半导体贮存夹具、操作方法及生产系统的制作方法

文档序号:6823556阅读:231来源:国知局
专利名称:半导体贮存夹具、操作方法及生产系统的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体贮存夹具、操作方法及生产系统。
近年来,在半导体装置的制造中,随半导体元件的微细化、高集成化,各元件的操作时和处理时等的微细尘埃的附着已成为产品的致命缺陷,并极大地影响产品的原材料利用率,所以,通常都把与尘源的隔离为主要目的来进行流水线的自动化。
可是,实际情况下,节省人力的超过数百台的制造装置不能没有故障处理·设备维修,也就不可避免地与最大的尘源-人混存,作为把半导体元件本身与环境气氛隔离的方法,是把托架贮存在高度密闭的盒子(例如JP59-83038U)内来进行自动化处理。
这种方法有如下的副作用,由于盒子的操作繁杂性导致生产性的低下,并且在长时间贮存时,由于托架内的半导体芯片(以下简称为芯片)本身放出的气体充满盒内,有可能改变芯片本身的特性,所以解决这些问题就成了新的研究课题,在提高生产性能的同时,还要开发高性能的无尘化装置,并且必须与把与人接触的最低限度范围内的环境气氛相隔离。作为现有技术,为了在保管场所贮存到盒子内,而在装置上再取出来,在各场所设置有开闭机构。
下面参照

图12和图13来说明这种现有技术。
首先参照图12来说明现有技术的托架装卸作业。
在转移源工作台61的上方设置有盒转移机63,在转移目的工作台62的上方设置有具有托架转移机66和吸附器65的开闭转移机构64。
图12(A)表示初始状态,图12(B)表示托架转移作业结束的状态,即表示把托架40从工作台61转移到工作台62的作业结束的状态。
首先如图12(A)所示,把贮存了装有多个芯片60的托架40的盒子50安置在转移源工作台61上。
在托架40上形成有用托架转移机66夹持的托架法蓝41。
把盒箱51与盒盖52密闭起来就能把盒子50内部的托架40与外部的环境气氛隔离开,另外,在盒箱上形成有能够用盒转移机63夹持的盒箱法蓝53。盒盖52用吸附器65执行开闭动作。
在图12(A)的初始状态之后,在盒转移机63降到盒箱法蓝53的下部高度,用盒转移机63抓住盒箱法蓝53,然后把盒转移机63提起来。
接着,由盒转移机63把盒子50移动到转移目的工作台62上,打开盒转移机63把盒子50放到转移目的工作台62上。再把盒转移机63退避到转移目的工作台62的上方。
然后,把盒转移机63移动到转移源工作台61的上方,同时使开闭转移机构64一直移动到被转移到转移目的工作台62上的盒子50的上方,并把吸附器65紧密接触盒盖52由吸附器65吸住盒盖52,提到上方,打开盒子50,同时,使托架转移机66下降到托架法蓝41的高度上,关闭托架转移机66夹持住托架法蓝41,然后用托架转移机66把托架40提起来。
托架转移机66把托架40降到盒子50外侧的转移目的工作台62上,同时把退避到转移源工作台61上方的盒转移机63移动到转移目的工作台侧。
打开托架转移机66放开托架40,并且使盒转移机63下降到盒箱法蓝53的高度上,同时用吸附机65把盒盖52一直降到盒箱51上。
解除吸附机65的吸附,再使吸附机上升,同时也使放开托架40的托架转移机66上升。
关闭盒转移机63,夹持住盒子50,用盒转移机63把空盒子50提起来,并用盒转移机63把盒子50移动到转移源工作台61上,然后打开盒转移机63,放开盒子50。
此后,把盒转移机63升高到转移源工作台61的上方,成为图12(B)所示的下降动作结束的状态。
装卸动作中的装载动作,即从工作台62移动到工作台61的情况,是把上述图12(B)的动作作为初始状态,沿逆行顺序动作。
