CN106716617B - 基板搬送方法和处理系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种基板搬送方法，使用具有第一拾取器和第二拾取器的搬送机构在热处理室与不同于该热处理室的其他室之间依次搬送基板，所述基板搬送方法包括：第一步骤，将未处理的基板保持在所述第一拾取器上，搬送至所述热处理室；第二步骤，将在所述热处理室中热处理过的处理后基板保持在所述第二拾取器上并将所述第一拾取器所保持的未处理的基板搬入所述热处理室；第三步骤，将保持在所述第二拾取器上的处理后基板搬送至所述其他室；和第四步骤，将所述其他室内的未处理的基板保持在所述第一拾取器中，在将所述第二拾取器所保持的处理后基板搬入到所述其他室之后，使所述第一拾取器和所述第二拾取器均成为未保持基板的状态。

Description

基板搬送方法和处理系统
技术领域
本发明涉及基板搬送方法和处理系统。
背景技术
已知通过对半导体晶片(以下称作“晶片”。)依次执行各种薄膜的处理(例如成膜处理、改性处理、热处理、蚀刻处理等)而在晶片上形成多层结构的薄膜的半导体器件的制造步骤。
这样的半导体器件的制造例如能够通过将多个处理室与一个公用搬送室连结，连续进行多个处理的集群结构的处理系统来实现。在这种结构的处理系统中，提出了为了在各处理室中处理晶片将晶片依次搬送到各处理室的搬送方法(例如参照专利文献1)。
为了在各处理室中连续且高效地执行必要的处理，优选高效地搬送晶片。于是，在上述处理系统中，有时为了高效地搬送多个晶片而使用具有两个臂的搬送机器人。搬送机器人的两个臂各自设置有保持晶片的拾取器。其中一个拾取器保持未实施处理的未处理晶片，将其搬送至处理室。另一个拾取器在处理室中保持被实施了规定处理的处理后晶片，并将其搬送至下一个处理室。像这样，通过设置在搬送机器人上的两个拾取器分别保持晶片，能够与利用具有一个臂的搬送机器人搬送晶片的情况相比，更高效地搬送晶片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-119635号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
然而，从对晶片实施热处理的热处理室搬出的处理后晶片处于高温。因此，为了保持从热处理室搬出的处理后晶片，两个臂(包括拾取器)需要由能耐高温的材料构成。
特别是，当一个臂与另一个臂的作用固定时，施加于一个臂的热量与施加于另一个臂的热量不同。例如，考虑如下的情况，固定各臂的作用，使一个臂搬送处理前的晶片(以下称作未处理晶片)，另一个臂搬送处理后的晶片(以下称作处理后晶片)。此时，搬送处理后晶片的臂的温度的峰值比搬送未处理晶片的臂的温度的峰值高。结果是，无法将搬送晶片时所受的热量分散到两个臂，搬送处理后晶片的臂的劣化比搬送未处理晶片的臂的劣化快。
针对这种问题，在一个方面，本发明的目的在于在搬送基板时降低臂的温度峰值。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述技术问题，根据一个方式，提供一种基板搬送方法，利用具有第一拾取器和第二拾取器的搬送机构在热处理室与不同于该热处理室的其他室之间依次搬送基板，所述基板搬送方法的特征在于，包括：第一步骤，将未处理的基板保持在所述第一拾取器上，搬送至所述热处理室；第二步骤，将在所述热处理室中被热处理过的处理后基板保持在所述第二拾取器上，将其从所述热处理室搬出，并且将所述第一拾取器所保持的未处理的基板搬入所述热处理室；第三步骤，将保持在所述第二拾取器上的处理后基板搬送至所述其他室；和第四步骤，将所述其他室内的未处理的基板保持在所述第一拾取器中，在将所述第二拾取器所保持的处理后基板搬入到所述其他室之后，使所述第一拾取器和所述第二拾取器均成为未保持基板的状态。
发明效果
根据一个方面，在搬送基板时能够降低臂的温度峰值。
附图说明
图1是表示一实施方式的处理系统的结构的一个例子的图。
图2是表示一实施方式的PM1和PM2的搬送时间和处理时间的一个例子。
