[发明专利]半导体工艺制程设备及气体置换方法

说明书

本发明提出了一种半导体工艺制程设备及气体置换方法，该设备包括：晶圆传输区域，其外壁的前端面开设一用于连通晶圆盒的第一窗口，气体交换区域，用于防止晶圆盒内非工艺气体进入晶圆传输区域，并置换出晶圆盒内的非工艺气体，其固定于晶圆传输区域的内壁上；气体交换区域横跨第一窗口，围成气体交换区域的外壁上，开设第二窗口，第二窗口位于第一窗口的后侧；气体交换区域的外壁上开设用于气体排气口、用于通入惰性气体的气体进气口；前封板和后封板，前封板用于密封第一窗口，后封板用于密封第二窗口，均位于气体交换区域内；气缸一、气缸二和气缸三。本发明可防止晶圆盒内非工艺气体进入晶圆传输区域，并能置换晶圆盒内的非工艺气体。

技术领域

本发明属于半导体设备技术领域，尤其涉及一种半导体工艺制程设备及气体置换方法。

背景技术

立式炉热处理设备是半导体制造工艺制程中的重要的工艺处理设备，需要将晶圆盒内的晶圆搬运至晶舟内，并将晶舟送入反应管。晶圆传输阶段，晶圆盒与晶圆传输区域是连通的，而大部分晶圆盒内为空气，含有非工艺气体，如氧气，水蒸气等，每次开启晶圆盒时，晶圆盒内的非工艺气体，如氧气，水蒸气等将扩散至进晶圆传输区域。当工艺完成，晶舟离开从反应管，进入晶圆传输区域时。这些非工艺气体将对仍然处于高温状态下的晶圆产生影响。

现有技术中，设定一个阈值，如O₂浓度，当晶圆传输区域的O₂浓度达到某个阈值时，启动吹扫功能，充入大量N₂，置换晶圆传输区域内的气体，稀释O₂浓度，由于晶圆传输区域容积较大，且有很多死角区域，这个过程往往需要很长时间且很难达到理想效果。当设定值过低，将导致频繁吹扫，影响产能。当设定值过高，O₂、水蒸气等非工艺气体浓度越高，对晶圆制程影响越大。

因此需要一种防止晶圆盒内非工艺气体进入晶圆传输区域的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体工艺制程设备及气体置换方法，可防止晶圆盒内非工艺气体进入晶圆传输区域，并能置换晶圆盒内的非工艺气体。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种半导体工艺制程设备，包括：

晶圆传输区域，其外壁的前端面开设一用于连通晶圆盒的第一窗口，

气体交换区域，用于防止晶圆盒内非工艺气体进入晶圆传输区域，并置换出晶圆盒内的非工艺气体，其固定于所述晶圆传输区域的内壁上；所述气体交换区域横跨所述第一窗口，围成所述气体交换区域的外壁上，开设第二窗口，所述第二窗口位于所述第一窗口的后侧；所述气体交换区域的外壁上开设用于气体排气口、用于通入惰性气体的气体进气口；

前封板和后封板，所述前封板用于密封所述第一窗口，后封板用于密封第二窗口，均位于所述气体交换区域内；

气缸一、气缸二和气缸三，用于移动前封板和后封板，均位于所述气体交换区域内，所述气缸一的缸体固定于前封板，其输出轴固定于后封板；所述气缸三的缸体固定于晶圆传输区域的左壁和右壁之间；所述气缸三的滑台固定于所述气缸二的缸体上，所述气缸二的输出轴固定于所述前封板。

优选地，所述晶圆传输区域连接一反应管。

优选地，所述气体排气口上设置气体浓度检测单元。

优选地，所述气体排气口和气体进气口上分别设置一控制其启闭的电磁阀。

一种半导体工艺制程设备的气体置换方法，包括以下步骤：

步骤1、当晶圆盒加载时，晶圆盒与气体交换区域通过第一窗口连通，后封板在气缸二的驱动下，从位置三移动到位置四，与气体交换区域的第二窗口接触并将其密封，此时晶圆盒与气体交换区域连通，气体交换区域通过后封板与晶圆传输区域隔绝；在此状态下，晶圆盒和气体交换区域内存在非工艺气体；