CN102163573A - 支承体机构、负载锁定装置、处理装置及搬送机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种支承体机构，其当支承半导体晶片等被处理体时，能够防止在其背面(下面)出现划痕和划伤等。在用来支承板状的被处理体W的支承体构造中包括：用来承受被处理体的负载的支承体主体104；在支承体主体的上面形成的多个凹部状的支承体收纳部106；和被收纳在各个支承体收纳部内、且其上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时能够在支承体收纳部内转动的支承体108。这样，当支承半导体晶片等被处理体时，能够防止在其背面(下面)出现划痕和划伤等。

Description

支承体机构、负载锁定装置、处理装置及搬送机构
技术领域
本发明涉及一种用来支承板状半导体晶片等被处理体的支承体构造、以及使用它的负载锁定装置、处理装置及搬送机构。
背景技术
一般情况下，为了制造半导体元器件等，必须对板状的半导体晶片和玻璃基板等被处理体反复实施成膜处理、蚀刻处理、氧化扩散处理、改性处理等各种处理。例如，在单片式的真空处理装置中，在对半导体晶片实施所述处理的情况下，在真空处理装置的前段一侧设置小容量、且能够迅速地抽真空和恢复大气压的负载锁定装置。当向所述真空处理装置搬入或者从中搬出半导体晶片时，通过所述负载锁定装置进行操作，这样就不会破坏真空处理装置内的真空，从而能够进行所述搬入、搬出操作(专利文献1等)。
但是，根据真空处理装置内的处理，所述半导体晶片在多数情况下处于例如300～700℃左右的高温状态，在通过所述负载锁定装置搬出该高温状态的半导体晶片的情况下，为了提高处理能力，在负载锁定装置内，不会使半导体晶片出现热伸缩引起的划痕，将其迅速地冷却至例如100℃左右的安全温度，然后向后段一侧搬出。此处，对现有的负载锁定装置的构造进行说明。图31是表示现有的负载锁定装置内部的一个例子的构造概图。
如图所示，在负载锁定装置内设置支承体构造1。该支承体构造1具有用来承受半导体晶片W的负载的支承体主体2，该支承体主体2被支柱4所支承。通过传送在该支承体主体2上按照能够向上方出没的方式而设置的多根例如3根升降销5，所述半导体晶片W就被载放在支承体主体2上。
在该支承体主体2上设置对半导体晶片W的温度进行冷却的冷却套6，使制冷剂流经其中，这样就将高温状态的半导体晶片W冷却至安全温度。此外，在所述支承体主体2上固定地设置多根非常短的支承销8，例如9根左右，使半导体晶片W的背面邻接该支承销8的上端，从而对其进行支承。
于是，通过用支承销8来支承半导体晶片W的背面(下面)，这样就在半导体晶片W的背面和支承体主体2的平坦的上面之间形成1毫米以下的微小间隙。其目的在于，使其不会发生有可能导致半导体晶片W发生断裂等的急剧冷却，从而迅速地冷却半导体晶片W。
【专利文献1】日本特开2007-260624号公报
发明内容
如上所述，使用在支承体主体2的上面设置的短的支承销8支承半导体晶片W，这样，不会使半导体晶片W发生破裂等，从而能够迅速地冷却该温度。
但是，被支承在所述支承体主体2上的半导体晶片W根据所述所实施的处理方式，有时处于300～700℃左右的高温状态。在此情况下，虽然也由半导体晶片W的温度和尺寸决定，但是，随着冷却，半导体晶片本身不可避免地发生0.1～0.4毫米左右的热伸缩。结果就产生了以下问题：因在半导体晶片W的背面和与其邻接的支承销8的上端之间产生的摩擦，在半导体晶片背面产生划痕和划伤等，因该划伤而产生颗粒，或者在后面的工艺中，以该划伤的部分为中心集中地形成厚的多余膜，因此，在曝光工艺时发生聚焦偏移等。
作为半导体元器件的制造装置的相关技术，也有在日本特开昭62-193139号公报中公开的球抵接型半导体晶片卡盘，它通过真空吸附将半导体晶片固定在卡盘主体的钢球上，并且根据需要使其变成规定的形状，并没有解决所述这些问题。
本发明就是鉴于以上的各种问题，为了有效地解决它们而产生的。本发明是一种当支承半导体晶片等被处理体时，能够防止在其背面(下面)出现划痕和划伤等的支承体机构、负载锁定装置、处理装置及搬送机构。
本发明的第一方面是一种支承体构造，其特征在于，在用来支承板状的被处理体的支承体构造中包括：用来承受所述被处理体的负载的支承体主体；在所述支承体主体的上面形成的多个凹部状的支承体收纳部；和被收纳在所述各个支承体收纳部内，且其上端比所述支承体主体的上面更向上方突出，在所述上端邻接并支承所述被处理体的下面，同时能够在所述支承体收纳部内转动的支承体。
于是，在用来支承板状被处理体的支承体构造中，在用来承受被处理体的负载的支承体主体的上面形成多个凹部状的支承体收纳部，并且设置支承体，它被收纳在各个支承体收纳部内、且上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时能够在支承体收纳部内转动，因此，当支承半导体晶片等被处理体时，即使因例如冷却和加热，被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
本发明的第十方面是一种支承体构造，其特征在于，在用来支承板状的被处理体的支承体构造中包括：用来承受所述被处理体的负载的支承体主体；在所述支承体主体的上面形成的多个凹部状的支承体收纳部；和被收纳在所述各个支承体收纳部内，且其上端比所述支承体主体的上面更向上方突出，在所述上端邻接并支承所述被处理体，同时能够在所述支承体收纳部内转动的支承体。
于是，在用来支承板状被处理体的支承体构造中，在用来承受被处理体的负载的支承体主体的上面形成多个凹部状的支承体收纳部，并且设置支承体，它被收纳在各个支承体收纳部内、且上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时能够在支承体收纳部内转动，因此，当支承半导体晶片等被处理体时，即使因例如冷却和加热，被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
本发明的第十四方面是一种支承体构造，其特征在于，在用来支承板状的被处理体的支承体构造中包括：用来承受所述被处理体的负载的支承体主体；在所述支承体主体的上面形成的多个凹部状的支承体收纳部；和被收纳在所述各个支承体收纳部内，且其上端比所述支承体主体的上面更向上方突出，在所述上端邻接并支承所述被处理体的下面，同时能够在所述支承体收纳部内转动的支承体。
于是，在用来支承板状被处理体的支承体构造中，在用来承受被处理体的负载的支承体主体的上面形成多个凹部状的支承体收纳部，并且设置支承体，它被收纳在各个支承体收纳部内、且上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时能够在支承体收纳部内旋转，因此，当支承半导体晶片等被处理体时，即使因例如冷却和加热，被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
本发明的第十八方面是一种负载锁定装置，其特征在于，在隔着闸阀将真空室和大气室之间连结、并且能够选择真空气氛和大气压气氛的负载锁定装置中包括：能够抽真空及恢复大气压的负载锁定用容器；在所述负载锁定用容器内设置的本发明的第一至第十五方面中任意一项所述的支承体构造；加热以及/或者冷却所述被处理体的热源部；使所述被处理体降落在支承体主体上以及从支承体主体上离开的升降机构；和对所述负载锁定用容器内的气氛抽真空的排气单元。
本发明的第十九方面是一种负载锁定装置，其特征在于，在隔着闸阀与真空室和大气室之间连结、并且能够选择真空气氛和大气压气氛的负载锁定装置中包括：负载锁定用容器；在所述负载锁定用容器内设置、且为了多段地支承多枚被处理体，具有多个本发明的第一至第十五方面中任意一项所记载的支承体构造的支承单元；为了喷射大气压复原用的气体作为冷却气体，具有与所述支承体构造对应设置的气体喷射孔的气体导入单元；和对所述负载锁定用容器内的气氛抽真空的排气单元。
本发明的第二十三方面是一种处理装置，其特征在于，在对被处理体实施规定处理的处理装置中包括：收纳所述被处理体的处理容器；在所述处理容器内设置的本发明的第一至第十七方面中任意一项所记载的支承体构造；加热所述被处理体的加热部件；使所述被处理体降落在支承体主体上以及从支承体主体上离开的升降机构；向所述处理容器内供给所需气体的气体供给单元；和排出所述处理容器内的气氛的排气单元。
本发明的第二十六方面是一种搬送机构，其特征在于，在用来搬送被处理体的搬送机构中包括：能够伸缩和旋转的手臂部；在所述手臂部的顶端设置的本发明的第一至第十五方面中任意一项所述的支承体构造。
发明效果
根据本发明的支承体机构、负载锁定装置、处理装置及搬送机构，能够发挥以下良好的作用效果。
