CN208848874U - 晶圆处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆处理装置。所述晶圆处理装置包括：反应腔室；第一传输室，具有第一机械手臂，用于将晶圆自外界传输至所述反应腔室内进行处理；第二传输室，与所述第一传输室分别位于所述反应腔室的相对两侧，具有第二机械手臂，用于将经所述反应腔室处理后的所述晶圆传输至外界。本实用新型减少了晶圆被污染的概率，提高了半导体产品的良率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆处理装置。
背景技术
随着半导体制造技术的不断发展，IC电路集成度越来越高，半导体产品的关键尺寸逐渐减小，对污染物的控制要求也越来越高。将IC形成在晶圆上，这必须经历许多的工艺步骤，每个工艺步骤都需要在特定的晶圆处理腔室中进行，在很多情况下，这些晶圆处理腔室都需要保持在真空或是近乎真空的环境下，才能对晶圆进行正常的工艺处理。因此，在晶圆的处理工序中，将晶圆从一个处理腔室转移至另一个处理腔室的过程中，需要大气传送模组(Atmosphere Transfer Module，ATM)、气锁(Airlock)、真空传送模组(VacuumTransfer Module，VTM)、前端开启式同一规格运输腔或者前端开启式通用腔(FrontOpening Unified Pod，FOUP)等的协同作用实现。
晶圆在进入每道工艺的处理腔室之前必须要经过清洗，以除去晶圆表面的颗粒、有机物、金属、自然氧化物等污染物，因此，如何降低晶圆表面的污染是半导体技术发展过程中的重要一环。金属污染是半导体工业中一个众所周知的问题，并且在包括多晶硅栅的CMOS晶体管的形成工艺中尤其普遍。当对具有表面结晶缺陷的多晶硅层进行刻蚀时，刻蚀不能完全通过缺陷区域，从而使得导致多晶硅线短路的多晶硅孤岛的生成。
在实际的作业过程中，晶圆自外界传输至反应腔室内部、以及处理完后的晶圆自反应腔室传输至外界都需要经过多个传输步骤，而且未处理的晶圆与已处理完的晶圆在同一空间内搬送，从而使得晶圆表面被金属污染的概率大大增加，影响了半导体产品的良率。
因此，如何降低晶圆被污染的概率，提高半导体产品的良率，是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种晶圆处理装置，用于解决现有的晶圆处理装置在传输晶圆过程中易导致晶圆污染的问题。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆处理装置，包括：
反应腔室；
第一传输室，具有第一机械手臂，用于将晶圆自外界传输至所述反应腔室内进行处理；
第二传输室，与所述第一传输室分别位于所述反应腔室的相对两侧，具有第二机械手臂，用于将经所述反应腔室处理后的所述晶圆传输至外界。
优选的，还包括：
第一分隔板，位于所述反应腔室与所述第一传输室之间，用于隔离所述反应腔室与所述第一传输室；
第二分隔板，位于所述反应腔室与所述第二传输室之间，用于隔离所述反应腔室与所述第二传输室。
优选的，所述第一机械手臂与所述第二机械手臂结构相同；所述第一机械手臂包括支撑柱和支撑台；所述支撑柱沿竖直方向延伸；所述支撑台位于所述支撑柱的顶部，用于承载所述晶圆。
优选的，所述第一机械手臂还包括控制器和第一驱动器；所述第一驱动器连接所述控制器，用于根据所述控制器发出的第一指令驱动所述支撑台围绕第一轴线自转，所述第一轴线沿竖直方向延伸、且与所述支撑柱的轴线重合。
优选的，所述第一机械手臂还包括第二驱动器；所述第二驱动器连接所述控制器，用于根据所述控制器的第二指令驱动所述支撑柱沿竖直方向进行升降运动。
优选的，所述第一机械手臂还包括沿第一水平方向延伸的轨道，所述第一水平方向与所述竖直方向垂直；所述支撑柱的底部与所述轨道连接，且所述支撑柱能够沿所述轨道滑动。
优选的，所述第一机械手臂还包括位于所述支撑台上的手臂本体，所述手臂本体用于夹持所述晶圆。
优选的，所述手臂本体包括承载部以及均位于所述承载部表面的第一夹臂和第二夹臂；所述第一夹臂与所述第二夹臂用于共同夹持置于所述承载部表面的所述晶圆。
优选的，所述第一夹臂固定于所述承载部表面；所述第二夹臂与所述承载部连接，且能够在所述承载部表面沿第二水平方向运动，所述第二水平方向同时与所述第一水平方向和所述竖直方向垂直。
优选的，所述承载部沿所述第二水平方向延伸，且其末端与所述支撑台连接；所述手臂本体还包括第三驱动器；所述第三驱动器连接所述控制器，用于驱动所述承载部围绕第二轴线自转，所述第二轴线穿过所述承载部的中心且沿所述第二水平方向延伸。
本实用新型提供的晶圆处理装置，在反应腔室的相对两侧分别设置第一传输室和第二传输室，且在所述第一传输室与所述第二传输室中分别设置有一机械手臂，待处理的晶圆经所述第一传输室传送至所述反应腔室、而处理完的晶圆经所述第二传输室输出，避免待处理晶圆与已处理晶圆位于同一空间内，减少了晶圆被污染的概率，从而提高了半导体产品的良率。
附图说明
附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的正视结构示意图；
