TWI739080B - 晶舟冷卻裝置 - Google Patents

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Abstract

一種晶舟冷卻裝置包含一底板以及一可旋轉台其係可在複數之轉位位置之間旋轉。該可旋轉台包含至少二用於支撐一晶舟的晶舟位置。一垂直延伸的壁結構係安裝在該可旋轉台上並在每一晶舟位置處產生具有一氣體供給區域及一氣體排放區域的一晶舟室。該晶舟冷卻裝置進一步包含一在該底板下方延伸的充氣室。該充氣室容納至少一氣體/液體熱交換器。

Description

晶舟冷卻裝置
本發明係有關於一種晶舟冷卻裝置，其經組配而定位於垂直批式爐(vertical batch furnace)之加工室下方，用於加工容納在晶舟中的晶圓。
EP 1 341 213及US 2012 213613皆說明了一種用於處理晶圓的設備，該設備亦包含一晶舟冷卻裝置。該已知的裝置包括一迴轉料架或可旋轉台，複數之晶舟可定位於其上。藉由旋轉該迴轉料架或可旋轉台，可將該等晶舟從一卸載及/或裝載位置送至該垂直批式爐之一加工室下方的一處理位置。於該處理位置處提供一晶舟升降機，用於將晶舟提升進入該垂直批式爐之該加工室或用於從該加工室取回晶舟。於該加工室中處理期間，該晶舟及容納於其中的該等晶圓的溫度升高。利用迴轉料架或可旋轉台，已從該加工室移出的一晶舟可被送至一冷卻位置，於該處一晶舟可在該加工室中的一處理作業之後冷卻。可能需要有效地冷卻該等晶圓及該晶舟以改良該系統的生產率。
本發明之一目的在於提供一冷卻晶圓的晶舟冷卻裝置。
為此，提供根據請求項1之晶舟冷卻裝置。更特定言之，本發明提供了一種晶舟冷卻裝置，其經組配定位於垂直批式爐之加工室下方，用於加工容納於一晶舟中的晶圓。該晶舟冷卻裝置包含：一底板；一可旋轉台，其包含至少二用於支撐一晶舟的晶舟位置，該可旋轉台係可在該底板上方圍繞一中心垂直軸旋轉；以及一垂直延伸的壁結構，其安裝在該可旋轉台上並在每一晶舟位置處產生一垂直延伸的晶舟室。
該垂直延伸的壁結構包含：一氣體供給區域，其包含複數之氣體供給開口；以及一氣體排放區域，其包含複數之氣體排放開口。
該晶舟冷卻裝置進一步包含一管道其延伸穿過該底板中的一中心氣體開口並係與該等氣體供給或排放開口流體連通。
該底板具有複數之底板開口，當該可旋轉台係位於複數之轉位位置(index position)中的其中一個位置時，該等底板開口與該等氣體供給或排放開口流體連通。
該晶舟冷卻裝置進一步包含一數個充氣室壁的充氣室殼體，該等充氣室壁產生一充氣室，該充氣室在該底板下方延伸且至少部分地圍繞該管道。位於該底板 中該等複數之底板開口與該充氣室流體連通。該充氣室具有至少一充氣室開口。
晶舟冷卻裝置進一步包含：一再循環通道，其由該至少一充氣室開口延伸至該管道並且包含至少一氣體鼓風機；以及至少一氣體/液體熱交換器，其定位在該充氣室中。
因為該氣體/液體熱交換器係定位在該晶舟冷卻裝置之一固定部分中，所以進出該氣體/液體熱交換器的任何液體連接(入口/出口)可為固定式連接。從製造及維修的觀點而言，如此的益處係超越其中可旋轉台或迴轉料架上的每一晶舟室具有其自有的安置在可旋轉台上的氣體/液體熱交換器之解決方案。儘管該一解決方案係有吸引力的，在於其立即冷卻由晶舟室排出的熱氣體並因而防止該冷卻裝置的其他部分的加熱，該一解決方案需要可旋轉的液體連接用於供給及排放液體至該氣體/液體熱交換器。該等可旋轉的液體連接需要定期維修，並且冷卻液體洩漏的風險遠高於根據本發明之解決方案中的利用固定連接方式。此外，固定式液體連接係更價廉且更易於安裝。位在該可旋轉台或迴轉料架上的每一晶舟室具有其自有的放置在可旋轉台上的氣體/液體熱交換器之解決方案的另一缺點在於因為與該氣體/液體熱交換器相關聯的該晶舟室由於其已處於冷卻位置而已冷卻，所以至少其中之一氣體/液體熱交換器係無效用的。
超越在可旋轉台或迴轉料架上的每一晶舟 室具有其自有的安置在該可旋轉台上的氣體/液體熱交換器的解決方案的優點在於該氣體/液體熱交換器係更為有效用的。如此具有二原因。
首先，離開該等不同晶舟室的氣流係於該充氣室中結合並共同地冷卻，使該氣體/液體熱交換器更有效率地使用。
