传输腔室、晶圆传输装置、工艺腔室及半导体工艺设备的制作方法

本发明涉及半导体工艺领域，具体地，涉及一种传输腔室、一种晶圆传输装置、一种工艺腔室及一种半导体工艺设备。

背景技术：

1、在半导体工艺开始之前，必须要将晶圆传输进入工艺腔室，目前，通常在工艺腔室的进片端设置一真空传输腔室，用以容纳真空机械手进行传片。而真空机械手的传输动作较为复杂且传输路线长，这就导致晶圆传输过程耗时较长，传输效率较低，进而拉低了工艺效率。

2、对于上述技术问题，现有的解决方案为将真空机械手原有的电机更换为输出功率更大的电机，以提高真空机械手执行每个动作的速度。但由于真空机械手同时传输的晶圆数量有限，因此当真空传输腔室对应连接多个工艺腔室时，真空机械手往往需要进行多次取片和传片动作，所以对于需要对多个工艺腔室进行传片的真空机械手来说，现有的解决方案对传输速度提升是有限的。

3、而且，由于半导体工艺的一致性要求较高，因此，为保证晶圆的圆心一致性，现有的真空传输腔室之中还加装有主动圆心校准系统(active wafer centering，简称awc)，其用以真空机械手的运动过程中进行自动校正，以克服晶圆传输过程中晶圆的实际中心与预设中心发生偏位的问题，从而确保晶圆被准确运送到指定位置。但每一次传输晶圆过程均需要经过awc校准后真空机械手才能够执行动作，这也会增加晶圆传输过程消耗时长，进而导致传输效率较低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种传输腔室、晶圆传输装置、工艺腔室及半导体工艺设备，其能够有效缩短晶圆传输时长。

2、为实现本发明的目的而提供一种传输腔室，应用于半导体工艺设备，其包括：

3、传输腔体，用于容纳至少一个晶圆传输装置，所述晶圆传输装置具有第一磁性体；

4、磁阵列驱动装置，包括设置于所述传输腔体外侧底部的多个第二磁性体，各个所述第二磁性体的磁极方向均相同，用于使所述晶圆传输装置悬浮于所述传输腔体；

5、定位装置，用于检测所述晶圆传输装置的当前位置；

6、控制装置，用于接收所述定位装置发送的当前位置信息，根据所述当前位置信息以及预存的目标位置信息，控制各个所述第二磁性体的磁场强度，以利用磁场力驱动所述晶圆传输装置到达目标位置。

7、可选的，所述定位装置包括至少三个测距单元；至少三个所述测距单元均设置在所述传输腔体内部，且至少三个所述测距单元不位于同一条直线上；

8、所述测距单元用于检测自身到所述晶圆传输装置的距离；

9、所述控制装置还用于根据各所述测距单元检测到的距离值以及预存的测距单元位置信息，得到所述晶圆传输装置的位置。

10、可选的，所述测距单元为三个，分别为第一测距单元、第二测距单元、第三测距单元；所述晶圆传输装置在所述传输腔体中的位置满足以下公式：

11、(a-a1)2+(b-b1)2＝d12；

12、(a-a2)2+(b-b2)2＝d22；

13、(a-a3)2+(b-b3)2＝d32；

14、其中，a为所述晶圆传输装置在第一方向上的坐标；b为所述晶圆传输装置在第二方向上的坐标；所述第一方向和所述第二方向均平行于所述第二磁性体的安装面，且所述第一方向与所述第二方向相垂直；a1为所述第一测距单元在所述第一方向上的坐标；b1为所述第一测距单元在所述第二方向上的坐标；a2为所述第二测距单元在所述第一方向上的坐标；b2为所述第二测距单元在所述第二方向上的坐标；a3为所述第三测距单元在所述第一方向上的坐标；b3为所述第三测距单元在所述第二方向上的坐标；d1为所述第一测距单元到所述晶圆传输装置的距离；d2为所述第二测距单元到所述晶圆传输装置的距离；d3为所述第三测距单元到所述晶圆传输装置的距离。

