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TWI385749B - 被收容物搬送系統 - Google Patents

被收容物搬送系統 Download PDF

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TWI385749B
TWI385749B TW098100178A TW98100178A TWI385749B TW I385749 B TWI385749 B TW I385749B TW 098100178 A TW098100178 A TW 098100178A TW 98100178 A TW98100178 A TW 98100178A TW I385749 B TWI385749 B TW I385749B
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TW
Taiwan
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inert gas
opening
door
container
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TW098100178A
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TW200947596A (en
Inventor
Tsutomu Okabe
Toshihiko Miyajima
Original Assignee
Tdk Corp
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Publication date
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Description

被收容物搬送系統
本發明係關於所謂FIMS(前開式介面機械標準)系統,於半導體製造處理中,當搬送固持於稱為傳送盒的搬送容器之被收容物(例如,晶圓)在半導體處理設備之間使用該FIMS系統;關於用於搬送被收容物在該等半導體處理設備之間之被收容物搬送系統;且更特別地關於包括FIMS系統及搬送室之被收容物(晶圓)搬送系統,於該FIMS系統,稱為所謂FOUP(前開式晶圓傳送盒)之傳送盒(其係用於收容晶圓之密封容器)被設置,以及傳送盒的蓋被開/關以使晶圓搬出/搬入傳送盒,搬送室具有連接至FIMS系統之迷你環境且設有用於搬送晶圓之機器人。
半導體製造處理過去被實施於所謂乾淨室,其內部係高度淨化以處理半導體晶圓。然而,有鑑於應付晶圓的增大尺寸及用於控制乾淨室之成本削減,近年來,已利用僅處理設備的內部、傳送盒(晶圓的容器)、及用於容納將晶圓自傳送盒搬送至處理設備的搬送機器人之迷你環境被保持於高淨化狀態之方法。
傳送盒包括具有實質正方體形狀之主單元及蓋,該主單元具有能夠固持並列配置在一空間的複數晶圓之擱板及設在形成外表面之表面的一者上用於取出/放入晶圓之開口。具有開口未形成在其底表面上而在其一側表面上(面向迷你環境之表面)之傳送盒一般稱為FOUP。本發明主要針對使用FOUP之結構。
上述迷你環境包括面向傳送盒的開口之第一開口部、關閉第一開口部之門、位在用於處理設備的半導體處理設備之開口部、及經由第一開口部進入傳送盒的內部以固持晶圓且通過位在處理設備的開口部以搬送晶圓至處理設備之搬送機器人。形成迷你環境之結構包括放置基座,其支承傳送盒使得傳送盒的開口部精確地面向門的前面。