其次，來自於該等晶舟室的所有氣體必需通過該至少一氣體/液體熱交換器，因為氣體不可能繞過氣體/液體熱交換器周圍，因此獲得用於冷卻該再循環氣體的一最佳效率。在可旋轉台或迴轉料架上的每一晶舟室具有其自有的安置在該可旋轉台上的氣體/液體熱交換器的解決方案而言該繞過係可能發生的。於該一解決方案中，氣體可繞過該氣體/液體熱交換器並且，例如，經由位在該可旋轉台之底部中的升將機臂件開口由該晶舟室流出。
本發明亦提供根據請求項19的一種垂直批式爐總成。更特定言之，本發明提供一種垂直批式爐總成，其包含：一用於加工容納在一晶舟中之晶圓的加工室；本發明之一晶舟冷卻裝置，其中該晶舟冷卻裝置係定位於該加工室下方；以及一垂直晶舟升降機總成，其經組配以將一晶舟由該晶舟冷卻裝置傳送至該加工室且反之亦然。
本發明之該垂直批式爐具有以上已說明與本發明之該晶舟冷卻裝置有關的該等者相同的優點。
在該等依附項中所主張的不同具體實施例，其將參考該等圖式中所顯示的一實例進一步地闡明。該等具體實施例可經結合或可彼此分開地應用。
10:晶舟冷卻裝置
12:主殼體
14:(該主殼體之)周壁
16:(該主殼體之)頂壁
18:底板
20:可旋轉台
22:垂直延伸的壁結構
24:晶舟室
26:氣體供給管道
28:氣體排放管道
30:氣體供給開口
32:氣體排放開口
34:中心氣體開口
36:底板開口
40:管道
42:充氣室殼體
44:充氣室
46:充氣室開口
48:再循環通道
50:氣體鼓風機
52:氣體/液體熱交換器
54:底壁
56:熱交換器殼體
58:升降機支撐開口
60:空間
62:固定式支撐件
64:可旋轉台軸承
66:傳送開口
68:第一氣體密封件
70:第二氣體密封件
72:過濾器總成
74:阻擋壁
76:加工室開口
L:中心垂直軸
圖1顯示稍微從本發明之該晶舟冷卻裝置的一實例之上方的一透視圖；圖2顯示圖1之該晶舟冷卻裝置，其中該殼體係經部分地去除；圖3顯示圖1之該晶舟冷卻裝置的一底視圖；圖4顯示圖1之該晶舟冷卻裝置的一下部分之橫截面透視圖；圖5顯示圖1之該晶舟冷卻裝置的一下部分之另一橫截面透視圖。
於此申請案中，相似或相應的特徵係由相似或相應的參考符號表示。該等不同具體實施例之說明並不限制在該等圖式中所顯示的實例，並且在詳細說明及該等請求項中所使用的參考符號並不意欲限制該等具體實施例之說明，而是包括以藉由參考該等圖式中所顯示該實例以闡明該等具體實施例。
於最通用的術語中，本發明提供一種晶舟冷卻裝置10，其經組配定位於垂直批式爐的一加工室下方用於加工容納在一晶舟中的晶圓。該晶舟冷卻裝置10包含一底板18以及一可旋轉台20。該可旋轉台20可在多數轉位位 置之間旋轉。該可旋轉台20包含至少二用於支撐一晶舟的晶舟位置，該可旋轉台20係可在該底板18上方環繞一中心垂直軸L旋轉。該晶舟冷卻裝置10附加地包含安裝在該可旋轉台20上的一垂直延伸的壁結構22，並且其在每一晶舟位置處產生一垂直延伸的晶舟室24。該垂直延伸的壁結構22包含一氣體供給區域其包含複數之氣體供給開口30，以及包含複數之氣體排放開口32的一氣體排放區域。該晶舟冷卻裝置10進一步包含一管道40其延伸通過該底板18中的一中心氣體開口34並與該等氣體供給或排放開口30、32流體連通。該底板18具有複數之底板開口36，當該可旋轉台20係位在多數轉位位置中的其中一個時，其係與該等氣體供給或排放開口30、32流體連通。該晶舟冷卻裝置10進一步包含具有充氣室壁的一充氣室殼體42，該等充氣室壁形成充氣室44，該充氣室44在該底板18下方延伸，至少部分地圍繞該管道40。該底板18中該等數量之底板開口36係與該充氣室44流體連通。該充氣室44具有至少一充氣室開口46。該晶舟冷卻裝置10進一步包含一再循環通道48其從該至少一充氣室開口46延伸至該管道40以及包括至少一氣體鼓風機50。該晶舟冷卻裝置10包含至少一定位在該充氣室44中的氣體/液體熱交換器52。該至少一氣體/液體熱交換器52可經組配用於冷卻從該等晶舟室24之至少之一者排放的氣體。
