TWI592495B - 磁性退火裝置（一） - Google Patents

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TWI592495B
TWI592495B TW103110219A TW103110219A TWI592495B TW I592495 B TWI592495 B TW I592495B TW 103110219 A TW103110219 A TW 103110219A TW 103110219 A TW103110219 A TW 103110219A TW I592495 B TWI592495 B TW I592495B
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Toru Ishii
Makoto Saito
Mitsuru Obara
Yasushi Takeuchi
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Tokyo Electron Ltd
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Description

磁性退火裝置(一)
本揭示係關於一種磁性退火裝置。
近年來，做為次世代半導體記憶體元件，非揮發性記憶體之一的MRAM(Magnetic Random Access Memory)受到矚目。MRAM係例如將在半導體晶圓(以下稱為晶圓)之被處理體上所形成之磁性體膜於強磁場中進行熱處理(磁性退火)以展現其磁氣特性而製造者。
例如日本特開2004-263206號中揭示了一種磁性退火裝置，做為磁性退火之磁場產生機構係使用螺線管(solenoid)型超導磁石，設置面積相對較小。
本揭示之磁性退火裝置，在磁場產生機構方面使用橫型超導磁石，對於保持在被處理體保持具之被處理體進行磁性退火處理；具有：收納容器，係收納磁性退火處理前之該被處理體；以及被處理體搬送機構，係將保持於該收納容器之該被處理體搬送至該被處理體保持具；該被處理體搬送機構可將該被處理體保持於水平狀態、並可保持於垂直狀態。
上述簡要說明僅便於說明起見，不論何種方式均未意圖造成限制。除了上述說明樣態、實施例以及特徴，追加性樣態、實施例以及特徴應可參見圖式以及以下之詳細說明而更為明確。
10‧‧‧把手
12‧‧‧開閉蓋
14‧‧‧鎖固機構
100‧‧‧磁性退火裝置
102‧‧‧架框
104‧‧‧隔壁
106‧‧‧第1搬送區域
108‧‧‧第2搬送區域
110a,110b‧‧‧第1載置台
112‧‧‧銷
114,114a,114b‧‧‧第2載置台
116a,116b‧‧‧第1載件保管部
116c‧‧‧第2載件保管部
118‧‧‧載件搬送機構
118a‧‧‧引導部
118b‧‧‧移動部
118c‧‧‧搬送臂
120‧‧‧搬送口
122‧‧‧開閉門
124‧‧‧晶圓搬送機構
124a‧‧‧引導機構
124b‧‧‧移動體
124c‧‧‧臂
126‧‧‧對準器裝置
128‧‧‧晶圓舟
130‧‧‧磁場產生機構
132‧‧‧加熱機構
134‧‧‧隔熱部
136‧‧‧蓋部
138‧‧‧移載機構
140‧‧‧控制部
C‧‧‧載件
S1‧‧‧載件搬送區域
S2‧‧‧晶圓搬送區域
W‧‧‧晶圓
圖1係晶圓載件(carrier)一例之概略立體圖。
圖2係磁性退火裝置一例之概略俯視圖。
圖3係磁性退火裝置之載件搬送區域附近之概略縱截面圖。
圖4係磁性退火裝置之晶圓搬送區域附近之概略俯視圖。
圖5係用以說明保持於晶圓舟內之晶圓配置例之概略圖。
圖6係用以說明利用晶圓搬送機構進行晶圓搬送之一例之概略圖。
圖7係用以說明利用晶圓搬送機構進行晶圓搬送之其他例之概略圖。
以下之詳細說明中會參見形成說明書一部分之所附圖式。詳細說明、圖式以及請求項所記載之說明實施例並非意圖造成限制。在不脫離此處所示本揭示之思想或是範圍的前提下，可使用其他實施例或是進行其他變形。
晶圓之磁性退火處理已知有2種方式，一種為對於晶圓主表面在垂直方向上施加磁場之垂直磁化方式，一為對於晶圓主表面在平行方向上施加磁場之面內磁化方式。
現在，2種方式之磁性退火處理分別在個別裝置上實施。今後，何種方式之磁性退火處理會成為主流不明，不過需要有一種可在同一磁性退火裝置上實施2種方式之磁性退火的磁性退火裝置。
針對上述課題，本發明之目的在於提供一種磁性退火裝置，可實施包括垂直磁化方式以及面內磁化方式這兩種方式的磁性退火處理。
本揭示之一樣態之磁性退火裝置，在磁場產生機構方面使用橫型超導磁石，對於保持在被處理體保持具之被處理體進行磁性退火處理；具有：收納容器，係收納磁性退火處理前之該被處理體；以及被處理體搬送機構，係將保持於該收納容器之該被處理體搬送至該被處理體保持具；該被處理體搬送機構可將該被處理體保持於水平狀態、並可保持於垂直狀態。
該磁性退火裝置中，該被處理體搬送機構具有保持該被處理體往水平延伸之臂部，該臂部能以該臂部延伸方向為軸進行旋轉。
該磁性退火裝置中，該被處理體搬送機構係以夾頭機構來保持該被處理體。
該磁性退火裝置中，該磁性退火裝置進而具有進行該被處理體之對位的對準器；該被處理體搬送機構係將被保持於該收納容器之該被處理體搬送至該對準器，而將經過對位之該被處理體搬送至該被處理體保持具。