根据本发明第一方面及引用它的发明，在用来支承板状被处理体的支承体构造中，在用来承受被处理体的负载的支承体主体的上面形成多个凹部状的支承体收纳部，并且设置支承体，它被收纳在各个支承体收纳部内、且上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时能够在支承体收纳部内旋转，因此，当支承半导体晶片等被处理体时，即使因例如冷却和加热，被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
根据本发明第十方面及引用它的发明，在用来支承板状被处理体的支承体构造中，在用来承受被处理体的负载的支承体主体的上面形成多个凹部状的支承体收纳部，并且设置支承体，它被收纳在各个支承体收纳部内、且上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时能够在支承体收纳部内摇动，因此，当支承半导体晶片等被处理体时，即使因例如冷却和加热，被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
根据本发明第十四方面及引用它的发明，在用来支承板状被处理体的支承体构造中，在用来承受被处理体的负载的支承体主体的上面形成多个凹部状的支承体收纳部，并且设置支承体，它被收纳在各个支承体收纳部内、且上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时能够在支承体收纳部内旋转，因此，当支承半导体晶片等被处理体时，即使因例如冷却和加热，被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
根据本发明第十八至第二十七方面的发明，当支承半导体晶片等被处理体时，即使因例如冷却和加热，被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
附图说明
图1是表示配备了具有本发明的支承体构造的负载锁定装置的一例普通处理系统的概略平面图。
图2是表示图1所示的处理系统的概略截面图。
图3是表示在负载锁定装置内所设置的本发明的支承体构造的截面图。
图4是表示支承体构造的支承体主体的平面图。
图5是表示在支承体主体的表面所形成的一个支承体单元的放大图。
图6表示支承体主体的第1变形实施例。
图7表示本发明的支承体构造的第2变形实施例。
图8是表示本发明的支承体构造的第3变形实施例的支承体单元部分的放大截面图。
图9是表示本发明的支承体构造的第4变形实施例的支承体单元部分的放大截面图。
图10是表示本发明的支承体构造的第5变形实施例的支承体单元部分的放大截面图。
图11表示本发明的支承体构造的第6变形实施例的支承体单元。
图12表示本发明的支承体构造的第7变形实施例的支承体单元。
图13表示本发明的支承体构造的第8变形实施例的支承体单元。
图14表示本发明的支承体构造的第9变形实施例的支承体单元。
图15表示本发明的支承体构造的第10变形实施例的支承体单元。
图16表示本发明的支承体构造的第11变形实施例的支承体单元。
图17表示所测定的颗粒数值。
图18是表示与支承体邻接的半导体晶片背面的一例状态的电子显微镜图。
图19是表示支承体构造的支承体主体的变形例的立体图。
图20是在设在传输腔内的第1搬送机构中应用本发明的支承体构造时的概略平面图。
图21表示爪形的第1变形例。
图22表示爪形的第2变形例。
图23是表示应用本发明的支承体构造的多枚用负载锁定装置的纵截面图。
图24是表示支承被处理体的支承单元的一部分的部分放大截面图。
图25是表示一例支承单元的支承部的平面图。
图26是表示负载锁定装置的变形实施例的支承单元的截面放大图。
图27表示应用本发明的支承体构造的一例升降机构。
图28是用来说明图27所示的升降机构操作的操作说明图。
图29是表示应用了本发明的支承体构造的半间歇式的处理装置的载放台的立体图。
图30是表示图29所示的处理装置的一部分的部分放大截面图。
图31是表示现有的负载锁定装置的内部的一个例子的概略构造图。
符号说明
12  处理系统
14A～14D  处理装置
16  传输腔
20A、20B  负载锁定装置
22A～22D  载放台(支承体构造)
24  第1搬送机构
25A、25B  爪
26A、26B  支承体构造
30  载入模块
34  第2搬送机构
35A、35B  爪
40  处理容器
44  加热部件
46  升降机构
58  气体供给单元
62  排气单元
70  负载锁定用容器
74  升降机构
92  气体导入通道
96  排气单元
104  支承体主体
106  支承体收纳部
108  支承体
110  热源部
112  冷却套
114  支承体单元
116A  水平阻止面
124  飞出防护罩部件
166  支承部(支承体构造)
168  支承单元
170A～170D  支柱
182  气体导入单元
183  气体导入通道
W  半导体晶片(被处理体)
具体实施方式
下面，根据附图，对本发明的支承体机构、负载锁定装置、处理装置及搬送机构的一个实施例进行详细地阐述。
图1是表示配备了具有本发明的支承体构造的负载锁定装置的一例普通处理系统的概略平面图，图2是表示图1所示的处理系统的概略截面图，图3是表示在负载锁定装置内设置的本发明的支承体构造的截面图，图4是表示支承体构造的支承体主体的平面图，图5是表示在支承体主体的表面形成的一个支承体单元的放大图，图5(A)表示其截面图，图5(B)表示其平面图。
首先，对配备了具有本发明的支承体构造的负载锁定装置和处理装置的处理系统的一个例子进行说明。如图1及图2所示，该处理系统12具有能够被抽真空的4个处理装置14A、14B、14C、14D。这些处理装置14A～14D使用在成膜处理和蚀刻处理等真空气氛下进行的全部处理装置。这些处理装置14A～14D分别隔着闸阀G连接在能够被抽真空的六角形的传输腔16的周围。该处理系统12具有在不破坏该真空的情况下向所述传输腔16内搬送作为被处理体的半导体晶片W的负载锁定装置20A、20B，两个负载锁定装置20A、20B分别隔着闸阀G与所述传输腔16连接。
在所述各个处理装置14A～14D内分别设有用来载放半导体晶片W的载放台22A～22D。此外，在所述传输腔16内设有为了搬送半导体晶片W而能够弯曲伸长和旋转的第1搬送机构24，在各个处理装置14A～14D之间以及它们和各个负载锁定装置20A、20B之间能够移动载放半导体晶片W。具体来讲，该第1搬送机构24主要由以下两部分构成：所述能够弯曲伸长和旋转的手臂部25；和在该手臂部25的顶端设置的2个爪25A、25B，在这些爪25A、25B上直接载放和支承半导体晶片W，这样就能按照所述的方法搬送。
在各个负载锁定装置20A、20B内分别设有用来暂时支承半导体晶片W的本发明的支承体构造26A、26B。将在后面对该支承体构造26A、26B进行阐述。在所述负载锁定装置20A、20B的相反一侧，分别隔着闸阀G安装横长的载入模块30。在该载入模块30的一侧设有用来载放能够收纳多枚半导体晶片的卡型盒(图中未示)的I/O端口32。在该载入模块30内设有能够弯曲伸长和旋转的第2搬送机构34。
具体来讲，该第2搬送机构34主要由以下两部分构成：所述能够弯曲伸长和旋转的手臂部35；和在该手臂部35的顶端设置的2个爪35A、35B，在这些爪35A、35B上直接载放和支承半导体晶片W，这样就能进行搬送。此外，该第2搬送机构34能够沿着导轨36向其纵向移动。在该载入模块30的一端设置用来进行半导体晶片W的定位和定向的定位器37，这样，在将半导体晶片W搬入处理装置14A～14D之前，就在此处进行半导体晶片W的定位和定向。
(处理装置)
此处，参照图2对各个处理装置进行说明。在图2中，代表4个处理装置14A～14D，表示了处理装置14A，在其中设置载放台22A。代表2个负载锁定装置20A、20B，表示了负载锁定装置20A。
该处理装置14A具有例如由铝合金等形成箱形的处理容器40。设在该处理容器40内的所述载放台22A被安装在从容器底部竖立的支柱42的上端。在该载放台22A内，例如以埋入的方式设置由电阻加热器构成的加热部件44，它能够将载放在载放台22A上的半导体晶片W加热至规定的温度。此外，在该载放台22A上设置当搬入搬出半导体晶片W时顶起和下压该半导体晶片W的升降机构46。
具体来讲，该升降机构46具有3根(在图示中仅表示2根)升降销48，各个升降销48的下端部被形成圆弧状的升降板50共同支承。该升降板50在贯穿容器底部而设置的升降杆51的上端被支承，并且，该升降杆51通过制动器52能够升降。此外，在所述升降杆51的贯通部中设置金属风箱54，用来保持所述处理容器40内的气密性，同时能够伸缩以允许该升降杆51的升降。
