专利名称：一种排气方法、装置及基片处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种排气方法、装置以及应用上述排气方法或装置的基片处理设备。
背景技术：
在微电子产品的制造过程中，需要在基片表面进行多种薄膜的制备工艺。其中，有一种常用的化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,以下简称CVD)工艺,是利用工艺 气体的化学反应而在基片表面形成所需膜层的薄膜制备技术。利用该工艺能够制备出结晶膜、非结晶膜、绝缘膜、导电膜以及保护膜等多种特性及用途的膜层。在CVD工艺中，工艺气体能否与基片进行充分且均匀的接触将直接决定所制备的膜层质量的均匀性。在目前常见的CVD设备中，多采用一个供气口和一个排气口使工艺气体由供气口进入腔室并参与相应的化学反应，反应后的副产物及未充分参与反应的工艺气体由排气口被排出，从而在腔室内形成稳定的气流场分布。但是，这种供气和排气方案所形成的气流较为固定，从而导致腔室内部分区域(如靠近供气口和排气口所在位置的腔室区域)始终有较强的气流流过，而另一些区域始终不能获得较为充足的气流。由于上述工艺气体的流动分布不均匀，将进一步导致CVD工艺质量的不均匀。为此，日本专利文献特开1994-349738号公报中公开了一种CVD设备，该设备采用一种复杂的基片保持部和隔板装置引导气流以试图提高工艺气体在腔室内的分布均匀性。但是，由于该技术方案中的基片保持部和隔板的结构复杂，造成附着在该复杂机构上的薄膜容易脱落而形成颗粒污染。并且，上述隔板装置的设计方案与腔室容积的关联性很大，而将同样的隔板装置安装在不同容积的基片处理腔室中时所产生的气体分配效果会有很大的差别；因此，在应用于大容积的基片处理设备时，需要重新设计并制造上述隔板装置，从而在一定程度上增加了设备的设计和制造成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种排气方法，其能够使工艺气体均匀分布于基片处理腔室中的各个区域，从而提供工艺质量的均匀性，并且对于大型设备同样适用。为解决上述问题，本发明提供一种排气装置，其同样能够使工艺气体均匀分布于基片处理腔室中的各个区域，从而提供工艺质量的均匀性，并且对于大型设备同样适用。为解决上述问题，本发明还提供一种应用上述排气方法或装置的基片处理设备，其同样能够使工艺气体均匀分布于基片处理腔室中的各个区域，从而提供工艺质量的均匀性，并且在设备大型化改造时无需对排气方案进行重新设计。为此，本发明提供一种排气方法，用于配合基片处理腔室进行排气操作，其包括下述步骤10)为基片处理腔室设置至少两个排气口，并使各个排气口的排气速率可被单独控制；20)使至少两个排气口以不同的排气速率向外排气。
其中，在步骤20)中，使各个排气口的排气速率随时间变化。其中，在步骤10)中，排气口的数量为至少三个。其中，在步骤20)中，使至少三个排气口中的至少一个的排气速率大于其它排气口的排气速率。其中，在步骤20)中，使其中一个排气口的排气速率大于其它排气口的排气速率，并且使其它排气口的排气速率相等。其中，在步骤20)中，使其中一个排气口的排气速率大于其它排气口 ；同时，其它排气口的排气速率是距离排气速率最大的排气口越远的排气口的排气速率越小。其中，在步骤20)中，按照顺时针或逆时针的相邻顺序而使各个排气口依次获得 最大的排气速率。其中，在步骤20)中，使各个排气口的排气速率连续变化；或者，使各个排气口的排气速率每隔预定时长变化一次。其中，预定时长为定值或变量。此外，本发明还提供一种排气装置，用于配合基片处理腔室进行排气操作，该排气装置包括连接至基片处理腔室的至少两个排气口，其中，各个排气口的排气速率可被单独控制。其中，排气口的数量为至少三个。其中，各个排气口的单位面积的气体流速和/或排气截面积可被调节，通过分别调节各个排气口的单位面积的气体流速和/或排气截面积而对排气口的排气速率进行调节。 其中，各个排气排气口分别连接至各自专用的抽气装置，通过调节各个抽气装置的抽气速率而对各个排气口的排气速率进行调节。其中，各个排气口分别通过独立的排气管路而连接至同一个抽气装置上，并且各个排气管路中均设置有截面调节阀，通过调节各个排气管路中的截面调节阀而对各个排气口的排气截面积进行调节，以对各个排气口的排气速率进行调节。