半导体工艺设备转让专利
申请号 : CN202110771060.3
文献号 : CN113257723B
文献日 : 2022-04-22
发明人 : 张虎威 , 王锐廷 , 杨斌 , 赵宏宇 , 南建辉 , 张金斌 , 李广义 , 高少飞 , 胡睿凡 , 宋俊超
申请人 : 北京北方华创微电子装备有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种半导体工艺设备,其特征在于,包括晶圆传输区和储片盒存储区,所述储片盒存储区具有上下料工位,且所述上下料工位设置有储片盒暂存装置,所述晶圆传输区用于取出位于所述上下料工位的储片盒中的工艺前晶圆,以及将工艺后晶圆放入位于所述上下料工位的储片盒中;所述储片盒暂存装置用于在所述晶圆传输区对位于所述上下料工位的储片盒进行晶圆取放操作后,将所述储片盒升高至预设位置,所述储片盒存储区中设置有储片盒机械手,用于在所述储片盒暂存装置将所述上下料工位的储片盒升高至所述预设位置后,将另一储片盒放置在所述上下料工位,并与所述储片盒暂存装置进行储片盒交接,以取下所述预设位置的储片盒。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述储片盒暂存装置包括升降组件和抓取组件,所述抓取组件用于抓取位于所述上下料工位的储片盒,所述升降组件用于驱动所述抓取组件下降至所述抓取组件能够抓取所述位于所述上下料工位上的储片盒,或者在所述抓取组件抓取所述储片盒后,驱动所述抓取组件带动所述储片盒升高至所述预设位置,所述抓取组件还用于在所述储片盒位于所述预设位置且进行储片盒交接时,释放所述储片盒。
3.根据权利要求2所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述升降组件包括升降驱动机构和横臂,所述横臂的一端与所述升降驱动机构连接,另一端与所述抓取组件连接,所述升降驱动机构用于驱动所述横臂带动所述抓取组件升降。
4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述升降驱动机构包括升降驱动部、导轨和滑块,所述导轨沿竖直方向固定设置,所述滑块设置在所述导轨上,所述升降驱动部用于驱动所述滑块沿所述导轨运动。
5.根据权利要求4所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述升降驱动机构还包括固定板,所述导轨固定设置在所述固定板上,所述固定板贴附并固定设置在所述半导体工艺设备对应于所述储片盒存储区的内壁上。
6.根据权利要求4所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述升降驱动部为气缸。
7.根据权利要求4所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述升降驱动部为直线电机。
8.根据权利要求3至7中任意一项所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述抓取组件包括抓取机构和至少一对手指,所述抓取机构与所述横臂固定连接,所述抓取机构用于驱动每对手指相互靠近或相互远离。
9.根据权利要求8所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述抓取组件包括一对所述手指,所述抓取机构包括双向伸缩气缸,所述双向伸缩气缸具有朝向相反的两个输出杆,且两个所述输出杆分别与两个所述手指固定连接,所述双向伸缩气缸用于驱动两个所述输出杆同时伸出或同时缩回,以使两个所述手指相互靠近或相互远离。
10.根据权利要求9所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述手指包括相互连接的第一板状部和第二板状部,所述第一板状部沿竖直方向设置,所述第二板状部沿水平方向设置;两个手指的所述第一板状部的顶端分别与所述双向伸缩气缸的两个所述输出杆固定连接,所述第一板状部的底端与所述第二板状部固定连接,且两个所述第二板状部分别由两个所述第一板状部的底端向对侧延伸,两个所述第二板状部相对的一侧边缘上均形成有定位缺口。
说明书 :
