温控输送装置的制作方法

本实用新型涉及晶圆加工的技术领域，特别是涉及一种温控输送装置。

背景技术：

目前，晶圆在晶圆处理设备内进行加工时需要保证一定的温度。但是，晶圆在晶圆处理设备之间传递时，由于相邻两个晶圆处理设备之间有间隔，所以晶圆会在传递过程中产生热量散失，使得晶圆在进入下一个晶圆处理设备后需要温控装置对晶圆进行重新升温，从而延长了晶圆的加工时间，降低了产能。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种温控输送装置，能够降低晶圆的加工时间，提高产能。

其技术方案如下：

一种温控输送装置，包括：控温机构、取放机构与传热件，所述控温机构用于对晶圆处理设备中的晶圆进行温度控制，所述取放机构用于转移晶圆，所述控温机构与所述传热件相连通，且所述控温机构内部的热量能够经过所述传热件传递，所述传热件装设在所述取放机构上。

上述温控输送装置在使用时，在对晶圆进行加工的过程中，由于需要对晶圆所处的环境进行温度控制，因此通过控温装置保证晶圆处理设备(指晶圆在加工时所处在的设备或工序)内部的温度。然后，待晶圆在晶圆处理设备内部加工完成后需要转移时，通过取放机构对晶圆处理设备内部的晶圆进行转移，同时由于传热件能够传递控温机构的热量，因此，取放机构会在传热件的作用下进行控温(升温或降温)，从而保证了晶圆在取放机构上转移时不会出现温差变化，提升了晶圆自身的温度稳定性，降低了晶圆对温差敏感制程的覆盖误差(overlay误差)。即晶圆转移到另外一个晶圆处理设备中后，控温机构无需对晶圆进行再次升温，从而能够降低晶圆的加工时间，提高产能。

下面进一步对技术方案进行说明：

所述取放机构位于晶圆处理设备的开口处，所述取放机构包括取料件与驱动臂，所述取料件与所述驱动臂相连，所述取料件用于伸入所述晶圆处理设备取放晶圆，所述传热件与所述取料件相互贴合。

所述取料件包括安装基板、第一取料臂与第二取料臂，所述第一取料臂与所述第二取料臂间隔设置在所述安装基板上，且所述第一取料臂的一端与所述第二取料臂的一端均凸出于所述安装基板，所述安装基板与所述驱动臂安装配合。

温控输送装置还包括第一真空吸盘与第二真空吸盘，所述第一真空吸盘装设在所述第一取料臂上，所述第二真空吸盘装设在所述第二取料臂上。

所述传热件包括汇流管、第一传热管与第二传热管，所述第一传热管与所述第一取料臂相贴合，所述第二传热管与所述第二取料臂相贴合，所述第一传热管与所述第二传热管均与所述汇流管的一端相连通，所述汇流管的另一端与所述控温机构相连通。

温控输送装置还包括多个凸块，多个所述凸块装设在所述第一取料臂和/或第二取料臂上，所述凸块的一端凸设于所述第一取料臂与所述第二取料臂之间的间隔内，所述凸块用于对晶圆辅助支撑，且所述凸块的支撑面与所述第一取料臂及第二取料臂的支撑面均在同一个平面内。

温控输送装置还包括弯折过渡板；所述弯折过渡板包括第一直板与第二直板，所述第一直板与所述驱动臂相连，所述第二直板倾斜设置在所述第一直板上，所述第二直板的另一端与所述取料件相连。

温控输送装置还包括安装基座与调节滑轨，所述调节滑轨装设在所述安装基座上，所述取放机构可滑动地装设在所述调节滑轨上。

温控输送装置还包括曝光机与温度稳定机构，所述曝光机用于对晶圆进行曝光，所述温度稳定机构用于对晶圆进行温度控制，所述取放机构在所述晶圆处理设备与所述曝光机之间移动，所述温度稳定机构与所述控温机构相连通，且所述温度稳定机构位于所述曝光机与所述晶圆处理设备之间。

所述控温机构为热敏控温器或曝光透镜冷却水柜。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的温控输送装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的温控输送装置的局部结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例所述的温控输送发装置的局部结构示意图。

