CN213878055U - 一种晶片传输腔及晶片沉积系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一晶片传输腔，通过支撑组件和取片组件的配合，使晶片和托盘实现分离，取片组件可以相对支撑组件上下运动以从晶片背面托起晶片致晶片与托盘分离，方便后续机器臂将分离后的晶片放入晶片盒，同时，避免了从正面边缘接触晶片造成的颗粒污染，利用系统的对支撑组件和取片组件的匀性轨迹进行控制，能实现更稳定快速的取片流程，有利于提高整体效率。

Description

一种晶片传输腔及晶片沉积系统

技术领域

本实用新型涉及晶片沉积技术领域，尤其涉及一种晶片传输腔，晶片沉积系统的技术领域。

背景技术

半导体设备，例如芯片，都需要经过在作为衬底的硅晶片上形成微观电路的制作工序，之后再经过测试以及封装并分割成单独个体。其中在微观电路制作过程中，需要首先在硅晶片上沉积不同的材料层作为后续刻蚀的基础，为了提高沉积效率，在沉积腔中，采用同时趁机多个晶片的工艺流程，例如在一圆形托盘上放置多个晶片，在托盘后方设置加热器对晶片进行加热，在晶片上方通入沉积气体。一般情况下，当沉积完成后，通过传送机器人从沉积腔中移出放有晶片的托盘，经过若干功能腔室后最终送至常温常压的放置腔，在放置腔中将晶片取出放入晶片盒，留待下一流程的取用。

在将晶片放入晶片盒时，通常的方法是带机器人将托盘连同晶片一起放入放置腔后，封闭放置腔和机器人所在的真空传输腔的传片口，然后利用人工撬取的方式在常压环境中，旋转托盘逐一将晶片取出放入晶片盒。当人工撬取时，从晶片边缘着力，必然带来晶片边缘的颗粒污染，为后续沉积或刻蚀步骤带来不良的风险，此外，人工取片效率也无法保证稳定，且流程时间普遍偏长。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种晶片传输腔，用于存放承载晶片的托盘，包括：

设置有传片口的腔室，所述传片口用于容纳承载晶片的托盘进出；

位于所述腔室内的支撑组件，所述支撑组件与所述托盘活动连接，用于放置托盘；

位于所述腔室内的取片组件，用于使晶片与托盘分离；

所述支撑组件和/或取片组件可以转动，且所述支撑组件和/或取片组件可以沿着竖直方向运动。

可选的，所述支撑组件可以带动托盘转动，所述取片组件可沿竖直方向升起从托盘下方将晶片与托盘分离。

可选的，所述托盘包括多个内径大于晶片直径的圆孔，所述圆孔内包括与晶片接触的承载面。

可选的，所述承载面为与圆孔的侧壁固定连接的圆环的上表面，所述取片组件可穿过圆孔与晶片背面接触。

可选的，所述托盘包括多个凹槽，所述凹槽具有多个通孔，所述通孔位于所述晶片下方。

可选的，所述通孔垂直托盘设置，所述通孔内设置有升降销。

可选的，所述取片组件的顶端可推动升降销沿所述通孔上下运动。

可选的，所述取片组件的顶端具有多个垂直所述托盘的顶针，所述顶针可插入所述通孔。

可选的，所述支撑组件包括与转动电机相连的支撑轴，所述支撑轴的顶端与所述托盘卡接。

可选的，所述托盘为圆形，所述支撑组件可沿着竖直方向运动，且可绕所述托盘的中心轴转动。

可选的，所述取片组件包括至少一个取片柱，所述取片柱位于所述晶片下方。

可选的,所述托盘为圆形，所述取片组件包括取片柱，所述取片柱可绕所述圆盘的中心轴转动。

本实用新型还提供了一种晶片沉积系统，包括：

上述任意一项所述的晶片传输腔；

反应腔，用于在晶片上进行沉积反应；

真空传输腔，包括第一机械臂，用于从所述反应腔中取出所述托盘；

存放腔，包括第二机械臂，用于从晶片传输腔中取出晶片放入晶片盒。

可选的，还包括冷却腔，所述第一机械臂将所述托盘从冷却腔中取出后放入所述晶片传输腔。

本实用新型的优点在于：本实用新型提供了一晶片传输腔，通过支撑组件和取片组件的配合，使晶片和托盘实现分离，取片组件可以相对支撑组件上下运动以从晶片背面托起晶片致晶片与托盘分离，方便后续机器臂将分离后的晶片放入晶片盒，同时，避免了从正面边缘接触晶片造成的颗粒污染，利用系统的对支撑组件和取片组件的匀性轨迹进行控制，能实现更稳定快速的取片流程，有利于提高整体效率，本实用新型还提供了一种晶片沉积系统，包括配置有支撑组件和取片组件的传输腔，通过与沉积腔

