本發(fā)明涉及用于半導(dǎo)體制造設(shè)施中的真空泵送布置、包括此真空泵送布置的半導(dǎo)體制造工具，以及包括分別包括此真空泵送布置的多個半導(dǎo)體制造工具的半導(dǎo)體制造設(shè)施。

真空泵送布置關(guān)于半導(dǎo)體制造廣泛使用，例如，硅片、平板顯示器、太陽能面板和發(fā)光二極管(led)的制造。需要特別關(guān)于硅片的制造來改善此類泵送布置的效率。

圖4示意性地示出了用于抽空處理工具86的若干處理室22a,22b,22c,22d的已知真空泵送布置1。在圖4中所示的示例中，各個處理室22a,22b,22c,22d分別由至少一個副泵520a,520b,520c,520d(例如，羅茨增壓泵和/或渦輪分子泵)以及主泵12a,12b,12c,12d(例如，多級羅茨型、爪型或螺桿型干式真空泵)抽空。例如，第一處理室22a與第一副泵520a和第一主真空泵12a流體連通且由它們抽空。多個相似或相同的處理步驟通常在各個處理室22a,22b,22c,22d中執(zhí)行，例如，第一處理步驟可為沉積步驟，且第二處理步驟可為清潔步驟。任何未使用的過程氣體和過程副產(chǎn)物穿過相應(yīng)的副泵520和主泵12，且排出至單一類型的減除模塊3，其必須能夠破壞傳送至其的所有排出氣體。

圖5中示意性地示出了用于抽空處理工具86的若干處理室22a,22b,22c,22d的另一個已知真空泵布置500。真空泵布置500包括具有入口14和出口16的主泵12，且還包括流體地連接至主泵入口14的公共泵送管線180，公共泵送管線180包括多個泵送管線入口20，泵送管線入口中的各個可流體地連接至形成所述半導(dǎo)體處理工具86的一組處理室22內(nèi)的至少一個處理室22a,22b,22c,22d。各個公共泵送管線入口20布置成與至少一個室連接管線(前管線)流體連通，該管線在使用中流體地連接至相應(yīng)的處理室22。各個室連接管線包括與之連接的至少一個副泵520(a-d)(諸如羅茨增壓泵和/或渦輪分子泵)以用于抽空各個相應(yīng)的室22(a-d)。

提供可流體地連接至形成半導(dǎo)體制造工具86的一組真空處理室22(a-d)內(nèi)的多個真空處理室22中的各個的公共泵送管線180允許單個主真空泵12服務(wù)給定制造工具的所有處理室，且因此相比于與如圖4中所示的常規(guī)真空泵送布置相關(guān)聯(lián)的那些，降低了安裝真空泵送布置500的資金成本，以及不斷運行的成本。在各個前管線中包括至少一個第一副泵520(a-d)(例如，羅茨增壓泵和/或渦輪分子泵)有助于防止影響第二室22內(nèi)的壓力的一個室22中的壓力變化，且還緩沖或保護(hù)給定室22(a-d)內(nèi)的壓力免于公共泵送管線180中的任何壓力變化。

服務(wù)給定制造工具86的處理室22所需的主真空泵12的數(shù)量的減少也減小了容納真空泵送布置所需的空間。

真空泵送布置500還包括布置成與主泵12流體連通的第一減除模塊(裝置)3。此布置500內(nèi)的第一減除模塊3還必須能夠同時處理來自給定制造工具86的所有處理室22(a-d)的過程流。

需要改善此真空泵送和減除布置的效率

在第一方面，本發(fā)明提供了一種真空泵送布置，包括：

第一主泵，其具有入口和出口，以及流體地連接至第一主泵的入口的第一公共泵送管線，第一公共泵送管線包括多個第一公共泵送管線入口，第一公共泵送管線入口中的各個可流體地連接至形成半導(dǎo)體制造工具的成組處理室內(nèi)的至少一個真空處理室，第一主泵和第一公共泵送管線在使用中處理沉積過程流；以及

第二主泵，其具有入口和出口，以及流體地連接至第二主泵的入口的第二公共泵送管線，第二公共泵送管線包括多個第二泵送管線入口，第二泵送管線入口中的各個可流體地連接至形成半導(dǎo)體制造工具的成組處理室內(nèi)的至少一個處理室，第二主泵和第二公共泵送管線在使用中處理清潔過程流。

包括第一主泵和第二主泵及相關(guān)聯(lián)的第一公共泵送管線和第二公共泵送管線相比于圖4中所示的處理工具仍提供了改善的成本和空間利用效率，同時允許了根據(jù)穿過其間的過程流的性質(zhì)優(yōu)化相應(yīng)的主泵。本發(fā)明因此提供了進(jìn)一步的效率節(jié)省。例如，泵送沉積氣體所需的主泵通常需要在高于例如100℃到80℃的溫度下操作來防止沉積排出氣體(諸如原硅酸四乙酯(teos))收集在泵送機構(gòu)內(nèi)，而抽空鹵代侵蝕/室清潔氣體的主泵通常需要在例如低于1000℃到80℃下運行來降低泵送機構(gòu)中的腐蝕速率。

優(yōu)選地，第一主泵和第二主泵中的各個具有布置成與之流體連通的相應(yīng)的減除模塊。此布置允許了根據(jù)穿過其間的過程流(即，沉積或侵蝕/清潔)來優(yōu)化各個減除模塊，因此相比于提供成減除從室或一組室排出的所有未使用的過程氣體(前體)和過程副產(chǎn)物的單個減除模塊，有助于確保各個減除模塊的最大效率。利用此布置，各個減除模塊可選擇成特殊設(shè)計成用于例如氟或(teos)的減除。

可選地，減除模塊是或包括以下一者：

基于等離子的裝置；

基于火焰的裝置；以及

氧化器。

基于等離子和基于火焰的裝置尤其是在水和/或氧存在時，例如在處理室中的侵蝕過程或處理室清潔過程之后，提供全氟化碳(pfc)(諸如cf4,nf3,sf6等)的期望分解，且還從沉積氣體(諸如硅烷或原硅酸四乙酯(teos))產(chǎn)生細(xì)干粉末。然而，將水和/或氧加入基于等離子的裝置來破壞沉積氣體不是期望的。氧化器可用于在減少的nox排放的情況下焚燒過程氣流。

