一种晶圆自动装载设备、晶圆自动装载方法技术

本发明专利技术提供一种晶圆自动装载设备、晶圆自动装载方法，属于半导体技术领域，其可解决现有的晶圆自动装载设备载卸晶圆的过程复杂、满足洁净度需求的成本高的问题。本发明专利技术的晶圆自动装载设备使用时，晶圆盒整体由第二开关门进入第二腔室后，关闭第二开关门，气压控制部件对第一腔室和第二腔室抽真空，用机械手逐一装卸晶圆，完成整盒的晶圆装卸后，先关闭第一开关门，然后向第二腔室充氮气，再开第二开关门将晶圆盒取出。其中，本发明专利技术的气压控制部件抽真空成本较低，抽真空的同时可将微粒抽走，相当于更大程度的降低了整个腔室内微粒含量。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆自动装载设备、晶圆自动装载方法
本专利技术属于半导体
，具体涉及一种晶圆自动装载设备、晶圆自动装载方法。
技术介绍
70年代初至90年代末，由于半导体制程技术处于起步阶段，而且对晶圆表面的微尘数量没有太大或者严格的要求和限制，晶圆一般是人工直接采用晶圆盒进行装载和搬运，且早期晶圆的装载和搬运在大气环境下完成。随着国内半导体行业的发展及集成电路代工厂自动化程度的提高，为了减少晶圆装载至晶圆盒过程中掉落至晶圆上的微粒，以满足纳米级半导体制程要求，晶圆自动装载设备的使用范围越来越广。现有的晶圆自动装载设备，如图1所示，晶圆盒包括底盘11，用于承载晶圆的卡夹12，以及透明的上盖13；装卸前，人工打开透明的上盖13，将底盘11和卡夹12下降至腔室2中，待腔室2与工艺腔3内的氮气环境达到平衡后，机械手4将工艺腔3中的晶圆取出放置卡夹12上，该腔室2利用多级空气过滤器6对微环境中因摩擦产生的微尘进行过滤，以保持整个微环境的洁净度要求。专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的晶圆自动装载设备载卸晶圆的过程较为复杂，每装卸一个晶圆5就需要联通一次氮气氛围的工艺腔3与腔室2，平衡一次二者的氮气环境，耗时较长，成本较高；整个设备对洁净间的空间高度及自动物料传送系统都会有较高的要求，其需要多级空气过滤器6对微环境中因摩擦产生的微尘进行过滤，该晶圆自动装载设备的空间需求和建设成本较大。
技术实现思路
本专利技术针对现有的晶圆自动装载设备载卸晶圆的过程复杂、满足洁净度需求的成本高的问题，提供一种晶圆自动装载设备、晶圆自动装载方法。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：一种晶圆自动装载设备，包括：第一腔室，所述第一腔室内设有机械手，所述第一腔室具有第一开口，所述机械手通过第一开口取放晶圆；与第一腔室相邻设置的第二腔室，所述第二腔室与第一腔室之间设有可使二者联通的第一开关门，用于机械手取放晶圆盒内的晶圆，所述第二腔室还设有用于供晶圆盒出入的第二开关门；与第一腔室和第二腔室均连接的气压控制部件，用于控制所述第一腔室与第二腔室内的气体及气体的压力。可选的是，所述晶圆自动装载设备还包括晶圆盒，所述晶圆盒包括底盘，设于所述底盘上的用于承载晶圆的卡夹，以及用于罩住卡夹的上盖；其中，所述上盖与所述底盘可通过卡扣卡合。可选的是，所述第二腔室内还设有控制部件，用于控制晶圆盒的上盖与底盘分离。可选的是，所述控制部件包括夹具，所述夹具设于所述第二腔室内的上部，用于夹持固定上盖。可选的是，所述控制部件包括启封部件，用于开启卡扣或者卡合卡扣。可选的是，所述第二腔室内设有升降部件，用于在沿卡夹厚度方向支撑晶圆盒的底盘上升或下降。可选的是，所述升降部件包括升降杆和设于升降杆顶端的承载基台，所述第二腔室底部设有供升降杆以气密封方式通过的第二开口。可选的是，所述气压控制部件包括：用于控制第一腔室内压力的第一真空阀，以及第一真空管和第一真空泵，所述第一真空管的一端与第一腔室连接，所述第一真空管的另一端与第一真空泵连接；用于控制第二腔室内压力的第二真空阀，以及第二真空管和第二真空泵，所述第二真空管的一端与第二腔室连接，所述第二真空管的另一端与第二真空泵连接。可选的是，所述气压控制部件包括：与第一腔室连接的第一充气管，用于向所述第一腔室内冲入工艺气体；与第二腔室连接的第二充气管，用于向所述第二腔室内冲入工艺气体。本专利技术还提供一种晶圆自动装载方法，利用上述的晶圆自动装载设备进行，所述方法包括以下步骤：关闭第一开关门后，打开第二开关门，将晶圆盒由第二开关门送进第二腔室后将第二开关门关闭；开启气压控制部件对第一腔室和第二腔室抽真空，然后交替向第二腔室中冲入工艺气体或抽真空，并分别单独控制所述第一腔室和第二腔室的真空度在1*10-5Pa-1*105Pa之间；打开第一开关门，机械手通过第一开关门完成晶圆至晶圆盒的逐一取放；关闭第一开关门，然后仅向第二腔室冲入工艺气体，再开第二开关门，将晶圆盒由第二开关门取出。