一种晶片高效传输系统技术方案

一种高效晶片传输系统包括：2个接收超声传感器、耦合机械手、研磨控制台、清洗控制台、抛光控制台、刻蚀控制台、机械手旋转台等，各控制台包括：12发射超声传感器、晶片存储耦合装置、圆形预对准缓存台、预对准旋转台、晶片输出耦合装置等。本发明专利技术使用空间三点式确定所放晶片圆心；通过二级定位方式将耦合机械手抓取中心，与晶片圆心对准。耦合机械手在控制台中从晶片存储耦合装置中将单晶片传输到圆形预对准缓存台处理，六片晶片传输完成后实现一次工艺过程，预对准旋转台回到初始位置，晶片存储耦合装置对称旋转；按照相似操作，处理后的六片晶片传输至晶片输出耦合装置。耦合机械手将六片晶片传输至邻控制台的晶片存储耦合装置作下一工序。

An efficient transmission system for chips

【技术实现步骤摘要】
一种晶片高效传输系统
本专利技术涉及半导体工艺领域，特别是涉及一种晶片高效传输系统。
技术介绍
近年来，随着信息产业与科学技术的蓬勃发展，对晶片的加工与制造不断提出新的要求与标准，尤其是在IC领域，稳定性/可靠性/洁净度/自动化/精密度等要求已经成为发展的趋势。为了适应这种趋势，国内外都在加大对领域的关注，目前国内外相应的个研究机构已经研制出各种各样的传输系统。晶片加工的安全存取和运输是半导体生产线一个非常重要的技术指标；在生产过程中通常要求运输设备自身导致的抓取失败率应小于十万分之一。作为批量式抓取碳化硅操作系统，相对于单片式工艺系统，晶片处理所需的传输、放置次数更频繁，因而对传输、放置的安全性和可靠性要求更高。微电子技术的发展促进了计算机技术、通信技术和其它电子信息技术的更新换代，在信息产业革命中起着重要的先导和基础作用。为了降低芯片制造成本，使用者对芯片制造的产率要求越来越高，集成化程度要求越来越高。晶片在工件台上的传输必须保证已经提前做好了与工件台进行交接晶片的准备工作，并且能够在多种制造工艺集成过程中实现晶片高效的传输以适应不同不同工艺的需求。提升晶片传输的产率一般有两种途径，一是不断提高传输机械手的运动性能，即其速度、加速度、稳定时间等，二是优化晶片传输的系统配置，即通过并行操作，预对准、多用机械手等设备布局。目前，机械手被广泛应用于半导体集成电路制造
中，机械手是晶片传输系统中的重要设备，用于存取和运输工艺处理前和工艺处理后的晶片，其能够接受指令，精确地定位到三维或二维空间上的某一点进行取放晶片，既可对单枚晶片进行取放作业，也可对多枚晶片进行取放作业。此外，目前在各个工艺环节中皆放置不同类型的机械手进行单一功能性抓取，在涉及晶片从晶锭/整型/切割/研磨/刻蚀/抛光/清洗等全自动(部分全自动)集成化加工时单一类型的机械手无法满足小空间内的多种类型抓取，急需一种多用途抓取机械手，本专利技术根据多用途抓取机械手设计一种高效的晶片于不同工艺间的高效传输系统，实现了有限空间内不同腔体间的高效协调运作。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种高效晶片传输系统。本专利技术系统的技术方案为一种高效晶片传输系统，其特征在于包括：本专利技术公开一种高效晶片传输系统，包括：2个接收超声传感器、耦合机械手、耦合机械手、4个控制台、机械手旋转台，所述接收超声传感器均安放于所述耦合机械手上，安置于以末端抓取中心为对称点且呈180°分布的耦合机械手末端执行器上，所述耦合机械手安放于所述机械手旋转台上，且所述四个控制台位于矩形四个顶点，且所述耦合机械手位于矩形中心位置；其中，每个控制台包括：12个发射超声传感器、第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一圆形预对准缓存台、第二圆形预对准缓存台、第三圆形预对准缓存台、第四圆形预对准缓存台、第五圆形预对准缓存台、第六圆形预对准缓存台、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置、晶片存储耦合装置旋转台、预对准旋转台、耦合输出存放装置旋转台；所述的第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置均安放3个发射超声传感器；所述的第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置成180°安放于所述晶片存储耦合装置旋转台的边缘上；所述的第一圆形预对准缓存台、第二圆形预对准缓存台、第三圆形预对准缓存台、第四圆形预对准缓存台、第五圆形预对准缓存台、第六圆形预对准缓存台均安放于所述预对准旋转台的边缘上，且成等边六边形放置；所述的第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置成180°安放于所述耦合输出存放装置旋转台的边缘上；所述的晶片存储耦合装置旋转台、预对准旋转台、耦合输出存放装置旋转台成等边三角形放置；所述控制台之间通过所述的第一晶片存储耦合模块、第二晶片存储耦合模块进行传输；所述发射超声传感器用于输出不同频率的超声波信号，通过使用空间三点式方式对第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置进行圆心定位，从而确定所放晶圆中心。