專利名稱：現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說是關(guān)于超高真空系統(tǒng)，而較具體說是關(guān)于超高真空系統(tǒng)中所用的現(xiàn)場吸氣泵。
存在有許多要求超高真空級別例如10-7～10-12Torr數(shù)量級的真空。例如，高真空物理機器象回旋加速器和線性加速器都要求10-8～10-12Torr數(shù)量級的真空，而在半導(dǎo)體制造工業(yè)中，半導(dǎo)體處理設(shè)備內(nèi)也經(jīng)常需要接近10-7～10-9Torr的超高真空。
典型地是采用數(shù)個泵串行或并行來在一腔室內(nèi)達(dá)到超高真空級別。常常采用機械(例如油)泵來將一腔室內(nèi)的壓力降到30～50mTorr左右。它們常常被稱之為“高壓”泵，因為它們泵唧相對高壓氣體，然后，高或超真空泵系統(tǒng)例如分子泵、離子泵、低溫泵、渦輪泵等被用來將壓力降低到接近于10-7～10-9Torr，它們經(jīng)常被稱之為“低壓”泵，因為它們泵唧低壓氣體。對一特定腔室的降壓時間隨腔室大小、泵的容量、由腔室到泵的傳導(dǎo)性能和所希望的最后壓力這些因素而定可由數(shù)分鐘到數(shù)小時到數(shù)天。
在某些超高真空應(yīng)用中與上述的機械、分子和低溫泵相結(jié)合地應(yīng)用吸氣泵。吸氣泵包括有和某些非惰性氣體具有親合力的吸氣劑(金屬合金)。例如，取決于吸氣劑的成分和溫度，吸氣泵被設(shè)計成優(yōu)先地泵唧一定的非惰性氣體如水蒸汽和氫。
例如，意大利Lainate lS.P.A的SAES Getters提供的吸氣泵已被安裝在粒子加速器中多年了。此吸氣泵典型地包括有被封閉合在不銹鋼容器中的吸氣劑。吸氣泵依據(jù)欲泵唧的氣體種類、吸氣劑成分等可由室溫到約450℃運行。對先有技術(shù)SAES吸氣泵的優(yōu)選吸氣劑為ST707TM吸氣劑(這是Zr-V-Fe含金)，它是由意大利LainateS.P.A.的SAES Getters生產(chǎn)的。另一個這樣的材料是ST101TM吸氣合金，也可由S.P.A.的SAES Getters得到，為Zr-Al合金。這些先有技術(shù)吸氣泵在它們被配置在高真空物理機內(nèi)部方面可被看成為“現(xiàn)場”泵。
也已提出為半導(dǎo)體處理設(shè)備設(shè)置吸氣泵。例如在數(shù)年前Briesacher等的題為“用于半導(dǎo)體處理設(shè)備的非易蒸發(fā)吸氣泵”的論文中提出，任何為進行半導(dǎo)體處理采用吸氣器來純化被處理氣體的應(yīng)用也均可為現(xiàn)場純化和為選擇泵唧雜質(zhì)采用非易蒸發(fā)吸氣泵。
上述的Briesacher文獻(xiàn)揭示了為在濺鍍系統(tǒng)中應(yīng)用吸氣泵有二種可能的運行情況。第一種是將吸氣泵加到系統(tǒng)與系統(tǒng)的通常泵(例如機械的和低溫泵)并行運行。在這一情況中，系統(tǒng)的運行不作任何修改，而吸氣泵僅用作為輔助泵來降低腔室中殘留氣體的某些成分的局部氣壓。第二種情況是填充腔室達(dá)到3×10-3至6×10-3Torr的壓力范圍，阻止氬流入腔室，和密封腔室。這樣即將吸氣泵說成為對氬起“現(xiàn)場”凈化器的作用。但是，如下面討論的，此泵并不真正是“現(xiàn)場的”因為活性材料并不在處理腔室的容積之內(nèi)。日本Tohokv大學(xué)電子系在Dr.Ohmi指導(dǎo)下已實現(xiàn)采用這樣的吸氣泵的實現(xiàn)處理腔室多年了。
Briesacher參考文獻(xiàn)中揭示了吸氣泵可與作為一類半導(dǎo)體處理設(shè)備的濺鍍系統(tǒng)相結(jié)合應(yīng)用。在一典型濺鍍系統(tǒng)的示例中，惰性氣體(通常為氬)被泵唧一腔室內(nèi)生成等離子體。此等離子體使得氬離子向著靶極加速促使材料被驅(qū)動沉積到晶片表面上。吸氣泵很適用于濺鍍系統(tǒng)。因為僅僅所希望的處理氣體為不被吸氣泵所泵唧的惰性氣體。因此，吸氣泵能由濺鍍室去除雜質(zhì)氣體而不會影響濺鍍過程所需惰性氣體的流動。
Briesacher文獻(xiàn)基本上是對在半導(dǎo)體處理設(shè)備中采用非可蒸發(fā)吸氣泵的實用性的純理論分析。因此，所披露的該理論的實際應(yīng)用很少。而且，盡管Briesacher論文應(yīng)用術(shù)語“現(xiàn)場的“來說明采用吸氣泵的情況，而由其說明中可清楚看到，吸氣泵在腔室之外和將其看成是“現(xiàn)場的”僅僅在于當(dāng)此腔室被密封以及沒有氬流進腔室時吸氣泵內(nèi)部容積可被看作是被連接到腔室的容積。但是，它并非真正的“現(xiàn)場的”因為吸氣泵表面是處于一通過對腔室與泵之間的傳導(dǎo)性有很大限制的扼流性狹道連接到腔室容積的容積之內(nèi)。例如，通過泵的狹道泵唧可能降低傳導(dǎo)性25％或更大，而通過一具有隔熱屏(為防止有效部件被來自處理腔室的被加熱部件的低溫抽吸)的泵的狹道的泵唧則可能降低傳導(dǎo)性60％或更多。
用于集成電路制造的濺鍍系統(tǒng)具有某些先有技術(shù)中尚未提及的能由流行中的現(xiàn)場吸氣泵所增強的運行特性。一種這樣的特性是生產(chǎn)用濺鍍設(shè)備必須在多個不同壓力下和以不同的氣體成分運行。這一特點例如說在粒子加速器如前述的Princeton University粒子加速器中是不存在的，它們通常保持高真空。在前述的Briesacher參考文獻(xiàn)中這一特征也未討論。較具體說，工業(yè)用濺鍍機常常承受三種完全不同的環(huán)境。在當(dāng)腔室因日常維護或修理而敞開到周圍大氣時出現(xiàn)第一種環(huán)境。在這樣的環(huán)境下腔室受到大氣中氣體和雜質(zhì)的污染。在例如腔室裝載和卸載期間和在進行處理前降壓到“基本壓力”期間當(dāng)腔室運行于超高真空條件如低于10-7Torr時出現(xiàn)第二環(huán)境。最后，當(dāng)濺鍍室中的氬氣體壓力在幾個mTorr的壓力時的進行處理期間出現(xiàn)第三環(huán)境。
為了在這些不同的運行環(huán)境間循環(huán)，要將一典型的濺鍍腔室耦合到一機械(高壓)泵和一低溫泵(低壓泵)。機械泵將此腔室中的壓力降低到接近30～50mTorr然后利用低溫泵(或其他高真空泵例如渦輪泵)將腔室中的壓力降低到接近10-7～10-9Torr。