減除模塊可位于：

主泵的上游；

主泵的下游；以及

主泵的級間處。

將減除模塊安裝在其中一個主泵的上游或級間處意味著包括侵蝕氣體(諸如pfc)的排出氣體在它們利用氮吹掃大致稀釋之前被破壞，因此降低了減除模塊的功率要求。眾所周知，減除模塊的功率要求隨氣體稀釋增大而提高。

除通過具有布置在主泵的級間處的減除模塊而提供的過程流的減少的稀釋外，還允許了大約200mbar下的次大氣壓減除，這在處理從處理室排出的可燃流體(sih4、teos等)時，由于任何潛在爆炸性流體將具有較低壓力極限而提供了提高的安全性。此外，主泵的級間處的布置提供了很集成的主泵和減除布置，其容易以緊湊且有效的方式安裝。

將減除模塊布置在主泵下游具有的益處在于避免了例如緊接氧化器之后的換熱器的需要。

優(yōu)選地，相應(yīng)成對第一和第二公共泵送管線入口由閥模塊流體地互連，閥模塊繼而可流體地連接到所述至少一個處理室。

包括閥模塊允許了特定處理室排氣取決于給定時間從處理室排出的流體的成分而引導(dǎo)至第一公共泵送管線或第二公共泵送管線，即，取決于在所述室正在執(zhí)行什么處理步驟。在一些方面，相比于從各個室安裝兩個前管線，其還減少了公共泵送管線與各個對應(yīng)的處理室之間所需的管線的量，且因此提供了相當(dāng)?shù)陌惭b成本節(jié)省。

在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，至少一個閥模塊包括防故障布置，例如單向閥，以防止閥模塊上游的沉積和清潔過程流的意外混合。此布置有助于確保真空泵送布置的安全操作。

至少一個閥模塊可位于與對應(yīng)處理室相關(guān)聯(lián)的至少一個第一或第二副泵中的任一者的下游。例如，閥模塊可位于渦輪分子泵下游，但在給定室連接前管線中的羅茨增壓泵上游。該至少一個閥模塊優(yōu)選位于羅茨增壓器下游，以確保處理工具免受壓力變化和過程氣體的向后轉(zhuǎn)移。

閥模塊的此位置有助于最小化閥模塊的尺寸和成本。

優(yōu)選地，第二公共泵送管線可與第一公共泵送管線隔離開與第一主泵選擇性地流體連接。

按要求將第二公共泵送管線與第一主泵流體地連接的能力允許了第一主泵的選擇性清潔，即，從第一主泵除去任何沉積過程副產(chǎn)物。使侵蝕或清潔過程副產(chǎn)物排出氣體(鹵代氣體)通過第一主泵選擇性穿過，有可能定期清潔內(nèi)部真空泵機構(gòu)。因此，改善了第一主泵的保養(yǎng)間隔之間的時間。

主要設(shè)計成泵送清潔步驟氣體和其腐蝕性副產(chǎn)物的第二主泵將優(yōu)選使用抗腐蝕材料來用于各個泵的一個或多個部分。這將泵的成本增加至一定程度，而與提供專用清潔氣體主泵的優(yōu)點無關(guān)。

然而，還有可能與第二公共泵送管線隔離使第一公共泵送管線(例如，用于泵送沉積過程副產(chǎn)物氣體)與允許少量"保護(hù)性"沉積物積累的第二主泵和降低腐蝕性氣體的效果的累積部件(諸如內(nèi)部真空泵機構(gòu))選擇性地流體連接。因此，對于第二主泵設(shè)置為需要不太抗腐蝕的泵。

因此，本發(fā)明還提供了一種用于半導(dǎo)體制造組件的真空泵送布置，包括：

構(gòu)造成主要處理清潔過程流的主泵，主泵具有布置在其中的累積部件，其處于與泵的內(nèi)部掃掠容積流體連通；以及

構(gòu)造成在一起限定沉積清潔循環(huán)的沉積步驟和隨后的清潔步驟期間操作泵的控制模塊，在沉積步驟期間，控制模塊將沉積過程流選擇性地轉(zhuǎn)移穿過泵的內(nèi)部掃掠容積，由此沉積殘余物累積在累積部件上，在清潔步驟期間，控制模塊允許清潔過程流流過泵的內(nèi)部掃掠容積，由此清潔過程流與沉積殘余物反應(yīng)，且從累積部件除去沉積殘余物的至少一部分，且控制模塊監(jiān)測沉積殘余物的累積和從累積部件除去中的至少一者，且響應(yīng)于所述監(jiān)測來控制沉積過程殘余物累積步驟和清潔過程沉積反應(yīng)步驟中的至少一者的特征以控制沉積清潔循環(huán)結(jié)束時剩余的沉積殘余物的水平。

使控制模塊選擇性地轉(zhuǎn)移沉積過程流穿過泵的內(nèi)部掃掠容積由此沉積殘余物累積在累積部件上意味著，在清潔步驟期間，即，泵的基本上正常操作期間，清潔過程流的任何侵蝕性組分(例如，任何未反應(yīng)的清潔氣體)有可能侵蝕沉積殘余物，而非侵蝕泵的內(nèi)部。

此外，使控制模塊監(jiān)測累積沉積殘余物和從累積部件除去沉積殘余物中的至少一者有助于避免以下的一者或兩者：累積過多沉積殘余物(其可另外填充泵送空隙且因此降低泵的可靠性)，或在清潔步驟完成之前完全除去沉積殘余物(其可另外允許任何未反應(yīng)清潔氣體侵蝕泵的內(nèi)部)。

此外，在不需要使用昂貴的抗腐蝕材料用于泵的任何部分的情況下提供了此功能性，且因此真空泵送布置的成本不會過度增加。

有可能通過監(jiān)測泵的溫度曲線或電機電流曲線來監(jiān)測沉積物的厚度，以找出在沉積殘余物累積時泵中的運行空隙減小引起的異常。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，累積部件包括與之聯(lián)接的殘余物厚度監(jiān)測器，且控制模塊通過轉(zhuǎn)譯來自殘余物厚度監(jiān)測器的信號來監(jiān)測沉積殘余物的累積和沉積殘余物從累積部件除去中的至少一者，以確定累積部件上的沉積殘余物的厚度。

