TWI544559B - 熱處理裝置及熱處理方法 - Google Patents

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TWI544559B TW101104125A TW101104125A TWI544559B TW I544559 B TWI544559 B TW I544559B TW 101104125 A TW101104125 A TW 101104125A TW 101104125 A TW101104125 A TW 101104125A TW I544559 B TWI544559 B TW I544559B
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Description

熱處理裝置及熱處理方法 【相關專利申請案之交叉參照】
本申請案係以2011年2月10日提出申請於日本專利局之日本專利申請案第2011-027664號為基礎，其全部內容在此引用以作為參考。
本發明係關於熱處理裝置，在其中基板(例如：半導體晶圓)支撐於基板支撐器中，而基板支撐器裝載於實行有關基板之預定製程之直立加熱爐中。具體而言，本發明係關於能減少冷卻基板所需時間之技術，該基板係支撐於從直立加熱爐卸除之基板支撐器中。
半導體元件製造裝置包含一直立熱處理裝置，在其中批次地熱處理數片半導體晶圓(稱為晶圓)。在這類熱處理裝置中，貯存於晶圓載具(例如：前端開口晶圓傳送盒(FOUP))中之架子中之晶圓係傳送到晶舟盒，而晶舟盒裝載於直立加熱爐中，其中在直立加熱爐中同時熱處理基板。在熱處理完成之後，從直立加熱爐卸下晶舟盒、冷卻晶圓、並接著藉由傳送機械臂將晶圓傳送回FOUP。
在從加熱爐卸除晶舟盒的同時，晶圓之溫度為約800℃。如果將如此高溫之晶圓傳送到FOUP，舉例來說：由不能耐熱之樹脂所組成之FOUP會熔化或造成脫氣(degassing)。此外，傳送機械臂會熱變形。因此，在從直立加熱爐卸除晶舟盒之後不能立即將晶圓傳送到FOUP，因此晶圓保留在直立加熱爐下方之卸除位置上，直到晶圓冷卻到70℃或80℃。
下方列出之專利文獻1揭示一技術，其造成清潔氣體以水平方向流動於直立加熱爐下方之卸除位置，根據該技術，位於卸除位置之晶圓可以藉由清潔氣體流而冷卻。此外，專利文獻2揭示一冷卻噴嘴，其將冷卻氣體吹至位於卸除位置之晶舟盒，藉此冷 卻晶圓。此外，專利文獻3揭示一傳送區域，其在直立加熱爐下方被分隔壁所包圍，並且使用非氧化氣體(例如：氮氣)來驅氣。
因為晶圓變得更大以及晶舟盒中所支撐之晶圓數目增加(基於更高生產率之觀點)，晶圓與晶舟盒之熱容量傾向於增加。在這樣的狀況下，設置在卸除位置之構件或部件暴露到大量之熱中，其會需要構件或部件之改善耐熱性。因此，必須在更短時間內冷卻晶圓。
然而，根據習知用來冷卻晶圓與晶舟盒之技術，冷卻晶圓仍需要很長的時間，如此更長的冷卻時間為必要的。因此，將晶圓傳送回FOUP會花費很長的時間，其導致產能之減少。
專利文獻1：日本公開專利公報第H04-137526號(圖1)專利文獻2：日本專利申請案第4042812號(第[0022]段、圖4)專利文獻3：日本專利申請案第3502514號(第[0003]段)
本發明有鑑於上述而完成，並且提供能減少冷卻基板所需時間之技術，該基板係支撐於從直立加熱爐卸除之基板支撐器中。
根據本發明第一實施態樣，提供一熱處理裝置，在其中以架子方式堆疊數個基板之基板支撐構件傳送到加熱爐中，藉此熱處理數片晶圓。該熱處理裝置包含：一裝載區域，位於該加熱爐下方；一基板支撐構件升降機構，其將基板支撐構件運送於加熱爐內之裝載位置與加熱爐下方之卸除位置之間，該基板支撐構件升降機構設置在裝載區域中；一氣體流產生機構，其產生大致水平之氣體流，該氣體流沿著從裝載區域之一側到另一側之第一方向流動到第一排氣開口，該第一排氣開口設置在裝載區域之另一側；一基板支撐構件傳送機構，其將基板支撐構件運送到卸除位置；以及一熱排氣部，其沿著第一方向而位於第一排氣開口與位在卸除位置之基板支撐構件之上游端之間，該熱排氣部包含第二排氣開口，該第二排氣開口至少正對著位在卸除位置之基板支撐 構件之頂部而設置，並排空位在卸除位置之基板支撐構件周圍之環境。
根據本發明第二實施態樣，提供一熱處理方法，其中將以架子方式堆疊數個基板之基板支撐構件傳送到加熱爐中，藉此熱處理數片晶圓。該熱處理方法包含以下步驟：產生大致水平之氣體流，該氣體流沿著從裝載區域之一側到另一側之第一方向流動到第一排氣開口，該第一排氣開口設置在位於加熱爐下方之裝載區域之另一側；使用基板支撐構件傳送機構來將基板支撐構件傳送到加熱爐下方之卸除位置；使用基板支撐構件升降機構來將基板支撐構件從卸除位置運送到加熱爐內之裝載位置、以及從裝載位置運送到卸除位置；以及使用熱排氣部排空位在卸除位置之基板支撐構件周圍之環境，該熱排氣部沿著該第一方向而位於第一排氣開口與位在卸除位置之基板支撐構件之上游端之間，該熱排氣部包含第二排氣開口，該第二排氣開口至少正對著位在卸除位置之基板支撐構件之頂部而設置，並排空位在卸除位置之基板支撐構件周圍之環境。
根據本發明實施例之熱處理裝置在其他構件或部件之間設有熱排氣部。熱排氣部係沿著從熱處理裝置之裝載區域之一側到另一側之第一方向而設置在第一排氣開口與位在直立加熱爐下方(或卸除位置上)之基板支撐構件之上游端之間，其中第一排氣開口設置在裝載區域之該另一側。此外，熱排氣部包含第二排氣開口，其正對著位在卸除位置之基板支撐構件之至少一頂部而設置，藉此排空圍繞基板支撐構件之環境。因此，圍繞已從直立加熱爐卸除之基板支撐構件之加熱環境可以藉由熱排氣部而排空，藉此減少大致水平之氣體流之向上熱擴散與紊流，該氣體流沿著從裝載區域之一側到另一側之第一方向流動到第一排氣開口，該第一排氣開口設置在裝載區域之該另一側中。根據熱排氣以及大致水平之氣體流，即使當基板支撐構件與基板具有相對大之熱容量時， 基板支撐構件與基板支撐構件中之基板可以在相對短的時間內冷卻。此外，因為基板支撐構件與基板在相對短的時間內冷卻，可以減少對裝載區域中之構件或部件之熱影響。
下文解釋根據本發明實施例之直立熱處理裝置。圖1係平面圖，說明直立熱處理裝置之內部結構。為了解釋的方便性，圖之右端代表前側；圖之左端代表後側；圖1中之X軸方向代表前後方向；而圖1中之Y軸方向代表左右方向。圖2係從前側看之直立熱處理裝置之直立橫剖面圖；而圖3係從左側看之直立熱處理裝置之直立橫剖面圖。
