CN218939619U - 半导体工艺设备及其移载支撑装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备及其移载支撑装置。该移载支撑装置的第一支撑组件设置于承载框架的顶部，用于支撑第一晶圆；第二支撑组件与承载框架活动连接，用于承载第二晶圆；旋转升降组件设置于承载框架的底部，并且与第二支撑组件连接，用于带动承载框架旋转；旋转升降组件还用于带动第二支撑组件下降至第一位置，第二支撑组件的顶面低于第一支撑组件的顶面，以使第一支撑组件能承载第一晶圆；以及用于带动第二支撑组件上升至第二位置，第二支撑组件的顶面高于第一支撑组件的顶面，以使第二支撑组件能支撑第二晶圆。本申请实施例不仅能提高工作效率，而且还能实现晶圆的合片功能。

Description

半导体工艺设备及其移载支撑装置

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其移载支撑装置。

背景技术

目前，由于全球芯片行业需求的猛增和产能的急剧短缺，国内对于整个半导体行业更加重视并投入，在国家和政府的大力支持下，半导体行业产迎来更大的发展空间。研发生产过程中对半导体工艺设备的产能、可靠性等要求也随之加大，以及对高精度自动化需求也越来越高。

在半导体工艺设备的晶圆传输过程中，需要通过片盒(Foup)装载成批次的晶圆进出半导体工艺设备，为便于在清洁环境下对片盒中的晶圆(Wafer)进行加载、移载、卸载操作，半导体工艺设备的前端部设置有移载支撑装置，用来与上游传输机械手、下游工艺机械手对接，从而实现晶圆的自动加载、移载及卸载。但是现有的移载支撑装置在传输晶圆的过程中，清洗前及清洗后使用的支撑条为同一个支撑条的相同接触部位，对于清洗的晶圆造成了二次污染，从而造成清洗的工作效率较低；并且在传输过程中位置较为单一，无法实现晶圆的面对面和背对背方式的合片功能，从而造成对各种工艺的适用性较差。

实用新型内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备及其移载支撑装置，用以解决现有技术存在的由于二次污染造成的工作效率较低以及适用性较差的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种移载支撑装置，设置于半导体工艺设备中，用于传输晶圆，包括：承载框架、第一支撑组件、第二支撑组件及旋转升降组件；所述第一支撑组件设置于所述承载框架的顶部，用于支撑第一晶圆；所述第二支撑组件与所述承载框架活动连接，并且与所述第一支撑组件相邻且交叉设置，用于承载第二晶圆；所述旋转升降组件设置于所述承载框架的底部，并且与所述第二支撑组件连接，用于带动所述承载框架旋转；所述旋转升降组件还用于带动所述第二支撑组件下降至第一位置，所述第二支撑组件的顶面低于所述第一支撑组件的顶面，以使所述第一支撑组件能承载所述第一晶圆；以及用于带动所述第二支撑组件上升至第二位置，所述第二支撑组件的顶面高于所述第一支撑组件的顶面，以使所述第二支撑组件能支撑所述第二晶圆。

于本申请的一实施例中，所述承载框架内形成有容置空间；所述移载支撑装置还包括有设置于所述容置空间内导向组件，所述第二支撑组件的顶端位于所述承载框架的顶部，所述第二支撑组件的底端伸入所述容置空间内，并且与所述导向组件连接，所述旋转升降组件通过所述导向组件与所述第二支撑组件连接。

于本申请的一实施例中，所述导向组件包括活动支撑板、导向部件及升降缓冲器，所述活动支撑板的顶面用于与所述第二支撑组件连接，所述活动支撑板的两侧边分别通过导向部件与所述容置空间两侧壁滑动连接，所述导向部件用于对所述活动支撑板导向及限位；所述升降缓冲器设置于所述活动支撑板上，并且位于所述活动支撑板与所述容置空间的底壁之间，用于吸收所述活动支撑板升降过程中的振动。

于本申请的一实施例中，所述第一支撑组件及第二支撑组件均包括有侧支撑条及中部支撑条，两个所述侧支撑条相对设置，所述中部支撑条位于两个所述侧支撑条之间，所述侧支撑条及所述中部支撑条共同配合以支撑所述第一晶圆或第二晶圆的边缘。

于本申请的一实施例中，所述第二支撑组件的侧支撑条及所述中部支撑条均位于所述第一支撑组件的侧支撑条及中部支撑条的同一侧。

于本申请的一实施例中，所述侧支撑条及所述中部支撑条上均开设有多个沿自身轴向并列排布的容置槽，所述容置槽用于容置并卡合所述第一晶圆或所述第二晶圆的边缘。

于本申请的一实施例中，所述旋转升降组件包括有支撑套件、安装框架、升降驱动器及旋转驱动器，所述支撑套件包括内外嵌套且活动连接的内中心轴及外支撑轴，所述内中心轴的顶端与所述活动支撑板活动连接，所述内中心轴的底端与所述升降驱动器连接；所述外支撑轴的顶端与所述承载框架的底板连接，所述外支撑轴的底端与所述旋转驱动器连接；所述升降驱动器设置于所述安装框架内，所述旋转驱动器设置于所述安装框架的顶部。

