专利名称：集成的半导体处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及供应半导体晶片至用于对半导体进行热处理的热处理工艺的技术。更具体地，本发明涉及可使晶片从其所存储处到晶片处理装置的传输线长度最短并且晶片被供应给晶片处理装置的过程中相对外界暴露最少的技术。
背景技术：
一般地，随着半导体技术进步的加快，生产半导体所需的晶片的处理技术的研究变得活跃起来。晶片是用于生产半导体的材料片。硅晶片在成为半导体制造中所用的材料之前，经受不同种类的处理步骤。硅晶片是通过将圆柱形锭切成薄片而形成的圆形薄板，而所述圆柱形锭是通过使 与硅半导体的材料相同种类的材料的晶体生长而形成的。在使晶体生长以生产硅晶片的方法中，氧与硅晶片化合。这种形成于硅晶片上的杂质导致受控电阻值变得与期望电阻值不同。因此，热处理方法需要从晶片去除氧从而生广闻质量晶片。而且，热处理方法也需要消除机械加工应力或减少晶片晶体的缺陷。生产率和生产量是涉及对晶片进行热处理的方法的重要因素。增加生产量，换句话说，生产高质量晶片，是晶片热处理的明显目的。据此，需要能够快速地对晶片进行热处理并且生产大量的经热处理的晶片。
发明内容
技术问题因此，本发明考虑在现有技术中存在的以上问题，并且本发明的目的是提供一种集成的半导体处理设备，该设备用于对硅晶片进行热处理的方法中以生产半导体并且构造为使得晶片被传输的距离最小化，从而减少用于处理晶片的时间，进而提高经热处理的晶片的生产率。本发明的另一个目的是提供一种可以使晶片对外界的时空暴露最小化的集成的半导体处理设备，从此提供热处理中的生产量。本发明的又一目的是提供一种部件以合适地互相立体组合以形成紧凑结构的集成的半导体处理设备，从而减小在工厂中安装设备所需的空间。技术方案为了实现以上目标，本发明提供一种集成的半导体处理设备，包括集成的半导体处理主体，所述集成的半导体处理主体具有第一空间和第二空间，所述第一空间用于存储容纳有多个晶片的多个F0UP，并且在所述第二空间中安装有用于对存储在所述第一空间中的晶片进行处理的处理装置；装载口模块，所述装载口模块安装在所述集成的半导体处理主体的所述第一空间中，所述装载口模块开启所述FOUP以便使晶片能够从FOUP中被提取出来；以及传输装置，所述传输装置从所述FOUP提取晶片并且将晶片传输至所述第二空间中的所述处理装置。
所述第一空间可存储一至四十个FOUP。所述装载口模块可包括安装在所述第一空间中的多个装载口模块，其中所述装载口模块中的至少一个装载口模块可将已经存储在对应FOUP中并且未被处理的晶片传输到所述处理装置，并且所述装载口模块中的其余装载口模块中的一个可将已经由所述处理装置处理的晶片传输至该FOUP使得晶片可以再次存储在该FOUP中。所述的集成的半导体处理设备，可还包括F0UP传输机械手，所述FOUP传输机械手安装在所述第一空间中以便在所述FOUP中的至少一个FOUP的存储位置与所述装载口模块之间传输该至少一个F0UP。·
所述FOUP传输机械手可包括传输臂，所述传输臂夹持并且举起FOUP ；以及臂旋转单元，所述臂旋转单元旋转所述传输臂。所述FOUP传输机械手可包括夹持并且举起FOUP的传输臂，其中所述传输臂可包括分别设置在前侧和后侧的传输臂。所述处理装置可包括从用于对晶片进行热处理的热处理装置、蚀刻器和汽相沉淀装置中选择的一种。所述集成的半导体处理主体中可设置有空间隔墙。所述空间隔墙可用于将所述第一空间与所述第二空间隔断。所述空间隔墙可具有形成在所述空间隔墙中的连接开口。所述连接开口可将所述第一空间与所述第二空间连通，使得已经存储在所述FOUP中的晶片从所述第一空间提供到所述第二空间中的所述处理装置处。此外，所述集成的半导体处理主体中设置开口门以便可开启地关闭所述连接开□。有益效果根据本发明，用于处理晶片的部件可以集成在单个设备中，使传输晶片的传输线的长度最小，因此减少了处理时间。而且，使晶片对外界的时空暴露最小，因而提高了晶片处理量。此外，用于处理晶片的部件以紧凑地立体组装到一起，使得在工厂中安装该半导体处理设备所需空间最小。
