TW201712785A - 裝載裝置、及基板處理系統 - Google Patents

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Abstract

提供一種裝載裝置等，可以簡單的構成來進行蓋體從裝載室內之基板容器的裝卸、基板從取下蓋體後之基板容器的存取。 裝載裝置係具備有透過連通口連接至真空搬送室，並可將內部壓力切換於大氣壓狀態及真空壓狀態之裝載室，裝載室本體係具備有：搬出入口，係會進行於側面設置有裝卸自如的蓋體之基板容器的搬出入；以及開閉門，係進行其開閉，蓋體裝卸機構係設置在於上下方向與該連通口並排的高度位置，會對該基板容器實行蓋體之裝卸。升降機構係具備有載置基板容器之載置台，會升降載置台以讓基板容器之蓋體側的側面移動於對向於連通口之高度位置與對向於蓋體裝卸機構的高度位置。

Description

裝載裝置、及基板處理系統
本發明係關於一種為了在真空壓狀態下進行基板的處理，而會在與外部之間進行基板的搬出入之技術。
在基板之半導體晶圓W(以下稱為晶圓)的表面形成積體電路之層積構造的半導體製造工序中，有一種係將晶圓一片片配置在真空排氣後之處理模組(基板處理室)後，供給處理氣體來對晶圓進行成膜或蝕刻等之枚葉式真空處理。處理對象之晶圓係在多數片被收納在例如FOUP(Front Open Unified Pod)等之基板容器的狀態下被搬送到工廠內後，再一片片被取出來搬入至實行既定處理之處理模組。
此時，搬送有FOUP之工廠內是大氣壓狀態，而另一方面，處理模組內一般是維持在真空壓狀態。因此，晶圓在FOUP與處理室之間的搬送便是透過可將內部壓力在大氣壓狀態與真空壓狀態做切換之裝載室來加以進行。
然而，將一片片晶圓搬入至裝載室，並進行大氣壓狀態-真空壓狀態之切換時，FOUP-裝載室之間，以及裝載室-處理模組之間便各自需要設置晶圓之搬送機構，使得包含搬送機構及裝載室、處理模組之晶圓處理系統整體的構成變得龐大。
關於此點，專利文獻1中記載有一種真空處理裝置，係利用可藉由取下底面側之蓋體，將保持複數晶圓之匣盒取出的基板容器之BOP(Bottom Opening Pod)，藉由將保持晶圓之匣盒整體搬入至裝載室內，來省略基板容器-裝載室之間的晶圓搬送機構。
但是，一般在半導體工廠所使用之FOUP並非將匣盒取出之構造，又，進行晶圓存取時所取下的蓋體係設置在FOUP的側面，故無法直接採用專利文獻1所記載的技術。
又，專利文獻2記載有一種探針裝置，係將被搬入框體內的FOUP載置於繞鉛直軸旋轉自如之載置台上，藉由讓載置台旋轉，而在進行FOUP的蓋體開閉(裝卸)之蓋體開閉機構，與取下蓋體之FOUP至朝進行基板檢查的探針單元之基板收授口之間，改變FOUP的方向。
但是，專利文獻2所記載之框體並非裝載室，考量到外部與裝載室之間的FOUP之搬出入等的效率性蓋體開閉機構，以及晶圓收授口的配置乃不甚明確。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
(專利文獻1)日本特開200-54859號公報：請求項1、段落0041~0042、圖4
(專利文獻2)日本特開2010-67940號公報：請求項1、段落0028~0029、圖6(a)~(c)
本發明有鑑於此般情事，其目的在於提供一種可以簡單的構成進行蓋體從裝載室內之基板容器的裝卸、基板從取下蓋體後之基板容器的出入之裝載裝置、及具備其之基板處理系統。
本發明之裝載裝置，係具備有裝載室之裝載裝置，該裝載室係透過藉由切換閥開閉之連通口連接至會在真空壓狀態下進行基板之搬送的真空搬送室，可將內部之壓力切換於大氣壓狀態及真空壓狀態，具備有：裝載室本體，係具有：搬出入口，會進行收納複數基板，並於側面設有裝卸自如的蓋體之基板容器的搬出入；以及開閉門，係開閉此搬出入口，並於側面形成有該連通口；蓋體裝卸機構，係設置在該裝載室內於上下方向與該連通口並排的高度位置，構成為會在橫向於實行該蓋體相對於該基板容器之裝卸的裝卸位置，與從此裝卸位置後退之後退位置間進退自如；以及升降機構，係設置於該裝載室內，具有載置該基板容器之載置台，會升降該載置台以讓該載置台所載置之該基板容器之該蓋體側的側面移動於對向於該連通口之高度位置與對向於該蓋體裝卸機構的高度位置。
該裝載裝置可具有以下的構成。
(a)該搬出入口係設在該裝載室本體之頂面，該升降機構係透過該搬出入口將該載置台上升至進行該基板容器之搬出入的高度位置。
(b)具備有實行該裝載室內之真空排氣的真空排氣部；從該基板容器搬入至該裝載室內起，至藉由該蓋體裝卸機構來將該基板容器之該蓋體取下的期間中，為了將該基板容器內之壓力維持在較該裝載室內之壓力要高的狀態，係以讓該裝載室內成為較該大氣壓狀態要低，且為該真空壓狀態以上之壓力狀態的方式，藉由該真空排氣部來進行真空排氣。進一步地，具備有供給非活性氣體至該基板容器內之非活性氣體供給部；從該基板容器搬入至該裝載室內起，至藉由該蓋體裝卸機構來將該基板容器之該蓋體取下的期間中，為了將該基板容器內之壓力維持在較該裝載室內之壓力要高的狀態，會藉由該非活性氣體供給部來將非活性氣體供給至該基板容器內。
