TWI652758B - Transfer device, process chamber, robot, semiconductor device, and transfer method - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種傳片裝置、製程腔室、機械手、半導體裝置和傳片方法,該傳片裝置包括:複數晶片托架,沿水平方向依次排列;升降機構,用於驅動複數晶片托架同步作升降運動,以與能夠傳輸複數晶片的機械手相配合進行取放片操作。本發明提供的傳片裝置,其通過設置複數晶片托架,並使用升降機構驅動複數晶片托架同步作升降運動,可以與能夠傳輸複數晶片的機械手配合使用,實現複數晶片同時進行放片和取片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
Description
本發明涉及半導體裝置製造領域,具體涉及一種傳片裝置、製程腔室、機械手、半導體裝置和傳片方法。
隨著積體電路市場的高速發展,晶片產能擴大的需求一方面給裝置商帶來了新的市場機遇,另一方面也對裝置商現有及前瞻性的技術能力提出了更高的要求。裝置產能指裝置單位工作時間內良品的產出數,它是反映裝置加工能力的一個重要技術參數。積體電路製造中使用的去氣裝置和退火裝置在執行相應的製程過程前,需要利用機械手與製程腔室的升降機構配合完成晶片的傳遞。如何通過縮短傳片時間、減少非製程過程時間來提高裝置產能,已經成為裝置商亟需解決的一大難題。
現有的製程腔室為單腔結構,且在該製程腔室內設置有晶片托架和用於驅動該晶片托架作升降運動的升降機構。而且,製程腔室與TM傳輸腔室連接,在該傳輸腔室內設置有機械手,用以在製程腔室與傳輸腔室之間傳遞晶片,並將晶片放置在製程腔室內的加熱器上。
現有的製程腔室在實際應用中不可避免地存在以下問題,即:由於晶片托架配合機械手每次只能對一個晶片進行取放片操作,傳片效率較低,從而導致非製程過程長,影響裝置產能。
本發明針對現有技術中存在的上述不足,提供一種傳片裝置、製程腔室、機械手、半導體裝置和傳片方法,用以解決晶片傳遞效率低的問題。
本發明為解決上述技術問題,採用如下技術方案: 本發明提供一種傳片裝置,包括: 複數晶片托架,沿水平方向依次排列; 升降機構,用於驅動該複數晶片托架同步作升降運動,以與能夠傳輸複數晶片的機械手相配合進行取放片操作。
較佳的,該晶片托架包括用於承載晶片的承載位,且複數該晶片托架的該承載位的高度按排列順序依次降低。
較佳的,各個相鄰的兩個該晶片托架的該承載位之間的高度差為6-10mm。
較佳的,該升降機構包括: 至少一個豎直設置的升降軸; 驅動源,用於驅動該至少一個升降軸同步作升降運動; 至少一個連接組件,該連接組件的數量與該升降軸的數量相對應,該連接組件用於將該升降軸和與之相鄰的兩個晶片托架連接在一起。
較佳的,每個該連接組件包括安裝板和兩個連接板,其中, 該安裝板水平設置,並和與該連接組件相對應的該升降軸連接; 該兩個連接板疊置在該安裝板上,且分別和與該升降軸相對應的該兩個晶片托架連接。
較佳的,該連接組件還包括第一長槽孔、第一螺紋孔和第一連接螺釘,其中, 該第一長槽孔設置在每個該連接板上; 該第一螺紋孔設置在該安裝板上,且與該第一長槽孔相對應; 該第一連接螺釘穿過該第一長槽孔與該第一螺紋孔螺紋連接。
較佳的,該連接組件還包括第二長槽孔、第二螺紋孔和第二連接螺釘,其中, 該第二長槽孔設置在該安裝板上,且其水平軸線方向沿與該連接組件相對應的該升降軸的圓周方向設置; 該第二螺紋孔設置在該升降軸的頂端; 該第二連接螺釘穿過該第二長槽孔與該第二螺紋孔螺紋連接。
較佳的,該連接組件還包括複數第三螺紋孔和複數緊定螺釘,其中, 複數該第三螺紋孔設置在每個該連接板上; 複數該緊定螺釘一一對應地與複數該第三螺紋孔螺紋連接,且每個緊定螺釘的下端與該安裝板的上表面相接觸; 通過調節至少一個該緊定螺釘與該第三螺紋孔在其軸向上的相對位置,來調節該連接板的水平度。
較佳的,每個該晶片托架包括環形托架和複數晶片頂指,其中, 該環形托架水平設置; 每個該晶片頂指的下端與該環形托架連接,且複數該晶片頂指沿該環形托架的周向間隔設置;複數該晶片頂指的上端共同用作承載晶片的承載位。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種製程腔室,包括: 本發明提供的上述傳片裝置; 沿水平方向依次排列複數製程子腔,該複數晶片托架一一對應地設置在該複數製程子腔內; 位於各個相鄰的兩個該製程子腔之間,且與二者相連通的連接子腔。
