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退火设备与方法

阅读：638发布：2020-05-08

专利汇可以提供退火设备与方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种退火设备与方法。退火设备包含加热盘、冷却盘、运送机械手臂、感应器以及电路系统。加热盘与冷却盘设置于腔体内。运送机械手臂用以运送晶圆于腔体内的加热盘与冷却盘之间。感应器位于运送机械手臂之上，用以响应运送机械手臂的动作以输出第一信号。电路系统耦接至感应器与运送机械手臂，依据第一信号，以用以侦测运送机械手臂的异常是否发生，以及当运送机械手臂的异常发生时，用以执行保护程序。，下面是退火设备与方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种退火设备，其特征在于，包含：
一加热盘与一冷却盘设置于一腔体内；
一运送机械手臂用以运送一晶圆于该腔体内的该加热盘与该冷却盘之间；
一感应器位于该运送机械手臂之上，用以响应该运送机械手臂的一动作以输出一第一信号；以及
一电路系统耦接至该感应器与该运送机械手臂，依据该第一信号以用以侦测该运送机械手臂的一异常是否发生，以及当该运送机械手臂的该异常发生时，用以执行一保护程序。
2.根据权利要求1的退火设备，其特征在于，该运送机械手臂包含：
一牙叉设置于该腔体中，用以装载(load)该晶圆；以及
一旋转柱耦接至该牙叉，用以旋转该牙叉于该加热盘与该冷却盘之间。
3.根据权利要求1的退火设备，其特征在于，该电路系统用以分解在一连续时域中的该第一信号至多个频率下的一频谱，以及依据该频谱，用以侦测该运送机械手臂的该动作。
4.根据权利要求1的退火设备，其特征在于，该电路系统耦接至该运送机械手臂，以及当该电路系统侦测到一异常震动时用以终止该运送机械手臂的一移动。
5.根据权利要求1的退火设备，其特征在于，还包含多个感应器位于该运送机械手臂，用以响应该运送机械手臂的该动作以输出多个第一信号，
其中该电路系统用以通过对应的权重来加权该些第一信号，以及依据该些加权的第一信号的一总和来决定该运送机械手臂的一异常是否发生。
6.一种退火设备，其特征在于，包含：
一牙叉设置于一腔体中，用以装载一晶圆；
一旋转柱耦接至该牙叉；
一马达耦接至该旋转柱，用以响应一驱动电流来控制该旋转柱以旋转，以及用以移动该牙叉于该腔体中的一加热盘与一冷却盘之间；
一感应器用以响应该驱动电流来输出一第一信号；以及
一电路系统耦接至该感应器与该马达，依据该第一信号用以侦测该旋转柱的一异常是否发生，以及当该旋转柱的该异常发生时，用以执行一保护程序。
7.根据权利要求6的退火设备，其特征在于，该电路系统用以分解在一连续时域中的该第一信号至多个频率下的一频谱，以及依据该频谱，用以侦测该旋转柱的一动作。
8.一种退火方法，其特征在于，包含：
通过一运送机械手臂的一牙叉装载一晶圆；
通过该运送机械手臂的一旋转柱旋转该牙叉于一加热盘与一冷却盘之间；
通过在该运送机械手臂上的一感应器响应该运送机械手臂的一动作输出一第一信号；
依据该第一信号，通过一电路系统侦测该运送机械手臂的一异常是否发生；以及当该运送机械手臂的该异常发生时，通过该电路系统执行一保护程序。
9.根据权利要求8的退火方法，其特征在于，旋转该牙叉包含：
通过该旋转柱，从该冷却盘旋转耦接至该旋转柱的该牙叉至该加热盘，以退火该晶圆上的一金属层；以及
通过该旋转柱，从该加热盘旋转该牙叉至该冷却盘，以冷却该晶圆。
10.根据权利要求8的退火方法，其特征在于，还包含：
当该电路系统侦测到一异常震动时，通过该电路系统，中止该运送机械手臂的一移动。

