CN101414571A - 被处理体的移载机构、移载方法及其处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种被处理体的移载机构、移载方法及其处理系统。被处理体移载机构(76)可相对于具有圆环状的载置台(86)的被处理体舟(40)移载被处理体W,移载机构(76)具有在载置被处理体(W)的状态下,可前进和后退的叉主体(78);设在叉主体(78)的前端的止挡部件(94);具有设在叉主体(78)的基端,与被处理体(W)的周边边缘接触并向止挡部件(94)侧按压被处理体的按压部(102)的夹紧装置(96);和可使叉主体(78)上下运动的叉升降装置(80)。当相对于被处理舟(40)移载被处理体时,控制夹紧装置(96)的按压部(102),以使其不插入载置台(86)间的间隙中,因此即使载置台(86)间距小,夹紧装置(96)的按压部(102)也不与被处理体舟干涉。
Description
相关申请的参考
本专利申请享受2007年10月19日提出的作为日本专利的特願2007-272625的利益。通过引用,这些在先申请的全部所示内容成为本说明书的一部分。
技术领域
本发明涉及将被处理体从收纳有半导体晶片等被处理体的收纳盒移载到被处理体移载区域内的被处理体舟,并对被处理体实施热处理的处理系统、被处理体的移载机构和被处理体的移载方法。
背景技术
通常,当制造IC或LSI等半导体集成电路时,对半导体晶片反复进行各种成膜处理,氧化扩散处理和蚀刻处理等。当进行各处理时,必需在对应的装置间搬送半导体晶片。
在这种情况下,向每一个收容盒内各搬送收容多块、例如25块半导体晶片。作为这种收容盒已知有:如暗盒那样以对大气开放的状态进行搬送的收容盒;和如FOUP(注册商标)那样,为了抑制颗粒或自然氧化膜的附着,在通过开闭盖形成为密闭状态的箱内形成N2气等惰性气体或清洁空气的气氛的收容盒(日本特开平8-279546号公报、日本特开平9-306975号公报、日本特开平11-274267号公报)。
另外,在处理上述收容盒的例如批量式的处理系统中,一般设置有:利用搬送机构搬送上述收容盒的盒搬送区域,和为了热处理,将半导体晶片从收容盒移载到晶片舟等上的被处理体移载区域(日本特开2002-76089号公报、日本特开2003-37148号公报、日本特开平9-213647号公报)。两区域利用分隔壁进行分隔,该分隔壁具有为了进行晶片的交换而可开闭地形成的开口闸门。以裸露状态搬送被处理体的上述被处理体移载区域为了防止自然氧化膜附着在晶片表面上,有时形成惰性气体、例如N2气氛,有时形成清洁气氛。
然而,在上述被处理体移载区域中,将上述的例如收容有25块晶片的收容盒内的晶片,利用晶片移载机构移载至作为由石英等构成的被处理体舟的晶片舟上。该晶片舟,可以相等的间距,分多层保持多块、例如50~150块晶片等,另外同样,当对晶片的热处理结束时,利用上述移载机构,与上述相反,将晶片从晶片舟移载到收容盒中。
一般,作为在立式热处理装置中使用的石英制的晶片舟,已知有所谓的梯子型的晶片舟和所谓的圆环型的晶片舟(日本特开平9-213647号公报等)。其中,梯子型晶片舟在构成晶片舟的支柱上形成支撑晶片边缘的晶片支撑槽部。另外,圆环形晶片舟在支柱间分多层架设有的圆环状的载置台,在各载置台上形成支撑晶片边缘的支撑爪部。另外,在最近,因为气体流的控制性好,膜厚等的面内均匀性比较好的理由,多使用上述圆环形晶片舟。
另外,由于要求提高生产率,提出了用于以高速搬送晶片的移载机构。即,提出了设置有在移载机构的叉上夹紧晶片的机构,在使晶片在叉上没有位置偏移地夹紧的状态下,以高速搬送晶片的移载机构(例如日本特开2005-286619号分报)。
这里,参照图13,对使用具有夹紧机构的晶片移载机构将晶片移载至圆环型晶片舟上的现有的移载方法进行说明。在图13中,晶片舟2具有多个圆环状的载置台4。在图中没有示出的支柱上,空出规定的间距P1沿上下方向分多层地设置该各载置台4。另外,在该各载置台4的上面侧上设置有例如3个支撑爪部6(在图示例子中只表示2个),在该支撑爪部6上载置半导体晶片W。
另外,晶片移载机构的叉8的前端分成2股状,可前进、后退和上下运动。晶片W被支撑在该叉8上。在该叉8的前端部设有档块构件10。另一方面,在叉8的基端上设置例如具有利用气缸可以前进和后退的压紧部12的夹紧装置14。通过将晶片W夹紧在上述档块构件10和压紧部12之间,可以在这种状态下高速搬送晶片W。
例如,在将叉8上的晶片W向晶片舟2移载的情况下,将晶片W夹紧在按压部12和止挡部件10之间。在这种状态下,将叉8插入载置台4之间,同时,使按压部12稍微后退,解除夹紧。在这种状态下,通过使叉8稍微下降,将叉8上的晶片移载在载置台4的支撑爪部6上,然后,使叉8后退。
[专利文献1]:日本特开平8-279546号公报
[专利文献2]:日本特开平9-306975号公报
[专利文献3]:日本特开平11-274267号公报
[专利文献4]:日本特开2002-76089号公报
[专利文献5]:日本特开2003-37148号公报
[专利文献6]:日本特开平9-213647号公报
[专利文献7]:日本特开2005-286019号公报
然而,在这种批量式的热处理装置中,要求进一步提高生产率,由此,要求在晶片舟2上可以同时搭载的晶片块数更多。在这种情况下,考虑增大晶片舟2的高度。但是在这种情况下,由于热处理装置全体的高度变大,不得已要大幅度地变更设计,不够理想。与此相对,考虑不变更晶片舟2的高度,通过减小载置台4间的间距P1,增大可同时搭载的晶片块数。