其中，各个排气口分别通过独立的排气管路而连接至各自专用的抽气装置，并且在各个排气管路中均设置有截面调节阀；通过控制各个抽气装置的抽气速率和/或调节截面调节阀而对各个排气口的单位面积的气体流速和/或排气截面积进行调节，以对各个排气口的排气速率进行调节。其中，还包括排气速率控制模块，用于控制各个排气口以不同的排气速率向外排气，并且使各个排气口的排气速率随时间变化。其中，排气速率控制模块使各个排气口的排气速率按照顺时针或逆时针的相邻顺序而依次达到最大值。其中，截面调节阀包括一个出气端、至少三个分散设置的进气端和设置于截面调节阀内部的可旋转的阀芯；其中，出气端与一抽气装置相连接，至少三个进气端分别与各个排气口对应连接；可旋转的阀芯用于使各个进气端的进气速率随时间而进行顺时针或逆时针旋转，以使与各个进气端对应连接的排气口的排气速率产生相应变化。其中，还包括阀芯驱动部，用以驱动阀芯按照预定的旋转方向和速度进行旋转。另外，本发明还提供一种基片处理设备，包括基片处理腔室和设置于基片处理腔室内的基片保持部，其还包括权利要求上述本发明提供的的排气装置，用以在基片上方形成均匀分布的气流。其中，基片保持部包括至少两层沿基片处理腔室高度方向排列的托盘结构；对应于各个托盘的位置，基片处理腔室内还设置有供气通道和排气通道，排气装置与排气通道相连接。其中，供气通道沿基片处理腔室的中心轴而设置，相应的，排气通道设置于基片处理腔室的四周。其中，供气通道设置于基片处理腔室的四周，相应的，排气通道沿基片处理腔室的中心轴而设置。其中，基片处理设备为金属有机化合物化学气相淀积设备。本发明具有下述有益效果 本发明所提供的排气方法包括为基片处理腔室设置至少两个排气速率可被单独控制的排气口 ；并使各个排气口以不同的排气速率向外排气。由此可知，应用本发明提供的排气方法进行排气操作时，借助至少两个排气口同时进行排气，同时根据实际气流分布情况而随时对各个排气口的排气速率进行调节。因此，应用本发明提供的排气方法能够使工艺气体更加均匀地分布于整个基片处理腔室的各个区域，从而使腔室内的各个区域均能获得充足的气流供应，进而可有效提高基片处理工艺的均匀性。而且，应用上述本发明提供的排气方法进行排气操作时与基片处理腔室的容积没有直接关系，也无需对基片处理腔室的结构做出任何改变或者在基片处理腔室内安装复杂的隔板装置；因此，本发明提供的排气方法在应用于大型的基片处理设备时，同样能够有效提供工艺气体分布的均匀性。本发明提供的排气装置借助设置在基片处理腔室上的至少两个排气口进行排气操作，能够使腔室内的工艺气体按照多个流向进行分布；并且通过单独控制各个排气口的排气速率还可实现对气流分布流量的调节，从而使腔室内各个区域均可获得充足的气流供应。因此，应用本发明提供的排气装置进行排气时能够使工艺气体更加均匀地分布于整个基片处理腔室的内部空间，从而有效提高基片处理工艺的均匀。而且，应用上述本发明提供的排气装置进行排气操作时与基片处理腔室的容积没有直接关系，也无需对基片处理腔室的结构做出任何改变或者在基片处理腔室内安装复杂的隔板装置；因此，本发明提供的排气装置在应用于大型的基片处理设备时，同样能够有效提供工艺气体分布的均匀性，进而提高工艺质量的均匀性。本发明提供的基片处理设备包括基片处理腔室，并借助上述本发明提供的排气方法或上述本发明提供的排气装置对基片处理腔室进行排气操作。因此，本发明提供的基片处理设备同样能够在基片上方形成均匀分布的气流，进而获得均匀的基片加工质量；并且，本发明提供的基片处理设备在进行扩容等大型化设计时仍可沿用相同的排气设计方案。
图I为本发明提供的排气方法的流程示意图；图2为应用本发明提供的排气方法的基片处理腔室的结构示意图；图3为本发明提供的排气装置第一种具体实施例的原理框图；图4为图3所示实施例的设备结构示意图5为本发明提供的排气装置第二种具体实施例的原理框图；图6为本发明提供的排气装置第三种具体实施例的原理框图；图7为本发明提供的排气装置第四种具体实施例的原理框图；图8为本发明提供的排气装置中所采用的第一种截面调节阀的剖视图；图9为本发明提供的排气装置中所采用的第二种截面调节阀的剖视图；图10为本发明提供的排气装置中所采用的第三种截面调节阀的剖视图；图11为本发明提供的基片处理设备的结构示意图；图12为本发明提供的基片处理设备一个具体实施例的系统结构示意图；以及
