CN112838037B - 晶圆传送装置及晶圆传送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶圆传送装置及晶圆传送方法。所述晶圆传送装置包括：承载结构，包括用于承载晶圆的承载面、以及位于所述承载面上的夹持部，所述夹持部用于夹持所述晶圆；推动结构，包括沿平行于所述承载面的方向分布的至少两个推动部，所述夹持部与所述推动结构分布于所述承载面上的相对两端，至少两个所述推动部能够同时推动所述晶圆，使得所述晶圆沿所述承载面上的径线方向朝向所述夹持部移动。本发明减少甚至是避免了因晶圆在所述传送装置上的位置偏移导致的晶圆破片或机台停机问题，使得传送过程顺利进行，提高了半导体制造的效率。

Description

晶圆传送装置及晶圆传送方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆传送装置及晶圆传送方法。

背景技术

随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NOR(3D或非)闪存和3D NAND(3D与非)闪存。

其中，3D NAND存储器以其小体积、大容量为出发点，将储存单元采用三维模式层层堆叠的高度集成为设计理念，生产出高单位面积存储密度、高效存储单元性能的存储器，已经成为新兴存储器设计和生产的主流工艺。

在3D NAND存储器等半导体结构的制程过程中，经常需要在不同处理机台之间进行晶圆的转移传送，通常通过机械手臂完成晶圆的传送。但是，当前在采用机械手臂传送晶圆的过程中，经常会出现因晶圆在机械手臂上的位置偏离预设位置而导致的晶圆掉落，或者因晶圆在机械手臂上的位置偏离预设位置而导致不能准确的传送至处理机台中的处理位置。这些都有可能造成晶圆破片或者机台停机，从而不仅影响制程工序的正常进行，而且还会导致制程成本的升高。

因此，如何避免晶圆在传送过程中的位置发生偏离，使得传送过程顺利进行，从而确保制程工序的顺利进行。

发明内容

本发明提供一种晶圆传送装置及晶圆传送方法，用于解决现有技术在传送晶圆的过程中易出现晶圆位置偏离的问题，以使得传送过程顺利进行，从而确保制程工序的顺利进行。

为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆传送装置，包括：

承载结构，包括用于承载晶圆的承载面、以及位于所述承载面上的夹持部，所述夹持部用于夹持所述晶圆；

推动结构，包括沿平行于所述承载面的方向分布的至少两个推动部，所述夹持部与所述推动结构分布于所述承载面上的相对两端，至少两个所述推动部能够同时推动所述晶圆，使得所述晶圆沿所述承载面上的径线方向朝向所述夹持部移动。

可选的，所述承载结构还包括：

作为所述承载面的下台面；

位于所述下台面上的支撑部，所述支撑部与所述夹持部用于共同承载所述晶圆；

凸设于所述下台面上的上台面，所述上台面与所述夹持部分布于所述支撑部的相对两侧。

可选的，所述支撑部包括支撑基座以及位于所述支撑基座表面的导向板；

所述夹持部包括夹持基座以及位于所述夹持基座上的夹具；

所述支撑基座和所述夹持基座用于共同承载所述晶圆。

可选的，所述推动结构还包括：

推杆，至少部分置于所述上台面，所述推杆包括相对分布的第一端部和第二端部，所有的所述推动部连接于所述推杆的所述第一端部，所述推杆能够沿所述径线方向运动。

可选的，所述推动部的数量为两个，且两个所述推动部呈Y型连接于所述推杆的所述第一端部。

可选的，所述推动部包括：

连接杆；

推塞，所述连接杆的一端连接所述推杆的所述第一端部、另一端连接所述推塞，所述推塞用于与所述晶圆的边缘接触、以推动所述晶圆。

可选的，所述推动结构还包括：

传感器，设置于所述推杆的所述第二端部处，用于检测所述推杆是否将所述晶圆推至所述夹持部夹持。

可选的，所述推杆的所述第二端部处设置有对准开口；

所述传感器包括设置于所述推杆相对两侧的光源和接收器，所述光源用于向所述推杆发射检测光，所述接收器用于检测是否接收到穿过所述对准开口的所述检测光，若是，则确认所述推杆将所述晶圆推至所述夹持部夹持。

可选的，所述夹持部的数量为多个，且多个所述夹持部关于所述径线对称分布。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种晶圆传送方法，包括如下步骤：