例如,在晶片舟2的高度全体为1000mm的情况下,当间距P1为16mm时,在晶片舟2上可以搭载50块(换算为产品晶片)晶片W。当将晶片舟2的间距P1减小为11.5mm时,由于可以放搭载75块(换算为产品晶片)晶片W,使晶片W的搭载量增加25块。另外,晶片W厚度为0.7mm。
然而,在这种情况下,上述晶片移载机构各部分的尺寸按尽量接近界限的尺寸设计。由于这样,当将晶片W搭载在减少上述间距P1的晶片舟2上时,上述间距P1减小的结果,产生按压部12与成为载置对象的载置台4的该层的上一层载置台的边缘部4A冲突或干涉的问题。
在这种情况下,考虑将按压部12的厚度或高度设定得低至不与上层的载置台干涉的程度。然而,如上所述,由于移载机构各部分的尺寸按接近界限的尺寸设定,这样设计变更尺寸比较困难。
发明内容
本发明是为了解决这个问题提出的,其目的是提供即使被处理体舟的载置台的间距小,夹紧被处理体的夹紧装置的按压部也不与被处理体舟干涉,可以迅速地进行被处理体的移载操作的被处理体的移载机构,被处理体的移载方法和被处理体的处理系统。
解决问题所用的方法
本发明的一种被处理体的移载机构,其用于向以规定的间距沿多层配置,并具有分别载置被处理体的圆环状的载置台的被处理体舟移载所述被处理体,或者,从所述被处理体舟移载所述被处理体,其特征在于,包括:叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;夹紧装置,其设置所述叉主体的基端部侧,并具有能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧的按压部;和叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,当向所述被处理体舟或从所述被处理体舟移载所述被处理体时,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
这样,当将被处理体移载在被处理体舟上时,控制夹紧装置的按压部,使其不插入被处理体舟的载置台间的间隙,其结果,即使被处理体舟的载置台间的间距小,夹紧被处理体的夹紧装置的按压部也不与被处理体舟干涉,可以迅速地进行被处理体的移载操作。
在这种情况下,上述叉主体的前端具有分割为二股状的形状,分别在上述二股状前端设置有上述止挡部件。并且并行地配置设置有多个上述叉主体,在上述各叉主体上,分别设有上述止挡部件和上述夹紧装置。另外,它还具有例如控制上述移载机构动作的移载控制部,上述移载控制部控制上述叉主体和上述夹紧装置,使得上述夹紧装置的上述按压部不插入上述圆环状的载置台间的间隙中。
本发明的一种被处理体的移载方法,其利用被处理体的移载机构,向以规定的间距沿多层配置,并具有分别载置被处理体的圆环状的载置台的被处理体舟移载所述被处理体,并且,从所述被处理体舟移载所述被处理体,其特征在于:所述被处理体移载机构包括:叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;夹紧装置,其具有按压部,该按压部设在所述叉主体的基端部侧,能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧;和叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,所述被处理体的移载方法具有:将载置于所述叉主体上的所述被处理体载置在所述被处理体舟上的载置工序;和利用所述叉主体接收载置于所述被处理体舟上的所述被处理体的接收工序,在所述载置工序和所述接收工序中,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
在这种情况下,例如上述载置工序具有:在将上述被处理体载置在上述叉主体上的状态下,利用上述夹紧装置的上述按压部压按压并夹紧上述被处理体的保持工序;使上述叉主体朝向上述被处理体舟前进,同时在上述按压部即将到达上述被处理体舟的上述载置台间的间隙之前,使上述按压部后退至不与上述载置台干涉的位置的载置时接近工序;使上述叉主体下降,将该叉主体上的上述被处理体载置在上述载置台上的载置台上的载置时移载工序;和使上述叉主体后退的离开工序;上述接收工序具有:使上述叉主体朝向上述被处理体舟前进,同时在上述按压部即将到达上述被处理体舟的上述载置台间的间隙之前,使上述按压部后退至不与上述载置台干涉的位置的接收时接近工序;使上述叉主体上升,将上述载置台上的上述被处理体移载并放置在上述叉主体上的接收移载工序;和使上述叉主体后退,并在只后退规定的距离时,使上述按压部前进,利用上述按压部和上述止挡部件按压夹紧上述补处理体的接收时离开工序。
另外,在上述载置台上设有载置上述被处理体的支撑爪部;上述载置时移载工序具有:使上述叉主体下降至上述支撑爪部的高度水平的第一下降工序;和在该第一下降工序后,使上述叉主体再下降,并使上述叉主体稍微前进一个距离的第二下降工序。
另外,例如在上述接收工序的上述接收时接近工序中使上述叉主体前进的最前端位置被设定为与在上述载置时移载工序的第二下降工序中上述叉主体到达的最前端位置相同。
另外,例如使上述夹紧装置的上述按压部前进或后退时,在使上述叉主体停止状态下进行。另外例如使上述夹紧装置的上述按压部前进或后退时,在使上述叉主体移动状态下进行。