包括殘余物厚度監(jiān)測器提供了累積部件上的沉積殘余物的水平的相對準(zhǔn)確且實時的指示，且因此便于控制模塊確保沉積-清潔循環(huán)結(jié)束時累積部件上仍有期望量的沉積殘余物。

可選地，控制模塊使用沉積殘余物與清潔氣體之間的反應(yīng)的化學(xué)計量，通過確定在沉積步驟期間穿過泵的沉積過程流的量來監(jiān)測累積部件上的沉積殘余物的累積，且/或控制模塊通過確定在清潔步驟期間穿過泵的清潔過程流的量來監(jiān)測沉積殘余物從累積部件除去。

控制模塊可包括計時器模塊，且控制模塊可通過確定沉積過程流動的時間周期來監(jiān)測累積部件上的沉積殘余物的累積，且/或控制模塊可通過確定清潔過程流動的時間周期來監(jiān)測沉積殘余物從累積部件的除去。

前述布置提供了以需要泵的較少額外改變或不需要額外改變的方式至少估計累積部件上的沉積殘余物的量的完備手段。

優(yōu)選地，累積部件包括冷卻元件，且控制模塊構(gòu)造成在沉積步驟期間選擇性地操作冷卻元件來冷卻累積部件，且因此選擇性地提高沉積殘余物在累積部件上累積的速率。

此布置允許了控制模塊按期望提高沉積殘余物在累積部件上的水平，例如，在清潔步驟期間預(yù)計有大量的清潔過程流的情況下。

在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，累積部件包括加熱元件，且控制模塊構(gòu)造成在清潔步驟期間選擇性地操作加熱元件以加熱累積部件，且因此選擇性地提高沉積殘余物從累積部件除去的速率。

此布置允許了控制模塊按期望降低沉積殘余物在累積部件上的水平，例如，在沉積殘余物的水平可開始不利地影響泵的可靠性的情況下。

累積部件可為附接至泵和/或泵送機構(gòu)的內(nèi)表面的單獨部件。加熱和冷卻可使用獨立的加熱器和冷卻裝置，或使用泵的冷卻回路通過改變循環(huán)的冷卻流體的溫度來實現(xiàn)。

可選地，控制模塊監(jiān)測沉積殘余物的累積和沉積殘余物從累積部件除去中的至少一者，且響應(yīng)于所述監(jiān)測來控制沉積過程殘余物累積步驟和清潔過程沉積反應(yīng)步驟中的至少一者的特征以控制在沉積清潔循環(huán)結(jié)束時仍有的沉積殘余物的水平。在沉積清潔循環(huán)結(jié)束時在累積部件上大致不留下沉積殘余物是有利的，因為其意味著相比之前從清潔過程流優(yōu)先除去侵蝕性組分不需要累積更多的沉積殘余物，且因此避免了沉積過程流組分的不必要的浪費。

將清楚的是，有可能監(jiān)測累積在第一主泵中的累積部件上的沉積殘余物的厚度，即，構(gòu)造成用于正常泵送沉積過程副產(chǎn)物的一者，且將清潔氣體選擇性地轉(zhuǎn)移穿過第一主泵，直到沉積過程殘余物大致從其除去。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種在一起限定沉積-清潔循環(huán)的沉積步驟和隨后的清潔步驟期間控制真空泵送布置的方法，真空泵送布置包括泵，其主要構(gòu)造成處理清潔過程流，且具有布置在其中的與泵的內(nèi)部掃掠容積流體連通的累積部件，該方法包括以下步驟：

(a)在沉積步驟期間，使沉積過程流選擇性地轉(zhuǎn)移穿過泵的內(nèi)部掃掠容積，由此沉積殘余物累積在累積部件上；

(b)在清潔步驟期間，允許清潔過程流流過泵的內(nèi)部掃掠容積，由此清潔過程流與沉積殘余物反應(yīng)，且從累積部件除去沉積殘余物的至少一部分；

(c)監(jiān)測沉積殘余物的累積和沉積殘余物從累積部件除去中的至少一者；以及

(d)響應(yīng)于所述監(jiān)測來控制沉積過程殘余物累積步驟和清潔過程沉積反應(yīng)步驟中的至少一者的特征以控制在沉積清潔循環(huán)結(jié)束時仍有的沉積殘余物的水平。

本發(fā)明的方法共享與本發(fā)明的真空泵送布置的對應(yīng)特征相關(guān)聯(lián)的益處。

然而，如上文所述，優(yōu)選的是，與第一公共泵送管線和第二公共泵送管線相關(guān)聯(lián)的第一主泵和第二主泵兩者選擇成對于沿所述第一公共泵送管線和第二公共泵送管線(它們更通常流體連接到其上)向下泵送的排出氣體優(yōu)化泵送能力和保養(yǎng)間隔時間。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，至少第一公共泵送管線或第二公共泵送管線包括可流體地連接到至少一個另外的真空泵送布置的公共泵送管線的互連部件。

本發(fā)明還優(yōu)選包括如上文所述的至少兩個泵送布置，其中公共泵送管線中的至少一個由相應(yīng)的互連部件流體地互連。

將相應(yīng)真空泵送布置的至少第一或第二公共泵送管線例如經(jīng)由閥布置流體地互連的能力提供了包括例如半導(dǎo)體制造設(shè)施內(nèi)的主泵和/或減除模塊冗余的程度的選擇，以適應(yīng)主泵或減除模塊的故障或維護(hù)，而不需要關(guān)閉整個制造設(shè)施。此外，由各個公共泵送管線的互連管線提供的額外抽空容積可提供針對設(shè)施內(nèi)的任何壓力變化的一定程度的緩沖。

真空泵送布置還可包括一個或多個粗向下泵送管線，各自具有布置成與第一主泵或第二主泵中的至少一者流體連通的第一端以及包括放氣閥的第二端，放氣閥可流體地連接至相應(yīng)的處理室以初始地抽空所述處理室。

