本发明涉及一种用于向基板的处理装置搬送该基板的搬送装置和搬送方法。
背景技术：
以往，在半导体器件的制造工艺中，使用例如对半导体晶圆(以下称作“晶圆”)进行抗蚀剂涂布处理、曝光处理、显影处理等一系列的光刻处理的涂布显影处理系统、对晶圆进行蚀刻处理的蚀刻处理系统、在晶圆上形成涂布膜的成膜处理系统等各种基板处理系统。
一般地，这样的基板处理系统例如具有用于搬入搬出能够收纳多个晶圆的盒(FOUP；Front Opening Unified Pod：前开式晶圆盒)的盒站以及具备对晶圆实施规定的处理的多个各种处理装置的处理站等。另外，在盒站中设置有晶圆搬送装置，该晶圆搬送装置用于将晶圆从盒中取出后搬入到处理站，并且将结束了规定的处理的晶圆从处理站中搬出后使其返回到盒。
在晶圆搬送装置中，例如在壳体的内部利用晶圆搬送机构保持并搬送晶圆。此时，有时从壳体的内部或处理后的晶圆产生含有有机物的气体(以下称作有机气体)。该有机物例如与壳体内的气体中的水分发生反应而腐蚀壳体内的晶圆搬送机构等各种机构。并且，由于这样的有机物还对壳体外的环境产生不良影响，因此不能将含有该有机物的气体直接向壳体的外部排出。因此，以往，在壳体内实施具有耐腐蚀性的涂敷来保护各种机构，并且在使用例如专利文献1所公开的那样的化学过滤器将壳体内的气体中的有机物去除之后将该气体排出到外部。
另一方面，在专利文献2中公开了将晶圆搬送装置的内部设为氮气气氛。具体地说，从设置于晶圆搬送装置的壳体上部的风机过滤单元(FFU；Fan Filter Unit)供给不含有水分的清洁度高的氮气。在该情况下，虽然仍然从壳体的内部或处理后的晶圆产生有机气体，但由于装置内充满氮气，因此有机物不与水分发生反应，从而能够抑制腐蚀各种机构等不良影响。
专利文献1：日本特开平10-230117号公报
专利文献2：日本特开2017-28110号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
然而，在如上述那样对晶圆搬送装置的壳体内进行涂敷的情况下，由于该具有耐腐食性的涂敷价格高，因此耗费装置成本，并且维护成本也变高。
另外，即使在如上述的专利文献2所公开的那样将晶圆搬送装置的壳体内维持为氮气气氛的情况下，也从壳体的内部产生有机气体，并且从被连续搬送的处理后的晶圆也产生有机气体，因此在氮气气氛中，有机气体的浓度增加。于是，例如当在维护晶圆搬送装置时将内部置换为清洁空气或向大气开放时，有机物还是与水分发生反应，导致对壳体内产生不良影响。
并且，在如专利文献2所公开的那样将壳体内设为氮气气氛的情况下，即使想要利用化学过滤器来去除有机气体中含有的有机物，但由于氮气不含有水分，因此无法适当地吸附并去除该有机物。
因而，在晶圆搬送装置的内部去除有机物来保持清洁度这方面具有改善的余地。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于在向各种处理装置搬送基板的搬送装置中维持壳体内的气氛的清洁度。
用于解决问题的方案
解决上述课题的本发明是一种向基板的处理装置搬送该基板的装置，所述装置的特征在于，具有：搬送机构，其保持并搬送基板；壳体，其收纳所述搬送机构；气体供给部，其向所述壳体内供给非活性气体；气体循环部，其使从所述壳体排出的气体返回到该壳体内；以及异物去除部，其将从所述壳体排出的气体中的异物去除，其中，所述异物去除部具有：加湿部，其对从所述壳体排出的气体附加水分；过滤器，其利用该气体中的水分来吸附并去除被所述加湿部加湿后的气体中含有的异物；以及除湿部，其从被所述过滤器去除了异物的气体中去除水分。
根据本发明，能够将壳体内设为非活性气体气氛，因此异物不与水分发生反应，从而抑制对壳体内的不良影响，不需要以往那样的高价的涂敷。另外，由于循环地使用壳体内的气体，因此还能够削减非活性气体的使用量。
并且，即使在像这样使用不含有水分的非活性气体的情况下，通过利用加湿部对从壳体排出的气体附加水分，也能够利用过滤器使用气体中的水分来吸附并去除异物。并且，在除湿部中，从被去除了异物的气体中去除水分，因此在壳体的内部能够抑制被去除了异物且干燥后的气体返回而由此新产生的异物与水分之间发生的反应。这样，能够将壳体的内部维持清洁。
