CN102403253B - 一种利用复合传输路径来实现硅片传输的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用复合传输路径来实现硅片传输方法，包括：在传输范围上任选一个传输点，其中所述传输范围是在密封门上以密封门宽度的中点为中点，长度为其宽度减去两倍硅片半径的距离；确定传输路径为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点确定的一条直线；确定旋转范围为以所述传输装置的旋转轴为圆心以硅片半径为半径的圆，其中所述旋转范围的圆与所述传输路径的直线相交点为旋转点。本发明能够低耗高效地实现硅片传输，而不造成硅片和设备的损坏。

Description

一种利用复合传输路径来实现硅片传输的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种利用复合传输路径来实现硅片传输的方法。
背景技术
在半导体集成电路制造领域，需要对工艺片进行工艺处理，例如刻蚀、沉积等。
对工艺片（特别的为硅片）进行工艺处理通常是在处理机台中不同的真空锁里进行的。以下结合图1，以刻蚀机台为例，对现有的硅片传输的机制进行说明。
图1示出了真空处理系统的结构布局示意图，所述真空处理系统特别地为刻蚀真空处理系统，待处理的硅片为硅片。具体地，所述刻蚀真空处理系统是一个包含多个反应室的处理系统。如图1所示，在现有技术的硅片传输机制中，位于中央位置的传输室11中的传输装置15需要将处于真空锁12中的待处理硅片传输出所述真空锁12，并通过其自身的旋转和机械臂拉伸将所述待处理的硅片传输入第一反应室13或第二反应室14中的载片盘上，以待进行刻蚀处理。接着，在刻蚀处理完成后，传输装置15还需要将处理完成的硅片传输出所述反应室。
但是，针对反应室具有双载片盘的情形，传输装置还是按照其旋转轴O1至载片盘圆心O2为最佳路径进行传输。然而，由于在具有双载片盘的反应室和传输室之间还分别存在两个密封门，例如第一反应室13和传输室11之间存在着第一密封门131和第二密封门132，并且所述密封门必然存在一定宽度（为气密度考虑，稍大于硅片直径），则在硅片按照O1O2的传输路径出入所述密封门时，硅片和传输门之间可能发生撞击，从而导致硅片的破损，甚至造成传输门的损坏。
然而，如果为了防止这种破损而增加密封门的宽度，可能会导致气密度的下降，从而增加成本。
因此，业内需要一种成本低且成效高的硅片传输机制来解决现有技术的上述缺陷。
发明内容
针对背景技术中的上述问题，本发明提出了利用复合传输路径来实现硅片传输的方法。
本发明第一方面提供了一种利用复合传输路径来实现将硅片从真空处理系统中的传输装置传输至反应室的硅片传输方法，其中，所述真空处理系统包括位于其中央位置的传输室，所述传输室中包括一个用于硅片传输的传输装置，所述传输室的周围配置有至少一个反应室，在所述反应室和所述传输室之间设置有至少一个密封门，其特征在于，包括：
在传输装置的硅片位上加载硅片；
在传输范围上任选一个传输点，其中所述传输范围是在密封门上以密封门宽度的中点为中点，长度为其宽度减去两倍硅片半径的距离；
确定传输路径为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点确定的一条直线；
确定旋转范围为以所述传输装置的旋转轴为圆心以硅片半径为半径的圆，其中所述旋转范围的圆与所述传输路径的直线相交点为旋转点；
所述传输装置将硅片旋转至所述旋转点，按照所述传输路径将硅片送入所述反应室的载片盘上。
进一步地，所述传输装置具有单个或者两个传输臂。
优选地，所述传输装置为机械手。
进一步地，所述密封门的宽度大于等于所述硅片半径的两倍。
优选地，确定所述传输点为所述密封门的中点。
本发明第二方面还提供了一种利用复合传输路径来实现将硅片从真空处理系统中的反应室传输至的传输装置的硅片传输方法，其中，所述真空处理系统包括位于其中央位置的传输室，所述传输室中包括一个用于硅片传输的传输装置，所述传输室的周围配置有至少一个反应室，在所述反应室和所述传输室之间设置有至少一个密封门，其特征在于，包括：