商業(yè)上可望將這些不同運行環(huán)境之間的“過渡”時間減到最小。例如在由大氣壓變?yōu)槌哒婵涨闆r時傳統(tǒng)的機械泵和低溫泵為達(dá)到所需真空級別常常需要600～700分鐘。因此，在每次例行維護或修理之后濺鍍腔室為接收供處理的晶體準(zhǔn)備就緒可能需要十多個小時。這可能導(dǎo)致濺鍍機在其全部壽命中的數(shù)千或數(shù)百萬個“停機時間”元。
由于總的泵“抽氣降壓時間”依賴于低溫泵比機械泵更多，一種解決辦法增加低溫泵的大小和對泵的傳導(dǎo)性。所謂“傳導(dǎo)性”是指一流體(在此情況中為氣體)由一個容積(如處理腔室)流動到另一個容積(如泵腔室)時的情況。傳導(dǎo)性受限于一般為低溫泵的狹道的橫截面的二腔室間的孔徑的大小，和欲泵唧的原子、分子和粒子與低溫泵內(nèi)有效表面間路程的徑直(directness)。不幸的是，增大低溫泵的大小和傳導(dǎo)性同樣會增加必須流進處理腔室的氬的量以支撐濺鍍過程。這具有兩個副作用。第一，處理成本因氬氣體的高度耗費而顯著增加。第二，由低溫泵泵唧的大量氬將迅速使泵飽和而需要頻繁“再生”(此時被俘獲材料被由泵釋放)，而因此造成系列更多的停機時間。結(jié)果，這一增加低溫泵尺寸的解決辦法沒有商業(yè)上的價值。
總的說希望有一大容量低溫泵以便使再生周期間的時間期間盡可能地長。但大的低溫泵通常具有大的狹道和大的傳導(dǎo)性。先有技術(shù)中，可將一包括例如一個或多個孔或其他孔隙的擋板置于低溫泵的入口上以便將其傳導(dǎo)性降低可接收的級別。另一方面，可采用具有較小傳導(dǎo)性的較小的低溫泵無需擋板，或可采用其他限制機構(gòu)。但是，采用較小的抽氣低溫泵，再生周期間的時間期間將較短。而且這些答案中任一個的基本壓力將高于采用未加限制的大低溫泵。這是不希望的，因為基本壓力越低腔室越清潔。
對泵唧一濺鍍機的腔室問題的另一可能解決方法是設(shè)置一輔助低溫泵，此時一個低溫泵具有大的傳導(dǎo)性來將腔室降低壓力到基本壓力，和另一低溫泵具有較小傳導(dǎo)性供進行處理期間泵唧腔室用。但這一解決方案也具有其缺點。其一，低溫泵傾向于相當(dāng)大的空間因為它們需要運行液氦低溫實驗和液氮低溫實驗雙方。因此，要在半導(dǎo)體制造設(shè)備周圍的經(jīng)常受束縛的空間增加輔助低溫泵是不方便的。還因為低溫泵是十分昂貴的產(chǎn)品，這將是昂貴的解決方案。而且較小的低溫泵必須頻繁地再生。各個低溫泵還需要昂貴和笨重的閥門和控制系統(tǒng)。最后，腔室多半還必須重新設(shè)計來適應(yīng)二個低溫泵。
另一可能的解決方案是采用具有可變大小孔眼的擋板。盡管這在理論上很吸引人，但對大的低溫泵(例如帶有8入口的低溫泵)這樣的擋板在商業(yè)上是不能的和多半制造昂貴而復(fù)雜。而且，可能存在著與可變孔眼結(jié)構(gòu)相關(guān)的某些雜質(zhì)問題。
吸氣泵具有它們能優(yōu)先泵唧一定氣體的有意義特征。例如，依靠改變材料(典型地為金屬合金)的成分及其運行溫度，有選擇地泵唧不同氣體。例如前述ST707合金在約350℃的溫度時優(yōu)先泵唧許多非惰性氣體，而在室溫(約25℃)時優(yōu)先泵唧氫氣體。吸氣劑的這一特征已被用來凈化惰性氣體和氮，如這里結(jié)合作為參考的轉(zhuǎn)讓給SAES Pure Gas，Inc.的Briesachen等的美國專利NO.5238469(Aug，24，1993)中所揭示的。但是，先有技術(shù)未揭示在數(shù)個溫度下運行來優(yōu)先泵唧數(shù)種氣體的現(xiàn)場吸氣泵的應(yīng)用。
先有技術(shù)中所遇到的重復(fù)問題是半導(dǎo)體制造設(shè)備(或“系統(tǒng)”)因周期地維護所引起的加長的“停機時間”。例如，設(shè)備制造者可能需要定期地例如一月一次或在應(yīng)用一定小時數(shù)之后“卸下”一種半導(dǎo)體制造設(shè)備清理、檢查、替換部件或校準(zhǔn)。在完成周期的維護之后，系統(tǒng)必須在再次準(zhǔn)備應(yīng)用之前被降壓到足夠低的壓力。這涉及到降低前述處理腔室的壓力，但它還涉及降低安放由處理腔室裝載和卸載晶片的機械臂的傳送腔室的壓力。
一個半導(dǎo)體處理設(shè)備的傳送腔室必須是或者低于處理腔室的壓力。過去傳送腔室由機械泵和低溫泵相結(jié)合來降壓，而它常常需要約八小時左右的時間來降低傳送腔室的壓力。降壓時間是要付出代價的，因為系統(tǒng)不能用于進行半導(dǎo)體處理的每一小時都可能導(dǎo)致生產(chǎn)中成千萬元的損失。
本發(fā)明的晶片處理系統(tǒng)包括有處理腔室，低壓泵，和被置于處理腔室中的現(xiàn)場泵。此低壓泵最好為一以節(jié)流板耦合到處理腔室的低溫泵。一閥機構(gòu)將惰性氣體源耦合到處理腔室以使惰性氣體能連續(xù)地流進處理腔室并以低壓泵泵出此腔室。此最好為吸氣泵的現(xiàn)場泵在惰性氣體流進期間將非惰性氣體泵出腔室，而基本上不泵唧任何惰性氣體。
吸氣泵最好包括一或多個各自裝備有加熱器的吸氣組件。一個吸氣組件可在第一溫度運行以便其優(yōu)先地泵唧一定的氣體例如水蒸汽，而另一組件則可運行于一第二溫度以便其能泵唧一不同的氣體例如氫。另一方面，也可設(shè)置單個組件，將其加熱到第一溫度來優(yōu)先泵唧第一氣體，然后再將其加熱到第二溫度以優(yōu)先泵唧第二氣體?？刹捎脽崞帘蝸韺⑽鼩鈩┡c腔室內(nèi)的被加熱或冷卻的表間隔離，由此而能與溫度無關(guān)地控制吸氣劑。
此晶片處理系統(tǒng)最好包括有一耦合到腔室的氣體分析器和一輸入耦合到氣體分析器和輸出耦合到加熱器的控制器。加熱器的這種自動控制使得吸氣泵在第一溫度下運行能泵唧第一種氣體，而后能在第一種氣體的濃縮級別降低到所希望級別之后在第二溫度時運行吸氣泵以泵唧第二種氣體。這使得吸氣泵能根據(jù)腔室內(nèi)的氣體成分來優(yōu)先泵唧氣體。
按照本發(fā)明的處理腔室包括有可密封的機殼和配置在此機殼內(nèi)的現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)，后者能在不只一個溫度下運行以使得能在不同溫度時優(yōu)先泵唧不同的非惰性氣體。此現(xiàn)場吸氣泵包括有一根據(jù)吸氣劑的溫度被控制來優(yōu)先泵唧非惰性氣體(除氫外)或氫。最好，此處理腔室包括一氣體分析器和一其輸入耦合到氣體分析器和輸出耦合到加熱器的控制器。