在所述基板搬送装置中，也可以是，所述气体供给部从所述壳体的上表面供给非活性气体，所述异物去除部设置在所述壳体的上表面侧。
在所述基板搬送装置中，也可以是，所述气体循环部还具有循环配管，该循环配管以与所述壳体连接的方式设置，用于使该壳体内的气体循环，所述异物去除部设置于循环配管。
在所述基板搬送装置中，也可以是，所述气体循环部还具有：循环配管，其以与所述壳体连接的方式设置，用于使该壳体内的气体循环；以及旁通配管，其以从所述循环配管分支出来的方式与所述循环配管连接，所述异物去除部设置于旁通配管。
在所述基板搬送装置中，也可以是，所述异物去除部还具有水贮存部，该水贮存部设置在所述加湿部与所述除湿部之间，在内部贮存水，所述加湿部利用所述水贮存部中贮存的水，所述除湿部将由该除湿部回收的水贮存在所述水贮存部中。
基于其它观点的本发明是一种利用被收纳于壳体内的搬送机构保持基板并向基板的处理装置搬送该基板的方法，所述方法的特征在于，包括以下工序：气体供给工序，向所述壳体内供给非活性气体；气体循环工序，使从所述壳体排出的气体返回到该壳体内；以及异物去除工序，将从所述壳体排出的气体中的异物去除，其中，所述异物去除工序包括以下工序：加湿工序，对从所述壳体排出的气体附加水分；异物去除工序，使通过所述加湿工序加湿后的气体通过过滤器，利用该气体中的水分来吸附并去除异物；以及除湿工序，从通过所述异物去除工序被去除了异物的气体中去除水分。
发明的效果
在向各种处理装置搬送基板的搬送装置中，能够维持壳体内的气氛的清洁度。
附图说明
图1是示出具备本实施方式的大气压搬送装置的基板处理系统的结构的概要的俯视图。
图2是示出本实施方式的大气压搬送装置的结构的概要的纵截面图。
图3是示意性地示出本实施方式的异物去除部的结构的概要的说明图。
图4是示出其它实施方式的大气压搬送装置的结构的概要的纵截面图。
图5是示出其它实施方式的大气压搬送装置的结构的概要的纵截面图。
附图标记说明
1：基板处理系统；20：大气压搬送装置；100：壳体；101：晶圆搬送机构；110：气体供给部；120：FFU；130：气体排出部；140：气体循环部；141：循环配管；150：异物去除部；160：加湿部；161：气化过滤器；170：化学过滤器；180：除湿部；181：干燥剂；182：加热机构；183：热交换器；190：水贮存部；200：旁通配管；W：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，在本说明书和附图中，对于实质上具有相同的功能结构的要素，通过标注相同的标记来省略重复说明。
<基板处理系统的结构>
首先，对具备作为本发明的基板搬送装置的大气压搬送装置的基板处理系统的结构进行说明。图1是示出基板处理系统1的结构的概要的俯视图。在基板处理系统1中，对作为基板的半导体晶圆W(以下称作晶圆W)实施例如成膜处理、扩散处理、蚀刻处理等规定的处理。
基板处理系统1具有将盒站10与处理站11连接成一体的结构，其中，盒站10用于搬入搬出能够收纳多个晶圆W的盒C，处理站11具备对晶圆W实施规定的处理的多个各种处理装置。盒10与处理站11借助两个加载互锁装置12、13而连结。加载互锁装置12、13被设置为将后述的大气压搬送装置20与真空搬送装置30连结。加载互锁装置12、13构成为能够将其内部在大气压状态与真空状态之间进行切换。
盒站10具有大气压搬送装置20和盒载置台21。此外，在盒站10也可以还设置有用于调节晶圆W的朝向的定向器(未图示)。
大气压搬送装置20利用晶圆搬送机构101在大气压的状态下搬送晶圆W。此外，在后面叙述该大气压搬送装置20的结构。
盒载置台21被设置在大气压搬送装置20的与加载互锁装置12、13相反的一侧的侧面。在图示的例子中，在盒载置台21上能够载置多个例如三个盒C。
处理站11具有真空搬送装置30和处理装置40～43。
真空搬送装置30具有形成为在俯视时例如呈大致多边形形状(在图示的例子中是六边形形状)的可密闭的构造的壳体31。真空搬送装置30构成为能够将壳体31内维持为规定的减压气氛(真空状态)。另外，在壳体31内设置有用于搬送晶圆W的晶圆搬送机构32。晶圆搬送机构32具有将晶圆W保持大致水平的两个搬送臂32a、32b，晶圆搬送机构32构成为利用这些搬送臂32a、32b中的任一搬送臂一边保持晶圆W一边搬送晶圆W。
