CN113972158A - 一种晶圆传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆传输系统，包括具有搬运腔室的壳体，以及位于所述搬运腔室中的机器人、晶圆载具上料站、预对准单元和缓存冷却单元；所述机器人位于搬运腔室的中央，所述晶圆载具上料站、预对准单元和缓存冷却单元分布在所述机器人的周围；所述晶圆载具上料站能够兼容M种尺寸的晶圆载具；所述机器人、预对准单元和缓存冷却单元能够分别对不同尺寸的晶圆进行搬运、预对准和缓存冷却。本发明提供的一种晶圆搬运系统，主要用于解决多规格晶圆需求，以及实现多规格晶圆校准标识既有Notch又有Flat情况下的晶圆突出检测要求的技术问题；同时还能兼容多种规格晶圆的搬运、预对准和冷却缓存，用于提高晶圆的传输效率。

Description

一种晶圆传输系统
技术领域
本发明属于半导体装置领域，具体属于一种晶圆传输系统。
背景技术
随着半导体生产及高端封装领域的不断发展，对这些领域应用的涂胶机、显影机、喷胶机、去胶机以及清洗机等工艺设备提出了更高的要求，尤其对不同规格晶圆硅基半导体及化合物半导体前后道的去胶设备尤为严格。
作为半导体工艺设备整套系统的一种集成子系统，EFEM(Equipment Front EndModule半导体设备前端模块)主要应用于不同规格晶圆的人工或自动上下料，是实现晶圆从大气状态搬送到真空工艺腔室内的过渡模块，主要和半导体工艺设备对接。
目前行业内处理8英寸和12英寸晶圆的EFEM技术和应用相对成熟，但随着其他规格晶圆在涂胶、显影、清洗、去胶等领域的不断应用，相应配套的传输以及工艺设备需求不断增加，尤其对以能够处理开放式晶圆盒(Open Cassette)为上料载具的小尺寸规格晶圆的EFEM提出了更高更严格的要求。往往会要求这种特殊EFEM的上料装置至少包括两个或两个以上上料单元，每个上料单元能够同时处理三种或三种以上规格的晶圆，每个上料单元均具备射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)读取功能，每个上料单元需具备以校准标识Notch或者Flat为校准标识的不同规格晶圆突出检测功能以及不同规格载具的检测功能，要求上料装置操作方便；要求这种特殊EFEM的机器人具备对晶圆的检测(Mapping)功能，具备两个末端手指进行工艺前后晶圆的区分取放搬运；要求这种特殊EFEM的预对准装置能够同时兼容处理不同规格的晶圆；要求EFEM的缓存冷却单元能够同时兼容处理不同规格的晶圆且冷却方式为水冷却且具备总回水流量监测功能。还会要求这种特殊EFEM占地面积小，提供无尘洁净车间的使用率。
目前行业内能够处理小尺寸晶圆的EFEM大部分都是根据客户需求定制化的，这些EFEM的上料装置不是不能同时兼容那么多规格的晶圆就是不具备上述的突出检测和RFID读取功能，或者即便EFEM上料装置能够满足要求，其他组成单元也不能同时满足所需要求，目前上市的各厂家EFEM无法同时满足上述功能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆搬运系统，主要用于解决多规格晶圆需求，以及实现多规格晶圆校准标识既有Notch又有Flat情况下的晶圆突出检测要求的技术问题；同时还能兼容多种规格晶圆的搬运、预对准和冷却缓存，用于提高晶圆的传输效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种晶圆传输系统，包括具有搬运腔室的壳体，以及位于所述搬运腔室中的机器人、晶圆载具上料站、预对准单元和缓存冷却单元；
所述机器人位于搬运腔室的中央，所述晶圆载具上料站、预对准单元和缓存冷却单元分布在所述机器人的周围；
所述晶圆载具上料站能够兼容M种尺寸的晶圆载具；所述机器人、预对准单元和缓存冷却单元能够分别对不同尺寸的晶圆进行搬运、预对准和缓存冷却；M为大于2的整数。
进一步的，所述晶圆载具上料站包括载具安装板，以及位于载具安装板上的载具前挡板、发射端传感器、2M-1个接收端传感器和M个后基准块；
