CN115985815A - 一种双枚叶式半导体加工装置和半导体加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种双枚叶式半导体加工装置和半导体加工方法。半导体加工装置包括第一、第二加工结构，所述第一加工结构包括一用于放入目标基材的负载反应室、一用于排出所述目标基材的脱料反应室、多个脱气反应室；所述第二加工结构包括多个预清洗反应室和多个沉积反应室；冷却室结构，用于提供冷却水进行冷却处理；所述第一加工结构通过第一插板阀与所述冷却室结构连接；所述第二加工结构通过第二插板阀与所述冷却室结构连接；其中，所述第一插板阀和所述第二插板阀不同时开启。本申请提高了膜层沉积的质量，提升半导体产品的生产效率。

Description

一种双枚叶式半导体加工装置和半导体加工方法

技术领域

本申请涉及显示面板的驱动技术领域，具体涉及一种双枚叶式半导体加工装置和半导体加工方法。

背景技术

近年来，扇出型晶片级封装(FO-WLP)和扇出型面板级封装(FO-PLP)以其高度的异构集成能力、小的形状因子和降低的系统总成本在IC封装技术领域获得了广泛关注。随着TSMC的“InFO”(集成扇出)FO-WLP解决方案的大量采用，扇出型封装已从芯体扇出应用(例如基带，电源管理和RF收发器)转变为更高级的高密度扇出型应用。

如图1所示，目前应用于扇出型晶片级封装的PVD机台采用一个大枚叶式的结构，依次设计有Degas、Pre-clean、PVD chamber。其中，Degas chamber是将基材中吸附的H2O、有机溶剂祛除，放气过程中，可能会影响中间transfer chamber的真空度，进而造成PVDchamber的气流扰动，Degas chamber出的气体分子可能附着在chamber壁上，影响后续Pre-clean、PVD制程。Degas chamber容易产生particle，和process chamber组合在一个真空系统内，particle超标风险高。

发明内容

本申请实施例提供一种双枚叶式半导体加工装置和半导体加工方法，解决现有技术沉积质量低且效率不高的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种双枚叶式半导体加工装置，包括：

第一加工结构，所述第一加工结构包括一用于放入目标基材的负载反应室、一用于排出所述目标基材的脱料反应室、多个脱气反应室；

第二加工结构，所述第二加工结构包括多个预清洗反应室和多个沉积反应室；

冷却室结构，用于提供冷却水进行冷却处理；

所述第一加工结构通过第一插板阀与所述冷却室结构连接；

所述第二加工结构通过第二插板阀与所述冷却室结构连接；

其中，所述第一插板阀和所述第二插板阀不同时开启。

可选的，所述第一加工结构还包括：第一转运反应室；

所述负载反应室、所述脱料反应室、多个脱气反应室环绕设于所述第一转运反应室的四周。

可选的，所述第二加工结构还包括：第二转运反应室；

所述多个预清洗反应室和多个沉积反应室环绕设于所述第二转运反应室的四周；所述多个沉积反应室之间的沉积膜层不同。

可选的，所述第一加工结构内负载反应室、脱料反应室、脱气反应室的真空度小于所述第二加工结构内预清洗反应室和沉积反应室的真空度。

可选的，所述第一加工结构包括多个第一备用反应室，所述第二加工结构包括多个第二备用反应室，所述第一备用反应室和所述第二备用反应室用于沉积、蚀刻、退火、预清洗、金属或金属氧化物的去除。

可选的，所述脱气反应室多层结构以存放至少两片所述目标基材。

可选的，所述冷却室结构为多层结构以存放至少两片所述目标基材。

第二方面，本申请实施例还提供一种半导体加工方法，应用所述的双枚叶式半导体加工装置，包括步骤：

从负载反应室中获取所述目标基材；

通过脱气反应室和冷却室结构依次对所述目标基材依次进行脱气处理、冷却处理；

通过预清洗反应室和沉积反应室对所述目标基材进行预清洗处理和沉积处理；

通过所述冷却室结构和依次对所述目标基材进行冷却处理；

从脱料反应室中取出所述目标基材。

可选的，所述通过脱气反应室和冷却室结构依次对所述目标基材依次进行脱气处理、冷却处理包括步骤：

通过所述脱气反应室对所述目标基材进行脱气处理后，打开与第一转运反应室连接的第一插板阀以将所述目标基材传输至所述冷却室结构内，关闭所述第一插拔阀对所述目标基材进行冷却处理；