較佳的,該升降機構包括至少一個升降軸和驅動源,其中, 每個該升降軸位於該連接子腔的下方,且其上端豎直向上貫穿該連接子腔,並與和該連接子腔連通的兩個該製程子腔內的兩個該晶片托架連接,每個該升降軸的下端與該驅動源連接; 該驅動源用於驅動該至少一個升降軸同步作升降運動。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種機械手,包括: 複數用於傳輸晶片的傳片手指,沿水平方向依次排列; 驅動裝置,用於驅動複數該傳片手指同步移動,以與本發明提供的上述傳片裝置相配合進行取放片操作。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種半導體裝置,包括傳輸腔室、本發明提供的上述製程腔室和本發明提供的上述機械手,該機械手設置在該傳輸腔室內,用以在該製程腔室與該傳輸腔室之間傳輸晶片。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種傳片方法,應用於本發明提供的上述半導體裝置中,對晶片進行取放片操作;該取放片操作包括放片過程和取片過程,其中, 該放片過程包括以下步驟: S11:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位; S12:該驅動裝置驅動複數該傳片手指同步將各個晶片一一對應地傳輸至各個該製程子腔內,並放置在各個該晶片托架上; S13:該驅動裝置驅動各個該傳片手指退出各個該製程子腔; S14:該升降機構驅動複數該晶片托架同步下降至製程位。
該取片過程包括以下步驟: S21:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位; S22:該驅動裝置同步驅動各個該傳片手指一一對應地移入各個該製程子腔內,並分別位於置於各個該晶片托架上的晶片下方,然後驅動各個該傳片手指上升,並托起各個晶片; S23:該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步退出各個該製程子腔; S24:該升降機構驅動複數該晶片托架同步下降至製程位。
較佳的,該晶片托架包括用於承載晶片的承載位,且複數該晶片托架的該承載位的高度按排列順序依次降低; 該步驟S12進一步包括以下子步驟: S121:該驅動裝置驅動複數該傳片手指同步將各個晶片一一對應地傳輸至各個該製程子腔內; S122:按該承載位由高到低的排列順序依次對與各個承載位相對應的各個該傳片手指上的晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步下降相應的高度,以將完成校準的晶片放置在與該晶片所在傳片手指相對應的該晶片托架上; 該步驟S22進一步包括以下子步驟: S221:該驅動裝置同步驅動各個該傳片手指一一對應地移入各個該製程子腔內; S222:按該承載位由低到高的排列順序依次對其上的晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步上升相應的高度,以將完成校準的晶片自與該晶片所在的該晶片托架上托起。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種傳片方法,應用於本發明提供的上述半導體裝置中,對晶片進行取放片操作;該取放片操作包括放片過程和取片過程,其中, 該放片過程包括以下步驟: S31:該驅動裝置驅動複數該傳片手指同步將各個晶片一一對應地傳輸至各個該製程子腔內,並分別位於各個該晶片托架的上方; S32:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位,並一一對應地托起各個該傳片手指上的晶片; S33:該驅動裝置驅動各個該傳片手指退出各個該製程子腔; S34:該升降機構驅動複數該晶片托架同步下降至製程位。
該取片過程包括以下步驟: S41:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位; S42:該驅動裝置同步驅動各個該傳片手指一一對應地移入各個該製程子腔內,並位於置於各個該晶片托架上的晶片下方; S43:該升降機構驅動各個該晶片托架同步下降,以使各個傳片手指分別托起各個晶片; S44:該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步退出各個該製程子腔。
較佳的,該晶片托架包括用於承載晶片的承載位,且複數該晶片托架的該承載位的高度按排列順序依次降低; 該步驟S32進一步包括: 按該承載位由低到高的排列順序依次對晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升相應的高度,以托起完成校準的晶片; 該步驟S43進一步包括: 按該承載位由高到低的排列順序依次對其上的晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該升降機構驅動各個該晶片托架同步下降相應的高度,以使與完成校準的晶片相對應的傳片手指托起該晶片。
本發明提供的傳片裝置,其通過設置複數晶片托架,並使用升降機構驅動複數晶片托架同步作升降運動,可以與能夠傳輸複數晶片的機械手配合使用,實現複數晶片同時進行放片和取片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
