TWI495032B - 被處理體的移載機構及被處理體的處理系統 - Google Patents

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Description

被處理體的移載機構及被處理體的處理系統
本發明係關於一種從收納著半導體晶圓等被處理體的收容匣盒將被處理體移載到被處理體移載區域內的被處理體承載部上以對被處理體實施熱處理的處理系統以及被處理體移載機構。
一般而言，為了製造IC或LSI等半導體積體電路，會對半導體晶圓重複各種成膜處理、氧化擴散處理、蝕刻處理等製程，在實施各處理時，必須在對應的裝置之間運送半導體晶圓。此時，半導體晶圓以一次複數片的方式，例如以一次25片的方式，被運送到收容匣盒內收容。這種收容匣盒，係在對大氣開放的狀態下進行運送的匣盒，如前開口式通用容器(Front Opening Unified Pod；FOUP；註冊商標)那樣，為了抑制粒子或自然氧化膜的附著，會在由開閉蓋關閉成密封狀態的箱子內形成N2 氣體等非活性氣體環境或清淨空氣的氣體環境(參照專利文獻1～3)。
然後，處理上述收容匣盒的處理系統，例如分批式處理系統，一般都會有利用運送機構運送上述收容匣盒的匣盒運送區域，以及為了對半導體晶圓進行熱處理而從該收容匣盒將半導體晶圓移載到晶圓承載部(晶舟)等構件上的被處理體移載區域(參照例如專利文獻4～6)。然後，兩區域被區隔壁分隔開，區隔壁設有可開閉的開口閘門，用來傳遞晶圓，由於被處理體在裸露狀態下運送，為了防止晶圓表面上附著自然氧化膜等，會在上述被處理體移載區域內形成非活性氣體環境，例如氮氣環境，或形成清淨空氣環境。
然後，在上述被處理體移載區域中，如上所述收容有例如25片晶圓的收容匣盒內的晶圓，被晶圓移載機構移載到由石英等材料所構成而作為被處理體承載部之用的晶圓承載部上。該晶圓承載部以多段方式保持複數片晶圓，例如50～150片左右，各晶圓之間保持相等間隔距離。又同樣地，在對晶圓完成熱處理之後，再用上述移載機構，以跟上述程序相反的程序，從晶圓承載部將晶圓送回收容匣盒。
在此，一般的縱型熱處理單元，其所使用的石英製的晶圓承載部，會在構成晶圓承載部的支柱上形成支持晶圓邊緣的晶圓支持溝部，並在所謂階梯型的晶圓承載部或支柱之間以多段方式掛設環狀的載置台，然後在各載置台上形成支持晶圓邊緣的支持爪部，此即所謂的環型晶圓承載部(參照專利文獻6等)。
另外，在上述被處理體移載區域內使用上述移載機構於收容匣盒與晶圓承載部之間移載半導體晶圓時，由於各構件之間稍微的接觸或摩擦，無可避免的會在上述晶圓本體、收容匣盒本體，甚至晶圓承載部本體上產生靜電。若產生靜電，環境中漂浮的少許粒子也會吸附靜電，進而使製品的成品率降低。
因此，在習知的運送機構中，以除去上述產生之靜電為目的而在被處理體移載區域內設置固定的電離器，或是以除去匣盒之間在晶圓移載時於晶圓上產生之靜電為目的而在移載機構的移載臂部的連接根部上設置複數個電離器，藉此除去上述產生之靜電(參照例如專利文獻7)。
[專利文獻1]日本特開平8-279546號公報
[專利文獻2]日本特開平9-306975號公報
[專利文獻3]日本特開平11-274267號公報
[專利文獻4]日本特開2002-76089號公報
[專利文獻5]日本特開2003-37148號公報
[專利文獻6]日本特開平9-213647號公報
[專利文獻7]日本特開平11-238778號公報
另外，如上所述的將電離器固定設置在被處理體移載區域內，便能夠去除掉某種程度的帶電處所的靜電或漂浮帶電塵(粒子)的靜電。
然而，實際上在被處理體移載區域內移載機構所移動的大部分區域會產生靜電，而上述習知構造很難充分且有效地將該等帶電處所的靜電去除掉。此時，雖然可在移載機構的所有移動區域上設置電離器，但是這樣的話，電離器的設置台數增加，大幅增加設備成本，並非實用的因應對策。
又，在移載臂部的連接根部上設置電離器，雖然能夠有效地去除掉保持在移載臂部上的晶圓本體所產生的靜電，但是卻無法有效地去除掉晶圓承載部本體或收容匣盒本體所產生的靜電，而且在此情況下電離器的設置數量也會太多。
有鑑於上述問題點，本發明之目的在於有效解決該等問題。為此，本發明提供一種用少數台的離子產生機構便能夠去除掉在例如被處理體移載區域內的寬廣範圍中的帶電處所的靜電以及漂浮帶電塵粒的靜電的被處理體移載機構以及被處理體處理系統。
請求項1之發明係一種被處理體的移載機構，其在收容匣盒與被處理體保持機構之間移動載置被處理體；該收容匣盒以複數段的方式保持並收容複數被處理體；該被處理體保持機構以複數段方式保持複數被處理體，並將被處理體裝載到用來對被處理體實施既定處理的處理容器內，或從該處理容器卸載被處理體；該被處理體移載機構的特徵為包含：昇降台，其受昇降機構驅動而朝上下方向昇降；叉狀機構，其設置在該昇降台上，載置被處理體前進、後退以及旋轉；以及離子產生機構，其設置在該叉狀機構上並產生能夠去除掉靜電的離子。
