TW202243094A - 半導體處理工具 - Google Patents

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劉勇村
鄭光偉
楊勝鈞
李志聰
倪其聰
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

一種半導體處理工具的吸盤真空管線包括：第一部分，其穿過半導體處理工具的主泵管線的側壁。吸盤真空管線包括：第二部分，其實質上平行於主泵管線的側壁和主泵管線中的流動方向。第二部分的尺寸在第二部分的入口端和第二部分的出口端之間沿著主泵管線中的流動方向增加。

Description

半導體處理工具
本發明實施例係關於一種半導體處理工具。
半導體處理工具，例如化學氣相沉積(CVD)工具，可以包括其中使用一或多種類型的製程氣體來處理半導體裝置(例如，晶圓)的處理腔室。半導體裝置可以經由吸盤在腔室中固定位置。
根據本發明的一實施例，一種操作半導體工具的方法，包括：提供一製程氣體給一半導體處理工具的一處理腔室本體；對設置在該處理腔室本體內的一吸盤施加一真空，通過連接到該吸盤的一吸盤真空管線，以將一半導體裝置保持在該吸盤上，其中該吸盤真空管線包括：一第一部分，其穿過連接到該處理腔室本體的一主泵管線的一側壁；及一第二部分，其實質上平行於該主泵管線的該側壁和該主泵管線中的一流動方向，其中該第二部分的一出口端的一尺寸大於該第二部分的一入口端的一尺寸，以防止製程副產品在該主泵管線的內壁上堆積；及通過該主泵管線和連接到該主泵管線的一泵從該處理腔室本體中去除該製程氣體，其中該泵和該主泵管線使該真空通過該吸盤真空管線施加到該吸盤上。
根據本發明的一實施例，一種吸盤真空管線，包括：一第一部分，其穿過一主泵管線的一側壁，該吸盤真空管線和該主泵管線包含在一半導體處理工具中；及一第二部分，其實質上平行於該主泵管線的該側壁和該主泵管線中的一流動方向，其中該第二部分的一尺寸在該第二部分的一入口端和該第二部分的一出口端之間沿著該主泵管線中的該流動方向增加。
根據本發明的一實施例，一種半導體處理工具，包括：一處理腔室本體；一氣體入口管線，其連接以向該處理腔室本體提供一製程氣體；一吸盤，其設置在該處理腔室本體內以支撐將被該半導體處理工具處理的一半導體裝置；一主泵管線，其連接以從該處理腔室本體移除該製程氣體；一吸盤真空管線，其連接到該吸盤以向該吸盤施加一真空以將該半導體裝置保持靠在該吸盤，該吸盤真空管線包括一第一部分和一第二部分，其中該第一部分在該主泵管線中的一彎曲區域處穿過該主泵管線的一側壁，其中該第二部分實質上平行於該主泵管線的該側壁和該主泵管線中的一流動方向，及其中該第二部分的一出口端的一尺寸大於該第二部分的一入口端的一尺寸；及一泵，其連接到該主泵管線，該泵使該製程氣體通過該主泵管線從該處理腔室本體中排出，並通過該吸盤真空管線對該吸盤施加該真空。
以下揭露提供用於實施所提供標的之不同特徵之諸多不同實施例或實例。下文將描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不意在產生限制。例如，在以下本揭露中，在第二構件上方或第二構件上形成第一構件可包含其中形成直接接觸之第一構件及第二構件的實施例，且亦可包含其中可在第一構件與第二構件之間形成額外構件使得第一構件及第二構件可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考元件符號及/或字母。此重複係為了簡單及清楚且其本身不指示所討論之各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及其類似者之空間相對術語在本文中可用於描述一元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中所繪示出。除圖中所描繪之定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。設備可依其他方式定向(旋轉90度或依其他定向)且亦可因此解譯本文中所使用之空間相對描述詞。
半導體處理工具可以包括腔室，其使用一或多種類型的製程氣體來處理半導體裝置(例如，晶圓)。半導體處理工具可以包括真空吸盤以在半導體裝置的製程期間將半導體裝置在腔室中固定位置。真空吸盤是一種經由使用真空來固定半導體裝置的吸盤。真空吸盤可以連接到一或多個管路固定裝置(例如，管子、管道、閥及/或類似物)，通過這些管路固定裝置經由真空吸盤中的一或多個開口從腔室吸入空氣以在腔室裡產生氣壓差。氣壓差包括半導體裝置下方的負氣壓和半導體裝置上方的正氣壓。當正氣壓和負氣壓嘗試在腔室中平衡時，氣壓差使得半導體裝置被迫靠近真空吸盤。
經由真空吸盤的擴大操作，管路固定裝置可能佈滿越來越多經由真空吸盤拉取的製程副產品(例如，多晶矽、二氧化矽及/或類似物)。這些製程副產品的堆積減少及/或限制了通過真空吸盤及/或管路固定裝置的氣流，這降低了真空吸盤將半導體裝置固定位置的效能。結果是，半導體處理工具可能需要離線進行維護以清除製程副產品的堆積，這降低了半導體處理工具的生產率。
根據在本文描述的一些實施方式，改進的吸盤真空管線可以減少或防止在半導體處理工具的主泵管線中的製程副產品的堆積(例如，與吸盤真空管線的相關設置相比)。例如，半導體處理工具可以包括設置在處理腔室本體內的吸盤和連接到吸盤的吸盤真空管線並且向吸盤施加真空以將半導體裝置保持在吸盤上。這裡，改進的吸盤真空管線包括第一部分和第二部分。第一部分穿過主泵管線的側壁。第二部分在主泵管線內並且實質上平行於主泵管線的側壁和主泵管線中的流動方向。吸盤真空管線的第二部分的尺寸在吸盤真空管線的第二部分的入口端(例如，連接到第一部分的端點的第二部分的端點)和吸盤真空管線的第二部分的出口端(例如，吸盤真空管線的出口端)之間沿著主泵管線中的流動方向增加。下文描述了關於改進的吸盤真空管線的額外細節。
