TWI831530B

TWI831530B - 搬送裝置及基板處理裝置

Info

Publication number: TWI831530B
Application number: TW111148841A
Authority: TW
Inventors: 関正也; 山田展也; 富田正輝
Original assignee: 日商荏原製作所股份有限公司
Priority date: 2022-12-20
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2024-02-01

Abstract

本發明提升基板的搬送速度，且抑制顆粒附著於基板的被處理面。所提出的一種搬送裝置，構成為在升降方向與垂直於升降方向的行進方向搬送基板，包含：安裝部件710-1，固定於第一模組框402A的側面，第一模組框402A用來設置鍍覆模組，鍍覆模組具有基板搬入出口404-1~404-8。安裝部件710-1包含：複數個行進軌道714-1~714-3，配置在基板搬入出口404-1~404-8的升降方向的兩側，在行進方向延伸。搬送裝置包含：升降軌道716，跨越複數個行進軌道714-1~714-3在升降方向延伸，可沿著複數個行進軌道714-1~714-3移動；以及搬送機器人718，可沿著升降軌道716升降，具有用來保持基板的手。

Description

搬送裝置及基板處理裝置

本申請是關於一種搬送裝置及基板處理裝置。

已知用於對基板(例如半導體晶圓)的被處理面進行各種處理的基板處理裝置。基板處理裝置為例如用來在基板的被鍍覆面形成導電膜的電解鍍覆裝置，或是用來研磨基板的被鍍覆面來進行平坦化的化學機械研磨(CMP)裝置。

基板處理裝置具備用來在裝置內部搬送基板的搬送裝置。專利文獻1所揭露的搬送裝置具備：水平動作總成，在基板處理裝置的底面水平方向延伸；垂直動作總成，垂直安裝在水平動作總成上；以及機器人總成，安裝在垂直動作總成上。搬送裝置構成為藉由使機器人總成沿著垂直動作總成再升降方向移動，使垂直動作總成沿著水平動作總成在水平方向移動，搬送保持在機器人總成的基板。

再者，專利文獻1揭露了藉由在垂直動作總成的頂部設有水平動作總成，提高搬送裝置的剛性，並提高基板的水平方向的移動速度。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]美國專利第8,066,466B2號公報

但是，專利文獻1所揭露的搬送裝置，並未考慮使基板的搬送速度提升，且亦未考慮抑制附著於基板被處理面的顆粒。

也就是說，在基板處理裝置中，已知藉由基板搬送路的上部設有風扇過濾模組，對基板的被處理面供給清淨空氣，來抑制附著於被處理面的顆粒。這點如專利文獻1所揭露的搬送裝置，當在搬送裝置所保持的基板的正上方設置有水平動作總成時，對被處理面供給清淨空氣變得困難，結果被處理面有附著顆粒之虞。

因此，本申請的一個目的是為了提升基板的搬送速度，且抑制基板的被處理面附著顆粒。

根據一實施形態，揭露一種搬送裝置，構成為在升降方向與垂直於升降方向的行進方向搬送基板，包含：安裝部件，固定於模組框的側面，該模組框用來設置具有基板搬入出口的處理模組，該安裝部件包含：複數個行進軌道，配置在前述基板搬入出口的升降方向的兩側，在行進方向延伸；升降軌道，跨越前述複數個行進軌道在升降方向延伸，可沿著前述複數個行進軌道移動；以及搬送機器人，可沿著前述升降軌道升降，具有用來保持基板的手。

