TWI827210B - 半導體熱處理設備及其製程腔室內壓力的控制方法 - Google Patents

半導體熱處理設備及其製程腔室內壓力的控制方法 Download PDF

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Abstract

一種半導體熱處理設備及其製程腔室內壓力的控制方法，涉及半導體加工技術領域。該控制方法包括：採集製程腔室內的實際壓力值；根據實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第一閥門開度值；根據第一閥門開度值和當前門閥開度值確定第一閥門開度變化量；確定第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在第一閥門開度變化量位於波動範圍之內的情況下，根據第一閥門開度值調節排氣閥門的開度。該控制方法能解決半導體熱處理設備的製程腔室內的壓力波動大的問題。

Description

半導體熱處理設備及其製程腔室內壓力的控制方法
本發明涉及半導體加工技術領域，尤其涉及一種半導體熱處理設備及其製程腔室內壓力的控制方法。
對於半導體熱處理設備（例如立式爐設備、臥式爐設備等）來說，在半導體加工過程中需要對製程腔室的壓力進行嚴格的控制，製程腔室壓力的波動會導致製程腔室內部環境分子運動紊亂，進而影響了分子在Wafer（矽片）上的分佈均勻性，導致膜厚不均勻，最終影響了產品的良率。
相關技術中，製程腔室內壓力的控制是採用相對壓力的控制方法，即根據製程腔室內壓力和外部環境壓力的差值，控制閥門的開度，進而達到控制製程腔室內壓力的目的。由於外部環境壓力受到地域位置差異、溫度差異的影響，通過相對壓力控制製程腔室內壓力，不能更好的滿足半導體熱處理設備進行擴散製程時的精度需求。為了避免外部環境壓力變化影響製程精度，相關技術還採用絕對壓力的控制方法控制製程腔室內壓力，即以“0”為基準點，對製程腔室內壓力進行控制。但是，製程腔室內環境變化複雜。進而在不同的製程階段切換的過程中，製程腔室內壓力波動大，容易造成半導體熱處理設備因觸發壓力報警而停機。
本發明公開一種半導體熱處理設備及其製程腔室內壓力的控制方法，以解決半導體熱處理設備的製程腔室內的壓力波動大的問題。
為瞭解決上述問題，本發明採用下述技術方案：
本發明實施例公開半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法，包括：採集製程腔室內的實際壓力值；根據實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第一閥門開度值；根據第一閥門開度值和當前門閥開度值確定第一閥門開度變化量；確定第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在第一閥門開度變化量位於波動範圍之內的情況下，根據第一閥門開度值調節排氣閥門的開度。
基於本發明實施例公開的半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法，本申請實施例還公開一種半導體熱處理設備。該半導體熱處理設備包括製程腔室、排氣閥門、壓力感測器和控制單元，排氣閥門設置於製程腔室的排氣管路上；壓力感測器用於採集製程腔室內的實際壓力值；控制單元用於根據實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第一閥門開度值；根據第一閥門開度值和當前門閥開度值確定第一閥門開度變化量；確定第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在第一閥門開度變化量位於波動範圍之內的情況下，根據第一閥門開度值調節排氣閥門的開度。
本發明採用的技術方案能夠達到以下有益效果：
本發明實施例公開的控制方法中，會採集製程腔室內實際壓力值並根據採集的實際壓力值和預設的目標壓力值得到控制閥門開度的第一閥門開度值，以形成以閥門開度為控制物件的主控制回路。根據第一閥門開度值和當前閥門開度值確定閥門開度變化量，並根據閥門開度變化量是否位於閥門開度變化量的波動範圍之內，確定控制第一閥門開度值是否傳輸至排氣閥門，進而形成以閥門開度指令信號為控制物件的副控制回路。該方案利用主控制回路對製程腔室內的壓力進行控制，副控制回路對閥門開度進行隨動控制，使得控制排氣閥門可以對製程腔室內壓力的幹擾信號有更加快速的回應。同時通過副控制回路對主控回路輸出的第一閥門開度值進行濾波處理，可以減小製程腔室內壓力波動。
以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言，在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用之空間相對描述詞。
儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值，然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而，任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些誤差。再者，如本文中使用，術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準誤差內。除在操作/工作實例中以外，或除非以其他方式明確指定，否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地，除非相反地指示，否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少，應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點，除非另有指定。
以下結合圖1至圖8，詳細說明本發明各個實施例公開的技術方案。
參照圖1至圖5，本發明實施例公開的半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法，包括：
步驟101，採集製程腔室內的實際壓力值；
步驟102，根據實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第一閥門開度值；
步驟103，根據第一閥門開度值和當前門閥開度值確定第一閥門開度變化量；
步驟104，確定第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；
步驟105，在第一閥門開度變化量位於波動範圍之內的情況下，根據第一閥門開度值調節排氣閥門的開度。
在半導體加工製程中，不同的製程對應的製程腔室100內的壓力的變化範圍不同。排氣閥門200作為製程腔室100內壓力調節的部件之一，可以通過調節排氣閥門200的開度，調節製程腔室100排出氣體的速率，進而調節製程腔室100的壓力。為此，在製程腔室100進氣速率恒定的情況下，排氣閥門200的開度越大，製程腔室100排出氣體的速率越大，進而製程腔室100內壓力越小。排氣閥門200的開度越小，製程腔室100排出氣體的速率越小，進而製程腔室100內壓力越大。因此，排氣閥門200的開度變化量越大，製程腔室100內的壓力波動越大。排氣閥門200的開度變化量越小，製程腔室100內的壓力波動越小。進而，可以通過控制閥門開度變化量的波動範圍，控制製程腔室100內壓力的波動範圍。閥門開度變化量是指：調節排氣閥門200開度前後，排氣閥門200的開度的增加量或減小量。閥門開度變化量的波動範圍是指：調節排氣閥門200的過程中，排氣閥門200開度變化量的變動範圍。
可選的，本發明實施例公開的控制方法尤其適用於進行絕對壓力的控制。採集製程腔室100內的絕對壓力，即採集壓力的基準值為固定值。示例性地，採集製程腔室100內壓力的基準值為“0”。採用絕對壓力控制製程腔室100內壓力與相對壓力的控制方法相比，採用絕對壓力控制製程腔室100內壓力可以避免環境變化影響製程腔室100內壓力變化。示例性地，可以在製程腔室100內設置壓力感測器，利用壓力感測器感測製程腔室100內的絕對壓力，進而得到第一壓力資訊，以實現製程腔室100內實際壓力值的採集。可選的，壓力感測器可以為絕對壓力感測器。示例性地，製程腔室100內的實際壓力值可以以類比信號的形式傳輸，具體可以為電流大小、電阻大小或電壓大小等，本實施例不做限定。
示例性地，可以通過閥門控制器，將實際壓力值和預設的目標壓力值轉化為控制排氣閥門開度的第一閥門開度值。預設的目標壓力值與半導體製程相關，具體的，可以根據半導體製程所需設定目標壓力值。示例性地，各製程階段所需的目標壓力值不盡相同的情況下，可以根據各製程階段所需設置多個目標壓力值。
示例性地，當前閥門開度值可以通過感測器採集。當然，當前閥門開度值還可以通過調用或讀取儲存的上一次控制閥門開度的控制資訊得到。為此，本實施例不限定採集閥門開度資訊的具體方式。示例性地，可以將第一閥門開度值與當前門閥開度值之間的差值作為第一閥門開度變化量。