于本申请的一实施例中，所述支撑套件还包括直线轴承，两个所述直线轴承分别位于所述外支撑轴的两端，并且位于所述内中心轴的外壁与外支撑轴的内壁之间。

于本申请的一实施例中，所述旋转升降组件还包括有活动部件，所述活动部件包括升降连接头及滚动轴承，所述升降连接头内嵌套有所述滚动轴承，所述滚动轴承套设于所述内中心轴的顶端，所述内中心轴通过所述活动部件与所述活动支撑板连接。

于本申请的一实施例中，所述升降驱动器为伸缩气缸，并且通过一气缸连接头与内中心轴连接；所述旋转驱动器为中空电机，所述旋转驱动器位于外支撑轴的底端，所述内中心轴穿过所述旋转驱动器与所述升降驱动器连接。

于本申请的一实施例中，所述移载支撑装置还包括水平驱动机构及竖直驱动机构，所述水平驱动机构沿水平方向延伸设置，用于驱动所述竖直驱动机构沿水平方向移动；所述竖直驱动机构沿竖直方向延伸设置，并且与所述旋转升降组件连接，用于带动所述旋转升降组件沿竖直方向移动。

于本申请的一实施例中，所述水平驱动机构包括有第一基板、第一丝杠组件、第一驱动部件及第一导轨组件，所述第一基板沿水平方向延伸设置；所述第一丝杠组件设置于所述第一基板的侧壁上，并且与所述第一基板平行设置；所述第一驱动部件与所述第一基板固定连接，并且与所述第一丝杠组件传动连接；所述第一导轨组件设置于所述第一基板的侧壁上，并且位于所述第一丝杠组件的两侧，所述第一导轨组件与所述第一丝杠组件平行设置。

于本申请的一实施例中，所述竖直驱动机构包括有第二基板、第二丝杠组件、第二驱动部件及第二导轨组件，所述第二基板沿竖直方向延伸设置，并且所述第二基板的一侧壁与所述第一丝杠组件及所述第一导轨组件连接；所述第二丝杠组件设置于所述第二基板的另一侧壁上，并且与所述第二基板平行设置；所述第二驱动部件与所述第二基板固定连接，并且与所述第二丝杠组件传动连接；所述第二导轨组件设置于所述第二丝杠组件的两侧，所述第二导轨组件与所述第二丝杠组件平行设置，所述旋转升降组件与所述第二丝杠组件及所述第二导轨组件连接。

于本申请的一实施例中，所述移载支撑装置还包括有检测传感器及位置传感器，所述检测传感器设置于所述承载框架上，用于检测所述第一支撑组件是否承载有所述第一晶圆，或者用于检测所述第二支撑组件是否承载有所述第二晶圆；多个所述位置传感器分别设置于所述第一基板上及所述第二基板上，用于检测所述第一导轨组件相对于所述第一基板的位置，以及用于检测要所述第二导轨组件相对于所述第二基板的位置。

第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括：传输机械手、工艺机械手、工艺槽及如第一个方面提供的移载支撑装置，所述传输机械手用于在片盒及所述移载支撑装置之间传输所述第一晶圆或者第二晶圆，所述工艺机械手用于在所述工艺槽及所述移载支撑装置之间传输所述第一晶圆及所述第二晶圆。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例通过将第一支撑组件固定设置于承载框架上，以使第一支撑组件能够承载第一晶圆，以及将第二支撑组件活动设置于承载框架上，以使第二支撑组件能够承载第二晶圆，并且采用旋转升降组件驱动第二支撑组件相对于承载框架升降，使得本申请实施能够实现承载两种晶圆，从而避免晶圆受到二次污染，进而提高工作效率。此外，通过使旋转升降组件与承载框架连接，使得位于第一支撑组件或者第二支撑组件上的晶圆可以跟随承载框架旋转，实现了晶圆的面对面或者背对背的合片需求，从而满足更多的工艺需求，进而大幅提高本申请实施例的适用性及适用范围。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种承载框架与第一支撑组件及第二支撑组件配合的侧视示意图；

图2为本申请实施例提供的一种承载框架与第一支撑组件及第二支撑组件配合的主视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种旋转升降组件的侧视示意图；

图4为本申请实施例提供的一种旋转升降组件的侧视状态的剖视结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种旋转升降组件的主视示意图；

