[发明专利]用于半导体制造工具的阀净化组件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造设备。更具体而言，本发明涉及在半导体制造中在操作等离子体工具的同时净化阀组件的方法和装置。

背景技术

在集成电路(IC)的制造过程中，使用各种类型的半导体制造工具来处理半导体衬底，即“晶圆”。例如，化学汽相沉积(CVD)系统用于在晶圆上或上方沉积绝缘层和非绝缘层，原子层沉积(ALD)系统用于在晶圆上或上方沉积绝缘材料和非绝缘材料，等离子体蚀刻系统用于蚀刻晶圆或在晶圆上方形成的层，以及物理汽相沉积或“溅射”系统用于在晶圆上或上方物理沉积导电层。通常在密封处理室内实施这些各种工艺，从而可以控制诸如压力的处理条件。在许多情况下，在处理操作中产生并使用等离子体。必须在处理操作之间定期清洁密封处理室以保持清洁度并且密封处理室还经过调整操作以调整该室用于不同的操作。以与制造工艺操作类似的方式实施清洁和调整工艺，即，与用作清洁或调整气体的气体一起产生和使用等离子体。

将晶圆装载到处理室内然后卸载其的常见方法是在处理室的壁中设置“狭缝式阀(slit valve)”。在壁中形成细长的通常为水平的孔。该孔的宽度和高度足以允许被机器晶圆传送臂或其他装载机械装置(mechanism)的叶片支撑的半导体晶圆通过，并且该孔被阀座围绕。细长的阀关闭件可选择啮合阀座以闭合孔或从阀座脱离以打开孔。

当关闭狭缝式阀时，需要气密密封以使室与外界影响隔开。这通常需要在阀座和关闭件之间设置弹性垫圈或弹性密封，诸如O型密封圈。

使半导体制造设备中的污染源最小化是非常重要的。即使0.2微米量级的小颗粒也能够损坏甚至破坏在半导体晶圆上形成的IC器件。常见问题是O型圈或垫圈的弹性材料可能发生降解并受到用于实施处理操作的处理气体、用于清洁处理室的清洁气体或用于调整处理室的调整气体的侵害。当O型圈或垫圈开始降解时，产生颗粒污染。当打开阀时仍可能存在压力差，这种压力差可以加剧颗粒从O型圈脱落。污染颗粒开始沉积在通过孔装载的晶圆上，并且可能损坏甚至破坏在晶圆上形成的集成电路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一方面，提供了一种半导体制造工具，包括：处理室，具有壁，所述壁包括穿过其的孔，通过所述孔传送衬底；门，覆盖所述孔并且与所述壁形成可拆式密封；输送口，将惰性气体输送到所述孔；以及排放口，通过所述排放口从所述孔排出所述惰性气体。

在所述的半导体制造工具中，所述处理室包括将处理气体输送到所述处理室的输气线和用于在所述处理室中产生等离子体的等离子体生成单元。

在所述的半导体制造工具中，所述处理室包括将处理气体输送到所述处理室的输气线和用于在所述处理室中产生等离子体的等离子体生成单元，其中，所述处理室适合于原子层沉积(ALD)和化学汽相沉积(CVD)中的至少一种，并且所述处理室包括加热元件。

在所述的半导体制造工具中，所述处理室包括将处理气体输送到所述处理室的输气线和用于在所述处理室中产生等离子体的等离子体生成单元，并且所述的半导体制造工具还包括连接至所述排放口的泵；和在所述处理室中实施等离子体操作的同时控制所述惰性气体输送到所述孔的控制器。

在所述的半导体制造工具中，所述处理室包括将处理气体输送到所述处理室的输气线和用于在所述处理室中产生等离子体的等离子体生成单元，其中，所述孔通过所述壁的内部外围表面来限定和界定，并且所述排放口包括位于所述壁内的终止于所述外围表面的管道。

在所述的半导体制造工具中，所述处理室包括等离子体蚀刻处理室并且包括在所述处理室中使气体电离以及将电离气体导向衬底的电极排列。

在所述的半导体制造工具中，所述门包括接触所述壁并形成所述可拆式密封的O型圈，并且，所述壁包括侧壁。

在所述的半导体制造工具中，所述门包括接触所述壁并形成所述可拆式密封的O型圈，并且，所述壁包括侧壁，其中，所述输送口包含在所述侧壁内。

在所述的半导体制造工具中，所述孔通过所述壁的内部外围表面来限定和界定，并且所述输送口包括位于所述壁内的终止于所述外围表面的气体输送线。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于操作半导体制造装置的方法，所述方法包括：提供具有侧壁和穿过该侧壁的孔的处理室；提供包括与所述侧壁形成可拆式密封以关闭所述孔的门的阀组件；通过在所述处理室内实施操作来操作所述装置；在所述操作过程中，将惰性净化气体输送到所述阀组件；以及在所述操作过程中，从所述阀组件排出所述惰性净化气体。