一种传送腔室的控温装置及方法与流程

1.本发明涉及半导体设备制造技术领域，尤其涉及一种传送腔室的控温装置及方法。


背景技术：

2.在刻蚀过程中，晶圆需要移入传送腔室，再经由传送腔室移入其他工艺对应的设备中。
3.然而，晶圆在各工艺中的温度不相同，这导致晶圆进入下一个工艺时，其当前温度会对下一个工艺造成一定程度的负面影响，从而降低了工艺的整体效率。


技术实现要素：

4.鉴于上述的分析，本发明旨在提出一种传送腔室的控温装置及方法，以提高工艺的整体效率。
5.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种传送腔室的控温装置，包括：
7.移动组件、控制组件和控温组件；
8.所述移动组件设置在所述传送腔室中，用于承载晶圆；
9.所述控温组件设置在所述传送腔室底部，包括冷却区组件和加热区组件；
10.所述控制组件用于检测晶圆表面温度及所述晶圆对应的待执行工艺；根据所述晶圆表面温度以及所述晶圆对应的待执行工艺，控制所述移动组件将所述晶圆移动到预设的位置，并生成相应的控温指令；在所述晶圆到达预设位置后，控制所述控温组件执行所述控温指令。
11.进一步地，所述冷却区组件包括：降温器和/或冷阱；
12.所述加热区组件包括升温器和/或热阱；
13.所述升温器和所述降温器固定在所述传送腔室底部。
14.进一步地，在所述传送腔室中，所述加热区组件工作区域为加热区，所述冷却区组件工作区域为冷却区；
15.所述冷却区和所述加热区分别设置在所述传送腔室底部的两侧。
16.进一步地，所述移动组件一端连接所述加热区，所述移动组件另一端连接所述冷却区。
17.进一步地，所述热阱和所述冷阱分别设置在所述传送腔室底部的两侧。
18.进一步地，所述移动组件包括：支架、移动轨道和电机；
19.所述晶圆安放在所述支架上，所述电机控制所述支架在所述移动轨道上移动，将晶圆移动到预设的位置。
20.进一步地，所述控制组件，包括：处理器和传感器；
21.所述传感器设置在所述传送腔室中，用于采集晶圆温度和所述待处理工艺的标
识；将所述晶圆温度和所述待处理工艺的标识发送给所述处理器；
22.所述处理器用于根据所述待处理工艺的标识，确定所述待处理工艺中的晶圆温度；根据所述待处理工艺中的晶圆温度和所述晶圆温度，确定相应的控温指令。
23.第二方面，本发明实施例提供了一种传送腔室的控温方法，包括：
24.采集晶圆温度和待处理工艺的标识；
25.根据所述晶圆温度和所述待处理工艺的标识，生成控温指令；
26.在晶圆到达预设位置后，控温指令执行，设置在传送腔室底部控温组件的冷却区组件或加热区组件工作，冷却或加热晶圆，实现传送腔室中晶圆的温度控制。
27.进一步地，所述根据所述晶圆温度和所述待处理工艺的标识，生成控温指令，包括：
28.根据所述待处理工艺的标识，确定所述待处理工艺中的晶圆温度；
29.根据所述待处理工艺中的晶圆温度和所述晶圆温度，确定相应的控温指令。
30.进一步地，所述控温指令执行，包括：
31.将所述晶圆传输至冷却区组件或加热区组件工作区域，并确定热阱和/或冷阱是否开启。
32.进一步地，所述加热区内设置至少一个所述升温器，所述冷却区内设置至少一个所述降温器。
33.进一步地，所述热阱设置在所述冷却区，所述冷阱设置在加热区。
34.进一步地，所述加热区设置有第一移动装置，所述第一移动装置用于升降所述升温器。
35.进一步地，所述第一移动装置一端连接所述升温器，另一端通过滑轮连接所述支架。
36.进一步地，所述冷却区设置有第二移动装置，所述第二移动装置用于升降所述降温器。
37.进一步地，所述第二移动装置一端连接所述降温器，另一端通过滑轮连接所述支架。
38.本发明技术方案具有如下有益效果：
39.本发明通过设置升温器和降温器在传送腔室底部形成加热区和冷却区，并结合冷阱和热阱实现从多个维度对晶圆表面的温度进行控制，从而使得晶圆表面的温度可以满足多个工艺的需求，进而提高工艺的整体效率。
40.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
41.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
