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TW201901842A - 薄板狀基板保持用指板及具備此指板的搬送機器人 - Google Patents

薄板狀基板保持用指板及具備此指板的搬送機器人 Download PDF

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TW201901842A
TW201901842A TW107114168A TW107114168A TW201901842A TW 201901842 A TW201901842 A TW 201901842A TW 107114168 A TW107114168 A TW 107114168A TW 107114168 A TW107114168 A TW 107114168A TW 201901842 A TW201901842 A TW 201901842A
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坂田勝則
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Abstract

提供一種可在不使表面處理結束的薄板狀基板W之被處理面生成自然氧化膜下進行搬送之保持用指板(21)。將保持用指板(21)構成為具備：指板本體(47)，在內部形成有用以流通前述非活性氣體之流路；配管構件，連通非活性氣體供給源與前述流路；噴出口，與前述流路連通且被設置於前述指板本體(47)的與前述薄板狀基板(W)的被處理面相對的面上，用以將前述非活性氣體對前述薄板狀基板(W)的前述被處理面噴出；抵接構件(49)，配置在前述指板本體(47)的形成有前述噴出口的面上，且與前述薄板狀基板(W)的周緣部抵接；夾持構件(57)，對前述薄板狀基板(W)可進退移動地配置；及夾持機構，使前述夾持構件(57)進退移動。

Description

薄板狀基板保持用指板及具備此指板的搬送機器人
本發明係有關一種在搬送半導體晶圓或液晶顯示器面板、有機EL顯示器面板、太陽能電池用面板等之薄板狀基板的搬送裝置內，透過以保持著薄板狀基板的狀態下對薄板狀基板的被處理面供給非活性氣體，將殘留在薄板狀基板的表面之物質沖淨的薄板狀基板保持用指板、及具備該指板之搬送機器人、搬送裝置。
自昔以來，與對半導體晶圓等之薄板狀基板的表面進行成膜、蝕刻之類的各種處理的處理裝置連接，以進行薄板狀基板的移載之EFEM(Equipment Front End Module：設備前端模組)中，為了防止空氣中浮游的塵埃附著於薄板狀基板而形成有將供薄板狀基板曝露的裝置內部氣體環境保持於潔淨度高之稱為微環境(Mini-environment)空間之空間。此微環境空間係被FFU(Fan Filter Unit：風扇過濾組)和側面壁及可流通空氣的地板所包圍的空間，且藉由FFU潔淨化的空氣充滿於空間內而使空間內被潔淨化。又，充滿的潔淨空氣係通過可流通空氣的地板並被排出空間外，故而在空間內 產生的塵埃亦連同空氣一起被排出空間外。藉此，能以較廉價的費用且將基板所位在的空間維持在高潔淨度。
但近年來，電路線寬的微細化急速進展，逐漸顯現出僅因習知的微環境方式的高潔淨化所無法因應的問題。特別是，經處理裝置進行表面處理並被運送到密閉容器的薄板狀基板的表面會與微環境空間內的空氣所含有的氧或水分反應，導致形成自然氧化膜。因為氧化膜的存在，應形成在薄板狀基板的表面的電路未充分地形成，結果發生無法確保所期望的動作特性之問題。又，在處理裝置使用的反應氣體所含有之化學物質會以附著在薄板狀基板上的狀態下被運送到密閉容器內而污染密閉容器內的薄板狀基板，對接下來的處理工程帶來不良影響，而導致良率惡化。
為解決那樣的問題，有考慮了一種氣體環境置換裝置，係將進到密閉容器內的空氣或污染物質以非活性氣體的氣流去除，之後，透過將密閉容器內以非活性氣體充滿以防止被收納到內部的薄板狀基板表面之氧化。專利文獻1中揭示一種裝置，針對載置於密閉容器的一個FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓傳送盒)的半導體晶圓，由於是從對FOUP可進退移動地設置的沖淨板向FOUP內部供給非活性氣體，因而去除附著在半導體晶圓的表面的污染物質，且將FOUP內部的氣體環境置換成非活性氣體環境。在此沖淨板內部具備抑制非活性氣體的噴出力之元件，可將非活性氣體以層流方式進行供給。
藉此，成為可在不使塵埃附著於被收納在FOUP內部的薄板狀基板表面之下，防止半導體晶圓表面之氧化的進行。但在微細化高度地進展的現況中，僅防止被收納於FOUP內的薄板狀基板表面之氧化並不足夠，有從真空氣體環境的處理裝置朝FOUP內部搬送薄板狀基板的期間亦要防止氧化的要求。專利文獻2係用以對應這樣要求者，係構成為：在微環境空間近旁具備流路，且使非活性氣體充滿於微環境空間內，使此非活性氣體藉由流路而循環。藉此，由FFU所供給的非活性氣體的下降氣流被從地板面所配置的氣體吸引口吸引，之後，通過流路上升移動到FFU，再度朝微環境空間供給。藉由上述構成，由於微環境空間整體被非活性氣體充滿，故即便在薄板狀基板通過微環境空間之際，亦無薄板狀基板被曝露在大氣氣體環境的情形。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本國專利第5448000號公報
專利文獻2 日本國特開2015-146349號公報
然而，透過專利文獻2所揭示的構成會產生各種問題。首先，為了將微環境空間內以非活性氣體進行置換，會需要大量的非活性氣體，結果導致增加薄板狀基板的生產成本。又，在微環境空間內部使非活性氣 體循環的情況，不僅是非活性氣體，殘留於薄板狀基板表面且被帶入微環境空間內部的反應氣體的成分亦會在裝置內循環，故而為了去除此殘留的反應氣體，有必要另外設置化學過濾器(chemical filter)等之污染物質處理手段。此外，為了維持潔淨度有必要定期地交換此化學過濾器。又，在微環境空間內配置有搬送機器人等之驅動機構，且藉由此驅動機構所發出的熱而被加溫的非活性氣體係在不被冷卻的情況下進行循環。其結果，空間內的溫度上升到既定的溫度以上，有可能在電氣零件等引起動作不良等之問題。再者，從FFU供給到微環境空間內的非活性氣體之降流(down flow)係流速過低而無法將殘留在被形成於薄板狀基板的圖案細部之反應氣體的成分去除。
本發明係有鑑於上述問題點而完成者，目的在於廉價地提供可在不將處理結束的薄板狀基板之表面曝露在氧化性氣體環境下進行搬送之保持用指板、及具備保持用指板的搬送機器人。
為達成上述目的，本發明請求項1之薄板狀基板保持用指板係保持薄板狀基板並使非活性氣體向前述薄板狀基板的被處理面噴出，其特徵為：具備：指板本體，在內部形成有用以流通前述非活性氣體之流路；配管構件，連通非活性氣體供給源與前述流路；噴出口，與前述流路連通且被設置於前述指板本體的與前述薄板狀基板的被處理面相對的面上，用以 將前述非活性氣體對前述薄板狀基板的前述被處理面噴出；抵接構件，配置在前述指板本體的形成有前述噴出口的面上，且與前述薄板狀基板的周緣部抵接；夾持構件，對前述薄板狀構件可進退移動地配置；及夾持機構，使前述夾持構件進退移動。
藉由上述構成，薄板狀基板保持用指板係可將薄板狀基板從被處理面側保持，使非活性氣體朝所保持之薄板狀基板的被處理面噴出。其結果，在表面處理已結束的薄板狀基板之被處理面上殘留的反應氣體成分係藉由非活性氣體之噴出而被去除。又，搬送中的薄板狀基板之被處理面變得不會與是氧化性氣體環境的一般大氣接觸，故而解消在搬送中形成自然氧化膜的問題。
