发明名称 半导体制程物件装卸装置及其装载和卸载方法
摘要 本发明公开了一种半导体制程物件装卸装置以及使用该装置装卸半导体制程物件之方法。采用了处理平台上升托起半导体制程物件之手段,在半导体制程物件装卸过程中,可保持半导体制程物件停留在原位不动而不需要随顶针上下升降,从而保证半导体制程物件准确定位在处理平台上,避免了由顶针升降带来的半导体制程物件位置发生偏移之问题,实现了半导体制程物件之快速装卸。
申请公布号 TWI281454 申请公布日期 2007.05.21
申请号 TW095103573 申请日期 2006.01.27
申请人 中微半导体设备(亚洲)有限公司 发明人 户高良二
分类号 B65G49/07(2006.01);H01L21/02(2006.01) 主分类号 B65G49/07(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种半导体制程物件装卸装置,包括至少一处理 腔室,处理腔室有至少一半导体制程物件装卸口, 处理腔室内设置有n个处理平台,处理平台内设置 有顶针,其特征在于: 处理平台可在处理腔室内上下升降; 该半导体制程物件装卸装置亦包括一带有若干机 械臂之可旋转的交换平台,藉由调整交换平台之机 械臂的位置,可使得机械臂位于处理平台之正上方 或自处理平台之正上方移开,使处理平台在处理腔 室内上下升降时不受机械臂阻挡。 2.如请求项1之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该交换平台连接有n个机械臂,所有机械臂处于 同一水平面。 3.如请求项1之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该交换平台连接有n对可张开、收拢之机械臂, 所有机械臂处于同一水平面。 4.如请求项2之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该等n个机械臂可随交换平台一起旋转,每一机 械臂对应一处理平台,藉由交换平台旋转,可使每 一机械臂位于每一处理平台之正上方或自处理平 台正上方移开。 5.如请求项3之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该等n对机械臂可在水平方向张开或收拢,每一 对机械臂对应一处理平台,藉由调整机械臂之张开 或收拢,可使每一对机械臂位于每一处理平台之正 上方或自处理平台正上方移开。 6.如请求项2之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该每一机械臂上均设有至少三个凸柱,在该等 凸柱顶部有一缺口,用于准确定位及置放半导体制 程物件。 7.如请求项3之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该每一对机械臂上设有形状与半导体制程物件 对应之凹槽,用于准确定位及置放半导体制程物件 。 8.如请求项1之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该半导体制程物件装卸口正对处理腔室内之一 处理平台。 9.如请求项1之半导体制程物件装卸装置,其特征在 于:该交换平台与一传动轴相连,传动轴带动交换 平台旋转,使得交换平台上之机械臂可停止于处理 腔室内的不同处理平台之正上方或自处理平台之 正上方移开的位置。 10.如请求项3之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该交换平台包括第一、第二交换平台,每一 交换平台各连接有n个机械臂,第一交换平台上之 一机械臂及第二交换平台上之一机械臂共同构成 一对机械臂,第一、第二交换平台共有n对机械臂, 所有机械臂处于同一水平面。 11.如请求项10之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该第一交换平台受气动杆控制,可在7-15范 围内转动。 12.如请求项10之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该第二交换平台与传动轴相连,传动轴带动 第二交换平台,旋转方向与第一交换平台之旋转方 向相反,使第二交换平台与第一交换平台卡合或松 开。 13.如请求项12之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:当第二交换平台与第一交换平台卡合后,传 动轴带动第一、第二交换平台一起旋转。 14.如请求项13之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该传动轴带动第一、第二交换平台一起旋转 使得一对机械臂正对该半导体制程物件装卸口。 15.如请求项1之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该处理平台内设置有多个顶针导引孔,每一 顶针导引孔内设置有一可沿顶针导引孔竖直升降 之顶针。 16.如请求项15之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该处理平台上之顶针导引孔的数目不少于3 个,且成三角状排列。 17.如请求项15之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该顶针包括一呈平面之头部及与顶针头部连 接之顶杆。 18.如请求项17之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该顶针具有一第三位置及一第四位置,在第 三位置时,顶针头部收容于处理平台之顶针导引孔 内;在第四位置时,顶针头部穿出处理平台并顶起 被机械臂托住之半导体制程物件。 19.如请求项15之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该顶杆下方设有一顶针升降平台,顶针升降 平台与一马达相连接,顶针升降平台上升时带动顶 针至第四位置,顶针升降平台下降时顶针回至第三 位置。 20.如请求项20之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:所有处理平台之顶针可由同一顶针升降平台 带动一起升降。 