CN115050677A - 一种晶圆传输装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆传输装置，包括：硅盒上位模组，包括硅盒传输组件和硅盒寻边组件，所述硅盒传输组件用于将硅盒传入或者传出硅盒寻边组件，所述硅盒寻边组件用于将硅盒旋转至设定朝向；晶圆上位模组，包括晶圆传输组件和晶圆寻边组件，所述晶圆传输组件用于将晶圆传输至所述晶圆寻边组件上，所述晶圆寻边组件用于将晶圆旋转至设定朝向；第一搬运组件，用于将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒中。本发明提供的一种晶圆传输装置及方法，能够自动实现硅盒传输和寻边以及晶圆传输和寻边，能够实现晶圆传输自动化，且能按照预设角度进行晶圆放置，提高了晶圆传输效率，并配置FUU防止晶圆在传输过程中污染。

Description

一种晶圆传输装置及方法
技术领域
本发明涉及晶圆传输领域，尤其涉及一种晶圆传输装置及方法。
背景技术
目前金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)在半导体行业制程中是由人工搬运硅盒、人工上下晶圆来实现晶圆传输；其中单个硅盒完成MOCVD工以后，操作员需要逐个把晶圆取出来后，更换新的硅盒再逐个把晶圆按照角度顺序等要求放置到硅盒内，整个晶圆传输规程劳动强度大、时间慢效率低下。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种晶圆传输装置及方法，能够自动实现硅盒传输和寻边以及晶圆传输和寻边，能够实现晶圆传输自动化，且能按照预设角度进行晶圆放置，提高了晶圆传输效率。
为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：一种晶圆传输装置，包括：
硅盒上位模组，包括硅盒传输组件和硅盒寻边组件，所述硅盒传输组件用于将硅盒传入或者传出硅盒寻边组件，所述硅盒寻边组件用于将硅盒旋转至设定朝向；
晶圆上位模组，包括晶圆传输组件和晶圆寻边组件，所述晶圆传输组件用于将晶圆传输至所述晶圆寻边组件上，所述晶圆寻边组件用于将晶圆旋转至设定朝向；
第一搬运组件，用于将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒中。
进一步的，所述晶圆寻边组件包括晶圆旋转托盘、晶圆检测件和晶圆控制中心，所述晶圆旋转托盘和晶圆检测件同时连接至所述晶圆控制中心，所述晶圆检测件用于对所述晶圆旋转托盘上的晶圆进行位置识别并传输至控制中心，所述控制中心控制所述晶圆旋转托盘带动晶圆旋转至设定朝向。
进一步的，晶圆检测件包括晶圆位置传感器。
进一步的，晶圆检测件包括第一视觉***，所述第一视觉***包括位于晶圆旋转托盘上方的第一相机，所述第一相机连接至晶圆控制中心。
进一步的，所述第一视觉***还包括第一环状补光灯，所述第一环状补光灯环绕所述第一相机外侧设置。
进一步的，所述硅盒上位模组为对称设置的两个。
进一步的，硅片寻边组件包括硅盒旋转托盘、硅盒检测件和硅盒控制中心，所述硅盒旋转托盘和硅盒检测件同时连接至所述硅盒控制中心，所述硅盒旋转托盘中包含M个硅盒放置位，所述硅盒检测件用于对所述硅盒旋转托盘上的硅盒进行位置识别并传输至硅盒控制中心，所述硅盒控制中心控制所述硅盒旋转托盘带动硅盒旋转至设定朝向；M为大于0的整数。
进一步的，所述硅盒检测件包括第二视觉***，所述第二视觉***包括位于硅盒旋转托盘上方的第二相机，所述第二相机连接至硅盒控制中心；所述第二相机位于第二相机支架中，且能够沿着所述第二相机支架移动。
进一步的，所述硅盒检测件还包括用于对硅盒进行清洁的清洁器，所述清洁器包括连接至真空管道的吸头。
