基板处理单元、基板传送方法、基板洗净处理单元以及基板电镀设备的制作方法

专利名称：基板处理单元、基板传送方法、基板洗净处理单元以及基板电镀设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及基板处理单元，其中所述基板处理单元具有基板 保持机构，以便将诸如半导体晶片的基板保持在特定的保持位置， 从而利用基板处理机构向与基板保持机构保持在一起的基板施加 规定的处理，并且本发明涉及用于将基板向基板处理单元来回传 送的方法。本发明还涉及基板洗净处理单元，其中所述基板洗净 处理单元具有基板保持机构，所述基板保持机构用于将诸如半导 体晶片的基板保持在特定的保持位置，并且本发明涉及具有所述 基板洗净处理单元的基板电镀设备。
背景技术：
图l示出了这种用于载入、保持和载出基板的传统的基板处 理单元的局部结构及其动作。如图所示，基板处理单元具有基板保持机构10，用于将基板11保持在特定的保持位置。基板保持 机构IO具有多个(在图1中为四个)辊12。如图2所示，每个 辊12具有一体的结构，所述一体的结构由小直径部分12a和形成 在所述小直径部分12a下方的大直径部分12b组成。在小直径部 分12a与大直径部分12b之间的边界周围形成凹部12c。大直径 部分12b的上侧端部被形成为水平肩部12d。辊12可借助于旋转 机构(未示出)旋转。如图1A所示，基板11利用诸如机器人臂的基板载入机构13在辊12上方被载入。随着基板载入机构13如图IB所示降低， 基板11降低到与辊12的凹部12c相同的位置。在这种状态中， 如图1C所示，辊12沿由箭头A所表示的方向朝向基板ll移动， 从而基板11的外周与辊12的凹部12c接合，并且基板11从其侧 部由辊12被支承在基板保持位置。接着，基板载入机构13如图 1D所示进一步降低，以从基板ll离开。此后，基板载入机构13 从基板保持机构IO縮回。这造成了如图1 (E)所示的状态，基 板11从其侧部由四个辊12被支承在规定的位置。基板11，在从其侧部由多个辊12如上所述被支承的状态中， 经历规定的处理，例如洗净。例如，在基板11的洗净处理完成时， 基板载入机构13如图1D所示在与基板保持机构10保持在一起 的基板11下方移动。如图1C所示，基板载入机构13抬高至用 于接收基板11的位置。辊12沿箭头A相反的方向移动。如图IB 所示，基板11安置在基板载入机构13上。如图1A所示，基板 载入机构13抬高并縮回，以将基板ll载出。发明内容本发明所要解决的问题利用将诸如洗净的不同处理施加至保持在特定位置的诸如半 导体镜片的基板而提高通过量的重要一点是縮短传送基板的时 间。为了縮短传送时间，还必须通过减少传送步骤的次数等提供 传送效率。然而，因为基板应该仔细地传送以防止振动和来自其 它部件的影响，所以在减小传送步骤的次数时也应该改进保持和 传送基板的方法。在如图1所示的载入、保持和载出基板11的传统的步骤中， 基板11如图1A所示在基板处理单元中利用诸如机器人臂的基板载入机构13被承载在基板保持机构10上方。接着，如图1B所 示，基板载入机构13被降低，从而基板11与辊12的凹部12c 接合。接着，如图1C所示，基板11从其侧部由辊12支承。接 着，如图1D所示，基板载入机构13进一步被降低，并从基板保 持机构10縮回。结果，基板载入机构13在较长的时间内保持基 板11，在通过縮短基板11的传送时间而提高通过量中，这己经 是一个问题。本发明基于上述观点而提出。因此，本发明的目的是提供基 板处理单元、基板传送方法、基板洗净处理单元和基板电镀设备， 使得可以通过以下方式而解决上述问题，即在载入运动之后从基 板保持状态快速地释放诸如机器人臂的基板载入机构，从而缩短 基板保持时间并提高通过量。解决问题的措施为了解决上述问题，根据本发明的基板处理单元包括，例如 如图3和图13所示，基板保持机构10，用于将基板11保持在规 定的位置，所述基板保持机构IO包含多个辊14，所述辊位于处 于保持位置的所述基板11的外周上，所述多个辊14适于通过从 所述基板的侧部将所述基板11的外周支承在所述保持位置的附 近而保持所述基板11;处理机构32，用于将规定的处理施加至由 所述基板保持机构IO所保持的基板11;以及基板引导机构20， 其中所述基板引导机构设有引导销15，用于将所述基板11引导 至所述保持位置的附近，所述辊M分别具有一体的结构，所述一 体的结构包括大直径部分14b和形成在所述大直径部分14b上方 的小直径部分Ma，而所述大直径部分14b的上侧部分包含肩部 14d，用于在所述基板11的传送中将所述基板11临时地安置在所 述肩部上，并且所述肩部14d形成有朝向所述基板11的外周向下倾斜的倾斜表面。为了解决上述问题，根据本发明的基板处理单元包括，例如如图10和图13所示，基板保持机构10，用于将基板11保持在 规定的位置，所述基板保持机构IO包含多个辊14，所述辊位于 处于保持位置的所述基板11的外周上，所述多个辊14适于通过 从所述基板的侧部将所述基板11的外周支承在所述保持位置的 附近而保持所述基板11;处理机构32，用于将规定的处理施加至 由所述基板保持机构10所保持的所述基板11;以及基板引导机 构20，其中所述基板引导机构设有引导销15，用于将所述基板 11引导至保持位置的附近，基板引导机构20具有临时安置工具 25，以便在传送基板11的过程中将所述基板11临时地安置在所 述临时安置工具上，辊14分别具有一体的结构，所述一体的结构 包括大直径部分14b和形成在所述大直径部分14b上方的小直径 部分14a，而所述大直径部分14b的上侧部分包含肩部14d，所述 肩部形成有朝向基板11的外周向下倾斜的倾斜表面。