TW200901354A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents

Description

200901354 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種半導體製造裝置，且更具體言之係 關於-種维護或修理容易以使得由於基座之高溫可快速降 低而可提尚製造效率之半導體製造裝置。 本發明係關於-種半導體製造裝置，其由於用於加熱 +導體之加熱器由外部加熱裝置加熱而可提高製造效率。 【先前技術】 包括半導體製造裝置之基座係由加熱器加熱以使得液 晶顯示器可維持預定溫度之裝置，其用於LCD CVD之梦 程中。 衣 近來LCD面板之尺寸變大，且因此，LCD基座之尺 寸擴大至超過2米。因此，為了容易地執行對設備之維護 及修理，必須快速降低基座之溫度。 ★近來，若基座需要自325t降低至10(rc，則分別對於 第5代基座需8小時，對於第6代基座需12小時’對於 第7代基座需18小時。因此，lcd面板之尺寸越大，用 於降低溫度之時間越長。 基座之溫度不能快速地降低導致由於維護或修理困難 而降低了生產率且增加了成本。 此外，用於在製造半導體之製程期間加熱半導體之金 屬加熱器具有以下問題：表面被用於在高溫下原位清潔製 私（使用預定週期而用於清潔設備之步驟及用於減少清潔 200901354 日守間之方法）中之氣體的氟離子腐蝕。 此外，當使用氮化鋁加熱器時，熱衝擊非常強，且因 此其可能在製程期間或在溫度上升或下降時破損。 此外，由於ALN加熱器非常昂貴而可導致成本上升。 上逑問題導致在用於在高溫下製造半導體之製程期門 出現異物’因為不能應用原位CLN (清潔）方法。此外: 由於腔及加熱器直接應用原位CLN進而導致時間損失 以降低了生產率. r 為了解決上述問題，建議使用ALN加熱器來替代金屬 加熱器，然而’由於ALN加熱器非常昂貴而導致成本增加 且其使用期限可能變短。 【發明内容】 已毛明本發明來克服上述問題，本發明之 於LCD CVD之奥栽夕苴严 一 I枉之基座之溫度可快速降低，使得可提 Q 尚生產率且可降低成本。 本發明之另一目的在於藉由外部加熱部件來加熱用於 加熱半導體之加熱器，使得可提高生產率。 為了實現上述目的’本發明提供—種半導體製造裝置， 其包含：一基座主體；一低 扣尸 循衣型冷卻管，其用於循環冷卻 工氧，其具有用於自外部供庫 1，、應虞置將冷部空氣供應至基座 王體的一入口，及用於將央 肝术自入口而在整個基座主體中循 畏之冷卻空氣排出的一出口 . w ，及一加熱器，其用於加熱主 肢以保持LCD之溫度，苴中 中該加熱器安置在主體之最低 6 200901354 部’藉由一第一罩蓋而不會接觸到冷卻管，其中該冷卻管 安置在用於覆蓋加熱器之第一罩蓋之上部，且經安置以順 應加熱器之位置，其中該冷卻管經安置以由一第二罩蓋覆 蓋，其中該第二罩蓋經安置而在其上具有一第三蓋罩，以 防止在冷卻管中循環之冷卻空氣的溫度由於加熱器之操作 而快速上升。 冷卻管由銅（Cu )或不鏽鋼（Sus )製成，因此熱傳 遞及抗腐蝕性及耐熱性質良好，且由於其安置在基座之主 體中且加熱器安置在其下方而不存在磁性。 冷卻管並不限制其外部形狀及用於流動冷卻空氣之線 路’且其中冷卻空氣係無害氣體、He、pcw (製程冷卻空 氣）及Galden等物質中的一種。 基座不包含冷郃官，使得冷卻空氣直接在第二蓋罩中 循環。 其包含 處理腔 製程； 出現的 理腔中 真空管 —隔離 導體； 力σ熱部

