半导体工艺设备的控制方法和半导体工艺设备

技术领域

本申请属于半导体设备技术领域，具体涉及一种半导体工艺设备的控制方法和半导体工艺设备。

背景技术

半导体工艺设备中通常使用高温腔室加工晶圆，该高温腔室内的温度可高达400℃左右，晶圆传输至高温腔室一定时间后，由于热辐射等原因，晶圆本身的温度也可到达300～400℃之间，如果未经冷却处理，直接将晶圆传回到晶圆储存装置，晶圆自身的高温不仅容易导致其吸附杂质而无法使用，还会导致晶圆储存装置和其它晶圆都受到一定程度的影响，使其受损无法使用。因此，经过高温腔室的晶圆要经过冷却工艺后，才可以传回晶圆储存装置。

然而，在实际工艺过程中，当出现因异常而停止工艺，且有大量晶圆需要回传至晶圆储存装置的情况时，由于需要进行冷却工艺而无法使用一键回传功能，且需要追溯每片晶圆已经做过的工艺路径，判断是否需要冷却，把需要冷却的晶圆传到冷却腔室进行冷却，然后再传回晶圆储存装置。该过程需要人工一片一片判断，其效率较低，耗费的人工时间成本较大；与此同时，人工判断容易出错，无法确保检查的全面性和准确性。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种半导体工艺设备的控制方法和半导体工艺设备，能够解决晶圆加工工艺因异常停止后，检查每片晶圆是否需要冷却处理的效率和准确性均较低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的控制方法，包括：

步骤S1、记录每片晶圆的工艺历程信息；

步骤S2、当所述晶圆的加工工艺中断时，根据所述工艺历程信息判断每片所述晶圆是否需要冷却；

步骤S3、响应于一键回传指令，将需要进行冷却工艺的所述晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺，并将冷却后的所述晶圆传输至晶圆储存装置。

第二方面，本申请实施例还提供了一种半导体工艺设备，应用上述的控制方法，所述半导体工艺设备包括高温腔室、冷却腔室、传输装置和晶圆储存装置，所述传输装置用于使每片晶圆在所述冷却腔室、所述高温腔室和所述晶圆储存装置之间运动，所述半导体工艺设备还包括：

记录模块，用于记录每片所述晶圆的工艺历程信息；

判断模块，用于在所述晶圆的加工工艺中断时，根据所述工艺历程信息判断每片所述晶圆是否需要冷却；

控制模块，用于响应于一键回传指令，控制所述传输装置将需要进行冷却工艺的所述晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺，并控制所述传输装置将冷却后的所述晶圆传输至所述晶圆储存装置。

本申请实施例中，在工艺过程中可以记录每片晶圆的工艺历程信息，当半导体工艺设备的工艺中断时，根据中断之前记录的每片晶圆的工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却，之后响应于一键回传指令，将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺，并将冷却后的晶圆传输至晶圆储存装置，该过程不需要人工一片一片检查识别，从而可以提高检查的效率，同时可以节省人工耗费；另外，通过全过程跟踪记录工艺历程信息进行检查识别，有利于提高检查的全面性和准确性。因此，本申请实施例能够解决晶圆加工工艺因异常停止后，检查每片晶圆是否需要冷却处理的效率和准确性均较低的问题。

附图说明

图1为本申请实施例公开的半导体工艺设备的控制方法的流程示意图；

图2和图3分别为本申请不同实施例公开的半导体工艺设备的控制方法的部分流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的半导体工艺设备的控制方法和半导体工艺设备进行详细地说明。

本申请实施例公开一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备包括高温腔室、冷却腔室、传输装置和晶圆储存装置，传输装置与高温腔室、冷却腔室和晶圆储存装置分别连接，传输装置用于使每片晶圆在冷却腔室、高温腔室和晶圆储存装置之间运动。高温腔室具体可以是预热腔室、工艺腔室等，以实现每片晶圆的预热、薄膜沉积等工艺过程，在实现这些工艺过程时，高温腔室内的温度较高，从而使得晶圆的温度也比较高；冷却腔室可以降低每片晶圆的温度，从而便于晶圆的传输及存放等。可选地，传输装置可以采用机械手等能够移动晶圆的结构。可选地，该半导体工艺设备可以为PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)设备，这里对此不作具体限制。

