TWI331372B - Substrate processing apparatus - Google Patents

Description

1331372 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及矽晶圓等的基板中進行洗淨等的處理所用之 基板處理裝置以及裝設在基板處理裝置中使矽晶圓等的基 板搬送至處理槽中所用之基板搬送裝置。 【先前技術】 處理槽和乾燥槽可貯存各種處理液（藥液，洗濯液），在 具備多個處理槽和乾燥槽之基板處理裝置中，藉由基板搬 送裝置使矽晶圓等的基板依處理過程之順序浸漬至處理槽 之處理液中。然後，在該基板處理裝置之前段中接收該未 處理之基板，且設有儲存庫和基板交付裝置使該未處理之 基板搬送至該基板處理裝置所具備之基板搬送裝置之交貨 位置。 儲存庫是使未處理之基板向基板處理裝置搬入所用之裝 置以及使經由基板處理裝置處理後之基板向後段過程搬出 所用之裝置。通常’未處理之基板由則段之過程送入至機 盒中使成多個被配列收容之狀態。搬送裝置雖有搬送該機 盒用之機盒搬送方式和只保持該機盒內之基板以進行搬送 之所謂無機盒方式等，但在裝置之構成中任一種都適合被 選取。 基板交付裝置由以下之裝置所構成：未處理基板交付裝 置，由以機盒搬送方式所搬送之儲存庫上之機盒將全部基 板一起取出，以移送至朝向該基板處理裝置之基板搬送裝 置之交貨位置；處理完成基板交付裝置，藉由基板搬送裝 1331372 置之交貨位置來接收該處理後之基板且收容在機盒內而移 送至該儲存庫。 第8圖是先前之基板處理裝置50之主要部份之構成之 槪略圖。如第8圖所示，該基板處理裝置50具有以下各 組件：由各種處理液儲存所形成之處理槽10〜15，卡盤 洗淨槽8，9，乾燥槽20，未處理基板交付裝置35，處理 完成基板交付裝置36，使搬送軌道4移動用之基板搬送 裝置R1，R2,R3。又，第8圖中顯示各基板搬送裝置R1,R2, R3之可動之範圍。構成各基板搬送裝置Rl，R2，R3以便 在一個搬送軌道4上移動。該基板搬送裝置R1保持著由 未處理基板交付裝置35所搬入之基板且依處理槽1〇, 11， 12，13之順序來浸漬及搬送。已搬入之基板在各處理槽1〇 〜13中進行洗淨等之處理。基板搬送裝置R2使處理槽13 中已處理完之基板依序在後段之處理槽14，15中浸漬及 移送。在處理槽14，15中已進行基板之洗淨等之處理後 之基板移送至乾燥槽20。在乾燥槽20中進行乾燥處理後 之基板藉由基板搬送裝置R3而交貨至處理完成基板交付 裝置36»又，以處理槽13來進行基板搬送裝置R1和基 板搬送裝置R2之基板之交貨，又，以乾燥槽20來進行基 板搬送裝置R2和基板搬送裝置R3之基板之交貨。基板搬 送裝置中之基板之交貨進行用之處理槽稱爲移置（transfer) 槽。朝向移置槽以外之處理槽之基板之搬送進行時所用之 基板搬送裝置已固定化。又，第8圖所示之基板搬送裝置 Rl, R2，R3屬於無機盒之方式者。 1331372 槽11，且由處理槽12向處理槽13的移行時間）時2個處 理槽中須同時進行基板之搬送。由處理槽10至處理槽13 爲止之基板搬送裝置由於只有一台，則至1假處理槽中之 基板搬送終了爲止時其它之處理槽須等待。 爲了解決上述之問題，使處理槽處理完成時不會重疊， 則須使朝向基板之第1處理槽之投入被延遲，先前之方式 如第1 1圖所示，基板群（第1批次，第2批次）之第1處 理槽之投入被延遲，這樣可避免基板搬送之重疊。 然而，藉由朝向基板之處理槽之投入被延遲時，則由於 基板處理裝置50之產量會受到限制而使所定時間內之基 板處理數目減少。因此，基板處理裝置50中之基板處理 之產量之向上提升即成爲一種課題。 