TWI559431B - 磁性退火裝置（二） - Google Patents

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TWI559431B
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東京威力科創股份有限公司
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Description

磁性退火裝置(二)
本揭露係關於磁性退火裝置。
近年，作為下個世代的半導體記憶體裝置，為非揮發性記憶體其中之一的MRAM(Magnetic Random Access Memory)係受到矚目。MRAM係藉由例如將為半導體晶圓(之後，晶圓)之被處理體上所形成的磁性體膜在強磁場中進行熱處理(磁性退火)，而顯現其磁性特性來加以製造。
例如日本特開2004-263206號中，揭示使用了螺線管型超傳導磁鐵來作為用以磁性退火的磁場產生裝置之設置面積會比較小的磁性退火裝置。
根據本揭示之第1態樣提供一種磁性退火裝置，係透過開閉門而形成有搬送收納一群被處理體之收納容器的收納容器搬送區域，以及搬送該被處理體之被處理體搬送區域，並具有控制部的磁性退火裝置，其中該收納容器搬送區域係配置有：載置被搬入至該磁性退火裝置之收納容器的第1載置台；用以透過該開閉門而從該收納容器搬送區域氣密地搬送該被處理體至該被處理體搬送區域，並載置該收納容器的複數個第2載置台；保管複數個該收納容器的保管部；以及於該第1載置台、該第2載置台及該保管部之間搬出入該收納容器的收納容器搬送機構；而該被處理體搬送區域係配置有：進行複數個該被處理體之位置對位的對位器；可保持複數群的該被處理體的被處理體保持具；於該第2載置台所載置的收納容器、該對位器及該被處理體保持具之間搬送該被處理體的被處理體搬送機構；加熱該被處理體的加熱裝置；施加磁場至該被處理體並具有橫型超傳導磁鐵的磁場產生裝置；以及移載該被處理體保持具所保持的該被處理體至該磁場產生裝置內的移載機構。
上述發明內容係僅用以說明，即使在任何方式中皆無限制意圖。除了上 述已說明的態樣、實施例及特徵，追加的態樣、實施例及特徵應能藉由參照圖式及以下詳細說明而變得明確。
10‧‧‧把手
12‧‧‧開閉蓋
14‧‧‧鎖機構
100‧‧‧磁性退火裝置
102‧‧‧框體
104‧‧‧間隔壁
106‧‧‧第1搬送區域
108‧‧‧第2搬送區域
110、110a、110b‧‧‧第1載置台
112‧‧‧銷
114、114a、114b‧‧‧第2載置台
116a、116b‧‧‧第1收納容器保管部
116c‧‧‧第2收納容器保管部
118‧‧‧收納容器搬送機構
118a‧‧‧指引部
118b‧‧‧移動部
118c‧‧‧搬送臂
120‧‧‧搬送口
122‧‧‧開閉門
124‧‧‧晶圓搬送機構
124a‧‧‧指引機構
124b‧‧‧移動體
124c‧‧‧臂
126‧‧‧對位裝置
128‧‧‧晶圓保持具
130‧‧‧磁場產生裝置
132‧‧‧加熱裝置
134‧‧‧隔熱部
136‧‧‧蓋帽
137‧‧‧角度調節機構
138‧‧‧移載機構
139‧‧‧推升機構
139a‧‧‧指引部
139b‧‧‧移動部
139c‧‧‧推升構件
140‧‧‧控制部
C‧‧‧收納容器
S1‧‧‧收納容器搬送區域
S2‧‧‧晶圓搬送區域
W‧‧‧晶圓
圖1係晶圓W之收納容器一範例的概略立體圖。
圖2係磁性退火裝置之一範例的概略俯視圖。
圖3係磁性退火裝置之收納容器搬送區域附近的概略縱剖面圖。
圖4係磁性退火裝置之晶圓搬送區域附近的概略平面圖。
圖5係用以說明晶圓保持具內所保持之晶圓的配置例的概略圖。
圖6係用以說明晶圓保持具之搬入或搬出於磁場產生裝置的概略圖。
以下詳細說明中，參照形成為說明書一部分而附加的圖式。詳細說明、圖式及申請專利範圍中記載的說明性實施例係無限制意圖。在不脫離於此所示之本揭示的思想或範圍下，能使用其他實施例，又進行其他變形。
日本特開2004-263206號等的磁性退火裝置係針對HDD(硬碟)或針對MRAM研究開發的小規模裝置。鑒於今後所預估的MRAM市場規模，便需求一種可(半)連續性處理多片，例如100片晶圓的磁性退火裝置之開發。
為了使每單位時間的晶圓處理片數向上提升，必須有不僅可統括處理多片晶圓，還可將下批晶圓短時間地置入至磁性退火裝置內的裝置構成。
以針對上述問題，而以提供一種可連續性磁性退火處理多片晶圓的磁性退火裝置為目的。
一般而言，半導體裝置用磁性退火裝置所使用的超傳導磁鐵係因為配設有抑制漏磁場的構件而有重量及佔有面積變大的傾向。又，在磁性退火處理之處理效率的觀點中，為了使每單位時間的晶圓處理片數向上提升，會考慮將實施磁性退火處理的超傳導磁鐵大型化。
