TWI434367B - 基板處理裝置以及在該裝置中傳送基板的方法 - Google Patents

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Description

基板處理裝置以及在該裝置中傳送基板的方法
本發明是有關於一種製造半導體基板(semiconductor substrate)的裝置，且特別是有關於一種處理半導體基板的基板處理裝置以及一種在此基板處理裝置中傳送基板的方法。
在基板製造過程中，介電體(dielectrics)與金屬材料的沈積(deposition)與蝕刻(etching)、光阻材料(photoresists)的塗布(coating)與顯影(development)、灰化製程(asher process)等重複執行多次，以實現圖案(patterning)的精緻排列。然而，儘管執行了這些製程(包括蝕刻製程或灰化製程)，基板中仍然會殘留異物。消除這些異物的製程包括使用去離子水(deionized water)或化學品的清潔製程(cleaning process)。
執行清潔製程的基板清潔裝置分為批量式(batch)基板清潔裝置與單一式(single)基板清潔裝置。批量式基板清潔裝置包括化學品槽(chemical bath)、沖洗槽(rinse bath)以及乾燥槽(dry bath)，它們具有能夠一次處理25個基板或50個基板的尺寸。批量式基板清潔裝置是將基板浸沒在各別槽內一段預定時間來清除異物。這種批量式基板清潔裝置能夠同時清潔基板的上面部分與下面部分，且能夠同時處理許多基板。但是，隨著基板直徑的增大，這些槽的尺寸也增大，導致裝置的尺寸與化學品的量都增加。此外，從鄰近的基板上分離出來的異物會附在化學品槽中的正在清潔的基板上。
最近，隨著基板直徑的增大，單一式基板清潔裝置得到廣泛的應用。在單一式基板清潔裝置中，基板被固定在處理室(chamber)內的基板卡盤(chuck)上，其中處理室具有適合處理單一基板的小尺寸，然後用馬達(motor)來帶動基板旋轉，接著透過配置在基板上方的噴嘴(nozzle)來提供化學品或去離子水給基板。基板的自旋(spin)使得化學品或去離子水在基板的上面部分被分散開，從而清除基板上的異物。單一式基板清潔裝置的尺寸小於批量式基板清潔裝置，且具有均勻清潔的效能。
通常，單一式基板清潔裝置包括(從其側面來看)載入/卸載單元(loading/unloading unit)、指標機械手(index robot)、緩衝單元(buffer unit)、處理室以及主傳送機械手(main transfer robot)。指標機械手是在緩衝單元與載入/卸載單元之間傳送基板，且主傳送機械手是在緩衝單元與處理室之間傳送基板。要清潔的基板在緩衝單元等著被插入至處理室，或者已經清潔過的基板在緩衝單元等著被傳送至載入/卸載單元。
諸如指標機械手與主傳送機械手之類的傳送機械手包括多個臂狀物(arms)，且基板被載入到每個臂狀物上。各別臂狀物以水平方式移動，以從諸如前開式晶圓盒(front open unified poda,FOUPs)之類的儲存器或緩衝單元中取出基板，或將基板載入至此儲存器或緩衝單元。
圖1繪示為一種典型的傳送機械手中的一個臂狀物的速度變化曲線圖，圖2繪示為此典型傳送機械手中的兩個臂狀物同時移動時這兩個臂狀物的速度變化曲線圖。
請參照圖1，每個臂狀物從水平移動開始時的起始時點ST開始加速，到第一時點T1時，臂狀物達到最大速度UV，然後最大速度UV從第一時點T1保持到第二時點T2，到第二時點T2時，臂狀物開始逐漸減速。也就是說，從第一時點T1至第二時點T2，臂狀物是以最大速度UV來進行等速運動。從第二時點T2至水平移動結束時的目標時點ET，該傳送機械手的臂狀物逐漸減速，也就是說，到時點ET時，臂狀物停在一儲存裝置中。
因此，該傳送機械手中的臂狀物的水平移動輪廓線按順序包括：加速段，速度逐漸增加；等速段，臂狀物以等速運動方式來移動；以及減速段，速度逐漸減小。
這種傳送機械手的臂狀物是以獨立的方式來驅動，所以各別臂狀物具有單獨的水平驅動軸，且臂狀物之間具有裝配公差(assembling tolerance)。因此，當至少兩個臂狀物一起被驅動時，各別臂狀物的速度是不同的，所以各別臂狀物到達目標點的時點也是不同的。
請參照圖2，當兩個臂狀物A1與A2一起以水平方式移動時，這兩個臂狀物A1與A2開始水平移動的起始時點ST是相同的，且這兩個臂狀物A1與A2達到最大速度UV時的時點T1也是相同的。但是，因為這兩個臂狀物A1與A2中的第一個臂狀物A1開始減速時的時點T2不同於第二個臂狀物A2開始減速時的時點T3，所以這兩個臂狀物到達目標點的時點ET1與ET2是不同的。
因此，當該傳送機械手的多個臂狀物被同時驅動時，這些臂狀物到達目標點的時點是不同的，故不容易從儲存裝置中同時取出多個基板。
本發明提供一種能夠提高基板載入與卸載效率的基板處理裝置。
本發明也提供一種在基板處理裝置中傳送基板的方法。
本發明之實施例提供基板處理裝置，這些基板處理裝置包括儲存構件、傳送構件以及控制單元。
