[发明专利]腔室压力稳定控制系统及方法、半导体加工设备有效

专利信息
申请号: 201711012281.2 申请日: 2017-10-26
公开(公告)号: CN109712907B 公开(公告)日: 2021-05-07
发明(设计)人: 陈庆;杨雄 申请(专利权)人: 北京北方华创微电子装备有限公司
主分类号: H01L21/67 分类号: H01L21/67
代理公司: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 彭瑞欣;张天舒
地址: 100176 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 压力 稳定 控制系统 方法 半导体 加工 设备
【说明书】:

发明涉及一种腔室压力稳定控制系统,用于稳定控制腔室内的压力,包括控制器、用于与所述腔室连通的进气管路和出气管路;所述进气管路包括流量控制单元;所述流量控制单元用于在所述控制器的控制下控制向所述腔室通入相应气流量的气体;所述控制器,用于接收腔室门阀的当前状态,并根据预先设置的腔室门阀的多种状态以及在每种状态下对应设置的流量控制单元向腔室内通入气流量的情况,来确定在腔室门阀的当前状态下对应的流量控制单元向腔室内通入气流量的情况并相应控制所述流量控制单元,以实现所述腔室的压力稳定控制。本发明还提供一种半导体加工设备。本发明不仅稳定效果好而且简单易行。

技术领域

本发明属于半导体设备制造技术领域,具体涉及一种腔室压力稳定控制系统及方法、半导体加工设备。

背景技术

通常,全自动离子体刻蚀设备包含以下三个模块:加载/卸载模块、传输模块和反应腔室模块。其中,传输模块与反应室模块连接,用以负责将待工艺的基片传送至反应腔室模块以及将工艺结束后的基片传递回加载/卸载模块;反应室模块在工艺过程中会通入一定的工艺气体,工艺结束后反应腔室抽真空后并打开与传输模块之间的门阀,当该门阀打开时,反应腔室内残存的工艺气体及其它工艺反应副产物会扩散至传输模块,随着机台使用时间的延长会在传输模块中逐渐积累,这样会腐蚀污染机械手等传动装置,从而降低设备稳定性;此外,污染物的沉积会带来颗粒,从而影响机台性能。

为解决该问题,目前采用的方式是增加一个腔室压力稳定系统,来控制级传输模块的压力大于反应腔室模块一个固定值,这样,在基片传送过程中可通过压差以及气体流动来避免反应腔室模块向传输模块内扩散工艺气体和反应副产物,其中该固定值与传输模块的容积。抽气能力、进气流量以及反应腔室模块的容积、抽气能力相关,可经过仿真计算或者实验进行获得。

现有技术提供的腔室压力稳定系统如图1所示,包括进气管路和出气管路,进气管路上设置有电磁阀V1,出气管路上设置有电磁阀V2,电磁阀V2保持常开状态,抽气装置DP通过出气管路进行抽气;还包括:压力采集器Cauge和控制器Controller,其中,压力采集器采集传输模块的压力并发送至控制器,控制器在静态条件下通过调节电磁阀V1和V2的开关状态,控制腔室压力稳定的效果,以及,在动态条件下当压力发生骤变时根据关系函数计算出压力与电磁阀V1和V2的对应关系,从而通过调节PWM输出占空比来调整电磁阀V1和V2联合动作,达到传输腔压力平衡。采用图1所示的腔室压力稳定系统存在以下问题:被动地稳定腔室的压力,因而腔室压力的稳定效果不好;并且,关系函数算法较复杂,因而稳定过程较复杂。

为此,目前亟需一种稳定效果好且简单易行的腔室压力稳定系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种腔室压力稳定控制系统及方法、半导体加工设备,不仅稳定效果好,而且简单易行。

为解决上述问题,本发明提供了一种腔室压力稳定控制系统,用于控制腔室内的压力,包括控制器、用于与所述腔室连通的进气管路和出气管路;所述进气管路包括流量控制单元;所述控制器用于控制所述流量控制单元向所述腔室内通入相应流量的气体;所述控制器还用于接收所述腔室的门阀的当前状态,并根据预先设置的所述门阀的多种状态以及对应设置的在每种状态下所述流量控制单元向所述腔室内通入相应流量的气体的情况,控制所述流量控制单元向所述腔室内通入相应流量的气体,以稳定所述腔室内的压力。

优选地,所述流量控制单元的数量为多个;每个所述流量控制单元包括串联设置的开关和限流件;所述开关用于在所述控制器的控制下导通或关断其所在的管路;所述限流件用于限定流经其所在管路的气体的流量,其中,所述流量为固定值。

优选地,多个所述流量控制单元并联设置。

优选地,还包括仿真器,所述仿真器,用于根据预先设置的所述门阀的多种状态以及对应设置的在每种状态下所述流量控制单元的开关的导通或关断情况、所述腔室的预设稳定压力进行软件仿真,获得每个所述流量控制单元的限流件对应流量的所述固定值。

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