在所述载放台22A上设置用来使所述升降销48贯穿的销贯穿孔56，当搬入搬出半导体晶片W时，使所述升降销48升降，这样就能使其由该销贯穿孔56向上方隐现。此外，在处理容器40的顶部设置例如由喷头构成的气体供给单元58，它向处理容器40内供给所需的气体。当然，该气体供给单元58仅限于喷头。
在容器底部设有排气口60，在该排气口60中设有用来排出处理容器40内的气氛的排气单元62。具体来讲，所述排气单元62具有与所述排气口60连结的气体通道64。在该气体通道64中依次设置用来调整容器内压力的压力调整阀66及真空泵68，这样就能对处理容器40内的气氛抽真空同时调整压力。例如，在这样形成的处理装置14A内进行例如成膜处理。
此外，作为其它的处理装置14B～14D，根据需要，使用与对半导体晶片W应该实施的各种处理对应的处理装置，此外，还可以使用等离子体处理装置。与所述各个处理装置14A～14D连结的传输腔16例如能够供给氮气等惰性气体，并且，该内部气氛也能够被抽真空，但是，在操作时经常被保持在真空气氛。
(负载锁定装置)
下面，对负载锁定装置进行说明。所述2个负载锁定装置20A、20B完全相同，因此，此处，对其中一个负载装置20A的构造进行说明。
首先，该负载锁定装置20A例如具有由铝合金等形成箱形的负载锁定用容器70。在该负载锁定用容器70内设置的所述本发明的支承体构造26A也如图3所示，被安装在从容器底部竖立的支柱72的上端。此处，所述支承体构造26A形成比半导体晶片W的尺寸略大的厚的圆板状。在该支承体构造26A上设置当搬入搬出半导体晶片W时顶起和下压该半导体晶片W的升降机构74。
具体来讲，该升降机构74具有3根(在图示中仅表示2根)升降销76，各个升降销76的下端部被形成圆弧状的升降板78共同支承。该升降板78在贯穿容器底部而设的升降杆80的上端被支承，并且，该升降杆80通过制动器82能够升降。此外，在所述升降杆80的贯通部中设置金属风箱84，用来保持所述负载锁定容器70内的气密性，同时能够伸缩以允许该升降杆80的升降。
在所述支承体构造26A中设置用来使所述升降销76贯穿的销贯穿孔86。当搬入搬出半导体晶片W时，使所述升降销76升降，能够从该销贯穿孔86向上方出没。此外，在负载锁定容器70的底部设置气体导入口88。该气体导入口88与在中途设有开关阀90的气体导入通道92连接，能够根据需要供给氮气等惰性气体。
在容器底部设置排气口94，在该排气口94中设有用来排出负载锁定容器70内的气氛的排气单元96。具体来讲，所述排气单元96具有与所述排气口94连结的气体通道98。在该气体通道98中依次设置开关阀100及真空泵102，能够对负载锁定容器70内的气氛抽真空。
如图3至图5所示，所述支承体构造26A主要具有：用来承受所述半导体晶片W的负载的支承体主体104；在其上面形成的多个支承体收纳部106；和被收纳在该支承体收纳部106内、且在上端邻接并支承所述半导体晶片W，同时能够转动的支承体108。
具体来讲，所述支承体主体104形成比所述半导体晶片W的直径略大的厚的圆板状，其上面形成平坦面。该支承体主体104例如由铝合金和镍合金、或者氮化铝和氧化铝等陶瓷材料构成。在该支承体主体104内设置用来加热以及/或者冷却半导体晶片W的热源部110。此处，作为所述热源部110，制冷剂流经其中的冷却套112以埋入的方式设置在所述支承体主体104的大概整个表面，并且向在其上面一侧被支承的半导体晶片W提供冷热，然后对其进行冷却。
此处，在预热所应处理的半导体晶片W的情况下，作为所述热源部110，也可以设置电阻加热器等来取代所述冷却套112，向半导体晶片W提供温热。此外，在能够有选择地进行半导体晶片W的冷却和加热的情况下，作为所述热源部110，设置如帕尔帖元件这样的热电转换元件，根据需要切换流经它的电流方向，从而能够有选择地进行加热和冷却。
在所述支承体主体104的平坦的上面形成多个呈凹部状的所述支承体收纳部106。此处，支承体收纳部106在所述支承体主体104的中周部分按照120度的间隔设置3个，在外周部分按照60度的间隔设置6个，一共设置9个。此外，它们的个数并非局限于此。在所述各个支承体收纳部106内分别收纳1个所述支承体108。即，由所述1个支承体收纳部106和被收纳在其中的1个支承体108形成1个支承体单元114，此处，共计设置9个支承体114。
具体来讲，所述支承体108也如图5所示，此处形成直径为几毫米例如3～7毫米的范围内的球形，并且能够转动。此外，支承体108的直径并非局限于上述数值。该球形支承体108的材料可以使用耐热性的材料，例如石英、氮化铝等陶瓷材料，在金属污染少的情况下，也可以使用镍和钛等金属。如前所述，使半导体晶片W的下面邻接所述支承体108的上端，然后支承它。因此，即使半导体晶片W热伸缩，因上述球形支承体108转动，这样也能吸收半导体晶片W的热伸缩量。
此外，所述支承体106的底面116形成曲面形状，当使所述半导体晶片W离开支承体108时，该支承体108因自重而恢复到初始位置，即原点位置。具体来讲，该支承体收纳部106的底面116形成其中央部最低的曲面形状，该中央部是支承体108的初始位置(原点位置)。所述支承体收纳部106的底面116的曲面例如形成半径比所述支承体108大的球外壳的一部分，其截面形成圆弧形状。
在此情况下，当所述支承体108位于作为支承体收纳部106的中央部的原点位置时，所述支承体108比所述支承体主体104的上面的水平面更向上方突出的长度L1被设定成几毫米，例如被设定在0.3～2.0毫米的范围内。在此情况下，所述截面为圆弧状的所述支承体收纳部106的半径例如被设定成3～10毫米。
此处，如前所述，所述半导体晶片W热伸缩的程度是0.1～0.4毫米左右的长度，因此，与该长度对应的所述支承体108的旋转角度非常小，支承体108不会滚出到支承体收纳部106的外面。
(第1变形实施例)
此外，所述支承体收纳部106的底面116的曲面形状并非局限于上述截面为圆弧的形状，如图6所示的支承体构造的第1变形实施例所述，支承体收纳部106的底面116既可以形成截面为椭圆弧形的形状，也可以形成支承收纳部106的中央部最低(深)的曲面形状，如果是当使半导体晶片W从支承体108离开时该支承体108因自重恢复到初始位置的形状，那么，它可以是任意的曲面形状，并非局限于上述曲面形状。
下面，对上述构造的处理系统12中的大致操作的一部分进行说明。首先，未处理的半导体晶片W被第2搬送机构34从设在I/O端口32的卡型盒容器(图中未示)搬入载入模块30内，该搬入的半导体晶片W被搬向设在载入模块30一端的定位器37，在此处进行定位及定向。所述半导体晶片W例如由板状的硅基板构成。
被实施了定位等的半导体晶片W再次被所述第1搬送机构34搬送，被搬入两个负载锁定装置20A、20B内的任意一个负载锁定装置内。在该负载锁定装置内被抽真空后，使用被预先抽真空的传输腔16内的第1搬送机构24，将所述负载锁定装置内的半导体晶片W搬入传输腔16内。
根据需要，被搬入该传输腔16内的未处理的半导体晶片被第1搬送机构24依次搬送至各个处理装置14A～14D，分别在各个处理装置14A～14D内实施规定的处理。例如，在半导体晶片W上实施成膜处理、蚀刻处理和氧化扩散处理等。根据此处所实施的处理的方式，半导体晶片W例如变成300～700℃的高温状态。
于是，实施完上述应实施的全部各种处理后，已处理的高温状态的半导体晶片W被第1搬送机构24搬入两个负载锁定装置20A、20B内的任意一个负载锁定装置内，在此处被冷却至安全温度100℃左右。此时，在收纳了已处理的半导体晶片W的真空状态的负载锁定装置内，半导体晶片被冷却，同时被恢复成大气压。恢复成大气压后，该负载锁定装置内的半导体晶片W被第2搬送机构34搬入载入模块30内，并且被收纳在I/O端口32的用于已处理的半导体晶片的卡型盒容器(图中未示)内。
此处，以其中一个负载锁定装置20A为例，对在所述负载锁定装置内进行的半导体晶片W冷却时的操作进行说明。此外，当然，在另一个负载锁定装置20B内也同样被冷却。首先，如图2及图3所示，当冷却高温状态的已处理的半导体晶片W时，制冷剂流经在负载锁定装置20A的支承体构造26A中设置的冷却套112。接着，通过使升降机构74的升降销76升降，从而将高温状态的半导体晶片W载放在支承体主体104的上面。此时，半导体晶片W的下面与在设在支承体主体104中的9个的各个支承体收纳部106内所设置的球形的各个支承体108的上端邻接，于是，它就被支承。
在两侧的闸阀G被关闭的状态下，将氮气导入该负载锁定用容器70内，并且，所述高温状态的半导体晶片W被从支承体主体104一侧供给的冷热逐渐冷却。即，半导体晶片W的温热通过辐射和热传导被供给冷却状态的支承体主体104一侧，于是，半导体晶片W就被冷却。
