CN112522684A - 前置样品室及晶片处理装置 - Google Patents

前置样品室及晶片处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112522684A
CN112522684A CN201910876399.2A CN201910876399A CN112522684A CN 112522684 A CN112522684 A CN 112522684A CN 201910876399 A CN201910876399 A CN 201910876399A CN 112522684 A CN112522684 A CN 112522684A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
diffuser
sample chamber
gas
holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910876399.2A
Other languages
English (en)
Inventor
郭逃远
金玄永
徐康元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xia Tai Xin Semiconductor Qing Dao Ltd
Original Assignee
Xia Tai Xin Semiconductor Qing Dao Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xia Tai Xin Semiconductor Qing Dao Ltd filed Critical Xia Tai Xin Semiconductor Qing Dao Ltd
Priority to CN201910876399.2A priority Critical patent/CN112522684A/zh
Publication of CN112522684A publication Critical patent/CN112522684A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C23C16/463—Cooling of the substrate
    • C23C16/466—Cooling of the substrate using thermal contact gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Abstract

一种前置样品室，用于暂存晶片，并加热或冷却所述晶片，所述前置样品室包括承载台、扩散器和供气管。所述晶片设置在所述承载台上，所述承载台能够加热或冷却所述晶片。所述供气管用于提供气体以加热或冷却所述晶片。所述扩散器与所述供气管连通并设置于所述承载台的上方。所述扩散器朝向所述晶片的一侧均匀开设有多个通孔，所述供气管输送至所述扩散器中的气体从所述通孔流出，所述通孔的位置与所述晶片匹配。所述前置样品室通过所述扩散器与所述承载台配合，使所述晶片的上端面和下端面能同时均匀冷却或加热到预定的温度范围内，避免所述晶片因温度不均匀产生变形甚至破裂。本发明还提供一种包括上述前置样品室的晶片处理装置。

