專利名稱：Pvd設備工藝控制方法和pvd設備工藝控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及微電子技術領域，特別涉及一種PVD設備工藝控制方法和PVD設備工藝控制裝置。
背景技術：
通過物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,簡稱:PVD)技術是半導體工業中最廣為使用的一類薄膜制造技術，泛指采用物理方法制備薄膜的薄膜制備工藝。而在集成電路制造行業中，特指磁控派射(Magnetron Sputtering)技術,主要用于招、銅等金屬薄膜的沉積，以構成金屬接觸、金屬互連線等。例如:通過PVD技術制備銅阻擋層及籽晶層的工藝中，晶片需要依次經過4個工藝步驟的處理，該4個工藝步驟包括:I)去氣(Degas)工藝、2)預清洗(Preclean)工藝、3)銅阻擋層(Ta/TaN)工藝和4)銅籽晶層(Cu)工藝。其中，預清洗工藝、銅阻擋層工藝和銅籽晶層工藝均要求反應腔室的真空度達到高本底真空(即:10_7 I(T8Torr)，因此需要在對開蓋維護后的反應腔室進行首次抽真空處理時，對反應腔室進行烘烤(Bakeout)處理。烘烤處理具體包括:通過內置在反應腔室中的加熱裝置對反應腔室進行加熱，使附著在反應腔室內壁中的水、有機雜質等物質氣化后被聞真空栗(例如:分子泵或冷泵)抽除。其中，加熱裝置可以為加熱燈。烘烤處理過程通常要進行3 5個小時。在對反應腔室進行烘烤處理之前通常要執行若干準備步驟:首先，關閉反應腔室壁的冷卻水以保證加熱效果；其次，確認反應腔室內基座的冷卻水工作正常，以避免該基座在高溫下受到損傷；再次，對反應腔室進行預抽真空處理，以使反應腔室滿足高真空泵的工作條件，該預抽真空處理為對反應腔室的粗抽真空處理；最后，啟動高真空泵對反應腔室進行抽高真空處理。上述準備步驟完成后，設定反應腔室中加熱裝置的調功器的功率，調功器以設定的功率驅動加熱裝置對反應腔室進行加熱。
為了保證加熱安全，可通過過溫保護裝置對加熱過程進行溫度控制。圖1為一種烘烤方法的結構示意圖，如圖1所示，該方法包括:步驟101、調功器以設定功率P驅動加熱裝置加熱；步驟102、判斷腔室溫度是否大于或等于警告溫度Ta，若是則執行步驟103，若否則執行步驟102 ;步驟103、過溫保護裝置切斷調功器對加熱裝置的功率輸出，加熱裝置關閉，反應腔室自然冷卻降溫；步驟104、判斷腔室溫度是否小于警告溫度Ta，若是則執行步驟105，若否則執行步驟104 ;步驟105、過溫保護裝置觸發調功器，使調功器重新開啟，并執行步驟101。重復執行上述流程，直至人工關閉調功器以停止加熱裝置對反應腔室的加熱。上述烘烤處理過程通過過溫保護裝置對加熱過程進行溫度控制，加熱過程中加熱裝置頻繁開啟和關閉，導致加熱裝置的使用壽命降低；加熱裝置的頻繁開啟和關閉，還會導致反應腔室的腔室溫度產生明顯的波動，從而降低了加熱效率和可靠性。
發明內容
本發明提供一種PVD設備工藝控制方法和PVD設備工藝控制裝置，用以提高加熱裝置的使用壽命以及提高加熱效率和可靠性。
為實現上述目的，本發明提供一種PVD設備工藝控制方法，包括下列步驟:步驟I，控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱；步驟2，對所述反應腔室的溫度進行檢測，得出所述反應腔室的當前腔室溫度；步驟3，判斷所述反應腔室的當前腔室溫度是否大于第一設定溫度；若是，則執行步驟4;否則，返回步驟I;步驟4，控制所述加熱裝置以第二設定功率對所述反應腔室進行加熱，執行步驟5 ；步驟5，判斷所述反應腔室的當前腔室溫度是否小于第二設定溫度；若是，則返回步驟I;否則，返回步驟4。進一步地，所述方法，還包括時間監控步驟:在開始執行步驟I的同時，啟動計時器；在執行步驟I至步驟5的過程中，判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長；若判斷出所述計時器記錄的執行時間等于預設時長，則停止執行所述PVD設備工藝控制方法；若判斷出所述計時器記錄的執行時間小于預設時長，則繼續執行所述判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長的步驟。