TWI462145B - 直立式熱處理裝置及直立式熱處理方法 - Google Patents

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Description

直立式熱處理裝置及直立式熱處理方法
本發明係關於一種直立式熱處理裝置及直立式熱處理裝置方法。
本申請案係根據2007年2月14日申請之日本專利申請案第2007-33665號及2007年7月27日申請之日本專利申請案第2007-195591號，該等申請案之全部內容以引用的方式併入本文中。
在半導體晶圓製造中，會向各半導體晶圓(基板)提供各種程序(包括氧化、膜形成等)，且一直運用(例如)可採用一批次式方式處理多片晶圓的一直立式熱處理裝置(或半導體製造裝置)作為一用於執行此類程序之裝置(例如參見專利文件1)。該直立式熱處理裝置在一直立式加熱爐下面包括一載入區域(傳送區域)，該直立式加熱爐在其底部部分具有一爐埠。在該載入區域內，一晶舟(或基板保持工具)係經由一絕熱座而固定於一蓋子上，該蓋子係調適以開啟及關閉該爐埠。該晶舟用以在其內接收並保持多片(例如100至150片)晶圓，各晶圓具有一較大尺寸，例如一300 mm直徑。此外，還在該載入區域內提供一升降機構與一載入機構，該升降機構係用於藉由升高及降低該蓋子來相對於該加熱爐搬入及搬出晶舟，而該載入機構係用於在晶舟與一其內包含複數個晶圓之載具(或容器)之間載入或傳送該等晶圓。
該晶舟係由相當昂貴的石英製成。該等晶圓也較昂貴，因而生產成本隨著該等處理步驟進展而遞增。據此，必需加倍小心地實施該些組件或材料之處理。
然而，在上述批次式半導體製造裝置中，裝置構造在軟體及硬體條件上提出各種限制，如此使得難以使該裝置更適合於一防地震構造或防地震功能，從而目前無法充分應對地震相關問題。因而，當一地震發生而該裝置經歷一更大搖動時，可能會傾向於引起晶舟傾倒與晶舟及晶圓嚴重斷裂，從而引起徹底損壞。
為了解決該些問題，在專利文件1所述直立式熱處理裝置中，運用一結構，其係用於藉由使用一基板保持固定部件來相互連接並固定基板保持工具之一底板與絕熱座。
專利文件1：日本第3378241號專利公報
在該等直立式熱處理裝置中，已知該等運用所謂雙晶舟系統的裝置。此直立式熱處理裝置運用兩個晶舟並包括一晶舟機台與一晶舟載具機構，該晶舟機台係調適以在其上放置晶舟以便執行載入晶圓，而該晶舟載具機構係調適以在該晶舟機台與該絕熱座之間搬運晶舟。在此一直立式熱處理裝置中，當該等晶舟之一係搬入該加熱爐內並經歷一熱程序時，放置於該晶舟機台上的另一晶舟可用於載入半導體晶圓於其內。
然而，在運用此一雙晶舟系統之直立式熱處理裝置中，在該絕熱座上替換該等兩個晶舟使得難以實現用於藉由使用該基板保持工具固定部件來連接並固定該基板保持工具 至該絕熱座之結構。因而，存在經歷諸如地震等外力時，固定於絕熱座上晶舟、放置於晶舟機台上晶舟以及晶舟載具機構上晶舟可能掉落之風險。先前，本申請人已申請"直立式熱處理裝置及直立式熱處理方法"，本發明係意在防止放置於絕熱座上晶舟與晶舟機台上晶舟傾倒。
鑒於上述情形作出本發明，因此其一目標係提供一種直立式熱處理裝置及直立式熱處理方法，其可在採用一雙晶舟系統形式時藉由運用一簡單結構來防止諸如地震等外力引起放置於晶舟載具機構上晶舟傾倒。
本發明係一種直立式熱處理裝置，其包含：一加熱爐，其具有一形成於其一底部部分之爐埠；一對基板保持工具，各調適以一多層方式保持多個基板並經組態用以搬入該加熱爐內以便提供一加熱程序至該等基板；一蓋子，其係調適以關閉該加熱爐之爐埠；一絕熱座，其係設於該蓋子上；一升降機構，其係調適以升高及降低該蓋子；一基板保持工具機台，其係相鄰於一在該加熱爐正下方的位置而設置；及一基板保持工具載具機構，其係調適以在該絕熱座上的一位置與在該機台上的一位置之間搬運該對基板保持工具之各基板保持工具，其中設置一調適以防止各基板保持工具傾倒之防傾倒部件至該基板保持工具載具機構。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂 板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，且其中該防傾倒部件包括一限制件，其係經組態用以在一間隙下與該支撐零件所支撐之底板之一頂面相對。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中該防傾倒部件進一步包括一驅動單元，其係調適以橫向突出並縮回該限制件。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，且其中該防傾倒部件包括一頂板按壓零件，其係設置以在該支撐零件後面向上延伸並調適以按下該基板保持工具之頂板。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一限制凹槽係形成於該基板保持工具之底板之頂面內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係經組態用以在一較小間隙下與該限制凹槽相對。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具 具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一對平行橫孔係形成於該基板保持工具之底板之兩側部分內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係分別經組態用以插入該等橫孔內。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一對側凹槽係形成於該基板保持工具之底板之兩側面內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係分別經組態用以插入該等側凹槽內。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一直立孔係形成於該基板保持工具之底板內，且其中該防傾倒部件係由一限制突出物所組成，該限制突出物係從該支撐零件之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下適配於該直立孔內。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保 持工具之底板形成為一環狀形狀，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一直立孔係形成於該基板保持工具之底板內，且其中該防傾倒部件係由複數個限制突出物所組成，各限制突出物係從該支撐零件之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下與該環狀底板之內圓周壁相對。