Description

前置样品室及晶片处理装置
技术领域
本发明涉及半导体制造设备领域，尤其涉及一种前置样品室及具有所述前置样品室的晶片处理装置。
背景技术
半导体制程中，为了较佳的组件材料特性，通常会在加热的环境下，在半导体晶片上沉积薄膜。譬如，在化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)制程中，反应温度通常大于摄氏100度。在半导体的制程中，如何能快速均匀冷却或预热半导体晶片是一个重要的问题。不均匀的预热或冷却，除了会因为温差过大造成晶片因热胀冷缩而变形，更有可能晶片本身因材料不同，材料应力不平均导致晶片破裂。而因破裂产生的微小碎裂粉末，也会污染反应室及整个半导体制程机台。
发明内容
鉴于上述状况，本发明提供一种能够快速均匀冷却或加热晶片的前置样品室及具有所述前置样品室的晶片处理装置。
一种前置样品室，用于暂存晶片，并加热或冷却所述晶片，所述前置样品室包括承载台、扩散器和供气管。所述晶片设置在所述承载台上，所述承载台能够加热或冷却所述晶片。所述供气管用于提供气体以加热或冷却所述晶片。所述扩散器与所述供气管连通并设置于所述承载台的上方。所述扩散器朝向所述晶片的一侧均匀开设有多个通孔，所述供气管输送至所述扩散器中的气体从所述通孔流出，所述通孔的位置和分布形状与所述晶片匹配。
可选地，所述扩散器为环形管道，其直径大于或等于所述晶片的直径。
可选地，所述晶片与所述扩散器之间的垂直距离为1mm～300mm。
可选地，所述扩散器朝向所述晶片的一侧可以为一平面并与承载台的端面平行。
可选地，所述多个通孔呈圆形或椭圆形分布在所述平面上。
可选地，所述多个通孔阵列分布在所述平面上，阵列面积大于或等于所述晶片的面积。
可选地，所述通孔内设置有过滤件。
可选地，所述供气管的数量至少为两个并对称设置在所述扩散器上，以保证所述扩散器内的气体流速均匀。
可选地，所述扩散器的数量至少为一个，多个所述扩散器对称设置在所述晶片上方。
一种晶片处理装置，所述晶片处理装置包括上述任一项所述的前置样品室。
上述前置样品室和晶片处理装置通过所述扩散器将气体均匀地从所述晶片上方释放，与所述承载台配合，使所述晶片的上端面和下端面能同时均匀冷却或加热到预定的温度范围内，避免所述晶片因温度不均匀产生变形甚至破裂。
附图说明
图1为前置样品室在一实施例中的结构示意图。
图2为图1前置样品室的俯视图。
图3为图1前置样品室的扩散器的仰视图。
图4为图1前置样品室的正视图。
图5为扩散器在实施例二中的仰视图。
图6为扩散器在实施例三中的仰视图。
图7为扩散器在实施例四中的仰视图。
图8为前置样品室在实施例五中的结构示意图。
图9为前置样品室在一实施例中的结构框图。
主要元件符号说明：
前置样品室 100，500
承载台 10
扩散器 20，30，40
平面 32，42
内径 R1
外径 R2
垂直距离 D
通孔 21，31，41
供气管 50
晶片 60
温度调控件 70
控制器 80
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1和图2，前置样品室100用于暂存晶片60，并根据晶片60后续的加工条件对所述晶片60进行加热或冷却。所述前置样品室100包括承载台10、扩散器20和供气管50。所述晶片60设置在所述承载台10上，所述承载台10能够自所述晶片60的底部均匀加热或冷却所述晶片60。所述供气管50用于提供气体以加热或冷却所述晶片60，所述供气管50提供的气体优选为传热能较佳的气体，例如氩气、氢气、氦气、氮气等。所述扩散器20与所述供气管50连通并设置于所述承载台10的上方。所述扩散器20朝向所述晶片60的一侧均匀开设有多个通孔21。所述供气管50输送至所述扩散器20中的气体从所述通孔21流出。所述通孔21的位置和分布形状与所述晶片60匹配，例如所述晶片60的形状为圆形，所述通孔21的分布形状也呈圆形并与所述晶片60同轴设置。在其他实施例中，所述通孔21的分布形状也可以是方形、多边形等对称的形状，所述晶片60位于所述通孔21的分布形状的正下方。
所述扩散器20大致呈环形，并且具有中空结构，可以理解为环形管道。在其他实施例中，所述扩散器20还可以是圆形、多边形、正方形等对称结构，本申请不对所述扩散器20的形状进行限制。所述扩散器20设置在所述前置样品室100的上部，与所述承载台10间隔设置，所述扩散器20上均匀开设的多个通孔21朝向所述承载台10。所述通孔21的孔洞面积与所述扩散器20的表面积比可以为0.1～1，而孔径大小不超过所述扩散器20的管径，孔与孔直径的距离为1mm～100mm。所述扩散器20的材料优选为不容易因温度发生形变且耐高温材料，例如陶瓷材料、耐高温的石英材料等。
请继续参阅图3和图4，所述晶片60放置于所述扩散器20的正下方并与所述扩散器20间隔设置，利用所述扩散器20的对称结构将气体均匀地从所述晶片60上方释放，与所述承载台10配合，使所述晶片60的上端面和下端面能同时均匀冷却或加热到预定的温度范围内，避免所述晶片60因温度不均匀产生变形甚至破裂。所述扩散器20的内径R1大于或等于所述晶片60的直径，以避免从所述通孔21释放出的气体直接撞击在所述晶片60的局部区域，造成所述晶片60的上表面温度不均匀。在一实施例中，所述扩散器20的内径R1为150mm～190mm，所述扩散器20的外径R2为150mm～200mm。所述扩散器20与所述晶片60之间的垂直距离D为1mm～300mm。所述晶片60冷却后的温度为10～80℃。所述供气管50的数量至少为两个并对称设置在所述扩散器20上，以保证所述扩散器20内的气体流速均匀，每个所述通孔21处释放的气体流速大致相同，偏差值在一允许值范围内。
