CN113044539B - 自动上料系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种上料系统。自动上料系统，包括机架，固定各机构；进料机构，将放置有晶圆的花篮从上料口从前往后移入第一工位，将空的花篮从第一工位向后移至第二工位；移载机构，将放置有晶圆的花篮从第一工位移至花篮脱离机构，将花篮脱离机构分离的空的花篮移入第一工位；花篮脱离机构，将花篮与花篮内的晶圆分离。本发明结构紧凑，用于晶圆花篮的自动上料过程中，可实现实时的进料、移载和花篮脱离，各机构之间同时运行，后续工艺无需等待，大大提高了上料效率。

Description

自动上料系统

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种上料系统。

背景技术

圆晶(Wafer)是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为圆晶。圆晶是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。单晶硅圆片由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了圆晶。

晶圆加工中一般包括如下步骤，先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

晶圆在加工之前通常放置于晶圆花篮内，需要通过对晶圆花篮进行送料和分离，才能进行清洗或蚀刻等操作。现有的送料系统由于设计不合理，往往导致送料缓慢，大大降低了晶圆加工的效率。

发明内容

本发明针对由于送料系统的不合理设计导致晶圆加工效率低的技术问题，目的在于提供一种自动上料系统。

自动上料系统，包括：

机架，固定各机构；

进料机构，将放置有晶圆的花篮从上料口从前往后移入第一工位，将空的所述花篮从第一工位向后移至第二工位；

移载机构，将放置有晶圆的所述花篮从所述第一工位移至花篮脱离机构，将所述花篮脱离机构分离的空的所述花篮移入第一工位；

花篮脱离机构，将所述花篮与所述花篮内的晶圆分离。

本发明通过上述设计后，外部送料机构将放置有晶圆的花篮送入上料口，通过进料机构将花篮移动至第一工位，通过移载机构将花篮移至花篮脱离机构进行花篮和晶圆的分离，分离后的晶圆进行后续的工艺，而空的花篮继续由移载机构移入第一工位处，通过进料机构向后移动至第二工位送出。

还包括位于所述第一工位和所述花篮脱离机构之间的第三工位，所述第三工位作为所述花篮中转站；

当所述花篮脱离机构正在进行晶圆分离时，所述移载机构将放置有晶圆的所述花篮从所述第一工位移至所述第三工位，待所述花篮脱离机构的晶圆分离完成后，将所述花篮脱离机构分离的空的所述花篮移入第一工位，将放置有晶圆的所述花篮从所述第三工位移至所述花篮脱离机构进行晶圆分离。

还包括：

提升机构，将空的所述花篮从所述第二工位向上提成；

平移机构，将空的所述花篮从所述第二工位上方移至第四工位，所述第四工位位于所述花篮脱离机构后方。

由于分离后的晶圆经过后续工艺后，依然需要花篮的装载，因此利用进料机构将空的花篮向后平移的同时，还通过上述提升机构和平移机构将空的花篮移至后续工艺附近，便于后续工艺获取花篮后装载晶圆。

还包括：

气体隔离机构，设置在所述花篮脱离机构的侧边，将所述花篮脱离机构与侧边的晶圆处理工位进行隔开。由于晶圆处理工位在处理晶圆后续工艺时，通常含有化学物质，为了避免这些化学物质污染损坏处理之前的晶圆，通过气体隔离机构可有效进行隔离。