本發(fā)明還包括數(shù)種為處理晶片的方法。較具體說，按照本發(fā)明的處理晶片的方法包括有步驟將晶片置入處理腔室和密封此腔室，使惰性氣體流進此腔室并同時以外部低壓泵和以配置在腔室內(nèi)的泵唧非惰性氣體的現(xiàn)場泵泵唧此腔室，和處理腔室內(nèi)的晶片而惰性氣體繼續(xù)流動。最好，在使惰性氣體流進腔室的步驟之前，此方法包括有以外部低壓泵和現(xiàn)場泵同時泵唧此腔室以達(dá)到基本壓力的步驟。此方法最好還包括有根據(jù)分析監(jiān)視腔室內(nèi)氣體的成分和濃度及控制吸氣劑的溫度的步驟。另一方面，吸氣劑溫度也可以被編程方式或者某種其他非反饋方法來進行控制。藉此，吸氣劑的吸收特性就可被調(diào)節(jié)來泵唧惰性氣體流內(nèi)部所希望的雜質(zhì)。
本發(fā)明的另一實施例中，于一半導(dǎo)體制造設(shè)備的傳送腔室內(nèi)設(shè)置的吸氣泵。此吸氣泵起相對傳送腔室的內(nèi)部容積有非常高的傳導(dǎo)性的現(xiàn)場泵作用，并與現(xiàn)有的低溫泵并行操作以降壓傳送腔室。由于吸氣泵在泵唧某些氣體(特別是氫氣體)有很高效率，因而系統(tǒng)總的降壓時間大大降低。
此發(fā)明的優(yōu)點在于所提供的系統(tǒng)和方法能與半導(dǎo)體制造設(shè)備腔室的各種不同運行條件相兼容。依靠設(shè)置現(xiàn)場吸氣泵可很大地減少半導(dǎo)體制造設(shè)備的過渡時間，由此減少設(shè)備的降壓時間從而提高傳導(dǎo)性和應(yīng)用性能。
具體說，它優(yōu)越地能在不同溫度下運行一或多個吸氣組件來優(yōu)先地泵唧由濺鍍系統(tǒng)腔室選擇的氣體。利用自動控制吸氣組件的溫度的氣體分析器，可極大地降低降壓時間。
而且還看到，能優(yōu)越地將現(xiàn)場吸氣泵與一低溫泵相配合使用。由于低溫泵對泵唧象氬這樣的惰性氣體有很高效率和因為吸氣泵主要是泵唧非惰性氣體，所以吸氣泵的運行不會干擾或影響惰性氣體在腔室內(nèi)部的流動。另外由于現(xiàn)場吸氣泵協(xié)助低溫氣泵降低腔室壓力，所以有可能采用小容量低溫泵或者采用很大的帶有擋板的低溫泵而同時仍然達(dá)到所希望的較低過渡時間期間的結(jié)果。
由閱讀以下的詳細(xì)說明和研究各種附圖將會清楚理解本發(fā)明的這些和其他種種優(yōu)點。
對附圖的簡要說明

圖1為說明包括有按照本發(fā)明的現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)的半導(dǎo)體處理裝置的系統(tǒng)圖；圖2為沿圖1的連線2-2取的低溫泵擋板的橫截面圖；圖3為按照本發(fā)明的吸氣組件的側(cè)視正面圖；圖3a為沿圖3的連線3a-3a取的說明本發(fā)明的單個吸氣元件的圖形；圖4為本發(fā)明現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)另一實施例的方框圖；圖5為本發(fā)明現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)的另一可替代實施例；圖6為按照本發(fā)明第一降壓過程的腔室內(nèi)的壓力圖；圖7為按照本發(fā)明第二降壓過程的腔室內(nèi)的壓力圖；圖8為說明按照本發(fā)明的過程的流程圖；圖9為更詳細(xì)說明圖8步驟162的流程圖；和圖10為說明包括被配置在半導(dǎo)體處理設(shè)備的傳送腔室內(nèi)的按照本發(fā)明的現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)的半導(dǎo)體處理設(shè)備的本發(fā)明的替代實施例的系統(tǒng)圖。
圖1中所示晶片處理系統(tǒng)10包括有用于機器人晶片機械臂14的第一機殼12和確定處理腔室18的第二機殼16。系統(tǒng)10還包括有機械泵20，低溫泵22，氣體排放系統(tǒng)24，為生成等離子體的等離子體發(fā)生器26，和為控制大部分晶片處理10的運行的基于微處理器的控制器28。本發(fā)明還包括有包含吸氣組件32、防護屏33、可控電功率源34、殘留氣體分析器(RGA)36、和基于微處理器的控制器38的現(xiàn)場吸氣系統(tǒng)泵30。晶片處理系統(tǒng)10利用機器人晶片機械臂14處理被置于腔室18內(nèi)的半導(dǎo)體40。
第一機殼12和機器人晶片機械臂14的加工細(xì)節(jié)時熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人士是公知的。機殼12確定可通過狹縫閥44和46接觸的機械臂腔室42。此機械臂腔室通常維持低于10-7Torr的超高真空級別。機械臂14的目的是通過打開的狹縫閥46在處理腔室18內(nèi)自動布置晶片40和在處理完成后通過狹縫閥46由腔室18取走經(jīng)處理過的晶片40。在狹縫閥46打開前處理腔室18和機械臂腔室42內(nèi)的壓力最好為大致相同的級別以使得在狹縫閥被打開時的渦流最小。當(dāng)處理晶片40期間，狹縫閥46被關(guān)閉。機器人晶片機械臂14和門閥44及46均由系統(tǒng)控制器28控制。
確定處理腔室18的第二機殼16也是慣常的設(shè)計。如第一機殼那樣，它最好由堅固耐久的材料例如不銹鋼制成。除了狹縫閥46，一對閥48和50各自將機械泵20和低溫泵22耦合到腔室18。如果腔室18已經(jīng)被泄放達(dá)到大氣壓(例如為了維護或修理)，閥48被打開和機械泵被用來將腔室降壓到約30mTorr。這時，閥48被關(guān)閉而打開低溫泵50繼續(xù)將系統(tǒng)降壓到約10-9Torr。最好，吸氣泵30配合(例如同時地)低溫泵22的操作運行。當(dāng)腔室已低致“基本壓力”級別時即可開始晶片40的處理?；緣毫νǔ５陀?0-7Torr。
當(dāng)然，上述的“抽氣降壓”過程是一定程度上的經(jīng)簡化了的描述，如本技術(shù)領(lǐng)域人員將會理解的。更完整的說明如后。在腔室18被機械泵20部份地降壓之后，機械泵20被關(guān)閉并由閥48隔斷，而打開通往低溫泵22的閥50。而后通常腔室被以加熱管(未圖示)“烘干”來由室壁和被低溫泵22泵唧的腔室18的內(nèi)部成分釋放水蒸汽和其他氣體。吸氣泵30還通過將吸氣泵的吸氣劑加熱到如450℃的高溫而被“激活”。吸氣泵30的這種激活是所要求的，因為吸氣劑在曝露到大氣壓時成為“被鈍化”的；而此激活期間可與烘干期間相重疊。但是，烘干期間與激活期間并不必須同時發(fā)生。一旦腔室已被烘干和吸氣劑被激活，吸所泵30即被接通來與低溫泵22同時泵唧以便迅速使腔室18降低到基本壓力。這樣即可進行半導(dǎo)體處理，如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人士所將理解的。
