CN117410223A - 一种晶圆缓存机构、晶圆传输装置和传输方法 - Google Patents

一种晶圆缓存机构、晶圆传输装置和传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种晶圆缓存机构、晶圆传输装置和传输方法，其中缓存机构包括第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块，第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块均包括至少一个缓存盒。其中第二缓存模块和第三缓存模块还包括排气组件，第三缓存模块还包括充气组件，晶圆依次进入第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块内进行冷却和清洁。排气组件用于将放置腔内的空气抽出放置腔，充气组件能朝向对应的放置腔内的晶圆吹气，清洁冷却气体在排气组件抽吸下经过放置腔从排气孔内排出。缓存机构能对晶圆进行逐级降温和清洁，提高晶圆冷却的均匀度和清洁效果，同时增大缓存量，提高晶圆传输装置的传输效率。

Description

一种晶圆缓存机构、晶圆传输装置和传输方法
技术领域
本发明涉及晶圆传输设备技术领域，尤其涉及一种晶圆缓存机构、晶圆传输装置和传输方法。
背景技术
在晶圆加工过程中，晶圆通过晶圆传输装置进行传输，搬运至晶圆加工设备端进行加工或者清洗，被加工或者被清洗完成的晶圆再被传输至晶圆传输装置中，通过晶圆传输装置搬运回晶圆盒内。被加工或被清洗完成的晶圆因为未被冷却或者未干燥而不能直接被搬运回晶圆盒内存储，甚至是晶圆上残留有微粒或者有害气体，需要先在晶圆传输装置中短时间的存储，进行冷却、微粒或有害气体清除，才能被搬运回晶圆盒内。
一般会在晶圆传输装置内设置缓存机构，晶圆放置在晶圆缓存机构内进行冷却和缓存。对晶圆进行冷却，是通过向晶圆缓存机构充气，通过气体带走晶圆表面的热量而达到降温的效果。加工过后的晶圆，因为温度偏高，这样的冷却方式会造成晶圆快速降温，进而导致晶圆变形或翘曲。但若晶圆缓存机构在自然冷却一定时间后，再打开充气组件充气，又会造时间和空间的浪费，导致整体的晶圆传输装置对加工或清洗完成的晶圆的冷却效率低，效果差。因此，对晶圆进行冷却时要均匀缓慢的冷却，且需要保证晶圆传输装置的传输效率。
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，能对晶圆进行逐级冷却和清洁，提高晶圆冷却和清洁的均匀度和效果，同时增大缓存量，提高晶圆传输装置的传输效率。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆缓存机构，包括第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块，所述第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块均包括至少一个缓存盒，每个所述缓存盒限定出一个放置腔，所述放置腔内能放置多个晶圆，每个所述缓存盒仅具有一个开口；
其中所述第一缓存模块仅包括缓存盒，所述第一缓存模块的缓存盒形成一个仅有一个开口的半封闭结构，第二缓存模块和第三缓存模块还包括排气组件，所述第三缓存模块还包括充气组件，所述晶圆依次进入第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块内进行清洁和冷却，所述第一缓存模块能存放的晶圆数量小于第二缓存模块能存放的晶圆数量，且所述第二缓存模块能存放的晶圆数量小于第三缓存模块能存放的晶圆数量；
所述排气组件用于将放置腔内的空气抽出放置腔，所述排气组件包括位于开口后方的通气板，所述通气板上开设有与放置腔导通的排气孔；
所述充气组件能朝向对应的放置腔内的晶圆吹气，所述充气组件包括两个充气块，两个所述充气块分别固定在缓存盒的外部且位于开口的左右两侧，每个充气块均能吹出清洁冷却气体，所述清洁冷却气体在所述排气组件抽吸下经过放置腔从排气孔内排出。
本发明的有益效果在于：
