專利名稱：使用真空系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，尤其是涉及使用真空系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
在用使用真空系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備制作半導(dǎo)體器件的狀況下，在加工室的壓力降低(泵停下來)期間形成微粒，并且形成的微粒降落在那里加工的晶片上。這種半導(dǎo)體晶片的微粒沾污大大降低半導(dǎo)體器件的成品率和可靠性。隨著晶片直徑和較高集成度的增大這個(gè)問題更為嚴(yán)重。
在壓力降低或放氣期間，微粒形成被認(rèn)為是由氣體的絕熱膨脹引起凝聚的機(jī)理所造成的(見“真空泵停機(jī)期間凝聚-引起的微粒形成”Yan Ye等Journal of The Electrochemical society，140卷5期1463-1468頁1993年5月)。根據(jù)所提出的機(jī)理，在加工室的壓力迅速下降的情況下，室中氣體經(jīng)受絕熱膨脹使其溫度急劇降低。氣體同時(shí)被凝聚成水滴。在液滴形成期間，空氣比例如SO2、O3、H2O2和其他氣態(tài)雜質(zhì)這樣的氣體擴(kuò)散到液滴，從而被吸收。而且，室壁的熱容量要比液滴的熱容量大，所以加工室的內(nèi)表面溫度下降要比液滴的溫度下降要慢。造成的溫度差引起熱量從加工室傳輸?shù)揭旱?，?dǎo)致液滴的吸熱和蒸發(fā)，因此液體中的雜質(zhì)濃度增大。在液相濃縮期間，當(dāng)液體中H2O2的濃度足夠高時(shí)，H2O2很快與SO2反應(yīng)，生成硫酸，導(dǎo)致硫酸液滴的形成。隨著液滴繼續(xù)蒸發(fā)，形成呈球形的主要含有硫酸的剩余微粒。剩余微粒的主要元素組分是碳、硫和氧，并且剩余微粒在的熱力學(xué)上是非常穩(wěn)定的。所以，剩余微粒甚至在加熱到溫度高達(dá)180℃時(shí)沒有完全蒸發(fā)。
當(dāng)加工室越小、氣體的相對濕度越高并且降壓速度或放氣速度越快時(shí)，出現(xiàn)越多的凝聚引起的微粒。
圖1是常規(guī)的使用真空系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備中的離子注入設(shè)備的示意圖。在圖1中，標(biāo)號(hào)10表示半導(dǎo)體晶片在其里面進(jìn)行離子注入的加工室；標(biāo)號(hào)20表示與加工室10的預(yù)定部分連通的二個(gè)裝料預(yù)真空室，用作在那里裝轉(zhuǎn)送到加工室的晶片；標(biāo)號(hào)30表示安裝在加工室10和各個(gè)裝料預(yù)真空室20之間的隔離閥，用作決定加工室10與裝料預(yù)真空室20之間的隔離；標(biāo)號(hào)40表示為了把晶片處于真空狀態(tài)下轉(zhuǎn)送到加工室10，用作降低裝料預(yù)真空室20壓力的泵；標(biāo)號(hào)50表示排氣管，具有二條分別與裝料預(yù)真空室20連接的支管A和一端與支管A連接而另一端與泵40連接的主管B；和標(biāo)號(hào)60表示安裝在支管A的預(yù)定部分里的關(guān)斷閥，用作決定關(guān)斷從裝料預(yù)真空室20到泵40的氣流。
在圖1的設(shè)備中，依靠氣壓打開和關(guān)閉的空氣閥通常用作關(guān)斷閥60。由于來自裝料預(yù)真空室20的流動(dòng)氣體聚集并通過主管B，所以主管B的直徑比支管直徑大。此外，標(biāo)號(hào)70表示用作把通入氣體注入裝料預(yù)真空室20的進(jìn)氣口。
現(xiàn)根據(jù)圖1闡述使用真空系統(tǒng)的常規(guī)的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的操作。
安裝在關(guān)斷閥60和泵40之間的排氣管50保持約為10-3托的低真空。然后把晶片裝入裝料預(yù)真空室20，并打開關(guān)斷閥60以使裝料預(yù)真空室20的壓力下降到10-3托。此后，打開隔離閥30把晶片轉(zhuǎn)送到加工室10。這時(shí)，加工室10處于約10-6托的高真空。
把晶片轉(zhuǎn)送到加工室10之前，使裝料預(yù)真空室20調(diào)整到低真空，以致通過減少加工室10的高真空和裝料預(yù)真空室20的大氣壓之間的差別，防止氣體的突然混流而預(yù)先減少微粒。