將超傳導磁鐵大型化的情況下，因為設置上的限制，故較佳是略橫向地配置超傳導磁鐵。然而，將大型磁性退火裝置橫向地配置的情況下，超傳導磁鐵的軸會無法水平。特別是磁性退火處理時，對於晶圓面與磁力線間之對位精度的要求非常嚴格。因此，配置時螺線管型磁鐵的軸方向從水平偏離的情況下，對應於此偏離，必需使得將保持晶圓的晶圓保持具搬送至超傳導磁鐵的移載機構傾斜。
然而，使移載機構傾斜的情況中，因為對應於此而保持具亦會傾斜，故會有所謂習知的晶圓搬送機構無法搬送情形之問題。
以針對上述問題，而以提供一種可效率良好地將晶圓搬入磁性退火裝置的磁性退火裝置為目的。
根據本揭示之第1態樣係提供一種透過開閉門而形成有搬送收納一群被處理體之收納容器的收納容器搬送區域，以及搬送該被處理體之被處理體搬送區域，並具有控制部的磁性退火裝置，其中該收納容器搬送區域係配置有：載置被搬入至該磁性退火裝置之收納容器的第1載置台；用以透過該開閉門而從該收納容器搬送區域氣密地搬送該被處理體至該被處理體搬送區域，並載置該收納容器的複數個第2載置台；保管複數個該收納容器的保管部；以及於該第1載置台、該第2載置台及該保管部之間搬出入該收納容器的收納容器搬送機構；而該被處理體搬送區域係配置有：進行複數個該被處理體之位置對位的對位器；可保持複數群的該被處理體的被處理體保持具；於該第2載置台所載置的收納容器、該對位器及該被處理體保持具之間搬送該被處理體的被處理體搬送機構；加熱該被處理體的加熱裝置；施加磁場至該被處理體並具有橫型超傳導磁鐵的磁場產生裝置；以及移載該被處理體保持具所保持的該被處理體至該磁場產生裝置內的移載機構。
該磁性退火裝置中，該控制部係以於搬送該複數個第2載置台中的一個載置台所載置的該收納容器內的該被處理體至該被處理體保持具期間，將該保管部所保管的該收納容器搬送至該複數個第2載置台中其他載置台之方式來加以控制。
該磁性退火裝置中，該控制部係以在保持既定數量之群的該被處理體至該被處理體保持具後，移載該被處理體保持具至該磁場產生裝置之方式來控制該移載機構。
該磁性退火裝置中，該控制部係：(i)以將該複數個第2載置台中的一個載置台所載置的該收納容器內的該被處理體經過該對位器而搬送至該被處理體保持具之方式來控制該被處理體搬送機構；(ii)以於該(i)中的搬送期間，將該複數個第2載置台中其他載置台所載 置的該收納容器從該其他載置台搬出，並將該保管部所保管的該收納容器搬送至該其他載置台之方式來控制該收納容器搬送機構；(iii)以於該一個載置台所載置的該收納容器內的該被處理體在全部搬送至該被處理體保持具後，將該其他載置台所載置的該收納容器內的該被處理體經過該對位器而搬送至該被處理體保持具之方式來控制該被處理體搬送機構；(iv)以於該(iii)中的搬送期間，將該一個載置台所載置的該收納容器從該一個載置台搬出，並將該保管部所保管的該收納容器搬送至該一個載置台之方式來控制該收納容器搬送機構；以及(v)以重覆該(i)~(iv)，並在保持既定數量之群的該被處理體至該被處理體保持具後，移載該被處理體保持具至該磁場產生裝置內之方式來控制該移載機構。
該磁性退火裝置中，該複數個第2載置台係2個載置台，且該2個載置台係串列地配置在鉛直方向上。
該磁性退火裝置中，該被處理體係晶圓，而該收納容器係FOUP，且該FOUP係可收納25片該晶圓，而該被處理體保持具係可保持100片該晶圓。
根據本揭示之第2態樣係一種使用橫型超傳導磁鐵作為磁場產生裝置來磁性退火處理被處理體之磁性退火裝置，其具有：可保持該被處理體的被處理體保持具；於收納該被處理體的收納容器與該被處理體保持具之間搬送該被處理體的被處理體搬送機構；以及透過連接部而連接至該被處理體保持具，並可於利用該被處理體搬送機構來搬送該被處理體時的第1位置與磁性退火處理該被處理體時的第2位置之間移載該被處理體保持具的移載機構；其中該連接部係具有可調節該被處理體保持具之傾斜角的角度調節部。
該磁性退火裝置中，該角度調節部係於該第1位置中，水平地調節該被處理體保持具，並以於該第2位置中，讓該被處理體保持具之軸與該橫型超傳導磁鐵內之磁力線所形成的角度會成為既定角度之方式來調節該被處理體保持具之傾斜角。
該磁性退火裝置中，該角度調節器係以於該第2位置中，讓該被處理體 保持具之軸與該橫型超傳導磁鐵內之磁力線所形成的角度會成為水平或垂直之方式來調節該被處理體保持具之傾斜角。
於該磁性退火裝置之該第1位置中更具有讓該被處理體保持具之軸會成為水平之方式而將該被處理體保持具之底面從下側推升的推升機構。
