡腔室的晶圆偏移关系,确定与各所述过渡腔室对应的压力上限值;
将各所述过渡腔室对应的压力上限值中的最小值,确定为所述目标并行腔室组的压力上限值。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标并行腔室组中各所述过渡腔室的抽气时间曲线,确定所述目标并行腔室组的压力下限值包括:
根据各所述过渡腔室的抽气时间曲线,确定与各所述过渡腔室对应的压力下限值;
将各所述过渡腔室对应的压力下限值中的最大值,确定为所述目标并行腔室组的压力下限值。
7.根据权利要求1~6任一项所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述抽真空操作过程中,获取每一所述并行腔室组中各所述过渡腔室之间的腔室压力差;
在任一所述腔室压力差超过压力差阈值时,发出报警信息,所述报警信息用于提示所述并行腔室组中出现过渡腔室之间的腔室压力差过大的情况。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述阀门组包括第一阀门和第二阀门;所述压力差阈值为预设转换压力的预设倍数,所述预设倍数大于1;所述预设转换压力为将与所述并行腔室组对应的阀门组中的所述第二阀门以第二开度值打开,所述第一阀门关闭时,各所述过渡腔室的最大腔室压力。
9.一种半导体设备,其特征在于,包括:控制器、抽气泵、至少一并行腔室组和至少一阀门组,每一所述并行腔室组包括至少两个所述过渡腔室,每一所述并行腔室组对应同一个所述阀门组,每一所述并行腔室组中的过渡腔室通过对应的同一个所述阀门组与所述抽气泵连接;
所述控制器包括处理器和存储器;其中,所述存储器与所述处理器连接,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于通过运行所述存储器中存储的计算机程序实现如权利要求1-8任一项所述的控制方法。
10.一种控制装置,其特征在于,包括:处理器和存储器;
其中,所述存储器与所述处理器连接,所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器,用于通过运行所述存储器中存储的计算机程序,实现如权利要求1-8任一项所述的控制方法。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时,实现如权利要求1-8任一项所述的控制方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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