專利名稱：半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置及其裝載和卸載方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體或集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置及其裝載和卸載方法。
背景技術(shù)：
目前有兩種常用的半導(dǎo)體工藝件處理系統(tǒng)，一種是對(duì)半導(dǎo)體工藝件進(jìn)行批量處理的系統(tǒng)，而另一種則對(duì)半導(dǎo)體工藝件進(jìn)行單片處理。在批量處理系統(tǒng)中，多片半導(dǎo)體工藝件被放入半導(dǎo)體工藝件處理腔室的多個(gè)處理平臺(tái)中，這些半導(dǎo)體工藝件在同一時(shí)間進(jìn)行處理。單片處理系統(tǒng)雖然在產(chǎn)品處理均一性、熱效應(yīng)以及單批加工速度方面具有優(yōu)勢(shì)，但是其低產(chǎn)能以及昂貴的生產(chǎn)成本顯然是難以克服的致命缺陷。因此，半導(dǎo)體工藝件批量處理系統(tǒng)得到了廣泛地發(fā)展。
半導(dǎo)體工藝件在處理過(guò)程中，會(huì)涉及到半導(dǎo)體工藝件的裝載和卸載。比如，將半導(dǎo)體工藝件從真空鎖傳遞到傳送室、將半導(dǎo)體工藝件從傳送室裝載到處理腔室、將半導(dǎo)體工藝件從處理腔室卸載至傳送室。目前，半導(dǎo)體工藝件的準(zhǔn)確裝載和卸載，是半導(dǎo)體工藝件處理的關(guān)鍵步驟之一，也已成為半導(dǎo)體制造業(yè)向前發(fā)展的一個(gè)挑戰(zhàn)。尤其，在半導(dǎo)體工藝件批量處理系統(tǒng)中，處理腔室內(nèi)包括多個(gè)處理平臺(tái)，每一個(gè)處理平臺(tái)上放置一片被處理的半導(dǎo)體工藝件，必須保證每一個(gè)處理平臺(tái)上的半導(dǎo)體工藝件被準(zhǔn)確裝載和定位，以滿足處理要求。當(dāng)處理完成后，還必須保證已部分處理好的或已處理好的半導(dǎo)體工藝件被安全地卸載。
目前，業(yè)內(nèi)廣泛運(yùn)用的半導(dǎo)體工藝件的裝載和卸載方法可以參考美國(guó)專利第6305898號(hào)所揭露。請(qǐng)參考圖1A和圖1B，是現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的卸載和裝載半導(dǎo)體工藝件的方法示意圖，其主要是配合內(nèi)縮于處理平臺(tái)內(nèi)部的頂針上下升降的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體工藝件的裝載和卸載的。圖1A為其卸載方法。在半導(dǎo)體工藝件41處理好后(此時(shí)，半導(dǎo)體工藝件41位于處理平臺(tái)31上，且頂針21縮于處理平臺(tái)內(nèi)部)，為了將半導(dǎo)體工藝件41從處理平臺(tái)31上卸載，先將頂針21從處理平臺(tái)內(nèi)升起某一特定距離，則半導(dǎo)體工藝件41隨頂針21一起從處理平臺(tái)31向上升起一特定距離，使半導(dǎo)體工藝件41與處理平臺(tái)31之間形成一個(gè)空間，然后，機(jī)器人傳送臂51可以伸入半導(dǎo)體工藝件41下面的空間內(nèi)取走處理過(guò)的半導(dǎo)體工藝件41。圖1B為其裝載方法，順序與前述卸載方法相反。即，機(jī)器人傳送臂51先將一片待處理的半導(dǎo)體工藝件41伸入處理平臺(tái)31上方的一特定位置(此時(shí)，頂針21處于處理平臺(tái)31內(nèi))，然后，頂針21向上升起并與放在機(jī)器人傳送臂51的半導(dǎo)體工藝件41的下表面接觸，并向上托住半導(dǎo)體工藝件41使半導(dǎo)體工藝件41脫離機(jī)器人傳送臂51一定距離，然后，機(jī)器人傳送臂51就可以從半導(dǎo)體工藝件41下面抽回，再通過(guò)頂針21下降使半導(dǎo)體工藝件41自動(dòng)定位于處理平臺(tái)31上。
但是，這種裝載和卸載方法的缺點(diǎn)是由于頂針是設(shè)在處理平臺(tái)內(nèi)的頂針導(dǎo)引槽內(nèi)的，頂針在上下升降過(guò)程中，會(huì)在頂針導(dǎo)引槽內(nèi)有一些豎直方向的偏移，最終會(huì)導(dǎo)致著落在處理平臺(tái)上的半導(dǎo)體工藝件與原定的準(zhǔn)確著落點(diǎn)有些偏差。
為了解決上述缺點(diǎn)，美國(guó)專利申請(qǐng)第20040219006號(hào)提供了一種解決方案，如圖2所示。該專利申請(qǐng)包括了一組穿過(guò)處理平臺(tái)31的頂針21，頂針21的頭部和半導(dǎo)體工藝件41接觸，并在頂針21底部增加了一個(gè)頂針連接環(huán)29，固定多個(gè)頂針21的位置，通過(guò)這種方法來(lái)減小頂針21上升過(guò)程中豎直方向的位移誤差。但是，這個(gè)技術(shù)方案中仍然需要頂針導(dǎo)引槽和通過(guò)頂針上下升降來(lái)實(shí)現(xiàn)裝卸，即使設(shè)置了頂針連接環(huán)29，也仍然克服不了多個(gè)頂針21在頂針導(dǎo)引槽內(nèi)一起發(fā)生偏移的問(wèn)題。在半導(dǎo)體工藝件41著落至處理平臺(tái)31上后，其擺放位置仍可能發(fā)生偏移，從而影響半導(dǎo)體工藝件的處理效果。
另外，美國(guó)專利6143082號(hào)揭示了另一種半導(dǎo)體工藝件處理裝置。如圖3所示，該裝置包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的交換平臺(tái)904、一個(gè)處理腔室頂蓋906、一個(gè)處理腔室902，其中，處理腔室902一側(cè)設(shè)有一個(gè)裝卸口910，機(jī)器人傳送臂通過(guò)裝卸口910送入/取出半導(dǎo)體工藝件。在處理腔室902內(nèi)設(shè)置多個(gè)處理平臺(tái)，通過(guò)裝卸口910送入的半導(dǎo)體工藝件擺放在交換平臺(tái)904上，交換平臺(tái)904可旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使機(jī)器人傳送臂順利送入下一片半導(dǎo)體工藝件。當(dāng)交換平臺(tái)904上擺滿半導(dǎo)體工藝件后，交換平臺(tái)904可沿豎直方向下降，使半導(dǎo)體工藝件擺放至處理平臺(tái)上，該技術(shù)方案是通過(guò)交換平臺(tái)的升降來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是這種技術(shù)方案有一個(gè)足之處是交換平臺(tái)的上下升降仍會(huì)在豎直方向上有偏差，且多個(gè)半導(dǎo)體工藝件在定位至各自處理平臺(tái)上時(shí)，很難保證多個(gè)半導(dǎo)體工藝件都能準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上。
此外，上述幾種技術(shù)方案，還都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)在半導(dǎo)體工藝件裝載時(shí)，半導(dǎo)體工藝件都必須隨頂針或交換平臺(tái)上下升降，而在半導(dǎo)體工藝件上下升降過(guò)程中，半導(dǎo)體工藝件很容易發(fā)生位移，就很難保證半導(dǎo)體工藝件能準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置及其裝載和卸載方法，其在半導(dǎo)體工藝件裝卸過(guò)程中，可以保持半導(dǎo)體工藝件停留在原位不動(dòng)而不需要隨頂針上下升降，從而保證半導(dǎo)體工藝件準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，包括至少一個(gè)處理腔室，處理腔室有至少一個(gè)半導(dǎo)體工藝件裝卸口，處理腔室內(nèi)設(shè)置有n個(gè)處理平臺(tái)，處理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有頂針，處理平臺(tái)可以在處理腔室內(nèi)上下升降；所述半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置還包括一個(gè)帶有若干機(jī)械臂的可旋轉(zhuǎn)的交換平臺(tái)，通過(guò)調(diào)整交換平臺(tái)的機(jī)械臂的位置，可以使得機(jī)械臂位于處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)的正上方移開(kāi)，使處理平臺(tái)在處理腔室內(nèi)上下升降時(shí)不受機(jī)械臂阻擋。
所述交換平臺(tái)連接有n個(gè)機(jī)械臂，所有機(jī)械臂處于同一水平面。
所述交換平臺(tái)連接有n對(duì)可張開(kāi)、收攏的機(jī)械臂，所有機(jī)械臂處于同一水平面。
所述n個(gè)機(jī)械臂可以隨交換平臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)，每一個(gè)機(jī)械臂對(duì)應(yīng)一個(gè)處理平臺(tái)，通過(guò)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，可以使每一個(gè)機(jī)械臂位于每一個(gè)處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)。
所述n對(duì)機(jī)械臂可以在水平方向張開(kāi)或收攏，每一對(duì)機(jī)械臂對(duì)應(yīng)一個(gè)處理平臺(tái)，通過(guò)調(diào)整機(jī)械臂的張開(kāi)或收攏，可以使每一對(duì)機(jī)械臂位于每一個(gè)處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)。
所述每一個(gè)機(jī)械臂上均設(shè)有至少三個(gè)凸柱，在所述凸柱頂部有一缺口，用于準(zhǔn)確定位和放置半導(dǎo)體工藝件。
所述每一對(duì)機(jī)械臂上設(shè)有形狀與半導(dǎo)體工藝件對(duì)應(yīng)的凹槽，用于準(zhǔn)確定位和放置半導(dǎo)體工藝件。
所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口正對(duì)處理腔室內(nèi)的一個(gè)處理平臺(tái)。
所述交換平臺(tái)與一傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸帶動(dòng)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，使得交換平臺(tái)上的機(jī)械臂可以停止于處理腔室內(nèi)的不同處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)的正上方移開(kāi)的位置。
所述交換平臺(tái)包括第一、第二交換平臺(tái)，每一交換平臺(tái)各連接有n個(gè)機(jī)械臂，第一交換平臺(tái)上的一個(gè)機(jī)械臂和第二交換平臺(tái)上的一個(gè)機(jī)械臂共同構(gòu)成一對(duì)機(jī)械臂，第一、第二交換平臺(tái)共有n對(duì)機(jī)械臂，所有機(jī)械臂處于同一水平面。
