处理模块、基片处理装置以及基片运送方法

专利名称：处理模块、基片处理装置以及基片运送方法
技术领域：
本发明涉及处理半导体晶片等基片的处理模块、包括该处理模块的基片处理装置 以及它们中的基片运送方法。
背景技术：
在半导体集成电路的制造工艺中，利用多个处理室经由一个传送室相结合的所谓 的集束型设备(cluster tool)(例如，专利文献1、2)。由此，基片通过实现了真空气氛(或 者，干净气氛)的运送室从一个处理室被运送到下一个处理室，因此能够在运送过程中将 基片维持在干净的气氛中。从而防止了基片被污染，改善了制造成品率。另外，由于多个处 理室与一个运送室邻接配置，因此能够缩短从一个处理室向下一个处理室运送基片时的运 送路径。从而通过缩短运送时间还能够提高生产能力。
专利文献1 日本专利文献特开2008-258192号公报；
专利文献2 日本专利文献特开平7-142551号公报。发明内容
然而，近年来，随着半导体集成电路被进一步高度集成，以及为了实现高度集成而 尺寸进一步被缩小，例如层积在基片上的薄膜的膜厚也逐渐变薄，层积所需的时间也逐渐 变短，从而运送基片运进出处理室的时间相对层积时间变长了。因此，甚至在集束型设备 中，生产能力也逐渐受到基片运送时间的限制。
本发明鉴于上述的实际情况，提供一种可进行快速的基片运送从而有助于提高生 产能力的处理模块、包括该处理模块的基片处理装置以及它们中的基片运送方法。
为了达到上述目的，本发明的第1方式提供一种处理模块，包括载置部，其载置 基片，被载置的所述基片被进行基片处理；以及基片运送机构，其包括多个基片保持用具， 所述多个基片保持用具能够分别独立地位于第一位置或第二位置并且能够分别保持基片， 其中，所述第一位置是相对于外部的基片运送装置进行基片交接的位置，并且所述第二位 置是所述载置部的上方的位置。
本发明的第二方式提供如下的处理模块在第1方式的处理模块中，还包括升降 所述基片运送机构的升降部。
本发明的第3方式提供了如下的处理模块在第1或第2方式的处理模块中，还包 括转动机构，该转动机构使所述多个基片保持用具中的每一个以预定的转动轴为中心转动 以位于所述第一位置或所述第二位置。
本发明的第4方式提供了如下的处理模块在第3方式的处理模块中，所述多个基 片保持用具的转动角度小于或等于90°。
本发明的第5方式提供一种基片处理装置，包括第1至第4方式中任一方式的处 理模块；以及基片运送装置，其包括基片运送部，所述基片运送部能够相对于所述多个基片 保持用具中位于所述第一位置的基片保持用具进行基片交接。4
本发明的第6方式提供如下的基片处理装置在第5方式的基片处理装置中，所述 载置部被配置在能够密封的处理室中，所述基片运送机构被配置在与所述处理室可连通地 结合的能够密封的缓冲室，所述基片运送装置配置在能够与一个或多个所述缓冲室可连通 地结合的能够密封的转运室。
本发明的第7方式提供如下的基片处理装置在第6方式的基片处理装置中，所述 处理室、所述缓冲室以及所述转运室能够被排气成负压。
本发明的第8方式提供如下的基片处理装置在第5至第7方式中任一方式的基 片处理装置中，所述基片运送部在其一端具有能够保持基片的第一基片保持区，在其另一 端具有能够保持基片的第二基片保持区，并且在所述第一基片保持区和所述第二基片保持 区之间具有旋转中心。
本发明的第9方式提供一种基片运送方法，用于在基片运送部和载置部之间交接 基片，其中所述载置部载置基片，并且被载置的所述基片被进行基片处理，所述基片运送方 法包括以下步骤使保持一个基片的所述基片运送部移动到第一位置后进行等待，以使所 述一个基片被保持在第一位置；将通过所述基片运送部被保持在所述第一位置上的所述一 个基片传递给多个基片保持用具中的一个基片保持用具，其中所述多个基片保持用具能够 分别独立地位于所述第一位置或所述载置部的上方的第二位置并且能够分别保持基片；使 接受到所述一个基片的所述一个基片保持用具移动到所述第二位置；以及从所述多个基片 保持用具中的其它基片保持用具向在所述第一位置等待的所述基片运送部传递其它基片。
本发明的第10方式提供如下的基片运送方法在第9方式的基片运送方法中还包 括以下步骤从移动到所述第二位置的所述一个基片保持用具将所述一个基片载置到所述 载置部。
本发明的第11方式提供如下的基片运送方法在第9或第10方式的基片运送方 法中，在向所述一个基片保持用具传递的步骤中，通过所述一个基片保持用具上升，所述一 个基片从所述基片运送部被传递给所述基片保持用具。
本发明的第12方式提供如下的基片运送方法在第9至第11方式中任一方式的 基片运送方法中，在向所述第二位置移动的步骤中，所述一个基片保持用具以预定的转动 轴为中心转动到所述第二位置。
本发明的第13方式提供如下的基片运送方法在第12方式的基片运送方法中，所 述一个基片保持用具的转动角度小于或等于90°。
本发明的第14方式提供如下的基片运送方法在第9至13方式中任一方式的基 片运送方法中，在传递所述其它基片的步骤中，通过所述其它基片保持用具下降，所述其它 基片从所述其它基片保持用具被传递给所述基片运送部。
本发明第15方式提供一种基片运送方法，用于在基片运送部和载置部之间交接 基片，其中所述载置部载置基片，并且被载置的所述基片被进行基片处理，所述基片运送方 法包括以下步骤将保持在多个基片保持用具中的一个基片保持用具上的一个基片移动到 所述载置部的上方的第二位置，其中所述多个基片保持用具能够分别独立地位于第一位置 或所述第二位置并且能够分别保持基片；使保持其它基片的所述基片运送部移动到第一位 置后进行等待，以使所述其它基片被保持在第一位置；从在所述第一位置等待的所述基片 运送部将所述其它基片递给所述多个基片保持用具中其它的基片保持用具；将所述一个基片保持用具从所述第二位置移动到所述第一位置；以及在所述第一位置，从所述一个基片 保持用具将所述一个基片递给所述基片运送部。