儲存構件在垂直方向上排列多個基板，以儲存這些基板。該傳送構件包括多個傳送臂(transfer arms)，這些傳送臂在垂直方向上面對面地配置，臂驅動部件以水平方式來移動各別的傳送臂，基板被載入到各別的傳送臂上，該傳送構件從儲存構件中取出至少一個基板，或將至少一個基板載入至儲存構件。控制單元控制著傳送構件的移動速度，且控制著臂驅動部件，並且基於從多個傳送臂中選出的要同時驅動的傳送臂分別到達儲存構件中之目標點所消耗的期望時間(expectation times)，根據控制單元的控制來調節所選之傳送臂的水平移動速度，使得所選之傳送臂能夠同時到達目標點。
在本發明的其他實施例中，基板處理裝置包括儲存容器、緩衝單元、指標機械手以及第一控制單元。
該儲存容器在垂直方向上將要處理的基板或已處理過的基板隔開，以儲存這些基板。緩衝單元在垂直方向上將要處理的基板與已處理過的基板隔開，以儲存這些基板。指標機械手包括：多個指標臂(index arms)，這些指標臂在垂直方向上面對面地配置；以及臂驅動部件，此臂驅動部件以水平方式來移動各別的指標臂。基板被載入到各別的指標臂上。指標機械手是在儲存容器與緩衝單元之間傳送基板，且從儲存容器或緩衝單元中取出至少一個基板，或將至少一個基板載入至儲存容器或緩衝單元。第一控制單元控制著指標機械手的移動速度與位置，且第一控制單元基於從多個指標臂中選出的要同時驅動的指標臂分別到達儲存容器中之目標點所消耗的期望時間，根據控制單元之控制來調節所選之指標臂的水平移動速度，使得所選之指標臂能夠同時到達目標點。
在一些實施例中，基板處理裝置可更包括處理室、主傳送機械手以及第二控制單元。基板在處理室中進行處理。主傳送機械手包括：多個拾取手(pick-up hands)，這些拾取手在垂直方向上面對面地配置；以及手驅動部件，此手驅動部件以水平方式來移動各別拾取手。基板被載入到各別拾取手上。主傳送機械手是在處理室與緩衝單元之間傳送基板，且從緩衝單元中取出至少一個基板，或將至少一個基板載入至緩衝單元。第二控制單元控制著主傳送機械手的移動速度與位置，而且第二控制單元控制著手驅動部件，以藉由控制各別拾取手的移動速度來使得拾取手中的至少兩個拾取手能夠同時到達緩衝單元中的不同目標點。
在本發明的其他實施例中，傳送基板的方法包括：產生傳送基板的傳送構件的各別傳送臂的移動速度資訊，包括最大速度、減速度以及加速度；根據各別傳送臂所對應的目標點的位置值以及移動速度資訊來計算各別傳送臂到達對應之目標點所消耗的期望時間；根據所計算的期望時間以及移動速度資訊來重設(resetting)各別傳送臂的速度，使得這些傳送臂具有相同的消耗時間；以及按照重設的速度來同時水平移動這些傳送臂，以從儲存構件中同時取出多個基板，或同時將多個基板載入至儲存構件。
在一些實施例中，速度的重設可包括：比較所計算出的期望時間，將計算出的期望時間中的最長期望時間設定為最大期望時間；以及對期望時間小於最大期望時間的傳送臂的速度進行重設，以將這些傳送臂調節成具有相同的消耗時間。
【發明的效果】
依照本發明，基板處理裝置包括控制部件，此控制部件可調節傳送臂的速度，且控制著被同時驅動的傳送臂，使它們能夠同時到達目標點。因此，傳送構件能夠一次將多個基板載入至儲存構件，或者從儲存構件中一次取出多個基板，從而使基板處理裝置減少傳送時間，且提高生產率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
下面將參照所附圖式來詳細描述本發明之較佳實施例。然而，本發明可體現為很多不同的形態，而不應侷限於本說明書所列舉的實施例。確切地說，提供這些實施例是為了使揭露的內容更透徹更完整，且將本發明之範圍充分傳遞給本領域中具有通常技藝者。
下面將結合所附圖式來描述本發明之實施例。
圖3是依照本發明之一實施例的一種基板處理系統1000的示意圖。圖4是圖3所示之指標機械手200的立體透視圖。
請參照圖3與圖4，基板處理系統1000可包括載入/卸載單元110、指標機械手200、緩衝單元300、主傳送機械手500、多個處理室600、第一控制單元710以及第二控制單元720。
載入/卸載單元110包括多個載入埠(load ports)110a、110b、110c及110d。在本實施例中，載入/卸載單元110包括四個載入埠110a、110b、110c及110d，但是載入埠110a、110b、110c及110d的數量可根據基板處理系統1000的處理效率以及占地條件(footprint conditions)而增加或減少。
前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d被放置在載入埠110a、110b、110c及110d上。晶圓(wafers)被儲存在前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d中。各別前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d具有多個以水平方式來儲存晶圓的槽(slots)，其一直到地面。前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d可儲存已載入至處理室600且已經處理過的晶圓或儲存將要載入至處理室600並且進行處理的晶圓。下文為了方便起見，將已經被基板處理系統1000處理過的晶圓稱為已處理之晶圓(processed wafers)，而將尚未處理的晶圓稱為原始晶圓(primitive wafers)。
