專利名稱：機器人裝置和設有其的處理裝置、灰化系統(tǒng)和灰化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于輸送工件的機器人裝置以及設有所述機器人裝置 的處理裝置，灰化系統(tǒng)和灰化方法。
背景技術：
例如，在用于在一工件(所述工件例如為用于液晶顯示器件的玻 璃基板和用于半導體器件的晶片)上形成電路圖案等的處理中，必須 在所述工件上完成不同的處理步驟。因而，提出了所謂的多室系統(tǒng)， 在所述多室系統(tǒng)內(nèi)設置多個處理室，以在每個室同時地或逐步地完成 處理。
在于多室系統(tǒng)內(nèi)處理工件時，機器人裝置從供應單元接收未被處 理的工件，并將所述工件供應至一處理室。例如，在所述工件在處理 室內(nèi)被處理之后，機器人裝置從處理室接收工件并將所述工件移送至 下一處理室或?qū)⑺龉ぜ斔椭亮硪惶幚韱卧?br> 這里，為了提高這種處理的生產(chǎn)率，提出了一種適于快速地接收 并供應工件的機器人裝置(見專利參考文獻l)。
然而，近年，在高需求以及需要批量制造的領域中需要生產(chǎn)率的 進一步提高，例如包括不揮發(fā)性半導體記憶元件的半導體器件的領域。 因而，即使如專利參考文獻1中所公開的技術從生產(chǎn)率提高的角度看 具有問題。
專利公開文獻l:日本特開平11-135600號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明待解決的問題
本發(fā)明提供了一種機器人裝置、設有其的處理裝置、灰化系統(tǒng)以 及灰化方法，這可進一步提高生產(chǎn)率而不造成尺寸增加以及成本增高。解決該問題的措施
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種機器人裝置，其被構(gòu)造成移 送一工件，這是通過將包含用于保持所述工件的保持器具的指部旋轉(zhuǎn) 規(guī)定的角度而實現(xiàn)的，所述機器人裝置包括驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸包 含彼此相互分離的第一指部和第二指部，所述第一指部包含第一臂部 和第二臂部，所述第一臂部和第二臂部從所述第一指部的旋轉(zhuǎn)中心延 伸，而所述第一臂部和第二臂部之間具有規(guī)定的角度，從而所述第一 臂部和第二臂部彼此相互離開，并且所述第二指部包含第三臂部和第 四臂部，所述第三臂部和第四臂部從所述第二指部的旋轉(zhuǎn)中心延伸， 而所述第三臂部和第四臂部之間具有規(guī)定的角度，從而所述第三臂部 和第四臂部彼此相互離開，在所述第一臂部和所述第三臂部沿所述驅(qū) 動軸的軸向重疊時，所述第二臂部和所述第四臂部彼此相互離開。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種處理裝置，包括負載鎖定 室，所述負載鎖定室包含根據(jù)本發(fā)明第一方面的第一機器人裝置；處 理室，所述處理室被構(gòu)造成處理一工件；以及轉(zhuǎn)移室，所述轉(zhuǎn)移室包 含第二機器人裝置，其中所述第二機器人裝置被構(gòu)造成將從所述第一 機器人裝置接收的工件轉(zhuǎn)移至所述處理室。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種灰化系統(tǒng)，包括根據(jù)本發(fā) 明第二方面的處理裝置，所述處理裝置是灰化裝置；被構(gòu)造成容納晶 片的容納裝置；轉(zhuǎn)移裝置，所述轉(zhuǎn)移裝置被構(gòu)造成從所述容納裝置同 時地接收兩個所述晶片，并將所述晶片轉(zhuǎn)移至所述處理裝置；以及緩 慢冷卻器具，用于緩慢冷卻由所述灰化裝置所灰化的晶片。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種灰化方法，包括在晶片并未 安放在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的在負載鎖定室內(nèi)設置的機器人裝置的 第一指部和第二指部上時，旋轉(zhuǎn)所述第一指部和第二指部；并且在灰 化之后將所述晶片移送至與在灰化之前轉(zhuǎn)移所述晶片時使用的臂部相 同的臂部。


圖l是示意性剖切透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的處理裝置;圖2是示意性剖切透視圖，示出了處理室的結(jié)構(gòu)； 圖3是示意性透視圖，示出了機器人裝置；
圖4是示意圖，示出了包括根據(jù)該實施例的處理裝置的灰化系統(tǒng)； 圖5是示意圖，示出了灰化系統(tǒng)的功能； 圖6是示意圖，示出了灰化系統(tǒng)的功能； 圖7是示意圖，示出了避免與推銷干涉的指部的形狀； 圖8是示意圖，示出了避免與推銷干涉的指部的形狀； 圖9是示意圖，示出了避免與推銷干涉的指部的形狀； 