CN109545711A - 半导体工艺装置及其工作方法 - Google Patents

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苏延洪
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黄志凯
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Abstract

一种半导体工艺装置及其工作方法，其中半导体工艺装置包括：热板，用于承载且加热晶圆，当加热所述晶圆时产生工艺副产物；外盖，用于与所述热板盖合形成腔室；贯通所述外盖的第一排气孔；位于热板和外盖之间的内盖，所述内盖的材料吸附所述工艺副产物。利用所述半导体工艺装置能够有效降低对下一片晶圆的污染。

Description

半导体工艺装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体工艺装置及其工作方法。
背景技术
随着集成电路的不断发展，晶体管的最小线宽不断缩小，要求光刻工艺定义的线条越来越窄，进而对刻蚀工艺的要求也越来越高。为了满足光刻的要求，除了光刻机设备发明的不断升级换代以外，人们还使用了其它的技术来提供光刻的质量和精度，使用底部抗反射薄膜(BARC)就是其一。
光刻工艺中烘烤底部抗反射薄膜需要较高的温度(200摄氏度左右)，烘烤时溶剂的挥发和材料的放气同时发生，特别是一些化学成分在200℃时会从底部抗反射薄膜中升华出来。当热盖板的排气系统容量不够，这些挥发出来的化学成分会沉积在热盖板内壁表面，尤其易在热盖板边缘形成颗粒，从而污染下一片晶圆。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种半导体工艺装置及其工作方法，以降低对下一片晶圆的污染。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种半导体工艺装置，包括：热板，用于承载且加热晶圆，当加热所述晶圆时产生工艺副产物；外盖，用于与所述热板盖合形成腔室；贯通所述外盖的第一排气孔；位于热板和外盖之间的内盖，所述内盖用于吸附所述工艺副产物。
可选的，所述内盖的材料包括：石英或陶瓷。
可选的，还包括：具有若干均匀分布且贯穿所述内盖的若干通孔，且所述通孔均匀分布于所述内盖。可选的，所述内盖包括朝向所述外盖的第一面、以及朝向所述热板的第二面；所述通孔包括位于所述第一面的第一端口以及位于第二面的第二端口，所述第一端口的面积小于第二端口的面积。
可选的，还包括：第一抽气装置，用于与所述第一排气孔连接，以使腔室内的工艺副产物排出。
可选的，还包括：加热装置，用于对所述内盖进行加热。
可选的，所述加热装置还用于对所述外盖进行加热。
可选的，还包括：贯穿所述外盖的第二排气孔。
可选的，所述第二排气孔投影在热板表面的图形为环形，且所述环形包围第一排气孔投影于热板表面的图形。
可选的，还包括：第二抽气装置，用于与所述第二排气孔连接，以使腔室内的工艺副产物排出。
相应的，本发明还提供一种半导体工艺装置的工作方法，包括：提供上述所述的半导体工艺装置；提供晶圆，将所述晶圆置于所述热板上；将外盖和载有晶圆的热板盖合形成腔室；所述热板加热所述晶圆，在腔室内产生工艺副产物；提供第一抽气装置与第一排气孔连接，将腔室内的工艺副产物排出。
可选的，提供第二抽气装置，所述第二抽气装置与第二排气孔连接，将腔室内的工艺副产物排出。
可选的，在通过第一抽气装置将腔室内的工艺副产物排出之前，通过加热装置对所述内盖进行加热；或者在第一抽气装置将腔室内的工艺副产物排出的同时，通过加热装置对所述内盖进行加热。。
可选的，通过加热装置对所述内盖进行加热的同时，通过所述加热装置对所述外盖进行加热。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的半导体工艺装置中，当位于热板上的晶圆受到高温时，晶圆表面的底部抗反射薄膜受高温容易产生工艺副产物，所述工艺副产物可以通过第一排气孔被排出，从而可以减少颗粒的产生。当未通过第一排气孔完全排出的部分工艺副产物接触到内盖时，所述工艺副产物容易沉积到内盖的内壁形成颗粒，由于所述内盖对工艺副产物具有吸附能力，从而能够减少颗粒的脱落，进而避免对下一片晶圆产生污染。
进一步，晶圆表面的底部抗反射薄膜受高温产生的工艺副产物，不仅可以通过贯穿外盖的第一排气孔被排出，同时可以通过贯穿所述外盖的第二排气孔被排出，从而有利于充分排出腔室内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。
