CN111081619B - 一种晶圆片传输装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆片传输装置以及方法，包括：用于拿取和传送晶圆片的机械手；带动所述机械手在竖直方向移动的竖直移动机构；第一位移传感器，获取第一目标晶圆片在装载端口在竖直方向上的第一位置信息；第二位移传感器，获取临时装载区的第一目标存储位置在竖直方向上的第二位置；存储器和控制器，采用本发明的晶圆片传输装置，在拿取以及传送第一目标晶圆片之前就自行调整机械手的竖直高度，而不是传送到位时再进行对位，从而节省了传送时间，进而提高了晶圆片的传输效率。

Description

一种晶圆片传输装置以及方法
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，更具体地说，涉及一种晶圆片传输装置以及方法。
背景技术
在半导体工艺设备需要有将晶圆由外在的装置将晶圆置入设备中，并在设备内设置一临时晶圆片承载区，尤其是以单晶圆清洗设备，在晶圆片的承载区是将整入25片/26片的晶圆托篮内的晶圆转放于一临时承载区(Buffer slot)，后藉由一多轴向的机械手臂一次拿取一片晶圆进行工艺流程。但一般的晶圆承载区的每片晶圆的间距是等同间距，使夹取单晶圆片的机械手臂与临时承载区的相对位置需要透过机构的垂直升降动作与程序控制使其对正后再次拿取下一个晶圆片，从而影响了拿取晶圆片的工作效率。
因此，如何提高晶圆片的传输效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是如何提高晶圆片的传输效率，为此，本发明提供了一种晶圆片传输装置以及方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种晶圆片传输装置，所述晶圆片传输装置位于装载端口与临时装载区之间，所述晶圆片传输装置包括：
用于拿取和传送晶圆片的机械手；
带动所述机械手在竖直方向移动的竖直移动机构；
第一位移传感器，获取第一目标晶圆片在装载端口在竖直方向上的第一位置信息；
第二位移传感器，获取临时装载区的第一目标存储位置在竖直方向上的第二位置；
存储器和控制器，所述存储器存储有计算机可读程序代码，所述控制器用以执行所述计算机可读程序代码以控制晶圆片传输装置实现：
接收第一位置信息；
根据所述第一位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第一目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第一目标移动距离，所述机械手拿取第一目标晶圆片；
接收所述第二位置信息；
根据所述第二位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第二目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第二目标移动距离，所述机械手将所述第一目标晶圆片传送至所述第一目标存储位置。
本发明其中一个实施例中，还包括：
第三位移传感器，获取第二目标晶圆片在临时装载区在竖直方向上的第三位置信息；
第四位移传感器，获取装载端口的第二目标存储位置在竖直方向上的第四位置；
所述控制器控制晶圆片传输装置还能实现：
接收第三位置信息；
根据所述第三位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第三目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第三目标移动距离，所述机械手拿取第三目标晶圆片；
接收所述第四位置信息；
根据所述第四位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第四目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第四目标移动距离，所述机械手将所述第二目标晶圆片传送至所述第二目标存储位置。
本发明其中一个实施例中，还包括水平移动机构，所述水平移动机构用于驱动所述竖直移动机构在水平方向移动，所述水平移动机构对应多个装载端口。
本发明其中一个实施例中，所述机械手包括：固定在所述竖直移动机构的移动端上的支撑板；
可旋转的设置在所述支撑板上的机械主体；和
驱动所述机械主体旋转的旋转机构。
本发明其中一个实施例中，所述机械主体包括旋转的设置在所述支撑板上的支撑架；
设置在所述支撑架上的第一伸缩臂，所述第一伸缩臂的伸缩端设置有用于夹持晶圆片的第一加持手；
设置在所述支撑架的第二伸缩臂，所述第二伸缩臂的伸缩端设置有用于夹持晶圆片的第二加持手；
