CN1316560C - 输送和处理衬底的对接型系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种衬底输送/处理系统包括：衬底堆垛基座；用于从/向基座接收/输送衬底的衬底输送构件；用于清洁和干燥从衬底输送构件输送的衬底的衬底清洁/干燥装置；用于处理经过衬底清洁/干燥装置清洁和干燥、并且通过衬底输送构件输送的衬底的衬底处理装置。

Description

输送和处理衬底的对接型系统和方法
技术领域
本发明涉及一种输送和处理衬底的系统和方法，更具体地，涉及一种通过使对接型(docking-type)系统中的处理、清洁和干燥线相互连接，从而能够提高衬底输送/处理效率的输送和处理衬底的系统和方法。
背景技术
用于平板显示器(FPD)、半导体晶片、液晶显示器(LCD)和光掩模玻璃等的衬底一般在经过沉积、蚀刻、剥离、清洁和漂洗过程时受到处理。
一般地，结合输送系统以执行这样的一系列过程，并组成一个由进料、处理、分配过程所形成的循环周期。输送系统一般包括一个手动防护运载器(MGV)、一个自动防护运载器(AGV)和一个清洁输送运载器(CVT)。
衬底输送系统与各种方法中的处理过程相关。
也就是，衬底输送系统将衬底从清洁线馈送到一个盒子，并且把存储在盒子中的衬底输送到一个真空蒸发沉积装置或一个溅射装置。衬底输送系统进一步将真空蒸发沉积装置或溅射装置处理过的衬底输送到盒子中，并且将存储在盒子中的衬底馈送到蚀刻装置。
作为选择，衬底输送系统也可以将衬底馈送到盒子。一个顶部运载工具将存储在盒子中的衬底输送到一个相邻的盒子。将存储在相邻盒子中的衬底进一步地馈送到衬底处理线。
但是这种衬底输送/处理系统具有下述各种缺陷。
1.由于相互独立地布置多条衬底处理线，并且在衬底处理线之间设置多个输送装置，所以需要对各处理线反复地执行输送、存储和抽出过程，从而造成输送时间延迟。
2.由于诸如装载器、沉积部分、蚀刻部分、漂洗部分、剥离部分、清洁部分和卸载部件等衬底输送/处理系统的各个部分是独立提供的，因此需要相对大的安装空间，从而提高了设备成本。
3.由于衬底的输送是通过诸如MGV、AGV和CVT之类的运输装置实现的，因此降低了衬底处理效率。
4.由于系统暴露于外部环境，因此在输送过程中衬底可能受到污染。
发明内容
因此，本发明致力于解决上述缺陷。
本发明的第一个目的是要提供一种通过将对接型系统中的处理、清洁和干燥线相互连接，能够提高衬底输送/处理效率的输送和处理衬底的系统和方法。
本发明的第二个目的是要提供一种通过把清洁和干燥线布置在一个堆叠结构中，并且在防止清洁单元相互干扰的同时紧密地设置清洁单元，从而能够节省安装处理线的成本的输送和处理衬底的系统和方法。
本发明的第三个目的是要提供一种在一个封闭的内嵌结构中具有清洁和干燥装置的输送和处理衬底的系统和方法，从而防止衬底受到污染。
为了达到上述目的，本发明提供了一种衬底输送/处理系统，包括：衬底堆垛基座；衬底输送构件，用于从/向基座接收/输送衬底；衬底清洁/干燥装置，用于清洁和干燥从衬底输送构件输送的衬底；衬底处理装置，用于处理被衬底清洁/干燥装置清洁和干燥、并通过衬底输送构件输送的衬底。
根据本发明的另一个方面，提供了一种衬底处理方法，包括步骤：从衬底堆垛基座卸载衬底；输送衬底到连接在对接型系统中的衬底清洁/干燥装置；输送衬底清洁/干燥装置处理过的衬底到衬底处理装置。
附图说明
包括在本申请中和构成本申请的一部分、并且提供了对本发明的进一步理解的附图，示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的一个优选实施例的输送和处理衬底的对接型系统的示意图；
图2是图1中所示的衬底清洁和干燥装置的透视图；
图3是图2中所示的衬底清洁和干燥装置的侧视图；
图4是图2中所示的衬底清洁和干燥装置的平面图；
图5是图2中所示的衬底清洁和干燥装置的右视图；和