(c)具備有供給非活性氣體至該基板容器內之非活性氣體供給部，在藉由該蓋體裝卸機構來將該基板容器之該蓋體取下的期間中，會藉由該非活性氣體供給部來將非活性氣體供給至該基板容器內。
(d)具備有：第1非活性氣體供給部，係供給非活性氣體至該基板容器內；壓力切換機構，係具備供給非活性氣體至該裝載室內之第2非活性氣體供給部，會實行裝載室內之壓力切換；以及控制部，會以實行下述步驟之方式輸出控制訊號：在真空狀態之該裝載室內，進行基板從取下該蓋體之該基板容器的存取後，關閉該切換閥，以將該裝載室從該真空搬送室分離的步驟；接著，藉由該第1非活性氣體供給部將非活性氣體供給至該基板容器，並藉由該蓋體裝卸機構將該蓋體組裝於該基板容器之步驟；將該蓋體組裝至該基板容器後，從該第2非活性氣體供給部供給非活性氣體以將該裝載室內切換至大氣壓狀態之步驟；該裝載室內切換至大氣壓狀態後，停止來自該第2非活性氣體供給部之非活性氣體的供給，打開該搬出入口之該開閉門，將組裝該蓋體後之該基板容器搬出之步驟。此時，該控制部在將該裝載室內切換至大氣壓狀態的步驟實行中，係以將該基板容器內之壓力維持在較該裝載室內之壓力要高的狀態之方式，來調節來自該第1非活性氣體供給部及該第2非活性氣體供給部之非活性氣體的供給量。
(e)該蓋體裝卸機構係具備連結於該基板容器之該蓋體的鎖具 (latchkey)，透過該鎖具來保持該蓋體。
又，本發明之基板處理系統，係具備有：上述之裝載裝置；真空搬送室，係透過該連通口連接至該裝載室，設有實行基板之搬送的基板搬送機構；以及基板處理室，係連接至該真空搬送室，會實行藉由該基板搬送機構所搬送之基板的處理。
該基板處理系統可具備有冷卻室，係連接至該真空搬送室，會將在該基板處理室處理後之基板送回到該裝載室內之該基板容器前，進行基板的冷卻。
本發明係將實行蓋體對基板容器之裝卸的蓋體裝卸機構，與朝向進行基板從基板容器之存取的真空搬送室之連通口配置為上下並排，故只要使用共通的升降機構來升降基板搬送容器，便可讓基板容器移動於對向於蓋體裝卸機構之高度位置，與對向於連通口之高度位置。
CM‧‧‧冷卻模組
PM1~PM4‧‧‧處理模組
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧晶圓處理系統
11‧‧‧真空搬送模組
12‧‧‧晶圓搬送機構
121‧‧‧搬送臂
2‧‧‧裝載模組
21‧‧‧裝載室本體
211‧‧‧連通口
212‧‧‧搬出入口
3‧‧‧升降機構
31‧‧‧載置台
4‧‧‧蓋體裝卸機構
411‧‧‧鎖具
501‧‧‧氮供給管線
502‧‧‧排氣管線
503‧‧‧吹淨氣體供給管線
52‧‧‧真空排氣部
6‧‧‧FOUP
62‧‧‧蓋體
63‧‧‧固定機構
7‧‧‧控制部
圖1係具備實施形態相關之裝載模組的晶圓處理系統之橫剖俯視圖。
圖2係該晶圓處理系統之縱剖側視圖。
圖3係被搬入至該裝載模組之FOUP的前視圖。
圖4係蓋體相對於該FOUP之固定機構的第1放大圖。
圖5係該蓋體之固定機構的第2放大圖。
圖6係進行蓋體相對於該FOUP之裝卸的裝卸部之前視圖。
圖7係該裝卸部所設置之固定銷的縱剖側視圖。
圖8係FOUP朝該裝載模組之搬入至搬出的動作相關工序圖。
圖9係裝載模組之第1作用說明圖。
圖10係裝載模組之第2作用說明圖。
圖11係裝載模組之第3作用說明圖。
圖12係裝載模組之第4作用說明圖。
圖13係裝載模組之第5作用說明圖。
圖14係裝載模組之第6作用說明圖。
圖15係裝載模組之第7作用說明圖。
圖16係裝載模組之第8作用說明圖。
圖17係裝載模組之第9作用說明圖。
圖18係裝載模組之第10作用說明圖。
圖19係顯示FOUP之吹淨氣體供給部之其他構成例之俯視圖。
圖20係該其他構成例相關之吹淨氣體供給部之側視圖。
本發明之實施形態，係就晶圓處理系統(基板處理系統)1之範例，參照圖1、圖2來加以說明，該晶圓處理系統係具備有進行收納既定片數，例如25片之處理對象晶圓W的基板容器之FOUP6的搬出入之裝載裝置的裝載模組2。如圖1所示，晶圓處理系統1係具備有實施形態相關之複數裝載模組2、成為在真空壓狀態下進行晶圓W搬送之真空搬送室的真空搬送模組11、具備用以對晶圓W施以處理之處理室的處理模組PM1~PM4。由FOUP6之搬出入位置觀之，該等模組係依序排列為裝載模組2、真空搬送模組11、處理模組PM1~PM4，而相鄰的模組彼此係透過閘閥G1、G2來氣密地連接。
裝載模組2係於橫向排列於真空搬送模組1的1個側壁面，例如設有3個。該等裝載模組2係構成為可將FOUP6整體搬入至其內部，切換大氣壓狀態及真空壓狀態，並進行晶圓W朝真空搬送模組11之出入，其詳細的構成將於後述。