在放置基座的上表面上,設有固定入用於定位的孔且配置在傳送盒的底表面上以調整傳送盒的放置位置之定位銷、及與夾緊部接合且配置在傳送盒的底表面上以固定傳送盒至放置基座上之夾緊單元。通常,放置基座可相對於門的方向向前及向後移動預定距離。為了將配置於傳送盒之晶圓搬送入處理設備,傳送盒被移動直到其蓋使門與放置在放置基座上的傳送盒接觸。在蓋接觸門之後,蓋係藉由門自傳送盒的開口部而移除。藉由此些操作,傳送盒的內部及處理設備的內部係經由迷你環境而連通,及晶圓的後續搬送操作被重複實施。放置基座、門、第一開口部、門的開/關機構、及設有第一開口部且形成迷你環境的一部份之壁一般稱為FIMS系統。
通常,收容晶圓之傳送盒的內部係以高度淨化控制之乾化氮而充填,以防止污染物及氧化氣體進入傳送盒。然而,當將配置於傳送盒之晶圓帶入不同處理設備以實施預定處理時,傳送盒的內部及處理設備的內部一直保持一起連接。依據日本專利先行公開申請案第2006-019726號,風扇及過濾器係配置在設有搬送機器人之室上方,以及包括受控粒子之淨化空氣通常被送入該室。然而,當此空氣進入傳送盒時,晶圓的表面可藉由空氣中的氧及水份而氧化。
隨著半導體元件的減小尺寸及其加強性能,已更注意到藉由進入傳送盒的氧之氧化,其已被認為是嚴重的問題。上述氧化氣體將非常薄氧化膜形成在晶圓的表面上或在形成在晶圓上之不同種層上。此種氧化膜的存在可使其不可能確定微型半導體元件的想要特性。為了應付此問題,要考慮的是,防止氧部份壓力未被控制之氣體自其外側進入傳送盒。作為更特定的方法,日本專利先行公開申請案第2003-045933號討論氣體供應噴嘴及氣體吸入噴嘴設於FIMS系統中之傳送盒的開口附近之區以形成用於實質地關閉傳送盒的開口之氣流膜。氣流膜的形成防止氣體自傳送盒的外側進入其內部。
然而,至於配置搬送機器人之所謂迷你環境,僅僅供應經由過濾器所控制只有灰塵之一般空氣。因此,當晶圓搬出或搬入傳送盒時,晶圓一直通過氧化氣體未受控制之情況。此搬送操作係實際實施於非常短時間內,且於製造半導體的目前過程中不曾造成此種嚴重問題。然而,作為冷凝現象之水份可甚至於短時間內附著至晶圓的表面上。一旦水份附著,難以防止不同種的薄膜被氧化。
有鑑於上述背景,本發明的目的在於提供晶圓(其為被收容物)的搬送系統,甚至在傳送盒被釋放之後以及當晶圓被搬送時,能夠使諸如氧之氧化氣體的部份壓力於晶圓存在的空間抑制至預定低位準。更特別地,本發明的目的在於提供一種搬送系統,用於開啟收容晶圓之傳送盒的蓋,自傳送盒取出晶圓以搬送晶圓至處理設備,再次已自處理設備搬出之晶圓搬入另一傳送盒,以及能夠使此些操作被實施在儘可能多地減少氧化氣體之情況下。
為了解決該等問題,依據本發明,提供一種被收容物搬送系統,該系統搬送被收容物在容器及處理室之間,於該處理室中,處理被實施在被收容物上,該容器能夠收容被收容物於其中,且包括具有開口在其一面上實質上為箱狀之主單元、及能夠與該主單元分開並關閉該開口以與該主體一起形成密閉空間之蓋,以及該蓋係自該容器移除以開啟該開口,以使被收容物能夠自該容器取出及放入,該搬送系統包含:放置基座,該容器係放置在該放置基座上;第一室,其係鄰接該放置基座而配置,且包括面向放置在該放置基座上的該容器之第一開口部;第一門,能夠關閉該第一開口部且固持該容器的該蓋;風扇過濾單元,能夠將乾淨空氣供入配置在該第一室上方之該第一室;第一惰性氣體供應系統,其係與該風扇過濾單元無關地配置在該第一室上方且能夠將惰性氣體供入該第一室;第一排出系統,其能夠排出存在於該第一室之氣體;第二室,其係鄰接該第一室而配置,能夠經由第二