CN219610347U - 真空装置及晶圆处理设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种真空装置及晶圆处理设备，包括真空腔室、第一真空泵、第一阀、第一管路和压力计，第一真空泵通过第一阀与真空腔室连接，压力计通过第一管路与真空腔室连接，用以检测真空腔室内的压力，真空装置还包括有联动控制机构，联动控制机构连接在第一阀和压力计之间，以使第一阀处于开启时，第一管路导通；或使第一阀处于关闭时，第一管路截止。本公开有效防止了误操作导致压力计损坏，简化了更换压力计的操作步骤，缩短了晶圆处理设备复机时间。

Description

真空装置及晶圆处理设备

技术领域

本公开涉及半导体晶圆加工技术领域，具体地，涉及一种真空装置及晶圆处理设备。

背景技术

晶圆处理设备一般包括离子源、引导装置和真空腔室，离子源用于产生注入的离子束，真空腔室用于保持真空环境并放置待注入的晶圆，引导装置用于将离子源产生的离子束引导并加速注入到晶圆中。

真空腔室中的真空度会影响离子束的状态，进而影响离子注入后晶圆的良率。现有通常在真空腔室上连接压力计，以在对真空腔室进行抽真空操作时，达到指定的高真空状态后进行真空腔室的压力检测，而为了实现这一目的，压力计在真空腔室处于高真空下才被允许使用，在低真空下不允许使用，一旦误操作，具有损坏风险；并且，在压力计发生异常时，需要关闭与真空腔室连接的真空泵，并对真空腔室进行排气之后才能进行压力计的更换，压力计更换完毕后又需要将真空泵开启之后才能打开压力计，更换压力计的操作复杂，从而导致晶圆处理设备复机的时间较长。

实用新型内容

有鉴于此，为了至少部分的解决上述问题，本公开提供一种真空装置及晶圆处理设备，技术方案如下。

一种真空装置，包括真空腔室、第一真空泵、第一阀、第一管路和压力计，所述第一真空泵通过所述第一阀与所述真空腔室连接，所述压力计通过所述第一管路与所述真空腔室连接，用以检测所述真空腔室内的压力，所述真空装置还包括有联动控制机构，所述联动控制机构连接在所述第一阀和所述压力计之间，以使所述第一阀处于开启时，所述第一管路导通；或使第一阀处于关闭时，所述第一管路截止。

可选择地，所述联动控制机构包括：

第二阀，所述第二阀设置在所述第一管路上；以及

三通阀，所述三通阀具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口通过第二管路连接驱动源，所述第二接口通过第三管路连接所述第一阀，所述第三接口通过第四管路连接所述第二阀。

可选择地，所述第二管路上设置有开关。

可选择地，所述开关为电磁阀。

可选择地，所述驱动源为气体，所述第二阀为气动阀。

可选择地，所述第二管路、所述第三管路和所述第四管路皆为软性管，所述第一管路为刚性管。

可选择地，所述第一阀为闸阀。

可选择地，所述真空装置还包括有第二真空泵和第三阀，所述第二真空泵通过所述第三阀与所述真空腔室连接。

可选择地，所述真空装置还包括有控制器，所述第二真空泵、所述第三阀、所述第一真空泵和所述第一阀分别与所述控制器连接。

根据本公开的晶圆处理设备，包括离子源、引导装置和如上所述的真空装置，所述离子源用以产生离子束，所述离子束通过所述引导装置引导至所述真空腔室内。

本公开具有如下有益效果：基于联动控制机构的设置，使得第一阀和压力计能够同时处于工作状态或同时处于非工作状态，一方面，有效防止了误操作导致压力计损坏；另一方面，更换压力计时，无需关闭与真空腔室连接的真空泵，并对真空腔室进行排气，简化了更换压力计的操作步骤，缩短了晶圆处理设备复机时间。

以下结合附图，详细说明本公开的优点和特征。

附图说明

本公开的下列附图在此作为本公开的一部分用于理解本公开。附图中示出了本公开的实施方式及其描述，用来解释本公开的原理。在附图中，

图1为根据本公开的一个示例性实施例的真空装置的结构示意图(第一阀和压力计皆开启)；

图2为根据本公开的一个示例性实施例的真空装置的结构示意图(第一阀和压力计皆关闭)；

图3为根据本公开的一个示例性实施例的晶圆处理设备的结构示意图。

图中标号说明：

10、真空装置；11、真空腔室；12、第一真空泵；13、第一阀；14、第一管路；15、压力计；161、第二阀；162、三通阀；1621、第一接口；1622、第二接口；1623、第三接口；163、第二管路；164、第三管路；165、第四管路；166、开关；17、第二真空泵；18、第三阀；19、控制器；20、离子源；30、引导装置。