所述第一交換平臺(tái)受氣動(dòng)桿控制，可在7°-15°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述第二交換平臺(tái)與傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸帶動(dòng)第二交換平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)方向與第一交換平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向相反，使第二交換平臺(tái)與第一交換平臺(tái)卡合或松開(kāi)。當(dāng)?shù)诙粨Q平臺(tái)與第一交換平臺(tái)卡合后，傳動(dòng)軸帶動(dòng)第一、第二交換平臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)。所述傳動(dòng)軸帶動(dòng)第一、第二交換平臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)使得一對(duì)機(jī)械臂正對(duì)所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口。
所述處理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)頂針導(dǎo)引孔，每一個(gè)頂針導(dǎo)引孔內(nèi)設(shè)置有一個(gè)可沿頂針導(dǎo)引孔豎直升降的頂針。
所述處理平臺(tái)上的頂針導(dǎo)引孔的數(shù)目不少于3個(gè)，且成三角狀排列。
所述頂針包括一呈平面的頭部和與頂針頭部連接的頂桿。
所述頂針具有一第三位置及一第四位置，在第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；在第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件。
所述頂桿下方設(shè)有一頂針升降平臺(tái)，頂針升降平臺(tái)與一電機(jī)相連接，頂針升降平臺(tái)上升時(shí)帶動(dòng)頂針至第四位置，頂針升降平臺(tái)下降時(shí)頂針回到第三位置。
所有處理平臺(tái)的頂針可以由同一個(gè)頂針升降平臺(tái)帶動(dòng)一起升降。
處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂所在平面，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
所述處理平臺(tái)數(shù)目n為大于等于1的整數(shù)。
所述機(jī)械臂由陶瓷、AL2O3、SiC、AlN中的一種或多種材料制成。
本發(fā)明還提供了一種技術(shù)方案一種利用前述半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，包括如下步驟(a)機(jī)器人傳送臂將未處理的半導(dǎo)體工藝件擺放在機(jī)械臂上；(b)頂針從頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置上升至頂針頭部與半導(dǎo)體工藝件接觸的第四位置；(c)交換平臺(tái)上的機(jī)械臂調(diào)整位置，使機(jī)械臂移開(kāi)處理平臺(tái)的正上方；(d)處理平臺(tái)從位于交換平臺(tái)下方的第一位置上升至與半導(dǎo)體工藝件接觸的第二位置。
所述步驟(a)中包括如下步驟(e)旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使交換平臺(tái)上的機(jī)械臂位于對(duì)應(yīng)的n個(gè)處理平臺(tái)的正上方；(f)機(jī)器人傳送臂通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口將一片未處理的半導(dǎo)體工藝件放置在正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口的一對(duì)機(jī)械臂上；(g)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)n分之一圈；(h)機(jī)器人傳送臂將下一片未處理的半導(dǎo)體工藝件放置在正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口的下一對(duì)機(jī)械臂上；(i)重復(fù)步驟(g)、(h)，直至處理腔室中放入n片未處理的半導(dǎo)體工藝件。
所述步驟(c)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使機(jī)械臂從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)，保證處理平臺(tái)在處理腔室內(nèi)上下升降時(shí)不受機(jī)械臂阻擋。
處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
所述步驟(c)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括調(diào)整機(jī)械臂，使機(jī)械臂張開(kāi)，保證處理平臺(tái)在處理腔室內(nèi)上下升降時(shí)不受機(jī)械臂阻擋。
所述處理平臺(tái)從第一位置上升至第二位置間時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
所述頂針位于第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件。
所述n個(gè)處理平臺(tái)的數(shù)目是大于等于1的整數(shù)。
本發(fā)明還提供了一種技術(shù)方案一種利用前述半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，包括如下步驟(a)n個(gè)處理平臺(tái)從與半導(dǎo)體工藝件底面接觸的第二位置下降至位于交換平臺(tái)下方的第一位置；(b)半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)上的機(jī)械臂調(diào)整位置，使機(jī)械臂位于處理平臺(tái)的正上方；(c)頂針從與半導(dǎo)體工藝件接觸的第四位置下降至頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置；(d)機(jī)器人傳送臂從機(jī)械臂上取出半導(dǎo)體工藝件。
所述步驟(d)中包括如下步驟
(e)機(jī)器人傳送臂通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口從機(jī)械臂上取出一片半導(dǎo)體工藝件；(f)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)n分之一圈；(g)機(jī)器人通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口從下一對(duì)機(jī)械臂上取出另一片半導(dǎo)體工藝件；(h)重復(fù)步驟(f)、(g)，直至處理平臺(tái)上的半導(dǎo)體工藝件全部取出。
所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使機(jī)械臂移動(dòng)至位于處理平臺(tái)的正上方。
所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)，機(jī)械臂從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)，位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括調(diào)整機(jī)械臂，使機(jī)械臂收攏并位于處理平臺(tái)的正上方。
所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件；所述頂針?lè)祷氐谌恢脮r(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)。
所述n個(gè)處理平臺(tái)的數(shù)目是大于等于1的整數(shù)。
本發(fā)明還提供了一種技術(shù)方案一種利用前述半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置交換半導(dǎo)體工藝件的方法，用于從處理腔室內(nèi)取出一片經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件并放入一片未處理的半導(dǎo)體工藝件，包括如下步驟(a)處理平臺(tái)從與經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件底面相接觸的第二位置下降至位于交換平臺(tái)下方的第一位置；
(b)所述處理平臺(tái)上方的交換平臺(tái)的機(jī)械臂調(diào)整位置，使機(jī)械臂位于處理平臺(tái)的正上方；(c)頂針從與所述經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件相接觸的第四位置下降至頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置；(d)旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使交換平臺(tái)上放有經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件的一對(duì)機(jī)械臂正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口；(e)機(jī)器人傳送臂從所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口中取出所述經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件；(f)機(jī)器人傳送臂從所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口中送入未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件；(g)頂針從頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置上升至頂針頭部與未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件接觸的第四位置；(h)所述交換平臺(tái)的機(jī)械臂再次調(diào)整位置，使機(jī)械臂移開(kāi)處理平臺(tái)的正上方；(i)所述處理平臺(tái)從位于交換平臺(tái)下方的第一位置上升至與未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件接觸的第二位置。
所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使機(jī)械臂移動(dòng)至位于處理平臺(tái)的正上方。
所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括調(diào)整機(jī)械臂，使機(jī)械臂收攏并位于處理平臺(tái)的正上方。
所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
在步驟(c)中，所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件；所述頂針?lè)祷氐谌恢脮r(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)。
在步驟(g)中，所述頂針位于第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件。
所述步驟(h)中機(jī)械臂調(diào)整位置是機(jī)械臂向一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，偏離處理平臺(tái)正上方的位置。
處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