圖IO是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖11是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖12是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖13是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖14是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖15是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖16是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖17是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖18是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所研究的對比例； 圖19是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖20是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖21是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖22是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖23是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖24是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖25是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖26是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖27是示意性處理示意圖，用于說明由發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)； 圖28是示意性透視圖，用于說明設置在負載鎖定室內(nèi)的機器人裝 置的指部的另一實例。
附圖標記列表1處理裝置
2負載鎖定室
3轉(zhuǎn)移室
4處理室
處理室
4b處理室
9汪推銷
9b推銷
lla機器人裝置
lib機器人裝置
47指部
48指部
60a機器人裝置
60b機器人裝置
62a指部
62b指部
100灰化系統(tǒng)
101轉(zhuǎn)移裝置
102緩慢冷卻器具
103容納裝置
621指部
622指部
623指部
624a指部
624b指部
U晶片
W工件
具體實施例方式
現(xiàn)在將參看

本發(fā)明的實施例。圖1是示意性剖切透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的處理裝 置。如圖1所示，處理裝置1包括適于減小其中的壓力的負載鎖定室
2、轉(zhuǎn)移室3以及處理室4a、 4b。多個(在圖1的視圖中總共在四個部 位的)移送閘門(handover gate) 5a至5d在負載鎖定室2與轉(zhuǎn)移室3 之間的和轉(zhuǎn)移室3與處理室4a、 4b之間的壁內(nèi)平行地形成。負載鎖定 室2與轉(zhuǎn)移室3、以及轉(zhuǎn)移室3與處理室4a、 4b通過移送閘門5a至 5d相連，從而允許所述各室的內(nèi)部空間彼此相互連通。在此，負載鎖 定室2、轉(zhuǎn)移室3、和處理室4a、 4b的頂部通過頂板(未示出)被氣 密性密封。
閘門閥6在每個移送閘門5a至5d下方可伸出地設置，并且所述 閘門閥允許氣密性地關閉每個移送閘門5a至5d。
另一移送閘門7在負載鎖定室2的另一壁(與轉(zhuǎn)移室3側(cè)的相反 那側(cè)的壁)內(nèi)設置，并且可以通過大氣閥(atmospheric valve)(未示 出)被氣密性關閉。
根據(jù)工件W以及在其上進行處理的內(nèi)容可以任意地選擇處理室 4a、 4b的結(jié)構(gòu)。例如，可以用于在半導體器件的晶片上實現(xiàn)灰化、蝕 刻、清潔和膜形成等，或者用于在液晶顯示器件的玻璃基板上實現(xiàn)蝕 刻、膜形成等。在此，為了方便說明，描述了用于灰化晶片的結(jié)構(gòu)。
圖2是示意性剖視圖，示出了處理室4a、 4b的結(jié)構(gòu)。
處理室4a、 4b包括處理容器10、在該處理容器10的上側(cè)表面內(nèi) 設置的并由平坦的介電板制成的波導體(透射窗)54、以及在所述波 導體54外側(cè)設置的供應波導件(feed waveguide) 50。在處理容器10 內(nèi)設置一臺16，所述臺用于允許在波導體54下方的處理空間內(nèi)在所 述臺上放置并保持諸如晶片的工件W。
處理容器10可以維持由減壓排氣系統(tǒng)E所形成的減壓的空氣環(huán) 境，并合適地設有用于向處理空間供應處理氣體的氣體供應管(未示 出)。
如上所述，移送閘門5c、 5d在處理容器10的一個側(cè)壁內(nèi)設置， 并且閘門閥6允許氣密性地關閉每個移送閘門5c、 5d。 接著，說明處理室4a、 4b本身的操作。例如，為了利用該處理室4a、 4b在工件W的表面上完成灰化， 首先，工件W以其表面朝向上的方式放置在臺16上。隨后說明工件 轉(zhuǎn)移到處理室4a、 4b內(nèi)并從所述處理室轉(zhuǎn)移出。
