CN210245464U - 背氦循环管路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种背氦循环管路，主要包括：一前级支路，前级支路的第一端位于腔室前级阀和腔室后级阀之间，前级支路的第二端位于主泵和前级泵之间；前级支路包含一支路前级阀和一节流孔，支路前级阀连接在腔室前级阀和腔室后级阀之间，节流孔连接支路前级阀，节流孔连接在主泵和前级泵之间。据此，在现有制程的基础上只需要增加所述前级支路，从而对原有的制程设计的影响较小；能够在多个所述背氦循环管路共用一供气主路时，即使其中某个腔室的背氦循环管路打开而造成其他作业中的背氦的回流，但是也能使得所述作业中的腔室的背氦流量能够满足背氦流量设计要求，能够有效保证在作业过程中各个反应腔室的背氦背压的稳定性。

Description

背氦循环管路

技术领域

本实用新型涉及半导体制造设备领域，特别涉及一种背氦循环管路。

背景技术

随着技术的进步，半导体器件的制造过程中，一体化刻蚀工艺所使用的机台通常可以同时挂载多个反应腔体，例如TEL公司的Tactras平台最多可以同时挂载六个TELVigus LK2反应腔体。当四个反应腔体同时跑货（run）时，反应腔体内的静电吸盘（Electrostatic Chuck，简称ESC）的背氦容易出现回流现象（背氦的流量会有负飘）。

参阅图1所示，在针对TEL公司的Tactras平台的制程设计时，当单腔体进行跑货时，考虑到静电吸盘02在吸住晶圆01（Wafer）后，晶圆和静电吸盘之间贴合还是具有微观不平，静电吸盘02和晶圆01之间会有0~1标准毫升每分钟的氦流失（03）。因此，在此制程设计中经考虑到所述氦流失（03）的影响，将背氦在稳定状态下的流量设计为0~1标准毫升每分钟（sccm）。

参阅图2所示，展示了一机台两个腔室的相关流体参数的时序变化示意图。目前机台段的背氦由一主管路提供来源，经机台后根据反应腔体数量进行分支。第二反应腔体（PM2）正常在跑货，第六反应腔体（PM6）在22:37:05时刻其背氦管路打开（Helium PressureOn），与此同时，第二反应腔体（PM2）中背氦（Edge Helium）的流量出现负飘，流量负飘值为-1.5标准毫升每分钟。

参阅图3所示，展示了一机台三个腔体分别跑货时的一错误侦测分类系统（FDC）提供的背氦流量时序图。在0.10.368附近，0.08.641~0.12.096时序区间内，其中两个腔室的背氦流量出现负飘，峰值达到接近-1.5标准毫升每分钟。其余时间内，背氦的流量在0~0.5标准毫升每分钟之间。

综上所述，现有技术中，存在如下技术问题：在机台的多反应腔室同时作业时，会导致背氦回流，进而导致了背压不稳定。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种背氦循环管路，其目的在于在机台上同时多个反应腔作业时，改善现有技术中如下现象——“某个反应腔的背氦管路打通，而导致机台的其他正在作业的反应腔的背氦的流量负飘，出现背压不稳定”，从而能够在多反应腔室作业时，能够提供有效的背氦流量且维持背氦的背压。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种背氦循环管路，包括：

一腔室前级阀，所述腔室前级阀的第一端用以连接一进气支路；

一腔室后级阀，所述腔室后级阀的第一端与所述腔室前级阀的第二端相连；

一腔室，所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间设有一腔室支路，所述腔室支路连接至所述腔室；

一主泵，所述主泵的第一端与所述腔室后级阀的第二端相连接；

一前级泵，所述前级泵的第一端与所述主泵的第二端相连接；

一前级支路，所述前级支路的第一端位于所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间，所述前级支路的第二端位于所述主泵和所述前级泵之间；

所述前级支路包含一支路前级阀和一节流孔，所述支路前级阀连接于所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间，所述节流孔连接所述支路前级阀，所述节流孔连接于所述主泵和所述前级泵之间。

优选地，所述进气支路包括一气源、一过滤器、一流体控制器、一供应阀。

优选地，所述供应阀的第一端连接所述气源，所述过滤器的第一端连接所述供应阀的第二端，所述过滤器的第二端连接所述流体控制器的第一端，所述流体控制器的第二端连接所述腔室前级阀的第一端。

优选地，所述过滤器的第一端连接所述气源，所述过滤器的第二端连接所述流体控制器的第一端，所述流体控制器的第二端连接所述供应阀的第一端，所述供应阀的第二端连接所述腔室前级阀的第一端。

