CN108615695B - 一种自动进料的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种自动进料的方法，包括：S1.启动要求输送衬底的命令；S2.接收机械手传送过来的多个衬底，并依次置于低压化学气相沉积设备腔中；S3.根据衬底已足量的信息，发送停止输送衬底的指令。本发明还公开了一种自动进料的装置和系统。本发明的技术方案，通过自动输送生成含硅薄膜的衬底进入低压化学气相沉积设备腔，以方便进行化学反应，解放了人力，有利于实现了自动化生产。

Description

一种自动进料的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及一种半导体领域，特别涉及一种自动进料的方法、装置及系统。
背景技术
含硅薄膜，如：氧化硅薄膜、碳化硅薄膜、氮化硅薄膜等材料具备许多优异的性能，如高熔点、高硬度、强稳定性、低膨胀系数、良导热性、强抗热震性及优良的光学性能等，其中，氮化硅块材料及其薄膜能广泛应用于光电子、微电子、机械加工、化学工业、太阳能电池、航空航天及集成电路等行业。
随着薄膜应用的普及，薄膜制备的技术也成为了高新加工技术中的重要部分。目前，比较普及的含硅薄膜的制备方法有等离子体化学气相沉积(PECVD)和低压化学气相沉积(LPCVD)法两种方法，其中LPCVD法生产的膜密度更高、纯度更高、物理化学特性更优良。
如何实现含硅薄膜的制备的批量进料，以利于自动化生产成为摆在人们面前的一道课题。
发明内容
为了解决以上的问题，本发明能提供一种自动进料的方法、装置及系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种自动进料的方法，用于含硅薄膜的制备，包括：
S1.启动要求输送衬底的命令；
S2.接收机械手传送过来的多个衬底，并依次置于低压化学气相沉积设备腔中；
S3.根据衬底已足量的信息，发送停止输送衬底的指令。
进一步地，所述的步骤S3，具体是：
当计数装置计算到的所有衬底的数目总值与预设数目总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
进一步地，所述的步骤S3，具体是：
当称重装置计算到的所有衬底的重量数字总值与预设重量数字总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
进一步地，所述的衬底选自P型、N型掺杂单晶硅衬底或者氧化硅中的至少一种。
本发明公开了一种自动进料的装置，用于超厚氮化硅膜的制备，包括：
启动命令单元，用于启动要求输送衬底的命令；
接收单元，用于接收机械手传送过来的多个衬底，并依次置于低压化学气相沉积设备腔中；
停止单元，用于根据衬底已足量的信息，发送停止输送衬底的指令。
进一步地，所述的停止单元，具体是：
当计数装置计算到的所有衬底的数目总值与预设数目总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
进一步地，所述的停止单元，具体是：
当称重装置计算到的所有衬底的重量数字总值与预设重量数字总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
进一步地，所述的衬底选自P型、N型掺杂单晶硅衬底或者氧化硅中的至少一种。
本发明公开了一种自动进料的系统，包括：机械手、低压化学气相沉积设备腔、控制器、检测设备、驱动电机，所述的控制器能控制所述的驱动电机带动所述的机械手运转，所述的机械手输送衬底至所述的低压化学气相沉积设备腔，所述的检测设备检测所述的衬底是否足量，所述的控制器具有上述的装置。
进一步地，所述的检测装置包括计数器或重量传感器。
实施本发明的一种自动进料的方法、装置及系统，具有以下有益的技术效果：
本技术方案通过自动输送生成含硅薄膜的衬底进入低压化学气相沉积设备腔，以方便进行化学反应，解放了人力，便于自动化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例一种自动进料的方法流程图；
图2为本发明的实施例一种自动进料的装置功能模块图；