图6为本申请实施例提供的一种移载支撑装置省略部分结构的侧视示意图；

图7为本申请实施例提供的一种移载支撑装置省略部分结构的主视示意图；

图8为本申请实施例提供的一种移载支撑装置的主视示意图；

图9为本申请实施例提供的一种移载支撑装置的侧视示意图；

图10为本申请实施例提供的一种水平驱动机构与竖直驱动机构配合的侧视示意图；

图11为本申请实施例提供的一种水平驱动机构与竖直驱动机构配合的主视示意图；

图12为本申请实施例提供的一种水平驱动机构的主视示意图；

图13为本申请实施例提供的一种水平驱动机构的侧视示意图；

图14为本申请实施例提供的一种竖直驱动机构的主视示意图；

图15为本申请实施例提供的一种竖直驱动机构的侧视示意图；

图16为本申请实施例提供的一种竖直驱动机构与旋转升降组件配合的侧视示意图；

图17为本申请实施例提供的一种竖直驱动机构与旋转升降组件配合的主视示意图；

图18为本申请实施例提供的一种竖直驱动机构与旋转升降组件配合的俯视示意图；

图19A为本申请实施例提供的一种第一支撑组件与第一晶圆正面配合的结构示意图；

图19B为本申请实施例提供的一种第一支撑组件与第一晶圆背面配合的结构示意图；

图20A为本申请实施例提供的一种第二支撑组件与第二晶圆正面配合的结构示意图；

图20B为本申请实施例提供的一种第二支撑组件与第二晶圆背面配合的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种移载支撑装置，设置于半导体工艺设备中，用于传输晶圆，该移载支撑装置的结构示意图如图1、图2、图19A至图20B所示，包括：承载框架1、第一支撑组件2、第二支撑组件3及旋转升降组件4；第一支撑组件2设置于承载框架1的顶部，用于支撑第一晶圆101；第二支撑组件3与承载框架1活动连接，并且与第一支撑组件2相邻且交叉设置，用于承载第二晶圆102；旋转升降组件4设置于承载框架1的底部，并且与第二支撑组件3连接，用于带动承载框架1旋转；旋转升降组件4还用于带动第二支撑组件3下降至第一位置，第二支撑组件3的顶面低于第一支撑组件2的顶面，以使第一支撑组件2能承载第一晶圆101；以及用于带动第二支撑组件3上升至第二位置，第二支撑组件3的顶面高于第一支撑组件2的顶面，以使第二支撑组件3能支撑第二晶圆102。

如图1、图2、图19A至图20B，半导体工艺设备可以是用于对晶圆执行清洗工艺的设备，移载支撑装置例如设置传输机械手的一侧，以使传输机械手能够将晶圆由片盒内传输至移载支撑装置上，以在移动支撑装置上实现对晶圆的面对面或背对背合片，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。承载框架1可以采用多个板状结构拼接而成的框架结构，第一支撑组件2可以固定设置于承载框架1的顶部，以用于支撑第一晶圆101，第二支撑组件3可以活动设置于承载框架1上，并且可以与第一支撑组件2相邻且交叉设置，第二支撑组件3可以用于承载第二晶圆102。第一晶圆101例如可以为待清洗的晶圆，而第二晶圆102则可以为已清洗的晶圆，但是本申请实施例并不以为限，例如第一晶圆101与第二晶圆102的类型可以互换，或者也可以是其它处理工艺前后的两个状态。此外，第一支撑组件2与第二支撑组件3的设置方式也可以互换，只要两者其中有一个活动连接即可。旋转升降组件4的顶端与承载框架1连接，以用于带动承载框架1旋转；以及旋转升降组件4的顶端还与第二支撑组件3连接，以用于带动第二支撑组件3相对承载框架1升降，从而实现选择性承载第二晶圆102。在实际应用时，旋转升降组件4能带动第二支撑组件3下降至第一位置，第二支撑组件3的顶面低于第一支撑组件2的顶面，以使第一支撑组件2能承载第一晶圆101；当需要进行第一晶圆101的合片动作时，旋转升降组件4还能带动承载框架1旋转一预设角度，该预设角度例如是180度，以使第一晶圆101的正面与背面相互切换，从而实现面对面或者背对背的合片，具体参照如图19A及图19B所示。当需要承载第二晶圆102时，旋转升降组件4能够带动第二支撑组件3上升至第二位置，第二支撑组件3的顶面高于第一支撑组件2的顶面，以使第二支撑组件3能支撑第二晶圆102；当需要进行第二晶圆102的合片动作时，旋转升降组件4能带动承载框架1旋转一预设角度，该预设角度例如是180度，以使第二晶圆102的正面与背面相互切换，从而实现面对面或者背对背的合片功能，具体参照如图20A及图20B所示。采用上述设计，使得本申请实施例不仅能够实现能够承载两种晶圆，避免工艺前后的晶圆受到二次污染，而且还能实现晶圆的面对面或背对背的合片需求。

本申请实施例通过将第一支撑组件固定设置于承载框架上，以使第一支撑组件能够承载第一晶圆，以及将第二支撑组件活动设置于承载框架上，以使第二支撑组件能够承载第二晶圆，并且采用旋转升降组件驱动第二支撑组件相对于承载框架升降，使得本申请实施能够实现承载两种晶圆，从而避免晶圆受到二次污染，进而提高工作效率。此外，通过使旋转升降组件与承载框架连接，使得位于第一支撑组件或者第二支撑组件上的晶圆可以跟随承载框架旋转，实现了晶圆的面对面或者背对背的合片需求，从而满足更多的工艺需求，进而大幅提高本申请实施例的适用性及适用范围。

于本申请的一实施例中，如图1、图2、图19A至图20B，承载框架1内形成有容置空间11；移载支撑装置还包括有设置于容置空间11内导向组件5，第二支撑组件3的顶端位于承载框架1的顶部，第二支撑组件3的底端伸入容置空间11内，并且与导向组件5连接，旋转升降组件4通过导向组件5与第二支撑组件3连接。

