堆叠布局的半导体设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体生产和加工领域，更具体地说，涉及一种采用堆叠方式布局腔室的半导体设备。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，发达地区的房价和地价也水涨船高。这一严酷的现实对半导体行业的经营者和管理者造成的制约效应体现的非常明显:因为从事半导体生产和制造往往需要专门建造标准极高的洁净室，用“寸土寸金”来形容洁净室的建造和使用成本可以说是毫不夸张。本就昂贵的洁净室造价，在这样的背景之下，无异于雪上加霜。如果能够提高对洁净室单位面积的利用率，从半导体设备的角度考量，即如果半导体生产厂商购置的加工和生产设备具有结构紧凑、占地面积小的优点，那么这样的设备无疑将在激烈的市场竞争中为厂商带来长久的经济利益。
[0003]另一方面，虽然人们的确希望半导体设备在合理情况下尽可能少的占用洁净室的空间，但这并不意味着人们愿意用牺牲单个机台的产能的方式去换取设备占地面积的减小。如果一台半导体设备具有非常小的占地面积，但却产能低下，那么这样的设备同样无法得到市场的青睐。
[0004]为此，结构紧凑、占地面积小但却具有高产能的半导体设备在行业中的优势地位不言而喻。
【发明内容】
[0005]为了能够设计出紧凑而高产的半导体机型，本发明提出了一种新的堆叠布局的半导体设备，将多个工作腔室相互堆叠并对称排布，并使用两个工艺机器人相互配合来完成晶圆的传递和取放，从而在高产和占地面积两个方面都达到了明显的优化效果。
[0006]为了达到上述目的，本发明实施了如下的技术方案:
[0007]—种堆叠布局的半导体设备，包括前端模组和后方机台，
[0008]所述前端模组用于容置和取放晶圆，所述前端模组中具有第一工艺机器人；
[0009]所述后方机台用于安放多个工作腔室，所述后方机台中具有第二工艺机器人；
[0010]其中，所述第一工艺机器人在前端模组和第二工艺机器人之间传递晶圆，所述第二工艺机器人在第一工艺机器人和各个工作腔室之间传递晶圆；所述多个工作腔室在水平方向上分布在所述第二工艺机器人的左、右两侧，在竖直方向上相互上下堆叠排布。
[0011]进一步地，所述半导体设备中总共具有两个工艺机器人。
[0012]进一步地，所述后方机台包括向所述工作腔室内供给药液的原料管路和为所述半导体设备提供电力支持的电气控制系统。
[0013]优选地，所述原料管路和电气控制系统被集成到所述多个工作腔室的后方，位于所述后方机台的最末端。
[0014]优选地，所述第一工艺机器人的运动方式包括旋转、升降和平移。
[0015]优选地，所述第二工艺机器人的运动方式包括旋转、升降和平移。
[0016]优选地，所述工作腔室在所述第二工艺机器人的左、右两侧对称分布。
[0017]进一步地，所述后方机台的背面以及两个侧面开设有维护门。
[0018]可选地，所述工作腔室的数量为四个、六个、八个或十六个。
[0019]可选地，所述后方机台内具有供所述第二工艺机器人移动的通道，所述多个工艺腔室对称分布于所述通道的两侧。
[0020]本发明所涉及的半导体设备，被分为前端模组和后方机台前、后两大部分，前端模组主要负责装载晶圆，后方机台安装了工作腔室，并将整个设备的供给和电力系统集成于后方机台的末端，从而最大限度的减小了占地面积。两个工艺机器人分别服务于前端模组和后方机台，彼此之间相互配合又互不影响，能够高效地完成传送晶圆的任务，有利于设备广能的提闻。
【附图说明】
[0021]图1是本发明所述半导体设备具体实施例的立体结构示意图；
[0022]图2是本发明所述半导体设备具体实施例的正视图；
[0023]图3是本发明所述半导体设备具体实施例的后视图；
[0024]图4是本发明所述半导体设备具体实施例的侧视图；
[0025]图5是本发明所述半导体设备具体实施例的背面打开后的立体结构示意图；
[0026]图6是本发明所述半导体设备具体实施例的工艺机器人的结构示意图；
[0027]图7是本发明所述半导体设备又一实施例的简明示意图。
【具体实施方式】
[0028]下述具体实施例将结合附图进一步揭示本发明的要旨和实质:
[0029]附图1-5揭示了本发明具体实施例的外部特征。
[0030]其中，图1是该具体实施例的立体结构示意图。该半导体设备主要包括前端模组101和后方机台102两大部分。前端模组101包含有4个装载端口 103，主要用于放置晶圆。同时，在前端模组101的中部，安装设置有第一工艺机器人106。后方机台102主要用于容置工作腔室以及供液和控制系统，是该半导体设备的主要工作区域。相应的，在后方机台102的中部安装设置有第二工艺机器人107。由于外部结构的遮挡，图中仅标出了第一工艺机器人106和第二工艺机器人107在设备中所处的具体位置。其中，第一工艺机器人106和第二工艺机器人107均能够在水平面内旋转和平移，并能上下升降。第一工艺机器人106负责在装载端口 103和第二工艺机器人107之间传递和取放晶圆，而第二工艺机器人107则负责在各个工作腔室之间以及工作腔室和第一工艺机器人106之间传递晶圆。该第一工艺机器人106以及第二工艺机器人107在它们的手臂处具有吸附能力，能够在靠近晶圆上方位置后吸附并抓取晶圆，从而带动晶圆运动至相应的目标位置，其运行的轨迹可以受电脑程序控制。在传递晶圆的过程中，第一工艺机器人106和第二工艺机器人107相互配合，互不影响，精确而高效地完成了外界与设备之间以及设备内部各个机构之间晶圆交换任务。同时，由于该设备所使用的工艺机器人运动方式比较全面，所以配备两台工艺机器人就现有工艺来说已经足够。虽然增加更多的机器人有可能进一步提高工作效率，但工艺机器人价格昂贵，目前的市价大约在6-7万美金，所以不宜在设备中设置过多，应尽量用较少的工艺机器人完成更多的传递任务。在前端模组101的右侧，设置有操作平台105和显示面板104，二者连接至电气控制系统。显示面板104方便操作人员观察设备内部各个机构的工作状况，操作平台105是操作人员输入指令控制工艺过程的命令输入端口。进一步地，为了工作人员操控更加顺畅，显示面板104和操作平台105能够绕轴旋转，使工作人员可以在不同位置进行操作。
[0031]图2给出了本发明具体实施例的正视图。结合图1和图2，当第一工艺机器人106需要抓取晶圆时，第一工艺机器人106先下降至与装载端口 103位于同一水平面内，之后第一工艺机器人106旋转一定角度，对准其中一个装载端口 103，然后向前进动伸出机械手，抓取晶圆后收缩回原来位置；进一步地，第一工艺机器人106上升至与第二工艺机器人107同一高度，机械手转向第二工艺机器人107，将晶圆移交给第二工艺机器人107，从而完成晶圆由前端模组101向后方机台102传递的