图3是表示一实施方式的晶片的搬送处理的一个例子的时序图。
图4A是说明一实施方式的晶片的搬送动作的一个例子的图(其一)。
图4B是说明一实施方式的晶片的搬送动作的一个例子的图(其二)。
图4C是说明一实施方式的晶片的搬送动作的一个例子的图(其三)。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，在本说明书和附图中，针对实质上相同的结构标注相同的附图标记，省略重复说明。
[处理系统的结构]
首先，参照图1对本发明的一实施方式的处理系统1的结构的一个例子进行说明。如图1所示，本实施方式的处理系统1包括热处理室PM1、PM2(以下统称为热处理室PM。)。
热处理室PM1、PM2是同时对六个晶片实施热处理的半间歇式的处理腔室。在各个热处理室PM1、PM2中，对六个晶片同时实施例如700℃左右的热处理。其中，在各个热处理室PM1、PM2中同时处理的晶片的个数不限于六个，也可以是一个或两个以上。
在本实施方式的处理系统1中，在包括热处理室PM1、PM2在内的多个处理室之间搬送晶片。处理系统1所具有的多个处理室包括热处理室PM1、PM2、隔离室8A、8B、8C(以下统称为隔离室8。)、和公用搬送室2。
能够抽真空的两个热处理室PM1、PM2分别通过闸阀6连结到多边形的公用搬送室2的周围。热处理室PM1具有基座b，通过使基座b旋转依次在室内载置六个晶片。热处理室PM2具有基座a，通过使基座a旋转依次在室内载置六个晶片。矩形的搬入侧搬送室10通过能够抽真空的三个隔离室8A、8B、8C连结到公用搬送室2。
在隔离室8A、8B、8C与公用搬送室2和搬入侧搬送室10的连结部之间各自设置有闸阀6。三个导入口12和定向器14连结到搬入侧搬送室10。导入口12载置能够收纳多个晶片的收纳盒。定向器14通过使晶片旋转通过光学法求取偏心量进行定位。
在搬入侧搬送室10设置有搬入侧搬送机构16。搬入侧搬送机构16包括保持晶片的两个拾取器16A、16B。拾取器16A、16B能够进行伸屈、旋转、升降和直线移动。在公用搬送室2设置有公用搬送机构(以下简称为“搬送机构18”。)三个隔离室8A、8B、8C用作将晶片搬入公用搬送室2内的搬入口，或者将晶片搬出到公用搬送室2外的搬出口。
在公用搬送室2中，设置有用于临时保持晶片的缓冲机构38。该缓冲机构38设置成，在上下移动的升降杆的上端设置板状的缓冲基座，在该缓冲基座上设置例如突出设置三个支承销，能够在三个支承销的上端支承晶片的背面。但是，缓冲机构38只要能够临时载置晶片，就可以采用任何结构。另外，缓冲机构38不限于图1所示的位置，也可以配置在公用搬送室2的任何位置。
控制部40具有CPU41(Central Processing Unit)、ROM42(Read Only Memory)、RAM43(Ramdom Access Memory)、和HDD44(Hard Disk Drive)。控制部40按照存储在RAM43或HDD44中的处理方案中设定的处理顺序和搬送顺序，控制在热处理室PM中执行的晶片的热处理和热处理室PM1、PM2与隔离室8A、8B、8C之间的晶片的搬送处理。其中，控制部40的功能可以用软件实现，也可以用硬件实现，还可以组合软件和硬件实现。
[晶片的搬送方法]
接着，参照图2、图3、图4A～图4C对上述结构的处理系统1的晶片的搬送方法进行说明。图2是表示一实施方式的PM1和PM2的搬送时间和处理时间的一个例子。图3是表示一实施方式的晶片的搬送处理的一个例子的时序图。图4A～图4C是说明一实施方式的晶片的搬送动作的一个例子的图。图3所示的晶片的搬送处理主要由控制部40控制。
以下，对依次将六个晶片搬入热处理室PM1，同时对六个晶片进行热处理并依次搬出六个晶片的步骤进行说明。由此，因为依次将六个晶片搬入热处理室PM2，同时对六个晶片进行热处理并依次搬出六个晶片的步骤的说明是重复记载，所以予以省略。