該磁性退火裝置中，該被處理體為晶圓，該收納容器為FOUP(前開式晶圓盒)；該FOUP可收納25片之該晶圓；該被處理體保持具可保持100片之該晶圓。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具可將100片之該晶圓在該晶圓之主表面為垂直之狀態下加以裝載。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具可保持兩個以該晶圓之主表面呈水平狀態裝載有50片之該晶圓的裝載體。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具可裝載以該晶圓之主表面呈水平狀態裝載有50片之該晶圓的第1裝載體，並可裝載以該晶圓之主表面呈垂直狀態裝載有50片之該晶圓的第2裝載體。
本揭示之其他樣態之磁性退火裝置，係使得對於收納有被處理體之收納容器進行搬送之收納容器搬送區域與搬送該被處理體之被處理體搬送區域經由開閉門而被形成；於該收納容器搬送區域配置有：第1載置台，係載置被搬入該磁性退火裝置之收納容器；複數第2載置台，為了經由該開閉門而從該收納容器搬送區域將該被處理體以氣密方式搬送至該被處理體搬送區域而載置該收納容器；保管部，係保管複數該收納容器；以及收納容器搬送機構，係於該第1載置台、該第2載置台以及該保管部之間進行該收納容器之搬出搬入；此外於該被處理體搬送區域配置有：對準器，係進行該被處理體之對位；被處理體保持具，可保持已經過該對位之該被處理體；被處理體搬送機構，係於該第2載置台所載置之收納容器、該對準器以及該被處理體保持具之間來搬送該被處理體；加熱機構，係加熱該被處理體；磁場產生機構，具有橫型超導磁石，對保持於該被處理體保持具之被處理體施加磁場；以及移載機構，係將被保持於該被處理體保持具之 該被處理體移載至該磁場產生機構內；該被處理體搬送機構可將該被處理體保持於水平狀態並可保持於垂直狀態。
本揭示之又一其他樣態之磁性退火裝置，在磁場產生機構方面使用橫型超導磁石，對被處理體進行磁性退火處理；具有：被處理體保持具，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之收納容器與該被處理體保持具之間搬送該被處理體；移載機構，係將被保持在該被處理體保持具之該被處理體移載至該磁場產生機構內；清淨氣體導入機構，係導入清淨氣體；以及排氣機構，係將清淨氣體加以排氣；由該清淨氣體導入機構與該排氣機構所形成之該清淨氣體之氣流流向係和被保持於該被處理體保持具之該被處理體之主表面成為平行。
該磁性退火裝置中，該清淨氣體導入機構相對於該被處理體保持具配置在該被處理體搬送機構將該被處理體往該被處理體保持具進行搬送之搬送方向的下游側；該排氣機構相對於該被處理體搬送機構配置在該被處理體搬送機構將該被處理體往該被處理體保持具進行搬送之搬送方向的上游側。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具可將該被處理體之主表面保持為水平或是垂直狀態；該清淨氣體之氣流為側流。
該磁性退火裝置中，該被處理體為晶圓，該收納容器為FOUP；該FOUP可收納25片之該晶圓；該被處理體保持具可保持100片之該晶圓。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具可將100片之該晶圓以該軸之方向為裝載方向以既定間隔加以保持。
該磁性退火裝置中，該被處理體保持具可將由50片之該晶圓以垂直於該軸之方向為裝載方向並以既定間隔進行裝載所得之裝載體，於該軸向上以2個並排方式加以保持。
該磁性退火裝置中，該清淨氣體導入機構具有HEPA過濾器或是ULPA過濾器。
該磁性退火裝置中，該排氣手段具有於該磁性退火裝置之天花板面所形成之排氣口。
本揭示之又一其他樣態之磁性退火裝置，係使得對於收納有被處理體之收納容器進行搬送之收納容器搬送區域與搬送該被處理體之被處理體搬送區域經由開閉門而被形成；於該收納容器搬送區域配置有：第1載置台，係載置被搬入該磁性退火裝置之收納容器；複數第2載置台，為了經由該開閉門而從該收納容器搬送區域將該被處理體以氣密方式搬送至該被處理體搬送區域而載置該收納容器；保管部，係保管複數該收納容器；以及收納容器搬送機構，係於該第1載置台、該第2載置台以及該保管部之間進行該收納容器之搬出搬入；此外於該被處理體搬送區域配置有：對準器，係進行該被處理體之對位；被處理體保持具，可保持已經過該對位之該被處理體；被處理體搬送機構，係於該第2載置台所載置之收納容器、該對準器以及該被處理體保持具之間來搬送該被處理體；加熱機構，係加熱該被處理體；磁場產生機構，具有橫型超導磁石，對該被處理體施加磁場；移載機構，係將被保持於該被處理體保持具之該被處理體移載至該磁場產生機構內；清淨氣體導入機構，用以導入清淨氣體；以及排氣機構，係將清淨氣體加以排氣；由該清淨氣體導入機構與該排氣機構所形成之該清淨氣體之流向和被保持於該被處理體保持具之該被處理體的主表面為平行。
本發明可提供一種磁性退火裝置，可實施垂直磁化方式以及面內磁化方式這兩種方式的磁性退火處理。
以下，參見圖式，說明實施本揭示之形態。
(載件)
圖1顯示晶圓W之載件C一例之概略立體圖。此外，本實施形態中，針對做為收容晶圓W之載件C使用密閉型FOUP(前開式晶圓盒，Front Opening Unified Pod)之情況來說明，但本揭示不限定於此。
晶圓W之載件C，一端部係以開口部的方式形成，另一端部例如形成為大致半橢圓形狀。