開口部連接至該第一室,以及能夠經由第三開口部連接至該處理室;第二門,能夠關閉該第二開口部;第二惰性氣體供應系統,其能夠將惰性氣體供入該第二室;第二排出系統,其能夠排出存在於該第二室之氣體;搬送機器人,其係配置於該第二室且搬送被收容物在該容器的內部及該處理室之間;及控制設備,其能夠於該容器未放置在該放置基座上之狀態使該乾淨空氣自該風扇過濾單元供入該第一室且停止自該風扇過濾單元供應該乾淨空氣,以及能夠在檢測到該容器被放置之狀態時自該第一惰性氣體供應系統供應氣體。
上述被收容物搬送系統另包含擋門構件,其係配置在來自該風扇過濾單元之該乾淨空氣的出口附近且能夠使該出口與該第一室空間地分開,且較佳的是,該控制設備停止自該風扇過濾單元供應該乾淨空氣且能夠使該擋門構件自該第一室而空間地分開該出口。再者,較佳的是,於被收容物搬送系統中,該第二惰性氣體供應系統具有用於將具大流量的惰性氣體供入該第二室之大流量的供應模式及用於將具小流量的惰性氣體供入該第二室之小流量的供應模式,以保持該第二室中之該惰性氣體的純度位準。
更者,較佳得是,於上述之被收容物搬送系統,當該第二惰性氣體供應系統以小流量的供應模式將該惰性氣體供入該第二室時,該控制設備控制該第二惰性氣體供應系統或該第二排出系統的至少任一者,以保持該第二室內的壓力高於該第一室的壓力。或者,較佳的是,該第二惰性氣體供應系統以小流量供應惰性氣體以保持該第二室中之該惰性氣體的純度位準;及其中該控制設備能夠使該第二門開啟該第二開口部及該第一排出系統以停止排氣操作,且具有用於將供自該第一惰性氣體供應系統之該惰性氣體經由該第一室而送入該第二室。並且,除了上述組件以外,更佳的是,複數第一室被設置,以及該風扇過濾單元、該第一惰性氣體供應系統、該第二惰性氣體供應系統及該第二門各被設置用於該等第一室的每一者。
依據本發明,設有用於搬送被收容物之搬送機器人的空間可以包括諸如所謂乾化氮的受控氧化氣體之惰性氣體一直充填。因此,各種組成膜可被大大地防止氧化,當晶圓被搬送時,氧化已於習知結構造成問題。再者,於氣體被改變至用於送至習知結構中的搬送構件的氮氣之例子,如氮的使用量之此些問題變非常大,以及可能引起如何將所饋入氮氣處理入該室之另一問題。然而,依據本發明,一搬送室分成第一室及第二室,以及僅於空間的容積中比另一構件小很多之第一室被使用來操作所謂氮氣沖洗以開/關容器的蓋。當氮氣沖洗被實施時,通常,大量氮氣係必要的。然而,因為該操作被實施於小空間中,氮氣的總使用量可被抑制,且因此上述問題可被解決。
再者,依據本發明,第一室設有二系統,用於產生通過所謂精細過濾單元(FFU)的下向流之系統,及用於供應實施氮氣沖洗於該室中的氮氣之系統。由於FFU的結構,可釋放例如,硼(B)其係過濾器的成份。如果所釋放硼係在搬送晶圓時藉由下向流附著至晶圓的表面上,所附著的釋於硼係在形成元件時被帶入半導體層,且致使用於半導體元件的ON/OFF之臨界值被移位。習知上,上述可能性無關重要,然而,為了生產具有更高性能之更精細半導體,該可能性可能於將來造成問題。依據本發明,下向流被形成於氮氣沖洗系統而未通過FFU,以在搬送晶圓時防止所釋放硼被帶入下向流。因此,諸如釋放硼之雜質到達晶圓之可能性可被降低。
自以下詳細說明並連同附圖,本發明的以上及其它目的、特徵及優點將更為清楚。
參照圖式,以下將說明本發明的例示性實施例。圖1A係簡要解說依據本發明的例示性實施例之被收容物(晶圓)搬送系統的基本零件的實質結構之示意圖。亦即,簡要地解說於上述FIMS中之結構的垂直方向所取之橫剖面圖、迷你環境及搬送機器人的結構及與上述結構一起加至本發明之其它結構。圖1B係簡要解說沿著圖1A的線1B-1B所取之系統的基本零件的上面。圖中的每一結構,包括FIMS部中之放置基座、門及類似物,實際附隨用於驅動FIMS部之不同結構。然而,基本上,諸如驅動系統之結構不是直接與本發明有關,且再者,可以諸如流體汽缸之所謂已知驅動系統而取代,且因此,這裡將省略詳風扇例圖及說明。
