CN208954960U - 晶圆传送装置 - Google Patents

Abstract

该实用新型涉及一种晶圆传送装置，包括：传送机器人，用于传送晶圆；机械手臂，安装至传送机器人，能够跟随传送机器人运动，用于放置晶圆；移动平台，安装至传送机器人，能够跟随传送机器人运动，且移动平台包括电动机；机械手臂连接至电动机的输出轴，由电动机的输出轴的输出量来调整机械手臂的位置，从而调整晶圆的位置。本实用新型的晶圆传送装置具有移动平台，通过移动平台的电动机的输出轴，可以控制放置晶圆的机械手臂的位置，从而调整晶圆的位置，使得在使用晶圆传送装置进行晶圆传送时，能够在晶圆位置出现偏差时及时对晶圆位置进行调整，从而防止晶圆毁损，提高晶圆生产的良率。

Description

晶圆传送装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆生产领域，具体涉及一种晶圆传送装置。

背景技术

在半导体工艺技术中，晶圆在不同腔体之间的传送十分重要。

例如，化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)工艺作为主要的介质层成膜技术，是半导体技术中一个很重要的模块，在先进工艺中的应用也越来越广泛。而在进行化学气相沉积的过程中，需要将晶圆从FOUP(Front opening unified pod，前开式晶圆传送盒)传送到反应腔室(Chamber)内，以在反应腔室内完成化学气相沉积，再将完成化学气相沉积的晶圆传送回FOUP。在传送晶圆的过程中，晶圆在缓冲腔(Buffer chamber)、预真空腔(Load Lock)，和FOUP之间被传送，很有可能会发生位置的偏移。

现有技术中，一旦晶圆在传送过程中出现位置的偏移，设置在缓冲腔内的监控模块就会发出警报，并控制传送机器人停止传送晶圆。此时，被传送的晶圆无法被传送回FOUP。然而由于缓冲腔为真空腔，若打开缓冲腔将无法被传送回FOUP的晶圆取出，则很有可能会造成晶圆的报废，影响晶圆生产的良率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆传送装置，能够调节被传送的晶圆的位置偏移，防止晶圆在传送过程中发生毁损，提高晶圆生产的良率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种晶圆传送装置，包括：传送机器人，用于传送晶圆；机械手臂，安装至所述传送机器人，能够跟随所述传送机器人运动，用于放置晶圆；移动平台，安装至所述传送机器人，能够跟随所述传送机器人运动，且所述移动平台包括电动机；所述机械手臂连接至所述电动机的输出轴，由所述电动机的输出轴的输出量来调整所述机械手臂的位置，从而调整晶圆的位置。

可选的，所述电动机包括：Y方向电动机，所述Y方向电动机的输出轴的长度方向与笛卡尔坐标系的Y轴方向平行，用于控制所述机械手臂在Y轴方向上的位置；X方向电动机，所述X方向电动机的输出轴的长度方向与笛卡尔坐标系的X轴方向平行，且所述X方向电动机连接所述Y方向电动机的输出轴，能够跟随所述Y方向电动机的输出轴的输出量运动；所述机械手臂连接所述X方向电动机的输出轴。

可选的，所述Y方向电动机的Y方向输出轴连接至所述X方向电动机，使所述X方向电动机的位置跟随所述Y方向输出轴的输出量的变化而变化。

可选的，所述机械手臂连接至X方向电动机的X方向输出轴。

可选的，还包括：回位传感器，安装于所述传送机器人，用于检测所述机械手臂的位置。

可选的，所述回位传感器包括：X方向回位传感器，用于检测所述机械手臂在笛卡尔直角坐标系的X轴方向上的位置；Y方向回位传感器，用于检测所述机械手臂在笛卡尔直角坐标系的Y轴方向上的位置。

可选的，还包括控制器，分别连接至所述移动平台与所述回位传感器，用于控制所述移动平台调整机械手臂的位置。

可选的，所述机械手臂包括两个，分别设置在所述传送机器人的两侧，以同时传送两片晶圆；所述移动平台也包括两组，分别设置在所述传送机器人的两侧，对设置在所述传送机器人的两侧的机械手臂的位置分别进行控制。

