晶圆加工装置、晶圆传送组件及其工作方法与流程

专利2022-05-09  97


本发明涉及半导体加工技术领域,特别是涉及一种晶圆加工装置、晶圆传送组件及其工作方法。



背景技术:

在晶圆的生产过程中,通常利用机械手臂来搬送晶圆,来实现将晶圆从空间中的一个位置传送到另一位置。例如,将晶圆从存储晶圆的负载腔室传送到工艺腔室中以对晶圆进行蚀刻等加工处理,还例如,将晶圆从其中一种类型的的工艺腔室传送到另一种类型的工艺腔室,以实现对晶圆进行不同类型的加工处理。

然而,传统的机械手臂在传送晶圆的过程中会存在如下洁净度问题:例如,晶圆移出到工艺腔室外时,由于晶圆表面仍然附着有一部分反应气体(例如二氧化硫与氟气),该反应气体会使得晶圆表面上容易吸附环境中的颗粒物造成晶圆表面污染;此外,晶圆会受到环境因素的影响,比如环境中的颗粒、金属离子等也会附着在晶圆表面,使晶圆品质恶化并对加工和处理过程产生影响;另外,晶圆转移过程中直接暴露在空气中时,晶圆表面会被空气中的氧气氧化并在晶圆的表面上形成薄的氧化膜,而且传送过程所需要的时间越长,晶圆暴露在空气中的时间越长,晶圆表面被氧化的程度越严重。



技术实现要素:

基于此,有必要克服现有技术的缺陷,提供一种晶圆加工装置、晶圆传送组件及其工作方法,它能够保证晶圆的表面洁净度,能避免晶圆表面被氧化,提高产品质量。

其技术方案如下:一种晶圆传送组件,所述晶圆传送组件包括:

移动机构,所述移动机构包括托盘,所述托盘用于放置晶圆,所述移动机构的托盘能带动所述晶圆移动到工艺腔室中或者移出到所述工艺腔室的外部;

吹扫结构,所述吹扫机构设有吹扫面,所述吹扫面的吹扫区域能完全覆盖所述托盘上放置的晶圆,当所述移动机构的托盘带动所述晶圆位于所述工艺腔室的外部时,所述吹扫机构间隔地设于所述托盘的正上方,以使所述吹扫面与所述托盘上的晶圆面对面设置。

上述的晶圆传送组件,当移动机构的托盘载着晶圆位于工艺腔室的外部时,吹扫机构间隔地设于托盘的正上方,吹扫面与托盘上的晶圆面对面设置,这样吹扫面吹扫出来的保护气体能完全覆盖于托盘上放置的晶圆,对托盘上放置的晶圆起到较好的保护作用,使得晶圆的表面便不会与大气接触。即在移动机构载着晶圆移出到工艺腔室外部时,保护气体正对晶圆吹扫晶圆的整个外表面的过程中能较好地避免在晶圆的表面上出现氧化或者附着颗粒物等污染现象,也能避免移动机构载着晶圆移动到工艺腔室的内部时同步将水汽带入到工艺腔室中,如此能够较好地保证晶圆的表面洁净度,也能较好地避免晶圆表面被氧化,提高了产品质量。

在其中一个实施例中,所述吹扫面沿着垂直于所述托盘的表面的方向在所述托盘上的投影能完全覆盖所述托盘上放置的所述晶圆。

在其中一个实施例中,所述吹扫面为圆形面,所述圆形面的直径比所述晶圆的直径大5mm-40mm。

在其中一个实施例中,所述吹扫面上布置有若干个喷嘴或若干个喷气孔。

在其中一个实施例中,若干个所述喷嘴或若干个所述喷气孔阵均匀间隔地布置于所述吹扫面上。

在其中一个实施例中,位于所述吹扫面的中心区域的所述喷嘴或所述喷气孔向外喷出的气体呈发散状;位于所述吹扫面的中心以外区域的所述喷嘴或所述喷气孔的喷射方向相对于所述吹扫面倾斜设置。

在其中一个实施例中,所述吹扫结构还包括若干个控制气管,若干个所述控制气管的一端与若干个所述喷嘴或若干个所述喷气孔一一对应连通,若干个所述控制气管的另一端用于连接到气源设备;所述控制气管上设有第一控制开关阀。

在其中一个实施例中,所述吹扫结构还包括设置于所述控制气管与所述气源设备之间的进气总管;若干个所述控制气管均与所述进气总管相连,所述进气总管用于与所述气源设备相连通;所述进气总管上设置有第二控制开关阀;所述控制气管和/或所述进气总管上还设有流量控制阀。

在其中一个实施例中,所述吹扫结构设有储气腔室;若干个所述喷气孔均与所述储气腔室相连通,所述储气腔室通过管道用于与气源设备连通;所述吹扫结构的吹扫面上还设有折叠式的挡风板以及用于驱动所述挡风板折叠或展开的第一驱动元件。

在其中一个实施例中,所述移动机构的托盘带动所述晶圆移动到工艺腔室或者移出到所述工艺腔室的外部的过程中,所述吹扫面上用于与所述晶圆正相对的区域的所述喷嘴或所述喷气孔开启喷气吹扫工作,所述吹扫面上的其余所述喷嘴或所述喷气孔关闭。

