TW201428882A - 半導體晶圓的連續處理裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及半導體晶圓的連續處理裝置及方法，該半導體晶圓的連續處理裝置包括：藉由多個製程處理晶圓的多個腔室，該等腔室中一個以上的腔室包括：基座，為製程過程中支撐晶圓而固定設置；下部機殼，固定設置在基座的外側，在晶圓的下部形成隔離的製程空間；上部機殼，為形成晶圓的上部隔離的製程空間而上下移動；轉盤，在上部機殼與下部機殼之間形成，並形成露出基座上部的孔，因應該等腔室之間移送晶圓而旋轉，在基座的上部使晶圓上下移動；安放環，插入孔的上方並能脫離，安放晶圓。因此，能夠簡單化裝置的結構，具有減少電力消耗的效果。

Description

半導體晶圓的連續處理裝置及方法
本發明涉及半導體晶圓的連續處理裝置及方法，更詳細地說，涉及一種減少了腔體的數量、能夠簡單化各腔室的隔離結構的半導體晶圓的連續處理裝置及方法。
通常，執行半導體後製程-回流(reflow)的裝備，因每個製程步驟都有不同程度的環境和溫度而具有多個被隔離的腔室，為使這些腔室之間能夠進行連續製程，需要具有移送半導體晶圓的手段。
尤其，多個腔室設為圓形，為依序移送裝載的半導體晶圓到腔室，開發出具有經過各個腔室的轉盤的裝備。
這種裝備詳細記載於美國專利US6,827,789號。
所述美國專利US6,827,789號的第1圖圖示了包括裝載腔室和卸載腔室之共6個腔室。其結構為：使用轉盤，把裝載的晶圓依序移動到下個製程腔室，最終把晶圓移送到卸載腔室，藉由機器人卸載處理完的晶圓。
所述美國專利US6,827,789號中，處理板和下部隔離腔室為可上下移動的構成，從而藉由轉盤將移送的晶圓隔離，並進行製程。
所述處理板通常統稱為基座，其內部包括加熱器，形成真空吸附晶圓的結構，故相對來說是具有重量的物體，為了使其上下移動，因而存在能源消耗量多、裝置的體積變大等問題點。
同時，使處理板和下部隔離腔室上下移動的驅動部的動力傳動結構較複雜，存在增加製造成本的問題點。
而且，所述美國專利US6,827,789號，雖然使用波紋管區分了使所述處理板和下部隔離腔室上下移動的驅動部的外側與製程區間，但可能會因頻繁的上下移動而發生應力，致損傷波紋管，或暴露於排出的氣 體而造成腐蝕，又因為波紋管受損，製程所用的氣體會因為不能排出而重新流入裝置內部，引發製程不良等問題。
同時，旋轉晶圓的轉盤的直徑隨晶圓的大小而增大，會造成旋轉板變彎或部分下垂，無法移送晶圓到正確位置而導致製程不良。
而且，因其結構為多個腔室各自密封的狀態，晶圓總是安放到處理板上，所以在其他腔室進行製程的狀態下，特定腔室即使完成了製程，晶圓也會安放到處理板上，受到持續加熱，引發製程不良。
美國專利US6,827,789號的情況是，處理板和下部隔離腔室一同向下移動時，晶圓安放環與晶圓一同下降並安放到轉盤，晶圓與處理板隔離，在其他腔室進行製程時，可使製程結束的晶圓不接觸處理板，防止因處理板的持續加熱而發生製程不良的問題點。
但是這種情況下，晶圓不能再維持隔離的狀態，晶圓在隔離的腔室外部空間露出。因此若藉由加熱製程處理完晶圓後，等到下次腔室進行製程為止，都露在外部空間，晶圓的溫度就會降低，引發製程不良。
為了解決所述問題，本發明要解決的課題是，提供晶圓與各個腔室隔離的同時能夠在腔室間移動、最小化耗電量、簡單化其結構的半導體晶圓的連續處理裝置及方法。
並且本發明要解決的另一課題是，提供提高裝置的耐久性而減少維護費用的半導體晶圓的連續處理裝置及方法。
同時，本發明要解決的另一課題是，提供防止依序移動晶圓到各腔室的轉盤的一部分下垂或彎曲的半導體晶圓的連續處理裝置及方法。
本發明要解決的另一課題是，提供結束製程的特定腔室內的晶圓與基座隔離並維持隔離狀態，直到其他腔室的製程結束的半導體晶圓的連續處理裝置及方法。
為解決上述問題，本發明提供半導體晶圓的連續處理裝置及方法，本發明的半導體晶圓的連續處理裝置包括藉由多個製程處理晶圓的多個腔室，所述多個腔室中之一個以上的腔室包括：基座，為製程過程中支撐晶 圓而固定設置；下部機殼，固定設置在所述基座的外側，以在所述晶圓的下部形成隔離的製程空間；上部機殼，為所述晶圓的上部形成隔離的製程空間而上下移動；轉盤，在所述上部機殼與下部機殼之間形成，並形成露出所述基座上部的孔，因應所述多個腔室之間移送所述晶圓而旋轉，而在所述基座的上部使所述晶圓上下移動；安放環，插入所述孔的上方並能脫離，以安放所述晶圓。
所述多個腔室中的一個可以是裝載及卸載腔室，從外部裝載晶圓，向外部卸載處理完的晶圓。
所述下部機殼，係提供所述轉盤接觸上端的狀態下被隔離的製程空間的下部側；所述上部機殼係提供其下端部向下移動而接觸所述轉盤的上部而被隔離的製程空間的上部側。