圖中之參考符號1代表框體，其內部定義有傳送區域S1與裝載區域S2。在傳送區域S1中放置有貯存基板(晶圓W)之載具C，並且晶圓W係傳送到裝載區域S2中。在裝載區域S2中，來自載具C之晶圓W係裝載到直立加熱爐2中(之後說明)。傳送區域S1與裝載區域S2藉由分隔壁11而分隔開。傳送區域S1處於大氣環境中，並且舉例來說，裝載區域S2處於乾淨乾燥氣體環境中。也就是說，舉例來說，裝載區域S2充滿乾淨乾燥氣體。乾淨乾燥氣體可以為具有少量粒子與有機物質與具有-60℃之露點之空氣。
傳送區域S1包含第一區域12與第二區域13，該第二區域沿著Y方向而位於第一區域12之後端(圖1)。第一區域12設有第一拖架14，其上放置有載具C。由樹脂所組成之囊封類型前端開口晶圓傳送盒被使用作為載具C。數片(例如：25片)晶圓W(各具有300 mm之直徑)係以架子之方式而安置在FOUP中。FOUP設有遮蓋，其可以打開或關閉FOUP之前開口。
第二區域13設有第二拖架15與載具貯存區16。此外，第二區域13設有載具傳送機構17，其將載具C從第一拖架14或第二拖架15傳送到載具貯存區16、或從載具貯存區16傳送到第一拖架14或第二拖架15。圖1中之參考符號10代表開口，其允許載具C內部與裝載區域S2間之空間連通；參考符號18代表開口10之門；而參考符號19代表遮蓋打開或關閉機構。
參考圖2，裝載區域S2設有直立加熱爐2，其底端具有開口。 此外，用來作為基板支撐構件之兩個晶舟盒3(3A、3B)設置在裝載區域S2中。晶舟盒3(3A、3B)以架子方式容納數片晶圓。
附帶地，當晶舟盒3A、3B不需要分開表示時，以參考符號「3」表示晶舟盒。
接著，參考圖4來詳細解釋晶舟盒3。晶舟盒3設有頂板31、底板32、以及在頂板31與底板32間之四個柱子33。四個柱子33之各者具有支撐晶圓W週邊之槽(未顯示)，以在垂直方向上以預定間隔支撐100片晶圓W。支撐構件34設置於底板32下方。
三個工作台(其上放置有晶舟盒3)係設置於裝載區域S2中。工作台之一者設置在晶舟盒升降機41上，該晶舟盒升降機41作為用來向上與向下帶動之基板支撐構件升降機構。在晶舟盒升降機41上，按照順序設有直立加熱爐2之遮蓋構件21與熱絕緣構件22。舉例來說，絕緣構件22由石英所組成，而晶舟盒3放置在絕緣構件22上。
晶舟盒升降機41可以藉由移動機構42而沿著導軌43(延伸於垂直方向)向上與向下帶動(參考圖3)，如此晶舟盒3在裝載位置與卸除位置之間向上與向下帶動。裝載位置代表在直立加熱爐2內之晶舟盒3之位置。當晶舟盒3位於裝載位置時，遮蓋構件21向上帶動，藉此關閉直立加熱爐2之底部開口。另一方面，卸除位置代表在直立加熱爐2下方之晶舟盒3之位置(參考圖1到圖3)。導軌43設置於裝載區域S2之後方與左端。
再次參考圖1，設置第一工作台44與第二工作台45。當晶圓W傳送於晶舟盒3與載具C(會放置於第二拖架15上)之間時，晶舟盒3放置在第一工作台44上。另一方面，在直立加熱爐2中實行熱處理前後，晶舟盒3暫時地放置在第二工作台45上。
此外，晶舟盒傳送機構5設置於第一工作台44與第二工作台45之間。晶舟盒傳送機構5將晶舟盒3傳送於第一工作台44與第二工作台45之間。晶舟盒傳送機構5用來作為基板支撐構件傳送機構，並且包含多節點手臂52，其可以向上與向下移動、繞著垂直軸旋轉、以及向前與向後移動。U型(俯視)支撐手臂53設置在 多節點手臂52之末端。U型支撐手臂53之開口53a比支撐構件34大，並且比底板32小。
在說明範例中，當晶舟盒3位於裝載位置時，晶舟盒傳送機構5設置於晶舟盒升降機41之右側；當從直立熱處理裝置之前端來看時，第一工作台44設置於晶舟盒傳送機構5之右側；而當從直立熱處理裝置之前端來看時，第二工作台45設置於晶舟盒傳送機構5之左側。晶舟盒傳送機構5之U型支撐手臂53包圍晶舟盒3之支撐構件34、向上移動以接觸底板32，藉此舉起晶舟盒3。接著，晶舟盒傳送機構5移動晶舟盒3，並將晶舟盒3放置在其目的地。晶舟盒3從工作台44、45之一者移動到晶舟盒傳送機構5，並接著移動到工作台44、45之另一者，如圖5中之虛線所顯示。
此外，舉例來說，用來作為基板傳送機構之晶圓傳送機構54設置於裝載區域S2中之第一工作台44之後側。晶圓傳送機構54將晶圓W從第一工作台44上之晶舟盒3傳送到第二拖架15上之載具C、或從第二拖架15上之載具C傳送到第一工作台44上之晶舟盒3。晶圓傳送機構54設有數個(例如：5個)叉子55以及傳送主體56，各個叉子55支撐晶圓W，而傳送主體56支撐著叉子55並前後移動叉子55。傳送主體56可以繞著垂直軸旋轉並向上與向下帶動，以及在圖1中之X方向上移動。
此外，頂部23係形成於裝載區域S2中大致在直立加熱爐之開口之高度上且排除直立加熱爐2之區域中。第一過濾裝置6A與第二過濾裝置6B設置於框體1之前壁之內表面上。具體而言，當從直立熱處理裝置之前面來看時，第二過濾裝置6B位於第一過濾裝置6A之左側。過濾裝置6A、6B延伸於垂直方向上(圖3中之Z方向)，如此過濾裝置6A、6B之頂端位於頂部23附近，而過濾裝置6A、6B之底端連接到底板24(圖3中僅說明第二過濾裝置6B)。各個過濾裝置6A、6B設有過濾部61，並且設置在位於過濾部61之前面之空間62中。空間62與裝載區域S2中之底板24下方所形成之通氣區域25壓力連通。
另一方面，熱遮蔽板63設置於裝載區域S2之後壁1A附近， 以遮蔽晶舟盒升降機41之驅動機構使其免受晶舟盒3與晶舟盒3中之晶圓W之熱之影響。熱遮蔽板63對應至後板，該後板正對著裝載區域S2之前壁，並且熱遮蔽板63設置在移動機構42和導軌所在空間與位於卸除位置之晶舟盒3之間。此外，遮蔽板63之頂端位於頂部23附近，而遮蔽板63之底端位於底板24上。此外，遮蔽板63具有開口63a，其允許移動機構42在垂直方向(圖3中之Z方向)上移動。開口63a相當於排氣開口，透過該排氣開口排出從過濾裝置6供應到裝載區域S2之氣體。
此外，分隔板64係設置於晶圓傳送機構54所在空間與位於卸除位置之晶舟盒3之間。此外，輻射溫度計35量測位於卸除位置之晶舟盒3之溫度。
此外，冷卻氣體供應部8與排氣導管7A、7B、7C(熱排氣部)設置於裝載區域S2中。排氣導管7A設置在靠近傳送區域S1之裝載區域S2中，更具體來說為正對著第一過濾裝置6A之後壁1A附近，如此排氣導管7A不會干擾晶圓傳送機構54之移動。
附帶地，當排氣導管7A、7B、7C不需要分開表示時，可以簡單以排氣導管7表示。