圖2是用作關(guān)斷閥的空氣閥60的放大剖面圖。在圖2中，標(biāo)號(hào)100是一個(gè)圓柱形殼體，在其壁上和底部有小孔，標(biāo)號(hào)200表示安裝在殼體100里面預(yù)定部分上的一塊板，以把殼體分隔成上部分和下部分，并且在其中心有一個(gè)使下部分與上部分連通的小孔；標(biāo)號(hào)300表示圍繞板200上的小孔固定在板上的波紋管，波紋管被下表面板密封，在其下端部分上有一個(gè)0形環(huán)以打開和關(guān)閉殼體100的底部小孔；標(biāo)號(hào)500表示安裝在殼體100的內(nèi)部上表面并凸向殼體100下部分的彈性橡皮罩；標(biāo)號(hào)600表示固定在橡皮罩500的凸表面上的彈簧支架，其一部分插入板200上的小孔；標(biāo)號(hào)700表示一個(gè)彈簧，其一端固定于波紋管300的底部而另一端固定于彈簧支架600；標(biāo)號(hào)800表示與由板200構(gòu)成殼體100上部分的側(cè)面連通的空氣進(jìn)氣口；和標(biāo)號(hào)900表示氣體從裝料預(yù)真空室向泵40流動(dòng)(圖1)。如果通過空氣進(jìn)氣口800進(jìn)入的空氣壓力大于或等于預(yù)定壓力，則橡皮罩500的凸端部分向上推進(jìn)，使波紋管400垂直地縮短并因此使殼體100的下部小孔打開。由于下部小孔很快打開，所以裝料預(yù)真空室20的壓力迅速下降。
圖3表示在裝料預(yù)真空室20中形成微粒的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。微粒直徑約為0.3-3.7微米并呈球形。
圖4說明用俄歇電子頻譜測定法(AES)分析圖3中微粒的組分所獲得的結(jié)果。在圖中說明主要的組分是硫、氧和碳。
根據(jù)以上所述，在常規(guī)的使用真空系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備中，在分析裝料預(yù)真空室內(nèi)產(chǎn)生的微粒的形狀和組分中發(fā)現(xiàn)，正如由Yan ye等提出的那樣，氣體凝聚是微粒形成的原因。也就是說，由于用作排除裝料預(yù)真空室氣體的關(guān)斷閥迅速打開，裝料預(yù)真空室的壓力很快下降。所以，裝料預(yù)真空室中氣體的絕熱膨脹是造成微粒形成的原因。
根據(jù)與上述同樣的機(jī)理，在裝料預(yù)真空室通氣期間通入一氣體的絕熱膨脹產(chǎn)生微料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過防止裝料預(yù)真空室(鎖氣室)中氣體的絕熱膨脹而能夠減少因凝聚引起的微粒形成的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備。
為了達(dá)到上述目的的一個(gè)方面，按照本發(fā)明的第一實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，包括在里面制作半導(dǎo)體器件的加工室；與加工室的預(yù)定部分連通的裝料預(yù)真空室，用來在里面裝轉(zhuǎn)送到加工室的半導(dǎo)體晶片；用來降低裝料預(yù)真空室壓力的泵；使裝料預(yù)真空室與泵連接的排氣管，用作排除裝料預(yù)真空室的氣體；和安裝在排氣管預(yù)定部分內(nèi)的閥，用作閥制氣體從裝料預(yù)真空室流向泵的速度。
為了達(dá)到上述目的的另一個(gè)方面，按照本發(fā)明的第二實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，包括在里面制作半導(dǎo)體器件的加工室；與加工室連通的裝料預(yù)真空室，用來在里面裝轉(zhuǎn)送到加工室的半導(dǎo)體晶片；和用來把通入-氣體注入裝料預(yù)真空室的通入-氣體進(jìn)氣口，通入-氣體進(jìn)氣口里面裝有加熱源，加熱源安裝在其預(yù)定的部分上，用來加熱注入裝料預(yù)真空室的氣體。
為了達(dá)到上述目的再一個(gè)方面，按照本發(fā)明的第三實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，包括在里面制作半導(dǎo)體器件的加工室；與加工室連通的許多裝料預(yù)真空室，用來在里面裝許多轉(zhuǎn)送到加工室的半導(dǎo)體晶片；用作降低許多裝料預(yù)真空室壓力的泵；使許多裝料預(yù)真空室與泵連接的排氣管，用作排除裝料預(yù)真空室的氣體，該排氣管包含許多條支管，每一條支管連接每一個(gè)裝料預(yù)真空室，而主管預(yù)定部分的直徑與其余部分的直徑不同，其一端與許多條支管連接而另一端與泵連接；和安裝在排氣管預(yù)定部分內(nèi)的閥門。


通過詳細(xì)地描述推薦的實(shí)施例及其有關(guān)的附圖，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，其中，圖1是使用真空系統(tǒng)的常規(guī)半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的示意圖；圖2是用作圖1中關(guān)斷閥的剖面圖；圖3是在圖1的裝料預(yù)真空室中生成微粒的SEM照片；圖4說明圖3中微粒組分的AES分析結(jié)果；
