CN116904945A - 真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法及传送装置、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法及传送装置、存储介质，晶圆传送方法应用于晶圆传送装置，晶圆传送装置包括机械手，机械手具有中心线；晶圆传送方法包括：控制机械手夹持第一晶圆和第二晶圆，并使第一晶圆和第二晶圆各自到机械手的中心线的距离相同，且第一晶圆和第二晶圆在平行中心线的方向上的位置不同；控制机械手驱使第一晶圆和第二晶圆均围绕中心线转动，并使第一晶圆和第二晶圆在平行中心线的方向上无交叠。本发明通过控制使机械手夹持的两片晶圆在平行机械手中心线的方向上无交叠，来避免其中一片晶圆的夹持结构掉落颗粒物到另一片晶圆的表面，以保证晶圆的洁净度。

Description

真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法及传送装置、存储介质

技术领域

本发明涉及晶圆加工设备技术领域，特别涉及一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法及传送装置、存储介质。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源(固体或液体)表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。PVD沉积工艺在半导体制造中常用于为各种逻辑器件和存储器件制作超薄、超纯金属和过渡金属氮化物薄膜，PVD沉积工艺是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术之一。现在有利用PVD技术对各种逻辑器件和存储器件进行镀膜的真空镀膜机，真空镀膜机主要是在较高真空度下进行镀膜，镀的材料为靶材，对零件进行镀膜。物理气相沉积的主要方法有真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀膜、离子镀膜和分子束外延等，相应的真空镀膜设备包括真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。其中，真空溅射镀膜机的基本原理是:将反应气体输送至反应腔室内，并对靶材施加电偏压，以形成高能粒子轰击靶材，从而被溅射出的材料沉积在衬底上形成工艺所需的薄膜。

目前有多腔体的真空溅射镀膜机，由于可以提高工作效率，应用十分广泛。多腔体的真空溅射镀膜机中设有多个工作腔室以及传送机构，传送机构用于输送物料(比如晶圆等)，将物料从一个工作腔室传送到另一个工作腔室。传送机构通常包括机械手，通过机械手来夹持物料。一个机械手一般夹持两片晶圆，机械手具有中心线，两片晶圆在中心线上的垂向投影的位置不同，通常是一上一下，且两片晶圆可围绕中心线自由旋转。以铜互连工艺为例，铜互连工艺中常常也使用到多腔体的真空溅射镀膜机，真空溅射镀膜机通过机械手夹持晶圆从而在多个工作腔室之间运送，在运送过程中保护晶圆不受颗粒物的影响是非常重要的。而在机械手对晶圆进行传输的过程中，两片晶圆是可以围绕机械手的中心线自由旋转的，因此两片晶圆难免有上下交叠的时候，当两片晶圆上下有交叠时，由于重力原因，上方晶圆的夹持结构容易掉落颗粒物到下方晶圆的表面，使得下方的晶圆的洁净度受到影响，从而影响晶圆加工后的质量甚至使晶圆报废，导致产品的良率降低，产品的生产成本难以控制。

发明内容

本发明提供一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法及传送装置、存储介质，目的在于避免其中一片晶圆的夹持结构掉落颗粒物到另一片晶圆的表面，以保证晶圆的洁净度。

为了达到上述目的，基于本发明的一个方面，本发明提供了一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法，其包括：

控制机械手夹持第一晶圆和第二晶圆，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆各自到所述机械手的中心线的距离相同，且所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上的位置不同；

控制所述机械手驱使所述第一晶圆和所述第二晶圆均围绕所述中心线转动，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上无交叠。

可选的，所述机械手包括围绕所述中心线排布的第一机械臂和第二机械臂，所述方法包括：利用所述第一机械臂夹持所述第一晶圆以及利用所述第一机械臂带动所述第一晶圆转动，利用所述第二机械臂夹持所述第二晶圆以及利用所述第二机械臂带动所述第二晶圆转动。

可选的，所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角大于90°。

可选的，所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角保持不变；或者，所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角可变。

基于本发明的另一个方面，本发明还提供一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置，其包括：

机械手，其用于夹持第一晶圆和第二晶圆，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆各自到所述机械手的中心线的距离相同，且所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上的位置不同；

控制器，其用于控制所述机械手驱使所述第一晶圆和所述第二晶圆均围绕所述中心线转动，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上无交叠。

可选的，所述机械手包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和所述第二机械臂各自的一端均在所述中心线上，所述第一机械臂的另一端用于夹持所述第一晶圆，所述第二机械臂的另一端用于夹持所述第二晶圆，所述第一机械臂和所述第二机械臂均可围绕所述中心线转动。

可选的，所述晶圆传送装置至少具有两套所述机械手。

可选的，所述控制器控制所述机械手以使所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角大于90°。

可选的，所述控制器控制所述机械手以使所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角保持不变；或者，所述控制器控制所述机械手以使所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角可变。

基于本发明的再一个方面，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有可被读写的程序，所述程序被执行时晶圆传送装置能够实现如上所述的晶圆传送方法。