進一步地，所述第一設定溫度根據警告溫度設置，所述第二設定溫度根據所述第一設定溫度設置。進一步地，所述第一設定溫度小于警告溫度，所述第二設定溫度小于所述第一設定溫度，所述第二設定功率小于所述第一設定功率。為實現上述目的，本發明還提供了一種PVD設備工藝控制裝置，包括:第一控制模塊，用于控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱；溫度檢測模塊，用于對所述反應腔室的溫度進行檢測，得出所述反應腔室的當前腔室溫度；第一判斷模塊，用于判斷所述溫度檢測模塊檢測得出的所述反應腔室的當前腔室溫度是否大于第一設定溫度；第二控制模塊，用于根據所述第一判斷模塊判斷出的所述反應腔室的當前腔室溫度大于所述第一設定溫度，控制所述加熱裝置以第二設定功率對所述反應腔室進行加熱；第二判斷模塊，用于判斷所述溫度檢測模塊檢測得出的所述反應腔室的當前腔室溫度是否小于第二設定溫度；第三控制模塊，用于根據所述第二判斷模塊判斷出的所述反應腔室的當前腔室溫度小于第二設定溫度，觸發所述第一控制模塊。進一步地,還包括:計時器控制模塊，用于在所述第一控制模塊開始執行所述控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進 行加熱的同時，啟動計時器；第三判斷模塊，用于判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長，若判斷出所述計時器記錄的執行時間小于預設時長，繼續執行所述判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長的步驟；
停止模塊，用于若所述第三判斷模塊判斷出所述計時器記錄的執行時間等于預設時長，停止執行所述PVD設備工藝控制方法。進一步地，所述第一設定溫度根據警告溫度設置，所述第二設定溫度根據所述第一設定溫度設置。進一步地，所述第一設定溫度小于警告溫度，所述第二設定溫度小于所述第一設定溫度，所述第二設定功率小于所述第一設定功率。本發明具有以下有益效果:本發明提供的PVD設備工藝控制方法和PVD設備工藝控制裝置的技術方案可控制加熱裝置以不同的設定功率對反應腔室進行加熱，避免了加熱過程中加熱裝置頻繁開啟和關閉，從而提聞了加熱裝置的使用壽命以及提聞了加熱效率和可罪性。
圖1為現有技術 中烘烤方法的結構示意圖；圖2為本發明實施例一提供的一種PVD設備工藝控制方法的流程圖；圖3為本發明實施例二提供的一種PVD設備工藝控制方法的流程圖；圖4為本發明實施例三提供的一種PVD設備工藝控制裝置的結構示意圖；圖5為本發明實施例四提供的一種PVD設備工藝控制裝置的結構示意圖。
具體實施例方式為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的PVD設備工藝控制方法和PVD設備工藝控制裝置進行詳細描述。圖2為本發明實施例一提供的一種PVD設備工藝控制方法的流程圖，如圖2所示，該方法包括:步驟1、控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱。本實施例中各步驟可以由本發明的PVD設備工藝控制裝置執行。具體地，PVD設備工藝控制裝置可將加熱裝置的調功器的功率設定為第一設定功率，使調功器以第一設定功率驅動加熱裝置對反應腔室進行加熱，從而實現控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱。優選地，加熱裝置為加熱燈。步驟2、對反應腔室的溫度進行檢測，得出反應腔室的當前腔室溫度。本實施例中，PVD設備工藝控制裝置還需要對反應腔室的溫度進行實時監控，以檢測出反應腔室的當前腔室溫度。步驟3、判斷反應腔室的當前腔室溫度是否大于第一設定溫度，若是，則執行步驟4;若否，則返回步驟I。本實施例中，第一設定溫度可根據警告溫度設置，第一設定溫度小于警告溫度。警告溫度為過溫保護裝置對加熱過程進行溫度控制的判定標準，若反應腔室的溫度大于或者等于警告溫度，則過溫保護裝置切斷調功器對加熱裝置的功率輸出以控制加熱裝置關閉。因此在本發明的技術方案中，將第一設定溫度設置為小于警告溫度，可將反應腔室的溫度控制在警告溫度以下，避免反應腔室的溫度達到警告溫度，從而避免了過溫保護裝置將加熱裝置關閉。