該磁性退火裝置中，該被處理體係晶圓，而該收納容器係FOUP，且該FOUP係可收納25片該晶圓，而該被處理體保持具係可保持100片該晶圓。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具係以該軸之方向為裝載方向而可將100片該晶圓以既定間隔加以保持。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具係以垂直於該軸之方向為裝載方向而可將以既定間隔裝載了50片該晶圓之裝載體於該軸之方向上並列地保持2個。
根據本揭示之第3態樣係提供一種透過開閉門而形成有搬送收納被處理體之收納容器的收納容器搬送區域，以及搬送該被處理體之被處理體搬送區域的磁性退火裝置。該收納容器搬送區域係配置有：載置被搬入至該磁性退火裝置之收納容器的第1載置台；用以透過該開閉門而從該收納容器搬送區域氣密地搬送該被處理體至該被處理體搬送區域，並載置該收納容器的複數個第2載置台；保管複數個該收納容器的保管部；以及於該第1載置台、該第2載置台及該保管部之間搬出入該收納容器的收納容器搬送機構。該被處理體搬送區域係配置有：進行複數個該被處理體之位置對位的對位器；可保持進行了該位置對位之該被處理體的被處理體保持具；於該第2載置台所載置的收納容器、該對位器及該被處理體保持具之間搬送該被處理體的被處理體搬送機構；加熱該被處理體的加熱裝置；施加磁場至該被處理體並具有橫型超傳導磁鐵的磁場產生裝置；以及透過連接部而連接至該被處理體保持具，並可於利用該被處理體搬送機構來搬送該被處理體時的第1位置與磁性退火處理該被處理體時的第2位置之間移載該被處理體保持具的移載機構；其中該連接部係具有可調節該被處理體保持具之傾斜角的角度調節部。
根據本揭示之第1態樣便可提供可連續性處理多片晶圓的磁性退火裝置。
根據本揭示之第2態樣便可提供可效率良好地將晶圓搬入磁性退火裝 置的磁性退火裝置。
以下，參照圖式來進行用以實施本揭示之形態的說明。
(收納容器)
圖1中顯示晶圓W之收納容器C的一範例的概略立體圖。另外，本實施形態中，雖然係就使用密閉型FOUP(Front Opening Unified Pod)來作為收容晶圓W之收納容器C之情形而加以說明，但本揭示不限於此點。
如圖1所示，晶圓W之收納容器C係讓一端部形成為開口部，另一端部形成為例如略半橢圓形狀。
收納容器C內壁面形成有可多段配置晶圓W的支撐部。藉由載置並支撐例如直徑300mm晶圓W之邊緣部至此支撐部，便可略等間隔而多段地收納晶圓W。一般而言，對於1個收納容器C可收納25片晶圓W。
收納容器C頂部係設置有於握持收納容器C時可加以捉住的把手10。
如圖1所示，收納容器C開口部係可裝卸地安裝有對應於此開口部的開閉蓋12，收納容器C內係藉由開閉蓋12而實質地成為氣密狀態。一般而言，收納容器內部的氛圍係成為清淨氣(清淨氣體)。
開閉蓋12係構成為設置有例如2個鎖機構14，可藉由將鎖機構14上鎖或解鎖來從開口部裝卸開閉蓋12。
收納容器C底部的下面係設置有未圖示的複數個定位凹部，並在後述載置於載置台時，便成為可定位收納容器的構成。又，收納容器底部的下面係設置有未圖示的鎖片，並在已載置於載置台時，便成為可鎖固的構成。
(磁性退火裝置)
接著，就本實施形態之磁性退火裝置加以說明。圖2中顯示磁性退火裝置一範例的概略平面圖。另外，關於後述的晶圓保持具128、隔熱部134、蓋帽136、角度調節機構137及移載機構138，實線係顯示搬送晶圓W至晶圓保持具128時的位置，而虛線係顯示磁性退火處理晶圓W時的位置。
如圖2中所示，磁性退火裝置100係構成為收納至框體102。框體102係構成磁性退火裝置的外裝體，且此框體102內係形成有收納容器搬送區域S1與晶圓搬送區域S2。
收納容器搬送區域S1係將收納有為被處理體的晶圓W的收納容器C搬入、搬出磁性退火裝置的區域。又，晶圓搬送區域S2係用以搬送收納容器 C內的晶圓W，並搬入後述的磁性退火爐內的移載區域。
收納容器搬送區域S1與晶圓搬送區域S2係藉由間隔壁104來加以隔開。
收納容器搬送區域S1係在大氣氛圍下的區域，且係搬送收納容器C所收納的晶圓W之區域。各處理裝置間之區域係相當於收納容器搬送區域S1，而本實施形態中，磁性退火裝置100外部之無塵室內的空間係相當於收納容器搬送區域S1。
另一方面，作為晶圓搬送區域S2之氛圍係無特別限制，可為大氣氛圍，亦可為非活性氣體氛圍，例如氮(N2)氣體氛圍。根據被處理體之構成，對於需要於更低氧氛圍下來處理的情形，例如欲防止形成氧化膜等情形等，亦可為非活性氣體氛圍。又，一般而言，相較於收納容器搬送區域S1，晶圓搬送區域S2係清淨度會較高，並且維持在低氧濃度。
在之後的說明中，係將圖2的左右方向作為磁性退火裝置的前後方向。另外，將收納容器搬送區域S1側作為前方(圖2的X方向)，並將晶圓搬送區域S2作為後方(圖2的Y方向)。
[收納容器搬送區域S1]
