TW577104B - Rapid cycle chamber having a top vent with nitrogen purge - Google Patents

Description

577104 五、發明說明（1) 【發明背景】 本發明一般係關於半導體製造，尤其關於一半導體處 理腔室，其設計來將濕氣從腔室内一半導體基板上一區域 移除及排除，以快速轉變腔室内的壓力狀態。 半導體製造系統經常為了產能的改善而設計。舉例而 言，處理腔室被配置成一多頭工具之型式，以允許一多步 驟處理之整合。這些系統一般包含其他於大氣壓力及真空 中操作的模組之間用以處理及傳輸晶圓以確保一潔淨製程 環境及改善產能的腔室，藉以消除晶圓傳輸步驟期間將處 理腔室開口的需要。在一半導體基板處理期間，基板係在 一負載室中輸入及輸出，此一負載室係一在真空及大氣壓 力之間循環之腔室。當基板自一大氣傳輸模組 (atmospheric transfer module; ATM)安置至負載室中 後，負載室將處於大氣壓力之下。負載室中的空氣之後會 被排出而在負載室腔室内提供一真空。然後，基板藉由一 機器手臂經由一真空傳輸模組傳輸至處理腔室。然後，在 處理腔室中執行處理操作（例如蝕刻、氧化、化學氣相沉 積等等）。 在處理完基板後，真空傳輸模組中的機器手臂會將基 板移回上述為真空狀態的負載室。當基板被安置於負載室 後，負載室中的壓力便藉由排入一氣體，諸如一氮氣 (N2 )，而回復至大氣壓力。當達到大氣壓力之後，則將已 處理基板傳輸至一基板匣以進行其他必要的處理步驟。在 半導體處理中，一製程系統的價值多決定在基板的處理速

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mj 半導體製程系 及高壓之間 室係一在不 循環時間對 ，習知製程 然 之腔室 構而言 此，負 的。可 一般受 在低壓 ’負載 載室的 惜的是 限於能在一真空狀 積粒子在一基 一大氣 取率。 的凝結 取時、 一粒子 太快， 真空抽 一污染 半導體 壓力至 換言之 。濕氣 將於溫 周圍成 則會因 取後蒸 物，其 產能產 板上之負載 一真空狀態 ，藉由限制 ，以空中傳 度下降至低 核而夾帶於 為成核後的 發，然而， 最後會導致 生負面衝擊 統的產 的可循 同壓力 於系統 系統中 態及一 室的循 之轉變 腔室中 播的水 於露點 空氣之 重量而 粒子會 裝置的 能多決 環速度 狀態之 產能而 一負載 大氣狀 環速率 係受限 一真空 蒸氣型 時凝結中，而 落至基 被留在 破壞。 疋於諸 。就上 間轉變 言係具 室腔室 態下循 。尤其 於腔室 抽取率 式存在 。個別 且若真 板上。 基板表 受污染 如一負載室 述之多頭結 的腔室，因 有決定性 的循環速度 環而不會沉 ，腔室内自 中的真空抽 可避免濕氣 ，當真空抽 的水滴會在 空抽取速率 水最後會在 面上而成為 的基板會對' 圖1係一負載室之示意圖。負載室1〇〇包含存取槔 1〇2、底部真空埠104及底部通氣口埠1〇6。在負載室100内 係一具有墊112之晶圓支座110，當一半導體基板在負 載室中時，係停置在墊上。當然，墊11 2可以是針型銷。

577104 五、發明說明（3) 熟習該項技術者當了解的是，負載室1 0 0係在不同壓力狀 態間轉變。舉例而言，一般晶圓1 〇 8會在處理過後於一真 空狀態下被導入至負載室1 〇 〇。然後，透過經由底部通氣 口埠1 0 6所導入的氣體來破除真空狀態。一旦負載室1 Q 〇内 的壓力下降至一大氣壓力後，便會將晶圓從負載室1 〇 〇傳 輸出去至一大氣傳输模組。若晶圓1 〇 8係未處理的，則晶 圓會在負載室處於大氣壓力下時自一大氣傳輸模組導入至 負載至1〇〇。負載室100然後透過真空埠104來真空抽取以 於負載室中產生一真空。 然而’負載室1 0 0設計的一缺點是，當存取埠1 〇 2其中 之一被開啟時，自負載室外而來的濕氣將經由開啟的存取 1進入。因此，當負載室！ 00被真空抽取以產生一真空 時，透過存取埠102而進入腔室的濕氣116，例如水蒸氣， 將邊存於曰曰圓1〇8上之一區域I"内。如上所述，若負載室 ^ Ϊ空抽取太快，水蒸氣11 6將凝結於區域1 1 4。此一凝 本^ 1耆一粒子成核，而最後落至晶圓108之 一表面上，因此污染晶圓。 口埠1負06載排=认ί :二一缺點是當-氣體經由底部通氣 口附近的微粒物質备被^杰室/部、位於底部通氣口埠1〇6入 氣操作中，腔室1G(T底^帶人氣體流中' m ’在一通 起。因此，爽帶的微粒°物之任量的微粒物質會被^ 而導致較低的產率。物吳會被沉積至負載室内的一基板 將洛至晶圓1 〇 8表& ^ 上之凝結的問題解決的一個企圖

