Pvd設備冷泵再生控制方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體領域，特別是涉及一種PVD設備冷泵再生控制方法及裝置。
【背景技術】
[0002]圖1是一種典型的CuBs (銅互連)PVD (Physical Vapor Deposit1n物理氣相沉積)設備，該設備由傳輸平臺和四個腔室組成，傳輸平臺負責傳輸物料，傳輸腔室中有機械手，四個工藝腔室分布于傳輸腔室四周，工藝腔室與傳輸腔室之間由隔離閥門分隔。其工藝過程為物料從Load Port (片倉)中傳出，依次經過degas-(去氣工藝)>preclean_ (預清洗工藝)>TaN_ (銅阻擋層工藝)>Cu (銅籽晶層工藝)四個工藝腔室工藝后回到Load Port。
[0003]對于銅互連PVD設備而言，PVD工藝腔室(阻擋層制備腔室及籽晶層制備腔室)和傳輸腔室都有嚴格的真空度要求，通常情況下PVD腔室要達到KT8Torr的本底真空，傳輸腔室也要有10_7Torr。為了實現高真空,冷泵(Cryo-pump)被廣泛的應用于PVD設備。冷泵是利用冷凝的原理，吸附腔室內的特定氣體來達到提升真空度的目的。冷泵系統主要包括氦氣壓縮機、泵體、控制模塊和氦氣循環管路等。壓縮機壓縮氦氣使之成為冷源，壓縮后的液氦流經泵體給其一級冷板和二級冷板降溫，完成制冷的氦氣經處理后流回壓縮機進行再次循環。
[0004]冷泵的泵體結構中最主要的是一級冷板和二級冷板。在工作狀態下，一級冷板的溫度一般在100?120K (開)，主要用來冷凝水蒸氣。二級冷板溫度為10?20K (開)，主要用來冷凝氮氣、氬氣和氧氣。第二級冷板上附有活性炭，用來吸附氫氣、氦氣和氖氣。冷板制冷就是制冷機原理(冰箱)，冷源是壓縮機不斷循環提供的液氦。當氣體分子遇到足夠冷的表面(冷板或百葉窗)就會冷凝并且保持在低蒸汽壓力，這樣就有效的阻止氣體回到腔室，從而實現PVD設備腔室的高真空。冷凝下來的氣體不斷地在冷泵中積累，工作一段時間后會達到冷泵的容積量，這會導致抽速降低，冷板溫度升高，整體抽氣效率下降，此時就需要進行冷泵的再生。
[0005]通常情況下，負責抽排冷泵再生廢氣的干泵是PVD設備的系統泵，它負責整個機臺(除Preclean腔室夕卜)的粗抽真空工作。
[0006]目前一般將系統干泵視為共享資源，冷泵再生之初都要申請系統干泵的使用權，同一時刻只能有一個申請者占用系統干泵。如果系統干泵已被占用，那么后續的冷泵再生申請將依次排隊等待，如果系統干泵的使用權被釋放，那么排在最前面的申請者將獲得使用權并繼續再生。
[0007]現有再生控制過程的主要問題是效率低下，當多個冷泵同時再生時，下一個冷泵總要等待當前冷泵徹底完成再生后才能開始再生，彼此之間是單純的串行關系。冷泵的一次再生時間一般約為3個小時，如果所吸附的氣體較臟或水汽過多那么耗時會更長。一個PVD系統一般有3個冷泵，多的有6個冷泵，這樣等待所有冷泵完成再生的時間就非常長。對于工廠生產線上的PVD設備，客戶會進行周期維護，冷泵再生是維護過程中必須執行的步驟，冷泵再生時間直接影響到維護時間的長短，進而直接關系到產線的生產效率。
[0008]鑒于上述不足，需要提出一種新的PVD設備冷泵再生控制方法及裝置。
【發明內容】
[0009]為了解決上述技術問題，本發明提供一種新的PVD設備冷泵再生控制方法及裝置。該再生控制方法能夠提高冷泵再生過程中系統干泵的調度效率，縮短多冷泵同時再生的時間。