本發明係一種直立式熱處理方法，其包含以下步驟：經由一絕熱座，在一調適以關閉一加熱爐之一爐埠之蓋子上，放置以一多層方式保持多個基板的一基板保持工具，然後升高該蓋子以便將該一基板保持工具搬入該加熱爐內；在該加熱爐內向該等基板執行一加熱程序；在用於該等基板之加熱程序期間，載入其他基板於放置於一基板保持工具機台上的另一基板保持工具；及藉由使用一基板保持工具載具機構，使用放置於該基板保持工具機台上的該另一基板保持工具替換放置於在該熱程序之後要從該加熱爐搬出的該加熱模具上的該一基板保持工具，其中該基板保持工具載具機構包括一防傾倒部件，藉此可搬運各基板保持部件，同時可藉由該防傾倒部件來防止該一基板保持工具傾倒以及該另一基板保持工具傾倒。
本發明係上述直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，且其中該防傾倒部件包括一限 制件，其係經組態用以在一間隙下與該支撐零件所支撐之底板之一頂面相對。
本發明係上述直立式熱處理方法，其中該防傾倒部件進一步包括一驅動單元，其係調適以橫向突出並縮回該限制件。
本發明係上述直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，且其中該防傾倒部件包括一頂板按壓零件，其係設置以在該支撐零件後面向上延伸並調適以按下該基板保持工具之頂板。
本發明係上述直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一限制凹槽係形成於該基板保持工具之底板之頂面內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係經組態用以在一較小間隙下與該限制凹槽相對。
本發明係上述直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板 保持工具之底板之一底面，其中一對平行橫孔係形成於該基板保持工具之底板之兩側部分內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係分別經組態用以插入該等橫孔內。
本發明係上述直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一對側凹槽係形成於該基板保持工具之底板之兩側面內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係分別經組態用以插入該等側凹槽內。
本發明係上述直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一直立孔係形成於該基板保持工具之底板內，且其中該防傾倒部件係由一限制突出物組成，該限制突出物係從該支撐零件之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下適配於該直立孔內。
本發明係上述直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中該基板保持工具之底板係形成一環狀形狀，且其中該防傾倒部件係由複數個限制突 出物所組成，各限制突出物係從該支撐零件之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下與該環狀底板之內圓周壁相對。
因而，依據本發明之直立式熱處理裝置及直立式熱處理方法可在採用雙晶舟系統形式時藉由運用一簡單結構來安全地防止由於諸如地震等外力引起在晶舟載具機構(即基板保持工具載具機構)上晶舟(即基板保持工具)傾倒。
 範例
下文，將參考附圖，基於視為本發明最佳模式的一具體實施例來說明本發明。圖1係示意性顯示依據本發明之具體實施例之一直立式熱處理裝置之一縱向斷面圖，圖2係示意性顯示該直立式熱處理裝置之一載入區域內一構造之一平面圖，而圖3係示意性顯示一其中固定一晶舟於一絕熱座之狀態之一透視圖。圖4係顯示一其中藉由使用一載具機構固定晶舟於該絕熱座上之狀態之一透視圖，而圖5係顯示一其中可相互接合一鎖定零件與一待鎖定零件之狀態之一透視圖。
如圖1及2所示，在一無塵室內安裝一半導體製造裝置，例如一直立式熱處理裝置1。熱處理裝置1包括一外殼2，其構成該裝置之一完整外部殼體。在外殼2內，提供一搬運及儲存區域Sa與一載入區域Sb，該搬運及儲存區域Sa係用於搬運並儲存載具(或容器)3，各載具包含複數個半導體晶圓(或基板)W，而該載入區域Sb係提供作為一工作區域 (或傳送區域)。搬運及儲存區域Sa與載入區域Sb係由一隔離壁6分開。
此外，在外殼2內配置一加熱爐5與一對晶舟(或基板保持工具)4，該加熱爐具有一形成於其一底部部分之爐埠5a，而各晶舟係調適以在其內保持複數個晶圓W並經組態用以搬入加熱爐5內以便提供一加熱程序至該等晶圓W。
各晶舟4可以一預定間距在直立方向上在其內保持多片(例如大約100至150片)晶圓W。在載入區域Sb內，可在各晶舟4與各載具3之間執行用於該等晶圓W的一載入工作，並可相對於加熱爐5執行用於各晶舟4的搬入及搬出工作。
加熱爐5之爐埠5a係經組態用以由一蓋子17來加以關閉，而一絕熱座19係提供於蓋子17上。在蓋子17下，提供一旋轉機構20，其係經調適以旋轉蓋子17以及絕熱座19。此外，一經調適以升高及降低蓋子17的升降機構18係附著至蓋子17。
在載入區域Sb內，相鄰一在加熱爐5正下方之位置提供一機台22，使得可藉由使用一晶舟載具機構23在絕熱座19與機台22之間搬運各晶舟4。
各載具3係由一塑膠容器組成，該容器可在直立方向上以一預定空間採用一多層方式包含並搬運多片(例如大約13至25片)晶圓，各晶圓具有一預定尺寸，例如一300 mm直徑，同時保持在水平方向上配置的各晶圓。各載具3具有一可與其分離之蓋子(未顯示)，該蓋子係調適以氣密地關閉形成於載具3之一前表面內的一晶圓取出開口。
一傳送埠7係提供於外殼2之一前表面內，其用於藉由一操作者或致動一搬運機器人來搬入及搬出載具3。一門8係提供至傳送埠7，使得其可在直立方向上可滑動地開啟及關閉。在搬運及儲存區域Sa內，在傳送埠7附近提供一用於在其上支撐各載具3之機台9，且在機台9後面提供一藉由開啟載具3之蓋子來偵測晶圓W之各位置及片數的感測器機構10。在機台9上方及在隔離壁6之一上部部分處，提供儲存架11用於在其上儲存複數個載具3。
一載入台12係在載入及儲存區域Sa內提供於隔離壁6上，且台12係用於在其上支撐各載具3，以準備載入該等晶圓。在搬運及儲存區域Sa內提供一載具機構13，其係用於在機台9、儲存架11與載入台12之間搬運各載具3。
該搬運及儲存區域Sa具有一由一風扇過濾單元(未顯示)來清潔的大氣。載入區域Sa還由在其一側上提供的一風扇過濾單元14來加以清潔，並保持在一正壓力大氣條件下或一惰性氣體大氣(例如由N2 氣體組成)內。在隔離壁6內，一開口(未顯示)係形成用於從搬運及儲存區域Sa之側移動放置於載入台12上載具3之前面以接觸該開口時，使各載具3之內部空間與載入區域Sb之內部空間相連通。一門15係提供以從載入區域Sb側開啟及關閉隔離壁6之開口。在隔離壁6內提供的開口係形成以具有載具3之取出開口之一實質相同尺寸，如此可經由該開口從載具3放入及取出該等晶圓。
