基板搬送方法和處理系統(tǒng)與流程

文檔序號：12071455閱讀：398來源：國知局

本發(fā)明涉及基板搬送方法和處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

已知通過對半導體晶片(以下稱作“晶片”。)依次執(zhí)行各種薄膜的處理(例如成膜處理、改性處理、熱處理、蝕刻處理等)而在晶片上形成多層結(jié)構(gòu)的薄膜的半導體器件的制造步驟。

這樣的半導體器件的制造例如能夠通過將多個處理室與一個公用搬送室連結(jié)，連續(xù)進行多個處理的集群結(jié)構(gòu)的處理系統(tǒng)來實現(xiàn)。在這種結(jié)構(gòu)的處理系統(tǒng)中，提出了為了在各處理室中處理晶片將晶片依次搬送到各處理室的搬送方法(例如參照專利文獻1)。

為了在各處理室中連續(xù)且高效地執(zhí)行必要的處理，優(yōu)選高效地搬送晶片。于是，在上述處理系統(tǒng)中，有時為了高效地搬送多個晶片而使用具有兩個臂的搬送機器人。搬送機器人的兩個臂各自設(shè)置有保持晶片的拾取器。其中一個拾取器保持未實施處理的未處理晶片，將其搬送至處理室。另一個拾取器在處理室中保持被實施了規(guī)定處理的處理后晶片，并將其搬送至下一個處理室。像這樣，通過設(shè)置在搬送機器人上的兩個拾取器分別保持晶片，能夠與利用具有一個臂的搬送機器人搬送晶片的情況相比，更高效地搬送晶片。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-119635號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明想要解決的技術(shù)問題

然而，從對晶片實施熱處理的熱處理室搬出的處理后晶片處于高溫。因此，為了保持從熱處理室搬出的處理后晶片，兩個臂(包括拾取器)需要由能耐高溫的材料構(gòu)成。

特別是，當一個臂與另一個臂的作用固定時，施加于一個臂的熱量與施加于另一個臂的熱量不同。例如，考慮如下的情況，固定各臂的作用，使一個臂搬送處理前的晶片(以下稱作未處理晶片)，另一個臂搬送處理后的晶片(以下稱作處理后晶片)。此時，搬送處理后晶片的臂的溫度的峰值比搬送未處理晶片的臂的溫度的峰值高。結(jié)果是，無法將搬送晶片時所受的熱量分散到兩個臂，搬送處理后晶片的臂的劣化比搬送未處理晶片的臂的劣化快。

針對這種問題，在一個方面，本發(fā)明的目的在于在搬送基板時降低臂的溫度峰值。

用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)一個方式，提供一種基板搬送方法，利用具有第一拾取器和第二拾取器的搬送機構(gòu)在熱處理室與不同于該熱處理室的其他室之間依次搬送基板，所述基板搬送方法的特征在于，包括：第一步驟，將未處理的基板保持在所述第一拾取器上，搬送至所述熱處理室；第二步驟，將在所述熱處理室中被熱處理過的處理后基板保持在所述第二拾取器上，將其從所述熱處理室搬出，并且將所述第一拾取器所保持的未處理的基板搬入所述熱處理室；第三步驟，將保持在所述第二拾取器上的處理后基板搬送至所述其他室；和第四步驟，將所述其他室內(nèi)的未處理的基板保持在所述第一拾取器中，在將所述第二拾取器所保持的處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為未保持基板的狀態(tài)。

發(fā)明效果

根據(jù)一個方面，在搬送基板時能夠降低臂的溫度峰值。

附圖說明

圖1是表示一實施方式的處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。

圖2是表示一實施方式的PM1和PM2的搬送時間和處理時間的一個例子。

圖3是表示一實施方式的晶片的搬送處理的一個例子的時序圖。

圖4A是說明一實施方式的晶片的搬送動作的一個例子的圖(其一)。

圖4B是說明一實施方式的晶片的搬送動作的一個例子的圖(其二)。

圖4C是說明一實施方式的晶片的搬送動作的一個例子的圖(其三)。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。其中，在本說明書和附圖中，針對實質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)標注相同的附圖標記，省略重復說明。

[處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)]