在根据本发明的基板处理单元中，例如如图4所示，基板ll 可具有盘形形状，并且基板引导机构20的引导销15可安置在保 持在保持位置的基板11附近，并且可具有这样的功能，即使基板 11在上述基板处理单元内被保持或释放时移动，也将基板11引 导至保持位置的附近。在根据本发明的基板处理单元内，例如如图4所示，基板引 导机构20的引导销15的上侧部分可缩窄，以提供这样的功能， 在基板在上述基板处理单元内传送时，吸收基板11的位移。在根据本发明的基板处理单元内，例如如图4所示，基板引 导机构20的引导销15可安置在离开基板11的外周的位置，以避 免在处于保持位置的基板11在上述基板处理单元内被处理吋干涉基板11。在根据本发明的基板处理单元内，辊14适于通过旋转机构被 旋转，并且基板11通过辊14的旋转被旋转。根据本发明的基板传送方法，用于将由基板载入机构所载入 的基板保持在特定的保持位置并在规定的处理之后载出基板，例 如如图5和图9所示，所述方法包括以下步骤随着基板载入机 构13降低，利用引导销15将载入的基板11引导至保持位置的附 近；将所述基本11安置在临时安置部分14d上，以从所述基板载 入机构13释放；利用多个辊14通过从基板的侧部将所述基板的 外周保持在保持位置而保持从所述基板载入机构13释放的基板 11;将规定的处理施加至所保持的基板11;释放施加了所述特定 处理的基板11的保持，以安置在所述临时安置部分14d上；并且 将安置在所述临时安置部分14a上的基板11载出，所述辊14分 别具有一体的结构，所述一体的结构包括大直径部分14b和形成 在所述大直径部分14b上方的小直径部分14a，并且所述大直径 部分14b的上侧部分具有肩部14d，所述肩部形成有朝向所述基 板11的外周向下倾斜的倾斜表面，并且随着所述多个辊14朝向 所述基板11移动，安置在所述肩部14d上的基板11从其侧部被 保持和支承，并且随着辊14沿相反方向移动，所述基板ll被释 放并安置在肩部14d上。根据本发明的基板洗净处理单元，例如如图5和图13所示， 包括多个辊14，用于将基板11保持在特定的保持位置，所述辊 14具有一体的结构，所述一体的结构包括大直径部分14b和形成 在所述大直径部分14b上方的小直径部分14a，所述大直径部分 14b的上侧部分具有肩部14d，允许所述基板11在传送中临时地 安置在所述肩部上，所述肩部14d形成有朝向基板11的外周向下倾斜的倾斜表面，以通过从所述基板的侧部将所述基板的外周支承在保持位置的附近而保持所述基板；引导销15，用于将所述基 板11引导至所述保持位置的附近；洗净喷嘴32，用于将洗净液 体供应至由所述辊14所保持的所述基板11;以及刷31，用于与 由所述辊14所保持的基板11的表面接触。根据本发明的基板电镀设备包括，例如如图18和图19所示， 预电镀处理与电镀单元48，用于将预电镀处理与电镀处理施加至 基板；如前所述的基板洗净处理单元46，用于将已经利用所述预 电镀处理与电镀单元48经历所述预电镀处理与所述电镀处理的 所述基板洗净；以及基板传送机器人42，用于将已经经历所述预 电镀处理与所述电镀处理的所述基板从所述预电镀处理与电镀单 元48传送至所述基板洗净处理单元46，并且将所述基板载出所 述基板洗净处理单元46。本发明的效果根据本发明的基板处理单元设有基板引导机构，其中所述基 板引导机构包含引导销，以便将所述基板引导至保持位置的附近。 这使得诸如机器人臂的基板载入机构无需在基板承载到基板保持 机构上之前仍保持载入的基板，从而在载入运动之后，基板载入 机构可以快速地从基板保持状态释放，并用于下一个步骤。因为 在处理之后基板从由基板保持机构被保持而释放并且使用引导销 被保持在保持位置的附近，所以基板载入机构可以以与基板保持 机构无关的方式快速地载出基板。因为基板保持机构设有多个辊， 其中所述辊位于基板的外周，并且所述辊适于通过从所述基板的 侧部将所述基板的外周支承在所述保持位置的附近而保持所述基 板，所述基板可以从其侧部被支承或通过简单地将所述辊朝向所 述基板或远离所述基板移动而容易地被释放。辊分别具有肩部，所述肩部可用于临时地接收正被传送的基板。因此，基板可以容 易和可靠地载入和载出，同时使用肩部作为用于基板的临时安置 台，而无需基板保持机构与基板传送机构之间的互锁运动。辊的 肩部形成有朝向其周边向下倾斜的倾斜表面。因此，在临时地安 置在肩部上的基板从其侧部由辊支承时或在从基板的侧部由辊支 承的基板朝向基板移动时，这种运动可以平滑地实现，通过简单 地将所述辊朝向基板或远离基板移动。
根据本发明的基板处理单元设有基板引导机构，所述基板引 导机构包含引导销，以便将所述基板引导至保持位置的附近。这 使得诸如机器人臂的基板载入机构无需在所述基板承载至所述基 板保持机构之前仍保持被载入的基板，从而在载入运动之后，所 述基板载入机构可以从所述基板保持状态快速地被释放并用于接
下来的步骤。因为基板在处理之后从保持在基板保持机构10中被