指標機械手200配置在載入/卸載單元110與緩衝單元300之間，且第一傳送軌(transfer rail)20配置在指標機械手200的下面。指標機械手200沿著第一傳送軌20來移動，且傳送晶圓。指標機械手200可包括臂驅動部件210、指標臂部件220、多個連接部件230、旋轉部件240、垂直移動部件250以及水平移動部件260。
詳細地說，臂驅動部件210以水平方式來移動各別指標臂221、222、223及224。指標臂221、222、223及224是單獨被臂驅動部件210驅動。
臂驅動部件210的上面部分具有指標臂部件220。這些指標臂221、222、223及224在垂直方向上面對面地配置，且晶圓被載入到每個指標臂221、222、223及224上。在本實施例中，指標機械手200具有四個指標臂221、222、223及224，但是指標臂221、222、223及224的數量可根據基板處理系統1000的處理效率而增加。
用來傳送原始晶圓的指標臂221與222可稱為載入指標臂，而用來傳送已處理之晶圓的指標臂223與224則可稱為卸載指標臂。在此情形下，載入指標臂221、222與卸載指標臂223、224可分開配置，而不是以交替方式來配置。例如，卸載指標臂223與224可配置在載入指標臂221與222的上面。因此，當指標機械手200傳送原始晶圓與已處理之晶圓時，能夠避免已處理之晶圓被原始晶圓污染，從而提高產品的產量。
被放置在載入/卸載單元110上的載入指標臂221與222從等待著的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d當中的任意一個晶圓盒中取出原始晶圓，然後將這些原始晶圓載入至緩衝單元300。指標機械手200從等待著的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d中一次取出至少一個原始晶圓。也就是說，載入指標臂221與222可將原始晶圓同時插入至等待處理的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d，然後同時取出原始晶圓。因此，兩個原始晶圓可從等待處理的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d中同時取出。
同樣地，指標機械手200可將至少一個原始晶圓載入至緩衝單元300。也就是說，載入指標臂221與222可同時插入至緩衝單元300，然後將放在它們上面的原始晶圓同時載入至緩衝單元300。如此一來，兩個原始晶圓可同時被載入至緩衝單元300。
例如，指標機械手200可從等待處理的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d中一次取出的晶圓的最大數量以及可一次載入至緩衝單元300的晶圓的最大數量等於載入至指標臂221與222的數量。
卸載指標臂223與224從緩衝單元300中卸載已處理的晶圓，且將已處理的晶圓載入至指標機械手200。指標機械手200從緩衝單元300中一次卸載至少一個已處理的晶圓。也就是說，卸載指標臂223與224可同時插入至緩衝單元300，然後從緩衝單元300中同時卸載原始晶圓。如此一來，兩個原始晶圓可從緩衝單元300中同時取出。
同樣地，指標機械手200又將至少一個已處理的晶圓一次載入至等待處理的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d。也就是說，卸載指標臂223與224同時插入至等待處理的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d，然後將放在它們上面的己處理之晶圓同時載入至等待處理的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d。如此一來，兩個已處理的晶圓被同時載入至等待處理的前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d。
例如，指標機械手200可從緩衝單元300中一次取出的晶圓的最大數量以及可一次載入至前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d的晶圓的最大數量等於卸載指標臂223與224的數量。
因此，指標機械手200可由前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d與緩衝單元300中一次取出多個晶圓，或者一次將多個晶圓載入至前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d與緩衝單元300，從而縮短傳送晶圓所需的時間，且提高生產率。
指標臂部件220連接至連接部件230。連接部件230耦接至臂驅動部件210，以根據此臂驅動部件210之驅動來以水平方式移動所連接的指標臂221、222、223及224。
旋轉部件240配置在臂驅動部件210下面。此旋轉部件240耦接至臂驅動部件210，且透過旋轉來帶動臂驅動部件210旋轉。因此，指標臂部件220也發生旋轉。
