[發明專利]半導體處理設備

有效

• 申請號: 201110097992.0
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102751170A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 張鵬
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種具有改進充氣氣路的半導體處理設備。

背景技術

等離子體刻蝕機是半導體生產的關鍵設備，必須在高真空下才能進行刻蝕工藝。圖1示出了現有的等離子體刻蝕機。如圖1所示，等離子體刻蝕機通常包括有3個真空腔室，分別為工藝腔6’、傳輸腔4’和裝載腔2’。其中，傳輸腔4’和裝載腔2’是晶片1’在外界大氣環境與高真空的工藝腔6’之間傳遞的過渡腔室，各腔室之間設有門閥5’以便傳遞晶片1’。晶片1’通過機械手3’進行傳遞。在正常工作時，工藝腔6’始終處于高真空狀態，而裝載腔2’和傳輸腔4’則需要不斷在真空/大氣狀態間切換，因此需要頻繁地充氣/抽真空。充氣時間的長短直接關系到設備的工作效率。通常采用的充氣氣路一般要求具備慢充和快充兩種功能。

圖2和圖3分別示出了現有的等離子體刻蝕機中常用的兩種充氣氣路。圖2為一種現有的腔室快-慢充氣氣路。N₂由氣源進入，經調壓閥PR降到合適的壓力。氣動隔膜閥V1和V2可以打開或關斷相應的氣路。其中，V1控制慢充氣路，V2控制快充氣路。針閥NV用于調節慢充的速度，過濾器LF用于過濾氣體中的雜質。工作時，需要慢充就打V1并關斷V2，需要快充時就打開V2關斷V1，不需要充氣時就同時關斷V1和V2。

但是上述腔室快-慢充氣氣路具有如下缺點：

1、適應能力差。當氣源供氣壓力有波動時，充氣的時間隨之波動，不穩定。

2、工作條件缺乏彈性。在實際應用中，不同工廠的氣源條件不同。當廠方氣源的供氣管道的管徑較小時，圖2中的充氣氣路的充氣時間不能保證達到設計指標。

3、快充能力有限。受限于現有的氣動閥門尺寸和廠方供氣管道直徑的限制，當真空腔室的容積較大時，無法通過簡單的增大供氣管徑來提高供氣流量。

圖3為現有的用于等離子體刻蝕機的氣罐輔助充氣氣路。N₂由氣源進入，經調壓閥PR降到合適的壓力，然后充入氣罐中。在氣罐與真空腔室之間設置有氣動隔膜閥V以打開或關斷充氣氣路。過濾器LF用于過濾氣體中的雜質。工作時，氣源先逐漸將氣罐充滿，當需要充氣時，打開隔膜閥V向腔室內充入N₂。氣罐可以起到緩沖的作用，解決了氣源供氣不足和真空腔室容積大這兩者之間的矛盾。

但是上述的氣罐輔助充氣氣路具有如下缺點：

1、配套用氣罐體積大。由于完全由氣罐充氣，氣罐的容積要略大于真空腔室的容積，例如為真空腔室容積的1.2～1.5倍。但是當真空腔室容積較大時，氣罐的體積將會變得十分大，對于結構要求緊湊的半導體設備很不利。

2、現有的氣罐通常設置在單獨的廠房中，與等離子體刻蝕機分開設置，且所述氣罐的體積非常大。由此，系統的調試和維護非常不方便，且成本較高。

3、充氣效率低。由于氣罐容積大，將其充滿的時間甚至要比直接充滿腔室的時間更長，因此，這種氣路只適用于充氣頻率不高的場合。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一。

為此，本發明需要提供一種半導體處理設備，該半導體處理設備可以提供多種方式充氣，工作方式靈活，適應能力強，此外，該半導體設備的調試方便、維護成本低。。

為解決上述技術問題，根據本發明一方面的實施例提出了一種半導體處理設備，包括：真空腔室，所述真空腔室包括進氣口；以及充氣氣路，所述充氣氣路與所述真空腔室的進氣口相連，用于向所述真空腔室充氣，其中所述充氣氣路包括：快速充氣通路、慢速充氣通路以及輔助充氣通路，其中所述快速充氣通路、慢速充氣通路和輔助充氣通路并聯連接在所述供氣源與真空腔室之間且所述快速充氣通路、慢速充氣通路和輔助充氣通路中的至少一個可導通；以及所述輔助充氣通路上設置有氣體儲存單元，所述氣體儲存單元用于儲存氣體，所述輔助充氣通路可將所述氣體儲存單元中儲存的氣體輸送至所述真空腔室，用于輔助所述快速充氣氣路和所述慢速充氣氣路的充氣。

根據本發明實施例的半導體處理設備提供了三級并聯的充氣氣路，可以提供多種方式對真空腔室充氣，工作方式靈活，適應能力強。

并且，利用供氣源和氣體儲存單元的雙重供氣，提高了充氣速度，而且即使在兩次充氣間隔期間無法充滿氣體儲存單元，也能夠利用氣源完成對腔室的充氣，因此可以允許較高的充氣頻率。

進一步地，由于在本發明中用于儲氣的氣體儲存單元是半導體處理設備的一部分，從而，整個設備體積減小，且降低了系統調試和維護的復雜性。