台湾专利TW201320226A 熱處理設備及傳送基板至該設備之方法

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专利摘要:
一種熱處理設備，包括一容器裝載單元，其上裝載一基板容器，基板容器係配置為以一第一間隔容置複數個基板，一基板固定器，其配置為以一第二間隔固定複數個基板，第二間隔比該第一間隔小，一基板傳送單元，其能夠支撐基板，並配置為在基板固定器與該容器裝載單元之間傳送基板，且其具有至少兩個基板支撐件，其間係以第一間隔堆疊，並且被配置為相對基板容器同時推進與退出，且相對於基板支撐器個別推進與退出，以及一控制單元，其被配置為當一下基板支撐件支撐基板時，控制至少兩個基板支撐件的一上基板支撐件在一非作動狀態中。
公开号:TW201320226A
申请号:TW101126778
申请日:2012-07-25
公开日:2013-05-16
发明作者:Kiichi Takahashi；Terumi Kamada；Ittetsu Oikawa
申请人:Tokyo Electron Ltd；
IPC主号:H01L21-00

专利说明:
熱處理設備及傳送基板至該設備之方法
本公開涉及一種熱處理設備，其在基板，例如在半導體晶圓上進行熱處理，以及一種傳送基板到此設備的方法。
本申請案主張於2011年7月29日向日本專利局申請的日本專利申請案第2011-167428號的優先權，其公開的內容全部併入本文作為參考。
一次加熱多晶圓的批次型垂直式熱處理設備是半導體製造設備的一個例子。此熱處理設備包括一垂直地固定多個晶圓在，例如，一預定間隔的晶圓舟，以及一傳送機構，其在晶圓舟和一載具，例如，一容納多個晶圓的前開式晶圓傳送盒(Front-Opening Unified Pod，FOUP)之間進行晶圓傳送。
在如上結構的熱處理設備中，為了增加在單一製程中被處理的晶圓的數量，必須降低支持晶圓舟所支撐的晶圓之間的間隔。在這種情況下，多個晶圓叉被安裝在傳送機構中，它們的間隔被安排為與晶圓間的間隔相同，使多個晶圓可以在同一時間裝入至晶圓舟和從晶圓舟卸載。此配置增加了可以在單一製程中被處理的晶圓的數目，並降低晶圓的傳送時間，導致更高的吞吐量。
然而，當符合晶圓舟裡晶圓間隔的晶圓叉的間隔變小時，有必要以更嚴格的方式來調整晶圓叉之間的間隔。
此外，當晶圓之間的間隔會因，例如，晶圓舟的熱膨脹而改變，可能會有晶圓無法從晶圓舟被卸載的情況。
又，當晶圓在晶圓叉與載具之間傳送時，除非晶圓間的間隔被設定為與晶圓叉之間的間隔相同，否則晶圓傳送時間可能不會減少。由於具有不同晶圓間隔的批次型半導體製造裝置可能有時可能在半導體製造工廠被採用，在載具中改變晶圓之間的間隔以符合特定的熱處理設備並不好。因此，需要重複以晶圓叉將一片晶圓裝入晶圓舟的程序，這造成晶圓傳送效率降低。
本公開提出了一些熱處理設備的實施例，其可增進基板傳送的效率，以及一種傳送基板到此設備的方法。
依本公開的一實施例，提出了一種熱處理設備，包括：一容器裝載單元，其上裝載一基板容器，基板容器係配置為以一第一間隔容置複數個基板；一基板固定器，其係配置為以一第二間隔固定複數個基板，第二間隔比第一間隔小；一基板傳送單元，其具有能夠支撐複數個基板的至少兩個基板支撐件，且係配置為在基板固定器與基板容器之間傳送複數個基板，此至少兩個基板支撐件係以其間存在第一間隔堆疊，並且配置為相對基板容器同時推進與退出，且相對於基板固定器個別推進與退出；以及一控制單元，當至少兩個基板支撐件的一下基板支撐件支撐複數個基板中的一基板時，控制單元係配置為控制至少兩個基板支撐件的一上基板支撐件在一非作動狀態中。