本实用新型的晶圆传送装置具有移动平台，通过移动平台的电动机的输出轴，可以控制放置晶圆的机械手臂的位置，从而调整晶圆的位置，使得在使用所述晶圆传送装置进行晶圆传送时，当晶圆位置出现偏差时，能够及时对晶圆位置进行调整，从而防止晶圆毁损，提高晶圆生产的良率。进一步的，所述晶圆传送装置还具有回位传感器，使得所述机械手臂在每一次移位传送晶圆后，都可以回归到初始位置，以便进行下一次的晶圆传送，简单方便。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式中笛卡尔直角坐标系的X轴和Y轴的方向示意图。

图2为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置的结构示意图。

图3为本实用新型的一种具体实施方式中的移动平台的结构示意图。

图4为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置传送晶圆时的示意图。

图5为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置传送晶圆时的示意图。

图6为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置完成回位后的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种晶圆传送装置作进一步详细说明。

请参阅图1至3，图1为本实用新型的一种具体实施方式中笛卡尔直角坐标系的X轴和Y轴的方向示意图，图2为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置的结构示意图，图3为本实用新型的一种具体实施方式中的移动平台的结构示意图。

在该具体实施方式中，所述晶圆传送装置包括：传送机器人202，用于传送晶圆100；机械手臂101，安装至所述传送机器人202，能够跟随所述传送机器人202运动，用于放置晶圆100；移动平台201，安装至所述传送机器人202，能够跟随所述传送机器人202运动；所述移动平台201包括电动机301，所述机械手臂101连接至所述电动机301的输出轴302，由所述电动机301的输出轴302的输出量来调整所述机械手臂101的位置，从而调整晶圆100的位置。

在该具体实施方式中，所述晶圆传送装置应用于化学气相沉积工艺中，用于在几种腔之间传送晶圆100，包括缓冲腔、预真空腔、反应腔以及FOUP，且所述晶圆传送装置设置在所述缓冲腔内。

在一种具体实施方式中，所述传送机器人202为可进行垂直移动、水平移动以及旋转移动的铰接机器人，所述机械手臂101设置到所述传送机器人202一端，用于放置待传送的晶圆100。在一种更佳的具体实施方式中，所述机械手臂101表面设置有吸附孔，能够吸住放置在所述机械手臂101的晶圆100，使晶圆100相对于所述机械手臂101不会发生任何位移。

在一种具体实施方式中，所述传送机器人202包括两个叉臂，分别设置在所述传送机器人202两侧，所述机械手臂101的数目为两个，分别设置在所述传送机器人202的两个叉臂顶端，以同时传送两片晶圆100。所述移动平台201的数目也为两组，分别设置在所述传送机器人202的两个叉臂顶端，用于控制安装至所述移动平台201的机械手臂101的位置，从而控制两个机械手臂101上放置的晶圆100的位置。

在一个传送机器人202上设置两个机械手臂101、两个移动平台201是因为需要同时对两片晶圆100进行传送，因此在实际的使用过程中，若需要同时对更多片晶圆100进行化学气相沉积，还可设置更多的机械手臂101和移动平台201。需要注意的是，设置多个机械手臂101时，每一个机械手臂101都需安装到一移动平台201的电动机301的输出轴302，使每一机械手臂101的位置都可调整，从而可以对每一机械手臂101上放置的晶圆100的位置进行调整，防止晶圆100在传送过程中出现差错，导致晶圆100毁损，提高晶圆100生产的良率。

在一种具体实施方式中，各个移动平台201对机械手臂101的位置的调整是单独进行、互不影响的。

在该具体实施方式中，所述电动机301包括：X方向电动机3011，输出轴302的长度方向与笛卡尔直角坐标系的X轴方向平行，用于控制所述机械手臂101在X轴方向上的位置。所述移动平台201还包括Y方向电动机3012，输出轴302的长度方向与笛卡尔直角坐标系的Y轴方向平行，用于控制所述机械手臂101在Y轴方向上的位置。