像這樣，在收容被處理體的收容匣盒與對處理容器實施裝載以及卸載的被處理體保持機構之間移載被處理體的移載機構，由於在載置並移動被處理體的叉狀機構上設置能夠去除靜電的離子產生機構，故只要設至少數台的離子產生機構，便能去除掉在例如被處理體移載區域內的寬廣範圍中的帶電處所的靜電以及漂浮帶電塵粒的靜電。
請求項2的發明，係於如請求項1的發明中，該叉狀機構係由以下構件所構成：旋轉台，其以可旋轉方式設置在該昇降台上；以及複數叉本體，其設置在該旋轉台上且載置該被處理體前進以及後退。
請求項3的發明，係於如請求項2的發明中，該叉狀機構具備設置在該旋轉台上且在前端部上設有可偵測有無該被處理體的光感應器且能夠前進以及後退的附感應器的叉本體。
請求項4的發明，係於如請求項2或3的發明中，該離子產生機構設置在該旋轉台上。
請求項5的發明，係於如請求項2至4中任一項的發明中，該離子產生機構設有供應載體氣體的載體氣體供給機構，且該離子產生機構的離子吹出噴嘴設置在該旋轉台的前端部上。
請求項6的發明，係於如請求項3的發明中，該離子產生機構設置在該附感應器的叉本體上。
請求項7的發明，係於如請求項3或6的發明中，該離子產生機構設有供應載體氣體的載體氣體供給機構，該離子產生機構的離子吹出噴嘴設置在該附感應器的叉本體的前端部上。
請求項8的發明，係於如請求項5或7的發明中，該離子吹出噴嘴上設置有讓該離子吹出方向擴散的擴散頭。
請求項9的發明，係於如請求項5或7的發明中，該離子吹出噴嘴上設置有用來改變該離子吹出方向的可調向葉片。
請求項10的發明，係於如請求項1至9中任一項的發明中，更包含：帶電量偵測感應器，其設置在該離子吹出區域內；以及離子用控制部，其根據該帶電量偵測感應器的偵測值控制該離子產生機構的動作。
請求項11的發明，係於如請求項1至10中任一項的發明中，該離子產生機構係電離器。
請求項12的發明，係於如請求項1至11中任一項的發明中，該收容匣盒設有可裝卸的開閉蓋，能夠將該收容匣盒內部密封起來。
請求項13的發明，係於如請求項1至12中任一項的發明中，該處理容器係由底部設有開口且形成有頂部的石英製圓筒體所構成的，該開口裝設著能夠以氣密方式裝卸的罩蓋。
請求項14的發明，係於如請求項1至13中任一項的發明中，該被處理體的移載空間，是該處理容器下方的被處理體移載區域。
請求項15的發明，係於如請求項1至14中任一項的發明中，在該被處理體移載區域內形成清淨氣體的側流。
請求項16之發明，係一種被處理體的處理系統，其從收容複數被處理體的收容匣盒取出該被處理體並對該被處理體實施熱處理，其特徵為包含：縱型處理單元，其設有用來對該被處理體實施熱處理的處理容器；被處理體移載區域，其設置在該處理單元的下方且周圍被區隔壁所區隔；被處理體保持機構，其以複數段方式保持該被處理體；保持機構用昇降機構，其讓該被處理體保持機構昇降，將該被處理體保持機構裝載到該處理容器內，或從該處理容器卸載該被處理體保持機構；以及請求項1至15其中任一項記載的被處理體移載機構，其在該收容匣盒與該被處理體保持機構之間移載該被處理體，該收容匣盒設置在移載處理台上，該移載處理台設置在該區隔壁上。
若依本發明之被處理體的移載機構以及被處理體的處理系統，便能發揮以下優異的作用效果。
由於在收容被處理體的收容匣盒與對處理容器進行裝載以及卸載動作的被處理體保持機構之間移載被處理體的移載機構在載置並移動被處理體的叉狀機構上設置離子產生機構以去除靜電，故只用少數台的離子產生機構，就能去除在例如被處理體移載區域內的寬廣範圍中的帶電處所的靜電以及漂浮帶電塵粒的靜電。
以下，根據附圖詳述本發明之被處理體的移載機構以及被處理體的處理系統的一個較佳實施態樣。
圖1係概略構造圖，顯示本發明之被處理體的處理系統的一個實施態樣；圖2係俯視圖，顯示被處理體移載區域內各構成要件排列位置的一個實施例，該區域內設置有本發明之被處理體的移載機構；圖3係立體圖，顯示被處理體移載區域內的清淨氣體的氣流；圖4係立體圖，顯示被處理體移載區域內各構成要件排列位置與移載機構運作狀況的一個實施例；圖5係顯示具有離子產生機構的移載機構的放大立體圖；圖6係顯示移載機構的叉狀機構的側視圖；圖7(A)、(B)係顯示離子產生機構的各種態樣的方塊構造圖。
首先，如圖1以及圖2所示的，該被處理體的處理系統2整個被框體4所包圍，該框體4具備區隔壁的功能，由例如不銹鋼等材料所構成，其內部被區隔壁12分成用來運送收容匣盒6的收容匣盒運送區域8，以及用來移載作為被處理體之半導體晶圓W的被處理體移載區域10。又，在此晶圓W係使用直徑300mm的晶圓，惟並非以此為限，亦可使用直徑450mm、8英吋、6英吋的晶圓。
上述收容匣盒6內可收容複數片晶圓，例如25片，晶圓以分段狀的方式受到支撐，該收容匣盒6被開閉蓋部6A密封起來，內部形成N2 氣體等非活性氣體環境或清淨空氣環境。然後，清淨空氣在上述收容匣盒運送區域8內以降流方式流動，上述被處理體移載區域10內形成非活性氣體環境，後述N2 氣體等非活性氣體的清淨氣體的側流在該被處理體移載區域10內流動。又，該區域10內也會有清淨空氣流動的情況。