依本公開的另一實施例，提出了一種從一基板容器傳送複數個基板到一基板固定器的方法，其使用至少兩個能夠支撐複數個基板的基板支撐件，其中基板容器係配置成以一第一間隔容置複數個基板，且基板固定器被配置成以一第二間隔固定複數個基板，第二間隔比第一間隔小，且至少兩個基板支撐件係以其間存在第一間隔堆疊，此方法包括：向基板容器同時推進至少兩個基板支撐件；使用各至少兩個基板支撐件接收一對應的基板；從基板容器同時退出至少兩個基板支撐件；傳送由至少兩個基板支撐件中的一下基板支撐件所支撐的一第一基板到基板固定器；以及傳送由至少兩個基板支撐件中的一上基板支撐件所支撐的一第二基板到基板固定器中位於由下基板支撐件所傳送的第一基板下方的一位置。
依本公開的又一實施例，提出了一種從一基板固定器傳送複數個基板到一基板容器的方法，使用至少兩個能夠支撐複數個基板的基板支撐件，其中基板容器被配置成以一第一間隔容置複數個基板，且基板固定器被配置成以一第二間隔固定複數個基板，第二間隔比第一間隔小，且至少兩個基板支撐件係以其間存在第一間隔堆疊，此方法包括：使用至少兩個基板支撐件的一上基板支撐件卸載在基板固定器中位於一較低位置的一第一基板；使用至少兩個基板支撐件的一下基板支撐件卸載在基板固定器中位於第一基板上方的一第二基板；同時推進支撐第一基板的上基板支撐件與支撐第二基板的下基板支撐件到基板容器；在基板容器中提供第一和第二基板；以及從基板容器同時退出上與下基板支撐件。
在下文中，本公開的例示性非限制性實施例將參考圖式來詳細描述。類似的圖式標記在圖式中表示相同的元件，且重複的說明被省略。另外，在圖式中，為了清楚起見，元件和元件之間的相對尺寸的大小被誇大。因此，元件的厚度和尺寸應由本領域技術人員考慮本公開的非限制性的示例性實施例來決定。
圖1是根據本公開的一個實施例的熱處理設備的側視示意圖，且圖2是圖1中所示的熱處理設備的頂視示意圖。如圖1和2所示，熱處理設備10包括一個裝載/卸載區S1和一處理區S2，其由一個殼體2和一個分隔壁21來定義。裝載/卸載區S1包括第一子區S11，其從熱處理設備10的前面觀察時位於前側，和位於第一子區S11後面的第二子區S12。裝載/卸載區S1透過形成於殼體2中的開口80保持與殼體2的外側相同的空氣。處理區S2被保持在透過風扇過濾單元(fan filter unit，FFU)(未示出)的操作所獲得的惰性氣體空氣，例如，氮(N₂)氣體空氣中，或乾淨的乾燥氣體空氣中。
兩個上面各裝載有一載具C(使用作為基板容器)的第一裝載台24被安裝在第一子區S11中，兩個第一裝載台24被設置在一預定的方向。將在熱處理設備10中被處理的，具有300公釐直徑的多片，例如，25片基板(例如，晶圓)W，被容納在載具C中。任兩相鄰的晶圓W在載具C中被設置在一第一間隔。第一間隔對應於一個值(即，間距)，其透過將一片晶圓的厚度加上特定晶圓的一表面與相臨晶圓相面對的表面的一距離(即，晶圓之間的距離)而獲得。在本實施例中，第一間隔可被設定為，例如，約10公釐。另外，一個由一可打開的蓋構件(圖未示)打開/關閉的開口(圖未示)形成於載具C中。透過此開口，晶圓W進/出載具C。載具C可以是一個前開式晶圓傳送盒(Front-Open Unified Pod，FOUP)。
第二子區S12中設有作為容器裝載單元的第二裝載台25。此外，第二子區S12包括一載具儲存單元26，其被架構成在其中儲存載具C，以及一載具傳送機構27，其被架構成在第一裝載台24、第二裝載台25和載具儲存單元26之間傳送載具C。載具傳送機構27包括一升降部27a，其具有沿載具C在第一子區S11中的排列方向延伸的導軌，一移動部27b，其被架構為在沿導軌被引導時在左右方向移動，以及兩個安裝在移動部27b的串接的臂部27c的，其被架構為以一固定部27d固定設於載具C的頂表面上的凸緣20，且在水平方向上傳送載具C。
標示出裝載/卸載區S1(具體地，第二子區S12)和處理區S2之間的邊界的分隔壁21具有一個開口30，透過此開口，裝載/卸載區S1和處理區S2彼此連通。一被架構為打開/關閉開口30的門28，以及一在門28關閉時，打開/關閉載具C的蓋構件的蓋開/關機構29被設置在分隔壁21朝向處理區S2的側面。在載具C的蓋構件被蓋打開/關閉機構29打開後，門28以一門開/關機構(圖未示)和蓋打開/關閉機構29與蓋構件一起，例如，向上或向下移動，使得晶圓W的傳送不受阻礙。另外，分隔壁21設有一惰性氣體供給管(圖未示)以供給惰性氣體，以及對應惰性氣體供給管的排氣通路(圖未示)，其被設置成面對開口30。以此配置，惰性氣體(例如，氮氣)在蓋構件打開時被供給到載具C的內部，使得載具C內的空氣被換成所供給的惰性氣體。
