CN220856507U - 一种双腔全自动传片芯片热处理设备 - Google Patents

Abstract

一种双腔全自动传片芯片热处理设备，包括前柜和后柜，其中前柜内安装有机械手、卡塞台、分离台和转台，其中，前柜内还设有直线模组和中央平台，机械手设置在直线模组的执行部件上，中央平台上设有分离台和转台，后柜设有两个腔室，其中腔室内设有退火炉，通过隔板将后柜划分为不同的功能区，结构紧凑，布局合理，充分利用柜体内部空间，各电气元件呈模块化布置在柜体内，装拆、检修、维护、调试更方便，前柜内还设有分离台，采用托盘盒的形式对晶圆进行加热，稳定晶圆状态，同时该设备内还设有两组传片部件和两个退火炉，既增大了设备的空间利用率和生产效率，也减小了机械手的运动距离，增强了晶圆的稳定性。

Description

一种双腔全自动传片芯片热处理设备

技术领域

本实用新型涉及芯片热处理技术领域，具体为一种双腔全自动传片芯片热处理设备。

背景技术

在半导体领域，半导体产品加工过程中有一必备工序，那就是退火，在退火过程中，通常将晶圆放置到热处理设备内进行热处理。

公告号为CN202120876U公开了具有复合式操控接口的晶圆快速热处理设备，通过利用可移动的旋转伸缩的机械手来实现多组晶圆片同时进行退火。

但是该设备所有退火炉均共用一个晶圆校准装置，该晶圆校准装置位于设备的边缘，且设备中晶圆装载端与晶圆卸载端分开布置，增加了机械手运输晶圆片的距离，增加了晶圆片的不稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双腔全自动传片芯片热处理设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种双腔全自动传片芯片热处理设备，包括前柜和后柜，其中前柜内安装有机械手、卡塞台、分离台和转台，所述前柜与后柜相连，其中，

所述前柜内还安装有直线模组和中央平台，机械手设置在直线模组的执行部件上，那么直线模组能够带动机械手直线移动，中央平台上设有分离台和转台，所述后柜通过隔板设有两个腔室，其中腔室内设有退火炉。

优选的，所述中央平台设置在前柜的中间处，卡塞台和分离台均对称设置在前柜的两侧，分离台和转台设置在中央平台上。

优选的，所述中央平台通过立式气缸活动安装在前柜的中间处，从而中央平台能够通过气缸的伸缩来达到升降效果。

优选的，所述直线模组横置在前柜的底部，机械手至前柜内底面的高度小于中央平台至前柜内底面的高度。

优选的，至少四个卡塞台转动安装在前柜的前端，卡塞台对称布置在中央平台的两侧。

优选的，所述后柜通过隔板还设有水冷模块、工艺气体模块、强电井、强电柜、弱电柜和排气分析模块，进而将后柜按照功能进行分区，水冷模块和工艺气体模块设置在后柜底部的一侧，其中水冷模块靠近腔室，强电井设置在后柜的另一侧，强电柜和弱电柜设置在后柜的后端，强电柜一端与强电井相连，另一端与弱电柜相连，所述排气分析模块设置在后柜的前端且位于两腔室之间。

优选的，所述卡塞台、分离台、转台和腔室均设置在机械手的安全旋转半径之外。

优选的，所述腔室的腔门朝向前柜。

优选的，所述前柜外通过支架设有上位机。

优选的，所述前柜和后柜的底部都设有万向轮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过设置两个退火炉，增大柜体内的空间利用率和生产效率，且通过单个机械手移动进行传片，退火前后的晶圆承载装置之间距离较小，转台设置在两组热处理设施之间，减小了机械手的移动距离，晶圆更为稳定。

2.本实用新型通过隔板将后柜划分为不同的功能区，结构紧凑，布局合理，各模块均安装在柜体内壁上，充分利用柜体内部空间，各电气元件呈模块化布置在柜体内，装拆、检修、维护、调试更方便。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视内部布局示意图；

图3为图2的A处放大图；

图4为图2的B处放大图

图5为本实用新型的侧式内部布局示意图。

图中：1前柜、11机械手、12卡塞台、13冷却台、14转台、15上位机、16直线模组、17中央平台、2后柜、21腔室、22水冷模块、23工艺气体模块、24强电井、25强电柜、26弱电柜、27排气分析模块。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

实施例：

请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：

一种双腔全自动传片芯片热处理设备，包括前柜1和后柜2，其中前柜1内安装有机械手11、卡塞台12、分离台13和转台14，通过上述部件完成对晶圆片的取放，校准及限位，前柜1与后柜2相连，进而采用分离式结构便于运输，其中：

