專利名稱：半導體加工系統(tǒng)及其保護真空壓力敏感元件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體加工技術，尤其涉及一種半導體加工系統(tǒng)及其保護真空壓力敏 感元件的方法。
背景技術：
在半導體器件的制造工藝過程中，使用等離子體進行工藝的設備，如等離子體刻蝕設 備、化學氣相淀積設備等。在此類設備中一般保持反應室真空下，通入反應氣體產(chǎn)生等離 子體，對反應室內(nèi)的晶圓進行處理。在此過程中壓力控制閥通過讀取真空規(guī)的壓力讀數(shù)對 反應室的壓力進行控制。
如圖l所示在半導體加工系統(tǒng)中，氣路柜101通過反應室上蓋102上安裝的噴嘴103給 反應室104輸入反應氣體。干泵117和分子泵108—起組成設備的真空獲得系統(tǒng)，使得反應室 104獲得工藝處理要求的真空度。壓力控制閥107讀取小量程真空規(guī)111和大量程真空規(guī)114 的輸出信號，控制反應室104內(nèi)的壓力保持一定真空度，通過給線圈(圖中未示出)加功 率，反應氣體產(chǎn)生等離子體，靜電卡盤106上的晶圓105在等離子體環(huán)境下反應。
隨著半導體器件關鍵尺寸越來越小，對反應室104內(nèi)的壓力控制越來越精確。 一般 地，工藝要求的壓力精度越高，壓力檢測的范圍就越窄。因此，為了監(jiān)測不同工藝過程中 的壓力變化，通常采用2個或2個以上的真空規(guī)111、 114來獲得反應室內(nèi)的壓力變化數(shù)據(jù)。 真空管路上也會設有真空規(guī)115檢測壓力數(shù)據(jù)。
對于壓力檢測范圍比較低的真空規(guī)來說，如果長時間暴露在壓力比較高的環(huán)境中，會 影響其精確度和重復性等性能。因此為了防止此類情況， 一般情況下在反應室上加幾個真 空開關112、 113，同時在真空規(guī)前面增加氣動閥IIO，等反應室真空度達到一定真空度時， 真空開關動作，然后打開真空規(guī)前面的氣動閥110;當反應室真空度超過此設定真空度時，
真空開關動作，關閉真空規(guī)前面的氣動閥iio。
另外為了保護分子泵正常工作，必須保持分子泵108入口和出口處一定的真空度。如 果超過入口和出口的真空設定點，應該相應地關閉分子泵入口閥和分子泵出口閥109。因此 在分子泵入口處和出口處也放置了相應的真空開關118。
上述現(xiàn)有技術至少存在以下缺點置，如果在反應室上打過多的孔，會影響整個設備 的均一性。如果在真空規(guī)管路上放置，會導致真空規(guī)管路過長，影響真空規(guī)的測量精度。 另外，真空開關的增多帶了整個設備成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且能對真空壓力敏感元件進行有效保護 的半導體加工系統(tǒng)及其保護真空壓力敏感元件的方法。 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明的半導體加工系統(tǒng)，包括真空系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)連接有大量程真空規(guī)和至少 一個真空壓力敏感元件，所述真空壓力敏感元件與所述真空系統(tǒng)的連接處設有保護閥門， 還包括壓力信號處理單元，所述大量程真空規(guī)檢測所述真空系統(tǒng)的壓力信號，并將該信號 輸入給所述壓力信號處理單元，所述壓力信號處理單元對該信號進行處理，并根據(jù)處理的 結(jié)果控制所述保護閥門的開關。
本發(fā)明的上述半導體加工系統(tǒng)中保護真空壓力敏感元件的方法，根據(jù)半導體加工系統(tǒng) 中的大量程真空規(guī)的壓力信號控制真空壓力敏感元件的保護閥門的開關，實現(xiàn)對真空壓力 敏感元件的保護。
由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明所述的半導體加工系統(tǒng)及其保護真空 壓力敏感元件的方法，由于根據(jù)半導體加工系統(tǒng)中的大量程真空規(guī)的壓力信號控制真空壓 力敏感元件的保護閥門的開關，實現(xiàn)對真空壓力敏感元件的保護。不必在系統(tǒng)中設置過多 的真空開關，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且能對真空壓力敏感元件進行有效保護。


圖l為現(xiàn)有技術中半導體加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的半導體加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明中對真空壓力敏感元件進行保護的控制原理圖； 圖4為本發(fā)明中的信號處理電路原理圖； 圖5為本發(fā)明中的隔離電路原理圖6為本發(fā)明中繼電器的動作時序圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的半導體加工系統(tǒng)，其較佳的具體實施方式
如圖2所示，包括真空系統(tǒng)，所述
真空系統(tǒng)連接有大量程真空規(guī)114、 115和至少一個真空壓力敏感元件，所述真空壓力敏感 元件與真空系統(tǒng)的連接處設有保護閥門110、 116、 109。其中，真空壓力敏感元件包括分子 泵108、小量程真空規(guī)lll、干泵117等。分子泵108的進口和出口可以分別設有保護閥門。 保護閥門110、 116、 109可以是氣動閥門，也可以是電動閥門、液動閥門等。
還包括壓力信號處理單元，大量程真空規(guī)114、 115檢測真空系統(tǒng)的壓力信號，并將該 信號輸入給所述壓力信號處理單元，所述壓力信號處理單元對該信號進行處理，并根據(jù)處 理的結(jié)果控制所述保護閥門IIO、 116、 109的開關，實現(xiàn)對小量程真空規(guī)lll、分子泵108等 真空壓力敏感元件的保護。
如圖3所示，所述的壓力信號處理單元包括信號處理電路、隔離電路，所述信號處理 電路與大量程真空規(guī)電連接，用于接收大量程真空規(guī)的壓力信號，并將處理過的信號輸入 給隔離電路，隔離電路與保護閥門電連接，用于控制保護閥門的開關。
如圖4所示，信號處理電路包括參考信號輸入端、壓力信號輸入端。
如圖5所示，隔離電路包括常閉端、常開端、公共端，分別與所述保護閥門電連接。
本發(fā)明的上述半導體加工系統(tǒng)中保護真空壓力敏感元件的方法，根據(jù)半導體加工系統(tǒng) 中的大量程真空規(guī)的壓力信號控制真空壓力敏感元件的保護閥門的開關，實現(xiàn)對真空壓力 敏感元件的保護。
