TWI651802B - 夾持裝置及使用此夾持裝置之基板運入運出裝置與基板處理裝置 - Google Patents

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小林正壽
馬場則夫
菊池�浩
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Abstract

本發明之夾持裝置100，其具備：夾持構件81，用以在開閉設置在基板收納容器C之正面之蓋體68之際，從上方接觸該基板收納容器以將該基板收納容器固定於既定位置；驅動機構86、87，用以驅動該夾持構件；覆於該驅動機構之殼體85； 排氣室90，其具有與該殼體連通之吸入口91且設在該殼體附近；及設置在該排氣室內之風扇94。

Description

夾持裝置及使用此夾持裝置之基板運入運出裝置與基板處理裝置
本揭示，係有關夾持裝置及使用此夾持裝置之基板搬入搬出裝置與基板處理裝置。
以往，在用以製造半導體之半導體製造裝置中，為了防止FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式通用匣盒)之搬送區域之微粒透過FOUP之蓋體而混入基板搬送區域，習知技術中，使用包含下列各構件之蓋體開閉裝置，亦即，該蓋體開閉裝置包含：用以載置FOUP之載置台，其使FOUP之蓋體之正面對向於由開閉門所開閉之搬送口；氣體吐出口，其以對向於FOUP之方式而設置在對向面之部；以及進退機構，其使載置於載置台之FOUP與對向面之部呈相對之進退移動(例如，參照日本國特開2012-204645號公報)。在上述日本國特開2012- 204645號公報所載之蓋體開閉裝置中，從氣體吐出口至FOUP蓋體之距離在5mm以下時，係藉由對蓋體供應潔淨氣體，以提高在蓋體與對向面部之間流動之潔淨氣體的流速，而易於去除蓋體之微粒。
又，習知技術中，已有搬送裝置具有接地要素者，即使在收納著帶電之晶圓之情形時，能避免晶圓受到存於內部之微粒的污染(例如，參照日本國特開2014-67744號公報)。在上述日本國特開2014-67744號公報所載之搬送裝置中，其構成中包含：保持台，其具有第1定位用插針以定位被搬送體，用以傳遞已收納在被搬送體之被處理體；手臂部，用來把持被搬送體，以將被搬送體載置於保持台；及支持手段，以供固定已載置於保持台之被搬送體；第1定位用插針、手臂部、及支持手段之至少1者，具有接地要素。
根據上述蓋體開閉裝置及搬送裝置，在將已收納於FOUP或被搬送體之基板搬入基板搬送區域內之際，對於用來防止微粒混入基板搬送區域內，將能獲致一定的效果。
本揭示內容之一態樣之夾持裝置，其具備：夾持構件，在將設置於基板收納容器之正面的蓋體加以開閉之際，其能從上方來夾持該基板收納容器，以將該基板收納容器固定於既定位置；驅動機構，用以驅動該夾持構件；殼體，用以覆蓋該驅動機構；排氣室，係設在該殼體之附近，並具有與該殼體連通之吸入口；及設置在該排氣室內之風扇。
上述之發明概要之陳述，僅僅是基於說明之用途，所陳述之各種方式，未有侷限其作法之意圖。除了上述之說明態樣、實施例、及特徵外，其追加之態樣、實施例、及特徵，應可參照圖面及以下之詳細說明而更為明瞭。
在以下之詳細說明中，係參照了形成說明書之一部分之附圖的圖面。詳細之說明、圖面、及專利申請項之說明用的實施例，未有限制其作法之意圖。在未脫離本發明之想法範圍內，可使用其他之實施例或其他變形例。
近年來，從抑制半導體製造工廠的投資以圖降低成本的觀點來看，較為受到期待的是，在潔淨室內實際上進行基板處理之區域保有高的潔淨等級，但在搬送FOUP等基板收納容器之區域則是下降其潔淨等級，在此情況下保有FOUP或FIMS(Front-opening Interface Machanical Standard：前端開口介面機構標準)等搬送裝置側的潔淨度。
為了要達成此需求，其較佳方式係將其機構建構成，在將FOUP等基板收納容器搬入基板搬送區域(基板處理區域)之際，亦能防止附著在基板收納容器之蓋體等之微粒的混入，且亦能避免在開閉基板收納容器之蓋體時由機械機構產生之微粒的飛散。
此處，本發明之目的在於，提供一種夾持裝置，其在從FOUP等基板收納容器中取出基板而搬入基板搬送區域時所需之用來固定基板收納容器之夾持機構中，能發揮降低微粒飛散之作用；本發明並且提供使用該夾持裝置之基板搬入搬出裝置，以及基板處理裝置。
本揭示內容之一態樣之夾持裝置，其具備：夾持構件，其在將設置於基板收納容器之正面的蓋體加以開閉之際，能從上方來夾持該基板收納容器，以將該基板收納容器固定於既定位置；驅動機構，用以驅動該夾持構件；殼體，用以覆蓋該驅動機構；排氣室，係設在該殼體之附近，並具有與該殼體連通之吸入口；及設置在該排氣室內之風扇。
如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中在該殼體之內，係有意的在該驅動機構附近配置局部排氣管路。
如申請專利範圍第2項之夾持裝置，其中該局部排氣管路，與該吸入口連通。
如申請專利範圍第2項之夾持裝置，其中該殼體與該排氣室相鄰，該局部排氣管路之排出口，直接連接於該吸入口。
如申請專利範圍第4項之夾持裝置，其中該排氣室，係鄰接於該殼體的兩側面，在該殼體的兩側設有該風扇。
如申請專利範圍第5項之夾持裝置，其中，鄰接於該殼體之兩側面而設置之該排氣室，彼此相互連通。
如申請專利範圍第2項之夾持裝置，其中該殼體包含：與該夾持構件連結且能與該夾持構件併同上下移動之可動部，以及可供收納該驅動機構之至少一部分及該局部排氣管路之固定部。