前柜1内还安装有直线模组16和中央平台17，机械手11设置在直线模组16的执行部件上，那么直线模组16能够带动机械手11直线移动，从而机械手11能够在多个工位之间移动，进行晶圆片的运输，中央平台17上设有分离台13和转台14，通过中央平台17来提供安装位置，从而在两个工位之间设置公共部件，后柜2通过隔板设有两个腔室21，其中腔室21内设有退火炉，从而能够同时对多个晶圆片进行热处理，提高生产效率。

作为优选的实施例，中央平台17设置在前柜1的中间处，从而便于在两组设施之间安装公共部件，卡塞台12和分离台13均对称设置在前柜1的两侧，使得布局更有条理性，便于机械手11在两个传片区内运输晶圆片，分离台13和转台14设置在中央平台17上，合理利用空间，转台14位于前柜1的左右中轴线上，从而使的转台14能够满足两个传片区的对晶圆片校准的功能。

上述实施例中的左右中轴线均以图2为参考，中间处即是指左右中轴线上，下面的实施例也是如此。

作为优选的实施例，中央平台17通过立式气缸活动安装在前柜1的中间处，从而中央平台17能够通过气缸的伸缩来达到升降效果。

上述实施列中的机械手11为本领域人员常用设备，故在此不多做赘述。

作为优选的实施例，直线模组16横置在前柜1的底部，机械手11至前柜1内底面的高度小于中央平台17至前柜1内底面的高度，从而机械手11能够通过直线模组16在两个传片区内移动，以达到两组设施的传片需求，且从中央平台17下面穿过不会与中央平台17产生运动干涉。

作为优选的实施例，直线模组16为任意的直线驱动机构均可，如丝杆传动部件、液压缸、直线电缸等。

作为优选的实施例，至少四个卡塞台12转动安装在前柜1的前端，卡塞台12对称布置在中央平台的两侧，从而通过转动卡塞台12便于机械手11和人工取放晶圆片，且对称布置方便机械手11作业。

作为优选的实施例，后柜2通过隔板还设有水冷模块22、工艺气体模块23、强电井24、强电柜25、弱电柜26和排气分析模块27，进而将后柜2按照功能进行分区，使整体布局更有条理，水冷模块22和工艺气体模块23设置在后柜2底部的一侧，工艺气体模块23用于控制进入腔室内工艺气体的配比和流量,水冷模块22用于维持高温部件恒温，设置在后柜2的底部便于接管以及后续维修，同时防止有水影响电气器件，其中水冷模块22靠近腔室21，从而使得水冷模块22接管短而整齐，强电井24设置在后柜2的另一侧，强电柜25和弱电柜26设置在后柜2的后端，强电柜25一端与强电井24相连，另一端与弱电柜26相连，从而通过强电柜25调节配送电压，弱电柜26整理集中线路，防止后柜2内线路杂乱无章，排气分析模块27设置在后柜2的前端且位于两腔室便于设备内氧气浓度分析。

