取放腔室的制作方法

本发明关于一种取放腔室，尤指一种将相对设置的板件升降装置设置在同一腔室主体内以使其所承接的板件可相对应地升降的取放腔室。

背景技术：

一般而言，目前半导体制程系统(如枚叶式(cluster)或在线式(in line)制程系统)通常需要配置有取入腔室以及取出腔室以分别进行未经过半导体制程处理的基板的放片操作以及已完成半导体制程处理的基板的取片操作，此设计往往会增加半导体制程系统在腔室配置上所需占用的空间与所需耗费的建构成本。

虽然上述问题可透过利用同一腔室进行取放片操作的设计来解决，但是由于此设计在机器手臂进行取放片操作的过程中需要经过多次的腔室降压与回压操作，故会额外造成半导体制程系统的基板取放流程耗时费工的问题。另一方面，若是改采用双层腔室的设计，则又会导致用来进行取放片操作的机器手臂的行程设计过于复杂，从而增加机器手臂的负担以及半导体制程系统在取放片设计上的难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种将相对设置的板件升降装置设置在同一腔室主体内以使其所承接的板件可相对应地升降的取放腔室，以解决上述的问题。

根据本发明的一实施例，本发明的取放腔室包含一腔室主体、一第一板件升降装置、一第二板件升降装置，以及一加热装置。该腔室主体具有一第一出入口以及一第二出入口，该第一出入口用来连通于一半导体制程系统。该第一板件升降装置设置于该腔室主体内，用来于一已处理板件从该半导体制程系统经由该第一出入口进入该腔室主体时，承接该已处理板 件于一第一上升位置以及一第一下降位置之间升降。该第二板件升降装置设置于该腔室主体内且位于该第一板件升降装置下而与该第一板件升降装置相对，用来于一未处理板件经由该第二出入口进入该腔室主体时，承接该未处理板件于一第二上升位置以及一第二下降位置之间升降。该加热装置设置于该腔室主体内，用来在该第二板件升降装置承接该未处理板件上升至该第二上升位置时，加热该未处理板件至一制程温度。当该第二板件升降装置承接该未处理板件下降至该第二下降位置时，该第一板件升降装置承接该已处理板件从该第一上升位置下降至该第一下降位置，以使该已处理板件可经由该第二出入口离开该腔室主体。当该第一板件升降装置承接该已处理板件上升至该第一上升位置时，该第二板件升降装置承接已加热完成的该未处理板件从该第二下降位置上升至该第二上升位置，以使该未处理板件可经由该第一出入口进入该半导体制程系统。

综上所述，本发明采用将相对设置的板件升降装置设置在同一腔室主体内以使其所承接的板件可相对应地升降的设计，以达到不需分别配置取入腔室以及取出腔室以进行板件取放片操作以及仅需进行一次降压与回压操作即可完成板件取放操作的目的。如此一来，本发明不仅有效地缩减半导体制程系统在腔室配置上所需占用的空间与所需耗费的建构成本，同时亦可简化半导体制程系统的板件取放流程，从而大幅地提升半导体制程系统的板件取放效率。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例所提出的取放腔室的立体示意图。

图2为图1的取放腔室沿剖面线A-A的部分剖面示意图。

图3为图2的第二板件升降装置承接未处理板件下降的部分剖面示意图。

图4为图3的第一板件升降装置承接已处理板件上升且第二板件升降装置承接未处理板件上升的部分剖面示意图。

图5为机器手臂经由第一出入口伸入图4的腔室主体的部分剖面示意 图。

图6为图5的第二板件升降装置驱动顶针缩回以使机器手臂承接未处理板件的部分剖面示意图。

图7为图6的第一板件升降装置承接已处理板件下降以使已处理板件放置于机器手臂上的部分剖面示意图。

图8为机器手臂将未处理板件经由第二出入口送入图7的腔室主体的部分剖面示意图。

图9为图8的第二板件升降装置驱动顶针伸出以将未处理板件顶离机器手臂的部分剖面示意图。

【符号说明】

10 取放腔室 12 腔室主体

14 第一板件升降装置 15 承接臂

16 第二板件升降装置 17 顶针

18 加热装置 19 加热灯管

20 第一出入口 22 第二出入口

24 气压控制装置 26、34 未处理板件

28 处理板件 30、32 机器手臂

具体实施方式

请参阅图1以及图2，图1为根据本发明的一实施例所提出的取放腔室10的立体示意图，图2为图1的取放腔室10沿剖面线A-A的部分剖面示意图，如图1以及图2所示，取放腔室10包含腔室主体12、第一板件升降装置14、第二板件升降装置16，以及加热装置18。腔室主体12具有第一出入口20以及第二出入口22，第一出入口20用来连通于半导体制程系统(未显示于图式中，如枚叶式制程系统、在线式制程系统、在线式枚叶(linear cluster)制程系统等)，由此，已在腔室主体12中完成加热处理的未处理板件(如玻璃基板、半导体硅片、硅片与托盘的组合，或具有多个硅片设置于其上的托盘等，但不以此为限)即可经由第一出入口20进入半导体制程系统中以进行后续半导体制程，例如化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)制程、蚀刻制程等。

第一板件升降装置14设置于腔室主体12内以用来于已完成半导体制程处理的板件从半导体制程系统经由第一出入口20进入腔室主体12时，进行上述板件的升降操作，更详细地说，在此实施例中，第一板件升降装置14可具有呈间隔排列的多个承接臂15以用来承接上述板件，用以使得上述板件可随着多个承接臂15的上下移动而升降。

