晶圆传输装置及半导体设备的制作方法

本技术涉及半导体刻蚀设备，特别涉及一种晶圆传输装置及半导体设备。

背景技术：

1、晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，真空环境可以保证晶圆的质量以及在真空环境下可以最低程度的减少尘埃颗粒的掉落，因而在半导体器件的制造过程中，晶圆可以通过晶圆传输装置不同真空腔室中传递，并送至相应工位。然而，在高温（200°c）的场景下，晶圆传输装置的可靠性和可用性较差，即晶圆传输装置的耐高温性能较差。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种晶圆传输装置及半导体设备，以提高其耐高温性能。

2、第一方面，本技术实施例提供一种晶圆传输装置，其包括：支撑主体、驱动组件、移动组件、大臂组件、小臂组件和至少两个末端执行器；所述移动组件与所述支撑主体传动连接，驱动所述支撑主体沿第一方向移动，所述驱动组件设置在所述支撑主体内，且外伸于所述支撑主体，驱动所述大臂组件、小臂组件，以及至少两个末端执行器转动，所述大臂组件包括第一传动臂，以及设置在所述第一传动臂内的大臂传动件，所述第一传动臂和所述大臂传动件均与所述驱动组件传动连接，所述小臂组件包括第二传动臂，以及设置在所述第二传动臂内的小臂传动件，所述小臂传动臂和所述小臂传动件均与所述大臂传动件传动连接，所述至少两个末端执行器均与所述小臂传动件传动连接；所述大臂传动件和所述小臂传动件中的至少一者为钢丝传动。采用大臂组件和小臂组件，可以实现末端执行器的多自由度运动。采用至少两个末端执行器，每个末端执行器均可以实现晶圆的取放，这些末端执行器通过大臂组件和小臂组件实现自由度串联（scara）运动，可以提高传片效率。大臂传动件和/或小臂传动件采用钢丝传动，其材质为金属材料，可以实现大臂组件和/或小臂组件在高温环境下的适应性，可以适应真空、高温环境，也可以兼容大气、常温环境，还可以减少甚至避免大臂组件和/或运动时产生颗粒，保证反应腔室内的洁净度。其中，大臂组件采用钢丝传动还可以保证大臂组件的关节运动自由度超过360°，旋转灵活，并可以通过设置固定的连接锚点，避免大臂组件运动过程中出现零点漂移，从而降低安全隐患。

3、在一种可能的实施方式中，所述驱动组件包括第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机和所述第四电机均包括相对设置的定子和转子，以及与所述转子固定连接的传动轴，各所述定子均固定连接在所述支撑主体内，且沿远离所述大臂组件的方向依次排布，相对应的各所述传动轴依次间隔套设。利用多个电机对大臂组件独立连接进行驱动，可以实现晶圆传输装置的多个转动自由度，提高末端执行器的运动范围。

4、在一种可能的实施方式中，所述驱动组件还包括设置在各所述定子和相对应的所述转子之间的密封套，所述密封套的两端均与所述支撑主体相抵，以实现各定子和转子之间的密封隔离，从而实现晶圆传输装置的密封。

5、在一种可能的实施方式中，沿远离所述大臂组件的方向，所述第一电机的定子、所述第二电机的定子、所述第三电机的定子、所述第四电机的定子依次间隔设置；

6、所述第一电机的传动轴套设在所述第二电机的传动轴外，且与所述第一传动臂固定连接，所述第二电机的传动轴套设在所述第三电机的传动轴外，所述第三电机的传动轴套设在所述第四电机的传动轴外，所述第二电机的传动轴、所述第三电机的传动轴和所述第四电机的传动轴均与所述大臂传动件传动连接。利用各传动轴可使大臂组件具有四个转动自由度，并且第一电机的传动轴可提供第一传动臂360°的转动自由度。

7、在一种可能的实施方式中，所述大臂传动件包括第一传动件、第二传动件和第三传动件，所述第一传动件、第二传动件和第三传动件均包括第一主动轮、第一从动轮，以及连接在所述第一主动轮和所述第一从动轮之间的第一钢丝；

8、各所述第一主动轮和所述第一传动臂分别对应固定连接各所述传动轴，各所述第一从动轮分别与相对应所述第二传动臂和所述小臂传动件传动连接。利用大臂传动件传动连接小臂组件，以实现小臂组件与大臂组件的相对旋转运动；并且，大臂传动件采用第一钢丝进行传动，可以提高大臂组件在高温下的环境适应性。

9、在一种可能的实施方式中，各所述第一从动轮沿远离所述小臂组件的方向依次排布，所述第一传动件、所述第二传动件和所述第三传动件均还包括第一连接杆，各所述第一连接杆依次间隔套设，且一端分别与相对应的所述第一从动轮固定连接，另一端分别与相对应的所述第二传动臂和所述小臂传动件固定连接。利用多个第一连接杆依次间隔套设，可以避免大臂组件和小臂组件之间运动干涉，同时可以避免各小臂传动件及第二传动臂之间运动干涉。