現在,將預先說明作為本發明中的容器之傳送盒以及作為本發明中將收容於該傳送盒的被收容物之晶圓。於傳送盒的主單元中,形成有用於收容晶圓於其中之空間。主單元具有實質箱的形狀,該箱包括具有實質矩形之開口在水平方向之任一表面上。再者,傳送盒設有用於關閉主單元的開口之蓋作為分開構件。於主單元,設有包括複數階之擱板,用於水平保持複數晶圓的每一者,以及於傳送盒在正常狀態放置在水平面上之情況,垂直堆疊晶圓。放置在擱板上之晶圓被收容於具有恆定間隔於其間之傳送盒的主單元。
依據本發明之晶圓搬送系統1包括:其上裝載傳送盒2之放置基座5、第一室11與附隨該第一室的結構、第二室31及附隨該第二室之結構、以及收集來自該等結構的資訊且控制該等結構之控制設備55。第一室11包括:第一分隔壁13、第一開口部15、第一門17、細過濾單元(FFU)19、第一惰性氣體供應系統21、FFU擋門23及第一排出埠25。再者,第二室31包括:第二分隔壁33、第三分隔壁35、第二開口部37、第二門39、第二惰性氣體供應系統41及搬送機器人43。第三分隔壁35設有第三開口部47,第三開口部47可經由處理室門45而連接至處理室(未顯示)。
放置基座5包括定位機構6及固定機構7,定位機構6由例如銷而形成,其可與定位機構6配置在傳送盒的底表面上之結構一致地作用,以及固定機構7由夾緊構件所形成,以使將配置在放置基座5的頂表面上之傳送盒2可被固定在預定位置。傳送盒2係放置在放置基座上,使得傳送盒2的開口在預定位置面對具有預定距離於其間的第一室11之第一開口部15。放置基座5包括傳送盒驅動機構8,傳送盒驅動機構8能夠使傳送盒2移至或移離第一開口部15。因此,裝載在放置基座5上的預定位置之傳送盒2係藉由傳送盒驅動機構8而移至第一開口部15。現在,當控制設備55檢測到傳送盒2放置在放置基座5上之狀態時,控制設備55決定搬送晶圓的操作將被實施,以及在下述的適當情況下促使用於搬送將被實施的晶圓之各種操作。因此,本發明中,將傳送盒2放置在放置基座5被認知為用於產生啟動晶圓搬送操作的信號之操作。定位機構6、固定機構7及傳送盒驅動機構8形成用於依據本發明的晶圓搬送系統之基本結構,然而,它不是本發明的特徵結構。因為各種修改可被實施,圖1A及1B中簡單解說之上述零件。再者,關於其結構的特定說明將被省略。
第一開口部15具有能夠使關閉傳送盒2的開口之蓋通過其中之足夠尺寸、及圍繞蓋本體的開口以面對第一開口部15之壁。第一門17可被移動在用於實質地關閉第一開口部15之初始狀態及用於完全開啟第一開口部15之收容狀態之間。第一門17包括蓋固持機構18,用於將蓋固持在第一門17緊靠著蓋的表面上。於初始狀態,當傳送盒2的蓋緊靠在第一門17時,第一門17固持蓋且使蓋與固定在放置基座5上的傳送盒2分開,以及與蓋一起移回到收容位置。更特別地,為了將蓋脫離及放回,第一門17作用如圖中箭頭C所示,且自蓋沿著圖中的箭頭D的方向脫離之狀態作用以移至收容位置。沿著箭頭C及D的方向之作用係藉由連接至第一門17的第一門驅動機構16而實施。
