TWI431710B - Substrate handling module and substrate processing system - Google Patents

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Description

基板搬運模組及基板處理系統
本發明是關於基板搬運模組及基板搬運系統，特別是關於具備用來搬運基板的基板搬運裝置之基板搬運模組。
對於基板之半導體元件用的晶圓(以下簡稱「晶圓」)實施期望處理的基板處理系統是已知的。該基板處理系統係具備：收容晶圓並對該晶圓實施期望處理的處理模組、連接於該處理模組且用來將晶圓朝處理模組進行搬入搬出之裝載鎖定模組、在收容複數個晶圓之前開式晶圓盒(Front Opening Unified Pod，簡稱FOUP)及裝載模組之間進行晶圓的搬運之移載模組(基板搬運模組)。
在基板處理系統，移載模組具有用來收容晶圓之搬運室，處理模組、裝載鎖定模組及移載模組的搬運室是依此順序連接。在此，處理模組內的壓力雖是維持大致真空，但由於裝載鎖定模組可將內部壓力切換成大致真空或大氣壓，因此移載模組的搬運室內的壓力大致維持大氣壓。
移載模組之晶圓的搬運，係藉由配置於搬運室內的搬運臂來進行。在移載模組的搬運室內，藉由設於移載模組的風扇過濾單元(Fan Filter Unit)來形成單向流(例如，下方流)。風扇過濾單元係用來將外部環境氣氛導入移載模組的搬運室內，這時是藉由內設的過濾器來將外部環境氣氛中的塵埃除去。藉此在移載模組的搬運室內，可防 止粒子的成因之塵埃揚起。
近年來，要求必須確實防止粒子附著於晶圓上，因此開發出防止罩，其裝設於搬運臂以覆蓋住該搬運臂所保持的晶圓的上方(例如參照專利文獻1)。
〔專利文獻1〕日本特開2002－100786號公報
然而，近年來，對基板實施的處理變得多樣化，作為處理氣體，已開始採用腐蝕性氣體(例如：溴氣、氯氣、氟氣)。這時，腐蝕性氣體會凝結、凝固而附著於在處理模組內實施處理的晶圓上，當該晶圓搬運至移載模組時，腐蝕性氣體可能會氣化(排氣)。上述防塵罩僅覆蓋在晶圓上方，並無法防止氣化的腐蝕性氣體的擴散，而造成移載室內的構件發生腐蝕。
近年來，晶圓上藉由蝕刻所形成的溝槽等變得微細化，因此應防止其附著之粒子也變得微細化(例如數十nm)，但風扇過濾單元並無法除去數十nm的粒子。又由於搬運臂會進入與處理模組鄰接的裝載鎖定模組內，處理氣體所生成的反應生成物可能附著於搬運臂。該反應生成物在移載模組的搬運室內會剝離而形成粒子。再者，搬運臂之和晶圓的接觸部(例如，拾取構件)的一部分，會因接觸晶圓後剝離而生成粒子。亦即，在搬運室內存在許多應除去的粒子。在此，由於搬運室的容積大，要將搬運室內的粒子完全除去會有困難，又僅利用上述防塵罩並無法確 實防止粒子附著於晶圓。
將來，晶圓勢必變得更大口徑化(例如Φ450mm)，因應於此，移載模組的搬運室也變得大型化。這時，應除去塵埃的搬運室的容積也變大，為了維持塵埃除去能力而必須將風扇過濾單元的處理能力增大等，而必須謀求移載模組的高性能化。如此，會造成移載模組的構件之大型化，結果導致移載模組的成本上昇、大型化。
本發明的目的是提供一種基板搬運模組及基板處理系統，其可防止構件的腐蝕、粒子之附著於基板、基板搬運模組的成本上昇及大型化。
為了達成上述目的，請求項1記載之基板搬運模組，係和對基板實施期望處理的基板處理模組連接，其具備用來搬運基板的基板搬運裝置及用來收容該基板搬運裝置之搬運室；該搬運室內與外部環境氣氛隔絕，前述基板搬運裝置具有用來保持前述基板的保持部及用來讓該保持部移動的移動部；該基板搬運模組之特徵在於：具備至少使前述保持部及被該保持部保持的基板與前述搬運室的內部環境氣氛隔絕之隔絕裝置。
請求項2記載之基板搬運模組，是在請求項1記載的基板搬運模組中，前述隔絕裝置，係至少包圍前述保持部及被該保持部保持的基板的周圍之環境單元。
請求項3記載之基板搬運模組，是在請求項2記載的基板搬運模組中，前述環境單元是由耐蝕性樹脂所構成。
請求項4記載之基板搬運模組，是在請求項2或3記 載的基板搬運模組中，前述環境單元是由可分離的複數個零件構成，在該複數個零件分離時，讓前述保持部及被該保持部保持的基板露出。
請求項5記載之基板搬運模組，是在請求項2或3記載的基板搬運模組中，前述環境單元是具有開口部及讓該開口部形成開閉自如的門部，當該門部讓前述開口部開口時，讓前述保持部及被該保持部保持的基板露出。
請求項6記載之基板搬運模組，是在請求項2至5中任一項記載的基板搬運模組中，前述環境單元係具備：對該環境單元的內部導入淨化氣體的淨化氣體導入部、將前述內部進行排氣的排氣部。
請求項7記載之基板搬運模組，是在請求項6記載的基板搬運模組中，前述環境單元係具備：至少朝前述保持部噴吹洗淨物質的洗淨裝置。
請求項8記載之基板搬運模組，是在請求項7記載的基板搬運模組中，前述洗淨物質係選自：非活性氣體、非活性氣體及液體的噴霧劑所構成的群中。
請求項9記載之基板搬運模組，是在請求項7或8記載的基板搬運模組中，前述洗淨裝置係對前述保持部進行掃描。
請求項10記載之基板搬運模組，是在請求項9記載的基板搬運模組中，前述洗淨裝置係掃描至前述移動部為止。
請求項11記載之基板搬運模組，是在請求項7或8 記載的基板搬運模組中，前述洗淨裝置，係由至少與前述保持部相對向且具有複數個噴吹口的噴淋頭所構成。