就收納容器搬送區域S1加以更詳細說明。圖3中顯示磁性退火裝置之收納容器搬送區域附近的概略縱剖面圖。
收納容器搬送區域S1係包含第1搬送區域106以及位於第1搬送區域106後方側的第2搬送區域108。
如圖2所示，第1搬送區域106的左右方向(與圖2之XY軸方向垂直的方向)係設置有分別載置收納容器C的2個第1載置台110a、110b。各第1載置台110a、110b的載置面係例如在3個位置上設置有對應於收納容器C之定位凹部而定位收納容器C的銷112。
第2搬送區域108係設置有相對於第1載置台中左右任一者(本實施形態中為載置台110a)而並列於前後方向上，並配置在圖3的上下方向上的2個第2載置台114a、114b。各第2載置台114係在前後方向上移動自如地加以構成。
第2載置台114的載置面亦與第1載置台110相同地例如在3個位置上設置有定位收納容器C的銷112。又，該載置面係設置有用以固定收納容器C之未圖示的叉具。
如圖3所示，第2搬送區域108及/或第1搬送區域106的上側部係設置有保管收納容器C的第1收納容器保管部116a、116b。收納容器保管部116a、116b係藉由例如2段以上的棚來構成，各棚係在左右方向上可載置例如2個收納容器C。
又，如圖2所示，第2載置台114的左右方向上係設置有由複數段的棚所構成的第2收納容器保管部116c。
藉由設置有第1收納容器保管部116a、116b與第2收納容器保管部116c而可在收納容器搬送區域S1內保持足夠數量的收納容器C(亦即，晶圓W)。因此，根據後述的晶圓移載方法，即使在移載例如100片晶圓W至晶圓搬送區域S2之情形中，亦會藉由預先將收納容器C保管在收納容器保管部116而收納容器C便不會不足。
第2搬送區域108係設置有於第1載置台、第2載置台及第1與第2收納容器保管部之間搬送收納容器C的收納容器搬送機構118。此收納容器搬送機構118係具備有在上下方向上升降自如的指引部118a、受指引部118a指引並上下移動的移動部118b、設置於此移動部118b並支撐收納容器C底部而在水平方向上搬送的搬送臂118c。
間隔壁104係設置有使收納容器搬送區域S1與晶圓搬送區域S2連通的晶圓W搬送口120。搬送口120係設置有從晶圓搬送區域S2側堵塞此搬送口120的開閉門122。開閉門122係連接有未圖示的驅動機構，並構成為藉由驅動機構使得開閉門122在前後方向及上下方向上移動自如，來開閉搬送口120。
<收納容器搬送區域S1中收納容器C(晶圓W)之搬送>
就從收納容器搬送區域S1至晶圓搬送區域S2之晶圓W的搬送加以說明。首先，藉由上述搬送臂118c使得收納容器C從第1載置台110、第1收納容器保管部116a、116b或第2收納容器保管部116c移載至第2載置台114。收納容器C係以與此定位凹部及銷112會卡固之方式加以載置。在第2載置台114上載置有收納容器C時，第2載置台114會移動至間隔壁側104，而收納容器C便會接觸到隔壁側104。收納容器C之接觸狀態係藉由未圖示的固定機構加以保持。
其後，在形成於間隔壁104的開閉門122與收納容器C之開閉蓋12為 密閉的狀態下，藉由未圖示的開閉機構來打開開閉蓋12。在晶圓搬送區域S2之氛圍為非活性氣體氛圍的情形中，首先，在收納容器C的開閉蓋12為密閉的狀態下，藉由未圖示的非活性氣體置換裝置來進行非活性氣體置換，而除去開閉門122與開閉蓋12之間的大氣並充滿非活性氣體。接著，藉由非活性氣體置換裝置來進行收納容器C內非活性氣體置換。
然後，打開形成於收納容器C之間隔壁104的開閉門122，並藉由後述的晶圓搬送機構124來搬入、搬出收納容器C內的晶圓W。
收納容器C之交換及晶圓W之搬出時係實施上述相反的動作。
[晶圓搬送區域S2]
圖4中顯示磁性退火裝置100之晶圓搬送區域S2附近的概略平面圖。如圖4所示，晶圓搬送區域S2主要設置有晶圓搬送機構124、對位裝置126、晶圓保持具128及磁場產生裝置130(參照圖2)。
晶圓搬送機構124係負責晶圓搬送區域S2中晶圓W之搬送，並設置於晶圓保持具128與間隔壁104的搬送口120之間。晶圓搬送機構124係沿著上下延伸的指引機構124a而移動，並構成為在繞鉛直軸旋轉的移動體124b上設置例如5片進退自如的臂124c，而在晶圓保持具128、第2載置台114上的收納容器C及對位裝置126之間搬送晶圓。
對位裝置126係例如握持晶圓W邊緣來進行中心和凹槽等的角度對齊。
一般而言，晶圓保持具128係具有圓筒狀形狀，並可保持複數個收納容器C，例如4個收納容器C內之多片晶圓W。又，晶圓保持具128係透過隔熱部134而載置至蓋帽136的後方側。蓋帽136係支撐在移載機構138的後方側，且藉由此移載機構138來將晶圓保持具128搬入或搬出於磁場產生裝置130。