在其中一个实施例中,所述移动机构还包括移动主体与移动臂组件;所述移动主体分别与所述移动臂组件、所述吹扫结构相连,所述移动主体能带动所述移动臂组件与所述吹扫结构同步运动;所述移动臂组件与所述托盘相连,所述移动臂组件能调整所述托盘相对于所述移动主体的间距。

在其中一个实施例中,所述移动臂组件包括可折叠式的连接臂或者可伸缩式的连接臂,以及第二驱动元件;所述第二驱动元件用于驱动可折叠式的所述连接臂折叠或展开,或者用于驱动可伸缩式的所述连接臂伸缩动作。

在其中一个实施例中,所述的晶圆传送组件还包括位置传感器与控制器;所述位置传感器用于获取所述晶圆的位置;所述控制器分别与所述位置传感器、所述第二驱动元件、所述移动主体、所述吹扫结构电性连接。

在其中一个实施例中,所述位置传感器设置于所述托盘上或者设置于所述工艺腔室上用于晶圆的进出位置处。

在其中一个实施例中,所述移动主体包括转动部与第一升降部;所述转动部与所述第一升降部相连,所述转动部用于驱动所述第一升降部转动;所述第一升降部分别与所述移动臂组件、所述吹扫结构相连,所述第一升降部能驱动所述移动臂组件与所述吹扫结构同步升降动作。

在其中一个实施例中,所述移动机构还包括设置于所述吹扫结构与所述第一升降部之间的第二升降部,所述第一升降部通过所述第二升降部与所述吹扫结构相连,所述第二升降部用于升降所述吹扫结构以使得所述吹扫结构的吹扫面远离或靠近所述托盘上放置的晶圆。

在其中一个实施例中,所述晶圆传送组件还包括跟随机构,所述吹扫结构设置于所述跟随机构上,当所述移动机构带动所述托盘在所述工艺腔室的外部移动过程中,所述跟随机构同步驱动所述吹扫结构移动,以使得所述吹扫机构的吹扫面与所述托盘上的晶圆保持面对面设置。

一种晶圆加工装置,所述晶圆加工装置包括所述的晶圆传送组件,还包括工艺腔室,所述晶圆传送组件设置于所述工艺腔室的外部。

上述的晶圆加工装置,当移动机构的托盘载着晶圆位于工艺腔室的外部时,吹扫机构间隔地设于托盘的正上方,吹扫面与托盘上的晶圆面对面设置,这样吹扫面吹扫出来的保护气体能完全覆盖于托盘上放置的晶圆,对托盘上放置的晶圆起到较好的保护作用,使得晶圆的表面便不会与大气接触。即在移动机构载着晶圆移出到工艺腔室外部时,保护气体正对晶圆吹扫晶圆的整个外表面的过程中能较好地避免在晶圆的表面上出现氧化或者附着颗粒物等污染现象,也能避免移动机构载着晶圆移动到工艺腔室的内部时同步将水汽带入到工艺腔室中,如此能够较好地保证晶圆的表面洁净度,也能较好地避免晶圆表面被氧化,提高了产品质量。

在其中一个实施例中,所述晶圆加工装置包括传输腔室,所述晶圆传送组件设置于所述传输腔室中;所述移动机构的托盘能带动所述晶圆从所述传输腔室移动到所述工艺腔室中或者从所述工艺腔室移出到所述传输腔室。

在其中一个实施例中,所述工艺腔室为至少一个;所述晶圆加工装置还包括与所述传输腔室相连接的负载腔室;所述移动机构的托盘还能带动所述晶圆从所述负载腔室移动到所述传输腔室。

在其中一个实施例中,所述传输腔室上设有抽真空器件,所述抽真空器件用于将所述传输腔室内的气体向外抽出;所述传输腔室上还设有吹扫器件,所述吹扫器件用于将保护气体吹入到所述传输腔室中。

一种所述的晶圆传送组件的工作方法,包括如下步骤:

当移动机构的托盘载着晶圆移出到工艺腔室的外部后,开启吹扫机构并使得吹扫机构间隔地设于托盘的正上方,吹扫面与托盘上的晶圆面对面设置;

当移动机构的托盘载着晶圆在所述工艺腔室的外部移动过程中,同步移动吹扫机构,使得吹扫机构的吹扫面与托盘上的晶圆保持面对面设置。

上述的晶圆传送组件的工作方法,在移动机构载着晶圆移出到工艺腔室外部时,保护气体正对晶圆吹扫晶圆的整个外表面的过程中能较好地避免在晶圆的表面上出现氧化或者附着颗粒物等污染现象,也能避免移动机构载着晶圆移动到工艺腔室的内部时同步将水汽带入到工艺腔室中,如此能够较好地保证晶圆的表面洁净度,也能较好地避免晶圆表面被氧化,提高了产品质量。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的晶圆传送组件传输晶圆的俯视结构示意图;

图2为图1的一实施例的侧视结构示意图;

图3为图1的另一实施例的侧视结构示意图;

图4为本发明一实施例晶圆传送组件的吹扫面上布置的喷气孔的结构图;

图5为本发明另一实施例晶圆传送组件的吹扫面上布置的喷气孔的结构图;

