用于ic芯片或mems器件的全流程生產工作站的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種制造集成電路(1C)芯片或微機電系統(MEMS)器件的生產設備，具體涉及一種能夠用于1C芯片或MEMS器件的全流程生產工作站。
【背景技術】
[0002]眾所周知，集成電路1C和MEMS器件的生產是一項高投資、高技術、高風險、高收益的產業。在1C芯片和MEMS器件的生產中涉及到的工藝流程和生產設備很多，這些生產設備放置在幾千到上萬平米空間的“無塵室”中，需要幾十到幾百個的高素質專業人員對其進行操作維護。昂貴的生產設備、大規模無塵車間的建設和維護決定了一條整體生產線的建設需要幾億到十幾億的投資，從而導致1C芯片和MEMS器件的生產成本居高不下。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種用于1C芯片或MEMS器件的全流程生產工作站，能夠顯著降低設備和維護成本，提高生產效率。
[0004]本發明采用的技術方案為:一種用于1C芯片或MEMS器件的全流程生產工作站，包括一個無塵的人機交換腔，用于人工取放工件和控制工作站運行；智能傳輸腔，用于傳輸工件到各個工藝流程腔；一個或多個工藝流程腔，設置在智能傳輸腔的傳輸線路上，由中心運輸腔和圍繞中心運輸腔設置的多個衛星腔組成，其中，中心運輸腔與智能傳輸腔連接，其內部設置能夠在各個衛星腔內取放工件的自動抓取設備，所述衛星腔能夠完成設定的工件生產工藝流程；所述智能傳輸腔、中心運輸腔和衛星腔內的工作環境和運行次序通過智能控制機構進行系統控制。
[0005]優選地，所述工作站是單層結構，工件通過平行智能傳輸腔進行傳送。
[0006]優選地，所述工作站是多層結構，工件在同一層內通過平行智能傳輸腔進行傳送，工件在層與層之間的通過上下智能傳輸腔進行上下傳送。
[0007]優選地，人機交換腔設置在第一層。
[0008]優選地，所述工件是1C芯片或MEMS器件的原料或半成品或成品。
[0009]優選地，每個工藝流程腔中配備的衛星腔的個數可根據需要進行設置。
[0010]優選地，所述工作站可應用于1C芯片和MEMS器件的生產和封裝，所述衛星腔完成的生產工藝是鍵合、焊接、光刻、涂布、顯影、ICP、CVD、PVD、離子注入、清洗、檢測、分析中的一種或多種。
[0011 ] 優選地，所述自動抓取設備是機器人或者機械手。
[0012]優選地，所述智能控制機構設置在人機交換腔內的，根據需要將智能傳輸腔、中心運輸腔和衛星腔設置為真空、惰性氣體或大氣環境。
[0013]與現有技術相比，本發明存在以下技術效果:
1)采用多功能衛星腔組成的工藝流程腔來完成1C和MEMS器件的生產、檢測、封裝等工藝流程，不同功能的衛星腔可以根據需要任意組合，在各個工藝流程腔內自由傳送，與線性生產線相比，可以省略完成重復工序的設備，顯著降低設備占用面積；此外，所述腔體之間密封連接，與外界環境隔離，因此在整個工作站中只需幾平米至幾十平米高無塵的人機交換腔，工作腔體則可以放置在低成本、低潔凈、低維護的普通廠區，設備維護費用將大幅降低；再者，本發明的全流程生產工作站可以實現行業的理想工作條件，即一片或多片空白晶圓放入工作站，等待1?10天后，完整的1C芯片或MEMS器件生產出來，實現從原料到器件的全自動化生產，提高生產效率。上述多種因素將從根本上降低1C或者MEMS器件的生產成本；
2)將全流程工作站設計成多層結構，各個工藝流程腔之間通過水平和豎直智能傳輸腔進行傳輸，能夠進一步降低設備占用面積，減少廠房占用和維護面積，從而進一步降低成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明實施例1的平面結構示意圖；
圖2是本發明實施例2的平面結構示意圖；
圖3是本發明實施例3的結構示意圖；
圖4是本發明實施例3中上下智能傳輸腔的側視圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明作進一步描述。
[0016]本發明實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明，所以僅顯示與本發明有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制。
[0017]實施例1:參見圖1，是一種全流程生產工作站，可以應用于1C芯片和MEMS器件的生產、檢測和分析，該工作站是單層、直線式的，主要包括:
無塵的人機交換腔10，用于人工取放工件和控制工作站運行，所述工件可以是1C芯片或MEMS器件的原料、半成品或成品。
[0018]智能傳輸腔20，連接在人機交換腔與工藝流程腔之間或者連接在工藝流程腔之間，用于傳輸工件，在本實施例中，所述智能傳輸腔是水平智能傳輸腔21。
[0019]工藝流程腔30，設置在智能傳輸腔20的傳輸線路上，由中心運輸腔31和圍繞中心運輸腔設置的多個衛星腔32組成，其中，中心運輸腔31與水平智能傳輸腔21連接，其內部設置機器人或者機械手等自動抓取設備33，能夠在各個衛星腔32內取放工件，衛星腔32能夠完成工件的生產工藝流程。在本實施例中，所述工藝流程腔的個數為2，其中一個工藝流程腔具有兩個衛星腔，稱為兩星腔，另外一個是具有七個衛星腔的七星腔，較少的工藝流程腔可以適用于工藝流程較少的MEMS封裝、檢測等過程。
[0020]智能控制機構11，優選地設置在人機交換腔10內，可以系統控制工作站運行，例如控制智能傳輸腔、中心運輸腔和衛星腔內工作次序，也可以控制這些腔體的工作環境，例如根據需要設置為真空、惰性氣體或大氣環境。
[0021 ] 本實施例的工作流程是:1)在人機交換腔10內，人工將1C芯片或MEMS器件連托盤一起放入水平智能傳輸腔21內；2)智能傳輸腔中進行抽真空操作并將1C芯片或MEMS器件和托盤通過傳送履帶傳送至兩星腔中機械手33能夠覆蓋的位置；3)打開中心運輸腔腔門，機械手33將1C芯片或MEMS器件運輸至中心運輸腔內，并根據設定好的工藝流程依次將MEMS晶圓片放入兩個衛星腔中進行加工，需要注意的是，在放入每個衛星腔中進行加工前，需要將中心運輸腔內的環境改變成與要放入的衛星腔內環境一致，以免污染衛星腔內環境；4)將加工后的1C芯片或MEMS器件通過機械手33和智能傳輸腔傳遞至七星腔進行下一輪加工，按照次序進行加工再順著原來的路徑返回四星腔，在四星腔內進行一些重復的工藝流程后，將加工好的1C芯片或MEMS器件放入與人機交換腔相連接的智能傳輸腔，由人工取出。
[0022]本發明的全流程生產工作站，可以實現行業的理想工作條件，即一片或多片空白晶圓放入工作站，等待1?10天后，完整的1C芯片或MEMS器件生產出來，實現“原料到器件”全自動化生產，提高生產效率。
[0023]實施例2:參見圖2，與實施例1的區別在于:本實施例的全流程生產工作站是單層、循環式的。在整個工作站中，設置了兩星腔、三星腔、四星腔、五星腔，相互之間通過水平智能傳輸腔連接起來。在人機交換腔和工藝流程腔之間的智能傳輸腔是通過傳送履帶傳送到第一個工藝流程腔內，而工藝流程腔之間的智能傳輸腔是通過工藝流程腔內的機械手或者機器人完成的工件取放來實現傳輸。在人機交換腔10內，人工將原料和托盤放入