TW300315B - - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 —____B7_ 五、發明説明（1 ) 1 .發明領域 本發明係有關一真空處理裝置*其中，即使在將物件 置於真空逆向腔中冷卻之情形下，可避免製程物件及粒子 製造的污染以改良產量，且可使用真空逆向腔K預熱物件 及冷卻經加工之物件。 2 .相關技藝之資訊 在用於半導體設備之製造方法中，作為處理檫的之半 導體晶片適用於不同的方法，如薄膜製成法、氧化、摟雜 、軔化、蝕刻等。已提出某些真空處理裝置（如日本專利申 請案KOKAI公開第3-19252、4-133422號等案改善加工 方法的產董、避免粒子之產生，及節省空間。 在這些真空處理裝置中，其内壓可回復至大氣壓水平 之逆向腔；可連接至用Μ進行預設加工之晶片的真空處理 腔。可經由真空逆向腔而將晶片送入或送出真空處理腔。 在某些真空處理腔中，真空逆向腔具有一供冷卻一經 處理高溫晶片的冷卻板。據此種真空處理裝置，將經處理 之晶片置於冷卻桌上，並提供鈍氣至真空逆向腔Μ使得當 晶片冷郤時；其内壓回復為大氣壓之水平。因此*可迅速 將經處理之高溫晶Η帶入化學穩定狀態，而無法鞋易地與 大氣反應，如此，改善產量。 當在此種型態之真空處理裝置冷郤晶片時，以晶片的 整艏表面與板Μ平面接觸之方式將晶片置於真空逆向腔的 冷郤桌上，若冷卻桌由金颶裂成，則晶Η之金靥薄膜等物 與板之金屬進行一化學反應，如此可能造成晶片的污染。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 訂 -4 - 315 A7 B7 五、發明説明（2 ) 若快速冷郤該晶片*在某些情形下，其等可能會稍撤 彎曲及易受軽徹振動。輕徹振動造成晶片磨擦冷郤桌，而 產生該粒子。這些粒子附於晶片，可能造成瑕疵及低產童 0 再者，為改巷產量，有必要此使用一真空逆向腔以預 熱未經處理物件及冷郤已處理之物件。 兹昍搞萆 本發明係有關一真空處理裝置，其中，可避免製程物 件及粒子製造的污染Μ改良產量，即使在將物件置於真空 逆向腔中冷卻之情形下，且可使用真空逆向腔以預熱物件 及冷卻經加工之物件。 爲逹上述之目的，根據本發明之第一真空處理裝置配 置；有許多適合方法目的之預定方法的真空逆向腔，並包 含：逆向腔，其在實質真空狀態下，傳送物件至真空處理 腔；並實質上在大氣壓狀態下自真空處理腔接收已處理物 件、在真空逆向腔中冷卻已處理物件的冷卻桌、及支撐元 件，其設計爲以物件與板之預定溝支撐物件於冷郤桌上。 因此，在真空逆向腔中之供冷卻本方法之經處理物件 具有許多支撐元件*其等以物件與板間預定之溝支撐物件 ，如此，冷郤該經處理之物件而無須直接與冷卻桌接觸。 據此，處理之物件與冷卻桌之間的平面接觸不會導致化學 反應，如此物件不致被污染，即使物件因快速冷卻會彎曲 並輕撤振動，更甚者，它不會磨擦冷卻桌，所Μ *不致產 生粒子。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 淨-- -* (請先閲讀背面之注意事項再{..4-本頁 、vs 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 -5 - B7 五、發明説明（3) 根據本發明之第二真空處理裝置，其具有供在預定方 法進行處理物件的許多真空處理腔，並包含：一真空逆向 腔，其供傳送在實質真空狀態下的物件至真空處理腔；並 在大氣壓下自真空處理腔接收已處理之物件、一冷卻桌， 其供在真空逆向腔冷卻該經處理物件、預熱工具，其設置 在冷卻桌上Μ預熱該未經處理之物件。 Μ此安排，真空逆向腔可用Μ預熱該未經物件，且用 Μ冷卻該已處理之物件，如此，可改良其產量。 