本发明的一种被处理体的处理系统,其从收容多个被处理体的收容盒取出所述被处理体,对所述被处理体进行热处理;其特征在于,包括:对所述被处理体进行热处理的立式处理单元;设在所述处理单元的下方,利用分隔壁分隔周围的被处理体移载区域;设置在所述被处理体移载区域中,具有以规定间距沿多层设置,并分别载置被处理体的圆环状的载置台的被处理体舟;设在所述被处理体称放区域中,使所述被处理体舟升降,向所述处理单元内装载和卸载的舟升降装置;和设在所述被处理体移载区域中,用于在设置于所述分隔壁的移载台上设置的所述收容盒和所述被处理体舟之间移载所述被处理体的被处理体移载机构,所述被处理体移载机构具有:叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;夹紧装置,其具有按压部,该按压部设在所述叉主体的基端部侧,能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧;和叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,当向所述被处理体舟或从所述被处理体舟移载所述被处理体时,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
本发明的一种存储介质,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,
当向所述被处理体舟或从所述被处理体舟移载所述被处理体时,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
12.一种存储介质,其存储在利用被处理体移载机构移载被处理体的被处理体的移载方法中使用并能够利用计算机读取的程序,其特征在于:所述被处理体移载机构包括:叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;夹紧装置,其具有按压部,该按压部设在所述叉主体的基端部侧,能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧;和叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,所述被处理体的移载方法具有:将载置于所述叉主体上的所述被处理体载置在所述被处理体舟上的载置工序;和利用所述叉主体接收载置于所述被处理体舟上的所述被处理体的接收工序,在所述载置工序和所述接收工序中,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
采用本发明的被处理体的移载机构,被处理体的移载方法和被处理体的处理系统,可发挥以下的优良的作用效果。即,由于载将被处理体移载至被处理体舟时,可以控制夹紧装置的按压部,使其不插入被处理体舟的载置台的间隙中。因此即使被处理体舟的载置台的间距较小,夹紧被处理体的夹紧装置的按压部也不与被处理体舟干涉,可以迅速地进行被处理体的移载操作。
附图说明
图1为表示本发明的被处理体的处理系统的一个例子的大致构成图。
图2为表示被处理体移载区域内的各构成构件的配置位置的一个例子的俯视图。
图3为表示被处理体舟的侧视图。
图4为沿图3中的A-A线箭头看的截面图。
图5为表示被处理体的移载机构的一个例子的图。
图6为表示被处理体的移载的一个叉主体的图。
图7A、图7B为说明叉主体的动作的说明图。
图8A、图8B为表示臂主体前端的动作轨迹的图。
图9为表示将半导体晶片载置在被处理体舟上时的移载机构的动作的图。
图10为表示半导体晶片的载置工序的动作的流程图。
图11为表示在被处理体舟上进行接收半导体晶片时的移载机构的动作的图。
图12为表示接收半导体晶片的工序的动作的流程图。
图13为说明利用具有夹紧机构的晶片移载机构向圆环形晶片舟上进行移载的现有的移载方法的图。
具体实施方式
以下,根据附图,详细说明本发明的处理体的移载机构、被处理体的移载方法和被处理体的处理系统的一个优选例子。
如图1和图2所示,该被处理体的处理系统22整体被作为分隔壁起作用的由不锈钢等制成的框体24所包围。框体24的内部分隔为用于搬送收容盒26的收容盒搬送区域28和移载作为被处理体的半导体晶片W的被处理体移载区域30。收容盒搬送区域28和被处理体移载区域30被分隔壁32分割为二个。
这里作为晶片W使用直径为300mm的晶片,但不限于此,也可以使用直径为8英寸,6英寸的晶片。在上述收容盒26内,呈阶梯状支撑多块、例如25块晶片,利用开闭盖26A形成密闭状态。另外,收容盒26内部形成N2气等惰性气体气氛或清洁空气的气氛。
清洁空气向下流入上述收容盒搬送区域28内。在上述被处理体移载区域30内形成N2气等惰性气体气氛。有时也向该区域30内流入清洁空气。
该处理系统22具有搬入搬出口36、存储部38、移载台42和处理单元44。其中,搬入搬出口36用于相对于处理系统22内搬入搬出收容盒26,存储部38用于暂时贮留上述收容盒26。移载台42用于在收容盒26和被处理体舟40之间移载半导体晶片W。处理单元44对移载并保持在被处理体舟40上的半导体晶片W进行规定的热处理。
在上述搬入搬出口36上的框体24的一个表面上形成有平时开放的盒搬入搬出口46。该盒搬入搬出口46有时利用开闭门可开闭地构成。在该盒搬入搬出口46上设置有用于载置从外部搬送来的收容盒26的外侧载置台48。该外侧载置台48以跨越上述盒搬入搬出口46的内侧是和外侧方式进行设置。在上述外侧载置台48的上部设有滑动板52,该滑动板52可以在外侧载置台48上滑动移动。并且可以在滑动板52上载置有收容盒26的状态下移动。