C 了實現上述目的，本發明提供一種半導體製造裝置， :-喷頭’其用於供應用於製造半導體之氣體；一 ’其用於使用來自噴頭之氣體來執行製造半導體之 -真空管線’其用於排出在製造半導體之製程期間 氣體，-乾職，其用於抽吸空氣以將膜沈積至處 之半導體（PE-CVD製程）；-節流閱，其附接在 線處以控制自處理腔流人真空管線之空氣的壓力； 閘門閥·’ -加熱部件’其安置在處理腔中以加熱半 外4加熱口 [M牛’其用於將加熱氣體供應至腔中之 件；以及一氣體供庫哭，甘 愿。。其用於將氣體供應至外部 7 200901354 加熱部件。 外部加熱部件具有··一 應器供應之氣體.、^"/、、一其用於加熱自氣體供 熱之氣體之溫度.以另,^ 、工制加熱斋所加 又，以及一加熱氣體流動管 熱氣體供應至加熱部件。 、· /、用於將加 自外部加熱部件供應至加熱 之惰性氣體或空氣，目^ # ?之矾體係例如N2、He — 由加熱器在外部加埶邱杜击如 且藉由溫度控制器控 …、σ σ…、， 加熱部件由材料2 卜⑶代的範圍。 千由材科ALN、Sus、英离 製成。 央同鏢（Jncone〗）及齣 加熱邛件在其流動線 加熱部件# I 处八有，皿度感測裝置。 、制其外部形狀及線路形狀。 【實施方式】 如圖1至圖3中所八、 _ 循環冷卻空氣之循環晶顯示器基座1G包含一用於 保持L⑶之溫度的加：;：甘2〇及—用於加熱主體U以 —入口 21，其用於ή 1 ’其中循環型冷卻管2〇具有： 、用於自未圖 應至基座主體u .及 之外部供應裝置將冷卻空氣供 整個基座主體ntWriL出口 22，其用於將來自入口 21在 加熱d:之冷卻空氣排出。 而不會接觸冷卻管2〇。a之最低部藉由一第一蓋罩31 3〇之第一荖罟>部管20安置在用於覆蓋加熱器 弟盍罩31的上部， 置。 五經女置以順應加熱器30之位 200901354 冷卻管20經安置由一第二蓋罩32礓笛 # 千復盖。第二蓋罩3 2 經安置而在其上具有一第三蓋罩33， 以防止在冷卻管20 中循環之冷卻空氣的溫度由於加執考 ·、、、益30之操作而快速上 升。 如圖4中所示之冷卻管2〇並不 +丨良制其外部形狀及用於 流動冷卻空氣之線路（例如圓形或方、 尺万Φ)，且經安置而具 有分離之為管形狀的入口 21及出口 人1 在圖4中展示方 形之冷卻管20。 冷卻管20由銅（Cu)或不鏽鋼（sus)製成，因此敎 傳遞及抗腐蝕性及耐熱性質良好，且由於其安置在基座W 之主體U中且加熱器30安置在其下方而不存在磁 具有上述結構之本發明在藉由自外部供應裝置穿過入 口 2 1供應冷卻空氣（例如益空翁辦 X。巩體、He、PCW (製程冷 卻空氣）及Galden之冷卻物質）的# σ . 貝J的處理之後在以下狀況時

操作：在加熱器30操作以伴拉T 保符LCD之溫度的同時出現例 如過熱之異常狀態時·及雹 ^次而要對设備進行維護或修理時。 因此’冷卻空氣藉由冷卻 | ζ υ在基座丨〇中循環，使 得基座1 0之溫度降低。在循f 、 _ 倨衣以降低基座10之溫度之後， 冷卻空氣穿過出口 22排出。 因為第—蓋罩31將來自加熱器30之熱量與冷卻空氣 ㈣’所以防止在冷卻管2〇中流動之冷卻空氣的溫度快 速上升。亦由於覆蓋冷卻管 S 20之弟二蓋罩32及第三蓋罩 33隔離了外部空氣而防 t ~郃空軋的溫度快速上升。因 此，基座10之溫度可快逮降低。 200901354 在藉由冷卻空氣在冷卻管20中流動而降低基座1〇之 溫度之後，執行對設備之維護或修理。 同時，本發明之基座10可不包含冷卻管20。在此狀 況下，冷卻空氣直接在第二蓋罩32中循環。即，第二蓋 罩32用以替代冷卻管20來循環冷卻空氣。 詳細描述本發明之另一實施例 如圖5及圖6中所示，根據本發明之半導體製造裝置 包含：-噴頭4〇,其用於供應用以製造半導體（晶圓）之 氣體；-處理腔50,其用於使用來自喷頭4〇之氣體來執 行^造半導體之製程真空管線（管）6Q，其用於排出 在製造半導體之製程期間出現的氣體；乾燥泵7〇，其用於 ,吸空氣以將膜沈積至處理腔5"之半導體⑽⑽製 矛王—節流閥61，其附接在直介其持^上 理妒 -附接在真工吕線60處以控制自處 62 •广真空官線6〇中之空氣的屢力’·-隔離閉門閥 W ’一加熱部件8〇，其安置在虛

