TW201532925A

TW201532925A - 基板搬送裝置

Info

Publication number: TW201532925A
Application number: TW103139158A
Authority: TW
Inventors: Toshiaki Toyomaki
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-09-01
Also published as: JP2015103696A; US20150146187A1; US9760023B2; TWI625288B; KR102266268B1; JP6224437B2; KR20150060533A

Abstract

提供一種具有吸收基板之翹曲並真空吸附基板，且可交換之墊件的基板搬送裝置。提供一種基板搬送裝置，其具備：含有凸緣部並保持基板的複數個墊件；以及具有複數個凹部並可裝卸地固定被分別插入至該複數個凹部之該複數個墊件的手件；該凸緣部之至少任一者係具有：以該凸緣部之外緣部來可交換地被固定至該手件，並可在該凹部內彎曲的彈性部；以及於該彈性部之內緣部升高，並藉由真空吸附來保持基板的基板保持部。

Description

基板搬送裝置

本發明係關於一種基板搬送裝置。

半導體裝置之製造工序中所利用的晶圓或倍縮光罩(光罩)等基板通常係被收納至既定的收納容器。半導體製造工序中在處理基板時，基板係藉由搬送臂所安裝的手件而從收納容器被取出，並搬送至半導體製造裝置。基板係由半導體製造裝置來實施蝕刻、成膜、曝光、洗淨、檢查等所欲的處理。處理後的基板係從半導體製造裝置搬出，並搬送至接下來的工序。

基板搬送時，為了不讓基板從手件掉落，便藉由連接至手件所設置之真空吸附墊件的排氣機構來真空吸附基板(例如，參照專利文獻1)。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開平8-17896號公報

然而，基板在搬送時會有翹曲的情形。特別是因為實施所欲處理的基板會變得高溫，故搬送時便容易翹曲。近年，基板有尺寸變大且厚度變薄的傾向，因此，基板搬送時之翹曲亦有變大的傾向。基板翹曲時，吸附墊件與基板之間會產生間隙，排氣時便從其間隙產生洩漏，使得基板之真空吸附變得困難。當基板之真空吸附變得困難時，便會有基板會從手件掉落之虞，使得基板之搬送有所困難。

另一方面，在墊件發生有損壞的情形中，若每次墊件皆可交換，則不需要交換手件，便可減輕交換時之準備時間或費用負擔。

針對上述問題，於一側面中，便以提供一種具有吸收基板之翹曲並真空吸附基板，且可交換之墊件的基板搬送裝置為目的。

為了解決上述問題，便根據一態様而提供一種基板搬送裝置，其具備：複數個墊件，係含有凸緣部並保持基板；以及手件，係具有複數個凹部並可裝卸地固定被分別插入至該複數個凹部之該複數個墊件；該凸緣部之至少任一者係具有：彈性部，係以該凸緣部之外緣部來可交換地被固定至該手件，並可在該凹部內彎曲；以及基板保持部，係於該彈性部之內緣部升高，並藉由真空吸附來保持基板。

為了解決上述問題，便根據其他態様而提供一種基板保持用墊件，係插入至基板搬送裝置之手件所形成的凹部，並可裝卸地被加以固定的基板保持用墊件，其中該墊件係含有保持基板的凸緣部；該凸緣部係具有：彈性部，係以該凸緣部之外緣部來可交換地被固定至該手件，並可在該凹部內彎曲；以及基板保持部，係於該彈性部之內緣部升高，並藉由真空吸附來保持基板。

根據一態様，便可提供一種具有吸收基板之翹曲並真空吸附基板，且可交換之墊件的基板搬送裝置。

10‧‧‧手件

10a‧‧‧保持面

10b‧‧‧凹部

10c‧‧‧段差部

10d‧‧‧溝部

20‧‧‧墊件

21‧‧‧凸緣部

21a‧‧‧基板保持部

21b‧‧‧貫通口

21c‧‧‧外緣部

21d‧‧‧彈性部

22‧‧‧固定構件

23‧‧‧螺絲

30‧‧‧排氣通路

圖1係顯示一實施形態相關的基板搬送裝置之重要部分一範例的構成圖。

圖2係包含圖1之B-B剖面的圖式。

圖3係用以說明以一實施形態相關的墊件吸收晶圓翹曲的圖式。

圖4係顯示一實施形態相關的墊件之配置一範例的圖式。

以下，就用以實施本發明之形態便參照圖式而加以說明。另外，本說明書及圖式中，就實質上相同的構成係藉由附加相同的符號來省略重覆的說明。

(首先)