因该冷却半导体晶片W热收缩，该热收缩的方向主要是朝着半导体晶片W的中心方向，在图5(A)中，例如假定朝着箭头120的方向热伸缩。如前所述，该热伸缩的长度也由半导体晶片W的温度决定，但是，例如它是0.1～0.4毫米左右。在此情况下，如果采用图31所示的现有的支承体构造，那么，当热收缩时，半导体晶片W的背面与支承销80的上端相互摩擦，在半导体晶片W的背面产生划痕和划伤，但是，在本发明的情况下，球形的支承体108略微向图5(A)的箭头122的方向转动，这样就能吸收所述半导体晶片W的热收缩。结果，半导体晶片W的背面和支承体108的表面不会相互摩擦，能够抑制在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
接着，在冷却结束后，为了搬出半导体晶片W，如果使用升降销76顶起该半导体晶片W以使半导体晶片W从支承体108离开，那么，球形的支承体108就会因自重沿着形成截面为圆弧形状的支承体收纳部106的底面116转动，恢复到初始的位置，即中央部的原点位置。因此，即使连续地冷却然后搬出半导体晶片W，球形的支承体108也会经常恢复到初始位置，能够连续地进行上述操作。
实际上半导体晶片W并非仅向其中心方向热收缩，因半导体晶片W的温度分布，它还向所有的方向热收缩，在此情况下，因球状的支承体108向该热收缩的方向转动，这样也能吸收热收缩。因此，在此情况下，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
在上述说明中，对冷却已处理的高温状态的半导体晶片W的情况进行了说明，如前所述，为了提高处理能力，有时会在负载锁定装置的支承体构造中设置加热部件，通过该加热部件将处理前的室温状态的半导体晶片W预加热至一定的温度。在进行上述预加热的情况下，也采用在所述实施例中所说明的支承体构造(在此情况下，使用加热器等加热部件作为热源部110)，这样即使半导体晶片W热伸长，根据上述的原理，也能防止该半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
于是，根据本发明，在用来支承作为板状被处理体的例如半导体晶片W的支承体构造中，在用来承受被处理体的负载的支承体主体104的上面形成多个凹部状的支承体收纳部106，并且设置支承体108，它被收纳在各个支承体收纳部内、且其上端比支承体主体的上面更向上方突出，在上端邻接并支承被处理体的下面，同时，能够在支承体收纳部内转动，因此，当支承半导体晶片等被处理体时，例如，即使因冷却和加热被处理体发生热伸缩，也能防止在该被处理体的背面(下面)出现划痕和划伤等。
(第2变形实施例)
下面，对本发明的支承体构造的第2变形实施例进行说明。在先前的实施例中，因半导体晶片W上所带的静电和微小的冲击等，球形支承体108有可能向支承体收纳部106的外侧飞出，为了防止发生这种情况，也可以设置飞出防护罩部件。图7表示本发明的支承体构造的第2变形实施例，图7(A)是表示支承体单元的部分的放大截面图，图7(B)是其平面图。此外，在图7中，对于与先前的图1～图6所示的构件相同的部分，标注相同的参考符号，并省略其说明。
如图所示，此处在支承体收纳部106的开口部，使用螺钉126等安装固定着由此朝着水平方向中心延伸的环状的飞出防护罩部件124。该飞出防护罩部件124的开口直径比所述球形支承体108的直径略小，并且按照在所述半导体晶片W热伸缩时，使其接近支承体108，直至不会限制支承体108的转动的位置。具体来讲，如果假定支承体108的直径是5毫米，那么，所述飞出防护罩部件124的开口直径是4.5毫米。此处，支承体单元114由支承体收纳部106、支承体108以及飞出防护罩部件121构成。
此外，后述各个实施例中的飞出防护罩部件124的开口和球形的支承体108的直径的关系均如上述那样，防止支承体108的飞出。这样，即使球形的支承体108要从支承体收纳部106向外侧飞出，也被所述飞出防护罩部件124阻止，能够防止支承体108向外侧飞出。
(第3变形实施例)
下面，对本发明的支承体构造的第3变形实施例进行说明。在前面的实施例中，在垃圾等颗粒进入支承体收纳部106内的情况下，该颗粒集中堆积在底部116的最低(深)部分，有可能阻碍支承体108的转动，为了防止发生这种情况，也可以设置水平阻止面。图8是表示本发明的支承体构造的第3变形实施例的支承体单元的一部分的放大截面图。此外，在图8中，对于与前面的图1～图7所示的构件相同的部分，标注相同的参考符号，并省略其说明。
如图所示，此处，在支承体收纳部106的底面116的周边部形成处于水平状态的水平阻止面116A，将侵入该支承体收纳部106的颗粒阻止在所述水平阻止面116A中。在该水平阻止面116A的更外周侧，使用螺钉126固定所述飞出防护罩部件124。这样，在颗粒侵入支承体收纳部106内的情况下，将该颗粒阻止在水平阻止面116A上，能够防止颗粒集中在中央部。此外，当然，该水平阻止面116A也能在先前的未设置所述飞出防护罩部件124的实施例中应用。
(第4变形实施例)
在所述第2及第3变形实施例中，使用螺钉126将飞出防护罩部件124固定在支承体主体104一侧，但是，并未局限于此。即，如图9中的表示本发明的支承体构造的第4变形实施例的支承体单元的部分的放大截面图所示，也可以设置整体覆盖支承体主体104的上面和侧面的薄型表面罩体128，在该表面罩体128上，按照与所述支承体收纳部106对应，且支承体108的上端部比表面更向上方突出而露出的方式设置开口130，使该表面罩体128具有所述飞出防护罩部件124的功能。该表面罩体128的材料例如可以使用铝、不锈钢、镍、钛等金属和石英玻璃等玻璃材料以及氮化铝等陶瓷。
(第5变形实施例)
下面，对本发明的支承体构造的第5变形实施例进行说明。在前面的第2及第3变形实施例中，使用螺钉126将飞出防护罩部件124固定在支承体主体104一侧，并且在支承体主体104上直接形成支承体收纳部106，但是，并非局限于此，也可以将它们与支承体108一同以能够自由拆装的方式设置在支承体主体104上。图10是表示本发明的支承体构造的第5变形实施例的支承体单元114的一部分的放大截面图。
如图10(A)所示，所述飞出防护罩部件124形成下端开口的圆筒体状，在该圆筒体状的飞出防护罩部件124内旋拧插入在上端形成所述支承体收纳部106的插入片132，在该支承体收纳部106内收纳所述球支承体108而形成支承体单元114。在支承体主体104上形成能够插入所述圆筒体状的飞出防护罩部件124大小的收纳孔134，在该收纳孔134内插入所述支承体单元114。如图10(B)所示，与收纳孔134的上端开口部对应，在所述支承体主体104一侧设置所述飞出防护罩部件124。在插入片132的外侧表面形成阳螺纹，在所述收纳孔134的内侧表面形成阴螺纹。该收纳孔134也可以向下方贯通，在支承插入片132的上端支承所述支承体108的状态下，从收纳孔134的下方旋拧入所述收纳孔134内。在该图10所示的情况下，也能够发挥所述飞出防护罩部件124的功能。
(第6及第7变形实施例)
下面，对本发明的支承体构造的第6及第7变形实施例进行说明。在前面的各个实施例中，支承体收纳部106的底部116的形状例如形成截面呈圆弧形状和截面呈椭圆弧形状的曲面形状，但是，并非局限于此，也可以形成向热伸缩方向倾斜的倾斜面或者圆锥形状。图11表示本发明的支承体构造的第6变形实施例的支承体单元，图11(A)是放大截面图，图11(B)是平面图。图12表示本发明的支承体构造的第7变形实施例的支承体单元，图12(A)是放大截面图，图12(B)是平面图。此外，对于与先前已说明的实施例相同的构件标注相同的参考符号，并省略其说明。
在图11所示的第6变形实施例中，支承体收纳部106的底面116向热伸缩方向倾斜。此处形成例如向水平方向倾斜1～10度左右的倾斜面136，该倾斜面136的下端一侧是球形支承体108转动然后恢复的初始位置(原点位置)。因此，倾斜面136的上端一侧是支承体主体104的中心方向，且朝着该中心方向向上倾斜。在该实施例中，如果半导体晶片W向箭头138所示的方向热收缩，那么，球形支承体108就会在所述倾斜面136上向上转动，然后吸收热收缩量，如果半导体晶片W脱离支承体108，那么，因自重在该倾斜面136上向下转动，并恢复到初始位置。
因此，在此情况下，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。此外，在预加热半导体晶片W的情况下，因半导体晶片W的加热，半导体晶片W伸长，因此，作为所述支承体主体104的底面116的倾斜面136的倾斜方向与所述情况相反，支承体主体104的中心部一侧是下端部，周边部一侧是上端部。在此情况下，与所述同样，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