在壳体31的外侧以将壳体31的周围包围的方式配置有处理装置40～43和加载互锁装置12、13。加载互锁装置12、处理装置40～43以及加载互锁装置13例如以从加载互锁装置12起在俯视时沿顺时针方向依次排列并且分别与壳体31的侧面部相向的方式配置。
处理装置40～43对晶圆W实施例如成膜处理、扩散处理、蚀刻处理等规定的处理。另外，各个处理装置40～43构成为能够将其内部维持为规定的减压气氛(真空状态)。此外，在处理装置40～43中，能够任意地选择进行与晶圆处理的目的相应的处理的装置。
在以上的基板处理系统1中设置有控制部50。控制部50例如为计算机，具有程序保存部(未图示)。在程序保存部中保存有用于对基板处理系统1中的晶圆处理进行控制的程序。该程序既可以是被记录在例如计算机可读取的硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、光磁盘(MO)、存储卡等计算机可读取的存储介质中的程序，也可以是从该存储介质安装到控制部50中的程序。
<基板处理系统中的晶圆处理>
接着，对使用了如以上那样构成的基板处理系统1的晶圆处理进行说明。
首先，将收纳有多个晶圆W的盒C搬入到基板处理系统1的盒站10，并载置于盒载置台21。之后，利用晶圆搬送机构101从盒C中取出一张晶圆W后将其搬入到加载互锁装置12内。当晶圆W被搬入到加载互锁装置12内时，加载互锁装置12内被密闭并被减压。之后，使加载互锁装置12内与相对于大气压而言减压后的状态(真空状态)的壳体31内连通。然后，利用晶圆搬送机构32将晶圆W从加载互锁装置12中搬出后搬入到壳体31内。
接着，将被搬入到壳体31中的晶圆W搬送到处理装置40～43中的任一个处理装置中来对该晶圆W实施规定的处理。
之后，利用晶圆搬送机构32使晶圆W再次返回到壳体31内。然后，经由加载互锁装置13交接到晶圆搬送机构101后收纳于盒C中。之后，将收纳有晶圆W的盒C从基板处理系统1中搬出，一系列的晶圆处理结束。
<大气压搬送装置的结构>
接着，对上述的大气压搬送装置20的结构进行说明。图2是示出大气压搬送装置20的结构的概要的纵截面图。
大气压搬送装置20具有能够将内部密闭的构造的壳体100。在壳体100内设置有搬送晶圆W的晶圆搬送机构101。晶圆搬送机构101具有将晶圆W保持大致水平的两个搬送臂101a、101b。搬送臂101a、101b分别构成为能够在水平方向上进行伸缩和转动。另外，晶圆搬送机构101具有设置于搬送臂101a、101b的下方的升降部101c。搬送臂101a、101b分别构成为利用升降部101c在铅垂方向上升降自如。而且，晶圆搬送机构101构成为利用搬送臂101a、101b中的任一搬送臂一边保持晶圆W一边搬送晶圆W。
在壳体100中设置有：气体供给部110，其向壳体100的内部供给非活性气体例如氮气；FFU(Fan Filter Unit)120，其将气体以下降流供给到壳体100内；气体排出部130，其排出壳体100内的气体；气体循环部140，其使从壳体100排出的气体循环；以及异物去除部150，其将从壳体100排出的气体中的异物去除。此外，在本实施方式中，将氮气用作非活性气体，但也可以使用氩气等其它气体。
在气体供给部110中，内部与用于向该气体供给部110供给氮气的供给管111连接。供给管111与在内部贮存氮气的氮气供给源112连通。另外，在供给管111设置有包含用于控制氮气的流动的阀、流量调节部等的供给设备组113。
FFU 120具有风扇单元121和过滤器单元122。风扇单元121和过滤器单元122从上方起依次配置。在风扇单元121中具备将气体朝向下方送出的风扇(未图示)。过滤器单元122例如具备ULPA(Ultra Low Penetration Air：超高效空气)过滤器，用于收集通过了风扇单元121的气体中的灰尘。而且，FFU 120将从气体供给部110供给的氮气供给到壳体100内，在该壳体100内形成气体的下降流。
气体排出部130具有与壳体100的下部连接的排气管131。在排气管131上设置有一边调节气体的流量一边将气体向壳体100的外部排出的流量可变阀132。