图6是说明根据本发明的用于输送和处理衬底的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图更详细地说明本发明的一个优选实施例。
图1示出了根据本发明的一个优选实施例的输送和处理衬底的对接型系统。
如该图所示，根据本发明的系统包括一个衬底堆垛基座C，一个用于向/从衬底堆垛基座C馈送/抽出衬底的衬底输送构件R，一个用于通过向/从衬底输送构件R馈送/抽出衬底而清洁和干燥衬底的衬底清洁/干燥装置H，一个用于处理通过衬底输送构件R从衬底清洁/干燥装置H馈送来的衬底的衬底处理装置D。
衬底堆垛基座C可以包括一个在其中堆叠多个衬底或从中抽出多个衬底的惯用的盒子。
输送构件R可以包括一个带有用于堆垛衬底的臂的惯用自动机。即传送构件R是一种能够转动和提升的自动机。因此，输送构件R从盒子C中抽出衬底，并提供衬底到清洁和干燥线，或者以相反的顺序执行操作。
优选的，从化学汽相沉积装置和溅射装置中选择一种装置以作为衬底处理装置D。也就是将衬底处理装置D设计成在衬底上沉积一个预定的层。但是，衬底处理装置D并不限于上述装置。
如上所述，以能够在一个相同的地点实现包括抽出、清洁、干燥和真空处理过程在内的一系列过程来设计衬底输送/处理系统，从而提高衬底输送/处理的效率。
以下结合图2至图5更详细地说明衬底清洁/干燥装置H。
如这些图所示，衬底清洁/干燥装置H包括：一个框架10，一个可滑动地安装在框架10上以从/向自动机R接收/输送衬底I的上输送构件12，分别安装在框架10的前端和后端以从/向上输送构件12接收/输送衬底I的竖直输送构件14和16，用于向/从竖直输送构件14和16输送/接收衬底I的输送单元18和20，一个设置在输送单元18和20之间以清洁和干燥衬底I的衬底处理单元22。
框架10形成在多个平面上，其中优选的平面是三个。也就是，框架10包括一个上平面III，其中在上平面III上设置用于在水平方向上输送衬底I的上输送构件12；一个中间平面II，其中在中间平面II上设置衬底处理单元22；一个下平面I，其中在下平面I设置支撑构件和驱动构件。
因此，由于是以堆叠状态来设置衬底输送构件和衬底处理单元，所以可以减小系统的尺寸。即可以在有限的空间内有效地实现衬底输送、清洁和干燥过程。
为了防止异物进入，可以将除了衬底入口和出口部分之外的框架部分用平板进行封闭。
上输送构件12包括一个可滑动地设置在安装在框架10的纵向两侧的导轨24上的下基座13，一个安装在下基座13上以接收衬底I的上基座15，安装在上基座15上以校准衬底I的校准部分26，多个用于将衬底I提升到预定高度的提升板28。
设置滑动板17在导轨24上，通过电机(未示出)使得滑动板17沿导轨24运动以纵向移动输送构件12。
此外，进一步安装多个支撑销27在上基座15上。因此，可以将衬底I稳定地放置在校正部件26和支撑销27上。在这点，导向销29从校准部分26向上突出。也就是，导向销29起到将衬底I的拐角固定在预定位置的作用。因此，可以把衬底I精确地定位在校准部分26的指定位置上。
此外，提供提升板28以防止衬底I下垂。即向提升板28注射入预定压力的空气，以抬高提升板28的底部。
此外，可以选择性地在下基座13和上基座15之间安装一个转动构件49，例如电机。也就是，将转动构件49固定在下基座13的顶部，并且将上基座15安装在转动构件49的顶部。
因此，如果需要可通过转动构件49将基座15转动预定的角度，从而适当地调节衬底I的输送方向。
此外，竖直输送构件14和16分别是由用于向/从上输送构件12输送/接收衬底I的第一和第二上下缓冲单元形成的。
也就是，第一上下缓冲单元14可升降地安装在框架10的一侧，以从上输送构件12接收衬底I。第二上下缓冲单元16可升降地安装在框架10的与第一上下缓冲单元14相反的另一侧，以向上输送构件12输送衬底I。
由于第一和第二上下缓冲单元14和16具有彼此相同的结构，所以下面仅说明它们中的一个。
缓冲单元14包括一对用于从输送构件12接收衬底I并且下降的上支座30，和用于从上支座30接收衬底I并且将衬底I输送到装载器18的下支座32。