一、第一缓存模块用于晶圆的自然冷却，同时第一冷却模块仅仅具有一个开口，晶圆上的微粒不会扰动进入其他空间；第二缓存模块具有排气组件，用于晶圆的排气冷却，同时带走晶圆表面的部分微粒进行初步清洁；第三缓存模块具有排气组件的同时具有充气组件，进行吹气冷却，同时吹走晶圆表面的部分微粒进行进一步清洁；三个缓存模块能对晶圆进行不同程度的冷却和清洁，满足不同的冷却和清洁需求。
二、晶圆依次进入第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块内进行冷却和清洁，进行逐级的阶梯式冷却，防止晶圆由于温度剧降而产生翘曲、开裂或变形等情况，提高冷却均匀度和清洁效果。
三、排气组件设置在远离开口的后方，充气组件设置在开口处，从左右两侧充气，让放置腔内的空气行走的距离最远，能最大范围的覆盖晶圆，提高晶圆冷却的均匀度，避免晶圆出现局部冷却的情况。
进一步来说，所述充气块包括充气块本体，所述充气块本体包括一个充气入口，所述充气块本体上还开设有竖直设置的出气槽，所述充气入口导入充气块本体的气体从出气槽吹出。吹气槽竖直设置，且尽可能的在上下方向上覆盖所有晶圆，这样保证进入放置腔的清洁冷却气体更佳均匀，避免放置腔内上下两端的晶圆的冷却效果差。
进一步来说，所述充气块本体包括一个沿其长度方向开设的气道，所述气道通过隔板分隔为第一气道和第二气道，所述隔板上开设有若干导通第一气道和第二气道的通气孔，所述充气入口位于第一气道上下方向上的端部且与第一气道直接导通，所述出气槽直接与第二气道导通。
设置隔板，让清洁冷却气体在第一气道内缓冲和均匀，再进入第二气道，提高出气槽出气的均匀度。
进一步来说，所述通气孔的面积从远离充气入口至靠近充气入口的依次增大。这样让第一气道内的气体更加均匀的注入第二气道，也能让出气槽喷出的气体更加均匀，提高晶圆冷却或气体清洁的均匀度。
进一步来说，所述晶圆放置在缓存盒内时，所述晶圆的部分突出开口和两个所述出气槽所在的竖直平面。所述出气槽的出气方向朝向晶圆，且朝向所述开口远离放置腔的一侧倾斜，所述出气槽的出气方向与开口所在的竖直平面形成一个为锐角的夹角。
出气槽的出气方向朝向开口外部偏离一个锐角，排气组件排出的气体能行走更远的路径，再被排气组件抽吸，气体在这一过程中能覆盖晶圆更多的部分。
进一步来说，当所述出气槽的出气方向与突出开口的晶圆的外缘相切时，得到所述夹角的最大值，此时出气槽喷出的清洁冷切气体能覆盖晶圆的面积最大。
进一步来说，所述排气组件还包括排气管和排气槽，所述排气槽固定在缓存盒外部并与通气板位置对应，所述排气槽固定在通气板上与所述通气板之间形成一个排气腔，所述排气管与排气腔导通，所述排气管连接有一个位于外部的抽气泵。所述排气孔在上下方向上均匀分布，这样能将放置腔体内的气体均匀抽出，气体在放置腔内从上到下均匀流动。
进一步来说，所述通气槽包括上下间隔且水平设置的上板、下板以及在左右分布的两个斜板，两个所述斜板从靠近缓存盒到远离缓存盒相互靠近，所述排气管设置在下板远离缓存盒的一侧。抽吸放置腔内的空气时，斜板的设置会让空气聚拢，快速从排气管内排出。
本发明还公开一种晶圆传输装置，包括：
机架，所述机架的前端对接有至少一个晶圆装载装置；
晶圆出入口，所述晶圆出入口设置在机架上且位于机架后端，所述晶圆出入口与晶圆加工装置对接，所述晶圆出入口包括至少一个晶圆出口和至少一个晶圆入口；
预对准机构，所述预对准机构位于机架内，用于晶圆的对准；
晶圆缓存机构，所述晶圆缓存机构设置在机架内，所述晶圆缓存机构上述的晶圆缓存机构；
机械手，所述机械手位于机架内，用于在晶圆装载装置的晶圆盒、预对准机构、晶圆出入口和晶圆缓存机构之间搬运晶圆。
晶圆传输装置对晶圆的冷却均匀度高，冷却效果好，同时传输效率高。
进一步来说，所述第三缓存模块包括四个缓存盒，其中两个所述缓存盒为一组形成一个缓存单元，一个所述缓存单元内的两个缓存盒在水平面内并排设置。
所述第一缓存模块和第二缓存模块上下设置，一个所述缓存单元和第二缓存模块位于晶圆出入口的左右两侧，另一个所述缓存单元位于晶圆传输装置左右方向的端部，所述预对准机构位于第三缓存机构下方。
结构紧凑，缓存机构、对准机构和晶圆出入口之间的合理的位置布置，让机械手的搬运路径更佳合理，便于机械手搬运，节约传输时间，提高传输效率。
本发明还公开一种晶圆传输方法，基于上述的晶圆传输装置，包括如下步骤：