步驟4、控制加熱裝置以第二設定功率對反應腔室進行加熱。具體地，PVD設備工藝控制裝置可將加熱裝置的調功器的功率設定為第二設定功率，使調功器以第二設定功率驅動加熱裝置對反應腔室進行加熱，從而實現控制加熱裝置以第二設定功率對反應腔室進行加熱。其中，第二設定功率可根據第一設定功率設置，第二設定功率小于第一設定功率。當步驟3中判斷出當前腔室溫度大于第一設定溫度時，表明反應腔室的溫度偏高，此時控制加熱裝置以第二設定功率對反應腔室進行加熱，從而實現對反應腔室以較低的第二設定功率進行加熱，以降低反應腔室的溫度。步驟5、判斷反應腔室的當前腔室溫度是否小于第二設定溫度，若是，則返回步驟I ;若否，則返回步驟4。本實施例中，第二設定溫度可根據第一設定溫度設置，第二設定溫度小于第一設定溫度。當步驟4中判斷出當前腔室溫度小于第二設定溫度時，表明反應腔室的溫度偏低，此時可返回執行步驟1中的控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱，從而實現對反應腔室以較高的第一設定功率進行加熱，以提高反應腔室的溫度。本實施例提供的方法包括:控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱；對反應腔室的溫度進行檢測，得出反應腔室的當前腔室溫度；若判斷出反應腔室的當前腔室溫度大于第一設定溫度，控制加熱裝置以第二設定功率對反應腔室進行加熱；若判斷出反應腔室的當前腔室溫度小于第二設定溫度，控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱。本實施例提供的方法可控制加熱裝置以不同的設定功率對反應腔室進行加熱，避免了加熱過程中加熱裝置頻繁開啟和關閉，從而提高了加熱裝置的使用壽命以及提高了加熱效率和可靠性。將第一設定溫度設置為小于警告溫度，可將反應腔室的溫度控制在警告溫度以下，避免了反應腔室的溫度達到警告溫度，從而避免了過溫保護裝置將加熱裝置關閉。本實施例中，第一設定功率、第二設定功率、第一設定溫度和第二設定溫度均可以根據需要進行設置和調整，從而使PVD設備工藝控制方法實現了對反應腔室的最佳加熱效果。圖3為本發明實施例二提供的PVD設備工藝控制方法的流程圖，如圖3所示，本實施例的PVD設備工藝控制方法在上述實施例一的基礎上還包括時間監控步驟:步驟11、在開始執行步驟I的同時，啟動計時器。本實施例中設置的計時器可用于監控PVD設備工藝控制方法的執行時間，也就是說，計時器可用于監控加熱裝置對反應腔室的加熱時間。步驟12、在執行步驟I至步驟5的過程中，判斷計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長，若判斷出計時器記錄的執行時間等于預設時長，則執行步驟13 ;若判斷出計時器記錄的執行時間小于預設時長，則執行步驟12。步驟13、停止執行PVD設備工藝控制方法。本實施例中，當執行步驟13時，無論PVD設備工藝控制方法執行到步驟I至步驟5中任意一個步驟，均立即停止執行，此時PVD設備工藝控制方法的流程結束。本實施例通過計時器控制對反應腔室的加熱時間，從而避免了通過人工方式控制加熱時間所產生的不準確性和不可靠性。圖4為本發明實施例三提供的一種PVD設備工藝控制裝置的結構示意圖，如圖4所示，該PVD設備工藝控制裝置包括:第一控制模塊11、溫度檢測模塊12、第一判斷模塊13、第二控制模塊14、第二判斷模塊15和第三控制模塊16。第一控制模塊11用于控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱。溫度檢測模塊12用于對反應腔室的溫度進行檢測，得出反應腔室的當前腔室溫度。第一判斷模塊13用于判斷溫度檢測模塊12檢測得出的反應腔室的當前腔室溫度是否大于第一設定溫度。第二控制模塊14用于根據第一判斷模塊13判斷出的反應腔室的當前腔室溫度大于第一設定溫度，控制加熱裝置以第二設定功率對反應腔室進行加熱。