上述實施例中，採集製程腔室100內的實際壓力值，並通過處理實際壓力值和預設的目標壓力值得到控制閥門開度的第一閥門開度值，形成以製程腔室100內絕對壓力為控制物件的主控制回路，進而可以避免製程腔室100內外部環境影響製程腔室100內的壓力值。示例性地，第一閥門開度值為閥門開度指令信號。上述方案通過設置以閥門開度指令信號為控制物件的副控制回路，可以避免或削弱製程腔室100內的擾動對製程腔室101內的壓力控制的影響。示例性地，可以將主控制回路得到的第一閥門開度值作為副控制回路的給定值，將採集到的當前閥門開度值作為副控制回路的回饋資訊。示例性地，副控制回路可以通過控制單元根據第一閥門開度值、當前閥門開度值和當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍確定主控制回路輸出的第一閥門開度值是否下發至排氣閥門，進而形成以製程腔室100為控制物件的主控制回路和以閥門開度信號為控制物件的副控制回路的雙回路控制系統。主控制回路中控制閥門開度的第一閥門開度值為副控制回路中的控制物件。由於副控制回路為不受外部擾動的閉環回路，進而在外部出現擾動的情況下，可以通過副控制回路濾除第一閥門開度值中無效的波動量大的資料，進而使傳輸至排氣閥門的第一閥門開度值不會隨著製程腔室100內壓力波動而出現明顯的振盪現象，在擾動出現時，消減閥門動作的滯後性和製程運行的不穩定性。
第一閥門開度值是通過第一壓力資訊和預設的目標壓力值得到，進而使得第一閥門開度值相對於製程腔室100內的壓力具有隨動性，即第一閥門開度值隨製程腔室100內壓力的變化而變化。因此，在製程腔室100內的壓力受到幹擾出現波動的情況下，第一閥門開度值也會出現相應的波動，即在製程腔室100內的壓力受到幹擾出現波動的情況下，第一閥門開度值是一個不穩定的振盪值。上述實施例中，副控制回路可以濾除會導致閥門開度的變化量超出當前製程階段所需的閥門開度變化量的波動範圍的第一閥門開度值，進而可以減小製程腔室100內壓力的波動。
控制閥門開度的指令信號對應的第一閥門開度變化量超出當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍，則該控制閥門開度的指令信號對應的第一閥門開度值位於中性區內。第一閥門開度值位於中性區之外，則第一閥門開度值為有效值；第一閥門開度值位於中性區之內，則第一閥門開度值為無效值。示例性地，參照圖5，在第一閥門開度值位於中性區之外的情況下，即第一閥門開度值對應的第一閥門開度變化量位於當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內，進而控制器可以根據第一閥門開度值調節閥門的開度。
需要說明的是，第一閥門開度值對應的第一閥門開度變化量，即第一閥門開度值根據步驟103確定的第一閥門開度變化量。
一種可選的實施例中，控制方法還可以包括：
步驟106，在第一閥門開度的變化量位於波動範圍之外的情況下，再次採集製程腔室內的實際壓力值；
步驟107，根據再次採集的實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第二閥門開度值；
步驟108，根據第二閥門開度值和當前門閥開度值確定第二閥門開度變化量；
步驟109，確定第二閥門開度變化量是否位於波動範圍之內；
步驟110，在第二閥門開度變化量位於波動範圍之外的情況下，根據第二閥門開度值調節排氣閥門的開度。
上述實施例，再次採集製程腔室100內的實際壓力值，並將再次採集製程腔室100內的實際壓力值作為步驟107的給定值，以通過步驟107至步驟110達到濾除尖峰資料的目的。
示例性地，在第一閥門開度值位於中性區之內的情況下，第一閥門開度值為無效值，即第一閥門開度的變化量位於波動範圍之外，進而可以再次採集製程腔室內的實際壓力值，並通過控制單元根據再次採集到的實際壓力值和預設的目標壓力值之間的差值確定第二閥門開度值。示例性地，控制單元可以為閥門控制器。
上述實施例中，在第一閥門開度值位於中性區之內的情況下，再次採集製程腔室100內的實際壓力值，以得到第二閥門開度值。通過判斷第二閥門開度值是否位於中性區確定是否根據第二閥門開度值控制排氣閥門的開度。第二閥門開度值位於中性區之外，則第二閥門開度值為無效值；第二閥門開度值位於中性區之內，則第二閥門開度值為有效值。示例性地，在第二閥門開度值位於中性區之內的情況下，第二閥門開度值為有效值，即第二閥門開度值對應的第二閥門開度變化量位於波動範圍之外，控制器可以根據第二閥門開度值調節排氣閥門的開度。該實施例不僅可以濾除製程腔室100內壓力波動的尖峰資料，還可以避免半導體熱處理設備因為壓力波動時間過長而停機。
需要說明的是，製程腔室100內長時間壓力波動，會觸發半導體熱處理設備的壓力控制系統報警，進而導致半導體熱處理設備停機。示例性地，製程腔室100內壓力大小超出製程所需壓力範圍的持續時間為第一時間段，製程設定的壓力報警（Alarm）的延時時長為第二時間段。在第一時間段大於第二時間段的情況下，會觸發壓力控制系統報警，進而導致半導體熱處理設備停機。示例性地，製程設定的壓力報警（Alarm）延時時間可以為50ms，製程腔室100內壓力大小超出製程所需壓力範圍的持續時間大於50ms的情況下，會觸發壓力控制系統報警，進而導致半導體熱處理設備停機。