所述步驟(h)中機(jī)械臂調(diào)整位置是機(jī)械臂張開(kāi)，處理平臺(tái)從張開(kāi)的機(jī)械臂間穿過(guò)。
所述處理平臺(tái)從第一位置上升至第二位置間時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括只單獨(dú)調(diào)整交換平臺(tái)上的靠近處理平臺(tái)的機(jī)械臂，使該機(jī)械臂收攏并位于處理平臺(tái)的正上方。
所述步驟(h)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括只單獨(dú)調(diào)整交換平臺(tái)上的靠近處理平臺(tái)的機(jī)械臂，使機(jī)械臂移開(kāi)處理平臺(tái)的正上方。
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置以及使用該裝置裝卸半導(dǎo)體工藝件的方法，采用了處理平臺(tái)上升托起半導(dǎo)體工藝件的手段，在半導(dǎo)體工藝件裝卸過(guò)程中，可以保持半導(dǎo)體工藝件停留在原位不動(dòng)而不需要隨頂針上下升降，從而保證半導(dǎo)體工藝件準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上，避免了由頂針升降帶來(lái)的半導(dǎo)體工藝件位置發(fā)生偏移的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體工藝件的快速裝卸。


圖1A-1B是現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的卸載和裝載半導(dǎo)體工藝件的方法示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的另一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的俯視圖；圖5是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的部分剖視圖；圖6是本發(fā)明第一種交換平臺(tái)的立體分解圖；圖7是本發(fā)明第一種交換平臺(tái)的剖面圖；圖8是本發(fā)明第二種交換平臺(tái)的立體分解圖；圖9A-9C是本發(fā)明的交換平臺(tái)在處理腔室內(nèi)的動(dòng)作示意圖；圖10A-10E是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置在裝載半導(dǎo)體工藝件過(guò)程中交換平臺(tái)、頂針和處理平臺(tái)相互位置關(guān)系的示意圖；圖11是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置裝載半導(dǎo)體工藝件的流程圖；圖12A-12D是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置在卸載半導(dǎo)體工藝件過(guò)程中交換平臺(tái)、頂針和處理平臺(tái)相互位置關(guān)系的示意圖；圖13是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置卸載半導(dǎo)體工藝件的流程圖。
圖14是本發(fā)明第三種交換平臺(tái)的立體分解圖；圖15A-15B是本發(fā)明第三種交換平臺(tái)在處理腔室內(nèi)的動(dòng)作示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明的一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的實(shí)施例的俯視圖，包括設(shè)置有4個(gè)處理平臺(tái)31的處理腔室60，在處理腔室60的一側(cè)正對(duì)一個(gè)處理平臺(tái)31處設(shè)有一個(gè)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61，半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置還有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的交換平臺(tái)80，可旋轉(zhuǎn)的交換平臺(tái)80包括一個(gè)基座801，基座801連接有4對(duì)機(jī)械臂802。通過(guò)旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)80，可以使每一對(duì)機(jī)械臂802正好位于每一個(gè)處理平臺(tái)31的正上方。每一個(gè)處理平臺(tái)31可以在豎直方向升降。每一對(duì)機(jī)械臂802可以在水平方向張開(kāi)或合攏。當(dāng)每一對(duì)機(jī)械臂802張開(kāi)時(shí)，其可以讓處理平臺(tái)31向上穿越張開(kāi)的機(jī)械臂802。在處理平臺(tái)31上有多個(gè)頂針導(dǎo)引孔33，這些頂針導(dǎo)引孔33可以以各種方式排列，比如呈三角形排列，不處于同一直線。機(jī)器人傳送臂51可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，機(jī)器人傳送臂51通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61將半導(dǎo)體工藝件41擺放在交換平臺(tái)80正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61的一對(duì)機(jī)械臂802上。當(dāng)機(jī)器人傳送臂51將一片半導(dǎo)體工藝件41送至交換平臺(tái)80的一對(duì)機(jī)械臂802上后，交換平臺(tái)80旋轉(zhuǎn)1/4圈，讓下一對(duì)機(jī)械臂802對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61，機(jī)器人傳送臂51再將下一個(gè)半導(dǎo)體工藝件41送至下一對(duì)機(jī)械臂802上，重復(fù)上述過(guò)程，直至處理腔室60內(nèi)裝滿半導(dǎo)體工藝件41。相應(yīng)地，機(jī)器人傳送臂51也可以方便地從半導(dǎo)體工藝件裝卸口61中取出多個(gè)半導(dǎo)體工藝件41。
請(qǐng)參閱圖5，圖5是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的部分剖視圖。處理平臺(tái)31位于交換平臺(tái)80的下方，處理平臺(tái)31內(nèi)部設(shè)有帶電阻絲的加熱裝置(未圖示)。在處理平臺(tái)31上設(shè)有頂針導(dǎo)引孔33，頂針21的頭部收容于處理平臺(tái)31上的頂針導(dǎo)引孔33中，頂針21的頂桿下方有一個(gè)頂針升降平臺(tái)22，升降平臺(tái)22與電機(jī)23相連。當(dāng)電機(jī)23推動(dòng)頂針升降平臺(tái)22上升時(shí)，頂針升降平臺(tái)22帶動(dòng)頂針21上升，頂針21的頭部沿頂針導(dǎo)引孔33穿過(guò)處理平臺(tái)31。處理平臺(tái)31通過(guò)轉(zhuǎn)軸32與處理平臺(tái)31的升降平臺(tái)(未圖示)相連，處理平臺(tái)31的升降平臺(tái)(未圖示)與電機(jī)24相連，電機(jī)24可推動(dòng)處理平臺(tái)31升降。
請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明的一種交換平臺(tái)10包括第一交換平臺(tái)11和第二交換平臺(tái)12。第一交換平臺(tái)11包括一個(gè)大致呈四邊形的第一基座101，在第一基座101四周邊緣各有一個(gè)凹陷部108，每個(gè)凹陷部108的內(nèi)壁上有一個(gè)安裝孔106。第二交換平臺(tái)12也包括一個(gè)大致呈四邊形的第二基座121，在第二基座121四周邊緣各有一個(gè)凹陷部128，每個(gè)凹陷部128的內(nèi)壁上有一個(gè)安裝孔126。
在第一基座101的每一側(cè)邊延伸出一個(gè)機(jī)械臂，在第二基座121的每一側(cè)邊延伸出一個(gè)機(jī)械臂，第一基座101上的一個(gè)機(jī)械臂和第二基座121上的一個(gè)機(jī)械臂可構(gòu)成一對(duì)機(jī)械臂。第一基座101上的每一個(gè)機(jī)械臂包括延展部102、連接部103和收容部104三部分。其中，延展部102一端延伸而出與連接部103相連，另一端設(shè)有安裝孔(未圖示)，可通過(guò)連接栓107插入安裝孔106和延展部102末端的安裝孔(未圖示)來(lái)固定延展部102。第一基座101上機(jī)械臂的連接部103向下彎曲，使得其收容部104低于延展部102。第二基座121上的每一個(gè)機(jī)械臂包括延展部122、連接部123和收容部124三部分。其中，延展部122一端延伸而出與連接部123相連，另一端設(shè)有安裝孔(未圖示)，可通過(guò)連接栓127插入安裝孔126和延展部122末端的安裝孔(未圖示)來(lái)固定延展部122。第二基座121上的機(jī)械臂的連接部123向上彎曲，使得其收容部124高于延展部122，這樣就確保每對(duì)機(jī)械臂的收容部104、124處于同一平面。收容部102、124用于在機(jī)械臂收攏時(shí)支撐半導(dǎo)體工藝件，因此收容部102、124呈弧形，易于收容半導(dǎo)體工藝件，并且第一基座101上的每一個(gè)機(jī)械臂的收容部104上設(shè)有一條凹槽109，第二基座121上的每一個(gè)機(jī)械臂的收容部124上設(shè)有一條凹槽129，當(dāng)機(jī)械臂收攏時(shí)，半導(dǎo)體工藝件置于兩條機(jī)械臂的凹槽109、129中，確保機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)時(shí)半導(dǎo)體工藝件在水平方向的位置不發(fā)生偏移。
傳動(dòng)軸14上有安裝孔145，在第二基座121上有安裝孔125，通過(guò)連接栓(未圖示)可將傳動(dòng)軸14上的安裝孔145與第二基座121上的安裝孔125相連。氣動(dòng)桿13上有安裝孔135，在第一基座101上有安裝孔105，通過(guò)連接栓(未圖示)可將氣動(dòng)桿13上的安裝孔135與第一基座101上的安裝孔105相連。
請(qǐng)參閱圖7，傳動(dòng)軸14已通過(guò)連接栓147和第二基座121裝配，氣動(dòng)桿13已通過(guò)連接栓137和第一基座101裝配，氣動(dòng)桿13位于傳動(dòng)軸14的內(nèi)徑中。機(jī)械臂的收容部104、124處于同一平面，確保旋轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械臂的收容部104、124上的半導(dǎo)體工藝件不會(huì)脫落。氣動(dòng)桿13和氣動(dòng)裝置136相連，傳動(dòng)軸14和底部的電機(jī)(未圖示)相連。第一基座101受氣動(dòng)桿13控制，可在大約7°-15°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。第二基座121與受電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)軸14相連，傳動(dòng)軸14可帶動(dòng)第二基座121以與第一基座101相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，使第二基座121與第一基座101卡合或松開(kāi)。
