本發(fā)明涉及晶圓加工，尤其涉及一種晶圓氣相沉積裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

1、負(fù)載鎖定腔室作為晶圓盒與反應(yīng)腔室間的過(guò)渡區(qū)域，其作用至關(guān)重要?；瘜W(xué)氣相沉積設(shè)備(cvd)的晶圓的薄膜沉積作業(yè)，需要負(fù)載鎖定腔室內(nèi)的晶圓輸送裝置在反應(yīng)腔室和晶圓盒升降裝置上的晶圓盒間轉(zhuǎn)移晶圓。

2、當(dāng)需要將未薄膜沉積的晶圓自晶圓盒轉(zhuǎn)移至反應(yīng)腔室，或?qū)⒁淹瓿杀∧こ练e的晶圓從反應(yīng)腔室反向轉(zhuǎn)移至晶圓盒的環(huán)節(jié)中，負(fù)載鎖定腔室需要排氣達(dá)到大氣壓力，并開(kāi)啟負(fù)載鎖定腔室的真空門閥，使得晶圓能夠在反應(yīng)腔室和處于大氣壓力下的晶圓盒之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，當(dāng)完成轉(zhuǎn)移后，需要關(guān)閉真空門閥，再次抽空負(fù)載鎖定腔室，使負(fù)載鎖定腔室達(dá)到真空狀態(tài)。

3、當(dāng)晶圓批量進(jìn)行薄膜沉積時(shí)，負(fù)載鎖定腔室需要頻繁地在大氣壓力和真空壓力間切換，切換過(guò)程需要抽空/排氣，不僅耗費(fèi)大量時(shí)間，嚴(yán)重影響整體的生產(chǎn)效率，同時(shí)，反復(fù)地抽空會(huì)對(duì)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的真空抽氣系統(tǒng)造成沉重負(fù)擔(dān)，進(jìn)而可能縮短設(shè)備使用壽命、增加維護(hù)開(kāi)銷，并降低設(shè)備整體的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種晶圓氣相沉積裝置及使用方法，以避免負(fù)載鎖定腔室頻繁在大氣壓力和真空壓力間進(jìn)行切換，從而提高生產(chǎn)效率，降低真空抽氣系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種晶圓氣相沉積裝置，包括：晶圓盒升降裝置，所述晶圓盒升降裝置用于升降晶圓盒；負(fù)載鎖定腔室，所述負(fù)載鎖定腔室設(shè)置在所述反應(yīng)腔室和所述晶圓盒升降裝置之間，所述負(fù)載鎖定腔室內(nèi)設(shè)有晶圓緩存結(jié)構(gòu)；所述晶圓緩存結(jié)構(gòu)用于存放從晶圓盒向反應(yīng)腔室轉(zhuǎn)移的未薄膜沉積的晶圓或存放從反應(yīng)腔室向晶圓盒轉(zhuǎn)移的已完成薄膜沉積的晶圓；多個(gè)反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室用于對(duì)晶圓進(jìn)行薄膜沉積；晶圓轉(zhuǎn)移裝置，所述晶圓轉(zhuǎn)移裝置用于在晶圓盒、晶圓緩存結(jié)構(gòu)和反應(yīng)腔室之間轉(zhuǎn)移晶圓。

4、還包括一種晶圓氣相沉積裝置的使用方法，使用前述一種晶圓氣相沉積裝置，當(dāng)需要將所述晶圓盒內(nèi)的未薄膜沉積的晶圓轉(zhuǎn)移至反應(yīng)腔室內(nèi)進(jìn)行薄膜沉積時(shí)：開(kāi)啟所述負(fù)載鎖定腔室，所述晶圓轉(zhuǎn)移裝置將晶圓盒內(nèi)的晶圓轉(zhuǎn)移至晶圓緩存結(jié)構(gòu)內(nèi)存放，當(dāng)所述晶圓緩存結(jié)構(gòu)內(nèi)存放的晶圓數(shù)量達(dá)到工藝要求的數(shù)量時(shí)，關(guān)閉所述負(fù)載鎖定腔室，所述負(fù)載鎖定腔室抽真空，開(kāi)啟所述反應(yīng)腔室，所述晶圓轉(zhuǎn)移裝置將晶圓緩存結(jié)構(gòu)內(nèi)的晶圓轉(zhuǎn)移至反應(yīng)腔室內(nèi)，關(guān)閉所述反應(yīng)腔室進(jìn)行薄膜沉積；當(dāng)需要將反應(yīng)腔室內(nèi)已完成薄膜沉積的晶圓轉(zhuǎn)移至所述晶圓盒內(nèi)時(shí)：開(kāi)啟所述反應(yīng)腔室，所述晶圓轉(zhuǎn)移裝置將反應(yīng)腔室內(nèi)已完成薄膜沉積的晶圓轉(zhuǎn)移至晶圓緩存結(jié)構(gòu)內(nèi)，當(dāng)所述晶圓緩存結(jié)構(gòu)內(nèi)存放的晶圓數(shù)量達(dá)到工藝要求的數(shù)量時(shí)，關(guān)閉所述反應(yīng)腔室，開(kāi)啟所述負(fù)載鎖定腔室，所述晶圓轉(zhuǎn)移裝置將晶圓緩存結(jié)構(gòu)內(nèi)存放的晶圓轉(zhuǎn)移至晶圓盒內(nèi)，轉(zhuǎn)移完成后，關(guān)閉所述負(fù)載鎖定腔室