本發明提供的製程腔室,其通過設置本發明提供的上述傳片裝置,並設置沿水平方向依次排列的複數製程子腔以及位於各個相鄰的兩個製程子腔之間,且與二者相連通的連接子腔,可以使機械手與傳片裝置相配合,同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
本發明提供的機械手,其通過設置複數傳片手指,可以與本發明提供的上述傳片裝置相配合同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
本發明提供的半導體裝置,其通過採用本發明提供的上述製程腔室和本發明提供的上述機械手,可以實現同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
本發明提供的傳片方法,其應用於本發明提供的上述半導體裝置中,可以實現同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
下面將結合本發明中的附圖,對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。
本發明提供一種傳片裝置,其包括複數晶片托架和升降機構,其中,複數晶片托架沿水平方向依次排列,其排列形狀可以呈直線或者也可以呈曲線。升降機構用於驅動複數晶片托架同步作升降運動,以與能夠傳輸複數晶片的機械手相配合進行取放片操作。這裏,取放片操作包括取片過程和放片過程,其中,取片過程是通過機械手的運動和晶片托架的運動相配合,以將晶片自晶片托架傳遞至機械手上。放片過程是通過機械手的運動和晶片托架的運動相配合,以將晶片自機械手傳遞至晶片托架上。
本發明提供的傳片裝置,其通過設置複數晶片托架,並使用升降機構驅動複數晶片托架同步作升降運動,可以與能夠傳輸複數晶片的機械手配合使用,實現複數晶片同時進行放片和取片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
以下結合第1圖至第3圖,對本發明提供的傳片裝置的具體實施方式進行詳細說明。具體地,本發明實施例提供的傳片裝置,包括:兩個晶片托架,分別為:第一晶片托架201和第二晶片托架202;升降機構500位於第一晶片托架201和第二晶片托架202的下方,且分別與第一晶片托架201和第二晶片托架202相連,以驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步作升降運動。
如第2圖所示,每個晶片托架包括環形托架和複數晶片頂指203,其中,環形托架水平設置;每個晶片頂指203的下端與環形托架連接,且複數晶片頂指203沿該環形托架的周向間隔設置;複數晶片頂指203的上端共同用作承載晶片的承載位。承載位是指晶片托架用於放置晶片的位置。進一步的,環形托架與晶片頂指203的連接方式具體為:在每個環形托架上設置有複數方形凹槽,且在每個晶片頂指203的下端設置有安裝部,該安裝部位於方形凹槽內,且與之相配合,並通過螺釘與環形托架固定連接。
較佳的,每個晶片托架上可以設置三個或四個晶片頂指203,且在晶片托架上均勻分佈,以實現對晶片的穩定支撐。
另外,由於在進行取片和放片的過程中,通常需要利用自動校準器(AWC)對晶片水平方向上的位置進行校準,只有在校準通過後,機械手才能夠將晶片放置在晶片托架上,或者自晶片托架取出晶片;若校準未通過,則需要通過調節機械手的水平位置來調整晶片的水平位置。而對於能夠傳輸複數晶片的機械手來說,如第3圖所示,機械手的兩個傳片手指601相對固定,即,兩個傳片手指601只能同步移動,因此無法在使其中一個傳片手指601固定不動的前提下,單獨對其中另一個傳片手指601的位置進行調整。在這種情況下,晶片托架包括用於承載晶片的承載位,該承載位即為晶片托架用於放置晶片的位置。複數晶片托架的承載位的高度按排列順序依次降低。這樣,可以按由高到低的順序依次對晶片水平方向上的位置進行校準,並在每次校準之後,將完成校準的晶片進行取放片操作,即,驅動機械手或者晶片托架上升或下降至與該晶片相對應的高度進行取片或放片。容易理解,對晶片水平方向上的位置進行校準,是指通過平移機械手的傳片手指601,以使該傳片手指601上的晶片能夠和晶片托架的承載位對中。
較佳的,各個相鄰的兩個晶片托架的承載位之間的高度差為6-10mm,例如8mm。在該範圍內,可以確保在校準下一個晶片的位置時,不會對已完成校準的晶片的位置產生影響。
需要說明的是,上述承載位即由同一晶片托架上的各個晶片頂指203構成,且同一晶片托架上的各個晶片頂指203的頂端高度相同,以共同支撐晶片。而不同的晶片托架上的晶片頂指的高度不同,且按排列順序依次降低。
升降機構包括至少一個升降軸、驅動源和至少一個連接組件。其中,升降軸豎直設置。驅動源用於驅動至少一個升降軸同步作升降運動。連接組件的數量與升降軸的數量相對應,該連接組件用於將升降軸和與之相鄰的兩個晶片托架連接在一起,即,每一個升降軸對應與該升降軸相鄰的兩個晶片托架,該升降軸通過一個連接組件與這兩個晶片托架連接。