如申請專利範圍第7項之夾持裝置，其中該驅動機構包含：可供產生驅動力之驅動力產生部，以及藉由該驅動力而運動之運動部；該可動部可收納該運動部之至少一部分，該固定部可收納該驅動力產生部。
如申請專利範圍第7項之夾持裝置，其中該可動部，係被插入至該固定部之底部之開口而設置；在該開口之周圍之至少一部分中，形成與該可動部之側面呈平行之壁面。
如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中更具有外罩構件，其與該排氣室呈連續之一體形狀，而覆蓋於該殼體。
如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中該風扇係多翼式風扇。
如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中在該排氣室內更設有潔淨過濾器，可使從該吸入口所吸入之氣體，透過該潔淨過濾器，供應至可固定該基板收納容器之該既定位置。
如申請專利範圍第12項之夾持裝置，其中該潔淨過濾器，係設置在該排氣室之底面。
如申請專利範圍第12項之夾持裝置，其中該排氣室，被區隔為設有該風扇之負壓室，及設有該潔淨過濾器之正壓室，其係藉由該風扇之送風，將被導入至該負壓室之氣體，朝該正壓室送風。
如申請專利範圍第14項之夾持裝置，其中該負壓室係設在該排氣室之上面側，且，在該負壓室的上面設置有第2吸入口；該風扇亦從該第2吸入口而吸入氣體然後往該正壓室送風。
本發明之其他態樣之基板搬入搬出裝置，其具備：將基板搬送區域與基板收納容器搬送區域予以區隔之分隔壁；設置在該分隔壁之搬送口；可供開閉該搬送口之開閉門；位在該搬送口上方且被安裝於該分隔壁之該基板收納容器搬送區域側之該夾持裝置；以及，位在該搬送口之水平方向兩側且係設置在該分隔壁之該基板收納容器之搬送區域側之側面蓋。
如申請專利範圍第16項之基板搬入搬出裝置，其中該搬送口、該開閉門、該夾持裝置、及該側面蓋，係以在鉛直方向呈2段之方式而設在該分隔壁。
如申請專利範圍第16項之基板搬入搬出裝置，其中更具有蓋體開閉裝置，用以開閉設置在該基板搬送區域內之該基板收納容器之該蓋體。
本發明之其他態樣之基板處理裝置，具備：該基板搬入搬出裝置；用以搬送設置在該基板搬送區域內之該基板之搬送機構；以及，設置在該基板搬送區域內之處理容器。
如申請專利範圍第19項之基板處理裝置，其中該處理容器，係用以對基板進行熱處理之熱處理爐。
依照本發明，可降低來自FIMS保持台之夾持裝置之微粒的飛散。
以下參照圖面，以說明本發明之實施形態。 [基板處理裝置]
首先，使用本發明之實施形態之夾持裝置，以說明本發明之實施形態之基板處理裝置之構成例。圖1係本發明之實施形態之基板處理裝置之一例的概略構成圖。又，圖2係本發明之實施形態之基板處理裝置之一例的概略俯視圖。再者，圖3係本發明之實施形態之載具搬送區域之一例的概略立體圖。再者，在圖2中為了利於說明，在圖1之裝載用保持台(load port)14的一方與FIMS保持台24，係表示未載置有載具C之狀態。
再者，本發明之實施形態之夾持裝置，雖然亦能適用於縱型熱處理裝置以外之各種基板處理裝置，但為了易於理解，在本實施形態中，係使用縱型熱處理裝置作為具體之基板處理裝置的1個實施例。
如圖1所示，基板處理裝置200被收納在構成為裝置之外部包裝構件之框體2內。在框體2內，形成有載具搬送區域S1，用以執行被處理體、即半導體晶圓W(以後稱晶圓W)之收納容器、亦即載具(Carrier)C，朝裝置的搬入及搬出；及晶圓搬送區域S2，用以搬送載具C內之晶圓W而搬入後述之熱處理爐26內。
有關載具C之詳細構成，將稍後敘述；在搬送晶圓W之際，為了防止在晶圓W的表面有異物附著或形成自然氧化膜，係將半導體晶圓收納在被稱為FOUP (Front-Opening Unified Pod：前開式通用匣盒)之基板收納容器，將容器內之潔淨度保持在既定的水準。
載具搬送區域S1與晶圓搬送區域S2，係以分隔壁4來分隔。載具搬送區域S1係大氣環境下之區域，是用以將已收納有晶圓W之載具C，在基板處理裝置200內之後述的要素之間進行搬送，以從外部搬入基板處理裝置200內，或是從基板處理裝置搬至外部區域。另一方面，晶圓搬送區域S2係從載具C取出晶圓W以進行各種處理之區域，為了防止在晶圓W形成氧化膜，而處於非活性氣體環境，例如氮氣(N2 )環境。在以後的說明中，將載具搬送區域S1與晶圓搬送方式S2之排列方式視為前後方向(與後述之第2水平方向對應)，以載具搬送區域S1之側作為前方向，以晶圓搬送區域S2之側作為後方向。又，與該前後方向垂直之水平方向，被視為左右方向(與後述之第1水平方向對應)。
再者，在晶圓搬送區域S2之天井部或側壁部中，可設有未圖示之HEPA過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter：高效率粒子空氣過濾器)或是ULPA過濾器(Ultra Low Penetration Air Filter：超低穿透空氣過濾器)等之過濾器元件，而供應通過其等過濾器後之淨化氣體。
在分隔壁4中，在載具搬送區域S1與晶圓搬送區域S2之間設有用以搬送晶圓W之搬送口6。該搬送口6，係以根據FIMS(Front-Opening Interface Mechanical Standard：前開介面機構標準)規格之閘門機構8來進行開閉。閘門機構8與用以開閉搬送口6之開閉門9(參照圖6)共同動作，具備有可供打開設在載具前面之蓋體之機構。閘門機構8所具備之功能為，在載具內與晶圓搬送區域之間傳遞晶圓W時用以開閉蓋體，以及，使載具搬送區域S1與晶圓搬送區域S2分隔。
