TWI754122B - 去氣腔室以及去氣方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種去氣腔室以及去氣方法。該去氣腔室的內部設有加熱裝置、冷卻裝置和移動支撐裝置；其中，冷卻裝置與加熱裝置間隔，且相對設置；移動支撐裝置用於承載晶圓，且能夠帶動晶圓在加熱裝置和冷卻裝置之間移動，以分別對晶圓進行加熱和冷卻。本發明揭露的去氣腔室以及去氣方法的技術方案，可以在同一腔室內完成加熱製程和冷卻製程，進而提高了生產效率。同時，可以避免去氣腔室中由於介質窗的存在而帶來的晶圓溫度精度較差、加熱效率低、冷卻效率低等的問題。

Description

去氣腔室以及去氣方法
本揭露的實施例涉及一種去氣腔室以及去氣方法。
在晶圓的加工過程中，通常需要對晶圓進行加熱和冷卻。例如，在去氣製程中，首先將晶圓加熱到一定溫度以去除水蒸氣和其他揮發性物質，然後再將晶圓冷卻到室溫以方便進行後續製程。
根據本揭露的實施例，提供一種去氣腔室。該去氣腔室的內部設有加熱裝置、冷卻裝置和移動支撐裝置；其中， 該冷卻裝置與該加熱裝置間隔，且相對設置； 該移動支撐裝置用於承載晶圓，且能夠帶動該晶圓在該加熱裝置和該冷卻裝置之間移動，以分別對該晶圓進行加熱和冷卻。
例如，還包括遮蔽件，該遮蔽件是可移動的，且在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至能夠被該加熱裝置加熱的加熱位置時，該遮蔽件能夠移動至使該晶圓暴露於該加熱裝置的第一位置；在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至能夠被該冷卻裝置冷卻的冷卻位置時，該遮蔽件能夠移動至該加熱裝置與該晶圓之間，以遮擋該晶圓的第二位置。
例如，還包括與該去氣腔室的內部連通的保護罩，該遮蔽件在位於該第一位置時，置於該保護罩中。 例如，還包括旋轉驅動機構，用於驅動該遮蔽件在該第一位置與該第二位置之間轉動。
例如，該旋轉驅動機構包括旋轉連杆和旋轉電機，其中， 該旋轉連杆垂直設置在該遮蔽件的靠近該保護罩的一側，且分別與該遮蔽件和該旋轉電機連接； 該旋轉電機用於驅動該旋轉連杆圍繞該旋轉連桿的軸線轉動。
例如，該遮蔽件是可折疊或伸展的，且在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該加熱位置時，該遮蔽件能夠折疊移動至該第一位置；在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該冷卻位置時，該遮蔽件能夠伸展移動至該第二位置。
例如，該加熱裝置包括加熱盤，且在該加熱盤中設置有加熱元件；並且，沿從該加熱盤的中心到該加熱盤的邊緣的方向，該加熱元件的排布密度逐漸增加。
例如，該加熱元件包括加熱絲，該加熱絲圍繞該加熱盤的軸線纏繞成平面螺旋結構，且沿從該加熱盤的中心到該加熱盤的邊緣的方向，相鄰的兩匝加熱絲之間的間距逐漸減小。
根據本揭露的實施例，在該晶圓位於該加熱位置時，該晶圓與該加熱盤相對的兩個表面之間具有預設間距。
例如，該預設間距的取值範圍在0.05mm-0.15mm。
例如，該冷卻裝置包括冷卻盤，且在該冷卻盤中設置有用於輸送冷卻介質的晶圓冷卻通道。
例如，該加熱裝置和該冷卻裝置沿垂直方向設置，且該加熱裝置位於該冷卻裝置的上方。
例如，該移動支撐裝置包括至少三個支撐針和升降驅動機構，其中， 該至少三個支撐柱均垂直穿設於該冷卻裝置，用於共同將該晶圓支撐在該加熱裝置與該冷卻裝置之間； 該升降驅動機構用於驅動該至少三個支撐柱上升或下降。
例如，至少在該去氣腔室的靠近該加熱裝置的腔室壁中設置有用於輸送冷卻介質的腔室冷卻通道。
根據本揭露的實施例，還提供一種去氣方法，其在本揭露的實施例提供的去氣腔室內進行，該方法包括： 採用該移動支撐裝置承載晶圓，且將該晶圓移動至能夠被該加熱裝置加熱的加熱位置，以對該晶圓進行加熱； 採用該移動支撐裝置將該晶圓移動至能夠被該冷卻裝置冷卻的冷卻位置，以對該晶圓進行冷卻。