另一方面。在收容盒搬送区域28内的上部配置有上述储存部38。在图示的例子中,该储存部38呈二列二层地并排设置有暂时载置保管上述收容盒26的搁板层54。该搁板层54的数量没有特别的限定,实际上可以设置更多。
在上述二个搁板层54的侧方,立起设置有升降机56。在该升降机56上设置有可在水平方向前进后退和旋转的盒搬送臂58。因此,通过屈伸和升降该盒搬送臂58,可利用盒搬送臂58保持收容盒26,并在搬入搬出口36和储存部38之间搬送收容盒26。
另外,在上述移载台42上,在分隔两区域28、30之间的分隔壁32上形成有比收容盒26的开闭盖26A稍大的开口60。在该开口60的收容盒搬送区域28侧水平地设置有载置台62,可将收容盒26载置在该载置台62上。
另外,在该载置台62的一侧(开口60的相反侧)设置有用于将载置在载置台62上的收容盒26向着分隔壁32侧按压而施力的致动器64。利用该致动器64,可在使上述收容盒26开闭盖26A向着上述开口60的状态下,使收容盒26的开口的开口边缘大致气密地与分隔壁32的开口60的开口边缘接触。致动器64可以从上方压紧固定收容盒26。
另外,在该开口60的被处理体移载区域30侧,用于开闭开口60的开闭门66被设置成可以沿横方向滑动。该开闭门66有时页设置成可沿上下方向滑动移动。在开闭门66上设有用于开闭上述收容盒26的开闭盖26A的盖开闭机构68(参照图2)。
在收容盒搬送区域28内设置有用于使收容盒26在该开口60附近待机的待机用盒搬送臂70。待机用盒搬送臂70从盒搬送臂58接收收容有下次要处理的晶片W的收容盒26,在待机规定时间后,将该收容盒26放置在移载台42上。另外,也有不设置上述待机用盒搬送臂70的情况,在这种情况下,利用上述盒搬送臂58,将收容盒26设置在移载台42上。
另一方面,在上述被处理体移载区域30内设置有载置晶片舟那样的被处理体舟40的二个舟载置台,即移载用舟载置台72和待机用舟载置台74。在上述二个舟载置台72和74中的移载用舟载置台72和上述移载台42之间设置有作为本发明的特征的被处理体的移载机构76。
被处理体的移载机构76具有可在水平方向前进后退和旋转的叉主体78、和使该叉主体78在上下方向移动的如升降机那样的叉升降装置80。作为该叉升降装置80。可以使用球螺钉等。在后面详细说明该移载机构76的结构。
因此,通过屈伸、旋转和升降驱动该移载机构76,可以在载置台62上的收容盒26和移载用舟载置台72上的被处理体舟40之间进行晶片W的移载。在这里有关被处理体舟40,设置有多个、例如2个被处理体舟40A、40B,可以交互地使用该二个舟。另外,也可以设置1个或3个以上被处理体舟40。在被处理体舟40为1个的情况下,不设置舟载置台72、74。在与后述的盖上的被处理体舟之间进行晶片W的移载。
被处理体舟40的整体由耐热性材料、例如石英构成。具体而言,如图3和图4所示,被处理体舟40具有例如6根支柱82,其上下端用保持板84固定。上述6根支柱82隔开规定的间隔配置在保持板84的大致半圆侧,与它相反一侧的半圆侧为用于将晶片W搬入和搬出被处理舟40的搬入搬出侧(参照图4)。这6根支柱82(具体的为支柱82A、82B、82C、82D、82E、82F)在图示的例子中以大致相等的间隔配置在大致半圆弧上,但各支柱82A~82F的配置间隔和配置位置不限于此。支柱的数目当然也不限于6根。
如图3所示,在水平方向配置的多个圆环状的载置台82,在支柱82的长度方向上,以规定的间距P2安装固定在上述支柱82上。该间距P2被设定为例如11.5mm左右,这样,可将全部75块左右的产品晶片载置在被处理体舟40上。该间距P2被设定得比现有的被处理体舟的间距P1、例如16mm小(参照图13)。
另外,在该圆环状的载置台82的内周边缘部,设置有从载置台86稍微向上方突出并向载置台86半径方向内侧以稍微长出的长度突出的三个支撑爪88(88A、88B、88C)。通过将晶片W的周边部(边缘)的下表面接触在支撑爪88上,而支撑载置晶片W。
上述三个支撑爪88A~88C的安装位置如下,首先,三个支撑爪88A~88C中的二个支撑爪88A、88C相对于大致在直径方向上配置的二根支柱82A、82F稍微靠近晶片搬入搬出侧配置。剩下的支撑爪88B配置在位于6根支柱82的中央的二根支柱82C、82D的中间位置。通过这种结构,可三点支撑晶片W。这时,载置台86上表面和被支撑在支撑爪88A~88C上的晶片W的下表面间的距离L1设定为例如4.0mm左右。
如图5乃至图7所示,在上述移载机构76的叉升降装置80上设置有利用叉升降装置80进行升降的基座台90。在基座台90上设置有可以滑动移动和旋转移动的叉台92。在叉台92上沿上下并列地设置有可在其上载置有晶片W并可个别地向水平方向前进和后退的多个上述叉主体78。这里设置有5根上述叉主体78(叉主体78A、78B、78C、78D、78E),可以同时最多移载5块晶片W。
在本实施例中,如图7A、图7B所示,上述各叉主体78A~78E的前端部分成二股状。各个叉主体78A~78E的前端部分别形成为向上方稍微突出状。另外,在各叉主体78A~78E的前端部设置具有沿着晶片W的边缘圆弧形成为曲面的内侧侧面的止挡部件94。该止挡部件94可以与晶片W的周边边部、即边缘接触,来保持晶片W。在这里,上述叉主体78A~78E利用例如PEEK(注册商标)树脂形成,上述止挡部件94利用例如PEEK(注册商标)等树脂形成.
