[发明专利]一种半导体设备前端处理装置

说明书

本发明提供一种半导体设备前端处理装置。该半导体设备前端处理装置包括微环境提供腔室，用于为置于其中的基片提供均匀气流环境，微环境提供腔室的一端开设有气流入口，还包括吹扫机构，吹扫机构连接在气流入口，用于向微环境提供腔室内输入吹扫气流。该半导体设备前端处理装置能够避免经刻蚀后进入到微环境提供腔室中的基片表面残留的卤素气体及其化合物与水汽发生冷凝反应，从而避免在基片的表面形成冷凝颗粒，进而避免了冷凝颗粒对微环境提供腔室内的零部件形成腐蚀，延长了微环境提供腔室内部零部件的使用寿命，同时还避免了冷凝颗粒对刻蚀后的基片造成不良影响，提高了基片的刻蚀良率。

技术领域

本发明涉及半导体处理技术领域，具体地，涉及一种半导体设备前端处理装置。

背景技术

等离子装置广泛地应用于集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中。刻蚀工艺是芯片制造中形成图形图案的关键工艺，工艺气体通过射频产生等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和衬底相互作用使材料表面发生各种物理和化学反应,从而使材料表面性能发生变化，完成刻蚀工艺。

在刻蚀工艺中，由于在刻蚀结束后会有卤族元素的气体或化合物残留于晶圆(Wafer)表面，这些残留的卤素气体(如氢溴酸HBr)及其化合物在大气中的水汽作用下，会发生冷凝反应，在晶圆(Wafer)表面形成冷凝颗粒(Condensation defect)。这种颗粒一般呈水滴状，不规则的分布在晶圆表面，严重影响刻蚀产品的良率。同时，卤素气体及其化合物在大气中的水汽作用下形成的化合物对晶圆传输系统会形成腐蚀，导致晶圆传输系统中的各个传输机构特别是刻蚀工艺前端处理机构(EFEM)内相关零部件损坏失效。

如图1和图2所示，等离子体刻蚀机的结构主要分为三个部分：(1)刻蚀工艺机构8，(2)传输机构9，(3)刻蚀工艺前端处理机构(EFEM)10。图1为典型的多刻蚀工艺腔室结构，刻蚀工艺腔室4包括四个，用于完成等离子体刻蚀工艺；传输机构，用于完成晶圆在工艺过程中的传递，包括两个转换通道5和一个真空传送腔6，转换通道5用于完成晶圆在大气与真空状态之间的转换；真空传送腔6与刻蚀工艺腔室4连接，用于对晶圆进行传输；刻蚀工艺前端处理机构包括刻蚀工艺前端处理腔室7，用于为晶圆(Wafer)提供微环境，刻蚀工艺前端处理腔室7内部产生从上到下的均匀气流，确保晶圆处于洁净环境下，避免刻蚀工艺过程中和传输过程中产生颗粒对晶圆的影响。

图3所示为晶圆在刻蚀工艺过程中在图1所示的刻蚀机结构中的传输路径。首先，晶圆被送入刻蚀工艺前端处理腔室7，刻蚀机传输机构的其中一个转换通道5用于传送晶圆进入真空传送腔6，随后晶圆会在指定或随机的刻蚀工艺腔室4内进行刻蚀工艺，工艺结束后，晶圆会从刻蚀工艺腔室4经真空传送腔6进入另一个转换通道5，随后另一个转换通道5会充气回大气压状态并打开与刻蚀工艺前端处理腔室7相连的门阀，从而实现将晶圆从真空刻蚀工艺腔室4传回大气压状态的刻蚀工艺前端处理腔室7；最后，晶圆被从刻蚀工艺前端处理腔室7中取出。

由于刻蚀工艺前端处理腔室内通常为大气环境，所以当经过刻蚀工艺后的晶圆被传输到刻蚀工艺前端处理腔室中时，残留在晶圆表面的卤素气体及其化合物在大气中的水汽作用下，发生冷凝反应，冷凝颗粒在晶圆(Wafer)表面大量形成，冷凝颗粒不仅影响刻蚀产品的良率，而且会对刻蚀工艺前端处理腔室内的零部件造成腐蚀污染，严重的会造成刻蚀工艺前端处理腔室内的零部件的损坏失效，从而影响产品的刻蚀良率。

目前晶圆厂(FAB)只能依靠设备频繁的定期清洁保养来减轻零部件被腐蚀及使晶圆被刻蚀表面产生缺陷(Defect)的问题，零部件保养费用高。