TWI740301B

TWI740301B - 負載鎖定室

Info

Publication number: TWI740301B
Application number: TW108145322A
Authority: TW
Inventors: 開田準一
Original assignee: 日商平田機工股份有限公司
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-09-21
Also published as: CN113169107B; JP2020096034A; CN113169107A; TW202036766A; WO2020122125A1; JP7085467B2

Abstract

本發明所要解決的問題在於提供一種負載鎖定室，其閘閥的動作次數較少即可，且發塵量少。為了解決此問題，本發明的負載鎖定室，具備：框體，其具有開口部，以搬入和搬出基板；閘閥機構，其可氣密地密封前述開口部；多段的基板載置部，其被設置於前述框體的內部且可載置前述基板；升降機構，其使前述基板載置部升降；及，轉動機構，其使多段的前述基板載置部繞著鉛直軸轉動。

Description

負載鎖定室

本發明關於一種負載鎖定室，且關於一種對應於多晶圓(multi wafer)之負載鎖定室。

具備負載鎖定室之基板搬送裝置，在其內部具備大氣搬送機器人(在大氣環境中的搬送機器人)，以自收容基板(以下，稱為晶圓)之容器將晶圓取出並實行轉移和搬送。大氣搬送機器人，可沿著行進導件來行進，且其前端具備端接器(end effector)。大氣搬送機器人，使其臂單元伸長和彎曲，並利用端接器來取出晶圓或重新放置。在基板搬送裝置中，利用端接器所取出的晶圓被交接到基板對準器，藉由基板對準器來實行晶圓的對準。藉此，將晶圓的朝向調整成規定的朝向，並且實行晶圓的中心校正(centering)。藉由大氣搬送機器人，將對準完成後的晶圓，通過開口部搬入負載鎖定室的內部。在晶圓被搬入負載鎖定室內之後，封閉大氣側的開口部，其後，開放真空側的開口部。其後，藉由搬送模組室(真空室)內的真空基器人來取出晶圓，並運送到製程裝置中以實施所期望的處理。處理結束後的晶圓，自製程裝置搬出，並循著與搬入時相反的路徑被交接到大氣搬送機器人(參照專利文獻1)。

[先前技術文獻] (專利文獻) 專利文獻1：日本特開2009-21504號公報

[發明所欲解決的問題] 專利文獻1的基板搬送裝置，經由負載鎖定室的開口部將晶圓一次一片地搬入或搬出。此處，例如，當自負載鎖定室中的大氣側的開口部將晶圓搬出時，實行真空破壞(vacuum break)亦即大氣開放。此時，氮氣被供給到負載鎖定室內。因為此氮氣的供給，使得負載鎖定室內被氮氣攪拌，所以不可避免地產生發塵。又，例如，當自負載鎖定室中的大氣側和真空側的開口部將基板搬入或搬出時，雖然使閉塞住開口部之閘閥進行開閉，但是閘閥與設置於開口部之密封構件的接觸會產生發塵。負載鎖定室中的大部分的發塵，都是此閘閥開閉時所造成的，所以為了減少發塵量，較佳是儘可能減少閘閥的動作。

本發明是鑒於上述情況而完成，目的在於提供一種負載鎖定室，其閘閥的動作次數較少即可，且發塵量少。

[解決問題的技術手段] 關於本發明的負載鎖定室，具備：框體，其具有開口部，以搬入和搬出基板；閘閥機構，其可氣密地密封前述開口部；多段的基板載置部，其被設置於前述框體的內部且可載置前述基板；升降機構，其使前述基板載置部升降；及，轉動機構，其使多段的前述基板載置部繞著鉛直軸轉動。

在關於本發明的負載鎖定室中，也可以是前述基板是半導體晶圓，且多段的前述基板載置部可一次載置25片的半導體晶圓。

在關於本發明的負載鎖定室中，也可以將前述轉動機構的轉動中心軸，設置於從多段的前述基板載置部的中心位置偏移的位置。

在關於本發明的負載鎖定室中，也可以將前述轉動機構的轉動中心軸，設置於多段的前述基板載置部的中心位置。

在關於本發明的負載鎖定室中，也可以是前述框體，其俯視時呈現多角形狀，且在前述框體中的鄰接的面，分別地設置有前述開口部。

[發明的效果] 依據本發明，構成為在框體的內部設置多段的基板載置部，且使多段的基板載置部可升降且可轉動。藉此，能夠提供一種負載鎖定室，其閘閥的動作次數較少即可，且發塵量少。

針對關於本發明的基板搬送裝置進行以下說明。

如第1圖所示，基板搬送裝置10，具備基板搬送模組(EFEM，Equipment Front End Module，設備前端模組)12、大氣搬送機器人14、及基板對準器15。在基板搬送模組12中的殼體外壁22的前面(第1圖中的下面)，連接有複數個裝載口13。又，在基板搬送模組12中的殼體外壁22的後面(第1圖中的上面)，設置有複數個負載鎖定室16、17，並且在負載鎖定室16、17之間設置有真空搬送模組18。