及机械臂的配合使用，可以优化整个晶片传输流程，提高自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中沉积反应腔的结构示意图；

图2为使用本实用新型实施例一托盘的反应腔的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例一托盘结构示意图；

图4为本实用新型的实施例一托盘局部放大结构示意图；

图5为本实用新型的实施例一托盘仰视图；

图6为本实用新型的实施例一传输腔状态一结构示意图；

图7为本实用新型的实施例一传输腔状态二结构示意图；

图8为本实用新型的实施例二托盘局部放大结构示意图；

图9为本实用新型的实施例二传输腔状态一结构示意图；

图10为本实用新型的实施例二传输腔状态二结构示意图；

图11为本实用新型的实施例三托盘局部放大结构示意图；

图12为本实用新型的实施例三传输腔状态一结构示意图；

图13为本实用新型的实施例三传输腔状态二结构示意图

图14为本实用新型的晶片沉积系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示为现有技术中，用于在晶片表面沉积的反应腔示意图，包括一反应腔室，在腔室顶部设置有气体喷淋头5，在腔室底部设置有排气口，从气体喷淋头5输入沉积气体到反应腔，在晶片2上沉积后，多余的气体经过排气口排出，通过气体喷淋头5和排气口保持反应腔内的气体压力。托盘100用于承载晶片2，通常为了提高反应效率，在同一托盘上放置多个晶片2。基台400用于支撑托盘100，为了反应均匀，可以控制基台400沿着某个方向匀速旋转，在托盘100下方还设置有加热器3，用于对托盘100背面加热，进而传导至晶片2，促进沉积反应。托盘100与基台400活动连接，当沉积反应结束后，打开腔室的传片口，在真空传输腔中的机器人会将托盘100连同沉积后的晶片2取出，然后通过人工的方式从晶片2边缘与托盘100接触的缝隙撬动晶片2使其脱离，最后放入晶片盒。

如图2所示为本实用新型的一个实施例涉及的托盘100在反应腔中的示意图，与现有技术的区别在于托盘100放在一支撑板110上，晶片2放置在托盘100上，且晶片2的背面和支撑板110接触，托盘100与支撑板110可以随基台共同旋转，在一些实施例中，托盘100可以与支撑板110卡接，支撑板110与基台可以固定连接，托盘100与支撑板110组合的安装在基台400上的状态如图2。在一些实施例中，托盘100与支撑板110的拆分状态如图3所示，支撑板110上表面形貌与托盘100的下表面形貌互补，且二者选用相同材料制成，当组合在一起时，可以基本吻合，不影响支撑板110下方的加热器3对晶片2的加热。托盘100和支撑板110与晶片接触处的局部放大图如图4所示，其中托盘100包括内径略大于晶片2直径的圆孔111，在圆孔111的侧壁上设置有与晶片2接触的承载面，用于对晶片的位置进行限定，在本实施例中，承载面112为圆孔111的侧壁上设置的圆环的上表面，圆环的内径小于晶片的直径圆环可以和圆孔一体化加工，在其他的实施例中，承载面也可以是从圆孔111的侧壁延伸出的多个支脚。支撑板110与圆孔111对应处设置有突起，当托盘放到支撑板110上时，突起可填满圆环并与晶片2接触。如图5所示为本实用新型实施例一的托盘仰视图，在本实施例中，托盘100具有六个圆孔111，在托盘100中央还具有一定位槽113，当在反应腔中时，定位槽113可以和支撑板110对应卡接，避免支撑板110旋转时托盘100与其产生相对滑动。如图6所示，当托盘100连同晶片2被机械臂移动到本实用新型的晶片传输腔时，其也可以与晶片传输腔中的支撑组件200顶端的凸台210配合卡接。

