晶圆预处理方法及半导体设备与流程

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种晶圆预处理方法及半导体设备。

背景技术：

具有至少一个如图1所示用于去除光阻或清洗的处理室1的半导体设备在本领域是常见处理晶圆3的设备。处理室1包括可旋转的夹盘2、光阻去除液喷嘴4、冲洗液喷嘴5、化学液体喷嘴6及排污口7。夹盘2用于定位及加热晶圆3。光阻去除液喷嘴4、冲洗液喷嘴5、化学液体喷嘴6分别朝向夹盘2设置。光阻去除液喷嘴4用于供应光阻去除液；冲洗液喷嘴5用于供应冲洗液；化学液体喷嘴6用于供应例如氢氟酸稀释液(dhf)等其他化学液体。排污口7设于处理室1的底部，用于排出废液及/或废气。在利用上述处理室1去除光阻过程中，需使用50摄氏度以上的光阻去除液。晶圆3在室温下被传送并定位至夹盘2上后，首先需要处理室1内的夹盘2加热晶圆3至50摄氏度。

半导体设备中晶圆处理的一个重要方面是一定时间内通过系统的晶圆数量，这称为设备的吞吐量。可以理解，提高吞吐量需要提高半导体设备的处理效率。在上述的去除光阻过程中，在处理室1内使用夹盘2加热晶圆需要较长的时间，不利于提高半导体设备的吞吐量。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供一种解决上述问题的晶圆预处理方法及半导体设备。

一种晶圆预处理方法，包括以下步骤：

将载有晶圆的晶圆盒定位至半导体设备的装载埠；

加热洁净气体至大于常温后，并向所述晶圆盒内吹送大于常温的所述洁净气体以加热所述晶圆到预设的温度范围；及

将所述晶圆依次传送至所述半导体设备的缓冲室及处理室。

一种半导体设备，用于对晶圆作半导体处理，所述半导体设备包括至少一个装载埠、主体、至少一个处理室、机械手及缓冲室，所述装载埠、所述缓冲室分别与所述主体相连接，所述装载埠用于定位承载所述晶圆的晶圆盒，所述装载埠设有向所述晶圆盒内吹送洁净气体的清洁机构，所述处理室与所述缓冲室相邻设置，所述机械手用于在所述装载埠、所述缓冲室及所述处理室之间依次传输所述晶圆，所述装载埠还包括第一加热机构，所述第一加热机构与所述清洁机构连接并加热所述洁净气体至大于常温，以加热所述晶圆。

本发明提供的晶圆预处理方法，在所述晶圆被定位至所述装载埠进行清洁的同时预加热，节约了所述晶圆在所述处理室内的加热时间，提高了所述半导体设备的吞吐量。

附图说明

图1是为现有半导体设备的处理室的剖视示意图。

图2是本发明的晶圆预处理方法的流程图。

图3是本发明的半导体设备的俯视示意图。

图4是图3所示的半导体设备的装载埠及晶圆盒的剖视示意图。

图5是图3所示的半导体设备的缓冲室的一实施例的剖视示意图。

图6是图3所示的半导体设备的缓冲室的另一实施例的剖视示意图。

主要元件符号说明

晶圆100,3

半导体设备200

主体210

装载埠220

第一加热机构221

清洁机构222

处理室230,1

机械手240

缓冲室250

第二加热机构251

加热灯2511

加热板2512

晶圆定位台252

晶圆盒300

盒体310

进气口320

承载部330

设备前后端模块440

夹盘2

光阻去除液喷嘴4

冲洗液喷嘴5

化学液体喷嘴6

排污口7

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图2至图3，本发明的实施例提供一种晶圆预处理方法，应用于一半导体设备200。所述半导体设备200包括主体210、至少一个装载埠220、至少一个处理室230、机械手240及缓冲室250。所述装载埠220、所述缓冲室250分别与所述主体210相连接。所述装载埠220用于定位承载所述晶圆100的晶圆盒300。所述装载埠220设有向所述晶圆盒300内吹送洁净气体的清洁机构。所述处理室230与所述缓冲室250相邻设置。所述机械手240用于在所述装载埠220、所述缓冲室250及所述处理室230之间依次传输所述晶圆100。所述处理室230用于进行去除光阻制程或清洁制程。所述晶圆预处理方法在所述晶圆100被传送至所述处理室230之前预加热所述晶圆100，以节省所述晶圆100在所述处理室230内的加热时间。

在说明本发明的晶圆预处理方法之前，先明确一典型的所述晶圆100在所述半导体设备200中的传输路径如下：所述晶圆100位于所述晶圆盒300内并被定位至所述装载埠220，在所述装载埠220向所述晶圆盒300内通洁净气体以清洁所述晶圆100，再由所述装载埠220经所述主体210传送至所述缓冲室250进行环境转换后，再由所述缓冲室250传送至处理室230内。

所述晶圆预处理方法包括以下步骤：

步骤s1：将载有所述晶圆100的所述晶圆盒300定位至所述半导体设备200的所述装载埠220。

步骤s2：加热洁净气体至大于常温后，向所述晶圆盒300内吹送大于常温的所述洁净气体以加热所述晶圆100到预设的温度范围。

所述预设的温度范围可以根据所述晶圆100在所述处理室230的处理所需温度及所述晶圆100被从所述装载埠220运走后至所述处理室230的途中损失的热量来确定。例如，一实施例的所述处理室230用于去除光阻，处理所需温度为50摄氏度以上，优选为80至100摄氏度，则所述晶圆100至少需要加热至50摄氏度。如进一步考虑所述晶圆100被从所述装载埠220运走后至所述处理室230的途中损失的热量(假设途中会降温10度)，则所述晶圆100至少加热至60摄氏度，但不限于此。在本实施例中，所述洁净气体的温度大于40摄氏度。

