CN115188698B - 晶圆缓存机构及晶圆传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆缓存机构，包括缓存机架，缓存机架沿其宽度方向上错位设置有用以存放晶圆的第一缓存盒、第二缓存盒，第一缓存盒、第二缓存盒内均布设有晶圆支撑组件，且第一缓存盒、第二缓存盒朝向缓存机架长度方向的同一侧分别开设有第一开口、第二开口，第一开口、第二开口的两端分别能形成与对应的第一缓存盒或第二缓存盒内的晶圆同心设置的劣弧；第一缓存盒轴心、第二缓存盒轴心的连线与沿缓存机架的宽度方向穿过第一缓存盒轴心的直线形成的夹角在朝向第一开口、第二开口开设方向的一侧为钝角。本发明能有效减少晶圆传输过程中的碰擦，提高晶圆传输的稳定性。

Description

晶圆缓存机构及晶圆传输装置

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种晶圆缓存机构及晶圆传输装置。

背景技术

EFEM（Equipment Front End Module 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内的过渡模块，主要与半导体工艺设备对接。现有的EFEM系统主要包括上下料模块、晶圆传输机器人模块、缓存冷却模块、LOADLOCK工艺机台对接模块等，晶圆的传输路径一般为：首先通过晶圆传输机器人模块将晶圆传输至LOADLOCK工艺机台对接模块中，经LOADLOCK工艺处理后，通过晶圆传输机器人将晶圆传输至缓存冷却模块中进行冷却，最后通过晶圆传输机器人模块将冷却后的晶圆传输至上下料模块中。

目前常见的缓存冷却模块多为单工位和双工位布局，其中，双工位布局多采用对称布局，且双工位的设备框架固定不可调，限制了设备框架的宽度，另外，晶圆传输机器人模块自缓存冷却模块取放晶圆的传输路径也同样采用对称路径，这种对称式的布局易导致传输过程中，两工位之间的安全距离及各工位与设备框架之间的安全距离较小，晶圆碰擦风险较大，传输稳定性较差。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆缓存机构及晶圆传输装置，能有效减少晶圆传输过程中的碰擦，提高晶圆传输的稳定性。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案之一是：一种晶圆缓存机构，包括缓存机架，缓存机架沿其宽度方向上错位设置有用以存放晶圆的第一缓存盒、第二缓存盒，第一缓存盒、第二缓存盒内均布设有晶圆支撑组件，且第一缓存盒、第二缓存盒朝向缓存机架长度方向的同一侧分别开设有第一开口、第二开口，第一开口、第二开口的两端分别能形成与对应的第一缓存盒或第二缓存盒内的晶圆同心设置的劣弧；第一缓存盒轴心、第二缓存盒轴心的连线与沿缓存机架的宽度方向穿过第一缓存盒轴心的直线形成的夹角在朝向第一开口、第二开口开设方向的一侧为钝角。

本发明的有益效果在于：

将第一缓存盒、第二缓存盒错位设置并将第一缓存盒轴心、第二缓存盒轴心的连线与沿缓存机架的宽度方向穿过第一缓存盒轴心的直线形成的夹角在朝向第一开口、第二开口开设方向的一侧限定为钝角，使得沿缓存机架长度方向上，第二缓存盒相较于第一缓存盒，能位于第一缓存盒开设第一开口的一侧，进而增大了自第二开口取放的晶圆时，晶圆与第一缓存盒之间的安全间距，降低晶圆取放过程中的碰擦风险，进而提高晶圆传输的稳定性。此外，由于第一缓存盒、第二缓存盒是错位设置的，在保证第一缓存盒、第二缓存盒之间的安全间距的同时，能够将第一缓存盒、第二缓存盒布设地更加紧凑些，利于整体窄型化设计。

进一步来说，第一开口平行于缓存机架的宽度方向，第二开口向第一缓存盒方向倾斜并能与第一开口之间形成钝角。将第一缓存盒的第一开口设置为平行于缓存机架的宽度方向，使得传输机器人能沿缓存机架的长度方向取放第一缓存盒内的晶圆，相较于现有技术中的对称式布局，增大了第一缓存盒的晶圆取放路径与第二缓存盒之间的间距，进而降低了晶圆取放过程中碰擦到第二缓存盒的风险，提高了晶圆传输稳定性；将第二缓存盒与第一缓存盒错位设置，且第二开口与第一开口之间形成钝角，相较于现有技术中的对称式布局，使得第二缓存盒的晶圆取放路径与第一缓存盒之间的间距变大，进一步降低了晶圆取放过程中碰擦到第一缓存盒的风险，提高了晶圆的传输稳定性。此外，当将晶圆缓存机构内置到晶圆传输装置内时，使第二缓存盒位于靠近上下料模块的一侧，由于第二开口是向第一缓存盒方向倾斜，因此，在取放晶圆时，晶圆与上下料模块之间能留有一定的安全距离，进而能有效降低自第二缓存盒内取放晶圆时碰撞到上下料模块的风险。

进一步来说，晶圆支撑组件包括支撑架，支撑架上设有若干上下分布且用以承载晶圆的支撑插槽。通过若干上下分布的支撑插槽能实现对多个晶圆的叠放。

进一步来说，支撑架为一体式U型结构，且U型结构的两个自由端分别位于第一开口或第二开口的两端。通过一体式的支撑架能简化支撑架在第一缓存盒或第二缓存盒内的安装操作，且通过U型结构的支撑架能对晶圆进行稳定支撑。