在另一实施例中，所述扩散器20上还设置有过滤件(图未示)，所述过滤件与所述通孔21对应，可以设置在所述通孔21内。所述过滤件用于过滤气体中的杂质的同时，可以减缓所述通孔21处的气体流速，减少由于气体流速造成的晶片损伤的可能。
实施例二
请参阅图5，实施例二的前置样品室与实施例一的前置样品室100大致相同，区别在于，所述扩散器30的形状与所述扩散器20的形状不同。所述扩散器30具有中空结构并与所述供气管50连通，所述扩散器30朝向所述晶片60的一侧大致为一平面32，该平面32与所述承载台10的上端面平行。实施例二中，所述平面32的形状大致为长方形，在其他实施例中，所述平面32的形状还可以是多边形、圆形等对称形状。多个通孔31呈圆形或椭圆形均匀分布在所述平面32上。所述多个通孔31组成的圆形直径大于或等于所述晶片60的直径。
实施例三
请参阅图6，实施例三的前置样品室与实施例二大致相同，区别在于，在实施例三中扩散器40上的通孔41阵列分布在平面42上。多个所述通孔41的阵列面积大于或等于所述晶片60的端面面积，使所述扩散器40释放的气体能均匀覆盖所述晶片60的整个端面，让所述晶片60能够被均匀加热或冷却。
实施例四
实施例四的前置样品室与实施例二大致相同，区别在于，实施例四的前置样品室包括至少一个所扩散器30。请参阅图7，所述扩散器30的数量为五个，多个所述扩散器30对称设置在所述晶片60上方，使所述晶片60被均匀加热或冷却。在其他实施例中，所述扩散器30还可以替换为扩散器20或扩散器40，所述扩散器30的数量也可以多于五个或少于五个，本申请不限定于此。
实施例五
请参阅图8，实施例五的前置样品室500与实施例一的前置样品室100大致相同，区别在于，所述前置样品室500还包括至少两个温度调控件70。所述温度调控件70对称设置在所述承载台10的周侧，用于释放气体以冷却或加热所述晶片60的周侧，使所述晶片60在厚度相对较大的情况下能够更好地达到均匀冷却或加热的效果。所述温度调控件70可以与所述供气管50连通，在另一实施例中，所述温度调控件70也可以另外为所述温度调控件70设置供气组件。
在一实施例中，请参阅图9，所述前置样品室500还包括一控制器80，用于控制所述扩散器20和所述温度调控件70的气体流速。所述供气管50内设置有流量调节阀门(图未示)，所述控制器80根据加热或冷却的预设参数控制所述流量调节阀门的开合，以控制所述扩散器20和所述温度调控件70的气体流速和气体流出的时间。
在另一实施例中，所述前置样品室500内还设置有温度传感器(图未示)，所述控制器80可以根据所述温度传感器的检测结果实时调整所述扩散器20和所述温度调控件70的气体流速，以达到更好的均匀冷却或加热效果。
本申请还提供一种晶片处理装置，所述晶片处理装置包括上述任一实施例所述的前置样品室。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种前置样品室，用于暂存晶片，并加热或冷却所述晶片，所述前置样品室包括：
承载台，所述晶片设置在所述承载台上，所述承载台能够加热或冷却所述晶片；
扩散器；和
供气管，用于提供气体以加热或冷却所述晶片；
其特征在于，所述扩散器设置于所述承载台的上方；
所述扩散器与所述供气管连通并设置于所述承载台的上方，所述扩散器朝向所述晶片的一侧均匀开设有多个通孔，所述供气管输送至所述扩散器中的气体从所述通孔流出，所述通孔的位置与所述晶片匹配。
2.如权利要求1所述的前置样品室，其特征在于，所述扩散器为环形管道，其直径大于或等于所述晶片的直径。
3.如权利要求2所述的前置样品室，其特征在于，所述晶片与所述扩散器之间的垂直距离为1mm～300mm。
4.如权利要求1所述的前置样品室，其特征在于，所述扩散器朝向所述晶片的一侧可以为一平面并与所述承载台的端面平行。
5.如权利要求4所述的前置样品室，其特征在于，所述多个通孔呈圆形或椭圆形分布在所述平面上。
6.如权利要求4所述的前置样品室，其特征在于，所述多个通孔阵列分布在所述平面上，阵列面积大于或等于所述晶片的面积。
7.如权利要求1所述的前置样品室，其特征在于，所述通孔内设置有过滤件。
8.如权利要求1所述的前置样品室，其特征在于，所述供气管的数量至少为两个并对称设置在所述扩散器上。
9.如权利要求1所述的前置样品室，其特征在于，所述扩散器的数量至少为一个，多个所述扩散器对称设置在所述晶片上方。
10.一种晶片处理装置，其特征在于，所述晶片处理装置包括权利要求1-9任一项所述的前置样品室。
CN201910876399.2A 2019-09-17 2019-09-17 前置样品室及晶片处理装置 Pending CN112522684A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910876399.2A CN112522684A (zh) 2019-09-17 2019-09-17 前置样品室及晶片处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910876399.2A CN112522684A (zh) 2019-09-17 2019-09-17 前置样品室及晶片处理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112522684A true CN112522684A (zh) 2021-03-19