图6为本发明一实施例的晶圆传送组件移出到工艺腔室外部过程中的状态示意图;

图7为本发明一实施例的晶圆传送组件移入到工艺腔室内部过程中的状态示意图;

图8为本发明一具体实施例的晶圆传送组件的侧视结构示意图;

图9为本发明一具体实施例的晶圆传送组件的俯视结构示意图;

图10为本发明一具体实施例的晶圆传送组件的托盘及其上方晶圆移入到工艺腔室中的状态示意图;

图11为本发明一实施例的晶圆加工装置的简化示意图;

图12为本发明另一实施例的晶圆加工装置的简化示意图。

10、移动机构;11、托盘;12、移动主体;121、转动部;122、第一升降部;123、第二升降部;13、移动臂组件;131、连接臂;132、第二驱动元件;20、吹扫结构;21、吹扫面;211、喷气孔;30、晶圆;40、工艺腔室;50、传输腔室;60、负载腔室;70、预处理腔室。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1与图2,图1示出了本发明一实施例的晶圆传送组件传输晶圆30的俯视结构示意图,图2示出了图1的一实施例的侧视结构示意图。本发明一实施例提供的一种晶圆传送组件,晶圆传送组件包括移动机构10与吹扫结构20。移动机构10包括托盘11,托盘11用于放置晶圆30,移动机构10的托盘11能带动晶圆30移动到工艺腔室40中或者移出到工艺腔室40的外部。吹扫机构设有吹扫面21,吹扫面21的吹扫区域能完全覆盖托盘11上放置的晶圆30。当移动机构10的托盘11带动晶圆30位于工艺腔室40的外部时,吹扫机构间隔地设于托盘11的正上方,以使吹扫面21与托盘11上的晶圆30面对面设置。

上述的晶圆传送组件,当移动机构10的托盘11载着晶圆30位于工艺腔室40的外部时,吹扫机构间隔地设于托盘11的正上方,吹扫面21与托盘11上的晶圆30面对面设置,这样吹扫面21吹扫出来的保护气体能完全覆盖于托盘11上放置的晶圆30,对托盘11上放置的晶圆30起到较好的保护作用,使得晶圆30的表面便不会与大气接触。即在移动机构10载着晶圆30移出到工艺腔室40外部时,保护气体正对晶圆30吹扫晶圆30的整个外表面的过程中能较好地避免在晶圆30的表面上出现氧化或者附着颗粒物等污染现象,也能避免移动机构10载着晶圆30移动到工艺腔室40的内部时同步将水汽带入到工艺腔室40中,如此能够较好地保证晶圆30的表面洁净度,也能较好地避免晶圆30表面被氧化,提高了产品质量。

需要说明的是,吹扫结构20的吹扫面21吹出来的气体主要是惰性气体,例如氮气、氦气、氩气等等惰性气体,当然也可以是其它不参与化学反应的气体,在此不进行限定,可以根据实际需求进行设置。

再参阅图1与图2,进一步地,吹扫面21沿着垂直于托盘11的表面的方向在托盘11上的投影能完全覆盖托盘11上放置的晶圆30。如此,当吹扫机构正对托盘11上放置的晶圆30设置时,吹扫面21的吹扫区域便能实现完全覆盖托盘11上放置的晶圆30的整个表面,对晶圆30的整个表面起到较好的保护作用。当然,作为一个可选的方案,吹扫面21沿着垂直于托盘11的表面的方向在托盘11上的投影也可以覆盖于托盘11上放置的晶圆30表面的区域以内,但至少覆盖了晶圆30表面的2/3以上区域,同时使得吹扫面21的吹扫方向相对于垂直晶圆30表面的轴线倾斜设置,这样也能实现吹扫面21的吹扫区域能完全覆盖托盘11上放置的晶圆30的表面,对晶圆30的整个表面起到一定的保护作用。

再参阅图1与图2,在一个实施例中,吹扫面21为圆形面,圆形面的直径比晶圆30的直径大5mm-40mm。具体而言,吹扫面21的直径比晶圆30的直径大5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm与40mm,当然也可以是40mm以上,在此不进行限定,可以根据需求进行设置。作为一个具体示例,晶圆30的直径尺寸例如为300mm,吹扫面21的直径尺寸例如为315mm,如此一方面,吹扫面21的设计尺寸足够大,能实现完全覆盖于晶圆30的表面,即吹扫面21送出的保护气体能完全覆盖托盘11上放置的晶圆30的整个表面,对晶圆30的整个表面起到较好的保护作用;另一方面,吹扫面21的设计尺寸也不至于过大,使得工作时能节省保护气体以及在工艺腔室40外部的移动灵活,装置成本较低。

需要说明的是,晶圆30在制造时通常设计为圆形状,但若将晶圆30设计为其它形状,则可以将吹扫面21设计成与晶圆30的表面相适应的形状,并略微大于晶圆30的表面尺寸即可,这样当吹扫机构正对托盘11上放置的晶圆30设置时,吹扫面21便能完全覆盖托盘11上放置的晶圆30的整个表面,同时吹扫面21凸出到晶圆30的表面以外区域的尺寸大小较为均匀。例如晶圆30设计为方形状,吹扫面21相应设计成方形状。