图13为本发明提供的基片处理设备中所采用的一种具有多层托盘的基片处理腔室的剖视图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的排气方法、装置及基片处理设备进行详细描述。本发明提供的排气方法用于配合基片处理腔室进行排气操作。请参阅图1，为本发明提供的排气方法的流程示意图。该方法包括下述步骤10)为基片处理腔室设置至少两个排气口，并使各个排气口的排气速率可被单独控制；20)使至少两个排气口以不同的排气速率向外排气。这样，借助上述至少两个可被单独控制排气速率的排气口，能够使基片处理腔室内形成多个流向的气流；而且，由于可对各个排气口的排气速率进行单独调节，因而可根据实际工艺中的基片处理结果而增大或减小某个排气口的排气速率，以改变该排气口所形成的气流方向上的气流流量，从而增加或减少处于该气流路径中的基片所获得气体供应，并最终获得较为均匀的基片处理结果。基于上述优点，采用本发明提供的排气方法进行排气操作时无需再设置复杂的隔板结构，从而可有效避免因隔板结构所造成的颗粒污染问题。此外，本发明提供的排气方法可被应用于各种容积的基片处理腔室中进行排气操作，并且在各基片处理腔室中均能产生较为均匀的气流分布。在一些具体实施例中，为了获得更加均匀的气流分布效果，在步骤20)中，可以使各个排气口的排气速率随时间变化。这样，能够使腔室内形成动态的气流，该动态的气流分布可以表现为沿腔室内至少两个方向的且随时间而产生强弱变化的气流分布；或者表现为随机地出现在腔室内任意方向的气流分布；以及优选地，在腔室内沿顺时针或逆时针方向旋转的气流分布等。具体请参阅下述各实施例。在本发明提供的排气方法的一个具体实施例的步骤10)中，上述为基片处理腔室所设置的排气口的数量为至少三个。通常，将上述至少三个排气口分散地设置在腔室的不同位置上，并且为了使工艺气体在腔室内分布均匀，应尽可能地使各个排气口所产生的气流能够覆盖基片处理腔室的所有区域。在本实施例的步骤20)中，使上述至少三个排气口中的至少一个的排气速率大于其它排气口的排气速率而向外排气，并且使各个排气口的排气速率随时间变化。这样，即可实现在基片处理腔室内形成旋转的气流，从而使基片的周向和径向均可获得较为均匀的工艺气体分布。
请参阅图2，为应用本发明提供的排气方法的基片处理腔室的结构示意图。如图所示，在基片处理腔室周围设置有四个排气口(36-1 36-4)，供气口 23位于腔室中心。在工艺过程中，使四个排气口中的一个的排气速率最大(排气速率由图中E表示)，并使其他三个排气口的排气速率大致相等；并且，使上述最大排速率El在各个排气口之间按照一定的规则移动，从而形成动态的气流分布。容易理解的是，作为本实施例的一种极端的情况，还可以 使其它三个排气口的排气速率为零。当然，在实际应用中，还可以使其中一个排气口的排气速率大于其它排气口 ；同时，使其它排气口的排气速率按照下述规则设置，即，使距离上述排气速率最大的排气口越远的排气口的排气速率越小。也就是说，使各个排气口的排气速率由上述排气速率最大的排气口开始逐渐递减，从而使气流得以整体性地且更加平稳的变化，并最终获得更加均匀的基片处理结果。容易理解的是，在设置好各个排气口的排气速率之后，还可以使各个排气口的排气速率按照顺时针或逆时针的相邻顺序而依次获得最大的排气速率，从而使基片处理腔室内形成旋转的气流，进而获得更加均匀的工艺质量。具体地，要实现上述旋转例如可以采用下述方式使各个排气口的排气速率连续变化以形成上述旋转；或者，使各个排气口的排气速率每隔预定时长变化一次以形成旋转。其中，上述预定时长可以为定值，也可以为变量；从而使上述旋转为匀速旋转或变速旋转或变加速旋转。当上述预定时长为定值时，则在基片处理腔室内将形成匀速变化的气流；而当上述预定时长为随时间变化的变量时，则基片处理腔室内将形成变速或变加速运动的气流。在实际工艺中，对于具体的预定时长的长短及排气速率的大小等参数均可根据实际工艺需要或实验测定而进行灵活设置，并可随时进行调整。需要指出的是，上述各实施例仅仅是本发明提供的排气方法的示例性的或优选的实施方式，本领域的技术人员在上述实施方式的基础上，能够对其各个步骤做出多种变形和改进。