方便地，粗向下泵送管線的第一端布置成經(jīng)由以下的一個來與主泵流體連通：

公共泵送管線的泵送管線入口；以及

主泵的級間。

備選地，真空泵送布置還可包括一個或多個粗向下泵送管線，且其中各個閥模塊具有額外的出口，且粗向下泵送管線的第一端布置成與第三公共泵送管線流體連通，第三公共泵送管線包括第三或另一個主泵，且粗向下泵送管線的第二端與閥模塊的額外出口流體連通。

包括具有前述特征的一個或多個粗向下泵送管線有助于最小化真空泵送布置內(nèi)的壓力波動，這既保護(hù)其它處理室中的處理，且又最小化下游減除模塊的擾亂(干擾)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種半導(dǎo)體制造設(shè)施(工廠)，其包括多個半導(dǎo)體制造工具，半導(dǎo)體制造工具中的各個包括：

多個處理室；以及

包括具有入口和出口的主泵的真空泵送布置，入口流體地連接至公共泵送管線，公共泵送管線包括多個泵送管線入口，泵送管線入口中的各個流體地連接到至少一個對應(yīng)處理室，

一個半導(dǎo)體制造工具的真空泵送布置的公共泵送管線流體地連接到至少一個另外的半導(dǎo)體制造工具的真空泵送布置的公共泵送管線。

使相應(yīng)真空泵送布置的公共泵送管線(用于泵送相似/相容的排出氣體種類/混合物)流體地互連提供了半導(dǎo)體制造設(shè)施內(nèi)的一定程度的主泵和/或減除模塊冗余，這允許設(shè)施例如適應(yīng)主泵和/或減除模塊的保養(yǎng)或故障，而不需要關(guān)閉整個制造設(shè)施或特定處理工具。

根據(jù)本發(fā)明的還有另一個方面，提供了一種用于抽空至少第一真空處理室和第二真空處理室的真空泵送布置，所述真空泵送布置包括：至少第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵入口與第一處理室的出口流體連通，所述第二真空泵入口與第二處理室的出口流體連通；至少第一閥模塊和第二閥模塊，所述閥模塊是包括入口、第一出口和第二出口的至少三通閥模塊，所述第一閥模塊入口與第一真空泵的出口流體連通，所述第二閥布置入口與第二真空泵的出口流體連通；至少第一公共泵送管線和第二公共泵送管線，第一公共泵送管線與第一閥模塊和第二閥模塊兩者的第一出口流體連通，第二公共泵送管線與第一閥模塊和第二閥模塊兩者的第二出口流體連通，其中第一真空泵和第二真空泵是副真空泵，且第一公共泵送管線和第二公共泵送管線中的各個包括至少相應(yīng)的第一主真空泵和第二主真空泵，以在經(jīng)由第一閥模塊和/或第二閥模塊流體連通時向至少第一真空泵和第二真空泵中的各個提供足夠的泵送能力；且其中公共泵送管線中的至少一者與減除裝置流體連通。

對于至少兩個處理室和與所述閥模塊流體連通的多個公共泵送管線提供至少三通閥模塊允許了公共過程流(即，化學(xué)上相似或相容的未使用的過程氣體(前體))和從不同處理室排出的其副產(chǎn)物經(jīng)由閥模塊引導(dǎo)至公共泵送管線(導(dǎo)管)。因此，引導(dǎo)至各個公共泵送導(dǎo)管(排氣管)的化學(xué)上相似或相容的未使用的過程氣體(前體)和其副產(chǎn)物然后可在用于所述排出氣流類型的更特殊的適合且因此有效的減除裝置中處理。此外，此設(shè)備的使用還意味著主真空泵還可針對特定過程流來優(yōu)化。

優(yōu)選的是，第一公共泵送管線與第一減除裝置流體連通，且第二公共泵送管線與第二減除裝置流體連通，以便傳送至所述公共泵送管線中的各個的過程排出氣體可引導(dǎo)至針對傳送至其的所述排出氣體優(yōu)化的減除模塊。

至少第一真空泵和第二真空泵優(yōu)選從羅茨增壓真空泵和/或分子真空泵中的至少一者選擇，且至少第一主真空泵和第二主真空泵取決于引導(dǎo)到至少第一和第二公共泵送管線中的各個的排出氣體的成分和流率從爪型、羅茨、螺桿型、渦旋型、轉(zhuǎn)動葉片型和液環(huán)型真空泵中的一者選擇。

有可能人工地控制閥，但優(yōu)選真空泵布置還包括構(gòu)造成取決于接收到的信號來控制閥模塊、真空泵和減除模塊的控制器，所述信號指出從至少第一和/或第二真空處理室排出的氣體的成分。這相比于人工監(jiān)測過程和切換閥模塊氣體提供了更有效的解決方案。

現(xiàn)在隨后是通過非限制性示例參照以下附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的簡要描述，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的真空泵送布置的示意圖；

圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的真空泵送布置的一部分的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的真空泵送布置的示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的真空泵送布置的示意圖；

圖4示出了已知真空泵送布置的示意圖；以及

圖5示出了另一已知真空泵送布置的示意圖。

圖6a和圖6b示出了保護(hù)性沉積和清潔泵送布置的示意圖。

根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的真空泵送布置大體上由參考標(biāo)號70標(biāo)示。

第一真空泵布置70包括第一主泵72，其例如選自多級爪型和/或羅茨型、螺桿型、渦旋型、轉(zhuǎn)動葉片型和液環(huán)型真空泵中的至少一者，其具有第一入口74和第一出口76。第一入口74流體地連接至第一公共泵送管線78，其包括四個第一泵送管線入口80。在本發(fā)明的另一個實施例(未示出)中，公共泵送管線78可包括少于或多于四個的泵送管線入口80。各個第一泵送管線入口80在使用中流體地連接至形成第一半導(dǎo)體制造工具86的一部分的一組處理室內(nèi)的單個處理室22。