接著，處理空間通過減壓排氣系統(tǒng)E被轉(zhuǎn)換成減壓的狀態(tài)。然后， 作為處理氣體的規(guī)定的灰化氣體被引入到該處理空間內(nèi)。隨后，當在 該處理空間內(nèi)形成該處理氣體的氣體環(huán)境時，例如2.45 GHz的微波M 從未示出的微波能量源被引入到供應波導件50內(nèi)。在波導件50內(nèi)傳 播的微波M通過槽式天線52朝向波導體54發(fā)射。波導體54由諸如 石英和鋁的介電材料制成。微波M作為表面波在波導體54的表面上 傳播，并入射到室10內(nèi)的處理空間內(nèi)。處理氣體的等離子體P通過入 射到處理空間內(nèi)的微波M的能量被形成。在由此所產(chǎn)生的等離子體P 中的電荷密度達到或超過適于屏蔽通過波導體54所供應的微波M的 密度(截至密度)時，微波M在達到從波導體54的下側(cè)表面朝向室 內(nèi)的處理空間的特定距離(透入深度)d之前被反射，微波M的駐波 被形成。
然后，微波M的反射表面用作為等離子體激發(fā)表面，并且在該等 離子體激發(fā)表面上激發(fā)出穩(wěn)定的等離子體P。在于該等離子體激發(fā)表 面上所形成的穩(wěn)定的等離子體P中，離子和電子與該處理氣體的分子 碰撞，以產(chǎn)生激活的活性物質(zhì)(等離子體產(chǎn)物)，例如激活的原子、分 子和自由基團。這些等離子體產(chǎn)物在處理空間內(nèi)如箭頭A所示擴散， 并飛到工件W的表面上，在那里完成灰化。應該注意的是，盡管本發(fā) 明適于如后所述的等離子體的灰化，但是處理室4a、 4b也可以用于諸 如蝕刻、薄膜沉積、表面改性的等離子體處理、以及等離子體摻雜、 常壓等離子體處理、以及諸如清潔的所謂的濕式處理。
在轉(zhuǎn)移室3內(nèi)，機器人裝置lla在移送閘門5a與移送鬧門5c之 間設置，機器人裝置llb在移送閘門5b與移送閘門5d之間設置。
圖3是示意性透視圖，示出了機器人裝置lla、 llb。
如圖3所示，機器人裝置lla、 11b包括安裝體13，其中所述安裝 體氣密性裝配并固定到在轉(zhuǎn)移室3的底壁內(nèi)形成的未示出的安裝孔 中。驅(qū)動源15安裝至該安裝體13的下側(cè)表面?zhèn)取Ｔ擈?qū)動源15包括電機15a和減速器15b，它們彼此一體形成。
驅(qū)動軸17通過未示出的聯(lián)軸器連接至減速器15b的輸出軸。該驅(qū) 動軸17通過在安裝體13內(nèi)設置的未示出的軸承被可旋轉(zhuǎn)地支承，并 且驅(qū)動軸的末端部伸入轉(zhuǎn)移室3內(nèi)。
臂體31的縱向中央部被連接并固定至伸入轉(zhuǎn)移室3內(nèi)的驅(qū)動軸 17的末端部。臂體31包括連接在一起的下殼32和上殼33，容納空間 34在這些連接表面之間形成。
驅(qū)動軸17的末端部伸入容納空間34中。驅(qū)動軸17的末端表面與 上殼33的內(nèi)側(cè)表面相連，而該連接部由螺釘?shù)裙潭?。此外，固定的?輪38在臂體31的縱向中央部上設置。該固定的帶輪38可相對于所述 驅(qū)動軸17相對旋轉(zhuǎn)，并且安裝并固定至伸入容納空間34中的并與安 裝體13—體形成的推壓構(gòu)件(未示出)的末端部。
第一旋轉(zhuǎn)帶輪41在容納空間34的一個縱向端部中可旋轉(zhuǎn)地設置， 第二旋轉(zhuǎn)帶輪42在另一端部中可旋轉(zhuǎn)地設置。作為動力轉(zhuǎn)移器具的連 續(xù)同步帶43在這對旋轉(zhuǎn)帶輪41、 42與固定的帶輪38之間伸展。安裝 至未示出的調(diào)節(jié)板的一對張緊輥45以它們之間具有規(guī)定間隔的方式 在固定的帶輪38與每個旋轉(zhuǎn)帶輪41、 42之間設置。該調(diào)節(jié)板沿臂體 31的縱向的位置可以被調(diào)節(jié)，這允許調(diào)整同步帶43的張緊程度。
固定的帶輪38與旋轉(zhuǎn)帶輪41、 42之間的變速比(外徑尺寸之比) 設定為2比1。因此，在固定的帶輪38與旋轉(zhuǎn)帶輪41、 42相對旋轉(zhuǎn) 時，它們的轉(zhuǎn)速比等于2比1。
安裝軸41a、 42a在旋轉(zhuǎn)帶輪41、 42的上側(cè)表面上設置。安裝軸 41a、 42a從上殼33向外伸出。第一指部47安裝至第一旋轉(zhuǎn)帶輪41 的安裝軸41a，第二指部48安裝至第二旋轉(zhuǎn)帶輪42的安裝軸42a。
第一旋轉(zhuǎn)帶輪41的安裝軸41a被構(gòu)造成比第二旋轉(zhuǎn)帶輪42的安 裝軸42a短。因此，第一指部47沿高度方向位置低于第二指部48。
因為第一指部47和第二指部48高度不同，所以即使每個指部47、 48從位于臂體31的縱向延長線上的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)180度至位于臂體31上 方的狀態(tài)，這些指部47、 48也并不彼此干涉，而是彼此相對垂直地間 隔且相對，在所述指部之間存在規(guī)定的間距。接著，說明機器人裝置lla、 llb本身的操作。
在驅(qū)動源15被操作以使得驅(qū)動軸17旋轉(zhuǎn)時，臂體31與這種旋轉(zhuǎn) 互鎖。在圖3中，在臂體31沿箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)時，同步帶43沿箭 頭C的方向運轉(zhuǎn)，這是因為固定的帶輪38并不旋轉(zhuǎn)。因此，這對旋轉(zhuǎn) 帶輪41、 42沿箭頭D的方向旋轉(zhuǎn)，并且指部47、 48與這種旋轉(zhuǎn)互鎖 地轉(zhuǎn)動。