又，本發明請求項2所記載之薄板狀基板保持用指板之特徵為，包含前述指板本體與前述抵接構件之鉛直方向的尺寸係小於層板在鉛直方向的間距尺寸，該層板形成在供收納前述薄板狀基板的容器，用以載置前述薄板狀基板。藉由上述構成，薄板狀基板保持用指板係可保持薄板狀基板並在維持供給非活性氣體的狀態下進入收容薄板狀基板的容器之內部。特別是，透過將容器內部事先利用非活性氣體進行氣體環境置換，處理結束的薄板狀基板係變得不會曝露在氧化性氣體環境，故可防止在被處理面形成自然氧化膜之問題的發生。
又，本發明請求項3所記載之薄板狀基板保持用指板之特徵為，在前述指板本體形成有向前述薄板狀基板噴出前述非活性氣體的沖淨部，前述沖淨部係呈 具有與前述薄板狀基板大致相同直徑的圓盤狀的形狀。藉由上述構成，可遍及保持著薄板狀基板的被處理面的全面範圍噴出非活性氣體。
又，本發明請求項4所記載之薄板狀基板保持用指板之特徵為，在前述指板本體的前述流路與前述噴出口之間具備過濾器。藉由上述構成，在流路內產生的塵埃會被此過濾器所過濾，故而從噴出口僅潔淨的非活性氣體會被噴出。藉此，可防止塵埃朝薄板狀基板的被處理面附著。
又，本發明請求項5所記載之薄板狀基板保持用指板之特徵為，在前述沖淨部的周圍具備屏蔽構件，該屏蔽構件覆蓋形成在前述沖淨部與前述薄板狀基板之間的空間，使在前述空間充滿的前述非活性氣體從前述薄板狀基板的周緣部朝下方排出。透過設成上述構成，屏蔽構件與薄板狀基板的周緣部之間隙完成流體密封(fluid seal)的任務，可防止源自空間外部的一般大氣侵入空間內。
又，本發明請求項6所記載之薄板狀基板保持用指板的噴出口之特徵為，朝被保持基板的外側傾斜設置。再者，請求項7所記載之薄板狀基板保持用指板之特徵為，噴出口亦被設置在抵接構件，前述流路亦被連通於形成在前述抵接構件的前述噴出口。透過設成上述構成，非活性氣體會朝被保持基板的外側噴出，可迅速排出在薄板狀基板表面上殘留的反應氣體。
又，本發明請求項8所記載之薄板狀基板搬送機器人之特徵為，在臂體的前端至少具備一個如請求項1之薄板狀基板保持用指板，且具備：臂體驅動機構，使前述臂體在水平面內伸縮動作；及升降機構，使前述臂體在鉛直方向升降移動。此處，透過將薄板狀基板搬送機器人設為無塵室(clean room)規格的清掃機器人，可防止在動作中從驅動機構產生的塵埃向搬送機器人的外部流出。藉此，搬送機器人所保持的薄板狀基板便不會因塵埃而被污染。又，本發明請求項9所記載之薄板狀基板搬送機器人之特徵為，在請求項8所記載之薄板狀基板搬送機器人中更具備蓄壓器。透過設成上述構成，即便在因故障等而停止非活性氣體之供給的情況，亦可將保持中的薄板狀基板在不與一般大氣接觸下搬送到目的之場所。
又，本發明請求項10所記載之薄板狀基板搬送裝置之特徵為，具備：搬送空間，配置有如請求項8或9之薄板狀基板搬送機器人；搬送空間形成構件，形成前述搬送空間；蓋開閉裝置，固定於前述搬送空間形成構件，將收容前述薄板狀基板的密閉容器載置於既定位置，對將前述密閉容器氣密地閉鎖的蓋進行開閉；及FFU，配備於前述搬送空間形成構件的上部，將潔淨的空氣以降流方式往前述搬送空間供給，前述搬送空間的地板面係設有從前述FFU供給之前述潔淨的空氣的排出口。透過設成上述構成，藉非活性氣體之噴出而去除的反應氣體係連同由FFU所供給之潔淨的空氣之降流一起 朝搬送空間的外部排出，故而使搬送空間內維持在潔淨的狀態。
依據上述說明之本發明，可將處理結束的薄板狀基板之被處理面以局部地進行了氣體環境置換的狀態進行搬送。藉此，變得無需對搬送薄板狀基板之空間整體進行氣體環境置換，故亦能有助於削減成本。
1‧‧‧處理系統
2‧‧‧FOUP
2a‧‧‧壁面
3‧‧‧處理裝置
4‧‧‧EFEM
5‧‧‧載入口
5’‧‧‧附帶置換功能的載入口
6‧‧‧微環境空間
7,7a,7b‧‧‧搬送機器人
8‧‧‧FFU
9‧‧‧搬送室
10‧‧‧真空搬送機器人
11‧‧‧處理室
12‧‧‧加載鎖定室
13‧‧‧狹縫閥
14‧‧‧閘閥
15‧‧‧框架
16‧‧‧壁構件
17‧‧‧風扇
18,70‧‧‧過濾器
19‧‧‧托架
20‧‧‧板
21,21a,21’‧‧‧保持用指板
22‧‧‧臂體
23‧‧‧基台蓋
24‧‧‧基台
25‧‧‧筒身部
26‧‧‧第1臂
27‧‧‧筒身框架
28‧‧‧筒身蓋
29‧‧‧第2臂
30‧‧‧控制部
31‧‧‧載體
32‧‧‧蓋
33,33’‧‧‧層板
34,64‧‧‧孔
35‧‧‧鎖定構件
36‧‧‧鑰匙
37‧‧‧保持器
38‧‧‧吸氣口
38’‧‧‧吸氣噴嘴
39,65a,65b‧‧‧供給口
39’‧‧‧供給噴嘴
40,40’,45‧‧‧空間
41‧‧‧工作台
42‧‧‧FIMS門
43‧‧‧蓋開閉機構
46,46’‧‧‧流路
47‧‧‧指板本體
47a‧‧‧上側構件
47b‧‧‧下側構件
48‧‧‧噴出口(貫通孔)
48a,48b‧‧‧噴出口
49,49’‧‧‧抵接構件
49a,57a‧‧‧缺口
50‧‧‧夾持機構
51‧‧‧配管構件
52‧‧‧接頭構件
53‧‧‧沖淨部
54‧‧‧卡止部
55‧‧‧基部
56‧‧‧腕關節塊
57‧‧‧夾持構件
58‧‧‧推桿
59‧‧‧電磁閥
60‧‧‧固定構件
62‧‧‧移動構件
63‧‧‧活塞桿
65‧‧‧氣缸
66‧‧‧透光型感測器
67‧‧‧感測器掣子
68‧‧‧屏蔽構件
69‧‧‧接頭
71‧‧‧薄片狀過濾器
72‧‧‧不具有置換功能的公知的指板
73a,73b‧‧‧配管
C‧‧‧中心線
M1,M2,M3,M4‧‧‧馬達
W‧‧‧半導體晶圓
W’‧‧‧處理結束的半導體晶圓
圖1係表示將FOUP內部作氣體環境置換的習知裝置之剖面圖。
圖2係表示將微環境空間內作氣體環境置換的習知裝置之剖面圖。
圖3係表示處理系統之剖面圖。
圖4係表示處理系統之立體圖。
圖5係表示本發明一實施形態的搬送機器人7之剖面圖。
圖6係表示FOUP2的概要之立體圖。
圖7係表示載入口(load port)5的概要之剖面圖。
圖8係表示本發明一實施形態的保持用指板21之立體圖。
圖9係表示本發明一實施形態的保持用指板21之剖面圖。
圖10係表示本發明一實施形態的保持用指板21的動作圖。
圖11係表示本發明一實施形態的保持用指板21在FOUP內的存取位置圖。
圖12係表示本發明其他實施形態的保持用指板21a、21b之剖面圖。
圖13係表示本發明其他實施形態的保持用指板21c、21d之剖面圖。
圖14係表示本發明其他實施形態的搬送機器人7a、7b之立體圖。
以下就本發明一實施形態的處理系統1，參照圖面作詳細說明。圖3係表示本發明一實施形態的處理系統1之剖面圖，圖4為其立體圖。此外，本實施形態的處理系統1的處理對象雖係半導體晶圓W，但在其他的薄板狀基板的處理系統中亦可充分適用。處理系統1係設置在稱為無塵室的0.5微米粉塵且等級100左右之較潔淨的氣體環境與被管理成20℃上下的既定室溫的工廠內。本實施形態的處理系統1係由將從前面工程運送搬來的FOUP2載置、開門並在與處理裝置3之間交換被收納在FOUP2內的半導體晶圓W之EFEM4、及對半導體晶圓W的表面施以既定的處理之處理裝置3所構成。EFEM4係由載入口5、附帶置換功能的載入口5’、微環境空間6、在微環境空間6內搬送半導體晶圓W的搬送機器人7、及將潔淨的空氣之降流供給到微環境空間6內的FFU8所構成。又，處理裝置3係由搬送室9、配置在搬送室9內且於真空氣體環境內搬送半導體晶圓W之 真空搬送機器人10、處理室11、及加載鎖定(load-lock)室12所構成。