圖5是相應(yīng)于本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的示意圖；圖6是用作圖5中所示的通氣速度控制閥的示意圖；圖7是相應(yīng)于本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的示意圖；圖8是相應(yīng)于本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1圖5是相應(yīng)于本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備(主要是離子注入設(shè)備)的示意圖。在圖中，標(biāo)號(hào)11表示半導(dǎo)體晶片在里面進(jìn)行離子注入的加工室；標(biāo)號(hào)21表示與加工室11的預(yù)定部分連通的許多裝料預(yù)真空室例如二個(gè)裝料預(yù)真空室，用來在里面裝轉(zhuǎn)送到加工室的半導(dǎo)體晶片；標(biāo)號(hào)31表示配置在加工室11和每一個(gè)裝料預(yù)真空室21之間的隔離閥，用來決定加工室11與裝料預(yù)真空室的隔離；標(biāo)號(hào)41表示為了把晶片從裝料預(yù)真空室21在真空狀態(tài)下轉(zhuǎn)送到加工室11，用來降低裝料預(yù)真空室21壓力的泵。標(biāo)號(hào)51表示具有許多條(例如2條)支管C(每一條支管與每一個(gè)裝料預(yù)真空室21連接)和一條主管D(主管D的一端與支管C連接而另一端與泵41連接)的排氣管；標(biāo)號(hào)61表示安裝在排氣管中的通氣速度控制閥，通過控制其開口度來控制氣體從裝料預(yù)真空室向泵41流動(dòng)的速度；和標(biāo)號(hào)71表示用作把通入氣體注入每個(gè)裝料預(yù)真空室的通入氣體進(jìn)氣口。最好，由于從裝料預(yù)真空室21流出的氣體聚集并通過主管D，所以主管D的直徑大于支管C的直徑。進(jìn)一步，節(jié)氣閥可以用作通氣速度控制閥61。
根據(jù)本實(shí)施例，通氣控制閥61平穩(wěn)地增加通氣速度從而避免由于裝料預(yù)真空室21壓力急劇下降而引起的氣體絕熱膨脹能夠減少凝聚-引起的微粒形成。此外，安裝加熱源，例如，在通氣進(jìn)氣口的預(yù)定部分上的加熱絲以把在通氣過程期間注入的氣體加熱，從而降低氣體相對濕度也能夠減少凝聚引起的微粒形成。
圖6是用作通氣速度控制閥61的節(jié)氣閥的示意圖。在圖中，標(biāo)號(hào)101表示在其側(cè)面有小孔的圓柱形殼體，圓柱形殼體101通過小孔與圖5中的排氣管51連接；標(biāo)號(hào)201表示把殼體101分隔成左部分和右部分的圓盤形狀的轉(zhuǎn)動(dòng)板；和標(biāo)號(hào)301表示由電機(jī)(未表示出)轉(zhuǎn)動(dòng)并垂直穿過殼體101以及通過轉(zhuǎn)動(dòng)板201的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)板201組合的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。因此，用以轉(zhuǎn)動(dòng)軸作軸心轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸301的方法來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)板201，而從裝料預(yù)真空室21流向泵41(圖5)的氣體的速度取決于轉(zhuǎn)動(dòng)的程度。
實(shí)施例2圖7是相應(yīng)于本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備(主要是離子注入設(shè)備)的示意圖。和圖5中的標(biāo)號(hào)一樣的標(biāo)號(hào)表示同樣的元件。標(biāo)號(hào)61A表示安裝在支管C的預(yù)定部分內(nèi)的關(guān)斷閥，用來決定關(guān)斷氣體從裝料預(yù)真空室21向泵41的流動(dòng)。例如空氣閥能夠用作關(guān)斷閥。標(biāo)號(hào)81表示安裝在通入-氣體進(jìn)氣口71的預(yù)定部分上的加熱源。例如加熱絲能夠用作加熱源。加熱源81使注入到裝料預(yù)真空室21的通入氣體加熱以降低通入氣體的相對濕度，從而減少在裝料預(yù)真空室21中凝聚引起的微粒形成。