说明书全文

退火设备与方法

技术领域

[0001] 本揭示内容是关于一种半导体设备与方法，特别是关于一种退火设备与方法。

背景技术

[0002] 在半导体制造过程中，一或多个金属层形成于微电子制程中。热处理常常被使用以调整一或多个金属层的电子特性。

[0003] 例如，热退火制程通常被使用于金属层上。在退火时，原子在晶格中迁移且差排的数量减少，造成金属层的延展性、硬度或其他电子特性的改变。发明内容

[0004] 本揭示内容的实施方式是关于一退火设备包含加热盘、冷却盘、运送机械手臂、感应器以及电路系统。加热盘与冷却盘设置于腔体内。运送机械手臂用以运送晶圆于腔体内的加热盘与冷却盘之间。感应器位于运送机械手臂之上，用以响应运送机械手臂的动作以输出第一信号。电路系统耦接至感应器与运送机械手臂，依据第一信号，以用以侦测运送机械手臂的异常是否发生，以及当运送机械手臂的异常发生时，用以执行保护程序。

[0005] 本揭示内容的实施方式是关于一退火设备包含牙叉、旋转柱、马达、感应器以及电路系统。牙叉设置于腔体中，用以装载晶圆。旋转柱耦接至牙叉。马达耦接至旋转柱，用以响应驱动电流来控制旋转柱以旋转，以及用以移动牙叉于腔体中的加热盘与冷却盘之间。感应器用以响应驱动电流来输出第一信号。电路系统耦接至感应器与马达，依据第一信号用以侦测旋转柱的异常是否发生，以及当旋转柱的异常发生时，用以执行保护程序。

[0006] 本揭示内容的实施方式是关于一退火方法包含下列操作：通过运送机械手臂的牙叉装载晶圆；通过运送机械手臂的旋转柱旋转牙叉于加热盘与冷却盘之间；通过在运送机械手臂上的感应器响应运送机械手臂的动作输出第一信号；依据第一信号，通过电路系统侦测运送机械手臂的异常是否发生；以及当运送机械手臂的异常发生时，通过电路系统执行保护程序。附图说明

[0007] 在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各个方面。应当注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小：

[0008] 图1绘示，根据本揭示文件的一些实施例，退火设备的示意图；

[0009] 图2绘示，根据本揭示文件的一些实施例，半导体制造方法的流程图；

[0010] 图3A、图3B、图3C绘示，根据本揭示文件的一些实施例，晶圆制造程序的示意图；

[0011] 图4绘示，根据本揭示文件的一些实施例，退火程序的细部操作的流程图；

[0012] 图5绘示，根据本揭示文件的其他一些实施例，退火设备100的示意图；以及[0013] 图6A、图6B、图6C绘示，根据本揭示文件的各种不同的一些实施例，感应器160的设置的示意图。

[0014] 【符号说明】

[0015] 100 退火设备

[0016] 120 腔体

[0017] 121 外壳

[0018] 122 加热盘

[0019] 123 加热器

[0020] 124 冷却盘

[0021] 140 运送机械手臂

[0022] 142 牙叉

[0023] 144 旋转柱

[0024] 146 马达

[0025] 160 感应器

[0026] 180 处理电路

[0027] Id 驱动电流

[0028] FS1 第一信号

[0029] 900 半导体制造方法

[0030] S1 操作

[0031] S2 操作

[0032] S3 操作

[0033] 200 晶圆

[0034] 210 基板

[0035] 211 介电层

[0036] 212 开口

[0037] 213 部分

[0038] 214 介电层侧墙

[0039] 215 阻挡层

[0040] 220 金属层

[0041] S31 操作

[0042] S32 操作

[0043] S33 操作

[0044] S34 操作

[0045] S35 操作

[0046] S36 操作

[0047] S38 操作

[0048] 710 装载表面

[0049] 720 支撑臂

[0050] 160a 感应器

[0051] 160b 感应器

[0052] 160c 感应器

具体实施方式

[0053] 以下的揭露文件提供提供了用于实现所提供的主题的不同特征的许多不同实施例或示例。下文描述了组件、值、操作、材料、布置等的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不意图是限制性的。考虑其他组件、值、操作、材料、布置等。例如，在下面的说明中，在第二特征上方或之上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征以使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开在各个示例中可能重复参考标号和/或字母。这种重复是为了简单性和清楚性的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