在传输范围上任选一个传输点，其中所述传输范围是在密封门上以密封门宽度的中点为中点，长度为其宽度减去两倍硅片半径的距离；
确定传输路径为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点确定的一条直线；
确定旋转范围为以所述传输装置的旋转轴为圆心以硅片半径为半径的圆，其中所述旋转范围的圆与所述传输路径的直线相交点为旋转点；
按照所述传输路径将硅片从所述反应室中的载片盘上将硅片传输至所述旋转点。
进一步地，所述传输装置具有单个或者两个传输臂。
优选地，所述传输装置为机械手。
进一步地，所述密封门的宽度大于等于所述硅片半径的两倍。
优选地，确定所述传输点为所述密封门的中点。
本发明利用复合传输路径来实现硅片传输，利用角度的旋转和长度的伸缩来实现位置的转移，实现了旋转定位的精确性和传输路径的稳定性，优化了装置尺寸，节省了成本。
附图说明
图1是真空处理系统的结构布局示意图；
图2(a)是本发明的一个具体实施例的真空处理系统的具有单一传输臂的传输装置的结构示意图；
图2(b)是本发明的一个具体实施例的真空处理系统的具有双传输臂的传输装置的结构示意图；
图3是本发明的一个具体实施例的确定硅片传输路径的示意图；
图4是本发明的一个具体实施例的确定硅片旋转点的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
在介绍本发明的硅片传输机制之前，先以刻蚀真空处理系统为例，对真空处理系统的基本结构进行说明。图1示出了真空处理系统的结构布局示意图，所述真空处理系统是一个包含多个反应室的处理系统，其典型地为一刻蚀真空处理系统。具体而言，所述刻蚀真空处理系统包括一个大致位于其中央位置的传输室11，传输室11大体上呈现四方形结构。于传输室11的中央位置设置有一包括一个或多个传输臂的传输装置15，用于传输在刻蚀真空处理系统11中传输所述硅片。在传输室11的多个连接面的位置处可以依实际需要配置多个反应室。如图2示例，图中所示的真空处理系统1在连接面分别配置有两个双载片盘结构的反应室，具体地，第一反应室13具有第一载片盘B和第二载片盘C，第二反应室14具有第三载片盘D和第四载片盘E。所述反应室与传输室11之间设置有密封门131、132、141和142。传输室11还设置有一个或多个真空锁（load lock）12，所述真空锁12与传输室11之间设置有密封门121，其具有第五载片盘A。所述真空锁12用于连接所述传输室11和外界大气环境，以在不损失所述传输室11内的真空的前提下在外界大气环境和所述传输室11之间对所述硅片进行传输。
下面结合附图3对本发明的硅片传输机制进行说明。
根据一个优选实施例的利用复合传输路径来实现将硅片从真空处理系统中的传输装置传输至反应室的硅片传输方法，至少包括：
首先，在传输装置的硅片位上加载硅片。其中，所述反应室包括两个载片盘。进一步地，所述传输装置具有单个或者两个传输臂，所述传输装置为机械手。
图2(a)和图2(b)分别示出了真空处理系统的具有单一/双传输臂的传输装置的结构示意图，下面参照图2结合图1对传输装置的结构进行说明。如图2(a)所示，第一传输装置151具有单一传输臂，所述单一传输臂由第一传输部1511和第二传输部1512组成，所述第一传输部151能够以第一主旋转轴A1旋转轴（以O1为圆心）为定点进行平面360o转向。所述第一传输部1511和所述第二传输部1512还具有第二旋转轴A12，以使得所述第一传输部1511和第二传输部1512能够通过所述第二旋转轴A12进行相对转动。所述第二传输部1512还通过第三旋转轴A13连接于用于放置硅片的第一硅片位1513（以O2为圆心）。由此，第一传输装置能够通过第一传输部1511，第二传输部1512和第一硅片位1513通过第二旋转轴A12和第三旋转轴A13进行相对转动，而可以进行水平平面上的拉伸和旋转，以在传输室和各个反应室以及真空锁等之间进行硅片的传输。
如图2(b)所示，第二传输装置152具有双传输臂，所述双传输臂分别由第三传输部1521和第四传输部1522以及第五传输部1524和第六传输部1525组成，所述双传输臂能够通过第二主旋转轴A2（以O1’为圆心）为定点进行平面360o转向，所述双传输臂分别具有一个硅片位，分别为第二硅片位1523（以O12’为圆心）和第三硅片位1526（以O11’为圆心），因此，所述第二传输装置 152能够放置两片硅片，并能够可以同时进行水平平面上的拉伸和旋转，以在传输室和各个反应室以及真空锁等之间进行硅片的传输，由此大大提高了制程中硅片的吞吐量。
其中，所述第四传输部1522通过第四旋转轴A22连接于所述第三传输部1521，所述第四传输部1522和所述第三传输部1521可以通过所述第四旋转轴A22进行相对转动。所述第四传输部1522还通过第五旋转轴A23连接于第三硅片位，所述第四传输部1522和第三硅片位能够通过所述第五旋转轴A23进行相对转动。并且，所述第五传输部1524通过第六旋转轴A24连接于所述第七传输部1525，所述第六传输部1525和所述第五传输部1524可以通过第六旋转轴A24进行相对转动。所述第六传输部1525还通过第七旋转轴A25连接于第三硅片位，所述第六传输部1525和第三硅片位能够通过所述第七旋转轴A25进行相对转动。
然后，在传输范围上任选一个传输点，其中所述传输范围是在密封门上以密封门宽度的中点为中点，长度为其宽度减去两倍硅片半径的距离。
具体地，图3示出了本发明的一个具体实施例的确定硅片传输范围的示意图，如图3所示，下面以第一传输装置151将硅片传输进入第一反应室13中的第一传输门131对应的第一载片盘B为例进行说明。假设，所述第一传输门131的中点为B，其长度为L，所述硅片的半径为r。本领域技术人员应当理解，硅片能够刚好通过所述第一传输门131的临界条件是，硅片的边缘刚好与所述第一密封门131的左右边缘呈90度，所述刚好与所述第一密封门131的左右边缘呈90度的硅片以虚线示出（以O3为圆心）。因此，如附图3所示，以所述第一密封门131的宽度L的中点B为中点的L-2r的宽度即为硅片的传输范围d。
图4示出了本发明的一个具体实施例的确定硅片旋转点的示意图。如图4所示，在上文中确定的传输范围d内，任意确定一个传输点N。
接着，确定传输路径为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点确定的一条路径，在本发明的优选实施例中，即，以传输点N和所述传输装置的旋转轴O确定的一条直线。
需要说明的是，传输路径并不一定为一条直线，而应视为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点的任意路径。
然后，如图4所示，确定旋转范围为以所述传输装置的旋转轴O为圆心以硅片半径r为半径的圆，其中所述旋转范围的圆与所述传输路径的直线相交点为旋转点M；
最后，所述传输装置旋转至所述旋转点M，按照所述传输路径将硅片送入第一反应室13的载片盘B上。
需要说明的是，将所述传输装置旋转至所述旋转点M上不是必须步骤，当所述传输装置的初始位置本来就位于传输点M上时，不必再进行旋转。
应当理解，由于机械手可以通过伸缩和旋转对硅片进行传输，其可以按照传输路径同时进行伸缩和旋转以达到将硅片按照所述传输路径传输至载片盘上的目的。
进一步地，所述密封门的宽度大于等于所述硅片半径的两倍。
优选地，确定所述传输点为所述密封门的中点。
本发明还提供了一种利用复合传输路径来实现将硅片从真空处理系统中的反应室传输至的传输装置的硅片传输方法，其中，所述真空处理系统包括位于其中央位置的传输室，所述传输室中包括一个用于硅片传输的传输装置，所述传输室的周围配置有至少一个反应室，在所述反应室和所述传输室之间设置有至少一个密封门，其特征在于，包括：
在传输范围上任选一个传输点，其中所述传输范围是在密封门上以密封门宽度的中点为中点，长度为其宽度减去两倍硅片半径的距离；