m 第7頁 577104 五、發明說明（4) : 限制=載室1 〇 〇内的真空抽取率。 來進行一真空抽 ^ 換5之，以兩步驛 點以避免凝結之甚 第一步驟在低迷率，俾不超過一露 統的產能。 生。然❿，限制真空抽取率亦會限制系 綜上所述，、# ‘ 的循環率改善的兩將在不同磨力狀態之間循環之負載室 暴露於污染物之Ζ要，以允許一較高產能而不會讓一基板 【發明的綜合說明】 -腔不^::藉.由提供「腔室來滿足這些需要，此 圓暴露於污毕物^太=悲下快速循環而不會讓腔室内的晶 之一環境的本發明亦提供—種調節腔室内晶圓上方 本發明—實施樣態，提供了一種 中-半導體基板上所界定之一區域内:二;=;化 法。忒方法始於透過一存取埠將一半導體邋=丄 變化介面。該壓力變化介面處於一第一 ^ V 一 & 來自該半導體基板上方所界定之該：域：：濕 例中，該濕氣係藉由透過該壓力變化介面之一頂邙通氣口 埠導入一乾燥流體來移除。接著，將該存取埠關閉。之 後，將該壓力變化介面之壓力轉變至一第二题力。接著， 自該壓力變化介面傳輸該半導體基板。 & 者 本發明另一實施樣態，提供了一種用於減少一腔室内 一半導體基板上方一區域内濕氣的方法。該方法始於設置 一通過該腔室之一頂部表面而延伸的通氣口埠。然後，設 _ I·· 第8頁 577104 — 五、發明說明（5) 置一通過該腔室之/底部表面而延伸的真空埠。接著’禁 止濕氣進入置放於該腔室内一基座上一半導體基板上方所 界定之一區域。然後，將該腔室内壓力轉變成一真空，其 中在壓力轉變成一真空之期間，該半導體基板上方所界定 之該區域之外有凝結形成。 本發明另一實施樣態，提供一種用以在不同壓力下操 作之模組之間轉移一半導體基板之腔室。該腔室包含：一 基底，其界定出一出口。該出口允許該腔室内一大氣之移 除以產生一真空；一基板支座，配置來支撐該腔室内一半 導體基板；一頂部，具有一入口，該入口係配置來允許該 腔室之 中的濕 含該半 本 統。該 作及一 一壓力 之間， 間轉變 淳及一 入該壓 座上方 吾 為例示 一氣體 氣；以 導體基 發明另 系統包 第二傳 變化介 該壓力 。該壓 底部真 力變化 所界定 人需了 及說明 導入 及側 板進 一實 含一 輪模 面， 變化 力變 空埠 介面 之一 解的 之用 以移除該 壁，自該 出該腔室 施樣態， 第一傳輸 組，配置 位於該第 介面能夠 化介面具 。該頂部 ，其中該 基板支 基底延 座上方所界定之一區域 部，該側壁包 伸至該頂 的存取璋。 提供一種半導體 模組，配置成在 第二壓力 成在一 一傳輸 基板之處理系 一第一壓力操 操作。亦包含 模組及該第二傳輸模組 該第二壓力之 一頂部通氣口 成將一流體導 除了該基板支 在該第一壓力及 有一基板支座、 通氣口埠被配置 流體之該導入移 區域内的濕氣。 是前述之一般敘 ’而不會限制申 述及底下 請專利範 之洋細钦述僅 圍所載發明。

第9頁 577104 五、發明說明（6) 【較佳實施例的詳細說明】 在此將參考附隨的圖形蝉义 施例。圖1已於上述「發明背旦\述/^日月之數個典型實 ,^ 知月月景」中被討論過了。 、本發明之實施例提供了一種方漆月讲很 载室内一半導體基板上方 ’二，其允許將負 :制真空抽取率之應用。藉由=不 = f力轉變腔室， 體吹掃來移除濕】 = = 至上方提供-氣 例中，氣體吹掃係乾燥的，亦即實 ^ ' 只施 的晶圓-詞及基板一詞係交：以無在此所用 ::，因此真空抽取率不再受到限制。換 ^ ，在豇至内氣體吹掃將任何濕氣強迫至低於一 及相對基板之排出流…，藉此移除任何與超過 ^:相關的利害關係。此外，基板係被安置在腔室上方所 艢疋之通氣部入口附近’以減少腔室上方及基板之間的面 ,、因此，由於基板上方及腔室下方所界定出的體積被減 V 了，氣體吹掃更能有效的調節基板上方之區域。 一立圖2係依本發明一實施例之一典型半導體製程系統之 不意概圖，此一系統備有一晶圓處理自動化操作，其包含 一具有頂部通氣口埠之負載室。為了將晶圓處理流線化， 了或更多未處理的晶圓丨22係被安置於一晶圓匣124，之後 被安置於一負載埠126。在大氣傳輸模組（atm) 128中的一 機器手臂1 3 0自晶圓匣1 2 4夾起一晶圓1 2 2。負載埠1 2 6及 第10頁 577104