15、作为另一种技术方案，本实施例还提供一种晶圆传输装置，其应用于上文所述的传输腔室，所述晶圆传输装置包括：

16、承载部，用于承载晶圆；

17、第一磁性体，与所述承载部连接；所述第一磁性体与所述第二磁性体的磁极方向相同。

18、可选的，所述晶圆传输装置还包括用于发射测距信号的信号发射模块；所述信号发射模块设置在所述承载部内部；

19、所述传输腔室的测距单元还用于接收所述测距信号，并根据接收到的所述测距信号的强度判断自身到所述晶圆传输装置的距离。

20、可选的，所述承载部上表面开设有用于放置晶圆的卡槽；所述卡槽的内周缘能够与所述晶圆的边缘相配合。

21、可选的，所述晶圆传输装置还包括角位移传感器；所述角位移传感器设置于所述承载部内部，用于检测所述晶圆传输装置的水平度并将检测到的水平度值发送至所述控制装置；

22、所述控制装置还用于判断所述晶圆传输装置的水平度值是否达到预设标准水平度，若否，则控制各个所述第二磁性体的磁场强度，以使所述晶圆传输装置的水平度值达到所述预设标准水平度。

23、可选的，所述晶圆传输装置还包括至少一个对准部，所述对准部设置于所述承载部的侧面，且自所述承载部的侧面向远离该侧面的方向凸起；所述对准部用于与工艺腔室内部的夹持部件配合连接。

24、可选的，所述承载部中开设有多个进气通孔，多个所述进气通孔的出气口均开设在所述卡槽的底面上；多个所述进气通孔的进气口均开设在所述承载部的底面上，且均与外部气源连通，以通过所述进气通孔向位于所述卡槽中的晶圆底面吹气。

25、作为另一种技术方案，本实施例还提供一种工艺腔室，应用于半导体工艺设备；所述工艺腔室的进片口与上文所述的传输腔室连通；

26、所述工艺腔室内部设置有承载槽和多个第三磁性体；所述承载槽用于容纳上文所述的晶圆传输装置。

27、可选的，多个所述第三磁性体均位于所述承载槽下方且磁极方向均与所述第一磁性体的磁极方向相同；

28、所述控制装置还用于控制各个所述第三磁性体的磁场强度，以驱动位于所述工艺腔室内部的所述晶圆传输装置移动至预设工艺位置；

29、所述控制装置还用于在所述晶圆传输装置到达所述预设工艺位置时控制多个所述第三磁性体的磁极方向反转，以与所述晶圆传输装置相吸合。

30、可选的，所述工艺腔室内部还设置有夹持部件，所述夹持部件设置在所述承载槽的边缘处，用于在所述晶圆传输装置位于所述承载槽中时，夹持所述晶圆传输装置的所述对准部；

31、所述夹持部件包括成对设置的夹片和与设置在每对所述夹片之间的第四磁性体；其中，每对所述夹片用于在所述承载部位于所述承载槽中时夹持所述对准部；所述第四磁性体用于在所述承载部位于所述承载槽中时吸合所述对准部。

32、可选的，所述承载槽中设置有多条进气管道，多条所述进气管道的出气口均开设在所述承载槽的底面上，且均与所述晶圆传输装置的所述进气通孔对应设置，用以向所述进气通孔输送气体。

33、作为另一种技术方案，本实施例还提供一种半导体工艺设备，其包括：如上文所述的传输腔室；至少一个上文所述的工艺腔室，每个所述工艺腔室的进片口均与所述传输腔体连通；至少一个如上文所述的晶圆传输装置。

34、可选的，所述传输腔室的所述控制装置包括至少一个处理器、至少一个存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时能够实现根据所述晶圆传输装置的位置信息以及预存的工艺腔室的位置信息，控制各个第二磁性体的磁性强度，以利用磁场力驱动所述晶圆传输装置到达目标位置。

35、本发明具有以下有益效果：

36、本发明提供的传输腔室，其包括用于容纳晶圆传输装置的传输腔体和设置在传输腔体外侧底部的磁阵列驱动装置；其中，晶圆传输装置中设置有第一磁性体，而磁阵列驱动装置包括多个与第一磁性体磁极方向相同的第二磁性体，能够利用磁场力驱动晶圆传输装置在传输腔室中运动，即实现磁悬浮驱动。而磁悬浮驱动能够达到的速度远高于传统电机驱动能够达到的速度，因此相较于传统真空机械手，本发明中晶圆传输装置的传输速度更快。而且，传输腔室还包括定位装置和控制装置，其中定位装置用于检测晶圆传输装置的位置；控制装置用于晶圆传输装置的位置信息以及预存的工艺腔室的位置信息控制各个第二磁性体的磁场强度，以利用磁场力驱动晶圆传输装置移动，即，控制装置能够通过控制第二磁性体的磁性强度来调整晶圆传输装置的运动路线，从而将晶圆传输装置的运动路线规划为尽可能短的路线，进而尽可能地缩短晶圆传输时长，提高晶圆传输的效率。

