CN103400789B - 设备平台系统及其晶圆传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的用于晶圆处理工艺的设备平台系统及其晶圆传输方法，包括工作平台，其每个侧面用于挂载工艺腔；置顶式晶圆装载装置，固定于工作平台的上表面，包括：晶圆盒装载单元；晶圆装载单元，相对于晶圆盒装载单元设置，其具有内部空腔；中央机械手，位于晶圆盒装载单元和晶圆装载单元之间；装载门，用于封闭或打开内部空腔；晶圆托架，位于内部空腔中；关断门，位于内部空腔底部，用于将工作平台内部打开或封闭住；工作平台的顶部具有开口，位于内部空腔下方，与关断门相对，关断门能够将该开口封闭住。本发明的设备平台系统，减小了占地面积，提高了空间利用率和晶圆传输效率。

Description

设备平台系统及其晶圆传输方法
技术领域
本发明涉及自动化运输领域，具体涉及一种设备平台系统及其晶圆传输方法。
背景技术
随着半导体集成电路制造技术的发展，晶圆从150mm、200mm发展至300mm或更大，净化车间（FAB）造价也越来越高。如何有效地利用有限的净化车间的生产空间，提高生产设备的效率，缩短生产周期等问题也变得越来越重要。
请参阅图1和2，图1为常规的设备平台系统的主视结构示意图，图2为常规的设备平台系统的俯视结构示意图，通常净化车间的设备平台系统包括：六边形工作平台102；前置式晶圆装载装置101，位于六边形工作平台102的两个侧面前方；工艺腔103，挂载于六边形工作平台102的其余四个侧面上；内置真空机械手（未画出），位于六边形工作平台102内，用于向各个工艺腔搬运晶圆；其中，六边形工作平台102具有晶圆装载腔106，前置式晶圆装载装置101包括晶圆盒装载单元105和机械手（未画出），用于将晶圆从晶圆盒装载单元105中取出，放置到晶圆装载腔106中；此外，在各个设备平台系统之间通过过顶传输装置104进行晶圆盒的传输。
请参阅图3，图3为常规的晶圆传输方法的流程示意图。常规设备平台系统对晶圆的传输过程包括：
步骤S21：过顶传输装置104将晶圆盒放置于前置式晶圆装载装置101上的晶圆盒装载单元105上；
步骤S22：前置式晶圆装载装置101中的机械手将晶圆从晶圆盒中取出放置在晶圆装载腔106中；
步骤S23：六边形工作平台102中的内置真空机械手将晶圆从晶圆装载腔106中取出，放置到各个工艺腔103中。
由于前置式晶圆装载装置101的放置，使得六边形工作平台102的侧面一般需要挂载至少2个晶圆装载腔106，这样，晶圆装载腔同时占用了至少2个工艺腔103的挂载位置，使得六边形工作平台102不能充分利用，只能挂载1-4个工艺腔103，导致晶圆传输效率下降。
发明内容
为了克服上述问题，本发明旨在提供一种用于晶圆处理工艺的的设备平台系统，从而提供更多的挂载工艺腔，实现不间断连续地工艺过程，提高晶圆的传输效率。
本发明提供一种用于晶圆处理工艺的设备平台系统，包括：
工作平台，所述工作平台的每个侧面用于挂载工艺腔；
置顶式晶圆装载装置，固定于所述工作平台的上表面；所述置顶式晶圆装载装置包括：
晶圆盒装载单元，位于所述晶圆装载装置中，用于装载晶圆盒；
晶圆装载单元，相对于所述晶圆盒装载单元设置，所述晶圆装载单元具有内部空腔，用于装载晶圆；
中央机械手，具有可旋转机械臂，所述中央机械手位于所述晶圆盒装载单元和所述晶圆装载单元之间，用于支撑所述可旋转机械臂；其中，所述可旋转机械臂设置于所述中央机械手上，以所述中央机械手为中心旋转，用于在所述晶圆盒装载单元和所述晶圆装载单元之间进行对晶圆的输送。
装载门，位于所述晶圆装载单元上，与所述晶圆盒装载单元相对，通过所述装载门的启闭，所述晶圆装载单元的内部空腔被打开或封闭住；
晶圆托架，可进行上下移动，位于所述内部空腔中，用于将所述晶圆在所述内部空腔和所述工作平台的内部进行传输；
关断门，设置于所述内部空腔的底部，通过启闭所述关断门，能够同时将所述内部空腔和所述工作平台内部打开或封闭住，从而使所述工作平台内部和所述内部空腔处于连通或阻隔状态；其中，
所述工作平台的顶部具有开口，所述开口位于所述内部空腔的下方，用于装载所述晶圆的所述晶圆托架在所述内部空腔和所述工作平台内部之间进行往复移动；所述开口与所述关断门相对设置，所述关断门能够将所述开口封闭住。
优选地，所述的工作平台为六边形工作平台。
优选地，所述六边形工作平台的侧面挂载工艺腔的数目为6个。
优选地，所述工作平台内部具有内置真空机械手，所述内置真空机械手的手臂能够延伸至所述开口下方。
优选地，所述晶圆托架包括：晶圆托盘和可伸缩轴。
优选地，所述晶圆托盘具有多层槽口。
优选地，所述开口尺寸满足：所述晶圆托架能够通过所述开口；且所述开口的任意边缘都小于所述关断门的边缘。
优选地，所述装载门的启闭方向为竖直方向。
优选地，所述中央机械手能够上、下移动。
优选地，所述装载门与所述晶圆盒装载单元相对。
优选地，所述关断门所在平面与所述装载门所在平面相互垂直。
优选地，所述晶圆装载单元还包括真空泵，用于将所述晶圆装载单元内抽成真空状态。
