发明内容
本公开实施例提供了一种晶圆分选设备及晶圆分选方法,能够提高晶圆分选时环境洁净度,降低污染风险,提升效率。
本公开实施例所提供的技术方案如下:
一种晶圆分选设备,包括:
分选腔室,所述分选腔室分为独立的第一腔室和第二腔室,所述第一腔室上设有第一进料端和第一下料口,所述第二腔室上设有第二进料端和第二下料口;
校准器单元,所述校准器单元设置在所述第一腔室和所述第二腔室之间,且所述校准器单元的腔室还分为第一部分和第二部分,所述第一部分上设用于供合格晶圆进料的第一上料口、和与所述第一进料端相通的第一出料端,所述第二部分上设用于供不合格晶圆进料的第二上料口、和与所述第二进料端相通的第二出料端,
其中,所述第一腔室内还设有第一机械手臂,用于经所述第一进料端从所述第一部分内抓取合格晶圆,并传送至所述第一下料口;
所述第二腔室内设有第二机械手臂,用于经所述第二进料端从所述第二部分内抓取不合格晶圆,并传送至所述第二下料口。
示例性的,在所述第一腔室的上方设有第一过滤风机单元,用于向所述第一腔室内自上而下吹送气流;在所述第二腔室的上方设有第二过滤风机单元,用于向所述第二腔室内自上而下吹送气流。
示例性的,所述第一腔室的第一进料端和所述第二腔室的第二进料端相向设置,且错开预定距离;
所述第一上料口和所述第二上料口分别位于所述校准器单元的腔室相对两侧,所述校准器单元的第一出料端和所述第二出料端分别设置于所述校准器单元的腔室另外相对两侧,并朝相反方向开口,以使所述第一进料端与所述第一出料端对接相通,所述第二进料端与所述第二出料端对接相通。
示例性的,所述第一进料端与所述第一出料端之间设有第一电动隔离门;
所述第二进料端与所述第二出料端之间设有第二电动隔离门;
所述第一部分和所述第二部分之间设有第三电动隔离门。
示例性的,所述晶圆分选设备还包括:
控制单元,与所述第一机械手臂、所述第二机械手臂、所述第一过滤风机单元、所述第二过滤风机单元、所述第一电动隔离门、所述第二电动隔离门和所述第三电动隔离门连接,用于控制所述第一机械手臂、所述第二机械手臂、所述第一过滤风机单元、所述第二过滤风机单元、所述第一电动隔离门、所述第二电动隔离门和所述第三电动隔离门的工作状态。
示例性的,所述校准器单元内设有对位机构,还设有用于传送晶圆的传片机构。
一种晶圆分选方法,采用如上所述的晶圆分选设备来对合格晶圆和不合格晶圆进行分选,所述方法包括:
通过所述第一上料口将合格晶圆传送至所述校准器单元的所述第一部分内,控制所述第一机械手从所述第一部分抓取合格晶圆,并在所述第一腔室内传送至所述第一下料口;
通过所述第二上料口将不合格晶圆传送至所述校准器单元的所述第二部分内,控制所述第二机械手从所述第二部分抓取不合格晶圆,并在所述第二腔室内传送至所述第二下料口。
示例性的,在所述方法中,控制所述第一机械手的移动速度小于所述第二机械手的移动速度。
示例性的,在所述方法中,通过所述第一上料口将合格晶圆传送至所述校准器单元的所述第一部分内之后,控制所述第一机械手从所述第一部分抓取合格晶圆之前,所述方法还包括:
控制所述第一电动隔离门和所述第三电动隔离门关闭,所述校准器单元对合格晶圆进行对位,其中,当合格晶圆未达到预定位置时,打开所述第三电动隔离门,对合格晶圆传片对位,当合格晶圆达到预定位置时,关闭所述第三电动隔离门,对位完成,打开所述第一电动隔离门;
在所述方法中,通过所述第二上料口将不合格晶圆传送至所述校准器单元的所述第二部分内之后,控制所述第二机械手从所述第二部分抓取不合格晶圆之前,所述方法还包括:
控制所述第二电动隔离门和所述第三电动隔离门关闭,所述校准器单元对不合格晶圆进行对位,当不合格晶圆未达到预定位置时,打开所述第三电动隔离门,对不合格晶圆传片对位,当不合格晶圆达到预定位置时,关闭所述第三电动隔离门,对位完成,打开所述第二电动隔离门。
本公开实施例所带来的有益效果如下:
本公开实施例提供的晶圆分选设备及晶圆分选方法,通过将分选腔室分为两个独立的腔室,即第一腔室和第二腔室,以进行分区管理,其中第一腔室用于对合格晶圆进行分选,第二腔室用于对不合格晶圆进行分选,这样,对第一腔室和第二腔室分区管理,使得合格晶圆所在的第一腔室为高洁净度区域,不合格晶圆所在的第二腔室为一般洁净度区域,同样的,校准器单元分区域,分为第一部分和第二部分,当合格晶圆从校准器单元的第一上料口进入第一部分内时,校准器单元会进行Notch对位,对位完成后,抓取合格晶圆的第一机械手臂会进入第一部分内,将合格晶圆经第一腔室移动至第一下料口;同样的,当不合格晶圆从校准器单元的第二上料口进入第二部分内时,校准器单元会进行Notch对位,对位完成后,抓取不合格晶圆的第二机械手臂会进入第二部分内,将不合格晶圆经第二腔室移动至第二下料口。这样,不合格晶圆所在的低洁净度区域(即第二腔室)的第二机械手臂可以设置较高的移动速度,加快分选的速度,提升设备稼动率;而合格晶圆所在的高洁净度区,即第一腔室,考虑扰流影响,第一机械手臂可以设置较低的移动速度,同时保证更高洁净度,这样,由于一般洁净度区和高洁净区严格分开,可分区域进行设备PM清洁,极大提升设备效率。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例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公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在对本公开实施例的晶圆分选设备及晶圆分选方法进行详细说明之前,有必要对于相关技术进行以下说明:
在相关技术中,如图1所示,晶圆分选设备的主要结构如下:分选设备包括一个分选腔室10,在分选腔室的一端设有Aligner(校准器)单元20,在分选腔室10的前后两侧分别设置晶圆的Load口(上料口)11和Unload口(下料口)12,在分选腔室10内设机器人和机械手臂30,用来抓取转移晶圆片。整个设备的分选腔室里面的洁净度等级一样,目前12英寸晶圆常用的晶圆分选设备通常都有8~10个Port口(上下料口),设备空间较大;在分选腔室上方有EFU单元(风机过滤单元),静态情况下气流是从上往下均匀平稳吹。
目前晶圆分选设备存在以下缺陷:
1)当设备分选运行时,内部机器人(Robot)和机械手臂是不停移动的,每次移动将不可避免的产生涡流,进而导致乱流度增大,会导致设备内颗粒(Particle)掉落在晶圆上方,影响产品品质,所以需要降低机器人和机械手臂移动速度,但是这样会影响设备的产能;
2)目前所使用的晶圆分选设备均为单层结构,设备效率低;
3)分选腔室内OK晶圆(合格晶圆)和NG晶圆(不合格晶圆)都在一个腔室环境中进行分选,接触同一个机械手臂,有相互交叉污染的风险;
4)目前使用的晶圆分选设备通常都有8~10个Port口(端口),设备空间较大,产线占用面积较大,要同时保证这么大区域的洁净度一直没有问题,难度较大;
5)设备PM清洁时,需整体停机进行。
因此,目前晶圆分选设备所要解决的技术问题是:如何保证合格晶圆洁净度,且不被同时分选的不合格晶圆污染,以及如何实现分区PM,提升设备稼动率,加快产能。
针对上述问题,本公开实施例提供了一种晶圆分选设备及晶圆分选方法,能够提高晶圆分选时环境洁净度,降低污染风险,提升效率。
如图2所示,本公开实施例所提供的晶圆分选设备包括:
分选腔室,所述分选腔室分为独立的第一腔室110和第二腔室120,所述第一腔室110上设有第一进料端和第一下料口111,所述第二腔室120上设有第二进料端和第二下料口121;
及校准器单元200,所述校准器单元200设置在所述第一腔室110和所述第二腔室120之间,且所述校准器单元200的腔室还分为第一部分210和第二部分220,所述第一部分210上设用于供合格晶圆进料的第一上料口211、和与所述第一进料端相通的第一出料端,所述第二部分220上设用于供不合格晶圆进料的第二上料口221、和与所述第二进料端相通的第二出料端,
其中,所述第一腔室110内还设有第一机械手臂112,用于经所述第一进料端从所述第一部分210内抓取合格晶圆,并传送至所述第一下料口111;
所述第二腔室120内设有第二机械手臂122,用于经所述第二进料端从所述第二部分220内抓取不合格晶圆,并传送至所述第二下料口121。
