腔室的壓力控制方法
2023-12-07 23:07:11 2
專利名稱：腔室的壓力控制方法
技術領域：
本發明涉及壓カ控制技術領域，尤其涉及的是ー種腔室的壓カ控制方法。
背景技術：
在半導體器件的生產過程中，對反應腔室的壓カ控制至關重要。特別是在多步刻蝕エ藝中，由於反應腔室的壓カ直接影響刻蝕的效果，因此，更需要精確控制反應腔室的壓力，使腔室中的多個壓カ穩定地進行重複交替等。例如，在採用多步刻蝕エ藝形成矽通孔(TSV)的過程中，具體可以採用電感耦合等 離子體(ICP)刻蝕技術或電容耦合等離子體(CCP)刻蝕技術，整個刻蝕過程包括多個周期，姆個周期一般可以分為清洗(Clean Step,CS)、刻蝕(Etch Step,ES)和沉積(DepositionStep,DS)三個步驟，其中，CS步驟和ES步驟中反應腔室的壓カ可以為第一壓力，DS步驟中反應腔室的壓カ則需要調整為第二壓力，因此反應腔室的壓カ需要在第一壓カ和第二壓カ之間交替變換。現有技術中多步刻蝕エ藝是在壓カ伺服模式(pressure servo model)下,通過擺閥(pendulum)進行反應腔室的壓カ控制。擺閥是ー種可以根據設定氣壓來調節開啟大小的閥門裝置，反應腔室至少包括一個用於輸入反應氣體的氣體擴散口和一個用於排出反應氣體的氣體排出ロ，擺閥可以設置在反應腔室的氣體排出ロ處。當設定ー個壓カ值後，通過氣體擴散ロ向反應腔室通入一定量的氣體，然後擺閥可以根據反應腔室內通入氣體的流量和設定壓カ值來旋轉，平移開氣體排出ロ，通過控制擺閥的開啟大小，控制反應腔室內的壓力達到設定的壓カ值。由於氣體的流量、腔室的壓力、腔室的溫度等都可能隨時發生變化，從而氣體排出ロ的開ロ寬度也不固定，是浮動變化的。由於現有TSV中刻蝕與沉積的交替進行非常快，每ー步只有I秒左右，所以採用傳統壓カ伺服模式時，根據需要的目標壓カ緩慢調整閥門開ロ的方法，雖然能在一段實際後獲得穩定的氣壓，但是達到穩定氣壓的時間太長，往往遠超過I秒，所以反應腔內氣壓還沒有達到穩定壓カ時，加工流程已經需要切換到下一個步驟中，這就會導致反應腔內的氣壓長期不能在需要的數值間切換。但是當採用上述技術形成TSV的過程中發現，腔室內的壓カ不能穩定地停留在第一壓カ或第二壓力，而是存在很大誤差；當形成TSV之後發現，TSV的側壁上存在很多明顯的條紋(striation)，從而影響了半導體器件的性能。類似地，在現有技術其他的腔室壓カ控制中，氣體排出ロ的開ロ寬度也是不固定的，也存在腔室壓カ不穩定和不準確的問題。因此，如何提高腔室壓カ的穩定性和準確性就成為本領域技術人員亟待解決的問題。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種腔室的壓カ控制方法，以得到精確穩定的腔室壓力。
為解決上述問題，本發明提供了一種腔室的壓カ控制方法，所述腔室包括ー個氣體擴散口和一個氣體排出ロ，包括設置目標壓力，獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度；保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ。可選地，所述獲取與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度包括採用壓力伺服模式，獲取氣體排出ロ初始開ロ寬度；測量腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與所述目標壓カ；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，將所述初始開ロ寬度作為與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述初始開ロ寬度，並再次測量腔室的實際壓力和比較所述實際壓力 和所述目標壓力，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，將腔室此時的開ロ寬度作為與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度。可選地，所述調節所述初始開ロ寬度包括當所述實際壓カ大於所述目標壓カ吋，使腔室的開ロ寬度減小一個單位寬度；當所述實際壓カ小於所述目標壓カ時，使腔室的開ロ寬度增大ー個單位寬度。可選地，所述單位寬度的範圍包括lmnT20mm。可選地，所述保持所述開ロ寬度不變包括始終保持所述開ロ寬度不變，直至對腔室的壓カ控制結束。可選地，所述腔室的壓カ控制方法還包括保持所述開ロ寬度不變一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓力，當所述實際壓カ與所述目標壓力的差值的絕對值小於或等於閾值時，繼續保持所述開ロ寬度不變一定時間；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述開ロ寬度，並測量腔室的實際壓カ和比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間；不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至對腔室的壓カ控制結束。可選地，所述目標壓カ至少包括第一壓カ和第二壓力，所述腔室的壓カ在第一時間內的目標壓カ為第一壓力，在第二時間內的目標壓カ為第二壓カ；所述獲取與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度包括分別獲取與第一壓カ對應的第一開ロ寬度和與第二壓カ對應的第二開ロ寬度。