垂直移動部件250配置在旋轉部件240下面，且水平移動部件260配置在垂直移動部件250下面。垂直移動部件250耦接至旋轉部件240，使旋轉部件240能夠上下移動，從而調節臂驅動部件210與指標臂部件220的垂直位置。水平移動部件260耦接至第一傳送軌20，且沿著此第一傳送軌20來水平移動。因此，指標機械手200沿著載入埠110a、110b、110c及110d的排列方向來移動。
緩衝單元300是配置在指標機械手200所在的區域與處理室600和主傳送機械手500所在的區域之間。緩衝單元300接收指標機械手200所傳送的原始晶圓以及已在處理室600中處理過的晶圓。
圖5是圖3所示之緩衝單元300的立體透視圖。
請參照圖3與圖5，緩衝單元300包括主體310、第一支撐部件(support parts)320以及第二支撐部件330。
詳細地說，主體310可包括底面311、從底面311垂直伸出的第一側壁312與第二側壁313以及耦接至第一側壁312與第二側壁313之上端的頂面314。
為了便於存取晶圓，主體310具有一開放的前壁，朝著指標機械手200，還有一開放的後壁，朝著主傳送機械手500。因此，指標機械手200與主傳送機械手500將晶圓插入至緩衝單元300或者從緩衝單元300中取出晶圓很方便。
第一側壁312與第二側壁313面對面地配置，且頂面314被局部移除而具有一開口(opening)314a。
第一支撐部件320與第二支撐部件330是配置在主體310內。第一支撐部件320耦接至第一側壁312，且第二支撐部件330耦接至第二側壁313。第一支撐部件320與第二支撐部件330均包括多個支座(supports)。第一支撐部件320的支座一對一地對應於第二支撐部件330的支座。晶圓被緩衝單元300接收，晶圓的邊緣被第一支撐部件320的支座與第二支撐部件330的支座支撐著。在緩衝單元300中，晶圓面朝著底面311。
第一支撐部件320與第二支撐部件330的支座在垂直方向上相互間隔第一間隙(gap)，這些支座具有上述載入指標臂221與222(參照圖4)的數量以及卸載指標臂223與224(參照圖4)的數量。各載入指標臂221與222以及卸載指標臂223與224也分別間隔第一間隙。因此，指標機械手200可從緩衝單元300中一次取出多個晶圓，或一次將多個晶圓載入至緩衝單元300。在本說明書中，第一間隙等於前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d的槽間隙。
第一支撐部件320與第二支撐部件330的各別支座可具有導軌部件(guide parts)31，用來引導晶圓的位置。這些導軌部件31從支座的頂面上突出來，且支撐著晶圓的側面。
如上所述，緩衝單元300中連續配置的支座之間的間隙與同時拾取(pick up)或載入晶圓的指標臂221、222、223及224之間的間隙相同。因此，指標機械手200能夠從緩衝單元300中一次取出多個晶圓，或一次將多個晶圓載入至緩衝單元300，從而提高可工作性(workability)與生產率，且縮短處理時間。
主傳送機械手500將放置在緩衝單元300中的原始晶圓傳送至各別處理室600。主傳送機械手500配置在傳送通道400處，且沿著也配置在傳送通道400處的第二傳送軌30來移動。傳送通道400連接至處理室600。
主傳送機械手500從緩衝單元300中拾取原始晶圓，然後沿著第二傳送軌30來移動，且將這些原始晶圓提供給相對應的處理室600。同樣地，主傳送機械手500將處理室600中已處理過的晶圓載入至緩衝單元300。
圖6是圖3所示之主傳送機械手500的立體透視圖。
請參照圖3與圖6，主傳送機械手500可包括手驅動部件510、拾取手部件520、多個連接部件530、旋轉部件540、垂直移動部件550以及水平移動部件560。
詳細地說，手驅動部件510以水平方式來移動各別拾取手521、522、523及524。各別拾取手521、522、523及524是相互獨立地被手驅動部件510驅動。
手驅動部件510的上面部分具有拾取手部件520。拾取手521、522、523及524在垂直方向上面對面地配置，且晶圓被載入到每個拾取手521、522、523及524上。在本實施例中，主傳送機械手500具有四個拾取手521、522、523及524，但拾取手521、522、523及524的數量可根據基板處理系統100的處理效率而增加。
用來傳送原始晶圓的拾取手521與522可稱為載入拾取手，而用來傳送已處理之晶圓的拾取手523與524則可稱為卸載拾取手。在此情形下，載入拾取手521、522與卸載拾取手523、524可分開配置，而不是以交替方式來配置。例如，卸載拾取手523與524可配置在載入拾取手521與522的上方。因此，當主傳送機械手500傳送原始晶圓與已處理之晶圓時，能夠避免已處理之晶圓被原始晶圓污染，從而提供產品的產量。
各別載入拾取手521與522從緩衝單元300中取出原始晶圓，且將已處理的晶圓提供給未在使用中的處理室600。載入拾取手521與522是按照緩衝單元300的各別支座的第一間隙來隔開。如此一來，載入拾取手521與522可從緩衝單元300中同時取出多個原始晶圓。
各別的卸載拾取手523與524從已完成了處理的處理室600中取出已處理過的晶圓，然後將已處理的晶圓載入至緩衝單元300。卸載拾取手523與524相互間隔第一間隙。如此一來，卸載拾取手523與524能夠將從處理室600中取出的多個已處理之晶圓同時載入至緩衝單元300。
