一種反應(yīng)腔室、晶片傳輸方法及等離子體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種反應(yīng)腔室、晶片傳輸方法及等尚子體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體加工設(shè)備一般包括機(jī)械手和多個(gè)工藝腔室，機(jī)械手用于在多個(gè)工藝腔室之間傳輸晶片，使晶片在多個(gè)工藝腔室中進(jìn)行不同的工藝處理。
[0003]圖1為現(xiàn)有的物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n,以下簡(jiǎn)稱為PVD)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，PVD設(shè)備包括去氣腔室1、預(yù)清洗腔室2和濺射腔室3，其分別用于對(duì)晶片進(jìn)行去氣工藝、預(yù)清洗工藝和濺射沉積工藝；其中，去氣腔室1、預(yù)清洗腔室2和濺射腔室3均與傳輸腔室4連接；傳輸腔室4內(nèi)設(shè)有用于傳輸晶片的機(jī)械手5，在工藝過(guò)程中，機(jī)械手5將晶片依次傳輸至去氣腔室1、預(yù)清洗腔室2和濺射腔室3，進(jìn)行相應(yīng)的去氣工藝、預(yù)清洗工藝和濺射沉積工藝。
[0004]圖2為圖1所示PVD設(shè)備中濺射腔室的俯視示意圖。圖3為圖2所示濺射腔室在豎直方向的截面示意圖。如圖2和圖3所示，濺射腔室3內(nèi)設(shè)有承載盤6、頂針機(jī)構(gòu)7和第一驅(qū)動(dòng)裝置8。其中，承載盤6上設(shè)有承載位9和傳輸位10 ;承載位9用于承載晶片，其數(shù)量為多個(gè)；傳輸位10為機(jī)械手向承載位9傳輸晶片時(shí)，承載位9所在的位置。第一驅(qū)動(dòng)裝置8設(shè)于承載盤6下方，其用于驅(qū)動(dòng)承載盤6作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使多個(gè)承載位9在承載盤6旋轉(zhuǎn)時(shí)依次到達(dá)傳輸位10。頂針機(jī)構(gòu)7設(shè)于傳輸位10下方，其包括第二驅(qū)動(dòng)裝置11和多個(gè)頂針12，每個(gè)承載位9上與多個(gè)頂針12對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)有通孔，第二驅(qū)動(dòng)裝置11用于在承載位9到達(dá)傳輸位10時(shí)，驅(qū)動(dòng)多個(gè)頂針12在豎直方向上作升降運(yùn)動(dòng)，使多個(gè)頂針12到達(dá)高位或低位，即多個(gè)頂針12的頂端高出或低于承載盤6的上表面。
[0005]在上述PVD設(shè)備中，機(jī)械手向承載位9上傳輸晶片的過(guò)程如下:首先，第一驅(qū)動(dòng)裝置8驅(qū)動(dòng)承載盤6旋轉(zhuǎn)，使承載位9到達(dá)傳輸位10 ;其次，第二驅(qū)動(dòng)裝置11驅(qū)動(dòng)多個(gè)頂針12作上升運(yùn)動(dòng)，使多個(gè)頂針12由低位到達(dá)高位；而后，機(jī)械手進(jìn)入到反應(yīng)腔室中，到達(dá)多個(gè)頂針12的豎直上方，并與多個(gè)頂針12在豎直方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使其低于多個(gè)頂針12的頂端，從而將放置于機(jī)械手上的晶片轉(zhuǎn)移至多個(gè)頂針12上；最后，機(jī)械手退出反應(yīng)腔室，第二驅(qū)動(dòng)裝置11驅(qū)動(dòng)多個(gè)頂針12在豎直方向上作下降運(yùn)動(dòng)，使多個(gè)頂針12由高位到達(dá)低位，從而將放置于多個(gè)頂針12上的晶片轉(zhuǎn)移至承載盤6上，完成晶片由機(jī)械手向承載盤9的傳輸。
[0006]上述PVD設(shè)備在實(shí)際使用中不可避免地存在下述問(wèn)題:
[0007]首先，在上述傳輸過(guò)程中，只有在第一驅(qū)動(dòng)裝置8驅(qū)動(dòng)承載盤6旋轉(zhuǎn)，使承載位9到達(dá)傳輸位10后，第二驅(qū)動(dòng)裝置11方可驅(qū)動(dòng)多個(gè)頂針12上升，同時(shí)，只有在第二驅(qū)動(dòng)裝置11驅(qū)動(dòng)多個(gè)頂針12作上升運(yùn)動(dòng)，使多個(gè)頂針12到達(dá)高位時(shí)，機(jī)械手方可進(jìn)入反應(yīng)腔室中，向承載位9傳輸晶片，這導(dǎo)致上述多個(gè)傳輸步驟依次進(jìn)行，其傳輸過(guò)程較長(zhǎng)，從而影響了 PVD設(shè)備進(jìn)行濺射沉積工藝的效率。