所述第一伸缩臂和所述第二伸缩臂沿竖直方向布置，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂之间具有容纳所述第一加持手和所述第二加持手伸缩时的避位通道。
本发明其中一个实施例中，所述支撑架上设置有第一限位开关，所述第一限位开关响应所述第一加持手拿取第一目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第一预设角度；
所述支撑架上设置有第二限位开关，所述第二限位开关响应所述第一加持手传送第一目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第二预设角度；
所述支撑架上设置有第三限位开关，所述第三限位开关响应所述第二加持手拿取第二目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第三预设角度；
所述支撑架上设置有第四限位开关，所述第四限位开关响应所述第二加持手传送第二目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第三预设角度。
本发明其中一个实施例中，所述第一伸缩臂与所述第一加持手上设置有能够在竖直方向进行微调的第一微型气缸；
所述第二伸缩臂与所述第二加持手上设置有能够在竖直方向进行微调的第二微型气缸。
本发明其中一个实施例中，所述第一加持手上设置有吸附第一目标晶圆片的第一伯努利吸盘；
所述第二加持手上设置有吸附第二目标晶圆片的第二伯努利吸盘。
本发明还公开了一种晶圆片传输方法，该所述方法应用如上述中任一项所述的晶圆片传输装置，所述方法包括：
获取第一目标晶圆片在装载端口在竖直方向上的第一位置信息；
根据所述第一位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第一目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第一目标移动距离，所述机械手拿取第一目标晶圆片；
获取临时装载区的第一目标存储位置在竖直方向上的第二位置；
根据所述第二位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第二目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第二目标移动距离，所述机械手将所述第一目标晶圆片传送至所述第一目标存储位置。
本发明其中一个实施例中，所述方法还包括：
获取第二目标晶圆片在临时装载区在竖直方向上的第三位置信息；
根据所述第三位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第三目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第三目标移动距离，所述机械手拿取第三目标晶圆片；
获取装载端口的第二目标存储位置在竖直方向上的第四位置；
根据所述第四位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第四目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第四目标移动距离，所述机械手将所述第二目标晶圆片传送至所述第二目标存储位置。
从上述的技术方案可以看出，采用本发明的晶圆片传输装置，在拿取以及传送第一目标晶圆片之前就自行调整机械手的竖直高度，而不是传送到位时再进行对位，从而节省了传送时间，进而提高了晶圆片的传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种晶圆片传输装置的结构示意图；
图2为本发明所提供的一种晶圆片传输装置的立体结构示意图；
图3为本发明所提供的一种晶圆片传输装置的俯视结构示意图；
图4为本发明所提供的一种机械手的立体结构示意图；
图5为本发明所提供的另一种机械手的立体结构示意图；
图6为本发明所提供的另一种机械手的侧视结构示意图；
图7为本发明所提供的一种晶圆片传输方法的流程示意图；
图8为本发明所提供的又一种晶圆片传输方法的流程示意图。
图中，10为晶圆片传输装置、20为装载端口、30为临时装载区、100为机械手、200为竖直移动机构、300为水平移动机构、101为支撑板、102为机械主体、103为旋转机构、1021为支撑架、1022为第一伸缩臂、1023为第二伸缩臂、1024为第一加持手、1025为第二加持手、1026为第一伯努利吸盘、1027为第一微型气缸。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种晶圆片传输装置以及方法，以提高晶圆片的传输效率。
此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