第一半導(dǎo)體制造工具86構(gòu)造成制造硅片，但也可同樣構(gòu)造成制造平板顯示器、太陽能面板或led。圖1、圖2和圖3中所示的工具86是化學(xué)氣相沉積工具(cvd)，在其中執(zhí)行沉積和室清潔步驟兩者。

第一真空泵布置70還包括第二主泵88，其例如也選自多級爪型和/或羅茨型、螺桿型、渦旋型、轉(zhuǎn)動葉片型和液環(huán)型真空泵中的至少一者，其具有第二入口90和第二出口92。第二入口90流體地連接至第二公共泵送管線94，其在該示例中還包括四個第二泵送管線入口96。在使用中，各個第二泵送管線入口流體地連接至第一半導(dǎo)體制造工具86內(nèi)的單個處理室22。

相應(yīng)成對98,100,102,104的第一泵送管線入口80和第二泵送管線入口96由閥模塊106流體地互連，閥模塊106繼而又在使用中流體地連接至對應(yīng)的處理室22。

各個閥模塊106包括防故障布置(未示出)，諸如單向閥、機械聯(lián)鎖或電子握手，以防止閥模塊106下游(即，在公共泵送管線78,94中)或上游(即，在處理室22中)的不同的可能不相容的過程流的混合。

在所示實施例中，閥模塊106包括三通閥108。然而，在其它實施例中，閥模塊106可包括不同的閥布置，例如，一對簡單閥和雙向管線分支。

第一真空泵送布置70還包括第一減除模塊110，其布置成與第一主泵72流體連通。

第一實施例中的第一減除模塊110是dc等離子裝置112，其布置在第一主泵72的級間端口114處。然而，第一減除模塊110還包括過程流冷卻元件，即，換熱器(未示出)，以及顆粒捕集器(未示出)，其位于dc等離子裝置112下游，以向真空泵72提供一定程度的保護(hù)。此外，第一減除模塊110可包括流體入口(未示出)，以允許例如氮或空氣的引入以將由dc等離子裝置112產(chǎn)生的任何顆粒推動穿過第一減除模塊110。

在本發(fā)明的其它實施例中，第一減除模塊110還可為或包括射頻(rf)等離子裝置、微波等離子裝置或基于火焰的裝置；且其還可備選地布置在第一主泵72的上游或下游。

此外，第一真空泵送布置70包括第二減除模塊116，其布置在第一減除模塊110下游且與第一減除模塊110流體連通。第二減除模塊116是濕式洗滌器118的形式。

在使用中還可流體地連接至另一個真空泵布置(未示出)的類似的第一公共洗滌器管線120的第一公共洗滌器管線120使?jié)袷较礈炱?18經(jīng)由第一主泵72與第一減除模塊110流體地連接。以此方式，單個濕式洗滌器118能夠服務(wù)另外單獨的第二半導(dǎo)體制造工具86中的多個第一主泵72。

第二減除模塊116(即，濕式洗滌器118)也布置成與第二主泵88流體連通，使得第二減除模塊116從第二主泵88的觀點看限定'第一'減除模塊。

第二減除模塊116(即，濕式洗滌器118)由第二公共洗滌器管線122流體地連接至第二主泵88，第二公共洗滌器管線122在使用中流體地連接至另一個真空泵送布置(未示出)的相似的第二公共洗滌器管線122。結(jié)果，單個濕式洗滌器118還能夠服務(wù)另外單獨的第二半導(dǎo)體制造工具86中的多個第二主泵88(以及上文指出的多個第一主泵72)。

作為備選，第二減除模塊116(即，濕式洗滌器118)可只流體地連接到僅單個第一主泵72和/或僅單個第二主泵88。

濕式洗滌器118可額外包括靜電集塵器(未示出)，以捕集穿過其間的任何灰塵顆粒。

第一減除模塊110和第二減除模塊116選擇成具有足夠的能力來減除(處理)來自所有四個處理室22的全部最大可能的同時過程排出氣體/副產(chǎn)物氣流。

第一公共泵送管線78和第二公共泵送管線94中的各個還包括第一互連部件和第二互連部件46，其中各個在使用中流體地連接至另一個真空泵送布置的對應(yīng)第一或第二公共泵送管線(未示出)。在本發(fā)明的其它實施例中，第一公共泵送管線78和第二公共泵送管線94中的一個或其它可包括少于或多于兩個的此互連部件。

各個互連部件可采用簡單閥46的形式，以便允許一個公共泵送管線78,94與另一個對應(yīng)的公共泵送管線78,94的選擇性斷開。然而，其它類型的互連部件也是可能的。

除前文外，各個相應(yīng)對98,100,102,104內(nèi)的第一泵送管線入口80和第二泵送管線入口96布置成經(jīng)由對應(yīng)的閥模塊106與室連接管線48(前管線)流體連通。

各個室連接管線48在使用中流體地連接至相應(yīng)的處理室22。

各個室連接管線48還包括流體地連接在其內(nèi)的羅茨風(fēng)機58和/或渦輪分子泵(未示出)的形式的至少第一副泵50。第一副泵50在各種情況下位于對應(yīng)的閥模塊106上游，且有利地位于與對應(yīng)的處理室22(即，在清潔室中)相同的底面60上且直接地安裝在其上。各個至少第一副泵50優(yōu)選為兩級羅茨增壓真空泵58，以產(chǎn)生較高的排氣壓力(因為其相比于單級羅茨風(fēng)機將具有其入口與出口之間的較高壓縮比)。所述兩級風(fēng)機58的使用允許了使用具有低于單級風(fēng)機中所需的最終壓力額定值的主泵72,88。此外，羅茨風(fēng)機58減小經(jīng)由公共泵送管線78,94連接的其它處理室中的壓力變化引起的處理室中的壓力波動。

在備選方案中，可改為使用具有較高泵送速度的主泵72,88，或兩級羅茨風(fēng)機58。較高能力的主泵72,88可通過改變其旋轉(zhuǎn)頻率和/或利用位于其入口處的額外流動控制閥483來保持或改變公共泵送管線中的壓力。

第一真空泵送布置70還包括控制器482，其在使用中與對應(yīng)的第二半導(dǎo)體制造工具86連通，且監(jiān)測第一真空泵送布置70的各種區(qū)域內(nèi)的過程流成分。