一般而言，蓋帽136與隔熱部134係以蓋帽136的主表面與隔熱部134的軸方向會成為垂直之方式固定來加以構成。又，隔熱部134的軸方向與晶圓保持具128的軸方向係以成為平行之方式固定來加以構成。
本實施形態的磁性退火裝置100中，係以蓋帽136的主表面與隔熱部134的軸方向之角度會成為可變的方式而在蓋帽136與隔熱部134中的至少一者設置有角度調節機構137。亦即，藉由設置角度調節機構137而可變更晶圓保持具128的傾斜角。
又，角度調節機構137較佳地係具有水平器，可構成為判斷晶圓保持具128之軸是否水平，當在非水平的情形時，藉由角度調節機構137來透過隔熱部134而變更晶圓保持具128的傾斜角，便將其軸例如保持水平。
如後述圖6所示，移載機構138係具有連接至蓋帽136的連接部138a、連接至此連接部138a而引導移載機構138並沿著上述前後方向加以形成的導軌138b，以及未圖示的驅動機構。藉此，移載機構138便成為在導軌138b上滑動自如。
又，蓋帽136、連接部138a及導軌138b係由剛體所形成，並以各構件間的相對角度成為固定之方式來加以構成。
晶圓保持具128後方側係配置有實施磁性退火處理至晶圓W的磁場產生裝置130。可使用由右端為爐口的橫型螺線管型磁鐵(超傳導磁鐵)所構成的磁性退火爐來作為磁場產生裝置。螺線管型磁鐵係以其中心軸線方向會成為實質水平之方式加以配置，並連接至未圖示的電源裝置。藉由橫型螺線管型磁鐵所產生的磁鐵內的磁場方向(磁力線的走向)係為上述的前後方向。
又，磁場產生裝置130係沿著其內周而配置有加熱裝置132，並可將晶圓W加熱至既定溫度。亦即，藉由磁場產生裝置130，晶圓W係在均勻磁場的基礎下加以加熱處理。
在使用螺線管型磁鐵而實施相同的磁性退火處理至複數片，例如100片晶圓W的情形中，為了對全部晶圓W施予均勻的處理，必須將晶圓W配置在均勻磁場區域中。螺線管型磁鐵的均勻磁場區域係為其軸方向長度的約20%程度。因此，例如利用磁性退火裝置來處理100片φ300mm之晶圓W的情形中，可讓內徑(孔洞直徑)為φ570mm、外徑為φ1900mm、長度為2500mm(此情形的均勻磁場區域的長度係約680mm程度)來作為橫型螺線管型磁鐵的設計例。
又，上述設計的橫型螺線管型磁鐵之重量為略25噸程度。因此，螺線管型磁鐵底部係設置有用以保持螺線管型磁鐵之未圖示的保持台，以及在此保持台底部之未圖示的保持板。
又，如圖2所示，此磁性退火裝置100係設置有例如由電腦所構成的控制部140。控制部140係具備由程式、記憶體、CPU所構成之資料處理部等， 且程式係以從控制部傳送控制訊號至磁性退火裝置之各部，來讓各處理工序進行之方式而編入有命令(各步驟)。利用此控制訊號來進行收納容器C的搬送、藉由角度調節機構137之晶圓保持具128的傾斜角控制、晶圓W之搬送、開閉門的開閉、蓋體的開閉之各處理。此程式係儲存於電腦記憶媒體，例如軟碟、光碟、硬碟、MO(磁光碟)及記憶卡等記憶媒體而安裝在控制部。
<晶圓搬送區域S2中晶圓W之搬送>
如上述般，本實施形態之磁性退火裝置係藉由角度調節部137來調節蓋帽136與隔熱部134所形成的角度，而可調節晶圓保持具128的傾斜角。藉此，在搬送晶圓W至晶圓保持具128時，以及將收納了晶圓W的晶圓保持具128載至磁場產生裝置130時，可分別獨立而最佳化地調節蓋帽136與隔熱部134所形成的角度。
例舉具體的實施例來就角度調節部137之效果加以說明。
首先，就晶圓W從載置於第2載置台114a、114b的收納容器C搬送至晶圓保持具128為止的一連串流程加以說明。
搬入至晶圓搬送區域S2的晶圓W係藉由晶圓搬送機構124而先移載至對位裝置126，以進行中心和凹槽等的角度對齊。接著，角度對齊結束的W晶圓W係藉由晶圓搬送機構124而從對位裝置126移載至晶圓保持具128。晶圓W至晶圓保持具128的移載結束後，晶圓搬送機構124回到收納容器C，以移載下個晶圓W。
另外，如後述般，晶圓W藉由晶圓搬送機構124而至晶圓保持具128的搬送較佳為以晶圓保持具128會實質地為水平之裝態加以實施。
1個收納容器C內所保持的晶圓W片數一般而言為25片，而晶圓W藉由晶圓搬送機構124的搬送片數一般而言為5片。因此，相對於1個收納容器C，從收納容器C、經過對位裝置126而至晶圓保持具128之晶圓W移送會進行5次。在從一邊的第2載置台(例如第2載置台114a)所載置的收納容器C之晶圓W移載結束後，會藉由晶圓搬送機構124來進行從另一邊的第2載置台(例如第2載置台114b)所載置的收納容器C之晶圓W移載。此時，第2載置台114a所載置的騰空後收納容器C會在進行從另一邊的第2載置台114b所載置的收納容器C之晶圓W移載的期間，取代收納容器保管 部116所保管的其他收納容器C。