請求項12記載之基板搬運模組，是在請求項1至11中任一項記載的基板搬運模組中，具備對前述搬運室導入外部環境氣氛的外部環境氣氛導入裝置；該外部環境氣氛導入裝置係具備：使混入前述導入的外部環境氣氛的粒子帶電而產生既定極性的電位之粒子帶電部；前述保持部係具備：使前述基板表面產生與前述既定極性相同極性的電位之電位產生部。
請求項13記載之基板搬運模組，係在請求項1至11中任一項記載的基板搬運模組中，前述隔絕裝置係具備：對該隔絕裝置所隔絕的空間導入前述搬運室的內部環境氣氛之室內環境氣氛導入裝置；該室內環境氣氛導入裝置係具備：使混入前述導入的室內環境氣氛的粒子帶電而產生既定極性的電位之粒子帶電部；前述保持部係具備：使前述基板表面產生與前述既定極性相同極性的電位之電位產生部。
請求項14記載之基板搬運模組，係在請求項1至11中任一項記載的基板搬運模組中，具備：對前述搬運室導入外部環境氣氛之外部環境氣氛導入裝置、使前述基板(朝前述基板處理模組或收容前述基板且連接於前述搬運室的基板收容器進行搬出搬入)帶電的基板帶電裝置；前述外部環境氣氛導入裝置係具備：使混入所導入的前述外部環境氣氛的粒子帶電而產生既定極性的電位之粒子帶電部 ；前述基板帶電裝置，係使前述基板帶電而產生與前述既定極性相同極性的電位。
請求項15記載之基板搬運模組，係在請求項1至14中任一項記載的基板搬運模組中，在前述隔絕裝置的內部具備：朝被前述保持部保持的前述基板的周緣部照射雷射光並供應反應性氣體的周緣生成物除去裝置。
請求項16記載之基板搬運模組，係在請求項1至15中任一項記載的基板搬運模組中，前述隔絕裝置的內面被光觸媒覆蓋。
請求項17記載之基板搬運模組，係在請求項1至16中任一項記載的基板搬運模組中，前述隔絕裝置係具有：讓該隔絕裝置帶電以產生既定極性的電位之電位產生裝置。
請求項18記載之基板搬運模組，係在請求項1至16中任一項記載的基板搬運模組中，前述隔絕裝置係具有：讓該隔絕裝置振動的振動產生裝置。
請求項19記載之基板搬運模組，係在請求項1至18中任一項記載的基板搬運模組中，前述隔絕裝置係具有：配置於該隔絕裝置的內部且用來調整收容於該內部的前述基板的位置之位置調整部。
請求項20記載之基板搬運模組，係在請求項1至19中任一項記載的基板搬運模組中，具備：配置成曝露於前述隔絕裝置的內部且溫度比前述內部的環境氣氛更低的低溫裝置。
請求項21記載之基板搬運模組，係在請求項1至20中任一項記載的基板搬運模組中，在前述隔絕裝置的內部具備：將被前述保持部保持的前述基板予以加熱的加熱裝置。
請求項22記載之基板搬運模組，係在請求項1至21中任一項記載的基板搬運模組中，具備複數個前述基板搬運裝置、對應於各前述基板搬運裝置之複數個前述隔絕裝置。
為了達成上述目的，請求項23記載之基板處理系統，係具備：對基板實施期望處理的基板處理模組、收容前述基板的基板收容器、連接於前述基板處理模組及前述基板收容器且將前述基板予以搬出搬入的基板搬運模組；前述基板搬運模組，係具備搬運前述基板的基板搬運裝置及收容該基板搬運裝置的搬運室；該搬運室內與外部環境氣氛隔絕，前述基板搬運裝置係具有：用來保持前述基板的保持部、讓該保持部移動的移動部；該基板處理系統的特徵在於：前述基板搬運模組係具有：至少使前述保持部及被該保持部保持的前述基板與前述搬運室的內部環境氣氛隔絕的隔絕裝置。
依據請求項1記載的基板搬運模組及請求項23記載的基板處理系統，由於至少使保持部及被該保持部保持的基板與搬運室的內部環境氣氛隔絕，可防止從基板氣化後的腐蝕性氣體的擴散，因此能防止構件的腐蝕。此外，可能附著於基板的粒子的存在空間僅限於隔絕裝置所隔絕的 空間，因此可能附著於基板的所有粒子很容易除去，如此可確實防止基板上粒子的附著。再者，應除去塵埃的空間也僅限於隔絕裝置所隔絕的空間，並不須為了維持塵埃除去能力而將構件的處理能力提昇，結果可防止基板搬運模組的成本昇高及大型化。
依據請求項2記載的基板搬運模組，由於環境單元至少包圍保持部及被該保持部保持的基板周圍，因此可將保持部及基板予以確實地隔絕。
依據請求項3記載的基板搬運模組，由於環境單元是由耐蝕性樹脂所構成，可防止因環境單元發生腐蝕而造成腐蝕性氣體朝搬運室外流出。
依據請求項4記載的基板搬運模組，由於環境單元的複數個的零件分離時會讓保持部及基板露出，如此可將基板朝其他的構件等進行交接，且藉由控制複數個零件的分離時間，可抑制腐蝕性氣體的擴散以及基板上粒子的附著。
依據請求項5記載的基板搬運模組，由於當環境單元的門部讓開口部開口時會使保持部及基板露出，如此可將基板朝其他的構件等進行交接，且藉由控制開口部的開口時間，可抑制腐蝕性氣體的擴散以及基板上粒子的附著。
依據請求項6記載的基板搬運模組，由於對環境單元的內部導入淨化氣體，並將內部進行排氣，藉由淨化氣體可促進附著在基板上的腐蝕性氣體的氣化，藉由進行排氣可促進氣化後的腐蝕性氣體的除去。結果，可確實防止腐 蝕性氣體的擴散。
依據請求項7記載的基板搬運模組，由於至少朝保持部噴吹洗淨物質，藉由洗淨物質的衝擊及和該洗淨物質間發生反應可促進附著於基板上之反應生成物的除去。
依據請求項8記載的基板搬運模組，由於洗淨物質係選自：非活性氣體、非活性氣體及液體的噴霧劑所構成群中的1者，因此可防止在基板發生不必要的反應，且藉由非活性氣體的氣體分子和噴霧劑中的液體的衝擊，可進一步促進附著於基板上之反應生成物的除去。