100:卸載埠

110、718:搬送機器人

120:對準器

130:第一區域

200:預濕模組

204、204-1、204-2、404、404-1~404-8、604:基板搬入出口

205、405A:第一側面

400、400A、400B:鍍覆模組

402A:第一模組框

402B:第二模組框

405B、605:第二側面

406:基座框

408:風扇過濾單元

600:旋乾機

700:搬送裝置

701:基板搬送空間

710-1、710-2、710-3、710-4、710-5:安裝部件

712、712-1~712-4、712-5~712-7:固定軌道

714、714-1~714-3:行進軌道

715:滑件

716:升降軌道

800:控制模組

802:出入口

810:第二區域

1000:鍍覆裝置

[圖1]表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的斜視圖。

[圖2A]表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。

[圖2B]在圖2A的B-B線的剖面圖。

[圖2C]在圖2B的C-C線的剖面圖。

[圖3]概略表示一實施形態的模組框的一部分結構的斜視圖。

[圖4A]表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。

[圖4B]在圖4A的B-B線的剖面圖。

[圖4C]在圖4B的C-C線的剖面圖。

[圖5]概略表示一實施形態的搬送裝置的結構的斜視圖。

[圖6A]表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。

[圖6B]在圖6A的B-B線的剖面圖。

[圖6C]在圖6B的C-C線的剖面圖。

[圖7A]表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。

[圖7B]在圖7A的B-B線的剖面圖。

[圖7C]在圖7B的C-C線的剖面圖。

[圖8A]表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。

[圖8B]在圖8A的B-B線的剖面圖。

[圖8C]在圖8B的C-C線的剖面圖。

以下，參照圖式來說明本發明的實施形態。以下所說明的圖式中，對相同或相當的構成要素，賦予相同符號並省略重複說明。此外，在以下的實施形態中，列舉鍍覆裝置來做為基板處理裝置的一例來說明，但並不限於此，本實施形態的搬送裝置也可以適用於用來研磨基板的被研磨面來平坦化的化學機械研磨(CMP)裝置。

<鍍覆裝置的整體結構>

圖1表示本實施形態的鍍覆裝置的整體結構的斜視圖。圖2A表示本實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。如圖1、2A所示，鍍覆裝置1000具備：卸載埠100、搬送機器人110、對準器120、預濕模組200、鍍覆模組400、旋乾機600、搬送裝置700以及控制模組800。

卸載埠100是用來將鍍覆裝置1000未圖示的FOUP等卡匣所收納的基板搬入，從鍍覆裝置1000將基板搬出至卡匣的模組。在本實施形態中，四台卸載埠100在水平方向並列配置，但卸載埠100的數量及配置為任意。搬送機器人(乾式機器人)110是用來搬送基板的機器人，構成為在卸載埠100、對準器120、預濕模組200以及旋乾機600之間傳遞基板。

對準器120是用來將基板的定向平面或缺口等的位置對準預定方向的模組。在本實施型態中，雖然配置一台對準器120，但對準器120的數量及配置為任意。預濕模組200是以純水或脫氣水等處理液弄濕鍍覆處理前的基板的被鍍覆面，將基板表面形成的圖案內部的空氣置換成處理液。預濕模組200構成為在鍍覆時將圖案內部的處理液置換為鍍覆液，來施加使供給鍍覆液至圖案內部變容易的預濕處理。在本實施形態中，雖然兩台預濕模組200在上下方向並列配置，但預濕模組200的數量及配置為任意。

鍍覆模組400是用來對基板施加鍍覆處理的模組。在本實施形態中，鍍覆模組400包含：八台鍍覆模組400A，夾著搬送裝置700的行進路線，配置於一側；以及八台鍍覆模組400B，夾著搬送裝置700的行進路線，配置於相反側。在本實施形態中，雖然設有合計十六台的鍍覆模組400，但鍍覆模組400的數量及配置為任意。

旋乾機600是用來使鍍覆處理後的基板高速旋轉並乾燥的乾燥模組的一形態。在本實施形態中，雖然在上下方向並列配置有兩台旋乾機，但旋乾機的數量及配置為任意。搬送裝置700是用來在鍍覆裝置1000內的複數個模組間搬送基板的裝置。控制模組800構成為控制鍍覆裝置1000的複數個模組，例如可由具備與操作員間的輸出入介面的一般電子計算機或專用電子計算機所構成。