接著說明載具搬送區域S1。載具搬送區域S1包含第1搬送區域10，與位在第1搬送區域10之後方側之第2搬送區域12。
如圖1所示，在第1搬送區域10之示例中，具備有分成上下2段且各段有左右2個(參照圖2)之裝載用保持台14。裝載用保持台14係載具C被搬入基板處理裝置200時，用以承接載具C之搬入用的載置台。
裝載用保持台14係設置在框體2之壁面之開放位置處，可從外部進出於基板處理裝置200。具體而言，係藉由設置於本實施形態之基板處理裝置200外部之搬送裝置(未圖示)，進行載具C對於裝載用保持台14上之載入，以及從裝載用保持台14將載具C搬出至外部。又，裝載用保持台14例如係以上下2段之方式存在，因而可進行兩方之載具C的搬入及搬出。
又，在第1搬送區域10之上下2段之裝載用保持台14的下段，亦可具備貯藏庫16以供保管載具C。
如圖2所示，在裝載用保持台14之載具C之載置面中，在3個位置(例)設有用來定位載具C之定位插針18。又，其構成中，在裝載用保持台14上載置有載具C之狀態，亦可使裝載用保持台14朝前後方向移動。
在裝載用保持台14中，如圖2所示，亦可設有供氣嘴20a與排氣嘴20b。在載具C的底面，一般會設有吸氣口22a及排氣口22b(參照後述之圖4(b)，當裝載用保持台14載置有載具C時，可將其設置成，使供氣嘴20a位於對應於載具C之吸氣口22a之位置，且使排氣嘴20b位於對應於載具C之排氣口22b之位置。藉由以如此方式來設置供氣嘴20a及排氣嘴20b，當載具C被載置於裝載用保持台14上之際，可朝載具C的內部供應非活性氣體，以進行載具C內部之氮氣置換。藉此，雖然在空間內佈滿非活性氣體，但在無供應非活性氣體之狀態下被搬送之載具C，在被搬至裝載用保持台14之時能立刻獲得非活性氣體之供應。
在第2搬送區域12之下部側中，以上下並排的方式配置有2個FIMS保持台24。FIMS保持台24係將載具C內的晶圓W朝晶圓搬送區域S2內之熱處理爐26(後述)進行搬入及搬出時，用來保持載具C之用的保持台。FIMS保持台24係以能自由移動於前後方向之方式而構成。如圖2所示，在FIMS保持台24的載置面，與裝載用保持台14相同的，在3個位置設有用來定位載具C之定位插針18。
在FIMS保持台24的上方，設有用來固定載具C的夾持裝置100。夾持裝置100的功能在於，從載具C搬出晶圓W之際，在載具C與分隔壁4密合之狀態下載具C的蓋體68雖被打開，但在此際其可發揮將載具C與分隔壁4密合且固定於既定位置之功能。本實施形態之夾持裝置100的構成及功能中，可防止從夾持裝置100之機構部分的微粒飛散，且能避免來自載具C之蓋體68之微粒被帶入晶圓搬送區域S2，此點之詳細，容待後述。
在第2搬送區域12之上部側，設有用來保管載具C之貯藏庫16。貯藏庫16係以2段以上(在圖1之示例中係3段)之棚架所構成，在各自的棚架中，可在左右方向載置有2個以上之載具C。又，在第2搬送區域12之下部側，在未配置有載具之裝載用保持台之區域，亦可配置有貯藏庫16。
在貯藏庫16的底面，亦能與裝載用保持台14相同的，設有上述之供氣嘴20a及排氣嘴20b，而能對於載置於貯藏庫16上之載具C的內部予以置換非活性氣體。
在第1搬送區域10與第2搬送區域12之間，設有載具搬送機構30，用以在裝載用保持台14與FIMS保持台24及貯藏庫16之間搬送載具C。
如圖1所示，載具搬送機構30中具備：朝上下方向沿展之第1引導部32；與該第1引導部32連接而朝左右方向(第1水平方向)沿展之第2引導部34；邊受該第2引導部34之引導邊朝左右方向移動之可動部36；及設置在該可動部36之(多)關節手臂部38(在圖2之示例中，係具有1個關節之2個手臂部)。
又，如圖1所示，在多關節手臂部38的前端，設有接手部44。在接手部44的3個位置，設有用來定位載具C之定位插針18。
如上述，在分隔壁4中，設有可供連通載具搬送區域S1與晶圓搬送區域S2之晶圓W的搬送口6。在搬送口6中，設有可從晶圓搬送區域S2之側塞住搬送口6之閘門機構8。在閘門機構8中，連接著蓋體開閉裝置7之驅動機構，能藉由驅動機構而使閘門機構8在前後方向及上下方向自如的移動，以開閉搬送口6。
接著說明晶圓搬送區域S2。
在晶圓搬送區域S2中，設有以下端作為爐口而開口之縱型的熱處理爐26。熱處理爐26係用以將晶圓W收納於內部以對晶圓W進行加熱(熱處理)之處理容器。再者，本實施形態中之處理容器的構成示例係熱處理爐26，但本實施形態之夾持裝置及使用該夾持裝置之基板搬入搬出裝置與基板處理裝置，可適用於各種基板處理裝置，當運用在熱處理裝置以外之其他基板處理裝置之情形時，乃使用適於該基板處理裝置之基板處理時之處理容器為其構成方式。在該熱處理爐26之下方側，介由保溫筒52，而在基座54之上載置著可將多數片晶圓W以棚架方式保持之晶舟50。換言之，基座54係在晶舟50之下方側與晶舟50成一體設計。
基座54係被支持於未圖示之昇降機構之上，藉由該昇降機構，進行晶舟50朝熱處理爐26之搬入及搬出。
晶舟50係以例如石英所製，其構成，係將大口徑(例如直徑450mm或300mm等)之晶圓W，以水平狀態且在上下方向保有既定間隔之方式而搭載。一般而言，收納在晶舟50之晶圓W的片數並未限定，但例如為50~150片左右。
又，在晶舟50與分隔壁4之搬送口6之間，設有晶圓移載機構56。如圖2所示，該晶圓移載機構56，係用以將晶圓W移載於保持於FIMS保持台24上之載具C與晶舟50之間。晶圓移載機構56係沿著朝左右方向伸展的引導機構58而移動，並且在繞著鉛直軸旋轉之移動體60，設有5片可進退自如之叉桿62(移載板)。 [載具]
繼而，參照圖4(a)、圖4(b)以說明載具C之構成。
