CN101593716B

CN101593716B - 器件传输方法及其装置

Info

Publication number: CN101593716B
Application number: CN 200910051061
Authority: CN
Inventors: 董同社; 何川; 李正贤
Original assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd; Shanghai Micro and High Precision Mechine Engineering Co Ltd
Current assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd; Shanghai Micro and High Precision Mechine Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2029-05-12
Also published as: CN101593716A

Abstract

一种器件传输方法，包括如下步骤：(a)向所述器件盒、过渡箱及环境箱充入环境气体；(b)通过检测机构检测所述过渡箱及器件盒中的环境参数，当所述过渡箱及器件盒中满足工作条件时，打开所述环境箱与所述过渡箱之间的阀门，以及所述环境箱与下一道工序位置之间的阀门；(c)传送机构将所述器件盒中的器件经由所述过渡箱与所述环境箱传递至所述下一工序位置。通过检测机构对过渡箱及硅片盒中的环境状态进行检测，控制机构根据检测结果开闭环境箱与过渡箱之间的阀门，确保了环境箱的洁净度。使得器件在传输过程中，具有检测和控制的手段。

Description

器件传输方法及其装置

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及半导体器件制造过程中，工序之间的器件传输。

背景技术

在集成电路生产的技术领域中，一般都会用到硅片和掩模传输的设备或机构，而在后道制造工序中，对其要求往往都比较特殊，大多要求是净化、无氧化、无水分、无杂质等无污染的环境。为了达到这个要求，通常对环境采用抽真空、充干空气、氮气或惰性气体(如氩)等方法来实现。

中国专利CN 1474233A中，公开了一种用来将储藏箱中的一个或多个硅片或掩模传送到一个设备或装置的方法，在正常工作过程中，储藏箱内保持真空环境，只要将其周围安装的接合部位加以密封，就可以达到要求。该技术结构的优点是通过抽真空的方式，对硅片和掩模有一定的防污染保护，但需要多次反复；缺点是对真空度的大小没有采取控制措施(真空度指标)，同时，对净化的程度也没有要求、检测和控制的手段(净化度指标范围要求)。

中国专利CN 1493921A中，公开了一种具有与真空室连通的真空掩模版库的光刻设备，在正常工作之前，首先将要使用的掩模版从大气区送到处理区，对每一块掩模版一一进行识别、检查、测量厚度、清洁和初步对准处理，然后再送到真空掩模版库内，最后曝光时再送到曝光位置，各个位置之间的传送均由装有夹持装置的机器人(机械手)来完成。该技术结构的特点是：从大气区到处理区、从处理区到储藏区、从储藏区到曝光位置，都要通过一个过渡的真空区，为了保持掩模版清洁后不再被污染，这些区与区之间都设有闸门阀。缺点是对真空度的大小没有采取控制措施(真空度指标)，同时，对净化的程度也没有检测和控制的手段(净化度指标范围要求)，其间机器人(机械手)的运动和控制相对比较繁琐和复杂。

因此，需要一种在传输过程中对环境参数进行检测和控制的手段。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种器件传输方法，其在器件的传输过程对环境参数进行检测，并根据检测结果控制传输过程，解决了真空度大小净化程度没有检测和控制手段的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种器件传输方法，所述器件放置在器件盒中，经由环境箱将所述器件传递至下一道工序位置，所述环境箱两端具有可开闭的阀门分别与所述过渡箱及所述下一道工序位置可闭合地连通，所述器件盒亦与所述过渡箱连接，其特征在于，包括如下步骤：(a)向所述器件盒、过渡箱及环境箱充入环境气体；(b)通过检测机构检测所述过渡箱及器件盒中的环境参数，当所述过渡箱及器件盒中满足工作条件时，打开所述环境箱与所述过渡箱之间的阀门，以及所述环境箱与下一道工序位置之间的阀门；(c)传送机构将所述器件盒中的器件经由所述过渡箱与所述环境箱传递至所述下一工序位置。

较佳的，所述器件盒与所述过渡箱之间设有闸门，在对所述器件盒及过渡箱进行充气之前打开所述闸门。

较佳的，所述器件盒通过加紧气缸与所述过渡箱可拆卸地连接。

较佳的，通过检测机构检测所述环境箱中的环境参数，根据所述检测结果调节环境气体的输入以使所述环境箱的环境参数满足工作要求。

较佳的，还包括通过显示单元显示所述检测结果及环境参数。

本发明的另一方面为使用上述方法的器件传输装置。所述装置包括依次连接的器件盒、过渡箱及环境箱，经由所述过渡箱及环境箱将所述器件盒中的器件传递至下一道工序位置，所述环境箱两端具有可开闭的阀门分别与所述过渡箱及所述下一道工序位置可闭合地连通，所述装置还包括对器件盒、过渡箱及环境箱充入环境气体的充气机构，其特征在于，还包括检测机构和控制机构，所述检测机构检测所述过渡箱与所述环境箱中的环境状态；当所述检测机构的检测结果满足工作要求时，所述控制机构打开所述环境箱与所述过渡箱之间的阀门，以及所述环境箱与下一道工序位置之间的阀门。

通过检测机构对过渡箱及硅片盒中的环境状态进行检测，控制机构根据检测结果开闭环境箱与过渡箱之间的阀门。换言之，只有在过渡箱及硅片盒达到正常工作条件时，才打开环境箱的阀门，确保了环境箱的洁净度。使得器件在传输过程中，具有检测和控制的手段。

附图说明

图1为本发明的传输装置的平面图；

图2及图3为传输装置的硅片箱的示意图；

图4为硅片盒的平面图；

图5为硅片箱的俯视图；

图6为本发明的传输方法的方块图；

图7及图8为机械手传输硅片的示意图。

具体实施方式

现根据附图描述根据本发明的实施例。

如图1所示，现参考图1描述根据本发明的器件传输装置。本实施例中，以硅片作为传递对象。如图1所示，硅片传输装置100包括设置在支架上的环境箱9。环境箱9的左右两端分别设置有左阀门1和右阀门8以控制环境箱9与外部环境的连通。具体的，通过左阀门1的开启和关闭来控制环境箱9与下道工序设备的连通。通过右阀门8的开启和关闭来控制环境箱9与过渡箱4(下文将详述)的连通。环境箱9中设有机械手2，其经由过渡箱4将硅片从硅片箱6(下文将详述)中传输至所述下道工序设备中。

环境箱9的上部设有进气口3，而其下部设有出气口10，从而将环境气体经由进气口3充入环境箱9，并且从出气口10排出。环境箱9中设有控制机构，其将氮气从气源(未示)经由进气口3向环境箱9中不断充入氮气，并且所充入的氮气经由出气口10排出环境箱9。环境箱9中设有第一检测机构来检测环境箱9中氮气的纯净度和压力。当所述第一检测机构检测到环境箱9中的氮气满足正常工作条件时，所述控制机构停止向环境箱9的供气。当所第一述检测机构检测到环境箱9中的氮气不满足正常工作条件时，所述控制机构重新开始向环境箱9的供气。本实施例中，当环境箱9中的氧、水及杂质的含量＜1ppm，并且压力与外界相等时，认为所述氮气的纯净度和压力满足正常工作条件。

环境箱9的与过渡箱4相连接的一侧设置有一平台。过渡箱4设置在该平台上并通过右阀门8与环境箱9可闭合地连通。具体的，右阀门8开启时，过渡箱4与环境箱9连通，右阀门8关闭时，过渡箱4与环境箱9断开。过渡箱4的另一端与硅片箱6的闸门61(未示，下文将详述)连接。换言之，过渡箱4为这样一个腔室，其通过连接环境箱9的右阀门8与硅片箱6的闸门61而将环境箱和硅片箱6连接，当右阀门8与闸门61保持闭合时，过渡箱4为气密空间。过渡箱4的尺寸无需特别限制，只要其能够允许机械手2通过其从硅片箱6中传递硅片即可。

现参考图2及图3详述硅片箱6。如图所示，硅片箱6亦固定在所述平台上，其通过密封盖61与过渡箱4固定连接。框形的密封盖62使得连接在一起的硅片箱6与过渡箱4的边缘密封。硅片箱6包括开启及关闭硅片箱6内腔的闸门61。闸门61为L型，其一条边用于密封硅片箱6的腔室的开口，另一条边为横压杠杆611。当闸门61关闭时，恒压杠杆611上抵靠有压紧杠杆65以保持闸门61出于关闭状态。与压紧杠杆65成直角设置有球形握柄64，球形握柄64的另一端被肘夹手柄63压紧。操作球型握柄64可打开及关闭闸门61，具体的，当抬起肘夹手柄63时，成直角的球型握柄64和压紧杠杆65一体被锁紧，即成直角的球型握柄64和压紧杠杆65顺时针转动，当压紧杠杆65的下端转入横压杠杆611的范围时，闸门61就关闭。相反，打开闸门61时，首先压下肘夹手柄63，再手动抬起球型握柄64，这时成直角的球型握柄64和压紧杠杆65逆时针转动，直至压紧杠杆65的下端转出横压杠杆611的范围。此时，闸门61在其重力的作用下逆时针转动即可打开。

硅片盒66可放置在硅片箱6的所述腔室中。如图4所示，硅片盒66包括多层，其间可放置多片硅片。当硅片盒放入所述腔室中时，通过前后两侧的加紧气缸5(图1)将其固定至硅片盒66。相应地，通过旋转加紧气缸5可松开硅片盒66，而将硅片盒66从硅片箱6中取出。因此，根据本发明的器件传输装置可依次使用多个硅片盒，因此效率较高。

此外，如图5所示，闸门61上设有定位柱612，而硅片箱6中设有定位柱67和68。在每次更换硅片盒时，手动关闭闸门61后，闸门61内的定位柱612和硅片箱6里的定位柱67及68一起对硅片具有预定位作用。

过渡箱4的下方设有穿过所述平台而进入过渡箱4的氮气控制阀7。所述控制机构控制氮气控制阀7向过渡箱4供气。当硅片箱6的闸门61打开时，氮气控制阀7亦向硅片箱6供气。

过渡箱4和硅片箱6中设有第二检测机构，来检测其中氮气的纯净度和压力。当所述第二检测机构检测到过渡箱4和硅片箱6中的氮气满足正常工作条件时，所述控制机构停止向过渡箱4和硅片箱6供气。同时，若所述第一检测机构的检测结果也满足所述正常工作条件，则所述控制机构打开环境箱9的左阀门1和右阀门8。此后，所述控制机构控制机械手2从硅片箱6传输硅片。同时，所述第二检测机构继续检测过渡箱4和硅片箱6中氮气的纯净度和压力，一旦它们不满足正常工作条件是，所述控制机构继续控制所述氮气控制阀7向过渡箱4和硅片箱6中充气，直至过渡箱4和硅片箱6满足所述正常工作条件。

由于环境箱9、过渡箱4和硅片箱6中都充有氮气，并具有一定的压力要求，所以各个接合的地方都必须进行良好地密封。

此外，硅片传输装置100还包括显示模块。所述显示控制机构将所述检测机构的检测结果通过所述显示模块显示。

现参考图6描述使用上述器件传输装置的器件传输方法。

首先，将装满硅片的硅片箱6放置在硅片传输装置100上。旋转加紧气缸5将硅片箱6固定至所述平台上。

然后，手动打开硅片箱6与过渡箱4之间的闸门61。此时，通过氮气控制阀7对过渡箱4充氮气。由于闸门61是打开的，因此氮气也可充入硅片箱6中。此外，当过渡箱4中所述检测机构检测到过渡箱4中氮气的纯净度和压力满足正常工作条件时，所述控制机构自动控制开启阀门1与阀门8。

此后，所述控制模块利用控制机械手2通过旋转、升降和水平移动将硅片661从硅片盒中传输至环境箱中，从而传输至下一道工序位置处。若有多片硅片时，则重复机械手2的传输动作，如图7及图8所示。

当确定所述的硅片都完成后，所述控制模块自动关闭环境箱9两端的阀门1和阀门8。此外，所述控制装置还控制所述显示模块发出通知。

此后，旋转加紧气缸5使其松开，将硅片箱6从硅片传输装置100上取下，从而可更换其它待传输的硅片盒。

在硅片的传递过程中，所述第一检测装置和所述第二检测分别对环境箱9和过渡箱4以及硅片箱6中的环境参数进行检测，一旦它们不满足正常工作条件，所述控制装置就立即再次向上述空间充气，直至它们满足正常工作条件。此外，所述控制装置还通过所述显示模块显示工作状态及环境参数。

