CN104950828B - 工艺控制的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工艺控制的方法及系统。其中方法包括如下步骤：在预设稳定时间内，循环检测需要达到稳定状态的各工艺参数，得到检测结果；根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤，否则，超过所述预设稳定时间，发出不稳定报警。其根据工艺步骤的实际进展情况控制工艺步骤结束，而不用预先设置较长的工艺加工时间，缩短半导体工艺加工时间，提高整体生产效率。同时也避免了设定固定结束时间在某些特殊情况下造成进入下一工艺步骤时工艺参数不稳定的情况，工艺结束控制更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种工艺控制的方法及系统。
背景技术
在半导体工艺过程中，一个工艺过程（Process）是由一定个数的工艺步骤（step）组成的，每一步都会根据需要指定结束的条件，这种条件有几种类型，我们称之为终点类型，比如以一定时间为结束标准的为时间终点类型。
随着工艺过程越来越复杂，对终点类型的要求也越来越多，其中在某些工艺加工中，一些工艺步骤的工艺作用是让所设置的参数达到稳定后便结束，在这种类型的工艺步骤中，需要所有的相关参数都达到稳定。对于此种工艺步骤，传统技术中采用时间终点类型，凭借经验设定一个较为安全的、取值较大的时间值作为工艺参数稳定的判断依据。
此种设定方式，为尽量避免设定的时间不够长，往往会设置一个余量较大的时间值，导致本来能在更短的时间内稳定的，还需要花费更多的时间做等待，影响工艺时间和产率。且凭借经验设定的时间值在某些特殊情况下会出现偏差，不够准确。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够根据实际需求控制工艺步骤结束时间，控制精确的工艺控制的方法及系统。
为实现本发明目的提供的一种工艺控制的方法，包括以下步骤：
在预设稳定时间内，循环检测需要达到稳定状态的各工艺参数，得到检测结果；
根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤，否则，超过所述预设稳定时间，发出不稳定报警。
作为一种工艺控制的方法的可实施方式，通过设置终点类型STABLE参数表征各工艺参数的稳定状态。
作为一种工艺控制的方法的可实施方式，循环检测需要达到稳定状态的一工艺参数，得到检测结果，包括以下步骤：
检测工艺参数的实际值，并计算所述实际值与预设设定值之间的差值的绝对值；
判断所述差值的绝对值是否小于预设容差值，得到第一判断结果；
根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值小于等于所述预设容差值时，当前工艺参数稳定时间增大一个循环周期，并判断所述当前工艺参数稳定时间是否达到预设稳定时间长度，得到第二判断结果；
根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间达到预设稳定时间长度时，得到当前工艺参数稳定的检测结果；
根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间未达到预设稳定时间长度时，进入下一个检测循环；
根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值大于所述预设容差值时，将当前工艺参数稳定时间清零，并进入下一个检测循环。
作为一种工艺控制的方法的可实施方式，所述根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤，否则，超过所述预设稳定时间，发出不稳定报警，包括以下步骤：
根据所述检测结果，判断所检测的各工艺参数是否全部达到相对应的预设稳定状态，并得到第三判断结果；
根据所述第三判断结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；
根据所述第三判断结果，当存在一所检测的工艺参数在所述预设稳定时间内未达到相对应的预设稳定状态时，发出不稳定报警。
作为一种工艺控制的方法的可实施方式，所述工艺参数包括气体流量、温度、功率、腔室压力中的一种或者一种以上组合。
基于相同发明构思的一种工艺控制的系统，包括检测模块、控制模块和报警模块，其中：
所述检测模块，用于在预设稳定时间内，在预设稳定时间内，循环检测需要达到稳定状态的各工艺参数，得到检测结果；
所述控制模块，用于根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；否则，触发报警模块；
所述报警模块，用于在超过所述预设稳定时间时，发出不稳定报警。
