CN114695222B - 晶片传输***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种晶片传输***和方法，涉及半导体技术领域。晶片传输***包括前腔体、传送腔体、交换腔体和旋转升降装置，传送腔体的底板上开设有形状相同的第一交换口和第二交换口，第一交换口与前腔体上的对接口对接，交换腔体通过开口与前腔体和传送腔体密封连接，旋转升降装置安装在交换腔体上，旋转升降装置包括位置可交换的两个封板，封板上用于承载片盒，两个封板可分别升降到第一交换口和第二交换口中，以密封第一交换口和第二交换口，并将各自承载的片盒分别输送至前腔体和传送腔体中。该晶片传输***能够减少晶片被粉尘污染的几率，提高整体加工效率。

Description

晶片传输***和方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种晶片传输***和方法。
背景技术
在国内的半导体工厂里，有大量种类的设备用于芯片的制程。这些种类繁多的设备，会因为工艺的不同先后、反复或者循环使用。单独工艺处理单元之间的传送会因为各种影响因素，例如被粉尘污染，制约晶片的良率。而且现有的晶片传送加工过程，往往需要完成对一个片盒的晶片的加工之后，再进行下一个片盒的晶片加工，整体加工效率不高。
发明内容
本发明的目的包括提供一种晶片传输***和方法，其能够减少晶片被粉尘污染的几率，提高整体加工效率。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种晶片传输***，晶片传输***包括：
前腔体，开设有入口和对接口，入口上安装有闭门***；
传送腔体，包括底板和连接在底板上的多个侧板，底板上开设有形状相同的第一交换口和第二交换口，其中，第一交换口开设在底板上相对于侧板伸出的部分，前腔体安装在侧板伸出的部分上，第一交换口与对接口对接；
交换腔体，开设有开口，交换腔体通过开口与前腔体和传送腔体密封连接，第一交换口和第二交换口均位于开口内；
旋转升降装置，安装在交换腔体上，旋转升降装置包括位置可交换的两个封板，封板上用于承载片盒，两个封板可分别升降到第一交换口和第二交换口中，以密封第一交换口和第二交换口，并将各自承载的片盒分别输送至前腔体和传送腔体中。
在可选的实施方式中，第一交换口和第二交换口相互为中心对称关系，两个封板相互为中心对称关系。
在可选的实施方式中，前腔体和传送腔体均为长方体形状，前腔体与传送腔体相互贴合设置，入口开设在前腔体上远离传送腔体的一侧，对接口开设在前腔体的底部。
在可选的实施方式中，传送腔体的侧板上开设有传送口，传送口用于与工艺腔体对接，传送口上安装有传送摆门。
在可选的实施方式中，传送腔体中安装有机械手，机械手用于将晶片在进入传送腔体的片盒与工艺腔体之间传输。
第二方面，本发明提供一种晶片传输方法，晶片传输方法采用前述实施方式的晶片传输***，晶片传输方法包括：
S1：控制旋转升降装置将两个封板密封第一交换口和第二交换口，对传送腔体进行抽真空处理，并控制闭门***打开入口；
S2：待前腔体中的封板上装上片盒之后，控制闭门***关闭入口，对前腔体和交换腔体进行抽真空处理，直到前腔体、交换腔体、传送腔体和工艺腔体压力平衡；
S3：控制旋转升降装置将两个封板降入交换腔体、并通过旋转、切换两个封板的位置，再将两个封板分别升入前腔体和传送腔体、并密封第一交换口和第二交换口；
S4：对进入传送腔体的晶片进行加工处理。
在可选的实施方式中，在S4之后，晶片传输方法还包括：
S5：对前腔体进行破真空处理，再控制闭门***打开入口，以便装入片盒；
S6：对前腔体进行抽真空处理，直到前腔体、交换腔体、传送腔体和工艺腔体压力平衡。
在可选的实施方式中，在S6之后，晶片传输方法还包括：
S7：在传送腔体中片盒内的晶片完成加工之后，控制旋转升降装置将两个封板降入交换腔体、并通过旋转、切换两个封板的位置，再将两个封板分别升入前腔体和传送腔体、并密封第一交换口和第二交换口。
在可选的实施方式中，在S7之后，晶片传输方法还包括：
S8：对进入传送腔体的晶片进行加工处理。
在可选的实施方式中，在S7之后，晶片传输方法还包括：