例如，該去氣腔室包括遮蔽件，該遮蔽件是可移動的；並且 該方法進一步包括： 在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該加熱位置時，將該遮蔽件移動至使該晶圓暴露於該加熱裝置的第一位置； 在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該冷卻位置時，將該遮蔽件移動至該加熱裝置與該晶圓之間，以遮擋該晶圓的第二位置。
為使本揭露實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本揭露實施例的附圖，對本揭露實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本揭露的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本揭露的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本揭露保護的範圍。
除非另外定義，本揭露使用的技術術語或者科學術語應當為本揭露所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本揭露中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語並不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞後面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語並非限定於物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“左”、“右”等僅用於表示相對位置關係，當被描述對象的絕對位置改變後，則該相對位置關係也可能相應地改變。
第1圖示出了一種去氣腔室。請參閱第1圖，去氣腔室101具有透明介質窗103，在去氣腔室101外部且靠近透明介質窗10的位置處設置有加熱光源102，在去氣腔室101內部設置有冷卻裝置104，晶圓105放置在冷卻裝置104上。在加熱過程中，加熱光源102透過透明介質窗103向晶圓105輻射熱量，以對晶圓105進行加熱；在加熱完成之後，開啟冷卻裝置104以對晶圓105進行冷卻。
第1圖所示的去氣腔室存在以下問題： 其一，在加熱的過程中，晶圓105的表面溫度無法直接獲得，只能在進行正式的加熱之前，通過事先實驗間接測得，因此不容易發現晶圓105表面溫度隨去氣腔室101內部條件變化而變化的情況，從而導致晶圓的溫度精度較差。
其二，在加熱過程中晶圓105會揮發出物質，揮發出的物質會沉積在透明介質窗103上並阻擋一部分熱量傳遞，從而降低了加熱效率。
其三，透明介質窗103會由於加熱光源102的照射而溫度升高，而在冷卻過程中透明介質窗103仍然會向晶圓105輻射熱量，導致冷卻效率降低。
第2圖示出了另一種去氣腔室。請參閱第2圖，加熱裝置202設置在腔室201內以對晶圓203進行加熱。但是，第2圖所示的去氣腔室只能對晶圓進行加熱，而不具有冷卻功能，因此，需要將晶圓203轉移到其他設備才能進行冷卻，從而導致生產效率低下。
為了解決上述問題，根據本揭露的實施例，提供一種去氣腔室。該去氣腔室的內部設有加熱裝置、冷卻裝置和移動支撐裝置。其中，冷卻裝置與加熱裝置間隔，且相對設置；移動支撐裝置用於承載晶圓，且能夠帶動晶圓在加熱裝置和冷卻裝置之間移動，以分別對晶圓進行加熱和冷卻。
根據本揭露的實施例，加熱裝置和冷卻裝置均位於去氣腔室內，並且借助移動支撐裝置帶動晶圓在冷卻裝置和加熱裝置的加熱裝置之間移動，可以分別對晶圓進行加熱和冷卻，從而可以在同一腔室內完成加熱製程和冷卻製程，進而提高了生產效率。
另外，根據本揭露的實施例，通過將加熱裝置設置在腔室內部，可以使加熱裝置直接，且近距離向晶圓輻射熱量，而無需透過設置在加熱裝置和晶圓之間的用於隔離真空環境與大氣環境的部件（例如，第1圖所示的介質窗103），從而可以避免第1圖所示的去氣腔室中由於介質窗103的存在而帶來的晶圓溫度精度較差、加熱效率低、冷卻效率低等的問題。