放置晶圆于一承载面上；

施加沿平行于所述承载面的方向分布的至少两个推力于所述晶圆，使得所述晶圆沿所述承载面上的径线方向移动，使得所述晶圆被位于所述承载面上的夹持部夹持。

可选的，所述推力的数量为两个，且两个推力的大小相同，且两个推力的方向关于所述径线对称。

可选的，施加沿平行于所述承载面的方向分布的至少两个推力于所述晶圆的具体步骤包括：

提供一推杆，所述推杆包括相对分布的第一端部和第二端部，两个推动部关于所述径线对称的连接于所述第一端部；

驱动所述推杆沿所述径线方向运动，使得两个所述推动部同时施加所述推力至所述晶圆。

可选的，使得所述晶圆被位于所述承载面上的夹持部夹持的具体步骤包括：

判断所述晶圆的移动距离是否达在预设距离范围内，若是，则确认所述晶圆被夹持部夹持。

可选的，所述推杆的所述第二端部处设置有对准开口；判断所述晶圆的移动距离是否达在预设距离范围内的具体步骤包括：

向所述推杆的所述第二端部发射检测光；

判断是否接收到穿过所述对准开口的检测光，若是，确认所述晶圆被夹持部夹持。

本发明提供的晶圆传送装置及晶圆传送方法，通过设置具有至少两个推动部的推动结构，且控制所有的所述推动部沿平行于所述承载面的方向分布，当所述推动结构推动位于所述承载面上的晶圆时，存在至少两个力施加于所述晶圆上，使得所述晶圆在沿所述承载面的径线方向上受力均匀，从而能够稳定的沿所述径线方向朝向所述夹持部移动，减少甚至是避免了因晶圆在所述传送装置上的位置偏移导致的晶圆破片或机台停机问题，使得传送过程顺利进行，提高了半导体制造的效率。

附图说明

附图1A是本发明具体实施方式中晶圆传送装置中的推动结构未推动晶圆时的俯视结构示意图；

附图1B是本发明具体实施方式中晶圆传送装置中的推动结构放置晶圆且未推动晶圆时的俯视结构示意图；

附图2是本发明具体实施方式的晶圆传送装置未将晶圆夹持住时的侧视图；

附图3是本发明具体实施方式中晶圆传送装置中的推动结构推动晶圆后的俯视结构示意图；

附图4是本发明具体实施方式的晶圆传送装置将晶圆夹持住时的结构示意图；

附图5是本发明具体实施方式中晶圆传送方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的晶圆传送装置及晶圆传送方法的具体实施方式做详细说明。

在半导体制程过程中，为了便于机台位置与晶圆位置的对准，通常会在晶圆的边缘形成一缺口。采用机械手臂等传送装置传送晶圆的过程中，通常是在所述机械手臂的承载部接收到晶圆之后，通过一个末端具有推塞的推杆来将晶圆推送到承载部上的夹具中，使得所述夹具将晶圆夹紧，以保持晶圆在传送过程中的稳定性。但是，由于当前采用且仅采用一个推塞来推动晶圆，当推塞与晶圆上的缺口位置接触时，会导致晶圆因整体受力不均匀而发生偏移，使得晶圆不能被准确的推送至夹具处夹持，严重时甚至会导致晶圆在推动过程中的掉落，从而影响半导体制程工序的顺利进行。

为了确保晶圆在被推送至夹具处夹持的过程中发生偏移，从而确保半导体制程工序的顺利进行，本具体实施方式提供了一种晶圆传送装置，附图1A是本发明具体实施方式中晶圆传送装置中的推动结构未推动晶圆时的俯视结构示意图，附图1B是本发明具体实施方式中晶圆传送装置中的推动结构放置晶圆且未推动晶圆时的俯视结构示意图，附图2是本发明具体实施方式的晶圆传送装置未将晶圆夹持住时的侧视图，附图3是本发明具体实施方式中晶圆传送装置中的推动结构推动晶圆后的俯视结构示意图，附图4是本发明具体实施方式的晶圆传送装置将晶圆夹持住时的结构示意图。如图1A、图1B、图2-图4所示，本具体实施方式提供的晶圆传送装置，包括：

承载结构20，包括用于承载晶圆10的承载面111、以及位于所述承载面111上的夹持部16，所述夹持部16用于夹持所述晶圆10；

推动结构30，包括沿平行于所述承载面111的方向分布的至少两个推动部40，所述夹持部16与所述推动结构30分布于所述承载面111上的相对两端，至少两个所述推动部40能够同时推动所述晶圆10，使得所述晶圆10沿所述承载面111上的径线AA方向朝向所述夹持部移动。