風扇過濾單元19係配置在第一室11的頂表面上。在第一室11的下部,設有連接至第一排氣系統(未顯示)之第一排出埠25,該第一排氣系統可排出足夠滿足自風扇過濾單元19給出之乾淨空氣(灰塵受控制之所謂淨化空氣)的量之氣體的量。控制設備55適當地控制自風扇過濾單元19給出的淨化空氣的量以及自第一排出埠25及第一門17與第一開口部15間的間隙引至外部之空氣的量,以使第一室11中的內部壓力高於外空間的壓力,亦即,大氣壓力。依據本例示性實施例,第一門17不會完全關閉第一開口部15,然而,壓力差可實質地防止氣體自外空氣進入第一室11。因此,於本發明,以下將在第一門17關閉第一開口部15之假設下予以說明。再者,自第一室11排出至外空間的氣體之路徑包括形成在上述第一門17及第一開口部15之間的間隙,以及控制設備55可改變將排出之氣體的量之第一排出埠25。因此,第一室11中包括上述的排氣路徑之空氣排出路徑通常被認知為第一排出系統。
第一室11另包括FFU擋門23及第一惰性氣體供應系統21。FFU擋門23附有擋門驅動機構24。擋門驅動機構24沿著圖中的箭頭E的方向移動FFU擋門23在不會有碰撞在第一室11中的內部空間上之收容位置及空間上藉由移動在風扇過濾單元19下方使風扇過濾單元19與第一室11分開之關閉位置的二位置之間。相似於風扇過濾單元19,第一惰性氣體供應系統21係配置在第一室11上方。該配置被決定為,於FFU擋門23使風扇過濾單元19空間地與第一室11分開之狀態,惰性氣體(以下,氮氣被敘述為實例)可被供入第一室11。依據本例示性實施例,第一惰性氣體供應系統21係簡單配置在第一室11的前側,且風扇過濾單元19係配置在其後側。然而,只要上述的條件被滿足,該配置未受限於本例示性實施例。第一惰性氣體供應系統21係經由第一供應量控制閥63而連接至惰性氣體供應源61。於控制設備55停止自風扇過濾單元19供應乾淨空氣至第一室11之狀態,第一供應量控制閥63控制將被供應之氮氣的量,使得等於供自風扇過濾單元19之乾淨空氣的量之氮氣的量可被供入第一室11。
通常,FFU將乾淨空氣供入系統中之下部空間。然而,FFU的組成材質可能被釋放。所釋放材質係藉由FFU所產生的下向流而輸送,且可被黏附至搬送於下向流之晶圓。依據本發明,於第一門17關閉第一開口部15之所謂待命狀態,第一室11中的灰塵係使用風扇過濾單元19所產生之下向流(箭頭A所指之氣流)來控制。在晶圓的搬送操作之時,控制設備55自風扇過濾單元19停止供應淨化空氣。同時,控制設備55能夠使FFU擋門23在風扇過濾單元19的底部突出至接近乾淨空氣的出口,以藉由FFU擋門23使風扇過濾單元19的出口空間上與第一室11分開。再者,控制設備55能夠使第一惰性氣體供應系統21供應具有等於來自風扇過濾單元19之量的量之氮氣。作為改變此種操作所供應之氣體的結果,未通過風扇過濾單元19,淨化灰塵的位準及氧化氣體的部份壓力受控制之氮氣可被供入第一室11,且因此下向流可藉由氮氣而形成。因此,自風扇過濾單元19釋放的材質到達晶圓之可能性可大大地減小。再者,當晶圓實際被搬送時,氮氣僅被使用達必要的最小期間,且因此,可獲得所使用氮氣的量減至必要的最小量之功效。
第一門17使傳送盒2的蓋與其主單元分開,以使傳送盒的內部及晶圓搬送系統的內空間相互連通。第一室11係用於使用於操作第一門17之空間與第二室31分開且確定,第二室31係用於配置搬送機器人43之空間。因此,第一室11可能僅有包括藉由分開操作使蓋移入該室的間距及實際操作的誤差之厚度、用於實質關閉第一開口部15之寬度及當第一開口部15開啟時確定用於儲存第一門17的空間之深度。因此,如圖1B所示,於晶圓搬送系統配置成涉及複數傳送盒2之情況,第一室11係設置對應至放置傳送盒2之每一放置基座5。驅動第一門17於箭頭C及D的方向之第一門驅動機構16、設在第一門17上之蓋固持機構18及驅動FFU擋門23之擋門驅動機構24形成用於依據本發明的晶圓搬送系統之基本結構,然而,這不是本發明的特徵結構。因為可將各種修改例如實施入流體汽缸,圖1A及1B中簡單說明上述部件。再者,關於其結構之特定說明將被省略。
