晶圆处理设备及传输方法与流程

本申请涉及半导体设备，特别涉及一种晶圆处理设备及传输方法。

背景技术：

1、传统的半导体设备传输系统中，机械手从片盒内取出晶圆是众多半导体设备自动化传输过程的第一步，因此取晶圆的效率和可靠性便成为实现晶圆高度自动化生产重要且必要的条件之一。片盒内的晶圆跑偏，容易导致机械手取出的晶圆在机械手上的位置不唯一，影响晶圆后续传输及工艺生产，从而降低了半导体芯片的生产效率。

2、因此，如何在自动化传输前先对晶圆的位姿进行校准，以避免传输失效，从而提高半导体芯片的生产效率成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供一种晶圆处理设备及传输方法，节省晶圆的校准时间，提高了晶圆的传输效率和生产效率。进而提高半导体芯片的工艺制作效率，降低工艺成本。

2、为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：

3、一方面，提供了一种晶圆处理设备，包括：

4、片腔，片腔包括可容置晶圆盒的容置空间及至少一个进/出片口；

5、负载锁定腔，包括至少一个位于负载锁定腔内的晶圆置架；

6、第一传输腔，位于片腔和负载锁定腔之间，第一传输腔内包括第一机械手，第一机械手可将晶圆在片腔和负载锁定腔之间传输；

7、至少一个晶圆处理腔；

8、及第二传输腔，第二传输腔位于负载锁定腔和晶圆处理腔之间，第二传输腔至少包括第二机械手，第二机械手可将晶圆在负载锁定腔和晶圆处理腔之间传输；

9、其中，晶圆处理设备至少包括一个晶圆对准装置，晶圆对准装置设于片腔内，以在第一机械手传输晶圆前，对晶圆盒内的晶圆进行位姿校准。

10、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，晶圆盒包括以供晶圆进入/取出的开口及与开口相对的后端部，后端部至少设有一个自晶圆的堆叠方向延伸的让位空间，晶圆位于晶圆盒并抵顶后端部时，晶圆至少部分露出让位空间；

11、片腔包括：设于片腔底部的载置台及与载置台相连的运动模组，晶圆对准装置与运动模组配合对晶圆盒内的晶圆进行位姿校准；

12、晶圆对准装置包括：直接或间接设于片腔底部的校准模组，晶圆盒容置于运动模组，晶圆盒可在运动模组的带动下在第一位姿和第二位姿之间切换；在第一位姿时，开口正对片腔的进/出片口，在第二位姿时，校准模组可自让位空间与晶圆盒内的晶圆配合，以校准晶圆盒内的晶圆。

13、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，校准模组包括第一固定件和校准件，校准件沿第一轴线可转动设于所述第一固定件上；在第二位姿时，校准件至少部分位于让位空间内。

14、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，运动模组包括保持架，保持架沿第二轴线可旋转地设于载置台上，且保持架可容置晶圆盒；以及

15、至少部分与载置台固接的旋转结构，旋转结构通过保持架带动晶圆盒在第一姿态和第二姿态切换，在第一姿态时，开口正对片腔的进/出片口，在第二姿态时，后端部的让位空间正对校准模组的校准件。

16、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，运动模组还包括相对载置台固接的升降结构，升降结构带动载置台及保持架做升降运动；晶圆盒位于第二姿态时，升降结构可间接带动晶圆盒向下运动到第二高度，位于第二高度时，校准件自让位空间抵顶晶圆盒内的晶圆。

17、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，运动模组还包括：阻尼结构，阻尼结构分别与载置台和保持架可旋转连接，阻尼结构在保持架从第二姿态向第一姿态转动的过程中提供阻力；

18、保持架相对于载置台具有第一旋转轴心，阻尼结构相对于载置台具有第二旋转轴心，阻尼结构相对于保持架具有第三旋转轴心，在第二姿态时，第二旋转轴心位于第一旋转轴心和第三旋转轴心的连线上，或，第二旋转轴心位于第一旋转轴心和第三旋转轴心的连线背离旋转方向的一侧。

19、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一机械手将片腔内的多个晶圆传输到晶圆置架。

20、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，晶圆置架包括多层，第一机械手或第二机械手之一可在多次进行晶圆传输后，第一机械手或第二机械手另一再进行晶圆传输。

