[发明专利]反应腔室的压力控制系统及压力控制方法

说明书

本发明提供了一种反应腔室的压力控制系统及压力控制方法，该系统包括：与反应腔室相连通的第一进气管路、第一流量计和第一阀门；与反应腔室相连通的第一排气管路，压力控制阀，尾气排放管路和第一大气连通管路，第二阀门；与微环境腔室相连通的第二进气管路和第二排气管路，第二流量计，第三阀门；与微环境腔室相连通的第二大气连通管路，压力差测量计；将第一大气连通管路和第二大气连通管路相连通的连接管路和第四阀门。通过流量计来控制相应进气管路的气体流量、控制相应的排气管路的启闭以及通过压力差测量计来控制微环境腔室与大气压力的压差，来实现对反应腔室的压力控制。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种反应腔室的压力控制系统及压力控制方法。

背景技术

在半导体工艺设备领域，随着半导体特征尺寸逐渐减小，对半导体工艺质量要求越来越苛刻，因此对颗粒污染及成膜均匀性要求更高。因此半导体设备控制颗粒污染及成膜均匀性显的尤为重要。

通常晶圆盒放置在设备接口处，该接口处与微环境连通，微环境为低氧控制环境，且具备较高的洁净度，当晶圆盒门打开后，传片机械手从晶圆盒中将晶圆取出传送到硅片承载机构上，然后承载机构通过运动系统将晶圆传送至反应腔室进行工艺，工艺结束后，运动系统将晶圆及其承载机构传送至初始位置，传片机械手将晶圆传送至晶圆盒。

当晶圆在承载机构上传送至反应腔室或者从反应腔室回到初始位置的过程中，此时密闭的反应腔室与微环境处于连通状态。而由于微环境控制较低的氧含量，充入大流量气体导致微环境处于高于大气压状态，现有半导体设备经常出现微环境气体流入反应腔室导致颗粒污染问题出现。并且由于反应腔室处于高温状态，如果晶圆向反应腔室传送过程中，微环境内部的少量氧气进入到反应腔室，导致晶圆被自然氧化，从而会影响晶圆在反应腔室成膜的均匀性。从而会影响产品的质量。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种反应腔室的压力控制系统，利用进气管路和排气管路的流量控制、以及通过检测微环境腔室与大气的压力差来实现对反应腔室的压力控制。

为了达到上述目的，本发明提供了一种反应腔室的压力控制系统，包括：反应腔室、微环境腔室、反应腔室与微环境腔室之间的密封门，晶圆承载装置、在反应腔室和微环境腔室之间输送晶圆承载装置的传送装置，传送装置位于微环境腔室内，该系统还包括：

与反应腔室相连通的第一进气管路，在第一进气管路上设置有第一流量计和第一阀门；

与反应腔室相连通的第一排气管路，在第一排气管路上设置的压力控制阀，以及与通过压力控制阀与第一排气管路连通的尾气排放管路和第一大气连通管路；第一大气连通管路上设置有第二阀门；

与微环境腔室相连通的第二进气管路和第二排气管路，在第二进气管路上设置有第二流量计；第二排气管路上设置有第三阀门；

与微环境腔室相连通的第二大气连通管路，在第二大气连通管路上设置有检测微环境腔室压力与大气压力的差值的压力差测量计；

将第一大气连通管路和第二大气连通管路相连通的连接管路，连接管路的一端与第一大气连通管路相连接，另一端连接于微环境腔室和压力差测量计之间；连接管路上设置有第四阀门；

当晶圆承载装置位于反应腔室内进行工艺时，第四阀门关闭，第二阀门打开，通过压力差测量计来控制微环境腔室与大气压力的压差；并且，第一阀门打开，通过第一流量计控制第一进气管路的气体进入反应腔室的气体流量；并且调节压力控制阀的开度来控制反应腔室的排气量；

当传送装置传送晶圆承载装置进入反应腔室或退出反应腔室时，第一阀门关闭，然后经第二进气管路向微环境腔室通入高纯惰性气体，打开第三阀门，通过第二流量计控制进入微环境腔室的高纯惰性气体流量；第二阀门关闭，同时第四阀门开启，通过压力差测量计来控制微环境腔室与大气压力的压差；并且，通过控制压力控制阀的开度使尾气排放管路和第一排气管路连通而向外排出气体。