該晶舟冷卻裝置10之效果與優點已於發明概要部分中說明，並且這些效果與優點於此插入以為參 考。優選地，複數之氣體供給開口30係與該管道40流體連通。氣體接著將從該管道40流動至該等入口開口30，從該等入口開口30通過該晶舟室24流動至該等氣體排放開口32，從該等氣體排放開口32流動至該等底板開口36，從該等底板開口36通過該充氣室44至該充氣室開口46，以及從該充氣室開口46通過該再循環通道48返回至該管道40。但管道40亦可流體地連接至該等氣體排放開口32，於該場合下，該氣體將在該充氣室46與該再循環通道48內於相反的方向下流動。
複數之氣體供給開口30可分佈在該垂直延伸的壁結構22中至少沿著該垂直方向涵蓋實質上該垂直延伸的壁結構22之整個高度。附加地或可交替地，該等複數之氣體排放開口32亦可分佈在該垂直延伸的壁結構22中至少沿著該垂直方向涵蓋實質上該垂直延伸的壁結構22之整個高度。
於本發明之一具體實施例中，該充氣室殼體42包括至少一熱交換器殼體56。該至少一氣體/液體熱交換器52係容納於該至少一熱交換器殼體56的一相關聯者中。同時，該至少一充氣室開口46係經提供位於該至少一熱交換器殼體56中，因此由該等晶舟室24中之至少之一者排放的氣體在流動至該再循環通道48或至該等複數之底板開口36時，沿著該至少一氣體/液體熱交換器52流動。
為了該至少一氣體/液體熱交換器52的一最佳效率，該充氣室44不僅需要容納該氣體/液體熱交換器 52，而且該充氣室44內的氣體流動應盡可能被引導沿著該氣體/液體熱交換器52。此氣體流動係由該充氣室44的形狀決定。於此具體實施例中，該充氣室44並非嚴格地為一環形圓盤，而是包含其中容納該氣體/液體熱交換器52的該至少一熱交換器殼體56。於該等圖式中顯示的該實例中，該充氣室44具有二熱交換器殼體56。但於可交替的具體實施例中，可提供一或二個以上的熱交換器殼體56。該熱交換器殼體56可與該充氣室44之一底壁54相鄰，由該底壁54之一底側向下突出。一獨特的熱交換器殼體56的優點在於該氣體/液體熱交換器52可緊貼地配裝在其之熱交換器殼體56內，因此流動通過該熱交換器殼體56的氣體必需沿著該氣體/液體熱交換器52通過。由於該充氣室開口46之安置，該氣體必需流動通過該熱交換器殼體56以抵達該再循環通道48或該等複數之底板開口36，視該氣體之流動方向而定。藉由一緊貼地配裝在該熱交換器殼體56中的氣體/液體熱交換器52，因而使該冷卻效率最佳化。
複數個熱交換器殼體56係為可行的，例如，如於該等圖式中所顯示的二熱交換器殼體56。利用複數個熱交換器殼體，每一熱交換器殼體56係配置具有該至少一氣體/液體熱交換器52中的至少之一者以及該至少一充氣室開口46中的至少之一者。優選地，每一熱交換器殼體56容納一氣體/液體熱交換器52，並係配置具有一個充氣室開口46。每一充氣室開口46將每一個別的熱交換器殼體56與該再循環通道48連接，因此於每一熱交換器殼體56中， 由該等晶舟室24之至少之一者排放的氣體係被強制沿著該氣體/液體熱交換器52流動。
於本發明之一具體實施例中，對於每一晶舟室24而言，該氣體供給區域係與該氣體排放區域相對，因此經由複數之氣體供給開口30供給至個別晶舟室24的氣體係流動至該相關聯的晶舟室24之複數氣體排放開口32時，實質上水平地橫越該晶舟室24。
此實質上水平的氣流提供一近層流流動型態，其有助於該晶舟室24內晶舟的有效冷卻。
於本發明之一具體實施例中，該晶舟冷卻裝置10可進一步包含一氣體供給管道26，其將該管道40與複數之氣體供給開口30流體地連接。該複數之氣體供給開口30將該相關聯的氣體供給管道26與個別的晶舟室24流體地連接。該晶舟冷卻裝置之此具體實施例亦可包含至少一氣體排放管道28，其可將該等底板開口36與複數之氣體排放開口32流體地連接。該複數之氣體排放開口32將該相關聯的氣體排放管道28與個別的晶舟室24流體地連接。該垂直延伸的壁結構22可限制至少一垂直延伸的氣體供給通道，從而形成該氣體供給管道26。該垂直延伸的壁結構22亦可限制至少一垂直延伸的氣體排放通道，從而形成該至少一氣體排放管道28。