於載件C之內壁面形成有可將晶圓W做多段配置之支撐部。藉由將例如直徑300mm之晶圓W的周緣部載置、支撐於此支撐部，能以大致等間距、多段方式來收納晶圓W。一般來說，1個載件C可收納25片晶圓W。
於載件C之天花板部設有把手10，於把持載件C之際可抓取之。
如圖1所示般，在載件C之開口部處，對應於此開口部之開閉蓋12以可裝卸的方式受到安裝，載件C內藉由開閉蓋12而實質成為氣密狀態。一般而言，載件內部之雰圍係成為清淨空氣。
於開閉蓋12設有例如2個鎖固機構14，藉由對鎖固機構14進行加鎖或是開鎖，可將開閉蓋12從開口部做裝卸。
於載件C之底部下面設有未圖示之複數定位凹部，載置於後述載置台之際，可將此載件加以定位。此外，於載件底部之下面設有未圖示之鎖固片，於載置於載置台之際可進行鎖固。
(磁性退火裝置)
其次，針對本實施形態之磁性退火裝置來說明。圖2顯示磁性退火裝置一例之概略俯視圖。此外，關於後述晶圓舟128、隔熱部134、蓋部(cap)136以及移載機構138，實線表示將晶圓W搬送至晶圓舟128之際的位置，虛線表示對晶圓W進行磁性退火處理之際的位置。
如圖2所示，磁性退火裝置100係構成為被收容於架框102。架框102構成磁性退火裝置之外装體，於此架框102內形成載件搬送區域S1與晶圓搬送區域S2。
載件搬送區域S1乃讓收納著做為被處理體之晶圓W的載件C相對於磁性退火裝置進行搬入、搬出之區域。此外，晶圓搬送區域S2乃用以搬送載件C內之晶圓W而搬入後述磁性退火爐內的移載區域。
載件搬送區域S1與晶圓搬送區域S2係由隔壁104所分隔。
載件搬送區域S1為處於大氣雰圍下之區域，為對收納於載件C之晶圓W進行搬送之區域。各處理裝置間之區域對應於載件搬送區域S1，本實施形態中，磁性退火裝置100外部之無塵室內的空間對應於載件搬送區域S1。
另一方面，晶圓搬送區域S2之雰圍並無特別限制，可為大氣雰圍也可為惰性氣體雰圍之例如氮(N2)氣雰圍。依被處理體之構成而需要在更低氧雰圍下進行處理的情況，當想要防止形成例如氧化膜等之情況下，也可為惰性氣體雰圍。此外，晶圓搬送區域S2一般而言清淨度高於載件搬送區域S1，且被維持在低氧濃度。
於以下的說明中，將圖2之左右方向定為磁性退火裝置之前後方向。此外，將載件搬送區域S1側定為前方(圖2之X方向)，將晶圓搬送區域S2側定為後方(圖2之Y軸向)。此外，圖2之Z軸向表示鉛直方向。
〔載件搬送區域S1〕
針對載件搬送區域S1來更詳細說明。圖3顯示磁性退火裝置之載件搬送區域附近的概略縱截面圖。
載件搬送區域S1包含第1搬送區域106以及位於第1搬送區域106後方側之第2搬送區域108。
如圖2所示般，於第1搬送區域106之左右方向設有個別載置載件C的2個第1載置台110a、110b。於各第1載置台110a、110b之載置面，對應於載件C之定位凹部將載件C進行定位的銷112例如設置於3部位處。
於第2搬送區域108設有2個第2載置台114a、114b，相對於左右之第1載置台其中一者(本實施形態中為載置台110a)並排於前後方向上且在圖3之上下方向上直列配置著。各第2載置台114可在前後方向上移動自如。
第2載置台114之載置面也和第1載置台110同樣有定位載件C之銷112例如設置於3部位。此外，於前述載置面設有用以固定載件C之未圖示鉤部。
如圖3所示般，於第2搬送區域108以及/或是第1搬送區域106之上部側設有保管載件C之第1載件保管部116a、116b。載件保管部116a、116b係由例如2段以上之架子所構成，各架子可於左右方向載置例如2個載件C。
此外，如圖2所示般，於第2載置台114之左右方向設有由複數段架子所構成之第2載件保管部116c。
藉由設置第1載件保管部116a、116b與第2載件保管部116c，可於載件搬送區域S1內保持充分數量的載件C(亦即充分片數的晶圓W)。
於第2搬送區域108設有將載件C在第1載置台110、第2載置台114以及第1載件保管部116a與第2載件保管部116b之間進行搬送之載件搬送機構118。此載件搬送機構118具備有：引導部118a(於上下方向升降自 如)、移動部118b(一邊於引導部118a受引導一邊往上下移動)、以及搬送臂118c(設於此移動部118b，支撐著載件C之底部而往水平方向做搬送)。
於隔壁104設有將載件搬送區域S1與晶圓搬送區域S2做連通之晶圓W搬送口120。於搬送口120設有將此搬送口120從晶圓搬送區域S2側加以阻塞之開閉門122。開閉門122連接著未圖示之驅動機構，開閉門122可藉由驅動機構而於前後方向以及上下方向移動自如，用以開閉搬送口120。
<於載件搬送區域S1之晶圓W的搬送>
針對從載件搬送區域S1往晶圓搬送區域S2之晶圓W搬送做說明。此外，在此載件搬送區域S1，晶圓W係以收納於載件C內之狀態下受到搬送。
首先，藉由前述搬送臂118c，使得載件C從第1載置台110、第1載件保管部116a、116b或是第2載件保管部116c移載至第2載置台114。載件C係以其定位凹部與銷112成為卡合的方式被載置。若第2載置台114載置於載件C，則第2載置台114移動至隔壁104側，載件C會和隔壁104抵接。載件C之抵接狀態係由未圖示之固定機構所保持。
之後，在形成於隔壁104的開閉門122以及載件C之開閉蓋12處於密閉之狀態下，將開閉蓋12以未圖示之開閉機構來開啟。若晶圓搬送區域S2之雰圍設定為惰性氣體雰圍之情況，首先，在載件C之開閉蓋12處於密閉之狀態下，藉由未圖示之惰性氣體置換機構來進行惰性氣體置換，移除開閉門122與開閉蓋12之間的大氣而充滿惰性氣體。其次，將載件C內以惰性氣體置換機構來進行惰性氣體置換。