第二判斷模塊15用于判斷溫度檢測模塊12檢測得出的反應腔室的當前腔室溫度是否小于第二設定溫度。第三控制模塊16用于根據第二判斷模塊15判斷出的反應腔室的當前腔室溫度小于第二設定溫度，觸發第一控制模塊11。本實施例中，第一設定溫度可根據警告溫度設置，第二設定溫度可根據第一設定溫度設置。優選地，第一設定溫度小于警告溫度，第二設定溫度小于第一設定溫度，第二設定功率小于第一設定功率。本實施例提供的裝置可控制加熱燈以不同的設定功率對反應腔室進行加熱，避免了加熱過程中加熱燈頻繁開啟和關閉，從而提高了加熱燈的使用壽命以及提高了加熱效率和可靠性。進一步地，第一控制模塊11還用于根據第一判斷模塊13判斷出的反應腔室的當前腔室溫度小于或者等于第一設定溫度，控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱。進一步地，第二控制模塊14還用于根據第二判斷模塊15判斷出的反應腔室的當前腔室溫度大于或者等于第二設定溫度，控制加熱裝置以第二設定功率對反應腔室進行加熱。本實施例提供的PVD設備工藝控制裝置可用于實現上述實施例一提供的PVD設備工藝控制方法。本實施例提供的裝置可控制加熱裝置以不同的設定功率對反應腔室進行加熱，避免了加熱過程中加熱裝置頻繁開啟和關`閉，從而提高了加熱裝置的使用壽命以及提高了加熱效率和可靠性。本實施例中，將第一設定溫度設置為小于警告溫度，可將反應腔室的溫度控制在警告溫度以下，避免反應腔室的溫度達到警告溫度，從而避免了過溫保護裝置將加熱裝置關閉。本實施例中，第一設定功率、第二設定功率、第一設定溫度和第二設定溫度均可以根據需要進行設置和調整，從而使PVD設備工藝控制方法實現對反應腔室的最佳加熱效果。圖5為本發明實施例四提供的一種PVD設備工藝控制裝置的結構示意圖，如圖5所示，本實施例提供的PVD設備工藝控制裝置在上述實施例三的基礎上，進一步還可以包括:計時器控制模塊17、第三判斷模塊18和停止模塊19。計時器控制模塊17用于在第一控制模塊11開始執行所述控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱的同時，啟動計時器。第三判斷模塊18用于判斷計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長，若判斷出計時器記錄的執行時間小于預設時長，繼續執行所述判斷計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長的步驟。停止模塊19用于若第三判斷模塊18判斷出計時器記錄的執行時間等于預設時長，停止執行PVD設備工藝控制方法。本實施例提供的PVD設備工藝控制裝置可用于實現上述實施例二提供的PVD設備工藝控制方法。
本實施例提供的裝置可控制加熱裝置以不同的設定功率對反應腔室進行加熱，避免了加熱過程中加熱裝置頻繁開啟和關閉，從而提高了加熱裝置的使用壽命以及提高了加熱效率和可靠性。本實施例中，將第一設定溫度設置為小于警告溫度，可將反應腔室的溫度控制在警告溫度以下，避免反應腔室的溫度達到警告溫度，從而避免了過溫保護裝置將加熱裝置關閉。本實施例中，第一設定功率、第二設定功率、第一設定溫度和第二設定溫度均可以根據需要進行設置和調整，從而使PVD設備工藝控制方法實現對反應腔室的最佳加熱效果。本實施例通過計時器控制對反應腔室的加熱時間，從而避免了通過人工方式控制加熱時間所產生的不準確性和不可靠性。可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下 ，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種PVD設備工藝控制方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟I，控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱； 步驟2，對所述反應腔室的溫度進行檢測，得出所述反應腔室的當前腔室溫度； 步驟3，判斷所述反應腔室的當前腔室溫度是否大于第一設定溫度；若是，則執行步驟4;否則，返回步驟I ; 步驟4，控制所述加熱裝置以第二設定功率對所述反應腔室進行加熱，執行步驟5 ；步驟5，判斷所述反應腔室的當前腔室溫度是否小于第二設定溫度；若是，則返回步驟I ;否則，返回步驟4。