如图1、图2、图19A至图20B，承载框架1包括有底板12、立板13及顶板14，其中底板12两侧紧固安装有立板13，在立板13上端紧固安装有顶板14，以使承载框架1内形成有容置空间11。导向组件5设置于容置空间11内，第二支撑组件3可以活动穿设于顶板14上，并且顶端位于承载框架1的顶部，以及顶板14上还固定设置有第一支撑组件2。第二支撑组件3的底端位于容置空间11内，并且与导向组件5连接，以使旋转升降组件4能够通过导向组件5与第二支撑组件3连接，从而带动第二支撑组件3在第一位置及第二位置之间升降。采用上述设计，使得本申请实施例在结构设计合理，在避免与第一支撑组件2形成干涉的同时，还能实现第二支撑组件3升降，从而大幅降低故障率以及延长使用寿命。

于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，导向组件5包括活动支撑板51、导向部件52及升降缓冲器53，活动支撑板51的顶面用于与第二支撑组件3连接，活动支撑板51的两侧边分别通过导向部件52与容置空间11两侧壁滑动连接，导向部件52用于对活动支撑板51导向及限位；升降缓冲器53设置于活动支撑板51上，并且位于活动支撑板51与容置空间11的底壁之间，用于吸收活动支撑板51升降过程中的振动。

如图1及图2所示，活动支撑板51设置于容置空间11内，并且与顶板14及底板12平行设置，活动支撑板51的顶面可以与第二支撑组件3的底端连接，以及活动支撑板51靠近两个立板13的两侧边分别通过导向部件52与容置空间11的两侧壁滑动连接，即与承载框架1两侧的立板13连接，其中导向部件52例如为滑块与滑轨的配合结构，以使活动支撑板51能够沿竖直方向进行升降，从而使得第二支撑组件3沿竖直方向升降，避免与承载框架1之间发生机械干涉。升降缓冲器53的顶端可以与活动支撑板51连接，底端可以在活动支撑板51的带动下选择性与承载框架1的底板12接触，即升降缓冲器53位于活动支撑板51与容置空间11的底壁之间，以用于吸收活动支撑板51升降过程中的振动，避免第二支撑组件3及活动支撑板51在升降过程中产生较大的振动，从而大幅提高本申请实施例的稳定性。

于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，第一支撑组件2及第二支撑组件3均包括有侧支撑条201及中部支撑条202，两个侧支撑条201相对设置，中部支撑条202位于两个侧支撑条201之间，侧支撑条201及中部支撑条202共同配合以支撑第一晶圆或第二晶圆的边缘。具体来说，第一支撑组件2及第二支撑组件3均包括有两个侧支撑条201及一个中部支撑条202，并且侧支撑条201及中部支撑条202均采用PEEK、PTFE及PEI等工程塑料材质制成的杆状结构。进一步的，两个侧支撑条201相对设置，并且顶面为相对设置的斜面，以用于与第一晶圆或第二晶圆的两侧相互配合，以承载第一晶圆或第二晶圆的边缘，而中部支撑条202则位于两个侧支撑条201的中部位置，以与两个侧支撑条201配合对第一晶圆或第二晶圆形成支撑。采用上述设计，使得第一支撑组件2及第二支撑组件3均能稳定的支撑第一晶圆及第二晶圆，避免支撑不稳定而造成运动过程中晃动，从而大幅提高产品良率。

于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，第二支撑组件3的侧支撑条201及中部支撑条202均位于第一支撑组件2的侧支撑条201及中部支撑条202的同一侧。具体来说，承载框架1左侧的两个侧支撑条201，其中靠近左侧的为第一支撑组件2的侧支撑条201，而靠近右侧为第二支撑组件3的侧支撑条201；承载框架1右侧的两个侧支撑条201，其中靠近左侧的为第一支撑组件2的侧支撑条201，而靠近右侧的则为第二支撑组件3的侧支撑条201；承载框架1中部的两个中部支撑条202，其中左侧的为第一支撑组件2的中部支撑条202，而右侧的则为第二支撑组件3的中部支撑条202；换言之，第二支撑组件3的侧支撑条201及中部支撑条202均位于第一支撑组件2的侧支撑条201及中部支撑条202的同一侧。采用上述设计，使得本申请实施例的结构设计合理，不仅能够节省空间占用，而且还能进一步避免二次污染。但是本申请实施例并不以此为限，例如第二支撑组件3的侧支撑条201及中部支撑条202均位于左侧，而第一支撑组件2的侧支撑条201及中部支撑条202均位于右侧，并且两者仍为相邻且交叉设置。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，侧支撑条201及中部支撑条202上均开设有多个沿自身轴向并列排布的容置槽203，容置槽203用于容置并卡合第一晶圆或第二晶圆的边缘。具体来说，侧支撑条201及中部支撑条202的长度方向上并列设置有多个容置槽203，即侧支撑条201及中部支撑条202上均开设有多个沿自身轴向并列排布的容置槽203。举例来说，第一支撑组件2的两个侧支撑条201及一个中部支撑条202上的三个容置槽203，共同配合承载及卡合第一晶圆的边缘，由于第一晶圆与第一支撑组件2具有多点接触，避免承载第一晶圆时发生晃动或碎裂，从而大幅提高承载的稳定性及产品良率。需要说明的是，由于第二支撑组件3的原理与第一支撑组件2相同，于此不再赘述。