請(qǐng)參閱圖8，本發(fā)明的另一種交換平臺(tái)80包括一個(gè)基座801，在基座801邊緣有四對(duì)機(jī)械臂802，機(jī)械臂802可受控張開(kāi)或收攏。每對(duì)機(jī)械臂的兩個(gè)臂802處于同一平面，伸出的機(jī)械臂802呈弧形，機(jī)械臂802收攏后支撐半導(dǎo)體工藝件，并且機(jī)械臂上設(shè)有一條凹槽809，當(dāng)機(jī)械臂802收攏時(shí)半導(dǎo)體工藝件置于一對(duì)機(jī)械臂的凹槽809中，確保機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)時(shí)半導(dǎo)體工藝件在水平方向的位置不發(fā)生偏移。傳動(dòng)軸14上有安裝孔145，在交換平臺(tái)801上有安裝孔825，通過(guò)連接栓(未圖示)可將傳動(dòng)軸14上的安裝孔145與交換平臺(tái)801上的安裝孔825相連。
請(qǐng)一并參閱圖9A-9C，圖9A-9C是本發(fā)明的交換平臺(tái)在處理腔室內(nèi)的動(dòng)作示意圖。
圖9A是交換平臺(tái)10上的機(jī)械臂40、42處于張開(kāi)狀態(tài)示意圖。此時(shí)交換平臺(tái)10的第一基座101和第二基座121均未受傳動(dòng)軸14(圖7)和氣動(dòng)桿13(圖7)控制，第二基座121與第一基座101處于松開(kāi)狀態(tài)，機(jī)械臂40、42處于張開(kāi)狀態(tài)，兩機(jī)械臂40、42不阻擋處理平臺(tái)31，處理平臺(tái)31可以在豎直方向上穿越張開(kāi)的機(jī)械臂40、42。當(dāng)氣動(dòng)裝置136(圖7)按下后，第一基座101逆時(shí)針轉(zhuǎn)大約7°-15°的角度，第二基座121順時(shí)針轉(zhuǎn)同樣的角度，使得第一基座101和第二基座121處于卡合狀態(tài)。
圖9B是本發(fā)明交換平臺(tái)10上的機(jī)械臂40、42收攏狀態(tài)示意圖。此時(shí)交換平臺(tái)10的第一基座101和第二基座121處于卡合狀態(tài)，所有的機(jī)械臂40、42收攏，并且收攏后的每一對(duì)機(jī)械臂40、42正好位于處理平臺(tái)31的上方，每一對(duì)機(jī)械臂40、42的上面可以放置半導(dǎo)體工藝件。在如圖所示的實(shí)施例中，處理腔室60內(nèi)一共有四個(gè)處理平臺(tái)31，交換平臺(tái)10共有四對(duì)機(jī)械臂40、42，每一對(duì)機(jī)械臂40、42對(duì)應(yīng)一個(gè)處理平臺(tái)31，并且有一個(gè)處理平臺(tái)31正對(duì)一個(gè)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61，通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61，可以將半導(dǎo)體工藝件放入正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61的一對(duì)機(jī)械臂40、42上。
圖9C是本發(fā)明交換平臺(tái)10上的機(jī)械臂40、42旋轉(zhuǎn)狀態(tài)示意圖。當(dāng)交換平臺(tái)10的第二基座121與第一基座101卡合后，傳動(dòng)軸14繼續(xù)帶動(dòng)第二基座121順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第二基座121又帶動(dòng)第一基座101旋轉(zhuǎn)，使得第一基座101和第二基座121保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與基座相連的機(jī)械臂40、42同步旋轉(zhuǎn)。交換平臺(tái)10可以在處理平臺(tái)31上方旋轉(zhuǎn)使每一對(duì)機(jī)械臂40、42在不同處理平臺(tái)31上方旋轉(zhuǎn)，并可以使其每一對(duì)機(jī)械臂40、42正好定位于處理平臺(tái)31的正上方，依次使每一對(duì)機(jī)械臂40、42停止于正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61的處理平臺(tái)31上方，從而可以通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體工藝件的裝卸或交換動(dòng)作。在圖示的實(shí)施例中，處理腔室內(nèi)有四個(gè)處理平臺(tái)31，交換平臺(tái)10有四對(duì)機(jī)械臂40、42，交換平臺(tái)10每次旋轉(zhuǎn)1/4圈，即可依次使所有機(jī)械臂40、42都停止于正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61的處理平臺(tái)31上方。
上述交換平臺(tái)10的旋轉(zhuǎn)方向可以順時(shí)針?lè)较?，也可以逆時(shí)針?lè)较?，可以依?shí)際操作需要選擇。
上述方法是針對(duì)圖6所述的第一種交換平臺(tái)設(shè)計(jì)的，當(dāng)采用圖8所述的第二種交換平臺(tái)時(shí)，傳動(dòng)軸14可直接帶動(dòng)交換平臺(tái)80旋轉(zhuǎn)，當(dāng)交換平臺(tái)80旋轉(zhuǎn)使得機(jī)械臂802對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61時(shí)，機(jī)械臂802可受控張開(kāi)或收攏。
由上可知，本發(fā)明的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的處理平臺(tái)可以上下升降，并且處理平臺(tái)的頂針也可以上下升降，而且交換平臺(tái)的機(jī)械臂可以張開(kāi)或合攏。通過(guò)上述獨(dú)特結(jié)構(gòu)的設(shè)置，在半導(dǎo)體工藝件裝卸過(guò)程中，可以保持半導(dǎo)體工藝件停留在原位不動(dòng)而不需要隨頂針上下升降，從而保證半導(dǎo)體工藝件準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上。以下將詳述。
以下將結(jié)合圖10A-10E和圖11詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的裝載方法。
請(qǐng)參閱圖10A-10E，圖10A-10E是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置在裝載半導(dǎo)體工藝件過(guò)程中交換平臺(tái)、頂針和處理平臺(tái)相互位置關(guān)系的示意圖。
圖10A是機(jī)器人傳送臂51準(zhǔn)備將半導(dǎo)體工藝件41送入處理腔室的初始狀態(tài)，在處理腔室中沿中心軸20對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)處理平臺(tái)31，此時(shí)，假設(shè)處理腔室內(nèi)沒(méi)有半導(dǎo)體工藝件或已裝載了部分半導(dǎo)體工藝件，并且交換平臺(tái)的機(jī)械臂104、124正好旋轉(zhuǎn)停止于處理平臺(tái)31的上方，正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61的處理平臺(tái)31上方的機(jī)械臂的收容部104、124(以下簡(jiǎn)稱機(jī)械臂104、124)沒(méi)有半導(dǎo)體工藝件。頂針21的頭部收容在處理平臺(tái)31的頂針導(dǎo)引孔中，另一端與頂針升降平臺(tái)22相連，電機(jī)23可推動(dòng)頂針升降平臺(tái)22升降，處理平臺(tái)31通過(guò)轉(zhuǎn)軸32與升降平臺(tái)26相連，電機(jī)24可推動(dòng)升降平臺(tái)26升降。此時(shí)的頂針處于第三位置，處理平臺(tái)31處于第一位置。
圖10B是將半導(dǎo)體工藝件41依次通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61送入處理腔室中的交換平臺(tái)上的機(jī)械臂104、124的某一狀態(tài)。請(qǐng)結(jié)合圖9A，在裝載時(shí)，機(jī)器人傳送臂51將一片半導(dǎo)體工藝件41擺放至正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61的處理平臺(tái)31上方的機(jī)械臂104、124上，機(jī)械臂104、124托住半導(dǎo)體工藝件41。由于機(jī)械臂104、124上可以設(shè)置特定的槽結(jié)構(gòu)及有各種定位裝置，可以保證半導(dǎo)體工藝件41準(zhǔn)確地放置在機(jī)械臂104、124上。再旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使下一對(duì)空機(jī)械臂104、124正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61，機(jī)器人傳送臂51再送入一片半導(dǎo)體工藝件41至機(jī)械臂104、124上，再重復(fù)旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)和送入動(dòng)作，直至交換平臺(tái)上的所有機(jī)械臂上裝滿半導(dǎo)體工藝件41。
在圖10C中，電機(jī)23推動(dòng)頂針升降平臺(tái)22上升，頂針升降平臺(tái)22使頂針21上升，頂針21頭部穿出處理平臺(tái)31并托住交換平臺(tái)的機(jī)械臂104、124上的半導(dǎo)體工藝件41，此時(shí)頂針21位于第四位置。
在圖10D中，半導(dǎo)體工藝件41由頂針21支撐托住，機(jī)械臂104、124張開(kāi)至能確保處理平臺(tái)31可以在豎直方向上穿越張開(kāi)的機(jī)械臂104、124間的位置。即，張開(kāi)的機(jī)械臂104、124處于不阻擋處理平臺(tái)31向上穿越的位置。
在圖10E中，電機(jī)24推動(dòng)升降平臺(tái)26上升，升降平臺(tái)26帶動(dòng)處理平臺(tái)31上升并穿越張開(kāi)的機(jī)械臂104、124，最后與頂針21托住的半導(dǎo)體工藝件41相接觸。頂針21在處理平臺(tái)31上升過(guò)程中自動(dòng)縮回處理平臺(tái)內(nèi)設(shè)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)，機(jī)械臂104、124位于處理平臺(tái)31的兩側(cè)，此時(shí)處理平臺(tái)31位于第二位置，裝載過(guò)程完成。裝載后的半導(dǎo)體工藝件41可以在處理平臺(tái)31上處理。
需要說(shuō)明的是，在圖10A至圖10E的實(shí)施例中，多個(gè)頂針21共用一個(gè)升降平臺(tái)22，多個(gè)處理平臺(tái)31共用一個(gè)升降平臺(tái)26，這種設(shè)置可以保持頂針或處理平臺(tái)上下升降的一致性。當(dāng)然，也可以每一個(gè)頂針設(shè)置一個(gè)升降平臺(tái)，每一個(gè)處理平臺(tái)設(shè)置一個(gè)升降平臺(tái)，這兩種方案都可以運(yùn)用在本發(fā)明的構(gòu)思中。
由上所述可知，本發(fā)明的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置在裝載半導(dǎo)體工藝件時(shí)，當(dāng)半導(dǎo)體工藝件41放入至交換平臺(tái)的機(jī)械臂104、124上后，半導(dǎo)體工藝件41始終保持在原位不動(dòng)。即，在圖10B至圖10C時(shí)，半導(dǎo)體工藝件41一直處在機(jī)械臂104、124上不動(dòng)；在圖10D至圖10E時(shí)，半導(dǎo)體工藝件41仍保持在頂針21上不動(dòng)，只通過(guò)處理平臺(tái)31向上升而使半導(dǎo)體工藝件41著落在處理平臺(tái)31上。這種裝載動(dòng)作，可以避免現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體工藝件上下升降而帶來(lái)的不足。