进一步，当晶圆表面的底部抗反射薄膜受高温产生工艺副产物，且通过贯穿所述外盖的第一排气孔和位于外盖上的第二排气孔被排出时，由于所述内盖上的通孔均匀分布，当工艺副产物通过内盖上的通孔时，有利于形成均匀分布的气流，从而有利于通过所述第一排气孔和第二排气孔被排出，从而减少腔室内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。
进一步，当产生的工艺副产物被第一排气孔或第二排气孔排出的过程中，会经过内盖。通过加热装置对内盖进行加热，可以使内盖的温度较高，则温度较高的工艺副产物遇到温度较高的内盖不易发生凝结，从而有利于通过第一排气孔和第二排气孔被排出，从而减少腔室内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。同样的，通过加热装置对外盖进行加热，有利于工艺副产物通过第一排气孔和第二排气孔被排出，从而减少腔室内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。
附图说明
图1是一种半导体工艺装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例的半导体工艺装置的结构示意图；
图3是图2中所示内盖215沿切割线A-A1方向上的剖面示意图；
图4是图2所示半导体工艺装置在C区域的放大图；
图5是图2所示半导体工艺装置沿Z1方向上的视图；
图6是本发明半导体工艺装置的工作流程图。
具体实施方式
正如背景技术所述，利用现有半导体工艺装置容易发生颗粒脱落，污染下一片晶圆。
图1是一种半导体工艺装置的结构示意图。
请参考图1，所述半导体工艺装置包括：热板100，用于承载且加热晶圆，当加热所述晶圆时产生工艺副产物；外盖112，用于与所述热板100盖合形成腔室113；贯穿所述外盖112的排气孔111。
上述半导体工艺装置中，将晶圆放置于在热板100表面，进行光刻工艺时，需对晶圆表面上形成的底部抗反射薄膜进行高温烘烤，此时底部抗反射薄膜容易产生工艺副产物。将半导体工艺装置的排气孔111连接于抽气装置，从而将腔室113内的工艺副产物排出。
然而，当工艺副产物没有充分通过排气孔111被排出时，所述工艺副产物则会沉积在外盖112的内壁表面，进而累积形成颗粒。由于现有的外盖112的材料为金属，对工艺副产物的吸附能力不强，导致累积形成的颗粒容易脱落，进而容易污染下一片晶圆。
为了解决所述技术问题，本发明提供了一种半导体工艺装置，包括：热板，用于承载且加热晶圆，当加热所述晶圆时产生工艺副产物；外盖，用于与所述热板盖合形成腔室；贯通所述外盖的第一排气孔；位于热板和外盖之间的内盖，所述内盖的材料吸附所述工艺副产物。利用所述半导体工艺装置能够有效降低对下一片晶圆的污染。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图2是本发明一实施例的半导体工艺装置的结构示意图。
请参考图2，半导体工艺装置包括：热板200，用于承载且加热晶圆，当加热所述晶圆时产生工艺副产物；外盖212，用于与所述热板200盖合形成腔室214；贯通所述外盖212的第一排气孔211；位于热板200和外盖212之间的内盖215，所述内盖215的材料吸附所述工艺副产物。
所述内盖215的材料包括：石英或陶瓷。
在本实施例中，所述内盖215的材料为石英。所述石英形成的内盖215对工艺副产物具有较强的吸附能力。
当位于热板200上的晶圆受到高温时，晶圆表面的底部抗反射薄膜受高温容易产生工艺副产物。位于腔室214内的所述工艺副产物可以通过第一排气孔211被排出，从而可以减少颗粒的产生。当未通过第一排气孔211被完全排出的部分工艺副产物接触到内盖215时，所述工艺副产物容易沉积到内盖215的内壁形成颗粒，由于所述内盖215对工艺副产物具有吸附能力，从而能够减少颗粒的脱落，进而避免对下一片晶圆产生污染。
在本实施例中，所述外盖212的材料为石英，对工艺副产物也具有吸附能力，能够减少颗粒的脱落，有利于进一步减少对下一片晶圆产生污染。
所示半导体装置还包括：第一抽气装置(图中未示出)，用于与所述第一排气孔211连接，将腔室214内的工艺副产物排出。
请参考图3，图3为图2中所示内盖215沿切割线A-A1方向上的剖面示意图。
所述内盖215与外盖212连接。在本实施例中，所述内盖215与外盖212为固定连接。在其他实施例中，所述内盖215与外盖212为可拆卸连接。
所述半导体工艺装置还包括：贯穿所述内盖215的若干通孔217，且所述通孔217均匀分布于所述内盖215。
位于内盖215表面的若干均匀分布且贯穿所述内盖215的通孔217，有利于底部抗反射薄膜受高温产生的工艺副产物经过内盖215后形成均匀分布的气流，进而有利于工艺副产物经第一排气孔211被排出，从而减少腔室214内的工艺副产物，因此能够减少颗粒的产生，避免对下一片晶圆产生污染。