實(shí)施例3圖8是相應(yīng)于本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備(主要是離子注入設(shè)備)的示意圖。和圖5中的標(biāo)號(hào)一樣的標(biāo)號(hào)表示同樣的元件。標(biāo)號(hào)51A表示具有許多條(例如2條)支管E和一條主管F的排氣管。在圖中，每條支管與每個(gè)裝料預(yù)真空室21連接。一端與支管E連接而另一端與泵41連接的主管F在距許多支管相交部分的預(yù)定長度內(nèi)具有第一直徑而在與泵41連接的其余部分內(nèi)具有第二直徑。
最好，主管F在距支管E相交處的預(yù)定長度內(nèi)具有第一直徑，而主管F在主管F的其余部分內(nèi)具有比第一直徑大的第二直徑。如有必要，具有第一直徑的部分正是一種典型的應(yīng)用，因而第一直徑部分的位置能夠變化。進(jìn)一步，第一直徑比支管E的直徑大。
標(biāo)號(hào)61A表示安裝在支管E的預(yù)定部分上的關(guān)斷閥，用來決定從裝料預(yù)真空室21向泵41的流動(dòng)的氣體的關(guān)斷。空氣閥能夠用作關(guān)斷閥。關(guān)斷閥61最好安裝在支架E的預(yù)定部分內(nèi)。所以，雖然關(guān)斷閥61突然打開，但是由于在主管F中的第一直徑部分，使排氣的速度能夠減小。因此，由于避免由裝料預(yù)真空室21中的壓力急劇下降而引起的氣體絕熱膨脹。所以能夠減少凝聚引起的微粒形成。此外，通過在通入氣體的進(jìn)氣口的預(yù)定部分里裝置加熱源(未表示出)例如加熱絲，以降低通入氣體的相對濕度，也能減少凝聚引起的微粒形成。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的推薦實(shí)施例，由于避免氣體的絕熱膨脹，能夠減少凝聚引起的微粒形成。
本發(fā)明不只限于上述的實(shí)施例，任何一位精通技術(shù)的人清楚地懂得在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)會(huì)有許多變化是可能的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，包括用于制造半導(dǎo)體器件的加工室；用于與上述的加工室連通的許多裝料預(yù)真空室，用于裝傳送到上述的加工室的半導(dǎo)體晶片；用于降低上述的許多裝料預(yù)真空室的壓力的泵；使上述的裝料預(yù)真空室與上述的泵連接的排氣管，用來排除上述的裝料預(yù)真空室的氣體，上述的排氣管包括許多條支管，每條支管與每個(gè)裝料預(yù)真空室連接，和包含具有預(yù)定部分在直徑上不同于其余部分的主管，其一端與上述的許多條支管連接而另一端與上述的泵連接；和安裝在上述的排氣管的預(yù)定部分內(nèi)的閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，其特征在于上述的主管在其預(yù)定的長度內(nèi)具有第一直徑而在與上述的泵連接的其余部分內(nèi)具有第二直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，其特征在于上述的閥安裝在支管的預(yù)定部分內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，其特征在于上述的每一個(gè)裝料預(yù)真空室包括用來把通入氣體注入上述的裝料預(yù)真室的通入氣體進(jìn)氣口；和安裝在上述的通入氣體進(jìn)氣口的預(yù)定部分里的加熱源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，其特征在于上述的閥是關(guān)斷閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，其特征在于上述的關(guān)斷閥是一種空氣閥。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，包括用于制造半導(dǎo)體器件的加工室；用于與上述的加工室連通的許多裝料預(yù)真空室，用于裝傳送到上述的加工室的半導(dǎo)體晶片；用于降低上述的許多裝料預(yù)真空室的壓力的泵；使上述的裝料預(yù)真空室與上述的泵連接的排氣管，用來排除上述的裝料預(yù)真空室的氣體，上述的排氣管包括許多條支管，每條支管與每個(gè)裝料預(yù)真空室連接，和包含具有預(yù)定部分在直徑上不同于其余部分的主管，其一端與上述的許多條支管連接而另一端與上述的泵連接；和安裝在上述的排氣管的預(yù)定部分內(nèi)的閥。
文檔編號(hào)C30B31/22GK1501445SQ200310116459
公開日2004年6月2日 申請日期1996年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月21日
發(fā)明者全在善, 金元永, 梁允模, 蔡勝基 申請人:三星電子株式會(huì)社