具体来说，通过设置具有两个所述推动部40的所述推动结构30，且使得两个所述推动部40在沿平行于所述承载面111(所述承载面111为平行于XY平面的面)的方向分布，使得在所述推动结构30推动所述晶圆10的过程中，所述推动结构30至少与所述晶圆10的边缘具有两个平行于所述承载面111分布的接触点，因此，即便是所述晶圆10上的缺口朝向所述推动结构30或者其中一个所述推动部40与所述晶圆10上的缺口接触，也能提高所述晶圆10整体受到的推力的均匀性，从而确保所述晶圆10在被所述推动结构30推动的过程中，能够沿所述承载面111上的径线AA方向朝向所述夹持部平移运动，减少甚至是避免了所述晶圆10在被推动的过程中发生偏移的概率，确保了所述晶圆10在所述晶圆传送装置上的稳定性，进而确保了半导体制程工序的顺利进行。

本具体实施方式是以所述推动结构30包括两个所述推动部40为例进行说明，在其他具体实施方式中，本领域技术人员可以根据实际需要设置所述推动结构30中推动部40的数量，例如可以是两个、三个、四个或者四个以上，只要能提高所述推动结构30在推动所述晶圆10的过程中所述晶圆10受力的均匀性，使得所述晶圆10沿所述承载面111上的径线方向朝向所述夹持部16移动，从而能够减少甚至是避免所述晶圆10在被推动过程中发生偏移的问题即可。

可选的，所述承载结构还包括：

作为所述承载面111的下台面113；

位于所述下台面113上的支撑部，所述支撑部与所述夹持部用于共同承载所述晶圆10；

凸设于所述下台面113上的上台面112，所述上台面112与所述夹持部分布于所述支撑部的相对两侧。

可选的，所述支撑部包括支撑基座151以及位于所述支撑基座151表面的导向板152；

所述夹持部16包括夹持基座161以及位于所述夹持基座161上的夹具162；

所述支撑基座151和所述夹持基座161用于共同承载所述晶圆10。

具体来说，如图1A、图1B、图2-图4所示，所述支撑基座151和所述夹持基座161均设置于所述下台面113表面，且所述支撑基座151与所述夹持基座161沿所述下台面113的一径线方向分布于所述下台面113的相对两侧，所述上台面112凸设于所述下台面113远离所述夹持部一侧的端部上。来自外界的所述晶圆10传送至所述晶圆传送装置时，首先是被放置在所述支撑基座151和所述夹持基座161上。所述支撑基座151上设置有导向板152，用于限定所述晶圆10被传送至所述晶圆传送装置上时的初始位置。在所述晶圆10被放置在所述下台面113上的初始时刻，所述晶圆10不与所述夹持部中的所述夹具162接触，如图1B和图2所示。

可选的，所述推动结构30还包括：

推杆12，至少部分置于所述上台面112，所述推杆12包括相对分布的第一端部121和第二端部122，所有的所述推动部40连接于所述推杆12的所述第一端部121，所述推杆12能够沿所述径线方向运动。

可选的，所述推动部40的数量为两个，且两个所述推动部40呈Y型连接于所述推杆12的所述第一端部121。

可选的，所述推动部40包括：

连接杆13；

推塞14，所述连接杆13的一端连接所述推杆12的所述第一端部121、另一端连接所述推塞14，所述推塞14用于与所述晶圆10的边缘接触、以推动所述晶圆10。

可选的，所述夹持部16的数量为多个，且多个所述夹持部16关于所述径线对称分布。

本具体实施方式中所述的多个是指两个及两个以上。以下以所述夹持部16的数量为两个、且所述推动部40的数量也为两个为例进行说明。如图1A、图1B、图2-图4所示，所述径线AA为穿过所述承载面111的中心、且沿平行于所述夹持部16指向所述推动结构30的方向(即图1A、图1B、图2-图4中的X轴方向)延伸的直线。两个所述夹持部16、以及两个所述推动部40均关于所述径线AA呈轴对称分布。所述推动结构30还包括与所述推杆12连接的驱动部17，所述驱动部17中具有一气缸171。在所述推动结构30推动所述晶圆10时，所述推动结构30中的所述气缸171驱动所述推杆12沿所述径线AA方向运动，所述推杆12的运动同时带动位于所述推杆12的所述第一端部121上的两个所述推动部40沿所述径线AA方向运动，使得每个所述推动部40中的所述推塞14均采用同样大小的力推动所述晶圆10，直至所述晶圆10到达所述夹持部16中的所述夹具162位置。所述夹具162在检测到所述晶圆10进入其内部之后，即将所述晶圆10夹持住，从而呈现如图3和图4所示的状态。