进一步来说，支撑架至少有两个，且其中两个支撑架设置在第一开口或第二开口的两端，且两个支撑架的支撑插槽的布设方向与第一开口或第二开口方向保持一致。通过将两个支撑架设置在第一开口或第二开口处，使得晶圆在进入或离开第一缓存盒或第二缓存盒时，能沿着既定的支撑插槽移动，以对移动中的晶圆进行导向，提高晶圆移动的稳定性。

进一步来说，第一缓存盒、第二缓存盒分别通过水平调节组件与缓存机架连接；水平调节组件包括若干组调节部，每组调节部均包括调节基座、螺杆、调节螺母；调节基座安装在第一缓存盒或第二缓存盒上；螺杆沿竖直方向布设，其一端与调节基座固定，另一端穿设在缓存机架上；调节螺母套装在螺杆上，并能抵压在缓存机架上。

通过水平调节组件的设置能对第一缓存盒或第二缓存盒的水平度进行调整，避免因晶圆倾斜存放导致的晶圆边缘磨损。由于缓存机架一般是直接固定在设备框架上的，通过水平调节组件调节第一缓存盒或第二缓存盒相对于缓存机架的间距，能达到调节第一缓存盒或第二缓存盒水平度的目的。

以第一缓存盒为例，水平调节组件的工作过程如下：当第一缓存盒出现倾斜时，首先找出最靠近倾斜低点的调节部，然后向上提拉该调节部的调节螺母，由于调节螺母是抵压在缓存机架上的，螺杆是穿设在缓存机架上的，因此，提拉调节部的调节螺母时，螺杆能随之沿缓存机架上移，并带动调节基座上移，进而带动第一缓存盒与调节基座连接的部位上移，直至倾斜低点上移至与倾斜高点齐平，此时，向下旋紧调节螺母，直至调节螺母再次抵压到缓存机架上。需要注意的是，在提拉倾斜低点处的调节部时，其他调节部也会出现相应的上移，操作时，只需在调整好倾斜低点、倾斜高点的水平度后，依次旋紧各调节部的调节螺母，使各调节螺母均抵压在缓存机架上即可。

进一步来说，缓存机架上布设有与水平调节组件一一对应设置的两个穿孔部，穿孔部包括与对应的水平调节组件的调节部一一对应设置的若干穿孔，穿孔沿竖直方向布设并供对应的调节部的螺杆穿设。

进一步来说，穿孔的上端部设有供调节螺母抵压的限位槽，一侧设有让位开槽。通过限位槽的设置能对调节螺母进行限位，通过让位开槽的设置能为螺杆调节过程中的倾斜提供一定的让位空间。

进一步来说，第一缓存盒、第二缓存盒为一体式结构，且第一缓存盒、第二缓存盒由上顶板、下底板、侧框板、分隔板共同形成。其中，侧框板位于上顶板、下底板之间并能与上顶板、下底板共同围设出侧面开口的容腔。分隔板位于容腔内并将侧面开口分隔为第一开口、第二开口。

进一步来说，侧框板包括背板、一号侧板、二号侧板，其中，背板沿缓存机架宽度方向布设，其两端分别折弯连接有沿缓存机架长度方向布设的一号侧板、二号侧板；且二号侧板沿缓存机架长度方向的尺寸大于一号侧板沿缓存机架长度方向的尺寸，以使二号侧板远离背板的一端相较于一号侧板远离背板的一端能向外延伸。

进一步来说，分隔板与一号侧板平行设置，且分隔板、一号侧板远离背板的一端齐平，以使分隔板的一侧与一号侧板形成的第一开口能平行于缓存机架的宽度方向，分隔板的另一侧与二号侧板之间形成的第二开口能倾斜朝向第一开口。

进一步来说，上顶板与下底板分别盖设在侧框板的上、下端面，且上顶板、下顶板均包括支撑板本体，支撑板本体沿其宽度方向上交错布设有两个对位圆板，且两个对位圆板的轴心线分别与位于第一缓存盒、第二缓存盒内的晶圆轴心线相同。

进一步来说，第一缓存盒、第二缓存盒为分体式结构，且第一缓存盒、第二缓存盒均包括上支撑板、下支撑板、侧围板；侧围板位于上支撑板、下支撑板之间并能与上支撑板、下支撑板共同围设出侧面开口的容腔，侧面开口为第一开口或第二开口。通过分体布设的第一缓存盒、第二缓存盒便于利用水平调节组件分别调节两者的水平度，避免调节过程中两者之间相互干扰。

进一步来说，上支撑板、下支撑板均包括仿形板体，仿形板体上设有对位圆板，且对位圆板的轴心线与位于第一缓存盒或第二缓存盒内的晶圆轴心线相同。

进一步来说，还包括与第一缓存盒、第二缓存盒对应设置的角度调节组件，角度调节组件用以调节第一缓存盒或第二缓存盒在缓存机架上的安装角度，进而能够调节第一开口、第二开口的倾斜角度。示例性地，当第一开口方向不变时，将第二开口向第一开口方向倾斜时（即减少第一开口与第二开口之间的钝角大小），此时，自第二开口取放的晶圆的移动路径与缓存机架长度方向的夹角变大，进而能够使第二缓存盒与上下料模块之间的间距变大，降低晶圆碰触到上下料模块的风险。

