CN112735999A - 一种通用型晶圆传递机构及其传递方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用型晶圆传递机构及其传递方，涉及到半导体技术领域，包括入货窗口备载区、第一晶圆导片区域、机械手清洗区域、晶圆清洗区域、晶圆干燥区域、第二晶圆导片区域和机械手，第一晶圆导片区域的一侧依次设有机械手清洗区域、晶圆清洗区域、晶圆干燥区域和第二晶圆导片区域，第一晶圆导片区域的一端设有入货窗口备载区，晶圆清洗区域的上侧设有若干机械手，若干机械手均可沿晶圆清洗区域的横向方向移动，机械手清洗区域与晶圆清洗区域连接，晶圆清洗区域与晶圆干燥区域连接，晶圆干燥区域与第二晶圆导片区域连接。本发明可以实现较高晶圆负载，实现高效率晶圆盒传输。

Description

一种通用型晶圆传递机构及其传递方法
技术领域
本发明涉及到半导体技术领域，尤其涉及到一种通用型晶圆传递机构及其传递方法。
背景技术
在半导体工艺专用设备的建构与使用上，常会因应客户的需求使用上而有多种形式的配置，在半导体工艺设备常要求晶圆负载吞吐量的对应问题而有所不同的整体结构设计,在对应晶圆负载吞吐量的增强议题驱使下，在半导体工艺设备对应的晶圆传输的整体结构设备，在晶圆产品的入货区与出货区常需要配置高效率的晶圆传输结构的设计，尤其是在半导体湿法工艺设备的入货区与出货区因应晶圆产品通常为一至两入晶圆盒的传送配置，对于提升晶圆负载量的效果有限，故从晶圆传输的结构设计来驱使改善工艺执行的效率为一相当重要的议题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用型晶圆传递机构及其传递方法，用于解决上述技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种通用型晶圆传递机构，包括入货窗口备载区、第一晶圆导片区域、机械手清洗区域、晶圆清洗区域、晶圆干燥区域、第二晶圆导片区域和机械手，其中，所述第一晶圆导片区域的一侧依次设有所述机械手清洗区域、所述晶圆清洗区域、所述晶圆干燥区域和所述第二晶圆导片区域，所述第一晶圆导片区域的一端设有所述入货窗口备载区，所述晶圆清洗区域的上侧设有若干所述机械手，且若干所述机械手均可沿所述晶圆清洗区域的横向方向移动，其中，所述机械手清洗区域与所述晶圆清洗区域连接，所述晶圆清洗区域与所述晶圆干燥区域连接，所述晶圆干燥区域与所述第二晶圆导片区域连接。
作为优选，所述晶圆清洗区域包括至少三个相互连接的晶圆清洗区。
作为进一步的优选，所述晶圆清洗区域包括三个相互连接的晶圆清洗区，且三个所述晶圆清洗区为依次连接的第一清洗区、第二清洗区和第三清洗区。
作为进一步的优选，所述第一清洗区、所述第二清洗区和以及所述第三清洗区内分别设有两个纯净水清洗槽以及设于两所述纯净水清洗槽之间的工艺清洗槽。
作为进一步的优选，所述第一清洗区与所述机械手清洗区域连接，所述第三清洗区与所述晶圆干燥区域连接。
作为进一步的优选，若干所述机械手包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，其中，所述第一清洗区的上侧设有所述第一机械手，所述第二清洗区的上侧设有所述第二机械手，所述第三清洗区的上侧设有所述第三机械手。
作为优选，所述第一晶圆导片区域包括第一框体，以及设于所述第一框体内的晶圆导片机构，和设于所述晶圆导片机构的一侧的第一晶圆承载传递区，以及设于所述晶圆导片机构的另一侧的第二晶圆承载传递区。
一种通用型晶圆传递机构的传递方法，所述传递方法包括：
S1、外界的晶圆夹持机器人将晶圆和夹取至所述入货窗口备载区，并由所述入货窗口备载区传递至所述第一晶圆导片区域，所述第一晶圆导片区域对晶圆盒内的晶圆片的进行更换；
