TW201812950A - 去氣腔室和半導體處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種去氣腔室和半導體處理裝置。該去氣腔室包括腔體和片盒，腔體的側壁上開設有傳片口；片盒在腔體內可沿豎直方向移動，還包括設置在腔體內的加熱組件，加熱組件包括第一光源件和第二光源件，腔體以傳片口為界分為第一腔體和第二腔體；第一光源件位於第一腔體內，第二光源件位於第二腔體內；第一光源件和第二光源件用於對片盒內的晶片進行加熱。該去氣腔室使片盒內的晶片無論是在傳片口的上方區域，還是在傳片口的下方區域，均可以得到光源的加熱，從而確保了晶片在去氣製程和取放片程序中的製程溫度均衡。

Description

去氣腔室和半導體處理裝置
本發明涉及半導體裝置製備技術領域，具體地，涉及一種去氣腔室和半導體處理裝置。
物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)技術廣泛地應用在半導體製造技術領域。在PVD製程中，通常需要Degas(去氣)製程步驟，用以去除掉晶片在大氣中吸附的水蒸氣等雜質，清潔晶片的表面，為後續工序提供儘可能乾淨的晶片。例如第1圖所示的銅互連PVD製程流程中即包含該去氣製程步驟。
通常，去氣製程步驟由去氣加熱系統完成。例如第2圖就示出了一種傳統的去氣加熱系統，其主要包括真空腔室4、片盒2、升降系統5和光源6。真空腔室4提供了製程環境，並且在其側壁上開設有傳片口11，用於將晶片傳出或者傳入真空腔室4；片盒2用於承載多個晶片；升降系統5用於驅動片盒2升降以將片盒2中的放置於不同高度位置的晶片傳輸到傳片口11所對應的高度位置，以便取放片；光源6用於提供熱量。
上述去氣加熱系統的工作流程如下：1)自傳片口11接收一批次的多個晶片，並通過升降系統5的升降將該多個晶片放置於片盒2中的不同高度位置；2)片盒2在升降系統5的帶動下運動至靠近光源6的去氣製程位置上；3)開啟光源6，加熱晶片以進行去氣操作；4)關閉光源6，升降系統5帶動片盒2運 動至傳片口11所對應的高度位置，由機械手取走一些晶片；5)向片盒2中補充晶片；6)重複步驟1)至步驟5)，直至待去氣的晶片均完成去氣製程。
在實際去氣製程時，由於傳片口11位於光源6的下方位置，因此每次取放片時，都需要將片盒2從光源6所對應的位置向下移動至傳片口11所對應的位置，這樣，片盒2就會偏離光源6所對應的位置，導致片盒2連同其內的晶片的溫度下降，且晶片的溫度下降程度並不可控，並且，由於片盒2中的晶片並非在片盒2的同一次下降時全部取出，因此，每一個晶片從片盒2取出時的溫度並非為可控的理想溫度且溫度也不一致，這將影響後續製程結果的一致性和穩定性。
本發明針對先前技術中存在的上述技術問題，提供一種去氣腔室和半導體處理裝置。該去氣腔室使片盒內的晶片無論是在傳片口的上方區域，還是在傳片口的下方區域，均可以得到光源的加熱，從而確保了晶片在去氣製程和取放片程序中的製程溫度均衡。
本發明提供一種去氣腔室，包括腔體和片盒，該腔體的側壁上開設有傳片口，該傳片口用於使該晶片傳入或傳出該腔體；該片盒在該腔體內可沿豎直方向移動，還包括設置在該腔體內的加熱組件，該加熱組件包括第一光源件和第二光源件，該腔體以該傳片口為界分為第一腔體和第二腔體；該第一光源件位於該第一腔體內，該第二光源件位於該第二腔體內；該第一光源件和該第二光源件用於對該片盒內的該晶片進行均衡加熱。
較佳地，該加熱組件還包括第一反光筒和第二反光筒，該第一反光筒位於該第一腔體和該第一光源件之間；該第二反光筒位於該第二腔體和該第二光源件之間； 該第一反光筒和該第二反光筒用於將照射到其上的光線向該片盒內的該晶片反射。