依據請求項9記載的基板搬運模組，由於洗淨裝置對保持部進行掃描，故能將附著於保持部的反應生成物等予以除去，藉此可確實抑制粒子的發生。
依據請求項10記載的基板搬運模組，由於洗淨裝置是掃描到移動部為止，故能從基板搬運裝置等除去反應生成物等，藉此可確實抑制粒子的發生。
依據請求項11記載的基板搬運模組，由於洗淨裝置是由：至少與保持部相對向之具有複數個噴吹口的噴淋頭所構成，因此能朝保持部徹底地噴吹洗淨物質而將附著於保持部的反應生成物等予以除去，籍此可抑制粒子的發生。
依據請求項12記載的基板搬運模組，由於讓導入搬運室的粒子產生既定極性的電位，且讓基板表面產生與既定極性相同極性的電位，而使粒子受到來自基板表面的排斥力。因此，可更確實地防止粒子附著於基板上。
依據請求項13記載的基板搬運模組，由於讓導入被隔絕裝置隔絕的空間之粒子產生既定極性的電位，且讓基板表面產生與既定極性相同極性的電位，而使粒子受到來自基板表面的排斥力。因此，可更確實地防止粒子附著於基板上。
依據請求項14記載的基板搬運模組，由於讓導入搬運室的粒子產生既定極性的電位，且讓基板產生與既定極性相同極性的電位，而使粒子受到來自基板表面的排斥力。因此，可更確實地防止粒子附著於基板上。
依據請求項15記載的基板搬運模組，由於在隔絕裝置的內部朝基板的周緣部照射雷射光且供應反應性氣體，藉由雷射光可促進附著於周緣部的反應生成物和反應性氣體的反應，藉此可確實地將附著於周緣部的反應生成物予以除去。
依據請求項16記載的基板搬運模組，由於隔絕裝置的內面被光觸媒所覆蓋，藉由照射紫外線可將內面予以洗淨，因此能防止附著於內面的反應生成物等剝離後成為粒子而附著在基板上。
依據請求項17記載的基板搬運模組，由於使隔絕裝置帶電而產生既定極性的電位，藉由將隔絕裝置的電位的極性控制成與粒子的極性相同，利用排斥力可確實防止粒子附著於隔絕裝置上。
依據請求項18記載的基板搬運模組，由於隔絕裝置會振動，藉由該振動可將附著於隔絕裝置的粒子予以除去 ，藉此可抑制粒子從隔絕裝置朝基板轉移。
依據請求項19記載的基板搬運模組，由於將用來調整基板位置的位置調整部配置於隔絕裝置的內部，可迅速地進行被保持部保持的基板的位置調整，藉此可提昇基板的產能。
依據請求項20記載的基板搬運模組，係讓溫度比內部的環境氣氛更低的低溫裝置曝露在隔絕裝置的內部。從基板氣化後的腐蝕性氣體的氣體分子、該氣體分子及大氣中的其他氣體分子的結合物，依熱泳效應會朝低溫裝置移動。因此，可確實地防止腐蝕性氣體附著於基板或低溫裝置以外的構件上。
依據請求項21記載的基板搬運模組，是在隔絕裝置的內部將基板加熱。從基板氣化後的腐蝕性氣體的氣體分子、該氣體分子及大氣中的其他氣體分子的結合物，會依熱泳效應而從基板離開。因此可確實地防止腐蝕性氣體附著於基板或低溫裝置以外的構件上。
依據請求項22記載的基板搬運模組，由於具備複數個基板搬運裝置以及對應於各基板搬運裝置的複數個隔絕裝置，故能高效率地進行複數個基板的搬運，且能防止氣化後的腐蝕性氣體從一基板朝其他的基板移動。
以下參照圖式來說明本發明的實施形態。
第1圖係概略顯示本實施形態的基板搬運模組所適用 的基板處理系統的構造的水平截面圖。
如第1圖所示，基板處理系統10係具備：2個處理裝載設備(process ship)13和1個移載模組14(基板搬運模組)；該處理裝載設備13，係由對晶圓W(基板)實施蝕刻處理(期望處理)的處理模組11(基板處理模組)以及對處理模組11進行晶圓W的交接之裝載鎖定模組12所構成。各處理裝載設備13和移載模組14互相連接，因此移載模組14是透過各裝載鎖定模組12來和各處理模組11連接。
移載模組14係具備：長方體狀的搬運室15、收容於該搬運室15而將晶圓W在搬運室15內進行搬運的基板搬運裝置16。搬運室15的內部空間與搬運室15的外部環境氣氛隔絕，在搬運室15的內部空間，透過後述的風扇過濾單元32來導入外部環境氣氛。因此，搬運室15的內部壓力維持大氣壓。
此外，在移載模組14的搬運室15，透過晶圓W投入口之3個裝載口22，連接著可收容25片晶圓W的基板收容器(3個前開式晶圓盒21)。2個處理裝載設備13和3個前開式晶圓盒21是隔著搬運室15彼此相對向)。
在移載模組14，基板搬運裝置16是在搬運室15內沿著上下方向(第1圖中的縱深方向)及左右方向(搬運室15的長邊方向)移動自如，以從各前開式晶圓盒21將未處理的晶圓W經由裝載口22搬出，並將該搬出的晶圓W搬入各裝載鎖定模組12，又從各裝載鎖定模組12將完成 處理後的晶圓W搬出，並將該搬出的晶圓W搬入各前開式晶圓盒21。
在處理裝載設備13，如上述般，移載模組14之搬運室15的內部壓力維持大氣壓，另一方面，處理模組11的內部壓力是維持真空。因此，裝載鎖定模組12，是在其與處理模組11的連結部具備真空閘閥23，並在其與移載模組14的連結部具備大氣閘閥24，藉此構成內部壓力可調整的真空預備搬運室。
第2圖係概略顯示第1圖的基板搬運裝置的構造之截面圖。
在第2圖，基板搬運裝置16係具備：在圖中上下方向並排配置的2個搬運臂17、微環境單元18(隔絕裝置)。各搬運臂17係具備：裝載保持晶圓W之叉狀的拾取構件19(保持部)、可在水平方向(第1圖的紙面方向)伸縮而結果能讓拾取構件19沿水平方向移動自如的臂部20(移動部)。再者，各搬運臂17可在水平面內旋轉自如。基於以上的構造，基板搬運裝置16能將晶圓W在搬運室15內進行搬運。