以上實(shí)施例中僅介紹了具有4個(gè)處理平臺(tái)的處理腔室，對(duì)于處理腔室有n(n是大于等于1的整數(shù))個(gè)處理平臺(tái)，諸如1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)等多個(gè)處理平臺(tái)的情況時(shí)，半導(dǎo)體工藝件處理系統(tǒng)也可以依上例簡(jiǎn)單類推出其裝卸方法。
請(qǐng)參閱圖11，圖11是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置裝載半導(dǎo)體工藝件的流程圖。一種利用半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，該半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置包括n(n是大于等于1的整數(shù))個(gè)處理平臺(tái)和一個(gè)位于處理平臺(tái)上方的半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)，半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)上有n對(duì)可張開(kāi)或收攏的機(jī)械臂，首先執(zhí)行步驟501，旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)，使半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)上n對(duì)收攏的機(jī)械臂位于對(duì)應(yīng)的n個(gè)處理平臺(tái)的正上方，n數(shù)目是大于等于1的整數(shù)；然后執(zhí)行步驟502，機(jī)器人傳送臂通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口將一片未處理的半導(dǎo)體工藝件放置在正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口的一對(duì)機(jī)械臂上；接著執(zhí)行步驟503，半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)n分之一圈；再執(zhí)行步驟504，機(jī)器人傳送臂將下一片未處理的半導(dǎo)體工藝件放置在正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口的下一對(duì)收攏的機(jī)械臂上；隨后執(zhí)行步驟505，判斷處理腔室中是否放滿半導(dǎo)體工藝件，如果未放滿則返回步驟503，如果處理腔室中放滿半導(dǎo)體工藝件則執(zhí)行步驟506，頂針從頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置上升至頂針頭部與半導(dǎo)體工藝件底面接觸的第四位置，在第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；在第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件；再執(zhí)行步驟507，交換平臺(tái)上的機(jī)械臂張開(kāi)，以便交換平臺(tái)豎直穿過(guò)；最后執(zhí)行步驟508，處理平臺(tái)從第一位置上升至與半導(dǎo)體工藝件底面接觸的第二位置，裝載過(guò)程完成。
以下將結(jié)合圖12A-12D和圖13詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置的卸載方法。
圖12A-12D是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置在卸載半導(dǎo)體工藝件過(guò)程中交換平臺(tái)、頂針和處理平臺(tái)相互位置關(guān)系的示意圖。半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置準(zhǔn)備卸載的初始狀態(tài)與前面所述的裝載過(guò)程完畢時(shí)的狀態(tài)是一樣的。請(qǐng)參考圖10E所示，即為半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置準(zhǔn)備卸載的初始狀態(tài)，其中，處理平臺(tái)31頂住半導(dǎo)體工藝件41的底面，頂針21縮于處理平臺(tái)31內(nèi)的頂針導(dǎo)引孔，并且機(jī)械臂104、124張開(kāi)。圖12A是卸載的第一步驟，電機(jī)24帶動(dòng)升降平臺(tái)26下降，升降平臺(tái)26帶動(dòng)處理平臺(tái)31從與半導(dǎo)體工藝件41底面接觸的第二位置開(kāi)始下降，穿過(guò)機(jī)械臂104、124后返回第一位置，頂針21保持不動(dòng)，仍然托住半導(dǎo)體工藝件41。在圖12B中，機(jī)械臂104、124收攏至處理平臺(tái)31的正上方位置。在圖12C中，電機(jī)23可推動(dòng)頂針升降平臺(tái)22下降，頂針升降平臺(tái)22帶動(dòng)頂針21下降，半導(dǎo)體工藝件41自動(dòng)隨著頂針21下降落至機(jī)械臂104、124上，機(jī)械臂104、124托處半導(dǎo)體工藝件41，頂針21從托起半導(dǎo)體工藝件41的第四位置返回第三位置。在圖12D中，機(jī)器人傳送臂51從半導(dǎo)體工藝件裝卸口61中依次取出半導(dǎo)體工藝件41，每取出一片半導(dǎo)體工藝件41，交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)1/n圈，使另一對(duì)有半導(dǎo)體工藝件的機(jī)械臂正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61，再取出一片半導(dǎo)體工藝件41，重復(fù)上述過(guò)程，直至卸載過(guò)程完成。
請(qǐng)參閱圖13，圖13是本發(fā)明半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置卸載半導(dǎo)體工藝件的流程圖。一種利用半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，首先執(zhí)行步驟601，n個(gè)處理平臺(tái)從與半導(dǎo)體工藝件底面接觸的第二位置下降至第一位置，n數(shù)目是大于等于1的整數(shù)；然后執(zhí)行步驟602，半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)上的n對(duì)機(jī)械臂收攏；接著執(zhí)行步驟603，頂針從頂針頭部與半導(dǎo)體工藝件底面接觸的第四位置下降至頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置，使半導(dǎo)體工藝件落在機(jī)械臂上；再執(zhí)行步驟604，機(jī)器人通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口從機(jī)械臂上取出一片半導(dǎo)體工藝件；再執(zhí)行步驟605，半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)n分之一圈；再執(zhí)行步驟606，機(jī)器人通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口從下一對(duì)機(jī)械臂上取出另一片半導(dǎo)體工藝件；接著執(zhí)行步驟607，判斷處理腔室中的半導(dǎo)體工藝件是否全部取出，如果未全部取出則返回步驟605，如果半導(dǎo)體工藝件全部取出則完成半導(dǎo)體工藝件卸載過(guò)程。
從以上說(shuō)明可知，本發(fā)明的構(gòu)思不只適用于前述實(shí)施例，還可以擴(kuò)展為更廣的實(shí)施方式。比如，半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置不必僅限于有多個(gè)處理腔室，也可以只有一個(gè)處理腔室；處理腔室也可以有多個(gè)半導(dǎo)體工藝件裝卸口；交換平臺(tái)的機(jī)械臂也可以設(shè)置成其他各種形式，只要能保證其在裝載和卸載時(shí)的功能即可。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置還適用于交換半導(dǎo)體工藝件，即通過(guò)機(jī)器人傳送臂從處理腔室中取出一片已經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件，并送入一片未處理的半導(dǎo)體工藝件，使該未處理的半導(dǎo)體工藝件與處理腔室中原有其他的半導(dǎo)體工藝件一同被加工處理。交換半導(dǎo)體工藝件的方法包括如下步驟首先，放置有需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)從與經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件底面相接觸的第二位置下降至位于交換平臺(tái)下方的第一位置。
其次，所述需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)上方的交換平臺(tái)調(diào)整位置。其中，機(jī)械臂調(diào)整位置是機(jī)械臂張開(kāi)，處理平臺(tái)從張開(kāi)的機(jī)械臂間穿過(guò)。所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
其次，頂針從與所述經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件相接觸的第四位置下降至頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置。其中，所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件；所述頂針?lè)祷氐谌恢脮r(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)。
其次，旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使交換平臺(tái)上放有所述經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件的一對(duì)機(jī)械臂正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口。
其次，機(jī)器人傳送臂從所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口中取出一片所述經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件。
其次，機(jī)器人傳送臂從所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口中送入一片未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件。
其次，交換平臺(tái)上放有未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件的一對(duì)機(jī)械臂返回至放置有需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)的正上方。
