晶圆生产设备和晶圆生产工艺制造技术

本申请公开了一种晶圆生产设备和晶圆生产工艺，涉及半导体技术领域。本申请的晶圆生产设备中用于冷却晶圆的冷却腔室中的气压可以一直维持在适于冷却的气压，不用反复充入、抽出保护气体。晶圆在进入（或送出）冷却腔室之前，只需要调节第一调节腔室（或第二调节腔室）的气压，一次抽气、充气就可以完成一片晶圆的传递，效率较高，镀膜完成的晶圆可以以较短地时间间隔依次进入冷却腔室，而冷却腔室也可以同时冷却多个晶圆，因此可以提高生产效率。本申请提供的晶圆生产工艺能够高效地对晶圆进行冷却，可提高晶圆的生产效率。可提高晶圆的生产效率。可提高晶圆的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
晶圆生产设备和晶圆生产工艺


[0001]本申请涉及半导体
，具体而言，涉及一种晶圆生产设备和晶圆生产工艺。

技术介绍

晶圆加工有时面临高温环境，比如，铝膜沉积的工艺中用到高温。工艺结束后会在独立的冷却腔增加冷却的工艺步骤。冷却的工艺步骤一般是：在冷却腔充入氮气，压力由10
‑3Torr到5Torr，此过程耗时10s；然后静止60s左右，待氮气吸收热量，晶圆冷却；接着将冷却腔抽气到10
‑3Torr压力以下，此过程耗时约10s。然后传送到其他腔室，最终由设备前端模块（Equipment Front End Module，EFEM）中的手臂传送到晶圆盒中。
[0002]由于现有设备中，冷却腔的上下游均为真空度较高的腔室，因此在晶圆送入、送出前需要将冷却腔抽气至低气压，冷却晶圆时再充入气体。因此，现有的冷却方式由于需要反复地将冷却腔中的气体抽出、充入以及维持，会导致生产效率较低。

技术实现思路

[0003]本申请的目的包括，例如，提供了一种晶圆生产设备和晶圆生产工艺，其能够提高晶圆的生产效率。
[0004]本申请的实施例可以这样实现：第一方面，本申请提供一种晶圆生产设备，包括第一过渡腔室、缓冲腔室、第二过渡腔室、传输腔室、镀膜腔室、第一调节腔室、冷却腔室、第二调节腔室以及输送系统，第一过渡腔室、第一调节腔室、冷却腔室以及第二调节腔室可充入或抽出保护气体以调节气压，第二过渡腔室包括输入子腔和输出子腔；第一过渡腔室、缓冲腔室、输入子腔、传输腔室以及镀膜腔室沿晶圆输入路径依次排布，镀膜腔室、传输腔室、输出子腔、第一调节腔室、冷却腔室以及第二调节腔室沿晶圆输出路径依次排布；输送系统用于将晶圆沿晶圆输入路径和晶圆输出路径输送。
[0005]在可选的实施方式中，输送系统包括设置于缓冲腔室中的第一机械手，第一机械手用于将第一过渡腔室中的晶圆转移至第二过渡腔室的输入子腔。
[0006]在可选的实施方式中，输送系统包括设置于传输腔室中的第二机械手，第二机械手用于将输入子腔中的晶圆转移至镀膜腔室，以及将镀膜腔室中的晶圆转移至输出子腔。
[0007]在可选的实施方式中，输送系统包括设置于第一调节腔室中的第三机械手，第三机械手用于将输出子腔中的晶圆转移至第一调节腔室。
[0008]在可选的实施方式中，输送系统包括设置于冷却腔室中的第四机械手、第五机械手和平移机构，平移机构具有相对的接收端和输出端，第四机械手用于将第一调节腔室中的晶圆以竖立姿态放置于平移机构的接收端，平移机构用于将晶圆从接收端输送至输出端，第五机械手用于将晶圆从输出端转移至第二调节腔室。
[0009]在可选的实施方式中，平移机构包括：第一平移组件，包括第一驱动件、第一传动带和若干第一卡位件，第一驱动件用于
驱动第一传动带沿晶圆输出路径运动，若干第一卡位件沿第一传动带的延伸方向均匀间隔地设置于第一传动带上；第二平移组件，包括第二驱动件、第二传动带和若干第二卡位件，第二驱动件用于驱动第二传动带沿晶圆输出路径运动，若干第二卡位件沿第二传动带的延伸方向均匀间隔地设置于第二传动带上；第三平移组件，包括第三驱动件、第三传动带和若干第三卡位件，第三驱动件用于驱动第三传动带沿晶圆输出路径运动，若干第三卡位件沿第三传动带的延伸方向均匀间隔地设置于第三传动带上；第一卡位件和第二卡位件用于抵接晶圆在水平方向上的两端，第三卡位件用于支撑竖立姿态的晶圆的下端。
[0010]在可选的实施方式中，第四机械手包括可伸缩机械臂和卡盘，卡盘设置于可伸缩机械臂的自由端，卡盘可被驱动在可伸缩机械臂的自由端翻转，卡盘用于夹持晶圆。
[0011]在可选的实施方式中，输送系统包括设备前端模块，设备前端模块用于将晶圆送入第一过渡腔室，以及将晶圆从第二调节腔室取出。
[0012]第二方面，本申请提供一种晶圆生产工艺，使用前述实施方式中任一项的晶圆生产设备进行生产，晶圆生产工艺包括：将完成镀膜的晶圆从镀膜腔室经由传输腔室输送至第二过渡腔室的输出子腔；将第一调节腔室的气压调节至第一预设气压，再将晶圆输送至第一调节腔室；将第一调节腔室的气压升高至第二预设气压，再将晶圆从第一调节腔室输送至冷却腔室，冷却腔室的气压维持在第三预设气压；将第二调节腔室的气压调节至第四预设气压，再将晶圆输送至第二调节腔室；将第二调节腔室的气压调节至大气压。
[0013]在可选的实施方式中，第一预设气压为（0.5~2）
×
10
‑3Torr，第二预设气压、第三预设气压以及第四预设气压为1~10Torr。
[0014]本申请实施例的有益效果包括，例如：本申请提供一种晶圆生产设备，包括第一过渡腔室、缓冲腔室、第二过渡腔室、传输腔室、镀膜腔室、第一调节腔室、冷却腔室、第二调节腔室以及输送系统，第一过渡腔室、第一调节腔室、冷却腔室以及第二调节腔室可充入或抽出保护气体以调节气压，第二过渡腔室包括输入子腔和输出子腔；第一过渡腔室、缓冲腔室、输入子腔、传输腔室以及镀膜腔室沿晶圆输入路径依次排布，镀膜腔室、传输腔室、输出子腔、第一调节腔室、冷却腔室以及第二调节腔室沿晶圆输出路径依次排布；输送系统用于将晶圆沿晶圆输入路径和晶圆输出路径输送。本申请提供的晶圆生产设备可以实现将完成镀膜的晶圆经由传输腔室输送至第二过渡腔室的输出子腔，然后经由第一调节腔室进入冷却腔室进行冷却，冷却完成后的晶圆输送至第二调节腔室。用于冷却晶圆的冷却腔室中的气压可以一直维持在适于冷却的气压，不用反复充入、抽出保护气体。晶圆在进入（或送出）冷却腔室之前，只需要调节第一调节腔室（或第二调节腔室）的气压。而第一调节腔室和第二调节腔室并不用于冷却晶圆，因此其不需要在充入气体后保持较长时间，只需要足够晶圆送入（或送出）冷却腔室即可。因此其一次抽气、充气就可以完成一片晶圆的传递，效率较高，镀膜完成的晶圆可以以较短地时间间隔依次进入冷却腔室，而冷却腔室也可以同时冷却多个晶圆，因此可以提高生产效
率。
[0015]本申请提供的晶圆生产工艺能够高效地对晶圆进行冷却，可提高晶圆的生产效率。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1为相关技术中的晶圆生产设备的示意图；图2为本申请一种实施例中晶圆生产设备的示意图；图3为本申请一种实施例中平移机构输送晶圆的示意图；图4为本申请一种实施例中晶圆在平移机构上被夹持的示意图；图5为本申请一种实施例中第四机械手在拾取晶圆时的示意图；图6为申请一种实施例中第四机械手在将晶圆移入冷却腔室后的示意图；图7为申请一种实施例中第四机械手在将晶圆翻转90
°
后的示意图。
[0018]图标：010
‑
晶圆生产设备；020
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆生产设备，其特征在于，包括第一过渡腔室（100）、缓冲腔室（200）、第二过渡腔室（300）、传输腔室（400）、镀膜腔室（500）、第一调节腔室（600）、冷却腔室（700）、第二调节腔室（800）以及输送系统，所述第一过渡腔室（100）、所述第一调节腔室（600）、所述冷却腔室（700）以及所述第二调节腔室（800）可充入或抽出保护气体以调节气压，所述第二过渡腔室（300）包括输入子腔（310）和输出子腔（320）；所述第一过渡腔室（100）、所述缓冲腔室（200）、所述输入子腔（310）、所述传输腔室（400）以及所述镀膜腔室（500）沿晶圆输入路径依次排布，所述镀膜腔室（500）、所述传输腔室（400）、所述输出子腔（320）、所述第一调节腔室（600）、所述冷却腔室（700）以及所述第二调节腔室（800）沿晶圆输出路径依次排布；所述输送系统用于将晶圆（020）沿所述晶圆输入路径和所述晶圆输出路径输送。2.根据权利要求1所述的晶圆生产设备，其特征在于，所述输送系统包括设置于所述缓冲腔室（200）中的第一机械手，所述第一机械手用于将所述第一过渡腔室（100）中的晶圆（020）转移至所述第二过渡腔室（300）的所述输入子腔（310）。3.根据权利要求1所述的晶圆生产设备，其特征在于，所述输送系统包括设置于所述传输腔室（400）中的第二机械手，所述第二机械手用于将所述输入子腔（310）中的晶圆（020）转移至所述镀膜腔室（500），以及将所述镀膜腔室（500）中的晶圆（020）转移至所述输出子腔（320）。4.根据权利要求1所述的晶圆生产设备，其特征在于，所述输送系统包括设置于所述第一调节腔室（600）中的第三机械手，所述第三机械手用于将所述输出子腔（320）中的晶圆（020）转移至所述第一调节腔室（600）。5.根据权利要求1所述的晶圆生产设备，其特征在于，所述输送系统包括设置于所述冷却腔室（700）中的第四机械手、第五机械手和平移机构（701），所述平移机构（701）具有相对的接收端和输出端，所述第四机械手用于将所述第一调节腔室（600）中的晶圆（020）以竖立姿态放置于所述平移机构（701）的接收端，所述平移机构（701）用于将所述晶圆（020）从所述接收端输送至所述输出端，所述第五机械手用于将所述晶圆（020）从所述输出端转移至所述第二调节腔室（800）。6.根据权利要求5所述的晶圆生产设备，其特征在于，所述平移机构（701）包括：第一平移组件，包括第一驱动件、第一传动带（710）和若干第一卡位件（711），所述第一驱动件用于驱动所述第一传动带（710）沿所述晶圆（020）输出路径运动，若干所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东伟，宋维聪，
申请(专利权)人：上海陛通半导体能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：