晶圆传输装置及控制方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种晶圆传输装置及控制方法。

背景技术：

1、在半导体设备中，晶圆的传输过程和工艺过程基本均在真空环境下进行，且需要确保该真空环境是封闭环境。

2、早期的等离子体刻蚀设备没有专门的硅片传输平台，硅片在大气环境中被直接送入刻蚀反应腔，然后对反应腔抽气，达到所要求的真空度后再进行刻蚀。在集成电路制造进入单片加工时代后，为提高生产率，满足管控污染的需求，硅片传输平台应运而生，硅片传输平台成为了刻蚀设备及其他为加工设备的标准配备。

3、硅片要求在保证精度和洁净度的前提下，逐步提高生产效率，增大产量，来满足市场对硅片加工工艺的需求。现有技术中的硅片传输平台的机械手腔最多能搭配三个工艺腔，且硅片单进单出机械手腔，生产效率低下。如果需要对加工完成的硅片进行冷却，还需要在晶圆传输装置中设置冷却腔与机械手腔连通，机械手腔最多能搭配两个工艺腔，降低了生产效率。且冷却腔通常集成在机械手腔上不可拆卸，因此还需要针对硅片的不同加工工艺需求设置不同的晶圆传输装置，现有技术中的晶圆传输装置不具有通用性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种晶圆传输装置及控制方法，提高了晶圆的生产效率，且晶圆传输装置模块化设计，能满足对不同的加工需求的晶圆进行加工。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种晶圆传输装置，包括：

4、机械手腔机构，具有机械手腔体，所述机械手腔体设有至少六个传输通道；

5、第一承载腔体机构，用于提供待加工的晶圆，所述第一承载腔体机构具有供晶圆输出的输出口；

6、定位腔体机构，所述定位腔体机构的一端与所述第一承载腔体机构的输出口密封且可拆卸连接，另一端与所述机械手腔机构的其中一个传输通道密封且可拆卸连接，所述定位腔体机构用于调整晶圆的位置；

7、冷却腔机构，所述冷却腔机构包括冷却腔壳体，所述冷却腔壳体的一端与所述机械手腔机构的其中一个传输通道密封且可拆卸连接，所述冷却腔壳体内设有液冷盘，所述液冷盘能承载和冷却所述晶圆，所述冷却腔壳体的外侧设有冷却顶升驱动件，所述冷却顶升驱动件的驱动端穿过所述冷却腔壳体且传动连接有冷却顶升件，所述冷却顶升件能顶升所述晶圆或将所述晶圆下放到所述液冷盘上；

8、第二承载腔体机构，用于收集加工完成的晶圆，第二承载腔体机构具有晶圆输入的输入口，所述第二承载腔体机构的输入口与所述冷却腔壳体的另一端密封且可拆卸连接；机械手机构，设置于所述机械手腔机构上，所述机械手机构包括设置于所述机械手腔体内的机械手臂组件，所述机械手臂组件包括两个相对设置的手指，两个手指能于所述第一承载腔体机构、所述定位腔体机构、所述第二承载腔体机构、所述冷却腔机构和与所述传输通道连接的工艺腔内取放晶圆。

9、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述冷却腔壳体包括第一腔体和与所述第一腔体连通的第二腔体，所述液冷盘设置于所述第一腔体内，所述冷却顶升驱动件的驱动端穿过所述第二腔体的腔壁置于所述第二腔体内；

10、所述冷却顶升件包括顶升定位盘，所述顶升定位盘设置于所述第二腔体内，且所述顶升定位盘的一侧与所述冷却顶升驱动件的驱动端连接，所述顶升定位盘的另一侧设有多个顶针，所述顶针能穿设所述液冷盘且高于所述液冷盘设置。

11、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述冷却腔机构还包括波纹管，所述波纹管的一端密封套设于所述冷却顶升驱动件的外侧，所述第二腔体的腔壁设有供所述冷却顶升驱动件的驱动端穿设的安装口，所述波纹管的一端与所述第二腔体的腔壁连接且密封所述安装口，所述波纹管的另一端穿设所述安装口与所述顶升定位盘密封连接，所述冷却顶升驱动件的驱动端穿设所述波纹管且与所述顶升定位盘密封连接。

12、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述液冷盘包括：

13、盘体，所述盘体的一侧设有第一凹槽，所述第一凹槽的中心位置凸设有筒状的连接座，所述连接座插接于所述第二腔体内；

14、盖体，为圆环状，所述盖体的一侧沿周向由外向内间隔设有多个第二凹槽，所述盖体设有所述第二凹槽的一侧置于所述第一凹槽内，且所述第一凹槽的槽底封闭所述第二凹槽的槽口，多个所述第二凹槽依次连通形成循环管路，所述循环管路的一端设有进液口，所述循环管路的另一端设有出液口。