於圖5顯示用以說明晶圓保持具128內所保持的晶圓W的配置例之概略圖。
圖5(a)係晶圓W之裝載方向為上述前後方向之情形的配置例，而圖5(b)係晶圓W之裝載方向為鉛直方向之情形的配置例。
晶圓W之磁性退火處理已知有在相對於晶圓W主表面之垂直方向上施加磁場的垂直磁化方式，以及在相對於晶圓W主表面之平行方向上施加磁場的面內磁化方式之2種方式。根據本實施形態，採用橫型螺線管型磁鐵作為磁場產生裝置130之情形中，磁鐵內的磁場(磁力線)之走向係為上述的前後方向。
雖然就搬送100片晶圓W至晶圓保持具128之範例作為更具體的範例而加以說明，本揭示不限於此點。晶圓W藉由垂直磁化方式來磁性退火處理的情形中，如圖5(a)所示，晶圓W的裝載方向會配置成如上述之前後方向般。例如，在處理100片晶圓W的情形中，如圖5(a)所示，係將以既定間隔而棚狀地裝載了100片晶圓W的裝載體於晶圓保持具128上配置1個。另一方面，晶圓W藉由面內磁化方式來磁性退火處理的情形中，如圖5(b)所示，係可將以既定間隔而裝載了50片晶圓W的裝載體於上述前後方向上並列地排列2個而配置在晶圓保持具128上。
於圖6顯示用以說明晶圓保持具128之搬入或搬出於磁場產生裝置130的概略圖。另外，圖6中，雖然係就將以既定間隔而在鉛直方向上裝載了50片晶圓W的裝載體於上述前後方向上並列地排列2個而配置在晶圓保持具128上之情形而加以說明，但本揭示不限於此實施形態。
更具體而言，圖6(a)係水平地配置有磁場產生裝置130之情形的概略圖，而圖6(b)係與水平有α角度(其中，α>0)而配置有磁場產生裝置130之情形的概略圖。另外，圖6(a)與圖6(b)中，係以實線顯示晶圓W被搬送至晶圓保持具128時之晶圓保持具128、隔熱部134及蓋帽136的配置位置，而以虛線顯示晶圓W被搬送至磁場產生裝置130時之該等的配置位置。
如圖6(a)所示，所設置的磁場產生裝置130為水平的情形中，移載機構138之導軌138b亦同樣地為水平。又，此情形中，線圈狀的磁場產生裝置130中的磁力線走向係水平方向。
另一方面，蓋帽136主表面之面方向為鉛直方向，而隔熱部134之軸方向與晶圓保持具128之軸方向為略水平。藉此，可使得晶圓保持具128之軸不會傾斜，而安定地搬送晶圓W至晶圓保持具128。
一般而言，晶圓保持具128之未圖示的晶圓保持部係以即使在晶圓保持具128未水平的情形下亦可藉由晶圓搬送機構124來搬送晶圓W之方式而形成有充足的餘隙。然而，本實施形態般，可一次處理例如100片φ300mm之晶圓W的磁性退火裝置之情形中，線圈狀的磁場產生裝置130之軸方向長度便會變長。如前述般，因為相對於線圈狀態的磁場產生裝置130之軸方向長度之均勻磁場區域係為20%程度，故所需的隔熱部134之軸方向長度亦要加長，而會因晶圓保持具128(及收納於此的晶圓W)之重量而有隔熱部134彎曲的情形。由於此彎曲等而晶圓保持具128便會傾斜，在此傾斜程度超過上述餘隙程度的情形中，便會不能藉由晶圓搬送機構124來搬送晶圓W至晶圓保持具128。
然而，本實施形態之磁性退火裝置100係具有可調節晶圓保持具128傾斜角的角度調節機構137。因此，藉由角度調節機構137來調節蓋帽136與隔熱部134之角度，便可使得晶圓保持具128之軸為水平的狀態下來實施晶圓W至晶圓保持具128之搬送。
另一方面，即使在搬送晶圓W至晶圓保持具128後，亦會依據於已搬送的晶圓W片數，而有隔熱部134彎曲的情況。隔熱部134彎曲時，因為晶圓保持具128之軸會從水平傾斜，故磁力線的走向與晶圓面所形成的角度會有與所欲角度有偏差的情形。此情形中，便無法實施所欲的磁性退火處理至晶圓W。又，因為近年來晶圓W之大型化，晶圓保持具128之軸從水平傾斜的情況中，磁性退火處理時會因為自身重量而產生晶圓W本身的彎曲，而容易產生因為應力集中而發生滑移錯位等不良情事。
然而，本實施形態之磁性退火裝置100係具有可調節晶圓保持具128傾斜角的角度調節機構137。因此，變更蓋帽136與隔熱部134所形成之角度來調節晶圓保持具128之傾斜角，使得晶圓保持具128之軸(亦即晶圓面)與磁力線會成為所欲的角度。
然後，晶圓保持具128係藉由移載機構138來裝載至磁場產生裝置130。
另外，藉由角度調節機構137來調節蓋帽136與隔熱部134所形成之角 度亦可在晶圓保持具128裝載至磁場產生裝置130後。
另一方面，如圖6(b)所示般磁場產生裝置130會以從水平傾斜例如α角度而加以設置的情形中，移載機構138之導軌138b亦同樣地以從水平傾斜α的角度而加以設置。此情形中，線圈狀磁場產生裝置130中的磁力線走向係以從水平方向傾斜α角度。
又，蓋帽136主表面的面方向係從鉛直方向傾斜α角度，且隔熱部134之軸方向與晶圓保持具128之軸係從水平傾斜α角度。