21.如请求项4之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:处理平台在第一位置及第二位置间升降时, 机械臂位于相邻两个处理平台之间的间隔内并且 不阻挡处理平台之升降,该处理平台位于第一位置 时,处理平台位于交换平台之下方;该处理平台位 于第二位置时,处理平台托起半导体制程物件。 22.如请求项5之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:处理平台在第一位置及第二位置间升降时穿 过张开之机械臂所在平面,该处理平台位于第一位 置时,处理平台位于交换平台之下方;该处理平台 位于第二位置时,处理平台托起半导体制程物件。 23.如请求项1之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该处理平台数目n为大于等于1之整数。 24.如请求项1之半导体制程物件装卸装置,其特征 在于:该机械臂由陶瓷、AL2O3、SiC、AlN中之一种或 多种材料制成。 25.一种利用请求项1之半导体制程物件装卸装置装 载半导体制程物件的方法,包括如下步骤: (a)机器人传送臂将未处理之半导体制程物件摆放 在机械臂上; (b)顶针自顶针头部收容于处理平台的顶针导引孔 内之第三位置上升至顶针头部与半导体制程物件 接触之第四位置; (c)交换平台上之机械臂调整位置,使机械臂移开处 理平台之正上方; (d)处理平台自位于交换平台下方之第一位置上升 至与半导体制程物件接触之第二位置。 26.如请求项25之装载半导体制程物件之方法,其特 征在于:该步骤(a)中包括如下步骤 (e)旋转交换平台,使交换平台上之机械臂位于对应 之n个处理平台之正上方; (f)机器人传送臂藉由半导体制程物件装卸口将一 片未处理之半导体制程物件置放在正对半导体制 程物件装卸口之一对机械臂上; (g)交换平台旋转n分之一圈; (h)机器人传送臂将下一片未处理之半导体制程物 件置放在正对半导体制程物件装卸口之下一对机 械臂上; (i)重复步骤(g)、(h),直至处理腔室中放入n片未处 理之半导体制程物件。 27.如请求项25之装载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(c)中机械臂调整位置之步骤包括: 旋转交换平台,使机械臂自处理平台正上方移开, 保证处理平台在处理腔室内上下升降时不受机械 臂阻挡。 28.如请求项27之装载半导体制程物件的方法,其特 征在于: 处理平台在第一位置及第二位置间升降时,机械臂 位于相邻两个处理平台之间的间隔内并且不阻挡 处理平台之升降,该处理平台位于第一位置时,处 理平台位于交换平台之下方;该处理平台位于第二 位置时,处理平台托起半导体制程物件。 29.如请求项25之装载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(c)中机械臂调整位置之步骤包括: 调整机械臂,使机械臂张开,保证处理平台在处理 腔室内上下升降时不受机械臂阻挡。 30.如请求项29之装载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该处理平台自第一位置上升至第二位置间 时穿过张开之机械臂,该处理平台位于第一位置时 ,处理平台位于交换平台之下方;该处理平台位于 第二位置时,处理平台托起半导体制程物件。 31.如请求项28或30之装载半导体制程物件的方法, 其特征在于:该顶针位于第三位置时,顶针头部收 容于处理平台之顶针导引孔内;该顶针位于第四位 置时,顶针头部穿出处理平台并顶起被机械臂托住 之半导体制程物件。 32.如请求项26之装载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该等n个处理平台之数目系大于等于1之整 数。 33.一种利用请求项1之半导体制程物件装卸装置卸 载半导体制程物件的方法,包括如下步骤: (a)n个处理平台自与半导体制程物件底面接触之第 二位置下降至位于交换平台下方之第一位置; (b)半导体制程物件交换平台上之机械臂调整位置, 使机械臂位于处理平台之正上方; (c)顶针自与半导体制程物件接触之第四位置下降 至顶针头部收容于处理平台的顶针导引孔内之第 三位置; (d)机器人传送臂自机械臂上取出半导体制程物件 。 34.如请求项33之卸载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(d)中包括如下步骤 (e)机器人传送臂藉由半导体制程物件装卸口自机 械臂上取出一片半导体制程物件; (f)交换平台旋转n分之一圈; (g)机器人藉由半导体制程物件装卸口自下一对机 械臂上取出另一片半导体制程物件; (h)重复步骤(f)、(g),直至处理平台上之半导体制程 物件全部取出。 35.如请求项33之卸载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(b)中机械臂调整位置之步骤包括: 旋转交换平台,使机械臂移动至位于处理平台之正 上方。 36.如请求项35之卸载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该处理平台自第二位置下降至第一位置时 ,机械臂自处理平台正上方移开,位于相邻两个处 理平台之间的间隔内,该处理平台位于第二位置时 ,处理平台托起半导体制程物件;该处理平台位于 第一位置时,处理平台返回交换平台之下方。 37.如请求项33之卸载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(b)中机械臂调整位置之步骤包括: 调整机械臂,使机械臂收拢并位于处理平台之正上 方。 38.如请求项37之卸载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该处理平台自第二位置下降至第一位置时 穿过张开之机械臂,该处理平台位于第二位置时, 处理平台托起半导体制程物件;该处理平台位于第 一位置时,处理平台返回交换平台之下方。 39.如请求项33之卸载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该顶针位于第四位置时,顶针头部穿出处 理平台并顶起被机械臂托住之半导体制程物件;该 顶针返回第三位置时,顶针头部收容于处理平台之 顶针导引孔内。 