步骤一、机械手从晶圆装载装置的晶圆盒中取出晶圆，传输至预对准机构上进行预对准，并将对准后的晶圆搬运至晶圆出口；
步骤二、机械手移动至晶圆入口处取下加工处理好的晶圆，并搬运至第一缓存模块中进行自然冷却；
步骤三、重复步骤一-步骤二直至第一缓存模块内已装入设定的晶圆数；
步骤四、机械手将第一缓存模块内冷却时间最长的晶圆搬运至第二缓存模块内进行排气冷却和清洁；
步骤五、重复步骤三-步骤四直至第二缓存模块内已装入设定的晶圆数；
步骤六、机械手从第二缓存模块上将冷却时间最长的一片晶圆搬运至第三缓存模块内进行吹气冷却和清洁；
步骤七、重复步骤五-步骤六直至第三缓存模块内的已装入设定的晶圆数；
步骤八、机械手从第三缓存机构上将冷却时间最长的一片晶圆搬运回晶圆装载装置的晶圆盒内。
机械手在持续动作，不会出现空闲，提高搬运效率。同时一个晶圆经过第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块的逐级的阶梯式降温和清洁，冷却和清洁效果也大大提高，利用机械手的搬运时间，晶圆在最大程度上得以冷却和清洁。
附图说明
图1为本发明一实施例中第三缓存模块的立体结构示意图；
图2为本发明一实施例中第三缓存模块的另一角度立体结构示意图；
图3为本发明一实施例中充气块的立体结构示意图；
图4为本发明一实施例中充气块的剖视图；
图5为本发明一实施例中第三缓存模块的仰视图；
图6为本发明一实施例中出气槽的俯视图；
图7为本发明一实施例中第一缓存模块和第二缓存模块的结构示意图；
图8为本发明一实施例中晶圆传输装置的立体结构示意图；
图9为本发明一实施例中晶圆传输装置的另一角度立体结构示意图。
图中：
1a、第一缓存模块；1b、第二缓存模块；1c、第三缓存模块；11c、缓存单元；
1、缓存盒；11、顶板；12、底板；13、围板；14、开口；15、晶圆支撑架；16、放置腔；17、对射传感器；
2、排气组件；21、排气管；22、通气板；221、排气孔；23、排气槽；231、上板；232、下板；233、斜板；
3、充气组件；31、充气块；311、充气块本体；3111、第一气道；3112、第二气道；3113、隔板；31131、通气孔；3114、出气槽；31141、斜面；312、固定板；313、充气入口；
4、机械手；
5、预对准机构；
61、晶圆入口；62、晶圆出口；
7、机架；71、腔室出气管；72、管道；
8、晶圆装载装置。
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。
在一个实施例中，本发明的一种晶圆缓存机构，能用于晶圆的缓存和冷却，晶圆缓存机构包括三个缓存模块，参见附图1和附图7所示，每个缓存模块均包括至少一个缓存盒1。每个缓存盒1限定出一个放置腔16，放置腔16内分布有支撑晶圆的晶圆支撑架15，晶圆通过晶圆支撑架15放置在放置腔16内。缓存盒1具有一个开口14，晶圆从开口14处进出放置腔16。
三个缓存模块分别为第一缓存模块1a、第二缓存模块1b和第三缓存模块1c，三个缓存模块均能存储并清洁、冷却晶圆，且三个缓存模块结构不同，能用于晶圆不同程度的清洁冷却，晶圆在三个缓存模块内进行不同程度的冷却和清洁，冷却和清洁的效果逐渐提高，实现最终清洁冷却效果。
其中第一缓存模块1a用于晶圆的自然冷却，也就是第一缓存模块1a仅包括缓存盒1，晶圆放置在缓存盒1内进行自然冷却。参见附图7所示，第一缓存模块1a的缓存盒1仅有一个开口，形成一个半封闭式的结构，此时晶圆放置在其内时，晶圆上的微粒仅仅会停留在晶圆或第一缓存模块1a的缓存盒1，减少微粒的扰动，不会污染其他位置和空间。
参见附图7所示，第二缓存模块1b还包括固定在缓存盒1上的排气组件2，排气组件2与放置腔16连通，能将放置腔16内的空气抽出放置腔16，对晶圆进行排气冷却。排气组件2在排气冷却的同时，还能带走晶圆上的部分微粒，对晶圆进行初步清洁。
参见附图1所示，第三缓存模块1c不仅包括排气组件2，还包括固定在缓存盒1上的充气组件3，充气组件3能朝向放置腔16内的晶圆吹气进行晶圆的快速冷却。充气组件3在吹气冷却的同时，还能将晶圆上的一些微粒吹离晶圆表面，再通过排气组件2抽出第三缓存模块1c，更进一步的对晶圆进行清洁。