接著，開啟載件C於隔壁104所形成之開閉門122，藉由後述晶圓搬送機構124來進行載件C內之晶圓W的搬入、搬出。
載件C之交換以及晶圓W之搬出時係實施和上述相反動作。
〔晶圓搬送區域S2〕
圖4顯示磁性退火裝置100之晶圓搬送區域S2附近的概略俯視圖。如圖4所示般，晶圓搬送區域S2中主要設置有晶圓搬送機構124、對準器裝置126、晶圓舟128以及磁場產生機構130(參見圖2)。
晶圓搬送機構124扮演晶圓W於晶圓搬送區域S2之搬送，設置於晶圓舟128與隔壁104之搬送口120之間。晶圓搬送機構124沿著延伸於上下之引導機構124a而移動，並於繞鉛直軸旋動之移動體124b處設有例如5支進退自如的臂124c，在晶圓舟128與第2載置台114上之載件C與對準器裝置126之間搬送晶圓。
此外，本實施形態之移動體124b能以臂部124c延伸之方向為軸而繞此軸進行旋轉。藉此，晶圓W藉由臂部124c受到搬送之間，可使得晶圓W之主表面的面方向例如從水平自由變更為垂直，或是從垂直自由變更為水平。亦即，本實施形態之晶圓搬送機構124可將晶圓W保持於水平狀態，並可保持為垂直狀態。此外，晶圓搬送機構124一般係以夾頭機構來保持晶圓W，保持方法亦可為靜電夾頭方式、真空夾頭方式、機械夾頭方式任一種方式。
本實施形態之晶圓搬送機構124因具有上述構成，而能以在載件C、對準器裝置126、晶圓舟128之間進行晶圓W移交的方式在前述前後方向(XY方向)、左右方向以及鉛直之Z方向移動自如、以及繞水平軸以及繞鉛直軸移動自如。
對準器裝置126係例如把持晶圓W之邊緣部，來進行中心校正與缺口等之對角度(對位)。
晶圓舟128可保持複數載件C(例如4個載件C)內之多數片晶圓W，經由隔熱部134而載置於蓋部136之後方側。蓋部136被支撐於移載機構138之後方側，藉由此移載機構138使得晶圓舟128相對於磁場產生機構130被搬入或是搬出。
於晶圓舟128之後方側配置有對晶圓W施以磁性退火處理之磁場產生機構130。磁場產生機構130使用右端為爐口之由橫型螺線管型磁石(超導磁石)所構成之磁性退火爐。螺線管型磁石係以其中心線軸向實質成為水平的方式配置，而連接於未圖示之電源裝置。由橫型螺線管型磁石所產生之磁場方向成為前述前後方向。
此外，磁場產生機構130中沿著內周配置有加熱機構132，可將晶圓W以既定溫度做加熱。亦即，晶圓W藉由磁場產生機構130而在均勻磁場的情況下進行加熱處理。
當使用螺線管型磁石而對複數片(例如100片)晶圓W施以同樣的磁性退火處理之情況，為了對於全部晶圓W施以均勻處理，必須將晶圓W配置於均磁場區域。螺線管型磁石之均磁場區域為其軸向長度的約20%程度。是以，當例如100片的φ300mm之晶圓W以磁性退火裝置進行處理之情況，做為橫型螺線管型磁石之設計例可設定為內徑(內口徑)φ570mm、外徑φ1900mm、長度2500mm(該情況之均磁場區域之長度為約680mm程度)。
此外，上述設計之橫型螺線管型磁石之重量成為大約25噸程度。是以，於螺線管型磁石之底部設有用以保持螺線管型磁石之未圖示之保持台以及位於此保持台底部之未圖示之保持板。
此外，如圖2所示般，於此磁性退火裝置100設有例如由電腦所構成之控制部140。控制部140具備有由程式、記憶體、CPU所構成之資料處理部等，程式中組入有命令(各步驟)而從控制部對於磁性退火裝置之各部送出控制訊號來進行各處理製程。藉由該控制訊號來進行載件C之搬送、晶圓W之搬送、開閉門之開閉、蓋體之開閉、各處理。此程式被儲存於電腦記憶媒體例如軟碟、光碟、硬碟、MO(光磁碟)以及記憶卡等記憶媒體中而安裝於控制部。
<於晶圓搬送區域S2之晶圓W的搬送>
針對將晶圓W從載置於第2載置台114a、114b之載件C經由晶圓舟128而搬送到磁場產生機構130之一連串流程做說明。
首先，針對以晶圓搬送機構124而搬送至晶圓舟128之晶圓W在晶圓舟128內的配置例，參見圖5做說明。
圖5顯示用以說明保持在晶圓舟128內之晶圓W配置例的概略圖。更具體而言，圖5(a)為晶圓W之主表面以成為垂直的方式來配置之情況的配置例，圖5(b)為晶圓W之主表面以成為水平的方式來配置之情況之配置例，圖5(c)為將晶圓W之主表面以成為垂直的方式來配置之情況與以成為 水平的方式來配置之情況加以組合之配置例。此外，圖5之XY軸向以及Z軸向分別對應於圖2之XY軸向以及Z軸向。
晶圓W之磁性退火處理已知有對晶圓W之主表面在垂直方向施加磁場之垂直磁化方式、以及對晶圓W之主表面在平行方向施加磁場之面內磁化方式這2種方式。如本實施形態般，當磁場產生機構130採用橫型超導磁石之情況，磁石內之磁場(磁力線)方向會成為XY軸向。是以，例如將100片之晶圓W以垂直磁化方式來同時做磁性退火處理之情況，如圖5(a)所示般，將以晶圓W之裝載方向成為前述XY軸向的方式讓晶圓W以既定間隔做架狀裝載之裝載體在晶圓舟128配置為一。另一方面，例如將100片之晶圓W以面內磁化方式來同時做磁性退火處理之情況，如圖5(b)所示般，將以晶圓W之裝載方向成為前述Z軸向的方式讓50片之晶圓W以既定間隔做架狀裝載之裝載體在晶圓舟128內於XY軸向上2個並排配置。
現在，前述2種方式之磁性退火處理分別於個別裝置上實施。但是，本實施形態之磁性退火裝置100，晶圓搬送機構124之移動體124b係能以臂部124c做延伸之方向為軸進行旋動。是以，垂直磁化方式以及面內磁化方式這2種方式之磁性退火處理能於同一裝置內實施。