ATM 1 28兩者係處於大氣壓力之下。機器手臂i3〇自ATM 128傳輸未曰處理的晶圓122至負載室132内的晶圓支座134。 而了解的疋負載室j 32係在大氣壓力下。然後，在負載 室132中，其係透過真空埠136、藉由將空氣吸取出負載室 來遠打一真空抽取。當然，負載室132的存取口在真空抽 取的操作期間係關閉的。一旦負載室2 3 2内的直空條件被 建立起之後，真空傳輪模組14〇及負載室之間的一存取埠 會被開啟。之後，晶圓丨22藉由機器手臂丨44自晶圓支座 134透過真空傳輸模組14〇傳輸至處理腔室142。被處理後 的晶圓122會透過真空傳輸模組14〇自處理腔室142移至負 載室1 3 2。負载室1 3 2會藉由將一氣體透過頂部通氣口埠 W8排入至負載室中來產生大氣壓力，直至負載室中的大 氣壓力達到。然後，處理過的晶圓藉由機器手臂13〇透過 ATM 1 28傳輸至晶圓匣1 24。熟習該項技術者將了解的是， 多於一個的晶圓可在同時間内存在一負載室丨3 2内。舉例 而言，當晶圓自真空傳輸模組1 4 〇被置放至負載室丨3 2時， 一未處理晶圓可位於負載室内。因此，機器手臂丨44可將 處理過的晶圓女置於負載室132内及移除一未處理晶圓 以為處理。一實施例中，在抽真空及通氣的順序期間，一 半導體基板係位於負載室1 32内。吾人應了解的是，由於 此處的處理腔室1 42並非閒置以等待晶圓，因而將產能最 佳化了。熟習該項技術者將了解的是負載室内的壓力與大 氣壓的均等化係精確地被控制的。換言之，突然的壓/力調 節會導致混合，因而引起晶圓上方一較高的濕氣内容。

第11頁 577104 五、發明說明（8) 載室壓力的均等化之精確控制係透過通氣處理來達成，且 其避免了腔室内的擾流，以使粒子不會被揚起。 再參見圖2，通氣口埠1 3 8係位於負載室1 3 2之頂部， 目的在於在基板支座134之上方及下方產生一實質上免於 ： 濕氣之環境。此外，藉由將頂部通氣口埠丨38置於負載室 一 132之頂部表面，可避免進入負載室132之空氣佔據基板 - 1 3 4上方及頂部通氣口埠1 3 8下方所界定之一區域，以下將 有更詳細說明。吾人應了解的是，當這裡所討論冬實施例 提及將負載室132内壓力於一真空及大氣壓力之間轉變 時’此處所描述的負載室可包含任何在兩壓力之間操作的 _ 系統之任何腔室。 圖3係依本發明一實施例之具有頂部通氣口埠及底部 真空埠之一負載室之一簡化示意圖。負載室132包含頂部 通氣口埠138及底部真空埠136。存取埠146允許一晶圓122 被傳輸至及傳輸出負載室132。當晶圓122處於負載室132 内時’晶圓係停置在具有針型銷丨5〇之基板支座丨34上。舉 例而a ’當一晶圓自一大氣傳輸模組導入負載室1 3 2時， 存取埠146之一會被開啟以允許晶圓122進入負載室。當存 ，埠146之一被開啟以允許晶圓ι22之進入時，將會透過通 籲 氣口埠1 3 8提供一流體流動至負載室1 3 2。流體會隨著晶圓 1 2 2被移至負載室1 3 2而連續流動，直至存取埠1 4 6被關 閉。一實施例中，流體在存取埠丨46被關閉後連續流動了 一短暫的時間期間。吾人應了解的是，當存取埠1 4 6被關 閉之後’負載室1 3 2便被隔離了 ，因此，負載室内會在一

