一种用于反应室的晶片传动装置和传动方法与流程

本发明涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及外延生长设备的一种用于反应室的晶片传动装置和传动方法。

背景技术：

外延生长装置主要通过晶片拾取机构从料盒中拾取晶片，将晶片搬运到反应腔中，放置在可旋转的基座上，反应气体在平行于晶片的方向上被引入至晶片上，对晶片表面进行外延生长。

追求更大直径外延加工能力和更高质量的外延生长效果已成为国际上外延片生产的发展主流。目前使用伯努利棒的拾取装置，只适用于小直径的晶片，无法满足12寸及以上的晶片的需求。

为避免在传送处理期间损坏晶片，根据晶片传送处理的特定应用或环境，提出了一种晶片传动技术方案，满足不同尺寸晶片的传送处理要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于反应室的晶片传动装置和传动方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的解决方案是：

提供一种用于反应室的晶片传动装置，包括反应室和搬运室；反应室与搬运室均为内部中空的方形腔体结构，二者之间通过闸阀连通，反应室内设有晶片支撑部件，搬运室内设有机械传送部件；

晶片支撑部件包括内环基座和外环基座；内环基座主体为圆盘，圆盘下端面设有同心凸台，内环基座整体纵向横截面呈t型；外环基座呈圆环型，外环基座的内圈为台阶状，内圈台阶尺寸与内环基座外缘尺寸相适配，内环基座嵌设于外环基座内；内环基座下方设有内环支撑架，内环支撑架与升降机构相连；外环基座下方设有外环支撑架，外环支撑架与旋转机构相连；内环基座、外环基座、内环支撑架和外环支撑架为同轴心放置；

机械传送部件包括操作元件，操作元件呈u型，前端为缺口端，后端与设于搬运室内的传送臂相连。

作为一种改进，外环支撑架包括支撑管，支撑管下端与旋转机构相连；支撑管顶端通过至少三个臂支撑所述外环基座下端面。

作为一种改进，内环支撑架包括支撑管，支撑管下端与升降机构相连；支撑管顶端有至少三个臂且在所述内环基座正下方，所述内环支撑架的臂的上端面与所述内环基座的下端面悬空。

作为一种改进，内环基座外缘直径小于晶片的直径。

作为一种改进，操作元件的u型缺口宽度大于内环基座外缘的直径，操作元件的u型缺口宽度小于晶片的直径。

作为一种改进，外环支撑架外接一旋转机构，升降机构安装在旋转机构上，旋转机构可带动外环支撑架、外环基座、内环支撑架、内环基座和升降机构同时旋转。

本发明还提供了一种利用一种用于反应室的晶片装置进行的传动方法，步骤包括：

(a)装载一个未处理的晶片到传送臂末端的操作元件上；

(b)打开闸阀后，横向延伸传送臂，使操作元件在晶片支撑部件上方，其中未处理的晶片在内环基座正上方；

(c)升降机构带动内环支撑架和其上内环基座上升，使内环基座支撑未处理的晶片的同时，未处理的晶片脱离操作元件，从而内环基座上装载未处理的晶片；

(d)传送臂及操作元件缩回至搬运室，并关闭闸阀；

(e)升降机构带动内环支撑架和其上内环基座下降，将内环基座降置于外环基座内，使未处理的晶片装载在外环基座上；

(f)反应过程中，旋转机构带动外环支撑架、外环基座、升降机构、内环支撑架、内环基座和晶片同时旋转，且外环支撑架、外环基座、升降机构、内环支撑架、内环基座和晶片相对静止。

(g)反应结束，旋转机构停止旋转，升降机构抬升内环支撑架和其上内环基座，使处理过的晶片脱离外环基座并装载在内环基座上与其一起上升；

(h)打开闸阀后，横向延伸传送臂，使其上无晶片的操作元件在内环基座和外环基座之间，其中处理过的晶片在操作元件正上方；

(i)升降机构带动内环支撑架和其上内环基座下降，使处理过的晶片装载在操作元件上的同时脱离内环基座，并将内环基座降置于外环基座上；

(j)传送臂带着操作元件及其上处理过的晶片缩回至搬运室，并关闭闸阀；

(k)从操作元件上卸载处理过的晶片，并执行步骤(a)到(k)。

与现有技术相比，本发明的技术效果是：

伯努利棒的拾取装置，其伯努利棒制作困难，价格昂贵，取片时需向伯努利棒内通高纯氮气，则需配套的通气调压装置，大大加大了设备成本，取片时伯努利棒到晶片的间距范围要求高，大大增加了调试成本；本发明的叉片方式，操作简单，传送稳定性更好，掉片率更低，满足不同尺寸的晶片的传送需求。