于本申请的一实施例中，如图1至图7所示，旋转升降组件4包括有支撑套件41、安装框架42、升降驱动器43及旋转驱动器44，支撑套件41包括内外嵌套且活动连接的内中心轴411及外支撑轴412，内中心轴411的顶端与活动支撑板51活动连接，内中心轴411的底端与升降驱动器43连接；外支撑轴412的顶端与承载框架1的底板12连接，外支撑轴412的底端与旋转驱动器44连接；升降驱动器43设置于安装框架42内，旋转驱动器44设置于安装框架42的顶部。

如图1至图7所示，支撑套件41包括内外嵌套且活动连接的内中心轴411及外支撑轴412，其中内中心轴411的长度大于外支撑轴412的长度，以便于与活动支撑板51及升降驱动器43连接。外支撑轴412为套筒结构，其套设于内中心轴411的外侧，并且与内中心轴411的周壁活动连接，以使内中心轴411能够相对外支撑轴412活动。内中心轴411的顶端可以穿过承载框架1的底板12后与活动支撑板51活动连接，内中心轴411的底端与可以伸入安装框架42内与升降驱动器43连接。外支撑轴412的顶端与承载框架1的底板12连接，外支撑轴412的底端与旋转驱动器44连接，旋转驱动器44可以设置于安装框架42的顶部。安装框架42可以为侧面及底面敞口的结构，具体可以参照如图3至图5所示，升降驱动器43设置于安装框架42内。采用上述设计，使得本申请实施例采用较为简单的结构即可以实现承载框架1的旋转，并且实现活动支撑板51及第二支撑组件3的升降功能，并且各部件之间设计合理，从而大幅提高本申请实施例的稳定性及使用寿命。

于本申请的一实施例中，如图1至图7所示，支撑套件41还包括直线轴承413，两个直线轴承413分别位于外支撑轴412的两端，并且位于内中心轴411的外壁与外支撑轴412的内壁之间。具体来说，两个直线轴承413均设置于外支撑轴412与内中心轴411之间，并且分别靠近外支撑轴412的两端设置，直线轴承413可以对内中心轴411的升降动作进行导向及限位，从而大幅提高内中心轴411的运行稳定性。进一步的，外支撑轴412的两端均设置有法兰盘，直线轴承413与法兰盘紧固连接，以实现内中心轴411相对于外支撑轴412作升降动作，从而进一步提高本申请实施例的稳定性。

于本申请的一实施例中，如图1至图7所示，旋转升降组件4还包括有活动部件，活动部件包括升降连接头45及滚动轴承46，升降连接头45内嵌套有滚动轴承46，滚动轴承46套设于内中心轴411的顶端，内中心轴411通过活动部件与活动支撑板51连接。具体来说，活动部件包括有升降连接头45及滚动轴承46，其中滚动轴承46嵌套于升降连接头45内，并且套设于内中心轴411的顶端，而升降连接头45的居中位置通过紧固件与内中心轴411的顶端紧固连接，内中心轴411通过升降连接头45与活动支撑板51的底面连接。采用上述设计，升降连接头45能限制滚动轴承46沿内中心轴411的轴向窜动，而滚动轴承46则可以实现升降连接头45与内中心轴411分开转动，从而使得旋转升降组件4可满足旋转运动与升降运动互不干涉影响。

于本申请的一实施例中，如图1至图7所示，升降驱动器43为伸缩气缸，并且通过一气缸连接头与内中心轴411连接；旋转驱动器44为中空电机，旋转驱动器44位于外支撑轴412的底端，内中心轴411穿过旋转驱动器44与升降驱动器43连接。具体来说，升降驱动器43为伸缩气缸或者液压伸缩缸，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。升降驱动器43可以通过一安装板设置于安装框架42内，例如设置于安装框架42内的顶部，升降驱动器43的伸缩杆可以通过一气缸连接头与内中心轴411的底端连接，气缸连接头可以吸收升降驱动器43的振动，从而进一步提高第二支撑组件3升降过程的平稳性。旋转驱动器44则可以为中空电机，但是本申请实施例并不以此为限。旋转驱动器44可以设置于安装框架42的顶部，并且与外支撑轴412的底部连接，旋转驱动器44可以通过外支撑轴412带动承载框架1旋转，进而带动第一支撑组件2及第二支撑组件3同步旋转。进一步的，旋转驱动器44设置为中空电机，使得内中心轴411可以穿过旋转驱动器44与升降驱动器43连接，使得本申请实施例结构简单合理，并且便于拆装维护，从而大幅提高拆装维护效率。

