本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積，更為具體地，涉及一種晶圓冷卻處理裝置、方法及半導(dǎo)體工藝設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、化學(xué)氣相沉積(chemical?vapor?deposition，簡稱cvd)，主要是指利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)、在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的方法，是半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的用來沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。

2、在現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積過程中，在經(jīng)過反應(yīng)室的處理后，需要對高溫狀態(tài)下的晶圓進(jìn)行冷卻處理，該冷卻過程通常在負(fù)載冷卻腔室內(nèi)完成。但是，目前的冷卻方案需要向冷卻腔室內(nèi)通入冷卻氣體，導(dǎo)致冷卻腔室與其連接的設(shè)備前端處理模塊之間產(chǎn)生壓力差，而在通過閥門進(jìn)行壓力釋放時，由于壓差的存在會導(dǎo)致晶圓出現(xiàn)晃動，不僅會存在晶圓損壞的風(fēng)險，而且還需要等待晶圓穩(wěn)定后進(jìn)行轉(zhuǎn)移，同時結(jié)合壓力釋放延時，也會導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)能降低。

3、因此，亟需一種晶圓冷卻調(diào)節(jié)裝置，能夠在對晶圓進(jìn)行冷卻的過程中，有效地控制冷卻腔室內(nèi)的氣壓狀態(tài)，確保晶圓的穩(wěn)定和設(shè)備的產(chǎn)能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種晶圓冷卻處理裝置、方法及半導(dǎo)體工藝設(shè)備，以解決現(xiàn)有晶圓在冷卻處理過程中，容易在冷卻腔室與前端處理模塊之間的壓力差作用下產(chǎn)生晃動，而壓力釋放需要一定的時間，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)能降低等問題。

2、本發(fā)明提供的晶圓冷卻處理裝置，包括用于放置待冷卻的晶圓的負(fù)載鎖室以及設(shè)置在負(fù)載鎖室上的進(jìn)氣口和排氣閥；其中，進(jìn)氣口與外部冷卻氣源連接，用于將冷卻氣體噴射至負(fù)載鎖室內(nèi)，以對晶圓進(jìn)行冷卻；當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓大于第一預(yù)設(shè)值時，排氣閥打開并排放冷卻氣體，當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓小于第二預(yù)設(shè)值時，排氣閥關(guān)閉，以將負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

3、此外，可選的技術(shù)方案是，負(fù)載鎖室的后端通過閘門閥與設(shè)備前端模塊連接；其中，在所述負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的狀態(tài)下閘門閥打卡，以將冷卻后的晶圓轉(zhuǎn)交至設(shè)備前端模塊。

4、此外，可選的技術(shù)方案是，負(fù)載鎖室與設(shè)備前端模塊之間始終保持預(yù)定壓力差范圍的正壓狀態(tài)。

5、此外，可選的技術(shù)方案是，預(yù)定壓力差范圍為0～50torr；設(shè)備前端模塊內(nèi)的壓力范圍為780torr～790torr；預(yù)設(shè)范圍為800torr～830torr。

6、此外，可選的技術(shù)方案是，負(fù)載鎖室的前端與反應(yīng)腔室連接；其中，晶圓經(jīng)反應(yīng)腔室處理后，轉(zhuǎn)移至負(fù)載鎖室進(jìn)行冷卻處理。

7、此外，可選的技術(shù)方案是，還包括設(shè)置在負(fù)載鎖室上的安全閥；其中，安全閥用于在負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓大于第三預(yù)設(shè)值時打開，以對負(fù)載鎖室進(jìn)行排氣。