如图1所示，本申请实施例公开一种半导体工艺设备的控制方法，该控制方法可以应用于批量晶圆加工工艺中，其包括：

S100、记录每片晶圆的工艺历程信息。

这里的工艺历程信息指的是每片晶圆所经历的腔室、工艺流程等信息，其具体可以包括每片晶圆是否进入高温腔室的信息、在高温腔室内是否完成工艺过程的信息、是否进入冷却腔室的信息、在冷却腔室内是否完成冷却降温的信息等，换言之，当每片晶圆所经历的腔室以及工艺过程发生变化时，即可更新该工艺流程信息。需要说明的是，每片进入半导体工艺设备的晶圆都携带一个唯一的ID(Identity document，身份标识号)，半导体工艺设备通过ID记录每片晶圆的工艺历程信息，从而实现全过程跟踪记录检测的目的。

S200、当晶圆的加工工艺中断时，根据工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却。

因发生故障或其他异常情况导致半导体工艺设备的工艺中断时，可以根据中断之前所记录的每片晶圆的工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却，从而不需要人工一片一片检查识别，从而提高检查的效率和准确性。

可选地，半导体工艺设备还包括报警装置，当半导体工艺设备出现异常而导致晶圆的加工工艺中断时，该报警装置发出报警信息，从而提醒用户启动检查每片晶圆是否需要冷却的操作，以便于用户及时获得半导体工艺设备出现异常的情况，从而尽快启动该检查操作，当然也可以通过人工观察，但该方式不如采用报警装置节省人力。用户可以通过操作按钮等方式触发检查每片晶圆是否需要冷却这一步骤。

S300、响应于一键回传指令，将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺，并将冷却后的晶圆传输至晶圆储存装置。

这里的一键回传指令可以由用户发出，用户只需要通过单次操作，就可以触发对批量晶圆中的每片晶圆进行检查、传输、冷却等操作。对于经过高温腔室高温加工后，但未进行冷却的晶圆，传输装置可以将这些晶圆传输至冷却腔室进行冷却降温。可选地，本步骤中的晶圆具体包括未经过高温腔室的晶圆和经过高温腔室但未经过冷却的晶圆，这里对此不作具体限制。

在高温腔室内加工完成并经过冷却腔室冷却后的晶圆不仅可以确保其自身的安全性，且传输至晶圆储存装置后也可以避免对晶圆储存装置和储存在晶圆储存装置内的其它晶圆造成影响。

本申请通过在工艺过程中记录每片晶圆的工艺历程信息，当半导体工艺设备的工艺中断时，根据中断之前记录的每片晶圆的工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却，之后响应于一键回传指令，将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺，并将冷却后的晶圆传输至晶圆储存装置，该过程不需要人工一片一片检查识别，从而可以提高检查的效率，并且可以节省人工耗费；另外，通过全过程跟踪记录工艺历程信息进行检查识别，有利于提高检查的全面性和准确性。因此，本申请实施例能够解决晶圆加工工艺因异常停止后，检查每片晶圆是否需要冷却处理的效率和准确性均较低的问题。

一种可选的实施例中，工艺历程信息包括用于确定晶圆是否进行冷却的冷却指令信息，该冷却指令信息可以对应不同的值，从而可以在工艺过程中随时更新该冷却指令信息的值，以此表示每片晶圆所经历工艺流程的变化。也就是说，该冷却指令信息可直接表征每片晶圆是否需要冷却，通过调用该冷却指令信息即可快速判断出每片晶圆是否需要冷却。此时，如图2所示，步骤S100具体包括：

S110、获取晶圆当前所处腔室的类型。

这里的晶圆当前所处腔室的类型具体可以包括高温腔室和冷却腔室。

S120、当晶圆当前所处腔室为高温腔室时，生成指向于需要进行冷却的第一冷却指令信息。

由于高温腔室内的温度较高，当晶圆在高温腔室内时，因热辐射等原因使晶圆自身的温度较高，因此，只要晶圆进入了高温腔室，就表示当晶圆自高温腔室输出后需要冷却降温，此时可以将冷却指令信息更新为第一冷却指令信息。

