外延机台取片手臂高度实时监控系统的制作方法

本实用新型涉及一种外延机台取片手臂高度实时监控系统。

背景技术：

外延是芯片制造当中的一道工艺。芯片最底层是衬底硅(有的加点埋层)，然后在衬底上生长一层单晶硅或多晶硅，该层硅称为外延层，再后来在外延层上注入基区、发射区等等。外延片就是在衬底上做好外延层的硅片。因有些制造商只做外延之后的工艺生产，所以购买做好外延工艺的外延片来接着做后续工艺。

对于单片式外延机台，主要包括取放片系统、工艺腔体及尾气处理系统。放置于预抽真空室中的衬底片经过取片手臂及取片手吸取后，被传送进入工艺腔体，后升温至800-900℃(对于多晶硅)或更高温度(对于单晶硅，一般1100-1180℃)开始进行外延薄膜生长，待达到定制的外延厚度后，再通过手臂及取片手取片送回预抽真空室。在此取放片过程中，若手臂的高度发生变化，尤其是下垂后下降，则会导致碰擦到硅片表面，从而引起外延层缺陷而报废。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述技术问题，提供一种外延机台取片手臂高度实时监控系统。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：包括：取片手臂，用于取硅片；高度监控装置，用于实时监控取片手臂的高度是否为允许高度范围，如取片手臂的高度超出允许高度范围即报警。

所述的高度监控装置包括：金属块，设置于取片手臂上；位移传感器，设置于金属块的正上方，采集金属块高度信息；放大器，与传感器相连，将金属块高度信息转为电压模拟信号；外延机台，接收电压模拟信号并通过网络传输至控制终端以判断电压模拟信号是否为允许电压范围。

所述的取片手臂包括：旋转手臂和设置于旋转手臂端部的取片手，其中，旋转手臂可旋转地设置，取片手吸取硅片，旋转手臂和取片手的连接处设置金属块。

所述的取片手臂设置于硅片传送腔中。

所述的待取硅片设置于预抽真空室中，预抽真空室与硅片传送腔连通，位移传感器设置于预抽真空室的顶部。

所述的待取硅片于竖直方向层叠摆放，底部设置升降台。

所述的允许电压范围为2.65V～3.98V。

所述的位移传感器位于金属块正上方的290～310mm。

技术效果

本实用新型通过于旋转手臂和取片手的连接处设置金属块代表取片手的位置信息，设置位移传感器采集金属块高度信息，通过设置放大器将金属块高度信息转为电压模拟信号，从而通过判断电压模拟信号是否为允许电压范围来确定取片手的高度是否为允许值，从而实现取片手臂高度的实时监控。本实用新型可解决取片手臂高度的量化监控及实时控制，解决了目前通过肉眼来判定取片手臂的安全高度，且不能实时监控的问题，防范了因取片手臂高度变化而导致硅片的缺陷报废。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为高度监控装置连接示意图；

图3为取片手高度的允许范围示意图；

图4为电压模拟信号及其允许范围示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

如图1所示，本实施例包括：取片手臂1，用于取硅片；高度监控装置，用于实时监控取片手臂1的高度是否为允许高度范围，如取片手臂1的高度超出允许高度范围即报警。

如图2所示，所述的高度监控装置包括：金属块2，设置于取片手臂1上；位移传感器3，设置于金属块2的正上方，采集金属块2高度信息；放大器4，与传感器相连，将金属块2高度信息转为电压模拟信号；外延机台5，接收电压模拟信号并通过网络6传输至控制终端7以判断电压模拟信号是否为允许电压范围。

所述的取片手臂1包括：旋转手臂8和设置于旋转手臂8端部的取片手9，其中，旋转手臂8可旋转地设置，取片手9从上面吸取下面的硅片，旋转手臂8和取片手9的连接处设置金属块2。

所述的取片手臂1设置于硅片传送腔10中。

所述的待取硅片11设置于预抽真空室12中，预抽真空室12与硅片传送腔10连通，位移传感器3设置于预抽真空室12的顶部。

所述的待取硅片11于竖直方向层叠摆放，底部设置升降台13。

所述的位移传感器3位于金属块2正上方的290～310mm。

本实施例的位移传感器3为CMOS激光位移传感器3。

升降台13上升或下降到确定位置，以使取片手9能从放置硅片的预抽真空室12里取片，经过硅片传送腔10送入大于700℃高温的工艺腔体内。在预抽真空室12顶部安装位移传感器3及放大器4后，将取片手9高度转换成电压模拟信号，将电压模拟信号连接至外延机台5的空余模拟量输入口，利用外延机台5的实时数据采集软件对每次取片手臂1取放片时的高度，即电压模拟信号进行收集、分析，超过其上下限后实时监控软件报警，从而中断工艺，工程技术人员对取片手臂1、外延机台5进行问题查找、解决。从而避免了取片手臂1下垂造成对硅片的碰擦而形成的报废。

如图3和图4所示，两片相邻硅片间的间距为4.5mm，取片手9本身的厚度为2.8mm，取片手9的高度过高会导致其取放片过程中碰擦上面硅片的背部，而由于旋转手臂8的下垂而引起的取片手9高度过低，则会导致取片手9碰擦到硅片正面。故取片手9的高度须保持在允许范围内。取片手9离上面硅片的距离保持至少0.2mm、离下面硅片的距离至少0.75mm以保证取片手9与上下硅片不会接触。且以图3中取片手9高度为基准点，此时对应传感器上电压信号设为3.7V。高度与电压的对应关系为：0.1mm＝0.14V。则根据上述取片手9高度的允许范围及高度与电压信号的对应关系，可知，电压的下限为2.65V，而上限为3.98V。图4中间的曲线即为收集到的实时数据。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。