下面，將結合附圖對根據本揭露實施例的去氣腔室進行詳細的說明。第3（a）圖示出了根據本揭露實施例的去氣腔室。如第3（a）圖所示，根據本揭露實施例的去氣腔室10的內部設有加熱裝置20、冷卻裝置30和移動支撐裝置80。其中，冷卻裝置30與加熱裝置20間隔，且相對設置；移動支撐裝置80用於承載晶圓50，且能夠帶動晶圓50在加熱裝置20和冷卻裝置30之間移動，以分別對晶圓50進行加熱和冷卻。
加熱裝置20和冷卻裝置30均位於去氣腔室10內部，並且借助移動支撐裝置80帶動晶圓50在冷卻裝置30和加熱裝置20之間移動，分別對晶圓50進行加熱和冷卻，從而可以在同一去氣腔室10內完成加熱製程和冷卻製程，進而提高了生產效率。另外，通過將加熱裝置20設置在去氣腔室10內部，可以使加熱裝置20直接，且近距離向晶圓輻射熱量，而無需透過設置加熱裝置20和晶圓50之間的用於隔離真空環境與大氣環境的部件（例如，第1圖所示的介質窗103），從而可以避免第1圖所示的去氣腔室中由於介質窗103的存在而帶來的晶圓溫度精度較差、加熱效率低、冷卻效率低等的問題。
第3（b）圖示出了設置在根據本揭露實施例的去氣腔室中的加熱裝置的加熱盤的截面示意圖。如第3（b）圖所示，根據本揭露的實施例，加熱裝置20包括加熱盤20’，且在加熱盤20’中設有加熱元件21。並且，沿從加熱盤20’的中心到加熱盤20’的邊緣的方向，加熱元件21的排布密度逐漸增加。在此情形下，一方面，加熱盤20’作為盤狀結構可以實現較大範圍的面加熱，另一方面，通過對加熱元件21的排布密度進行如上設置可以補償加熱盤20’邊緣與中心之間的熱量散失速度差異；因此，進一步提高了加熱過程中的溫度均勻性。
在本實施例中，加熱元件21包括加熱絲，該加熱絲圍繞加熱盤20’的軸線（即，第3（b）圖示出的軸線O-O’）纏繞成平面螺旋結構，且沿從加熱盤20’的中心到加熱盤20’的邊緣的方向，相鄰的兩匝加熱絲之間的間距逐漸減小。需要說明的是，在第3（a）圖和第3（b）圖中，加熱元件21的結構、截面形狀和數量均是示例性的，本揭露實施例不侷限於此，在實際應用中，可以根據實際需要選擇加熱元件21的結構、截面形狀和數量。
需要說明的是，本揭露的實施例對去氣腔室10的具體形狀不進行任何限制，只要去氣腔室10可以容納加熱裝置10和冷卻裝置20即可。
例如，如第3（a）圖所示，對於加熱盤20’而言，至少其面向晶圓50的表面為平面，從而加熱盤20’可以成為均勻性優良的面加熱源。例如，加熱盤20’的面向晶圓50的表面的面積大於或等於晶圓50的表面面積，以確保加熱效率和加熱均勻性。例如，為了方便加工，加熱盤20’的面向晶圓50的表面以及加熱盤20’的遠離晶圓50的表面均為平面。
例如，如第3（a）圖所示，冷卻裝置30包括冷卻盤30’，且在冷卻盤30’中設置有用於輸送冷卻介質的晶圓冷卻通道（圖中未示出），以對晶圓50進行冷卻。該冷卻介質可以為冷卻水、冷卻液、液氮等。
例如，對於冷卻盤30’而言，至少其面向晶圓50的表面為平面，從而冷卻盤30’可以成為均勻性優良的面冷卻源。例如，冷卻盤30’的面向晶圓50的表面的面積大於或等於晶圓50的表面面積，以確保冷卻效率和冷卻均勻性。例如，為了方便加工，冷卻盤30’的面向晶圓50的表面以及冷卻盤30’的遠離晶圓50的表面均為平面。
例如，如第3（a）圖所示，加熱盤20’固定在去氣腔室10的頂壁上並且冷卻盤30’固定在去氣腔室10的底壁上，也就是，加熱盤20’和冷卻盤30’沿垂直方向設置，且加熱盤20’位於冷卻盤30’的上方；這樣，移動支撐裝置80可以通過作升降運動來使晶圓靠近加熱盤20’或冷卻盤30’，從而可以更方便的實現分別對晶圓的加熱和冷卻。然而，本揭露的實施例不限於此，可以根據需要對冷卻盤30’和加熱盤20’之間的位置關係進行其他設置。
例如，如第3（a）圖所示，加熱盤20’通過第一連接件61固定在去氣腔室10的頂壁上，冷卻盤30’通過第二連接件62固定在去氣腔室10的底壁上。本揭露的實施例對第一連接件61和第二連接件62的結構不進行任何限制，只要第一連接件61能夠穩定地將加熱盤20’固定到去氣腔室10的頂壁且第二連接件62能夠穩定地將冷卻盤30’固定到去氣腔室10的底壁即可。