图1是根据本发明实施例的集成的半导体处理设备的透视图；图2是根据本发明实施例的集成的半导体处理设备的侧视图；图3至图6是表示根据本发明的FOUP传输机械手的实施例的平面图；图7是根据本发明的装载口模块的实施例的透视图；图8是示出根据本发明的装载口模块的结构的截面图；图9是示出根据本发明另一实施例的集成的半导体处理设备的内部结构的示意图；以及*附图中的元件说明*10 :集成的半导体处理主体11 :第一空间12 :第二空间20 :装载口模块30 :传输装置40 :处理装置50 F0UP传输机械手
具体实施例方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。参照图1和图2，根据本发明的集成的半导体处理设备包括具有第一空间11和第二空间12的集成的半导体处理主体10。第一空间11和FOUP I形成无氧环境以防止晶片受损。例如，第一空间11和FOUPI可以被填充氮，以防止晶片与氧化合。每个FOUP I的形状是在其一侧上具有门Ia的壳体的形状，以便该壳体由门Ia可开启地关闭。FOUP I可以存储待处理的或已经被处理的晶片。也可以将已由处理装置40处理的晶片存储在第一空间11中。
因此，可以将不仅存储未处理晶片而且还存储已处理晶片的多个FOUP I 一起容纳在第一空间11中。例如，容纳FOUP I的第一空间11被划分为第一部分和第二部分，并且第一空间容纳多个存储未处理晶片的FOUP 1，而第二空间容纳多个存储已处理晶片的FOUP I。第一空间11 一般地容纳一至四十个FOUP I。在本发明的实施例中，第一部分具有平行六面体结构。FOUP I可以按如下方式设置在第一部分的内侧壁上预定数量的FOUP I设置在几个部分中的每个部分上并且一个FOUP I堆叠在另一个FOUP I的顶部上。例如，FOUP I以一个堆叠在另一个顶部的方式堆叠在第一空间11的(在第一部分下部安装有装载口模块20的)一个侧壁的两侧的每侧处。在图1中示出这一点的详细形状。支承FOUP I的安装底座(诸如机架或框架)IOc设置在第一空间11中使得FOUPI可以容易地存储在第一空间11中。在该实施例中，可以支承FOUP I的安装底座IOc设置在空间隔墙13的前表面的上部上，该空间隔墙13设置在第一空间11中。装载口模块20设置在第一空间11的下部中以开启FOUP I并且允许从FOUP I提取晶片。优选地,本发明还包括FOUP传输机械手50,该FOUP传输机械手50安装在第一空间11中并且在其存储位置与相应装载部分模块20之间传输FOUPl。FOUP传输机械手50包括用于支承FOUP I的装置和用于传输FOUP I的装置。用于传输的装置可以向前、向后、向上、向下、向左和向右移动以在其存储位置与相应装载口模块20之间传输FOUP I。FOUP传输机械手50包括垂直传输导轨51、水平传输导轨52和FOUP夹持器53。垂直传输导轨51设置在第一空间11中并且被垂直地定向。水平传输导轨52设置在第一空间11中并且被水平地定向。水平传输导轨52连接到垂直传输导轨51，以便水平传输导轨52可以通过分离驱动装置而沿着垂直传输导轨51垂直地移动。FOUP夹持器53连接到水平传输导轨52，以便FOUP夹持器53可以通过分离驱动装置而沿着水平传输导轨52向左或向右移动。FOUP夹持器53将FOUP I从其存储位置分离并且将FOUP I传输到装载口模块20。在实施例中，FOUP夹持器53包括多个朝FOUP I伸出的传输臂53a。传输臂53a支承FOUP I的底部，使得FOUP夹持器53可以举起FOUP I并且随后将FOUP I传输至装载口模块20。