所述通过预清洗反应室和沉积反应室对所述目标基材进行预清洗处理和沉积处理包括步骤：

打开与第二转运反应室连接的第二插板阀以将所述目标基材传输至所述预清洗反应室内，关闭所述第二插拔阀并对所述目标基材至进行预清洗处理；

将所述目标基材传输至第一沉积反应室内以对所述目标基材进行第一次沉积处理，将所述目标基材传输至第二沉积反应室内以对所述目标基材进行第二次沉积处理以在所述目标基材上依次沉积不同膜层。

可选的，所述通过所述冷却室结构和依次对所述目标基材进行冷却处理包括步骤：

打开所述第二插板阀以将所述目标基材传输至所述冷却室结构内，关闭所述第二插拔阀对所述目标基材进行冷却处理。

本申请实施例提供了一种双枚叶式半导体加工装置和半导体加工方法，本申请通过第一加工结构中的脱气反应室对目标基材进行脱气处理，通过第二加工结构中的预清洗反应室对目标基材进行预清洗处理，以及第二加工结构中的沉积反应室对目标基材进行沉积处理，由于第一加工结构和第二加工结构相互独立，因此，能够改善脱气污染危险，降低粒子超量风险，提高基材的膜层沉积质量。此外，由于第一加工结构与第二加工结构之间通过冷却室结构连接，脱气完成后对基材进行降温再进行后续制程，避免了高温后直接预清洗对基材的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是单枚叶式半导体加工装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的双枚叶式半导体加工装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的双枚叶式半导体加工装置进行加工从第一加工结构移动至冷却室结构后再移动至第二加工结构的第一插板阀和第二插板阀的状态示意图；

图4是本申请实施例提供的双枚叶式半导体加工装置的产品结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。

在本文描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

可以理解的是，本文描述中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示其“在”某物“上”且其间没有居间特征或层(即直接在某物上)的含义，而且还包括“在”某物“上”且其间有居间特征或层的含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。“多个”的含义是两个或两个以上。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

常规应用于扇出式芯片封装的PVD机台如图1所示，采用一个大枚叶式的结构，依次设计有Degas chamber(下文统一称为脱气反应室或者排气反应室)、Pre-clean chamber(下文统一称为预清洗反应室或者预清理反应室)、PVD chamber(下文统一称为沉积反应室)分别环绕transfer chamber(下文统一称为转运反应室)设置，其中，脱气反应室用来将目标基材中所吸附的H2O、有机溶剂祛除。由于图1中Degas 1、Degas 2、Pre-clean 1、Pre-clean 2、PVD1和PVD2依次顺序设置，因此，脱气反应室(Degas 1、Degas 2)在放气过程中，可能会影响到中间的transfer chamber转运反应室内的真空度，进而造成PVD chamber的气流扰动。脱气反应室(Degas 1、Degas 2)中排出的气体分子可能附着在转运反应室的内壁上，气体分子的超标风险高，也容易影响后续Pre-clean、PVD制程。另外，由于一个大枚叶式的结构中设有6个反应室同时由一个真空泵提供真空环境，工作效率低无法高效进行基材处理。上述PVD机台的真空反应室通常会维持在高温及高真空状态；如生产过程中PVD机台出现异常，需要工作人员观测真空反应室内的腔体情况及腔体内的基材情况时，工作人员要对PVD机台进行停机降温操作，然后打开真空反应室的腔体才能进行观测操作。这个过程耗时较长，且观测完毕后还需要进行升温抽真空等一系列复机动作，从而影响生产效率，造成不必要的产能浪费。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

