本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种用于改善炉管晶舟支撑脚部位的颗粒状况的装置及方法。
背景技术：
随着半导体器件工艺的发展以及按比例尺寸缩小，在满足工艺要求精度的同时，产品工艺过程的耗费也成为重要的营运指标。
请参阅图1，图1是一种传统的炉管机台结构示意图。如图1所示，炉管机台的主体结构包括工艺腔10和晶舟(boat)11，晶舟11中以水平方式装载有多片晶圆(Wafer)产品12，晶舟11可以从工艺腔10下方的炉门垂直进出工艺腔，从而将晶圆12传输进工艺腔10进行工艺，以及将工艺后的产品再传输出工艺腔。
传统的炉管机台，由于装载产品时的批量(batch size)比较大，通常炉管一次可以作业125片产品，从而具备了产能大，制程耗费低等优点，对半导体营运成本的降低尤为重要。
请参阅图2，图2是一种传统的晶舟局部结构示意图。如图2所示，当前炉管机台的晶舟构造通常采用晶舟支撑脚(boat slot pin)14作为晶圆产品12的支撑，在晶舟两侧的支撑杆(Boat Rod)13上、沿支撑杆(图示为其中一个支撑杆的局部)内侧均匀设有多个支撑脚14，两侧支撑杆13上的支撑脚14相对应设置，用于在其上逐层放置晶圆产品12。
上述这种晶舟的优点为结构简单，但是同时由于其支撑脚位置的局限性，在使用高温制程的工艺时，晶舟在旋转过程中其支撑脚的支撑接触部位容易因细微摩擦或由于薄膜生长后存在剥离(peeling)而产生颗粒偏高现象。在各产品批次与支撑脚不断的摩擦过程中，颗粒将越聚越多，聚集的颗粒会飘散到产品的表面，造成工艺缺陷，最终将导致产品良率的损失。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置及方法，通过在向晶舟传输晶圆的过程中，对晶舟支撑脚的支撑部位进行气体吹扫，达到清洁晶舟支撑脚的目的，从而可改善炉管机台存在的颗粒状况。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置，所述晶舟的两侧竖直设有支撑杆，沿两侧支撑杆内侧相对设有多个支撑脚，用于支撑在其上装载的晶圆，所述装置包括一移动喷气式机构，所述移动喷气式机构包括一机械手臂以及分别设置在机械手臂两侧的喷嘴；其中，在所述机械手臂向晶舟传输晶圆并将晶圆装载至支撑脚上的过程中，当所述机械手臂接近支撑脚时，通过所述喷嘴向其对应侧支撑脚的支撑部位喷射气体进行吹扫，并通过调节气体流量、压力来形成合适的气流，以及通过调节喷嘴的角度来对支撑脚进行扫射式或者脉动式颗粒清洁。
优选地，所述机械手臂的前端水平设有双股叉，用于从下方叉取晶圆，所述喷嘴分别水平设置在双股叉的两侧外侧。
优选地，所述双股叉在所述机械手臂的前端上下并列设置若干个，所述喷嘴设置在每个双股叉的两侧外侧。
优选地，每侧的所述喷嘴沿所述机械手臂的运动方向设置若干个。
优选地，所述喷嘴为具有转动关节的喷嘴。
优选地，所述喷嘴设有流量控制机构及压力调节机构。
优选地，还包括一控制模块，所述控制模块用于通过流量控制机构调节所述喷嘴的气体流量，通过压力调节机构调节所述喷嘴的气体压力，以及调节所述喷嘴的喷射角度。
一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的方法，采用上述的改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置，包括以下步骤：
步骤一：将晶圆装载至机械手臂上，然后向晶舟方向传输晶圆；