可選地，所述保持所述開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ包括在第一時間內使腔室的開ロ寬度維持為第一開ロ寬度，在第二時間內使腔室的開ロ寬度維持為第二開ロ寬度。可選地，所述保持所述開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ包括將腔室的開ロ寬度調節為第一開ロ寬度，保持腔室的開ロ寬度為第一開ロ寬度一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓力，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，繼續保持所述第一開ロ寬度不變一定時間；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值吋，則調節所述第一開ロ寬度，並測量腔室的實際壓力、比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間；不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至第一時間結束；將腔室的開ロ寬度調節為第二開ロ寬度，並保持腔室的開ロ寬度為第二開ロ寬度一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓力，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，繼續保持所述第二開ロ寬度不變一定時間；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述第二開ロ寬度，並測量腔室的實際壓力、比較所述實際壓力和所述目標壓カ，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變ー定時間；不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至第二時間結束。可選地，所述閾值的範圍包括0mr5mT。可選地，所述閾值大於或等於0且小於或等於目標壓カ的百分之ニ。可選地，所述第一時間和所述第二時間均小於3s。為了解決上述問題，本發明還提供了一種採用上述腔室的壓カ控制方法控制刻蝕壓カ的多步刻蝕方法。為了解決上述問題，本發明還提供了一種反應腔室的壓カ控制方法，所述反應腔室包括一個氣體擴散ロ輸入反應氣體和一個氣體排出ロ排出反應氣體，通過控制氣體排出ロ的開ロ寬度獲得腔室的不同氣壓，使腔室內的氣壓在第一目標氣壓和第二目標氣壓之間多次交替循環，所述壓カ控制方法包括在第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中，調節排氣ロ開寬度具有第一設定值和第二設定值，比較在開ロ寬度為第一設定值/第二設定值時實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓；如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓的差值小於預設閥值，則將所述第一設定值/第二設定值確定為與第一目標氣壓/第二目標氣壓對應的開ロ寬度目標值，以所述開ロ寬度目標值作為後續第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的設定值控制排氣開ロ寬度；如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓的差值大於預設閥值，則修正所述設定值獲得ー個修正值以減小第一目標氣壓/第二目標氣壓與實際測得氣壓的差值，以所述修正值為下ー個第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的第一設定值/第ニ設定值控制排氣開ロ寬度。可選地，每個循環中所述第一目標壓カ或所述第二目標壓カ的維持時間小於3s。與現有技術相比，本發明具有以下優點I)本發明在控制腔室壓カ時，在設置目標壓カ後，先獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度，然後保持氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ，從而保證了腔室壓カ的穩定性。2)可選方案中，在保持氣體排出ロ開ロ寬度不變一定時間後，測量腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓力，從而在實際壓力與目標壓カ的差值的絕對值大於閾值 時，調節開ロ寬度，直至使實際壓力與目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值。通過不斷重複上述測量腔室的實際壓力、比較實際壓カ與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至對腔室的壓カ控制結束，最終可以進ー步保證腔室壓カ的準確性。
3)可選方案中，腔室的壓カ在第一時間內的目標壓カ為第一壓力，在第二時間內的目標壓カ為第二壓力，分別獲取與第一壓カ對應的第一開ロ寬度和與第二壓カ對應的第ニ開ロ寬度，從而在第一時間內使腔室的開ロ寬度維持為第一開ロ寬度，在第二時間內使腔室的開ロ寬度維持為第二開ロ寬度，最終可以進ー步保證腔室壓カ的重複性。