處理裝置3係由以下所構成：處理室11，在真空氣體環境或非活性氣體環境之類的既定環境中，對半導體晶圓W的表面施以擴散處理或蝕刻處理、熱處理之類的既定處理；加載鎖定室12，用以在處理裝置3與微環境空間6之間交換半導體晶圓W；搬送室9，與處理室11及加載鎖定室12鄰接配置；及真空搬送機器人10，配置於搬送室9且在加載鎖定室12與處理室11之間或處理室11與其他的處理室11之間搬送半導體晶圓W。處理室11與搬送室9、及加載鎖定室12與搬送室9，係構成為透過稱為狹縫閥(slit valve)13的區劃構件而可氣密地閉鎖。又，加載鎖定室12與微環境空間6係構成為透過稱為閘閥(gate valve)14的區劃構件而可氣密地閉鎖。又，在處理室11和搬送室9及加載鎖定室12，連接有吸引內部的氣體環境的設為真空狀態的真空泵、及用以將非活性氣體從外部導入的配管。此外，於處理室11連接有用以供給進行各種表面處理所使用的反應氣體之配管。
微環境空間6係為搬送半導體晶圓W而氣體環境被維持在潔淨的搬送空間，係藉由與用以將框架15和外部氣體環境分離之壁構件16的搬送空間形成構件所形成，在天井部分配置有FFU8。在FFU8具備有：向微環境空間6供給朝下的空氣之風扇17；及去除存在所供給的空氣中之微小的塵埃或有機物等之污染物質的高 性能的過濾器18。又，微環境空間6的地板面設有被供給之潔淨的空氣可朝EFEM4外部流出的開口，透過上述構成，藉由FFU8而供給到微環境空間6之潔淨的空氣係成為在微環境空間6內朝下的層流而持續流動，從地板面的開口朝裝置外部流出。再者，本實施形態的EFEM4中，透過調整風扇17的旋轉數與藉配置於地板面的板20調整開口部分的開口率，微環境空間6內部的氣壓係維持在比外部氣體環境高1.5Pa左右的正壓(positive pressure)，可防止源自外部的污染物質或塵埃之侵入。透過此等構成，從搬送機器人7等之驅動機構所產生的塵埃係藉由朝下的層流而朝外部持續流出，也可防止源自外部的塵埃之侵入。藉此，微環境空間6內係始終維持在0.5微米粉塵且1級以上的高潔淨的氣體環境。
搬送機器人7係配置在微環境空間6內，在FOUP2與處理裝置3之間搬送半導體晶圓W者。圖5係表示本發明一實施形態的大氣搬送機器人7的概略之剖面圖。本實施形態的大氣搬送機器人7係SCARA型(Selective Compliance Assembly Robot Arm；選擇順應性裝配機械手臂)機器人且可防止塵埃之飛散的清掃機器人。本實施形態的大氣搬送機器人7係由固定在配置於EFEM4底面的框架15之基台24、及可對基台24升降及轉動的筒身部25所構成。在基台24具備有使筒身部25升降移動的升降機構，筒身部25隔介托架19被支持於此升降機構所具備的移動子。升降機構係由將筒身部25引導於鉛直方向的引導構件、使固定於筒身部25的移動 子藉由螺桿的旋轉而升降移動之滾珠螺桿機構、及驅動滾珠螺桿機構的馬達M1所構成。
筒身部25係由和第1臂26的基端部一體形成的筒身框架27、及固定於筒身框架27的筒身蓋28所構成。第2臂29隔介軸承在水平面內可轉動地連結於第1臂26的前端部，以此第1臂26與第2臂29構成臂體22。又，筒身框架27係隔介軸承而可轉動地安裝於托架19，透過配備於托架19的馬達M2而在水平面內轉動。藉此，與筒身框架27一體化的第1臂26也連同筒身框架27一起在水平面內轉動。
第2臂29的基端部是隔介軸承而可轉動地被支持於第1臂26(筒身框架27)的前端部。又，本發明一實施形態的保持用指板21是隔介軸承而可轉動地被支持於第2臂29的前端部。第1臂26(筒身框架27)係內部形成中空的箱狀的框體，且配置有驅動第2臂29之馬達M3、傳達源自馬達M3的驅動力之滑輪(pulley)或帶(belt)之類的傳達機構。藉此，透過馬達M3動作，第2臂29在水平面內轉動。又，第2臂29亦是內部形成中空的箱狀的框體，在內部配置有驅動保持用指板21之馬達M4、傳達源自馬達M4的驅動力之滑輪或帶之類的傳達機構。因此，藉由馬達M4動作，保持用指板21係在水平面內轉動。此外，在此將含有驅動保持用指板21之馬達M4、傳達馬達M4的驅動力之滑輪或帶之類的傳達機構之構成稱為指板驅動機構。
藉由上述構成，藉由第1臂26與第2臂29彼此連動地往相反方向轉動，臂體22成為進行伸縮動作，配置於臂體22的前端之保持用指板21係進退移動。在此將含有驅動此第1臂26之馬達M2、驅動第2臂29之馬達M3、傳達各馬達的驅動力之滑輪或帶之類的傳達機構之構成，稱為臂體驅動機構。又，保持用指板21係依M4的動作而和第2臂29的轉動連動地往和第2臂29的轉動方向相反的方向轉動，可藉以維持與既定方向相對的姿勢。此外，此等箱狀的框體的各開口部係被蓋所密閉，形成因滑輪或帶之動作而產生的塵埃不會朝外部飛散的構造。
在安裝於筒身部25側面的筒身蓋28之內側，隔著既定的間隙安裝有用以覆蓋配置在基台24的驅動部或電子零件之基台蓋23。筒身蓋28係以即便是筒身部25上升到最高的位置之狀態，下端還是位在比基台蓋23的上端還下方之方式形成，防止配置在筒身部25或基台24之馬達M1或帶、滑輪之類的傳達機構所產生的塵埃往大氣搬送機器人7外部飛散。又，在本實施形態的搬送機器人7配置有：將自未圖示的非活性氣體供給源鋪設的配管連接之接頭69；及從接頭69朝保持用指板21供給非活性氣體之配管構件51。又，在配管構件51的中途具備有去除非活性氣體所含有之塵埃或不純物之過濾器70。
此外，除了過濾器70以外，也能具備用以調節非活性氣體的溫度之溫度調節器或將非活性氣體靜電 消除的電離器(ionizer)。再者，本實施形態的搬送機器人7係在與主機PC之間收發信號，根據被預先教示且記憶的位置資料與速度資料而和控制各驅動部的動作之控制部30連接。參照圖3、4。控制部30除了進行驅動部的動作控制以外，亦進行切換非活性氣體的供給與阻斷之電磁閥59的控制、或進行溫度調節器、電離器之控制等，接收從配備於搬送機器人7的所有電裝零件發送的信號以維持在適當的狀態之控制。此外，本實施形態的搬送機器人7所具備的過濾器70係聚四氟乙烯(PTFE)製且可過濾非活性氣體中所含之0.01微米的塵埃的99%以上。又，過濾器70未受限於搬送機器人7的本體，也可配置在腕關節塊(wrist block)56內。
其次，就可密閉的容器之一例的FOUP2，參照圖6作說明。圖6係表示FOUP2之立體圖。FOUP2係可密閉的容器，其透過將內部維持成高潔淨的氣體環境而將屬被收納物的半導體晶圓W與低潔淨的外部氣體環境隔絕，用以在無塵室內所配置之各處理系統1之間進行半導體晶圓W之搬送。FOUP2係由在內部收納半導體晶圓W的屬箱狀容器的載體31、及將設於載體31的開放面予以氣密地閉鎖的蓋32所構成。又，在載體31的內側壁，用以將半導體晶圓W以水平的狀態載置的層板33在鉛直方向隔著既定的間隔形成有複數個。半導體晶圓W係在各層板33之上，以將被處理面朝上的狀態載置。在蓋32具備有鎖定機構，透過使鎖定構件35對形成於載體31的開口部周緣之卡合用的孔34進出移 動，可進行蓋32與載體31之卡合和解除。此外，鎖定機構係與蓋32構件所具備的鑰匙(latchkey)36連結，透過使鑰匙36順時鐘或逆時鐘旋轉，可使鎖定構件35進出移動。藉此，透過使鑰匙36往既定方向旋轉，可將載體31與蓋32在鎖定狀態與非鎖定狀態作切換。此鑰匙36之旋轉係透過手動或者後面說明的載入口5之蓋開閉機構43來進行。
在蓋32的與載體31相對的面具備有被稱為保持器37的構件，其透過將收納在載體31內的半導體晶圓W的緣部往水平方向按壓，以在FOUP2搬送中限制半導體晶圓W的移動。又，在載體31的底面具備有：在FOUP2內部吸引氣體環境的吸氣口38；及向FOUP2內部供給非活性氣體之供給口(supply port)39。吸氣口38和供給口39係構成為透過分別與載入口5所具備的吸氣噴嘴38’和供給噴嘴39’連接而可將FOUP2內部的氣體環境置換成非活性氣體環境。