附图说明图1为现有的晶圆装载设备的结构示意图；图2为本专利技术的实施例1的晶圆自动装载设备的结构示意图；图3为本专利技术的实施例2的一种晶圆自动装载设备的结构示意图；图4为本专利技术的实施例2的另一种晶圆自动装载设备的结构示意图；图5为本专利技术的实施例2的晶圆自动装载设备的俯视示意图；图6为本专利技术的实施例2的晶圆自动装载设备的右视示意图；其中，附图标记为：1、晶圆盒；11、底盘；12、卡夹；13、上盖；2、腔室；21、第一腔室；22、第二腔室；23、第一开口；24、第一开关门；25、第二开关门；26、夹具；27、升降杆；28、承载基台；3、工艺腔；4、机械手；5、晶圆；6、空气过滤器；7、气压控制部件。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供一种晶圆自动装载设备，如图2所示，包括：第一腔室21，与第一腔室21相邻设置的第二腔室22，以及与第一腔室21和第二腔室22均连接的气压控制部件7；其中，所述第一腔室21内设有机械手4，所述第一腔室21具有第一开口23，所述机械手4通过第一开口23取放晶圆5；所述第二腔室22与第一腔室21之间设有可使二者联通的第一开关门24，用于机械手4取放晶圆盒内的晶圆5，所述第二腔室22还设有用于供晶圆盒出入的第二开关门25；气压控制部件7用于控制所述第一腔室21与第二腔室22内的气体及气体的压力。本实施例的晶圆自动装载设备使用时，晶圆盒由第二开关门25进入第二腔室22后，关闭第二开关门25，气压控制部件7对第一腔室21和第二腔室22抽真空或充氮气后，用机械手4逐一装卸晶圆5，完成整盒的晶圆装卸后，先关闭第一开关门24，再开第二开关门25将晶圆盒取出。其中，本实施例中气压控制部件7抽真空成本较低，抽真空的同时可将微粒抽走，相当于更大程度的降低了整个腔室内微粒含量。实施例2：本实施例提供一种晶圆自动装载设备，如图3-6所示，包括：第一腔室21，与第一腔室21相邻设置的第二腔室22，晶圆盒1，以及与第一腔室21和第二腔室22均连接的气压控制部件7；其中，所述第一腔室21内设有机械手4，所述第一腔室21具有第一开口23，所述机械手4通过第一开口23取放晶圆5；所述第二腔室22与第一腔室21之间设有可使二者联通的第一开关门24，用于机械手4取放晶圆盒1内的晶圆5，所述第二腔室22还设有用于供晶圆盒1出入的第二开关门25；气压控制部件7用于控制所述第一腔室21与第二腔室22内的气体及气体的压力；所述晶圆盒1包括底盘11，设于所述底盘11上的用于承载晶圆的卡夹12，以及用于罩住卡夹12的上盖13；其中，所述上盖13与所述底盘11可通过卡扣卡合。本实施例中，如图3所示，第一开口23用于与工艺腔相连通，也就是说机械手4可以是将工艺腔中的晶圆5取出逐一装载至晶圆盒1，也可以是将晶圆盒1内的晶圆逐一取出放进工艺腔。可以理解的是，晶圆盒1是装载和搬运晶圆的工具，并且晶圆盒1是是可以重复利用的。使用时，机械手4将晶圆逐片装卸至晶圆盒1，一般一个晶圆盒1的卡夹12具有25个卡位，可用于装载25个晶圆。具体的，用于罩住卡夹12的上盖13通常可以是透明的，便于操作者透过透明的上盖13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆自动装载设备，其特征在于，包括：第一腔室，所述第一腔室内设有机械手，所述第一腔室具有第一开口，所述机械手通过第一开口取放晶圆；与第一腔室相邻设置的第二腔室，所述第二腔室与第一腔室之间设有可使二者联通的第一开关门，用于机械手取放晶圆盒内的晶圆，所述第二腔室还设有用于供晶圆盒出入的第二开关门；与第一腔室和第二腔室均连接的气压控制部件，用于控制所述第一腔室与第二腔室内的气体及气体的压力。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆自动装载设备，其特征在于，包括：第一腔室，所述第一腔室内设有机械手，所述第一腔室具有第一开口，所述机械手通过第一开口取放晶圆；与第一腔室相邻设置的第二腔室，所述第二腔室与第一腔室之间设有可使二者联通的第一开关门，用于机械手取放晶圆盒内的晶圆，所述第二腔室还设有用于供晶圆盒出入的第二开关门；与第一腔室和第二腔室均连接的气压控制部件，用于控制所述第一腔室与第二腔室内的气体及气体的压力。2.根据权利要求1所述的晶圆自动装载设备，其特征在于，所述晶圆自动装载设备还包括晶圆盒，所述晶圆盒包括底盘，设于所述底盘上的用于承载晶圆的卡夹，以及用于罩住卡夹的上盖；其中，所述上盖与所述底盘可通过卡扣卡合。3.根据权利要求2所述的晶圆自动装载设备，其特征在于，所述第二腔室内还设有控制部件，用于控制晶圆盒的上盖与底盘分离。4.根据权利要求3所述的晶圆自动装载设备，其特征在于，所述控制部件包括夹具，所述夹具设于所述第二腔室内的上部，用于夹持固定上盖。5.根据权利要求3所述的晶圆自动装载设备，其特征在于，所述控制部件包括启封部件，用于开启卡扣或者卡合卡扣。6.根据权利要求2所述的晶圆自动装载设备，其特征在于，所述第二腔室内设有升降部件，用于在卡夹沿厚度方向支撑晶圆盒的底盘上升或下降。7.根据权利要求6所述的晶圆自动装载设备，其特征在于，所述升降部件包括升降杆和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王体炉，王晏酩，黄冠达，宋亚歌，李健通，唐志甫，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11