一種可選的實施例中，在步驟103，根據第一閥門開度值和當前門閥開度值確定第一閥門開度變化量之前，控制方法還可以包括：
步驟111，對第一閥門開度值濾波處理。
示例性地，可以通過控制單元對第一閥門開度值進行濾波處理，以降低第一閥門開度值的隨動性。該實施例中，通過控制單元將第一閥門開度值濾波處理，並將經過濾波處理後的第一閥門開度值作為副控制回路的給定值，可以進一步防止半導體熱處理設備因為壓力波動時間過長而停機。
一種可選的實施例中，在步驟108，根據第二閥門開度值和當前門閥開度值確定第二閥門開度變化量之前，控制方法還包括：
步驟112，對第二閥門開度值濾波處理。
示例性地，可以通過控制單元對第二閥門開度值進行濾波處理，以降低第二閥門開度值的隨動性。該實施例中，通過控制單元將第二閥門開度值濾波處理，並將經過濾波處理後的第二閥門開度值作為副控制回路的給定值，可以進一步防止半導體熱處理設備因為壓力波動時間過長而停機。
圖7是相關技術中，採用單回路壓力控制方法的製程腔室100在進行氯化氫吹掃（TLC Purge）製程過程中，製程腔室100內壓力的即時曲線。其中，橫軸是製程開始到製程結束的完整階段，縱軸是壓力值（mTorr）。示例性地，壓力設定值為375mTorr。實線為腔室實際壓力值，虛線為製程步驟曲線。從圖7中可以看到，除了製程開始階段以外，製程過程中有幾處明顯的波動值。其中，最大的波動幅度出現在腔室降溫至700℃（RampDown700）石英舟（Boat）開始下降（Unload2）的瞬間，最大值接近600mTorr，最小值接近100mTorr，波動值已超過50%。如果擾動現象過於嚴重，例如，製程腔室100內壓力大小超出製程所需壓力範圍的持續時間為第一時間段，製程設定的壓力報警（Alarm）的延時時間為第二時間段。在第一時間段超出第二時間段的情況下，會觸發壓力控制系統報警，進而導致半導體熱處理設備停機。
一種可選的實施例中，控制方法還包括：
步驟113，在第二閥門開度的變化量位於波動範圍之內的情況下，放棄第二閥門開度值，返回採集製程腔室內的實際壓力值的步驟，即返回步驟101。
一種可選的實施例中，在第一閥門開度的變化量位於波動範圍之外的情況下，等待一預設時間間隔後，再執行再次採集製程腔室內的實際壓力值的步驟，即步驟106。
示例性地，預設時間間隔大於零。可選的，預設時間間隔小於半導體熱處理設備的壓力報警的延時時長。示例性地，第一時間間隔可以為5ms，半導體熱處理設備的壓力報警的延時時長可以為50ms。
一種可選的實施例中，製程階段的數量可以為多個，根據各製程階段預設有多個波動範圍，且各波動範圍與各製程階段一一對應。
半導體加工製程是一個多且複雜的反應過程，因此不同的製程階段所需的製程腔室100壓力的波動大小不盡相同。實例性地，將半導體加工製程分為多個製程階段，並根據各製程階段所需的製程腔室100內的壓力波動範圍確定多個閥門開度變化量的波動範圍。示例性地，可以根據各製程階所需，設定各階段對應的閥門開度變化量的波動範圍。進而可以根據當前製程階段選擇與該製程階段相對應的閥門開度變化量的波動範圍作為第一閥門開度值和第二閥門開度值的有效性和無效性的判斷標準，進而可以在通過副控制回路過濾無效的第一閥門開度值或第二閥門開度值的過程中，避免資料失真。
參照圖6，可以根據各波動範圍確定多個中性區，以通過多個中性區確定第一閥門開度值和/或第二閥門開度值的有效性。參照圖6，第一閥門開度值位於中性區之外，則第一閥門開度值為有效值；第一閥門開度值位於中性區之內，則第一閥門開度值為無效值。第二閥門開度值位於中性區之外，則第二閥門開度值為無效值；第二閥門開度值位於中性區之內，則第二閥門開度值為有效值。
一種可選的實施例中，該控制方法還包括：
步驟114，切換與製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍。
示例性地，圖6為TLC Purge（反式二氯乙烯吹掃測試）製程的控制原理圖。TLC Purge共6個製程階段。根據6個製程階段需要，設置6個閥門開度的波動範圍。示例性地，6個閥門開度的波動範圍可以組成一個波動範圍集合。在兩個相鄰的製程階段切換時，用於控制製程切換的單元可以向控制閥門開度的波動範圍切換的控制單元發送一個閥門開度的波動範圍切換的指令，以使控制單元可以在波動範圍的集合中搜索出與當前所需切換的製程階段相適配的閥門開度的波動範圍，並將搜索出的閥門開度的波動範圍運行到步驟104和/或步驟109。
參照圖8，採用本申請所述的製程腔室內絕對壓力的控制方法的製程腔室100在氯化氫吹掃（TLC Purge）製程過程中，製程腔室100內壓力的即時曲線。從圖8可以得到，製程腔室100內的壓力值穩定在設定值375mTorr附近，且在製程階段切換的瞬間，沒有出現過大的壓力波動，最大的波動出現在氯化氫吹掃階段切換到氧氣吹掃階段瞬間，最大值接近410mTorr，最小值接近330mTorr，波動值不超過15%，與相關技術中採用單回路壓力控制方法相比，採用本申請所述的製程腔室內絕對壓力的控制方法，可以提升製程腔室100內壓力穩定性，使得製程腔室100對外界的擾動進行了快速的回應，減小了因閥門動作相對控制物件隨動性與滯後性問題給控制系統穩定性帶來的影響。