在本实施例中，加工后的晶圆先进入第一缓存模块1a的缓存盒1内进行自然冷却，待晶圆温度稍微降低后，转移至无充气组件3但有排气组件2的第二缓存模块1b的缓存盒1内，通过排气组件2排出一部分热量并带走部分微粒。最后再被传输至第三缓存模块1c中，通过充气组件3吹气进行彻底冷却，进一步吹走部分微粒。这样防止晶圆直接进入冷却效果好的第三缓存模块1c中，晶圆由于温度剧降而产生翘曲、开裂或变形等情况，同时起到逐步清洁晶圆的作用。
本实施例中，同时设置三个缓存模块，这样对晶圆进行逐级冷却和清洁，清洁冷却效果更佳，减小晶圆的变形，又保证了晶圆的缓存空间，晶圆在三个缓存模块中切换，传输效率高。
因为晶圆在第三缓存模块1c内的冷却是最快的，在第一缓存模块1a的冷却是最慢的，因此，只要晶圆能降低一定温度，保证在第三缓存模块1c中不会变形，就可以将晶圆搬运到第三缓存模块1c内，以减少冷却时间的总和。因此晶圆在第一缓存模块1a中的冷却时间小于晶圆在第二缓存模块1b中的冷却时间，且晶圆在第二缓存模块1b中的冷却时间小于晶圆在第三缓存模块1c内的冷却时间，也就是说晶圆在第三缓存模块1c内的停留时间是最长的。因此，为了满足晶圆的冷却，同时让搬运晶圆的机械手4不会出现停止工作的情况，增大冷却和晶圆搬运效率，第三缓存模块1c能存储的晶圆量大于第二缓存模块1b能存储的晶圆量，第二缓存模块1b能存储的晶圆量大于第一缓存模块1a能存储的晶圆量。
工作时，机械手4将第一缓存模块1a内冷却时间最长的晶圆搬运至第二缓存模块1b内进行排气冷却，晶圆在第二缓存模块1b内排气冷却时，机械手4可重复动作将晶圆从第一缓存模块1a搬运到第二缓存模块1b，也可将第二缓存模块1b内排气冷却时间最长的晶圆搬运到第三缓存模块1c内。确保机械手4能源源不断的传输晶圆，不会出现空闲，也能保证晶圆有足够的冷却时间和空间。
在一个实施例中，参见附图7所示，第一缓存模块1a和第二缓存模块1b均包括一个缓存盒1，第二缓存模块1b的缓存盒1的放置腔16大于第一缓存模块1a的缓存盒1的放置腔16，实现第二缓存模块1b的晶圆存储量大于第一缓存模块1a的晶圆存储量。参见附图1所示，第三缓存模块1c包括两个缓存盒1，第三缓存模块1c的缓存盒1的放置腔16等于第二缓存模块1b的缓存盒1的放置腔16，实现第三缓存模块1c的晶圆存储量大于第二缓存模块1b的晶圆存储量。
当然，第三缓存模块1c的缓存盒1数量也不限定在两个，也可只有一个或三个或更多，只要保证第三缓存模块1c的晶圆存储量能大于第二缓存模块1b的晶圆存储量即可。
参见附图1和附图7所示，缓存盒1虽然大小和外部形状不同，但缓存盒均包括顶板11、底板12和位于两者之间的围板13，开口14开设在围板13上，位于顶板11和底板12之间，顶板11、底板12和围板13形成放置腔16，晶圆从开口14处沿前后方向移动以进出放置腔16。
参见附图1和附图2所示，排气组件2固定在围板13上，排气组件2包括排气管21、通气板22和排气槽23，通气板22设置在围板13远离开口14的一侧，也就是固定在围板13离开口14最远的位置。通气板22位于开口14的后方，此时与开口14之间的距离最大。排气槽23固定在围板13外部，与通气板22位置对应，排气槽23固定在通气板22上，与通气板22之间形成一个排气腔，排气管21与排气腔导通，排气管21连接有一个位于外部的抽气泵。通气板22上开设有至少一个导通排气腔和放置腔16的排气孔221，放置腔16内的气体可以通过通气板22上的排气孔221排向排气腔，通过抽气泵的抽吸力，把排气腔内的气体吸走，带走晶圆上的热量和部分微粒，实现晶圆的排气冷却和初步清洁。
在本实施例中，参见附图1所示，排气孔221在通气板22上阵列分布，尤其需要在腔体的上下方向上均匀分布，这样能将放置腔16体内的气体均匀抽出，气体在放置腔16内从上到下均匀流动。
在一个实施例中，通气板22与围板13为分体结构，围板13远离开口14的一侧开设有一个缺口，通气板22盖合在缺口处且和围板13固定连接。
在一个实施例中，通气板22与围板13一体成型，也就是围板13远离开口14的部分为通气板22，排气孔221直接开设在围板13上。
本实施例中，将通气板22设置在远离开口14的一侧，这样能让腔体内的气体流通更大的距离。因为缓存盒1外部的空气可从开口14处进入放置腔16内，通气板22的位置设置，能让外部进入放置腔16的空气流动最大的距离进入排气组件2，以带走晶圆上更多的热量。