首先，參照圖1對本發(fā)明的一實施方式的處理系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的一個例子進行說明。如圖1所示，本實施方式的處理系統(tǒng)1包括熱處理室PM1、PM2(以下統(tǒng)稱為熱處理室PM。)。

熱處理室PM1、PM2是同時對六個晶片實施熱處理的半間歇式的處理腔室。在各個熱處理室PM1、PM2中，對六個晶片同時實施例如700℃左右的熱處理。其中，在各個熱處理室PM1、PM2中同時處理的晶片的個數(shù)不限于六個，也可以是一個或兩個以上。

在本實施方式的處理系統(tǒng)1中，在包括熱處理室PM1、PM2在內(nèi)的多個處理室之間搬送晶片。處理系統(tǒng)1所具有的多個處理室包括熱處理室PM1、PM2、隔離室8A、8B、8C(以下統(tǒng)稱為隔離室8。)、和公用搬送室2。

能夠抽真空的兩個熱處理室PM1、PM2分別通過閘閥6連結(jié)到多邊形的公用搬送室2的周圍。熱處理室PM1具有基座b，通過使基座b旋轉(zhuǎn)依次在室內(nèi)載置六個晶片。熱處理室PM2具有基座a，通過使基座a旋轉(zhuǎn)依次在室內(nèi)載置六個晶片。矩形的搬入側(cè)搬送室10通過能夠抽真空的三個隔離室8A、8B、8C連結(jié)到公用搬送室2。

在隔離室8A、8B、8C與公用搬送室2和搬入側(cè)搬送室10的連結(jié)部之間各自設(shè)置有閘閥6。三個導入口12和定向器14連結(jié)到搬入側(cè)搬送室10。導入口12載置能夠收納多個晶片的收納盒。定向器14通過使晶片旋轉(zhuǎn)通過光學法求取偏心量進行定位。

在搬入側(cè)搬送室10設(shè)置有搬入側(cè)搬送機構(gòu)16。搬入側(cè)搬送機構(gòu)16包括保持晶片的兩個拾取器16A、16B。拾取器16A、16B能夠進行伸屈、旋轉(zhuǎn)、升降和直線移動。在公用搬送室2設(shè)置有公用搬送機構(gòu)(以下簡稱為“搬送機構(gòu)18”。)三個隔離室8A、8B、8C用作將晶片搬入公用搬送室2內(nèi)的搬入口，或者將晶片搬出到公用搬送室2外的搬出口。

在公用搬送室2中，設(shè)置有用于臨時保持晶片的緩沖機構(gòu)38。該緩沖機構(gòu)38設(shè)置成，在上下移動的升降桿的上端設(shè)置板狀的緩沖基座，在該緩沖基座上設(shè)置例如突出設(shè)置三個支承銷，能夠在三個支承銷的上端支承晶片的背面。但是，緩沖機構(gòu)38只要能夠臨時載置晶片，就可以采用任何結(jié)構(gòu)。另外，緩沖機構(gòu)38不限于圖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按照存儲在RAM43或HDD44中的處理方案中設(shè)定的處理順序和搬送順序，控制在熱處理室PM中執(zhí)行的晶片的熱處理和熱處理室PM1、PM2與隔離室8A、8B、8C之間的晶片的搬送處理。其中，控制部40的功能可以用軟件實現(xiàn)，也可以用硬件實現(xiàn)，還可以組合軟件和硬件實現(xiàn)。

[晶片的搬送方法]

接著，參照圖2、圖3、圖4A～圖4C對上述結(jié)構(gòu)的處理系統(tǒng)1的晶片的搬送方法進行說明。圖2是表示一實施方式的PM1和PM2的搬送時間和處理時間的一個例子。圖3是表示一實施方式的晶片的搬送處理的一個例子的時序圖。圖4A～圖4C是說明一實施方式的晶片的搬送動作的一個例子的圖。圖3所示的晶片的搬送處理主要由控制部40控制。

以下，對依次將六個晶片搬入熱處理室PM1，同時對六個晶片進行熱處理并依次搬出六個晶片的步驟進行說明。由此，因為依次將六個晶片搬入熱處理室PM2，同時對六個晶片進行熱處理并依次搬出六個晶片的步驟的說明是重復記載，所以予以省略。