图13是把使用图12的现有技术的制造流水线作为示例的斜视图。
设置有正在制造半导体装置的制造装置71和自动搁架72,盒子50设置在自动传送台73的工件台76上。
制造装置71的出入口74和自动搁架72的出入口75分别设置有开闭转移机构64,盒转移机63设置在自动传送台73上。
这里,自动传送台的工件台76相当于图12的转移源工作台61,出入口74,75相当于图12的转移目的工作台62,如用图12说明的那样,进行盒子50的往复移动以及排列了芯片60的托架40在两者之间的转移·装卸作业。
使盒箱51与盒盖52密闭,就能够把盒子50内部的托架40与环境气氛隔离。
现有技术的第一个问题是由于盒子的处理(盖的开闭动作和转移动作)要花时间,所以传送时间·转移时间长。
第二个问题是由于必须分别设置开闭机构和转移机构,所以必须确保用来设置开闭转移机构的空间。
第三个问题是所有装置都必须设置开闭机构,在装置改造时费用庞大,开闭机构成为追加装置,所以成本高。
第四个问题是由于托架内的芯片本身放出来的气体充满盒内,无处泄放,而附着于芯片本身,所以长期贮存有可能改变芯片本身的特性。
因此,本发明的目的是提供一种半导体贮存夹具及其操作方法,由于具有能够同时进行开闭动作和转移动作的结构,所以不会延长原来的LT,并能够抑制费用增加、简化制造装置、抑制由于来自人的尘源造成的影响。
本发明的特征是在贮存转移承载了半导体芯片的托架的半导体贮存夹具中设置有可以从上方罩盖所述托架的具有开口底面的箱型盖体、由外力可使形成在所述盖体侧壁上的开口部变形的膜封闭的窗、从所述窗的上方的所述侧壁的外面突出的法蓝。这里,所述盖体的上壁的内面最好由倾斜角度θ的倾斜上面构成。另外,所述盖体的侧壁由围在所述托架的周围的第一至第四侧壁构成,所述窗分别形成在相互面对的第一和第三侧壁上,第二和第四侧壁中的至少一个侧壁的内面最好为倾斜角度θ的倾斜侧面。
本发明的其他特征是在传送承载了半导体芯片的托架时的操作方法中,首先准备设置有可以从上方罩盖有托架法蓝的所述托架的具有开口底面的箱型盖体、由外力可使形成在所述盖体侧壁上的开口部变形的膜封闭的窗部、从所述窗部的上方的所述侧壁的外面突出的法蓝的半导体贮存夹具,然后用所述半导体贮存夹具的所述盖体从上方罩盖所述托架;再用能够进行第一控制和第二控制的转移机构进行所述半导体贮存夹具的开闭动作和所述托架的转移动作,所述第一控制是经所述窗的膜仅夹持住所述托架法蓝和所述半导体贮存夹具的法蓝中的所述托架法蓝,所述第二控制是仅夹持住所述托架法蓝和所述半导体贮存夹具的法蓝中的所述半导体贮存夹具的法蓝;并且把传送中的所述半导体芯片保持在密闭状态下。这里,所述盖体的上壁内面或侧壁的一个内面最好为倾斜角度θ的倾斜面,而且使所述托架的半导体芯片出入的开口面最好倾斜所述角度θ,在传送中最好通过所述两倾斜面接触来保持在所述密闭状态下。
本发明另外的特征是具有上述的半导体贮存夹具,或使用上述操作方法的生产系统。这里,能够在制造装置或自动搁架和自动传送台之间进行所述托架的转移。或者,能够在自动搁架和沿轨道行走的运载工具之间进行所述托架的转移。
按照本发明,对工作台上的托架罩上箱型的盖体,使之密闭,这种箱型的盖体具有从上部罩住的结构,并在两侧面具有在夹持住内部的托架的状态下变形的不产生尘埃的材料制成的小窗,并且用能够两级控制抓爪的转移机灵活地同时夹持住盖体和托架或者仅夹持住盖体就能够同时进行开闭和转移。
具体地说,在装载托架的情况下,转移机一挡闭合抓爪,把目的地上的空盖体夹持住,并移动到托架的某个地方,把盖体罩在托架上。然后,把抓爪闭合到第二挡,同时夹持住盖体和托架,形成密闭空间,并原样移动到目的地上方,降下来,把抓爪打开一挡,同时放开托架·盖体。