请参阅图2和图4，本申请实施例提供一种双枚叶式半导体加工装置。

第一加工结构10，所述第一加工结构10包括一用于放入目标基材的负载反应室11、一用于排出所述目标基材的脱料反应室12、多个脱气反应室；

具体的，脱气反应室是在真空环境下进行脱气处理。基材当置放于真空环境中时呈除气(out-gassing)状态，在该除气状态期间，气体物质会由基材发出，此气体物质可能会污染处理装置和基材本身的部分。放置于真空环境时呈除气状态的基材可具有许多形式。在第一实施例中，该基材是一半导体晶圆，其包含一有机材料层。例如，该有机材料包含一聚亚酰胺层，其形成于该半导体晶圆的前表面上，该半导体晶圆是一硅晶圆。目标基材置放于一脱气反应室的腔室内，并被加热至温度T1以及被真空泵所抽气，以移除由目标基材所发出的气体物质至腔室之外。或者，在抽气时，可应用一气流于此目标基材，以增加移除率。

示例性的，以一半导体基材作为目标基材来说明，并提供目标基材的位置资料给脱气反应室中的机械手臂，让机械手臂得以精确地抓取目标基材到脱气反应室中进行除气(de-gas)工艺，其中该除气工艺可以是通过热处理或是电浆处理将湿气去除。例如，在200℃下真空除气30秒，在200℃下真空除气5分钟。

优选的，本申请脱气反应室内对目标基材进行的脱气处理可建立一平衡，亦即在温度T1的真空环境下该目标基材的整体持续地产生气体物质，并被持续地抽出。

优选的，在进行除气工艺之前以及当除气工艺完成后，分别对目标基材进行介电常数值测量，再比较除气前与除气后的介电常数值，即可得知介电常数值的变化，进而获知除气成效。

第二加工结构20，所述第二加工结构20包括多个预清洗反应室和多个沉积反应室；

具体的，PVD(PhysicalVaporDeposition：物理气相沉积)是指在真空条件下，采用中电压、大电流的电弧放电技术电离气体产生离子，利用电场的加速作用产生更多的离子，在电场和负电压的作用下使离子轰击靶材，将被轰击下的物质沉积在工件上。与CVD工艺相比，PVD工艺处理温度低，且对环境无不利影响，PVD工艺一般都是在PVD反应室中进行。

其中，预清除或者预清洗工艺过程可形成来自一种或多种反应性气体的等离子体的自由基，例如氩气、氦气、氢气、氮气、含氟化合物及其组合。例如，反应性气体可包括氩气(Ar)，或四氟化碳(CF4)和氧气(O2)的混合物，或氦气(He)和三氟化氮(NF3)的混合物。更优选地，反应性气体是氩气。

冷却室结构30，用于提供冷却水进行冷却处理；

具体的，如图3所示，冷却室结构30设置有与第一插板阀40配套设置的第一插销41，以及设置于与第二插板阀50配套设置的第二插销42。因为制程时间较长，第一加工结构10中设置有多个脱气反应室，第二加工结构20中设置有多个预清洗反应室和多个沉积反应室，这样，在制程期间可以任意选定处于空闲状态的反应室，减少反应室执行脱气处理或预清洗处理的等待时间，从而提升半导体产品的生产效率。

所述第一加工结构10通过第一插板阀40与所述冷却室结构30连接；

所述第二加工结构20通过第二插板阀50与所述冷却室结构30连接；

其中，所述第一插板阀40和所述第二插板阀50不同时开启。

具体的，如图3所示，目标基材在放置于真空环境时呈除气状态。将目标基材放置于真空环境，通过将该目标基材加热至一温度T1，并移除由该目标基材所发出的气体物质来执行除气处理。之后，打开第一插板阀40且关闭第二插板阀50，让目标基材从脱气反应室移动传送至冷却室结构30内，然后同时关闭第一插板阀40和第二插板阀50以让该目标基材在冷却室结构30内降低至温度T2使得目标基材被冷却处理。这样，通过冷却室结构30随后将目标基材的温度降低至T2，在温度T2环境下进一步处理该目标基材，可以避免升高温度而再次增加除气率。

然后，关闭第一插板阀40且打开第二插板阀50，让目标基材从冷却室结构30内移动传送至第二加工结构20中的预清洗反应室内，以通过预清洗反应室对冷却后的目标基材进行预清洗处理。之后，再将目标基材从预清洗反应室移动传送至第二加工结构20中的沉积反应室内，以通过沉积反应室对清洗处理后的目标基材依次进行多次沉积处理，直到该目标基材被含有金属的多层薄膜所覆盖为止。

