CN115692274A - 一种晶片的传输装置及半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶片的传输装置及半导体工艺设备，传输装置包括上下料组件(100)、储存组件(200)、运载机构(400)和第一机械手(500)；储存组件(200)具有多个储存位(210)，且至少两个储存位(210)成一组，储存位(210)用于存储晶片承载盒；运载机构(400)用于在上下料组件(100)存储至少两个晶片承载盒后，同时将上下料组件(100)上存储的至少两个晶片承载盒传输至第一机械手(500)；第一机械手(500)用于将运载机构(400)传输的至少两个晶片承载盒传输至一组储存位(210)。上述方案能够解决半导体工艺设备的传输效率较差的问题。

Description

一种晶片的传输装置及半导体工艺设备

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，尤其涉及一种晶片的传输装置及半导体工艺设备。

背景技术

相关技术中，晶片的半导体工艺设备包括储料架、上料部、下料部、第一传输机械手、第二传输机械手和清洗设备，具体的工作工程中，第一传输机械手将装满晶片的晶片承载盒从储料架输送到上料部，第二传输机械手将晶片抓取走之后传输至工艺槽进行清洗，从而实现晶片的清洗工艺。

然而，上述半导体工艺设备再次上料时，需要将上料部的空的晶片承载盒传输回至储料架，将上料部空出来后才能再次进行上料。因此需要等待的时间较长，从而使得半导体工艺设备的传输效率较差。

发明内容

本发明公开一种晶片的传输装置和半导体工艺设备，以解决半导体工艺设备的传输效率较差的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种晶片的传输装置，包括上下料组件、储存组件、运载机构和第一机械手；

所述储存组件具有多个储存位，且至少两个所述储存位成一组，所述储存位用于存储所述晶片承载盒；

所述运载机构用于在所述上下料组件存储至少两个所述晶片承载盒后，同时将所述上下料组件上存储的至少两个所述晶片承载盒传输至所述第一机械手；

所述第一机械手用于将所述运载机构传输的至少两个所述晶片承载盒传输至一组所述储存位。

一种半导体工艺设备，包括第二机械手、工艺槽以及上述的晶片的传输装置，所述晶片通过所述第二机械手在所述储存位与所述工艺槽之间传输。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明公开的晶片的传输装置中，储存组件具有多个储存位，储存位可以用于存储空的晶片承载盒，也可以用于暂存装有晶片的晶片承载盒。此方案中，传输装置在上料的过程中不用等上下料组件空出来，上料至上下料组件的晶片承载盒通过运载机构和第一机械手传输至储存组件的储存位进行暂存，在储存组件的所有的储存位未储存满的情况下，上下料组件始终都不会被占用，能够一直上料。本申请相对于背景技术中的方案来说，减少了传输装置回传晶片承载盒的时间，从而使得传输装置的等待时间较短，进而提高了半导体工艺设备的传输效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的半导体工艺设备的结构示意图；

图2为图1中A-A向的剖视图；

图3为本发明实施例公开的半导体工艺设备的分组机构的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的半导体工艺设备的分组机构的俯视图。

附图标记说明：

100-上下料组件、110-第一上料位、120-第二上料位、130-第一下料位、140-第二下料位、

200-储存组件、210-储存位、

300-分组机构、310-升降部、320-平移部、321-支撑面、330-旋转部、

400-运载机构、410-第一运载部、420-第二运载部、

500-第一机械手、

600-第二机械手、

700-工艺槽、

800-储料架。

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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

如图1～图4所示，本发明实施例公开一种晶片的传输装置，该传输装置能够实现晶片的传输。所公开的传输装置包括上下料组件100、储存组件200、运载机构400和第一机械手500。

储存组件200具有多个储存位210，且至少两个储存位210成一组。该储存位210用于存储晶片承载盒。晶片承载盒可以盛放有多个晶片。具体地，晶片承载盒可以盛放25片晶片。当然，晶片承载盒还可以盛放其他数量的晶片，本文不作限制。