图6为本实用新型的晶片传输腔送入托盘时的状态示意图，晶片传输腔包括设置有传片口的腔室500，在本实施例中，传片口可以有两个，其中一个用于传入托盘100，另一个用于取出晶片2。腔室500底部设置有支撑组件200，用于放置托盘100并对其进行限位，在本实用新型中，支撑组件200包括支撑轴220和凸台210，在其他实施例中，支撑组件200也可以不局限于柱状，例如可以是空心的圆筒，通过与托盘100边缘接触起到支撑的作用，还可以是其他能够令托盘水平稳定放置，且能带动托盘100一起移动的装置。在支撑组件200旁还设置有取片组件300，在本实用新型中，取片组件300设置在腔室500底部，包括取片柱320以及取片柱320顶端的平台310，取片柱320可以设置多个，在本实施例中，取片柱的数量为一个且位于晶片下方，平台310上表面的高度在传入托盘100时低于支撑轴220的高度，在其他一些实施例中，取片组件也可以设置在腔室500的侧壁或顶壁，只要其有一部分位于托盘100下方，且在传入托盘100时低于支撑组件200的上表面即可。当传入托盘100后，关闭腔室一侧的传片口。支撑组件200与取片组件300至少有一者可以升降运动，并且支撑组件200与取片组件300至少有一者可以绕托盘100的中心轴旋转，本实施例中，支撑轴220与转动电机230连接，使其可以带动托盘100沿着托盘100中心轴转动，而取片柱320可以沿着竖直方向升降运动，在其他实施例中，也可以是支撑组件200上下运动，取片组件300沿着托盘100中心轴转动。

如图7所示为实施例一取片状态的示意图，具体过程为，当托盘100和支撑轴220稳定卡接后，在初始位置确保晶片2位于平台310上方，平台310可以穿过圆孔111与晶片2背面接触，控制取片柱320上升，使平台310托起晶片2致使晶片2与托盘100分离，取片柱320的上升高度以使晶片2位于传片口范围内为宜。然后打开传片口取走被托起的晶片2，控制取片柱320下降到初始高度后旋转支撑轴220，设置为当另一晶片2旋转到平台310上方时停止，继续提升取片柱320重复上述取片过程。

如图8所示为本实用新型的实施例二的托盘结构局部放大图，与上述实施例的区别在于，托盘100包括多个凹槽115，用于对晶片2进行限位，凹槽115的数量与晶片2对应，在凹槽115底部设置有多个通孔113，通孔内具有升降销114，在本申请中，通孔113的数量为3个，等间距分布在相同凹槽115中的晶片2下方，升降销114可以沿着通孔113上下移动，在初始状态，升降销114的上表面低于凹槽115的底面，且升降销114的长度大于托盘100的厚度。如图9所示，为本实施例晶片传输腔送入托盘时的状态示意图，其中升降销114位于平台310的上方，当取片柱320上升时，平台310可以和三个升降销114接触。如图10为实施例二取片状态的示意图，取片柱320上升带动平台310移动到与托盘100背面接触停止，同时将升降销114顶起，升降销114将晶片2托起到传片口位置后进行取片步骤，之后重复下降取片柱320、旋转支撑轴220等步骤直至所有晶片取走。

如图11所示为本实用新型的实施例三托盘局部放大图，与上述实施例的区别在于，托盘100包括多个凹槽115，用于对晶片2进行限位，凹槽115的数量与晶片2对应，在凹槽115底部设置有多个通孔113。如图12所示，为本实施例晶片传输腔送入托盘时的状态示意图，其中，平台310上具有顶针330，在本实施例中，顶针330与通孔113数量相同，且当平台310向上移动时，顶针310可以插入通孔113和晶片2接触。如图13实施例三取片状态的示意图，取片柱320上升带动平台310移动到与托盘100背面接触停止，顶针330将晶片2托起到传片口位置后进行取片步骤，之后重复下降取片柱320、旋转支撑轴220等步骤直至所有晶片取走。

如图14所示，本实用新型还提供了一种晶片沉积系统，包括上述的晶片传输腔600，以及反应腔700，用于在晶片上进行沉积反应，反应腔700可以有多个；真空传输腔800，包括第一机械臂810，用于从反应腔700中取出所述托盘；存放腔900，包括第二机械臂910，用于从晶片传输腔中取出晶片放入晶片盒，还可以包括冷却腔1000，当第一机械臂810从反应腔700中取出托盘100时温度过高不宜直接放入晶片传输腔600，需要先放入冷却腔1000中降温后再转移到晶片传输腔中取片。

