CN102403250A

CN102403250A - 传输模块压力平衡设备

Info

Publication number: CN102403250A
Application number: CN2010102880775A
Authority: CN
Inventors: 许亮
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: CN102403250B

Abstract

本发明提供了一种用于半导体制造的传输模块压力平衡设备，包括依次连通的气动阀、调压阀和单向阀，其中所述气动阀与大气相通，所述气动阀与所述调压阀连接，所述调压阀与所述单向阀连接，所述单向阀通过承载室上的备用接口与所述承载室连接。根据本发明提供的设备，能够有效地且经济地消除承载室的内外压力差，平衡压力，以达到提高晶圆的良品率、降低成本的目的。

Description

传输模块压力平衡设备

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种传输模块压力平衡设备。

背景技术

在半导体的生产过程中，通常会使用真空或气压控制来进行沉积及其它的制造步骤。晶圆经由传输模块(transfer module)再进出反应腔，以确保反应腔维持在真空状态下不受粉尘及湿度的影响，从而将有毒气体及危险气体与超净室隔离开。传输模块是外界和反应腔之间的过渡设备，利用机器手臂在反应腔与晶舟之间传送晶圆，以节省时间。传输模块提供了一个真空的环境，当加载晶圆之后时需要将传输模块中承载室(load lock)抽成真空状态。

当晶圆经过处理之后，传出处理过的晶圆并载入需要处理的晶圆，因此需要开启传输模块门。而在传输模块门开启之前，需要对真空状态下的承载室充入氮气，使得承载室的压力从真空变成大气压，破除真空状态，达到与外界气压一致，以防止剧烈的气压变化造成破片。

在实际的生产过程中，当气压计显示承载室内气压达到大气压，则停止充入氮气。但是由于气压计的测量可能会存在误差，因此在有些情况下实际承载室内的气压并没有达到大气压，从而与外界气压造成压力差。此外，如果承载室内部的密封程度效果不理想，容易造成内漏，也会存在气压降低的现象。

因此，内外的压力差会紧密地压住传输模块门，如果此时打开传输模块门，进行晶圆传输，则传输模块门会由于压力差而造成刮伤传输模块的前面板，由此产生的微粒将掉落到晶圆上，导致晶圆表面污染和设备的部分磨损。

在现有技术中，可以通过校准气压计，加固密封程度，消除内漏，定期更换传输模块的前面板等方法，缩小承载室内外的压力差，消除损失。然而，这些方法大幅度提高了生产成本，而半导体的生产设备造价日益昂贵，需要使设备发挥最大效用，延长其运转时间。

因此需要一种装置，能够有效地且经济地消除传输模块的内外压力差，平衡压力，以达到提高晶圆的良品率、降低成本的目的。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种用于半导体制造的传输模块压力平衡设备，包括依次连通的气动阀、调压阀和单向阀，其中所述气动阀与大气相通，所述气动阀与所述调压阀连接，所述调压阀与所述单向阀连接，所述单向阀通过承载室上的备用接口与所述承载室连接。

进一步地，所述气动阀用于控制大气流过所述传输模块压力平衡设备。

进一步地，所述调压阀用于控制所流过的大气流量。

进一步地，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比大于等于0％且小于等于100％。

进一步地，所述单向阀对流过的其内部的气体进行过滤。

进一步地，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据承载室内的气压和外界气压的实际气压差的增加而增加。

进一步地，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据承载室内的气压和外界气压的实际气压差的减少而减少。

进一步地，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据所述传输模块压力平衡设备中的连接管道的横截面面积的增加而减少。

进一步地，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据所述传输模块压力平衡设备中的连接管道的横截面面积的减少而增加。

根据发明提供的设备，能够有效地且经济地消除传输模块的内外压力差，平衡压力，以达到提高晶圆的良品率、降低成本的目的。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施方式的传输模块压力平衡设备在系统中的位置图；

图2是根据本发明实施方式的传输模块压力平衡设备内部组件的结构图；

图3是根据本发明实施方式的传输模块压力平衡设备的工作流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便说明本发明是如何实现和操作传输模块压力平衡设备的。显然，本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

如图1所示，示出了传输模块压力平衡设备在晶圆处理系统中的位置图。其中传输模块压力平衡设备101与大气相连通，传输模块压力平衡设备101通过备用接口与承载室102相连通。承载室102也和氮气阀103相连通。氮气可以通过氮气阀103充入承载室102。大气流过传输模块压力平衡设备101充入承载室102。晶圆在经过处理之后，从反应腔传送到承载室102内，在将所述处理过的晶圆传输出承载室102之前，关闭传输模块门。然后，氮气阀103打开，向承载室102内充入氮气，将承载室102的气压从零增加到气压与大气压相同。在充入氮气时，当气压计显示承载室102内的气压达到760托或接近大气压时，关闭氮气阀103。然后，打开传输模块压力平衡设备101中的气动阀，大气流过气动阀流入所述传输模块压力平衡设备101中。通过传输模块压力平衡设备101的调节，使得承载室102内的气压和外界大气压相同，此时打开传输模块门，开始进行所述处理过的晶圆的传输。当所述处理过的晶圆传输后，关闭传输模块压力平衡设备101中的气动阀。最后关闭传输模块门。