虽然未示出，但是FOUP夹持器53可以包括夹紧FOUP I的夹紧单元，使得FOUP夹持器53可以举起FOUP I并传输该FOUP I。FOUP夹持器53沿着水平传输导轨52移动到左侧或右侧。随着水平传输导轨52沿着垂直传输导轨51向上或向下移动，FOUP夹持器53也可以向上或向下移动。因此，FOUP夹持器53可以向上、向下、向左和向右移动。这方便了 FOUP夹持器53将存储在第一空间11中的FOUP I传输到装载口模块20。参照图3，FOUP传输机械手50可以包括水平传输导轨52和FOUP夹持器53，该水平传输导轨52设置在第一空间11中并且水平定向，该FOUP夹持器53连接到水平传输导轨52，使FOUP夹持器53可以通过分离驱动装置而沿着水平传输导轨52移动到左侧或右侦U。FOUP夹持器53起到将FOUP I从其存储位置分离并且将FOUP I传输至装载口模块20的作用。FOUP夹持器53包括向FOUP I伸出并且构造为使其能够举起FOUP I的传输臂 53a。此外，传输臂53a设置为向前并且向后可移动的。FOUP传输机械手50还包括使FOUP夹持器53旋转的臂旋转单元55。在FOUP传输机械手50中，FOUP夹持器53沿着水平传输导轨52移动到左侧或右侧并且对应于目标FOUP I而定位。此后，FOUP夹持器53使传输臂53a向FOUP I移动、夹持FOUP I并且举起FOUP I。随后，FOUP传输机械手50将FOUP I传输至装载口模块20。另外，FOUP传输机械手50可以使FOUP夹持器53旋转，使得FOUP夹持器53可以举起设置在FOUP夹持器53之前和之后的FOUP 1，并且随后将FOUP I传输至装载口模块20。参照图4，F0UP传输机械手50可以包括向前-向后的传输导轨54、水平传输导轨52和FOUP夹持器53。向前-向后的传输导轨54设置在第一空间11中并且在向前-向后的方向上定向。水平传输导轨52设置在第一空间11中并且在左-右方向上定向。水平传输导轨52连接到向前-向后传输导轨54上，使得该水平传输导轨52可以通过分离驱动装置而沿着向前-向后传输导轨54向前或向后移动。FOUP夹持器53连接到水平传输导轨52使得FOUP夹持器53可以通过分离驱动装置而沿着水平传输导轨52移动到左侧或右侧。FOUP夹持器53将FOUP I从其存储位置分离并且将FOUP I传输至装载口模块20。此外，FOUP夹持器53包括朝FOUP I伸出以举起FOUP I的传输臂53a。FOUP传输机械手50还包括使FOUP夹持器53旋转的臂旋转单元55。在FOUP传输机械手50中，FOUP夹持器53沿着水平传输导轨52移动到左侧或右侧并且定位在对应于期望的FOUP I的位置处。此后，水平传输导轨52使FOUP I向前移动使得FOUP夹持器53夹持住FOUP I并且举起FOUP I。随后，FOUP传输机械手50将FOUPI传输至装载口模块20。此外，FOUP传输机械手50可以使FOUP夹持器53旋转，使得FOUP夹持器53可以举起设置在FOUP夹持器53之前或之后的FOUP I并且随后将FOUP I传输至装载口模块20。参照图5，FOUP夹持器53可以包括分别从其向前和向后伸出以举起FOUPl的传输臂 53a。
在该情况下，分别设置在FOUP夹持器53的前侧和后侧上的传输臂53a可以举起设置在FOUP夹持器53之前和之后的FOUP 1，并且随后将FOUP I传输至装载口模块20。同样地，FOUP传输机械手50可以包括举起FOUP I的单臂型传输臂53a。在该情况下,FOUP传输机械手50还包括使传输臂53a旋转的臂旋转单兀55,使得传输臂53a可以举起设置在前方位置和后方位置处的FOUP I并且随后将FOUP I传输至装载口模块20。可替代地，FOUP传输机械手50可以包括举起FOUP I的双臂型传输臂53a。