专利名称：基板运输处理系统及方法
技术领域：
本发明是有关于一种运输系统及方法，且特别是有关于一种基板运输系统及方 法。
背景技术：
随着集成电路的需求及应用的增加，如何降低制造成本便成为各半导体厂及/或 面板厂首要面临的问题。在半导体及/或面板工艺中，大量的工艺是在一基板上进行，用以在此基板上制 造集成电路及/或薄膜晶体管。这些工艺包含有在基板上连续地沉积及蚀刻数层传导层与 绝缘层。由于在每一个处理步骤后通常会在基板表面上留下反应的残留物，为了避免这些 工艺残余物影响后续工艺的进行，并防止反应室与其它基板受到工艺残余物的污染，目前 大都在完成一处理步骤后，对处理后的基板进行清洁，藉以移除黏附于基板上的工艺残余 物，同时也可以一并清除在运输过程中黏附于基板上的灰尘或脏污，来确保工艺可靠度。由于机台多为批次加工的特性，各个机台之间的时间配合便显得特别重要。以目 前的机台运作情况而言，基板的处理效率常常会受限于机械手臂的速度以及基板取放片效 率，而无法有效提升。
发明内容
因此本发明的目的就是在提供一种基板运输处理系统及方法，用以提升基板的搬 运及处理效率。依照本发明一实施例，提出一种基板运输处理系统，包含基板容置卡匣、对应于基 板容置卡匣设置的第一机械手臂、基板清洁机台、设置于基板清洁机台与第一机械手臂之 间的暂存机台、对应于第一机械手臂设置的可旋转暂存机台、基板加工机台，以及设置于可 旋转暂存机台与基板加工机台之间的第二机械手臂。第一机械手臂包含第一上手臂与第二 下手臂。暂存机台包含双层进片装置与双层出片装置。可旋转暂存机台包含第一双层取放 片装置及第二双层取放片装置。第二机械手臂包含第二上手臂与第二下手臂。基板加工机台可为物理气相基板加工机台或化学气相基板加工机台。双层进片装 置与双层出片装置分别包含多个传送机构。传送机构包含多个滚轮。传送机构更包含多个 升降顶针，配置于滚轮之间。第一双层取放片装置及第二双层取放片装置分别包含多个升 降顶针。本发明的另一态样为一种应用前述的基板运输处理系统的基板运输处理方法，包 含提供多个基板于基板容置卡匣中，接着第一上手臂与第一下手臂各自从基板容置卡匣中 取出基板，并将两基板输送至双层进片装置。双层进片装置输送两基板至基板清洁机台，基 板清洁机台对两基板进行清洁，再将清洁完成的两基板输送至双层出片装置，第一上手臂 与第一下手臂自双层出片装置中取出清洁完成的两基板，并将清洁完成的两基板输送至第 一双层取放片装置。此方法更包含将可旋转暂存机台转动第一角度，第二上手臂与第二下手臂自第一双层取放片装置中取出清洁完成的两基板，并将清洁完成的两基板输送至基板 加工机台。基板加工机台对清洁完成的两基板进行加工，接着，第二上手臂与第二下手臂自 基板加工机台中取出加工完成的两基板，并将加工完成的两基板输送至第二双层取放片装 置。此方法更包含将可旋转暂存机台转动第二角度，第一上手臂与第一下手臂自第二双层 取放片装置中取出加工完成的两基板，并将加工完成的两基板输送至另一基板容置卡匣。 其中第一机械手臂对两基板的平均工作时间，小于或等于基板加工机台对两基板的平均工 作时间。本发明减少了第一机械手臂对每一块基板的平均工作时间，解决了现有技术中第 一机械手臂的搬运效率追不上基板加工机台的处理效率而导致产能浪费的情形，更进一步 地缩短工艺的关键时间，提升工艺效率。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详 细说明如下图1绘示本发明的基板运输处理系统一实施例的示意图；图2A至图2H其分别绘示本发明的基板运输处理系统中的基板清洁阶段一实施例 的不同步骤的示意图；图3A至图;3H分别绘示图1中的基板加工阶段一实施例的不同步骤的示意图；图4绘示应用此基板运输处理系统100的基板运输处理方法一实施例的流程图。主要组件符号说明100:基板运输处理系统110、112 基板容置卡匣120:第一机械手臂122:第一上手臂124 第一下手臂130:基板清洁机台132:输送带入口134:输送带出口140 暂存机台142 双层进片装置144 双层出片装置150 可旋转暂存机台152 第一双层取放片装置154 第二双层取放片装置160 基板加工机台170:第二机械手臂
具体实施例方式以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常