本发明的第16方式提供如下的基片运送方法在第15方式的基片运送方法中，在 向所述第二位置移动的步骤中，所述一个基片保持用具以预定的转动轴为中心转动预定转 动角度以到达所述第二位置。
本发明的第17方式提供如下的基片运送方法在第15或16方式的基片运送方法 中，在向所述其它基片保持用具传递的步骤中，通过所述其它基片保持用具上升，所述其它 基片从所述基片运送部被传递到所述其它基片保持用具。
本发明的第18方式提供了如下的基片运送方法在第15至17方式中任一方式的 基片运送方法中，在向所述第一位置移动的步骤中，所述一个基片保持用具以预定的转动 轴为中心转动预定的转动角度以到达所述第一位置。
本发明的第19方式提供如下的基片运送方法在第15至18方式中任一方式的基 片运送方法中，在传递所述一个基片的步骤中，通过所述一个基片保持用具下降，所述一个 基片从所述一个基片保持用具被传递到所述基片运送部。
本发明的第20方式提供如下的基片运送方法在第16至18方式中任一方式的基 片运送方法中，所述一个基片保持用具的转动角度小于或等于90°。
根据本发明，能够提供可进行快速的基片运送从而有助于提高生产能力的处理模 块、包括该处理模块的基片处理装置以及它们中的基片运送方法。


图1是示出根据本发明实施方式的基片处理装置的简要图2是示意性地示出设置在图1的基片处理装置中的主基片运送装置的立体图3是示意性地示出设置在图1的基片处理装置中的处理模块和图2的主基片运 送装置的立体图4的(a)和(b)分别是示意性地示出处理模块的平面图和侧视图5的(a)和(b)分别是示意性地示出处理模块的另一平面图和侧视图6的(a) (C)是用于按照每个步骤说明根据本发明实施方式的一个基片运送 方法的立体图7的(a) (c)是接图6的(a) (c)之后用于按照每个步骤说明根据本发明 实施方式的一个基片运送方法的立体图8的(a) (C)是用于按照每个步骤说明根据本发明另一实施方式的基片运送 方法的立体图9的(a) (c)是接图8的(a) (c)之后用于按照每个步骤说明根据本发明 另一实施方式的基片运送方法的立体图10的(a) (c)是接图9的(a) (c)之后用于按照每个步骤说明根据本发 明另一实施方式的基片运送方法的立体图11的(a) (c)是接图10的(a) (c)之后用于按照每个步骤说明根据本发 明另一实施方式的基片运送方法的立体图12是接图11的(a) (c)之后用于按照每个步骤说明根据本发明另一实施方式的基片运送方法的立体图13的(a) (d)是用于按照每个步骤说明根据本发明又一实施方式的基片运 送方法的立体图14的(a) (d)是接图13的(a) (d)之后用于按照每个步骤说明根据本发 明又一实施方式的基片运送方法的立体图15的(a)和(b)是示意性地示出图3至图6的(a) (c)所示的处理模块的 变形例的平面图和侧视图16的(a)和(b)是示意性地示出图15的(a)和(b)所示的变形例的另一平面 图和侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，这里，实施方式并不对本发明进行 限定而是本发明的例示。在所有附图中，对于相同或对应的部件或构件标注相同或对应的 参照符号，并省略重复说明。另外，附图并不以表示部件或构件之间的相对比例为目的，本 领域技术人员应该能够参照以下非限定性的实施方式来确定具体的尺寸。
(第1实施方式)
参照图1至图5，说明根据本发明第1实施方式的基片处理装置。
图1是示出该基片处理装置的简要结构图。如该图所示，基片处理装置10包括载 盒台11，其载置用于容纳预定片数处理对象的晶片W的例如FOUP (Front-Opening Unified Pod，前开式晶圆盒)等晶片盒CS ；与载盒台11结合并且可通过开口部Ila与载盒台11连 通的运送室12，在大气气氛下晶片W被运入该运送室12内；与运送室12结合的加载互锁 真空室(load lock chamber) 13，其能够将其内部调整为大气压或负压；与加载互锁真空室 13结合并且在真空气氛下晶片被运入其中的转运室14 ；以及与转运室14结合并处理晶片 W的处理模块15。
运送室12内设置有运送机器人R，运送机器人R通过开口部Ila从载置在载盒台 11上的晶片盒CS中取出晶片W，并将该晶片W运送到加载互锁真空室13中，并且从加载互 锁真空室I3取出晶片W保存到晶片盒CS中。另外，进行晶片W的对位的对准室12b与运送室12结合。
加载互锁真空室13具有载置台13S，从运送室12或转运室14运送进来的晶片W 被载置到载置台13S上。另外，在加载互锁真空室13和运送室12之间设置有闸阀12a，在 加载互锁真空室13和转运室14之间设置有闸阀13a。一旦关闭闸阀1 和13a，加载互锁 真空室13内就被维持为气密，从而能够通过没有图示的排气装置和惰性气体(包括氮气) 供应装置，将加载互锁真空室13的内部维持为负压或大气压。当加载互锁真空室13的内 部为大气压时，闸阀1 开启，晶片W在加载互锁真空室13和运送室12之间被运入运出， 当加载互锁真空室13的内部为负压时，闸阀13a开启，晶片W在加载互锁真空室13和被排 气成了负压的转运室14之间被运入运出。
转运室14在本实施方式中具有六角形的平面形状，六个面中的两个面与加载互 锁真空室I3结合，其它四个面与处理模块15结合。在转运室14和处理模块15之间设置 有闸阀GV1。在转运室14的大致中央处设置有主运送装置16。主运送装置16从加载互锁真空室13和处理模块15运出晶片W或向加载互锁真空室13和处理模块15运入晶片W。