圖4(a)係載具C之一例之概略立體圖。又，圖4(b)表示載具C之底面之一例之概略圖。
載具C之主構成中，包含在一側面形成開口部64之收納容器本體66、與用以蓋住該開口部64之蓋體68。
形成於收納容器本體66之開口部64，係用來進行晶圓W之搬出、搬入者，其位在收納容器本體66之側面，且設置於當其被載置於FIMS保持台24之際與搬送口6呈對向之面。
在收納容器本體66之內部之左右，以複數段之方式設有用來支持晶圓W之內面側之支持部70(齒狀物)。
在收納容器本體66 之開口部64側之內周，形成有嵌合溝72，蓋體68之抵合部74，係藉由抵合於該嵌合溝72，而使蓋體68被固定於收納容器本體66。
在載具C的頂面，形成有例如矩形狀之頂部76，在該頂部76之上端，形成有以矩形狀外凸之凸緣部40。
又，在凸緣部40的上面，係以可供夾持裝置100固定載具C之方式，而形成有抵合凹孔41。夾持裝置100中，係使用能與抵合凹孔41相互抵合之夾持構件，來固定載具C。再者，有關夾持裝置100之構成及詳細功能，容待後述。
在載具C的底面，如圖4(b)所示，形成有1個或複數個定位溝78。如前述，在裝載用保持台14、貯藏庫16、FIMS保持台24、及載具搬送機構30中，各自形成有用來與定位溝78相抵合之定位插針18。藉由該定位插針18及定位溝78，在將載具C放置於裝載用保持台14、貯藏庫16、FIMS保持台24、及載具搬送機構30之情形時，可將載具C定位於既定之位置。再者，在圖4(b)中的示例，係形成有3個定位溝，但其數目並無侷限。 [夾持裝置]
接著，說明本發明之實施形態之夾持裝置100。
圖5係搭載了本發明之實施形態之夾持裝置100的一例中，其FIMS保持台24附近之立體構成圖。又，圖6係搭載了本發明之實施形態之夾持裝置100的一例中，FIMS保持台24附近之前視構成圖。
如圖6所示，夾持裝置100係位在FIMS保持台24之上方位置且被安裝設置於分隔壁4。更詳細而言，如圖6所示，夾持裝置100係設置在開閉門9的上方。開閉門9係能從晶圓搬送區域S2之側來塞住搬送口6之閘門。開閉門9可藉由閘門機構8而移動，係與閘門機構8共同動作，以供開閉載具C的蓋體68。如圖6所示，在夾持裝置100的下面，設有夾持構件81，當載具C被載置於FIMS保持台24上之時，係與形成於載具C之凸緣部40之上面的抵合凹孔41彼此抵合，且能加壓固定於抵合凹孔41。又，如圖6所示，係以圍繞開閉門9之水平方向的兩側邊之方式，而設有從分隔壁4垂直的朝水平方向伸展之側面蓋5。當載具C被載置於FIMS保持台24上之時，係以側面蓋5來覆蓋載具C之側面的開口附近，而能藉由夾持裝置100來覆蓋載具C之上面的開口附近，而能防止捲入來自外部之微粒。
圖7係本發明之一實施形態例中，夾持裝置100之夾持機構部80之內部構成圖。夾持機構部80具備有夾持構件81、夾持固定構件82、殼體85、驅動部86、線性導軌87、及局部排氣管路88。殼體85具有殼體可動部83及殼體固定部84。又，驅動部86具有驅動力產生部86a、氣缸桿86b、導氣管86c、及氣缸桿固定構件86d。再者，線性導軌87具有線性導軌固定部87a、及線性導軌可動部87b。
夾持構件81之功能，係能在接觸於載具C時抵合於載具C之凸緣部40之抵合凹孔41，亦即作為載具C之保持固定用之手段。因之，夾持構件81具有能抵合於抵合凹孔41之形狀，具體而言，其構成中，在圓盤的下面安裝有圓錐台形狀之構件。夾持構件81係通過下降而與抵合凹孔41抵合，且進一步藉由加壓於凸緣部40來固定載具C。夾持構件81只要能固定住載具C，可為各種形狀或構造。
夾持固定構件82係用以將夾持構件81固定於殼體可動部83之下面。夾持固定構件82可為例如螺栓等之扣緊構件，亦可為其他之固定構件。又，夾持固定構件82亦可為能夠調整夾持構件81之高度之固定構件。如圖7所示，夾持構件81係以自殼體85外露之方式而設置，且連接固定於殼體可動部83的下面。
殼體85包含驅動部86，係用以收納夾持構件81以外之夾持機構部80之構成要素之框體。殼體85具有殼體可動部83與殼體固定部84。
殼體可動部83與夾持構件81連結，係與夾持固定構件82一同上下移動之殼體部分。殼體可動部83係覆蓋於夾持固定構件82與驅動部86之氣缸桿86b的大部分。氣缸桿86b係驅動部86中藉由驅動力所驅動之運動部分，能發揮將驅動力傳達至驅動對象物之功能。在圖7中，氣缸桿86b係被氣缸桿固定構件86d固定於殼體可動部83的底面，係將上下移動之驅動力傳達至殼體可動部83。殼體可動部83能發揮支持著夾持構件81且將上下移動之驅動力傳達至夾持構件81之功能(作為夾持臂之功能)，並能覆蓋作為發塵源之氣缸桿86b的大部分，而能防止發自氣缸桿86b之微粒P2之飛散。亦即，殼體可動部83兼具有夾持手臂以及飛散防止外罩之功能。
再者，殼體可動部83之下方係呈直方體形狀，但其上面則呈現傾斜之平面。上面呈現傾斜狀之原因在於，即使是在殼體可動部83上昇之情況，其上面不會碰觸到驅動力產生部86a，因而能加大殼體可動部83在上下區域之可移動範圍。
殼體固定部84能夠覆蓋驅動部86之驅動力產生部86a、氣缸桿86b之上部、線性導軌87、及局部排氣管部88。殼體固定部84係以靜止狀態而被固定於分隔壁4。殼體固定部84基本上係用以收納著夾持驅動部80中呈靜止狀之構成要素。
圖8係殼體85的一例之構成之前視圖。如圖8所示，殼體固定部84在底面呈現開口而具有開口部84a。又，殼體可動部83係以可上下移動之方式而被插入殼體固定部84之開口部84a，以構成為殼體85。殼體可動部83係沿著殼體固定部84之側面84b而上下移動，當其夾持著載具C時，係下降而較開口部84a朝下方突出，當其不夾持載具C時則是上昇而被收納於開口部84a內。
