[實用新型]硅片輸運(yùn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020286883.8
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN211529927U
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏世偉;陳炯;洪俊華;杰夫·貝克;張長勇;王占柱
• 申請（專利權(quán)）人: 上海臨港凱世通半導(dǎo)體有限公司;上海凱世通半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;張冉

本實用新型公開了一種硅片輸運(yùn)裝置，包括兩個預(yù)抽真空裝置和真空輸運(yùn)裝置，真空輸運(yùn)裝置用于在真空狀態(tài)下在預(yù)抽真空裝置和工藝處理裝置之間傳輸硅片，真空輸運(yùn)裝置包括：真空輸運(yùn)腔室、兩個搬運(yùn)機(jī)器人和中轉(zhuǎn)臺。兩個搬運(yùn)機(jī)器人中均有兩個可獨(dú)立動作的機(jī)械手，通過兩個機(jī)械手的有序配合，使用一個機(jī)器人可對同一工位執(zhí)行硅片交換。當(dāng)一個搬運(yùn)機(jī)器人在預(yù)抽真空裝置和過渡中轉(zhuǎn)臺之間傳輸硅片時，另一個搬運(yùn)機(jī)器人在中轉(zhuǎn)臺和工藝處理裝置之間傳輸硅片。由于使用了具有兩個可以獨(dú)立動作的機(jī)械手的機(jī)器人對同一個工位進(jìn)行硅片交換的技術(shù)，結(jié)合以具有多自由度的兩個機(jī)械手，使得硅片傳輸可以高速進(jìn)行，提高整體的產(chǎn)能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種輸運(yùn)裝置，特別涉及一種用于需要在大氣側(cè)和真空側(cè)之間對硅片進(jìn)行輸運(yùn)的真空設(shè)備的硅片輸運(yùn)裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，需要使用各種類型的工藝設(shè)備，幾乎所有工藝設(shè)備都需要配置硅片傳輸裝置。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對工藝設(shè)備的產(chǎn)能要求不斷提高。鑒于工藝設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步，工藝處理能力得到了很大提升，從而使硅片輸運(yùn)過程日漸成為產(chǎn)能提升的瓶頸。為了滿足半導(dǎo)體設(shè)備對產(chǎn)能提升的需求，開發(fā)高效率的硅片傳輸系統(tǒng)已迫在眉睫。由于在很多半導(dǎo)體加工設(shè)備中，被加工的硅片在加工過程(例如離子注入)中處于真空狀態(tài)，而在一些其他過程(例如不同加工設(shè)備之間的搬運(yùn)過程)中處于大氣狀態(tài)，因而抽真空和破真空的工序?qū)φ麄€制程的加工效率有著一定的影響。

傳統(tǒng)的硅片傳輸系統(tǒng)，硅片輸運(yùn)循環(huán)時間較長，設(shè)備產(chǎn)能受到硅片輸運(yùn)效率的限制。US5486080中公開了幾種真空處理中工件的高速移動方式(參見其圖2和圖3)，一種方式為：采用一種硅片輸運(yùn)裝置，該裝置主要由兩個預(yù)抽真空裝置(Loadlock)和兩個機(jī)械手構(gòu)成。該裝置的兩個預(yù)抽真空裝置同時作業(yè)：在兩個預(yù)抽真空裝置都被充氣至大氣壓后，將待處理的硅片放入其中，然后對兩個預(yù)抽真空裝置同時抽真空，達(dá)到設(shè)定的真空度后，由兩個機(jī)械手輪流將兩個預(yù)抽真空裝置中的硅片逐個取出傳送至工藝平臺進(jìn)行工藝處理，完成工藝處理后的硅片再傳回預(yù)抽真空裝置。兩個機(jī)械手分別對應(yīng)于兩個預(yù)抽真空裝置。在硅片進(jìn)行工藝處理的周期內(nèi)，一個機(jī)械手將上次處理完成的硅片傳回至對應(yīng)的預(yù)抽真空裝置，再從該預(yù)抽真空裝置中取出下一片向工藝裝置運(yùn)動；同時，另一個機(jī)械手在工藝裝置附近等待，準(zhǔn)備接受當(dāng)前正在進(jìn)行工藝處理的硅片。兩個機(jī)械手按照這樣的運(yùn)行時序，輪流作業(yè)，直至兩個預(yù)抽真空裝置中的所有硅片全部處理完成。這樣一種硅片輸運(yùn)裝置，在兩個預(yù)抽真空裝置進(jìn)行充氣(破真空)和抽真空的時候，工藝處理裝置完全處于等待狀態(tài)，浪費(fèi)了寶貴的工藝處理時間。由于預(yù)抽真空裝置進(jìn)行充氣/抽真空的過程需要很長時間，導(dǎo)致無法提高硅片輸送效率，因而這種硅片輸運(yùn)裝置產(chǎn)能很低。

通過改進(jìn)，US5486080提出一種設(shè)有過渡承片機(jī)構(gòu)的硅片輸運(yùn)裝置，主要由兩個預(yù)抽真空裝置，兩個搬運(yùn)機(jī)器人，一個中轉(zhuǎn)臺構(gòu)成。不同于上述裝置之處在于：兩個預(yù)抽真空裝置并非同時工作而是輪流工作，當(dāng)對其中一個預(yù)抽真空裝置中的硅片進(jìn)行工藝處理的過程中，另一個預(yù)抽真空裝置進(jìn)行充氣-硅片卸載和重新裝載-抽真空的操作。這樣，對預(yù)抽真空裝置進(jìn)行充氣-硅片卸載和重新裝載-抽真空的操作時間與工藝處理時間重疊，在很大程度上提高了硅片傳輸效率。在真空側(cè)，兩個搬運(yùn)機(jī)器人聯(lián)合作業(yè)，執(zhí)行將硅片從預(yù)抽真空裝置取出-放到中轉(zhuǎn)臺進(jìn)行對準(zhǔn)操作-傳送到工藝處理腔室(process chamber)中的承片臺-工藝處理完成后取回到預(yù)抽真空裝置中。該系統(tǒng)中，每個搬運(yùn)機(jī)器人配置一個終端執(zhí)行器，每次操作只能完成一個取片或放片的功能，每次取片或放片的過程都要執(zhí)行終端執(zhí)行器伸出-抬起或放下-縮回-回旋等一系列操作到下一個目標(biāo)位置的步驟。終端執(zhí)行器上一般不配置機(jī)械卡扣或靜電吸盤固定硅片，僅僅依靠摩擦力保持硅片。為了防止硅片滑移，機(jī)械手的運(yùn)動加速度不能過大，每次取片或放片的過程都需要耗費(fèi)較長時間。因此，這種傳送機(jī)構(gòu)的產(chǎn)能在一定程度上也受到了限制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體加工設(shè)備中的硅片輸運(yùn)過程由于搬運(yùn)機(jī)器人執(zhí)行取片或放片的時間過長、使得產(chǎn)能難以提高的缺陷，提供一種硅片傳輸效率較高的硅片輸運(yùn)裝置。