晶圓傳送裝置以及晶圓傳送方法
2023-07-26 05:11:21
專利名稱：晶圓傳送裝置以及晶圓傳送方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體製造領域，特別地，涉及一種晶圓傳送裝置以及晶圓傳送方法。
背景技術：
快速熱退火(rapid thermal anneal,RTA)是半導體製造過程中的常見工藝步驟。快速熱退火結束時，晶圓要被從快速熱退火設備中取出並傳送至其他處理設備中，此時晶圓具有較高的溫度，例如為300°C，而晶圓傳送設備中的晶圓承載臺的溫度僅為室溫，因此，晶圓與晶圓傳送設備之間存在巨大溫差，這會在晶圓中產生很高的熱應力，降低晶圓的機械強度，有時會引起晶圓破裂。這一問題使情況在大尺寸晶圓生產線上變得更糟糕，例如目前最大的12英寸晶圓以及未來的16英寸晶圓。因此，需要開發出一種新的晶圓傳送設備以及晶圓傳送方法，能夠減小晶圓與傳 送設備間的溫差，降低晶圓內部的熱應力，從而保證晶圓的完整。
發明內容
本發明提供了一種晶圓傳送裝置和晶圓傳送方法，採用了具有加熱部件以及冷卻部件的晶圓傳送裝置對晶圓進行傳送，能夠減小晶圓與傳送設備間的溫差，降低晶圓內部的熱應力，從而保證晶圓的完整。本發明提供一種晶圓傳送裝置，用於傳送從快速熱退火設備中取出的晶圓，所述晶圓在從快速熱退火設備中取出時具有第一溫度，所述晶圓傳送裝置包括晶圓承載部件、加熱部件以及冷卻部件，其中，所述加熱部件用以將所述晶圓承載部件加熱至所述第一溫度，而所述冷卻部件用以將所述晶圓承載部件冷卻至室溫。本發明還提供一種晶圓傳送方法，採用晶圓傳送裝置傳送從快速熱退火設備中取出的晶圓，所述晶圓在從快速熱退火設備中取出時具有第一溫度，所述晶圓傳送裝置包括晶圓承載部件、加熱部件以及冷卻部件，其中，在傳送所述晶圓之前，所述加熱部件將所述晶圓承載部件加熱至所述第一溫度，然後將從快速熱退火設備中取出的所述晶圓直接置於所述晶圓承載部件上，接著，所述冷卻部件將所述晶圓承載部件和所述晶圓冷卻至室溫。在本發明的方法中，所述第一溫度不低於300°C。在本發明的方法中，所述冷卻部件將所述晶圓承載部件和所述晶圓冷卻至室溫的速度為20°C /秒。在本發明的方法中，所述冷卻部件將所述晶圓承載部件和所述晶圓冷卻至室溫的速度不超過40°C /秒。本發明的優點在於在晶圓傳送裝置中設置加熱部件和冷卻部件，加熱部件將晶圓承載部件加熱至與剛從快速熱退火設備中取出的晶圓相同的溫度，然後再採用冷卻部件將晶圓承載部件和晶圓一起冷卻至室溫，這樣避免了晶圓和晶圓傳送裝置之間存在巨大溫差，在傳送過程中不會在晶圓內部產生較大的熱應力，從而避免了晶圓破裂，保證晶圓的完離
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圖I快速熱退火以及晶圓傳輸的溫度-時間曲線；圖2晶圓傳輸過程的溫度-時間曲線。
具體實施例方式以下參照附圖並結合示意性的實施例來詳細說明本發明技術方案的特徵及其技術效果。本發明提供一種晶圓傳送裝置，用於傳送從快速熱退火設備中取出的晶圓，所述晶圓在從快速熱退火設備中取出時具有第一溫度，該第一溫度不低於300°C。所述晶圓傳送裝置包括晶圓承載部件、加熱部件以及冷卻部件，其中，所述晶圓承載部件用以承載取出的晶圓，而所述加熱部件用以對所述晶圓承載部件加熱，可將其加熱至所述第一溫度，而所述冷卻部件用以將所述晶圓承載部件冷卻至室溫，可將其從第一溫度冷卻至室溫。同時，本發明還提供一種晶圓傳送方法，採用晶圓傳送裝置傳送從快速熱退火設備中取出的晶圓。參見附圖1，附圖I顯示了快速熱退火以及晶圓傳輸的溫度-時間曲線。首先，所述晶圓置於快速熱退火設備中，例如，O-IOs為升溫階段，快速熱退火設備將溫度升至約1100°C，並保持大約10s，對所述晶圓進行快速熱退火處理；接著，在完成快速熱退火處理後，將所述晶圓傳送至隨後的處理設備中，例如FOUP (Front open unified pod,前端開口片盒)。在完成快速熱退火處理後，所述晶圓在從快速熱退火設備中取出時具有第一溫度，該第一溫度不低於300°C。在現有的傳送方法中，所述晶圓被直接置於僅為室溫的晶圓傳送裝置上，因此所述晶圓與晶圓傳送裝置之間存在巨大溫差，這使得所述晶圓在短短幾秒的時間內降至室溫，參見附圖I和附圖2中的虛線部分，在晶圓內部產生了很大的熱應力，這降低了晶圓的機械強度，會引起晶圓破裂。