在该情况下，传输臂53a包括分别设置在前侧和后侧处的两个传输臂53a使得传输臂53a可以举起设置在前方位置和后方位置的FOUP I并且随后将FOUP I传输至装载口模块20。参照图6，FOUP传输机械手50可以包括将FOUP I从其存储位置分离并且将FOUPI传输至装载口模块20的FOUP夹持器53、使FOUP夹持器53向前或向后传输的向前_向后装置56和使向前-向后装置56与FOUP夹持器53旋转的臂旋转单元55。 在该FOUP传输机械手50中，FOUP夹持器53构造为使其围绕臂旋转单元55旋转 并且通过向前-向后装置56而向前或向后移动使得FOUP夹持器53可以举起以环形布置的FOUP I中的任何一个并且随后将该任何一个FOUP I传输至装载口模块20。再次参照图2，将解释根据本发明的集成的半导体处理设备。为了提高处理FOUP I的效率，FOUP I可以按一个在另一个顶部上的方式堆叠为壳体朝第二空间12开启。例如，如在图2中所示，第二空间12可以形成在第一空间11后部。晶片传送至处理装置40并且在处理装置40中处理，该处理装置40安装在第二空间12中。因此，为了直接将晶片从装载口模块20提供到处理装置40，F0UP I以一个在另一个顶部上的方式堆叠为使得FOUP I的开启方向朝向第二空间12。当然，FOUP I可以按一个在另一个顶部上的方式堆叠为FOUP I在其它方向上开启。例如，FOUP I可以在第一空间11的内壁的每侧处按一个在另一个顶部上的方式堆叠，并且每个FOUP I可以朝向任何方向上。在该情况下，可以改变FOUP传输机械手50的移动方式以具有更多的不同结构，而非限制为以上实施例，从而使得无论FOUP I的朝向如何，FOUP传输机械手50都可以在FOUP I的存储位置与装载口模块20之间传输FOUP I。在第一空间11中形成无氧环境以防止晶片受损，这是因为氧可以损坏晶片。为此，氮提供装置可以设置在第一空间11中使得第一空间11和FOUP I可以被填充氮。装载口模块20设置在第一空间11的下部中。装载口模块20具有可用以支持FOUPI的空间，使得在FOUP I放置在装载口模块20上之后，装载口模块20开启或关闭FOUP I。在装载口模块20已经开启FOUP I之后，未处理晶片可以从FOUP I传输至处理装置40，或已处理晶片可以从处理装置40传输到FOUP I。为了将FOUP I提供到处理装置40，装载口模块20可以起到开启已经由FOUP传输机械手50传输的FOUP I的作用，并且随后从FOUP I提取出晶片。可替代地，传输装置30的晶片传输机械手可以直接地进入装载部分模块20并且从其提取晶片。在本发明的实施例中，装载口模块20可以包括多个装载口模块20，所述多个装载口模块20设置在第一空间11的下部的一侧上。在本文中，第一空间11的下部的一侧，可以是与第一空间11的一个在另一个顶部地堆叠有FOUP I的内壁的侧相同的侧。而且，装载口模块20可以设置在任何位置处，只要该装载口模块20可以沿着连接到传输装置30和处理装置40的一连串晶片传输路径传输该晶片。
可以如下设置装载口模块20 :装载口模块20中的至少一个起到将未处理晶片从FOUP I传输到处理装置的作用，而另一个装载口模块20起到将已由处理装置40处理的晶片传输至FOUP I使得晶片可以再次存储在FOUP I中的作用。参照图7和图8，装载口模块20的示例包括可移动面板21和FOUP支承物22，该可移动面板21设置具有开启或关闭传输路径开口与FOUP I的门开启/关闭装置，而FOUP支承物22设置在可移动面板21之下并且在其上支承FOUPl。门开启/关闭装置包括旋转轴24和面板升举装置25。旋转轴24从可移动面板21的面对FOUP I的前表面伸出并且在其端部上具有锁钩24a，该锁钩24a插入形成在FOUP I的门Ia中的孔Ib中以开启或关闭门la。旋转轴24通过分离驱动装置旋转。面板升举装置25连接到可移动面板21并且使可移动面板21垂直移动。