所述载具前挡板位于所述载具安装板的正前方，用于固定晶圆载具的前方位置，所述载具前挡板包含M个卡槽；
所述发射端传感器包括基准发射端传感器和侧边发射端传感器，所述基准发射端传感器位于载具安装板的前端中央，所述侧边发射端传感器对称分布在所述基准发射端传感器的两侧；所述载具安装板的上方固定接收端传感器，所述接收端传感器与发射端传感器在连线方向上一一对应；
所述M个后基准块位于所述载具安装板的正后方，分别用于固定对应晶圆载具的后方位置，且M个后基准块距离载具前挡板的距离均不相同。
进一步的，所述载具前挡板包括左侧前挡板和右侧前挡板，且左侧前挡板和右侧前挡板中均包含M个与不同尺寸的晶圆载具一一对应的卡槽。
进一步的，所述晶圆载具上料站还包括M个在位检测传感器，所述M个在位检测传感器按照前后顺序固定在载具安装板上，并与M个晶圆载具的末端位置一一对应。
进一步的，所述M个晶圆载具中晶圆的前端位置在竖直方向上齐平；距离基准发射端传感器相同距离的两个侧边发射端传感器形成一个突出检测对，每个突出检测针对一个晶圆载具中的晶圆进行突出检测；假设每个突出检测对中两个侧边发射端传感器的连线方向为第一方向，第二方向垂直于第一方向且位于在该突出检测对所在的平面内；所述每个突出检测对中的两个侧边发射端传感器在第二方向上距离对应晶圆的距离小于距离阈值。
进一步的，当M个晶圆载具中晶圆的校准标识均是Notch时，通过基准发射端传感器以及成对使用的接收端传感器实现对应晶圆载具中晶圆的突出检测功能；
当最小的晶圆载具中晶圆的校准标识均是Notch时，通过基准发射端传感器以及成对使用的接收端传感器可以实现晶圆突出检测的功能；当其他晶圆载具的校准标识均是Flat时，通过位于基准发射端传感器两侧与该晶圆载具对应的侧边发射端传感器以及成对使用的接收端传感器来实现晶圆突出检测的功能。
进一步的，所述缓存冷却单元包括安装板、积水盘、冷却水管和至少一个缓存盘；所述积水盘固定在所述搬运腔室中，所述冷却水管和安装板固定在所述积水盘中，所述缓存盘固定在所述安装板上方；所述冷却水管分布在所述安装板底部和/或周围，用于对缓存盘中晶圆进行冷却。
进一步的，所述缓存冷却单元还包括漏液检测传感器，所述漏液检测传感器位于所述积水盘中，用于检测冷却水管是否漏液。
进一步的，所述机器人包括机器人本体，以及位于机器人本体上端的两个末端手指和两个检测传感器。
进一步的，还包括静电消除单元、过滤器单元、人机交互单元、防震地脚单元、脚轮运输单元中的至少一个。
本发明具有如下有益效果：本发明可同时兼容3种及以上规格晶圆载具的上料装载，同时可实现对多种规格晶圆校准标识既有Notch又有Flat情况下晶圆突出检测功能；本发明可以对不同规格的晶圆进行预对准、搬运、冷却缓存等，实现不同规格的晶圆处理前搬运工艺；本发明兼容性强，调节方便，适用行业范围广泛，即可应用于IC行业，也可应用于LED等其他泛半导体行。
附图说明
附图1为本发明晶圆传输系统的外观示意图；
附图2为本发明晶圆传输系统的侧面示意图之一；
附图3为本发明晶圆传输系统的侧面示意图之二；
附图4为本发明晶圆传输系统的侧面示意图之三；
附图5为本发明中搬运腔室的俯视示意图；
附图6为本发明中机器人的其中一种示意图；
附图7为本发明晶圆载具上料装置的结构示意图；
附图8为本发明晶圆载具上料站的结构示意图；
附图9为本发明晶圆载具上料站的俯视图；
附图10为本发明装载3英寸晶圆载具时的轴侧视图；
附图11为本发明装载4英寸晶圆载具时的轴侧视图；
附图12为本发明装载6英寸晶圆载具时的轴侧视图；
附图13为本发明晶圆载具上料装置的俯视图；
附图14为本发明晶圆载具上料装置的轴侧视图一；
附图15为本发明晶圆载具上料装置的轴侧视图二；