所述推塞14的具体形状，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。例如所述推塞14的截面形状可以为圆形，且所述圆形的直径可以为10mm～14mm(例如12.92mm)。

在本具体实施方式中，还可以在所述上台面112中设置一沿垂直于所述下台面113的方向(例如图1A、图1B中的Z轴方向)贯穿述上台面112和所述下台面113的通道，所述推杆12可以沿所述径线AA方向穿过所述通道，从而便于灵活调整所述推动结构30沿所述径线AA方向推动所述晶圆10的距离。

可选的，所述推动结构30还包括：

传感器，设置于所述推杆12的所述第二端部122处，用于检测所述推杆12是否将所述晶圆10推至所述夹持部16夹持。

可选的，所述推杆12的所述第二端部122处设置有对准开口123；

所述传感器包括设置于所述推杆12相对两侧的光源181和接收器182，所述光源181用于向所述推杆12发射检测光，所述接收器182用于检测是否接收到穿过所述对准开口123的所述检测光，若是，则确认所述推杆12将所述晶圆10推至所述夹持部16夹持。

具体来说，由于所述推动结构30推动所述晶圆10的距离较短，因此，可以在靠近所述推杆12的所述第二端部122处设置所述对准开口123。所述光源181和所述接收器182对齐设置于所述推杆12的相对两侧。当所述对准开口123的位置与所述光源181和所述接收器182的位置对准时，所述光源181发出的光线才能穿过所述推杆12，从而被所述接收器182接收到。由于所述推杆12的初始位置是固定的，所述晶圆10在所述承载面111上的初始位置也是固定在一阈值范围内的，所述对准开口123具有一定的宽度，所述光源181的发射端与所述接收器182的接收端均具有一定的宽度(所述对准开口123的宽度、所述光源181的发射端与所述接收器182的接收端均具有一定的宽度可以根据所述晶圆在所述承载面111上的初始位置的阈值范围设定)，因此，通过所述接收器182是否接收到所述检测光，即可以判断所述晶圆10是否被推至所述夹持部16的所述夹具162夹持。

不仅如此，本具体实施方式还提供了一种晶圆传送方法，附图5是本发明具体实施方式中晶圆传送方法的流程图。本具体实施方式提供的晶圆传送方法可以采用如图1A、图1B、图2-图4所示的晶圆传送装置实施。如图1A、图1B、图2-图5所示，本具体实施方式提供的晶圆传送方法，包括如下步骤：

步骤S51，放置晶圆10于一承载面111上；

步骤S52，施加沿平行于所述承载面111的方向分布的至少两个推力于所述晶圆10，使得所述晶圆沿所述承载面111上的径线AA方向移动，使得所述晶圆10被位于所述承载面111上的夹持部16夹持。

可选的，所述推力的数量为两个，且两个推力的大小相同，且两个推力的方向关于所述径线对称。

可选的，施加沿平行于所述承载面111的方向分布的至少两个推力于所述晶圆10的具体步骤包括：

提供一推杆12，所述推杆12包括相对分布的第一端部121和第二端部122，两个推动部40关于所述径线AA对称的连接于所述第一端部121；

驱动所述推杆12沿所述径线AA方向运动，使得两个所述推动部40同时施加所述推力至所述晶圆10。

可选的，使得所述晶圆10被位于所述承载面111上的夹持部16夹持的具体步骤包括：

判断所述晶圆10的移动距离是否达在预设距离范围内，若是，则确认所述晶圆10被夹持部16夹持。

可选的，所述推杆12的所述第二端部121处设置有对准开口123；判断所述晶圆10的移动距离是否达在预设距离范围内的具体步骤包括：

向所述推杆12的所述第二端部122发射检测光；

判断是否接收到穿过所述对准开口123的检测光，若是，确认所述晶圆10被夹持部16夹持。

本具体实施方式提供的晶圆传送装置及晶圆传送方法，通过设置具有至少两个推动部的推动结构，且控制所有的所述推动部沿平行于所述承载面的方向分布，当所述推动结构推动位于所述承载面上的晶圆时，存在至少两个力施加于所述晶圆上，使得所述晶圆在沿所述承载面的径线方向上受力均匀，从而能够稳定的沿所述径线方向朝向所述夹持部移动，减少甚至是避免了因晶圆在所述传送装置上的位置偏移导致的晶圆破片或机台停机问题，使得传送过程顺利进行，提高了半导体制造的效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种晶圆传送装置，其特征在于，包括：

