半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種減少了腔體的數(shù)量、能夠簡(jiǎn)單化各腔室的隔離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，執(zhí)行半導(dǎo)體后工序-回流(reflow)的裝備，因每個(gè)工序階段都有不同程度的氣氛和溫度而具有多個(gè)被隔離的腔室，為使這些腔室之間能夠進(jìn)行連續(xù)工序，需要具有移送半導(dǎo)體晶圓的手段。
[0003]尤其，多個(gè)腔室設(shè)為圓形，為順次移送裝載的半導(dǎo)體晶圓到腔室，開(kāi)發(fā)出具有經(jīng)過(guò)各個(gè)腔室的轉(zhuǎn)盤(pán)的裝備。
[0004]這種裝備詳細(xì)記載于美國(guó)專(zhuān)利US6，827，789號(hào)。
[0005]所述美國(guó)專(zhuān)利US6，827，789號(hào)的附圖1圖示了包括裝載腔室和卸載腔室的共6個(gè)腔室。其結(jié)構(gòu)為:使用轉(zhuǎn)盤(pán)，把裝載的晶圓順次移動(dòng)到下個(gè)工序腔室，最終把晶圓移送到卸載腔室，通過(guò)機(jī)器人卸載處理完的晶圓。
[0006]所述美國(guó)專(zhuān)利US6，827，789號(hào)中，處理板和下部隔離腔室為可上下移動(dòng)的構(gòu)成，從而通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)將移送的晶圓隔離，并進(jìn)行工序。
[0007]所述處理板通常統(tǒng)稱(chēng)為基座，其內(nèi)部包括加熱器，形成真空吸附晶圓的結(jié)構(gòu)，相對(duì)來(lái)說(shuō)是重量物，為了使其上下移動(dòng)，存在能源消耗量多、裝置的體積變大等問(wèn)題點(diǎn)。
[0008]同時(shí)，使處理板和下部隔離腔室上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部的動(dòng)力傳達(dá)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，存在增加制造成本的問(wèn)題點(diǎn)。
[0009]而且，所述美國(guó)專(zhuān)利US6，827，789號(hào)，雖然使用波紋管區(qū)分了使所述處理板和下部隔離腔室上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部的外側(cè)與工序區(qū)間，但可能會(huì)因頻繁的上下移動(dòng)而發(fā)生應(yīng)力，損傷波紋管，或暴露于排出的氣體而腐蝕，因波紋管受損，工序所用的氣體不能排出而重新流入裝置內(nèi)部，引發(fā)工序不良等問(wèn)題。
[0010]同時(shí)，旋轉(zhuǎn)晶圓的轉(zhuǎn)盤(pán)的直徑隨晶圓的大小而增大，發(fā)生旋轉(zhuǎn)板變彎或部分下垂，無(wú)法移送晶圓到正確位置而發(fā)生工序不良。
[0011]而且，因其結(jié)構(gòu)為多個(gè)腔室各自密封的狀態(tài)下，晶圓總是安放到處理板上，所以在其他腔室進(jìn)行工序的狀態(tài)下，特定腔室即使完成了工序，晶圓也會(huì)安放到處理板上，受到持續(xù)加熱，引發(fā)工序不良。
[0012]美國(guó)專(zhuān)利US6，827，789號(hào)的情況是，處理板和下部隔離腔室一同向下移動(dòng)時(shí)，晶圓安放環(huán)與晶圓一同下降并安放到轉(zhuǎn)盤(pán)，晶圓與處理板隔離，在其他腔室進(jìn)行工序時(shí)，可使工序結(jié)束的晶圓不接觸處理板，防止因處理板的持續(xù)加熱而發(fā)生工序不良的問(wèn)題點(diǎn)。
[0013]但是這種情況下，晶圓不能再維持隔離的狀態(tài)，晶圓在隔離的腔室外部空間露出。因此若通過(guò)加熱工序處理完晶圓后，等到下次腔室進(jìn)行工序?yàn)橹?，都露在外部空間，晶圓的溫度就會(huì)降低，引發(fā)工序不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014](要解決的技術(shù)問(wèn)題)
[0015]為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明要解決的課題是提供，晶圓與各個(gè)腔室隔離的同時(shí)能夠在腔室間移動(dòng)，最小化耗電量、簡(jiǎn)單化其結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法。
[0016]并且本發(fā)明要解決的另一課題是提供，提高裝置的耐久性而減少維護(hù)費(fèi)用的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法。