在處理區S2中，設有底端開放的垂直熱處理爐31。在熱處理爐31下方，一晶圓舟3(用於作為基板固定架)被承載於一蓋子32上，其被設置以容納(或固定)多個晶圓W，使得它們以其間留有預定間隔的方式被堆疊。蓋子32被一允許晶圓舟3被攜帶進/出熱處理爐31的升降機構33支撐。一晶圓傳送機構4(使用作為基板傳送單元)設置於晶圓舟3和分隔壁21的開口30之間。晶圓傳送機構4使欲傳送於的晶圓舟3和載具C之間的晶圓W被裝載到第二裝載台25上。
如圖3和圖4A所示，晶圓舟3配備有一頂板34、一底板35、多個(例如，在圖3中為四個)被配置以相對於底板35支持頂板34的支柱36。如圖4B所示，多個狹縫3s以一第二間隔沿支柱36的內週面形成。第二間隔是晶圓間距與晶圓厚度的總和。在一實施例中，所述第二間隔可被設定為，例如，約6公釐，以增加晶圓舟3所要承載的晶圓W的數量。因此，在晶圓舟3裡晶圓之間的間隔(即，第二間隔)小於載具C裡晶圓之間的間隔(即，第一間隔)。另外，形成於一個支柱36上的狹縫3s和形成於另一個支柱36上的對應的狹縫3s係形成在相同的高度。以這種方式，多個晶圓W係由支柱36中相對應的狹縫3s依第二間隔支撐。
晶圓傳送機構4包括多個(例如，兩個)叉F(用作基板支撐件)，其配置以固定晶圓W，以及一傳送體5，其配置為移動地支撐叉F。傳送體5可由一包括一馬達M1(參照圖4A)的旋轉機構繞一垂直軸線旋轉，以及由一升降機構52垂直移動。此外，傳送體5可沿導軌53移動(參見圖2)，導軌係沿載具C的設置方向的延伸升降機構52以一馬達M2旋轉一安裝在一導軌54內，且沿一例如垂直方向延伸的升降軸(圖未示)，使傳送體5沿導軌54垂直移動。馬達M2連接到一個編碼器55。編碼器55連接到一計數器56，其配置以對編碼器55產生的脈衝進行計數。
如圖5A所示，各叉F具有一個U形的配置，以從頂端側觀察時，能夠固定晶圓W。一往復機構45安裝在叉F的基側。往復機構45在前後方向上同時或單獨移動兩叉F。每個叉F還配備了的卡盤機構(圖未示)，其被配置以便以一吸氣動作固定晶圓W。具體而言，叉F配備有四個墊子Fp，其上各形成有空氣入口Fs，且被分別形成在四個對應晶圓W的外週圍的位置。各個空氣入口Fs透過形成在叉F內的連通管CL和連接到連通管CL的管道P連接到一包括一真空泵之類的抽吸機構S。啟動抽吸機構S時，晶圓W透過所產生的抽吸動作而固定，停止抽吸機構S時，晶圓W被釋放，並僅由墊子Fp支撐。真空偵測器VS(用於作為偵測單元)被安裝在管道P以測量管道P內的壓力。基於由真空偵測器VS提供的量測數據，一控制單元7(參見圖1)決定晶圓W是被支撐或被固定。
此外，墊子Fp允許被叉F支撐(或固定)的晶圓W從叉F的頂面被分開。這減少粒子的產生，其可能是由於晶圓W的底表面接觸叉F的頂表面而造成。
如圖5B所示，兩叉F被配置在垂直方向上。在下面的說明中，為了便於說明，上和下叉F有時分別稱為FU和FD。上叉FU和下叉FD藉由往復機構45同時或分別在前後方向上移動，並藉由傳送體5同時在垂直方向上移動。在一些實施例中，上叉FU的下表面和下叉FD的上表面的間隔(或節距)和上叉FU(或下叉FD)的厚度的總和可以被設定為等於載具C中晶圓之間的間隔(即，第一間隔)。例如，總和可以設定為約10公釐。
如圖5A所示，下叉FD被配備有包括了發光元件61和一個光接收元件62的映射偵測器6。具體而言，發光元件61係設置在大致為U字形的下叉FD的一端部，且光接收元件62係設置在下叉FD的另一端部。發光元件61可由，例如，雷射二極體或發光二極體構成。光接收元件62可由一相對於從發光元件61射出的光具有預定的光接收靈敏度的半導體光接收元件構成。