一种晶圆传输的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：晶圆传输组件将晶圆传输至晶圆寻边组件上，所述晶圆寻边组件将晶圆旋转至设定朝向；
S2：硅盒传输组件将硅盒传入硅盒寻边组件，所述硅盒寻边组件将硅盒旋转至设定朝向；
S3：第一搬运组件将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒中；
S4：所述硅盒传输组件将硅盒寻边组件中放置晶圆的硅盒传输出硅盒寻边组件。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请采用硅盒上位模组实现硅盒的传入和传出，其中，硅盒传输组件用于将硅盒传入或者传出硅盒寻边组件，硅盒寻边组件用于将硅盒旋转至设定朝向；本申请采用晶圆传输组件将晶圆传输至所述晶圆寻边组件上，晶圆寻边组件将晶圆旋转至设定朝向；再通过第一搬运组件将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒中；本申请可以适用于MOCVD完成之后的晶圆传输，可以将MOCVD之后的晶圆通过晶圆上位模组和硅盒上位模组传输至下一工序，能够自动实现硅盒传输和寻边以及晶圆传输和寻边，能够实现晶圆传输自动化，且能按照预设角度进行晶圆放置，提高了晶圆传输效率，并配置FUU防止晶圆在传输过程中污染。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图中：
图1为本申请中晶圆传输装置的结构示意图；
图2为晶圆上位模组的结构示意图；
图3为硅盒上位模组的结构示意图；
附图标号：1、机架；2、料架；3、晶圆传输组件；4、晶圆寻边组件；41、第一相机；42、第一环状补光灯；43、ID识别器；44、晶圆旋转托盘；5、第一搬运组件；6、硅盒寻边组件；61、第二相机；62、第二环状补光灯；63、条形光源；64、硅盒；65、硅盒旋转托盘；8、硅盒传输组件；9、缓存区。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的机构或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、机构、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
请参阅附图1-3，本申请提供的一种晶圆传输装置，包括：
硅盒上位模组，包括硅盒传输组件8和硅盒寻边组件6，硅盒传输组件8用于将硅盒64传入或者传出硅盒寻边组件6，硅盒寻边组件6用于将硅盒64旋转至设定朝向；
晶圆上位模组，包括晶圆传输组件3和晶圆寻边组件4，晶圆传输组件3用于将晶圆传输至晶圆寻边组件4上，晶圆寻边组件4用于将晶圆旋转至设定朝向；
第一搬运组件5，用于将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒64中。
本申请中针对晶圆设定朝向指的是将晶圆中缺口或者识别标志朝向固定方向，具体的固定方向可以根据实际需求或者后续工艺来确定；本申请中针对硅盒64设定朝向指的是将硅盒64中的识别标志朝向固定方向，具体的固定方向可以根据实际需求或者后续工艺来确定。晶圆在放置进入硅盒64的过程中，为了确保后续工艺的顺利进行，需要将晶圆中缺口或者其他识别标志对准硅盒64的特定位置，因此，本申请硅盒64上也对应设置了识别标志，为了便于晶圆放置，本申请在放置晶圆之前，先将晶圆的缺口或者识别标志朝向固定方向，再将硅盒64的识别标志朝向固定方向，这样只需要固定动作的传输放置即可实现晶圆特定角度或者特定位置的放置。
