[發明專利]反應腔室的壓力控制系統及壓力控制方法

有效

• 申請號: 201610962237.7
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN107068587B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 董金衛
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 陶金龍;張磊

本發明提供了一種反應腔室的壓力控制系統及壓力控制方法，該系統包括：與反應腔室相連通的第一進氣管路、第一流量計和第一閥門；與反應腔室相連通的第一排氣管路，壓力控制閥，尾氣排放管路和第一大氣連通管路，第二閥門；與微環境腔室相連通的第二進氣管路和第二排氣管路，第二流量計，第三閥門；與微環境腔室相連通的第二大氣連通管路，壓力差測量計；將第一大氣連通管路和第二大氣連通管路相連通的連接管路和第四閥門。通過流量計來控制相應進氣管路的氣體流量、控制相應的排氣管路的啟閉以及通過壓力差測量計來控制微環境腔室與大氣壓力的壓差，來實現對反應腔室的壓力控制。

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，具體涉及一種反應腔室的壓力控制系統及壓力控制方法。

背景技術

在半導體工藝設備領域，隨著半導體特征尺寸逐漸減小，對半導體工藝質量要求越來越苛刻，因此對顆粒污染及成膜均勻性要求更高。因此半導體設備控制顆粒污染及成膜均勻性顯的尤為重要。

通常晶圓盒放置在設備接口處，該接口處與微環境連通，微環境為低氧控制環境，且具備較高的潔凈度，當晶圓盒門打開后，傳片機械手從晶圓盒中將晶圓取出傳送到硅片承載機構上，然后承載機構通過運動系統將晶圓傳送至反應腔室進行工藝，工藝結束后，運動系統將晶圓及其承載機構傳送至初始位置，傳片機械手將晶圓傳送至晶圓盒。

當晶圓在承載機構上傳送至反應腔室或者從反應腔室回到初始位置的過程中，此時密閉的反應腔室與微環境處于連通狀態。而由于微環境控制較低的氧含量，充入大流量氣體導致微環境處于高于大氣壓狀態，現有半導體設備經常出現微環境氣體流入反應腔室導致顆粒污染問題出現。并且由于反應腔室處于高溫狀態，如果晶圓向反應腔室傳送過程中，微環境內部的少量氧氣進入到反應腔室，導致晶圓被自然氧化，從而會影響晶圓在反應腔室成膜的均勻性。從而會影響產品的質量。

發明內容

為了克服以上問題，本發明旨在提供一種反應腔室的壓力控制系統，利用進氣管路和排氣管路的流量控制、以及通過檢測微環境腔室與大氣的壓力差來實現對反應腔室的壓力控制。

為了達到上述目的，本發明提供了一種反應腔室的壓力控制系統，包括：反應腔室、微環境腔室、反應腔室與微環境腔室之間的密封門，晶圓承載裝置、在反應腔室和微環境腔室之間輸送晶圓承載裝置的傳送裝置，傳送裝置位于微環境腔室內，該系統還包括：

與反應腔室相連通的第一進氣管路，在第一進氣管路上設置有第一流量計和第一閥門；

與反應腔室相連通的第一排氣管路，在第一排氣管路上設置的壓力控制閥，以及與通過壓力控制閥與第一排氣管路連通的尾氣排放管路和第一大氣連通管路；第一大氣連通管路上設置有第二閥門；

與微環境腔室相連通的第二進氣管路和第二排氣管路，在第二進氣管路上設置有第二流量計；第二排氣管路上設置有第三閥門；

與微環境腔室相連通的第二大氣連通管路，在第二大氣連通管路上設置有檢測微環境腔室壓力與大氣壓力的差值的壓力差測量計；

將第一大氣連通管路和第二大氣連通管路相連通的連接管路，連接管路的一端與第一大氣連通管路相連接，另一端連接于微環境腔室和壓力差測量計之間；連接管路上設置有第四閥門；

當晶圓承載裝置位于反應腔室內進行工藝時，第四閥門關閉，第二閥門打開，通過壓力差測量計來控制微環境腔室與大氣壓力的壓差；并且，第一閥門打開，通過第一流量計控制第一進氣管路的氣體進入反應腔室的氣體流量；并且調節壓力控制閥的開度來控制反應腔室的排氣量；

當傳送裝置傳送晶圓承載裝置進入反應腔室或退出反應腔室時，第一閥門關閉，然后經第二進氣管路向微環境腔室通入高純惰性氣體，打開第三閥門，通過第二流量計控制進入微環境腔室的高純惰性氣體流量；第二閥門關閉，同時第四閥門開啟，通過壓力差測量計來控制微環境腔室與大氣壓力的壓差；并且，通過控制壓力控制閥的開度使尾氣排放管路和第一排氣管路連通而向外排出氣體。