一种外延片自动上下片设备及制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种外延片自动上下片设备及制造工艺，外延片自动上下片设备包括：洁净仓，包括相连通的中转仓和操作仓，中转仓与操作仓之间设有能够启闭的隔离门，操作仓内设有用于喷出惰性气体的喷口，中转仓内设有用于放置带有晶圆的卡塞的卡塞放置位；载盘上下料装置，设置于操作仓内，用于承载载盘，并能够放入或取出载盘至外延炉内；晶圆上下料装置，设置于洁净仓内，能够转移中装仓内的晶圆至操作仓内，并定位晶圆，晶圆上下料装置设有晶圆吸附抓取机器手，晶圆吸附抓取机器手设有吸附端，吸附端上设有同向设置的超声波发生器和真空吸盘，真空吸盘能够吸取晶圆，超声波发生器于其近场区，吸附端用于转移定位的晶圆至操作仓内的载盘上。内的载盘上。内的载盘上。

【技术实现步骤摘要】
一种外延片自动上下片设备及制造工艺


[0001]本专利技术涉及晶圆制造领域，特别涉及一种外延片自动上下片设备及制造工艺。

技术介绍

[0002]MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术，对于半导体III
‑
V化合物是最重要的制造工艺，目前主流的MOCVD设备均采用人工手动上下片，仅有个别机型在6、8英寸晶圆采取了部分自动化的设计。同时因为上片衬底通常对环境中的水氧较为敏感，所以目前一般采用设置手套箱充氮气的方式，降低水氧对衬底的影响。由于手套箱的设置，需要将衬底通过传送仓至手套箱再通过人工放置于生长载盘内，或是从生长载盘取出生长好的外延片再通过传送仓取出。整个过程操作复杂，上下片效率低，且容易造成晶圆破损。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种外延片自动上下片设备，能够大幅提升上下片的效率，节省人工，同时采用非接触式转运，不会对外延片造成额外损伤，也不影响外延生长。
[0004]本专利技术还提出一种使用上述外延片自动上下片设备的制造工艺。
[0005]根据本专利技术第一方面实施例的外延片自动上下片设备，包括：洁净仓，包括相连通的中转仓和操作仓，所述中转仓与所述操作仓之间设有能够启闭的隔离门，所述操作仓内设有用于喷出惰性气体的喷口，所述中转仓内设有用于放置带有晶圆的卡塞的卡塞放置位；载盘上下料装置，设置于所述操作仓内，用于承载载盘，并能够放入或取出载盘至外延炉内；晶圆上下料装置，设置于所述洁净仓内，能够转移所述中装仓内的晶圆至所述操作仓内，并定位所述晶圆，所述晶圆上下料装置设有晶圆吸附抓取机器手，所述晶圆吸附抓取机器手设有吸附端，所述吸附端用于转移定位的晶圆至所述操作仓内的载盘上，所述吸附端上设有同向设置的超声波发生器和真空吸盘，所述真空吸盘能够吸取所述晶圆，所述超声波发生器于其近场区排斥被吸取的所述晶圆。
[0006]根据本专利技术实施例的外延片自动上下片设备，至少具有如下有益效果：
[0007]1.在进行晶圆上料前，人工将晶圆盒放置在中转仓内后，再打开隔离门，并通过喷口喷出惰性气体，以排出洁净仓内的水氧，人工位于中转仓外对晶圆盒进行操作，以打开晶圆盒，并对其中的晶圆进行转运，避免晶圆受到损伤；
[0008]2.在晶圆上料转运时，通过载盘上下料装置和晶圆上下料装置，实现对晶圆的自动化转运，使得晶圆的转运更加方便，晶圆的转运效率更高，生产效率更高，节省人力；
[0009]3.在晶圆吸附抓取机械手的吸附端进行转运的过程中，通过真空吸盘吸附晶圆，使得晶圆上升，超声波发生器发出超声波，且具有近场区，在晶圆上升至近场区时，将会受到超声波发生器的斥力，并在吸力与斥力大小相同，方向相反时，将处于平衡状态，实现晶圆的悬浮，避免与晶圆的表面直接接触，而导致晶圆损伤。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述载盘上下料装置包括载盘、载盘承载转动机构和插取机构，所述载盘上设有多个用于放置晶圆的放置位，多个放置位环绕所述载盘的轴线设置，所述载盘承载转动机构和所述载盘的轴线转动可拆卸相连，以带动所述载盘绕其轴线转动，所述插取机构设置于所述载盘的一侧，用于取出所述载盘承载转动机构上的载盘，并插入外延炉内。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述插取机构为带有叉盘的机械臂。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述载盘的中部设有定位孔，所述载盘承载转动机构包括承载台、转动轴和转动驱动件，所述承载台的一面与所述转动轴的端面传动相连，所述转动驱动件与所述转动轴传动相连，以通过所述转动轴转动所述承载台，所述承载台远离所述转动轴一面的中部设有定位柱，所述定位柱用于插入所述定位孔中，以定位所述载盘与所述承载台。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述晶圆上下料装置还包括晶圆对准机构，所述晶圆对准机构包括晶圆载盘、转动驱动件和定位组件，所述晶圆载盘用于放置晶圆，所述转动驱动件与所述晶圆载盘传动相连，用于驱动所述晶圆载盘转动，所述定位组件朝向所述晶圆载盘放置晶圆的一面设置，用于定位晶圆的定位边。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述定位组件为激光定位仪。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述晶圆上下料装置还包括晶圆搬运机械手，所述晶圆搬运机械手的搬运端上设有伯努利吸盘，以吸附卡塞放置位上的晶圆，并转移至所述晶圆载盘上。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述吸附端的端面上设有多个伸出的限位件，多个所述限位件环绕形成限制位。
