传输腔室及半导体加工设备的制作方法

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种传输腔室及半导体加工设备。

背景技术：

cvd(chemicalvapordeposition，化学气相沉积)技术，是一种利用不同气体在高温下相互反应来制备外延薄膜层的主要方法。在多数cvd外延设备中，自动化装载片成为主流技术。该技术是在机械手、基座旋转和运动机构的密切配合下，使整个工艺过程最大限度地避免人为操作所引起的不确定因素，从而保证外延片质量。但是在外延生长过程中，外延层上仍然存在许多缺陷会直接影响半导体器件的性能，其中表面颗粒便是最常见的缺陷之一。如何减少外延过程中产生的颗粒对于外延片的质量和良率来说十分重要。

图1为现有的传输腔室的剖视图。如图1所示，在传输腔室1内设置有机械手2，用以将承载有多个晶片5的托盘3传输至工艺腔室(图中未示出)。而且，在传输腔室1的顶部设置有吹扫气路6，吹扫气路6的进气端8与气源连接，吹扫气路6的出气端4设置在传输腔室1的顶部，且与其内部相连通，用以由上而下朝向置于机械手2上的托盘3上表面输送吹扫气体，从而实现对晶片5的吹扫，以去除晶片5表面的颗粒。此外，在吹扫气路6上还设置有流量控制单元7，用以调节吹扫气路6中的气体流量，以使得输出的吹扫气体对晶片5表面产生不同的吹扫压力，确保最大限度地去除晶片5表面的颗粒。

上述传输腔室在实际应用中不可避免地存在以下问题：

由于上述传输腔室只能对晶片表面进行吹扫，随着工艺时间的积累，机械手的用于承载托盘的边缘处积攒了大量的颗粒，当该机械 手在进行下一轮晶片的传输时，已被污染的机械手会将颗粒引入到下一轮晶片上，形成交叉污染，严重影响工艺良率。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种传输腔室及半导体加工设备，其不仅可以避免机械手上的颗粒污染被加工工件，而且还可以减少因机械手的颗粒问题进行维护的时间，从而可以提高产能。

为实现本发明的目的而提供一种传输腔室，用于传输被加工工件的机械手在处于闲置状态时，位于所述传输腔室内的待命位置，且所述机械手包括用于承载被加工工件的承载面，以及环绕在所述承载面周边的边缘区域，所述传输腔室还包括机械手吹扫装置，所述机械手吹扫装置包括多个出气口，所述多个出气口环绕分布在与所述边缘区域相对的位置处，用以在所述机械手处于所述待命位置时，朝向所述边缘区域输送吹扫气体。

优选的，所述机械手采用真空吸附的方式固定所述被加工工件；所述承载面竖直朝下；所述机械手吹扫装置还包括吹扫本体、进气管和气源，其中，所述吹扫本体设置在所述机械手的下方，且包括上端面和下端面；并且，在所述吹扫本体内形成有通气孔用作所述出气口，所述通气孔的出气端位于所述吹扫本体的上端面，多个所述出气端沿所述吹扫本体的上端面的周向环绕分布；所述通气孔的进气端通过所述进气管与所述气源连接；所述气源用于提供吹扫气体。

优选的，在所述吹扫本体内还设置有锥形环孔，用作匀流腔，所述锥形环孔的上端开口与各个所述通气孔的进气端连接，所述锥形环孔的下端开口位于所述吹扫本体的下端面，并与所述进气管连接。

优选的，所述吹扫本体为锥形体，且所述锥形体的上端面外径大于所述锥形体的下端面外径。

优选的，所述机械手的承载面竖直朝上；所述机械手吹扫装置还包括吹扫本体、进气管和气源，其中，所述吹扫本体设置在所述机械手的上方，且包括上端面和下端面；并且，在所述吹扫本体内形成 有通气孔用作所述出气口，所述通气孔的出气端位于所述吹扫本体的下端面，多个所述出气端沿所述吹扫本体的下端面的周向环绕分布；所述通气孔的出气端通过所述进气管与所述气源连接；所述气源用于提供吹扫气体。

优选的，在所述吹扫本体内还设置有锥形环孔，用作匀流腔，所述锥形环孔的下端开口与各个所述通气孔的进气端连接，所述锥形环孔的上端开口位于所述吹扫本体的上端面，并与所述进气管连接。