氣體流動管道可為圓形的，但可具有任何類型之形狀與橫截面。於此優選的具體實施例中，該等氣體供給管道26及氣體排放管道28係經建構作為該垂直延伸 的壁結構22之一部分。因此，該垂直延伸的壁結構22不僅限制該等晶舟室24，而且亦限制該至少一個氣體供給通道及該至少一氣體排放通道。因此，此垂直延伸的壁結構22以一極具成本效益的方式提供一氣體供給及排放通道結構以及一晶舟室邊界。
於本發明之一具體實施例中，該等晶舟室24的其中之一者可與具有一可垂直地移動的升降機支撐構件的一晶舟升降機相關聯。該可旋轉台20於每一晶舟位置處具有一升降機支撐開口58，穿過該開口該升降機支撐構件可通過該可旋轉台20，用於將該升降機支撐構件容納在介於該可旋轉台20之一下側邊與該底板18之一上側邊之間的一空間60中。
該晶舟冷卻裝置10係經組配為定位在一垂直批式爐之一加工室下方。該晶舟升降機可用以將一晶舟由該晶舟冷卻裝置10移動至該加工室並且反之亦然。該冷卻裝置10可具有一頂部開口76，該晶舟升降機穿過該開口76可將該晶舟升高或降低而至該加工室或由該加工室而出。
於該晶舟冷卻裝置10內，該晶舟係容納於一晶舟室24中，該晶舟室24的位置可藉由該可旋轉台20之旋轉而改變。然而，該晶舟升降機優選地係連接至該晶舟冷卻裝置10之一固定部分。
當該晶舟升降機未使用時，該升降機支撐構件因而可容納在介於該可旋轉台20之該下側邊與該底板 18之該上側邊之間的該空間60中，因此該可旋轉台係可自由地旋轉至另一轉位位置。
於本發明之一具體實施例中，該晶舟冷卻裝置10可進一步包含一固定支撐框架62以及一可旋轉台軸承64。該可旋轉台軸承64具有一固定地連接至該管道40的內座圈。該可旋轉台軸承64之一外座圈係固定地連接至該固定支撐框架62。該管道40係固定地連接至該可旋轉台20並形成一供該可旋轉台20所用的支撐件。該固定支撐框架62亦可使用作為供該底板18所用的支撐框架。該可旋轉台軸承64可為，例如，一滾珠軸承，其可在軸向與徑向二方向上提供支撐。
於本發明之一具體實施例中，該晶舟冷卻裝置可進一步包含一主殼體12其具有一周壁14及一頂壁16。該底板18可為該殼體12之該底壁。該主殼體12可進一步包含至少一傳送開口66，用於將晶圓傳送至該等晶舟室24的其中之一者內的一晶舟中以及由之傳送而出。
該傳送開口66提供用於接收該等待處理晶圓及卸出該等已處理晶圓的一方式。一晶圓處理機器人可安置在該傳送開口66外側，用於該等晶圓的實際傳送作業。
於本發明之一具體實施例中，該管道40係固定地連接至該可旋轉台20並與該可旋轉台20一起旋轉。介於該可旋轉管道40與該底板18之間可提供一第一氣體密封件68。介於該可旋轉管道40與該再循環通道48之間可提 供一第二氣體密封件70。
該第一氣體密封件68實質上可為環形的並可在該可旋轉管道40與該固定底板18之間提供一實質上氣密的連接。第二氣體密封件70亦可實質上為環形的並可在該可旋轉管道40與該固定的再循環通道48之間提供一實質上氣密的連接。於此具體實施例中，該管道40可用以支撐該可旋轉台20。
於本發明之一具體實施例中，該第一氣體密封件68及該第二氣體密封件70係為該晶舟冷卻裝置10中所存在僅有的二氣體密封件，用於在該晶舟冷卻裝置10之該等旋轉部件與該晶舟冷卻裝置10之該等固定部件之間產生一氣密連接。
鑑於氣體密封件係為當該冷卻裝置10維修時可能需要更換的部件，有利的是在該冷卻裝置10中該等旋轉與固定部件之間存在的氣體密封件之數目盡可能地少，優選地，僅僅二個。清楚的是，如此少數目的氣體密封件亦使氣體洩漏的機會降至最小。
於本發明之一具體實施例中，每一晶舟室24之該氣體供給區域係配置具有一過濾器總成72，因此經由複數之氣體供給開口30供給至該等個別的晶舟室24的氣體必需通過該過濾器總成72。提供與一晶舟室24相關聯的該過濾器總成72，以向該晶舟室24供給清淨氣體。
於本發明之一具體實施例中，該可旋轉台20可具有三晶舟位置而其具相應的晶舟室24。該可旋轉台20 可轉位涵蓋120°的角度。該晶舟冷卻裝置10之一第一轉位位置可為一裝載/接收位置，用於將該晶舟垂直地從處於該第一轉位位置的該晶舟室24裝載進入該加工室及/或用於從處於該第一轉位位置的該晶舟室24中該加工室接收該晶舟。該晶舟冷卻裝置10的一第二轉位位置可為一冷卻位置。該晶舟冷卻裝置10的一第三轉位位置可為一傳送位置用於將晶圓傳送至處於該第三轉位位置的該晶舟室24中所容納的該晶舟以及由之傳送晶圓。