在一种具体实施方式中，所述X方向电动机3011连接所述Y方向电动机3012的输出轴302，所述机械手臂101连接所述X方向电动机3011的输出轴。

在该具体实施方式中，所述X方向电动机3011的位置会跟随所述Y方向电动机3012的输出轴302的输出量的变化而变化，这样，通过控制Y方向电动机3011的输出轴302的输出量，可以控制所述机械手臂101在Y轴上的位置，以及控制所述X方向电动机3011的位置。

实际上，也可以将所述Y方向电动机3012连接至所述X方向电动机3011的输出轴302，这样，通过控制X方向电动机3011的输出轴302的输出量，就可以控制所述机械手臂101在X轴上的位置，以及控制所述Y方向电动机3012的位置。

在该具体实施方式中，由于具有两个方向上的电动机301，因此机械手臂101能够在X、Y两个方向上自由的进行位置调整，实际上，也可根据需要，只在所述移动平台201中设置一个电动机301，并将电动机301的输出轴302设置成与笛卡尔直角坐标系的X轴呈一预设夹角，由此，就能够通过一个调整位置的电动机301对机械手臂101在X、Y两个方向上的位置进行调整。需要注意的是，在该具体实施方式中，机械手臂101在X、Y两个方向上的位置调整量有一定的比例关系，且比例关系与所述预设夹角的大小有关。

如将所述移动平台201中的电动机301的输出轴302设置成在与笛卡尔直角坐标系的X轴呈45°，此时，在调节机械手臂101的位置时，机械手臂101在X轴方向上的位置调整量以及机械手臂101在Y轴方向上的位置调整量相等。

该具体实施方式可以节省所述晶圆传送装置中电动机301的数量，从而节省生产晶圆传送装置所需的物料成本，但无法实现在X轴、Y轴两个方向上的自由调整。

在一种具体实施方式中，所述晶圆传送装置还包括：回位传感器203，用于检测所述机械手臂101的位置。在一种具体实施方式中，所述回位传感器203包括：X方向回位传感器2031，用于检测所述机械手臂101在笛卡尔直角坐标系的X轴方向上的位置；Y方向回位传感器2032，用于检测所述机械手臂101在笛卡尔直角坐标系的Y轴方向上的位置。

通过设置回位传感器203，使得在使用移动平台201调整机械手臂101的位置后，还可以将机械手臂101调整回未被移动平台201调整位置时的初始位置处。具体的，将所述回位传感器203设置在初始位置处，所述初始位置指的是所述机械手臂101未经位置调整时，所述机械手臂101某条边缘所经过的一点。在图2、3所示的具体实施方式中，所述初始位置指的是机械手臂101的右边缘所经过的一点，以及机械手臂101的下边缘所经过的一点，分别用来设置X方向回位传感器2031，以及Y方向回位传感器2032。

由于在使用移动平台201调整机械手臂101的位置时，位移量是被记录好的。因此在对机械手臂101进行回位时，可以直接依据记录好的位移量进行回位。在进行回位操作时，所述回位传感器203一直处于工作状态中。一旦所述机械手臂101经过所述初始位置，所述回位传感器203的电平就被改变。在依据回位传感器203实现回位的过程中，一旦回位传感器203的电平改变，就控制所述移动平台201停止运动，从而停止对机械手臂101的回位操作。当设置有两个方向(即X方向和Y方向)上的回位传感器203时，若在回位过程中只有一个回位传感器203出现了电平的变化，则应该仅控制该回位传感器203所监测的回位方向对应到的电动机301停止回位。