进一步来说，角度调节组件包括沿对位圆板的外周布设在仿形板体上的若干弧形长槽，且若干弧形长槽共同围设出的虚拟圆与对位圆板同心；弧形长槽内滑动设置有与缓存机架连接的限位滑块。

进一步来说，弧形长槽与水平调节组件的调节部一一对应设置，且限位滑块安装在调节部的调节基座上。

以第一缓存盒为例，当需要调节第一缓存盒的安装角度时，由于调节部的螺杆是限位穿设在缓冲机架上的，调节部及限位滑块能保持不动，又因为弧形长槽与限位滑块的滑动配合，当施力使第一缓存盒转动时，弧形长槽只能沿限位滑块移动，又由于多个弧形长槽围设成的虚拟圆与对位圆板同心，当多个弧形长槽同时沿对应的限位滑块移动时，上支撑板仅能沿对位圆板所在的轴心线旋转，进而带动第一缓存盒整体沿对位圆板的轴心线旋转，侧围板及侧面开口能同步旋转，以使侧面开口的方向相较于缓存机架发生变化。而由于对位圆板的轴心线与位于第一缓存盒内的晶圆轴心线相同，在第一缓存盒旋转的过程中，晶圆的轴心线始终保持不变。

进一步来说，限位滑块为限位螺钉，限位螺钉依次穿设在调节基座、弧形长槽内，且其下端能延伸出弧形长槽并螺纹连接有能抵接在仿形板体上的限位螺母。当侧面开口调节至设定的角度时，通过限位螺母对限位螺钉的旋紧，以将第一缓存盒或第二缓存盒锁固在调节基座上。

进一步来说，上支撑板上还标识有用以识别旋转角度的刻度盘，缓存机架上设有朝向刻度盘的标识箭头。初始状态时，将侧面开口调节至平行于缓存机架的宽度方向，此时，标识箭头对准刻度盘上的“0”刻度。

本发明采用的技术方案之二是：一种晶圆传输装置，包括内置传输腔室的设备框架，设备框架内设有上述晶圆缓存机构。该晶圆传输装置在传输晶圆时，能有效减少晶圆传输过程中的碰擦，提高晶圆传输的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1中未优化取放路径前设备框架的内部示意图；

图2为本发明实施例1中未优化取放路径前缓存腔A取放晶圆时的示意图；

图3为本发明实施例1中未优化取放路径前缓存腔B取放晶圆时的示意图；

图4为本发明实施例1中优化取放路径后缓存腔A取放晶圆时的示意图；

图5为本发明实施例1中优化取放路径后缓存腔B取放晶圆时的示意图；

图6为本发明实施例2中晶圆缓存机构的结构示意图；

图7为本发明实施例2中第一缓存盒、第二缓存盒错位方向的示意图；

图8为本发明实施例2中晶圆缓存机构另一视角的结构示意图；

图9为图8中A部位的局部放大图；

图10为图8中B部位的局部放大图；

图11为本发明实施例3、4中晶圆缓存机构的结构示意图；

图12为本发明实施例3、4中晶圆缓存机构另一视角的结构示意图；

图13为图12中C部位的局部放大图；

图14为本发明实施例4中晶圆缓存机构的俯视图。

图中：

1-设备框架；11-上下料工位；12-传输机器人；2-缓存区；3-晶圆；4-缓存机架；41-第一开口；42-第二开口；43-穿孔；431-限位槽；44-标识箭头；5-支撑架；51-支撑插槽；6-调节部；61-调节基座；62-螺杆；63-调节螺母；7-冷却抽排组件；81-上顶板；811-支撑板本体；812、852-对位圆板；82-下底板；83-侧框板；831-背板；832-一号侧板；833-二号侧板；84-分隔板；85-上支撑板；851-仿形板体；853-刻度盘；86-下支撑板；87-侧围板；91-弧形长槽；92-限位螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

参见附图1所示，本发明的一种晶圆缓存机构，内置在设备框架1的一侧，其包括沿设备框架1的宽度方向对称布设的两个缓存区2，每个缓存区2均包括用以叠放多层晶圆3的缓存腔，缓存腔上开设有向另一缓存区方向倾斜的传输开口。在设备框架1内还布设有多个上下料工位11及传输机器人12，且多个上下料工位11沿设备框架1的长度方向依次布设在设备框架1的一侧，传输机器人能沿缓存腔的传输开口处取放晶圆3。传输机器人12取放晶圆3的路径应与传输开口的方向相垂直，以保证晶圆3在取放过程中，晶圆3两侧边缘与传输开口的两端间隙保持相等，以降低晶圆3取放过程中触碰到传输开口两端的概率。

为了便于描述，将两个缓存腔分别称之为缓存腔A、缓存腔B，且缓存腔B位于靠近上下料工位11的一侧。如图2所示，当传输机器人自缓存腔A中取放晶圆3时，将晶圆3的取放路径记为路径A。由于缓存腔A中的传输开口是向缓存腔B的方向倾斜的，位于路径A上的晶圆3两侧分别朝向设备框架1、缓存腔B，且路径A上的晶圆与设备框架之间的安全间距要大于其与缓存腔B之间的安全间距（即路径A上的晶圆更易碰触到缓存腔B），此时，将位于路径A上的晶圆与缓存腔B之间的间距记为安全间距X1。