如上配置，在晶圆传送过程中，比如在真空溅射镀膜机台的各个工作腔室之间传送，通过控制晶圆传送装置的机械手，使机械手夹持的第一晶圆和第二晶圆在平行机械手中心线的方向上无交叠，来避免其中一片晶圆的夹持结构掉落颗粒物到另一片晶圆的表面。本发明可以保护晶圆在被机械手运送过程中不被颗粒物污染，以保证晶圆的洁净度，进而使晶圆加工后的质量得到提升，提高产品的良率，产品的生产成本得以控制。

需要说明的是，真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置和晶圆传送方法属于同一个发明构思，具有相同或者相应的特定技术特征，所以晶圆传送装置也具有晶圆传送方法的技术效果，这里不再重复说明。

附图说明

本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1为本发明一实施例的真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置的示意图；

图2为本发明一实施例的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法的示意图。

其中，附图标记如下：

10-真空溅射镀膜机台；20-机械手；21-第一机械臂；22-第二机械臂；31-第一晶圆；32-第二晶圆；A-中心线。

具体实施方式

在本文中，除非另有说明，术语“上”“下”“左”“右”“内”“外”“前”“后”“顶”“底”等用于基于附图指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特点的方位和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于提供一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法及传送装置、存储介质，以解决晶圆在被机械手20运送过程中被颗粒物污染的问题。

图1是本发明一实施例的真空溅射镀膜机的晶圆传送装置的示意图。参照图1，目前，真空溅射镀膜机台10的晶圆传送装置通常具有机械手20，其用于夹持晶圆。具体而言，机械手20一般包括围绕机械手20的中心线A排布的第一机械臂21和第二机械臂22，第一机械臂21和第二机械臂22的长度大致相同，第一机械臂21和第二机械臂22各自的一端均在机械手20的中心线A上，第一机械臂21的另一端用于夹持第一晶圆31，第二机械臂22的另一端用于夹持第二晶圆32，第一机械臂21和第二机械臂22均可围绕机械手20的中心线A转动，并且，第一机械臂21和第二机械臂22沿中心线A的位置不同。可理解的，这里的机械手20的中心线A大致垂直纸面，一般而言，中心线A平行于重力方向，第一机械臂21位于第二机械臂22的上方，第一晶圆31位于第二晶圆32的上方。

发明人发现，晶圆上存在颗粒物的一个重要原因是：机械手20在运送晶圆时，受重力作用，上方晶圆的夹持结构容易掉落颗粒物到下方晶圆的表面，使得下方的晶圆的洁净度受到影响，比如第一机械臂21容易掉落颗粒物到第二晶圆32的表面，从而使得晶圆存在缺陷，降低晶圆的良品率。

图2是本发明一实施例的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法的示意图，参阅图2，有鉴于此，本实施例提供一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法，其包括步骤S1和步骤S2，以下对步骤S1和步骤S2做详细地说明。

步骤S1：在晶圆传送的过程中，控制机械手20夹持第一晶圆31和第二晶圆32，并使第一晶圆31和第二晶圆32各自到机械手20的中心线A的距离相同，且第一晶圆31和第二晶圆32在平行中心线A的方向上的位置不同。

具体而言，通过机械手20的第一机械臂21夹持第一晶圆31，以及通过机械手20的第二机械臂22夹持第二晶圆32，基于上述晶圆传送装置关于第一机械臂21和第二机械臂22的描述可知，第一机械臂21和第二机械臂22分别夹持各自对应的晶圆后，第一晶圆31和第二晶圆32到中心线的距离相同，且第一晶圆31和第二晶圆32在平行中心线A的方向上的位置不同。

步骤S2：通过控制器控制机械手20驱使第一晶圆31和第二晶圆32均围绕中心线A转动，并使第一晶圆31和第二晶圆32在平行中心线A的方向上始终无交叠。

具体而言，第一机械臂21和第二机械臂22分别夹持各自对应的晶圆后，可在第一机械臂21的带动下使得第一晶圆31围绕中心线A转动，以及可在第二机械臂22的带动下使得第二晶圆32围绕中心线A转动，并在转动过程中控制第一机械臂21和第二机械臂22以使第一晶圆31和第二晶圆32在平行中心线A的方向上始终无交叠。

如此，在晶圆传送过程中，比如在真空溅射镀膜机台10的各个工作腔室11之间传送，通过控制晶圆传送装置的机械手20，使机械手20夹持的第一晶圆31和第二晶圆32在平行机械手20中心线A的方向上无交叠，来避免其中一片晶圆的夹持结构掉落颗粒物到另一片晶圆的表面。本发明可以保护晶圆在被机械手20运送过程中不被颗粒物污染，以保证晶圆的洁净度，进而使晶圆加工后的质量得到提升，提高产品的良率，产品的生产成本得以控制。