此外，藉由使用本實施形態之磁性退火裝置100，如圖5(c)所示般，可配置成為讓50片之晶圓W之裝載方向成為XY軸向來裝載，且讓剩餘50片之晶圓W之裝載方向成為Z軸向來裝載。是以，能以1次的磁性退火處理來實施垂直磁化方式與面內磁化方式兩種方式之磁性退火處理。
今後，前述2種類何種方式之磁性退火處理會成為主流不明，但本實施形態之磁性退火裝置100不論是移轉到何種方式之磁性退火處理之情況，均可藉由交換晶圓舟128來實施兩種方式的磁性退火處理。
其次，針對在晶圓搬送區域S2內之晶圓W搬送，參見圖6以及圖7更詳細說明。
圖6顯示說明利用晶圓搬送機構進行晶圓搬送一例之概略圖，圖7顯示說明利用晶圓搬送機構進行晶圓搬送之其他例之概略圖。更具體而言，圖6為以垂直磁化方式處理晶圓W之情況下晶圓W之搬送例，圖7為面內磁化方式之情況的晶圓W之搬送例。
首先，參見圖6，針對以垂直磁化方式來處理晶圓W之情況下晶圓W之搬送來說明。此外，圖6以及圖7中為了便於說明起見係省略了隔壁104以及開閉門122。
如圖6(a)所示般，首先，收納於載件C之晶圓W被移送到晶圓搬送機構124。如前述般，一般載件C處係水平收納晶圓W，晶圓搬送機構124將晶圓W保持水平進行搬送。其次，如圖6(b)所示般，移動體124b於鉛直軸向旋動，晶圓W被移載到對準器裝置126之前方，而被移送到對準器裝置126(圖6(c))。對準器裝置126係如圖6(d)所示般，使得晶圓W進行中心校正與缺口等之對角度。其次，結束了對角度之晶圓W被移送到晶圓搬送機構124(圖6(e))，移動體124b於鉛直軸向旋動，移載至晶圓舟128側(圖6(f))。其次，移動體124b係以臂部124c延伸方向為軸，繞此軸做90度旋轉。藉此，晶圓W藉由臂部124c而被垂直保持(圖6(g))。被垂直保持之晶圓W係如圖6(h)所示般被移送到晶圓舟128，結束晶圓W之搬送(圖6(i))。在晶圓W移載至晶圓舟128結束後，晶圓搬送機構124會回到載件C，以和前述同樣方法來移載下一晶圓W。
保持於1個載件C內之晶圓W片數一般為25片，利用晶圓搬送機構124之晶圓W之搬送片數一般為5片。是以，對於1個載件C，從載件C經過對準器裝置126而將晶圓W移載至晶圓舟128係進行5次。當從載置於一方的第2載置台(例如第2載置台114a)之載件C來做晶圓W之移載結束後，乃利用晶圓搬送機構124來進行從載置於另一方之第2載置台(例如第2載置台114b)之載件C來做晶圓W之移載。此時，在進行從載置於另一方之第2載置台114b的載件C來做晶圓W之移載之間，載置於第2載置台114a之已經成為空的載件C係和保管於載件保管部116的其他載件C做更換。
另一方面，參見圖7，針對以面內磁化方式來處理晶圓W之情況下晶圓W之搬送做說明。
即便是以面內磁化方式來處理晶圓W之情況，在圖6(f)所示移動體124b於鉛直軸向旋動而移載至晶圓舟128側為止係以同樣的方法來搬送晶圓W(圖7(a)~圖7(f))。面內磁化方式則是之後不使得移動體124b旋轉，而 是讓保持水平之晶圓W直接移送到晶圓舟128(圖7(g))，結束晶圓W之搬送(圖7(h))。
此外，本實施形態之磁性退火裝置100也可配置成為讓50片之晶圓W之裝載方向成為XY軸向來裝載，且讓剩餘50片之晶圓W之裝載方向成為Z軸向來裝載。當將100片之晶圓W以前述配置來配置之情況，首先藉由圖6所示方法來搬送50片之晶圓W，之後，以圖7所示方法來搬送剩餘50片之晶圓W。此外，也可先以圖7所示方法來搬送50片之晶圓W，之後以圖6所示方法來搬送剩餘50片之晶圓W。
在既定片數(例如100片)之晶圓W搬送到晶圓舟128之後，晶圓舟128係藉由移載機構138加載於磁場產生機構130。圖2之虛線之晶圓舟128之位置為加載後之位置。然後，晶圓W被實施既定磁性退火處理。處理結束後之晶圓W之搬出，首先從磁場產生機構130卸載晶圓舟128，而相反於前述搬入，使用晶圓搬送機構124從位於第2載置台114a或是114b之開閉窗移載至載件C來實行。當晶圓W利用晶圓搬送機構124搬送至載件C後，以未圖示之開閉機構將開閉蓋安裝於載件C，將載件C從載件搬送機構118搬出，前往下一製程。
上述內容中，本揭示之各種實施例係基於說明之目的而記載，此外，應可理解各種變形可在不脫離本揭示範圍以及思想情況下來進行。從而，此處所揭示之各種實施例並非用以限制以下各請求項所指定之本質範圍以及思想。
本揭示係主張以2013年3月21日提出申請之日本專利申請第2013-058324號以及2013年3月21日提出申請之日本專利申請第2013-058327號為基礎之優先權，將其揭示全部援引於此。
100‧‧‧磁性退火裝置
102‧‧‧架框
104‧‧‧隔壁
106‧‧‧第1搬送區域
108‧‧‧第2搬送區域
110a,110b‧‧‧第1載置台
114‧‧‧第2載置台
116c‧‧‧第2載件保管部
118‧‧‧載件搬送機構
124‧‧‧晶圓搬送機構
124a‧‧‧引導機構
124b‧‧‧移動體
124c‧‧‧臂
128‧‧‧晶圓舟
130‧‧‧磁場產生機構
132‧‧‧加熱機構
134‧‧‧隔熱部
136‧‧‧蓋部
138‧‧‧移載機構
S1‧‧‧載件搬送區域
S2‧‧‧晶圓搬送區域

Claims (18)