[0054] 再者，形容相对空间上的词语，例如“之下、较低、之上、较高”以及相似的词为了叙述的简易以描述一元件或特征的关系，或描述于附图中的其他元件或特征的关系可能被用于此。相对空间上的词语意欲包含使用或操作中的装置的不同方位以及附图中描绘的方位取向。该装置可能被以其他方位设置(像是旋转90度或其他方位)，以及于此使用的相对空间上的词语可能被相应的使用。

[0055] 参考图1。图1绘示，根据本揭示文件的一些实施例，退火设备100的示意图。如图1所示，退火设备100包含腔体120、运送机械手臂140、感应器160与处理电路180。

[0056] 在一些实施例中，腔体120为快速高温退火(RTA:rapid thermal anneal)腔体。在退火制程中，晶圆被退火于腔体120中，其中晶圆包含上面有一金属层的基板。例如，在一些实施例中，金属层由电化学电镀(ECP:electrochemical plating)制程形成于ECP单元中，诸如处理单元。

[0057] 腔体120包含外壳121、加热盘122、加热器123与冷却盘124。外壳121包含底座、侧墙与顶部。晶圆200透过在侧墙上的开口被传送进与出腔体120。在一些实施例中，一个狭缝阀门被设置在侧墙上，并选择性地封闭外壳121的侧墙上的开口以与一装载台沟通。一装载台传输机械透过开口传输晶圆200进与出腔体120。

[0058] 如图1所示，加热盘122与冷却盘124设置于腔体120中。在装载台传输机械透过开口传输晶圆200进入腔体120之后，运送机械手臂140用以运送晶圆200于腔体120中的加热盘122与冷却盘124之间。

[0059] 如图1所示，运送机械手臂140包含牙叉142、旋转柱144与马达146。在结构中，旋转柱144耦接至牙叉142，以及马达146耦接至旋转柱144。牙叉142设置在腔体中，并用以装载晶圆。具体地来说，牙叉142的装载表面用以乘载晶圆。旋转柱144用以旋转牙叉142于加热盘122与冷却盘124之间。具体地来说，马达146用以响应驱动电流Id来控制旋转柱144旋转以用来移动牙叉142于腔体120中的加热盘122与冷却盘124之间。

[0060] 感应器160位于运送机械手臂140之上，用以响应运送机械手臂140的动作来输出第一信号FS1。如图1所示，在一些实施例中，感应器160位于牙叉142的装载表面上。相应地，当晶圆200被装载时感应器160接触晶圆200。在一些其他的实施例中，感应器160为于牙叉142的支撑臂上，以及相应地，当晶圆200被装载时感应器160用以输出第一信号FS1且没有接触晶圆200。在一些其他的实施例中，牙叉142的整体当做感应器160。各种不同的感应器
160的设置将依据搭配的图示于后面的段落讨论。在一些实施例中，感应器160以微机电系统(MEMS:micro electro mechanical system)感应器来设置，诸如重力感应器(例如g感应器)，其亦称为加速度感应器，加速度感应器用以在旋转机器中测量适当的加速度(例如重力加速度)以及侦测与监控震动。在一些实施例中，移动信息、速度信息、及/或加速度信息被感应器160侦测并传输至处理电路180以执行更近一步的分析。

[0061] 为了更清楚的了解本揭露文件实施例退火设备100的操作与晶圆200的退火制成将搭配图2讨论。图2绘示，根据本揭示文件的一些实施例，半导体制造方法900的流程图。值得注意的是，在图2中的半导体制造方法900将搭配图1讨论，但本揭露文件实施例并不限于此。在各种不同的实施例中，半导体制造方法900亦可被应用于各种退火装置中。

