[发明专利]一种磁悬浮式衬底传送腔及传送方法

说明书

本发明涉及半导体加工传输技术领域，提出一种磁悬浮式衬底传送腔及传送方法。该传送腔可以在外接半导体设备与功能腔室之间传送衬底，包括：进片互锁腔体，其连接传送腔体以及所述外接半导体设备；以及传送腔体，其包括：隔离阀，其布置于所述传送腔体侧壁上，其中所述隔离阀连接所述功能腔室；磁悬浮致动器定子，其布置于所述传送腔体底部，其中所述磁悬浮致动器定子被配置为通过磁悬浮方式控制磁悬浮致动器动子运动磁悬浮致动器动子，其布置于所述传送腔体内部，所述磁悬浮致动器动子连接一个或者多个端末作用器；以及端末作用器，其被配置为运送衬底以及在所述进片互锁腔体和所述功能腔室中取出\放入衬底。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体加工传输技术领域。具体而言，本发明涉及一种磁悬浮式衬底传送腔及传送方法。

背景技术

在半导体制造过程中，对于半导体衬底的加工运输是很重要的一环。传统上通常采用多边形衬底传送腔，图1a和图1b分别示出了TEL公司的Unity型衬底传送腔和Tactras型衬底传送腔。以Tactras型衬底传送腔为例，其中在传送腔体1001外环绕布置有多个功能腔室1002，在传送腔体1001内使用SCARA机器手臂(Selective Compliance AssemblyRobot Arm，选择顺应性装配机器手臂)运送衬底。

然而，多边形衬底传送腔存在占地面积大，搭载功能腔室的数量有限的问题。TEL公司在东京电子2021年IR公共关系会议文件上公开了一种直线多配置传送腔，据称相比传统的多边形衬底传送腔设计可以减少了60％的占地面积。

LAM公司提出了一种狭长形状的衬底传送腔，其中将多个功能腔室布置在长方形传送腔体的两侧，部分解决了多边形衬底传送腔占地面积大，搭载功能腔室的数量有限的问题。然而，其由于采用SCARA机器手臂运送衬底，仍存在下列问题：

SCARA机器手臂在工作过程中由于摩擦会带来微小颗粒，不可避免地会对衬底造成污染；由于SCARA机器手臂传送衬底的速度有限，当涉及RTP(快速热处理Rapid thermalprocessing)等快速工艺时，反应腔室内的工艺时间很短，SCARA机器手臂无法满足多反应腔室的对应传送需求。

在传送腔体中采用SCARA机器手臂进行传送时，其关节处都需要安装轴承及其他机械机构，关节两端的两个小臂各自需要占据一个独立的层面互不干涉进行旋转，通常每个半导体SCARA机械手至少有3个小臂，2个关节和一个转轴需要比较大的传送腔体空间高度，推高了腔体的制造成本。

由于SCARA机器手臂通常采用如图11所示的圆坐标结构，其导致电机的旋转输出和SCARA机器手臂的指尖的径向运动是非线性关系、较难获得一个平稳的径向加速，并且该非线性关系会放大电机的精度差。

另外SCARA机器手臂通常采用多关节结构，以SCARA机器手臂具有连接的第一臂与第二臂为例，如图12所示，所述第二臂的末端坐标相比于起始坐标可以通过下式计算：

其中，x和y分别表示第二臂的末端坐标、θ₁表示所述第一臂与起始位置之间的夹角、θ₂表示所述第二臂与所述第一臂之间的的夹角。L₁和L₂分别表示所述第一臂和所述第二臂的长度。可以看到由于采用多关节结构会进一步放大了SCARA机器手臂的指尖与电机的精度差，其整体的传送精度仍有待提高。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种磁悬浮式衬底传送腔，其可以在外接半导体设备与功能腔室之间传送衬底，该磁悬浮式衬底传送腔包括：

进片互锁腔体，其连接传送腔体以及所述外接半导体设备；以及

传送腔体，其包括：

隔离阀，其布置于所述传送腔体侧壁上，其中所述隔离阀连接所述功能腔室；