U 一 八女置在處理腔50中以加熱半導體； ’’、、邛件9〇，其用於將加熱氣體供應至腔5〇中之 ^熱^牛8〇 ;及一氣體供應器100，其用於將氣體供應至 外部加熱部件9〇。 體供應至 之氣體卜之^熱部件％具有用於加熱自氣體供應器100供應 ' 加熱器1 02及用於控制力σ埶1 02所Λ埶夕^ 體：的-溫度控制器103。 ‘，，、"2所加熱之- 熱部件80卜13加熱部件90具有用於將加熱氣體供應至加 自 之一加熱氣體流動管線1 1 1。 卜。P加熱部件90供應至加熱部件8〇之氣體係例如 200901354 生氣體或空氣，且由加熱器1 02纟外部加熱 9〇。中加熱’且經由溫度控制器103控制以具有5(TC 〜1，200C的範圍。 出力IS件⑼由材料ALN製成，且具有用於循環及排 細 自外 熱部件90之加熱氣體）的一 經加熱乳體流動線路113。 此外’加熱部件8〇在苴户動 在，、机動線路113及加熱部件8〇 處具有^度感測裝置 ^ ^ . 15，以用於感測循環經加熱

乳體之加熱部件80的、、西庠 m lL 俗片、日,、 的，皿度。因此，溫度控制器103基於 的溫度。 Γ丨加熟邛件％所加熱之加熱氣體 此外’加熱部件80由材料Sus、英高鎳 現在’將解釋«本發明之具有上述結構 & 造裝置之操作。 干V篮展 半導=Γ=40供應至處理腔5°的同時執行製造 程期間在腔制在製造半導體之製 軋體的壓力，且經由真空普娩α :出該氣體。經由…抽吸將膜沈積在腔5。中:製1 之"體上。即，對半導體執行pE_cvD製程。“ 此時，自外部加熱部件9〇經由管'線iu供 氣體在加熱部件80之線路113中循環（流動=熱 導體被加熱。在㈣113中循環 传丰 部。 ‘、、、乳體破排出至外

同時’如圖7a至圖7f中所千，石批A 宁所不’加熱部件80並不限制 11 200901354 其形狀，例如圓形或方形。然而，加熱部件8〇之形狀應 基於自外部加熱部件9〇供應之經加熱氣體之溫度或持續 時間來設計，使得加熱溫度係恆定的。 即線路I13基於半導體之溫度根據製程而不等而具 有不同形狀以維持特定溫度。 〃 本發明具有以下優點。 第 因為基座之溫度可藉由冷卻空氣在冷卻管中流 動而快速降低’所韓護或修理係以的。 Μ 第二’因為對設備之維護或修理容易，所以成本可降 低且生產率可提高。 , 口為、、星由外部加熱部件來加熱由抗氟之氮化鋁 製成之加熱器，所以生產率可提高。 【圖式簡單說明】 之液晶顯不 圖1係用於根據本發明之半導體製造裝置 器之後視圖； 圖2係圖1之平面視圖； 圖3係圖1之截面視圖； 圖4係根據本發明之另—本—/丨 圖； 之另 Λ轭例之LCD基座之截面視 圖； 圖5係根據本發明之另-實施例之 對晶圓加熱之概念 圖6係圖5之結構圖；以及 圖 圖7a至圖7f係圖5及圖6之加熱部件之若干結構 12 200901354 【主要元件符號說明】 10 :基座 11 :基座主體 20 :冷卻管 21 :入口 22 :出口 3 0 :加熱器 31 :第一蓋罩 32 :第二蓋罩 33 :第三蓋罩 40 :喷頭 5 0 :處理腔 60 :真空管線 61 :節流閥 62 :隔離閘門閥 70 :乾燥泵 80 :加熱部件 90 :外部加熱部件 100 :氣體供應器 102 :加熱器 103 :溫度控制器 111 :加熱氣體流動管線 11 3 :加熱氣體流動線路 13 200901354 I 1 4 :溫度感測裝置 II 5 ·_溫度感測裝置 f 14