在基板搬送模組12中，在基板搬送模組12的殼體內壁21設置有引導機構24和驅動機構220。引導機構24，具備：一對的引導軌24a、24b，其被設置在基板搬送模組12中的殼體內壁21的底面；及，齒條24c，其沿著其中一方的引導軌24a(或24b)設置。又，在大氣搬送機器人14的機器人基部25上設置的驅動機構220，具備：一對的被卡合部(滑件)124a、124b，其分別地與引導軌24a、24b卡合；小齒輪(pinion gear)225，其咬合齒條24c；及，驅動源224，其驅動小齒輪225。在本實施形態中，作為使搬送機器人14行進的直線運動機構，舉出一種使用了齒條24c和小齒輪225之齒條-小齒輪(rack and pinion)機構，但是不限定於此。例如，用於機器人行進之慣用的全部的直線運動機構，都能夠取代此齒條-小齒輪機構。

裝載口13，是用以開閉FOUP(Front Opening Unified Pod，前開式晶圓傳送盒)32的門32a之裝置。FOUP32，例如是具有25段的載置棚之容器，且被載置於裝載口13。25段的載置棚的各段中收納有半導體晶圓(基板)35。另外，在本實施形態中，針對在FOUP32中收納25片的半導體晶圓的例子進行說明，但是可以適當地選擇在FOUP32中收納的半導體晶圓35的片數。利用裝載口13來使FOUP32的門32a開放，藉此，使已收納在FOUP32中的半導體晶圓35成為面向殼體內壁21，而可以在FOUP32與大氣搬送機器人14之間進行半導體晶圓35的交接。

如第2圖所示，在基板搬送模組12的內部，設置有大氣搬送機器人14。大氣搬送機器人14，具備：機器人基部25；一對的臂單元26、27；被設置於各臂單元26、27的末端之端接器28、29；及，後述的基板對準器15。機器人基部25，藉由引導機構24而被支持成在基板搬送模組12內可行進自如。藉此，大氣搬送機器人14，相對於複數個裝載口13和負載鎖定室16、17的任一者均可存取自如。一對的臂單元26、27，可旋轉自如且升降自如地被支持於機器人基部25。又，機器人基部25，在其內部具備未圖示的升降機構和轉動機構。藉由這些，一對的臂單元26、27，相對於機器人基部25可升降和回轉自如。

如第3圖所示，一對的臂單元26、27之中的第一臂單元26，具備被連結成可伸長和彎曲的第一臂41和第二臂42。具體來說，第一臂41的基部可旋轉自如地被連結於機器人基部25，第二臂42的基部可轉動自如地被連結於第一臂41的前端。又，第一端接器28被連結於第二臂42的前端。

第二臂單元27，與第一臂單元26同樣，具備被連結成可伸長和彎曲的第三臂45和第四臂46。具體來說，第三臂45的基部被連結於機器人基部25，第四臂46的基部可轉動自如地被連結於第三臂45的前端。又，第二端接器29被連結於第四臂46的前端。

第一端接器28，具備上手構件(載置部)51和下手構件(載置部)52。上手構件51和下手構件52，以在上下方向和水平方向上的相對位置被固定的狀態，被配置成上下兩段。晶圓35被載置於上手構件51和下手構件52上。第二端接器29，與第一端接器28同樣，具備上手構件(載置部)53和下手構件(載置部)54。上手構件53和下手構件54，與第一端接器28的上手構件51和下手構件52同樣，被配置成上下兩段。又，晶圓35也同樣地被載置於上手構件53和下手構件54上。在第一臂單元26和第二臂單元27彎曲的狀態(第3圖的狀態)下，使第二端接器29被配置成重疊於第一端接器28的下方。

如第2圖、第4圖及第5圖所示，在機器人基部25的上部25a具備基板對準器15。換句話說，基板對準器15與機器人基部25被設置成一體。基板對準器15，具備：1個基座部56；2個基板載置台57、58；2個切口部檢測手段61、62；及，1個ID(識別碼)讀取手段63。此基板對準器15，是具備2個基板載置台57、58之雙重對準器(dual aligner)，如後述，可幾乎同時地使2片晶圓35對準。以下，將2個基板載置台57、58的其中一方設為第一基板載置台57，並將另一方設為第二基板載置台58來進行說明；並且，將2個切口部檢測手段61、62的其中一方設為第一切口部檢測手段61，並將另一方設為第二切口部檢測手段62來進行說明。

第一基板載置台57和第二基板載置台58，隔開間隔且旋轉自如地被支持於基座部56的上部56a。第一端接器28的晶圓35被載置於第二基板載置台58。第二端接器29的晶圓35被載置於第一基板載置台57。換句話說，第一臂單元26將晶圓35載置於第二基板載置台58，第二臂單元27將晶圓35載置於第一基板載置台57。第一基板載置台57和第二基板載置台58，被形成為可將被載置於各基板載置台57、58上之晶圓35排列並配置在水平面內。又，在基座部56的上部56a中，第一切口部檢測手段61被設置於第一基板載置台57側的一端部(第4圖中的右下側端部)56b，第二切口部檢測手段62被設置於第二基板載置台58側的另一端部(第4圖中的左上側端部)56c。第一切口部檢測手段61和第二切口部檢測手段62，分別地被設置成面臨被載置於第一基板載置台57和第二基板載置台58上之各晶圓35的邊緣，以分別地檢測出在晶圓35的圓周方向上的切口部的位置。

進一步，在基座部56的上部56a，1個ID讀取手段63被設置在第一基板載置台57與第二基板載置台58之間。ID讀取手段63，被設置成其頂面面臨基座部56的上部56a。ID讀取手段63，讀取被載置於第一基板載置台57和第二基板載置台58上之晶圓35的邊緣背面的ID，藉此檢測例如晶圓35的處理資訊和履歷等。

