微环境的压力控制系统及其控制方法、半导体处理设备技术方案

本发明专利技术公开了一种微环境的压力控制系统及其控制方法、半导体处理设备。包括压差检测单元，分别连接至微环境、外部大气环境以及工艺腔室，用于分别获取微环境内部与外部大气环境之间的第一压力差以及微环境内部与工艺腔室内部之间的第二压力差；控制单元，用于分别将第一压力差与预设的第一目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整微环境内部的压力；以及将第二压力差与预设的第二目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整微环境内部的压力。可以有效阻止微环境外部颗粒进入微环境，还可以使得工艺腔室不受微环境影响，提高工艺性能。

Micro environment pressure control system and its control method, semiconductor processing equipment

【技术实现步骤摘要】
微环境的压力控制系统及其控制方法、半导体处理设备
本专利技术涉及半导体制造
，具体涉及一种微环境的压力控制系统、一种微环境的压力控制方法以及一种半导体处理设备。
技术介绍
在半导体热处理设备中，微环境是除了工艺腔室之外需要与外部大气环境隔离的封闭空间区域，是半导体处理设备的核心结构之一，其主要功能是提供晶圆在半导体设备内部进行传输、装卸及中转的稳定区域，晶圆在进行工艺处理前以及在完成工艺后的传输、装卸都要在微环境内部进行，因此在该区域内要求满足洁净度、氧含量、温度、压力等环境要求。压力控制作为微环境的重要参数指标，对产品最终的工艺性能有着重要的影响。中国专利ZL200820234115.7公开了一种300mm立式氧化炉微环境压力控制系统，并具体公开了：该压力控制系统设有与微环境连通的风机，其进气管通过一个流量计MFC和一个自控阀门PV2与工艺气源连通；风机还通过一个自控阀门PV1直接与气源连通，并通过一个自控阀门PV3与厂总排气口连通；设有一个压力计与微环境连通，另外设有一个压差计，该压差计的进气管与微环境内的炉体排气口连通，其排气管与厂总排气口连通；微环境还设有一个自控阀门PV4控制的排气管；自控阀门PV1、PV2、PV3和PV4与一个可编程控制器PLC控制连接；压力机和压差计与PLC信号连接。但是，上述中国专利所公开的方案中，其没有提供微环境内部与工艺腔室内部压力的对比，无法得知当工艺腔室与微环境接触前两者的压力对比，无法判断当工艺腔室门打开时，微环境是否会对工艺腔室造成影响。此外，上述中国专利所公开的方案中，只能进行一种微环境气体模式下的压力控制，微环境进气口只有一个，当半导体处理设备进行不同工艺需要切换微环境内部的气体氛围时，该方案无法进行模式切换，只能进行一种工艺方案。最后，上述中国专利所公开的方案中，当供气压力过大时，其通过打开位于进气管道的自控阀门PV3进行卸压，根据之前描述其控制方案，显然会对气源造成浪费。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种微环境的压力控制系统、一种微环境的压力控制方法以及一种半导体处理设备。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面，提供了一种微环境的压力控制系统，所述微环境的压力控制系统包括：压差检测单元，分别连接至微环境、外部大气环境以及工艺腔室，用于分别获取所述微环境内部与所述外部大气环境之间的第一压力差以及所述微环境内部与所述工艺腔室内部之间的第二压力差；控制单元，用于分别将所述第一压力差与预设的第一目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力；以及将所述第二压力差与预设的第二目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力。可选地，所述微环境系统还包括至少一路进气单元和泄压单元，所述进气单元和所述泄压单元均选择性地与所述微环境内部连通；所述控制单元，用于在所述第一压力差大于所述第一目标压力差或所述第二压力差大于所述第二目标压力差时，控制所述泄压单元与所述微环境内部连通，并同时减小所述进气单元向所述微环境内部提供的工艺气体流量；以及，所述控制单元，还用于在所述第一压力差小于所述第一目标压力差或所述第二压力差小于所述第二目标压力差时，控制所述进气单元增大向所述微环境内部提供的工艺气体流量。可选地，所述进气单元包括第一进气子单元和第二进气子单元；所述第一进气子单元包括第一气源、第一进气管道、第一阀门和第一气体流量计，所述第一气源经由所述第一进气管道与所述微环境连接，所述第一阀门和所述第一气体流量计依次串接设置在所述第一进气管道上；所述第二进气子单元包括第二气源、第二进气管道和第二阀门，所述第二气源经由所述第二进气管道与所述微环境连接，所述第二阀门串接设置在所述第二进气管道上；所述第一阀门、所述第一气体流量计和所述第二阀门均与所述控制单元电连接。可选地，所述第一气体流量计为气体质量流量控制器，所述第二气源为风机。可选地，所述泄压单元包括泄压管路和泄压阀；所述泄压管路的一端与所述微环境的泄压口连接，所述泄压管路的另一端经由所述泄压阀与外部大气环境连接；所述泄压阀与所述控制单元电连接。可选地，所述压差检测单元包括压差计、检测管路、检测支路、第三阀门和第四阀门；所述压差计的一端与所述微环境的压力检测口连接，所述压差计的另一端分别通过检测管路和检测支路与所述外部大气环境以及所述工艺腔室的排气口连接；所述第三阀门设置在所述检测管路上，所述第四阀门设置在所述检测支路上；所述压差计、所述第三阀门和所述第四阀门均与所述控制单元电连接。本专利技术的第二方面，提供了一种微环境的压力控制方法，所述压力控制方法包括：步骤S110、检测微环境与工艺腔室是否处于连通状态，若否，执行步骤S120，若是，执行步骤S130；步骤S120、获取所述微环境内部与外部大气环境之间的第一压力差，并将所述第一压力差与预设的第一目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力；步骤S130、获取所述微环境内部与所述工艺腔室内部之间的第二压力差，并将所述第二压力差与预设的第二目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力。可选地，在步骤S120中，调整所述微环境内部的压力的步骤具体包括：当所述第一压力差大于所述第一目标压力差时，对所述微环境内部进行泄压，并同时减小向所述微环境内部提供的工艺气体流量；当所述第一压力差小于所述第一目标压力差时，增大向所述微环境内部提供的工艺气体流量。可选地，在步骤S130中，调整所述微环境内部的压力的步骤具体包括：当所述第二压力差大于所述第二目标压力差时，对所述微环境内部进行泄压，并同时减小向所述微环境内部提供的工艺气体流量；当所述第二压力差小于所述第二目标压力差时，增大向所述微环境内部提供的工艺气体流量。可选地，所述微环境连接有多路进气单元，所述压力控制方法还包括在步骤S110之前进行的：步骤S101、分别控制每路所述进气单元选择性地与所述微环境内部连通。本专利技术的第三方面，提供了一种半导体处理设备，包括前文记载的所述的微环境的压力控制系统。本专利技术的微环境的压力控制系统及其压力控制方法、半导体处理设备。其利用所设置的压差检测单元和控制单元，通过检测并控制微环境与外部大气环境之间的压力差，可以有效阻止微环境外部颗粒进入微环境。通过检测并控制微环境内部与工艺腔室内部的压力差，可以使得工艺腔室不受微环境影响，提高工艺性能。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术第一实施例中微环境的压力控制系统的结构示意图；图2为本专利技术第二实施例中第二进气子单元中的风机与过滤器的结构示意图；图3为本专利技术第三实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微环境的压力控制系统，其特征在于，所述微环境的压力控制系统包括：/n压差检测单元，分别连接至微环境、外部大气环境以及工艺腔室，用于分别获取所述微环境内部与所述外部大气环境之间的第一压力差以及所述微环境内部与所述工艺腔室内部之间的第二压力差；/n控制单元，用于分别将所述第一压力差与预设的第一目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力；以及将所述第二压力差与预设的第二目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力。/n