参阅图3至图5,图3示出了图1的另一实施例的侧视结构示意图,图3相对于图2而言,区别在于保护气体的气流方向略微有所差异,可对比参阅图2与图3中虚线所示,虚线表示的是保护气体的气流方向与气流范围。图4示出了本发明一实施例晶圆传送组件的吹扫面21上布置的喷气孔211的结构图,图5示出了本发明另一实施例晶圆传送组件的吹扫面21上布置的喷气孔211的结构图,图5与图4相比,区别在于喷气孔211的形状以及布置方式有所不同。在一个实施例中,吹扫面21上布置有若干个喷嘴(图中未示意出)或若干个喷气孔211。如此,吹扫结构20将保护气体通过吹扫面21上的若干个喷嘴或若干个喷气孔211向外喷出吹扫托盘11上放置的晶圆30的表面,对晶圆30的表面的保护效果较好。需要说明的是,喷嘴或喷气孔211的数量具体例如为3个、4个、5个、6个、7个、8个等等,可以根据实际情况设置。当然,喷嘴或喷气孔211的数量也可以设置为1个或2个,在此不进行限定。

如图4所示,在一个实施例中,若干个喷嘴或若干个喷气孔211阵均匀间隔地布置于吹扫面21上。如此,吹扫面21面对晶圆30朝向晶圆30喷气时,使得晶圆30表面的各个位置的保护气体相对较为均匀,从而对晶圆30的表面起到较好的保护作用。

请参阅图3,在一个实施例中,位于吹扫面21的中心区域的喷嘴或喷气孔211向外喷出的气体呈发散状。位于吹扫面21的中心以外区域的喷嘴或喷气孔211的喷射方向相对于吹扫面21倾斜设置。如此,位于吹扫面21的中心区域的喷嘴或喷气孔211向外喷出的气体接触到晶圆30后会朝向晶圆30的外缘流动,位于吹扫面21的中心以外区域的喷嘴或喷气孔211向外喷出的气体接触到晶圆30后同样会朝向晶圆30的外缘流动,从而对晶圆30的表面起到较好的保护作用。

在一个实施例中,吹扫结构20还包括若干个控制气管(图未示)。若干个控制气管的一端与若干个喷嘴或若干个喷气孔211一一对应连通,若干个控制气管的另一端用于连接到气源设备(图未示)。控制气管上设有第一控制开关阀(图未示)。如此,在对晶圆30进行吹扫保护时,各个控制气管上的第一控制开关阀可以根据需要进行开启或关闭,这样能保证对晶圆30的表面有较好的吹扫保护作用,同时由于可以将不必要使用的控制气管上的第一控制开关阀关闭,起到节省气源的作用。

请参阅图3、图6与图7,图6示出了本发明一实施例的晶圆传送组件移出到工艺腔室40外部过程中的状态示意图,图7示出了本发明一实施例的晶圆传送组件移入到工艺腔室40内部过程中的状态示意图。具体而言,例如在移动机构10的托盘11带动晶圆30移动到工艺腔室40的过程中(如图7所示)或者移出到工艺腔室40的外部的过程中(如图6所示),吹扫面21上用于与晶圆30正相对的区域的喷嘴或喷气孔211开启喷气吹扫工作,吹扫面21上的其余喷嘴或喷气孔211由于并没有对着晶圆30表面,因此控制关闭即可,从而便能起到节省气源的作用。此外,当移动机构10的托盘11带动晶圆30完全移动到工艺腔室40的外部时,参阅图3,此时吹扫结构20的整个吹扫面21覆盖于托盘11上方放置的晶圆30,吹扫面21上的所有喷气孔211均开启。

进一步地,吹扫结构20还包括设置于控制气管与气源设备之间的进气总管(图未示)。若干个控制气管均与进气总管相连,进气总管用于与气源设备相连通。进气总管上设置有第二控制开关阀(图未示)。控制气管和/或进气总管上还设有流量控制阀(图未示)。如此,当吹扫面21不需要喷气吹扫工作时,通过控制第二控制开关阀关闭即可。此外,根据不同类型的晶圆30表面所需求的不同保护气流大小,以及晶圆30表面在不同处理阶段时所需求的不同保护气流大小,可以通过控制流量控制阀的开度大小,来实现调整吹扫面21向外喷出的气体流量大小,进行适应性调整后,便能起到较好的保护作用。

在另一个实施例中,吹扫结构20设有储气腔室(图未示)。若干个喷气孔211均与储气腔室相连通,储气腔室通过管道用于与气源设备连通。吹扫结构20的吹扫面21上还设有折叠式的挡风板(图未示)以及用于驱动挡风板折叠或展开的第一驱动元件(图未示)。如此,气源设备将保护气体输送到储气腔室中后,由储气腔室将保护气体供应给喷气孔211,通过喷气孔211向外喷出到晶圆30的表面。当需要控制其中的一部分喷气孔211关闭时,通过第一驱动元件来驱动挡风板展开移动,便能实现关闭喷气孔211;当需要控制所有的喷气孔211向外喷射保护气体时,则通过第一驱动元件来驱动挡风板完全折叠起来即可。这样便可以省略掉上述实施例中的控制气管,一定程度地能简化产品结构。