  1. 一種磁性退火裝置，在磁場產生機構方面使用橫型超導磁石，對於保持在被處理體保持具之被處理體進行磁性退火處理；具有：收納容器，係收納磁性退火處理前之該被處理體；以及被處理體搬送機構，係將保持於該收納容器之該被處理體搬送至該被處理體保持具；該被處理體搬送機構可將該被處理體保持於水平狀態、並可保持於垂直狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中該被處理體搬送機構具有保持該被處理體往水平延伸之臂部，該臂部能以該臂部延伸方向為軸進行旋轉。
  3. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中該被處理體搬送機構係藉由夾頭機構來保持該被處理體。
  4. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中該磁性退火裝置進而具有進行該被處理體之對位的對準器；該被處理體搬送機構係將被保持於該收納容器之該被處理體搬送至該對準器，而將經過對位之該被處理體搬送至該被處理體保持具。
  5. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中該被處理體為晶圓，該收納容器為FOUP(前開式晶圓盒)；該FOUP可收納25片之該晶圓；該被處理體保持具可保持100片之該晶圓。
  6. 如申請專利範圍第5項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具可將100片之該晶圓在該晶圓之主表面為垂直之狀態下加以裝載。
  7. 如申請專利範圍第5項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具可保持兩個以該晶圓之主表面呈水平狀態裝載有50片之該晶圓的裝載體。
  8. 如申請專利範圍第5項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具可裝載以該晶圓之主表面呈水平狀態裝載有50片之該晶圓的第1裝載體，並可裝載以該晶圓之主表面呈垂直狀態裝載有50片之該晶圓的第2裝載體。
  9. 一種磁性退火裝置，係使得對於收納有被處理體之收納容器進行搬送之收納容器搬送區域與搬送該被處理體之被處理體搬送區域經由開閉門而被形成；於該收納容器搬送區域配置有：第1載置台，係載置被搬入該磁性退火裝置之收納容器；複數第2載置台，為了經由該開閉門而從該收納容器搬送區域將該被處理體以氣密方式搬送至該被處理體搬送區域而載置該收納容器；保管部，係保管複數該收納容器；以及收納容器搬送機構，係於該第1載置台、該第2載置台以及該保管部之間進行該收納容器之搬出搬入；於該被處理體搬送區域配置有：對準器，係進行該被處理體之對位；被處理體保持具，可保持已經過該對位之該被處理體；被處理體搬送機構，係於該第2載置台所載置之收納容器、該對準器以及該被處理體保持具之間來搬送該被處理體；加熱機構，係加熱該被處理體；磁場產生機構，具有橫型超導磁石，對保持於該被處理體保持具之被處理體施加磁場；以及移載機構，係將被保持於該被處理體保持具之該被處理體移載至該磁場產生機構內；該被處理體搬送機構可將該被處理體保持於水平狀態並可保持於垂直狀態。
  10. 一種磁性退火裝置，在磁場產生機構方面使用橫型超導磁石，對被處理體進行磁性退火處理；具有：被處理體保持具，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之收納容器與該被處理體保持具之間搬送該被處理體；移載機構，係將被保持在該被處理體保持具之該被處理體移載至該磁場產生機構內； 清淨氣體導入機構，係導入清淨氣體；以及排氣機構，係將清淨氣體加以排氣；由該清淨氣體導入機構與該排氣機構所形成之該清淨氣體之氣流流向係和被保持於該被處理體保持具之該被處理體之主表面成為平行。
  11. 如申請專利範圍第10項之磁性退火裝置，其中該清淨氣體導入機構相對於該被處理體保持具配置在該被處理體搬送機構將該被處理體往該被處理體保持具進行搬送之搬送方向的下游側；該排氣機構相對於該被處理體搬送機構配置在該被處理體搬送機構將該被處理體往該被處理體保持具進行搬送之搬送方向的上游側。
  12. 如申請專利範圍第10項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具可將該被處理體之主表面保持為水平或是垂直狀態；該清淨氣體之氣流為側流。
  13. 如申請專利範圍第10項之磁性退火裝置，其中該被處理體為晶圓，該收納容器為FOUP；該FOUP可收納25片之該晶圓；該被處理體保持具可保持100片之該晶圓。
  14. 如申請專利範圍第13項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具可將100片之該晶圓以該軸之方向為裝載方向以既定間隔加以保持。
  15. 如申請專利範圍第13項之磁性退火裝置，其中該被處理體保持具可將由50片之該晶圓以垂直於該軸之方向為裝載方向並以既定間隔進行裝載所得之裝載體，於該軸向上以2個並排方式加以保持。
  16. 如申請專利範圍第10項之磁性退火裝置，其中該清淨氣體導入機構具有HEPA過濾器或是ULPA過濾器。
  17. 如申請專利範圍第10項之磁性退火裝置，其中該排氣機構具有於該磁性退火裝置之天花板面所形成之排氣口。
