CN210341059U - 一种晶圆镀膜工艺***及使用其的晶圆镀膜*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及OLED半导体领域，具体涉及一种晶圆镀膜工艺***及使用其的晶圆镀膜***，包括工艺腔体以及其内部的工艺装置，所述工艺装置包括喷淋板、底板、晶圆加热器，所述喷淋板由与其底部连接的底板支撑，所述底板上设有通孔，所述通孔与晶圆加热器的面积大小相同；所述晶圆加热器可移动，当所述晶圆加热器进入通孔后，所述晶圆加热器与喷淋板之间留有距离。本实用新型将晶圆镀膜所需的各个***集成在同一个镀膜平台内，占地面积小；机架底部设计有脚轮和可调支撑，方便转场、定位与安装调试；工艺气氛***配置模块化，可根据所需工艺不同自由配置，同一平台上，可通过改变配置满足不同镀膜工艺的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及OLED半导体领域，具体涉及一种晶圆镀膜工艺***及使用其的晶圆镀膜***。
背景技术
ALD是一种化学气相沉积(CVD)，也是芯片制造过程中最常用的薄膜生产方法之一。 ALD工艺中，首先是覆盖(吸附)在暴露的晶圆表面的前驱体浸满整个反应腔。这一过程具有自限制性，因为前驱体只能吸附在暴露的区域，一旦全部被覆盖，吸附随即停止。随后，第二种气体被引入并与前驱体发生反应，从而形成所需的材料。这一步骤也是自限制的：一旦前驱体耗尽，反应即停止。通过重复这两个步骤，我们就可以得到所需的膜厚度。
目前，各大IC设备制造商将设备开发的焦点集中在单一晶圆规格的大批量生产上，生产效率高，但设备成本也很高，这就使得现有技术存在生产成本高及调试不够灵活的问题。现有专利申请号为201320272540.6的实用新型专利，公开了一种带有传片腔的单反应腔薄膜沉积设备，包括分别安装在机架上的反应模块及传片模块，反应模块包括反应腔室组件、加热盘及喷淋头，喷淋头安装在反应腔室组件的上方，加热盘可上下移动地安装在反应腔室组件内；传片模块包括传片腔室组件及晶圆载台传送组件，在传片腔室组件及反应腔室组件的接触处分别开有传片口，晶圆载台传送组件可水平移动地安装在传片腔室组件内；反应腔室组件及传片腔室组件分别与提供真空环境的真空泵相连通。该专利仍然存在生产成本高及调试不够灵活等问题。
实用新型内容
鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种晶圆镀膜工艺***及使用其的晶圆镀膜***，其可以改善现有技术中生产成本高及调试不够灵活的问题。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种晶圆镀膜工艺***，包括工艺腔体以及其内部的工艺装置，所述工艺装置包括喷淋板、底板、晶圆加热器，所述喷淋板由与其底部连接的底板支撑，所述底板上设有通孔，所述通孔与晶圆加热器的面积大小相同；所述晶圆加热器可移动，当所述晶圆加热器进入通孔后，所述晶圆加热器与喷淋板之间留有距离。
其中，还包括顶针和顶针升降装置，所述顶针贯穿晶圆加热器，所述顶针由顶针升降装置控制运动。
其中，所述底板朝向喷淋板的一面开设有与通孔同轴的凹槽，所述凹槽的面积大于通孔且小于喷淋板。
其中，所述凹槽中还设置有抽真空管道。
其中，所述通孔为圆形。
其中，包括加热器，所述加热器位于喷淋板的顶面上方及底板底面下方。
一种晶圆镀膜***，包括原料***、传递***以及抽真空***，还包括前述任一所述的工艺***，所述工艺***分别与传递***和原料***连接，所述抽真空***分别与传递***以及工艺***连接。
其中，所述传递***包括传递腔体、传递装置、传递腔门和晶圆手臂，所述传递装置与晶圆手臂连接且位于传递腔体内，所述传递腔体顶部设置有传递腔门，所述传递腔体侧壁上设置有隔离门阀，传递腔体与工艺***通过隔离门阀连接，晶圆手臂通过隔离门阀进入工艺***。
其中，所述原料***包括至少2个气体源。
有益效果
本实用新型将晶圆镀膜所需的各个***集成在同一个镀膜平台内，占地面积小；机架底部设计有脚轮和可调支撑，方便转场、定位与安装调试；工艺气氛***配置模块化，可根据所需工艺不同自由配置，同一平台上，可通过改变配置满足不同镀膜工艺的要求。
附图说明
图1为本实用新型的示意图
图2为本实用新型的传递***的示意图
图3为本实用新型的传递***俯视图
图4为本实用新型的工艺***的剖视图
图5为本实用新型的顶针与晶圆加热器的示意图
图6为本实用新型喷淋板与底板的示意图
图7为本实用新型喷淋板与底板的另一个示意图
其中，1为传递***，2为工艺***，3为原料***，4为抽真空***，101为传递腔体，102为晶圆手臂，103为传递装置，104为传递腔门，105为隔离门阀，201为工艺腔体，202 为工艺腔门，203为喷淋板，204为底板，205为晶圆加热器，206为顶针，207为顶针升降装置，208为加热器。
