本發(fā)明涉及一種晶圓傳輸系統(tǒng)及半導(dǎo)體設(shè)備，屬于半導(dǎo)體設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前的半導(dǎo)體檢測設(shè)備中，晶圓需要傳輸至設(shè)備真空的腔體中，目前大部分的設(shè)備結(jié)構(gòu)需先從半導(dǎo)體設(shè)備前端模塊（efem）傳遞至預(yù)抽真空腔，再從預(yù)抽真空腔傳遞至真空工藝腔，上述第一步傳遞由半導(dǎo)體設(shè)備前端模塊中的大氣機械手實現(xiàn)，上述第二步傳遞通常需要真空機械手的配合。然而，由于真空機械手的價格昂貴，且體積較大，增加了腔體的整體體積和設(shè)備占地面積。

2、為了簡化機械手的結(jié)構(gòu)，減小設(shè)備占地面積，公開號為cn119905438a的中國專利文獻(xiàn)公開了晶圓傳輸裝置及半導(dǎo)體檢測設(shè)備，其通過擺臂的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)晶圓的傳輸，結(jié)構(gòu)簡單。然而，擺臂的長度占據(jù)了腔體很大的寬度距離，且旋轉(zhuǎn)配合連桿機構(gòu)，相應(yīng)的運動距離范圍受限。

3、公開號為cn118299311a的中國專利文獻(xiàn)公開了晶圓傳輸與交換系統(tǒng)及方法，其旋轉(zhuǎn)機械手可以進行360度的旋轉(zhuǎn)，且可以沿著底座的滑軌進行y方向的運動，機械手的運動范圍大大提高。然而該機械手無法進行豎直方向的運動，因此晶圓的承接和放置需要依賴于預(yù)抽真空腔和載物臺（stage）上設(shè)置頂升機構(gòu)，增加了結(jié)構(gòu)成本和設(shè)計復(fù)雜度。

4、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種晶圓傳輸系統(tǒng)及半導(dǎo)體設(shè)備，該晶圓傳輸系統(tǒng)的機械手只需進行90度的旋轉(zhuǎn)，減小了回轉(zhuǎn)半徑，可以有效減小腔體的體積，同時可以實現(xiàn)x軸方向移動，z軸方向移動和繞z軸的旋轉(zhuǎn)運動，運動范圍廣，大大增加了運動的行程覆蓋范圍；并且將晶圓預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備直接設(shè)置在預(yù)抽真空腔，減少了一次傳遞步驟，節(jié)省了時間，減少了傳輸過程中的誤差累積，提高了定位精度。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種晶圓傳輸系統(tǒng)，包括：

3、真空工藝腔，其內(nèi)部呈真空狀態(tài)且設(shè)置有傳輸機構(gòu)，所述傳輸機構(gòu)包括移動單元、頂升單元和旋轉(zhuǎn)單元，所述頂升單元安裝于所述移動單元，所述旋轉(zhuǎn)單元安裝于所述頂升單元，所述旋轉(zhuǎn)單元連接有第一機械手和第二機械手；所述移動單元用于驅(qū)動所述頂升單元和旋轉(zhuǎn)單元做往復(fù)運動，所述頂升單元用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)單元做升降運動，所述旋轉(zhuǎn)單元用于驅(qū)動所述第一機械手、第二機械手做同軸反向旋轉(zhuǎn)運動；

4、預(yù)抽真空腔，設(shè)置于所述真空工藝腔側(cè)面，所述預(yù)抽真空腔在一側(cè)處經(jīng)由第二閥門與所述真空工藝腔連通，且在又一側(cè)處設(shè)置有第一閥門；

5、電柜，設(shè)置于所述真空工藝腔側(cè)面。

6、本發(fā)明的一種實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)單元包括傳送帶、以及安裝于所述頂升單元的第三驅(qū)動機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸，所述第三驅(qū)動機構(gòu)的輸出端連接有蝸輪，所述蝸輪嚙合有蝸桿，所述蝸桿的一端固定連接有與其同步旋轉(zhuǎn)的第一帶輪，另一端活動連接有能夠繞其旋轉(zhuǎn)的第二帶輪；所述旋轉(zhuǎn)軸固定連接有第四帶輪和第一機械手固定座，所述旋轉(zhuǎn)軸、第四帶輪、第一機械手固定座同步旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)軸外套設(shè)有中部襯套，所述中部襯套外安裝有第三帶輪、以及與所述第三帶輪固定連接的第二機械手固定座，所述第三帶輪、第二機械手固定座能夠圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)；所述傳送帶的一端與第一帶輪連接，另一端繞過所述第三帶輪、所述第四帶輪與所述第二帶輪連接。