如图2所示，在两个热处理室PM1、PM2中，并行对晶片实施热处理。在实施热处理的前后，进行晶片的更换处理。在晶片的更换处理中，进行将处理后晶片搬出热处理室PM1和热处理室PM2的处理和将未处理晶片搬入热处理室PM1和热处理室PM2的处理。
例如，在图2所示的时刻t0，在热处理室PM2中，六个晶片已被搬入，处于正在进行热处理的状态。另一方面，在时刻t0，在热处理室PM1中，处于开始进行晶片的更换处理的时刻，在该时刻没有晶片被搬入热处理室PM1。
在这种状态下，开始图3的基板搬送处理时，在步骤S10中，控制部40经控制将未处理晶片保持在拾取器16A或拾取器16B中任一个拾取器上，搬送至热处理室PM1。晶片从三个导入口12中的任一口上设置的收纳盒(包括承载器)取出。晶片被保持在设置在搬入侧搬送室10中的拾取器16A或拾取器16B中的任一者上，被运送至隔离室8A、8B、8C中的任一者中。
在图4A的“a”例子中，未处理晶片W01通过三个隔离室8A、8B、8C中的隔离室8B保持在一个拾取器(此处为拾取器18B)上被搬送室热处理室PM1的入口附近。
接着，在图3的步骤S12中，控制部40将未处理晶片搬入热处理室PM1。由此，例如，如图4A的“a”所示，拾取器18B所保持的未处理晶片W01被搬入热处理室PM1，载置在基座b上。
接着，在图3的步骤S14中，控制部40判断是否已经将第六个未处理晶片搬入热处理室PM1。在该时刻，被搬入热处理室PM1的晶片只有一个未处理晶片。因此，控制部40判断出第六个未处理晶片还没有被搬入热处理室PM1，并回到步骤S10，将下一个未处理晶片保持在一个拾取器上，执行步骤S10～S14。
在步骤S14中，控制部40在判断出已经将第六个未处理晶片搬入热处理室PM1时，进入步骤S16，将下一个未处理晶片保持在一个拾取器上搬送至热处理室PM1的入口附近(第一步骤的一个例子)。
图4A的“b”表示第一个～第六个未处理晶片W01～未处理晶片W06被搬入热处理室PM1，在热处理室PM1中开始热处理(图2的时刻T1的时间点)，下一个未处理晶片W11保持在拾取器18B的状态。另其中，在图4A的“b”中，未处理晶片W11通过隔离室8B被取出，但不限于此，未处理晶片W11也可以通过隔离室8A或隔离室8C被取出。
图4A的“c”表示在热处理室PM1中对六个晶片W01～W06实施热处理期间，保持在拾取器18B上的未处理晶片W11被搬送至热处理室PM1的入口附近的状态。
接下来，在图3的步骤S18中，控制部40判断六个晶片W01～W06的热处理是否完成。控制部40在判断出六个晶片W01～W06的热处理完成时，进入步骤S20。控制部40在步骤S20中，将在热处理室PM1中实施了热处理的处理后晶片保持在下一个拾取器(此处为拾取器18A)上，将拾取器18B所保持的未处理晶片搬入热处理室PM1(第二步骤的一个例子)。在图2的时刻T2的时间点，在热处理室PM1中对晶片的热处理完成，开始晶片的更换处理。即，如图4B的“d”所示，处理后晶片W01被保持在拾取器18A上，拾取器18B所保持的未处理晶片W11被搬入热处理室PM1，并载置在基座b上。
接下来，在图3的步骤S22中，控制部40将另一个拾取器所保持的处理后晶片W01搬送至隔离室8(第三步骤的一个例子)。
接着，控制部40在图3的步骤S24中，判断在收纳盒内是否有要执行热处理的未处理晶片。控制部40在判断出收纳盒内没有要执行热处理的未处理晶片时，进入步骤S26，将另一个拾取器所保持的处理后晶片搬入隔离室8，结束本处理。
另一方面，控制部40在判断出有要执行热处理的未处理晶片时，进入步骤S28，将未处理晶片保持在一个拾取器上，将另一个拾取器所保持的处理后晶片搬入隔离室8。图4B的“e”表示未处理晶片W12保持在拾取器18B上，处理后晶片W01保持在拾取器18A上并被搬入隔离室8A的状态。
