CN109461688A - 晶圆传输装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种晶圆传输装置及其工作方法，其中晶圆传输装置，包括：第一晶盒和第二晶圆盒，分别用于承载晶圆；传输腔，所述传输腔中具有对应于第一晶圆盒的第一预设位置、对应于第二晶圆盒的第二预设位置；位于传输腔内的第一机械手，用于将晶圆从第一晶圆盒转移到第一预设位置；位于传输腔内的第二机械手，用于将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒内；位于传输腔内的传输装置，用于将晶圆在第一预设位置和第二预设位置之间进行转移。利用所述晶圆传输装置，能够有效减小第一晶圆盒对第二晶圆盒产生污染，从而提高生产的稳定性。

Description

晶圆传输装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆传输装置及其工作方法。
背景技术
随着集成电路的半导体元件的集成度日益增加，相对的制程的精确度就显得格外重要。因为一旦制程过程中发生些微的错误或污染，就可能会造成制程的失败，导致晶圆的毁损或报废，因而耗费大量成本。
在全自动的半导体芯片生产中，晶圆在机台和FOUP中的相互传送基本上都是由机械手臂自动完成的。已知现有的sorter机台为单机械手作业，在更换FOUP时，由一个机械手从FOUP中拿取晶圆并放到另一个FOUP，这个过程中，机械手极易被污染，进而造成机械手对接触的晶圆造成金属污染。因此，现有技术中晶圆传输过程仍存在较大的金属污染问题，使得整个集成电路的生产稳定性较差。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种晶圆传输装置及其工作方法，以减少不同晶圆盒之间的污染，从而提高生产稳定性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种晶圆传输装置，包括：第一晶圆盒和第二晶圆盒，分别用于承载晶圆；传输腔，所述传输腔中具有对应于第一晶圆盒的第一预设位置、对应于第二晶圆盒的第二预设位置；位于传输腔内的第一机械手，用于将晶圆从第一晶圆盒转移到第一预设位置；位于传输腔内的第二机械手，用于将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒内；位于传输腔内的传输装置，用于将晶圆在第一预设位置和第二预设位置之间进行转移。可选的，所述传输装置包括第一端、以及与第一端相对的第二端。
可选的，还包括：若干第三晶圆盒；所述传输腔内具有对应于各个第三晶圆盒的若干第三预设位置；位于所述传输数腔内的若干第三机械手，所述若干第三机械手对应于各个第三晶圆盒，各第三机械手分别用于将晶圆在对应的第三晶圆盒和对应的第三预设位置之间进行转移；所述传输装置还用于将晶圆在任两个第三预设位置之间、任一第三预设位置与所述第一预设位置之间或任一第三预设位置与所述第二位置之间进行转移。可选的，所述传输装置包括：若干相互独立的固定栓，所述固定栓用于夹持并支撑晶圆；若干相互平行的轨道，所述轨道用于为所述固定栓提供移动轨迹；动力移动装置，所述动力移动装置用于驱动固定栓沿平行于晶圆表面方向移动。
可选的，所述传输装置包括：装载装置，用于固定晶圆；运动轨道，用于装载所述装载装置并驱动所述装载装置沿既定轨迹移动；动力移动装置，用于驱动装载装置或运动轨道运动。
可选的，所述装载装置为固定栓组件，所述固定栓组件用于夹持并承托晶圆。
可选的，所述固定栓组件包括至少3个固定结构。
可选的，所述运动轨道包括若干相互平行且分立的轨道；各个固定结构分别装载于一个轨道上。
可选的，相互连接的第一部件和第二部件，所述第一部件装载于所述轨道，所述第二部件用于夹持所述晶圆。可选的，所述第一部件和第二部件之间具有夹角，且所述夹角的范围为90°～180°。
所述传输装置还包括：动力升降装置，所述动力升降装置用于提升或者下降所述固定栓组件中的部分的固定结构。
可选的，所述装载装置为真空吸盘式装置，所述真空吸盘式装置用于吸附并承托晶圆。
可选的，所述运动轨道包括一个或一个以上互相平行且分立的轨道；各个轨道分别装置至少一个所述真空吸盘式装置。可选的，所述运动轨道为封闭环形轨道；所述轨道装载至少一个所述真空吸盘式装置。