附图说明

图1用于反应室的晶片传动装置的整个结构的正视的截面图。

图2用于反应室的晶片传动装置的俯视的横截面图。

图3反应室的晶片传送操作步骤的示例顺序的示意图。

图中标记：1-反应室、2-搬运室、3-闸阀、4-晶片支撑部件、5-机械传送部件、6-晶片、7-外环基座、8-内环基座、9-内环支撑架、10-外环支撑架、11-传送臂、12-操作元件、13-升降机构、14-旋转机构。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

图1所示为用于反应室的晶片传动装置的整个结构的正视的截面图。一种用于反应室的晶片传动装置，包括：反应室1、搬运室2、闸阀3、晶片支撑部件4、机械传送部件5和晶片6。反应室1与搬运室2均为方形腔体结构，二者之间通过闸阀3连接，晶片支撑部件4安装在反应室1内，机械传送部件5安装在搬运室2内。

晶片支撑部件4包括：外环基座7、内环基座8、内环支撑架9和外环支撑架10。内环基座8包括圆盘主体，圆盘下端面设有圆柱形凸台，整体横截面呈t型。外环基座7呈圆环型，外环基座7的内圈为台阶状，内圈内放置内环基座8，使整体呈圆盘型。内环支撑架9包括支撑管及支撑管径向延伸的至少三个臂组成，且臂绕着支撑管顶端均布，内环支撑架9安装在内环基座8的下方。外环支撑架9包括支撑管及支撑管径向延伸的至少三个臂组成，且臂绕着支撑管顶端均布，外环支撑架向上支撑外环基座7。内环支撑架9的臂长小于外环支撑架10的臂长，内环支撑架9套在外环支撑架10内，内环基座8、外环基座7、内环支撑架9和外环支撑架10为同轴心放置。内环支撑架9的支撑管底端外接一升降机构13，升降机构13可带动内环支撑架9升降，使内环基座8可升降。外环支撑架10的支撑管底端外接一旋转机构14，升降机构13安装在旋转机构14上，旋转机构14可带动外环支撑架10、外环基座7、内环支撑架9、内环基座8和升降机构13同时旋转。

图2所示为用于反应室的晶片传动装置的俯视的横截面图。机械传送部件5包括：传送臂11和操作元件12。操作元件12呈u型，用于装载和卸载晶片6，操作元件12安装在传送臂11的末端，且缺口朝外。传送臂11安装在搬运室2内。操作元件12的u型缺口宽度大于内环基座外8直径，操作元件12的u型缺口宽度小于晶片6直径。传送臂11可延垂直和横向移动，可将操作元件12及其装载的晶片6伸入至反应室1的任意位置。

如图3显示，本发明还提供了一种利用上述一种用于反应室的晶片传动装置的晶片传动方法，过程为：

(a)装载一个未处理的晶片6到传送臂11末端的操作元件12上；

(b)打开闸阀3后，横向延伸传送臂11，使操作元件12在晶片支撑部件4上方，其中未处理的晶片6在内环基座8正上方；

(c)升降机构13带动内环支撑架9和其上内环基座8上升，使内环基座8支撑未处理的晶片6的同时，未处理的晶片6脱离操作元件12，从而内环基座8上装载未处理的晶片6；

(d)传送臂11及操作元件12缩回至搬运室2，并关闭闸阀3；

(e)升降机构13带动内环支撑架9和其上内环基座8下降，将内环基座8降置于外环基座7内，使未处理的晶片6装载在外环基座7上；

(f)反应过程中，旋转机构14带动外环支撑架10、外环基座7、升降机构13、内环支撑架9、内环基座8和晶片6同时旋转，且外环支撑架10、外环基座7、升降机构13、内环支撑架9、内环基座8和晶片6相对静止；

(g)反应结束，旋转机构14停止旋转，升降机构14抬升内环支撑架9和其上内环基座8，使处理过的晶片6脱离外环基座7并装载在内环基座8上与其一起上升；

(h)打开闸阀3后，横向延伸传送臂11，使其上无晶片的操作元件12在内环基座8和外环基座7之间，其中处理过的晶片6在操作元件12正上方；

(i)升降机构13带动内环支撑架9和其上内环基座8下降，使处理过的晶片6装载在操作元件12上的同时脱离内环基座8，并将内环基座8降置于外环基座7上；

(j)传送臂11带着操作元件12及其上处理过的晶片6缩回至搬运室2，并关闭闸阀3；

(k)从操作元件12上卸载处理过的晶片6，并执行步骤(a)到(k)。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。