例如，晶圓50為任何需要進行去氣處理的晶圓，例如為矽晶圓，本揭露實施例對此不進行限制。例如，晶圓50包括襯底以及形成在襯底上的膜層或圖案。例如，晶圓50僅包括襯底，襯底上不具有其他膜層或圖案。例如，在將晶圓50放置入去氣腔室10時，晶圓50的形成有膜層或圖案的表面或者後續需要形成膜層或圖案的表面朝上，即朝向加熱裝置20。
根據本揭露實施例的去氣腔室10，還包括遮蔽件，其是可移動的。具體地，第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖分別示出了根據本揭露實施例的去氣腔室，其中第4（a）圖和第5（a）圖示出了加熱狀態下遮蔽件40的位置，第4（b）圖和第5（b）圖示出了冷卻狀態下遮蔽件40的位置，第4（a）圖和第4（b）圖所示的遮蔽件在結構上不同於第5（a）圖和第5（b）圖所示的遮蔽件。
例如，根據本揭露實施例的去氣腔室10具有加熱狀態和冷卻狀態，在加熱狀態下，移動支撐裝置80帶動晶圓50移動至能夠被加熱裝置20加熱的加熱位置（第4（a）圖和第5（a）圖示出的晶圓50所在的位置）；在冷卻狀態下，移動支撐裝置80帶動晶圓50移動至能夠被冷卻裝置30冷卻的冷卻位置（第4（b）圖和第5（b）圖示出的晶圓50所在的位置）。
而且，在晶圓50位於上述加熱位置時，遮蔽件40能夠移動至使晶圓50暴露於加熱盤20’的第一位置，即如第4（a）圖所示和第5（a）圖所示的遮蔽件40所在位置。此時遮蔽件40不會遮擋加熱盤20’輻射向晶圓50的熱量。
在晶圓50位於上述冷卻位置時，遮蔽件40能夠移動至加熱盤20’與晶圓50之間，以遮擋晶圓50的第二位置，即如第4（b）圖和第5（b）圖所示的遮蔽件40所在位置。這樣，在進行冷卻製程時，遮蔽件40能夠阻擋加熱裝置20向晶圓50輻射熱量。
例如，在晶圓50位於上述加熱位置時，晶圓50和加熱盤20’直接接觸。或者，在晶圓50位於上述加熱位置時，晶圓50與加熱盤20’彼此靠近而不直接接觸，即，晶圓50與加熱盤20’相對的兩個表面之間具有預設間距。例如，該預設間距的取值範圍在0.05mm-0.15mm，進一步地例如約為0.1mm。這樣一來，晶圓50既可以距離加熱盤20’足夠近而被充分加熱，又可以不妨礙晶圓50中的水蒸氣或其他揮發性物質的揮發，並且在晶圓50的表面形成有圖案的情形下可以防止這些圖案與加熱盤20’直接接觸而受到破壞。
例如，如第4（a）圖和第5（a）圖所示，在晶圓50位於上述加熱位置時，晶圓50與加熱盤20’之間不具有任何部件，來自加熱盤20’的熱量可以直接輻射向晶圓50。
例如，在晶圓50位於上述冷卻位置時，遮蔽件40在加熱盤20’上的正投影完全覆蓋加熱盤20’，這樣一來遮蔽件40可以完全遮擋加熱盤20’，以有效地防止在冷卻製程中加熱裝置20向晶圓50輻射熱量。
例如，在晶圓50位於上述冷卻位置時，晶圓50被放置在冷卻裝置30的冷卻盤30’上，即與冷卻盤30’直接接觸。這樣，可以提高冷卻效率和冷卻均勻性。
例如，遮蔽件40可以由能減少熱量傳播的材料形成。通常採用不銹鋼來製造各種生產設備，諸如根據本揭露實施例的去氣腔室。例如，遮蔽件40也由不銹鋼形成，以簡化材料選擇和材料儲備工序，從而簡化製造製程。
例如，遮蔽件40可以由隔熱材料形成，例如熱反射材料、熱絕緣材料等。熱反射材料例如為表面鍍有高反射率金屬層的板材。熱絕緣材料例如為熱絕緣樹脂。熱絕緣樹脂例如為酚醛樹脂、聚氨酯樹脂等。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖所示，遮蔽件40是剛性的，去氣腔室10包括與其內部連通的保護罩41。例如，在遮蔽件40位於上述第一位置時，遮蔽件40置於保護罩41中。
例如，保護罩41與去氣腔室10一體形成。例如，保護罩41與去氣腔室10分開形成，並通過螺栓等連接件連接在一起。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖所示，根據本揭露實施例的去氣腔室10還包括：旋轉驅動機構，用於驅動遮蔽件40在上述第一位置與第二位置之間轉動。