所述发射超声传感器呈正三角形形状安装于第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置的表面边缘处；所述耦合机械手用于实现不同控制台之间的第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置到第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置之间的晶圆传输，同时完成同一工作台之间第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置中的六片晶圆到第一至第六圆形预对准缓存台的传递，以及第一至第六圆形预对准缓存台到第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置的传输；所述机械手旋转台用于安装耦合机械手，呈180°安放于所述机械手旋转台的边缘上，用于控制耦合机械手在不同控制台之间的第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置到第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置之间的晶圆传输，每次传输过程中，机械手旋转台旋转90°，连续旋转两次实现四个工作台的操作，从而实现一次完整的工艺过程；所述控制台用于实现第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置中的六片晶圆到第一至第六圆形预对准缓存台的传递，以及第一至第六圆形预对准缓存台到第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置的传输；同时四个控制台分别对应研磨/刻蚀/抛光/清洗等四个操作腔，实现第一至第六圆形预对准缓存台上的晶圆的不同工艺处理。所述接收超声传感器用于实现耦合机械手末端执行器抓取中心的确定，所述接收超声传感器均安放于所述耦合机械手上，安置于以末端抓取中心为对称点且呈180°分布的耦合机械手末端执行器上，通过空间两点式定位方法确定耦合机械手末端执行器抓取中心，从而实现耦合机械手末端执行器抓取中心与第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置圆心的空间联系；所述第一晶片存储耦合装置用于存放上一控制台第一或第二耦合输出存放装置传输过来的待处理的晶片，第一晶片存储耦合装置中装有六片晶片，等待第一晶片存储耦合装置中晶片到第一至第六圆形预对准缓存台的传递。；所述第二晶片存储耦合装置用于存放上一控制台第一或第二耦合输出存放装置传输过来的待处理的晶片，第二晶片存储耦合装置中装有六片晶片，等待第二晶片存储耦合装置中晶片到第一至第六圆形预对准缓存台的传递，同时第一、第二晶片存储耦合装置交替实现晶片的存放，每经过一次工序，实现一次第一、第二晶片存储耦合装置的交替；所述第一圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；所述第二圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；所述第三圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；所述第四圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；所述第五圆形预对准缓存台用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效晶片传输系统，其特征在于，包括下：/n2个接收超声传感器、耦合机械手、4个控制台、机械手旋转台，所述接收超声传感器均安放于所述耦合机械手上，安置于以末端抓取中心为对称点且呈180°分布的耦合机械手末端执行器上，所述耦合机械手安放于所述机械手旋转台上，且所述四个控制台位于矩形四个顶点，且所述耦合机械手位于矩形中心位置；/n其中，每个控制台包括：12个发射超声传感器、第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一圆形预对准缓存台、第二圆形预对准缓存台、第三圆形预对准缓存台、第四圆形预对准缓存台、第五圆形预对准缓存台、第六圆形预对准缓存台、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置、晶片存储耦合装置旋转台、预对准旋转台、耦合输出存放装置旋转台；所述的第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置均安放3个发射超声传感器；/n所述的第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置成180

