本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種流量比例控制方法、裝置和半導(dǎo)體加工設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、等離子體蝕刻是確保集成電路制造產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)先進(jìn)性的重要工藝之一，主要應(yīng)用是將曝光顯影在光阻層的圖形傳遞到目標(biāo)材料上，從而形成設(shè)計(jì)要求的圖案以及三維結(jié)構(gòu)。等離子體蝕刻的本質(zhì)過(guò)程是等離子體與目標(biāo)材料發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，生成可揮發(fā)性副產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)圖形傳遞。因此，提供活性強(qiáng)、可反應(yīng)的等離子體至關(guān)重要，而活性較強(qiáng)的氣源成為超大規(guī)模集成電路制造工藝步驟的必要材料來(lái)源，并且隨著半導(dǎo)體器件尺寸越來(lái)越接近物理極限，蝕刻結(jié)果對(duì)氣體輸送越來(lái)越敏感。

2、為了提高刻蝕均勻性，通常需要對(duì)刻蝕機(jī)臺(tái)的工藝腔室分區(qū)進(jìn)氣，例如將工藝腔室的內(nèi)部劃分為中心區(qū)域、中間區(qū)域和邊緣區(qū)域，并對(duì)向各個(gè)區(qū)域通入的氣體流量比例進(jìn)行控制。具體地，對(duì)應(yīng)每個(gè)區(qū)域的進(jìn)氣管路上都設(shè)置有一個(gè)質(zhì)量流量控制器(mfc)，根據(jù)預(yù)設(shè)的總氣體流量和多個(gè)區(qū)域的氣體流量比例的目標(biāo)值，對(duì)各個(gè)mfc的流量進(jìn)行控制，以使多個(gè)區(qū)域的氣體流量比例達(dá)到目標(biāo)值。但是，上述流量比例控制方法的精度依賴(lài)于mfc內(nèi)部硬件pid參數(shù)設(shè)置，控制精度不高，而且對(duì)于小流量比例無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。

3、還有一種流量比例控制方式是對(duì)應(yīng)每個(gè)區(qū)域都設(shè)置進(jìn)氣管路組，每個(gè)進(jìn)氣管路組中包括多個(gè)進(jìn)氣管路，且各進(jìn)氣管路上都設(shè)置有通斷閥，通過(guò)選擇性地控制各通斷閥接通或斷開(kāi)，來(lái)控制多個(gè)區(qū)域分配的氣體流量比例。這種控制方法的響應(yīng)速度較快，而且對(duì)于小流量比例可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制，但是，目前該方法無(wú)法適用于多種不同的硬件參數(shù)，而且為達(dá)到所需的氣體流量比例，選擇需要接通的通斷閥組合的方法較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種流量比例控制方法、裝置和半導(dǎo)體加工設(shè)備，其可以適用于多種不同的硬件參數(shù)，而且獲得需要接通的通斷閥組合采用的方法更簡(jiǎn)單。

2、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種流量比例控制方法，應(yīng)用于半導(dǎo)體加工設(shè)備，用于選擇性地控制與工藝腔室內(nèi)的多個(gè)不同區(qū)域分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)進(jìn)氣管路組中各進(jìn)氣管路上的通斷閥接通或斷開(kāi)，以控制向多個(gè)所述區(qū)域分配的氣體流量比例，包括：

3、根據(jù)預(yù)先配置的硬件參數(shù)，確定各所述進(jìn)氣管路組中所有進(jìn)氣管路的通氣截面積中的最大值；

4、確定多個(gè)所述區(qū)域中流量比值最大的區(qū)域，并將該區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積設(shè)定為所述最大值；各所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述流量比值等于預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值與所有所述區(qū)域的所述目標(biāo)流量值之和的比值；

5、根據(jù)所述最大值以及各區(qū)域?qū)?yīng)的所述流量比值，計(jì)算獲得其他各區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積；

6、根據(jù)其他各區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積，采用預(yù)設(shè)算法獲得其他各區(qū)域?qū)?yīng)的所述進(jìn)氣管路組中需要接通的通斷閥的最優(yōu)組合；

7、控制流量比值最大的區(qū)域?qū)?yīng)的所述進(jìn)氣管路組中通氣截面積最大的進(jìn)氣管路上的通斷閥接通，控制所述最優(yōu)組合中各所述通斷閥接通，并控制不在所述最優(yōu)組合中的其他通斷閥斷開(kāi)，以使向多個(gè)所述區(qū)域分配的氣體流量比例達(dá)到目標(biāo)氣體流量比例。

8、可選地，所述硬件參數(shù)包括各所述進(jìn)氣管路組的通斷閥數(shù)量和各所述進(jìn)氣管路在通斷閥處于接通狀態(tài)時(shí)的通氣截面積；

