專利名稱：含有內(nèi)壓控制系統(tǒng)的常壓晶片加工反應(yīng)器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及晶片加工反應(yīng)器或系統(tǒng)的領(lǐng)域以及在半導(dǎo)體和集成電路的制造中所使用的方法。更具體地，本發(fā)明涉及具有內(nèi)壓控制系統(tǒng)的常壓晶片加工反應(yīng)器(atomospheric pressure wafer processing reactor)及方法。
背景技術(shù)：
晶片加工反應(yīng)器系統(tǒng)和方法廣泛地用在半導(dǎo)體和集成電路的制造中。一種晶片加工系統(tǒng)的具體形式是使用化學(xué)汽相沉積(CVD)，在基板表面上沉積膜或?qū)右宰鳛榘雽?dǎo)體和集成電路制造中的一個(gè)步驟。本領(lǐng)域中使用各種不同的CVD系統(tǒng)。例如，沉積膜可使用低壓CVD(LPCVD)系統(tǒng)、常壓CVD(APCVD)系統(tǒng)或者不同類型的等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)。通常，所有這些系統(tǒng)都使用沉積室(deposition chamber)，在沉積室中注入的一些氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)并在基板表面上沉積成一層材料。可以沉積多種材料，典型的實(shí)例是電介質(zhì)，例如氧化物和摻雜氧化物(doped oxide)。
為正確操作系統(tǒng)，特別是沉積具有所需質(zhì)量和可重復(fù)性的膜，反應(yīng)器內(nèi)氣體的流動很重要。更具體地，最好在臨近基板表面的區(qū)域獲得基本上均勻的氣體流動，從而在基板表面得到一定濃度的氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)或反應(yīng)物，以沉積合適的膜。而且，對此類氣體流動進(jìn)行控制，促進(jìn)了更加有效地使用反應(yīng)氣體。
沉積膜時(shí)另一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)是膜厚度的均勻性。最好在整個(gè)基板表面上獲得具有基本上均勻厚度的膜。當(dāng)基板的直徑繼續(xù)增加時(shí)，這一方面變得更加重要。因?yàn)槌练e室內(nèi)反應(yīng)氣體的流動在生成的膜厚度方面起著重要作用，所以最好控制氣體流速并促使反應(yīng)氣體在基板的整個(gè)表面上基本上均勻地流動。
晶片加工系統(tǒng)還有一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是使反應(yīng)器中形成的粒子和污染物最少。粒子和污染物主要是由未反應(yīng)的氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)和副產(chǎn)物氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)的積聚和在反應(yīng)器內(nèi)部表面上形成沉積物(通常稱為粉末結(jié)塊(powderbuild-up))所引起的。這些沉積物是可能污染基板上沉積膜的粒子的基本來源。為除去這些沉積物，必須離線(off line)操作該系統(tǒng)，然后再使用該系統(tǒng)。積聚在滯流區(qū)域(stagnant flow region)的污染物和氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)對反應(yīng)器的腐蝕有促進(jìn)作用，并嚴(yán)重地縮短系統(tǒng)壽命并且導(dǎo)致污染問題。惰性氣體和反應(yīng)氣體的流動在促進(jìn)或者使未反應(yīng)的氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)和副產(chǎn)物氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)的積聚最少方面起著重要作用，因而部分地決定粉末結(jié)塊的程度。因此，最好是提供能夠促進(jìn)控制惰性和反應(yīng)氣流，以最少化積聚和粉末結(jié)塊的系統(tǒng)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)控制各種氣體的排氣流速(exhaust flow rate)可解決上述問題。但是當(dāng)反應(yīng)器的排氣系統(tǒng)沒有正常工作時(shí)，問題就出現(xiàn)了。例如，如果排氣流速太高，則反應(yīng)氣體沒有完全反應(yīng)，因而影響在基板表面上的沉積。反之，如果排氣流速太慢，則氣流沒有確定(undefined)，所以所使得在沉積室內(nèi)的積聚增加，這種積聚可能在室壁上產(chǎn)生沉積物。因此，最好提供一種通過獲得和維持系統(tǒng)中的某種選定的氣體流速值，以控制或者“計(jì)量”氣體的排氣流動的系統(tǒng)和方法。此外，因?yàn)槌霈F(xiàn)粉末結(jié)塊并會使流動條件隨著時(shí)間變化，所以最好提供使用能準(zhǔn)確控制氣體流動且不隨時(shí)間而變差的控制方式(control means)的系統(tǒng)和方法。
美國專利6,143,080描述了解決上述問題的現(xiàn)有技術(shù)方案，在此引入其公開作為參考。一般的，’080專利提供了一種晶片加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)輸送加工氣體(processing gas)和惰性氣體至包括CVD加工區(qū)域的室中，該室含有運(yùn)輸氣體至室以及從室中排出氣體的多個(gè)氣體流動通道(gas flow path)。旁路壓力通風(fēng)系統(tǒng)(bypass plenums)的有源排氣口(active exhaust)允許過量的反應(yīng)室氣體(chamber gases)從系統(tǒng)中抽出，而無需圍繞不同室的不對稱的氣流條件。在惰性氣體幕簾(curtain)之間放置內(nèi)接于系統(tǒng)的裝載(load)和卸載(unload)的排氣口，使得在外部環(huán)境條件變化時(shí)，排氣流動控制系統(tǒng)(exhaustflow control system)動態(tài)地維持開放式APCVD系統(tǒng)中室內(nèi)所需的壓差(接近零)。該系統(tǒng)的排氣流動控制系統(tǒng)將裝載和卸載的氣體通道以及旁路排氣流動通道并入室的排氣流動通道中。
在示例的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)和方法中，流動控制系統(tǒng)是被連接到幾個(gè)排氣流動通道的各個(gè)通道之上。單獨(dú)控制各個(gè)加工氣體排氣流動通道，以在各個(gè)氣體流動通道之內(nèi)維持恒定的流動速率，而不考慮是否積聚沉積副產(chǎn)物。使用自清潔的孔有助于在加工排氣管線中在測量流動時(shí)測量壓差。該晶片加工系統(tǒng)配備有圍繞室的裝載和卸載區(qū)域，各區(qū)域均含有附加的惰性氣體排氣流動通道。盡管現(xiàn)有技術(shù)控制氣流的系統(tǒng)和方法已經(jīng)在本領(lǐng)域中提供了進(jìn)步，但是仍需要進(jìn)行改進(jìn)。例如，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，自清潔的孔經(jīng)過玻璃和粉末積聚，改變了排氣質(zhì)量流量與通過該孔的壓差隨時(shí)間的相關(guān)性。因此，總排氣質(zhì)量流量會隨時(shí)間而變化，這導(dǎo)致在沉積的氧化物膜厚度方面產(chǎn)生不必要的偏移并且在從晶片至晶片的加工結(jié)果之間產(chǎn)生波動。對SiO2膜應(yīng)用而言，當(dāng)孔隨時(shí)間的推移而積聚玻璃和粉末時(shí)，加工排氣(process exhasut)通常會降低，沉積的膜則厚度增加。此外，由于孔自清潔的要求，所以使環(huán)形線圈和擦凈孔表面的彈簧旋轉(zhuǎn)的裝置(mechanicsm)使得在排氣管路中有泄漏。因?yàn)樗玫拿芊獠皇亲罴训?，所以對設(shè)備排氣管路的徹底防漏檢查受到限制。而且，泄漏可能使排氣質(zhì)量流量與通過該孔壓差的相關(guān)性偏移。因此，對排氣管路組件進(jìn)行預(yù)防性的維持拆卸和清潔后，必須頻繁地調(diào)整通過孔的壓差的設(shè)定值(setpoint)以獲得相同的加工條件。在系統(tǒng)中維持相同的設(shè)定值對無需額外工程支持的生產(chǎn)操作是最好的。