S9：对前腔体进行破真空处理，再控制闭门***打开入口，以便取出承载已完成加工的晶片的片盒，并装入新的片盒。
本实施例提供的晶片传输***和方法的有益效果包括：
1.在前腔体装卸片盒的过程中以及晶片在传送腔体中加工的过程中，都通过两个封板依次隔绝前腔体、交换腔体和传送腔体，使任何相邻两个腔体之间不会产生相互污染，特别是从大气中进入前腔体的污染颗粒不会进入到后续腔体中，减少晶片被粉尘污染的几率，特别是，对于工艺腔体来说实现了三层密封，因为工艺腔体在工作过程中除了与传送腔体密封隔绝之外，还具有传送腔体与交换腔体通过封板密封隔绝，交换腔体与前腔体也通过封板密封隔绝，极大地保证了工艺腔体避免环境污染的要求，传送腔体也能够尽量避免环境污染；
2.晶片在传送腔体中加工的过程中，可同时进行向前腔体中装载新的片盒的操作，也就是说，可以实现晶片加工与晶片装载同时进行，而且，在新的片盒到达传送腔体的同时，已经完成加工的片盒刚好回到前腔体中，以便移出***，不用完全加工完一个片盒之后才装载新的片盒，提高了整体加工效率；
3.更重要的是，第一交换口和第二交换口均开设在传送腔体的底板上，而不是采用两块板拼接而成，这样，在一块底板上一并加工出第一交换口和第二交换口，可以提高位置精度，便于分别与两个封板精准配合，保证密封的效果，而且旋转升降装置的整体结构设计巧妙紧凑，能够实现对封板的位置精准控制，保证封板与交换口的精准密封。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的前腔体的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的传送腔体的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的交换腔体的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的旋转升降装置的结构示意图。
图标：1-前腔体；11-入口；12-对接口；2-传送腔体；21-底板；211-第一交换口；212-第二交换口；22-侧板；221-传送口；3-交换腔体；31-开口；4-闭门***；5-旋转升降装置；51-封板；52-支架；53-第一动力机构；531-第一电机；532-第一齿轮；533-第二齿轮；54-丝杆；55-滑块；56-第二动力机构；561-第二电机；562-第三齿轮；563-第四齿轮；564-槽轮结构；57-旋转轴；6-片盒。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1至图4，本实施例提供了一种晶片传输***，晶片传输***包括前腔体1、传送腔体2、交换腔体3、闭门***4、旋转升降装置5、机械手（图中未示出）和传送摆门（图中未示出）。其中，前腔体1与传送腔体2相互贴合设置、且位于同一高度，交换腔体3支撑在前腔体1与传送腔体2的底部，交换腔体3可以分别与前腔体1和传送腔体2相互连通或隔绝。
请参考图1，前腔体1为长方体形状，前腔体1上远离传送腔体2的一侧开设有入口11，闭门***4安装在入口11上。前腔体1的底部开设有对接口12。
请参考图2，传送腔体2为长方体形状，传送腔体2包括底板21和连接在底板21上的多个侧板22，底板21上开设有形状相同的第一交换口211和第二交换口212，其中，第一交换口211开设在底板21上相对于侧板22伸出的部分，前腔体1安装在侧板22伸出的部分上，第一交换口211用于与对接口12对接，对接口12的开口31面积大于第一交换口211的开口31面积。
传送腔体2的侧板22上开设有传送口221，传送口221用于与工艺腔体对接，传送口221上安装有传送摆门，打开传送摆门可连通传送腔体2与工艺腔体，关闭传送摆门可隔绝传送腔体2与工艺腔体。本实施例中，三个侧板22上均开设有传送口221，可用于连接三个工艺腔体。传送腔体2中安装有机械手，机械手用于将晶片在进入传送腔体2的片盒6与工艺腔体之间传输。
请参考图3，交换腔体3为桶状，交换腔体3开设有开口31，交换腔体3通过开口31与前腔体1和传送腔体2密封连接，第一交换口211和第二交换口212均位于开口31内。