以此方式，改進的吸盤真空管線的一或多個方面可以防止在半導體處理工具的主泵管線中製程副產品的堆積。例如，改進的吸盤真空管線允許製程氣體以減少或防止製程副產品在主泵管線的內壁上堆積的方式流動。此外，吸盤真空管線的第二部分的平行設置不會減少製程氣體在通過主泵管線的流動方向上的流量，這防止了在主泵管線的內壁上堆積製程副產品。這可以防止主泵管線和吸盤真空管線堵塞，從而提高真空吸盤在處理過程中將半導體裝置固定位置的效能。進一步地說，因為改進的吸盤真空管線可以防止及/或減少製程副產品的堆積，半導體處理工具可以不那麼頻繁地離線以維護主泵管線及/或吸盤真空管線，這增加了半導體處理工具的生產率。
此外，改進的吸盤真空管線可以改進半導體處理工具的性能。例如，經由吸盤真空管線施加的真空可用於調節半導體處理工具的處理腔室本體內的溫度。在此，改進的吸盤真空管線帶來的流動改進(例如，由於製程副產品的堆積減少)能夠改進處理腔室本體內的溫度控制。這種改進的溫度控制轉而又提高了處理半導體裝置的均勻性(例如，厚度的均勻性或某些其他特性，例如，經由半導體處理工具應用於半導體裝置的薄膜)，這意思是改進了半導體處理工具的晶圓範圍。
圖1A和1B是本文所描述的半導體處理工具100的圖。在一些實施方式中，半導體處理工具100可以包括CVD工具。另外地或替代地，半導體處理工具100可以包括其他類型的半導體處理工具，例如物理氣相沉積(PVD)工具、快速熱退火(RTA)工具、去耦電漿氮化(DPN)工具、原子層沉積(ALD)工具或蝕刻工具等。如圖1A所示，半導體處理工具100可以包括兩個處理腔室本體105、兩個真空吸盤110、製程氣體入口管線115、主泵管線120、兩個吸盤真空管線125、兩個吸盤閥130、兩個吸盤旁通閥135、隔離閥140、節流閥145、氣鎮閥150和兩個泵155。下文的說明將描述半導體處理工具100的實施方式，包括兩個處理腔室本體105、兩個真空吸盤110、單個製程氣體入口管線115、單個主泵管線120、兩個吸盤真空管線125、兩個吸盤閥130、兩個吸盤旁通閥135、單個隔離閥140、單個節流閥145、單個氣鎮閥150和兩個泵155。在實行上，半導體處理工具100可以包括更多或更少的處理腔室本體105、真空吸盤110、製程氣體入口管線115、主泵管線120、吸盤真空管線125、吸盤閥130、吸盤旁通閥135、隔離閥140、節流閥145、氣鎮閥150及/或泵155。
處理腔室本體105可以包括外殼，該外殼限定用於根據半導體處理工具100的功能以處理半導體裝置160(例如，晶圓)的處理腔室。例如，處理腔室在其他示例中可以是CVD處理腔室、PVD處理腔室、RTA處理腔室、DPN處理腔室、ALD腔室或蝕刻處理腔室等。在處理半導體裝置160的同時，處理腔室本體105可以保持壓力。例如，當處理半導體裝置160時，處理腔室本體105內的壓力可以保持在小於大約一個大氣壓。處理腔室本體105的尺寸和形狀可以設計成容納真空吸盤110、與製程氣體入口管線115相關聯的部件、半導體裝置160等。處理腔室本體105的形狀可以是圓柱形以協助處理半導體裝置160，但也可以是其他形狀，例如盒形、球形及/或類似形狀。在一些實施方式中，處理腔室本體105由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由與半導體處理工具100相關聯的製程氣體、半導體製程、壓力、溫度及/或類似物所引起的磨損及/或腐蝕。例如，處理腔室本體105可由不鏽鋼、鋁及/或類似物所構成。在一些實施方式中，處理腔室本體105包括具有提供剛性結構的厚度的牆壁，剛性結構能夠承受與半導體處理工具相關聯的半導體處理、壓力、溫度及/或類似物。
真空吸盤110可以設置在處理腔室本體105內，並且可以設計尺寸和形狀以在由半導體處理工具100製程期間來支撐和固定半導體裝置160。例如，真空吸盤110可以是圓形的並且可以支撐圓形半導體裝置的全部或一部分。真空吸盤110可以經由使用真空來固定半導體裝置160。真空吸盤110可以連接到一或多個管路固定裝置(例如，吸盤真空管線125)，通過該管路固定裝置，空氣經由真空吸盤110中的一或多個開口從處理腔室本體105吸入空氣以在處理腔室本體105中產生氣壓差。氣壓差包括半導體裝置160下方的負氣壓和半導體裝置160上方的正氣壓。當正氣壓和負氣壓嘗試在處理腔室本體105中平衡時，氣壓差使得半導體裝置160被迫靠近真空吸盤110。在一些實施方式中，真空吸盤110由一或多種材料構成，這些材料能夠抵抗由與半導體處理工具100相關聯的製程氣體、半導體製程、壓力、溫度及/或類似物所引起的磨損及/或腐蝕。例如，真空吸盤110可由不鏽鋼、鋁、鍍鋁(例如，鍍金或鍍鎳)及/或類似物所構成。在一些實施方式中，真空吸盤110包括將半導體裝置160保持在真空吸盤110的表面上的表面摩擦。