為啟動濺鍍系統(tǒng)中的處理，控制器28促使閥52打開以便惰性氣體(典型地為氬)能由氣體源54流進腔室18。由于低溫泵22仍在運行，氬氣和濺鍍過程的其它副產(chǎn)品被由腔室18中抽出。將閥52調(diào)節(jié)使得腔室18內(nèi)的氬壓成為數(shù)mTorr，如為1×10-3至6×10-3mTorr。因為現(xiàn)場吸氣泵30不泵唧氬(它是惰性氣體)，所以它基本上不會影響氬流進腔室18，但吸氣泵30則在氬氣通過腔室18流動期間泵唧某些非惰性氣體，如隨后將更詳細(xì)討論的。
如這里所采用的，“現(xiàn)場吸氣泵“將指的是有效要素亦即有效吸氣劑實際上被安置在與被處理晶片處于相同的空間容積內(nèi)部的吸氣泵。事實上，吸氣泵腔室已成為處理腔室，或反之。這樣，現(xiàn)場吸氣劑與處理腔室間的傳導(dǎo)性比起通過門閥、導(dǎo)管、泵的狹道、穿過防熱屏等將外部吸氣泵耦合到腔室來是非常高的。例如，采用帶有防熱屏33的本發(fā)明的現(xiàn)場吸氣泵，可達(dá)到超過最大理論泵唧速度的75％(典型地超過85％)，而對于以門閥之類耦合到處理腔室的外部吸氣泵充其量僅為最大理論泵唧速度的75％(典型地低至35％)。應(yīng)該指出，傳導(dǎo)性與泵唧速度直接相關(guān)，而泵唧速度則是指假定一給定分子與吸氣泵的吸氣表面之間不存在任何障礙時的最大理論泵唧速度的相對百分比。
因此附加以本發(fā)明的現(xiàn)場泵唧系統(tǒng)在泵唧速度上能取得超過先有技術(shù)的通過泵狹道或閥狹道耦合到處理腔室的吸氣泵二或三倍的改善。不用防熱屏33，可實現(xiàn)更高的最大理論泵唧速度。但是，最好設(shè)置防熱屏33來將吸氣劑與腔室18內(nèi)的被加熱表面如前述的烘干管隔離。防熱屏還有助于通過由吸氣劑和加熱器反射回幅射熱來為吸氣劑達(dá)到再生溫度。
一旦氬氣體通過腔室18流動進入低溫泵22，等離子體發(fā)生器26即被激活在腔室18內(nèi)促成(“觸發(fā)”)等離子體放電。有多種方法在腔室內(nèi)生成等離子體，包括將射頻(RF)信號加到濺鍍靶的，如熟悉本技術(shù)人士所公知的。也如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟知人員所公知的，等離子體生成帶正電的氬離子，它們轟擊帶負(fù)電或被接地濺鍍靶而使得材料簇射落在晶片40上。作濺鍍的材料類型取決于濺鍍靶的成分。典型地采用類似鋁、鈦、和鈦一鎢材料作為濺鍍靶的來分別在晶片表面上沉積鋁、鈦、和鈦一鎢。
按照本發(fā)明的現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)30包括有吸氣組件32，隔屏33，電壓源34，RGA36，和控制器38。這樣整個系統(tǒng)只有一部分實際被配置在腔室18內(nèi)。但是，系統(tǒng)30的有效部分亦即吸氣組件32被布置在腔室18內(nèi)。防熱屏33也最好被置于此腔室用來將吸氣組件32的有效表面與腔室內(nèi)的被加熱表面隔離。如果吸氣組件被配置成或者被屏蔽成防止被腔室內(nèi)的加熱表面干擾則可省除防熱屏。防熱屏33可以是一例如由不銹鋼制的固定屏板，或者可以是一在運行期間被打開和在一定條件(例如打開腔室18)下關(guān)閉的可動屏板。
最好吸氣系統(tǒng)控制器38通過接口總線55與濺鍍系統(tǒng)控制器28通信以便能使現(xiàn)場泵在不利情況下例如在為維護和修理腔室18被打開時不運行。另外，控制器28和38可組合成一單個的控制器，如本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人員將能理解。
最好，吸氣組件32包括有一使吸氣組件32內(nèi)吸氣劑的溫度能加以選擇的加熱器56。熱電耦58被用來提供溫度反饋以便能準(zhǔn)確地控制吸氣組件32內(nèi)吸氣劑的溫度。電壓源34經(jīng)電纜60耦合到加熱器56提供激勵加熱器56的電源。此電壓源是可變的，能加以接通或切斷，或者能得到多個不同電壓電平，或者能得到一段范圍的電壓電平。電壓源34可按由控制器38通過總線62發(fā)送的信號來接通或切斷或調(diào)節(jié)其電壓。
殘留氣體分析器(RGA)36被傳感器64和電纜66耦合到處理腔室18。所謂“耦合”在這里是指分析器36能夠接收到關(guān)于腔室18內(nèi)的氣體的成分和濃度的信息。例如，分析器可以設(shè)置能通過石英窗孔(未圖示)觀察腔室18內(nèi)的等離子體的光電探測器作光耦合到腔室18，但是，在此優(yōu)選實施例中，此分析器實際上是由傳感器64和電纜66耦合到腔室18的。
由Leybold Inficon Inc(East Syracuse，NewYork)可獲得商標(biāo)為Transpector的合適的R6A36。RGA26的作用是要確定腔室內(nèi)存在什么氣體和其濃度如何。此信息被經(jīng)由總線68提供給控制器38。
運行中，控制器38從RGA36通過總線68接收有關(guān)腔室18內(nèi)氣體成分和濃度的信息。它還通過總線70接收關(guān)于吸氣組件32內(nèi)的吸氣劑的當(dāng)前溫度。然后控制器38確定是否要為改變吸氣組件32的泵唧特性而調(diào)節(jié)吸氣組件32中吸氣劑的溫度。例如說，如果RGA36確定腔室18中氫氣體的濃度很高和如果熱電偶38指砂吸氣組件32正運行在高溫下，控制器38就可通過總線62發(fā)送一信息到電壓源來促使電壓源34關(guān)斷。這切斷加熱器56使吸氣組件32能冷卻到較低溫度。在較低溫度下，吸氣劑例如前面提到的ST707和ST101積極地吸收氫，從而迅速地降低腔室18內(nèi)氫的濃度。在另一示例中，如果RGA36檢測到高濃度的水蒸汽和如果吸氣組件32的溫度很低，控制器38即促使電壓源34提高加熱器56的熱輸出來將吸氣劑加熱到300～450℃的范圍以便迅速高效地由腔室18泵唧水蒸汽。