如图3所示，当传输机器人12自缓存腔B中取放晶圆3时，将晶圆3的取放路径记为路径B（需要注意的是，由于缓存腔A、缓存腔B呈对称布设，路径A、路径B也呈对称布设）。由于缓存腔B是位于靠近上下料工位11一侧的，位于路径B上的晶圆3两侧分别朝向缓存腔A、上下料工位11，此时，将位于路径B上的晶圆3与缓存腔A之间的间距记为安全间距X2，将位于路径B上的晶圆与上下料工位之间的间距记为安全间距X3。

安全间距X1、X2、X3的设置能为晶圆的传输路径提供一定的允差范围，降低晶圆碰擦风险。由于该晶圆缓存机构的两个缓存区采用对称式的布局，安全间距X1与安全间距X2相等，而安全间距X3则受安全间距X2的影响，在设备框架1宽度尺寸不变的情况下，当安全间距X2增大时，安全间距X3会减小，当安全间距X2减小时，安全间距X3会增大，即安全间距X2、X3是相互影响，此消彼长的。

为进一步降低晶圆3取放过程中的碰擦，在实际应用时要尽量增大安全间距X1、X2、X3的距离，因此，在一些实施例中，对晶圆缓存机构及晶圆的取放路径进行优化，以降低晶圆3取放过程中的碰擦，提高晶圆3的传输稳定性。

具体的，将缓存腔A、缓存腔B沿设备框架1的宽度方向错位设置，且错位设置时，需保证缓存腔B与上下料工位11之间的距离不变，并使沿设备框架1的长度方向上，缓存腔B相较于缓存腔A更靠近上下料工位11。

然后将缓存腔A的传输开口设置为沿设备框架1的宽度方向，以将路径A优化为平行于设备框架1的长度方向，使传输机器人在缓存腔A内能沿设备框架1的长度方向取放晶圆3；将缓存腔B的传输开口朝向缓存腔A的倾斜度增大，以使路径B与设备框架1长度方向的夹角增大。

如图4所示，位于优化后的路径A'上的晶圆与缓存腔B之间的安全间距为X4，若缓存腔A、缓存腔B内的晶圆轴心沿设备框架1宽度方向的间距不变时，即缓存腔A内的晶圆轴心、缓存腔B内的晶圆轴心沿设备框架1宽度方向的距离（记为H）在优化前、优化后保持不变，此时，安全间距X4是明显大于安全间距X1的。如图5所示，位于优化后的路径B'上的晶圆3与缓存腔A之间的安全间距为X5、与上下料工位之间的安全间距为X6。由于缓存腔B、缓存腔A沿设备框架1的长度方向是错开了一段距离的，安全间距X5能明显大于安全间距X2，又由于路径B'与设备框架1长度方向的夹角增大，安全间距X6能明显大于安全间距X3。因此，通过对晶圆缓存机构的结构调整及晶圆取放路径的优化，能增大晶圆传输过程中的安全间距，降低晶圆3碰擦风险，提高晶圆3取放过程中的传输稳定性。

在一示例中，在调节缓存腔A、缓存腔B的错开位置时，将缓存腔B的位置固定，以保证缓存腔B与上下料工位11之间的距离不变；然后沿设备框架1的长度方向移动缓存腔A，即沿图5的水平方向移动缓存腔A，以保证缓存腔A内的晶圆轴心、缓存腔B内的晶圆轴心沿设备框架1宽度方向的距离不变，保证安全间距X4不变；然后分别测量安全间距X5、X6，当缓存腔A移动至安全间距X5等于安全间距X6时，缓存腔A与缓存腔B之间的错位间距最佳，此时，缓存腔A、缓存腔B均具有最佳的安全间距。此外，相较于缓存腔A、缓存腔B的晶圆轴心连线与缓存腔B的晶圆传输的路径B'不垂直而言，当缓存腔A、缓存腔B的晶圆轴心连线与路径B'相垂直时，安全间距X5是最大的；而路径B'与缓存腔B的传输开口是垂直的，即缓存腔B的最佳传输开口的方向是确定的。

更进一步地，由于缓存腔A、缓存腔B是错位设置的，在保证安全间距X4不小于安全间距X1的前提下，可将缓存腔A、缓存腔B沿设备框架1宽度方向上布设地更加紧凑一些。具体的，将缓存腔A向缓存腔B的方向靠近，以使缓存腔A内的晶圆轴心、缓存腔B内的晶圆轴心沿设备框架1宽度方向的距离（H）变小，此时，在保证安全间距X4不小于安全间距X1的前提下，能够使晶圆缓存机构的尺寸变小，便于实现设备框架的窄型设计。

实施例2

本实施例提供了一种晶圆缓存机构，具体的，参见附图6所示，其包括内置在设备框架1内的缓存机架4，缓存机架4沿其宽度方向上错位设置有用以存放晶圆3的第一缓存盒、第二缓存盒，第一缓存盒、第二缓存盒内均布设有晶圆支撑组件，且第一缓存盒、第二缓存盒朝向缓存机架4长度方向的同一侧分别开设有第一开口41、第二开口42，第一开口41、第二开口42的两端分别能形成与对应的第一缓存盒或第二缓存盒内的晶圆3同心设置的劣弧。

