气体流量控制装置校验的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气体流量控制装置校验的方法，用于在线校验气体流量控制装置ＭＦＣ的误差，所述气体流量控制安装于向反应室供应工艺气体的气路上，包括以下步骤：首先将反应室抽到真空状态；然后设置被校验ＭＦＣ流量为Ｑｖ，向反应室通入工艺气体，同时向反应室通入固定流量Ｑｓ的参考气体；再通过测定反应室压力的变化，根据理想气态方程公式ＰＶ＝ｎＲＴ推导出进入反应室的气体的总的流量Ｑ；之后根据公式Ｑｐ＝Ｑ－Ｑｓ求得进入反应室的工艺气体的流量Ｑｐ，并将Ｑｐ与Ｑｖ进行比较，以校验ＭＦＣ的流量误差。校验准确、精度高、校验时间短，不受环境温度和腔室容积影响，尤其适用于小流量ＭＦＣ的校验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种对硅片加工设备的气体流量控制装置进行校验的方法。
技术介绍
在半导体硅片加工过程中，薄膜的淀积，刻蚀速率都依靠进入反应室的工艺气体的质量流量以及反应室的压力等条件。每种半导体硅片加工设备，不同的工艺都需要不同的气体的流量配比。 目前，一般采用高精度的MFC(质量流量控制器)来测量和控制工艺气体的流量，但是质量流量控制器在使用一段时间后，由于各种原因，可能会发生零点漂移。质量流量控制器零点漂移会造成工艺不稳定，进而影响整个芯片良率。因此质量流量控制器的校验在半导体设备中至关重要。 现在常有的气体流量校准的方法一般有两种 一种是，首先对反应室抽真空，然后设置MFC的气体流量，气体通过MFC通入反应室中，等气体流量稳定之后关闭摆阀，通过CM1(真空规)来测量整个反应室在一定时间内的升压率。通过压升率由公式1可以反推得到气体的流量Q。注意在整个过程中，需要保持反应室温度恒定不变。 (公式1) 式中StdAtm-标准大气压；V-反应室体积；Δt-时间段； ΔP-气体压强变化；T-气体绝对温度。 用计算值与MFC的气体流量设置值相比较，对MFC进行校验。 这种方法的优点是计算相对较简单，但是校验精确度受反应室容积、温度影响比较大，精度较低。 对于小流量的MFC的校验，这种技术的校验时间过长，精度更差。 另一种方法是，根据理想气态方程公式 PV＝nRT(公式2) 式中，P为气体压强；V为气体体积；n为气体物质的量；T为气体的绝对温度；R为气体常量。 可以得到 (公式3) 公式3中，对于特定的反应室，在一定温度下，Kc是个常数。通常情况下，利用惰性气体可以确定常数Kc。 对公式3求导，可得 (公式4) 往反应室通入工艺气体，测量固定时间内的升压率，通过升压率，根据公式4推得气体的流量 然后用计算值与MFC的气体流量设置值相比较，对MFC进行校验。 该方法校验精度较高，但是对于小流量的MFC的校验，仍然存在校验时间较长的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种校验准确、精度高、校验时间短的。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的 本专利技术，用于在线校验气体流量控制装置MFC的误差，所述气体流量控制器安装于向反应室供应工艺气体的气路上。 包括以下步骤 A、将反应室抽到真空状态； B、设置MFC的气体流量Qv，并通过MFC向反应室通入工艺气体，同时向反应室通入固定流量Qs的参考气体； C、通过测定反应室压力的变化，根据理想气态方程公式PV＝nRT推导出进入反应室的气体的总的流量Q， 其中，P为气体压强；V为气体体积；n为气体物质的量；T为气体的绝对温度；R为气体常量； D、根据公式Qp＝Q-Qs求得进入反应室的工艺气体的流量Qp，并将Qp与所设置的MFC气体流量Qv进行比较，以校验MFC的测量误差。 所述的步骤C包括步骤 C1、根据理想气态方程公式PV＝nRT得到公式 其中，V为反应室的体积，T为恒定温度，Kc是个常数； C2、对公式求导，可得可得 所述的常数Kc利用惰性气体通入反应室，并通过公式确定。 所述的步骤A中，将反应室抽到真空状态后，需检测反应室漏率，并使所述漏率小于等于1mT/min。 所述的参考气体为惰性气体。 由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所述的，由于校验时向反应室通入工艺气体的同时向反应室通入固定流量的参考气体，可以准确、快速的对气体流量控制装置进行校验，尤其适用于小流量MFC的校验。 