指部47、 48在臂體31上方垂直間隔并彼此相互重疊的狀態(tài)此后 被稱為臂體31處于0度的旋轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)。如果臂體31從0度的旋 轉(zhuǎn)角度沿箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)90度，則指部47、 48旋轉(zhuǎn)180度，并因 而位于臂體31的縱向延長線上。也就是說，指部47、 48從臂體31的 兩個端部伸出，并與臂體31共直線，導致了如圖3所示的狀態(tài)。
負載鎖定室2包括第一移送位置8a，其與移送閘門5a的位置相對； 第二移送位置8b，其與移送閘門5b的位置相對；以及第三移送位置 8c，其與移送閘門7的位置相對。
第一移送位置8a和第二移送位置8b的位置設置在與負載鎖定室2 與轉(zhuǎn)移室3之間的壁間隔等距的位置并平行于該壁。移送位置8c在穿 過第一移送位置8a與第二移送位置8b中間的并垂直于前述壁的直線 上設置。
三個垂直可移動的推銷9a、 9b分別在移送位置8a、 8b上設置。 在如后所述的工件W (例如晶片)移送并未完成時，每個推銷9a、 9b 位于下降端位置。在工件W被移送后，每個推銷9a、 9b上升至上升 端位置，允許工件W安放在推銷9a、 9b的上端表面上。
另一方面，如圖l所示，機器人裝置60a、 60b在所述負載鎖定室 2內(nèi)在第一移送位置8a與第二移送位置8b之間設置。機器人裝置60a 具有未示出的基部。該基部安裝至負載鎖定室2的底壁，并且從所述 基部伸出的驅(qū)動軸61a的末端連接有大體L形的指部62a的基部。機 器人裝置60b具有未示出的基部。該基部安裝至負載鎖定室2的底部， 并且從所述基部伸出的驅(qū)動軸61b的末端連接有大體L形的指部62b 的基部。每個指部62a、 62b設有兩個臂部，所述兩個臂部從指部的旋 轉(zhuǎn)中心以大體L的形狀延伸，并且未示出的保持器具在臂部的延伸端部附近設置，從而工件W可以安放并保持在所述器具上(見圖5)。 驅(qū)動軸61a、 61b設置成穿過負載鎖定室2的底壁，并且與獨立的
驅(qū)動源分別相連。在此，可選地，動力可以從一個驅(qū)動源通過齒輪等
被傳遞至每個驅(qū)動軸61a、 61b。
驅(qū)動軸61a、 61b大體上處于第一移送位置8a與第二移送位置8b
之間的中央。驅(qū)動軸61a繞驅(qū)動軸61b共軸線地設置。與指部62a相
連的驅(qū)動軸61a的末端被構(gòu)造成短于(低于)驅(qū)動軸61b的末端。因
此，指部62a安置成在從負載鎖定室2的底壁的高度方向上低于指部
62b。
如上所述，指部62a、 62b大體上為L形。因此，在指部62a、 62b 旋轉(zhuǎn)90°時，指部62a、 62b的末端在移送位置8a與8c之間或在8b與 8c之間移動。在此，指部62a、 62b的高度被構(gòu)造成處于高于負載鎖定 室2的底壁并低于機器人裝置lla、 lib的指部47的位置。這允許指 部62a、 62b插入指部47下方，即使指部47高于第一移送位置8a或 第二移送位置8b。
如上所述，在該實施例中，在負載鎖定室2內(nèi)的移送位置8c,兩 個以它們之間具有垂直間隔的方式被承載的晶片U可以同時地在對應 的指部的一個端部上被接收，所述指部然后被旋轉(zhuǎn)90°，以將晶片U 分布至兩個平坦的部位(第一移送位置8a和第二移動位置8b)。同時， 兩個被處理的晶片U可以由對應的指部的另一端部同時地接收在兩個 平坦的部位(第一移送位置8a和第二移動位置8b)，并然后與前述對 應的指部的旋轉(zhuǎn)相關聯(lián)地被返回至移送位置8c，同時它們之間具有垂 直間隔。
也就是說，根據(jù)該實施例的機器人裝置60a、 60b可以同時地將兩 個晶片U供應至這兩個處理室4a、 4b的側(cè)部。與之平行地，機器人裝 置60a、 60b可以同時地從處理室4a、 4b的側(cè)部接收處理后的晶片U， 并可將所述晶片移送至如后所述的轉(zhuǎn)移裝置101 (見圖4)，從而它們 以之間具有垂直間隔的方式被堆疊。因而，與晶片U被各個供應并從 處理室4a、 4b被運出的情況相比，為此所需的時間大體上可以減半。
接著，說明機器人裝置60a、 60b本身的操作。在未示出的驅(qū)動源操作成使得驅(qū)動軸61a、 61b旋轉(zhuǎn)時，指部62a、 62b與所述旋轉(zhuǎn)互鎖。指部62a和指部62b沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)90° 。 如上所述，指部62a、 62b大體上為L形。因此，在指部62a、 62b旋 轉(zhuǎn)90°時，指部62a、 62b的末端在移送位置8a與8c之間或在8b與 8c之間移動。這允許工件W在每個移送位置被移動。
接著，說明如上所述構(gòu)造的處理裝置1被用于連續(xù)灰化晶片U的 情況。
圖4是示意圖，示出了包括根據(jù)該實施例的處理裝置1的灰化系 統(tǒng)100。
如圖4所示，灰化系統(tǒng)IOO包括前述的處理裝置1、轉(zhuǎn)移裝置101、 緩慢冷卻器具102、以及容納裝置103。
轉(zhuǎn)移裝置101包括具有垂直間隔的接頭的臂101a。未示出的保持 器具在臂101a的末端上設置，從而晶片U或工件可以安放并保持在其 上。此外，臂101a設置在臂基部101c上，所述臂基部連接至可移動 的器具101b，從而臂基部101c可沿箭頭Fu的方向移動。因此，臂101a 以折疊的方式展開和收縮，并且兩個晶片U同時地被安放并保持在臂 101a的末端上，并可以沿箭頭F^的方向移動。此外，盡管沒有示出， 但是設置了用于調(diào)整晶片U的旋轉(zhuǎn)方向以及垂直位置的器具，以及用 于通過旋轉(zhuǎn)臂101的基部而改變臂101a的方向的器具。