圖1所示之真空搬送模組11係藉由讓概略俯視形狀形成為多角形狀，來具備連接有複數裝載模組2及處理模組PM1~PM4之側壁面，其內部會成為真空氛圍。將設有所述3個裝載模組2之面為前面側時，從前面側所見到的左右兩側壁面，以及後方側的側壁面便連接有處理模組PM1~PM4，及用以將在該等處理模組PM1~PM4處理後之晶圓W進行冷卻的冷卻模組CM。真空搬送模組11內係設有裝載模組2及各處理模組PM1~PM4、在冷卻模組CM間進行晶圓W搬送的晶圓搬送機構(基板搬送機構)12。
如圖1、圖2所示，晶圓搬送機構12係備有伸縮自如之例如2跟搬送臂121，該等搬送臂121係被支撐在繞鉛直軸而旋轉自如的基體部122。此基體部122係設在具有橫移動軌道123之滑移器124上，藉由未圖示之移動機構而沿著橫移動軌道123，可移動於從前面側所觀之的左右方向。再者，該滑移器124係設在真空搬送模組1之地面所配置的前後移動軌道125上，藉由未圖示之移動機構而可在前後方向移動於真空搬送模組11內。藉由該 等構成，各搬送臂121便會進入到3個裝載模組2、及各處理模組PM1~PM4、冷卻模組CM內，可在該等模組2、PM1~PM4、CM之間進行晶圓W的收授。
進一步地，真空搬送模組11會連接至進行其內部的真空排氣，以將真空搬送模組11內維持在預設壓力的真空壓狀態之未圖示的真空排氣機構。
處理模組PM1~PM4會將晶圓W配置在真空壓狀態的處理室內，供給處理氣體，以對晶圓W進行處理。處理種類舉出有使用成膜氣體而在晶圓W表面進行成膜之成膜處理、在退火氣體的供給氛圍下進行成膜處理後之晶圓W加熱處理的退火處理、使用蝕刻氣體對晶圓W表面所成膜之薄膜蝕刻的蝕刻處理、使用灰化氣體去除晶圓W表面之不需要的阻劑膜等之灰化處理等。處理模組PM1~PM4依需要係設置有處理氣體之供給機構或用以提升處理氣體之反應性的電漿化機構、進行晶圓W之載置台或載置台上之晶圓W的加熱之加熱機構等。
真空搬送模組11所連接之處理模組PM1~PM4可為對晶圓W進行種類相互不同之處理者，亦可為進行共通種類之處理者。進行不同處理之處理模組PM1~PM4中，從FOUP6所取出之晶圓W會以預設順序搬送於各處理模組PM1~PM4間以實行複數處理，再將實施必要之所有處理後的晶圓W送回FOUP6。此時，會對應於處理時間等的需要，來部分地，或全部地設置複數各組處理模組PM1~PM4。
又，以所有處理模組PM1~PM4來進行共通種類之處理的情況，從FOUP6所取出之晶圓W會被搬送至既定之處理模組PM1~PM4而併行進行處理後，再回復到FOUP6。
進一步地，亦可對真空搬送模組11連接冷卻模組CM。在處理模組PM1~PM4內實行之處理會伴隨著晶圓之溫度上升，此時，處理後之晶圓W必須要冷卻回復到可讓FOUP6接受的溫度。另一方面，各處理模組PM1~PM4或真空搬送模組11內由於是維持在高度真空壓狀態，故在該等模組PM1~PM4、11搬送期間中，晶圓W溫度會有幾乎不降低的情況。冷卻模組CM便是在此情況專用於晶圓W之冷卻。
例如，冷卻模組CM係在冷卻室內具備載置有1片晶圓W之載置台，或一片片載置複數片晶圓W之複數段的載置架，該等載置台或載置架的各 架段係設置有冷卻所載置之晶圓W的冷卻機構。冷卻機構可為在載置台或載置架內部設置讓冷媒流通之流道以進行晶圓W冷卻之方式，亦可為使用熱電元件等來進行晶圓W的冷卻。在與所述之處理模組PM1~PM4或真空搬送模組11相同程度之真空壓狀態下，難以冷卻機構來迅速地進行晶圓W冷卻的情況，亦可在關閉閘閥G2後，供給壓力調整用氣體至冷卻模組CM內，或流通傳熱用氣體至晶圓W與載置台、架段之間隙。
除了以上說明之處理模組PM1~PM4、冷卻模組CM外，真空搬送模組11亦可連接有將從FOUP6所取出之晶圓W搬送至各處理模組PM1~PM4前，進行各晶圓W之中心位置或周圍方向之方向位置對位之對位室(未圖示)。將對位室連接於真空搬送模組11的情況，該等對位隙在真空氛圍下進行。又，真空搬送模組11內亦可有直接對位機構。
接著，就具備上述構成之晶圓處理系統11所連接之裝載模組2的詳細構成來加以說明。如所述般，真空搬送模組11前面所設置之例如3個裝載模組2係具有相互共通的構成。圖1中，3個裝載模組2中的右側圖係顯示裝載模組2之橫剖俯視圖，正中央及左側之裝載模組2係顯示從上面側之外觀俯視圖。
如圖1、圖2所示，裝載模組2係具備其內部空間會成為裝載室之裝載室本體21、在裝載室內將FOUP6移動於上下方向之升降機構3、進行FOUP6側面所設置之蓋體62之裝卸的蓋體裝卸機構4。
裝載室本體21係構成為將FOUP6搬入至其內部，且具有可讓所搬入之FOUP6移動於上下方向的內部空間之長方體形狀的框體。裝載室本體21側面係在真空搬送模組11內所設置之晶圓搬送機構12之搬送臂121伸長時，於可讓該搬送臂121進入至裝載室本體21之高度位置開設有連通口211。連通口211係透過切換閥之閘閥G1與真空搬送模組11側之開口連接，藉由此閘閥G1之開閉，便可讓裝載室本體21及真空搬送模組11之內部氛圍相互連通或分離。