【技术特征摘要】
1.一种高效晶片传输系统，其特征在于，包括下：
2个接收超声传感器、耦合机械手、4个控制台、机械手旋转台，所述接收超声传感器均安放于所述耦合机械手上，安置于以末端抓取中心为对称点且呈180°分布的耦合机械手末端执行器上，所述耦合机械手安放于所述机械手旋转台上，且所述四个控制台位于矩形四个顶点，且所述耦合机械手位于矩形中心位置；
其中，每个控制台包括：12个发射超声传感器、第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一圆形预对准缓存台、第二圆形预对准缓存台、第三圆形预对准缓存台、第四圆形预对准缓存台、第五圆形预对准缓存台、第六圆形预对准缓存台、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置、晶片存储耦合装置旋转台、预对准旋转台、耦合输出存放装置旋转台；所述的第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置均安放3个发射超声传感器；
所述的第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置成180O安放于所述晶片存储耦合装置旋转台的边缘上；所述的第一圆形预对准缓存台、第二圆形预对准缓存台、第三圆形预对准缓存台、第四圆形预对准缓存台、第五圆形预对准缓存台、第六圆形预对准缓存台均安放于所述预对准旋转台的边缘上，且成等边六边形放置；所述的第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置成180O安放于所述耦合输出存放装置旋转台的边缘上；所述的晶片存储耦合装置旋转台、预对准旋转台、耦合输出存放装置旋转台成等边三角形放置；所述控制台之间通过所述的第一晶片存储耦合模块、第二晶片存储耦合模块进行传输。


2.根据权利要求1所述的高效晶片传输系统，其特征在于：
所述发射超声传感器用于输出不同频率的超声波信号，通过使用空间三点式方式对第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置进行圆心定位，从而确定所放晶圆中心；所述发射超声传感器呈正三角形形状安装于第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置的表面边缘处；
所述耦合机械手用于实现不同控制台之间的第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置到第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置之间的晶圆传输，同时完成同一工作台之间第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置中的六片晶圆到第一至第六圆形预对准缓存台的传递，以及第一至第六圆形预对准缓存台到第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置的传输；
所述机械手旋转台用于安装耦合机械手，呈180O安放于所述机械手旋转台的边缘上，用于控制耦合机械手在不同控制台之间的第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置到第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置之间的晶圆传输，每次传输过程中，机械手旋转台旋转90°，连续旋转两次实现四个工作台的操作，从而实现一次完整的工艺过程。


3.根据权利要求1所述的高效晶片传输系统，其特征在于：
所述控制台用于实现第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置中的六片晶圆到第一至第六圆形预对准缓存台的传递，以及第一至第六圆形预对准缓存台到第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置的传输；同时四个控制台分别对应研磨/刻蚀/抛光/清洗等四个操作腔，实现第一至第六圆形预对准缓存台上的晶圆的不同工艺处理。


4.根据权利要求1所述的高效晶片传输系统，其特征在于：
所述接收超声传感器用于实现耦合机械手末端执行器抓取中心的确定，所述接收超声传感器均安放于所述耦合机械手上，安置于以末端抓取中心为对称点且呈180°分布的耦合机械手末端执行器上，通过空间两点式定位方法确定耦合机械手末端执行器抓取中心，从而实现耦合机械手末端执行器抓取中心与第一晶片存储耦合装置、第二晶片存储耦合装置、第一耦合输出存放装置、第二耦合输出存放装置圆心的空间联系。


5.根据权利要求1所述的高效晶片传输系统，其特征在于：
所述第一晶片存储耦合装置用于存放上一控制台第一或第二耦合输出存放装置传输过来的待处理的晶片，第一晶片存储耦合装置中装有六片晶片，等待第一晶片存储耦合装置中晶片到第一至第六圆形预对准缓存台的传递；
所述第二晶片存储耦合装置用于存放上一控制台第一或第二耦合输出存放装置传输过来的待处理的晶片，第二晶片存储耦合装置中装有六片晶片，等待第二晶片存储耦合装置中晶片到第一至第六圆形预对准缓存台的传递，同时第一、第二晶片存储耦合装置交替实现晶片的存放，每经过一次工序，实现一次第一、第二晶片存储耦合装置的交替。


6.根据权利要求1所述的高效晶片传输系统，其特征在于：
所述第一圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；
所述第二圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；
所述第三圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；
所述第四圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；
所述第五圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程；
所述第六圆形预对准缓存台用于放置来自于第一或第二晶片存储耦合装置的一片晶片，便于晶圆的后置处理过程，每处理完一片晶片，对准旋转台旋转60°，待六片晶圆处理结束后，完成晶片的一次工艺过。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，王诗兆，东芳，薛良豪，李瑞，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42