[发明专利]用于转载石英舟的自动传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于IC制程及太阳能电池制程的自动传输装置，特别是一种用于在装载工作台与热处理设备卧式炉之间承载和传输载有晶圆片或太阳能电池片的石英舟的自动传输装置。

背景技术

在生产半导体硅晶圆片的IC制程及太阳能电池制程中，需要多次对半导体材料硅的晶圆片或太阳能电池片进行热处理以达到需要的特性。在加热过程中，需要把装载晶圆片的石英舟放置在炉管内；当加热至特定的温度后，需要把石英舟移出炉管。一套典型的炉管(如：水平扩散炉)设备主要包括：多个平行并列排列的炉管和石英舟传输装置等。一般情况下，传输装置要把石英舟装载工作台上的承载有晶圆片或太阳能电池片的石英舟送入炉管，待加热完成后，再将石英舟取出，放置在工作区。

传统的石英舟传输方法中，没有专用的传输装置，只用手工操作来运送石英舟，此种方法有如下缺点：

一、使用手工操作时，把石英舟置于悬臂支架上时，与耐火材料产生的摩擦等，会在晶圆片表面产生微粒，进入炉子后，这些微粒会造成电气缺陷。

二、装有数十至数百片晶圆片或太阳能电池片的石英舟重量较大，人工将其安放到扩散炉的各级层面上时有一定的难度，尤其是置于级层顶部时，更困难。

三、使用手工操作将石英舟放置在悬臂支架上难以准确定位，可靠性较差，无法保证扩散炉室内的稳定。

四、手工操作也会使晶圆片或太阳能电池片在生产过程中造成破损，并且生产效率也比较低。

为此，出现了采用机械装置代替手工操作的传输方法，以克服上述指出的缺陷，如美国专利5839870中公开了一种用于热处理设备(如扩散炉)的传输系统(Tansfer system for usewith a horizontal furnace)。该系统中石英舟的运送由机械手臂完成，由升降机构、平移机构、抓取机构组成的机械手臂，将装载着晶圆的石英舟在准备工作站与卧式炉之间传输。此种机械手臂含有一个可升降移动的线性载台，线性载台承载一机械臂，机械臂上固定两个滑轨，滑轨上连接着可在滑轨上往复运动的抓取机构。此种机械手臂的缺点表现在石英舟装载及卸载晶圆的位置都在同一位置，在每次制程完成后抓取石英舟到上料平台，将石英舟内晶圆倒出再放入需处理的晶圆后，手臂执行搬运动作。在倒片间隔时间内机械手臂处于等待状态，手臂的传输效率低，进而影响热处理设备的生产效率。

另外美国专利6565304中公开的晶圆舟升降系统和方法(Wafer boat elevator system andmethod)。该系统中有一个两轴线性升降装置做为晶圆承载盒的放置平台，晶圆拾取机构固定在热处理设备上，组成将晶圆从承载盒送至石英舟的传输系统。该装置将单个晶圆从晶圆承载盒内取出，现放入石英舟内，石英舟放置在热处理设备(如扩散炉)的进出料平台上。该装置将石英舟装载完成后，热处理设备上的输送装置将石英舟送入设备中。该方法存在设备待料时间较长的缺点，影响设备的利用效率。

中国专利02813597.0中公开了一种“用于把硅片从多盒站装载及卸入炉子的装置”。该装置包括一多筐自动传送设备，该设备在一接收区域接收所有晶圆并把它们从接收区域传送到热处理设备(如扩散炉)的悬臂支架上。在处理结束后，以相反的方向，把热处理完成后的晶圆传送到接收区。该装置中有一四轴线性升降装置用于传送载有晶圆的石英舟。用于接收所有进料或晶圆以及把晶圆送进炉管。该升降装置包括可在垂直方向以及可在彼此垂直的两个水平方向上移动的操作臂。操作臂具有夹紧头。该升降装置的缺点表现在水平方向运动行程较长，限制了传输效率。该设备在悬臂支架装载开始之前，需要操作人员与热处理设备配合，才能放在精确位置上。受其升降装置和操作臂结构的约束，传输活动只能沿滑轨的轴线方向，在有限范围内移动，其安装、调试、维护都不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于转载石英舟的自动传输装置，解决了传统手工操作可靠性较差、效率低和现有传输装置存在的受结构的约束，影响移动的活动范围等问题，其设计合理，传动结构简便，移动的活动范围广，且传输定位控制快捷、精确，安装容易，调试、维护方便，显著增加承载能力和运行的安全可靠性，提高热处理设备的作业效率，有效地避免晶圆片或太阳能电池片破损。