再次參照圖7而能了解，殼體固定部84與殼體可動部83之構造，係殼體可動部83以可上下移動之方式被插入殼體固定部84之底面之開口部84a。殼體固定部84整體而言係不具有底面之直方體形狀。
在殼體固定部84之側面84b中，設有開口84c，其構造可將殼體85內之微粒排出至殼體85的外部。又，此點容待後述。
驅動部86係用以將夾持構件81進行上下驅動之手段，如上述，具有驅動力產生部86a、氣缸桿86b、導氣管86c、及氣缸桿固定構件86d。
驅動力產生部86a係用以產生上下移動之驅動力之部分。在圖7之示例中，係藉由氣體來驅動夾持構件81，因此，驅動力產生部86a係以氣缸構成。因之，藉由將氣體供應至驅動力產生部86a，以驅動氣缸桿86b。
氣缸桿86b係藉由驅動力產生部86a所產生之驅動力而運動之運動部，且藉著將該運動連結至驅動之對象物，以傳達在驅動力產生部86a所產生之驅動力。在圖7之例中，在氣缸桿86b的下端，使用氣缸桿固定構件86d以連結於殼體可動部83，以透過氣缸桿86b，將驅動力產生部86a所產生之驅動力傳達至殼體可動部83，以使殼體可動部83上下移動。
導氣管86c係用來將供應至氣缸構造之驅動力產生部86a之氣體予以排出之排氣管路。由於氣缸係機械性的構造物，從氣缸86c所排出之氣體中，會有氣漏發塵的可能性。因此，氣漏發塵所造成之微粒P1，亦是局部排氣管路88的排氣對象。
線性引軌87係用來引導有夾持臂功能之殼體可動部83進行上下運動之構件。線性導軌87具有線性導軌固定部87a與線性導軌可動部87b，皆呈大致直方體之形狀。其構成係使線性導軌固定部87a有線性導軌可動部87b之外嵌，能使殼體可動部83沿線性導軌87直線的上下運動。再者，線性導軌可動部87b係被安裝及固定在殼體可動部83之裡側的外面，在殼體可動部83之上下移動之際，係沿著線性導軌固定部87a而上下移動，以供引導殼體可動部83之上下運動。線性導軌87亦可配置成2個之左右並排，以在殼體可動部83之上下移動的軌道有效的引導。在圖7之示例中，係設有2個線性導軌87。
再者，驅動部86與線性導軌87皆為機械之構成要素，共同成為驅動機構之一部分，承擔使殼體可動部83進行上下驅動之功能。因此，驅動部86與線性導軌87，構成為使夾持構件81及殼體可動部83上下移動之驅動機構。
局部排氣管路88係用以排出來自驅動部86及線性導軌87之塵埃，係有意的配置在驅動部86及線性導軌87的附近。如圖7所示，在驅動部86中，有可能因氣漏發塵而產生微粒P1，有可能因氣缸桿的發塵而產生微粒P2。又，線性導軌27亦有可能因為線性導軌的發塵而產生微粒P3。因此，局部排氣管路88的功能在於，可吸入來自其等驅動機構之發塵帶來的微粒P1~P3，然後排放出去，以避免造成從夾持機構80之微粒P1~P3的飛散。
局部排氣管路88整體為T字形狀，在沿著鉛直方向之部分的兩側面具有吸入口88a。又，如圖7所示，由於吸入口88a之設置，係靠近於氣漏發塵帶來之微粒P1、氣缸桿發塵帶來之微粒P2、及線性導軌發塵帶來之微粒P3，因此能有效吸引因該些發塵帶來之微粒P1~P3，可保持殼體85內之潔淨。
局部排氣管路88在沿著T字之水平方向之部分的兩端，係作為排出口88b，與殼體固定部84之排出口84c連結。藉由相關之構成，可將從吸入口88a吸入之微粒P1~P3確實的排出至殼體85的外部。
再者，局部排氣管路88並非為必須之構成要素，可依照必要性而設置即可。亦即，即使未設置有局部排氣管路88，仍可從殼體固定部84之排出口84c直接的將微粒P1~P3排出至殼體85的外部。
然而，殼體固定部84之排出口84c，並非設置在驅動部86及線性導軌87之發塵較多之處，即使是從殼體固定部84之排出口84c來進行吸引，有可能不能有效率的吸引微粒P1~P3。另一方面，若是有設置局部排氣管路88，可使吸引力作用於驅動部86及線性導軌87之發塵較多之處的附近，而能有效率的吸引微粒P1~ P3。因此，從更為有效的排出微粒P1~P3之觀點來看，以設置局部排氣管路88為較佳。
接著說明夾持裝置100之整體構成。
圖9係夾持裝置100之一例之整體構成之前視立體圖。如圖9所示，夾持裝置100在中央具有圖7、圖8所說明之夾持機構部80，在其兩側面設有排氣室90。排氣室90包含：設置在正面左側之第1排氣室90a、設置在正面右側之第2排氣室90b、及設置在夾持機構部80內部側之連結著第1排氣室90a與第2排氣室90b之第3排氣室90c。再者，夾持機構部80係由與第1及第2排氣室90a、90b相同的外形，且與第1及第2排氣室90a、90b呈連續一體形狀之夾持罩89所覆蓋。
在第1及第2排氣室90a、90b的上面，形成有內置式扇形吸入口92。儘管在圖9並未圖示，其構成方式，係在第1及第2排氣室90a、90b內設置風扇及潔淨過濾器，其在吸引來自夾具機構部80之包含微粒P1~P3之氣體的同時，亦從夾持裝置100的外部吸引氣體然後送風，經由潔淨過濾器而將淨化後之氣體供應至載具C。內部詳細構造且容待後述，為了藉由內置風扇而亦從夾持裝置100的外部吸引氣體，在第1及第2排氣室90a、90b的上面，設有複數個內置式扇形吸入口92。
在第2排氣室90b之眼前之側，設有收納部90d，其與第2排氣室90b在外形上係一體構成，但不具備排氣室功能，而是用來收納其他部品。未設置收納部90d亦可。
圖10係去除夾持罩89之狀態之夾持裝置100之一例。如圖10所示，夾持機構部80係配置在夾持裝置100之中央之裡面側。藉由夾持罩89的覆蓋，能與排氣室90構成一體之外形。
