用于处理工具中低颗粒数的气流管理制造技术

在本文所描述的各种示例性实施方式中，一种在衬底生产工具中提供气流管理系统的系统和相关的方法，其包括：外壳，该外壳将衬底生产工具耦合连接到风机过滤器单元以提供过滤空气给该外壳；将衬底生产工具耦合连接到减压排放机构的设施连接件；耦合连接在外壳下方并与设施连接气流连通的衬底传输部；以及通过一个或多个衬底传输槽耦合连接到衬底传输部的衬底处理区域。室基本上包括衬底传输部和衬底处理区域，该室耦合连接到外壳上以接受过滤的空气，并与设施连接件相连接以造成过剩气体流的排出。相对于衬底传输部该室在衬底处理区域保持相对低的压强。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及半导体处理领域，并在特定的示例性实施方式中，涉及在处理室中控制颗粒数的系统和方法。
技术介绍
在半导体器件的制造中，经常将一些处理室进行连接以容许晶片或衬底例如在连接室之间的传输。通常利用使晶片移动例如通过槽或端口的传输模块执行该传输，该槽或端口设置在连接室的相邻壁中。传输模块通常结合各种晶片处理模块(PM)使用，PM可包括半导体蚀刻系统、材料沉积系统和平板显示器蚀刻系统。由于这些半导体器件几十年前就开始推行，其几何(S卩，集成电路设计规则)尺寸·已经显著减小。在处理室中制作的集成电路(IC)一般都遵循着“摩尔定律”，其意指装入单个集成电路芯片的器件的数量每两年增加一倍。当代IC制造设施(“工厂”)常规地制作65纳米(O. 065微米)特征尺寸的器件和更小特征尺寸的器件。未来的工厂将生产更小特征尺寸的器件。污染和颗粒的预期数量随着减小的特征尺寸相应地减少，甚至单个的30纳米的颗粒会对给定的IC造成致命缺陷。也许更重要的是，从基于产率和成本的角度来看，在制造工艺中使用的设备类型(例如，处理工具)正成为主要的技术驱动力。制造工艺必须是有效的，但它也必须是快速的且没有增加总颗粒或污染的预期数量。在许多应用中对当代的300毫米晶片的当代产量需求是每小时360片晶片或者更多。目前，系统只使用单载体线性晶片运动，其要求非生产时间周期，在该周期晶片载体返回到在处理工具中的出发点。因此，晶片处理很慢。提高吞吐量的建议解决方案已集中在添加多个平行的处理工具。虽然这种解决方案会增加晶片产量，但这样做的代价是损失工具占用空间、增加设备成本、降低可靠性，并在许多情况下，增加了从工具内的晶片传输机构产生的颗粒。因此，半导体加工领域需要特别强调设备可靠性、吞吐量和效率的改进。附图说明任何各种的附图仅仅是本专利技术的示例性实施方式，并不能被认为是限制本专利技术的范围。图IA是示例性的衬底处理工具的分解透视图，衬底处理工具包括器件前道模块(EFEM)、处理模块、以及电子器件外壳，并入了本文描述的本专利技术的主题的至少一些方面；图IB是图IA的包括处理室的处理模块的透视图；图2是示例性钟臂状衬底载体机构的透视图，该机构用于图IB的处理室；图3是示例性衬底横移件机构的透视图，该机构用于与图2的钟臂状衬底载体机构结合，在图IB的处理室内；图4是图2的在示例性实施方式中结合图3的衬底横移件机构使用的钟臂状衬底载体机构的俯视图5A是处理室的下部的透视图，显示出与图4的示例性钟臂状衬底载体机构和衬底横移件机构一起使用并位于图IB内的处理模块内的示例性处理室排气和排水位置；图5B是示出在图IB所示的处理模块内使用的示例性处理室排气和排水系统的透视图；图6是示例性的空气处理示意图，显示了在EFEM和图IA的处理模块中进和出的体积流率；图7A是使用于计算流体动力(CFD)建模中的图IB的处理室的整体组件的示例性的透视图和示例性的俯视图；图7B是在利用图7A的整体组件的计算流体动态建模中使用的图IB的处理室中的流体域透视图和侧视图(两个视图都在对称线的一侧);图7C是在图IB的处理室内的总体空气流的运动的计算出的颗粒轨迹的透视图、 俯视图、和侧视图(所有的三个视图在对称线的一侧);图7D是确认负压在图IB的处理室内的位置的计算出的压强场的透视图和俯视图(两个视图在对称线的一侧);图7E是来自在图IB的处理室内的高效率颗粒空气过滤器(HEPA)的入口的总体空气流的运动的计算出的速度流量场的透视图(在对称线的一侧);图7F是关于从图IB的处理室内的室入口中的防护罩狭缝到图5A和图5B表明的出口位置的总体空气流的运动的计算出的速度流量场的透视图(在对称线的一侧);图7G是关于来自HEPA入口和在图IB的处理室内的室电离发生器杆的周围的防护罩的狭缝的总体的空气流的运动的计算出的速度流量场的侧视图(在对称线的一侧)；图7H是关于来自HEPA入口和图IB的处理室内的防护罩的狭缝的压强梯度的计算出的压强场的侧视图(在对称线的一侧)。