所述下部機殼，係提供所述安放環接觸上端的狀態下被隔離的製程空間的下部側；所述上部機殼，係提供其下端部向下移動而接觸所述安放環的上部並被隔離的製程空間的上部側。
所述基座，在藉由所述轉盤移送的晶圓因所述轉盤向下移動而位於上部的狀態下，以設定的製程溫度加熱所述晶圓。
所述腔室可具備提升銷，用以支撐所述晶圓的底面，把所述晶圓安放到所述安放環。
所述多個腔室中，根據製程氣體處理晶圓的製程腔室具有位於所述製程空間的上部側的噴頭；所述噴頭在流入氣體的緩衝空間和所述緩衝空間向晶圓均勻形成向下的多個噴射口。
所述安放環使所述晶圓向內側安放，可採用階梯形狀。
所述安放環上沿著外周可形成多個供所述製程氣體通過的氣體通孔。
所述多個腔室中根據製程氣體處理晶圓的製程腔室中可具備提升銷，在所述基座的外側上下移動，以支撐安放所述晶圓的安放環的底面，使所述安放環從所述孔向上脫離。
所述安放環的內側可形成多個支撐銷，以支撐所述晶圓的底面，向所述安放環的中心方向突出；所述基座的上面可形成狹縫形狀的槽，在所述基座的上面插入所述支撐銷，使其能夠上下移動。
所述安放環由非金屬材質或陶瓷材質形成。
所述製程腔室的製程空間的上部側可具備上部加熱器，在製程中加熱所述晶圓的上部。
所述上部加熱器的下部具有緩衝空間，供流入製程氣體；噴頭，在所述緩衝空間向下形成多個均勻噴射口；所述上部加熱器可以加熱流入所述緩衝空間的製程氣體。
還可包括多個滾軸，所述轉盤旋轉時，該滾軸接觸所述轉盤底面的邊緣部分。
所述轉盤的底面可形成收容槽，在所述轉盤向下移動時，收容所述滾軸的一部分。
所述安放環的下部具備了環狀的擋板，使製程氣體均勻通過的孔沿圓周均勻形成；通過所述擋板的孔的製程氣體藉由位於所述製程腔室下部的排氣口排出。
所述上部機殼可包括固定部，固定在上部板上；移動部，在所述固定部的下側上下移動，與所述轉盤的上面接觸。
所述上部機殼以波紋管形狀構成，其下端部根據驅動部上下移動，在所述晶圓的上部形成被隔離的製程空間。
本發明的晶圓的連續處理方法是利用申請專利範圍第1項的半導體晶圓的連續處理裝置之半導體晶圓的連續處理方法，包括：第1步驟，把晶圓裝載到所述多個腔室中的第1腔室；第2步驟，把所述晶圓依序移動到同第1腔室以圓形佈置的第2至第5腔室並處理所述晶圓，但在第2至第5腔室處理所述晶圓時，所述晶圓係在被所述上部機殼隔離的製程空間內的上部側向下移動處理；第3步驟，在所述第5腔室處理所述晶圓後，把所述晶圓移送到外部並卸載。所述晶圓安放於安放環的狀態下，藉由所述轉盤的上下移動及旋轉，完成所述第1腔室至第5腔室之間的移送。
所述第3步驟可以是，把所述第5腔室內處理的所述晶圓移送到所述第1腔室並冷卻後，把所述晶圓從第1腔室向外部卸載。
於所述第2步驟，所述第2至第4腔室中製程結束的腔室的所述晶圓，在被所述上部機殼隔離的製程空間內，所述晶圓與基座的上部隔離的狀態下，待機直到進行製程的腔室結束製程。
於所述第2步驟，所述第2至第5腔室中選擇的一個或兩個 以上的腔室，利用位於所述製程空間的上側的加熱器，加熱向所述晶圓噴射的製程氣體。
本發明是無需使用上下移動作為重量物的基座，而利用從腔室上部側上下移動的上部機殼，密封製程空間，簡單化裝置的結構，具有減少耗電量的效果。
並且，本發明排除使用像傳統的波紋管耐久性差的產品，具有減少維護所需時間和費用的效果。
同時，本發明可以避免作為旋轉體且直徑大的轉盤的下垂，防止製程不良的發生，延長裝置的維護週期，同時具有減少生產費用的效果。
而且，本發明把製程結束的腔室內的晶圓與基座分離，等待其他腔室的製程結束，防止晶圓在待機狀態加熱時間過長，具有進一步提高製程信賴度的效果。
並且，等待其他腔室的製程結束的情況下，晶圓能夠維持被隔離的狀態，更加提高了製程信賴度。
100‧‧‧第1腔室
110、1100、210、310‧‧‧基座
120、1200、220、330‧‧‧下部機殼
130、1300、230、330‧‧‧上部機殼
1201‧‧‧上端部
1301‧‧‧下端部
131、231‧‧‧固定部
132、232‧‧‧移動部
133、1330、233‧‧‧驅動部
1335‧‧‧軸
1202、1302‧‧‧氣密元件
120a、130a、220a、230a‧‧‧內部空間
1200a、1300a‧‧‧製程空間
140、240、340‧‧‧提升銷
150、1500、250、350、810‧‧‧排氣口
160、260、360‧‧‧噴頭
161、261‧‧‧緩衝空間
200‧‧‧第2腔室
370‧‧‧上部加熱器
300‧‧‧第3腔室
400‧‧‧第4腔室
500‧‧‧第5腔室
600‧‧‧外部主體
610‧‧‧下部板
620、6200‧‧‧上部板
630‧‧‧側面機殼
6500‧‧‧擋板
6510、710、7100‧‧‧孔
700、7000‧‧‧轉盤