运载机构400用于在上下料组件100存储至少两个晶片承载盒后，同时将上下料组件100上存储的至少两个晶片承载盒传输至第一机械手500。也就是说，运载机构400能够一次传输至少两个晶片承载盒。

第一机械手500用于将运载机构400传输的至少两个晶片承载盒传输至一组储存位210。

具体的工作过程中，传输装置的储料架800上装有晶片的晶片承载盒上料至上下料组件100，运载机构400将上下料组件100上的晶片承载盒运载至第一机械手500的抓取位置，第一机械手500抓取晶片承载盒，将晶片承载盒放入储存组件200的储存位210进行暂存。当运载机构400将上下料组件100的晶片承载盒运载抓取走后，由于上下料组件100空闲，因此可以继续对上下料组件100进行上料操作，上下料组件100的上料可以与运载机构400和第一机械手500的传输操作同时进行。

本申请公开的实施例中，储存组件200具有多个储存位210，储存位210用于存储晶片承载盒，此时，储存位210可以用于存储空的晶片承载盒，也可以用于暂存装有晶片的晶片承载盒。传输装置在上料的过程中不用等上下料组件100空出来，上料至上下料组件100的晶片承载盒通过运载机构400和第一机械手500传输至储存组件200的储存位210进行暂存，在储存组件200的所有的储存位210未储存满的情况下，上下料组件100始终都不会被占用，能够一直上料。本申请相对于背景技术中的方案来说，减少了传输装置回传晶片承载盒的时间，从而使得传输装置的等待时间较短，进而提高了半导体工艺设备的传输效率。

另外，由于运载机构400与第一机械手500可以同时传输至少两个晶片承载盒，从而能够进一步提高传输装置的传输效率。

上述的储料架800是半导体工艺设备用于存放晶片的部件，其与储存组件200不同的是，储料架800储存厂务端运输来的晶片，而储存组件200用于在半导体工艺设备的传输过程中对晶片进行暂存。储料架800如图1所示。

为了提高半导体工艺设备的工艺效率，在另一种可选的实施例中，本申请公开的传输装置还可以包括分组机构300，分组机构300可以设置于其中一组储存位210的对应位置。分组机构300可以用于对其所对应的一组储存位210所存储的至少两个晶片承载盒内的晶片进行组合或分解。

具体的操作过程中，晶片在进行工艺时，分组机构300可以将其所对应的一组储存位210所存储的至少两个晶片承载盒内的晶片进行组合，至少两组晶片组合成一组，组合后的晶片一同进行工艺。例如，每个储存位210储存25片晶片，两个储存位210上的晶片组合后，组合后的晶片的数量为50片。当晶片在进行完工艺后，分组机构300将晶片进行分解，将分解后的晶片装入对应的晶片承载盒内。

此方案中，至少两组晶片组合成一组，组合后的晶片一同进行工艺，从而提高了半导体工艺设备的工艺效率。

本申请实施例中，由于储存位210成组设置，此时分组机构300能够同时对同一组内的至少两个晶片承载盒进行组合或分解。由于第一机械手500和运载机构400能够同时传输至少两个晶片承载盒，因此分组机构300在一次上料后就可以进行晶片的组合和分解操作，从而缩短了传输时间，进一步提高了传输装置的传输效率。

本文公开一种分组机构300的具体结构，当然还可以为其他结构，本文不作限制。具体地，分组机构300可以包括至少两个升降部310和至少两个平移部320，一个升降部310可以套装于一个平移部320之外。

升降部310可以用于带动晶片承载盒沿竖直方向移动，升降部310在第一位置和第二位置切换，在升降部310位于第一位置的情况下，晶片脱离晶片承载盒，且晶片转载至平移部320。在升降部310位于第二位置的情况下，晶片可以装入晶片承载盒，也就是说，升降部310在第二位置时，晶片位于晶片承载盒内，因此第一机械手500将装有晶片的晶片承载盒传输至升降部310时，升降部310处于第二位置。