9、所述最大值大于所述進(jìn)氣管路組中除了通氣截面積最大的進(jìn)氣管路之外的其他進(jìn)氣管路的通氣截面積之和。

10、可選地，所述根據(jù)所述最大值以及各區(qū)域?qū)?yīng)的所述流量比值，計(jì)算獲得其他各區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積，包括：

11、計(jì)算所述最大值與最大的所述流量比值的比值，作為總目標(biāo)通氣面積；

12、計(jì)算除了流量比值最大的區(qū)域之外的其他各區(qū)域?qū)?yīng)的流量比值與所述總目標(biāo)通氣面積的乘積，作為其他各區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積。

13、可選地，各所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述目標(biāo)流量值的獲取方法包括：

14、根據(jù)當(dāng)前的工藝配方，確定氣體分配裝置中與各所述區(qū)域?qū)?yīng)的進(jìn)氣通道的子目標(biāo)流量值；

15、根據(jù)預(yù)先配置的所述氣體分配裝置中與各所述區(qū)域?qū)?yīng)的進(jìn)氣通道的數(shù)量，以及與各所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述子目標(biāo)流量值，計(jì)算獲得各所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述目標(biāo)流量值。

16、可選地，對(duì)于所述其他各區(qū)域，所述預(yù)設(shè)算法包括：

17、執(zhí)行n次計(jì)算過(guò)程，獲得n個(gè)最小差值，并將n個(gè)所述最小差值中最小者對(duì)應(yīng)的閥組合作為所述最優(yōu)組合；n為對(duì)應(yīng)的所述進(jìn)氣管路組的通斷閥數(shù)量；

18、其中，第k次所述計(jì)算過(guò)程，k＝1,2,...,n，包括：

19、將對(duì)應(yīng)的所述進(jìn)氣管路組的n個(gè)通斷閥排列組合，獲得個(gè)包含k個(gè)需要接通的通斷閥的閥組合；

20、計(jì)算各所述閥組合所包含的k個(gè)通斷閥對(duì)應(yīng)的通氣截面積之和；

21、計(jì)算所述目標(biāo)通氣面積分別與個(gè)所述閥組合對(duì)應(yīng)的所述通氣截面積之和的差值；

22、將個(gè)所述閥組合對(duì)應(yīng)的所述差值中最小的一者作為所述最小差值。

23、可選地，對(duì)于所述其他各區(qū)域，所述預(yù)設(shè)算法包括：

24、執(zhí)行n次計(jì)算過(guò)程，獲得n個(gè)最小差值，并將n個(gè)所述最小差值中最小者對(duì)應(yīng)的閥組合作為所述最優(yōu)組合；n為對(duì)應(yīng)的所述進(jìn)氣管路組的通斷閥數(shù)量；

25、其中，第k次所述計(jì)算過(guò)程，k＝1,2,...,n，包括：

26、將對(duì)應(yīng)的所述進(jìn)氣管路組的n個(gè)通斷閥排列組合，獲得個(gè)包含k個(gè)通斷閥的閥組合；

27、計(jì)算各所述閥組合所包含的k個(gè)通斷閥對(duì)應(yīng)的通氣截面積之和；

28、按從小到大的順序?qū)€(gè)所述閥組合對(duì)應(yīng)的所述通氣截面積之和進(jìn)行排序；

29、按所述通氣截面積之和的排序，依次計(jì)算各所述通氣截面積之和與所述目標(biāo)通氣面積的差值，并在本次計(jì)算獲得的差值大于上一次計(jì)算獲得的差值時(shí)，將上一次計(jì)算獲得的差值作為所述最小差值，并停止下一次計(jì)算；在本次計(jì)算獲得的差值小于或等于上一次計(jì)算獲得的差值時(shí)，繼續(xù)下一次計(jì)算，直至當(dāng)前獲得的差值大于上一次計(jì)算獲得的差值，并將上一次計(jì)算獲得的差值作為所述最小差值。

30、可選地，在n個(gè)所述最小差值中最小者有多個(gè)的情況下，選擇所有最小者對(duì)應(yīng)的所述閥組合中所包含的通斷閥數(shù)量最少的閥組合作為所述最優(yōu)組合。

31、可選地，對(duì)于所述其他各區(qū)域，所述預(yù)設(shè)算法包括：

32、將res[j]＝0，j為目標(biāo)通氣面積，且j＝0,1,2,...,target，target為所述區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積；res[j]為最接近j的閥組合的通氣截面積之和；res[0]表示對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣管路組的所有通斷閥均處于斷開(kāi)狀態(tài)；

33、對(duì)所述進(jìn)氣管路組的各通斷閥執(zhí)行下述計(jì)算過(guò)程，以獲得所述最優(yōu)組合：

34、選取第i個(gè)通斷閥；i＝1,2,...,n，n為對(duì)應(yīng)的所述進(jìn)氣管路組的通斷閥數(shù)量；

35、計(jì)算獲得sum，其中，sum＝res[j-s[i]]+s[i]，s[i]為第i個(gè)通斷閥在接通時(shí)的通氣截面積；res[j-s[i]]為最接近j-s[i]的閥組合的通氣截面積之和；j＝target；