如圖2所示，在兩個熱處理室PM1、PM2中，并行對晶片實施熱處理。在實施熱處理的前后，進行晶片的更換處理。在晶片的更換處理中，進行將處理后晶片搬出熱處理室PM1和熱處理室PM2的處理和將未處理晶片搬入熱處理室PM1和熱處理室PM2的處理。

例如，在圖2所示的時刻t0，在熱處理室PM2中，六個晶片已被搬入，處于正在進行熱處理的狀態(tài)。另一方面，在時刻t0，在熱處理室PM1中，處于開始進行晶片的更換處理的時刻，在該時刻沒有晶片被搬入熱處理室PM1。

在這種狀態(tài)下，開始圖3的基板搬送處理時，在步驟S10中，控制部40經(jīng)控制將未處理晶片保持在拾取器16A或拾取器16B中任一個拾取器上，搬送至熱處理室PM1。晶片從三個導入口12中的任一口上設(shè)置的收納盒(包括承載器)取出。晶片被保持在設(shè)置在搬入側(cè)搬送室10中的拾取器16A或拾取器16B中的任一者上，被運送至隔離室8A、8B、8C中的任一者中。

在圖4A的“a”例子中，未處理晶片W01通過三個隔離室8A、8B、8C中的隔離室8B保持在一個拾取器(此處為拾取器18B)上被搬送室熱處理室PM1的入口附近。

接著，在圖3的步驟S12中，控制部40將未處理晶片搬入熱處理室PM1。由此，例如，如圖4A的“a”所示，拾取器18B所保持的未處理晶片W01被搬入熱處理室PM1，載置在基座b上。

接著，在圖3的步驟S14中，控制部40判斷是否已經(jīng)將第六個未處理晶片搬入熱處理室PM1。在該時刻，被搬入熱處理室PM1的晶片只有一個未處理晶片。因此，控制部40判斷出第六個未處理晶片還沒有被搬入熱處理室PM1，并回到步驟S10，將下一個未處理晶片保持在一個拾取器上，執(zhí)行步驟S10～S14。

在步驟S14中，控制部40在判斷出已經(jīng)將第六個未處理晶片搬入熱處理室PM1時，進入步驟S16，將下一個未處理晶片保持在一個拾取器上搬送至熱處理室PM1的入口附近(第一步驟的一個例子)。

圖4A的“b”表示第一個～第六個未處理晶片W01～未處理晶片W06被搬入熱處理室PM1，在熱處理室PM1中開始熱處理(圖2的時刻T1的時間點)，下一個未處理晶片W11保持在拾取器18B的狀態(tài)。另其中，在圖4A的“b”中，未處理晶片W11通過隔離室8B被取出，但不限于此，未處理晶片W11也可以通過隔離室8A或隔離室8C被取出。

圖4A的“c”表示在熱處理室PM1中對六個晶片W01～W06實施熱處理期間，保持在拾取器18B上的未處理晶片W11被搬送至熱處理室PM1的入口附近的狀態(tài)。

接下來，在圖3的步驟S18中，控制部40判斷六個晶片W01～W06的熱處理是否完成?？刂撇?0在判斷出六個晶片W01～W06的熱處理完成時，進入步驟S20?？刂撇?0在步驟S20中，將在熱處理室PM1中實施了熱處理的處理后晶片保持在下一個拾取器(此處為拾取器18A)上，將拾取器18B所保持的未處理晶片搬入熱處理室PM1(第二步驟的一個例子)。在圖2的時刻T2的時間點，在熱處理室PM1中對晶片的熱處理完成，開始晶片的更換處理。即，如圖4B的“d”所示，處理后晶片W01被保持在拾取器18A上，拾取器18B所保持的未處理晶片W11被搬入熱處理室PM1，并載置在基座b上。

接下來，在圖3的步驟S22中，控制部40將另一個拾取器所保持的處理后晶片W01搬送至隔離室8(第三步驟的一個例子)。

接著，控制部40在圖3的步驟S24中，判斷在收納盒內(nèi)是否有要執(zhí)行熱處理的未處理晶片?？刂撇?0在判斷出收納盒內(nèi)沒有要執(zhí)行熱處理的未處理晶片時，進入步驟S26，將另一個拾取器所保持的處理后晶片搬入隔離室8，結(jié)束本處理。