释放并利用引导销处于保持位置的附近，所以基板载入机构可以 以与基板保持机构无关的方式快速地载出基板。因为基板保持机 构设有处于基板的周边的多个辊，并且辊适于通过从基板的侧部 将基板的外周支承在保持位置的附近而保持基板，所以基板可从 基板的侧部被支承，或通过朝向或远离基板简单地移动辊而容易 地被释放。因为基板引导机构设有临时安置工具，所以基板可以 容易和可靠地被载入和载出，同时使用所述临时安置工具作为用 于基板的临时安置台，无需基板保持机构与基板传送机构之间的 互锁运动。辊的肩部形成有朝向其外周向下倾斜的倾斜表面。因 此，在临时地安置在肩部上的基板从所述基板的侧部由辊支承时 或者在从基板的侧部由辊所支承的基板被移动至肩部时，可以通 过朝向基板或远离基板简单地移动辊而平滑地完成这种运动。
设置在保持在保持位置的基板周围的引导销具有这样的功能，即使基板在其被固定地保持或释放时移动，也将基板引导至 保持位置的附近。因此，利用基板载入和载出机构，基板可以容 易、准确和快速地被载入和载出。
引导销的上侧部分向上缩窄，以后提供这样的功能，即使在 基板被传送时出现位移，也吸收基板的位移。因为引导销的縮窄 部校正位移以将基板合适地引导至保持位置，所以基板安置在特 定的保持位置。然后，这使得可以可靠和准确地从基板的侧部支 承基板，或者用基板保持机构保持基板。
由于基板引导机构的引导销位于离开基板的外周的位置，以 避免在处于保持位置的基板被处理时干涉基板，所以引导销并不 妨碍基板的处理，从而处理可以平滑地实现。
由于辊适于随着旋转机构而旋转，从而基板通过辊的旋转被 旋转，所以在基板例如经历洗净处理时，在基板正被旋转时基板 的整个表面均匀地容易地被处理。
利用根据本发明的基板传送方法，随着基板载入机构降低， 由基板载入机构所载入的基板由基板引导机构的引导销引导至保 持位置的附近，安置在基板保持机构的基板临时安置部分上，并 从基板载入机构移出。此后，由基板保持机构保持在保持位置的 基板经历规定的处理。随着基板保持机构释放所保持的基板，基 板安置在临时安置部分上，并由基板载出机构载出。基板可以通 过仅仅一个机构的动作而载入和载出，无需基板载入机构和基板 载出机构与基板保持机构之间的互锁运动。因此，基板可以容易 和快速地被载入和载出。因为基板保持机构设有处于基板的外周 的多个辊，并且所述辊适于通过从基板的侧部支承基板的外周而 保持基板，所以通过简单地将辊朝向或远离基板，基板可以容易 地从其侧部被支承或释放。辊分别具有肩部，所述肩部可用于临时地接收正被传送的基板。因此，基板可以容易和可靠地被载入 和载出，同时使用肩部作为用于基板的临时安置台，无需基板保 持机构与基板传送机构之间的互锁运动。辊的肩部形成有朝向其 外周向下倾斜的倾斜表面。因此，在临时地安置在肩部上的基板 从其侧部由辊支承时或者在从基板的侧部由辊支承的基板移向肩 部时，通过简单地将辊朝向或远离基板移动，可以平滑地实现这
根据本发明的基板洗净处理单元包括多个辊，用于将基板保 持在特定的保持位置，所述辊具有一体的结构，所述一体的结构 包括大直径部分和形成在所述大直径部分上方的小直径部分，所 述大直径部分的上侧部分具有肩部，允许所述基板在传送中临时 地安置在所述肩部上，所述肩部形成有朝向其外周向下倾斜的倾 斜表面，以通过从基板的侧部将所述基板的外周支承在保持位置 的附近而保持所述基板；以及引导销，用于将所述基板引导至保 持位置的附近。因此，基板载入机构可用于下一个步骤，通过快 速地释放已经被载入的被保持的基板。处理之后的基板从由基板 保持机构保持而被释放，并且由引导销保持在保持位置的附近， 基板载入机构可以以与基板保持机构无关的方式快速地载出基 板。基板保持机构设有处于保持位置的基板的外周的多个辊。所 述辊适于通过从基板的侧部将基板的外周支承在保持位置的附近 而保持基板。因此，通过简单地将辊朝向或远离基板移动，可以 从基板的侧部容易地支承基板或释放基板。辊分别具有肩部，所 述肩部可用于临时地接收正被传送的基板。因此，基板可以容易 和可靠地被载入和载出，同时使用肩部作为用于基板的临时安置 台，无需基板保持机构与基板传送机构之间的互锁运动。辊的肩 部形成有朝向其外周向下倾斜的倾斜表面。因此，在临时地安置在肩部上的基板从其侧部由辊支承时或者在从基板的侧部由辊所 支承的基板移向肩部时，通过朝向或远离基板简单地移动辊，可 以平滑地实现这种运动。
因为根据本发明的基板电镀设备设有上述的基板洗净处理单 元，所以基板可以快速地载入和载出基板洗净处理设备，使得基 板洗净处理设备具有较高的处理效率。


图1A至1E示出了传统的基板处理单元的结构，示出了其用 于载入、保持和载出基板的各部分；以及所述单元的动作；
图2示出了传统的基板处理单元的基板保持机构的示例性结
构；
图3A和3B示出了根据本发明基板处理单元的基板保持机构 和基板载入机构的结构；
图4示出了根据本发明基板处理单元的基板引导机构的结
构；
图5示出了根据本发明基板处理单元的基板保持机构的辊的 结构；
图6A至6C示出了根据本发明基板处理单元的结构与安装结
构；
图7示出了根据本发明基板处理单元的基板引导机构的结
构；
图8示出了根据本发明基板处理单元的基板引导机构的结
构；图9A至9D示出了根据本发明基板处理单元的结构，示出了 其用于载入、保持和载出基板的各部分；以及所述单元的动作；
图IOA和IOB示出了根据本发明设有临时安置销的基板保持 机构和基板载入机构的结构；