依據基板對準器15，在已將半導體晶圓35載置於第一基板載置台57和第二基板載置台58上的狀態下，使第一基板載置台57和第二基板載置台58旋轉，藉此使各晶圓35旋轉。然後，藉由第一切口部檢測手段61和第二切口部檢測手段62來檢測被設置於各晶圓35的邊緣之切口(凹口，notch)的位置。然後，基於該檢測資訊來控制第一基板載置台57和第二基板載置台58的旋轉，並以切口部到達規定位置的方式調整晶圓35的朝向。藉此，以各晶圓35的結晶方向朝向任一方向的方式來對準晶圓35。又，ID讀取手段63，讀取各晶圓35的ID，以檢測例如晶圓35的處理資訊和履歷等。

以這樣的方式，在基板對準器15中的1個基座部56上設置有2個基板載置台57、58。又，在2個基板載置台57、58之間設置1個ID讀取手段63，並交互地讀取被載置於2個基板載置台57、58上之各晶圓35的ID。亦即，共用一個高價的檢測機器也就是ID讀取手段63，藉此能夠抑制裝置成本。

接著，基於第2圖、第3圖、第6圖A、第6圖B、第7圖A及第7圖B來說明，藉由基板對準器15來實行晶圓35的對準並讀取晶圓35的ID的例子。使大氣搬送機器人14行進並使機器人基部25位於所期望的裝載口13前的位置，並且使各臂單元26、27正對於裝載口13。其後，驅動如第2圖所示的大氣搬送機器人14，使各臂單元26、27朝向FOUP32伸長。然後，利用第一端接器28的上手構件51和下手構件52、及第二端接器29的上手構件53和下手構件54，來拾起被收容於FOUP32內的晶圓35，並將晶圓35自FOUP32轉移到各手構件。其後，使各臂單元26、27朝向機器人基部25退縮，於是晶圓35被取出。

其後，使各臂單元26、27相對於機器人基部25轉動，以使各臂單元26、27正對於基板對準器15。以下，將被載置於第一端接器28的下手構件52上之晶圓35設為「晶圓35A」，將被載置於第一端接器28的上手構件51上之晶圓35設為「晶圓35C」。又，將被載置於第二端接器29的下手構件54上之晶圓35設為「晶圓35B」，將被載置於第二端接器29的上手構件53上之晶圓35設為「晶圓35D」，以此方式來作說明。

使大氣搬送機器人14驅動，並使各臂單元26、27朝向基板對準器15伸長。如第3圖和第6圖A所示，被載置於臂單元26中的第一端接器28的下手構件52上之晶圓35A，被轉移到第一基板載置台57。其後，使機器人基部25轉動，並使第一端接器28的上手構件51的晶圓35C，被轉移到第二基板載置台58。其後，利用兩基板載置台57、58來實行晶圓35A、35C的對準。第1次對準結束後，利用臂單元26中的第一端接器28的上手構件51來拾起第二基板載置台58的晶圓35C，並將被載置於臂單元27中的第二端接器29的下手構件54上之晶圓35B，轉移到第二基板載置台58。其後，使機器人基部25朝向相反方向地轉動，利用臂單元26中的第一端接器28的下手構件52來拾起第一基板載置台57的晶圓35A，並將被載置於臂單元27中的第二端接器29的上手構件53上之晶圓35D，轉移到第一基板載置台57。其後，利用兩基板載置台57、58來實行晶圓35B、35D的對準。

第2次對準結束後，利用臂單元27中的第二端接器29的上手構件53來拾起第一基板載置台57的晶圓35D。其後，使機器人基部25轉動，並利用臂單元27中的第二端接器29的下手構件54來拾起第二基板載置台58的晶圓35B。

此處，使基板對準器15驅動，並使第一基板載置台57和第二基板載置台58旋轉，藉此，載置於第一基板載置台57上之晶圓35A和載置於第二基板載置台58上之晶圓35C被旋轉。藉由此晶圓35A和晶圓35C的旋轉，第一切口部檢測手段61和第二切口部檢測手段62，檢測出各晶圓35A、35C的切口部。然後，基於該檢測資訊來控制第一基板載置台57和第二基板載置台58的旋轉，並以切口部到達規定位置的方式來使晶圓35A、35C對準。又，當此晶圓35A、35C旋轉時，ID讀取手段63，讀取各晶圓35A、35C的ID，以檢測各晶圓35A、35C的處理資訊和履歷等。其後，使大氣搬送機器人14再度驅動，並使各臂單元26、27朝向基板對準器15伸長。利用第一端接器28的上手構件51，來將已實行對準且被讀取ID之晶圓35C，自第二基板載置台58拾起並轉移。然後，使機器人基部25再度轉動，使各臂單元26、27朝向基板對準器15伸長。利用第一端接器28的下手構件52，來將已實行對準且被讀取ID之晶圓35A，自第一基板載置台57拾起並轉移。

使基板對準器15再度驅動，並使第一基板載置台57和第二基板載置台58旋轉，藉此，載置於第一基板載置台57上之晶圓35B和載置於第二基板載置台58上之晶圓35D被旋轉。藉由此晶圓35B和晶圓35D的旋轉，第一切口部檢測手段61和第二切口部檢測手段62，檢測出各晶圓35B、35D的切口部。然後，基於該檢測資訊來控制第一基板載置台57和第二基板載置台58的旋轉，並以切口部到達規定位置的方式來使晶圓35B、35D對準。又，當此晶圓35B、35D旋轉時，ID讀取手段63，讀取各晶圓35B、35D的ID，以檢測各晶圓35B、35D的處理資訊和履歷等。