请参阅图1至图6，本发明实施例中的晶圆片传输装置10位于装载端口20与临时装载区30之间，晶圆片传输装置10包括：
用于拿取和传送晶圆片的机械手100；
带动机械手100在竖直方向移动的竖直移动机构200；
第一位移传感器，获取第一目标晶圆片在装载端口20在竖直方向上的第一位置信息；
第二位移传感器，获取临时装载区30的第一目标存储位置在竖直方向上的第二位置；
存储器和控制器，存储器存储有计算机可读程序代码，控制器用以执行计算机可读程序代码以控制晶圆片传输装置10实现：
接收第一位置信息；
根据第一位置信息确定竖直移动机构200的在竖直方向的第一目标移动距离；
竖直移动机构200带动机械手100在竖直方向移动至第一目标移动距离，机械手100拿取第一目标晶圆片；
接收第二位置信息；
根据第二位置信息确定竖直移动机构200的在竖直方向的第二目标移动距离；
竖直移动机构200带动机械手100在竖直方向移动至第二目标移动距离，机械手100将第一目标晶圆片传送至第一目标存储位置。
采用本发明的晶圆片传输装置10，在拿取以及传送第一目标晶圆片之前就自行调整机械手100的竖直高度，而不是传送到位时再进行对位，从而节省了传送时间，进而提高了晶圆片的传输效率。
为了进一步提高传输效率，本发明的晶圆片传输装置10还包括：
第三位移传感器，获取第二目标晶圆片在临时装载区30在竖直方向上的第三位置信息；
第四位移传感器，获取装载端口20的第二目标存储位置在竖直方向上的第四位置；
控制器控制晶圆片传输装置10还能实现：
接收第三位置信息；
根据第三位置信息确定竖直移动机构200的在竖直方向的第三目标移动距离；
竖直移动机构200带动机械手100在竖直方向移动至第三目标移动距离，机械手100拿取第三目标晶圆片；
接收第四位置信息；
根据第四位置信息确定竖直移动机构200的在竖直方向的第四目标移动距离；
竖直移动机构200带动机械手100在竖直方向移动至第四目标移动距离，机械手100将第二目标晶圆片传送至第二目标存储位置。
可见，采用本发明中的晶圆片传输装置10，一次传输能够实现第一目标晶圆片和第二目标晶圆片在装载端口20和临时装载区30之间的相互传输，从而提高了传输效率。
为了进一步提高传输效率，还包括水平移动机构300，水平移动机构300用于驱动竖直移动机构200在水平方向移动，水平移动机构300对应多个装载端口20。由于该水平移动机构300对应多个装载端口20，因此，通过该水平移动机构300竖直移动机构200能够在多个装载端口20之间移动，从而能够实现多个装载端口20晶圆片的传输。
本发明的机械手100作用是拿取和传送晶圆片，具体的该机械手100包括：固定在竖直移动机构200的移动端上的支撑板101；可旋转的设置在支撑板101上的机械主体102；和驱动机械主体102旋转的旋转机构103。当拿取完毕后，旋转机构103驱动机械主体102旋转。从而实现转变方向的目的。
请参阅图4至图6，该机械主体102包括旋转的设置在支撑板101上的支撑架1021；
设置在支撑架1021上的第一伸缩臂1022，第一伸缩臂1022的伸缩端设置有用于夹持晶圆片的第一加持手1024；
设置在支撑架1021的第二伸缩臂1023，第二伸缩臂1023的伸缩端设置有用于夹持晶圆片的第二加持手1025；
第一伸缩臂1022和第二伸缩臂1023沿竖直方向布置，第一伸缩臂1022与第二伸缩臂1023之间具有容纳第一加持手1024和第二加持手1025伸缩时的避位通道1028。
可见，本发明中设置有第一伸缩臂1022和第二伸缩臂1023，第一伸缩臂1022带动第一加持手1024往复移动，从而实现了晶圆片的拿取和传送，第二伸缩臂1023带动第二加持手1025往复移动，从而实现了晶圆片的拿取和传送。第一伸缩臂1022和第二伸缩臂1023为丝杠螺母传送机构，或活塞缸传送机构等等能够进行往复直线运动的机构。
上述第一加持手1024和第二加持手1025运行方向可以相同，也可以相反，其中图4中第一加持手1024和第二加持手1025运行方向相反，图5和图6中第一加持手1024和第二加持手1025运行方向相同。
为了进一步实现自动控制，支撑架1021上设置有第一限位开关，第一限位开关响应第一加持手1024拿取第一目标晶圆片到位信息，并驱动旋转机构103旋转第一预设角度；
支撑架1021上设置有第二限位开关，第二限位开关响应第一加持手1024传送第一目标晶圆片到位信息，并驱动旋转机构103旋转第二预设角度；
支撑架1021上设置有第三限位开关，第三限位开关响应第二加持手1025拿取第二目标晶圆片到位信息，并驱动旋转机构103旋转第三预设角度；
支撑架1021上设置有第四限位开关，第四限位开关响应第二加持手1025传送第二目标晶圆片到位信息，并驱动旋转机构103旋转第三预设角度。