本申请采用硅盒上位模组实现硅盒64的传入和传出，其中，硅盒传输组件8用于将硅盒64传入或者传出硅盒寻边组件6，硅盒寻边组件6用于将硅盒64旋转至设定朝向；本申请采用晶圆传输组件3将晶圆传输至晶圆寻边组件4上，晶圆寻边组件4将晶圆旋转至设定朝向；再通过第一搬运组件5将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒64中；本申请可以适用于MOCVD完成之后的晶圆传输，可以将MOCVD之后的晶圆通过晶圆上位模组和硅盒上位模组传输至下一工序，能够自动实现硅盒64传输和寻边以及晶圆传输和寻边，能够实现晶圆传输自动化，且能按照预设角度进行晶圆放置，提高了晶圆传输效率。
如附图1所示，本申请中晶圆上位模组和硅盒上位模组均安装在机架1中。
本申请中晶圆寻边组件4包括晶圆旋转托盘44以及晶圆检测件，晶圆检测件用于对晶圆旋转托盘44上的晶圆进行位置识别，并控制晶圆旋转托盘44带动晶圆旋转至设定朝向。
如附图2所示，本申请中晶圆旋转托盘44为圆形托盘，其上面设置有晶圆放置位，且晶圆旋转托盘44可以旋转，使得晶圆中缺口或其他识别标志能够朝向设定方向处。本申请中晶圆旋转托盘44和晶圆检测件均连接至晶圆控制中心，晶圆控制中心根据晶圆检测件的检测结构控制晶圆旋转托盘44进行旋转，进而使得晶圆中缺口或者其他识别标志朝向特定方向。
作为一种具体的实施例，本申请中晶圆传输组件3可以为机器人手臂，用于将晶圆从料架2中抓取并放置在晶圆旋转托盘44中。
作为一种具体的实施例，本申请中晶圆检测件包括晶圆位置传感器，晶圆位置传感器对晶圆中缺口或者识别标志进行感应，并将其位置传输至晶圆控制中心，晶圆控制中心再控制晶圆旋转托盘旋转，带动晶圆中缺口或识别标志旋转至特定位置处。
作为另外一种具体的实施例，如附图2所示，本申请中晶圆检测件包括第一视觉***，第一视觉***包括位于晶圆旋转托盘44上方的第一相机41，第一相机41连接至晶圆控制中心。第一相机41用于对晶圆旋转托盘44进行拍照，并将图像传输至晶圆控制中心，晶圆控制中心根据图像识别出晶圆缺口或识别标志的位置，并根据位置信息控制晶圆旋转托盘44的旋转方向和旋转角度，使得晶圆朝向特定位置。
为了确保第一相机41的拍摄效果清晰，第一视觉***还包括第一环状补光灯42，第一环状补光灯42环绕第一相机41外侧设置，用于在第一相机41拍摄时对其视野范围内进行补光。
为了记录晶圆的放置位置或者明确晶圆的信息参数，本申请还可以在晶圆旋转托盘44上方设置ID识别器43，用于对晶圆进行识别，例如可以通过扫描晶圆上二维码来获取晶圆的信息参数等。
本申请中硅片寻边组件包括硅盒旋转托盘65、硅盒检测件和硅盒控制中心，硅盒旋转托盘65和硅盒检测件同时连接至硅盒控制中心，硅盒旋转托盘65中包含M个硅盒放置位，硅盒检测件用于对硅盒旋转托盘65上的硅盒64进行位置识别并传输至硅盒控制中心，硅盒控制中心控制硅盒旋转托盘65带动硅盒64旋转至设定朝向；M为大于0的整数。
为了提高晶圆的放置效率，本申请中硅盒上位模组为对称设置的两个。由于硅盒旋转托盘65中硅盒64的数量为多个，针对每个硅盒64在放置晶圆之前均需要进行位置调整，当其中一个硅盒旋转托盘65上的硅盒64进行位置调整的时候，第一搬运组件5可以将晶圆放置在另外一个硅盒旋转托盘65上调整好位置的硅盒64中，两个硅盒上位模组相互配合使用，能够提高晶圆的放置效率。
如附图3所示，本申请中硅盒旋转托盘65为圆形托盘，其上面设置有多个硅盒放置位，且硅盒旋转托盘65可以旋转，使得硅盒64中识别标志能够朝向设定方向处。本申请中硅盒旋转托盘65和硅盒检测件均连接至硅盒控制中心，硅盒控制中心根据硅盒检测件的检测结构控制硅盒旋转托盘65进行旋转，进而使得硅盒64中识别标志朝向特定方向。
作为一种具体的实施例，本申请中硅盒传输组件8为机器人手臂，用于从缓存区9抓取硅盒64并传输放置在硅盒旋转托盘65中。