参照图2，主运送装置16在两端部具有能够保持晶片W的晶片保持区域，并且包 括能够以设置在大致中央的旋转轴Cl为中心旋转的运送臂16a、在一端可旋转地支撑运 送臂16a并且能够以设置在另一端的旋转轴C2为中心旋转的第一支撑臂16b、在一端可旋 转地支撑第一支撑臂16b并且能够以设置在另一端的旋转轴C3为中心旋转的第二支撑臂 16c、固定在转运室14(图1)的底部并且在上部可旋转地支撑第一支撑臂16c的基部16d。 在晶片保持区域中形成有三个吸引孔16H，通过这些吸引孔16H吸引载置在晶片保持区域 上的晶片W，由此能够保持晶片W。主运送装置16以旋转轴C1、C2、C3为中心适当地旋转运 送臂16a、第一支撑臂16b、第二支撑臂16c，由此能够将保持在运送臂16a的顶端(晶片保 持区域)的晶片W运送到预定的处理模块15和加载互锁真空室13中。
参照图3，处理模块15包括缓冲室1 和处理室15b以及闸阀GV2 缓冲室1 和 处理室1 被构成为其内部分别可通过没有图示的排气装置而被排气成负压并维持，闸阀 GV2被配置在缓冲室15a和处理室15b之间，并将这两者可连通地隔开。
在缓冲室15a内配置有基片运送机构150。基片运送机构150包括可分别保持 晶片W的多个基片保持用具15U、15M、15D ；以及能够使基片保持用具15U、15M、15D分别独 立地转动的转动轴15L。
另外，在处理室15b内配置有用于载置晶片W的基座15S。在处理室15b内，对载 置在基座15S上的晶片W进行预定的处理。处理例如可以是绝缘膜或导电膜的沉积、蚀刻、 热处理等。另外，处理也可以是为了改善线宽粗糙度(LWR)而对图案化了的抗蚀膜进行的 平滑处理、膜厚测量、颗粒(particle)计数等。处理室1 也可以与处理相应地具有气体 供应管线、气体供应喷嘴(喷淋头)、晶片卡盘、晶片加热机构、用于生成等离子体的电极、 光学系统等。
接下来，参照图4的(a)和(b)和图5的(a)和(b)详细说明处理模块15。图4 的(a)是示意性地示出处理模块15的平面图，图4的(b)是从图4的(a)中的箭头A4方 向观察时处理模块15的简要侧视图。这些图也示出了从转运室14正向处理模块15的缓 冲室15a内进入的基片运送臂16a(以下，为了方便，记作运送臂16)。
图4的(a)示出了位于初始位置(home position)的基片保持用具15U。基片保 持用具15U具有可支撑作为处理对象的晶片W的大小，并且可通过例如铝、不锈钢等金属制 成。如图所示，在基片保持用具15U上形成有宽度比运送臂16的宽度大的切口部15c。由 此，即使在运送臂16进入到缓冲室15a内的情况下，运送臂16也能够相对地穿过切口部 15c,因此基片保持用具15U能够升降。基片保持用具15U通过如此升降，能够从运送臂16 向基片保持用具15U、或者从基片保持用具15U向运送臂16传递晶片W。另外，设定切口部 15c的长度(进深)被设定成以使得进入到切口部15c的运送臂16与基片保持用具15U可 靠地交接晶片W。如上所述，基片保持用具15U具有切口部15c，当从运送臂16接受晶片W、 或者向运送臂16传递晶片W时，在基片保持用具15U升降了的情况下，所述切口部15c允 许运送臂16 (的基片保持区)相对地穿过基片保持用具15U。
参照图4的(b)，在基片保持用具15U的转动轴15L的下方安装有用于转动基片保 持用具15U并使基片保持用具15U(基片运送机构150整体)升降的升降驱动部15Aa。在 转动轴15L和缓冲室15a (的壳体)之间设置有允许转动轴15L升降并维持缓冲室15a的气密性的波纹管15Ba。
如图4的(a)和图4的(b)所示，多个(在图示的例子中为三个)升降销15P以 贯穿基座15S的方式设置在处理室15b内配置的基座15S中。升降销15P通过安装在下部 的升降驱动部15Ab升降，能够将晶片W载置到基座15S上或者从基座15S托起。另外，在 升降升降销15P的杆和处理室15b(的壳体)之间设置有允许该杆升降并维持缓冲室1 的气密性的波纹管15恥。
接下来，参照图5的(a)和图5的(b)可知，基片保持用具15U通过转动轴15L转 动，穿过闸阀GV2进入处理室15b内，并位于基座15S的大致上方。在本实施方式中，基片 保持用具15U从初始位置起到达基座15S的大致上方为止转动了约80°。转动角度可根据 在基片处理装置10 (处理模块1 中处理的晶片W的尺寸来确定，但从减小处理模块15的 尺寸(footprint:占用空间)的观点出发，优选小于或等于90°。图5的(a)是处理模块 15的另一平面图，图5的(b)是从图5的(a)所示的箭头A5方向观察处理模块15时的简 要侧视图。如图5的(a)所示，基片保持用具15U上形成有与升降销15P对应的三个缝隙 15t，当在基片保持用具15U位于基座15S的大致上方的情况下升降销15P上升时，升降销 15P的顶端能够穿过缝隙15t突出到基片保持用具15U的上方。另外，缝隙15t是弯曲的， 从而即使在升降销15P的顶端突出到基片保持用具15U的上方的情况下，基片保持用具15U 也能够通过转动轴15L而转动并返回到缓冲室15a。S卩，在基座15S中设置有相对于基座 15S可突出或退回的多个升降销15P以便从基片保持用具15U接受晶片W以及将该晶片载 置到基座15S上的情况下，当基片保持用具15U通过转动轴15L转动时，基片保持用具15U 与多个升降销15P对应地具有允许升降销15P相对地穿过的多个弯曲形状的缝隙15t。
参照图4的(b)，基片保持用具15M、15D重叠配置在基片保持用具15U的下方。基 片保持用具15M、15D与基片保持用具15U具有相同的结构，并且与基片保持用具15U—样 能够独立转动。基片保持用具15U、15M、15D的转动例如可通过马达与三重同轴转轴(包 括外管、配置在外管内的内管、以及配置在内管内的杆)来实现，马达与基片保持用具15U、 15M、15D相对应地设置在升降驱动部15Aa的内部，三重同轴转轴(包括外管、配置在外管内 的内管、以及配置在内管内的杆)在转动轴15L的内部延伸并与各电机连接，并且能够独立 旋转。