为了提高拿取和传送的精度，本发明其中一个实施例中，第一伸缩臂1022与第一加持手1024上设置有能够在竖直方向进行微调的第一微型气缸1027；通过当第一加持手1024在第一伸缩臂1022的带动下伸入至第一目标晶圆片下时，在第一微型气缸1027的作用下能够完整的取出第一目标晶圆片，当机械手100运动第一目标存储位置时，在第一微型气缸1027的作用下能够完整的将第一目标晶圆片顺利的放在第一目标存储位置。
第二伸缩臂1023与第二加持手1025上设置有能够在竖直方向进行微调的第二微型气缸。通过当第二加持手1025在第二伸缩臂1023的带动下伸入至第二目标晶圆片下时，在第二微型气缸的作用下能够完整的取出第二目标晶圆片，当机械手100运动第二目标存储位置时，在第二微型气缸的作用下能够完整的将第二目标晶圆片顺利的放在第二目标存储位置。
为了提高夹持过程的稳定性，第一加持手1024上设置有吸附第一目标晶圆片的第一伯努利吸盘1026；第二加持手1025上设置有吸附第二目标晶圆片的第二伯努利吸盘。
请参阅图7，本发明还公开了一种晶圆片传输方法，该所述方法应用如上述中任一项所述的晶圆片传输装置，所述方法包括：
步骤S11：获取第一目标晶圆片在装载端口在竖直方向上的第一位置信息；
步骤S12：根据所述第一位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第一目标移动距离；
步骤S13：竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第一目标移动距离，所述机械手拿取第一目标晶圆片；
步骤S14：获取临时装载区的第一目标存储位置在竖直方向上的第二位置；
步骤S15：根据所述第二位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第二目标移动距离；
步骤S16：竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第二目标移动距离，所述机械手将所述第一目标晶圆片传送至所述第一目标存储位置。
请参阅图8，本发明其中一个实施例中，所述方法还包括：
步骤S21：获取第二目标晶圆片在临时装载区在竖直方向上的第三位置信息；
步骤S22：根据所述第三位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第三目标移动距离；
步骤S23：竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第三目标移动距离，所述机械手拿取第三目标晶圆片；
步骤S24：获取装载端口的第二目标存储位置在竖直方向上的第四位置；
步骤S25：根据所述第四位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第四目标移动距离；
步骤S26：竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第四目标移动距离，所述机械手将所述第二目标晶圆片传送至所述第二目标存储位置。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种晶圆片传输装置，所述晶圆片传输装置位于装载端口与临时装载区之间，其特征在于，包括：
用于拿取和传送晶圆片的机械手；
带动所述机械手在竖直方向移动的竖直移动机构；
第一位移传感器，获取第一目标晶圆片在装载端口在竖直方向上的第一位置信息；
第二位移传感器，获取临时装载区的第一目标存储位置在竖直方向上的第二位置信息；
存储器和控制器，所述存储器存储有计算机可读程序代码，所述控制器用以执行所述计算机可读程序代码以控制晶圆片传输装置实现：
接收第一位置信息；
根据所述第一位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第一目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第一目标移动距离，所述机械手拿取第一目标晶圆片；
接收所述第二位置信息；
根据所述第二位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第二目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第二目标移动距离，然后所述机械手将所述第一目标晶圆片传送至所述第一目标存储位置；
所述机械手包括：固定在所述竖直移动机构的移动端上的支撑板；