基板在搬送時為了不從搬送臂所安裝的手件掉落，便藉由排氣機構來加以真空吸附。例如，半導體晶圓(以下，簡單稱作「晶圓」。)之搬送時，為了讓即使已翹曲的晶圓亦能被搬送，便於保持晶圓的支柱使用了保有彈性的樹脂製真空吸附墊件。此情形中，因為真空吸附墊件係以接著劑而被加以固定，故要以單體而僅交換真空吸附墊件便有所困難。因此，在保持晶圓的墊件有損壞發生的情形中，無法依墊件來交換，而必需依手件來交換，使得交換時之準備時間或費用負擔變多。

於是，就具有吸收晶圓之翹曲並真空吸附晶圓，且可交換的墊件之一實施形態相關的基板搬送裝置之重要部分，便參照圖式並於以下來加以說明。

[基板搬送裝置之重要部分的構成]

首先，就本發明一實施形態相關的基板搬送裝置的重要部分之構成，便參照圖1來加以說明。圖1係顯示為一實施形態相關的基板搬送裝置之重要部分的手件10的一範例。

手件10係於保持面10a側保持而搬送晶圓。手件10係安裝於未圖示的搬送臂。手件10係藉由陶瓷來加以形成。手件10之前端為U字狀，於U字狀前端部的二個地方及底部的一個地方等三個地方設置有墊件20。晶圓係因為真空吸附而被保持在墊件20上。

圖1的「A」係顯示墊件的展開圖。圖1的「A」之放大圖顯示於圖1的右側。墊件20係具有凸緣部21、固定凸緣部21的固定構件22，以及以固定構件22來夾持凸緣部21而螺固於手件10的螺絲23。

凸緣部21係為了吸收晶圓之翹曲並保持晶圓，便以彈性的樹脂墊件來加以形成。樹脂墊件之材質的一範例係為了具彈性並可保持高溫晶圓，故較佳為耐熱溫度較高的聚醯亞胺、PEEK(聚醚醚酮，polyetheretherketone)。樹脂墊件之材質可為聚醯亞胺般的非導電性物質，亦可為具導電性物質。在墊件上滯留有電荷的情形中，當晶圓接觸墊件的時點，晶圓上之元件便有損壞的可能性。因此，在墊件上滯留有電荷的情形中，墊件之材質較佳為具導電性物質。

凸緣部21係形成為圓形。如後述，凸緣部21係為了可彎曲並搬送晶圓，故較佳是為了讓彎曲部分之應力均等而為正圓。但是，凸緣部21之形狀可為橢圓，亦可為矩形。

凸緣部21係於內緣部升高而形成保持晶圓的基板保持部21a。基板保持部21a之內部為貫通。藉此，凸緣部21中央部便形成有貫通口21a。如後述，貫通口21a係構成真空吸附晶圓時之排氣通路的一部分。

凸緣部21係插入至手件10所形成的凹部10b，並藉由固定構件22而在從上部加以按押的狀態下利用螺絲23來固定於手件10。藉此，墊件20便可裝卸地固定於手件10。固定構件22係藉由陶瓷來加以形成。

本實施形態中，凸緣部21與固定構件22為各別個體。藉此，便可僅以單體來交換凸緣部21，而能減輕墊件20發生故障時之準備時間或費用的負擔。

然而，凸緣部21與固定構件22可一體化而加以形成。此情形中，凸緣部21之外緣部係具有較外緣部內側要厚肉的形狀，並於厚肉的外緣部處藉由螺絲23來加以固定於手件10。外緣部內側可以凸緣部21會彎曲之方式而成為薄肉。

