[發明專利]半導體工藝中的溫度監測方法和裝置

在審

• 申請號: 202210608477.2
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115047927A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 楊浩;李建國;王博;曹凱悅
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30;H01L21/67;H01L31/18
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 廉莉莉

本申請涉及半導體工藝中的溫度監測方法和裝置。根據該方法，先獲得半導體工藝過程的溫度控制基準曲線；在工藝過程中，比較當前時刻工藝的實際溫度和溫度控制基準曲線在對應時刻的基準溫度；在實際溫度與基準溫度之間的差值大于預設閾值時，判斷后續預設時間段內實際溫度相比于基準溫度的變化趨勢；如果判斷變化趨勢是實際溫度遠離基準溫度，則觸發溫度報警。根據本申請，通過全程追蹤基準曲線，可消除工藝步跳步時的誤報警，也無需設置報警空檔期，實現溫度全程追蹤無遺漏，提高了工藝安全性。此外，由于根據本申請的方案無需將工藝步劃分得過分冗余，降低了工藝控制復雜度，同時提高了工藝效率。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，特別涉及半導體工藝中的溫度監測方法和裝置。

背景技術

在制造光伏設備的各個半導體工藝過程中，不論是氧化工藝還是飽和工藝，溫度控制都是最為關鍵的設備指標參數，溫度的穩定性指標直接決定了工藝質量。溫度的穩定性是以內偶溫度的實際值來決定的，工藝要求內偶溫度的實際值必須在合理的的波動范圍內，否則將會影響工藝結果，為確保工藝質量，當溫度出現期望外的偏差時，必須及時報警，以便于工作人員快速處理。

無論氧化工藝或者飽和工藝，光伏工藝的工藝過程通?？煞譃?個步驟；裝料步驟、恒溫步驟和卸料步驟。圖1示出了某實際工藝過程中的溫度變化過程。從圖1中可以看出，這三個工藝步驟中的每個工藝步驟進一步包括一個或多個工藝步，如圖1中X軸所示，比如裝料步驟就被分為了4個工藝步。整個工藝過程通過工藝步進行控制，每一步都會有不同的設備運行參數，從而導致每步的設備狀態不同。為了保證溫度符合工藝運行要求，需要檢測溫度反饋實際值與當前時刻工藝步的溫度設定值是否存在一定的偏差，如果偏差大于工藝要求的數值，那么就會產生溫度報警，觸發報警處理的操作。

在工藝運行的情況下，每個工藝步都有一個溫度報警的偏差閾值，在當前時刻的溫度實際值與當前工藝步的溫度設定值的偏差絕對值超出偏差閾值時，就會產生溫度報警。

由于工藝步每步對溫度要求不同，那么現有方案需要設置每一工藝步的溫度設定值和偏差閾值，用來檢測當前時刻實際溫度是否滿足工藝要求。在跨多個工藝步的情況下，由于每一步都有獨立的溫度設定值和偏差閾值，當工藝步跳步的瞬間，溫度的設定值會即刻變更，偏差閾值也會瞬間變更。但由于實際溫度的變化有滯后性，溫度的瞬時實際值不會立刻發生跳變，因此，在跳步瞬間，實際溫度與溫度設定值的偏差超過偏差閾值往往是合理的，屬于正常的溫度過渡過程。但上述報警機制在工藝步開始的一段時間內，有較大概率產生誤報警，如圖2所示。

為了消除誤報警，相關技術中在當前步運行的前x秒內，取消了對溫度報警的判斷，當工藝步運行達一段時間(比如若干秒)后，再恢復溫度報警機制。

現有技術至少存在一下缺陷：

1.由于工藝步中每步開始可能都存在一段時間的報警空檔期，在空檔期內不會觸發溫度報警，那么如果在這段時間內存在真正的溫度偏差，將會推遲報警，影響后續工藝步的處理；

2.編輯工藝文件時，需要給每一工藝步指定一個偏差閾值，需要嚴謹考慮偏差閾值大小，如果偏差閾值設定有誤，那么會導致溫度誤報警，影響工藝過程；

3.編輯工藝配置文件時，如果單步工藝步的升降溫度跨度過大(例如從800度升溫到1100度)，可能就需要把報警空檔期設置得比較長，為了保證溫度報警的正確性、縮短報警空檔期，通常將每個工藝步再細分，細分為多個工藝步，為每步設置合適的偏差閾值(例如，第一步從800度升溫到830度，使用寬松的報警閾值；第二步從830度升溫到850度，使用較寬松的報警閾值；最后從850度升溫到1100度，使用嚴格的報警閾值)，這樣會導致工藝步過于冗余，導致工藝過程管理和配置繁瑣，提高管理和配置難度。

發明內容

本申請的目的是提供一種能優化制備光伏設備的半導體工藝中溫度監測的技術方案，使其能方便、準確、及時地觸發報警。