控制半导体处理系统中气流的系统和方法技术方案

一种气体系统包括外壳、处理气体计量阀、截止阀和流量开关。处理气体计量阀布置在外壳内，以将处理气体流动到半导体处理系统的处理室。截止阀连接到处理气体计量阀，以将处理气体计量阀与处理气体源流体分离。流量开关可操作地连接到截止阀，以根据穿过流量开关的气体流量使用截止阀来停止处理气体到半导体处理系统的处理室的流动。还描述了半导体处理系统、气体控制方法和气体系统套件。气体控制方法和气体系统套件。气体控制方法和气体系统套件。

【技术实现步骤摘要】
控制半导体处理系统中气流的系统和方法


[0001]本专利技术总体涉及控制半导体处理系统中的气流，更具体地说，涉及控制半导体处理系统中的有害处理气流。

技术介绍

[0002]用于制造半导体器件的处理工具在半导体器件的制造过程中采用处理气体来执行各种处理操作，比如在超大规模集成电路器件、太阳能电池和显示器的制造期间将膜沉积到衬底上。处理气体通常通过计量装置从处理气体源流到处理工具，计量装置根据采用处理气体的处理工具的处理要求来调节处理气体的流量。在处理期间，处理工具通常排放排气流，其可能包括残留的处理气体和/或各种处理气体产物。由于残余处理气体和/或各种处理气体产物可能是危险的，例如易燃和/或有毒的，惰性气体可以与残余处理气体产物和/或处理气体产物混合，以限制(或消除)与处理工具排出的残余处理气体和/或处理气体产物相关的潜在危险。
[0003]将惰性气体混合到排气流中的一个挑战是与某些惰性气体相关的成本。例如，为了确保排气流中潜在危险化合物的浓度足够低，提供给处理工具的惰性气体的流量(例如质量流量或体积流量)可以根据提供给处理工具的处理气体的最大流量来确定大小，例如在处理气体供应阀被无意中驱动到全开位置的情况下。虽然通常令人满意的是惰性气体的流量足以减少与残余处理气体和/或处理气体产物的相对高流量相关的危险，但该策略也意味着惰性气体流量通常大于处理工具所采用的过程所需的流量。由于惰性气体消耗，这增加了处理工具的操作成本。它还要求某些处理工具附件比如通风系统和/或排气减排系统比其他可能的要大。
[0004]限制与惰性气体相关的成本的一种方法是在处理气体供应管线中使用限流器或流量调节器。当尺寸小于处理气体阀的流量额定值并且大于处理工具所需的处理流量时，可以使用限流器和流量调节器来限制处理气体从源侧(例如从处理气体的壳体或批量供应源)流到处理工具。然而，尽管在限制处理工具的惰性气体需求方面是有效的，但限流器和流量调节器相对于处理工具所需的处理气体流量来说通常也是过大的。因此，提供给处理工具的惰性气体的流量仍高于处理工具所要求的流量，由于惰性气体要求高于其他要求，所以处理工具的操作成本更高。
[0005]这种系统和方法对于它们的预期目的来说通常是可接受的。然而，仍需要改进的气体系统、具有气体系统的半导体处理系统以及控制半导体处理系统中的处理气体流量的方法。本公开提供了对这种需求的解决方案。