作为一种工艺控制的系统的可实施方式，所述控制模块，通过设置终点类型STABLE参数表征各工艺参数的稳定状态。
作为一种工艺控制的系统的可实施方式，所述检测模块包括多个检测不同工艺参数的检测子模块；
每一个检测子模块包括实际值检测单元，第一判断单元，第二判断单元，第一执行单元，第二执行单元，以及第三执行单元，其中：
所述实际值检测单元，用于检测工艺参数的实际值，并计算所述实际值与预设设定值之间的差值的绝对值；
所述第一判断单元，用于判断所述差值的绝对值是否小于预设容差值，得到第一判断结果；
所述第二判断单元，用于根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值小于等于所述预设容差值时，当前工艺参数稳定时间增大一个循环周期，并判断所述当前工艺参数稳定时间是否达到预设稳定时间长度，得到第二判断结果；
所述第一执行单元，用于根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间达到预设稳定时间长度时，得到当前工艺参数稳定的检测结果；
所述第二执行单元，用于根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间未达到预设稳定时间长度时，进入下一个检测循环；
所述第三执行单元，用于根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值大于所述预设容差值时，将当前工艺参数稳定时间清零，并进入下一个检测循环。
作为一种工艺控制的系统的可实施方式，所述控制模块包括判断子模块，结束控制子模块，以及检测报警子模块，其中：
所述判断子模块，用于根据所述检测结果，判断所检测的各工艺参数是否全部达到相对应的预设稳定状态，并得到第三判断结果；
所述结束控制子模块，用于根据所述第三判断结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；
所述检测报警子模块，用于根据所述第三判断结果，当存在一所检测的工艺参数在所述预设稳定时间内未达到相对应的预设稳定状态时，触发报警模块。
作为一种工艺控制的系统的可实施方式，所述工艺参数包括气体流量、温度、功率、腔室压力中的一种或者一种以上组合。
本发明的有益效果包括：
本发明提供的一种工艺控制的方法及系统，采用对各参数循环检测的方式监测各工艺参数的状态，每隔固定的时间周期对所有需要监测的工艺参数状态进行判断，当所有工艺参数都达到稳定状态时，则满足了工艺步骤结束的条件，结束当前工艺步骤。如此可根据工艺步骤的实际进展情况控制工艺步骤结束，而不用预先设置较长的工艺加工时间，缩短半导体工艺加工时间，提高整体生产效率。同时也避免了设定固定结束时间在某些特殊情况下造成进入下一工艺步骤时工艺参数不稳定的情况，工艺结束控制更加精确。
附图说明
图1为本发明一种工艺控制的方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明一种工艺控制的方法的一具体实施例中每一工艺参数检测的流程图；
图3为本发明一种工艺控制的系统的一具体实施例的构成示意图；
图4为本发明一种工艺控制的系统的一具体实施例的检测模块构成示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明工艺控制的方法及系统的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的一种工艺控制的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S100，在预设稳定时间内，循环检测需要达到稳定状态的各工艺参数，得到检测结果。
S200，根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤，否则，超过所述预设稳定时间，发出不稳定报警。
工艺步骤开始后则开始计时，一直持续到当前工艺步骤结束或者到达预设时间上限，即预设稳定时间，发出不稳定报警。
随着半导体工艺过程越来越复杂，对终点类型的要求也越来越多，如在半导体集成电路工艺过程中，有一步的工艺作用就是让所设置的参数达到稳定后便结束，对于此种终点类型，称之为STABLE(稳定，Stable)终点类型。
本发明实施例中，对Stable终点类型的处理不同于传统的设定结束时间的处理方式，采用对各参数循环检测的方式接近实时的监测各工艺参数的状态，如气体流量、温度、功率、腔室压力等。每隔固定的时间周期对所有需要监测的工艺参数状态进行判断，当所有工艺参数都达到稳定状态时，则满足了工艺步骤结束的条件，结束当前工艺步骤。如此可根据工艺步骤的实际进展情况控制工艺步骤结束，而不用预先设置较长的工艺加工时间，缩短半导体工艺加工时间，提高整体生产效率。同时也避免了设定固定结束时间在某些特殊情况下造成进入下一工艺步骤时工艺参数不稳定的情况，工艺结束控制更加精确。