其次，就本實施形態的EFEM4所具備之公知的載入口5及具有置換功能的載入口5’作說明。圖7係表示附帶置換功能的載入口5’的一例之剖面圖。載入口5係為固定在形成微環境空間6的框架15，用以載置由前面工程運送來的FOUP2，將閉鎖FOUP2內部的蓋32從載體31分離之裝置。載入口5具備：透過定位機構將FOUP2載置於既定位置的工作台41；與FOUP2的蓋32一體化的FIMS門42；及被設於FIMS門42且使蓋32所具備的鑰匙36旋轉的蓋開閉機構43。又，在工作台 41與FIMS門42分別具備未圖示的驅動機構，可使工作台41與FIMS門42往既定方向移動。
當FOUP2被運來工作台41上時，載入口5使工作台41朝FIMS門42前進，使蓋32抵接於FIMS門42。接著載入口5使蓋開閉機構43動作，且在使蓋32所具備的鑰匙36旋轉到鎖定構件35成為非鎖定狀態後，使工作台41或FIMS門42移動以使蓋32與載體31分離。之後載入口5使與蓋32一體化的FIMS門42下降到不干涉搬送機器人7存取晶圓的動作之位置，使載置著載體31的工作台41前進移動到搬送機器人7可對半導體晶圓W存取的位置為止。此外，當已處理的半導體晶圓W朝載體31之搬送結束時，載入口5使工作台41和FIMS門42動作，以蓋32將載體31的開口部氣密地閉鎖。
其次，針對除了上述一般的載入口5之功能外，還具備透過對FOUP2內部供給非活性氣體以將FOUP2內部置換成非活性氣體環境之功能的載入口5’作說明。本實施形態的EFEM4至少具備一個此附帶置換功能的載入口5’。本實施形態所具備的附帶置換功能的載入口5’除了一般的載入口5所具備的構成以外，還具備吸氣噴嘴38’和供給噴嘴39’。吸氣噴嘴38’係與未圖示的吸引泵連接，經由FOUP2的吸氣口38吸引FOUP2的內部氣體環境。又，供給噴嘴39’係與未圖示的非活性氣體源連接，經由FOUP2的供給噴嘴39使非活性氣體充滿於FOUP2內部。又構成為，在工作台41內具備有使 吸氣噴嘴38’與供給噴嘴39’分別升降移動的升降手段，在需要進行氣體環境置換時，使吸氣噴嘴38’與供給噴嘴39’上升移動而連接於各吸氣口38、供給口39，而在無需進行氣體環境置換時係使吸氣噴嘴38’和供給噴嘴39’下降移動。
又，除具備吸氣噴嘴38’、供給噴嘴39’以外，也有具備沖淨板，該沖淨板在FOUP2開門後上升移動到與載體31的開放面相對之位置且使非活性氣體充滿載體31內部。此沖淨板係為在與載體的開放面相對之位置設有噴出口之箱狀的構件，且連接於未圖示的非活性氣體供給源。又，構成為：被未圖示的升降機構所支持，且在搬送機器人7未對載體31存取時上升移動而對載體31內供給非活性氣體。又，構成為：搬送機器人7在載體31內進行存取時係停止非活性氣體之供給，下降移動到不干涉搬送機器人7的動作之位置。將收納處理結束的半導體晶圓W的FOUP2的內部氣體環境，透過此等的附帶置換功能的載入口5’設為非活性氣體環境，可防止半導體晶圓W的被處理面之自然氧化。此外，關於附帶置換功能的載入口5’的其他實施形態，例如，在載體31的開口部附近存在有配置噴射非活性氣體的噴嘴等，但本發明的EFEM4所搭載的附帶置換功能的載入口5’未受限於上述的實施形態，若為可將FOUP2內部的氣體環境置換成非活性氣體環境者，則可為任何形態者。
其次，就本發明一實施形態的保持用指板21作說明。圖8係表示保持用指板21之立體圖。又，圖 9(a)係從上面觀看的圖，圖9(b)係剖面圖。本實施形態的保持用指板21係在保持著薄板狀基板W的狀態下使非活性氣體朝薄板狀基板W的被處理面噴出，藉以防止在薄板狀基板W的被處理面產生自然氧化膜。從保持用指板21噴出的非活性氣體係充滿在保持用指板21與薄板狀基板W所形成的空間40內，連同在此空間殘留的大氣一起朝空間40外持續流出。接著，透過繼續供給非活性氣體，在空間40內殘留的大氣與反應氣體成分全部朝空間40外部流出，使空間40內被置換成非活性氣體環境。又，往空間40內噴出的非活性氣體係依序從保持用指板21與薄板狀基板W之間的間隙往空間外部流出，由於朝此外部流出之非活性氣體之朝外的流會達成密封的任務，故可防止大氣侵入屬薄板狀基板W上側的面之被處理面。藉此，可防止在薄板狀基板W的被處理面生成自然氧化膜。
本實施形態的保持用指板21係被安裝在薄板狀基板搬送機器人7的臂體22的前端部分而作使用。本實施形態的保持用指板21具備：指板本體47，在內部形成有用以流通非活性氣體之流路46；噴出口48，與流路46連通且形成於指板本體47的與半導體晶圓W的被處理面相對的面上，用以將非活性氣體對半導體晶圓W的被處理面噴出；抵接構件49，配置在指板本體47的形成有噴出口48的面上，且與半導體晶圓W周緣部抵接；夾持機構50，透過對半導體晶圓W進行進退動作而在指板本體47下方把持或解放半導體晶圓W；及配管 構件51，連通未圖示的非活性氣體供給源與流路46。此外，本實施形態的保持用指板21的屬於保持對象的薄板狀基板雖係半導體晶圓W，但本發明未受此所限。
本實施形態的指板本體47，係由形成有非活性氣體的流路46的上側構件47a及形成有用以使非活性氣體噴出的複數個貫通孔(噴出口)48的下側構件47b之兩構件所構成。設於下側構件47b的貫通孔(噴出口)48的位置係配置在將上側構件47a與下側構件47b貼合時與流路46連通的位置。藉此，供給到流路46內的非活性氣體係從貫通孔48朝半導體晶圓W的被處理面噴出。又，在上側構件47a的與流路46連通的位置安裝有接頭構件52，使非活性氣體流通的配管構件51經由電磁閥59連接於接頭構件52。此外，本實施形態的指板本體47的材質雖使用經陽極氧化處理的鋁，但本發明未受此所限，例如也可使用陶瓷或碳、工程塑料等之類的材料。
又，本實施形態的指板本體47係由形成與屬保持對象的半導體晶圓W的直徑大致相同的圓盤狀之沖淨部53、從圓盤狀的沖淨部53左右對稱地突出形成的卡止部54、及配置於和卡止部54相對的位置並固定在腕關節塊56的基部55所構成。在沖淨部53，於既定位置上配置有複數個用以對保持中的半導體晶圓W的被處理面噴吹非活性氣體的噴出口48。本實施形態的沖淨部53係形成於與屬被保持基板的半導體晶圓W大致相同直徑。這是為了可一邊阻斷源自FFU8的降流一邊向半 導體晶圓W的被處理面整體供給非活性氣體，且在向FOUP2插入之際不與FOUP2的壁面等碰撞之目的。此外，本發明的保持用指板21未受限於上述形狀，只要不碰撞FOUP2即可，亦可形成比被保持基板的直徑還小或還大。又，未受限於圓盤狀，作成正方形或長方形、六角形之類的多角形亦可。
卡止部54係形成於指板本體47的前端部且固定有與半導體晶圓W的周緣部抵接的抵接構件49。此外，本實施形態的卡止部54係以在上視圖中相對於在指板本體47的水平面內延伸的中心線C呈對稱的位置之方式作配置。又，本實施形態的固定於卡止部54的抵接構件49係被固定於指板本體47的保持半導體晶圓W的面，亦即與沖淨部53的形成有噴出口48的面同一面。又，本實施形態的抵接構件49係作成大致圓柱形狀，在抵接半導體晶圓W的部分以可與半導體晶圓W的周緣部卡合的方式形成V字狀的缺口49a。又，為了將FOUP2內所收納的被保持基板保持地進行移送，卡止部54與抵接構件49係以比FOUP2內所形成的左右一對的層板33在水平面內的分開尺寸還小的尺寸之方式作配置。又，在公知的FOUP2中，於內部的既定位置載置有半導體晶圓W的情況，於半導體晶圓W與FOUP2後方的壁面2a之間，設置有用以保留半導體晶圓W的空間45。本實施形態的卡止部54與抵接構件49係在對FOUP2移送半導體晶圓W的情況，移動到此空間45。參照圖11。