本公开实施例提供的晶圆分选设备及晶圆分选方法,通过将分选腔室分为两个独立的腔室,即第一腔室110和第二腔室120,以进行分区管理,其中第一腔室110用于对合格晶圆进行分选,第二腔室120用于对不合格晶圆进行分选,这样,对第一腔室110和第二腔室120分区管理,使得合格晶圆所在的第一腔室110为高洁净度区域,不合格晶圆所在的第二腔室120为一般洁净度区域,同样的,校准器单元200分区域,分为第一部分210和第二部分220,当合格晶圆从校准器单元200的第一上料口211进入第一部分210内时,校准器单元200会进行Notch对位,对位完成后,抓取合格晶圆的第一机械手臂112会进入第一部分210内,将合格晶圆经第一腔室110移动至第一下料口111;同样的,当不合格晶圆从校准器单元200的第二上料口221进入第二部分220内时,校准器单元200会进行Notch对位,对位完成后,抓取不合格晶圆的第二机械手臂122会进入第二部分220内,将不合格晶圆经第二腔室120移动至第二下料口121。这样,不合格晶圆所在的低洁净度区域(即第二腔室120)的第二机械手臂122可以设置较高的移动速度,加快分选的速度,提升设备稼动率;而合格晶圆所在的高洁净度区,即第一腔室110,考虑扰流影响,第一机械手臂112可以设置较低的移动速度,同时保证更高洁净度,这样,由于一般洁净度区和高洁净区严格分开,可分区域进行设备PM清洁,极大提升设备效率。
在一些示例性实施例中,在所述第一腔室110的上方设有第一过滤风机单元(EFU),用于向所述第一腔室110内自上而下吹送气流;在所述第二腔室120的上方设有第二过滤风机单元,用于向所述第二腔室120内自上而下吹送气流。
上述方案中,将第一腔室110和第二腔室120的过滤风机单元也分开单独设置,可以控制不同腔室内的EFU风速度等参数单独控制,以使得第一腔室110的洁净度更高,例如,可以控制第一过滤风机单元的风速适当加大,便于颗粒(Particle)带走,降低产品因晶圆分选设备所导致的异常风险。
此外,在一些示例性的实施例中,所述第一腔室110的第一进料端和所述第二腔室120的第二进料端相向设置,且错开预定距离;所述第一上料口211和所述第二上料口221分别位于所述校准器单元200的腔室相对两侧,所述校准器单元200的第一出料端和所述第二出料端分别设置于所述校准器单元200的腔室另外相对两侧,并朝相反方向开口,以使所述第一进料端与所述第一出料端对接相通,所述第二进料端与所述第二出料端对接相通。
在上述方案中,所述第一腔室110和所述第二腔室120并排且间隔设置,两个腔室的进料端相向设置且错开一定距离,而校准器单元200的腔室上的所述第一出料端正对第一腔室110的第一进料端,所述第一出料端正对第二腔室120的第二进料端,这样,结构设计巧妙,可以节省设备占用空间。当然可以理解的是,在实际应用中,所述第一腔室110与所述校准器单元200的第一部分210连通方式、以及所述第二腔室120与所述校准器单元200的第二部分220连通方式不限于此。
此外,在一些示例性的实施例中,如图2所示,所述第一进料端与所述第一出料端之间设有第一电动隔离门310;所述第二进料端与所述第二出料端之间设有第二电动隔离门320;所述第一部分210和所述第二部分220之间设有第三电动隔离门330。
采用上述方案,通过在第一进料端与所述第一出料端之间设第一电动隔离门310,也就是,在第一腔室110与所述校准器单元200的第一部分210之间设置第一电动隔离门310,这样,在分选时,当合格晶圆进入所述校准器单元200的第一部分210之前,先控制所述第一电动隔离门310和所述第三电动隔离门330关闭,利用所述校准器单元200对合格晶圆进行对位,当合格晶圆未达到预定位置时,打开所述第三电动隔离门330,对合格晶圆传片对位,当合格晶圆达到预定位置时,关闭所述第三电动隔离门330,对位完成之后,再打开所述第一电动隔离门310,以使得第一机械手臂112抓取合格晶圆;同样的,当不合格晶圆进入所述校准器单元200的第二部分220之前,先控制所述第二电动隔离门320和所述第三电动隔离门330关闭,利用所述校准器单元200对不合格晶圆进行对位,当不合格晶圆未达到预定位置时,打开所述第三电动隔离门330,对不合格晶圆传片对位,当不合格晶圆达到预定位置时,关闭所述第三电动隔离门330,对位完成之后,再打开所述第二电动隔离门320,以使得第二机械手臂122抓取不合格晶圆。整个过程中,通过设计第一电动隔离门310、第二电动隔离门320和第三电动隔离门330,控制各电动隔离门的开启和关闭,可以保证第一腔室110和第二腔室120严格分区管理,以确保清洁度。