較佳地，該第一反光筒和該第二反光筒對接形成一體，且在對應該傳片口的位置設有第一開口，該第一開口能使該晶片通過。
較佳地，該加熱組件還包括第一反光板和第二反光板，該第一反光板蓋合在該第一反光筒的遠離該傳片口的一端，該第二反光板蓋合在該第二反光筒的遠離該傳片口的一端；該第一反光板和該第二反光板用於將照射到其上的光線向該片盒內的該晶片反射。
較佳地，該第一光源件包括多個第一線光源，該多個第一線光源相互平行且圍成一圈；該第一線光源的長度方向平行於該片盒的移動方向；該第二光源件包括多個第二線光源，該多個第二線光源相互平行且圍成一圈；該第二線光源的長度方向平行於該片盒的移動方向；該片盒能在該第一線光源和該第二線光源圍成的空間內移動。
較佳地，該第一反光筒和該第二反光筒的內壁能使照射到其上的光線發生漫反射和/或鏡面反射。
較佳地，該第一反光板面向該第一反光筒筒內的內壁和該第二反光板面向該第二反光筒筒內的內壁能使照射到其上的光線發生漫反射和/或鏡面反射。
較佳地，該第一反光筒和該第二反光筒採用不鏽鋼材質。
較佳地，該第一反光板和該第二反光板採用不鏽鋼材質。
本發明還提供一種半導體處理裝置，包括上述去氣腔室。
本發明的有益效果：本發明所提供的去氣腔室，通過在以傳片口為界分為第一腔體和第二腔體中分別設置第一光源件和第二光源件，可以使片 盒內的晶片無論是在傳片口的上方區域，還是在傳片口的下方區域，均可以得到光源的加熱，從而確保了晶片在去氣製程和取放片程序中的製程溫度均衡，進而不僅提高了晶片的去氣製程品質，而且為後續製程程序提供了更加潔淨的晶片。
本發明所提供的半導體處理裝置，通過採用上述去氣腔室，提高了該半導體處理裝置的處理製程品質。
1‧‧‧腔體
2‧‧‧片盒
3‧‧‧加熱組件
4‧‧‧真空腔室
5‧‧‧升降系統
6‧‧‧光源
7‧‧‧反光筒
11‧‧‧傳片口
12‧‧‧第一腔體
13‧‧‧第二腔體
30‧‧‧第一開口
31‧‧‧第一光源件
32‧‧‧第二光源件
33‧‧‧第一反光筒
34‧‧‧第二反光筒
35‧‧‧第一反光板
36‧‧‧第二反光板
81‧‧‧上電連接短組件
82‧‧‧下電連接短組件
91‧‧‧上電連接長組件
92‧‧‧下電連接長組件
300‧‧‧第一線光源
301‧‧‧下陶瓷內環
302‧‧‧下陶瓷外環
311‧‧‧上蓋組件
321‧‧‧下蓋組件
第1圖為先前技術中銅互連PVD製程流程的示意圖；第2圖為先前技術中去氣加熱系統的結構剖視圖；第3圖為本發明實施例1中去氣腔室的結構示意圖；第4圖為第3圖中第一光源件的結構示意圖；第5圖為本發明實施例1中去氣腔室的結構分解示意圖；第6圖為本發明實施例1中第一光源件的結構分解示意圖；第7圖為本發明實施例1中第二光源件的結構剖視圖。
為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明所提供的一種去氣腔室和半導體處理裝置作進一步詳細描述。
實施例1：
本實施例提供一種去氣腔室，如第3圖所示，包括腔體1和片盒2，腔體1的側壁上開設有傳片口11，傳片口11用作晶片傳入或傳出腔體1的通道； 片盒2在腔體1內可沿豎直方向移動。去氣腔室還包括設置在腔體1內的加熱組件3，加熱組件3包括第一光源件31和第二光源件32，腔體1以傳片口11為界分為第一腔體12和第二腔體13；第一光源件31位於第一腔體12內，第二光源件32位於第二腔體13內。第一光源件31和第二光源件32用於對片盒2內的晶片進行加熱。這樣，片盒2內的晶片無論是在傳片口11的上方區域，還是在傳片口11的下方區域，均可以得到光源的加熱，從而確保了晶片在去氣製程和取放片程序中的製程溫度均衡，進而不僅提高了晶片的去氣製程品質，而且為後續製程程序提供了更加潔淨的晶片。