如前述般，搬送晶圓W至晶圓保持具128的情形中，晶圓保持具128係較佳為水平。因此，搬送晶圓W至晶圓保持具128的情形係藉由角度調節機構137來變更蓋帽136與隔熱部134所形成的角度，使得隔熱部134與晶圓保持具128之軸為水平。
在搬送晶圓W至晶圓保持具128後，仍會依據於已搬送的晶圓W片數而使得隔熱部134彎曲。因此，將晶圓保持具128裝載至磁場產生裝置130之情形中亦會考量此彎曲，而藉由角度調節機構137來調節線圈狀磁場產生裝置130中磁力線的走向以及與晶圓面所形成的角度至所欲的角度。然後，此狀態下，晶圓保持具128係藉由移載機構138來裝載至磁場產生裝置130。
亦即，本實施形態之磁性退火裝置100係因為具有角度調節部137，故在晶圓搬送機構124中搬送晶圓W至晶圓保持具128時，以及將被搬送至晶圓保持具128的晶圓W搬送至磁場產生裝置130時，可分別獨立而調節晶圓保持具128的傾斜角(晶圓保持具128之軸的水平)。因此，可提供一種可效率良好地並精度良好地將晶圓搬入至磁性退火裝置的磁性退火裝置。
又，本實施形態之磁性退火裝置100係如圖6(b)所示，亦可具有設置於晶圓保持具128底面側，而可推升晶圓保持具128的推升機構139。
推升機構139係由升降自如的指引部139a、受指引部139a指引並上下移動的移動部139b，以及推升時與晶圓保持具128底面接觸的推升構件139c所形成。
藉由具有推升機構139，可在搬送晶圓W至晶圓保持具128時，更確實地將晶圓保持具128之軸保持為水平。因此，可安定地搬送晶圓W至晶圓保持具128。
在晶圓保持具128藉由移載機構138而裝載至磁場產生裝置130後，晶圓W會被實施既定的磁性退火處理。處理結束後的晶圓W之搬出係首先從磁場產生裝置130將晶圓保持具128卸載，而與上述搬入相反地，藉由使用晶圓搬送機構124而從位於第2載置台114a或114b的開閉窗移載至收納容器C來加以實施。此情形亦以晶圓保持具128底面會成為水平之方式而藉由角度調節機構137來加以調節。在晶圓W藉由晶圓搬送機構124而搬送至收納容器C後，以未圖示的開閉機構將開閉蓋安裝至收納容器C，將收納容器C藉由收納容器搬送機構118而搬出，並前進到下個工序。
根據上述內容，以說明目的而加以記載本揭示各種實施例，又可理解到在未超脫本揭示之範圍及思想下可進行各種變形。然而，於此揭示的各種實施例並非用以限制接下來由各申請專利範圍所指定的本質性範圍及思想。
本揭示係以2013年3月21日所申請的日本特願2013-058325號專利申請案及2013年3月21日所申請的日本特願2013-058326號專利申請案為基礎來主張優先權。其揭示之全部內容併入於此。
10‧‧‧把手
12‧‧‧開閉蓋
14‧‧‧鎖機構
C‧‧‧收納容器

Claims (14)

  1. 一種磁性退火裝置，係透過開閉門而形成有搬送收納一群被處理體之收納容器的收納容器搬送區域，以及搬送該被處理體之被處理體搬送區域，並具有控制部的磁性退火裝置，其中：該收納容器搬送區域係配置有：第1載置台，係載置被搬入至該磁性退火裝置之收納容器；複數個第2載置台，係用以透過該開閉門而從該收納容器搬送區域氣密地搬送該被處理體至該被處理體搬送區域，並載置該收納容器；保管部，係保管複數個該收納容器；以及收納容器搬送機構，係於該第1載置台、該第2載置台及該保管部之間搬出入該收納容器；該被處理體搬送區域係配置有：對位器，係進行複數個該被處理體之位置對位；被處理體保持具，係可保持複數群的該被處理體；被處理體搬送機構，係於該第2載置台所載置的收納容器、該對位器及該被處理體保持具之間搬送該被處理體；加熱裝置，係加熱該被處理體；磁場產生裝置，係施加磁場至該被處理體並具有橫型超傳導磁鐵；以及移載機構，係移載該被處理體保持具所保持的該被處理體至該磁場產生裝置內。
  2. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中該控制部係以於搬送該複數個第2載置台中的一個載置台所載置的該收納容器內的該被處理體至該被處理體保持具期間，將該保管部所保管的該收納容器搬送至該複數個第2載置台中其他載置台之方式來加以控制。
  3. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中該控制部係以在保持既定數量之群的該被處理體至該被處理體保持具後，移載該被處理體保持具至該磁場產生裝置之方式來控制該移載機構。