再次参照图1，在基片处理装置10中设置有控制部17，控制部17控制基片处理装 置10的构成要素，以便在基片处理装置10中实施各种处理。控制部17包含计算处理装 置，并按照下述程序来动作，该程序例如包含使基片处理装置10实施后述的基片运送方法 的步骤(命令)群。这样的程序被存储在计算机可读存储介质17a中，并通过支持计算机 可读存储介质17a的输入装置(没有图示)被加载到存储装置17b中。计算机可读存储介 质17a例如可以是软盘、固态存储器、硬盘等。另外，程序也可以从预定的线路加载到存储 装置17b中，以替代计算机可读存储介质17a。
通过以下对于根据本发明实施方式的基片运送方法的说明可明了具有上述结构 的处理模块15、以及包含该处理模块15的基片处理装置10的优点和效果。
(第2实施方式)
参照图6的(a)至图7的(c)，对在上述基片处理装置10中实施的根据本发明第 2实施方式的基片运送方法进行说明。这些图中，省略了图3所示的闸阀GVl和GV2、以及缓冲室1 和处理室15b (的壳体)的示出，主要示出了基片保持用具15U、15M、15D、运送臂 16 (的端部)、以及基座15S的位置关系。
参照图6的(a)，在缓冲室15a(图3)的内部设置有具有基片保持用具15U、15M、 15D的基片运送机构150，基片保持用具15U、15M、15D位于初始位置。另外，从上数的两个 基片保持用具15U、15M分别保持已在处理室15b(图3)中处理过的晶片(以下，称作已处 理的晶片)WP1、WP2，最下方的基片保持用具15D没有保持晶片。并且，处理室15b (图3)内 的基座15S上没有载置晶片，转运室14(图幻内的运送臂16的一端上保持有要经处理室 15b处理的晶片(以下，称作未处理晶片)WU1。
首先，基片运送机构150上升或下降，进行基片运送机构150在上下方向上的定 位，以使运送臂16能够进入基片运送机构150的基片保持用具15M、15D之间。接着，缓冲室 1 和转运室14之间的闸阀GVl开启(图3)，运送臂16进入缓冲室15a，未处理晶片WUl 被保持在基片保持用具15M、15D之间(图6的(b))。接着，如果基片运送机构150上升，则 运送臂16相对地从上往下穿过基片保持用具15D的切口部15c，从而晶片WUl被基片保持 用具15D接受(图6的(c))。在晶片WUl被基片保持用具15D接受之后，运送臂16不向转 运室14内返回，而是在原位等待。
接着，缓冲室15a和处理室15b之间的闸阀GV2开启(图3)，保持着晶片WUl的 基片保持用具15D通过转动轴15L而转动，将晶片WUl保持到处理室15b内的基座15S的 上方(图7的(a))。此时，基片保持用具15D的转动角度如在第1实施方式的说明中所述 的那样约为80°，但不用说，转动角度可根据晶片WUl的尺寸来确定(对于基片保持用具 15U、15M也一样)。在基片保持用具15D转动的期间或者转动之后，一旦转动轴15L下降， 运送臂16就相对地由下往上穿过基片保持用具15M的切口部15c，由此，已处理的晶片WP2 被运送臂16接受(图7的(b))。然后，运送臂16将晶片WP2运出到转运室14，基片保持 用具15D在保持晶片WUl的状态下向初始位置返回。通过以上的动作，如图7的(c)所示， 基片保持用具15U保持着已处理的晶片WP1，基片保持用具15M没有保持晶片，基片保持用 具15D保持着未处理晶片WUl。
接着，通过运送臂16绕旋转轴Cl (图2)旋转180°，运送臂16另一端上的另一片 未处理基片(为了便于与上述的未处理晶片WUl区别，记作未处理晶片WU2)移动到缓冲室 15a的前方。以下，虽然省略图示，但参照上述的说明和图6的(a)至图7的(c)可容易理 解，基片运送被同样地继续进行。即，运送臂16进入缓冲室15a内，将晶片WU2保持在基片 保持用具15U、15M之间。接着，通过基片运送机构150上升，未处理晶片WU2从运送臂16 被传递给基片保持用具15M。在传递晶片WU2之后，运送臂16不向转运室14内返回，而是 在原位等待。
接着，保持着未处理晶片WU2的基片保持用具15M通过基片运送机构150的转动 轴15L而转动，将晶片WU2保持到处理室15b内的基座15S的上方。在基片保持用具15M 转动的期间或者转动之后，如果基片运送机构150下降，被保持在基片保持用具15U上的已 处理的晶片WPl就从基片保持用具15U被传递到运送臂16。接着，运送臂16将已处理的 晶片WPl运出到转运室14，基片保持用具15M在保持未处理晶片WU2的状态下向初始位置 返回。通过以上的动作，在缓冲室15a内，基片保持用具15U没有保持晶片，基片保持用具 15M保持着未处理晶片WU2，基片保持用具15D保持着未处理晶片WUl。
然后，未处理晶片WU1、WU2从缓冲室1 依次被运送到处理室15b，对这些晶片 WU1、WU2进行预定的处理。具体来说，基片保持用具15M通过转动轴15L而转动，将未处理 晶片WU2保持到处理室15b内的基座15S的上方。接着，设置在基座15S上的升降销15P 上升，穿过对应的缝隙15t并突出到上方，从基片保持用具15M接受未处理晶片WU2。基片 保持用具15M转动并返回初始位置，并且升降销15P下降，从而未处理晶片WU2被载置到基 座15S上。接着，在闸阀GV2关闭从而处理室1 被密封后，对未处理晶片WU2进行预定的 处理。以下，将经处理的晶片WU2简记为已处理的晶片WP3。