在卸下托架的情况下,转移机把抓爪闭合到第二挡,同时夹持住盖和托架,形成密闭空间,并原样移动到目的地上方,降下来,把抓爪打开到第一挡,仅放开托架,把盖体移动到转移源处,降下来,把抓爪打开到第二挡,放开盖体。
按照本发明,由于两侧面具有在夹持住内部的托架的状态下变形的不产生尘埃的材料制成的小窗,并且用能够两挡控制抓爪的转移机灵活地同时夹持住盖体和托架或者仅抓住盖体就能够进行一系列动作,所以,就不必分开开闭机构和转移机构。
就设置空间而言,由于转移机还进行开闭动作,所以就不必需特别的空间,就成本而言,能够省去开闭机构的成本。
以下参照附图来说明本发明。
图1是本发明的实施例的构成图。
图2是本发明的实施例的构成物的位置关系图。
图3是表示本发明的实施例中的托架的图。
图4是在本发明的实施例中转移纵向并列贮存芯片的托架时使半导体贮存夹具和托架密闭的状态。
图5是在本发明的实施例中转移重叠贮存芯片的托架时使半导体贮存夹具和托架密闭的状态。
图6是按顺序表示本发明的实施例的动作的图。
图7是按顺序表示图6的继续动作的图。
图8是按顺序表示图7的继续动作的图。
图9是按顺序表示图8的继续动作的图。
图10是使用本发明的实施例的生产系统的第一实施例。
图11是使用本发明的实施例的生产系统的第二实施例。
图12是表示现有技术的图。
图13是表示按照现有技术的生产系统的图。
图1~图3是本发明的实施例的构成图,图1是半导体贮存夹具及其周围的斜视图,图2是半导体夹具的断面图,图3是贮存在半导体夹具内的托架的斜视图。
首先在图1中,在转移源工作台4的上面(水平平面)安置有本发明的半导体贮存夹具1,半导体贮存夹具1具有盖体6、在盖体的相面对的两侧壁的上部形成的由弹性体构成的窗8、可以由转移机3的抓爪13夹持的法蓝7。
配置了芯片10的多个托架2处于由半导体贮存夹具1的盖体6罩住的状态。
用来从转移源工作台4的上面把托架2转移到转移目的工作台5的上面(水平平面)的转移机3设置有转移机控制器12和一对抓爪13,并且能够在转移源工作台4的上面和转移目的工作台5的上面之间驱动。
半导体贮存夹具1的盖体6有四个外周面,各个外周面沿水平面的相互正交的X-Y轴方向延展成平面形状,并且设水平面的法线方向为Z轴。
参照半导体贮存夹具1的Y轴方向的断面即沿图1的A-A线的剖面的图2(A),半导体贮存夹具1的盖体6覆盖住转移源工作台4的上面安置的排列收容了多个芯片10的托架2的整个侧方向和上方向,在盖体6的两相面对的侧壁上设置有窗8。盖体6的整个底面为开口底面,即半导体贮存夹具1的盖体6由沿X方向延展成平面形状的两个侧壁、沿Y方向延展成平面形状的两个侧壁以及上壁构成为缺底的箱型。
包含盖体6和法蓝7的半导体贮存夹具1的本体是由不产生尘埃的材料构成,例如聚丙烯材料,在盖体6的相互面对的一对侧壁上各自形成开口,用粘接剂把不产生尘埃的材料如硅橡胶膜粘接在开口上,蒙住开口形成窗8。这样,窗8就成为容易由转移机3的抓爪13所施加的外力变形的弹性体。
另一方面,托架2具有构成四个侧面19的四个侧壁和构成底面20的底壁,出入芯片10的面(图2中的上面)成为开口面18,即托架2成为只有出入芯片的面开口的箱型。
转移机3的转移机控制部12(图1)能够控制其一对抓爪13保持在超过1D(半导体贮存夹具的法蓝的外沿宽)的开启状态、保持在宽于1E(半导体贮存夹具的法蓝的内沿宽)而窄于1D的范围的开启状态以及保持在关闭到2B(托架本体的外沿宽)的状态。例如1D为250mm、1E为210mm、2B为200mm。
从半导体贮存夹具内部上面即上壁的下面到半导体贮存夹具法蓝7的下面的距离1A必须小于从托架的开口面18到托架法蓝17A的下面的距离2A,转移机3的抓爪13的长度3B必须大于从半导体贮存夹具的法蓝的外周到托架2的外周侧面的距离1C,从托架法蓝11的下面到窗8的下侧的距离1B必须大于转移机的抓爪13的厚度3A。例如1A为20mm、2A为25mm、1B为12mm、1C为40mm、3A为10mm、3B为50mm,窗的下边沿距平坦面4(5)的表面163mm。