面板举升装置25包括面板移动单元25a和面板举升单元25b，该面板移动单元25a连接到可移动面板21并且使可移动面板21向前或向后移动，而该面板举升单元25b连接到面板移动单元25a并且使可移动面板21向上或向下移动。 装载口模块20进行以下操作以开启FOUP I的门la。FOUP I放置在FOUP支承物22的上表面上，使得FOUP I的门Ia与可移动面板21紧密接触。随后，设置在门开启/关闭装置的旋转轴24的一个端部上的锁钩24a插入形成在FOUP I的门Ia中的锁孔Ib中。当插入锁孔Ib中的旋转轴24旋转时，FOUP I的门Ia从关闭状态释放。为了防止当面板举升装置25使可移动面板21和门Ia向下移动时，可移动面板21以及与可移动面板21紧密接触的FOUP I的门Ia被其它元件所阻塞，在面板举升单元25b使可移动面板21和门Ia向下移动之前，面板移动单元25a先使可移动面板21和门Ia向后移动。FOUP I开启使得FOUP I的可移动面板21和门Ia通过面板举升装置25向下移动。装载口模块20不限制于以上示例，并且可以以多种方式改变该装载口模块20，只要该装载口模块20能够开启和关闭FOUP I的门la。参照图2，第二空间12是容纳处理装置40的晶片处理空间，该处理装置40处理已经存储在第一空间11中的晶片。处理装置40是处理晶片的装置，例如，处理装置40可以是对晶片进行热处理的热处理装置，诸如CVD (化学汽相沉淀)装置等的汽相沉淀装置，或蚀刻器。此外，从FOUP I提取晶片并且将晶片传输至第二空间12中的处理装置的传输装置30安装在集成的半导体处理主体10中。传输装置30设置在第一空间11与第二空间12之间邻近装载口模块20的后表面的位置处。传输装置30从已经由装载口模块20的操作开启的FOUP I中提取晶片并且随后将该晶片传输至第二空间的处理装置40。传输装置30起到将由装载口模块20提取的晶片提供到处理装置40的作用。传输装置30必须能够将晶片可靠地夹持装载口模块20中的晶片、从装载口模块20提取该晶片并且精确地将该晶片传输至处理装置40。而且，传输装置30必须能够从处理装置40提取已处理晶片并且精确地将该已处理晶片放入设置在装载口模块20中的FOUPI中。晶片传输机械手是传输装置30的一个示例。为了实现以上目的，晶片传输机械手包括夹持晶片以便将该晶片传输到FOUP I或者从FOUP I传输该晶片的夹持器、用于传输该晶片的传输装置和调节该晶片位置以便精确地将该晶片放入FOUP I或处理装置40中的
调整器。晶片传输机械手的传输装置的一个示例可以是机械手的臂结构，该机械手的臂结构包括多个由铰链互相旋转连接的臂、操作这些臂使之围绕该铰链可旋转的臂操作单元、使这些臂向上或向下移动的臂举升单元，和使这些臂旋转的旋转单元。与以上示例一样，任何结构，只要可以起到将晶片从装载口模块20传输至处理装置40的作用，就可以用作传输装置。例如，传输装置可以构造为使得夹持晶片的夹持器设置为可旋转的，以便该夹持器以可旋转的方式夹持装载口模块20中的晶片并且随后将该晶片从装载口模块20传输到处理装置40。可替代地，传输装置可以包括导轨运动装置，该 导轨运动装置使夹持器沿着轨道运动并且将晶片提供到处理装置40。此外，夹持器可以构造为使得夹持器与晶片之间的接触面积最小化以防止损坏晶片。例如，夹持器可以以夹持器与晶片之间具有预定数量的接触点的方式对位于夹持器上的晶片进行支承的结构。第一空间11和第二空间12可以在集成的半导体处理主体10中互相连通以形成单一空间。参照图9，将第一空间11和第二空间12互相分开的空间隔墙13设置在集成的半导体处理主体10中。连接开口 13a形成在空间隔墙13中。连接开口 13a使第一空间11与第二空间12连通使得已经存储在FOUP I中的晶片可以通过连接开口 13a从第一空间11传输到第二空间12中的处理装置40。