相应的，本发明实施例还提供一种晶圆传输装置的工作方法，包括：提供上述所述的晶圆传输装置；提供晶圆，所述晶圆位于第一晶圆盒中；采用所述第一机械手将所述晶圆从第一晶圆盒中转移到第一预设位置；采用所述传输装置将所述晶圆从第一预设位置转移到第二预设位置；采用所述第二机械手将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒中。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的晶圆传输装置中，所述第一机械手用于将晶圆从第一晶圆盒转移到第一预设位置，所述第二机械手用于将晶圆从第二预设位置转移到所述第二晶圆盒中，所述传输装置用于将晶圆从第一预设位置转移到第二预设位置。通过所述晶圆传输装置，晶圆在第一晶圆盒和第二晶圆盒的传输过程中，避免了第一机械手和第二机械手之间发生接触，同时避免了第一机械手与第二晶圆盒之间发生接触，从而减少第一晶圆盒对第二晶圆盒的影响。当所述第一晶圆盒中存在金属污染时，通过所述晶圆传输装置的传输，能够减少第一晶圆盒对第二晶圆盒的影响，进而有效减少第二晶圆盒受到金属污染，从而能够保证生产的稳定性。
进一步，所述动力升降装置用于提升或者降低所述固定栓组件中的部分固定结构。当所述第一机械手将从第一晶圆盒内夹取的晶圆转移到第一预设位置时，通过所述动力升降装置将所述固定栓组件中的的部分的固定结构的高度降低，从而减少固定栓组件与第一机械手之间的接触，减少固定栓组件对第一机械手产生干扰，使第一机械手顺利将晶圆放置于第一预设位置，同时减少固定栓组件与第一机械手互相产生影响。当所述传输装置开始对晶圆进行传输时，所述动力升降装置将被降低的部分的固定结构的高度提升，恢复到与其他固定结构的高度相同，有利于更多的固定结构用于夹持晶圆，使晶圆能够稳定的位于所述固定栓组件上，从而更好的对晶圆进行传输。同样，当所述第二机械手将晶圆动第二预设位置转移到第二晶圆盒中时，所述动力升降装置将部分的固定结构的高度降低，有利于减少固定栓组件对第二机械手产生干扰，使第二机械手能够顺利将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒中。
附图说明
图1是一种晶圆传输装置的结构示意图；
图2是本发明晶圆传输装置的结构示意图；
图3是图2中所述晶圆传输装置沿Z1方向上的视图；
图4是图3所示固定结构231沿切割线A1方向上的剖面示意图；
图5是本发明传输装置另一实施例的结构示意图；
图6是本发明晶圆传输装置的工作流程图。
具体实施方式
正如背景技术所述，单个机械手作业时，机械手极易被污染。
图1是一种晶圆传输装置的结构示意图。
请参考图1，机械手110，第一晶圆盒120，第二晶圆盒130。
所述第一晶圆盒120和所述第二晶圆盒130用于承载晶圆，所述机械手110用于从第一晶圆盒120中夹取晶圆并转移晶圆，将其放置于第二晶圆盒130中。
然而，在机械手110作业时，机械手110从第一晶圆盒120中夹取晶圆时，机械手110与第一晶圆盒120发生接触；机械手110继续作业，将夹取的晶圆转移并放置于第二晶圆盒130中时，机械手110容易与第二晶圆盒130发生接触。若第一晶圆盒120中存在金属污染时，由于机械手110不仅与第一晶圆盒120发生接触，也容易与第二晶圆盒130发生接触，因此第二晶圆盒130极易被金属污染，对生产的稳定性造成影响。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种晶圆传输装置，包括：第一晶盒和第二晶圆盒，分别用于承载晶圆；传输腔，所述传输腔中具有对应于第一晶圆盒的第一预设位置、对应于第二晶圆盒的第二预设位置；位于传输腔内的第一机械手，用于将晶圆从第一晶圆盒转移到第一预设位置；位于传输腔内的第二机械手，用于将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒内；位于传输腔内的传输装置，用于将晶圆在第一预设位置和第二预设位置之间进行转移。利用所述晶圆传输装置，能够有效减小第一晶圆盒对第二晶圆盒产生污染，从而提高生产的稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
请参考图2，晶圆装置包括：第一晶圆盒310和第二晶圆盒320，分别用于承载晶圆；传输腔200，用于将第一晶圆盒310中的晶圆转移到第二晶圆盒320中，所述传输腔200包括第一区A，对应于第一晶圆盒310，第二区B，对应于第二晶圆盒320以及位于第一区A和第二区B之间的传输区C；第一机械手(图中未示出)位于第一区A，第二机械手(图中未示出)位于第二区B，传输装置(图中未示出)位于传输区C。