最后，在開放式常壓CVD系統(tǒng)中將全部排氣質(zhì)量流量控制為恒定，不能補(bǔ)償輸入氣流的變化，也不能在外部條件改變時(shí)，在系統(tǒng)中維持穩(wěn)定的壓力平衡。當(dāng)設(shè)備氣體(facility gas)供應(yīng)壓力變化時(shí)，通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)的輸入氣體流量發(fā)生變化，正如當(dāng)關(guān)閉或打開鄰近的非連續(xù)加工系統(tǒng)中的氣流時(shí)所發(fā)生的一樣。而且，當(dāng)操作人員為裝載或卸載而打開或關(guān)閉入口門(portal door)以接近晶片盒時(shí)，系統(tǒng)的裝載端會暴露于清潔室的壓力中，該壓力可以基本上高于圍繞系統(tǒng)的暗槽(chase)側(cè)的壓力。系統(tǒng)的晶片裝載也影響內(nèi)壓平衡，特別是因?yàn)榉浅Ｐ〉膲毫ψ兓?variation)就能擾動開放式APCVD系統(tǒng)中的氣流和沉積的膜結(jié)果，所以最好在常壓晶片加工系統(tǒng)中提供進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的晶片加工系統(tǒng)，更具體地是，改進(jìn)的常壓化學(xué)汽相沉積(APVCD)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使系統(tǒng)內(nèi)氣體積聚和不必要的沉積物的形成最小化的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種能夠促進(jìn)在基板表面上沉積基本上均勻的膜的系統(tǒng)和方法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的這些和其它目的是通過用于輸送至少一種氣體的常壓晶片加工系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該常壓晶片加工系統(tǒng)含有使用靈敏傳感器(sensor)測量系統(tǒng)內(nèi)相對于暗槽周圍壓力(chase ambient pressure)的壓差和調(diào)整控制單元以在系統(tǒng)內(nèi)維持選定的預(yù)定壓力的排氣控制反饋系統(tǒng)。更具體地，該傳感器測量相對于暗槽的周圍壓力的內(nèi)爐(muffle)內(nèi)的壓力，特別是內(nèi)爐的裝載、旁路中心和卸載部分的壓力。通過直接在常壓系統(tǒng)內(nèi)控制內(nèi)爐壓力，為晶片加工提供了更穩(wěn)定的壓力平衡，使其較少受到外部環(huán)境變化的影響，并且當(dāng)至系統(tǒng)的供應(yīng)壓力發(fā)生變化時(shí)，考慮了對改變的輸入氣流的補(bǔ)償。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，提供化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，輸送一種或多種反應(yīng)氣體和一種或多種惰性氣體以加工晶片或其它基板。該系統(tǒng)包括內(nèi)爐、將晶片插入內(nèi)爐中的裝載區(qū)域、從內(nèi)爐中取出晶片的卸載區(qū)域和從內(nèi)爐中排放除去的反應(yīng)氣體和一些惰性氣體的加工室排氣流動通道(process chamber exhaust flow path)。內(nèi)爐維持在近乎常壓下，內(nèi)爐包含至少一個(gè)加工室，所述加工室包含至少一個(gè)注入一種或多種反應(yīng)氣體的注入器、至少一個(gè)將一種或多種惰性氣體注入沉積區(qū)域的防護(hù)物(shield)或幕簾(curtain)、至少一個(gè)除去反應(yīng)氣體和惰性氣體的排氣口(exhaust vent)。提供至少第一壓力傳感器，用于測量加工室中內(nèi)爐和周圍大氣壓力之間的壓差，并且用于提供一種響應(yīng)所述壓差的反饋控制信號。包括響應(yīng)反饋控制信號的可控制的第一節(jié)流閥的第一控制單元，測量從CVD系統(tǒng)的加工室排氣流動通道中排放的氣體的流量。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種輸送和排放氣體至常壓反應(yīng)器中的加工室的方法。通常，該方法包括在反應(yīng)器內(nèi)建立至少一個(gè)氣體流動通道的步驟。氣體通過氣體流動通道傳送，并測量加工室或一個(gè)或多個(gè)圍繞該加工室的氣體流動通道和系統(tǒng)外部的周圍壓力之間的壓差。選擇性地響應(yīng)測量的壓差而調(diào)節(jié)的流動控制單元，以控制氣體的流速維持壓差基本上等于預(yù)定的恒定值。此外，氣體可以穿過多個(gè)氣體流動通道，單獨(dú)控制該氣體的流速以在各個(gè)測量區(qū)域內(nèi)維持所選定的壓差。而且，即使氣體溫度或流動通道的幾何結(jié)構(gòu)隨時(shí)間而變化，也可以在各個(gè)氣體流動通道中將其它氣體流速維持在基本恒定值上，以促進(jìn)該氣體均勻的輸送和排放。
附圖簡述參考附圖，當(dāng)理解了下述本發(fā)明的詳細(xì)描述和權(quán)利要求后，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會更加顯而易見，其中

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的晶片加工系統(tǒng)的橫截面圖。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的顯示排氣控制系統(tǒng)的晶片加工系統(tǒng)的示意圖。
圖3是示意闡述本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案的流程圖。
圖4是闡述當(dāng)系統(tǒng)安裝在與暗槽分離的高壓清潔室內(nèi)以及入口門被打開(如同至裝載或卸載晶片盒)時(shí)發(fā)生的內(nèi)部內(nèi)爐壓力波動減少的圖，比較了現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明提供的改進(jìn)的壓力傳感和控制作用。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，顯示在晶片加工過程中以及包括入口門打開時(shí)內(nèi)爐內(nèi)部的全部壓力變化改進(jìn)的圖。
圖6是顯示對三種不同類型的壓力傳感器而言所生成的晶片上(on-wafer)的厚度均勻性能的圖。
圖7是闡述對四種不同的壓力傳感器而言，由于閥門響應(yīng)，過濾反饋信號至節(jié)流閥對內(nèi)爐內(nèi)生成的壓力穩(wěn)定性的影響的圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，顯示壓力傳感器的響應(yīng)時(shí)間對所測量的內(nèi)爐內(nèi)壓力穩(wěn)定性的影響，以及產(chǎn)生最好穩(wěn)定性的圖，其中在全部三個(gè)位置施加壓力控制的新方法。
圖9A和9B是顯示當(dāng)入口門打開時(shí)，分別裝載排氣節(jié)流閥在固定的位置的與內(nèi)爐壓差控制方式的裝載至卸載(load-to-unload)的內(nèi)爐壓差的數(shù)據(jù)圖。
圖10A和10B是顯示卸載排氣流動的內(nèi)爐壓差反饋控制的圖，其中消除了在由階梯函數(shù)外部波動引起的裝載至卸載內(nèi)爐的壓差中0.0020″水柱的偏移。
圖11A和11B是顯示卸載排氣流動的內(nèi)爐壓差反饋控制的圖，其中消除了在由正弦外部波動引起的裝載至卸載內(nèi)爐的壓差中0.0020″水柱的偏移。
圖12是顯示對恒定流速控制裝載排氣對裝載至卸載內(nèi)爐壓差反饋控制的晶片上過程結(jié)果的圖。
圖13是在本發(fā)明的整個(gè)系統(tǒng)中，在硼-磷-硅玻璃(BPSG)膜沉積過程中，于四小時(shí)的連續(xù)操作的期限內(nèi)，壓力與閥門位置數(shù)據(jù)的圖，該圖顯示δP1、δP2和δP3的穩(wěn)定性，以及在本發(fā)明的排氣控制方法中第一、第二和第三節(jié)流閥的位置。
發(fā)明詳述本發(fā)明旨在含有內(nèi)壓控制系統(tǒng)的常壓晶片加工反應(yīng)器及其方法。一般而言，提供晶片加工系統(tǒng)，用于輸送至少一種氣體。晶片加工系統(tǒng)含有使用傳感器測量系統(tǒng)內(nèi)壓力以及調(diào)整控制單元以在系統(tǒng)內(nèi)維持所需的設(shè)定壓力的排氣控制反饋系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供了測量常壓CVD(APCVD)系統(tǒng)的各種區(qū)域內(nèi)壓力的傳感器，在一個(gè)實(shí)例中，具體為APCVD系統(tǒng)的內(nèi)爐的裝載、旁路中心和卸載部分的壓力(相對于暗槽周圍的壓力)。該系統(tǒng)和方法調(diào)整壓力控制單元以在加工室內(nèi)在該室的裝載和卸載部分上充分維持所需的設(shè)定壓力。對內(nèi)爐壓力的直接控制，為晶片加工提供了更穩(wěn)定的壓力平衡，使其較少經(jīng)受外部環(huán)境變化的影響，并且在發(fā)生當(dāng)至轉(zhuǎn)子流量計(jì)的供應(yīng)壓力變化時(shí)，對改變的輸入氣流進(jìn)行補(bǔ)償。