其中，第一光源件31沿第一腔體12的周向而環繞第一腔體12設置於第一腔體12的側壁的內側；第二光源件32沿第二腔體13的周向而環繞第二腔體13設置於第二腔體13的側壁的內側；具體地，第一光源件31和第二光源件32在腔體1內沿豎直方向設置，且相對於傳片口11對稱，片盒2可在第一光源件31和第二光源件32環繞圍成的空間內豎直移動，這能使片盒2無論移動到腔體1內的什麼位置，片盒2內的晶片都能受到第一光源件31或第二光源件32的均衡加熱，這樣，當有晶片需要傳入或者傳出腔體1時，即便片盒2在第一腔體12和第二腔體13內的位置發生變動，其內的晶片也能受到第一光源件31和/或第二光源件32的加熱。
由於第一光源件31或第二光源件32環繞形成加熱空間，其各自能夠在片盒2的周圍對其內的晶片均勻加熱，從而可以提高片盒2內的晶片的溫度均勻性。當然，在實際應用中，第一光源件或第二光源件還可以採用其他任意結構，只要其能夠對片盒內的晶片進行加熱即可。
本實施例中，如第4圖所示，第一光源件31包括多個第一線光源300，每一個第一線光源300的長度方向均為片盒2的移動方向，多個第一線光源300相互平行且沿腔體1的周向排列成一圈。類似地，第二光源件32包括多個第 二線光源，每一個第二線光源的長度方向均為片盒2的移動方向，多個第二線光源相互平行且沿腔體1的周向排列成一圈。
而且，如第4圖所示，多個第一線光源300的上端均連接至第一導電環311，多個第一線光源300的下端均連接至第二導電環312，這樣，多個第一線光源300借助第一導電環311和第二導電環312而實現並聯。與第一線光源300相類似的，多個第二線光源的上端均連接至第三導電環，多個第二線光源的下端均連接至第四導電環，這樣，多個第二線光源借助第三導電環和第四導電環而實現並聯。片盒2能在第一線光源300和第二線光源圍成的空間內移動。
較佳地，為了使第一光源件31和第二光源件32各自能夠在360度的範圍內發熱均勻，使任意相鄰兩個第一線光源300的間距相等，以及使任意兩個第二線光源的間距相等。借助這樣設置的第一光源件31和第二光源件32，能使第一線光源300和第二線光源圍成的空間內的加熱能量和溫度保持均勻，從而使片盒2內的晶片受熱均勻。
本實施例中，加熱組件3還包括第一反光筒33和第二反光筒34，第一反光筒33位於第一腔體12和第一光源件31之間；第二反光筒34位於第二腔體13和第二光源件32之間；第一反光筒33和第二反光筒34用於將照射到其上的光線朝向片盒2及其內的晶片反射，即，第一反光筒33和第二反光筒34用於將熱傳遞到其上的熱量朝向片盒2及其內的晶片反射。具體地，第一反光筒33為沿周向閉合的筒狀結構，其沿第一光源件31的周向而環繞第一光源件31設置在第一光源件31和第一腔體12之間；第二反光筒34為沿周向閉合的筒狀結構，其沿第二光源件32的周向而環繞第二光源件32設置在第二光源件32和第二腔體13之間；如此設置，能使第一光源件31和第二光源件32產生的熱量很好地保持在筒內，從而提高第一光源件31和第二光源件32的熱利用率，提升加熱效率，同時 確保第一反光筒33和第二反光筒34內的加熱溫度均衡，使片盒2內的晶片能夠被均勻加熱。
較佳地，第一反光筒33和第二反光筒34對接形成一體，且在其上與傳片口11相對應的位置處設有第一開口30，第一開口30能使晶片通過。對接形成一體的第一反光筒33和第二反光筒34能夠更好地對筒內的加熱能量進行保持，從而更好地提高第一光源件31和第二光源件32的熱利用率，提升加熱效率，同時確保對接形成一體的第一反光筒33和第二反光筒34內的加熱溫度均衡。第一開口30與傳片口11對應，方便晶片出入腔體1。