172A-Ap - 弟-二上手臂174 第二下手臂180第--基板182A-Ap - 弟-二基板186第--滚轮188A-Ap - 弟-二滚轮191第--升降顶针192A-Ap - 弟-二升降顶针193-.MiΞ升降顶针
194:第四升降顶针
195第五升降顶针
196第六升降顶针
197第七升降顶针
198第八升降顶针 210 422 步骤知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并 不脱离本发明的精神与范围。参照图1，其绘示本发明的基板运输处理系统一实施例的示意图。基板运输处理 系统100中包含有至少一基板容置卡匣110及112、一第一机械手臂120、一基板清洁机台 130、一暂存机台140、一可旋转暂存机台150、一基板加工机台160，以及一第二机械手臂 170。基板容置卡匣110及112用以放置多个基板。基板容置卡匣110与112的内部侧 壁上设置有多个突出部，用以支撑基板。第一机械手臂120包含有第一上手臂122与第一 下手臂124。第一机械手臂120对应于基板容置卡匣110设置。暂存机台140设置于基板 清洁机台130与第一机械手臂120之间。暂存机台140包含有双层进片装置142以及双层 出片装置144，其中，由于基板清洁机台130通常为上进下出的设计，故双层进片装置142较 佳地相应设置于双层出片装置144上方。可旋转暂存机台150亦对应于第一机械手臂120设置。可旋转暂存机台150包含 有第一双层取放片装置152以及第二双层取放片装置154，第一双层取放片装置152设置于 第二双层取放片装置巧4之上。第二机械手臂170设置于可旋转暂存机台150与基板加工 机台160之间。第二机械手臂170包含有第二上手臂172以及第二下手臂174。第一上手 臂122、第一下手臂124、第二上手臂172及第二下手臂174均包含指状或叉状结构。本发明所揭露的基板运输处理系统100可以有效提升基板的搬运效率。具体而 言，基板可为液晶玻璃。设置在基板清洁机台130之前的暂存机台140具有双层进片装置 142与双层出片装置144，使得第一机械手臂120可以同时搬运两片基板至暂存机台140的 双层进片装置142中暂放，而接着由双层进片装置142依序进入基板清洁机台130之中清 洁。接着，清洁完的基板再从基板清洁机台130送至暂存机台140的双层出片装置144中 暂放，后由第一机械手臂120将两块基板搬运至可旋转暂存机台150上。如此一来，同样以两块基板的清洁工艺相比，传统一次仅能搬运一块基板的工艺， 如需完成两块基板清洁，前后所花费的时间，需包含两次第一机械手臂120在基板容置卡 匣110与基板清洁机台130之间移动的时间、两次基板清洁机台130清洁基板的时间，以及 两次第一机械手臂120在基板清洁机台130与可旋转暂存机台150之间移动的时间。而本 发明所需花费的时间则是一次第一机械手臂120在基板容置卡匣110与暂存机台140之间 移动的时间、两次基板清洁机台130清洁基板的时间，以及一次第一机械手臂120在暂存机 台140与可旋转暂存机台150之间移动的时间。明显地，花费在基板搬运上的时间可以大 幅地缩小，提升工艺效率。同样地，虽然基板加工机台160 —次仅能加工一块基板，但是第二机械手臂170可 以同时搬运两块基板，同样可以缩减第二机械手臂170在基板加工机台160与可旋转暂存 机台150之间移动所需的时间。除此之外，以成本较为昂贵的基板加工机台160为考虑，如物理气相基板加工机 台或是化学气相基板加工机台，若是第一机械手臂120搬运的速度追不上基板加工机台 160的处理速度，则会造成产能的浪费。本发明的基板运输处理系统100可以减少每一块基 板的平均搬运时间，进而调整基板在各站的停留时间，使得第一机械手臂120对每两块基 板的平均工作时间，小于或是等于基板加工机台160对每两块基板的平均工作时间，藉以
6解决因第一机械手臂120搬运的速度追不上基板加工机台160的处理速度而导致产能浪费 的情形。为更具体的说明本发明的功效，以下以物理气相沉积机台的基板加工机台160说明。以第一机械手臂120与第二机械手臂170 —次仅能取放一片基板的运作流程而 言，自第一机械手臂120从基板容置卡匣110取出基板起至将清洁完成的基板放到可旋转 暂存机台150上，对每两块基板所花费的平均工作时间约需120秒(每块基板60秒的循环 时间)，而物理气相沉积机台对每两块基板所花费的平均工作时间仅需约100秒(每块基板 50秒的作业)，因此会出现成本较为昂贵的物理气相沉积机台等待第一机械手臂120取放 片的情形，造成产能浪费。