緩慢冷卻器具102用于緩慢冷卻灰化的晶片U?；一瘜е铝嗽黾?晶片U或工件的溫度。因此，在晶片或工件被容納在樹脂盒等中時， 其需要被冷卻以降低其溫度。在這方面，如果晶片U被快速地冷卻以 縮短處理時間，則晶片U可出現(xiàn)裂縫，這例如是在所謂的層疊晶片的 情況中，在所述層疊晶片中，支承基板(移送晶片)和活動基板(活 動晶片)被層疊。
作為研究的結(jié)果，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果緩慢冷卻器具102在灰 化系統(tǒng)100內(nèi)設置以通過自然散熱等冷卻晶片U，則可以防止晶片U 出現(xiàn)裂縫等，并且在冷卻時間的過程中可以同時地灰化其它晶片U， 允許提高生產(chǎn)率。例如，設置由耐熱材料制成的容納器具，從而允許 晶片U被安放和保持在其上。在此，盡管緩慢冷卻器具102允許一個晶片U被安放并保持在其上，但是所述緩慢冷卻器具也可允許多個晶 片U以堆疊(多層)的結(jié)構(gòu)或平坦的結(jié)構(gòu)被安放并保持在其上，這考 慮到了灰化時間與緩慢冷卻時間之間的折衷。
容納裝置103用于在灰化之前和之后容納晶片U，并且示意性可 以是適于以堆疊(多層)的結(jié)構(gòu)容納晶片U的晶片載體。具體地講， 容納裝置可以是FOUP (前開式統(tǒng)一規(guī)格的艙)，其是用于在基于迷你 環(huán)境系統(tǒng)的半導體車間內(nèi)轉(zhuǎn)移并保持晶片U的前開式載體。同樣按照 需要設置用于在載體之前的門的打開/關閉裝置。
接著，參照圖4至6說明灰化系統(tǒng)100的功能。
圖5和6是示意圖，示出了灰化系統(tǒng)100的功能。
首先，如圖4所示，轉(zhuǎn)移裝置101的臂基部101c移動至指定的容 納裝置103的前部。在此，容納裝置103的門通過未示出的打開/關閉 裝置被打開。接著，臂101a以折疊的方式沿箭頭F2的方向展開，以 接收兩個晶片U，同時在它們之間具有規(guī)定的垂直間隔。然后，臂101a 以折疊的方式沿箭頭F！的方向收縮，以從容納裝置103接收晶片U。
接著，如圖5所示，臂101a旋轉(zhuǎn)180。并指向處理裝置1。此時， 臂基部101c的位置按照需要被調(diào)整，從而來到處理裝置1之前。
接著，臂101a以折疊的方式沿箭頭F3的方向展開，以將兩個晶 片U以它們之間具有規(guī)定的垂直間隔的方式移送至機器人裝置60a、 60b的指部62a、 62b。隨后，臂101a以折疊的方式沿箭頭F4的方向收 縮，以從負載鎖定室2收回。負載鎖定室2通過閘門閥6被氣密性地 關閉，并且其中的壓力被減小至規(guī)定的值。
接著，指部62a、 62b沿箭頭Fs、 F6的方向旋轉(zhuǎn)90。，以將兩個晶 片U分布至第一移送位置8a和第二移送位置8b。在第一移送位置8a 和第二移送位置8b，晶片U通過推銷9a、 9b被抬高至規(guī)定的高度。
接著，指部47或指部48插入抬高的晶片U下方。隨后，推銷9a、 9b向下移動，以將晶片U移送到指部47或指部48上。
接著，機器人裝置lla、 11b被旋轉(zhuǎn)并沿箭頭F7、 F9的方向(朝向 處理室4a、 4b)被轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移室3內(nèi)，并且晶片U被運輸?shù)教幚硎?a、 4b內(nèi)。接著，晶片U通過未示出的推銷等在處理室4a、 4b內(nèi)被移送至臺 16。在機器人裝置lla、 llb被收回之后，處理室4a、 4b通過閘門閥6 被氣密性關閉，并且完成前述的灰化?；一鹊臓顩r是基于現(xiàn)有已知 的技術，并且因此省略了其的說明。
灰化后的晶片U以如前所述相反的次序被移送至轉(zhuǎn)移裝置101的 臂101a。也就是說，所述灰化后的晶片沿圖5中的箭頭F8/F1Q、 F5/F6 和F4的方向被轉(zhuǎn)移并移送到轉(zhuǎn)移裝置101的臂101a。
接著，如圖6所示，臂基部101c移動至緩慢冷卻器具102的前部， 并且臂101a以折疊的方式沿箭頭F 的方向展開，以將兩個晶片U以 它們之間具有規(guī)定的垂直間隔的方式移送至緩慢冷卻裝置102。然后， 如果存在已經(jīng)完成緩慢冷卻的任何晶片U，則其被接收，并且臂101a 以折疊的方式沿箭頭Fu的方向收縮，以從緩慢冷卻器具102收回。
接著，臂基部101c移動至容納裝置103的前部，并且臂101a旋 轉(zhuǎn)180°，并以折疊的方式沿箭頭F2的方向展開，以將兩個晶片U以 它們之間具有規(guī)定的垂直間隔的方式移送至容納裝置103。在此，控 制被設置成，從容納裝置103被運送出的晶片U在同一位置被再次容 納。隨后，如果需要的話，前述次序被重復以連續(xù)地完成灰化。
在此，如上所述，晶片U通過垂直移動推銷9a、 9b而在指部62a、 62b與指部47、 48之間被移送。因此，在推銷9a、 9b向上移動時，指 部62a、 62b不可旋轉(zhuǎn)，并且可以出現(xiàn)等待時間。
作為研究的結(jié)果，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果機器人裝置60a、 60b的指 部具有盡管旋轉(zhuǎn)但避免與推銷9a、 9b干涉的形狀，但是可以消除等待 時間。
圖7至9是示意圖，示出了避免與推銷9a、 9b干涉的指部的形狀。