微環境單元18係由耐蝕性樹脂，例如鐵氟龍(註冊商標)PTFE所構成的圓筒狀構件，其將各搬運臂17之拾取構件19、臂部20及拾取構件19所保持的晶圓W予以收容。該微環境單元18，藉由將拾取構件19、臂部20及拾取構件19所保持的晶圓W的周圍予以包圍，而使其等與搬運室15的內部環境氣氛隔絕。
微環境單元18，由於是由可互相分離的上下2個零件(上部零件18a、下部零件18b)所構成，因此是能分割的。
第3圖係顯示第2圖的微環境單元的分割態樣，(A)為非分割時的俯視圖，(B)為非分割時的側視圖，(C)為分割時的俯視圖，(D)為分割時的側視圖。
如第3(A)圖及第3(B)圖所示，在微環境單元18未分割的情形，在該微環境單元18收容著2個搬運臂17和拾取構件19所保持的晶圓W。
另一方面，和第3(C)圖及第3(D)圖所示，在微環境單元18分割後的情形，上方的搬運臂17會露出。又由於在臂部20的伸縮方向上沒有障礙物的存在，臂部20可將拾取構件19(用來保持晶圓W)朝微環境單元18的外部移動，藉此，拾取構件19可進入裝載鎖定模組12和前開式晶圓盒21的內部。結果，基板搬運裝置16可朝裝載鎖定模組12和前開式晶圓盒21進行晶圓W的搬入搬出。
上述零件18a和下部零件18b的分離時間，是藉由基板處理系統10的控制部(未圖示)來控制。具體而言是控制成儘量縮短分離時間。
第3(C)圖及第3(D)圖雖是顯示上述零件18a朝上方移動的情形，但下部零件18b也能朝下方移動，在該下部零件18b移動至下方的情形，下方的搬運臂17會露出。
返回第2圖，微環境單元18係具備：對該微環境單元18的內部(以下稱「單元內部」)導入淨化氣體(例如水蒸氣、非活性氣體(稀有氣體、氮氣、乾空氣))之淨化氣體導入管25(淨化氣體導入部)、將單元內部進行排氣的排氣管26(排氣部)。
從淨化氣體導入管25導入的淨化氣體，會將藉由處理模組11的處理讓腐蝕性氣體(例如溴氣、氯氣、氟氣)凝結或凝固而附著於晶圓W上的該腐蝕性氣體的氣化予以促進，又排氣管26可促進氣化後的腐蝕性氣體的除去。
微環境單元18係具備洗淨頭27(洗淨裝置)，其配置成與拾取構件19相對向，以朝該拾取構件19所保持的晶圓W噴吹洗淨物質(例如，單純的非活性氣體(稀有氣體、氮氣、乾空氣)，或非活性氣體及液體(純水、醇類(乙醇、異丙醇、乙二醇)、有機物)所構成的噴霧劑)。洗淨頭27是對應於各搬運臂17來配置，並以對拾取構件19和臂部20進行掃描的方式(朝圖中的中空方向)移動。
從洗淨頭27噴吹的洗淨物質，利用與該洗淨物質的衝擊或反應，可促進藉由處理模組11的處理而附著在晶圓W上的反應生成物的除去。又在拾取構件19未保持晶圓W的情形，洗淨物質會將附著於拾取構件19和臂部20的反應生成物等予以除去。所除去的反應生成物，係藉由排氣管26從單元內部排出。
只要能將洗淨物質噴吹至拾取構件19和臂部20，不一定要移動洗淨頭27，也能將其固定於1處。
再者，微環境單元18係具備斜角聚合物除去頭28(周緣生成物除去裝置)，其會朝拾取構件19所保持的晶圓W的周緣部(斜角部)照射雷射光，並供應反應性氣體(例如：氧氣、氫氣、水蒸氣)。
若從斜角聚合物除去頭28照射雷射光，並供應反應性氣體，藉由雷射光可促進附著於斜角部的反應生成物(例如斜角聚合物)和反應性氣體的反應，而將附著於斜角部的反應生成物予以除去。
此外，微環境單元18的內面是被光觸媒(例如，金紅石(rutile))所覆蓋，並在單元的內部配置紫外線燈(未圖示)。若對光觸媒照射紫外線，藉由分解作用會將附著於微環境單元18的內面之反應生成物等分解成水和二氧化碳而予以除去。
在本實施形態，上述腐蝕性氣體和反應性氣體的除去，是在微環境單元18尚未分割的情形下進行，因此可防止腐蝕性氣體和反應性氣體從單元內部漏到搬運室15的內部空間。
然而，在除去上述腐蝕性氣體時，氣化後的腐蝕性氣體可能會和單元內部的大氣中分子(例如水分子)反應而產生反應生成物(例如NH4 F、NH4 Br)。這時，必須防止上述反應生成物附著於配置在單元內部的構件，僅藉由排氣管26產生的排氣，可能無法將上述反應生成物從單元 內部完全排出。
在本實施形態，對應於此，如第4圖所示係具備：配置成曝露於單元內部的環境氣氛且溫度比單元內部的環境氣氛低3℃以上的冷阱29(低溫裝置)，以及，配置成與拾取構件19相對向且將拾取構件19所保持的晶圓W加熱(使其溫度比單元內部的環境氣氛高3℃以上)的紅外線照射裝置30(加熱裝置)。
一般而言，在高溫部和低溫部的溫度差為3℃以上的情形，反應生成物的分子依熱泳效應會從高溫部往低溫部移動。因此，如第4圖所示，即使氣化後的腐蝕性氣體的氣體分子(圖中「○」所代表)和大氣中分子(圖中「●」所代表)進行反應而產生反應生成物的分子(圖中「○●」所代表)，冷阱29會將反應生成物的分子予以吸附，又藉由紅外線照射裝置30加熱後的晶圓W會將反應生成物的分子予以排斥。藉此，可防止反應生成物附著於構件和晶圓W上。又吸附於晶圓W上的腐蝕性氣體在加熱下變得容易氣化，因此紅外線照射裝置30也適用於促進腐蝕性氣體的氣化。
此外，微環境單元18係具備：配置於單元內部，用來調整晶圓W的位置之定位構件31(位置調整部)。通常，在對晶圓W實施蝕刻前，必須調整其位置，而在微環境單元18，由於將定位構件31配置於單元內部，當晶圓W從前開式晶圓盒21搬出後，可立刻調整其位置。又依使用者的需要，可能在對晶圓W實施蝕刻處理後才想 調整晶圓W的位置，這時也是同樣的，在從裝載鎖定模組12將晶圓W搬出後，可立刻進行位置調整。藉此，可提昇蝕刻處理的產能。