图中：1调整板；2底座板；3底部圆形支柱；4安装基板；5晶圆载具上料站；6顶部圆形支柱；7左突出检测板；8右突出检测板；9传感器调整块；10接收端传感器；11载具安装板；12载具左前挡块；13载具右前挡块；14 6英寸晶圆载具右固定块；15 6英寸晶圆载具左固定块；16 4英寸晶圆载具右固定块；17 4英寸晶圆载具左固定块；18 3英寸晶圆载具右固定块；19 3英寸晶圆载具左固定块；20 3英寸晶圆载具后基准块；21 4英寸晶圆载具后基准块；22 6英寸晶圆载具后基准块；23～27发射端传感器调整块；28～32发射端传感器；33～35在位检测传感器；36 3英寸晶圆载具；37 3英寸晶圆；38 4英寸晶圆载具；39 4英寸晶圆，40 6英寸晶圆载具，41 6英寸晶圆；51壳体；52前面板；53左侧门框；54右侧门框；57左维护门；58右上维护门；59右下维护门；60正面上料门；61正面维护门；62铰链；65预对准单元；67缓存冷却单元；69安装板；70积水盘；71漏液检测传感器；72机器人；73机器人本体；74末端手指；75晶圆检测传感器；76机器人控制器；77电控单元；78过滤器单元；80人机交互单元；81防震地脚单元；82脚轮运输单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
请参阅附图1-6，本发明提供的一种晶圆传输系统，包括具有搬运腔室的壳体51，以及位于搬运腔室中的机器人72、晶圆载具上料站5、预对准单元65和缓存冷却单元67；机器人72位于搬运腔室的中央，晶圆载具上料站5、预对准单元65和缓存冷却单元67分布在机器人72的周围；晶圆载具上料站5能够兼容M种尺寸的晶圆载具；机器人72、预对准单元65和缓存冷却单元67分别对不同尺寸的晶圆进行搬运、预对准和缓存冷却；M为大于2的整数。本发明晶圆传输路径一般为：首先，通过晶圆载具上料站5实现对晶圆的上料，其次，机器人72搬运晶圆从晶圆载具上料站5到预对准单元65进行预对准，再次，机器人72将预对准完成的晶圆从预对准单元65搬运到工艺设备的LL工位，接着再将LL工位上工艺结束的晶圆搬运到缓存冷却单元67进行冷却，最后将缓存冷却单元72上冷却结束的晶圆搬运到上料装置晶圆载具里。
其中，本申请中壳体51由方钢管焊接而成，构成了EFEM设备的主体框架结构，其他单元及装置通过不同的方式固定在壳体51上进而形成所需的EFEM产品。
其中，外部钣金单元由前面板52、左侧门框53、右侧门框54、后背板(图中未显示)、LL对接口、左维护门57、右上维护门58、右下维护门59、正面上料门60、正面维护门61组成。进一步的，前面板52、左侧门框53、右侧门框54、后背板以及LL对接口通过螺钉固定连接在壳体1上。进一步的，左维护门57、右上维护门58、右下维护门59、正面上料门60以及正面维护门61通过铰链62旋转固定在壳体1上。其中，左维护门57和右上维护门58通过安装门锁开关实现门开启和关闭状态的监控，正面上料门60通过磁吸开关实现其开启和关闭状态的监控。其中，后背板位于壳体的后方，且LL对接口位于后背板上。
预对准单元65设置为两个，预对准单元65能够同时兼容处理不同规格的晶圆的预对准，两个预对准单元65通过螺钉固定连接在可以1上。
缓存冷却单元67设置为两个，包括安装板69、积水盘70以及漏液检测传感器71组成，缓存冷却单元67能够同时兼容处理不同规格的晶圆冷却，冷却采用水冷方式进行，两个缓存冷却单元67通过螺钉固定连接在安装板69上，安装板69通过螺钉固定连接在积水盘70上，漏液检测传感器71粘接固定连接在积水盘70里，积水盘70固定连接在壳体1上。进一步的，漏液检测传感器71可实现对缓存冷却单元67中冷却水管是否漏液状况进行实时检测。
机器人单元72由机器人本体73、两个末端手指74、晶圆检测传感器75以及机器人控制器76组成，机器人本体73通过螺钉固定连接在壳体1上，两个末端手指74固定连接在机器人本体73上，采用真空吸附方式实现对晶圆的搬运，晶圆检测传感器75连接固定在机器人本体73上，能够实现多种规格晶圆Mapping功能，机器人控制器76固定连接在壳体上。本申请中晶圆检测传感器采用现有技术中原理对晶圆实现Mapping功能。
电控单元7固定连接在壳体1上，实现对EFEM的电控功能。
过滤器单元78、7人机交互单元80、防震地脚单元81以及脚轮运输单元82分别固定连接在壳体架1的不同部分。进一步的，过滤器单元78实现对EFEM内部提供无尘超洁净的空气，静电消除单元实现对EFEM内部晶圆表面静电载荷的控制，人机交互单元80实现操作者与EFEM系统的通讯和对话，防震地脚单元81实现EFEM与工艺设备对接后的固定和防震作用，脚轮运输单元82实现对EFEM的运输移动和支撑作用。