其後，使臂單元27朝向基板對準器15再度伸長。如第3圖和第7圖B所示，利用第二端接器29的上手構件53，來將已實行對準且被讀取ID之晶圓35B，自第一基板載置台57拾起並轉移。然後，使機器人基部25再度轉動，並使臂單元27朝向基板對準器15伸長。利用第二端接器29的下手構件54，來將已實行對準且被讀取ID之晶圓35D，自第二基板載置台58拾起並轉移。藉此，將已實行對準且被讀取ID之各晶圓35C、35A，分別地載置於第一端接器28的上手構件51和下手構件52上。又，將已實行對準且被讀取ID之各晶圓35B、35D，分別地載置於第二端接器29的上手構件53和下手構件54上。亦即，完成被載置於各手構件上之全部的晶圓35A～35D的對準。其後，使大氣搬送機器人14行進並使機器人基部25位於所期望的負載鎖定室16(或17)前的位置。其後，使大氣搬送機器人14驅動，使各臂單元26、27正對於負載鎖定室16。其後，使各臂單元26、27朝向負載鎖定室16伸長。將被承載於第一端接器28的上手構件51和下手構件52、及第二端接器29的上手構件53和下手構件54上之晶圓35C、35A、35B、35D，四片一併搬入第一負載鎖定室16(或第二負載鎖定室17)。在第1圖中表示第二負載鎖定室17。此處，較佳是在晶圓35的對準中完成大氣搬送機器人14的行進和位置對準。藉此，並行地進行晶圓35的對準和大氣搬送機器人14的行進，所以可縮短週期時間，進而提升產率。

在本實施形態的基板搬送裝置10中，將大氣搬送機器人14設置成可行進自如，所以與先前的基板搬送裝置中的固定轉動式搬送機器人不同，能夠利用1台的機器人來涵蓋全部的裝載口13和兩個負載鎖定室16、17。因此，能夠提高每一台大氣搬送機器人的運轉率，並且抑制裝置成本。再者，將可使2片晶圓35對準之基板對準器15，一體地設置於此大氣搬送機器人14中的機器人基部25，並且基板對準器15一直地追隨大氣搬送機器人14的行進。因此，在大氣搬送機器人14的行進中，能夠實行晶圓35的對準。藉此，縮短基板搬送裝置10的週期時間，並提升產率。

又，在藉由基板對準器15來進行晶圓35的對準的期間，會暫時停止大氣搬送機器人14(參照第2圖)的動作(產生空轉時間(idle time))。然而，如第4圖和第5圖所示，基板對準器15具備2個基板載置台57、58，而能夠同時並行地實行2片晶圓35的對準。藉此，相較於基板載置台具備1個基板對準器之先前的基板搬送裝置，本實施形態的基板搬送裝置10，將大氣搬送機器人14的空轉時間減半。藉此，能夠謀求當晶圓35的連續處理時的基板搬送裝置的週期時間的縮短，進而提升產率。進一步，此基板對準器15，在第一基板載置台57和第二基板載置台58的上方，具備第一緩衝區64a和第二緩衝區64b，上下段加在一起，能夠一次地實行4片晶圓35的對準。藉此，能夠進一步提升基板搬送裝置的產率。

回到第1圖和第2圖，2個負載鎖定室16、17被連接到基板搬送模組12的殼體外壁22中的另一方的長邊壁22b。以下，將2個負載鎖定室16、17之中的被連接到真空搬送模組18的其中一方側之負載鎖定室設為第一負載鎖定室16，並將被連接到真空搬送模組18的另一方側之負載鎖定室設為第二負載鎖定室17來進行說明。又，第一負載鎖定室16和第二負載鎖定室17，相對於真空搬送模組18是對稱的構成。以下，對第二負載鎖定室17，附加上與第一負載鎖定室16的構成構件同樣的符號，並省略第二負載鎖定室17的詳細說明。

如第8圖和第9圖所示，第一負載鎖定室16，具備：框體71、第一閘閥機構(閘閥機構)72、第二閘閥機構(閘閥機構)73、多段的基板載置部74、及升降轉動單元75。框體71，其俯視時呈現多角形狀中的四角形狀，而具有第一面71a、第二面71b、第三面71c及第四面71d。在本實施形態中，例示將框體71作成俯視時為四角形狀，但是也可以將框體71作成其他的多角形狀。

第一面71a，是被連接於基板搬送模組12的殼體外壁22中的另一方的長邊壁22b之面。在第一面71a形成有第一開口部(開口部)77。第二面71b是鄰接第一面71a之面。在第二面71b形成有第二開口部(開口部)78。以這樣的方式，在鄰接的第一面71a和第二面71b，分別地設置有第一開口部77和第二開口部78。第一開口部77和第二開口部78，具有充分的高度，該高度僅能夠與第一端接器28的上下的手構件51、52，及第二端接器29的上下的手構件53、54，一次地交接4片晶圓35。此處，在本實施形態中，將第一端接器28和第二端接器29中的手構件的數目，各自為2個的情況作為例子來說明，但是不限定於此。例如手構件的數目也可以是3個或其以上。在手構件的數目各自為3個的情況，基板對準器15在左右各自具備2個緩衝區；又，第一開口部77和第二開口部78，具有充分的高度，該高度僅能夠一次地交接6片晶圓35。