匾示簡要說明 第1圖為根據本發明之一實施例之真空處理裝置之真 空逆向腔之剖面圖； 第2圖為顯示第1圖中之真空逆向腔之冷卻桌之主要 部件的放大剖面圖； 第3圖為顯示第1圖中之真空逆向腔之冷郤桌的平面 圖； 第4圖為顯示真空逆向腔中之可提起的晶片支撐的遠 視圖； 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 第5圖爲圖例顯示真空處理裝置之外觀的平面視圖； 第6圖為第5圖中之真空處理裝置之遠視圖； 軟住啻掄俐：>註细說明 參考圖示詳細說明根據本發明一實施例之具許多真空 逆向腔的多腔真空處理裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -6 - A7 B7 五、發明説明（4 ) 在顯示真空處理裝置外觀之第5及6圖中，數字1檷 示包含一承載腔之第一傳輸腔。經由第一及第二閘閥G1及 G2，第一及第二匣腔2A及2B各別連接至傳輸腔1之相反端 。每一匣腔包含一匣3，其儲存有許多（如，25)處理之物 件，如Μ預定間隔（如，5ram間隔）安排的半導體晶片W。 分別具供外部通道之有閘閥G3及G4的匣腔2A及2B。YY 在每一匣腔中安排有一匣傳送機制4及一可提起的匣平臺 5，傳送機制4包含一U形臂4a，其可支撐匣3並保持晶 H W為水平，且係用以將匣3經閘閥G3或G4而帶入或帶出 匣腔。匣平塞5可由臂4a接收匣3並支撐之，如此，其高 度係可調整的。苐一傳輪腔1及匣腔2A與2 B係各別與 氣體供應管線6相連接，經該管線可將如氖氣之鈍氣送入 腔中。如此，該等腔係處在鈍氣環境，其係控制在大氣壓 下（正常壓力）或由壓力規則器（未示出）造成之高壓。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 設置在第一傳铺腔1者係供對準每一晶片W中央及方 向平坦之第一傳輸機制7及中一旋轉平臺8。旋轉平臺8 ，及第一傳輸腔7與供偵測每一晶片W周緣部份之位置的 光學感應器，構成一晶片對準機制。如若發現晶片W之中 央镉離旋轉平塞8，可藉由第一傳輪機制7改善其晶片位 置*第一傳輪機制7包含一以水平方向旋轉之可收縮的多 接點臂9，及一位於臂9遠端之尖狀工具10,尖狀工具10 具經其等以支撐晶片W之凹洞10a，該晶片W在第一或第二 匣腔2A或2B之匣3、旋轉平臺8，及第一及第二真空逆向 腔11A及11B間被傳輪。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 Ί 一 B7 五、發明説明（5 ) 經閘閥G5及G6,第一及第二真空逆向腔11A及11B分別 連接至第一傅輪腔之後方。如第1圖所示每一真空逆向腔 具有一在其頂部裝設石英玻璃之視窗12,視窗12上有供在 除壓環境下，加熱（預熱）加熱（加熱工具）未經處理晶片hi 至如400至500°C預定溫度之加熱設備13，該加熱設備13包 含一燈套14及許多其中有如鹵素燈形成之加熱燈15，環繞

加熱燈15有一反射器16,藉其，可快速且均勻加熱晶片W 〇 一冷郤桌17位在每一真空逆向腔11a及lib之較低部份 ，桌17係用以冷卻已處理晶片W至如70° C以下之預定溫度， 覺佳爲50至60°C，如此，當以鈍氣將逆向腔之内壓回復至 大氣壓，晶片為化學穩定的且匣3不會受熱影饗。冷郤桌 係如鋁合金之一半徑實質上等於或稍大於每一晶片半徑的 金屬碟。桌17有一附於其較低表面之中央部份的一腳19, 藉此，其與真空逆向腔之基質相分隔，形成具冷卻水通道 之脚18，循環預定溫度如15°C之如纯水之冷卻水經該通道 Μ冷卻冷卻桌，冷卻水循環条統（未示出）連接至通道19。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 如同第2及3圖所示，將三支撐元件20Κ適當或規則 之區間至設置在冷郤桌17之周緣，在此，晶片WM如0·5至 lcm之預定溝被支撐在桌17之上表面。 更特別的，各別形成於支撐元件20相對頂表面之拱形 支撐部21之工具；可支撐晶片W之較低表面的周緣，因此 ，可直接冷卻已處理之晶片而無須直接與冷卻桌接觸，如 此，在晶片W及桌17間的平面接觭不會造成化學反應，且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7_ 五、發明説明（6 ) 如此一來，晶片不會被污染。再者，即使晶片會因急速冷 卻產生些撤彎曲及輕撤振動，但不會磨擦冷卻桌而產生任 何粒子。 