第二開口部37具有足夠尺寸讓搬送機器人43將晶圓取出/放入傳送盒2的內部,以及將晶圓取出/放入後續處理室。第二開口部37基本上具有等於第一開口部15的尺寸之尺寸,且係配置在第二開口部37面向第一開口部15之位置。至於每一第二開口部37,配置有操作在用於關閉及開啟第二開口部37的兩位置間之第二門39。第二門驅動機構38形成用於依據本發明的晶圓搬送系統之基本結構,然而,這不是本發明的特徵結構。因為可將各種修改例如實施入流體汽缸,圖1A及1B中簡單說明上述部件。再者,關於其結構之特定說明將被省略。
依據本例示性實施例,相似於第一門17及第一開口部15間的關係,於第二門39存在於用於關閉第二開口部37的位置之狀態中,第二門39及第二開口部37的每一尺寸係設定成間隙產生在第二門39及第二開口部37的內周之間。由於尺寸的關係,可防止當每一構件相互接觸時所造成之灰塵。通常,第二室31、第一室11及外部空間之間的壓力差被提供以防止氣流自具有低淨化位準的空間流至具有高淨化位準的空間。然而,壓力差可能在門的開/關操作之時造成門周圍的擾流,以及向不想要的方向前進之氣流可能被產生。因此,甚至在門的開/關操作之時,此種間隙被提供以防止壓力快速地改變在諸室之間。擾流的發生可被防止,且擾流所造成之灰塵的意外散佈可被防止。
考慮到自下述的第二排出埠49或第三排出埠51之流失量,供應至第二室31之氮氣的量係設定成第二室的壓力可被保持高於第一室中的壓力,第二排出埠49或第三排出埠51調整第二門39周圍及第二門39的開啟位準的上述間隙。藉由供應至第二室的氮氣量及第一室中的氮氣量或來自風扇過濾單元19的空氣量之間的關係,每一室的壓力係保持成第二室31中的壓力係最高,接著是第一室11,以及大氣壓力最低。依據本例示性實施例,第二門39未完全地關閉第二開口部37,然而,壓力差可實際防止間隙自第一室11進入第二室31。因此,至於本發明,以下將在第二門39關閉第二開口部37之假設下予以說明。再者,用於將氣體自第二室31排出至外部空間及第一室11之路徑包括形成在上述的第二門39及第二開口部37間的間隙,以及第二排出埠49及第三排出埠51,控制設備55可自第二排出埠49及第三排出埠51改變將排出之氣體的量。因此,第二室31中包括上述排出路徑之排出路徑通常被認定為是第二排出系統。
用於實際搬送晶圓之搬送機器人43係配置在第二室31的中央。搬送機器人43可平行移動於垂直方向,機器臂延伸於水平方向,以使機器臂可在對準於垂直方向之每一晶圓下方插入於傳送盒2。依據本例示性實施例,因為晶圓係取出自/放入單處理室,在初始位置,搬送機器人43係配置成面向使第二室31及處理室相互連接之第三開口部47。取上述位置作為參考點,搬送機器人43可移動於第一室11平行配置的方向(圖中的箭頭F所示之方向)。處理室門45關閉第三開口部47。因為各種處理係在諸如所謂的真空之減壓的情況下實施於處理室,處理室門45完全地關閉第三開口部47以使第二室31與處理室分開。
第二惰性氣體供應系統41係配置在第二室31的頂表面上。第二惰性氣體供應系統41係經由第二供應量控制閥65連接至惰性氣體供應源61。氮氣係經由單管狀構件分配至系統。所謂的分叉管或分散板係插置在氣體管路連接在管狀構件及第二室31之間之過程中。此配置能夠使惰性氣體供應系統41被形成,以使氮氣可自第二室31的頂表面各處以淋浴狀流而供應。再者,第二排出埠49及第三排出埠51係配置在第二室31的下部。第二排出埠49形成用於存在於第二室31之氣體直接排出至外部空間,且可依據來自控制設備55相對於氣體對第二室31的供應模式之指令來開/關。再者,第三排出埠51形成用於連接第二室31至第一室11之路徑,且相似於第二排出埠49,可對應至氣體的供應模式而開/關。