[0010]本發明的技術方案如下:
[0011]一種PVD設備冷泵再生控制方法，包括如下步驟:
[0012]SlOO:接收冷泵申請系統干泵的使用權的請求；
[0013]S200:在檢測到所述冷泵可使用所述系統干泵后，關閉PVD設備腔室與所述冷泵之間的門閥，控制所述冷泵開始再生；
[0014]S300:監測所述冷泵的再生狀態；
[0015]S400:當所述冷泵的再生狀態進入降溫步驟時，釋放所述系統干泵的使用權，并在等待再生完成后結束再生操作，打開PVD設備腔室與所述冷泵之間的門閥。
[0016]其中，所述步驟S200中還包括關閉與所述系統干泵關聯的所有抽氣閥的步驟。
[0017]其中，所述冷泵的再生包括如下步驟:
[0018]S310:所述冷泵升溫至室溫；
[0019]S320:對所述冷泵進行循環吹掃；
[0020]S330:對所述冷泵進行壓升率測試；
[0021]S340:所述冷泵開始降溫。
[0022]其中，所述PVD設備冷泵再生控制方法還包括如下步驟:
[0023]S2001:當檢測到所述冷泵不能使用所述系統干泵時，則返回等待。
[0024]其中，所述步驟SlOO還包括第一計時步驟，當接收到冷泵申請系統干泵使用權的請求時開始計時；
[0025]步驟S2001還包括判斷步驟，當所述計時的第一計時時間大于預設申請時間時發出報警信號且控制所述冷泵結束再生操作。
[0026]其中，所述步驟S300還包括第二計時步驟，當所述冷泵開始再生時開始計時；
[0027]步驟S300之后還包括步驟S500:
[0028]步驟S500:當所述冷泵的再生計時的第二計時時間大于預設再生時間時，發送指令控制冷泵終止再生操作，所述冷泵釋放所述系統干泵的使用權，并發出報警信號。
[0029]相應的，本發明還提供一種PVD設備冷泵再生控制裝置，所述控制裝置用于控制冷泵和系統干泵進行再生工藝，所述控制裝置包括申請接收模塊，第一關閉模塊，監測模塊和釋放模塊；
[0030]所述申請接收模塊，用于接收冷泵申請系統干泵的使用權的請求；
[0031]所述第一關閉模塊，用于在檢測到所述冷泵可使用所述系統干泵后，關閉PVD設備腔室與所述冷泵之間的門閥，控制所述冷泵開始再生；
[0032]所述監測模塊，用于監測所述冷泵的再生狀態；
[0033]所述釋放模塊，用于當所述冷泵的再生狀態進入降溫步驟時，釋放所述系統干泵的使用權，并在等待再生完成后結束再生操作，打開PVD設備腔室與所述冷泵之間的門閥。
[0034]其中，所述申請接收模塊還包括第二判斷單元和第一計時單元；
[0035]所述第一計時單元用于對所述冷泵申請系統干泵的使用權的申請時間進行計時；
[0036]所述第二判斷單元用于當所述計時的第一計時時間大于預設申請時間時發出報警信號，并控制所述冷泵結束再生操作。
[0037]其中，所述控制裝置還包括第二關閉模塊，所述第二關閉模塊用于關閉與所述系統干泵關聯的所有抽氣閥。
[0038]其中，所述監測模塊還包括第二計時單元和第三判斷單元；
[0039]所述第二計時單元用于對所述冷泵的再生時間進行計時；
[0040]所述第三判斷單元用于當所述冷泵的再生計時的第二計時時間大于預設再生時間時，發送指令控制冷泵結束再生操作，且所述冷泵釋放所述系統干泵的使用權，并發出報警信號。
[0041]本發明的有益效果是:
[0042]本發明的PVD設備冷泵再生控制方法及裝置改變了冷泵釋放系統干泵的時間，將冷泵完成全部再生過程后再釋放系統干泵改為冷泵開始降溫時即釋放干泵，這樣提高了冷泵再生過程中系統干泵的調度效率，縮短多冷泵同時再生的時間，進而大幅度節省PVD設備的維護時間。
【附圖說明】
[0043]圖1為本發明的PVD設備的一個實施例的整體示意圖；
[0044]圖2為本發明的系統干泵的氣路示意圖；
[0045]圖3是本發明的PVD設備冷泵再生控制方法的一個實施例的流程示意圖；
[0046]圖4是本發明的PVD設備冷泵再生控制方法的另一實施例的流程示意圖；
[0047]圖5是本發明的PVD設備冷泵再生控制裝置的整體示意圖。
【具體實施方式】
[0048]以下結合具體附圖及具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。
[0049]參見圖1和圖2，，銅互連PVD設備包括去氣腔室、預清洗腔室、阻擋層制備腔室和籽晶層制備腔室以及傳輸腔室，其中去氣腔室、預清洗腔室、阻擋層制備腔室和籽晶層制備腔室設置在傳輸腔室的四周，而阻擋層制備腔室、籽晶層制備腔室和傳輸腔室的真空度要求較高，因此本實施例中包括三臺冷泵即冷泵1、冷泵2和冷泵3。
[0050]參見圖3，本發明提供一種PVD設備冷泵再生控制方法，包括如下步驟:
[0051]SlOO:接收冷泵申請系統干泵的使用權的請求；
[0052]S200:在檢測到所述冷泵可使用系統干泵后，關閉PVD設備腔室與所述冷泵之間的門閥，控制所述冷泵開始再生；
[0053]S300:監測所述冷泵的再生狀態；
[0054]S400:當所述冷泵的再生狀態進入降溫步驟時，釋放所述系統干泵的使用權，并在等待再生完成后結束再生操作，打開PVD設備腔室與所述冷泵之間的門閥。
[0055]本實施例中的冷泵再生時需要首先申請系統干泵的使用權，如果冷泵I和2同時執行再生，那么會依次申請系統干泵的使用權，未申請到的冷泵將處于等待狀態，這樣就避免了彼此相互影響、干擾的問題。
[0056]一旦檢測到所述冷泵可使用系統干泵后，即某個冷泵申請到系統干泵的使用權，則首先關閉所有相關聯的抽氣閥，這樣可以避免氣體倒灌現象出現。例如:如果傳輸腔室正在進行粗抽真空操作，此時V3閥門處于打開狀態，若這時Cu腔室的冷泵I執行再生則會首先申請系統干泵的使用權，但是由于系統干泵正在被傳輸腔室使用，因此冷泵I將進行等待，如果在預設時間內冷泵I獲得系統干泵的使用權則確認所有共享抽氣閥門處于關閉狀態(包括V3)，然后占用系統干泵并繼續再生流程。此外，所述步驟S200中還包括關閉與所述系統干泵所關聯的所有抽氣閥的步驟。本實施例中，在冷泵再生之前，當冷泵申請到系統干泵的使用權后，首先應當關閉系統干泵所關聯的所有抽氣閥，同時還應當關閉腔室與冷泵之間的門閥，這樣避免了由于氣體倒灌可能引起的硅片損失或腔室污染問題。
[0057]本實施例中，所述冷泵的再生包括如下步驟:
[0058]S310:所述冷泵升溫至室溫；
[0059]S320:對所述冷泵進行循環吹掃；
[0060]S330:對所述冷泵進行壓升率測試；
[0061]S340:所述冷泵開始降溫。
[0062]對于一個完整的再生過程，首先要對冷板進行加熱使冷凝的氣體蒸發，打開排氣閥使氣體被干泵抽走，該過程同時沖入氮氣保證氣體快速、完全的排出冷泵，排氣完成后會進行壓升率測試，合格后將開始降溫過程，待一級冷板與二級冷板達到工作溫度后再生操作完成。
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