在此，為了避免附圖復雜，僅僅示出了機器人裝置60b側(cè)(上側(cè)) 上的指部，并且省略了機器人裝置60a側(cè)(下側(cè))上的指部的圖示。
圖7示出了指部621，其具有大體T形的形狀，從而避免與推銷 9a、 9b的干涉。圖7A示出了處于第二移送位置8b和移送位置8c的 指部621。圖7B示出了處于第一移送位置8a和移送位置8c的指部621。
圖8示出了指部622，其末端部分彎曲成方U形。圖8A示出了處于第二移送位置8b和移送位置8c的指部622。圖7B示出了處于第一 移送位置8a和移送位置8c的指部622。
圖9示出了具有大體T形的指部623，其末端部朝向旋轉(zhuǎn)中心彎 曲。如上所述，在第二移送位置8b和移送位置8c的指部623的狀態(tài) 相對于在第一移送位置8a和移送位置8c的狀態(tài)是對稱的，并因此省 略了它們的圖示。
在此，在半導體器件制造的領域中，從制造控制、質(zhì)量控制等的 必要性考慮，從容納裝置103運送出的晶片U需要在同一容納裝置103 內(nèi)的同一位置被再次容納。然而，這在前述灰化系統(tǒng)100的操作中被 違反，例如消耗額外的時間和精力，以將晶片U重新定位在正確的位 置。
圖10至18是示意性處理示意圖，示出了發(fā)明人所研究的對比例。 如圖IOA所示，從底部開始No. l至No. 6的六個晶片在容納裝置103 內(nèi)被容納。在此，圖中的灰化系統(tǒng)的陰影部分示出了減壓的狀態(tài)。
接著，如圖10B所示，容納在容納裝置103內(nèi)的No. 1和No. 2 晶片U通過轉(zhuǎn)移裝置101被取出并轉(zhuǎn)移到負載鎖定室2的前部。
接著，如圖11A所示，No. 2晶片U被移送至負載鎖定室內(nèi)設置 的機器人裝置的上側(cè)指部，No. 1晶片U被移送至下側(cè)指部。隨后，如 圖11B所示，上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)90°,并且這些晶片U被轉(zhuǎn)移 至第一移送位置8a和第二移送位置8b。
接著，如圖12A所示，負載鎖定室2內(nèi)的壓力被減小至規(guī)定的值。 隨后，如圖12B所示，No. 1和No.2晶片U被移送至轉(zhuǎn)移室內(nèi)設置的 機器人裝置的指部。與之平行地，以前述的次序，No. 3和No.4晶片 U從容納裝置103被取出并被轉(zhuǎn)移至負載鎖定室2的前部。
接著，如圖13A所示，No. l和No.2晶片U被運到處理室4內(nèi)， 安放在臺上，并經(jīng)受灰化處理。然后，如圖13B所示，負載鎖定室2 被返回至大氣壓力。
接著，如圖14A所示，No. 4晶片U被移送至負載鎖定室內(nèi)設置 的機器人裝置的上側(cè)指部，No.3晶片U被移送至下側(cè)指部。隨后，如 圖14B所示，上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)90°，并且這些晶片U被轉(zhuǎn)移至第一移送位置8a和第二移送位置8b。
接著，如圖15A所示，負載鎖定室2內(nèi)的壓力被減小至規(guī)定的值。 隨后，如圖15B所示，No. 3和No.4晶片U被移送至轉(zhuǎn)移室內(nèi)設置的 機器人裝置的一個指部。與之平行地，已經(jīng)完成灰化處理的No. 1和 No. 2晶片U從處理室4被運出。
接著，如圖16A所示，No. 3和No. 4晶片U被運入處理室4內(nèi)， 安放在臺上，并經(jīng)受灰化處理。同時地，No. 1晶片U被移送至負載鎖 定室內(nèi)設置的機器人裝置的上側(cè)指部，而No. 2晶片U被移送至下側(cè) 指部。與之平行地，以上述次序，No. 5和No. 6晶片U從容納裝置103 取出，并轉(zhuǎn)移至負載鎖定室2的前部。
接著，如圖17A所示，No. 6晶片U被移送至負載鎖定室內(nèi)設置 的機器人裝置的上側(cè)指部，No.5晶片U被移送至下側(cè)指部。隨后，如 圖17B所示，上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)90°，并且這些晶片U被轉(zhuǎn)移 至第一移送位置8a和第二移送位置8b。與之相聯(lián)系地，No. 1和No. 2 晶片U被轉(zhuǎn)移至移送位置8c。
同時，No. 1晶片U被安放在負載鎖定室內(nèi)設置的機器人裝置的上 側(cè)指部上，而No. 2晶片U被安放在下側(cè)指部上。這意味著，上下關 系參照如圖IIA所述的處理之前的關系(No. 2晶片U在上側(cè)指部上 而No. 1晶片U在下側(cè)晶片上)被顛倒。
然后，如圖18所示，如果No. l和No. 2晶片U被直接移送至轉(zhuǎn) 移裝置101并被容納在容納裝置103中，則晶片U以顛倒的上下關系 被容納。
作為研究的結(jié)果，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn) 90。以改變沒有晶片U安放在負載鎖定室內(nèi)設置的機器人裝置的上側(cè) 指部和下側(cè)指部上時的安放位置，則晶片U可以從負載鎖定室以最初 上下的關系被運出。
圖19至27是示意性處理流程圖，示出了發(fā)明人所獲得的發(fā)現(xiàn)。 如圖19A所示，從底部開始依次No. l至No. 6的六個晶片在容納 裝置103內(nèi)被容納。在此，圖中的灰化系統(tǒng)的陰影部分表明了減壓的 狀態(tài)。接著，如圖19B所示，在容納裝置103內(nèi)容納的No. 1和No. 2 晶片U通過轉(zhuǎn)移裝置101被取出，并被轉(zhuǎn)移至負載鎖定室2的前部。