例如，旋轉驅動機構包括旋轉連桿42和旋轉電機43，其中，旋轉連桿42垂直設置在遮蔽件40的靠近保護罩41的一側，且分別與遮蔽件40和旋轉電機43連接；旋轉電機43用於驅動旋轉連桿42旋轉圍繞其軸線轉動。在旋轉電機43的驅動下，旋轉連桿42帶動遮蔽件40轉動至移入保護罩41中的上述第一位置或者從保護罩41移出至上述第二位置。
需要說明的是，使遮蔽件40發生移動的機構並不限於如上該的旋轉連桿42和驅動電機43，任何使遮蔽件40在遮蔽件40在第一位置與第二位置之間的驅動機構都屬於本揭露實施例的保護範圍。
例如，如第5（a）圖和第5（b）圖所示，遮蔽件40是可折疊或伸展的，即，遮蔽件40是能夠在折疊狀態和伸展狀態之間轉換。而且，在晶圓50位於上述加熱位置時，遮蔽件40能夠折疊移動至上述第一位置，即，遮蔽件40處於折疊狀態，以使晶圓50暴露於加熱盤20’；在晶圓50位於上述冷卻位置時，遮蔽件40能夠伸展移動至上述第二位置，即，遮蔽件40處於伸展狀態，以在加熱盤20’與晶圓50之間遮擋晶圓50。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，加熱裝置20還包括與加熱元件21連接的線路22。例如，加熱元件21包括電阻加熱元件（例如，加熱絲），在此情形下，與加熱元件21連接的線路22為向電阻加熱元件傳輸電流的電線。例如，加熱元件21包括液體加熱元件，在此情形下，與加熱元件21連接的線路22為向液體加熱元件傳輸高溫液體的輸液管。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，第一連接件61是空心的，與加熱元件21連接的線路22穿過第一連接件61而被引導到去氣腔室10之外。在此情形下，第一連接件61兼具固定加熱盤20’和引導線路22的作用，可以簡化去氣腔室10的結構。另外，第一連接件61可以將去氣腔室10的內部環境與外部的大氣環境隔離開。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，加熱裝置20還包括測溫元件23和與測溫元件23連接的引線24。例如，測溫元件23為熱電偶。加熱裝置20包括測溫元件23，從而可以即時地對加熱盤20’的溫度進行監測，以利於即時且準確地控制加熱溫度。需要說明的是，圖中僅在加熱盤20’的中心位置設置了一個測溫元件23；然而，本揭露實施例不限於此，可以針對加熱盤20’的不同位置設置多個測溫元件23，並根據多個測溫元件23的監測結果對加熱盤20’的不同位置分別進行相應的溫度調整，實現均勻加熱。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，與測溫元件23連接的引線24穿過第一連接件61而被引導到去氣腔室10之外，以簡化去氣腔室10的結構。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，冷卻盤30’中設置有用於輸送冷卻介質的晶圓冷卻通道31，且冷卻裝置30還包括與晶圓冷卻通道31連接的線路32。例如，冷卻介質可以為冷卻水、冷卻液、液氮等。在此情形下，與晶圓冷卻通道31連接的線路32為向晶圓冷卻通道31傳輸冷卻介質的輸送管。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，第二連接件62是空心的，與晶圓冷卻通道件31連接的線路32穿過第二連接件62而被引導到去氣腔室10之外。在此情形下，第二連接件62兼具固定冷卻盤30’和引導線路32的作用，可以簡化去氣腔室10的結構。另外，第二連接件62可以將去氣腔室10的內部環境與外部的大氣環境隔離開。
為了方便去氣腔室10的加工，通常需要將去氣腔室10的腔室壁分成多個部分，該多個部分被分開製造，然而再通過連接件連接在一起。第6圖示出了根據本揭露實施例的去氣腔室10的腔室壁，其中在第6圖中為了方便省略了腔室的內部結構。例如，如第6圖所示，去氣腔室10被分隔成上下兩個部分12和13，與該兩個部分12和13對應的腔室壁被分開製造，然後再通過諸如螺絲等的連接件連接在一起。