上述实施例中，前柜1和后柜2交接处为前柜1的后端，后柜2的前端。

作为优选的实施例，卡塞台12、分离台13、转台14和腔室21均设置在机械手11的安全旋转半径之外，防止机械手11在旋转时产生运动干涉。

作为优选的实施例，转台14通过旋转来调整晶圆的角度，进而保证进入退火炉中的晶圆姿态保持一致，而转台14为半导体加工领域常用的部件，在此就不赘述其原理。

作为优选的实施例，腔室21的腔门朝向前柜1，便于机械手11放入或取出晶圆片。

作为优选的实施例，前柜1外通过支架设有上位机15，方便操作键鼠和观察角度。

作为优选的实施例，前柜1和后柜2的底部都设有万向轮，便于前柜1和后柜2的移动。

作为优选的实施例，中央平台17通过油缸活动安装在前柜1的左右中轴线上，从而可以调节中央平台17的高度，使机械手11能够在两传片区域之间移动。

作为优选的实施例，中央平台17不仅仅是通过气缸进行移动，任何能够实现直线运动的机构或者结构都可以，如:丝杆传动部件、液压缸、直线电缸等。

本实用新型的工作原理：由于设备两边热处理部件对称，相对独立工作，且都通过机械手11来进行传片，故操作步骤一致，以图2为基准，上侧的晶圆需要加工时，人工将晶圆片放置到其中一个卡塞台12上，随后设备启动，机械手11移动至将卡塞台12前，将卡塞台12上的晶圆片取出，取出后将其放置到转台14上，而后转台14转动对晶圆片进行校准，校准完成后，机械手11将晶圆片取出放置到分离台13上的托盘盒内，将托盘盒盖合，盖合后的托盘盒进入到腔室21内，通过上位机15启动腔室21进行加热，以及监测控制强电井24、强电柜25和弱电柜26，确保电压的稳定，还能够通过工艺气体模块23控制进入腔室内工艺气体的配比和流量，以及控制水冷模块22用于维持高温部件恒温，同时还可以通过排气分析模块27实时对设备内的氧气浓度进行分析，加热完成后，机械手11取出腔室21内的托盘盒，将其放置到分离台13上，通过托盘盒自身重力，使托盘盒分离，此时晶圆片露出，待晶圆片冷却后，机械手11取出晶圆片将其放置到另一个卡塞台12上，随后继续夹取晶圆片进行上述操作，待所有晶圆片加工完成后，人工打开前柜1，将卡塞台12旋转身前，将晶圆片取下，同时将待加工的晶圆片放置到卡塞台12上，当下侧的晶圆同步的进行热处理时，中央平台17通过气缸升高，直线模组16带动机械手11从中央平台17下方穿过，移动至下方卡塞台12前，重复上述步骤进行热处理，通过隔板将后柜划分为不同的功能区，结构紧凑，布局合理，各模块均安装在柜体内壁上，充分利用柜体内部空间，各电气元件呈模块化布置在柜体内，装拆、检修、维护、调试更方便，此外设置了分离台，能够在晶圆片加热时，将晶圆片放置在托盘盒内，对晶圆片进行限位，保持晶圆片的稳定性，同时在晶圆片热处理完成后，分离台能够将托盘盒分离，使晶圆片冷却，避免过热的晶圆直接转运至卡塞台中，采取双腔的形式，通过机械手11的移动来满足两边的传片，既增大了设备的空间利用率和生产效率，也减小了机械手11的运动距离，增强了晶圆的稳定性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种双腔全自动传片芯片热处理设备，包括前柜(1)和后柜(2)，其中前柜(1)内安装有机械手(11)、卡塞台(12)、分离台(13)和转台(14)，所述前柜(1)与后柜(2)相连，其特征在于：

所述前柜(1)内还安装有直线模组(16)和中央平台(17)，机械手(11)设置在直线模组(16)的执行部件上，那么直线模组(16)能够带动机械手(11)直线移动，中央平台(17)上设有分离台(13)和转台(14)，所述后柜(2)通过隔板设有两个腔室(21)，其中腔室(21)内设有退火炉。

2.根据权利要求1所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述中央平台(17)设置在前柜(1)的中间处，卡塞台(12)和分离台(13)均对称设置在前柜(1)的两侧，分离台(13)和转台(14)设置在中央平台(17)上。

3.根据权利要求2所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述中央平台(17)通过立式气缸活动安装在前柜(1)的中间处，从而中央平台(17)能够通过气缸的伸缩来达到升降效果。

4.根据权利要求1所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述直线模组(16)横置前柜(1)的底部，机械手(11)至前柜(1)内底面的高度小于中央平台(17)至前柜(1)内底面的高度。

5.根据权利要求1所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：至少四个卡塞台(12)转动安装在前柜(1)的前端，卡塞台(12)对称布置在中央平台(17)的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述后柜(2)通过隔板还设有水冷模块(22)、工艺气体模块(23)、强电井(24)、强电柜(25)、弱电柜(26)和排气分析模块(27)，进而将后柜(2)按照功能进行分区，所述水冷模块(22)和工艺气体模块(23)设置在后柜(2)底部的一侧，其中水冷模块(22)靠近腔室(21)，强电井(24)设置在后柜(2)的另一侧，强电柜(25)和弱电柜(26)设置在后柜(2)的后端，强电柜(25)一端与强电井(24)相连，另一端与弱电柜(26)相连，所述排气分析模块(27)设置在后柜(2)的前端且位于两腔室(21)之间。

7.根据权利要求1所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述卡塞台(12)、分离台(13)、转台(14)和腔室(21)均设置在机械手(11)的安全旋转半径之外。

8.根据权利要求1所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述腔室(21)的腔门朝向前柜(1)。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述前柜(1)外通过支架设有上位机(15)。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种双腔全自动传片芯片热处理设备，其特征在于：所述前柜(1)和后柜(2)的底部都设有万向轮。