发明上料装置的载具不局限于硅基半导体及化合物半导体所用晶圆片盒，也可以是其他行业装载以蓝宝石、石英等为材质形状类似于晶圆片的载具。
本发明机器人用于Mapping的晶圆检测传感器类型不局限于对射式传感器，也可以是反射是传感器或者其他可实现该功能的传感器，本发明机器人的末端执行器不局限于真空吸附、夹持以及伯努利吸附等形式，本发明机器人机械结构不局限于圆柱坐标和水平多关节这两种格式。
本发明传输系统的应用领域不局限于半导体生产，也可以应用到泛半导体的其他领域，如平板显示、LED、MEMS、太阳能电池等领域。
本发明传输系统中预对准装置和缓存冷却装置结构形式不局限于本发明实施例中的那种结构，能够满足预对准和缓存冷却功能的装置也包括在内。
本发明传输系统中两个上料门的结构形式不局限于本发明实施例中的对开结构，也可以是上下升降等其他门结构。检测上料门开启和关闭状态的传感器形式不局限于磁吸感应的，也可以是按压传感器器或者其他可实现该功能的传感器。
本发明传输系统外观设计以及内部各功能单元的布局不局限于本发明介绍的实施例，基于本发明的设计理论实现的其他传输系统也包括在内。
本发明中晶圆载具可以为2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸和12英寸的晶圆载具中的一种或多种；具体的每个尺寸的晶圆载具的尺寸设计以其所装载的晶圆尺寸为基准进行相应的扩大设计。
本发明提供的一种多兼容性的晶圆载具上料站，能够兼容M种尺寸的晶圆载具；M为大于2的整数；包括载具安装板，以及位于载具安装板上的载具前挡板、2M-1个发射端传感器、接收端传感器和M个后基准块。载具前挡板位于载具安装板的正前方，用于固定晶圆载具的前方位置，载具前挡板包含M个卡槽；M个后基准块位于载具安装板的正后方，分别用于固定对应晶圆载具的后方位置，且M个后基准块距离载具前挡板的距离均不相同。本发明中前挡板和后基准块是用于固定M个晶圆载具的前后位置，根据具体的每个晶圆载具的大小，调节对应后基准块的位置，在此过程中，前挡板的位置永远是固定不变的。也就说，M个晶圆载具共用一个前挡板，因此前挡板中需要包含固定M个晶圆载具的卡槽；为了能够更好地对不同尺寸的晶圆载具进行前方固定，载具前挡板包括左侧前挡板和右侧前挡板，且左侧前挡板和右侧前挡板中均包含M个与不同尺寸的晶圆载具一一对应的卡槽。而每一个后基准块只要固定一个晶圆载具，因此后基准块中卡槽或者固定装置可以仅设置一个。具体的后基准块的位置根据其要固定的晶圆载具的长短进行设置。
本发明除了对晶圆的前方和后方进行限定以外，还可以通过左侧固定板和右侧固定板对晶圆载具的左右两侧进行限定。即载具安装板上还包括M个左侧固定块和M个右侧固定块，M个左侧固定块分别用于固定M个晶圆载具的左侧；M个右侧固定块分别用于固定M个晶圆载具的右侧。具体的左侧固定块和右侧固定块的位置根据其要固定的晶圆载具的宽度进行设置。
本发明中上料站除了实现晶圆载具固定的作用以外，还需要具有晶圆载具检测功能，即检测对应尺寸的晶圆是否安装到位。本发明中载具安装板上还包括M个在位检测传感器，M个在位检测传感器按照前后顺序固定在载具安装板上，并与M个晶圆载具的末端位置一一对应。如上所述，晶圆载具装载的晶圆尺寸不同，其对应的尺寸也不一样，本发明中在位检测就是利用不同尺寸的晶圆载具的末端位置不同，在其末端位置上安装在位检测传感器，以实现对该尺寸对应晶圆载具的检测，确定其是否安装到位。具体的在位检测传感器的种类可以为现有技术中任意在位检测传感器。优选的，可以在晶圆载具末端固定与在位检测传感器对应的信号接收传感器，当信号接收传感器与在位检测传感器匹配成功时，说明对应的晶圆载具安装到位。
本发明中上料站还需要具有晶圆突出检测的功能，晶圆突出检测指的是检测装载在晶圆载具中的晶圆是否装载到位，本发明种晶圆载具的开口设置在正前方，即与载具前挡板同一侧的位置，在开口处，晶圆被移入移出晶圆载具，在移入移出过程中，晶圆可能会被放置不到位，若晶圆后端没有完整嵌入至晶圆载具的卡槽中，则晶圆前端就会出现突出的问题。为了便于突出检测功能的实现，本发明先确保M个晶圆载具中晶圆的前端位置在竖直方向上齐平。