在图12所示的第7变形实施例中，支承体收纳部106的底面116倾斜。此处形成例如向水平方向倾斜1～10度左右的圆锥面140，该圆锥面140的中心部是球形支承体108转动然后恢复的初始位置(原点位置)。因此，支承体108能够从圆锥面140的中心部朝着任意的方向转动。在该实施例中，如果半导体晶片W向箭头138所示的方向热收缩，那么，球形支承体108就会从中心部的原点位置在所述圆锥面140上向上转动，然后吸收热收缩量，如果半导体晶片W脱离支承体108，那么，因自重在该圆锥面140上朝着中心部的原点位置向下转动，并恢复到初始位置。在此情况下，圆锥面140是截面呈三角形的形状，因此，如上所述，球形支承体108位于支承体收纳部106的中心部，因此，球形支承体108能够向水平面内的所有方向转动，然后吸收热伸缩。
(第8变形实施例)
下面，对本发明的支承体构造的第8变形实施例进行说明。在前面的各个实施例中，支承体108的形状形成球形，但是，并非局限于此，也可以形成圆柱形。图13表示本发明的支承体构造的第8变形实施例的支承体单元，图13(A)是放大截面图，图13(B)是平面图。此外，对于与前面已经说明的实施例相同的构件标注相同的参考符号，并省略其说明。
在图13所示的第8变形实施例中，支承体108形成与先前的球形支承体相同直径的圆柱形。支承体收纳部106的底面116向热伸缩方向倾斜。此处，与图11所示的情况相同，形成例如向水平方向倾斜1～10度左右的倾斜面136，该倾斜面136的下端一侧是圆柱形的支承体108转动然后恢复的初始位置(原点位置)。因此，倾斜面136的上端一侧是支承体主体104的中心方向，朝着该中心方向向上倾斜。在该实施例中，如果半导体晶片W向箭头138所示的方向热收缩，那么，圆柱形的支承体108就在所述倾斜面136上向上转动，然后吸收热收缩量，如果半导体晶片W脱离支承体108，那么，在该倾斜面136上向下转动，因自重而恢复到初始位置。
因此，在此情况下也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。此外，在预加热半导体晶片W的情况下，因半导体晶片W的加热，半导体晶片W伸长，因此，作为所述支承体主体104的底面116的倾斜面136的倾斜方向与所述情况相反，支承体主体104的中心部一侧是下端部，周边部一侧是上端部。在此情况下，与所述同样，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
(第9变形实施例)
下面，对本发明的支承体构造的第9变形实施例进行说明。在先前的各个实施例中，支承体108的形状形成球形或者圆柱形，但是，并非局限于此，也可以将支承体收纳部的底面形成平面，形成当使半导体晶片从支承体上离开时因自重能够恢复到初始位置的形状。图14是本发明的支承体构造的第9变形实施例的支承体单元，图14(A)是放大截面图，图14(B)是平面图。此外，对于与先前说明的实施例相同的构件，标注相同的参考符号，并省略其说明。
在图14所示的第9变形实施例中，支承体收纳部106的底面116形成水平的平坦面，即形成平面142。支承体108的平面形状形成圆形，且截面略呈椭圆形，并且处于能够摇动的状态，即使因外力作用向任意一方倾斜，如果外力被解除，那么，也会因自重恢复到初始的水平状态。这种形状例如是与凸透镜相同的形状。
在该实施例中，如果半导体晶片W向箭头138所示的方向热收缩，那么，截面略呈椭圆形状的支承体108就在所述平面142上摇动(倾斜)，然后吸收热收缩量，如果半导体晶片W从支承体108上脱离，那么，因自重发生摇动，然后恢复到初始位置，即初始的水平状态。
因此，在此情况下也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。此外，在本实施例的情况下，在预加热半导体晶片W的情况下也使用相同的构造，而且，能够吸收向水平面内的所有方向的热伸缩。在此情况下，与所述同样，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。此外，对于在前面图7所示的第2变形实施例至图10所示的第5变形实施例中所说明的各个实施方式，当然也能在所述图11所示的第6变形实施例至图14所示的第9变形实施例中应用。
(第10及第11变形实施例)
下面，对本发明的支承体构造的第10及第11变形实施例进行说明。在先前的各个实施例中，支承体108按照能够在支承体收纳部106内转动或者摇动的方式设置，但是，并非局限于此，也可以按照在旋转轴上可旋转的方式对支承体108进行支承。图15表示本发明的支承体构造的第10变形实施例的支承体单元，图15(A)是放大截面图，图15(B)是平面图。图16表示本发明的支承体构造的第11变形实施例的支承体单元，图16(A)是放大截面图，图16(B)是平面图。此外，对于与先前已说明实施例相同的构件，标注相同的参考符号，并省略其说明。
在图15所示的第10变形实施例中，支承体108形成球形，在图16所示的第11变形实施例中，支承体108形成圆筒状。在支承体收纳部106内，这些支承体108均处于其上端比支承体主体104上面的水平面略向上方突出的状态，旋转轴150从其直径方向的两端向水平方向延伸。该旋转轴150的两端以自由转动的方式被支承体主体104支承。在此情况下，所述支承体108在与作为半导体晶片W的热伸缩方向(支承体主体104的中心方向、或者被支承的半导体晶片W的中心方向)的箭头152正交的方向上被支承。
在这些实施例中，如果半导体晶片W沿着箭头152所示的方向热伸缩，那么，该球形或者圆柱形的支承体108就以旋转轴150的两端为支点旋转，从而能够吸收热收缩量。此外，在所述说明中，将球形或者圆柱形的支承体108固定在旋转轴150上，但是，也可以取代该旋转轴150，设置其两端被固定在所述支承体主体104一侧的固定轴，以自由旋转的方式在该固定轴上安装所述支承体108。在此情况下也能发挥与所述同样的作用效果。
因此，在此情况下也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。此外，在预加热半导体晶片W的情况下，因半导体晶片W的加热，半导体晶片W伸长，因此支承体108的旋转方向与所述方向相反。在此情况下也与所述同样，能够防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
(本发明的支承体构造的检验实验)
下面，进行了所述本发明的支承体构造的检验实验，因此对其评估结果进行说明。在此处的检验实验中，在负载锁定装置中使用了图7所示的第2变形实施例中的支承体构造。
此时的球形支承体108的直径是5毫米，飞出防护罩部件124的开口直径是4.5毫米，底面116的曲面半径是10毫米。对于半导体晶片W的尺寸，使用直径为300毫米的晶片，在内侧设置三个、外侧设置六个，共计设置九个支承体单元114，分别用球形的支承体108支承，以与各个支承体108的邻接点为中心，使用扫描电子显微镜(SEM)调查4平方毫米区域的颗粒和划伤情况。所使用的半导体晶片是没有进行任何处理的硅基板，即，裸(Bare)硅基板和在背面一侧略微附着TEOS膜(SiO2膜)的基板。图17表示此时所测定的颗粒数值。
此外，统计直径为80nm以上的颗粒数量。图18是表示与支承体邻接的半导体晶片背面的一例状态的电子显微镜图片。此外，为了比较，作为比较例，也对使用了支承销(参照图31)的现有的支承体构造进行了检验。
在图17中，测定1～3表示内侧3个支承体的抵接点的结果，测定4～8表示外侧5个支承体的抵接点的结果。此外，对于外侧的1个支承体，测定时错误地使用镊子夹住所述支承体的抵接点，因此，测定最终无效。在本发明的支承体构造中，也对搬送6300枚后的情况进行了研究。如图17所示，在比较例中，在各个测定1～8中，统计了数十个颗粒，由此可知产生了大量颗粒。
与此相反，在本发明中，在采用裸硅基板的情况下，如果在背面附着柔软且容易划伤的TEOS膜，那么，颗粒的统计数也均为零。在搬送6300枚半导体晶片后，颗粒数也是零，由此可以确认，在半导体晶片的背面几乎没有颗粒和划伤。
通过图18所示的电子显微镜图片也可以获知所述结果，在比较例中，在半导体晶片的背面附着多个黑点状的划伤(200μm的范围)，如果将其放大，则更容易判断出现了划伤(20μm的范围)。与此相反，在本发明的情况下，在半导体晶片的背面完全没有划伤(均匀地显现黑色)，能够确认本发明的支承体构造的有效性。
(负载锁定装置的支承体构造的支承体主体的变形例)
对于在前面的负载锁定装置的支承体构造中所使用的支承体主体，以使用单一圆板状的支承体主体的情况为例进行了说明，但是并非局限于此，也可以采用图19所示的构造。图19是表示支承体构造的支承体主体的变形例的立体图。对于与先前已说明的实施例相同的构件，标注相同的参考符号，并省略其说明。
在该负载锁定装置的支承体构造中所使用的支承体主体104由沿着水平方向离开且被分割成两个的板状支承体主体片104A组成，在这两个支承体主体片104A的上面一侧支承半导体晶片W的周边部的下面。即，在两个支承体主体片104A的上面一侧架设并支承半导体晶片W。所述各个支承体主体片104A被安装在同步升降的升降杆80上，这样就能同时升降。此外，也可以在中途连结所述两个升降杆80，使用一个制动器使其升降。