  4. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中該控制部係：(vi)以將該複數個第2載置台中的一個載置台所載置的該收納容器內的該被處理體經過該對位器而搬送至該被處理體保持具之方式來控制該被處理體搬送機構；(vii)以於該(i)中的搬送期間，將該複數個第2載置台中其他載置台所載置的該收納容器從該其他載置台搬出，並將該保管部所保管的該收納容器搬送至該其他載置台之方式來控制該收納容器搬送機構；(viii)以於該一個載置台所載置的該收納容器內的該被處理體在全部搬送至該被處理體保持具後，將該其他載置台所載置的該收納容器內的該被處理體經過該對位器而搬送至該被處理體保持具之方式來控制該被處理體搬送機構；(ix)以於該(iii)中的搬送期間，將該一個載置台所載置的該收納容器從該一個載置台搬出，並將該保管部所保管的該收納容器搬送至該一個載置台之方式來控制該收納容器搬送機構；以及(x)以重覆該(i)~(iv)，並在保持既定數量之群的該被處理體至該被處理體保持具後，移載該被處理體保持具至該磁場產生裝置內之方式來控制該移載機構。
  5. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中：該複數個第2載置台係2個載置台；該2個載置台係串列地配置在鉛直方向上。
  6. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中：該被處理體係晶圓，該收納容器係FOUP；該FOUP係可收納25片該晶圓；該被處理體保持具係可保持100片該晶圓。
  7. 一種磁性退火裝置，係使用橫型超傳導磁鐵作為磁場產生裝置來磁性退 火處理被處理體之磁性退火裝置，其具有：被處理體保持具，係可保持該被處理體；被處理體搬送機構，係於收納該被處理體的收納容器與該被處理體保持具之間搬送該被處理體；以及移載機構，係透過連接部而連接至該被處理體保持具，並可於利用該被處理體搬送機構來搬送該被處理體時的第1位置與磁性退火處理該被處理體時的第2位置之間移載該被處理體保持具；其中該連接部係具有可調節該被處理體保持具之傾斜角的角度調節部。
  8. 如申請專利範圍第7項之磁性退火裝置，其中該角度調節部係於該第1位置中，水平地調節該被處理體保持具，並以於該第2位置中，讓該被處理體保持具之軸與該橫型超傳導磁鐵內之磁力線所形成的角度會成為既定角度之方式來調節該被處理體保持具之傾斜角。
  9. 如申請專利範圍第8項之磁性退火裝置，其中該角度調節器係以於該第2位置中，讓該被處理體保持具之軸與該橫型超傳導磁鐵內之磁力線所形成的角度會成為水平或垂直之方式來調節該被處理體保持具之傾斜角。
  10. 如申請專利範圍第7項之磁性退火裝置，其中於該第1位置中更具有讓該被處理體保持具之軸會成為水平之方式而將該被處理體保持具之底面從下側推升的推升機構。
  11. 如申請專利範圍第7項之磁性退火裝置，其中：該被處理體係晶圓，該收納容器係FOUP；該FOUP係可收納25片該晶圓；該被處理體保持具係可保持100片該晶圓。
  12. 如申請專利範圍第11項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具係以該 軸之方向為裝載方向而可將100片該晶圓以既定間隔加以保持。
  13. 如申請專利範圍第11項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具係以垂直於該軸之方向為裝載方向而可將以既定間隔裝載了50片該晶圓之裝載體於該軸之方向上並列地保持2個。
  14. 一種磁性退火裝置，係透過開閉門而形成有搬送收納被處理體之收納容器的收納容器搬送區域，以及搬送該被處理體之被處理體搬送區域的磁性退火裝置，其中：該收納容器搬送區域係配置有：第1載置台，係載置被搬入至該磁性退火裝置之收納容器；複數個第2載置台，係用以透過該開閉門而從該收納容器搬送區域氣密地搬送該被處理體至該被處理體搬送區域，並載置該收納容器；保管部，係保管複數個該收納容器；以及收納容器搬送機構，係於該第1載置台、該第2載置台及該保管部之間搬出入該收納容器；該被處理體搬送區域係配置有：對位器，係進行複數個該被處理體之位置對位；被處理體保持具，係可保持進行了該位置對位之該被處理體；被處理體搬送機構，係於該第2載置台所載置的收納容器、該對位器及該被處理體保持具之間搬送該被處理體；加熱裝置，係加熱該被處理體；磁場產生裝置，係施加磁場至該被處理體並具有橫型超傳導磁鐵；以及移載機構，係透過連接部而連接至該被處理體保持具，並可於利用該被處理體搬送機構來搬送該被處理體時的第1位置與磁性退火處理該被處理體時的第2位置之間移載該被處理體保持具；其中該連接部係具有可調節該被處理體保持具之傾斜角的角度調節部。
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