其中，通过设置终点类型STABLE（稳定）参数表征各工艺参数的稳定状态。每一工艺参数对应相应的工艺指标，工艺参数稳定了，即可说明此工艺指标达到了设定要求。
在半导体工艺加工开始时，预先设定参数稳定调节步骤的时间上限，即进行参数调节的最长时间如可设置为3分钟。所设置的最长时间一般大于传统工艺中设定的结束时间。当达到了预设时间上限还没有结束当前工艺步骤，则可认为工艺设备出现了一定故障，或者其他方面如电压等有问题，此时发出不稳定报警，提醒监控人员及时做出处理。如可重新启动当前工艺步骤，再次进行参数稳定调节，也可对工艺设备或者参数条件设置进行检查，调整之后再启动当前工艺步骤。设定时间上限可避免参数设置等出现错误时工艺设备进入死循环，影响工艺生产。
较佳地，在其中一个工艺控制的方法的实施例中，对于步骤S100检测需要达到稳定状态的各工艺参数为同时检测各工艺参数，每一参数的检测包含相同的步骤。具体的，循环检测需要达到稳定状态的一工艺参数，得到检测结果，如图2所示，包括以下步骤：
S110，检测工艺参数的实际值，并计算所述实际值与预设设定值之间的差值的绝对值。所述预设设定值为工艺过程开始时根据实际工艺需求设定的参数稳定值，可以说是需要工艺设备达到的标准状态值。
S120，判断所述差值的绝对值是否小于预设容差值，得到第一判断结果。
用公式表示这一步骤为|实际值-设定值|≤容差值。所述容差值为工艺加工允许的稳定值的波动范围，即在此范围内时就认为工艺参数为稳定的。容易理解，容差值越大则允许的误差越大，越容易达到要求的稳定状态。此容差值的设定使参数稳定的判定更加灵活，增加可调控性。
S130，根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值小于等于所述预设容差值时，当前工艺参数稳定时间增大一个循环周期，并判断所述当前工艺参数稳定时间是否达到预设稳定时间长度，得到第二判断结果。
S140，根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间达到预设稳定时间长度时，得到当前工艺参数稳定的检测结果。所述循环周期为两次检查工艺参数之间的时间间隔，此时间间隔也根据工艺加工的实际需求进行设置，如可设置为0.1S。所述预设稳定时间长度为工艺参数在容差范围内保持的时间。只有在一段时间内工艺参数都保持在相对稳定的状态才能说明工艺设备的基本准备完毕，此预设稳定时间长度可设置为0.3秒。
S150，根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间未达到预设稳定时间长度时，进入下一个检测循环。进入下一个检测循环，继续检测工艺参数的值。
S160，根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值大于所述预设容差值时，将当前工艺参数稳定时间清零，并进入下一个检测循环。若所检测的工艺参数在进入稳定状态后又变为非稳定状态，则稳定时间长度重新进行积累，直到在预设稳定时间长度范围内工艺参数都在稳定状态，即|实际值-设定值|<=容差值。
本发明实施例的工艺控制的方法，通过设定容差值及预设稳定时间长度，使工艺参数稳定的判断趋向于时间段内的判断，而不是点的判断，更符合稳定性的定义及实际应用需求，且可根据不同的工艺加工需要灵活设置。
在其中一个工艺控制的方法的实施例中，步骤S200包括以下步骤：
S210，根据所述检测结果，判断所检测的各工艺参数是否全部达到相对应的预设稳定状态，并得到第三判断结果。所述预设的稳定状态可以为设定的某一具体的参数值，也可以为前述的在某一范围内持续固定的时长。
S220，根据所述第三判断结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤。
S230，根据所述第三判断结果，当存在一所检测的工艺参数在所述预设稳定时间内未达到相对应的预设稳定状态时，发出不稳定报警。当有工艺参数未达到稳定状态时，则进入下一个检测循环继续检测工艺参数的状态，直至所有工艺参数都达到稳定状态或者达到预设时间上限。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种工艺控制的系统，由于此系统解决问题的原理与前述一种工艺控制的方法相似，因此，该系统的实施可以按照前述方法的具体步骤实现，重复之处不再赘述。