本實施例中，較佳地，通過對第一反光筒33和第二反光筒34的內壁進行拋光和/或表面處理，能使照射到其上的光線發生漫反射和/或鏡面反射。漫反射能使筒內第一光源件31和第二光源件32發出的光線照射均勻以及反射均勻，從而使筒內的加熱能量更加均勻。鏡面反射能使第一光源件31和第二光源件32發出的光線絕大部分都反射回筒內，從而減少了加熱能量的損失，確保了筒內熱量均衡。
本實施例中，加熱組件3還包括第一反光板35和第二反光板36，第一反光板35蓋合在第一反光筒33的遠離傳片口11的一端，第二反光板36蓋合在第二反光筒34的遠離傳片口11的一端；第一反光板35和第二反光板36用於將照射到其上的光線向片盒2及其內的晶片反射。第一反光板35和第二反光板36的設置，使第一反光筒33和第二反光筒34對接形成的筒構成了一個密閉的空間，在第一反光板35和第二反光板36的反光作用下，筒內密閉空間中的加熱能量能夠更好地保持於其內，從而提高第一光源件31和第二光源件32的熱利用率，提升加熱效率，同時還能減少腔體1的外部環境對筒內密閉環境的干擾，確保筒內形成的密閉空間中的加熱環境均衡，進而確保筒內形成的密閉空間內的晶片能夠被均衡加熱。
較佳地，通過對第一反光板35和第二反光板36二者彼此相對的壁面(即，第一反光板35的內壁和第二反光板36的內壁)進行拋光和/或表面處理，能使照射到其上的光線發生漫反射和/或鏡面反射。漫反射能使筒內第一光源件31和第二光源件32發出的光線照射均勻以及反射均勻，從而使筒內的加熱能量更加均勻。鏡面反射能使第一光源件31和第二光源件32發出的光線絕大部分都反射回筒內，從而減少了加熱能量的損失，確保了筒內熱量的利用率和均衡性。
本實施例中，較佳地，第一反光筒33、第二反光筒34、第一反光板35和第二反光板36可採用不鏽鋼材質。不鏽鋼材質能夠對熱量進行很好的傳導，從而使筒內熱量更加均勻。當然，第一反光筒33和第二反光筒34以及第一反光板35和第二反光板36也可以採用其他的材質，如陶瓷等。
本實施例中，如第4圖所示，第一光源件31包括多個第一線光源300，每一個第一線光源300的長度方向均為片盒2的移動方向，多個第一線光源300相互平行且沿腔體1的周向排列成一圈。類似地，第二光源件32包括多個第二線光源，每一個第二線光源的長度方向均為片盒2的移動方向，多個第二線光源相互平行且沿腔體1的周向排列成一圈。
在本實施例中，如第4圖所示，多個第一線光源300的上端均連接至第一導電環331，多個第一線光源300的下端均連接至第二導電環332，這樣，多個第一線光源300借助第一導電環331和第二導電環332而實現並聯，即，第一導電環331和第二導電環332用作每個第一線光源300的正、負公共電極。第二線光源的電連接方式與第一線光源300相類似，多個第二線光源的上端均連接至第三導電環，多個第二線光源的下端均連接至第四導電環，這樣，多個第二線光源借助第三導電環和第四導電環而實現並聯，即，第三導電環和第四導電環用作每個第二線光源的正、負公共電極。
片盒2能在第一線光源300和第二線光源圍成的空間內移動。較佳地，為了使第一光源件31和第二光源件32各自能夠在360度的範圍內發熱均勻，使任意相鄰兩個第一線光源300的間距相等，以及使任意兩個第二線光源的間距相等。借助這樣設置的第一光源件31和第二光源件32，能使第一線光源300和第二線光源圍成的空間內的加熱能量和溫度保持均勻，從而使片盒2內的晶片受熱均勻。