圖1闡述了本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，該系統(tǒng)一般包括常壓化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)100。通常，CVD反應(yīng)器100包括內(nèi)爐140，在內(nèi)爐140相對的兩端含有裝載區(qū)域136和卸載區(qū)域156。內(nèi)爐140包括至少一個(gè)室141，在室141內(nèi)含有注入器148和保護(hù)性防護(hù)組件(protective shield asembly)149，用于在基板上沉積一種或多種反應(yīng)氣體或產(chǎn)物。傳送帶運(yùn)輸方式(conveyorized transport means)(圖中未顯示)穿過內(nèi)爐140而用于傳送基板穿過內(nèi)爐。美國專利5,683,516、5,849,088和6,143,080中對含有內(nèi)爐140、注入器和保護(hù)性防護(hù)組件的反應(yīng)室有詳細(xì)的描述，在此引入它們的整個(gè)說明作為參考。裝載區(qū)域136位于內(nèi)爐140的一側(cè)，內(nèi)爐的另一側(cè)是卸載區(qū)域156。為在晶片表面上沉積膜，裝載區(qū)域136設(shè)計(jì)成接受用于加工的晶片或半導(dǎo)體電路。通常，使用自動裝載機(jī)械裝置(automatic load mechanism)(圖中未顯示)將晶片放入內(nèi)爐140的裝載區(qū)域136中。通過運(yùn)輸裝置將晶片傳送穿過內(nèi)爐140。晶片穿過內(nèi)爐140以及一個(gè)或多個(gè)包含在內(nèi)爐內(nèi)的加工晶片的沉積室141。晶片穿過卸載區(qū)域156退出內(nèi)爐140。
如圖2所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供了一種排氣控制反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括壓力傳感器116、142和162，該壓力傳感器向閥控制器114、130和150提供反饋，控制主管線(line)118、裝載管線134和卸載管線154上的節(jié)流閥112、132和152。更具體地，如圖2所示，常壓化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)100包括通過來自第一閥門控制器114的動態(tài)反饋信號控制的第一節(jié)流閥112，所述的第一閥門控制器114接受來自第一壓力傳感器116的輸入，所述的第一壓力傳感器116檢測從內(nèi)爐140的旁路排氣歧管120的中心位置121至周圍暗槽室124的內(nèi)爐壓差。第一節(jié)流閥121優(yōu)選包括促進(jìn)快速流速調(diào)整的快速馬達(dá)(fast motor)，并被加熱以減少粉末和沉積副產(chǎn)物在該閥門內(nèi)的積聚。第一閥門控制器114提供動態(tài)反饋至第一節(jié)流閥112，通過調(diào)節(jié)從排氣壓力通風(fēng)系統(tǒng)(exhaust plenum)122出來的、經(jīng)由主排氣管線118的排氣流動來控制內(nèi)爐140內(nèi)壓力。來自第二閥門控制器130的動態(tài)反饋控制信號用于控制裝載排氣管線134上的第二節(jié)流閥132(裝載節(jié)流閥)，該動態(tài)反饋控制信號響應(yīng)由第二壓力傳感器142所測量的裝載內(nèi)位置至周圍暗槽室124的壓差，來控制內(nèi)爐140的裝載部分136內(nèi)壓力。來自第三閥門控制器150的動態(tài)反饋控制信號用于控制卸載排氣管線154上的第三節(jié)流閥152(卸載節(jié)流閥)，該動態(tài)反饋控制信號響應(yīng)由第三壓力傳感器162所測量的卸載內(nèi)位置至周圍暗槽室124的壓差，來控制內(nèi)爐140的卸載部分156內(nèi)壓力。由第四閥門控制器182所控制的第四節(jié)流閥180，根據(jù)來自用于測量排氣管線內(nèi)相對于周圍暗槽室124的壓差的壓力傳感器184的反饋，調(diào)節(jié)提供至主排氣管線118和裝載/卸載排氣管線176的設(shè)備排氣管線壓力(facilityexhaust line pressure)。提供泵186，用于排出結(jié)合的排氣至設(shè)備排氣系統(tǒng)。該泵優(yōu)選為高效文氏管流量空氣放大器單元(venturi flow air amplifier unit)，而不是環(huán)壓縮器吹風(fēng)機(jī)單元(ring compressor blower unit)或設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)室管線真空機(jī)(facility′s standard house line vacuum)。附加的第五流量控制系統(tǒng)控制旁路排氣氣體流動通道200內(nèi)氣體流量。從加工室的各端排出的惰性氣體通過反應(yīng)器各端上的兩個(gè)排氣口120傳送。優(yōu)選地，氣體在各個(gè)排氣口120的一端排出，并且結(jié)合這兩個(gè)氣流。壓力傳感器192測量通過在線孔190(inline orifice)的結(jié)合氣流的壓降。將該壓力測量結(jié)果送至第五閥門控制器194，該控制器響應(yīng)式調(diào)節(jié)第五節(jié)流閥196(旁路排氣節(jié)流閥)，來維持與所述壓降相關(guān)的一定流速，對溫度變化進(jìn)行補(bǔ)充。
為準(zhǔn)確測量在接近1個(gè)大氣壓的絕對壓力上約0.02托(Torr)(約0.01″水柱(H2O))數(shù)量級的小壓差以及為提供控制信號至進(jìn)行合適反應(yīng)的節(jié)流閥以最小化壓力變化，本發(fā)明包括含有抗震裝置(anti-vibration mounting)和精確溫度控制的精密的壓力傳感器。此類壓力傳感器可從市場上購買，例如購自MKS Instruments(Santa Clara，CA)。但是，該壓力控制裝置基本不同于該APCVD中的，該壓力控制裝置控制相對于接近760托的絕對壓力范圍，而不是控制如現(xiàn)有技術(shù)中相對于真空CVD系統(tǒng)的至0.02托數(shù)量級的絕對壓力。將壓力控制在小于約0.001托的絕對誤差內(nèi)以及優(yōu)選具有對約0.0002托壓力變化的靈敏度，在約1個(gè)大氣壓的絕對壓力條件下要比真空條件下困難得多，因?yàn)樵谡婵諚l件下約0.0002托至0.001托范圍絕對偏差是較大的相對誤差，因此更容易根據(jù)需要進(jìn)行測量以及校正。
調(diào)節(jié)第一壓力傳感器116、第二壓力傳感器142和第三壓力傳感器162的響應(yīng)時(shí)間和信號過濾時(shí)間以將反饋控制信號提供至節(jié)流閥控制器114、130和150。傳感器響應(yīng)時(shí)間或平均時(shí)間優(yōu)選在約0.2秒至3.5秒范圍內(nèi)。MKS Instruments的傳感器滿足此處所述的內(nèi)部響應(yīng)時(shí)間和動態(tài)范圍的要求。另外，也可使用任何滿足所述規(guī)格的壓力傳感器。選擇本發(fā)明系統(tǒng)和方法中所使用的壓力傳感器具有約0.1托或0.05″H2O柱的動態(tài)范圍。對測量內(nèi)爐的旁路中心、裝載和卸載與周圍暗槽室124之間壓差的第一傳感器116、第二傳感器142和第三傳感器162來說，響應(yīng)時(shí)間或平均時(shí)間優(yōu)選為約0.4秒以及約0.1托范圍內(nèi)。對閥門控制器114、130和150使用適當(dāng)?shù)谋壤e分微分(PID)控制設(shè)置，從而閥門能響應(yīng)約0.001托(約0.0005″水柱)數(shù)量級，更優(yōu)選在約0.0002托(約0.0001″水柱)的數(shù)量級上的壓差的小偏移，以維持所需的設(shè)定值，同時(shí)最小化在APCVD內(nèi)部所測的相似數(shù)量級的壓力變化。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案內(nèi)，來自第一壓力傳感器116的壓差信號在被輸送至第一閥門控制器114之前，被傳送至信號調(diào)節(jié)器(signalconditioner)170。該信號調(diào)節(jié)器170，通過在預(yù)定的期限內(nèi)平均來自壓力傳感器116的數(shù)據(jù)，過濾數(shù)據(jù)。信號調(diào)節(jié)器平均時(shí)間優(yōu)選在約1至10秒范圍內(nèi)。如下文中詳細(xì)描述的，本發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在由ASML US，Inc.提供的WJ-1500 APCVD系統(tǒng)中，約3秒的信號調(diào)節(jié)器平均時(shí)間提供了最好的性能。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案提供了類似的信號調(diào)節(jié)器171和172，以將來自第二壓力傳感器142和第三壓力傳感器162的數(shù)據(jù)分別輸送至第二(裝載)閥門控制器130和第三(卸載)閥門控制器150之前，調(diào)節(jié)這些數(shù)據(jù)。
目前為止，現(xiàn)有技術(shù)的APCVD系統(tǒng)和方法并未達(dá)到通過改變加工排氣而在加工室內(nèi)維持所選擇的壓力值的愿望。雖然在真空系統(tǒng)中使用了加工室的壓力控制，但是本發(fā)明的在常壓晶片加工系統(tǒng)中的系統(tǒng)和方法與現(xiàn)有技術(shù)方法具有實(shí)質(zhì)上的不同，且相反。本發(fā)明提供在開放系統(tǒng)內(nèi)，而不是諸如真空系統(tǒng)的封閉系統(tǒng)內(nèi)，在近似常壓的絕對壓力下，對十分小的壓差進(jìn)行精確控制。在該系統(tǒng)內(nèi)，對壓力傳感器的具體調(diào)節(jié)和對節(jié)流閥響應(yīng)的控制反饋信號對系統(tǒng)內(nèi)的壓力穩(wěn)定性有實(shí)質(zhì)上的改進(jìn)。本發(fā)明的系統(tǒng)能夠快速調(diào)節(jié)至壓力上的十分小的偏移，例如當(dāng)入口門打開和當(dāng)晶片通過內(nèi)爐時(shí)發(fā)生的十分小的偏移。