步骤S200中的根据工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却，具体包括：

S210、当冷却指令信息为第一冷却指令信息时，晶圆需要冷却。

如前所述，一旦晶圆所处腔室为高温腔室，即可生成第一冷却指令信息，这里的第一冷却指令信息具体可以对应晶圆已经在高温腔室内完成加工工艺的情况，也可以对应晶圆在高温腔室内未完成加工工艺的情况，这里不作具体限制，只要晶圆经历了高温腔室，就需要冷却降温才能传输至晶圆储存装置内，从而确保该晶圆的安全性以及晶圆储存装置和晶圆储存装置内的其它晶圆的安全性。

进一步可选的实施例中，步骤S100还包括：

S130、当晶圆当前所处腔室为冷却腔室时，判断冷却工艺是否执行完毕。

如果晶圆处于冷却腔室内，此种情况下，该冷却腔室可能尚未开始执行冷却工艺，或者仅执行了部分冷却工艺，或者已经执行完成冷却工艺但该晶圆未被传输至冷却腔室外，针对冷却腔室尚未开始执行冷却工艺，以及仅执行了部分冷却工艺的情况，一旦晶圆的加工工艺中断，就需要对晶圆进行冷却，而对于冷却腔室已经执行完冷却工艺但该晶圆未被传输至冷却腔室外的情况，则一旦晶圆的加工工艺中断，就不需要对晶圆进行冷却。

S140、当冷却工艺执行完毕时，生成指向于不需要进行冷却的第二冷却指令信息。

根据前文所述内容，当晶圆处于冷却腔室内时，冷却工艺可能已经执行完成但该晶圆未被传输至冷却腔室外，此时该晶圆不需要再进行冷却工艺，那么将该晶圆直接传输至晶圆储存装置内即可，从而避免重复冷却以造成资源浪费。

步骤S200中的根据工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却，还包括：

S220、当冷却指令信息为第二冷却指令信息时，晶圆不需要冷却。

当冷却指令信息为第二冷却指令信息时，该晶圆不需要冷却，从而避免造成资源浪费。此实施例通过将冷却指令信息更新为第二指令信息，使得每片晶圆是否需要进行冷却这一判断操作可以更快速地得到结论，进而提升判断效率。

更进一步可选的实施例中，步骤S100还包括：

S150、当冷却工艺未执行完毕时，生成指向于需要进行冷却的第一冷却指令信息。

根据前文所述内容，当晶圆处于冷却腔室内时，该冷却腔室可能仅执行了部分冷却工艺，此时，一旦加工工艺中断，就需要继续执行该未完成的冷却工艺，从而对该晶圆继续进行冷却降温，以满足储存要求。此实施例通过将冷却指令信息更新为第一指令信息，使得每片晶圆是否需要进行冷却这一判断操作可以更快速地得到结论，进而提升判断效率。

一种可选的实施例中，如图2所示，步骤S100具体可以包括：

S101、获取晶圆当前所处腔室的类型。

S102、判断晶圆当前所处腔室是否为高温腔室，如果是，则进入步骤S105，否则进入步骤S103。

S103、判断晶圆当前所处腔室是否为冷却腔室，如果是，则进入步骤S104，否则结束。

S104、判断冷却工艺是否执行完毕，如果是，则进入步骤S106，否则进入步骤S105。

S105、生成指向于需要进行冷却的第一冷却指令信息。

S106、生成指向于不需要进行冷却的第二冷却指令信息。

通过上述各步骤可以更全面地记录每片晶圆的工艺历程信息，每一片晶圆所处的腔室以及所经历的工艺发生变化时，可以及时更新冷却指令信息，以便于在加工工艺中断时准确且快速地根据该冷却指令信息判断每片晶圆是否需要冷却。

冷却腔室的数量可以为一个，又一种可选的实施例中，冷却腔室的数量为至少两个，其中包括第一冷却腔室和第二冷却腔室，可选地，第一冷却腔室和第二冷却腔室的结构可以相同，也可以不同，这里不作具体限制。上述控制方法还包括：