气体循环部140具有将壳体100的下部与FFU 120连接的循环配管141。在循环配管141中的气体排出口141a设置有风扇142。风扇142使壳体100内的气体经由循环配管141向FFU 120的风扇单元121循环。通过像这样设置气体循环机构，实现了在壳体100中使用的氮气的使用量的削减。
异物去除部150具有加湿部160、化学过滤器170以及除湿部180，以将从壳体100排出的气体中含有的作为异物的有机物去除。加湿部160、化学过滤器170以及除湿部180被设置在FFU 120的风扇单元121的内部，加湿部160、化学过滤器170以及除湿部180从气体的流动的上游侧朝向下游侧依次设置。
图3是示意性地示出异物去除部150的结构的概要的说明图。如图3所示，在加湿部160与除湿部180之间设置有在内部贮存液体状的水的水贮存部190。此外，在图中，阴影的粗箭头表示干燥的气体的流动，斜线的粗箭头表示湿润的气体的流动，白底的粗箭头表示液体状的水的流动。
加湿部160的结构是任意的，但在本实施方式中对例如使用了气化式的情况进行说明。在该情况下，加湿部160具有气化过滤器161。气化过滤器161的一端部161a浸渍于水贮存部190的水中。而且，通过毛细现象，水从一端部161a朝向另一端部161b吸引，并且使干燥后的气体通过另一端部161b侧的气化过滤器161，由此水蒸发。像这样，对从壳体100排出后通过了气化过滤器161的气体附加水分。
化学过滤器170利用该气体中的水分吸附并去除被加湿部160加湿后的气体中含有的有机物。此外，在本实施方式中，异物例如为有机物，但并不限定于此。不论是什么种类的异物，只要适当地变更化学过滤器170的种类，就能够去除该异物。
除湿部180的结构是任意的，但在本实施方式中对例如使用了干燥剂式的情况进行说明。在该情况下，除湿部180具有干燥剂181、加热机构182以及热交换器183。干燥剂181具有大致圆板形状，以能够旋转的方式构成，并且被配置为气体通过该干燥剂181的上部181a。干燥剂181例如使用沸石。加热机构182与干燥剂181的下部181b接近地设置。加热机构182例如使用加热器。
在除湿部180中，使被化学过滤器170去除了有机物的气体通过旋转中的干燥剂181的上部181a，来从该气体中去除水分。像这样被去除了水分的气体经由循环配管141返回到壳体100内。另一方面，含有水分的干燥剂181移动到下部181b被加热机构182加热。于是，干燥剂181中含有的水蒸发，作为水蒸气飞散。该水蒸气进一步在热交换器183中被冷却，恢复为液体状的水而贮存在水贮存部190中。
水贮存部190例如是能够在内部贮存水的罐。而且，如上述的那样被除湿部180去除的水贮存在水贮存部190中，并且该水在加湿部160中被再利用。因而，能够有效利用水来削减水的使用量。
<大气压搬送装置中的气体控制>
接着，对如以上那样构成的大气压搬送装置20中的对气体的控制进行说明。
首先，在启动装置时、即进行通常操作之前，将壳体100内的气氛置换为氮气。具体地说，从气体供给部110经由FFU 120向壳体100内供给氮气，并且将壳体100内的气体从气体排出部130排出。像这样，壳体100内的气氛被置换为氮气。此时，不进行使用气体循环部140的气体循环。
接着，在通常操作中，从壳体100的内部或处理后的晶圆产生含有有机物的有机气体，但由于壳体100内被维持为氮气气氛，因此有机物不与水分发生反应，从而抑制对壳体100内的不良影响。另一方面，当例如在进行维护时壳体100内被置换为清洁空气或向大气开放时，会导致这样的有机物与水分发生反应。因此，使壳体100内的气体在气体循环部140中循环，并且在异物去除部150中去除有机物来使气体清洁化。此外，此时，原则上停止从气体供给部110供给氮气，也停止从气体排出部130排出气体。由此，能够削减氮气的使用量，从而能够降低运行成本。
在气体循环部140中，利用风扇142使壳体100内的气体流过循环配管141。而且，该气体流过FFU 120，在异物去除部150中，首先利用加湿部160对气体附加水分。之后，被加湿后的气体通过化学过滤器170，利用该气体中的水分吸附并去除有机物。之后，被去除了有机物的气体在除湿部180中被去除水分。然后，被去除了有机物的干燥的气体再次返回到壳体100内。像这样返回到壳体100内的气体已被去除了水分，因此还是能够抑制有机物与水分的反应。像这样，壳体100的内部被维持为清洁。