下面以晶片托架為兩個為例,對升降機構的具體結構進行詳細描述。具體地,如第2圖所示,升降機構包括一個升降軸501、驅動源500和連接組件。其中,升降軸501通過連接組件分別與第一晶片托架201和第二晶片托架202連接。具體地,連接組件包括安裝板502和兩個連接板,兩個連接板分別為第一連接板204和第二連接板205,其中,安裝板502水平設置,並和與該連接組件相對應的升降軸501連接。第一連接板204和第二連接板205疊置在安裝板502上,且分別和與該升降軸501相對應的兩個晶片托架,即,第一晶片托架201和第二晶片托架202連接。較佳的,第一晶片托架201和第二晶片托架202對稱設置在升降軸501的兩側。
較佳的,為了便於拆卸,上述連接板和安裝板可以採用螺紋連接。而且,為了配合不同型號的製程腔室和機械手使用,可以通過改進螺紋連接的方式實現對連接板和安裝板在水平方向上的相對位置的調節;和/或,實現對連接板在升降軸的圓周方向上的位置的調節。
具體的,如第2圖所示,連接組件還包括:第一連接螺釘901、第一長槽孔(圖中未繪示)和第一螺紋孔(圖中未繪示)。其中,第一長槽孔分別設置在第一連接板204和第二連接板205上,較佳的,第一長槽孔的水平軸線方向沿第一晶片托架201和第二晶片托架202的中心連線的方向設置,以在調節連接板的水平位置時,保證第一晶片托架201和第二晶片托架202仍然保持相對設置在升降軸501的兩側。第一螺紋孔設置在安裝板502上,且分別與第一連接板204和第二連接板205上的第一長槽孔相對應,即,第一長槽孔的豎直軸線與第一螺紋孔的軸線重合。第一連接螺釘901穿過第一長槽孔與第一螺紋孔螺紋連接。在需要調節連接板的水平位置時,旋松第一連接螺釘901,此時第一連接螺釘901可以沿第一長槽孔平移,即連接板相對於安裝板平移,當連接板和安裝板的相對位置確定之後,旋緊第一連接螺釘901,即可將連接板和安裝板固定連接。
為了方便固定第一晶片托架201和第二晶片托架202,連接組件還包括第二連接螺釘902、第二長槽孔和第二螺紋孔,其中,第二長槽孔呈圓環狀或圓弧狀,且設置在安裝板上,並且第二長槽孔的水平軸線沿與該連接組件相對應的升降軸501的圓周方向設置,即,第二長槽孔的水平軸線沿環繞升降軸501的方向設置,第二螺紋孔設置在升降軸501的頂端,第二連接螺釘902穿過第二長槽孔與第二螺紋孔螺紋連接。在需要調節連接板在升降軸501的圓周方向上的位置時,旋松第二連接螺釘902,此時第二連接螺釘902可以沿第二長槽孔平移一定角度,即連接板相對於安裝板平移一定角度,當連接板和安裝板的相對位置確定之後,旋緊第二連接螺釘902,即可將連接板和安裝板固定連接。
為了使晶片在傳遞過程中保持平穩,要保證晶片托架的水平度,連接組件還包括複數緊定螺釘903和分別設置在第一連接件204和第二連接件205上的複數第三螺紋孔(圖中未繪示),複數緊定螺釘903一一對應地與複數第三螺紋孔螺紋連接,且緊定螺釘903的下端與安裝板502的上表面相接觸。通過調節至少一個緊定螺釘903與第三螺紋孔在其軸向上的相對位置,可以使緊定螺釘903的下端推動安裝板502傾斜,旋動不同的緊定螺釘903,安裝板502的傾斜方向也不同,從而實現對連接板的水平度的調節,間接實現對晶片托架的水平度進行調節。
作為另一個技術方案,如第1圖所示,本發明實施例還提供一種製程腔室,該製程腔室包括傳片裝置、複數製程子腔和連接子腔。其中,複數製程子腔沿水平方向依次排列。傳片裝置採用本發明實施例提供的上述傳片裝置,其中,複數晶片托架一一對應地設置在複數製程子腔內。連接子腔位於各個相鄰的兩個製程子腔之間,且與二者相連通。
可選的,升降機構包括至少一個升降軸和驅動源,其中,每個升降軸位於連接子腔的下方,且其上端豎直向上貫穿連接子腔,並與和該連接子腔連通的兩個製程子腔內的兩個晶片托架連接,每個升降軸的下端與驅動源連接;驅動源用於驅動至少一個升降軸同步作升降運動。
以製程子腔為兩個為例,兩個製程子腔分別為第一製程子腔101和第二製程子腔102,連接子腔103設置在第一製程子腔101和第二製程子腔102之間,且分別與二者相連通,第一晶片托架201和第二晶片托架202分別位於第一製程子腔101和第二製程子腔102內。
升降軸501位於連接子腔103的下方,且升降軸501的上端豎直向上貫穿連接子腔103,並通過位於連接子腔103中的上述連接組件與第一晶片托架201和第二晶片托架202連接。升降軸501的下端與驅動源500連接。
較佳的,在非使用狀態下,可以借助晶片托架定位銷401限定晶片托架的位置。具體地,晶片托架定位銷401的下端加工有外螺紋,並與製程子腔的底壁100螺紋連接。同時,在晶片托架上設置有定位孔206,晶片托架定位銷401的上端穿過該定位塊206,從而實現對晶片托架位置的限定。