裝載室本體21上面係開設有進行FOUP6之搬出入之搬出入口212。配置有本範例晶圓處理系統1之工廠的頂部係配設有沿著圖1所示之3個裝載模組2的並排方向已進行FOUP6之搬送的OHT(Overhead Hoist Transport)之軌道(未圖示)。如圖9所示，OHT可以把持部8(OHT之本體部側未圖示) 來把持FOUP6上面所設置之凸緣部61以搬送FOUP6。此結果，OHT便可將沿著上述軌道所搬送之FOUP6朝各裝載室本體21之搬出入口212降下，或透過搬出入口212來收取的FOUP6提升，以朝下一個搬送目的搬送。
進一步地，裝載室本體21之上面側係設有用以開閉搬出入口212之開閉門22。開閉門22係組裝在裝載室本體21上面所固定之樞紐部221，藉由該樞紐部221內所設置的未圖示之驅動機構，構成為以該樞紐部221為中心軸而可繞中心軸旋轉自如。藉由此開閉門22，裝載室本體21內部空間便會切換為在FOUP6搬出入時，朝上方之OHT而開放搬出入口212之開放狀態(參照圖1左側之裝載模組)，以及藉由搬出入口212來關閉搬出入口212而從外部氛圍區隔出裝載室本體21之密閉狀態(參照圖1中央之裝載模組2及圖2)。
裝載室本體21內所設置之升降機構3係具有沿著裝載室本體21對向於所述連通口211之內側壁面所設置，並配置為延伸於上下方向之升降軌道33、藉由未圖示之升降機構所驅動而可沿著升降軌道33移動於上下方向之升降板32、及藉由此升降板32來支撐下面側而於其上面側載置FOUP6之載置台31。
載置台31上面係設有嵌合於FOUP6底面所設置之未圖示的定位孔，而用以讓裝卸自如的蓋體62側之面朝連通口211來保持FOUP6之例如3個定位銷311。
升降板32可自由地升降於從升降軌道33之上端部側至下端部側之區域，透過搬出入口212將FOUP6收取至載置台31上，可在包含藉由OHT(把持部8)將載置台31上之FOUP6上提的高度位置、藉由蓋體裝卸機構4來實行蓋體62之裝卸的高度位置、以及進行FOUP6內之晶圓的搬出入的高度位置之預設高度位置來移動載置台31。
如圖2所示，載置台31係連接有用以將吹淨用氮氣供給至FOUP6內之吹淨氣體供給管線503。吹淨氣體供給管線503之下游端係連接至載置台31上面所設置之未圖示之接頭部。另一方面，吹淨氣體供給管線503上游側係透過開閉閥V3連接至由工廠之氮氣供給管線等所構成之氮供給源51。
此處，一般的FOUP6之底面係設有例如具有閥之2個開口部(未圖示)。 此開口部會透過過濾器來來通FOUP6內之氛圍及外部氛圍，具有平衡FOUP6內外壓力之作用。
將FOUP6載置於本範例之載置台31時，前述吹淨氣體供給管線503之接頭部會連接至2個開口部之一邊側，而構成為可供給氮氣至FOUP6內來做為吹淨氣體。(為了方便，圖2、圖11~圖18係圖示吹淨氣體供給管線503之下游端插入至FOUP6內之狀態)。2個開口部之另一邊係連接至未圖示之排氣管線，而構成為可將FOUP6內之氣體朝外部排出。
裝載室本體21內所配設之吹淨氣體供給管線503或FOUP6之排氣管線係藉由可撓性之配管構件等所構成，可在升降軌道33上之任何位置來進行對載置台31之吹淨氣體的供給、排氣。吹淨氣體供給管線503相當於供給非活性氣體至FOUP6之非活性氣體供給部(第1非活性氣體供給部)。
進一步地，裝載室本體21內係於與所述連通口211於上下方向之並排位置，例如連通口211之下方側位置配置有蓋體裝卸機構4。蓋體裝卸機構4係具有實行FOUP6側面所設置之蓋體62的裝卸之裝卸部41、以及在實行該裝卸之裝卸位置與從此裝卸位置後退之後退位置之間於圖2中的橫向移動裝卸部41之驅動部42。
此處，切換為真空壓狀態之裝載模組2內會難以採用一般所使用之真空吸附式的蓋體裝卸機構。於是，本範例之裝載模組2便設置使用鎖具411來進行蓋體62之裝卸的機械閂方式的蓋體裝卸機構4。
圖3係從正面側觀看蓋體62及FOUP6之部分破裂圖，圖4、圖5係蓋體62對FOUP6之固定機構63的放大圖。
蓋體62係構成為可嵌合於FOUP6正面側所形成之開口的四角形板狀構件。蓋體62內部為中空，其內部係內建有可進行將蓋體62相對於FOUP6固定之狀態，及解除此固定之狀態的固定機構63。
如圖3所示，從正面側來觀看本範例之蓋體62時，固定機構63係設在蓋體62的左右兩處。各固定機構63係配置在蓋體62高度方向的略中央，具有設置為可繞中心旋轉之圓板狀碟板631，以及從此碟板631朝上下方向延伸設置之鎖片634。
各碟板631係設有沿其周圍方向之2道偏心槽632。各偏心槽632係形成為裁切部分螺旋的形狀，從一端側位置(圖4中，係插入後述連結銷635 之位置)朝另端側位置(圖5中，係插入後述連結銷635之位置)，從碟板631中心而徑向距離變短。
上下各鎖片634之基端部(碟板631側之端部)係組裝有連結銷635，各連結銷635會插入對應之偏心槽632內。該等連結銷635係插入至例如蓋體62相互對向之內側面所形成之未圖示的槽內，而保持為於上下方向能移動自如。
碟板631正面側係設有一對突起體633。如圖4所示，在藉由固定機構63來固定蓋體62的狀態中，一對突起體633係朝向幾乎水平的方向。另一方面，如圖3所示，從正面觀看蓋體6時，配置有該突起體633之位置係設有用以讓後述裝卸部41側之鎖具411插入之鎖孔620。鎖具411係在可嵌合於該等突起體633之間的方向插入至鎖孔620。
