[发明专利]用于降低装载锁中的压力的方法和相关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将基板装载锁中的压力从大气压力降低到低压以将基板载入维持在低压的处理室中并且将该基板从该处理室中卸载的方法。本发明还涉及一种包括装载锁的适于实现所述方法的设备，例如用于制造半导体元件的设备。

背景技术

一些制造方法包括这样一个重要的步骤，其中基板在设备的处理室中的压力非常低的受控大气中被处理。例如，在半导体元件制造方法中，期望保持半导体基板在非常低的压力下以执行等离子蚀刻或沉积。

为了维持可接受的生产率并且避免任何杂质或污染的出现，围绕基板的大气压力最初被与处理室连通的装载锁降低至较低的级别。

为此，所述装载锁包括具有第一门的气密室，该室内部借助于该第一门与大气压力下的区域连通，例如清洁室或设备小环境，从而装载至少一个基板。所述装载锁的室连接到气体泵送系统，该系统能够将该室中的压力降低到与处理室中相似的合适的低级别，从而使得该基板能够被传送至处理室。所述装载锁还包括用于在基板从所述装载锁撤离之后将该基板卸载至处理室或传送室中的第二门。

在设备包括多个处理室的情况下，装载锁与保持为低压的传送室连通，该传送室然后将基板送到各种不同的处理室中。

通过使用装载锁，可以减少从大气压改变成低传送压力所需要的时间。也可以减小处理室或传送室中的污染。

所述装载锁中的压力通常以两个连续步骤而逐渐降低。在第一步骤中，从大气压至第一特征阈值而执行较慢的主泵送。慢泵送对于防止围绕基板的装载锁气体环境中的特定气体类型的凝固(例如防止出现水结晶)而言是必不可少的。

在第二步骤中，气体环境被降低到合适的低压以通过较快的主泵送来传送。然而，可以看出，传送压力下的残余气体混合物中的水蒸气的部分压力并没有很好地被主泵送系统排出。水蒸气对于基板是相对有害的，并且因而会降低生产效率，特别是在半导体制造过程中对基板金属层的腐蚀。

此外，在降低装载锁中的大气压力的过程中，不可避免要进行基板的脱气，并且在将基板引入处理室中之前充分地实现这种脱气是很重要的。如果没有充分实现脱气，则在处理室中继续进行脱气，并且来自后一次脱气的气体构成处理过程中的附加污染源。

WO 01/81651公开了一种包括主泵的气体泵送系统，该主泵通过泵送电路连接到装载锁以泵送气体直到达到合适的传送压力。涡轮分子泵被插入主泵与装载锁之间的泵送电路中。气体控制装置被提供以适配主泵的速度从而避免装载锁中的气体的任何冷凝或凝固。涡轮分子泵是连接到装载锁的唯一泵送单元。然而，已经发现使用涡轮分子泵从大气压开始泵送会产生涡轮分子泵的可靠性问题并且使得泵送的噪声较大。另外，用来适配泵送速度的主泵的驱动装置的实现较为复杂。

发明内容

本发明的目的因而是通过提出一种用于降低设备的装载锁中的压力的方法来解决现有技术问题，该方法简单、实现成本低、简洁并且能够在减少残余水蒸汽量时防止高压下的特定类型的气体凝固从而避免其传播至低压下的处理或传送室，而不会阻碍基板传送至处理室中。该方法还旨在改进传送压力下的基板的脱气。本发明还提出了一种用于实现该方法的设备。

为此，本发明提出了一种用于将设备的装载锁中的压力从大气压力降低至低于大气压的传送压力的方法，所述装载锁包括其中在大气压下放置了至少一个基板的室，和包括主泵和涡轮分子泵的气体泵送系统，该涡轮分子泵的吸入口经由第一隔离阀连接到所述室并且其排放侧在所述主泵的上游连接到主泵送电路，所述气体泵送系统还包括所述涡轮分子泵的旁通电路，其一方面与位于所述第一隔离阀上游的所述室通信，另一方面与所述主泵送电路通信，该旁通电路包括具有可以被激活的限流装置的第二隔离阀，并且所述主泵送电路包括位于所述涡轮分子泵的排放侧与该旁通电路之间的第三隔离阀，该方法包括：

-第一步骤，其中所述第一和第三隔离阀关闭而所述限流装置针对其而被激活的第二隔离阀打开，从而通过其泵送速度受限的主泵的旁通电路执行从大气压至第一特征阈值的第一主泵送，工作状态下的涡轮分子泵的吸入口与所述室隔离开并且该涡轮分子泵的排放侧与所述主泵隔离开，

-第一步骤后的第二步骤，其中所述第二隔离阀的限流装置被禁用从而执行比第一步骤更快的第二主泵送直到第二特征阈值，同时维持所述涡轮分子泵的隔离，以及

-第二步骤后的第三步骤，其中所述第一和第三隔离阀打开而所述第二隔离阀关闭从而借助于位于主泵送上游的涡轮分子泵送而执行次级泵送，其中所述室与所述主泵隔开。