映射偵測器6偵測形成於晶圓舟3的支柱36的多個狹縫3s中，哪一個支撐晶圓W。具體地，當傳送體5沿晶圓舟3的縱向方向從下向上移動(或反之亦然)，從設置在下叉FD一個端部的發光元件61向光接收元件62發出的光束L，被支撐於晶圓舟3中的狹縫3s的晶圓W的邊緣中斷。這種中斷表示晶圓W被狹縫3s支撐。以此配置，基於藉由使用計數器56計算編碼器55送出的脈衝數而獲得的傳送體5的高度資訊，以及與晶圓W存在或不存在有關的資訊，可偵測出晶圓舟3中的哪一個狹縫3s支撐晶圓W。
在晶圓的映射操作中，下叉FD和晶圓舟3之間的距離可以被設定，使得由晶圓舟3固定的晶圓W的邊緣可以中斷從設置於下叉FD的映射偵測器6的發光元件61行進到光接收元件62的光束L，同時下叉FD的端部和晶圓W不會彼此接觸。具體而言，在傳送體5被控制，使得上和下叉FU和FD從晶圓舟3被隔開在一個上和下叉FU和FD不與晶圓W接觸的範圍內。接著，當傳送體5從下往上移動時，映射偵測器6偵測(或掃描)晶圓W。在沒有晶圓W被偵測到的情況下，下叉FD接近晶圓舟3，使得在掃描操作被再次執行。此掃描操作被反復執行預定數目的次數，從而實現晶圓映射操作。在一些實施例中，如果沒有偵測到晶圓W，即使當掃描操作被執行了預定次數時，在熱處理設備10可能會產生錯誤警報。
重新參照圖1，熱處理設備10配備有控制單元7，其配置成控制熱處理設備10的整個操作。控制單元7包括處理器控制器7a、一使用者介面7b以及一儲存裝置7c，處理器控制器7a可以是一個處理器，包括，例如，一CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或MPU(Micro Processing Unit，微處理單元)，並配置成控制熱處理設備10中各個元件的操作。另外，控制單元7電連接到熱處理設備10的各個元件，包括載具傳送機構27、晶圓傳送機構4(包括馬達M1和M2、卡盤機構等)、升降機構33等。在控制程式的控制下(這將在後面描述)，控制單元7產生對應的的控制信號到對應的元件。
使用者介面7b可包括，例如，一鍵盤，其讓工廠管理者輸入操作資訊(或命令)來控制熱處理設備10，一顯示單元，其用於顯示熱處理設備10的操作狀態，或類似物。
儲存裝置7c儲存控制程式(或軟體)以使熱處理設備10的處理器控制器7a進行各種操作，或界定程序和條件的配方資料。控制單元7，如果需要的話，控制處理器控制器7a執行來自儲存裝置7c的呼叫或某個配方，以回應從使用者介面7b提供的命令，使得處理器控制器7a控制熱處理設備10以進行所需的功能。因此，實現了所需要的熱處理操作。換言之，控制程式使一電腦控制熱處理設備10以進行熱處理相關的功能或熱處理相關的程序。此外，控制程式使電腦被用來作為一種用於在熱處理設備10中進行熱處理的裝置。定義操作條件的控制程式或配方可以儲存在一電腦可讀取儲存媒體7d(如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡、軟碟之類)，並且可被安裝在處理器控制器7a中。另外，定義操作條件的控制程式或配方可以從另一台電腦透過，例如，專用線路安裝於處理器控制器7a。
以下參照圖6A至9E，連同之前說明的圖1至5B，說明在上述的熱處理設備10中進行的熱處理方法。此熱處理方法包括根據本公開文件一實施例的基板傳送方法。在下面的說明中，假設多個(例如，為了簡單起見，在圖6A至9E中為兩個)測試晶圓DW(dummy wafer)被預先裝載在晶圓舟3的上部和下部，且用於生產半導體積體電路(IC)的晶圓W在裝載於上部和下部的測試晶圓DW之間被傳送。
首先，載具C由一熱處理設備10的作業員或一個指定的自動搬運機器人(圖未示)裝載上第一裝載台24(參見圖1和2)。接著，載具C由載具傳送機構27傳送到第二裝載台25，使載具C與分隔壁21的開口部30進入氣密接觸。在某些情況下，載具C在被載具儲存單元26接收後，可以傳送到第二裝載台25。