圖I是本發明實施例一中腔室的結構示意圖；圖2是本發明實施例一中腔室的壓カ控制方法的流程示意圖；圖3是本發明實施例一中獲取與目標壓カ相對應的氣體排出ロ的開ロ寬度步驟的流程示意圖；圖4是本發明實施例ニ中腔室的壓カ控制方法的流程示意圖； 圖5是本發明實施例三中腔室的壓カ控制方法的流程示意圖；圖6是本發明實施例四中使腔室的壓カ為目標壓カ步驟的流程示意圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。正如背景技術部分所述，現有技術在控制腔室壓カ時，腔室的氣體排出ロ的開ロ寬度不斷浮動變化，從而使得腔室的壓カ穩定性很差，且腔室的實際壓力與目標壓カ的差值很大，影響了反應腔室內進行的エ藝質量。針對上述問題，發明人提出在控制腔室壓カ吋，保持腔室的氣體排出ロ的開ロ寬度不變。具體地，在設置目標壓カ後，先獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度，然後保持氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓力，從而保證了腔室壓カ的穩定性和準確性。下面結合附圖進行詳細說明。實施例一參考圖I所示，本實施例中供氣裝置200通過進氣閥110向腔室100中提供反應氣體，在氣體排出ロ處設置一個擺閥150，反應後的氣體可以通過擺閥150排入排氣系統300中。具體地，腔室100的頂部為絕緣窗ロ 140，絕緣窗ロ 140上設置有多個用於產生射頻信號的線圈120，線圈120與射頻電源130相連。腔室100內包括基座(即下電極)22，基座22與射頻電源160相連，基座22上設置有靜電夾盤21，靜電夾盤21的邊緣為邊緣環10，待處理的晶圓20被夾持在靜電夾盤21上。本實施例中還可以在腔室100中設置ー個壓カ傳感器(圖中未示出)，從而可以實時獲取腔室100的實際壓力。此外，本實施例中還可以設置ー個控制器(圖中未示出)，進氣閥110、擺閥150和壓カ傳感器130均與控制器相連，從而控制器可以控制進氣閥110與氣體排出ロ的開ロ寬度，並可以獲取腔室100的實時壓力。當腔室100的壓カ處於壓カ伺服模式下時，可以由擺閥確定氣體排出ロ的開ロ寬度。當腔室100的壓カ處於固定開ロ模式(fxed VAT model)下時，氣體排出ロ的開ロ寬度由控制器控制。需要說明的是，圖I所示裝置僅為舉例，其不限制本發明的保護範圍。參考圖2所示，本實施例提供了一種腔室的壓カ控制方法，包括步驟SI I，設置目標壓カ，獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度；步驟S 12，保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓力。首先執行步驟Sll，設置目標壓力。
所述目標壓カ為腔室100需要達到的任意壓力。本實施例中目標壓カ為ー個固定值,如100毫託(mT)。接著，參考圖3所示，獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ的開ロ寬度，具體包括步驟S111，採用壓力伺服模式，獲取氣體排出口初始開ロ寬度。具體地，在壓カ伺服模式下設定腔室100的目標壓カ為100毫託，此時控制器不控制氣體排出ロ的開ロ寬度，而是由氣體排出ロ的擺閥根據目標壓カ自動控制氣體排出ロ的開ロ寬度，將此時的開ロ寬度作為氣體排出ロ的初始開ロ寬度。步驟S112，測量腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與所述目標壓力。具體地，採用壓力控制器測量腔室100此時的實際壓力，進而可以通過控制器比較實際壓カ和目標壓カ之間的大小。步驟S113，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值吋，將所述初始開ロ寬度作為與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度，繼續執行步驟S12。所述閾值可以為任一定值，本實施例中閾值的範圍可以包括0毫託飛毫託，如0毫託、I毫託、3毫託或5毫託，其可以根據腔室100內エ藝的具體壓カ要求而定。所述閾值還可以根據目標壓カ設定，本實施例中閾值可以大於或等於0且小於或等於目標壓カ的百分之ニ，如0、百分之一或百分之ニ。當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，即可認為腔室100的壓カ符合要求，從而將氣體排出ロ此時的初始開ロ寬度作為與100毫託相對應的開ロ寬度。步驟S114，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述初始開ロ寬度，並再次測量腔室的實際壓力和比較所述實際壓力和所述目標壓カ，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，將腔室此時的開ロ寬度作為與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度，繼續執行步驟S12。當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則腔室100的壓カ不符合要求，需要調節氣體排出ロ的開ロ寬度。由於氣體排出ロ的開ロ寬度越大，腔室100內的壓カ越小；氣體排出ロ的開ロ寬度越小，腔室100內的壓カ越大，因此所述調節所述初始開ロ寬度可以包括當所述實際壓カ大於所述目標壓カ吋，使腔室的開ロ寬度減小一個單位寬度；當所述實際壓カ小於所述目標壓カ時，使腔室的開ロ寬度増大ー個單位寬度。所述單位寬度的範圍可以包括lmnT20mm,如1mm、5mm、12mm或20mm,其具體取值與目標壓力、實際壓力、氣體擴散ロ的開ロ寬度、腔室的尺寸、反應氣體等因素相關。
