[发明专利]晶圆传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶圆传输系统，通过该机构可实现晶圆从晶圆盒到反应腔再回到晶圆盒的传递，属于半导体薄膜沉积技术及装备制造技术领域。

背景技术

现有的半导体镀膜设备，尤其是12英寸半导体镀膜设备，其晶圆传输系统一般为真空结构。其内部需真空机械手进行晶圆传递，开口处需密封，占地面积相对较小，可实现前端模块共用于多个反应模块。这种设计需要大容积的真空腔室装载大型真空机械手，并连接各反应模块和真空装载腔（前端模块通过真空装载腔连接真空腔室）。这种大型真空腔室需要包括真空阀组、真空检测装置及泵组等在内的整套真空系统来维持真空度，其设计、制造、运行、维护成本高昂，而且受限于其体积和形状，这种设计所能够连接的真空腔室是有限的，对于产能需求日新月异的半导体行业来说扩展性也不够理想。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，放弃真空腔室而代之以一种大气环境下的工作模式，是一种结构相对简单、成本相对低廉且具备扩展性的新型晶圆传输系统。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：晶圆传输系统，主要包括前端模块、传输模块和反应模块。

上述前端模块由空气过滤器，金属框架结构，装有晶圆盒的晶圆盒装载口，前端模块机械手，前端模块滑轨组成。

上述传输模块由金属框架结构，空气过滤器，滑轨，大气机械手组成。

上述反应模块由真空装载腔，大气过渡阀门，反应腔，反应腔阀门，真空机械手组成。

本发明各部分的连接关系：反应腔与真空装载腔组成一个反应模块，真空装载腔内配置真空机械手，可实现从大气环境中接受晶圆到真空状态的反应腔，也可将沉积过薄膜的晶圆从反应腔送到大气环境中。每个反应模块可同步进行2片晶圆的沉积。多个反应模块通过金属框架结构与前端模块连接，大气机械手在框架中通过滑轨运行，在前端模块和反应模块间传递晶圆。各反应模块分布在滑轨两侧，前端模块设置在滑轨一端，每个晶圆入口处设置校准器和冷却站。校准器用来校准晶圆中心和定位缺口，冷却站用来使沉积过薄膜的晶圆降温。金属框架结构顶部设置空气过滤器，四周由钣金包围，仅留有供晶圆和大气机械手运行的通道。这种设计使过滤后的洁净气流自上而下吹扫，保证运行期间的洁净度。

本发明的有益效果是能够完全实现晶圆从传片腔与反应腔之间转移的需求，而且与同类型设备的结构相比，其零部件精度要求相对不高，没有复杂的真空阀及真空泵等高成本零件，价格相对低廉，大气环境下运行的机械手，其效率可以更高，从而产能提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

实施例

参照图1和图2，晶圆传输系统，主要包括前端模块、传输模块和反应模块。

上述前端模块8主要由空气过滤器1，金属框架结构19，装有晶圆盒3的晶圆盒装载口4，前端模块机械手5，前端模块滑轨18组成。

上述传输模块由金属框架结构7，空气过滤器1，滑轨14，大气机械手13组成。

上述反应模块17由真空装载腔11，大气过渡阀门12，反应腔9，反应腔阀门10，真空机械手16组成。

本发明各部的连接关系：反应腔9与真空装载腔11组成一个反应模块，真空装载腔11内配置真空机械手16，可实现从大气环境中搬送晶圆15到真空状态的反应腔9，也可将沉积过薄膜的晶圆15从反应腔9送到大气环境中。每个反应模块17可同步进行2片晶圆15的沉积。多个反应模块通过金属框架结构7与前端模块8连接，大气机械手13在框架中通过滑轨14运行，在前端模块8和反应模块17间传递晶圆15。各反应模块17分布在滑轨14两侧，前段模块8设置在滑轨14一端，每个晶圆15入口处设置校准器6和冷却站2。校准器6用来校准晶圆中心和定位缺口，冷却站2用来使沉积过薄膜的晶圆15降温。金属框架结构7顶部设置空气过滤器1，四周由钣金包围，仅留有供晶圆15和大气机械手13运行的通道。这种设计使过滤后的洁净气流自上而下吹扫，保证运行期间的洁净度。

操作方法：

1、将未做沉积的晶圆15装在晶圆盒3内，晶圆盒3安装于前端模块8的晶圆盒装载口4；

2、工作时，前端模块8的机械手5先将晶圆15放在校准器6上进行校准，完成后由大气机械手13取出搬送到指定的反应模块17，并伸入反应模块的真空装载腔11；

3、大气过渡阀门12关闭后，真空装载腔抽真空，达到与反应腔9相近的真空度后，反应腔阀门10打开，由真空机械手16将晶圆15送入反应腔9进行薄膜沉积；

4、反应模块17内的晶圆15完成薄膜沉积后，反应腔阀门10开启，真空装载腔11中的真空机械手16将晶圆15从反应腔取回到真空装载腔11并旋转至与大气机械手13交接的方向，反应腔阀门10关闭后真空装载腔11升压至大气压，大气过渡阀门12打开，大气机械手13将晶圆15取出后，大气过渡阀门12关闭，大气机械手13将晶圆15搬送至冷却站2，静置冷却指定的时间后由前端模块机械手5取出并送回晶圆盒3内，至此一个工作周期结束。