优选地，所述背氦循环管路还包括一供气主路，所述进气支路连接至所述供气主路上，所述腔室的数量为至少二个。

优选地，所述腔室包含一静电吸盘，所述静电吸盘用以装载一待加工的晶圆，所述静电吸盘具有一冷却管路、一进气孔和一出气孔，所述进气孔位于所述静电吸盘的背面，所述出气孔位于所述静电吸盘的正面，所述冷却管连接所述进气孔和所述出气孔，所述腔室支路连接至所述进气孔。

优选地，所述静电吸盘装载所述待加工的晶圆时，所述支路前级阀开启，所述腔室支路的稳定流量为3~11标准毫升每分钟。

优选地，所述主泵为一涡轮分子泵。

优选地，所述前级泵为一干式泵。

优选地，所述静电吸盘卸载加工完成后的所述待加工的晶圆时，所述进气支路包括一供应阀，所述供应阀关闭，所述支路前级阀关闭，所述主泵为一涡轮分子泵，所述前级泵为一干式泵，所述涡轮分子泵启动用以抽净所述背氦。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种背氦循环管路，包括：一腔室前级阀，所述腔室前级阀的第一端用以连接一进气支路；一腔室后级阀，所述腔室后级阀的第一端与所述腔室前级阀的第二端相连；一腔室，所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间设有一腔室支路，所述腔室支路连接至所述腔室；一主泵，所述主泵的第一端与所述腔室后级阀相连接；一前级泵，所述前级泵的第一端与所述主泵的第二端相连接；一前级支路，所述前级支路的第一端位于所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间，所述前级支路的第二端位于所述主泵和所述前级泵之间；所述前级支路包含一支路前级阀和一节流孔，所述支路前级阀连接在所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间，所述节流孔连接所述支路前级阀，所述节流孔连接于所述主泵和所述前级泵之间。据此，在现有制程的设备及参数配置中只需要增加所述的前级支路，因而，本实用新型能达到的技术效果在于，首先，对原有的制程设计的影响较小；其次，能够在多个所述背氦循环管路共用一供气主路时，即使其中某个腔室的背氦循环管路打开造成其他作业中的腔室背氦回流，但是，所述背氦循环管路也能使得所述作业中的腔室的背氦流量能够满足背氦流量设计要求（背氦的泄露量，0~1标准毫升每分钟），而不致于其他作业中的背氦流量为-1.5标准毫升每分钟，从而能够有效保证在作业过程中各个反应腔室的背氦背压的稳定性。