進一步地，如圖3所示，配置有各所騙634之區域的FOUP6之上下內壁面係設有可讓該等鎖片634之上端部、下端部嵌合之嵌合孔601。
圖6係顯示構成蓋體裝卸機構4之裝卸部4中，蓋體62之對向面。該對向面係在對應於蓋體62側所形成之鎖孔620的位置設有可嵌合於所述一對突起體633之間之形狀的鎖具411。鎖具411係藉由裝卸部41所設置之未圖示的驅動機構，構成為可在嵌合於該突起體633之間的方向(圖4)，與嵌合於該等突起體633之間的狀態下繞逆時針旋轉90°方向之間旋轉自如。
進一步地，裝卸部41係在對應於四角形狀之蓋體62(圖6中為虛線所示)的四角落位置設有用以將蓋體62保持於穩定狀態之按壓銷412。如圖7所示，各按壓銷412係設置為貫穿板狀的裝卸部41。按壓銷412後端側設有引導部413，引導部413係插入至裝卸部41背面側所固定之罩體415內。該等引導部413及罩體415的內壁面之間係介設有彈簧414，按壓銷412會朝裝卸部41之該對向面所突出之方向續勢彈力。
裝卸部41係以將該對向面朝蓋體62側之狀態被支撐在支撐部421，透過此支撐部421來連結至驅動部42。
就使用具備上述構成之裝卸部41而進行蓋體62相對於FOUP6之裝卸動作來加以說明。如圖11所示，將載置台31上所載置之FOUP6的蓋體62下降至對向於裝卸部41之高度位置，藉由驅動部42將裝卸部41朝FOUP6側前進至裝卸位置時，裝卸部41側之鎖具411便會插入至蓋體62側之鎖 孔620。
透過鎖孔620進入至蓋體6內部之鎖具411會成為嵌合於一對突起體633之間的狀態(圖4)。之後，藉由裝卸部41側之未圖示的驅動機構，將鎖具411繞中心軸朝逆時針旋轉方向旋轉，則碟板631便會透過突起體633繞與鎖具411之同軸的逆時針旋轉。此結果，對應於被引導至偏心槽632之連接銷635朝碟板631之徑向內側移動的動作(圖5)，使得上下的鎖片634之前端部從FOUP6側之嵌合孔601移出。之後，讓裝卸部41後退至後退位置時，則蓋體62便會從FOUP6取下。
針對於裝卸部41所保持之蓋體62，藉由四角落之按壓銷412來從裝卸部41之對向面朝遠離方向作動按壓回復力，另一方面，該蓋體62會因被插入至鎖孔620內之鎖具411而被卡固。藉由讓該等按壓銷412及鎖具411所承受之力平衡，則從FOUP6所取下的蓋體62便會藉由裝卸部41以穩定的狀態來加以保持。
取下之蓋體62的裝設係以相反於上述動作之順序來加以實行。
此處，如圖2所示，實行蓋體62裝卸之裝卸部41的上端(蓋體62所對向之對向面的上端)係設定在透過連通口211而進入至裝載室本體21內之搬送臂121的進入路徑(晶圓W的搬送路徑)要更下方側。
進一步地，如圖2所示，裝載室本體21係連接有進行裝載室本體21內部的真空排氣之排氣管線502及將非活性氣體之氮氣供給至裝載室本體21內之氮供給管線501。排氣管線502下游側係透過開閉閥V2而連接有真空排氣部52。又，氮供給管線501上游側係透過開閉閥V1而連接有氮供給源51。
伴隨著晶圓W表面所形成之積體電路之微細化，晶圓W周圍的水分子或氧分子等會對電路特性造成較大影響，在進行某處理到進行下次處理期間所容許的最大等待時間，Q時間(Queuing Time)會有變短的傾向。但是，Q時間過短時，由於工廠內之晶圓W處理時程的限制會變大，故會有抑制上述水分子及氧分子等影響之必要。於是，本範例之裝載模組2中，係藉由將非活性氣體之氮氣供給至裝載室本體21，使得收納結束在處理模組PM1~PM4之處理的晶圓W之FOUP6亦充滿非活性氣體之氮氣。藉此，便可降低晶圓W周圍之水分子及氧分子濃度而抑制Q時間的短時間化。
氮供給管線501、排氣管線502及真空排氣部52等係相當於實行裝載模組2內之壓力切換的壓力切換機構，氮供給管線501係相當於該壓力切換機構所設置之第2非活性氣體供給部。另外，圖2、圖11~圖18以外的圖式中，係省略氮供給管線501、排氣管線502、吹淨氣體供給管線503、氮供給源51及真空排氣部52等的記載。
又，如圖1、圖2所示，晶圓處理系統1係設有控制部7。控制部7係由具備未圖示之CPU(Central Processing Unit)及記憶部的電腦所構成，此記憶部係記錄有用以輸出實行上述裝載模組2、真空搬送模組11、處理模組PM1~PM4及冷卻模組CM之各動作的控制訊號的步驟(命令)群所組成之程式。此程式係被儲存在例如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡等之記憶媒體，並由其來安裝至記憶部。
參照圖8~圖18來說明具備上述說明之構成的裝載模組2的作用。圖8係從FOUP6朝裝載模組2搬入至處理FOUP6內之晶圓W而搬出FOUP6為止之動作相關的工序圖，圖9~圖18係各動作時裝載模組2之作用圖。