說明鍍覆裝置1000的一連串鍍覆處理的一例。首先，以卸載埠100搬入收納於卡匣的基板。接著，搬送機器人110從卸載埠100的卡匣取出基板，搬送基板至對準器120。對準器120將基板的定向平面或缺口等的位置對準預定方向。搬送機器人110將以對準器120對準方向的基板傳遞到預濕模組200。

預濕模組200對基板施加預濕處理。搬送裝置700將已施加預濕處理的基板搬送到鍍覆模組400。鍍覆模組400對基板施加鍍覆處理。

搬送裝置700為了複合鍍覆處理，將已施加鍍覆處理的基板，搬送至其他鍍覆模組400，或搬送至旋乾機600。旋乾機600對基板施加乾燥處理。搬送機器人110從旋乾機600接收基板，將已施加乾燥處理的基板搬送至卸載埠100的卡匣。最後，從卸載埠100將基板從收納的卡匣搬出。

接下來，說明鍍覆裝置1000的細節。圖2B是在圖2A的B-B線的剖面圖。圖2C是在圖2B的C-C線的剖面圖。在圖2A~2C中，為了方便，將搬送裝置700的行進方向做為X方向，搬送機器人110的行進方向做為Y方向，鉛直方向做為Z方向。

在圖2A~圖2C中，第一處理模組的一例的預濕模組200及鍍覆模組400A，設置於虛線所示的第一模組框402A。又，控制模組800也設置於虛線所示的第一模組框402A。又，第二處理模組的一例的鍍覆模組400B及旋乾機600，設置於虛線所示的第二模組框402B。此外，第一模組框402A及第二模組框402B，如在圖2A及圖2B以虛線表示，包含鄰接配置的複數個模組框而構成。又，在本實施形態，雖然例示兩台控制模組800設置於第一模組框402A，但並不限於此，控制模組800也可以設置於第二模組框402B。

圖3是概略表示一實施形態的模組框的一部分結構的斜視圖。圖3表示設置有四台鍍覆模組400A的第一模組框402A、設置有四台鍍覆模組400B的第二模組框402B、以及設置於這些下部的基座框406，來做為模組框的一部分。如圖3所示，第一模組框402A及第二模組框402B是用來設置鍍覆模組400等的骨架。第一模組框402A及第二模組框402B分別設置於使用於鍍覆模組400的鍍覆液槽以及用來設置泵等的基座框406，其中泵是用來壓送鍍覆液。

各鍍覆模組400A具有形成有基板搬入出口404(404-1~404-8)的第一側面405A，其中基板搬入出口404(404-1~404-8)是用來在搬送裝置700之間進行基板傳遞。又，各預濕模組200具有形成有基板搬入出口204(204-1、204-2)的第一側面205，其中基板搬入出口204(204-1、204-2)是用來在搬送裝置700之間進行基板傳遞。另一方面，各鍍覆模組400B具有形成有基板搬入出口404的第二側面405B，其中基板搬入出口404用來在搬送裝置700之間進行基板傳遞。又，各旋乾機600具有形成有基板搬入出口404的第二側面605，其中基板搬入出口604用來在搬送裝置700之間進行基板傳遞。

第一模組框402A及第二模組框402B互相相隔間隔來配置成第一側面205、405A與第二側面405B、605相面對。藉此，在第一側面205、405A與第二側面405B、605之間形成有基板搬送空間701。在基板搬送空間701配置有搬送裝置700。

<搬送裝置的結構>

接下來，說明搬送裝置700的細節。如圖2所示，搬送裝置700具備：安裝部件710-1，固定於第一模組框402A的側面(配置有基板搬入出口204及基板搬入出口404的側面)；升降軌道716，安裝於安裝部件710-1；以及搬送機器人718，具有用來保持基板的手。

