一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置及方法
【專利摘要】一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置及方法，主要解決現(xiàn)有的晶圓加熱方法及加熱結(jié)構(gòu)因加熱時(shí)間及加熱溫度無(wú)法滿足要求而帶來(lái)的成膜質(zhì)量不好或產(chǎn)能降低等問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)增加一個(gè)可加熱的真空裝載腔，在沉積反應(yīng)前對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)加熱，當(dāng)晶圓溫度滿足要求時(shí)，再將晶圓送入反應(yīng)腔進(jìn)行沉積反應(yīng)，以增加效率，提高產(chǎn)能。本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)理念，根據(jù)不同工藝流程在不同位置掛載不同結(jié)構(gòu)的預(yù)熱腔，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的預(yù)熱、加熱或保溫等功能。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方法易于實(shí)現(xiàn)，可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體薄膜沉積應(yīng)用及制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說(shuō)明】一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置及方法，該真空裝載腔可依據(jù)不同的工藝流程要求掛載在設(shè)備上的不同位置，以達(dá)到對(duì)晶圓的加熱、預(yù)熱或保溫等要求，屬于半導(dǎo)體薄膜沉積應(yīng)用及制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體鍍膜設(shè)備在進(jìn)行沉積反應(yīng)時(shí)，需要使晶圓達(dá)到一定的溫度，才能沉積出質(zhì)量符合要求的薄膜?，F(xiàn)有半導(dǎo)體鍍膜設(shè)備大都使晶圓進(jìn)入反應(yīng)腔體后停留一段時(shí)間，并在停留時(shí)通過(guò)加熱裝置或等離子體轟擊等方式使晶圓達(dá)到沉積反應(yīng)所需的溫度。但是，如停留加熱時(shí)間短，晶圓未完全達(dá)到反應(yīng)所需溫度，則會(huì)影響成膜質(zhì)量；如停留加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則降低生產(chǎn)效率，影響產(chǎn)能，增加成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明以解決上述問(wèn)題為目的，主要解決現(xiàn)有的晶圓加熱方法及加熱結(jié)構(gòu)因加熱時(shí)間及加熱溫度無(wú)法滿足要求而帶來(lái)的成膜質(zhì)量不好或產(chǎn)能降低等問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)增加一個(gè)可加熱的真空裝載腔，在沉積反應(yīng)前對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)加熱，當(dāng)晶圓溫度滿足要求時(shí)，再將晶圓送入反應(yīng)腔進(jìn)行沉積反應(yīng)，以增加效率，提高產(chǎn)能。并可根據(jù)不同的工藝要求掛載在不同位置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓預(yù)熱、加熱或保溫等其他特殊要求。
[0005]具體結(jié)構(gòu):一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置，該裝置采用在設(shè)備傳片腔的兩側(cè)(或可根據(jù)其他工藝制程要求掛載于設(shè)備其他位置)掛載多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔，上述多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔可根據(jù)不同工藝流程要求掛載。上述多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔安裝在傳片腔的兩側(cè)，作為晶圓傳輸過(guò)程中預(yù)熱及堆棧的場(chǎng)所。
[0006]其方法是在工藝過(guò)程中，晶圓由設(shè)備前端模塊進(jìn)入傳片腔，并由傳片腔中的機(jī)械手將其送往多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔，并在其中進(jìn)行預(yù)熱或加熱，當(dāng)溫度達(dá)到要求后，由傳片腔的機(jī)械手將其送入反應(yīng)腔進(jìn)行沉積反應(yīng)。晶圓在進(jìn)行沉積反應(yīng)后也可根據(jù)工藝要求再傳入預(yù)熱腔進(jìn)行保溫等操作。