本實施例中，如第5圖和第6圖所示，該去氣腔室包括腔體1、片盒2、升降系統5、反光筒7、第一光源件31和第二光源件32、上電連接短組件81、上電連接長組件91、下電連接短組件82和下電連接長組件92。其中，下電連接短組件82和下電連接長組件92穿過腔體1分別與第二光源件32的正、負公共電極(第三導電環和第四導電環)電連接，用於為第二光源件32傳輸電信號，以使其點亮。上電連接短組件81和上電連接長組件91穿過腔體1分別與第一光源件31的正、負公共電極(第一導電環和第二導電環)電連接，用於為第一光源件31傳輸電信號，以使其點亮。如此設置，第一光源件31和第二光源件32各自均只需一個電連接短組件和一個電連接長組件即可實現為全部第一線光源300和第二線光源供電，供電結構簡單，成本低。
本實施例中，如第6圖所示，第一光源件31還包括上蓋組件311，上蓋組件311設置在環繞分佈的第一線光源300的遠離第二光源件32的一端；上蓋組件311包括兩個上導電半環、上陶瓷內環和上陶瓷外環。兩個上導電半環分別與第一光源件31和第二光源件32的正或負公共電極電連接，且兩個上導電半環電連接而實現第一光源件31和第二光源件32並聯，即，兩個上導電半環用作第一光源件31和第二光源件32的其中一個公共電極。上陶瓷內環和上陶瓷外環用於將兩個上導電半環進行包裹，使其與外界相互絕緣。其中，由於在更換第一光源件31中的第一線光源300時，需要先將上陶瓷外環和上導電半環進行拆 卸，所以兩個上導電半環的分開設置有利於第一線光源300的拆卸和安裝。另外，上陶瓷外環分體設置，即上陶瓷外環分為多個部分，不僅有利於自身的拆卸，而且還便於第一線光源300和上蓋組件311之間的裝配與拆卸。
如第7圖所示，第二光源件32還包括下蓋組件321，下蓋組件321設置在環繞分佈的第二線光源的遠離第一光源件31的一端；下蓋組件321包括兩個下導電半環、下陶瓷內環301和下陶瓷外環302。兩個下導電半環分別與第一光源件31和第二光源件32的負或正公共電極電連接，且兩個下導電半環電連接而實現第一光源件31和第二光源件32並聯，即，兩個下導電半環用作第一光源件31和第二光源件32的其中另一個公共電極。下陶瓷內環301和下陶瓷外環302用於將兩個下導電半環進行包裹，使其與外界相互絕緣。其中，由於在更換第二光源件32中的第二線光源時，需要先將下陶瓷內環301和下導電半環進行拆卸，所以兩個下導電半環的分開設置有利於第二線光源的拆卸和安裝。另外，下陶瓷內環301分體設置，即下陶瓷內環301分為多個部分，不僅有利於其自身的拆卸，而且還有利於第二線光源和下蓋組件321之間的裝配與拆卸。
上電連接短組件81和上電連接長組件91分別連接與第一光源件31連接的上導電半環和下導電半環；從而使流過第一線光源的電流形成回路，進而完成對第一線光源的供電。下電連接短組件82和下電連接長組件92分別連接與第二光源件32連接的下導電半環和上導電半環；從而使流過第二線光源的電流形成回路，進而完成對第二線光源的供電。
實施例1的有益效果：實施例1中所提供的去氣腔室，通過在以傳片口為界分為第一腔體和第二腔體中分別設置第一光源件和第二光源件，可以使片盒內的晶片無論是在傳片口的上方區域，還是在傳片口的下方區域，均可以得到光源的加熱，從而確保了晶片在去氣製程和取放片程序中的製程溫度均 衡，進而不僅提高了晶片的去氣製程品質，而且為後續製程程序提供了更加潔淨的晶片。
實施例2：
本實施例提供一種半導體處理裝置，包括實施例1中的去氣腔室。
通過採用實施例1中的去氣腔室，提高了該半導體處理裝置的處理製程品質。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。

Claims (12)