製程氣體入口管線115可以包括一或多個管路固定裝置(例如，管子、管道、閥及/或類似物)，製程氣體165經由這些管路固定裝置被提供到處理腔室本體105中。製程氣體165可以包括根據半導體處理工具100的功能用於處理半導體裝置160的氣體。例如，製程氣體165可以包括矽氣、氬氣、氮氣及/或類似物。在一些實施方式中，製程氣體入口管線115連接到兩個處理腔室本體105，使得可以將製程氣體165運送到處理腔室本體105中。製程氣體入口管線115可以與一或多種將製程氣體165均勻地分散到處理腔室本體105中和半導體裝置160上的機構耦合(例如，如圖1A所繪示的製程氣體165的雲所示)。製程氣體入口管線115的尺寸和形狀可以設計為向處理腔室本體105提供定量的製程氣體165，使得半導體處理工具100可以處理半導體裝置160。在一些實施方式中，製程氣體入口管線115由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、與製程氣體165相關的壓力及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，製程氣體入口管線115可由聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。
主泵管線120可以包括一或多個管路固定裝置(例如，管子、管道、閥及/或類似物)，在半導體裝置160的處理期間或之後，通過該管路固定裝置從處理腔室本體105去除製程氣體165。主泵管線120可以連接到泵155並且泵155可以經由主泵管線120從處理腔室本體105吸入製程氣體165和製程副產品。主泵管線120的尺寸和形狀可以設計成以允許半導體處理工具100處理半導體裝置160的方式從處理腔室本體105去除製程氣體165。在一些實施方式中，主泵管線120由一或多種材料構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、與製程氣體165相關的壓力及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，主泵管線120可由PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。下文結合附圖1B和2A-2C提供主泵管線120的進一步細節。
吸盤真空管線125可以包括一或多個管路固定裝置(例如，管子、管道、閥及/或類似物)，通過該管路固定裝置，空氣經由真空吸盤110中的一或多個開口從處理腔室本體105吸入空氣以在處理腔室本體105中產生氣壓差。氣壓差包括半導體裝置160下方的負氣壓和半導體裝置160上方的正氣壓。當正氣壓和負氣壓嘗試在處理腔室本體105中平衡時，氣壓差使得半導體裝置160被迫靠近真空吸盤110。在一些實施方式中，吸盤真空管線125連接到主泵管線120，並且經由泵155通過吸盤真空管線125吸入空氣，經由主泵管線120吸入製程氣體165並且處理來自處理腔室本體105的副產品。在一些實施方式中，吸盤真空管線125由一或多種材料構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、氣壓差及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，吸盤真空管線125可由PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。下文結合附圖1B和2A-2E提供吸盤真空管線125的進一步細節。
吸盤閥130可以包括經由打開、關閉或部分阻塞各種通道來調節、引導或控制流體(例如，氣體)的流動的裝置。例如，吸盤閥130可以連接到吸盤真空管線125並且可以控制經由吸盤真空管線125由泵155施加到真空吸盤110的真空水平(例如，半導體裝置160下方的負氣壓)。在一些實施方式中，吸盤閥130由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、氣壓差及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，吸盤閥130的一或多個組件可由鋼、鋁、PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。
吸盤旁通閥135可以包括經由打開、關閉或部分阻塞各種通道來調節、引導或控制流體(例如，氣體)的流動的裝置。例如，吸盤旁通閥135可以連接到吸盤真空管線125並且可以控制吸盤真空管線125是在第一位置(例如，隔離閥140和節流閥145的上游)還是在第二位置(例如，在節流閥145的下游)。在一些實施方式中，吸盤旁通閥135由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、氣壓差及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，吸盤旁通閥135的一或多個組件可由鋼、鋁、PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。
隔離閥140可以包括經由打開、關閉或部分阻塞各種通道來調節、引導或控制流體(例如，氣體)的流動的裝置。例如，隔離閥140可以連接到主泵管線120並且可以停止製程氣體165通過主泵管線120的流動(例如，由於維護目的、安全目的等等)。在一些實施方式中，隔離閥140由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、氣壓差及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，隔離閥140的一或多個組件可由鋼、鋁、PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。