在所述各个支承体主体片104A的上面一侧分别设置多个，在图示例子中分别设置2个支承体单元114，用该各个支承体单元114的支承体108来支承半导体晶片W的背面。作为所述支承体单元114，能够应用在前面的图1至图16中已说明的全部支承体单元。在此情况下，也与前面所说明的同样，能够防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤。
(应用在处理装置中)
在前面的图1至图16所示的各个实施例中，以在一枚一枚地搬送半导体晶片W的单片式负载锁定装置中应用本发明的支承体构造的情况为例进行了说明，但是，并非局限于此，也可以在处理装置14A～14D中应用该支承体构造。在此情况下，载放台22A～22D采用所述的支承体构造。此外，根据需要，在支承体主体104上设置作为热源部110的加热部件44。在此情况下，在冷却半导体晶片W时，即使半导体晶片W发生热伸缩，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤。
(应用在搬送机构中)
在前面的图1至图16所示的各个实施例中，以在一枚一枚地搬送半导体晶片W的单片式负载锁定装置中应用本发明的支承体构造的情况为例进行了说明，但是，并非局限于此，也可以在搬送机构24、34中应用该支承体构造。
图20是表示在设在传输腔16(参照图1)内的第1搬送机构24中应用本发明的支承体构造时的状态的概略平面图。在此情况下，在手臂部25的顶端安装的两个爪25A、25B分别采用所述的支承体构造。即，支承体构造的支承体主体104形成薄型的两股形状的所述爪形，在其表面设置具有所述支承体108等的支承体单元114。
此处，支承体单元114在爪的根部和两个顶端部共计设置三个，利用该三个支承体单元114来支承半导体晶片W。其个数并无特别的限制，也可以设置更多的支承体单元114。
此处，以第1搬送机构24为例进行了说明，但是，当然，在第2搬送机构34中也同样能够应用本发明的支承体构造。在该实施例中，尽管发生热伸缩，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕等划伤。
在所述说明中，作为所述爪25A、25B，以所谓两股形状的爪为例进行了说明，但是，并非局限于此，任何形状的爪都能应用。例如，图21表示爪形的第1变形例。图21并列表示截面图和平面图。作为所述支承体主体104的爪25A(104)具有板状的底板202，在该底板202上，隔着半导体晶片W的直径以上的距离，设置一对形成圆弧状的基板支承单元204。该基板支承单元204按照能够相互接近及离开的方式被支承在所述底板202上。
在图21(A)中，其中一个(左侧)基板支承单元204能够沿着底板202的纵向滑动移动。该一对基板支承单元204按照形成台阶部204A的方式形成截面呈L字的形状，所述台阶部204A按照相互相对的方式配置。在所述台阶部204A上，使所述半导体晶片W的周边部的下面与其邻接，从而对其进行支承。
在所述台阶部204A的两端的上面设置具有所述支承体108等的支承体单元114，。因此，此处共计设置4个支承体单元114，其数量并无特别的限制。图21(A)表示夹持半导体晶片W之前的状态，图21(B)表示用基板支承单元夹持半导体晶片W时的状态。
在采用未设置所述支承体单元104的传统爪形的情况下，当夹持半导体晶片W时，在半导体晶片W的背面和基板支承单元204的台阶部204A的上面之间产生摩擦，在半导体晶片的背面有可能出现划痕和划伤等。但是，如上所述，通过设置支承体单元104，当夹入晶片时支承体单元104的支承体108转动或者摇动，其结果，能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
图22表示爪形的第2变形例。图22(A)表示夹持半导体晶片W之前的状态，图22(B)表示用基板支承单元夹持半导体晶片W时的状态。此处，所述一对基板支承单元204并未设置前面的台阶部204A，而是形成单一的圆弧形状的框架。具有所述支承体108等的支承体单元114被直接设置在所述底板202的上面、且所述一对支承体单元114之间。也如图22所示，其中一个(左侧)基板支承单元204能够沿着底板202的纵向滑动移动。
该第2变形例的爪也能发挥与所述第1变形例的爪同样的作用效果。此外，在图21及图22中，也可以使另一个(右侧)基板支承单元204能够滑动移动，或者设置两个基板支承单元204按照相互接近或者离开的方式能够滑动移动。在图21及图22中，当然，另一个爪25B也可以采用与所述爪25A同样的构造。所述支承体单元114能够应用先前已经说明的全部支承体单元114。
(应用在多枚用的负载锁定装置中)
在先前的图1至图16所示的各个实施例中，以在一枚一枚地搬送半导体晶片W的单片式负载锁定装置中应用本发明的支承体构造的情况为例进行了说明，但是，并非局限于此，也可以在一次能够冷却多枚半导体晶片的负载锁定装置中应用该支承体构造。在使用能够同时处理多枚半导体晶片的处理装置时，这种多枚用的负载锁定装置非常有效。
图23是表示应用了本发明的支承体构造的多枚用的负载锁定装置的纵截面图，图24是表示支承被处理体的支承单元的一部分的放大部分截面图，图25是表示支承单元的一例支承部的平面图。此外，对于与图1至图16所示的构件相同的构件标注相同的参考符号。
如图所示，该负载锁定装置160具有形成纵长的负载锁定用容器70。该负载锁定用容器70例如采用铝合金和不锈钢等金属形成箱状。在该负载锁定用容器70的一侧的中段设置用来搬入搬出半导体晶片W的真空侧搬入搬出口162，该真空侧搬入搬出口162隔着闸阀G与所述传输腔16连结。在所述负载锁定用容器70的另一侧的中段，在与所述真空侧搬入搬出口162相对的位置设置用来搬入搬出半导体晶片W的大气侧搬入搬出口164，该大气侧搬入搬出口164隔着闸阀G与所述载入模块30连结。
在该负载锁定用容器70的底部70A设有排气口94，在该排气口94中设置用来将该负载锁定用容器70内的气氛抽真空的排气单元96。具体来讲，该排气单元96具有与所述排气口94连接的气体通道98，在该气体通道98中依次设置开关阀100及真空泵102。
在该负载锁定用容器70内设置具有多段地支承作为被处理体的多枚半导体晶片W的支承部166的支承单元168。该支承部166使用前面说明的支承体构造。所述支承单元168也如图25所示，具有竖立的多根支柱，此处是配置成四角形的四根支柱170A、170B、170C、170D。这四根支柱170A～170D的上端部与顶板172一体地连结，下端部与底板174一体地连结。该支柱170A～170D被分成支柱170A、170B和支柱170C、170D两组，所述两组支柱170A、170B和支柱170C、170D之间的距离被设定成比半导体晶片W的直径略大，从而能够在其间插入半导体晶片W。
在所述支柱170A～170D上，采用了本发明的支承体构造的所述支承部166沿其纵向且按照规定的间距，安装多层即四层，这样就能在此处支承四枚半导体晶片。此处，所述支承部166由相对配置的一对支架部件176A、176B组成，该一对支架部件176A、176B中的一个支架部件176A按照在其中一个两根支柱170A、170B上架设的方式水平地安装固定，另一个支架部件176B按照在另一个两根支柱170C、170D上架设的方式水平地安装固定。此处，由所述一对支架部件176A、176B构成本发明的支承体构造的支承体主体104。
该支架部件176A、176B的相对面一侧形成沿着半导体晶片W的周围的圆弧形状，在该支架部件176A、176B的上面一侧载放所述半导体晶片W，这样就能支承半导体晶片W。具体来讲，在构成支承体主体104的一对支架部件176A、176B的两端分别设置具有支承体108等的所述支承体单元114，共计设置四个支承体单元114。因此，使半导体晶片W的背面邻接这四个支承体单元114的支承体108的上端部，从而对其进行支承。
此外，所设置的支承体单元114的个数并非局限于此，也可以增加。设置所述支承部166的规定间距例如被设定在10～30毫米的范围之内，从而使支承了半导体晶片W的各个搬送机构24、34的各个爪25A、25B及各个爪35A、35B能够进入。
在此情况下，在图25中，所述各个爪25A、25B、35A、35B侵入支柱170A、170B和支柱170C、170D之间，箭头178所示的方式是搬入搬出方向。此处，所述支承单元168采用从陶瓷材料、石英、金属及耐热性树脂组成的材料群中选择的一种以上的材料形成。具体来讲，所述支柱170A～170B、顶板172、底板174最好采用铝合金等金属制成，支承半导体晶片W负载的支承部166最好采用石英和陶瓷材料等耐热部件制成。