具体实施方式
一种晶圆镀膜***，用于使用ALD技术在晶圆表面镀膜。如图1所示，所述晶圆镀膜***包括原料***3、工艺***2和传递***1以及抽真空***4，所述传递***1与工艺***2连接，用于向工艺***2传递晶圆；所述原料***3用于为工艺***2提供ALD所需气体原料，所述抽真空***4用于分别将传递***1以及工艺***2内抽至真空状态。
如图2所示，其为图1中传递***1的剖视图，所述传递***1包括传递腔体101、传递装置103和晶圆手臂102，所述传递装置103与晶圆手臂102连接，所述晶圆手臂102用于装载待ALD的晶圆0；所述传递腔体101为中空腔体，所述晶圆手臂102与传递装置103 部分位于所述传递腔体101内。如图3所示，其为图1的俯视图，所述传递腔体101的顶面被设置为可开启的传递腔门104，从而在传递腔门104打开后，向传递腔体101内的晶圆手臂102上放置晶圆0，所述传递腔门104在关闭后可以保证传递腔体101的气密性。具体来说，所述抽真空***4包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一、第二真空泵分别与工艺腔体201、传递腔体101连接，所述抽真空***4在晶圆传输开始前将传递腔体101内部抽至真空。所述传递腔体101的其中一面侧壁上还设置有隔离门阀105，传递腔体101通过所述隔离门阀105与工艺***2连接，传递装置103可以推动晶圆手臂102通过所述隔离门阀105，使得晶圆0从传递腔体101进入工艺***2。当所述隔离门阀105关闭时，工艺***2和传递腔体101的气氛及空间完全隔离，各自独立工作，相互不受影响。具体来说，所述传递装置103为磁力传输杆，其贯穿隔离门阀105相对的传递腔体另一端，所述晶圆手臂102与磁力传输杆的前端连接。所述传递腔门104上还配置有观察窗，从而在传递腔门104关闭后，仍然可以观察传递腔体101内部情况。
如图4所示，其为图1中工艺***2的剖面图，所述剖切方向与传递装置103的运动方向垂直。所述工艺***2包括工艺腔体201和工艺装置，所述工艺腔体201的顶面设置有工艺腔门202，所述工艺腔门202在闭合状态时，所述工艺腔体201为气密状态。所述工艺装置包括喷淋板203、底板204、晶圆加热器205，工艺腔体201的内部水平放置有喷淋板203，所述喷淋板203与原料***3连接，用于向晶圆0喷淋ALD气体，喷淋板203的底部设置有底板204，所述底板204为喷淋板203提供支持，所述底板204上设有通孔，所述通孔的形状及大小与下述晶圆加热器205相同，且所述晶圆加热器205在嵌入所述通孔后，与喷淋板 203之间留有一定空间；所述工艺腔体201底部设置有可以垂直升降的晶圆加热器205。如图 4所示，在晶圆加热器205与喷淋板203之间还设置有用于承托晶圆0的顶针206，如图5所示，所述顶针206贯穿晶圆加热器205，所述顶针206的底端与顶针升降装置207连接，当晶圆手臂102从传递***1进入工艺***后，晶圆手臂102载着晶圆0并位于喷淋板203与顶针206之间，顶针206从晶圆手臂102接过晶圆0，之后顶针206在顶针升降装置207的作用下向下运动，使晶圆0平稳落在晶圆加热器205上。所述晶圆加热器205载着晶圆0上升直至进入所述底板204的通孔中，此时所述晶圆加热器205下表面与底板24的下表面平齐，因为所述通孔的形状及大小与下述晶圆加热器205相同，所以晶圆加热器205完全嵌入通孔中，这就使得喷淋板203在输出气源时，气体从通孔与晶圆加热器205之间的缝隙中溢出的量极少。而前述的晶圆加热器205的上表面与喷淋板203之间的空间就成为了ALD的反应空间。所述喷淋板203的顶面上方及底板204底面下方分别设置有加热器208，这些加热器208 和晶圆加热器205配合，为ALD晶圆镀膜提供恒定的温度场。
具体来说，所述通孔可以为圆形，所述喷淋板203与底板204之间可以形成如图6所示的柱状空间。所述底板204朝向喷淋板203的一面也可以开设有与通孔同轴的凹槽，所述凹槽的面积大于通孔且小于喷淋板203，从而使喷淋板203与底板204之间形成如图7所示的“凸”字型空槽。所述空槽中还设置有抽真空管道，所述抽真空管道与抽真空***4连接，抽真空***4运行时，所有参与反应的工艺气体、未反应的残余气体、反应后的颗粒物等都会经由该抽真空管道抽出工艺腔体201外，可以防止工艺***中除反应空间外的装置被污染。其中优选，当喷淋板203与底板204之间可以形成如图7所示的“凸”字型空槽时，所述晶圆加热器205的厚度与通孔的厚度一致，这就使得当晶圆加热器205嵌入通孔时，晶圆加热器205的上顶面与喷淋板203之间形成平整规则的镀膜反应空间，避免了反应空间结构过于复杂，导致膜沉积的浪费