本申请设计的双枚叶式半导体加工装置，将Degas chamber(即本申请的脱气反应室)和PVD chamber(即本申请的沉积反应室)、Pre-clean chamber(即本申请的预清洗反应室)分开。两个加工结构(即本申请的第一加工结构10和第二加工结构20)由coolingchamber(即本申请的冷却室结构30)相连，cooling chamber设计有两个插板阀，第一加工结构10的第一机械臂robot1将插板阀1打开，插板阀2关闭以让目标基材从第一加工结构10中的脱气反应室内移动传送至冷却室结构30内。第二加工结构20的第二机械臂robot2将插板阀1关闭，插板阀2打开以让目标基材从冷却室结构30内移动传送至第二加工结构20中的预清洗反应室内，如此保证了双枚叶式半导体加工装置的真空系统的稳定性。

在本申请的一些实施例中，所述第一加工结构10还包括：第一转运反应室；

所述负载反应室11、所述脱料反应室12、多个脱气反应室环绕设于所述第一转运反应室的四周。

具体的，如图2所示，负载反应室11、脱料反应室12、多个脱气反应室环绕设于所述第一转运反应室的四周，并且，所述负载反应室11与所述脱料反应室12相邻，且所述多个脱气反应室的一部分设于靠近所述负载反应室11的一侧，所述多个脱气反应室的另一部分设于靠近所述脱料反应室12的一侧。其中，多个脱气反应室的功能作用相同。假设脱气反应室的数量为两个，脱料反应室12与负载反应室11相邻，第一脱气反应室131与脱料反应室12相邻，第二脱气反应室132与负载反应室11相邻且与第一脱气反应室131相对设置，即如图2所示，第二脱气反应室132、负载反应室11、脱料反应室12、第一脱气反应室131环绕第一转运反应室依次顺序设置。

在本申请的一些实施例中，所述第二加工结构20还包括：第二转运反应室；

所述多个预清洗反应室和多个沉积反应室环绕设于所述第二转运反应室的四周；所述多个沉积反应室之间的沉积膜层不同。

具体的，如图2所示，多个预清洗反应室和多个沉积反应室环绕设于所述第二转运反应室的四周，并且，多个预清洗反应室相邻且位于所述第二转运反应室的一侧，所述多个沉积反应室相邻且位于所述第二转运反应室的另一侧，也就是说，多个预清洗反应室与多个沉积反应室相对设。例如，假设预清洗反应室和沉积反应室的数量为均两个，如图2所示，第一预清洗反应室211、第二预清洗反应室212、第一沉积反应室221、第二沉积环绕第一转运反应室依次顺序设置。

在本申请的一些实施例中，所述第一加工结构10内负载反应室11、脱料反应室12、脱气反应室的真空度小于所述第二加工结构20内预清洗反应室和沉积反应室的真空度。

在本申请的一些实施例中，所述第一加工结构10包括多个第一备用反应室，所述第二加工结构20包括多个第二备用反应室，所述第一备用反应室和所述第二备用反应室用于沉积、蚀刻、退火、预清洗、金属或金属氧化物的去除。

在一些实施例中，多个第一备用反应室经耦接到第一转送反应室，多个第二备用反应室经耦接到第二转送反应室。多个第一备用反应室和多个第二备用反应室可用于执行任何与目标基材相关的处理，如退火、化学气相沉积、物理气相沉积、磊晶处理、蚀刻处理、热氧化或热氮化制程及脱气等。

在本申请的一些实施例中，所述脱气反应室多层结构以存放至少两片所述目标目标基材。

在本申请的一些实施例中，所述冷却室结构30为多层结构以存放至少两片所述目标目标基材。

具体的，本申请设计的是双枚叶式半导体加工装置，将Degas chamber和PVDchamber、Pre-clean chamber分开。两个加工结构由cooling chamber相连，coolingchamber设计有多层，可以存放≥2片目标基材，且设计有两个插板阀，robot1往里取放片时，插板阀1打开，插板阀2关闭；robot往cooling取放片时，插板阀1关闭，插板阀2打开，如此保证了process chamber加工结构真空系统的稳定性。