另一方面，控制部40在判斷出有要執(zhí)行熱處理的未處理晶片時，進入步驟S28，將未處理晶片保持在一個拾取器上，將另一個拾取器所保持的處理后晶片搬入隔離室8。圖4B的“e”表示未處理晶片W12保持在拾取器18B上，處理后晶片W01保持在拾取器18A上并被搬入隔離室8A的狀態(tài)。

接著，在圖3的步驟S30中，控制部40判斷第六個處理后晶片是否已經(jīng)從熱處理室PM1搬出。在該時刻，一個處理后晶片W01從熱處理室PM1搬出。因此，控制部40判斷第六個處理后晶片還沒有從熱處理室PM1搬出，回到步驟S20，將下一個處理后晶片保持在另一個拾取器上，執(zhí)行步驟S20以后的處理。像這樣，執(zhí)行步驟S20～S30的處理，直至第二個處理后晶片W02～第六個處理后晶片W06均被搬出熱處理室PM1。由此，第二個處理后晶片W02～第六個處理后晶片W06一個一個地被搬出熱處理室PM1，并被搬入隔離室8。其間的動作中，處理后晶片由拾取器18A保持，未處理晶片由拾取器18B保持。

在圖3的步驟S30中，控制部40在判斷出第六個處理后晶片已經(jīng)被搬出熱處理室PM1時，進入步驟S32，判斷是否是要切換拾取器18A和拾取器18B的作用的時刻。即，判斷是不是切換成由拾取器18B保持處理后晶片，由拾取器18A保持未處理晶片的時刻。

例如，在圖2的時刻t3的時間點，在熱處理室PM1中完成晶片的更換處理，開始晶片的熱處理。另一方面，在時刻t3的時間點，在熱處理室PM2中正在對晶片進行熱處理。即，圖2的時刻t3至時刻t4之間，在熱處理室PM1和熱處理室PM2中均不使用搬送機構(gòu)18。這期間，搬送機構(gòu)18處于等待熱處理室PM1和熱處理室PM2中的晶片的熱處理完成的空閑狀態(tài)。

另一方面，在圖2的時刻t1時間點，在熱處理室PM1中完成晶片的更換處理，開始晶片的熱處理。與此不同，在時刻t1的時間點在熱處理室PM2中，完成晶片的熱處理，開始晶片的更換處理。即，在圖2的時刻t1的時間點，搬送機構(gòu)18不處于空閑狀態(tài)。

由此可見，在搬送機構(gòu)18處于空閑狀態(tài)的時刻t3～時刻t4的時間點，執(zhí)行切換后述的拾取器18A和拾取器18B的作用的處理時，搬送效率不會降低，予以優(yōu)選。這是因為在時刻t3～時刻t4的時間點，為了切換拾取器18A和拾取器18B的作用而使用搬送機構(gòu)18，晶片的搬送也不會發(fā)生延遲。

另一方面，在搬送機構(gòu)18不處于空閑狀態(tài)的時刻t1的時間點，為了切換拾取器18A和拾取器18B的作用而利用搬送機構(gòu)18是不予以優(yōu)選的。這是因為通常的晶片的搬送可能發(fā)生延遲。

由此可見，控制部40在圖3的步驟S32中，當搬送機構(gòu)18不處于空閑狀態(tài)時，判斷為不是切換時機，返回步驟S10，不切換拾取器18A和拾取器18B的作用，進行步驟S10～S30的處理。由此，對于下一批六個晶片，拾取器18B搬送未處理晶片，拾取器18A搬送處理后晶片。

另一方面，控制部40在圖3的步驟S32中，當搬送機構(gòu)18處于空閑狀態(tài)時，判斷為是切換時機，進入步驟S34，一個拾取器所保持的未處理晶片臨時載置在緩沖機構(gòu)38。由此，如圖4B的(f)所示，拾取器18B所保持的未處理晶片W21臨時載置在緩沖機構(gòu)38。由此，如圖4C的“g”所示，利用搬送機構(gòu)18處于空閑狀態(tài)的期間，能夠使拾取器18A和拾取器18B均成為未保持晶片的狀態(tài)(第四步驟的一個例子)。