于本申请的一实施例中，如图1至图9所示，移载支撑装置还包括水平驱动机构6及竖直驱动机构7，水平驱动机构6沿水平方向延伸设置，用于驱动竖直驱动机构7沿水平方向移动；竖直驱动机构7沿竖直方向延伸设置，并且与旋转升降组件4连接，用于带动旋转升降组件4沿竖直方向移动。具体来说，水平驱动机构6可以固定设置，并且其沿水平方向延伸设置，以用于驱动竖直驱动机构7沿水平方向移动，最终带动第一支撑组件2及第二支撑组件3沿水平方向移动。竖直驱动机构7与水平驱动机构6连接，并且沿竖直方向延伸设置，用于驱动第一支撑组件2及第二支撑组件3沿竖直方向移动，以实现带动第一晶圆及第二晶圆的升降。采用上述设计，使得本申请实施例不仅能够带动晶圆沿水平方向移动，而且还能带动晶圆沿竖直方向移动，从而大幅提高晶圆位置的移动量，从而满足晶圆更多位置的传输需求。

于本申请的一实施例中，如图8至图13所示，水平驱动机构6包括有第一基板61、第一丝杠组件62、第一驱动部件63及第一导轨组件64，第一基板61沿水平方向延伸设置；第一丝杠组件62设置于第一基板61的侧壁上，并且与第一基板61平行设置；第一驱动部件63与第一基板61固定连接，并且与第一丝杠组件62传动连接；第一导轨组件64设置于第一基板61的侧壁上，并且位于第一丝杠组件62的两侧，第一导轨组件64与第一丝杠组件62平行设置。

如图8至图13所示，第一基板61的长度方向沿水平方向延伸设置，宽度方向沿竖直方向延伸设置。第一丝杠组件62设置于第一基板61的侧壁上，并且位于第一基板61宽度方向的居中位置，以及第一丝杠组件62的长度方向与第一基板61的长度方向平行设置。第一驱动部件63位于第一基板61的侧壁上，并且与第一丝杠组件62位于同一侧，以便于与第一丝杠组件62的一端传动连接。两个第一导轨组件64分别设置于第一丝杠组件62的两侧，并且均与第一丝杠组件62平行设置，每个第一导轨组件64上均配合有导轨连接板。在实际应用时，竖直驱动机构7与第一丝杠组件62的丝母连接块连接，并且与两个第一导轨组件64的导轨连接板连接，第一丝杠组件62能将第一驱动部件63的旋转动作转化为直线动作，以使水平驱动机构6能带动竖直驱动机构7沿水平方向移动。采用上述设计，使得本申请实施例结构简单可靠，从而大幅降低故障率且延长使用寿命。

于本申请的一实施例中，如图8至图18所示，竖直驱动机构7包括有第二基板71、第二丝杠组件72、第二驱动部件73及第二导轨组件74，第二基板71沿竖直方向延伸设置，并且第二基板71的一侧壁与第一丝杠组件62及第一导轨组件64连接；第二丝杠组件72设置于第二基板71的另一侧壁上，并且与第二基板71平行设置；第二驱动部件73与第二基板71固定连接，并且与第二丝杠组件72传动连接；第二导轨组件74设置于第二丝杠组件72的两侧，第二导轨组件74与第二丝杠组件72平行设置，旋转升降组件4与第二丝杠组件72及第二导轨组件74连接。

如图8至图18所示，第二基板71的长度方向沿竖直方向延伸设置，宽度方向沿水平方向延伸设置，第二基板71的一侧壁与水平驱动机构6连接，即第二基板71的一侧壁与第一丝杠组件62及第一导轨组件64连接。第二基板71的另一侧壁用于安装第二丝杠组件72、第二驱动部件73及第二导轨组件74。第二丝杠组件72设置于第二基板71的侧壁上，并且位于第二基板71宽度方向的居中位置，以及第二丝杠组件72的长度方向与第二基板71的长度方向平行设置。第二驱动部件73位于第二基板71的侧壁上，并且与第二丝杠组件72位于同一侧，以便于与第二丝杠组件72的一端传动连接。两个第二导轨组件74分别设置于第二丝杠组件72的两侧，并且均与第二丝杠组件72平行设置，每个第二导轨组件74上均配合有导轨连接板。在实际应用时，安装框架42与第二丝杠组件72的丝母连接块连接，并且与第二导轨组件74的两个导轨连接板连接，第二丝杠组件72能将第二驱动部件73的旋转动作转化为直线动作，以使竖直驱动机构7能带动旋转升降组件4沿竖直方向移动。采用上述设计，使得本申请实施例结构简单可靠，从而大幅降低故障率且延长使用寿命。

