[發明專利]腔室壓力穩定控制系統及方法、半導體加工設備

有效

• 申請號: 201711012281.2
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109712907B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 陳慶;楊雄
• 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: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本發明涉及一種腔室壓力穩定控制系統，用于穩定控制腔室內的壓力，包括控制器、用于與所述腔室連通的進氣管路和出氣管路；所述進氣管路包括流量控制單元；所述流量控制單元用于在所述控制器的控制下控制向所述腔室通入相應氣流量的氣體；所述控制器，用于接收腔室門閥的當前狀態，并根據預先設置的腔室門閥的多種狀態以及在每種狀態下對應設置的流量控制單元向腔室內通入氣流量的情況，來確定在腔室門閥的當前狀態下對應的流量控制單元向腔室內通入氣流量的情況并相應控制所述流量控制單元，以實現所述腔室的壓力穩定控制。本發明還提供一種半導體加工設備。本發明不僅穩定效果好而且簡單易行。

技術領域

本發明屬于半導體設備制造技術領域，具體涉及一種腔室壓力穩定控制系統及方法、半導體加工設備。

背景技術

通常，全自動離子體刻蝕設備包含以下三個模塊：加載/卸載模塊、傳輸模塊和反應腔室模塊。其中，傳輸模塊與反應室模塊連接，用以負責將待工藝的基片傳送至反應腔室模塊以及將工藝結束后的基片傳遞回加載/卸載模塊；反應室模塊在工藝過程中會通入一定的工藝氣體，工藝結束后反應腔室抽真空后并打開與傳輸模塊之間的門閥，當該門閥打開時，反應腔室內殘存的工藝氣體及其它工藝反應副產物會擴散至傳輸模塊，隨著機臺使用時間的延長會在傳輸模塊中逐漸積累，這樣會腐蝕污染機械手等傳動裝置，從而降低設備穩定性；此外，污染物的沉積會帶來顆粒，從而影響機臺性能。

為解決該問題，目前采用的方式是增加一個腔室壓力穩定系統，來控制級傳輸模塊的壓力大于反應腔室模塊一個固定值，這樣，在基片傳送過程中可通過壓差以及氣體流動來避免反應腔室模塊向傳輸模塊內擴散工藝氣體和反應副產物，其中該固定值與傳輸模塊的容積。抽氣能力、進氣流量以及反應腔室模塊的容積、抽氣能力相關，可經過仿真計算或者實驗進行獲得。

現有技術提供的腔室壓力穩定系統如圖1所示，包括進氣管路和出氣管路，進氣管路上設置有電磁閥V1，出氣管路上設置有電磁閥V2，電磁閥V2保持常開狀態，抽氣裝置DP通過出氣管路進行抽氣；還包括：壓力采集器Cauge和控制器Controller，其中，壓力采集器采集傳輸模塊的壓力并發送至控制器，控制器在靜態條件下通過調節電磁閥V1和V2的開關狀態，控制腔室壓力穩定的效果，以及，在動態條件下當壓力發生驟變時根據關系函數計算出壓力與電磁閥V1和V2的對應關系，從而通過調節PWM輸出占空比來調整電磁閥V1和V2聯合動作，達到傳輸腔壓力平衡。采用圖1所示的腔室壓力穩定系統存在以下問題：被動地穩定腔室的壓力，因而腔室壓力的穩定效果不好；并且，關系函數算法較復雜，因而穩定過程較復雜。

為此，目前亟需一種穩定效果好且簡單易行的腔室壓力穩定系統。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種腔室壓力穩定控制系統及方法、半導體加工設備，不僅穩定效果好，而且簡單易行。

為解決上述問題，本發明提供了一種腔室壓力穩定控制系統，用于控制腔室內的壓力，包括控制器、用于與所述腔室連通的進氣管路和出氣管路；所述進氣管路包括流量控制單元；所述控制器用于控制所述流量控制單元向所述腔室內通入相應流量的氣體；所述控制器還用于接收所述腔室的門閥的當前狀態，并根據預先設置的所述門閥的多種狀態以及對應設置的在每種狀態下所述流量控制單元向所述腔室內通入相應流量的氣體的情況，控制所述流量控制單元向所述腔室內通入相應流量的氣體，以穩定所述腔室內的壓力。

優選地，所述流量控制單元的數量為多個；每個所述流量控制單元包括串聯設置的開關和限流件；所述開關用于在所述控制器的控制下導通或關斷其所在的管路；所述限流件用于限定流經其所在管路的氣體的流量，其中，所述流量為固定值。

優選地，多個所述流量控制單元并聯設置。

優選地，還包括仿真器，所述仿真器，用于根據預先設置的所述門閥的多種狀態以及對應設置的在每種狀態下所述流量控制單元的開關的導通或關斷情況、所述腔室的預設穩定壓力進行軟件仿真，獲得每個所述流量控制單元的限流件對應流量的所述固定值。