本发明为了实现晶圆载具中晶圆突出检测功能，设置如下结构：发射端传感器包括基准发射端传感器和侧边发射端传感器，基准发射端传感器位于载具安装板的前端中央，侧边发射端传感器对称分布在基准发射端传感器的两侧；载具安装板的上方固定接收端传感器，接收端传感器与发射端传感器在连线方向上一一对应。
值得说明的是，本发明中距离阈值是根据晶圆载具尺寸以及晶圆标记类型变化的，并不是一个固定值，当晶圆载具尺寸以及晶圆标记类型固定时，在相同的容忍突出误差值情况下，距离阈值可以为固定值。为了便于表述，本发明将不同晶圆尺寸以及不同晶圆标记检测过程中的距离阈值统一命名为距离阈值，本领域技术人员应该知悉其所代表的值会随着检测对象发生变化。
本发明中基准发射端传感器是为了检测具有Notch标记的晶圆，因为具有Notch标记的晶圆除了在标记处以外的晶圆部分均为圆形结构，针对该尺寸晶圆以及Notch标记深度，设置一个距离阈值，在设置距离阈值的时候需要根据Notch标记的深度进行设计的，该距离阈值略大于Notch标记的深度，且小于能够容忍的突出误差值。同时调节基准发射端传感器距离晶圆的距离小于该距离阈值。
当除了Notch标记以外的晶圆部分位于晶圆载具的正前方时，通过合理设置距离阈值，使得基准发射端传感器的位置距离晶圆前端的距离小于距离阈值，一旦基准发射端传感器检测到晶圆，则说明该晶圆突出；当晶圆中Notch标记位于晶圆载具的正前方时，一旦基准发射端传感器检测到晶圆，也能说明该晶圆突出，这是因为距离阈值已经综合考虑了Notch标记的深度以及能够容忍的突出误差值。因此，本发明中基准发射端传感器及其对应的接收端传感器可以用来检测各个晶圆载具中具有Notch标记晶圆的突出情况。
本发明中侧边发射端传感器是为了检测具有Flat标记的晶圆，具有Flat标记的晶圆中包含一条切线，该切线可能正对着晶圆载具的正前方，也可能完全不在晶圆载具的正前方，也可能部分位于晶圆载具的正前方。针对该尺寸晶圆以及Flat标记深度，设置一个距离阈值，在设置距离阈值的时候需要根据Flat标记的深度进行设计的，该距离阈值略大于Flat标记的深度，且小于能够容忍的突出误差值。同时调节侧边发射端传感器距离晶圆的距离小于该距离阈值。
为了便于描述，定义本发明中距离基准发射端传感器相同距离的两个侧边发射端传感器形成一个突出检测对，每个突出检测针对一个晶圆载具中的晶圆进行突出检测；假设每个突出检测对中两个侧边发射端传感器的连线方向为第一方向，第二方向垂直于第一方向且位于在该突出检测对所在的平面内。每个突出检测对中的两个侧边发射端传感器在第二方向上距离对应晶圆的距离小于距离阈值。
当晶圆中Flat标记完全不在晶圆载具的正前方时，通过合理设置距离阈值，使得侧边发射端传感器在第二方向上距离晶圆的距离的位置小于距离阈值，一旦基准发射端传感器检测到晶圆，则说明该晶圆突出；当晶圆中Flat标记完全位于晶圆载具的正前方，且切线方向平行于第一方向时，一旦基准发射端传感器检测到晶圆，则说明该晶圆突出，这是因为在设置距离阈值的时候已经综合考虑了Flat标记的深度以及能够容忍的突出误差值；当晶圆中Flat标记完全或部分位于晶圆载具的正前方，且切线方向不平行于第一方向时，一旦其中一个基准发射端传感器检测到晶圆，则说明该晶圆突出，这是因为此时两个对称的侧边发射端传感器在第二方向上距离晶圆的距离是不同的，我们需要考虑距离较近的一个侧边发射端传感器的检测情况，且上述的距离阈值已经综合考虑了Flat标记的深度以及可以容忍的突出误差值，此时，其中一个侧边发射端传感器还能检测到晶圆，说明晶圆位置放置并不合理。
鉴于能够容忍的突出误差值会发生变化，本发明中发射端传感器固定在发射端传感器调整块上，且发射端传感器调整块的位置能够移动，以便于在距离阈值出现变化时，发射端传感器的位置可以随之调节，相对应的，接收端传感器的位置也需要随着对应的发射端传感器的位置进行调节。