5、有益效果：本發(fā)明提供的一種晶圓氣相沉積裝置及使用方法，通過(guò)在負(fù)載鎖定腔室內(nèi)設(shè)置晶圓緩存結(jié)構(gòu)，使得負(fù)載鎖定腔室內(nèi)增加了一個(gè)能夠批量存儲(chǔ)晶圓的區(qū)域，將待轉(zhuǎn)移的晶圓集中到晶圓緩存結(jié)構(gòu)內(nèi)緩存，再通過(guò)晶圓轉(zhuǎn)移裝置進(jìn)行集中轉(zhuǎn)移，顯著減少了負(fù)載鎖定腔室的開(kāi)閉頻次，避免了其頻繁在大氣壓力與真空壓力間轉(zhuǎn)換，提升了生產(chǎn)效率，并有效緩解了真空抽氣系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述晶圓緩存結(jié)構(gòu)(d)包括：晶圓緩存盒(83)和晶圓緩存盒升降裝置，所述晶圓緩存盒(83)沿豎直方向設(shè)有多個(gè)用于存儲(chǔ)晶圓的存儲(chǔ)位，所述晶圓緩存盒升降裝置用于升降晶圓緩存盒(83)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述晶圓緩存盒升降裝置包括安裝支座(8401)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8402)、緩存盒升降絲杠(8403)、緩存盒z向滑軌(8404)、緩存盒z向滑塊(8405)、連接軸壓緊塊(8406)和緩存盒絲杠螺母座(8408)，所述連接軸壓緊塊(8406)設(shè)置在緩存盒絲杠螺母座(8408)上，所述連接軸壓緊塊(8406)用于將晶圓緩存盒(83)上的連接軸(86)壓緊固定在緩存盒絲杠螺母座(8408)上；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述晶圓轉(zhuǎn)移裝置為晶圓搬運(yùn)機(jī)械手(e)，所述晶圓搬運(yùn)機(jī)械手(e)包括：取片叉(1)、擺臂部(2)、轉(zhuǎn)盤(3)、基座法蘭(4)、伸縮驅(qū)動(dòng)裝置(5)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(6)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述晶圓搬運(yùn)機(jī)械手還包括多軸磁流體密封傳動(dòng)裝置(7)，所述多軸磁流體密封傳動(dòng)裝置(7)包括自內(nèi)而外依次同軸設(shè)置的空心軸(701)、中間軸(702)和基軸(703)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述擺臂部(2)包括下部第一擺臂(201)、上部第二擺臂(202)、下部第二擺臂(203)、上部第一擺臂(204)和聯(lián)動(dòng)部；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述聯(lián)動(dòng)部包括主動(dòng)齒輪(205)、從動(dòng)齒輪(206)、齒輪上蓋(209)和齒輪下蓋(210)；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，還包括擺臂部調(diào)整機(jī)構(gòu)(8)，所述擺臂部調(diào)整機(jī)構(gòu)(8)包括調(diào)整支座(801)、空心調(diào)整件(802)、空心漲緊軸(803)、鎖緊螺栓(804)和漲緊塊(805)；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，還包括第一拉緊螺栓，所述下部第一擺臂(201)靠近空心軸(701)的一端設(shè)有第一開(kāi)口環(huán)(211)，所述空心軸(701)位于第一開(kāi)口環(huán)(211)的中心孔內(nèi)，所述第一開(kāi)口環(huán)(211)的兩個(gè)自由端上分別設(shè)有螺紋孔和沉孔，所述第一拉緊螺栓穿過(guò)沉孔后與螺紋孔螺紋連接；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室(f)的腔體上設(shè)有晶圓升降機(jī)構(gòu)，所述晶圓升降機(jī)構(gòu)包括：腔體連接板(13)、第一調(diào)整板(14)、第二調(diào)整板(15)、調(diào)平機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)(16)；