透過作成上述構成，指板本體47係可在不與FOUP2等接觸下將載置於層板33的半導體晶圓W朝FOUP2外部移送，及將所保持的半導體晶圓W載置於FOUP2內部的既定的層板33上。有關指板本體47對收納於FOUP2內部的半導體晶圓W進行存取之動作的詳細將於後面述及。此外，由於抵接構件49的材料係為與半導體晶圓W的周緣部抵接之構件，故以採用在抵接之際產生微小的塵埃少的PEEK(聚醚醚酮)材或超高分子聚乙烯、耐磨耗性聚酯之類的耐磨耗性高的硬質合成樹脂材者較佳。基部55係指板本體47的基端部分，且藉由螺絲或接著劑之類的公知技術而固定於腕關節塊56。又，在基部55安裝有接頭構件52，用以將形成於指板本體47的流路46與鋪設到腕關節塊56內的配管構件51連接。又，在基部55配置有夾持構件57，其透過對半導體晶圓W進退移動而進行半導體晶圓W的把持和解放。
又，本實施形態的指板本體47的高度尺寸係構成為比FOUP2內部所配置的層板33之上下方向的間距還小。此外，FOUP2的層板33的上下方向之間距係由屬半導體製造裝置‧材料領域國際規格的SEMI(Semiconducor Equipment and Materials International：國際半導體設備與材料產業協會)規格所規定，在收納直徑300mm的半導體晶圓W的FOUP2的情況係為10mm。經減去同為SEMI所規定之層板33的厚度約1mm與半導體晶圓W的厚度約0.8mm後，估計本實施形態的指板 本體47可通過的上下方向的尺寸係約8mm。據此，本實施形態的指板本體47的最大厚度尺寸因為是由厚度3mm的指板本體47與高度4.5mm的抵接部合計7.5mm所構成，所以指板本體47可通過被收納於層板33上的半導體晶圓W之間隙。
夾持構件57係配置在腕關節塊56內的夾持機構50的一部分，透過夾持機構50的動作而對半導體晶圓W進退移動。本實施形態的夾持構件57係被安裝於在配備於夾持機構50所分歧的推桿(push rod)58的二道之各個端部，分別作成大致圓柱形狀。又，在夾持構件57的與半導體晶圓W抵接的部分，以與半導體晶圓W的周緣部卡合之方式形成有V字狀的缺口57a。此外，夾持構件57的材料係和抵接構件49同樣，由於是與半導體晶圓W的周緣部抵接之構件，故以採用在抵接之際產生微小的塵埃少的PEEK(聚醚醚酮)材或超高分子聚乙烯、耐磨耗性聚酯之類的耐磨耗性高的硬質合成樹脂材者較佳。
其次，就本實施形態的腕關節塊56作說明。腕關節塊56係支持指板本體47的構件，本實施形態的指板本體47係藉由螺絲而固定在腕關節塊56。本實施形態的腕關節塊56係為鋁製的箱狀構件，基端部連結於搬送機器人7的臂體22前端。在腕關節塊56的內部具備：電磁閥59，控制非活性氣體朝指板本體47之供給與閉鎖；夾持機構50，使夾持構件57進退移動；及固定構件60，對配置在臂體22前端部的滑輪固定腕關節 塊56。本實施形態所具備的電磁閥59係公知的電磁閥，且安裝於用以供給非活性氣體之配管構件51的中途，依據從搬送機器人7內具備的控制部30發送的電氣信號，對形成於電磁閥59內部的非活性氣體之流通路進行阻斷、開放者。此外，本實施形態的搬送機器人7中，雖在腕關節塊56內具備電磁閥59，但未受此所限，亦可作成在搬送機器人7的本體內部或臂體22內部具備電磁閥59。
本實施形態的夾持機構50具備：氣缸65，藉由向供給口65a、65b供給壓縮空氣而使活塞桿63往復移動；移動構件62，可藉由氣缸65的動作而移動；推桿58，基端部固定於移動構件62且前端部具備夾持構件57。本實施形態所具備的移動構件62係將活塞桿63與推桿58連結之構件，為鋁製且呈大致直方體形狀。又，移動構件62的一端固定於活塞桿63的前端，而在另一端上固定了推桿58的基端。又，本實施形態所具備的氣缸65係以相對於中心線C平行之方式作配置，推桿58係以相對於中心線C平行配置，且以貫通被形成在腕關節塊56的孔64之方式作配置。藉由上述構成，透過對氣缸65供給壓縮空氣，形成活塞桿63對中心線C平行地往復移動，藉由移動構件62連結於活塞桿63的推桿58亦相對於中心線C平行地往復移動。又，推桿58的前端部所配備的夾持構件57係相對於半導體晶圓W進退移動。
在氣缸65的各供給口65a、65b分別連接有用以供給壓縮空氣的配管73a、73b的前端。配管73a、73b的基端係分別連接於配備在搬送機器人7的筒身部25內之未圖示的電磁閥。電磁閥係與控制部30電性連接，依據控制部30的指令，將由供給源所供給的壓縮空氣對氣缸65進行供給或阻斷。
藉由上述構成，當依據控制部30的指令，透過一電磁閥動作使壓縮空氣開始向一供給口65a供給時，氣缸65作動使活塞桿63朝半導體晶圓W前進。此活塞桿63的前進移動是透過移動構件62與推桿58朝夾持構件57傳達，使夾持構件57夾持半導體晶圓W。又，透過控制部30使另一電磁閥動作，壓縮空氣被供給到另一供給口65b，氣缸65係使活塞桿63相對於半導體晶圓W後退。藉以解除夾持構件57的夾持動作。
再者，本實施形態的腕關節塊56具備用以檢測夾持機構50的夾持動作之二個透光型感測器66。此乃透過固定於移動構件62的感測器掣子(sensor dog)67將此透光型感測器66中任一光軸遮光，控制部30可檢驗出夾持機構50是處在把持半導體晶圓W的位置，或是處在解放把持的位置。此外，亦可取代具備本實施形態的氣缸65的夾持機構50，作成將公知的馬達或彈簧等之偏置構件設為驅動源的實施形態。
其次，就具備本實施形態的保持用指板21的搬送機器人7將處理結束的半導體晶圓W’從處理裝置3搬送到FOUP2的動作進行說明。此外，搬送機器人7 與真空搬送機器人10的各動作位置係由作業者預先教示。在處理裝置3內的處理結束的半導體晶圓W’係藉由真空搬送機器人10搬送到加載鎖定室12。加載鎖定室12係在當已處理的半導體晶圓W’被搬送時，使內部充滿非活性氣體，且在從真空狀態設為與大氣壓大致相同的壓力狀態後，開啟閘閥14，設為搬送機器人7可對半導體晶圓W’存取的狀態。之後，大氣搬送機器人7使各驅動機構動作，使保持用指板21移動到配置在加載鎖定室12內的半導體晶圓W’的上方位置。其次，大氣搬送機器人7使升降機構動作，使保持用指板21下降移動到半導體晶圓W’可把持的位置。在使保持用指板21被下降移動到可把持半導體晶圓W’的位置後，搬送機器人7使夾持機構50動作，藉由抵接構件49與夾持構件57來把持半導體晶圓W’。
當利用透光型感測器66檢測半導體晶圓W’被正常地把持時，搬送機器人7使電磁閥59作動使非活性氣體從保持用指板21的沖淨部53朝半導體晶圓W’的被處理面噴出。接著搬送機器人7使各驅動機構動作，在微環境空間6內將半導體晶圓W搬送到載入口5上所載置之FOUP2的與既定的空槽相對的位置。此外，在搬送半導體晶圓W的期間，保持用指板21也使非活性氣體朝半導體晶圓W繼續噴出。此外，微環境空間6內雖被供給源自於配置在上部的FFU之潔淨空氣的降流，但此潔淨的降流係因為從沖淨部53噴出的非活性氣體之流動而無法到達半導體晶圓W的處理面。藉此，在半導體晶圓W的被處理面就不會產生自然氧化膜。
接著搬送機器人7係使臂體22作動伸長讓保持用指板21移動到目的之層板33’的上方且是預先教示的位置。參照圖10(a)。當使保持用指板21前進移動到目的之層板33’的上方時，搬送機器人7係作動升降機構，使保持用指板21下降移動迄至所保持的半導體晶圓W’的底面接觸到目的之層板33’的上面為止。參照圖10(b)。當保持用指板21的下降移動結束時，搬送機器人7使電磁閥59作動以停止非活性氣體之噴出。又，使夾持機構50動作讓夾持構件57後退移動，亦即往解除半導體晶圓W’之把持的方向移動。