7、本發(fā)明的一種實施方式中，所述頂升單元包括與旋轉(zhuǎn)單元連接的頂升板，所述頂升板的側(cè)面固定安裝有側(cè)板，所述蝸桿安裝于所述側(cè)板；所述頂升板固定安裝有第二軸承座，所述第二軸承座內(nèi)安裝有軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸安裝于所述第二軸承座的軸承內(nèi)。

8、本發(fā)明的一種實施方式中，所述第一機械手固定座與第一機械手固定連接，所述第二機械手固定座與第二機械手固定連接，所述第一機械手、第二機械手為u型結(jié)構(gòu)，用于承接晶圓；所述第一機械手、第二機械手設(shè)置有用于吸附晶圓的吸附口。

9、本發(fā)明的一種實施方式中，所述移動單元包括固定安裝于所述真空工藝腔底部的絲杠滑臺、連接于所述絲杠滑臺中的絲杠一端的第一錐齒輪、與所述第一錐齒輪相嚙合的第二錐齒輪、以及安裝于所述真空工藝腔底部開設(shè)的安裝孔中的磁流體密封件，所述磁流體密封件的輸出軸與所述第二錐齒輪固定連接，所述磁流體密封件的輸入端連接有用于驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動機構(gòu)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)安裝于真空工藝腔外側(cè)，所述絲杠滑臺中的絲杠連接有滑塊，所述滑塊固定連接有轉(zhuǎn)接板。

10、本發(fā)明的一種實施方式中，所述頂升單元包括與轉(zhuǎn)接板固定連接的安裝板、固定板，所述安裝板固定安裝有第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第二驅(qū)動機構(gòu)的輸出端通過聯(lián)軸器連接有絲杠，所述固定板固定連接有第一軸承座，所述第一軸承座內(nèi)安裝有軸承，所述絲杠安裝于所述第一軸承座的軸承中；所述絲杠外螺紋連接有頂升座，所述頂升座通過若干個頂升桿固定連接有頂升板，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述絲杠旋轉(zhuǎn)，以使與所述絲杠螺紋連接的頂升座、以及與所述頂升座固定連接的頂升板進行升降運動。

11、本發(fā)明的一種實施方式中，所述預(yù)抽真空腔通過第一閥門與半導(dǎo)體設(shè)備前端模塊相連接，所述預(yù)抽真空腔的內(nèi)部設(shè)置有用于校準(zhǔn)晶圓的晶圓預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備，所述晶圓預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備還作為承載臺承接從所述半導(dǎo)體設(shè)備前端模塊運送來的晶圓。

12、本發(fā)明的一種實施方式中，所述真空工藝腔的內(nèi)部設(shè)置有xy軸移動平臺、以及連接于所述xy軸移動平臺上的z軸移動平臺，所述z軸移動平臺上設(shè)置有用于吸附晶圓的靜電卡盤，所述靜電卡盤設(shè)置有用于供所述第一機械手、所述第二機械手穿設(shè)的容納槽；所述xy軸移動平臺用于驅(qū)動所述z軸移動平臺沿正交的兩方向平移，所述z軸移動平臺用于驅(qū)動晶圓進行升降運動。

13、本發(fā)明的一種實施方式中，所述真空工藝腔安裝有第一監(jiān)測機構(gòu)和第二監(jiān)測機構(gòu)，所述第一監(jiān)測機構(gòu)用于監(jiān)測所述xy軸移動平臺沿x軸方向的運動，所述第二監(jiān)測機構(gòu)用于監(jiān)測所述xy軸移動平臺沿y軸方向的運動。

