TWI416644B - 半導體製造裝置 - Google Patents

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Description

半導體製造裝置
本發明係關於一種半導體製造裝置，且更具體言之係關於一種維護或修理容易以使得由於基座之高溫可快速降低而可提高製造效率之半導體製造裝置。
本發明係關於一種半導體製造裝置，其由於用於加熱半導體之加熱器由外部加熱裝置加熱而可提高製造效率。
包括半導體製造裝置之基座係由加熱器加熱以使得液晶顯示器可維持預定溫度之裝置，其用於LCD CVD之製程中。
近來LCD面板之尺寸變大，且因此，LCD基座之尺寸擴大至超過2米。因此，為了容易地執行對設備之維護及修理，必須快速降低基座之溫度。
近來，若基座需要自325℃降低至100℃，則分別對於第5代基座需8小時，對於第6代基座需12小時，對於第7代基座需18小時。因此，LCD面板之尺寸越大，用於降低溫度之時間越長。
基座之溫度不能快速地降低導致由於維護或修理困難而降低了生產率且增加了成本。
此外，用於在製造半導體之製程期間加熱半導體之金屬加熱器具有以下問題：表面被用於在高溫下原位清潔製程(使用預定週期而用於清潔設備之步驟及用於減少清潔 時間之方法)中之氣體的氟離子腐蝕。
此外，當使用氮化鋁加熱器時，熱衝擊非常強，且因此其可能在製程期間或在溫度上升或下降時破損。
此外，由於ALN加熱器非常昂貴而可導致成本上升。
上述問題導致在用於在高溫下製造半導體之製程期間出現異物，因為不能應用原位CLN(清潔)方法。此外，由於腔及加熱器直接應用原位CLN進而導致時間損失，所以降低了生產率。
為了解決上述問題，建議使用ALN加熱器來替代金屬加熱器，然而，由於ALN加熱器非常昂貴而導致成本增加且其使用期限可能變短。
已發明本發明來克服上述問題，本發明之目的在於用於LCD CVD之製程之基座之溫度可快速降低，使得可提高生產率且可降低成本。
本發明之另一目的在於藉由外部加熱部件來加熱用於加熱半導體之加熱器，使得可提高生產率。
為了實現上述目的，本發明提供一種半導體製造裝置，其包含：一基座主體；一循環型冷卻管，其用於循環冷卻空氣，其具有用於自外部供應裝置將冷卻空氣供應至基座主體的一入口，及用於將來自入口而在整個基座主體中循環之冷卻空氣排出的一出口；及一加熱器，其用於加熱主體以保持LCD之溫度，其中該加熱器安置在主體之最低 部，藉由一第一罩蓋而不會接觸到冷卻管，其中該冷卻管安置在用於覆蓋加熱器之第一罩蓋之上部，且經安置以順應加熱器之位置，其中該冷卻管經安置以由一第二罩蓋覆蓋，其中該第二罩蓋經安置而在其上具有一第三蓋罩，以防止在冷卻管中循環之冷卻空氣的溫度由於加熱器之操作而快速上升。
冷卻管由銅(Cu)或不鏽鋼(Sus)製成，因此熱傳遞及抗腐蝕性及耐熱性質良好，且由於其安置在基座之主體中且加熱器安置在其下方而不存在磁性。
冷卻管並不限制其外部形狀及用於流動冷卻空氣之線路，且其中冷卻空氣係無害氣體、He、PCW(製程冷卻空氣)及Galden等物質中的一種。
基座不包含冷卻管，使得冷卻空氣直接在第二蓋罩中循環。
為了實現上述目的，本發明提供一種半導體製造裝置，其包含：一噴頭，其用於供應用於製造半導體之氣體；一處理腔，其用於使用來自噴頭之氣體來執行製造半導體之製程；一真空管線，其用於排出在製造半導體之製程期間出現的氣體；一乾燥泵，其用於抽吸空氣以將膜沈積至處理腔中之半導體(PE-CVD製程)；一節流閥，其附接在真空管線處以控制自處理腔流入真空管線之空氣的壓力；一隔離閘門閥；一加熱部件，其安置在處理腔中以加熱半導體；一外部加熱部件，其用於將加熱氣體供應至腔中之加熱部件；以及一氣體供應器，其用於將氣體供應至外部 加熱部件。