在現(xiàn)有技術(shù)方法中加工排氣控制取決于通過過程化學(xué)排氣管線內(nèi)的孔或其它儀器的壓力或流量的測量，隨著時(shí)間推移所述的孔或儀器可能會被副產(chǎn)物和粉末沉積淤塞，與加工排氣控制的現(xiàn)有技術(shù)方法相反，本發(fā)明提供用于收集加工化學(xué)排氣管線外部的壓力測量結(jié)果的系統(tǒng)和方法，因而不會受到副產(chǎn)物和粉末沉積的堵塞的影響。因此，在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中，加工排氣控制在更長的生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的。此外，雖然現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)使用自清潔孔，如美國專利5,113,789中所述的，在此引入其公開內(nèi)容，作為參考，但是有用的自清潔的孔通常包括隨著時(shí)間推移或單元之間的不密封和不穩(wěn)定的動密封(moving seal)。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法使用的是系統(tǒng)下游基本密封的設(shè)備加工化學(xué)排氣管線，這提供了雙重利益系統(tǒng)維修后改進(jìn)的操作可重復(fù)性和簡化的維修過程?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)和方法要求對加工制法設(shè)置(process recipe settings)調(diào)節(jié)以獲得維修后在晶片上的連續(xù)操作結(jié)果。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法避免了這些難點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由響應(yīng)微小的輸入流量變化的壓力控制系統(tǒng)自動補(bǔ)償所提供的。當(dāng)更多的氣體被注入加工室時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法增加加工排氣流量；當(dāng)較少的氣體被注入加工室時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法減少加工排氣流量。因此，在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中，包括加工制法設(shè)置中變化的設(shè)備氣體供應(yīng)壓力的波動或流量控制器中的變化，不太可能導(dǎo)致在開放式常壓系統(tǒng)中加工氣體的排氣不足(under-exhausting)和化學(xué)密封度(chemical containment)方面的潛在損失。由于本發(fā)明提供的加工室壓力控制，所以操作安全得到增加，對過程的微小變化的控制的困難降低。
本發(fā)明系統(tǒng)和方法的特別優(yōu)點(diǎn)是提供反饋傳感器，以測量內(nèi)爐的裝載和卸載部分的壓差(相對于暗槽周圍壓力)和調(diào)節(jié)控制單元以維持在系統(tǒng)的裝載和卸載部分之間(每設(shè)定點(diǎn))基本上為零的壓差。通過對壓力設(shè)置的直接制法控制，可簡化獲得所需壓力平衡的過程。即使當(dāng)晶片被裝載或卸載時(shí)或當(dāng)外部室壓或流量變化時(shí)，內(nèi)壓平衡得到維持。在另一個(gè)實(shí)施方案中，再次通過在裝載和卸載排氣通道內(nèi)使用內(nèi)爐壓力傳感器反饋而不是流動特征，該系統(tǒng)可以使用改變幕簾流量，而不是排氣流量來維持所需的壓力平衡。在另一實(shí)施方案中，通過流量計(jì)，例如可從市場上購買的質(zhì)量流量控制器來控制至所述幕簾的惰性氣體流量?？梢栽趦?nèi)爐的裝載和卸載的任一端或兩端使用壓力控制方法。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案內(nèi)，提供一種用于平衡常壓化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)內(nèi)壓力和氣流的方法。圖3所示的流程圖示意闡述了操作過程的實(shí)施方案。首先，在步驟202，為反應(yīng)器建立初始過程制法條件。該加工條件包括用于特殊類型的沉積在晶片表面上的膜的各種反應(yīng)氣體和惰性氣體的所需的輸入氣體流速。例如，加工條件可包括來自內(nèi)爐140內(nèi)的加工室141內(nèi)的注入器148內(nèi)的注入器端口的氣體輸入流速。這些流速值可根據(jù)獲得晶片上氣流所需的均勻性和輸送反應(yīng)化學(xué)物質(zhì)至晶片上的情況來選擇。也可以指定通過室141內(nèi)防護(hù)物149的惰性氣體流速。此外，為了化學(xué)密封性和粒子缺陷控制，也可選擇室加工排氣的流速。可以建立旁路排氣流速，選擇內(nèi)爐的裝載和卸載區(qū)域內(nèi)氣體流速。在圍繞的微型環(huán)境和設(shè)備供應(yīng)氣體壓力設(shè)定為所需的操作值的情況下，設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行沉積。
再次，可在合適的位置固定第二排氣(裝載)閥門132和第三排氣(卸載)閥門152，例如對于步驟203中的操作控制，在一個(gè)實(shí)例中位置為約30°。在步驟204中，測量室排氣壓力通風(fēng)系統(tǒng)122的壓力，并將其與用于進(jìn)行充分室加工排氣流量的制法計(jì)算值相比較，以維持所選的特定初始制法條件的化學(xué)密封性。然后在步驟205中，將旁路排氣歧管120中心和周圍暗槽室壓力124之間的壓差δP1116的設(shè)定值降低以增加加工排氣流量，或升高以降低加工排氣流量，從而獲得室排氣壓力通風(fēng)系統(tǒng)122的壓力的所需值。δP1的通常操作設(shè)定值在約0.0050″水柱至0.00150″水柱之間。所述的δP1設(shè)定值變化自動打開或關(guān)閉第一節(jié)流閥112，以調(diào)節(jié)通過主加工排氣管線118的氣流，如步驟206所示。
再次，在步驟207中，測量第一節(jié)流閥112的位置。在步驟208中，調(diào)節(jié)控制第四節(jié)流閥180的第四閥門控制器182的設(shè)定值，以改變由第四壓力傳感器184測量的設(shè)備管線壓力，從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮骺刂?，第一?jié)流閥112的位置在約25°至35°的范圍內(nèi)移動。通過對旁路中心壓差δP1116設(shè)定在合適的位置上，在步驟209中，測量內(nèi)爐的內(nèi)部裝載和內(nèi)部卸載區(qū)域和暗槽周圍壓力之間的壓差δP2142和δP3162。
在步驟210中，通過調(diào)節(jié)下列中的任何一個(gè)或組合，將δP2142和δP3162之間的壓力差異減小至約0.0010″水柱裝載排氣通道134或卸載排氣通道154中的孔大小、裝載外幕簾、中心幕簾或內(nèi)幕簾以及卸載外幕簾、中心幕簾或內(nèi)幕簾。如本示例性的實(shí)施方案所示，調(diào)節(jié)的氣體流動通道可包括氣體進(jìn)口，例如裝載和卸載外幕簾、中心幕簾或內(nèi)幕簾，不限于排氣通道。
在步驟212處，再次測量δP1、δP2和δP3，并可重復(fù)以前的步驟以獲得該過程制法條件所需的壓力和流量平衡。最后，在步驟214中，生成的δP2和δP3值作為第二(裝載)閥門控制器130和第三(卸載)閥門控制器150的設(shè)置點(diǎn)以通過經(jīng)由反饋控制調(diào)節(jié)裝載或卸載排氣閥門(在另一個(gè)實(shí)施方案中，或?yàn)槎栊詺怏w幕簾)中的一個(gè)，以自動維持壓力平衡。在步驟216中，離開該系統(tǒng)以使其穩(wěn)定，或者開始進(jìn)行加工操作。在步驟202中，重新運(yùn)行該程序以進(jìn)行新的加工條件。
實(shí)驗(yàn)對照圖4至13，已經(jīng)對本發(fā)明系統(tǒng)和方法的各個(gè)方面進(jìn)行了試驗(yàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)旨在闡述，而并非從任何方面限制本發(fā)明的范圍。圖4至8顯示使用不同的傳感器進(jìn)行一系列試驗(yàn)的結(jié)果。223B傳感器與美國專利6,143,080公開的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中所使用的傳感器相似。用于本發(fā)明新型的小壓差應(yīng)用的特定的223B傳感器含有約±0.1″水柱(0.4托)，而不是0至2水柱(約0至4托)的動態(tài)壓力測量范圍，其精度為約±0.001″水柱(±0.002托)。相反，120A和698A傳感器是具有約±0.00005″水柱(±0.0001托)改進(jìn)精度的、由溫度控制的和振動固定(vibration mounted)的傳感器。698A傳感器具有在約0.025和0.4秒之間的用戶可選擇的響應(yīng)時(shí)間的附加特征。然后，修改120A傳感器，使其具有約0.4秒的最佳響應(yīng)時(shí)間，以用于本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中。