本发明实施例的一种工艺控制的系统，如图3所示，包括检测模块100、控制模块200和报警模块300。其中：所述检测模块100，用于在预设稳定时间内，循环检测需要达到稳定状态的各工艺参数，得到检测结果；所述控制模块200，用于根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；否则，触发报警模块；所述报警模块300，用于在超过所述预设稳定时间时，发出不稳定报警。所述工艺参数包括气体流量、温度、功率、腔室压力等。
本发明实施例中，对Stable终点类型的处理不同于传统的设定结束时间的处理方式，采用对各参数循环检测的方式接近实时的监测各工艺参数的状态，如气体流量、温度、功率、腔室压力等。每隔固定的时间周期对所有需要监测的工艺参数状态进行判断，当所有工艺参数都达到稳定状态时，则满足了工艺步骤结束的条件，结束当前工艺步骤。如此可根据工艺步骤的实际进展情况控制工艺步骤结束，而不用预先设置较长的工艺加工时间，缩短半导体工艺加工时间，提高整体生产效率。同时也避免了设定固定结束时间在某些特殊情况下造成进入下一工艺步骤时工艺参数不稳定的情况，工艺结束控制更加精确。
其中，所述控制模块200，通过设置终点类型STABLE参数表征各工艺参数的稳定状态。
在半导体工艺加工开始时，预先设定参数稳定调节步骤的时间上限，即进行参数调节的最长时间如可设置为3分钟。所设置的最长时间一般大于传统工艺中设定的结束时间。当达到了预设时间上限还没有结束当前工艺步骤，则可认为工艺设备出现了一定故障，或者其他方面如电压等有问题，此时发出不稳定报警，提醒监控人员及时做出处理。如可重新启动当前工艺步骤，再次进行参数稳定调节，也可对工艺设备或者参数条件设置进行检查，调整之后再启动当前工艺步骤。设定时间上限可避免参数设置等出现错误时工艺设备进入死循环，影响工艺生产。
在其中一个工艺控制的系统的实施例中，如图4所示，所述检测模块100包括多个检测不同工艺参数的检测子模块110，120，130……，多个检测子模块并行执行，包含相同个数的单元模块，实现的相类似的工艺参数状态检测的功能。
以检测子模块110为例，其包括实际值检测单元111，第一判断单元112，第二判断单元113，第一执行单元114，第二执行单元115，以及第三执行单元116。其中：所述实际值检测单元111，用于检测工艺参数的实际值，并计算所述实际值与预设设定值之间的差值的绝对值；所述第一判断单元112，用于判断所述差值的绝对值是否小于预设容差值，得到第一判断结果；所述第二判断单元113，用于根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值小于等于所述预设容差值时，当前工艺参数稳定时间增大一个循环周期，并判断所述当前工艺参数稳定时间是否达到预设稳定时间长度，得到第二判断结果；所述第一执行单元114，用于根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间达到预设稳定时间长度时，得到当前工艺参数稳定的检测结果；所述第二执行单元115，用于根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间未达到预设稳定时间长度时，进入下一个检测循环；所述第三执行单元116，用于根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值大于所述预设容差值时，将当前工艺参数稳定时间清零，并进入下一个检测循环。
本发明实施例的工艺控制的系统，通过设定容差值及预设稳定时间长度，使工艺参数稳定的判断趋向于时间段内的判断，而不是点的判断，更符合稳定性的定义及实际应用需求，且可根据不同的工艺加工需要灵活设置。
在其中一个工艺控制的系统的实施例中，所述控制模块200包括判断子模块210，结束控制子模块220，以及检测报警子模块230。其中：所述判断子模块210，用于根据所述检测结果，判断所检测的各工艺参数是否全部达到相对应的预设稳定状态，并得到第三判断结果；所述结束控制子模块220，用于根据所述第三判断结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；所述检测报警子模块230，用于根据所述第三判断结果，当存在一所检测的工艺参数在所述预设稳定时间内未达到相对应的预设稳定状态时，触发报警模块300。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种工艺控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在预设稳定时间内，循环检测需要达到稳定状态的各工艺参数，得到检测结果；
根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤，否则，超过所述预设稳定时间，发出不稳定报警；