在本實施例中，各載入拾取手521與522的數量以及卸載拾取手523與524的數量分別是二，但是各載入拾取手521與522的數量以及卸載拾取手523與524的數量可根據基板處理系統1000的處理效率而增加。
例如，緩衝單元300中的按第一間隙來隔開且按順序配置的支座的數量、指標機械手200中的能夠從緩衝單元300中一次取出晶圓或一次將晶圓載入至緩衝單元300的指標臂221、222、223及224的最大數量以及主傳送機械手500中的能夠從緩衝單元300中一次取出晶圓或一次將晶圓載入至緩衝單元300的拾取手521、522、523及524的最大數量是相同的。
因此，主傳送機械手500能夠從緩衝單元300中一次取出多個原始晶圓或一個原始晶圓。同樣地，主傳送機械手500能夠一次將多個已處理的晶圓或一個已處理的晶圓載入至緩衝單元300。如此一來，由於晶圓傳送時間減少，所以基板處理系統1000可縮短處理時間，且提高生產率。
拾取手521、522、523及524連接至連接部件530。耦接至手驅動部件510的連接部件530根據手驅動部件510之驅動來以水平方式移動所連接的拾取手521、522、523及524。
旋轉部件540是配置在手驅動部件510的下面。此旋轉部件540耦接至手驅動部件510，且透過旋轉來帶動手驅動部件510旋轉。所以，拾取手521、522、523及524可一起旋轉。
垂直移動部件550是配置在旋轉部件540下面，且水平移動部件560是配置在垂直移動部件550下面。垂直移動部件550耦接至旋轉部件540，使旋轉部件540能夠上下移動，藉此來調節手驅動部件510與拾取手部件520的垂直位置。水平移動部件560耦接至第二傳送軌30，且沿著第二傳送軌30來移動。故而，主傳送機械手500能夠在緩衝單元300與處理室600之間移動。
主傳送機械手500所在的傳送通道400的兩側具有各別處理室600，用來處理原始晶圓且形成已處理之晶圓。處理室600中所執行的製程包括清潔原始晶圓的清潔製程。每兩個處理室600面對面地配置，且傳送通道400配置在這兩個處理室600之間。傳送通道400之兩側的每一側配置著三個處理室600。
在本實施例中，基板處理系統1000包括六個處理室600，但處理室600的數量可根據基板處理系統1000的處理效率與占地(footprint)條件而增加或減少。同樣地，在本實施例中，處理室600是按照單層結構(single layer structure)來配置，但是在多層結構(multi-layer structure)中可將十二個處理室分成兩組，每組有六個處理室。
再參照圖3與圖4，指標機械手200連接至第一控制單元710，且第一控制單元710控制著指標機械手200的位置與各別指標臂221、222、223及224的位置。
詳細地說，第一控制單元710控制著指標機械手200的水平移動部件260，以調節指標機械手200在第一傳送軌20上的位置，即，指標機械手200的水平移動位置，與指標機械手200的水平移動速度。第一控制單元710控制著指標機械手200的旋轉部件240以調節指標臂部件220的旋轉位置與旋轉速度，且第一控制單元710控制著指標機械手200的垂直移動部件250以調節指標臂部件220的垂直移動位置與垂直移動速度。
同樣地，第一控制單元710控制著臂驅動部件210以調節各別指標臂221、222、223及224的水平移動位置與水平移動速度。也就是說，第一控制單元710控制著指標臂221、222、223及224的速度，使得指標機械手200能夠同時驅動指標臂221、222、223及224來拾取或載入多個晶圓。
詳細地說，第一控制單元710計算從指標臂221、222、223及224中選出的要同時驅動的指標臂的移動速度資訊，即，被選出的要同時驅動的指標臂的各別最大等速度、各別最大減速度以及各別最大加速度。第一控制單元710利用這些移動速度資訊來計算所選的各別指標臂達到目標點所消耗的期望時間，然後根據所計算的期望時間之差來調節所選的各別指標臂的速度。
也就是說，第一控制單元710藉由比較所計算的期望時間來選擇最大期望時間。第一控制單元710控制著速度，使得具有最大期望時間的所選指標臂以外的所選指標臂分別具有與最大期望時間相等的時間。就這一點而言，第一控制單元710控制著期望時間小於最大期望時間的所選指標臂的最大速度，以將所選指標臂的期望時間設定為與最大期望時間相等的時間。第一控制單元710將最大速度調節為低於具有最長期望時間的所選指標臂的最大速度。當從指標臂221、222、223及224中選出的指標臂以水平方式移動而達到預設的最大速度時，所選指標臂處於等速移動狀態。
因此，第一控制單元710控制著指標臂221、222、223及224的速度，以將指標臂221、222、223及224到達目標點所消耗的時間設定為相同的時間。所以，指標機械手200使指標臂221、222、223及224能夠同時到達目標點，以由前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d或緩衝單元300中同時取出兩個晶圓，或者將兩個晶圓同時載入至前開式晶圓盒120a、120b、120c及120d或緩衝單元300。