接著搬送機器人7係為避免上升時的抵接構件49的V字狀的缺口49a與所載置之半導體晶圓W’的周緣部之接觸而作動臂體22使保持用指板21微小地前進移動。之後，搬送機器人7係作動升降機構，使保持用指板21上升移動到不和已載置的半導體晶圓W’接觸的位置。參照圖10(c)。然後，搬送機器人7係作動各驅動機構而轉移到下一搬送動作，或者使保持用指板21移動到既定的待機位置。以上是具備本實施形態的保持用指板21的搬送機器人7將半導體晶圓W’從處理裝置3朝FOUP2搬送的動作。此外，不受限於上述動作，具備本實施形態的保持用指板21的搬送機器人7亦可將半導體晶圓W從FOUP2朝處理裝置3搬送。
如上述，在半導體晶圓W’搬送中，因為非活性氣體始終從保持用指板21向半導體晶圓W’的被處理面噴出，所以半導體晶圓W’的被處理面不會與大氣接 觸，不產生自然氧化膜。特別是，若事先將保持用指板21的沖淨部53的大小設為與被搬送基板相同，或者比被搬送基板還大，則能更降低被搬送基板與大氣接觸的可能性。又，本實施形態中，雖在將已處理的半導體晶圓W’藉由保持用指板21保持後使非活性氣體噴出，但本發明不受此所限，亦可在保持用指板21移動到已處理的半導體晶圓W’上方之時點使非活性氣體噴出。又，若將屬搬送目的地的FOUP2的內部空間在附帶置換功能的載入口5’預先置換為非活性氣體環境的話，則能免除被搬送之被搬送基板在FOUP2內部與大氣接觸的情形。
又，在以習知的保持用指板來保持被搬送基板之情況，具有因搬送中之振動使被搬送基板變形，被搬送基板與保持用指板21接觸而導致發生被搬送基板的表面損傷之問題。然而，若為本發明的保持用指板21，則會朝依被搬送基板噴出的非活性氣體的噴出力而將被搬送基板偏置於從保持用指板分離的方向，故能減低因接觸而損傷基板表面的問題。又，因為被噴出的非活性氣體的層會發揮緩衝材的作用，故能將被搬送基板與保持用指板21之間隙設成比習知的保持用指板還小，比起習知的保持用指板可縮小上下方向的尺寸。
又，供給到本發明的保持用指板21之非活性氣體的流量有必要為可對半導體晶圓W的表面進行氣體環境置換的流量。然而，當非活性氣體的供給流量過多時，導致保持用指板21在進入FOUP2內之際，殘留在FOUP2內部的塵埃會因為非活性氣體的氣流而揚起，發 生該揚起的塵埃附著於半導體晶圓W的問題。於是，就本發明的保持用指板21而言，以將非活性氣體的流量事先設定在每分鐘10~20公升左右較理想。此外，流量之調整係利用腕關節塊56內所配備的未圖示的流量調整閥作調整。再者，為了因應於在搬送動作中源自供給源的非活性氣體之供給停止的問題，亦可作成具備非活性氣體的蓄壓器。此外，蓄壓器係因用於因應緊急事態者，只要是迄至搬送機器人7將搬送中的半導體晶圓W朝既定位置搬送結束為止具有可供給非活性氣體的容量者即可。
如上述，在本發明第1實施形態的保持用指板21中，使非活性氣體噴出的噴出口48係設於平板狀的沖淨部53。除此之外，亦可在平板狀的沖淨部53的周圍，於沖淨部53的周圍設置防止非活性氣體朝橫向流出的屏蔽構件68，使非活性氣體朝被保持基板的下方流出。圖12(a)係表示第2實施形態的保持用指板21a之剖面圖。本實施形態的保持用指板21a的被保持基板係半導體晶圓W，使非活性氣體往半導體晶圓W的被處理面噴出的沖淨部53在上視圖中呈大致圓盤狀的形狀。透過在此圓盤狀的沖淨部53安裝大致圓筒狀的屏蔽構件68，形成在沖淨部53與半導體晶圓W之間的空間40’係被維持成比第一實施形態的空間40還高的正壓。又，被噴出的非活性氣體係從半導體晶圓W與屏蔽構件68之間隙朝外部流出，由於朝此外部流出的非活性氣體起流體密封的作用，故可防止源自外部的大氣到達半導體 晶圓W的被處理面。此外，本實施形態的屏蔽構件68的下端係以構成為位在比被保持的半導體晶圓W下側的面還上方較理想。這是為了在屏蔽構件68保留半導體晶圓W之際不與支持著層板33等之半導體晶圓W的構件接觸。又，在沖淨部53的周圍設置屏蔽構件68的情況，為防止在保留半導體晶圓W之際半導體晶圓W與屏蔽構件68之接觸，以將沖淨部53與屏蔽構件68之水平面內的尺寸事先設為比作為保持對象的半導體晶圓W還大者較理想。
再者，關於其他的實施形態，亦可構成為除了沖淨部53以外，再於抵接構件49’設置流路46’和噴出口48a，且從抵接構件49’也噴出非活性氣體。透過從抵接構件49’也噴出非活性氣體，不僅使非活性氣體以朝下的氣流，亦能以橫向的氣流噴出，故能將難以用朝下的氣流去除之殘留在圖案角落的反應氣體有效地去除。參照圖12(b)。
再者，關於其他的實施形態，如圖13(a)所揭示，亦可使設在沖淨部53的噴出口48b朝被保持基板的外側傾斜設置。透過使噴出口48b朝被保持基板的外側傾斜設置，非活性氣體可朝被保持基板的外側噴出，故與往鉛直方向噴出者相比，噴出的非活性氣體的流動變得順暢地朝向外側。藉此，可使被保持基板的表面殘留的反應氣體乘著此非活性氣體的流動而迅速排出。再者，因為會形成朝向非活性氣體之外流動，故可有效地防止外部的大氣到達被保持基板的表面。
又，關於其他的實施形態，亦可構成為利用指板本體47的上側構件47a與下側構件47b夾住並固定用以去除非活性氣體的塵埃的薄片狀的過濾器。透過上述構成，可將非活性氣體所含有之塵埃在朝半導體晶圓W噴出之前予以去除。特別是，透過將薄片狀過濾器71設於指板本體47，可防止在流路46或非活性氣體的供給路徑所配置之配管構件51或電磁閥59的內部產生的塵埃附著於半導體晶圓W。參照圖13(b)。此外，薄片狀的過濾器71係與過濾器70同樣，係以聚四氟乙烯(PTFE)製且可過濾非活性氣體中所含之0.01微米的塵埃的99%以上者較佳。
再者，關於其他的實施形態，亦能在指板本體47的噴出口48具備利用白努利效應(Bernoulli effect)的噴嘴，作成白努利夾盤(Bernoulli chuck)。所謂白努利夾盤，係利用隨著流體(本案中為非活性氣體或空氣)的速度增加，在其流線上的靜壓減少之白努利定理(原理)者，本實施形態中，透過調整向半導體晶圓W與指板本體47之間供給的非活性氣體之流速，使半導體晶圓W與指板本體47之間的靜壓降低，利用與大氣壓之差的負壓將半導體晶圓W往指板本體47吸引。藉由在本實施形態的指板本體47使用白努利夾盤，透過使非活性氣體往半導體晶圓W表面噴出，保持用指板21係可一邊進行空間40的氣體環境置換，一邊以非接觸狀態保持半導體晶圓W。
本實施形態的保持用指板21係不僅在指板本體47的與流路46對應之位置具備利用了白努利效應的公知的噴嘴，本實施形態的保持用指板21係構成為除了白努利夾盤以外，更具備用以保持半導體晶圓W的夾持機構50和抵接構件49。藉由上述構成，保持用指板21可進行以下動作。首先，保持用指板21係藉由夾持機構50與抵接構件49來保持半導體晶圓W，從公知的噴嘴噴出用以進行氣體環境置換之流量的非活性氣體。然後，在將半導體晶圓W載置於既定位置時，保持用指板21係使足以產生白努利效應的充分流量的非活性氣體從噴出口噴出。其次，保持用指板21係使夾持機構50作動以解除半導體晶圓W之機械的保持，僅以白努利夾盤保持半導體晶圓W。之後，透過搬送機器人7動作使半導體晶圓W被載置於既定位置。透過上述作動順序，搬送機器人7於載置半導體晶圓W之際，變得無需進行避免半導體晶圓W與抵接構件49之接觸的動作。
本發明的保持用指板21也可在搬送機器人7的各臂體22的前端部的上下方向隔著間隔，安裝成分別可個別地動作。在上下方向安裝2個指板的情況，亦可作成具備2個本發明的保持用指板21，亦可作成一者設為本發明的保持用指板21，另一者是利用非活性氣體之不具有置換功能之公知的指板72。在將上下的指板都設為本發明的保持用指板21的搬送機器人7a中，以將搬送處理前的半導體晶圓W的保持用指板21及搬送處理完畢的半導體晶圓W’的保持用指板21’區別使用者較 佳。特別是，以配置在上側的保持用指板21將處理前的半導體晶圓W從FOUP2搬送到處理裝置3，再以下側的保持用指板21’將處理結束的半導體晶圓W’從處理裝置3朝FOUP2搬送者較理想。此乃用以防止殘留於經處理後的半導體晶圓W’表面上的反應氣體或塵埃附著於處理前的半導體晶圓W。