在所述支承单元168中设置气体导入单元182，它具有为了喷射作为冷却气体的大气压恢复用的气体，与所述支承部166对应地设置的气体喷射孔180。具体来讲，所述气体导入单元182具有在所述支承单元168上形成的气体导入通道184。此处，在所述4根各个支柱170A～170D内，沿着其纵向分别形成气体导入通道184，按照从各个气体导入通道184贯通作为所述支承部166的各个支架部件176A、176B内的方式，朝着水平方向形成气体喷嘴186。
因此，该气体喷嘴186的顶端是所述气体喷射孔180。这样，就能与各个支承部166对应，朝着水平方向喷射冷却气体。因此，此处，利用从4个气体喷射孔180朝着一枚半导体晶片W喷射的冷却气体使其冷却。此外，向该一枚半导体晶片W喷射气体的气体喷射孔180的个数并非局限于四个，也可以少于或者多于这个数字。
2个所述气体导入通道184通过所述底板174中，4个气体导入通道184结合成一个，并且气密地贯通负载锁定用容器70的底部70A，然后被向外部引出。在位于负载锁定用容器70内的气体导入通道184的一部分中设置能够伸缩的波纹管部184A，根据所述支承单元168的升降，波纹管部184A能够随之伸缩。
此外，在该气体导入通道184的中途设置开关阀90，根据需要，能够供给作为冷却气体的大气压恢复用的气体。该大气压恢复用的气体(冷却气体)可以使用氦气、氩气等稀有气体和氮气等惰性气体，此处使用了氮气。在此情况下，如果冷却气体的温度过低，那么，高温状态的半导体晶片就会被迅速冷却，有可能发生破损等，因此，根据应冷却的半导体晶片温度来设定冷却气体的温度，例如，冷却气体的温度为室温程度左右即可。
采用所述方式形成的所述支承单元168的底板174被设置在升降台188上，能够使该支承单元168朝着上下方向升降。具体来讲，所述升降台188被安装在升降杆192的上端部，升降杆192被贯穿插入在负载锁定用容器70的底部70A形成的贯通孔190中。在该升降杆192的下端部安装制动器194，能够使该升降杆192朝着上下方向升降。
在此情况下，该制动器194使上下方向的任意位置的所述支承部166与搬送机构的爪的水平面的位置对应，这样就能多阶段地停止所述升降台188。在升降杆192的贯通孔190的一部分上安装能够伸缩的金属制成的风箱196，能够保持负载锁定用容器70内的气密性，并且能够上下移动升降杆192。
这种负载锁定装置160的操作如下所述。首先，为了将被爪支承的半导体晶片W移动载放在支承单元168的支承部166上，将支承了半导体晶片W的爪插入支承对象的支承部166的上方，在此状态下驱动制动器194，使整个支承单元168只上升规定的距离，这样，被爪支承的半导体晶片W就被交接并被支承在支承部166上。拔出爪，于是，移动载放结束。
与所述相反，为了将被支承在支承部166上的半导体晶片W移动载放在爪上，将空的爪插入支承了作为移动载放对象的半导体晶片W的支承部166的下方，在此状态下驱动制动器194，使整个支承单元168只下降规定的距离。这样，被支承部166支承的半导体晶片W就被交接并支承在爪上。拔出支承了半导体晶片W的爪，于是，移动载放结束。
具体来讲，首先，已处理的高温状态的半导体晶片W利用传输腔16一侧的第1搬送机构24，如前所述，被预先处于真空状态的负载锁定用容器70内的支承单元168的各个支承部166多段地支承。此时，半导体晶片W的背面与构成支承部166的支承体构造的各个支承体108邻接，这样就被支承。
通过关闭传输腔16一侧的闸阀G，这样，将该负载锁定用容器70内密闭。接着，打开气体导入单元182的开关阀90，按照规定流量导入兼用作大气压恢复气体和冷却气体的氮气。该导入的氮气流经在支承单元168的各个支柱170A～170D上所形成的各个气体导入通道184内，从作为与该气体导入通道184连通的各个喷嘴186的顶端的各个气体喷射孔180朝着水平方向喷射，然后抵接半导体晶片W的背面。
结果，由于该气体喷射孔180与各个支承部166对应地设置，因此，被该各个支承部166支承的4枚半导体晶片W被所喷射的氮气大约同时冷却。在此情况下，一枚半导体晶片W被从4个气体喷射孔180喷射的氮气冷却，因此，能够有效地冷却半导体晶片W。
在此情况下，半导体晶片W与构成支承部166的支承体构造的支承体108上邻接并被支承，因此，当冷却半导体晶片W时，即使发生半导体晶片W的热伸缩，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
此外，在所述图23至图25所示的实施例中，作为支承半导体晶片W的支承部166，分别在2根支柱170A、170B之间、或者支柱170C、170D之间架设支架部件176A、176B，但是，并非局限于此，也可以单独在各个支柱170A～170D上设置销部件。图26是表示该负载锁定装置的变形实施例的支承单元的截面的放大图。此外，在图26中，对于与在图23至图25中说明的构件相同的构件标注相同的参考符号。
如上所述，此处，作为支承部166，沿着水平方向在支承单元168的各个支柱170A～170D上单独设置销部件200A、200B、200C、200D。由该4个销部件200A～200D构成一个支承体主体104，在各个销部件200A～200D上分别设置具有支承体108等的支承体单元114。
使半导体晶片W的背面与在该销部件200A～200D上设置的支承体108上邻接，然后对其进行支承。在此情况下，所述销部件200A～200D的材料可以使用与所述支架部件176A、176B相同的材料。在该销部件200A～200D上分别形成与所述气体导入通道184连通且与图25中所示的构造相同的喷嘴186及气体喷射孔180，例如喷射作为兼用作大气压恢复用气体和冷却气体的惰性气体的氮气。在该变形实施例中，也能发挥与前面的实施例同样的作用效果。
(在升降机构中应用支承体构造)
下面，对在升降机构中应用所述支承体构造时的情况进行说明。所述支承体构造能够应用在图2所示的负载锁定装置20A(20B)的升降机构74和处理装置14A(14B～14D)的升降机构46等中。图27表示应用了本发明的支承体构造的一例升降机构，图28是用来说明图27所示的升降机构操作的操作说明图。图27(A)是升降机构的立体图，图27(B)是升降机构的升降销的放大截面图。
一般情况下，对于升降机构，用3根升降销支承半导体晶片的背面，然后上升或者下降，但是，因半导体晶片的负载等原因，整体发生弯曲，3根升降销的顶端不在同一水平面上，在高度方向上产生高低差。在此情况下，当向载放半导体晶片的载放台22A和支承体主体10(参照图2)移动载放半导体晶片时，3根升降销的顶端邻接半导体晶片的背面的时机略微错开，导致半导体晶片暂时倾斜，因此，有时发生升降销的顶端与半导体晶片的背面略微离开而形成缝隙的现象。如前所述，该缝隙是产生颗粒等的原因，因此，并不理想。
因此，在升降机构中应用在本发明中先说明的支承体构造。能够在所有的处理装置的升降机构中应用所述支承体构造，但是，此处，作为一个例子，以在处理装置14A的升降机构46中应用本发明的支承体构造时为例进行说明。如图27所示，升降机构46(参照图2)在形成圆弧状的升降板50的上面一侧设置3根升降销48，利用与制动器连结的升降杆51使其整体升降。在该升降机构46中应用本发明的支承体构造26C的情况下，由所述升降板50和在其上面设置的3根升降销48构成支承体主体104，从而承受半导体晶片W的负载。
如图27(B)所示，在各个升降销48的上端部设置具有支承体收纳部106、球形支承体108及飞出防护罩部件124的支承体单元114。该支承体单元114尤其与在图10中所说明的主体单元类似。
根据这种构造，在使被应用在升降机构46中的支承体构造26C工作，然后例如朝着载放台22A(参照图2)移动载放半导体晶片W的情况下，如图28所示，因半导体晶片W本身的负载等原因，升降板50等发生弯曲，各个升降销48的上端不在同一水平面上，升降销48的顶端与半导体晶片W的背面之间有可能形成缝隙。
但是，在本发明中，由于在各个升降销48的顶端部设置了支承体单元114，因此，该支承体单元114的球形支承体108旋转，这样就能防止发生所述缝隙。该支承体108转动的距离仅为数十μm，在此情况下，与先前所说明的同样，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
(在半间歇式处理装置的载放台中应用支承体构造)
下面，对在处理装置内的载放台中应用所述支承体构造的情况进行说明。此处，处理装置并不是一枚一枚地处理半导体晶片的单片式的处理装置，而是应用在一次处理2～10枚左右的半导体晶片的半间歇式的处理装置中。
该批量式的处理装置的基本构造与图2所示的处理装置14A基本相同，除了处理容器40以外，还具有气体供给单元58、排气单元62、升降机构46及加热部件44，不同点在于，并不使用仅能载放一枚半导体晶片的载放台22A，而是使用能够载放多枚半导体晶片的载放台，于是，一边旋转它一边对半导体晶片实施处理。