附图标记说明：

100、控温机构，200、取放机构，210、取料件，211、安装基板，212、第一取料臂，213、第二取料臂，214、凸块，220、驱动臂，230、第一真空吸盘，240、第二真空吸盘，250、弯折过渡板，251、第一直板，252、第二直板，300、传热件，310、汇流管，320、第一传热管，330、第二传热管，400、晶圆，500、安装基座，510、调节滑轨，600、温度稳定机构。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1至图3所示，在一个实施例中，一种温控输送装置，包括：控温机构100、取放机构200与传热件300。所述控温机构100用于对晶圆处理设备中的晶圆400进行温度控制，所述取放机构200用于转移晶圆400，所述控温机构100与所述传热件300相连通，且所述控温机构100内部的热量能够经过所述传热件300传递，所述传热件300装设在所述取放机构200上。

上述温控输送装置在使用时，在对晶圆400进行加工的过程中，由于需要对晶圆400所处的环境进行温度控制，因此通过控温装置保证晶圆处理设备(指晶圆400在加工时所处在的设备或工序)内部的温度。然后，待晶圆400在晶圆处理设备内部加工完成后需要转移时，通过取放机构200对晶圆处理设备内部的晶圆400进行转移，同时由于传热件300能够传递控温机构100的热量，因此，取放机构200会在传热件300的作用下进行控温(升温或降温)，从而保证了晶圆400在取放机构200上转移时不会出现温差变化，提升了晶圆400自身的温度稳定性，降低了晶圆400对温差敏感制程的覆盖误差(overlay误差)。即晶圆400转移到另外一个晶圆处理设备中后，控温机构100无需对晶圆400进行再次升温，从而能够降低晶圆处理设备对于晶圆400的加工时间，提高产能。

具体地，在对晶圆400进行光刻加工的过程中，由于温差变化会影响到晶圆400制程的改变，因此需要对晶圆处理设备内部的温度进行控温。但是，晶圆400的光刻过程往往需要经过两个以上的晶圆处理设备进行加工，因此，晶圆400在进行移动时，往往会经过一段暴露在外部环境的区域。即晶圆400在此过程中容易产生温度变化，从而使得晶圆400在进入下一个晶圆处理设备中后，由于晶圆400温度的变化(往往是温度下降)，使得晶圆处理设备对晶圆400的控温时间延长。

进一步地，用于对晶圆400光刻加工的晶圆处理设备均通过一个控温机构100实现晶圆处理设备内部的温度控制。无需与晶圆处理设备一一对应设置两个以上的控温机构100，从而有效节省了晶圆400光刻时所需的加工空间。上述这种实施方式考虑到在晶圆400光刻加工的过程中均会设置控温机构100进行温度控制，因此，通过在原有的控温机构100上加设传热件300，使得取放机构200在传热件300的作用下实现自身的温度调节。即上述实施方式在保证控温机构100(指晶圆400光刻过程中原有的控温机构100)对各晶圆处理设备能够有效控温的情况下，又实现了对取放机构200的温度调节，从而使得晶圆400在光刻过程中，能够实现对晶圆400全面控温，避免晶圆400在转移过程中出现温差变化。

在一个实施例中，考虑到晶圆400在光刻加工的过程中对于环境的洁净程度以及加工精度都具有严格的要求。所以，需要借助自动化设备进行加工，即需要多个设备或晶圆处理设备进行协同配合。如果每次对晶圆400进行转移都会产生一定误差的话，那么晶圆400在每一次转移后都需要控温机构100对其进行控温调整。即晶圆400进入相应的晶圆处理设备进行加工之前，需要通过控温机构100对晶圆400进行温度调节，直至晶圆400的表面温度达到预设加工温度再进行相应的加工操作。因此，采用上述温控输送装置对晶圆400在转移过程中进行温度控制，能够有效减少晶圆处理设备加工前对晶圆400进行温控调节的时间，或者晶圆400转移后无需再进行温控调节即可直接进行加工操作，大大节省了晶圆400光刻的时间，提高了产能。