在该处理结束后，升降销15P再次上升，基座15S上的晶片WP3(经处理的晶片 WU2)被托起。接着，在闸阀GV2开启之后，基片保持用具15M通过转动轴15L而转动，使与 缝隙15t对应的升降销15P进入缝隙15t并位于被托起的晶片WP3和基座15S之间。接着， 一旦升降销15P下降，已处理的晶片WP3就被传递给基片保持用具15M。然后，基片保持用 具15M在保持晶片WP3的状态下向初始位置返回，并且基片保持用具15D错开基片保持用 具15M转动到基座15S的上方，将未处理晶片WUl保持到基座15S的上方。升降销15P上 升，未处理晶片WUl从基片保持用具15D被传递给升降销15P。基片保持用具15D向初始位 置返回，并且升降销15P下降，将未处理晶片WUl载置到基座15S上，关闭闸阀GV2，并对该 未处理晶片WUl进行处理。以下，将经处理的晶片WUl简记为已处理的晶片WP4。
在该处理结束后，升降销15P上升，基座15S上的已处理的晶片WP4被托起，并且 基片运送机构150的高度被调整，以便没有保持晶片的最上方的基片保持用具15U进入被 托起的已处理的晶片WP4和基座15S之间。接着，闸阀GV2开启，基片保持用具15U进入到 已处理的晶片WP4和基座15S之间，升降销15P下降，由此已处理的晶片WP4被基片保持用 具15U保持。如果基片保持用具15U在保持已处理的晶片WP4的状态下向初始位置返回， 并且闸阀GV2关闭，就返回到图6的(a)所示的配置。之后，上述的动作被重复，完成对预 定片数晶片W的处理。
如上面说明的那样，在基片保持用具15U、15M、15D的初始位置，基片保持用具 15U、15M、15D中的基片保持用具15D从运送臂16接受未处理晶片WU1，并且将该未处理晶 片WUl移动到基座15S的上方，另一方面，基片保持用具15M将已处理的晶片WP2传递给在 基片保持用具15U、15M、15D的初始位置等待的运送臂16，运送臂16运出该已处理的晶片 WP2。即，运送臂16能够将未处理晶片WUl传递给基片保持用具15D，并从基片保持用具15M 接受已处理的晶片WP2，然后返回到转运室14。因此，运送臂16没有必要为了运出已处理 的晶片和运入未处理晶片而往返两次，能够缩短运入运出晶片所需的时间。
如果与在集束型设备中通常进行往返两次的动作，即基片运送臂进入处理室内 接受已处理的晶片并将其从处理室取出，保持未处理的晶片，将该保持的未处理晶片放入 该处理室并传递给基座的场合相比，就容易理解上述的效果。
另外，由于配置在较大的转运室14内的较大型的主运送装置16 (运送臂16)和灵 巧且较小型的基片运送机构150协作，因此能够顺畅地进行晶片W的运入运出。
(第3实施方式)
下面，参照图8的(a)至图12，对在上述基片处理装置10中实施的根据本发明第 3实施方式的基片运送方法进行说明。这些图中，也省略了图3所示的闸阀GVl和GV2、以 及缓冲室1 和处理室15b (的壳体)的示出，主要示出了基片保持用具15U、15M、15D、运送臂16 (的端部)、以及基座15S的位置关系。
参照图8的(a)，在缓冲室15a(图3)的内部设置有具有基片保持用具15U、15M、 15D的基片运送机构150，基片保持用具15U、15M、15D位于初始位置。另外，基片保持用具 15M、15D分别保持已在处理室15b(图3)处理过的晶片(以下，称作已处理的晶片)WP1、 WP2，最上方的基片保持用具15U没有保持晶片。并且，处理室15b内的基座15S上没有载 置晶片，转运室14(图幻内的运送臂16的一端上保持有要经处理室1 处理的基片(以 下，称作未处理基片)WUl。
首先，基片运送机构150下降，进行基片运送机构150在上下方向上的定位，以使 运送臂16能够进入到基片保持用具15U的上方。接着，从上数第二个的基片保持用具15M 通过转动轴15L而转动，将已处理的晶片WPl暂时保持到基座S的上方(图8的(b))。此 时，基片保持用具15M的转动角度为约80°，但不用说，转动角度可以根据晶片WPl的尺寸 来确定(对于基片保持用具15U、15D也一样)。
接着，缓冲室1 和转运室14之间的闸阀GVl开启，运送臂16进入缓冲室15a，将 未处理晶片WUl保持在基片保持用具15U的上方(图8的(C))。一旦基片运送机构150上 升，运送臂16就相对地从上往下穿过基片保持用具15U的切口部15c，由此未处理晶片WUl 被基片保持用具15U接受(图9的(a))。在晶片WUl被基片保持用具15U接受之后，运送 臂16不向转运室14内返回，而是在原位等待。
接下来，将已处理的晶片WPl保持在基座S的上方的基片保持用具15M通过转动 轴15L而转动，并向初始位置返回(图9的(b))。此时，基片运送机构150的高度被调整， 以便基片保持用具15M能够进入最上方的基片保持用具15U和运送臂16之间。在基片保持 用具15M返回到初始位置之后，一旦转动轴15L(基片运送机构150)下降，运送臂16就相 对从下往上穿过基片保持用具15M的切口部15c，由此运送臂16接受已处理的晶片WP2(图 9的(c))。然后，运送臂16将晶片WP2运出到转运室14。通过以上的动作，如图10的(a) 所示，基片保持用具15U保持着未处理晶片WU1，基片保持用具15M没有保持晶片，基片保持 用具15D保持着已处理的晶片WP2。
接着，通过运送臂16绕旋转轴Cl (图2)旋转180°，运送臂16的另一端上的另一 片未处理基片WU2移动到缓冲室15a的前方。另外，最下方的基片保持用具15D通过转动 轴15L而转动，将已处理的晶片WP2保持到基座15S的上方(图10的(b))。
接着，保持未处理晶片WU2的运送臂16进入基片保持用具15U、15M之间，将晶片 WU2暂时保持在基片保持用具15U、15M之间(图10的(c))。此时，基片运送机构150在上 下方向上被定位以便能够进入基片保持用具15U、15M之间。接着，一旦转动轴15L上升，未 处理晶片WU2就从运送臂16被传递给基片保持用具15M。此时，转动轴15L上升，直到将已 处理的晶片WP2保持在基座15S的上方的基片保持用具15M能够返回到基片保持用具15D 和运送臂16之间(图11的(a))。然后，基片保持用具15M通过转动轴15L而转动，并向初 始位置返回(图11的(b))。接着，一旦转动轴15L下降，已处理的晶片WP2就从基片保持 用具15D被移交到运送臂16上(图11的(c))。接着，运送臂16将已处理的晶片WP2运出 到转运室14。通过以上的动作，如图12的所示，在缓冲室15a内，基片保持用具15U保持着 未处理晶片WU1，基片保持用具15M保持着未处理晶片WU2，基片保持用具15D没有保持晶 片。