优选的，所述吹扫本体为锥形体，且所述锥形体的上端面外径小于所述锥形体的下端面外径。

优选的，所述机械手吹扫装置还包括气体流量控制器，用于控制所述吹扫气体的气流量。

优选的，所述吹扫气体的气流量的取值范围在20slm～60slm。

优选的，所述机械手吹扫装置还包括升降驱动机构，用于驱动所述机械手吹扫装置上升或下降。

作为另一个技术方案，本发明提供一种半导体加工设备，包括传输腔室、机械手和工艺腔室，其中，所述工艺腔室用于对被加工工件进行工艺；所述机械手用于在所述传输腔室与所述工艺腔室之间传输被加工工件，所述传输腔室采用了本发明提供上述传输腔室。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的传输腔室，其通过设置机械手吹扫装置，该机械手吹扫装置的多个出气口环绕分布在与机械手的边缘区域相对的位置处，可以在机械手处于传输腔室内的待命位置时，朝向边缘区域输送吹扫气体，从而可以实现对机械手环绕在承载面周边的边缘区域进行吹扫，以去除该边缘区域上的颗粒，进而不仅可以避免机械手上的颗粒污染被加工工件，而且还可以减少因机械手的颗粒问题进行维护的时间，从而可以提高产能。

本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明提供的上述传输腔室，不仅可以避免机械手上的颗粒污染被加工工件，而且还可以减少因机械手的颗粒问题进行维护的时间，从而可以提高产能。

附图说明

图1为现有的传输腔室的剖视图；

图2a为本发明第一实施例提供的传输腔室的结构示意图；

图2b为机械手的承载面的示意图；

图2c为本发明第一实施例中机械手吹扫装置的俯视图；

图2d为沿图2a中a-a线的剖视图；

图2e为沿图2d中b-b线的剖视图；

图3为本发明第一实施例的变型实施例中机械手吹扫装置沿图2d中b-b线的剖视图；以及

图4为本发明第二实施例提供的传输腔室的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的传输腔室及半导体加工设备进行详细描述。

请一并参阅图2a-图2e，用于传输被加工工件的机械手在处于闲置状态时，位于传输腔室(图中未示出)内的待命位置，该待命位置即为机械手在空载时，停留在传输腔室内的预停位置。该机械手10在工作时，自该待命位置向工艺腔室内传入被加工工件，或者自工艺腔室内传出被加工工件。在本实施例中，机械手10仅适用于传输单个被加工工件。如图2b所示，机械手10包括用于承载被加工工件的承载面101，以及环绕在该承载面101周边的边缘区域102，其中，该承载面101的形状和尺寸与待传输的被加工工件的形状和尺寸一致。容易理解，当被加工工件被置于承载面101上时，边缘区域102环绕在被加工工件的周边，未被被加工工件覆盖。

在本实施例中，机械手10采用真空吸附的方式固定被加工工件，且承载面101竖直朝下。在此基础上，如图2a和图2c所示，传输腔室还包括机械手吹扫装置11，该机械手吹扫装置11包括多个出气口111，多个出气口111环绕分布在与机械手10的上述边缘区域102相对的位置处，用以在机械手10处于传输腔室内的待命位置时，朝向边缘区域102输送吹扫气体。这样，可以实现对机械手10环绕在 承载面101周边的边缘区域102进行吹扫，以去除该边缘区域102上的颗粒，进而不仅可以避免机械手10上的颗粒污染被加工工件，而且还可以减少因机械手10的颗粒问题进行维护的时间，从而可以提高产能。

具体来说，如图2d所示，机械手吹扫装置11还包括吹扫本体、进气管114和气源115，其中，该吹扫本体为锥形体112，其设置在机械手10的下方，且锥形体112的上端面外径大于锥形体112的下端面外径；并且，在锥形体112内形成有通气孔和锥形环孔113，其中，该通气孔的出气端用作出气口111、且位于锥形体112的上端面，多个出气端沿锥形体112的上端面的周向环绕分布。锥形环孔113采用闭合的环形结构，如图2e所示，其用作匀流腔，并且上端开口与各个通气孔的进气端(即，通气孔的下端)连接，锥形环孔113的下端开口位于锥形体112的下端面，并与进气管114连接。气源115用于提供吹扫气体。