圖11係形成於排氣室90之局部排氣吸入口91的一例。如圖11所示，在第1及第2排氣室90a、90b的側面，形成有局部排氣吸入口91。局部排氣吸入口91之作用在於，能從開口84c(開口84c，係形成於夾持機構部80之殼體固定部84之側面84b)吸入在夾持機構部80之殼體85內所發塵之氣體(包含微粒P1~P3)。再者，在殼體固定部84內設有局部排氣管路88之情形時，局部排氣管路88之排出口88b與局部排氣吸入口91連結。
圖12係第1排氣室90a之一例之側截面圖。更詳細而言，圖12係圖11中之第1排氣室90a之A-A′截面之圖。
第1排氣室90a具備局部排氣吸入口91、內置式扇形吸入口92、負壓室93、風扇94、隔間95、正壓室96、及過濾器97。在第1排氣室90a的內部，係藉由隔間95，分隔出負壓室93與正壓室96。負壓室93係連通著局部排氣吸入口91及內置式扇形吸入口92，係設置於第1排氣室90a的上部。在負壓室93內設有風扇94，其構成，係可藉風扇94，吸引來自局部排氣吸入口91之包含微粒P1~P3之氣體，以及吸引來自內置式扇形吸入口92之夾持裝置100之外部氣體。來自局部排氣吸入口91之包含微粒P1~P3之氣體，與來自內置式扇形吸入口92之夾持裝置100之外部氣體，在負壓室93內合流。負壓室93之內部，係藉由風扇94之排氣，保持於壓力較夾持裝置100之外部為低之負壓狀態。風扇94將所吸入之來自局部排氣吸入口91之包含微粒P1~P3之氣體，與來自內置式扇形吸入口92之夾持裝置100之外部氣體，朝正壓室96送風。
正壓室96在第1排氣室90a內占有負壓室93以外之區域，占了負壓室93的下方，以及負壓室93不存在之區域的整體(含上部及下部)。在正壓室96的底面上，設有過濾器97。過濾器97係用來淨化氣體之潔淨過濾器，可使用例如上述之HEPA過濾器、ULPA過濾器等。由過濾器97所潔淨後之氣體，順著流向供應至載具C被固定之既定位置的周邊。風扇94係在載具C被載置於FIMS保持台24上之前的連續之動作，因此在FIMS保持台24上持續有流動清淨氣體之供應，載具C在移動至接近可供打開蓋體68之既定位置之期間，處於有來自上方潔淨氣體所噴淋之狀態。藉此，在載具C之蓋體68的打開之前，附著在載具C之蓋體68附近之微粒，已能藉由潔淨氣體之流動供應而予以去除，在蓋體68之打開之際，可防止蓋體68附近之微粒混入晶圓搬送區域S2內。
如所示，本實施形態之夾持裝置100，不僅可防止在夾持機構部80所產生之微粒朝外部飛散，亦可進行載具C之潔淨化，即使在無塵室之潔淨度較低之環境下，亦可在潔淨之狀態下將晶圓W搬送至晶圓搬送區域S2內。
再者，將過濾器97配置在正壓室96之底面上之方式，並非不可或缺，只要能夠將透過過濾器97之潔淨化氣體流動的供應至載具C所被載置的既定位置之周邊，則過濾器97可配置在各種位置。
又，在本實施形態中，係將第1及第2排氣室90a、90b配置在載具C的上面附近，但亦可配置在載具C的側面附近，從載具C的側面端來供應氣流。
又，正壓室96係有來自風扇94之送風，因此，可保持在壓力較夾持裝置100之外部為高之正壓狀態。第2排氣室90b亦可與圖12所示之第1排氣室90a為相同構成，只要在第2排氣室90b內另具有風扇94、過濾器97等即可。又，連結著第1排氣室90a與第2排氣室90b之第3排氣室90c，係構成為與正壓室96連通之正壓路徑。
圖13係夾持裝置100之下面之立體圖。在夾持裝置100之排氣室90之下面98，係構成為潔淨氣體等之吹出面，可供應由過濾器97所淨化之空氣等氣體。又，如圖13所示，在夾持機構部80的底面，配置有夾持構件81及殼體可動部83，係以可供夾持、固定載具C之方式而構成。
圖14係本發明之實施形態之夾持裝置100之一例的整體立體圖。圖14所示之夾持裝置100中，去除了收納部90d，第1排氣室90a與第2排氣室90b成對稱之形狀。如圖14所示，形成於第1及第2排氣室90a、90b的上面之內置式扇形吸入口92，係形成於第1及第2排氣室90a、90b之上面的大半區域。承上述，可形成多數個內置式扇形吸入口92，以使風扇94能充份的將氣體送風至過濾器97。
圖15係本發明之實施形態之夾持裝置100之一例中，其第1及第2排氣室90a、90b之內部構成之立體圖。在圖15中，示出了設置在第1及第2排氣室90a、90b內之風扇94。風扇94之形式，只要可將從內置式扇形吸入口92所吸入之氣體朝正壓室96送風，則可使用各種之風扇94，例如可使用多翼式風扇。多翼式風扇係一種能將由風扇之旋轉軸上方所吸入之氣體，朝旋轉軸之旋轉方向送風之風扇，其送風之方向，與從風扇旋轉軸的一端朝另一側送風之軸流式風扇相異。如圖12所示，設有風扇94之負壓室93呈扁平形狀，又，如圖1所示，可供設置夾持裝置100之空間，較載具C的高度窄小了許多。要在如此小的空間內設置風扇94以進行局部排氣，較佳係使用可對應於扁平形狀之風扇94。因此，本實施形態之夾持裝置100的風扇94係以多翼式風扇為示例。然而，夾持裝置100可適用於各種基板處理裝置，若用在其他用途方面，或有足夠空間可供設置，因此，風扇94之選用，可按照用途而選擇適當者。
圖16係本發明之實施形態之夾持裝置100之一例中，其排氣室90之內部構成之分解立體圖。如圖16所示，負壓室93與正壓室96由隔間95所分隔，在正壓室96的底面設有過濾器97。過濾器97不僅止於設置在第1及第2排氣室90aA、90b，亦設置在第3排氣室90c的底面，藉由上述構成，可順著流向將潔淨氣體朝FIMS保持台24之較寬廣的區域供應，而能確實的淨化載具C。