请参考图4，图4为图2所示半导体工艺装置在C区域的放大图，所述内盖215包括朝向所述外盖212的第一面218、以及朝向所述热板200的第二面219；所述通孔217包括位于所述第一面218的第一端口220以及位于第二面219的第二端口230，所述第一端口220的面积小于第二端口230的面积。由于面积较小的第一端口220与第一排气孔211的距离小于面积较大的第二端口230的距离，所述通孔217有利于将工艺副产物向第一端口220聚集，第一端口220更接近于第一排气孔211，进而有利于形成朝向第一排气孔211的气流，使所述工艺副产物易被第一排气孔211排出，从而减少腔室214内的工艺副产物，能够减少颗粒的产生，避免对下一片晶圆产生污染。
在本实施例中，所述通孔217的第一端口220的形状为圆形，第二端口230的形状为圆形。
在其他实施例中，所述通孔的第一端口的形状为椭圆形，第二端口的形状为椭圆形。
请继续参考图2，所述半导体工艺装置还包括：加热装置(图中未示出)，用于对所述内盖215进行加热。
通过加热装置对所述内盖215进行加热，可以使内盖215的温度较高。在烘烤底部抗反射薄膜产生的工艺副产物的温度较高，则温度较高的工艺副产物遇到温度较高的内盖215不易发生凝结，从而有利于工艺副产物通过第一排气孔211被排出，从而减少腔室214内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，避免对下一片晶圆产生污染。
在本实施例中，所述加热装置既用于对所述内盖215进行加热，还用于对所述外盖212进行加热，从而更加有利于工艺副产物通过第一排气孔211被排出，从而减少腔室214内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，避免对下一片晶圆产生污染。
在其他实施例中，所述加热装置只用于对所述内盖进行加热。
请继续参考图2，所述半导体工艺装置还包括：贯穿所述外盖212第二排气孔216。
在本实施例中，所述第二排气孔216投影在热板200表面的图形为环形，且所述环形包围第一排气孔211投影于热板200表面的图形。
底部抗反射薄膜受高温产生的工艺副产物，不仅可以通过贯穿所述外盖212的第一排气孔211被排出，同时可以通过贯穿所述外盖212的第二排气孔216被排出，从而有利于充分排出腔室214内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。
所述第二排气孔216沿所述外盖212侧壁方向到第一排气孔212的尺寸与外盖212侧壁的尺寸的比例范围为1/3～2/3。
在本实施例中，所述第二排气孔2沿所述外盖212侧壁方向到第一排气孔212的尺寸占外盖212侧壁的尺寸比例为1/2。
请参考图5，图5为图2所示半导体工艺装置沿Z1方向上的视图。
在本实施例中，所述第二排气孔216投影热板200表面的图形为环形。
所述半导体工艺装置还包括：第二抽气装置(图中未示出)，用于与第二排气孔216连接，以使腔室214内的工艺副产物排出。
相应的，本发明还提供一种半导体工艺装置工作方法的流程图，请参考图6，包括：
步骤S1：提供上述所述的半导体工艺装置；
步骤S2：提供晶圆，将所述晶圆放置于所述热板表面；
步骤S3：将外盖和载有晶圆的热板盖合形成腔室；
步骤S4：所述热板加热所述晶圆，在腔室内产生工艺副产物；
步骤S5：提供第一抽气装置与第一排气孔连接，将腔室内的工艺副产物排出。
以下结合图2进行详细说明。
请参考图2，提供所述半导体工艺装置；提供晶圆，将所述晶圆放置于所述热板200表面。
请继续参考图2，将外盖212和载有晶圆的热板200盖合形成腔室214。
请继续参考图2，所述热板200加热所述晶圆，在腔室214内产生工艺副产物。
位于热板200上的晶圆受到高温时，晶圆表面的底部抗反射薄膜受高温产生工艺副产物，所述工艺副产物充斥于热板200和外盖212盖合形成的整个腔室214内。
请继续参考图2，提供第一抽气装置(图中未示出)，所述第一抽气装置与第一排气孔211连接，将腔室214内的工艺副产物排出。
控制与所述第一排气孔211连接的第一抽气装置，形成由腔室214内向腔室214外的气流，从而将密闭的腔室214内的工艺副产物排出，从而可以减少颗粒的形成。当未通过第一排气孔211完全排出的部分工艺副产物接触到内盖215时，所述部分工艺副产物沉积到内盖215的内壁依然会形成颗粒，由于所述内盖215对工艺副产物具有吸附能力，从而能够减少颗粒的脱落，避免对下一片晶圆产生污染。
在本实施例中，所述外盖215对工艺副产物也具有吸附能力，从而能够进一步减少颗粒的脱落，避免对下一篇晶圆产生污染。
请继续参考图2，提供第二抽气装置(图中未示出)，所述第二抽气装置与第二排气孔216连接，进一步将腔室214内的工艺副产物排出。