在该各叉主体78A~78E基端部分别设置有夹紧装置96。如图7A、图7B所示,该夹紧装置96具有例如由气缸等构成的致动器98。在致动器98的作动杆100的前端设有与晶片W的周边部、即边缘接触并进行按压的规定高度的按压部102。由此,上述按压部102可以前进和后退。该按压部102的前方侧的侧面102A形成为沿着晶片W的边缘的圆弧的曲面。
通过从图7B所示的状态驱动上述致动器98,使上述按压部102前进。这样,如图7A所示,将上述上述晶片W向止挡部件94侧按压,通过将晶片W夹住在该按压部102和上述止挡部件94之间,可以夹紧使晶片W,使其不动。
在这里,上述各叉主体78A~78E和夹紧装置96,被控制成整体可以周期地或可以个别地移动。该按压部102例如由PEEK(注册商标)等构成的树脂制成,其高度H1(参照图6)例如为4.0mm左右。
另外,该夹紧装置96的作动杆100的行程被设定为20mm左右。该移载机构76整体的动作例如利用由计算机等构成的移载控制部103(参照图1)控制。另外,为了供给和排出用于驱动上述各叉主体78A~78E和叉台92等用的加压气体,在该移载机构76上配置有可挠性的树脂制的空气管(未图示)。
返回到图1,在上述被处理体移载区域30一侧的上部,由立式热处理炉构成的处理单元44在用基座板104支撑的状态下进行配置。该处理单元44具有石英制的圆筒体状的处理容器106。在处理容器106的周围设置有圆筒状的加热器108,可以加热处理容器106内的晶片W。这样,可以同时对多块晶片W进行成膜或氧化扩散等规定的热处理。
在这种情况下,根据处理内容,晶片温度例如为800~900℃左右。在该处理容器106下方配置有构成为利用升降机那样的舟升降装置110可以升降的盖112。
作为舟升降装置110例如可以使用球螺钉等。通过将被处理体舟40载置在盖112上并使其上升,可从处理容器106的下端开口部将被处理舟40装载处理容器106内。这时,处理容器106的下端开口部用上述盖112气密地密闭。
另外,在处理容器106的下端开口部的侧部,可滑动地设置有闸门114,当卸载上述被处理体舟40并使其向下方向下降时,该闸门114关闭上述下端开口部。
在下降的盖112和上述两个舟载置台72、74附近设置可以屈伸和旋转的舟移载机构116。利用该移载机构116,可在上述两舟载置台72、74和盖112之间、以及在两舟载置台72、74之间移载处理体舟40。
另外,在被处理体移载区域30内始终形成清洁空气或N2气等惰性气体的侧向流动(side flow)。这样,可以保持被处理体移载区域30内清洁,同时,可以冷却被处理体移载区域30内,降低气氛温度。
另外,处理系统22整体的动作的控制:例如,收容盒搬送区域38内的收容盒26的搬入和搬出操作;被处理体移载区域30内的晶片W的移载操作;被处理体舟40的移载操作;被处理体舟40的升降操作;处理单元44的热处理操作(成膜处理等)等,例如可以利用计算机构成的装置控制部120控制。在这种情况下,上述移载控制部103处在上述装置控制部120的支配下。上述装置控制部120或移载控制部103的控制所必要的程序(可以由计算机读取)存储在存储介质122中。作为该存储介质122可由软盘、CD(光盘)、硬盘或闪存等构成。
其次,参照图8乃至图12说明如上述那样构成的处理系统22的动作。
首先,为了防止自然氧化膜附着在晶片表面,在被处理体移载区域30内形成惰性气体、例如N2气的侧向流动,维持为N2气氛。另外,在收容盒搬送区域28内形成清洁空气的向下流动,维持为清洁空气的气氛。
最初,说明半导体晶片W的全体的流程。在收容盒搬送区域28侧,从处理系统22外部搬送来的收容盒26载置在外侧载置台48上,使其开闭盖26A朝向盒搬入搬出口46侧。接着,使载置有收容盒26的外侧载置台48上的滑动板52前进。由此,将收容盒26移送至上述收容盒搬送区域28内。
然后,通过驱动盒搬送臂58取下设置于上述滑动板52上的收容盒26,并对其进行保持。再通过驱动升降机56,将收容盒26搬送并设置于位于上方的储存部38的搁板层54的规定位置,暂时保管。与此同时,盒搬送臂58取得已收容有暂时保管在搁板层54中的、作为处理对象的晶片W的收容盒26。然后,通过驱动升降机56,使收容盒26下降。
在移载台42的载置台62为空的情况下,将该收容盒26移载在移载台42的载置台62上。另一方面,在载置台62上已放置有别的收容盒26的情况下,待机用盒搬送臂70把持盒搬送臂58上的收容盒26,将该收容盒26搬送至开口60附近待机。
这时,载置台62上的收容盒26的开闭盖26A朝向开闭门66侧。另外,收容盒26由设在载置台62一侧的水平致动器64加力压紧,被固定在载置台62上。
在这种状态下,通过驱动盖开闭机构68,取下开口60的开闭门66和收容盒26的开闭盖26A,使它们例如向水平方向滑动移动进行退避。接着,通过驱动被处理体移载机构76,将收容在收容盒26内的晶片W,在这里每5块5块地取出,将其移载在设置于移载用舟载置台72上的被处理体舟40上。
在这种情况下,被处理体舟40的晶片收容块数为75块,并且如果收容盒26内的晶片收容块数为25,则可从三个收容盒26内取出晶片W进行移载。这样通过从三个收容盒26内取出的晶片W,进行一批次的处理。
如果向上述被处理体舟40上的晶片W移载结束,接着,驱动舟移载机构116,将移载用舟载置72上的被处理体舟40载置在下降到最下端的盖112上。在这里,在热处理结束,收容卸载的晶片W的被处理体舟40位于上述盖112上的情况下,利用舟移载机构116,将该被处理体舟40预先移动到待机用舟载置台74上。
在将收容有未处理的晶片W的被处理体舟40移载至盖112上的作业结束后,驱动舟升降装置110,使被处理体舟40和载置有被处理体舟40的盖112一起上升。这样,从处理容器106的下端开口部,将被处理体舟40导入并装载处理单元44的处理容器106内。
然后,利用盖112密闭处理容器106的下端开口部。在这种状态下,在处理单元44内对晶片W进行规定的热处理、例如成膜处理或氧化扩散处理。在这种情况下,根据热处理的形式,使晶片W的温度达到800~1000℃的高温。