接着，在图3的步骤S30中，控制部40判断第六个处理后晶片是否已经从热处理室PM1搬出。在该时刻，一个处理后晶片W01从热处理室PM1搬出。因此，控制部40判断第六个处理后晶片还没有从热处理室PM1搬出，回到步骤S20，将下一个处理后晶片保持在另一个拾取器上，执行步骤S20以后的处理。像这样，执行步骤S20～S30的处理，直至第二个处理后晶片W02～第六个处理后晶片W06均被搬出热处理室PM1。由此，第二个处理后晶片W02～第六个处理后晶片W06一个一个地被搬出热处理室PM1，并被搬入隔离室8。其间的动作中，处理后晶片由拾取器18A保持，未处理晶片由拾取器18B保持。
在图3的步骤S30中，控制部40在判断出第六个处理后晶片已经被搬出热处理室PM1时，进入步骤S32，判断是否是要切换拾取器18A和拾取器18B的作用的时刻。即，判断是不是切换成由拾取器18B保持处理后晶片，由拾取器18A保持未处理晶片的时刻。
例如，在图2的时刻t3的时间点，在热处理室PM1中完成晶片的更换处理，开始晶片的热处理。另一方面，在时刻t3的时间点，在热处理室PM2中正在对晶片进行热处理。即，图2的时刻t3至时刻t4之间，在热处理室PM1和热处理室PM2中均不使用搬送机构18。这期间，搬送机构18处于等待热处理室PM1和热处理室PM2中的晶片的热处理完成的空闲状态。
另一方面，在图2的时刻t1时间点，在热处理室PM1中完成晶片的更换处理，开始晶片的热处理。与此不同，在时刻t1的时间点在热处理室PM2中，完成晶片的热处理，开始晶片的更换处理。即，在图2的时刻t1的时间点，搬送机构18不处于空闲状态。
由此可见，在搬送机构18处于空闲状态的时刻t3～时刻t4的时间点，执行切换后述的拾取器18A和拾取器18B的作用的处理时，搬送效率不会降低，予以优选。这是因为在时刻t3～时刻t4的时间点，为了切换拾取器18A和拾取器18B的作用而使用搬送机构18，晶片的搬送也不会发生延迟。
另一方面，在搬送机构18不处于空闲状态的时刻t1的时间点，为了切换拾取器18A和拾取器18B的作用而利用搬送机构18是不予以优选的。这是因为通常的晶片的搬送可能发生延迟。
由此可见，控制部40在图3的步骤S32中，当搬送机构18不处于空闲状态时，判断为不是切换时机，返回步骤S10，不切换拾取器18A和拾取器18B的作用，进行步骤S10～S30的处理。由此，对于下一批六个晶片，拾取器18B搬送未处理晶片，拾取器18A搬送处理后晶片。
另一方面，控制部40在图3的步骤S32中，当搬送机构18处于空闲状态时，判断为是切换时机，进入步骤S34，一个拾取器所保持的未处理晶片临时载置在缓冲机构38。由此，如图4B的(f)所示，拾取器18B所保持的未处理晶片W21临时载置在缓冲机构38。由此，如图4C的“g”所示，利用搬送机构18处于空闲状态的期间，能够使拾取器18A和拾取器18B均成为未保持晶片的状态(第四步骤的一个例子)。
接下来，控制部40在图3的步骤S36中，将载置在缓冲机构38中的未处理晶片保持在不是将未处理晶片载置在缓冲机构38上的拾取器的那一个拾取器。由此，拾取器的作用切换成由拾取器18A保持未处理晶片，由拾取器18B保持处理后晶片。
例如，如图4C的“h”所示，拾取器18A保持载置在缓冲机构38中的未处理晶片W21，由此如图4C的“i”所示，处理后晶片W11保持在拾取器18上。像这样，控制部40在两个拾取器之间切换搬送未处理晶片的拾取器和搬送处理后晶片的拾取器后，返回步骤S10，反复进行步骤S10以后的处理。
以上对本实施方式的晶片的搬送方法进行了说明。搬送机构18所具有的两个臂中，由其中一个臂搬送未处理晶片，另一个臂搬送处理后晶片时，施加于搬送处理后晶片的臂的热量比施加于搬送未处理晶片的臂的热量高。
特别是，当对晶片实施例如700℃左右的高温的热处理时，从热处理室搬出的处理后晶片处于相当高的温度。因此，当各臂的作用固定时，搬送处理后晶片的臂侧的温度的峰值高于搬送未处理晶片的臂侧的温度的峰值。结果是，无法将保持晶片的拾取器所受的热量分散到两个臂中，搬送处理后晶片的臂的劣化比搬送未处理晶片的臂更快。特别是，虽然搬送机构18中的两个臂均由能耐高温的材料构成，但是从受热量高的搬送处理后基板的臂的例如腕关节轴承等耐热差的部件开始劣化。