藉由大氣搬送機器人14，晶圓35自基板搬送模組12側經由第一開口部77被轉移到第一負載鎖定室16的內部(多段的基板載置部74)(箭頭A方向)。然後，第一負載鎖定室16的內部的晶圓35，藉由在真空搬送模組18中的真空搬送機器人(未圖示)，經由第二開口部78來取出(箭頭B方向)。真空搬送機器人，在真空搬送模組18的內部，以旋轉軸81為軸而被支持成可回轉自如。當將晶圓35自真空搬送模組18經由第一負載鎖定室16交接到基板搬送模組12時，以箭頭C方向、箭頭D方向的順序來搬送晶圓35。

此處，晶圓35的搬入方向(箭頭A方向)和晶圓35的搬出方向(箭頭B方向)的交叉角θ1是90∘(直角)。亦即，晶圓35的搬入和搬出路徑呈現L字狀。藉此，當將真空搬送模組18連接於第一負載鎖定室16時，真空搬送模組18的設置位置盡可能接近基板搬送模組12側。其結果，基板搬送模組12與真空搬送模組18之間的間隙(空間)變小，使得閒置空間變小。因此，基板搬送模組12和真空搬送模組18的全長、縱深亦即覆蓋區(footprint)變小，而能夠對應地縮小構成無塵空間(clean space，潔淨空間)的殼體(未圖示)的容積。藉由真空搬送模組18中的真空搬送機器人取出的晶圓35，被交接給搬送模組室(真空室)。搬送模組室，被連接於真空搬送模組18中的與基板搬送模組12相反的一側的面。此時，使真空搬送機器人僅轉動90∘的轉動角θ2，就能夠使真空搬送機器人正對於搬送模組室。此處，先前的真空搬送機器人中，交叉角θ1比90∘更大，例如是120∘～150∘。此時的真空搬送機器人的轉動角θ2成為120∘～150∘。亦即，相較於先前，在本實施形態的基板搬送裝置10中，能夠使真空搬送機器人的轉動角θ2變小。因此，隨著此轉動角度變小，能夠對應地縮短自真空搬送機器人的轉動開始至轉動結束為止的週期時間。藉此，在藉由真空搬送機器人來將晶圓35自第二開口部78取出並搬入搬送模組的步驟中，能夠縮短週期時間。

另一方面，在第一負載鎖定室16與基板搬送模組12之間，藉由大氣搬送機器人14的第一端接器28和第二端接器29來將4片晶圓35一併經由第一開口部77來搬入和搬出。亦即，放置在如第3圖所示的第一端接器28的上手構件51和下手構件52、第二端接器29的上手構件53和下手構件54上之4片晶圓35，一併自第一開口部77被搬入第一負載鎖定室16。又，在第一負載鎖定室16與真空搬送模組18之間，藉由真空搬送機器人，晶圓35經由第二開口部78而被搬入和搬出。

如第1圖所示，第一負載鎖定室16和第二負載鎖定室17的各自的第二開口部78，被設置在對向的位置。兩個第二開口部78是被連接到真空搬送模組18之開口。藉此，能夠在第一負載鎖定室16與第二負載鎖定室17之間的空間，配置真空搬送模組18。藉此，可以將真空搬送模組18配置在鄰接於基板搬送模組12的殼體外壁22之中的另一方的長邊壁22b的位置。

第一開口部77，藉由第一閘閥機構72而可開閉自如，且可氣密地密封。第一閘閥機構72，具備第一閘閥84和第一開閉機構(未圖示)。第一閘閥84，被支持成在使第一開口部77封閉之閉位置與使第一開口部77開放之開位置之間可升降自如。第一開閉機構被連結到第一閘閥84。藉由使第一開閉機構進行動作，使第一閘閥84升降且使第一開口部77開閉。在藉由第一閘閥84來封閉第一開口部77的狀態下，第一開口部77藉由第一閘閥84而被密封成氣密狀態。

第二開口部78，藉由第二閘閥機構73而可開閉自如，且可氣密地密封。第二閘閥機構73，與第一閘閥機構72同樣，具備第二閘閥85和第二開閉機構86。第二閘閥85，被支持成在使第二開口部78封閉之閉位置與使第二開口部78開放之開位置之間可移動自如。第二開閉機構86被連結到第二閘閥85。藉由使第二開閉機構86進行動作，使第二閘閥85升降且使第二開口部78開閉。在藉由第二閘閥85來封閉第二開口部78的狀態下，第二開口部78藉由第二閘閥85而被密封成氣密狀態。

在框體71的內部設置有多段的基板載置部74。多段的基板載置部74，例如具備在上下方向至少排列25段之棚架而可一次收納25片晶圓35。此處，一般來說，在FOUP(晶舟盒)32中可收納25片晶圓35。藉此，多段的基板載置部74，能夠一次收納FOUP32的晶圓35。在本實施形態中，針對在多段的基板載置部74中收納25片晶圓35的例子進行說明，但是可適當地選擇在多段的基板載置部74中收納的半導體晶圓35的片數。

