[发明专利]半导体处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种具有改进充气气路的半导体处理设备。

背景技术

等离子体刻蚀机是半导体生产的关键设备，必须在高真空下才能进行刻蚀工艺。图1示出了现有的等离子体刻蚀机。如图1所示，等离子体刻蚀机通常包括有3个真空腔室，分别为工艺腔6’、传输腔4’和装载腔2’。其中，传输腔4’和装载腔2’是晶片1’在外界大气环境与高真空的工艺腔6’之间传递的过渡腔室，各腔室之间设有门阀5’以便传递晶片1’。晶片1’通过机械手3’进行传递。在正常工作时，工艺腔6’始终处于高真空状态，而装载腔2’和传输腔4’则需要不断在真空/大气状态间切换，因此需要频繁地充气/抽真空。充气时间的长短直接关系到设备的工作效率。通常采用的充气气路一般要求具备慢充和快充两种功能。

图2和图3分别示出了现有的等离子体刻蚀机中常用的两种充气气路。图2为一种现有的腔室快-慢充气气路。N₂由气源进入，经调压阀PR降到合适的压力。气动隔膜阀V1和V2可以打开或关断相应的气路。其中，V1控制慢充气路，V2控制快充气路。针阀NV用于调节慢充的速度，过滤器LF用于过滤气体中的杂质。工作时，需要慢充就打V1并关断V2，需要快充时就打开V2关断V1，不需要充气时就同时关断V1和V2。

但是上述腔室快-慢充气气路具有如下缺点：

1、适应能力差。当气源供气压力有波动时，充气的时间随之波动，不稳定。

2、工作条件缺乏弹性。在实际应用中，不同工厂的气源条件不同。当厂方气源的供气管道的管径较小时，图2中的充气气路的充气时间不能保证达到设计指标。

3、快充能力有限。受限于现有的气动阀门尺寸和厂方供气管道直径的限制，当真空腔室的容积较大时，无法通过简单的增大供气管径来提高供气流量。

图3为现有的用于等离子体刻蚀机的气罐辅助充气气路。N₂由气源进入，经调压阀PR降到合适的压力，然后充入气罐中。在气罐与真空腔室之间设置有气动隔膜阀V以打开或关断充气气路。过滤器LF用于过滤气体中的杂质。工作时，气源先逐渐将气罐充满，当需要充气时，打开隔膜阀V向腔室内充入N₂。气罐可以起到缓冲的作用，解决了气源供气不足和真空腔室容积大这两者之间的矛盾。

但是上述的气罐辅助充气气路具有如下缺点：

1、配套用气罐体积大。由于完全由气罐充气，气罐的容积要略大于真空腔室的容积，例如为真空腔室容积的1.2～1.5倍。但是当真空腔室容积较大时，气罐的体积将会变得十分大，对于结构要求紧凑的半导体设备很不利。

2、现有的气罐通常设置在单独的厂房中，与等离子体刻蚀机分开设置，且所述气罐的体积非常大。由此，系统的调试和维护非常不方便，且成本较高。

3、充气效率低。由于气罐容积大，将其充满的时间甚至要比直接充满腔室的时间更长，因此，这种气路只适用于充气频率不高的场合。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此，本发明需要提供一种半导体处理设备，该半导体处理设备可以提供多种方式充气，工作方式灵活，适应能力强，此外，该半导体设备的调试方便、维护成本低。。

为解决上述技术问题，根据本发明一方面的实施例提出了一种半导体处理设备，包括：真空腔室，所述真空腔室包括进气口；以及充气气路，所述充气气路与所述真空腔室的进气口相连，用于向所述真空腔室充气，其中所述充气气路包括：快速充气通路、慢速充气通路以及辅助充气通路，其中所述快速充气通路、慢速充气通路和辅助充气通路并联连接在所述供气源与真空腔室之间且所述快速充气通路、慢速充气通路和辅助充气通路中的至少一个可导通；以及所述辅助充气通路上设置有气体储存单元，所述气体储存单元用于储存气体，所述辅助充气通路可将所述气体储存单元中储存的气体输送至所述真空腔室，用于辅助所述快速充气气路和所述慢速充气气路的充气。

根据本发明实施例的半导体处理设备提供了三级并联的充气气路，可以提供多种方式对真空腔室充气，工作方式灵活，适应能力强。

并且，利用供气源和气体储存单元的双重供气，提高了充气速度，而且即使在两次充气间隔期间无法充满气体储存单元，也能够利用气源完成对腔室的充气，因此可以允许较高的充气频率。

进一步地，由于在本发明中用于储气的气体储存单元是半导体处理设备的一部分，从而，整个设备体积减小，且降低了系统调试和维护的复杂性。