技术特征：

1.一种传输腔室，应用于半导体工艺设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的传输腔室，其特征在于，所述定位装置包括至少三个测距单元；至少三个所述测距单元均设置在所述传输腔体内部，且至少三个所述测距单元不位于同一条直线上；

3.根据权利要求2所述的传输腔室，其特征在于，所述测距单元为三个，分别为第一测距单元、第二测距单元、第三测距单元；所述晶圆传输装置在所述传输腔体中的位置满足以下公式：

4.一种晶圆传输装置，其特征在于，应用于权利要求1-3任意一项所述的传输腔室，所述晶圆传输装置包括：

5.根据权利要求4所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述晶圆传输装置还包括用于发射测距信号的信号发射模块；所述信号发射模块设置在所述承载部内部；

6.根据权利要求4所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述承载部上表面开设有用于放置晶圆的卡槽；所述卡槽的内周缘能够与所述晶圆的边缘相配合。

7.根据权利要求4所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述晶圆传输装置还包括角位移传感器；所述角位移传感器设置于所述承载部内部，用于检测所述晶圆传输装置的水平度并将检测到的水平度值发送至所述控制装置；

8.根据权利要求4所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述晶圆传输装置还包括至少一个对准部，所述对准部设置于所述承载部的侧面，且自所述承载部的侧面向远离该侧面的方向凸起；所述对准部用于与工艺腔室内部的夹持部件配合连接。

9.根据权利要求6所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述承载部中开设有多个进气通孔，多个所述进气通孔的出气口均开设在所述卡槽的底面上；多个所述进气通孔的进气口均开设在所述承载部的底面上，且均与外部气源连通，以通过所述进气通孔向位于所述卡槽中的晶圆底面吹气。

10.一种工艺腔室，应用于半导体工艺设备，其特征在于，所述工艺腔室的进片口与权利要求1-3任意一项所述的传输腔室连通；

11.根据权利要求10所述的工艺腔室，其特征在于，多个所述第三磁性体均位于所述承载槽下方且磁极方向均与所述第一磁性体的磁极方向相同；

12.根据权利要求10所述的工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室内部还设置有夹持部件，所述夹持部件设置在所述承载槽的边缘处，用于在所述晶圆传输装置位于所述承载槽中时，夹持所述晶圆传输装置的对准部；

13.根据权利要求10所述的工艺腔室，其特征在于，所述承载槽中设置有多条进气管道，多条所述进气管道的出气口均开设在所述承载槽的底面上，且均与所述晶圆传输装置的所述进气通孔对应设置，用以向所述进气通孔输送气体。

14.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述传输腔室的所述控制装置包括至少一个处理器、至少一个存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时能够实现根据所述晶圆传输装置的位置信息以及预存的工艺腔室的位置信息，控制各个第二磁性体的磁性强度，以利用磁场力驱动所述晶圆传输装置到达目标位置。

技术总结
本发明提供一种传输腔室、晶圆传输装置、工艺腔室及半导体工艺设备，其中，传输腔室该设备包括：传输腔体，用于容纳至少一个晶圆传输装置，晶圆传输装置具有第一磁性体；磁阵列驱动装置，包括设置于传输腔体外侧底部的多个第二磁性体，各个第二磁性体的磁极方向均相同，用于使晶圆传输装置悬浮于传输腔体；定位装置，用于检测晶圆传输装置的当前位置；控制装置，用于接收定位装置发送的当前位置信息，根据当前位置信息以及预存的目标位置信息，控制各个第二磁性体的磁场强度，以利用磁场力驱动晶圆传输装置到达目标位置。本发明提供的设备能够有效缩短晶圆传输时长，并提高晶圆传输效率。

技术研发人员：张天恒
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5