[实用新型]一种真空压力计

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体集成电路工艺技术领域，更具体的，涉及一种真空压力计。

背景技术

随着信息科技日新月异，集成电路在日常生活中扮演重要的角色，其需求相对也大幅提升，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求企业对半导体器件的加工能力也不断提高。

通常来说，半导体器件的加工工艺必需应用真空类的工艺反应腔，如干法刻蚀，PVD，离子注入等等，随着对于半导体产品质量需求的增加，相对的在产品制造过程中对于真空度的要求也越来越高，通常要求的真空级别为高真空，工艺时反应腔内的压力仅在几百毫托(mtorr)到几十个毫托之间，极小的压力偏差也可能会对工艺产生不可估量的严重影响，因此压力控制的高精度性是不可或缺的，而高精度真空压力计是至关重要的环节之一。

请参考图1，图1为现有的真空压力计的结构示意图，现有的真空压力计内部具有一层薄膜10以及电容结构20，薄膜10在真空压力的作用下可产生形变，电容结构20根据薄膜10产生的形变计算出反应腔内的真空压力值。电容结构还包括安装在压力计内部的电子组件层，具体的，薄膜将压力计分割为两个互相独立且密封良好的腔室，由于薄膜具备一定的延展性和形变系数，确保强度的同时在一定压力的作用下会产生弯曲形变。压力计的一端的通路连接到工艺反应腔，压力计的另一端压力保持恒定作为参考，反应腔的压力发生变化时，对薄膜表面的作用力发生变化，薄膜的形变率也随之改变，所带来的结果是，薄膜与电子组件层之间的距离和相对面积发生了变化，根据电容的计算公式，距离和面积发生变化时，电容也相应发生变化，然后通过内部电路，将对应的电容变化进行计算反馈，最后反映出压力的变化。

通常反应腔的设定压力P＝P0+⊿P,其中P0为反应腔在空置状态下的初始压力，也即在不施加压力的情况下，在真空泵持续抽取后，反应腔所能达到的最低压力，此时压力计的读值也可以看做为压力计的初始值即零点电压值，通常压力零点并不会调整到绝对零点，而是将它调节为一个极小的压力，如零点几个毫托，作为考量真空计是否发生严重漂移的依据。而⊿P则是工艺开始后在零点基础上实际施加的压力，⊿P是对工艺反应起到作用的压力值。⊿P与P0两者相加的值应等于工艺时反应腔预设的压力值P，由此可见，⊿P的大小取决于设定压力值以及压力零点的大小。如果零点电压发生严重漂移时，例如漂移出了线性的可靠范围，将产生显示的零点读数为负数或者很高的情况，则无法真实地反映反应腔的零点电压，如果此时进行工艺，将导致施加的实际压力⊿P过大或者过小，虽然最后显示的压力可能仍然可以达到设定值，但实际的压力已经产生了严重的错误。

基于以上的情况，反应腔的零点电压需要经常做手动的校准，通常手动校准被安排在每一次的设备保养之后，但实际生产中，在某些特殊反应生成物比较多的工艺中，一些颗粒会污染压力计的内部从而造成压力零点漂移的频率比其他工艺要高很多，往往不到保养周期就已经发生偏离，可又无法及时侦测到，极易造成大量产品的缺陷。

由此可见，本领域技术人员亟需提供一种可自动校准零点电压值的真空压力计，从而提高产品的良率。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在上述缺陷，提供了一种可自动校准零点电压值的真空压力计，保证真空压力计测量的准确性。

为解决上述问题，本实用新型提供一种真空压力计，用于测量硅片工艺反应腔内的真空压力值，包括相互连接的薄膜和电容结构，所述薄膜用于在真空压力的作用下产生形变，所述电容结构根据所述薄膜产生的形变计算出反应腔内的真空压力值，所述真空压力计还包括：测量电路，所述测量电路的输入端与所述电容结构连接，用于测量并反馈工艺反应腔的零点电压值；比较输出电路，所述比较输出电路的输入端与所述测量电路的输出端连接，用于接收零点电压值，并将其与预设的电压值进行比较，输出电压差值；调压电路，所述调压电路的输入端与所述比较输出电路的输出端连接，所述调压电路的输出端连接所述电容结构，所述调压电路根据电压差值，调整输出电压的大小，以使工艺反应腔的零点电压值与预设的电压值相等。

本实用新型提供的真空压力计的工作原理为：测量电路测量工艺反应腔的零点电压值，并将其反馈至比较输出电路，比较输出电路将采集的零点电压值与预设的电压值进行比较和差分放大处理，并将电压差值输送至所述调压电路，调压电路根据电压差值调整输出电压的大小，以使工艺反应腔的零点电压值与预设的电压值相等。

优选的，所述调压电路包括与电容结构连接的调压电阻，所述调压电阻根据所述比较输出电路输出的电压差值，调整所述调压电阻的阻值大小。