[0017]同時(shí)，本發(fā)明要解決的另一課題是提供，防止順次移動(dòng)晶圓到各腔室的轉(zhuǎn)盤(pán)的一部分下垂或彎曲的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法。
[0018]本發(fā)明要解決的另一課題是提供，結(jié)束工序的特定腔室內(nèi)的晶圓與基座隔離并維持隔離狀態(tài)，直到其他腔室的工序結(jié)束的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法。
[0019](解決問(wèn)題的手段)
[0020]為完成上述課題，本發(fā)明提供半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置及方法，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置包括通過(guò)多個(gè)工序處理晶圓的多個(gè)腔室，所述多個(gè)腔室中一個(gè)以上的腔室包括:基座，為工序過(guò)程中支撐晶圓而固定設(shè)置；下部機(jī)殼，固定設(shè)置在所述基座的外側(cè)，在所述晶圓的下部形成隔離的工序空間；上部機(jī)殼，為所述晶圓的上部形成隔離的工序空間而上下移動(dòng)；轉(zhuǎn)盤(pán)，在所述上部機(jī)殼與下部機(jī)殼之間形成，并形成露出所述基座上部的孔，因所述多個(gè)腔室之間移送所述晶圓而旋轉(zhuǎn)，在所述基座的上部使所述晶圓上下移動(dòng)；安放環(huán)，插入所述孔的上方并能脫離，安放所述晶圓。
[0021]所述多個(gè)腔室中的一個(gè)可以是裝載及卸載腔室，從外部裝載晶圓，向外部卸載處理完的晶圓。
[0022]所述下部機(jī)殼，提供所述轉(zhuǎn)盤(pán)接觸上端的狀態(tài)下被隔離的工序空間的下部側(cè)；所述上部機(jī)殼提供其下端部向下移動(dòng)而接觸所述轉(zhuǎn)盤(pán)的上部而被隔離的工序空間的上部側(cè)。
[0023]所述下部機(jī)殼，提供所述安放環(huán)接觸上端的狀態(tài)下被隔離的工序空間的下部側(cè)；所述上部機(jī)殼，提供其下端部向下移動(dòng)而接觸所述安放環(huán)的上部并被隔離的工序空間的上部側(cè)。
[0024]所述基座，在通過(guò)所述轉(zhuǎn)盤(pán)移送的所述晶圓因所述轉(zhuǎn)盤(pán)的向下移動(dòng)而位于上部的狀態(tài)下，以設(shè)定的工序溫度加熱所述晶圓。
[0025]所述腔室可具備提升銷(xiāo)，支撐所述晶圓的底面，把所述晶圓安放到所述安放環(huán)。
[0026]所述多個(gè)腔室中，根據(jù)工序氣體處理晶圓的工序腔室具有位于所述工序空間的上部側(cè)的噴頭；所述噴頭在流入氣體的緩沖空間和所述緩沖空間向晶圓均勻形成向下的多個(gè)噴射口。
[0027]所述安放環(huán)使所述晶圓向內(nèi)側(cè)安放，可采用階梯形狀。
[0028]所述安放環(huán)上沿著外周可形成多個(gè)所述工序氣體通過(guò)的氣體通孔。
[0029]所述多個(gè)腔室中根據(jù)工序氣體處理晶圓的工序腔室中可具備提升銷(xiāo)，在所述基座的外側(cè)上下移動(dòng)，支撐安放所述晶圓的安放環(huán)的底面，使所述安放環(huán)從所述孔向上脫離。
[0030]所述安放環(huán)的內(nèi)側(cè)可形成多個(gè)支撐銷(xiāo)，支撐所述晶圓的底面，向所述安放環(huán)的中心方向突出；所述基座的上面可形成狹縫形狀的槽，在所述基座的上面插入所述支撐銷(xiāo)，使其能夠上下移動(dòng)。
[0031]所述安放環(huán)由非金屬材質(zhì)或陶瓷材質(zhì)形成。
[0032]所述工序腔室的工序空間的上部側(cè)可具備上部加熱器，工序中加熱所述晶圓的上部。
[0033]所述上部加熱器的下部具有緩沖空間，流入工序氣體；噴頭，在所述緩沖空間向晶圓向下形成多個(gè)均勻噴射口 ；所述上部加熱器可以加熱流入所述緩沖空間的工序氣體。
[0034]還可包括多個(gè)滾軸，所述轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，接觸所述轉(zhuǎn)盤(pán)底面的邊緣部分。
[0035]所述轉(zhuǎn)盤(pán)的底面可形成收容槽，在所述轉(zhuǎn)盤(pán)向下移動(dòng)時(shí)，收容所述滾軸的一部分。
[0036]所述安放環(huán)的下部具備了環(huán)狀的擋板，使工序氣體均勻通過(guò)的孔沿圓周長(zhǎng)均勻形成；通過(guò)所述擋板的孔的工序氣體通過(guò)位于所述工序腔室下部的排氣口排出。
[0037]所述上部機(jī)殼可包括固定部，固定在上部板上；移動(dòng)部，在所述固定部的下側(cè)上下移動(dòng)，與所述轉(zhuǎn)盤(pán)的上面接觸。
[0038]所述上部機(jī)殼以波紋管形狀構(gòu)成，其下端部根據(jù)驅(qū)動(dòng)部上下移動(dòng)，在所述晶圓的上部形成被隔離的工序空間。