577104 五、發明說明（9) 真空泵開始產生真空之前先建立起一微小的正壓力。 如圖3所示，自通氣口埠1 3 8而來的流體產生了 一實質 上無溼氣之區域148。區域148係界定在晶圓122及負載室 1 3 2之頂部之間。一實施例中，通氣口埠丨3 8係與一擴散板 相通，用以分散來自通氣口埠而通過區域丨4 8之一流體， 詳細情形將參照圖5及圖6。晶圓傳輸期間，當存取埠丨 被開啟時，透過通氣口埠丨3 8之氣體流動會將進入負載室 1 32的濕氣清除。換言之，在晶圓進出負載室1 32之移動活 動中^任何被夾帶之帶有濕氣的空氣將被強迫至晶圓下 方，係如箭頭1 4 7所示。一實施例中，透過通氣口埠丨3 8而 ，，入負載室1 3 2之流體為一惰性無毒氣體，諸如氮氣、 氮氣、氦氣等等。此外，來自通氣口埠丨38之氣體流動將 任何存在的濕氣從晶圓122上方所界定之區域148強迫至低 HH22之一區域。因此，其係將存在的内在濕氣從區-- 移除而避免外在濕氣進入負載室132之區域148。 載—參照圖3，當晶圓1 2 2自一大氣傳輸模組被安置至負 =2後，攜載晶圓之機器手臂將被移開而晶圓進入負、 後至时子取埠146會被關閉。在存取蟑146被關閉、 時間期、^軋口埠138之氣體流動會如上所述繼續一短暫 ⑷關閉Λ者’透過通氣口谭138之氣體流動會在存取琿 纽而傳輪至：停止。為了讓晶圓122透過-真空傳輪模 以產生室，必須用㈣負載室132進行抽取 136相通而、因& ’ 一實施例中，-真空泵係與真空埤 而在負載室132内產生真空。熟習該項技術者將f

第13頁 577104 五、發明說明(10) =到’由於區域148係實質無歷氣的，負載室132中的直空 &取率不再受到限制。換言之，因為晶圓122之表面上方 二濕軋_，所以不需要執行兩步驟的真空處理。若負載室 進仃真空吸取時超過露點溫度，則區域丨48之 ::結：舉例而言，任何被強迫至晶圓122下方之濕氣會 凝〜。而，當濕氣不再位於晶圓122上方之區域内時， 结便不再有利害關係。因&，儘管濕氣會在粒子的周圍 ^核’然濕氣及粒子均將落至負載室1 32之底部表面。再 = 口埠138位於負載室132之頂部，任何落至負 載的粒子會留在負載室之底部。換言之，由於通氣 口 8位於負載室132之頂部，在負載室132底部的任何、 么疋A.，用來，入負載室1 3 2的氣體，諸如氮氣，實質上係 内、濕亂且被咼度過濾的，以避免將微粒物質導入至負載室 ，圖4/系一第一段抽取率受限之兩段式真空抽取與一 ϊΐ车;2不二:ί真空抽取的比較圖。受限的真空抽取率係以 、每、 义不，而注意的是不要超過露點。當點1 5 6被到 ^ ”工抽取率會被提昇，如線1 5 4的起始斜率，所以 f由兩階段處理而避開露點。因&，不會生成一凝結雲， :而產能會受到此兩段式處理的影響。此外，1¾著低；大 擾版…減夕了。因此，一階處理係配置來對負載室進

577104 五、發明說明（11) 行泵抽取而不揚起微粒物質。 另一方面，線158表示_ 例而言，將濕氣自一晶圓上 3之描述之區域148，排除或 制的真空抽取率。由於晶圓 屋氣’因此真空抽取率可夢 一氣體吹掃來增加。吾人靡 境的氣體係一乾躁氣體。換 入之一乾惰性氣體將晶圓上 點已不再具有利害關係。因 而言，負載室内到達真空狀 示。熟習該項技術者將理解 閥門系統較不複雜，因此， 統較不昂貴。反之，受限的 式處理來避免露點之超過， 空狀態。因為壓力變化介面 地循，因此將諸如一負載室 較少時間將轉換成一較高產 一不受限制的真空抽取率。舉 所界疋之一區域，諸如參考圖 貝貝移除的地方可應用不受限 上方的環境可被調節為實質無 由透過頂部通氣口埠1 3 8提供 了解的是用以吹掃晶圓上方環 吕之’由於透過腔室頂部而排 方的濕氣移除了，因此超過露 此，對於不受限之真空抽取率 態的時間較少，係以時間t 1表 到’與不受限之抽取率有關的 與不受限抽取率有關的閥門系 真气抽取率，其利用一兩階段 而直至時間t2才到達理想的真 可在不同壓力狀態之間更快速 之一壓力變化介面腔室抽空的 能。 圖5係本發明一實施例中，具一頂部通氣口埠之一負 载室與一擴散板相通的示意圖。此處，頂部通氣口璋丨3 8 與擴散板160相通。擴散板160係在晶圓122上方及擴散板 下方所界定之一區域内，諸如圖3之區域148，均勻地引導 氣體流動。因此，晶圓1 2 2上會產生一掃掠性的流體流 動’藉此調節晶圓上方的環境。換言之，來自擴散板1 6 0