然后,参照表示半导体贮存夹具1的X轴方向的断面即图1的B-B剖面的图2(B)(在图2(B)上,为避免图面的繁杂,省略了托架的图示),在安置到水平面4(5)上的情况下,从垂直方向倾斜角度θ的内部倾斜侧面14形成半导体贮存夹具1的盖体6的一个内侧面,从水平方向倾斜角度θ的内部倾斜上面15形成其上面。X方向的尺寸1F例如为210mm,窗8的尺寸例如为25mm×180mm。
参照图3,在托架2上,形成有构成托架开口面18的第一法蓝17A和第二法蓝17B。
托架开口面18即第一法蓝17A的上面相对水平面倾斜角度θ。
如图1和图2所示,在转移使芯片10连在一起,即纵向并排贮存芯片10的托架时,第一法蓝17A是承受转移机3的抓爪13的作用的法蓝。
另一方面,转移芯片叠摞的状态下即把图3所示状态横转90度叠摞贮存芯片10的托架时,第二法蓝17B是承受转移机3的抓爪13的作用的法蓝。
参照图4和图5来说明这种情况。
图4是转移纵向并列贮存芯片10的托架的情况,在初始状态下,半导体贮存夹具1和托架2不接触(A)。
然后,转移机的抓爪通过窗8仅夹持住托架的第一法蓝17A,并提起来(B)。
一旦提起到规定的位置,相同角度θ的内部倾斜面15和托架的倾斜开口面18就从上方贴紧,从而把芯片10密闭起来(C)。
再进一步上提时,在维持密闭的状态下同时夹持提升半导体贮存夹具1和托架2,使之从工作台4的表面向上方离去(D)。
图5是转移叠摞贮存芯片10的托架的情况,与图4一样,在初始状态下,半导体贮存夹具1和托架2不接触(A)。
然后,转移机的抓爪通过窗8仅夹持住托架的第二法蓝17B,并提起来(B)。
一旦提起到规定的位置,相同角度θ的内部倾斜面14和托架的倾斜开口面18就在侧面贴紧,从而把芯片10密闭起来(C)。
再进一步上提时,在维持密闭的状态下同时夹持提升半导体贮存夹具1和托架2,使之从工作台4的表面向上方离去(D)。
这样,虽然在图4和图5的情况下,半导体贮存夹具1的盖体6的底面16都是开放的,但是在工作台上的状态下台面和盖体使芯片处于密闭的状态,而在上升的状态下,托架的倾斜开口面18和盖体的倾斜上面15或倾斜侧面14使芯片处于密闭状态。
因此,即使在转移传送中与盖体6的开口底面16同平面的托架底面20暴露在外界大气中,由于托架2内的芯片10能与外界大气隔离,所以也不会发生由于盖体的底面开放而引起的问题。
下面参照图6至图9来详细说明本发明的实施例的动作。
首先,把图6(A)的状态设定为托架装卸动作的初始状态,在该状态下,转移源工作台面4和半导体贮存夹具开口面紧贴着,形成密闭空间。
然后,如图6(B)所示,把转移机3的抓爪13下降到处在转移源工作台4上面的半导体贮存夹具的窗8下的高度。
再如图6(C)所示,把转移机3的抓爪13闭合到托架宽2B的大小(图2(A)),使该抓爪卡入到托架的第一法蓝17A下面,即抓爪支承住第一法蓝17A。这时,抓爪13的闭合力使窗8的弹性体变形,而且在该状态下,抓爪13并不支承住半导体贮存夹具1的法蓝7。
如图6(D)所示,当转移机的抓爪13慢慢地提起来时,起初托架2浮起来,然后半导体贮存夹具内部上面15贴紧托架开口面18并形成密闭的空间(图6(C)),进一步上提时,至此为止,半导体贮存夹具1离开形成密闭空间的转移源工作台面4(图6(D))。
如上所述,因为此刻半导体贮存夹具内部上面15已经与托架开口面18形成有密闭的空间,所以,即使托架的底面20从半导体贮存夹具的盖体的开口底面16暴露于外界大气中,托架2内也与外界大气的环境气氛相隔离。