該處理系統2，主要是由以下構件所構成：送出送入埠14，主要用來將收容匣盒6送入處理系統2內部，或從處理系統2內部送出收容匣盒6；暫存部16，其用來暫時儲存上述收容匣盒6；移載處理台20，其在該收容匣盒6與作為被處理體支持機構的晶圓承載部18之間移載半導體晶圓W；處理單元22，其對被移載到晶圓承載部18上而被晶圓承載部18所支持的半導體晶圓W實施既定的熱處理。
在上述送出送入埠14中，框體4上設有經常處於開放狀態的匣盒送出送入口24。又，該匣盒送出入口24也能夠用開閉閘門開啟或關閉。該匣盒送出入口24上設置有外側載置台26，該外側載置台26可用來載置從外部運送過來的收容匣盒6。該外側載置台26以跨上述匣盒送出入口24內側與外側的方式設置。在上述外側載置台26的頂部，設置有可在該外側載置台26上滑行移動的滑行板28，該滑行板28可在其上載置著收容匣盒6的狀態下滑行移動。
另外，上述暫存部16位於收容匣盒運送區域8內部的上方。該暫存部16設置有棚台30，在圖示的實施例中，上述收容匣盒6被暫時載置並保管在例如以2列2段方式並排的棚台30上。又，該棚台30的數量並無特別限定，實際上可設置更多數量。
昇降機台32以豎立方式設置在上述2個棚台30之間，該昇降機台32上設置有可朝水平方向前進後退以及旋轉的匣盒運送臂部34。如是，讓該匣盒運送臂部34屈伸以及昇降，而將收容匣盒6保持在匣盒運送臂部34上，以在送出送入埠14與暫存部16之間運送收容匣盒6。
又，在上述移載處理台20中，在區隔出兩個區域8、10的區隔壁12上，設置有僅比收容匣盒6的開閉蓋6A更大一點點的開口36，同時在該開口36的收容匣盒運送區域8該側，以水平方式設置有載置台38，其上可載置收容匣盒6。又，在該載置台38的一側上設置有致動器40，可將載置於該載置台38上的收容匣盒6推向區隔壁12該側，在讓上述收容匣盒6的開閉蓋6A面對上述開口36的狀態下，使收容匣盒6的開口部的開口緣與區隔壁12的開口36的開口緣約略氣密性地接觸。又，上述致動器40也可以設置成從上方推壓收容匣盒6而使其固定的態樣。
又，該開口36的被處理體移載區域10該側，以可朝橫方向滑行的方式設置有能夠開啟或關閉該開口36的開閉閘門42。又，該開閉閘門42也能夠設置成可朝上下方向滑行移動的態樣。又，該開閉閘門42上設置有用來開啟或關閉上述收容匣盒6的開閉蓋6A的蓋開閉機構44(參照圖2)。
然後，在收容匣盒運送區域8內，在該開口36附近設置有用來讓收容匣盒6待機的待機用匣盒運送臂部46，其從匣盒運送臂部34接收收納有接下來應該進行處理的晶圓的收容匣盒6，並在經過待機之後將該收容匣盒6移置到移載處理台20上。又，也有不設置上述待機用匣盒運送臂部46的態樣，此時，上述匣盒運送臂部34會直接將收容匣盒6移置到移載處理台20上。
另一方面，在上述被處理體移載區域10內，設置有用來載置晶圓承載部18的2個承載部載置台，亦即，設置有移載用承載部載置台48與待機用承載部載置台50。在上述2個承載部載置台48、50之中，在該移載用承載部載置台48與上述移載處理台20之間，設置有作為本發明技術特徵的被處理體移載機構52。該移載機構52主要具備昇降台56，其受昇降機構54驅動而朝上下方向昇降；叉狀機構58，其可朝水平方向前進、後退以及旋轉；以及離子產生機構60，其可產生能夠除去靜電的離子。又，該移載機構52的構造容後詳述。
因此，若驅動該移載機構52的叉狀機構58，使其前進、後退以及昇降，便可在載置台38上的收容匣盒6與移載用承載部載置台48上的晶圓承載部18之間移動載置晶圓W。在此，可設置複數台晶圓承載部18，例如設置晶圓承載部18A、18B共2台，然後2台交互使用。又，也可以只設置1台或設置3台以上的晶圓承載部18，當只設置1台晶圓承載部18時，便不設置承載部載置台48、50，而在其與後述罩蓋上的晶圓承載部之間移動載置晶圓。
該晶圓承載部18整體是由耐熱性材料所構成，例如石英，具備例如6根石英製的支柱。以等間距方式形成在該支柱上的支持溝可支持晶圓W的邊緣，使複數片晶圓W以隔開相等間距的方式受到支持。此時，受到支持的晶圓W之間的間隔距離可設定為例如4.0mm左右。
由縱型熱處理爐所構成的上述處理單元22以受到基板62支持的方式配置在上述被處理體移載區域10一側上方。該處理單元22具備處理容器64，該處理容器64係由底部形成開口且形成有頂部的石英製圓筒體所構成的，且該處理單元22的周圍設置有圓筒狀的加熱器66，該加熱器66可對該處理容器64內的晶圓加熱。在此處理容器64內的氣體環境，可由例如設置在容器底面側壁上的排氣口，或設置在容器頂部的排氣口進行排氣。如是，便能夠一次對多片晶圓W實施成膜或氧化擴散等既定熱處理。