于本申请的一实施例中，如图8至图18所示，第一驱动部件63及第二驱动部件73均包括伺服电机及联轴器，伺服电机通过联轴器与第一丝杠组件62或者第二丝杠组件72连接。具体来说，第一驱动部件63可以采用伺服电机与联轴器配合的方式来实现，第一驱动部件63的伺服电机设置于第一基板61的右侧端部，伺服电机的输出轴通过联轴器与第一丝杠组件62连接，从而使得第一丝杠组件62的运行精度较高，并且由于联轴器能吸收振动，从而使得水平驱动机构6的运行更加稳定。第二驱动部件73可以采用伺服电机与联轴器配合的方式来实现，第二驱动部件73的伺服电机设置于第二基板71的底部，伺服电机的输出轴通过联轴器与第二丝杠组件72连接，从而使得第二丝杠组件72的运行精度较高，并且由于联轴器能吸收振动，从而使得竖直驱动机构7的运行更加稳定。但是本申请实施例并不限定第一驱动部件63及第二驱动部件73的具体实施方式，例如伺服电机可以采用步进电机来替代。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图18所示，移载支撑装置还包括有检测传感器81及位置传感器82，检测传感器81设置于承载框架1上，用于检测第一支撑组件2是否承载有第一晶圆，或者用于检测第二支撑组件3是否承载有第二晶圆；多个位置传感器82分别设置于第一基板61上及第二基板71上，用于检测第一导轨组件64相对于第一基板61的位置，以及用于检测要第二导轨组件74相对于第二基板71的位置。

如图1至图18所示，检测传感器81例如采用光电传感器，但是本申请实施例并不限定检测传感器81的具体类型，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。检测传感器81设置于承载框架1上，并且位于第一支撑组件2的一端或两端，由于第一支撑组件2及第二支撑组件3相邻且交叉设置，因此对于两个支撑组件仅设置一个或一组检测传感器81即可以实现对第一支撑组件2及第二支撑组件3的承载状态进行检测，换言之，检测传感器81可以用于检测第一支撑组件2是否承载有第一晶圆，或者用于检测第二支撑组件3是否承载有第二晶圆。位置传感器82例如采用光电传感器，但是本申请实施例并不限定位置传感器82的具体类型，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。多个位置传感器82分别设置于第一基板61上及第二基板71上。例如，多个位置传感器82可以设置第一导轨组件64的一侧，并且沿第一导轨组件64的延伸方向排布；以及多个位置传感器82可以设置于第二导轨组件74的一侧，并且沿第二导轨组件74的延伸方向排布。举例来说，位置传感器82可以用于检测第一导轨组件64上的导轨连接板的位置，即检测第一导轨组件64相对于第一基板61的位置，从而实现对竖直驱动机构7在水平方向的位置进行检测。位置传感器82可以用于检测第二导轨组件74上的导轨连接板的位置，即检测第二导轨组件74相对于第二基板71的位置，从而实现对旋转升降组件4在竖直方向的位置进行检测。采用上述设计，使得本申请实施例能够实现自动化控制，从而大幅提高自动化水平，进而提高工作效率。

基于同一构思，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括：传输机械手、工艺机械手、工艺槽及如上述各实施例提供的移载支撑装置，传输机械手用于在片盒及移载支撑装置之间传输第一晶圆或者第二晶圆，工艺机械手用于在工艺槽及移载支撑装置之间传输第一晶圆及第二晶圆。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例通过将第一支撑组件固定设置于承载框架上，以使第一支撑组件能够承载第一晶圆，以及将第二支撑组件活动设置于承载框架上，以使第二支撑组件能够承载第二晶圆，并且采用旋转升降组件驱动第二支撑组件相对于承载框架升降，使得本申请实施能够实现承载两种晶圆，从而避免晶圆受到二次污染，进而提高工作效率。此外，通过使旋转升降组件与承载框架连接，使得位于第一支撑组件或者第二支撑组件上的晶圆可以跟随承载框架旋转，实现了晶圆的面对面或者背对背的合片需求，从而满足更多的工艺需求，进而大幅提高本申请实施例的适用性及适用范围。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种移载支撑装置，设置于半导体工艺设备中，用于传输晶圆，其特征在于，包括：承载框架、第一支撑组件、第二支撑组件及旋转升降组件；

所述第一支撑组件设置于所述承载框架的顶部，用于支撑第一晶圆；所述第二支撑组件与所述承载框架活动连接，并且与所述第一支撑组件相邻且交叉设置，用于承载第二晶圆；

所述旋转升降组件设置于所述承载框架的底部，并且与所述第二支撑组件连接，用于带动所述承载框架旋转；

所述旋转升降组件还用于带动所述第二支撑组件下降至第一位置，所述第二支撑组件的顶面低于所述第一支撑组件的顶面，以使所述第一支撑组件能承载所述第一晶圆；以及用于带动所述第二支撑组件上升至第二位置，所述第二支撑组件的顶面高于所述第一支撑组件的顶面，以使所述第二支撑组件能支撑所述第二晶圆。

2.如权利要求1所述的移载支撑装置，其特征在于，所述承载框架内形成有容置空间；所述移载支撑装置还包括有设置于所述容置空间内导向组件，所述第二支撑组件的顶端位于所述承载框架的顶部，所述第二支撑组件的底端伸入所述容置空间内，并且与所述导向组件连接，所述旋转升降组件通过所述导向组件与所述第二支撑组件连接。

3.如权利要求2所述的移载支撑装置，其特征在于，所述导向组件包括活动支撑板、导向部件及升降缓冲器，所述活动支撑板的顶面用于与所述第二支撑组件连接，所述活动支撑板的两侧边分别通过导向部件与所述容置空间两侧壁滑动连接，所述导向部件用于对所述活动支撑板导向及限位；所述升降缓冲器设置于所述活动支撑板上，并且位于所述活动支撑板与所述容置空间的底壁之间，用于吸收所述活动支撑板升降过程中的振动。

