CN201289857Y - 应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备 - Google Patents

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林武郎
洪水斌
石玉光
郑煌玉
周明源
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Abstract

一种应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，包括一至少分为二层的制程腔体，第一层外腔为不透光金属构造外腔，预留至少一加热源固定孔位，并施以水冷或气冷方式进行冷却，外加气体及液体流量监控装置。第二层内腔系为透光性构造内腔，并留有气流孔洞，以供应腔体内部洁净用或制程用气体。二层腔体之间施以气密性封合，系统门板上另以石英制作的支撑架支撑一载盘，该载盘用以承载至少一承载物。通过上述结构达到承载物均匀加热的环境。而其制程腔体可气油压自动进退片，并可配合机械手臂达到全自动制程功效。

Description

应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备
技术领域
本实用新型关于一种光电半导体制程设备，尤指一种应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备。
背景技术
以往光电半导体制程的快速高温热处理制程系统，仅提供手动进/退片功能，且各个制程站之间亦需人工进行制程条件的确认以及定位，使得操作人员必需随时监控制程且易产生人为失误情况。
常用的设备中，仍有其进/退片的困难及其加热与冷却结构不是很完善，使其晶圆无法均匀加热，而让品质无法维持，无石墨盘，而其需要三层腔体及其炉壁冷却隔板间不互通，为独立进出水孔，温度不均匀，制程反应区域依晶圆外形规划为圆形，单位面积的热源较不均匀。
因此，针对上述公知结构所存在的问题点，如何开发一种更具理想实用性的创新结构，实消费者所殷切企盼，亦系相关业者须努力研发突破的目标及方向。
有鉴于此，创作人本于多年从事相关产品的制造开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本实用新型。
发明内容
本实用新型目的在于，提供一种应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，以解决前述传统设备的技术问题点，达到承载物均匀加热的环境。而其制程腔体可气油压自动进退片，并可配合机械手臂达到全自动制程的功效。
解决问题的技术特点：本实用新型提供一种应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，包含有：
至少一制程腔体，该制程腔体至少分为二层，第一层外腔为不透光金属构造外腔，预留有至少一加热源固定孔位，并连接有用以进行冷却的水冷与气冷的承载物冷却装置，制程腔体内部冷却隔板间互通，制程反应区域为矩形；第二层内腔为透光性构造内腔，并留有用以使制程气体装置向腔体内部供应洁净与制程用气体的气流孔洞；
一可气油压进退片的开关门机构，该开关门机构设于制程腔体上，该开关门机构包括具可缓冲的一承载物定位装置、一气/油压致动器及一进、退片装置，进、退片装置包含有石英层构成的一用以支撑一承载物载盘的支撑架；
一用以自动取放承载物的机械手臂，位于制程腔体旁侧；以及，
一冷却机构，设于制程腔体旁侧。
其中，该承载物为晶圆。
其中，该第一层外腔与第二层内腔间具有用于气密性封合的无氧铜构造。
其中，该加热源为至少一红外线加热灯源，并固定于第一层外腔上，以阵列排列。
其中，该载盘为用以承载至少一需进行热处理制程的承载物，该承载物可为制程反应承载物并用以配合不同承载物尺寸制程的具有均匀导热层的可置换式载盘。
其中，该第二层内腔与支撑架为多片组合式构造。
其中，该第二层内腔与支撑架为一体成型构造。
其中，该全自动快速升降温设备还包含有一取/放片区、一定位设备、一冷却机构及一卸载区，其中该取/放片区、该定位设备、该制程腔体、该冷却机构及该卸载区均依序排设在该机械手臂的四周。
对照先前技术的功效：先前技术无法自动进退片，而且先前技术的晶圆无法均匀加热，良率无法提升，而本实用新型的制程腔体，其制程腔体设具至少二层及加热源与水冷、气冷冷却，及气液体流量监控，达晶圆均匀加热。而本实用新型的载盘，利用其材质特性与晶圆间均匀导热，而本实用新型二层式腔体设计及其炉壁冷却隔板间互通，形成一均匀的冷却循环，而其制程反应区域依加热源规划为矩形，单位面积的热源较平均。
有关本实用新型所采用的技术、手段及其功效，兹举一较佳实施例并配合图式详细说明于后，相信本实用新型上述的目的、构造及特征，当可由之得一深入而具体的了解。
附图说明
图1：本实用新型其一实施例的制程腔体立体示意图。
图2：本实用新型其一实施例的制程腔体立体纵剖示图。
图3：本实用新型其一实施例的制程腔体立体横剖示图。
图4：本实用新型其一实施例的制程腔体立体分解示意图。
图5：本实用新型其一实施例的制程腔体另向立体示意图。
图6：本实用新型其一实施例的俯视平面示意图。
具体实施方式
参阅图1至图6所示，本实用新型提供一种应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其为至少一制程腔体10，该制程腔体10至少分为二层，第一层外腔11为不透光金属构造外腔，预留至少一加热源固定孔位，并施以水冷或气冷方式进行冷却，第二层内腔12为透光性构造内腔，并留有气流孔洞，以供应腔体内部洁净用或制程用气体，二层腔体之间施以气密性封合；一开关门机构23，该开关门机构23设于制程腔体10上，该开关门机构23包括一进、退片装置231，该进、退片装置231提供操作人员能轻易取放承载物60，进、退片装置231包含有以石英制作的支撑架213，用以支撑一载盘212，该载盘212用以承载至少一承载物60。
上述该承载物60为晶圆。
上述本实用新型的载盘212，利用其材质特性能迅速与承载物(60间均匀导热，而本实用新型二层式腔体设计及其炉壁冷却隔板间互通，形成一均匀的冷却循环，而其制程反应区域依加热源规划为矩形，单位面积的热源较平均。
上述该制程腔体10包含有可外加气体及液体流量监控装置。
上述该制程腔体10更包含有一晶圆定位装置211，该晶圆定位装置211设于制程腔体10的底侧，提供至少一承载物60的定位。
上述该制程腔体10更包含有一晶圆冷却装置40，该晶圆冷却装置40设于制程腔体10上，该晶圆冷却装置40提供至少一承载物60以气冷及水冷方式循环冷却；
上述该制程腔体10更包含有一制程气体装置50，该制程气体装置50设于制程腔体10上，该制程气体装置50可提供至少一制程反应与清洁用气体；
上述该进、退片装置231，该进、退片装置231采自动方式，其中该全自动快速升降温设备进、退片装置231，包含有气/油压致动器232及缓冲装置，该缓冲装置亦为承载物定位装置211，该气/油压致动器232是达其载盘212及承载物60进、退片的移动、定位及密合，而缓冲装置是具有缓冲及定位功能，可先设定位置及吸收的力量。如此其承载物60就可以推出制程腔体10或推入制程腔体10，达到自动进、退片功效。另该全自动设备系以自动化元件或机械手臂70配合定位设备73、制程腔体10、冷却机构72、取/放片区71、卸载区74，如此机械手臂70进行承载物60取片、定位、热处理、冷却、卸载等各项制程站所需的定位功能，操作人员仅需将承载物60放至取/放片区71，待制程结束后由卸载区74取出即可。
该反应的制程腔体10开关门机构23上另以石英制作的支撑架213，用以支撑一载盘212，该载盘212用以承载至少一承载物60。该制程腔体10更设有制程气体入口214、水路冷却口215、气体冷却口216及抽气口217。
该石英内腔及支撑架213，可分为多片组合式或采用一体成型技术制作，且内腔透过薄型化设计后可提升升/降温速率。
该加热源22，选用至少一卤素或红外线加热灯源并固定于外层腔体上，以环形、阵列、矩阵式排列。
该载盘212为可置换式，能配合不同承载物60尺寸制程的需求进行更换，用以承载至少一需进行热处理制程的承载物60，该承载物60可为完整晶圆、不规则晶圆破片或其它制程反应承载物。
该自动进、退片的设备，系使用气压、油压或马达驱动等的致动装置或气/油压致动器232，确保载盘212及承载物60进、退片的定位及安全防护。
该全自动设备，使用机械手臂70配合取片、定位、热处理、冷却、卸载等机构模组与连锁安全防护检测装置，达成全自动化批量生产目的。
该全自动设备亦可为多腔体式设计，可配合整合式控制系统，同时进行数制程以提升产能。
前文针对本实用新型的较佳实施例为本实用新型的技术特征进行具体的说明；熟悉此项技术的人士当可在不脱离本实用新型的精神与原则下对本实用新型进行变更与修改，而该等变更与修改，皆应涵盖于本申请专利范围所界定的范畴中。