本發明實施例提供的製程腔室,其通過設置本發明實施例提供的上述傳片裝置,並設置沿水平方向依次排列的複數製程子腔以及位於各個相鄰的兩個製程子腔之間,且與二者相連通的連接子腔,可以使機械手與傳片裝置相配合,同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種機械手,其包括複數用於傳輸晶片的傳片手指以及驅動裝置。其中,複數傳片手指沿水平方向依次排列。驅動裝置用於驅動複數傳片手指同步移動,以與本發明實施例體提供的上述傳片裝置相配合進行取放片操作。
以傳片手指為兩個為例,如第3圖所示,機械手包括兩個傳片手指601、腕機械臂602、肘機械臂603和驅動裝置604,其中,驅動裝置604可以通過腕機械臂602和肘機械臂603帶動兩個傳片手指601在豎直方向和水平方向上同步運動。在本實施例中,兩個傳片手指601通過U型的連接板連接,且在水平方向上依次排列,並且兩個傳片手指601的方向一致。
本發明實施例提供的機械手,其通過設置複數傳片手指,可以與本發明實施例提供的上述傳片裝置相配合同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種半導體裝置,其包括傳輸腔室、本發明實施例提供的上述製程腔室和本發明實施例提供的機械手,其中,機械手設置在傳輸腔室內,用以在製程腔室與傳輸腔室之間傳輸晶片。
本發明實施例提供的半導體裝置,其通過採用本發明實施例提供的上述製程腔室和本發明實施例提供的上述機械手,可以實現同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種傳片方法,其應用於本發明實施例提供的上述半導體裝置中,對晶片進行取放片操作。該取放片操作包括放片過程和取片過程。結合第1圖至第3圖所示,以兩個晶片托架為例,對上述放片過程和取片過程進行詳細描述。具體地,放片過程包括以下步驟: S11:升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步上升至傳片位。該傳片位是指取出或放置晶片的位置。 S12:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601同步將第一晶片和第二晶片分別傳遞至第一製程子腔101和第二製程子腔102內,並分別放置在第一晶片托架201和第二晶片托架202的晶片頂指203上。 S13:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601分別退出第一製程子腔101和第二製程子腔102。 S14:升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步下降至製程位。製程位是指對晶片進行製程的位置。
取片過程包括以下步驟: S21:升降機構驅動承載有第一晶片的第一晶片托架201和承載有第二晶片的第二晶片托架202同步上升至傳片位。 S22:驅動裝置604同步驅動兩個傳片手指601一一對應地移入第一製程子腔101和第二製程子腔102,並分別位於第一晶片和第二晶片下方,然後驅動兩個傳片手指601上升,並分別托起第一晶片和第二晶片。 S23:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601同步退出第一製程子腔101和第二製程子腔102。 S24:升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步下降至製程位。
由於在進行取片和放片的過程中,通常需要利用自動校準器(AWC)對晶片水平方向上的位置進行校準,只有在校準通過後,機械手才能夠將晶片放置在晶片托架上,或者自晶片托架取出晶片;若校準未通過,則需要通過調節機械手的水平位置來調整晶片的水平位置。而對於能夠傳輸複數晶片的機械手來說,如第3圖所示,機械手的兩個傳片手指601相對固定,即,兩個傳片手指601只能同步移動,因此無法在使其中一個傳片手指601固定不動的前提下,單獨對其中另一個傳片手指601的位置進行調整。在這種情況下,晶片托架包括用於承載晶片的承載位,該承載位即為晶片托架用於放置晶片的位置。複數晶片托架的承載位的高度按排列順序依次降低。這樣,可以按由高到低的順序依次對晶片水平方向上的位置進行校準,並在每次校準之後,將完成校準的晶片進行取放片操作,即,驅動機械手或者晶片托架上升或下降至與該晶片相對應的高度進行取片或放片,容易理解,對晶片水平方向上的位置進行校準,是指通過平移機械手的傳片手指601,以使該傳片手指601上的晶片能夠和晶片托架的承載位對中。
在這種情況下,以兩個晶片支架為例,第一晶片托架201的承載位高度高於第二晶片托架202的承載位高度。