S2、第一机械手移动至所述机械手清洗区域经过纯净水清洗后并进入所述第一晶圆导片区域，所述第一机械夹持晶圆盒进入所述机械手清洗区域经过纯净水清洗，然后进入第一清洗区，并经过第一清洗区的其中一个纯净水清洗槽进行清洗，然后再进入第一清洗区的工艺清洗槽进行清洗，然后所述第一机械手再将晶圆盒夹取至第一清洗区的另一个纯净水清洗槽内；
S3、第二机械手经过第二清洗区的其中一纯净水清洗槽清洗后进入所述第一清洗区内将晶圆盒夹取至所述第二清洗区的其中一所述纯净水清洗槽清洗，然后所述第二机械手将晶圆盒夹取至第二清洗区的工艺清洗槽进行清洗，然后所述第二机械手再将晶圆盒夹取至所述第二清洗区的另一个纯净水清洗槽内；
S4、第三机械手经过第三清洗区的其中一纯净水清洗槽清洗后进入所述第二清洗区内，所述第三机械手将晶圆盒夹取至所述第三清洗区的其中一所述纯净水清洗槽内进行清洗，然后所述第三机械手将晶圆盒夹取至所述第三清洗区的工艺清洗槽进行清洗，然后所述第三机械手再将晶圆盒夹取至所述第三清洗区的另一个纯净水清洗槽内进行清洗，然后所述第三机械手将晶圆盒夹取至所述晶圆干燥区域进行干燥处理，然后所述第三机械手再将晶圆盒夹取至所述第二晶圆导片区域；
S5、所述第二晶圆导片区域对晶圆盒内的晶圆片进行更换。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
(1)本发明中，入货窗口备载区内的两个衔接平台之间相互交替使用，可在传递动作执行过程则可形成一有效的晶圆传递输送的备载区，直接减少在内部的传递区域的线性机器人传送时的传递时间差距点，提升有效地时间紧凑安排，并减少晶圆传输的反复传递的时间浪费与错开线性机器人的相位安排有效性，整体能够使晶圆传输效率的提升，进而构成提升与加强批量晶圆负载的能力，大幅提升半导体湿法工艺设备的执行工艺的稼动率。
(2)本发明中，通过对机械手的行走路径的改善可以达成可直接减少一个清洗模组的配置。
(3)本发明中，通过一个单位以上的机械手的配置达成对晶圆夹取的动作，在不同的机械手进行交替夹取，透过路径的改善可以形成减少机械手的配置数量。
(4)本发明中，在减少机械手的交互夹取的模组数量与路径改善，以及各清洗模组的清洗顺序调整，有效地提升对晶圆夹取机械手表面的微尘的控制与颗粒数的降低，进而提升洁净度能力。
附图说明
图1是本发明通用型晶圆传递机构的内部机构示意图；
图2是本发明中的入货窗口备载区与第一晶圆导片区域连接的立体图；
图3是本发明中的入货窗口备载区与第一晶圆导片区域连接的内部结构示意图。
图中：1、入货窗口备载区；11、第二框体；12、传递平台；13、线性机器人；14、衔接平台；2、第一晶圆导片区域；21、第一框体；22、晶圆导片机构；23、第一晶圆承载传递区；231、第一长轴线性机器人；232、第一承载传递用平台；233、第一承载传递用衔接平台；24、第二晶圆承载传递区；241、第二长轴线性机器人；242、第二承载传递用平台；243、第二承载传递用衔接平台；3、机械手清洗区域；4、晶圆清洗区域；41、第一清洗区；42、第二清洗区；43、第三清洗区；5、晶圆干燥区域；6、第二晶圆导片区域；7、第一机械手；71、第二机械手；72、第三机械手。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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发明和简化描述，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发明的限制。此外，如出现术语“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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发明中的具体含义。