再者,第二供應量控制閥65具有二種氮氣供應模式,其係大流量的供應模式及小流量的供應模式。大流量的供應模式被使用於沖洗第二室31。於大流量的供應模式,藉由大量氮氣之下向流係產生自第二室31的頂表面,使得氮氣可自配置在第二室31的下部之第二排出埠49而排出。此下向流以氮氣將存在於第二室31的灰塵自例如第二排出埠49排出至外部空間,以確定第二室31內之淨化情況。另一方面,小流量的供應模式係使用在完成排出灰塵的淨化之後以保持第二室31內之氮氣的高濃度,以及稀釋諸如黏附至第二室31的內壁上之水份之氧化氣體。因此,於小流量的供應模式,僅等效於經由例如第三排出埠51或第二門39及第二開口部37間的間隙或經由上述二者滲入第一室11之氮氣的量之氮氣量被供應。亦即,足以能夠保持第二室31內的預定壓力之氮氣被供應。再者,在未設置第二排出埠49的情況下,於大流量的供應模式,以第二門39及處理室門45開啟,可使用排出系統來實施沖洗操作於第一室11或處理室。更者,在未設置第三排出埠51的情況下,小流量的供應模式可被採用以使僅足以致使經由第二門39及第二開口部37間的間隙滲出之氮氣的量被供應。
依據另一例示性實施例,用於供應氮氣至第二室31之第二供應量控制閥65可被採用在完成沖洗操作於其中之後以確定僅足以保持室內的壓力在預定值之氮氣的流量。於此例中,可正常地給予大流量的氮氣之第一惰性氣體供應系統21可被使用於第二室31中的氮氣沖洗操作。再者,於此例中,較佳的是,第二排出埠49係在第二門39開啟時而使用。依據該操作,因為沖洗用的氮氣形成自第一室11經由第二室31向第二排出埠49前進之氣流,氮氣不會停滯於第二室31,導致實施有效率且有效的沖洗。
依據上述例示性實施例,氮氣沖洗將與第一室11中的沖洗操作一起實施於傳送盒2中的空間。然而,當例如,傳送盒關閉時,氮氣濃度可能需要快速增加,如果可能的話,將高於第一室11中的氮氣濃度。於此例中,例如,可將用於供應氮氣的噴嘴配置在第一開口部15周圍,以自噴嘴直接供應氮氣至傳送盒的內部。
通常,於惰性氣體的供應管線,過濾器係配置成在管線自氣體源分支之後而移除來自氣體的微粒。依據本發明,過濾器係配置在室的上部或室附近,為了移除諸如水份之氧化材質及包括諸如硼的雜質之釋放材質,該等材質可由通過過濾器之具有某一程度的流速或更快之氣體所產生。因此,依據本發明之第一及第二惰性氣體供應系統不排除配置在遠離該等室配置之氣體源附近之正常過濾器。再者,當釋放材質進一步造成問題時,所謂的化學過濾器可配置在上述過濾器的下向流,且在通過化學過濾器之後的惰性氣體可經由與風扇過濾單元19無關之路徑送入該等室。當惰性氣體的流量由於化學過濾器的存在幾乎不能被確定時,可設置複數管線來確定流量。亦即,依據本發明之惰性氣體供應系統係與FFU無關之氣體供應系統,且界定為過濾器未配置於室附近之系統。