42.图1为本发明提供的一种传送腔室的控温装置的结构示意图；
43.图2为本发明实施例提供的移动轨道的结构示意图；
44.图3为本发明实施例提供的另一种传送腔室的控温装置的结构示意图。
45.附图标记:1-移动组件；11-支架；12-移动轨道；13-电机；2-控温组件；21-加热区；211-升温器；22-冷却区；221-降温器；23-冷阱；24-热阱；3-控制组件；4-晶圆；5-传送腔室；51-传送腔室底部。
具体实施方式
46.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
47.本发明实施例提供了一种传送腔室的控温装置，应用于传送腔室5，如图1-3所示，包括：移动组件1，控温组件2和控制组件3。
48.移动组件1包括：支架11，移动轨道12和电机13。
49.控温组件2包括：升温器211，降温器221，冷阱23和热阱24。
50.多个升温器211构成加热区21，多个降温器221构成冷却区22。加热区21和冷却区22分别位于传送腔室底部51的两侧，以区分加热过程和冷却过程。如此加热时，控制组件3通过电机13将放置在支架11上的晶圆4沿着移动轨道12传输至加热区21，再控制升温器211对加热区21中的晶圆加热。冷却时，沿着控制组件3通过电机13将放置在支架11上的晶圆4沿着移动轨道12传输至冷却区22，再控制降温器221对进入冷却区22的晶圆进行加热。需要说明的是，多个升温器211可以共同构成一个加热区21。也可以是每一个升温器211构成一个加热区，加热时，每个加热区只加热一半晶圆。如此，当升温器211的数量为大于4的偶数时，传送腔室5可以对多个晶圆同时加热。上述情况同样适用于冷却区和降温器221。
51.为了进一步分离加热过程和冷却过程，在本发明实施例中，在冷却区22与加热区21设置有升降装置，在加热或冷却时，控制升温器211或降温器221上升，并使之与传送腔室底面接触，同时打开升温器211或降温器221的开关。如此，可以确保加热过程和冷却过程是彻底分开的。
52.在本发明实施例中，刻蚀通常情况下需要在真空下进行，如此设置冷阱23，以隔绝外界水蒸气或氧气进入传送腔室5，防止晶圆被污染。加热过程和冷却过程均在同一个传送腔室中进行，那么如果是刻蚀之前加热晶圆，刻蚀之后冷却晶圆，由于加热晶圆在前，会影响后续的冷却效果，还要设置热阱24，以便于在加热晶圆后传送腔室快速散热，使得传送腔室内温度可以接近室温，从而减小加热晶圆对冷却效果的影响。需要说明的是，在存在其他降温手段的情况下，如液氮降温，向传送腔室通入冷气，可以用冷阱23代替降温器221，用热阱24代替升温器211，此时冷阱23仅用于降温，热阱24仅用于升温。
53.移动组件1可以具有多种形式，例如移动轨道12两端可以分别进入加热区21和冷却区22，此时支架11为圆环形凹槽，一方面使得晶圆能与传送腔室底部51接触，另一方面能防止移动过程中与晶圆发生偏移。还可以通过滑轮使得晶圆4与冷却区22和加热区21的升降装置连接，如此在将降温器221提升至传送腔室底部51时，冷却区22的升降装置会通过滑轮将晶圆4牵引至冷却区，同理在将升温器211提升至传送腔室底部51时，加热区21的升降装置会通过滑轮将晶圆4牵引至加热区。
54.控制组件3包括：处理器和传感器。其中，处理器设置在服务器、手机等终端设备中。传感器则设置在传送腔室5内，用于采集传送腔室内温度，晶圆表面温度，加热时间，冷
却时间以及当前工艺标识。处理器则根据上述数据确定晶圆进入加热区或冷却区，以及加热时间、冷却时间、晶圆表面最终温度中的一个或多个，并根据上述参数向移动组件1和控温组件2发送相应的控温指令。
55.为了说明上述实施例中的传送腔室的结构可以实现，本发明实施例列举下述实施例作为具体说明。
56.实施例1
57.传送腔室底部51设置有2个升温器211和2个降温器221，每一个升温器211对应一个加热区21，每一个降温器221对应一个冷却区22。移动轨道12使得晶圆4可以移动至两个加热区21的中间，进而两个加热区可以对整个晶圆4进行加热。同理，移动轨道12使得晶圆4可以移动至两个冷却区22的中间，进而冷却区可以对整个晶圆4进行加热。移动轨道12只能沿着一个方向进行伸长，并沿其反方向进行收缩。两个加热区21和两个冷却区22分别设置在其伸长的方向和收缩的方向。
