一種質量流量控制器的校準方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體工藝控制技術領域，特別是涉及一種質量流量控制器的校準方 法，以及，一種質量流量控制器的校準裝置。
【背景技術】
[0002] 半導體的生產工藝過程涉及氣體與半導體基片的反應，氣體的流量將對工藝結果 產生重要影響。因此，為了使生產的半導體能夠達到較高的良品率，必須對流入腔室氣體的 流量進行精確控制。特別是隨著半導體工藝集成度的不斷提高，對氣體流量的誤差要求也 進一步提高，再者，用戶對MFC本身也有一定的要求。
[0003] 其中，質量流量控制器（MassFlowController,MFC)是一種用于對氣體流量進行 精確測量、控制的器件。在MFC的日常維護過程中，需要采用MFC校準流程檢測MFC精確度 是否下降，即對進入半導體工藝設備的腔室氣體流量的精確度的測量計算，以探測MFC是 否需要調整。
[0004] 根據MFC氣體流量計算公式：
[0005]
【主權項】
1. 一種質量流量控制器的校準方法，其特征在于，所述質量流量控制器設置在半導體 設備中，在所述質量流量控制器設定有通入氣體的設定流量，所述方法包括： 當所述腔室通入氣體時，采集所述腔室的氣壓； 依據所述腔室的氣壓計算所述氣體的實際流量； 計算所述實際流量與所述設定流量的誤差； 當所述誤差超過預設的差異閾值時，則判定所述質量流量控制器不符合規格；否則，判 定所述質量流量控制器符合規格； 其中，所述采集所述腔室的氣壓的步驟包括： 當所述氣體為小流量氣體時，采用工藝規采集所述腔室的氣壓；所述小流量氣體為氣 體流量小于或等于預置的第一氣體流量閾值的氣體； 當所述氣體為中流量氣體時，采用腔室規采集所述腔室的氣壓；所述中流量氣體為氣 體流量大于所述第一氣體流量閾值，且小于或等于預置的第二氣體流量閾值的氣體； 當所述氣體為大流量氣體時，采用腔室規采集所述腔室的氣體壓力；所述大流量氣體 為氣體流量大于所述第二氣體流量閾值的氣體。
2. 根據權利要求1所述的質量流量控制器的校準方法，其特征在于，所述當所述氣體 為小流量氣體時，采用工藝規采集所述腔室的氣壓的步驟包括： 當所述氣體為小流量氣體且所述腔室的氣壓大于或等于預置的第一最小采集壓力時， 開始采用工藝規采集所述腔室的氣壓； 當通入所述氣體的時間大于或等于預置的第一通氣時間，或者，所述腔室的氣壓大于 或等于預置的第一最大采集壓力時，停止采集所述腔室的氣壓。
3. 根據權利要求1所述的質量流量控制器的校準方法，其特征在于，所述當所述氣體 為中流量氣體時，采用腔室規采集所述腔室的氣壓的步驟包括： 當所述氣體為中流量氣體且所述腔室的氣壓大于或等于預置的第二最小采集壓力時， 開始采用腔室規采集所述腔室的氣壓； 當通入所述氣體的時間大于或等于預置的第二通氣時間，或者，所述腔室的氣壓大于 或等于預置的第二最大收集壓力時，停止采集所述腔室的氣壓。
4. 根據權利要求1所述的質量流量控制器的校準方法，其特征在于，所述當所述氣體 為大流量氣體時，采用腔室規采集所述腔室的氣壓的步驟包括： 當所述氣體為大流量氣體且所述腔室的氣壓大于或等于預置的第三最小采集壓力時， 開始采用腔室規采集所述腔室的氣壓； 當通入所述氣體的時間大于或等于預置的第三通氣時間，或者，所述腔室的氣壓大于 或等于預置的第三最大收集壓力時，停止采集所述腔室的氣壓。
5. 根據權利要求1或2或3或4所述的質量流量控制器的校準方法，其特征在于，所述 依據所述腔室的氣壓計算所述氣體的實際流量的步驟包括： 計算所述腔室的壓升率； 采用所述壓升率計算所述氣體的實際流量。
6. 根據權利要求5所述的質量流量控制器的校準方法，其特征在于，采用以下公式計 算所述壓升率：
其中，P'為壓升率，ΛΡ為在通入所述氣體中的兩個采集點采集到的氣壓差，At為所 述兩個采集點的時間差。
7. 根據權利要求5所述的質量流量控制器的校準方法，其特征在于，采用以下公式計 算所述實際流暈：
其中，Q為實際流量，R為常數，V為所述腔室及其連通的氣體管道的體積，T為所述氣 體的溫度，P'為所述壓升率。
8. 根據權利要求1或2或3或4所述的質量流量控制器的校準方法，其特征在于，采用 以下公式計算所述實際流量與所述設定流量的誤差： Error=(Q-Q')*100% 其中，Error為誤差，Q為所述實際流量，Q'為所述設定流量。