图3为本发明的实施例一种自动进料的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，实施例，一种自动进料的方法，用于含硅薄膜的制备，包括：
S1.启动要求输送衬底的命令；
衬底可选自P型、N型掺杂单晶硅衬底或者氧化硅中的至少一种。
例如，可选取P型掺杂单晶硅衬底若干片，先进行RCA标准清洗法，清洗后干燥，放置于物料台上。
在控制室或控制面板上发出启动要求输送衬底的命令，机械手一一抓取多个衬底，机械手由驱动电机进行驱动。
S2.接收机械手传送过来的多个衬底，并依次置于低压化学气相沉积设备腔中；
机械手传送来的衬底(晶圆)，一个一个地放在低压化学气相沉积设备腔中的晶舟上，依次放入低压化学气相沉积设备腔(反应炉)中晶舟格子上的空缺的位置。
S3.根据衬底已足量的信息，发送停止输送衬底的指令。
当计数装置计算到的所有衬底的数目总值与预设的数目总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令，或，
当称重装置计算到的所有衬底的重量数字总值与预设的重量数字总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
在控制室或控制面板上发出停止要求输送衬底的命令，机械手停止将衬底向反应炉投放，机械手停止运转。
其中，以制备氮化硅薄膜举例说明：
关闭低压化学气相沉积设备腔的进料口，通入非活性气体，将衬底进行热处理，将衬底加热到750℃～850℃(步骤S1)；通入气体H2SiCl2和NH3，发生化学反应，获得初级含硅薄膜(步骤S2)；在低压化学气相沉积设备腔中，再通入非活性气体(步骤S3)；对低压化学气相沉积设备腔的温度进行降温，打开设备腔，将初级含硅薄膜顺序调换(步骤S4)；重复步骤S1～S4，发生化学反应，对低压化学气相沉积设备腔进行降温，打开低压化学气相沉积设备腔，获得含硅薄膜。
具体实施例方式可为：先通入N2，在N2的环境下，将沉底加热至800℃，之后通入反应气体H2SiCl2和NH3，反应气压为200mTorr，第一步反应时间为96分钟，制取获得350nm左右的含硅薄膜(氮化硅薄膜)，之后在N2的环境下，将设备腔温度降至400℃左右，打开低压化学气相沉积设备腔，等低压化学气相沉积设备腔完全打开时，将衬底顺序调换，重复上述过程，根据第一反应时间设置第二反应时间为114分钟，反应完成后等设备腔温度降400℃左右，打开设备腔即可获得超厚含硅薄膜。
在本发明的另一实施例中，还包括以下步骤：抓取传送信息上传到后台监控中心，传送信息包括：传送速度及时间、传送图片等。本步骤为了方便实现无人管理生产含硅薄膜。
下面介绍实现上述方法的装置，本装置中没有记载的部分，可参考以上方法的记载。
请参阅图2、一种自动进料的装置1，用于含硅薄膜的制备，包括：
启动命令单元10，用于启动要求输送衬底的命令；
接收单元20，用于接收机械手传送过来的多个衬底，并依次置于低压化学气相沉积设备腔中；
停止单元30，用于根据衬底已足量的信息，发送停止输送衬底的指令。
其中，停止单元30，具体是：
当计数装置计算到的所有衬底的数目总值与预设的数目总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令，或，当称重装置计算到的所有衬底的重量数字总值与预设的重量数字总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
衬底可选自P型、N型掺杂单晶硅衬底或者氧化硅中的至少一种。
在本发明的另一实施例中，还包括以下监控单元：用于抓取传送信息上传到后台监控中心，传送信息包括：传送速度及时间、传送图片等。增加监控单元为了方便实现无人管理生产含硅薄膜。
请参阅图3、一种自动进料的系统100，包括：机械手200、低压化学气相沉积设备腔300、控制器400、检测设备500。
控制器400能控制驱动电机带动机械手200运转，机械手200输送衬底至低压化学气相沉积设备腔300，检测设备500检测衬底是否足量，控制器400具有上述的装置1。
检测装置500包括计数器或重量传感器。
可选取P型掺杂单晶硅衬底若干片，先进行RCA标准清洗法，清洗后干燥，放置于物料台上。