上述步驟S12進一步包括以下子步驟: S121:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601同步將第一晶片和第二晶片分別傳輸至第一製程子腔101和第二製程子腔102內。 S122:先將與第一晶片托架201的承載位相對應的傳片手指601上的第一晶片的進行水平方向的位置校準,後將與第二晶片托架202的承載位相對應的傳片手指601上的第二晶片的進行水平方向的位置校準。並且,在第一晶片水平方向上的位置校準之後,驅動裝置604驅動兩個傳片手指601同步下降第一高度,以將完成校準的第一晶片放置在第一晶片托架201上。與之相類似的,在第二晶片水平方向上的位置校準之後,驅動裝置604驅動兩個傳片手指601同步下降第二高度,以將完成校準的第二晶片放置在第二晶片托架202上。容易理解,上述第一高度大於第二高度,且二者的差值與第一晶片托架201和第二晶片托架202的承載位之間的高度差相同。
步驟S22進一步包括以下子步驟: S221:驅動裝置604同步驅動兩個傳片手指601一一對應地移入第一製程子腔101和第二製程子腔102內。 S222:先將第二晶片托架202的承載位上的第二晶片進行水平方向的位置校準,後將第一晶片托架201的承載位上的第一晶片進行水平方向的位置校準。並且,在第二晶片的位置校準之後,驅動裝置604驅動兩個傳片手指604同步上升第三高度,以將完成校準的第二晶片自第二晶片托架202上托起。與之相類似的,在第一晶片的位置校準之後,驅動裝置604驅動兩個傳片手指604同步上升第四高度,以將完成校準的第一晶片自第一晶片托架201上托起。容易理解,上述第三高度小於第四高度,且二者的差值與第一晶片托架201和第二晶片托架202的承載位之間的高度差相同。
本發明實施例提供的傳片方法,其應用於本發明實施例提供的上述半導體裝置中,可以實現同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
作為另一個技術方案,本發明還提供一種傳片方法,該方法與上述傳片方法相比,其區別在於:上述傳片方法是通過機械手的升降來完成晶片的傳遞,而本發明實施例提供的傳片方法是通過晶片托架的升降來完成晶片的傳遞。
具體地,本發明實施例提供的傳片方法,其應用於本發明實施例提供的上述半導體裝置中,對晶片進行取放片操作。該取放片操作包括放片過程和取片過程。結合第1圖至第3圖所示,以兩個晶片托架為例,對上述放片過程和取片過程進行詳細描述。具體地,放片過程包括以下步驟: S31:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601同步將第一晶片和第二晶片傳遞至第一製程子腔101和第二製程子腔102內,並分別位於第一晶片托架201和第二晶片托架202的上方。 S32:升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步上升至傳片位,並分別托起兩個傳片手指601上的第一晶片和第二晶片。 S33:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601分別退出第一製程子腔101和第二製程子腔102。 S34:升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202下降至製程位。
取片過程包括以下步驟: S41:升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步上升至傳片位。 S42:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601分別移入第一製程子腔101和第二製程子腔102內,並位於第一晶片和第二晶片的下方。 S43:升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步下降,以使兩個傳片手指601分別托起第一晶片和第二晶片。 S44:驅動裝置604驅動兩個傳片手指601分別退出第一製程子腔101和第二製程子腔102。
基於與上述傳片方法相同的理由,晶片托架包括用於承載晶片的承載位,該承載位即為晶片托架用於放置晶片的位置。複數晶片托架的承載位的高度按排列順序依次降低。在這種情況下,以兩個晶片支架為例,第一晶片托架201的承載位高度高於第二晶片托架202的承載位高度。
上述步驟S32進一步包括: 先將第二晶片托架202的承載位上的第一晶片進行水平方向的位置校準,後將第一晶片托架201的承載位上的第二晶片進行水平方向的位置校準。並且,在第二晶片的位置校準之後,升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步上升第五高度,以托起完成校準的第二晶片。與之相類似的,在第一晶片的位置校準之後,升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步上升第六高度,以托起完成校準的第一晶片。容易理解,上述第五高度小於第六高度,且二者的差值與第一晶片托架201和第二晶片托架202的承載位之間的高度差相同。