基於本申請實施例公開的製程腔室內絕對壓力的控制方法，本申請實施例還公開一種半導體熱處理設備。該該半導體熱處理設備可適用於本申請實施例公開的製程腔室內絕對壓力的控制方法。
示例性地，該半導體熱處理設備包括製程腔室100、排氣閥門200、壓力感測器和控制單元300，閥門設置於製程腔室100，且排氣閥門200設置於製程腔室100的排氣管路上，以用於控制製程腔室100的排氣速率。壓力感測器用於採集製程腔室100內的實際壓力值。控制單元300用於根據實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第一閥門開度值；根據第一閥門開度值和當前門閥開度值確定第一閥門開度變化量；確定第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在第一閥門開度變化量位於波動範圍之內的情況下，根據第一閥門開度值調節排氣閥門的開度。
示例性地，壓力感測器可以為絕對壓力感測器，以通過壓力感測器感測製程腔室100內的絕對壓力值。
一種可選的實施例中，控制單元300包括第一控制器310和第二控制器320，其中，第一控制器310用於根據實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第一閥門開度值；
第二控制器320用於根據第一閥門開度值和當前門閥開度值確定第一閥門開度變化量；確定第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在第一閥門開度變化量位於波動範圍之內的情況下，根據第一閥門開度值調節排氣閥門的開度。
一種可選的實施例中，第一控制器310還用於在第一閥門開度的變化量位於波動範圍之外的情況下，再次獲取壓力感測器採集的製程腔室內的實際壓力值；根據再次獲取的實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的第二閥門開度值。第二控制器320還用於根據第二閥門開度值和當前門閥開度值確定第二閥門開度變化量；確定第二閥門開度變化量是否位於波動範圍之內。在第二閥門開度變化量位於波動範圍之外的情況下，根據第二閥門開度值調節排氣閥門的開度。
進一步地，第二控制器320還用於在第二閥門開度的變化量位於波動範圍之外的情況下，放棄第二閥門開度值。第一控制器310還用於在第二控制器320放棄第二閥門開度值後，重新獲取壓力感測器採集的製程腔室內的實際壓力值。
示例性地，第一控制器310與壓力感測器相連，且第一控制器310接收壓力資訊，並根據實際壓力值和預設的目標壓力值得到為第一閥門開度值。示例性地，第一控制器310可以為類比數位轉換器，例如，閥門開度控制器。第二控制器320分別與第一控制器310和排氣閥門200相連，第二控制器320根據第一閥門開度值和當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍調節閥門的開度。可選的，第二控制器可以為PLC控制器。
上述實施例中所述的半導體熱處理設備，通過壓力感測器、第一控制器310和排氣閥門200形成以閥門開度為控制物件的主控制回路。通過採集閥門的開度值、第二控制器320形成副控制回路。具體的，主控制回路得到的第一閥門開度值進入第二控制器320，作為副控制回路的給定值，然後通過第二控制器320將第一控制器310輸出的第一閥門開度值進行濾波處理，即判斷第一閥門開度值的有效性，並將有效的第一閥門開度值傳輸至排氣閥門200，以減小製程腔室100內的壓力波動。
前述內容概括數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文仲介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解，此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。
100:製程腔室 200:閥門 300:控制單元 310:第一控制器 320:第二控制器