步骤二：在机械手臂传输晶圆的过程中，打开设于机械手臂两侧的喷嘴，向其对应侧晶舟支撑脚的支撑部位喷射高压气体进行吹扫，以去除所述支撑脚上的颗粒；其中，当所述机械手臂接近支撑脚时，通过调节气体流量、压力来形成合适的气流，以及通过调节喷嘴的角度来对支撑脚进行扫射式或者脉动式颗粒清洁；
步骤三：当晶圆被装载至支撑脚上时，关闭喷嘴，并将机械手臂返回。
优选地，在进行吹扫时，通过控制周期性地改变喷嘴的喷射角度，使其以一定的摆动角对支撑脚进行扫射状气体吹扫。
优选地，在进行吹扫时，通过流量控制机构调节喷嘴的气体流量，并通过压力调节机构调节喷嘴的气体压力。
从上述技术方案可以看出，本发明通过在机械手臂的两侧设置喷嘴，可在利用机械手臂向晶舟传输晶圆的过程中，对晶舟支撑脚的支撑部位进行气体吹扫，达到清洁晶舟支撑脚的目的，从而可改善炉管机台存在的颗粒状况。
附图说明
图1是一种传统的炉管机台结构示意图；
图2是一种传统的晶舟局部结构示意图；
图3是本发明一较佳实施例的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置结构示意图；
图4是图3中双股叉的俯视结构放大示意图；
图5是本发明一较佳实施例的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置使用状态局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图3，图3是本发明一较佳实施例的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置结构示意图。如图3所示，本发明的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置，包括一移动喷气式机构，所述移动喷气式机构包括一机械手臂20以及分别设置在机械手臂20两侧的喷嘴23。机械手臂20下端设有导轨24，机械手臂20可以沿导轨24向晶舟方向移动来传输晶圆，并可沿导轨再次将晶舟中装载的晶圆传输出去。机械手臂可以水平转动，还可以通过连接导轨的升降机构实现三维动作。可以利用炉管机台配备的用于向晶舟传输晶圆的机械手臂，在其两侧分别安装喷嘴来实现本发明的移动喷气式机构。
从图2可以了解，晶舟的两侧竖直设有支撑杆，沿两侧支撑杆内侧相对设有多个支撑脚(图示为其中一个支撑杆的局部)，用于支撑在其上装载的晶圆。利用本发明的装置，可在所述机械手臂沿导轨向晶舟传输晶圆并将晶圆装载至例如图2所示支撑脚上的过程中，通过所述喷嘴向每侧喷嘴所对应侧支撑脚的支撑部位(即与晶圆接触的部位)喷射高压气体、例如氮气进行吹扫，以对所述支撑脚进行颗粒清洁，避免因颗粒在此聚集并飘散到产品的表面所造成的工艺缺陷，从而可避免产品良率的损失。
请参阅图3。作为一可选的实施方式，所述机械手臂20的前端水平设有双股叉(Fork)22，用于从晶圆的下方叉取晶圆。
请参阅图4，图4是图3中双股叉的俯视结构放大示意图。如图4所示，所述机械手臂前端的双股叉22具有两个叉尖221，以方便将晶圆叉起并保持稳定。所述喷嘴23分别水平设置在双股叉22的两侧外侧(即两个叉尖221的外侧)。
再请参阅图3。作为一优选的实施方式，所述双股叉22在所述机械手臂20的前端可上下并列设置若干个，例如图示为五个。这样，机械手臂可一次性装载五个晶圆，提高了工作效率。本发明对双股叉的最大数量不作限制。因此，在每个双股叉22的两侧外侧都设置有所述喷嘴23。这样，利用这些喷嘴可对晶舟两侧支撑杆上的五对支撑脚同时进行吹扫。
请继续参阅图3。每个喷嘴23可分别连接一根气管21，各气管21可经并联后连接至厂务气源，通过厂务气源供给高压气体(如图示黑色箭头所指)，经各气管21由喷嘴23喷出进行吹扫。为了控制喷嘴23的喷射方向，以便可以对准支撑脚进行吹扫，可将所述喷嘴设计成角度可调的结构，例如可采用市售具有转动关节的喷嘴。