此外，排氣導管7B(第一熱排氣部)係設置在相對於位在卸除位置之晶舟盒3之前端P之後側、以及相對於遮蔽板63之開口63a之前側；而排氣導管7C(第二熱排氣部)係設置在相對於位在卸除位置之晶舟盒3之前端P之後側、以及相對於遮蔽板63之開口63a之前側。在說明範例中，當沿著前後方向(X方向)來看時，排氣導管7B係設置於在卸除位置之晶舟盒3之右側，而排氣導管7C係設置於在卸除位置之晶舟盒3之左側。
如圖3與圖4中所顯示，排氣導管7A至7C由延伸於垂直方向之管狀構件所組成。舉例來說，排氣導管7A至7C之頂端位於頂部23附近，而排氣導管7A至7C之底端連接到底板24，並與通氣區域25氣體連通。在說明範例中，排氣導管7A至7C由具有長方形橫剖面(或俯視)之管狀構件所組成。
如此設置各個排氣導管7B、7C：長方形之長邊正對著在卸除 位置之晶舟盒3，並且各個排氣導管7B、7C在正對著位於卸除位置之晶舟盒3之表面70上具有數個排氣孔71(用來作為熱排氣孔)。排氣孔至少設置在一區域中，該區域正對著位於卸除位置之晶舟盒3之頂部區域，並且該排氣孔排空藉由晶舟盒3(卸除自直立加熱爐2)與晶舟盒3上之晶圓W而加熱之環境。在此，晶舟盒3之頂部區域相當於生產晶圓W裝載於晶舟盒3中之區域。
在說明範例中，排氣孔71分布在正對著晶舟盒3之整個表面70區域。此外，在這個實施例中，位於表面70之頂端之排氣孔71具有較大的開口面積，並且排氣孔71之開口面積沿著從晶舟盒3之頂部到底部之方向而逐漸地變小。或者，在其他實施例中，每單位面積之排氣孔71之數量在表面70之頂端區域中會最多，並且沿著從晶舟盒3之頂部到底部之方向而逐漸地減少，而各個排氣孔71具有相同之開口面積。此外，在此實施例中，排氣孔71之形狀為圓形的，但其可以為狹長的。如此設置排氣導管7A：長方形之長邊正對著過濾裝置6，並且排氣導管7A在正對著過濾裝置6之表面上具有排氣孔71。
此外，冷卻氣體供應部8係設置在位於卸除位置之晶舟盒3周圍，如此冷卻氣體供應部8不會干擾晶舟盒3之移動，該晶舟盒3係藉由晶舟盒傳送機構5而移動。在這個實施例中，冷卻氣體供應部8具有兩個冷卻氣體噴嘴8A、8B，其相當於第一氣體供應部與第二氣體供應部。冷卻氣體噴嘴8A、8B延伸於垂直方向，並設置在位於卸除位置之晶舟盒3之右側與左側。
附帶地，當冷卻氣體噴嘴8A、8B、8C不需要分開表示時，在下文中可以簡單以參考符號「8」表示。
如圖1中所顯示，在這個實施例中，冷卻氣體噴嘴8A正對著在晶舟盒3對面之排氣導管7B；而冷卻氣體噴嘴8B對著在晶舟盒對面之排氣導管7C。在此，冷卻氣體噴嘴8A(或8B)與排氣導管7B(7C)不需要沿著晶舟盒3之直徑方向互相正對著，只要來自冷卻氣體噴嘴8A(或8B)之冷卻氣體可以通過位於卸除位置之晶舟盒3(或晶舟盒3中所裝載之晶圓W間之間隔)而流入排氣導管7B (7C)。
在說明範例中，舉例來說，冷卻氣體噴嘴8A、8B之頂端位於頂部23附近，而冷卻氣體噴嘴8A、8B之底端透過支撐部81而連接到底板24。此外，將冷卻氣體供應至位於卸除位置之晶舟盒3之供應孔82係形成於冷卻氣體噴嘴8A、8B正對著晶舟盒3之表面上。各個冷卻氣體噴嘴8A、8B透過具有閥V之供應線路84而連接到冷卻氣體之供應源83。可以使用溫度控制於20到30℃之氮(N2)氣、氬(Ar)氣、或乾淨乾燥氣體作為冷卻氣體。
參考圖6來解釋排氣導管7B、7C與冷卻氣體噴嘴8A、8B相對於晶舟盒3之設置之範例。如圖所顯示，排氣導管7B、7C沿著圓形C1之圓周互相遠離而設置，該圓形C1定義為其圓心相當於晶舟盒3之圓心O，並具有比晶舟盒3之直徑更大之直徑。具體而言，具有排氣孔71之表面70接觸圓形C1之圓周。
此外，排氣導管7B、7C最好設置在位於卸除位置之晶舟盒3附近。具體而言，舉例來說，具有排氣孔71之表面70與晶舟盒升降機41之遮蓋構件21之間之距離L1為約1 mm到約30 mm。舉例來說，排氣導管7A至7C具有約1500 mm到約2000 mm之高度、以及約100 mm到約300 mm之邊長。
此外，冷卻氣體噴嘴8A、8B最好設置在位於卸除位置之晶舟盒3(3A)附近，如此冷卻氣體噴嘴8A、8B不會干擾晶舟盒3之移動。換句話說，冷卻氣體噴嘴8A、8B最好設置接近位於卸除位置之晶舟盒3，只要冷卻氣體噴嘴8A、8B遠離晶舟盒3移動之區域(參考圖5)。如圖6中所顯示，冷卻氣體噴嘴8A、8B沿著圓形C2之圓周互相遠離而設置，該圓形C2定義為其圓心相當於晶舟盒3之圓心O，並具有比晶舟盒3之直徑更大之直徑。具體而言，冷卻氣體噴嘴8A、8B之供應孔82接觸圓形C2之圓周。具體而言，舉例來說，供應孔82與晶舟盒升降機41中之遮蓋構件21之外周圍之間之距離L2可以為約1 mm到約30 mm。舉例來說，冷卻氣體噴嘴8A、8B各者具有約1500 mm到約1800 mm之高度、以及約12 mm到15 mm之直徑。另外，供應孔82之直徑 為約2 mm到約3 mm。
散熱器26係設置於通氣區域25中。第一風扇27與第一閘閥28設置於通氣區域25之前側，以與過濾裝置6A、6B之空間62氣體連通。此外，第二風扇30與第二閘閥29設置於通氣區域25之後側。通氣區域25透過第二閘閥29與第二風扇30而連接到排氣設備。圖1與圖3中之參考符號20代表底板24中所形成之排氣開口；而圖7中之參考符號60代表空氣入口導管。
直立熱處理裝置設有控制部100，舉例來說，該控制部100由電腦所組成。控制部100設有資料處理部，該資料處理部由程式、記體體、中央處理單元(CPU)等等所組成。程式包含指令(或步驟)，該指令(或步驟)將控制訊號傳送到直立熱處理裝置之各種部件或構件，藉此進行晶圓傳送作業(之後說明)。程式儲存於電腦可讀取儲存媒體中，例如：軟碟、光碟、硬碟、磁光(MO)碟等等，並且安裝到控制部100。
舉例來說，當晶舟盒3藉由晶舟盒升降機41而從直立加熱爐2卸除時，控制部100將控制訊號輸出至閥V，以開始從冷卻氣體噴嘴8A、8B供應冷卻氣體，並依據輻射溫度計35之量測值而停止供應冷卻氣體。
接著，說明晶圓流程。在直立熱處理裝置中，有空氣流動於裝載區域S2中與N2氣體流動於裝載區域S2中之情況。當空氣流動時，打開第一閘閥28、啟動第二風扇30、以及打開第二閘閥29，而第一風扇27一直運作中。如此，舉例來說，溫度為20℃到30℃之空氣藉由空氣入口導管60而允許流進裝載區域S2中，並且從冷卻氣體噴嘴8A、8B供應N2氣體(或乾燥空氣、或空氣)，如圖7中所顯示。具體而言，取自直立熱處理裝置之外部之空氣從過濾裝置6A、6B流向正對著過濾裝置6A、6B之遮蔽板63。接著，空氣流進遮蔽板63之開口63a，並接著透過排氣開口20而流進通氣區域25。當大部分空氣(已流入通氣區域25中)從直立熱處理裝置流出時，一部分空氣藉由第一風扇27而流向過濾裝置6A、6B之空間62。接著，此部分之空氣流經使空氣變乾淨之過濾裝置 6A、6B，並接著流入裝載區域S2中。