具体实施方式

在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本公开。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅示例性地示出了本公开的可选实施例，本公开可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本公开发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详细描述。

如图1和图2所示，本公开一个实施例的真空装置10，包括真空腔室11、第一真空泵12、第一阀13、第一管路14、压力计15和联动控制机构。

真空腔室11可以为晶圆处理设备中用于进行离子注入的工艺腔室，在进行离子注入时，将待注入晶圆置于真空腔室11中。真空腔室11在进行离子注入之前，一般需要进行抽真空操作，并在真空腔室11内达到高真空状态(如，达到mtorr级别)后，需要通过压力计15进行真空腔室11的压力检测。在其他实施例中，真空腔室11还可以为其他设备的真空腔室11。

第一真空泵12通过第一阀13与真空腔室11连接，第一真空泵12适于抽取真空腔室11中的空气，维持真空腔室11中的真空度或者使得真空腔室11中达到设定的真空度(如e-8torr左右)，具体来说，在需要进行抽真空操作时，第一阀13开启，通过第一真空泵12抽取真空腔室11中的空气。

压力计15通过第一管路14与真空腔室11连接，用以检测真空腔室11内的压力，这里，需要说明的是，本公开实施例的压力计15是用于检测真空腔室11处于高真空状态下压力的高真空压力计，不同于常规检测真空腔室11工作过程中压力的压力计，高真空压力计在高真空下才被允许使用，在低真空下不允许使用。

联动控制机构连接在第一阀13和压力计15之间，以使第一阀13处于开启时，第一管路14导通，从而压力计15与真空腔室11之间连通，压力计15对真空腔室11的压力进行测量，压力计15处于工作状态；或使第一阀13处于关闭时，第一管路14截止，从而将压力计15与真空腔室11之间隔离，压力计15处于非工作状态。也就是说，联动控制机构的作用是使第一阀13和压力计15同时处于工作状态或同时处于非工作状态。

本公开的一个实施例中，联动控制机构包括第二阀161和三通阀162，第二阀161设置在第一管路14上，三通阀162具有第一接口1621、第二接口1622和第三接口1623，第一接口1621通过第二管路163连接驱动源(驱动源图中未示出，驱动源根据第一阀13、三通阀162和第二阀161的类别可以选择气体，也可以选择液体)，第二接口1622通过第三管路164连接第一阀13，第三接口1623通过第四管路165连接第二阀161。如此，在向第二管路163中通入驱动源情况下，驱动源经过三通阀162一分为二，一部分通过第三管路164后开启第一阀13，第一真空泵12抽取真空腔室11中的空气，另一部分通过第四管路165后开启第二阀161，压力计15与真空腔室11之间连通；在第二管路163中无驱动源情况下，第一阀13和第二阀161皆无驱动源，从而第一阀13和第二阀161皆关闭；从而很好地实现了第一阀13处于开启同时第一管路14导通、第一阀13处于关闭同时第一管路14截止的目的。

为了方便对第二管路163进行控制，第二管路163上设置有开关166，通过启闭开关166，可以达到向第二管路163中通入驱动源或停止通入驱动源的目的。

这里，开关166可以为电磁阀，从而能降低成本，方便维护。

这里，驱动源可以为气体，第二阀161为气动阀。

进一步地，为了能满足驱动源的输送，第二管路163、第三管路164和第四管路165皆为软性管；同时，考虑到第一管路14是与真空腔室11连接的，为了提升第一管路14的使用寿命，第一管路14采用刚性管。

本公开的一个实施例，第一阀13为闸阀，如此，在完成抽真空操作后，可以通过介质压力起到密封的作用，以能很好地维持真空腔室11的真空状态。

本公开的一个实施例，真空装置10还包括有第二真空泵17和第三阀18，第二真空泵17通过第三阀18与真空腔室11连接。基于第二真空泵17和第三阀18的设置，对真空腔室11进行抽真空操作时，可以先开启第二真空泵17和第三阀18，进行初抽真空，如，先通过第二真空泵17和第三阀18，对真空腔室11抽到mtorr级别，再开启第一真空泵12和第一阀13，以使得真空腔室11达到e-8torr左右。

进一步地，真空装置10还包括有控制器19，第二真空泵17、第三阀18、第一真空泵12和第一阀13分别与控制器19连接。这里，控制器19可以采用常用的可编辑逻辑控制器(即，PLC控制器)。如此，能方便地控制第二真空泵17、第三阀18、第一真空泵12和第一阀13，以便先通过第二真空泵17和第三阀18，对真空腔室11抽到mtorr级别，再开启第一真空泵12和第一阀13，以使得真空腔室11达到e-8torr左右。