[0039]本發(fā)明的晶圓的連續(xù)處理方法是利用第I項(xiàng)的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法，包括:第I階段，把晶圓裝載到所述多個(gè)腔室中的第I腔室；第2階段，把所述晶圓順次移動(dòng)到同第I腔室以圓形布置的第2至第5腔室并處理所述晶圓，但第2至第5腔室處理所述晶圓時(shí)，被從所述晶圓的上部側(cè)向下移動(dòng)的被所述上部機(jī)殼隔離的工序空間內(nèi)處理；第3階段，在所述第5腔室處理所述晶圓后，把所述晶圓移送到外部并卸載。所述晶圓安放于安放環(huán)的狀態(tài)下，通過(guò)所述轉(zhuǎn)盤(pán)的上下移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)，完成所述第I腔室至第5腔室之間的移送。
[0040]所述第3階段可以是，把所述第5腔室內(nèi)處理的所述晶圓移送到所述第I腔室并冷卻后，把所述晶圓從第I腔室向外部卸載。
[0041]所述第2階段，所述第2至第4腔室中工序結(jié)束的腔室的所述晶圓，在被所述上部機(jī)殼隔離的工序空間內(nèi)，所述晶圓與基座的上部隔離的狀態(tài)下，待機(jī)直到進(jìn)行工序的腔室結(jié)束工序。
[0042]所述第2階段，所述第2至第5腔室中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的腔室，利用位于所述工序空間的上側(cè)的加熱器，加熱向所述晶圓噴射的工序氣體。
[0043](發(fā)明的效果)
[0044]本發(fā)明是，無(wú)需上下移動(dòng)作為重量物的基座，利用從腔室上部側(cè)上下移動(dòng)的上部機(jī)殼，密封工序空間，簡(jiǎn)單化裝置的結(jié)構(gòu)，具有減少耗電量的效果。
[0045]并且，本發(fā)明排除使用像傳統(tǒng)的波紋管耐久性差的產(chǎn)品，具有節(jié)減維護(hù)所需時(shí)間和費(fèi)用的效果。
[0046]同時(shí)，本發(fā)明是防止作為旋轉(zhuǎn)體且直徑大的轉(zhuǎn)盤(pán)的下垂，防止工序不良的發(fā)生，延長(zhǎng)裝置的維護(hù)周期，同時(shí)具有節(jié)減費(fèi)用的效果。
[0047]而且，本發(fā)明把工序結(jié)束的腔室內(nèi)的晶圓與基座分離，等待其他腔室的工序結(jié)束，防止晶圓在待機(jī)狀態(tài)加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，具有進(jìn)一步提高工序信賴(lài)度的效果。
[0048]并且，等待其他腔室的工序結(jié)束的情況下，晶圓能夠維持被隔尚的狀態(tài)，更加提尚了工序信賴(lài)度。
【附圖說(shuō)明】
[0049]圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置的概括性的平面圖。
[0050]圖2是圖1中A-A方向的概括性的剖面圖。
[0051]圖3是適用于本發(fā)明的安放環(huán)的詳細(xì)剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0052]圖4至圖13是根據(jù)晶圓的移動(dòng)和處理過(guò)程圖示的本發(fā)明的概括性的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0053]圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的第I工序腔室的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0054]圖15是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的轉(zhuǎn)盤(pán)的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0055]圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理裝置的剖面圖。
[0056]圖17是圖16的狀態(tài)下，呈現(xiàn)上部機(jī)殼上升的狀態(tài)的剖面圖。
[0057]圖18是圖17的狀態(tài)下，呈現(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)與安放環(huán)上升的狀態(tài)的剖面圖。
[0058]圖19是呈現(xiàn)圖16的連續(xù)處理裝置所具有的基座及安放環(huán)上安放晶圓的狀態(tài)的平面圖。
[0059]符號(hào)的說(shuō)明
[0060]100:第 I 腔室110，210，310:基座
[0061]120，220，330:下部機(jī)殼 130，230，330:上部機(jī)殼
[0062]140, 240, 340:提升銷(xiāo)15