接著，如圖20A所示，No. 2晶片U被移送至負載鎖定室內(nèi)設置 的機器人裝置的上側(cè)指部，No. 1晶片U被移送至下側(cè)指部。隨后，如 圖20B所示，上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)卯。，并且這些晶片U被轉(zhuǎn)移 至第一移送位置8a和第二移送位置8b。
接著，如圖21A所示，負載鎖定室2內(nèi)的壓力被減小至規(guī)定的值。 隨后，如圖21B所示，No. 1和No. 2晶片U被移送至轉(zhuǎn)移室內(nèi)設置的 機器人裝置的指部。與之平行地，以上述的次序，No. 3和No.4晶片 U從容納裝置103被取出并被轉(zhuǎn)移至負載鎖定室2的前部。
接著，如圖22A所示，No. l和No.2晶片U被運到處理室4內(nèi)， 安放在臺上，并經(jīng)受灰化處理。然后，如圖22B所示，負載鎖定室2 返回至大氣壓力。
接著，如圖23A所示，No. 4晶片U被移送至負載鎖定室內(nèi)設置 的機器人裝置的上側(cè)指部，而No.3晶片U被移送至下側(cè)指部。隨后， 如圖23B所示，上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)90° ，并且這些晶片U被轉(zhuǎn) 移至第一移送位置8a和第二移送位置8b。
接著，如圖24A所示，負載鎖定室2內(nèi)的壓力被減小至規(guī)定的值。 隨后，如圖24B所示，No.3和No.4晶片U被移送至轉(zhuǎn)移室內(nèi)設置的 機器人裝置的一個指部。與之平行地，已經(jīng)完成灰化處理的No. l和 No. 2晶片U從處理室4被運出。
此時，沒有晶片U安放在負載鎖定室內(nèi)設置的機器人裝置的上側(cè) 指部和下側(cè)指部上。因而，此時，上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)90°。在 此，圖24B示出了旋轉(zhuǎn)過程中上側(cè)指部和下側(cè)指部的位置。
在這種情況中，如果指部具有參照圖7至9所述的避免與推銷9a、 9b干涉的形狀，則甚至在推銷9a、 9b向上移動時上側(cè)指部和下側(cè)指部 也可旋轉(zhuǎn)卯。，并且可以提高生產(chǎn)率。
接著，如圖25A所示，No. 3和No.4晶片U被運入處理室4內(nèi)， 安放在臺上，并經(jīng)受灰化處理。同時地，No. 1晶片U被移送至負載鎖 定室內(nèi)設置的機器人裝置的下側(cè)指部，No. 2晶片U被移送至上側(cè)指部。與之平行地，以前述的次序，No. 5和No. 6晶片U從容納裝置103 被取出并被轉(zhuǎn)移至負載鎖定室2的前部。
接著，如圖26A所示，No. 6晶片U被移送至負載鎖定室內(nèi)設置 的機器人裝置的上側(cè)指部，而No.5晶片U被移送至下側(cè)指部。隨后， 如圖26B所示，上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)90°，并且這些晶片U被轉(zhuǎn) 移至第一移送位置8a和第二移送位置8b。與之相聯(lián)系地，No. 1和No. 2晶片U被轉(zhuǎn)移至移送位置8c。
隨后，該次序被重復以繼續(xù)灰化晶片U。
此時，根據(jù)該實施例，No.2晶片U安放在負載鎖定室內(nèi)設置的機 器人裝置的上側(cè)指部上，No. 1晶片U安放在下側(cè)指部上。這意味著， 上下關系與參照圖20A所述的處理之前的關系(No. 2晶片U在上側(cè) 指部上而No. 1晶片U在下側(cè)晶片上)相同。
然后，如圖27所示，如果No. 1和No. 2晶片U直接移送至轉(zhuǎn)移 裝置101并容納在容納裝置103內(nèi)，則晶片U可以以最初的上下關系 被容納。
在該實施例中，參照圖24B所述上側(cè)指部和下側(cè)指部旋轉(zhuǎn)90°的 操作僅僅需要每兩種以下的情況(occasion)完成一次。在此，所述情 況指的是這樣的情況，即在負載鎖定室2內(nèi)設置的機器人裝置將灰化 之前的晶片U與灰化后的晶片U交換。
取決于負載鎖定室內(nèi)設置的機器人裝置的指部的結(jié)構(gòu)，這種操作 可以每種情況都被完成，或者可以如上所述每規(guī)定數(shù)量的情況完成一 次。
此外，用于記憶晶片U的轉(zhuǎn)移狀態(tài)的器具可以被設置，以存儲每 個晶片U的轉(zhuǎn)移記錄，從而指部可以響應于特定的晶片U應該被返回 至指部的具體臂部的決定而被操作。例如，用于轉(zhuǎn)移未處理的晶片的 臂部可以被記憶，從而指部可以被切換成將已處理的晶片U移送至同 一臂部。
出于方便說明的原因，根據(jù)本發(fā)明的該實施例的處理裝置1為晶 片灰化裝置。然而，本發(fā)明并不限于此。例如，本發(fā)明還可應用為減 壓處理裝置，例如蝕刻裝置和膜形成裝置、以及用于在大氣壓下進行處理的裝置、以及所謂的濕式處理裝置、例如清潔裝置和濕式蝕刻裝 置，它們用于液晶顯示器件的玻璃基板、用于半導體器件的晶片等。
然而，例如考慮到將工件返回至最初的容納位置并提供緩慢冷卻 器具以防止高溫的處理后的工件出現(xiàn)裂縫，本發(fā)明有利地應用于灰化 半導體器件的晶片。
本發(fā)明的實施例已經(jīng)參照實例被說明。然而，本發(fā)明并不限于此。