开口门14设置在连接开口 13a上以便开启或关闭该连接开口 13a。如上述，在本发明中，用于处理晶片的部件可以集成在单个设备中，因此使用以传输晶片的传输线的长度最小化，因此减少处理时间。而且，晶片对外部的时空暴露可以最小化，因此增加了晶片处理量。此外，由于用于处理晶片的部件紧凑地立体组装到一起，所以在工厂中安装半导体处理设备所需的空间最小化。虽然出于说明的目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本发明不限于该实施例，并且在不脱离本发明范围和精神的情况下，各种改型、添加和替代都是可能的。
权利要求
1.一种集成的半导体处理设备，包括 集成的半导体处理主体，所述集成的半导体处理主体具有第一空间和第二空间，所述第一空间用于存储容纳有多个晶片的多个FOUP，并且在所述第二空间中安装有用于对存储在所述第一空间中的晶片进行处理的处理装置； 装载口模块，所述装载口模块安装在所述集成的半导体处理主体的所述第一空间中，所述装载口模块开启所述FOUP以便使晶片能够从FOUP中被提取出来；以及 传输装置，所述传输装置从所述FOUP提取晶片并且将晶片传输至所述第二空间中的所述处理装置。
2.根据权利要求1所述的集成的半导体处理设备，其中，所述第一空间存储一至四十个 FOUP。
3.根据权利要求1所述的集成的半导体处理设备，其中，所述装载口模块包括安装在所述第一空间中的多个装载口模块，其中所述装载口模块中的至少一个装载口模块将已经存储在对应FOUP中并且未被处理的晶片传输到所述处理装置，并且所述装载口模块中的其余装载口模块中的一个将已经由所述处理装置处理的晶片传输至该FOUP使得晶片可以再次存储在该FOUP中。
4.根据权利要求1所述的集成的半导体处理设备，还包括 FOUP传输机械手，所述FOUP传输机械手安装在所述第一空间中以便在所述FOUP中的至少一个FOUP的存储位置与所述装载口模块之间传输该至少一个F0UP。
5.根据权利要求4所述的集成的半导体处理设备，其中，所述FOUP传输机械手包括 传输臂，所述传输臂夹持并且举起FOUP ；以及 臂旋转单元，所述臂旋转单元旋转所述传输臂。
6.根据权利要求4所述的集成的半导体处理设备，其中，所述FOUP传输机械手包括夹持并且举起FOUP的传输臂， 其中所述传输臂包括分别设置在前侧和后侧的传输臂。
7.根据权利要求1所述的集成的半导体处理设备，其中，所述处理装置包括从用于对晶片进行热处理的热处理装置、蚀刻器和汽相沉淀装置中选择的一种。
8.根据权利要求1所述的集成的半导体处理设备,其中，所述集成的半导体处理主体中设置有用于将所述第一空间与所述第二空间隔断的空间隔墙，所述空间隔墙具有形成在所述空间隔墙中的连接开口，所述连接开口将所述第一空间与所述第二空间连通，使得已经存储在所述FOUP中的晶片从所述第一空间提供到所述第二空间中的所述处理装置处。
9.根据权利要求8所述的集成的半导体处理设备，其中，在所述集成的半导体处理主体中设置开口门，以便可开启地关闭所述连接开口。
全文摘要
本发明涉及一种集成的半导体处理设备，包括集成的半导体处理主体，所述集成的半导体处理主体具有第一空间和第二空间，所述第一空间用于存储容纳有多个晶片的多个FOUP，并且在所述第二空间中安装有用于对存储在所述第一空间中的晶片进行处理的处理装置；装载口模块，所述装载口模块安装在所述集成的半导体处理主体的所述第一空间中，所述装载口模块开启所述FOUP以便使晶片能够从FOUP中被提取出来；以及传输装置，所述传输装置从所述FOUP提取晶片并且将晶片传输至所述第二空间中的所述处理装置。
文档编号H01L21/02GK103003916SQ201180023003
公开日2013年3月27日 申请日期2011年5月6日 优先权日2010年5月7日
发明者刘政昊 申请人:纳米半导体(株)