对此，根据本实施方式的晶片的搬送方法，能够进行不将搬送机构18所具有的两个臂的作用固定的搬送。即，在规定的切换时机，切换(调换)搬送未处理晶片的臂和搬送处理后晶片的臂。由此，能够向各臂分散在搬送中两个臂中受到的热量，能够降低两个臂中的温度的峰值。结果是，能够延缓设置在臂的腕关节轴承等耐热性较差的部件的劣化。另外，能够降低构成各臂的部件所需的耐热性的等级。由此，能够降低构成臂的部件的成本。
另外，根据本实施方式的晶片的搬送方法，当搬送机构18处于空闲状态时，在两个拾取器18A、18B之间切换保持未处理晶片的拾取器和保持处理后晶片的拾取器。由此，晶片的搬送处理不发生延迟，而能够切换拾取器18A、18B的作用。
以上，利用上述实施方式说明了基板搬送方法，但是本发明的基板搬送方法不限于上述实施方式，能够在本发明的范围内加以各种变形和改良。上述多个实施方式所记载的内容在不矛盾的范围内可以组合。
例如，在本发明的基板搬送方法中，保持未处理晶片的拾取器和保持处理后晶片的拾取器的切换时机不限于搬送机构处于空闲状态时。即，上述切换时机也可以是搬送机构不处于空闲状态时。
另外，例如在本发明中对基板执行的热处理，只要是对基板施加热量的处理，也可以是热处理室内为700℃以下时进行的基板处理。另外，在本实施方式中对基板执行的热处理可以包括等离子体处理及其他的利用热进行的处理。
另外，本发明的基板不限于晶片，例如也可以是平板显示器(Flat PanelDisplay)用的大型基板、EL元件或太阳电池用的基板。
本国际申请主张基于2014年9月19日申请的日本国特许出愿2014-191649号的优先权，其全部内容原因于本国际申请。
附图标记说明
1：处理系统
2：公用搬送室
6：闸阀
8A、8B、8C：隔离室
10：搬入侧搬送室
12：导入口
16：搬入侧搬送机构
16A、16B：拾取器(搬入侧搬送室的拾取器)
18：公用搬送机构(搬送机构)
18A、18B：拾取器(公用搬送机构的拾取器)
38：缓冲机构
40：控制部
a、b：基座
PM1、PM2：热处理室。

Claims (5)

1.一种基板搬送方法，其使用具有第一拾取器和第二拾取器的搬送机构在热处理室和不同于该热处理室的其他的室之间依次搬送基板，所述基板搬送方法的特征在于，包括：
第一步骤，将未处理的基板保持在所述第一拾取器上，搬送至所述热处理室；
第二步骤，将在所述热处理室中被热处理过的处理后基板保持在所述第二拾取器上，并将其从所述热处理室搬出，并且将所述第一拾取器所保持的未处理的基板搬入所述热处理室；
第三步骤，将保持在所述第二拾取器上的所述处理后基板搬送至所述其他的室；
第四步骤，将所述其他的室内的未处理的基板保持在所述第一拾取器上，在将所述第二拾取器所保持的处理后基板搬入到所述其他的室之后，使所述第一拾取器和所述第二拾取器均成为不保持基板的状态；和
第五步骤，在所述第四步骤后，将未处理的基板保持在所述第二拾取器上，在所述第一拾取器和所述第二拾取器之间切换保持未处理的基板和处理后基板的拾取器，
在所述第四步骤中，将所述第一拾取器所保持的未处理的基板暂时载置在缓冲机构，由此使所述第一拾取器和所述第二拾取器均成为不保持基板的状态。
2.如权利要求1所述的基板搬送方法，其特征在于：
所述第四步骤在所述热处理室中执行基板的热处理期间进行。
3.如权利要求1所述的基板搬送方法，其特征在于：
在所述热处理室中同时对多个基板进行热处理，
在所述第四步骤中，在将所述被同时热处理了的多个基板中所述第二拾取器最后保持的所述处理后基板搬入所述其他的室之后，使所述第一拾取器和所述第二拾取器均成为不保持基板的状态。
4.如权利要求1所述的基板搬送方法，其特征在于：
所述热处理室设置有多个，
所述第四步骤在多个所述热处理室中执行基板的热处理期间进行。
5.一种对基板实施热处理的处理系统，其特征在于：
对使用具有权利要求1所述的包括第一步骤～第五步骤的基板搬送方法，在热处理室与不同于该热处理室的其他的室之间依次搬送的基板实施热处理。
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