10、在一种可能的实施方式中，沿远离所述小臂组件的方向，所述第一传动件的第一从动轮、所述第二传动件的第一从动轮、所述第三传动件的第一从动轮依次间隔设置；

11、所述第一传动件的第一连接杆套设在所述第二传动件的第一连接杆外，且与所述第二传动臂固定连接，所述第二传动件的第一连接杆套设在所述第三传动件的第一连接杆外，所述第二传动件的第一连接杆和所述第三传动件的第一连接杆均与所述小臂传动件传动连接。利用第一传动件的第一连接杆实现第二传动臂的转动，且第二传动臂具有360°旋转自由度，利用第二传动杆和第三传动杆的第一连接杆实现小臂传动件的转动。

12、在一种可能的实施方式中，所述末端执行器的数量为两个，所述小臂传动件包括第四传动件和第五传动件，所述第四传动件和所述第五传动件均包括第二主动轮、第二从动轮，以及连接在所述第二主动轮和所述第二传动轮之间的第二钢丝；

13、所述第二传动臂和各所述第二主动轮分别对应固定连接各所述第一连接杆，各所述第二从动轮分别对应连接两个所述末端执行器。利用小臂传动件对末端执行器进行驱动，使得末端执行器具有360°旋转自由度，同时末端执行器相对大臂组件偏置，实现晶圆传输装置的偏置布置。并且，小臂传动件采用第一钢丝进行传动，可以提高小臂组件在高温下的环境适应性。

14、在一种可能的实施方式中，所述第二主动轮和所述第二从动轮的传动比小于1，以提高末端执行器的灵活度。

15、在一种可能的实施方式中，各所述第二从动轮沿远离所述末端执行器的方向依次排布，所述第四传动件和所述第五传动件均还包括第二连接杆，各所述第二连接杆依次间隔套设，且一端分别与相对的第二从动轮固定连接，另一端分别与相对应的所述末端执行器固定连接。立各第二连接杆分别连接小臂组件中的各第二从动轮，并对应连接末端执行器，以实现对末端执行器的单独驱动。

16、在一种可能的实施方式中，所述第四传动件的第二从动轮设置在所述第五传动件的第二从动轮靠近所述末端执行器的一侧，所述第四传动件的第二连接杆套设在所述第五传动件的第二连接杆外。这样可以避免各末端执行器之间运动干涉。

17、在一种可能的实施方式中，所述驱动组件包括移动支撑件、移动连接件、第五电机和丝杠；

18、所述移动连接件与所述移动支撑件固定连接，且被配置为：设置在反应腔室外，并与所述反应腔室的外壁固定连接，所述第五电机与所述支撑主体固定连接，所述丝杠与所述第五电机的输出端固定连接，且与所述移动支撑件传动连接，所述移动支撑件与所述支撑主体滑动连接。利用丝杠和电机，可以实现支撑主体的移动，使得晶圆传输装置具有移动自由度，以实现晶圆的取放。

19、在一种可能的实施方式中，所述驱动组件穿过所述移动连接件并延伸至所述反应腔室内；

20、所述驱动组件还包括密封波纹管，所述密封波纹管套设在所述驱动组件外，且两端分别与所述移动连接件和所述支撑主体相抵。这样，可以实现反应腔室和支撑主体的密封。

21、在一种可能的实施方式中，每个所述第一主动轮包括两个依次叠置且固定连接第一旋转轮，每个所述第一从动轮包括两个依次叠置且固定连接的第二旋转轮，每个所述第二旋转轮和相对应的所述第一旋转轮形成一个第一轮组；

22、所述第一钢丝包括第一分段和第二分段，所述第一分段的两端分别固定连接其中一个所述第一轮组的所述第一旋转轮和所述第二旋转轮，所述第二分段的两端分别固定连接另一个所述第一轮组的所述第一旋转轮和所述第二旋转轮，所述第一分段和所述第二分段的绕向相反；

23、和/或，每个所述第二主动轮包括两个依次叠置且固定连接第三旋转轮，每个所述第二从动轮包括两个依次叠置且固定连接的第四旋转轮，每个所述第四旋转轮和相对应的所述第三旋转轮形成一个第二轮组；

24、所述第二钢丝包括第三分段和第四分段，所述第三分段的两端分别固定连接其中一个所述第二轮组的所述第三旋转轮和所述第四旋转轮，所述第四分段的两端分别固定连接另一个所述第二轮组的所述第三旋转轮和所述第四旋转轮，所述第三分段和所述第四分段的绕向相反。第一分段、第二分段、第三分段和第四分段的绕线均可以超过360°，可以实现超过360°传动，并可以通过采用对拉的方式进行预紧，可以避免大臂组件运动过程中出现零点漂移，提高安全性。

25、在一种可能的实施方式中，所述第一旋转轮、所述第二旋转轮、所述第三旋转轮和所述第四旋转轮均开设有螺旋槽，所述第一分段、所述第二分段、所述第三分段和所述第四分段分别位于相对应的所述螺旋槽内。通过螺旋槽进行导向，可以避免第一分段、第二分段、第三分段和第四分段相互摩擦、互相碾压，以保证传动精度。

26、第二方面，本技术实施例提供一种半导体设备，包括如上所述的晶圆传输装置。半导体设备包括上述晶圆传输装置，因而至少具有高温环境下的适应性好的优点，具体效果参照上文，在此不再赘述。