例如，可以使各个排气口的排气速率随时间进行随机的或跳跃式的变化等等；总之，所有基于本发明的精神和实质而做出的、能够在基片处理腔室内形成动态气流分布的技术方案，均应视为本发明的保护范围。由上述描述可知，利用本发明提供的排气方法能够使基片处理腔室中的各个区域均获得充足的气流供应，从而提高基片处理结果的均匀性；而且，由于上述排气方法简单易行，不需要在基片处理腔室内设置复杂的隔板机构，从而可有效避免因隔板机构所带来的颗粒污染等的问题；并且，本发明提供的排气方法在不同容积的基片处理设备时均能适用并具有同样的排气效果。作为另一种技术方案，本发明提供的排气装置同样用于配合基片处理腔室进行排气操作。其包括连接至基片处理腔室的至少两个排气口，其中，各个排气口的排气速率可被单独控制。这样，借助上述至少两个可被单独控制排气速率的排气口，能够在基片处理腔室内形成多个气流方向，并且可根据需要而实时地调节各个气流方向的流量，从而使腔室内的各个区域均可获得充足的气流，进而提高工艺质量的均匀性。而且，采用本发明提供的排气装置进行排气操作时不需要设置复杂的隔板结构，从而可有效避免因隔板结构所造成的颗粒污染问题。并且，本发明提供的排气装置可被应用于各种容积的基片处理腔室中进行排气操作，并且在各基片处理腔室中均能产生较为均匀的气流分布。
请一并参阅图3和图4，其中，图3为本发明提供的排气装置第一种具体实施例的原理框图；图4为图3所示实施例的设备结构示意图。如图所示，本实施例中的排气装置包括设置于基片处理腔室13侧壁上的四个排气口 36，且各个排气口 36分别连接有专用的独立抽气装置，通过调节各个抽气装置的抽气速率而对各个排气口 36的排气速率进行调节。如图4所示，上述抽气装置例如可以采用抽气泵，但本发明并不限于此，当采用其他抽气装置时同样适用。本实施例中，由于在腔室周围均匀地设置有四个排气口，因此，当控制各个抽气泵按照顺时针或逆时针旋转的方向逐个采用较大的抽气速率时，即可使腔室内形成旋转的动态气流分布。需要说明的是，要形成上述旋转气流，只要满足在腔室周围分散地设置至少三个排气口的条件即可，因此，排气口的数量并非仅限于图4中所示的四个，而且当采用五个甚至更多的排气口时同样属于本发明的保护范围。请参阅图5，为本发明提供的排气装置第二种具体实施例的原理框图。如图所示，本实施例中，在上述图3和图4所示实施例的基础上，在各个排气口与抽气装置之间的各条管路中均设置有独立的截面调节阀，这样，通过调节各个排气管路中的截面调节阀而对各个排气口的排气截面积进行调节，进而对各个排气口的排气速率进行调节。当然，对于本实施例中的排气装置，要实现对各个排气口的排气速率进行调节还可以通过同时调节截面调 节阀及各个抽气装置的抽气速率而实现。请参阅图6，为本发明提供的排气装置第三种具体实施例的原理框图。本实施例中，使各个排气口分别通过独立的排气管路而连接至同一个抽气装置上，并且各个排气管路中均设置有截面调节阀，通过调节各个排气管路中的截面调节阀而对各个排气口的排气截面积进行调节，以对各个排气口的排气速率进行调节。请参阅图7，为本发明提供的排气装置第四种具体实施例的原理框图。本实施例与图6所示的实施例的区别仅在于，将所有排气口统一连接至同一个截面调节阀上，从而通过该截面调节阀对各个排气口的排气速率进行统一控制。容易理解的是，在本发明提供的排气装置的各个实施例中，其目的均是通过调节各个排气口的单位面积的气体流速和/或排气截面积来达到调节各个排气口的排气速率的目的；进而通过对各个排气口的排气速率进行合理设置并使之随时间进行动态变化来使基片处理腔室内产生动态变化的气流分布。优选地，可以设置专用的排气速率控制模块来控制各个排气口的排气速率，从而使各个排气口以不同的排气速率向外排气，并且使各个排气口的排气速率随时间变化。具体地，借助该排气速率控制模块能够使各个排气口的排气速率按照顺时针或逆时针的相邻顺序而依次达到最大值，从而使基片处理腔室内形成沿顺时针或逆时针方向旋转的旋转气流；当然，还可借助该排气速率控制模块在腔室内产生具有其他变化规律的气流或者产生随机变化的气流等。在实际应用中，上述排气速率控制模块例如可以采用单片机等可编程控制装置而实现。请参阅图8，为本发明提供的排气装置中所采用的第一种截面调节阀的剖视图。该截面调节阀包括阀体51、与阀体51相连通的一个出气端59、至少三个分散设置的进气端56和设置于截面调节阀内部的可旋转的阀芯52 ;其中，出气端59与一抽气装置相连接，至少三个进气端56分别与各个排气口对应连接；可旋转的阀芯52用于使各个进气端56的进气速率随时间而进行顺时针或逆时针旋转，以使与各个进气端56对应连接的排气口的排气速率进行顺时针或逆时针旋转。