升降轉動單元75被連接到多段的基板載置部74。升降轉動單元75，具備升降機構75a和轉動機構75b。升降機構75a是使多段的基板載置部74升降之機構。例如，藉由大氣搬送機器人14來將4片晶圓35經由第一開口部77轉移到基板載置部74的任意的4段上之後，藉由升降機構75a來使基板載置部74整體上升4段的量。其後，將新的4片晶圓35轉移到基板載置部74，並依序地重複進行此步驟，藉此將晶圓35轉移並收容在基板載置部74的所期望的全部的段上。另外，真空製程完成後的晶圓35，藉由後述真空搬送機器人而被收容在第一負載鎖定室16之後，當要藉由大氣搬送機器人14自第一負載鎖定室16加以取出時，則以與此步驟相反的順序實行。

此時，依據本實施形態的負載鎖定室，在對於1個FOUP32內的全部的晶圓35(例如25片)實行處理的製程(以下，稱為全部晶圓處理製程)中，第一閘閥84的開閉次數為1次。相對於此，先前的負載鎖定室，僅能夠在基板載置部上載置1片晶圓35，所以在全部晶圓處理製程中的閘閥的開閉次數當然變成25次。如前述，在負載鎖定室中的大部分的發塵是設置於開口部之密封構件與閘閥的接觸所造成的。相較於先前的負載鎖定室，本實施形態的負載鎖定室，在全部晶圓處理製程中的閘閥的開閉次數變成1／25。因此，相較於先前的負載鎖定室，本實施形態的負載鎖定室的發塵量大幅減少，因而潔淨度變高。

又，本實施形態的負載鎖定室，能夠自基板搬送模組12將4片晶圓35一次地搬入多段的基板載置部74，所以晶圓搬入的週期時間短，且產率良好。

轉動機構75b，使多段的基板載置部74繞著鉛直軸(亦即，轉動中心軸)88轉動。多段的基板載置部74，被設置成其多段的基板載置部74的中心位置89從轉動中心軸88朝向基板搬送模組12側僅偏移L2的位置。此處，通過第一開口部77而被載置於多段的基板載置部74上之晶圓35，其晶圓35的中心位於多段的基板載置部74的中心位置89。亦即，晶圓35，在被載置於多段的基板載置部74上的狀態下，位於比轉動機構75b的轉動中心軸88更朝向第一開口部77側偏移的位置。

藉此，大氣搬送機器人14自基板搬送模組12將晶圓35搬入多段的基板載置部74時，能夠縮短大氣搬送機器人14的搬入搬出行程(伸長和退後行程)。其結果，本實施形態的負載鎖定室，對應於搬入搬出行程變短的份量，能夠縮短將晶圓35自基板搬送模組12直到搬入多段的基板載置部74時為止的週期時間變短，且產率良好。

其後，將晶圓35轉移並收容在基板載置部74的全部的期望的段上之後，藉由轉動機構75b來將整個基板載置部74朝向真空搬送模組18側轉動90°。其後，藉由真空搬送模組18中的真空搬送機器人來將晶圓35自基板載置部74取出。此時，在真空搬送機器人的兩臂單元，也可以與大氣搬送機器人14同樣地設置上下2段的手構件。藉此，藉由真空搬送機器人，經由第二開口部78自基板載置部74的任意的4段一次地取出4片的晶圓35。其後，藉由升降機構75a來使整個基板載置部74下降4段的份量。其後，藉由真空搬送機器人來取出新來的4片的晶圓，依序地重複進行此步驟，藉此取出基板載置部74的全部的晶圓35。另外，當藉由真空機器人來將真空加工完成後的晶圓35收容到第一負載鎖定室16時，則以與此步驟相反的順序實行。

接著，針對本實施形態的第一變化例～第三變化例進行說明。 (第一變化例) 在本實施形態的基板搬送裝置10中，針對基板對準器15的例子進行說明，該基板對準器15，將2個基板載置台57、58一同設置於基座部56，且兼用1個ID讀取手段63來進行各晶圓35的ID的讀取，但是不受限於此。例如，如本變化例，作為基板對準器，也可以將既有的單獨對準器，以2台左右排列的方式配置。本變化例的基板對準器，也可以是具備2個基板載置台之雙重對準器，可幾乎同時地對準2片的晶圓35。既有的對準器，是在1個基座部上分別地設置1個基板載置台、1個切口部檢測手段、及ID讀取手段而成。依據本變化例的基板搬送裝置10，能夠將慣用、既有的對準器直接地適用於基板對準器，所以採購容易，又，能夠獨立地實行2個晶圓35的ID讀取，所以與本實施形態比較具有更高的產率。

(第二變化例) 在本變化例的基板搬送裝置10中，針對多段的基板載置部74的例子進行說明，將該多段的基板載置部74的中心位置89設置在自轉動機構75b的轉動中心軸88朝向基板搬送模組12側僅位移L2的位置，但是不受限於此。例如，如第二變化例，轉動機構75b的轉動中心軸88，也可以設置為與多段的基板載置部74的中心位置89同軸。藉此，轉動機構75b與多段的基板載置部74的軸心一致，所以多段的基板載置部74藉由轉動機構75b以安定的狀態旋轉。又，相較於本實施形態的負載鎖定室，對應於取消位移的份量，能夠使得負載鎖定室的平面面積變小，從而能夠使室內容積變小。其結果，本變化例的負載鎖定室，其裝置成本便宜且真空吸引所需要的時間短，亦即產率良好。