節流閥145可以包括經由打開、關閉或部分阻塞各種通道來調節、引導或控制流體(例如，氣體)的流動的裝置。例如，節流閥145可以連接到主泵管線120並且可以控制由泵155施加到主泵管線120的真空水平。在一些實施方式中，節流閥145由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、氣壓差及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，節流閥145的一或多個組件可由鋼、鋁、PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。
氣鎮閥150可以包括經由打開、關閉或部分阻塞各種通道來調節、引導或控制流體(例如，氣體)的流動的裝置。例如，氣鎮閥150可以連接到主泵管線120並且可以調節泵155以能夠達到泵155的最高真空水平。在一些實施方式中，氣鎮閥150由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、氣壓差及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，氣鎮閥150的一或多個組件可由鋼、鋁、PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。
泵155可以包括從密封體積中去除流體(例如，氣體)以達到局部真空的裝置。例如，泵155可以連接到主泵管線120，並且可以從主泵管線120去除製程氣體165、製程副產品及/或類似物。在一些實施方式中，泵155可以具有例如350帕斯卡(Pa)的工作壓力。在一些實施方式中，泵155可具有大於或小於350帕斯卡(Pa)的工作壓力。在一些實施方式中，泵155由一或多種材料所構成，這些材料能夠抵抗由製程氣體165、氣壓差及/或類似物所引起的腐蝕或損壞。例如，泵155的一或多個組件可由鋼、鋁、PVC、CPVC、PVDF、聚丙烯、聚乙烯及/或類似物所構成。在一些實施方式中，半導體處理工具100可以包括控制器(本文未示出)，其控制(例如，打開、關閉、部分打開、部分關閉及/或類似的)吸盤閥130、吸盤旁通閥135、隔離閥140、節流閥145及/或氣鎮閥150，並控制(例如，打開或關閉)泵155。
在一些實施方式中，如圖1B左側所示，吸盤真空管線125可以連接到節流閥145下游的主泵管線120。替代地或另外地，吸盤真空管線125可以連接到隔離閥140和節流閥145上游的主泵管線120。如圖1B右側所示，吸盤真空管線125的一部分可設置於主泵管線120內。下文關於圖2A-2E提供關於吸盤真空管線125相對於主泵管線120的設置的額外細節。
如上文所述，圖1A和1B僅作為一或多個示例提供。其他示例可能與關於圖1A和1B所描述的不同。
圖2A-2E是半導體處理工具100的吸盤真空管線125的示例實施方式圖。圖2A提供了吸盤真空管線125相對於主泵管線120的設置的視圖。如圖所示，吸盤真空管線125的第一部分125a可以設置於主泵管線120的外部並且吸盤真空管線125的第二部分125b可以設置於主泵管線120的內部。第一部分125a的入口端205可以包括吸盤真空管線入口，入口經由設置於真空吸盤110(本圖未示出)中的一或多個開口連接到並接收流體(例如，製程氣體、空氣及/或類似物)。第一部分125a的出口端210連接到第二部分125b的入口端215。第二部分125b的出口端220可以從吸盤真空管線125提供流體到主泵管線120。因此，流體可以從入口端205流過第一部分125a和第二部分125b，並且可以通過出口端220離開吸盤真空管線125。在一些實施方式中，如圖2A所示，第一部分125a和第二部分125b一體地連接使得在第一部分125a和第二部分125b之間形成角度。角度可以是例如90度角(如圖2A所示)或大於90度的角度，在其他示例中例如135度角。
在一些實施方式中，如圖2A和2B所示，吸盤真空管線125的第一部分125a在主泵管線120的彎曲區域120r處穿過主泵管線120的側壁。在一些實施方式中，彎曲區域120r是主泵管線120中的彎曲上游端與沿主泵管線120的位置之間的區域，這位置距離彎曲下游端大約1.5×R，其中R是主泵管線120中的彎曲半徑。因此，在一些實施方式中，如圖2A所示，彎曲區域120r可以具有大約(1.5×R)+(0.5×π×R)的總長度。在一些實施方式中，彎曲區域120r可以在主泵管線120中的彎曲的內側上。因此，在一些實施方式中，如圖2B所示，彎曲區域120r可以具有大約π×r的寬度，其中r是主泵管線120的半徑。值得注意的是，製程副產品傾向於在主泵管線120的彎曲區域120r處或彎曲區域120r附近堆積(即，主泵管線120的彎曲是製程副產物堆積的「熱點」)。因此，在彎曲區域120r處或彎曲區域120r附近安裝吸盤真空管線125可以用來改善彎曲區域120r處或彎曲區域120r附近的流動，從而減少或防止在彎曲區域120r處或彎曲區域120r附近的主泵管線120內的製程副產品的堆積。
在一些實施方式中，如圖2A所繪示，吸盤真空管線125的第二部分125b實質上平行於主泵管線120的側壁和主泵管線120中的流動方向。第二部分125b相對於主泵管線120的平行設置不會減少流體在通過主泵管線120的流動方向上的流動。因此，平行設置減少或防止在主泵管線120的內壁上堆積製程副產品。
