[发明专利]半导体工艺中的温度监测方法和装置

说明书

本申请涉及半导体工艺中的温度监测方法和装置。根据该方法，先获得半导体工艺过程的温度控制基准曲线；在工艺过程中，比较当前时刻工艺的实际温度和温度控制基准曲线在对应时刻的基准温度；在实际温度与基准温度之间的差值大于预设阈值时，判断后续预设时间段内实际温度相比于基准温度的变化趋势；如果判断变化趋势是实际温度远离基准温度，则触发温度报警。根据本申请，通过全程追踪基准曲线，可消除工艺步跳步时的误报警，也无需设置报警空档期，实现温度全程追踪无遗漏，提高了工艺安全性。此外，由于根据本申请的方案无需将工艺步划分得过分冗余，降低了工艺控制复杂度，同时提高了工艺效率。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别涉及半导体工艺中的温度监测方法和装置。

背景技术

在制造光伏设备的各个半导体工艺过程中，不论是氧化工艺还是饱和工艺，温度控制都是最为关键的设备指标参数，温度的稳定性指标直接决定了工艺质量。温度的稳定性是以内偶温度的实际值来决定的，工艺要求内偶温度的实际值必须在合理的的波动范围内，否则将会影响工艺结果，为确保工艺质量，当温度出现期望外的偏差时，必须及时报警，以便于工作人员快速处理。

无论氧化工艺或者饱和工艺，光伏工艺的工艺过程通常可分为3个步骤；装料步骤、恒温步骤和卸料步骤。图1示出了某实际工艺过程中的温度变化过程。从图1中可以看出，这三个工艺步骤中的每个工艺步骤进一步包括一个或多个工艺步，如图1中X轴所示，比如装料步骤就被分为了4个工艺步。整个工艺过程通过工艺步进行控制，每一步都会有不同的设备运行参数，从而导致每步的设备状态不同。为了保证温度符合工艺运行要求，需要检测温度反馈实际值与当前时刻工艺步的温度设定值是否存在一定的偏差，如果偏差大于工艺要求的数值，那么就会产生温度报警，触发报警处理的操作。

在工艺运行的情况下，每个工艺步都有一个温度报警的偏差阈值，在当前时刻的温度实际值与当前工艺步的温度设定值的偏差绝对值超出偏差阈值时，就会产生温度报警。

由于工艺步每步对温度要求不同，那么现有方案需要设置每一工艺步的温度设定值和偏差阈值，用来检测当前时刻实际温度是否满足工艺要求。在跨多个工艺步的情况下，由于每一步都有独立的温度设定值和偏差阈值，当工艺步跳步的瞬间，温度的设定值会即刻变更，偏差阈值也会瞬间变更。但由于实际温度的变化有滞后性，温度的瞬时实际值不会立刻发生跳变，因此，在跳步瞬间，实际温度与温度设定值的偏差超过偏差阈值往往是合理的，属于正常的温度过渡过程。但上述报警机制在工艺步开始的一段时间内，有较大概率产生误报警，如图2所示。

为了消除误报警，相关技术中在当前步运行的前x秒内，取消了对温度报警的判断，当工艺步运行达一段时间(比如若干秒)后，再恢复温度报警机制。

现有技术至少存在一下缺陷：

1.由于工艺步中每步开始可能都存在一段时间的报警空档期，在空档期内不会触发温度报警，那么如果在这段时间内存在真正的温度偏差，将会推迟报警，影响后续工艺步的处理；

2.编辑工艺文件时，需要给每一工艺步指定一个偏差阈值，需要严谨考虑偏差阈值大小，如果偏差阈值设定有误，那么会导致温度误报警，影响工艺过程；

3.编辑工艺配置文件时，如果单步工艺步的升降温度跨度过大(例如从800度升温到1100度)，可能就需要把报警空档期设置得比较长，为了保证温度报警的正确性、缩短报警空档期，通常将每个工艺步再细分，细分为多个工艺步，为每步设置合适的偏差阈值(例如，第一步从800度升温到830度，使用宽松的报警阈值；第二步从830度升温到850度，使用较宽松的报警阈值；最后从850度升温到1100度，使用严格的报警阈值)，这样会导致工艺步过于冗余，导致工艺过程管理和配置繁琐，提高管理和配置难度。

发明内容

本申请的目的是提供一种能优化制备光伏设备的半导体工艺中温度监测的技术方案，使其能方便、准确、及时地触发报警。