[0062] 如图2所示，半导体制造方法900包含操作S1、S2与S3。在操作S1中，金属层220沉积于晶圆200的基板210之上。参考第3A～3C图。第3A～3C图绘示，根据本揭示文件的一些实施例，晶圆200制造程序的示意图。

[0063] 在制造程序中，如图3A所示，介电层211形成于基板210上。在一些实施例中，视基板210为被执行层状结构程序于上的任何部件。依据程序阶段，基板210对应为硅晶圆，或已形成于基板上的其他金属层。例如，介电层211形成覆盖位于下方的基板210以形成整个集成电路中的一部分。

[0064] 在一些实施例中，介电层211包含，例如氧化物，像是二氧化硅。当介电层211被沉积生成，介电层211例如被蚀刻以形成至少一开口212于介电层211中。开口212暴露位于下方的基板210的部分213与介电层侧墙214。

[0065] 在各种不同的实施例中，介电层211的蚀刻可任何介电蚀刻制程完成，包含电浆蚀刻。被用来蚀刻介电物质的特定化学蚀刻剂像是二氧化硅或有机介电材料可能包含稀释的氢氟酸或丙酮这类的化学蚀刻剂。值得注意的是，制造图案与蚀刻可使用多种方法来达成，因此上述的方法仅为释例，本揭露文件实施例并不限于此。

[0066] 如图3B所示，一个选择性的阻挡层215被形成于介电层211之上以覆盖下方基板210暴露的部分213与介电侧墙214。阻挡层215被沉积以防止或禁止从金属层渐进地扩散至基板210与介电层211。对一个包含铜的金属层，阻挡层215可包含难溶金属(像是钨(W)、氮化钨(WN)、铌(Nb)、硅酸盐等)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)、物理气象沉积(PVD：
physical vapor deposition)钛/氮(Ti/N2)填充物、掺杂的硅、铝与氧化铝、三元化合物(例如氮硅化钛(TiSiN)、氮硅化钨(WSiN)等)、或其组合。

[0067] 如图3C所示，金属层220被形成于选择性的阻挡层215之上。在一些实施例中，金属层220填充开口212。为了要填充开口212，该结构的区域上覆盖了金属。在一些实施例中，金属层220以铜形成。如上一段落所述，在一些实施例中，金属层220由例如ECP制程形成，但本揭露文件实施例并不限于此。在一些替代实施例中，PVD制程或化学气象沉积(CVD：chemical vapor deposition)制程被用以实施。

[0068] 接着，在操作S2中，洗边制程(EBR：edge bead removal)被执行于晶圆200上。确切地说，在制造多层结构的程序中，一平坦化制程在每一层沉积步骤之间被实施以抛光晶圆，因此提供给接下来的一个沉积制程一相对平坦的表面。当EPC制程被使用为沉积步骤时，边缘球状物通常形成于基板210的圆周的附近，其破坏了平坦化制程的效应。因此，EBR制程被实行于ECP沉积制程之后。在EBR制程中，于ECP沉积制程中沉积在基板210的斜边或边缘之上的不想要的边缘球状物被移除。相应地，基板表面的平坦化被达成。

[0069] 接着，在操作S3中，退火制程被执行于晶圆200之上。一起参考图4。图4为根据本揭示文件的一些实施例，退火程序的细部操作的流程图。如图4所示，在一些实施例中，在操作S3中的退火制程包含操作S31、S32、S33、S34、S35、S36与S38。

[0070] 在操作S31中，晶圆200被运送机械手臂140的牙叉142装载。如上所讨论，以在晶圆200被运送至腔体120之后，牙叉142的装载表面用以乘载晶圆200。

[0071] 在操作S32中，运送机械手臂140的旋转柱144用以旋转牙叉142于冷却盘124与加热盘122之间。细部的来说，旋转柱144可将耦接在旋转柱144的牙叉142从冷却盘124旋转到加热盘122，以退火晶圆200上的金属层220。