安裝部件710-1是用來將升降軌道716及搬送機器人718安裝於第一模組框402A的側面的部件。安裝部件710-1包含：複數個(本實施例為三條)行進軌道714(714-1~714-3)，在第一模組框402A及基座框406的側面所固定的行進方向(X方向)延伸。行進軌道714-1、714-2配置於基板搬入出口204-1、204-2及基板搬入出口404-1~404-8的Z方向的兩側。行進軌道714-3配置於行進軌道714-2的下部。此外，在本實施形態中，為了提高安裝部件710-1的剛性，例示設有三條行進軌道714，但並不受限於此，也可以設有兩條行進軌道(行進軌道714-1、714-2或行進軌道714-1、714-3)。又，在本實施形態中，例示行進軌道714-2、714-3被固定於基座框406的側面，但並不受限於此，行進軌道714-2、714-3也可以固定於第一模組框402A的側面。

升降軌道716構成為跨越複數個行進軌道714的側面在升降方向延伸，可沿著複數個行進軌道714的側面移動。具體來說，升降軌道716沿著行進軌道714經由可移動的滑件715安裝於行進軌道714。升降軌道716構成為以圖未顯示的驅動部件(例如馬達)沿著行進軌道714移動。

搬送機器人718是可沿著升降軌道716升降的部件。具體來說，搬送機器人718構成為以圖未顯示的驅動部件(例如馬達)，可沿著升降軌道716升降。搬送裝置700藉由使升降軌道716再行進方向移動，使搬送機器人718在升降方向移動，可在X方向及Z方向搬送基板。藉此，搬送裝置700可在成為基板搬送目標的處理模組的基板搬入出口前搬送基板。

再者，搬送機器人718構成為可在水平面內以升降軌道716為中心使手旋轉。藉此，搬送機器人718可在基板搬入出口前搬送基板後，藉由使手旋轉，經由安裝部件710-1在處理模組內搬送基板。此外，搬送機器人718構成為可將水平保持的基板上下反轉。藉此，搬送機器人718可例如將被鍍覆面向下，使已鍍覆處理的基板反轉，將被鍍覆面向上，來搬送至旋乾機600。

此外，圖2所示的實施形態中，例示安裝部件710-1包含複數個行進軌道714，但並不受限於此。以下，說明搬送裝置700的變形例。圖4A表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。圖4B是在圖4A的B-B線的剖面圖。圖4C是在圖4B的C-C線的剖面圖。圖5概略表示一實施形態的搬送裝置的結構的斜視圖。

如圖4及圖5所示，安裝部件710-2包含：複數個(本實施例為四條)固定軌道712(712-1~712-4)，固定於第一模組框402A，在升降方向(Z方向)延伸。固定軌道712-1、712-2配置於基板搬入出口204-1、204-2及基板搬入出口404-1~404-4的X方向的兩側。固定軌道712-3、712-4配置於基板搬入出口404-5~404-8的X方向的兩側。

又，安裝部見710-2包含：複數個(本實施例為三條)行進軌道714(714-1~714-3)，固定於複數個固定軌道712，在行進方向(X方向)延伸。行進軌道714-1、714-2配置於基板搬入出口204-1、204-2及基板搬入出口404-1~404-8的Z方向的兩側。行進軌道714-3配置於行進軌道714-2的下部。

如圖4B所示，固定軌道712-1、712-2及行進軌道714-1、714-2配置成包圍基板搬入出口204-1、204-2及基板搬入出口404-1~404-4。又，固定軌道712-3、712-4及行進軌道714-1、714-2配置成包圍基板搬入出口404-5~404-8。此外，進行軌道714-1~714-3也可以在固定軌道712-2、712-3之間分割。在此情況下，安裝部件710-2可以分割成包圍基板搬入出口204-1、204-2及基板搬入出口404-1~404-4的第一安裝部件以及包圍基板搬入出口404-5~404-8的第二安裝部件。藉此，可以簡便進行安裝部件710-2安裝於鍍覆裝置1000時的搬送作業及安裝作業。

如圖2B、2C、圖4B、4C所示，鍍覆裝置1000包含：風扇過濾單元408，配置於基板搬送空間701的上方。風扇過濾單元408是構成為對基板搬送空間701供給氣體的風扇模組的一例。藉由設有風扇過濾單元408，可在基板搬送空間701形成清淨空氣的低流，所以可除去基板搬送空間701內的顆粒等。