控制器482有利地包括速度控制模塊，其控制第一主泵72和/或第二主泵88的速度，以便有助于穩(wěn)定對應(yīng)的第一泵送管線78或第二泵送管線94內(nèi)的壓力。

控制器還構(gòu)造成控制閥106、減除模塊118,110和閥483。

取決于指出來自特定室22的排出氣體的成分的信號，控制器482控制來自處理室22的排出氣體經(jīng)由閥106引導(dǎo)至哪個公共泵送管線78,94。

第一真空泵送布置70還包括清潔連接管線503，其使第二公共泵送管線94和第一主泵72流體地互連。清潔連接管線還包括閥部件501，以選擇性地允許過程流穿過清潔連接管線503。

按要求流體地連接與第一主泵72隔離的第二公共泵送管線94的能力允許了第一主泵72的選擇性清潔，即，從第一主泵72除去任何沉積過程副產(chǎn)物。通過使侵蝕或清潔過程副產(chǎn)物排出氣體(氟化氣體)隔離地選擇性穿過第一主泵72，有可能定期清潔內(nèi)部真空泵機構(gòu)。

還有可能使第一公共泵送管線78(例如，用于泵送沉積過程副產(chǎn)物氣體)與從第二公共泵送管線94隔離的第二主泵88選擇性地流體連接，以允許少量"保護(hù)性"沉積物積累在第二主泵88的內(nèi)部真空泵機構(gòu)上來減小腐蝕性氣體的效果。

該保護(hù)性沉積或泵清潔構(gòu)想在圖6a和圖6b中更詳細(xì)示出。

在使用中，真空泵送布置610位于如上文所述的半導(dǎo)體制造組件622內(nèi)，且為此，在圖6a中示為流體地連接至半導(dǎo)體制造工具616的處理室22。真空泵送布置610還具有流體地連接到其下游的專用減除模塊136。

在本發(fā)明的其它實施例中，真空泵送布置610可由公共清潔氣體泵送管線94流體地連接到多個此處理室22。實際上，在真空泵送布置610主要構(gòu)造成處理來自多個處理室22中的各個的清潔過程流時，實現(xiàn)了本發(fā)明的更大的利益。

如圖6b中最清楚所示，真空泵送布置610包括泵88，其主要構(gòu)造成處理清潔過程流，例如，諸如氟的清潔氣體。

泵88具有布置在其中的累積部件610，其處于與泵88的內(nèi)部掃掠容積622流體連通。累積部件610可由可經(jīng)歷冷卻和加熱循環(huán)的金屬或抗腐蝕板(諸如不銹鋼)形成。累積部件可簡單地為泵送機構(gòu)的內(nèi)表面，其中冷卻/加熱回路是真空泵自身的。累積部件還可為設(shè)在泵的入口內(nèi)的額外的板或表面。

真空泵送布置610還包括可操作地連接至泵88的控制模塊482。在使用中，控制模塊482在一起限定沉積-清潔循環(huán)的沉積步驟和隨后的清潔步驟期間操作泵88。

累積部件610包括與其聯(lián)接的殘余物厚度監(jiān)測器616。一種類型的適合的殘余物厚度監(jiān)測器616是晶體振蕩器膜厚監(jiān)測器，但其它厚度監(jiān)測器也是可能的。

累積部件610還包括冷卻元件(未示出)和單獨的加熱元件(未示出)。在本發(fā)明的其它實施例中，冷卻元件和加熱元件可組合在單個溫度控制元件中。

在使用中，控制模塊482在沉積步驟期間例如經(jīng)由流體地連接至沉積泵送管線503的閥501將沉積過程流選擇性地轉(zhuǎn)移穿過泵88的內(nèi)部掃掠容積622。

在此流動期間，沉積殘余物(即，沉積流的活性成分)累積在累積部件610上。

可選地，控制模塊482在沉積步驟期間選擇性地操作累積部件610內(nèi)的冷卻元件以冷卻累積部件610。累積部件610的此冷卻促進(jìn)了沉積過程流冷凝到累積部件610上，且因而增大了沉積殘余物累積在累積部件610上的速率。

在后續(xù)的清潔步驟期間，控制模塊482允許清潔過程流流過泵88的內(nèi)部掃掠容積622，例如，通過操作閥501來使泵88流體地連接至其相關(guān)聯(lián)的清潔氣體泵送管線94。

在清潔過程流流過泵88期間，清潔過程流的任何侵蝕性腐蝕組分(例如，清潔過程流中的任何剩余的未反應(yīng)清潔氣體)與沉積殘余物優(yōu)先反應(yīng)，且從累積部件610除去其。

可選地，控制模塊482可在該清潔步驟期間選擇性地操作加熱元件來加熱累積部件610。提高累積部件610的溫度會提高清潔過程流與沉積殘余物的反應(yīng)速率，且因而提高了沉積殘余物從累積部件610除去的速率。

在沉積和清潔步驟中的各個期間，控制模塊482監(jiān)測沉積殘余物相對于累積部件610的相應(yīng)累積和除去。更具體而言，在所示實施例中，控制模塊482轉(zhuǎn)譯來自殘余物厚度監(jiān)測器616的信號來確定累積部件610上的沉積殘余物的厚度，且因此留在累積部件610上的沉積殘余物的總體水平。

在本發(fā)明的其它實施例中，控制模塊482可監(jiān)測沉積殘余物的累積或沉積殘余物從累積部件610除去中的僅一者。

在本發(fā)明的更進(jìn)一步的其它實施例(未示出)中，控制模塊482可備選地通過以下監(jiān)測沉積殘余物的累積和/或沉積殘余物從累積部件610除去：

-確定在沉積步驟期間穿過泵的沉積過程流的量，和/或確定在清潔步驟期間穿過泵的清潔過程流的量；或

-確定沉積過程流動的時間周期和/或確定清潔過程流動的時間周期。

回到所示實施例，控制模塊482響應(yīng)于沉積殘余物的累積和沉積殘余物從累積部件610除去的前述監(jiān)測額外改變沉積殘余物累積步驟和清潔反應(yīng)步驟中的各個的特征，即，在沉積殘余物累積步驟期間冷卻累積部件610，和/或在清潔氣體反應(yīng)步驟期間加熱累積部件610，以便在沉積清潔循環(huán)結(jié)束時大致不留下沉積殘余物在累積部件610上。