本发明中侧边发射端传感器是对应Flat标记的晶圆尺寸进行突出检测的，鉴于侧边发射端传感器的位置可以调节，本发明可以设置一个突出检测对用于检测所有具有Flat标记的晶圆，此时，发射端传感器调整块可以在第一方向和第二方向上同时移动；针对不同的距离阈值，可以通过调整侧边发射端传感器对应的发射端传感器调整块的位置来调节发射端传感器与晶圆的位置。本发明也可以设置多个突出检测对，此时，发射端传感器调整块可以在第一方向移动；针对每一个晶圆设置一个突出检测对，只需要调整侧边发射端传感器在第一方向上的距离即可，具体的侧边发射端传感器的数量可以根据具有Flat标记的晶圆的数量来确定。
本发明还提供了一种多兼容性的晶圆上料装置，包括至少晶圆载具上料站，还包括基座单元，基座单元包括底座板和安装基板，安装基本通过支柱固定在底座板上方，底座板上固定至少一个晶圆载具上料站。晶圆载具上料站中的接收端传感器位于突出检测板上，突出检测板通过支柱固定在载具安装板的正上方。
本发明上料装置的载具不局限于硅基半导体及化合物半导体所用晶圆片盒，也可以是其他行业装载以蓝宝石、石英等为材质形状类似于晶圆片的载具。
本发明用于晶圆片突出检测的传感器的类型不局限于对射式传感器，也可以是反射是传感器或者其他可实现该功能的传感器。
本发明的上料装置的应用行业不局限于集成电路产业，也可以应用到泛半导体的其他产业，如平板显示、LED、太阳能电池等产业。
本发明的上料装置装载晶圆载具的种类和数量至少为三个，也可以是每种规格晶圆不同的系列的载具，如材质不同、Slot槽数不同，工艺要求不同等。另外，基于本发明的设计理论实现的兼容晶圆载具的增加也包括在内。
为了便于理解，通过如下实施例1-3对本发明内容进行进一步解释说明，值得说明的是，实施例1-3中以兼容三个晶圆载具为例进行说明，在兼容的载具个数大于3个时，按照与实施例1-3类比的方式并结合上述说明可以得出其具体的结构。下述实施例中兼容的三种晶圆载具为3英寸晶圆载具、4英寸晶圆载具和6英寸晶圆载具
实施例1
请参阅附图7-15，本发明中晶圆载具上料站5由载具安装板11、载具左前挡块12、载具右前挡块13、发射端传感器28～32、发射端传感器调整块23～27、在位检测传感器33～35、3英寸晶圆载具后基准块20、4英寸晶圆载具后基准块21、6英寸晶圆载具后基准块22、3英寸晶圆载具左固定块19、3英寸晶圆载具右固定块18、4英寸晶圆载具左固定块17、4英寸晶圆载具右固定块16、6英寸晶圆载具左固定块15以及6英寸晶圆载具右固定块14组成。其中，发射端传感器28～32中发射端传感器30为基准发射端传感器，其余为侧边发射端传感器。
本发明中载具左前挡块12以长条孔固定连接在载具安装板11上，载具右前挡块13同样以长条孔固定连接在载具安装板11上，发射端传感器28～32分别固定连接在发射端传感器调整块23～27上，发射端传感器调整块23～27以长条孔固定连接在载具安装板11上，通过前后调节发射端传感器的位置，达到合理的光强值，实现对晶圆突出检测的要求，在位检测传感器33～35固定连接在载具安装板11上，3英寸晶圆载具后基准块20、4英寸晶圆载具后基准块21以及6英寸晶圆载具后基准块22均以长条孔固定连接在载具安装板11上，3英寸晶圆载具左固定块19、3英寸晶圆载具右固定块18、4英寸晶圆载具左固定块17、4英寸晶圆载具右固定块16、6英寸晶圆载具左固定块15和6英寸晶圆载具右固定块14均以长条孔固定连接在载具安装板11上。
本发明中载具左前挡块12和载具右前挡块13是3英寸晶圆载具36、4英寸晶圆载具38以及6英寸晶圆载具40的上料装载的基准，使3英寸晶圆载具36、4英寸晶圆载具38以及6英寸晶圆载具40装载带Notch校准标识的晶圆上料时，3英寸晶圆37、4英寸晶圆39以及6英寸晶圆41的前沿相切重合。
本发明中3英寸晶圆载具后基准块20可根据3英寸晶圆载具36的实际尺寸进行前后方向调整来实现对3英寸晶圆载具36的前后固定。
本发明中3英寸晶圆载具左固定块19和3英寸晶圆载具右固定块20可根据3英寸晶圆载具36的实际尺寸进行左右方向调整来实现对3英寸晶圆载具36的左右居中夹持固定。