40.如请求项33之卸载半导体制程物件的方法,其特 征在于:该等n个处理平台之数目系大于等于1之整 数。 41.一种利用请求项1之半导体制程物件装卸装置交 换半导体制程物件的方法,用于自处理腔室内取出 一片经过处理之半导体制程物件并放入一片未处 理之半导体制程物件,包括如下步骤: (a)处理平台自与经过处理的半导体制程物件底面 相接触之第二位置下降至位于交换平台下方之第 一位置; (b)该处理平台上方换平台的机械臂调整位置,使机 械臂位于处理平台之正上方; (c)顶针自与该经过处理之半导体制程物件相接触 的第四位置下降至顶针头部收容于处理平台之顶 针导引孔内的第三位置; (d)旋转交换平台,使交换平台上放有经过处理之半 导体制程物件的一对机械臂正对半导体制程物件 装卸口; (e)机器人传送臂自该半导体制程物件装卸口中取 出该经过处理之半导体制程物件; (f)机器人传送臂自该半导体制程物件装卸口中送 入未经处理之半导体制程物件; (g)顶针自顶针头部收容于处理平台之顶针导引孔 内的第三位置上升至顶针头部与未经处理之半导 体制程物件接触的第四位置; (h)该交换平台之机械臂再次调整位置,使机械臂移 开处理平台之正上方; (i)该处理平台自位于交换平台下方之第一位置上 升至与未经处理的半导体制程物件接触之第二位 置。 42.如请求项41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(b)中机械臂调整位置之步骤包括: 旋转交换平台,使机械臂移动至位于处理平台之正 上方。 43.如请求项42之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该处理平台自第二位置下降至第一位置时 ,机械臂位于相邻两个处理平台之间的间隔内并且 不阻挡处理平台之升降,该处理平台位于第二位置 时,处理平台托起半导体制程物件;该处理平台位 于第一位置时,处理平台返回交换平台之下方。 44.如请求项41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(b)中机械臂调整位置之步骤包括: 提供一具有若干对可张开或收拢之机械臂的交换 平台,调整机械臂,使机械臂收拢并位于处理平台 之正上方。 45.如请求项44之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该处理平台自第二位置下降至第一位置时 穿过张开之机械臂,该处理平台位于第二位置时, 处理平台托起半导体制程物件;该处理平台位于第 一位置时,处理平台返回交换平台之下方。 46.如请求顶41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:在步骤(c)中,该顶针位于第四位置时,顶针 头部穿出处理平台并顶起被机械臂托住之半导体 制程物件;该顶针返回第三位置时,顶针头部收容 于处理平台之顶针导引孔内。 47.如请求项41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:在步骤(g)中,该顶针位于第三位置时,顶针 头部收容于处理平台之顶针导引孔内;该顶针位于 第四位置时,顶针头部穿出处理平台并顶起被机械 臂托住之半导体制程物件。 48.如请求项41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(h)中机械臂调整位置是机械臂向一 侧转动,偏离处理平台正上方之位置。 49.如请求项48之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:处理平台在第一位置及第二位置间升降时 ,机械臂位于相邻两个处理平台之间的间隔内并且 不阻挡处理平台之升降,该处理平台位于第一位置 时,处理平台位于交换平台之下方;该处理平台位 于第二位置时,处理平台托起半导体制程物件。 50.如请求项41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(h)中机械臂调整位置系机械臂张开 ,处理平台自张开之机械臂间穿过。 51.如请求项50之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该处理平台自第一位置上升至第二位置间 时穿过张开之机械臂,该处理平台位于第一位置时 ,处理平台位于交换平台之下方;该处理平台位于 第二位置时,处理平台托起半导体制程物件。 52.如请求项41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(b)中机械臂调整位置之步骤包括: 只单独调整交换平台上之靠近处理平台的机械臂, 使该机械臂收拢并位于处理平台之正上方。 53.如请求项41之交换半导体制程物件的方法,其特 征在于:该步骤(h)中机械臂调整位置之步骤包括: 只单独调整交换平台上之靠近处理平台的机械臂, 使机械臂移开处理平台之正上方。 图式简单说明: 图1A-1B为先前技术半导体制程物件装卸装置之卸 载及装载半导体制程物件的方法示意图; 图2为先前技术之一种半导体制程物件装卸装置的 结构示意图; 图3为先前技术之另一种半导体制程物件装卸装置 的结构示意图; 图4为本发明半导体制程物件装卸装置之俯视图; 图5为本发明半导体制程物件装卸装置之部分剖视 图; 图6为本发明第一种交换平台之立体分解图; 图7为本发明第一种交换平台之剖面图; 图8为本发明第二种交换平台之立体分解图; 图9A-9C为本发明之交换平台在处理腔室内的动作 示意图; 图10A-10E为本发明半导体制程物件装卸装置在装载 半导体制程物件过程中交换平台、顶针及处理平 台相互位置关系之示意图; 图11为本发明半导体制程物件装卸装置装载半导 体制程物件之流程图; 图12A-12D为本发明半导体制程物件装卸装置在卸载 半导体制程物件过程中交换平台、顶针及处理平 台相互位置关系之示意图; 图13为本发明半导体制程物件装卸装置卸载半导 体制程物件之流程图。 图14为本发明第三种交换平台之立体分解图; 图15A-15B为本发明第三种交换平台在处理腔室内之 动作示意图。
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