圖17係本發明之實施形態之夾持裝置100之一例中，用以說明排氣室90之氣體流向之圖。如圖17所示，從局部排氣吸入口91，將夾持機構部80所產生之包含微粒P1~P3之氣體F1吸入，然後送往第1及第2排氣室90a、90b之負壓室93。又，從第1及第2排氣室90a、90b之上面之內置式扇形吸入口92所吸入之氣體F2，亦被送往第1及第2排氣室90a、90b之負壓室93。又，在負壓室93合流之氣體F1、F2，藉風扇94而從負壓室93被送往正壓室96。送往正壓室96之氣體F1、F2，經由過濾器97而被淨化，淨化後之氣體F3從排氣室90的下面98朝著下方供應。
如所示，藉由本實施形態之夾持裝置100，可防止在夾持機構80之驅動機構所產生之微粒P1~P3的飛散，且能將潔淨氣體順著流向而噴淋般的供應至已搬送至FIMS保持台24之載具C，以去除蓋體68附近之微粒，而能有效避免晶圓W朝晶圓搬送區域S2之搬入時，以及晶圓W朝載具搬送區域S1之搬出時，有微粒混入晶圓搬送區域S2。
再者，係以本實施形態之夾持裝置100、FIMS保持台24、及包含閘門機構8之蓋體開閉裝置7，構成基板搬入搬出裝置。 [動作]
接著說明，包含本發明之實施形態之夾持裝置100之基板搬入搬出裝置、及使用晶圓移載機構56之晶圓W之搬送動作。
首先，如圖1、2所示，將載置著載具C之裝載用保持台14，朝第2水平方向之FIMS保持台24之側移動既定距離。
繼而，移動接手部44，直至接手部44之定位插針18與載具C之下面之定位溝78相抵合之位置。
接著，使接手部44上昇，將載具C載置於接手部44。
再接著，使接手部44上昇，將載具C從裝載用保持台14取下。
繼而，將載置著載具C之接手部44，從裝載用保持台14之側朝FIMS保持台24搬送。接著，將載置著載具C之接手部44朝FIMS保持台24之上方移動，然後使接手部44下降以將載具C載置於FIMS保持台24上。
載具C朝著分隔壁4的搬送口6滑動，當到達既定位置時，夾持裝置100的夾持構件81下降，以固定載具C。此時，從夾持裝置100的下面98順著流向而噴淋似的供應潔淨氣體，以使載具C之蓋體68及其周邊被潔淨化。
藉由蓋體開閉裝置7，使用閘門機構8以打開蓋體68。即使蓋體68被打開，由於蓋體68及其周圍已被潔淨化，因此，微粒不會混入晶圓搬送區域S2內。又，在夾持裝置 100之夾持機構部80內之驅動機構86、87所產生之微粒，亦不會四處飛散。
藉由晶圓移載機構56，將晶圓W移載至晶舟50。當既定片數之晶圓W被載置於晶舟50後，晶舟50被搬入熱處理爐26內，以進行既定之熱處理。
在熱處理結束後，處理後之晶圓W藉由晶圓移載機構56，被搬出至FIMS保持台24上之載具C，在此時同樣亦從夾持裝置100將潔淨氣體供應至載具C，而能防止微粒混入晶圓搬送區域S2。
如所示，藉由本實施形態之夾持裝置100、基板搬入搬出裝置及基板處理裝置，藉著從設置在FIMS保持台24上方之夾持裝置100順著流向而供應之潔淨氣體，可降低在將晶圓W搬送於載具C與晶圓搬送區域S2之間時對晶圓搬送區域S2之微粒混入。 [實施例]
接著，使用圖18及圖19，以說明本發明之實施形態之夾持裝置之實施例。圖18，係本發明之實施例之夾持裝置之微粒測定點之圖。如圖18所示，在閘門機構的9個位置設定了測定點M1~M9。又，對於本實施例之夾持裝置在動作前與動作後之微粒數目進行測定。
再者，為了顯示本實施例之夾持裝置的效果，測定之進行，並非在潔淨室等級之環境，而是在微粒數目較多、接近於一般房間之環境狀態下進行。
圖19係本實施例之夾持裝置之測定結果之圖。在圖19中，顯示了在各測定點M1~M9中之夾持裝置動作前(Initial)與動作後(After)之測定結果。
如圖19所示，在測定點M1~M9之總計，微粒數目由10000個左右之等級減少至數十個~數千個之等級，可減少90%以上之微粒數目。
如所示，依照本實施例之夾持裝置，在用以進行開閉之閘門機構附近，可大幅減少微粒，因此，混入晶圓搬送機構之微粒亦明顯的減少。
藉由上述內容，基於說明之目的而記載了本發明之各種實施例，且，應當理解成，在未脫離本發明之範圍及想法之情況下，可進行各種變形例之實施。因此，在此所揭示之各種實施例，對於隨後之各專利申請項所指定之本質之範圍及想法，並無限定之意圖。
C‧‧‧載具
S1‧‧‧載具搬送區域
S2‧‧‧晶圓搬送區域
W‧‧‧半導體晶圓
2‧‧‧框體
4‧‧‧分隔壁
5‧‧‧側面蓋
6‧‧‧搬送口
7‧‧‧蓋體開閉裝置
8‧‧‧閘門機構
9‧‧‧開閉門
10‧‧‧第1搬送區域
12‧‧‧第2搬送區域
14‧‧‧裝載用保持台
16‧‧‧貯藏庫
18‧‧‧定位插針
20a‧‧‧供氣嘴
20b‧‧‧排氣嘴
22a‧‧‧吸氣口
22b‧‧‧排氣口
24‧‧‧FIMS保持台
26‧‧‧熱處理爐
30‧‧‧載具搬送機構
32‧‧‧第1引導部
34‧‧‧第2引導部
36‧‧‧可動部
38‧‧‧手臂部
40‧‧‧凸緣部
41‧‧‧抵合凹孔
44‧‧‧接手部
50‧‧‧晶舟
52‧‧‧保溫筒
54‧‧‧基座
56‧‧‧晶圓移載機構
58‧‧‧引導機構
60‧‧‧移動體
62‧‧‧叉桿
64‧‧‧開口部
66‧‧‧收納容器本體
68‧‧‧蓋體
70‧‧‧支持部
72‧‧‧嵌合溝
74‧‧‧抵合部
76‧‧‧頂部
78‧‧‧定位溝
80‧‧‧夾持機構部
81‧‧‧夾持構件
82‧‧‧夾持固定構件
83‧‧‧殼體可動部
84‧‧‧殼體固定部
84a‧‧‧開口部
84b‧‧‧側面
85‧‧‧殼體
86‧‧‧驅動部
86a‧‧‧驅動力產生部
86b‧‧‧氣缸桿
86c‧‧‧導氣管
86d‧‧‧氣缸桿固定構件
87‧‧‧線性導軌
87a‧‧‧線性導軌固定部
87b‧‧‧線性導軌可動部
88‧‧‧局部排氣管路