需要说明的是,喷气孔211的具体形状可以根据实际情况进行设置,例如可以是设计为椭圆形的喷气孔211,或者腰型状的喷气孔211,或者方形状的喷气孔211,或者圆形状的喷气孔211等等,在此不进行限定。

参阅图6与图7,在一个实施例中,移动机构10的托盘11带动晶圆30移动到工艺腔室40或者移出到工艺腔室40的外部的过程中,吹扫面21上用于与晶圆30正相对的区域的喷嘴或喷气孔211开启喷气吹扫工作,吹扫面21上的其余喷嘴或喷气孔211关闭。

参阅图8至图10,图8示出了本发明一具体实施例的晶圆传送组件的侧视结构示意图,图9示出了本发明一具体实施例的晶圆传送组件的俯视结构示意图,图10示出了本发明一具体实施例的晶圆传送组件的托盘11及其上方晶圆30移入到工艺腔室40中的状态示意图。在一个实施例中,移动机构10还包括移动主体12与移动臂组件13。移动主体12分别与移动臂组件13、吹扫结构20相连,移动主体12能带动移动臂组件13与吹扫结构20同步运动。移动臂组件13与托盘11相连,移动臂组件13能调整托盘11相对于移动主体12的间距。如此,当托盘11及其上方放置的晶圆30位于工艺腔室40的外部时,便可以通过移动主体12带动移动臂组件13与吹扫结构20同步移动,即能保证吹扫结构20的吹扫面21始终面对晶圆30位于晶圆30的正上方。当托盘11及其上方放置的晶圆30需要进入到工艺腔室40时,在移动主体12带动移动臂组件13移动到工艺腔室40的进出位置(也就是托盘11及其上方的晶圆30准备进入到工艺腔室40的位置),移动主体12停止动作,这样吹扫结构20便相应停止动作并位于工艺腔室40的进出位置,移动主体12停止动作后通过驱动移动臂组件13动作,移动臂组件13动作时便能调整托盘11的位置,使得托盘11进入到工艺腔室40中,托盘11带动其上的晶圆30进入到工艺腔室40中后,便可以在工艺腔室40进行例如蚀刻等等加工处理;待在工艺腔室40中的加工处理结束后,再通过移动臂组件13反向动作,便能将托盘11从工艺腔室40向外移出,并移动到工艺腔室40的进出位置,然后移动移动主体12重新开始动作,便能将托盘11及其上方的晶圆30以及吹扫结构20移动到另一个工艺腔室40的进出位置。

参阅图8至图10,进一步地,移动臂组件13包括可折叠式的连接臂131或者可伸缩式的连接臂(图中未示出),以及第二驱动元件132。第二驱动元件132用于驱动可折叠式的连接臂131折叠或展开,或者用于驱动可伸缩式的连接臂伸缩动作。如此,当连接臂131为可折叠式的连接臂131,第二驱动元件132驱动可折叠式的连接臂131折叠或展开时,便能调整托盘11到移动主体12的距离,起到调整托盘11及其上方的晶圆30的位置的作用;当然,当连接臂131为可伸缩式的连接臂,第二驱动元件132驱动可伸缩式的连接臂伸缩时,同样能调整托盘11到移动主体12的距离,也起到调整托盘11及其上方的晶圆30的位置的作用。

可以理解的是,第二驱动元件132主要是提供动力来实现可折叠式的连接臂131折叠或展开动作,或者提供动力来实现可伸缩式的连接臂伸缩动作,具体例如可以是电机、气缸、电缸、液压缸、动力齿轮等等,其结构设计形式较多,在此不进行限定。

在一个实施例中,晶圆传送组件还包括位置传感器(图中未示出)与控制器(图中未示出)。位置传感器用于获取晶圆30的位置。控制器分别与位置传感器、第二驱动元件132、移动主体12、吹扫结构20电性连接。如此,位置传感器能感应到晶圆30的位置后,便能确定出托盘11及其上方的晶圆30是否位于工艺腔室40中,以及是否移动到工艺腔室40的进出位置。控制器能相应根据位置传感器的感应信号来相应控制第二驱动元件132、移动主体12、吹扫结构20动作,即根据晶圆30的所在位置准确及时地控制吹扫结构20进行工作,这样便能对托盘11上方的晶圆30起到较好的保护作用,同时也能避免气源浪费。

进一步地,位置传感器设置于托盘11上或者设置于工艺腔室40上用于晶圆30的进出位置处。

具体而言,位置传感器可以不止是一个,可以根据实际需求来设置即可。

参阅图8,在一个实施例中,移动主体12包括转动部121与第一升降部122。转动部121与第一升降部122相连,转动部121用于驱动第一升降部122转动。第一升降部122分别与移动臂组件13、吹扫结构20相连,第一升降部122能驱动移动臂组件13与吹扫结构20同步升降动作。如此,转动部121转动时,带动第一升降部122、移动臂组件13、以及吹扫结构20转动调整位置,吹扫结构20与托盘11上方的晶圆30保持同步转动,实现了从一个工艺腔室40的进出位置转移到另一个工艺腔室40的进出位置或负载腔室60的进出位置。第一升降部122升降动作时,能同步调整托盘11及其上方的晶圆30,以及晶圆30上方的吹扫结构20的高度位置。