在进行吹扫的过程中，来自气源115的吹扫气体通过进气管114流入锥形环孔113中，并在充满整个锥形环孔113之后，同时自各个通气孔(即，出气口111)朝向机械手10的边缘区域102输送吹扫气体，从而实现去除该边缘区域102上的颗粒。

借助锥形环孔113，可以使吹扫气体更均匀地流动到机械手10的边缘区域102，从而可以提高吹扫的均匀性。而且，锥形环孔113通过采用锥形结构，便于将各个出气口111同时与进气管114连接，从而使进气管114能够同时向各个出气口111输送吹扫气体。此外，上述机械手吹扫装置11通过采用锥形体112，可以减小吹扫装置的体积，节省占用空间。

优选的，机械手吹扫装置11还包括气体流量控制器(图中未示出)，用于控制吹扫气体的气流量，从而使得吹扫气体的气流量满足去除机械手10的边缘区域102上的颗粒的要求。进一步优选的，吹扫气体的气流量的取值范围在20slm～60slm。

另外，优选的，机械手吹扫装置11还包括升降驱动机构(图中未示出)，用于驱动机械手吹扫装置11上升或下降，以调节机械手 吹扫装置11与机械手10之间的竖直间距。

需要说明的是，在实际应用中，机械手吹扫装置是设置在传输腔室中，且位于机械手的待命位置的下方或上方，以在机械手处于该待命位置时，对其进行吹扫。此外，还可以通过平移机械手，来使机械手吹扫装置对机械手的其他部分进行吹扫。

作为本实施例的一个变型实施例，图3为本发明第一实施例的变型实施例中机械手吹扫装置沿图2d中b-b线的剖视图。请参阅图3，与上述第一实施例相比，本变型实施例中的机械手吹扫装置省去了上述锥形环孔113。

在这种情况下，在锥形体112内形成的通气孔的进气端直接与进气管114连接，而通气孔的出气端用作上述出气口111，且位于锥形体112的上端面，多个出气端沿锥形体112的上端面的周向环绕分布。

在进行吹扫的过程中，来自气源115的吹扫气体通过进气管114分别流入各个通气孔(即，出气口111)中，然后自通气孔的出气端朝向机械手10的边缘区域102输送吹扫气体，从而实现去除该边缘区域102上的颗粒。

需要说明的是，在本实施例中，机械手吹扫装置11采用锥形体112作为出气口111的载体，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，机械手吹扫装置还可以采用其他任意结构，例如矩形体、梯形体等等。

图4为本发明第二实施例提供的传输腔室的结构示意图。请参阅图4，本实施例提供的传输腔室与上述第一实施例相比，其区别仅在于：机械手10的承载面101竖直朝上。

在这种情况下，机械手吹扫装置同样包括吹扫本体、进气管和气源。并且，本实施例中的机械手吹扫装置的结构与上述第一实施例中的机械手吹扫装置11的结构相同，而本实施例中的机械手吹扫装置是上述第一实施例中的机械手吹扫装置11的倒置状态。

具体地，锥形体设置在机械手的上方，且该锥形体的上端面外径小于吹扫本体的下端面外径。并且，在锥形体内形成有通气孔用作 出气口，该通气孔的出气端位于锥形体的下端面，多个出气端沿吹扫本体的下端面的周向环绕分布。通气孔的出气端通过进气管与气源连接。气源用于提供吹扫气体。锥形体、进气管和气源的具体结构和功能与上述第一实施例相类似，而仅仅是方向相反，在此不再赘述。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体加工设备，其包括传输腔室、机械手和工艺腔室，其中，工艺腔室用于对被加工工件进行工艺。机械手用于在传输腔室与工艺腔室之间传输被加工工件。而且，传输腔室采用了本发明上述各个实施例提供的传输腔室。

本发明实施例提供的半导体加工设备，其通过采用本发明上述各个实施例提供的上述传输腔室，不仅可以避免机械手上的颗粒污染被加工工件，而且还可以减少因机械手的颗粒问题进行维护的时间，从而可以提高产能。

优选的，在工艺腔室内设置有工件吹扫装置，用以对被加工工件的表面进行吹扫。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。