如图1所示，在一个实施例中，所述取放机构200位于晶圆处理设备的开口处，所述取放机构200包括取料件210与驱动臂220，所述取料件210与所述驱动臂220相连，所述取料件210用于伸入所述晶圆处理设备取放晶圆400，所述传热件300与所述取料件210相互贴合。具体地，晶圆400在光刻加工过程中需要经过多个不同工序，即需要转移至不同的晶圆处理设备进行加工。同时，晶圆400在晶圆处理设备内部加工时往往一侧留有开口，外部污染颗粒或杂质容易通过该开口进入到晶圆处理设备内部，从而影响了晶圆400的质量。因此，可以在晶圆处理设备的开口处加设遮盖板或遮盖帘，此时晶圆处理设备内部便形成了密封空间(密封空间能够有效避免外界污染颗粒或杂质进入晶圆处理设备)，即当晶圆400在晶圆处理设备内部加工完成后，需要首先将遮盖板或遮盖帘撤去，然后将取放机构200伸入到所述晶圆处理设备内部实现对晶圆400的取放。

进一步地，在所述晶圆处理设备开口处对应加设升降电机或顶升气缸。当所述晶圆处理设备开口通过遮盖板进行遮盖时，所述遮盖板可以为多个，即多个遮盖板相互叠放直至所述遮盖板能够遮盖所述开口。同时，在所述开口处还加设有导向柱，多个所述遮盖板均套设在所述导向柱上。

更进一步地，根据导向柱及遮盖板套设在导向柱上后遮盖板端部的凸出部分，确定所述升降电机或顶升气缸在晶圆处理设备开口处的位置(即升降电机或顶升气缸的输出端能够与底部的遮盖板所抵触)。例如，当取放机构200需要进入晶圆处理设备内部时，通过升降电机或顶升气缸对遮盖板进行举升，从而能够解除遮盖板对晶圆处理设备开口的遮盖，然后当取放机构200在晶圆处理设备内部完成对晶圆400的取放后，再次调节升降电机或顶升气缸将遮盖板复位直至遮盖板对开口进行遮盖。

在所述晶圆处理设备的开口处加设卷轴与电机，当所述晶圆处理设备开口通过遮盖帘进行遮盖时，遮盖帘的一侧与卷轴相连，遮盖帘的另一侧朝向开口的下方。电机驱动卷轴进行转动，同时，遮盖帘卷设在所述卷轴上。即当取放机构200需要伸入晶圆处理设备内部对晶圆400进行取放时，通过卷轴顺时针(或逆时针)转动带动遮盖帘卷起，即解除遮盖帘对于晶圆处理设备开口的遮盖。当取放机构200完成对晶圆400的取放从晶圆处理设备内部离开后，通过卷帘逆时针(顺时针)转动带动遮盖帘下放，直至遮盖帘完全遮盖晶圆处理设备开口。上述这种实施方式一方面保证了晶圆400的加工质量，另一方面也提高了晶圆400加工过程中的自动化程度。

在一个实施例中，具体地，晶圆400在晶圆处理设备内部加工时往往会沿晶圆处理设备的高度方向间隔设置多个晶圆400。因此，取放机构200在伸入晶圆处理设备内部有时只对特定的晶圆400进行取放。在本实施例中，考虑到传热件300需要向取料件210进行传热，因此，取料件210可以选用具有导热特性的材质(例如塑料或金属)。进一步地，所述传热件300为传热管或传热片，所述取料件210的一面用于搭载晶圆400，所述传热件300装设在所述取料件210上背离晶圆400的一面。所述取料件210上(背离晶圆400的一面)开设有与所述传热件300相对应的安装槽，即所述传热件300装设在所述安装槽内。上述这种实施方式避免传热件300跟随取料件210进入晶圆处理设备对晶圆400进行取放时对其他晶圆400产生触碰。另外，所述安装槽能够对传热件300起到固定作用，从而便于对传热件300进行安装。

如图1和图2所示，在一个实施例中，所述取料件210为硬质平面板或硬质平面片。温控输送装置还包括弯折过渡板250，所述弯折过渡板250包括第一直板251与第二直板252，所述第一直板251与所述驱动臂220相连，所述第二直板252倾斜设置在所述第一直板251上，所述第二直板252的另一端与所述取料件210相连，此时，所述第一直板251与所述取料件210所在的平面相互平行。上述这种实施方式考虑到在实际的操作过程中，例如：当需要对位于晶圆处理设备底部的晶圆400进行取放时，由于驱动臂220自身的厚度或部件影响，仅仅通过操控驱动臂220无法事取料件210到达晶圆处理设备内部的对应位置。因此，上述实施方式通过第二直板252倾斜设置实现了对于驱动臂220极限位置的补偿，另外，第一直板251与取料件210的所在平面相平行，使得整个取放机构200的受力更加均匀。

