工艺腔室以及半导体加工设备的制造方法_4

文档序号:8432201阅读:来源:国知局
装置19的结构没有限制,只要其结构能够实现上述功能即可。另外,在实际应用中,也可以省去开盖驱动装置,而采用手动的方式驱动上电极腔室作翻转运动。
[0075]下面对上电极腔室221的结构进行详细描述。具体地,其包括设置在上电极腔室221的底部的靶材20,即,当上电极腔室221扣合在反应舱的顶部时,该靶材20位于工艺舱的内部。而且,上电极腔室221还包括设置在上电极腔室221内,且位于靶材20的上方的磁控管222,以及用于驱动磁控管222相对于靶材表面作旋转运动的磁控管驱动机构。
[0076]在本实施例中,上述磁控管驱动机构的结构具体为:其包括旋转传动机构、磁控管旋转电机225和环形减速机(图中未示出)。其中,旋转传动机构由大同步带轮224、小同步带轮227和同步带226组成,用以采用同步带的方式传递旋转动力;磁控管旋转电机225用于通过该旋转传动机构驱动磁控管222相对于靶材20表面作旋转运动;换向减速机用于降低磁控管旋转电机225的转速。当然,在实际应用中,还可以采用其他任意结构的磁控管驱动机构,只要其能够驱动磁控管相对于靶材表面旋转即可。
[0077]需要说明的是,在本实施例中,反应舱的数量为四个,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,反应舱的数量还可以为两个、三个或者五个以上。
[0078]还需要说明的是,在本实施例中,承载位均用于承载晶片,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,承载位还可以具有其他功能,例如用于放置遮挡盘(Disk)等等。
[0079]实施例二
[0080]本实施例与上述实施例一相比,其区别仅在于:晶片传输装置的结构不同。由于本实施例提供的工艺腔室的其他结构和功能在上述实施例一中已有了详细描述,在此不再赘述。下面仅对本实施例提供的晶片传输装置的结构进行详细描述。
[0081]具体地,图4A为本发明实施例二提供的工艺腔室的内部结构的立体图。图4B为本发明实施例二提供的工艺腔室的内部结构的俯视图。请一并参阅图4A和图4B,晶片传输装置包括机械手31、升降基座13和顶针装置15。其中,升降基座13的数量与反应舱的数量相对应,该升降基座13的结构和功能与上述实施例一中的升降基座相同,即:升降基座的数量与反应舱的数量相对应,且升降基座一一对应地设置在反应舱的下方;通过使每个升降基座作升降运动,可以使其上升至与之相对应的反应舱内或者自与之相对应的反应舱内下降至反应舱下方。
[0082]顶针装置15可作升降运动地设置在工艺腔室10内与传片口 11相对的位置处,该顶针装置15的结构与上述实施例一中的顶针装置相同,即:包括至少三个顶针151和用于驱动至少三个顶针同步作升降运动的顶针提升机构152。当需要向工艺腔室10内装载晶片16时,工艺腔室10之外的机械手经由传片口 11移入工艺腔室10内;顶针提升机构152驱动至少三个顶针151上升,以托起晶片16 ;然后工艺腔室10之外的机械手移出工艺腔室10。
[0083]机械手31用于在顶针装置15与任意一个升降基座13之间,以及在任意两个升降基座13之间传递晶片。具体地,如图4B所示,机械手31可旋转地设置在工艺腔室10内的中心位置处,且位于工艺舱与处于预设的最低位置时的升降基座13之间,容易理解,升降基座13在处于该最低位置时,进行装载或卸载晶片16。在本实施例中,机械手31采用晶片承载部、三个连杆和使三者依次可在水平面内相对旋转的两个旋转副构成,从而机械手31可在水平面内伸缩。另外,机械手31还可以沿竖直方向作升降运动。由此,机械手31通过将在水平面作旋转运动、伸缩运动以及在竖直方向作升降运动相结合,而实现将未加工的晶片传输至反应舱内;以及,针对进行不同的工序的各个反应舱,晶片在其中一个反应舱内完成当前工序之后,可以借助机械手31将该晶片自当前工序所对应的升降基座13传输至下一工序所对应的升降基座13。
[0084]此外,为了配合机械手31能够自每个升降基座31取片或放片,在每个升降基座13上还设置有晶片托架,该晶片托架包括一个支撑环322和至少三个支撑针321,其中,支撑环322环绕设置在升降基座13的外围,且在升降基座13作升降运动时相对其固定不动,即,支撑环322不随升降基座13上升或下降;至少三个支撑针321固定在支撑环322上,且沿升降基座13的周向均匀分布,并且至少三个支撑针321的顶端高度在升降基座13处于预设的最低位置时,高于升降基座13的上表面高度,且至少三个支撑针321的顶端高度高于机械手31的晶片承载部闻度。