720、7200‧‧‧安放環
721‧‧‧氣體通孔
7210‧‧‧支撐銷
722‧‧‧內部安放端
723‧‧‧外部安放端
730‧‧‧收容槽
740‧‧‧滾軸
800‧‧‧連接空間部
2‧‧‧機器人
W‧‧‧晶圓
第1圖是根據本發明較佳實施例之半導體晶圓的連續處理裝置的概括性的平面圖；第2圖是第1圖中A-A方向之概括性的剖面圖；第3圖是適用於本發明之安放環的詳細剖面結構圖；第4圖至第13圖是根據晶圓的移動和處理過程圖示之本發明的概括性的剖面結構圖；第14圖是根據本發明另一實施例之第1製程腔室的剖面結構圖；第15圖是根據本發明另一實施例之轉盤的剖面結構圖；第16圖是根據本發明另一實施例之半導體晶圓的連續處理裝置的剖面圖；第17圖是第16圖的狀態下，呈現上部機殼上升的狀態的剖面圖；第18圖是第17圖的狀態下，呈現轉盤與安放環上升的狀態的剖面圖；以及第19圖是呈現第16圖之連續處理裝置所具有的基座及安放環上安放晶圓 的狀態的平面圖。
下面參照附圖詳細說明根據本發明的實施例的半導體晶圓的連續處理裝置。
第1圖是根據本發明較佳實施例之半導體晶圓的連續處理裝置的概括性的平面圖，第2圖是第1圖中A-A方向之概括性的剖面圖，第3圖是適用於本發明之安放環720的詳細剖面結構圖。
參照第1圖和第2圖，根據本發明實施例的半導體晶圓的連續處理裝置，包括以外部主體600的中央為基準，以圓形佈置的第1至第5腔室100、200、300、400、500。
外部主體600包括：圓盤形的下部板610；圓盤形的上部板620，位於所述下部板610的上側；側面機殼630，其上端及下端分別與下部板610的邊緣和上部板620的邊緣連接。
雖然附圖上未圖示，但上部板620上，供應製程氣體的配管等元件位於各腔室100、200、300、400、500的上部，第1腔室100所在的側面機殼630上，為晶圓的裝載及卸載，可形成使機器人手臂(Arm)進入/後退的開口部。
連接空間部800為由下部板610和上部板620及側面機殼630包圍的內部空間，具有第1至第5腔室100、200、300、400、500和中央具有旋轉軸的轉盤700。
轉盤700內形成了與腔室100、200、300、400、500的數量相同的開口形狀的孔710。
孔710具有安放晶圓的安放環720。安放環720藉由後述的提升銷240的上下運動，在安放晶圓的狀態下，可和晶圓一起與轉盤700分離。
並且，安放環720如第3圖所圖示，是階梯形狀，包括：內部安放端722，在內徑部周邊形成，提供安放晶圓；外部安放端723，在外徑部周邊形成，提供安放環720安放到轉盤700的孔710內。內部安放端722與外部安放端723之間形成上下貫通的氣體通孔721，使氣體通過。
因此，後述的噴頭160、260中向晶圓W的上部全面均勻噴射的氣體通過氣體通孔721，排向排氣口150、250側。因此，製程氣體的 排氣流程以晶圓W為基準，從上部向下部流動，腔室內部很少產生製程氣體的殘留物。
安放環720與晶圓W接觸，安放環720與轉盤700接觸。轉盤700在腔室外部的連接空間部800露出，連接空間部800的溫度藉由轉盤700和安放環720傳達到晶圓W，對製程溫度產生影響。因此，為了阻斷熱量傳達到晶圓W，安放環720較佳使用非金屬材質。
並且，因安放環720曝露在高溫製程，故可使用具有耐熱性的陶瓷(Ceramic)，此外只要是具有耐熱性或導熱性低的非金屬材質，都能適用。
第1至第5腔室100、200、300、400、500被設定為處理晶圓的被隔離的空間，各腔室具備處理晶圓的溫度、設定壓力的結構，為了各腔室都能用不同的條件處理晶圓，各腔室在製程過程中維持與連接空間部800隔離的狀態。
第1腔室100根據外部的機器人裝載晶圓(Loading)的同時，把第5腔室500中處理完的晶圓向外部機器人卸載(Unloading)，參照第2圖詳細說明其機構。
如第2圖所示，第1腔室100包括：基座110，提供支撐晶圓的底面；下部機殼120，設在基座110的外側，固定設置在下部板610上；上部機殼130，設在下部機殼120的上側，固定設置在上部板620上；提升銷140，藉由上下移動支撐晶圓的底面；排氣口150，在下部板610上形成，與下部機殼120的內側空間連通；噴頭160，向晶圓噴射氣體並處理，位於上部機殼130的內側。
基座110，為了把晶圓固定在其上面，具有真空吸附的結構，還可具備把第5腔室500中製程結束的晶圓卸載到外部之前，冷卻晶圓的冷卻裝置(未圖示)。並且，基座110並不是上下移動，而是保持固定在下部板610的狀態，因此只要具備完成所述真空吸附的連接線路及完成晶圓冷卻手段的連接線路，結構就變得很簡單。
下部機殼120以圓筒形狀構成，內部空間120a在製程過程中與連接空間部800隔離，形成被隔離的製程空間的下側，內側空間120a藉由排氣口150與排氣通道(未圖示)連接。