在一种具体实施方式中，也可仅设置一个回位传感器203。具体的，将所述回位传感器203设置在所述机械手臂101未被移动平台201调整位置时某一侧边缘所经过的一点，从而对所述机械手臂101的位置进行监控，实现回位。例如，当电动机301的输出轴302与笛卡尔直角坐标系的X轴呈45°时，所述回位传感器203设置在所述机械手臂101的下边缘所在的位置(即图2、3中Y方向回位传感器2032所经过的侧边)，一旦所述机械手臂101的下边缘经过该回位传感器203，该回位传感器203即发生电位的变化，表示当前已经完成回位。

在一种具体实施方式中，所述回位传感器203为光敏传感器。当所述机械手臂101经过所述初始位置时，所述光敏传感器所在的光照环境即发生变化，所述光敏传感器输出的电平也发生改变。

通过设置所述回位传感器203，使得所述机械手臂101在每一次移位传送晶圆100后，都可以回归到初始位置，以便进行下一次的晶圆100传送，简单方便。

在一种具体实施方式中，所述晶圆传送装置还包括控制器，所述控制器未在图中示出，所述控制器分别连接至所述移动平台201与所述回位传感器203，用于根据晶圆100的偏移量控制所述移动平台201的电动机301，以调整所述机械手臂101的位置，使机械手臂101上放置的晶圆100与预设位置重合，以及根据晶圆100的偏移量控制所述移动平台201的电动机301，以调整所述机械手臂101的位置，使机械手臂101回位至未被所述移动平台201调整位置时的初始位置。

在一种具体实施方式中，所述控制器与所述移动平台201的电动机301之间的连接为无线连接。在一种具体实施方式中，所述控制器与移动平台201的电动机301之间的连接为蓝牙连接。所述控制器的控制指令经由蓝牙发送到所述移动平台201，控制所述移动平台201的电动机301的输出轴302的输出量。

在其他的具体实施方式中，也可不设置控制器，而是采用人工控制的方法，对所述移动平台201的各电动机301的输出轴302的输出量进行控制，以实现对晶圆100位置的调整，以及对机械手臂101的回位。

以下请看实施例1：

使用所述晶圆传送装置在缓冲腔、反应腔、预真空腔和FOUP之间传送晶圆100，所述移动平台201对晶圆100的位置调整不会超过1CM，所述机械手臂101和放置在该机械手臂101上的晶圆100的总重也不会超过1KG，因此，在选用移动平台201的电动机301时，可根据需要确定电动机301的型号为37BLY-0630NBB12V，对应为电动机301的法兰尺寸为37，为一圆形电动机，功率为60W，转速为3000rpm，采用24V的交流电。在该实施例1中，所述电动机301的机身长62mm，轴长21mm，轴径8mm。

该实施例1中设置有监控模块，用于监控在缓冲腔中传送的晶圆100的中心位置。所述监控模块能在所述缓冲腔内传送的晶圆100的中心位置与预设位置有偏差时发出警报，并控制所述晶圆传送装置停止对晶圆100的传送。在该实施例1中，所述监控模块具有一个报警容忍量，只有当晶圆100的中心位置与预设位置之间的偏移量大于该值时，所述监控模块才会发出警报。如预设位置为X＝4.5mm，Y＝0mm时，若晶圆100的中心位置与预设位置之间的偏移量小于3mm，则认为该晶圆100的中心位置在报警容忍量内，监控模块不会发出警报，然而，一旦晶圆100的中心位置的坐标不在上述范围内，在所述监控模块发出警报

请参阅图4，为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置传送晶圆100时的示意图。在完成晶圆100的化学气相沉积后，使用所述晶圆传送装置将晶圆100从反应腔室中取出。所述监控模块实时的监测所述晶圆100的位置，并在所述晶圆100发生位置偏移时发出警报，控制所述晶圆传送装置停止对晶圆100的传送。具体的，控制所述晶圆传送装置的传送机器人202停止晶圆100的传送。在该实施例1中，所述监控模块能够获取到所述晶圆100的中心位置与预设位置之间的偏移量，并将偏移量传输给用户或控制器。