Claims (1)

1. 200901354 十、申謗專利範面： ί.一種半導體製造裝置，其包含： 一基座主體（u); 一循每型冷卻管（2G)，其用於循環_冷卻空氣，其具 有-用於自—外部供應裝置將一冷卻空氣供應至—美：： 體（11)的入口（21)，及一用； 一 循環之該冷卻空氣排出的出口（22);以及 -加熱器(30)，其用於加熱該主體⑴)以保 溫度， 一：中該加熱器⑽安置在該主體⑴)之最低部藉由一第 一罩蓋（3 1)而不會接觸該冷卻管（2〇)， 一其中該冷卻管（20)安置在用於覆蓋該加熱器⑼）之該第 -罩盍(川的上部’且經安置以順應該加熱器(3〇)之位置， 其中該冷卻管⑽經安置以由—第二罩蓋（32)覆蓋， 其中該第二罩蓋(32)經安置而在其上具有一第三蓋罩 ⑺:，以防止在該冷卻管(2〇)中循環之該冷卻空氣由於該加 熱益（3 0)之操作而快速上升。 2.如申請專利範圍第1項之奘罢 甘士 # a 貝 < 在置’其中該冷卻管（20) 由銅(Cu )及不鏽鋼（Sus )中 本制士 门 ± 二 ^ T之一者製成，因此熱傳遞 及抗腐银性及耐孰性質良衫_，η丄&心 …I王貝艮好，且由於其安置在基座（10)之 該主體（11)中且該加熱器（30)安w 、文1在其下方而不存在磁性， 其中該冷卻管（20)並不限制 氣之線路，且其中該冷卻空 其外部形狀及用於流動冷卻空 氣係一無害氣體、He、PCW (製 程冷卻空氣）及Galden等物質中的一種 15 200901354 3.如申請專利範圍第丨項之裝置，其中該基座（1〇)不 包含該冷卻管（20)，使得該冷卻空氣直接在該第二蓋罩（32) 中循環。 4_ 一種半導體製造裝置，其包含： 一喷頭（40)，其用於供應一用於製造半導體之氣體； 一處理腔（5〇)，其用於使用來自該噴頭（4〇)之該氣體來 執行製造該半導體之製程； 一真空官線（60)，其用於排出在製造該半導體之該製 程期間出現的該氣體； 一乾燥泵（70),其用於抽吸—空氣以將一膜沈積至該 處理腔（50)中之該半導體（PE_cvd製程）； 、 一節流閥（61)，其附接在該真空管線（6〇)處以控制自該 處理腔（50)流入該真空管線（60)之該空氣的壓力； 一隔離閘門閥（62); 一加熱部件（80)，其安置在該處理腔（5〇)中以加熱該半 導體； 一外部加熱部件（90)，其用於將加熱氣體供應至該腔 (50)中之該加熱部件（80);以及 一氣體供應器（100)，其用於將一氣體供應至該外部加 熱部件（90)。 5.如申請專利範圍第4項之裝置，其中該外部加熱部 件（90)具有：一加熱器（1〇2)，其用於加熱自該氣體供應器 (1 〇 〇)供應之该氣體，一溫度控制器（1 〇 3 )，其用於控制該加 熱器（1 02)所加熱之該氣體之溫度；以及一加熱氣體流動管 16 200901354 線（111)’其用於將該加熱氣體供應至該加熱部件（80)，其 十自/外4加熱。p件⑼）供應至該加熱部件（8())之該氣體係 fW生氣體N2、He或空氣’且由該加熱器（丨叫在該外部加 熱部件（90)中加熱’且藉由該溫度控制器（1()3)控制以具有 5〇°C〜1，200°C的範圍。 6·如申請專利範圍第4項之裝置，其中該加熱部件（8〇) 由材料ALN、Sus '英高鎳（Inconel)及銅中之一者製成， 其中該加熱部件（80)在其流動線路（113)處具有溫度感測裝

   置（1 14及115)’其中該加熱部件（8 〇)並不限制其外部形狀 及該流動線路（113)之形狀。 十一、圖式： 如次頁

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