主傳送機械手500連接至第二控制單元720，此第二控制單元720控制著主傳送機械手500的位置與各別拾取手521、522、523及524(參照圖6)的位置。因為第二控制單元720控制主傳送機械手500之位置的過程與第一控制單元710控制指標機械手200之位置的過程相同，所以關於第二控制單元720的詳細描述將省略。
下文將參照所附圖式來詳細描述指標臂221、222、223及224中的至少兩個指標臂同時到達目標點的過程。特別地，下面將舉例說明第一卸載指標臂224與第二卸載指標臂223被同時驅動的過程。
圖7是依照本發明之一實施例，指標機械手200中的第一卸載指標臂224與第二卸載指標臂223被同時驅動的過程。
請參照圖3、圖4及圖7，在操作步驟S110中，第一控制單元710計算要同時驅動的各別第一指標臂224與第二指標臂223的移動速度資訊。
在操作步驟S120中，第一控制單元710計算與第一指標臂224之目標點以及第二指標臂223之目標點有關的各別位置值。就這一點而言，由於第一指標臂224與第二指標臂223取出或載入不同的晶圓，所以對應的目標點也是不相同的。
在操作步驟S130中，第一控制單元710模擬當第一指標臂224與第二指標臂223同時開始與到達對應之目標點時的速度變化，以產生各別第一指標臂224與第二指標臂223的速度曲線圖。就這一點而言，此速度曲線圖是基於操作步驟S110中所計算的移動速度資訊。
在操作步驟S140中，第一指標臂224與第二指標臂223到達對應之目標點所消耗的期望時間是透過第一指標臂224與第二指標臂223的模擬速度變化來分別計算的。
在操作步驟S150中，對計算出的期望時間進行比較，以將最長的期望時間設定為最大期望時間，且期望時間小於最大期望時間的指標臂的速度被重設(reset)。
例如，當第一指標臂224的期望時間長於第二指標臂223時，第一控制單元710就會調節第二指標臂223的速度，使得第二指標臂223具有與第一指標臂224相等的期望時間。
詳細地說，第一控制單元710會重設第二指標臂223的最大速度、加速度以及減速度，使得第二指標臂223與第一指標臂224具有相等的時間。就這一點而言，第二指標臂223的最大速度被設定為小於第一指標臂224的最大速度。
第二指標臂223的最大速度、加速度以及減速度是分別利用以下的數學圖1來重新計算。
在數學圖1中，VMS、AVS以及DVS分別代表第二指標臂223的重新計算後的最大速度、重新計算後的加速度以及重新計算後的減速度。MD代表起始點與目標點之間的距離。VR代表第一指標臂224的最大速度。DR1代表第一指標臂224以最大速度來等速移動而移動的距離。AR代表第一指標臂224的加速度。DR2代表第一指標臂224以加速運動方式來移動的距離。DR代表第一指標臂224的減速度。DR3代表第一指標臂224以減少運動方式來移動的距離。
在操作步驟S160中，第二指標臂223與第一指標臂224同時開始以水平方式移動，以由前開式晶圓盒120a、120b、120c或120d或緩衝單元300中取出晶圓，或者將晶圓載入至前開式晶圓盒120a、120b、120c或120d或緩衝單元300。
在操作步驟S170中，第二指標臂223與第一指標臂224以第一控制單元710所調節的速度來移動，使得它們能夠同時到達目標點，且同時取出放在對應之各別目標點處的晶圓，或將晶圓載入至對應之各別目標點。
因此，第一控制單元710能夠調節指標臂單元220的速度，使得指標臂221、222、223及224當中的被同時驅動的指標臂具有相等的消耗時間。所以，指標機械手200能夠使指標臂221、222、223及224當中的至少兩個指標臂同時到達對應的目標點，從而一次載入或取出多個晶圓，縮短晶圓傳送時間，以及提高生產率。
在本實施例中，由於第二控制單元720調節主傳送機械手500之拾取手單元520之速度以使得拾取手521、522、523及524當中的至少兩個拾取手能夠同時到達不同目標點的過程與第一控制單元710調節指標機械手200之指標臂單元220之速度以使得指標臂221、222、223及224當中的至少兩個指標臂能夠同時到達不同目標點的過程是相同的，所以第二控制單元720的詳細描述將被省略。
圖8繪示為當第二指標臂223與第一指標臂224按照圖7所述的那樣以第一控制單元710所調節的速度來移動時，起始時點ST與目標時點ET之間的速度變化曲線圖。
請參照圖8，A1與A2代表指標臂221、222、223及224當中的被同時驅動的兩個指標臂，且指標臂A1與A2被加速，直到它們達到最大速度UV1與UV2為止，然後以最大速度UV1與UV2來等速運動一段預定的時間，然後逐漸減速，直至到達目標點為止。
被同時驅動的指標臂A1與A2的最大速度UV1與UV2被設定為不同的數值，且指標臂A1與A2以各別的最大速度UV1與UV2來等速移動的預定時間也是不同的。也就是說，指標臂A1與A2達到各別最大速度UV1與UV2時的時點T1與T2是不同的，且指標臂A1與A2以最大速度UV1與UV2來等速移動之後開始減速時的時點T3與T4也是不同的。
然而，由於指標臂A1與A2開始水平移動時的起始時點ST相同，且指標臂A1與A2到達目標點時的目標時點ET也相同，所以所消耗的時間相等。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