作为一种具体的实施例，本申请中硅盒检测件包括硅盒位置传感器，硅盒位置传感器对硅盒64中缺口或者识别标志进行感应，并将其位置传输至硅盒控制中心，硅盒控制中心再控制硅盒旋转托盘65旋转，带动硅盒64中识别标志旋转至特定位置处。
作为另外一种具体的实施例，硅盒检测件包括第二视觉***，第二视觉***包括位于硅盒旋转托盘65上方的第二相机61，第二相机61连接至硅盒控制中心。第二相机61用于对硅盒旋转托盘65进行拍照，并将图像传输至硅盒控制中心，硅盒控制中心根据图像识别出硅盒64识别标志的位置，并控制硅盒旋转托盘65的旋转方向和旋转角度，使得硅盒64朝向特定位置。
由于硅盒旋转托盘65中硅盒64的数量为多个，而第二相机61的视野范围只能拍摄到部分位置的硅盒64，因此，本申请中红第二相机61位于第二相机支架中，且能够沿着第二相机支架移动，移动方向可以为前后左右的移动，用于调整第二相机61的位置，使得其能够拍摄到不同位置处的硅盒64图像。同时本申请中硅盒旋转托盘65可以旋转，第二相机61的移动结合硅盒旋转托盘65的旋转，使得第二相机61的拍摄范围能够覆盖硅盒旋转托盘65的整个表面。
为了确保第二相机61的拍摄效果清晰，第二视觉***还包括第二环状补光灯62，第二环状补光灯62环绕第二相机61外侧设置，用于在第二相机61拍摄时对其视野范围内进行补光。由于第二相机61的视野范围相比硅盒旋转托盘65的面积要小，本申请中第二环状补光灯62可以位于第二相机61之下，硅盒旋转托盘65之上。同时为了确保补光效果，还可以在硅盒旋转托盘65的侧边设置条形光源63，用于在第二相机61拍摄时进行补光。
本申请中传输至硅盒旋转托盘65之前的硅盒64位于大气环境中，其表面或者内部可能存在颗粒杂质等，为了确保放置在硅盒64中晶圆不会被污染，本申请中硅盒检测件还包括用于对硅盒64进行清洁的清洁器，清洁器包括连接至真空管道的吸头，当硅盒传输组件8将硅盒64传输至硅盒旋转托盘65上时，吸头对准硅盒64，通过真空管道的抽真空作用，将硅盒64上的颗粒杂质进行清洁，之后再对硅盒64进行位置调整。
本申请还提供了一种晶圆传输的方法，包括如下步骤：
S1：晶圆传输组件3将晶圆传输至晶圆寻边组件4上，晶圆寻边组件4将晶圆旋转至设定朝向；具体包括：
S11：晶圆传输组件3为机器人手臂，将晶圆从料架2中抓取并放置在晶圆旋转托盘44中；
S12：第一环状补光灯52开启进行补光，第一相机41用于对晶圆旋转托盘44进行拍照，并将图像传输至晶圆控制中心，晶圆控制中心根据图像识别出晶圆缺口或识别标志的位置；
S13：晶圆控制中心根据位置信息控制晶圆旋转托盘44的旋转方向和旋转角度，使得晶圆朝向特定位置；
S2：硅盒传输组件8将硅盒64传入硅盒寻边组件6，硅盒寻边组件6将硅盒64旋转至设定朝向；具体包括：
S21：硅盒传输组件8为机器人手臂，从缓存区9抓取硅盒64并传输放置在硅盒旋转托盘65中；
S22：吸头对准硅盒64，通过真空管道的抽真空作用，将硅盒64上的颗粒杂质进行清洁；
S23：第二环状补光灯62以及条形光源63开启进行补光，第二相机61对硅盒旋转托盘65进行拍照，并将图像传输至硅盒控制中心，硅盒控制中心根据图像识别出硅盒64识别标志的位置，并将该位置信息传输至硅盒控制中心，
S24：硅盒控制中心根据位置信息控制硅盒旋转托盘65的旋转方向和旋转角度，使得硅盒64朝向特定位置；
S3：第一搬运组件5将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒64中；第一搬运组件5可以为机器人手臂，且由于晶圆朝向和硅盒64朝向已经固定，第一搬运组件5的搬运动作也是固定的。
S4：当硅盒旋转托盘65中硅盒64均被放置了晶圆之后，硅盒传输组件8将硅盒寻边组件6中的硅盒64从硅盒寻边组件6传输至缓存区9中进行存储。