  1. 一種去氣腔室，包括一腔體和一片盒，該腔體的側壁上開設有一傳片口，該傳片口用作一晶片傳入或傳出該腔體的通道；該片盒在該腔體內可沿豎直方向移動，其特徵在於，還包括設置在該腔體內的一加熱組件，該加熱組件包括第一光源件和第二光源件，該腔體以該傳片口為界，分為第一腔體和第二腔體；該第一光源件位於該第一腔體內，該第二光源件位於該第二腔體內；該第一光源件和該第二光源件用於對該片盒內的該晶片進行加熱。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的去氣腔室，其特徵在於，該第一光源件沿該第一腔體的周向而環繞該第一腔體設置於該第一腔體的側壁的內側；該第二光源件沿該第二腔體的周向而環繞該第二腔體設置於該第二腔體的側壁的內側；該片盒能在該第一光源件和該第二光源件圍成的空間內移動。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的去氣腔室，其特徵在於，該第一光源件包括一多第一線光源，每該第一線光源的長度方向為該片盒的移動方向；該多第一線光源相互平行且沿該腔體的周向排列成一圈；該第二光源件包括一多第二線光源，每該第二線光源的長度方向為該片盒的移動方向；該多第二線光源相互平行且沿該腔體的周向排列成一圈。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的去氣腔室，其特徵在於，任意相鄰二該第一線光源的間距相等；任意二該第二線光源的間距相等。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述的去氣腔室，其特徵在於，該加熱組件還包括一第一反光筒和一第二反光筒，該第一反光筒位於該第一腔體和該第一光源件之間；該第二反光筒位於該第二腔體和該第二光源件之間；該第一反光筒和該第二反光筒用於將照射到其上的光線向該片盒內的該晶片反射。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的去氣腔室，其特徵在於，該第一反光筒和該第二反光筒對接形成一體，且在其上與該傳片口相對應的位置處設有一第一開口，該第一開口能使該晶片通過。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的去氣腔室，其特徵在於，該加熱組件還包括一第一反光板和一第二反光板，該第一反光板蓋合在該第一反光筒的遠離該傳片口的一端，該第二反光板蓋合在該第二反光筒的遠離該傳片口的一端；該第一反光板和該第二反光板用於將照射到其上的光線向該片盒反射。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的去氣腔室，其特徵在於，該第一反光筒和該第二反光筒的內壁能使照射到其上的光線發生漫反射和/或鏡面反射。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的去氣腔室，其特徵在於，該第一反光板面向該第一反光筒筒內的內壁和該第二反光板面向該第二反光筒筒內的內壁能使照射到其上的光線發生漫反射和/或鏡面反射。
  10. 如申請專利範圍第5項所述的去氣腔室，其特徵在於，該第一反光筒和該第二反光筒採用不鏽鋼材質。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的去氣腔室，其特徵在於，該第一反光板和該第二反光板採用不鏽鋼材質。
  12. 一種半導體處理裝置，其特徵在於，包括申請專利範圍第1項至第11項任一項所述的去氣腔室。
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