[发明专利]腔室压力平衡方法、装置、系统及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种腔室压力平衡方法、装置、系统及半导体加工设备，该压力平衡方法包括：根据当前工艺任务，对第一目标腔室进行抽气或充气；判断所述第一目标腔室与第二目标腔室之间的压力差值是否在第一预设范围内；若判断结果为是，则停止对第一目标腔室进行抽气或充气，并且打开可控制所述第一目标腔室与第二目标腔室之间气路通断的第一压力平衡阀；判断所述第一目标腔室与第二目标腔室在指定时间内的压力值是否均达到各自预设的容差允许范围内；若判断结果为是，则关闭所述第一压力平衡阀。通过本发明，有效解决了过渡腔内外两侧的压力平衡实现困难的技术问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种腔室压力平衡方法、装置、系统及半导体加工设备。

背景技术

晶圆由半导体设备的设备前端模块进入工艺模块的过程，也是晶圆由大气环境进入真空环境的过程，这一过程有传输系统实现，传输系统包括：大气手、真空手、过渡腔室以及真空腔室。设备前端模块和过渡腔、过渡腔和真空腔均由门阀隔离。过渡腔体积较小，可以快速实现真空状态与大气状态的切换。大气手用于将大气状态下的晶圆放入过渡腔或者从过渡腔取出晶圆。真空腔室一直维持真空状态，内部具有真空手，真空手负责工艺腔室和真空状态下过渡腔的取放片工作。门阀的开启条件是门阀两侧腔室的压力相同，这样由压差不同导致的内部气体波动最小，能更好的控制颗粒洁净度。

现有的过渡腔室压力状态的切换通过充气装置以及抽气装置实现。在过渡腔室及真空腔室的进出气管理中安装压力传感器，在打开真空腔室与过渡腔室之间的门阀之前，检测真空腔室与过渡腔室上压力传感器的压力值，若两者的压力值的差在指定压差范围内，则可以开启两者之间的门阀。打开过渡腔与设备前端模块之间的门阀之前，检测过渡腔的压力传感器的压力值是否与大气压接近，若是，则开启过渡腔与设备前端模块之间的门阀。

在抽气装置进行抽气时，压力传感器周边气流波动较大，此时根据压力传感器的示数判断是否抽到本底值，进而去关闭抽气装置，稳定后压力传感器的示数会和本底值有偏差；若想通过控制抽气装置关闭时间来实现真空腔与过渡腔稳定后压力一致，需要根据腔室体积及抽气量计算并大量实验，比较困难。并且对于同一压力，由于各个压力传感器的精度不同，各个压力传感器的示数也不一定相同。

过渡腔室上设置有溢流阀，在对过渡腔进行充气时，充气装置保持打开状态直到过渡腔压力为大气压，并过充几秒，若压力过大溢流阀自动溢流。这时存在两个缺点：溢流阀与外部直接连通，外部环境清洁度较低，增加了过渡腔中颗粒污染可能性；过充后的压力与设备前端模块存在压差，若想通过过充时间实现压力平衡需要大量的实验，实现困难。

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平衡方法、装置、系统及半导体加工设备。

为实现本发明的目的而提供一种压力平衡方法，包括以下步骤：

根据当前工艺任务，对第一目标腔室进行抽气或充气；

判断所述第一目标腔室与第二目标腔室之间的压力差值是否在第一预设范围内；若判断结果为是，则停止对第一目标腔室进行抽气或充气，并且打开可控制所述第一目标腔室与第二目标腔室之间气路通断的第一压力平衡阀；

判断所述第一目标腔室与第二目标腔室在指定时间内的压力值是否均达到各自预设的容差允许范围内；若判断结果为是，则关闭所述第一压力平衡阀。

优选地，所述对所述第一目标腔室进行抽气或充气，具体包括：

开启慢抽阀，判断所述第一目标腔室在指定时间内是否达到预设的第一抽气压力值；若判断结果为是，则关闭慢抽阀，开启快抽阀；或者，

开启慢充阀，判断所述第一目标腔室在指定时间内是

否达到预设的第一充气压力值；若判断结果为是，则关闭慢充阀，开启快充阀。