附帶地，如圖7中所顯示，供應自冷卻氣體噴嘴8A(或8B)並接著流入排氣導管7C(或7B)中之冷卻氣體亦流入通氣區域25中，以與從裝載區域S2流入通氣區域25中之空氣混合。
此外，當N2氣體供應至裝載區域S2時，先關閉第一閘閥28與第二閘閥29，藉此停止供應空氣。接著，從冷卻氣體噴嘴8A、8B供應N2氣體(冷卻氣體)。N2氣體藉由排氣導管7B、7C與遮罩板63之開口63a而流入通氣區域25中。因為第一風扇27一直運作，通氣區域25中之N2氣體(作為清潔氣體)透過過濾裝置6A、6B而供應至裝載區域S2中。
如上所述，過濾裝置6(6A、6B)係設置在裝載區域S2之前側，而遮蓋板63係設置於裝載區域S2之後側，以正對著過濾裝置6(6A、6B)。因此，如圖7中之虛線箭頭所顯示，從裝載區域S2之前側到後側產生大致水平之氣體流。在這個實施例中，過濾裝置6A、6B、遮蓋板63、開口63a、通氣區域25、第一風扇27、與第二風扇30構成氣體流產生機構。
接著，解釋直立熱處理裝置之運作(或其中之晶圓流程)。首先，藉由機械臂(未顯示)而放置在第一托架14上之載具C藉由載具傳送機構17而傳送到第二拖架15，並被推至分隔壁11之開口10上。接著，載具C之遮蓋藉由遮蓋打開或關閉機構19而移除，並且舉例來說，從N2氣體供應機構(未顯示)朝載具C之內部供應N2氣體，藉此以N2氣體替換載具C以及載具C與門18間之空間中之空氣。接著，舉例來說，門18、遮蓋打開或關閉機構19、與遮蓋向上移動，並從開口10退出，藉此使載具C之內部與裝載區域S2互相氣體連通。
另一方面，晶舟盒3A與晶舟盒3B已分別放置於裝載區域S2中之第一工作台44與第二工作台45上。載具C中之晶圓W藉由晶圓傳送機構54而傳送到第一工作台44上之晶舟盒3A。在預定數量之晶圓W裝載於晶舟盒3A中之後，晶舟盒3A從第一工作台44移動到晶舟盒升降機41，並且藉由晶舟盒傳送機構5而放置 在晶舟盒升降機41之絕緣構件22上。接著，向上帶動晶舟盒升降機41，如此晶舟盒3A位於裝載位置上(或直立加熱爐2內)。接著，舉例來說，晶舟盒3A中所支撐之晶圓W在約400℃到約1000℃之預定溫度下於直立加熱爐2中經歷如膜沉積、退火、熱氧化等等之製程。
在該製程之後，藉由降低晶舟盒升降機41來將晶舟盒3A從直立加熱爐2傳送出、或從裝載位置傳送到卸除位置，冷卻氣體從冷卻氣體噴嘴8A、8B供應朝向位於卸除位置之晶舟盒3A。如此，舉例來說，晶舟盒3A中之晶圓W冷卻至約70℃到約80℃之溫度。
在這個情況下，冷卻氣體供應時間(或當冷卻氣體開始供應時之時間點)與冷卻氣體停止時間(或當冷卻氣體停止供應時之時間點)係藉由控制部100而控制。在這個實施例中，在從直立加熱爐2取下晶舟盒3A之前，開始從冷卻氣體噴嘴8A、8B供應冷卻氣體。然而，可以在晶舟盒3位於卸除位置之後開始供應冷卻氣體。此外，當藉由輻射溫度計35所量測之晶圓W之溫度變成約70℃到約80℃時，會停止供應冷卻氣體。
在此，當晶舟盒3A從直立加熱爐2傳送到卸除位置時，因為晶舟盒3具有相當大之熱容量，晶舟盒3A周圍之環境會被晶舟盒3A與其內之晶圓W加熱至相當高之溫度。然而，因為環境藉由排氣導管7B、7C而排空，環境在相當短之時間內冷卻。甚至當通氣區域25中之環境之溫度藉由來自裝載區域S2之空氣而提升時，通氣區域25之環境可以藉由散熱器26而冷卻，並且通氣區域25中經冷卻之空氣及/或氣體會循環至過濾裝置6A、6B中，並接著進入裝載區域S2中。附帶地，通氣區域25中之環境之一部分透過清潔排氣機構(未顯示)而排氣至直立熱處理裝置之外部。
如上所述，藉由在裝載區域S2中之過濾裝置6A、6B與遮蔽板63之開口63a所產生之大致水平之氣體流、從冷卻氣體噴嘴8A、8B供應冷卻氣體、以及從排氣導管7A到7C排放冷卻氣體，以在相當短之時間內冷卻晶舟盒3A。
當在熱處理之後卸除晶舟盒3A、以及從過濾裝置6A、6B將溫度為20℃到30℃之空氣及/或N2氣體供應朝向晶舟盒3A時，空氣及/或N2氣體藉由經加熱之晶舟盒3A(具有相當大之熱容量)而快速地加熱。接著，經加熱之空氣及/或N2氣體試圖向上流動，如此熱向上擴散。然而，因為至少圍繞晶舟盒3A之環境之頂部區域係藉由排氣孔71而排出，所以經加熱氣體及/或N2氣體不會向上流動，而會從排氣孔71排出，如此可以防止向上之熱擴散。
在此，當向上之熱擴散發生在裝載區域S2中時，大致水平之氣體流會被干擾。然而，因為這類的向上熱擴散可以藉由從排氣導管7B、7C之排氣而避免，可以抑制此類對於大致水平氣體流之干擾，如此可以維持大致水平之氣體流。因此，將氣體及/或N2氣體從過濾裝置6A、6B供應朝向位於卸除位置之晶舟盒3A與晶舟盒3A中之晶圓W，並藉由排氣導管7B、7C而排出，如此晶舟盒3A與其中之晶圓W會在相當短的時間內冷卻，其減少卸除之後冷卻晶圓W所需之時間。
接著，參考圖9來解釋未設置排氣導管7之情況。在這個情況下，在卸除晶舟盒3A與其中之晶圓W之後，其藉由來自過濾裝置6A、6B之空氣及/或N2氣體、以及藉由來自冷卻氣體噴嘴8之冷卻氣體而冷卻。附帶地，因為這個產業中所使用之晶圓之尺寸變得更大，如此晶舟盒3A之尺寸亦變得更大，所以晶舟盒3A與晶圓W具有相當大之熱容量。因此，氣體及/或N2氣體快速地加熱並向上流動，其在晶舟盒3A附近會產生高溫區域91。從之後說明之參考範例之解釋會了解，供應自過濾裝置6A、6B之氣體及/或N2氣體會因為高溫區域91而在高溫區域91下方向下流動。因此，相對冷之空氣及/或N2氣體不會供應到晶舟盒3A，如此冷卻效率會降低，並且冷卻晶舟盒3A與其中之晶圓W所需之時間會增加。
在卸除位置中以這樣方式冷卻之晶舟盒3A藉由晶舟盒傳送機構5而暫時地傳送到第二工作台45，並接著傳送到第一工作台44。接著，晶舟盒3A中之晶圓W藉由晶圓傳送機構54而傳送到 載具C中。
在這個實施例中，至少正對著位於卸除位置之晶舟盒3A之頂部之排氣導管7B、7C設置在裝載區域S2中位於卸除位置之晶舟盒3A之前端P以及遮蔽板63之開口63a之間之位置，該裝載區域S2中在由前到後之方向上產生大致水平之氣體流。因為排氣導管7B、7C具有排氣孔71，該排氣孔71可以排空藉由晶舟盒3A與晶圓W(已從直立加熱爐2卸除)而加熱之高溫環境，晶舟盒3A與其中之晶圓W可以在短時間內冷卻，藉此避免產量之減少。
此外，因為排氣孔71係沿著垂直方向而分佈，並且各排氣孔71可以排空大部分的冷卻氣體(來自冷卻氣體噴嘴8)，沿著垂直方向而設置之晶圓W可以均勻地冷卻。