此後，載具C的蓋構件被蓋打開/關閉機構29移除，然後，從氣體供給管(未示出)吹入惰性氣體(例如，氮氣)到載具C的內部。因此，載具C內部和載具C與門28之間的空氣被供應的氮氣取代。然後，門28、蓋開/閉機構29和蓋構件例如向上移動以從開口30退出，使載具C的內部和處理區S2彼此連通。在這樣的配置中，多個晶圓W從載具C傳送到晶圓舟3。
兩個叉F的垂直位置相對於載具C對齊。具體而言，兩叉F的垂直位置被對齊，使得它們被插入到容置在載具C中相鄰的晶圓W之間的間隙。對於這樣的對齊，叉F(或往復機構45)的基準；位置間和載具C的裝載位置之間的相對關係先前已被理解。因此，此對齊藉由將叉F(或往復運動機構45)放到基準位置處而被終止。在一些實施例中，安裝在下叉FD的映射偵測器6在載具C中的晶圓W上進行映射操作，以便偵測晶圓W的位置。基於映射偵測器6的偵測結果，叉F的位置可再次對齊。
在對齊終止後，如圖6A所示，兩叉F(即FU和FD)同時進入載具C。此時，由於上下叉FU與FD之間的間隔等於晶圓W與載具C之間的間隔，上下叉FU與FD都可以進入到晶圓W與載具C之間。之後，上和下叉FU和FD向上移動，例如，7.0公釐，然後一較好的晶圓W被分別裝載到上和下叉FU和FD上，使得較好的晶圓W分別被叉FU和FD的卡盤機構固定。接著，如圖6B所示，上和下叉FU和FD從載具C退出，使得兩個晶圓W(即，主要和次要晶圓W)從載具C被卸載。
此後，傳送體5(圖4A中所示)繞其垂直軸旋轉，使得上和下叉FU和FD被定位成面對晶圓舟3。然後，如圖6C所示，根據上和下叉FU和FD的基準位置以及晶圓舟3所在的位置，往復機構45的垂直位置被調整，使得由下叉FD固定的主要晶圓W被插入到在晶圓舟3中最上面的空的狹縫3s(即，沒有固定晶圓W的狹縫3s)。隨後，如圖6D所示，下叉FD移向晶圓舟3，使得主要晶圓W被容置在晶圓舟3中。在下叉FD的夾頭機構停止後，往復機構45向下方移動，例如，4.0公釐，使得主要晶圓W在晶圓舟3中由最上面的狹縫3s支撐。此後，如圖6E所示，下叉FD返回到其原始位置。
接著，如圖7A和圖7B所示，往復機構45的向下移動，其垂直位置被對齊，由上叉FU支撐的次要晶圓W被插入到最上面支撐主要晶圓W的狹縫3s下面的狹縫3s。具體地說，往復機構45向下移動一段距離，此距離係透過將叉F的間距(即，10公釐)與晶圓間距(即，6公釐)的總和減去向下的距離(即，4.0公釐)而獲得。
之後，上叉FU向晶圓舟3移動，使次要晶圓W被容置在晶圓舟3中(見圖7C)。上叉FU的夾頭機構的操作停止之後，往復機構45向下方移動，例如，4.0公釐，使得次要晶圓W由晶圓舟3中下方的狹縫3s支撐。此後，上叉FU返回到其初始位置(參見圖7D)。
以此方式，兩叉F(即，上和下叉FU和FD)從載具C連續卸載兩片晶圓W，並將它們一一裝載到晶圓舟3。這樣的操作可重複用於所有載具C內的晶圓W，使其中所有的晶圓W都被裝載到晶圓舟3內。此操作可以相似地在另一載具C上執行，使得其中所有的晶圓W都被安裝在晶圓舟3中。
此後，晶圓舟3插入到熱處理爐31。然後，將多個裝入晶圓舟3的晶圓W透過環繞熱處理爐3的加熱器(圖未示)在預定的溫度加熱。預定的氣體從氣體供應管(未示出)供應到熱處理爐31的內部，以在多個晶圓W上進行對應於所供給的氣體的熱處理。
在熱處理完成後，晶圓舟3從熱處理爐31向下移動，並保持低於熱處理爐31(參見圖1)，使晶圓舟3和裝載於其中的多個晶圓W被冷卻。冷卻後，裝載在晶圓舟3的多個晶圓W被傳送機構4傳送到載具C。具體而言，如圖8A所示，往復機構45的垂直位置是對齊的，使得上叉FU進入最下面的欲處理晶圓W，排除測試晶圓DW。