  18. 一種磁性退火裝置，係使得對於收納有被處理體之收納容器進行搬送之收納容器搬送區域與搬送該被處理體之被處理體搬送區域經由開閉門而被形成；於該收納容器搬送區域配置有： 第1載置台，係載置被搬入該磁性退火裝置之收納容器；複數第2載置台，為了經由該開閉門而從該收納容器搬送區域將該被處理體以氣密方式搬送至該被處理體搬送區域而載置該收納容器；保管部，係保管複數該收納容器；以及收納容器搬送機構，係於該第1載置台、該第2載置台以及該保管部之間進行該收納容器之搬出搬入；於該被處理體搬送區域配置有：對準器，係進行該被處理體之對位；被處理體保持具，可保持已經過該對位之該被處理體；被處理體搬送機構，係於該第2載置台所載置之收納容器、該對準器以及該被處理體保持具之間來搬送該被處理體；加熱機構，係加熱該被處理體；磁場產生機構，具有橫型超導磁石，對該被處理體施加磁場；移載機構，係將被保持於該被處理體保持具之該被處理體移載至該磁場產生機構內；清淨氣體導入機構，用以導入清淨氣體；以及排氣機構，係將清淨氣體加以排氣；由該清淨氣體導入機構與該排氣機構所形成之該清淨氣體之流向和被保持於該被處理體保持具之該被處理體的主表面為平行。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9508914B2 (en) * 2013-03-21 2016-11-29 Tokyo Electron Limited Magnetic annealing apparatus
JP6333128B2 (ja) * 2014-09-03 2018-05-30 東京エレクトロン株式会社 磁気アニール装置
JP6366515B2 (ja) * 2015-01-23 2018-08-01 東京エレクトロン株式会社 連結構造及びこれを用いた磁気アニール装置、並びに連結方法
JP6714432B2 (ja) * 2016-05-30 2020-06-24 住友電気工業株式会社 磁場印加装置および半導体装置の製造装置
TWI767971B (zh) * 2017-01-03 2022-06-21 日商東京威力科創股份有限公司 工作件磁化系統及其操作方法
US10003018B1 (en) * 2017-05-08 2018-06-19 Tokyo Electron Limited Vertical multi-batch magnetic annealing systems for reduced footprint manufacturing environments

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4859823A (en) * 1988-09-16 1989-08-22 Ajax Magnethermic Corporation Electric induction heater
US6099457A (en) * 1990-08-13 2000-08-08 Endotech, Inc. Endocurietherapy
US5525780A (en) * 1993-08-31 1996-06-11 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for uniform semiconductor material processing using induction heating with a chuck member
JPH08186081A (ja) * 1994-12-29 1996-07-16 F T L:Kk 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
JP3478364B2 (ja) 1995-06-15 2003-12-15 株式会社日立国際電気 半導体製造装置
KR100538279B1 (ko) 1998-06-15 2006-05-09 삼성전자주식회사 확산공정설비의 웨이퍼 이송시스템
JP4330703B2 (ja) * 1999-06-18 2009-09-16 東京エレクトロン株式会社 搬送モジュール及びクラスターシステム
US6496648B1 (en) 1999-08-19 2002-12-17 Prodeo Technologies, Inc. Apparatus and method for rapid thermal processing
US6303908B1 (en) 1999-08-26 2001-10-16 Nichiyo Engineering Corporation Heat treatment apparatus
JP3782263B2 (ja) 1999-08-26 2006-06-07 東京エレクトロン株式会社 基板の配列方法及び配列装置
JP4358380B2 (ja) 1999-09-28 2009-11-04 住友重機械工業株式会社 磁界中熱処理装置
US20040079633A1 (en) * 2000-07-05 2004-04-29 Applied Materials, Inc. Apparatus for electro chemical deposition of copper metallization with the capability of in-situ thermal annealing