其次，頂針從頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置上升至頂針頭部與未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件接觸的第四位置。其中，所述頂針位于第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件。
其次，所述交換平臺(tái)的再次調(diào)整位置。
最后，所述處理平臺(tái)從位于交換平臺(tái)下方的第一位置上升至與未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件接觸的第二位置。
其中，機(jī)械臂調(diào)整位置是機(jī)械臂張開(kāi)，處理平臺(tái)從張開(kāi)的機(jī)械臂間穿過(guò)。所述處理平臺(tái)從第一位置上升至第二位置間時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
在如上所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法中，交換平臺(tái)的所有n對(duì)機(jī)械臂可以是一起動(dòng)作的，但只需要讓放置有需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)及其內(nèi)設(shè)置的頂針配合機(jī)械臂動(dòng)作，即可完成交換動(dòng)作。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，運(yùn)用本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思在交換半導(dǎo)體工藝件時(shí)，也可以只讓需要交換半導(dǎo)體工藝件所對(duì)應(yīng)的處理平臺(tái)、該處理平臺(tái)的頂針、及交換平臺(tái)上放置有該片需要交換的半導(dǎo)體工藝件的一對(duì)機(jī)械臂動(dòng)作。為了達(dá)到這個(gè)目的，只需要調(diào)整交換平臺(tái)上的機(jī)械臂的控制策略即可，可以單獨(dú)控制交換平臺(tái)上的某一對(duì)機(jī)械臂張開(kāi)或收攏。在這種交換半導(dǎo)體工藝件的方法中，只讓放置有需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)獨(dú)自升降，參與交換半導(dǎo)體工藝件的動(dòng)作，而保持其他處理平臺(tái)不動(dòng)。在這種情況下，放置有需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)由其獨(dú)自的升降平臺(tái)控制其升降。
當(dāng)然，本發(fā)明交換半導(dǎo)體工藝件的方法，也可以適用于處理腔室內(nèi)的交換平臺(tái)的所有的機(jī)械臂和所有處理平臺(tái)一起配合動(dòng)作。這種實(shí)施方式是先通過(guò)頂針和處理平臺(tái)的動(dòng)作，將處理腔室內(nèi)的所有交換半導(dǎo)體工藝件裝載至交換平臺(tái)的機(jī)械臂上，再旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使放置有需要交換的半導(dǎo)體工藝件的機(jī)械臂對(duì)準(zhǔn)裝卸口，通過(guò)裝卸口將新的半導(dǎo)體工藝件取代處理過(guò)的半導(dǎo)體工藝件，再通過(guò)頂針和處理平臺(tái)的動(dòng)作，將所有半導(dǎo)體工藝件從機(jī)械臂上卸載至處理平臺(tái)上，等待下一輪的半導(dǎo)體工藝處理。
從上述實(shí)施例的說(shuō)明中可以得知，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的主要貢獻(xiàn)之一是提出了一種可以在處理腔室內(nèi)上下升降的處理平臺(tái)，通過(guò)處理平臺(tái)向上或向下升降，配合處理平臺(tái)內(nèi)的頂針的動(dòng)作，可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體工藝件裝卸過(guò)程中，保持半導(dǎo)體工藝件停留在原位不動(dòng)而不需要隨頂針上下升降，從而保證半導(dǎo)體工藝件準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上。為了保證處理平臺(tái)上下升降時(shí)不受交換平臺(tái)的機(jī)械臂阻擋，本發(fā)明提出了各種交換平臺(tái)的機(jī)械臂的設(shè)計(jì)方案，只要能通過(guò)調(diào)整交換平臺(tái)的機(jī)械臂的位置，使得機(jī)械臂位于處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)的正上方移開(kāi)，使處理平臺(tái)在處理腔室內(nèi)上下升降時(shí)不受機(jī)械臂阻擋，就可以運(yùn)用在本發(fā)明的實(shí)施例中，這些實(shí)施或變形都不脫離本發(fā)明的發(fā)明精髓，各種等同變形或替換均不超出本發(fā)明的揭露以及保護(hù)范圍。
請(qǐng)參閱圖14，是本發(fā)明第三種交換平臺(tái)的立體分解圖。如圖14所示的交換平臺(tái)10’與前述圖6及圖8所示的交換平臺(tái)的實(shí)施方式的顯著的不同之處是圖14所示的交換平臺(tái)10’對(duì)設(shè)置于其上的機(jī)械臂40’作了優(yōu)化和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。交換平臺(tái)10’每一側(cè)只連接一個(gè)機(jī)械臂40’，所有機(jī)械臂40’處于同一平面。為了穩(wěn)定放置半導(dǎo)體工藝件，每個(gè)機(jī)械臂40’上可以有各種穩(wěn)定放置半導(dǎo)體工藝件的設(shè)計(jì)，如圖的一種優(yōu)選實(shí)施方式是機(jī)械臂40’上設(shè)置有3個(gè)帶缺口111’的凸柱109’，半導(dǎo)體工藝件放置于每一個(gè)機(jī)械臂40’的三個(gè)缺口111’中，可以確保交換平臺(tái)10’在旋轉(zhuǎn)時(shí)半導(dǎo)體工藝件在水平方向的位置不發(fā)生偏移。類似圖6的實(shí)施方式，傳動(dòng)軸14’上有安裝孔145’，在交換平臺(tái)10’的基座101’上有安裝孔125’，通過(guò)連接栓(未圖示)可將傳動(dòng)軸14’上的安裝孔145’與基座101’上的安裝孔125’相連。
請(qǐng)一并參閱圖15A及15B，圖15A及15B是本發(fā)明的第三種交換平臺(tái)在處理腔室內(nèi)的動(dòng)作示意圖。
圖15A是本發(fā)明交換平臺(tái)10’上的機(jī)械臂40’正好位于處理平臺(tái)31正上方的靜止?fàn)顟B(tài)示意圖，此狀態(tài)與前述實(shí)施例圖9B所示的狀態(tài)類似，只不過(guò)圖15中的實(shí)施例的機(jī)械臂40’是單個(gè)的機(jī)械臂，不像圖9B的機(jī)械臂是一對(duì)機(jī)械臂40、42。通過(guò)設(shè)置單個(gè)的機(jī)械臂40’的形狀，使機(jī)械臂40’下方的頂針導(dǎo)引孔33內(nèi)的頂針(未圖示)可以自由穿越機(jī)械臂40’而不受機(jī)械臂40’阻擋。在此狀態(tài)下，可以像前述圖9B所示的裝載方法一樣每次通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61將一片半導(dǎo)體工藝件放入正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61的處理平臺(tái)31上方的機(jī)械臂40’上，交換平臺(tái)10’再旋轉(zhuǎn)1/4圈，使下一對(duì)機(jī)械臂40’正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口61，再放入一片半導(dǎo)體工藝件。重復(fù)上述過(guò)程，直至所有機(jī)械臂40’上都裝載半導(dǎo)體工藝件。
接著，再通過(guò)配合頂針導(dǎo)引孔33內(nèi)的頂針(未圖示)和處理平臺(tái)31的動(dòng)作，使每一個(gè)機(jī)械臂40’上裝載的半導(dǎo)體工藝件落置于處理平臺(tái)31上。裝載方法除了與圖11中的步驟507有些區(qū)別外，其余與圖11中揭露的方法相同。圖11中的步驟507的目的是使得機(jī)械臂40、42從處理平臺(tái)31的正上方移開(kāi)，因此，只要將一對(duì)機(jī)械臂40、42張開(kāi)即可實(shí)現(xiàn)此目的。而對(duì)于本實(shí)施例而言，只要將機(jī)械臂40’從圖15A的位置旋轉(zhuǎn)調(diào)整至圖15B的位置，即，機(jī)械臂從位于處理平臺(tái)正上方的位置移動(dòng)至位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，即可實(shí)現(xiàn)此目的。
請(qǐng)參閱圖15B，圖15B是交換平臺(tái)10’的機(jī)械臂40’從處理平臺(tái)31的正上方完全移開(kāi)的狀態(tài)示意圖，機(jī)械臂40’位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)31之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)31的升降，處理平臺(tái)31可以在豎直方向上自由升降，而不會(huì)受機(jī)械臂40’阻擋，從而可以配合處理平臺(tái)的升降及頂針的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體工藝件的裝卸或交換。由于此實(shí)施例的裝卸或交換方法與前一實(shí)施例構(gòu)思是相似的，因此此處不再詳述。
需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明也可以通過(guò)對(duì)交換平臺(tái)10’的設(shè)計(jì)和控制，只使交換平臺(tái)10’的若干個(gè)機(jī)械臂40’中的任何一個(gè)機(jī)械臂10’單獨(dú)動(dòng)作(即，從處理平臺(tái)的正上方移開(kāi)或返回處理平臺(tái)的正上方)，而其他機(jī)械臂40’保持不動(dòng)，優(yōu)選的是，只使交換平臺(tái)10’上的靠近放置有需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)的某一個(gè)機(jī)械臂40’或上一實(shí)施例中的某一對(duì)機(jī)械臂40、42單獨(dú)動(dòng)作，這種機(jī)械臂的調(diào)整方案對(duì)于半導(dǎo)體工藝件的交換過(guò)程(用于從處理腔室內(nèi)取出一片經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件并放入一片未處理的半導(dǎo)體工藝件)時(shí)特別方便。請(qǐng)參閱圖15B，假設(shè)圖中標(biāo)號(hào)31所指的處理平臺(tái)31上有一片經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件需要交換，則可以只調(diào)節(jié)其附近的一個(gè)機(jī)械臂40’的位置，而保持其他機(jī)械臂40’不動(dòng)，使該處理平臺(tái)31上的經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件裝載到處理平臺(tái)31附近的機(jī)械臂40’上，然后交換平臺(tái)10’再旋轉(zhuǎn)，使該機(jī)械臂40’旋轉(zhuǎn)至正對(duì)裝卸口61，取出該經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件，再放入一片新的未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件，然后，交換平臺(tái)10’再旋轉(zhuǎn)返回至原來(lái)處理平臺(tái)31的位置。在這個(gè)交換過(guò)程中，四個(gè)處理平臺(tái)中只需要一個(gè)處理平臺(tái)(即，放置有需要交換半導(dǎo)體工藝件的處理平臺(tái)31)參與升降動(dòng)作，以配合半導(dǎo)體工藝件交換，而其他處理平臺(tái)可以保持不動(dòng)，從而更方便地完成半導(dǎo)體工藝件交換動(dòng)作。