上部機殼130，其內部空間130a在製程過程中與連接空間部 800隔離，形成被隔離的製程空間的上側，藉由安放環720的氣體通孔721，與下部機殼130的內側空間120a連接。
上部機殼130在製程過程中維持晶圓的隔離狀態，移動到下一個腔室時，為了呈現與連接空間部800連通的狀態，其包括：固定部131，以圓筒形狀構成，固定在上部板620上；移動部132，位於固定部131的下側，能夠上下移動。
移動部132藉由驅動部133向下移動，移動部132的下端與轉盤700的上部接觸。為了維持移動部132與轉盤700接觸的面的氣密，移動部132的下端可具有由橡膠、矽膠等材質形成的氣密元件(未圖示)。並且，固定部131與移動部132接觸的面，也可具有維持氣密的氣密元件(未圖示)。
提升銷140係上下貫通基座110，以支撐藉由機器人裝載的晶圓的底面，為了把晶圓安放到基座110的上面，能藉由驅動部(未圖示)上下移動。
卸載晶圓時，支撐安放到安放環720上的晶圓的底面，從安放環720分離後，係交接給機器人而上下移動。
所述噴頭160，在晶圓的上面均勻地噴射用於冷卻的氣體或加熱的氮氣，形成流入的氣體聚集在一起的緩衝空間161，為了從緩衝空間161向晶圓W的方向(即向下)噴射氣體，在噴頭160的底面以一定間隔形成多個噴射口。
連接空間部800是圍住各腔室100、200、300、400、500的外側的空間，具有排出連接空間部800的內部殘存的氣體的排氣口810。
根據這種結構，為形成隔離的製程空間，移動基座110和下部機殼120無需具備像波紋管的結構，因而能夠提高裝置的耐久性，減少維護費用。
第2腔室200是與第1腔室100相同的結構，其包括基座210、下部機殼220、上部機殼230、提升銷240、排氣口250及噴頭260。
基座210上具有加熱晶圓的加熱器(未圖示)，晶圓被真空吸附到基座210的上面並固定的狀態下進行製程。
但不同點在於，第1腔室100的提升銷140雖然直接支撐晶圓的底面，但第2腔室200的提升銷240則支撐安放環720的底面，使安 放環720與安放到安放環720的晶圓一起上下移動。為此，提升銷140應位於能夠在基座210的外側上下移動的位置。
另外的下部機殼220與上部機殼230及噴頭260的詳細結構與第1腔室100的結構相同，所以省略詳細的說明。
並且，這種結構與其他腔室(即第3至第5腔室300、400、500)的結構相同。
下面，對照晶圓的移動和處理過程，詳細說明具有上述結構之根據本發明較佳實施例的半導體晶圓的連續處理裝置的結構及其作用。
第4圖至第13圖是根據晶圓的移動和處理過程圖示之本發明的概略性的剖面結構圖。
首先，參照第4圖，顯示了藉由機器人2把晶圓W裝載到第1腔室100內的過程，因轉盤700向下移動，轉盤700的底面與下部機殼120的上部接觸，基座110的上面藉由轉盤700的孔710向上部露出。
晶圓W位於機器人2的手臂(Arm)上面的狀態下，提升銷140向上移動，支撐晶圓W的底面。
上面說明了機器人2把晶圓W放置於規定位置的狀態下，提升銷140向上移動，也可以是，提升銷140向上移動並待機時，機器人2移送晶圓W，把晶圓W裝載到提升銷140上。
因此，第1腔室100是從外部裝載晶圓W的腔室，如後面的說明，第1腔室100可做為向外部卸載從第5腔室500移送的晶圓W的腔室。即，第1腔室100成為裝載及卸載晶圓W的裝載及卸載腔室。
其次，如第5圖所示，提升銷140上放置了晶圓W的狀態下，機器人2後退，移動到裝載及卸載腔室100的外面。這時，機器人2向下移動，在晶圓W完全放置於提升銷140上的狀態下後退。相反地，也可以機器人2不向下移動，而提升銷140在晶圓W安放的狀態下向上移動，機器人2後退。
這表示，因機器人2和提升銷140的相對運動而使機器人2後退時，只要是能夠防止其與晶圓W摩擦而產生的晶圓W的位移，不管是什麼方法，都能適用。
其次，如第6圖所示，機器人2完全移動的狀態下，轉盤700向上移動，把晶圓W的底面邊緣安放到安放環720的內部安放端722上。
在這種狀態下，提升銷140向下移動，晶圓W的底面與提升銷140的上端隔離，轉盤700旋轉，如第7圖，安放在安放環720的狀態下，把晶圓W的移動到第2腔室200。
即，轉盤700的旋轉在該轉盤700向上移動的狀態下完成，其旋轉角度根據腔室的數量決定。
其次，如第8圖所示，轉盤700向下移動，把晶圓W安放到第2腔室200的基座210上，轉盤700再向下移動，其底面與下部機殼220的上端接觸。
其次，如第9圖所示，驅動部233作動，使移動部232向下移動，移動部232的下端與所述轉盤700的上面接觸。