如图2所示，示出了根据本发明的传输模块压力平衡设备内部的结构图。传输模块压力平衡设备200包括依次连通的气动阀201、调压阀202和单向阀203。大气依次流过气动阀201、调压阀202和单向阀203充入承载室。

所述气动阀201与所述调压阀202连接，所述气动阀201还与大气连接。气动阀201是大气流过所述传输模块压力平衡设备的开关。当气动阀201关闭时，大气无法流过所述传输模块压力平衡设备。当气动阀201打开时，大气可以全部流过所述传输模块压力平衡设备。

所述调压阀202与所述气动阀201连接，所述调压阀202还与所述单向阀203连接。调压阀202负责控制所流过的大气流量。当气动阀201打开的时候，调压阀202根据实际的承载室内的压力情况调节流过大气的流量，流过调压阀202的大气量占通过所述气动阀的全部大气量的百分比大于等于0％且小于等于100％，即流过调压阀202的大气量占通过气动阀201的全部大气量的百分比是从0％到100％之间(包含0％和100％两个端点)的任一数值。

所述单向阀203与所述调压阀202连接，所述单向阀203通过所述承载室上的备用接口与所述承载室相连接。单向阀203负责气体只能单方向通过，防止承载室内的气体通过单向阀203倒流。此外，所述单向阀203对流过的其内部的气体进行过滤。例如，单向阀203中还可以具有过滤器，所述过滤器对通过单向阀203内的气体进行过滤，保证进入承载室内的气体不会对晶圆造成表面颗粒的污染。

如图3所示，是根据本发明实施方式的传输模块压力平衡设备的工作流程图。在工作流程之前，需要打开传输模块压力平衡设备中的调压阀，并将其调整到适当的数值。

根据本发明一个实施方式，考虑到承载室内的气压和外界大气压的实际气压差，如果气压差较大，则增大调压阀的数值，即增加通过调压阀的大气量占通过气动阀的全部大气量的百分比。流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据承载室内的气压和外界气压的实际气压差的增加而增加。如果气压差较小，则减少调压阀的数值，即减少通过调压阀的大气量占通过气动阀的全部大气量的百分比。流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据承载室内的气压和外界气压的实际气压差的减少而减少。

根据本发明的另一个实施方式，考虑到传输模块压力平衡设备中的连接管道的横截面，如果所述连接管道的横截面的面积较大，则减少调压阀的数值，即减少通过调压阀的大气量占通过气动阀的全部大气量的百分比。流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据所述传输模块压力平衡设备中的连接管道的横截面面积的增加而减少。如果所述连接管道的横截面的面积较小，则增加调压阀的数值，即增加通过调压阀的大气量占通过气动阀的全部大气量的百分比。流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据所述传输模块压力平衡设备中的连接管道的横截面面积的减少而增加。

在步骤301中，晶圆经过处理之后，从反应腔传送到承载室内，在将所述处理过的晶圆传输出承载室之前，传输模块门的状态是关闭的。在步骤302中，进行破真空处理，目的是将承载室的气压从零增加到气压与大气压相同，此时氮气阀打开，向承载室内充入氮气。在步骤303中，充入氮气后，当气压计显示承载室内的气压达到760托或接近大气压时，关闭氮气阀。在步骤304中，在实际操作中，由于气压计的误差和内漏现象等原因，承载室内的气压和外界大气压有一定的压力差，此时打开传输模块压力平衡设备中的气动阀，大气通过气动阀流入所述传输模块压力平衡设备中。在步骤305中，通过传输模块压力平衡设备的调节，使得承载室内的气压和外界大气压相同，打开传输模块门，开始进行所述处理过的晶圆的传输。在步骤306中，所述处理过的晶圆传输后，关闭传输模块压力平衡设备中的气动阀。最后关闭传输模块门。完成一次传输模块压力平衡设备的工作流程。

根据本发明实施方式的传输模块压力平衡设备，通过充入适量的过滤后的大气，弥补了承载室和外界的气压差，这样在传输模块门打开时，不会由于压力差而造成刮伤传输模块的前面板，即不会产生表面微粒也不会对传输模块的前面板造成磨损。能够有效地且经济地消除传输模块的内外压力差，平衡压力，以达到提高晶圆的良品率、降低成本的目的。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种用于半导体制造的传输模块压力平衡设备，包括依次连通的气动阀、调压阀和单向阀，其中所述气动阀与大气相通，所述气动阀与所述调压阀连接，所述调压阀与所述单向阀连接，所述单向阀通过承载室上的备用接口与所述承载室连接。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述气动阀用于控制大气流过所述传输模块压力平衡设备。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述调压阀用于控制所流过的大气流量。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比大于等于0％且小于等于100％。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述单向阀对流过的其内部的气体进行过滤。

6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据承载室内的气压和外界气压的实际气压差的增加而增加。

7.如权利要求4所述的设备，其特征在于，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据承载室内的气压和外界气压的实际气压差的减少而减少。

8.如权利要求4所述的设备，其特征在于，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据所述传输模块压力平衡设备中的连接管道的横截面面积的增加而减少。

9.如权利要求4所述的设备，其特征在于，流过所述调压阀的大气量占流过所述气动阀的全部大气量的百分比根据所述传输模块压力平衡设备中的连接管道的横截面面积的减少而增加。