具体实施例方式下面的说明中包括体现本文所讨论的本专利技术的主题的各个方面的示例性的系统、方法和技术。为了解释的目的，在以下的说明中，详细阐述了许多具体细节以提供对本专利技术的主题的各种实施方式的理解。然而，对于本
的技术人员而言，显而易见，在没有这些具体细节的情况下也可实施本专利技术的主题的实施方式。此外，公知的操作、结构和技术并没有被详细示出。如本文所用的术语“或”，可以解释为包容的意义或排他的意义。类似地，术语“示例性”可以仅仅解释为事物的示例或典型，而不一定是实现目标的优选的或理想的方式。此夕卜，虽然下面讨论的各种示例性实施方式集中在衬底传输机构和相关的有关污染减少的技术，但在本公开中给出这些实施方式仅是基于清晰的目的。因此，任何类型的衬底传输机构可以采用本文所描述的系统的各种实施方式，并且被视为是在本专利技术的主题的范围内。此外，如本文所用的术语“衬底”仅仅被选为指代任何在半导体和相关工业中使用的各种衬底类型的适当的术语。因此，衬底类型可包括硅晶片、化合物晶片、薄膜磁头组件、聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)膜、空白光掩模和光罩、或本领域中公知的许多其他类型的衬。在本文详细描述的各种示例性实施方式中，公开了一种提供过滤的空气的方法和系统，其减少因与在处理工具中运输或处理的衬底接触而产生的颗粒污染，该工具诸如，例如，在半导体工业中使用的晶片清洗工具。该方法和系统还保持在衬底直通设计中的化学品和气相密闭度，同时容许工具内处理室的化学区域的需求变化。过滤器单元提供来自衬底上方的空气。该过滤器单元可以移动以进行维护，并在衬底运输和处理区域上方有间隙以使得该单元容易移动，同时减少振动传递。在示例性实施方式中，空气通过槽进入处理室的化学部分，该槽设计成提供化学部分和衬底传输部分之间的压强差。衬底通过槽退出化学区以最大限度地减少来自室的下部区域的气流。进入化学区的占主导地位的气流通过上部槽，其减少了从该室的下部表面清扫上来的颗粒。在衬底传输机构通过室的化学区域的地方，衬底通过两个狭缝，在该两个狭缝中保持压强差以使颗粒移动远离化学区域，而使非化学区域没有化学气相。因此，当衬底通过将室内各区域分离的槽时，本文所描述的示例性实施方式中的每一种使在衬底表面上的空气速度低。不例性实施方式中的每一种进一步减少或防止化学气相离开化学区域，并对到达衬底的多颗粒区域提供空气清扫。在另一种示例性实施方式中，设计的压强差所产生的气流减少或防止颗粒从具有暴露的线性传送带的多个线性衬底运输器迁移。如本文所述，由于摩擦和移动机械部件，因 此由线性传送带驱动器滑轨驱动的多个衬底载体往往是颗粒产生器。从滑轨或传送带产生的颗粒理想地可防止落在衬底上。使用颗粒终端速度的控制方程，确定穿过让衬底穿越的水平槽的气流的条件，以将这些衬底衔接到线性滑轨上。对于尺寸小于约50微米的颗粒，确定其所需的气流速度以使其比相关的尺寸范围的颗粒的终端速度流动快。大于50微米的颗粒会以足够高的速率落下，以致他们不能穿越水平槽。设计了挡板使槽流量均匀，即使槽的一端具有抽吸力时也如此。因此，在一种示例性实施方式中，公开了在衬底生产工具中提供气流管理的系统。该系统包括外壳，其将衬底生产工具耦合连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾瑞克·H·伦兹，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：
国别省市：