[0008]其次，在上述過(guò)程中，第一驅(qū)動(dòng)裝置8驅(qū)動(dòng)承載盤6旋轉(zhuǎn)時(shí)，多個(gè)頂針12必須位于低位；第二驅(qū)動(dòng)裝置11驅(qū)動(dòng)多個(gè)頂針12作升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，承載位9必須位于傳輸位10，這就要求頂針機(jī)構(gòu)7和承載盤6的控制程序中進(jìn)行相應(yīng)的互鎖，以使彼此的運(yùn)動(dòng)過(guò)程不相沖突；同時(shí)，頂針機(jī)構(gòu)7和機(jī)械手之間也必須進(jìn)行互鎖，使多個(gè)頂針12在第二驅(qū)動(dòng)裝置11的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)高位后，機(jī)械手方可進(jìn)入到反應(yīng)腔室中，以及使機(jī)械手退出反應(yīng)腔室后，第二驅(qū)動(dòng)裝置11方可驅(qū)動(dòng)多個(gè)頂針12作下降運(yùn)動(dòng)；這導(dǎo)致上述傳輸過(guò)程中具有較多的故障點(diǎn)，從而使上述PVD設(shè)備的傳輸系統(tǒng)的故障率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種反應(yīng)腔室、晶片傳輸方法及等離子體加工設(shè)備，其可以使機(jī)械手具有較高的向承載裝置的多個(gè)承載位上傳輸晶片的效率，并使傳輸過(guò)程安全穩(wěn)定，具有較低的故障率。
[0010]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種反應(yīng)腔室，包括承載裝置和托片機(jī)構(gòu)，所述承載裝置上設(shè)有多個(gè)用于承載晶片的承載位，所述托片機(jī)構(gòu)設(shè)于所述承載裝置的上方，其用于在機(jī)械手和承載裝置的多個(gè)承載位之間傳輸晶片。
[0011]其中，所述托片機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)裝置和爪手，所述爪手下端設(shè)有可在水平方向伸縮的伸縮部，用以支撐晶片。
[0012]其中，所述爪手的數(shù)量為多個(gè)，每個(gè)爪手下端設(shè)有一個(gè)伸縮部；或者所述爪手的數(shù)量為一個(gè)，所述爪手下端設(shè)有多個(gè)伸縮部。
[0013]其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸或電機(jī)。
[0014]其中，所述反應(yīng)腔室內(nèi)有多個(gè)工藝腔室，用于同時(shí)對(duì)晶片進(jìn)行工藝處理。
[0015]其中，所述反應(yīng)腔室用于對(duì)晶片進(jìn)行濺射沉積工藝，其內(nèi)每個(gè)工藝腔室中設(shè)有一個(gè)靶材。
[0016]其中，所述托片機(jī)構(gòu)設(shè)于相鄰的兩個(gè)工藝腔室之間。
[0017]作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種晶片傳輸方法，用于在本發(fā)明提供的上述反應(yīng)腔室內(nèi)在機(jī)械手和承載裝置的多個(gè)承載位之間傳輸晶片，所述晶片傳輸方法包括下述步驟:
[0018]S10，機(jī)械手進(jìn)入反應(yīng)腔室內(nèi)，將放置于其上的晶片轉(zhuǎn)移至托片機(jī)構(gòu)上；同時(shí)，承載裝置旋轉(zhuǎn)，使承載位到達(dá)托片機(jī)構(gòu)豎直下方位置處；
[0019]S20，機(jī)械手退出反應(yīng)腔室，托片機(jī)構(gòu)由預(yù)設(shè)位置下降至承載位處，將晶片放置于該承載位上；
[0020]S30，托片機(jī)構(gòu)上升至預(yù)設(shè)位置；
[0021]S40,重復(fù)步驟S10-S30，直至承載裝置上的多個(gè)承載位上均放置有晶片；
[0022]S50，對(duì)放置于多個(gè)承載位上的晶片進(jìn)行工藝處理；
[0023]S60，承載裝置旋轉(zhuǎn)，使承載位到達(dá)托片機(jī)構(gòu)豎直下方位置處；
[0024]S70，托片機(jī)構(gòu)由預(yù)設(shè)位置下降至承載位處，將放置于承載位上的晶片抓取，并上升至預(yù)設(shè)位置；