在另一些实施例中，通气板22也可设置在底板12、顶板11或围板13的其他位置处，也能通过排气来对放置腔16内的晶圆降温，但此时降温效果不是最佳。
参见附图2所示，通气板22与开口14平行，通气槽包括上下间隔且水平设置的上板231和下板232，以及在左右方向分布的两个斜板233，两个斜板233从靠近缓存盒1到远离缓存盒1相互靠近，通气槽在一个水平面内的截面为三角形。排气管21设置在下板232远离缓存盒1的一侧，也就是靠近两个斜板233相互靠近的一端。抽吸放置腔16内的空气时，斜板233的设置会让空气聚拢，快速从排气管21内排出。
参见附图1所示，充气组件3包括与第三缓存模块1c的缓存盒1对应设置，充气组件3包括两个充气块31，两个充气块31分别固定在缓存盒1的外部位于开口14的左右两侧，不会对缓存盒1内部的晶圆放置造成干扰。充气组件3可吹出清洁冷却气体，吹出的清洁冷却气体在排气组件2吸附下进入放置腔16，从放置腔16内的晶圆上流过，对晶圆进行降温，同时将附着在晶圆上的微粒吹下，再经过排气组件2排出第三缓存模块1c，实现晶圆的进一步清洁。
参见附图3至附图5所示，每个充气块31都在上下方向上竖直设置，充气块31包括充气块本体311，充气块本体311包括一个沿其长度方向开设的气道，气道通过隔板3113分隔为第一气道3111和第二气道3112，第一气道3111和第二气道3112在前后方向依次分布，第二气道3112位于第一气道3111的前方。充气块本体311上固定有与第一气道3111直接导通的充气入口313，充气块本体311上开设有与第二气道3112直接导通的出气槽3114，出气槽3114沿上下方向开设，隔板3113上开设有若干导通第一气道3111和第二气道3112的通气孔31131。
在一个实施例中，出气槽3114在上下方向上的长度不小于放置腔16在上下方向上的高度，且出气槽3114的上端的高端位置高于放置腔16上端的高度位置，出气槽3114下端的高度位置低于放置腔16下端的高度位置。这样保证放置腔16在上下方向上都有清洁冷却气体进入，对位于不同高度的晶圆进行冷却，提高冷却均匀度。
充气入口313接通有位于外部的充气泵，充气泵充入的气体经第一气道3111，从通气孔31131中流向第二气道3112，再从与第二气道3112相通的出气槽3114流出，流出气体具有一定的流速，用于吹干缓存盒1或者吹走晶圆表面上的气体和微粒。
参见附图1和附图2所示，充气入口313位于充气块本体311的上下方向的端部，因此进入第一气道3111内的气体，在远离充气入口313一端气压会在充气泵的充气作用下较大，靠近充气入口313处的气压最小，这样导致从出气槽3114出来的气流在上下方向上不均匀，大气流可能会吹动邻近的晶圆，而小气流无法起到很好的冷却和清洁效果。因此，设置隔板3113，让清洁冷却气体在第一气道3111内缓冲和均匀，再进入第二气道3112，提高出气槽3114出气的均匀度。
在一个实施例中，通气孔31131在上下方向上均匀分布，也就是通气孔31131中心点在上下方向上的距离相同。同时通气孔31131的面积从远离充气入口313至靠近充气入口313的依次增大，通气孔31131形成的通气路径，第一气道3111内的清洁冷却气体从通气路径进入第二气道3112。这样让第一气道3111内的气体更加均匀的注入第二气道3112，也能让出气槽3114喷出的气体更加均匀，提高晶圆冷却或气体清洁的均匀度。
通气孔31131可以布置为包括圆形、多边形等各种形状，当通气孔31131为圆形时，也就是通气孔31131的直径从远离充气入口313到靠近充气入口313依次增大，当通气孔31131是正方形时，也就是通气孔31131的边长从远离充气入口313到靠近充气入口313依次增大，依次类推，只要保证通气孔31131形成的通气路径的面积从远离充气入口313至靠近充气入口313的依次增大即可。
参见附图1所示，开口14竖直开设，晶圆水平放置在缓存盒1内时，晶圆会有部分突出开口14，而充气组件3的两个充气块31对称设置在开口14的左右方向两侧，此时两个出气槽3114所在的竖直平面与开口14所在的竖直平面平行，晶圆也会有部分在向前突出充气组件3，也就是充气组件3的出气槽3114在前后方向上不超出延伸出开口14的晶圆的边缘。但为了晶圆在放置腔16内放置稳定，晶圆只会有小部分突出开口14，也就是晶圆放置在放置腔16内时，晶圆的圆心位于放置腔16内。