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括呈三角形分布的三組調(diào)平模塊，每組所述調(diào)平模塊包括一根連接螺栓(1701)和一根調(diào)平頂絲(1702)；

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，還包括氣柜(m)，所述氣柜(m)包括若干個(gè)氣體控制模塊，所述氣體控制模塊包括第一氣體輸送單元(31)和第二氣體輸送單元(32)；

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室(f)的腔體(f1)和上蓋(f2)通過(guò)連接裝置連接，所述連接裝置包括合頁(yè)結(jié)構(gòu)，所述合頁(yè)結(jié)構(gòu)包括通過(guò)轉(zhuǎn)軸(57)鉸接的第一頁(yè)片(46)和第二頁(yè)片(47)，所述第一頁(yè)片(46)上設(shè)有限位結(jié)構(gòu)；

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述限位結(jié)構(gòu)包括限位滑塊(51)和滑槽(4602)，所述滑槽(4602)設(shè)置在第一頁(yè)片(46)兩側(cè)，所述滑槽(4602)內(nèi)設(shè)有彈簧(52)；

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述第一頁(yè)片(46)兩側(cè)還設(shè)有連通所述鎖定孔(4601)的解鎖槽(4603)，所述解鎖槽(4603)沿所述插銷彈簧(49)的軸向延伸，所述插銷(50)上設(shè)有手柄(55)，所述手柄(55)從解鎖槽(4603)內(nèi)伸出，拉動(dòng)所述手柄(55)，能夠使所述插銷(50)縮回鎖定孔(4601)內(nèi)。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室(f)的腔體上設(shè)有加熱設(shè)備，其特征在于，包括：燈泡(58)、水冷燈罩(59)和燈座，所述水冷燈罩(59)和燈座可拆卸連接；

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述負(fù)載鎖定腔室(c)上的真空門閥，所述真空門閥位于所述負(fù)載鎖定腔室(c)靠近晶圓盒升降裝置(a)的一側(cè)；

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)裝置(70)對(duì)稱設(shè)置在負(fù)載鎖定腔室腔體(c1)的兩側(cè)，所述閥板(69)的兩端分別與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(70)連接；

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于，還包括框架(o)，所述晶圓盒升降裝置(a)、負(fù)載鎖定腔室(c)和反應(yīng)腔室(f)設(shè)置在所述框架(o)內(nèi)，所述框架(o)外周設(shè)有機(jī)柜(n)，所述機(jī)柜(n)用于容納控制元件。

20.一種晶圓氣相沉積裝置的使用方法，使用權(quán)利要求1至19任一項(xiàng)所述的一種晶圓氣相沉積裝置，其特征在于；

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的一種晶圓氣相沉積裝置的使用方法，其特征在于；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種晶圓氣相沉積裝置及使用方法，包括：晶圓盒升降裝置，晶圓盒升降裝置用于升降晶圓盒；負(fù)載鎖定腔室，負(fù)載鎖定腔室設(shè)置在反應(yīng)腔室和晶圓盒升降裝置之間，負(fù)載鎖定腔室內(nèi)設(shè)有晶圓緩存結(jié)構(gòu)；晶圓緩存結(jié)構(gòu)用于存放從晶圓盒向反應(yīng)腔室轉(zhuǎn)移的未薄膜沉積的晶圓或存放從反應(yīng)腔室向晶圓盒轉(zhuǎn)移的已完成薄膜沉積的晶圓；多個(gè)反應(yīng)腔室，反應(yīng)腔室用于對(duì)晶圓進(jìn)行薄膜沉積；晶圓轉(zhuǎn)移裝置，晶圓轉(zhuǎn)移裝置用于在晶圓盒、晶圓緩存結(jié)構(gòu)和反應(yīng)腔室之間轉(zhuǎn)移晶圓。顯著減少了負(fù)載鎖定腔室的開(kāi)閉頻次，避免了其頻繁在大氣壓力與真空壓力間轉(zhuǎn)換，提升了生產(chǎn)效率，并有效緩解了真空抽氣系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。

技術(shù)研發(fā)人員：李玉慧,張正中,滕文聰,趙越
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連皓宇電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6