使用本实用新型对晶片的取出方法，包括利用上述晶片传输腔，使取片组件300相对托盘100向上运动从托盘100分离部分晶片2；取走被分离的晶片2，使取片组件300相对托盘100向下运动到初始位置；旋转支撑组件200至下一位置，重复上述步骤直至所有晶片2从所述托盘100上被分离后取走。可通过系统设置旋转的固定角度，在其他实施例中，也可以令支撑组件200固定，取片组件300旋转到下一晶片2的位置。取片组件300和支撑组件200的运动方式都可以通过系统进行设定，由此提高了系统整体的自动化效率，也避免了人工取片造成的污染。

本实用新型提供了一晶片传输腔，通过支撑组件和取片组件的配合，使晶片和托盘实现分离，取片组件可以相对支撑组件上下运动以从晶片背面托起晶片致晶片与托盘分离，方便后续机器臂将分离后的晶片放入晶片盒，与人工取片相比，提高了操作效率和准确度，并且可以通过系统进行参数设定对取片机器臂进行控制，保持稳定的取片时间，在整合全流程时，能够更好的控制时间节点，提高自动化程度。同时，避免了从正面边缘接触晶片造成的颗粒污染，保证每个晶片的刻蚀质量，避免剔除污染晶片造成的时间延误，进一步提高了效率。本实用新型还提供了一种晶片沉积系统，包括配置有支撑组件和取片组件的传输腔，通过与沉积腔及机械臂的配合使用，可以优化整个晶片传输流程，提高自动化。

尽管本实用新型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实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种晶片传输腔，用于存放承载晶片的托盘，其特征在于，包括：

设置有传片口的腔室，所述传片口用于容纳承载晶片的托盘进出；

位于所述腔室内的支撑组件，所述支撑组件与所述托盘活动连接，用于放置托盘；

位于所述腔室内的取片组件，用于使晶片与托盘分离；

所述支撑组件和/或取片组件可以转动，且所述支撑组件和/或取片组件可以沿着竖直方向运动。

2.如权利要求1所述的晶片传输腔，其特征在于，所述支撑组件可以带动托盘转动，所述取片组件可沿竖直方向升起从托盘下方将晶片与托盘分离。

3.如权利要求2所述的晶片传输腔，其特征在于，所述托盘包括多个内径大于晶片直径的圆孔，所述圆孔内包括与晶片接触的承载面。

4.如权利要求3所述的晶片传输腔，其特征在于，所述承载面为与圆孔的侧壁固定连接的圆环的上表面，所述取片组件可穿过圆孔与晶片背面接触。

5.如权利要求2所述的晶片传输腔，其特征在于，所述托盘包括多个凹槽，所述凹槽具有多个通孔，所述通孔位于所述晶片下方。

6.如权利要求5所述的晶片传输腔，其特征在于，所述通孔垂直托盘设置，所述通孔内设置有升降销。

7.如权利要求6所述的晶片传输腔，其特征在于，所述取片组件的顶端可推动升降销沿所述通孔上下运动。

8.如权利要求5所述的晶片传输腔，其特征在于，所述取片组件的顶端具有多个垂直所述托盘的顶针，所述顶针可插入所述通孔。

9.如权利要求2所述的晶片传输腔，其特征在于，所述支撑组件包括与转动电机相连的支撑轴，所述支撑轴的顶端与所述托盘卡接。

10.如权利要求1所述的晶片传输腔，其特征在于，所述托盘为圆形，所述支撑组件可沿着竖直方向运动，且可绕所述托盘的中心轴转动。

11.如权利要求10所述的晶片传输腔，其特征在于，所述取片组件包括至少一个取片柱，所述取片柱位于所述晶片下方。

12.如权利要求1所述的晶片传输腔，其特征在于,所述托盘为圆形，所述取片组件包括取片柱，所述取片柱可绕所述托盘的中心轴转动。

13.一种晶片沉积系统，其特征在于，包括：

权利要求1-12任意一项所述的晶片传输腔；

反应腔，用于在晶片上进行沉积反应；

真空传输腔，包括第一机械臂，用于从所述反应腔中取出所述托盘；

存放腔，包括第二机械臂，用于从晶片传输腔中取出晶片放入晶片盒。

14.如权利要求13所述的沉积系统，其特征在于，还包括冷却腔，所述第一机械臂将所述托盘从冷却腔中取出后放入所述晶片传输腔。

Images