[0017]根据本专利技术第二方面实施例的外延片自动上下片制造工艺，包括：使用本专利技术第二方面实施例所述的外延片自动上下片设备。
[0018]根据本专利技术实施例的外延片自动上下片制造工艺，至少具有如下有益效果：
[0019]1.实现晶圆上下料的半自动化，晶圆的上下料效率更高，且减少了人工；
[0020]2.减少了晶圆表面的损伤，提高了晶圆的生产质量。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，其步骤具体包括：S1：人工放置带有晶圆的卡塞至卡塞放置位上，隔离门关闭；
[0022]S2：洁净仓整体密封，打开隔离门，通过晶圆搬运机械手转移卡塞放置位上的晶圆至晶圆对准机构上；
[0023]S3：晶圆对准机构的晶圆载盘旋转，在晶圆的定位边与定位组件对齐后，停止旋转；
[0024]S4：晶圆吸附抓取机器手抓取定位后的晶圆，并悬浮转移至载盘上；
[0025]S5：载盘上的一放置位放有晶圆后，通过旋转，使得装有晶圆的放置位转走，使得下一空放置位，重复上述工步S1至S4，直至载盘上所有放置位均放有晶圆；
[0026]S6：插取机构插取载盘至外延炉中，在晶圆生长为外延片后，取出载盘；
[0027]S7：晶圆吸附抓取机器手抓取载盘内的外延片，并悬浮转移至晶圆对准机构上；
[0028]S8：晶圆对准机构的晶圆载盘旋转，在外延片的定位边与定位组件对齐后，停止旋转；
[0029]S9：晶圆搬运机械手将生产后的外延片，转移至卡塞放置位上的卡塞内，关闭隔离门，取出卡塞。
[0030]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0032]图1为本专利技术一种实施例的外延片自动上下片设备的三维截面示意图；
[0033]图2为本专利技术一种实施例的外延片自动上下片设备的吸附端的示意图；
[0034]图3为本专利技术一种实施例的外延片自动上下片设备的晶圆吸附抓取机器手的示意图。
[0035]附图标号：
[0036]洁净仓100；中转仓110；操作仓120；隔离门130；
[0037]载盘上下料装置200；载盘210；插取机构220；
[0038]晶圆上下料装置300；晶圆吸附抓取机器手310；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外延片自动上下片设备，其特征在于，包括：洁净仓，包括相连通的中转仓和操作仓，所述中转仓与所述操作仓之间设有能够启闭的隔离门，所述操作仓内设有用于喷出惰性气体的喷口，所述中转仓内设有用于放置带有晶圆的卡塞的卡塞放置位；载盘上下料装置，设置于所述操作仓内，用于承载载盘，并能够放入或取出载盘至外延炉内；晶圆上下料装置，设置于所述洁净仓内，能够转移所述中装仓内的晶圆至所述操作仓内，并定位所述晶圆，所述晶圆上下料装置设有晶圆吸附抓取机器手，所述晶圆吸附抓取机器手设有吸附端，所述吸附端用于转移定位的晶圆至所述操作仓内的载盘上，所述吸附端上设有同向设置的超声波发生器和真空吸盘，所述真空吸盘能够吸取所述晶圆，所述超声波发生器于其近场区排斥被吸取的所述晶圆。2.根据权利要求1所述的外延片自动上下片设备，其特征在于：所述载盘上下料装置包括载盘、载盘承载转动机构和插取机构，所述载盘上设有多个用于放置晶圆的放置位，多个放置位环绕所述载盘的轴线设置，所述载盘承载转动机构和所述载盘的轴线转动可拆卸相连，以带动所述载盘绕其轴线转动，所述插取机构设置于所述载盘的一侧，用于取出所述载盘承载转动机构上的载盘，并插入外延炉内。3.根据权利要求2所述的外延片自动上下片设备，其特征在于：所述插取机构为带有叉盘的机械臂。4.根据权利要求2所述的外延片自动上下片设备，其特征在于：所述载盘的中部设有定位孔，所述载盘承载转动机构包括承载台、转动轴和转动驱动件，所述承载台的一面与所述转动轴的端面传动相连，所述转动驱动件与所述转动轴传动相连，以通过所述转动轴转动所述承载台，所述承载台远离所述转动轴一面的中部设有定位柱，所述定位柱用于插入所述定位孔中，以定位所述载盘与所述承载台。5.根据权利要求1所述的外延片自动上下片设备，其特征在于：所述晶圆上下料装置还包括晶圆对准机构，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，胡丹，黄辉廉，彭赛男，朱志超，
申请(专利权)人：中山德华芯片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：