参见附图5所示，出气槽3114的出气方向朝向晶圆，且朝向所述开口14远离放置腔16的一侧倾斜，且出气槽3114的出气方向与开口14所在的竖直平面形成一个夹角a，夹角a为锐角。在同一个水平面内，开口14所在的竖直平面具有一个连线,就是图5中的点划线B1-B2,图5中的空心箭头示出在这个平面内出气槽3114的出口方向，两者形成夹角a。因为排气组件2会抽吸放置腔16中的气体，而晶圆又会有部分位于开口14之外，出气槽3114的出气方向朝向开口14方向或者放置腔16内部方向时，充气组件3吹出的气体会被排气组件2吸走，而位于放置腔16外部的晶圆的部位未被吹气，导致晶圆冷却不均匀。因此将出气槽3114的出气方向朝向开口14外部偏离一个锐角，排气组件2排出的气体能行走更远的路径，再被排气组件2抽吸，让气体在这一过程中能覆盖整片晶圆。
参见附图5所示，夹角的角度，由晶圆尺寸的大小、出气槽3114到晶圆圆心的水平距离d和垂直距离l决定。
在一个实施例中，当出气槽3114的出气方向与突出开口14的晶圆的外缘相切时，排气组件2排出的气体覆盖晶圆的最大面积，冷却和清洁效果最佳，此时得到一个夹角的角度，这个角度为夹角的最大值θ。
参见附图4和附图6所示，出气槽3114包括两个平行的斜面31141，第二通道内的气体经过斜面31141喷出，斜面31141对气体起到导向作用，保证出气槽3114的出气方向朝向开口14外部偏离一个锐角。斜面31141的倾斜程度决定了这个夹角a的大小，斜面31141与开口14所在的竖直平面之间就是夹角a。通过斜面31141的加工，控制出气槽3114的出气方向。
参见附图4所示，充气块本体311由前后方向设置的两个方管拼接形成，两个方管共同固定在一个固定板312上，固定板312固定在围板13上，实现充气块31与缓存盒1的固定。
参见附图1所示，顶板11和底板12向前突出开口14，顶板11和底板12在晶圆上的正投影能覆盖晶圆。顶板11和底板12突出开口14且远离开口14的一侧设置有至少一组对射传感器17，对射传感器17包括分别固定在顶板11和底板12上的发射端和接收端，对射传感器17用于检测晶圆是否对齐，是否有突出指定位置的情况。
参见附图1所示，晶圆支撑架15包括至少三个支撑架本体，三个支撑架本体成三角形分布，三角形为一个等腰三角形。其中两个固定在放置腔16靠近开口14的位置，且分别位于开口14的左右两侧，另一个位于放置腔16远离开口14的一侧。三个支撑架本体上均开设有沿上下方向均匀分布的多层晶槽，三个支撑架本体的同一层的晶槽位于同一水平面内。一个晶槽仅能插入一个晶圆，晶圆在上下方向堆叠在缓存盒1内。
本实施例中的缓存机构通过三个缓存模块，能对晶圆进行逐级冷却，避免晶圆发生温度剧降。尤其在第三缓存模块1c内，设置充气组件3和排气组件2，充气组件3和排气组件2通过位置的设置具体的结构，以及充气组件3的出气方向，让出气均匀，也让清洁冷却气体能更大范围的覆盖晶圆，提高冷却效果和均匀度。
参见附图8和附图9所示，本发明还公开一种晶圆传输装置，包括上述的晶圆缓存机构、机械手4、预对准机构5、晶圆出入口和机架7。机架7形成一个传输腔，晶圆缓存机构、机械手4、预对准机构5均设置在传输腔内，晶圆出入口开设在机架7上，晶圆从晶圆出入口进入传输腔内。
晶圆出入口设置在晶圆传输装置的后端，与晶圆加工装置（图中未示出）对接，晶圆出入口包括晶圆出口62和晶圆入口61，晶圆出口62和晶圆入口61数量可根据实际需要设置。晶圆传输装置的前端对接有多个晶圆装载机，晶圆出口62和晶圆入口61上可以放置一片晶圆。机械手4从晶圆装载装置8上的晶圆盒内取出晶圆，经预对准机构5对准后，再被搬运至晶圆入口61处，加工设备端的机械手4将晶圆取走进行加工处理，处理后再传输至晶圆出口62处，晶圆传输装置中的机械手4把出口处的晶圆搬运至缓存机构进行冷却或清除残留气体处理，待处理后再搬运回晶圆盒内。