在该图4中，预设位置为X＝4.5mm，Y＝0mm，但左侧机械手臂101上摆放的晶圆100的中心位置的X＝8.5mm，Y＝4mm，与预设位置之间有较大偏移，且偏移量超过了报警容忍量，此时所述监控模块发出警报，并控制所述晶圆传送装置停止晶圆100的传送。进一步的，所述监控模块还将晶圆100的中心位置的偏移量传送给用户，由用户根据偏移量调节所述机械手臂101的位置，从而使得晶圆100的中心位置与预设位置之间的偏移量小于报警容忍量(即图5，为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置传送晶圆100时的示意图)。经调节后，所述晶圆100的中心位置在X轴上的坐标为X＝3mm，在Y轴上的坐标等于Y＝0mm，此时，晶圆100的中心位置与预设位置之间的偏移量小于3mm，在报警容忍量内，监控模块不会发出警报。

实际上，也可控制所述移动平台201，使得所述晶圆100的中心位置在X轴上的坐标与预设位置在X轴上的坐标相同，并不以上述的调整范围为限。

在对晶圆100的位置进行调整的过程中，所述监控模块持续的监测晶圆100的位置，由于晶圆100位置与预设位置之间的偏移量大于报警容忍量时，所述监控模块会持续发出警报，因此，一旦所述监控模块停止发出警报，就可认定晶圆100的中心位置已经被调整至预设位置。在完成对晶圆100的中心位置的调节后，用户或控制器控制所述传送机器人202继续传送晶圆100，将晶圆100传送回预真空腔，并进一步送回FOUP。

在实施例1中，在完成对晶圆100的传送后，还需要控制所述机械手臂101进行回位。请参阅图6，为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆传送装置完成回位后的示意图。在该具体实施方式中，在完成晶圆100的传送后，所述晶圆传送装置利用回位传感器203以及控制器，将进行过位置调整的左侧的机械手臂101回位到初始位置，使得再通过所述晶圆传送装置运动晶圆100时，可以直接进行晶圆100的传送，无需再进行特定的位置调校。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种晶圆传送装置，其特征在于，包括：

传送机器人，用于传送晶圆；

机械手臂，安装至所述传送机器人，能够跟随所述传送机器人运动，用于放置晶圆；

移动平台，安装至所述传送机器人，能够跟随所述传送机器人运动；

所述移动平台包括电动机，所述机械手臂连接至所述电动机的输出轴，由所述电动机的输出轴的输出量来调整所述机械手臂的位置，从而调整晶圆的位置。

2.根据权利要求1所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述电动机包括：

Y方向电动机，所述Y方向电动机的输出轴的长度方向与笛卡尔坐标系的Y轴方向平行，用于控制所述机械手臂在Y轴方向上的位置；

X方向电动机，所述X方向电动机的输出轴的长度方向与笛卡尔坐标系的X轴方向平行，且所述X方向电动机连接所述Y方向电动机的输出轴，能够跟随所述Y方向电动机的输出轴的输出量运动；

所述机械手臂连接所述X方向电动机的输出轴。

3.根据权利要求1所述的晶圆传送装置，其特征在于，还包括：

回位传感器，安装于所述传送机器人，用于检测所述机械手臂的位置。

4.根据权利要求3所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述回位传感器包括：

X方向回位传感器，用于检测所述机械手臂在笛卡尔直角坐标系的X轴方向上的位置；

Y方向回位传感器，用于检测所述机械手臂在笛卡尔直角坐标系的Y轴方向上的位置。

5.根据权利要求3所述的晶圆传送装置，其特征在于，还包括控制器，分别连接至所述移动平台与所述回位传感器，用于控制所述移动平台调整机械手臂的位置。

6.根据权利要求1所述的晶圆传送装置，其特征在于，所述机械手臂包括两个，分别设置在所述传送机器人的两侧，以同时传送两片晶圆；

所述移动平台也包括两组，分别设置在所述传送机器人的两侧，对设置在所述传送机器人的两侧的机械手臂的位置分别进行控制。