本申请设计的双枚叶式镀膜装置，有两个transfer chamber，将有污染风险的Degas chamber与PVD、Pre-cleanchamber隔离开，应用于扇出式芯片封装，a.保证了真空系统的独立性，可以改善常规单加工结构存在的Degas污染风险、particle超量风险，提高了PVD膜层沉积质量，b.两个robot独立运行，提升了设备的生产效率；c.相比大尺寸单加工结构，设备宽度变小，相同chamber数的前提下占地更小；d.robot尺寸变小，手臂悬空长度变短，取放片精度提升，e.只有里面的制程反应室需要高真空，外面的反应室低真空即可，节约分子泵、冷泵等高真空泵成本；f.Degas腔完成后目标基材传送至cooling腔，目标基材降温后再进行后续制程，避免了高温对Pre-clean的影响。

两个枚叶式真空结构中间由cooling chamber连接，cooling chamber设计有多层，可以存放≥2片目标基材。本申请的cooling chamber设计有两个插板阀，robot取放片时一个插板阀开，另一个插板阀关闭，保证两个transfer chamber空间上不连通。本申请实施例中，枚叶式结构内的chamber类型，包括但不限定为Degas、PVD、CVD、Pre-clean、dryetch(即干法刻蚀)等。

本申请实施例中，双枚叶式半导体加工装置的真空需求存在差异，第一个枚叶式即第一加工结构10只需要低真空，配置有普通机械泵或者干泵粗抽即可；第二个加工结构即第二加工结构20需求高真空，配置粗抽的机械泵或干泵，高真空抽取的涡轮分子泵和冷泵。

本申请实施例中，Degas chamber的基片台可以设计成一层，也可以根据制程需求设计成多层，具体不做限定。

本申请实施例中，双枚叶式半导体加工装置应用领域包括但不限定为芯片封装、芯片制造、面板、太阳能等领域。

本申请实施例还提供一种半导体加工方法，应用于图2所示的双枚叶式半导体加工装置，包括步骤：

S100、从负载反应室11中获取所述目标基材；

S200、通过脱气反应室和冷却室结构30依次对所述目标基材依次进行脱气处理、冷却处理；

S300、通过预清洗反应室和沉积反应室对所述目标基材进行预清洗处理和沉积处理；

S400、通过所述冷却室结构30和依次对所述目标基材进行冷却处理；

S500、从脱料反应室12中取出所述目标基材。

具体的，设计双枚叶式半导体加工装置，将Degas chamber和PVDchamber、Pre-cleanchamber在空间上分开；两个加工结构由cooling chamber相连，cooling chamber设计有多层，可以存放≥2片基材，且设计有两个插板阀，

robot1往里取放片时，插板阀1打开，插板阀2关闭；robot2往cooling取放片时，插板阀1关闭，插板阀2打开，如此保证了processchamber加工结构真空系统的稳定性。工作时基材动作逻辑Load→Degas(选定处于空闲状态的脱气反应室Degas1或Degas2)→cooling→Pre-clean(选定处于空闲状态的脱气反应室Pre-clean1或Pre-clean2)→PVD1→PVD2，传送由两个真空robot完成，其中2个Degas和2个Pre-cleanchamber为相同功能chamber，PVD1和PVD2为不同膜层沉积chamber；PVD镀膜完成后基材动作逻辑PVD2→cooling→unload。

在本申请的一些实施例中，所述通过脱气反应室和冷却室结构30依次对所述目标基材依次进行脱气处理、冷却处理包括步骤：

通过所述脱气反应室对所述目标基材进行脱气处理后，打开与第一转运反应室连接的第一插板阀40以将所述目标基材传输至所述冷却室结构30内，关闭所述第一插拔阀对所述目标基材进行冷却处理；