根據本實施形態，安裝部件710-1、710-2包含複數個行進軌道714而構成，複數個行進軌道714夾著基板搬入出口204、404在Z軸方向相隔間隔來配置，所以可提高安裝部件710-1、710-2的剛性。藉此，升降軌道716可在X方向高速移動，所以可提升搬送裝置700的基板搬送速度，結果可提升鍍覆裝置1000的產量。

除此之外，根據本實施形態，可抑制顆粒附著於基板的被處理面(被鍍覆面)。也就是說，本實施形態的搬送裝置700構成為經由安裝部件710-1、710-2以壁掛態樣固定於第一模組框402A的側面，升降軌道716及搬送機器人718沿著安裝部件710-1、710-2的側面移動。因此，如以往技術，不需要設置用來在風扇過濾單元408與基板之間提高剛性的部件。因此，因為可從風扇過濾單元408對基板的被鍍覆面低流供給清淨空氣，所以可抑制顆粒附著於被處理面。

又，如圖2B、2C、圖4A、4B所示，搬送機器人(乾式機器人)110配置於第一區域130，第一區域130是在搬送機器人718的行進方向(X方向)鄰接基板搬送空間701配置。又，在搬送機器人718的行進方向(X方向)鄰接基板搬送空間701配置於第一區域130的相反側的第二區域810，形成有出入口802，出入口802用來出入從鍍覆裝置1000的外部配置於基板搬送空間701的搬送裝置700。藉由設有出入口802，作業者不用分解鍍覆裝置1000，可以經由出入口802容易進行搬送裝置700的搬送作業。

又，在本實施形態中，基板搬送空間701被預濕模組200、鍍覆模組400A、400B以及旋乾機600的側面包圍而形成。因此，因為也可以不設置用來形成基板搬送空間701的外殼(框或側壁)，所以可簡單化鍍覆裝置1000的結構。又，在設有用來形成基板搬送空間701的外殼的情況下，每當變更鍍覆模組400A、400B等處理模組的X方向的尺寸，就必須製作用來形成基板搬送空間701的外殼。對此，根據本實施形態，因為不需要製作用來形成基板搬送空間701的外殼，所以能更有彈性地變更處理模組的X方向的尺寸。

接下來，說明關於鍍覆裝置1000的變形例。圖6A表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。圖6B是在圖6A的B-B線的剖面圖。圖6C是在圖6B的C-C線的剖面圖。圖6所示的鍍覆裝置1000除了安裝部件的結構以外，因為與圖4所示的鍍覆裝置1000一樣，所以對於相同的結構省略說明。

如圖6所示，安裝部件710-3與圖4的安裝部件710-2比較，未設有固定軌道712-2、712-3這點不同。具體來說，安裝部件710-3包含固定軌道712-1、 712-4與行進軌道714-1~714-3而構成。根據本實施形態，因為可減少安裝部件710-3的部件數，所以可簡單化安裝部件710-3的搬送與組裝作業。

圖7A表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。圖7B是在圖7A的B-B線的剖面圖。圖7C是在圖7B的C-C線的剖面圖。圖7所示的鍍覆裝置1000除了安裝部件的結構以外，因為與圖4所示的鍍覆裝置1000一樣，所以對於相同的結構省略說明。

如圖7所示，安裝部件710-4與圖4的安裝部件710-2比較，包含追加的固定軌道712-5~712-7這點不同。具體來說，固定軌道712-1、712-5配置於基板搬入出口204-1、204-2的X方向兩側。固定軌道712-5、712-6配置於基板搬入出口404-1、404-2的X方向兩側。固定軌道712-6、712-2配置於基板搬入出口404-3、404-4的X方向兩側。固定軌道712-3、712-7配置於基板搬入出口404-5、404-6的X方向兩側。根據本實施形態，因為設有追加的固定軌道712-5~712-7，進一步提高安裝部件710-4的剛性，所以可提升搬送裝置700的基板搬送速度。