同樣地，在一者設為本發明的保持用指板21且另一者設為公知的指板72的搬送機器人7b中，以在將處理前的半導體晶圓W從FOUP2往處理裝置3搬送之際使用不具有置換功能的公知的指板72，而在將處理完畢的半導體晶圓W’從處理裝置3往FOUP2搬送之際使用本發明的保持用指板21，使非活性氣體一邊往半導體晶圓W的處理面噴出一邊進行搬送者較理想。透過設為上述構成，可將被支持在公知的指板72之處理前的半導體晶圓W在潔淨的狀態進行搬送。

Claims (10)

  1. 一種薄板狀基板保持用指板，係保持薄板狀基板並使非活性氣體向前述薄板狀基板的被處理面噴出，其特徵為具備：指板本體，在內部形成有用以流通前述非活性氣體之流路；配管構件，連通非活性氣體供給源與前述流路；噴出口，與前述流路連通且被設置於前述指板本體的與前述薄板狀基板的被處理面相對的面上，用以將前述非活性氣體對前述薄板狀基板的前述被處理面噴出；抵接構件，配置在前述指板本體的形成有前述噴出口的面上，且與前述薄板狀基板的周緣部抵接；夾持構件，配置成對前述薄板狀構件可進退移動；及夾持機構，使前述夾持構件進退移動。
  2. 如請求項1之薄板狀基板保持用指板，其中包含前述指板本體與前述抵接構件之鉛直方向的尺寸係小於層板在鉛直方向的間距尺寸，該層板形成在供收納前述薄板狀基板的容器，用以載置前述薄板狀基板。
  3. 如請求項1或2之薄板狀基板保持用指板，其中在前述指板本體形成有向前述薄板狀基板噴出前述非活性氣體的沖淨部，前述沖淨部係呈具有與前述薄板狀基板大致相同直徑的圓盤狀的形狀。
  4. 如請求項1或2之薄板狀基板保持用指板，其中在前述指板本體的前述流路與前述噴出口之間具備過濾器。
  5. 如請求項1或2之薄板狀基板保持用指板，其中在前述沖淨部的周圍具備屏蔽構件，該屏蔽構件覆蓋形成在前述沖淨部與前述薄板狀基板之間的空間，使在前述空間充滿的前述非活性氣體從前述薄板狀基板的周緣部朝下方排出。
  6. 如請求項1或2之薄板狀基板保持用指板，其中前述噴出口係朝被保持基板的外側傾斜設置。
  7. 如請求項1或2之薄板狀基板保持用指板，其中前述噴出口亦設置在前述抵接構件，前述流路亦被連通於形成在前述抵接構件的前述噴出口。
  8. 一種薄板狀基板搬送機器人，在臂體的前端至少具備一個如請求項1之薄板狀基板保持用指板，且具備：臂體驅動機構，使前述臂體在水平面內動作；及升降機構，使前述臂體在鉛直方向升降移動。
  9. 如請求項8之薄板狀基板搬送機器人，其進一步具備蓄壓器。
  10. 一種薄板狀基板搬送裝置，其特徵為具備：搬送空間，其配置有如請求項8或9之薄板狀基板搬送機器人；搬送空間形成構件，形成前述搬送空間；蓋開閉裝置，固定於前述搬送空間形成構件，將收容前述薄板狀基板的密閉容器載置於既定位置，對將前述密閉容器氣密地閉鎖的蓋進行開閉；及 FFU，配備於前述搬送空間形成構件的上部，將潔淨的空氣以降流方式往前述搬送空間供給，前述搬送空間的地板面係設有從前述FFU供給之前述潔淨的空氣的排出口。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI743840B (zh) * 2019-06-17 2021-10-21 大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司 工件傳輸系統、工件傳輸方法及雷射退火設備
TWI765319B (zh) * 2019-09-20 2022-05-21 日商斯庫林集團股份有限公司 基板處理裝置及基板搬送方法
US11948823B2 (en) 2019-09-20 2024-04-02 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate treating apparatus

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7234527B2 (ja) * 2018-07-30 2023-03-08 Tdk株式会社 センサー内蔵フィルタ構造体及びウエハ収容容器
JP6979935B2 (ja) * 2018-10-24 2021-12-15 三菱電機株式会社 半導体製造装置および半導体製造方法
CN111430279B (zh) * 2020-04-30 2023-09-01 瑞安市荣海机电有限公司 一种准分子激光退火设备用基板支撑装置
JP6888852B1 (ja) * 2020-05-21 2021-06-16 株式会社ハーモテック 搬送装置
CN113206032A (zh) * 2021-05-08 2021-08-03 长鑫存储技术有限公司 晶圆加工装置、晶圆传送组件及其工作方法
KR102690599B1 (ko) * 2023-10-24 2024-07-31 야스카와 일렉트릭 코퍼레이션 제습기능과 건조기능을 갖는 반도체설비
CN117612985B (zh) * 2023-11-24 2024-10-25 苏州市职业大学（苏州开放大学） 一种芯片裸片加工机械手

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5431421A (en) * 1988-05-25 1995-07-11 Semitool, Inc. Semiconductor processor wafer holder
JPH09330972A (ja) * 1996-06-13 1997-12-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板搬送装置
US6109677A (en) * 1998-05-28 2000-08-29 Sez North America, Inc. Apparatus for handling and transporting plate like substrates
US5967578A (en) * 1998-05-29 1999-10-19 Sez North America, Inc. Tool for the contact-free support of plate-like substrates
US6322116B1 (en) * 1999-07-23 2001-11-27 Asm America, Inc. Non-contact end effector
JP3958594B2 (ja) * 2002-01-30 2007-08-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
US20050163598A1 (en) * 2002-02-27 2005-07-28 Tokyou Electron Limited Method for carrying substrate
JP4216051B2 (ja) * 2002-11-22 2009-01-28 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP4702920B2 (ja) * 2002-11-12 2011-06-15 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP2004235448A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法及び基板処理装置
