工艺腔室以及半导体加工设备的制造方法_2

文档序号:8432201阅读:来源:国知局
0026]优选的,所述工艺腔室的数量为一个或者多个,且所述多个工艺腔室沿所述传输腔室的周向分布。
[0027]优选的,所述半导体加工设备包括物理气相沉积设备。
[0028]本发明具有以下有益效果:
[0029]本发明提供的工艺腔室,其在其内部设置沿其周向均匀分布的至少两个反应舱,且每个反应舱构成独立的工艺环境,并且利用进气系统对应地向反应舱输送工艺气体,以及利用晶片传输装置将晶片传输至反应舱内。这样,利用单个工艺腔室中的至少两个反应舱即可实现同时进行两道以上的工序,从而无需增加工艺腔室的数量,也就无需重新设计传输腔室的结构,进而可以降低设备的制造成本。此外,由于至少两个反应舱沿工艺腔室的周向均匀分布,这与现有技术相比,可以使工艺腔室的整体结构更紧凑、且占地空间更小。
[0030]本发明提供的半导体加工设备,其通过采用本发明提供的工艺腔室,可以利用至少两个反应舱同时进行两道以上的工序,从而无需增加工艺腔室的数量,也就无需重新设计传输腔室的结构,进而可以降低设备的制造成本。此外,由于至少两个反应舱沿工艺腔室的周向均匀分布,这与现有技术相比,可以使工艺腔室的整体结构更紧凑、占地空间更小。
【附图说明】
[0031]图1为现有的一种PVD设备的整机示意图;
[0032]图2A为本发明实施例提供的工艺腔室的立体图;
[0033]图2B为本发明实施例提供的工艺腔室的内部结构的俯视图;
[0034]图2C为本发明实施例提供的工艺腔室的晶片传输装置的立体图;
[0035]图2D为本发明实施例提供的工艺腔室的剖视图;
[0036]图3A为本发明实施例提供的工艺腔室所采用的反应舱的局部剖视图;
[0037]图3B为图3A中II区域的放大图;
[0038]图3C为图3A中沿B-B线的剖视图;
[0039]图4A为本发明实施例提供的工艺腔室的内部结构的立体图;
[0040]图4B为本发明实施例提供的工艺腔室的内部结构的俯视图;
[0041]图5A为本发明实施例提供的一种半导体加工设备的结构示意图;以及
[0042]图5B为本发明实施例提供的另一种半导体加工设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]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工艺腔室以及半导体加工设备进行详细描述。
[0044]本发明提供的工艺腔室,其包括至少两个反应舱、相互独立的至少两套进气系统和晶片传输装置。其中,至少两个反应舱设置在工艺腔室的内部,且沿其周向均匀分布;每个反应舱内构成独立的工艺环境,以能够单独对晶片进行一道工序;进气系统一一对应地向反应舱输送工艺气体;晶片传输装置用于将晶片传输至反应舱内。
[0045]由于每个反应舱构成独立的工艺环境,并利用进气系统对应地向反应舱输送工艺气体,以及利用晶片传输装置将晶片传输至反应舱内,这使得利用单个工艺腔室中的至少两个反应舱即可实现同时进行两道以上的工序,从而无需增加工艺腔室的数量,即,可以在不改变工艺腔室的数量的前提下,仅通过增加反应舱的数量来增加同时进行加工的工序数量,也就无需重新设计传输腔室的结构,进而可以降低设备的制造成本。此外,由于至少两个反应舱沿该工艺腔室的周向均匀分布,这与现有技术相比,可以使工艺腔室的整体结构更紧凑、且占地空间更小。
[0046]晶片传输装置具有将晶片传输至反应舱内的传输功能,该功能至少包括如下动作,即:可以同时或先后将晶片传输至各个反应舱内;或者,也可以选择性地将晶片传输至所有反应舱中的至少一个反应舱内。该动作的具体流程为:首先,由位于工艺腔室之外的机械手将未加工的晶片传输至工艺腔室内的晶片传输装置上;然后由该晶片传输装置将未加工的晶片传输至反应舱内。
[0047]优选的,晶片传输装置还可以用于在各个反应舱之间传输晶片,例如,针对各个反应舱进行不同的工序,晶片在其中一个反应舱内完成当前工序之后,可以借助晶片传输装置将该晶片传输至下一工序所在的反应舱内。
[0048]借助上述晶片传输装置,可以根据不同的工艺、工序顺序等选择不同的传输方式,从而不仅可以提高工艺的灵活性,而且还可以扩大应用范围。
[0049]下面对本发明提供的工艺腔室的具体实施例进行详细描述。
[0050]实施例一