本发明还提供一种采用上述任意一项所述的设备平台系统进行晶圆传输的方法，包括多片晶圆输进过程，所述晶圆输进过程包括：
步骤S01：中央机械手的可旋转机械臂从晶圆盒装载单元的晶圆盒中取出晶圆；
步骤S02：装载门打开，所述可旋转机械臂将所述晶圆输送至晶圆装载单元内部的晶圆托架中，然后所述可旋转机械臂返回至所述装载门外，并移至所述晶圆盒中去拾取下一个晶圆；
步骤S03：所述装载门关闭，真空泵将所述晶圆装载单元内部抽成真空状态；
步骤S04：关断门开启，工作平台的内置真空机械手的手臂移至所述工作平台顶部的开口下方；
步骤S05：所述晶圆托架装载着所述晶圆向下移动，通过所述开口进入所述工作平台内部，所述内置真空机械手的手臂从所述晶圆托架中取出所述晶圆；
步骤S06：所述晶圆托架向上移动，返回到所述晶圆装载单元内部，所述关断门关闭；
步骤S07：所述内置真空机械手的手臂把所述晶圆搬运到工艺腔内，同时，重复所述步骤S02至步骤S06进行对所述下一个晶圆的传输；
步骤S08：重复循环步骤S01-S07，进行对多片晶圆的传输。
优选地，所述的晶圆传输方法还包括多片晶圆输出过程，所述多片晶圆输出过程包括：
步骤S11：关闭装载门，通过所述机械泵将所述晶圆装载单元内部抽至真空状态；
步骤S12：所述关断门打开，所述晶圆托架向下移动通过所述开口至所述工作平台内部；
步骤S13：所述内置真空机械手的手臂将处理后的晶圆从一个工艺腔内取出并搬运至所述晶圆托架中，然后所述内置真空机械手的手臂移至另一个工艺腔内去拾取下一个处理后的晶圆；
步骤S14：所述晶圆托架装载着所述晶圆向上移动，返回至所述晶圆装载单元中，所述关断门关闭；
步骤S15：所述装载门打开，所述中央机械手的可旋转机械臂将所述晶圆从所述晶圆托架中取出，放置在所述晶圆盒装载单元的晶圆盒中，同时，重复所述步骤11-S14，进行对所述下一个处理后晶圆的传输；
步骤S16：重复循环所述步骤S11至S15，进行多片晶圆的传输。
优选地，所述多片晶圆输进过程和所述多片晶圆输出过程交替进行。
优选地，所述晶圆传输方法包括多片晶圆输进过程，所述多片晶圆输进包括：
步骤S31：中央机械手的可旋转机械臂从晶圆盒装载单元的晶圆盒中取出晶圆；
步骤S32：所述可旋转机械臂往返于所述晶圆盒和所述晶圆托架之间，进行多片晶圆的传输，直至所述晶圆托架中装载有多片所述晶圆；
步骤S33：所述装载门关闭，真空泵将所述晶圆装载单元内部抽成真空状态；
步骤S34：关断门开启，工作平台的内置真空机械手的手臂移至所述工作平台顶部的开口下方；
步骤S35：晶圆托架装载着晶圆向下移动，通过开口进入工作平台内部，所述内置真空机械手的手臂往返于各个工艺腔和所述晶圆托架之间进行多片晶圆的传输，直至所述晶圆托架上的晶圆被搬运到所述各个工艺腔中；
步骤S36：所述晶圆托架向上移动，返回到所述晶圆装载单元内部，所述关断门关闭；
步骤S37：重复循环步骤S31-S36，进行所述多片晶圆的传输。
优选地，所述晶圆传输方法包括多片晶圆输出过程，所述多片晶圆输出过程包括：
步骤S41：关闭装载门，通过所述机械泵将所述晶圆装载单元内部抽至真空状态；
步骤S42：所述关断门打开，所述晶圆托架向下移动通过所述开口至所述工作平台内部；
步骤S43：所述内置真空机械手的手臂往返于各个工艺腔和所述晶圆托架之间进行多片晶圆的传输，直至所述处理好的晶圆被搬运到所述晶圆托架上。
步骤S44：所述晶圆托架装载着所述晶圆向上移动，返回至所述晶圆装载单元中，所述关断门关闭；
步骤S45：所述装载门开启，所述可旋转机械臂往返于所述晶圆盒和所述晶圆托架之间，进行多片晶圆的传输，直至所述晶圆托架中的所述晶圆被搬运到所述晶圆盒中；
步骤S46：重复所述步骤S41-S45，进行所述多片晶圆的传输。
优选地，所述多片晶圆输进过程和所述多片晶圆输出过程交替进行。
本发明的设备平台系统及其晶圆传输方法，通过采用置顶式晶圆装载装置，在该前置式晶圆装载装置中设置晶圆盒装载单元、晶圆装载单元和中央机械手，实现了晶圆在晶圆盒装载单元至晶圆装在单元之间的传输；并且，在晶圆装载单元上设置了装载门，通过装载门的启闭，可以用于控制晶圆装载单元内部的真空状态，避免在传输过程中对工作平台内不得真空状态的破坏；在晶圆装载单元内部设置晶圆托架和关断门，并在工作平台顶部相对于关断门设置开口，实现了晶圆在晶圆装载单元内部至工作平台内部的直接传输，而不需要内置真空机械手在晶圆装载单元和工作平台之间的往复运动来进行晶圆的拾取或放置；通过关断门的启闭与装载门的启闭的配合，确保了晶圆进入工作平台内部的过程中，工作平台始终保持真空状态，确保了工艺腔的工艺稳定性。因此，采用置顶式晶圆装载装置，不仅减小了占地面积、提高了空间利用率，而且增加了工作平台上挂载工艺腔的数目，比如六边形工作平台，由于可以挂载6个工艺腔，则可以实现不同工艺腔之间完成不间断连续多步工艺，比如6步、3步等；并且，相同的工艺腔可以同时完成6枚晶圆处理工艺，从而进一步提高了晶圆的传输效率。
附图说明
图1为常规的设备平台系统的主视结构示意图
图2为常规的设备平台系统的俯视结构示意图
图3为常规的晶圆传输方法的流程示意图
图4为本发明的一个较佳实施例的设备平台系统的主视结构示意图
图5为本发明的上述较佳实施例的设备平台系统的俯视结构示意图
图6为本发明的上述较佳实施例中晶圆装载装置的俯视结构示意图
图7为本发明的上述较佳实施例中晶圆装载装置的剖面结构示意图
图8为本发明的上述较佳实施例中的晶圆托盘的结构示意图
图9为本发明的一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图
图10为本发明的另一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图
图11为本发明的再一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图
图12为本发明的再另一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图
具体实施方式
体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。
实施例一
以下结合附图4-7，通过具体实施例对本发明的处理晶圆的设备平台系统作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图4和5，图4为本发明的一个较佳实施例的设备平台系统的主视结构示意图，图5为本发明的上述较佳实施例的设备平台系统的俯视结构示意图。本发明的工作平台可以但不限于为多边形工作平台，比如四边形、五边形、六边形、八边形等，在本发明的本实施例中的一种设备平台系统，包括六边形工作平台，以及置顶式晶圆装载装置。
以下以包括有六边形工作平台的设备平台系统为例对本发明进行进一步详细说明，但这不用于限制本发明的范围。本实施例中的设备平台系统采用置顶式晶圆装载装置201，该置顶式晶圆装载装置201固定于六边形工作平台202的上表面，这里，固定的方式可以采用螺钉、螺栓、销钉、铆接固定等机械固定法，或者采用环氧树脂粘结固定等化学固定法，即凡是能够实现本发明的固定方式均可；六边形工作平台202侧面挂载有工艺腔203；在本发明的本实施例中，还包括过顶传输装置204，用于将晶圆盒输送到置顶式晶圆装载装置201中。
请参阅图6和7，图6为本发明的上述较佳实施例中晶圆装载装置的俯视结构示意图，图7为本发明的上述较佳实施例中晶圆装载装置的剖面结构示意图。
本发明中，工作平台的每个侧面均可以挂载工艺腔，比如一个侧面可以挂载一个工艺腔，或多个工艺腔；较佳地，在本发明的本实施例中，六边形工作平台202的六个侧面中的每个侧面均可以挂载一个工艺腔，因此，最多可以挂在6个工艺腔，需要说明的是，本实施例中，六边形工作平台202挂载的工艺腔203的数目为1-6个，这些工艺腔203可以为相同工艺的工艺腔，也可以为不同工艺的工艺腔，本发明对此不作限制。
本发明中，可以根据实际工艺要求，为了有利于各个工艺腔203在六边形工作平台202侧面的挂载，置顶式晶圆装载装置201的侧面边缘可以不超过六边形工作平台202的侧面边缘；如果在实际工艺中，置顶式晶圆装载装置201的侧面边缘略有超过六边形工作平台202的侧面边缘也是可以进行工艺腔的挂载的，只是在这种情况下，工艺腔挂载起来会有些麻烦，但是不排除置顶式晶圆装载装置201的侧面边缘可以超过六边形工作平台202的侧面边缘的情况。
本发明的本实施例的置顶式晶圆装载装置201包括：
晶圆盒装载单元205，位于晶圆装载装置201中，用于装载晶圆盒；
晶圆装载单元209，位于晶圆装载装置201中，相对于晶圆盒装载单元205设置，其具有内部空腔，用于装载晶圆；本实施例中，晶圆盒装载单元205同时装载的晶圆盒的数量可以为1-2个，较佳地，为2个；晶圆装载单元209同时装载的晶圆的数量可以为1-2个，较佳地，为2个。这是因为，分别采用两个晶圆盒装载单元和晶圆装载单元可以延长使用寿命，如果仅用1个晶圆盒装载单元和1个晶圆装载单元，当两者其中一个坏掉后，将导致整个晶圆装载装置的失效；并且可以提高晶圆的传输效率。
中央机械手206，位于晶圆盒装载单元205和晶圆装载单元209之间；在本发明的本实施例中，中央机械手206可以上、下移动，以利于取出晶圆盒中不同层的晶圆W。
具体的，中央机械手206具有可旋转机械臂207，可旋转机械臂207设置于中央机械手206上，可旋转机械臂207可以在0-360度范围内旋转和伸缩，用于在晶圆盒装载单元205和晶圆装载单元209之间进行对晶圆的输送；本实施例中，中央机械手206具有一个可旋转机械臂207，通过可旋转机械臂207的旋转，可以把晶圆盒装载单元205内的晶圆W取出并送至晶圆装载单元209中，也可以把晶圆装载单元209中的晶圆取出并送至晶圆盒装载单元205中；为了能够及时取送晶圆W，机械臂可以在0-360范围内任意角度旋转，具有较高的灵活性。
装载门208，位于晶圆装载单元209上，与晶圆盒装载单元205相对，通过装载门208的开启或闭合，将晶圆W送至或移出晶圆装载单元209的内部空腔；同时，通过装载门208的启闭，晶圆装载单元209的内部空腔被打开或封闭住；
本实施例中，装载门208的设置是为了封闭住晶圆装载单元209的内部空腔，因为在六边形工作平台202进行工作时，是处于真空状态，而晶圆W在晶圆盒装载单元205输送至晶圆装载单元209的过程中处于大气中，需要后续对晶圆装载单元209抽至真空状态。本实施例中，装载门208可以设置在与晶圆盒装载单元205相对的位置上，装载门208的启闭方向可以为竖直方向，也即是装载门208可以上、下移动用于开启或关闭晶圆装载单元209的内部空腔。
晶圆托架211，可进行上下移动，位于晶圆装载单元209的内部空腔中，用于将晶圆W运输至六边形工作平台202的内部的真空机械手212上；本实施例中，晶圆托架211包括：晶圆托盘和可伸缩轴，其中晶圆托盘可以是任意形状，比如圆形、方形等，可伸缩轴用于支撑晶圆托盘并带动晶圆托盘上、下移动；在本发明的本实施例中，晶圆托盘具有多层槽口，用于存放多个晶圆，如图8所示，图8为本发明的上述较佳实施例中的晶圆托盘的结构示意图，晶圆托盘300内具有多层槽口301，在每层槽口301上放置有晶圆W。
关断门210，位于晶圆装载单元209的内部空腔的底部，通过启闭关断门210，将该内部空腔和六边形工作平台202内部打开或封闭住，从而使工作平台202内部和该内部空腔处于连通或阻隔状态；本实施例中，关断门210的启闭方向可以但不限于沿水平方向移动，或在水平面内做旋转动作，关断门210所在平面与装载门208所在平面相互垂直。
六边形工作平台202的顶部具有开口214，开口214位于内部空腔的下方，与关断门210相对设置，用于将六边形工作平台202内部与晶圆装载单元209内部相连通，上述关断门210能够将开口214封闭住；本实施例中，开口214的尺寸应当满足：晶圆托架211能够通过该开口214；且开口214的任意边缘都小于关断门210的边缘，这样，在保证晶圆托架211能够通过开口214的情况下，关断门210还能够将开口214封住，以利于对晶圆装载单元209进行抽真空处理。
这里，在实际工艺中，要求关断门210开启时，六边形工作平台202的开口214与晶圆装载单元209的内部空腔相互联通，当关断门210关闭时，六边形工作平台202的开口214与晶圆装载单元209的内部空腔相互被阻隔住，并且关断门能够将六边形工作平台202内部紧密封闭住，同时，也能够将晶圆装载单元209的内部空腔紧密封闭住，这样能够确保该内部空腔或六边形工作平台202内部均处于真空状态，特别是晶圆托架211进行上下移动输送晶圆时，要求内部空腔和六边形工作平台202内部同时处于真空状态，这就要求关断门210具有良好的密封性，即将六边形工作平台202内部和晶圆装载单元209的内部空腔紧密封闭住。简言之，关断门210可以同时关闭或开启六边形工作平台202内部和晶圆装载单元209的内部空腔。
因此，在实际安装工艺中，可以通过偏差调整工序，将晶圆装载单元209的内部空腔置于开口214的上方，并且将关断门210与开口214对应住，然后再进行安装固定。
本实施例中，六边形工作平台202内部还包括有内置真空机械手，内置真空机械手的手臂可以延伸至开口214的下方，这样，当晶圆托架211装载着晶圆下降至开口下方时，该内置真空机械手的手臂就可以触及到晶圆，并将晶圆从晶圆托架211中取出，然后送至相应的工艺腔中，同时，当晶圆处理好以后，该内置真空机械手的手臂也可以将晶圆送至位于开口214下方的晶圆托架211中。
在本发明的本实施例中，晶圆装载单元209还包括真空泵，用于将晶圆装载单元209内部抽成真空。
本发明的本实施例的设备平台系统，增加了六边形工作平台上挂载工艺腔的数目，由于可以挂载6个工艺腔，例如可以实现不同工艺腔之间完成不间断连续多步工艺，比如6步、5步等；再例如相同的工艺腔可以同时完成6枚晶圆处理工艺，从而进一步提高了晶圆的传输效率。
实施例二
以上为对本发明的本实施例的设备平台系统的结构的解释说明，下面将结合图9和10对本发明的晶圆传输方法做进一步解释说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图9，图9为本发明的一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图。本发明的本实施例的晶圆传输方法，采用上述实施例一中的设备平台系统，包括多片晶圆输进过程，该多片晶圆输进过程包括：
步骤S01：中央机械手的可旋转机械臂从晶圆盒装载单元的晶圆盒中取出晶圆；
这里，本实施例中，首先，由过顶传输装置将晶圆盒传输至设备平台系统的晶圆盒装载单元中；然后，中央机械手将其可旋转机械臂进行旋转到合适的位置以对准晶圆盒，然后其可旋转机械臂将晶圆盒中的晶圆取出；这里，晶圆盒中的晶圆为多层。
步骤S02：装载门打开，可旋转机械臂将晶圆输送至晶圆装载单元内部的晶圆托架中，然后该可旋转机械臂返回至装载门外，并移至晶圆盒中去拾取下一个晶圆；
本实施例中，装载门打开，等待可旋转机械臂晶圆送至其中，当可旋转机械臂拾取晶圆后，通过旋转动作，旋转至装载门内，然后将晶圆放置在晶圆托架上，并返回至装载门外。当然，也可以在可旋转机械臂带着晶圆移至装载门前方的时候，此时，装载门再打开。较佳地，本实施例中的晶圆托架具有晶圆托盘和可移动轴，可旋转机械臂将晶圆放置在晶圆托盘中。
需要说明的是，在装载门打开的状态下，关断门处于始终处于关闭状态，这是为了确保六边形工作平台内部的真空状态不受到破坏。
步骤S03：装载门关闭，真空泵将晶圆装载单元内部抽成真空状态；
本实施例中，六边形工作平台内部处于真空状态，如果晶圆装载单元内部不是真空状态，当晶圆托架向六边形工作平台内输送晶圆时，会破坏六边形工作平台内部的真空状态，对其工艺腔内的处理工艺造成影响，因此，在向六边形工作平台内部输送晶圆之前要使晶圆装载单元内部处于封闭和真空状态。
需要说明的是，在晶圆进入六边形工作平台之前的运输过程中，关断门都处于关闭状态，为了避免大气等进入六边形平台内，破坏其内部的真空状态。
步骤S04：关断门开启，内置真空机械手的手臂移至工作平台顶部的开口下方；
本实施例中，当晶圆装载单元内部处于真空状态后，此时，晶圆装载单元内部的压强和六边形工作平台内部的压强基本上相同，这样，才可以将关断门打开；同时，六边形工作平台的内置真空机械手的手臂移至六边形工作平台顶部的开口下方，等待接收晶圆托架输送来的晶圆。这里，内置真空机械手的手臂移至开口下方，可以在关断门的开启前，也可以在关断门开启后，但是，都要在晶圆托架到来之前。
步骤S05：晶圆托架装载着晶圆向下移动，通过开口进入工作平台内部，内置真空机械手的手臂从晶圆托盘中取出晶圆；
具体地，本实施例中，晶圆托架的晶圆托盘装载着晶圆通过开口进入六边形工作平台内部，当晶圆托盘下降至与内置真空机械手的手臂处于同一平面时，晶圆平落在内置真空机械手的手臂上，然后内置真空机械手的手臂进行回缩，将晶圆从晶圆托盘中取出来。
步骤S06：晶圆托架向上移动，返回到晶圆装载单元内部，关断门关闭；
本实施例中，晶圆托架的晶圆托盘可以在可移动轴的带动下向上移动，返回到晶圆装载单元内部，关断门关闭。
需要说明的是，晶圆在进入晶圆装载单元之后的整个过程，装载门都处于关闭状态，晶圆装载单元内部都处于真空状态，这样，可以确保六边形工作平台内部的真空状态不受到晶圆输送过程造成的破坏。
步骤S07：内置真空机械手的手臂把晶圆搬运到工艺腔内，同时，重复步骤S02至步骤S06进行对下一个晶圆的传输。
这里，关断门在晶圆托架离开后，及时关闭，进一步确保了六边形工作平台内部的真空状态；然后，内置真空机械手的手臂将晶圆搬运到相应的工艺腔内。
步骤S08：重复循环步骤S01-S07，进行多片晶圆的传输；本实施例中，在关断门关闭后，装载门打开，晶圆托架接收下一个晶圆，重复循环上述过程，实现多片晶圆的连续传输。
下面，请参阅图10，图10为本发明的另一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图。本发明的另一个实施例中的晶圆传输方法，包括多片晶圆输出过程，是上述较佳实施例的多片晶圆输进的相反过程，包括：
步骤S11：关闭装载门，通过机械泵将晶圆装载单元内部抽至真空状态；
这里，在抽真空之前，将装载门关闭，确保晶圆装载单元内部处于封闭状态，这样，也是为了确保在从六边形工作平台向外拾取晶圆时，破坏六边形工作平台内部的真空状态。
步骤S12：关断门打开，晶圆托架向下移动通过开口至工作平台内部；
这里，当晶圆装载单元内部处于真空状态后，此时，晶圆装载单元内部的压强和六边形工作平台内部的压强基本上相同，这样，才可以将关断门打开；然后，晶圆托架通过开口进入六边形工作平台内部，直至与内置真空机械手的手臂处于同一水平面内。
步骤S13：内置真空机械手的手臂从一个工艺腔内取出处理后的晶圆并搬运至所述晶圆托架中，然后内置真空机械手的手臂移至另一个工艺腔内去拾取下一个处理后的晶圆；
这里，本实施例中，在晶圆托架的晶圆托盘向下移动至开口下方时，内置真空机械手的手臂从相应工艺腔中取出晶圆，并携带着处理后的晶圆移至开口下方的一侧，然后将晶圆放置在晶圆托盘的槽口中；
需要说明的是，在晶圆托架移至六边形工作平台内部拾取晶圆的过程中，装载门处于关闭状态。
步骤S14：晶圆托架带着晶圆向上移动，返回至晶圆装载单元中，关断门关闭；然后，内置真空机械手返回移至其它工艺腔中去取晶圆，或者等待晶圆托架再次输送晶圆。
这里需要说明的是，在关断门关闭之前，装载门一直处于关闭状态，这是为了确保六边形工作平台内部的真空状态不受到破坏。
步骤S15：装载门打开，中央机械手的可旋转机械臂将晶圆从晶圆托架中取出，放置在晶圆盒装载单元的晶圆盒中，同时，重复步骤11-S14，进行对下一个处理后晶圆的传输。
这里，当关断门关闭后，装载门可以打开，中央机械手的可旋转臂旋转至晶圆装载单元内部，取出晶圆，并返回将晶圆放置在晶圆盒装载单元的晶圆盒中。
步骤S16：重复循环所述步骤S11至S15，进行多片晶圆的传输；需要说明的是，本实施例中，步骤S15后，装载门关闭，晶圆托架下移接收下一个晶圆，重复循环上述过程，实现多片晶圆的连续传输。
当然，该过程还包括：前述的过顶传输装置将装满处理后的晶圆的晶圆盒取走。
在本发明的本实施例中，上述多片晶圆输进过程和多片晶圆输出过程可以交替进行，也即是通过输进过程将晶圆输送至工艺腔中，待晶圆处理后，将处理后的晶圆输送回晶圆盒中；多片晶圆输进过程可以到晶圆都输送进全部的工艺腔为止，多片晶圆输出过程可以到处理后的晶圆都输送回晶圆盒为止，然后再进行下一批的多片晶圆输进和输出过程。
实施例三
下面将结合图11和12对本发明的晶圆传输方法做进一步解释说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图11，图11为本发明的再一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图。本发明的本较佳实施例的晶圆传输方法，采用上述实施例一中的设备平台系统，包括多片晶圆输进过程，该多片晶圆输进过程包括：
步骤S31：中央机械手的机械臂从晶圆盒装载单元的晶圆盒中取出晶圆；
这里，本实施例中，首先，由过顶传输装置将晶圆盒传输至设备平台系统的晶圆盒装载单元中；然后，中央机械手将其机械臂进行旋转到合适的位置以对准晶圆盒，然后其机械臂将晶圆盒中的晶圆取出；这里，晶圆盒中的晶圆为多层。
步骤S32：可旋转机械臂往返于晶圆盒和晶圆托架之间，进行多片晶圆的传输，直至所述晶圆托架中装载有多片所述晶圆；
在本发明的本较佳实施例中，由于晶圆托架的晶圆托盘可以一次装载多个晶圆，可旋转机械臂可以重复拾取晶圆并放置在晶圆托盘中，直至晶圆托盘中装载有多片晶圆后，再关闭装载门，进行下一步骤S33，这里，也可以至晶圆托盘装载满晶圆，本发明对此不作限制。
这里，由于晶圆托盘具有多个槽口，可以将晶圆一一对应的放置在多个槽口中。
需要说明的是，在装载门打开的状态下，关断门处于始终处于关闭状态，这是为了确保六边形工作平台内部的真空状态不受到破坏。
步骤S33：装载门关闭，真空泵将晶圆装载单元内部抽成真空状态；
本实施例中，六边形工作平台内部处于真空状态，如果晶圆装载单元内部不是真空状态，当晶圆托架向六边形工作平台内输送晶圆时，会破坏六边形工作平台内部的真空状态，对其工艺腔内的处理工艺造成影响，因此，在向六边形工作平台内部输送晶圆之前要使晶圆装载单元内部处于封闭和真空状态。
需要说明的是，在晶圆进入六边形工作平台之前的运输过程中，关断门都处于关闭状态，为了避免大气等进入六边形平台内，破坏其内部的真空状态。
步骤S34：关断门开启，内置真空机械手的手臂移至工作平台顶部的开口下方；
本实施例中，当晶圆装载单元内部处于真空状态后，此时，晶圆装载单元内部的压强和六边形工作平台内部的压强基本上相同，这样，才可以将关断门打开；同时，六边形工作平台的内置真空机械手的手臂移至六边形工作平台顶部的开口下方，等待接收晶圆托盘输送来的晶圆。
步骤S35：晶圆托架装载着晶圆向下移动，通过开口进入工作平台内部，内置真空机械手的手臂往返于各个工艺腔和晶圆托架之间进行多片晶圆的传输，直至晶圆托架上的晶圆被搬运到所述各个工艺腔中；
具体地，本实施例中，晶圆托架的晶圆托盘中装载有多个晶圆，内置真空机械手的手臂将一个晶圆放置到一个工艺腔后，返回从晶圆托盘中继续拾取下一个晶圆，并将其送至另一个工艺腔中，重复循环此过程，直至晶圆托盘中的晶圆被拾取完，全都被搬运到各个工艺腔中，然后晶圆托架才返回晶圆装载单元中，关断门关闭。
步骤S36：晶圆托架向上移动，返回到晶圆装载单元内部，关断门关闭；
需要说明的是，晶圆在进入晶圆装载单元之后的整个过程，装载门都处于关闭状态，晶圆装载单元内部都处于真空状态，这样，可以确保六边形工作平台内部的真空状态不受到晶圆输送过程造成的破坏。
这里，关断门在晶圆托架离开后，及时关闭，进一步确保了六边形工作平台内部的真空状态；
步骤S37：重复步骤S31至步骤S36进行对下一批晶圆的传输。
本较佳实施例中，在关断门关闭后，装载门打开，晶圆托盘接收下一批晶圆，重复循环上述过程，实现多片晶圆的连续传输。
下面，请参阅图12，图12为本发明的再另一个较佳实施例的晶圆传输方法的流程示意图。本发明的再另一个实施例中的晶圆传输方法，包括多片晶圆输出过程，是上述再一个较佳实施例的多片晶圆输进的相反过程，包括：
步骤S41：关闭装载门，通过机械泵将晶圆装载单元内部抽至真空状态；
这里，在抽真空之前，将装载门关闭，确保晶圆装载单元内部处于封闭状态，这样，也是为了确保在从六边形工作平台向外拾取晶圆时，破坏六边形工作平台内部的真空状态。
步骤S42：关断门打开，晶圆托架向下移动通过开口至工作平台内部；
这里，当晶圆装载单元内部处于真空状态后，此时，晶圆装载单元内部的压强和六边形工作平台内部的压强基本上相同，这样，才可以将关断门打开；然后，晶圆托架通过开口进入六边形工作平台内部，直至与内置真空机械手的手臂处于同一水平面内。
步骤S43：内置真空机械手的手臂往返于各个工艺腔和晶圆托架之间进行多片晶圆的传输，直至处理好的晶圆都被搬运到晶圆托架上，然后再进行下一步骤S44。
需要说明的是，工艺腔处理好的晶圆可能不是同时处理好，这时，只将处理好的晶圆搬运到晶圆托盘中，还有一部分晶圆在工艺腔中进行处理；由于本实施例中的晶圆托盘具有多个槽口，可以将晶圆一一对应的放置在多个槽口中。