2.根據權利要求1所述的PVD設備工藝控制方法，其特征在于，所述方法，還包括時間監控步驟: 在開始執行步 驟I的同時，啟動計時器； 在執行步驟I至步驟5的過程中，判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長； 若判斷出所述計時器記錄的執行時間等于預設時長，則停止執行所述PVD設備工藝控制方法； 若判斷出所述計時器記錄的執行時間小于預設時長，則繼續執行所述判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長的步驟。
3.根據權利要求1或2所述的PVD設備工藝控制方法，其特征在于，所述第一設定溫度根據警告溫度設置，所述第二設定溫度根據所述第一設定溫度設置。
4.根據權利要求1或2所述的PVD設備工藝控制方法，其特征在于，所述第一設定溫度小于警告溫度，所述第二設定溫度小于所述第一設定溫度，所述第二設定功率小于所述第一設定功率。
5.一種PVD設備工藝控制裝置，其特征在于，包括: 第一控制模塊，用于控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱； 溫度檢測模塊，用于對所述反應腔室的溫度進行檢測，得出所述反應腔室的當前腔室溫度; 第一判斷模塊，用于判斷所述溫度檢測模塊檢測得出的所述反應腔室的當前腔室溫度是否大于第一設定溫度； 第二控制模塊，用于根據所述第一判斷模塊判斷出的所述反應腔室的當前腔室溫度大于所述第一設定溫度，控制所述加熱裝置以第二設定功率對所述反應腔室進行加熱； 第二判斷模塊，用于判斷所述溫度檢測模塊檢測得出的所述反應腔室的當前腔室溫度是否小于第二設定溫度； 第三控制模塊，用于根據所述第二判斷模塊判斷出的所述反應腔室的當前腔室溫度小于第二設定溫度，觸發所述第一控制模塊。
6.根據權利要求5所述的PVD設備工藝控制裝置，其特征在于，還包括: 計時器控制模塊，用于在所述第一控制模塊開始執行所述控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱的同時，啟動計時器； 第三判斷模塊，用于判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長，若判斷出所述計時器記錄的執行時間小于預設時長，繼續執行所述判斷所述計時器記錄的執行時間小于或者等于預設時長的步驟； 停止模塊，用于若所述第三判斷模塊判斷出所述計時器記錄的執行時間等于預設時長，停止執行所述PVD設備工藝控制方法。
7.根據權利要求5或6所述的PVD設備工藝控制裝置，其特征在于，所述第一設定溫度根據警告溫度設置，所述第二設定溫度根據所述第一設定溫度設置。
8.根據權利要求5或6所述 的PVD設備工藝控制裝置，其特征在于，所述第一設定溫度小于警告溫度，所述第二設定溫度小于所述第一設定溫度，所述第二設定功率小于所述第一設定功率。
全文摘要
本發明公開了一種PVD設備工藝控制方法和PVD設備工藝控制裝置。該方法包括步驟1，控制加熱裝置以第一設定功率對反應腔室進行加熱；步驟2，對反應腔室的溫度進行檢測，得出反應腔室的當前腔室溫度；步驟3，判斷反應腔室的當前腔室溫度是否大于第一設定溫度；若是，則執行步驟4；否則，返回步驟1；步驟4，控制加熱裝置以第二設定功率對反應腔室進行加熱，執行步驟5；步驟5，判斷反應腔室的當前腔室溫度是否小于第二設定溫度；若是，則返回步驟1；否則，返回步驟4。本發明提供的技術方案避免了加熱過程中加熱裝置頻繁開啟和關閉，從而提高了加熱裝置的使用壽命以及提高了加熱效率和可靠性。
文檔編號C23C14/54GK103173734SQ20111043912
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者楊洋 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司