半导体工艺设备
技术领域
背景技术
一种现有的晶圆传输系统的俯视结构图,其主要包括:上料区(Loadport),储片盒(FOUP)存
储区及晶圆传输(Wafer Transfer)区。
翻转机构,晶圆翻转机构将晶圆由水平放置转换为竖直放置,之后由PTZ(Process
Transfer Zone,过程传输区域)将晶圆取下,经过Aligner(晶圆缺口对齐装置)对齐晶圆缺
口,最后由Process Robot(工艺机械手)取走晶圆,进行工艺处理。晶圆清洗完成后则按照
上述步骤反顺序实施,以取出晶圆至FOUP中。
发明内容
晶圆传输区用于取出位于所述上下料工位的储片盒中的工艺前晶圆,以及将工艺后晶圆放
入位于所述上下料工位的储片盒中;所述储片盒暂存装置用于在所述晶圆传输区对位于所
述上下料工位的储片盒进行晶圆取放操作后,将所述储片盒升高至预设位置,所述储片盒
存储区中设置有储片盒机械手,用于在所述储片盒暂存装置将所述上下料工位的储片盒升
高至预设位置后,将另一储片盒放置在所述上下料工位,并与所述储片盒暂存装置进行储
片盒交接,以取下所述预设位置的储片盒。
能够抓取所述位于所述上下料工位上的储片盒,或者在所述抓取组件抓取所述储片盒后,
驱动所述抓取组件带动所述储片盒升高至所述预设位置,所述抓取组件还用于在所述储片
盒位于所述预设位置且进行储片盒交接时,释放所述储片盒。
抓取组件升降。
接,所述双向伸缩气缸用于驱动两个所述输出杆同时伸出或同时缩回,以使两个所述手指
相互靠近或相互远离。
述双向伸缩气缸的两个所述输出杆固定连接,所述第一板状部的底端与所述第二板状部固
定连接,且两个所述第二板状部分别由两个所述第一板状部的底端向对侧延伸,两个所述
第二板状部相对的一侧边缘上均形成有定位缺口。
储区的储片盒机械手向上下料工位放置下一个储片盒,从而减少了上下料工位的空置时
间,使晶圆传输机械手可以连续对同一上下料工位依次加载的多个储片盒进行晶圆取放操
作,进而使储片盒存储区与晶圆传输区之间可以仅通过一个上下料工位进行晶圆交接,扩
大了储片盒存储区中的储片盒存储空间(现有机台中多余的一个上下料工位可用于额外存
储一个储片盒),增加了储片盒的储存量,提高了传输效率,从而提升了半导体工艺设备的
产能。并且,储片盒存储区仅设置一个上下料工位,节约了现有技术中另一上下料工位的物
料成本,降低了半导体工艺设备的制造及维护成本。
附图说明
具体实施方式
区中通常设置有两个上下料工位LP5、LP6,其中一者用于进行晶圆取放操作(包括上料,即,
将工艺前晶圆的储片盒传输至上下料工位,然后再经过晶圆传输机械手及工艺机械手传输
晶圆,进行工艺,以及下料,即,工艺后晶圆通过晶圆传输区的晶圆传输机械手传输至上下
料工位的储片盒中,储片盒机械手将承载工艺后晶圆的储片盒由该上下料工位取走)时,储
片盒机械手可预先将下一待进行晶圆取放操作的储片盒放置在另一者中,从而节约了晶圆
传输机械手取放晶圆时等待储片盒机械手取放储片盒的时间,提高了机台效率。
储空间的问题。
区具有上下料工位20,且上下料工位20设置有储片盒暂存装置(如图2所示),晶圆传输区用
于取出位于上下料工位20的储片盒10中的工艺前晶圆(即,待进入工艺腔室并进行半导体
工艺的晶圆),以及将工艺后晶圆(即,已完成半导体工艺并由工艺腔室中传出的晶圆)放入
位于上下料工位20的储片盒10中。储片盒暂存装置用于在晶圆传输区对位于上下料工位20
的储片盒10进行晶圆取放操作后,将储片盒10升高至预设位置,位于预设位置的储片盒10
与位于上下料工位20上的储片盒10沿高度方向相互间隔。储片盒存储区中设置有储片盒机
械手(FOUP Robot)30,用于在储片盒暂存装置将上下料工位20的储片盒10升高至预设位置
后,将另一储片盒10放置在上下料工位20,并与储片盒暂存装置进行储片盒交接,以取下预
设位置的储片盒10。
完成晶圆取放操作后,将储片盒升高至预设位置,以便于储片盒存储区的储片盒机械手30
向上下料工位20放置下一个储片盒10,从而减少了上下料工位20的空置时间(上下料工位
20仅在储片盒暂存装置抬升储片盒10时空置),使晶圆传输机械手可以连续对同一上下料
工位20依次加载的多个储片盒10进行晶圆取放操作,进而使储片盒存储区与晶圆传输区之