这里，本较佳实施例中，在晶圆托架移至六边形工作平台内部拾取晶圆的过程中，装载门处于关闭状态。
步骤S44：晶圆托架带着晶圆向上移动，返回至晶圆装载单元中，关断门关闭；然后，内置真空机械手返回移至其它工艺腔中去取晶圆，或者等待晶圆托架再次输送晶圆。
这里需要说明的是，在关断门关闭之前，装载门一直处于关闭状态，这是为了确保六边形工作平台内部的真空状态不受到破坏。
步骤S45：装载门开启，可旋转机械臂往返于晶圆盒和晶圆托架之间，进行多片晶圆的传输，直至晶圆托架中的晶圆被搬运到所述晶圆盒中；
本较佳实施例中，由于晶圆托盘可以同时装载多个晶圆，装载门打开后，机械臂往返于晶圆盒和晶圆托盘之间，进行多片晶圆的传输，直至晶圆托盘中的晶圆全都被搬运到晶圆盒中。
步骤S46：重复循环步骤S41-S45，直至将处理后的晶圆都输送回晶圆盒中；
这里，本较佳实施例中，由于晶圆托盘同时可以装载多个晶圆，当处理后的晶圆被输送回晶圆盒中后，如前所述，还有一批晶圆未被处理好；需要重复循环步骤S41-S45，直至将处理后的晶圆都输送回晶圆盒中。
当然，该过程还包括：前述的过顶传输装置将装满处理后的晶圆的晶圆盒取走。
在本发明的本实施例中，上述多片晶圆输进过程和多片晶圆输出过程可以交替进行，也即是通过输进过程将晶圆输送至工艺腔中，待晶圆处理后，将处理后的晶圆输送回晶圆盒中；多片晶圆输进过程可以到晶圆都输送进全部的工艺腔为止，多片晶圆输出过程可以到处理后的晶圆都输送回晶圆盒为止，然后再进行下一批的多片晶圆输进和输出过程。
综上，本发明的用于晶圆处理工艺的设备平台系统及其晶圆传输方法，通过采用置顶式晶圆装载装置，在该前置式晶圆装载装置中设置晶圆盒装载单元、晶圆装载单元和中央机械手，实现了晶圆在晶圆盒装载单元至晶圆装在单元之间的传输；并且，在晶圆装载单元上设置了装载门，通过装载门的启闭，可以用于控制晶圆装载单元内部的真空状态，避免在传输过程中对工作平台内的真空状态的破坏；在晶圆装载单元内部设置晶圆托架和关断门，并在工作平台顶部相对于关断门设置开口，实现了晶圆在晶圆装载单元内部至工作平台内部的直接传输，而不需要内置真空机械手在晶圆装载单元和工作平台之间的往复运动来进行晶圆的拾取或放置；通过关断门的启闭与装载门的启闭的配合，确保了晶圆进入工作平台内部的过程中，工作平台始终保持真空状态，确保了工艺腔的工艺稳定性。因此，采用置顶式晶圆装载装置，不仅减小了占地面积、提高了空间利用率，而且增加了工作平台上挂载工艺腔的数目，进一步提高了晶圆的传输效率。
以上所述的仅为本发明的实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.一种用于晶圆处理工艺的设备平台系统，其特征在于，包括：
工作平台，所述工作平台的每个侧面用于挂载工艺腔；
置顶式晶圆装载装置，固定于所述工作平台的上表面；所述置顶式晶圆装载装置包括：
晶圆盒装载单元，位于所述晶圆装载装置中，用于装载晶圆盒；
晶圆装载单元，相对于所述晶圆盒装载单元设置，所述晶圆装载单元具有内部空腔，用于装载晶圆；
中央机械手，具有可旋转机械臂，所述中央机械手位于所述晶圆盒装载单元和所述晶圆装载单元之间，用于支撑所述可旋转机械臂；其中，所述可旋转机械臂设置于所述中央机械手上，以所述中央机械手为中心旋转，用于在所述晶圆盒装载单元和所述晶圆装载单元之间进行对晶圆的输送；
装载门，位于所述晶圆装载单元上，与所述晶圆盒装载单元相对，通过所述装载门的启闭，所述晶圆装载单元的内部空腔被打开或封闭住；
晶圆托架，可进行上下移动，位于所述内部空腔中，用于将所述晶圆在所述内部空腔和所述工作平台的内部进行传输；
关断门，设置于所述内部空腔的底部，通过启闭所述关断门，能够同时将所述内部空腔和所述工作平台内部打开或封闭住，从而使所述工作平台内部和所述内部空腔之间处于连通或阻隔状态；其中，
所述工作平台的顶部具有开口，所述开口位于所述内部空腔的下方，用于装载所述晶圆的所述晶圆托架在所述内部空腔和所述工作平台内部之间进行往复移动；其中，所述开口与所述关断门相对设置，所述关断门能够将所述开口封闭住。
2.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述的工作平台为多边形工作平台。
3.根据权利要求2所述的设备平台系统，其特征在于，所述多边形工作为六边形工作平台。
4.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述工作平台内部具有内置真空机械手，所述内置真空机械手的手臂能够延伸至所述开口下方。
5.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述晶圆托架包括：晶圆托盘和可伸缩轴。
6.根据权利要求5所述的设备平台系统，其特征在于，所述晶圆托盘具有多层槽口，用于装载多个晶圆。
7.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述开口尺寸满足：所述晶圆托架能够通过所述开口；且所述开口的任意边缘都小于所述关断门的边缘。