外部加熱部件具有：一加熱器，其用於加熱自氣體供應器供應之氣體；一溫度控制器，其用於控制加熱器所加熱之氣體之溫度；以及一加熱氣體流動管線，其用於將加熱氣體供應至加熱部件。
自外部加熱部件供應至加熱部件之氣體係例如N2、He之惰性氣體或空氣，且由加熱器在外部加熱部件中加熱，且藉由溫度控制器控制以具有50℃～1,200℃的範圍。
加熱部件由材料ALN、Sus、英高鎳(Inconel)及銅製成。
加熱部件在其流動線路處具有溫度感測裝置。
加熱部件並不限制其外部形狀及線路形狀。
如圖1至圖3中所示，液晶顯示器基座10包含一用於循環冷卻空氣之循環型冷卻管20及一用於加熱主體11以保持LCD之溫度的加熱器30，其中循環型冷卻管20具有：一入口21，其用於自未圖示之外部供應裝置將冷卻空氣供應至基座主體11；及一出口22，其用於將來自入口21在整個基座主體11中循環之冷卻空氣排出。
加熱器30安置在主體11之最低部藉由一第一蓋罩31而不會接觸冷卻管20。冷卻管20安置在用於覆蓋加熱器30之第一蓋罩31的上部，且經安置以順應加熱器30之位置。
冷卻管20經安置由一第二蓋罩32覆蓋。第二蓋罩32經安置而在其上具有一第三蓋罩33，以防止在冷卻管20中循環之冷卻空氣的溫度由於加熱器30之操作而快速上升。
如圖4中所示之冷卻管20並不限制其外部形狀及用於流動冷卻空氣之線路(例如圓形或方形)，且經安置而具有分離之為管形狀的入口21及出口22。在圖4中展示方形之冷卻管20。
冷卻管20由銅(Cu)或不鏽鋼(Sus)製成，因此熱傳遞及抗腐蝕性及耐熱性質良好，且由於其安置在基座10之主體11中且加熱器30安置在其下方而不存在磁性。
具有上述結構之本發明在藉由自外部供應裝置穿過入口21供應冷卻空氣(例如無害氣體、He、PCW(製程冷卻空氣)及Galden之冷卻物質)的處理之後在以下狀況時操作：在加熱器30操作以保持LCD之溫度的同時出現例如過熱之異常狀態時；及需要對設備進行維護或修理時。
因此，冷卻空氣藉由冷卻管20在基座10中循環，使得基座10之溫度降低。在循環以降低基座10之溫度之後，冷卻空氣穿過出口22排出。
因為第一蓋罩31將來自加熱器30之熱量與冷卻空氣隔離，所以防止在冷卻管20中流動之冷卻空氣的溫度快速上升。亦由於覆蓋冷卻管20之第二蓋罩32及第三蓋罩33隔離了外部空氣而防止冷卻空氣的溫度快速上升。因此，基座10之溫度可快速降低。
在藉由冷卻空氣在冷卻管20中流動而降低基座10之溫度之後，執行對設備之維護或修理。
同時，本發明之基座10可不包含冷卻管20。在此狀況下，冷卻空氣直接在第二蓋罩32中循環。即，第二蓋罩32用以替代冷卻管20來循環冷卻空氣。
詳細描述本發明之另一實施例
如圖5及圖6中所示，根據本發明之半導體製造裝置包含：一噴頭40，其用於供應用以製造半導體(晶圓)之氣體；一處理腔50，其用於使用來自噴頭40之氣體來執行製造半導體之製程；一真空管線(管)60，其用於排出在製造半導體之製程期間出現的氣體；乾燥泵70，其用於抽吸空氣以將膜沈積至處理腔50中之半導體(PE-CVD製程)；一節流閥61，其附接在真空管線60處以控制自處理腔50流入真空管線60中之空氣的壓力；一隔離閘門閥62；一加熱部件80，其安置在處理腔50中以加熱半導體；一外部加熱部件90，其用於將加熱氣體供應至腔50中之加熱部件80；及一氣體供應器100，其用於將氣體供應至外部加熱部件90。