控制与所述第二排气孔211连接的第二抽气装置，形成由腔室214内向腔室214外的气流。底部抗反射薄膜受高温产生的工艺副产物，不仅可以通过贯穿所述外盖212的第一排气孔211被排出，同时可以通过贯穿所述外盖212的第二排气孔216被排出，从而有利于充分排出腔室214内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。
请继续参考图2，在通过第一抽气装置将腔室内的工艺副产物排出之前，通过加热装置对所述内盖进行加热；或者在第一抽气装置将腔室内的工艺副产物排出的同时，通过加热装置对所述内盖进行加热。
在本实施例中，通过第一抽气装置将腔室214内的工艺副产物排出的同时，通过加热装置对所述内盖215进行加热。
当产生的工艺副产物被第一排气孔211或第二排气孔216排出的过程中，会经过内盖215。通过加热装置对内盖215进行加热，可以使内盖215的温度较高，则温度较高的工艺副产物遇到温度较高的内盖215不易发生凝结，从而有利于通过第一排气孔和第二排气孔被排出，从而减少腔室214内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。
在本实施例中，通过加热装置对所述内盖215进行加热的同时，通过所述加热装置对所述外盖212进行加热。
通过加热装置对外盖212进行加热，有利于工艺副产物通过第一排气孔211和第二排气孔216被排出，从而减少腔室214内的工艺副产物，进而能够减少颗粒的产生，进而避免对下一片晶圆产生污染。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种半导体工艺装置，其特征在于，包括：
热板，用于承载且加热晶圆，当加热所述晶圆时产生工艺副产物；
外盖，用于与所述热板盖合形成腔室；
贯通所述外盖的第一排气孔；
位于热板和外盖之间的内盖，所述内盖的材料吸附所述工艺副产物。
2.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，所述内盖的材料包括：石英或陶瓷。
3.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，还包括：贯穿所述内盖的若干通孔，且所述通孔均匀分布于所述内盖。
4.如权利要求3所述的半导体工艺装置，其特征在于，所述内盖包括朝向所述外盖的第一面、以及朝向所述热板的第二面；所述通孔包括位于所述第一面的第一端口以及位于第二面的第二端口，所述第一端口的面积小于第二端口的面积。
5.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，还包括：第一抽气装置，用于与所述第一排气孔连接，以使腔室内工艺副产物排出。
6.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，还包括：加热装置，用于对所述内盖进行加热。
7.如权利要求6所述的半导体工艺装置，其特征在于，所述加热装置还用于对所述外盖进行加热。
8.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，还包括：贯穿所述外盖的第二排气孔。
9.如权利要求8所述的半导体工艺装置，其特征在于，所述第二排气孔投影在热板表面的图形为环形，且所述环形包围第一排气孔投影于热板表面的图形。
10.如权利要求8所述的半导体工艺装置，其特征在于，还包括：第二抽气装置，用于与所述第二排气孔连接，以使腔室内的工艺副产物排出。
11.一种半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，包括：
提供如权利要求1至10任一项所述的半导体工艺装置；
提供晶圆，将所述晶圆置于所述热板上；
将外盖和载有晶圆的热板盖合形成腔室；
所述热板加热所述晶圆，在腔室内产生工艺副产物；
提供第一抽气装置与第一排气孔连接，将腔室内的工艺副产物排出。
12.如权利要求11所述的半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，提供第二抽气装置，所述第二抽气装置与第二排气孔连接，将腔室内的工艺副产物排出。
13.如权利要求11所述的半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，在第一抽气装置将腔室内的工艺副产物排出之前，通过加热装置对所述内盖进行加热；或者在第一抽气装置将腔室内的工艺副产物排出的同时，通过加热装置对所述内盖进行加热。
14.如权利要求13所述的半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，通过加热装置对所述内盖进行加热的同时，通过所述加热装置对所述外盖进行加热。
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