而在本發明中，採用了具有晶圓承載部件、加熱部件以及冷卻部件的晶圓傳送裝置對所述晶圓進行傳送。具體方法為，在傳送所述晶圓之前，晶圓傳送裝置的加熱部件將晶圓承載部件加熱至所述晶圓所具有的第一溫度，然後將從快速熱退火設備中取出的所述晶圓直接置於晶圓承載部件上，這樣，晶圓與晶圓承載部件之間並不存在有巨大溫差，晶圓不會在短時間內急劇降至室溫，晶圓內部也不會產生很大的熱應力，避免了晶圓的破裂。接著，晶圓傳送裝置的冷卻部件將晶圓承載部件和晶圓一起冷卻至室溫；冷卻部件可以以一個較快的速度進行冷卻，例如為20V /秒，冷卻時間大約為15s，具體參見附圖2，附圖2為冷卻曲線的細節示意圖，其中，本發明的冷卻曲線由較粗的黑色線條示出。這樣可以在避免晶圓內部產生熱應力的同時，減少冷卻時間，提高流程的效率；同時，為了儘量避免熱應力的產生，冷卻速度也不應過快，如不應超過40°C /秒。在另一方面，由於加熱部件的存在，晶圓承載部件可以被加熱至較高的溫度，這樣一來，在對晶圓進行傳送時，允許從快速熱退火設備中取出的晶圓具有較高的溫度，如400°C或500°C，而具有加熱部件的晶圓承載部件也足以與晶圓溫度相適應，這樣可以提高快速熱退火工藝的結束溫度以增加快速熱退火設備的生產率，而不會引起晶圓熱應力的問題。本發明中，在晶圓傳送裝置中設置加熱部件和冷卻部件，加熱部件將晶圓承載部件加熱至與剛從快速熱退火設備中取出的晶圓相同的溫度，然後再採用冷卻部件將晶圓承載部件和晶圓一起冷卻至室溫，這樣避免了晶圓和晶圓傳送裝置之間存在巨大溫差，在傳送過程中不會在晶圓內部產生較大的熱應力，從而避免了晶圓破裂，保證晶圓的完整。同時，由於加熱部件的存在，允許取出的晶圓具有很高的溫度，因此，提高快速熱退火工藝的結束溫度以增加快速熱退火設備的生產率成為可能。儘管已參照上述示例性實施例說明本發明，本領域技術 人員可以知曉無需脫離本發明範圍而對本發明技術方案做出各種合適的改變和等價方式。此外，由所公開的教導可做出許多可能適於特定情形或材料的修改而不脫離本發明範圍。因此，本發明的目的不在於限定在作為用於實現本發明的最佳實施方式而公開的特定實施例，而所公開的器件結構及其製造方法將包括落入本發明範圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種晶圓傳送裝置，用於傳送從快速熱退火設備中取出的晶圓，所述晶圓在從快速熱退火設備中取出時具有第一溫度，所述晶圓傳送裝置包括晶圓承載部件、加熱部件以及冷卻部件，其特徵在於 所述加熱部件用以將所述晶圓承載部件加熱至所述第一溫度，而所述冷卻部件用以將所述晶圓承載部件冷卻至室溫。
2.一種晶圓傳送方法，採用如權利要求I所述的晶圓傳送裝置傳送從快速熱退火設備中取出的晶圓，所述晶圓在從快速熱退火設備中取出時具有第一溫度，所述晶圓傳送裝置包括晶圓承載部件、加熱部件以及冷卻部件，其特徵在於 在傳送所述晶圓之前，所述加熱部件將所述晶圓承載部件加熱至所述第一溫度，然後將從快速熱退火設備中取出的所述晶圓直接置於所述晶圓承載部件上，接著，所述冷卻部件將所述晶圓承載部件和所述晶圓冷卻至室溫。
3.如權利要求2所述的晶圓傳送方法，其特徵在於，所述第一溫度不低於300°C。
4.如權利要求2所述的晶圓傳送方法，其特徵在於，所述冷卻部件將所述晶圓承載部件和所述晶圓冷卻至室溫的速度為20°C /秒。
5.如權利要求2所述的晶圓傳送方法，其特徵在於，所述冷卻部件將所述晶圓承載部件和所述晶圓冷卻至室溫的速度不超過40°C /秒。
全文摘要
一種晶圓傳送設備及晶圓傳送方法，在晶圓傳送裝置中設置加熱部件和冷卻部件，加熱部件將晶圓承載部件加熱至與剛從快速熱退火設備中取出的晶圓相同的溫度，然後再採用冷卻部件將晶圓承載部件和晶圓一起冷卻至室溫，這樣避免了晶圓和晶圓傳送裝置之間存在巨大溫差，在傳送過程中不會在晶圓內部產生較大的熱應力，從而避免了晶圓破裂，保證晶圓的完整。
文檔編號C30B33/02GK102719895SQ20111007773
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優先權日2011年3月29日
發明者李俊峰, 李春龍 申請人:中國科學院微電子研究所