[0072] 例如，在一些实施例中，晶圆200被加热盘122下的加热器123加热至大约600℃至大约800℃。在一些实施例中，晶圆200被加热至大约700℃至的大约1150℃。在一些实施例中，晶圆200被加热至大约800℃至大约1000℃。热退火制程大约1秒至大约120秒。在一些实施例中，退火制程从大约2秒至大约60秒。在其他些实施例中，退火制程大约从5秒至大约30秒。在一些实施例中，制程腔体120的气体包含至少一种退火气体，像是氮、氢、氩、氦、氮氧混合气体、其衍生物、或任一组合。在一些实施例中，制程腔体120的压力从大约5torr至大约100torr，例如大约10torr。值得注意的是，上述的数值仅为释例，本揭露文件实施例并不限于此。

[0073] 在晶圆200上的金属层220被加热器123退火后，旋转柱144可将牙叉142从加热盘122旋转至冷却盘124，以冷却晶圆200。换言之，晶圆200在退火步骤完成之后被执行一个冷却步骤。

[0074] 在冷却步骤的开始，腔体压力易处于能够具有高冷却率的一范围。在腔体120内的压力太高的而开始冷却的情况下，热传导因减少制程气体的分子间的平均自由径而被阻挡。在压力太低的情况下，热传导亦不会是最佳。例如，在一些实施例中，当冷却步骤开始时与在整个冷却步骤中，压力在大约100torr至大约150torr的范围。开始时，晶圆200被牙叉124带至接近冷却盘124以促进晶圆200与其上的金属层200的冷却。在一些实施例中，晶圆
200与形成于其上的金属层220的冷却发生的很快。晶圆200与形成于其上的金属层220的温度在少于大约30秒内的期间从大约摄氏80度至摄氏400度的温度范围减少至大约摄氏50度至摄氏100的温度范围。在一些实施例中，晶圆200与形成于其上的金属层220的温度在少于大约30秒内的期间从大约摄氏80度至摄氏400度的温度范围减少至大约摄氏60度至摄氏80的温度范围。在冷却步骤中制程气体可连续被提供至腔体120。在一些实施例中，制程气体的流量为大约4slm至大约6slm。

[0075] 退火与冷却制程被实施于金属层220的过程中，金属，像是铜，将流过并填满任何形成于开口的孔洞，且更控制形成于基板210上的金属层200晶粒的成长与晶相。再者，当退火与冷却步骤在特定的情况下被执行，其提供高一致性与可预估性的微结构与电性阻抗。

[0076] 在操作S33中，位于运送机械手臂140上的感测器160用以响应运送机械手臂140的动作输出第一信号FS1。在操作S34中，处理电路180依据由感应器160输出的第一信号FS1用以侦测运送机械手臂140的异常是否发生。在一些实施例中，处理电路180用以将第一信号FS1从一时域转换至一频域，并决定机械运送手臂140的异常是否相应发生。确切的说，处理电路180用以将第一信号FS1在一时间序列上分解至多频的频谱。接着，处理电路180依据频率的频谱用以侦测运送机械手臂140的动作。

[0077] 在运送机械手臂140正常操作与运送机械手臂140的旋转柱144正常将牙叉142从冷却盘124旋转至加热盘122的情况下，运送机械手臂140的动作与震动相对简单。在一些实施例中，第一信号FS1中主要的扰动指示了运送机械手臂140在起始或终止时运送机械手臂140的旋转柱144及/或牙叉142的震动，其被耦接至旋转柱144的马达146响应驱动电流Id而控制。扰动的涟波为第一信号FS1中为相对对称的波形。

[0078] 在运送机械手臂140不正常操作的情况下，与当晶圆200被牙叉142装载时晶圆置放或移动下不适当的震动的情况下，运送机械手臂140的不想要的动作或振动造成第一信号FS1在时域上相对复杂的波形。在第一信号FS1中发现的多个不同震幅的扰动指示晶圆200潜在的震动、牙叉142上下与旋转震荡、或不想要的圆柱运动及/或震动。换句话说，运送机械手臂140的异常发生，且扰动的涟波显示为第一信号FS1中为相对不对称的波形。