此時，雖然會根據處理內容而有所差異，但晶圓溫度最大約在例如800～900℃左右。該處理容器64的下方，亦即，比基板62更下方的位置，成為實質上的被處理體移載區域10。在該處理容器64的下方，配置有像昇降機台那樣受到承載部昇降機構68驅動而能夠上昇或下降的罩蓋70。吾人可使用例如滾珠螺桿等機構作為該承載部昇降機構68。然後，將晶圓承載部18載置於該罩蓋70上，使其上昇，讓該晶圓承載部18從處理容器64下端開口部裝載到該處理容器64內部。此時，上述罩蓋70會將處理容器64下端的開口部以氣密方式封閉起來。
又在處理容器64下端開口部的側部上以能夠滑行的方式設置有在將上述晶圓承載部18卸載而使其朝下方降下之後可將上述下端開口部關閉的閘門72。然後，在降下來的罩蓋70與上述兩承載部載置台48、50的附近，設置有能夠屈伸以及旋轉的承載部移載機構74，其可在上述兩承載部載置台48、50與罩蓋70之間以及兩承載部載置台48、50之間移動載置晶圓承載部18。
然後，在該被處理體移載區域10內部的一側上，設置有一對高性能的過濾器76(參照圖2以及圖3)，該過濾器76朝水平方向吹出清淨空氣或N2 氣體等非活性氣體，以經常形成清淨氣體的側流78。藉此，便能夠保持該被處理體移載區域10內部的清淨，同時冷卻該氣體環境溫度。又，在上述過濾器76設置面的對向面上，設置有氣體吸入口80，在此吸入之上述側流78，透過設置在底部的導管82(請亦參照圖4)等構件回到上述過濾器76該側，一部份被循環使用。
在此就作為本發明技術特徵的被處理體移載機構52詳細說明，如前所述，該移載機構52主要具備：昇降台56，其受昇降機構54驅動而能夠朝上下方向昇降；叉狀機構58，其可朝水平方向前進、後退以及旋轉；以及離子產生機構60，其可產生能夠去除靜電的離子。
具體而言，如圖1以及圖5所示的，上述昇降機構54，係由例如朝垂直方向豎立的滾珠螺桿86所構成，且沿著該滾珠螺桿86設置引導軌88。上述昇降台56與上述滾珠螺桿86螺合，讓該滾珠螺桿86正向旋轉或逆向旋轉，藉此沿著上述引導軌88上下移動。然後，該昇降台56具備朝水平方向延伸的安裝臂部90(參照圖5)，叉狀機構58安裝在該臂部90上。
上述叉狀機構58主要係由長方體形狀的旋轉台92與複數的叉本體94所構成。該旋轉台92設置在上述安裝臂部90上，能夠以箭頭91所示的方式旋轉，該叉本體94設置在該旋轉台92上，能夠前進以及後退。如圖6所示的，在此5支叉本體94A、94B、94C、94D、94E以沿上下方向間隔相等距離的方式並排，前端側呈分叉狀，可分別在各叉本體94A～94E上載置晶圓W。
然後，上述各叉本體94A～94E的基端部受到滑動部96的支持，使該滑動部96如箭頭97(參照圖5)所示的朝上述旋轉台92長邊方向往返滑行移動，便能夠如上所述的讓上述叉本體94A～94E前進或後退。又，上述叉本體94的支數並不限於5支，可以更多或更少。
上述離子產生機構60設置在上述叉狀機構58的上述旋轉台92上。具體而言，該離子產生機構60係由例如電離器所構成，如圖5所示的，在上述長方體形狀的旋轉台92兩側分別設置有離子產生機構60。又，在此係設置2台離子產生機構60，惟若只設置1台也是可以。該離子產生機構60，如圖7(A)所示的，主要是分別由離子產生器98、從該離子產生器98延伸而出的離子流路100以及連接該離子流路100前端部的離子吹出噴嘴102所構成。然後，在上述離子產生器98上設置有供應載體氣體的載體氣體供給機構104。
上述載體氣體供給機構104，係由途中插設著開閉閥106的載體氣體管108所構成，且前端部該側分出2條分叉路徑連接上述各離子產生器98，以供應載體氣體。該載體氣體，在此係使用例如N2 氣體，惟並非以此為限，亦可使用Ar、He等稀有氣體。該載體氣體管108的材料，可使用例如具備可撓性且呈蛇腹狀的不銹鋼管、鐵氟龍(商品名)製的氣體管、陶瓷製管等，且設置足夠的長度，使其能夠追隨上述叉狀機構58的昇降移動。
又上述離子產生器98內建了複數支習知的正放電針與負放電針(未經圖示)，可產生正離子與負離子。在此作為離子產生器98之用的電離器，無論使用哪個種類的電離器都可以，例如：可同時產生正離子與負離子的雙DC式橫條型電離器、以既定間隔輪流產生正離子與負離子的脈衝DC型電離器，以高速輪流產生正離子與負離子的AC式橫條型電離器，照射X射線以產生正離子與負離子的軟X射線電離器等。
在此可讓所產生的正離子與負離子與上述載體氣體一起在上述離子流路100內流動移送。該離子流路100，係由例如不銹鋼製、鐵氟龍(商品名)製、陶瓷製等材質的管路所構成，宜使用絕緣材質構成，以儘可能讓上述所產生的兩種離子不會在其內部消滅。又，上述兩種離子的吹出噴嘴102，分別安裝固定在上述旋轉台92的前端部上，同時輸送上述離子與載體氣體，並讓上述離子因應需要如箭頭110(參照圖5以及圖6)所示的向前方吹送出去。