S400、显示腔室配置界面。

可选地，半导体工艺设备具有显示面板，腔室配置界面显示于该显示面板，以便于用户操作。该腔室配置界面可以包括第一冷却腔室的选项和第二冷却腔室的选项，此外，执行完步骤S200后，可以自动识别出所有需要进行冷却的晶圆，腔室配置界面还可以显示需要冷却的每片晶圆的ID名称，以供用户选择。

S500、判断用户是否在腔室配置界面输入腔室配置信息。

当用户选中某一片晶圆的ID后，可以对应选择一个冷却腔室，该冷却腔室可以是第一冷却腔室，也可以是第二冷却腔室，也可以是其他冷却腔室，用户可以根据实际需要进行选择，这里不作具体限制。当然，用户也可以选择一个冷却腔室，然后再选择对应的晶圆。

步骤S300中的将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺具体包括：

S310、当存在腔室配置信息时，将需要进行冷却工艺的晶圆传输至腔室配置信息对应的冷却腔室。

当用户在腔室配置界面针对某一片晶圆选择相应的冷却腔室后，或者针对某一个冷却腔室选择相应的晶圆后，表示用户已经完成了腔室配置操作，此时半导体工艺设备的控制模块根据该腔室配置信息将该晶圆传输至腔室配置信息对应的冷却腔室内，从而执行冷却工艺。

由于每一个冷却腔室同一时间内仅能对一片晶圆进行冷却降温，当晶圆的数量较多时，可能导致等待冷却的晶圆数量较多，因此，本实施例通过设置至少两个冷却腔室同时冷却，从而加快冷却效率，避免等待冷却的晶圆积存较多。

进一步可选的实施例中，上述控制方法还包括：

S600、当用户未在腔室配置界面输入腔室配置信息时，输出第一提示信息。

可选地，当腔室配置界面显示第一预设时长后，仍未检测到用户输入腔室配置信息，则意味着腔室配置操作未完成，此时无法执行后续的冷却操作，这里的第一预设时长可以灵活选择，本申请实施例对此不做限制。这里的第一提示信息具体可以是声光报警信息，也可以以显示的形式进行提醒，这里对此不作具体限制。

如果用户未在腔室配置界面输入腔室配置信息，此时半导体工艺设备输出第一提示信息，以提醒用户输入具体的腔室配置信息，从而为晶圆配置具体的冷却工艺条件，以使冷却后的晶圆更好地适应晶圆储存装置的要求。

再一种可选的实施例中，上述控制方法还包括：

S700、显示冷却工艺配置界面。

可选地，半导体工艺设备具有显示面板，冷却工艺配置界面显示于该显示面板，以便于用户操作。当用户选择某一个冷却腔室时，该冷却腔室存在对应的具体的冷却工艺参数，该冷却工艺参数显示于冷却工艺配置界面，以便于用户根据实际需要进行选择。此外，执行完步骤S200后，可以自动识别出所有需要进行冷却的晶圆，冷却工艺配置界面还可以显示需要冷却的每一片晶圆的ID名称，以供用户选择每片晶圆对应的工艺配置信息。

S800、判断用户是否在冷却工艺配置界面输入工艺配置信息。

用户可以根据某一片晶圆的工艺历程信息选择相应的工艺配置信息，这里的工艺配置信息具体可以包括冷却功率、冷却时间等，这里不作具体限制。

步骤S300中的将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺具体还包括：

S320、当存在工艺配置信息时，将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室，并执行工艺配置信息对应的冷却工艺。

可选地，该实施例可以针对步骤S310选中的冷却腔室，进一步选择具体的冷却条件，从而对该晶圆进行精准的冷却降温，以使用户可以根据实际需要对每一片晶圆的冷却条件进行自主选择，进而提高冷却的精确性，避免造成资源浪费。需要说明的是，这里的冷却条件由用户在工艺配置界面输入的工艺配置信息形成。

进一步可选的实施例中，上述控制方法还包括：

S900、当用户未在冷却工艺配置界面输入工艺配置信息时，输出第二提醒信息。

可选地，当腔室配置界面显示第二预设时长后，仍未检测到用户输入冷却工艺配置信息，则意味着冷却工艺配置操作未完成，此时无法执行后续的冷却操作，这里的第二预设时长可以灵活选择，本申请实施例对此不做限制。这里的第二提示信息具体可以是声光报警信息，也可以是以显示的形式进行提醒，这里对此不作具体限制。