因為晶圓W中產生之圖案變得小至約27 nm之臨界尺寸，晶圓W間之熱歷程會是個問題。舉例來說，當晶圓W之溫度不同時，晶圓W間之雜質之擴散長度會不同。此外，熱氧化矽膜之厚度會不同，該熱氧化矽膜之厚度在從直立加熱爐2卸除晶舟盒3時會增加。當晶圓W之間就擴散長度與熱氧化物膜之厚度而言有大變化時，生產良率會減少。因為這樣，均勻地冷卻晶圓W是非常重.要的。
此外，因為排氣孔71之開口面積沿著排氣導管7之頂部到底部之方向而變得更小，從排氣導管7排放之氣體及/或N2之量在排氣導管7之頂部區域較大，並且氣體及/或N2之量沿著排氣導管7之頂部到底部之方向而變得更小。之後會解釋，在從直立加熱爐2卸除到卸除位置之晶舟盒3A之頂部附近之區域可能為較高溫的。因此，藉由從排氣導管7之頂部排出大量之氣體及/或N2氣體、以及從排氣導管7之底部排出少量之氣體及/或N2氣體，晶舟盒3A中之晶圓W之溫度可以沿著垂直方向而均勻地冷卻。這樣，晶舟盒3A中之晶圓W可以冷卻，同時晶圓W間之溫度差係保持在減少的狀態下。
此外，因為在這個實施例中，冷卻氣體係從冷卻氣體噴嘴8A、8B而供應朝向卸除位置之晶舟盒3A，冷卻晶圓W所花的時 間會減少。冷卻氣體係供應自晶舟盒3A附近之位置、流經晶舟盒3A、並從排氣導管7B、7C排出。也就是說，冷卻氣體確實接觸晶舟盒3A與晶圓W、奪走晶舟盒3A與晶圓W之熱、並伴隨供應自過濾裝置6A、6B之空氣及/或N2氣體而從排氣導管7B、7C排放到裝載區域S2。也就是說，從冷卻氣體噴嘴8A、8B供應冷卻氣體以及從排氣導管7B、7C排出在卸除位置之晶舟盒3A附近之環境，可以奪走晶舟盒3A附近之熱，並促進晶舟盒3A中之晶圓W之溫度減少。
此外，因為在本實施例中可以抑制來自晶舟盒3A與晶圓W(卸除自直立加熱爐)之向上熱擴散，裝載區域S2中之熱對流會減少。因此，晶舟盒傳送機構5與晶圓傳送機構54之電纜或「電纜保護鏈條(Cableveyor)」(TM)等等可能不會受熱，如此可以抑制這類機構或構件之熱變形與脫氣。附帶地，電纜保護鏈條(舉例來說，由橡膠材料所組成)為電源供應電纜與軟管之支撐與保護裝置，其可以自Tsubakimoto Chain Co.(Osaka,Japan)購得。「電纜保護鏈條」為註冊商標。
此外，因為在這個實施例中，設置直立加熱爐2之區域與設置晶圓傳送機構54之區域係藉由分隔板64而分開設置，可以減少從晶舟盒3與晶圓W到設置晶圓傳送機構之區域之熱影響。因此，可以抑制這類機構或構件之熱變形與脫氣。
接著，參考圖10與圖11來說明排氣導管7與冷卻氣體噴嘴8之其他配置。排氣導管7可以任意地設置在裝載區域S2中，只要排氣導管7設置在相對於位於卸除位置之晶舟盒3之前端P之後側位置以及在相對於遮蔽板63之排氣開口63a之前側位置、至少正對著位於卸除位置之晶舟盒3之頂部區域、以及具有排空位於卸除位置之晶舟盒3附近之環境之排氣孔71。
此外，冷卻氣體供應部(冷卻氣體噴嘴)8可以任意地設置，只要冷卻氣體噴嘴8設置在相對於卸除位置之前側位置與相對於晶舟盒傳送機構5之後側位置、以及具有供應孔82。
參考圖10，如此設置排氣導管7D：形成排氣孔71之表面70 面向晶舟盒3A或直接朝向從前後方向斜向左右方向之一方向，而冷卻氣體噴嘴8C設置在從排氣導管7D橫跨晶舟盒3A之另一側。在這樣的結構中，排氣導管7D設置在相對於晶舟盒傳送機構5之右側位置，而冷卻氣體噴嘴8C設置在相對於晶舟盒傳送機構5之左側位置。根據此結構，排氣孔71直接朝向冷卻氣體噴嘴8C或朝向從前後方向斜向左右方向之方向。因此，大致水平之氣體流可以輕易地產生，並且氣體流干擾會減少，如此可以在相當短的時間內奪走從直立加熱爐2卸除之晶舟盒3A與晶圓W之熱。此外，因為冷卻氣體噴嘴8C與排氣導管7D互相設置在橫跨晶舟盒3A之另一側，冷卻氣體確定會接觸晶舟盒3A、流向排氣導管7D，並且可以從排氣導管7D排出。因此，冷卻氣體可以擴展於晶舟盒3A之整個區域中。
參考圖11之(a)部分，如此設置排氣導管7E：具有排氣孔71之表面70正對著過濾裝置6，該過濾裝置6位於框體1(圖1)之前壁之內側。在此結構中，因為排氣孔71直接指向過濾裝置6，大致水平之氣體流可以輕易地產生。因此，從直立加熱爐2卸除之晶舟盒3A與晶圓W之熱可以輕易地消除，同時氣體流擾動可被抑制。此外，排氣導管7E與冷卻氣體噴嘴8D大致設置在晶舟盒3A之右側。即使具有此結構，來自冷卻氣體噴嘴8D之冷卻氣體會接觸晶舟盒3A與晶圓W，並從排氣導管7E排出。
如圖11之(b)部分所顯示，在其他實施例中，除了冷卻氣體噴嘴8A、8B之外，可以設置冷卻氣體噴嘴8A'、8B'，該冷卻氣體噴嘴8A'、8B'可以藉由移動機構(未顯示)而移動。儘管冷卻氣體噴嘴8A'、8B'在等待狀態時後退以不干擾晶舟盒3之移動，當晶舟盒3從直立加熱爐2卸除時，冷卻氣體噴嘴8A'、8B'沿著弧線路徑80而移動到晶舟盒3之前側之對應位置(圖示中之虛線圓圈)。位於晶舟盒3之前側之冷卻氣體噴嘴8A'、8B'將冷卻氣體吹到晶舟盒3。在晶舟盒3與晶圓W冷卻之後，冷卻氣體噴嘴8A'、8B'會回到等待位置，並且晶舟盒3係自卸除位置傳送出。
此外，在其他實施例中，可以使用圖12中所顯示之晶舟盒傳 送機構57來代替晶舟盒傳送機構5。晶舟盒傳送機構57包含手臂59a，該手臂59a可以向前與向後移動並且設置在基底構件59上，該基底構件59可以藉由驅動機構58而向上與向上移動、以及圍繞垂直軸而旋轉。手臂59a包圍晶舟盒3之支撐構件34。另一方面，晶舟盒升降機41之熱絕緣構件22、第一工作台44、以及第二工作台45係沿著圓形之周圍而設置，該圓形之中心位於驅動機構58之中心。此外，當手臂59a向前移動時，手臂59a支撐著支撐構件34，如此手臂59a之大致C型之爪包圍支撐構件34，並且手臂59a向上帶動。接著，基底構件59旋轉，如此手臂59a在目標工作台(44或45)上方支撐著支撐構件34以及晶舟盒3。接著，手臂59a藉由降低基底構件59而向下帶動並向後移動，如此晶舟盒3放置在目標工作台上。以這樣的方式，晶舟盒3係傳送於第一工作台44與第二工作台45之間。
即便在這個範例中，排氣導管7G係設置在裝載區域S2中卸除位置之晶舟盒3A附近，該裝載區域中產生大致水平之氣體流，而冷卻氣體噴嘴8F係設置於卸除位置之晶舟盒3A附近、以及排氣導管7G與晶舟盒傳送機構57之間。具有這樣的配置，來自冷卻氣體噴嘴8F之冷卻氣體流經晶舟盒3A，並接著從排氣導管7G排出。