又，如圖2以及圖7(A)所示的，在上述離子吹送範圍內，亦即，在被處理體移載區域10內，設置有帶電量偵測感應器112，該帶電量偵測感應器112的偵測值，會被輸入到例如由電腦等構件所組成的離子用控制部114。然後，從該離子用控制部114送出來的的控制信號，會輸入到上述離子產生機構60該側，具體而言是輸入到離子產生器98與開閉閥106該側，並根據上述帶電量偵測感應器112的偵測值控制該離子產生機構60的動作。又，亦可不設置上述帶電量偵測感應器112，而在處理系統運作中讓上述離子產生機構60經常保持運作以不斷吹送出離子。
然後，該處理系統2整體的動作控制，例如在收容匣盒運送區域8內送入及送出收容匣盒6的操作、在被處理體移載區域10內晶圓W的移載操作、晶圓承載部18的移載操作、晶圓承載部18的昇降操作、處理單元22的熱處理操作(成膜處理等)等，係由例如電腦所組成的系統控制部120(參照圖1)所控制。此時，上述離子用控制部114係在上述系統控制部120的支配之下。然後，控制上述系統控制部120或離子用控制部114所需要的程式(可由電腦所讀取)儲存在記錄媒體122中。該記錄媒體122係由例如軟碟、CD(CompactDisc)、硬碟或快閃記憶體等所構成。
接著，就如上所述方式構成之處理系統2的動作進行説明。首先，讓被處理體移載區域10內部形成非活性氣體環境以防止晶圓表面附著自然氧化膜，例如以N2 氣體的側流78(參照圖3)形成N2 氣體環境。然後，在收容匣盒運送區域8內部形成清淨空氣的降流以維持清淨空氣的氣體環境。
一開始，先就半導體晶圓W的整體流程進行説明，在收容匣盒運送區域8該側中從外部運送過來的收容匣盒6，以其開閉蓋6A朝向匣盒送出送入口24該側的方式被載置在外側載置台26上。然後，載置著收容匣盒6的外側載置台26上設有滑行板28讓該滑行板28前進，以將收容匣盒6移送到上述收容匣盒運送區域8內部。
接著，驅動匣盒運送臂部34，去接收載置在上述滑行板28上的收容匣盒6，然後再驅動昇降機台32，將該收容匣盒6運送到上方暫存部16的棚台30的既定位置上暫時保管。同時，利用該匣盒運送臂部34提取已暫時置放在棚台30上且收容著作為處理對象之晶圓的收容匣盒6，然後如上所述的驅動昇降機台32使其下降。
然後，當移載處理台20的載置台38是空的的時候，便將該收容匣盒6移載到移載處理台20的載置台38上。又，當載置台38上已經載置著其他收容匣盒6的時候，便用待機用匣盒運送臂部46挾持匣盒運送臂部34上的收容匣盒6，並將其運送到開口36附近待機。然後，讓載置台38上的收容匣盒6的開閉蓋6A朝向開閉閘門42該側，並利用設置在載置台38一側的水平致動器40推壓收容匣盒6，將其固定在載置台38上。
在該狀態下，驅動蓋開閉機構44(參照圖2)，將開口36的開閉閘門42與收容匣盒6的開閉蓋6A打開，例如使其向水平方向滑行移動而退避打開。然後，驅動本發明之被處理體移載機構52，將收容在收容匣盒6內的晶圓W以一次5片的方式取出，並將其移載到設置在移載用承載部載置台48上的晶圓承載部18上。
此時，晶圓承載部18的晶圓收容片數為75片，若收容匣盒6內的晶圓收容片數為25片，便從3個收容匣盒6內取出並移載晶圓，作為1個批次的處理。在此當上述被處理體移載機構52的驅動開始之後，設置在其上的離子產生機構60也會被驅動而開始釋放出離子。
若晶圓W移載到上述晶圓承載部18完成之後，接著，便驅動承載部移載機構74，將該移載用承載部載置台48上的晶圓承載部18移載至下降到最下端的罩蓋70上。在此，當收容熱處理完成並卸載之晶圓的晶圓承載部18在上述罩蓋70上時，用承載部移載機構74預先將該晶圓承載部18移到待機用承載部載置台50上。
然後，若將收容該未處理晶圓的晶圓承載部18移載到罩蓋70上的動作完成之後，便驅動承載部昇降機構68，使晶圓承載部18以及載置著該晶圓承載部18的罩蓋70一起上昇，將該晶圓承載部18送入處理單元22的處理容器64內，從該下端開口部導入並裝載。然後，該罩蓋70會將處理容器64的下端開口部密封起來，在該狀態下於處理單元22內對晶圓W進行既定的熱處理，例如成膜處理或氧化擴散處理等。此時，根據熱處理態樣的不同，晶圓W的溫度可達800～1000℃的高溫。
像這樣，在既定時間的熱處理終了之後，便進行與前述過程相反的逆向操作，取出已經處理完成的晶圓W。亦即，開始卸載，讓晶圓承載部18從處理容器64內降下，完成卸載。此時，當卸載開始而晶圓承載部18開始降下時，被處理體移載區域10內的環境雖然是高溫狀態，但會被上述側流78(參照圖3)所冷卻。然後，卸載下來的晶圓承載部18會被承載部移載機構74經由待機用承載部載置台50或不經由待機用承載部載置台50直接移載到移載用承載部載置台48上。此期間上述已處理完成的晶圓W會冷卻到一定程度。