如图所示，本实施例中，阀体51采用一种圆柱体形的结构，出气端59与圆柱体形阀体51的一个端面相连通，多个进气端56 (本实施例中为4个，分别为56-1、56-2、56-3、56-4)与圆柱体形的阀体51侧面相连通。本实施例中，优选地使4个进气端56均匀地分布于阀体51的圆周上，在实际应用中，也可根据需要而增加或减少进气端56的数量(最少应保留2个进气端；在一些优选的实施例中，进气端的数量为至少3个)，并且使各个进气端56以非均匀排布的方式连接在阀体51的侧面。阀芯52为一种空心筒状结构，其可绕阀体51的中心轴进行旋转。在该筒状结构阀芯52侧面设置有一个通孔53，进气端56经由该通孔53与出气端59相连通，并且在阀芯52与阀体51之间具有一定的间隙55。上述通孔53所正对的进气端56可获得最大的进气速率，从而使得与该进气端56相连的排气口获得最大的排气速率；随着阀芯52的旋转，各个进气端逐个获得最大的进气速率，相应的，各个排 气口逐个获得最大的排气速率。与此同时，尚未与上述通孔53正对的进气端56可经由上述间隙55间接地与上述出气端59相连通，从而获得相对较小的进气速率；并且，各个进气端56的流量还会受到其所在位置与当时阀芯52上的通孔53的距离远近的影响。以图2中阀芯52位置为例，进气端56-3距离通孔53最远，故其相应的流量P3也最小；而进气端56-1此时正对通孔53，故此时该进气端56-1的流量值Pl取得最大值，且大于其他的进气端的流量；其余的两个进气端56-2和56-3的流量值P2和P3则介于上述二者之间。可以理解的是，上述阀芯上的通孔53的数量并不限于本实施例中的一个，还可根据需要增加通孔53的数量，从而使两个或更多的进气端56的流量同时获得最大值；并且，在阀芯52上设置多个通孔53的基础上，将各个通孔53设置为不同的截面大小，从而通过各个通孔53的截面大小来控制各个进气端56的流量；此外，本实施例中所述的通孔53的形状可以采用多种方案，只要能够满足流体顺利通过的通孔形状均应视为本发明的保护范围。此外，该截面调节阀还包括阀芯驱动部，用以驱动阀芯按照预定的旋转方向和速度进行旋转(图未示)。在实际应用中，上述旋转驱动部可以采用多种装置而实现，例如采用电动机、液压马达等设备均可。并且可通过预先设定的计算机程序对上述阀芯驱动部进行控制，以控制阀芯的旋转方向、速度及方向和/或速度的变化频率等参数，从而满足在不同工艺场合中的使用需要。请参阅图9，为本发明提供的截面调节阀第二种具体实施例的结构示意图。具体地，图9(A)为本实施例的主视剖视图；图9(B)为本实施例的左视图。如图所示，本实施例中，阀体61的形状与上述图2所示实施例中的阀体51类似，出气端67设置在阀体61的圆柱形侧面上，四个进气端66均匀地设置于阀体61的一个端面上，并且，各个进气端66与所在端面的圆心之间的距离大致相等。本实施例中，阀芯62采用一种圆盘状结构，对应于上述出气端67及进气端66的位置，在阀芯62上具有一个用以连通出气端67和进气端66的通孔63。该通孔63至阀芯62的旋转轴的距离大致等于上述进气端66与旋转轴的距离，从而在阀芯62旋转时可使该通孔63逐个与各个进气端66对正。当任一个进气端66在与通孔63正对时,均可使该进气端66的流量P达到最大值。因此，随着阀芯62的旋转，能够使各个进气端66的流量轮流达到最大值。本实施例中，阀芯62与阀体61之间同样具有一定的间隙65，以允许未达到最大流量值的进气端以较小的流量与出气端相连通。此外，本实施例中采用电动机作为阀芯驱动部68，用以驱动阀芯62按照预定的旋转方向和速度进行旋转。显然，本实施例中的截面调节阀与上述图8所示截面调节阀具有相同或类似的工作原理，区别仅在于二者的阀芯结构及进气端和出气端的位置有所变化，因而能够产生同样的抽气效果。图10为本发明提供的排气装置中所采用的第三种截面调节阀的剖视图。本实施例中，该截面调节阀的阀体71上具有四个进气端76，并且在每个进气端76内均设置有可旋转的阀芯72。通过控制各个阀芯72的旋转，可以对各个进气端76的进气速率进行独立调节，进而对各个排气口的排气速率进行独立调节。