至少两个平移部320可以用于沿水平方向靠拢，以对对应的晶片承载盒内的晶片进行组合，或者沿水平方向远离，以对对应的晶片承载盒内的晶片进行分解。

具体的操作过程中，首先升降部310处于第二位置时，第一机械手500将装满晶片的晶片承载盒传输至升降部310。此时，晶片承载盒承载在升降部310上，晶片承载在平移部320上。当升降部310在沿竖直方向下降的过程中，晶片承载盒也随着升降部310一起下降，晶片逐渐与晶片承载盒分离，直至升降部310位于第一位置的情况下，晶片脱离晶片承载盒。当晶片与晶片承载盒脱离时，第一机械手500可以将空的晶片承载盒抓取走，并储存在其他的储存位210。

其次，至少两个平移部320沿水平方向靠拢，因此使得至少两组晶片相互靠拢，从而使得至少两组晶片组合为一组，组合后的晶片进行工艺。

然后，当组合后的晶片完成工艺后，第一机械手500将储存在储存位210的空的晶片承载盒传输至升降部310，此时升降部310处于第一位置。至少两个平移部320沿水平方向逐渐远离，从而使得晶片分成至少两组。晶片分解后，升降部310上升，晶片套入晶片承载盒内，直至升降部310升至第二位置的情况下，晶片装入晶片承载盒内。

本实施例中，升降部310和平移部320为两个独立的部件，其设置有对应的驱动机构。

本方案中，通过升降部310的移动，能够使得晶片与晶片承载盒脱离，脱离后的晶片承载在平移部320上，平移部320的移动能够实现晶片的组合和分解。此时通过升降部310和平移部320两个部件的运动，既可以实现晶片的分解和组合，分组机构300的零部件较少，因此使得晶片的传输装置的结构简单。另外，升降部310和平移部320为两个独立的部件，因此不会相互影响，进而使得晶片的传输装置的可靠性更高。

晶片为薄片状，晶片承载在平移部320上时，容易从平移部320上滑落。基于此，在另一种可选的实施例中，平移部320的顶端可以具有支撑面321，支撑面321可以用于支撑晶片，至少两个平移部320的支撑面321位于同一平面内，且支撑面321可以为齿形结构。此方案中，晶片承载在平移部320上时，晶片能够卡在相邻的两个齿的间隙内，从而能够有效防止晶片滑落，进而提高了平移部320的支撑稳定性。

另外，至少两个平移部320的支撑面321可以位于同一平面内，此时至少两组晶片组合后，其排列的高度相同，进而在夹取和传输的过程中不容易发生滑片等现象。

在另一种可选的实施例中，升降部310的顶面可以设置有旋转部330，旋转部330可以绕其中心轴线转动，用于带动承载于其上的晶片承载盒转动，以实现晶片的面对面、背靠背和背对面的状态切换。此方案中，旋转部330能够对晶片承载盒进行旋转，从而带动晶片承载盒内的晶片进行旋转，进而可以实现组合后的晶片的面对面、背靠背和背对面的状态切换，以满足半导体工艺设备的不同工艺需要。

上述方案中，升降部310能够带动旋转部330一起升降，但是升降部310和旋转部330是单独驱动。

在另一种可选的实施例中，上下料组件100可以包括第一上料位110、第二上料位120、第一下料位130和第二下料位140，第一上料位110和第一下料位130均能够储存至少一个晶片承载盒，第二上料位120和第二下料位140均能够储存至少两个晶片承载盒。

运载机构400可以包括第一运载部410和第二运载部420，第一上料位110与第二上料位120之间可以通过第一运载部410进行晶片承载盒的传输，第二上料位120与第一机械手500之间可以通过第一运载部410进行晶片承载盒的传输。

第一下料位130与第二下料位140之间可以通过第二运载部420进行晶片承载盒的传输，第二下料位140与第一机械手500之间可以通过第二运载部420进行晶片承载盒的传输。