然後，用被處理體移載機構52的昇降機構54以及叉狀機構58將已經處理好的晶圓W從晶圓承載部18移載到移載處理台20的載置台38上的空收容匣盒6內。在該情況下，也會驅動設置在上述被處理體移載機構52上的離子產生機構60釋放離子。已處理好的晶圓W移載到該收容匣盒6內之後，將開閉閘門42裝設到開口36上，再驅動蓋開閉機構44(參照圖2)，將保持在其上的開閉蓋6A裝設到收容匣盒6該側。
接著，驅動收容匣盒運送區域8內的匣盒運送臂部34，將該收容匣盒6暫時存放到暫存部16，或是不經過存放的過程，而經由匣盒送出送入口24運送到處理系統2之外。在該匣盒運送臂部34運送收容有處理完成之晶圓的收容匣盒6期間，已經挾持著空收容匣盒6而在一旁待機的待機用匣盒運送臂部46，會將該空收容匣盒6設置在載置台38上，讓已經處理好的晶圓繼續收容到收容匣盒6內。
此時，用了例如3個空收容匣盒6。然後，1個批次的晶圓的處理便完成。以下，重複同樣的操作。又，上述收容匣盒6的流程只不過是一個實施例而已，並非僅限於此，自不待言。
然後，在上述一連串動作進行中，若著眼於上述被處理體移載區域10內的半導體晶圓W的移載動作的話，係使用被處理體移載機構52在設置於載置台38上的收容匣盒6與設置於移載用承載部載置台48上的晶圓承載部18之間移載該晶圓W。亦即，如圖5所示的，被處理體移載機構52的昇降機構54讓昇降台56昇降移動，又叉狀機構58的旋轉台92，在從昇降台56延伸出來的安裝臂部90上因應需要旋轉移動，再者，旋轉台92上的滑動部96前後滑行移動，5支叉本體94A～94E也跟著前進或後退，藉此，便能以各叉本體94A～94E支撐或移載晶圓W。
像這樣，移載晶圓W之後，晶圓W本體、收容晶圓W的收容匣盒6或支持晶圓W的晶圓承載部18會因為靜電而有帶電的傾向。又，因為各種原因，存在於該被處理體移載區域10內的少許粒子(塵粒)也會因為靜電而有帶電的傾向。
然而，在本發明中，由於在上述叉狀機構58上設置離子產生機構60，並利用該離子產生機構60釋放出正離子與負離子，故能除去上述帶電處所或漂浮著的帶電粒子，以防止粒子附著在晶圓W上。
亦即，如圖7(A)所示的，離子產生機構60的離子產生器98所產生的正離子與負離子，伴隨載體氣體在離子流路100內流動，從連接在該前端上的離子吹出噴嘴102向前方不斷釋放出去。該離子吹出噴嘴102，會因為上述晶圓W的移載操作而昇降移動、旋轉移動以及前進後退移動，故會對該叉狀機構58移動的所有範圍釋放上述離子。
例如在圖4中，顯示出叉狀機構58朝向左右相反側的狀態，像這樣，叉狀機構58會在移動過的所有路徑上釋放出離子。如是，便能有效地去除上述有帶電傾向之收容匣盒6以及晶圓承載部18上的靜電。
又，由於對被處理體移載區域10廣範圍地釋放離子，故也能有效地去除掉該區域內的帶電漂浮粒子的靜電。此時，由於離子產生器60只有1台或2台左右，故設備成本非常少，用少數台的離子產生機構60就在寬廣的範圍內釋放離子。
又，該被處理體移載區域10內的帶電狀況，如圖7(A)所示的，由帶電量偵測感應器112不斷偵測，當該偵測值低於既定值時，上述離子用控制部114便停止離子產生器98的動作，以防止載體氣體等資源無端被消耗掉。
像這樣，由於在收容有作為被處理體的例如半導體晶圓的收容匣盒6與裝載以及卸載到處理容器64內作為被處理體保持機構的晶圓承載部18之間進行被處理體移載動作的移載機構，在載置並移動被處理體的叉狀機構58上設置有離子產生機構60以去除靜電，故用少數台的離子產生機構60就能去除掉在例如被處理體移載區域10的寬廣範圍內的帶電處所以及漂浮帶電塵粒的靜電。
又，在上述實施態樣中，係以在旋轉台92兩側設置2台離子產生機構60的情況作為實施例進行說明，惟並非以此為限，亦可如圖7(B)所示的只設置1台離子產生機構60，並讓從該離子產生器98延伸出來的離子流路100在途中分成2條，然後在各分叉離子流路100的前端部上設置離子吹出噴嘴102。若是這樣，便能減少設置1台離子產生器98，降低設備成本。又，在圖7(B)中，與圖7(A)所示相同構造的部位，附上相同的參照符號。
＜變化實施態樣＞
接著，就本發明之被處理體運送機構的變化實施態樣進行説明。先前的實施態樣，係以離子產生機構60整個設置在旋轉台92上的情況作為實施例進行説明，惟並非以此為限，亦可將離子產生機構60的一部或全部安裝在叉本體94該側。圖8係側視圖，顯示本發明之被處理體運送機構的一個變化實施態樣。圖9係顯示本發明之被處理體運送機構的一個變化實施態樣的俯視圖，並顯示沿圖8中的A-A線的端視概略剖面圖。又，在圖8以及圖9中，與圖5中的構成要件相同者，會附上相同的參照符號。
一般而言，如圖8以及圖9所示的，叉狀機構58，除了保持晶圓W的叉本體94A～94E以外，有時也會設置附感應器的叉本體94X，該感應器能夠偵測晶圓在晶圓承載部18或收容匣盒6內的收容位置。