【技术特征摘要】
1.一种微环境的压力控制系统，其特征在于，所述微环境的压力控制系统包括：
压差检测单元，分别连接至微环境、外部大气环境以及工艺腔室，用于分别获取所述微环境内部与所述外部大气环境之间的第一压力差以及所述微环境内部与所述工艺腔室内部之间的第二压力差；
控制单元，用于分别将所述第一压力差与预设的第一目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力；以及将所述第二压力差与预设的第二目标压力差进行比较，当两者不一致时，调整所述微环境内部的压力。


2.根据权利要求1所述的微环境的压力控制系统，其特征在于，所述微环境的压力控制系统还包括至少一路进气单元和泄压单元，所述进气单元和所述泄压单元均选择性地与所述微环境内部连通；
所述控制单元，用于在所述第一压力差大于所述第一目标压力差或所述第二压力差大于所述第二目标压力差时，控制所述泄压单元与所述微环境内部连通，并同时减小所述进气单元向所述微环境内部提供的工艺气体流量；以及，
所述控制单元，还用于在所述第一压力差小于所述第一目标压力差或所述第二压力差小于所述第二目标压力差时，控制所述进气单元增大向所述微环境内部提供的工艺气体流量。


3.根据权利要求2所述的微环境的压力控制系统，其特征在于，所述进气单元包括第一进气子单元和第二进气子单元；
所述第一进气子单元包括第一气源、第一进气管道、第一阀门和第一气体流量计，所述第一气源经由所述第一进气管道与所述微环境连接，所述第一阀门和所述第一气体流量计依次串接设置在所述第一进气管道上；
所述第二进气子单元包括第二气源、第二进气管道和第二阀门，所述第二气源经由所述第二进气管道与所述微环境连接，所述第二阀门串接设置在所述第二进气管道上；
所述第一阀门、所述第一气体流量计和所述第二阀门均与所述控制单元电连接。


4.根据权利要求3所述的微环境的压力控制系统，其特征在于，所述第一气体流量计为气体质量流量控制器；所述第二气源为风机。


5.根据权利要求2所述的微环境的压力控制系统，其特征在于，所述泄压单元包括泄压管路和泄压阀；
所述泄压管路的一端与所述微环境的泄压口连接，所述泄压管路的另一端经由所述泄压阀与外部大气环境连接；
所述泄压阀与所述控制单元电连接。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋新丰，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11