實(shí)施例1圖4是闡述當(dāng)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案被安裝在清潔室，其是分離的并且被保持在相對于暗槽(周圍壓力)壓力的正測量壓力(gauge pressure)時(shí)，所出現(xiàn)的相對內(nèi)爐壓力波動的圖。在不同的系統(tǒng)條件下使用四種壓力傳感器重復(fù)。使用上述的三個(gè)壓力傳感器223B、120A和698A，此外結(jié)合信號調(diào)節(jié)器(Red Lion)使用698A傳感器，所述信號調(diào)節(jié)器提供698A傳感器輸出的3秒繼動平均(rolling avarage)以消除測量噪聲和穩(wěn)定閥門響應(yīng)。在該試驗(yàn)中，120A壓力傳感器具有比最佳響應(yīng)時(shí)間快的響應(yīng)時(shí)間0.04秒，因此698A傳感器反映了本發(fā)明的構(gòu)造(configuration)。如圖所示，在提供信號至第一(旁路)閥門112、第三(卸裝)閥門152、第二(裝載)閥門132和第四(旁路排氣)節(jié)流閥180之間，旋轉(zhuǎn)多個(gè)傳感器。對系統(tǒng)的每個(gè)構(gòu)造而言，運(yùn)行4次15分鐘試驗(yàn)以確定相對于內(nèi)爐和周圍壓力之間的平均壓差的壓差可變性。首先，當(dāng)在本發(fā)明中使用壓力傳感器反饋控制指定的閥門時(shí)，進(jìn)行“自動”試驗(yàn)系統(tǒng)。在沒有較大波動的情況下運(yùn)行本系統(tǒng)。接著，“固定”試驗(yàn)，取消對指定閥門的自動反饋控制，并且固定排氣流速以模擬現(xiàn)有技術(shù)中對本系統(tǒng)的操作的教導(dǎo)。再次，在15分鐘試驗(yàn)過程中，沒有較大系統(tǒng)波動發(fā)生。系統(tǒng)操作中“自動/門”和“固定/門”的試驗(yàn)分別與頭兩個(gè)試驗(yàn)相應(yīng)。然而，在最后兩個(gè)試驗(yàn)中，在15分鐘試驗(yàn)過程中，打開入口門(如同裝載或卸載晶片盒)。如圖4所示，當(dāng)入口門關(guān)閉時(shí)，固定和自動閥門設(shè)置在內(nèi)爐內(nèi)導(dǎo)致類似的壓力波動。然而，與本發(fā)明的自動反饋控制方式相比，打開入口門時(shí)，在固定節(jié)流閥的條件下產(chǎn)生大的壓力波動。該固定情況與美國專利6,143,080中所述的維持恒定的裝載和卸載排氣流量的現(xiàn)有技術(shù)控制方法相似。如698A壓力傳感器相連的性能所示，依照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法操作該CVD裝置，基本上減少了內(nèi)爐中壓力和流量波動的幅度。
實(shí)施例2圖5是顯示在24個(gè)半導(dǎo)體晶片上運(yùn)行2小時(shí)SiO2沉積的相對內(nèi)爐壓力波動的圖表。根據(jù)本發(fā)明，圖5中顯示了在加工晶片和包括入口門打開時(shí)的過程中，對內(nèi)爐內(nèi)整個(gè)壓力變化的改進(jìn)。具體地，對裝載、卸裝或旁路中心的壓差測量單獨(dú)使用信號調(diào)節(jié)的698A傳感器，導(dǎo)致在本實(shí)驗(yàn)實(shí)施例的加工條件下，基本上降低的相對壓差變化。當(dāng)本試驗(yàn)中120A傳感器仍然具有較快的0.04秒的響應(yīng)時(shí)間時(shí)，使用698A傳感器的未過濾的壓力變化也最低。最大的壓力變化來自于施加到新方法上的現(xiàn)有技術(shù)的223B傳感器。
實(shí)施例3圖6顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)闡述對本發(fā)明三種不同壓力傳感器，生成的晶片上厚度的均勻性。分別在三種實(shí)驗(yàn)情況下，加工一套24個(gè)晶片，其中在旁路中心測量和裝載和卸載區(qū)域壓差測量之間旋轉(zhuǎn)上述的一個(gè)689A傳感器、一個(gè)120A傳感器和一個(gè)223B傳感器。在這三個(gè)加工條件中，在晶片內(nèi)厚度均勻性(如底部三個(gè)痕量中的兩組曲線所示)變化不大(通過標(biāo)準(zhǔn)偏差測量，表示為平均厚度和范圍均勻性的百分比，定義如下(最大值-最小值)/(2×平均值))。然而，對各個(gè)晶片的平均厚度而言，晶片至晶片之間的厚度可變性定量表示為(最大值-最小值)/(2×平均值)；在最靈敏的傳感器，即689A被安裝用來測量過程結(jié)果最靈敏的旁路中心區(qū)域的壓差的情況下，晶片之間厚度的可變性最小。
實(shí)施例4圖7顯示由于閥門響應(yīng)，對至節(jié)流閥的反饋信號進(jìn)行過濾和內(nèi)爐內(nèi)生成的壓力穩(wěn)定性的影響。使用具有0.4秒響應(yīng)時(shí)間的698A傳感器，提供反饋至第一閥門控制器114，以控制提供內(nèi)爐壓力的最小相對變化的第一節(jié)流閥112。通過并入具有約3秒平均時(shí)間的“Red Lion”信號調(diào)節(jié)器170，進(jìn)一步減小壓力變化。
實(shí)施例5圖8顯示壓力傳感器的響應(yīng)時(shí)間對內(nèi)爐內(nèi)所測量的壓力穩(wěn)定性的影響。如前一個(gè)實(shí)施例所述，使用用于第一節(jié)流閥112的698A傳感器和修改為也具有約0.4秒響應(yīng)時(shí)間的用于第二(裝載)閥門132和第三(卸載)閥門152的120A壓力傳感器，在包括循環(huán)入口門和沉積加工24個(gè)晶片的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中和兩小時(shí)內(nèi)，在全部三個(gè)位置上，基本上減小了內(nèi)爐內(nèi)壓力變化。
實(shí)施例6圖9A和9B顯示本發(fā)明的在內(nèi)爐的裝載136和卸載156區(qū)域之間的實(shí)驗(yàn)壓差數(shù)據(jù)。圖9A是操作用來模擬現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的系統(tǒng)壓差的散點(diǎn)圖。裝載排氣流速是固定的，同時(shí)使用自動控制的卸載排氣，維持恒定流量。圖9B的數(shù)據(jù)來自類似的試驗(yàn)，該試驗(yàn)中在內(nèi)爐裝載和卸載區(qū)域之間，根據(jù)壓差傳感器的讀數(shù)，動態(tài)控制裝載排氣。在各試驗(yàn)中，在指定的時(shí)限內(nèi)打開入口門。在圖9A中，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)表現(xiàn)出在關(guān)閉和打開入口門位置之間的壓差的偏移，而與本發(fā)明相應(yīng)的圖9B中，數(shù)據(jù)基本上恒定。
實(shí)施例7圖10A和圖10B顯示與上述實(shí)施例6中所述試驗(yàn)類似試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。卸載端外部室壓的階梯函數(shù)波動，在操作來模擬現(xiàn)有技術(shù)的APCVD反應(yīng)器(圖10A)的系統(tǒng)中裝載-卸載壓差方面產(chǎn)生實(shí)質(zhì)可變性(差不多0.0020″水柱)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，基于裝載至卸載壓差反饋的對卸載區(qū)域排氣閥門的自動控制在內(nèi)爐中產(chǎn)生更穩(wěn)定和恒定的壓力外形(profile)(圖10B)。
實(shí)施例8圖11A和11B顯示與上述實(shí)施例7中所述試驗(yàn)類似的試驗(yàn)中所得的數(shù)據(jù)。不同于在內(nèi)爐卸載端外部壓力方面階梯函數(shù)波動，正弦改變外部壓力波。如同實(shí)施例7中階梯函數(shù)波動所述，這產(chǎn)生了約0.0020″水柱的波動，如圖11A所示。如上述實(shí)施例，基于裝載至卸載壓差反饋，對卸載區(qū)域排氣閥門的壓力傳感器自動控制在內(nèi)爐內(nèi)產(chǎn)生了更穩(wěn)定的和更恒定的壓力外形，如圖11B所示。
實(shí)施例9圖12顯示在與實(shí)施例6(圖9A和9B)中壓力測量類似的條件下，與現(xiàn)有技術(shù)的恒定流量控制裝載排氣-對-裝載至卸載內(nèi)爐壓差反饋控制比較的晶片上加工的結(jié)果。沉積的膜厚度與均勻性數(shù)據(jù)與圖6中數(shù)據(jù)相似。上面的兩條線顯示在本發(fā)明的壓力控制下晶片至晶片厚度的可重復(fù)性比現(xiàn)有技術(shù)的恒定流量控制好的多，特別是打開左側(cè)入口門以進(jìn)入晶片盒時(shí)。該圖底部的兩組線所描述的晶片內(nèi)(within-wafer)厚度均勻性并沒有實(shí)質(zhì)不同。
實(shí)施例10在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)施例中，使用由ASML提供的以及安裝有本發(fā)明壓力控制系統(tǒng)的WJ-1500 Muffle來闡述本發(fā)明系統(tǒng)和方法的真正加工沉積操作。