步驟S43進一步包括: 先將第一晶片托架201的承載位上的第一晶片進行水平方向的位置校準,後將第二晶片托架202的承載位上的第二晶片進行水平方向的位置校準,並在第一晶片托架201的承載位上的第一晶片的位置校準之後,升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步下降第七高度,以使與完成校準的第一晶片相對應的傳片手指601托起該晶片。與之相類似的,在第二晶片托架202的承載位上的第二晶片的位置校準之後,升降機構驅動第一晶片托架201和第二晶片托架202同步下降第八高度,以使與完成校準的第二晶片相對應的傳片手指601托起該晶片。容易理解,上述第七高度大於第八高度,且二者的差值與第一晶片托架201和第二晶片托架202的承載位之間的高度差相同。
本發明實施例提供的傳片方法,其應用於本發明實施例提供的上述半導體裝置中,可以實現同時對複數晶片進行取放片操作,從而可以提高晶片傳遞效率,縮短傳片時間,進而可以提高裝置產能。
可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式,然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言,在不脫離本發明的精神和實質的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
100‧‧‧製程腔室
101‧‧‧第一製程子腔
102‧‧‧第二製程子腔
103‧‧‧連接子腔
104‧‧‧底壁
201‧‧‧第一晶片托架
202‧‧‧第二晶片托架
203‧‧‧晶片頂指
204‧‧‧第一連接板
205‧‧‧第二連接板
206‧‧‧定位孔
401‧‧‧晶片托架定位銷
500‧‧‧驅動源
501‧‧‧升降軸
502‧‧‧安裝板
600‧‧‧機械手
601‧‧‧傳片手指
602‧‧‧腕機械臂
603‧‧‧肘機械臂
604‧‧‧驅動裝置
第1圖為本發明實施例提供的傳片裝置的剖視圖; 第2圖為本發明實施例提供的傳片裝置中升降機構與晶片托架的立體圖; 第3圖為本發明實施例中機械手的立體圖。
Claims (16)
- 一種傳片裝置,其特徵在於,包括:複數晶片托架,沿水平方向依次排列;每個該晶片托架包括一環形托架和複數晶片頂指,其中,該環形托架水平設置,每個該晶片頂指的下端與該環形托架連接,且複數該晶片頂指沿該環形托架的周向間隔設置;複數該晶片頂指的上端共同用作承載晶片的承載位;以及一升降機構,用於驅動該複數晶片托架同步作升降運動,以與能夠傳輸複數晶片的一機械手相配合進行取放片操作。
- 如申請專利範圍第1項所述之傳片裝置,其中,該晶片托架包括用於承載一晶片的一承載位,且複數該晶片托架的該承載位的高度按排列順序依次降低。
- 如申請專利範圍第2項所述之傳片裝置,其中,各個相鄰的二該晶片托架的該承載位之間的高度差為6-10mm。
- 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之傳片裝置,其中,該升降機構包括:至少一豎直設置的一升降軸;一驅動源,用於驅動該至少一升降軸同步作升降運動;至少一連接組件,該連接組件的數量與該升降軸的數量相對應,該連接組件用於將該升降軸和與之相鄰的二晶片托架連接在一起。
- 如申請專利範圍第4項所述之傳片裝置,其中,每個該連接組件包括一安裝板和二連接板,其中,該安裝板水平設置,並和與該連接組件相對應的該升降軸連接; 該二連接板疊置在該安裝板上,且分別和與該升降軸相對應的該二晶片托架連接。
- 如申請專利範圍第5項所述之傳片裝置,其中,該連接組件還包括一第一長槽孔、一第一螺紋孔和一第一連接螺釘,其中,該第一長槽孔設置在每個該連接板上;該第一螺紋孔設置在該安裝板上,且與該第一長槽孔相對應;該第一連接螺釘穿過該第一長槽孔與該第一螺紋孔螺紋連接。
- 如申請專利範圍第5項所述之傳片裝置,其中,該連接組件還包括一第二長槽孔、一第二螺紋孔和一第二連接螺釘,其中,該第二長槽孔設置在該安裝板上,且其水平軸線方向沿與該連接組件相對應的該升降軸的圓周方向設置;該第二螺紋孔設置在該升降軸的頂端;該第二連接螺釘穿過該第二長槽孔與該第二螺紋孔螺紋連接。
- 如申請專利範圍第5項所述之傳片裝置,其中,該連接組件還包括複數第三螺紋孔和複數緊定螺釘,其中,複數該第三螺紋孔設置在每個該連接板上;複數該緊定螺釘一一對應地與複數該第三螺紋孔螺紋連接,且每個該緊定螺釘的下端與該安裝板的上表面相接觸;通過調節至少一該緊定螺釘與該第三螺紋孔在其軸向上的相對位置,來調節該連接板的水平度。
- 一種製程腔室,其特徵在於,包括:如請專利範圍第1項至第8項任一項所述之傳片裝置; 沿水平方向依次排列複數製程子腔,該複數晶片托架一一對應地設置在該複數製程子腔內;位於各個相鄰的二該製程子腔之間,且與二者相連通的一連接子腔。