本公开一个实施例的真空装置10，进行抽真空操作时，先通过第二真空泵17和第三阀18，对真空腔室11抽到mtorr级别，再开启第一真空泵12和第一阀13；如图1所示，在开启第一真空泵12和第一阀13时，可以打开开关166，驱动源通过三通阀162驱动第一阀13和第二阀161同时打开；如图2所示，在需要更换压力计15时，可以关闭开关166，第一阀13和第二阀161由于没有驱动源驱动，同时关闭，并不会破坏真空腔室11的真空状态。

如图3所示，本公开一个实施例的晶圆处理设备，包括离子源20、引导装置30和真空装置10，真空装置10为如上所述的真空装置10，离子源20用于产生离子束，产生的离子束通过引导装置30引导至真空腔室11内，引导装置30对离子束进行筛选以消除不想要的离子种类，然后加速至预期的能量，并导引至待注入晶圆表面，从而在待注入晶圆中掺杂需要的杂质离子。

综合上述可以看出，本公开具有如下有益效果：基于联动控制机构的设置，使得第一阀13和压力计15能够同时处于工作状态或同时处于非工作状态，一方面，有效防止了误操作导致压力计15损坏；另一方面，更换压力计15时，无需关闭与真空腔室11连接的真空泵，并对真空腔室11进行排气，简化了更换压力计15的操作步骤，缩短了晶圆处理设备复机时间。

本公开的描述中，需要理解的是，方位词所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内”、“外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述图中所示的一个或多个部件或特征与其他部件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语不但包含部件在图中所描述的方位，还包括使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件被整体倒置，则部件“在其他部件或特征上方”或“在其他部件或特征之上”的将包括部件“在其他部件或构造下方”或“在其他部件或构造之下”的情况。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。此外，这些部件或特征也可以其他不同角度来定位(例如旋转90度或其他角度)，本文意在包含所有这些情况。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本公开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，而非意在将本公开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，本公开并不局限于上述实施例，根据本公开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公开所要求保护的范围以内。本公开的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种真空装置，其特征在于，包括真空腔室(11)、第一真空泵(12)、第一阀(13)、第一管路(14)和压力计(15)，所述第一真空泵(12)通过所述第一阀(13)与所述真空腔室(11)连接，所述压力计(15)通过所述第一管路(14)与所述真空腔室(11)连接，用以检测所述真空腔室(11)内的压力，所述真空装置还包括有联动控制机构，所述联动控制机构连接在所述第一阀(13)和所述压力计(15)之间，以使所述第一阀(13)处于开启时，所述第一管路(14)导通；或使第一阀(13)处于关闭时，所述第一管路(14)截止。

2.根据权利要求1所述的真空装置，所述联动控制机构包括：

第二阀(161)，所述第二阀(161)设置在所述第一管路(14)上；以及

三通阀(162)，所述三通阀(162)具有第一接口(1621)、第二接口(1622)和第三接口(1623)，所述第一接口(1621)通过第二管路(163)连接驱动源，所述第二接口(1622)通过第三管路(164)连接所述第一阀(13)，所述第三接口(1623)通过第四管路(165)连接所述第二阀(161)。

3.根据权利要求2所述的真空装置，其特征在于，所述第二管路(163)上设置有开关(166)。

4.根据权利要求3所述的真空装置，其特征在于，所述开关(166)为电磁阀。

5.根据权利要求2所述的真空装置，其特征在于，所述驱动源为气体，所述第二阀(161)为气动阀。

6.根据权利要求2所述的真空装置，其特征在于，所述第二管路(163)、所述第三管路(164)和所述第四管路(165)皆为软性管，所述第一管路(14)为刚性管。

7.根据权利要求1所述的真空装置，其特征在于，所述第一阀(13)为闸阀。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的真空装置，其特征在于，所述真空装置还包括有第二真空泵(17)和第三阀(18)，所述第二真空泵(17)通过所述第三阀(18)与所述真空腔室(11)连接。

9.根据权利要求8所述的真空装置，其特征在于，所述真空装置还包括有控制器(19)，所述第二真空泵(17)、所述第三阀(18)、所述第一真空泵(12)和所述第一阀(13)分别与所述控制器(19)连接。

10.一种晶圆处理设备，其特征在于，包括离子源(20)、引导装置(30)和如权利要求1-9中任意一项所述的真空装置(10)，所述离子源(20)用以产生离子束，所述离子束通过所述引导装置(30)引导至所述真空腔室(11)内。