(第三變化例) 在本變化例的基板搬送裝置10中，如第4圖～第6圖B所示，基板對準器15具備2個基板暫時放置部64。

本變化例的基板對準器15，在基座部56的上部設置有基板暫時放置部64。基板暫時放置部64，被設置於第一基板載置台57和第二基板載置台58的上方。具體來說，基板暫時放置部64，具備：被配置於第一基板載置台57的上方之第一緩衝區64a、及被配置於第二基板載置台58的上方之第二緩衝區64b。第一緩衝區64a，是圓環狀的框架構件，可以使第一端接器28之中的上手構件51(參照第3圖)的晶圓35落入或拾起。圓環狀的框架構件，可以是僅一部份具有切口之連續框架構件、或複數個不連續框架構件的集合體的任一種。第二緩衝區64b，與第一緩衝區64a同樣地構成。

以下，將被載置於第一端接器28的下手構件52上之晶圓35設為「晶圓35A」，將被載置於第一端接器28的上手構件51上之晶圓35設為「晶圓35C」。又，將被載置於第二端接器29的下手構件54上之晶圓35設為「晶圓35B」，將被載置於第二端接器29的上手構件53上之晶圓35設為「晶圓35D」，以此方式來作說明。使各臂單元26、27相對於機器人基部25轉動，以使各臂單元26、27正對於基板對準器15。其後，使大氣搬送機器人14驅動，並使各臂單元26、27朝向基板對準器15伸長。如第3圖和第6圖A所示，被載置於臂單元26中的第一端接器28的下手構件52上之晶圓35A，被轉移到第一基板載置台57；第一端接器28的上手構件51的晶圓35C，被轉移到第一緩衝區64a(參照第5圖)。以與藉由臂單元26進行的轉移相同(或稍微具有時間差之幾乎同時)的時序，如第3圖和第6圖B所示，被載置於臂單元27中的第二端接器29的下手構件54上之晶圓35B，被轉移到第二基板載置台58；第二端接器29的上手構件53的晶圓35D，被轉移到第二緩衝區64b(參照第5圖)。

使基板對準器15驅動，並使第一基板載置台57和第二基板載置台58旋轉，藉此，放置在第一基板載置台57上之晶圓35A和放置於第二基板載置台58上之晶圓35B被旋轉。藉由此晶圓35A和晶圓35B的旋轉，第一切口部檢測手段61和第二切口部檢測手段62，檢測出各晶圓35A、35B的切口部。然後，基於該檢測資訊來控制第一基板載置台57和第二基板載置台58的旋轉，以切口部到達規定位置的方式來調整晶圓35A、35B的對準。又，當此晶圓35A、35B旋轉時，ID讀取手段63讀取晶圓35A、35B的ID，並檢測各晶圓35A、35B的處理資訊和履歷等。其後，使大氣搬送機器人14再度驅動，並使各臂單元26、27朝向基板對準器15伸長。已實行對準且被讀取ID之晶圓35A，自第一基板載置台57被轉移到第一端接器28的下手構件52，晶圓35C自第一緩衝區64a被轉移到第一端接器28的上手構件51。以與晶圓35A、35C的轉移相同的時序，已實行對準且被讀取ID之晶圓35B，自第二基板載置台58被轉移到第二端接器29的下手構件54，晶圓35D自第二緩衝區64b被轉移到第二端接器29的上手構件53。

其後，使大氣搬送機器人14的升降機構(未圖示)驅動，並使一對的臂單元26、27下降，並且使各臂單元26、27朝向基板對準器15再度伸長。如第3圖和第7圖A所示，晶圓35C自第一端接器28的上手構件51被轉移到第一基板載置台57。以與晶圓35C的轉移相同的時序，晶圓35D自第二端接器29的上手構件53被轉移到第二基板載置台58。

使基板對準器15再度驅動，並使第一基板載置台57和第二基板載置台58旋轉，藉此，載置於第一基板載置台57上之晶圓35C和載置於第二基板載置台58上之晶圓35D被旋轉。藉由此晶圓35C和晶圓35D的旋轉，第一切口部檢測手段61和第二切口部檢測手段62，檢測出各晶圓35C、35D的切口部。然後，基於該檢測資訊來控制第一基板載置台57和第二基板載置台58的旋轉，以切口部到達規定位置的方式來調整晶圓35C、35D的對準。又，當此晶圓35C、35D旋轉時，ID讀取手段63讀取晶圓35C、35D的ID，並檢測晶圓35C、35D的處理資訊和履歷等。

其後，使各臂單元26、27朝向基板對準器15再度伸長。如第3圖和第7圖B所示，已實行對準且被讀取ID之晶圓35C，自第一基板載置台57被轉移到第一端接器28的上手構件51。以與晶圓35C的轉移相同的時序，已實行對準且被讀取ID之晶圓35D，自第二基板載置台58被轉移到第二端接器29的上手構件53。藉此，已實行對準且被讀取ID之各晶圓35C、35A，分別地被放置於第一端接器28的上手構件51和下手構件52上。又，已實行朝向的位置對準且被讀取ID之各晶圓35D、35B，分別地被放置於第二端接器29的上手構件53和下手構件54上。亦即，完成被載置於各手構件上之全部的晶圓35A～35D的對準。其後，與本實施形態同樣，被放置於第一端接器28的上手構件51和下手構件52、及第二端接器29的上手構件53和下手構件54上之晶圓35B、35A、35D、35C，四片一併被搬入第一負載鎖定室16(或第二負載鎖定室17)中。