首先，收納有處理對象之晶圓W的FOUP6會藉由工廠內之OHT來加以搬送，而到達搬入有該FOUP6之裝載模組2的上方位置。此時，裝載模組2會讓搬出入口212為開放狀態，升降機構3會將載置台31上升至搬出入口212附近的高度位置而待機，OHT會將FOUP6朝該載置台31降下(圖9)。又，此時，閘閥G1為關閉狀態而使得裝載模組2從真空搬送模組11分離。
FOUP6會載置在載置台31上，藉由定位銷311保持在既定位置，OHT會解除把持部8之凸緣部61的把持，讓把持部8朝上方側退避(圖8之P1、圖10)。之後，降下載置台31讓設有蓋體62之FOUP6的側面到達對向於蓋體裝卸機構4之裝卸部41的高度位置，將FOUP6搬入至裝載模組2內，並藉由開閉門22關閉搬出入口來成為密閉狀態(圖8之P2、圖11)。
接著，讓裝卸部41前進至裝卸位置，藉由使用圖4、圖5所說明之方法來實行解除蓋體62之固定的動作(圖12)。
此處，在開啟開閉門22時，透過搬出入口212與晶圓處理系統1之載置氛圍連通之裝載室本體21內部會有相較於FOUP6內而顆粒較多的狀態之虞。在此狀態取下蓋體62時，FOUP6內之壓力會較裝載室本體21內之 壓力要低，則顆粒會進入到FOUP6內而有污染晶圓W的可能性。為了抑制此般狀態發生，本範例之裝載模組2可進行壓力調節來將FOUP6內之壓力維持在較裝載室本體21內之壓力要高的狀態。
具體的方法如圖11所示，開啟排氣管線502的開閉閥V2，讓真空排氣部52作動，以將裝載室本體21內的壓力調節至較大氣壓狀態要低的減壓狀態(在真空壓狀態以上的壓力)。又，如同圖所示，亦可開啟吹淨氣體供給管線503之開閉閥V3，將吹淨氣體導入至FOUP6內，另一方面，調節未圖示之排氣管線的排氣量，來讓FOUP6內之壓力調節至較裝載室本體21內之壓力要高。
該等方法可採用任一者，亦可採用兩者。
如此般，在FOUP6內部與裝載室本體21內部之間形成有壓力差的情況，藉由裝卸部41來解除蓋體62的固定後，便對裝卸部41施以從裝卸位置朝後退方向之押回力道。
移動此裝卸部41的驅動部之驅動機構係藉由汽缸等來構成的情況，對該裝卸部41押回之力道(FOUP6內之壓力)可以成為預設值為條件，來構成讓裝卸部41後退。又，在驅動部42之驅動機構係以線性馬達來構成的情況，亦可藉由使用編碼器等的位置控制，而停止在讓FOUP6與蓋體62之間隙稍開的位置，來形成從FOUP6朝裝載室本體21內流動的氣流。
進行上述壓力調解後，讓裝卸部41後退至後退位置而從FOUP6取下蓋體62(圖8之P3、圖13)。之後，增加真空排氣部52之排氣量，以實行裝載室本體21內部(裝載室)之真空排氣至可與真空搬送室11連通的真空壓狀態(圖8之P4、圖14)。
並行於上述裝載模組2內之真空排氣，將載置台31上升至取下蓋體62的FOUP6側面會到達成為對向於連通口211狀態之高度位置。詳細而言，升降機構3會使FOUP6位在可讓搬送臂121朝保持有從FOUP6首先取出之晶圓W的插槽(未圖示)進入的高度位置(圖14)。
結束真空排氣，讓裝載室本體21內部(裝載室內)成為預設壓力之真空壓狀態後，便繼續真空排氣部52之真空排氣，並開啟閘閥G1，讓裝載模組2與真空搬送模組11連通。然後，讓搬送臂121進入至裝載模組2內，讓搬送臂121插入至FOUP6內部以將晶圓W取出(圖8之P5、圖15)。
例如，在FOUP6內之上下方向從架段狀形成之插槽的最上段至最下段將晶圓W取出的情況，當取出第1段晶圓W時，升降機構3便會將FOUP6上升插槽1段的距離。搬送臂121會插入至此FOUP6來取出第2片的晶圓W，並藉由重複該等動作來依序地將晶圓W取出(圖16)。
從FOUP6取出之晶圓W會被搬入至真空搬送模組11內，藉由對位機構進行對位後，被搬入至處理模組PM1~PM4來實行既定的處理。在處理模組PM1~PM4進行處理後之晶圓W在必要的情況，會在藉由冷卻模組CM冷卻後，回到在裝載模組2內待機之FOUP6(圖8之P5)。此處控制部7會記憶各晶圓W與保持該等晶圓W之FOUP6內之插槽的對應關係，在將處理後晶圓W回復至FOUP6時，會以回到保持其晶圓W之插槽的方式，藉由升降機構3來進行FOUP6之升降。
在該等晶圓W之出入動作中，本實施形態之裝載模組2會使得配置在連通口211下方側之裝卸部41(蓋體裝卸機構4)的上端配置在較搬送臂121之進入路徑(晶圓W搬送路徑)要下方側，而構成為裝卸部41與搬送臂121不會干擾的機構。此結果，即便未設置有將裝卸部41從晶圓W搬送路徑退避的獨立升降機構，亦可僅使用共通的升降機構3來移動FOUP6，以進行蓋體62的裝卸及晶圓W的出入。
又，從FOUP6將蓋體62取下，並進行晶圓W之出入動作的其間中，仍是持續從吹淨氣體供給管線503朝FOUP6之吹淨氣體的供給動作(圖13~圖16)。藉由持續吹淨氣體的供給，便可防止處理後晶圓W所產生之氣體對處理前之晶圓W的交叉污染。
在取下蓋體62的狀態中，FOUP6係與成為真空壓狀態之裝載室本體21內部為連通之狀態。此結果，與在大氣壓狀態下進行晶圓W之搬出入的情況相較，由於晶圓W所成膜之膜及用於處理之處理氣體的飽和蒸汽壓關係，會有容易從處理後晶圓W引發氣體產生的情況(真空昇華)。在取下蓋體62狀態下而朝FOUP6內持續吹淨氣體的供給，在此般氣體容易產生的條件下之晶圓W的出入會十分有效。