可选的，在第一晶圆和第二晶圆的传送过程中，对于第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角的控制不做唯一的要求，比如，可以控制使第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角是动态变化的；还比如，可以控制使第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角保持固定不变；再比如，优选的，可以控制使第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角大于90°。可以理解的，基于机械手20的结构，也即通过控制第一机械臂21和第二机械臂22围绕中心线A的夹角来调整第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角，具体地，可以控制使第一机械臂21和第二机械臂22之间的夹角是动态变化的，也可以控制使第一机械臂21和第二机械臂22之间的夹角保持固定不变，还可以控制使第一机械臂21和第二机械臂22之间的夹角大于90°。当使第一机械臂21和第二机械臂22之间的夹角大于90°时，第二机械臂22夹持的第二晶圆32在围绕中心线A的圆周方向上距离第一机械臂21及第一晶圆31足够远，第一机械臂21上的颗粒物掉落不到第二晶圆32上，防止了第二晶圆32被颗粒物污染。

基于上述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法，本实施例还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可被读写的程序，程序被执行时能实现上述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法。具体而言，本实施例提供的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法可被编成程序或软件，存储于存储介质上，实际使用中，利用该存储介质所存储的程序，来执行晶圆传送方法的各个步骤。而该存储介质可集成设置于真空溅射镀膜机台10的相应控制装置中，也可以独立设置于其它的硬件中。

本实施例还提供一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置，其与上述真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法基于同一发明构思。真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置包括机械手20和控制器，优选的，晶圆传送装置至少具有两套机械手20，机械手20的数量越多，传送的晶圆数量越多，工作效率越高，比如本实施例可以具有两套机械手20。机械手20用于夹持第一晶圆31和第二晶圆32，并使第一晶圆31和第二晶圆32各自到机械手20的中心线A的距离相同，且第一晶圆31和第二晶圆32在平行中心线A的方向上的位置不同，本实施例中，中心线A平行于重力方向，第一晶圆31位于第二晶圆32的上方。控制器用于控制机械手20驱使第一晶圆31和第二晶圆32均围绕中心线A转动，并使第一晶圆31和第二晶圆32在平行中心线A的方向上始终无交叠。

进一步的，机械手20包括第一机械臂21和第二机械臂22，第一机械臂21和第二机械臂22各自的一端均在中心线A上，第一机械臂21的另一端用于夹持第一晶圆31，第二机械臂22的另一端用于夹持第二晶圆32，第一机械臂21和第二机械臂22均可围绕中心线A转动。本实施例中，第一机械臂21和第二机械臂22沿中心线A上下设置，第一机械臂21位于第二机械臂22的上方。

在晶圆传送过程中，控制器可以被配置为控制第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角可变；控制器也可以被配置为控制第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角保持不变；优选的，参见图2，控制器还可以被配置为控制第一晶圆31和第二晶圆32围绕中心线A的夹角大于90°，此时，第二机械臂22夹持的第二晶圆32距离第一机械臂21及第一晶圆31足够远，第一机械臂21上的颗粒物掉落不到第二晶圆32上，防止了第二晶圆32被颗粒物污染。

需说明的是，本领域技术人员可根据前文的晶圆传送方法的描述进而理解本实施例的晶圆传送装置，这里不再过多赘述。

需要说明的是，说明书中对“一个实施例”、“实施例”，“具体实施例”、“一些实施例”等的引用仅指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例实现这种特征、结构或特性在相关领域技术人员的知识范围内。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此外，本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。

Claims (10)

1.一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法，其特征在于，包括：

控制机械手夹持第一晶圆和第二晶圆，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆各自到所述机械手的中心线的距离相同，且所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上的位置不同；

控制所述机械手驱使所述第一晶圆和所述第二晶圆均围绕所述中心线转动，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上无交叠。

2.如权利要求1所述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法，其特征在于，所述机械手包括围绕所述中心线排布的第一机械臂和第二机械臂，所述晶圆传送方法包括：

利用所述第一机械臂夹持所述第一晶圆以及利用所述第一机械臂带动所述第一晶圆转动，利用所述第二机械臂夹持所述第二晶圆以及利用所述第二机械臂带动所述第二晶圆转动。

3.如权利要求1所述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法，其特征在于，所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角大于90°。

4.如权利要求1所述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法，其特征在于，所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角保持不变；

或者，所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角可变。

5.一种真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置，其特征在于，包括：

机械手，其用于夹持第一晶圆和第二晶圆，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆各自到所述机械手的中心线的距离相同，且所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上的位置不同；

控制器，其用于控制所述机械手驱使所述第一晶圆和所述第二晶圆均围绕所述中心线转动，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆在平行所述中心线的方向上无交叠。

6.如权利要求5所述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置，其特征在于，所述机械手包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和所述第二机械臂各自的一端均在所述中心线上，所述第一机械臂的另一端用于夹持所述第一晶圆，所述第二机械臂的另一端用于夹持所述第二晶圆，所述第一机械臂和所述第二机械臂均可围绕所述中心线转动。

7.如权利要求5所述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送装置，其特征在于，所述晶圆传送装置至少具有两套所述机械手。

8.如权利要求5所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述控制器控制所述机械手以使所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角大于90°。

9.如权利要求5所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述控制器控制所述机械手以使所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角保持不变；

或者，所述控制器控制所述机械手以使所述第一晶圆和所述第二晶圆围绕所述中心线的夹角可变。

10.一种存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的真空溅射镀膜机台的晶圆传送方法。