第15頁 577104 五、發明說明(12) 的惰性氣體流動移除了晶圓丨22上的 方有效地提供了一惰性氣體環境。n乳且在晶圓上 -直徑，係稍大於晶圓i 22，然而 板的直徑可小於晶圓的直徑。再*二上解的是擴散 在晶圓上方產生一實質無澄氣環 7I $任何合適 存取埠146被開啟後，進入負載室有=若任-被引導至晶圓122下方。自通氣口埠3二!=空氣會 ，乂圖3所述之相同方式’避免外來的濕氣進人晶圓122 、及擴散板16 0下方所界定的區域。因此，真空抽取 可被提幵。而真空埠出口 1 3 6係顯示在晶圓丨2 2的實質正下 =，吾人應了解的是真空埠出口可位在負載室132底部表 面的任何位置。此外，邊緣163係顯示成一圓角，有助於 腔室的抽取。將負載室132排空以產生真空的一直空泵162 可為任何適於負載室132之商業用真空泵。一實施例中， 擴散板160係牢牢地固定在負載室丨32之頂部内表面上。熟 習该項技術者當了解的是，儘管通氣口埠丨3 8係顯示成位 於晶圓1 2 2之上方中心，然只要晶圓上方提供一實質無濕 氣之環境的氣體流動可被傳輸，則通氣口埠可以位於 頂部之任何位置。 再參照圖5，一實施例中，晶圓1 22之一頂部表面及擴 散板160之一底部表面之間的距離16ι在約3 mm及約3 cm之 間。一較佳實施例中，距離161係在約5 mm及2 cm之間， 而較佳為1 cm。如上所述，真空泵1 62可在存取埠1 46關閉 或一短暫時間後啟動。一實施例中，真空泵1 6 2在存取璋

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五、發明說明（13) 146關閉後約〇秒及約2秒之間啟動。較佳地，真空粟162在 存取埠146關閉後約〇秒及約0. 5秒之間啟動。熟習該項技 術人士當了解的是負載室1 3 2被排空的同時，通氣口璋1 3 8 係關閉的，以使負載室可被真空抽取。吾人應了解的是， 任何合適的閥139可被使用來關閉通氣口埠丨38之存取疋^ 允許負載室132内之一真空抽取。此外，擴散板丨6〇可為= 何與半導體操作相容之擴散板’諸如併有粉末金屬、燒結 鎳、疊層為纖維狀及板狀之發脹聚四氟乙婦 & ^ (polytetrafluoroethylene ;PTFE)薄膜的擴散板等等。 熟習該項技術者應了解的是當負載室1 32作為不同壓力 下、腔室之間的壓力變化介面同時，存取埠丨4 6係不開啟 的0 圖6係依據本發明一實施例，具有一頂部通氣口埠及 一底部真空埠之一負載室之示意圖，其中負載室内有多個 晶圓。此處’多個晶圓1 2 2及1 2 3係如箭頭丨6 6所示轉移入 及轉移出負載室。熟習該項技術者應了解的是一已處理曰 圓123可自一真空傳輸模組導入至負載室132而一未處理= 圓122留置於負載室132内。因此，置放已處理晶圓123之曰曰 機器手臂之後能抓取晶圓1 22來處理。一實施例中，在— 進氣或抽氣之操作期間，一晶圓係處於負載室1 3 2内。換 言之’當存取埠1 4 6之一被開啟時，兩晶圓係處於負載室 1 3 2内。如上所論，當一存取埠1 4 6被開啟後，透過通氣口 埠138及擴散板160之氣體流動在晶圓122頂部上方產生了 一實負無濕氣之區域。當晶圓122移動至負載室132内時，

第17頁 577104 五、發明說明（14) 透過擴散板1 6 〇的氣體流動會對晶圓上方的環境進行調 節。此外，潔淨的乾嫖氣體流動在晶圓122之整個表面上 以一吹掃動作放射狀地流出。另一方面，當已處理晶圓 1 2 3進入負載室1 3 2而未處理晶圓1 2 2位於負載室内時，此 一潔淨的乾燥氣體為已處理晶圓提供了增強的冷卻。此 外’已處理晶圓1 23可能會有廢氣，此一廢氣之後會凝結 在未處理晶圓1 2 2上而將未處理晶圓污染。由頂部通氣1 3 8 所提供的流動將任何廢氣及殘留物以一向下方向朝負載室 1 3 2底部掃去。吾人應了解的是殘留物最後將由真空泵1 6 2 透過真空埠136來排出。將通氣口埠138安置於負載室132 頂部的另一個優點是當氣體被排入負載室中時，停置在底 部表面的粒子不會被氣體流動揚起而進入負載室内。當通 氣口埠被安置在負載室1 3 2之底部時，粒子會爽帶入來自 底部通氣口的流動而沉積至負載室132内所存在之任何晶 圓表面。然而，藉由將通氣口埠1 3 8安置在負載室1 3 2頂 部’底部表面上的粒子繼續留在原處。 再參照圖6，一實施例中，通氣口璋1 3 8的直徑約為 100 mm。一實施例中，負載室丨32具有七公升容積，透過 通氣口埠1 38而提供給負載室之諸如氮氣的潔淨乾燥氣體 的*率係在約母分鐘1 0個標準公升（s t a n d a r d丨i t e r s per minute ,SLM)及約100 SLM之間。對此七公升之腔室而 言，流率範圍較好在約40 SLM及約60 SLM之間，而較佳 為5 0 SLM。吾人應了解的是，當此七公升腔室供有流率之 時’流率範圍可依較大或較小腔室來設定。熟習該項技