再者*供限制晶片周緣水平移動之拱形規則部22由每 一支撐元件20之頂表面向上突起，由於規則部22係沿冷卻 桌周緣適當區間被設置，晶片可容易且準確地Μ晶片W及 桌17間之預定溝被支撐在冷卻桌表面。 支撐元件20由如石英之材料所形成，石英可抗熱且不 會造成晶片之污染。然而，在允許處理物件某些污染之例 中，支撐元件可由如鋁或其他金屬所形成。 支撐部21及規則部22不一定爲拱形，其等可為直線， 若規則部22具一同晶片直徑之拱形服，則必須製造許多態 樣之支撐元件以處理晶片W尺寸（直徑）間之差異。然而， 若規則部22之形狀為直線，所製造之支播元件20僅有一種 ，如此，可節省製造成本，儘管*規則部22可僅Μ垂直設 立，其等較佳具有供定位晶片W之内部漸尖部23。 供裝置支撐元件20之裝配套24係設置在冷卻桌之周緣 ，且如第2圖中所示；每一支撐元件20係藉螺釘25可移動 地附於每一相對應之装配套24上，在此例中，每一形成之 具凸緣部26之支撐元件20,凸緣部26係凹的，已免螺釘25 之頭突出於冷郤桌之較上表面。凸緣部26具有穿過其本身 之螺釘25，相對於螺釘洞27，每一裝配套24具垂直穿過該 桌17之一洞28。一與螺釘25吻合之母螺紋29係形成於洞28 之較上部，使用六角形插座頭螺釘作為螺釘。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -9 - A7 B7_ 五、發明説明（7 ) 一二平臺可提起的晶片撐體30係設置在每一真空逆向 腔，如此設計以在其較高平臺支撐一未處理晶片；及在較 低平臺支撐一已處理晶片，猶如第4圖所示，晶片撐髏30 包含兩環，較高者及較低者，其等之半徑係稍大於冷郤桌 17者，三如石英之供抓持晶片之周緣的固定爪係沿固定區 間Μ圓周方向設置在每一環31之頂部，兩環31係可移動地 装設在一起重捍33。 起重桿33穿過真空逆向腔11a (lib)之基質供不透氣滑 動，並偁合至起重機制34，如此設計之晶片撐體係爲可藉 起重機制所提起的，如此可垂直運動地在第一傳送機制7 (或Μ下所提之第二傳輸機制）之臂與晶片撐體之較高或較 低平臺間傳送晶片。於園周方向偏離冷卻桌17上支撐元件 20之位置處設置固定爪32，Μ免其等干擾支撐元件20,套 35形成於冷卻桌之外圓周表面，在此，使得當晶片撐體傾 斜時，套所相對應之較低環31的固定爪32可Μ移動。在真 空逆向腔中ΙΙΑ(ΙΙΒ)中，當位於較低平臺之晶片W被傳送 至位於冷卻桌17上之支撐元件20M被冷卻，而較低環31延 桌17之外周圓傾斜時，可藉加熱燈15M在較高限制位置加 熱（預熱）位於晶片撐體30之較高平臺的未處理晶片。 真空逆向腔11A(11B>與一排氣管36相連接，該管與 真空幫浦（未示出）連接Μ減少腔中之壓力至預定之1CT3至 1〇_Β之壓力水準。同樣，逆向腔與一氣體供應管37連接， 該管連接至一如気氣之鈍氣源，以回復壓力至正常壓力狀 態。經由閘閥G7及G8，將第二傳翰機制40連接至第一及第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )鐵格（21〇χ赠） _1〇_ Α7 Β7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 二真空逆向腔11A及11B之後方，設置在傳輪腔40的是第二 傳_機制42,其由多接點臂所形成，如用以在真空逆向腔 11A及11B與下述之第一、第二及第三真空處理腔41A、41B 及41C之間傳送晶片。 將第一、第二及第三真空處理腔41A、41B及41C各別 經過閘閥G9、G10及G11;連接至第二傳輸腔40之左、後及 右方。傳輪腔40及真空處理腔41A至41C分別與真空幫浦（ 未示出）相連接以減低腔内之壓力至10-7至10-8 torr之預 定壓力程度。第一真空處理腔41A係用於在如400至500°C 溫度下藉濺鍍法Μ在其上有精密圖案之晶Η上生成鈦薄膜 。第二真空處理腔41Β係用於在如藉由CVD法在精密圖案上 形成鋳薄膜。再者，第三真空處理腔41 C係用Μ蝕刻該铸 層。在此例中*晶片W係連續於第一至第三真空處理腔41Α 至41C中進行不同處理。然而，另外這些腔41Α至41C可設 計作為同樣處理。 