上述交換平臺(tái)10’的旋轉(zhuǎn)方向可以順時(shí)針?lè)较?，也可以逆時(shí)針?lè)较颍梢砸缹?shí)際操作需要選擇。
本發(fā)明公開(kāi)了三種不同的交換平臺(tái)，在每種交換平臺(tái)上的機(jī)械臂都是陶瓷、AL2O3、SiC、AlN中的一種或多種材料制成。采用上述材料制成的機(jī)械臂，不僅耐高溫，而且化學(xué)清洗極為方便。
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置以及使用該裝置裝卸半導(dǎo)體工藝件的方法，采用了處理平臺(tái)上升托起半導(dǎo)體工藝件的手段，在半導(dǎo)體工藝件裝卸過(guò)程中，可以保持半導(dǎo)體工藝件停留在原位不動(dòng)而不需要隨頂針上下升降，從而保證半導(dǎo)體工藝件準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上，避免了由頂針升降帶來(lái)的半導(dǎo)體工藝件位置發(fā)生偏移的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體工藝件的快速裝卸。
以上介紹的僅僅是基于本發(fā)明的幾個(gè)較佳實(shí)施例，并不能以此來(lái)限定本發(fā)明的范圍。任何對(duì)本發(fā)明的裝置作本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的部件的替換、組合、分立，以及對(duì)本發(fā)明實(shí)施步驟作本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的等同改變或替換均不超出本發(fā)明的揭露以及保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，包括至少一個(gè)處理腔室，處理腔室有至少一個(gè)半導(dǎo)體工藝件裝卸口，處理腔室內(nèi)設(shè)置有n個(gè)處理平臺(tái)，處理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有頂針，其特征在于處理平臺(tái)可以在處理腔室內(nèi)上下升降；所述半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置還包括一個(gè)帶有若干機(jī)械臂的可旋轉(zhuǎn)的交換平臺(tái)，通過(guò)調(diào)整交換平臺(tái)的機(jī)械臂的位置，可以使得機(jī)械臂位于處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)的正上方移開(kāi)，使處理平臺(tái)在處理腔室內(nèi)上下升降時(shí)不受機(jī)械臂阻擋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述交換平臺(tái)連接有n個(gè)機(jī)械臂，所有機(jī)械臂處于同一水平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述交換平臺(tái)連接有n對(duì)可張開(kāi)、收攏的機(jī)械臂，所有機(jī)械臂處于同一水平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述n個(gè)機(jī)械臂可以隨交換平臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)，每一個(gè)機(jī)械臂對(duì)應(yīng)一個(gè)處理平臺(tái)，通過(guò)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，可以使每一個(gè)機(jī)械臂位于每一個(gè)處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述n對(duì)機(jī)械臂可以在水平方向張開(kāi)或收攏，每一對(duì)機(jī)械臂對(duì)應(yīng)一個(gè)處理平臺(tái)，通過(guò)調(diào)整機(jī)械臂的張開(kāi)或收攏，可以使每一對(duì)機(jī)械臂位于每一個(gè)處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述每一個(gè)機(jī)械臂上均設(shè)有至少三個(gè)凸柱，在所述凸柱頂部有一缺口，用于準(zhǔn)確定位和放置半導(dǎo)體工藝件。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述每一對(duì)機(jī)械臂上設(shè)有形狀與半導(dǎo)體工藝件對(duì)應(yīng)的凹槽，用于準(zhǔn)確定位和放置半導(dǎo)體工藝件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口正對(duì)處理腔室內(nèi)的一個(gè)處理平臺(tái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述交換平臺(tái)與一傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸帶動(dòng)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，使得交換平臺(tái)上的機(jī)械臂可以停止于處理腔室內(nèi)的不同處理平臺(tái)的正上方或從處理平臺(tái)的正上方移開(kāi)的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述交換平臺(tái)包括第一、第二交換平臺(tái)，每一交換平臺(tái)各連接有n個(gè)機(jī)械臂，第一交換平臺(tái)上的一個(gè)機(jī)械臂和第二交換平臺(tái)上的一個(gè)機(jī)械臂共同構(gòu)成一對(duì)機(jī)械臂，第一、第二交換平臺(tái)共有n對(duì)機(jī)械臂，所有機(jī)械臂處于同一水平面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述第一交換平臺(tái)受氣動(dòng)桿控制，可在7°-15°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述第二交換平臺(tái)與傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸帶動(dòng)第二交換平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)方向與第一交換平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向相反，使第二交換平臺(tái)與第一交換平臺(tái)卡合或松開(kāi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于當(dāng)?shù)诙粨Q平臺(tái)與第一交換平臺(tái)卡合后，傳動(dòng)軸帶動(dòng)第一、第二交換平臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述傳動(dòng)軸帶動(dòng)第一、第二交換平臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)使得一對(duì)機(jī)械臂正對(duì)所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述處理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)頂針導(dǎo)引孔，每一個(gè)頂針導(dǎo)引孔內(nèi)設(shè)置有一個(gè)可沿頂針導(dǎo)引孔豎直升降的頂針。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述處理平臺(tái)上的頂針導(dǎo)引孔的數(shù)目不少于3個(gè)，且成三角狀排列。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述頂針包括一呈平面的頭部和與頂針頭部連接的頂桿。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述頂針具有一第三位置及一第四位置，在第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；在第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述頂桿下方設(shè)有一頂針升降平臺(tái)，頂針升降平臺(tái)與一電機(jī)相連接，頂針升降平臺(tái)上升時(shí)帶動(dòng)頂針至第四位置，頂針升降平臺(tái)下降時(shí)頂針回到第三位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所有處理平臺(tái)的頂針可以由同一個(gè)頂針升降平臺(tái)帶動(dòng)一起升降。
21.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
22.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂所在平面，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述處理平臺(tái)數(shù)目n為大于等于1的整數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置，其特征在于所述機(jī)械臂由陶瓷、AL2O3、SiC、AlN中的一種或多種材料制成。