此方案中，第一上料位110、第二上料位120和第一运载部410用于传输装置上料，第一下料位130、第二下料位140和第二运载部420用于传输装置下料，因此上料与下料分开进行，从而使得上料操作和下料操作不会相互影响。

另外，上料与下料分开进行，也相应的提高了传输装置的工作效率。

可选地，上述第一运载部410和第二运载部420可以为AGV(Automated GuidedVehicle)小车，当然，第一运载部410和第二运载部420还可以为其他结构，本文不作限制。

上述实施例中，第一上料位110和第一下料位130均能够储存至少一个晶片承载盒，由于半导体工艺设备的布局的影响。第一上料位110和第一下料位130有可能只能一次上料和下料一个晶片承载盒。此时，第一上料位110第一次上料的晶片承载盒通过第一运载部410先传输至第二上料位120暂存，第一上料位110第二次上料后，第一运载部410将第二次上料的晶片承载盒运输至第二上料位120，此时第一运载部410可以将两次上料的晶片承载盒一同传输至第一机械手500的夹取位置。

下料操作与上料操作相似，本文不作赘述。

或者，上述实施例中的，第一上料位110和第一下料位130均能够储存至少两个晶片承载盒，此时，运载机构400能够同时传输至少两个晶片承载盒。

进一步地，第一上料位110可以在第二上料位120和储料架800之间移动，也就是说，第一上料位110可以运动至靠近储料架800的位置，第一运载部410可以对第一上料位110上料，第一上料位110上料后再移动至靠近第二上料位120的位置，通过第一运载机构400将第一上料位110上的晶片承载盒传输至第二上料位120进行暂存，此时第一上料位110空闲，第一上料位110再次移动至储料架800的位置，进而上料操作。

此方案中，第一运载部410运载晶片承载盒与第一上料位110的上料同时进行，因此可以缩短上料时间，进而提高传输装置的传输效率。

可选地，储料架800与第一上料位110可以通过伸缩杆连接，伸缩杆可以通过气缸、液压缸等动力结构驱动。伸缩杆伸长推动第一上料位110靠近储料架800，伸缩杆缩短推动第一上料位110靠近第二上料位120。

在另一种可选的实施例中，第一下料位130可以在第二下料位140和储料架800之间移动，也就是说，第一下料位130可以移动至靠近第二下料位140的位置，第二运载部420可以将第二下料位140上的晶片承载盒转载至第一下料位130。然后，第一下料位130可以移动至靠近储料架800的位置，再将第一下料位130上的晶片承载盒卸料至储料架800。

此方案中，第二运载部420运载晶片承载盒与第一下料位130的下料同时进行，因此可以缩短下料时间，进而提高传输装置的传输效率。

可选地，储料架800与第一下料位130可以通过伸缩杆连接，伸缩杆可以通过气缸、液压缸等动力结构驱动。伸缩杆伸长推动第一下料位130靠近储料架800，伸缩杆缩短推动第一下料位130靠近第二下料位140。

在另一种可选的实施例中，多组储存位210沿第一方向和第二方向间隔分布，第一方向和第二方向相垂直，第一方向可以为传输装置的高度方向，第二方向可以为传输装置的宽度方向或者长度方向。也就是说，多组储存位210可以沿传输装置高度方向和长度方向所在平面排布，或者多组储存位210可以沿传输装置的高度方向和宽度方向所在的平面排布。