这样,如果规定时间的热处理结束,则进行与上述相反的操作,取出处理过的晶片W。即,通过开始卸载,使被处理体舟40从处理容器106内降下,结束卸载。
这时,如果开始卸载,并开始降下被处理体舟40时,则被处理体移载区域30内的气氛为高温状态。因此,使耐热性差的移载机构76的叉主体78向下方退避。另外,利用舟移载机构116,经由待载置台74,或不经由它,直接将卸载的被处理体舟40移载至移载用舟载置台72上。在此期间上述处理过的晶片W冷却至一定程度。
另外,通过利用移载机构76的叉升降机构80和叉主体78,可将处理过的晶片W从被处理体舟40移载至位于移载台42的载置台62上空的收容盒26内。在向收容盒26内移载处理过的晶片W的作业结束后,将开闭门66装载开口60。进一步驱动盖开闭机构68,将由盖开闭机构68保持的开闭盖26A装载收容盒26侧。
然后,驱动收容盒搬送区域28内的盒搬送臂58,暂时将收容盒26贮留在储存部38中,或者不贮留而通过盒搬入搬出口46,搬送到处理系统22外面。
在盒搬送臂58搬送收容有处理过的晶片W的收容盒26期间,把持已经空的收容盒26进行待机的待机用盒搬送臂70将该空的收容盒26安放在载置台62上。这时,开始将处理过的晶片W收容在收容盒26内的作业。
在这种情况下,使用例如三个空的收容盒26。这样,一批的晶片W的处理结束。以下,重复同样的操作。另外,上述收容盒26的流程只不过简单地表示一个例子,当然不限于此。
然后,详细说明利用具有止挡部件94和夹紧装置96的移载机构76,相对于被处理体舟40移载被处理体的载置工序和接收工序。通过载置工序和接收工序的全体,移载机构76由上述移载控制部103控制。
首先,概略地进行说明。在载置工序中,首先在利用夹紧装置96的按压部102和止挡部件94在按压并夹紧作为被处理体的晶片W的状态下,使叉主体78前进。接着,在按压部102即将到达圆环状的载置台86间的间隙之前,使按压部102只后退规定的距离。解除上述晶片W的夹紧,然后,将晶片W载置在被处理体舟40上。
在接收工序中,使叉主体78前进,在使夹紧装置96的按压部102后退至与圆环状的载置台86不干涉的位置的状态下,在叉主体78上接收晶片W。然后,在使叉主体78只后退规定的距离后,使按压部102前进,利用按压部102和止挡部件94按压并夹紧晶片W。
其次,参照图8A、图8B说明移载机构76的叉主体的一点(前端)的动作。图8A表示本实施例的移载机构76的叉主体的一点(前端)的动作。图8B表示比较例的移载机构的叉主体的一点(前端)的动作。在图8A、图8B中,利用实线表示移载工序的轨迹,用点划线表示接收工序的轨迹。
首先,在图8A所示的移载工序中,本发明的移载机构76在点X1处,将晶片W载置在叉主体78上,并且,利用夹紧装置96的按压部102按压并夹紧晶片W(保持步骤)。
接着,在这个状态下,使叉主体78向着被处理舟40高速前进。接着,在作为按压部102即将到达被处理舟40的载置台86间的间隙之前的点X2上,暂时使叉主体78停止。然后,使按压部102只后退20mm左右,到达不与载置台86干涉的位置。这样,解除晶片W的夹紧。
另外,使叉主体78稍微前进,使叉主体78前进至作为载置位置的点X3(载置时接近步骤)。这时,如上所述那样,由于已使按压部102后退,所以即使载置台86间的间距P2(参照图3)狭窄,按压部102也不会与载置台86冲突乃至干涉。
然后,使叉主体78下降至作为载置在叉主体78上的晶片W的下表面与载置台86的支撑爪88的上表面接触的位置的点X4。进一步地,使叉主体78稍微前进,并且与此同时,再稍微继续下降,使叉主体78移动至点X5。由此,叉主体78上的晶片W移载在支撑爪88上(载置时移载步骤)
在这里,从点X4至点X5使叉主体78稍微向斜前下方移动的理由是因为,如果使叉主体78从点X4直接向垂直方向下方下降,则由于晶片W的边缘侧面和止挡部件94的侧面接触,而在接触部分上产生滑动磨擦,可能会产生颗粒等。为了防止这种颗粒等的产生,如上所述使叉主体78稍微向斜前下方移动。在这种情况下,叉主体78在水平方向的移动量L2为例如3.8mm左右。
这样,如果载置时移载步骤结束,则接着使叉主体78高速后退,以从载置台86侧离开,移动至点X6(载置时离开步骤)。这样,移载工序结束。
下面,说明本实施例的接收工序。该接收工序基本上趋向与载置工序的路径相反地进行。首先,使叉主体78从点X6高速前进,进至作为最前端的位置的点X5。这时,预先使叉主体78上的按压部102后退至不与载置台86冲突乃至干涉的位置。该按压部102的后退进行在按压部102即将到达载置台86间的间隙之前进行(接收时时接近步骤)。
接着,使叉主体78上升到位于点X3′的位置。在这种情况下,点X3′比先前的点X3稍微向前只偏移距离L2。这样,载置在载置台86上的晶片W被交换到叉主体78上。
然后,使叉主体78只稍微后退规定的距离,位于点X2的位置。在该点X2上,通过使按压部102前进,按压上述接收的晶片W,在按压部102和止挡部件94之间夹住晶片W并夹紧。另外再使叉主体78高速后退,以从载置台86侧离开,向点X1移动(接收时离开步骤),这样接收工序结束。
与此相对,在作为图8B所示的比较例的移载机构中,载置工序和接收工序的路径都分别与本申请发明的移载机构的载置工序和接收工序大致相同。然而,在图8B所示的比较例的载置工序中,载置台间的间距P1(参照图13)相对较宽,按压部不会与载置台干涉。因此,没有与图8A中的点X2相当位置,当使叉8(参照图13)前进至前端的点X3时,使按压部12(参照图13)后退,解除晶片的夹紧。
另外,在图8B所示的比较例的接收工序中,也没有与点X2相当的位置,在作为最前端的点X3′上,使按压部12(参照图13)前进,通过按压晶片进行夹紧。
这样,采用本实施例的被处理移载机构76,当将作为被处理体的半导体晶片W移载在被处理体舟40上时,控制夹紧装置96的按压部102,以使其不插入被处理体舟40的载置台86间的间隙中。这样,即使被处理体舟40的载置台86的间距小,夹紧被处理体的夹紧装置96的按压部102也不会与被处理体的舟40干涉,可以迅速地进行被处理体的移载操作。