該附感應器的叉本體94X，跟其他叉本體94A～94E同樣，可前進以及後退，前端側呈分叉狀。然後，在該分叉狀的前端部上，設置有可偵測有無晶圓W的光感應器130。該光感應器130，係由發光器130A與受光器130B所構成，該發光器130A設置在分叉狀的前端部的一端上，由發光二極體或雷射元件等構件所組成，可發出檢測光L；該受光器130B設置在另一個前端部上，在讓該附感應器的叉本體94X前進的狀態下，在相當於晶圓W邊緣的處所朝上下方向掃描移動，偵測有無晶圓，以及其位置。又，可以用該附感應器的叉本體94X運送晶圓W，自不待言。
然後，在該變化實施態樣中，在上述附感應器的叉本體94X的兩側，分別設置有上述離子產生機構60。具體而言，2台離子產生機構60的各離子吹出噴嘴102分別安裝在上述附感應器的叉本體94X的分叉狀的前端部上。又，在此將各離子產生器98安裝在滑動部96的兩側。在該情況下，讓上述附感應器的叉本體94X前進，在讓上述離子吹出噴嘴102更接近上述晶圓W、晶圓承載部18或收容匣盒6的狀態下吹出離子，以更有效地去除帶電處所等的靜電。又，在該情況下，也可以如圖7(B)所示的只設置1台離子產生器98，自不待言。
又，在上述各實施態樣中，離子吹出噴嘴102吹出離子的方向，是設定成朝前方直線吹出，惟並非以此為限，如圖10所示的，亦可在離子吹出噴嘴102的前端部上，設置讓離子吹出方向擴散的擴散頭132。該擴散頭132設有複數的吹出孔132A，讓離子除了向前方之外更向斜前方擴散，如是便可將離子吹送到前方寬廣的區域範圍中。
又，雖未經圖示，惟亦可在該離子吹出噴嘴102的前端部上設置可調向葉片，以改變離子的吹出方向。又在上述各實施態樣中，雖然是就使用載體氣體的離子產生機構60作為實施例進行説明，惟並非以此為限，不使用載體氣體也是可以。在不使用該載體氣體的情況下，可讓所產生的離子伴隨側流78(參照圖3)擴散出去。
又，在以上的各實施態樣中，主要是以讓離子產生器98與離子吹出噴嘴102分離而兩者透過離子流路100連結(參照圖7)的實施例進行説明，惟並非以此為限，亦可如圖11所示的離子產生機構的其他變化實施態樣那樣，使用離子產生器98與離子吹出噴嘴102直接接合的離子產生機構。吾人可使用例如KEYENCE股份有限公司製作的微除電器ST-M020系列(商品名)等產品，作為該等離子產生機構。又，在該情況下，也有使用載體氣體的態樣，與不使用載體氣體的態樣，在圖11中，是圖示出使用載體氣體的態樣。
又，在此被處理體係以半導體晶圓為例進行說明，惟該半導體晶圓亦包含矽基板或GaAs、SiC、GaN等化合物半導體基板，且亦不限於該等基板而已，用於液晶顯示裝置的玻璃基板或陶瓷基板等被處理體亦可適用本發明。
2‧‧‧被處理體的處理系統
4‧‧‧框體
6‧‧‧收容匣盒
6A‧‧‧開閉蓋部
8‧‧‧收容匣盒運送區域
10‧‧‧被處理體移載區域
12‧‧‧區隔壁
14‧‧‧送出送入埠
16‧‧‧暫存部
18、18A、18B‧‧‧晶圓承載部
20‧‧‧移載處理台
22‧‧‧處理單元
24．．．匣盒送出送入口
26．．．外側載置台
28．．．滑行板
30．．．棚台
32．．．昇降機台
34．．．匣盒運送臂部
36．．．開口
38．．．載置台
40．．．致動器
42．．．開閉閘門
44．．．蓋開閉機構
46．．．待機用匣盒運送臂部
48．．．移載用承載部載置台
50．．．待機用承載部載置台
52．．．被處理體移載機構
54．．．昇降機構
56．．．昇降台
58．．．叉狀機構
60．．．離子產生機構
62．．．基板
64．．．處理容器
66．．．加熱器
68．．．承載部昇降機構
70．．．罩蓋
72．．．閘門
74．．．承載部移載機構
76．．．過濾器
78．．．側流
80．．．氣體吸入口
82．．．導管
86．．．滾珠螺桿
88．．．引導軌
90．．．臂部
91．．．箭頭
92．．．旋轉台
94．．．叉本體
94A至94E．．．叉本體
94X．．．附感應器的叉本體
96．．．滑動部
97．．．箭頭
98．．．離子產生器
100．．．離子流路
102．．．離子吹出噴嘴
104．．．載體氣體供給機構
106．．．開閉閥
108．．．載體氣體管
110．．．箭頭
112．．．帶電量偵測感應器
114．．．離子用控制部
120．．．系統控制部
122．．．記錄媒體
130．．．光感應器
130A．．．發光器
130B．．．受光器
132．．．擴散頭
132A．．．吹出孔
A-A．．．剖面線
B-W．．．晶圓
圖1係顯示本發明之被處理體的處理系統的一實施態樣之概略構造圖。
圖2係一俯視圖，顯示設置有本發明之被處理體移載機構的被處理體移載區域內的各構成要件的排列位置的一個實施例。
圖3係一立體圖，顯示被處理體移載區域內的清淨氣體的流動。
圖4係一立體圖，顯示被處理體移載區域內的各構成要件的排列位置與移載機構的動作狀況的一個實施例。
圖5係一放大立體圖，顯示具備離子產生機構的移載機構。
圖6係一側視圖，顯示移載機構的叉狀機構。
圖7(A)、(B)係一方塊構造圖，顯示離子產生機構的各種態樣。