在一些實施方式中，如圖2A和2B所繪示，吸盤真空管線125的第二部分125b實質上在主泵管線120內的中心。意即，在一些實施方式中，第二部分125b設置在主泵管線120的中心處(例如，使得第二部分125b的縱軸位於安裝有第二部分125b的主泵管線120的部分的縱軸上)。第二部分125b在主泵管線120的中心處的設置提高了流體在通過主泵管線120的流動方向上流動的均勻性。因此，第二部分125b在主泵管線120的中心處的設置減少或防止了製程副產品在主泵管線120的內壁上的堆積，否則會由不均勻的流體流動導致製程副產品的堆積。
在一些實施方式中，如圖2A和2B所繪示，吸盤真空管線125的第一部分125a以大約90度的角度穿過主泵管線120。在一些實施方式中，第一部分125a以90度角穿過主泵管線120簡化了吸盤真空管線125在主泵管線120內的安裝。因此，第一部分125a相對於主泵管線120的側壁的垂直設置可以降低與設定或配置半導體處理工具100相關聯的複雜性。
在一些實施方式中，如圖2A所繪示，第二部分125b出口端220的尺寸大於第二部分125b入口端215的尺寸。意即，第二部分125b的尺寸可以沿著主泵管線120中的流動方向在第二部分125b的入口端215和第二部分125b的出口端220之間增加。例如，在一些實施方式中，吸盤真空管線125的第二部分125b在出口端220處具有喇叭狀形狀。在一些實施方式中，出口端220處的第二部分125b的喇叭狀形狀改善了主泵管線120內吸盤真空管線125周圍的流體流動，這降低了吸盤真空管線125周圍區域內主泵管線120中製程副產品堆積的可能性。
圖2C是進一步說明在第二部分125b的出口端220處具有喇叭狀形狀的示例吸盤真空管線125的尺寸和大小的圖。如圖2C所示，在一些實施方式中，吸盤真空管線125的第一部分125a可具有尺寸(例如，直徑)d1。意即，從入口端205到出口端210的第一部分125a的尺寸可以具有尺寸d1。如進一步所示，在一些實施方式中，第二部分125b的一部分可具有尺寸d1。例如，大約從入口端215開始(例如，連接到第一部分125a的出口端210)並在第二部分125b的喇叭狀部分結束的第二部分125b的一段可以具有尺寸d1。靠近出口端210的第一部分125a的尺寸及/或靠近入口端215的第二部分125b的尺寸可以略有不同，以促成第一部分125a和第二部分125b的連接。
如進一步所示，第二部分125b的尺寸可以沿著第二部分125b的另一段的長度增加，使得第二部分125b在出口端220處具有尺寸d2。在一些實施方式中，如圖2C所繪示，第二部分125b的尺寸僅在第二部分125b的出口端處或出口端附近的區域中增加(而第二部分125b的大部分具有尺寸d1)。或者，在一些實施方式中，第二部分125b的尺寸沿著第二部分125b的長度(例如，整個長度、大部分長度)的實質部分增加。
在一些實施方式中，第二部分125b的尺寸可以沿著尺寸增加的區域以等速率增加(例如，使得喇叭狀部分不是彎曲的)。或者，在一些實施方式中，第二部分125b的尺寸可以沿著尺寸增加的區域以非等速率(例如，拋物線速率、指數速率等)增加(例如，使得喇叭狀部分是彎曲的)。
在一些實施方式中，出口端220的第二部分125b的尺寸與入口端215的第二部分125b的尺寸的比率在從大約1.12到大約1.95的範圍內。意即，在一些實施方式中，尺寸d2與尺寸d1的比率可以在從大約1.12到大約1.95的範圍內。換言之，在一些實施方式中，第二部分125b的出口端220的尺寸(例如，尺寸d2)可以是第二部分125b的入口端215(例如，尺寸d1)的尺寸的大約1.12倍至大約1.95倍。在一些實施方式中，尺寸d2與尺寸d1的比率小於1.12可能會降低在減少或防止製程副產品堆積方面的性能(例如，與較大的比率相比)。此外，尺寸d2與尺寸d1的比率大於1.95並不能顯著改善減少或防止製程副產品堆積的性能，並且在一些情況下可能抑制主泵管線120中的流體流動(例如，當尺寸d2相對於尺寸d1增加時)。因此，尺寸d2與尺寸d1的比率在大約1.12至大約1.95的範圍內可用於確保足夠的性能以減少堆積而不影響主泵管線120內的流體流動。
實際上，吸盤真空管線125的尺寸和形狀可以具有特定的大小。特定大小可取決於主泵管線120的尺寸，其可取決於半導體處理工具100的尺寸。因此，以下尺寸僅是示例尺寸，並且實際上，吸盤真空管線125可包括不同尺寸、更大尺寸、更小尺寸等。例如，尺寸d1可以在從大約5.2毫米(mm)到大約8.9毫米的範圍內。作為另一示例，尺寸d2可以在從大約5.8毫米到大約17.4毫米的範圍內。作為再一示例，第二部分125b的長度L(在圖2C中標示)可以在從大約4.6公分(cm)到大約15.0公分的範圍內。在一些實施方式中，選擇長度L使得第二部分125b夠長足以允許第一部分125a在主泵管線120中的彎曲的末端穿過主泵管線120及/或使得吸盤真空管線125的維護被簡化(例如，為了維護或更換，吸盤真空管線125可以很容易地拆除)。作為另一示例，第一部分125a穿過主泵管線120的深度D(在圖2C中標示)可以在從大約0.5公分到大約1.6公分的範圍內。在一些實施方式中，選擇深度D使得第二部分125b在主泵管線120內中心處，如上文所描述。