可在複數之轉位位置之間旋轉的一可旋轉台20亦可稱為一轉位台。該一台可以不連續且實質上相等的步驟旋轉。步驟之數量定義該冷卻裝置10之轉位位置的數量。該旋轉台20亦定義晶舟位置的數目。於此具體實施例中，該三轉位位置具有三不同的目標。容納於晶舟中的晶圓將通過所有的三位置。首先，將該等晶圓安置在處於該第三轉位位置的該晶舟中。當該晶舟經裝載時，該可旋轉台將旋轉以及該晶舟室24，具有裝載未加工晶圓的晶舟，將經安置位在該第一轉位位置。由該處，該晶舟將經裝載至該垂直爐之該加工室用於加工該等晶圓。於該加工室中加工作業之後，該晶舟將在處於該第一轉位位置的該晶舟室24中下降並接收。其後，該可旋轉台將旋轉以及該晶舟室24，具有該熱晶舟與晶圓，將被安置於該第二轉位位置。該第二轉位位置的功能係冷卻該等晶圓以及經定位在該第二轉位位置的該晶舟。最後，該可旋轉台20將再次旋轉以及該晶舟室24，具有該晶舟，將再次安置在該第三 轉位位置。可由該晶舟卸載該等現已處理的晶圓並可裝載新的晶圓。
最後，本揭示內容提供垂直批式爐總成其包含用於加工容納於一晶舟中之晶圓的一加工室以及包含本發明之一晶舟冷卻裝置10。該晶舟冷卻裝置10係定位在該加工室下方。該垂直批式爐總成亦包含一垂直晶舟升降機總成其經組配以將一晶舟從該晶舟冷卻裝置10傳送至該加工室並且反之亦然。該垂直批式爐總成可包含複數之加工室並因此可具有複數之與該等加工室相關聯的晶舟冷卻裝置10。
該一垂直批式爐總成具有係於發明概要部分中說明的本發明之該晶舟冷卻裝置的優點，並且該等優點於此係認為重複以為參考。
以上說明的該等不同的具體實施例可相互獨立地實現，以及可以不同方式相互結合。於該詳細說明與該等請求項中使用的該等參考符號並不限制該等具體實施例之說明，也不限制該等請求項。該等參考符號僅用於澄清。
10‧‧‧晶舟冷卻裝置
18‧‧‧底板
20‧‧‧可旋轉台
22‧‧‧垂直延伸的壁結構
24‧‧‧晶舟室
26‧‧‧氣體供給管道
28‧‧‧氣體排放管道
30‧‧‧氣體供給開口
32‧‧‧氣體排放開口
44‧‧‧充氣室
56‧‧‧熱交換器殼體
58‧‧‧升降機支撐開口
72‧‧‧過濾器總成

Claims (18)

  1. 一種晶舟冷卻裝置，其經組配定位於一垂直批式爐之一加工室下方，用於加工容納於一晶舟中的晶圓，其中該晶舟冷卻裝置包含：一底板；一可旋轉台，其包含至少二晶舟位置供用於支撐該晶舟，該可旋轉台係可在該底板上方繞一中心垂直軸旋轉；以及一垂直延伸的壁結構，其安裝在該可旋轉台上並在每一晶舟位置處產生一垂直延伸的晶舟室，其中該垂直延伸的壁結構包含：一氣體供給區域，其包含複數之氣體供給開口；以及一氣體排放區域，其包含複數之氣體排放開口，其中該晶舟冷卻裝置進一步包含：一管道，其延伸穿過該底板中的一中心氣體開口並與該等複數之氣體供給開口或該等複數之排放開口流體連通，其中該底板具有複數之底板開口，當該可旋轉台係位於複數之轉位位置中的其中一個位置時，該等底板開口與該等複數之氣體供給開口或該等複數之排放開口流體連通，其中該晶舟冷卻裝置進一步包含：一具有數個充氣室壁的充氣室殼體，該等充氣室壁產 生一充氣室，該充氣室在該底板下方延伸且至少部分地圍繞該管道，其中位於該底板中的該等複數之底板開口與該充氣室流體連通，以及其中該充氣室具有至少一充氣室開口；一再循環通道，其由該至少一充氣室開口延伸至該管道並且包含至少一氣體鼓風機；以及至少一氣體/液體熱交換器，其定位在該充氣室中。
  2. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該至少一氣體/液體熱交換器係經組配用於冷卻從該等垂直延伸的晶舟室中之至少一者所排放的氣體。
  3. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該充氣室殼體包括至少一熱交換器殼體，其中該至少一氣體/液體熱交換器係容納於該至少一熱交換器殼體的一相關聯者中，以及其中該至少一充氣室開口係設在該至少一熱交換器殼體中，以便由該等垂直延伸的晶舟室中之至少一者所排放的氣體在流動至該再循環通道或至該等複數之底板開口時，沿著該至少一氣體/液體熱交換器流動。