本发明具有如下优点。

(1)通过检测机构对过渡箱及硅片盒中的环境状态进行检测，控制机构根据检测结果开闭环境箱与过渡箱之间的阀门。换言之，只有在过渡箱及硅片盒达到正常工作条件时，才打开环境箱的阀门，确保了环境箱的洁净度。使得器件在传输过程中，具有检测和控制的手段。

(2)在器件的传输过程中，检测机构对各腔室中的环境参数进行检测，控制机构根据检测结果进行操作。因此，净化的程度具有也没有检测和控制的手段，便于操作。

(3)在传输过程中，控制机构通过显示机构显示操作状态及环境参数，便于操作人员的操作。

(4)控制机构根据检测机构的检测结果动态控制环境箱中的氮气净化系统，连续充排气，腔体洁净度得到有效保证。环境箱、过渡腔和硅片盒分别净化，提高了工作效率。

(5)更换硅片盒通过手动完成，及时可靠、方便，减小二次污染。

(6)传送机构选用高精度的器件及部件，运行过程中无挥发物及微粒等污染物产生。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神与范围。具体的，应理解，本发明可以以下列形式实现。

上述实施例中，硅片传输装置100的传输对象为硅片。当然，本发明的传输对象还可为掩膜或其它器件。

上述实施例中，在环境箱、过渡腔和硅片盒充入氮气。当然，本发明也可采用抽真空、充干空气、或惰性气体(如氩)等方法来实现。

综上所述，本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。

Claims

1.一种器件传输方法，所述器件放置在器件盒中，经由环境箱及过渡箱将所述器件传递至下一道工序位置，所述环境箱两端具有可开闭的阀门分别与所述过渡箱及下一道工序位置可闭合地连通，所述过渡箱的另一端与所述器件盒连接，其特征在于，包括如下步骤：

(a)向所述器件盒、过渡箱及环境箱充入环境气体；

(b)通过检测机构检测所述过渡箱及器件盒中的环境参数，当所述过渡箱及器件盒中满足工作条件时，打开所述环境箱与所述过渡箱之间的阀门，以及所述环境箱与下一道工序位置之间的阀门；

(c)传送机构将所述器件盒中的器件经由所述过渡箱与所述环境箱传递至下一工序位置。

2.如权利要求1所述的器件传输方法，其特征在于，所述器件盒与所述过渡箱之间设有闸门，在对所述器件盒及过渡箱进行充气之前打开所述闸门。

3.如权利要求2所述的器件传输方法，其特征在于，所述器件盒通过加紧气缸与所述过渡箱可拆卸地连接。

4.如权利要求1所述的器件传输方法，其特征在于，还包括通过所述检测机构检测所述环境箱中的环境参数，根据所述检测结果调节环境气体的输入以使所述环境箱的环境参数满足工作要求。

5.如权利要求1所述的器件传输方法，其特征在于，还包括通过显示单元显示所述检测结果及环境参数。

6.一种器件传输装置，所述装置包括依次连接的器件盒、过渡箱及环境箱，经由所述过渡箱及环境箱将所述器件盒中的器件传递至下一道工序位置，所述环境箱两端具有可开闭的阀门分别与所述过渡箱及所述下一道工序位置可闭合地连通，所述装置还包括对器件盒、过渡箱及环境箱充入环境气体的充气机构，其特征在于，还包括检测机构和控制机构，所述检测机构检测所述过渡箱与所述环境箱中的环境状态；当所述检测机构的检测结果满足工作要求时，所述控制机构打开所述环境箱与所述过渡箱之间的阀门，以及所述环境箱与下一道工序位置之间的阀门。

7.如权利要求6所述的器件传输装置，其特征在于，所述器件盒与所述过渡箱之间设有闸门，在对所述器件盒及过渡箱进行充气之前打开所述闸门。

8.如权利要求7所述的器件传输装置，其特征在于，所述器件盒通过加紧气缸与所述过渡箱可拆卸地连接。

9.如权利要求6所述的器件传输装置，其特征在于，所述检测机构还对所述环境箱中的环境参数进行检测，所述控制机构根据所述检测结果控制所述充气机构对所述环境箱充气。

10.如权利要求6所述的器件传输装置，其特征在于，还包括通过显示单元显示所述检测结果及环境参数。