因此，图10所示的旋转阀具有与上述图6所示实施例相同的排气速率调节方式，在此不再赘述。需要指出的是，本发明所提供的截面调节阀的实施方案并不仅限于上述实施例，而只要是基于本发明的原理和实质所演化出的适当结构的阀体和阀芯结构，并且该阀体及阀芯能够实现与上述各实施例相同及类似功能的技术方案均应视为本发明的保护范围。综上所述，利用本发明提供的排气装置能够在基片处理腔室中形成动态的气流分布，从而有利于获得均匀的基片处理结果。因此，在利用本发明提供的排气装置对基片处理 腔室进行排气操作时，能够使工艺气体更加均匀地分布于基片上方区域，从而有利于获得更加均匀的基片处理结果；而且，由于上述排气装置结构简单，不需要在基片处理腔室内设置复杂的隔板机构，从而可有效避免因隔板机构所带来的颗粒污染等的问题；并且，本发明提供的排气装置在用于不同容积的基片处理设备时均能适用并具有同样的排气效果。作为另一种技术方案，本发明还提供一种基片处理设备。请参阅图11，为本发明提供的基片处理设备的系统原理图。如图所示，该基片处理设备包括基片处理腔室13和设置于基片处理腔室13内的基片保持部22，在基片处理腔室上还设置有上述本发明提供的排气装置，用以在基片上方形成均匀分布的气流。本实施例中，排气装置包括与基片处理腔室13相连接的排气口 36、抽气装置(图未示)以及设置在排气口 36与抽气装置之间的截面调节阀。其中，截面调节阀的各个进气端56与各个排气口 36对应连接，在工艺过程中，随着阀芯52的旋转在基片处理腔室13内形成旋转的气流，进而获得均匀的基片处理质量。请参阅图12，为本发明提供的基片处理设备一个具体实施例的系统结构示意图。如图所示，本实施例中，采用一种具有单层托盘22的基片处理腔室100。该基片处理腔室100具有一个进气口 80和均匀设置在腔室四周的四个排气口 36 (分别为36-1，36-2，36-3,36-4，图12所示的剖面中仅36-1和36_3可见)，其中，进气口 80对应于托盘22上方的大致中心位置，四个排气口 36则均匀分布于托盘22的圆周范围。上述四个排气口 36即为上述本发明所提供的排气装置的排气口 36，本实施例中，将各个排气口 36对应地连接至作为截面调节阀的旋转阀200的各个进气端66上(分别为66-1，66-2，66-3，66-4，图12所示的剖面中仅66-1和66-3可见)，旋转阀200的出气端连接至一个抽气装置(本实施例中，该抽气装置采用一种抽气泵)，这样即形成一个完整的气路。下面对上述本发明提供的基片处理设备的工作过程进行详细说明。首先将待加工基片置于托盘22上的相应装片位置，然后由基片处理腔室100的供气口 80向腔室内通入工艺气体，与此同时使抽气泵和旋转阀200同时工作以将腔室内的反应后的气体及时排出。具体为，抽气泵为旋转阀200的出气端持续地提供一定的抽气速率，阀芯驱动部68驱动阀芯62按照一定的旋转方向和旋转速度进行旋转。当阀芯62上的通孔63对正某一个进气端66 (例如图中所示的进气端66-1)时，该进气端66即可形成较大的进气速率，相应地，该进气端66所对应的排气口 36-1即可产生一个相对其他排气口(36-2，36-3，36-4)而言较大的排气速率，从而使基片处理腔室100中朝向该排气口 36-1的气体流量大于其他方向的气体流量；并且随着阀芯62的旋转，腔室内对应于各个排气口 36的气流将以此形成最大的气体流量，从而在腔室内形成一种类似于旋转的动态气流。由于该旋转气流的作用，使托盘22上的各个基片的各个区域均能够获得足够的气体供应，从而为提高基片处理质量提供有力保障。在上述过程中，抽气泵的抽气速率和旋转阀200的旋转方向及速率均可通过排气速率控制模块进行时时控制，具体的控制参数可以根据工艺过程中实际需要而定，也可根据事先的实验数据进行确定。需要说明的是，上述图12所示实施例中的排气装置并不局限于此，其可以是上述本发明提供的排气装置的各个实施例中的任意一种。请参阅图13，为本发明提供的基片处理设备中所采用的一种具有多层托盘的基片处理腔室的剖视图。如图所示，本实施例中采用一种多层托盘22(图中为4层，在实际应用中并不受此数量限制)用于承载基片，以提高生产效率。对应于各个托盘的位置，可以在基 片处理腔室13内设置供气通道和排气通道，具体如下。