隨後，如圖8B所示，上叉FU進入最下面的晶圓W下方，然後往復機構45向上移動，例如，4.0公釐，使得最下面的晶圓W被放置在上叉FU上。上叉FU的夾頭機構被啟動，然後上叉FU返回到其原始位置，同時固定最下面的晶圓W(參見圖8C)。之後，如圖8D所示，往復機構45的垂直位置對齊，使得下叉FD進入下一個最下面的晶圓W的下方，該下一個最下面的晶圓W位於已被上叉FU從晶圓舟3卸載的最下面的晶圓W的緊接的上方。此後，如圖9A所示，下叉FD進入下一個最下面的晶圓W，且往復機構45向上移動，例如，4.0公釐，從而使下一個最下面的晶圓W被放置在下叉FD上。下叉FD的卡盤機構被啟動，然後下叉FD返回到其原始位置，同時固定此下一個最下面的晶圓W(參見圖9B)。
接著，傳送體5(圖4A中所示)繞其垂直軸旋轉，使得分別固定卸載晶圓W的上和下叉FU和FD被定位成面對載具C(參見圖9C)。之後，上和下叉FU和FD進入載具C(參見圖9D)來傳送卸載的晶圓W到載具C，然後上和下叉FU和FD返回到它們各自的原始位置(參見圖9E)。之後，參照圖8A至9D所描述的程序係重複用於所有晶圓舟3內的晶圓W，從而使其中的所有晶圓W都傳送到晶圓舟3的內部。
如上所述，根據本公開說明的上述實施例的基板傳送方法，即使，由於載具C中的晶圓間隔與晶片舟3中的晶圓間隔的差異，無法由多個叉在載具C和晶片舟3之間一次傳送多個晶片W，當從載具C卸載晶片W時，二個叉F(即，上叉FU和下叉FD)同時進入載具C，使得二叉F卸載各自的晶片W，即，兩片晶片，並且當裝載已卸載晶片W到晶片舟3時，上叉FU和下叉FD分別退後，使晶片W一一被裝載到晶片舟3。因此，與使用例如單一叉相比，可能在一較短的時間內在晶圓舟3中裝載多個晶圓。例如，由本發明人進行的實驗顯示，根據本實施例揭露的基板傳送方法，在熱處理設備10中傳送150片晶圓W到晶圓舟3所花費的時間是約45分鐘。一個使用單叉的比較實驗顯示，從載具C傳送150張晶圓到晶圓舟3所花費的時間是約59分鐘。具體而言，根據本公開的實施例的熱處理設備10和基板搬送方法，與使用單叉的情況相比，已經發現晶圓傳時間縮短了約15分鐘。
另外，如上所述，叉F之間的間隔(即，第一間隔)與晶圓舟3中的晶圓W之間的間隔(即，第二間隔)之間的差距係藉由在晶圓W從叉F被插入到晶圓舟3的狹縫3s之前，對齊(或調整)叉F(或往復機構45)的垂直位置來克服。具體而言，馬達M2、編碼器55和計數器56的使用，使得在垂直位置上的精確且簡單的對齊變的可能，從而可以穩定地將各晶圓W插入到一個預定的位置中。
此外，根據上述的基板傳送方法，當晶圓W從載具C傳送到晶圓舟3，下叉FD將其所支撐的主要晶圓W插入到晶圓舟3中一個較高的空的狹縫3s，然後上叉FU將其支撐的次要晶圓W插入到緊接著主要晶圓W下方的空的狹縫3s。另一方面，當晶圓W從晶圓舟3傳送至載具C，一下晶圓W由上叉FU拿取，且接著一上晶圓W由下叉FD拿取。換言之，當下叉FD支撐晶圓W時，上叉FU不作動。這是透過允許控制單元7監控晶圓W是否被下叉FD的卡盤機構(包括空氣入口Fs、連通管CL、管道P、抽吸機構S和真空偵測器VS)固定而達成。具體而言，在一些實施例中，當下叉FD卡盤機構的真空偵測器VS偵測到晶圓W由下叉FD固定時，控制單元7可以根據控制程式，控制用於啟動上叉FU的訊號不產生，這導致熱處理設備10執行此基板傳送方法。
利用這種配置，上叉FU或其支撐的晶圓W不會移動到由下叉FD固定的晶圓W形成半導體積體電路(或晶片)的表面(即，晶片形成的表面)之上。它假設如果上叉藉由卡盤機構在下叉FD固定的晶圓上方固定晶圓W或釋放固定動作，粒子可能或掉落到下叉固定的晶圓W的晶片形成表面上。然而，在根據本公開的實施例的基板搬送方法，上叉FU或其固定的晶圓W不會通過到下叉FD所固定的晶圓W的上方，其可防止粒子掉落到下叉固定的晶圓W的晶片形成表面上。
雖然在上述實施例中，真空偵測器VS被安裝在管道P，其連接到叉F內部的連通管CL，以量測管道P內的壓力，本發明並不以此為限。可替換地，一靜電偵測器可以安裝在叉F的上表面上，以決定是否出現了由叉F固定(或支持)的晶圓W。
此外，在一些實施例中，靜電卡盤可以取代吸入型夾頭機構。在此情況下，由叉F所固定(或支持)的晶圓W的出現可藉由施加電壓到靜電卡盤的反應來決定。