第一缓存盒轴心、第二缓存盒轴心的连线与沿缓存机架4的宽度方向穿过第一缓存盒轴心的直线形成的夹角在朝向第一开口41、第二开口42开设方向的一侧为钝角。为了便于理解，如图7所示，第一直线为第一缓存盒轴心、第二缓存盒轴心的连线，第二直线为沿缓存机架4的宽度方向穿过第一缓存盒轴心的直线，夹角α即为第一直线、第二直线朝向第一开口41、第二开口42开设方向一侧的钝角。

将第一缓存盒、第二缓存盒错位设置并将第一缓存盒轴心、第二缓存盒轴心的连线与沿缓存机架的宽度方向穿过第一缓存盒轴心的直线形成的夹角在朝向第一开口、第二开口开设方向的一侧限定为钝角，使得沿缓存机架长度方向上，第二缓存盒相较于第一缓存盒，能位于第一缓存盒开设第一开口的一侧，进而增大了自第二开口取放的晶圆时，晶圆与第一缓存盒之间的安全间距，降低晶圆取放过程中的碰擦风险，进而提高晶圆传输的稳定性。需要注意的是，设备框架1与缓存机架4的长度、宽度方向保持一致。

在一些实施例中，为了配合实施例1中对晶圆取放路径的优化，将第一开口41设置为平行于缓存机架4的宽度方向，将第二开口42设置为向第一缓存盒方向倾斜并与第一开口41之间能形成钝角。其中，第一开口41的方向是指第一开口41两端的连线方向，其与第一缓存盒内的晶圆传输方向相垂直；第二开口42的方向是指第二开口42两端的连线方向，其与第二缓存盒内的晶圆传输方向相垂直。

将第一缓存盒的第一开口41设置为平行于缓存机架4的宽度方向，使得传输机器人能沿缓存机架4的长度方向取放第一缓存盒内的晶圆3，相较于现有技术中的对称式布局，增大了第一缓存盒的晶圆取放路径与第二缓存盒之间的间距，进而降低了晶圆3取放过程中碰擦到第二缓存盒的风险，提高了晶圆传输稳定性；将第二缓存盒与第一缓存盒错位设置，且第二开口42与第一开口41之间形成钝角，相较于现有技术中的对称式布局，使得第二缓存盒的晶圆取放路径与第一缓存盒之间的间距变大，进一步降低了晶圆3取放过程中碰擦到第一缓存盒的风险，提高了晶圆的传输稳定性。

当将晶圆缓存机构内置到设备框架内时，使第二缓存盒位于靠近上下料模块的一侧，由于第二开口42是朝向第一缓存盒方向倾斜，因此，在取放晶圆3时，晶圆3与上下料模块之间能留有一定的安全距离，进而能有效降低自第二缓存盒内取放晶圆3时碰撞到上下料模块的风险。此外，由于第一缓存盒、第二缓存盒是错位设置的，在保证第一缓存盒、第二缓存盒之间的安全间距的同时，能够将第一缓存盒、第二缓存盒沿缓存机架宽度方向上布设地更加紧凑些，利于整体窄型化设计。

为了实现晶圆3在第一缓存盒、第二缓存盒内的层叠存放，晶圆支撑组件包括支撑架，支撑架上设有若干上下分布且用以承载晶圆的支撑插槽。通过若干上下分布的支撑插槽能实现对多个晶圆的叠放。在一些实施例中，支撑架可采用一体式U型结构，也可以采用至少两个条形的支撑架。

示例性地，参见附图8-9所示，晶圆支撑组件包括三个条形的且非共面设置的支撑架5，每个支撑架5均沿竖直方向布设，且其朝向晶圆3的一侧设有若干上下分布的支撑插槽51，所有支撑架51上位于同一高度的支撑插槽51能共同承载住一个晶圆3。通过三个非共面设置的支撑架5能稳定支撑住晶圆3，通过若干上下分布的支撑插槽51能实现对多个晶圆3的叠放。

更进一步地，在第一缓存盒内，晶圆支撑组件的其中两个支撑架5设置在第一开口41的两端，且两个支撑架5的支撑插槽51的布设方向与第一开口41方向保持一致。在第二缓存盒内，晶圆支撑组件的其中两个支撑架5设置在第二开口42的两端，且两个支撑架5的支撑插槽51的布设方向与第二开口42方向保持一致。通过将两个支撑架5设置在第一开口41（第二开口42）处，使得晶圆3在进入或离开第一缓存盒（第二缓存盒）时，能沿着既定的支撑插槽51移动，以对晶圆3进行导向，提高晶圆3移动的稳定性。需要注意的是，当采用一体式U型结构的支撑架上，则将U型结构的两个自由端分别设置在第一开口41或第二开口42的两端。

为避免因晶圆3倾斜存放导致的晶圆3边缘磨损，还需对第一缓存盒、第二缓存盒的水平度进行调整。在一些实施例中，第一缓存盒、第二缓存盒分别通过水平调节组件与缓存机架4连接。具体的，参见附图10所示，水平调节组件包括若干组沿第一缓存盒或第二缓存盒周向均匀分布的调节部6，每个调节部6均包括调节基座61、螺杆62、调节螺母63，其中，调节基座61安装在第一缓存盒或第二缓存盒上；螺杆62沿竖直方向布设，其一端与调节基座61固接，另一端穿设在缓存机架4上；调节螺母63螺纹套装在螺杆62远离调节基座61的一端，且调节螺母63能抵压在缓存机架4上。通过水平调节组件的设置能将第一缓存盒或第二缓存盒悬空连接在缓存机架4上。由于缓存机架4的安装位置是固定的（一般直接将缓存机架4固接在设备框架上），通过水平调节组件来调节第一缓存盒、第二缓存盒相对于缓存机架4的间距，进而达到调节第一缓存盒、第二缓存盒水平度的目的。