在一些實施方式中，第二部分125b包括在出口端220處或出口端220附近的多個開口225。圖2D和2E是繪示處在吸盤真空管線125的第二部分125b的出口端220或出口端220附近的開口225的示例設置圖。在一些實施方式中，開口225改變主泵管線120內流體流動的分佈，並因此降低製程副產品集中在吸盤真空管線125的第二部分125b的出口端220附近的可能性。在一些實施方式中，多個開口圍繞對應於第二部分125b的出口端220的平面的中心對稱地設置及/或圍繞出口端220處或出口端220附近的區域來分佈。在一些實施方式中，開口225的對稱設置及/或分佈用於提供圍繞第二部分125b的出口端220的均勻流動，從而降低製程副產品集中在主泵管線120內的第二部分125b的出口端220附近的可能性。在一些實施方式中，多個開口225在第二部分125b的側壁上的第二部分125b的出口端220處或出口端220附近形成至少兩個環(例如，同心環)。在一些實施方式中，特定的一對環之間的距離可以是例如大約1毫米。在一些實施方式中，開口225在環中的設置用於提供圍繞第二部分125b的出口端220的均勻流動，從而降低製程副產品集中在主泵管線120內的第二部分125b的出口端220附近的可能性。
實際上，吸盤真空管線125可以經設計為具有尺寸d1、尺寸d2、長度L、深度D及/或出口端220處的形狀，可以減少或防止主泵管線120中的製程副產品的堆積及/或可以提高真空吸盤110的性能。例如，真空吸盤管線壓力模擬分析和實驗設計(DOE)可用於最佳化吸盤真空管線125的設計，並且該設計可被實驗驗證。
如上文所描述，圖2A-2E僅作為提供一或多個示例。其他示例可能與關於圖2A-2E所描述的不同。
圖3是裝置300的示例組件圖，其可以對應於半導體處理工具100的一或多個組件。在一些實施方式中，半導體處理工具100可以包括一或多個裝置300及/或裝置300的一或多個組件。如圖3所示，裝置300可以包括匯流排310、處理器320、記憶體330、儲存組件340、輸入組件350、輸出組件360和通訊組件370。
匯流排310包括允許在裝置300的組件之間有線及/或無線通訊的組件。處理器320包括中央處理器、圖形處理器、微處理器、控制器、微控制器、數位信號處理器、現場可程式邏輯閘陣列、特殊應用積體電路及/或其他類型的處理組件。處理器320以硬體、韌體或硬體和軟體的組合來實施。在一些實施方式中，處理器320包括一或多個能夠被編程以執行功能的處理器。記憶體330包括隨機存取記憶體、唯讀記憶體及/或其他類型的記憶體(例如，快閃記憶體、磁性記憶體及/或光學記憶體)。
儲存組件340儲存與裝置300的操作有關的信息及/或軟體。例如，儲存組件340可以包括硬碟機、磁碟機、光碟機、固態磁碟機、光碟、數位多功能光碟及/或其他類型的非暫時性電腦可讀取媒體。輸入組件350使裝置300能夠接收輸入，例如用戶輸入及/或感測輸入。例如，輸入組件350可以包括觸控螢幕、鍵盤、小鍵盤、滑鼠、按鈕、麥克風、開關、感測器、全球定位系統組件、加速度計、陀螺儀及/或致動器。輸出組件360包括來自裝置300能夠提供輸出，例如，經由顯示器、揚聲器及/或一或多個發光二極。通訊組件370使裝置300能夠與其他設備通訊，例如經由有線連接及/或無線連接。例如，通訊組件370可以包括接收器、發送器、收發器、數據機、網路介面卡及/或天線。
裝置300可以執行本文描述的一或多個處理程序。例如，非暫時性電腦可讀取媒體(例如，記憶體330及/或儲存組件340)可以儲存一組由處理器320執行的指令(例如，一或多個指令、代碼、軟體代碼及/或程序代碼)。處理器320可以執行該組指令以執行本文所描述的一或多個處理程序。在一些實施方式中，由一或多個處理器320執行的一組指令使一或多個處理器320及/或裝置300執行本文所描述的一或多個處理程序。在一些實施方式中，可以代替或與指令組合使用固線式電路來執行本文所描述的一或多個處理程序。因此，本文描述的實施方式不限於硬體電路和軟體的任何特定組合。
圖3所示組件的數量和設置是作為提供示例。與圖3所示的裝置相比，裝置300可以包括額外的組件、更少的組件、不同的組件或不同設置的組件。另外地或可替代地，裝置300的一組組件(例如，一或多個組件)可以執行被描述為由裝置300的另一組組件執行的一或多個功能。
圖4是與使用半導體處理工具100相關聯的示例處理過程流程圖。在一些實施方式中，圖4的一或多個處理區塊可以由半導體處理工具(例如，半導體處理工具100)來執行。另外地或可替代地，圖4的一或多個處理區塊可以通過裝置300的一或多個組件執行，例如處理器320、記憶體330、儲存組件340、輸入組件350、輸出組件360、及/或通訊組件370。
如圖4所示，處理過程400可以包括將製程氣體提供給半導體處理工具的處理腔室本體(處理區塊410)。例如，如上文所描述，半導體處理工具100可以將製程氣體165提供給半導體處理工具100的處理腔室本體105。
如圖4進一步所示，處理過程400可以包括對設置在處理腔室本體內的吸盤施加真空，通過連接到吸盤的吸盤真空管線，以將半導體裝置保持在吸盤上，其中吸盤真空管線包括第一部分其穿過連接到處理腔室本體的主泵管線的側壁，和第二部分其實質上平行於主泵管線的側壁和主泵管線中的流動方向，其中第二部分的出口端的尺寸大於第二部分的入口端的尺寸以防止製程副產品在主泵管線的內壁上堆積(處理區塊420)。例如，如上文所描述，半導體處理工具100可以包括對設置在處理腔室本體105內的真空吸盤110施加真空，通過連接到真空吸盤110的吸盤真空管線125，以將半導體裝置160保持在真空吸盤110上，其中吸盤真空管線125包括第一部分125a其穿過連接到處理腔室本體105的主泵管線120的側壁，和第二部分125b其實質上平行於主泵管線120的側壁和主泵管線120中的流動方向，其中第二部分125b的出口端的尺寸大於第二部分125b的入口端的尺寸以防止製程副產品在主泵管線120的內壁上堆積。