接著執行步驟S12，保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓力。由於本實施例中目標壓カ僅為ー個，因此可以始終保持所述開ロ寬度不變，直至對腔室的壓カ控制結束。本實施例中保持腔室的氣體排出ロ的開ロ寬度不變，從而可以保證腔室內的壓カ穩定在目標壓カ。此外，本實施例獲取與目標壓カ對應的氣體排出ロ的開ロ寬度的具體方法比較簡單。實施例ニ
參考圖4所示，本實施例提供的腔室的壓カ控制方法可以包括 步驟S21，設置目標壓カ，獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度；步驟S22，保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ；步驟S23，保持一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓カ；步驟S24，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，繼續保持所述開ロ寬度不變一定時間；步驟S25，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述開ロ寬度，並測量腔室的實際壓力和比較所述實際壓力和所述目標壓カ，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間；步驟S26，不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至對腔室的壓カ控制結束。與實施例一相比，本實施例中目標壓カ仍為ー個固定值，但本實施例在保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變一定時間後，重新測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ的大小、使與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至對腔室的壓カ控制結束。由於腔室內的溫度等因素的影響，可能導致同一目標壓カ下，氣體排出ロ對應的開ロ寬度不同。本實施例通過周期性地測量腔室的實際壓力，並根據腔室的實際壓力周期性地調節氣體排出ロ開ロ寬度，因此在保證腔室壓カ穩定性的基礎上，可以進ー步保證腔室壓カ的準確性。其中，所述一定時間可以是任意設定的周期性時間，如ls、5s、10s、60s或2min
坐寸o本實施例中所述步驟S21與實施例一中步驟Sll相同，所述步驟S22與步驟S12相同，步驟S23與步驟SI 12類似，步驟S24與步驟SI 13類似，步驟S25與步驟SI 14類似，在此不再贅述。實施例三本實施例中目標壓カ至少包括第一壓カ和第二壓力，且腔室的壓カ在第一時間內的目標壓カ為第一壓力，在第二時間內的目標壓カ為第二壓力。參考圖5所示，本實施例提供的腔室的壓カ控制方法包括步驟S31，設置目標壓カ，獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度，所述獲取與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度包括分別獲取與第一壓カ對應的第一開ロ寬度和與第二壓カ對應的第二開ロ寬度；步驟S32，保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ，具體包括在第一時間內使腔室的開ロ寬度維持為第一開ロ寬度，在第二時間內使腔室的開ロ寬度維持為第二開ロ寬度。所述第一壓カ和第二壓カ分別是任意固定值，其不限制本發明的保護範圍。所述第一時間和所述第二時間可以均小於3s，如2.8S、2S、L5S、1S、0.5S_0. Is等，從而本實施例在保證準確控壓的同時，可以保證不同壓カ之間進行快速切換。所述第一時間和所述第二時間可以相同，也可以不同。與實施例一相比，本實施例中目標壓カ不是ー個固定值，而是多個固定值，因此需要獲取同一每個固定值對應的開ロ寬度，從而在對應的時間內使氣體排出ロ的開ロ寬度固 定在對應值。其中，具體獲取第一開ロ寬度和第二開ロ寬度的方法與實施例一中獲取初始開ロ寬度的方法相同，在此不再贅述。需要說明的是，本實施例方法還適用於多個壓カ周期性重複的情形，如多步刻蝕エ藝中CS步驟和ES步驟中腔室的壓カ為第一壓力，DS步驟中腔室的壓カ為第二壓カ，每個周期中第一壓カ的持續時間為第一時間(即CS步驟和ES步驟的時間之和為第一時間)，每個周期中第二壓カ的持續時間為第二時間(即DS步驟的時間為第二時間)。由於本實施例方法適用於周期性控制壓力的情形，從而在保證腔室壓カ穩定性的基礎上，可以進ー步保證腔室壓カ的重複性。實施例四本實施例中目標壓カ至少包括第一壓カ和第二壓力，且腔室的壓カ在第一時間內的目標壓カ為第一壓力，在第二時間內的目標壓カ為第二壓力。