上述多层托盘22平行且间隔地串接在支撑装置93的外部，该支撑装置93沿腔室中心轴方向设置，其内部为空心结构，在支撑装置93的底部设置供气口 80，同时沿支撑装置93长度方向上对应于各个托盘22所在位置设置多个供气孔94，该支撑装置93的内部及各个供气孔94构成该基片处理设备的供气通道。相应的，在基片处理腔室100内设置一个圆筒状内壁90，并使内壁90与腔室外壁之间保持一定间隙91，同时在该内壁90上设置多个通孔92，这样上述通孔92、间隙91共同构成上述及基片处理设备的排气通道。将上述本发明提供的排气装置通过设置在腔室外壁上的排气口 36与上述排气通道相连接，从而在多层托盘22表面产生动态的气流，并进而获得均匀的工艺质量。还需要指出的是，虽然上述实施例中均采用将供气通道和供气口设置于基片处理腔室的四周的方式，但本发明并不局限于此，例如还可以将供气通道设置于基片处理腔室的四周，相应的，将排气通道沿基片处理腔室的中心轴而设置。这种方案实际上是将上述实施例中的排气通道作为进气通道使用，并将进气通道作为排气通道使用。综上所述，由于本发明提供的基片处理设备中采用上述本发明提供的排气装置进行排气操作，因而能够在基片处理腔室内获得均匀的工艺气体分布，并使腔室内各个区域均可获得充足的气体供应，从而有利于获得均匀的基片处理结果；并且，由于上述本发明提供的排气装置不受腔室容积的限制，因此本发明提供的基片处理设备可以被设计为多种容量规格的大型设备。需要说明的是，上述各实施例中所涉及的托盘均可采用圆形石墨主体和附着于石墨主体表面的碳化硅而构成。在实际应用中，上述基片处理设备例如可以是金属有机化合物化学气相淀积设备等。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种排气方法，用于配合基片处理腔室进行排气操作，其特征在于，包括下述步骤 10)为所述基片处理腔室设置至少两个排气ロ，并使各个排气ロ的排气速率可被単独控制； 20)使所述至少两个排气ロ以不同的排气速率向外排气。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步骤20)中，使各个所述排气ロ的排气速率随时间变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤10)中，所述排气ロ的数量为至少三个。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤20)中，使所述至少三个排气ロ中的至少ー个的排气速率大于其它排气ロ的排气速率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤20)中，使其中一个排气ロ的排气速率大于其它排气ロ的排气速率，并且使其它排气ロ的排气速率相等。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤20)中，使其中一个排气ロ的排气速率大于其它排气ロ； 同时，其它排气ロ的排气速率是距离所述排气速率最大的排气ロ越远的排气ロ的排气速率越小。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤20)中，按照顺时针或逆时针的相邻顺序而使各个排气ロ依次获得最大的排气速率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤20)中，使各个所述排气ロ的排气速率连续变化；或者，使各个排气ロ的排气速率每隔预定时长变化一次。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预定时长为定值或变量。