承载结构，包括用于承载晶圆的承载面、以及位于所述承载面上的夹持部，所述夹持部用于夹持所述晶圆，所述晶圆的边缘形成有用于与机台位置对准的缺口；

推动结构，包括沿平行于所述承载面的方向分布的至少两个推动部，所述夹持部与所述推动结构分布于所述承载面上的相对两端，其中一个所述推动部用于在推动所述晶圆的过程中与所述缺口接触，至少两个所述推动部能够同时以相同大小的力推动所述晶圆，使得所述晶圆在沿所述承载面的径线方向上受力均匀，使得所述晶圆沿所述承载面上的径线方向朝向所述夹持部移动，所述径线是指穿过所述承载面的中心、且沿平行于所述夹持部指向所述推动结构的方向延伸的直线。

2.根据权利要求1所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述承载结构还包括：

作为所述承载面的下台面；

位于所述下台面上的支撑部，所述支撑部与所述夹持部用于共同承载所述晶圆；

凸设于所述下台面上的上台面，所述上台面与所述夹持部分布于所述支撑部的相对两侧。

3.根据权利要求2所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述支撑部包括支撑基座以及位于所述支撑基座表面的导向板；

所述夹持部包括夹持基座以及位于所述夹持基座上的夹具；

所述支撑基座和所述夹持基座用于共同承载所述晶圆。

4.根据权利要求2所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述推动结构还包括：

推杆，至少部分置于所述上台面，所述推杆包括相对分布的第一端部和第二端部，所有的所述推动部连接于所述推杆的所述第一端部，所述推杆能够沿所述径线方向运动。

5.根据权利要求4所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述推动部的数量为两个，且两个所述推动部呈Y型连接于所述推杆的所述第一端部。

6.根据权利要求4所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述推动部包括：

连接杆；

推塞，所述连接杆的一端连接所述推杆的所述第一端部、另一端连接所述推塞，所述推塞用于与所述晶圆的边缘接触、以推动所述晶圆。

7.根据权利要求4所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述推动结构还包括：

传感器，设置于所述推杆的所述第二端部处，用于检测所述推杆是否将所述晶圆推至所述夹持部夹持。

8.根据权利要求7所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述推杆的所述第二端部处设置有对准开口；

所述传感器包括设置于所述推杆相对两侧的光源和接收器，所述光源用于向所述推杆发射检测光，所述接收器用于检测是否接收到穿过所述对准开口的所述检测光，若是，则确认所述推杆将所述晶圆推至所述夹持部夹持。

9.根据权利要求1所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述夹持部的数量为多个，且多个所述夹持部关于所述径线对称分布。

10.一种晶圆传送方法，其特征在于，包括如下步骤：

放置晶圆于一承载面上，所述晶圆的边缘形成有用于与机台位置对准的缺口；

通过推动结构施加沿平行于所述承载面的方向分布的至少两个相同大小的推力于所述晶圆，且其中一个所述推力作用于所述缺口，使得所述晶圆在沿所述承载面的径线方向上受力均匀，使得所述晶圆沿所述承载面上的径线方向移动，使得所述晶圆被位于所述承载面上的夹持部夹持，所述径线是指穿过所述承载面的中心、且沿平行于所述夹持部指向所述推动结构的方向延伸的直线，所述夹持部与所述推动结构分布于所述承载面上的相对两端。

11.根据权利要求10所述的晶圆传送方法，其特征在于，所述推力的数量为两个，且两个推力的大小相同，且两个推力的方向关于所述径线对称。

12.根据权利要求11所述的晶圆传送方法，其特征在于，施加沿平行于所述承载面的方向分布的至少两个推力于所述晶圆的具体步骤包括：

提供一推杆，所述推杆包括相对分布的第一端部和第二端部，两个推动部关于所述径线对称的连接于所述第一端部；

驱动所述推杆沿所述径线方向运动，使得两个所述推动部同时施加所述推力至所述晶圆。

13.根据权利要求12所述的晶圆传送方法，其特征在于，使得所述晶圆被位于所述承载面上的夹持部夹持的具体步骤包括：

判断所述晶圆的移动距离是否达在预设距离范围内，若是，则确认所述晶圆被夹持部夹持。

14.根据权利要求13所述的晶圆传送方法，其特征在于，所述推杆的所述第二端部处设置有对准开口；判断所述晶圆的移动距离是否达在预设距离范围内的具体步骤包括：

向所述推杆的所述第二端部发射检测光；

判断是否接收到穿过所述对准开口的检测光，若是，确认所述晶圆被夹持部夹持。

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