确定等离子体起辉的方法、半导体工艺设备的控制方法与流程

专利2025-11-17  1


本发明涉及射频系统控制,特别是涉及一种确定等离子体起辉的方法、半导体工艺设备的控制方法。


背景技术:

1、诸如刻蚀机系统等半导体工艺设备包括用于产生等离子体的上射频系统和用于调节和控制离子能量的下射频系统。通常需要先启动上射频系统,待腔室内点火启辉产生等离子体后,才能启动下射频系统,否则下射频系统会产生非常高的偏压引起部件打火,从而损坏下射频系统。因此,若能准确判断上射频系统的点火时刻,就能避免在腔室内点火之前启动下射频系统,以提高半导体工艺设备的安全性。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明实施例公开了确定等离子体起辉的方法、半导体工艺设备的控制方法。

2、第一方面,本发明实施例提供了一种确定等离子体起辉的方法,用于半导体工艺设备,所述半导体工艺设备包括射频线圈,所述方法包括:

3、在向所述射频线圈施加射频功率后,监测所述射频线圈的电参数变化率,或所述射频线圈两端的电压变化率;

4、当当前时刻检测的所述电参数变化率与前一时刻检测的所述电参数变化率的比值超出预设比例阈值或者差值超出预设差值阈值时,确定所述等离子体起辉。

5、可选地,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

6、采集流经所述射频线圈的电流值;

7、根据所述电流值以及所述电流值对应的采样时间,确定流经所述射频线圈的电流变化率。

8、可选地,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

9、采集所述射频线圈两端的电压值;

10、根据所述电压值以及所述电压值对应的采样时间,确定所述射频线圈两端的电压变化率。

11、可选地,所述射频线圈包括内射频线圈和外射频线圈,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

12、确定流经所述内射频线圈的电流变化率;

13、和/或,

14、确定流经所述外射频线圈的电流变化率。

15、可选地,所述射频线圈包括内射频线圈和外射频线圈,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

16、确定所述内射频线圈两端的电压变化率;

17、和/或,

18、确定所述外射频线圈两端的电压变化率。

19、可选地,所述半导体工艺设备包括设置在射频电源与所述射频线圈之间的匹配器,所述匹配器包括与所述射频线圈串联的电流传感器,所述采集流经所述射频线圈的电流值,包括:

20、获取所述电流传感器采集的流经所述射频线圈的电流的电流值。

21、可选地,所述半导体工艺设备包括设置在射频电源与所述射频线圈之间的匹配器,所述匹配器包括与所述射频线圈串联的电压传感器,所述采集所述射频线圈两端的电压值,包括:

22、获取所述电压传感器采集的所述射频线圈两端的电压值。

23、可选地,所述预设比例阈值为3~100中的任意数值。

24、第二方面,本发明实施例提供了一种半导体工艺设备的控制方法,所述半导体工艺设备包括射频线圈和晶圆承载装置,所述方法包括:

25、向所述射频线圈施加第一射频功率;

26、利用如上所述的确定等离子体起辉的方法,判断等离子体是否起辉;

27、当所述等离子体起辉后,向所述晶圆承载装置的偏压电极施加第二射频功率。

28、第三方面,本发明实施例提供了一种半导体工艺设备,包括:工艺腔室、射频线圈、晶圆承载装置、与所述射频线圈电连接的第一射频电源、与所述晶圆承载装置的偏压电极电连接的第二射频电源,所述晶圆承载装置设置于所述工艺腔室内;以及

29、控制器,包括至少一个存储器和至少一个处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的一种确定等离子体起辉的方法的步骤,或实现如上所述的一种半导体工艺设备的控制方法的步骤。

30、本发明实施例包括以下优点:

31、本发明实施例可以通过监测射频线圈的电参数变化率,当当前时刻检测的电参数变化率与前一时刻检测的电参数变化率的比值超出预设比例阈值或者差值超出预设差值阈值时,确定等离子体起辉。本发明实施例通过射频线圈的电参数变化率的突变确定等离子体起辉,从而可以根据等离子体起辉准确判断半导体工艺设备的点火时刻,避免了在半导体工艺设备点火之前启动下射频系统,提高了半导体工艺设备的安全性。



技术特征:

1.一种确定等离子体起辉的方法,用于半导体工艺设备,所述半导体工艺设备包括射频线圈,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述射频线圈包括内射频线圈和外射频线圈,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述射频线圈包括内射频线圈和外射频线圈,所述监测所述射频线圈的电参数变化率,包括:

6.根据权利要求2或4所述的方法,其特征在于,所述半导体工艺设备包括设置在射频电源与所述射频线圈之间的匹配器,所述匹配器包括与所述射频线圈串联的电流传感器,所述采集流经所述射频线圈的电流值,包括:

7.根据权利要求3或5所述的方法,其特征在于,所述半导体工艺设备包括设置在射频电源与所述射频线圈之间的匹配器,所述匹配器包括与所述射频线圈串联的电压传感器,所述采集所述射频线圈两端的电压值,包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设比例阈值为3~100中的任意数值。

9.一种半导体工艺设备的控制方法,其特征在于,所述半导体工艺设备包括射频线圈和晶圆承载装置,所述方法包括:

10.一种半导体工艺设备,其特征在于,包括:工艺腔室、射频线圈、晶圆承载装置、与所述射频线圈电连接的第一射频电源、与所述晶圆承载装置的偏压电极电连接的第二射频电源,所述晶圆承载装置设置于所述工艺腔室内;以及


技术总结
本发明实施例提供了一种确定等离子体起辉的方法、半导体工艺设备的控制方法,用于半导体工艺设备,半导体工艺设备包括射频线圈,所述方法包括:在向射频线圈施加射频功率后,监测射频线圈的电参数变化率,电参数变化率包括流经射频线圈的电流变化率或射频线圈两端的电压变化率;当当前时刻检测的电参数变化率与前一时刻检测的电参数变化率的比值超出预设比例阈值或者差值超出预设差值阈值时,确定等离子体起辉,从而可以根据等离子体起辉准确判断半导体工艺设备的点火时刻,避免了在半导体工艺设备点火之前启动下射频系统,提高了半导体工艺设备的安全性。

技术研发人员:王海莉,纪安宽,韦刚,赵晋荣
受保护的技术使用者:北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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