半导体制程机台及其半导体制程的制作方法
【专利摘要】一种半导体制程机台，包括制程腔体、第一门板、冷却腔体及第二门板。制程腔体具有第一出入口。冷却腔体与制程腔体相邻，冷却腔体具有第二出入口。第一门板配置于制程腔体与冷却腔体之间，适于开启或关闭第一出入口，当第一出入口为开启状态时，制程腔体与冷却腔体相连通。第二门板用以开启或关闭第二出入口。本发明另提出一种使用上述机台的半导体制程。与现有在加热制程后仍将半导体基材留置于制程腔体内进行降温的做法相较之下，使用本发明的半导体制程机台可有效提升半导体基材在加热制程后的降温速度，进而提升整体制程效率。
【专利说明】半导体制程机台及其半导体制程
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种半导体制程机台及其半导体制程，尤其是有关于一种可大幅缩短加热制程后的降温时程的半导体制程机台及其半导体制程。
【背景技术】
[0002]在使用现有的半导体制程机台所进行的加热制程中，半导体装置是在同一腔体中完成加热和冷却制程，然后再退出至腔体外。虽然此种半导体制程机台结构较为简单，但在冷却半导体装置的过程中却需耗费相当多的时间，因而难以提升半导体装置的产能。
[0003]举例来说，当使用现有的半导体制程机台将半导体装置加热至700°C后，接着会继续将半导体装置置于制程腔体内，待其降温至350°C再开启制程腔体使制程腔体与外界环境相连通，以便于制程腔体内的温度降至室温。此时，才令半导体装置退出至制程腔体外，使得相关人员可在安全的情况下将完成加热及快速冷却制程的半导体装置移动至他处，以进行后续制程。
[0004]然而，前述由700°C降至350°C的过程需耗费约5到10分钟的时间。因此，如何缩短半导体装置在加热制程后所需花费的冷却时间，实为本领域相关人员所关注的议题之
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【发明内容】
[0005]本发明所提供的半导体制程机台及其半导体制程可使半导体装置在加热制程后快速降温。
[0006]一种半导体制程机台，包括制程腔体、第一门板、冷却腔体以及第二门板，所述制程腔体具有第一出入口，所述冷却腔体与所述制程腔体相邻，所述冷却腔体具有第二出入口。所述第一门板配置于所述制程腔体与所述冷却腔体之间，适于开启或关闭所述第一出入口，当所述第一出入口为开启状态时，所述制程腔体与所述冷却腔体相连通。所述第二门板用以开启或关闭所述第二出入口。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述冷却腔体还包括至少一气孔，所述至少一气孔用以供散热气体进入所述冷却腔体。
[0008]根据本发明的一个实施例，所述至少一气孔包括多个气孔，所述多个气孔呈环状排列。
[0009]根据本发明的一个实施例,所述散热气体为惰性气体。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述半导体制程机台还包括载盘，在所述第一出入口为开启状态时，所述载盘通过所述第一出入口在所述制程腔体与所述冷却腔体之间移动。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述载盘与所述第一门板相连，当所述载盘完全位于所述制程腔体内时，所述第一门板关闭所述第一出入口。
[0012]一种半导体制程，包含以下步骤:(a)提供制程腔体，其中所述制程腔体具有第一出入口 ；(b)将半导体基材通过所述第一出入口而置于所述制程腔体内；(c)关闭所述第一出入口，以在所述制程腔体内对所述半导体基材进行加热制程；(d)在完成所述加热制程后，开启所述第一出入口，以将所述半导体基材自所述制程腔体经由所述第一出入口移至冷却腔体内，所述冷却腔体具有第二出入口，且所述第二出入口处于关闭状态；以及(e)开启所述第二出入口。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述半导体制程，在将所述半导体基材移至所述冷却腔体内之后，还包括提供散热气体至所述冷却腔体内。
[0014]根据本发明的一个实施例,所述散热气体为惰性气体。
[0015]根据本发明的一个实施例，将所述半导体基材置于所述制程腔体内的方法包括提供载盘，并将所述半导体基材放置在所述载盘上，再将所述载盘经由所述第一出入口推入至所述制程腔体内。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述第一出入口是通过所述第一门板来开启或关闭，且所述载盘与所述第一门板相连，当所述载盘完全位于所述制程腔体内时，所述第一门板关闭所述第一出入口。
[0017]本发明的半导体制程机台及其半导体制程是在半导体基材完成加热制程后，将半导体基材从制程腔体内退出，并置于与制程腔体相连的冷却腔体内进行冷却。待半导体基材冷却至适当温度后，再开启冷却腔体，便于相关人员将半导体基材移至他处以进行后续制程。由此可知，与现有在加热制程后仍将半导体基材留置于制程腔体内进行降温的做法相较之下，使用本发明的半导体制程机台可有效提升半导体基材在加热制程后的降温速度，进而提升整体制程效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1A是本发明第一实施例在第二出入口关闭时半导体制程机台的部分立体示意图。