如果用户未在冷却工艺配置界面输入工艺配置信息，此时半导体工艺设备输出第二提示信息，以提醒用户输入工艺配置信息，从而可以对冷却腔室进行冷却工艺条件的配置，以使冷却后的晶圆更好地适应晶圆储存装置的要求。

如前所述，步骤S200可以判断每片晶圆是否需要冷却，对于不需要进行冷却的晶圆，则不需要再进行冷却工艺，因此步骤S300还包括：

S330、将不需要进行冷却的晶圆直接传输至晶圆储存装置。

该实施例将不需要进行冷却的晶片直接传输至晶圆储存装置，从而加快晶圆的加工工艺，提升半导体工艺设备的工作效率。

可选地，腔室配置界面和冷却工艺配置界面可以为不同的界面，此种情况下，当用户在腔室配置界面输入腔室配置信息后，需要切换至下一界面，即冷却工艺配置界面，从而输入冷却工艺配置信息，该操作过程较为繁琐。基于此，可选的实施例中，腔室配置界面和冷却工艺配置界面为同一界面，此时用户可以在腔室配置界面输入腔室配置信息后直接输入冷却工艺配置信息，以便于用户操作。

一种可选的实施例中，如图3所示，上述步骤S300具体包括：

S301、判断晶圆的冷却指令信息是否为第一冷却指令信息，如果是，则进入步骤S302，否则进入步骤S309。

S302、显示腔室配置界面及冷却工艺配置界面。

S303、判断用户是否在腔室配置界面输入腔室配置信息，如果是，则进入步骤S305，否则进入步骤S304。

S304、输出第一提示信息。

S305、判断用户是否在冷却工艺配置界面输入工艺配置信息，如果是，则进入步骤S307，否则进入步骤S306。

S306、输出第二提醒信息。

S307、将需要进行冷却工艺的晶圆传输至腔室配置信息对应的冷却腔室。

S308、执行工艺配置信息对应的冷却工艺。

S309、将晶圆传输至晶圆储存装置。

上述实施例可以对应冷却指令信息的具体信息执行不同的操作，同时可以显示腔室配置界面和冷却工艺配置界面，当用户输入腔室配置信息和工艺配置信息后，才执行冷却工艺，而用户未输入腔室配置信息时输出第一提示信息，用户未输入工艺配置信息时输出第二提示信息，对于不需要进行冷却的晶圆，则直接传输至晶圆储存装置。可见，该实施例可以根据每片晶圆的工艺历程信息以及用户对腔室配置界面和冷却工艺配置界面的响应情况，更准确、更全面地执行晶圆的冷却工艺。

需要说明的是，本申请实施例提供的上述控制方法，执行主体可以为控制装置，或者该控制装置中的用于执行控制方法的控制模块。本申请实施例中以控制装置执行控制方法为例，说明本申请实施例提供的半导体工艺设备的控制装置。

本申请实施例公开的半导体工艺设备的控制装置包括记录模块、判断模块和控制模块。记录模块用于记录每片晶圆的工艺历程信息；判断模块用于在晶圆的加工工艺中断时，根据工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却；控制模块用于响应于一键回传指令，控制传输装置将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺，并控制传输装置将冷却后的晶圆传输至晶圆储存装置。

采用上述控制装置后，当半导体工艺设备的工艺中断时，根据中断之前记录的每片晶圆的工艺历程信息判断每片晶圆是否需要冷却，之后响应于一键回传指令，将需要进行冷却工艺的晶圆传输至冷却腔室进行冷却工艺，并将冷却后的晶圆传输至晶圆储存装置，该过程不需要人工一片一片检查识别，从而可以提高检查的效率，同时可以节省人工耗费；另外，通过全过程跟踪记录工艺历程信息进行检查识别，有利于提高检查的全面性和准确性。因此，本申请实施例能够解决晶圆加工工艺因异常停止后，检查每片晶圆是否需要冷却处理的效率和准确性均较低的问题。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。