58.传送腔室底部51还设置有冷阱23和热阱24，冷阱23和热阱24分别设置在传送腔室底部51的两侧。
59.实施例2
60.传送腔室底部51设置有2个升温器211和2个降温器221，每一个升温器211对应一个加热区21，每一个降温器221对应一个冷却区22。移动轨道12使得晶圆4可以移动至两个加热区21的中间，进而两个加热区可以对整个晶圆4进行加热。同理，移动轨道12使得晶圆4可以移动至两个冷却区22的中间，进而冷却区可以对整个晶圆4进行加热。移动轨道12只能沿着一个方向进行伸长，并沿其反方向进行收缩。两个加热区21和两个冷却区22分别设置在其伸长的方向和收缩的方向。传送腔室底部51还设置有冷阱23和热阱24，冷阱23和热阱24分别设置在传送腔室底部51的两侧。
61.此外，在冷却区22与加热区21设置有升降装置，加热时，升温器211通过升降装置上升，直至控制升温器211与传送腔室底面接触。停止加热时，升温器211通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。冷却时，降温器221通过升降装置上升，直至控制降温器221与传送腔室底面接触。停止加热时，降温器221通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。
62.实施例3
63.传送腔室底部51设置有2个升温器211和2个降温器221，每一个升温器211对应一个加热区21，每一个降温器221对应一个冷却区22。移动轨道12一端伸入到两个加热区21的中间，使得晶圆4可以移动至两个加热区21的中间，进而两个加热区可以对整个晶圆4进行加热。移动轨道12一端伸入到两个冷却区的中间，移动轨道12使得晶圆4可以移动至两个冷却区22的中间，进而冷却区可以对整个晶圆4进行加热。传送腔室底部51还设置有冷阱23和热阱24，冷阱23和热阱24分别设置在传送腔室底部51的两侧。
64.此外，在冷却区22与加热区21设置有升降装置，加热时，升温器211通过升降装置上升，直至控制升温器211与传送腔室底面接触。停止加热时，升温器211通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。冷却时，降温器221通过升降装置上升，直至控制降温器221与传送腔室底面接触。停止加热时，降温器221通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。
65.实施例4
66.传送腔室底部51设置有2个热阱24和2个冷阱23，每一个热阱24对应一个加热区
21，每一个冷阱23对应一个冷却区22。移动轨道12一端伸入到两个加热区21的中间，使得晶圆4可以移动至两个加热区21的中间，进而两个加热区可以对整个晶圆4进行加热。移动轨道12一端伸入到两个冷却区的中间，移动轨道12使得晶圆4可以移动至两个冷却区22的中间，进而冷却区可以对整个晶圆4进行加热。
67.此外，在冷却区22与加热区21设置有升降装置，加热时，热阱24通过升降装置上升，直至控制热阱24与传送腔室底面接触。停止加热时，热阱24通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。冷却时，冷阱23通过升降装置上升，直至控制冷阱23与传送腔室底面接触。停止加热时，冷阱23通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。
68.实施例5
69.传送腔室底部51设置有2个热阱24和2个冷阱23，每一个热阱24对应一个加热区21，每一个冷阱23对应一个冷却区22。移动轨道12一端伸入到两个加热区21的中间，使得晶圆4可以移动至两个加热区21的中间，进而两个加热区可以对整个晶圆4进行加热。移动轨道12一端伸入到两个冷却区的中间，移动轨道12使得晶圆4可以移动至两个冷却区22的中间，进而冷却区可以对整个晶圆4进行加热。