图1是本发明通用型晶圆传递机构的内部机构示意图；图2是本发明中的入货窗口备载区与第一晶圆导片区域连接的立体图；图3是本发明中的入货窗口备载区与第一晶圆导片区域连接的内部结构示意图。请参见图1至图3所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种通用型晶圆传递机构，包括入货窗口备载区1、第一晶圆导片区域2、机械手清洗区域3、晶圆清洗区域4、晶圆干燥区域5、第二晶圆导片区域6和机械手，其中，第一晶圆导片区域2的一侧依次设有机械手清洗区域3、晶圆清洗区域4、晶圆干燥区域5和第二晶圆导片区域6，第一晶圆导片区域2的一端设有入货窗口备载区1，晶圆清洗区域4的上侧设有若干机械手，且若干机械手均可沿晶圆清洗区域4的横向方向移动，其中，机械手清洗区域3与晶圆清洗区域4连接，晶圆清洗区域4与晶圆干燥区域5连接，晶圆干燥区域5与第二晶圆导片区域6连接。本实施例中，入货窗口备载区1用于承载晶圆盒，晶圆盒包括入货晶圆盒和工艺晶圆盒，其中，入货窗口备载区1内承载的是入货晶圆盒，入货晶圆盒进入到第一晶圆导片区域2内，在第一晶圆导片区域2的作用下，入货晶圆盒内的晶圆片进入工艺晶圆盒内，然后在机械手的作用下进入晶圆清洗区域4内进行清洗，清洗后的工艺晶圆盒经过晶圆干燥区域5进行烘干，烘干后的工艺晶圆盒进入第二晶圆导片区域6内，在第二晶圆导片区域6的作用下，工艺晶圆盒内的晶圆片进入入货晶圆盒内，晶圆片装载完成后，第二晶圆导片区域6将入货晶圆盒传递出去。
进一步，作为一种较佳的实施方式，晶圆清洗区域4包括至少三个相互连接的晶圆清洗区。
进一步，作为一种较佳的实施方式，晶圆清洗区域4包括三个相互连接的晶圆清洗区，且三个晶圆清洗区为依次连接的第一清洗区41、第二清洗区42和第三清洗区43。如图1所示，第一清洗区41与第二清洗区42连接，得让清洗区与第三清洗区43连接。
进一步，作为一种较佳的实施方式，第一清洗区41、第二清洗区42和以及第三清洗区43内分别设有两个纯净水清洗槽以及设于两纯净水清洗槽之间的工艺清洗槽。本实施例中，工艺清洗槽中可装有酸性溶液或碱性溶液。
进一步，作为一种较佳的实施方式，第一清洗区41与机械手清洗区域3连接，第三清洗区43与晶圆干燥区域5连接。
进一步，作为一种较佳的实施方式，若干机械手包括第一机械手7、第二机械手71和第三机械手，其中，第一清洗区41的上侧设有第一机械手7，第二清洗区42的上侧设有第二机械手71，第三清洗区43的上侧设有第三机械手。72本实施例中，第一机械手7可在第一晶圆导片区域2、机械手清洗区域3和第一清洗区41内移动，第二机械手71可在第一清洗区41和第二清洗区42内移动，第三机械手可在第二清洗区42、第三清洗区43、晶圆干燥区域5和第二晶圆导片区域6内移动。
进一步，作为一种较佳的实施方式，第一晶圆导片区域2包括第一框体21，以及设于第一框体21内的晶圆导片机构22，和设于晶圆导片机构22的一侧的第一晶圆承载传递区23，以及设于晶圆导片机构22的另一侧的第二晶圆承载传递区24。本实施例中，第一晶圆导片区域2与第二晶圆导片区域6的结构相同。其中，第一晶圆承载传递区23用于将晶圆盒夹取至晶圆导片机构22内，第二晶圆承载传递区24用于将晶圆盒由晶圆导片机构22内夹出，且第一晶圆承载传递区23和第二晶圆承载传递区24均可用于传递及承载晶圆盒。
下面说明书本发明中晶圆的的较佳的传递方法：
一种通用型晶圆传递机构的传递方法，传递方法包括：
S1、外界的晶圆夹持机器人将晶圆和夹取至入货窗口备载区1，并由入货窗口备载区1传递至第一晶圆导片区域2，第一晶圆导片区域2对晶圆盒内的晶圆片的进行更换；