其中，循环检测需要达到稳定状态的一工艺参数，得到检测结果，包括以下步骤：
检测工艺参数的实际值，并计算所述实际值与预设设定值之间的差值的绝对值；
判断所述差值的绝对值是否小于预设容差值，得到第一判断结果；
根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值小于等于所述预设容差值时，当前工艺参数稳定时间增大一个循环周期，并判断所述当前工艺参数稳定时间是否达到预设稳定时间长度，得到第二判断结果；
根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间达到预设稳定时间长度时，得到当前工艺参数稳定的检测结果；
根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间未达到预设稳定时间长度时，进入下一个检测循环；
根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值大于所述预设容差值时，将当前工艺参数稳定时间清零，并进入下一个检测循环。
2.根据权利要求1所述的工艺控制的方法，其特征在于，通过设置终点类型STABLE参数表征各工艺参数的稳定状态。
3.根据权利要求1所述的工艺控制的方法，其特征在于，所述根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤，否则，超过所述预设稳定时间，发出不稳定报警，包括以下步骤：
根据所述检测结果，判断所检测的各工艺参数是否全部达到相对应的预设稳定状态，并得到第三判断结果；
根据所述第三判断结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；
根据所述第三判断结果，当存在一所检测的工艺参数在所述预设稳定时间内未达到相对应的预设稳定状态时，发出不稳定报警。
4.根据权利要求1至3任一项所述的工艺控制的方法，其特征在于，所述工艺参数包括气体流量、温度、功率、腔室压力中的一种或者一种以上组合。
5.一种工艺控制的系统，其特征在于，包括检测模块、控制模块和报警模块，其中：
所述检测模块，用于在预设稳定时间内，在预设稳定时间内，循环检测需要达到稳定状态的各工艺参数，得到检测结果；
所述控制模块，用于根据所述检测结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；否则，触发报警模块；
所述报警模块，用于在超过所述预设稳定时间时，发出不稳定报警；
其中，所述检测模块包括多个检测不同工艺参数的检测子模块；
每一个检测子模块包括实际值检测单元，第一判断单元，第二判断单元，第一执行单元，第二执行单元，以及第三执行单元，其中：
所述实际值检测单元，用于检测工艺参数的实际值，并计算所述实际值与预设设定值之间的差值的绝对值；
所述第一判断单元，用于判断所述差值的绝对值是否小于预设容差值，得到第一判断结果；
所述第二判断单元，用于根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值小于等于所述预设容差值时，当前工艺参数稳定时间增大一个循环周期，并判断所述当前工艺参数稳定时间是否达到预设稳定时间长度，得到第二判断结果；
所述第一执行单元，用于根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间达到预设稳定时间长度时，得到当前工艺参数稳定的检测结果；
所述第二执行单元，用于根据所述第二判断结果，当所述当前工艺参数稳定时间未达到预设稳定时间长度时，进入下一个检测循环；
所述第三执行单元，用于根据所述第一判断结果，当所述差值的绝对值大于所述预设容差值时，将当前工艺参数稳定时间清零，并进入下一个检测循环。
6.根据权利要求5所述的工艺控制的系统，其特征在于，所述控制模块，通过设置终点类型STABLE参数表征各工艺参数的稳定状态。
7.根据权利要求5所述的工艺控制的系统，其特征在于，所述控制模块包括判断子模块，结束控制子模块，以及检测报警子模块，其中：
所述判断子模块，用于根据所述检测结果，判断所检测的各工艺参数是否全部达到相对应的预设稳定状态，并得到第三判断结果；
所述结束控制子模块，用于根据所述第三判断结果，当所检测的各工艺参数全部达到相对应的预设稳定状态时，控制结束当前工艺步骤；
所述检测报警子模块，用于根据所述第三判断结果，当存在一所检测的工艺参数在所述预设稳定时间内未达到相对应的预设稳定状态时，触发报警模块。
8.根据权利要求5至7任一项所述的工艺控制的系统，其特征在于，所述工艺参数包括气体流量、温度、功率、腔室压力中的一种或者一种以上组合。
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