附图说明 图1为半导体硅片加工设备的反应室的供气系统示意图； 图2为本专利技术校验气体流量控制装置过程中，反应室压力变化曲线图。 具体实施例方式 本专利技术，用于在线校验MFC(气体流量控制装置)的误差，MFC安装于向反应室供应工艺气体的气路上。这里的反应室主要是指半导体硅片加工设备的反应室，也可以是其它的腔室。 如图1所示，是半导体硅片加工设备的反应室的供气系统示意图 气体11、12、13、14通过MFC1、MFC2、MFC3、MFC4可以进入反应室中，分子泵，旁抽阀，分子泵排出阀，以及干泵组成了整个设备的真空获得系统。通过控制摆阀的开合程度可以控制反应室中的真空度，反应室中的真空度由CM1(真空规)来读出。 现在，假设气体11、12、13是工艺气体；而气体14为惰性气体。 如图2所示，较佳的具体实施方式包括， 步骤21、首先将反应室抽到真空状态。 在这个步骤A中，将反应室抽到真空状态后，最好是检测一下反应室的漏率，并使漏率小于等于1mT/min，以求校验结果的准确性。 步骤22、选择需校验的MFC1、MFC2或MFC3，假如要对MFC1进行校验，首先设置MFC1的气体流量Qv，并通过MFC1向反应室通入工艺气体11，同时通过MFC4向反应室通入固定流量Qs的参考气体14，参考气体14为惰性气体。 参考气体14通过的MFC4为新装的气体流量控制装置，其设定的流量值Qs即可认为是参考气体14的实际流量。 步骤23、当工艺气体11和参考气体14的流量达到平衡后，关闭摆阀，反应室内压力开始上升，通过CM1测定反应室压力的变化，从基压P1开始，测定Δt时间内压力的变化ΔP，根据理想气态方程公式PV＝nRT推导出进入反应室的气体的总的流量Q。 式中，P为气体压强；V为气体体积；n为气体物质的量；T为气体的绝对温度；R为气体常量； 具体推导的方法是，根据理想气态方程公式PV＝nRT 得到公式对该公式求导，可得 其中，V为特定的反应室的体积，T为恒定温度，Kc是个常数，由于CM1可测定反应室的升压率P’＝ΔP/Δt，可得 步骤24、根据公式Qp＝Q-Qs可求得进入反应室的工艺气体的流量Qp，并将Qp与所设置的MFC1气体流量Qv进行比较，以校验MFC1的测量误差。 在步骤23中，所述的常数Kc可在进行步骤21之前，利用参考气体14(惰性气体)由MFC4设定流量并通入反应室，由CM1测定反应室的升压率，并通过公式确定。对于特定的反应室，在一定温度下Kc是个常数，Kc确定后一般不需再进行重新测定，可用Kc校验其它的MFC，只有当反应室的体积或温度参数变化时，才需对Kc重新确定。 本专利技术特别适用于小流量MFC的校验。采用此方法可以快速、且不受外界条件影响(如温度、反应室容积等)。 对于小流量MFC的校验，关键在于在校验时通入固定流量的参考气体，一般为惰性气体，且其MFC4经校验为无零漂移。 以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种，用于在线校验气体流量控制装置MFC的误差，所述气体流量控制器安装于向反应室供应工艺气体的气路上，其特征在于，包括以下步骤A、将反应室抽到真空状态；B、设置MFC的气体流量Qv，并通过MFC向反应室通入工艺气体，同时向反应室通入固定流量Qs的参考气体；C、通过测定反应室压力的变化，根据理想气态方程公式PV＝nRT推导出进入反应室的气体的总的流量Q，其中，P为气体压强；V为气体体积；n为气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体流量控制装置校验的方法，用于在线校验气体流量控制装置ＭＦＣ的误差，所述气体流量控制器安装于向反应室供应工艺气体的气路上，其特征在于，包括以下步骤：Ａ、将反应室抽到真空状态；Ｂ、设置ＭＦＣ的气体流量Ｑｖ，并通过ＭＦＣ向 反应室通入工艺气体，同时向反应室通入固定流量Ｑｓ的参考气体；Ｃ、通过测定反应室压力的变化，根据理想气态方程公式：ＰＶ＝ｎＲＴ推导出进入反应室的气体的总的流量Ｑ，其中，Ｐ为气体压强；Ｖ为气体体积；ｎ为气体物质的量；Ｔ为气体的绝 对温度；Ｒ为气体常量；Ｄ、根据公式Ｑｐ＝Ｑ－Ｑｓ求得进入反应室的工艺气体的流量Ｑｐ，并将Ｑｐ与所设置的ＭＦＣ气体流量Ｑｖ进行比较，以校验ＭＦＣ的测量误差。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：南建辉，宋巧丽，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]