所述通过预清洗反应室和沉积反应室对所述目标基材进行预清洗处理和沉积处理包括步骤：

打开与第二转运反应室连接的第二插板阀50以将所述目标基材传输至所述预清洗反应室内，关闭所述第二插拔阀并对所述目标基材至进行预清洗处理；

将所述目标基材传输至第一沉积反应室221内以对所述目标基材进行第一次沉积处理，将所述目标基材传输至第二沉积反应室222内以对所述目标基材进行第二次沉积处理以在所述目标基材上依次沉积不同膜层。

在本申请的一些实施例中，所述通过所述冷却室结构30和依次对所述目标基材进行冷却处理包括步骤：

打开所述第二插板阀50以将所述目标基材传输至所述冷却室结构30内，关闭所述第二插拔阀对所述目标基材进行冷却处理。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

第一加工结构10及第二加工结构20保持真空条件，同时允许目标基材在第一转送反应室及第二转送反应室之间传送。第一转送反应室具有机器人传送机构(例如机械臂，图中未示出)，以在负载反应室11、脱料反应室12、多个脱气反应室及冷却室结构30之间传送目标基材。同理，第二转送反应室同样具有机器人传送机构(例如机械臂，图中未示出)，以在多个预清洗反应室、多个沉积反应室及冷却室结构30之间传送目标基材。

在操作中，目标基材从容器运送到负载反应室11。第一转送反应室内的机器人传送机构一次一个地将目标基材自负载反应室11传送至脱气反应室，在脱气反应室执行脱气处理。一旦对目标基材进行脱气处理后，打开第一插板阀40且关闭第二插板阀50，通过第一转送反应室内的机器人传送机构将目标基材从脱气反应室移动传送至冷却室结构30内，然后同时关闭第一插板阀40和第二插板阀50以让该目标基材在冷却室结构30内降低至温度T2使得目标基材被冷却处理。这样，通过冷却室结构30随后将目标基材的温度降低至T2，在温度T2环境下进一步处理该目标基材，可以避免升高温度而再次增加除气率。然后，关闭第一插板阀40且打开第二插板阀50，让目标基材从冷却室结构30内移动传送至第二加工结构20中的预清洗反应室内，以通过预清洗反应室对冷却后的目标基材进行预清洗处理，以从目标基材表面移除氧化物，一旦从目标基材表面移除了氧化物，再藉由设置在第二转送反应室内的机器人传送机构将清洗过的目标基材从预清洗反应室传送到一或多个沉积反应室。在任一情况下，接着一或多个沉积反应室可包括磊晶处理反应室、PVD反应室等，其中一或多个沉积反应室执行层形成处理(如磊晶沉积、金属膜层沉积等)。这样，将目标基材从预清洗反应室移动传送至第二加工结构20中的沉积反应室内，以通过沉积反应室对清洗处理后的目标基材依次进行多次沉积处理，直到该目标基材被含有金属的多层薄膜所覆盖为止。在完成一或多个沉积反应室中的处理之后，设置在第二转送反应室内的机器人传送机构就将目标基材从一或多个沉积反应室中的任一者移动传送到脱料反应室12，通过脱料反应室12将目标基材从真空处理系统中取出。因第一加工结构10和第二加工结构20具有各自独立的真空系统，因此，当目标基材在各个反应室之间传送时不会破坏真空，这降低了污染的可能性并改善了沉积膜层的质量。应该理解的是，本申请系为了说明目的描述了目标基材的移动，本申请还可以根据期望的排序程序来排程目标基材的移动，可根据应用而变化该排序程序。

本申请工作时目标基材动作逻辑Load→Degas(degas1或degas2)→cooling→Pre-clean(pre-clean1或pre-clean2)→PVD1→PVD2，传送由两个真空robot完成，其中2个Degas和2个Pre-cleanchamber为相同功能chamber，PVD1和PVD2为不同膜层沉积chamber。PVD镀膜完成后目标基材动作逻辑PVD2→cooling→unload。

本申请保证了process chamber真空系统的独立性，可以改善常规单加工结构存在的degas污染风险、particle超量风险，提高了PVD膜层沉积质量。.两个robot独立运行，提升了设备的生产效率。本申请相比大尺寸单加工结构，