因此，被上部機殼230與轉盤700圍住的內部空間230a形成被隔離的製程空間的上側，被下部機殼220與轉盤700圍住的內部空間220a形成被隔離的製程空間的下側，所述被隔離的製程空間內完成晶圓W的必要處理。
為了晶圓W的處理，藉由噴頭260把製程氣體供應到上部機殼230的內部空間230a，基座210真空吸附晶圓W在一定溫度加熱的狀態下，藉由插入轉盤700的孔710內的安放環720的氣體通孔721，移動到下部機殼220的內部空間220a，通過排氣口250排出。
並且，本發明的結構是提升銷240不貫通基座210，基座210無需形成另外的槽或孔，以使提升銷240上下移動，因此與晶圓W接觸的基座210的面積很大，能均勻加熱晶圓W。
第10圖是第2腔室200內晶圓W製程結束的狀態下，因其他腔室300、400、500未完成製程而等待的狀態的剖面結構圖。例如，第2腔室200的製程時間為200秒，第3腔室300的製程時間為300秒時，第2腔室200的製程結束後，待機100秒後移送到第3腔室300。
即，相比第2腔室200內的製程時間，第3腔室300內的製程時間更長時，無法立即移動晶圓W到第3腔室300，因此要待機到第3腔室300內的製程結束，轉盤700能旋轉的狀態。
晶圓W安放於基座210的狀態下等待時，會超出必要限度地加熱晶圓W，因此要向上移動提升銷240，同時舉起安放環720與安放於安放環720上的晶圓W，使晶圓W向上脫離基座210後等待必要的時間。
並且，對晶圓W進行製程處理的製程腔室200、300、400、500內是用高溫進行處理，被隔離的製程空間內部的溫度比各腔室外部的連接空間部800的溫度高，第2腔室200中以高溫完成製程的晶圓W待機時，若上部機殼230的內部空間230a與連接空間部800連通，致曝露在低溫的連接空間部800，會對晶圓W施加熱衝擊。
因此，本發明中，在晶圓W的待機狀態下，上部機殼230、轉盤700及下部機殼220所圍住的製程空間相對於連接空間部800，維持隔離狀態，從而能夠維持晶圓W被加熱的狀態，能夠提高晶圓W的製程品質。
然後，如第11圖所示，為了從第2腔室200移送晶圓W到第3腔室300，上部機殼230的移動部232向上移動。
之後，轉盤700向上移動，晶圓W與安放環720一同插入轉盤700的孔710內，使安放環720的外部安放端723位於轉盤700的上面。
之後，提升銷240向下移動，提升銷240的上端與安放環720的底面隔離，旋轉轉盤700，把晶圓W移送到第3腔室300。
之後的機械過程與晶圓W從第1腔室100移送到第2腔室200後的動作，即第7圖之後的動作相同地反復，如之前所述，第2腔室200、第3腔室第300、第4腔室400及第5腔室500都是採用相同的結構，處理晶圓W時，轉盤700向下移送的狀態下，上部機殼230的移動部232隨固定部231向下移動，形成被隔離的製程空間，移動晶圓W時，上部機殼230向上移動到原位置，轉盤700具有向上移動及旋轉的結構，為了避免重複說明，省略第3至第5腔室300~500的動作，只說明為在第11圖的狀態下，晶圓W向第1腔室100移動。
第2至第5腔室200~500內可各自進行不同的製程，晶圓W移動的連接空間部800內也可供應維持晶圓溫度的加熱的氮氣等非反應性氣體，包括該非反應性氣體，流入的製程氣體可通過排氣口810排出。
第12圖顯示在第11圖所示的狀態下，轉盤700旋轉，把晶圓W移送到第1腔室100後，轉盤700向下移動，把晶圓W安放到基座110的狀態。實際動作過程是，為了把第5腔室500內完成製程的晶圓W卸載到連續處理裝置的外部，移動到第1腔室100。
晶圓W在被移動到第1腔室100的狀態下，可以無另外處理地自然冷卻後，藉由後述的機器人2向外部卸載，也可藉由冷卻氣體強制 冷卻晶圓W。
這種冷卻過程也在製程空間120a、130a被隔離的狀態下完成，為此，首先轉盤700向下移動，其底面與下部機殼120的上端接觸。
之後，上部機殼130的移動部132向下移動，形成被隔離的製程空間，噴頭160向晶圓W噴射冷卻氣體冷卻晶圓W，或把晶圓安放到冷卻水循環的基座110上，冷卻到其他腔室結束製程為止。
之後，如第13圖所示，提升銷140向上移動，使晶圓W脫離基座110後，機器人2進入，以支撐晶圓W的狀態卸載晶圓W，之後如前所述，第1腔室100內裝載新的晶圓，完成相同的製程。
與之前所述的晶圓W的裝載過程相同，機器人2與提升銷140之間不發生相互干涉地進行相對運動。即，機器人2脫離前，提升銷140向下移動，或機器人2向上移動，支撐晶圓W的底面的狀態下向外部卸載。
因此本發明的結構為，多個基座和形成被隔離的製程空間的下側的下部機殼120，無需上下移動地固定各腔室具有的重量物，轉盤700能夠旋轉並上下移動，因而簡化工具結構，減少了驅動部的負荷，具有減少耗電量的效果。
第14圖是根據本發明另一實施例之第3腔室300的剖面結構圖。