然后，未处理晶片WU1、WU2从缓冲室1 依次被运送到处理室15b，对这些晶片 WUU WU2进行预定的处理。之后，上述的动作被重复，完成对预定片数晶片W的处理。
在本实施方式中，运送臂16能够将未处理晶片WUl传递给最上方的基片保持用具 15U，并从上数第二个基片保持用具15M接受已处理的晶片WP1，然后返回转运室14。另外， 运送臂16也能够将未处理晶片WU2传递给从上数第二个基片保持用具15M，从最下方的基 片保持用具15D接受已处理的晶片WP2，然后返回到转运室14。S卩，运送臂16没有必要为 了运出已处理的晶片和运入未处理晶片而往复两次，能够缩短运入运出晶片所需的时间。
另外，也具有较大型的主运送装置16 (运送臂16)和灵巧且较小型的基片运送机 构150协作的效果。
(第4实施方式)
下面，参照图13的(a)至图14的(d)，对在上述基片处理装置10中实施的根据本 发明第4实施方式的基片运送方法进行说明。图13的(a)至图14的(d)是缓冲室1 和 处理室15b的平面图。另外，在本实施方式中使用的处理模块15在缓冲室15a中具备两个 基片保持用具15U、15D。
参照图13的(a)，在缓冲室15a的内部，基片保持用具15U保持着保持已在处理室 15b处理过的晶片(以下，称作已处理的晶片)WP1。基片保持用具15U的下方的基片保持 用具15D没有保持晶片。并且，在处理室15b内的基座15S上没有载置晶片，转运室14 (图 3)内的运送臂16在其一端保持着要通过处理室1 处理的基片(以下，称作未处理基片) WUl。
首先，转动轴15L上升，基片运送机构150在上下方向上定位，以使运送臂16能够 进入基片保持用具15U、15D之间。接着，闸阀GVl开启，运送臂16进入缓冲室15a内(图 13的(b))，将未处理晶片WUl保持在基片保持用具15U、15D之间。
一旦转动轴15L上升，基片保持用具15D就从运送臂16接受未处理晶片WU1，接着 在闸阀GV2开启后，基片保持用具15D通过转动轴15L而转动(图13的(c))，将未处理晶 片WUl保持到基座S的上方。基片保持用具15D的转动角度为约80°。接着，基座15S的 升降销15P上升，穿过基片保持用具15D的对应的缝隙15t (图3)，并接受未处理晶片WUl。 另外，通过转动轴15L下降，被基片保持用具15U保持的已处理的晶片WPl被移交到运送臂 16上。(图13的⑷)。
接着，基片保持用具15D通过转动轴15L而转动(图14的(a))，在没有保持晶片 的状态下从基座S的上方返回到初始位置，闸阀GV2关闭。在处理室15b内，通过升降销 15P下降，未处理晶片WUl被载置到基座上，另一方面，已处理的晶片WPl通过运送臂16从 缓冲室1 被运出到转运室14(图14的(b))。然后，将运送臂16运出的晶片WPl运入到 其它腔室或者加载互锁真空室13，另一方面，在处理室15b内，对基座S上的晶片WUl进行 预定的处理(图14的(c))。
在处理结束之后，通过升降销15P和基片保持用具15U，经处理的WP (被处理了的 晶片WUl)被运出到缓冲室15a，并被保持在基片保持用具15U的初始位置。另一方面，运送 臂16保持其它未处理晶片，在缓冲室15a的前方进行等待。S卩，返回到图13的(a)所示的 配置，之后，上述的动作被重复，对预定片数晶片W进行处理。
以上，根据第4实施方式的基片运送方法，运送臂16能够将未处理晶片WUl传递给基片保持用具15D，并且，在从基片保持用具15U接受已处理的晶片WPl之后，返回到转运 室14。因此，运送臂16没有必要为了进行运出已处理的晶片和运入未处理晶片而往返两 次，能够缩短运入运出晶片所需的时间。
另外，基片保持用具15D在将所接受的未处理晶片WUl载置到基座15S上之后，返 回初始位置，因此不会在保持未处理晶片WUl的状态下在初始位置和基座15S的上方的位 置之间往返。即，由于能够减少基片保持用具15D的往返动作，因此能够期待缩短运送时 间。并且，在对基座15S上的未处理晶片WUl进行处理并且该晶片通过基片保持用具15D 返回初始位置的期间，运送臂16能够将从基片保持用具15U接受的已处理的晶片WPl运入 其它处理室或基片收纳部，并获取其它未处理晶片。因此，能够减少运送臂16的等待时间 以降低运送时间。另外，在此情况下，主运送装置16也可以具有只能在一端保持晶片W的 运送臂16。
(第5实施方式)
以下，参照图15的(a)至图16的(b)，对作为本发明第5实施方式的处理模块的 变形例进行说明。
图15的(a)是变形例的处理模块的平面图，该图示出了位于初始位置的基片保持 用具15TU。如图所示，与图3的(a)等中示出的基片保持用具15U的切口部15c同样地，在 基片保持用具15TU上形成有宽度比运送臂16的宽度宽的切口部15c。由此，即使在运送臂 16进入到缓冲室15a内的情况下，基片保持用具15TU也被允许升降。另外，在基片保持用 具15TU上形成有三个缝隙15t。这些缝隙15t具有直线形状，一使得基片保持用具15U能 够如后述那样直线往返。
另外，基片保持用具15TU由两个水平驱动部15R1从两侧支撑。水平驱动部15R1 包括直线驱动机构15R2和兼做支撑基片保持用具15TU的支撑部的直线驱动机构15R3，这 些机构通过滑动，能够移动基片保持用具15TU并使其位于初始位置或处理室1 内的基座 15S的上方。