4.如权利要求1所述的移载支撑装置，其特征在于，所述第一支撑组件及第二支撑组件均包括有侧支撑条及中部支撑条，两个所述侧支撑条相对设置，所述中部支撑条位于两个所述侧支撑条之间，所述侧支撑条及所述中部支撑条共同配合以支撑所述第一晶圆或第二晶圆的边缘。

5.如权利要求4所述的移载支撑装置，其特征在于，所述第二支撑组件的侧支撑条及所述中部支撑条均位于所述第一支撑组件的侧支撑条及中部支撑条的同一侧。

6.如权利要求4所述的移载支撑装置，其特征在于，所述侧支撑条及所述中部支撑条上均开设有多个沿自身轴向并列排布的容置槽，所述容置槽用于容置并卡合所述第一晶圆或所述第二晶圆的边缘。

7.如权利要求3所述的移载支撑装置，其特征在于，所述旋转升降组件包括有支撑套件、安装框架、升降驱动器及旋转驱动器，所述支撑套件包括内外嵌套且活动连接的内中心轴及外支撑轴，所述内中心轴的顶端与所述活动支撑板活动连接，所述内中心轴的底端与所述升降驱动器连接；所述外支撑轴的顶端与所述承载框架的底板连接，所述外支撑轴的底端与所述旋转驱动器连接；所述升降驱动器设置于所述安装框架内，所述旋转驱动器设置于所述安装框架的顶部。

8.如权利要求7所述的移载支撑装置，其特征在于，所述支撑套件还包括直线轴承，两个所述直线轴承分别位于所述外支撑轴的两端，并且位于所述内中心轴的外壁与外支撑轴的内壁之间。

9.如权利要求7所述的移载支撑装置，其特征在于，所述旋转升降组件还包括有活动部件，所述活动部件包括升降连接头及滚动轴承，所述升降连接头内嵌套有所述滚动轴承，所述滚动轴承套设于所述内中心轴的顶端，所述内中心轴通过所述活动部件与所述活动支撑板连接。

10.如权利要求7所述的移载支撑装置，其特征在于，所述升降驱动器为伸缩气缸，并且通过一气缸连接头与内中心轴连接；所述旋转驱动器为中空电机，所述旋转驱动器位于外支撑轴的底端，所述内中心轴穿过所述旋转驱动器与所述升降驱动器连接。

11.如权利要求1所述的移载支撑装置，其特征在于，所述移载支撑装置还包括水平驱动机构及竖直驱动机构，所述水平驱动机构沿水平方向延伸设置，用于驱动所述竖直驱动机构沿水平方向移动；所述竖直驱动机构沿竖直方向延伸设置，并且与所述旋转升降组件连接，用于带动所述旋转升降组件沿竖直方向移动。

12.如权利要求11所述的移载支撑装置，其特征在于，所述水平驱动机构包括有第一基板、第一丝杠组件、第一驱动部件及第一导轨组件，所述第一基板沿水平方向延伸设置；所述第一丝杠组件设置于所述第一基板的侧壁上，并且与所述第一基板平行设置；所述第一驱动部件与所述第一基板固定连接，并且与所述第一丝杠组件传动连接；所述第一导轨组件设置于所述第一基板的侧壁上，并且位于所述第一丝杠组件的两侧，所述第一导轨组件与所述第一丝杠组件平行设置。

13.如权利要求12所述的移载支撑装置，其特征在于，所述竖直驱动机构包括有第二基板、第二丝杠组件、第二驱动部件及第二导轨组件，所述第二基板沿竖直方向延伸设置，并且所述第二基板的一侧壁与所述第一丝杠组件及所述第一导轨组件连接；所述第二丝杠组件设置于所述第二基板的另一侧壁上，并且与所述第二基板平行设置；所述第二驱动部件与所述第二基板固定连接，并且与所述第二丝杠组件传动连接；所述第二导轨组件设置于所述第二丝杠组件的两侧，所述第二导轨组件与所述第二丝杠组件平行设置，所述旋转升降组件与所述第二丝杠组件及所述第二导轨组件连接。

14.如权利要求13所述的移载支撑装置，其特征在于，所述移载支撑装置还包括有检测传感器及位置传感器，所述检测传感器设置于所述承载框架上，用于检测所述第一支撑组件是否承载有所述第一晶圆，或者用于检测所述第二支撑组件是否承载有所述第二晶圆；多个所述位置传感器分别设置于所述第一基板上及所述第二基板上，用于检测所述第一导轨组件相对于所述第一基板的位置，以及用于检测要所述第二导轨组件相对于所述第二基板的位置。

15.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：传输机械手、工艺机械手、工艺槽及如权利要求1至14的任一所述的移载支撑装置，所述传输机械手用于在片盒及所述移载支撑装置之间传输所述第一晶圆或者第二晶圆，所述工艺机械手用于在所述工艺槽及所述移载支撑装置之间传输所述第一晶圆及所述第二晶圆。

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