然后,参照图9~图12具体地说明上述的本实施例的移载机构76的动作。这里,以一个叉主体78的动作为代表进行说明,在实际的动作中,5个叉主体78A~78E同步地一体地进行动作。
首先,参照图9和图10说明载置工序,在该载置工序中首先将未处理的晶片W载置在叉主体78上,通过使夹紧装置96的按压部102前进,按压晶片W。这样,通过在按压部102和止挡部件94之间夹持晶片W,进行夹紧(图10的步骤S1)。继续维持该夹紧状态使叉主体78朝向被处理体舟40高速前进(参照图9(A))。
这样,使叉主体78接近被处理体舟40,将叉主体78插入载置台86间的间隙中。然后,在按压部102即将与载置台86冲突乃至干涉之前,停止叉主体78(参照图10的步骤S2以及图9(B))。这时的叉主体78的位置与图8A中的点X2对应。
接着,如箭头124所示,使上述按压部102后退规定的距离、例如20mm左右,到达按压部102不与载置台86干涉的位置。由此解除晶片W夹紧(参照图10的步骤S3和图9(C))。接着,再使叉主体78只稍微前进规定的距离,叉主体78到达载置位置(参照图10的步骤S4和图9(D))。这时的叉主体78的位置与图8A中的点X3对应。
然后,使叉主体78如箭头126所示下降至载置在其上的晶片W的下表面与载置台86的支撑爪88的上表面抵接的位置。即,进行使叉主体78下降至支撑爪88的高度水平的第一下降步骤(参照图10的步骤S5和图9(E))。这时的叉主体78的位置与图8A中的点X4对应。
接着,再使叉主体78稍微前进,并同时稍微下降,将叉主体78上的晶片W移载在载置台86的支撑爪88上。即,进行进一步使叉主体78下降,并使它只前进一个少的距离的第二降下步骤(参照图10的步骤S6和图9(F))。这时,如箭头128所示,该叉主体78向前方的斜下方运动。这时的叉主体78的位置与图8A中的点X5对应。这样,通过使叉主体78向前方的斜下方运动,如上所述,在晶片W的边缘侧面和止挡部件94侧面之间不会产生滑动磨擦,可以抑制颗粒的发生。
然后,通过使叉主体78后退,叉主体78离开被处理体舟40(图10的步骤S7和图9(G))。这样,移载工序结束。
接着,参照图11和图12说明接收工序。在该接收工序中,首先,如箭头130所示,预先使按压部102后退(参照图11(A)),以使位于叉主体78上的按压部102不与载置台86干涉。
在这种状态下,使叉主体78前进,在载置台86之间的间隙中,插入作为接收对象的晶片W的下方的间隙中,进一步前进至该间隙的最里面(参照图12的步骤S11和图11(B)).这时的叉主体78的位置与图8A中的点X5对应。
然后,使叉主体78上升,利用叉主体78接收支撑在载置台86的支撑爪88上的晶片W(参照图12的步骤S12和图11(C))。这时的叉主体78的位置与图8A中的点X3′对应。
接着,使叉主体78稍微后退至即使按压部102前进按压部102也不与载置台86干涉的位置(参照图12的步骤S13和图11(D))。这时的叉主体78的位置与图8A中的点X2对应。
接着,使叉主体78后退至上述上述位置后,如箭头132所示,使按压部102前进按压晶片W。由此,可在按压部102和块构件94之间夹住紧晶片W,并夹紧晶片W(参照图12的步骤S14和图11(E))。
接着,在夹紧晶片W的状态下,使叉主体78高速后退(参照图12的步骤S15和图11(F))。由此,接收工序结束。
另外,在上述实施例中,在与点X2对应的部分使叉主体78停止,在这种状态下,使按压部102前进(接收工序)或后退(载置工序)。但是,并不限于此,在按压部102不与载置台86干涉的范围内,也可以在使叉主体78的持续移动状态下,使按压部102前进或后退。
这样,根据本实施例的被处理体移载机构76,当将作为被处理半导体晶片W移载在被处理体舟40上时,控制夹紧装置96的按压部102,使其不插入被处理体舟40的载置台86之间的间隙中。因此,即使在被处理体舟40的载置台86的间距较小的情况下,也可使夹紧被处理体的夹紧装置96的按压部102不与被处理体舟40干涉,可以迅速地进行被处理体的移载操作。
在上述实施例中说明的各部分的尺寸或晶片块数只不过简单地表示一个例子,当然不限于此。另外,这里使用叉主体78的前端分割为二股状的叉子,但不限于此,也可以使用一块状而不分割为的二股状的叉子。
另外,这里以使用N气作为惰性气体的情况为例进行了说明,但不限于此,也可以使用Ar气He气等稀有气体。
另外,这里作为处理系统22说明在被处理移载区域30的前段设置有收容盒搬送区域28的情况,但不限于此。也可以采用不设置收容盒搬送区域28而将这部分作为清洁室内的作业区域,操作者直接将收容盒26载置在移载台42的载置台62上那样结构的处理系统。
另外,这里,作为被处理体,以半导体晶片为例进行了说明,但不限于此,也可以将本发明用于玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等。
Claims (12)
1.一种被处理体的移载机构,其用于向以规定的间距沿多层配置,并具有分别载置被处理体的圆环状的载置台的被处理体舟移载所述被处理体,或者,从所述被处理体舟移载所述被处理体,其特征在于,包括:
叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;
止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;
夹紧装置,其设置所述叉主体的基端部侧,并具有能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧的按压部;和
叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,
当向所述被处理体舟或从所述被处理体舟移载所述被处理体时,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
2.如权利要求1所述的被处理体的移载机构,其特征在于:
所述叉主体的前端部具有分为二股状的形状,在所述二股状前端部分别设置有所述止挡部件。