上支座30形成为-形，并且设计为通过电机31水平和竖直运动。
也就是，当上支座30从上输送构件12接收衬底I时，它们向下运动。在把衬底I输送到下支座32之后，上支座30水平移动以准备下降操作。
下支座32也形成为-形，并且设计为通过电机33竖直运动。将来自上支座30的衬底I放置在下支座32的顶部。
上支座30和下支座32具有减少转换操作步骤时间的缓冲功能。即将衬底I在下支座30上准备好，以连续地输送衬底I到装载器18。
此外，当放置衬底I的下支座32下降到比装载器18的衬底传递线(P/S)更低的位置时，在装载器18上放置衬底I，以连续地处理衬底I。因此，通过装载器18将上支座30和下支座32输送的衬底I输送到衬底处理单元22。
此时，设置装载器18在衬底处理单元22的上游，以将衬底I输送到衬底处理单元22。装载器18包括多个可以通过电机转动的转动辊36。通过转动辊36的转动，将从第一上下缓冲单元14馈入的衬底I输送到衬底处理单元22。
在衬底处理单元22的下游设置卸载器37，卸载器37具有与装载器18相同的结构。
因此，转动辊20将从衬底处理单元22输送的衬底I输送到第二上下缓冲单元16。
此时，衬底处理单元22通过清洁过程、干燥过程等一系列过程处理由装载器18输送的衬底I，然后卸载器37将它移开。
衬底处理单元22包括一个有机清洁模块44，一个用于清洁有机衬底I的清洁模块46和一个用于干燥已清洁的衬底I的干燥模块48。
清洁模块46是由诸如空气幕之类的清洁单元、抽气单元、滚动刷和喷淋器、去离子水喷射器和气刀构成的。设计清洁模块46以向去离子水喷射器和气刀等提供物理能量。清洁单元紧密地排列，但是它们并不互相干扰。一个单一的衬底由多个清洁单元进行处理。
有机清洁模块44不是必须的，如果需要可以将它省略。
以下说明上述衬底输送/处理系统的操作和利用所述系统处理衬底的方法。
如图1和t图2和图6中所示，自动机R从盒子C卸下衬底I(S100)。也就是，机器人R的臂前进到盒子C中以从盒子C卸载衬底I。
卸载衬底I之后，自动机R转动到预定的角度和升高到预定高度，以将衬底I输送到衬底清洁/干燥装置H(S110)。
上输送构件12设置在接收衬底的位置，以从机器人R接收衬底I。在上输送构件12的校准部分26上校准衬底I。校准衬底I之后，电机(未示出)将输送构件12向前移动。
当输送构件12到达预定的位置时，第一上下单元从输送构件12接收衬底(S120)。
也就是，当上输送构件12到达预定位置时，第一上下缓冲单元14的上支座30升高到预定的平面，并且在其上待命。当输送完衬底I后，第一上下缓冲单元14进一步少量升高，以向上提升衬底I和从上输送构件12接过衬底。
接收衬底I的上支座30降低到预定的平面。在这点，下支座32在一个预定的高度上待命。
当上支座30到达预定位置时，下支座32升高少许，以从上支座30接收衬底I。上支座30在水平方向移动，以使下支座32能够向下移动。
接收衬底I之后，下支座32下降到一个低于装载器18的衬底传递线P/S的位置。因此，装载在下支座32上的衬底I从下支座32分离，并且装载到装载器18的转动辊36上。
通过上述过程，经过上支座30和下支座32，将衬底I输送到装载器18。
装载器18进一步输送衬底I(S130)。也就是，当衬底I装载到转动辊36上时，电机使转动辊36转动，从而可以把衬底I输送到衬底处理单元22。
通过一系列的过程，清洁和干燥输送到衬底处理单元22的衬底I(S140)。
即有选择地通过有机清洁模块44干洗衬底，并且在通过去离子水喷射器和气刀时进一步清洁衬底。进一步输送通过清洁模块46的衬底I到干燥模块48。
卸载器37的转动辊20分配通过衬底处理单元22的衬底I(S150)。第二上下缓冲单元16进一步输送已分配的衬底。
也就是，装载衬底到第二上下缓冲单元16的下支座32上。装载在下支座32上的衬底I升高到预定的水平面，以被递交到上支座30。