本发明中4英寸晶圆载具后基准块21可根据4英寸晶圆载具38的实际尺寸进行前后方向调整来实现对4英寸晶圆载具38的前后固定。
本发明中4英寸晶圆载具左固定块17和4英寸晶圆载具右固定块18可根据4英寸晶圆载具38的实际尺寸进行左右方向调整来实现对4英寸晶圆载具38的左右居中夹持固定。
本发明中6英寸晶圆载具后基准块22可根据6英寸晶圆载具40的实际尺寸进行前后方向调整来实现对6英寸晶圆载具40的前后固定。
本发明中6英寸晶圆载具左固定块15和6英寸晶圆载具右固定块16可根据6英寸晶圆载具40的实际尺寸进行左右方向调整来实现对6英寸晶圆载具40的左右居中夹持固定。
本发明中的在位传感器33～35可分别对3英寸晶圆载具36、4英寸晶圆载具38以及6英寸晶圆载具40的有无进行判断，具体的，在位传感器33实现对4英寸晶圆载具38是否装载的检测判断，在位传感器34实现对3英寸晶圆载具36是否装载的检测判断，在位传感器35实现对6英寸晶圆载具40是否装载的检测判断。
实施例2
本发明中发射端传感器28～32和接收端传感器10成对使用，通过不同的组合实现对多种规格晶圆校准标识既有Notch又有Flat情况下的晶圆突出检测要求。主要分为两种情况：第一种情况是当3英寸晶圆37、4英寸晶圆39以及6英寸晶圆41校准标识均是Notch时，整个晶圆上料站5无论装载何种晶圆载具，只需要通过基准发射端传感器30以及成对使用的接收端传感器10就可以实现晶圆突出检测的功能。针对不同尺寸的晶圆以及能够容忍的突出误差值，可以设置确定的距离阈值，距离阈值略大于Notch标记的深度，且小于能够容忍的突出误差值。同时通过发射端传感器调整块25来调节基准发射端传感器30的位置，使得基准发射端传感器30与晶圆的距离小于距离阈值；进而实现晶圆突出检测功能。具体的检测原理如上文所述，在这里不再详述。
第二种情况是当3英寸晶圆37校准标识为Notch时，4英寸晶圆39和6英寸晶圆41校准标识为Flat时，晶圆上料站5是通过基准发射端传感器30以及成对使用的接收端传感器10来实现3英寸晶圆37突出检测的功能，通过侧边发射端传感器29和31以及成对使用的接收端传感器10来实现4英寸晶圆39突出检测的功能，最后通过侧边发射端传感器28和32以及成对使用的接收端传感器10来实现6英寸晶圆41的突出检测功能。针对不同尺寸的晶圆以及能够容忍的突出误差值，可以设置确定的距离阈值，距离阈值略大于Flat标记的深度，且小于能够容忍的突出误差值。同时通过发射端传感器调整块来调节对应的侧边发射端传感器的位置，使得侧边发射端传感器在第二方向上与晶圆的距离小于距离阈值；进而实现晶圆突出检测功能。具体的检测原理如上文所述，在这里不再详述。
实施例3
请参阅附图5-13，本发明提供的一种可兼容多种规格晶圆载具的上料装置，包括基座单元、晶圆载具上料单元、晶圆突出检测单元，其中基座单元由调整板1、底座板2、底部圆形支柱3以及安装基板4组成，晶圆载具上料单元由两个左右对称布局且完全相同的晶圆载具上料站5组成，晶圆突出检测单元由顶部圆形支柱6、左突出检测板7、右突出检测板8、传感器调整块9以及接收端传感器10组成。
本发明中底座板2固定连接在调整板1上，底部圆形支柱3固定连接在底座板2上，安装基板4固定连接在底部圆形支柱3上。进一步的，底座板2上的长条固定孔可实现对安装基板4左右方向的调节，底座板2可通过调节顶丝螺钉实现对安装基板4水平的调节。
本发明中的左突出检测板7和右突出检测板8固定连接在顶部圆形支柱6上，顶部圆形支柱6固定连接在安装基板4上。接收端传感器10固定连接在传感器调整块9上，传感器调整块9以长条孔固定连接在左突出检测板7和右突出检测板8上。
本发明可同时兼容3种及以上规格晶圆载具的上料装载，同时可实现对多种规格晶圆校准标识既有Notch又有Flat情况下晶圆突出检测功能；本发明兼容性强，调节方便，适用行业范围广泛，即可应用于IC行业，也可应用于LED等其他泛半导体行。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆传输系统，其特征在于，包括具有搬运腔室的壳体，以及位于所述搬运腔室中的机器人、晶圆载具上料站、预对准单元和缓存冷却单元；