向上述門15，提供一用於開啟及關閉各載具3之蓋子開 啟及關閉機構(未顯示)與一用於從載入區域Sb側開啟及關閉門15之門開啟及關閉機構(未顯示)。藉由該蓋子開啟及關閉機構與該門開啟及關閉機構，可分別移動該蓋子及門15以向載入區域Sb開啟。在此情況下，該蓋子及門15分別經組態使得其可向上或向下偏移(或回縮)以免干擾晶圓載入。在載入台12下面，定位一凹口對齊機構16，其用於在一方向上對齊在該等晶圓之個別周邊提供的凹口，以便相互匹配其晶體定向。如下所述之凹口對齊機構15係提供以面向載入區域Sb並經組態用以對齊一載入機構24從載入台12上各載具3所要傳送之個別晶體之凹口。
在載入區域Sb後側上的一上部部分處，定位一直立式加熱爐5，其在其底部部分處具有一爐埠5a，如上所述。在載入區域Sb內，晶舟4係經由絕熱座19而放置於蓋子17上。晶舟4係由(例如)石英所製成，在該晶舟內以一預定間隔在垂直方向上以一多層方式來載入多片(例如大約100至150片)晶圓W。為了相對於加熱爐5搬入及搬出晶舟4並開啟及關閉爐埠5a，提供一用於升高及降低蓋子17之升降機構18。如上述，在蓋子17之頂部部分上，放置該絕熱座(阻熱部件)19，用於在使用蓋子17關閉埠5a時抑制爐埠5a所產生之熱輻射。晶舟4係放置於絕熱座19之頂部部分上。加熱爐5主要包括一反應容器與一提供於該反應容器周圍之加熱單元(加熱器)。分別連接一氣體引入系統與一排氣系統至該反應容器，該氣體引入系統係調適以引入一處理氣體及/或惰性氣體(例如N2 )於該反應容器內，而該排 氣系統包括一真空幫浦，其可抽空該反應容器內部至一預定真空度。
調適以經由絕熱座19旋轉各晶舟4之旋轉機構20係提供至蓋子17。在爐埠5a附近，一擋板21係配置以在水平方向上視需要地移動(或樞軸轉動)以便選擇性地開啟及關閉埠5a。擋板21用以在已開啟蓋子17之後從加熱爐5中搬出已經歷加熱程序之晶舟4時關閉爐埠5a。檔板21包括一檔板驅動機構(未顯示)，其係調適以在水平方向上樞軸轉動檔板21以便開啟及關閉檔板。
在載入區域Sb之一側(即在風扇過濾單元14側)上，一晶舟機台(又稱為一晶舟台或基板保持工具機台)22係提供用於在其上支撐晶舟4以便準備載入該等晶舟W。雖然晶舟機台22可能係一單一單元，但較佳的係機台22包括兩個台，即一第一機台(或裝料台)22a與一第二機台(或備用台)22b，其係沿風扇過濾單元4前後配置，如圖2所示。
在載入區域Sb之一下部部分以及在第一機台22a與第二機台22b之間，提供一晶舟載具機構(或基板保持工具載具機構)23，其係調適以在晶舟機台22與蓋子17上的絕熱座19之間，更明確而言，在晶舟機台22之第一機台22a或第二機台22b與處於一降低位置之蓋子17上的絕熱座19之間以及在第一機台22a與第二機台22b之間搬運晶舟4。此外，在載入區域Sb內，提供載入機構24，其係調適以在載入台12上的各載具3與晶舟機台22上的晶舟4之間，明確而言在載入台12上的載具3與凹口對齊機構16之間、在凹口 對齊機構16與晶舟機台22之第一機台22a上的晶舟4之間以及在第一機台22a上的經歷加熱程序後晶舟4與載入台12上的一空載具3之間載入該等晶圓W。
如圖3所示，各晶舟4包括一頂板4a、一底板4b及複數個(例如三個)支柱4c，各支柱係提供於頂板4a與底板4b之間。如圖4所示，在各支柱4c中，在一預定間距下，類似於一梳子形成用於以一多層方式保持該等晶圓之凹槽4d。位於前面側上的兩個(左右)支柱4c係定位以定義一略微更寬空間，以便促進透過如此提供的空間來放入及取出各晶圓。
晶舟載具機構23包括臂，其係調適以在垂直方向上支撐單一晶舟4並可在水平方向上延伸及收縮。明確而言，晶舟載具機構23包括一第一臂23a，其可在水平方向上樞軸轉動並可在直立方向上移動；及一平直且一般U形第二臂(手)23b，其係支撐以在第一臂23a之一末梢部分處在水平方向上視需要地樞軸轉動並經組態用以支撐晶舟4之一底面(即底板4b之一底面)；一驅動單元23c，其係用於驅動第一臂23a與第二臂23b二者；及一升降機構23d，其係調適以升高及降低所有該些部件。在此一組態下，同步第一臂23a與第二臂23b之水平樞軸移動實現在一水平線性方向上搬運各晶舟。由於該等臂之此類延伸及收縮，可最小化要搬運晶舟4之區域，藉此減少該裝置之寬度及長度。
在第二臂23b之一頂面上，提供支撐件60，其係用於在多點支撐晶舟4之底板4b之底面。較佳的係，該等支撐件 60係由(例如)一抗熱樹脂形成且配置成用以在多點(例如三點)支撐晶舟4之底面。
載入機構24包括一可水平移動基座24a與提供於基座24a上的多片(例如五片)薄板狀載入臂24b。該等載入臂24b之各臂係用於在其上放置一半導體晶圓並經組態用以相對於基座24a視需要地前進及縮回。對於五個載入臂24b，較佳的係在其他四個載入臂之間的間距可基於一中心載入臂在垂直方向上加以改變時，可在基座24a上以一獨立關係分別前進及縮回一中心片饋送型載入臂及其他四個載入臂。基座24a還可藉由致動提供於載入區域Sb之另一側上的一升降機構24c來在直立方向上移動。
為了防止諸如地震等外力引起放置於絕熱座19上的晶舟4傾倒，在各晶舟4之底板4b處提供卡鉤25(鎖定零件)，同時提供分別鎖定或接合該等鎖定零件25之鎖定凹槽(待鎖定零件)26至絕熱座19之一上部部分。如圖5至9所示，在晶舟4係藉由使用晶舟載具機構23恰好定位於絕熱座19上方時，晶舟4與絕熱座19可藉由旋轉機構20在一預定角度(例如90度)上旋轉絕熱座19來相互接合及分離。
如圖3至5所示，各晶舟4具有底板4b，其具有一環形形狀，且絕熱座19具有複數個(例如四個)柱19a，各柱係調適以使用一適當間隔沿圓周方向支撐底板4b之底面。更明確而言，絕熱座19包括一圓盤狀基座19b；複數個柱19a，其從基座19b向上延伸；多片遮熱板19c，其沿該等柱19a，在直立方向上，經由各間隔物19j，以一適當空間採用一 多層方式配置。該些組件係由(例如)石英所形成。各柱19a係一圓柱形狀並具有一與柱整體形成並關閉其開口端的頂端部件19e。為了防止由於內壓與外壓之間的差異引起該等柱19a損壞或斷裂，在各柱19a之側面內適當地提供孔19f，其用於連通柱內部空間與外部。在各柱19a之一頂端處或在各頂端部件19e內，提供一安裝面19g與一定位零件19h，在該安裝面上支撐各晶舟4之底板14b之底面，而該定位零件係從安裝面19g向上延伸並調適以接觸底板4b之內圓周以便定位底板4b。為了促進各定位零件19h相對於底板4b之內圓周適配或接合，較佳的係提供一傾斜面19i至定位零件19h之一頂端邊緣。
此外，為了支撐晶舟4之環形底板4b，在沿底板4b之圓周方向以一適當空間向內配置之個別柱19a上外切的一圓圈之直徑係設計以小於底板4b之外程。因此，在放置晶舟4於絕熱座19之各柱19a之頂端上後，晶舟載具機構23之第二臂23b決不會干擾該等柱19a，同時仍支撐晶舟4之底板4b之底面。如圖5至8所示，作為待鎖定零件，各鎖定凹槽26係形成於各柱19a之一外側面內，同時在一對應於各鎖定凹槽26之位置，提供具有一L狀斷面之各卡鉤25至底板4b之底面作為經組態用以鎖定或接合各鎖定凹槽26的鎖定零件。
各卡鉤25包括一直立零件25a與一水平零件25b，該直立零件係從底板4b之底面向下延伸而該水平零件係從直立零件25a之一底端向內徑向突出。各鎖定凹槽26係經組態使 得在晶舟4係由晶舟載具機構23搬運並正好保持於絕熱座19上方時，在由旋轉機構20旋轉絕熱座19一預定角度時，各對應卡鉤25之水平零件25b可沿圓周方向進入鎖定凹槽26內。應瞭解，各鎖定凹槽26係設計以具有一寬度與一深度，其不會干擾各對應卡鉤25之水平零件25b插入凹槽26內。在此情況下，在一允許在各卡鉤25與各對應鎖定凹槽26之間鎖定之位置停止旋轉絕熱座19之後，藉由致動晶舟載具機構23進一步降低晶舟4，將晶舟4放置於絕熱座19之該等柱19a上。此時，較佳的係設計各鎖定凹槽26之寬度以免鎖定凹槽26與各對應卡鉤25之水平零件25b之間接觸，因為此設計可控制或防止不需要顆粒出現(參見圖6)。還較佳的係各水平零件25b之末端與各鎖定凹槽26之底面分別形成一曲面，其在絕熱座19之旋轉中心處居中。
作為旋轉機構20，可應用(例如)日本第3579278號專利公報所述者。即，如圖10所示，在蓋子17底部部分提供一具有一軸孔之固定部件27。在固定部件27周圍，經由佈置於上部及下部部分的軸承或磁流體密封物(未顯示)，可旋轉地提供一具有一圓柱形狀之旋轉圓柱體28，其具有一底部部分。提供一旋轉軸29至旋轉圓柱體28以透過固定部件27之軸孔自由地插入。旋轉軸29之一上端部分自由地延伸透過蓋子17之中心部分，且一旋轉機台30係附著至旋轉軸29之上端部分。旋轉機台30係定位以相對於蓋子17之頂面定義一間隙，且絕熱座19係放置於旋轉機台30上，其中絕熱座19之基座19b係經由一固定部件31而固定至旋轉機 台30。一用於旋轉圓柱體28之馬達32係經由一定時帶33連接至旋轉圓柱體28。
為了自動控制旋轉絕熱座19至一各卡鉤25與各對應鎖定凹槽26可相互接合或分離之位置，較佳的係旋轉機構20包括一感測器34與一控制單元35，該感測器係用於在絕熱座19之旋轉方向上偵測一起始點，而該控制單元係用於控制絕熱座19之旋轉，使得絕熱座19可基於一發送自感測器34之偵測信號，在該等卡鉤25與鎖定凹槽26之間獲得一用於致能接合之位置或一致能用於分離之位置。在旋轉圓柱體28之一外圓周部分，一待偵測部件(或推進器)36向外突出，且用於偵測部件36之感測器34係位於蓋子17下面。控制單元35係程式化以控制晶舟4以在加熱程序期間經由絕熱圓柱體19來連續旋轉。
為了防止在傳送晶舟載具機構23所要搬運之晶舟4期間諸如地震等外力引起各晶舟4傾倒，在第二臂23b之一頂部部分處提供一防傾倒部件37，如圖4及圖15至23所示，防傾倒部件37係提供於第二臂23b上方，使得其可在部件37與第二臂23b之間從上面及下面保持晶舟4之底板4b。如圖所示，防傾倒部件37係位於第二臂23b之頂面之一基座部分(在支撐件60後面)側上，並包括一限制件37a，其係經組態用以在該等支撐件60上所支撐之晶舟4之底板4b之頂面上延伸，同時在一預定間隙下與該等支撐件60相對。
防傾倒部件37係由一基座37b與限制件37a所組成，該基座係藉由一固定部件(例如一螺絲61)來固定至第二臂23b之 基座部分之頂面，而該限制件具有一平直且一般U形並從基座37b向前延伸。第二臂23b之限制件37a與該等支撐件60係配置用以在其間定義一空間，其中晶舟4之底板4b可以一非接觸關係來加以水平插入。限制件37a對應於第二臂23b而形成一平直且一般U形狀。在限制件37a之一基座部分內，一凹口37c係形成以免干擾該等支柱4c之一(參見圖4)。此外，同時向前延伸的該等限制件37a之左及右臂部分係經組態用以在其間定義空間以免干擾該等支柱4c。類似於晶舟載具機構23之該等臂23a、23b，防傾倒部件37係由(例如)鋁所形成。
此外，為了防止由於諸如地震等外力放置於晶舟機台22上的各晶舟4傾翻，運用下列結構。即，如圖2、11、12及14至15所示，提供一用於定位各晶舟4之晶舟定位機構(或基板保持工具定位機構)38至晶舟機台22。晶舟定位機構38包括一對滾筒38b，其可由於致動一圓柱體38a，在晶舟機台22上在直徑方向上相互更靠近且間隔遠離。另一方面，在晶舟4之底板4b之內圓周上，提供V形定位及接合凹槽40以相互相對。各定位及接合凹槽40係經組態用以在該等滾筒38相互伸展或間隔遠離時接合各滾筒38b。各定位及接合凹槽40係開啟以定義一預定角度θ，例如120度。因而，即便晶舟4係放置於晶舟機台22上而稍微偏離一適當位置，晶舟4仍可由於此類開啟構造而正確重定位。
在晶舟機台22上，提供一晶舟抓持機構(或基板保持工具抓持機構)42，其用以抓持晶舟以防止其傾倒。晶舟抓 持機構41包括圓盤狀抓持零件41a，各提供於各對應滾筒38b之一上部部分處。各抓持零件41a係經組態用以在對應滾筒38b接合定位及接合凹槽40時與晶舟4之底面4b之頂面相對，以便在抓持零件41a與晶舟機台22(更明確而言晶舟機台的一頂面)之間抓持底板4b。
更明確而言，各晶舟機台22包括一固定板42與一頂板44，該頂板係經由一滾珠軸承43在水平方向上可移動地支撐於固定板42上。依此方式，晶舟4係放置於頂板44上。固定板42與頂板44係分別形成一環形形狀。滾珠軸承43係由一環形支架43a與各由支架43a所保持的複數個小滾珠43b所組成。由於一從頂板44與固定板42之任一者突出的一接針45與一形成於頂板44與固定板42之另一者內使得接針45可疏鬆地適配其內之控制孔46，可在一預定範圍內在水平方向上移動頂板44。此外，複數個彈簧47係提供於頂板44與固定板42之間，以便回復頂板44之中心至一對應於晶舟機台22之中心的位置。
在晶舟機台22中，尤其在第一機台22a內，提供一用於在已定位晶舟4之後固定頂板4的頂板固定機構48，使得在載入各晶舟4期間在水平方向不會偏移頂板44。頂板固定機構48包括一具有一一般U形斷面的框架49與一空氣圓柱體50。框架49包括一上部件49a與一下部件49b。上部件49a係固定至頂板44之一底面，固定板42與滾珠軸承43係內插於上部件49a與下部件49b之間，具有一預定間隙。空氣圓柱體50係提供至框架49之下部件49b，並包括一可延 伸按壓零件50a，其係經組態用以藉由在按壓零件50a與上部件49a之間內插該些零件來固定固定板42與滾珠軸承43。
此外，各晶舟機台22包括一適配板51，其用於適配該對左及右圓柱體38a、38b，且一導軌53係提供至各適配板51。導軌53係調適以支撐一可移動體52，使得其可在水平方向上視需要地移動。各滾筒38b係可旋轉地支撐於一從可移動體52向上延伸的一柱54之一上端部分之一軸周圍。圓盤狀抓持零件41a係提供至各滾筒38b之一上端。由於各滾筒38b將會在該加熱程序之後接觸晶舟4之底板4b，故最好滾筒38b係由一阻熱樹脂所形成。在各晶舟機台22之一側上，提供一感測器55用於偵測晶舟存在或缺失，且在感測器55偵測到晶舟4係放置於機台上時將會執行一定位操作。
接著，將說明如上述所構造之直立式熱處理裝置1之操作與一直立式熱處理方法。首先，藉由蓋子17之升高將該等在其內保持多片晶圓W並經由絕熱座19放置於蓋子17上的該等晶舟4之一者以及絕熱座19一起搬入加熱爐5內，然後由蓋子17關閉加熱爐5之爐埠5a。其後，在一預定壓力下與在一預定氣體大氣內，在一預定溫度下，使該等晶圓W經歷一加熱程序一預定時間週期，同時藉由旋轉機構20經由絕熱座19在加熱爐5內旋轉晶舟4。在該加熱程序期間，執行將晶圓W載入於放置於晶舟機台22之第一機台22a上的另一晶舟4上。在此情況下，由於載入機構24將第 一晶圓W傳送至放置於載入台12上的一空載具3內，該等晶圓已經歷先前加熱程序並載入於晶舟4上。其後，從在其內儲存未處理晶圓W的另一載具3將該等未處理的晶圓W載入至空晶舟4上，接著搬運在載入台12上。
一旦完成在加熱爐5內的加熱程序，便降低蓋子17以便從加熱爐5搬出晶舟4至載入區域Sb內。隨後，晶舟載具機構23之第二臂23b在水平方向上靠近晶舟4(參見圖6)以便使晶舟4之底板4b處於一在第二臂(或手)23b與限制件37a之間的位置。其後，由於第二臂23b之上升，升高晶舟4至一預定位準，同時仍由該等支撐件60來支撐晶舟4(參見圖7)。在此情況下，在藉由致動旋轉機構20在一預定角度(例如90度)上旋轉絕熱座19之後，各卡鉤25與對應鎖定凹槽26係分別處於用於在其間致能分離之位置(參見圖8)。進一步升高晶舟4直至一更高預定位準(在該位準，各卡鉤不會干擾該絕熱座之各柱)，如此晶舟4可向晶舟機台22之第二機台22b搬出(參見圖9)。依此方式，晶舟4可放置於第二機台22b上。在此晶舟4傳送期間，在預定間隙下，防傾倒部件37之限制件37a與第二臂23b之該等支撐件60所支撐的晶舟4之底板4b之頂面相對。因而，即便晶舟4將會由於可諸如地震之外力或任何其他搖動而開始傾斜，可抑制或防止該傾斜，如此避免晶舟4傾倒。此外，放置於第二機台22b上的晶舟4可由於定位機構38來牢固地定位並由一圓盤狀傾倒防止零件41a來加以緊固地保持，從而可更安全地防止晶舟4傾倒。
類似地，放置於第一機台22a上的晶舟4還可由定位機構38來加以固定地定位並由圓盤狀傾倒防止零件41a來加以牢固地保持，以便防止晶舟4傾倒。接著在釋放傾倒防止零件41a的限制後，搬運在第一機台22a上的晶舟4至一在蓋子17上絕熱座19上方的位置，同時仍由晶舟載具機構23之第二臂23b來加以支撐。隨後，藉由致動晶舟載具機構23來降低晶舟4至絕熱座19上，且恰好在固定晶舟4於絕熱座19之前，由於旋轉機構20來旋轉絕熱座19旋轉(例如)90度，以便獲得一各卡鉤25與各對應鎖定凹槽25可相互鎖定之位置。其後，晶舟4可放置於絕熱座19上。依此方式，一旦完成將晶舟4固定於絕熱座19，便可由於升高蓋子17將晶舟4搬入加熱爐5內，接著可開始該加熱程序。在該加熱程序期間，藉由晶舟載具機構23將放置於第二機台22b上的另一晶舟4搬運至第一機台22a上。因而，連續執行由載入機構24從晶舟4將熱處理晶圓傳送至載入台12上的載具3，接著從載入台12上的另一載具3將未處理晶圓載入至晶舟4上，如此提高產量。
依此方式，依據本具體實施例之直立式熱處理裝置1，提供該等卡鉤25與該等鎖定凹槽25至晶舟4之底部部分與絕熱座19之上部部分，使得各卡鉤25與各對應鎖定凹槽26可藉由由於旋轉機構20在一預定角度上旋轉絕熱座19，同時晶舟4由晶舟載具機構23剛好定位於絕熱座19上方來相互鎖定及分離。因此，在採取一所謂雙晶舟系統形式時，此裝置可運用此一簡單結構來防止放置於絕熱座19上之晶 舟4可能由於諸如地震等外力而傾倒。
在此情況下，各晶舟4包括一環形底板4b，而絕熱座19包括複數個柱19a，其係用於在一適當空間下沿其圓周方向支撐底板4b之底面。各鎖定凹槽(即待鎖定凹槽狀部分)26係提供於各柱19a之外側面內，而該等卡鉤(即該等L狀鎖定部分)25係提供至底板4b之底面，使得各卡鉤25可視需要地鎖定各對應鎖定凹槽26。因而，可確保在絕熱座19與晶舟4之間的鎖定與釋放二者並藉由運用此一簡單結構來加以促進。
旋轉機構20包括感測器34與控制單元35，該感測器34係用於在絕熱座19之旋轉方向上偵測一起始點，而該控制單元係用於基於發送自感測器34之偵測信號，在該等個別卡鉤25與鎖定凹槽26之間控制絕熱座19旋轉以處於用於致能接合之位置或用於致能分離之位置。因而，可進一步確保在絕熱座19與晶舟4之間的鎖定與釋放二者並加以促進。
特定言之，由於晶舟載具機構23包括防傾倒部件37，其用於控制或防止晶舟4傾倒，故可安全地控制晶舟4以免在晶舟4傳送時或期間傾倒。因此，在採取一所謂雙晶舟系統形式時，本裝置可運用此一簡單結構來防止放置於晶舟載具機構23上之晶舟4可能由於諸如地震等外力而傾倒及/或毀壞。在此情況下，晶舟載具機構23包括該等支撐件60，各用於支撐晶舟4之底板4b之底面，而防傾倒部件37包括限制件37a，其係經組態用以在一預定間隙下與該等支撐件60所支撐之底板4b之頂面相對。此可進一步簡化該 結構並降低生產成本。
此外，晶舟抓持機構41還提供用於抓持或保持放置於晶舟機台22上的晶舟4以便防止晶舟4傾倒。因而，可更安全地防止已搬運至晶舟機台22上的晶舟4傾倒。因此，在採取一所謂雙晶舟系統形式時，本裝置可運用此一簡單結構來有效地防止放置於晶舟機台22上之晶舟4可能由於諸如地震等外力而傾倒。在此情況下，晶舟機台22包括晶舟定位機構38，其係調適以藉由相對地伸展或分離可延伸滾筒38b來定位晶舟4，以便接合其與該等對應定位及接合凹槽40，各凹槽係提供於晶舟4之環形底板4b之內圓周部分內。此外，晶舟抓持機構41包括晶舟抓持零件41a，各係經組態用以在晶舟定位機構38之該等滾筒38b相互伸展或間隔分離時與晶舟4之底板4b之頂面相對，以及在自身與晶舟機台22之間抓持底板4。因而，可同時執行用於晶舟4之定位以及防止由於諸如地震等外力引起放置於晶舟機台22上的晶舟4傾翻。此組態可僅藉由修改晶舟定位機構38之該等滾滾38b來獲得，藉此簡化該結構並降低成本。據此，使用上述組態，可在所有放置晶舟4於絕熱座19、晶舟機台22及晶舟載具機構23上之情況下有效地防止由於地震等引起晶舟4傾倒及/或毀壞。
圖13係一關鍵部分之一放大斷面圖，其顯示絕熱座19之一替代例。在圖13所示之替代性具體實施例之絕熱座19內，一母螺絲孔42a係提供於各柱19a之頂端部件19e內，而母螺絲孔42a係調適以配合一固定螺絲來固定晶舟4之底板 4b至頂端部件19e。各固定螺絲41在穿過底板4b之各V形接合凹槽40之後接合母螺絲孔42a。因而，固定螺絲41之一頭41係扣住底板4b之頂面，藉此固定底板4b於各柱19a上。使用此絕熱座19，整體可藉由使用該等固定螺絲4固定絕熱座19至晶舟4來用作單晶舟系統。否則，其還可藉由移除該等附著螺絲41來用作雙晶舟系統。
圖16係顯示該晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之另一範例之一側視圖。晶舟載具機構23包括支撐件60，各係調適以支撐晶舟4之底板4b之底面，而防傾倒部件37包括一限制件37a與一驅動單元62，該限制件係經組態用以在一預定間隙下與該等支撐件60所支撐之晶舟4之底板4b之頂面相對，該驅動單元係調適以橫向突出並縮回限制件37a。例如，作為驅動單元62，可應用一空氣圓柱體。因而，在使用時，限制件37a可從該基座向前突出，而在不使用時，其可縮回(即回復或拉引至其等待位置)。因此，此一限制件37a決不會在晶舟4傳送操作期間干擾晶舟4。當然，依據此具體實施例，可獲得與先前具體實施例相同的效果。
圖17及18係分別顯示該晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之其他範例之側視圖。在圖17所示具體實施例中，晶舟載具機構23包括支撐件60，各調適以支撐晶舟4之底板4b之底面，而防傾倒部件37包括一頂板按下零件63，其係經組態用以在該等支撐件60後面向上延伸並調適以按下晶舟4之頂板4a。在此情況下，頂板按下零件63係由一柱63a與 一孔63b所組成，該柱係從第二臂23b之底座之頂面向上延伸而該孔係提供於頂板4a內。透過孔63b，柱63a之一末端可從下面插入。為了提供此類孔63b，添加一懸掛部分63c至頂板4a以便從頂板4a在水平方向上突出。依此方式，孔63b係直立地形成於懸掛部分63c內。較佳的係孔63b係略微大於柱63a之直徑來形成以便促進插入柱63a於其內。依據此具體實施例，當由該等支撐件60來支撐晶舟4，柱63a可從下面插入透過頂板4a之孔63b，藉此進一步防止晶舟4傾倒。
在圖18所示具體實施例中，頂板按下零件63係由一柱63a與一頂部部分限制件63d所組成，該柱係從第二臂23b之底座之頂面向上延伸而該頂部部分限制件係提供於柱63a之一頂端處並經組態用以在一預定間隙下與晶舟4之頂板4a之頂面相對。頂部部分限制件63d係設計以在頂板4a上從柱63a之頂端水平延伸。依據此具體實施例，當由該等支撐件60支撐晶舟4時，提供於柱63a之頂端處的頂部部分限制件63d可與頂板4a之頂面相對，藉此進一步防止晶舟4傾倒。
圖19至23分別顯示用於說明該晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之其他範例之平面圖與側視圖。在該些圖式中，在先前具體實施例中的相似零件藉由相似參考數位來指定，故下面不再作詳細說明。在圖19所示具體實施例中，晶舟4包括底板4b、頂板4a與支柱4c，各支柱提供於底板4b與頂板4a之間並調適以一多層方式保持該等晶圓。晶舟載具 機構23包括第二支撐臂23(或支撐零件)，其用於支撐晶舟4之底板4b之底面。在晶舟4之底板4b之頂面內，形成一對平行限制凹槽65。防傾倒部件37包括一對限制條37a(其與上述限制件相同)，各經組態用以在一較小間隙下適配於各限制凹槽65內與其相對。各限制條37a係形成一薄板。雖然在圖式中，描述該對限制條37a，但防傾倒部件37可經組態用以具有一一般平直U狀形式。另一方面，該等限制凹槽65係對應於該等限制條37a而形成一對平行凹槽。還在各限制凹槽65之各側面與各對應限制條37a之各側面之間提供一較小間隙。依據此具體實施例，當由於地震等引起晶舟搖動時，各限制凹槽65之側面將會接觸並接合各限制條37a之對應側面，以及限制凹槽65之底面將會接觸並接合限制條37a之底面。因此，可安全地防止晶舟4傾倒。
在圖20所示具體實施例中，一對平行橫孔66係形成於該晶舟之底板4b之兩側部分內，而防傾倒部件37包括限制條37a，其係分別經組態用以插入該等橫孔66內。各橫孔66係形成以具有一矩形斷面，透過其可疏鬆地插入各對應薄板狀限制條37a。在各橫孔66之各內壁與各對應限制條37a之間，提供一較小間隙。依據此具體實施例，當由於地震等引起晶舟4搖動時，各橫孔66之各內壁將會接觸並接合對應限制條37a，藉此安全地防止晶舟4傾倒。
在圖21所示具體實施例中，一對側凹槽67係形成於該晶舟之底板4b之兩側面內，而防傾倒部件37包括限制條 37a，其係分別經組態用以插入該等側凹槽67內。各側凹槽67係形成以具有一U形斷面，透過其可疏鬆地插入各對應薄板狀限制條37a。在各側凹槽67之各內壁與各對應限制條37a之間，提供一較小間隙。依據此具體實施例，當由於地震等引起晶舟4搖動時，各橫孔66之各內壁將會接觸並接合對應限制條37a，藉此實現安全地防止晶舟4傾倒。
在圖22所示具體實施例中，複數個直立孔68係形成於晶舟4之底板4b內，而防傾倒部件37係由限制突出物70所組成，各限制突出物係從手(或支撐零件)23b之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下適配於各直立孔68內。各直立孔68係形成以具有一圓形橫向斷面。較佳的係，該等直立孔68係提供於晶舟4之底板4b之兩(即左右)點處。雖然圖中所示各直立孔68係一通透孔，但其可能不延伸透過底板4b，而可能沉孔於底板4b之頂面內(局部整平孔)。各限制突出物70係形成一圓柱形狀。依據此具體實施例，當由於地震等引起晶舟4搖動時，晶舟4之底板4b之各直立孔68之內圓周壁將會接觸並接合從手23b向上延伸的各對應突出物70之側面，藉此安全地防止晶舟4傾倒。
在圖23所示具體實施例中，晶舟4之底板4b係形成以具有一環狀形狀，而防傾倒部件37包括複數個(例如三個)限制突出物71，各從支撐零件23b之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下與環狀底板4b之內圓周壁4e相對。各限制突出物71係形成一圓柱形狀並以一相等間隔沿圓周方 向配置。依據此具體實施例，當由於地震等引起晶舟4搖動時，晶舟4之底板4b之內圓周壁4e將會接觸並接合各從手23b向上延伸的複數個限制突出物71之側面，如此安全地防止晶舟4傾倒。
如上述，雖然已顯示並說明本發明之具體實施例，但本發明不限於該等具體實施例，可進行各種設計方面修改而不脫離本發明之精神及範疇。
1‧‧‧直立式熱處理裝置
2‧‧‧外殼
3‧‧‧載具
4‧‧‧基板保持工具/晶舟
4a‧‧‧頂板
4b‧‧‧底板
4c‧‧‧支柱
4d‧‧‧凹槽
5‧‧‧加熱爐
5a‧‧‧埠
6‧‧‧隔離壁
7‧‧‧傳送埠
8‧‧‧門
9‧‧‧機台
10‧‧‧感測器機構
11‧‧‧儲存架
12‧‧‧載入台
13‧‧‧載具機構
15‧‧‧門
16‧‧‧凹口對齊機構
17‧‧‧蓋子
18‧‧‧升降機構
19‧‧‧絕熱座
19a‧‧‧柱
19b‧‧‧圓盤狀基座
19c‧‧‧遮熱板
19e‧‧‧頂端部件
19f‧‧‧孔
19g‧‧‧安裝面
19h‧‧‧定位零件
19i‧‧‧傾斜面
19j‧‧‧間隔物
20‧‧‧旋轉機構
21‧‧‧擋板
22‧‧‧基板保持工具機台/晶舟機台
22a‧‧‧第一機台(或裝料台)
22b‧‧‧第二機台(或備用台)
23‧‧‧基板保持載具機構
23a‧‧‧第一臂
23b‧‧‧第二臂
23c‧‧‧驅動單元
23d‧‧‧升降機構
24‧‧‧載入機構
24a‧‧‧可水平移動基座
24b‧‧‧薄板狀載入臂
24c‧‧‧升降機構
25‧‧‧卡鉤
25a‧‧‧直立零件
25b‧‧‧水平零件
26‧‧‧鎖定凹槽
27‧‧‧固定部件
28‧‧‧旋轉圓柱體
29‧‧‧旋轉軸
30‧‧‧旋轉機台
31‧‧‧固定部件
32‧‧‧馬達
33‧‧‧定時帶
34‧‧‧感測器
35‧‧‧控制單元
36‧‧‧待偵測部件
37‧‧‧防傾倒部件
37a‧‧‧限制件
37b‧‧‧基座
37c‧‧‧凹口
38‧‧‧晶舟定位機構
38a‧‧‧圓柱體
38b‧‧‧滾筒
40‧‧‧V形定位及接合凹榗
41‧‧‧晶舟抓持機構/固定螺絲
41a‧‧‧圓盤狀抓持零件
42‧‧‧晶舟抓持機構/固定板
42a‧‧‧母螺絲孔
43‧‧‧滾珠軸承
43a‧‧‧環形支架
43b‧‧‧小滾珠
44‧‧‧頂板
45‧‧‧接針
46‧‧‧控制孔
47‧‧‧彈簧
48‧‧‧頂板固定機構
49‧‧‧框架
49a‧‧‧上部件
49b‧‧‧下部件
50‧‧‧空氣圓柱體
50a‧‧‧可延伸按壓零件
51‧‧‧適配板
52‧‧‧可移動體
53‧‧‧導軌
54‧‧‧柱
55‧‧‧感測器
60‧‧‧支撐件
61‧‧‧螺絲
62‧‧‧驅動單元
63‧‧‧頂板按下零件
63a‧‧‧柱
63b‧‧‧孔
63c‧‧‧懸掛部分
63d‧‧‧頂部部分限制件
65‧‧‧限制凹槽
66‧‧‧橫孔
67‧‧‧側凹槽
68‧‧‧直立孔
70‧‧‧限制突出物
71‧‧‧限制突出物
Sa‧‧‧搬運及儲存區域
Sb‧‧‧載入區域
W‧‧‧晶圓
圖1係示意性顯示依據本發明之具體實施例之一直立式熱處理裝置之一縱向斷面圖。
圖2係示意性顯示該直立式熱處理裝置之一載入區域內一構造之一平面圖。
圖3係示意性顯示一其中固定一晶舟於一絕熱座上之狀態之一透視圖。
圖4係顯示一其中藉由一載具機構將該晶舟放置於該絕熱管上之狀態之一透視圖。
圖5係顯示一其中可相互鎖定一鎖定零件與一待鎖定零件之狀態之一透視圖。
圖6係顯示一其中已放置該晶舟於該絕熱管上之狀態之一圖式。
圖7係顯示一其中在從該絕熱座搬運晶舟時升高晶舟至一預定位準之狀態之一圖式。
圖8係顯示一其中在升高晶舟直至該預定位準時旋轉該絕熱座以與晶舟分離之狀態之一透視圖。
圖9係顯示一其中從該絕熱座進一步升高晶舟至一預定位準並接著橫向搬運之狀態的一圖式。
圖10係示意性顯示該絕熱座之一旋轉機構之一圖式。
圖11係示意性顯示在一晶舟機台上晶舟之一定位機構之一平面圖。
圖12係沿圖11之直線A-A所截取之一放大斷面圖。
圖13係一關鍵部分之一放大斷面圖，其顯示該絕熱座之一替代例。
圖14(a)係顯示晶舟機台之一範例的一示意性平面圖，而圖14(b)係其一示意性斷面圖。
圖15係顯示該晶舟載具機構之一晶舟防傾倒部件之一範例之一側視圖。
圖16係顯示該晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之另一範例之一側視圖。
圖17係顯示該晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之另一範例之一側視圖。
圖18係顯示該晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之另一範例之一側視圖。
圖19(a)係顯示晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之另一範例之一平面圖，而圖19(b)係其一側視圖。
圖20(a)係顯示晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之又另一範例之一平面圖，而圖20(b)係其一側視圖。
圖21(a)係顯示晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之又另一範例之一平面圖，而圖21(b)係其一側視圖。
圖22(a)係顯示晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之又另一範例之一平面圖，而圖22(b)係其一側視圖。
圖23(a)係顯示晶舟載具機構之晶舟防傾倒部件之又另一範例之一平面圖，而圖23(b)係其一側視圖。
1‧‧‧直立式熱處理裝置
2‧‧‧外殼
3‧‧‧載具
4‧‧‧基板保持工具/晶舟
5‧‧‧加熱爐
5a‧‧‧埠
6‧‧‧隔離壁
7‧‧‧傳送埠
8‧‧‧門
9‧‧‧機台
10‧‧‧感測器機構
11‧‧‧儲存架
12‧‧‧載入台
13‧‧‧載具機構
15‧‧‧門
16‧‧‧凹口對齊機構
17‧‧‧蓋子
19‧‧‧絕熱座
20‧‧‧旋轉機構
21‧‧‧擋板
23‧‧‧基板保持載具機構
23a‧‧‧第一臂
23b‧‧‧第二臂
23c‧‧‧驅動單元
24‧‧‧載入機構
24a‧‧‧可水平移動基座
24b‧‧‧薄板狀載入臂
Sa‧‧‧搬運及儲存區域
Sb‧‧‧載入區域
W‧‧‧晶圓

Claims (20)

  1. 一種直立式熱處理裝置，其包含：一加熱爐，其具有一形成於其一底部部分之爐埠；一對基板保持工具，各調適以一多層方式保持多個基板並經組態用以搬入該加熱爐內以便對該等基板執行一加熱程序；一蓋子，其係調適以關閉該加熱爐之該爐埠；一絕熱座，其係設於該蓋子上；一升降機構，其係調適以升高並降低該蓋子；一基板保持工具機台，其係相鄰於一在該加熱爐正下方之位置而設置；以及一基板保持工具載具機構，其係調適以在該絕熱座上的一位置與在該機台上的一位置之間搬運該對基板保持工具之各基板保持工具，其中一調適以防止各基板保持工具傾倒之防傾倒部件係設於該基板保持工具載具機構；其中各基板保持工具包含一底板、一頂板與複數個支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一具有一平直U形狀之支撐零件，該支撐零件係調適以支撐該基板保持工具之該底板之一底面；其中該防傾倒部件包括一形狀與該支撐零件對應之一平直U形狀之限制件，該限制件係經組態為以一間隙與由該支撐零件所支撐之該底板之一頂面相對； 其中該限制件包括一基座部分，該基座部分內形成有一凹口以避免與該等支柱之一干涉，且該左及右臂部分皆向前延伸以使該左及右臂部分不與該等支柱干涉。
  2. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中該防傾倒部件進一步包括一驅動單元，其係調適以橫向突出並縮回該限制件。
  3. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，且其中該防傾倒部件包括一頂板按下零件，其係設置以在該支撐零件後面向上延伸並調適以按下該基板保持工具之頂板。
  4. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一限制凹槽係形成於該基板保持工具之底板之頂面內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係經組態用以在一較小間隙下與該限制凹槽相對。