參照第14圖，為了有效調節製程溫度，上部板620的上部側還具備了上部加熱器370。
如上述，在晶圓W的上部側具備上部加熱器370，藉由基座310傳達的熱量加熱晶圓W的下面，藉由上部加熱器370傳達的熱量，同時加熱晶圓W的上面，因此能夠以均勻的溫度加熱晶圓W的上下面。
尤其在回流製程，錫球的形狀特別重要，能藉由基座310所具有的加熱器和所述上部側的上部加熱器370，均勻加熱錫球的上部和下部，有利於維持錫球的形狀。
上部加熱器370可選擇性地附加到第2腔室至第5腔室200~500，可根據本發明適用的晶圓處理工程的種類可變地設置。
並且，上部機殼230的內部空間230a內的製程氣體的殘留物會附著到上部機殼230的內側壁，若利用上部加熱器370加熱，可防止製程氣體的殘留物附著到上部機殼230的內側壁，減少顆粒的發生。
並且，形成緩衝空間361的噴頭360位於上部加熱器370的下部時，藉由上部加熱器370的熱量加熱流入到緩衝空間361內的製程氣體，使通過噴頭360供應的製程氣體的溫度迅速上升，能夠提高製程的穩定性。
本發明可使用為執行回流(reflow)的裝備，使用於回流製程的甲酸蒸汽用高溫加熱後供應到腔室內部。這時，提前加熱甲酸蒸汽後，使其流入腔室，甲酸到達晶圓時會氣化而產生損失，降低製程處理的均勻性。並且，為了用高溫加熱甲酸蒸汽，把位於回流裝備外部的排放管外面用加熱套圍住並提前加熱，就會產生甲酸蒸汽附著到排放管內面的問題。
因此，如本實施例，甲酸蒸汽流入緩衝空間361的過程中，用上部加熱器370加熱，就會在噴射到晶圓W之前加熱，能防止甲酸氣化引起的損失，還能防止甲酸蒸汽附著到排放管內面的問題。
同時，根據附圖，上部加熱器370位於噴頭360的上部，但可在噴頭360內插入上部加熱器370。
第15圖是根據本發明另一實施例之轉盤700的剖面結構圖。
參照第15圖，轉盤700的底面具有收容槽730，轉盤700為製程在向下移動時收容滾軸740。
轉盤700為了移送晶圓而向上移動的狀態下，滾軸740從收容槽730脫離，並在轉盤700旋轉時，支撐未形成收容槽730的轉盤700的底面。
轉盤700旋轉時，滾軸740能使轉盤700旋轉順暢，產生防止因轉盤700的重量而發生下垂或部分彎曲現象的作用。
因此，能夠延長轉盤700的更換或維護的週期，減少費用，提高裝置的信賴度。
另外，所述實施例中上部機殼130、230由固定部131、231和接觸固定部131、231並滑動的移動部132、232構成，但也可以變形實施為，代替移動部132、232，與固定部131、231的下端結合的狀態下，與波紋管形狀結合為一體；也可以變形實施為，代替固定部131、231與移動部132、232，把波紋管的上端固定在上部板620上，上下移動波紋管的下端的結構。
並且，所述實施例中說明了晶圓W裝載到第1腔室100後， 無需另外處理就移動到第2腔室200，但也可以是，第1腔室100內晶圓W裝載到提升銷140上的狀態下，提升銷140下降，把晶圓W安放到基座110上，下降上部機殼130的移動部132，隔離由上部機殼130和轉盤700及下部機殼120構成的內部空間，然後注入氮氣，執行消除顆粒的淨化(Purge)過程。
第16圖是根據本發明另一實施例之半導體晶圓的連續處理裝置的剖面圖，第17圖是第16圖的狀態下，呈現上部機殼上升的狀態的剖面圖，第18圖是第17圖的狀態下，呈現轉盤與安放環上升的狀態的剖面圖，第19圖是呈現第16圖之連續處理裝置所具有的基座及安放環上安放晶圓的狀態的平面圖。
根據本發明的半導體晶圓的連續處理裝置，包括：基座1100，在製程過程中支撐晶圓W而固定設置；下部機殼1200，在晶圓W的下部形成隔離的製程空間1200a；上部機殼1300，在晶圓W的上部形成隔離的製程空間1300a；轉盤7000，位於上部機殼1300與下部機殼1200之間，在多個腔室之間移送晶圓W而進行旋轉的同時，在基座1100的上部上下移動晶圓W；安放環7200，插入到轉盤7000的孔7100上方並能脫離，用以安放晶圓W。
本實施例與之前所述的實施例的不同點在於：上部機殼1300由波紋管形狀構成，上部機殼1300的下端部1301與安放環7200的上部接觸的同時，下部機殼1200的上端部1201與安放環7200的下部接觸，安放環7200的內側形成了支撐晶圓W的底面的支撐銷7210。
安放環7200的外側端7201由上部突出的階梯形狀構成，轉盤7000的內側端7001由下部向中心方向突出的階梯形狀構成，外側端7201被內側端7001掛住，能向上脫離。
上部板6200的上側具有驅動部1330，為上部機殼1300的下端部1301的上下移動提供驅動力。驅動部1330連接上下移動的軸1335，軸1335的下端部連接上部機殼1300的下端部1301。