如圖1所示，從4個(gè)加工室來的加工排氣，穿過8個(gè)室螺旋孔(chambertoroidal orifice)而進(jìn)入4″直徑的室排氣壓力通風(fēng)系統(tǒng)(chamber exhaustplenum)。所述的室螺旋孔設(shè)計(jì)成平等分配全部流量，以及各室的進(jìn)口和出口側(cè)以相等的流速排放，而不管沉積副產(chǎn)物粉末積聚。圍繞各室的旁路排氣也進(jìn)入4″直徑的室排氣通風(fēng)壓力系統(tǒng)。通過對經(jīng)過可選擇尺寸的在線孔的壓降的溫度補(bǔ)償相關(guān)性，控制經(jīng)由旁路排氣口流出過程內(nèi)爐的流速為恒定。因?yàn)閮?yōu)選地只有惰性室幕簾N2、法蘭驅(qū)氣(flange purge)N2、出口防護(hù)物旁路N2和裝載和卸載幕簾N2應(yīng)當(dāng)進(jìn)入旁路排氣管線，所以沒有粉末聚集可影響流量和壓力的相關(guān)性。室加工排氣和旁路排氣流動一起向下游流動，可能經(jīng)過粉末阱(powder trap)，經(jīng)過第一節(jié)流閥112。調(diào)節(jié)第一節(jié)流閥112以在內(nèi)爐的內(nèi)部加工室部分和周圍暗槽室之間維持恒定壓差，測量為壓差δP1(旁路中心至暗槽)。因此，自動補(bǔ)償輸入氣流的任何偏移。如果氣室(gascabinet)N2壓力增至40psig之上，如其它使用N2的設(shè)備被關(guān)閉時(shí)所發(fā)生的，則經(jīng)過轉(zhuǎn)子流量計(jì)至N2防護(hù)物、地板驅(qū)氣(floor purge)、法蘭驅(qū)氣和幕簾的增加的流量將會增加內(nèi)爐內(nèi)的壓力。在這些條件下δP1增加，導(dǎo)致第一節(jié)流閥112打開，因此增加排氣以及恢復(fù)所需的設(shè)定壓力。通常，當(dāng)由于粉末積聚，加工排氣管線對流動有更大的阻力時(shí)，第一節(jié)流閥112將緩慢地隨著時(shí)間推移而打開。使用加熱過的第一節(jié)流閥減少節(jié)氣閘(damper)上的粉末積聚，從而減少角度隨著時(shí)間增加以及減少清潔的維護(hù)要求。第五節(jié)流閥(旁路)易于朝與第一節(jié)流閥相對的方向移動；當(dāng)由于沒有粉末積聚限制流動經(jīng)過旁路排氣管線，室通風(fēng)排氣壓力增加時(shí)，第五節(jié)流閥通常隨著時(shí)間緩慢關(guān)閉。因?yàn)橹僚月分行膬?nèi)爐端口和暗槽室的壓力檢測管線不受粉末積聚的影響，所以在沉積運(yùn)行時(shí)間，加工排氣流量應(yīng)當(dāng)沒有減小。加工排氣控制的現(xiàn)有方法依賴于對經(jīng)過自清潔室或文氏管螺旋孔的流量的壓降的相關(guān)性，但是由于粉末積聚、玻璃沉積和機(jī)械運(yùn)動(導(dǎo)致磨損和使用有缺陷的密封)，兩者均隨著時(shí)間受到幾何結(jié)構(gòu)變化的影響。
裝載和卸載排氣管線交叉(tee)進(jìn)入第一節(jié)流閥(加工閥)下游的加工排氣管線。因?yàn)榈诙偷谌?裝載和卸載)節(jié)流閥用于控制過程內(nèi)爐的裝載和卸載部分的壓力，所以經(jīng)過裝載和卸載排氣管線的全部流量發(fā)生變化。打開和關(guān)閉第二(裝載)節(jié)流閥，以在內(nèi)爐的內(nèi)部裝載部分和周圍暗槽室之間維持恒定的壓差，測量為壓差δP2(內(nèi)部裝載至暗槽)。因?yàn)榇蜷_任何一個(gè)入口門后更高的清潔室壓力的闖入以及晶片的裝載致使內(nèi)部裝載壓力改變，所以這種控制方法補(bǔ)償那些壓力變化以更好地維持恒定內(nèi)爐壓力平衡。打開和關(guān)閉第三(卸載)節(jié)流閥，以在內(nèi)爐的內(nèi)部卸載部分和周圍暗槽室之間維持恒定的壓差，測量為壓差δP3(內(nèi)部卸載至暗槽)。因?yàn)榇蜷_任何一個(gè)入口門后更高的清潔室壓力的闖入以及晶片的裝載也導(dǎo)致內(nèi)部卸載壓力改變，所以這種控制方法補(bǔ)償那些壓力變化以更好地維持恒定內(nèi)爐壓力平衡。為了快速補(bǔ)償內(nèi)爐壓力變化，對裝載和卸載排氣管線均使用快速馬達(dá)。使用RedLion提供的信號調(diào)節(jié)器也可以完成對內(nèi)爐壓差的信號過濾或調(diào)節(jié)。因?yàn)閷刂破鱽碚f，調(diào)節(jié)產(chǎn)生了移動平均值，所以閥門能響應(yīng)小的壓力變化，而沒有引入噪聲。
在下游檢測相對周圍暗槽壓力的設(shè)備排氣管線壓力，在該下游位置處裝載和卸載排氣管線交叉進(jìn)入加工排氣管線。將剛好位于壓力檢測端口下游的第四節(jié)流閥調(diào)整，以維持恒定的設(shè)備排氣管線壓力。因此，第四節(jié)流閥更好地從任何設(shè)備洗刷器(scrubber)或吹風(fēng)機(jī)波動中隔離WJ-1500系統(tǒng)，如當(dāng)從其它系統(tǒng)的排氣循環(huán)關(guān)閉或打開時(shí)可能發(fā)生的一樣。對特定的排氣管線幾何結(jié)構(gòu)來說，調(diào)節(jié)在第四閥門控制器上程序化的相位超前和增益值(phase lead and gain values)以最小化內(nèi)爐(δP1)和室通風(fēng)排氣壓力的變化以及對波動作出快速響應(yīng)。
對上述系統(tǒng)完成連續(xù)沉積運(yùn)行約130小時(shí)，在運(yùn)行中收集第一、第二和第三節(jié)流閥的位置以及旁路中心、裝載和卸載區(qū)域的壓力傳感器測量結(jié)果，每6秒記錄一次。在運(yùn)行過程中，也計(jì)算每個(gè)加工的半導(dǎo)體晶片的晶片上厚度的量度(metrics)。在檢測到晶片厚度均勻性明顯降低之前，連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)約120小時(shí)。圖13闡述本發(fā)明的排氣控制系統(tǒng)和方法的調(diào)節(jié)上述130小時(shí)運(yùn)行的4小時(shí)試樣內(nèi)的內(nèi)爐壓差的能力。當(dāng)在信號調(diào)節(jié)器內(nèi)發(fā)生的3秒移動平均信號加工之后，將相對于暗槽周圍壓力的第一(旁路中心，δP1)、第二(裝載，δP2)和第三(卸載，δP3)內(nèi)爐壓差繪圖。為經(jīng)過各自壓力傳感器反饋信號響應(yīng)控制這些內(nèi)爐壓差，也將第一(過程)、第二(裝載)和第三(卸載)節(jié)流閥的運(yùn)動繪圖。隨著時(shí)間緩慢打開第一節(jié)流閥(過程)以維持約0.0104″水柱壓力設(shè)定值。第二(裝載)和第三(卸載)節(jié)流閥在位置上循環(huán)，主要是響應(yīng)晶片裝載效果。
表1和2列出了表13中所示的4小時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)過程操作統(tǒng)計(jì)。表1列出過濾數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)(經(jīng)由3秒移動平均的信號調(diào)節(jié)器的數(shù)據(jù)過程)，表2列出基于從壓力傳感器直接輸出，以1秒時(shí)間間隔收集的初始統(tǒng)計(jì)(rawstatistics)。即使在沒有消除信號調(diào)節(jié)器的移動平均的數(shù)據(jù)的情況下，系統(tǒng)內(nèi)爐內(nèi)壓差的總可變性十分低。
在圖13所示數(shù)據(jù)的4小時(shí)間隔中，所述室壓只增加0.1″水柱，第一(過程)節(jié)流閥在位置上只開另外的0.6°，第五(旁路排氣)節(jié)流閥在位置上只關(guān)閉0.5°。在3秒信號過濾后，將內(nèi)爐壓差中的變化較好地控制在1.0％σ/平均值之下，或者約2％σ/平均值，如未過濾的壓力傳感器輸出所直接測量的。在信號過濾后，取100秒的移動平均，室通風(fēng)壓力變化為約1.0％σ/平均值，而平均室壓變化小于0.5％σ/平均值。主要是因?yàn)樵诰b載過程中需要改變排氣流量以維持裝載和卸載內(nèi)爐壓差，所以第二(裝載)和第三(卸載)節(jié)流閥和孔壓力變化。
表1.圖13所示6秒間隔數(shù)據(jù)的4小時(shí)統(tǒng)計(jì)3秒平均的
表2.圖13所示數(shù)據(jù)的4小時(shí)統(tǒng)計(jì)