外部加熱部件90具有用於加熱自氣體供應器100供應之氣體之一加熱器102及用於控制加熱器102所加熱之氣體之溫度的一溫度控制器103。
此外，外部加熱部件90具有用於將加熱氣體供應至加熱部件80之一加熱氣體流動管線111。
自外部加熱部件90供應至加熱部件80之氣體係例如 N2、He之惰性氣體或空氣，且由加熱器102在外部加熱部件90中加熱，且經由溫度控制器103控制以具有50℃～1,200℃的範圍。
加熱部件80由材料ALN製成，且具有用於循環及排出加熱源(例如來自外部加熱部件90之加熱氣體)的一經加熱氣體流動線路113。
此外，加熱部件80在其流動線路113及加熱部件80處具有溫度感測裝置114及115，以用於感測循環經加熱氣體之加熱部件80的溫度。因此，溫度控制器103基於所感測之溫度來控制外部加熱部件90所加熱之加熱氣體的溫度。
此外，加熱部件80由材料Sus、英高鎳、銅等製成。
現在，將解釋根據本發明之具有上述結構之半導體製造裝置之操作。
在將氣體自噴頭40供應至處理腔50的同時執行製造半導體之製程。藉由節流閥61來控制在製造半導體之製程期間在腔50中出現之氣體的壓力，且經由真空管線60排出該氣體。經由泵70之抽吸將膜沈積在腔50中所製造之半導體上。即，對半導體執行PE-CVD製程。
此時，自外部加熱部件90經由管線111供應之經加熱氣體在加熱部件80之線路113中循環(流動)，使得半導體被加熱。在線路113中循環之經加熱氣體被排出至外部。
同時，如圖7a至圖7f中所示，加熱部件80並不限制 其形狀，例如圓形或方形。然而，加熱部件80之形狀應基於自外部加熱部件90供應之經加熱氣體之溫度或持續時間來設計，使得加熱溫度係恆定的。
即，線路113基於半導體之溫度根據製程而不等而具有不同形狀以維持特定溫度。
本發明具有以下優點。
第一，因為基座之溫度可藉由冷卻空氣在冷卻管中流動而快速降低，所以維護或修理係容易的。
第二，因為對設備之維護或修理容易，所以成本可降低且生產率可提高。
第三，因為經由外部加熱部件來加熱由抗氟之氮化鋁製成之加熱器，所以生產率可提高。
10‧‧‧基座
11‧‧‧基座主體
20‧‧‧冷卻管
21‧‧‧入口
22‧‧‧出口
30‧‧‧加熱器
31‧‧‧第一蓋罩
32‧‧‧第二蓋罩
33‧‧‧第三蓋罩
40‧‧‧噴頭
50‧‧‧處理腔
60‧‧‧真空管線
61‧‧‧節流閥
62‧‧‧隔離閘門閥
70‧‧‧乾燥泵
80‧‧‧加熱部件
90‧‧‧外部加熱部件
100‧‧‧氣體供應器
102‧‧‧加熱器
103‧‧‧溫度控制器
111‧‧‧加熱氣體流動管線
113‧‧‧加熱氣體流動線路
114‧‧‧溫度感測裝置
115‧‧‧溫度感測裝置
圖1係用於根據本發明之半導體製造裝置之液晶顯示器之後視圖；圖2係圖1之平面視圖；圖3係圖1之截面視圖；圖4係根據本發明之另一實施例之LCD基座之截面視圖；圖5係根據本發明之另一實施例之對晶圓加熱之概念圖；圖6係圖5之結構圖；以及圖7a至圖7f係圖5及圖6之加熱部件之若干結構圖。
10‧‧‧基座
11‧‧‧基座主體
20‧‧‧冷卻管
30‧‧‧加熱器
31‧‧‧第一蓋罩
32‧‧‧第二蓋罩
33‧‧‧第三蓋罩

Claims (6)