图29是表示应用了所述本发明的支承体构造的半间歇式处理装置的载放台的立体图，图30是表示图29所示的处理装置的载放台的一部分的放大截面图。如图所示，所述半间歇式的处理装置的载放台210按照能够载放多枚(在图示例子中为四枚)半导体晶片W的尺寸形成圆板状。该载放台210能够通过与图中未示的旋转电机连结的旋转轴212按照规定的速度旋转。在该载放台210的上面，沿其周边部按照相等间隔确保载放空间214，这样就能在该各个载放空间214中载放所述半导体晶片W。
如图30(A)所示，在各个载放空间214的外周侧设置使半导体晶片W不会因离心力而向外方飞出的半导体晶片阻止部件216。在此情况下，也有图30(B)所示的载放台，将所述载放空间214形成比半导体晶片W的尺寸略大的凹部218，将该凹部218的台阶部形成半导体晶片阻止部件216。
在所述构造的载放台210中应用本发明的支承体构造26D的情况下，所述载放台210用作支承体主体104。如图30所示，在用作支承体主体104的所述载放台210的各个载放空间214的上面设置多个支承体单元114，在其上面载放半导体晶片W。在此情况下，各个载放空间214上的支承体单元114的数量如前面说明的那样设置9个。作为该支承体单元114，可以应用先前参照图3至图13所说明的全部支承体单元114，例如，既可以由支承体收纳部106和支承体108构成该支承体单元114，也可以增加飞出防护罩部件124构成。
在这种构造中，载放台210旋转，于是，被载放在载放台空间214上的半导体晶片W因离心力略微向半径方向外方横向滑动，该半导体晶片W被半导体晶片阻止部件216阻止。
在该半导体基板W横向滑动时，在所述的传统载放台中，在半导体晶片W的下面有可能出现缝隙和划伤等，但是，在本发明的情况下，由于设置了支承体单元114，因此，该支承体单元114的球形支承体108旋转，这样就能防止产生所述缝隙。在此情况下，与先前说明的同样，也能防止在半导体晶片W的背面出现划痕和划伤等。
此外，在所述各个实施例中，作为被处理体，以半导体晶片为例进行了说明，但是，并非局限于此，也可以应用玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等。

Claims (27)

1.一种支承体构造，用于支承板状的被处理体，其特征在于具有：
用于承受所述被处理体的负载的支承体主体；
在所述支承体主体的上面形成有多个凹部状的支承体收纳部；和
被收纳在所述各个支承体收纳部内，且其上端比所述支承体主体的上面更向上方突出，在所述上端抵接并支承所述被处理体的下面，同时能够在所述支承体收纳部内转动的支承体。
2.如权利要求1所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体被形成为球形。
3.如权利要求2所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体收纳部的底面被形成为曲面形状，当使所述被处理体与所述支承体离开时使所述支承体恢复到初始位置。
4.如权利要求3所述的支承体构造，其特征在于，所述曲面形状是球形、圆锥形及椭圆弧形中的任意一种。
5.如权利要求3或者4所述的支承体构造，其特征在于，所述曲面形状被形成为中央部最低。
6.如权利要求5所述的支承体构造，其特征在于，在所述支承体收纳部的底面的周边部形成有用来阻止侵入所述支承体收纳部内的颗粒的水平阻止面。
7.如权利要求1或者2所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体收纳部的底面按照向所述被处理体的热伸缩方向倾斜的方式设置，当使所述被处理体从所述支承体上离开时使所述支承体恢复到初始位置。
8.如权利要求1所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体被形成为圆柱形。
9.如权利要求8所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体收纳部的底面按照向所述被处理体的热伸缩方向倾斜的方式设置，当使所述被处理体与所述支承体离开时使所述支承体恢复到初始位置。
10.一种支承体构造，用于支承板状的被处理体，其特征在于具有：
用来承受所述被处理体的负载的支承体主体；
在所述支承体主体的上面形成有多个凹部状的支承体收纳部；和
被收纳在所述各个支承体收纳部内，且其上端比所述支承体主体的上面更向上方突出，在所述上端邻接并支承所述被处理体的下面，同时能够在所述支承体收纳部内摇动的支承体。
11.如权利要求10所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体收纳部的底面被形成为平面，并且所述支承体被形成为当使所述被处理体与所述支承体离开时因自重而能够复原至初始位置的形状。
12.如权利要求11所述的支承体构造，其特征在于，所述能够复原的形状是椭圆弧形。
13.如权利要求1至12中任意一项所述的支承体构造，其特征在于，在所述支承体收纳部的上方设置有用来防止所述支承体飞出的飞出防护罩部件。
14.一种支承体构造，用于支承板状的被处理体，其特征在于具有：
用来承受所述被处理体的负载的支承体主体；
在所述支承体主体的上面形成有多个凹部状的支承体收纳部；
被收纳在所述各个支承体收纳部内，且其上端比所述支承体主体的上面更向上方突出，在所述上端邻接并支承所述被处理体的下面，同时能够在所述支承体收纳部内旋转的支承体。
15.如权利要求14所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体被支承在与所述被处理体的热伸缩方向正交的方向上。
16.如权利要求1至15中任意一项所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体主体由，通过制动器能够升降的升降板和在所述升降板的上面一侧设置的多个升降销构成，
所述支承体收纳部被设置在所述各个升降销的上端部。
17.如权利要求1至15中任意一项所述的支承体构造，其特征在于，所述支承体主体不仅能够同时载放多枚所述被处理体，并且能够旋转。
18.一种负载锁定装置，其为隔着闸阀与真空室和大气室之间连结、并且能够选择真空气氛和大气压气氛的负载锁定装置，其特征在于，具有：
能够抽真空及恢复大气压的负载锁定用容器；
设置在所述负载锁定用容器内的如权利要求1至15中任意一项所述的支承体构造；
加热以及/或者冷却所述被处理体的热源部；
使所述被处理体降落在支承体主体上以及从支承体主体上离开的升降机构；和
对所述负载锁定用容器内的气氛抽真空的排气单元。
19.一种负载锁定装置，其为隔着闸阀与真空室和大气室之间连结、并且能够选择真空气氛和大气压气氛的负载锁定装置，其特征在于，具有：
负载锁定用容器；
设置在所述负载锁定用容器内、用于多段地支承多枚被处理体的支承单元，所述支承单元具有多个权利要求1至15中任意一项所述的支承体构造；
用于大气压复原用的气体作为冷却气体进行喷射的，具有与所述支承体构造对应设置的气体喷射孔的气体导入单元；和
对所述负载锁定用容器内的气氛抽真空的排气单元。
20.如权利要求19所述的负载锁定装置，其特征在于，所述支承单元具有竖立的多根支柱，在所述支柱上按照规定的间距设置有所述支承体构造。
21.如权利要求19或20所述的负载锁定装置，其特征在于，所述气体导入单元具有形成在所述支承单元上的气体导入通道。
22.如权利要求19至21中任意一项所述的负载锁定装置，其特征在于，所述支承单元被设置在能够升降的升降台上。
23.一种处理装置，用于对被处理体实施规定处理，其特征在于具有：
收纳所述被处理体的处理容器；
设置在所述处理容器内的如权利要求1至15及17中任意一项所述的支承体构造；
加热所述被处理体的加热部件；
使所述被处理体降落在支承体主体上以及从支承体主体上离开的升降机构；
向所述处理容器内供给所需气体的气体供给单元；和
排出所述处理容器内的气氛的排气单元。
24.如权利要求18所述的负载锁定装置，其特征在于，所述升降机构由权利要求16所述的支承体构造构成。
25.如权利要求23所述的负载锁定装置，其特征在于，所述升降机构由权利要求16所述的支承体构造构成。
26.一种搬送机构，用于搬送被处理体，其特征在于具有：
能够弯曲伸长和旋转的手臂部；和
设置在所述手臂部的顶端的如权利要求1至15中任意一项所述的支承体构造。
27.如权利要求26所述的搬送机构，其特征在于，所述手臂部具有握持所述被处理体的周边部的握持部件，通过所述握持部件的移动对所述被处理体进行握持。
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