第18頁 577104 五、發明說明（15) 術亡士將理解的是，此處所討論的實施例與溫度無關。另 一貝施例中，負載室1 3 2内自真空抽取循環開始至到達一 真空狀態的時間少於1 〇秒，較佳地少於6秒。當然，當真 空泵162已經運轉時，真空抽取循環可藉由啟動真空泵162 或開啟真空泵吸吮侧與負載室丨32之間一適當閥164來開 始0 壓力變化介面内所執行之調 圖7係一流程圖，描繪 節半導體基板-區域上方一環境的方法操作。方法始於操 作170，一半導體基板透過一存取埠而被導入至一壓力變 化介面。此處，當半導體基板自一 ATM傳輸時，壓力變化 介面處於：第-壓力，諸如大氣壓力。一實施例中，壓力 變化介面係-負載室。方法之後移至操作上72，係將來自 半導體基板上方所界定之—區域的濕氣移除。舉例而古’ -流經頂部通氣口埠之潔淨乾燥氣體，如參照圖3、5 : 之討論，：來土半導體基板上方-區域之濕氣移除。如上 所述，氣體可為任何合適的惰性、無毒氣體。&外， 力變化介面之-存取埠被開啟後，氣體流 二 來的濕氣進入半導體基板上方所界定之 ^何外 氣以及透過-開啟存取埠而進二$移除的濕 ^ ί f I 了組I: Ϊ行至操作174，係將存取埠關 閉。吾人應了解的是在關閉存取埠之仔取旱關 安置於-基板支座上且一機器手臂係自= :被 開。熟習該項技術者應了解的是存取文化"面移 進入腔室途徑及將腔室密封之合適存為^何得以提供 平，堵如一槽閥。

577104 五、發明說明（16) ----- 再參照圖7 ’方法之後繼續至操作丨76，係將壓力變化 介面轉變至-第二壓力。舉例而t，在一未處理半導體基 板自一大氣傳輸模組進入壓力變化介面後，壓力變化介面 内的壓力將從大氣壓力下降至真空，以允許未處理半導體 基板被轉換至一真空傳輸模組。在將壓力變化介面轉變至 第一 £力期間’腔至内部的一真空抽取率並不受限。換 言之，半導«基板上方及負載室之頂部通氣口埠入口下方 所界^之區域貫質上係無濕氣的。由於基板上方無濕氣， 所以落至半導體基板表面上的凝結就不具一利害關係了。 吾^應了解的是參照操作丨7 2所描述之氣體流動實質上將 濕氣自半導體基板上方所界定之一區域移除，藉此將與半 導體基板上方一粒子周圍形成及成核之凝結有關的利害關 係移除。因此，可藉由自大氣壓力至真空之一快速轉變來 超越露點。依序地，因為負載室可自一正壓力轉變至一真 空而不受限，所以可望將產能提昇。方法之後進行至操作 1 78 ’半導體基板被傳輸出壓力變化介面。此處，半導體 基板可被傳輸至真空傳輸模組而最後能被傳輸至一處理模 組。 圖8係依本發明一實施例之將一腔室内一半導體基板 上方 區域内濕氣減少之方法操作的一流程圖。方法開始 於操作1 8 0 ’其係設置一通過腔室一頂部表面而延伸之通 氣口埠。此處，通氣口埠可被配置成如同在圖3、5及6中 所描繪的通氣口埠相同。方法之後進行至操作丨8 2，係設 置一自腔室底部表面延伸之真空埠。真空埠可被安置在腔