圖8A表示一實施形態的鍍覆裝置的整體結構的平面圖。圖8B是在圖8A的B-B線的剖面圖。圖8C是在圖8B的C-C線的剖面圖。圖8所示的鍍覆裝置1000除了安裝部件的結構以外，因為與圖4所示的鍍覆裝置1000一樣，所以對於相同的結構省略說明。

如圖8所示，安裝部件710-5與圖4的安裝部件710-2比較，行進軌道714-1的設置位置不同。具體來說，行進軌道714-1、714-2配置於基板搬入出口、204-2及基板搬入出口404-2、404-4、404-6、404-8的Z方向兩側。根據本實施形態，因為其他部件干涉等理由，即使在固定軌道712的頂部設有行進軌道714-1是困難的情況下，也可以保持安裝部件710-5的剛性。

以上，雖然說明了幾個關於本發明的實施形態，但上述發明的實施形態是用來容易理解本發明，並非限定本發明。本發明在不脫離其要旨下，可變更、改良，同時本發明當然也包含其均等物。又，在可解決上述課題的至少一部分的範圍或達成至少一部分效果的範圍內，可任意組合或省略申請專利範圍及說明書所記載的各構成要素。

本申請做為一實施形態，揭露一種搬送裝置，構成為在升降方向與垂直於升降方向的行進方向搬送基板，包含：安裝部件，固定於模組框的側面，該模組框用來設置具有基板搬入出口的處理模組，該安裝部件包含：複數個行進軌道，配置在前述基板搬入出口的升降方向的兩側，在行進方向延伸；升降軌道，跨越前述複數個行進軌道在升降方向延伸，可沿著前述複數個行進軌道移動；以及搬送機器人，可沿著前述升降軌道升降，具有用來保持基板的手。

再者，本申請做為一實施形態，揭露一種搬送裝置，其中前述安裝部件更包含：複數個固定軌道，固定於前述側面，在升降方向延伸；前述複數個行進軌道固定於前述複數個固定軌道；前述複數個固定軌道以及前述複數個行進軌道配置成包圍前述基板搬入出口。

再者，本申請做為一實施形態，揭露一種搬送裝置，其中前述複數個固定軌道及前述複數個行進軌道，配置成在升降方向及行進方向的至少一方向並列，包圍設置於前述模組框的複數個處理模組的複數個基板搬入出口。

再者，本申請做為一實施形態，揭露一種基板處理裝置，包含：第一處理模組，具有第一側面，該第一側面形成有基板搬入出口；第二處理模組，具有第二側面，該第一側面形成有基板搬入出口；第一模組框，用來設置前述第一處理模組；第二模組框，用來設置前述第二處理模組，與前述第一模組框相隔間隔來配置成前述第一側面與前述第二側面相面對；基板搬送空間，由前述第一側面與前述第二側面所包圍形成；以及上述的搬送裝置，安裝於前述基板搬送空間所配置的前述第一模組框或前述第二模組框的側面。

再者，本申請做為一實施形態，揭露一種基板處理裝置，更包含：風扇模組，配置於前述基板搬送空間的上方，對前述基板搬送空間供給氣體。

再者，本申請做為一實施形態，揭露一種基板處理裝置，其中前述第一處理模組及前述第二處理模組包含：鍍覆模組，對基板進行鍍覆處理。

再者，本申請做為一實施形態，揭露一種基板處理裝置，其中前述第一處理模組更包含：預濕模組，對基板進行預濕處理；前述第二處理模組更包含：乾燥模組，用來使基板乾燥。

再者，本申請做為一實施形態，揭露一種基板處理裝置，其中在前述搬送機器人的行進方向連接前述搬送空間的第一區域，配置有乾式機器人，該乾式機器人用來在基板卡匣、前述預濕模組以及前述乾燥模組之間進行基板傳遞；在前述搬送機器人的行進方向於前述第一區域的相反側鄰接於前述基板搬送空間的第二區域，形成有出入口，該出入口用以供配置於前述基板搬送空間的前述搬送裝置從基板處理裝置的外部出入。