请参考图4，旋转升降装置5安装在交换腔体3上，旋转升降装置5包括封板51、支架52、第一动力机构53、丝杆54、滑块55、第二动力机构56和旋转轴57。支架52安装在交换腔体3内；第一动力机构53安装在支架52上；丝杆54可转动地安装在支架52上，由第一动力机构53驱动旋转；滑块55套设在丝杆54上、且与丝杆54螺纹配合；第二动力机构56安装在滑块55上；旋转轴57可转动地安装在滑块55上，由第二动力机构56驱动旋转，两个封板51对称地连接在旋转轴57上。
这样，旋转轴57旋转180°，即可使两个封板51的位置交换，两个封板51的形状结构相同，每个封板51上可以承载两个片盒6，两个封板51可分别升降到第一交换口211和第二交换口212中，以密封第一交换口211和第二交换口212，并将各自承载的片盒6分别输送至前腔体1和传送腔体2中。
优选地，第一交换口211和第二交换口212相互为中心对称关系，两个封板51相互为中心对称关系。这样，两份封板51通过旋转、交换位置之后依然可以分别升降到第一交换口211和第二交换口212中，以密封第一交换口211和第二交换口212，还能够降低生产难度，容易达到精度要求。
第一动力机构53和第二动力机构56的具体结构形式有多种选择，可以是电机与齿轮的组合，也可以是电机与皮带传动机构的组合。
本实施例中，第一动力机构53包括第一电机531、第一齿轮532和第二齿轮533，第一电机531安装在支架52上；第一齿轮532安装在第一电机531的输出轴上；第二齿轮533安装在丝杆54的端部，第二齿轮533与第一齿轮532啮合。
第二动力机构56包括第二电机561、第三齿轮562和第四齿轮563，第二电机561安装在滑块55上；第三齿轮562安装在第二电机561的输出轴上；第四齿轮563安装在旋转轴57的端部，第四齿轮563与第三齿轮562通过槽轮结构564连接。
本实施例还提供一种晶片传输方法，晶片传输方法采用晶片传输***，该晶片传输方法将详细介绍晶片传输***传送、加工晶片的完整过程，具体的，晶片传输方法包括：
S1：控制旋转升降装置5将两个封板51密封第一交换口211和第二交换口212，对传送腔体2和工艺腔室进行抽真空处理，并控制闭门***4打开入口11。
在首次使用晶片传输***之前，需要对传送腔体2以及与传送腔体2相连的工艺腔体进行抽真空处理，此时，第二交换口212由封板51密封，传送腔体2与交换腔体3相互隔绝。闭门***4打开入口11与抽真空处理没有先后顺序，打开入口11是为了装入片盒6，片盒6中承载有待加工的晶片。
S2：待前腔体1中的封板51上装上片盒6之后，控制闭门***4关闭入口11，对前腔体1和交换腔体3进行抽真空处理，直到前腔体1、交换腔体3、传送腔体2和工艺腔室压力平衡。
其中，可以设计前腔体1与交换腔体3通过阀门连通或断开，采用一套抽真空设备就能实现对前腔体1和交换腔体3一并抽真空。在交换腔体3与传送腔体2的压力相差小于阈值的时候，在将交换腔体3与传送腔体2之间的平衡管路导通，从而保证两个腔体的内部压力平衡。
S3：控制旋转升降装置5将两个封板51降入交换腔体3、并通过旋转、切换两个封板51的位置，再将两个封板51分别升入前腔体1和传送腔体2、并密封第一交换口211和第二交换口212。
其中，在交换腔体3与传送腔体2之间压力平衡的情况下，再下降封板51、连通三个腔体，可以避免腔体中的晶片受到气压冲击而振动，也避免污染颗粒飞溅到晶片上。
S4：对进入传送腔体2的晶片进行加工处理。
其中，先将工艺腔体对应的传送摆门打开，通过传送腔体2中的机械手夹持传送腔体2中片盒6内的晶片，将晶片传送至对应的工艺腔体内并关闭传送摆门，完成对应的工艺处理，实现工艺腔体与传送腔体2相互密封隔绝，杜绝相互影响或污染，此时，工艺腔体、传送腔体2、交换腔体3以及前腔体1依次密封隔绝，工艺腔体到外部环境实现了三层密封，极大地保证了工艺腔体避免环境污染的要求，传送腔体2也能够尽量避免环境污染。
在晶片完成所有所需的工艺处理之后，再打开传送摆门，机械手将工艺腔体中的晶片送回片盒6中。
S5：对前腔体1进行破真空处理，再控制闭门***4打开入口11，以便装入片盒6。