另外參看圖2，低溫泵22最好由一節(jié)流板72耦合到門閥50。如前向解釋的，此節(jié)流板72降低處理腔室18與低溫軸抽氣泵22間的傳導(dǎo)性。例如說如果低溫泵具有一個8”的出口，則節(jié)流板72將直徑上稍大于8”并將調(diào)協(xié)以氣體能由處理腔室18通過它流進低溫泵32的一或多個孔74(或其它孔隙如狹縫)。低溫泵的傳導(dǎo)性被所選擇的節(jié)流板設(shè)計典型地會降低約50～70％，而幾乎一定大于25％。這使得可利用不必非常頻繁地再生而具有足夠低的傳導(dǎo)性使得在處理期間無需過量的氬氣體流進腔室18的大容量低溫泵。另一方面，也可以采用小得多的低溫泵22而無節(jié)流板72，其代作是低溫泵在其由于氬氣體所飽和時將必須較頻繁地再生。
因此現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)30與低溫泵22具有特殊關(guān)系。因為低溫泵22的傳導(dǎo)性必須加以限制以便能在處理期間不需要過量的氬(或其他惰性氣體)，所以現(xiàn)場吸氣泵在降壓基本壓力期間和在處理半導(dǎo)體晶片期間均能被用來提高泵唧速度。由于現(xiàn)場吸氣泵不泵唧惰性氣體如氬，所以它理想的適宜被用于具有有意限制傳導(dǎo)性的低溫泵22。
圖3中揭示用于吸氣組件32的優(yōu)選配置?？扇〉氖?，此吸氣組件32包括有多個被配置成空間分離的結(jié)構(gòu)的吸氣元件74。附帶參看圖3a的截面圖，每一個吸氣元件均被設(shè)置用于感受加長加熱器56的中心配置孔(圖)76。最好各吸氣元件74基本上呈帶有形成中心配置孔76的軸向孔的盤形。各吸氣元件74具有一對相對的邊78和80，并可以是多個適合的吸氣劑的任何一個，包括由SAESGetters(S.P.A，Lainate，Italy)以商標(biāo)ST707或ST101出售的吸氣劑。這些吸氣元件最好多孔的燒結(jié)吸氣元件如象轉(zhuǎn)讓給SAESGetters的美國專利No.5320496中所揭示的那些。多孔吸氣材料由SAES Getters以商標(biāo)ST172出售。多孔吸氣劑的加工在英國專利No.2077487中有說明，該專利轉(zhuǎn)讓給SAES Getters，SPA，在此被結(jié)合作為參考。
圖3的實施例中，相鄰的吸氣元件74例如吸氣元件74a和74b包括相對表面82a和82b。在圖3的實施例中，表面82a和82b基本上為同平面和基本上是平行的。所謂“基本上同平面”是指表面本質(zhì)上是平面盡管與完全的平面度有某種程度不符也是允許的。所謂“基本上平行”是指表面本質(zhì)上相平行，盡管有某些小的偏差(例如±5°偏差)也能允許。在本發(fā)明另外的實施例中吸氣元件可具有非平面表面或者不平行的平面相對表面。例如，相對表面(如表面82a和82b)可能定義一對以約5°或更小的夾角相交的平面(甚至它們并非完全為平面)。在一定的情況下這可以增強所選氣體的吸收性。
加熱器56可以是任一適用的加熱元件。加熱器56的必要條件是應(yīng)能將吸氣元件84加熱到所希望的運行溫度分布狀態(tài)。這種分布狀態(tài)最好是均勻的，但在沿吸氣組件長度的溫度中可包括有梯度或不連續(xù)性。
例如說如果ST707吸氣劑被采用，則希望加熱器能在運行期間在25～30℃范圍內(nèi)對吸氣元件74加熱且能加熱到用于激活的較高溫度450～500℃。但如果要利用吸氣組件泵唧氫，加熱器56通常不必加給能量，因為ST707吸氣劑在室溫下能很好地泵唧氫。
盡管如此，即使加熱器56不被用于將吸氣元件74加熱到它們的運行溫度，它們也可被用來激活吸氣元件74內(nèi)的吸氣劑。例如，ST707吸氣劑可通過加熱到450～500℃而被激活(再生)和ST101可通過加熱到600～700℃而被激活。但是，再生可能是不需要的，因為吸氣組件32可被僅僅看作為在例行維護期間被替換的自由處置的即消耗品。
雖然加熱器56被描述成為支撐吸氣元件74的中心軸，吸氣元件也可由不被加熱的軸支撐或者可用其他方式支撐。這樣加熱器56即可與用戶吸氣元件74的結(jié)構(gòu)支撐相分離，例如被布置于接近吸氣元件的輻射管。
如前面提到的，用于提供加熱器56有數(shù)種技術(shù)。例如，可設(shè)置阻性的，感性的，或輻射加熱器。但是，本優(yōu)選實施例中，加熱器56為電阻性加熱器例Manini等的專利中所表明的。加熱器應(yīng)能在由周圍即室溫范圍內(nèi)加熱到至少吸氣劑的運行溫度。最好，加熱器應(yīng)能將吸氣劑加熱到它們的激活溫度。
圖4中，按照本發(fā)明的處理腔室84包括有可密封的機殼86和配置在由機殼86確定的腔室92內(nèi)的二個吸氣組件88和90。系統(tǒng)84還包括有RGA90和微處理器控制系統(tǒng)92。當(dāng)然，如在所述控制器和控制器92的情況下，控制器的功能可由許多等同的電氣或電子系統(tǒng)來實現(xiàn)。例如，控制器可包括有模擬電路，離散數(shù)字邏輯，微處理器，小型計算機等。系統(tǒng)84還包括有一對電壓源94和96。機殼86可以是任一慣常的設(shè)計，雖然它通常由焊接不銹鋼加工成。機殼86最好被設(shè)置有使得加工件能方便地插入和由腔室92取走的狹縫閥(未圖示)或類似件。當(dāng)初被密封時，機殼86將腔室92與周圍環(huán)境隔離。
為何在腔室92內(nèi)設(shè)置二個或更多(即多個)吸氣組件如吸氣組件88和90有許多理由。例如，該兩個現(xiàn)場吸氣組件88和90可簡單地并行運行來使現(xiàn)場吸氣泵的容量和泵唧速度加倍。另外，吸氣組件88和90還可由不同的吸氣劑制成和/或以不同的運行溫度運行。例如，吸氣組件88可用ST707吸氣劑制成并在300～400℃下運行優(yōu)選地泵唧大部分非惰性氣體(除氫外)，而吸氣組件90則可用ST101吸氣劑制成并保持為室溫以使優(yōu)先泵唧氫。因此，利用二吸氣組件相結(jié)合來泵唧很大范圍的非惰性氣體。
最好，系統(tǒng)84被以閉環(huán)方式控制，即它在反饋控制下運行。熱電偶(或等同物)98和100被用來分別監(jiān)視吸氣組件88和90的溫度，傳感器102由RGA電路91用來檢測腔室92內(nèi)氣體的成分和濃度?？刂破?3利用RGA電路91和熱電偶98及100的輸入來產(chǎn)生分別控制各自耦合到吸氣組件88和90的加熱器104和106的電壓源94和96的信號。