请参考图3，图3为图2中所示晶圆传输装置沿Z1方向的视图，晶圆传输装置包括：第一晶圆盒310和第二晶圆盒320，分别用于承载晶圆；传输腔200，所述传输腔200中具有对应于第一晶圆310盒的第一预设位置201、对应于第二晶圆盒320的第二预设位置202；位于传输腔200内的第一机械手210，用于将晶圆从第一晶圆盒310转移到第一预设位置201；位于传输腔200内的第二机械手220，用于将晶圆从第二预设位置202转移到第二晶圆盒320内；位于传输腔200内的传输装置230，用于将晶圆在第一预设位置201和第二预设位置202之间进行转移。
所述晶圆传输装置还包括：若干第三晶圆盒(图中未示出)；所述传输腔200内具有对应于各个第三晶圆盒的若干第三预设位置(图中未示出)；位于所述传输腔200内的若干第三机械手(图中未示出)，所述若干第三机械手对应于各个第三晶圆盒，各第三机械手分别用于将晶圆在对应的第三晶圆盒和对应的第三预设位置之间进行转移；所述传输装置230还用于将晶圆在任两个第三预设位置之间、任一第三预设位置与所述第一预设位置201之间或任一第三预设位置与所述第二预设位置202之间进行转移。
在本实施例中，仅以传输腔200中包括：第一机械手210、第二机械手220、对应于第一晶圆盒310的第一预设位置201、对应于第二晶圆盒320的第二预设位置202以及将晶圆从第一预设位置201转移到第二预设位置202的传输装置230为例进行说明。
所述传输装置230包括：装载装置，用于固定晶圆；运动轨道，用于装载所述装载装置并驱动所述装载装置沿既定轨迹移动；动力移动装置，用于驱动装载装置或运动轨道运动。
在本实施例中，所述装载装置为固定栓组件，所述固定栓组件用于固定并承托晶圆。
请继续参考图3，所述固定栓组件(图中未示出)包括至少3个固定结构231。
所述运动轨道包括若干相互平行且分立的轨道232；各个固定结构231分别装载于一个轨道232上。
所述固定栓组件用于夹持并承托晶圆。当所述固定结构231的个数少于3个时，无法稳定夹持晶圆，则不利于传输装置230将晶圆顺利从第一预设位置201转移到第二预设位置202。
在其他实施例中，所述固定栓的个数为4个。
在本实施例中，所述固定栓组件包括5个固定结构231，为所述固定组件提供移动轨迹的运动轨道包括5个相互平行且分立的轨道232。
请参考图4，图4为图3中固定结构231沿切割线A1方向上的剖面示意图，所述固定结构231包括相互连接的第一部件240和第二部件250，所述第一部件240装载于所述轨道232，所述第二部件250用于夹持所述晶圆。
在本实施例中，所述第一部件240和第二部件250之间为固定连接。
在其他实施例中，所述第一部件240和第二部件250之间为活动连接。
所述第一部件240和第二部件250之间具有夹角Θ，且所述夹角Θ的范围为90°～180°。
在本实施例中，所述夹角Θ为90度。当所述夹角Θ为90度时，所述固定栓组件对晶圆起到较好的夹持作用，从而使晶圆在第一预设位置201和第二预设位置202之间能够稳定转移。
在本实施例中，所述动力移动装置驱动运动轨道运动，从而能够驱动晶圆在第一预设位置201和第二预设位置202之间转移。
在本实施例中，所述传输装置230还包括：动力升降装置(图中未示出)，所述动力升降装置用于提升或下降所述固定栓的高度。
在本实施例中，所述动力升降装置用于提升或者降低所述固定栓组件中的部分的固定结构231。当所述第一机械手210将从第一晶圆盒310内夹取的晶圆转移到第一预设位置201时，通过所述动力升降装置将所述固定栓组件中的的部分的固定结构231的高度降低，从而减少固定栓组件与第一机械手之间的接触，减少固定栓组件对第一机械手产生干扰，使第一机械手顺利将晶圆放置于第一预设位置201，同时减少固定栓组件与第一机械手210互相产生影响。当所述传输装置230开始对晶圆进行传输时，所述动力升降装置将被降低的部分的固定结构231的高度提升，恢复到与其他固定结构231的高度相同，有利于更多的固定结构231用于夹持晶圆，使晶圆能够稳定的位于所述固定栓组件上，从而更好的对晶圆进行传输。同样，当所述第二机械手220将晶圆动第二预设位置202转移到第二晶圆盒320中时，所述动力升降装置将部分的固定结构231的高度降低，有利于减少固定栓组件对第二机械手220产生干扰，使第二机械手220能够顺利将晶圆从第二预设位置202转移到第二晶圆盒320中。
图5是本发明传输装置另一实施例的结构示意图。
请参考图5，所述传输装置330包括：装载装置，用于固定晶圆；运动轨道，用于装载所述装载装置并驱动所述装载装置沿既定轨迹移动；动力移动装置，用于驱动装载装置或运动轨道运动。