25.一種利用權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，包括如下步驟(a)機(jī)器人傳送臂將未處理的半導(dǎo)體工藝件擺放在機(jī)械臂上；(b)頂針從頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置上升至頂針頭部與半導(dǎo)體工藝件接觸的第四位置；(c)交換平臺(tái)上的機(jī)械臂調(diào)整位置，使機(jī)械臂移開(kāi)處理平臺(tái)的正上方；(d)處理平臺(tái)從位于交換平臺(tái)下方的第一位置上升至與半導(dǎo)體工藝件接觸的第二位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(a)中包括如下步驟(e)旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使交換平臺(tái)上的機(jī)械臂位于對(duì)應(yīng)的n個(gè)處理平臺(tái)的正上方；(f)機(jī)器人傳送臂通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口將一片未處理的半導(dǎo)體工藝件放置在正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口的一對(duì)機(jī)械臂上；(g)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)n分之一圈；(h)機(jī)器人傳送臂將下一片未處理的半導(dǎo)體工藝件放置在正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口的下一對(duì)機(jī)械臂上；(i)重復(fù)步驟(g)、(h)，直至處理腔室中放入n片未處理的半導(dǎo)體工藝件。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(c)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使機(jī)械臂從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)，保證處理平臺(tái)在處理腔室內(nèi)上下升降時(shí)不受機(jī)械臂阻擋。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(c)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括調(diào)整機(jī)械臂，使機(jī)械臂張開(kāi)，保證處理平臺(tái)在處理腔室內(nèi)上下升降時(shí)不受機(jī)械臂阻擋。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述處理平臺(tái)從第一位置上升至第二位置間時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
31.根據(jù)權(quán)利要求28或30所述的裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述頂針位于第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述n個(gè)處理平臺(tái)的數(shù)目是大于等于1的整數(shù)。
33.一種利用權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，包括如下步驟(a)n個(gè)處理平臺(tái)從與半導(dǎo)體工藝件底面接觸的第二位置下降至位于交換平臺(tái)下方的第一位置；(b)半導(dǎo)體工藝件交換平臺(tái)上的機(jī)械臂調(diào)整位置，使機(jī)械臂位于處理平臺(tái)的正上方；(c)頂針從與半導(dǎo)體工藝件接觸的第四位置下降至頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置；(d)機(jī)器人傳送臂從機(jī)械臂上取出半導(dǎo)體工藝件。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(d)中包括如下步驟(e)機(jī)器人傳送臂通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口從機(jī)械臂上取出一片半導(dǎo)體工藝件；(f)交換平臺(tái)旋轉(zhuǎn)n分之一圈；(g)機(jī)器人通過(guò)半導(dǎo)體工藝件裝卸口從下一對(duì)機(jī)械臂上取出另一片半導(dǎo)體工藝件；(h)重復(fù)步驟(f)、(g)，直至處理平臺(tái)上的半導(dǎo)體工藝件全部取出。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使機(jī)械臂移動(dòng)至位于處理平臺(tái)的正上方。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)，機(jī)械臂從處理平臺(tái)正上方移開(kāi)，位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括調(diào)整機(jī)械臂，使機(jī)械臂收攏并位于處理平臺(tái)的正上方。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件；所述頂針?lè)祷氐谌恢脮r(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)。
40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的卸載半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述n個(gè)處理平臺(tái)的數(shù)目是大于等于1的整數(shù)。
41.一種利用權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置交換半導(dǎo)體工藝件的方法，用于從處理腔室內(nèi)取出一片經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件并放入一片未處理的半導(dǎo)體工藝件，包括如下步驟(a)處理平臺(tái)從與經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件底面相接觸的第二位置下降至位于交換平臺(tái)下方的第一位置；(b)所述處理平臺(tái)上方的交換平臺(tái)的機(jī)械臂調(diào)整位置，使機(jī)械臂位于處理平臺(tái)的正上方；(c)頂針從與所述經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件相接觸的第四位置下降至頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置；(d)旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使交換平臺(tái)上放有經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件的一對(duì)機(jī)械臂正對(duì)半導(dǎo)體工藝件裝卸口；(e)機(jī)器人傳送臂從所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口中取出所述經(jīng)過(guò)處理的半導(dǎo)體工藝件；(f)機(jī)器人傳送臂從所述半導(dǎo)體工藝件裝卸口中送入未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件；(g)頂針從頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)的第三位置上升至頂針頭部與未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件接觸的第四位置；(h)所述交換平臺(tái)的機(jī)械臂再次調(diào)整位置，使機(jī)械臂移開(kāi)處理平臺(tái)的正上方；(i)所述處理平臺(tái)從位于交換平臺(tái)下方的第一位置上升至與未經(jīng)處理的半導(dǎo)體工藝件接觸的第二位置。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括旋轉(zhuǎn)交換平臺(tái)，使機(jī)械臂移動(dòng)至位于處理平臺(tái)的正上方。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括提供一具有若干對(duì)可張開(kāi)或收攏的機(jī)械臂的交換平臺(tái)，調(diào)整機(jī)械臂，使機(jī)械臂收攏并位于處理平臺(tái)的正上方。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述處理平臺(tái)從第二位置下降至第一位置時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件；所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)返回交換平臺(tái)的下方。
46.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于在步驟(c)中，所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件；所述頂針?lè)祷氐谌恢脮r(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)。
47.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于在步驟(g)中，所述頂針位于第三位置時(shí)，頂針頭部收容于處理平臺(tái)的頂針導(dǎo)引孔內(nèi)；所述頂針位于第四位置時(shí)，頂針頭部穿出處理平臺(tái)并頂起被機(jī)械臂托住的半導(dǎo)體工藝件。
48.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(h)中機(jī)械臂調(diào)整位置是機(jī)械臂向一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，偏離處理平臺(tái)正上方的位置。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于處理平臺(tái)在第一位置和第二位置間升降時(shí)，機(jī)械臂位于相鄰兩個(gè)處理平臺(tái)之間的間隔內(nèi)并且不阻擋處理平臺(tái)的升降，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
50.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(h)中機(jī)械臂調(diào)整位置是機(jī)械臂張開(kāi)，處理平臺(tái)從張開(kāi)的機(jī)械臂間穿過(guò)。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述處理平臺(tái)從第一位置上升至第二位置間時(shí)穿過(guò)張開(kāi)的機(jī)械臂，所述處理平臺(tái)位于第一位置時(shí)，處理平臺(tái)位于交換平臺(tái)的下方；所述處理平臺(tái)位于第二位置時(shí)，處理平臺(tái)托起半導(dǎo)體工藝件。
52.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(b)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括只單獨(dú)調(diào)整交換平臺(tái)上的靠近處理平臺(tái)的機(jī)械臂，使該機(jī)械臂收攏并位于處理平臺(tái)的正上方。
53.根據(jù)權(quán)利要求41所述的交換半導(dǎo)體工藝件的方法，其特征在于所述步驟(h)中機(jī)械臂調(diào)整位置的步驟包括只單獨(dú)調(diào)整交換平臺(tái)上的靠近處理平臺(tái)的機(jī)械臂，使機(jī)械臂移開(kāi)處理平臺(tái)的正上方。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體工藝件裝卸裝置以及使用該裝置裝卸半導(dǎo)體工藝件的方法，采用了處理平臺(tái)上升托起半導(dǎo)體工藝件的手段，在半導(dǎo)體工藝件裝卸過(guò)程中，可以保持半導(dǎo)體工藝件停留在原位不動(dòng)而不需要隨頂針上下升降，從而保證半導(dǎo)體工藝件準(zhǔn)確定位在處理平臺(tái)上，避免了由頂針升降帶來(lái)的半導(dǎo)體工藝件位置發(fā)生偏移的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體工藝件的快速裝卸。
文檔編號(hào)H01L21/68GK1913098SQ20051002866
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者戶高良二 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司