示例性地，以第一缓存盒为例，水平调节组件的工作过程如下：当第一缓存盒出现倾斜时，首先找出最靠近倾斜低点的调节部6，然后向上提拉该调节部6的调节螺母63，由于调节螺母63是抵压在缓存机架4上的，螺杆62是穿设在缓存机架4上的，因此，提拉调节部的调节螺母63时，螺杆62能随之沿缓存机架4上移，并带动调节基座61上移，进而带动第一缓存盒与调节基座61连接的部位上移，直至倾斜低点上移至与倾斜高点齐平，此时，向下旋紧调节螺母63，直至调节螺母63再次抵压到缓存机架4上。需要注意的是，在提拉倾斜低点处的调节部6时，其他调节部6也会出现相应的上移，操作时，只需在调整好倾斜低点、倾斜高点的水平度后，依次旋紧各调节部6的调节螺母63，使各调节螺母63均抵压在缓存机架4上即可。通过均布在第一缓存盒或第二缓存盒周向上的多个调节部6的配合，能对第一缓存盒或第二缓存盒不同部位的水平度进行调整，进而达到对第一缓存盒或第二缓存盒整体水平度的调节目的。

在一些实施例中，缓存机架4上布设有与水平调节组件一一对应设置的两个穿孔部，且两个穿孔部错位设置且错位方向与第一缓存盒、第二缓存盒的错位方向相同。具体的，参见附图10所示，穿孔部包括与若干调节部6一一对应设置的穿孔43，穿孔43沿竖直方向布设并供对应的调节部6的螺杆62穿设。穿孔43的上端部还设有供调节螺母63抵压的限位槽431，一侧设有让位开槽。通过限位槽431的设置能对调节螺母63进行限位，通过让位开槽的设置能为螺杆62调节过程中的倾斜提供一定的让位空间。

在一些实施例中，参见附图6所示，晶圆缓存机构还包括与第一缓存盒、第二缓存盒一一对应设置的冷却抽排组件7，且冷却抽排组件7位于远离第一开口41、第二开口42的一侧，用以对位于第一缓存盒、第二缓存盒内的晶圆3进行冷却，并排出晶圆3上附着的多余工艺气体。需要注意的是，冷却抽排组件7为现有技术，本实施例不再赘述其具体结构及工作原理。

在一些实施例中，第一缓存盒、第二缓存盒采用一体式结构。具体的，第一缓存盒、第二缓存盒由上顶板81、下底板82、侧框板83、分隔板84共同形成。其中，侧框板83位于上顶板81、下底板82之间并能与上顶板81、下底板82共同围设出侧面开口的容腔。分隔板84位于容腔内并将容腔分隔为两个用以存放晶圆3的独立空间，且分隔板84能将侧面开口分隔为第一缓存盒的第一开口41、第二缓存盒的第二开口42。

在一些实施例中，侧框板83包括背板831、一号侧板832、二号侧板833。其中，背板831沿缓存机架4宽度方向布设，其两端分别折弯连接有沿缓存机架4长度方向布设的一号侧板832、二号侧板833，且二号侧板833沿缓存机架4长度方向的尺寸大于一号侧板832沿缓存机架4长度方向的尺寸，以使二号侧板833远离背板831的一端相较于一号侧板832远离背板831的一端能向外延伸。进一步地，分隔板84与一号侧板832平行设置，且分隔板84、一号侧板832远离背板831的一端齐平，以保证分隔板84的一侧与一号侧板832之间形成的第一开口41能平行于缓存机架4的宽度方向，分隔板84的另一侧与二号侧板833之间形成的第二开口42能倾斜朝向第一开口41。

在一些实施例中，上顶板81与下底板82结构相同，且分别盖设在侧框板83的上、下端面。以上顶板81为例，上顶板81包括支撑板本体811，支撑板本体811沿其宽度方向上交错嵌装有两个对位圆板812，且两个对位圆板812的轴心线分别与位于第一缓存盒、第二缓存盒内的晶圆3轴心线相同。

实施例3

在实施例2中，由于第一缓存盒、第二缓存盒共用一个上顶板81，在通过水平调节组件调节第一缓存盒（第二缓存盒）的水平度时，上顶板81的移动不可避免的会影响到第二缓存盒（第一缓存盒）的水平度，导致需反复调试第一缓存盒、第二缓存盒的水平度，操作较为繁琐。因此，本实施例对第一缓存盒、第二缓存盒进行改进，将其拆分为分体式结构。

具体的，参见附图11-12所示，第一缓存盒、第二缓存盒为两个独立的盒体，且分别通过水平调节组件错位连接在缓存机架4上。在本实施例中，第一缓存盒、第二缓存盒结构相同，以第一缓存盒为例，第一缓存盒包括上支撑板85、下支撑板86、侧围板87，其中，侧围87位于上支撑板85、下支撑板86之间并能与上支撑板85、下支撑板86共同围设出侧面开口的容腔。在第一缓存盒中，侧面开口即为第一开口41；在第二缓存盒中，侧面开口即为第二开口42。