参见附图8所示，第一缓存模块1a和第二缓存模块1b上下设置。第三缓存模块1c包括四个缓存盒1，其中两个缓存盒1为一组形成一个缓存单元11c，一个缓存单元11c内的两个缓存盒1水平面内并排设置。一个缓存单元11c和第二缓存模块1b位于晶圆出入口的左右两侧。另一个缓存单元11c位于晶圆传输装置短边一侧（左右方向的端部），预对准机构5位于第三缓存机构下方。机械手4从第二缓存模块1b搬运晶圆至两个缓存单元11c的距离基本相等，可以提交机械手4的搬运效率。
上下设置的第一缓存模块1a和第二缓存模块1b，以及两个缓存单元11c的分布情况，让晶圆传输装置的结构更加紧凑。同时晶圆传输装置对接有五个晶圆装载装置8，为了满足晶圆具有足够的冷却空间以及保证晶圆传输的效率，第三缓存模块1c包括四个缓存盒1，分为两组，让整个传输装置能进行更多晶圆的冷却，不会不出现机械手4空闲的情况，最大程度的提高机械手4的效率。
参见附图9所示，机架7上还固定有连通传输腔和外部空间的腔室出气管71，排气管21与腔室出气管71连通，排气管21排出的放置腔16内的气体可通过腔室出气管71排出传输腔。一个腔室出气管71内可插入多个排气管21。
在另一实施例中，传输腔的底部设置有与外界的抽气泵连通的管道72，用于排出传输腔内的气体以稳定传输腔内部气压。
在一个实施例中，本发明还公开一种晶圆传输方法，基于上述的晶圆传输装置，传输方法包括：
步骤一、机械手4从晶圆装载装置8的晶圆盒中取出晶圆，传输至预对准机构5上进行预对准，并将对准后的晶圆搬运至晶圆出口62，以使晶圆进入外部的加工设备的加工。
步骤二、机械手4移动至晶圆入口61处取下加工处理好的晶圆，并搬运至第一缓存模块1a中进行自然冷却。
步骤三、重复步骤一-步骤二直至第一缓存模块1a内已装入设定的晶圆数。
步骤四、机械手4将第一缓存模块1a内冷却时间最长的晶圆搬运至第二缓存模块1b内进行排气冷却和清洁。
步骤五、重复步骤三-步骤四直至第二缓存模块1b内已装入设定的晶圆数。
步骤六、机械手4从第二缓存模块1b上将冷却时间最长的一片晶圆搬运至第三缓存模块1c内进行吹气冷却和清洁。
步骤七、重复步骤五-步骤六直至第三缓存模块1c内的已装入设定的晶圆数。
步骤八、机械手4从第三缓存机构上将冷却时间最长的一片晶圆搬运回晶圆装载装置8的晶圆盒内。
重复上面的步骤，也就是步骤七-步骤八，直到所有晶圆完成加工和冷却后搬运会晶圆装载装置8的晶圆盒内。
采用本实施例中的晶圆传输方法，晶圆在第一缓存模块1a、第二缓存模块1b和第三缓存模块1c冷却和清洁时，机械手4也在不断的搬运晶圆。机械手4在持续动作，不会出现空闲，提高搬运效率。同时一个晶圆经过第一缓存模块1a、第二缓存模块1b和第三缓存模块1c的阶梯式降温和清洁，冷却和清洁效果也大大提高，利用机械手4的搬运时间，晶圆在机械手4搬运过程中最大程度上得以冷却和清洁。
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 (11)

1.一种晶圆缓存机构，其特征在于：包括第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块，所述第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块均包括至少一个缓存盒，每个所述缓存盒限定出一个放置腔，所述放置腔内能放置多个晶圆，每个所述缓存盒仅具有一个开口；
其中所述第一缓存模块仅包括缓存盒，所述第一缓存模块的缓存盒形成一个仅有一个开口的半封闭结构，所述第二缓存模块和第三缓存模块还包括排气组件，所述第三缓存模块还包括充气组件，所述晶圆依次进入第一缓存模块、第二缓存模块和第三缓存模块内进行清洁和冷却，所述第一缓存模块能存放的晶圆数量小于第二缓存模块能存放的晶圆数量，且所述第二缓存模块能存放的晶圆数量小于第三缓存模块能存放的晶圆数量；
所述排气组件用于将放置腔内的空气抽出放置腔，所述排气组件包括位于开口后方的通气板，所述通气板上开设有与放置腔导通的排气孔；
所述充气组件能朝向对应的放置腔内的晶圆吹气，所述充气组件包括两个充气块，两个所述充气块分别固定在缓存盒的外部且位于开口的左右两侧，每个充气块均能吹出清洁冷却气体，所述清洁冷却气体在所述排气组件抽吸下经过放置腔从排气孔内排出。