  4. 如請求項3之晶舟冷卻裝置，其中該至少一熱交換器殼體包括二熱交換器殼體，其中該二熱交換器殼體之每一者容納一氣體/液體熱交換器，以及其中該二熱交換器殼體之每一者係設有該等至少一充氣室開口的其中一者。
  5. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該等複數之氣體供給開口係分佈在該垂直延伸的壁結構中，且 至少沿著一垂直方向實質上涵蓋該垂直延伸的壁結構之整個高度。
  6. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該等複數之氣體排放開口係分佈在該垂直延伸的壁結構中，且至少沿著一垂直方向實質上涵蓋該垂直延伸的壁結構之整個高度。
  7. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中對於每一晶舟室而言，該氣體供給區域係與該氣體排放區域相對立，以便經由該等複數之氣體供給開口供給至個別的晶舟室的氣體在流動至該相關聯的晶舟室之複數氣體排放開口時，實質上水平地橫越該晶舟室。
  8. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其進一步包含：一氣體供給管道，其將該管道抑或是該等底板開口與該等複數之氣體供給開口流體地連接，該等複數之氣體供給開口將該相關聯的氣體供給管道與個別的垂直延伸的晶舟室流體地連接；以及一氣體排放管道，其將該管道與該等底板開口中的另一者與該等複數之氣體排放開口流體地連接，該等複數之氣體排放開口將該相關聯的氣體排放管道與個別的垂直延伸的晶舟室流體地連接。
  9. 如請求項8之晶舟冷卻裝置，其中該垂直延伸的壁結構附加地圍界出至少一垂直延伸的氣體供給通道，因而形成該氣體供給管道，以及其中該垂直延伸的 壁結構圍界出至少一垂直延伸的氣體排放通道，因而形成該氣體排放管道。
  10. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該等垂直延伸的晶舟室的其中一者係與具有一可垂直地移動的升降機支撐構件的一晶舟升降機相關聯，其中該可旋轉台於每一晶舟位置處具有一升降機支撐開口，穿過該開口該升降機支撐構件可通過該可旋轉台，以用來將該升降機支撐構件容納在介於該可旋轉台之一下側邊與該底板之一上側邊之間的一空間中。
  11. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其進一步包含：一固定支撐框架；以及一可旋轉台軸承，其具有一固定地連接至該管道的內座圈，以及具有一固定地連接至該固定支撐框架的外座圈，其中該管道係固定地連接至該可旋轉台並形成一供該可旋轉台所用的支撐件。
  12. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其進一步包含一主殼體，該主殼體具有一周壁及一頂壁，其中該底板形成該主殼體之一底壁。
  13. 如請求項12之晶舟冷卻裝置，其中該主殼體進一步包含至少一傳送開口，用於將晶圓傳送至該等垂直延伸的晶舟室的其中一者內的一晶舟中以及由該晶舟傳送出該晶圓。
  14. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該管 道係固定地連接至該可旋轉台，其中一第一氣體密封件係設在該管道與該底板之間，以及其中一第二氣體密封件係設在該管道與該再循環通道之間。
  15. 如請求項14之晶舟冷卻裝置，其中該第一氣體密封件及該第二氣體密封件係為存在於該晶舟冷卻裝置中之僅有的二氣體密封件，用於在該晶舟冷卻裝置之旋轉部件與該晶舟冷卻裝置之固定部件之間產生一氣密連接。
  16. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中每一垂直延伸的晶舟室之該氣體供給區域係設有一過濾器總成，以便經由該等複數之氣體供給開口供給至個別的垂直延伸的晶舟室的氣體必須通過該過濾器總成。