20、30．．．傳送軌
31．．．導軌部件
110．．．載入/卸載單元
110a～110d．．．載入埠
120a～120d．．．前開式晶圓盒
200．．．指標機械手
210．．．臂驅動部件
220．．．指標臂部件
230、530．．．連接部件
240、540．．．旋轉部件
250、550．．．垂直移動部件
260、560．．．水平移動部件
300．．．緩衝單元
310．．．主體
311．．．底面
312、313．．．側壁
314．．．頂面
314a．．．開口
320、330．．．支撐部件
400．．．傳送通道
500．．．主傳送機械手
510．．．手驅動部件
520．．．拾取手部件
521～524．．．拾取手
600．．．處理室
710、720．．．控制單元
1000．．．基板處理系統
ST、T1、T2、T3、T4、ET、ET1、ET2．．．時點
UV、UV1、UV2．．．最大速度
A1、A2．．．被同時驅動的指標臂
S110～S170．．．操作步驟
圖1繪示為一種典型的傳送機械手中的一個臂狀物的速度變化曲線圖。
圖2繪示為一種典型的傳送機械手中的兩個臂狀物同時移動時這兩個臂狀物的速度變化曲線圖。
圖3是依照本發明之一實施例的一種基板處理系統的示意圖。
圖4是圖3所示之指標機械手的立體透視圖。
圖5是圖3所示之緩衝單元的立體透視圖。
圖6是圖3所示之主傳送機械手的立體透視圖。
圖7是依照本發明之一實施例，指標機械手中的多個指標臂同時到達目標點的過程流程圖。
圖8繪示為當圖7所示之指標臂按照第一控制單元所調節的速度來移動時，起始時點與目標時點之間的速度變化曲線圖。
20、30．．．傳送軌
110．．．載入/卸載單元
110a～110d．．．載入埠
120a～120d．．．前開式晶圓盒
200．．．指標機械手
220．．．指標臂部件
260、560．．．水平移動部件
300．．．緩衝單元
400．．．傳送通道
500．．．主傳送機械手
520．．．拾取手部件
600．．．處理室
710、720．．．控制單元
1000．．．基板處理系統

Claims (14)

  1. 一種基板處理裝置，包括：儲存構件，在垂直方向上排列多個基板，以儲存所述基板；傳送構件，包括：多個傳送臂，所述傳送臂在所述垂直方向上面對面地配置；以及臂驅動部件，以水平方式來移動各別的所述傳送臂，所述基板被載入到各別的所述傳送臂上，所述傳送構件從所述儲存構件中取出至少一個基板，或者將至少一個基板載入至所述儲存構件；以及控制單元，控制著所述傳送構件的移動速度，且控制著所述臂驅動部件，其中所述臂驅動部件根據所述控制單元的控制而從所述傳送臂中選出的要同時驅動的所述傳送臂分別到達所述儲存構件中之目標點所消耗的期望時間來調節所選之傳送臂的水平移動速度，使得所選之傳送臂能夠分別到達所述目標點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中所述控制單元根據要被同時驅動的所選之各別傳送臂的最大速度、減速度以及加速度來計算所選之各別傳送臂的所述期望時間，以及所述控制單元根據所計算的所述期望時間之間的差來調節所選之各別傳送臂的速度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之基板處理裝置，其中所述控制部件對要被同時驅動的各別所述傳送臂的速度進行調節，使得所選之傳送臂能夠同時到達所述目標點。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之基板處理裝置，其中所述控制單元根據所計算的期望時間為最長的所述傳送臂的所述最大速度、所述減速度以及所述加速度來調節所述期望時間小於所述最長期望時間的所述傳送臂的所述最大速度、所述減速度以及所述加速度。
  5. 一種基板處理裝置，包括：儲存容器，在垂直方向上隔開要處理的基板或已處理的基板，以儲存這些基板；緩衝單元，在所述垂直方向上隔開要處理的所述基板與已處理的所述基板，以儲存這些基板；指標機械手，包括：多個指標臂，在所述垂直方向上面對面地配置；以及臂驅動部件，以水平方式來移動各別所述指標臂，所述基板被載入到各別所述指標臂上，所述指標機械手在所述儲存容器與所述緩衝單元之間傳送所述基板，所述指標機械手從所述儲存容器或所述緩衝單元中取出至少一個基板，或將至少一個基板載入至所述儲存容器或所述緩衝單元；以及第一控制單元，控制著所述指標機械手的移動速度與位置，其中所述第一控制單元是基於從所述指標臂中選出的要同時驅動的指標臂分別到達所述儲存容器中之目標點所消耗的期望時間，根據所述控制單元之控制來調節所選指標臂的水平移動速度，使得所選指標臂能夠同時到達所述目標點。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之基板處理裝置，更包括：處理室，所述基板在所述處理室中進行處理；主傳送機械手，包括：多個拾取手，在所述垂直方向上面對面地配置；以及手驅動部件，以水平方式來移動各別所述拾取手，所述基板被載入到各別所述拾取手上，所述主傳送機械手在所述處理室與所述緩衝單元之間傳送所述基板，所述主傳送機械手從所述緩衝單元中取出至少一個基板，或者將至少一個基板載入至所述緩衝單元；以及第二控制單元，控制著所述主傳送機械手的移動速度與位置，其中所述第二控制單元控制著所述手驅動部件，以藉由控制各別所述拾取手的移動速度來使得所述拾取手當中的至少兩個拾取手能夠同時到達所述儲存容器或所述緩衝單元中的不同目標點。