在基板處理系統10，如第5圖所示，移載模組14係具備將外部環境氣氛導入搬運室15的內部之風扇過濾單元32(外部環境氣氛導入裝置)。在風扇過濾單元32的內部設置：配置於搬運室15且用來將混入外部環境氣氛的塵埃予以除去的過濾器(未圖示)，但如上述般，並無法除去數十nm的粒子。因此，必須防止通過風扇過濾單元32的粒子附著在晶圓W上。
在本實施形態，對應於此，風扇過濾單元32係具備離子產生器33(粒子帶電部)，且搬運臂17的拾取構件19具備電極板34(電位產生部)(參照第2圖)。離子產生器33，係使由風扇過濾單元32導入搬運室15內部的外部環境氣氛中所混入的所有粒子帶電而讓各粒子產生既定極性的電位(例如負電位)。電極板34，係隔著拾取構件19與晶圓W相對向，且施加電壓以產生與粒子的極性相同極性的電位(負電位)。
這時，在晶圓W之與拾取構件19接觸的面會產生正電位，但由於拾取構件19發揮絕緣體的作用，而避免在電極板34及晶圓W之間通電，因此在與拾取構件19接觸的面產生的正電位可維持著。因此，在晶圓W之與拾取構件19接觸面的相反側的面(曝露於單元內部的表面(以下稱「曝露面」)會產生負電位並維持著。亦即，電 極板34是讓晶圓W的曝露面產生負電位。在此，由於在導入單元內部的各粒子上產生負電位，各粒子會受到來自曝露面的排斥力。又在拾取構件19的附近，係藉由電極板34來產生負電位障壁，因此各粒子也會受到來自負電位障壁的排斥力。結果會被晶圓W排斥。藉此，各粒子不致附著於晶圓W上。
依據本實施形態的移載模組14，由於拾取構件19及被該拾取構件19保持的晶圓W與搬運室15的內部環境氣氛隔絕，故可防止從晶圓W氣化後的腐蝕性氣體的擴散。藉此可防止移載模組14的構件的腐蝕發生。
又在移載模組14，可能附著於晶圓W的粒子的存在空間僅限於微環境單元18所隔絕的空間(單元內部空間)，因此可能附著於晶圓W的所有粒子容易藉由排氣管26來除去，藉此可確實防止粒子附著於晶圓W上。
此外，在移載模組14，應除去塵埃的空間僅限於單元內部空間，為了維持塵埃處理能力不須將構件(例如風扇過濾單元32、排氣管26)的處理能力提昇，結果可防止移載模組14的成本上昇及大型化。
在上述移載模組14，由於微環境單元18是由耐蝕性樹脂所構成，因微環境單元18腐蝕後形成貫穿孔而造成腐蝕性氣體從單元內部空間朝搬運室15內流出的現象可予以防止。
又在上述移載模組14，由於是在構成微環境單元18的上部零件18a及下部零件18b分離時讓搬運臂17露出 ，藉由臂部20的伸縮能使晶圓W朝裝載鎖定模組12和前開式晶圓盒21進行搬出搬入，又藉由控制成將上部零件18a及下部零件18b的分離時間儘量縮短，可抑制腐蝕性氣體的擴散和粒子朝晶圓W的附著。
在上述移載模組14，是對單元內部導入淨化氣體，並在單元內部進行排氣，藉由淨化氣體可促進附著於晶圓W上的腐蝕性氣體的氣化，又藉由進行排氣可促進腐蝕性氣體的除去，結果可確實地防止腐蝕性氣體的擴散。
又在上述移載模組14，由於是朝拾取構件19所保持的晶圓W噴吹洗淨物質，藉由洗淨物質的衝擊和與該洗淨物質間的反應可促進附著於晶圓W上的反應生成物的除去。又洗淨物質是單純的非活性氣體、或是非活性氣體及液體所構成的噴霧劑，因此可防止在晶圓W產生不必要的反應，並籍由非活性氣體的氣體分子或噴霧劑中的液體的衝擊而進一步促進附著於晶圓W上的反應生成物的除去。
在上述移載模組14，由於洗淨頭27是對拾取構件19和臂部20進行掃描，故可除去附著於拾取構件19和臂部20(亦即搬運臂17)上的反應生成物等，藉此可抑制粒子發生。
又在上述移載模組14，是藉由離子產生器33使導入搬運室15內部的粒子產生負電位，並藉由電極板34使晶圓W的曝露面產生負電位，因此粒子會受到來自晶圓W曝露面的排斥力。因此，可更確實地防止粒子附著於晶圓 W上。
在上述移載模組14，在單元內部朝晶圓W的斜角部照射雷射光並供應反應性氣體，藉由雷射光可促進附著於斜角部之反應生成物和反應性氣體的反應，藉此可確實除去附著於斜角部的反應生成物。
又在上述移載模組14，由於微環境單元18的內面被光觸媒覆蓋，利用照射雷射光的分解效果，可將附著於微環境單元18內面的反應生成物等予以分解，藉此可防止反應生成物等剝離後附著於晶圓W上。
在上述移載模組14，由於在單元內部配置定位構件31，可迅速進行晶圓W的位置調整，藉此可提昇蝕刻處理的產能。
又在上述移載模組14，係使溫度比單元內部的環境氣氛低3℃以上的冷阱29曝露於單元內部的環境氣氛。又在單元內部將晶圓W加熱，利用熱泳效應使反應生成物的分子被冷阱29吸附，並使反應生成物的分子被加熱後的晶圓W排斥。藉此，可防止反應生成物附著於構件和晶圓W上。
在上述移載模組14，基板搬運裝置16為了促進從晶圓W將腐蝕性氣體和反應生成物除去，雖是具備淨化氣體導入管25及排氣管26、洗淨頭27、斜角聚合物除去頭28、冷阱29、紅外線照射裝置30、電極板34等，但基板搬運裝置16不一定要具備這些構成要素全部，只要按照晶圓W上腐蝕性氣體和反應生成物的附著狀況來具備必 要的構成要素即可。例如，基板搬運裝置16僅具備用來促進腐蝕性氣體和反應生成物的除去之構成要素之一亦可，或具備其中幾個也可以。又視情形，基板搬運裝置16完全不具備上述構成要也可以。
又在上述移載模組14，是在微環境單元18設置定位構件31，但定位構件的配置位置不限於此，也能附著於移載模組14的搬運室15。