S6：对前腔体1进行抽真空处理，直到前腔体1、交换腔体3、传送腔体2和工艺腔室压力平衡。
在S5中对前腔体1中装入了新的片盒6，控制闭门***4关闭入口11之后，则对前腔体1进行抽真空处理，直到前腔体1、交换腔体3、传送腔体2和工艺腔室压力平衡。
在完成S3之后，就可以依次进行S5和S6，S5与S4没有先后顺序，可以一并进行、缩短工艺时长。一般S4所需时间较长，在进行S4的过程中，就可以依次完成S5和S6，这样，整个工艺过程相比现有工艺就缩短了S5和S6所需的时长，提高了加工效率。
S7：在传送腔体2中片盒6内的晶片完成加工之后，控制旋转升降装置5将两个封板51降入交换腔体3、并通过旋转、切换两个封板51的位置，再将两个封板51分别升入前腔体1和传送腔体2、并密封第一交换口211和第二交换口212。
具体的，在传送腔体2中片盒6内的晶片完成加工之后，并且前腔体1中装入了新的片盒6，且前腔体1、交换腔体3和传送腔体2三者达到了压力平衡，则控制旋转升降装置5下降两个封板51。
在S7完成之后，之前已经完成加工的片盒6就处于前腔体1中，新装入的片盒6就处于传送腔体2中，同时四个腔体变成相互隔绝的状态。
S8：对进入传送腔体2的晶片进行加工处理。
其中，先将工艺腔体对应的传送摆门打开，通过传送腔体2中的机械手夹持传送腔体2中片盒6内的晶片，将晶片传送至对应的工艺腔体内并关闭传送摆门，完成对应的工艺处理，实现工艺腔体与传送腔体2相互密封隔绝，杜绝相互影响或污染，此时，工艺腔体、传送腔体2、交换腔体3以及前腔体1依次密封隔绝，工艺腔体到外部环境实现了三层密封，极大地保证了工艺腔体避免环境污染的要求，传送腔体2也能够尽量避免环境污染。
在晶片完成所有所需的工艺处理之后，再打开传送摆门，机械手将工艺腔体中的晶片送回片盒6中。
S9：对前腔体1进行破真空处理，再控制闭门***4打开入口11，以便取出承载已完成加工的晶片的片盒6，并装入新的片盒6。
S8与S9可以在S7完成后一并启动，一般S8的处理时间较长，在S8的处理过程中，就可以完成S9的操作，这样，对整个工艺而言就至少节省了S9的操作时间，进一步提高了加工效率。
本实施例提供的晶片传输***和方法的有益效果包括：
1.在前腔体1装卸片盒6的过程中以及晶片在传送腔体2中加工的过程中，都通过两个封板51依次隔绝前腔体1、交换腔体3和传送腔体2，使任何相邻两个腔体之间不会产生相互污染，特别是从大气中进入前腔体1的污染颗粒不会进入到后续腔体中，减少晶片被粉尘污染的几率，特别是，对于工艺腔体来说实现了三层密封，因为工艺腔体在工作过程中除了与传送腔体2密封隔绝之外，还具有传送腔体2与交换腔体3通过封板51密封隔绝，交换腔体3与前腔体1也通过封板51密封隔绝，极大地保证了工艺腔体避免环境污染的要求，传送腔体2也能够尽量避免环境污染；
2.晶片在传送腔体2中加工的过程中，可同时进行向前腔体1中装载新的片盒6的操作，也就是说，可以实现晶片加工与晶片装载同时进行，而且，在新的片盒6到达传送腔体2的同时，已经完成加工的片盒6刚好回到前腔体1中，以便移出***，不用完全加工完一个片盒6之后才装载新的片盒6，提高了整体加工效率；
3.更重要的是，第一交换口211和第二交换口212均开设在传送腔体2的底板21上，而不是采用两块板拼接而成，这样，在一块底板21上一并加工出第一交换口211和第二交换口212，可以提高位置精度，便于分别与两个封板51精准配合，保证密封的效果，而且旋转升降装置5的整体结构设计巧妙紧凑，能够实现对封板51的位置精准控制，保证封板51与交换口的精准密封。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种晶片传输***，其特征在于，所述晶片传输***包括：
前腔体（1），开设有入口（11）和对接口（12），所述入口（11）上安装有闭门***（4）；
传送腔体（2），包括底板（21）和连接在所述底板（21）上的多个侧板（22），所述底板（21）上开设有形状相同的第一交换口（211）和第二交换口（212），其中，所述第一交换口（211）开设在所述底板（21）上相对于所述侧板（22）伸出的部分，所述前腔体（1）安装在所述侧板（22）伸出的部分上，所述第一交换口（211）与所述对接口（12）对接；