作为一个示例,移动主体12可以省略掉第一升降部122,即移动主体12仅包括转动部121,转动部121分别与移动臂组件13、吹扫结构20相连,转动部121工作时能驱动移动组件与吹扫结构20同步转动来调整移动组件与吹扫结构20的位置。

此外,需要说明的是,移动主体12不限于是转动部121,例如也可以是例如直线移动部等等,只要能进行移动调整移动臂组件13与吹扫结构20的位置即可,在此不进行限定,可以根据实际需求进行设置。

另外,吹扫结构20例如通过可拆卸地方式设置于移动主体12上,这样便于将吹扫结构20拆卸下来进行维护处理。当然,吹扫结构20也可以通过其它方式设置于移动主体12上,在此不进行限定。

参阅图8,在一个实施例中,移动机构10还包括设置于吹扫结构20与第一升降部122之间的第二升降部123,第一升降部122通过第二升降部123与吹扫结构20相连,第二升降部123用于升降吹扫结构20以使得吹扫结构20的吹扫面21远离或靠近托盘11上放置的晶圆30。如此,第二升降部123升降吹扫结构20时,便能调整吹扫结构20的吹扫面21与托盘11上方放置的晶圆30的间距,当吹扫结构20与晶圆30的间距越近时,对晶圆30的表面的保护效果越好。根据不同类型和或不同处理阶段的晶圆30,相应调整吹扫结构20的吹扫面21与托盘11的间距,进行适应性调整后,便能起到较好的保护作用。

在一个实施例中,晶圆传送组件还包括跟随机构(图中未示出)。吹扫结构20设置于跟随机构上,当移动机构10带动托盘11在工艺腔室40的外部移动过程中,跟随机构同步驱动吹扫结构20移动,以使得吹扫机构的吹扫面21与托盘11上的晶圆30保持面对面设置。进一步地,为了保证跟随机构能驱动吹扫结构20与托盘11上方的晶圆30保持同步运转,例如在吹结构上设置有感应器,感应器用于感应晶圆30的位置,并根据晶圆30的位置来相应控制跟随机构动作,跟随机构动作时驱动吹扫结构20移动,使得吹扫机构的吹扫面21与托盘11上的晶圆30保持面对面设置。

参阅图1、图2与图11,图11示出了本发明一实施例的晶圆加工装置的简化示意图。在一个实施例中,一种晶圆加工装置,晶圆加工装置包括上述任一实施例晶圆传送组件,还包括工艺腔室40,晶圆传送组件设置于工艺腔室40的外部。

上述的晶圆加工装置,当移动机构10的托盘11载着晶圆30位于工艺腔室40的外部时,吹扫机构间隔地设于托盘11的正上方,吹扫面21与托盘11上的晶圆30面对面设置,这样吹扫面21吹扫出来的保护气体能完全覆盖于托盘11上放置的晶圆30,对托盘11上放置的晶圆30起到较好的保护作用,使得晶圆30的表面便不会与大气接触。即在移动机构10载着晶圆30移出到工艺腔室40外部时,保护气体正对晶圆30吹扫晶圆30的整个外表面的过程中能较好地避免在晶圆30的表面上出现氧化或者附着颗粒物等污染现象,也能避免移动机构10载着晶圆30移动到工艺腔室40的内部时同步将水汽带入到工艺腔室40中,如此能够较好地保证晶圆30的表面洁净度,也能较好地避免晶圆30表面被氧化,提高了产品质量。

参阅图1、图2与图11,进一步地,晶圆加工装置包括传输腔室50。晶圆传送组件设置于传输腔室50中。移动机构10的托盘11能带动晶圆30从传输腔室50移动到工艺腔室40中或者从工艺腔室40移出到传输腔室50。如此,传输腔室50相对于大气环境而言,洁净度更高,能为晶圆30提供较好的传输环境,从而能一定程度地避免晶圆30在传输过程中表面被污染,能提高产品加工质量。

参阅图12,图12示出了本发明另一实施例的晶圆加工装置的简化示意图,作为一个可选的方案,晶圆加工装置并不需要设置传输腔室50。

再参阅图1、图2与图11,在一个实施例中,工艺腔室40为至少一个,例如可以是一个、两个、三个、四个等等,在此不进行限定。此外,晶圆加工装置还包括与传输腔室50相连接的负载腔室60以及与负载腔室60相连接的预处理腔室70。移动机构10的托盘11还能带动晶圆30从负载腔室60移动到传输腔室50。晶圆30在预处理腔室70中,例如可以进行清洗、干燥等等预处理操作。晶圆30在预处理腔室70的预处理操作结束后,便进入到负载腔室60中暂存,负载腔室60中可以暂存一个以上晶圆30。其中,预处理腔室70是直接与大气环境相通,而负载腔室60为了给晶圆30洁净度较高的环境,需要与预处理腔室70之间设置第一开关门进行隔绝,当预处理腔室70的晶圆30需要送入到负载腔室60中时,才将第一开关门打开,并在将晶圆30送入到负载腔室60中后,将第一开关门关闭,并例如对负载腔室60进行抽真空处理。此外,在负载腔室60与传输腔室50之间设置有第二开关门,当需要将负载腔室60中的晶圆30移出到传输腔室50中时,相应地打开第二开关门,并在晶圆30移入到传输腔室50中时,关闭第二开关门。另外,在传输腔室50与工艺腔室40之间设置有第三开关门,当需要将晶圆30移出或移入到工艺腔室40中时,将第三开关门打开即可,当晶圆30移出到工艺腔室40外部时,或移出到工艺腔室40内部后,将第三开关门立即关闭,这样能保证工艺腔室40的洁净度,能尽可能地避免传输腔室50内的气体进入到工艺腔室40中造成不良影响。