如图7(A)所示,提升到移动不成问题的高度后,转移机移动到转移目的工作台5的上方。
如图7(B)所示,一旦转移机3的抓爪13慢慢地下降,转移目的工作台面5就与半导体贮存夹具开口面18贴紧,并形成密闭空间,进一步下降到窗8的下部高度时,至此为止,托架开口面18就离开形成密闭空间的半导体贮存夹具内部上面15。
如图7(C)所示,把转移机3的抓爪13张开到半导体贮存夹具内宽1E(图2(A))的大小。
如图8(A)所示,一旦使转移机的抓爪13上升,就只有半导体贮存夹具1被挂在其法蓝7上的抓爪13即支承着法蓝7的抓爪13提上来。
如图8(B)所示,提升到继续转移不成问题的高度为止,然后把半导体贮存夹具1一直移动到转移源工作台4的上方。
下面如图9(A)所示,把转移机的抓爪13降下来。
如图9(B)所示,把转移机的抓爪13张开到超过半导体贮存夹具1的宽度1D(图2(A))。
如图9(C)所示,使转移机的抓爪13上升,卸下动作结束。
在图8(B)以后的动作中,如果把半导体贮存夹具1降落在转移源工作台4安置着托架的地方,图9(C)就成为与图6(A)相同的初始状态。
以上说明了从工作台4到工作台5的托架卸下动作,装载动作即从工作台5到工作台4的动作就为从图9(C)开始沿逆方向顺序倒进行的动作。
图10表示的是配置本发明的半导体贮存夹具及其操作方法的第一实施例的半导体制造工序的一部分,该部分制造工序包括配置刻蚀装置·溅散装置等的制造装置21;配置自动搁架22,该搁架用作对制造装置21以外的其他工序产出的制品的保管·管理以及在制造装置21处理结束后对其他工序产出的制品的输出窗口的分配;配置自动传送自动搁架22和多个制造装置21之间的半导体贮存夹具·托架的自动传送台23。
制造装置21具有托架2的出入口24(相当于前面说明的转移源工作台5),自动搁架22也有托架2的出入口25(相当于前面说明的转移源工作台5),自动传送台23具有转移机3和工件台26(相当于前面说明的转移源工作台4),在工件台26上,始终设置有半导体贮存夹具1。
下面详细说明图10的制造系统的动作。
首先,说明从自动搁架22向制造装置传送的动作,托架2被输出到自动搁架22的出入口25,分配到自动传送台23,然后达到自动搁架22的出入口25,同时,自动传送台23上的转移机3开始本发明的实施例所述的装载动作。
自动传送台23移动到目的地制造装置21,到达规定的制造装置21的同时,自动传送台23上的转移机3开始本发明的实施例所述的卸下动作。
这种情况下,两台自动传送台26上就座落了空的半导体贮存夹具1,除装载场地·卸下场地改变之外,从制造装置21向自动搁架22的传送动作都是一样的。
图11表示的是配置本发明的半导体贮存夹具及其操作方法的第二实施例的半导体制造工序的一部分。
在图10的第一实施例中,转移机3设置在转移源工作台上,而在图11的第二实施例中,转移机3分散设置在转移目的工作台上。
在图11中,把刻蚀装置·溅散装置等制造装置群作为下属装置,对在自动搁架31、32和各自动搁架之间连接有轨道,在轨道上有沿轨道自动行走的运载工具33,所述自动搁架具有对其他工序输出的制品的保管·管理以及下属的制造装置群的处理结束后的其他工序输出制品的窗口分配的功能。
自动搁架31具有托架2的出入口34(相当于前面说明的转移目标工作台5)和转移机3,自动搁架32具有托架2的出入口35(相当于前面说明的转移目标工作台5)和转移机3,运载工具33有工件台36(相当于前面说明的转移源工作台4),在工件台36上始终设置有半导体贮存夹具1。
下面说明图11的制造系统的动作。
首先,说明从自动搁架32向自动搁架31的传送动作,托架2被送出到自动搁架32出入口35,分配给运载工具33,到达自动搁架32的出入口35的同时,出入口35上的转移机3开始该实施例所述的卸下动作。