如图2和图3所示，在一个实施例中，所述取料件210包括安装基板211、第一取料臂212与第二取料臂213。所述第一取料臂212与所述第二取料臂213间隔设置在所述安装基板211上，且所述第一取料臂212的一端与所述第二取料臂213的一端均凸出于所述安装基板211，所述安装基板211与所述驱动臂220安装配合。具体地，根据晶圆400的直径大小，确定第一取料臂212与第二取料臂213的间隔，即保证在取放晶圆400时晶圆400能够平稳的放置在第一取料臂212与第二取料臂213上。所述安装基板211用于实现所述第一取料臂212与所述第二取料臂213与驱动臂220进行连接。进一步地，目前，为了避免晶圆400在转移过程中产生温差变化，增设了晶圆座，在晶圆座内部加设控温器。即在控温器的作用下使得整个晶圆座的温度发生变化，从而实现了晶圆400放置在晶圆座上后也能够实现控温。但是，上述这种处理方式额外增设了控温器，增大了晶圆400的加工成本，同时控温器装设在晶圆座的内部，当需要对控温器进行设置调节时，需要对晶圆座进行拆卸，十分不便。另外，晶圆400放置在晶圆座上后，只有晶圆座的其中一个面与晶圆400进行接触，但是控温器的控温范围是对整个晶圆座进行控温，因此，上述这种方式一方面加大了控温器的能耗，另一方面也增长了晶圆座的预热时间。

相较于上述实施方式，上述温控输送装置利用晶圆400光刻过程中已装设的控温机构100，即通过传热件300将控温机构100内部的热量导出。另外，所使用的取放机构200通过第一取料臂212与第二取料臂213对晶圆400进行支撑。而且在本实施例中，传热件300与取放机构200相互贴合，即传热件300直接将热量传递至取放机构200，从而实现了对于取放机构200有针对性的控温。

在一个实施例中，所述第一取料臂212与第二取料臂213之间留有间隔，上述这种布置方式一方面能够增大取料件210对于晶圆400的承载面积，另一发面也节省了取料件210的用料。

如图2所示，在一个实施例中，在通过第一取料臂212与第二取料臂213对晶圆400进行取放时，所述第一真空吸盘230与第二真空吸盘240均能够对所述晶圆400进行吸附，避免晶圆400在转移过程中出现移动或意外掉落，同时，通过吸附固定的方式还能够避免对晶圆400产生意外刮蹭。

在一个实施例中，为了保证晶圆400放置在第一取料臂212与第二取料臂213上后为水平放置。可以在所述第一取料臂212上开设第一凹槽，在所述第二取料臂213上开设第二凹槽。所述第一真空吸盘230放置在所述第一凹槽内，所述第二真空吸盘240放置在所述第二凹槽内，且所述第一真空吸盘230的凹吸面与所述第二真空吸盘240的凹吸面均朝向所述晶圆400。上述这种实施方式有效避免了由于第一真空吸盘230与第二真空吸盘240自身厚度对于晶圆400水平放置的影响。更进一步地，所述第一真空吸盘230与所述第二真空吸盘240内部均设置有多个支撑小杆，此时，通过支撑小杆对第一真空吸盘230的凹吸面与第二真空吸盘240的凹吸面进行预防支撑。从而能够避免第一真空吸盘230与第二真空吸盘240由于气压调整后过度收缩(此时产生的吸力较大对晶圆400的表面容易造成损坏)。

如图3所示，在一个实施例中，所述传热件300包括汇流管310、第一传热管320与第二传热管330，所述第一传热管320与所述第一取料臂212相贴合，所述第二传热管330与所述第二取料臂213相贴合，所述第一传热管320与所述第二传热管330均与所述汇流管310的一端相连通，所述汇流管310的另一端与所述控温机构100相连通。具体地，通过所述第一传热管320与所述第一取料臂212相互贴合，以及通过所述第二传热管330与所述第二取料臂213相互贴合。从而使得传热件300能够同时对两个取料臂进行控温(第一取料臂212与第二取料臂213)，大大提高了取料件210的控温效率。更具体地，在所述汇流管310的外部套设与保温套，即保证热量在传递至第一传热管320与第二传热管330时产生过多散失。