21、另一方面，提供了一种传输方法，应用如上述任一项的晶圆处理设备，包括以下步骤：在片腔内装载晶圆盒后，晶圆对准装置对晶圆盒内的晶圆进行统一位姿校准；第一机械手将校准后晶圆传输到负载锁定腔；第二机械手将负载锁定腔内的晶圆传输到晶圆处理腔。

22、除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，片腔包括运动模组，晶圆对准装置包括校准模组，统一位姿校准包括以下步骤：运动模组运动晶圆盒致使晶圆盒处于晶圆盒的后端部与校准模组配合的第二位姿；校准模组对晶圆盒内晶圆进行位姿校准；运动模组运动晶圆盒致使晶圆盒处于晶圆盒的开口与片腔的进/出片口正对的第一位姿。

23、上述技术方案具有如下优点或有益效果：本申请中通过在片腔内设置晶圆对准装置，以利用晶圆对准装置在晶圆传输之前先对多个晶圆进行位姿同步校准，校准更快，使晶圆盒内的晶圆具有相同的位置和姿态，以保证第一机械手从晶圆盒内取出的晶圆在第一机械手上的状态是唯一的，从而避免在晶圆传输至负载锁定腔和晶圆处理腔的过程中再进行逐一校准，节省晶圆的校准时间，提高了晶圆的传输效率和生产效率，进而提高半导体芯片的工艺制作效率，降低工艺成本。

技术特征：

1.一种晶圆处理设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述晶圆盒包括以供晶圆进入/取出的开口及与所述开口相对的后端部，所述后端部至少设有一个自所述晶圆的堆叠方向延伸的让位空间，所述晶圆位于所述晶圆盒并抵顶所述后端部时，所述晶圆至少部分露出所述让位空间；

3.如权利要求2所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述校准模组包括第一固定件和校准件，所述校准件沿第一轴线可转动设于所述第一固定件上；在所述第二位姿时，所述校准件至少部分位于所述让位空间内。

4.如权利要求2所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述运动模组包括保持架，所述保持架沿第二轴线可旋转地设于所述载置台上，且所述保持架可容置所述晶圆盒；以及

5.如权利要求4所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述运动模组还包括相对所述载置台固接的升降结构，所述升降结构带动所述载置台及所述保持架做升降运动；所述晶圆盒位于第二姿态时，所述升降结构可间接带动所述晶圆盒向下运动到第二高度，位于所述第二高度时，所述校准件自所述让位空间抵顶所述晶圆盒内的晶圆。

6.如权利要求4所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述运动模组还包括：阻尼结构，所述阻尼结构分别与所述载置台和所述保持架可旋转连接，所述阻尼结构在所述保持架从第二姿态向第一姿态转动的过程中提供阻力；

7.如权利要求1所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述第一机械手将所述片腔内的多个所述晶圆传输到所述晶圆置架。

8.如权利要求6所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述晶圆置架包括多层，所述第一机械手或所述第二机械手之一可在多次进行晶圆传输后，所述第一机械手或所述第二机械手另一再进行晶圆传输。

9.一种传输方法，应用如权利要求1～8任一项所述的晶圆处理设备，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的传输方法，其特征在于，所述片腔包括运动模组，晶圆对准装置包括校准模组，统一位姿校准包括以下步骤：

技术总结
本申请的实施例公开了一种晶圆处理设备及传输方法，其中晶圆处理设备包括片腔；负载锁定腔；第一传输腔，位于片腔和负载锁定腔之间，第一传输腔内包括第一机械手，第一机械手可将晶圆在片腔和负载锁定腔之间传输；至少一个晶圆处理腔；及第二传输腔，第二传输腔位于负载锁定腔和晶圆处理腔之间，第二传输腔至少包括第二机械手，第二机械手可将晶圆在负载锁定腔和晶圆处理腔之间传输；其中，晶圆处理设备至少包括一个晶圆对准装置，晶圆对准装置设于片腔内，以在第一机械手传输晶圆前，对所述晶圆盒内的晶圆进行位姿校准。根据本申请，节省晶圆的校准时间，提高了晶圆的传输效率和生产效率，进而提高半导体芯片的工艺制作效率，降低工艺成本。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：无锡先为科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13