將所述大量程真空規(guī)的壓力信號與預定的門限值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果控制所述 保護閥門的打開或關閉。
本發(fā)明通過讀取量程大的真空規(guī)輸出信號，通過相關電路實現(xiàn)觸點輸出，可以替代真 空開關功能，去掉此類真空開關。使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且能對真空壓力敏感元件進 行有效保護。
具體實施例-
如圖3所示，大量程真空規(guī)輸出信號(模擬信號)經(jīng)過信號處理電路、隔離電路，輸 出三個信號線，分別是NC (常閉)，NO (常開)，COM (公共端)。
信號處理電路把真空規(guī)輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成高低電平信號；當模擬信號大于(小 于)某個設定值時，輸出高(低)電平信號，信號處理電路的輸出通過隔離電路直接輸出 常開、常閉以及公共端信號；隔離電路實現(xiàn)原有信號和輸出信號隔離，防止信號處理電路 和使用點相互干擾。
如圖4所示，大量程真空規(guī)輸出信號Ui及參考電壓Uref輸入給信號處理電路，可以通 過調(diào)節(jié)電阻R2的大小來調(diào)節(jié)設定點的大小。當大量程真空規(guī)輸出信號Ui輸入時，與比較器+ 端輸入信號Us比較，當Ui大于Us輸入時，輸出為0;當Ui小于Us時，輸出為正。
如圖5所示，當輸入信號Uo為正時，繼電器線包加電，觸點K1動作；當輸入為0時，繼 電器不動作。
如圖6所示，當大量程真空規(guī)輸出信號Ui小于比較器+端輸入信號Us時，輸出信號Uo為 正電壓；此時隔離電路的繼電器動作，常開端NO端閉合，常閉端NC開啟；當大量程真空規(guī) 輸出信號Ui小于比較器+端輸入信號Us時，輸出信號Uo輸出為O。隔離電路的繼電器不動 作。
本發(fā)明根據(jù)半導體加工系統(tǒng)中的大量程真空規(guī)的壓力信號控制真空壓力敏感元件的保 護閥門的開關，實現(xiàn)對真空壓力敏感元件的保護。不必在系統(tǒng)中設置過多的真空開關，結(jié) 構(gòu)簡單，降低了設備成本，并減少反應室開孔，使得反應室盡可能對稱，提高設備工藝均 一性，同時減少了真空規(guī)管路上部件數(shù)量，減少了管路長度，確保真空規(guī)準確測量。提高 了系統(tǒng)控制集成性。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種半導體加工系統(tǒng)，包括真空系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)連接有大量程真空規(guī)和至少一個真空壓力敏感元件，所述真空壓力敏感元件與所述真空系統(tǒng)的連接處設有保護閥門，其特征在于，還包括壓力信號處理單元，所述大量程真空規(guī)檢測所述真空系統(tǒng)的壓力信號，并將該信號輸入給所述壓力信號處理單元，所述壓力信號處理單元對該信號進行處理，并根據(jù)處理的結(jié)果控制所述保護閥門的開關。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述的壓力信號處理單元包 括信號處理電路、隔離電路，所述信號處理電路與所述大量程真空規(guī)電連接；所述隔離電 路與所述保護閥門電連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號處理電路包括參 考信號輸入端、壓力信號輸入端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述的隔離電路包括常閉 端、常開端、公共端，分別與所述保護閥門電連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述的真空壓力敏感元件包 括分子泵、小量程真空規(guī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述的分子泵的進口和出口 分別設有保護閥門。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導體加工系統(tǒng)，其特征在于，所述的保護閥門為氣動閥。
8、 一種權(quán)利要求1至7所述的半導體加工系統(tǒng)中保護真空壓力敏感元件的方法，其特 征在于，根據(jù)半導體加工系統(tǒng)中的大量程真空規(guī)的壓力信號控制真空壓力敏感元件的保護 閥門的開關，實現(xiàn)對真空壓力敏感元件的保護。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的保護真空壓力敏感元件的方法，其特征在于，將所述大量程 真空規(guī)的壓力信號與預定的門限值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果控制所述保護閥門的打開或 關閉。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的保護真空壓力敏感元件的方法，其特征在于，所述的真 空壓力敏感元件包括分子泵、小量程真空規(guī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導體加工系統(tǒng)及其保護真空壓力敏感元件的方法。包括真空系統(tǒng)，真空系統(tǒng)連接有大量程真空規(guī)和至少一個真空壓力敏感元件，真空壓力敏感元件與真空系統(tǒng)的連接處設有保護閥門，還包括壓力信號處理單元，大量程真空規(guī)檢測真空系統(tǒng)的壓力信號，并將該信號輸入給所述壓力信號處理單元，壓力信號處理單元對該信號進行處理，并根據(jù)處理的結(jié)果控制所述保護閥門的開關，實現(xiàn)對真空壓力敏感元件的保護。不必在系統(tǒng)中設置過多的真空開關，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且能對真空壓力敏感元件進行有效保護。
文檔編號H01L21/67GK101393844SQ20071012200
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者南建輝, 宋巧麗 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司