8.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述装载门的启闭方向为竖直方向。
9.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述中央机械手能够上、下移动。
10.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述装载门与所述晶圆盒装载单元相对。
11.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述关断门所在平面与所述装载门所在平面相互垂直。
12.根据权利要求1所述的设备平台系统，其特征在于，所述晶圆装载单元还包括真空泵，用于将所述晶圆装载单元内抽成真空状态。
13.一种采用权利要求1-12任意一项所述的设备平台系统进行晶圆传输的方法，其特征在于，包括多片晶圆输进过程，所述晶圆输进过程包括：
步骤S01：中央机械手的可旋转机械臂从晶圆盒装载单元的晶圆盒中取出晶圆；
步骤S02：装载门打开，所述可旋转机械臂将所述晶圆输送至晶圆装载单元内部的晶圆托架中，然后所述可旋转机械臂返回至所述装载门外，并移至所述晶圆盒中去拾取下一个晶圆；
步骤S03：所述装载门关闭，真空泵将所述晶圆装载单元内部抽成真空状态；
步骤S04：关断门开启，工作平台的内置真空机械手的手臂移至所述工作平台顶部的开口下方；
步骤S05：所述晶圆托架装载着所述晶圆向下移动，通过所述开口进入所述工作平台内部，所述内置真空机械手的手臂从所述晶圆托架中取出所述晶圆；
步骤S06：所述晶圆托架向上移动，返回到所述晶圆装载单元内部，所述关断门关闭；
步骤S07：所述内置真空机械手的手臂把所述晶圆搬运到工艺腔内，同时，重复所述步骤S02至步骤S06进行对所述下一个晶圆的传输；
步骤S08：重复循环步骤S01-S07，进行对多片晶圆的传输。
14.根据权利要求13所述的晶圆传输的方法，其特征在于，包括多片晶圆输出过程，所述多片晶圆输出过程包括：
步骤S11：关闭装载门，通过机械泵将所述晶圆装载单元内部抽至真空状态；
步骤S12：所述关断门打开，所述晶圆托架向下移动通过所述开口至所述工作平台内部；
步骤S13：所述内置真空机械手的手臂将处理后的晶圆从一个工艺腔内取出并搬运至所述晶圆托架中，然后所述内置真空机械手的手臂移至另一个工艺腔内去拾取下一个处理后的晶圆；
步骤S14：所述晶圆托架装载着所述晶圆向上移动，返回至所述晶圆装载单元中，所述关断门关闭；
步骤S15：所述装载门打开，所述中央机械手的可旋转机械臂将所述晶圆从所述晶圆托架中取出，放置在所述晶圆盒装载单元的晶圆盒中，同时，重复所述步骤11-S14，进行对所述下一个处理后晶圆的传输；
步骤S16：重复循环所述步骤S11至S15，进行多片晶圆的传输。
15.根据权利要求14所述的晶圆传输方法，其特征在于，所述多片晶圆输进过程和所述多片晶圆输出过程交替进行。
16.根据权利要求13所述的晶圆传输方法，其特征在于，所述晶圆传输方法包括多片晶圆输进过程，所述多片晶圆输进包括：
步骤S31：中央机械手的可旋转机械臂从晶圆盒装载单元的晶圆盒中取出晶圆；
步骤S32：所述可旋转机械臂往返于所述晶圆盒和所述晶圆托架之间，进行多片晶圆的传输，直至所述晶圆托架中装载有多片所述晶圆；
步骤S33：所述装载门关闭，真空泵将所述晶圆装载单元内部抽成真空状态；
步骤S34：关断门开启，工作平台的内置真空机械手的手臂移至所述工作平台顶部的开口下方；
步骤S35：晶圆托架装载着晶圆向下移动，通过开口进入工作平台内部，所述内置真空机械手的手臂往返于各个工艺腔和所述晶圆托架之间进行多片晶圆的传输，直至所述晶圆托架上的晶圆被搬运到所述各个工艺腔中；
步骤S36：所述晶圆托架向上移动，返回到所述晶圆装载单元内部，所述关断门关闭；
步骤S37：重复循环步骤S31-S36，进行所述多片晶圆的传输。
17.根据权利要求16所述的晶圆传输方法，其特征在于，所述晶圆传输方法包括多片晶圆输出过程，所述多片晶圆输出过程包括：
步骤S41：关闭装载门，通过机械泵将所述晶圆装载单元内部抽至真空状态；
步骤S42：所述关断门打开，所述晶圆托架向下移动通过所述开口至所述工作平台内部；
步骤S43：所述内置真空机械手的手臂往返于各个工艺腔和所述晶圆托架之间进行多片晶圆的传输，直至所述处理好的晶圆被搬运到所述晶圆托架上；
步骤S44：所述晶圆托架装载着所述晶圆向上移动，返回至所述晶圆装载单元中，所述关断门关闭；
步骤S45：所述装载门开启，所述可旋转机械臂往返于所述晶圆盒和所述晶圆托架之间，进行多片晶圆的传输，直至所述晶圆托架中的所述晶圆被搬运到所述晶圆盒中；
步骤S46：重复所述步骤S41-S45，进行所述多片晶圆的传输。
18.根据权利要求17所述的晶圆传输方法，其特征在于，所述多片晶圆输进过程和所述多片晶圆输出过程交替进行。
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