  1. 一種半導體製造裝置，其包含：一基座主體(11)；一循環型冷卻管(20)，其用於循環一冷卻空氣，其具有一用於自一外部供應裝置將一冷卻空氣供應至一基座主體(11)的入口(21)，及一用於將來自該入口(21)在整個基座主體(11)中循環之該冷卻空氣排出的出口(22)；以及一加熱器(30)，其用於加熱該主體(11)以保持LCD之溫度，其中該加熱器(30)安置在該主體(11)之最低部藉由一第一罩蓋(31)而不會接觸該冷卻管(20)，其中該冷卻管(20)安置在用於覆蓋該加熱器(30)之該第一罩蓋(31)的上部，且經安置以順應該加熱器(30)之位置，其中該冷卻管(20)經安置以由一第二罩蓋(32)覆蓋，其中該第二罩蓋(32)經安置而在其上具有一第三蓋罩(33)，以防止在該冷卻管(20)中循環之該冷卻空氣由於該加熱器(30)之操作而快速上升。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該冷卻管(20)由銅(Cu)及不鏽鋼(Sus)中之一者製成，因此熱傳遞及抗腐蝕性及耐熱性質良好，且由於其安置在基座(10)之該主體(11)中且該加熱器(30)安置在其下方而不存在磁性，其中該冷卻管(20)並不限制其外部形狀及用於流動冷卻空氣之線路，且其中該冷卻空氣係一無害氣體、He、PCW(製程冷卻空氣)及Galden等物質中的一種。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該基座(10)不包含該冷卻管(20)，使得該冷卻空氣直接在該第二蓋罩(32)中循環。
  4. 一種半導體製造裝置，其包含：一噴頭(40)，其用於供應一用於製造半導體之氣體；一處理腔(50)，其用於使用來自該噴頭(40)之該氣體來執行製造該半導體之製程；一真空管線(60)，其用於排出在製造該半導體之該製程期間出現的該氣體；一乾燥泵(70)，其用於抽吸一空氣以將一膜沈積至該處理腔(50)中之該半導體(PE-CVD製程)；一節流閥(61)，其附接在該真空管線(60)處以控制自該處理腔(50)流入該真空管線(60)之該空氣的壓力；一隔離閘門閥(62)；一加熱部件(80)，其安置在該處理腔(50)中以加熱該半導體；一外部加熱部件(90)，其用於將加熱氣體供應至該腔(50)中之該加熱部件(80)；以及一氣體供應器(100)，其用於將一氣體供應至該外部加熱部件(90)。
  5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該外部加熱部件(90)具有：一加熱器(102)，其用於加熱自該氣體供應器(100)供應之該氣體；一溫度控制器(103)，其用於控制該加熱器(102)所加熱之該氣體之溫度；以及一加熱氣體流動管線 (111)，其用於將該加熱氣體供應至該加熱部件(80)，其中自該外部加熱部件(90)供應至該加熱部件(80)之該氣體係惰性氣體N2、He或空氣，且由該加熱器(102)在該外部加熱部件(90)中加熱，且藉由該溫度控制器(103)控制以具有50℃~1,200℃的範圍。
  6. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該加熱部件(80)由材料ALN、Sus、英高鎳(Inconel)及銅中之一者製成，其中該加熱部件(80)在其流動線路(113)處具有溫度感測裝置(114及115)，其中該加熱部件(80)並不限制其外部形狀及該流動線路(113)之形狀。
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