圖5中，處理系統(tǒng)108包括有定義腔室112的可密封機殼110和三個吸氣組件114、116和118。應(yīng)當(dāng)指出，各吸氣組件114～118均可獨立地控制，和可能具有不同的大小。例如，吸氣組件114可包括有ST101吸氣劑并能保持不用加熱以維持室溫來優(yōu)先泵唧氫氣體，吸氣組件116可包括有ST707吸氣劑被加熱到300～450℃的溫度來泵唧非惰性氣體，和吸氣組件118可包括有運行在其他溫度的另外的吸氣劑來補足吸氣組件114和116泵唧能力。在這一例中，吸氣組件114、116和118的加熱器120、122和124各自由溫度控制器128、130和132分別耦合到電壓源126?？刂破?28～132分別將加熱器120～124保持在如由熱電耦134、136和138所檢測得的所希望的但是固定的溫度。因此，盡管用于各個吸氣組件114～118的溫度控制器為閉環(huán)即反饋系統(tǒng)，而就腔室112內(nèi)氣體的成分和濃度方面來說系統(tǒng)108則不是閉環(huán)即反饋系統(tǒng)，因為吸氣組件114-118始終將在同一溫度下運行。不管怎樣，對于許多資料證明的過程，吸氣組件及它們的運行參數(shù)可被固定為在大多數(shù)正常情況下良好地運行。
圖6中，圖示說明一按照本發(fā)明運行現(xiàn)場吸氣泵的優(yōu)選方法。這一圖中沿縱軸表示腔室內(nèi)的壓力P，而沿橫軸表示時間T。第一條線140說明腔室內(nèi)隨時間變化的水蒸汽的分壓，而第二條線142說明腔室內(nèi)隨時間變化的氫的分壓。這一示例中水蒸汽140與氫142的結(jié)合在處理腔室內(nèi)生成且組合壓力144。
參照圖6的圖解來說明在激活后和降壓期間應(yīng)用單個吸氣組件例如圖1的吸氣組件32作為現(xiàn)場吸氣泵的過程。應(yīng)當(dāng)指出，圖6的圖形僅只是用于說明的目的，實際上的分壓曲線將會不同。在此示例中將假定，吸氣組件32包括有ST707型吸氣劑，它在被加熱到溫度范圍300～450℃、例如約350℃時非常好地吸收水蒸汽(H20)。ST707還能在較低溫度下例如為25℃左右的室溫下很好地吸收氫。在這一示例中，RGA 36在時間t＝0檢測到高濃度水蒸汽，控制器38使電壓源34接通加熱器將吸氣組件32加熱到350℃。這使得水蒸汽濃度非?？斓叵陆抵敝?xí)r間t＝T1水蒸汽大體上由腔室去除。但氫分壓基本保持不變因為ST707在高溫時不怎么吸收氫。一旦RGA 36在時間t＝T1檢測到腔室18內(nèi)的水蒸汽濃度很低和氫濃度42很高，系統(tǒng)38使得電壓源34關(guān)斷，斷開加熱器而使吸氣組件32能冷卻和開始吸收氫。因而和圖6中表示的，運行于二不同溫度的單個吸氣組件能迅速有效地由腔室18去除非惰性氣體而不致干擾惰性氣體通過腔室的流動。
圖7中，圖示說明具有多個吸氣組件的系統(tǒng)例如圖4中所表明的系統(tǒng)84的運行。應(yīng)再次指出，圖7的圖形僅僅只是用于說明目的而實際上的分壓曲線將會不同。在此例中，由水蒸汽引起的分壓以曲線146表示，而由氫產(chǎn)生的分壓以線148表示。在此例中腔室92內(nèi)的總壓力曲線由150表示。由于RGA91檢測到水蒸汽和氫雙方的濃度，微處理機93促使電壓源94接通和電壓源96斷開。這使得吸氣組件88加熱到溫度約350℃，由此由腔室92迅速地泵唧水蒸汽，同時使組件90能在約周圍溫度下運行而能使其由腔室92迅速泵唧氫。
將會注意到，多組件系統(tǒng)由于較大的表面面積和由于可能同時泵唧多種氣體這一事實而能達(dá)到更大的泵唧速度。但是，多現(xiàn)場吸氣組件使得系統(tǒng)較之最初描述的單吸氣組件系統(tǒng)更加昂貴。
圖8中，在步驟154開始按照本發(fā)明處理晶片的過程152，而在步驟156，與一低溫泵相結(jié)合的一現(xiàn)場吸氣泵被激勵來在腔室中產(chǎn)生基本壓力。接著在步驟158將晶片插入腔室和將腔室密封。在步驟160氬開始流入腔室和在步驟162運轉(zhuǎn)現(xiàn)場泵系統(tǒng)和低溫泵的同時，使氬氣體繼續(xù)流動并生成等離子體。下面在步驟164中，等離子體停止和氬氣體被切斷以使現(xiàn)場泵系統(tǒng)和低溫泵系統(tǒng)能降低腔室中的壓力。然后在步驟166中由腔室取出經(jīng)處理的晶片而過程在步驟168停止和氬氣體被切斷以使現(xiàn)場泵系統(tǒng)和低溫泵系統(tǒng)能降低腔室中的壓力。然后在步驟166中由腔室取出經(jīng)處理的晶片而過程在步驟168結(jié)束。
圖9中說明對應(yīng)于圖8的步驟162的優(yōu)選過程162。過程162在170開始，在步驟172中監(jiān)測氣體和腔室的成分和濃度。接著在步驟174根據(jù)此監(jiān)測步驟和某種過程啟發(fā)推斷調(diào)整現(xiàn)場吸氣泵的運行參數(shù)。此這程162在176結(jié)束。
應(yīng)指出，圖9中所說明的過程162是閉環(huán)即反饋過程的實施例。當(dāng)然，所說明的開環(huán)過程也是可行的而對于某些應(yīng)用可能是更可取的。步驟174中所涉及的現(xiàn)場吸氣泵的運行參數(shù)可包括激活一或多個吸氣組件，改變吸氣組件的溫度等等。過程的啟發(fā)推斷是由系統(tǒng)設(shè)計者為優(yōu)化該過程所實施的經(jīng)驗法則。例如說，系統(tǒng)設(shè)計者可能確定具有ST707吸氣劑的吸氣組件上的溫度在當(dāng)水蒸汽的分壓到達(dá)一定級別時或者在預(yù)定的時間期限之后應(yīng)該由350降到周圍溫度。
圖10說明一按照本發(fā)明的可替代系統(tǒng)10’。在此系統(tǒng)10’的元件基本上與圖1系統(tǒng)10的同樣元件相同的條件下采用同樣的引用號而在說明系統(tǒng)10’中將不再加以討論。
圖10中應(yīng)注意的是，系統(tǒng)10’的機械臂腔室42(或“傳送腔室”)內(nèi)設(shè)置有輔助現(xiàn)場泵178。為“降低(抽氣)”傳送腔室42的壓力，首先利用機械泵180粗略地將傳送腔室42泵唧到約30～50mTorr。然后現(xiàn)場吸氣泵178最好與低溫泵182同時運行降壓傳送腔室42?，F(xiàn)場吸氣泵178與低溫泵182的這種“并行”泵唧大大降低了傳送腔室42的降壓時間從而使系統(tǒng)10’在為作周期的維護或因其他原因而被“拆卸”之后能更迅速成為可運行的。
更具體地說，在降壓運行期間，傳送腔室42的狹縫閥44和46被關(guān)閉來密封腔室42，而閥184被打開來將機械泵180耦合到傳送腔室42。在被機械泵180粗略泵唧后，閥184被關(guān)閉而閥186被打開來將低溫泵182耦合到傳送腔室42。然后吸氣泵178和低溫泵182同時運行來更快地降壓腔室42。當(dāng)此腔室達(dá)到基本操作壓力時，如由腔室42內(nèi)壓力傳感器188所檢測得的，閥186即被關(guān)閉，而傳送腔室42可以其正常方式運行。
