[發明專利]雙軸機構和半導體處理設備

有效

• 申請號: 201810035944.0
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN110047790B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 王福來
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;姜春咸

本發明公開了一種雙軸機構和半導體處理設備。雙軸機構用于驅動傳片機構運動，雙軸機構包括內軸、外軸、升降組件和旋轉組件；內軸套設在外軸內，內軸的一端用于與傳片機構連接，另一端與升降組件可移動連接，以驅動傳片機構升降；外軸的一端用于與傳片機構連接，另一端與旋轉組件可轉動連接，以驅動傳片機構轉動。本發明的雙軸機構可以將傳統的單軸機構的復合運動進行分解，因此，可以降低運動機構的機械實現難度。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體涉及一種雙軸機構和一種包括該雙軸機構的半導體處理設備。

背景技術

增強型等離子體氣相沉積設備(PECVD，Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)，是普遍用于發光二極管(LED，Light Emitting Diode)和微機電系統(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)等相關領域的一種薄膜沉積設備，主要應用是在硅晶圓或藍寶石晶元表面沉積一層SiO2/SiNx薄膜，目前該種設備已經大量應用在相關半導體領域。

為提高等離子體氣相沉積設備的產能，主要做法為增加單次工藝的晶片放置量或采用流動式取放片模式，分步沉積。單次大量放置晶片模式適用于片間均勻性要求不高的情況，且需要人工進行手動取放片，因此自動化程度不高。流動式取放片模式適合于片間均勻性較高的工況，且一次可按要求裝載定量晶片，適用于大批量自動化生產工況。

如圖1所示，為等離子體氣相沉積設備中，目前較普遍使用的流動式取放片結構示意圖。機械手310將片盒320內的晶片330傳輸至反應腔室210內。

如圖2和圖3所示，等離體子氣相沉積設備包括反應腔室210。位于反應腔室210底部的抽氣腔室220和位于反應腔室210內的傳片機構230以及驅動傳片機構230運動的單軸機構270。反應腔室210內內設有單軸機構270以及傳片機構230。傳片機構230功能為將機械手310傳入晶片330接住，放置在加熱器上，并在單次起輝后，將晶片330傳輸至下一個噴淋頭。

如圖2所示，上述具體流程為：機械手310向反應腔室210內傳入晶片330→單軸機構270驅動傳片機構230升起接住晶片330→機械手310退出反應腔室210→單軸機構270驅動傳片機構230下降→工藝起輝→單軸機構270驅動傳片機構230升起→機械手310(未攜帶任何晶片)進入反應腔室210→單軸機構270驅動傳片機構230下降→機械手310接住晶片330并退出反應腔室210將晶片330放入片盒320→機械手310從片盒320取出晶片330→機械手310向反應腔室210內傳入晶片330，依次循環該過程。

如圖3和圖4所示。上述傳片機構230包括與單軸機構270連接的陶瓷環231、與陶瓷環231連接的叉指盤232和沿叉指盤232周向設置的多個叉指結構233。其中，上述單軸機構270包括法蘭271、主軸272、花鍵軸272a、直線氣缸131、驅動電機141、槽輪主動輪142b1和槽輪從動輪142b2。其中的直線氣缸131通過法蘭271連接主軸272底端的花鍵軸272a(法蘭連接未畫出，使用法蘭連接目的為花鍵軸272a與主軸272旋轉時，直線氣缸131可以不旋轉)，槽輪從動輪142b2套在主軸272的花鍵軸272a上，槽輪從動輪142b2可以沿花鍵軸272a滑動，以實現主軸272的升降，而槽輪從動輪142b2的位置不動，槽輪主動輪142b1可以通過同步帶與驅動電機141連接，通過驅動電機141的旋轉實現轉動，從而帶動槽輪從動輪142b2定角度旋轉。其中的花鍵軸272a與主軸272同軸，為了簡化工藝，花鍵軸272a和主軸272可以一體形成，主軸272通過法蘭271安裝在反應腔室210底部，法蘭271內安裝直線軸承271a和T型密封圈271b，直線軸承271a起到主軸272的導向作用，T型密封圈271b實現主軸272在反應腔室210內部真空與外部大氣的隔離，主軸272通過頂部陶瓷環231連接叉指盤232。