间可以仅通过一个上下料工位20进行晶圆交接,扩大了储片盒存储区中的储片盒存储空间
(现有机台中多余的一个上下料工位20可用于额外存储一个储片盒10),增加了储片盒的储
存量,提高了晶片传输效率,从而提升了半导体工艺设备的产能。并且,储片盒存储区仅设
置一个上下料工位20,节约了现有技术中另一上下料工位20的物料成本(如,实现自动控制
的传感器、定位组件等),降低了半导体工艺设备的制造及维护成本。
件200,抓取组件200用于抓取位于上下料工位20的储片盒10,升降组件100用于驱动抓取组
件200下降至抓取组件200能够抓取位于上下料工位20上的储片盒10,或者在抓取组件200
抓取储片盒10后,驱动抓取组件200带动储片盒10升高至预设位置,抓取组件200还用于在
储片盒位于预设位置且进行储片盒交接时,释放储片盒10,以便储片盒机械手30在储片盒
交接过程中取走该储片盒10。
降驱动机构120连接,另一端与抓取组件200连接,升降驱动机构120用于驱动横臂110带动
抓取组件200升降。
动机构120之间的距离,提高了升降驱动机构120的安全性和稳定性。
竖板112沿竖直方向设置,竖板112背离横板111的一侧固定连接在滑块122上,横板111远离
竖板112的一端与抓取组件200(的抓取机构210)固定连接。
板112均垂直。
驱动机构120包括升降驱动部、导轨121和滑块122,导轨121沿竖直方向固定设置,滑块122
设置在导轨121上,升降驱动部用于驱动滑块122沿导轨121运动。
121固定设置在固定板300上,固定板300贴附并固定设置在半导体工艺设备对应于储片盒
存储区的内壁上。
腔室壁上,通过固定板300上的平面与腔室壁的平整表面之间的配合作用保证导轨121位
置、角度的准确性,进而提高了安装储片盒暂存装置的便捷性和储片盒暂存装置抬升储片
盒10的方向的精确性。并且,导轨121通过固定板300与半导体工艺设备的内壁固定连接,可
有效分散半导体工艺设备内壁上产生的应力,进而延长半导体工艺设备侧壁的使用寿命,
提高升降驱动机构120传动的平稳性。
选实施方式,升降驱动部可以为气缸。在本发明的其他实施方式中,升降驱动部还可以为直
线电机。
包括抓取机构210和至少一对手指220,抓取机构210与横臂110固定连接,抓取机构210用于
驱动每对手指220相互靠近或相互远离。在抓取机构210驱动手指220相互靠近时,手指之间
合拢,从而抓取并固定储片盒10(上的凸出结构),在抓取机构210驱动手指220相互远离时,
手指张开,从而释放抓取组件200所抓取的储片盒10(上的凸出结构)。
方式,如图2、图11所示,抓取组件200包括一对手指220,抓取机构210包括双向伸缩气缸,双
向伸缩气缸具有朝向相反的两个输出杆,且两个输出杆分别与两个手指220固定连接,双向
伸缩气缸用于驱动两个输出杆同时伸出或同时缩回,以使两个手指220相互靠近或相互远
离。
件200用于抓取储片盒顶部的方形结构11,手指220包括相互连接的第一板状部221和第二
板状部222,第一板状部221沿竖直方向设置,第二板状部222沿水平方向设置。
一板状部221的底端向对侧延伸。两个第二板状部222相对的一侧边缘上均形成有定位缺
口,且两个定位缺口的长度(即沿该边缘延伸方向的尺寸)均小于储片盒顶部的方形结构11
的宽度(即正方形的边长)。
部222插入至方形结构11的下方,从而稳定地将方形结构11限定在两个手指所围成的空间
内。
析:
于上下料工位20上的储片盒10沿高度方向相互间隔,以免前后两储片盒10之间发生碰撞),
以便储片盒机械手30及时向上下料工位20上放置下一储片盒10,使晶圆传输机械手的晶圆
取放操作在两储片盒10之间无缝切换;
始图3至图10的循环动作。
10中放入工艺后晶圆(即进行晶圆取放操作),从而使晶圆传输机械手可以连续对同一上下
料工位20依次加载的多个储片盒10进行晶圆取放操作,扩大了储片盒存储区中的储片盒存
储空间,增加了储片盒的储存量,提升了半导体工艺设备的产能。并且,储片盒存储区仅设
置一个上下料工位20,节约了现有技术中另一上下料工位20的物料成本,进而降低了半导
体工艺设备的制造及维护成本。
神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。