15、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述冷却腔机构还包括位置检测组件，所述位置检测组件包括至少三个位置检测传感器，多个所述位置检测传感器沿所述液冷盘的周向边缘等间隔设置，所述位置检测传感器用于检测所述晶圆的边缘。

16、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述机械手腔机构包括：

17、机械手腔底座，所述机械手腔底座的一侧设有移动架，所述移动架上设有行走轮、叉车槽和支撑地脚，所述行走轮与所述移动架可拆卸连接且与地面接触，所述叉车槽供叉车的叉车板插入，所述支撑地脚与所述移动架螺纹连接且能支撑于地面上；

18、支撑杆，设有至少三个，所述支撑杆的一端与所述机械手腔底座的上表面连接，所述支撑杆的高度可调节；

19、机械手腔组件，具有所述机械手腔体，所述支撑杆的另一端与所述机械手腔组件连接。

20、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述机械手腔组件包括机械手腔壳体，所述机械手腔壳体的一侧开口，所述开口处盖设有机械手腔盖，所述机械手腔盖与所述机械手腔壳体围设形成所述机械手腔体；

21、所述机械手腔盖与所述机械手腔壳体可拆卸连接，所述机械手腔盖的外侧连接有能驱动所述机械手腔盖打开或者闭合所述开口的机械手腔盖驱动件。

22、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述机械手腔盖驱动件包括：

23、手轮；

24、减速器，所述减速器的输入端与所述手轮的驱动端连接；

25、传动件，所述传动件的一端与所述减速器的输出端连接；

26、摆杆，所述摆杆的一端与所述传动件的另一端连接，所述摆杆的另一端与所述机械手腔盖连接，摇动所述手轮能通过所述减速器和所述传动件驱动所述摆杆摆动以带动所述机械手腔盖打开或闭合所述开口。

27、作为上述的晶圆传输装置的一种可选技术方案，所述定位腔体机构包括定位腔壳体，所述定位腔壳体的一端与所述第一承载腔体机构的输出口密封且可拆卸连接，另一端与所述机械手腔机构的其中一个传输通道密封且可拆卸连接，所述定位腔壳体内侧设有定位转盘，所述定位转盘用于承载所述晶圆，所述定位腔壳体外侧设有定位转盘驱动件，所述定位转盘驱动件的驱动端密封穿设所述定位腔壳体与所述定位转盘驱动连接，所述定位腔壳体上设有定位检测件，所述定位检测件用于检测所述晶圆的缺口。

28、提供一种晶圆传输装置的控制方法，应用于上述中任一项所述的晶圆传输装置中，所述控制方法包括：

29、控制第一承载腔体机构提供晶圆至预设位置处；

30、控制机械手机构中的第一个手指穿设传输通道和定位腔体机构至所述第一承载腔体机构中取晶圆，第二个手指穿设其他传输通道取放晶圆；

31、控制机械手机构的第一个手指将晶圆放置于所述定位腔体机构中，所述定位腔体机构调整晶圆至规定的位置；

32、控制机械手机构的第一个手指取所述定位腔体机构中的晶圆并将晶圆按顺序转运至规定的工艺腔中，第二个手指穿设其他传输通道取放晶圆；

33、控制冷却顶升驱动件驱动冷却顶升件顶升，控制机械手机构的第一个手指将加工完成的晶圆放置于冷却顶升件上，第二个手指穿设其他传输通道取放晶圆；

34、控制冷却顶升驱动件驱动冷却顶升件下降使晶圆与液冷盘贴合；

35、在预设时间后，控制冷却顶升驱动件驱动冷却顶升件顶升晶圆；

36、控制机械手机构的第一个手指取所述冷却顶升件上的晶圆并将晶圆放置于第二承载腔体机构内。

37、本发明的有益效果：

38、本发明提供的晶圆传输装置及控制方法，机械手腔机构设置至少六个传输通道，增加了传输通道设置的数量，可以增加工艺腔设置的个数，提高加工效率；定位腔体机构能够调整晶圆的位置，使晶圆的位置能够满足加工要求，定位腔体机构与第一承载腔体机构和机械手腔机构分别可拆卸连接，将定位腔体机构的设计模块化；冷却腔机构与机械手腔机构可拆卸连接，可以根据加工需求设置冷却腔机构，提高了晶圆传输装置使用的灵活性，此外，冷却腔机构使用液冷的方式进行冷却，占用空间小，使冷却腔机构的结构紧凑，在保证能安装上冷却腔机构的前提下可以缩小机械手腔机构的尺寸，降低了晶圆传输装置的占地面积；机械手腔机构设置至少六个传输通道，在不影响工艺腔设置的个数的前提下，可以将一个传输通道与冷却腔机构连接，且还能实现晶圆传输装置同进同出晶圆，提高了生产效率；同时机械手机构设置两个手指，两个手指能分别工作取放晶圆，提高了晶圆传输装置的工作效率。