钨化学沉积内腔等离子清洁终点控制器增益自动调节装置的制作方法

本实用新型涉及集成电路芯片制造领域，尤其涉及钨化学沉积内腔等离子清洁终点控制器增益自动调节装置。

背景技术：

在集成电路芯片制造领域，金属钨是集成电路芯片制造中用于填孔的主要金属材料。目前在集成电路工艺中，对金属钨多采用化学沉积等方法在晶圆上填孔并形成薄膜。因此应用此技术生产的设备称之为钨化学气相沉积（WCVD）设备。在具体的化学沉积应用中,当每一片晶圆镀完钨膜后, 腔体的内壁也会有钨膜沉积，沉积在内壁上的钨膜与腔体内壁的粘合度并不牢靠，如不及时清理，会在后续的晶圆上产生颗粒，严重影响集成电路的成品率。WCVD设备通常配有等离子体刻蚀子设备用于刻蚀沉积在腔体内壁上的钨膜。在生产过程中，每镀完一片钨膜后，腔体要用等离子体刻蚀把腔体内壁沉积的钨膜清干净。刻蚀所用的气体为含氟气体，例如NF₃等。当氟原子与钨结合产生气体氟化钨，被真空泵抽走, 达到清洁腔体内壁的目的。终点控制器是一个光电探测器，用于探测氟原子在等离子体中发出的光强度，氟原子发出的光波长在704纳米左右。当钨膜还没有被清干净时，氟原子数在等离子体中的数量较少，所对应发出的光强较弱；当钨膜被清干净后，氟原子数在等离子体中的数量较多，所对应发出的光强较强。通过判断所对应的氟原子光强变化，可以自动判断沉积在腔体内壁的钨是否被清干净了。

对于传统的WCVD设备终点控制器，由于光学窗口的内表面会逐渐地被刻蚀, 光的透射率会逐渐地减小, 因而光电信号也会随着晶圆镀膜次数的增加而有所减弱. 在现有的生产过程中操作人员会经常地根据终点刻蚀反馈信号，手动调节电位增益装置，增大反馈电阻, 使得输出光电压达到设定的范围，满足设备生产要求。具体的传统WCVD终点控制器电路示意图如图1所示，图1中虚线框内为传统手动调节的电位增益装置电路示意图。图1中传统的WCVD终点控制器先由左端波浪线箭头所示的光信号进行触发，终点控制器将光信号转换成电信号，最终从输出端输出，当输出电压超出某一范围值时，设备操作人员手动调节电位增益装置，使输出恢复在标准范围内。为了避免由手动调节带来的误差和操作上的复杂性，特设计钨化学沉积内腔等离子清洁终点控制器增益自动调节装置，此装置可自动调节电位增益，提高设备精密性和智能化。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供钨化学沉积内腔等离子清洁终点控制器增益自动调节装置，实现增益装置自动化调节，避免刻蚀终点控制器增益装置由手动调节带来的误差和操作上的复杂性，提高设备精密性和智能化。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：钨化学沉积内腔等离子清洁终点控制器增益自动调节装置，包括单片机核心控制模块、数字可调电阻和A/D转换。所述的单片机核心控制模块与数字可调电阻相连，另一端与A/D转换相连，通过A/D转换接收输出端的反馈信号。所述的数字可调电阻连接在终点控制器放大器两端，且与单片机核心控制模块相连，数字可调电阻根据单片机核心控制模块输出的不同指令选择内部不同电阻，实现分压计功能。单片机核心控制模块根据输出端反馈信号，判断输出信号是否超出内部预设范围，从而调用不通过指令调节数字可调电阻阻值，最后使得输出值满足预设范围。

具体使用时，先由等离子体的射频电源的启动信号触发启动终点控制器开始，刻蚀终点控制器将光信号转换成电信号，数字可调电阻处于某一阻值，单片机核心控制模块通过A/D转换接收输出端信号反馈。 记录下在这次等离子清洁过程中的最大输出电压. 在清洁完成后, 根据单片机核心控制模块内置程序判断刻蚀终点控制器输出电压是否满足要求，当超出 某一范围时，单片机核心控制模块输出调用指令，数字可调电阻选用内部不同电阻，使得在下一次的清洁时, 终点刻蚀输出信号在要求范围内。

可选地, 所述的单片机核心控制模块采用可采用PIC32MX110F016B微控制器，微控制器具有40MHz速度、16KB程序存储容量和28 pin封装引脚。

可选地，所述的数字可调电阻采用AD5203芯片，此芯片提供一种数字控制可变电阻，可根据需求输出不同电压，实现分压计的功能。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：根据刻蚀终点控制器输出端反馈信号，实现增益装置自动化调节，避免刻蚀终点控制器增益装置由手动调节带来的误差和操作上的复杂性，提高设备精密性和自能化。

附图说明

图1为传统钨化学沉积内腔等离子清洁终点控制器原理图示意图；

图2为本实用新型模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实用新型较佳实施例为：参见附图2。本实例钨化学沉积内腔等离子清洁终点控制器增益自动调节装置，包括单片机核心控制模块、数字可调电阻和A/D转换。所述的单片机核心控制模块与数字可调电阻相连，另一端与A/D转换相连，通过A/D转换接收输出端的反馈信号。所述的数字可调电阻连接在终点控制器放大器两端，且与单片机核心控制模块相连，数字可调电阻根据单片机核心控制模块输出的不同指令选择内部不同电阻，实现分压计功能。具体使用时，先由光触发信号启动终点控制器，刻蚀终点控制器将光信号转换成电信号，数字可调电阻处于某一阻值。单片机核心控制模块通过A/D转换接收输出端信号反馈，根据单片机核心控制模块内置程序判断刻蚀终点控制器输出电压是否满足要求；当超出某一范围时，单片机核心控制模块输出调用指令，数字可调电阻选用内部不同电阻，使终点刻蚀输出信号在要求范围内，实现分压计功能。

所述的单片机核心控制模块采用PIC32MX110F016B微控制器。

所述的数字可调电阻采用AD5203芯片。

以上所述实例只为本实用新型之较佳实例，并非以此限制本实用新型的实施范围。故任何在上述实施方式的精神和原则内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在该实用新型的保护范围内。