[0079] 因此，在一些实施例中，处理电路180基于第一信号FS1用以在多个频率下计算能量频谱密度，以及基于能量频谱密度用以计算信噪比。相应地，处理电路180能够在当信噪比大于一阀值情况下决定一异常震动的发生。

[0080] 在一些实施例中，第一信号FS1在时域与在频域间的转换可由下面时域频域能量分析方程式来表示：

[0081]

[0082] 其中SXX(f)表示时间序列x(t)的能量频谱密度，为xn与的离散傅立叶转换，以及为的共轭复数。取样间隔Δt必须维持正确的物理单位并确保当时间从离散回到连续时取样间隔Δt的极限趋近零。无限个xn的值表示在离散时间xn＝x(nΔt)取样的信号。

[0083] 在一些实施例中，能量频谱密度在正常操作下被控制在大约60～70mg，例如，低于大约66mg。另一方面，在一些实施例中，能量频谱密度在不正常的操作下大于大约110～120mg，例如，大于大约114mg。

[0084] 换言之，在一些实施例中，处理电路180用以储存指示为正常操作的取样频谱，以及用以比较基于接收的第一信号FS1所产生的频谱与取样频谱。在取样频谱与被分析的频谱间的误差值大于预定阀值的情况下，处理电路180决定运送机械手臂140的异常发生。在一些实施例中，处理电路180在运送机械手臂140的异常发生与被侦测到的情况下，执行对应的保护程序。

[0085] 在操作S38中，处理电路180决定旋转柱144的异常是否发生。处理电路180在旋转柱144的异常发生与被侦测到的情况下，执行对应的保护程序。

[0086] 例如，在一些实施例中，在操作S35中，在处理电路180侦测的异常震动的情况下，处理电路180用以终止运送机械手臂140的动作。相应地，制造程序被暂停直到异常状况解除。因此，若晶圆200在退火与冷却制程的运送中被刮伤或破坏，异常状况可以早期发现。

[0087] 另一方面，在操作S36中，若没有异常状况被侦测到，晶圆200被传输至腔体120外，并且被装载台传输机械手臂传输以执行接续的制造程序。

[0088] 参考图5。图5为依据本揭露文件的一些实施例所绘示退火设备100的示意图。如图5所示，相较于绘示于图1的退火设备100，对于图5中的退火设备100，感应器160耦接至马达
146。在一些实施例中，感应器160以用来侦测驱动电流Id的电流感应器来设置。例如，电流感应器可以霍尔效应感应器来实现，其应用了霍尔效应以达到驱动电流Id的电流侦测。

[0089] 相应地，处理电路180用以基于由电流感应器侦测到的驱动电流Id计算马达146的力矩。直流马达146的力矩可以下列式子表示：

[0090]

[0091] 其中T代表直流马达力矩，Ct代表力矩常数，代表主极通量，以及Ia代表可为感应器160所拥有的电枢电流。依据牛顿第二运动定律，位移S可表示如下：

[0092]

[0093] 其中m代表质量负载。因为震动信号以加速度的单位表示，上述方程式与牛顿第二运动定律可被处理电路180与运送机械手臂140的加速度运动应用。因此，处理电路180可基于侦测到的驱动电流Id与驱动电流Id的变化来决定异常震动是否发生。例如，在一些实施例中，当驱动电流Id在一短时间内动态变化，处理电路180用以辨识异常震动的发生。

[0094] 参考图6A、图6B、图6C。图6A、图6B、图6C为依据本揭露文件不同的一些实施例所绘示感应器160的设置示意图。如图6A所绘示，在一些实施例中，多个感应器160a、160b与160c位于牙叉142的装载表面710，用以输出第一信号FS1a、FS1b与FS1c，参照上述绘示于图1中的第一信号FS1。如图6B所绘示，在一些实施例中，多个感应器160a、160b与160c位于牙叉142的支撑臂720，用以输出第一信号FS1a、FS1b与FS1c。如图6C所绘示，在一些实施例中，多个感应器160a、160b与160c位于耦接于牙叉142的旋转柱144，用以响应旋转柱144的动作以输出第一信号FS1a、FS1b与FS1c。

