[發明專利]提升晶圓快速熱處理產能的設備與操作方法

有效

• 申請號: 201110043314.6
• 申請日: 2011-02-23
• 公開（公告）號: CN102651328A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 林武郎;鄭煌玉;石玉光;郭明倫;呂學禮;周明源;黃文泰
• 申請（專利權）人: 技鼎股份有限公司
• 主分類號: H01L21/673
• 分類號: H01L21/673;H01L21/324
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務所(普通合伙) 11264
• 代理人: 劉俊

技術領域

本發明涉及一種提升晶圓快速熱處理產能的設備與操作方法，尤其涉及一種改變卡式盒的結構而能同時承載多個石墨承載盤的提升晶圓快速熱處理產能的設備與操作方法。

背景技術

參閱圖1及圖2，分別為現有技術的快速熱處理的設備的俯視圖及現有技術的快速熱處理的操作方法的流程圖。如圖1所示，現有技術的快速熱處理的設備1包含基座本體10、至少一制程腔體20、裝載端35、卸載端45、機械手臂50、冷卻及分離裝置65、前端操控接口70以及定心裝置90，其中裝載端35及卸載端45為一般用來容置多片晶圓的卡式盒(Cassette)。

同時參照圖1及圖2，為現有技術的快速熱處理的操作方法S1，包含：裝載步驟S11，將晶圓裝載于裝載端35中；取出步驟S13，以該機械手臂50從裝載端35取出一晶圓；擺放步驟S15，將該晶圓放置于一石墨承載盤(圖未示出)上；定心步驟S17，以該機械手臂50在將裝載晶圓的石墨承載盤放到定心裝置90上，將晶圓定位在石墨承載盤的中心位置；熱處理步驟S19，以該機械手臂50將裝載晶圓的石墨承載盤放置到該至少一制程腔體20中，以進行快速熱處理；冷卻步驟S21，以該機械手臂50將裝載晶圓的石墨承載盤從制程腔體20中取出，并擺放至該冷卻及分離裝置65上，以熱對流或熱傳導的方式將該晶圓冷卻；分離步驟S23，以該冷卻及分離裝置65將該晶圓與該石墨承載盤分離；以及卸載步驟S25，將該晶圓放至卸載端45中。

現有技術的快速熱處理的設備及操作方法，具有以下所述的缺點，例如，單位時間僅能處理單一晶圓，無法滿足現今產能的需求，另外，僅有一前端操控接口70，當欲進行檢修、測試或小量生產時，需要先解除自動化制程參數，操作上較為不便，另外，當使用一段時間，若各組件之間的精度失準，晶圓若無法放置到定位，在操作步驟時都有可能發生破片的問題，而影響到產能、質量以及制作成本。

因此，需要一種能夠解決上述問題、并能提高產能的晶圓快速熱處理設備及操作方法。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的主要目的是提供一種提升晶圓快速熱處理產能的設備及操作方法。

本發明提升晶圓快速熱處理產能的設備包含至少一制程模塊、一基座本體、一前端操控接口、以及一后端操控接口，該至少一制程模塊包含至少一制程腔體、裝載端、卸載端、機械手臂以及冷卻裝置。該至少一制程模塊容置于基座本體中，以防止塵體污染，用來進行快速熱處理；該前端操控接口，設置在該基座本體的前端，用來設定自動制程參數，并發出一自動化執行信號；該后端操控接口，設置在該基座本體的后端，用來提供一手動操控接口或一半手動操控接口，以設定手動制程參數，并發出一手動執行信號或一半手動執行信號；該至少一制程模塊接收該自動化執行信號時進行自動化連續生產，而在該至少一制程模塊接收該手動執行信號或該半手動執行信號時，執行手動模式生產或半手動執行模式生產。該裝載端及卸載端的每一個都是一復合式卡式盒，該復合卡式盒中分層地容置多個多片式石墨承載盤，所述多片式石墨承載盤的每一個尺寸相同，但每一個可以具有相同或不同的刻槽，以裝載各種尺寸的晶圓。機械手臂具有旋轉、伸縮及升降功能，用來進行該多片式石墨承載盤的取出及放置動作。

機械手臂從裝載端的開口取出所述多片式石墨承載盤的其中之一，放置到所述制程腔體的支撐架的定位點上，而在進行快速熱退火處理后，將該多片式石墨承載盤從所述制程腔體的支撐架上取出，放置于該冷卻裝置上，在該多片式石墨承載盤及至少一晶圓冷卻后，該機械手臂將該多片式石墨承載盤從該冷卻裝置直接由卸載端的開口放置到該至少一卸載端中。為了進一步提升產能，可以在同一制程模塊中，設置移動軌道以帶動該機械手臂移動，或是同一基座本體中設置多組制程模塊。

本發明所述提升晶圓快速熱處理產能的操作方法包含裝載及定心步驟、取出步驟、熱處理步驟、冷卻步驟，以及卸載步驟，在裝載及定心步驟中，預先將晶圓裝載在多片式石墨承載盤的刻槽中，并裝載在作為裝載端的復合式卡式盒中；在取出步驟時，僅需以機械手臂從裝載端取出裝載至少一晶圓的多片式石墨承載盤；在熱處理步驟中，以該機械手臂將所出取出的裝載該至少一晶圓的該多片式石墨承載盤，放入一制程腔體中進行一快速熱處理；在冷卻步驟，以該機械手臂將進行快速熱處理后的裝載該至少一晶圓的該多片式石墨承載盤放置于一冷卻裝置上，以熱對流或熱傳導的方式進行冷卻；在卸載步驟，以該機械手臂將冷卻后裝載該至少一晶圓的該多片式石墨承載盤放入作為卸載端的另一復合式卡式盒中。