S2、第一机械手7移动至机械手清洗区域3经过纯净水清洗后并进入第一晶圆导片区域2，第一机械夹持晶圆盒进入机械手清洗区域3经过纯净水清洗，然后进入第一清洗区41，并经过第一清洗区41的其中一个纯净水清洗槽进行清洗，然后再进入第一清洗区41的工艺清洗槽进行清洗，然后第一机械手7再将晶圆盒夹取至第一清洗区41的另一个纯净水清洗槽内；
S3、第二机械手71经过第二清洗区42的其中一纯净水清洗槽清洗后进入第一清洗区41内将晶圆盒夹取至第二清洗区42的其中一纯净水清洗槽清洗，然后第二机械手71将晶圆盒夹取至第二清洗区42的工艺清洗槽进行清洗，然后第二机械手71再将晶圆盒夹取至第二清洗区42的另一个纯净水清洗槽内；
S4、第三机械手经过第三清洗区43的其中一纯净水清洗槽清洗后进入第二清洗区42内，第三机械手将晶圆盒夹取至第三清洗区43的其中一纯净水清洗槽内进行清洗，然后第三机械手将晶圆盒夹取至第三清洗区43的工艺清洗槽进行清洗，然后第三机械手再将晶圆盒夹取至第三清洗区43的另一个纯净水清洗槽内进行清洗，然后第三机械手将晶圆盒夹取至晶圆干燥区域5进行干燥处理，然后第三机械手再将晶圆盒夹取至第二晶圆导片区域6；
S5、第二晶圆导片区域6对晶圆盒内的晶圆片进行更换。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述较佳的实施例的基础上还具有如下较佳的实施方式。
进一步，作为一种较佳的实施方式，入货窗口备载区1包括第二框体11、传递平台12、线性机器人13和衔接平台14，如图2所示，第二框体11内至少设有两个传递平台12，在衔接平台14的一侧设有衔接平台14，传递平台12与衔接平台14之间设置线性机器人13，传递平台12用于承载入货晶圆盒，且两传递平台12之间具有一定的间距，可对应于内部接替的承载区域。线性机器人13用于将传递平台12上的入货晶圆盒夹取至第一晶圆导片区域2或衔接平台14上，衔接平台14用以衔接晶圆盒在进行承载过程中的暂留区,为可负载一入或是两入晶圆盒的临时衔接负载平台。其中，在传递平台12以及衔接平台14上均设有用于固定晶圆盒的晶圆盒脚座，以及设于晶圆盒脚座上的传感器，传感器用于检测晶圆盒的位置。
进一步，作为一种较佳的实施方式，第一晶圆承载传递区23包括第一长轴线性机器人231、第一承载传递用平台232和第一承载传递用衔接平台233，其中，第一长轴线性机器人231设于晶圆导片机构22的一侧，第一承载传递用平台232和第一承载传递用衔接平台233均设于第一长轴线性机器人231与晶圆导片机构22之间。本实施例中，第一长轴线性机器人231用于夹持入货晶圆盒，第一承载传递用平台232和第一承载传递用衔接平台233均是用于承载并传递入货晶圆盒。第一承载传递用衔接平台233用以衔接入货晶圆盒在进行承载过程中的暂留区,为可负载一入或是两入晶圆盒的临时衔接负载平台。
进一步，作为一种较佳的实施方式，第二晶圆承载传递区24包括第二长轴线性机器人241、第二承载传递用平台242和第二承载传递用衔接平台243，其中，第二长轴线性机器人241设于晶圆导片机构22的另一侧，第二承载传递用平台242和第二承载传递用衔接平台243均设于第二长轴线性机器人241与晶圆导片机构22之间。本实施例中，第二长轴线性机器人241用于夹持工艺晶圆盒，第二承载传递用平台242和第二承载传递用衔接平台243均是用于承载并传递工艺晶圆盒。第二承载传递用衔接平台243用以衔接工艺晶圆盒在进行承载过程中的暂留区,为可负载一入或是两入晶圆盒的临时衔接负载平台。