與實施例三相比，參考圖6所示，本實施例中保持所述開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ的步驟可以包括步驟S421，將腔室的開ロ寬度調節為第一開ロ寬度，保持腔室的開ロ寬度為第一開ロ寬度一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓カ；步驟S422，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值吋，繼續保持所述第一開ロ寬度不變一定時間；步驟S423，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述第一開ロ寬度，並測量腔室的實際壓力、比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓力與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間；步驟S424，不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓力和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至第一時間結束；步驟S425，將腔室的開ロ寬度調節為第二開ロ寬度，並保持腔室的開ロ寬度為第ニ開ロ寬度一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓カ；步驟S426，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值吋，繼續保持所述第二開ロ寬度不變一定時間；
步驟S427，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述第二開ロ寬度，並測量腔室的實際壓力、比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓力與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間；步驟S428，不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓力和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至第二時間結束。其中，所述第一時間和所述第二時間可以均小於3s，如2. 8s、2s、l. 5s、ls、0. 5s或0. Is等，從而本實施例在保證準確控壓的同時，可以保證不同壓カ之間進行快速切換。所述一定時間小於所述第一時間或所述第二時間，如所述第一時間為2s，所述第二時間為I. 5s，則所述一定時間可以為0. 5s。與實施例三相比，本實施例在保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變一定時間後，重 新測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ的大小、使與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至對腔室的對應的壓カ控制結束。本實施例通過周期性地測量腔室的實際壓力，並根據腔室的實際壓力周期性地調節氣體排出ロ開ロ寬度，因此在保證腔室壓カ穩定性的基礎上，可以進ー步保證腔室壓カ的準確性。此外，由於本實施例方法適用於周期性控制壓力的情形，因此本實施例還可以進一步保證腔室壓カ的重複性。本發明還提供了ー種多步刻蝕方法，其可以採用上述腔室的壓カ控制方法控制刻蝕壓カ，在此不再贅述。當採用多步刻蝕方法形成TSV，且採用上述方法控制刻蝕壓カ時，可以發現TSV的表面沒有出現斜紋，從而也可以證明上述方法中腔室壓カ的穩定性，最終保證了半導體器件的性能。本發明還提供了一種反應腔室的壓カ控制方法，所述反應腔室包括ー個氣體擴散ロ以輸入反應氣體和一個氣體排出ロ以排出反應氣體，通過控制氣體排出ロ的開ロ寬度獲得腔室的不同氣壓，使腔室內的氣壓在第一目標氣壓和第二目標氣壓之間多次交替循環，所述壓カ控制方法可以包括在第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中，調節排氣ロ開寬度具有第一設定值和第二設定值，比較在開ロ寬度為第一設定值/第二設定值時實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓；如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓的差值小於預設閥值，則將所述第一設定值/第二設定值確定為與第一目標氣壓/第二目標氣壓對應的開ロ寬度目標值，以所述開ロ寬度目標值作為後續第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的設定值控制排氣開ロ寬度；如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓的差值大於預設閥值，則修正所述設定值獲得ー個修正值以減小第一目標氣壓/第二目標氣壓與實際測得氣壓的差值，以所述修正值為下ー個第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的第一設定值/第ニ設定值控制排氣開ロ寬度。優選地，每個循環中所述第一目標壓カ或所述第二目標壓カ的維持時間小於3s，如2. 8s、2s、l. 5s、ls、0. 5s或0. Is等，從而本實施例在保證準確控壓的同時,可以保證不同壓カ之間進行快速切換。