[0007]本發(fā)明的有益效果及特點(diǎn):采用模塊化設(shè)計(jì)理念，根據(jù)不同工藝流程在不同位置掛載不同結(jié)構(gòu)的預(yù)熱腔，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的預(yù)熱、加熱或保溫等功能。即可滿足沉積反應(yīng)所需溫度，又有利于提高產(chǎn)能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的掛載位置示意圖
[0009]圖2是單片預(yù)熱腔俯視剖視圖
[0010]圖3是單片預(yù)熱腔主視剖視圖
[0011]圖4是多片預(yù)熱腔主視剖視圖。
[0012]圖中零件標(biāo)號(hào)分別代表:
[0013]1、設(shè)備前端模塊；2、傳片腔；3、多片預(yù)熱腔；4、反應(yīng)腔；5、單片預(yù)熱腔；6、加熱板；7、頂針；8、預(yù)熱腔室；9、傳片口 ； 10、預(yù)熱腔蓋板A ; 11、頂針支板；12、升降機(jī)構(gòu)A ; 13、機(jī)架；14、上部預(yù)熱腔室；15、加熱管；16、晶圓支架；17、下部傳片腔室；18、預(yù)熱腔蓋板B ;19、升降機(jī)構(gòu)B。
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]如圖1、圖2和圖3所示，一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置，該裝置中的單片預(yù)熱腔5由加熱板6、頂針7、預(yù)熱腔室8、預(yù)熱腔蓋板A10、頂針支板11、升降機(jī)構(gòu)A12及機(jī)架13組成。其中預(yù)熱腔室8及預(yù)熱腔室蓋板AlO形成一個(gè)獨(dú)立的腔室空間，在預(yù)熱腔室8內(nèi)部安裝有加熱板6以實(shí)現(xiàn)加熱功能，預(yù)熱腔室8下方安裝機(jī)架13用來(lái)支撐升降機(jī)構(gòu)A12，升降機(jī)構(gòu)A12上方安裝頂針支板11，頂針支板11上放置頂針7，用以實(shí)現(xiàn)取送片操作。
[0017]工作時(shí)，晶圓由設(shè)備前端模塊I進(jìn)入傳片腔2，傳片腔2的機(jī)械手托取晶圓由傳片口 9傳送進(jìn)入單片預(yù)熱腔5，升降機(jī)構(gòu)A12推動(dòng)頂針支板11將頂針7升起，頂針7頂部將晶圓從機(jī)械手上托起，機(jī)械手撤出后，升降機(jī)構(gòu)A12帶動(dòng)頂針支板11下降，將頂針7落下，使晶圓落入加熱板6內(nèi)進(jìn)行加熱。加熱板6內(nèi)部有電熱絲或其他加熱裝置，以使晶圓可以均勻快速的進(jìn)行加熱。當(dāng)加熱溫度達(dá)到要求后，升降機(jī)構(gòu)A12推動(dòng)頂針支板11將頂針7升起，頂針7頂部將晶圓從加熱板6上托起，傳片腔2的機(jī)械手進(jìn)入，升降機(jī)構(gòu)A12帶頂針支板11下降，將頂針7落下，使晶圓落入機(jī)械手上，并由機(jī)械手將晶圓由傳片口 9取出。取出的晶圓由傳片腔2的機(jī)械手將其送入反應(yīng)腔4進(jìn)行沉積反應(yīng)。反應(yīng)完成后由傳片腔2的機(jī)械手將反應(yīng)腔4中沉積完成的晶圓取出，經(jīng)由傳片腔2返回至設(shè)備前端模塊I。
[0018]實(shí)施例2
[0019]如圖1和圖4所示，多片預(yù)熱腔3由上部預(yù)熱腔室14、加熱管15、晶圓支架16、下部傳片腔室17、預(yù)熱腔蓋板B18、升降機(jī)構(gòu)B19組成。上部預(yù)熱腔室14、下部傳片腔室17及預(yù)熱腔室蓋板B18形成一個(gè)獨(dú)立的腔室空間。在上部預(yù)熱腔室14內(nèi)均布安裝有加熱管15或加熱燈等加熱器件，以實(shí)現(xiàn)加熱功能，下部傳片腔室17下方安裝升降機(jī)構(gòu)B19，升降機(jī)構(gòu)B19上方安裝晶圓支架16，用以實(shí)現(xiàn)晶圓承載及取送片操作。上部預(yù)熱腔室14及下部傳片腔室17通過(guò)螺栓連接以形成一個(gè)完成的預(yù)熱腔體。
[0020]工作時(shí)，晶圓由設(shè)備前端模塊I進(jìn)入傳片腔2，傳片腔2機(jī)械手將晶圓傳送進(jìn)入多片預(yù)熱腔3，升降機(jī)構(gòu)B19推動(dòng)位于下部傳片腔室17的晶圓支架16使之逐層升起，以便于機(jī)械手能夠自由的將晶圓放置在晶圓支架的不同層次間，進(jìn)行裝片。裝片完成后，升降機(jī)構(gòu)B19推動(dòng)晶圓支架16，使其進(jìn)入上部預(yù)熱腔室14，在上部預(yù)熱腔室14內(nèi)均布安裝有加熱管15或加熱燈等加熱器件，以實(shí)現(xiàn)多片晶圓均勻、充分加熱。當(dāng)加熱溫度滿足后，升降機(jī)構(gòu)B19帶動(dòng)晶圓支架16下降至下部傳片腔室17，并逐層下降，以便于機(jī)械手將晶圓取出。取出的晶圓由傳片腔2的機(jī)械手將其送入反應(yīng)腔4進(jìn)行沉積反應(yīng)。反應(yīng)完成后由傳片腔2的機(jī)械手將反應(yīng)腔4中沉積完成的晶圓取出，經(jīng)由傳片腔2返回至設(shè)備前端模塊I。
【權(quán)利要求】
1.一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置，其特征在于:該裝置采用在設(shè)備傳片腔的兩側(cè)掛載多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔，上述多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔可根據(jù)不同工藝流程要求掛載。