图11A至IIC示出了根据本发明设有临时安置销的基板引导 机构的结构和安装结构；
图12示出了根据本发明设有临时安置销的基板处理单元的 基板引导机构的结构；
图13是俯视图，示出了根据本发明基板处理单元的平面结
构；
图4是前视图，示出了根据本发明基板处理单元的外观结
构；
图15是侧视图，示出了根据本发明基板处理单元的侧面结
构；
图16是后视图，示出了根据本发明基板处理单元的后面结
构；
图17是根据本发明基板处理单元的整体结构的透视图18是俯视图，示出了根据本发明设有基板处理单元的基板 处理设备的平面结构；
图19是传送机器人的示例性结构的透视图2 0是传送机器人的示例性结构的侧视图21A和21B是侧视图，示出了传送机器人的鼓部结构的实 施例；图22是临时安置台的平面结构的俯视图； 图23是临时安置台的侧面结构的侧视图。
具体实施方式
2005年8月29日提交的日本专利申请公开文献No. 2005-248308其全文内容结合在本申请中作为参考。本发明将通过以下给出的详细说明而更加全面地理解。参照 以下给出的详细说明，其它应用领域将是明显的。然而，详细的 说明和具体的实施例说明了本发明的期望的实施例，并且仅仅是 出于示意性的目的说明的。本领域技术人员在基于详细说明书的 本发明的范围内将清楚各种不同的改变和改型。申请人并未给予公众所有公开的实施例。在所公开的改变和 改型中，文字上没有落入本发明的范围内的那些因而构成了等价 于本发明的一部分。以下参照

本发明的实施例。图3至5示出了根据本 发明基板处理单元的基板保持机构和基板载入机构的结构。图3A 是俯视图，图3B是侧视图，图4是示出了基板引导机构的视图， 并且图5是示出了基板保持机构的辊的结构的视图。在图3至5 中，那些设有与图1中相同的附图标记的部件代表相同或对应的 部件。如图所示，基板处理单元设有用于将基板11保持在特定位置 的基板保持机构10。基板保持机构IO具有多个(在图中为四个) 辊14。每个辊14具有一体的结构，所述一体的结构包括小直径 部分14a和大直径部分14b，如图5所示，而小直径部分14a形 成在大直径部分14b上方。大直径部分14b的上侧部分被制造为肩部Md，其中倾斜表面朝向肩部的外周向下倾斜。在肩部14d 与小直径部分14a之间的边界上形成用于与基板11的外周接合的 凹部14c。辊14适于借助于旋转机构(未示出)旋转。基板引导机构20、20在特定的保持位置安置在与基板保持机 构IO保持在一起的基板11的外周附近。如图4所示，基板引导 机构20具有滑动板16，以及以直立方式安装的引导销15。滑动 板16被设置成在形成与引导机构安装框架19内的凹部19a内沿 箭头B的方向滑动。滑动板16具有细长的孔17，从而在螺纹件 18被松开时，滑动板16可沿箭头B的方向移动。这使得滑动板 16在基板11周围移动，以与基板11接触或远离基板。通过拧紧 螺纹件18，可以将引导销15定位在保持在特定保持位置的基板 11的外周附近(与基板11的外周离开特定距离的位置)。引导销15为圆杆形，其上侧部分縮窄，从而即使基板ll在 传送的过程中移动，随着基板11向下滑动而其外周与缩窄表面接 触，位移被吸收。如图3A和3B所示，基板ll利用诸如机器人 臂的基板载入机构13被载入至辊14的上侧部分。随着基板载入 机构13降低，基板11安置在四个辊14的肩部14d上并由它们支 承。即使在基板11被载入时移动，只要基板11处于四个引导销 15的内接圆内，则位移被补偿(吸收)，这是在基板11向下滑动 而其外周与引导销15的縮窄表面接触时完成的；并且因而，基板 H安置在四个辊14的肩部14d上。这里，四个辊14的肩部14d 用作为临时安置台，以便临时地将基板11安置在其上。图6示出了基板引导机构20以及其安装结构，而图6A示出 了俯视图，图6B示出了前视图，并且图6C示出了侧视图。基板 引导机构20的引导机构安装框架19通过支架21、22安装至基板 处理单元的框架23。引导销15的位置可以通过松开螺纹件18并相对于引导机构安装框架19移动滑动板16而调整。引导销15 的缩窄部分被制造成倾斜50°的角度。附带地，根据引导基板11 的状态，引导销15的缩窄部分的倾斜角度可以改变至如图7所示 的80°或如图8所示的20。。在缩窄部分的倾斜角度被制造为80° 或更大时，如图7所示，尽管降低基板11的自由度可以增加，但 是基板11可以倾斜地被降低。在缩窄部分的倾斜角度被制造为 20。或更小时，如图8所示，降低基板11的自由度降低，并且因 而，降低基板11的定位精度应该增加。尽管引导销15这里设定 为由聚氯乙烯(PVC)制成，但是优选的是利用诸如PVC的塑料 制造与基板11接触的引导销15的至少一部分。接下来，参照图9说明基板保持机构IO和基板载入机构13 的动作。首先，如图9A所示，诸如机器人臂的基板载入机构13， 抓持基板11，设置在具有辊14的基板保持机构10上方。在这种 状态中，随着基板载入机构13被降低，基板ll尽管由基板引导 机构20、 20的四个引导销15 (见图3)被引导，但是被降低，并 由四个辊14的肩部14d被支承，如图9B所示，并且离开基板载 入机构13。如果基板11在此移动，则随着基板11降低，其位置 被校正，而基板11的外周与引导销15的縮窄表面接触，从而基 板11安置在四个辊14的肩部14d上。