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，底。卩^面之任何位置。一實施例中，與真空琿相通之一 /工泵〃提供了將腔室排空的必需吸吮。方法之後移至操 84 ’係^避免濕氣進入腔室内一半導體基板上及通氣口埠 下所界定之一區域。舉例而言，一氣體流動可經由設置 I頂=表面之一通氣口埠來供給。如參照圖3、5及β =讶二，、氣體流動將避免濕氣進入腔室内一基板上方所界 =之區域，而腔室之一存取埠將被開啟以將一半導體基 2自腔室移除—半導體基板。t其’氣體流動 ' 可被導入腔室内的空氣會產生一阻障，且強迫 m半導體基板支座下方的一區域。一實施例 體為一惰性、無毒氣體，諸如氮氣。 圖8之方法之後進行至操作丨86，係將腔室内壓力轉變 M = D ^氣自料體基板上方區域免除而被強迫至 ^導體基板下方或半導體基板旁邊時，若有任何凝結形 =其將形成於半導體基板下方或半導體基板旁邊。由於 ，半，體基板上的凝結不再有利害關係，因此真空抽取率 y被提昇而不會產生擾流及將粒子揚起。因此，由於腔室 可在壓力狀態之間更有效地循環而不會衝擊到半導體基板 的品質，而改善了系統的產能。 丑土 、 此外，在多晶矽的蝕刻操作期間，溴化氫氣體係藉由 透過上述實施例中的頂部通氣口埠所供給之氣體流動;掃 ^。一热習該項技術者將了解的是來自頂部通氣口之進行 掃，的氣體流動將避免一已處理晶圓所產生之溴化氫氣^ 在一未處理晶圓上凝結。氮氣氣體將已處理晶圓上某些^

577104 五、發明說明（18) 化氫擦洗掉， 安置於腔室頂 盍起來，以保 氧凝結。一實 1里晶圓係在未 總之，本 更有效地在壓 區域内提供一 能。本發明已 他實施例將由 考量中了解。 型的，而本發 藉此減小 部允許吾 護晶圓免 施例中， 處理晶圓 發明藉由 力狀態之 實質潔淨 糟由數個 熟習該項 以上所描 明係由後 交叉污染的機會。因此 人以 層 除已處理 一具有多 之下方。 允許諸如 間循環， 無濕氣之 典型的實 技術者從 述的實施 附的申請 將谝a 惰性氣體將半導賤氰 基板之廢氣的反機 每覆 個晶圓之負載室内&及罐 巳處 一負載室之壓力

D 變 化 基起：命 環境，且同時增力 上〜T產 而在一腔室内一 施例而描述。本私 本發明之說明書及:之戽 例及較佳特徵被認為是典 專利範圍所界定。

577104 圖式簡單說明 圖1係一用於半導體製造操作中一負載室之示意圖。 圖2係依本發明一實施例之包含具有頂部通氣口埠之 負載室之一備有晶圓處理自動化之典型半導體製程系統的 示意概圖。 圖3係依本發明一實施例之備有一頂部通氣埠及一底 部真空埠之一負載室的簡化示意圖。 圖4係一第一段抽取率受限之兩段式真空抽取與一抽 取率不受限之真空抽取的比較圖。

圖5係本發明一實施例中，具一頂部通氣口埠之一負 載室與一擴散板相通的示意圖。 圖6係依據本發明一實施例，具有一頂部通氣口埠及 一底部真空埠之一負載室之示意圖，其中負載室内有多個 晶圓。 圖7係一流程圖，描繪一壓力變化介面内所執行之調 節半導體基板一區域上方一環境的方法操作。 圖8係依本發明一實施例之將一腔室内一半導體基板 上方一區域内濕氣減少之方法操作的一流程圖。

【符號說明】 100負載室 1 0 2 存取埠 104 真空琿 1 0 6 通氣口埠 108半導體基板

第23頁 577104 圖式簡單說明 11 0晶圓支座 112 墊 11 4晶圓上方一區域 11 6濕氣 1 2 2 未處理晶圓 123 已處理晶圓 124晶圓匣 1 2 6負載埠 1 2 8大氣傳輸模組 1 3 0機器手臂 132負載室 134晶圓支座 136真空埠 1 3 8 頂部通氣口埠 139 閥 1 4 0真空傳輸模組 1 4 2 處理腔室 144機器手臂 1 4 6 存取埠 147箭頭 148晶圓上方所界定之區域 1 5 0 針型銷 152 線 154線

第24頁 577104 圖式簡單說明 15 6 點 158 線 1 6 0擴散板 1 6 1 距離 162真空泵 1 6 3邊緣 164 閥 166箭頭 第25頁

Claims (1)

1. 577104 六、申請專利範圍 1 · 種用於調節一壓力變一 所界内環境的方法，該導體… 該壓力板導入該壓力變化介面， 3:!该半導體基板上所界定之該區域内之渴氣. 變化介面内之壓力轉變至一第二壓力二， 傳輸该半導體基板。 中一2半導如體申Α清專利範圍第1項之用於調節一壓力變化介面 ϊ二ms:定之-區域内環境的方法，其中該 中-3半二二範界圍定*於調節-*力變化介面 該壓力變化介面之壓力；：：區r環境的方法，其中將 A · 土刀轉文至一第二壓力的方法操作更包 3 · μ : 3 ί至5亥真空狀態時，避免凝結形成於該半導體基 板該區域内，而無須限制一真空抽取率，以使 該真，抽取，不會再導入任何微粒物質至該半導體基板上 所界疋之δ亥區域内。 4. 2請專利範圍第1項之用於調節—壓力變化介面 工：半ΠίΪ上所界定之—區域内環境的方法，其中移 示^自Μ，豆基板上所界定之該區域内之濕氣的方法更 包含： 透過一 ί過該壓力變化介面之-上表面而延伸之通氣 口埠流入一惰性氣體。