圖8係一側視圖，顯示本發明之被處理體運送機構的一個變化實施態樣。
圖9係一俯視圖，顯示本發明之被處理體運送機構的一個變化實施態樣。
圖10係一立體圖，顯示設置在離子吹出噴嘴的前端部上的擴散頭。
圖11係顯示離子產生機構的其他變化實施態樣之圖式。
52．．．被處理體移載機構
54．．．昇降機構
56．．．昇降台
58．．．叉狀機構
60．．．離子產生機構
88．．．引導軌
90．．．臂部
91．．．箭頭
92．．．旋轉台
94．．．叉本體
94A至94E．．．叉本體
96．．．滑動部
97．．．箭頭
98．．．離子產生器
100．．．離子流路
102．．．離子吹出噴嘴
110．．．箭頭
W．．．晶圓

Claims (15)

  1. 一種被處理體的移載機構，其在收容匣盒與被處理體保持機構之間移載被處理體；該收容匣盒以複數段方式保持並收容複數被處理體；該被處理體保持機構以複數段方式保持複數被處理體，並可將該被處理體裝載到對該被處理體實施既定處理的處理容器內，或是從該處理容器卸載該被處理體；該被處理體的移載機構之特徵為包含：昇降台，可受昇降機構驅動而朝上下方向昇降；叉狀機構，其設置在該昇降台上，可載置著該被處理體前進、後退以及旋轉；離子產生機構，其設置在該叉狀機構上並產生能夠除去靜電的離子，該離子產生機構之離子吹出噴嘴設於該叉狀機構之叉本體前端部，並朝前方釋放離子；帶電量偵測感應器，其設置在該離子吹出範圍內；以及離子用控制部，其根據該帶電量偵測感應器的偵測值控制該離子產生機構的動作。
  2. 如申請專利範圍第1項之被處理體的移載機構，其中，該叉狀機構包含：旋轉台，其以可旋轉方式設置在該昇降台上；以及複數之叉本體，其設置在該旋轉台上且可載置著該被處理體前進以及後退。
  3. 如申請專利範圍第2項之被處理體的移載機構，其中，該叉狀機構更包含附感應器的叉本體，其設置在該旋轉台上，並在前端部上設有能夠偵測有無該被處理體的光感應器，且能夠前進以及後退。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之被處理體的移載機構，其中， 該離子產生機構設置在該旋轉台上。
  5. 如申請專利範圍第2或3項之被處理體的移載機構，其中，該離子產生機構具備供給載體氣體的載體氣體供給機構。
  6. 如申請專利範圍第3項之被處理體的移載機構，其中，該離子產生機構設置在該附感應器的叉本體上。
  7. 如申請專利範圍第3或6項之被處理體的移載機構，其中，該離子產生機構具備供給載體氣體的載體氣體供給機構，且該離子產生機構的離子吹出噴嘴設置在該附感應器的叉本體的前端部上。
  8. 如申請專利範圍第5項之被處理體的移載機構，其中，該離子吹出噴嘴上設置有使該離子吹出方向擴散的擴散頭。
  9. 如申請專利範圍第5項之被處理體的移載機構，其中，該離子吹出噴嘴上設置有用來使該離子吹出方向變化的可調向葉片。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之被處理體的移載機構，其中，該離子產生機構係電離器。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之被處理體的移載機構，其中，該收容匣盒設有可裝卸的開閉蓋，該開閉蓋可密封該收容匣盒內部。
  12. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之被處理體的移載機構， 其中，該處理容器係由底部設有開口且形成有頂部的石英製圓筒體所構成，該開口上裝設有能夠以氣密方式裝卸的罩蓋。
  13. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之被處理體的移載機構，其中，進行該被處理體的移載之空間，係該處理容器下方的被處理體移載區域。
  14. 如申請專利範圍第13項之被處理體的移載機構，其中，在該被處理體移載區域內形成清淨氣體的側流。
  15. 一種被處理體的處理系統，其從收容複數被處理體的收容匣盒取出該被處理體，並對該被處理體實施熱處理，其特徵為包含：縱型處理單元，其設有用來對該被處理體實施熱處理的處理容器；被處理體移載區域，其設置在該處理單元的下方，且周圍被區隔壁所區隔；被處理體保持機構，其以複數段的方式保持該被處理體；保持機構用昇降機構，其讓該被處理體保持機構昇降，以對該處理容器內部執行裝載或卸載的動作；以及申請專利範圍第1至14項中任一項之被處理體的移載機構，其用來在該收容匣盒與該被處理體保持機構之間移載該被處理體，該收容匣盒係設置在設於該區隔壁上的移載處理台上。
TW098119520A 2008-06-13 2009-06-11 被處理體的移載機構及被處理體的處理系統 TWI495032B (zh)

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