如图2和图3所示，在一个实施例中，温控输送装置还包括多个凸块214。多个所述凸块214装设在所述第一取料臂212和/或第二取料臂213上，所述凸块214的一端凸设于所述第一取料臂212与所述第二取料臂213之间的间隔内，所述凸块214用于对晶圆400辅助支撑，且所述凸块214的支撑面与所述第一取料臂212及第二取料臂213的支撑面均在同一个平面内。具体地，多个凸块214会受到第一取料臂212与第二取料臂213所传递的热量，即多个凸块214能够对于位于间隔区域的晶圆400部分进行控温，同时也使得晶圆400在取放机构200上时能够受热均匀。更具体地，所述凸块214与所述第一取料臂212及第二取料臂213均在同一个平面内，保证晶圆400能够平稳放置在取料件210上。

如图1所示，在一个实施例中，温控输送装置还包括安装基座500与调节滑轨510。所述调节滑轨510装设在所述安装基座500上，所述取放机构200可滑动地装设在所述调节滑轨510上。具体地，根据实际的加工环境，取放机构200可以在安装基座500上进行位置调节，从而达到最佳的取放位。同时，在滑轨上还可以加设刻度线，从而保证取放机构在移动时更加精准。

在一个实施例中，温控输送装置还包括曝光机与温度稳定机构600，所述曝光机用于对晶圆400进行曝光，所述温度稳定机构600用于对晶圆400进行温度控制，所述取放机构200在所述晶圆处理设备与所述曝光机之间移动，所述温度稳定机构600与所述控温机构100相连通，且所述温度稳定机构600位于所述曝光机与所述晶圆处理设备之间。

具体地，所述取放机构200为一个以上。例如：当取放机构200为一个的时候。晶圆400首先在晶圆处理设备内加工完成后，所述取放机构200将晶圆400从晶圆处理设备中取出，晶圆400在随取放机构200一同移动的过程中，通过传热件300传递的热量保证了晶圆400在输送过程中自身的温度稳定性。同时，取放机构200会将晶圆400首先移送到温度稳定机构600(tsu，tempstabilizeunit)上进行温度校正控制，温度稳定机构600能够进一步改善晶圆400对温差敏感制程的覆盖误差，在本实施例中，晶圆400在温度稳定机构600上的处理时间为8秒。待晶圆400在温度稳定机构600上温度校正完成后，取放机构200再次将晶圆400从温度稳定机构600上取出，并继续通过传热件300对晶圆400进行控温，直至取放机构200将所述晶圆400移放到曝光机上。上述整个过程实现了对晶圆400全面、有效地温度控制，即提升了晶圆400温度稳定性，并降低了对温差敏感制程的覆盖误差。

例如：当取放机构200为两个时(为便于区分将两个取放机构200分为第一取放机构与第二取放机构)。首先，通过第一取放机构从晶圆处理设备将加工完成的晶圆400取出，然后晶圆400转移至温度稳定机构600(tsu)进行温度校正，待温度稳定机构600对晶圆400的温度校正完成后，通过第二取放机构对晶圆400进行再次转移，并最终转移到曝光台曝光机内。(上述过程中第一取放机构与第二取放机构均通过传热件接收热量，即实现了对晶圆的控温)

进一步地，所述控温机构100为热敏控温器或曝光透镜冷却水柜(lcwc，lenscoolingwatercabine)。在本实施例中，所采用的控温机构100为曝光透镜冷却水柜，即通过控温机构100产生控温液体(特定温度的液体)。然后输送至晶圆处理设备、温度稳定机构600(tsu)、以及借助传热件300输送至取放机构200等。上述这种布置方式一方面能够实现对晶圆400加工的所有设备进行温控，同时，晶圆400在加工过程中需要保证在同一个温度环境，工作人员无需对不同设备之间的温控系数进行调整。

在一个实施例中，在晶圆400经过取放机构200进行转移过程中。还会对晶圆400制程的覆盖误差(overlay)进行检测(在晶圆400光刻过程中覆盖误差越小，晶圆400的成品质量越高)。即对于温差较为敏感的晶圆400，可以通过对覆盖误差的大小进行检测，以此确定对于晶圆400的温控是否达到预设要求。例如：若晶圆400在通过取放机构200进行转移时，取放机构200没有进行温控，此时晶圆400会出现温差变化。在对覆盖误差进行检测时会产生较大的误差。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。