當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。 圖1為一種實施例公開的半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法的流程框圖； 圖2為一種實施例公開的半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法的原理圖； 圖3為一種實施例公開的半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法的控制圖； 圖4為一種實施例公開的半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法在步驟110之後的流程框圖； 圖5為一種實施例公開的閥門開度指令信號有效值判斷流程圖； 圖6為一種實施例公開的包括多個製程階段的控制方式； 圖7為採用單回路壓力控制方法的製程腔室在進行氯化氫吹掃製程過程中，製程腔室內壓力的即時曲線； 圖8為採用製程腔室內絕對壓力的控制方法的製程腔室在進行氯化氫吹掃製程過程中，製程腔室內壓力的即時曲線。
100:製程腔室
200:閥門
300:控制單元
310:第一控制器
320:第二控制器

Claims (7)

  1. 一種半導體熱處理設備製程腔室內壓力的控制方法，包括：採集該製程腔室內的一實際壓力值；根據該實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制排氣閥門開度的一第一閥門開度值；根據該第一閥門開度值和當前門閥開度值確定一第一閥門開度變化量；確定該第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在該第一閥門開度變化量位於該波動範圍之內的情況下，根據該第一閥門開度值調節該排氣閥門的開度；在該第一閥門開度的變化量位於該波動範圍之外的情況下，再次採集該製程腔室內的實際壓力值；根據再次採集的該實際壓力值和該目標壓力值之間差值，確定用於控制該排氣閥門開度的一第二閥門開度值；根據該第二閥門開度值和該當前門閥開度值確定一第二閥門開度變化量；確定該第二閥門開度變化量是否位於該波動範圍之內；在該第二閥門開度變化量位於該波動範圍之外的情況下，根據該第二閥門開度值調節該閥門的開度。
  2. 如請求項1所述的控制方法，其中，該控制方法還包括： 在該第二閥門開度的變化量位於該波動範圍之內的情況下，放棄該第二閥門開度值，返回該採集該製程腔室內的實際壓力值的步驟。
  3. 如請求項1所述的控制方法，其中，在該第一閥門開度的變化量位於該波動範圍之外的情況下，等待一預設時間間隔後，再執行該再次採集該製程腔室內的實際壓力值的步驟。
  4. 如請求項3所述的控制方法，其中，該預設時間間隔小於該半導體熱處理設備的壓力報警的延時時長。
  5. 如請求項1所述的控制方法，其中，該製程階段的數量為多個，根據各該製程階段預設有多個波動範圍，且各該波動範圍與各該製程階段一一對應。
  6. 一種半導體熱處理設備，其中，包括一製程腔室、一排氣閥門、一壓力感測器和一控制單元，該排氣閥門設置於該製程腔室的一排氣管路上；該壓力感測器用於採集該製程腔室內的實際壓力值；該控制單元用於根據該實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制一排氣閥門開度的一第一閥門開度值；根據該第一閥門開度值和當前門閥開度值確定一第一閥門開度變化量；確定該第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在該第一閥門開度變化量位於該波動範圍之內的情況下，根據該第一 閥門開度值調節該排氣閥門的開度；該控制單元包括一第一控制器和一第二控制器，其中，該第一控制器用於根據該實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制該排氣閥門開度的一第一閥門開度值；該第二控制器用於根據該第一閥門開度值和當前門閥開度值確定該第一閥門開度變化量；確定該第一閥門開度變化量是否位於預設的與當前製程階段對應的閥門開度變化量的波動範圍之內；在該第一閥門開度變化量位於該波動範圍之內的情況下，根據該第一閥門開度值調節該閥門的開度；該第一控制器還用於在該第一閥門開度的變化量位於該波動範圍之外的情況下，再次獲取該壓力感測器採集的該製程腔室內的實際壓力值；根據再次獲取的該實際壓力值和預設的目標壓力值之間差值，確定用於控制該排氣閥門開度的一第二閥門開度值；該第二控制器還用於根據該第二閥門開度值和該當前門閥開度值確定一第二閥門開度變化量；確定該第二閥門開度變化量是否位於該波動範圍之內；在該第二閥門開度變化量位於該波動範圍之外的情況下，根據該第二閥門開度值調節該排氣閥門的開度。
  7. 如請求項6所述的半導體熱處理設備，其中，該第二控制器還用於在該第二閥門開度的變化量位於該波動範圍之外的情況下，放棄該第二閥門開度值；該第一控制器還用於在該第二控制器放棄該第二閥門開度值後，重新獲取該壓力感測器採集的該製程腔室內的實際壓力值。
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