[0025]S80，機(jī)械手進(jìn)入反應(yīng)腔室，將放置于托片機(jī)構(gòu)上的晶片轉(zhuǎn)移至機(jī)械手上；同時(shí)，重復(fù)步驟S60，將下一個(gè)承載位旋轉(zhuǎn)至托片機(jī)構(gòu)豎直下方；
[0026]S90，機(jī)械手退出反應(yīng)腔室；
[0027]S100，重復(fù)步驟S70-S90，直至承載裝置的每個(gè)承載位上放置的晶片被傳輸至反應(yīng)腔室外部。
[0028]其中，在步驟SlO中，機(jī)械手到達(dá)處于伸張狀態(tài)的伸縮部上方，通過(guò)與伸縮部在豎直方向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使其低于所述伸縮部，將放置于其上的晶片轉(zhuǎn)移至托片機(jī)構(gòu)的多個(gè)伸縮部上。
[0029]其中，在步驟S20中，托片機(jī)構(gòu)下降至承載位處，通過(guò)伸縮部由伸張狀態(tài)變?yōu)樯炜s狀態(tài)，將多個(gè)伸縮部上的晶片放置于該承載位上。
[0030]其中，在步驟S70中，托片機(jī)構(gòu)由預(yù)設(shè)位置下降至承載位處，通過(guò)伸縮部由收縮狀態(tài)變?yōu)樯鞆垹顟B(tài)，將放置于該承載位上的晶片抓取。
[0031]其中，在步驟S80中，機(jī)械手到達(dá)處于伸張狀態(tài)的伸縮部豎直下方，通過(guò)與伸縮部在豎直方向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使其高出托片機(jī)構(gòu)的伸縮部，將放置于伸縮部上的晶片轉(zhuǎn)移至機(jī)械手上。
[0032]作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室，用于對(duì)晶片進(jìn)行工藝處理，所述反應(yīng)腔室采用本發(fā)明提供的上述反應(yīng)腔室。
[0033]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0034]本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室，其托片機(jī)構(gòu)設(shè)于承載裝置的上方，使機(jī)械手向托片機(jī)構(gòu)傳輸晶片的過(guò)程與第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)承載裝置旋轉(zhuǎn)的過(guò)程彼此獨(dú)立，從而，在機(jī)械手向承載裝置的多個(gè)承載位上傳輸晶片時(shí)，機(jī)械手向托片機(jī)構(gòu)傳輸晶片的步驟和第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)承載裝置可同時(shí)進(jìn)行，相比現(xiàn)有技術(shù)，這樣明顯較少了機(jī)械手向每個(gè)承載位傳輸晶片所需的時(shí)間，從而明顯提高了機(jī)械手傳輸晶片的效率，在一定程度上使反應(yīng)腔室對(duì)晶片進(jìn)行工藝處理的效率相應(yīng)提高。同時(shí)，托片機(jī)構(gòu)設(shè)置于承載裝置的上方，使得二者之間不產(chǎn)生干涉，可以簡(jiǎn)化托片機(jī)構(gòu)和承載裝置的控制程序，從而可以在一定程度上提高機(jī)械手傳輸晶片的可靠性和穩(wěn)定性，減小故障率。
[0035]本發(fā)明提供的晶片傳輸方法，在其傳輸過(guò)程中，向托片機(jī)構(gòu)傳輸晶片的步驟和承載裝置的旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行，相比現(xiàn)有技術(shù)，這樣明顯較少了向每個(gè)承載位傳輸晶片所需的時(shí)間，從而明顯提高了晶片傳輸?shù)男?。同時(shí)，在其傳輸過(guò)程中，托片機(jī)構(gòu)和承載裝置之間不產(chǎn)生干涉，從而可以簡(jiǎn)化托片機(jī)構(gòu)和承載裝置的控制程序，在一定程度上提高晶片傳輸過(guò)程的可靠性和穩(wěn)定性，減小故障率。
[0036]本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備，其采用本發(fā)明提供的上述反應(yīng)腔室，使機(jī)械手向承載裝置的多個(gè)承載位上傳輸晶片時(shí)，機(jī)械手向托片機(jī)構(gòu)傳輸晶片的步驟和第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)承載裝置同時(shí)進(jìn)行，相比現(xiàn)有技術(shù)，這樣明顯較少了機(jī)械手向每個(gè)承載位傳輸晶片所需的時(shí)間，從而明顯提高了機(jī)械手傳輸晶片的效率