回到圖1左側之整體圖，本實施形態中，可於三個墊件20處真空吸附晶圓。因此，全部墊件20係透過貫通口21a而與真空吸附晶圓時之排氣通路30連通。排氣通路30係例如形成於手件10，並連接至乾式幫浦P等排氣機構，並藉由乾式幫浦P之排氣而真空吸附墊件20所保持的晶圓。

然而，可真空吸附晶圓的墊件20係至少一個即可。可真空吸附晶圓的墊件20即使在設置有一個或二個之情形中，因為晶圓必需以三點來加以保持，故必需將不具有真空吸附晶圓功能的墊件設置於手件10之其他地方。

又，例如，最好不要設置四個以上的墊件20於手件10。這是因為四個墊件20中會發生未接觸晶圓的墊件20，而在真空排氣時便會由此產生洩漏之故。特別是較小基板之情形中，因為彎曲較小，故在未接觸晶圓的墊件20處便容易產生洩漏。因此，手件10所設置的墊件20較佳是三個。三個墊件20之配置係於後加以描述。

[基板搬送裝置之重要部分的細節]

接著，就本發明一實施形態相關的基板搬送裝置之重要部分的細節，便參照圖2來加以說明。圖2為包含圖1之B-B剖面的圖式。

凸緣部21係插入至手件10所形成的凹部10b。固定構件22會將凸緣部21外緣部21c從上部按押，在其狀態下用螺絲23來固定手件10。凸緣部21之外緣部21c內側係從固定構件22露出，並以凸緣部21會彎曲之方式而成為薄肉。如此，凸緣部21便以外緣部21c來固定至手件10，且其內側會具有可彎曲的彈性部21d。彈性部21d內緣部會升高，而於上面形成有保持晶圓的基板保持部21a。在凸緣部21之徑向剖面中，會由延伸於徑向的彈性部21d以及於彈性部21d內側從彈性部21d垂直延伸的基板保持部21a來形成L字形狀。彈性部21d之厚度係較基板保持部21a之厚度要薄。

又，凹部10b係以內周側底部會較外周側底部要深之方式而形成有段差部10c。藉由此段差部10c，彈性部21d與凹部10b底部之間便產生空間S，且因應晶圓之自身重量而彈性部21d便可彎曲。

段差部10c為例如0.2mm左右即可。又，彈性部21d之厚度在1mm以下即可。彈性部21d之厚度係較基板保持部21a之厚度要薄，在基板保持部21a之厚度為0.5mm的情形中，彈性部21d之厚度為0.2mm左右即可。

手件10係形成有排氣通路30。又，手件10係設置有連通凸緣部21所形成的貫通口21b與排氣通路30的溝部10d。晶圓係利用藉由乾式幫浦P而由排氣通路30→溝部10d→貫通口21b所形成之排氣通路的排氣來被加以真空吸附。此時，凸緣部21外緣部21c係成為具彈性的薄肉，並藉由固定構件22以均勻力來加以按押。藉此，便可真空密封在真空吸附晶圓時之排氣通路(亦即，由排氣通路30→溝部10d→貫通口21b所形成的通路)。

以上，已詳細地說明了本實施形態相關的基板搬送裝置之重要部分的構成。接著，就藉由本實施形態相關的墊件20來吸收搬送中之晶圓的翹曲的結構，便參照圖3來加以說明。

[吸收晶圓之翹曲的結構]

圖3係用以概念性地說明藉由本實施形態相關的墊件20來吸收保持中之晶圓翹曲的結構圖。

晶圓W在所欲的處理後會變得高溫。如圖3所示，高溫狀態的晶圓W在搬送中會有翹曲的情形。如圖3右下之比較例所示，晶圓W翹曲時，在凸緣部91未翹曲的情形中，墊件90保持面與晶圓W之間便會產生間隙，而真空排氣時便由其間隙發生洩漏，使得晶圓W之真空吸附變得困難。晶圓W之真空吸附變得困難時，因為晶圓W會有從手件10落下之虞，故便無法搬送晶圓W。