本申请缓存区9可以为现有技术中载物车或者放置硅盒的存储库等等。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种晶圆传输装置，其特征在于，包括：
硅盒上位模组，包括硅盒传输组件和硅盒寻边组件，所述硅盒传输组件用于将硅盒传入或者传出硅盒寻边组件，所述硅盒寻边组件用于将硅盒旋转至设定朝向；
晶圆上位模组，包括晶圆传输组件和晶圆寻边组件，所述晶圆传输组件用于将晶圆传输至所述晶圆寻边组件上，所述晶圆寻边组件用于将晶圆旋转至设定朝向；
第一搬运组件，用于将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒中。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，所述晶圆寻边组件包括晶圆旋转托盘、晶圆检测件和晶圆控制中心，所述晶圆旋转托盘和晶圆检测件同时连接至所述晶圆控制中心，所述晶圆检测件用于对所述晶圆旋转托盘上的晶圆进行位置识别并传输至控制中心，所述控制中心控制所述晶圆旋转托盘带动晶圆旋转至设定朝向。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，晶圆检测件包括晶圆位置传感器。
4.根据权利要求2所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，晶圆检测件包括第一视觉***，所述第一视觉***包括位于晶圆旋转托盘上方的第一相机，所述第一相机连接至晶圆控制中心。
5.根据权利要求4所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，所述第一视觉***还包括第一环状补光灯，所述第一环状补光灯环绕所述第一相机外侧设置。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，所述硅盒上位模组为对称设置的两个。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，硅片寻边组件包括硅盒旋转托盘、硅盒检测件和硅盒控制中心，所述硅盒旋转托盘和硅盒检测件同时连接至所述硅盒控制中心，所述硅盒旋转托盘中包含M个硅盒放置位，所述硅盒检测件用于对所述硅盒旋转托盘上的硅盒进行位置识别并传输至硅盒控制中心，所述硅盒控制中心控制所述硅盒旋转托盘带动硅盒旋转至设定朝向；M为大于0的整数。
8.根据权利要求7所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，所述硅盒检测件包括第二视觉***，所述第二视觉***包括位于硅盒旋转托盘上方的第二相机，所述第二相机连接至硅盒控制中心；所述第二相机位于第二相机支架中，且能够沿着所述第二相机支架移动。
9.根据权利要求8所述的一种晶圆传输装置，其特征在于，所述硅盒检测件还包括用于对硅盒进行清洁的清洁器，所述清洁器包括连接至真空管道的吸头。
10.一种采用权利要求1-9任意一项所述的晶圆传输装置进行晶圆传输的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：晶圆传输组件将晶圆传输至晶圆寻边组件上，所述晶圆寻边组件将晶圆旋转至设定朝向；
S2：硅盒传输组件将硅盒传入硅盒寻边组件，所述硅盒寻边组件将硅盒旋转至设定朝向；
S3：第一搬运组件将设定朝向的晶圆放置在设定朝向的硅盒中；
S4：所述硅盒传输组件将硅盒寻边组件中放置晶圆的硅盒传输出硅盒寻边组件。
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