又在上述移載模組14，基板搬運裝置16是具有2個搬運臂17，但搬運臂的數目不限於此，基板搬運裝置16也可以具有1個或3個以上的搬運臂。
在上述移載模組14，微環境單元18藉由朝上下方向分離來讓搬運臂17露出，但微環境單元18也可以具備開口部及讓該開口部形成開閉自如的門部。
第6圖係顯示微環境單元的第1變形例的開口、閉口態樣，(A)為閉口時的俯視圖，(B)為閉口時的側視圖，(C)為開口時的俯視圖，(D)為開口時的側視圖。
如第6(A)圖至第6(D)圖所示，微環境單元35(隔絕裝置)也是使用圓筒狀構件，收容著各搬運臂17的拾取構件19、臂部20以及拾取構件19所保持的晶圓W，使該等與搬運室15的內部環境氣氛隔絕。
微環境單元35係具備設於側面的開口部36、用來讓該開口部36進行開口、閉口的滑動門37。開口部36係設有各臂部20的伸縮方向上。
滑動門37，係由沿著圓周方向排列的2片的曲板構件 37a、37b所構成，該2片的曲板構件37a、37b可沿圓周方向移動。在開口部36進行閉口的情形，2片的曲板構件37a、37b移動而互相接合，滑動門37是在臂部20的伸縮方向上的障礙物。在開口部36進行開口的情形，2片的曲板構件37a、37b移動而互相分離。
如第6(A)(B)圖所示，在開口部36進行閉口的情形，在微環境單元35收容著2個搬運臂17和拾取構件19所保持的晶圓W。
另一方面，如第6(C)(D)圖所示，在開口部36進行開口的情形，2個搬運臂17會露出。這時，由於在臂部20的伸縮方向上沒有障礙物的存在，臂部20能讓用來保持晶圓W的拾取構件19朝微環境單元35的外部移動。
在該微環境單元35，由於在開口部36進行開口時使搬運臂17露出，藉由臂部20的伸縮能使晶圓W對裝載鎖定模組12和前開式晶圓盒21進行搬出搬入，又藉由控制成儘量縮短開口部36的開口時間，可抑制腐蝕性氣體的擴散和粒子朝晶圓W上的附著。
此外，在始終對單元內部空間進行排氣的情形，可在單元內部空間產生排氣流，而能提昇從晶圓W氣化後的腐蝕性氣體的除去能力，因此即使將微環境單元的局部打開而使單元內部空間連通於搬運室15的內部空間，仍能防止腐蝕性氣體的擴散。
再者，上述微環境單元雖是收容搬運臂17的所有部 位，但僅收納拾取構件19及該拾取構件19所保持的晶圓W亦可。
第7圖係顯示微環境單元的第2變形例；(A)為晶圓搬運時的俯視圖，(B)為晶圓搬運時的側視圖，(C)為晶圓搬出入時的俯視圖，(D)為晶圓搬出入時的側視圖。
如第7(A)~(D)圖所示，移載模組14係對應於各搬運臂17而具備2個微環境單元38。各微環境單元38係收容著拾取構件19及該拾取構件19所保持的晶圓W。而在臂部20的伸縮方向上不存在側面，因此內部空間是與搬運室15的內部空間連通。此外，微環境單元38具有排氣管(未圖示)，該排氣管係始終將單元內部空間進行排氣。
該移載模組14，係對應於各搬運臂17而具備2個微環境單元38，因此可高效率地進行複數個晶圓W的搬運，又由於各微環境單元38是獨立的，故可防止氣化後的腐蝕性氣體從上方搬運臂17所搬運的一個晶圓W(例如處理後的晶圓W)移動至下方搬運臂17所搬運的其他晶圓W(例如未處理的晶圓W)。此外，在各微環境單元38，除了在單元內部空間產生排氣流以外，又由於單元內部空間的容積小，故腐蝕性氣體的除去能力高。因此，可防止腐蝕性氣體的擴散。此外，由於不像微環境單元18和微環境單元35那樣存在著可動部(上部零件18a、下部零件18b、曲板構件37a、37b)，故不致因可動部的動作 而發生粒子，如此可確實防止粒子附著在晶圓W上。
在上述移載模組14，是將風扇過濾單元32設置於搬運室15，由於搬運室15的內部容積大，故必須將風扇過濾單元32的能力維持在一定程度，如此無法謀求該風扇過濾單元32的超小型化。對應於此，為了謀求風扇過濾單元的小型化，可將風扇過濾單元設在微環境單元內。
第8圖係顯示將風扇過濾單元設置於微環境單元的情形。
在第8圖中，微環境單元39係在上部零件39a具備風扇過濾單元40。風扇過濾單元40，係邊除去塵埃邊將搬運室15的內部環境氣氛導入單元內部空間。風扇過濾單元40具有離子產生器41。離子產生器41，係使由風扇過濾單元40導入單元內部空間的搬運室15的內部環境氣氛中所混入的所有粒子帶電而讓各粒子產生既定極性的電位(例如負電位)。又微環境單元39的其他構造是和微環境單元18相同。
在該微環境單元39，在單元內部空間，由於電極板34使晶圓W的曝露面產生負電位且在拾取構件19附近產生負電位障壁，故各粒子會受到來自曝露面及負電位障壁的排斥力。因此，可更確實地防止粒子朝晶圓W上的附著。
此外，在上述移載模組14，雖僅在拾取構件19保持著晶圓W且對電極板34施加電壓時讓晶圓W產生期望極性的電位，但可能在拾取構件19保持著晶圓W之前、或 將晶圓W保持後馬上在晶圓W發生某個極性的電位。具體而言，藉由處理模組11的處理可能使晶圓W帶電，而在該晶圓W產生與粒子極性相反極性的電位。這時，晶圓W會吸引粒子。
對應於此，在將晶圓W朝搬運室15的內部搬入時，讓該晶圓W強制帶電亦可。具體而言，如第9圖所示，在搬運室15的裝載口22或大氣閘閥24的附近設置離子產生器42(基板帶電裝置)。又第9圖是為了便於理解起見，畫出2個微環境單元18。