驅動部1330可由氣缸構成，驅動所述氣缸就能使軸1335及上部機殼1300的下端部1301上下移動，向下移動時，下端部1301與安放環7200的上部接觸，形成被隔離的製程空間1300a的上部側。這時，氣密元件1302介於下端部1301的下面與安放環7200的上面之間，維持氣密。
另外，轉盤7000向下移動時，下部機殼1200的上端部1201接觸安放環7200的下部，形成被隔離的製程空間1200a的下部側。這時，氣密元件1202介於上端部1201的上面與安放環7200的下面之間，維持氣密。
安放環7200的內側，支撐晶圓W的底面的多個支撐銷7210向安放環7200的中心方向突出形成。第19圖中例示了支撐銷7210的個數為三個，但可變形實施。
基座1100的上面可形成狹縫形狀的槽1110，支撐銷7210位於槽1110的內部的狀態下向上移動時，藉由支撐銷7210支撐晶圓W的底面，與晶圓W一起向上移動。
安放環7200的下部設有擋板6500，擋板6500具有沿著圓周週邊均勻形成環狀，以使製程氣體均勻通過的孔6510，通過擋板6500的孔6510的製程氣體通過位於所述製程腔室下部的排氣口1500排出。
擋板6500位於基座1100的外側周圍，被下部機殼1200掛住外側邊緣。
製程過程中，如第16圖所示，上部機殼1300與安放環7200及下部機殼1200相互接觸，隔離晶圓W的上部空間1300a與下部空間1200a。
這種狀態下，如第17圖所示，驅動部1330作動時，與軸1335一起以波紋管形狀構成的上部機殼1300被壓縮，其下端部1301向上方移動。
之後，如第18圖所示，向上移動轉盤7000時，安放環7200及晶圓W與轉盤7000一起向上移動，晶圓W與基座1100的上面隔離。
在第18圖的狀態下，旋轉轉盤7000，把晶圓W移送到下一個腔室後，完成對晶圓W的必要處理。
如前所述，藉由較佳實施例詳細說明了本發明，但本發明並不限定於前述的實施例，在申請專利範圍與發明的詳細說明及附圖的範圍內，可變形為多種形式實施，均屬於本發明的範圍。
100‧‧‧第1腔室
110、210‧‧‧基座
120、220‧‧‧下部機殼
130、230‧‧‧上部機殼
131、231‧‧‧固定部
132、232‧‧‧移動部
133、233‧‧‧驅動部
120a、130a、220a、230a‧‧‧內部空間
140、240‧‧‧提升銷
150、250、810‧‧‧排氣口
160、260‧‧‧噴頭
161、261‧‧‧緩衝空間
200‧‧‧第2腔室
610‧‧‧下部板
620‧‧‧上部板
630‧‧‧側面機殼
700‧‧‧轉盤
710‧‧‧孔
720‧‧‧安放環
800‧‧‧連接空間部

Claims (24)

  1. 一種半導體晶圓的連續處理裝置，包括藉由多個製程處理晶圓的多個腔室，其中：所述多個腔室中的一個以上的腔室，包括：基座，為製程過程中支撐晶圓而固定設置；下部機殼，固定設置在所述基座的外側，在所述晶圓的下部形成隔離的製程空間；上部機殼，在所述晶圓的上部形成隔離的製程空間而上下移動；轉盤，設在所述上部機殼與所述下部機殼之間，並形成露出所述基座上部的孔，因應所述多個腔室之間移送所述晶圓而旋轉，在所述基座的上部使所述晶圓上下移動；以及安放環，插入所述孔的上方並能脫離，以安放所述晶圓。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述多個腔室中的一個是裝載及卸載腔室，從外部裝載晶圓，以及向外部卸載處理完的晶圓。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述下部機殼提供所述轉盤接觸上端的狀態下被隔離的製程空間的下部側；所述上部機殼提供其下端部向下移動而接觸所述轉盤的上部而被隔離的製程空間的上部側。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述下部機殼提供所述安放環接觸上端的狀態下被隔離的製程空間的下部側；所述上部機殼提供其下端部向下移動而接觸所述安放環的上部並被隔離的製程空間的上部側。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述基座在藉由所述轉盤移送的所述晶圓因所述轉盤的向下移動而位於上部的狀態下，以設定的製程溫度加熱所述晶圓。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所 述腔室具備提升銷，以支撐所述晶圓的底面，把所述晶圓安放到所述安放環。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述多個腔室中，根據製程氣體處理晶圓的製程腔室，具有位於所述製程空間的上部側的噴頭；所述噴頭，設在流入氣體的緩衝空間，在所述緩衝空間向晶圓均勻形成多個向下的噴射口。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述安放環採用階梯形狀，使所述晶圓向內側安放。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述安放環上沿著外周形成多個供所述製程氣體通過的氣體通孔。