   577104 六、申請專利範圍 5:如申请專利範圍第1項之用於調節一壓力變化介面 中了半導體基板上所界定之一區域内環境的方法，其中該 通氣口埠位於在該半導體基板之一中心區域上。 L如申請專利範圍第1項之用於調節一壓力變化介面 中一半導體基板上所界定之一區域内環境的方法，其中上 述透過一通過該壓力變化介面之一上表面而延伸之通氣口 蜂流入一惰性氣體之方法步驟更包含： 以該惰性氣體覆蓋該半導體基板，以保護該半導體基 板免s:來自該壓力變化介面内一已處理半導體基板所發出 之反應性物質。 7:如申請專利範圍第4項之用於調節一壓力變化介面 中一半導體基板上所界定之一區域内環境的方法，其中上 述透過一通過該壓力變化介面之一上表面而延伸之通氣口 埠流入^惰性氣體係發生在該腔室之一存取埠被開啟時， 以避免濕氣進入該半導體基板所界定之該區域。 8 ·如申請專利範圍第4項之用於調節一壓力變化介面 中一半導體基板上所界定之一區域内環境的方法，更包 含： 在該半導體基板上所界定之該區域上設置一擴散板， 該擴散板與該通氣口埠相通。 9:如申請專利範圍第4項之用於調節一壓力變化介面 中半導體基板上所界定之一區域内環境的方法，其中一 氣體流率係介於每分鐘1 〇標準公升及每分鐘丨〇 〇標準公 之間。

   第27頁 577104 六、申請專利範圍 1 0 ·如申請專利範圍第8項之用於調節一壓力變化介面 中一半導體基板上所界定之一區域内環境的方法，其中該 半導體基板之一頂部表面及該擴散板之一底部表面之間的 一距離在3 mm及3 cm之間。 11 · 一種用以在不同壓力下操作之模組之間轉移一半 導體基板之腔室，該腔室包含： 一基底’其界定一出口，該出口允許該腔室内一大氣 之移除以產生一真空； 一基板支座，配置來支撐該腔室内該半導體基板； 一頂部，具有一入口，該入口係配置來允許該腔室之 一氣體導入以移除該基板支座上方所界定之一區域中的濕 氣，以及

   該基底延 取出的存 側壁，自 基板之進入及 12.如申請專利範 之模組之間轉移一半導 一擴散板 界定之 如申請專利範 與該入 该區域上 上方所13 之模組之間轉移一半導 口係與14 之模組之間轉移一半導 之該氣體係一惰性氣體 用來在該腔室 如申請專利範 伸至該頂部，該側壁包含該半導體 取璋。 圍第11項之用以在 體基板之腔室，更 口相通，該擴散板 方。 圍第11項之用以在 體基板之腔室，其 中產生一真空之一 圍第11項之用以在 體基板之腔室，其 不同壓力下操作 包含： 位於該基板支座 不同壓力下操作 中該腔室之該出 真空果相通。 不同壓力下操作 中被導入該腔室

   第28頁 577104 六、申請專利範圍 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之用以在不同壓力下操作 之模組之間·轉移一半導體基板之腔室，其中該擴散板之一 底部表面與停置在該基板支座上該半導體基板之一頂部表 面之間的一距離在3 [η瓜及3 c m之間。 16· 一種半導體基板之處理系統，該系統包含： 一第一傳輸模組，配置成在一第一壓力操作； 一第二傳輸模組，配置成在一第二壓力操作； 一壓力變化介面，位於該第一傳輸模組及該第二傳輸 模組之間’該壓力變化介面能夠在該第一壓力及該第二壓 力之間轉變，該壓力變化介面具有一基板支座、一頂部通 氣口埠及一底部真空埠，該頂部通氣口埠被配置成將一流 體導入該壓力變化介面，其中該流體之該導入移除了該基 板支座上方所界定之一區域内的濕氣。 17·如申請專利範圍第16項之半導體基板之處理系 統，其中該壓力變化介面係一負載室。 18·如申請專利範圍第1 7項之半導體基板之處理系 統，其中該頂部通氣口埠被配置成將該流體輸送至位於該 基板支座上方之一擴散板。 19.如申請專利範圍第1 6項之半導體基板之處理系 統，其中被導入該壓力變化介面之該流體係一惰性氣體。 2 0·如申明專利範圍第1 6項之半導體基板之處理系 統，其中禮壓力變化介面包含一第一存取埠，以提供途徑 予該第一傳輸模組；及一第二存取埠，以提供途徑予該& 二傳輸模組，該第一壓力係一正壓力，該第二壓力係一真

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