技术实现思路

[0006]提供了一种气体系统。气体系统包括外壳、处理气体计量阀、截止阀和流量开关。处理气体计量阀布置在外壳内，并且配置为将处理气体流动到半导体处理系统的处理室。截止阀连接到处理气体计量阀，并配置为将处理气体计量阀与处理气体源流体分离。流量
开关可操作地连接到截止阀，并配置为根据穿过流量开关的气体流量，使用截止阀来停止处理气体到半导体处理系统的处理室的流动。
[0007]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括截止阀和流量开关中的至少一个布置在外壳的外部。
[0008]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括流量开关流体联接到截止阀和处理气体计量阀。
[0009]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括流量开关与截止阀流体隔离。
[0010]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括流量开关具有截止触发，处理气体计量阀具有流量额定值，并且流量开关的截止触发小于处理气体计量阀的流量额定值。
[0011]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括将流量开关连接到截止阀的继电器。
[0012]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括将流量开关连接到截止阀的控制器。
[0013]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括流量开关是连接到截止阀的处理气体流量开关，并且气体系统还包括连接到处理气体流量开关的处理气体源和连接到处理气体计量阀的处理室。处理气体流量开关可以将处理气体源流体联接到处理室。
[0014]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括处理气体源包括含硅气体。
[0015]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括：处理气体源是第一处理气体源，处理气体流量开关是第一处理气体流量开关，以及截止阀是第一截止阀。气体系统还可以包括第二处理气体源、连接到第二处理气体源的第二处理气体流量开关以及连接到第二处理气体流量开关的第二截止阀。第二截止阀可以将第二处理气体源流体联接到处理室。第二处理气体流量开关可以可操作地连接到第二截止阀。
[0016]除了上述一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括前级管线、真空泵、惰性气体流量开关和惰性气体源。前级管线可以连接到处理室，真空泵可以连接到前级管线，惰性气体流量开关可以连接到真空泵。惰性气体源可以连接到惰性气体流量开关并通过其流体联接到真空泵，惰性气体流量开关可以可操作地连接到截止阀。
[0017]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括流量开关是惰性气体流量开关，并且气体系统还包括连接到截止阀的处理气体源、连接到处理气体计量阀并通过其流体联接到处理气体源的处理室、连接到处理室的真空泵以及连接到惰性气体流量开关并通过其流体联接到真空泵的惰性气体源。
[0018]除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括：惰性气体流量开关具有惰性气体截止触发，并且配置为当穿过惰性气体流量开关并到达真空泵的惰性气体流量小于惰性气体截止触发时关闭截止阀。
[0019]除了上述一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括流量开关是处理气体流量开关，并且气体系统还包括流体联接到处理气体计量阀的前级管线、连接
到前级管线的真空泵以及流体联接到真空泵并通过其联接到前级管线的惰性气体流量开关。惰性气体开关可以可操作地连接到截止阀。
[0020]除了上述一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括惰性气体流量开关具有惰性气体截止触发，并且惰性气体流量开关配置为当穿过惰性气体流量开关的惰性气体流量小于惰性气体截止触发时关闭截止阀。
[0021]除了上述一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的示例可以包括惰性气体流量开关是第一惰性气体流量开关，并且气体系统还包括排气导管和第二惰性气体流量开关。排气导管可以连接到真空泵。第二惰性气体流量开关可以流体联接到排气导管并通过其联接到真空泵。第二惰性气体流量开关可以可操作地连接到流量开关。
[0022]提供了一种半导体处理系统。半导体处理系统包括如上所述的气体系统、处理气体源、处理室和衬底支撑件。处理气体源连接到处理气体流量开关。处理室通过处理气体计量阀和截止阀流体联接到流量开关。衬底支撑件布置在处理室内，并且配置为在使用由处理气体源提供的处理气体将膜沉积到衬底上期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体系统，包括：外壳；处理气体计量阀，其布置在外壳内，并且配置为将处理气体流动到半导体处理系统的处理室；截止阀，其连接到处理气体计量阀，并且配置为将处理气体计量阀与处理气体源流体分离；以及流量开关，其可操作地连接到截止阀，并且配置为根据穿过流量开关的气体流量，使用截止阀来停止处理气体到半导体处理系统的处理室的流动。2.根据权利要求1所述的气体系统，其中，所述截止阀和流量开关中的至少一个布置在所述外壳的外部。3.根据权利要求1所述的气体系统，其中，所述流量开关与所述截止阀和所述处理气体计量阀流体联接。4.根据权利要求1所述的气体系统，其中，所述流量开关与所述截止阀流体隔离。5.根据权利要求1所述的气体系统，其中，所述流量开关具有截止触发，其中，所述处理气体计量阀具有流量额定值，并且其中，所述流量开关的截止触发小于所述处理气体计量阀的流量额定值。6.根据权利要求1所述的气体系统，还包括将所述流量开关连接到所述截止阀的继电器。7.根据权利要求1所述的气体系统，还包括将所述流量开关连接到所述截止阀的控制器。8.根据权利要求1所述的气体系统，其中，所述流量开关是连接到所述截止阀的处理气体流量开关，所述气体系统还包括：包括含硅气体的处理气体源，其连接到处理气体流量开关；以及连接到所述处理气体计量阀的处理室，其中处理气体流量开关将所述处理气体源流体联接到该处理室。9.根据权利要求8所述的气体系统，其中，所述处理气体源是第一处理气体源，所述处理气体流量开关是第一处理气体流量开关，并且所述截止阀是第一截止阀，所述气体系统还包括：第二处理气体源；连接到第二处理气体源的第二处理气体流量开关；以及第二截止阀，其连接到第二处理气体流量开关并将第二处理气体源流体联接到处理室，其中第二处理气体流量开关可操作地连接到第二截止阀。10.根据权利要求9所述的气体系统，还包括：连接到处理室的前级管线；连接到前级管线的真空泵；连接到真空泵的惰性气体流量开关；以及惰性气体源，连接到惰性气体流量开关并通过其流体联接到真空泵，其中惰性气体流量开关可操作地连接到所述截止阀。11.根据权利要求1所述的气体系统，其中，所述流量开关是惰性气体流量开关，所述气
体系统还包括：连接到所述截止阀的处理气体源；连接到所述处理气体计量阀并通过其流体联接到处理气体源的处理室；连接到所述处理室的真空泵；以及惰性气体源，连接到惰性气体流量开关并通过其流体联接到真空泵。12.根据权利要求11所述的气体系统，其中，所述惰性气体流量开关具有惰性气体截止触发，并且其中，所述惰性气体流量开关配置为当从所述惰性气体源到所述真空泵的惰性气体流量小于惰性气体截止触发时关闭所述截止阀。13.根据权利要求1所述的气体系统，其中，所述流量开关是处理气体流量开关，所述气体系统还包括：流体联接到所述处理气体计量阀的前级管线；连接到前级管线的真空泵；以及惰性...

【专利技术属性】
技术研发人员：M费斯勒，G霍尔布鲁克，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：