应用本发明的基板运输处理系统100之后，第一机械手臂120从基板容置卡匣110 取出两块基板起至将两块清洁完成的基板放到可旋转暂存机台150上所花费的平均工作 时间约需90秒，平均每块基板的循环时间约为45秒，小于物理气相沉积机台约50秒的作 业时间，便可以解决成本较为昂贵的物理气相沉积机台等待第一机械手臂120取放片的情形。工艺的关键时间从原本基板循环时间的60秒缩短至物理气相沉积机台的50秒， 除了解决第一机械手臂120的搬运效率追不上基板加工机台160的处理效率而导致产能浪 费的情形之外，更进一步地缩短工艺的关键时间，提升工艺效率。参照图2A至图2H，其分别绘示本发明的基板运输处理系统中的基板清洁阶段一 实施例的不同步骤的示意图。暂存机台140设置于第一机械手臂120与基板清洁机台130 之间。第一机械手臂120包含有第一上手臂122以及第一下手臂124。暂存机台140包含 有双层进片装置142以及双层出片装置144。双层进片装置142以及双层出片装置144分 别包含有传送机构，传送机构包含有设置于双层进片装置142中之多个第一滚轮186与设 置于双层出片装置144中的多个第二滚轮188，第一滚轮186与第二滚轮188分别为对应于 基板清洁机台130的输送带入口 132及输送带出口 134设置。传送机构更包含有双层地设 置在第一滚轮186之间的多个第一升降顶针191与多个第二升降顶针192，以及双层地设 置在第二滚轮188之间的多个第三升降顶针193与第四升降顶针194。其中设置于第一滚 轮186与第二滚轮188之间的第一升降顶针191、第二升降顶针192、第三升降顶针193与 第四升降顶针194，更配置为与第一上手臂122及第一下手臂IM错开。图2A的步骤210中，第一上手臂122与第一下手臂124由基板容置卡匣110(见 图1)搬来第一基板180与第二基板182，并将第一基板180送至双层进片装置142中的第 一升降顶针191上，将第二基板182送至双层进片装置142中的第二升降顶针192上。图2B的步骤220中，第一上手臂122与第一下手臂IM离开双层进片装置142。 第一升降顶针191与第二升降顶针192下降，以将第二升降顶针192上的第二基板182放 置到第一滚轮186上，再藉由第一滚轮186的输送而将第二基板182进入基板清洁机台130 中清洁。2C图的步骤230中，再一次地下降第一升降顶针191与第二升降顶针192，使得位 于第一升降顶针191上的第一基板180放置到第一滚轮186上，同样藉由第一滚轮186的 输送将第一基板180送入基板清洁机台130中清洁。
图2D的步骤240中，清洁完的第二基板182由基板清洁机台130送出至第二滚轮 188，再由第二滚轮188输送至预定位置。图2E的步骤250中，第三升降顶针193与第四升降顶针194上升，使得清洁完的 第二基板182被第三升降顶针193支撑。图2F的步骤260中，后一步清洁完成的第一基板180亦由基板清洁机台130送出 至第二滚轮188上，再由第二滚轮188输送至预定位置。图2G的步骤270中，第三升降顶针193与第四升降顶针194再一次上升，使得清 洁完的第一基板180被第四升降顶针194支撑。如此一来，清洁完成的第一基板180与第 二基板182均被暂存在双层出片装置144之中。图2H步骤观0中，第一机械手臂12的第一上手臂122与第一下手臂1 分别进 入第三升降顶针193与第四升降顶针194的下方，之后第一上手臂122与第一下手臂IM 上升或是第三升降顶针193与第四升降顶针194下降，使第一机械手臂120从双层出片装 置144中取出第一基板180与第二基板182，进而将第一基板180与第二基板182送至可旋 转暂存机台150(见图1)。本实施例中的暂存机台140亦可配合基板清洁机台130而有其它的变形，如基板 清洁机台130具有双层轨道可以同时清洗两块基板，则升降顶针可以省略。或者，滚轮可以 换成输送带等。参照图3A至图3H，其分别绘示图1中的基板加工阶段一实施例的不同步骤的示 意图。第二机械手臂170设置于基板加工机台160与可旋转暂存机台150之间。可旋转暂 存机台150包含有第一双层取放片装置152以及第二双层取放片装置154。第一双层取放 片装置152包含有双层设置的多个第五升降顶针195及第六升降顶针196。第二双层取放 片装置巧4包含有双层设置的多个第七升降顶针197及第八升降顶针198。