本实用新型所述的原料***3，包括多种气体源，可以向喷淋板203提供不同工艺所需气体原料，从而实现一套装置完成多种工艺的晶圆镀膜方案。
本装置的运行方法如下：
打开传递腔门104，将晶圆0放入传递腔体101内的晶圆手臂102上，关闭传递腔门104，利用抽真空***4将传递腔体101抽真空，而工艺腔体201始终保持真空状态，，当工艺腔体 201和传递腔体101的真空度接近相等后，开启隔离门阀105通过磁力传输杆103将载有晶圆0的晶圆手臂102送入工艺腔体201内，当晶圆0送至三根顶针206正上方后磁力传输杆 103停止运行；顶针206依靠顶针升降装置207，贯穿晶圆加热器205的通孔，上升并从晶圆手臂102上接过晶圆后，磁力传输杆103以及晶圆手臂102从工艺腔体201退出回到传递腔体101，关闭隔离门阀105将工艺腔体201封闭。顶针206降低高度，使晶圆0平稳落在晶圆加热器205上，晶圆加热器205随晶圆0一同抬升，直到进入喷淋板203下方的底板204 的通孔内停止，原料***1启动为喷淋板203提供ALD工艺所需反应气体，在加热器208 和晶圆加热器205的共同配合下对晶圆0进行ALD工艺。工艺完成后，打开抽真空***4，反应空间内的各种气体均被抽空。晶圆加热器205载着晶圆降低高度，顶针206上升从晶圆加热器205上接过晶圆。随后开启隔离门阀105，晶圆手臂102进入工艺腔体201在晶圆的下方停止运动，顶针206降低高度，使晶圆0置于晶圆手臂102上，再由磁力传输杆103将晶圆0取回传递腔体101。
Claims (9)
1.一种晶圆镀膜工艺***，其特征在于，包括工艺腔体(201)以及其内部的工艺装置，所述工艺装置包括喷淋板(203)、底板(204)、晶圆加热器(205)，所述喷淋板(203)由与其底部连接的底板(204)支撑，所述底板(204)上设有通孔，所述晶圆加热器(205)可嵌入所述通孔；所述晶圆加热器(205)可移动，当所述晶圆加热器(205)进入通孔后，所述晶圆加热器(205)与喷淋板(203)之间留有距离。
2.根据权利要求1所述的工艺***，其特征在于，还包括顶针(206)和顶针升降装置(207)，所述顶针(206)贯穿晶圆加热器(205)，所述顶针(206)由顶针升降装置(207)控制运动。
3.根据权利要求1所述的工艺***，其特征在于，所述底板(204)朝向喷淋板(203)的一面开设有与通孔同轴的凹槽，所述凹槽的面积大于通孔且小于喷淋板(203)。
4.根据权利要求3所述的工艺***，其特征在于，所述凹槽中还设置有抽真空管道。
5.根据权利要求1所述的工艺***，其特征在于，所述通孔为圆形。
6.根据权利要求1所述的工艺***，其特征在于，包括加热器(208)，所述加热器(208)位于喷淋板(203)的顶面上方及底板(204)底面下方。
7.一种晶圆镀膜***，包括传递***(1)、原料***(3)以及抽真空***(4)，其特征在于，还包括权利要求1-6中任一所述的工艺***(2)，所述工艺***(2)分别与传递***(1)和原料***(3)连接，所述抽真空***(4)分别与传递***(1)以及工艺***(2)连接。
8.根据权利要求7所述的晶圆镀膜***，其特征在于，所述传递***(1)包括传递腔体(101)、传递装置(103)、传递腔门(104)和晶圆手臂(102)，所述传递装置(103)与晶圆手臂(102)连接且位于传递腔体(101)内，所述传递腔体(101)顶部设置有传递腔门(104)，所述传递腔体(101)侧壁上设置有隔离门阀(105)，传递腔体(101)与工艺***(2)通过隔离门阀(105)连接，晶圆手臂(102)通过隔离门阀(105)进入工艺***(2)。
9.根据权利要求7所述的晶圆镀膜***，其特征在于，所述原料***(3)包括至少2个气体源。
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| CN201921086903.0U CN210341059U (zh) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | 一种晶圆镀膜工艺***及使用其的晶圆镀膜*** |
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|---|---|---|---|---|
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| CN118109804A (zh) * | 2024-04-19 | 2024-05-31 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 背面镀膜工艺腔室及化学气相沉积设备 |
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