本發明之目的是提供一種基板處理裝置和一種基板處理 裝置中之基板搬送裝置，其中基板處理裝置之設置面積未 擴大，處理槽間之基板搬送裝置之可動範圍利用多個基板 搬送裝置而重複，且同時進行各處理槽間之基板搬送，則 可使基板處理之產量增加。 本發明中之基板處理裝置由以下組件所構成··處理基板 用之處理槽，沿處理槽而設置之搬送軌道，在搬送軌道上 移動之交付 '搬送基板用之基板搬送裝置。同一搬送軌道 上至少具備二個以上之基板搬送裝置。各基板搬送裝置互 相以多個處理槽作爲共同動作範圍而動作。 又’本發明之基板處理裝置由以下組件所構成：處理基 板用之處理槽，沿處理槽而設置之搬送軌道，在搬送軌道 1331372 上移動之交付、搬送基板用之基板搬送裝置。該基板處理 裝置具備一種穿梭器，其將該與搬送軌道平行之未處理之 基板搬送至較該基板搬送裝置還高之位置處。 又，本發明之基板處理裝置由以下組件所構成：處理基 板用之處理槽，沿處理槽而設置之搬送軌道，在搬送軌道 上移動之交付、搬送基板用之基板搬送裝置。該基板處理 裝置另具有：基板搬送裝置，同一搬送軌道上至少具備二 個以上之基板搬送裝置，各基板搬送裝置互相以多個處理 槽作爲共同動作範圍而動作；穿梭器，其將該與搬送軌道 平行之未處理之基板搬送至較該基板搬送裝置還高之位置 處。 又，本發明之基板處理裝置對每個基板搬送裝置而言都 具備一種專用槽，其作爲該基板搬送裝置之基板卡盤部之 洗淨用之卡盤洗淨裝置。 又，本發明之基板處理裝置接收來自該穿梭器之未處理 之基板以及具有一種穿梭器下降梯，使未處理之基板下降 至該基板搬送裝置之交貨位置爲止。 又，本發明之基板處理裝置具有一種穿梭器上升梯，使 未處理之基板上升且搬送至該穿梭器中。 又，本發明之基板處理裝置具備一種處理基板搬入部， 其使未處理基板由未處理基板之搬入位置搬送至該穿梭器 上升梯爲止。 又，本發明之基板處理裝置具備一種處理基板搬出部， 其由該基板搬送裝置接收該處理完成之基板且搬送至基板 -10- 1331372 矽晶圓等之基板，且使已由基板處理裝置1處理後之基板 朝向後段之過程而搬出。 作爲處理基板搬入部用之未處理基板交付裝置35由儲 存庫30之機盒中使全部之基板一起取出而移送至穿梭器 上升梯23之交貨位置。 又，作爲處理基板搬出部用之處理完成基板交付裝置36 接收基板搬送裝置RT3所搬送之處理完成之基板，收容在 機盒中，然後移送至儲存庫30。 如第1圖所示，緩衝器6暫時容納由該穿梭器3所搬送 之多個基板，又，其使基板朝向該基板搬送裝置RT1之交 貨位置移動。 如第1圖所示之處理槽1 0〜1 5中，使基板浸漬至貯存 該處理液之處理槽中且進行洗淨等之處理。處理槽10〜15 依進行該基板處理時之順序而沿著搬送軌道4並排配置 著。由基板搬送裝置RT1，RT2所搬送之基板之處理槽之 投入及處理完了後之基板之處理槽中所進行之提升過程是 由處理槽中所設置之升降機來進行。 處理槽10〜15之升降機之接收台10a〜15a(如第1圖所 示）在交貨位置接收由基板搬送裝置而來之基板，使基板 在處理槽10〜15中浸漬，且將處理後之基板上升至交貨 位置以及將基板交付至基板搬送裝置。 該升降機在上下方向中設有可移動之升降部，升降部中 具有基板保持用之基板保持部，由基板搬送裝置RT1，RT2 所接收之基板以接收台10a〜15a來保持著。基板保持用 -12- 1331372 之接收台10a〜15a之構件係對應於處理槽之處理葯液來 選取。100°C以下之處理槽中主要是使用鐵氟龍（登錄商標） 等之氟樹脂或PVC，PVDF等之熱可塑性樹脂。使用100oC 以上之高溫處理液之處理槽中選取石英或石英表面上已塗 佈氟樹脂之構件。