附帶地，即使在上述實施例(或其變化)中在卸除位置上之晶舟盒3附近僅設置排氣導管7B、7C(或7D、7E、7G)，因為晶舟盒3與晶圓W之熱可以被移除，晶圓W可以在相當短的時間內冷卻，晶圓W間之溫差會減少。因此，不一定需要冷卻氣體噴嘴8A、8B(或8A'、8B'、8D、8F)。
此外，排氣孔71可以至少設置在排氣導管7B、7C(或7D、7E、7G)之頂部區域，藉此指向位於卸除位置之晶舟盒3之頂部區域。包圍在卸除位置之晶舟盒3之氣體或空氣藉由已從直立加熱爐2卸除之晶舟盒3、與晶舟盒3中之晶圓W而加熱，因此而向上流動。然而，經加熱之氣體或空氣可以藉由排氣孔71而排出，因此可以避免向上熱擴散。
此外，可以使用水平延伸與垂直設置之數個氣體噴嘴來替代冷卻氣體噴嘴8A、8B(或8A'、8B'、8D、8F)，以使冷卻氣體經過晶舟盒3而供應朝向排氣導管7B及/或7C。此外，可以設置管狀構件，其垂直地延伸並在垂直方向上具有氣體供應孔。
此外，裝載區域S2可以處於惰性氣體環境下。也就是說，惰性氣體(即N2氣體)可以透過過濾裝置6而供應到裝載區域S2中。在這個情況下，排放到通氣區域25之惰性氣體不會排放到直立熱處理裝置之外部，而係藉由第一風扇27通過散熱器26而循環到過濾裝置6。
(範例)
實行模擬以得到從直立加熱爐2卸除之晶舟盒3附近之溫度分布。在這個模擬中，假設從直立加熱爐2卸除之晶舟盒3放置在尺寸為1800 mm(寬)x 1800 mm(深)x 1000 mm(高)之框體92內；從直立加熱爐2卸除且位於卸除位置上之晶舟盒3之溫度為500℃；以及晶舟盒3具有可以支撐100片晶圓之尺寸，各晶圓具有300 mm之直徑。
(氣體溫度) (參考範例)
首先，實行當晶舟盒3附近未設置排氣導管時之模擬。模擬結果顯示於圖13中，其中參考符號「a」代表700℃以上之溫度區域；參考符號「b」代表500℃以上且低於700℃之溫度區域；參考符號「c」代表300℃以上且低於500℃之溫度區域；參考符號「d」代表100℃以上且低於300℃之溫度區域；以及參考符號「e」代表30℃以上且低於100℃之溫度區域。此外，晶舟盒3以鏈線來說明。
結果，熱區域a、b、c、與d普遍在晶舟盒3上方之頂部區域中，而相對冷之氣體(及/或空氣)在區域a、b、c、與d下方流動(如圖13中之箭頭所顯示)。也就是說，當未設置排氣導管時，熱氣體(及/或空氣)向上流動，如此設置在裝載區域S2之頂部區域構件會受熱。此外，相對冷之氣體不會到達熱區域a、b、c、與d，其不 能有效率地冷卻。
(氣體流速度) (範例1)
使用裝載區域S2中設有晶舟盒3、排氣導管7A到7C、與冷卻氣體噴嘴8A、8B之模型來實行關於氣體流速度之模擬。在這個情況下，假設產生從裝載區域S2之右側流動之氣體流。此外，假設裝載區域S2具有1000 mm之X方向長度、1800 mm之Y方向長度、與1800 mm之高度；以及晶舟盒3具有可以支撐100片晶圓W之尺寸，各晶圓W具有300 mm之直徑。此外，排氣導管7B之表面70與遮蓋構件21之周圍間之距離d1為15 mm；排氣導管7C之表面70與遮蓋構件21之周圍間之距離d2為15 mm；而冷卻氣體噴嘴8A、8B與遮蓋構件21之周圍間之距離d3為15 mm。
在沿著圖14中之A1-A1、A2-A2、A3-A3、A4-A4、與A5-A5線所擷取之五個橫剖面所得到之氣體流速度之模擬結果係分別顯示於圖15、圖16、圖17、圖18、與圖19中。附帶地，參考符號「Va」代表0.8 m/s以上之氣體流速度；參考符號「Vb」代表0.6 m/s以上與低於0.8 m/s之氣體流速度；參考符號「Vc」代表0.4 m/s以上與低於0.6 m/s之氣體流速度；參考符號「Vd」代表0.2 m/s以上與低於0.4 m/s之氣體流速度；以及參考符號「Ve」代表0.2 m/s以下之氣體流速度。
此外，作為比較範例，使用未設置排氣導管7A到7C與冷卻氣體噴嘴8A、8B之模型來實行模擬。在此模擬中，假設裝載區域S2透過排氣孔而排空，該排氣孔係形成於裝載區域S2之底板之左側區域中。圖20、21、22、23、與24分別說明在相同之A1-A1、A2-A2、A3-A3、A4-A4、與A5-A5橫剖面之模擬結果。
參考圖20、23、24，在裝載區域S2之頂部中有氣體流速度低於0.2 m/s之區域，並且在底板中之排氣孔附近得到相對高之向下速度。也就是說，當裝載區域S2中未設置排氣導管7A到7C與冷卻氣體噴嘴8A、8B時，低速度之熱空氣(及/或氣體)停滯在裝載 區域S2之頂部，而僅能在裝載區域S2之底部中達到相對較高之速度，其導致晶舟盒3與晶圓W之冷卻沒效率。
另一方面，氣體流在範例1中之排氣導管7B、7C之排氣孔71附近具有相對大之速度，藉由比較圖15-17與圖20-22可以輕易地了解。此外，在比較範例1(圖21)中晶舟盒3上方所觀察到之低速度區域Ve，並未在範例1(圖15)中觀察到。因此，可以了解氣體(及/或空氣)經過圍繞在卸除位置之晶舟盒3之區域而以相當一致之速度流動到排氣孔71中。
(範例2)
在從直立加熱爐2卸除晶舟盒3之後，量測在晶圓傳送機構54上方之環境中之頂部、中間部、與底部之實際溫度。在此，頂部、中間部、與底部分別位於底板24上方之1500 mm、1000 mm、與500 mm。此外，晶舟盒3支撐100片晶圓W，各晶圓W具有300 mm之直徑，並且在700℃之直立加熱爐2中熱處理晶圓W 60分鐘。在這樣的情況下，如參考圖14所說明，排氣導管7B之表面70與遮蓋構件21之周圍間之距離d1為15 mm；排氣導管7C之表面70與遮蓋構件21之周圍間之距離d2為15 mm；而冷卻氣體噴嘴8A、8B與遮蓋構件21之周圍間之距離d3為15 mm。此外，供應自過濾裝置6之空氣之溫度為20到30℃，而來自冷卻氣體噴嘴8A、8B之冷卻氣體之溫度為20到30℃。
於頂部、中間部、與底部所得到之量測結果分別顯示於圖25、圖26、與圖27中。在這些圖表中，水平軸代表時間，而垂直軸代表溫度。此外，實線代表當裝載區域S2中設有排氣導管7A到7C、冷卻氣體噴嘴8A、8B、與分隔板64時對應部之溫度，而虛線代表當裝載區域S2中未設有排氣導管7A到7C、冷卻氣體噴嘴8A、8B、與分隔板64時對應部之溫度(稱為比較範例2)。重複溫度量測數次，並且平均溫度顯示於圖表中。此外，在圖25、26、與27中，卸除晶舟盒3開始於第0分鐘，而晶舟盒升降機41在第8分鐘抵達卸除位置。
參考圖25-27，在範例2中之對應部之溫度低於在比較範例2 中之相應部之溫度。具體來說，在範例2中頂部之溫度比在比較範例2中頂部之溫度低約100℃；在範例2中中間部之溫度比在比較範例2中中間部之溫度低約30℃；而在範例2中底部之溫度比在比較範例2中底部之溫度低約10℃。從這些結果可以了解，熱係藉由排氣導管7A到7C與冷卻氣體噴嘴8A、8B之結合而排出，並且藉由額外設置分隔板64，可以減少熱擴散到晶圓傳送機構54上方之環境。