接下來，控制部40在圖3的步驟S36中，將載置在緩沖機構(gòu)38中的未處理晶片保持在不是將未處理晶片載置在緩沖機構(gòu)38上的拾取器的那一個拾取器。由此，拾取器的作用切換成由拾取器18A保持未處理晶片，由拾取器18B保持處理后晶片。

例如，如圖4C的“h”所示，拾取器18A保持載置在緩沖機構(gòu)38中的未處理晶片W21，由此如圖4C的“i”所示，處理后晶片W11保持在拾取器18上。像這樣，控制部40在兩個拾取器之間切換搬送未處理晶片的拾取器和搬送處理后晶片的拾取器后，返回步驟S10，反復進行步驟S10以后的處理。

以上對本實施方式的晶片的搬送方法進行了說明。搬送機構(gòu)18所具有的兩個臂中，由其中一個臂搬送未處理晶片，另一個臂搬送處理后晶片時，施加于搬送處理后晶片的臂的熱量比施加于搬送未處理晶片的臂的熱量高。

特別是，當對晶片實施例如700℃左右的高溫的熱處理時，從熱處理室搬出的處理后晶片處于相當高的溫度。因此，當各臂的作用固定時，搬送處理后晶片的臂側(cè)的溫度的峰值高于搬送未處理晶片的臂側(cè)的溫度的峰值。結(jié)果是，無法將保持晶片的拾取器所受的熱量分散到兩個臂中，搬送處理后晶片的臂的劣化比搬送未處理晶片的臂更快。特別是，雖然搬送機構(gòu)18中的兩個臂均由能耐高溫的材料構(gòu)成，但是從受熱量高的搬送處理后基板的臂的例如腕關(guān)節(jié)軸承等耐熱差的部件開始劣化。

對此，根據(jù)本實施方式的晶片的搬送方法，能夠進行不將搬送機構(gòu)18所具有的兩個臂的作用固定的搬送。即，在規(guī)定的切換時機，切換(調(diào)換)搬送未處理晶片的臂和搬送處理后晶片的臂。由此，能夠向各臂分散在搬送中兩個臂中受到的熱量，能夠降低兩個臂中的溫度的峰值。結(jié)果是，能夠延緩設(shè)置在臂的腕關(guān)節(jié)軸承等耐熱性較差的部件的劣化。另外，能夠降低構(gòu)成各臂的部件所需的耐熱性的等級。由此，能夠降低構(gòu)成臂的部件的成本。

另外，根據(jù)本實施方式的晶片的搬送方法，當搬送機構(gòu)18處于空閑狀態(tài)時，在兩個拾取器18A、18B之間切換保持未處理晶片的拾取器和保持處理后晶片的拾取器。由此，晶片的搬送處理不發(fā)生延遲，而能夠切換拾取器18A、18B的作用。

以上，利用上述實施方式說明了基板搬送方法，但是本發(fā)明的基板搬送方法不限于上述實施方式，能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)加以各種變形和改良。上述多個實施方式所記載的內(nèi)容在不矛盾的范圍內(nèi)可以組合。

例如，在本發(fā)明的基板搬送方法中，保持未處理晶片的拾取器和保持處理后晶片的拾取器的切換時機不限于搬送機構(gòu)處于空閑狀態(tài)時。即，上述切換時機也可以是搬送機構(gòu)不處于空閑狀態(tài)時。

另外，例如在本發(fā)明中對基板執(zhí)行的熱處理，只要是對基板施加熱量的處理，也可以是熱處理室內(nèi)為700℃以下時進行的基板處理。另外，在本實施方式中對基板執(zhí)行的熱處理可以包括等離子體處理及其他的利用熱進行的處理。

另外，本發(fā)明的基板不限于晶片，例如也可以是平板顯示器(Flat Panel Display)用的大型基板、EL元件或太陽電池用的基板。

本國際申請主張基于2014年9月19日申請的日本國特許出愿2014-191649號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容原因于本國際申請。

附圖標記說明

1：處理系統(tǒng)

2：公用搬送室

6：閘閥

8A、8B、8C：隔離室

10：搬入側(cè)搬送室