在第9圖，離子產生器42讓從前開式晶圓盒21和裝載鎖定模組12搬入搬運室15內部的晶圓W帶電以強制產生與粒子極性相同極性的電位。這時，由於粒子受到來自晶圓W的排斥力，即使因處理而讓晶圓W帶電，仍能確實防止粒子附著在晶圓W上。又由於晶圓W是帶電的，故不須控制晶圓W曝露面的電位，因此可廢止電極板34，藉此能謀求拾取構件19的小型化、輕量化。結果，可提昇拾取構件19的移動速度而使產能提昇。
又在上述移載模組14，微環境單元18雖是具備用來掃描拾取構件19和臂部20的洗淨頭27，但如第10圖所示，也能是具備：配置成與拾取構件19和臂部20相對向且具有複數個洗淨物質噴吹口的噴淋頭43(洗淨裝置)。藉此，可朝拾取構件19和臂部20徹底地噴吹洗淨物質來將附著於拾取構件19和臂部20的反應生成物等予以除去，如此能抑制粒子的發生。
在粒子附著於晶圓W上的情形，除了混入上述外部環境氣氛的盹子會附著以外，附著於微環境單元18的粒子剝離後也會轉印到晶圓W上。因此較佳為，防止粒子附著在微環境單元18上，進一步將附著於微環境單元18的粒子積極地除去。具體而言，可在微環境單元18設置離子產生器(未圖示)(電位產生裝置)，讓微環境單元18帶電以產生與粒子的極性相同極性的電位；或在微環境單元18設置振盪器(振動產生裝置)，讓微環境單元18振動來促進粒子的剝離。
藉此，利用排斥力可確實防止粒子附著在微環境單元18，或將附著在微環境單元18的粒子予以除去。結果，可抑制粒子從微環境單元18轉印到晶圓W上。
此外，在移載模組14，微環境單元18雖是具有定位構件31，但該微環境單元18也能具備：用來收納虛置晶圓的收納庫、振動感測器、用來測定晶圓W位置的位置感測器、用來測定晶圓W溫度的溫度感測器、或是晶圓W的表面分析裝置(粒子檢查裝置、CD－SEM、ODP、顯微鏡、膜厚測定器)。
在任一情形都是，為了收納或測定晶圓W不須進行無謂的晶圓W搬運，而能提昇產能。此外，可防止來自虛置晶圓的腐蝕性氣體的擴散，或藉由從淨化氣體導入管25導入淨化氣體或從洗淨頭27噴吹洗淨物質，因此能進行各感測器的洗淨，而使感測器的感度維持於高水準。再者，能迅速取得各感測器的檢查結果和表面分析結果，而 將完成蝕刻處理的晶圓W之下一步驟的處理、下個應實施蝕刻處理的晶圓W的蝕刻處理的程序(recipe)迅速地進行最佳化。
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧基板處理系統
11‧‧‧處理模組
12‧‧‧裝載鎖定模組
14‧‧‧移載模組
15‧‧‧搬運室
16‧‧‧基板搬運裝置
17‧‧‧搬運臂
18、35、38‧‧‧微環境單元
18a、39a‧‧‧上部零件
18b、39b‧‧‧下部零件
19‧‧‧拾取構件
20‧‧‧臂部
21‧‧‧前開式晶圓盒
25‧‧‧淨化氣體導入管
26‧‧‧排氣管
27‧‧‧洗淨頭
28‧‧‧斜角聚合物除去頭
29‧‧‧冷阱
30‧‧‧紅外線照射裝置
31‧‧‧定位構件
32、40‧‧‧風扇過濾單元
33、41、42‧‧‧離子產生器
34‧‧‧電極板
36‧‧‧開口部
37‧‧‧滑動門
43‧‧‧噴淋頭
第1圖係概略顯示本實施形態的基板搬運模組所適用的基板處理系統的構造的水平截面圖。
第2圖係概略顯示第1圖的基板搬運裝置的構造的截面圖。
第3圖係顯示第2圖的微環境單元的分割態樣，(A)為非分割時的俯視圖，(B)為非分割時的側視圖，(C)為分割時的俯視圖，(D)為分割時的側視圖。
第4圖係概略顯示第1圖的基板搬運裝置的構造的截面圖。
第5圖係概略顯示第1圖的移載模組的構造的截面圖。
第6圖係顯示微環境單元的第1變形例的開口、閉口態樣，(A)為閉口時的俯視圖，(B)為閉口時的側視圖，(C)為開口時的俯視圖，(D)為開口時的側視圖。
第7圖係顯示微環境單元的第2變形例；(A)為晶圓搬運時的俯視圖，(B)為晶圓搬運時的側視圖，(C)為晶圓搬出入時的俯視圖，(D)為晶圓搬出入時的側視圖。
第8圖係顯示將風扇過濾單元設置於微環境單元的情 形。
第9圖係概略顯示本發明的實施形態的基板搬運模組的變形例的構造的截面圖。
第10圖係概略顯示第1圖的基板搬運裝置的變形例的構造的截面圖。
W‧‧‧晶圓
16‧‧‧基板搬運裝置
17‧‧‧搬運臂
18‧‧‧微環境單元
18a‧‧‧上部零件
18b‧‧‧下部零件
19‧‧‧拾取構件
20‧‧‧臂部
25‧‧‧淨化氣體導入管
26‧‧‧排氣管
27‧‧‧洗淨頭
28‧‧‧斜角聚合物除去頭
29‧‧‧冷阱
30‧‧‧紅外線照射裝置
31‧‧‧定位構件
34‧‧‧電極板

Claims (21)

  1. 一種基板搬運模組，係和對基板實施期望處理的基板處理模組連接，其具備用來搬運前述基板的基板搬運裝置及用來收容該基板搬運裝置之搬運室；該搬運室內與外部環境氣氛隔絕，前述基板搬運裝置係具有用來保持前述基板的保持部及用來讓該保持部移動的移動部；該基板搬運模組之特徵在於：具備至少使前述保持部及被該保持部保持的前述基板與前述搬運室的內部環境氣氛隔絕之隔絕裝置；前述隔絕裝置界定出筒狀的空間，該筒狀的空間，是由一端面封閉之兩個筒狀零件，以形成密閉空間的方式連結成在上下方向可互相分離所形成；使前述兩個筒狀零件在上下方向分離而將前述隔絕裝置之前述筒狀的空間分割後，讓前述保持部及被該保持部保持的前述基板露出。
  2. 如申請專利範圍第1項記載的基板搬運模組，其中，前述隔絕裝置，係至少包圍前述保持部及被該保持部保持的前述基板的周圍之環境單元。
  3. 如申請專利範圍第2項記載的基板搬運模組，其中，前述環境單元是由耐蝕性樹脂所構成。