K下之敘述係有關本發明之裝置的操作方法，首先， 打開閘閥G3及G4，及將匣3藉由匣傳送機制4之工具送入 第一或第二匣腔2A或2B中；並Η其開口面相對第一傳輪腔 而送入匣平塞5，隨後，關閉閘閥G4及G5，將匣腔2Α及2Β 充Μ鈍氣環境至大氣壓力，再藉由匣平臺5之工具提高匣 3至預定位置。 然後，打開閘閥G1及G2，藉由吸力將匣3中晶片之一 送至第一傳輸機制7之尖狀物10,並將晶H W送入先前已 充滿鈍氣環境之第一傳輪腔1中。更進一步言，晶片W由 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 、νβ 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -11 - ㈣ 315_E__ 五、發明説明（9 ) 吸力被釋出並送至旋轉平臺8，在旋轉平臺上，對準晶片 w之方向平坦部及中央，打開閘閥G5及G6，並將晶片W送入 先前充Μ大氣壓力之鈍氣的第一或第二真空逆向腔11A及 11Β中，並設置於晶片撐體的覺高平臺之上，之後，將在 較低平板上之已冷郤且已處理之晶片由第一或第二真空逆 向腔11Α及11Β傳送至第一傳輪腔1，並送回匣3。 隨後，關閉閘閥G5及G6,將真空逆向腔11A及11B除壓 至如10_3至10_storr之真空程度，且點亮加熱燈15以在30 至60秒內預熱位在晶片撐體30之較高平臺上的晶片W至 如500 ! η，當預熱完成後，移開加熱燈15，打開閘閥G7及 G8JW使先前已減壓至10_7至10—Uorr之真空程度的第二傳 輪腔；與真空逆向腔11A及11B相連接。之後，藉由第二傳 輪機制42，將在真空處理腔41A至41C中已處理之晶片W送 入逆向腔11A或11B中，並將晶片置於晶片撐體30之較低平 臺上。將位於較低平塞上之經預熱之晶片由真空處理腔11A 或11B送出，並送入真空處理腔41A至41CM在其中進行處 理。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當藉由第二傳_機制42送出在晶片撐體42之較高平臺 之晶片W，撐體30傾斜Μ將在較低平臺上之晶片W送入冷卻 桌17上之撐體元件30。然後，關上閘閥G7及G8 ,並供應鈍 氣至真空逆向腔11Α及1 IBM使得當晶Η在30至60秒間被冷 卻至50至70° C時，其内壓回復至大氣壓水準。Μ此方法， 可連續處理匣3中之晶片。 根據上述本實施例之真空處理腔，於真空逆向腔11Α 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -12 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（10) 或11B中在預定縮減壓力預熱該未處理晶片W。Μ此，可去 除晶片表面之水或不純物，且可縮減在逆向腔中提昇晶片 溫度所需之時間，如此，可改善產量及產能。再者，為在 鈍氣環境中冷卻已處理之晶片W，可將已處理之晶片W回復 化學穩定之匣中而避免與大氣反應。由於装置提供有位每 一逆向腔中之兩真空逆向腔11Α及11Β，、三真空處理腔41 Α至41C，及二平臺晶片撐體30,可進一步改良產量。 由於供在真空逆向腔11a及lib中冷郤已處理晶片之 冷部桌具有支撐元件20之支撐部21，其可Μ晶片及桌間之 預定溝支撐晶片，則可直接冷卻已加工晶片W而吳須接觸 冷卻桌。據此，可避免由於與冷卻桌接觸及快速冷卻造成 之搌動而產生晶片之污染，緣此，不會產生粒子。因此， 可改善產量。 再者，支撐元件20具有其各別供限制晶片W之周緣之 蓮動的規則部22，且規則部22係以適當區間設置沿冷郤桌 17之周緣，因此，可輕易地且精確地Μ晶片與桌之間的預 定區間支撐晶片W於冷郤桌上。 因為支撐部21在形狀上係拱形或直線，再者，可減小 與晶片W之接觸區域，如此可均勻加熱晶片W，且可減少或 避免粒子的產生及附著。 必須瞭解本發明不限於上述之實施例，且熟於此技之 人士在不背離本發明精神下可蓮用於許多改變及改良，例 如，匣可位於第一傳輪腔中，或可以使用單一真空逆向腔 以取代兩個真空逆向腔。