  5. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基 板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一對平行橫孔係形成於該基板保持工具之底板之兩側部分內，且其中該防傾倒部件包括多數限制條，其係分別經組態用以插入該等橫孔內。
  6. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一對側凹槽係形成於該基板保持工具之底板之兩側面內，且其中該防傾倒部件包括多數限制條，其係分別經組態用以插入該等側凹槽內。
  7. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一直立孔係形成於該基板保持工具之底板內，且其中該防傾倒部件係由一限制突出物所組成，該限制突出物係從該支撐零件之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下適配於該直立孔內。
  8. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該 頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中該基板保持工具之底板係形成一環狀形狀，且其中該防傾倒部件係由複數個限制突出物所組成，各限制突出物係從該支撐零件之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下與該環狀底板之內圓周壁相對。
  9. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中複數支撐件形成在該基板保持工具載具機構之該支撐零件之頂面上，且該限制件及該支撐零件之該等支撐件係形成為在其間定義一空間，該底板可以一非接觸關係水平插入該空間。
  10. 如請求項1之直立式熱處理裝置，其中該基板保持工具之該底板具有一環形形狀；該絕熱座具有一圓盤狀基座、從該基座向上延伸之複數個柱、及沿該等柱以一適當空間配置之多片遮熱板；各柱具有一安裝面與一定位面，該安裝面位於各柱之頂端以支撐晶舟之底板之底面，而該定位面係從安裝面向上延伸並藉由接觸該底板之內圓周以定位該底板。
  11. 一種直立式熱處理方法，其包含以下步驟：經由一絕熱座，在一調適以關閉一加熱爐之一爐埠之蓋子上，放置以一多層方式保持多個基板的一基板保持工具，然後升高該蓋子以便將該基板保持工具搬入該加熱爐內；在該加熱爐內對該等基板執行一加熱程序； 在用於該等基板的該加熱程序期間，載入其他基板至放置於一基板保持工具機台上的另一基板保持工具上；以及藉由使用一基板保持工具載具機構，使用放置於該基板保持工具機台上的該另一基板保持工具替換在該加熱程序之後欲搬出該加熱爐的放置於該加熱模具上的該一基板保持工具，其中該基板保持工具載具機構包括一防傾倒部件，藉此可搬運各基板保持部件，同時可藉由該防傾倒部件來防止該一基板保持工具傾倒以及該另一基板保持工具傾倒；其中各基板保持工具包含一底板、一頂板與複數個支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一具有一平直U形狀之支撐零件，該支撐零件係調適以支撐該基板保持工具之該底板之一底面；其中該防傾倒部件包括一形狀與該支撐零件對應之一平直U形狀之限制件，該限制件係經組態為以一間隙與由該支撐零件所支撐之該底板之一頂面相對；其中該限制件包括一基座部分，該基座部分內形成有一凹口以避免與該等支柱之一干涉，且該左及右臂部分皆向前延伸以使該左及右臂部分不與該等支柱干涉。
  12. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中該防傾倒部件進一步包括一驅動單元，其係調適以橫向突出並縮回該限 制件。
  13. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，且其中該防傾倒部件包括一頂板按下零件，其係設置以在該支撐零件後面向上延伸並調適以按下該基板保持工具之頂板。
  14. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一限制凹槽係形成於該基板保持工具之底板之頂面內，且其中該防傾倒部件包括一限制條，其係經組態用以在一較小間隙下與該限制凹槽相對。
  15. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一對平行橫孔係形成於該基板保持工具之底板之兩側部分內，且其中該防傾倒部件包括多數限制條，其係分別經組態用以插入該等橫孔內。
  16. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一對側凹槽係形成於該基板保持工具之底板之兩側面內，且其中該防傾倒部件包括多數限制條，其係分別經組態用以插入該等側凹槽內。
  17. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中一直立孔係形成於該基板保持工具之底板內，且其中該防傾倒部件係由一限制突出物所組成，該限制突出物係從該支撐零件之頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下適配於該直立孔內。
  18. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中各基板保持工具具有一底板、一頂板與支柱，各支柱係設於該底板與該頂板之間並調適以一多層方式保持該等基板，其中該基板保持工具載具機構包括一支撐零件，其係調適以支撐該基板保持工具之底板之一底面，其中該基板保持工具之底板係形成一環狀形狀，且其中該防傾倒部件係由複數個限制突出物組成，各限制突出物係從該支撐零件之 頂面向上突出並經組態用以在一較小間隙下與該環狀底板之內圓周壁相對。
  19. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中複數支撐件形成在該基板保持工具載具機構之該支撐零件之頂面上，且該限制件及該支撐零件之該等支撐件係形成為在其間定義一空間，該底板可以一非接觸關係水平插入該空間。
  20. 如請求項11之直立式熱處理方法，其中該基板保持工具之該底板具有一環形形狀；該絕熱座具有一圓盤狀基座、從該基座向上延伸之複數個柱、及沿該等柱以一適當空間配置之多片遮熱板；各柱具有一安裝面與一定位面，該安裝面位於各柱之頂端以支撐晶舟之底板之底面，而該定位面係從安裝面向上延伸並藉由接觸該底板之內圓周以定位該底板。
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