此外，相較於比較範例2，範例2中頂部、中間部、與底部間之溫差會減少。可推想相較於比較範例2，在範例2中，在已從直立加熱爐2卸除之晶舟盒3中之晶圓W間之溫差亦減少。
(範例3)
在此範例中，量測晶舟盒3中之晶圓W之溫度。具體來說，量測位於晶舟盒3中之不同位置之數片晶圓W之溫度，並且藉由平均所量測之溫度而得到之溫度繪製於圖28中。在圖28中，實線曲線指出當裝載區域S2中設有排氣導管7A到7C、冷卻氣體噴嘴8A、8B、與分隔板64時之平均溫度，而虛線曲線指出當裝載區域S2中未設置排氣導管7A到7C、冷卻氣體噴嘴8A、8B、與分隔板64(稱為比較範例3)時相應部之溫度。在圖28中，卸除晶舟盒3開始於第0分鐘，而晶舟盒升降機41在第8分鐘抵達卸除位置。
參考圖28，在範例3中將晶舟盒3中之晶圓W冷卻至80℃所需之時間比在比較範例中所需之時間少約3分鐘，由此可以了解本實施例之優點。
(範例4)
在裝載區域S2中設有排氣導管7B、7C、冷卻氣體噴嘴8A、8B、與分隔板64之情況(範例4)下、以及在裝載區域S2中未設置排氣導管7B、7C、冷卻氣體噴嘴8A、8B、與分隔板64之情況下(比較範例4)量測晶舟盒升降機41之電纜保護鏈條之溫度。圖29說明範例4之結果(實線)與比較範例4之結果(虛線)。在圖29中，水平軸代表時間，而垂直軸代表溫度。此外，卸除晶舟盒3開始 於第0分鐘。
參考圖29，範例4中電纜保護鏈條之最高溫比比較範例4中之電纜保護鏈條之最高溫低約12℃。由此觀察資料可了解，朝向晶舟盒升降機41之移動機構42之熱擴散係藉由排氣導管7B、7C、與冷卻氣體噴嘴8A、8B而抑制。因此，當晶舟盒3從直立加熱爐2卸除時，電纜及/或電纜保護鏈條可免於受熱，如此不會造成電纜及/或電纜保護鏈條之熱變形及/或脫氣之問題。
附帶地，當範例1到4中設有排氣導管7B、7C、冷卻氣體噴嘴8A、8B、與分隔板64時，本發明之發明者已確認設置在卸除位置之晶舟盒3附近之排氣導管7B、7C可以排空藉由晶舟盒3而加熱之環境，藉此減少熱擴散與熱對流。此外，已確認排氣導管7B、7C可以沿著晶舟盒3之縱向方向在不同高度以大致相同之速度排出圍繞晶舟盒3之氣體及/或空氣。因此，排氣導管7B、7C對冷卻晶舟盒3與晶圓W有很大程度的貢獻，藉此減少冷卻晶舟盒3與晶圓W所需之時間、以及減少晶圓W間之溫差。
雖然已參考前面實施例來說明本發明，本發明並不侷限於所揭示之實施例，並且可以在隨附申請專利範圍之範疇內作各種修改或變化。
S1‧‧‧傳送區域
S2‧‧‧裝載區域
W‧‧‧晶圓
C‧‧‧載具
P‧‧‧前端
C1、C2‧‧‧圓形
O‧‧‧圓心
L1、L2‧‧‧距離
V‧‧‧閥
d1、d2、d3‧‧‧距離
1‧‧‧框體
1A‧‧‧後壁
2‧‧‧加熱爐
3、3A、3B‧‧‧晶舟盒
5‧‧‧晶舟盒傳送機構
6、6A、6B‧‧‧過濾裝置
7A、7B、7C、7D、7E、7G‧‧‧排氣導管
8、8A、8B、8C、8D、8F、8A'、8B'‧‧‧冷卻氣體供應部(冷卻氣體噴嘴)
10‧‧‧開口
11‧‧‧分隔壁
12‧‧‧第一區域
13‧‧‧第二區域
14‧‧‧第一拖架
15‧‧‧第二拖架
16‧‧‧載具貯存區
17‧‧‧載具傳送機構
18‧‧‧門
19‧‧‧遮蓋打開或關閉機構
20‧‧‧排氣開口
21‧‧‧遮蓋構件
22‧‧‧絕緣構件
23‧‧‧頂部
24‧‧‧底板
25‧‧‧通氣區域
26‧‧‧散熱器
27‧‧‧第一風扇
28‧‧‧第一閘閥
29‧‧‧第二閘閥
30‧‧‧第二風扇
31‧‧‧頂板
32‧‧‧底板
33‧‧‧柱子
34‧‧‧支撐構件
35‧‧‧輻射溫度計
41‧‧‧晶舟盒升降機
42‧‧‧移動機構
43‧‧‧導軌
44、45‧‧‧工作台
52‧‧‧多節點手臂
53‧‧‧支撐手臂
53a‧‧‧開口
54‧‧‧晶圓傳送機構
55‧‧‧叉子
56‧‧‧傳送主體
57‧‧‧晶舟盒傳送機構
58‧‧‧驅動機構
59‧‧‧基底構件
59a‧‧‧手臂
60‧‧‧空氣入口導管
61‧‧‧過濾部
62‧‧‧空間
63‧‧‧遮蔽板
63a‧‧‧開口
64‧‧‧分隔板
70‧‧‧表面
71‧‧‧排氣孔
80‧‧‧弧線路徑
81‧‧‧支撐部
82‧‧‧供應孔
83‧‧‧供應源
84‧‧‧供應線路
91‧‧‧高溫區域
92‧‧‧框體
100‧‧‧控制部
圖1係根據本發明實施例之直立熱處理裝置之整個結構之平面圖；圖2係根據實施例之直立熱處理裝置之直立橫剖面圖；圖3係根據實施例之直立熱處理裝置之另一直立橫剖面圖；圖4係根據實施例之直立熱處理裝置中之晶舟盒、排氣導管、與冷卻氣體噴嘴之概略斜視圖；圖5係平面圖，概略地說明根據實施例之直立熱處理裝置之裝載區域；圖6係平面圖，說明根據實施例之直立熱處理裝置之在卸除位置之晶舟盒、排氣導管、與冷卻氣體噴嘴之關係； 圖7係概略直立橫剖面圖，說明根據實施例之直立熱處理裝置之裝載區域中之氣體流；圖8係概略平面圖，說明根據實施例之直立熱處理裝置之裝載區域中之氣體流；圖9係概略直立橫剖面圖，說明當未設置排氣導管時裝載區域中之氣體流，以作為比較；圖10係概略平面圖，說明根據一實施例之直立熱處理裝置中之排氣導管與冷卻氣體噴嘴之另一配置；圖11係概略平面圖，說明根據一實施例之直立熱處理裝置中之排氣導管與冷卻氣體噴嘴之另一配置；圖12係概略平面圖，說明根據一實施例之直立熱處理裝置中之排氣導管與冷卻氣體噴嘴之另一配置；圖13說明關於氣體(及/或空氣)之溫度分布所實行之模擬結果；圖14說明模擬中所使用之模型；圖15說明關於氣體流所實行之模擬結果；圖16說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖17說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖18說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖19說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖20說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖21說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖22說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖23說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖24說明關於氣體流所實行之另一模擬結果；圖25係圖表，顯示在晶舟盒傳送機構卸除晶舟盒之後，在晶舟盒傳送機構上方之區域中之溫度隨時間之變化；圖26係圖表，顯示在晶舟盒傳送機構卸除晶舟盒之後，在晶舟盒傳送機構上方之區域中之溫度隨時間之變化；圖27係圖表，顯示在晶舟盒傳送機構卸除晶舟盒之後，在晶 舟盒傳送機構上方之區域中之溫度隨時間之變化；圖28係圖表，說明在卸除晶舟盒之後，晶圓溫度隨時間之變化；以及圖29係圖表，說明在卸除晶舟盒之後，晶圓升降機溫度隨時間之變化。