以下以第一目標氣壓為例進行說明。I)在第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中，調節氣體排出ロ開寬度具有第一設定值，比較在開ロ寬度為第一設定值時實際測得氣壓與第一目標氣壓。所述第一設定值仍可以在壓カ伺服模式下獲得，其與實施例一中初始開ロ寬度的獲取方式相同，在此不再贅述。2)如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓的差值小於或等於預設閾值，則將第一設定值確定為與第一目標氣壓對應的開ロ寬度目標值，以所述開ロ寬度目標值作為後續第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的設定值控制排氣開ロ寬度。
所述預設閾值可以為任一定值，其可以包括0毫託飛毫託，如0毫託、I毫託、3毫託或5毫託，其可以根據反應腔室內エ藝的具體壓カ要求而定。所述預設閾值還可以根據目標壓カ設定，其可以大於或等於0且小於或等於目標壓カ的百分之ニ，如0、百分之一或百分之ニ。3)如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓的差值大於預設閥值，則修正所述設定值獲得ー個修正值以減小目標氣壓與實際氣壓的差值，以所述修正值為下ー個第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的設定值控制排氣開ロ寬度。修正所述預設值的方法與上述實施例中調節初始開ロ寬度的方法相同，在此不再贅述。 所述第二目標氣壓採用與第一目標氣壓相同的方式進行處理。本實施例在當前第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中，根據實際測得的反應腔室的壓カ與目標氣壓的差值，從而在下ー個交替周期中繼續維持當前的開ロ寬度或者調整開ロ寬度，以使反應腔室當前的壓力儘可能等於目標氣壓，不斷重複上述過程，直至對反應腔室的氣壓控制結束。本實施例同樣可以保證反應腔室中氣壓的穩定性、周期性和精確性。雖然本發明已以較佳實施例披露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為準。
權利要求
1.一種腔室的壓カ控制方法，所述腔室包括ー個氣體擴散口和一個氣體排出ロ，其特徵在於，包括 設置目標壓カ，獲取與所述目標壓カ相對應的氣體排出ロ開ロ寬度； 保持所述氣體排出ロ開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ。
2.如權利要求I所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述獲取與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度包括 採用壓力伺服模式，獲取氣體排出ロ初始開ロ寬度； 測量腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與所述目標壓カ； 當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值吋，將所述初始開ロ寬度作為與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度； 當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述初始開ロ寬度，並再次測量腔室的實際壓力和比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，將腔室此時的開ロ寬度作為與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度。
3.如權利要求2所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述調節所述初始開ロ寬度包括當所述實際壓カ大於所述目標壓カ時，使腔室的開ロ寬度減小一個單位寬度；當所述實際壓カ小於所述目標壓カ時，使腔室的開ロ寬度増大ー個單位寬度。
4.如權利要求3所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述單位寬度的範圍包括Imm 20mmo
5.如權利要求I所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述保持所述開ロ寬度不變包括始終保持所述開ロ寬度不變，直至對腔室的壓カ控制結束。
6.如權利要求I所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，還包括 保持所述開ロ寬度不變一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓力，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，繼續保持所述開ロ寬度不變一定時間；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值吋，則調節所述開ロ寬度，並測量腔室的實際壓力和比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間； 不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至對腔室的壓カ控制結束。