在本發(fā)明的其它實施例中，控制模塊482可改變沉積殘余物累積和清潔氣體反應(yīng)步驟中的一者或其它的特征，以便在沉積清潔循環(huán)結(jié)束時使沉積殘余物的一部分留在沉積部件610上，或在沉積清潔循環(huán)結(jié)束之前從累積部件610除去所有沉積殘余物。

將清楚的是，還有可能監(jiān)測累積在第一主泵72中的累積部件上的沉積殘余物的厚度，即，構(gòu)造成用于正常泵送沉積過程副產(chǎn)物的一者，且將清潔氣體選擇性地轉(zhuǎn)移穿過第一主泵72，直到沉積過程殘余物大致從其除去。

再參看圖1，第一主泵72和第一公共泵送管線78處理沉積過程流。第一減除模塊110(例如，dc等離子裝置112)在次大氣壓減除期間從沉積氣體(諸如硅烷或teos)產(chǎn)生細(xì)干粉末，而第二減除模塊116(例如，第二濕式洗滌器118)在下游沉積過程流中收集細(xì)干粉末。

同時，在使用中，第二主泵88和第二公共泵送管線94利用第二減除模塊116(即，第二濕式洗滌器118)處理處理室清潔過程流，再次除去了清潔過程流中的氟和任何其它水溶性氣體，諸如hf、sif4、cof2等。

圖1b中示出了第一真空泵送布置70的一部分。其示意性地示出了用于在執(zhí)行處理步驟之前初始地抽空處理室22的粗向下泵送管線480a,480b的兩個可能選項。

第一粗向下泵送管線480a具有布置成經(jīng)由級間114與主泵72流體連通的第一端。各個粗向下泵送管線480a的第二端包括放氣閥481，其在使用中流體地連接至相應(yīng)的處理室22。放氣閥和第一粗向下泵送管線480a用于初始地以受控方式抽空處理室，保護(hù)了公共泵送管線78,94且因此其它處理室22和減除系統(tǒng)110,116,118免于壓力波動。

備選選項(未示出)是使粗向下泵送管線480a的第一端和放氣閥481經(jīng)由公共泵送管線78的額外入口80與主泵72(或經(jīng)由入口96、公共泵送管線94和主泵88)流體連通。再次，放氣閥481和第一粗向下泵送管線480a用于初始地以受控方式抽空處理室，保護(hù)了公共泵送管線78且因此其它處理室22和減除系統(tǒng)110,116,118免于壓力波動。

備選第二粗泵送管線480b具有第一端，其布置成與包括第三主泵720的第三公共泵送管線480c流體連通。各個閥模塊106包括與第二粗泵送管線480b的第二端流體連通的第三出口。因此，在使用中，在需要初始地粗略抽空處理室時，氣體經(jīng)由閥模塊106和第三公共泵送管線480c傳送至第三主泵720。

圖2中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的真空泵布置130。

第二真空泵布置130很類似于圖1中所示的第一真空泵布置70，且相似的特征共用相同的參考標(biāo)號。

然而，第二真空泵布置130不同于第一真空泵布置70的一種方式在于其包括熱氧化器132形式的第一減除模塊110，其位于第一主泵72下游。在本發(fā)明的更進(jìn)一步的實施例中，熱氧化器132可位于第一主泵72的級間114處。

第二真空泵布置130的另一個差異在于，其包括單獨的第三濕式洗滌器134和第四濕式洗滌器136，其分別流體地連接到第一主泵72或第二主泵88中的相應(yīng)一者的下游。此布置允許了根據(jù)其預(yù)期處理的過程流的性質(zhì)來進(jìn)一步優(yōu)化各個濕式洗滌器134,136。

更具體而言，第三濕式洗滌器134布置在熱氧化器132下游，且因此從第一主泵72的觀點看限定了'第二'減除模塊。

第三濕式洗滌器134和熱氧化器132由第一公共洗滌器管線120流體地互連，其在使用中流體地連接至另一個真空泵送布置(未示出)的相似的第一公共洗滌器管線120。以此方式，單個第三濕式洗滌器134能夠服務(wù)另外單獨的第二半導(dǎo)體制造工具86中的多個第一主泵72。

同時，第四濕式洗滌器136布置成緊接在第二主泵88的下游，且因此從第二主泵88的觀點看限定了'第一'減除模塊。

在使用中流體地連接至另一個真空泵送布置(未示出)的相似的第二公共洗滌器管線122的第二公共洗滌器管線122使第四濕式洗滌器136與第二主泵88流體地連接。以此方式，單個第四濕式洗滌器136能夠服務(wù)另外單獨的第二半導(dǎo)體制造工具86中的多個第二主泵88。因此，從特定公共泵送管線中的若干真空泵送布置傳送(收集)的化學(xué)上相似或相容的氣體可由單個或多個優(yōu)化的減除裝置服務(wù)。即使需要多個優(yōu)化的減除裝置來服務(wù)來自若干互連的公共泵送管線的排出氣體，由本發(fā)明提供的冗余也仍將實現(xiàn)相比于圖4和圖5的未互連的真空泵送布置需要在任何時間點處有效的減除裝置的總數(shù)的減少。

此外，第二真空泵送布置130與第一真空泵送布置70的差別在于第一增壓泵50中的僅兩個在與對應(yīng)的處理室22相同的底面60上或安裝在對應(yīng)的處理室22上。另外兩個第一增壓泵位于與對應(yīng)處理室22不同的底面上，且因此與對應(yīng)的處理室22進(jìn)一步間隔開。

另外，在使用中，第四真空泵送布置130以與第一真空泵送布置70基本上相同的方式操作，即，其中第一主泵72和第一公共泵送管線78處理沉積過程流，且第二主泵88和第二公共泵送管線94處理清潔過程流。