其中第五升降 顶针195、第六升降顶针196、第七升降顶针197与第八升降顶针198配置为与第一上手臂 122、第一下手臂124、第二上手臂172与第二下手臂174的指状或叉状结构错开。为方便说 明，图3A至图3H未依照实际摆设位置绘制，本实施例的实际摆设位置，请参阅图1。图3A的步骤310中，第一机械手臂120的第一上手臂122与第一下手臂IM将清 洁完成的第一基板180与第二基板182送至可旋转暂存机台150的第一双层取放片装置 152中暂存，第一基板180与第二基板182分别放置在双层设置的第五升降顶针195与第六 升降顶针196上。图;3B的步骤320中，可旋转暂存机台150旋转第一角度，以转向置放于第一双层 取放片装置152中的第一基板180与第二基板182。在本实施例中，由于可旋转暂存机台 150仅具有一个取放口，故第一角度并不会等于零。然而在其它实施例中，可旋转暂存机台 150可以具有多个取放口，故可旋转暂存机台150并不需要特意旋转，亦即第一角度可以为零。3C图的步骤330中，第二机械手臂170之第二上手臂172与第二下手臂174伸入 第一双层取放片装置152中，以取出清洁完并转向的第一基板180与第二基板182。图3D的步骤340中，第二机械手臂170转向，将第一基板180送入基板加工机台 160中加工，第二基板182暂时先放置在第二上手臂172上。图3E中的步骤350中，加工完成的第一基板180由第二下手臂174取回暂放，第二上手臂172再将第二基板182送入基板加工机台160中加工。在本实施例中，基板加工 机台160与基板清洁机台130类似，亦通常为上进下出的设计。加工完成的第二基板182 再由第二上手臂172取出(图中未示)。图3F中的步骤360中，第一基板180与第二基板182均已加工完成，第二机械手 臂170再次转向，将加工完成的第一基板180与第二基板182送入可旋转暂存机台150的 第二双层取放片装置154中暂存。其中第一基板180与第二基板182分别放置在第七升降 顶针197与第八升降顶针198上。图3G的步骤370中，可旋转暂存机台150旋转第二角度。接着，第一上手臂122 与第一下手臂1 伸入第二双层取放片装置154中，以将加工完成的第一基板180与第二 基板182从第二双层取放片装置154中取出。与图;3B的步骤320类似，第二角度也可以为零。图3H的步骤380中，第一机械手臂120将加工完成的第一基板180与第二基板 182送入另一基板容置卡匣112之中。综合上述的实施例，以第一机械手臂120的一次工作程序而言，第一机械手臂120 始于将第一基板180与第二基板182从基板容置卡匣110中取出，接着，将第一基板180与 第二基板182送入双层进片装置142之后，第一上手臂122与第一下手臂124即可移动至 双层出片装置144，取出前一批清洁完成的第一基板180与第二基板182。接着，再将清洁 完成的第一基板180与第二基板182搬运至可旋转暂存机台15的第一双层取放片装置152 中，然后第一上手臂122与第一下手臂IM再移动至第二双层取放片装置154中，取出前一 批加工完成的第一基板180与第二基板182，最后，再将加工完成的第一基板180与第二基 板182送入另一基板容置卡匣112之中。其中第一机械手臂120完成一次工作程序，包含前述由基板容置卡匣110取出第 一基板180与第二基板182至将加工完成之第一基板180与第二基板182放回另一基板容 置卡匣112的每两基板的平均工作时间，小于或是等于基板加工机台160加工第一基板180 与第二基板182的每的两基板平均工作时间。参照图4，其绘示应用此基板运输处理系统100的基板运输处理方法一实施例的 流程图。步骤402为提供多个基板于基板容置卡匣中。接着，步骤404为第一上手臂与第一 下手臂自基板容置卡匣中取出该些基板中的两基板，并将两基板输送至双层进片装置。步 骤406中，双层进片装置输送两基板至基板清洁机台。接着，步骤408为基板清洁机台对两 基板进行清洁，再将清洁完成的两基板输送至双层出片装置。步骤410为第一上手臂与第 一下手臂自双层出片装置中取出清洁完成的两基板，并将清洁完成的两基板输送至第一双 层取放片装置。步骤412为将可旋转暂存机台转动第一角度。接着，步骤414中，第二上手臂与第 二下手臂自第一双层取放片装置中取出清洁完成的两基板，并将清洁完成的两基板输送至 基板加工机台。步骤416为基板加工机台对清洁完成的两基板进行加工。