Family

ID=74974698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910876399.2A Pending CN112522684A (zh) 2019-09-17 2019-09-17 前置样品室及晶片处理装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112522684A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1518063A (zh) * 2003-01-27 2004-08-04 ��ʽ���������Ƽ� 半导体晶片的处理装置
US20050011459A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Heng Liu Chemical vapor deposition reactor
CN1612296A (zh) * 2003-10-29 2005-05-04 三星电子株式会社 扩散系统
CN109585330A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 台湾积体电路制造股份有限公司 晶圆冷却系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1518063A (zh) * 2003-01-27 2004-08-04 ��ʽ���������Ƽ� 半导体晶片的处理装置
US20050011459A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Heng Liu Chemical vapor deposition reactor
CN1612296A (zh) * 2003-10-29 2005-05-04 三星电子株式会社 扩散系统
CN109585330A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 台湾积体电路制造股份有限公司 晶圆冷却系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯丽萍: "《薄膜技术与应用》", 29 February 2016 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI806986B (zh) 基材製程裝置及方法
KR102207673B1 (ko) 성막 장치, 성막 방법 및 단열 부재
TWI514445B (zh) 用於化學氣相沉積的裝置
TW202105650A (zh) 基板處理裝置
KR102455368B1 (ko) 처리 챔버를 위한 개선된 측면 주입 노즐 설계
KR101374442B1 (ko) 배치대 장치, 처리 장치, 온도 제어 방법 및 프로그램이 기억된 기억 매체
TW201910709A (zh) 用於立式爐之襯套與凸緣的組合件以及襯套及立式爐
US20220081767A1 (en) Half-angle nozzle
CN100593840C (zh) 热处理装置、加热器及其制造方法
JP6255267B2 (ja) 基板処理装置、加熱装置、天井断熱体及び半導体装置の製造方法
TWI647785B (zh) 恒定質量流多層次冷卻劑路徑之靜電式夾具
CN111952233A (zh) 边缘吹扫装置、基座系统及工艺腔室
TWI666350B (zh) 用於磊晶腔室的襯墊
US10840068B2 (en) Plasma spreading apparatus and method of spreading plasma in process ovens
KR101211551B1 (ko) 진공처리장치 및 진공처리방법
KR101466816B1 (ko) 히터 부재 및 그것을 갖는 기판 처리 장치
CN112522684A (zh) 前置样品室及晶片处理装置
KR102255315B1 (ko) 기판 처리장치 및 기판 처리방법
CN111834247B (zh) 冷却装置和半导体处理设备
JP2005209668A (ja) 基板処理装置
US20130284097A1 (en) Gas distribution module for insertion in lateral flow chambers
JP7383832B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法及びプログラム
CN115110064A (zh) 一种气体输入设备和气体输入方法
KR101585924B1 (ko) 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로
KR101450006B1 (ko) 기판처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210319

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication