面向GaN器件的介质生长系统及其操作方法_2

文档序号:9709841阅读:来源:国知局
如介质生长系统10可以只包括LPCVD系统13和ALD系统15中一种淀积系统。
[0030]图2是示意性示出了根据本公开实施例的集簇式封闭传送系统的俯视图。
[0031]如图2所示,该集簇式封闭传送系统100可以包括由腔壁101限定的气密腔体103。腔壁101可以包括各种合适的材料,如钢。为了从外部访问腔体内或者从腔体内访问外部,在腔壁101上可以开有多个开口(例如,115-1、115-2、115-3、117和119)。为了保证腔体103的气密性,在这些开口上可以设有气密阀。备选地,当开口连接到其他设备时,可以在其他设备与该开口相接处设置气密阀。优选地,在开口与其他设备处均设有气密阀。这些气密阀的开闭可通过控制信号来控制。例如,阀门可以带有驱动机构,驱动机构可以驱动阀门开启或闭合。可以向驱动机构提供适当的电控制信号,以根据设备操作需要来驱动阀门。
[0032]在腔体103内,可以设有可活动的机械臂105。例如,机械臂105可以在腔体103内绕轴107旋转。当然,机械臂105的活动不限于旋转,机械臂105也可以进行平移等运动(例如,连同轴107—起平移)。此外,机械臂105还可以伸缩,即改变其从轴107延伸出的长度。存在多种这样的伸缩机构,在此不再赘述。图2中以虚线形式示出了相对于实线所示的机械臂105转动且伸长后的机械臂。在机械臂105的前端,可以设有片托109。片托109可以用于放置待处理的晶片111 (例如,GaN晶片)。片托109可以与机械臂105—体形成。
[0033]在腔体103内,还可以设有装载台113。装载台113上可以放置有多个待处理的晶片111,并可以将晶片111逐一加载到片托109上(当机械臂105转动到使得片托109与装载台113的晶片加载机构对准时)。此外,片托119上的晶片处理完毕后,可以通过晶片卸载机构而将晶片从片托119上卸载到晶片架上。晶片卸载机构可以与晶片加载机构一起实施在例如装载台113中,或者晶片卸载机构可以与装载台113分离实现。可以通过控制信号来控制晶片的加载/卸载。存在多种这样的晶片加载/卸载机构,在此不再赘述。
[0034]为了向装载台中放入待处理的晶片以及从装载台中(或从分离实现的晶片架)取出处理完毕的晶片,可以在腔壁101与之相对应的位置处设置晶片通道117。如上所述,可以在晶片通道117处设置开闭可控的气密阀。当需要向装载台放入晶片或从装载台取出晶片时,可以控制气密阀打开,而在对晶片进行处理期间,可以控制气密阀关闭。
[0035]该集簇式封闭传送系统100还可以包括与腔体103连通的多个传送通道115-1、115-2和115-3。这些传送通道可以连接到不同的工艺处理系统,例如,上述远程等离子体修饰系统11、LPCVD系统13和ALD系统15等。在图2中,将这些传送通道示出为腔壁101上的开口。但是,本公开不限于此。例如,传送通道还可以从腔壁101向外延伸(例如,呈管道状),以便连接到较远位置处的工艺设备。传送通道本身也是气密性的,以避免破坏腔体103内的气密环境。
[0036]在此需要指出的是,尽管图2中示出了三个传送通道,但可以包括更多或更少(例如,2个)的传送通道。
[0037]图2中还示出了腔壁101上的气氛通道119。该气氛通道119可用于确保腔体103中的所需气氛(例如,真空或非反应性气体)。例如,气氛通道119可以连接至真空栗,以便通过真空栗将腔体103内抽真空;或者,气氛通道119可以连接至氮气源,以便将腔体103内充入氮气。这种真空栗或氮气源可以与集簇式封闭传送系统100—体设置,例如附于腔壁101上。气氛通道119处甚至可以不设置气密阀,或者设置的气密阀即使在对晶片处理期间也可以保持打开,以便真空栗可以持续对腔体103内抽真空或者持续向腔体103内充入氮气。
[0038]此外,该集簇式封闭传送系统100还可以包括控制装置(未示出),用以控制各组成部件。例如,控制装置可以包括微处理器、存储器和输入/输出设备等。微处理器可以根据存储器中存储的程序或代码段生成控制信号,以便控制各部件进行适当动作。可以根据所应用领域的常用工艺,编制一些例程,存储于存储器中。输入/输出设备可以使得操作者能够向控制装置输入指令(例如,编程或者选定预先存储的例程),以及向操作者输出相关信息(例如,当前设备状态、工艺阶段、异常报警等)。这样的输入/输出设备例如是触摸屏。
[0039]备选地,该集簇式封闭传送系统100可以包括控制接口(未示出),用于与外部控制设备(例如,通用计算机)相连。控制接口可以与集簇式封闭传送系统100中各动作部件(例如,机械臂、气密阀、装载台、真空栗或氮气源等)的驱动装置相连,以便驱动这些部件进行相应的动作(例如,机械臂的转动/伸缩、气密阀的开启/关闭、装载台的晶片加载/谐振、真空栗或氮气源的启动/停止等)。
[0040]根据本公开的实施例,可以为介质生长系统10设置统一的系统控制平台,该系统控制平台可以控制介质生长系统10中的各部件(11、13、15、100)。
[0041 ]图3示意性示出了根据本公开实施例的介质生长系统的部分截面图。
[0042]如图3所示,该工艺集成平台20可以包括集簇式封闭传送系统,如以上结合图2描述的集簇式封闭传送系统100。在此需要指出的是,图3的截面图并非以与图2的俯视图一一对应的方式绘制,而是为了方便起见,仅示意性示出了集簇式封闭传送系统100的部分部件(相同部件以相同标记表示)。关于该集簇式封闭传送系统100,可以参见以上结合图2的描述。
[0043]该介质生长系统20还可以包括工艺设备200。如上所述,工艺设备200可以包括刻蚀设备(如,感应耦合等离子体刻蚀设备)、淀积设备(如,等离子体增强原子力淀积设备)或退火炉(快速退火炉)等,例如上述远程等离子体修饰系统11、LPCVD系统13和ALD系统15。工艺设备200可以包括用于进行工艺处理的主腔体201以及与主腔体连通的载片腔体203。通过载片腔体203,向主腔体201中加载待处理的晶片或者从主腔体201中取出处理完毕的晶片。这种工艺设备可以有多种形式,在此不再赘述。
[0044]集簇式封闭传送系统100可以通过传送通道115-3连接至工艺设备200(具体地,连接至载片腔体203)。在传送通道115-3处,可以设有气密阀121。例如,在各传送通道处的气密阀关闭的状态下,机械臂105可以从对准于装载台113处(以便从中加载待处理的晶片)或者对准于另一传送通道处(以便从与该另一传送通道相连的工艺设备中取出已在该工艺设备中处理完毕的晶片),旋转到对准于传送通道115-3。然后,气密阀121可以开启,从而机械臂105可以伸展通过传送通道115-3,将置于片托上的待处理晶片111送入工艺设备200的载片腔体203中。在载片腔体203中,可以将晶片111加载到工艺设备200的片托(未示出)上,以便送入主腔体201进行处理,例如表面处理、刻蚀、淀积或退火。在进行处理时,机械臂105可以缩回腔体103中,且气密阀121可以关闭。待处理完毕后,气密阀121可以开启,机械臂105可以再次伸入载片腔体203中,以接收工艺设备200的片托上经处理的晶片111,并收缩至腔体103内。然后,可以关闭气密阀121。之后,机械臂105可以转动,以便将经处理的晶片(经另一传送通道)送入另一工艺设备以进行另一工艺处理,或者送入装载台以便取出(即,在该集成工艺平台中对晶片处理完毕)。在该过程中,腔体103内可以一直保持无氧气氛,例如通过一直对腔体103抽真空或者一直向腔体103内充入氮气。
[0045]图3中示意性示出了传送通道115-3处的情形。其他传送通道如115和115-2等处的情形类似。
[0046]在此需要指出的是,尽管在图2中以点划线示出了机械臂105的圆形轨迹,但是本公开不限于此。例如,机械臂105的转动范围可以并非是整个圆周,而是圆周的一部分,或者可以转动到若干特定位置(例如,与装载台和各传送通道对准的位置)。
[0047]图4(a)是示意性
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