在基板11从由基板载入机 构13的抓紧被释放时，存在基板11由块体等的运动而导致移动 并脱离辊14的支承的危险。然而，因为基板11利用引导销15 被限制移动，所以防止基板ll脱离。因为基板11在上述状态中从基板载入机构13离开，所以基 板11达到以下的状态，即支承在基板保持机构10的四个辊肩部 14d上，而基板载入机构13缩回，如图9C所示。在这种状态中， 如图9D所示，四个辊14沿箭头A的方向朝向基板11移动，从而与肩部14d的倾斜表面滑动接触的基板11的外周移动成与辊 14的凹部14c接合，并且基板11在其外周上从其侧部由四个辊 14支承。此时，引导机构20的滑动板16和引导销15相应地从 基板11的下侧和外周离开特定的距离。因为辊14的肩部14d被 形成为朝向其外周向下倾斜的倾斜表面，基板11还可以从其侧部 由辊支承，而基板11临时地安置在肩部14d上。换句话说，辊 14可以移动，同时基板载入机构13被降低。然后，在基板ll接 触肩部14d的倾斜表面时，基板11处于临时地安置在辊14的肩 部14d上的状态。随着辊14继续进一步移动，基板ll从其侧部 由辊14支承。因此，连续并平滑地完成以下运动，即用基板载入 机构13抓持基板ll，以达到辊14的肩部14d上的临时安置位置， 并且从基板的侧部用辊14支承基板。这种连续、平滑的运动如上 所述与传统的过程相比使得可以减少所需的时间，其中，基板利 用基板载入机构被降低并停留在特定的高度，通过辊的运动从基 板的侧部支承基板，并且基板载入机构然后进一步被降低并縮回。 这有助于增加通过量。此外，因为肩部14d被制作为倾斜表面， 所以基板11与辊14之间的接触面积较小，从而减少了基板11 被污染的可能性。如上所述，分别具有两个引导销的基板引导机构20、 20安置 在由基板保持机构IO所保持的保持位置的基板11的两侧上。随 着保持基板11的基板载入机构13简单地移动到基板保持结构10 的基板保持位置上方并然后降低，基板11支承在四个辊14的肩 部14d上，并从基板载入机构13上卸下。因而，基板载入机构 13此后可以被释放，立刻縮回，并移动到下一步骤。附带地，尽 管该实施例基于这样的假设被说明，即基板引导机构20具有一个 滑动板16，其中所述滑动板具有两个引导销15并适于滑动，但是基板引导机构20的结构并不限于上述说明的那样。例如，在基板保持机构10的框架23上或在处理槽(processing tank) 30上 以直立的方式直接安装多个引导销15。在这种情况中，基板引导 机构20等同于引导销15。换句话说，基板引导机构20可以是任 何机构，只要这种结构设有引导销15，以在基板11载入至基板 保持机构10时将基板11引导至规定的位置。附带地，优选的是， 在该实施例中提供这样的滑动板16，所述滑动板可以移动成容易 地调节基板ll被引导至的位置，并且应付基板11的尺寸的改变。在以下的状态(即在保持位置，基板的外周从基板的侧部由 基板保持机构10的四个辊14支承)中已经经历特定处理的基板 11在这种状态中仍从基板的侧部由四个辊14支承，如图9D所示。 在辊14沿离开基板11的方向(与箭头A相反的方向)移动时， 基板ll达到这样的状态，即支承在四个辊14的肩部14d上，如 图9C所示。在这种状态中，在诸如机器人臂的基板载出机构被 使得低于基板保持机构IO并抬高时，支承在四个辊14的肩部14d 上的基板11由基板载出机构保持。在基板载出机构縮回时，基板 11被载出。因为辊14的肩部14d被形成在朝其外周向下倾斜的 倾斜表面，所以基板11还可以由基板载出机构支承，同时基板 11临时地安置在肩部14d上。换句话说，基板载出机构可以抬高， 同时辊14移动。然后，随着辊14移动，基板11临时地安置在肩 部14d的倾斜表面上。在此时，基板载出机构保持基板11，并将 基板从基板保持机构IO载出。同时地并连续地完成辊14的运动 以及基板载出机构的抬高和缩回。因而，连续并平滑地完成以下 运动，即用辊14从基板11的侧部支承基板11而将基板11临时 安置在肩部14d上，并用基板载出机构将基板载出。与传统过程 所需的时间相比，上述连续、平滑的运动使得可以减少所需的时间，从而将从基板侧部支承基板改变成通过辊运动临时安置基板、 抬高和停止基板载出机构，通过基板载出机构的进一步运动保持 基板、以及进一步抬高和缩回基板载出机构。这有助于增加通过 量。附带地，尽管基板载出机构大体上被设定为与基板载入机构 13相同，但是可以使用任何已知的、不同的机构。尽管在上述实施例中设定，基板保持机构10的四个辊14的 肩部14d用作为用于将基板11安置在其上的临时安置台，但是临 时安置台并不限于此。例如，如图10至12所示，在滑动板16 的引导销15的内侧设置多个突出部或销25 (此后称为临时安置 销25)，临时安置销25的高度与肩部14d相同，或稍微大于肩部 Md，并且稍微小于辊14的凹部，或与辊14的凹部相同。其可形 成为将由基板载入机构13载入的或从基板保持机构IO释放的基 板11安置在临时安置销25上。如上所述将临时安置销25设置成 独立于辊14导致了，在辊14从基板的侧部支承基板时，临时安 置销25并不接触基板11，从而基板U并不通过刮擦的方式等被 损害。图IO示出了根据本发明设有临时安置销25的基板保持机构 和基板载入机构的结构，而图IOA是俯视图，并且图IOB是侧视 图。