[发明专利]控制晶圆进出大气真空转换腔室方法及大气真空转换腔室

说明书

本发明公开一种控制晶圆进出大气真空转换腔室方法及大气真空转换腔室，前者包括：S1：判断第一和第二大气真空转换腔室的第一位置第二位置是否都有晶圆，是则执行S2，否则执行S3至S4；S2：同时对第一和第二大气真空转换腔室进行抽真空操作；S3：同时对第一和第二大气真空转换腔室进行充气操作；S4：判断第一位置是否有晶圆，是则往第二位置放入晶圆，否则往第一位置放入晶圆，操作完成后返回S1。本发明的方法可同时对第一和第二大气真空转换腔室进行抽真空和充气操作，并且在第一位置和第二位置上均有晶圆时进行抽真空操作，即一次抽真空操作可实现至少两片晶圆进入工艺腔室，从而避免了大气真空转换腔室排队抽真空，提高了晶圆的传输效率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地，涉及一种控制晶圆进出大气真空转换腔室方法，以及一种大气真空转换腔室。

背景技术

半导体制程一般都需要在高真空环境下进行，大气真空转换腔室(LoadLock腔室)主要用于实现大气和真空的隔离。大气真空转换腔室包括大气隔离阀、真空隔离阀、抽气阀、充气阀以及腔室本体，腔室本体内设有用于升降晶圆的升降机构，大气隔离阀可将腔室本体与大气环境隔离开来，真空隔离阀可将腔室本体与真空环境隔离开来；大气隔离阀打开时晶圆才可在大气真空转换腔室和大气环境之间移动，真空隔离阀打开时晶圆才可在大气真空转换腔室和工艺腔室之间移动；通过例如是干泵的抽真空设备经由抽气阀对腔室本体进行抽真空操作，打开充气阀时腔室本体进行充气操作。

大气真空转换腔室的使用过程如下：晶圆在一个大气压力(通常为760Torr)环境条件下传输至大气真空转换腔室，然后大气真空转换腔室与大气隔离并进行抽真空操作，上述抽真空操作是指对大气真空转换腔室抽真空使得大气真空转换腔室内的压力降至1×10^-3到1×10^-6Torr，接着大气真空转换腔室与真空环境下的工艺腔室连通，晶圆传输到工艺腔室中，执行工艺处理；晶圆工艺处理完成后，由工艺腔室传输回大气真空转换腔室中，然后大气真空转换腔室与工艺腔室隔离并进行充气操作，使得大气真空转换腔室内压力达到一个大气压力(通常为760Torr)，接着大气真空转换腔室与大气环境连通，晶圆传输到大气环境下。

在现有的半导体制备过程中，一个抽真空设备为多个大气真空转换腔室提供抽真空服务，但是同一时间只有一个大气真空转换腔室可进行抽真空操作，即多个大气真空转换腔室彼此独立、抽真空设备共享，这将导致大气真空转换腔室排队抽真空的问题。由于大气真空转换腔室执行一次抽真空操作或充气操作的时间一般在30s左右，每片晶圆进出大气真空转换腔室的过程中至少需要在大气真空转换腔室中耗时1min左右，大气真空转换腔室排队抽真空将导致晶圆在大气真空转换腔室内的耗时过长，晶圆在大气真空转换腔室内的时间占比可能会达到甚至超过半导体制备时长的50％，严重降低了半导体制备产能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种控制晶圆进出大气真空转换腔室方法，以避免大气真空转换腔室排队抽真空的问题，提高晶圆的传输效率。

根据本发明的第一方面，提供了一种控制晶圆进出大气真空转换腔室方法，包括：

步骤S1：判断第一大气真空转换腔室的第一位置和第二大气真空转换腔室的第二位置是否都有晶圆，是则执行步骤S2，否则执行步骤S3至步骤S4，其中第一位置和第二位置用于放置分别进入第一大气真空转换腔室和第二大气真空转换腔室并且等待进入相应工艺腔室的晶圆；

步骤S2：同时对第一大气真空转换腔室和第二大气真空转换腔室进行抽真空操作；

步骤S3：同时对第一大气真空转换腔室和第二大气真空转换腔室进行充气操作；

步骤S4：判断第一大气真空转换腔室的第一位置是否有晶圆，是则往第二大气真空转换腔室的第二位置放入晶圆，否则往第一大气真空转换腔室的第一位置放入晶圆，操作完成后返回步骤S1。

可选地，所述步骤S2包括：