第二板件升降装置16设置于腔室主体12内且位于第一板件升降装置14下而与第一板件升降装置14相对，用以用来于尚未经过半导体制程处理的板件经由第二出入口22进入腔室主体12时，进行上述板件的升降操作，更详细地说，在此实施例中，第二板件升降装置16可具有呈间隔排列的多个顶针17以用来撑抵上述板件，用以使得上述板件可随着顶针17的伸缩而升降。

至于在加热装置18的设计方面，如图2示，加热装置18设置于腔室主体12内以用来进行板件加热操作，由图2可知，在此实施例中，加热装置18可具有多个加热灯管19，以用来将尚未经过半导体制程处理的板件加热至半导体制程所需的制程温度，其中每一加热灯管19可较佳地为红外线灯管(如碘钨灯管等)，由此，加热装置18即可以灯管辐射加热方式进行板件加热操作而达到快速升温的目的。

除此之外，取放腔室10可另包含气压控制装置24，气压控制装置24连通于腔室主体12以用来对腔室主体12进行气压升降操作。在实际应用中，为了进一步地避免腔室主体12的内部结构件(如镜面反射片件等)在腔室主体12进行回压的过程中与回压气体发生化学反应而氧化锈蚀的情况发生，若是上述制程温度大于特定值(如200℃)时，气压控制装置24可采用以氮气充填方式进行腔室主体12的回压操作，反之，若是上述制程温度小于上述特定值时，气压控制装置24则是可采用以干燥空气充填方式进行腔室主体12的回压操作。

于此针对取放腔室10的板件取放操作进行详细的描述，请参阅图2至图9，图3为图2的第二板件升降装置16承接未处理板件26下降的部分剖面示意图，图4为图3的第一板件升降装置14承接已处理板件28上升且第二板件升降装置16承接未处理板件26上升的部分剖面示意图，图5为机器手臂 30经由第一出入口20伸入图4的腔室主体12的部分剖面示意图，图6为图5的第二板件升降装置16驱动顶针17缩回以使机器手臂30承接未处理板件26的部分剖面示意图，图7为图6的第一板件升降装置14承接已处理板件28下降以使已处理板件28放置于机器手臂32上的部分剖面示意图，图8为机器手臂32将未处理板件34经由第二出入口22送入图7的腔室主体12的部分剖面示意图，图9为图8的第二板件升降装置16驱动顶针17伸出以将未处理板件34顶离机器手臂32的部分剖面示意图，其中机器手臂30与机器手臂32于图3以及图5至图9中是以虚线简示之，其相关作动行程设计常见于现有技术中，于此不再赘述。

透过上述配置，在第二板件升降装置16的顶针17撑抵未处理板件26于如图2所示的上升位置且加热装置18开启多个加热灯管19以将未处理板件26加热至制程温度后(此时，腔室主体12的内部经由气压控制装置24的降压操作而处于真空状态)，第二板件升降装置16即可驱动顶针17缩回以使已加热完成的未处理板件26下降至如图3所示的下降位置，从而允许用来进行板件放入操作的机器手臂30可经由第一出入口20伸入腔室主体12以将已完成半导体制程处理的已处理板件28送入腔室主体12中。接下来，在第一板件升降装置14驱动承接臂15下降以承接已处理板件28且使得已处理板件28随着承接臂15上升至如图4所示的上升位置后，第二板件升降装置16可驱动顶针17伸出以使未处理板件26上升至如图4所示的上升位置，此时，机器手臂30可再次伸入腔室主体12(如图5所示)，从而允许第二板件升降装置16可驱动顶针17缩回而使得未处理板件26被机器手臂30所承接(如图6所示)。如此一来，未处理板件26即可随着机器手臂30退出腔室主体12的移动而经由第一出入口20进入半导体制程系统中以进行后续半导体制程(如化学气相沉积制程、蚀刻制程等)，从而完成取放腔室10的板件放入操作。

在完成上述机器手臂30将未处理板件26送入半导体制程系统中的操作后，第一板件升降装置14可驱动承接臂15下降以使已处理板件28下降至如图7所示的下降位置(此时，腔室主体12的内部可先经由气压控制装置24的回压操作而处于与外界气压相同的等压状态)，从而允许用来进行板件取出操作的机器手臂32可经由第二出入口22伸入腔室主体12，而可在第 一板件升降装置14驱动承接臂15上升时承接住已处理板件28。如此一来，已处理板件28即可随着机器手臂32退出腔室主体12的移动而可经由第二出入口22离开腔室主体12，从而完成取放腔室10的板件取出操作。

在完成上述板件取出操作后，机器手臂32可再次伸入腔室主体12以将另一未处理板件34送入腔室主体12(如图8所示)，此时，第二板件升降装置16可驱动顶针17伸出以撑抵未处理板件34于如图9所示的上升位置，以便加热装置18开启加热灯管19加热的，至于针对后续加热操作与板件取放操作的相关描述，其可根据上述描述类推，于此不再赘述。

值得一提的是，在此实施例中，第一板件升降装置14的升降行程可较佳地与第二板件升降装置16的升降行程重叠(例如图2至图9所示的行程部分重叠设计)，用以有效地缩小取放腔室10的整体腔室空间，从而缩减半导体制程系统在腔室配置上所需占用的空间与所需耗费的建构成本以及降低气压控制装置24的负担而使其降压与回压效率提升。

相较于现有技术，本发明采用将相对设置的板件升降装置设置在同一腔室主体内以使其所承接的板件可相对应地升降的设计，以达到不需分别配置取入腔室以及取出腔室以进行板件取放片操作以及仅需进行一次降压与回压操作即可完成板件取放操作的目的。如此一来，本发明不仅有效地缩减半导体制程系统在腔室配置上所需占用的空间与所需耗费的建构成本，同时亦可简化半导体制程系统的板件取放流程，从而大幅地提升半导体制程系统的板件取放效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。