7.如權利要求I所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述目標壓カ至少包括第一壓カ和第二壓力，所述腔室的壓カ在第一時間內的目標壓カ為第一壓力，在第二時間內的目標壓カ為第二壓カ；所述獲取與所述目標壓カ相對應的開ロ寬度包括分別獲取與第ー壓カ對應的第一開ロ寬度和與第二壓カ對應的第二開ロ寬度。
8.如權利要求7所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述保持所述開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ包括在第一時間內使腔室的開ロ寬度維持為第一開ロ寬度，在第二時間內使腔室的開ロ寬度維持為第二開ロ寬度。
9.如權利要求8所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在幹，所述保持所述開ロ寬度不變，使腔室的壓カ為目標壓カ包括將腔室的開ロ寬度調節為第一開ロ寬度，保持腔室的開ロ寬度為第一開ロ寬度一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓力，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，繼續保持所述第一開ロ寬度不變一定時間；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述第一開ロ寬度，並測量腔室的實際壓力、比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間； 不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至第一時間結束； 將腔室的開ロ寬度調節為第二開ロ寬度，並保持腔室的開ロ寬度為第二開ロ寬度一定時間後，測量所述腔室的實際壓力，比較所述實際壓力與目標壓力，當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值時，繼續保持所述第二開ロ寬度不變一定時間；當所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值大於閾值時，則調節所述第二開ロ寬度， 並測量腔室的實際壓力、比較所述實際壓力和所述目標壓力，直至所述實際壓カ與所述目標壓カ的差值的絕對值小於或等於閾值，保持腔室此時的開ロ寬度不變一定時間； 不斷重複上述測量所述腔室的實際壓力、比較所述實際壓力與目標壓カ和保持腔室的開ロ寬度不變一定時間的步驟，直至第二時間結束。
10.如權利要求2、6或9所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述閾值的範圍包括0mT 5mT。
11.如權利要求2、6或9所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述閾值大於或等於0且小於或等於目標壓カ的百分之ニ。
12.如權利要求7所述的腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，所述第一時間和所述第二時間均小於3s。
13.ー種多步刻蝕方法，其特徵在幹，採用權利要求I至12中任一項所述的腔室的壓カ控制方法控制刻蝕壓力。
14.一種反應腔室的壓カ控制方法，所述反應腔室包括一個氣體擴散ロ輸入反應氣體和一個氣體排出ロ排出反應氣體，通過控制氣體排出ロ的開ロ寬度獲得腔室的不同氣壓，使腔室內的氣壓在第一目標氣壓和第二目標氣壓之間多次交替循環，其特徵在於，所述壓カ控制方法包括 在第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中，調節排氣ロ開寬度具有第一設定值和第ニ設定值，比較在開ロ寬度為第一設定值/第二設定值時實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓； 如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓的差值小於預設閥值，則將所述第一設定值/第二設定值確定為與第一目標氣壓/第二目標氣壓對應的開ロ寬度目標值，以所述開ロ寬度目標值作為後續第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的設定值控制排氣開ロ寬度； 如果所述實際測得氣壓與第一目標氣壓/第二目標氣壓的差值大於預設閥值，則修正所述設定值獲得ー個修正值以減小第一目標氣壓/第二目標氣壓與實際測得氣壓的差值，以所述修正值為下ー個第一目標氣壓和第二目標氣壓交替周期中的第一設定值/第二設定值控制排氣開ロ寬度。
15.如權利要求14所述的反應腔室的壓カ控制方法，其特徵在於，每個循環中所述第一目標壓カ或所述第二目標壓カ的維持時間小於3s。
全文摘要
一種腔室的壓力控制方法，所述腔室包括一個氣體擴散口和一個氣體排出口，包括設置目標壓力，獲取與所述目標壓力相對應的氣體排出口開口寬度；保持所述氣體排出口開口寬度不變，使腔室的壓力為目標壓力。本發明可以得到精確穩定的腔室壓力。
文檔編號H01L21/67GK102646619SQ20121013428
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者嚴利均, 周旭升, 許頌臨, 辛朝煥, 黃秋平 申請人:中微半導體設備(上海)有限公司