所述装载装置为真空吸盘式装置331，所述真空吸盘式装置用于吸附并固定晶圆；所述运动轨道包括一个或一个以上互相平行且分立的轨道332；各个轨道332分别装置至少一个所述真空吸盘式装置331。
在本实施例中，所述真空吸盘式装置331的个数为一个，且所述运动轨道为封闭形状的轨道332，且为椭圆形；所述真空吸盘式装置331装载于轨道332上。
在其他实施例中，所述真空吸盘式装置的个数为2个，且所述运动轨道为一封闭矩形的轨道。
在又一实施例中，所述真空吸盘式装置的个数为2个，且所述运动轨道为两个互相平行且分立的轨道。
所述动力移动装置驱动装载装置运动，从而能够驱动晶圆在第一预设位置201和第二预设位置202之间转移。
相应的，本发明还提供一种晶圆传输装置的工作方法，请参考图6，包括：
步骤S1：提供晶圆传输装置；
步骤S2：提供晶圆，所述晶圆位于第一晶圆盒中；
步骤S3：采用所述第一机械手将所述晶圆从第一晶圆盒中转移到第一预设位置；
步骤S4：采用所述传输装置将所述晶圆从第一预设位置转移到第二预设位置；
步骤S5：采用所述第二机械手将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒中。
以下结合图2进行详细说明。
请参考图3，提供所述晶圆传输装置；提供晶圆，所述晶圆位于第一晶圆盒310中。
所述第一晶圆盒310用于承载晶圆。
请继续参考图3，采用所述第一机械手210将所述晶圆从第一晶圆盒310中转移到第一预设位置201。
所述第一预设位置201位于传输腔200中，且对应于第一晶圆盒310。
请继续参考图3，将晶圆转移到第一预设位置201后，采用所述传输装置230将所述晶圆从第一预设位置201转移到第二预设位置202。
所述第二预设位置202位于传输腔200中，且对应于第二晶圆盒320。
所述传输装置230包括：装载装置，用于固定晶圆；运动轨道，用于装载所述装载装置并驱动所述装载装置沿既定轨迹移动；动力移动装置，用于驱动装载装置或运动轨道运动。
在本实施例中，所述装载装置为固定栓组件，用于固定并承托晶圆。
具体的，将晶圆转移到第一预设位置201后，启动所述传输装置230中的动力移动装置，所述动力移动装置驱动固定栓组件沿着运动轨道从第一预设位置201运动到第二预设位置202。由于晶圆被固定栓组件稳定夹持并承托，从而实现了晶圆从传输腔200的第一预设位置201转移到第二预设位置202。
通过所述传输装置230的传输，从而实现晶圆在第一预设位置201和第二预设位置202之间的转移，避免了第一机械手210与第二机械手220发生接触。由于第一机械手210从第一晶圆盒310中夹取了晶圆，后续第二机械手220将晶圆放置于第二晶圆盒320中，因此在晶圆传输过程中，避免了第一机械手210和第二机械手220之间的接触，从而避免了第一晶圆盒310对第二晶圆盒320产生影响。
在本实施例中，当所述第一机械手210将从第一晶圆盒310内夹取的晶圆转移到第一预设位置201时，启动动力升降装置，使固定栓组件中的部分的固定结构231沿垂直于晶圆表面方向下降。通过所述动力升降装置将所述固定栓组件中的的部分的固定结构231的高度降低，从而减少固定栓组件与第一机械手之间的接触，减少固定栓组件对第一机械手产生干扰，使第一机械手顺利将晶圆放置于第一预设位置201，同时减少固定栓组件与第一机械手210互相产生影响。当所述传输装置230开始对晶圆进行传输时，启动所述动力升降装置，将被降低的部分的固定结构231的高度提升，恢复到与其他固定结构231的高度相同，有利于更多的固定结构231用于夹持晶圆，使晶圆能够稳定的位于所述固定栓组件上，从而更好的对晶圆进行传输。
请继续参考图3，所述晶圆被转移到第二预设位置202后，采用第二机械手220将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒320中。
所述晶圆被转移到第二预设位置202之后，所述第二机械手220将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒320之前，启动动力升降装置，使固定栓组件中的部分的固定结构231沿垂直于晶圆表面方向下降。
通过所述动力升降装置将所述固定栓组件中的部分的固定结构231的高度降低，能够减少固定栓组件与第二机械手220之间的接触，减少固定栓组件对第二机械手220产生干扰，使第二机械手220顺利从第二预设位置202夹取所述晶圆，同时减少固定栓组件与第二机械手210互相产生影响。