[0051]请一并参阅图2A-2D,本实施例提供的工艺腔室10包括四个反应舱、相互独立的四套进气系统和晶片传输装置。其中,四个反应舱分别为:反应舱12A、反应舱12B、反应舱12C和反应舱12D,如图2A所示,四个反应舱设置在工艺腔室10的内部,且沿其周向均匀分布,并且每个反应舱构成独立的工艺环境,并利用四套进气系统(图中未示出)一一对应地向四个反应舱内输送工艺气体,以及利用晶片传输装置的上述传输功能,从而可以实现单个工艺腔室同时进行两道以上的工序。
[0052]在本实施例中,晶片传输装置的结构具体为:其包括旋转基盘14、升降基座和顶针装置15。其中,旋转基盘14设置在四个反应舱的下方,且在旋转基盘14上设置有八个用于承载晶片16的承载位(141-148),八个承载位(141-148)沿旋转基盘14的周向均匀分布,如图2C所示。所谓承载位,是指在旋转基盘的上表面上划分的用于放置晶片的区域,故可以认为:承载位的直径与晶片的直径相同。
[0053]旋转基盘14通过(围绕其轴向中心线)作旋转运动,而使每个反应舱的下方均对应一个承载位。由于旋转基盘14上有八个承载位,即,承载位的数量是反应舱数量的两倍,在这种情况下,旋转基盘14在每旋转预设角度后,使八个承载位中的四个不相邻的承载位——对应地位于四个反应舱的正下方,即,图2C所示的承载位142、144、146和148 ;其余四个不相邻的承载位一一对应地位于每相邻的两个反应舱之间的间隔处,即,图2C所示的承载位141、143、145和147。也就是说,旋转基盘14通过旋转而使八个承载位分两批轮流位于四个反应舱的正下方。
[0054]当然,在实际应用中,承载位的数量也可以与反应舱的数量相等,或者是反应舱数量的整数倍。而且,针对后者的情况,只要旋转基盘14按倍数分批将承载位轮流位于四个反应舱的正下方即可。
[0055]在本实施例中,在工艺腔室10内设置有四个升降基座(13A-13D),四个升降基座一一对应地设置在四个反应舱的下方,如图2B所示。当旋转基盘14通过旋转预设角度,而使每个反应舱的下方均对应一个承载位之后,每个升降基座通过作升降运动,而贯穿与之相对应的承载位,并上升至相应的反应舱内或者下降至旋转基盘14下方,从而可以通过上升而将该承载位上的晶片传递至反应舱内,以及通过下降至旋转基盘14下方,而将反应舱内的晶片传递至承载位上。
[0056]需要说明的是,每个反应舱的底部是敞开的,升降基座在上升至反应舱内后,可以将反应舱的底部封闭,从而使反应舱的内部形成相对独立的工艺环境,即,每个反应舱与工艺腔室10之间,以及与其他反应舱之间相互隔离。
[0057]利用旋转基盘14和升降基座传输晶片的流程具体为:首先,旋转基盘14在旋转预设角度后停止,以使四个反应舱的下方均对应一个承载位;然后,位于旋转基盘14下方的四个升降基座同时上升,并将该四个承载位上的四个晶片顶起,然后一一对应地传输至四个反应舱内。待各个反应舱完成对晶片的加工之后,四个升降基座同时下降至旋转基盘14的下方,在此过程中,完成加工的晶片被重新传递至旋转基盘14的承载位上。若承载位的数量是反应舱数量的整数倍,则重复进行上述流程,直至完成对所有晶片的加工。由此,通过将旋转基盘14的旋转运动和升降基座的升降运动结合,可以实现将晶片传输至反应舱内,以及在各个反应舱之间传输晶片。容易理解,在旋转基盘14作旋转运动时,升降基座位于旋转基盘14的下方且静止不动;当旋转基盘14旋转到位后,升降基座作升降运动,此时旋转基盘14静止不动,从而保证旋转基盘14和升降基座的运动互不干涉。
[0058]需要说明的是,在实际应用中,根据具体需要,可以使所有反应舱同时工作(进行相同或不同的工序),也可以选择性地使其中至少一个反应舱工作,而其余未被选择的反应舱不工作。但是无论是所有反应舱工作,还是部分反应舱工作,各个升降基座在工艺前必须同时上升至各个反应舱内,并且各个升降基座在各个工作的工艺舱均完成各自的工序之后,同时下降至旋转基盘的下方,以保证每个反应舱在工作时能够与其他反应舱之间相互隔离。
[0059]另外,旋转基盘14上在每个承载位处的具体结构应满足两个要求,即:不仅可以承载晶片,而且还可以供升降基座竖直贯穿。在本实施例中,在旋转基盘14的与各个承载位相对应的位置处设置有通孔,该通孔的直径大于晶片16的直径,且在每个通孔内设置有支撑部,该支撑部为自通孔的孔壁凸出的多个支撑爪,且沿孔壁的周向间隔分布。装载至旋转基盘14上的晶片16位于该通孔内,且由多个支撑爪支撑。容易理解,升降基座的外径应小于由多个支撑爪形成的内
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