雖然在上述實施例中，映射偵測器6被安裝在下叉FD，本公開並不以此為限。可替代地，映射偵測器6可被安裝在上叉FU。
在一些實施例中，除非一個程序中，上叉FU從載具C卸載一片晶圓W後停止，然後下叉FD開始移動以從載具C卸載另一片晶圓W，上和下叉FU和FD的操作不可以同時進行。
此外，為了檢查一預定的熱處理是否正常地在晶圓W上進行以於晶圓舟3中製造積體電路，一片監視晶圓有時可能插入在25片晶圓W和另外25個晶圓W之間。在這種情況下，包括了映射偵測器6的叉F也可以採用，以決定監視晶圓是否從晶圓舟3被取出。這樣做的原因，是正確地偵測監視晶圓的位置。
此外，根據本公開的實施例的熱處理設備可包括熱氧化裝置，其在一矽晶圓的表面上進行熱氧化以於其上形成氧化矽膜；一薄膜形成裝置，其形成一例如氧化矽膜、氮化矽膜或一非晶矽膜的薄膜在一基板上；一熱擴散裝置，其在基板上擴散不純物；以及類似的裝置。
根據本公開的一些實施例，可以提供一種熱處理設備，其能夠提高在基板傳送效率，以及一種傳送基板到此設備的方法。
雖然已經描述了某些實施例，這些實施例的提出僅為例示性，並且並不意在限制揭露的範圍。事實上，這裡所描述的新穎的方法和裝置，可以多種其他形式實施；而且，可在不脫離揭露內容的精神的情況下，對此處描述的實施例的形式作出各種省略、替代和變化。所附申請專利範圍及其均等物意在涵蓋這種落入揭露範圍與精神的形式或修改。
2‧‧‧殼體
3‧‧‧晶圓舟
4‧‧‧晶圓傳送機構
5‧‧‧傳送體
6‧‧‧映射偵測器
7‧‧‧控制單元
7a‧‧‧處理器控制器
7b‧‧‧使用者介面
7c‧‧‧儲存裝置
7d‧‧‧電腦可讀取儲存媒體
10‧‧‧熱處理設備
20‧‧‧凸緣
21‧‧‧分隔壁
24‧‧‧第一裝載台
25‧‧‧第二裝載台
26‧‧‧載具儲存單元
27‧‧‧載具傳送機構
27a‧‧‧升降部
27b‧‧‧移動部
27c‧‧‧臂部
27d‧‧‧固定部
28‧‧‧門
29‧‧‧蓋開/關機構
30‧‧‧開口
31‧‧‧垂直熱處理爐
32‧‧‧蓋子
33‧‧‧升降機構
34‧‧‧頂板
35‧‧‧底板
36‧‧‧支柱
3s‧‧‧狹縫
45‧‧‧往復機構
52‧‧‧升降機構
53、54‧‧‧導軌
55‧‧‧編碼器
56‧‧‧計數器
61‧‧‧發光元件
62‧‧‧光接收元件
80‧‧‧開口
C‧‧‧載具
CL‧‧‧連通管
DW‧‧‧測試晶圓
F‧‧‧叉
FD‧‧‧下叉
Fp‧‧‧墊子
Fs‧‧‧空氣入口
FU‧‧‧上叉
L‧‧‧光束
M1、M2‧‧‧馬達
P‧‧‧管道
S‧‧‧抽吸機構
S1‧‧‧裝載/卸載區
S11‧‧‧第一子區
S12‧‧‧第二子區
S2‧‧‧處理區
VS‧‧‧真空偵測器
W‧‧‧晶圓
後附圖式被併入說明書中並構成本說明書的一部分，其顯示出本公開的實施例，並連同以上的一般描述和實施例的詳細描述，用於解釋本公開的原理。
圖1是依本公開的一實施例的熱處理設備的側視示意圖。
圖2是依本公開的一實施例的熱處理設備的頂視示意圖。
圖3是一個透視圖，顯示安裝在依本公開的一實施例的熱處理設備中的一晶圓舟、一晶圓傳送機構與一晶圓載具之間的位置關係。
圖4A和圖4B是側視示意圖，分別顯示了安裝在依本公開的一實施例的熱處理設備中的晶圓舟和晶圓傳送機構。
圖5A和圖5B分別是俯視圖和側視圖，顯示依本公開的一實施例的熱處理設備的晶圓傳送機構。
圖6A至6E為示意圖，顯示依本公開的一實施例的的熱處理設備中，基板傳送程序的順序。
圖7A至7D為示意圖，顯示基板傳送程序的順序，其係於圖6E中所示的程序後進行。
圖8A至8D為示意圖，顯示依本公開的另一實施例的熱處理設備中的基板傳送程序。
圖9A至9E為示意圖，顯示基板傳送的程序，其係於圖D所示的程序後進行。
2‧‧‧殼體
3‧‧‧晶圓舟
4‧‧‧晶圓傳送機構
5‧‧‧傳送體
7‧‧‧控制單元
7a‧‧‧處理器控制器
7b‧‧‧使用者介面
7c‧‧‧儲存裝置
7d‧‧‧電腦可讀取儲存媒體