附图说明

图1为现有技术机台的反应腔室内背氦的泄露示意图。

图2为现有技术机台的双腔分别工作时各自腔室的流体流量和流体压力的波动图。

图3为现有技术机台的三腔分别跑货时机台的错误侦测分类系统反馈的背氦流量时序图。

图4为本实用新型的背氦循环管路的第一实施例。

图5为本实用新型的背氦循环管路的第一实施例。

图6为本实用新型的背氦循环管路的第三实施例。

图7为本实用新型的背氦循环管路的第四实施例。

附图标记说明。

晶圆01

静电吸盘02

氦流失03

腔室前级阀10

腔室前级阀的第一端11

腔室前级阀的第二端12

进气支路20

气源21

过滤器22

过滤器的第一端221

过滤器的第二端222

流体控制器23

流体控制器的第一端231

流体控制器的第二端232

供应阀24

供应阀的第一端241

供应阀的第二端242

腔室后级阀30

腔室后级阀的第一端31

腔室后级阀的第二端32

腔室41

腔室支路42

主泵51

主泵的第一端511

主泵的第二端512

前级泵52

前级泵的第一端521

前级支路60

前级支路的第一端61

前级支路的第二端62

支路前级阀63

节流孔64

供气主路70

第一分支背氦循环管路L1

第二分支背氦循环管路L2。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

参阅图4所示，为本实用新型的背氦循环管路的第一实施例。

本实用新型提供了一种背氦循环管路，包括：一腔室前级阀10，所述腔室前级阀的第一端11用以连接一进气支路20；一腔室后级阀30，所述腔室后级阀的第一端31与所述腔室前级阀的第二端12相连；一腔室41，所述腔室前级阀10和所述腔室后级阀30之间设有一腔室支路42，所述腔室支路42连接至所述腔室41；一主泵51，所述主泵的第一端511与所述腔室后级阀的第二端32相连接；一前级泵52，所述前级泵的第一端521与所述主泵的第二端512相连接。一前级支路60，所述前级支路的第一端61位于所述腔室前级阀10和所述腔室后级阀30之间，所述前级支路的第二端62位于所述主泵51和所述前级泵52之间；所述前级支路60包含一支路前级阀63和一节流孔64，所述支路前级阀63连接于所述腔室前级阀10和所述腔室后级阀30之间，所述节流孔64连接所述支路前级阀63，所述节流孔64连接于所述主泵51和所述前级泵52之间。所述前级泵的第二端522为气体排出端，可与废气回收处理系统相连。据此，将所述前级支路60连接到了原单腔背氦循环管路中；节流孔64可以调节所述前级支路60的流量；支路前级阀63用以关闭前级支路60，即与原单腔背氦循环管路相同。

在第一实施例基础上，优选地，所述腔室41包含一静电吸盘411，所述静电吸盘411用以装载一待加工的晶圆412，所述静电吸盘411具有一冷却管路、一进气孔和一出气孔，所述进气孔位于所述静电吸盘的背面，所述出气孔位于所述静电吸盘的正面，所述冷却管连接所述进气孔和所述出气孔，所述腔室支路42连接至所述进气孔。静电吸盘411用来吸住晶圆412。静电吸盘411内布置的冷却管路提供背氦至晶圆412与静电吸盘411之间，用以为晶圆412提供热循环。出气孔溢出的背氦，在静电吸盘的正面还会设有沟槽，用以增加背氦与晶圆412的接触。背氦会有部分散逸到腔室41中。

参阅图5和图6所示，在第一实施例基础上，进一步地，提供了进气支路的连接方式。所述进气支路20包括一气源21、一过滤器22、一流体控制器23、一供应阀24。

参阅图5所示，为本实用新型的背氦循环管路的第二实施例。第二实施例主要是在第一实施例的基础上，进一步给出了进气支路的连接方式。所述供应阀的第一端241连接所述气源21，所述过滤器的第一端221连接所述供应阀的第二端242，所述过滤器的第二端222连接所述流体控制器的第一端231，所述流体控制器的第二端232连接所述腔室前级阀的第一端11。

参阅图6所示，为本实用新型的背氦循环管路的第三实施例。第三实施例主要是在第一实施例的基础上，进一步给出了进气支路的另外一种连接方式。所述过滤器的第一端221连接所述气源21，所述过滤器的第二端222连接所述流体控制器的第一端231，所述流体控制器的第二端232连接所述供应阀的第一端241，所述供应阀的第二端242连接所述腔室前级阀的第一端11。

参阅图5、6所示，据此，为本实用新型的背氦循环管路提供了一气源（背氦）。

参阅图7所示，为本实用新型的背氦循环管路的第四实施例。主要是将本实用新型提供的各分支的背氦循环管路连接至机台的供气主路上，图示为两条分支的背氦循环管路。各分支的背氦循环管路为L1、L2。优选地，所述背氦循环管路还包括一供气主路70，所述进气支路20连接至所述供气主路70上，所述腔室41的数量为至少二个。据此，提供了本实用新型在多腔室的机台上各个分支背氦循环的管路的连接。

在多支路的背氦循环管路的机台上，所述静电吸盘411装载所述待加工的晶圆412时，所述支路前级阀63开启，所述腔室支路42的稳定流量为3~11标准毫升每分钟。据此，若该支路的流量有负飘-1.5标准毫升每分钟时，即有其他支路的背氦循环管路从关闭到开启，此时该支路中的腔室支路42的流量会变为1.5~9.5标准毫升每分钟，也能满足因泄露流失的氦流量0~1标准毫升每分钟的制程要求，从而维持了背氦的背压的稳定。

进一步地，所述主泵51为一涡轮分子泵。

进一步地，所述前级泵52为一干式泵。

所述静电吸盘411卸载加工完成后的所述待加工的晶圆412时，所述进气支路20包括一供应阀24，所述供应阀24关闭。此时，背氦的供应切断。所述支路前级阀63关闭，所述主泵51为一涡轮分子泵，所述前级泵52为一干式泵，所述涡轮分子泵51启动用以抽净所述背氦。此时前级支路60被关闭。