低溫泵182無需設(shè)置象擋流板72這樣的擋流板，因為由于不將氬泵唧進傳送腔室42而無需節(jié)流低溫泵182的傳導(dǎo)性。但是，低溫泵182最好設(shè)置有用于防護低溫泵182內(nèi)部免遭因小物體墮入低溫泵孔隙而受到損壞的屏障190。
吸氣泵178在設(shè)計上類似于前述的吸氣泵。吸氣泵178最好由多個如上所述的可由SAES Getters(SpA of Lainate，Italy)得到的多孔吸氣盤構(gòu)成。吸氣盤最好由有助于吸氣盤之間的熱分布的金屬棒(例如由不銹鋼制成)支撐。
在傳送腔室現(xiàn)場吸氣泵(與前述的處理腔室現(xiàn)場吸泵相對)中，可以無需熱屏蔽。這是因為總的說傳送腔室42內(nèi)沒有在泵唧周期內(nèi)會使吸氣劑過熱的被加熱表面。但是，最好將一例如說由經(jīng)過拋光的不銹鋼制成的熱反射器192布置在吸氣盤的附近以便使得在吸氣盤的再生周期內(nèi)來自加熱器194的熱能可能被反射到吸氣盤上。但可希望將熱反射器192配置成使吸氣泵178的傳導(dǎo)性維持盡可能地高，亦即為相對于腔室42的至少75％的傳導(dǎo)性。
加熱器194最好為被置于接近吸氣元件的輻射石英管。因此加熱器194借助由熱反射器192反射的輻射通過直接輻射，和借助通過金屬支撐桿的熱傳導(dǎo)來加熱吸氣元件。另一方面，加熱器194也可以是一或者被布置在吸氣盤鄰近或者被設(shè)置在保持吸氣盤的桿內(nèi)部的電阻性加熱器。
吸氣泵178的溫度最好由閉環(huán)反饋環(huán)路控制。較具體說，一基于微處理器的控制器196控制對加熱器194提供電功率的可變電壓源198。溫度傳感器200向控制器196提供溫度數(shù)據(jù)?？刂破?96與系統(tǒng)控制器28進行通信以便給系統(tǒng)控制器提供信息和由系統(tǒng)控制器接收命令，即由系統(tǒng)軟件所生成的命令。
應(yīng)當(dāng)指出，關(guān)于傳送腔室現(xiàn)場泵192描述了一簡單的控制系統(tǒng)。但是，關(guān)于處理腔室現(xiàn)場泵32所說明的較復(fù)雜的系統(tǒng)也能被應(yīng)用到傳送腔室現(xiàn)場泵。因而將會理解，傳送腔室現(xiàn)場泵可被促成在多個溫度下運行以便在這些多溫度下優(yōu)先泵唧不同氣體，并能由包括有氣體分析器的反饋回路控制。
還應(yīng)指出，傳送腔實現(xiàn)場吸氣泵178也能包括有或者同一或者不同類型吸氣劑的多個吸氣泵，如按照處理腔室現(xiàn)場吸氣泵所討論的。因此關(guān)于這樣的多泵配置的討論也能在這里適用于傳送腔室現(xiàn)場吸氣泵。
雖然本發(fā)明已針對數(shù)個優(yōu)選實施例作了說明，但存在著屬于此發(fā)明范圍內(nèi)的多種變體、移植和等同物。也應(yīng)指出，可能存在有實現(xiàn)本發(fā)明的過程和設(shè)備雙方的替代途徑。例如，盡管在上述討論本發(fā)明的優(yōu)選實施例期間揭示了ST707和ST101吸氣劑，但熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人士將會理解，其他的吸氣劑和化合物也可適用于本發(fā)明。同樣，雖然相關(guān)于本發(fā)明主要描述了低溫泵，便將會理解，分子泵、離子泵、渦輪泵等也可以或同等地被加以利用。
因此所期望的是下列所附權(quán)利要求應(yīng)被看作為包括屬于本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍之內(nèi)的所有的這些變體、移植和等價物。
權(quán)利要求
1.一種晶片處理系統(tǒng)，包括傳送腔室；由包括有分子泵、離子泵、低溫泵和渦輪泵的組中選擇的低壓泵，所述低壓泵被耦合到所述傳送腔室；配置在所述傳送腔室的現(xiàn)場吸氣泵，其中所述吸氣泵包括有吸氣組件和被配置接近于所述吸氣組件以使所述吸氣組件能被加熱的加熱器；配置于接近所述吸氣泵的溫度傳感器；和耦合到所述溫度傳感器和運行來有選擇地控制所述加熱器的溫度的控制器。
2.權(quán)利要求1中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是還包括耦合到所述傳送腔室的機械泵。
3.權(quán)利要求1中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是由所述控制器控制的所述吸氣組件的第一溫度被選擇來泵唧除氫外的至少一種非惰性氣體，和所述吸氣組件的第二溫度被選擇來泵唧氫。
4.權(quán)利要求3中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是所述加熱器還能將所述吸氣組件加熱到一第三溫度以再生所述組件。
5.權(quán)利要求3中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征所述吸氣劑包括Zr-Al，和所述第一溫度在300～400℃的范圍內(nèi)，所述第二溫度在25～100℃的范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是所述吸氣泵包括有多個吸氣組件。
7.權(quán)利要求6中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是所述多個吸氣組件主要包括有相同類型的吸氣劑。
8.權(quán)利要求6中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是至少二個所述吸氣組件包括有至少二不同類型的吸氣劑。
9.權(quán)利要求6中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是所述吸氣泵包括有與相應(yīng)數(shù)量的所述吸氣組件相關(guān)聯(lián)的多個加熱器來控制所述相應(yīng)數(shù)量吸氣組件的溫度。
10.晶片處理系統(tǒng)，包括傳送腔室；被配置在所述傳送腔室內(nèi)和設(shè)置有加熱器的現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)，以使所述泵系統(tǒng)能運行在不只一個溫度下，使得不同的非惰性氣體能在不同溫度時被優(yōu)先泵唧；和用于傳送晶片進出所述傳送腔室的機器人傳送臂。