[0085]在机械手31自任意一个升降基座31放片时,此时该升降基座13位于预设的最低位置;承载有晶片16的机械手31通过在水平面内做伸缩运动和旋转运动,以使其晶片承载部移动至位于该升降基座31处的至少三个支撑针321的顶端上方;机械手31下降,以使晶片16自该晶片承载部被传递至至少三个支撑针321上;然后,升降基座31上升,以使该晶片16自至少三个支撑针321被传递至该升降基座16上,从而完成机械手31向任意一个升降基座31的放片动作。
[0086]在机械手31自任意一个升降基座31取片时,此时承载有晶片16的该升降基座13下降至预设的最低位置,并在下降过程中将晶片16传递至至少三个支撑针321的顶端;机械手31通过在水平面内做伸缩运动和旋转运动,以使其晶片承载部移动至置于该支撑针321顶端上的晶片16的下方;机械手31上升,以使晶片16自至少三个支撑针321被传递至晶片承载部上,从而完成机械手31向任意一个升降基座31的取片动作。
[0087]由此可知,本实施例中的晶片传输装置通过在工艺腔室内设置机械手31,可以代替上述实施例一中的旋转基盘和顶针装置,来至少实现下述传输动作,即:同时或先后将晶片传输至各个反应舱内;或者,也可以选择性地将晶片传输至所有反应舱中的至少一个反应舱内;以及在各个反应舱之间传输晶片。
[0088]上述机械手31不仅可以更灵活地传输晶片,而且在各个反应舱进行不同的工序,且该工序所花费的工艺时间不同的情况下,还可以先将提前完成工序的晶片自传片口 11移出工艺腔室10,而无需等待所有晶片完成工序之后再移出工艺腔室10,从而不仅可以提闻工艺效率,而且还可以进一步提闻工艺的灵活性。
[0089]需要说明的是,机械手31的结构并不局限于本发明上述实施例中的机械手结构,在实际应用中,还可以采用其他任意结构的机械手,只要其能够实现在顶针装置与任意一个升降基座之间,以及在任意两个升降基座之间传递晶片即可。
[0090]还需要说明的是,在本实施例中,借助顶针装置15分别与工艺腔室10之外的机械手和工艺腔室10之内的机械手31相配合,而实现将晶片在工艺腔室10之外的机械手和工艺腔室10之内的机械手31之间传递,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,也可以省去顶针装置15,即,工艺腔室10之外的机械手和工艺腔室10之内的机械手直接进行晶片传递的动作,在这种情况下,可根据具体情况对工艺腔室10之内的机械手的结构进行适应性设计。
[0091]作为另一个技术方案,图5A为本发明实施例提供的半导体加工设备的结构示意图。请参阅图5A,半导体加工设备包括工艺腔室66、去气腔室64、预清洗腔室65和传输腔室63。其中,工艺腔室66用于对晶片进行加工;去气腔室64用于去除晶片上的水汽;预清洗腔室65用于去除晶片表面上的残余物;传输腔室63分别与工艺腔室66、去气腔室64和预清洗腔室65连接,且在其内部设置有机械手631,用以将晶片分别传输至各个腔室内。
[0092]在本实施例中,工艺腔室66的数量为一个,且该工艺腔室66采用了本发明各个实施例提供的上述工艺腔室,具体地,在工艺腔室66内具有四个反应舱(661A-661D),用以同时对晶片进行加工。
[0093]在本实施例中,半导体加工设备还包括两个装载台62,用于分别承载未加工的晶片和已完成加工的晶片;并且,传输腔室63分别与两个装载台62连接,用以自其中一个装载台62上取出未加工的晶片,以及将完成加工的晶片传输至其中另一个承载台62上。
[0094]在本实施例中,由于半导体加工设备具有四个功能模块,即:工艺腔室66、去气腔室64、预清洗腔室65和装载台62,因而可以将传输腔室63设计为四方体,且该四方体的四个侧面一一对应地与四个功能模块对接。由此可知,在不增加工艺腔室66的数量,S卩,不增加功能模块的数量的前提下,即使反应舱的数量增加或减少,也不会影响工艺腔室66与传输腔室63的对接(在传输腔室63周围的空间允许的条件下),从而若仅通过增加反应舱的数量来增加同时进行加工的工序数量,则无需重新设计传输腔室63的结构,进而可以降低设备的制造成本。
[0095]需要说明的是,在本实施例中,工艺腔室66的数量为一个,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,工艺腔室的数量还可以设置为两个以上。而且,多个工艺腔室沿传输腔室的周向分布。例如,如图5B所示,该半导体加工设备具有两个工艺腔室(711,712),即,在图5A所示的半导体加工设备的基础上增加了一
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