結束所有晶圓W的處理而將所有晶圓W回復到FOUP6後，便關閉閘閥G1，在持續朝FOUP6內之吹淨氣體的供給下，將FOUP6降下至對向於裝卸部4的位置。之後，將裝卸部41移動至裝卸位置，將蓋體62組裝在 FOUP6(圖8之P6、圖17)。然後，停止真空排氣，並將氮氣從氮供給管線501導入至裝載室本體21內，以讓該裝載室本體21內之壓力成為大氣壓狀態(圖18)。
又，關閉蓋體62時會持續朝FOUP6內持續吹淨氣體的供給，此時藉由調節未圖示之排氣管線的排氣量，便可將FOUP6內之壓力維持在較裝載室本體21內部壓力要高的狀態。然後，以使FOPUP6內的壓力維持在較裝在室本體21內之壓力要高狀態之方式，調節對該等空間之氮氣的供給流量。之後，裝載室本體21內部會成為大氣壓狀態，FOUP6內之壓力會成為較大氣壓要稍高的壓力狀態(不會對FOUP6施加過大應力程度的壓力狀態)後，便停止吹淨氣體朝裝載室本體21內的導入(圖8之P7)。氮氣從吹淨氣體供給管線503朝FOUP6內之導入可一致於吹淨氣體朝裝載室本體21內之導入停止而停止，亦可在朝裝載室本體之導入停止前，或FOUP6搬出後再停止。
該等操作的結果，FOUP6內會充滿氮氣，而成為晶圓W周圍之水分子或氧分子濃度為較低狀態。
此處，藉由供給氮氣至真空壓狀態之FOUP6內，與例如藉由空氣來將裝載室本體21內之壓力調節至大氣壓狀態，從關閉蓋體62後再將FOUP6內置換成氮氣氛圍的情況相比，可有效率地進行氮氣的充填。
FOUP6內及裝載室本體21內成為既定壓力狀態後，打開開閉門22讓搬出入口212成為開放狀態。之後，將FOUP6上升至OHT的收授位置，藉由OHT的把持部8來把持FOUP6之凸緣部61，藉由提升FOUP6來結束搬出動作(圖8之P8)。另外，為了抑制開放開閉門22時氮氣從裝載模組2內流出，亦可在將蓋體62組裝至FOUP6後，便進一步地以空氣來置換裝載模組2內。又，亦可在搬出入口212形成氣簾來隔絕大氣(空氣)與裝載模組2內之氮氣氛圍。
藉由本實施形態相關之裝載模組2便具有以下的效果。由於是上下並排配置實行蓋體62對FOUP6之裝卸的蓋體裝卸機構4以及朝進行晶圓W從FOUP6之出入的真空搬送模組11的連通口211，故使用共通的升降機構3來升降FOUP6，便可將FOUP6移動於對向於蓋體裝卸機構4之高度位置及對向於連通口211之高度位置。
此結果，即便不再蓋體裝卸機構4設置獨立的升降機構來進行從連通口211之退避動作而僅利用升降機構3，便可以進行蓋體62的裝卸動作以及晶圓W從FOUP6之出入。
進一步地，藉由將搬出入口212開設於裝載模組2之頂面，便能藉由升降機構3之FOUP6的升降動作，除了蓋體62的裝卸、晶圓W的出入外，亦可實行FOUP6相對於裝載模組2之搬出入動作。
但是，FOUP6之搬出入並不限定於透過裝載模組2之頂面側的搬出入口212來進行的情況。例如，圖1所示之左右兩側的裝載模組2便可構成為在各自左側、右側的側壁面設置搬出入口212，藉由AGV(Automated Guided Vehicle)等在工廠內地面上移動之搬送機構來收授所搬送之FOUP6。又，圖1中，亦可構成為將可在前後方向出入於設有升降機構3之裝載模組2的側壁面，且繞著延伸於鉛直方向之旋轉軸旋轉自如，而從各裝載模組2前面側搬送來之FOUP6載置在載置台31上。
圖19、圖20係顯示在取下蓋體62後之開口部插入噴嘴341，透過該開口部來供給吹淨氣體之氮氣至FOUP6內之吹淨氣體供給部(非活性氣體供給部)的一範例。如圖20所示，載置台31之左右兩側面係以延伸於鉛直軸方向之方式設有吹淨氣體供給管342，並沿著各吹淨氣體供給管342之高度方向讓複數根噴嘴341設置為相互隔有間隔。吹淨氣體供給管342之基端部係設置於可讓吹淨氣體供給管342繞鉛直軸旋轉之旋轉驅動部343。
如圖19所示，噴嘴341的平面形狀係以吹淨氣體供給管342為基端，而彎曲呈鉤狀的形狀。具備相關構成之吹淨氣體供給部會藉由讓吹淨氣體供給管342繞鉛直軸旋轉，在吹淨氣體供給時，移動於讓噴嘴341前端插入至取下蓋體62後之FOUP6的開口部內之狀態，與組裝蓋體62時讓噴嘴341從開口不退避之狀態之間。
進一步地，蓋體裝卸機構4的配置位置不限於圖2等所示之配置在連通口211下方側的情況。例如，亦可構成為將蓋體裝卸機構4上下翻轉而從裝載室本體21之頂面垂下，來在連通口211之上方側配置蓋體裝卸機構4(裝卸部41)。
PM1(PM2~PM4,CM)‧‧‧模組
W‧‧‧晶圓
V1~V3‧‧‧開閉閥
G1~G2‧‧‧閘閥
11‧‧‧真空搬送模組
12‧‧‧晶圓搬送模組
121‧‧‧搬送臂
122‧‧‧基體部
123‧‧‧軌道
124‧‧‧滑移器
125‧‧‧軌道
2‧‧‧裝載模組
21‧‧‧裝載室本體
211‧‧‧連通口
212‧‧‧搬出入口
22‧‧‧開閉門
221‧‧‧樞紐部