11.權(quán)利要求10中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是還包括耦合到所述腔室的氣體分析器；和具有耦合到所述氣體分析器的輸入和耦合到所述加熱器的輸出的控制器，據(jù)此根據(jù)所述腔室內(nèi)混合氣體的分析來控制所述溫度。
12.權(quán)利要求11中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是選擇第一溫度來泵唧除氫外的至少一種非惰性氣體，和選擇第二溫度來泵唧氫。
13.權(quán)利要求12中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是所述吸氣劑包括Zr-Al，和所述第一溫度在300～400℃的范圍內(nèi)，所述第二溫度在25～100℃的范圍內(nèi)。
14.權(quán)利要求10中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是所述泵系統(tǒng)設(shè)置有多個吸氣組件，其中每一個均與一加熱器相關(guān)聯(lián)，以便所述多個吸氣組件的溫度能加以控制。
15.權(quán)利要求10中所述晶片處理系統(tǒng)，其特征是還包括耦合到所述腔室的氣體分析器；和具有耦合到所述氣體分析器的輸入和耦合到所述多個加熱器的輸出的控制器，據(jù)此所述吸氣組件的所述溫度根據(jù)所述腔室內(nèi)混合氣體的分析而加以控制。
16.處理系統(tǒng)，包括可密封的機殼；和被置于所述機殼內(nèi)的具有吸氣劑的、能在不只一個溫度下運行的現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)，使得在當(dāng)所述機殼被密封時能在不同溫度下泵唧不同的非惰性氣體。
17.權(quán)利要求16中所述處理系統(tǒng)，其特征是所述現(xiàn)場吸氣泵包括有加熱器，和選擇第一溫度來泵唧除氫外的至少一種非惰性氣體，選擇第二溫度來泵唧氫。
18.權(quán)利要求17中所述處理系統(tǒng)，其特征是還包括耦合到所述腔室的氣體分析器；和具有耦合到所述氣體分析器的輸入和耦合到所述加熱器的輸出的控制器，據(jù)此所述溫度由所述加熱器根據(jù)所述腔室內(nèi)混合氣體的分析加以控制。
19.權(quán)利要求18中所述處理系統(tǒng)，其特征是所述泵系統(tǒng)包括有多個吸氣組件，其中至少二個所述吸氣組件可被所述加熱器保持在不同的溫度。
20.現(xiàn)場吸氣泵組件，包括被空間隔開以使相鄰吸氣元件不相貼合的吸氣元件，其中各吸氣元件設(shè)置有位于中央的孔隙；被配置通過所述吸氣元件的孔隙以支撐所述吸氣元件的金屬支撐桿；和被配置于接近所述吸氣元件和所述金屬支撐桿的輻射石英燈加熱器，用于輻射加熱所述吸氣元件和依靠通過所述支撐桿的熱傳導(dǎo)來傳導(dǎo)性地加熱所述吸氣元件。
21.權(quán)利要求20中所述現(xiàn)場吸氣泵組件，其特征是各吸氣元件基本上呈盤形，帶有形成所述位于中央的孔隙的軸孔。
22.權(quán)利要求20中所述現(xiàn)場吸氣泵組件，其特征是各吸氣元件具有一對相對的面。
23.權(quán)利要求20中的所述的現(xiàn)場吸氣泵組件，其特征是還包括布置成由所述石英燈向著所述吸氣元件反射輻射能的熱反射性表面。
24.處理晶片的方法，包括步驟密封傳送腔室；以泵唧惰性氣體的外部低壓泵和以泵唧非惰性氣體的被配置在所述腔室內(nèi)的現(xiàn)場吸氣泵泵唧所述傳送腔室，所述現(xiàn)場泵具有其泵唧速度相對于腔室至少為其理論最大泵唧速度的75％的有效元件；將半導(dǎo)體晶片通過所述傳送腔室送往至少一處理腔室；和作為加工集成電路裝置的必要步驟在所述至少一處理腔室中處理所述晶片。
25.一種泵唧腔室的方法，包括步驟密封機殼；和以能在多于一個溫度下運行的配置在所述機殼內(nèi)的現(xiàn)場吸氣泵系統(tǒng)泵唧所述機殼，以使得在機殼被密封時能在不同溫度下泵唧不同的非惰性氣體。
26.權(quán)利要求25中所述泵唧腔室的方法，其特征是還包括步驟控制所述吸氣泵系統(tǒng)的溫度來優(yōu)先泵唧至少一種氣體。
27.權(quán)利要求26中所述泵唧腔室的方法，其特征是所述控制步驟為一閉環(huán)過程。
28.權(quán)利要求26中所述泵唧一腔室的方法，其特征是所述控制步驟為一開環(huán)過程。
29.權(quán)利要求26中所述泵唧腔室的方法，其特征是還包括步驟監(jiān)視所述腔室內(nèi)的氣體的成分，和根據(jù)所述成分的分析控制所述吸氣泵系統(tǒng)的溫度。
30.權(quán)利要求29中所述泵唧腔室的方法，其特征是所述吸氣泵系統(tǒng)包括至少二個吸氣組件，其中所述控制溫度步驟能控制所述二組件間相對溫度。
31.晶片處理系統(tǒng)，其特征是包括處理腔室；被配置在所述處理腔室內(nèi)的處理腔室現(xiàn)場吸氣泵；傳送腔室；配置在所述傳送腔室內(nèi)的用于傳送晶片出入所述處理腔室的機器人機械臂；配置在所述傳送腔室內(nèi)的傳送腔室現(xiàn)場吸氣泵；和用于處理被置于所述處理腔室內(nèi)的晶片的處理系統(tǒng)。
全文摘要
晶片處理系統(tǒng),包括有處理腔室,用于泵唧惰性和非惰性氣體的連接到處理腔室的低壓泵,連接惰性氣體源到處理腔室的閥機構(gòu),配置在處理腔室內(nèi)部的當(dāng)惰性氣體流入處理腔室期間泵唧一定的非惰性氣體的現(xiàn)場吸氣泵,和用于處理被置于處理腔室內(nèi)的晶片的處理機構(gòu)?？扇〉氖?此現(xiàn)場吸氣泵能在多個不同溫度下運行以在這些溫度時優(yōu)選地泵唧不同種類的氣體。一氣體分析儀被用來自動控制吸氣泵的溫度以控制由處理腔室泵唧的氣體類別。本發(fā)明的另一替代方案包括有額外設(shè)置在半導(dǎo)體制造設(shè)備的傳送腔室中的現(xiàn)場吸氣泵。
文檔編號B01J3/00GK1252844SQ98804253
公開日2000年5月10日 申請日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月18日
發(fā)明者達(dá)西H·洛里默, 戈登P·克呂格爾 申請人:賽斯純凈氣體公司