36、在sum大于res[j]時(shí)，使res[j]＝sum，并記錄在j＝target時(shí)，需要打開(kāi)第i個(gè)通斷閥，且在j大于1的情況下，使target-1，并返回所述選取第i個(gè)通斷閥；在j小于等于1的情況下，將i+1，并返回所述選取第i個(gè)通斷閥；

37、在sum小于等于res[j]時(shí)，將i+1，并返回所述選取第i個(gè)通斷閥。

38、可選地，在所述控制流量比值最大的區(qū)域?qū)?yīng)的所述進(jìn)氣管路組中通氣截面積最大的進(jìn)氣管路上的通斷閥接通，控制所述最優(yōu)組合中各所述通斷閥接通，并控制不在所述最優(yōu)組合中的其他通斷閥斷開(kāi)之后，還包括：

39、獲取當(dāng)前工藝步驟對(duì)應(yīng)的各所述區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)際流量值；

40、計(jì)算獲得各所述區(qū)域?qū)?yīng)的流量調(diào)整值，所述流量調(diào)整值等于所述實(shí)際流量值與所述目標(biāo)流量值的差值與預(yù)設(shè)的微調(diào)系數(shù)的乘積；

41、將下一工藝步驟對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)流量值替換為所述流量調(diào)整值。

42、作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種流量比例控制裝置，包括：

43、至少一個(gè)處理器；

44、存儲(chǔ)器，其上存儲(chǔ)有至少一個(gè)程序；

45、當(dāng)所述至少一個(gè)程序被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述至少一個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的上述流量比例控制方法。

46、作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括工藝腔室、多個(gè)進(jìn)氣管路組、氣體分配裝置和控制器，其中，所述工藝腔室內(nèi)劃分有多個(gè)不同的區(qū)域；所述氣體分配裝置中對(duì)應(yīng)每個(gè)所述區(qū)域均設(shè)置有多個(gè)進(jìn)氣通道；多個(gè)所述進(jìn)氣管路組與多個(gè)所述區(qū)域一一對(duì)應(yīng)，且各所述進(jìn)氣管路組通過(guò)與之對(duì)應(yīng)的所述區(qū)域?qū)?yīng)的各所述進(jìn)氣通道向所述區(qū)域通入氣體；每個(gè)所述進(jìn)氣管路組均包括并聯(lián)的多個(gè)進(jìn)氣管路，每個(gè)所述進(jìn)氣管路上均設(shè)置有通斷閥和節(jié)流閥，所述節(jié)流閥用于設(shè)定其所在進(jìn)氣管路在所述通斷閥接通時(shí)的通氣截面積；

47、所述控制器采用本發(fā)明提供的上述流量比例控制方法，選擇性地控制各所述進(jìn)氣管路組中各進(jìn)氣管路上的通斷閥接通或斷開(kāi)，以控制向多個(gè)所述區(qū)域分配的氣體流量比例。

48、作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的上述流量比例控制方法。

49、本發(fā)明具有以下有益效果：

50、本發(fā)明提供的流量比例控制方法和裝置的技術(shù)方案中，可以在硬件參數(shù)改變時(shí)對(duì)新的硬件參數(shù)預(yù)先進(jìn)行配置，可以適配于多種不同的硬件參數(shù)，進(jìn)而既可以提高配置靈活性，又具備通用性。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)確定進(jìn)氣管路組中所有進(jìn)氣管路的通氣截面積中的最大值，并確定多個(gè)區(qū)域中流量比值最大的區(qū)域，且將該區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積設(shè)定為上述最大值，即可獲得流量比值最大的區(qū)域的目標(biāo)通氣面積，再根據(jù)該根據(jù)最大值以及各區(qū)域?qū)?yīng)的流量比值，可以計(jì)算獲得其他各區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積，根據(jù)其他各區(qū)域?qū)?yīng)的的目標(biāo)通氣面積，采用預(yù)設(shè)算法獲得其他各區(qū)域?qū)?yīng)的進(jìn)氣管路組中需要接通的通斷閥的最優(yōu)組合。本發(fā)明無(wú)需獲取流量比值最大的區(qū)域?qū)?yīng)的閥組合，而是直接控制該區(qū)域?qū)?yīng)的進(jìn)氣管路組中通氣截面積最大的進(jìn)氣管路上的通斷閥接通，從而可以省去一個(gè)區(qū)域的閥組合的計(jì)算，同時(shí)因?yàn)榱髁勘戎底畲蟮膮^(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積是已知的，其他各區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)通氣面積的計(jì)算方法更簡(jiǎn)單，從而無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算，算法更簡(jiǎn)單。

51、本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過(guò)采用本發(fā)明提供的上述流量比例控制裝置，可以適用于多種不同的硬件參數(shù)，而且獲得需要接通的閥組合采用的方法更簡(jiǎn)單。