如圖4進一步所示，處理過程400可以包括通過主泵管線和連接到主泵管線的泵從處理腔室本體中去除製程氣體，其中泵和主泵管線使真空通過吸盤真空管線施加到吸盤上(處理區塊430)。例如，如上文所描述，半導體處理工具100可以通過主泵管線120和連接到主泵管線120的泵155從處理腔室本體105中去除製程氣體165，其中泵155和主泵管線120使真空通過吸盤真空管線125施加到真空吸盤110上。
處理過程400可以包括額外的實施方式，例如下文所描述的及/或與本文別處所描述的一或多個其他過程相關的任何單個實施方式或實施方式的任何組合。
在第一實施方式中，第二部分125b實質上在主泵管線120內中心處。
在第二實施方式中，單獨或與第一實施方式組合，第一部分125a以大約90度的角度穿過主泵管線120。
在第三實施方式中，單獨或與第一和第二實施方式中的任一個組合，第一部分125a穿過主泵管線120的彎曲區域120r是主泵管線120中的彎曲上游端與沿主泵管線120的位置之間的區域，這位置距離彎曲下游端大約1.5×R，其中R是主泵管線120中的彎曲半徑。
在第四實施方式中，單獨或與第一至第三實施方式中的任一個組合，第二部分125b的出口端的尺寸與第二部分125b的入口端的尺寸的比率在大約1.12至大約1.95的範圍內。
在第五實施方式中，單獨或與第一和第四實施方式中的任何一個組合，第二部分125b在吸盤真空管線125的出口端具有喇叭狀形狀。
在第六實施方式中，單獨或與第一和第五實施方式中的任一個組合，第二部分125b包括在第二部分125b的出口端處或出口端附近的多個開口225。
在第七實施方式中，與第六實施方式組合，多個開口225圍繞對應於第二部分125b的出口端的平面的中心對稱設置。
在第八實施方式中，單獨或與第六和第七實施方式中的任一個組合，多個開口225在第二部分125b的出口端處或出口端附近形成開口的至少兩個同心環。
在第九實施方式中，單獨或與第一至第八實施方式中的任一個組合，第二部分125b的出口端處或出口端附近的區域包括至少兩個開口225以防止製程副產品在第二部分125b的出口端處或出口端附近集中。
儘管圖4示出了處理過程400的示例區塊，在一些實施方式中，與圖4所描述的區塊相比，處理過程400可以包括額外的區塊、更少的區塊、不同的區塊或不同設置的區塊。另外地或可替代地，處理過程400的兩個或多個區塊可以並行執行。
這樣，吸盤真空管線125可以防止在半導體處理工具100的主泵管線120中堆積製程副產品。例如，吸盤真空管線125允許製程氣體165以減少或防止製程副產品在主泵管線120的內壁上積聚的方式流動。此外，吸盤真空管線125的第二部分125b的平行設置不會減少製程氣體165在通過主泵管線120的流動方向上的流量，這防止了在主泵管線120的內壁上堆積製程副產品。這防止主泵管線120和吸盤真空管線125被堵塞，這提高真空吸盤在處理過程中將半導體裝置160固定位置的效能。進一步地說，因為吸盤真空管線125防止及/或減少製程副產品的堆積，半導體處理工具100可以不那麼頻繁地離線以維護主泵管線120及/或吸盤真空管線120，這增加了半導體處理工具100的生產率。此外，吸盤真空管線125改進半導體處理工具100的性能。例如，經由吸盤真空管線125施加的真空可用於調節半導體處理工具100的處理腔室本體105內的溫度。在此，吸盤真空管線125帶來的流動改進(例如，由於製程副產品的堆積減少)能夠改進處理腔室本體105內的溫度控制。這種改進的溫度控制轉而又提高了處理半導體裝置160的均勻性，從而改進了半導體處理工具100的性能。
如上文所詳細地描述，這裡描述的一些實施方式提供了一種半導體處理工具。半導體處理工具包括處理腔室本體。半導體處理工具包括連接以向處理腔室本體提供製程氣體的氣體入口管線。半導體處理工具包括設置在處理腔室本體內的吸盤，以支撐將被半導體處理工具處理的半導體裝置。半導體處理工具包括連接以從處理腔室本體移除製程氣體的主泵管線。半導體處理工具包括連接到吸盤的吸盤真空管線並且向吸盤施加真空以將半導體裝置保持靠在吸盤上，吸盤真空管線包括第一部分和第二部分，其中第一部分在主泵管線中的彎曲區域處穿過主泵管線的側壁，其中第二部分實質上平行於主泵管線的側壁和主泵管線中的流動方向，並且其中第二部分的出口端的尺寸大於第二部分的入口端的尺寸。半導體處理工具包括連接到主泵管線的泵，該泵使製程氣體通過主泵管線從處理腔室本體中排出，並通過吸盤真空管線對吸盤施加真空。
如上文所詳細地描述，這裡描述的一些實施方式提供了吸盤真空管線。吸盤真空管線包括穿過主泵管線的側壁的第一部分，吸盤真空管線和主泵管線包括在半導體處理工具中。吸盤真空管線包括第二部分，該第二部分實質上平行於主泵管線的側壁和主泵管線中的流動方向，其中第二部分的尺寸在第二部分的入口端和第二部分的出口端之間沿著主泵管線中的流動方向增加。
如上文所詳細地描述，這裡描述的一些實施方式提供了一種方法。該方法包括提供製程氣體給半導體處理工具的處理腔室本體。該方法包括對設置在處理腔室本體內的吸盤施加真空，通過連接到吸盤的吸盤真空管線，以將半導體裝置保持靠在吸盤上，其中吸盤真空管線包括第一部分其穿過連接到處理腔室本體的主泵管線的側壁，和第二部分其實質上平行於主泵管線的側壁和主泵管線中的流動方向，其中第二部分的出口端的尺寸大於第二部分的入口端的尺寸以防止製程副產品在主泵管線的內壁上堆積。該方法包括通過主泵管線和連接到主泵管線的泵從處理腔室本體中去除製程氣體，其中泵和主泵管線使真空通過吸盤真空管線施加到吸盤上。
