[发明专利]炉管设备的FIMS装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种炉管设备的FIMS装置。

背景技术

半导体制造工艺主要是进行多次的光刻工艺、刻蚀工艺和成膜工艺等，在半导体晶圆上形成各种结构的半导体器件。其中成膜工艺普遍采用热氧化法和化学气相沉积工艺。

而现有的热氧化法主要采用炉管设备进行，首先将晶片盒内的晶圆传送至晶舟内，然后将装载有晶圆的晶舟置于炉管设备的处理腔室中，接着将反应气体通入高温炉管内，使得反应气体在炉管设备的处理腔室内发生化学反应，在晶圆的表面沉积一层薄膜，然后将晶舟从反应腔室中取出，进行自然冷却，冷却后，将晶舟内的晶圆传送回晶片盒。该工艺主要用于生长二氧化硅或氮化硅等，近年来也出现了利用该工艺生长金属层和高介电常数材料层等。

图1是现有技术中的FIMS装置的正面结构示意图；图2是现有技术中的FIMS装置的背面结构示意图；图3是现有技术中的FIMS装置的俯视结构示意图；图4是现有技术中的FIMS装置的侧视结构示意图；如图1～4所示，现有炉管设备的FIMS装置（应用材料公司规定的一种标准，称之为：前开口接口机械标准）中的通道板100的外侧上下两边设置有一组传感器，包括发射器103和接收器104，当一整盒晶圆108通过晶圆盒109传送至FIMS装置中通道门102外侧的承载台101上时，FIMS装置中的通道门102利用自身自带的“钥匙”将该晶圆盒109的后盖板打开并移除，此时通道板100外侧上下两边的一组传感器通过发射和接受信号，从而确认在晶圆盒109中的所有晶圆108有没有凸出的晶圆，若存在凸出的晶圆，则接收器104就接受不到发射器103发射的信号，从而进行报警，提示晶圆盒109中的晶圆摆放位置有凸出问题。

然而，现有的炉管设备的FIMS装置中只在通道板100的外侧上下两边设置一组传感器，而对于在反应腔室中的机械手臂107上的晶圆108的位置无法进行检测，机械手臂107安置在机械能动装置106上，机械能动装置106通过卡头与机械能动轨道105相接，从而带动机械手臂107的左右移动，当机械手臂107从晶圆盒109中调取晶圆并传回反应腔室，在传回反应腔室经过FIMS装置的通道门102后，由于没有有效的监控该晶圆在机械手臂107上的位置是否有凸出问题的装置，使得通道门102在关闭的时候，碰到机械手臂107上的晶圆，从而造成该晶圆的碎片，并且导致机台的污染，需要停止该机台的生产进行清洗，才能继续进行生产，导致巨大的经济损失。

另外，在晶圆的工艺完成后，机械手臂107将该晶圆108传送回晶圆盒109时，若此时晶圆在机械手臂107上的位置有偏差，即晶圆在机械手臂107上的位置较向前凸出，那么在传到晶圆盒109中就会撞到晶圆盒的面壁上，从而造成碎片，污染该晶圆盒，同时使得放置于该晶圆盒的其他晶圆也受到污染，造成很多晶圆的报废，同时，需要停止该机台的生产，并进行检查维修，才能继续正常的生产，浪费大量的时间，会导致巨大的经济损失。

中国专利（公开号：CN103077909A）公开了一种炉管设备的传送装置和传送方法，其中所述炉管设备的传送装置包括：传送手臂，用于将晶舟内的晶圆传送至晶片盒或者将晶片盒内的晶圆传送至晶舟内，所述传送手臂的一端具有若干沿垂直方向上下分层设置的晶圆装取片，所述晶圆装取片用于暂时存放从晶舟或晶片盒内取出的晶圆；其特征在于，还包括位于传送手臂上的红外温度检测单元，用于检测晶圆装取片上的晶圆的温度。红外温度检测单元用于检测晶圆装取片上的晶圆的温度，当检测的温度大于设定温度时，则停止晶圆的传送。

该发明虽然能够优先防止将未冷却的高温晶圆传送回晶片盒，既能保护晶片盒又能防止晶圆的报废，但是该发明仍然未能克服由于晶圆在机械手臂上的位置产生偏差，即凸出，使得通道门在关闭时，通道门碰到该晶圆，导致该晶圆的碎片，造成机台的污染，如此需要停止该机台的生产，进行清洗操作，才能继续进行生产，导致巨大的经济损失的问题；同时也未能克服机械手臂将晶圆传回晶圆盒时，由于该晶圆在机械手臂上的位置偏差，即凸出，导致晶圆撞到晶圆盒的面壁上，造成晶圆碎片，并污染该晶圆盒中的其他晶圆的问题，进而降低了生产效率，增加了制造成本。