  7. 種傳送基板的方法，包括：產生移動速度資訊，包括用來傳送所述基板的傳送構件的各別傳送臂的最大速度、減速度以及加速度；基於各別所述傳送臂所對應之目標點的位置值以及所述移動速度資訊來計算各別所述傳送臂到達對應之目標點所消耗的期望時間；根據所計算的所述期望時間以及所述移動速度資訊來重設各別所述傳送臂的速度，以使得所述傳送臂具有相同的消耗時間；以及以重設的所述速度來同時水平地移動所述傳送臂，以從儲存構件中同時取出多個基板或將多個基板同時載入至所述儲存構件。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之傳送基板的方法，其中速度的重設包括：比較所計算的所述期望時間，以將所計算的所述期望時間中的最長期望時間設定為最大期望時間；以及對所述期望時間小於所述最大期望時間的所述傳送臂的速度進行重設，以將所述傳送臂調節為具有相同的消耗時間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之傳送基板的方法，其中所述期望時間小於所述最大期望時間的所述傳送臂的速度的重設包括：根據所述期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂的所述最大速度、所述加速度以及所述減速度來分別重設所述期望時間小於所述最大期望時間的所述傳送臂的所述最大速度、所述加速度以及所述減速度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之傳送基板的方法，其中期望時間小於所述最大期望時間的所述傳送臂經調節以使得其最大速度低於期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂的最大速度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之傳送基板的方法，其中所述最大速度、所述加速度以及所述減速度的重設包括使用以下的等式， 其中VMS、AVS及DVS分別代表重設的最大速度、重設的加速度以及重設的減速度；MD代表起始點與目標點之間的距離；VR代表期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂的最大速度；DR1代表期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂以所述最大速度來等速移動而移動的距離；AR代表期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂的所述加速度；DR2代表期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂以加速運動方式來移動的距離；DR代表期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂的所述減速度；以及DR3代表期望時間等於所述最大期望時間的所述傳送臂以減速運動方式來移動的距離。
  12. 如申請專利範圍第7項至第11項中任一項所述之傳送基板的方法，其中從每個所述傳送臂開始水平移動時的起始時點至所述傳送臂達到所設定的所述最大速度時的第一時點，每個所述傳送臂是以所設定的所述加速度來移動，從所述第一時點至第二時點，所述傳送臂是以所設定的所述最大速度來等速運動，以及從所述第二時點至所述傳送臂到達所述目標點時的時點，所述傳送臂是以所設定的所述減速度來移動。
  13. 一種傳送基板的方法，包括：在第一控制單元產生臂狀物速度資訊，包括各別指標臂的最大速度、減速度以及加速度，其中所述基板被載入到各別所述指標臂上；在所述第一控制單元，根據各別所述指標臂所對應之目標點的位置值以及所述臂狀物速度資訊來計算各別所述指標臂到達對應之目標點所消耗的期望時間；在所述第一控制單元，根據所計算的所述期望時間以及所述臂狀物速度資訊來重設各別所述指標臂的速度，使得所述指標臂具有相同的消耗時間；以及以重設的所述速度來同時水平地移動所述指標臂，以從儲存容器或緩衝單元中同時取出多個基板，或者將多個基板同時載入至所述儲存容器或所述緩衝單元。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之傳送基板的方法，更包括：在第二控制單元產生手狀物速度資訊，包括各別拾取手的最大速度、減速度以及加速度，其中所述基板被載入到各別所述拾取手上；在所述第二控制單元，根據各別所述拾取手所對應之目標點的位置值以及所述手狀物速度資訊來計算各別所述拾取手到達對應之目標點所消耗的期望時間；在所述第二控制單元，根據所計算的所述期望時間以及所述手狀物速度資訊來重設各別所述拾取手的速度，使得所述拾取手具有相同的消耗時間；以及以重設的所述速度來同時水平地移動所述拾取手，以從所述緩衝單元中同時取出所述基板，或者將所述基板同時載入至所述緩衝單元。
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