图11示出了设有临时安置销25以及它们的安装结构的基板 引导机构20，而图IIA是俯视图，图IIB是前视图，并且图UC 是侧视图。图12示出了设有临时安置销25的基板处理单元的基 板引导机构20的结构的实施例。图13至17示出了根据本发明基板处理单元的结构的实施例。 图13以俯视图的方式示出了平面结构。图14以前视图的方式示 出了外观结构。图15以侧视图的方式示出了内部结构。图16以 后视图的方式示出了后侧结构。图17以透视图的方式示出了整个结构。基板处理单元设有处理槽30,在所述处理槽的内侧设有基板保持机构10，所述基板保持机构具有如图3所示的四个辊14。 基板11，其外周从基板的侧部由基板保持机构IO的四个辊14支 承，通过辊14的旋转被旋转。基板引导机构20、 20安置成，引 导销15位于由基板保持机构IO保持在特定位置的基板11的外周 附近。基板引导机构20、 20的引导机构安装框架19如图6所示通 过支架21、 22安装至处理槽30的框架23。辊形刷31与基板11 的上侧表面和下侧表面接触，其中基板11从其侧部由基板保持机 构IO的四个辊14支承，并由基板保持机构IO的四个辊14保持。 沿上下方向安置的洗净喷嘴32 (下侧喷嘴32未示出)将洗净液 体供应至基板11的上侧表面和下侧表面，从而基板11的上侧表 面和下侧表面通过旋转的辊形刷31与随着辊14的旋转而旋转的 基板11之间的相对运动被洗净。处理槽30的前侧面上具有传送端口 33，基板11可通过所述 传送端口被载入和载出。传送端口33具有间门(未示出)，以便 打开和关闭端口，并与闸门操作筒(柱)34—起操作。两个辊驱 动机构35设置在处理槽30下方，以便旋转四个辊14，其中两个 辊分别位于左侧和右侧，并且用于沿如图9D所示箭头A的方向 移动辊14，以从基板11的侧部保持基板，并沿相反的方向移动 辊。基扳11可以沿箭头A的方向通过打开的传送端口 33被载出。每个辊驱动机构35设有卡盘操作筒36，以便从基板的侧部 支承基板11并释放基板；以及电机37，以便旋转辊。通过左侧 和右侧卡盘操作筒36的操作，辊14沿箭头A的方向或沿相反的 方向移动，从而基板11从其侧部被支承或被释放。随着用于旋转 左侧和右侧辊的电机37被启动，左右各两个的四个辊14通过带38和心轴39沿相同的方向旋转，以旋转基板ll。对于上述结构的基板洗净处理单元，借助于诸如机器人臂的 基板载入机构13 (见图3)通过传送端口 33载入的基板11从基 板的侧部由四个辊14以如图9A至9D所示的次序被支承，并被 洗净。在洗净处理完成时，基板11以与如图9A至9D相反的次 序从处理槽30被载出。图18是俯视图，示出了设有如图13至17所示结构的基板洗 净处理单元的基板处理设备(电镀设备)的平面结构实施例。该 基板处理设备设有矩形形状的设备框架41，其具有可拆卸的传送 箱，例如保持大量诸如半导体晶片的基板的SMIF箱。在设备框 架41的中央内部中，第一基板传送机器人42、临时安置台43和 第二基板传送机器人44成直线安置。在设备框架的两侧上安置一对基板洗净-干燥单元45、基板 洗净单元46、预电镀处理单元47和预电镀处理与电镀单元48。 此外，在传送箱40的相反侧上，设有预电镀处理液体供应部49， 以便将预电镀处理液体供应至预电镀处理单元47;以及电镀液体 供应部50，以便将电镀液体供应至预电镀处理与电镀单元48。如 图13至17所示结构的基板洗净处理单元被用作为结构洗净单元 46。如图18所示结构的基板处理设备安置在无尘室内，从而空气 无法从设备框架41流入无尘室内。此外，在设备框架41内形成 向下的新鲜气流(向下流)。图19至21示出了第一基板传送机器人42的结构。第二基板 传送机器人44的结构与第一基板传送机器人42相同或类似。第 一基板传送机器人42为所谓的固定型机器人，其具有竖直可伸展的鼓部51;安装至所述鼓部51的顶部的旋转驱动部52;以及安装至旋转驱动部52的机器人臂53，所述机器人臂适于水平地伸 展和縮回。用于保持基板11的手部54 (图3中的基板载入机构 13)安装至机器人臂53的末端。如图21所示，鼓部51包括中空的内鼓51a和中空的外鼓51b， 以构成一个嵌套在另一个之内类型的结构，从而自由地伸展或缩 回。用于与中空的内鼓51a和中空的外鼓51b的内部连通的排气 导管(排气部)55连接至鼓部51的底部，从而第一基板传送机 器人42内的空气通过排气导管55被排出，并被回收。因而，例如，由于通过第一基板传送机器人42的鼓部51的 展开和收回造成的竖直运动而导致的从第一基板传送机器人42 的内部排出的空气被防止通过具体地讲内鼓51a与外鼓51b之间 的间隙泄漏至第一基板传送机器人42的外侧。因而，可以在第一 基板传送机器人42的附近稳定气流，并且防止基板11由微粒污 染。图22和23示出了临时安置台43。临时安置台43适于相对 于第一基板传送机器人42侧与第二基板传送机器人44侧之一来 回载入和载出基板ll。应该理解的是，可以沿任何方向载入和载 出基板。提供用于以在第一基板传送机器人42与第二基板传送机 器人44之间的这种方式将基板11安置在其上的临时安置台43 使得可以在设备框架41内高效地传送基板11，并且使用固定的 机器人作为第一基板传送机器人42和第二基板传送机器人44。 因而，设备整体成本的减小可以实现。