上文已概述若干實施例之特徵，使得熟習技術者可較佳理解本揭露之態樣。熟習技術者應瞭解，其可易於將本揭露用作設計或修改其他程序及結構以實施相同於本文中所引入之實施例之目的及/或達成相同於本文中所引入之實施例之優點的一基礎。熟習技術者亦應認識到，此等等效建構不應背離本揭露之精神及範疇，且其可在不背離本揭露之精神及範疇的情況下對本文作出各種改變、替換及變更。
100:半導體處理工具 105:處理腔室本體 110:真空吸盤 115:製程氣體入口管線 120:主泵管線 125:吸盤真空管線 125a:第一部分 125b:第二部分 130:吸盤閥 135:吸盤旁通閥 140:隔離閥 145:節流閥 150:氣鎮閥 155:泵 160:半導體裝置 165:製程氣體 205:第一部分125a的入口端 210:第一部分125a的出口端 215:第二部分125b的入口端 220:第二部分125b的出口端 225:開口 300:裝置 310:匯流排 320:處理器 330:記憶體 340:儲存組件 350:輸入組件 360:輸出組件 370:通訊組件 400:處理過程 410:處理區塊 420:處理區塊 430:處理區塊 R:主泵管線的彎曲半徑 r:主泵管線的半徑 d1:尺寸 d2:尺寸 D:深度 L:長度
本揭露之態樣可經由閱讀以下詳細描述結合附圖得到最佳理解。應注意，根據行業標準做法，各種構件未按比例繪製。實際上，為使討論清楚，可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1A和1B是本文所描述的半導體處理工具的示例實施方式圖。
圖2A-2E是圖1A和1B的半導體處理工具的吸盤真空管線的示例實施方式圖。
圖3是圖1A和1B的半導體處理工具的示例組件圖。
圖4是使用本文所描述的半導體處理工具的示例製程流程圖。
100:半導體處理工具
105:處理腔室本體
110:真空吸盤
115:製程氣體入口管線
120:主泵管線
125:吸盤真空管線
130:吸盤閥
135:吸盤旁通閥
140:隔離閥
145:節流閥
150:氣鎮閥
155:泵
160:半導體裝置
165:製程氣體

Claims (10)

  1. 一種操作半導體工具的方法，包括： 提供一製程氣體給一半導體處理工具的一處理腔室本體； 對設置在該處理腔室本體內的一吸盤施加一真空，通過連接到該吸盤的一吸盤真空管線，以將一半導體裝置保持在該吸盤上， 其中該吸盤真空管線包括： 一第一部分，其穿過連接到該處理腔室本體的一主泵管線的一側壁；及 一第二部分，其實質上平行於該主泵管線的該側壁和該主泵管線中的一流動方向， 其中該第二部分的一出口端的一尺寸大於該第二部分的一入口端的一尺寸，以防止製程副產品在該主泵管線的內壁上堆積；及 通過該主泵管線和連接到該主泵管線的一泵從該處理腔室本體中去除該製程氣體， 其中該泵和該主泵管線使該真空通過該吸盤真空管線施加到該吸盤上。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一部分在該主泵管線的一彎曲區域穿過該主泵管線，該彎曲區域在該主泵管線中的一彎曲的一上游端與沿該主泵管線距離該主泵管線中該彎曲的一下游端大約1.5×R的一位置之間，其中R是該主泵管線中的一彎曲半徑。
  3. 如請求項1之方法，其中該吸盤真空管線的該第二部分實質上在該主泵管線120內的中心。
  4. 如請求項1之方法，其中該吸盤真空管線的該第一部分以大約90度的一角度穿過該主泵管線。
  5. 如請求項1之方法，其中該第二部分的該出口端的該尺寸與該第二部分的該入口端的該尺寸的一比率在大約1.12至大約1.95的範圍內。
  6. 一種吸盤真空管線，包括： 一第一部分，其穿過一主泵管線的一側壁，該吸盤真空管線和該主泵管線包含在一半導體處理工具中；及 一第二部分，其實質上平行於該主泵管線的該側壁和該主泵管線中的一流動方向， 其中該第二部分的一尺寸在該第二部分的一入口端和該第二部分的一出口端之間沿著該主泵管線中的該流動方向增加。
  7. 如請求項6之吸盤真空管線，其中該第二部分的該出口端的該尺寸比該第二部分的該入口端的該尺寸大了大約1.12倍至大約1.95倍。
  8. 如請求項6之吸盤真空管線，其中該吸盤真空管線的該第二部分在該吸盤真空管線的該出口端處具有一喇叭狀形狀。
  9. 一種半導體處理工具，包括： 一處理腔室本體； 一氣體入口管線，其連接以向該處理腔室本體提供一製程氣體； 一吸盤，其設置在該處理腔室本體內以支撐將被該半導體處理工具處理的一半導體裝置； 一主泵管線，其連接以從該處理腔室本體移除該製程氣體； 一吸盤真空管線，其連接到該吸盤以向該吸盤施加一真空以將該半導體裝置保持靠在該吸盤，該吸盤真空管線包括一第一部分和一第二部分， 其中該第一部分在該主泵管線中的一彎曲區域處穿過該主泵管線的一側壁， 其中該第二部分實質上平行於該主泵管線的該側壁和該主泵管線中的一流動方向，及 其中該第二部分的一出口端的一尺寸大於該第二部分的一入口端的一尺寸；及 一泵，其連接到該主泵管線，該泵使該製程氣體通過該主泵管線從該處理腔室本體中排出，並通過該吸盤真空管線對該吸盤施加該真空。
  10. 如請求項9之半導體處理工具，其中該第二部分的該出口端處或附近的一區域包括至少兩個開口環以防止製程副產品在該第二部分的該出口端處或附近集中。
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