[0020]图1B是本发明第一实施例在第二出入口开启时半导体制程机台的部分立体示意图。
[0021]图1C是本发明第一实施例的半导体机台的载盘及半导体基材的立体示意图。
[0022]图2是本发明第一实施例的半导体制程的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0023]图1A是本发明第一实施例在第二出入口关闭时半导体制程机台的部分立体示意图，图1B绘是本发明第一实施例在第二出入口开启时半导体制程机台的部分立体示意图。请同时参照图1A及图1B，第一实施例的半导体制程机台100包括制程腔体110、第一门板120、冷却腔体130以及第二门板140。制程腔体110具有第一出入口 112。冷却腔体130与制程腔体110相邻，且冷却腔体130具有第二出入口 132。而第一门板120配置于制程腔体110与冷却腔体130之间，并用以开启或关闭第一出入口 112，其中当第一出入口 112为开启状态时，制程腔体110与冷却腔体130相连通。第二门板140用以开启或关闭第二出入口 132。
[0024]此外，本实施例的冷却腔体130还可以包括至少一个气孔134。进一步来说，本实施例的冷却腔体130例如是包括多个气孔134，而散热气体(图未示出)即可经过这些气孔134进入冷却腔体130内，以提升位于冷却腔体130内的物体的冷却速率。值得一提的是，本实施例的这些气孔134数量例如是四，并呈环状排列，但本发明不限于此，本领域技术人员可自行变化气孔134的排列方式、位置及数量，以达最佳的冷却效率。
[0025]图1C是本发明第一实施例的半导体机台的载盘及半导体基材的立体示意图。请同时参考图1B及1C，本实施例的半导体制程机台100还包括有载盘150。载盘150用于承载欲使用半导体制程机台100进行加热及回温制程的半导体基材152。在本实施例中，载盘150与第一门板120相连。具体来说，当载盘150部分或完全位于冷却腔体130内时，第一门板120未遮蔽第一出入口 112。也就是说，此时的第一出入口 112处于开启状态，而制程腔体110与冷却腔体130相连通。在将半导体基材152放置于载盘150上之后，接着即可将载盘150推入至制程腔体110内，以使载盘150完全置于制程腔体110内。此时，第一门板120会遮蔽住第一出入口 112，使得第一出入口 112处于关闭状态，以利于半导体基材152于制程腔体110内进行加热。在完成半导体基材152的加热制程后，即可令载盘150从制程腔体110通过第一出入口 112退出至冷却腔体130，使半导体基材152于冷却腔体130内进行冷却。在本实施例中，半导体基材152例如为晶圆或晶片，但不以此为限。
[0026]由上述可知，本实施例之半导体制程机台100在完成加热制程后，可在第二出入口 132尚处于关闭状态的状况下，透过移动第一门板120来开启第一出入口 112，并将载盘150由制程腔体110退出至冷却腔体130，以使半导体基材152在冷却腔体130内降温至适当的温度。之后再经过第二门板140开启第二出入口 132，使相关人员取出半导体基材152并移动至他处进行后续制程。
[0027]进一步而言，本发明之冷却腔体130还可以具有至少一个气孔134，而用来提高冷却腔体130的降温速度的散热气体(图未示)即可透过气孔134进入冷却腔体130内。具体来说，在加热制程后先移动第一门板120以开启第一出入口 112，此时制程腔体110与冷却腔体130连通，因此可将完成加热制程的半导体基材152从制程腔体110通过第一出入口 112移动至冷却腔体130内，此时再提供散热气体至冷却腔体130内，以提高半导体基材152的降温速率。须特别说明的是，本实施例的散热气体为惰性气体，或是其他不会与半导体基材152产生反应的气体，但不限于此。
[0028]为使本领域技术人员进一步了解本发明，以下将举实施例说明使用前述实施例的半导体制程机台所进行的半导体制程。
[0029]图2是本发明一实施例的半导体制程的步骤流程图。请同时参阅图1A、图1B、图1C及图2，本实施例的半导体制程的制造方法包括以下步骤:首先，如步骤201所示，提供制程腔体110，其中制程腔体110具有第一出入口 112。
[0030]接着，如步骤202所示，将半导体基材152通过第一出入口 112置入制程腔体110内。具体而言，本实施例另提供载盘150，而半导体基材152放置于载盘150上。须特别说明的是，载盘150与第一门板120相连，因此当载盘150完全位于制程腔体110内时，第一门板120即关闭第一出入口 112。另外，本实施例的半导体基材152例如是晶圆或晶片，但不限于此。
[0031]之后，如步骤203所示，使第一门板120关闭第一出入口 112，以在制程腔体110内对半导体基材152进行加热制程。并如步骤204所示，在完成加热制程后，开启第一出入口112，再将半导体基材150自制程腔体110经由第一出入口 112移至冷却腔体130内，其中冷却腔体130具有第二出入口 132，而此时的第二出入口 132是处于关闭状态。