S1‧‧‧傳送區域
S2‧‧‧裝載區域
C‧‧‧載具
P‧‧‧前端
1‧‧‧框體
1A‧‧‧後壁
3A、3B‧‧‧晶舟盒
5‧‧‧晶舟盒傳送機構
6A、6B‧‧‧過濾裝置
7A、7B、7C‧‧‧排氣導管
8A、8B‧‧‧冷卻氣體供應部(冷卻氣體噴嘴)
10‧‧‧開口
12‧‧‧第一區域
13‧‧‧第二區域
17‧‧‧載具傳送機構
18‧‧‧門
19‧‧‧遮蓋打開或關閉機構
20‧‧‧排氣開口
21‧‧‧遮蓋構件
22‧‧‧絕緣構件
24‧‧‧底板
41‧‧‧晶舟盒升降機
42‧‧‧移動機構
44、45‧‧‧工作台
52‧‧‧多節點手臂
53‧‧‧支撐手臂
53a‧‧‧開口
54‧‧‧晶圓傳送機構
55‧‧‧叉子
56‧‧‧傳送主體
63‧‧‧遮蔽板
63a‧‧‧開口
64‧‧‧分隔板

Claims (8)

  1. 一種熱處理裝置，在其中將以架子方式堆疊數個基板之基板支撐構件傳送到加熱爐中，藉此熱處理該數個基板，該熱處理裝置包含：一裝載區域，位於該加熱爐下方；一基板支撐構件升降機構，其將基板支撐構件運送於加熱爐內之裝載位置與該裝載區域內之卸除位置之間，該基板支撐構件升降機構設置在該裝載區域中；一氣體流產生機構，其在該裝載區域中產生大致水平之氣體流，該大致水平之氣體流係在從該裝載區域之一側到另一側之第一方向流動到第一排氣開口，該第一排氣開口設置在該裝載區域之該另一側，當該基板支撐構件位在該卸除位置時，該基板支撐構件係位於該大致水平之氣體流在該第一方向流動的路徑上，以使位在該卸除位置的該基板支撐構件與該大致水平之氣體流接觸；一基板支撐構件傳送機構，其用以當該基板支撐構件位在該卸除位置時傳送該基板支撐構件，並且相對於位在該卸除位置之該基板支撐構件而設置在沿著該第一方向之上游；一熱排氣部，其係設置在位於該第一排氣開口與和當該基板支撐構件位在該卸除位置時於該第一方向流動的該大致水平之氣體流的流動有關的該基板支撐構件之上游端之間的該裝載區域中，該熱排氣部包含第二排氣開口，當該基板支撐構件位在該卸除位置時，該第二排氣開口至少正對著該基板支撐構件之頂部而設置，並對位在該卸除位置之該基板支撐構件周圍之環境進行排空；以及一冷卻氣體供應部，設置於該熱排氣部與該基板支撐構件傳送機構之間，並將冷卻氣體供應到位在該卸除位置之該基板支撐構件。
  2. 如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中該熱排氣部包含垂直 延伸之管狀構件，以及其中該第二排氣開口係形成於該管狀構件中。
  3. 如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中該冷卻氣體供應部包含垂直延伸之冷卻氣體噴嘴，該冷卻氣體噴嘴包含沿著該冷卻氣體噴嘴之縱向方向之供應開口。
  4. 如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中該熱排氣部包含第一熱排氣部與第二熱排氣部，其中如此設置該第一與該第二熱排氣部：沿著垂直該第一方向之第二方向，一個設置在相對於該卸除位置之一側，而另一個設置在相對於該卸除位置之另一側。
  5. 如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中該冷卻氣體供應部包含第一冷卻氣體供應部與第二冷卻氣體供應部，其中如此設置該第一與該第二冷卻氣體供應部：沿著垂直該第一方向之第二方向，一個設置在相對於該卸除位置之一側，而另一個設置在相對於該卸除位置之另一側。
  6. 如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中該第二排氣開口之開口面積沿著第三方向而逐漸變小，該第三方向係從位在該卸除位置之該基板支撐構件之頂端到底端。
  7. 一種熱處理方法，其中將以架子方式堆疊數個基板之基板支撐構件傳送到加熱爐中，藉此熱處理該數個基板，該熱處理方法包含以下步驟：在位於該加熱爐下方的裝載區域中產生大致水平之氣體流，以使該大致水平之氣體流係在從該裝載區域之一側到另一側之第一方向流動到第一排氣開口，該第一排氣開口設置在該裝載區域之該另一側；藉由使用基板支撐構件傳送機構來將該基板支撐構件傳送到 該裝載區域內之卸除位置，其中該基板支撐構件傳送機構係相對於位在該卸除位置之該基板支撐構件而設置在沿著該第一方向之上游；藉由使用基板支撐構件升降機構來將該基板支撐構件從該卸除位置運送到該加熱爐內之裝載位置、以及從該裝載位置運送到該卸除位置，其中當該基板支撐構件位在該卸除位置時，該基板支撐構件係位於該大致水平之氣體流在該第一方向流動的路徑上，以使位在該卸除位置的該基板支撐構件與該大致水平之氣體流接觸；藉由使用熱排氣部來對位在該卸除位置之該基板支撐構件周圍之環境進行排空，該熱排氣部係設置在位於該第一排氣開口與和當該基板支撐構件位在該卸除位置時於該第一方向流動的該大致水平之氣體流的流動有關的該基板支撐構件之上游端之間的該裝載區域中，該熱排氣部包含第二排氣開口，當該基板支撐構件位在該卸除位置時，該第二排氣開口至少正對著位在該卸除位置之該基板支撐構件之頂部而設置，並對位在該卸除位置之該基板支撐構件周圍之環境進行排空；以及藉由使用冷卻氣體供應部來將冷卻氣體供應到位在該卸除位置之該基板支撐構件，該冷卻氣體供應部設置於該熱排氣部與該基板支撐構件傳送機構之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之熱處理方法，其中在該排空之步驟中，使用該熱排氣部來對位在該卸除位置之該基板支撐構件周圍之環境進行排空，該熱排氣部包含垂直延伸之管狀構件與設置在該管狀構件中之第二排氣開口。
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