再者，作為瓖境氣體之鈍氣可在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、ν5 -13 - A7 B7 五、發明説明（11 ) 大氣壓或高壓下傳送，或，例如，亦可以完全不含水之清 潔空氣取代之，再者，除気氣外，氣氣、氖氣、二氧化碳 等皆可作為鈍氣。 真空處理腔之數目可爲二、四或更多，真空處理腔可 用於不同之方法，如氧化、攙雜、靭化、蝕刻等，且根據 本發明之該真空處理裝置可廣泛應用於包含前述方法之許 多方法。 供支撐晶圓之支撐元件20可由如二氧化钛（TiOa)、石 英及陶磁之爲基質之經鍛燒無空洞材料所製成。在允許處 理之物件具些許污染之例中，如前所述，支撐元件可為錯 或其它材料所製成，除半導體晶片外，LCD基材及其等皆 可作為處理之物件。 彳 I—-ιί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 14 一 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（12 ) 元件標號對照表 1 , 40-傳輸腔 18- 腳 2 A ，2 B _匣腔 19- 通道 3 - 匣 20- 支撐元件 4 - 傳送機制 21- 支撐部 4 a -U形臂 22- 規則部 5 - 匣平臺 23- 漸尖部 6 — 氣體供應管線 24- 裝配套 7, 42-第一傳輸機制 25- 螺釘 8 - 旋轉平臺 26- 凸緣部 9 - 臂 27- 螺釘洞 10- 尖狀工具 28- 洞 10a- -凹洞 29- 母螺釘 11A, 11B-真空逆向腔 30- 晶片撐髏 12- 視窗 31- 環 13- 加熱設備 32- 固定爪 14- 燈套 33- 起重捍 15- 加熱燈 34- 起重機制 16 — 反射器 41A, 41B,41C- 17- 冷卻桌 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -15 -

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 ·—種真空處理装置，其具有許多供Μ預定處理方法進 行處理物件之真空處理腔，其包含： —真空逆向腔，其傳_一處於實質真空狀態之物件 至一真空處理腔，並自真空處理腔中接收一實質處於 大氣壓下之已處理物件； —冷卻桌，其供於真空逆向腔中冷卻該已處理之物 件；及 支撐元件，其設置係Μ物件與桌之間的預定溝以支 撐物件於冷卻桌上。 2·如申請專利範圍第1項之真空處理裝置，其中，每一 該支撐元件包含一形成於冷卻桌表面之突起Μ支撐物 件。 3. 如申請專利範圍第丨項之真空處理裝置，其中，每一 該支撐元件包含一供限制物件沿直徑之蓮動的規則部 〇 4. 如申請專利範圍第i項之真空處理装置，其中，該支 撐元件係由石英形成。 5. —真空處理裝置，其具有許多供以預定方法進行處理 進物件之真空處理腔，其包含： —真空逆向腔，其傳蝓一處於實質真空狀態之物件 至一真空處理腔，並自真空處理腔中接收一實質處於 大氣壓下之已處理物件； 一冷郤桌，其供於真空逆向腔中冷郤該已處理之物 件；及 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -装- 訂 • L. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Α8 BS C8 D8 '申請專利範圍 預熱工具，其設置在冷卻桌上Μ預熱該未處理之物 件° 6.如申請專利範圍第5項之真空處理裝置，其更包含一 供在真空逆向腔中支撐該未處理物件之第一環形支撐 部，及一供在真空逆向腔中支撐該已處理之物件的第 二環形支撐部 7 .如申請專利範圍第5項之真空處理裝置，其中，每一 該第一及第二環形支撐部包含突出部，其設置用於Μ 物件與支撐部間之預定溝支撐物件。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. Τ-訂 ▲ 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210Χ297公釐） -17 -