本發(fā)明上述具體實(shí)施方案和實(shí)施例的描述是為說明和描述目的而提供的，盡管本發(fā)明已經(jīng)通過上述的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限于那些實(shí)施例。這些實(shí)施例并非旨在將本發(fā)明徹底的或限制至公開的精確形式。因此鑒于上述說明，很顯然各種修改、實(shí)施方案和變化是可行的。本發(fā)明的范圍旨在包括此處所公開的范圍以及被權(quán)利要求及其等價(jià)物所公開的一般領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.用于輸送至少一種氣體至晶片表面和從所述晶片表面除去一種或多種排放氣體的晶片加工系統(tǒng)，包括常壓內(nèi)爐；一個(gè)或多個(gè)從所述內(nèi)爐排放氣體的排氣通道；和連接到所述內(nèi)爐和所述一個(gè)或多個(gè)排氣通道的排氣控制反饋系統(tǒng)，所述反饋系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)傳感器以測量所述內(nèi)爐內(nèi)至少一個(gè)選定的點(diǎn)或所述排氣通道內(nèi)和位于所述晶片加工系統(tǒng)外部的暗槽周圍壓力之間的一個(gè)或多個(gè)壓差，并且調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)控制單元以在所述晶片加工系統(tǒng)內(nèi)維持一個(gè)或多個(gè)所述壓差的所需設(shè)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述內(nèi)爐包括加工室旁路中心、裝載和卸載區(qū)域，并且所述的一個(gè)或多個(gè)傳感器是分別測量所述旁路中心、裝載和卸載區(qū)域內(nèi)相對暗槽周圍壓力的壓差的第一、第二和第三壓力傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述的一個(gè)或多個(gè)控制單元包括第一節(jié)流閥，其響應(yīng)來自所述第一壓力傳感器的反饋，計(jì)量來自所述加工室旁路中心區(qū)域的排氣流量；第二控制單元，其選自計(jì)量來自所述加工室裝載區(qū)域的排氣流量的節(jié)流閥和計(jì)量經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)惰性氣體幕簾進(jìn)入所述裝載區(qū)域的一種或多種惰性氣體流量的流量計(jì)，所述控制單元響應(yīng)來自所述第二壓力傳感器的反饋而進(jìn)行操作；和第三控制單元，其選自計(jì)量來自所述加工室裝載區(qū)域的排氣流量的節(jié)流閥和計(jì)量經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)惰性氣體幕簾進(jìn)入所述卸載區(qū)域的一種或多種惰性氣體流量的流量計(jì)，所述控制單元響應(yīng)來自所述第三壓力傳感器的動態(tài)反饋而進(jìn)行操作。
4.如權(quán)利要求3所述的晶片加工系統(tǒng)，還包括第四壓力傳感器，其測量設(shè)備排氣管線內(nèi)部和暗槽周圍壓力之間的壓差，所述設(shè)備排氣管線運(yùn)送來自所述內(nèi)爐的旁路中心、裝載和卸載區(qū)域的結(jié)合的排氣流；第四節(jié)流閥，其響應(yīng)來自所述第四壓力傳感器的動態(tài)反饋而控制在所述設(shè)備排氣管線上的排氣流動速率。
5.如權(quán)利要求3所述的晶片加工系統(tǒng)，還包括用于從所述內(nèi)爐排出氣體的旁路排氣歧管；第五壓力傳感器，其測量通過運(yùn)送來自所述旁路排氣歧管的排放氣體的旁路排氣管線中的在線孔的壓降；第五節(jié)流閥，其響應(yīng)來自所述第五壓力傳感器的動態(tài)反饋，控制來自旁路排氣歧管的排氣流動速率。
6.如權(quán)利要求2、3、4和5中任一項(xiàng)所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述的第一、第二和第三壓力傳感器測量至絕對誤差大致在0.0001托之內(nèi)的壓差。
7.如權(quán)利要求6所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述第一、第二和第三壓力傳感器具有大致為0.1至1.0秒的內(nèi)部信號響應(yīng)時(shí)間。
8.如權(quán)利要求6所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述第一、第二和第三壓力傳感器具有大致為0.4秒的內(nèi)部信號響應(yīng)時(shí)間。
9.如權(quán)利要求6所述的晶片加工系統(tǒng)，還包含信號調(diào)節(jié)器，其用于過濾由一個(gè)或多個(gè)所述壓力傳感器收集的數(shù)據(jù)，然后將所述數(shù)據(jù)作為動態(tài)反饋提供至一個(gè)或多個(gè)所述控制單元和節(jié)流閥。
10.如權(quán)利要求9所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述信號調(diào)節(jié)器在預(yù)定時(shí)間期限內(nèi)平均來自所述一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器的數(shù)據(jù)以減少測量噪聲的影響。
11.如權(quán)利要求10所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定時(shí)間期限大致為1至10秒。
12.如權(quán)利要求10所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定時(shí)間期限大致為3秒。
13.用于輸送一種或多種反應(yīng)氣體和一種或多種惰性氣體以加工晶片或其它基板的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，包括內(nèi)爐，所述內(nèi)爐被維持在大致為常壓并且包括至少一個(gè)加工室，所述加工室含有至少一個(gè)注入一種或多種氣體的注入器，至少一個(gè)將一種或多種惰性氣體注入到沉積區(qū)域的防護(hù)物或幕簾，以及至少一個(gè)除去一種或多種反應(yīng)氣體和惰性氣體的排氣口；裝載區(qū)域，通過所述裝載區(qū)域?qū)⒕迦胨鰞?nèi)爐；卸載區(qū)域，通過所述卸載區(qū)域從所述內(nèi)爐中除去晶片；加工室排氣流動通道，通過所述加工室排氣流動通道排出從所述內(nèi)爐除去的全部反應(yīng)氣體和至少部分所述一種或多種惰性氣體；至少第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器測量在加工室區(qū)域中所述內(nèi)爐和周圍大氣壓力之間的壓差，并且提供響應(yīng)所述壓差的反饋控制信號；包括第一節(jié)流閥的第一控制單元，所述節(jié)流閥響應(yīng)所述反饋控制信號是可控制的，所述節(jié)流閥計(jì)量從所述CVD系統(tǒng)的所述加工室排氣流動通道排出的氣流。
14.如權(quán)利要求13所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，還包括第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器測量所述裝載區(qū)域內(nèi)相對周圍常壓的壓差；第三壓力傳感器，所述第三壓力傳感器測量所述卸載區(qū)域內(nèi)相對周圍常壓的壓差。
15.如權(quán)利要求14所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，還包括第二控制單元，其選自計(jì)量來自所述加工室裝載區(qū)域的排氣流量的節(jié)流閥和計(jì)量經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)惰性氣體幕簾進(jìn)入所述裝載區(qū)域的一種或多種惰性氣體流量的流量計(jì)，所述控制單元響應(yīng)來自所述第二壓力傳感器的反饋而進(jìn)行操作；和第三控制單元，其選自計(jì)量來自所述加工室裝載區(qū)域的排氣流量的節(jié)流閥和計(jì)量經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)惰性氣體幕簾進(jìn)入所述卸載區(qū)域的一種或多種惰性氣體流量的流量計(jì)，所述控制單元響應(yīng)來自所述第三壓力傳感器的動態(tài)反饋而進(jìn)行操作。
16.如權(quán)利要求15所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，還包括第四壓力傳感器，其測量設(shè)備排氣管線內(nèi)部和暗槽周圍壓力之間的壓差，所述設(shè)備排氣管線運(yùn)送來自所述內(nèi)爐的所述加工室、裝載和卸載區(qū)域的結(jié)合的排氣流；包括第四節(jié)流閥的第四控制單元，所述第四節(jié)流閥響應(yīng)來自所述第四壓力傳感器的動態(tài)反饋，控制在所述設(shè)備排氣管線上的的排氣流動速率。
17.如權(quán)利要求16所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，還包括用于從所述內(nèi)爐排放氣體的旁路排氣歧管；第五壓力傳感器，所述第五壓力傳感器測量通過運(yùn)送來自所述旁路排氣歧管的排放氣體的旁路排氣管線中的在線孔的壓降；包括第五節(jié)流閥的第五控制單元，所述第五節(jié)流閥響應(yīng)來自所述第五壓力傳感器的動態(tài)反饋控制所述設(shè)備排氣管線上的排氣流動速率。
18.如權(quán)利要求14、15、16和17中任一項(xiàng)所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述的第一、第二和第三壓力傳感器測量至絕對誤差大致為0.0001托之內(nèi)的壓差。
19.如權(quán)利要求18所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述第一、第二和第三壓力傳感器具有大致為0.1至1.0秒的內(nèi)部信號響應(yīng)時(shí)間。
20.如權(quán)利要求18所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述第一、第二和第三壓力傳感器具有大致為0.4秒的內(nèi)部信號響應(yīng)時(shí)間。