10.一种排气装置，用于配合基片处理腔室进行排气操作，其特征在于，所述排气装置包括连接至所述基片处理腔室的至少两个排气ロ，其中，各个排气ロ的排气速率可被单独控制。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述排气ロ的数量为至少三个。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，各个所述排气ロ的単位面积的气体流速和/或排气截面积可被调节，通过分别调节各个所述排气ロ的単位面积的气体流速和/或排气截面积而对排气ロ的排气速率进行调节。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，各个所述排气排气ロ分别连接至各自专用的抽气装置，通过调节各个抽气装置的抽气速率而对各个排气ロ的排气速率进行调节。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，各个所述排气ロ分别通过独立的排气管路而连接至同一个抽气装置上，并且各个所述排气管路中均设置有截面调节阀，通过调节各个排气管路中的截面调节阀而对各个排气ロ的排气截面积进行调节，以对各个排气ロ的排气速率进行调节。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，各个所述排气ロ分别通过独立的排气管路而连接至各自专用的抽气装置，并且在各个排气管路中均设置有截面调节阀；通过控制各个抽气装置的抽气速率和/或调节截面调节阀而对各个排气ロ的単位面积的气体流速和/或排气截面积进行调节，以对各个排气ロ的排气速率进行调节。
16.根据权利要求10-15中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括排气速率控制模块，用于控制各个排气ロ以不同的排气速率向外排气，并且使各个排气ロ的排气速率随时间变化。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述排气速率控制模块使各个所述排气ロ的排气速率按照顺时针或逆时针的相邻顺序而依次达到最大值。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述截面调节阀包括一个出气端、至少三个分散设置的进气端和设置于所述截面调节阀内部的可旋转的阀芯；其中， 所述出气端与ー抽气装置相连接，所述至少三个进气端分别与各个所述排气ロ对应连接; 所述可旋转的阀芯用于使各个所述进气端的进气速率随时间而进行顺时针或逆时针旋转，以使与各个进气端对应连接的所述排气ロ的排气速率产生相应变化。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括阀芯驱动部，用以驱动所述阀芯按照预定的旋转方向和速度进行旋转。
20.ー种基片处理设备，包括基片处理腔室和设置于所述基片处理腔室内的基片保持部，其特征在于，还包括权利要求10-19中任意一项所述的排气装置，用以在基片上方形成均匀分布的气流。
21.根据权利要求20所述的基片处理设备，其特征在干，所述基片保持部包括至少两层沿基片处理腔室高度方向排列的托盘结构；对应于各个所述托盘的位置，所述基片处理腔室内还设置有供气通道和排气通道，所述排气装置与所述排气通道相连接。
22.根据权利要求21所述的基片处理设备，其特征在于，所述供气通道沿所述基片处理腔室的中心轴而设置，相应的，所述排气通道设置于所述基片处理腔室的四周。
23.根据权利要求21所述的基片处理设备，其特征在于，所述供气通道设置于所述基片处理腔室的四周，相应的，所述排气通道沿所述基片处理腔室的中心轴而设置。
24.根据权利要求20-23中任意一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备为金属有机化合物化学气相淀积设备。
全文摘要
本发明提供一种排气方法、装置及基片处理设备。其中，排气方法至少包括下述步骤10)为基片处理腔室设置至少两个排气口，并使各个排气口的排气速率可被单独控制；20)使各个排气口以不同的排气速率向外排气。排气装置包括连接至基片处理腔室的至少两个排气口，其中，各个排气口的排气速率可被单独控制。基片处理设备包括基片处理腔室并设置用上述本发明提供的排气装置。上述排气方法、装置及基片处理设备在进行基片处理工艺时均能有效提高基片处理腔室中的气流分布均匀性，从而提高工艺质量的均匀性。
文档编号C23C16/455GK102828167SQ20111015846
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者古村雄二, 张建勇, 周卫国, 徐亚伟 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司