3‧‧‧升降機構
31‧‧‧載置台
32‧‧‧升降板
33‧‧‧軌道
4‧‧‧蓋體裝卸機構
41‧‧‧裝卸部
42‧‧‧驅動部
501‧‧‧氮供給管線
502‧‧‧排氣管線
503‧‧‧吹淨氣體供給管線
51‧‧‧氮供給源
52‧‧‧真空排氣部
6‧‧‧FOUP
61‧‧‧凸緣部
7‧‧‧控制部

Claims (10)

  1. 一種裝載裝置，係具備有裝載室之裝載裝置，該裝載室係透過藉由切換閥開閉之連通口連接至會在真空壓狀態下進行基板之搬送的真空搬送室，可將內部之壓力切換於大氣壓狀態及真空壓狀態，具備有：裝載室本體，係具有：搬出入口，會進行收納複數基板，並於側面設有裝卸自如的蓋體之基板容器的搬出入；以及開閉門，係開閉此搬出入口，並於側面形成有該連通口；蓋體裝卸機構，係設置在該裝載室內於上下方向與該連通口並排的高度位置，構成為會在橫向於實行該蓋體相對於該基板容器之裝卸的裝卸位置，與從此裝卸位置後退之後退位置間進退自如；以及升降機構，係設置於該裝載室內，具有載置該基板容器之載置台，會升降該載置台以讓該載置台所載置之該基板容器之該蓋體側的側面移動於對向於該連通口之高度位置與對向於該蓋體裝卸機構的高度位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝載裝置，其中該搬出入口係設在該裝載室本體之頂面，該升降機構係透過該搬出入口將該載置台上升至進行該基板容器之搬出入的高度位置。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝載裝置，其具備有實行該裝載室內之真空排氣的真空排氣部；從該基板容器搬入至該裝載室內起，至藉由該蓋體裝卸機構來將該基板容器之該蓋體取下的期間中，為了將該基板容器內之壓力維持在較該裝載室內之壓力要高的狀態，係以讓該裝載室內成為較該大氣壓狀態要低，且為該真空壓狀態以上之壓力狀態的方式，藉由該真空排氣部來進行真空排氣。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之裝載裝置，其具備有供給非活性氣體至該基板容器內之非活性氣體供給部；從該基板容器搬入至該裝載室內起，至藉由該蓋體裝卸機構來將該基板容器之該蓋體取下的期間中，為了將該基板容器內之壓力維持在較該裝載室內之壓力要高的狀態，會藉由該非活性氣體供給部來將非活性氣體供給至該基板容器內。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之裝載裝置，其具備有供給非活性 氣體至該基板容器內之非活性氣體供給部，在藉由該蓋體裝卸機構來將該基板容器之該蓋體取下的期間中，會藉由該非活性氣體供給部來將非活性氣體供給至該基板容器內。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之裝載裝置，其具備有：第1非活性氣體供給部，係供給非活性氣體至該基板容器內；壓力切換機構，係具備供給非活性氣體至該裝載室內之第2非活性氣體供給部，會實行裝載室內之壓力切換；以及控制部，會以實行下述步驟之方式輸出控制訊號：在真空狀態之該裝載室內，進行基板從取下該蓋體之該基板容器的存取後，關閉該切換閥，以將該裝載室從該真空搬送室分離的步驟；接著，藉由該第1非活性氣體供給部將非活性氣體供給至該基板容器，並藉由該蓋體裝卸機構將該蓋體組裝於該基板容器之步驟；將該蓋體組裝至該基板容器後，從該第2非活性氣體供給部供給非活性氣體以將該裝載室內切換至大氣壓狀態之步驟；該裝載室內切換至大氣壓狀態後，停止來自該第2非活性氣體供給部之非活性氣體的供給，打開該搬出入口之該開閉門，將組裝該蓋體後之該基板容器搬出之步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項之裝載裝置，其中該控制部在將該裝載室內切換至大氣壓狀態的步驟實行中，係以將該基板容器內之壓力維持在較該裝載室內之壓力要高的狀態之方式，來調節來自該第1非活性氣體供給部及該第2非活性氣體供給部之非活性氣體的供給量。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之裝載裝置，其中該蓋體裝卸機構係具備連結於該基板容器之該蓋體的鎖具(latchkey)，透過該鎖具來保持該蓋體。
  9. 一種基板處理系統，係具備有：如申請專利範圍第1至8項中任一項之裝載裝置；真空搬送室，係透過該連通口連接至該裝載室，設有實行基板之搬送的基板搬送機構；以及基板處理室，係連接至該真空搬送室，會實行藉由該基板搬送機構所搬送之基板的處理。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板處理系統，其具備有冷卻室，係連接至該真空搬送室，會將在該基板處理室處理後之基板送回到該裝載室內之該基板容器前，進行基板的冷卻。
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