如第1圖所示作爲卡盤洗淨裝置用之卡盤洗淨槽8，9 在使處理液等所付著之基板搬送裝置之基板卡盤部5c(如 第2圖所示）之先端部進行下一個基板之拉鎖（chuck)動作 之前，使已付著之處理液除去用之卡盤下降至卡盤洗淨槽 (具有急速排水機能之純粹溢流槽）8，9中浸漬，付著在卡 盤中之處理液藉由純粹置換而洗淨後，以1〜20mm/sec之 向上速度而拉升，以除去該付著在卡盤表面上之純水。基 板搬送裝置RT1，RT2在由處理液所進入之處理槽搬出基 板之後，必須以卡盤洗淨槽8，9來進行基板卡盤部之洗 淨。卡盤洗淨槽設在每個基板搬送裝置中，基板搬送裝置 RT1使用卡盤洗淨槽8，基板搬送裝置RT2，RT3使用卡 盤洗淨槽9。又，由未使用該處理液之溢流洗淨，快速傾 倒洗淨等之處理槽而來之基板搬送過程中不必進行基板卡 盤部之洗淨。 同一搬送軌道4上所設置之基板搬送裝置RT1，RT2，RT3 使穿梭器3所搬送之緩衝器6之基板被保持著，使基板在 沿著處理槽而設置之搬送軌道4上移動且搬送至處理槽之 基板交貨位置。又，處理槽中已處理完之基板保持在基板 交貨位置，搬送至下一個處理槽。又，以乾燥槽乾燥完成 -13- 1331372 之基板搬送至處理完成基板交付裝置36。又，第1圖所 示之箭頭表示基板之搬送路徑。 如第2圖所示，基板搬送裝置RT1，RT2，RT3由以下 之組件所構成··橫移動部5a，其可在該搬送軌道4上自 由移動；上下部5b，其可在上下方向中移動；基板卡盤 部5c，其可對基板40進行拉鎖、保持、開放之作用。 基板搬送裝置之橫移動部5a藉由脈波馬達等來進行回 轉驅動之小齒輪而可在作爲搬送軌道4用之齒條上移動。 作爲移動量用之脈波數和移動方向藉由脈波馬達驅動器而 施加在脈波馬達上，則可使該基板搬送裝置移動至所定之 位置。 又，以脈波馬達等使螺絲回轉而使基板搬送裝置之上下 部5b可進行上下之移動。作爲上下之移動量用之脈波數 和上下方向藉由脈波馬達驅動器而施加至脈波馬達。裝設 在上下部5b之先端之基板卡盤部5c因此可移動至上死點 和下死點（基板交貨位置）之位置。進行該基板40之拉鎖， 保持和開放所用之基板卡盤部5 c可藉由馬達使先端部如 第2圖之箭頭所示之方式而移動，因此可對基板40進行 拉鎖，保持和開放。又，該基板卡盤部5c中具備基板檢 出部（處理基板有無感測器）以檢出基板40之拉鎖錯誤和 開放錯誤。基板卡盤部5c之先端部作爲硬度較處理基板 之構件還低之構件且由鐵氟龍（登錄商標）等所構成。 第3(a)至3(e)圖顯示該朝向基板搬送裝置之處理槽之基 板之交貨動作。如第3(a)圖所示，基板搬送裝置之基板卡 -14- 1331372