需要注意的是，在将第一缓存盒、第二缓存盒装配到缓存机架4上时，需保证第一缓存盒的侧面开口平行于缓存机架4的宽度方向，第二缓存盒的侧面开口朝向第一缓存盒方向倾斜，以满足晶圆取放需求。

在本实施例中，上支撑板85、下支撑板86结构相同，以上支撑板85为例，其包括仿形板体851，仿形板体851上还嵌装有对位圆板852，且对位圆板852的轴心线与位于第一缓存盒内的晶圆3轴心线相同。

实施例4

在实施例3中，一旦第一缓存盒、第二缓存盒装配到缓存机架4上时，第一缓存盒、第二缓存盒的开口方向即被固定。但在实际应用时，因对晶圆3取放路径的优化改进，有时需调节第一缓存盒、第二缓存盒的开口方向。因此，本实施例在实施例3的基础上，增设了角度调节组件，以实现第一缓存盒、第二缓存盒安装角度的调节。

具体的，参见附图12-14所示，角度调节组件与第一缓存盒、第二缓存盒一一对应设置，其包括沿对位圆板852的外周布设在所述仿形板体851上的若干弧形长槽91，且若干弧形长槽91共同围设出的虚拟圆能与第一缓存盒或第二缓存盒上的对位圆板851同心。且弧形长槽91内滑动设置有与缓存机架4连接的限位滑块。

为了节省零部件的安装，并使机构的整体结构更加紧凑简单，在一些实施例中，将若干弧形长槽91与水平调节组件的调节部6一一对应设置，并将限位滑块安装到调节部6的调节基座61上，由于调节部受缓存机架4的限位，仅能进行上下移动，不能进行水平方向的移动，因此，将限位滑块安装到调节基座61上，既能将角度调节组件与水平调节组件集成为一个整体，也避免限位滑块的水平方向移动。

以第一缓存盒为例，当需要调节第一缓存盒的安装角度时，由于调节部6的螺杆62是限位穿设在缓冲机架4上的，调节部6及限位滑块在水平方向上保持不动，又因为弧形长槽91与限位滑块的滑动配合，当施力使第一缓存盒转动时，弧形长槽91只能沿限位滑块移动，又由于多个弧形长槽91围设成的虚拟圆与对位圆板852同心，当多个弧形长槽91同时沿对应的限位滑块移动时，上支撑板85仅能沿对位圆板852所在的轴心线旋转，进而带动第一缓存盒整体沿对位圆板852的轴心线旋转，侧围板87及侧面开口能同步旋转，以使侧面开口的方向相较于缓存机架4发生变化。而由于对位圆板852的轴心线与位于第一缓存盒内的晶圆3轴心线相同，在第一缓存盒旋转的过程中，晶圆3的轴心线始终保持不变。

在一些实施例中，限位滑块为限位螺钉92，限位螺钉92依次穿设在调节基座61、弧形长槽91内，且其下端能延伸出弧形长槽91并螺纹连接有能抵接在仿形板体851上的限位螺母。当侧面开口调节至设定的角度时，通过限位螺母对限位螺钉92的旋紧，以将第一缓存盒或第二缓存盒锁固在调节基座61上，而且当调节部6上移以调节第一缓存盒或第二缓存盒的水平度时，调节基座61能带动限位螺钉92、限位螺母同步上移，此时，通过限位螺母对仿形板体851的抵接能带动仿形板体851上移，进而实现对第一缓存盒或第二缓存盒的水平度调节。

为了进一步提高弧形长槽91移动的稳定性，可将调节基座61设计为与弧形长槽91形状匹配的弧形结构，并在调节基座61的两端均安装能沿弧形长槽91移动的限位螺钉92。即在一个弧形长槽91内设置两个限位螺钉92，当弧形长槽91移动时，通过两个限位螺钉92的限位提高弧形长槽91移动的稳定性。

需要注意的是，为了提高第一缓存盒、第二缓存盒转动的稳定性，可在上支撑板85、下支撑板86上分别设置角度调节组件。

在一些实施例中，上支撑板85上还标识有用以识别上支撑板85旋转角度的刻度盘853，在缓存机架4上设有朝向刻度盘853的标识箭头44，当上支撑板85旋转时，标识箭头44能对准刻度盘853上的不同刻度，以便于及时获知侧围板87上的侧面开口的旋转角度。初始状态时，将侧面开口调节至平行于缓存机架4的宽度方向，此时，标识箭头44对准刻度盘853上的“0”刻度。

实施例5

本发明的一种晶圆传输装置，包括内置传输腔室的设备框架，传输腔室内分别设有传输机器人、晶圆缓存机构、上下料工位、LOADLOCK工艺机台。其中，传输机器人位于传输腔室的中部，上下料工位、LOADLOCK工艺机台沿设备框架宽度方向上分别位于传输腔室的两侧，晶圆缓存机构沿设备框架长度方向位于传输腔室的一侧。

晶圆缓存机构采用实施例2-4任一结构，且第二缓存盒位于靠近上下料工位的一侧。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种晶圆缓存机构，其特征在于：包括内置在设备框架内的缓存机架，所述缓存机架上设置有沿其长度和宽度方向上均错位的且用以存放晶圆的第一缓存盒、第二缓存盒，第二缓存盒位于靠近设备框架布设有上下料工位的一侧；所述第一缓存盒、第二缓存盒内均布设有晶圆支撑组件，且所述第一缓存盒、第二缓存盒朝向所述缓存机架长度方向的同一侧分别开设有第一开口、第二开口，所述第一开口、第二开口的两端分别能形成与对应的第一缓存盒或第二缓存盒内的晶圆同心设置的劣弧；且所述第一开口平行于所述缓存机架的宽度方向；所述第一缓存盒轴心、第二缓存盒轴心的连线与沿缓存机架的宽度方向穿过第一缓存盒轴心的直线形成的夹角在朝向第一开口、第二开口开设方向的一侧为钝角。