设备宽度变小，相同chamber数的前提下占地更小。而且，机械臂的尺寸变小，5手臂悬空长度变短，取放片精度提升。本申请中只有里面的制程腔室需要高真

空，外面的degas腔室低真空即可，节约分子泵、冷泵等高真空泵成本。最重要的是，本申请的degas腔完成后基板传送至cooling腔，基板降温后再进行后续制程，避免了高温对pre-clean制程的影响。

以上对本申请实施例所提供的一种双枚叶式半导体加工装置和半导体加工0方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行

了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双枚叶式半导体加工装置，其特征在于，包括：

第一加工结构，所述第一加工结构包括一用于放入目标基材的负载反应室、一用于排出所述目标基材的脱料反应室、多个脱气反应室；

第二加工结构，所述第二加工结构包括多个预清洗反应室和多个沉积反应室；

冷却室结构，用于提供冷却水进行冷却处理；

所述第一加工结构通过第一插板阀与所述冷却室结构连接；

所述第二加工结构通过第二插板阀与所述冷却室结构连接；

其中，所述第一插板阀和所述第二插板阀不同时开启。

2.根据权利要求1所述的双枚叶式半导体加工装置，其特征在于，所述第一加工结构还包括：第一转运反应室；

所述负载反应室、所述脱料反应室、多个脱气反应室环绕设于所述第一转运反应室的四周。

3.根据权利要求2所述的双枚叶式半导体加工装置，其特征在于，所述第二加工结构还包括：第二转运反应室；

所述多个预清洗反应室和多个沉积反应室环绕设于所述第二转运反应室的四周；所述多个沉积反应室之间的沉积膜层不同。

4.根据权利要求3所述的双枚叶式半导体加工装置，其特征在于，所述第一加工结构内负载反应室、脱料反应室、脱气反应室的真空度小于所述第二加工结构内预清洗反应室和沉积反应室的真空度。

5.根据权利要求1所述的双枚叶式半导体加工装置，其特征在于，所述第一加工结构包括多个第一备用反应室，所述第二加工结构包括多个第二备用反应室，所述第一备用反应室和所述第二备用反应室用于沉积、蚀刻、退火、预清洗、金属或金属氧化物的去除。

6.根据权利要求1所述的双枚叶式半导体加工装置，其特征在于，所述脱气反应室多层结构以存放至少两片所述目标基材。

7.根据权利要求1-6任一项所述的双枚叶式半导体加工装置，其特征在于，所述冷却室结构为多层结构以存放至少两片所述目标基材。

8.一种半导体加工方法，其特征在于，应用权利要求1-7任一项所述的双枚叶式半导体加工装置，包括步骤：

从负载反应室中获取所述目标基材；

通过脱气反应室和冷却室结构依次对所述目标基材依次进行脱气处理、冷却处理；

通过预清洗反应室和沉积反应室对所述目标基材进行预清洗处理和沉积处理；

通过所述冷却室结构和依次对所述目标基材进行冷却处理；

从脱料反应室中取出所述目标基材。

9.根据权利要求8所述的半导体加工方法，其特征在于，所述通过脱气反应室和冷却室结构依次对所述目标基材依次进行脱气处理、冷却处理包括步骤：

通过所述脱气反应室对所述目标基材进行脱气处理后，打开与第一转运反应室连接的第一插板阀以将所述目标基材传输至所述冷却室结构内，关闭所述第一插拔阀对所述目标基材进行冷却处理；

所述通过预清洗反应室和沉积反应室对所述目标基材进行预清洗处理和沉积处理包括步骤：

打开与第二转运反应室连接的第二插板阀以将所述目标基材传输至所述预清洗反应室内，关闭所述第二插拔阀并对所述目标基材至进行预清洗处理；

将所述目标基材传输至第一沉积反应室内以对所述目标基材进行第一次沉积处理，将所述目标基材传输至第二沉积反应室内以对所述目标基材进行第二次沉积处理以在所述目标基材上依次沉积不同膜层。

10.根据权利要求9所述的的半导体加工方法，其特征在于，所述通过所述冷却室结构和依次对所述目标基材进行冷却处理包括步骤：

打开所述第二插板阀以将所述目标基材传输至所述冷却室结构内，关闭所述第二插拔阀对所述目标基材进行冷却处理。

Images