[发明专利]晶圆自动添加装置及方法

说明书

本发明提供一种晶圆自动添加装置及方法，该装置包括缓冲栈、存储栈、检测模块及晶圆传送模块；缓冲栈用于在进入批次型工艺处理栈前暂时存放待处理批次的工艺晶圆，设置有多个卡槽；存储栈用于存储替位晶圆，其具有替位晶圆进出口；检测模块用于检测缓冲栈内未放置有工艺晶圆的卡槽的位置和数量；晶圆传送模块传送替位晶圆于缓冲栈和存储栈之间，抓取替位晶圆并传送至缓冲栈内未放置有工艺晶圆的卡槽处，以使工艺晶圆和替位晶圆的数量之和符合缓冲栈的卡槽数量。采用本发明的晶圆自动添加装置及方法，可以有效避免因每批次工艺晶圆的实际数量不同而引发的工艺不良等问题，有助于提高生产良率。

技术领域

本发明属于半导体晶圆制程工艺领域，特别是涉及一种晶圆自动添加装置及晶圆自动添加方法。

背景技术

批次型处理工艺因其极高的生产效率而在半导体制造行业中得到广泛应用，比如批次型扩散沉积工艺和批次型湿法刻蚀及清洗工艺等。但批次型处理工艺仍然存在诸多需要改善的方面，比如因批次间的晶圆数量不同导致工艺分布差异以及由此引发的工艺不良等问题。

举例来说，批次型半导体芯片制造过程中使用了湿法刻蚀工艺及湿法清洗工艺，利用传统的浸入式刻蚀及清洗设备最多可同时处理数十片晶圆。在这种传统的浸入式刻蚀及清洗工艺中，利用25℃以上的高温化学药液对特定膜层或待刻蚀物质进行刻蚀清洗作业的过程中，晶圆投入刻蚀处理槽或清洗槽后，由于晶圆和药液之间的温度差异，导致刻蚀处理槽或清洗槽中瞬时间内伴随着温度下降的过程，即温度相对较低的晶圆接触到温度相对较高的化学药液后，两者之间发生热交换，导致化学药液的温度瞬间急剧下降，之后逐渐回升并最终回到正常的工艺处理温度。由于处理批次(同时投入刻蚀/清洗槽内进行工艺处理的晶圆的最小单位)间的晶圆实际数量不同，使得处理批次间温度下降的程度不同，图1示意了刻蚀处理槽内投入不同数量的晶圆后刻蚀处理槽内出现的温度变化差异，可以看到，当一种磷酸刻蚀槽内起始处理温度设定在基准值,例如163℃，根据不同批次投入化学药液内的晶圆的具体数量因实际制程变化而产生不同时，化学药液内瞬降温度的下限也就不同，投入晶圆数量由20片至50片的差异变化时，瞬降温度的下限也更严重，由此会导致绝对刻蚀量的差异并引发工艺不良，导致湿法刻蚀/清洗工艺或其他批次型处理工艺的制程稳定度变得不能被准确控制。随着半导体器件的关键尺寸日益缩小以及晶圆内的器件分布集成度日益提升，对于这种因批次间晶圆数量差异导致在批次型湿法刻蚀或清洗过程中出现刻蚀量或清洗程度的差异而引发的不良急需提出改善对策。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆自动添加装置及晶圆自动添加方法，用于解决现有技术中因为不同的处理批次内的晶圆的实际数量不同，导致不同的处理批次晶圆被投入制程腔室内，比如一刻蚀/清洗槽后刻蚀/清洗槽内的温度变化呈现出差异，继而导致晶圆刻蚀量的差异并引发工艺不良等问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种晶圆自动添加装置，包括缓冲栈、存储栈、检测模块及晶圆传送模块；所述缓冲栈用于在进入批次型工艺处理栈前暂时存放待处理批次的工艺晶圆，所述缓冲栈上设置有多个用于放置工艺晶圆的卡槽；所述存储栈用于存储替位晶圆，所述存储栈具有替位晶圆进出口；所述检测模块用于检测所述缓冲栈内未放置有工艺晶圆的卡槽的位置和数量；所述晶圆传送模块传送所述替位晶圆于所述缓冲栈和所述存储栈之间，以自所述存储栈抓取所述替位晶圆并传送至所述缓冲栈内以填补所述缓冲栈内未放置有工艺晶圆的所述卡槽，以使所述缓冲栈内的所述工艺晶圆和所述替位晶圆的数量之和符合所述缓冲栈内所述卡槽的数量，所述缓冲栈内的所述工艺晶圆的排列图形识记待处理批次的晶圆排列图形并保持至所述工艺处理栈中。

可选地，所述缓冲栈的卡槽的数量的一倍或整数倍对应后一道制程的完整批次处理数量，并且所述缓冲栈的卡槽数量大于等于前一道制程的完整批次处理数量或者大于等于晶舟盒的装载运输数量。

更可选地，所述缓冲栈内所述卡槽的数量为25个。

可选地，所述缓冲栈和所述存储栈位于所述晶圆传送模块的相对两侧，所述检测模块位于所述缓冲栈中。