例如，在將去氣腔室10的多個部分通過連接件連接在一起的過程中，需要配合連接件使用大量的密封膠圈，以使去氣腔室10成為氣密腔室。另外，在將去氣腔室10與其他部件（例如，如上該的保護罩10以及如下該的真空系統90、真空測量儀91、進氣系統92等）進行連接時也需要配合連接件使用大量的密封膠圈。然而，密封膠圈在受熱的情形下容易變形，影響密封效果。因此，在根據本揭露的實施例中，例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，至少在去氣腔室10的靠近加熱裝置20的腔室壁中設置有用於輸送冷卻介質的腔室冷卻通道70，以避免腔室壁由於加熱裝置20的熱輻射而溫度升高，從而避免密封膠圈受熱變形。例如，該腔室冷卻通道70不同於且獨立於冷卻裝置30。例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，在去氣腔室10的頂壁處設置腔室冷卻通道70。或者，可以在整個腔室壁中腔室冷卻通道70，以更好地避免腔室壁由於加熱裝置20的熱輻射而溫度升高。例如，如第6圖所示，在去氣腔室10的上壁、下壁和側壁中均設置了腔室冷卻通道70。例如，腔室冷卻通道70用於輸送包括冷卻水、冷卻液、液氮等的冷卻介質。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，移動支撐裝置80包括至少三個支撐針81和升降驅動機構，其中，至少三個支撐針81均垂直穿設於冷卻盤30’，用於共同將撐晶圓50支撐在加熱盤20’與冷卻盤30’之間。例如，在加熱狀態下，支撐針81穿過冷卻盤30’並上升，以將晶圓50運送到上述加熱位置，例如靠近加熱盤20’的位置或者與加熱盤20’接觸的位置。例如，在冷卻狀態下，支撐針81下降，以將晶圓50運送到上述冷卻位置，例如靠近冷卻盤30’的位置或者將晶圓50放置到冷卻盤30’上。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，移動支撐裝置80還包括：升降連桿83，與支撐針81固定連接；以及升降電機84，驅動升降連桿83升高或下降。升降電機84驅動升降連桿83上升或下降，升降連桿83同步帶動至少三個支撐針81上升或下降，從而支撐針81可以將晶圓50運送到所需的製程位置。例如，支撐裝置還包括板狀的支撐針托盤82，支撐針81固定在支撐針托盤82的上表面，升降連桿83連接到支撐針托盤82的下表面。通過採用板狀的支撐針托盤82，可以使支撐針81的運動更穩定並且可以方便地設置多個支撐針81。
例如，如第4（a）圖和第4（b）圖以及第5（a）圖和第5（b）圖所示，去氣腔室10具有閥門11，在閥門11關閉之後去氣腔室10為氣密腔室。打開閥門11，晶圓50移入去氣腔室10或從去氣腔室10移出晶圓50。關閉閥門11，對晶圓50進行加熱和冷卻。
例如，根據需要，根據本揭露實施例的去氣腔室還可以包括與去氣腔室10連接的真空系統90、真空測量儀91、進氣系統92等，在此不再贅述。
根據本揭露的實施例，還提供一種去氣方法，該方法在如上所述的根據本揭露實施例的去氣腔室10內進行。例如，根據本揭露實施例的去氣方法包括： 採用移動支撐裝置80承載晶圓50，且將晶圓50移動至能夠被加熱裝置20加熱的加熱位置，以對晶圓50進行加熱； 採用移動支撐裝置80將晶圓50移動至能夠被冷卻裝置30冷卻的冷卻位置，以對晶圓50進行冷卻。
在根據本揭露實施例的去氣方法中，採用移動支撐裝置80帶動晶圓50在去氣腔室10內的冷卻裝置30和加熱裝置20之間移動，從而可以在同一去氣腔室10內完成加熱製程和冷卻製程，提高了生產效率。另外，加熱裝置20可以直接，且近距離向晶圓50輻射熱量，而無需透過設置在加熱裝置20和晶圓50之間的用於隔離真空環境與大氣環境的部件（例如，第1圖所示的介質窗103），從而可以避免第1圖所示的去氣腔室中由於介質窗103的存在而帶來的晶圓溫度精度較差、加熱效率低、冷卻效率低等的問題。