Claims (8)

1.一种应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，包含有：
至少一制程腔体，该制程腔体至少分为二层，第一层外腔为不透光金属构造外腔，预留有至少一加热源固定孔位，并连接有用以进行冷却的水冷与气冷的承载物冷却装置，制程腔体内部冷却隔板间互通，制程反应区域为矩形；第二层内腔为透光性构造内腔，并留有用以使制程气体装置向腔体内部供应洁净与制程用气体的气流孔洞；
一可气油压进退片的开关门机构，该开关门机构设于制程腔体上，该开关门机构包括具可缓冲的一承载物定位装置、一气/油压致动器及一进、退片装置，进、退片装置包含有石英层构成的一用以支撑一承载物载盘的支撑架；
一用以自动取放承载物的机械手臂，位于制程腔体旁侧；以及，
一冷却机构，设于制程腔体旁侧。
2.如权利要求1所述的应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，该承载物为晶圆。
3.如权利要求1所述的应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，该第一层外腔与第二层内腔间具有用于气密性封合的无氧铜构造。
4.如权利要求1所述的应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，该加热源为至少一红外线加热灯源，并固定于第一层外腔上，以阵列排列。
5.如权利要求1所述的应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，该载盘为用以承载至少一需进行热处理制程的承载物，该承载物可为制程反应承载物并用以配合不同承载物尺寸制程的具有均匀导热层的可置换式载盘。
6.如权利要求1所述的应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，该第二层内腔与支撑架为多片组合式构造。
7.如权利要求1所述的应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，该第二层内腔与支撑架为一体成型构造。
8.如权利要求1所述的应用于光电半导体制程的全自动快速升降温设备，其特征在于，该全自动快速升降温设备还包含有一取/放片区、一定位设备、一冷却机构及一卸载区，其中该取/放片区、该定位设备、该制程腔体、该冷却机构及该卸载区均依序排设在该机械手臂的四周。
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