参照作为从图15的(a)的箭头A15的方向观察时的变形例的处理模块15的侧视 图的图15的(b)，在基片保持用具15TU的下方配置有基片保持用具15TM、15TD。基片保持 用具15TM、15TD与基片保持用具15TU同样地分别由水平驱动部15R1可水平移动地支撑， 能够位于初始位置或处理室15b内的基座15S的上方。另外，与基片保持用具15TU、15TM、 15TD对应的三个水平驱动部15R1由杆15L2支撑，该杆15L2的下部与升降驱动部15Aa结 合，由此基片保持用具15TU、15TM、15TD被升降。
图16的(a)是示出变形例的处理模块15的另一平面图，图16的(b)是从图16的 (a)的箭头A16的方向观察变形例的处理模块15时的另一简要侧视图。在这些图中，闸阀 GV2开启，基片保持用具15TU进入处理室15b内，并位于基座15S的上方。如图所示，通过 上述直线驱动机构15R2延伸至处理室15b内，并且直线驱动机构15R3相对于直线驱动机 构15R2滑动，来将基片保持用具15TU保持在基座15S的上方。如图16的(a)所示，基座 15S的升降销15P被定位在分别与位于基座15S的上方的基片保持用具15TU(15TM、15TD) 的缝隙15t对应的位置处。因此，升降销15P的顶端能够穿过缝隙15t突出到基片保持用 具15TU(15TM、15TD)的上方。另外，基片保持用具15TU (15TM、15TD)即使在升降销15P突 出在其上方的情况下也能够沿水平方向移动。由此，可在基片保持用具15TU(15TM、15TD)和升降销15P之间进行晶片的交接，通过升降销15P升降，晶片W被载置到基座15S上，或 者从基座15S被托起。
在如上构成的变形例的处理模块15(以及具有该处理模块的基片处理装置10) 中，也能够实施根据第2至第4实施方式的基片运送方法，并获得根据这些基片运送方法的 效果。
以上，虽然参照几个实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式，能够 在所要求的本发明的范围内进行各种变形或变更。
在图3至图12中，对具有三个基片保持用具15U、15M、15D的基片运送机构150进 行了说明，但基片运送机构150也可以具有四个以上的基片保持用具。例如，只要设置比可 容纳到晶片盒中的晶片W的最大片数多一个的基片保持用具，就能够在将容纳在一个晶片 盒中的所有晶片W容纳到缓冲室1 之后，将晶片W依次运送到处理室1 中进行处理。在 此情况下，也由于运送臂16往返一次就能够替换已处理的晶片W和未处理晶片W，因此能够 缩短运送晶片所需的时间。另外，由于在缓冲室1 和处理室1 之间晶片W被交错地运 入运出，因此能够缩短晶片的运送时间。
另外，在上述的实施方式中，基片运送机构150被构成为可通过升降驱动部15Aa 升降，通过基片保持用具15U等升降，能够与运送臂16之间交接晶片W，但在其它实施方式 中，也可以通过将主运送装置16构成为可升降的，来实现基片运送臂16a和基片保持用具 15U等之间的晶片的交接。
另外，升降驱动部15Aa也可以被构成为能够独立地升降基片保持用具15U(15TU) 等，而不是升降基片运送机构150整体。
并且，在第4实施方式中，基片运送机构150具有两个基片保持用具15U、15D，但在 基片运送机构150具有三个以上的基片保持用具的情况下，不用说也能够实现根据第4实 施方式的基片运送方法。另外，也可以在基片保持用具15D将未处理晶片WUl载置在基座 15S的期间运，送臂16将已处理的晶片WPl运出到转运室14，而不是在基片保持用具15D 将未处理晶片WUl载置到基座15S上并返回到缓冲室15a的初始位置之后，运送臂16才将 已处理的晶片WPl运出到转运室14。
此外，处理模块15具有缓冲室1 和处理室15b，但也可以根据在处理室1 中进 行的处理，而处理模块15只具有一个腔室，并在该一个腔室内配置基片运送机构150和基 座 15S。
另外，在上述的实施方式中，基片处理装置10具有多个处理模块15，但在其它实 施方式中，基片处理装置10也可以只具有一个处理模块15。并且，在上述的实施方式中，在 处理模块15的处理室1 中配置有载置一片晶片W的基座15S，但在其它的实施方式中，也 可以在处理室15b中配置载置晶片托盘(wafer plate或wafer tray)的基座15S，该晶片 板可载置多片晶片W。
另外，在上述的实施方式中，基片保持用具15U等具有弯曲形状的缝隙15t，基片 保持用具15TU具有直线形状的缝隙15t，但在其它的实施方式中，缝隙15t的形状可以任意 确定，只要在初始位置和基座15S的上方的位置之间的移动不受升降销15P阻碍并能够可 靠地保持晶片W即可。另外，切口部15c的形状也可以任意确定。S卩，在运送臂16进入到 缓冲室15a内的情况下，只要基片保持用具15U(15TU)等相对于运送臂16可升降，并且基15片保持用具15U(15TU)等能够不受上升的升降销15P的阻碍而移动，就可以适当地改变基 片保持用具15U(15TU)的形状。具体来说，可根据基片保持用具15U(15TU)等的移动方向 (路径)来确定。
并且，在上述的实施方式中，基片保持用具15U(15TU)等的缝隙15t的个数与基座 15S的升降销15P的个数相等，升降销15P中的每一个可以沿上下方向或者相对地沿水平方 向穿过对应的一个缝隙t，但也可以形成缝隙15t，使得多个(例如，两个)升降销15P穿过 一个缝隙15t。例如，在第5实施方式中，也可以在基片保持用具15TU形成一长一短两个缝 隙15t，并配置升降销15P，以使两个升降销15P能够穿过长的缝隙15t。
另外，根据第2至第4实施方式的基片运送方法，不需要个别地实施，也可以适当 地切换实施。例如，也可以在对一杆的晶片W进行处理的过程中，根据情况，从例如根据第 4实施方式的基片运送方法变更为根据第2实施方式的基片运送方法。
权利要求
