[发明专利]晶圆处理设备以及晶圆处理方法

说明书

本发明提供了一种晶圆处理设备及晶圆处理方法，能够通过延迟控制装置延长原厂开关闸门的速度不可调的阀机构开启闸门的开启时间和/或关闭闸门关闭时间，以改善因腔体上的闸门开关太快而导致腔体内壁上的沉积物剥落的问题，降低晶圆表面微尘颗粒的产生，进而提高产品良率，降低机台清理频率和生产成本，本发明的技术方案适用于原厂阀机构无法控制其连接的闸门的开关速度的各种晶圆处理机台，即腔体不仅包括反应室，还包括传送室、冷却室、清洗室、干燥室等。

技术领域

本发明涉及半导体生产制造技术领域，特别涉及一种晶圆处理设备及晶圆处理方法。

背景技术

随着器件关键尺寸的缩小，对晶圆表面玷污的控制变得越来越关键。如果在生产过程中引入了微尘颗粒等污染源，就可能引起电路的开路或断路，因而在半导体工艺制造中，如何避免在工艺制造中的污染是必须要关注的问题。随着生产中晶圆处理设备自动化程度的提高，人员与产品的交互变少，防止生产中带来微尘颗粒的重点已更多地放到了晶圆处理设备所产生的微尘颗粒上面，例如设备腔室内壁(包括载片台等表面)上积累的沉积物随着该设备的持续使用时间或使用次数的增加而变厚，当累积的沉积物厚到一定程度时，会受外力或自身重力影响而脱落产生微尘颗粒，这些微尘颗粒掉落在晶圆表面可能使元件失效。为此，在生产过程中，常需要对晶圆处理设备的腔室内壁及其他部件进行清洁，去除积累的沉积物，以防止因其脱落而导致的晶圆玷污。但高频率地进行腔室清理又会导致产能降低和设备使用寿命变短的问题。

此外，在各种晶圆处理设备中，薄膜沉积设备的微尘颗粒污染问题是关注的重点之一，请参考图1A和图1B，这类机台通常包括腔体(chamber)11以及用于控制所述腔体11与外界通断的闸门12，所述闸门12的开启和关闭受控于一阀机构20(例如是直进式开闭动作的阀机构gate valve)，且该阀机构20的原厂开、关闸门11的速度不可调，即阀机构20使得闸门12的原厂开关速度不可调。在进行薄膜气相沉积工艺时，会通过阀机构20打开闸门11，将晶圆30装入腔体中的载片台10上，再通过阀机构20关闭闸门11以关断腔体与外界的连结，形成真空腔体，之后，利用能量系统(未图示)对腔体引入反应所需的能量(如利用加热系统对沉积室进行加热)，并向腔体内通入气态的含有形成薄膜所需的原子或分子的化学气体，该化学气体在腔体内混合并发生反应，最终在晶圆30表面聚集形成希望形成的固态薄膜和气态产物，待沉积的薄膜达到所需厚度后，连通腔体和系统的排气系统，以将腔体内的气态产物排出，并使得腔体破真空，再通过阀机构20开启闸门11以打开腔体，进而取出晶圆30。在这一薄膜沉积过程中，除了在晶圆30表面形成薄膜外，必然也会在包括载片台10上表面在内的沉积室内壁表面上积累沉积物40。因此，在所述腔体的沉积时间较长或使用次数较多时，腔体内壁表面上积累的沉积物40会变得很厚，易发生脱落而产生微尘颗粒40a，在阀机构20开关闸门11速度过快的情况下，容易对腔体造成较大的冲击力，微尘颗粒40a受到该冲击外力的影响会容易掉落或扬起，进而附着到晶圆30表面上，造成晶圆30表面玷污和缺陷，最终降低产品的成品率。

目前，如何减少薄膜沉积设备等晶圆处理设备中的微尘颗粒污染已经成为半导体制造领域中关注的重点问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆处理设备以及晶圆处理方法，能够延长原厂开关闸门的速度不可调的阀机构开启腔体上的闸门的开启时间和/或关闭所述闸门的关闭时间，以降低晶圆表面微尘颗粒的附着，进而提高产品良率，降低机台清理频率和生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆处理设备，包括：

用于放置晶圆的腔体，所述腔体的侧壁上设有能够被开启和被关闭的闸门；

设置在所述腔体一侧上且原厂开关闸门的速度不可调的阀机构，所述阀机构包括气缸、设置在所述气缸内的阀膜、与所述阀膜连接的气动连杆以及与所述气缸连通的多个通气口，所述气动连杆连接所述闸门，用于开启和关闭所述闸门；以及，