此方案中，储存位210主要在高度方向上排布，因此占用长度方向和宽度方向的尺寸较少，因此能够减小传输装置的占地面积。

上述方案通俗理解为，储存组件200可以为一个货架，在沿货架的高度方向设置有多个储货的位置，这个位置就是储存位210。

在另一种可选的实施例中，第一机械手500可以沿第一方向和第二方向移动，运载机构400可以沿第三方向移动，第一方向、第二方向和第三方向两两相垂直。

可选地，第一方向可以为传输装置的高度方向，第二方向可以为传输装置的宽度方向、第三方向可以为传输装置的长度方向。

此方案中，第一机械手500和运载机构400在不同方向上的运动，能够使得晶片承载盒具有较大的传输范围，从而使得传输装置各部件设置位置不受传输方向的影响。

另外，第一机械手500和运载机构400在不同方向上的运动，也能够防止第一机械手500和第二机械手600发生干涉。

如图2所示，第一运载部410和第二运载部420在储存组件200的下侧移动，此时，储存组件200最底层的两组储存位210可以设置为空位，从而方便第一运载部410和第二运载部420移动。第一机械手500需要沿传输装置的高度方向移动，因此第一运载部410所对应的顶部位置均为空位，为第一机械手500沿高度方向移动预留出移动空间。

如图2所示，上料时，当第一运载部410将第二上料位120上的晶片承载盒移动至第一机械手500的抓取位置时，第一机械手500抓取第一运载部410上的晶片承载盒，并且在分组机构300所对应的储存位210空闲的情况下，可以将晶片承载盒传输至分组机构300所对应的储存位210(图2中所对应的3号储存位)。当分组机构300所对应的储存位210被占用时，第一机械手500可以将晶片承载盒传输至其他储存位210(图2中对应的4至13号储存位)，当分组机构300所对应的储存位210空闲的情况下，第一机械手500再将晶片承载盒传输至分组机构300所对应的储存位210，对晶片进行分组操作。

如图2所示，下料时，第一机械手500将3至13号储存位210上的晶片承载盒传输至第二运载部420，第二运载部420再传输至第二下料位140。

从图2中看出，储存组件200的1号和2号储存位为空位，第一运载部410在运载时可以移动至1号储存位，第二运载部420移动时可以移动至2号储存位。1号储存位的上方没有设置储存位，这是为了给第一机械手500预留出沿高度方向移动的空间。

图1中没有表示出4至13号储存位，仅表示出来第一运载部410从第二上料位120至1号储存位的移动过程，以及第二运载部420从2号储存位至第二下料位140的移动过程。因此图1表示的是第一运载部410和第二运载部420的运动过程。

基于本发明上述任一实施例的传输装置，本发明实施例还公开一种半导体工艺设备，所公开的半导体工艺设备具有上述任一实施例的传输装置。本申请公开的传输装置还包括第二机械手600和工艺槽700，晶片通过第二机械手600在储存位210与工艺槽700之间传输。也就是说，第二机械手600将晶片承载盒内的晶片夹取至工艺槽700内，晶片在工艺槽700内进行工艺操作。该工艺槽700可以完成清洗、刻蚀等工艺，当然该工艺槽700还可以完成其他工艺，本文不作限制。

具体地，第二机械手600用于将分组机构300组合后的晶片传输至工艺槽700内，也就是说，组合后的晶片通过第二机械手600在分组机构300所对应的储存位210与工艺槽700之间传输。

此方案中，传输装置在上料的过程中不用等上下料组件100空出来，上料至上下料组件100的晶片承载盒通过运载机构400和第一机械手500传输至储存组件200的储存位210进行暂存，在储存组件200的所有的储存位210未储存满的情况下，上下料组件100始终都不会被占用，能够一直上料。本申请相对于背景技术中的方案来说，减少了传输装置回传晶片承载盒的时间，从而使得传输装置的等待时间较短，进而提高了半导体工艺设备的传输效率。

在另一种可选的实施例中，工艺槽700的数量可以为多个，所述多个工艺槽700沿直线间隔排列。

此方案中，多个工艺槽700内可以放置不同的工艺药液，从而可以实现不同的工艺效果，进而提高了半导体工艺设备的工艺性能。例如，多个工艺槽700内可以放置不同的清洗液，从而能够实现不同的清洗效果。

