专利名称：一种半导体刻蚀设备中控制分子泵的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体工艺控制方法，特别涉及半导体刻蚀设备中控制分子泵的方法。
背景技术：
在硅片刻蚀机中，分子泵要求其两端的压力都处于一个较低的压力状况后，才能开始工作。所以分子泵必须在干泵把压力抽到一定的程度后开启。在分子泵工作过程中，干泵必须始终工作，在分子泵关闭后，干泵才能关闭。目前分子泵与干泵的控制方式，主要是在分子泵的开启过程中，判断分子泵正常稳定工作状态的条件，现在可以采用信号量的直接采集判断，而以前则是通过等待一段时间来完成。
分子泵是硅片刻蚀机中比较精密和贵重的部件。它的作用是与干泵一起，使反应腔室达到高真空的条件。分子泵的工作过程是在使用干泵进行粗抽真空后(真空压力小于100mTorr)，启动分子泵抽高真空，它可以使刻蚀机的反应腔室达到很低的压力(压力最小可以达到0.1mTorr)。
发明内容
要解决的技术问题分子泵的转速很高，其稳定工作时的转速达3-4万转/秒，如果腔室压力较高的情况下启动分子泵，那么分子泵承担的压力会过大，很容易损坏。本发明的目的是提供一种控制和保护刻蚀机的分子泵(TMP)，使分子泵能与干泵、摆阀等部件能良好的配合工作，并且不受到损坏的一种控制方法。
技术方案本发明的控制方法，包括分子泵开启和关闭两个流程，其中分子泵开启流程包括如下步骤A.判断干泵是否开启，若否，则发出分子泵启动报警；B.判断腔体压力是否小于分子泵开启压力；若否，则等待干泵抽真空完成；C.启动分子泵，同时开始记时器；D.判断分子泵是否正常加速状态；E.判断分子泵是否稳定工作。
其中，判断分子泵是否正常加速的步骤包括以下具体过程D1.分子泵是否加速，若是，结束判断；D2.计数器是否大于分子泵加速时间标准，若否，则返回D1；D3.发出分子泵加速超时报警。
其中，判断分子泵是否稳定工作的步骤包括以下具体过程E1.分子泵是否处理于稳定工作状态？若是，判断结束；E2.计数器是否大于分子泵达到稳定工作时间标准，若否，则返回E1；E3.发出分子泵稳定速度超时报警。
若分子泵启动程序中出现一种报警发出后，报警会在用户界面处给出提示，并且中断TMP开启程序。在处理完报警后，需要人为操作重新进入TMP启动程序。分子泵启动程序结束后，刻蚀设备就可以在反应腔室中进行刻蚀工艺工作了。
其中分子泵关闭流程包括如下步骤F.关闭气动阀三；G.关闭摆阀；H.延迟一定时间后，关闭分子泵，开启计时器；I.判断TMP是否正常停止运转；J.关闭吹扫阀；
K.关闭隔离阀。
其中判断TMP是否正常关闭的步骤包括以下具体过程I1.TMP是否已经停止运转，若是，停止判断；I2.检查计时器是否大于标准时间(如设定的900秒)，若否，返回I1；I3.发出TMP关闭超时报警。
在分子泵发出报警后，会在系统软件的操作界面上产生报警信息(操作界面上发生报警的相应位置处会变为红色并闪烁)，等待操作者处理。同时，系统的灯塔会变为红灯闪烁，并发出报警声。
TMP关闭超时报警后，关闭程序也会退出，并等待人为处理。由工作人员检查控制计算机与TMP之间通信或TMP设备本身的问题，等问题解决后，重新进入TMP关闭程序，或由工作人员在TMP控制面板上，手工直接关闭。
有益效果本发明能控制自动检测反应腔室的压力等条件，启动和关闭分子泵，并且在分子泵不正常工作时发出报警，起到保护和自动控制反应腔室压力的作用，使复杂的分子泵操作过程变得简单和可靠。
图1为本发明功能实现的硬件系统示意图；图2为本发明开启分子泵的流程图；图3为本发明关闭分子泵的流程图。
图中1、腔室；2、静电卡盘；3、项针；4、槽阀；5、干泵；6、分子泵；7、摆阀；8、隔离阀；9、手动限流阀；10、氮气调节阀；11、吹扫阀；12、慢旁路阀；13、快旁路阀；14、氦气阀；15、温控系统；16、上匹配器；17、上电极；18、离子规；19、压力开关；20、终点检测；21、下电极；22、下匹配器；23、气体控制板；24、压力传感器；25、气动阀一；26、气体吹扫阀；27、质量流量控制器；28、气动阀二；29、气动阀三；30、气体；31、氮气；32、氮气；33、氦气。
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。