[0095] 相应地，在一些实施例中，多个感应器160a、160b与160c可被设置于运送机械手臂140之上。应当注意的是，绘示于图6A、图6B、图6C的设置仅为释例，但本揭露文件实施例并不限于此。感应器160a、160b与160c的各种不同的调整均为可能。例如，在一些实施例中，感应器160a、160b与160c可位于牙叉142上任何可能的位置，感应器160a、160b与160c中之一可位于牙叉142的装载表面710上，且剩下的感应器160a、160b与160c可位于牙叉142的支撑臂720之上。

[0096] 若碰撞发生，整体震动被多个感应器160a、160b与160c中一或多个感应器侦测到，以及感应器160a、160b与160c响应运送机械手臂140的动作分别产生并输出第一信号FS1a、FS1b与FS1c。在一些实施例中，处理电路180用以对从多个感应器160a、160b与160c来的第一信号FS1a、FS1b、FS1c设定上限及/或下限以侦测与警告异常事件。在一些实施例中，第一信号FS1a、FS1b、FS1c的上限及/或下限均相同。在其他一些实施例中，基于感应器160a、160b与160c的位置或设置，第一信号FS1a、FS1b、FS1c的上限及/或下限不同。

[0097] 在一些实施例中，若第一信号FS1a、FS1b、FS1c中的任一个达到预设限制或阀值时，处理电路180决定异常事件发生，但本揭示文件的实施例并不限于此。例如，在一些其他的实施例中，若一数量的第一信号FS1a、FS1b、FS1c指示异常震动达到目标量，处理电路180决定异常事件发生。在一些其他的实施例中，处理电路180用以依据对应的权重来加权第一信号FS1a、FS1b、FS1c，并基于第一信号FS1a、FS1b、FS1c的加权决定异常事件是否发生。

[0098] 相似地，若碰撞发生，总体的震动被多个感应器160a、160b、160c中的一或多个感应器侦测到，以及感应器160a、160b、160c响应运送机械手臂140的动作分别产生以及输出第一信号FS1a、FS1b、FS1c。在一些实施例中，处理电路180用以从多个感应器160a、160b、160c侦测与警示的异常事件设定第一信号FS1a、FS1b、FS1c的上限及/或下限。在一些实施例中，第一信号FS1a、FS1b、FS1c的上限及/或下限均相同。在一些其他的实施例中，第一信号FS1a、FS1b、FS1c的上限及/或下限基于感应器160a、160b、160c不同的位置或配置来设定。

[0099] 如上所述，在不同的实施例中，通过一或多个感应器的配置，运送机械手臂140在操作中的一或多个特性基于感应器输出的第一信号被侦测。例如，晶圆200的异常碰撞，牙叉142的操作状态，旋转柱144的品质，或其组合。因此，处理电路180能够侦测晶圆200是否适当地传送于腔体120内、或与随异常的加速动作一起发生的任何动态颤动、摇动、及/或碰撞。因此，由牙叉142在制程中上下移动或转动造成的晶圆200的混损或破坏在制造程序的早期被侦测。

[0100] 在一些实施例中，退火设备包含加热盘、冷却盘、运送机械手臂、感应器以及电路系统。加热盘与冷却盘设置于腔体内。运送机械手臂用以运送晶圆于腔体内的加热盘与冷却盘之间。感应器位于运送机械手臂之上，用以响应运送机械手臂的动作以输出第一信号。电路系统耦接至感应器与运送机械手臂，依据第一信号，以用以侦测运送机械手臂的异常是否发生，以及当运送机械手臂的异常发生时，用以执行保护程序。

[0101] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，运送机械手臂包含牙叉以及旋转柱。牙叉设置于腔体中，用以装载晶圆。旋转柱耦接至牙叉，用以旋转牙叉于加热盘与冷却盘之间。

[0102] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，感应器位于牙叉的装载表面，装载表面用以承载晶圆，以及当晶圆被装载时，感应器与晶圆接触。

[0103] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，感应器位于牙叉的支撑臂上，以及当晶圆被装载时，感应器用以输出第一信号而没有接触晶圆。