9. 一種質量流量控制器的校準裝置，其特征在于，所述質量流量控制器設置在半導體 設備中，在所述質量流量控制器設定有通入氣體的設定流量，所述裝置包括： 氣壓采集模塊，用于在所述腔室通入氣體時，采集所述腔室的氣壓； 實際流量計算模塊，用于依據所述腔室的氣壓計算所述氣體的實際流量； 誤差計算模塊，用于計算所述實際流量與所述設定流量的誤差；在所述誤差超過預設 的差異閾值時調用第一判定模塊，否則，調用第二判定模塊； 第一判定模塊，用于判定所述質量流量控制器不符合規格； 第二判定模塊，用于判定所述質量流量控制器符合規格； 其中，所述氣壓采集模塊包括： 第一采集子模塊，用于在所述氣體為小流量氣體時，采用工藝規采集所述腔室的氣壓； 所述小流量氣體為氣體流量小于或等于預置的第一氣體流量閾值的氣體； 第二采集子模塊，用于在所述氣體為中流量氣體時，采用腔室規采集所述腔室的氣壓； 所述中流量氣體為氣體流量大于所述第一氣體流量閾值，且小于或等于預置的第二氣體流 量閾值的氣體； 第三采集子模塊，用于在所述氣體為大流量氣體時，采用腔室規采集所述腔室的氣體 壓力；所述大流量氣體為氣體流量大于所述第二氣體流量閾值的氣體。
10. 根據權利要求9所述的質量流量控制器的校準裝置，其特征在于，所述第一采集子 模塊包括： 第一開始采集子模塊，用于在所述氣體為小流量氣體且所述腔室的氣壓大于或等于預 置的第一最小采集壓力時，開始采用工藝規采集所述腔室的氣壓； 第一停止采集子模塊，用于在通入所述氣體的時間大于或等于預置的第一通氣時間， 或者，所述腔室的氣壓大于或等于預置的第一最大采集壓力時，停止采集所述腔室的氣壓。
11. 根據權利要求9所述的質量流量控制器的校準裝置，其特征在于，所述第二采集子 模塊包括： 第二開始采集子模塊，用于在所述氣體為中流量氣體且所述腔室的氣壓大于或等于預 置的第二最小采集壓力時，開始采用腔室規采集所述腔室的氣壓； 第二停止采集子模塊，用于在通入所述氣體的時間大于或等于預置的第二通氣時間， 或者，所述腔室的氣壓大于或等于預置的第二最大收集壓力時，停止采集所述腔室的氣壓。
12. 根據權利要求9所述的質量流量控制器的校準裝置，其特征在于，所述第三采集子 模塊包括： 第三開始采集子模塊，用于在所述氣體為大流量氣體且所述腔室的氣壓大于或等于預 置的第三最小采集壓力時，開始采用腔室規采集所述腔室的氣壓； 第三停止采集子模塊，用于在通入所述氣體的時間大于或等于預置的第三通氣時間， 或者，所述腔室的氣壓大于或等于預置的第三最大收集壓力時，停止采集所述腔室的氣壓。
13. 根據權利要求9或10或11或12所述的質量流量控制器的校準裝置，其特征在于， 所述實際流量計算模塊包括： 壓升率計算子模塊，用于計算所述腔室的壓升率； 氣體流量計算子模塊，用于采用所述壓升率計算所述氣體的實際流量。
14. 根據權利要求13所述的質量流量控制器的校準裝置，其特征在于，采用以下公式 計算所述壓升率：
其中，P'為壓升率，ΛΡ為在通入所述氣體中的兩個采集點采集到的氣壓差，At為所 述兩個采集點的時間差。
15. 根據權利要求13所述的質量流量控制器的校準裝置，其特征在于，采用以下公式 計算所述實際流量：
其中，Q為實際流量，R為常數，V為所述腔室及其連通的氣體管道的體積，T為所述氣 體的溫度，P'為所述壓升率。
16. 根據權利要求9或10或11或12所述的質量流量控制器的校準裝置，其特征在于， 采用以下公式計算所述實際流量與所述設定流量的誤差： Error= (Q-Q'）*100% 其中，Eitot為誤差，Q為所述實際流量，Q'為所述設定流量。
【專利摘要】本發明實施例提供了一種質量流量控制器的校準方法及裝置，所述質量流量控制器設置在半導體設備中，在所述質量流量控制器設定有通入氣體的設定流量，所述方法包括：當所述腔室通入氣體時，采集所述腔室的氣壓；依據所述腔室的氣壓計算所述氣體的實際流量；計算所述實際流量與所述設定流量的誤差；當所述誤差超過預設的差異閾值時，則判定所述質量流量控制器不符合規格；否則，判定所述質量流量控制器符合規格。本發明避免了在采集腔室氣壓過程中工藝規和腔室規進行切換，解決了采集腔室氣壓過程中因工藝規和腔室規切換引起測量數值差異大導致的MFC校準結果誤差較大的問題，提高了MFC校準的準確度。
【IPC分類】G05D7-06
【公開號】CN104750125
【申請號】CN201310753073
【發明人】陳鵬飛
【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
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日