89‧‧‧夾持罩
90‧‧‧排氣室
90a‧‧‧第1排氣室
90b‧‧‧第2排氣室
90c‧‧‧第3排氣室
90d‧‧‧收納部
91‧‧‧局部排氣吸入口
92‧‧‧內置式扇形吸入口
93‧‧‧負壓室
94‧‧‧風扇
95‧‧‧隔間
96‧‧‧正壓室
97‧‧‧過濾器
98‧‧‧排氣室90之下面
100‧‧‧夾持裝置
200‧‧‧基板處理裝置
【圖1】係本發明之實施形態之基板處理裝置之一例的概略構成圖。
【圖2】係本發明之實施形態之基板處理裝置之一例的概略俯視圖。
【圖3】係本發明之實施形態之載具搬送區域之一例的概略立體圖。
【圖4】(a)、(b)係載具的一例之概略構成圖。
【圖5】係本發明之實施形態例之搭載有夾持裝置之FIMS保持台附近之立體圖。
【圖6】係本發明之實施形態例之搭載有夾持裝置之FIMS保持台附近之前視圖。
【圖7】係本發明之實施形態例之夾持裝置之夾持機構部之內部構成圖。
【圖8】係殼體之一例之前視圖。
【圖9】係本發明之實施形態之夾持裝置之一例中，表示其整體構成之前視立體圖。
【圖10】係去除夾持裝置外蓋之狀態之下，本發明之實施形態之夾持裝置之一示例圖。
【圖11】(a)、(b)係形成於排氣室之局部排氣吸入口之一示例圖。
【圖12】係第1排氣室之一例之側截面圖。
【圖13】係本發明之實施形態之夾持裝置之下面側的立體圖。
【圖14】係本發明之實施形態之夾持裝置之一例的整體立體圖。
【圖15】係本發明之實施形態之夾持裝置之一例中，第1及第2排氣室之內部構成之立體圖。
【圖16】係本發明之實施形態之夾持裝置之一例中，排氣室之內部構成之分解立體圖。
【圖17】係本發明之實施形態之夾持裝置之一例中，用以說明排氣室之氣體流向之圖。
【圖18】係本發明之實施例之夾持裝置中，表示其微粒之測定點之圖。
【圖19】係本實施例之夾持裝置之測定結果之圖。

Claims (16)

  1. 一種夾持裝置，其具備：夾持構件，在將設置於基板收納容器之正面的蓋體加以開閉之際，其能從上方接觸該基板收納容器，以將該基板收納容器固定於既定位置；驅動機構，驅動該夾持構件；殼體，覆蓋於該驅動機構；排氣室，具有與該殼體連通之吸入口，且鄰接設在該殼體的兩側面；風扇，設置在該排氣室內；及局部排氣管路，設在該殼體之內，且選擇性地配置在該驅動機構附近；且該局部排氣管路之排出口直接連接於該吸入口，該殼體的兩側設有該風扇。
  2. 如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中，鄰接於該殼體之兩側面而設置之該排氣室，彼此相互連通。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之夾持裝置，其中該殼體包含：與該夾持構件連結且能與該夾持構件併同上下移動之可動部，以及可供收納該驅動機構之至少一部分及該局部排氣管路之固定部。
  4. 如申請專利範圍第3項之夾持裝置，其中該驅動機構包含：驅動力產生部，可供產生驅動力；及運動部，藉由該驅動力而運動；該可動部，收納該運動部之至少一部分；該固定部，收納該驅動力產生部。
  5. 如申請專利範圍第3項之夾持裝置，其中該可動部，係被插入至該固定部之底部之開口而設置；在該開口之周圍之至少一部分中，形成與該可動部之側面呈平行之壁面。
  6. 如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中更具有外罩構件，其具有與該排氣室呈連續之一體形狀，而覆蓋於該殼體。
  7. 如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中該風扇係多翼式風扇。
  8. 如申請專利範圍第1項之夾持裝置，其中在該排氣室內更設有潔淨過濾器；可將從該吸入口所吸入之氣體，透過該潔淨過濾器，供應至可固定該基板收納容器之該既定位置。
  9. 如申請專利範圍第8項之夾持裝置，其中該潔淨過濾器，係設置在該排氣室之底面。
  10. 如申請專利範圍第8項之夾持裝置，其中該排氣室，被區隔為設有該風扇之負壓室，及設有該潔淨過濾器之正壓室；藉由該風扇之送風，將被導入至該負壓室之氣體，朝該正壓室饋送。
  11. 如申請專利範圍第10項之夾持裝置，其中該負壓室係設在該排氣室之上面側，且在該負壓室的頂面設置有第2吸入口；該風扇亦從該第2吸入口吸入氣體然後往該正壓室送風。
  12. 一種基板搬入搬出裝置，其具備：分隔壁，用以將基板搬送區域與基板收納容器搬送區域予以區隔；搬送口，係設置在該分隔壁；開閉門，用以開閉該搬送口；申請專利範圍第1項之夾持裝置，其係位在該搬送口上方且被安裝於該分隔壁之該基板收納容器之搬送區域側；及側面蓋，其係位在該搬送口之水平方向兩側且係設置在該分隔壁之該基板收納容器搬送區域側。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板搬入搬出裝置，其中該搬送口、該開閉門、該夾持裝置、及該側面蓋，係以在鉛直方向呈2段之方式設在該分隔壁。
  14. 如申請專利範圍第12項之基板搬入搬出裝置，其中更具有蓋體開閉裝置，用以開閉設置在該基板搬送區域內的該基板收納容器之該蓋體。
  15. 一種基板處理裝置，具備：申請專利範圍第12項之基板搬入搬出裝置；設置在該基板搬送區域內的用以搬送該基板之搬送機構；及設置在該基板搬送區域內之處理容器。
  16. 如申請專利範圍第15項之基板處理裝置，其中該處理容器，係用以對基板進行熱處理之熱處理爐。
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