参阅图1、图2与图11,在一个实施例中,传输腔室50上设有抽真空器件,抽真空器件用于将传输腔室50内的气体向外抽出。传输腔室50上还设有吹扫器件,吹扫器件用于将保护气体吹入到传输腔室50中。如此,在工作过程中,通过抽真空器件持续地对传输腔室50进行抽真空处理,这样能提高传输腔室50的洁净度,减小环境中的颗粒、水汽以及粉尘等等,也能减小晶圆30与空气中的氧气相接触而发生的氧化现象,这样能避免晶圆30的表面被污染,能提高晶圆30的加工质量。此外,吹扫器件同步地向传输腔室50中通入保护气体,能起到减小环境中的颗粒、水汽以及粉尘等作用,也能起到减小晶圆30与空气中的氧气相接触而发生的表面氧化现象的作用,这样能避免晶圆30的表面被污染,能提高晶圆30的加工质量。

需要说明的是,吹扫器件向外吹出的保护气体可以与吹扫结构20向外吹出的保护气体相同,也可以不相同,在此不进行限定。

参阅图1、图2与图11,在一个实施例中,一种上述任一实施例的晶圆传送组件的工作方法,包括如下步骤:

当移动机构10的托盘11载着晶圆30移出到工艺腔室40的外部后,开启吹扫机构并使得吹扫机构间隔地设于托盘11的正上方,吹扫面21与托盘11上的晶圆30面对面设置;

当移动机构10的托盘11载着晶圆30在工艺腔室40的外部移动过程中,同步移动吹扫机构,使得吹扫机构的吹扫面21与托盘11上的晶圆30保持面对面设置。

上述的晶圆传送组件的工作方法,在移动机构10载着晶圆30移出到工艺腔室40外部时,保护气体正对晶圆30吹扫晶圆30的整个外表面的过程中能较好地避免在晶圆30的表面上出现氧化或者附着颗粒物等污染现象,也能避免移动机构10载着晶圆30移动到工艺腔室40的内部时同步将水汽带入到工艺腔室40中,如此能够较好地保证晶圆30的表面洁净度,也能较好地避免晶圆30表面被氧化,提高了产品质量。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。


技术特征:

1.一种晶圆传送组件,其特征在于,所述晶圆传送组件包括:

移动机构,所述移动机构包括托盘,所述托盘用于放置晶圆,所述移动机构的托盘能带动所述晶圆移动到工艺腔室中或者移出到所述工艺腔室的外部;

吹扫结构,所述吹扫机构设有吹扫面,所述吹扫面的吹扫区域能完全覆盖所述托盘上放置的晶圆,当所述移动机构的托盘带动所述晶圆位于所述工艺腔室的外部时,所述吹扫机构间隔地设于所述托盘的正上方,以使所述吹扫面与所述托盘上的晶圆面对面设置。

2.根据权利要求1所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述吹扫面沿着垂直于所述托盘的表面的方向在所述托盘上的投影能完全覆盖所述托盘上放置的所述晶圆。

3.根据权利要求2所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述吹扫面为圆形面,所述圆形面的直径比所述晶圆的直径大5mm-40mm。

4.根据权利要求1所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述吹扫面上布置有若干个喷嘴或若干个喷气孔。

5.根据权利要求4所述的晶圆传送组件,其特征在于,若干个所述喷嘴或若干个所述喷气孔阵均匀间隔地布置于所述吹扫面上。

6.根据权利要求4所述的晶圆传送组件,其特征在于,位于所述吹扫面的中心区域的所述喷嘴或所述喷气孔向外喷出的气体呈发散状;位于所述吹扫面的中心以外区域的所述喷嘴或所述喷气孔的喷射方向相对于所述吹扫面倾斜设置。

7.根据权利要求4所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述吹扫结构还包括若干个控制气管,若干个所述控制气管的一端与若干个所述喷嘴或若干个所述喷气孔一一对应连通,若干个所述控制气管的另一端用于连接到气源设备;所述控制气管上设有第一控制开关阀。

8.根据权利要求7所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述吹扫结构还包括设置于所述控制气管与所述气源设备之间的进气总管;若干个所述控制气管均与所述进气总管相连,所述进气总管用于与所述气源设备相连通;所述进气总管上设置有第二控制开关阀;所述控制气管和/或所述进气总管上还设有流量控制阀。

9.根据权利要求4所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述吹扫结构设有储气腔室;若干个所述喷气孔均与所述储气腔室相连通,所述储气腔室通过管道用于与气源设备连通;所述吹扫结构的吹扫面上还设有折叠式的挡风板以及用于驱动所述挡风板折叠或展开的第一驱动元件。