21.如權(quán)利要求18所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，還包含過濾由一個(gè)或多個(gè)所述壓力傳感器收集的數(shù)據(jù)，然后將所述數(shù)據(jù)傳送至一個(gè)或多個(gè)所述控制單元的信號調(diào)節(jié)器。
22.如權(quán)利要求21所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述信號調(diào)節(jié)器在預(yù)定時(shí)間期限內(nèi)平均來自所述一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器的數(shù)據(jù)以減少測量噪聲的影響。
23.如權(quán)利要求21所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定時(shí)間期限大致為1至10秒。
24.如權(quán)利要求21所述的晶片加工系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定時(shí)間期限大致為3秒。
25.在包括具有至少一個(gè)用于化學(xué)汽相沉積的加工室的內(nèi)爐的常壓晶片加工系統(tǒng)中輸送和排放一種或多種氣體并且同時(shí)在整個(gè)系統(tǒng)中保持接近常壓的大致恒定壓力的方法，包括下述步驟暫時(shí)固定兩個(gè)節(jié)流閥中各個(gè)節(jié)流閥的位置，所述節(jié)流閥控制來自所述系統(tǒng)的裝載和卸載區(qū)域的排放氣流；測量所述系統(tǒng)的室排放壓力通風(fēng)系統(tǒng)的壓力并且調(diào)節(jié)所述加工室區(qū)域和周圍暗槽室壓力之間第一壓差設(shè)定值δP1，以在所述室排氣壓力通風(fēng)系統(tǒng)中建立所需的壓力以充分排放加工化學(xué)物質(zhì)；通過控制所述主排氣管線上的第一節(jié)流閥，調(diào)節(jié)經(jīng)過主加工排氣管線的氣流，以維持δP1在恒定的預(yù)定值；確定所述第一節(jié)流閥的位置并且控制經(jīng)過控制整個(gè)系統(tǒng)排氣速率的第四節(jié)流閥的流量，以允許在最佳位置范圍內(nèi)操作所述第一節(jié)流閥并且隔離所述系統(tǒng)以與下游真空中潛在的波動分離；分別測量在所述裝載和所述卸載區(qū)域相對于所述周圍暗槽室壓力的壓差δP2和δP3；通過調(diào)節(jié)在所述裝載和卸載區(qū)域內(nèi)的一種或多種氣流，獲得大致小于0.002托的δP2和δP3之間的壓力差異；輸入δP2和δP3作為一個(gè)或多個(gè)控制所述裝載和卸裝區(qū)域節(jié)流閥的閥門控制器的設(shè)定值，并返回所述裝載和卸載閥門以自動操作；和在開始過程操作之前，使所述系統(tǒng)穩(wěn)定。
26.輸送一種或多種反應(yīng)氣體和一種或多種惰性氣體以加工晶片或其它基板的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，包括內(nèi)爐，所述內(nèi)爐被維持在大致為常壓以及包括至少一個(gè)加工室，所述加工室含有至少一個(gè)注入一種或多種氣體的注入器，至少一個(gè)將一種或多種惰性氣體注入到沉積區(qū)域的防護(hù)物或幕簾，以及至少一個(gè)除去一種或多種反應(yīng)氣體和惰性氣體的排氣口；裝載區(qū)域，通過所述裝載區(qū)域?qū)⒕迦胨鰞?nèi)爐；卸載區(qū)域，通過所述卸載區(qū)域從所述內(nèi)爐中除去晶片；加工室排氣流動通道，通過所述加工室排氣流動通道排出從所述內(nèi)爐除去的全部反應(yīng)氣體和至少部分所述一種或多種惰性氣體；用于從所述內(nèi)爐排放氣體的旁路排氣歧管；第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器測量在加工室區(qū)域中所述內(nèi)爐和周圍常壓之間的壓差，并且提供響應(yīng)所述壓差的反饋控制信號；第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器測量所述裝載區(qū)域內(nèi)相對周圍常壓的壓差；第三壓力傳感器，所述第三壓力傳感器測量所述卸載區(qū)域內(nèi)相對周圍常壓的壓差；第四壓力傳感器，其測量設(shè)備排氣管線內(nèi)部和暗槽周圍壓力之間的壓差，所述設(shè)備排氣管線運(yùn)送來自所述內(nèi)爐的所述加工室、裝載和卸載區(qū)域的結(jié)合的排氣流；第五壓力傳感器，所述第五壓力傳感器測量通過運(yùn)送來自所述旁路排氣歧管的排氣的旁路排氣管線中的在線孔的壓降；包括第一節(jié)流閥的第一控制單元，所述節(jié)流閥響應(yīng)所述反饋控制信號是可控制的，所述節(jié)流閥計(jì)量來自所述CVD系統(tǒng)的所述加工室排氣流動通道的氣體流量；第二控制單元，所述第二控制單元選自計(jì)量來自所述加工室裝載區(qū)域的氣體流量的節(jié)流閥和計(jì)量經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)惰性氣體幕簾進(jìn)入所述裝載區(qū)域的一種或多種惰性氣體流量的流量計(jì)，所述控制單元響應(yīng)來自所述第二壓力傳感器的反饋而進(jìn)行操作；和第三控制單元，第三制單元選自計(jì)量來自所述加工室裝載區(qū)域的氣體流量的節(jié)流閥和計(jì)量經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)惰性氣體幕簾進(jìn)入所述卸載區(qū)域的一種或多種惰性氣體流量的流量計(jì)，所述控制單元響應(yīng)來自所述第三壓力傳感器的動態(tài)反饋而進(jìn)行操作；包括第四節(jié)流閥的第四控制單元，所述第四節(jié)流閥響應(yīng)來自所述第四壓力傳感器的動態(tài)反饋控制設(shè)備排氣管線上的排氣流動速率；包括第五節(jié)流閥的第五控制單元，所述第五節(jié)流閥響應(yīng)來自所述第五壓力傳感器的動態(tài)反饋控制來自所述旁路排氣歧管的排氣流動速率。
27.如權(quán)利要求26所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述的第一、第二和第三壓力傳感器測量至絕對誤差大致在0.0001托之內(nèi)的壓差。
28.如權(quán)利要求26所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述第一、第二和第三壓力傳感器具有大致0.1至1.0秒的內(nèi)部信號響應(yīng)時(shí)間。
29.如權(quán)利要求26所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述第一、第二和第三壓力傳感器具有大致0.4秒的內(nèi)部信號響應(yīng)時(shí)間。
30.如權(quán)利要求26所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，還包含信號調(diào)節(jié)器，所述信號調(diào)節(jié)器通過在預(yù)定時(shí)間期限內(nèi)平均來自所述一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器的數(shù)據(jù)以減少測量噪聲的影響，而過濾由一個(gè)或多個(gè)所述壓力傳感器收集的數(shù)據(jù)，然后將所述數(shù)據(jù)傳遞到所述各個(gè)控制單元的一個(gè)或多個(gè)。
31.如權(quán)利要求30所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定時(shí)間期限大致為1至10秒。
32.如權(quán)利要求30所述的化學(xué)汽相沉積加工系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定時(shí)間期限大致為3秒。
全文摘要
一種輸送至少一種氣體的常壓晶片加工系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)含有排氣控制反饋系統(tǒng)，所述排氣控制反饋系統(tǒng)利用傳感器(116、142、162、182、192)測量系統(tǒng)內(nèi)壓力并且調(diào)節(jié)控制單元(112、132、152、180、196)以在系統(tǒng)內(nèi)維持所需的設(shè)定壓力。所述傳感器測量內(nèi)爐(140)內(nèi)，特別是內(nèi)爐的裝載(136)、旁路中心和卸載(156)部分，相對于暗槽作為壓力的小壓差。對內(nèi)爐壓力的直接控制，為較少經(jīng)受在外部環(huán)境變化的晶片加工提供了更穩(wěn)定的壓力平衡，以及發(fā)生當(dāng)至轉(zhuǎn)子流量計(jì)的供應(yīng)壓力變化時(shí)，考慮了改變輸入氣流的補(bǔ)償。所述壓力控制的系統(tǒng)和方法特別有利產(chǎn)生在較長運(yùn)行時(shí)間內(nèi)具有改進(jìn)過程可重復(fù)性的化學(xué)汽相沉積應(yīng)用。
文檔編號C23C16/54GK1575351SQ02821154
公開日2005年2月2日 申請日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者勞倫斯·D·巴塞洛繆, 羅伯特·J·貝利, 樸勝俊, 呂順九 申請人:阿維扎技術(shù)公司