70.此外，在冷却区22与加热区21设置有升降装置，加热时，热阱24通过升降装置上升，直至控制热阱24与传送腔室底面接触。停止加热时，热阱24通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。冷却时，冷阱23通过升降装置上升，直至控制冷阱23与传送腔室底面接触。停止加热时，冷阱23通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。
71.加热区21的升降装置一端连接热阱24，一端通过滑轮连接晶圆4的支架11，在热阱24上升的同时，将晶圆4牵引至两个加热区21的中间。冷却区22的升降装置一端连接冷阱23，一端通过滑轮连接晶圆4的支架11，在冷阱23上升的同时，将晶圆4牵引至两个冷却区22的中间。
72.实施例6
73.传送腔室底部51设置有2n个热阱24和2n个冷阱23，每一个热阱24对应一个加热区21，每一个冷阱23对应一个冷却区22。如此可以同时对n个晶圆进行控温处理。
74.设置有n个移动轨道12，每一个移动轨道12对应地用于移动一个晶圆。每一个移动轨道12一端伸入到相应的两个加热区21的中间，使得相应的晶圆4可以移动至两个加热区21的中间，进而两个加热区可以对整个晶圆4进行加热。移动轨道12一端伸入到相应的两个冷却区的中间，移动轨道12使得相应的晶圆4可以移动至两个冷却区22的中间，进而冷却区可以对整个晶圆4进行加热。(n为大于1的正整数)
75.此外，在冷却区22与加热区21设置有升降装置，加热时，热阱24通过升降装置上升，直至控制热阱24与传送腔室底面接触。停止加热时，热阱24通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。冷却时，冷阱23通过升降装置上升，直至控制冷阱23与传送腔室底面接触。停止加热时，冷阱23通过升降装置下降，与传送腔室底面分开。
76.加热区21的升降装置一端连接热阱24，一端通过滑轮连接相应的晶圆4的支架11，在热阱24上升的同时，将相应的晶圆4牵引至两个加热区21的中间。冷却区22的升降装置一端连接冷阱23，一端通过滑轮连接相应的晶圆4的支架11，在冷阱23上升的同时，将相应的晶圆4牵引至两个冷却区22的中间。
77.需要说明的是，本发明的具体实施方式不仅限于上述6个实施例，也可以是6个实
施例的相互组合。上述6个实施例仅针对一个热阱24或升温器211对应一个加热区，以及一个冷阱23或一个降温器221对应一个冷却区的情况。然而上述6个实施例同样适用于多个热阱24或升温器211对应一个加热区，以及多个冷阱23或一个降温器221对应一个冷却区的情况，其具体结构不再赘述。
78.本发明实施例提供了一种传送腔室的控温方法，包括：
79.步骤1、采集晶圆温度和待处理工艺的标识。
80.步骤2、根据晶圆温度和待处理工艺的标识，生成控温指令。
81.在本发明实施例中，根据待处理工艺的标识，确定待处理工艺中的晶圆温度。根据待处理工艺中的晶圆温度和晶圆温度，确定相应的控温指令。
82.步骤3、通过控温指令控制传送腔室中晶圆的温度。
83.在本发明实施例中，在晶圆到达预设位置后，设置在传送腔室底部控温组件的冷却区组件或加热区组件执行控温指令，冷却或加热晶圆，从而实现传送腔室中晶圆的温度控制。在传送腔室包括加热区、冷却区、热阱和冷阱情况时，此时冷阱23用于以隔绝外界水蒸气或氧气进入传送腔室，防止晶圆被污染。热阱24用于在加热晶圆后传送腔室快速散热，使得传送腔室内温度可以接近室温，从而减小加热晶圆对冷却效果的影响。此时，除了执行加热或冷却操作外，执行控温指令还包括通过控温指令将晶圆传输至加热区或冷却区中，并确定热阱和/或冷阱是否开启。
84.本发明实施例提供的一种传送腔室的控温方法既可以单独对一个晶圆进行控温，也可以同时对多个晶圆进行控温。
85.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
86.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。