本发明的方法所应用的系统按用途可分为以下七个子系统真空子系统(vacuum subsystem)、气路子系统(gas delivery subsystem)、下电极子系统(E_Chuck subsystem)、腔室子系统(chambersubsystem)、RF子系统(radio frequency subsystem)、温控子系统(temperature control subsystem)、终点子系统(endpoint subsystem)。系统的结构如图1所示。在系统中，本发明的方法用软件运行于工业控制计算机之上，操作系统为windows2000professional。工业控制计算机通过多种IO背板，直接与各种受控器件相连。通过下面的流程，可以很好的控制分子泵的运行，在实际应用中，能够完全满足实际的需求。
对分子泵开启和关闭的控制方法如下开启首先判断干泵是否开启，若否，则发出分子泵启动报警；若干泵已经开启，则判断腔体压力是否小于分子泵开启压力，若否，则等待干泵抽真空完成；若腔体压力小分子泵开启压力，则启动分子泵，同时开启记时器。
判断分子泵是否正常进入加速状态，若分子泵没有加速，则判断计时器是否大于TMP加速时间标准，若否，则继续判断分子泵是否加速；若分子泵没有加速而计时器大于TMP加速时间标准，则发出分子泵加速超时报警。
若分子泵已经加速，则判断分子泵是否处理于稳定工作状态？若是，则分子泵启动流程结束。
若分子泵没有进入稳定工作状态，则判断计时器是否大于TMP达到稳定工作时间标准，若否，则继续判断分子泵是否处理于稳定工作状态；若分子泵没有进入稳定工作状态而计时器大于TMP达到稳定工作时间标准，则发出分子泵稳定速度超时报警。
当分子泵完成工作后，关闭流程依次关闭气动阀三、关闭摆阀，延迟一定时间(如5秒，根据不同设备设定不同时间值)后，开启计时器。
判断TMP是否已经停止运转，若否，则检查计时器是否大于标准时间(如900秒，根据不同设备设定不同的标准值)，若否，则继续判断TMP是否已经停止运转；若分子泵没有停止运转，而计时器大于标准时间(900秒)，则发出TMP关闭超时报警。
若TMP已经停止运转，则依次关闭吹扫阀、隔离阀，分子泵关闭流程完成。
对流程中的各个参数，我们在实际中设置的数值为TMP开启压力，88mTorr；TMP启动时间，2min；TMP稳定工作时间，10min；腔室最终工作压力，1mTorr。这些参数随着物理器件的不同会有所不同。
权利要求
1.一种半导体刻蚀设备中控制分子泵的方法，其特征在于，包括先后执行的开启流程和关闭流程，开启流程包括A.判断干泵是否开启，若否，则发出分子泵启动报警；B.判断腔体压力是否小于分子泵开启压力；若否，则等待干泵抽真空完成；C.启动分子泵，同时开始记时器；D.判断分子泵是否正常加速状态；E.判断分子泵是否稳定工作；关闭流程包括F.关闭气动阀三；G.关闭摆阀；H.延迟一定时间后，关闭分子泵，开启计时器；I.判断分子泵是否正常停止运转；J.关闭吹扫阀；K.关闭隔离阀。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D所述判断分子泵是否正常加速的步骤包括以下具体过程D1.分子泵是否加速，若是，结束判断；D2.计数器是否大于分子泵加速时间标准，若否，则返回D1；D3.发出分子泵加速超时报警。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤E所述判断分子泵是否稳定工作包括以下具体过程E1.分子泵是否处理于稳定工作状态？若是，判断结束；E2.计数器是否大于分子泵达到稳定工作时间标准，若否，则返回E1；E3.发出分子泵稳定速度超时报警。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I所述判断分子是否正常关闭的步骤包括以下具体过程I1.分子泵是否已经停止运转，若是，停止判断；I2.检查计时器是否大于标准时间，若否，返回I1；I3.发出分子泵关闭超时报警。
全文摘要
本发明涉及一种半导体刻蚀设备中控制分子泵的方法，包括先后执行的开启流程和关闭流程，开启流程包括判断干泵是否开启，若否，则发出分子泵启动报警；判断腔体压力是否小于分子泵开启压力；若否，则等待干泵抽真空完成；启动分子泵，同时开始记时器；判断分子泵是否正常加速状态；判断分子泵是否稳定工作；关闭流程包括关闭气动阀三；关闭摆阀；延迟一定时间后，开启计时器；判断分子泵是否正常停止运转；关闭吹扫阀；关闭隔离阀。通过本发明的方法能控制自动检测反应腔室的压力等条件，启动和关闭分子泵，并且在分子泵不正常工作时发出报警，起到保护和自动控制反应腔室压力的作用，使复杂的分子泵操作过程变得简单和可靠。
文档编号G06Q50/00GK1851580SQ20051012637
公开日2006年10月25日 申请日期2005年12月8日 优先权日2005年12月8日
发明者张继宏 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司