控制器400发出启动要求输送衬底的命令，机械手200将多个衬底依次向低压化学气相沉积设备腔300投放，机械手200由驱动电机进行驱动。检测设备500检测衬底已经足量时，控制器400发出停止要求输送衬底的命令，机械手200停止将多个衬底依次向低压化学气相沉积设备腔300投放，机械手200的驱动电机停止驱动。
实施本发明的一种自动进料的方法、装置及系统，具有以下有益的技术效果：
本技术方案通过自动输送生成含硅薄膜的衬底进入低压化学气相沉积设备腔，以方便进行化学反应，解放了人力，实现了自动化生产。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种自动进料的方法，用于含硅薄膜的制备，其特征在于，包括：
S1.启动要求输送衬底的命令；
S2.接收机械手传送过来的多个衬底，并依次置于低压化学气相沉积设备腔中；
S3.根据衬底已足量的信息，发送停止输送衬底的指令，
其中，所述的含硅薄膜的制备包括制备氮化硅薄膜，步骤S3后还具有以下制备步骤：
关闭低压化学气相沉积设备腔的进料口，通入非活性气体，将衬底进行热处理，将衬底加热到750℃～850℃；
通入气体H2SiCl2和NH3，发生化学反应，获得初级含硅薄膜；
在低压化学气相沉积设备腔中，再通入非活性气体；
对低压化学气相沉积设备腔的温度进行降温，打开设备腔，将初级含硅薄膜顺序调换；
重复以上所述的制备步骤，发生化学反应，对低压化学气相沉积设备腔进行降温，打开低压化学气相沉积设备腔，获得含硅薄膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤S3，具体是：
当计数装置计算到的所有衬底的数目总值与预设的数目总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤S3，具体是：
当称重装置计算到的所有衬底的重量数字总值与预设的重量数字总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的衬底选自P型、N型掺杂单晶硅衬底或者氧化硅中的至少一种。
5.一种自动进料的装置，用于含硅薄膜的制备，其特征在于，包括：
启动命令单元，用于启动要求输送衬底的命令；
接收单元，用于接收机械手传送过来的多个衬底，并依次置于低压化学气相沉积设备腔中；
停止单元，用于根据衬底已足量的信息，发送停止输送衬底的指令，
其中，所述的含硅薄膜的制备包括制备氮化硅薄膜，
所述的发送停止输送衬底的指令后还具有以下制备步骤：
关闭低压化学气相沉积设备腔的进料口，通入非活性气体，将衬底进行热处理，将衬底加热到750℃～850℃；
通入气体H2SiCl2和NH3，发生化学反应，获得初级含硅薄膜；
在低压化学气相沉积设备腔中，再通入非活性气体；
对低压化学气相沉积设备腔的温度进行降温，打开设备腔，将初级含硅薄膜顺序调换；
重复以上所述的制备步骤，发生化学反应，对低压化学气相沉积设备腔进行降温，打开低压化学气相沉积设备腔，获得含硅薄膜。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的停止单元，具体是：
当计数装置计算到的所有衬底的数目总值与预设的数目总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的停止单元，具体是：
当称重装置计算到的所有衬底的重量数字总值与预设的重量数字总值相等时，确认衬底已足量，发送停止输送衬底的指令。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的衬底选自P型、N型掺杂单晶硅衬底或者氧化硅中的至少一种。
9.一种自动进料的系统，包括：机械手、低压化学气相沉积设备腔、控制器、检测设备、驱动电机，所述的控制器能控制所述的驱动电机带动所述的机械手运转，所述的机械手输送衬底至所述的低压化学气相沉积设备腔，所述的检测设备检测所述的衬底是否足量，其特征在于，所述的控制器具有权利要求5至8任一项权利要求所述的装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的检测设备包括计数器或重量传感器。
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