通过所述晶圆传输装置，晶圆在第一晶圆盒310和第二晶圆盒320的传输过程中，避免了第一机械手210和第二机械手220之间发生接触，同时避免了第一机械手210与第二晶圆盒320之间发生接触，从而减少第一晶圆盒310对第二晶圆盒320的影响。
具体来说，当所述第一晶圆盒310中存在金属污染时，通过所述传输装置230的传输，能够减少第一晶圆盒310对第二晶圆盒320的影响，进而有效减少第二晶圆盒320受到金属污染，从而能够保证生产的稳定性。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种晶圆传输装置，其特征在于，包括：
第一晶圆盒和第二晶圆盒，分别用于承载晶圆；
传输腔，所述传输腔中具有对应于第一晶圆盒的第一预设位置、对应于第二晶圆盒的第二预设位置；
位于传输腔内的第一机械手，用于将晶圆从第一晶圆盒转移到第一预设位置；
位于传输腔内的第二机械手，用于将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒内；
位于传输腔内的传输装置，用于将晶圆在第一预设位置和第二预设位置之间进行转移。
2.如权利要求1所述的晶圆传输装置，其特征在于，还包括：若干第三晶圆盒；所述传输腔内具有对应于各个第三晶圆盒的若干第三预设位置；位于所述传输腔内的若干第三机械手，所述若干第三机械手对应于各个第三晶圆盒，各第三机械手分别用于将晶圆在对应的第三晶圆盒和对应的第三预设位置之间进行转移；所述传输装置还用于将晶圆在任两个第三预设位置之间、任一第三预设位置与所述第一预设位置之间或任一第三预设位置与所述第二预设位置之间进行转移。
3.如权利要求1所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述传输装置包括：装载装置，用于固定晶圆；运动轨道，用于装载所述装载装置并驱动所述装载装置沿既定轨迹移动；动力移动装置，用于驱动装载装置或运动轨道运动。
4.如权利要求3所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述装载装置为固定栓组件，所述固定栓组件用于固定并承托晶圆。
5.如权利要求4所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述固定栓组件包括至少3个固定结构。
6.如权利要求5所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述运动轨道包括若干相互平行且分立的轨道；各个固定结构分别装载于一个轨道。
7.如权利要求6所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述固定结构包括相互连接的第一部件和第二部件，所述第一部件装载于所述轨道，所述第二部件用于夹持所述晶圆。
8.如权利要求7所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述第一部件和第二部件之间具有夹角，且所述夹角的范围为90°～180°。
9.如权利要求5所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述传输装置还包括：动力升降装置，所述动力升降装置用于提升或者下降所述固定栓组件中的部分固定结构。
10.如权利要求3所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述装载装置为真空吸盘式装置，所述真空吸盘式装置用于吸附并固定晶圆。
11.如权利要求10所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述运动轨道包括一个或一个以上互相平行且分立的轨道；各个轨道分别装置至少一个所述真空吸盘式装置。
12.如权利要求11所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述运动轨道为封闭环形轨道；所述轨道装载至少一个所述真空吸盘式装置。
13.一种晶圆传输装置的工作方法，其特征在于，包括：
提供权利要求1至12任一项所述的晶圆传输装置；
提供晶圆，所述晶圆位于第一晶圆盒中；
采用所述第一机械手将所述晶圆从第一晶圆盒中转移到第一预设位置；
采用所述传输装置将所述晶圆从第一预设位置转移到第二预设位置；
采用所述第二机械手将晶圆从第二预设位置转移到第二晶圆盒中。
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