临时安置台43设有上位的、干用式基板保持部56以及下位 的、湿用式基板保持部57，其中上侧位置和下侧位置由隔板58 分离。干用式基板保持部56具有多个支承销59，所述支承销以直立的方式沿基板11的外周安装在隔板58上，以通过形成在支 承销59的上侧部分上的縮窄部分定位并保持基板11。湿用式基 板保持部57同样具有多个支承销61，所述支承销以直立的方式 沿基板11的外周安装在底板60上，以通过形成在支承销61的上 侧部分上的縮窄部分定位并保持基板11。作为防止基板11干燥的机构的纯水喷洒喷嘴62安装至隔板 58的下侧。纯水喷洒喷嘴62防止基板11干燥，这是通过将纯水 喷洒至由湿用式基板保持部57的支承销61支承的基板11的表面 (上侧表面)实现的。此外，在隔板58与底板60之间设置用于 防止纯水泄漏出的自由可移动的闸门63，其中所述纯水从纯水喷 洒喷嘴62喷出到基板11。由第一基板传送机器人42所传送的基板11利用上位的干用 式基板保持部56的支承销59被定位和保持。基板ll，在一组处 理步骤之后，利用第二基板传送机器人44被保持和传送，并利用 下位的湿用式基板保持部57的支承销61被定位。利用传感器(未 示出)检测基板11是否被保持。在上述结构的基板处理设备中，第一基板传送机器人42将一 个基板11从传送箱40取出，并将基板传送至临时安置台43的干 用式基板保持部56。基板11由干用式基板保持部56保持。由干 用式基板保持部56保持的基板11利用第二基板传送机器人44 被传送至预电镀处理单元47。预电镀处理在预电镀处理单元47 被施加至基板11。预电镀处理被完成的基板11利用第二基板传 送机器人44被传送至预电镀处理与电镀单元48，在那里，实施预电镀处理与电镀处理。电镀处理被完成的基板11利用第二基板 传送机器人44被传送至如图13至17所示结构的基板洗净单元 46。在基板洗净单元46中，基板11的上侧表面和下侧表面利用 辊形刷31被洗净，以去除微粒和粘附至基板11的异物。没有微 粒和异物的基板11利用第二基板传送机器人44被传送至临时安 置台43的湿用式基板保持部57，并由湿用式基板保持部57保持。 尽管基板11如上所述被保持，通过将纯水喷洒至基板11而防止 基板ll干燥。第一基板传送机器人42将基板11从临时安置台43的湿用式 基板保持部57取出，并将基板传送至基板洗净-干燥单元45，在 那里，基板11的表面经受化学洗净与纯水洗净，随后旋转干燥。 在旋转干燥之后，基板11利用第一基板传送机器人42被返回到 传送箱40中。因而，基板ll的处理完成。在上述说明中所使用的附图标记全部在以下示出以便参考。10基板保持机构11基板12棍13基板载入机构14辊15引导销16滑动板17细长的孔18螺纹件19引导机构安装框架20基板引导机构21 支架22 支架23 框架25 临时安置销30 处理槽31 辊形刷32 洗净喷嘴33 传送端口34 闸门操作筒35 辊驱动机构36 卡盘操作筒37 用于旋转辊的电机38 带39 心轴40 传送箱41 设备框架42 第一基板传送机器人43 临时安置台44 第二基板传送机器人45 基板洗净-干燥单元46 基板洗净单元47 预电镀处理单元48预电镀处理与电镀单元49预电镀处理液体供应部50电镀液体供应部51鼓部52旋转驱动部53机器人臂54手部55排气导管56干用式基板保持部57湿用式基板保持部58隔板59支承销60底板61支承销62纯水喷洒喷嘴63闸门上述已经说明了本发明的实施例。然而，本发明并不限于上 述实施例，在说明书和附图中所述的本发明和技术思想的范围内 可以以各种不同的方式改型。在描述本发明的上下文中(尤其是权利要求书的上下文中) 术语"一"和"一个"和"所述"的使用应被认为是涵盖了单数 和复数，除非以其它方式在此指出，或者与上下文明显矛盾。术 语"包括"、"具有"、"包含"和"含有"除非以其它方式指出应被认为是开放式的术语(也就是，意味着"包括但不限于")。在 此值的范围的引用仅仅是用作为单独针对落入所述范围内的每个 单独值的简化方式，除非以其它方式在此指出，并且每个单独值 结合到说明书中，就好像它单独地在此引用。在此所述的所有方 法可以以任何合适的方式完成，除非以其它方式在此指出，或明 显地与上下文矛盾。任何和所有例子的使用，或在此提出的示例 性语言(如，"例如")将仅仅是更好地说明本发明，并不限制本 发明的范围，除非以其它方式要求获得保护。说明书中的语言不 应该被认为表明本发明实施基本的任何非要求保护的元素。本发明的优选实施例，包括实施本发明的发明人已知的最佳 实施方式在此被说明。本领域技术人员在阅读说明书之后将清楚 这些优选实施例的改型。本发明人希望本领域技术人员合适地实 施这种改型。因此，本发明包括可适用法律允许的权利要求书中 所述的主题的所有改型和等价物。而且，在所有可能的改型中的 上述元素的任何组合被本发明所涵盖，除非在此以其它方式指出， 或明显地与上下文矛盾。
权利要求
1.一种基板处理单元，包括基板保持机构，用于将基板保持在规定的位置，所述基板保持机构包含多个辊，所述辊位于处于保持位置的所述基板的外周上，所述多个辊适于通过从所述基板的侧部将所述所述基板的外周支承在所述保持位置的附近而保持所述基板；处理机构，用于将规定的处理施加给由所述基板保持机构所保持的所述基板；以及基板引导机构，所述基板引导机构设有引导销，以便将所述基板引导至所述保持位置的附近，其中，所述辊分别具有一体的结构，所述一体的结构包括大直径部分和形成在所述大直径部分上方的小直径部分，所述大直径部分的上侧部分具有肩部，以便在传送所述基板的过程中临时地将所述基板安置在所述肩部上，并且所述肩部形成有朝向基板的外周向下倾斜的倾斜表面。