确定传输路径为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点确定的一条路径；
确定旋转范围为以所述传输装置的旋转轴为圆心以硅片半径为半径的圆，其中所述旋转范围的圆与直线的所述传输路径的相交点为旋转点；
按照所述传输路径将硅片传输至传输点，再将所述硅片传输至所述传输室。
其中，所述反应室包括两个载片盘。
进一步地，所述传输装置为机械手。
进一步地，所述密封门的宽度大于等于所述硅片半径的两倍。
优选地，确定所述传输点为所述密封门的中点。
需要说明的是，由于上述过程是本发明上文中提及的利用复合传输路径来实现将硅片从真空处理系统中的传输装置传输至反应室的硅片传输方法的逆过程，为简明起见，其具体执行过程在此处不再赘述。
应当理解，本文虽然以真空处理系统中的硅片传输进出反应室的过程为例对本发明的硅片传输机制进行说明，但是，本领域应当理解，本发明不限于此，本发明还可以应用于真空处理系统中其他需要硅片传输的领域，例如将硅片传输进出如图1所示的真空锁12等。
此外，本发明还可应用于刻蚀真空处理系统、沉积真空处理系统等。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种利用复合传输路径来实现将硅片从真空处理系统中的传输装置传输至反应室的硅片传输方法，其中，所述真空处理系统包括位于其中央位置的传输室，所述传输室中包括一个用于硅片传输的传输装置，所述传输室的周围配置有至少一个反应室，在所述反应室和所述传输室之间设置有至少一个密封门，其中，包括：
在传输装置的硅片位上加载硅片；
在传输范围上任选一个传输点，其中所述传输范围是在密封门上以密封门宽度的中点为中点，长度为其宽度减去两倍硅片半径的距离；
确定传输路径为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点确定的一条路径；
确定旋转范围为以所述传输装置的旋转轴为圆心以硅片半径为半径的圆，其中所述旋转范围的圆与直线的所述传输路径的相交点为旋转点；
所述传输装置旋转至所述旋转点，按照所述传输路径将硅片传输至所述传输点，再将所述硅片从所述传输点传输至所述反应室的载片盘上。
2.根据权利要求1所述的硅片传输方法，其特征在于，所述反应室包括两个载片盘。
3.根据权利要求2所述的硅片传输方法，其特征在于，所述传输装置为机械手。
4.根据权利要求1所述的硅片传输方法，其特征在于，所述密封门的宽度大于等于所述硅片半径的两倍。
5.根据权利要求1至4任一项所述的硅片传输方法，其特征在于，确定所述传输点为所述密封门的中点。
6.一种利用复合传输路径来实现将硅片从真空处理系统中的反应室传输至传输装置的硅片传输方法，其中，所述真空处理系统包括位于其中央位置的传输室，所述传输室中包括一个用于硅片传输的传输装置，所述传输室的周围配置有至少一个反应室，在所述反应室和所述传输室之间设置有至少一个密封门，其中，包括：
在传输范围上任选一个传输点，其中所述传输范围是在密封门上以密封门宽度的中点为中点，长度为其宽度减去两倍硅片半径的距离；
确定传输路径为以所述传输点和所述传输装置的旋转轴为端点确定的一条路径；
确定旋转范围为以所述传输装置的旋转轴为圆心以硅片半径为半径的圆，其中所述旋转范围的圆与直线的所述传输路径的相交点为旋转点；
按照所述传输路径将硅片传输至传输点，再将所述硅片传输至所述传输室。
7.根据权利要求6所述的硅片传输方法，其特征在于，所述反应室具有两个载片盘。
8.根据权利要求7所述的硅片传输方法，其特征在于，所述传输装置为机械手。
9.根据权利要求6所述的硅片传输方法，其特征在于，所述密封门的宽度大于等于所述硅片半径的两倍。
10.根据权利要求6至9任一项所述的硅片传输方法，其特征在于，确定所述传输点为所述密封门的中点。
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