例如，去氣腔室包括遮蔽件40，該遮蔽件40是可移動的；並且，該去氣方法進一步包括： 在移動支撐裝置80帶動晶圓50移動至加熱位置時，將遮蔽件40移動至使晶圓50暴露於加熱裝置20的第一位置； 在移動支撐裝置80帶動晶圓50移動至冷卻位置時，將遮蔽件40移動至加熱裝置20與晶圓50之間，以遮擋晶圓50的第二位置。
這樣一來，可以保證加熱效率和冷卻效率。
例如，根據本揭露實施例的去氣方法的一個示例如下。打開閥門11，晶圓50移入去氣腔室10並放置在支撐針81上，遮蔽件40移入保護罩41內或者被折疊；關閉閥門11，採用真空系統90將去氣腔室10抽到真空狀態；進氣系統92向去氣腔室10通入惰性氣體（例如，N2、Ar等），支撐針81將晶圓50運送到靠近加熱盤20’的位置，開啟加熱裝置20並對晶圓50進行加熱，在加熱的過程中可以通過測溫元件23監測加熱盤20’的溫度並根據監測結果即時調整加熱盤20’的溫度；加熱完畢之後，真空系統90將去氣腔室10內的惰性氣體排出，進氣系統92向去氣腔室10重新通入惰性氣體（例如，N2、Ar等），支撐針81下降以將晶圓50放置到冷卻盤30’上，遮蔽件40被移動到加熱盤20’和晶圓50之間，開啟冷卻裝置30並對晶圓50進行冷卻；在冷卻完畢之後，將晶圓50移出腔室。需要說明的是，根據本揭露實施例的去氣方法不侷限於上述示例。
有以下幾點需要說明：（1）在本揭露實施例的附圖中，只涉及到與本揭露實施例相關的結構，其他結構可參考通常設計；（2）為了清晰起見，在用於描述本揭露實施例的附圖中，各部件並非按照實際比例繪製；（3）在不衝突的情況下，本揭露實施例中的特徵可以相互組合。
以上所述僅是本揭露的示範性實施方式，而非用於限制本揭露的保護範圍，本揭露的保護範圍由所附的申請專利範圍確定。
10‧‧‧去氣腔室11‧‧‧閥門12和13‧‧‧去氣腔室上下兩個部分20‧‧‧加熱裝置20’‧‧‧加熱盤21‧‧‧加熱元件22‧‧‧線路23‧‧‧測溫元件24‧‧‧引線30‧‧‧冷卻裝置30’‧‧‧冷卻盤31‧‧‧晶圓冷卻通道32‧‧‧線路40‧‧‧遮蔽件41‧‧‧保護罩42‧‧‧旋轉連桿43‧‧‧旋轉電機50‧‧‧晶圓61‧‧‧第一連接件62‧‧‧第二連接件70‧‧‧腔室冷卻通道80‧‧‧移動支撐裝置81‧‧‧支撐針82‧‧‧支撐針托盤83‧‧‧升降連桿84‧‧‧升降電機90‧‧‧真空系統91‧‧‧真空測量儀92‧‧‧進氣系統101‧‧‧去氣腔室102‧‧‧加熱光源103‧‧‧透明介質窗104‧‧‧冷卻裝置105‧‧‧晶圓201‧‧‧腔室202‧‧‧加熱裝置203‧‧‧晶圓
為了更清楚地說明本揭露實施例的技術方案，下麵將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下麵描述中的附圖僅僅涉及本揭露的一些實施例，而非對本揭露的限制。 第1圖示出了根據一種技術的去氣腔室； 第2圖示出了根據一種技術的加熱腔室; 第3（a）圖示出了根據本揭露實施例的去氣腔室； 第3（b）圖示出了設置在根據本揭露實施例的去氣腔室中的加熱裝置的加熱盤的截面示意圖； 第4（a）圖和第4（b圖）分別示出了根據本揭露實施例的去氣腔室，其中第4（a）圖為加熱狀態下的示意圖，第4（b）圖為冷卻狀態下的示意圖； 第5（a）圖和第5（b）圖分別示出了根據本揭露實施例的去氣腔室，其中第5（a）圖為加熱狀態下的示意圖，第5（b）圖為冷卻狀態下的示意圖；以及 第6圖示出了根據本揭露實施例的去氣腔室的腔室壁。
10‧‧‧去氣腔室
20‧‧‧加熱裝置
20’‧‧‧加熱盤
21‧‧‧加熱元件
30‧‧‧冷卻裝置
30’‧‧‧冷卻盤
50‧‧‧晶圓
61‧‧‧第一連接件
62‧‧‧第二連接件
80‧‧‧移動支撐裝置

Claims (12)