可旋转的设置在所述支撑板上的机械主体，所述机械主体包括旋转的设置在所述支撑板上的支撑架；设置在所述支撑架上的第一伸缩臂，所述第一伸缩臂的伸缩端设置有用于夹持晶圆片的第一加持手；设置在所述支撑架的第二伸缩臂，所述第二伸缩臂的伸缩端设置有用于夹持晶圆片的第二加持手；所述第一伸缩臂和所述第二伸缩臂沿竖直方向布置，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂之间具有容纳所述第一加持手和所述第二加持手伸缩时的避位通道；和
驱动所述机械主体旋转的旋转机构；
所述支撑架上设置有第一限位开关，所述第一限位开关响应所述第一加持手拿取第一目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第一预设角度；
所述支撑架上设置有第二限位开关，所述第二限位开关响应所述第一加持手传送第一目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第二预设角度；
所述支撑架上设置有第三限位开关，所述第三限位开关响应所述第二加持手拿取第二目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第三预设角度；
所述支撑架上设置有第四限位开关，所述第四限位开关响应所述第二加持手传送第二目标晶圆片到位信息，并驱动所述旋转机构旋转第三预设角度。
2.如权利要求1所述的晶圆片传输装置，其特征在于，还包括：
第三位移传感器，获取第二目标晶圆片在临时装载区在竖直方向上的第三位置信息；
第四位移传感器，获取装载端口的第二目标存储位置在竖直方向上的第四位置信息；
所述控制器控制晶圆片传输装置还能实现：
接收第三位置信息；
根据所述第三位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第三目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第三目标移动距离，所述机械手拿取第三目标晶圆片；
接收所述第四位置信息；
根据所述第四位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第四目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第四目标移动距离，所述机械手将所述第二目标晶圆片传送至所述第二目标存储位置。
3.如权利要求2所述的晶圆片传输装置，其特征在于，还包括水平移动机构，所述水平移动机构用于驱动所述竖直移动机构在水平方向移动，所述水平移动机构对应多个装载端口。
4.如权利要求1所述的晶圆片传输装置，其特征在于，所述第一伸缩臂与所述第一加持手上设置有能够在竖直方向进行微调的第一微型气缸；
所述第二伸缩臂与所述第二加持手上设置有能够在竖直方向进行微调的第二微型气缸。
5.如权利要求1所述的晶圆片传输装置，其特征在于，所述第一加持手上设置有吸附第一目标晶圆片的第一伯努利吸盘；
所述第二加持手上设置有吸附第二目标晶圆片的第二伯努利吸盘。
6.一种晶圆片传输方法，其特征在于，所述方法应用如权利要求1至5中任一项所述的晶圆片传输装置，所述方法包括：
获取第一目标晶圆片在装载端口在竖直方向上的第一位置信息；
根据所述第一位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第一目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第一目标移动距离，所述机械手拿取第一目标晶圆片；
获取临时装载区的第一目标存储位置在竖直方向上的第二位置信息；
根据所述第二位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第二目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第二目标移动距离，然后所述机械手将所述第一目标晶圆片传送至所述第一目标存储位置。
7.如权利要求6中所述的晶圆片传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第二目标晶圆片在临时装载区在竖直方向上的第三位置信息；
根据所述第三位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第三目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第三目标移动距离，所述机械手拿取第三目标晶圆片；
获取装载端口的第二目标存储位置在竖直方向上的第四位置信息；
根据所述第四位置信息确定所述竖直移动机构的在竖直方向的第四目标移动距离；
竖直移动机构带动机械手在竖直方向移动至第四目标移动距离，所述机械手将所述第二目标晶圆片传送至所述第二目标存储位置。
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