以上，參照圖式詳述本發明的實施形態，但是具體的構成不受限於此實施形態，本發明中也包含不脫離本發明的主旨的程度的設計變化。例如，在本實施形態的基板搬送裝置10中，針對在基板對準器15中具備2個基板載置台57、58的例子進行說明，但是作為其他例子，也可以具備3個以上的基板載置台。又，在第一變化例中，說明作為基板對準器15的例子，該基板對準器15將既有的對準器，以2台左右排列的方式配置，但是也可以具備3個以上的既有的對準器。

10:基板搬送裝置 12:基板搬送模組 13:裝載口 14:搬送機器人(大氣搬送機器人) 15:基板對準器 16:負載鎖定室(第一負載鎖定室) 17:負載鎖定室(第二負載鎖定室) 18:真空搬送模組 21:殼體內壁 22:殼體外壁 22b:長邊壁 24:引導機構 24a,24b:引導軌 24c:齒條 25:基部(機器人基部) 25a:上部 26:臂單元(第一臂單元) 27:臂單元(第二臂單元) 28:端接器(第一端接器) 29:端接器(第二端接器) 32:FOUP(前開式晶圓傳送盒) 32a:門 35,35A,35B,35C,35D:晶圓(基板、半導體晶圓) 41:第一臂 42:第二臂 45:第三臂 46:第四臂 51:載置部(上手構件) 52:載置部(下手構件) 53:載置部(上手構件) 54:載置部(下手構件) 56a:上部 56b,56c:端部 57:基板載置台(第一基板載置台) 58:基板載置台(第二基板載置台) 61:切口部檢測手段(第一切口部檢測手段) 62:切口部檢測手段(第二切口部檢測手段) 63:ID讀取手段 64a:第一緩衝區 64b:第二緩衝區 71:框體 71a:第一面 71b:第二面 71c:第三面 71d:第四面 72:閘閥機構(第一閘閥機構) 73:閘閥機構(第二閘閥機構) 74:基板載置部 75:升降轉動單元 75a:升降機構 75b:轉動機構 77:開口部(第一開口部) 78:開口部(第二開口部) 81:轉動軸 84:第一閘閥 85:第二閘閥 86:第二開閉機構 88:轉動中心軸(鉛直軸) 89:中心位置 124a,124b:被卡合部 220:驅動機構 224:驅動源 225:小齒輪 II,III:放大部 A,B,C,D:晶圓的搬送方向 L2:偏移 θ1:交叉角 θ2:轉動角

第1圖是表示關於本發明的基板搬送裝置的平面圖。第2圖是第1圖的II部的放大圖。第3圖是第2圖的III部的放大圖。第4圖是表示基板搬送裝置的基板對準器的立體圖。第5圖是表示基板搬送裝置的基板對準器的正面圖。第6圖A是說明將晶圓放置在基板搬送裝置的第一基板載置台和第一緩衝區上的例子的立體圖。第6圖B是說明對已放置於基板搬送裝置的第一基板載置台和第二基板載置台上之晶圓實行朝向的位置對準，並且實行ID(識別碼)的讀取的例子的立體圖。第7圖A是說明將基板搬送裝置的第一緩衝區、第二緩衝區的晶圓，放置於第一基板載置台、第二基板載置台上並實行晶圓的朝向的位置對準，並且實行ID的讀取的例子的立體圖。第7圖B是說明大氣搬送機器人取出基板搬送裝置的第一基板載置台上的晶圓的例子的立體圖。第8圖是表示基板搬送裝置的第一負載鎖定室的平面圖。第9圖是表示基板搬送裝置的第一負載鎖定室的示意剖面圖。

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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:基板搬送裝置

12:基板搬送模組

14:大氣搬送機器人

16:負載鎖定室

18:真空搬送模組

28:端接器(第一端接器)

29:端接器(第二端接器)

35:晶圓(基板、半導體晶圓)

71:框體

71a:第一面

71b:第二面

71c:第三面

71d:第四面

72:閘閥機構(第一閘閥機構)

73:閘閥機構(第二閘閥機構)

74:基板載置部

77:開口部(第一開口部)

78:開口部(第二開口部)

81:轉動軸

84:第一閘閥

85:第二閘閥

88:轉動中心軸(鉛直軸)

89:中心位置

A,B,C,D:晶圓的搬送方向

L2:偏移

θ1:交叉角

θ2:轉動角

Claims

一種負載鎖定室，其特徵在於，具備：框體，其具有開口部，以搬入和搬出基板；閘閥機構，其可氣密地密封前述開口部；多段的基板載置部，其被設置於前述框體的內部且可載置前述基板；升降機構，其使前述基板載置部升降；及，轉動機構，其使多段的前述基板載置部繞著鉛直軸轉動；其中，將前述轉動機構的轉動中心軸，設置於從多段的前述基板載置部的中心位置僅偏移前述基板的半徑以下的長度的不同位置。
如請求項1所述之負載鎖定室，其中，前述基板是半導體晶圓，且多段的前述基板載置部可一次載置25片的半導體晶圓。
如請求項1或2所述之負載鎖定室，其中，將前述轉動機構的轉動中心軸，設置於多段的前述基板載置部的中心位置。
如請求項1所述之負載鎖定室，其中，前述框體，其俯視時呈現多角形狀，且在前述框體中的鄰接的面，分別地設置有前述開口部。
如請求項1所述之負載鎖定室，其中，反覆地實行將複數個前述晶圓一併轉移到前述基板載置部的複數個前述段上的步驟、及藉由前述升降機構來使前述基板載置部上升的步驟，藉此，將前述晶圓轉移並收容在前述基板載置部的所期望的全部的前述段上。