在不脫離本發(fā)明精神的前提下，本領域技術人員可以合適地修改 上述實例，并且這些改型同樣包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
例如，處理裝置1和灰化系統(tǒng)100的各部件的形狀、尺寸、布局 等并不限于是所示的那些，而是可以合適地被改型。
此外，在上述說明中，垂直可移動的三個推銷在移送位置8a、 8b 被設置。然而，例如，考慮到大工件的變形，如圖28所示，可以設置 五個垂直可移動的推銷90a、卯b。推銷的數(shù)量和布局并不限于所示的 那些，而可以合適地被改型。
此外，如圖28所示，指部624a、 624b的形狀被設置成，其延伸 端部的橫截面尺寸朝向末端逐漸減小。
此外，如圖28 (以及圖1)所示，在上述說明中，指部624a、 624b 的臂部之間的角度e大體上是直角，但是本發(fā)明并不限于此。更具體 地講，必須允許在一個部位接收的多個工件W通過指部的旋轉(zhuǎn)被分布。 例如，相對于指部624b側(cè)，這可以被實現(xiàn)，如果指部的旋轉(zhuǎn)中心624e 并不位于其中安放工件的指部末端的中心624c與624d之間的連接線 X上。
此外，負載鎖定室內(nèi)設置的機器人裝置的指部的數(shù)量可以被改變， 或者不同形狀的指部可以被組合。例如，具有大體L形的兩個指部以 及一個直線指部可以被組合。這種組合可以與轉(zhuǎn)移室3內(nèi)的三個機器 人裝置以及三個處理室4結(jié)合使用。
此外，上述實例的各部件只要可行的話就可以組合，并且這種組 合還包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要它們屬于本發(fā)明的精神，
工業(yè)實用性本發(fā)明提供了機器人裝置以及設有其的處理裝置，灰化系統(tǒng)，以 及灰化方法，這可進一步提高生產(chǎn)率而不造成尺寸增加以及成本增高。
權(quán)利要求
1.一種機器人裝置，其被構(gòu)造成移送工件，這是通過將包含用于保持所述工件的保持器具的指部旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度而實現(xiàn)的，所述機器人裝置包括驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸包含彼此相互間隔的第一指部和第二指部，所述第一指部包含第一臂部和第二臂部，所述第一臂部和第二臂部從所述第一指部的旋轉(zhuǎn)中心延伸，而所述第一臂部和第二臂部之間具有規(guī)定的角度，從而所述第一臂部和第二臂部彼此相互離開，并且所述第二指部包含第三臂部和第四臂部，所述第三臂部和第四臂部從所述第二指部的旋轉(zhuǎn)中心延伸，而所述第三臂部和第四臂部之間具有規(guī)定的角度，從而所述第三臂部和第四臂部彼此相互離開，在所述第一臂部和所述第三臂部沿所述驅(qū)動軸的軸向重疊時，所述第二臂部和所述第四臂部彼此相互離開。
2. —種處理裝置，包括負載鎖定室，所述負載鎖定室包含根據(jù)權(quán)利要求1的第一機器人 裝置；處理室，所述處理室被構(gòu)造成處理工件；以及轉(zhuǎn)移室，所述轉(zhuǎn)移室包含第二機器人裝置，其中所述第二機器人 裝置被構(gòu)造成將從所述第一機器人裝置接收的工件轉(zhuǎn)移至所述處理 室。
3. —種灰化系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理裝置，所述處理裝置是灰化裝置； 被構(gòu)造成容納晶片的容納裝置；轉(zhuǎn)移裝置，所述轉(zhuǎn)移裝置被構(gòu)造成從所述容納裝置同時地接收兩 個所述晶片，并將所述晶片轉(zhuǎn)移至所述處理裝置；以及緩慢冷卻器具，用于緩慢冷卻由所述灰化裝置所灰化的晶片。
4. 一種灰化方法，包括在晶片并未安放在根據(jù)權(quán)利要求1的在負載鎖定室內(nèi)設置的機器 人裝置的第一指部和第二指部上時，旋轉(zhuǎn)所述第一指部和第二指部； 并且將灰化之后的所述晶片移送至與在灰化之前轉(zhuǎn)移所述晶片時使用 的臂部相同的臂部。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的機器人裝置被構(gòu)造成通過以下方式移送工件，即將包含用于保持工件的保持器具的指部旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度。機器人裝置包括包含彼此間隔的第一指部和第二指部的驅(qū)動軸。所述第一指部包含第一臂部和第二臂部，所述第一臂部和第二臂部從所述第一指部的旋轉(zhuǎn)中心延伸，而所述第一臂部和第二臂部之間具有規(guī)定的角度，從而所述第一臂部和第二臂部彼此相互離開，并且所述第二指部包含第三臂部和第四臂部，所述第三臂部和第四臂部從所述第二指部的旋轉(zhuǎn)中心延伸，而所述第三臂部和第四臂部之間具有規(guī)定的角度，從而所述第三臂部和第四臂部彼此相互離開。在所述第一臂部和所述第三臂部沿所述驅(qū)動軸的軸向重疊時，所述第二臂部和所述第四臂部彼此相互離開。所述機器人裝置還提高了生產(chǎn)率而不造成尺寸增加以及成本增高。
文檔編號H01L21/3065GK101553912SQ20078004465
公開日2009年10月7日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者東野秀史, 田部圣裕 申請人:芝浦機械電子株式會社