3.如权利要求1所述的被处理体的移载机构,其特征在于:
沿上下并行排列地设置有多个所述叉主体,在所述各叉主体上,分别设有所述止挡部件和所述夹紧装置。
4.如权利要求1所述的被处理体的移载机构,其特征在于:
还具有控制所述移载机构动作的移载控制部,
所述移载控制部控制所述叉主体和所述夹紧装置,使得所述夹紧装置的所述按压部不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
5.一种被处理体的移载方法,其利用被处理体的移载机构,向以规定的间距沿多层配置,并具有分别载置被处理体的圆环状的载置台的被处理体舟移载所述被处理体,并且,从所述被处理体舟移载所述被处理体,其特征在于:
所述被处理体移载机构包括:
叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;
止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;
夹紧装置,其具有按压部,该按压部设在所述叉主体的基端部侧,能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧;和
叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,
所述被处理体的移载方法具有:
将载置于所述叉主体上的所述被处理体载置在所述被处理体舟上的载置工序;和
利用所述叉主体接收载置于所述被处理体舟上的所述被处理体的接收工序,
在所述载置工序和所述接收工序中,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
6.如权利要求5所述的被处理体的移载方法,其特征在于:
所述载置工序包括:
在将所述被处理体载置在所述叉主体上的状态下,利用所述夹紧装置的所述按压部按压夹紧所述被处理体的保持工序;
使所述叉主体朝向所述被处理体舟前进,并在所述按压部即将到达所述被处理体舟的所述载置台间的间隙之前,使所述按压部后退至不与所述载置台干涉的位置的载置时接近工序;
使所述叉主体下降,将该叉主体上的所述被处理体载置在所述载置台上的载置时移载工序;和
使所述叉主体后退的载置时离开工序,
所述接收工序具有:
使所述叉主体朝向所述被处理体舟前进,并直到在所述夹紧装置的所述按压部即将到达所述载置台间的间隙之前,使所述按压部后退至不与所述载置台干涉的接收时接近工序;
使所述叉主体上升,将所述载置台的所述被处理体移载在所述叉主体上加以接收的接收时移载工序;和
使所述叉主体后退,并在只后退规定距离时使所述按压部前进,利用所述按压部和所述止挡部件按压夹紧所述处理体的接收时离开工序。
7.如权利要求6所述的被处理体的移载机构,其特征在于:
在所述载置台上设有载置所述被处理体的支撑爪部;
所述载置时移载工序具有:
使所述叉主体下降至所述支撑爪部的高度水平的第一下降工序;和
在该第一下降工序后,使所述叉主体进一步下降并使所述叉主体只前进稍微的距离的第二下降工序。
8.如权利要求7所述的被处理体的移载方法,其特征在于:
在所述接收工序的所述接收时接近工序使所述叉主体前进的最前端位置被设定为与在所述载置时移载工序的第二下降工序所述叉主体所到达的最前端的位置相同。
9.如权利要求5所述的被处理体的移载方法,其特征在于:
使所述夹紧装置的所述按压部前进或后退时,在使所述叉主体停止状态下进行。
10.如权利要求5所述的被处理体的移载方法,其特征在于:
使所述夹紧装置的所述按压部前进或后退时,在使所述叉主体移动的状态下进行。
11.一种被处理体的处理系统,其从收容多个被处理体的收容盒取出所述被处理体,对所述被处理体进行热处理;其特征在于,包括:
对所述被处理体进行热处理的立式处理单元;
设在所述处理单元的下方,利用分隔壁分隔周围的被处理体移载区域;
设置在所述被处理体移载区域中,具有以规定间距沿多层设置,并分别载置被处理体的圆环状的载置台的被处理体舟;
设在所述被处理体称放区域中,使所述被处理体舟升降,向所述处理单元内装载和卸载的舟升降装置;和
设在所述被处理体移载区域中,用于在设置于所述分隔壁的移载台上设置的所述收容盒和所述被处理体舟之间移载所述被处理体的被处理体移载机构,
所述被处理体移载机构具有:
叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;
止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;
夹紧装置,其具有按压部,该按压部设在所述叉主体的基端部侧,能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧;和
叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,
当向所述被处理体舟或从所述被处理体舟移载所述被处理体时,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
12.一种存储介质,其存储在利用被处理体移载机构移载被处理体的被处理体的移载方法中使用并能够利用计算机读取的程序,其特征在于:
所述被处理体移载机构包括:
叉主体,其能够在载置有所述被处理体的状态下前进和后退;
止挡部件,其设在所述叉主体的前端部,并与所述被处理体的周边部接触;
夹紧装置,其具有按压部,该按压部设在所述叉主体的基端部侧,能够沿着所述叉主体的长度方向相对于所述叉主体前进和后退,与所述被处理体的周边部接触,向所述止挡部件侧按压所述被处理体进行夹紧;和
叉升降装置,其沿着所述被处理体舟使所述叉主体上下运动,
所述被处理体的移载方法具有:
将载置于所述叉主体上的所述被处理体载置在所述被处理体舟上的载置工序;和
利用所述叉主体接收载置于所述被处理体舟上的所述被处理体的接收工序,
在所述载置工序和所述接收工序中,控制所述夹紧装置的所述按压部,使其不插入所述圆环状的载置台间的间隙中。
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