  4. 如申請專利範圍第2或3項記載的基板搬運模組，其中，前述環境單元係具備：對該環境單元的內部導入淨化氣體的淨化氣體導入部、將前述內部進行排氣的排氣部。
  5. 如申請專利範圍第4項記載的基板搬運模組，其中，前述環境單元係具備：至少朝前述保持部噴吹洗淨物質的洗淨裝置。
  6. 如申請專利範圍第5項記載的基板搬運模組，其中，前述洗淨物質係選自：非活性氣體、非活性氣體及液體的噴霧劑所構成的群中之一者。
  7. 如申請專利範圍第5項記載的基板搬運模組，其中，前述洗淨裝置係對前述保持部進行掃描。
  8. 如申請專利範圍第7項記載的基板搬運模組，其中，前述洗淨裝置係掃描至前述移動部為止。
  9. 如申請專利範圍第5項記載的基板搬運模組，其中，前述洗淨裝置，係由至少與前述保持部相對向且具有複數個噴吹口的噴淋頭所構成。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，具備對前述搬運室導入外部環境氣氛的外部環境氣氛導入裝置；該外部環境氣氛導入裝置係具備：使混入前述導入的外部環境氣氛的粒子帶電而產生既定極性的電位之粒子帶電部；前述保持部係具備：使前述基板表面產生與前述既定極性相同極性的電位之電位產生部。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，前述隔絕裝置係具備：對該隔絕裝置所隔絕的空間導入前述搬運室的內部環境氣氛之室內環境氣 氛導入裝置；該室內環境氣氛導入裝置係具備：使混入前述導入的室內環境氣氛的粒子帶電而產生既定極性的電位之粒子帶電部；前述保持部係具備：使前述基板表面產生與前述既定極性相同極性的電位之電位產生部。
  12. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，具備：對前述搬運室導入外部環境氣氛之外部環境氣氛導入裝置、使前述基板(朝前述基板處理模組或收容前述基板且連接於前述搬運室的基板收容器進行搬出搬入)帶電的基板帶電裝置；前述外部環境氣氛導入裝置係具備：使混入所導入的前述外部環境氣氛的粒子帶電而產生既定極性的電位之粒子帶電部；前述基板帶電裝置，係使前述基板帶電而產生與前述既定極性相同極性的電位。
  13. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，在前述隔絕裝置的內部具備：朝被前述保持部保持的前述基板的周緣部照射雷射光並供應反應性氣體的周緣生成物除去裝置。
  14. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，前述隔絕裝置的內面被光觸媒覆蓋。
  15. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，前述隔絕裝置係具有：讓該隔絕裝置帶 電以產生既定極性的電位之電位產生裝置。
  16. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，前述隔絕裝置係具有：讓該隔絕裝置振動的振動產生裝置。
  17. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，前述隔絕裝置係具有：配置於該隔絕裝置的內部且用來調整收容於該內部的前述基板的位置之位置調整部。
  18. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中具備：配置成曝露於前述隔絕裝置的內部且溫度比前述內部的環境氣氛更低的低溫裝置。
  19. 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載的基板搬運模組，其中，在前述隔絕裝置的內部具備：將被前述保持部保持的前述基板予以加熱的加熱裝置。
  20. 一種基板搬運模組，係和對基板實施期望處理的基板處理模組連接，其具備用來搬運前述基板的複數個基板搬運裝置及用來收容該基板搬運裝置之搬運室；該搬運室內與外部環境氣氛隔絕，前述基板搬運裝置係具有用來保持前述基板的保持部及用來讓該保持部移動的移動部；該基板搬運模組之特徵在於：具備：對應於前述複數個基板搬運裝置之複數個隔絕裝置，該隔絕裝置僅收納前述保持部及被該保持部保持的前述基板且與前述搬運室的內部環境氣氛隔絕。
  21. 一種基板處理系統，係具備：對基板實施期望處 理的基板處理模組、收容前述基板的基板收容器、連接於前述基板處理模組及前述基板收容器且將前述基板予以搬出搬入的基板搬運模組；前述基板搬運模組，係具備搬運前述基板的基板搬運裝置及收容該基板搬運裝置的搬運室；該搬運室內與外部環境氣氛隔絕，前述基板搬運裝置係具有用來保持前述基板的保持部、讓該保持部移動的移動部；該基板處理系統的特徵在於：前述基板搬運模組係具有：至少使前述保持部及被該保持部保持的前述基板與前述搬運室的內部環境氣氛隔絕的隔絕裝置；前述隔絕裝置界定出筒狀的空間，該筒狀的空間，是由一端面封閉之兩個筒狀零件，以形成密閉空間的方式連結成在上下方向可互相分離所形成；使前述兩個筒狀零件在上下方向分離而將前述隔絕裝置之前述筒狀的空間分割後，讓前述保持部及被該保持部保持的前述基板露出。
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