[發明專利]真空壓力計的壽命提升裝置和方法

有效

• 申請號: 202011354251.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112460285B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 高偉;曾軍;高峰
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: F16K11/00
• 分類號: F16K11/00;F16K11/20;F16K37/00;B08B9/032;H01L21/67
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明公開了一種真空壓力計的壽命提升裝置，包括：三通閥和控制單元；三通閥的第一接口和抽氣管路相連，第二接口連接真空壓力計，第三接口連接沖洗氣體；三通閥的第二接口具有常開控制閥，第三接口具有常關控制閥；控制單元控制常開控制閥和常關控制閥的工作，包括控制進行固態生成物清除步驟，在固態生成物清除步驟中，常開控制閥關閉以及常關控制閥打開，沖洗氣體流動將生長工藝產生的固態生成物清除出三通閥內部區域并被抽氣管路抽掉。本發明還公開了一種真空壓力計的壽命提升方法。本發明能防止真空工藝腔的生長工藝中產生固態生成物沉積在設置在抽氣管路的真空壓力計的接口上，從而能提高真空壓力計的壽命。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種真空壓力計的壽命提升裝置。本發明還涉及一種真空壓力計的壽命提升方法。

背景技術

在半導體集成電路制造中，往往需要在真空環境下進行工藝，例如化學氣相沉積(CVD)工藝以及物理氣相沉積(PVD)工藝都需要在真空環境下進行，所以，為了實現真空工藝，需要設置真空工藝腔(chamber)，真空工藝腔會通過抽氣管路和真空泵連接，根據真空工藝腔的真空要求不同，會選用不同的真空泵。在真空度要求比較低時，直接采用一個干泵(dry pump)即可；如果真空度要求較高，能在干泵的基礎上在設置一個渦輪泵(turbopump)，由于窩輪泵能達到很低的壓強，故需要在干泵將真空工藝腔的壓強降低到一定值的基礎上再啟動渦輪泵，這時，干泵對應的抽氣管路稱為初抽管路(foreline)。

除了真空工藝腔除了需要采用抽氣管路和真空泵，還需要通過各種真空壓力計(gauge)來監測chamber、foreline等處的壓強。然而一旦gauge受到干擾或損壞，便無法完成實時監測的功能，這樣就可能導致gauge讀數不準確，設備出現報警，甚至可能會影響產品的質量。

其中foreline gauge即設置在foreline上的gauge通過監測foreline的壓強，來監測dry pump的狀態，例如：抽氣速率(pumping speed)，當foreline gauge讀數異常時，便可知道dry pump有異常；這種異常通常是指dry pump的抽氣速率降低，使得foreline的壓強降不下去，foreline gauge的讀數也會超出正常值，最后也會使得真空工藝腔的真空度不夠，無法進行真空工藝。而且在有tubo pump的真空工藝腔體中，一旦foreline壓強過高，超過50mtorr，tubo pump便無法開啟。所以監控foreline壓力至關重要。

在一些工藝中，反應腔室會生成一些固體物質。這些固態物質有小部分會沉積在foreline的管路上，加之foreline gauge接入口管徑較細如1/4英寸(inch)，導致一些固態產物沉積在gauge的前端，導致gauge讀數出現異常。

如圖1所示，是現有PVD設備的結構示意圖；真空工藝腔即為PVD腔101用于對晶圓102進行PVD生長工藝。進行PVD生長之前，晶圓102通常會防止在載片臺103上，載片臺103通常為一個加熱器(heater)，這樣可以控制晶圓102的溫度，載片臺103可以上下運動以方便設置晶圓102的位置。載片臺103的底部裝置104則能為載片臺103的運動提供動力以及為加熱提供供電以及冷卻供水。

所述PVD腔101還和射頻功率源105相連，為所述PVD腔101內的PVD工藝提供所需要的能源。

可以看出，所述PVD腔101通過初抽管路201和干泵202相連；真空壓力計203通過接口204連接在初抽管路201上。

在真空壓力計203的上游的初抽管路201上還設置有通過管路107和渦輪泵106相連的接口。

渦輪泵106只有在真空壓力計203的讀數低于一定值如50mtorr時，渦輪泵106才開始進行抽氣，否則，較高的氣壓會使渦輪泵106的葉片損壞。