2. —种基板处理单元，包括基板保持机构，用于将基板保持在规定的位置，所述基板保 持机构包含多个辊，所述辊位于处于保持位置的所述基板的外周 上，所述多个辊适于通过从所述基板的侧部将所述基板的外周支承在所述保持位置的附近而保持所述基板；处理机构，用于将规定的处理施加给由所述基板保持机构所 保持的所述基板；以及基板引导机构，所述基板引导机构设有引导销，以便将所述基板引导至所述保持位置附近，所述基板引导机构包含临时安置 工具，以便在传送所述基板的过程中将所述基板临时地安置在所 述临时安置工具上，所述辊分别具有一体的结构，所述一体的结构包括大直径部 分和形成在所述大直径部分上方的小直径部分，而所述大直径部 分的上侧部分具有肩部，所述肩部形成有朝向基板的外周向下倾 斜的倾斜表面。
3. 根据权利要求l或2所述的基板处理单元，其特征在于， 所述基板为盘形，并且，所述基板引导机构的引导销安置在保持 在所述保持位置的所述基板附近，并且所述基板引导机构的引导 销具有这样的功能，即使所述基板在被保持或释放时移动，也将 所述基板引导至所述保持位置的附近。
4. 根据权利要求1至3任一所述的基板处理单元，其特征在 于，所述基板引导机构的引导销的上侧部分縮窄，以提供在传送 所述基板的过程中吸收所述基板的位移的功能。
5. 根据权利要求1至4任一所述的基板处理单元，其特征在 于，所述基板引导机构的所述引导销安置在离开所述基板的外周 的位置，以防止在处于所述保持位置的所述基板被处理时干涉所述基板o
6. 根据权利要求1至5任一所述的基板处理单元，其特征在 于，所述辊适于随着旋转机构而旋转，并且所述基板通过所述辊 的旋转而旋转。
7. —种基板传送方法，用于将由基板载入机构所载入的基板 保持在特定的保持位置并正在规定的处理之后将所述基板载出，所述方法包括以下步骤随着所述基板载入机构降低，利用引导销将载入的所述基板 引导至所述保持位置的附近；将所述基板安置在临时安置部分上，以从所述基板载入机构 释放；利用多个辊通过将从所述基板的侧部将所述基板支承在所述 保持位置而保持从所述基板载入机构释放的所述基板；将规定的处理施加至所保持的基板；释放施加了所述规定的处理的所述基板的保持，从而所述基 板安置在所述临时安置部分上；并且将安置在所述临时安置部分上的所述基板载出，所述辊分别具有一体的结构，所述一体的结构包括大直径部 分和形成在所述大直径部分上方的小直径部分，并且所述大直径 部分的上侧部分包含肩部，所述肩部形成有朝向所述基板的外周 向下倾斜的倾斜表面，并且随着所述多个辊朝向所述基板移动，安置在所述肩部上的所 述基板从所述基板的侧部被保持和支承，并且随着所述辊沿相反 的方向移动，所述基板被释放并安置在所述肩部上。
8. —种基板洗净处理单元，包括多个辊，用于将基板保持在特定的保持位置，所述辊具有一 体的结构，所述一体的结构包括大直径部分和形成在所述大直径部分上方的小直径部分，所述大直径部分的上侧部分包含肩部，允许所述基板在传送中临时地安置在所述肩部上，所述肩部形成 有朝向所述基板的外周向下倾斜的倾斜表面，以通过从所述基板 的侧部将所述基板的外周支承在所述保持位置附近而保持所述基 板；引导销，用于将所述基板引导至所述保持位置的附近； 洗净喷嘴，用于将洗净液体供应至由所述辊保持的所述基板；以及刷，用于与由所述辊保持的所述基板的表面接触。 9. 一种基板电镀设备，包括预电镀处理与电镀单元，用于将预电镀处理和电镀处理施加 至基板；如权利要求8所述的基板洗净处理单元，以便洗净已经利用 所述预电镀处理与电镀单元经历所述预电镀处理和所述电镀处理 的所述基板；基板传送机器人，用于将已经经历所述预电镀处理和所述电 镀处理的所述基板从所述预电镀处理与电镀单元传送至所述基板 洗净处理单元，并且将所述基板载出所述基板洗净处理单元。
全文摘要
提供了基板处理单元、基板传送方法、基板洗净处理单元和基板电镀设备，使得诸如机器人臂的基板载入机构在载入基板之后快速释放保持在基板上，从而缩短保持所述基板的时间并提高流通量。所述基板处理单元(10)包括用于将所述基板(11)保持在特定的保持位置的基板保持机构(10)，以及处理机构(32)，用于将规定的处理施加至由所述基板保持机构所述保持的所述基板，其中基板引导机构(20)设有引导销(15)，用于将所述基板引导至保持位置附近。所述基板引导机构具有位于保持位置的所述基板的外周上的多个辊(14)，而所述多个辊适于通过从所述基板的侧部将所述基板的周边支承在所述保持位置的附近而支承所述基板，所述辊具有一体的结构，所述一体的结构包括大直径部分以及形成在所述大直径部分上方的小直径部分，而大直径部分的上侧部分具有肩部，以便所述基板在传送中临时地支承在其上，并且所述肩部形成有朝向其外周向下倾斜的倾斜表面。
文档编号H01L21/683GK101228623SQ20068002689
公开日2008年7月23日 申请日期2006年8月25日 优先权日2005年8月29日
发明者关本雅彦, 加藤亮, 小林贤一, 横山俊夫, 渡边辉行, 铃木宪一 申请人:株式会社荏原制作所