  17. 如請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該可旋轉台具有三晶舟位置而其具相應的垂直延伸的晶舟室，其中該可旋轉台可轉位涵蓋120°的角度，其中該晶舟冷卻裝置之一第一轉位位置係為一裝載/接收位置，用於將該晶舟垂直地從處於該第一轉位位置的該垂直延伸的晶舟室裝載進入該加工室，及/或用於從該加工室將該晶舟接收在處於該第一轉位位置的該垂直延伸的晶舟室中，其中該晶舟冷卻裝置的一第二轉位位置係為一冷卻位置，以及其中該晶舟冷卻裝置的一第三轉位位置係為一傳送位置，用於將晶圓傳送至處於該第三轉位位置的該垂直延 伸的晶舟室中所容納的該晶舟以及由該晶舟傳送出該晶圓。
  18. 一種垂直批式爐總成，其包含：一加工室，用於加工容納在一晶舟中之晶圓；一根據請求項1之晶舟冷卻裝置，其中該晶舟冷卻裝置係定位在該加工室下方；以及一垂直晶舟升降機總成，其經組配以將一晶舟從該晶舟冷卻裝置傳送至該加工室以及從該加工室傳送至該晶舟冷卻裝置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI828437B (zh) * 2021-12-03 2024-01-01 大陸商北京北方華創微電子裝備有限公司 半導體設備的片舟暫存裝置及半導體設備

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114318522A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体腔室的冷却装置及半导体工艺设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201230200A (en) * 2010-09-07 2012-07-16 Tokyo Electron Ltd Vertical-type heat treatment apparatus, and control method for same
TW201342473A (zh) * 2011-09-13 2013-10-16 Tokyo Electron Ltd 熱處理裝置、溫度控制系統、熱處理方法、溫度控制方法以及記錄有用以執行該熱處理方法或該溫度控制方法的程式之記錄媒體

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3850417A (en) * 1972-12-20 1974-11-26 Guinea Hermanos Ingenieros Sa System for accelerated cooling of loads in controlled atmosphere forced circulation type furnaces
US5254170A (en) * 1989-08-07 1993-10-19 Asm Vt, Inc. Enhanced vertical thermal reactor system
NL9200446A (nl) * 1992-03-10 1993-10-01 Tempress B V Inrichting voor het behandelen van microschakeling-schijven (wafers).
US6005225A (en) * 1997-03-28 1999-12-21 Silicon Valley Group, Inc. Thermal processing apparatus
JP3207402B2 (ja) * 1999-10-20 2001-09-10 株式会社半導体先端テクノロジーズ 半導体用熱処理装置および半導体基板の熱処理方法
KR100745867B1 (ko) * 2000-08-23 2007-08-02 동경 엘렉트론 주식회사 수직열처리장치 및 피처리체를 운송하는 방법