所述洁净气体为不与所述晶圆100产生反应的气体，例如惰性气体等。

本步骤实际上为将加热所述晶圆100与清洁所述晶圆100结合在一起，从而减少所述晶圆100在所述处理室230内的加热时间，提高所述半导体设备200的吞吐量。

步骤s3：将所述晶圆100传送至所述半导体设备200的所述缓冲室250。

步骤s4：在所述缓冲室250内再次加热所述晶圆100。

在本步骤中，再次加热所述晶圆100的方式如图5与图6所示包括但不限于将所述晶圆100放置于晶圆定位台上后向所述晶圆100传递热辐射以及将所述晶圆100放置于晶圆定位台上后通过加热板加热所述晶圆100。

在一些实施例中，本步骤可以省略。但在本步骤中再一次加热所述晶圆100为一种优选的方案，因为所述晶圆100进入所述缓冲室250进行环境转换是必须的，因此可以进一步节省所述晶圆100在所述处理室230内的加热时间。

步骤s5：将所述晶圆传送至所述半导体设备的处理室230。

本发明提供的晶圆预处理方法，在所述晶圆100被定位至所述装载埠220进行清洁的同时预加热，节约了所述晶圆100在所述处理室230内的加热时间，提高了所述半导体设备200的吞吐量。

请参见图3，本发明的另一实施例提供一种半导体设备200。所述半导体设备200包括主体210、至少一个装载埠220、至少一个处理室230、机械手240及缓冲室250。所述装载埠220、所述缓冲室250分别与所述主体210相连接。所述装载埠220用于定位承载所述晶圆100的晶圆盒300。所述处理室230与所述缓冲室250相邻设置。所述机械手240用于在所述装载埠220、所述缓冲室250及所述处理室230之间依次传输所述晶圆100。在本实施例中，所述处理室230用于进行去除光阻制程或清洁制程。

请参见图4，所述晶圆盒300包括盒体310、进气口320及多个承载部330。多个承载部330固定于所述盒体310内，以承载所述晶圆100。所述进气口320开设于所述盒体310上，用于通入洁净气体。

所述装载埠220设有第一加热机构221与清洁机构222。所述清洁机构222与所述进气口320相连，并向所述晶圆盒300内吹送洁净气体。所述第一加热机构221与所述清洁机构222连接并加热所述洁净气体至大于常温，以使所述晶圆100在所述装载埠220被加热至预设的温度范围。所述预设的温度范围可以根据所述晶圆100在所述处理室230的处理所需温度及所述晶圆100被从所述装载埠220运走后至所述处理室230的途中损失的热量来确定。具体地，一实施例的所述处理室230用于去除光阻，处理所需温度为50摄氏度以上，优选为80至100摄氏度，则所述晶圆100至少需要加热至50摄氏度。如进一步考虑所述晶圆100被从所述装载埠220运走后至所述处理室230的途中损失的热量，则所述晶圆100至少加热至80摄氏度。另一实施例中，所述处理室230用于进行清洁制程，其清洁温度为75至85摄氏度，并使用nh4oh:h2o2:h2o为1:1:5至1:2:7的标准清洁液浸泡所述晶圆100十至二十分钟。所述清洁制程广泛应用于各种制程之后对所述晶圆100的清洗，例如刻蚀或化学机械研磨制程之后，所述晶圆100的表面会残留刻蚀产物或是化学机械研磨浆，利用浸泡的方式可除去所述晶圆100的所有的污染物，如微尘(particle)、有机物(organic)、无机物、金属离子(metal-ions)等杂质。所述处理室230为处理所述清洁制程时，所述晶圆100至少需要被加热至80摄氏度。

本实施例中，所述洁净气体的温度被加热至大于40摄氏度。

所述洁净气体为不与所述晶圆100产生反应的气体，例如惰性气体等。

所述缓冲室250内设有第二加热机构251及晶圆定位台252。如图4所示的一实施例中，所述第二加热机构251包括加热灯2511。所述加热灯2511与所述晶圆定位台252相对设置，向所述晶圆100传递热辐射。如图5所示的另一实施例中，所述第二加热机构包括加热板2512。所述加热板2512位于所述晶圆定位台252上，用于加热所述晶圆100。

进一步地，所述半导体设备200还包括控制机构(图未示)。所述控制机构控制所述第一加热机构221加热所述洁净气体并在所述晶圆盒300定位至所述装载埠220时向所述晶圆盒300的所述进气口320吹送被加热后大于常温的所述洁净气体。所述控制机构控制所述第二加热机构251在所述晶圆100被传送至所述缓冲室250时开启以再加热所述晶圆100。

本发明的半导体设备200增设第一加热机构221向定位在所述装载埠220的晶圆100进行清洁的同时预加热，节省了所述晶圆100在所述处理室230内的加热时间，降低了所述半导体设备200处理单个晶圆100所需的时间，提高了所述半导体设备200的吞吐量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。