圖3示意性地示出了用于至少抽空處理工具86的第一真空處理室22a和第二真空處理室22b的第三真空泵送布置。至少兩個處理步驟在各個室22a,22b中執(zhí)行，例如，沉積步驟和室清潔或侵蝕步驟。真空泵送布置600分別包括例如選自羅茨增壓泵和/或渦輪分子泵中的至少一者的第一副真空泵50a和第二副真空泵50b。第一副真空泵50a包括入口501a和出口502a。第一副泵入口501a與第一處理室22a的出口101a流體連通。第二副真空泵50b包括入口501b和出口501b。第二副真空泵入口501b與第二處理室22b的出口101b流體連通。布置600還包括第一三通閥模塊106a和第二三通閥模塊106b。第一閥模塊106a包括入口107a、第一出口108a和第二出口109a，所述第一閥模塊入口107a與第一副真空泵50a的出口502a流體連通。第二閥模塊106b包括入口107b、第一出口108b和第二出口109b。第二閥入口107b與第二副真空泵50b的出口501b流體連通。該布置還分別包括第一公共泵送管線78和第二公共泵送管線94。第一公共泵送管線78與第一閥模塊106a和第二閥模塊106b兩者的第一出口108a,108b流體連通。第二公共泵送管線94與第一閥模塊106a和第二閥模塊106b兩者的第二出口109a,109b流體連通。

第一公共泵送管線78和第二公共泵送管線94包括相應(yīng)第一主真空泵72和第二主真空泵88，其例如選自多級爪型和/或羅茨型、螺桿型、渦旋型、轉(zhuǎn)動葉片型和液環(huán)型真空泵中的至少一者且選擇成提供足夠的泵送能力以用于抽空第一室22a和第二室22b且在經(jīng)由第一閥模塊106a和/或第二閥模塊106b流體連通時支持第一副真空泵50a和第二副真空泵50b中的各個。例如，如果第一三通閥模塊106a和第二三通閥模塊106b經(jīng)由第一副泵50a和第二副泵50b將第一處理室22a和第二處理室22b兩者流體地連接至第一公共泵送管線78(例如，由于沉積步驟在第一室22a和第二室22b中執(zhí)行)，則第一主泵72必須有足夠的泵送能力來確保各個室22a,22b中的壓力穩(wěn)定。

為此，該布置600還包括控制器482，以基于來自處理工具(或等同的裝置，諸如中央信息系統(tǒng))的信號控制第一三通閥和第二三通閥的操作狀態(tài)(以確定從室22a,22b排出的氣體傳送至哪個公共泵送管線78,94)；以及第一主泵和/或第二主泵的轉(zhuǎn)速，其指出從各個室22a,22b排出的氣體的成分。

此外，第一主泵72和第二主泵88取決于引導(dǎo)至至少第一公共泵送管線78和第二公共泵送管線94中的各個的排出氣體的成分和流率來選擇。例如，如果傳送至第一公共泵送管線78的第一組相容氣體是粉末形成氣體，諸如teos或硅烷，則使用的第一主泵72可為螺桿泵或多級干真空泵，其在高于80℃到100℃的溫度下利用大量氮吹掃操作，以防止粉末收集在機構(gòu)中。類似地，如果傳送至第二公共泵送管線94的第二組相容氣體是鹵代氣體，諸如用于清潔或侵蝕步驟中的那些，則第二主泵88可為多級羅茨或爪型干式泵，其在低于80℃或100℃的溫度下操作。

公共泵送管線78,94中的各個分別與減除裝置1001,1002流體連通，兩者選擇成優(yōu)化從室22a,22b傳送至公共泵送管線78,94中的各個的排出氣體的減除。例如，如果傳送至第一減除裝置的第一組相容氣體是通常用于沉積步驟中的可燃的或粉末形成氣體，諸如sih4/n2o或teos/o3，則dc等離子裝置可為最適合的減除裝置來完成未反應(yīng)的前體氣體之間的反應(yīng)；而如果傳送至第二公共泵送管線94的第二組相容氣體是通常用作室清潔氣體的鹵代氣體(諸如nf3/f2或pfc中的任一者)，則第二減除裝置1001可優(yōu)選為氧供應(yīng)到其中來破壞pfcs(諸如cf4、c2f6等)(這對于上文提到的沉積氣體將不安全)的rf等離子裝置。

控制器482還可構(gòu)造成控制第一減除裝置1001和/或第二減除裝置1001(例如，在不需要節(jié)能時關(guān)閉它們)。

對于各個處理室22a,22b分別提供至少三通閥模塊106a,106b和與所述閥模塊106a,106b的出口流體連通的多個公共泵送管線78,94允許了在使用中使公共過程流(即，化學(xué)上相似或相容的未使用的過程氣體(前體)和從不同處理室22a,22b排出的其副產(chǎn)物)經(jīng)由閥模塊106a,106b引導(dǎo)至期望的公共泵送管線78,94。因此，引導(dǎo)至各個公共泵送導(dǎo)管78,94的化學(xué)上相似或相容的未使用的過程氣體和其副產(chǎn)物然后可在用于所述排出氣流類型的更特殊的適合且因此有效的減除裝置中處理。

如果兩個以上的化學(xué)相容的排出氣體種類或混合物從處理室22a,22b排出，則閥模塊106a,106b將選擇成具有對應(yīng)數(shù)目的出口，且將需要對應(yīng)數(shù)目的公共泵送管線；例如，如果處理室22a,22b執(zhí)行三個單獨的步驟，它們?nèi)慨a(chǎn)生三種不同類型的不相容的氣體種類，則閥模塊106a,106b將包括全部將特定排出氣體傳送至分別具有第一、第二和第三主泵以及第一、第二和第三(如果需要)減除裝置的第一、第二和第三公共泵送管線。

類似地，如果處理工具包括兩個以上的處理室，則各個額外的室將具有至少一個三通閥模塊106和與其相關(guān)聯(lián)的至少一個副泵50，以將排出氣體傳送至第一或第二(或第三等)公共泵送管線78,94。

如同前述示例，有利的是，公共泵送管線78,94中的至少一者與另一個處理工具(未示出)的對應(yīng)公共泵送管線流體連通，以允許半導(dǎo)體制造工廠中的處理工具之間的主泵和減除裝置冗余的水平。