所述进料机构，包括：

进料前后移动机构，做前后水平移动，移动行程从所述上料口至所述第二工位；

进料升降机构，做升降运动，固定于所述进料前后移动机构上，由所述进料前后移动机构带动所述进料升降机构做前后水平移动；

支撑板，固定于所述机架上，沿前后方向设有进料槽；

进料板，固定于所述进料升降机构的升降端，由所述进料升降机构带动所述进料板做升降运动，所述进料板在上升后可穿过所述进料槽后支撑所述花篮底面。

所述支撑板的前段为所述上料口，所述支撑板的中段为所述第一工位，所述支撑板的的后段为所述第二工位。

所述移载机构，包括：

移载左右移动机构，做左右水平移动，移动行程从所述第一工位至所述花篮脱离机构；

移载前后移动机构，做前后水平移动，固定于所述移载左右移动机构的移动端，由所述移载左右移动机构带动所述移载前后移动机构做左右移动；

移载升降机构，做升降运动，固定于所述移载前后移动机构的移动端，由所述移载前后移动机构带动所述移载升降机构做前后移动；

移载夹持端，用于夹持所述花篮，固定于所述移载升降机构的升降端，由所述移载升降机构带动所述移载夹持端做升降运动。

所述支撑板和所述花篮脱离机构之间设有移载中转板，所述移载中转板的长度方向为前后方向，所述移载中转板为所述第三工位。

所述提升机构，包括：

提升升降机构，做升降运动；

提升夹持端，用于夹持所述花篮，固定于所述提升升降机构的升降端，由所述提升升降机构带动所述提升夹持端做升降运动。

所述平移机构，包括：

水平左右移动机构，做左右水平移动，移动行程从所述第二工位至所述第四工位；

平移夹持端，用于夹持所述花篮，固定于所述水平左右移动机构的移动端，由所述水平左右移动机构带动所述平移夹持端做左右移动。

本发明的积极进步效果在于：本发明采用自动上料系统，其结构紧凑，用于晶圆花篮的自动上料过程中，可实现实时的进料、移载和花篮脱离，各机构之间同时运行，后续工艺无需等待，大大提高了上料效率。

附图说明

图1为本发明的一种整体结构立体图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1至图4，自动上料系统，包括机架1，机架1上固定有进料机构2、移载机构3、花篮脱离机构4、提升机构5和平移机构。

进料机构2用于将放置有晶圆的花篮6从上料口从前往后移入第一工位，将空的花篮6从第一工位向后移至第二工位。进料机构2包括进料前后移动机构21、进料升降机构22、支撑板23和进料板24。进料前后移动机构21做前后水平移动，移动行程从上料口至第二工位。进料升降机构22做升降运动，进料升降机构22固定于进料前后移动机构21上，由进料前后移动机构21带动进料升降机构22做前后水平移动。支撑板23固定于机架1上，沿前后方向设有进料槽。进料板24固定于进料升降机构22的升降端，由进料升降机构22带动进料板24做升降运动，进料板24在上升后可穿过进料槽后支撑花篮6底面。支撑板23的前段为上料口，支撑板23的中段为第一工位，支撑板23的的后段为第二工位。

移载机构3用于将放置有晶圆的花篮6从第一工位移至花篮脱离机构4，移载机构3还将花篮脱离机构4分离的空的花篮6移入第一工位。移载机构3包括移载左右移动机构、移载前后移动机构、移载升降机构和移载夹持端。移载左右移动机构做左右水平移动，移动行程从第一工位至花篮脱离机构4。移载前后移动机构做前后水平移动，移载前后移动机构固定于移载左右移动机构的移动端，由移载左右移动机构带动移载前后移动机构做左右移动；移载升降机构做升降运动，移载升降机构固定于移载前后移动机构的移动端，由移载前后移动机构带动移载升降机构做前后移动；移载夹持端用于夹持花篮6，移载夹持端固定于移载升降机构的升降端，由移载升降机构带动移载夹持端做升降运动。

花篮脱离机构4用于将花篮6与花篮6内的晶圆分离。花篮脱离机构4可以采用现有技术中已有的花篮脱离机构4。

提升机构5用于将空的花篮6从第二工位向上提成。提升机构5位于进料机构2的后方。提升机构5包括提升升降机构和提升夹持端。提升升降机构做升降运动。提升夹持端用于夹持花篮6，提升夹持端固定于提升升降机构的升降端，由提升升降机构带动提升夹持端做升降运动。

平移机构用于将空的花篮6从第二工位上方移至第四工位，第四工位位于花篮脱离机构4后方。平移机构包括水平左右移动机构和平移夹持端。水平左右移动机构做左右水平移动，水平左右移动机构的移动行程从第二工位至第四工位。平移夹持端用于夹持花篮6，平移夹持端固定于水平左右移动机构的移动端，由水平左右移动机构带动平移夹持端做左右移动。本发明中的移载夹持端、提升夹持端和平移夹持端均采用现有技术中已有的夹持花篮用的夹持机构。

还包括位于第一工位和花篮脱离机构4之间的第三工位，第三工位作为花篮6中转站。支撑板23和花篮脱离机构4之间设有移载中转板7，移载中转板7的长度方向为前后方向，移载中转板7为第三工位。

还包括气体隔离机构8，设置在花篮脱离机构4的侧边，将花篮脱离机构4与侧边的晶圆处理工位进行隔开。由于晶圆处理工位在处理晶圆后续工艺时，通常含有化学物质，为了避免这些化学物质污染损坏处理之前的晶圆，通过气体隔离机构8可有效进行隔离。气体隔离机构8包括伸缩机构和固定与伸缩机构的伸缩端的隔离板，气体隔离机构8可以以竖向伸缩隔离板的方式，也可以采用如图4所示的横向伸缩隔离板的方式设置在机架1上。当后续处理工位上的机构需要获取晶圆时，气体隔离机构8将隔离板缩回，当无需取晶圆时，气体隔离机构8将隔板伸出实现隔离。