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种通用型晶圆传递机构，其特征在于，包括入货窗口备载区、第一晶圆导片区域、机械手清洗区域、晶圆清洗区域、晶圆干燥区域、第二晶圆导片区域和机械手，其中，所述第一晶圆导片区域的一侧依次设有所述机械手清洗区域、所述晶圆清洗区域、所述晶圆干燥区域和所述第二晶圆导片区域，所述第一晶圆导片区域的一端设有所述入货窗口备载区，所述晶圆清洗区域的上侧设有若干所述机械手，且若干所述机械手均可沿所述晶圆清洗区域的横向方向移动，其中，所述机械手清洗区域与所述晶圆清洗区域连接，所述晶圆清洗区域与所述晶圆干燥区域连接，所述晶圆干燥区域与所述第二晶圆导片区域连接。
2.如权利要求1所述的通用型晶圆传递机构，其特征在于，所述晶圆清洗区域包括至少三个相互连接的晶圆清洗区。
3.如权利要求2所述的通用型晶圆传递机构，其特征在于，所述晶圆清洗区域包括三个相互连接的晶圆清洗区，且三个所述晶圆清洗区为依次连接的第一清洗区、第二清洗区和第三清洗区。
4.如权利要求3所述的通用型晶圆传递机构，其特征在于，所述第一清洗区、所述第二清洗区和以及所述第三清洗区内分别设有两个纯净水清洗槽以及设于两所述纯净水清洗槽之间的工艺清洗槽。
5.如权利要求3所述的通用型晶圆传递机构，其特征在于，所述第一清洗区与所述机械手清洗区域连接，所述第三清洗区与所述晶圆干燥区域连接。
6.如权利要求3所述的通用型晶圆传递机构，其特征在于，若干所述机械手包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，其中，所述第一清洗区的上侧设有所述第一机械手，所述第二清洗区的上侧设有所述第二机械手，所述第三清洗区的上侧设有所述第三机械手。
7.如权利要求1所述的通用型晶圆传递机构，其特征在于，所述第一晶圆导片区域包括第一框体，以及设于所述第一框体内的晶圆导片机构，和设于所述晶圆导片机构的一侧的第一晶圆承载传递区，以及设于所述晶圆导片机构的另一侧的第二晶圆承载传递区。
8.一种通用型晶圆传递机构的传递方法，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的通用型晶圆传递机构，所述传递方法包括：
S1、外界的晶圆夹持机器人将晶圆和夹取至所述入货窗口备载区，并由所述入货窗口备载区传递至所述第一晶圆导片区域，所述第一晶圆导片区域对晶圆盒内的晶圆片的进行更换；
S2、第一机械手移动至所述机械手清洗区域经过纯净水清洗后并进入所述第一晶圆导片区域，所述第一机械夹持晶圆盒进入所述机械手清洗区域经过纯净水清洗，然后进入第一清洗区，并经过第一清洗区的其中一个纯净水清洗槽进行清洗，然后再进入第一清洗区的工艺清洗槽进行清洗，然后所述第一机械手再将晶圆盒夹取至第一清洗区的另一个纯净水清洗槽内；
S3、第二机械手经过第二清洗区的其中一纯净水清洗槽清洗后进入所述第一清洗区内将晶圆盒夹取至所述第二清洗区的其中一所述纯净水清洗槽清洗，然后所述第二机械手将晶圆盒夹取至第二清洗区的工艺清洗槽进行清洗，然后所述第二机械手再将晶圆盒夹取至所述第二清洗区的另一个纯净水清洗槽内；
S4、第三机械手经过第三清洗区的其中一纯净水清洗槽清洗后进入所述第二清洗区内，所述第三机械手将晶圆盒夹取至所述第三清洗区的其中一所述纯净水清洗槽内进行清洗，然后所述第三机械手将晶圆盒夹取至所述第三清洗区的工艺清洗槽进行清洗，然后所述第三机械手再将晶圆盒夹取至所述第三清洗区的另一个纯净水清洗槽内进行清洗，然后所述第三机械手将晶圆盒夹取至所述晶圆干燥区域进行干燥处理，然后所述第三机械手再将晶圆盒夹取至所述第二晶圆导片区域；
S5、所述第二晶圆导片区域对晶圆盒内的晶圆片进行更换。
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