附图2是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的俯视结构示意图；
附图3是本实用新型具体实施方式中手臂本体的俯视结构示意图；
附图4是本实用新型具体实施方式中手臂本体的正视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的晶圆处理装置的具体实施方式做详细说明。
本具体实施方式提供了一种晶圆处理装置，附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的正视结构示意图，附图2是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的俯视结构示意图。
如图1、图2所示，本具体实施方式提供的晶圆处理装置包括：反应腔室10；第一传输室11，具有第一机械手臂，用于将晶圆自外界传输至所述反应腔室10内进行处理；第二传输室12，与所述第一传输室11分别位于所述反应腔室10的相对两侧，具有第二机械手臂，用于将经所述反应腔室10处理后的所述晶圆传输至外界。
其中，所述反应腔室10可以是进行晶圆背面刻蚀工艺的反应腔室，此时，所述反应腔室10内具有用于承载所述晶圆的吸盘101以及用于向所述晶圆表面传输光刻胶的管道102。具体来说，所述第一传输室11可以位于所述反应腔室10的前端，所述第一机械手臂从装载端口15获取待处理的晶圆，并将待处理的晶圆传输至所述反应腔室10内部，进行背面刻蚀等工艺处理。相应的，所述第二传输室12可以位于所述反应腔室10的后端，所述第二机械手臂从所述反应腔室10内部获取经所述反应腔室10处理的晶圆，并将该处理后的晶圆传输至卸载端口16。本具体实施方式通过在所述反应腔室10的相对两端分别完成晶圆的放入与取出过程，避免待处理晶圆与已处理晶圆位于同一空间内，减少了晶圆被污染的概率，从而提高了半导体产品的良率。
为了进一步减少晶圆被污染的概率，优选的，本具体实施方式提供的晶圆处理装置还包括：第一分隔板13，位于所述反应腔室10与所述第一传输室11之间，用于隔离所述反应腔室10与所述第一传输室11；第二分隔板14，位于所述反应腔室10与所述第二传输室12之间，用于隔离所述反应腔室10与所述第二传输室12。其中，所述第一分隔板13可以根据需要开启或闭合，从而控制所述反应腔室10与所述第一传输室11是否连通；所述第二分隔板14也可以根据需要开启或闭合，从而控制所述反应腔室10与所述第二传输室12是否连通，从而进一步提高了所述晶圆处理装置的使用灵活性。
在本具体实施实施方式中，所述第一机械手臂与所述第二机械手臂的结构可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。为了进一步简化所述晶圆处理装置的结构，优选的，所述第一机械手臂与所述第二机械手臂结构相同；所述第一机械手臂包括支撑柱111和支撑台112；所述支撑柱111沿竖直方向延伸；所述支撑台112位于所述支撑柱111的顶部，用于承载所述晶圆。更优选的，所述第一机械手臂还包括控制器和第一驱动器；所述第一驱动器连接所述控制器，用于根据所述控制器发出的第一指令驱动所述支撑台112围绕第一轴线自转，所述第一轴线沿竖直方向延伸、且与所述支撑柱111的轴线重合。
优选的，所述第一机械手臂还包括第二驱动器；所述第二驱动器连接所述控制器，用于根据所述控制器的第二指令驱动所述支撑柱111沿竖直方向进行升降运动。
优选的，所述第一机械手臂还包括沿第一水平方向延伸的轨道114，所述第一水平方向与所述竖直方向垂直；所述支撑柱111的底部与所述轨道114连接，且所述支撑柱111能够沿所述轨道114滑动。
具体来说，如图1、图2所示，所述支撑柱111沿Z轴方向延伸(即所述竖直方向为Z轴方向)，所述第一水平方向为Y轴方向。所述支撑台112能够沿所述第一轴线转动，从而能够带动位于所述支撑台112上的晶圆转动；所述支撑柱111能够沿Z轴方向进行升降运动，从而带动位于所述支撑台112上的晶圆升降；同时，所述支撑柱111能够在所述轨道114上沿Y轴方向运动，从而带动位于所述支撑台112上的晶圆沿Y轴方向运动。通过所述轨道114、所述支撑柱111和所述支撑台112的配合，可以灵活调整所述晶圆的位置，从而进一步提高了所述第一机械手臂的自动化程度。
附图3是本实用新型具体实施方式中手臂本体的俯视结构示意图，附图4是本实用新型具体实施方式中手臂本体的正视结构示意图。如图3、图4所示，优选的，所述第一机械手臂还包括位于所述支撑台112上的手臂本体113，所述手臂本体113用于夹持所述晶圆30。更优选的，所述手臂本体113包括承载部31以及均位于所述承载部31表面的第一夹臂32和第二夹臂33；所述第一夹臂32与所述第二夹臂33用于共同夹持置于所述承载部31表面的所述晶圆30。
本具体实施方式采用相对设置的第一夹臂32与所述第二夹臂33共同夹持所述晶圆，相较于传统机械手臂通过真空吸附作用固定晶圆的方式，本具体实施方式通过机械夹持来固定晶圆，一方面减少了对真空吸附的依赖性，降低了机械手臂的成本；另一方面也提高了机械手臂传输晶圆的安全性，避免晶圆在传输过程中滑落。其中，所述第一夹臂32与所述第二夹臂33的具体形状，本领域技术人员可以根据实际需要设置。为了在稳定夹持晶圆的同时，避免划伤晶圆，优选的，所述第一夹臂32与所述第二夹臂33与所述晶圆30的接触面均为弧形。