2.如權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置，其特征在于:所述的多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔可根據(jù)不同的工藝制程要求掛載于設(shè)備其他位置。
3.如權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置，其特征在于:上述的單片預(yù)熱腔由加熱板、頂針、預(yù)熱腔室、預(yù)熱腔蓋板A、頂針支板、升降機(jī)構(gòu)A及機(jī)架組成，其中預(yù)熱腔室及預(yù)熱腔室蓋板A形成一個(gè)獨(dú)立的腔室空間，在預(yù)熱腔室內(nèi)部安裝有加熱板以實(shí)現(xiàn)加熱功能，預(yù)熱腔室下方安裝機(jī)架用來(lái)支撐升降機(jī)構(gòu)A，升降機(jī)構(gòu)A上方安裝頂針支板，頂針支板上放置頂針，用以實(shí)現(xiàn)取送片操作。
4.如權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的裝置，其特征在于:上述多片預(yù)熱腔由上部預(yù)熱腔室、加熱管、晶圓支架、下部傳片腔室、預(yù)熱腔蓋板B、升降機(jī)構(gòu)B組成，上部預(yù)熱腔室、下部傳片腔室及預(yù)熱腔室蓋板B形成一個(gè)獨(dú)立的腔室空間，在上部預(yù)熱腔室內(nèi)均布安裝有加熱管或加熱燈等加熱器件，以實(shí)現(xiàn)加熱功能，下部傳片腔室下方安裝升降機(jī)構(gòu)B，升降機(jī)構(gòu)B上方安裝晶圓支架，用以實(shí)現(xiàn)晶圓承載及取送片操作。
5.一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的方法，該方法是在工藝過(guò)程中，晶圓由設(shè)備前端模塊進(jìn)入傳片腔，并由傳片腔中的機(jī)械手將其送往多片預(yù)熱腔或單片預(yù)熱腔，并在其中進(jìn)行預(yù)熱或加熱，當(dāng)溫度達(dá)到要求后，由傳片腔的機(jī)械手將其送入反應(yīng)腔進(jìn)行沉積反應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的方法，該方法中傳片腔的兩側(cè)掛載單片預(yù)熱腔的實(shí)現(xiàn)步驟是:晶圓由設(shè)備前端模塊進(jìn)入傳片腔，傳片腔的機(jī)械手托取晶圓由傳片口傳送進(jìn)入單片預(yù)熱腔，升降機(jī)構(gòu)A推動(dòng)頂針支板將頂針升起，頂針頂部將晶圓從機(jī)械手上托起，機(jī)械手撤出后，升降機(jī)構(gòu)A帶動(dòng)頂針支板下降，將頂針落下，使晶圓落入加熱板內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱板內(nèi)部有電熱絲或其他加熱裝置，以使晶圓可以均勻快速的進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱溫度達(dá)到要求后，升降機(jī)構(gòu)A推動(dòng)頂針支板將頂針升起，頂針頂部將晶圓從加熱板上托起，傳片腔的機(jī)械手進(jìn)入，升降機(jī)構(gòu)A帶頂針支板下降，將頂針落下，使晶圓落入機(jī)械手上，并由機(jī)械手將晶圓由傳片口取出，取出的晶圓由傳片腔的機(jī)械手將其送入反應(yīng)腔進(jìn)行沉積反應(yīng)，反應(yīng)完成后由傳片腔的機(jī)械手將反應(yīng)腔中沉積完成的晶圓取出，經(jīng)由傳片腔返回至設(shè)備前端模塊。
7.如權(quán)利要求5所述的一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的方法，該方法中傳片腔的兩側(cè)掛載多片預(yù)熱腔的實(shí)現(xiàn)步驟是:晶圓由設(shè)備前端模塊進(jìn)入傳片腔，傳片腔機(jī)械手將晶圓傳送進(jìn)入多片預(yù)熱腔，升降機(jī)構(gòu)B推動(dòng)位于下部傳片腔室的晶圓支架使之逐層升起，以便于機(jī)械手能夠自由的將晶圓放置在晶圓支架的不同層次間，進(jìn)行裝片，裝片完成后，升降機(jī)構(gòu)B推動(dòng)晶圓支架，使其進(jìn)入上部預(yù)熱腔室，在上部預(yù)熱腔室內(nèi)均布安裝有加熱管或加熱燈，以實(shí)現(xiàn)多片晶圓均勻、充分加熱，當(dāng)加熱溫度滿足后，升降機(jī)構(gòu)B帶動(dòng)晶圓支架下降至下部傳片腔室，并逐層下降，以便于機(jī)械手將晶圓取出，取出的晶圓由傳片腔的機(jī)械手將其送入反應(yīng)腔進(jìn)行沉積反應(yīng)，反應(yīng)完成后由傳片腔的機(jī)械手將反應(yīng)腔中沉積完成的晶圓取出，經(jīng)由傳片腔返回至設(shè)備前端模塊。
8.如權(quán)利要求5所述的一種通過(guò)真空裝載腔為晶圓預(yù)熱的方法，該方法中晶圓在進(jìn)行沉積反應(yīng)后也可根據(jù)工藝要求再傳入預(yù)熱腔進(jìn)行保溫的操作。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK104269369SQ201410436993
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】吳鳳麗, 姜崴, 陳英男 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)拓荊科技有限公司