1.一种处理模块，包括载置部，其载置基片，被载置的所述基片被进行基片处理；以及基片运送机构，其包括多个基片保持用具，所述多个基片保持用具能够分别独立地位 于第一位置或第二位置并且能够分别保持基片，其中，所述第一位置是相对于外部的基片 运送装置进行基片交接的位置，并且所述第二位置是所述载置部的上方的位置。
2.如权利要求1所述的处理模块，还包括升降所述基片运送机构的升降部。
3.如权利要求1或2所述的处理模块，还包括转动机构，该转动机构使所述多个基片保 持用具中的每一个以预定的转动轴为中心转动以位于所述第一位置或所述第二位置。
4.如权利要求3所述的处理模块，其中，所述多个基片保持用具的转动角度小于或等于90°。
5.一种基片处理装置，包括权利要求1至4中任一项所述的处理模块；以及基片运送装置，其包括基片运送部，所述基片运送部能够相对于所述多个基片保持用 具中位于所述第一位置的基片保持用具进行基片交接。
6.如权利要求5所述的基片处理装置，其中，所述载置部被配置在能够密封的处理室中，所述基片运送机构被配置在与所述处理室可连通地结合的能够密封的缓冲室，所述基片运送装置被配置在能够与一个或多个所述缓冲室可连通地结合的能够密封 的转运室。
7.如权利要求6所述的基片处理装置，其中，所述处理室、所述缓冲室以及所述转运室能够被排气成负压。
8.如权利要求5至7中任一项所述的基片处理装置，其中，所述基片运送部在其一端具有能够保持基片的第一基片保持区，在其另一端具有能够 保持基片的第二基片保持区，并且在所述第一基片保持区和所述第二基片保持区之间具有 旋转中心。
9.一种基片运送方法，用于在基片运送部和载置部之间交接基片，其中所述载置部载 置基片，并且被载置的所述基片被进行基片处理，所述基片运送方法包括以下步骤使保持一个基片的所述基片运送部移动到第一位置后进行等待，以使所述一个基片被 保持在第一位置；将通过所述基片运送部被保持在所述第一位置上的所述一个基片传递给多个基片保 持用具中的一个基片保持用具，其中所述多个基片保持用具能够分别独立地位于所述第一 位置或所述载置部的上方的第二位置并且能够分别保持基片；使接受到所述一个基片的所述一个基片保持用具移动到所述第二位置；以及从所述多个基片保持用具中的其它基片保持用具向在所述第一位置等待的所述基片 运送部传递其它基片。
10.如权利要求9所述的基片运送方法，还包括以下步骤从移动到所述第二位置的所述一个基片保持用具将所述一个基片载置到所述载置部。
11.如权利要求9或10所述的基片运送方法，其中，在向所述一个基片保持用具传递的步骤中，通过所述一个基片保持用具上升，所述一个基片从所述基片运送部被传递给所述基片保持用具。
12.如权利要求9至11中的任一项所述的基片运送方法，其中，在向所述第二位置移动的步骤中，所述一个基片保持用具以预定的转动轴为中心转动 到所述第二位置。
13.如权利要求12所述的基片运送方法，其中，所述一个基片保持用具的转动角度小于或等于90°。
14.如权利要求9至13中的任一项所述的基片运送方法，其中，在传递所述其它基片的步骤中，通过所述其它基片保持用具下降，所述其它基片从所 述其它基片保持用具被传递给所述基片运送部。
15.一种基片运送方法，用于在基片运送部和载置部之间交接基片，其中所述载置部载 置基片，并且被载置的所述基片被进行基片处理，所述基片运送方法包括以下步骤将保持在多个基片保持用具中的一个基片保持用具上的一个基片移动到所述载置部 的上方的第二位置，其中所述多个基片保持用具能够分别独立地位于第一位置或所述第二 位置并且能够分别保持基片；使保持其它基片的所述基片运送部移动到第一位置后进行等待，以使所述其它基片被 保持在第一位置；从在所述第一位置等待的所述基片运送部将所述其它基片递给所述多个基片保持用 具中其它的基片保持用具；将所述一个基片保持用具从所述第二位置移动到所述第一位置；以及在所述第一位置，从所述一个基片保持用具将所述一个基片递给所述基片运送部。
16.如权利要求15所述的基片运送方法，其中，在向所述第二位置移动的步骤中，所述一个基片保持用具以预定的转动轴为中心转动 预定转动角度以到达所述第二位置。
17.如权利要求15或16所述的基片运送方法，其中，在向所述其它基片保持用具传递的步骤中，通过所述其它基片保持用具上升，所述其 它基片从所述基片运送部被传递到所述其它基片保持用具。
18.如权利要求15至17中的任一项所述的基片运送方法，其中，在向所述第一位置移动的步骤中，所述一个基片保持用具以预定的转动轴为中心转动 预定的转动角度以到达所述第一位置。
19.如权利要求15至18中的任一项所述的基片运送方法，其中，在传递所述一个基片的步骤中，通过所述一个基片保持用具下降，所述一个基片从所 述一个基片保持用具被传递到所述基片运送部。
20.如权利要求16或18所述的基片运送方法，其中，所述一个基片保持用具的转动角度小于或等于90°。
全文摘要
本发明提供可快速地运送基片并有助于提高生产能力的处理模块、包括该处理模块的基片处理装置以及它们中的基片运送方法。根据本发明一个实施方式的处理模块(15)包括载置部(15S)，其载置基片(W)，被载置的所述基片(W)被进行基片处理；以及基片运送机构(150)，其包括多个基片保持用具(15U、15M、15D)，所述多个基片保持用具(15U、15M、15D)能够分别独立地位于第一位置或第二位置并且能够分别保持基片，其中，所述第一位置是相对于外部的基片运送装置(16)进行基片交接的位置，并且所述第二位置是所述载置部(15S)的上方的位置。
文档编号H01L21/677GK102034726SQ201010290469
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月20日 优先权日2009年9月25日
发明者饭塚洋二 申请人:东京毅力科创株式会社