2.根据权利要求1所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述充气块包括充气块本体，所述充气块本体包括一个充气入口，所述充气块本体上还开设有竖直设置的出气槽，所述充气入口导入充气块本体的清洁冷却气体从出气槽吹出。
3.根据权利要求2所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述充气块本体包括一个沿其长度方向开设的气道，所述气道通过隔板分隔为第一气道和第二气道，所述隔板上开设有若干导通第一气道和第二气道的通气孔，所述充气入口位于第一气道上下方向上的端部且与第一气道直接导通，所述出气槽直接与第二气道导通。
4.根据权利要求3所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述通气孔的面积从远离充气入口至靠近充气入口的依次增大。
5.根据权利要求2所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述晶圆放置在缓存盒内时，所述晶圆的部分向前突出开口和两个所述出气槽所在的竖直平面；
所述出气槽的出气方向朝向晶圆，且朝向所述开口远离放置腔的一侧倾斜，所述出气槽的出气方向与开口所在的竖直平面形成一个为锐角的夹角。
6.根据权利要求5所述的晶圆缓存机构，其特征在于：当所述出气槽的出气方向与向前突出开口的晶圆的外缘相切时，得到所述夹角的最大值。
7.根据权利要求1-6任一所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述排气组件还包括排气管和排气槽，所述排气槽固定在缓存盒外部并与通气板位置对应，所述排气槽固定在通气板上与所述通气板之间形成一个排气腔，所述排气孔在上下方向上均匀分布，所述排气管与排气腔导通，所述排气管连接有一个位于外部的抽气泵。
8.根据权利要求7所述的晶圆缓存机构，其特征在于：所述通气槽包括上下间隔且水平设置的上板、下板以及在左右分布的两个斜板，两个所述斜板从靠近缓存盒到远离缓存盒相互靠近，所述排气管设置在下板远离缓存盒的一侧。
9.一种晶圆传输装置，其特征在于：包括
机架，所述机架的前端对接有至少一个晶圆装载装置；
晶圆出入口，所述晶圆出入口设置在机架上且位于机架后端，所述晶圆出入口与晶圆加工装置对接，所述晶圆出入口包括至少一个晶圆出口和至少一个晶圆入口；
预对准机构，所述预对准机构位于机架内，用于所述晶圆的对准；
晶圆缓存机构，所述晶圆缓存机构设置在机架内，所述晶圆缓存机构采用权利要求1-8任一所述的晶圆缓存机构；
机械手，所述机械手位于机架内，用于在晶圆装载装置的晶圆盒、预对准机构、晶圆出入口和晶圆缓存机构之间搬运晶圆。
10.根据权利要求9所述的晶圆传输装置，其特征在于：所述第三缓存模块包括四个缓存盒，其中两个所述缓存盒为一组形成一个缓存单元，一个所述缓存单元内的两个缓存盒在水平面内并排设置；
所述第一缓存模块和第二缓存模块上下设置，一个所述缓存单元和第二缓存模块位于晶圆出入口的左右两侧，另一个所述缓存单元位于晶圆传输装置左右方向的端部，所述预对准机构位于第三缓存机构下方。
11.一种晶圆传输方法，基于权利要求9-10任一所述的晶圆传输装置，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、机械手从晶圆装载装置的晶圆盒中取出晶圆，传输至预对准机构上进行预对准，并将对准后的晶圆搬运至晶圆出口；
步骤二、机械手移动至晶圆入口处取下加工处理好的晶圆，并搬运至第一缓存模块中进行自然冷却；
步骤三、重复步骤一-步骤二直至第一缓存模块内已装入设定的晶圆数；
步骤四、机械手将第一缓存模块内冷却时间最长的晶圆搬运至第二缓存模块内进行排气冷却和清洁；
步骤五、重复步骤三-步骤四直至第二缓存模块内已装入设定的晶圆数；
步骤六、机械手从第二缓存模块上将冷却时间最长的一片晶圆搬运至第三缓存模块内进行吹气冷却和清洁；
步骤七、重复步骤五-步骤六直至第三缓存模块内的已装入设定的晶圆数；
步骤八、机械手从第三缓存机构上将冷却时间最长的一片晶圆搬运回晶圆装载装置的晶圆盒内。
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