交换腔体（3），开设有开口（31），所述交换腔体（3）通过所述开口（31）与所述前腔体（1）和所述传送腔体（2）密封连接，所述第一交换口（211）和所述第二交换口（212）均位于所述开口（31）内；
旋转升降装置（5），安装在所述交换腔体（3）上，所述旋转升降装置（5）包括位置可交换的两个封板（51），所述封板（51）上用于承载片盒（6），两个所述封板（51）可分别升降到所述第一交换口（211）和所述第二交换口（212）中，以密封所述第一交换口（211）和所述第二交换口（212），并将各自承载的所述片盒（6）分别输送至所述前腔体（1）和所述传送腔体（2）中。
2.根据权利要求1所述的晶片传输***，其特征在于，所述第一交换口（211）和所述第二交换口（212）相互为中心对称关系，两个所述封板（51）相互为中心对称关系。
3.根据权利要求1所述的晶片传输***，其特征在于，所述前腔体（1）和所述传送腔体（2）均为长方体形状，所述前腔体（1）与所述传送腔体（2）相互贴合设置，所述入口（11）开设在所述前腔体（1）上远离所述传送腔体（2）的一侧，所述对接口（12）开设在所述前腔体（1）的底部。
4.根据权利要求1所述的晶片传输***，其特征在于，所述传送腔体（2）的所述侧板（22）上开设有传送口（221），所述传送口（221）用于与工艺腔体对接，所述传送口（221）上安装有传送摆门。
5.根据权利要求4所述的晶片传输***，其特征在于，所述传送腔体（2）中安装有机械手，所述机械手用于将晶片在进入所述传送腔体（2）的所述片盒（6）与所述工艺腔体之间传输。
6.一种晶片传输方法，其特征在于，所述晶片传输方法采用权利要求1所述的晶片传输***，所述晶片传输方法包括：
S1：控制所述旋转升降装置（5）将两个所述封板（51）密封所述第一交换口（211）和所述第二交换口（212），对所述传送腔体（2）进行抽真空处理，并控制所述闭门***（4）打开所述入口（11）；
S2：待所述前腔体（1）中的所述封板（51）上装上所述片盒（6）之后，控制所述闭门***（4）关闭所述入口（11），对所述前腔体（1）和所述交换腔体（3）进行抽真空处理，直到所述前腔体（1）、所述交换腔体（3）、所述传送腔体（2）和工艺腔体压力平衡；
S3：控制所述旋转升降装置（5）将两个所述封板（51）降入所述交换腔体（3）、并通过旋转、切换两个所述封板（51）的位置，再将两个所述封板（51）分别升入所述前腔体（1）和所述传送腔体（2）、并密封所述第一交换口（211）和所述第二交换口（212）；
S4：对进入所述传送腔体（2）的晶片进行加工处理。
7.根据权利要求6所述的晶片传输方法，其特征在于，在S4之后，所述晶片传输方法还包括：
S5：对所述前腔体（1）进行破真空处理，再控制所述闭门***（4）打开所述入口（11），以便装入片盒（6）；
S6：对所述前腔体（1）进行抽真空处理，直到所述前腔体（1）、所述交换腔体（3）、所述传送腔体（2）和工艺腔体压力平衡。
8.根据权利要求7所述的晶片传输方法，其特征在于，在S6之后，所述晶片传输方法还包括：
S7：在所述传送腔体（2）中所述片盒（6）内的晶片完成加工之后，控制所述旋转升降装置（5）将两个所述封板（51）降入所述交换腔体（3）、并通过旋转、切换两个所述封板（51）的位置，再将两个所述封板（51）分别升入所述前腔体（1）和所述传送腔体（2）、并密封所述第一交换口（211）和所述第二交换口（212）。
9.根据权利要求8所述的晶片传输方法，其特征在于，在S7之后，所述晶片传输方法还包括：
S8：对进入所述传送腔体（2）的晶片进行加工处理。
10.根据权利要求8所述的晶片传输方法，其特征在于，在S7之后，所述晶片传输方法还包括：
S9：对所述前腔体（1）进行破真空处理，再控制所述闭门***（4）打开所述入口（11），以便取出承载已完成加工的晶片的所述片盒（6），并装入新的片盒（6）。
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