一种PECVD自动上下片机的制作方法

本技术属于半导体自动化，特别涉及一种pecvd自动上下片机。

背景技术：

1、pecvd（等离子体增强化学气相沉积）是半导体制造中的关键工艺，其通过微波或射频能量使含薄膜成分的工艺气体发生电离，形成具有高化学活性的等离子体，进而在晶圆表面发生化学反应，沉积出所需的薄膜。

2、在传统的pecvd生产流程中，上下片、扫码、选择程序及机台操作等作业环节均依赖人工完成。该流程不仅步骤繁琐，且对操作人员的技能水平有较高要求。尤其在取放晶圆的过程中，人为操作不当极易导致晶圆碎片或产品品质下降，使得整个生产过程的稳定性和良品率受人员因素影响显著。

3、为提升自动化程度与生产效率，现有技术中通常在pecvd机台上配置自动上下片机，以替代原有的人工作业。然而，这类自动上下片机普遍存在一个共性缺陷：缺乏对晶圆卡塞内整叠晶圆进行原位对齐定位的机构。由于晶圆在卡塞中常呈上下排列不齐的状态，机器人在抓取晶圆并将其转移至pecvd机台的晶圆载盘时，难以实现精准对位，从而容易引发晶圆碰撞、碎片等问题，直接影响生产良率。

4、为解决上述对位难题，现有方案多在远离卡塞的位置单独设置晶圆定位机构。例如，中国专利公告号cn221071646u所公开的一种晶圆自动上下片系统，该专利在置料架顶部增设一对中机构，在该配置下，搬料机器人需先将晶圆从存储区的卡塞中取出，搬运至对中机构完成定位，再将其移载至待料缓冲位，最终由搬料机器人搬运至pecvd机台。此类设计虽能实现晶圆的定位功能，但每片晶圆在上料过程中均需经过对中机构这一额外步骤，无形中增加了搬料机器人的搬运路径与作业周期，导致整体上料效率降低。此外，单独设置的对中机构也占用了宝贵的设备空间，增加了系统复杂性与制造成本。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种pecvd自动上下片机，通过在中转定位区设置一定位机构，将整叠晶圆定位的同时，中转定位区也作为缓冲区使用，提高了整体上料效率，且降低了系统的复杂性和制造成本。

2、为达成上述目的，本实用新型的解决方案为：提供一种pecvd自动上下片机，包括上下片定位机台、搬料机器人及两台pecvd机台，两台pecvd机台并排设置于搬料机器人的左右两侧，所述上下片定位机台设置于搬料机器人的后侧，所述搬料机器人用于完成晶圆在上下片定位机台与pecvd机台之间的搬运动作；

3、所述上下片定位机台上设有卡塞存放区和中转定位区，所述卡塞存放区设有第一卡塞，所述第一卡塞用于存放需要上下料的晶圆；所述中转定位区设有第二卡塞和用于将整叠晶圆定位对齐的定位机构，待搬料机器人将第一卡塞上的晶圆搬运到第二卡塞上后，定位机构将第二卡塞上的整叠晶圆上下排列对齐，接着再由搬料机器人将对齐后的晶圆搬运至pecvd机台上。

4、进一步，所述定位机构包括水平驱动机构、升降驱动机构和两个第一定位杆，所述升降驱动机构位于第二卡塞的前侧，所述水平驱动机构设置在升降驱动机构上，两个第一定位杆并排设置在水平驱动机构上；所述升降驱动机构驱动两个第一定位杆上升至与第二卡塞上的整叠晶圆前后对齐后，水平驱动机构驱动两个第一定位杆向后推动第二卡塞上的整叠卡塞，使整叠晶圆上下排列对齐；所述升降驱动机构驱动两个第一定位杆下降后，为搬料机器人搬运晶圆让位。

5、进一步，所述上下料定位机台上还设有冷却缓冲区，所述冷却缓冲区设有第三卡塞，所述第三卡塞用于下片时存放需要冷却的晶圆；所述中转定位区设有一基台，所述基台上摆放有多个第二卡塞，每个第二卡塞配置有一个定位机构；所述升降驱动机构设置在基台的前侧，所述第三卡塞和第一定位杆均位于水平驱动机构上，且第三卡塞位于第一定位杆的前侧。

6、进一步，所述第二卡塞由左支撑板、右支撑板和后支撑板组成，三个支撑板上均设有用于放置晶圆的载片槽，所述后支撑板的两侧分别设有一个固定的第二定位杆，两个第二定位杆与两个第一定位杆前后配合以对齐定位整叠晶圆。

7、进一步，两个第一定位杆的顶部之间通过一横杆连接形成u形杆结构。

8、进一步，所述卡塞存放区的前侧设有一晶圆检测组件，所述晶圆检测组件包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器与一警示机构信号连接，所述第一传感器用于检查第一卡塞上的整叠晶圆是否上下排列对齐，若没有对齐，则发送信号给警示机构，以警示操作人员需要重新对齐晶圆，所述第二传感器用于检测第一卡塞上的晶圆数量。

9、进一步，所述卡塞存放区上设有一多层的置料架，每层置料架摆放多个第一卡塞，置料架的后侧设有用于显示第一卡塞取放状态的信号灯；所述中转定位区位于置料架的前侧，且第二卡塞位于第一卡塞的下方；所述晶圆检测组件位于中转定位区与置料架之间，所述晶圆检测组件还包括一双轴驱动臂，所述第一传感器和第二传感器均设置在双轴驱动臂上。