接收衬底I的上支座30升高到预定高度，到达上水平面III。在上水平面III将衬底I传递到上输送构件12(S170)。接收衬底I的上输送构件12移动到一个预定位置，以使自动机R接过衬底I(S180)。
接收衬底I的自动机R下降并且转动到一个预定角度，以将衬底I馈送到衬底处理装置D(S190)。因此，化学汽相沉积装置或溅射装置处理馈送到衬底处理装置D的衬底I。
如上所述，自动机R从盒子C抽出衬底I，并且衬底I被馈送到衬底清洁/干燥装置H。然后输送衬底I到上输送构件12，并且经过第一上下缓冲单元14、装载器18、衬底处理单元22、卸载器37和第二上下缓冲单元16将它转到上输送构件12。自动机R把转到上输送构件12的衬底I馈送到衬底处理装置D，以经历一系列的处理过程。
在以上说明中，尽管是在清洁/干燥处理之后执行真空处理，但是本发明不限于此。也就是，可以设计能够在清洁/干燥处理之前执行真空处理的系统。
此外，尽管将系统说明为对接型，但是本发明不限于此。即系统可以与其它诸如内嵌型的装置结合。
根据上述的本发明，由于将清洁和干燥装置布置成对接型系统，所以可以提高空间节省效率，降低投资成本。
此外，将衬底清洁和干燥装置形成为据有封闭结构的内嵌型，外来物质不能渗入系统，减少了衬底的缺陷。
熟悉本领域的人员应当意识到，可以对本发明进行各种不同的修改和改变。因此，只要这些修改和改变在附属的权利要求和等同范围以内，本发明应当包括这些修改和改变。

Claims (7)

1、一种衬底输送/处理系统，包括：
衬底堆垛基座；
衬底输送构件，用于从/向衬底堆垛基座接收/输送衬底；
衬底清洁/干燥装置，用于清洁和干燥从衬底输送构件输送的衬底；和
衬底处理装置，用于处理被衬底清洁/干燥装置清洁和干燥、并通过衬底输送构件输送的衬底，
其中衬底清洁/干燥装置包括：
具有多个平面的框架；
设置在所述多个平面的一个平面上以水平输送接收的衬底的上输送构件；
可提升地安装在框架上以竖直输送和接收衬底的竖直输送构件；
设置在所述多个平面的另一个平面上以向/从竖直输送构件输送/接收衬底的输送单元；和
用于清洁和干燥从输送单元输送的衬底的衬底处理单元，
其中上输送构件包括：
设置在安装在框架上的导轨上的下基座；
安装在下基座上并用于堆垛衬底的上基座；和
其上放置衬底的校准部分。
2、根据权利要求1所述的衬底输送/处理系统，其中衬底输送构件包括用于装载衬底的臂和可转动、可提升的自动机。
3、根据权利要求1所述的衬底输送/处理系统，其中衬底处理装置是化学汽相沉积装置和溅射装置中的一个。
4、根据权利要求1所述的衬底输送/处理系统，其中竖直输送构件包括：
可在水平和竖直方向上运动以向/从上输送构件输送/接收衬底的上支座；和用于从上支座向输送单元输送衬底或从输送单元向上支座输送衬底的下支座。
5、根据权利要求1所述的衬底输送/处理系统，其中输送单元包括：
将衬底从竖直输送构件输送到衬底处理单元的装载器；和
用于从衬底处理单元卸载衬底的卸载器。
6、根据权利要求5所述的衬底输送/处理系统，其中竖直输送构件包括：
设置在框架前侧，以将衬底从上输送构件输送到装载器的第一上下缓冲单元；和
设置在框架的后侧，以将从卸载器输送的衬底输送到上输送构件的第二上下缓冲单元。
7、一种衬底处理方法，包括步骤：
从衬底堆垛基座卸载衬底；
将衬底输送到连接在对接型系统中的衬底清洁/干燥装置；和
将衬底清洁/干燥装置处理的衬底输送到衬底处理装置，
其中将衬底输送到衬底清洁/干燥装置的步骤包括以下步骤：
将衬底从上输送构件输送到第一上下缓冲单元的上支座；
将衬底从第一上下缓冲单元的上支座输送到第一上下缓冲单元的下支座；
将衬底从第一上下缓冲单元的下支座输送到装载器；
清洁/干燥从装载器馈入的衬底；
将清洁和干燥的衬底输送到第二上下缓冲单元的下支座；
将衬底从第二上下缓冲单元的下支座输送到第二上下缓冲单元的上支座；
将衬底从第二上下缓冲单元的上支座输送到上输送构件；和
将衬底从上输送构件输送到衬底输送构件。
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