10‧‧‧熱處理設備
20‧‧‧凸緣
21‧‧‧分隔壁
24‧‧‧第一裝載台
25‧‧‧第二裝載台
26‧‧‧載具儲存單元
27‧‧‧載具傳送機構
27a‧‧‧升降部
27b‧‧‧移動部
27c‧‧‧臂部
27d‧‧‧固定部
28‧‧‧門
29‧‧‧蓋開/關機構
30‧‧‧開口
31‧‧‧垂直熱處理爐
32‧‧‧蓋子
33‧‧‧升降機構
54‧‧‧導軌
80‧‧‧開口
C‧‧‧載具
F‧‧‧叉
S1‧‧‧裝載/卸載區
S11‧‧‧第一子區
S12‧‧‧第二子區
S2‧‧‧處理區
W‧‧‧晶圓

权利要求:
Claims (7)
[1] 一種熱處理設備，包含：一容器裝載單元，其上裝載一基板容器，該基板容器係配置為以一第一間隔容置複數個基板；一基板固定器，其係配置為以一第二間隔固定該複數個基板，該第二間隔比該第一間隔小；一基板傳送單元，其具有能夠支撐該複數個基板的至少兩個基板支撐件，且係配置為在該基板固定器與該基板容器之間傳送該複數個基板，該至少兩個基板支撐件係以其間存在該第一間隔而堆疊，並且配置為相對基板容器同時推進與退出，且相對於基板固定器個別推進與退出；以及一控制單元，當該至少兩個基板支撐件中的一下基板支撐件支撐該複數個基板中的一基板時，該控制單元係配置為控制該至少兩個基板支撐件中的一上基板支撐件在一非作動狀態中。
[2] 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該下基板支撐件包括一偵測單元，被配置為偵測由該下基板支撐件所支撐的基板存在或不存在。
[3] 如申請專利範圍第2項所述的熱處理設備，其中該控制單元被配置為基於該偵測單元所偵測的該下基板支撐件所支撐的基板存在或不存在，決定該上基板支撐件是否為可操作。
[4] 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該至少兩個基板支撐件之一包括一偵測單元，其配置為偵測由該基板固定器所固定的基板的存在。
[5] 一種從一基板容器傳送複數個基板到一基板固定器的方法，使用至少兩個能夠支撐該複數個基板的基板支撐件，其中該基板容器係配置成以一第一間隔容置該複數個基板，且基板固定器被配置成以一第二間隔固定該複數個基板，該第二間隔比該第一間隔小，且該至少兩個基板支撐件係以其間存在該第一間隔而堆疊，該方法包含：向該基板容器同時推進該至少兩個基板支撐件；使用各該至少兩個基板支撐件接收一對應的基板；從該基板容器同時退出該至少兩個基板支撐件；傳送由該至少兩個基板支撐件中的一下基板支撐件所支撐的一第一基板到該基板固定器；以及傳送由該至少兩個基板支撐件中的一上基板支撐件所支撐的一第二基板到該基板固定器中位於由該下基板支撐件所傳送的該第一基板下方的一位置。
[6] 如申請專利範圍第5項所述之從一基板容器傳送複數個基板到一基板固定器的方法，還包含：偵測該下基板支撐件是否支撐該第一基板；基於該偵測步驟判定該下基板支撐件是否支撐該第一基板；以及如果判定該下基片支撐件支撐該第一基板，控制該上基板支撐件不作動。
[7] 一種從一基板固定器傳送複數個基板到一基板容器的方法，使用至少兩個能夠支撐該複數個基板的基板支撐件，其中該基板容器被配置成以一第一間隔容置該複數個基板，且基板固定器被配置成以一第二間隔固定該複數個基板，該第二間隔比該第一間隔小，且該至少兩個基板支撐件係以其間存在該第一間隔而堆疊，該方法包含：使用該至少兩個基板支撐件中的一上基板支撐件卸載在該基板固定器中位於一較低位置的一第一基板；使用該至少兩個基板支撐件中的一下基板支撐件卸載在該基板固定器中位於該第一基板上方的一第二基板；同時推進支撐該第一基板的該上基板支撐件與支撐該第二基板的該下基板支撐件到該基板容器；在該基板容器中傳送該第一和第二基板；以及從該基板容器同時退出該上與下基板支撐件。

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