步骤418中，第 二上手臂与第二下手臂自基板加工机台中取出加工完成的两基板，并将加工完成之两基板 输送至第二双层取放片装置。步骤420为可旋转暂存机台转动第二角度。步骤422中，第一上手臂与第一下手 臂自第二双层取放片装置中取出加工完成的两基板，并将加工完成的两基板输送至另一基板容置卡匣。由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。本发明减少了第一机 械手臂对每一块基板的平均工作时间，解决了现有技术中第一机械手臂的搬运效率追不上 基板加工机台之的处理效率而导致产能浪费的情形，更进一步地缩短工艺的关键时间，提 升工艺效率。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发 明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和 变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种基板运输处理系统，其特征在于，包含一基板容置卡匣；一第一机械手臂，对应于该基板容置卡匣设置，该第一机械手臂包含一第一上手臂与 一第一下手臂；一基板清洁机台；一暂存机台，设置于该基板清洁机台与该第一机械手臂之间，该暂存机台包含一双层 进片装置与一双层出片装置；一可旋转暂存机台，对应于该第一机械手臂设置，该可旋转暂存机台包含一第一双层 取放片装置及一第二双层取放片装置；一基板加工机台；以及一第二机械手臂，设置于该可旋转暂存机台与该基板加工机台之间，该第二机械手臂 包含一第二上手臂与一第二下手臂。
2.如权利要求1所述的基板运输处理系统，其特征在于，该基板加工机台为一物理气 相基板加工机台或一化学气相基板加工机台。
3.如权利要求1所述的基板运输处理系统，其特征在于，该双层进片装置及该双层出 片装置，分别包含多个传送机构。
4.如权利要求3所述的基板运输处理系统，其特征在于，该些传送机构包含多个滚轮。
5.如权利要求4所述的基板运输处理系统，其特征在于，该些传送机构包含多个升降 顶针，配置于该些滚轮之间。
6.如权利要求1所述的基板运输处理系统，其特征在于，该第一双层取放片装置及该 第二双层取放片装置分别包含多个升降顶针。
7.一种应用于如权利要求1至6中的任一所述的基板运输处理系统的基板运输处理方 法，其特征在于，包含提供多个基板于该基板容置卡匣中；该第一上手臂与该第一下手臂自该基板容置卡匣中取出该些基板中之两基板，并将该 两基板输送至该双层进片装置；该双层进片装置输送该两基板至该基板清洁机台；该基板清洁机台对该两基板进行清洁，再将清洁完成的该两基板输送至该双层出片装 置；以及该第一上手臂与该第一下手臂自该双层出片装置中取出清洁完成的该两基板，并将清 洁完成的该两基板输送至该第一双层取放片装置。
8.如权利要求7所述的基板运输处理方法，其特征在于，还包含将该可旋转暂存机台转动一第一角度；该第二上手臂与该第二下手臂自该第一双层取放片装置中取出清洁完成的该两基板， 并将清洁完成的该两基板输送至该基板加工机台；该基板加工机台对清洁完成的该两基板进行加工；以及该第二上手臂与该第二下手臂自该基板加工机台中取出加工完成的该两基板，并将加 工完成的该两基板输送至该第二双层取放片装置。
9.如权利要求8所述的基板运输处理方法，其特征在于，还包含将该可旋转暂存机台转动一第二角度；该第一上手臂与该第一下手臂自该第二双层取放片装置中取出加工完成的该两基板， 并将加工完成的该两基板输送至另一基板容置卡匣。
10.如权利要求9所述的基板运输处理方法，其特征在于，该第一机械手臂对该两基板 的平均工作时间，小于或等于该基板加工机台对该两基板的平均工作时间。
全文摘要
本发明公开了一种基板运输处理系统，包含基板容置卡匣、对应于基板容置卡匣设置的第一机械手臂、基板清洁机台、设置于基板清洁机台与第一机械手臂之间的暂存机台、对应于第一机械手臂设置的可旋转暂存机台、基板加工机台，以及设置于可旋转暂存机台与基板加工机台之间的第二机械手臂。暂存机台包含双层进片装置与双层出片装置。可旋转暂存机台包含第一双层取放片装置及第二双层取放片装置。一种应用此基板运输处理系统的方法亦在此揭露。
文档编号H01L21/677GK102064126SQ20101053568
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者刘荣其, 洪世政, 陈盈吉, 陈硕彦 申请人:友达光电股份有限公司