[0032]此外，本实施例的半导体制程还包括提供散热气体至冷却腔体130内。具体而言，当半导体基材152由制程腔体110移至冷却腔体130时，散热气体可经由冷却腔体130的气孔134进入至冷却腔体130内，以加快半导体基材152的降温速度。而后，即可开启第二出入口 132，以便相关人员取出半导体基材152并将其移至他处进行后续制程。如前文所述，此处所使用的散热气体例如是惰性气体或其他不会与半导体基材产生反应的气体，但不限于此。
[0033]根据前述实施例，当半导体基材152在第一出入口 112及第二出入口 132为关闭状态下，在制程腔体110内被加热至700°C的制程结束后，开启第一出入口 112使制程腔体110与冷却腔体130连通，并将承载有半导体基材152的载盘150由制程腔体110退出至冷却腔体130，此时，因冷却腔体130内的温度远低于半导体基材152的温度，所以将半导体基材152放置于冷却腔体130内可使半导体基材152迅速降温。
[0034]此外，若要进一步提高半导体基材152的降温速度，可于半导体基材152进入冷却腔体时，将散热气体经过多个气孔134通入至冷却腔体130，以使半导体基材152快速降温。根据实验可知，在本实施例的半导体制程中，半导体基材152在加热后从700°C降温至100°C所需耗费的时间，已由455秒缩短至约90秒。而于另一实施例中，半导体基材152在加热后从400°C降温至100°C所需耗费的时间也可由295秒缩短至约50秒。由此可知，本实施例的半导体制程与现有技术相较之下，可大幅提升半导体基材152在加热制程后的降温速率。
[0035]最后，如步骤305所示，开启第二出入口 132。详细而言，当半导体基材152在冷却腔体130内降温至适当的温度后，即可移动第二门板140以开启第二出入口 132，以供相关人员自第二出入口 132将载盘150上的半导体基材152取出至他处，并进行后续制程。
[0036]综上所述，本发明的实施例半导体制程机台及半导体制程是在半导体基材完成加热制程后，将半导体基材从制程腔体内退出，并置于与制程腔体相连的冷却腔体内进行冷却。待半导体基材冷却至适当温度后，再开启冷却腔体，便于相关人员将半导体基材移至他处以进行后续制程。由此可知，与现有在加热制程后仍将半导体基材留置于制程腔体内进行降温的做法相较之下，使用本发明的半导体制程机台可有效提升半导体基材于加热制程后的降温速度，进而提升整体制程效率。
[0037]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种半导体制程机台，其特征在于:包括 一制程腔体，具有一第一出入口 ； 一冷却腔体，与所述制程腔体相邻，所述冷却腔体具有一第二出入口 ； 一第一门板，配置于所述制程腔体与所述冷却腔体之间，适于开启或关闭所述第一出入口，当所述第一出入口为开启状态时，所述制程腔体与所述冷却腔体相连通；以及 一第二门板，用以开启或关闭所述第二出入口。
2.如权利要求1所述的半导体制程机台，其特征在于:所述冷却腔体还包括至少一气孔，所述至少一气孔用以供一散热气体进入所述冷却腔体。
3.如权利要求2所述的半导体制程机台，其特征在于:所述至少一气孔包括多个气孔，所述多个气孔呈环状排列。
4.如权利要求2所述的半导体制程机台，其特征在于:所述散热气体为惰性气体。
5.如权利要求1所述的半导体制程机台，其特征在于:还包括一载盘，在所述第一出入口为开启状态时，所述载盘通过所述第一出入口在所述制程腔体与所述冷却腔体之间移动。
6.如权利要求5所述的半导体制程机台，其特征在于:所述载盘与所述第一门板相连，当所述载盘完全位于所述制程腔体内时，所述第一门板关闭所述第一出入口。
7.一种半导体制程，包含以下步骤: (a)提供一制程腔体，所述制程腔体具有第一出入口； (b)将一半导体基材通过所述第一出入口而置于所述制程腔体内； (C)关闭所述第一出入口，以在所述制程腔体内对所述半导体基材进行一加热制程； (d)在完成所述加热制程后，开启所述第一出入口，以将所述半导体基材自所述制程腔体经由所述第一出入口移至一冷却腔体内，所述冷却腔体具有一第二出入口，且所述第二出入口处于关闭状态；以及 (e)开启所述第二出入口。
8.如权利要求7所述的半导体制程，其特征在于:在将所述半导体基材移至所述冷却腔体内之后，还包括提供散热气体至所述冷却腔体内。
9.如权利要求8所述的半导体制程，其特征在于:所述散热气体为惰性气体。
10.如权利要求7所述的半导体制程，其特征在于:将所述半导体基材置于所述制程腔体内的方法包括: 提供一载盘； 将所述半导体基材放置在所述载盘上；以及 将所述载盘经由所述第一出入口推入至所述制程腔体内。
11.如权利要求10所述的半导体制程，其特征在于:所述第一出入口是通过一第一门板来开启或关闭，所述载盘与所述第一门板相连，当所述载盘完全位于所述制程腔体内时，所述第一门板关闭所述第一出入口。
【文档编号】H01L21/67GK104253065SQ201310267838
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】林武郎, 郑煌玉, 王陈右, 陈世敏, 范釗傑, 高诚志, 刘又瑋 申请人:技鼎股份有限公司