请继续参阅图3。作为进一步优选的实施方式，还可以在所述喷嘴之后的气管21部位安装流量控制机构及压力调节机构(图略)，以便通过流量控制机构调节所述喷嘴的气体流量，通过压力调节机构调节所述喷嘴的气体压力，实现更好的吹扫效果。
作为其他更进一步优选的实施方式，机械手臂每侧的所述喷嘴还可以沿所述机械手臂的运动方向并列设置若干个(图略)，以增强喷射效果。
作为进一步优选的实施方式，还可以通过一控制模块(图略)对本发明的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置、特别是所述喷嘴的喷射状态进行控制。将所述控制模块分别连接机械手臂的驱动机构例如驱动电机、喷嘴的流量控制机构例如流量控制器及压力调节机构例如可控压力阀，即可在所述控制模块的控制下，通过控制驱动电机驱使机械手臂运动，通过控制流量控制器来调节所述喷嘴的气体流量，通过控制可控压力阀来调节所述喷嘴的气体压力。如果采用角度可控的喷嘴，还可以按要求进一步自动调节所述喷嘴的喷射角度。
请参阅图5，图5是本发明一较佳实施例的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置使用状态局部结构示意图。如图5所示并结合参阅图2-图4，在机械手臂20沿导轨24向晶舟传输晶圆并将晶圆12装载至晶舟两侧支撑杆13内侧的支撑脚14上的过程中，当所述机械手臂的双股叉22接近支撑脚14时，即可开始通过所述喷嘴23向每侧喷嘴所对应侧支撑脚14的支撑部位(即装载时与晶圆12接触的部位)喷射高压氮气进行吹扫(如图示黑色箭头所指)，并可通过调节氮气流量、压力来形成合适的气流，以及可通过调节喷嘴的角度来对支撑脚进行扫射式或者脉动式清洁，从而可以将所述支撑脚14上的颗粒吹扫干净，避免了因颗粒在支撑脚的支撑部位聚集并飘散到产品的表面所造成的工艺缺陷，因此也就有效避免了最终产品良率的损失。在将支撑脚14吹扫干净后，关闭氮气，然后通过机械手臂前端的双股叉22将晶圆12装载在对应支撑脚14上，并在退出机械手臂后，操纵晶舟继续向炉管工艺腔传输晶圆进行工艺。
以下对本发明的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的方法进行详细说明。
本发明的一种改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的方法，可采用上述的改善炉管晶舟支撑脚颗粒状况的装置，其可包括以下步骤：
步骤一：将晶圆装载至机械手臂上，然后向晶舟方向传输晶圆；
步骤二：在机械手臂传输晶圆的过程中，打开设于机械手臂两侧的喷嘴，向其对应侧晶舟支撑脚的支撑部位喷射高压气体进行吹扫，以去除所述支撑脚上的颗粒；
步骤三：当晶圆被装载至支撑脚上时，关闭喷嘴，并将机械手臂返回。
作为一优选的实施方式，步骤二中，在进行吹扫时，可通过控制模块控制周期性地改变喷嘴的喷射角度，使其以一定的摆动角例如30-60度对支撑脚进行扫射状气体吹扫，以提高清洁效果。可采用高压氮气实施吹扫过程。
作为其他优选的实施方式，步骤二中，在进行吹扫时，还可通过控制模块控制流量控制机构调节喷嘴的气体流量，并通过控制压力调节机构调节喷嘴的气体压力，以保证较佳的清洁效果。
经过吹扫清洁处理后的晶舟，即可将装载的晶圆向炉管机台的工艺腔中继续传输，从而保证了后续工艺的质量。
综上所述，本发明通过在机械手臂的两侧设置喷嘴，可在利用机械手臂向晶舟传输晶圆的过程中，对晶舟支撑脚的支撑部位进行气体吹扫，达到清洁晶舟支撑脚的目的，从而可改善炉管机台存在的颗粒状况。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。