JP2002175998A (ja) 2000-12-06 2002-06-21 Tokyo Electron Ltd 処理装置
DE10216865A1 (de) 2001-04-17 2002-12-12 Hitachi Metals Ltd Wärmebehandlungsofen mit Magnetfeld sowie Wärmebehandlungsverfahren unter Verwendung desselben
US6918965B2 (en) 2002-08-28 2005-07-19 Micron Technology, Inc. Single substrate annealing of magnetoresistive structure
JP2004263206A (ja) * 2003-02-10 2004-09-24 Fuyuutec Furness:Kk 熱処理装置
WO2004077413A1 (ja) 2003-02-19 2004-09-10 Neomax Co., Ltd. 磁場中熱処理装置
US6899145B2 (en) * 2003-03-20 2005-05-31 Asm America, Inc. Front opening unified pod
DE102004012786A1 (de) * 2004-03-15 2005-09-29 Newfrey Llc, Newark Fügevorrichtung zum Befestigen von kleinteiligen Bauelementen an einer Trägerfläche durch Kleben
JP4364105B2 (ja) * 2004-11-08 2009-11-11 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置、及び熱処理方法
US7161124B2 (en) 2005-04-19 2007-01-09 Ut-Battelle, Llc Thermal and high magnetic field treatment of materials and associated apparatus
CN2892880Y (zh) * 2006-05-18 2007-04-25 西安非晶中西变压器有限公司 连续式非晶合金变压器铁心磁场退火炉
JP5151260B2 (ja) * 2007-06-11 2013-02-27 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
JP4828503B2 (ja) * 2007-10-16 2011-11-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板搬送方法、コンピュータプログラムおよび記憶媒体
JP4778546B2 (ja) 2007-11-30 2011-09-21 東京エレクトロン株式会社 半導体製造装置における地震被害拡散低減方法及び地震被害拡散低減システム
JP4809392B2 (ja) 2008-05-26 2011-11-09 株式会社日立国際電気 熱処理装置、ボート、熱処理方法、及び半導体の製造方法
WO2010074130A1 (ja) 2008-12-25 2010-07-01 日本電気株式会社 磁気メモリ素子及び磁気ランダムアクセスメモリ
JP5470979B2 (ja) * 2009-04-01 2014-04-16 日本電気株式会社 磁場中熱処理装置、及び、磁場中熱処理方法
US20120315113A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-13 Tokyo Electron Limited Substrate holder, substrate transfer apparatus, and substrate processing apparatus
DE102010025483A1 (de) 2010-06-29 2011-12-29 Centrotherm Thermal Solutions Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Wafertransportroboters
EP2477227B1 (en) 2011-01-13 2019-03-27 Crocus Technology S.A. Magnetic tunnel junction comprising a polarizing layer
US9451658B2 (en) * 2011-05-10 2016-09-20 Nordon Corporation Induction oven for curing coatings on containers
WO2013180010A1 (ja) * 2012-05-28 2013-12-05 株式会社日立国際電気 基板処理装置、温度計測システム、処理装置の温度計測方法、搬送装置及び記録媒体

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US20140284321A1 (en) 2014-09-25

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