[0104] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备还包含马达耦接至旋转柱，其用以响应驱动电流以控制旋转柱以旋转。

[0105] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，感应器位于旋转柱上，用以响应旋转柱的动作以输出第一信号。

[0106] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，电路系统用以分解在连续时域中的第一信号至多个频率下的频谱，以及依据频谱，用以侦测运送机械手臂的动作。

[0107] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，电路系统基于第一信号用以计算在该些频率的多个能量频谱密度，以及当被能量频谱密度计算的信噪比大于阀值时，用以决定异常震动发生。

[0108] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，电路系统耦接至运送机械手臂，以及当电路系统侦测到异常震动时用以终止运送机械手臂的移动。

[0109] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备还包含多个感应器位于运送机械手臂，用以响应运送机械手臂的动作以输出复多个第一信号。电路系统用以通过对应的权重来加权第一信号，以及依加权的第一信号的总和来决定运送机械手臂的异常是否发生。

[0110] 在一些实施例中，退火设备包含牙叉、旋转柱、马达、感应器以及电路系统。牙叉设置于腔体中，用以装载晶圆。旋转柱耦接至牙叉。马达耦接至旋转柱，用以响应驱动电流来控制旋转柱以旋转，以及用以移动牙叉于腔体中的加热盘与冷却盘之间。感应器用以响应驱动电流来输出第一信号。电路系统耦接至感应器与马达，依据第一信号用以侦测旋转柱的异常是否发生，以及当旋转柱的异常发生时，用以执行保护程序。

[0111] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，电路系统用以分解在连续时域中的第一信号至多个频率下的频谱，以及依据频谱，用以侦测旋转柱的动作。

[0112] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，电路系统基于第一信号用以计算在该些频率的多个能量频谱密度，以及当被能量频谱密度计算的信噪比大于阀值时，用以决定异常震动发生

[0113] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，电路系统耦接至马达，以及当电路系统侦测到异常震动时用以终止旋转柱的移动。

[0114] 在各种不同的实施例中，上述的退火设备中，电路系统用以计算马达的力矩。

[0115] 在一些实施例中，一种退火方法包含下列操作：通过运送机械手臂的牙叉装载晶圆；通过运送机械手臂的旋转柱旋转牙叉于加热盘与冷却盘之间；通过在运送机械手臂上的感应器响应运送机械手臂的动作输出第一信号；依据第一信号，通过电路系统侦测运送机械手臂的异常是否发生；以及当运送机械手臂的异常发生时，通过电路系统执行保护程序。

[0116] 在各种不同的实施例中，上述的退火方法中，旋转牙叉包含：通过旋转柱，从冷却盘旋转耦接该旋转柱的牙叉至加热盘，以退火晶圆上的金属层；以及通过旋转柱，从加热盘旋转牙叉至冷却盘，以冷却晶圆。

[0117] 在各种不同的实施例中，上述的退火方法还包含：通过电路系统，分解在连续时域中的第一信号至多个频率下的频谱；以及依据频谱，通过电路系统，侦测运送机械手臂的动作。

[0118] 在各种不同的实施例中，上述的退火方法还包含：基于第一信号，通过电路系统，计算在该些频率的多个能量频谱密度；基于能量频谱密度，通过电路系统，计算信噪比；以及当信噪比大于阀值时，通过电路系统，决定异常震动发生。

[0119] 在各种不同的实施例中，上述的退火方法还包含当电路系统侦测到异常震动时，通过电路系统，中止运

[0120] 送机械手臂的移动。

[0121] 上文概述了一些实施例的特征，以使本领域技术人员可以更好地理解本揭示文件实施例的各个方面。本领域技术人员应当明白，他们可以容易地使用本揭示文件实施例作为基础来设计或修改其他处理和结构，以实施与本揭示文件所介绍的实施例相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应当意识到，这些等同构造并不脱离本揭示文件实施例的精神和范围，并且他们可能在不脱离本揭示文件实施例的精神和范围的情况下进行各种改动、替代和变更。

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