这种情况下,由半导体贮存夹具1隔离开环境气氛的托架2就坐落在运载工具上的工件台36上。
然后,运载工具33移动到目的地自动搁架31的前面,到达自动搁架31的出入口34的同时,出入口34上的转移机3开始本发明的实施例所述的装载动作。
这种情况下,空的半导体贮存夹具1就坐落在运载工具上的工件台36上。
从自动搁架31向自动搁架32的传送动作除装载地点·卸下地点变换之外,动作是一样的。
本发明的第一效果是传送时间·转移时间不长,其原因是盖的开闭动作和转移动作同时进行。
本发明的第二效果是不必另外设置开闭机构,这是因为由转移机进行开闭作业。
本发明的第三效果是能够降低成本,其原因是不需要开闭机构专用装置。
本发明的第四效果是能够抑制由于托架内的芯片本身放出来的气体引起芯片本身特性变化的可能性,原因是无须长时间贮存。
权利要求
1.一种贮存传送装载了半导体芯片的托架的半导体贮存夹具,其特征在于具有能从上方罩盖住所述托架的具有开口底面的箱型盖体、用能由外力使之变形的膜蒙住形成在所述盖体的侧壁上的开口部构成的窗、从所述窗的上方的所述侧壁的外面突出的法蓝。
2.根据权利要求1的半导体贮存夹具,其特征在于所述盖体的上壁的内面为倾斜角度θ的倾斜上面。
3.根据权利要求1或2的半导体贮存夹具,其特征在于所述盖体的侧壁由围住所述托架的周围的第一至第四侧壁构成,所述窗分别形成在相互面对的第一和第三侧壁上,第二和第四侧壁的至少一个侧壁的内面构成倾斜角度θ的倾斜侧面。
4.一种传送装载了半导体芯片的托架时的操作方法,操作步骤如下准备半导体贮存夹具,所述半导体贮存夹具具有能从上方罩盖住有托架法蓝的所述托架的具有开口底面的箱型盖体、用能由外力使之变形的膜蒙住形成在所述盖体的侧壁上的开口部构成的窗、从所述窗的上方的所述侧壁的外面突出的法蓝;用所述半导体贮存夹具的所述盖体从上方罩住所述托架;用转移机进行所述半导体贮存夹具的开闭动作和所述托架的转移动作,并把传送中的所述半导体芯片保持在密闭状态下,所述转移机能够进行两种控制,即经所述窗的膜仅夹持所述托架法蓝和所述半导体贮存夹具法蓝中的所述托架法蓝的第一控制和仅夹持所述托架法蓝和所述半导体贮存夹具的法蓝中的所述半导体贮存夹具法蓝的第二控制。
5.根据权利要求4的操作方法,其特征在于所述盖体的上壁的内面或侧壁的一内面为倾斜角度θ的倾斜面,所述托架的半导体芯片出入的开口面为倾斜与所述角度θ相同的角度θ的倾斜面,由于传送中所述两倾斜面接触,所以保持在所述密闭状态下。
6.一种生产系统,其特征在于具有权利要求1至3的任一项记载的半导体贮存夹具或使用权利要求4或5的任一项记载的操作方法。
7.根据权利要求6的生产系统,其特征在于在制造装置或自动搁架和自动传送台之间进行所述托架的转移。
8.根据权利要求6的生产系统,其特征在于在自动搁架和可沿轨道行走的运载工具之间进行所述托架的转移。
全文摘要
本发明提供一种半导体贮存夹具、操作方法以及生产系统,由于具有能够同时进行开闭动作和转移动作的结构,所以能不延长LT,能够抑制费用的增加并且能够抑制由人产生尘埃造成的影响。具有从上方对台面4上的托架2罩住的结构6,且在两侧设置蒙罩住内部托架2的状态下可变形的不产生尘埃的材料制成的窗8,由控制部12对转移机3的抓爪13进行两级控制,分开采用同时夹持盖和托架或仅夹持盖的方式来进行开闭和转移动作。
文档编号H01L21/677GK1231508SQ9910043
公开日1999年10月13日 申请日期1999年1月13日 优先权日1998年1月13日
发明者佐藤晃 申请人:日本电气株式会社
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