【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体设备工艺，具体地涉及一种半导体工艺的背部气系统及方法。
技术介绍
1、例如在进行气相沉积或高温/低温离子注入等工艺时，需要在半导体设备的真空腔体中对工件(如晶圆)进行升温/降温，以达到工艺所需的要求。
2、目前，通常采用背部气系统(backside gas，简称bsg)，其结构例如图2所示。在设备真空腔体内具有静电卡盘组件，用于承载晶圆，进而通过对静电卡盘组件进行加热/制冷，对其上的晶圆进行升温/降温。从微观角度来看，静电卡盘组件和晶圆之间存在着真空的间隙，实际接触面积较小，因此热传导效率较低。背部气系统的主要结构及工作原理是在静电卡盘组件上开有小孔，在背侧连接气源(例如氮气源)，从而向静电卡盘组件和晶圆之间通入一定量的氮气，氮气分子会在静电卡盘组件和晶圆之间反复碰撞，从而快速地传递热量，加快晶圆升温/降温速度。
3、在上述过程中，对通入的氮气量有要求，一般要求通入的氮气的气压值为远低于一个大气压的一设定值。因此通常在氮气源和静电卡盘组件之间设有一个bsg腔(流量控制单元)并连接有一个抽气泵，氮气源(如气瓶)中的气压约为一个大气压，高压力的(气体分子密度较高的)氮气进入bsg腔，然后被抽气泵抽吸掉一部分，从而将气压降低至所需的低气压。但是，由于设有抽气泵，在抽气泵处难免会有外界的水汽扩散进来，进而水汽会进入设备腔体内，形成杂质污染。例如对于低温工艺而言，水汽会在低温的晶圆上结霜，导致成膜不均匀，水汽在静电卡盘的工作面也会结霜，形成凸起导致吸附效果减弱、进而可能导致晶圆吸附不牢而掉落；目
技术实现思路
1、基于现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种半导体工艺的背部气系统及方法，解决现有方案会引入水汽导致真空腔体内洁净度受到影响的问题，实现从根本上避免水汽，进而能够提高半导体工艺的质量及效率。
2、依据本专利技术的技术方案，本专利技术提供了一种半导体工艺的背部气系统，包括有气源，气源通过管路连接至静电卡盘组件；在管路中，具有沿气源至静电卡盘组件依次设置的第一阀门、第一空间、第二阀门和第二空间，第一阀门、第一空间、第二阀门和第二空间的内部相连通且与外界密封隔离；第二空间的容积远大于第一空间的容积，也远大于管路其余部分的容积。
3、进一步地，第一空间的容积和第二空间的容积满足如下关系：p0＝p1*v1/v2，式中，p0为输入至静电卡盘组件的气体压力设定值，p1为气源输出的气体压力值，v1为第一空间的容积，v2为第二空间的容积。
4、根据一些实施例，第一阀门和第二阀门之间的管路形成第一空间。
5、根据一些实施例，第二空间为盘管。
6、进一步地，静电卡盘组件上在居中位置开设有通气孔，管路在静电卡盘组件的背侧连接通气孔。
7、进一步地，静电卡盘组件中包括有静电卡盘和制冷装置，静电卡盘位于制冷装置的上方。
8、依据本专利技术的技术方案，本专利技术还提供一种半导体工艺的背部气方法，采用本专利技术的半导体工艺的背部气系统，其包括如下步骤：
9、步骤s1，在第二阀门关闭的状态下，打开第一阀门，使气源的气体充满第一空间；
10、步骤s2，关闭第一阀门，打开第二阀门，使第一空间中的气体进入第二空间，进而进入静电卡盘组件；此过程中，定量的气体从小容积的第一空间进入大容积的第二空间中，达到工艺所需的气体压力设定值。
11、根据一些实施例，气源中为干燥的洁净氮气。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果如下：
13、本专利技术的半导体工艺的背部气系统及方法构思巧妙、结构精简，通过体积比实现了所需的气体压力控制，从根本上解决了现有技术方案由于设置抽气泵而引入水汽的问题，在提高工件与静电卡盘之间热交换能力的同时，避免了真空腔体内水汽的影响，有效提高了半导体工艺的质量和效率。
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1.一种半导体工艺的背部气系统，其特征在于，包括有气源(1)，气源(1)通过管路连接至静电卡盘组件(2)；在管路中，具有沿气源(1)至静电卡盘组件(2)依次设置的第一阀门(3)、第一空间(4)、第二阀门(5)和第二空间(6)，第一阀门(3)、第一空间(4)、第二阀门(5)和第二空间(6)的内部相连通且与外界密封隔离；第二空间(6)的容积远大于第一空间(4)的容积，也远大于管路其余部分的容积。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺的背部气系统，其特征在于，第一空间(4)的容积和第二空间(6)的容积满足如下关系：P0＝P1*V1/V2，式中，P0为输入至静电卡盘组件(2)的气体压力设定值，P1为气源(1)输出的气体压力值，V1为第一空间(4)的容积，V2为第二空间(6)的容积。
3.根据权利要求1所述的半导体工艺的背部气系统，其特征在于，第一阀门(3)和第二阀门(5)之间的管路形成第一空间(4)。
4.根据权利要求1所述的半导体工艺的背部气系统，其特征在于，第二空间(6)为盘管。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的半导体工艺的背部
6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的半导体工艺的背部气系统，其特征在于，静电卡盘组件(2)中包括有静电卡盘和制冷装置，静电卡盘位于制冷装置的上方。
7.一种半导体工艺的背部气方法，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一权利要求所述的半导体工艺的背部气系统，其包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的半导体工艺的背部气方法，其特征在于，气源(1)中为干燥的洁净氮气。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺的背部气系统，其特征在于，包括有气源(1)，气源(1)通过管路连接至静电卡盘组件(2)；在管路中，具有沿气源(1)至静电卡盘组件(2)依次设置的第一阀门(3)、第一空间(4)、第二阀门(5)和第二空间(6)，第一阀门(3)、第一空间(4)、第二阀门(5)和第二空间(6)的内部相连通且与外界密封隔离；第二空间(6)的容积远大于第一空间(4)的容积，也远大于管路其余部分的容积。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺的背部气系统，其特征在于，第一空间(4)的容积和第二空间(6)的容积满足如下关系：p0＝p1*v1/v2，式中，p0为输入至静电卡盘组件(2)的气体压力设定值，p1为气源(1)输出的气体压力值，v1为第一空间(4)的容积，v2为第二空间(6)的容积。
3.根据权利要求1所述的半导体工艺的背部气系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢合强，沈斌，陈炯，张劲，
申请(专利权)人：芯嵛半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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