10、进一步，所述置料架上设有用于存放陪片的第四卡塞，所述第四卡塞的下方设有一水平气缸，所述水平气缸驱动第四卡塞前后移动。

11、进一步，所述搬料机器人包括安装座、机械臂和搬运组件，所述机械臂的底端设置在安装座上，机械臂的顶端设有搬运组件，所述搬运组件包括一支撑框架，所述支撑框架的顶部与机械臂的顶端连接，支撑框架相对的两侧上分别设有两个用于吸附晶圆的第一伯努利吸盘，支撑框架的另外两侧分别设有一个用于抓取晶圆的片叉和一个用于吸附陪片的第二伯努利吸盘。

12、进一步，所述搬料机器人设置在一搬运机台上，所述搬运机台上设有一视觉检测组件，以对pecvd机台下料的晶圆进行视觉检测，确认是否有破片。

13、采用上述方案后，本实用新型的有益效果在于：

14、本申请在中转定位区设置定位机构，待搬料机器人将卡塞存放区上的晶圆搬运至中转定位区的第二卡塞上后，定位机构即可对第二卡塞上的整叠晶圆进行定位调整，使整叠晶圆上下对齐，对齐后，搬料机器人即可将晶圆搬运至pecvd机台进行沉积生长。

15、由此，本申请的中转定位区相当于现有技术的待料缓冲位，本申请通过在中转定位区设置定位机构，实现了晶圆在上下片流程中的原位精准对位，这有效避免了因晶圆不齐导致的取放片碎片问题，显著提升了良品率，同时，省去了往返于独立定位机构的额外搬运路径，优化了设备空间布局，大幅提高了上下片效率与设备集成度，降低了系统的复杂性和制造成本。

1.一种pecvd自动上下片机，其特征在于：包括上下片定位机台、搬料机器人及两台pecvd机台，两台pecvd机台并排设置于搬料机器人的左右两侧，所述上下片定位机台设置于搬料机器人的后侧，所述搬料机器人用于完成晶圆在上下片定位机台与pecvd机台之间的搬运动作；

2.如权利要求1所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述定位机构包括水平驱动机构、升降驱动机构和两个第一定位杆，所述升降驱动机构位于第二卡塞的前侧，所述水平驱动机构设置在升降驱动机构上，两个第一定位杆并排设置在水平驱动机构上；所述升降驱动机构驱动两个第一定位杆上升至与第二卡塞上的整叠晶圆前后对齐后，水平驱动机构驱动两个第一定位杆向后推动第二卡塞上的整叠卡塞，使整叠晶圆上下排列对齐；所述升降驱动机构驱动两个第一定位杆下降后，为搬料机器人搬运晶圆让位。

3.如权利要求2所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述上下料定位机台上还设有冷却缓冲区，所述冷却缓冲区设有第三卡塞，所述第三卡塞用于下片时存放需要冷却的晶圆；所述中转定位区设有一基台，所述基台上摆放有多个第二卡塞，每个第二卡塞配置有一个定位机构；所述升降驱动机构设置在基台的前侧，所述第三卡塞和第一定位杆均位于水平驱动机构上，且第三卡塞位于第一定位杆的前侧。

4.如权利要求2所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述第二卡塞由左支撑板、右支撑板和后支撑板组成，三个支撑板上均设有用于放置晶圆的载片槽，所述后支撑板的两侧分别设有一个固定的第二定位杆，两个第二定位杆与两个第一定位杆前后配合以对齐定位整叠晶圆。

5.如权利要求2所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：两个第一定位杆的顶部之间通过一横杆连接形成u形杆结构。

6.如权利要求1所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述卡塞存放区的前侧设有一晶圆检测组件，所述晶圆检测组件包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器与一警示机构信号连接，所述第一传感器用于检查第一卡塞上的整叠晶圆是否上下排列对齐，若没有对齐，则发送信号给警示机构，以警示操作人员需要重新对齐晶圆，所述第二传感器用于检测第一卡塞上的晶圆数量。

7.如权利要求6所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述卡塞存放区上设有一多层的置料架，每层置料架摆放多个第一卡塞，置料架的后侧设有用于显示第一卡塞取放状态的信号灯；所述中转定位区位于置料架的前侧，且第二卡塞位于第一卡塞的下方；所述晶圆检测组件位于中转定位区与置料架之间，所述晶圆检测组件还包括一双轴驱动臂，所述第一传感器和第二传感器均设置在双轴驱动臂上。

8.如权利要求7所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述置料架上设有用于存放陪片的第四卡塞，所述第四卡塞的下方设有一水平气缸，所述水平气缸驱动第四卡塞前后移动。

9.如权利要求1所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述搬料机器人包括安装座、机械臂和搬运组件，所述机械臂的底端设置在安装座上，机械臂的顶端设有搬运组件，所述搬运组件包括一支撑框架，所述支撑框架的顶部与机械臂的顶端连接，支撑框架相对的两侧上分别设有两个用于吸附晶圆的第一伯努利吸盘，支撑框架的另外两侧分别设有一个用于抓取晶圆的片叉和一个用于吸附陪片的第二伯努利吸盘。

10.如权利要求1所述的一种pecvd自动上下片机，其特征在于：所述搬料机器人设置在一搬运机台上，所述搬运机台上设有一视觉检测组件，以对pecvd机台下料的晶圆进行视觉检测，确认是否有破片。