8、此外，可選的技術(shù)方案是，安全閥為由負(fù)載鎖室向外導(dǎo)通的單向閥門。

9、此外，可選的技術(shù)方案是，冷卻氣體包括：n2、ar、he、ne、xe中的至少一者。

10、此外，可選的技術(shù)方案是，排氣閥設(shè)置有至少一個。

11、另一方面，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體工藝設(shè)備，包括反應(yīng)腔室、與反應(yīng)腔室連接的如上所述的晶圓冷卻處理裝置，以及與晶圓冷卻處理裝置連接的設(shè)備前端模塊；其中，晶圓經(jīng)反應(yīng)腔室處理后，通過晶圓冷卻處理裝置進(jìn)行冷卻，并在冷卻后進(jìn)入設(shè)備前端模塊。

12、此外，可選的技術(shù)方案是，通過晶圓冷卻處理裝置對晶圓進(jìn)行冷卻時，將負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

13、另一方面，本發(fā)明還提供一種晶圓冷卻處理方法，包括：將待冷卻晶圓放置在負(fù)載鎖室內(nèi)，并通過進(jìn)氣口將冷卻氣體噴射至負(fù)載鎖室內(nèi)，以對晶圓進(jìn)行冷卻；當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓大于第一預(yù)設(shè)值時，打開排氣閥以排放冷卻氣體，當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓小于第二預(yù)設(shè)值時，關(guān)閉排氣閥，以將負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；其中，對待冷卻晶圓進(jìn)行冷卻的步驟，與將負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的步驟同時進(jìn)行。

14、利用上述晶圓冷卻處理裝置、方法及半導(dǎo)體工藝設(shè)備，在負(fù)載鎖室上設(shè)置排氣閥，當(dāng)外部冷卻氣體進(jìn)入負(fù)載鎖室對待冷卻晶圓進(jìn)行冷卻時，隨著冷卻氣體的不斷注入，負(fù)載鎖室內(nèi)的壓力也會不斷增大，此時當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓大于第一預(yù)設(shè)值時，排氣閥會打開并排放冷卻氣體，而當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓小于第二預(yù)設(shè)值時，排氣閥會關(guān)閉，從而將負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓保持在一個穩(wěn)定的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，不僅可以控制負(fù)載鎖室與設(shè)備前端模塊之間的壓差，防止晶圓出現(xiàn)晃動，還能夠在冷卻過程中動態(tài)的調(diào)節(jié)氣壓，避免排壓延時，從而確保設(shè)備的有效產(chǎn)能，改善產(chǎn)能下降的問題。

15、為了實現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細(xì)說明的特征。下面的說明以及附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，包括用于放置待冷卻的晶圓的負(fù)載鎖室以及設(shè)置在所述負(fù)載鎖室上的進(jìn)氣口和排氣閥；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，所述負(fù)載鎖室的后端通過閘門閥與設(shè)備前端模塊連接；其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，所述負(fù)載鎖室的前端與反應(yīng)腔室連接；其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述負(fù)載鎖室上的安全閥；其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓冷卻處理裝置，其特征在于，

10.一種半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，包括反應(yīng)腔室、與所述反應(yīng)腔室連接的權(quán)利要求1至9任一項所述的晶圓冷卻處理裝置，以及與所述晶圓冷卻處理裝置連接的設(shè)備前端模塊；其中，

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，

12.一種晶圓冷卻處理方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種晶圓冷卻處理裝置、方法及半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其中的裝置包括用于放置待冷卻的晶圓的負(fù)載鎖室以及設(shè)置在負(fù)載鎖室上的進(jìn)氣口和排氣閥；其中，進(jìn)氣口與外部冷卻氣源連接，用于將冷卻氣體噴射至負(fù)載鎖室內(nèi)，以對晶圓進(jìn)行冷卻；當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓大于第一預(yù)設(shè)值時，排氣閥打開并排放冷卻氣體，當(dāng)負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓小于第二預(yù)設(shè)值時，排氣閥關(guān)閉，以將負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。利用上述發(fā)明能夠在晶圓冷卻過程中，保持負(fù)載鎖室內(nèi)的氣壓的穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：吳泰潤,車世旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：盛吉盛（韓國）半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19