盤部5c使基板40在基板卡盤部5c所保持之狀態中下降 至處理槽之接收台10a之前。然後，基板搬送裝置以低速 下降，如第3(b)圖所示，基板接觸該接收台10時，該基 板卡盤部5c之下降動作即停止。此時基板卡盤部5c之基 板40之保持狀態被擴大，如第3(e)圖所示。如第3(e)圖 所示，基板在該接收台10a接觸之後，即使該基板卡盤部 5c下降，由於基板40在基板卡盤部5c上不會拘束在上部 方向中，則基板可使該基板卡盤部5c滑動。因此，基板 不會受損。基板載置在該接收台10a上之後，如第（3c)圖 所示，基板卡盤部5c在箭頭所示之方向中回轉而使該基 板之保持狀態被解放。然後，如第3 (d)圖所示，使基板卡 盤部5c上升。

第1圖所示之搬送軌道4沿著處理槽10〜15而設置， 基板搬送裝置可在搬送軌道4上自在地移動。在該搬送軌 道4上設有輪條，藉由基板搬送裝置之橫移動部5a之小 齒輪，可使基板搬送裝置RT1, RT2，RT3可自在地在搬送 軌道4上移動。 第1圖所示之穿梭器3使機盒中裝塡之未處理之基板由 儲存庫30搬入，藉由基板交付裝置35由機盒中使全部基 板一起被拉鎖而取出之基板由穿梭器上升梯23所接收且 搬送至穿梭器下降梯24爲止。如第1圖所示，該穿梭器 3平行於該搬送軌道4而配置在較基板搬送裝置RT1，RT2, RT3還高之位置處，其可使基板被搬送至該穿梭器下降梯 24爲止。又，該穿梭器3可與該搬送軌道4互相獨立地 -15- 1331372 動作。因此，由儲存庫而來之未處基板由於可搬送至最初 之處理槽爲止，則基板搬送裝置RTl，RT2，RT3只能進行 各處理槽間之基板之搬送。 以下就基板處理裝置I中之基板搬送裝置之動作來說 明。第4圖中顯示基板處理裝置1中之基板搬送裝置RT1， RT2，RT3之搬送軌道4上之可動範圍。如第4圖所示，基 板搬送裝置RT1可由緩衝器6移動至最終之處理槽15爲 止。又，基板搬送裝置RT2可由第1處理槽10移動至乾 燥槽20爲止。基板搬送裝置RT3可由卡盤洗淨槽9移動 至處理完成基板交付裝置36爲止。基板搬送裝置RT1和 基板搬送裝置RT2由第1處理槽10至最終處理槽15爲止 是屬共同之動作範圍。然而，由於該搬送軌道4係共用， 則基板搬送裝置RT1可移動至較基板搬送裝置RT2之現 在位置（第η處理槽之位置）更前一個之第η-1處理槽之位 置爲止。 又，緩衝器6與第1處理槽10之間設有第1卡盤洗淨. 槽8。第1卡盤洗淨槽8是基板搬送裝置RT1之基板卡盤 部5c洗淨時專用之卡盤洗淨槽。 最終處理槽15和乾燥槽20之間設有第2卡盤洗淨槽9。 第2卡盤洗淨槽9是基板搬送裝置RT2和基板搬送裝置RT3 之基板卡盤部5c洗淨時專用之卡盤洗淨槽。 通常，該基板搬送裝置RT1是在第1卡盤洗淨槽8上待 機，基板搬送裝置RT2是在第2卡盤洗淨槽9上待機，基 板搬送裝置RT3是在處理完成基板交付裝置36上待機， -16- 1331372 因此，3台基板搬送裝置RTl，RT2, RT3中只有一台動 作時，例如，只有基板搬送裝置RT2動作時而其它基板搬 送裝置RT1, RT3處於待機狀態時，則可在由第1處理槽10 至乾燥槽20爲止之範圍中移動。若基板搬送裝置RT1，RT2 同時動作時，則基板搬送裝置RT1可移動至基板搬送裝置 RT2之前之槽之位置爲止。 其次，就朝向基板搬送裝置之處理槽之基板之搬送和由 處理槽之基板之搬出以及處理槽間之移動來說明。