因此，基板搬送裝置必需吸收晶圓W之翹曲並搬送晶圓W。於是，本實施形態相關的墊件20便具有形成有可縱向彎曲的薄肉彈性部21d之凸緣部21。藉此，以晶圓W之自身重量來彎曲凸緣部21，並利用凹部10b之段差部10c所形成的空間S來使得墊件20翹曲，以吸收晶圓W之彎曲。

如此，本實施形態相關的墊件20便能藉由讓形成有薄肉彈性部21d的凸緣部21彎曲，則墊件20保持面與晶圓W之間便不會產生間隙。藉此，便可吸收晶圓W之翹曲，並確實地真空吸附並搬送晶圓W。

[墊件之配置]

最後，就本發明一實施形態相關的墊件20之配置，便參照圖4來加以說明。圖4係顯示被固定於手件10之一實施形態相關的墊件20之配置的一範例。圖4之(a)中顯示三個墊件20係以讓晶圓W重心G會重疊於各墊件20之位置作為支點T所連結的區域Ar內之位置來被固定至手件10的一範例。當晶圓W之重心G從區域Ar內脫離時，則晶圓W在搬送中落下的可能性會很高。藉由在圖4之(a)所示位置上配置三個墊件20，便可防止搬送中之晶圓W落下。

圖4之(b)中顯示三個墊件20係以讓晶圓W重心G會重疊於各墊件20之位置作為支點T所連結的區域Ar內之位置來固定至手件10的其他範例。進一步地，圖4之(b)中，係在區域Ar內，三個墊件20在晶圓W之重心G會重疊於距三個墊件20之位置為等距離或其附近的位置來被固定至手件10。此時，墊件20係以120℃的間隔來配置成等間隔。

圖4之(b)所示之墊件20配置的情形，相較於圖4之(a)所示之三個墊件20的配置會相對晶圓W重心G為非等距離的情形，晶圓W落下時之餘裕會更大，而可更確實地防止搬送中之晶圓W的落下。

以上，已說明了本實施形態相關的基板搬送裝置之手件10與基板保持用墊件20之構成，以及三個墊件20之配置。根據本實施形態相關的基板保持用墊件20，在真空吸附而搬送晶圓時，因為未使用用以將墊件20固定至手件10的接著劑，故可容易地交換墊件20。又，根據本實施形態相關的基板保持用之墊件20，即使長時間吸附晶圓亦不會黏著至晶圓，且即使翹曲的晶圓亦能安定真空吸附。

又，因為凸緣部21與固定構件22成為各別個體，故可以單體交換構成墊件20的凸緣部21。藉此，可減輕故障時之準備時間或費用之負擔。又，藉由於凸緣部21設置為薄肉且具彈性的彈性部21a，即使在保持翹曲的晶圓的情形下亦會因為凸緣部21彈性部21a隨著晶圓翹曲的形狀而變形，故晶圓與基板保持部21a之間便不會產生間隙。藉此，便可在確實地真空吸附晶圓的狀態下進行搬送。

以上，雖然已藉由上述實施形態而說明了基板搬送裝置及基板搬送裝置之手件10所設置的基板保持用墊件20，然而本發明不限於上述實施形態，本發明之範圍內可進行各種變形及改良。又，在不矛盾的範圍內可將上述實施形態及變形例進行組合。

例如，本發明相關的基板搬送裝置係可用來於半導體製造裝置內搬送基板。半導體製造裝置之一範例可列舉為蝕刻處理裝置、灰化處理裝置、成膜處理裝置、曝光裝置、洗淨裝置，檢查裝置等。又，本發明相關的基板搬送裝置係於半導體裝置之製造工序中可用來搬送光罩或晶圓等之基板。

由本發明相關的基板搬送裝置所搬送的基板係不限於晶圓，例如可為倍縮光罩(光罩)、平面顯示器用大型基板、EL元件或太陽電池用基板等。