据此，由干式泵和涡轮分子泵组成真空泵组，用以将管路中的气体抽除干净。

以上所述即为本实用新型提供的实施例的主要技术方案，最主要的包括：一前级支路60，所述前级支路的第一端61位于所述腔室前级阀10和所述腔室后级阀30之间，所述前级支路的第二端62位于所述主泵51和所述前级泵52之间；所述前级支路60包含一支路前级阀63和一节流孔64，所述支路前级阀63连接在所述腔室前级阀10和所述腔室后级阀30之间，所述节流孔64连接所述支路前级阀63，所述节流孔63连接于所述主泵51和所述前级泵52之间。

据此，在现有制程的设备及参数配置中，只需要增加所述的前级支路60，因而，本实用新型能达到的技术效果在于：

首先，对原有的制程设计的影响较小；

其次，能够在多个分支所述背氦循环管路（L1、L2、L3、L4、L5、L6）共用一供气主路70时，即使其中某个腔室41的背氦循环管路（比如，L1）从关闭到打开的变化造成其他作业中的腔室支路（L2、L3、L4、L5、L6中的42）背氦回流，但是，本实用新型提供的各分支背氦循环管路能够使得所述作业中的腔室支路的背氦流量（1.5~9.5标准毫升每分钟）能够满足背氦流量设计要求（即，背氦的泄露量，0~1标准毫升每分钟），而不致于出现其他作业中的腔室支路的背氦流量为-1.5标准毫升每分钟，从而，能够有效保证在作业过程中各个反应腔室的背氦背压的稳定性。

上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本实用新型的技术方案及其技术效果，而非用于限制本实用新型。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本实用新型的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本实用新型的权利保护范围。

Claims (10)

1.一种背氦循环管路，其特征在于，包括：

一腔室前级阀，所述腔室前级阀的第一端用以连接一进气支路；

一腔室后级阀，所述腔室后级阀的第一端与所述腔室前级阀的第二端相连；

一腔室，所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间设有一腔室支路，所述腔室支路连接至所述腔室；

一主泵，所述主泵的第一端与所述腔室后级阀的第二端相连接；

一前级泵，所述前级泵的第一端与所述主泵的第二端相连接；

一前级支路，所述前级支路的第一端位于所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间，所述前级支路的第二端位于所述主泵和所述前级泵之间；

所述前级支路包含一支路前级阀和一节流孔，所述支路前级阀连接于所述腔室前级阀和所述腔室后级阀之间，所述节流孔连接所述支路前级阀，所述节流孔连接于所述主泵和所述前级泵之间。

2.如权利要求1所述的背氦循环管路，其特征在于，所述进气支路包括一气源、一过滤器、一流体控制器、一供应阀。

3.如权利要求2所述的背氦循环管路，其特征在于，所述供应阀的第一端连接所述气源，所述过滤器的第一端连接所述供应阀的第二端，所述过滤器的第二端连接所述流体控制器的第一端，所述流体控制器的第二端连接所述腔室前级阀的第一端。

4.如权利要求2所述的背氦循环管路，其特征在于，所述过滤器的第一端连接所述气源，所述过滤器的第二端连接所述流体控制器的第一端，所述流体控制器的第二端连接所述供应阀的第一端，所述供应阀的第二端连接所述腔室前级阀的第一端。

5.如权利要求1至4之一所述的背氦循环管路，其特征在于，所述背氦循环管路还包括一供气主路，所述进气支路连接至所述供气主路上，所述腔室的数量为至少二个。

6.如权利要求1所述的背氦循环管路，其特征在于，所述腔室包含一静电吸盘，所述静电吸盘用以装载一待加工的晶圆，所述静电吸盘具有一冷却管路、一进气孔和一出气孔，所述进气孔位于所述静电吸盘的背面，所述出气孔位于所述静电吸盘的正面，所述冷却管连接所述进气孔和所述出气孔，所述腔室支路连接至所述进气孔。

7.如权利要求6所述的背氦循环管路，其特征在于，所述静电吸盘装载所述待加工的晶圆时，所述支路前级阀开启，所述腔室支路的稳定流量为3~11标准毫升每分钟。

8.如权利要求1所述的背氦循环管路，其特征在于，所述主泵为一涡轮分子泵。

9.如权利要求1所述的背氦循环管路，其特征在于，所述前级泵为一干式泵。

10.如权利要求6所述的背氦循环管路，其特征在于，所述静电吸盘卸载加工完成后的所述待加工的晶圆时，所述进气支路包括一供应阀，所述供应阀关闭，所述支路前级阀关闭，所述主泵为一涡轮分子泵，所述前级泵为一干式泵，所述涡轮分子泵启动用以抽净所述背氦。

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