所述机器人位于搬运腔室的中央，所述晶圆载具上料站、预对准单元和缓存冷却单元分布在所述机器人的周围；
所述晶圆载具上料站能够兼容M种尺寸的晶圆载具；所述机器人、预对准单元和缓存冷却单元能够分别对不同尺寸的晶圆进行搬运、预对准和缓存冷却；M为大于2的整数。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，所述晶圆载具上料站包括载具安装板，以及位于载具安装板上的载具前挡板、发射端传感器、2M-1个接收端传感器和M个后基准块；
所述载具前挡板位于所述载具安装板的正前方，用于固定晶圆载具的前方位置，所述载具前挡板包含M个卡槽；
所述发射端传感器包括基准发射端传感器和侧边发射端传感器，所述基准发射端传感器位于载具安装板的前端中央，所述侧边发射端传感器对称分布在所述基准发射端传感器的两侧；所述载具安装板的上方固定接收端传感器，所述接收端传感器与发射端传感器在连线方向上一一对应；
所述M个后基准块位于所述载具安装板的正后方，分别用于固定对应晶圆载具的后方位置，且M个后基准块距离载具前挡板的距离均不相同。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，所述载具前挡板包括左侧前挡板和右侧前挡板，且左侧前挡板和右侧前挡板中均包含M个与不同尺寸的晶圆载具一一对应的卡槽。
4.根据权利要求2所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，所述晶圆载具上料站还包括M个在位检测传感器，所述M个在位检测传感器按照前后顺序固定在载具安装板上，并与M个晶圆载具的末端位置一一对应。
5.根据权利要求2所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，所述M个晶圆载具中晶圆的前端位置在竖直方向上齐平；距离基准发射端传感器相同距离的两个侧边发射端传感器形成一个突出检测对，每个突出检测针对一个晶圆载具中的晶圆进行突出检测；假设每个突出检测对中两个侧边发射端传感器的连线方向为第一方向，第二方向垂直于第一方向且位于在该突出检测对所在的平面内；所述每个突出检测对中的两个侧边发射端传感器在第二方向上距离对应晶圆的距离小于距离阈值。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，当M个晶圆载具中晶圆的校准标识均是Notch时，通过基准发射端传感器以及成对使用的接收端传感器实现对应晶圆载具中晶圆的突出检测功能；
当最小的晶圆载具中晶圆的校准标识均是Notch时，通过基准发射端传感器以及成对使用的接收端传感器能够实现晶圆突出检测的功能；当其他晶圆载具的校准标识均是Flat时，通过位于基准发射端传感器两侧与所述晶圆载具对应的侧边发射端传感器以及成对使用的接收端传感器来实现晶圆突出检测的功能。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，所述缓存冷却单元包括安装板、积水盘、冷却水管和至少一个缓存盘；所述积水盘固定在所述搬运腔室中，所述冷却水管和安装板固定在所述积水盘中，所述缓存盘固定在所述安装板上方；所述冷却水管分布在所述安装板底部和/或周围，用于对缓存盘中晶圆进行冷却。
8.根据权利要求7所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，所述缓存冷却单元还包括漏液检测传感器，所述漏液检测传感器位于所述积水盘中，用于检测冷却水管是否漏液。
9.根据权利要求1所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，所述机器人包括机器人本体，以及位于机器人本体上端的两个末端手指和两个检测传感器。
10.根据权利要求1所述的一种晶圆传输系统，其特征在于，还包括静电消除单元、过滤器单元、人机交互单元、防震地脚单元、脚轮运输单元中的至少一个。
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