  10. 依據申請專利範圍第8項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述多個腔室中根據製程氣體處理晶圓的製程腔室中具備提升銷，在所述基座的外側上下移動，支撐安放所述晶圓的安放環的底面，使所述安放環從所述孔向上脫離。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述安放環的內側形成多個支撐銷，支撐所述晶圓的底面，向所述安放環的中心方向突出；所述基座的上面形成狹縫形狀的槽，在所述基座的上面插入所述支撐銷，使其能夠上下移動。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述安放環由非金屬材質形成。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述安放環由陶瓷材質形成。
  14. 依據申請專利範圍第5項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述製程腔室的製程空間的上部側具備上部加熱器，在製程中加熱所述晶圓的上部。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述上部加熱器的下部具有緩衝空間，供流入製程氣體；噴頭，在所述緩衝空間向晶圓形成多個向下的均勻噴射口； 所述上部加熱器加熱流入所述緩衝空間的製程氣體。
  16. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，還包括：多個滾軸，所述轉盤旋轉時，所述滾軸接觸所述轉盤底面的邊緣部分。
  17. 依據申請專利範圍第16項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述轉盤的底面形成收容槽，所述轉盤向下移動時，所述收容槽收容所述滾軸的一部分。
  18. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述安放環的下部具有環狀的擋板，該擋板具有沿圓周周長均勻形成使製程氣體均勻通過的孔；通過所述擋板的孔的製程氣體係通過所述製程腔室下部的排氣口排出。
  19. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述上部機殼包括：固定部，固定在一上部板上；移動部，在所述固定部的下側上下移動，與所述轉盤的上面接觸。
  20. 依據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，其中，所述上部機殼以波紋管形狀構成，其下端部根據驅動部上下移動，在所述晶圓的上部形成被隔離的製程空間。
  21. 一種半導體晶圓的連續處理方法，係利用申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的連續處理裝置，該方法包括：第1步驟，把晶圓裝載到所述多個腔室中的第1腔室；第2步驟，把所述晶圓依序移動到同第1腔室以圓形佈置的第2至第5腔室並處理所述晶圓，但在第2至第5腔室處理所述晶圓時，所述晶圓係在被所述上部機殼隔離的製程空間內的上部側向下移動處理；第3步驟，在所述第5腔室處理所述晶圓後，把所述晶圓移送到外部並卸載；所述晶圓安放於安放環的狀態下，藉由所述轉盤的上下移動及旋轉，完成所述第1腔室至第5腔室之間的移送。
  22. 依據申請專利範圍第21項所述的方法，其中於所述第3步驟，把所述第5腔室內處理的所述晶圓移送到所述第1腔室並冷卻後，把所述晶圓 從第1腔室向外部卸載。
  23. 依據申請專利範圍第21項所述的方法，其中於所述第2步驟，所述第2至第4腔室中製程結束的所述晶圓，在被所述上部機殼隔離的製程空間內，以及所述晶圓與基座的上部隔離的狀態下，待機直到進行製程的腔室結束製程。
  24. 依據申請專利範圍第21項所述的方法，其中於所述第2步驟，所述第2至第5腔室中選擇的一個或兩個以上的腔室，利用位於所述製程空間的上側的加熱器，對於向所述晶圓噴射的製程氣體加熱。
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