优选的，所述第一夹臂32固定于所述承载部31表面；所述第二夹臂33与所述承载部31连接，且能够在所述承载部31表面沿第二水平方向运动，所述第二水平方向同时与所述第一水平方向和所述竖直方向垂直。
具体来说，所述第二水平方向可以为X轴方向，通过所述第二夹臂33沿X轴方向的运动，可以调整所述手臂本体113施加于所述晶圆30上的夹持力，从而能够实现对各种尺寸晶圆的稳固夹持，避免了所述晶圆30的偏移。
优选的，所述承载部31沿所述第二水平方向延伸，且其末端与所述支撑台112连接；所述手臂本体113还包括第三驱动器；所述第三驱动器连接所述控制器，用于驱动所述承载部31围绕第二轴线自转，所述第二轴线穿过所述承载部31的中心且沿所述第二水平方向延伸。
具体来说，所述承载部31能够围绕沿X轴方向延伸的所述第二轴线自转，从而实现对位于所述承载部31表面的所述晶圆30的翻转，从而便于将翻转后的所述晶圆30传输至所述反应腔室10，对所述晶圆30的背面进行处理(例如背面刻蚀工艺)。其中，所述晶圆30的背面是指，与所述晶圆30形成有或者预形成器件结构的正面相对的表面。
本具体实施方式提供的晶圆处理装置，在反应腔室的相对两侧分别设置第一传输室和第二传输室，且在所述第一传输室与所述第二传输室中分别设置有一机械手臂，待处理的晶圆经所述第一传输室传送至所述反应腔室、而处理完的晶圆经所述第二传输室输出，避免待处理晶圆与已处理晶圆位于同一空间内，减少了晶圆被污染的概率，从而提高了半导体产品的良率。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆处理装置，其特征在于，包括：
反应腔室；
第一传输室，具有第一机械手臂，用于将晶圆自外界传输至所述反应腔室内进行处理；
第二传输室，与所述第一传输室分别位于所述反应腔室的相对两侧，具有第二机械手臂，用于将经所述反应腔室处理后的所述晶圆传输至外界。
2.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括：
第一分隔板，位于所述反应腔室与所述第一传输室之间，用于隔离所述反应腔室与所述第一传输室；
第二分隔板，位于所述反应腔室与所述第二传输室之间，用于隔离所述反应腔室与所述第二传输室。
3.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述第一机械手臂与所述第二机械手臂结构相同；所述第一机械手臂包括支撑柱和支撑台；所述支撑柱沿竖直方向延伸；所述支撑台位于所述支撑柱的顶部，用于承载所述晶圆。
4.根据权利要求3所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述第一机械手臂还包括控制器和第一驱动器；所述第一驱动器连接所述控制器，用于根据所述控制器发出的第一指令驱动所述支撑台围绕第一轴线自转，所述第一轴线沿竖直方向延伸、且与所述支撑柱的轴线重合。
5.根据权利要求4所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述第一机械手臂还包括第二驱动器；所述第二驱动器连接所述控制器，用于根据所述控制器的第二指令驱动所述支撑柱沿竖直方向进行升降运动。
6.根据权利要求5所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述第一机械手臂还包括沿第一水平方向延伸的轨道，所述第一水平方向与所述竖直方向垂直；所述支撑柱的底部与所述轨道连接，且所述支撑柱能够沿所述轨道滑动。
7.根据权利要求6所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述第一机械手臂还包括位于所述支撑台上的手臂本体，所述手臂本体用于夹持所述晶圆。
8.根据权利要求7所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述手臂本体包括承载部以及均位于所述承载部表面的第一夹臂和第二夹臂；所述第一夹臂与所述第二夹臂用于共同夹持置于所述承载部表面的所述晶圆。
9.根据权利要求8所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述第一夹臂固定于所述承载部表面；所述第二夹臂与所述承载部连接，且能够在所述承载部表面沿第二水平方向运动，所述第二水平方向同时与所述第一水平方向和所述竖直方向垂直。
10.根据权利要求9所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述承载部沿所述第二水平方向延伸，且其末端与所述支撑台连接；所述手臂本体还包括第三驱动器；所述第三驱动器连接所述控制器，用于驱动所述承载部围绕第二轴线自转，所述第二轴线穿过所述承载部的中心且沿所述第二水平方向延伸。
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