- 如申請專利範圍第9項所述之製程腔室,其中,該升降機構包括至少一升降軸和一驅動源,其中,每個該升降軸位於該連接子腔的下方,且其上端豎直向上貫穿該連接子腔,並與和該連接子腔連通的二該製程子腔內的二該晶片托架連接,每個該升降軸的下端與該驅動源連接;該驅動源用於驅動該至少一升降軸同步作升降運動。
- 一種機械手,其特徵在於,包括:複數用於傳輸晶片的一傳片手指,沿水平方向依次排列;一驅動裝置,用於驅動複數該傳片手指同步移動,以與如請專利範圍第1項至第8項任一項所述之傳片裝置相配合進行取放片操作。
- 一種半導體裝置,其特徵在於,包括一傳輸腔室、如申請專利範圍第9項或第10項所述之製程腔室和如申請專利範圍第11項所述之機械手,該機械手設置在該傳輸腔室內,用以在該製程腔室與該傳輸腔室之間傳輸一晶片。
- 一種傳片方法,其特徵在於,應用於如申請專利範圍第12項所述之半導體裝置中,對該晶片進行取放片操作;該取放片操作包括一放片過程和一取片過程,其中,該放片過程包括以下步驟:S11:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位;S12:該驅動裝置驅動複數該傳片手指同步將各個晶片一一對應地傳輸至各個該製程子腔內,並放置在各個該晶片托架上;S13:該驅動裝置驅動各個該傳片手指退出各個該製程子腔; S14:該升降機構驅動複數該晶片托架同步下降至製程位;該取片過程包括以下步驟:S21:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位;S22:該驅動裝置同步驅動各個該傳片手指一一對應地移入各個該製程子腔內,並分別位於置於各個該晶片托架上的晶片下方,然後驅動各個該傳片手指上升,並托起各個晶片;S23:該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步退出各個該製程子腔;S24:該升降機構驅動複數該晶片托架同步下降至製程位。
- 如申請專利範圍第13項所述之傳片方法,其中,該晶片托架包括用於承載一晶片的一承載位,且複數該晶片托架的該承載位的高度按排列順序依次降低;該步驟S12進一步包括以下子步驟:S121:該驅動裝置驅動複數該傳片手指同步將各個晶片一一對應地傳輸至各個該製程子腔內;S122:按該承載位由高到低的排列順序依次對與各個承載位相對應的各個該傳片手指上的晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步下降相應的高度,以將完成校準的該晶片放置在與該晶片所在傳片手指相對應的該晶片托架上;該步驟S22進一步包括以下子步驟:S221:該驅動裝置同步驅動各個該傳片手指一一對應地移入各個該製程子腔內;S222:按該承載位由低到高的排列順序依次對其上的該晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步上升相應的高度,以將完成校準的該晶片自與該晶片所在的該晶片托架上托起。
- 一種傳片方法,其特徵在於,應用於如申請專利範圍第12項所述之半導體裝置中,對一晶片進行取放片操作;該取放片操作包括一放片過程和一取片過程,其中,該放片過程包括以下步驟:S31:該驅動裝置驅動複數該傳片手指同步將各個晶片一一對應地傳輸至各個該製程子腔內,並分別位於各個該晶片托架的上方;S32:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位,並一一對應地托起各個該傳片手指上的該晶片;S33:該驅動裝置驅動各個該傳片手指退出各個該製程子腔;S34:該升降機構驅動複數該晶片托架同步下降至製程位;該取片過程包括以下步驟:S41:該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升至傳片位;S42:該驅動裝置同步驅動各個該傳片手指一一對應地移入各個該製程子腔內,並位於置於各個該晶片托架上的該晶片下方;S43:該升降機構驅動各個該晶片托架同步下降,以使各個傳片手指分別托起各個晶片;S44:該驅動裝置驅動各個該傳片手指同步退出各個該製程子腔。
- 如申請專利範圍第15項所述之傳片方法,其中,該晶片托架包括用於承載一晶片的承載位,且複數該晶片托架的該承載位的高度按排列順序依次降低;該步驟S32進一步包括:按該承載位由低到高的排列順序依次對該晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該升降機構驅動複數該晶片托架同步上升相應的高度,以托起完成校準的該晶片; 該步驟S43進一步包括:按該承載位由高到低的排列順序依次對其上的該晶片進行水平方向的位置校準,並在每次校準之後,該升降機構驅動各個該晶片托架同步下降相應的高度,以使與完成校準的該晶片相對應的傳片手指托起該晶片。
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2017
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