由基板搬送裝置RT1所進行之朝向處理槽之基板之搬入 是由基板卡盤部5c將基板保持著，基板被拉鎖之後基板 卡盤部5c上升至上死點爲止，上死點到達之後在搬送軌 道4上移動而停止於處理槽之直上方。又，處理槽中位於 上面之蓋打開，升降機上升至基板交貨位置爲止。基板搬 送裝置RT1使該基板卡盤部5c下降至升降機之基板交貨 位置之前爲止。然後該基板卡盤部5c以低速下降至升降 機之基板交貨位置下方2〜5 mm，基板仍被拉鎖著而停止 被放置到升降機上。此時，該處理基板由基板卡盤部5c 和升降機雙方所支持著。停止後，基板卡盤部5c之先端 部打開，基板完全交給升降機，該基板搬送裝置RT1使基 板卡盤部5c上升至上死點爲止。基板卡盤部5c之先端部 打開之後，由升降機中所具備之處理基板有無感測器來確 認該升降機上處理基板放置之事宜。基板搬送裝置RT1之 上升動作和升降機之下降動作同時進行，基板搬送裝置 RT1之上升動作完了之後，由基板搬送裝置RT1中所具備 -17- 1331372 之處理基板有無感測器來確認基板卡盤部5c中未 該處理基板。升降機下降完了之後，處理槽上面之 以進行基板之處理。 又，基板搬送裝置RT1,RT2在將基板交付給升降 基板卡盤部5c上升，上死點到達之後在搬送軌道 動而停止於處理槽之直上方，然後下降至升降機之 貨位置之前。本發明之基板處理裝置中，該基板搬 RT1，RT2使基板向交貨處理槽移動中時，基板卡； 下降至升降機之基板交貨位置之前，又，基板搬送裝 RT2移動時，升降機亦可上升至基板交貨位置。藉 搬送裝置和升降機之動作可重疊，則基板之搬送時 短。 基板處理完後，處理槽上面之蓋打開，藉由升降 板上升至基板交貨位置爲止。基板搬送裝置RT1在 盤部5 c之先端部處於開放狀態時下降至基板交貨 止且確認該升降機上之基板之有無。基板在升降機 行基板之拉鎖。然後。該基板搬送裝置RT1使基板 5c上升。此時，由升降機中所具備之處理基板有 器和基板搬送裝置RT1中所具備之處理基板有無感 確認該基板之拉鎖是否正常地進行，基板上升至上 止。又，該處理槽在該升降機下降時使蓋閉合。又 基板搬送裝置RT2，RT3之處理槽之基板之搬入和 槽之基板之搬出以及處理槽間之移動等都與基板搬 RT1相同。 殘留著 蓋閉合 機時* 4上移 基板交 送裝置 g部 5 c 置 RT1， 由基板 間可縮 機使基 基板卡 位置爲 上時進 卡盤部 無感測 測器來 死點爲 ，朝向 由處理 送裝置 -18- 1331372 上述之儲存庫，未處理基板交付裝置，穿梭器，基板 理裝置中之基板搬送路徑等如第5圖所示。如第5圖所示 機盒中所容納之未處理之基板搬入至儲存庫30中，藉 該儲存庫30使基板轉送至未處理基板交付裝置35，由 盒中使全部之基板一起被拉鎖而取出，藉由穿梭器上升 23而移送至穿梭器3爲止，且交貨至該穿梭器3。穿梭 3將基板搬送至穿梭器下降梯24爲止，且交貨至穿梭 下降梯24。該穿梭器下降梯24—邊保持著基板一邊下 至該緩衝器6之交貨位置爲止，以便將基板交付至該緩 器6。 在搬送軌道4上移動之基板搬送裝置RT1藉由該緩衝 6使基板一起被拉鎖而上升至上死點，上死點到達之後 動至第1處理槽10之直上方。移動完了之後下降至處 槽之基板交貨位置爲止而交貨至處理槽之升降機。在接 基板之後該升降機下降，下降完了之後在處理槽中進行 理，處理完了之後該升降機上升至基板交貨位置而交貨 該基板搬送裝置RT1，RT2。以下同樣使基板依次由基板 送裝置RT1或RT2搬送至處理槽以進行處理。在乾燥槽 中完成乾燥處理後之基板藉由基板搬送裝置RT3轉送至 理完成基板交付裝置36。在處理完成基板交付裝置36 容納於機盒中。機盒中所容納之基板搬入至儲存庫30中 由儲存庫3 0交付給下一過程。 其次，就基板處理裝置1中之基板搬送裝置之控制來 明。最初，進行基板處理裝置1之處理條件、搬送條件 處 由 機 梯 器 器 降 衝 器 移 理 收 處 至 搬 20 處 處 說 之 -19- 1331372 24 穿 梭 器 下降 梯 30 儲 存 庫 35 未 處 理 基板 交 付 位 置 36 處 理 完 成基 板 交 付 位置 40 基 板 (砂晶圓） Rl, R2, R3, RT1, RT2, RT3 基板搬送裝置

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Claims (1)

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(2010年3月19日修正) 第921 33272號「基板處理裝置」專利案 拾、申請專利範圍： 1. 一種基板處理裝置，其包含：基板處理用之複數個處理 槽；沿著處理槽而設置之搬送軌道；在搬送軌道上移動用 以搬送且交付基板之基板搬送裝置，其特徵爲： 具備：第1及第2基板搬送裝置，相互能以第1處理槽至 最終處理槽間作爲共通動作範圍而動作於同一搬送軌道 上，在同時發生複數個處理槽要進行基板搬送情況，該第 1基板搬送裝置在第1處理槽至該第2基板搬送裝置所位 在之第η個處理槽前一個之第n-1個處理槽之範圍內，可 移至需進行基板搬送之處理槽而得以搬送基板， 第1及第2基板搬送裝置之控制爲，輸入處理條件及搬送 條件，依據由該輸入處理條件及搬送條件利用排程器生成 之排程資料爲基準來進行，在利用排程器生成之排程資料 同時發生複數個處理槽要進行基板搬送情況，比對基板搬 送分擔處理條件，在可利用第1及第2基板搬送裝置進行 基板搬送分擔處理時，選擇朝規定之處理槽進行基板搬入 及搬出之搬送動作的基板搬送裝置，而在無法進行基板搬 送分擔處理時，變更基板的投入時序。 1331372

第6匱 1331372

第9圖