US20050187647A1 (en) * 2004-02-19 2005-08-25 Kuo-Hua Wang Intelligent full automation controlled flow for a semiconductor furnace tool
KR20060127695A (ko) * 2005-06-08 2006-12-13 삼성전자주식회사 쿨링 기능을 갖는 웨이퍼 트랜스퍼 및 이 웨이퍼트랜스퍼가 구비된 반도체 제조설비
JP5117856B2 (ja) * 2005-08-05 2013-01-16 株式会社日立国際電気 基板処理装置、冷却ガス供給ノズルおよび半導体装置の製造方法
JP4584821B2 (ja) * 2005-12-14 2010-11-24 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置及び帯状気流形成装置
US7553516B2 (en) * 2005-12-16 2009-06-30 Asm International N.V. System and method of reducing particle contamination of semiconductor substrates
JP2006279055A (ja) * 2006-04-24 2006-10-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体製造装置
JP2010219228A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
TW201639063A (zh) * 2015-01-22 2016-11-01 應用材料股份有限公司 批量加熱和冷卻腔室或負載鎖定裝置
CN107408505B (zh) * 2015-02-25 2021-03-09 株式会社国际电气 衬底处理装置、加热器及半导体器件的制造方法
TWI611043B (zh) * 2015-08-04 2018-01-11 Hitachi Int Electric Inc 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體
KR102516725B1 (ko) * 2016-06-27 2023-04-04 세메스 주식회사 베이크 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
TWI779134B (zh) * 2017-11-27 2022-10-01 荷蘭商Ａｓｍ智慧財產控股私人有限公司 用於儲存晶圓匣的儲存裝置及批爐總成

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201230200A (en) * 2010-09-07 2012-07-16 Tokyo Electron Ltd Vertical-type heat treatment apparatus, and control method for same
TW201342473A (zh) * 2011-09-13 2013-10-16 Tokyo Electron Ltd 熱處理裝置、溫度控制系統、熱處理方法、溫度控制方法以及記錄有用以執行該熱處理方法或該溫度控制方法的程式之記錄媒體

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI828437B (zh) * 2021-12-03 2024-01-01 大陸商北京北方華創微電子裝備有限公司 半導體設備的片舟暫存裝置及半導體設備

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KR20190114859A (ko) 2019-10-10
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CN110323160A (zh) 2019-10-11
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