本发明工作时，外部送料机构将放置有晶圆的花篮6送入上料口，通过进料机构2将花篮6移动至第一工位，通过移载机构3将花篮6移至花篮脱离机构4，通过花篮脱离机构4进行花篮6和晶圆的分离，气体隔离机构8缩回隔离板，分离后的晶圆进行后续的工艺。空的花篮6继续由移载机构3移入第一工位处，通过进料机构2向后移动至第二工位送出。

当花篮脱离机构4正在进行晶圆分离时，移载机构3将放置有晶圆的花篮6从第一工位移至第三工位，待花篮脱离机构4的晶圆分离完成后，将花篮脱离机构4分离的空的花篮6移入第一工位，将放置有晶圆的花篮6从第三工位移至花篮脱离机构4进行晶圆分离。

由于分离后的晶圆经过后续工艺后，依然需要花篮6的装载，因此利用进料机构2将空的花篮6从第一工位向后平移，通过提升机构5将空的花篮6提升，平移机构将空的花篮6移至后续晶圆处理工位侧边，便于后续工艺获取花篮6后装载晶圆。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种自动上料系统，其特征在于，包括：

机架，固定各机构；

进料机构，将放置有晶圆的花篮从上料口从前往后移入第一工位，将空的所述花篮从第一工位向后移至第二工位；

移载机构，将放置有晶圆的所述花篮从所述第一工位移至花篮脱离机构，将所述花篮脱离机构分离的空的所述花篮移入第一工位；

花篮脱离机构，将所述花篮与所述花篮内的晶圆分离；

其中，所述进料机构，包括：

进料前后移动机构，做前后水平移动，移动行程从所述上料口至所述第二工位；

进料升降机构，做升降运动，固定于所述进料前后移动机构上，由所述进料前后移动机构带动所述进料升降机构做前后水平移动；

支撑板，固定于所述机架上，沿前后方向设有进料槽；

进料板，固定于所述进料升降机构的升降端，由所述进料升降机构带动所述进料板做升降运动，所述进料板在上升后可穿过所述进料槽后支撑所述花篮底面。

2.如权利要求1所述的自动上料系统，其特征在于，还包括位于所述第一工位和所述花篮脱离机构之间的第三工位，所述第三工位作为所述花篮中转站；

当所述花篮脱离机构正在进行晶圆分离时，所述移载机构将放置有晶圆的所述花篮从所述第一工位移至所述第三工位，待所述花篮脱离机构的晶圆分离完成后，将所述花篮脱离机构分离的空的所述花篮移入第一工位，将放置有晶圆的所述花篮从所述第三工位移至所述花篮脱离机构进行晶圆分离。

3.如权利要求1所述的自动上料系统，其特征在于，还包括：

提升机构，将空的所述花篮从所述第二工位向上提成；

平移机构，将空的所述花篮从所述第二工位上方移至第四工位，所述第四工位位于所述花篮脱离机构后方。

4.如权利要求1所述的自动上料系统，其特征在于，还包括：

气体隔离机构，设置在所述花篮脱离机构的侧边，将所述花篮脱离机构与侧边的晶圆处理工位进行隔开。

5.如权利要求1所述的自动上料系统，其特征在于，所述支撑板的前段为所述上料口，所述支撑板的中段为所述第一工位，所述支撑板的后段为所述第二工位。

6.如权利要求1所述的自动上料系统，其特征在于，所述支撑板和所述花篮脱离机构之间设有移载中转板，所述移载中转板的长度方向为前后方向，所述移载中转板为第三工位。

7.如权利要求1至4中任意一项所述的自动上料系统，其特征在于，所述移载机构，包括：

移载左右移动机构，做左右水平移动，移动行程从所述第一工位至所述花篮脱离机构；

移载前后移动机构，做前后水平移动，固定于所述移载左右移动机构的移动端，由所述移载左右移动机构带动所述移载前后移动机构做左右移动；

移载升降机构，做升降运动，固定于所述移载前后移动机构的移动端，由所述移载前后移动机构带动所述移载升降机构做前后移动；

移载夹持端，用于夹持所述花篮，固定于所述移载升降机构的升降端，由所述移载升降机构带动所述移载夹持端做升降运动。

8.如权利要求3所述的自动上料系统，其特征在于，所述提升机构，包括：

提升升降机构，做升降运动；

提升夹持端，用于夹持所述花篮，固定于所述提升升降机构的升降端，由所述提升升降机构带动所述提升夹持端做升降运动。

9.如权利要求3所述的自动上料系统，其特征在于，所述平移机构，包括：

水平左右移动机构，做左右水平移动，移动行程从所述第二工位至所述第四工位；

平移夹持端，用于夹持所述花篮，固定于所述水平左右移动机构的移动端，由所述水平左右移动机构带动所述平移夹持端做左右移动。

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