2.根据权利要求1所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述第二开口向所述第一缓存盒方向倾斜并能与所述第一开口之间形成钝角。

3.根据权利要求1所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述晶圆支撑组件包括支撑架，所述支撑架上设有若干上下分布且用以承载晶圆的支撑插槽。

4.根据权利要求3所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述支撑架为一体式U型结构，且U型结构的两个自由端分别位于所述第一开口或第二开口的两端。

5.根据权利要求3所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述支撑架至少有两个，且其中两个所述支撑架设置在所述第一开口或第二开口的两端，且两个所述支撑架的支撑插槽的布设方向与所述第一开口或第二开口方向保持一致。

6.根据权利要求1所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述第一缓存盒、第二缓存盒分别通过水平调节组件与所述缓存机架连接；所述水平调节组件包括若干组调节部，每组所述调节部均包括调节基座、螺杆、调节螺母；所述调节基座安装在所述第一缓存盒或第二缓存盒上；所述螺杆沿竖直方向布设，其一端与所述调节基座固定，另一端穿设在所述缓存机架上；所述调节螺母套装在螺杆上，并能抵压在缓存机架上。

7.根据权利要求6所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述缓存机架上布设有与所述水平调节组件一一对应设置的两个穿孔部，所述穿孔部包括与对应的所述水平调节组件的调节部一一对应设置的若干穿孔，所述穿孔沿竖直方向布设并供对应的所述调节部的螺杆穿设。

8.根据权利要求7所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述穿孔的上端部设有供所述调节螺母抵压的限位槽，一侧设有让位开槽。

9.根据权利要求1-8任一所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述第一缓存盒、第二缓存盒为一体式结构，且所述第一缓存盒、第二缓存盒由上顶板、下底板、侧框板、分隔板共同形成；其中，所述侧框板位于上顶板、下底板之间并能与上顶板、下底板共同围设出侧面开口的容腔；所述分隔板位于所述容腔内并将所述侧面开口分隔为所述第一开口、第二开口。

10.根据权利要求9所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述侧框板包括背板、一号侧板、二号侧板，其中，所述背板沿所述缓存机架宽度方向布设，其两端分别折弯连接有沿所述缓存机架长度方向布设的一号侧板、二号侧板；且所述二号侧板沿缓存机架长度方向的尺寸大于所述一号侧板沿缓存机架长度方向的尺寸。

11.根据权利要求10所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述分隔板与所述一号侧板平行设置，且所述分隔板、一号侧板远离背板的一端齐平，以使所述分隔板的一侧与所述一号侧板形成的第一开口能平行于所述缓存机架的宽度方向，所述分隔板的另一侧与所述二号侧板之间形成的第二开口能倾斜朝向所述第一开口。

12.根据权利要求9所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述上顶板与下底板分别盖设在侧框板的上、下端面，且所述上顶板、下顶板均包括支撑板本体，所述支撑板本体沿其宽度方向上交错布设有两个对位圆板，且两个所述对位圆板的轴心线分别与位于所述第一缓存盒、第二缓存盒内的晶圆轴心线相同。

13.根据权利要求6-8任一所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述第一缓存盒、第二缓存盒为分体式结构，且所述第一缓存盒、第二缓存盒均包括上支撑板、下支撑板、侧围板；所述侧围板位于所述上支撑板、下支撑板之间并能与所述上支撑板、下支撑板共同围设出侧面开口的容腔，所述侧面开口为第一开口或第二开口。

14.根据权利要求13所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述上支撑板、下支撑板均包括仿形板体，所述仿形板体上设有对位圆板，且所述对位圆板的轴心线与位于所述第一缓存盒或第二缓存盒内的晶圆轴心线相同。

15.根据权利要求14所述的晶圆缓存机构，其特征在于：还包括与所述第一缓存盒、第二缓存盒对应设置的角度调节组件，所述角度调节组件用以调节所述第一缓存盒或第二缓存盒在缓存机架上的安装角度。

16.根据权利要求15所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述角度调节组件包括沿所述对位圆板的外周布设在所述仿形板体上的若干弧形长槽，且若干所述弧形长槽共同围设出的虚拟圆与所述对位圆板同心；所述弧形长槽内滑动设置有与缓存机架连接的限位滑块。

17.根据权利要求16所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述弧形长槽与所述水平调节组件的调节部一一对应设置，且所述限位滑块安装在所述调节部的调节基座上。

18.根据权利要求17所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述限位滑块为限位螺钉，所述限位螺钉依次穿设在所述调节基座、弧形长槽内，且其下端能延伸出所述弧形长槽并螺纹连接有能抵接在所述仿形板体上的限位螺母。

19.根据权利要求15所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述上支撑板上还标识有用以识别旋转角度的刻度盘，所述缓存机架上设有朝向所述刻度盘的标识箭头。

20.一种晶圆传输装置，包括内置传输腔室的设备框架，其特征在于：所述设备框架内设有权利要求1-19任一所述的晶圆缓存机构。

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