10.根据权利要求4所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述移动机构的托盘带动所述晶圆移动到工艺腔室或者移出到所述工艺腔室的外部的过程中,所述吹扫面上用于与所述晶圆正相对的区域的所述喷嘴或所述喷气孔开启喷气吹扫工作,所述吹扫面上的其余所述喷嘴或所述喷气孔关闭。

11.根据权利要求1所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述移动机构还包括移动主体与移动臂组件;所述移动主体分别与所述移动臂组件、所述吹扫结构相连,所述移动主体能带动所述移动臂组件与所述吹扫结构同步运动;所述移动臂组件与所述托盘相连,所述移动臂组件能调整所述托盘相对于所述移动主体的间距。

12.根据权利要求11所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述移动臂组件包括可折叠式的连接臂或者可伸缩式的连接臂,以及第二驱动元件;所述第二驱动元件用于驱动可折叠式的所述连接臂折叠或展开,或者用于驱动可伸缩式的所述连接臂伸缩动作。

13.根据权利要求12所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述的晶圆传送组件还包括位置传感器与控制器;所述位置传感器用于获取所述晶圆的位置;所述控制器分别与所述位置传感器、所述第二驱动元件、所述移动主体、所述吹扫结构电性连接。

14.根据权利要求13所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述位置传感器设置于所述托盘上或者设置于所述工艺腔室上用于晶圆的进出位置处。

15.根据权利要求11所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述移动主体包括转动部与第一升降部;所述转动部与所述第一升降部相连,所述转动部用于驱动所述第一升降部转动;所述第一升降部分别与所述移动臂组件、所述吹扫结构相连,所述第一升降部能驱动所述移动臂组件与所述吹扫结构同步升降动作。

16.根据权利要求15所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述移动机构还包括设置于所述吹扫结构与所述第一升降部之间的第二升降部,所述第一升降部通过所述第二升降部与所述吹扫结构相连,所述第二升降部用于升降所述吹扫结构以使得所述吹扫结构的吹扫面远离或靠近所述托盘上放置的晶圆。

17.根据权利要求1所述的晶圆传送组件,其特征在于,所述晶圆传送组件还包括跟随机构,所述吹扫结构设置于所述跟随机构上,当所述移动机构带动所述托盘在所述工艺腔室的外部移动过程中,所述跟随机构同步驱动所述吹扫结构移动,以使得所述吹扫机构的吹扫面与所述托盘上的晶圆保持面对面设置。

18.一种晶圆加工装置,其特征在于,所述晶圆加工装置包括如权利要求1至17任意一项所述的晶圆传送组件,还包括工艺腔室,所述晶圆传送组件设置于所述工艺腔室的外部。

19.根据权利要求18所述的晶圆加工装置,其特征在于,所述晶圆加工装置包括传输腔室,所述晶圆传送组件设置于所述传输腔室中;所述移动机构的托盘能带动所述晶圆从所述传输腔室移动到所述工艺腔室中或者从所述工艺腔室移出到所述传输腔室。

20.根据权利要求19所述的晶圆加工装置,其特征在于,所述工艺腔室为至少一个;所述晶圆加工装置还包括与所述传输腔室相连接的负载腔室;所述移动机构的托盘还能带动所述晶圆从所述负载腔室移动到所述传输腔室。

21.根据权利要求19所述的晶圆加工装置,其特征在于,所述传输腔室上设有抽真空器件,所述抽真空器件用于将所述传输腔室内的气体向外抽出;所述传输腔室上还设有吹扫器件,所述吹扫器件用于将保护气体吹入到所述传输腔室中。

22.一种如权利要求1至17任意一项所述的晶圆传送组件的工作方法,其特征在于,包括如下步骤:

当移动机构的托盘载着晶圆移出到工艺腔室的外部后,开启吹扫机构并使得吹扫机构间隔地设于托盘的正上方,吹扫面与托盘上的晶圆面对面设置;

当移动机构的托盘载着晶圆在所述工艺腔室的外部移动过程中,同步移动吹扫机构,使得吹扫机构的吹扫面与托盘上的晶圆保持面对面设置。

技术总结
本发明涉及一种晶圆加工装置、晶圆传送组件及其工作方法,晶圆传送组件包括移动机构与吹扫结构。移动机构包括托盘。托盘能带动晶圆移动到工艺腔室中或者移出到工艺腔室的外部。吹扫机构设有吹扫面,吹扫面的吹扫区域能完全覆盖托盘上放置的晶圆。当移动机构的托盘带动晶圆位于工艺腔室的外部时,吹扫机构间隔地设于托盘的正上方,以使吹扫面与托盘上的晶圆面对面设置。保护气体正对晶圆吹扫晶圆的整个外表面的过程中能较好地避免在晶圆的表面上出现氧化或者附着颗粒物等污染现象,也能避免移动机构载着晶圆移动到工艺腔室的内部时同步将水汽带入到工艺腔室中,能保证晶圆的表面洁净度,也能避免晶圆表面被氧化,提高了产品质量。

技术研发人员:金东镇
受保护的技术使用者:长鑫存储技术有限公司
技术研发日:2021.05.08
技术公布日:2021.08.03

转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-4546.html

最新回复(0)