另外，多个工艺槽700沿直线排列，从而使得第二机械手600的运动方式更加简单。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种晶片的传输装置，其特征在于，包括上下料组件(100)、储存组件(200)、运载机构(400)和第一机械手(500)；

所述储存组件(200)具有多个储存位(210)，且至少两个所述储存位(210)成一组，所述储存位(210)用于存储晶片承载盒；

所述运载机构(400)用于在所述上下料组件(100)存储至少两个所述晶片承载盒后，同时将所述上下料组件(100)上存储的至少两个所述晶片承载盒传输至所述第一机械手(500)；

所述第一机械手(500)用于将所述运载机构(400)传输的至少两个所述晶片承载盒传输至一组所述储存位(210)。

2.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，所述传输装置还包括分组机构(300)，所述分组机构(300)设置于其中一组所述储存位(210)的对应位置；

所述分组机构(300)用于对其所对应的一组所述储存位(210)所存储的所述至少两个晶片承载盒内的晶片进行组合或分解。

3.根据权利要求2所述的传输装置，其特征在于，所述分组机构(300)包括至少两个升降部(310)和至少两个平移部(320)，一个所述升降部(310)套装于一个所述平移部(320)之外；

所述升降部(310)用于带动所述晶片承载盒沿竖直方向移动，所述升降部(310)在第一位置和第二位置切换，在所述升降部(310)位于所述第一位置的情况下，所述晶片脱离所述晶片承载盒，且所述晶片转载至所述平移部(320)；在所述升降部(310)位于所述第二位置的情况下，所述晶片装入所述晶片承载盒；

至少两个所述平移部(320)，用于沿水平方向靠拢，以对对应的所述晶片承载盒内的晶片进行组合，或者沿水平方向远离，以对对应的所述晶片承载盒内的晶片进行分解。

4.根据权利要求3所述的传输装置，其特征在于，所述平移部(320)的顶端具有支撑面(321)，所述支撑面(321)用于支撑所述晶片，所述至少两个平移部(320)的所述支撑面(321)位于同一平面内，且所述支撑面(321)为齿形结构。

5.根据权利要求3所述的传输装置，其特征在于，所述升降部(310)的顶面设置有旋转部(330)，所述旋转部(330)绕其中心轴线转动，用于带动承载于其上的所述晶片承载盒转动，以实现所述晶片的面对面、背靠背和背对面的状态切换。

6.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，所述上下料组件(100)包括第一上料位(110)、第二上料位(120)、第一下料位(130)和第二下料位(140)，所述第一上料位(110)和所述第一下料位(130)均能够储存至少一个所述晶片承载盒，所述第二上料位(120)和所述第二下料位(140)均能够储存至少两个所述晶片承载盒；

所述运载机构(400)包括第一运载部(410)和第二运载部(420)，所述第一上料位(110)与所述第二上料位(120)之间通过第一运载部(410)进行所述晶片承载盒的传输，所述第二上料位(120)与所述第一机械手(500)之间通过所述第一运载部(410)进行所述晶片承载盒的传输；

所述第一下料位(130)与所述第二下料位(140)之间通过所述第二运载部(420)进行所述晶片承载盒的传输，所述第二下料位(140)与所述第一机械手(500)之间通过所述第二运载部(420)进行所述晶片承载盒的传输。

7.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，多组所述储存位(210)沿第一方向和第二方向间隔分布，所述第一方向和所述第二方向相垂直，所述第一方向为所述传输装置的高度方向。

8.根据权利要求7所述的传输装置，其特征在于，所述第一机械手(500)沿所述第一方向和所述第二方向移动，所述运载机构(400)沿第三方向移动，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相垂直。

9.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括第二机械手(600)、工艺槽(700)以及权利要求1至8中任一项所述的传输装置，晶片通过所述第二机械手(600)在所述储存位(210)与所述工艺槽(700)之间传输。

10.根据权利要求9所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述工艺槽(700)的数量为多个，所述多个工艺槽(700)沿直线间隔排列。

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