  1. 一種去氣腔室，其特徵在於，該去氣腔室的內部設有一加熱裝置、一冷卻裝置和一移動支撐裝置；其中，該冷卻裝置與該加熱裝置間隔，且相對設置；該移動支撐裝置用於承載一晶圓，且能夠帶動該晶圓在該加熱裝置和該冷卻裝置之間移動，以分別對該晶圓進行直接加熱和冷卻；該去氣腔室還包括一遮蔽件，該遮蔽件是可移動的，且在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至能夠被該加熱裝置加熱的加熱位置時，該遮蔽件能夠移動至使該晶圓暴露於該加熱裝置的第一位置；在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至能夠被該冷卻裝置冷卻的冷卻位置時，該遮蔽件能夠移動至該加熱裝置與該晶圓之間，以遮擋該晶圓的第二位置；其中，該遮蔽件是可折疊的，且在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該加熱位置時，該遮蔽件以一折疊狀態移動至該第一位置；在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該冷卻位置時，該遮蔽件轉換成一伸展狀態並移動至該第二位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的去氣腔室，還包括與該去氣腔室的內部連通的一保護罩，該遮蔽件在位於該第一位置時，置於該保護罩中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的去氣腔室，其中，該加熱裝置包括一加熱盤，且在該加熱盤中設置有加熱元件；並且，沿從該加熱盤的中心到該加熱盤的邊緣的方向，該加熱元件的排布密度逐漸增加。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的去氣腔室，其中，該加熱元件包括一加熱絲，該加熱絲圍繞該加熱盤的軸線纏繞成平面螺旋結構，且沿從該加熱盤的中心到該加熱盤的邊緣的方向，相鄰的兩匝加熱絲之間的間距逐漸減小。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的去氣腔室，其中，在該晶圓位於該加熱位置時，該晶圓與該加熱盤相對的兩個表面之間具有預設間距。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的去氣腔室，其中，該預設間距的取值範圍在0.05mm-0.15mm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的去氣腔室，其中，該冷卻裝置包括一冷卻盤，且在該冷卻盤中設置有用於輸送冷卻介質的晶圓冷卻通道。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的去氣腔室，其中，該加熱裝置和該冷卻裝置沿垂直方向設置，且該加熱裝置位於該冷卻裝置的上方。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的去氣腔室，其中，該移動支撐裝置包括至少三個支撐針和一升降驅動機構，其中，該至少三個支撐柱均垂直穿設於該冷卻裝置，用於共同將該晶圓支撐在該加熱裝置與該冷卻裝置之間；該升降驅動機構用於驅動該至少三個支撐柱上升或下降。
  10. 如申請專利範圍1項所述的去氣腔室，其中，至少在該去氣腔室的靠近該加熱裝置的腔室壁中設置有用於輸送冷卻介質的腔室冷卻通道。
  11. 一種去氣方法，其特徵在於，在申請專利範圍第1項至第10項任意一項所述的去氣腔室內進行，該方法包括：採用該移動支撐裝置承載晶圓，且將該晶圓移動至能夠被該加熱裝置加熱的加熱位置，以對該晶圓進行加熱；採用該移動支撐裝置將該晶圓移動至能夠被該冷卻裝置冷卻的冷卻位置，以對該晶圓進行冷卻。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的去氣方法，其中，該去氣腔室包括一遮蔽件，該遮蔽件是可移動的；並且該方法進一步包括： 在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該加熱位置時，將該遮蔽件移動至使該晶圓暴露於該加熱裝置的第一位置；在該移動支撐裝置帶動該晶圓移動至該冷卻位置時，將該遮蔽件移動至該加熱裝置與該晶圓之間，以遮擋該晶圓的第二位置。
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