如以上那样，根据本实施方式，通过循环利用氮气，能够削减氮气的使用量，并且能够将壳体100的内部维持为适当的清洁度。
<大气压搬送装置20的其它实施方式>
接着，对大气压搬送装置20的其它实施方式进行说明。
在上述实施方式的大气压搬送装置20中，异物去除部150的加湿部160、化学过滤器170以及除湿部180被设置在FFU 120的内部，但它们的配置不限定于上述实施方式。
例如图4所示的那样，加湿部160、化学过滤器170以及除湿部180也可以设置于循环配管141。在该情况下，也能够得到与上述实施方式同样的效果。另外，优选的是，异物去除部150配置在离壳体100内近的位置、即循环配管141的靠上游侧的位置。通过像这样将异物去除部150配置在循环配管141的上游侧，能够减小循环配管141的在有机物浓度高的气氛中暴露的区域，其结果，能够减小循环配管141中的被腐蚀的区域，从而能够抑制微粒的产生。
另外，例如也可以是，如图5所述那样设置以从循环配管141分支出来的方式与循环配管141连接的旁通配管200，在该旁通配管200设置加湿部160、化学过滤器170以及除湿部180。在该情况下，在旁通配管200中，在加湿部160的上游侧设置阀201，在除湿部180的下游侧也设置阀202。另外，在旁通配管200中，在加湿部160的上游侧设置风扇203。
在气体循环部140中循环的气体的流量(以下称作循环量)大于化学过滤器170中所能处理的气体的流量(以下称作处理量)的情况下，当如图2所示那样将化学过滤器170配置在FFU 120的内部时，无法使气体适当地循环。同样地，也无法如图4所示的那样将化学过滤器170配置于气体循环部140。因此，在这样的情况下，设置旁通配管200，只使化学过滤器170中所能处理的流量的气体流过旁通配管200。
另外，由于在旁通配管200设置加湿部160、化学过滤器170以及除湿部180，因此相比于循环配管141而言，旁通配管200的压力损失更大。因此，为了使气体适当地流过旁通配管200而使用风扇203。
阀201、202例如是为了在更换化学过滤器170时避免气体流过旁通配管200而设置的。利用这些阀201、202，不使通常操作停止就能够更换化学过滤器170，因此能够削减晶圆处理的停止时间。
而且，在本实施方式的气体循环部140中，利用风扇142使壳体100内的气体流过循环配管141，并且利用风扇203使循环配管141内的气体流过旁通配管200。在旁通配管200中，依次进行由加湿部160进行的对气体的加湿、由化学过滤器170进行的有机物的去除、由除湿部180进行的对气体的除湿，被去除有机物且干燥后的气体再次经由循环配管141返回到壳体100内。像这样，壳体100的内部被维持为清洁。
此外，在气体从循环配管141流过旁通配管200时，在循环配管141中也流过从循环量减去处理量所得到的量的气体。该气体没有被去除有机物而返回到壳体100内，但通过反复进行循环，有机物逐渐被去除，最终，壳体100的内部被维持为清洁。
如以上那样，在本实施方式中，也能够得到与上述实施方式同样的效果。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于该例子。应当明确的是，只要是本领域技术人员，就能够在权利要求书所记载的技术构思的范围内想到各种变更例或修正例，而且应当了解的是，这些变更例或修正例也当然属于本发明的技术范围内。
在上述实施方式中，说明了基板处理系统在减压气氛(真空状态)下对晶圆进行处理的情况，但基板处理系统例如也可以是进行抗蚀剂涂布处理、曝光处理、显影处理等一系列的光刻处理的涂布显影处理系统。只要是在大气压的气氛下搬送基板的装置，就能够应用本发明的基板搬送装置(大气压搬送装置)。
另外，本发明还能够应用于基板是除晶圆以外的FPD(平板显示器)、光掩模用的屏蔽掩膜等其它基板的情况。
产业上的可利用性
本发明能够在大气压状态下搬送基板时应用，特别是在对半导体器件的制造工艺中使用的基板处理系统中搬送基板时是有用的。