14、第二方面，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括所述的一種晶圓傳輸系統(tǒng)。

15、本發(fā)明的有益效果在于：

16、1、不同于現(xiàn)有技術(shù)中使用的真空機械手，其價格昂貴且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本發(fā)明提供的晶圓傳輸系統(tǒng)的傳輸機構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，可同時實現(xiàn)x軸方向移動，z軸方向移動和繞z軸的旋轉(zhuǎn)運動，運動范圍廣，大大增加了運動的行程覆蓋范圍，依靠機械手的運動即可完成晶圓運輸接取等操作，無需現(xiàn)有設(shè)備中復(fù)雜的頂升機構(gòu)。并且，該傳輸機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了在一個驅(qū)動電機的驅(qū)動下，上下兩個第一機械手、第二機械手的同軸反向旋轉(zhuǎn)，并且機械手只需進行90度的旋轉(zhuǎn)，減小了回轉(zhuǎn)半徑，可以有效減小腔體的體積；同時通過蝸輪、蝸桿的一級減速，第一帶輪、第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪、傳送帶的二級減速，實現(xiàn)了驅(qū)動電機的減速，結(jié)構(gòu)更緊湊。

17、2、不同于現(xiàn)有的使用旋轉(zhuǎn)機械手進行180度旋轉(zhuǎn)傳輸晶圓的方式，本發(fā)明提供的機械手旋轉(zhuǎn)角度為90度，可以大大縮小真空工藝腔的體積，配合側(cè)面安裝的預(yù)抽真空腔和電柜，對比采用預(yù)抽真空腔在前，電柜在后，旋轉(zhuǎn)機械手旋轉(zhuǎn)180度的方案，本發(fā)明的方案大大節(jié)省了占地面積。

18、3、常規(guī)的晶圓傳輸過程為半導(dǎo)體設(shè)備前端模塊從晶圓盒中接取待測晶圓，機械手將晶圓放置在半導(dǎo)體設(shè)備前端模塊內(nèi)的晶圓預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備上校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后傳遞到預(yù)抽真空腔的晶圓臺，再從預(yù)抽真空腔傳遞到真空工藝腔的靜電卡盤。本發(fā)明提供的該晶圓傳輸系統(tǒng)直接將晶圓預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備設(shè)置在預(yù)抽真空腔中，減少了一個傳遞步驟，在傳輸晶圓過程中進行校準(zhǔn)，節(jié)省了時間，校準(zhǔn)后直接傳至真空工藝腔，減少了傳輸過程中的誤差累積，提高了定位精度。

19、4、現(xiàn)有晶圓傳輸機構(gòu)的機械手沒有設(shè)置上下運動的結(jié)構(gòu)，通常需要預(yù)抽真空腔內(nèi)設(shè)置頂升機構(gòu)，真空工藝腔內(nèi)設(shè)置頂升機構(gòu)。而本發(fā)明提供的該晶圓傳輸系統(tǒng)的機械手具備z軸方向的升降功能，簡化了整體的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本。并且，現(xiàn)有的晶圓傳輸機構(gòu)中，預(yù)抽真空腔的頂升和真空工藝腔的頂升通?；ㄙM5秒左右時間，占據(jù)了較多的晶圓傳輸時間，本發(fā)明提供的該晶圓傳輸系統(tǒng)使用機械手的抬升，不同于在真空工藝腔的腔體外進行結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換的頂升方式，本發(fā)明可以大大加快晶圓傳輸時間，提高設(shè)備的運行效率和吞吐量。

20、5、現(xiàn)有設(shè)備的晶圓傳輸機構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，采用真空機械手則價格昂貴，本發(fā)明通過調(diào)整預(yù)抽真空腔的排布位置，將預(yù)抽真空腔設(shè)置在真空工藝腔的側(cè)面，同時將電柜也設(shè)置在真空工藝腔的側(cè)面，并且通過旋轉(zhuǎn)機械手的集成設(shè)計，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)的同時，減小了設(shè)備占地面積。并且，相較于電柜設(shè)置在真空工藝腔的后方，由于第二監(jiān)測機構(gòu)也安裝在真空工藝腔的后方，新的布置可以避免阻擋第二監(jiān)測機構(gòu)的調(diào)整空間，方便調(diào)節(jié)。