[发明专利]真空腔室及其压力控制方法以及半导体处理设备

说明书

本发明提供了一种真空腔室，包括内腔，设有至少一个内腔进气管和至少一个内腔出气管；外腔，套设于内腔，设有至少一个外腔进气管和至少一个外腔出气管；腔门组件，位于外腔和内腔的至少一端部；第一供气组件，与内腔进气管连接；第二供气组件，与外腔进气管连接；排气组件，包括负压供给系统，连接内腔出气管和外腔出气管；密封组件，设于外腔与内腔之间；压力控制组件，控制第一供气组件、第二供气组件和排气组件，使内腔与外腔的压差保持在一个安全范围内，保护易碎或不耐压的内腔腔体，并且不受石英加工技术限制，实现大尺寸耐腐蚀高温真空腔室的应用。本发明还提供了一种半导体处理设备和一种真空腔室的压力控制方法。

技术领域

本发明涉及高温真空炉领域，尤其涉及一种真空腔室及真空腔室的压力控制方法以及半导体处理设备。

背景技术

在半导体处理过程中，需要在高温环境下使用氯气、氯化氢、氧气、三氧化硫、二氧化硫、氟化氢、二氧化氮、硫化氢、氨气、臭氧等具有强氧化性或强腐蚀性的工艺气体，因此选用的腔体材料只有石英、刚玉等以二氧化硅、三氧化二铝为主的惰性材料。然而，这些材料无法生产出大尺寸腔体(一般而言，直径大于500mm即为大尺寸)，或生产出的大尺寸腔体的可靠性不能满足市场的需求。

此外，现有技术中，半导体处理过程中通常需要真空环境，即腔体内压力低于一个大气压，而石英、刚玉等材料易碎、不耐压，因此腔体尺寸越大，越有可能在使用时被大气压碎，因此目前石英腔体的最大直径约在500-600mm，且石英腔也无法在正压环境，即腔体内压力高于一个大气压使用。

以上极大地限制了大尺寸耐腐蚀高温真空处理设备的制造和应用。

因此，有必要提供一种真空腔室及真空腔室的压力控制方法和半导体处理设备以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明提供了一种真空腔室及真空腔室的压力控制方法和包括所述真空腔室的半导体处理设备，以保护易碎或不耐压的内腔腔体，不受使用环境的影响，有利于实现大尺寸耐腐蚀高温真空处理设备的制造和应用。

为实现上述目的，本发明所述的真空腔室，包括：内腔，设有至少一个内腔进气管和至少一个内腔出气管；外腔，套设于所述内腔，设有至少一个外腔进气管和至少一个外腔出气管；腔门组件，设于所述外腔和所述内腔的同侧面，控制所述内腔与外部连通或隔离；第一供气组件，与所述内腔进气管连接，用于向所述内腔提供反应气体；第二供气组件，与所述外腔进气管连接，用于向所述外腔提供保护气体；排气组件，包括负压供给系统，所述负压供给系统连接所述内腔出气管和所述外腔出气管；密封组件，设于所述外腔与所述内腔之间；压力控制组件，通过控制所述第一供气组件、所述第二供气组件和所述排气组件实现控制所述外腔和所述内腔之间的压力差在安全压力差范围内。

本发明的有益效果在于：真空腔室为内腔和外腔的嵌套设置，所述密封组件用以隔离所述外腔和所述内腔，防止所述内腔中的反应气体进入所述外腔中对外腔造成腐蚀，通过压力控制组件控制所述外腔和所述内腔之间的压力差保持在一个安全范围内，以保护易碎或不耐压的内腔腔体，使之不受真空环境和正压环境的使用影响，实现大尺寸真空腔室的使用。

进一步的，所述安全压力差范围在-100mbar～500mbar。其有益效果在于：所述安全压力差范围可避免所述内腔由于内外压差过大而出现裂痕或坍塌，提高了设备的可靠性。

进一步的，所述压力控制组件包括：第一压力传感器，以检测和发送所述内腔的压力信息；第二压力传感器，以检测和发送所述外腔的压力信息；主控部，通信连接所述第一压力传感器和所述第二压力传感器，用以接收所述内腔与所述外腔的压力信息，以控制所述第一供气组件、所述第二供气组件和所述排气组件。