JP2004265911A (ja) * 2003-02-03 2004-09-24 Personal Creation Ltd 基板の処理装置
JP2004319720A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Sony Corp 基板洗浄装置および基板洗浄方法
JP2005191464A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Harmotec Corp アライメント機構およびウェハ搬送ハンド
US20070209593A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Ravinder Aggarwal Semiconductor wafer cooling device
JP4642787B2 (ja) * 2006-05-09 2011-03-02 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置及び縦型熱処理装置
TWI354345B (en) * 2006-07-24 2011-12-11 Semes Co Ltd Apparatus and method for transferring substrate
US20080025835A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Juha Paul Liljeroos Bernoulli wand
US20080129064A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Asm America, Inc. Bernoulli wand
JP4959457B2 (ja) * 2007-07-26 2012-06-20 東京エレクトロン株式会社 基板搬送モジュール及び基板処理システム
JP2009170740A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Rorze Corp 搬送装置
WO2010137556A1 (ja) 2009-05-27 2010-12-02 ローツェ株式会社 雰囲気置換装置
JP2013006222A (ja) * 2009-10-14 2013-01-10 Rorze Corp 薄板状物の把持装置、および薄板状物の把持方法
JP2011159834A (ja) * 2010-02-01 2011-08-18 Yaskawa Electric Corp ガス置換装置を備えた基板搬送装置、基板搬送システム、置換方法
DE102010045098A1 (de) * 2010-09-13 2012-03-15 Rena Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Vereinzeln und Transportieren von Substraten
MY181832A (en) * 2011-08-24 2021-01-08 Harmotec Co Ltd Non-contacting conveyance equipment
JP2013247283A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Tokyo Electron Ltd 搬送機構、搬送方法及び処理システム
KR102124417B1 (ko) * 2012-11-27 2020-06-24 에이씨엠 리서치 (상하이) 인코포레이티드 기판 지지 장치
JP6202962B2 (ja) * 2013-09-20 2017-09-27 株式会社ディスコ 切削装置
JP6263972B2 (ja) * 2013-11-11 2018-01-24 シンフォニアテクノロジー株式会社 基板搬送装置、ｅｆｅｍ及び半導体製造装置
JP6349750B2 (ja) 2014-01-31 2018-07-04 シンフォニアテクノロジー株式会社 Ｅｆｅｍ
WO2016035675A1 (ja) * 2014-09-05 2016-03-10 ローツェ株式会社 ロードポート及びロードポートの雰囲気置換方法
JP6430870B2 (ja) * 2015-03-20 2018-11-28 東京エレクトロン株式会社 クランプ装置及びこれを用いた基板搬入出装置、並びに基板処理装置
TWI681915B (zh) * 2015-08-04 2020-01-11 日商昕芙旎雅股份有限公司 裝載埠
US10515834B2 (en) * 2015-10-12 2019-12-24 Lam Research Corporation Multi-station tool with wafer transfer microclimate systems
US10354908B2 (en) * 2016-11-29 2019-07-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor tool with a shield
US10283393B1 (en) * 2017-11-08 2019-05-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wafer carrying fork, semiconductor device manufacturing system, and wafer transporting method
JP7037379B2 (ja) * 2018-02-06 2022-03-16 ローツェ株式会社 薄板状基板保持装置、及び保持装置を備える搬送ロボット

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI743840B (zh) * 2019-06-17 2021-10-21 大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司 工件傳輸系統、工件傳輸方法及雷射退火設備
TWI765319B (zh) * 2019-09-20 2022-05-21 日商斯庫林集團股份有限公司 基板處理裝置及基板搬送方法
US11850623B2 (en) 2019-09-20 2023-12-26 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate treating apparatus and substrate transporting method
US11948823B2 (en) 2019-09-20 2024-04-02 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate treating apparatus
TWI850591B (zh) * 2019-09-20 2024-08-01 日商斯庫林集團股份有限公司 基板處理裝置

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