在一些示例性的实施例中,所述晶圆分选设备还包括:控制单元,所述控制单元与所述第一机械手臂112、所述第二机械手臂122、所述第一过滤风机单元、所述第二过滤风机单元、所述第一电动隔离门310、所述第二电动隔离门320和所述第三电动隔离门330连接,用于控制所述第一机械手臂112、所述第二机械手臂122、所述第一过滤风机单元、所述第二过滤风机单元、所述第一电动隔离门310、所述第二电动隔离门320和所述第三电动隔离门330的工作状态。
上述方案,通过该控制单元控制各部分的工作状态,以实现自动化。
此外,在一些示例性的实施例中,所述校准器单元200内设有对位机构,还设有用于传送晶圆的传片机构。
其中,所述校准器单元200内的传片机构的具体结构不限,可以采用例如机械手臂等方式来实现。例如,一种示例性的实施例中,所述传片机构包括设置在校准器单元200内部的用于传片的第三机械手臂(图中未示出),该第三机械手臂的位置可以固定在第三电动隔离门330的上方,或者所述校准器单元200的腔室内部任意内壁上。
此外,本公开实施例还提供了一种晶圆分选方法,采用本公开实施例的晶圆分选设备来对合格晶圆和不合格晶圆进行分选,所述方法包括:
通过所述第一上料口211将合格晶圆传送至所述校准器单元200的所述第一部分210内,控制所述第一机械手从所述第一部分210抓取合格晶圆,并在所述第一腔室110内传送至所述第一下料口111;
通过所述第二上料口221将不合格晶圆传送至所述校准器单元200的所述第二部分220内,控制所述第二机械手从所述第二部分220抓取不合格晶圆,并在所述第二腔室120内传送至所述第二下料口121。
示例性的,在所述方法中,控制所述第一机械手的移动速度小于所述第二机械手的移动速度。这样,可以提高设备效率。
示例性的,在所述方法中,通过所述第一上料口211将合格晶圆传送至所述校准器单元200的所述第一部分210内之后,控制所述第一机械手从所述第一部分210抓取合格晶圆之前,所述方法还包括:
控制所述第一电动隔离门310和所述第三电动隔离门330关闭,所述校准器单元200对合格晶圆进行对位,其中,当合格晶圆未达到预定位置时,打开所述第三电动隔离门330,对合格晶圆传片对位,当合格晶圆达到预定位置时,关闭所述第三电动隔离门330,对位完成,打开所述第一电动隔离门310;
在所述方法中,通过所述第二上料口221将不合格晶圆传送至所述校准器单元200的所述第二部分220内之后,控制所述第二机械手从所述第二部分220抓取不合格晶圆之前,所述方法还包括:
控制所述第二电动隔离门320和所述第三电动隔离门330关闭,所述校准器单元200对不合格晶圆进行对位,当不合格晶圆未达到预定位置时,打开所述第三电动隔离门330,对不合格晶圆传片对位,当不合格晶圆达到预定位置时,关闭所述第三电动隔离门330,对位完成,打开所述第二电动隔离门320。
综合上述,本公开实施例提供的晶圆分选设备及晶圆分选方法,可以实现分区管理洁净度,且合格晶圆和不合格晶圆的下料口分开,对合格晶圆在的区域,可以实现重点管控,重点PM清洁等,从而,降低合格晶圆被污染的风险,且校准器单元200设置上料口,可减少机械手臂的移动范围,降低颗粒污染风险。
有以下几点需要说明:
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见,在用于描述本公开的实施例的附图中,层或区域的厚度被放大或缩小,即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解,当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时,该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。