接著,將參照圖2的流程圖說明依據本發明之系統的實際操作流程。於此例中之系統,第二供應量控制閥65包括大流量的供應模式及小流量的供應模式的二個模式。當獲得具有“INITIAL”的信號之初始狀態時(所謂的啟動設備),第一門17及第二門39係處於實質地分別關閉第一開口部15及第二開口部37的狀態。在保持該狀態時,大流量的供應模式被選擇用於第二供應量控制閥65以實施氮氣沖洗於第二室31。如上述,為了將第二室31中的灰塵排至外部,可完全開啟門、第二排出埠49及第三排出埠51以及可使用系統中的所有排出系統。在保持該狀態時,大流量的氮氣可被送入/排出第二室31,以自該室排出諸如存在於該室的灰塵之微粒及存在於其中或黏附至室壁上之氧化分子。圖2中的步驟SS1解說上述之操作。在實施該等操作達預定時間之後,或在確認室中之氧的部份壓力變成預定值或更低之後,第二室31被製成為實質密封空間,且用於供應氮氣的模式被切換至小流量的供應模式。
於後續待命狀態,氮氣係以小流量的供應模式而供應用於第二室31以保持所謂淨化狀態,其中氧化氣體的部份壓力係低以及微粒係在已完成沖洗之後而排出(步驟SS2)。步驟SS2所述之操作係實施在除了當啟動設備時及當第二室31中的情況需要維護時以外之任何時間。至於第一室11,灰塵被移除之所謂乾淨空氣係藉由乾淨空氣的下向流而排出灰塵而供自風扇過濾單元19以淨化第一室11的內部(步驟SF1)。於待命狀態,第一排出埠25被設定以確定足量的排出空氣能夠使供自風扇過濾單元19之下向流保持足夠的流動速度。
當晶圓被取出自/送入傳送盒2時,風扇過濾單元19的操作被停止,且風扇過濾單元19的氣體出口係藉由FFU擋門23與第一室11空間地分開。再者,在如完成上述操作之同時,氮氣係自第一惰性氣體供應系統21供入第一室11(步驟SF2)。在此點,第一供應量控制閥63被控制以供應等效於供自FFU19之空氣的量之氮氣量。在完成用於切換氣流之操作,或與該等操作並行,傳送盒2係放置在放置基座5上。傳送盒2係藉由與固定機構7的夾緊而固定在放置基座5上,且在被固定之後藉由傳送盒驅動機構8被驅動於朝向第一開口部15之方向。當傳送盒2的蓋緊靠在第一門17上,蓋係藉由配置在第一門17上之蓋固持機構18而吸附且固持。在完成此操作之後(步驟S1),第一開口部15係藉由第一門17而開啟。
在第一開口部15開啟之後,第一門17係藉由第一門驅動機構16沿著圖1A的箭頭D而移動,且移回到第一開口部15下方之待命位置(步驟S2)。依據本發明,氮氣直接送入上述的傳送盒2的內部以實施氮氣沖洗之結構未被配置。然而,於配置有該結構之例子,所謂側沖洗可在第一門17移回之後而實施於該結構(步驟S02)。當實施此操作之後的預定時間已過去時,或當確認第一室11中的氧化氣體的部份壓力變成某一位準或更低時,藉由第二門39之第二開口部37的關閉狀態被釋放(步驟S3)。於此狀態,因為第一室11中之氧化氣體的量減至預定量或更少,甚至第一室11係連接至第二室31,第二室31中之氧化氣體未增加。同時,藉由處理室門45之第三開口部47的關閉狀態亦被釋放。此些操作能夠致使晶圓藉由搬送機器人43在傳送盒2的內部及處理室(未顯示)之間的搬送操作被實施。
在完成步驟S3中所述之操作之後,晶圓係藉由搬送機器人43而搬送(步驟S4)。通常,在將一晶圓搬送入處理室之時,處理室係藉由處理室門45與第二室31分開以實施處理在晶圓上。在完成處理之後,處理室門45能夠使處理室連接至第二室31,且所處理的晶圓被搬至傳送盒。再者,於此例中,當該複數傳送盒被採用以同時載入如圖1B所示之系統時,例如,已搬送自一傳送盒2之晶圓係在處理之後而搬至另一傳送盒2。通常,因為此些操作所需之時間係短於未固定至系統之傳送盒所需之時間,第一室11於操作期間一直保持連接至第二室31。
當完成晶圓的搬送時,及當完全地完成將晶圓搬至/搬出傳送盒2的操作,第一室11係藉由第二門39與第二室31空間地分開(步驟S5)。更特別地,第二開口部37係藉由第二門39而關閉(步驟S5)。接著,第一開口部15係藉由第一門17而關閉,且傳送盒2的開口係藉由其蓋而關閉,該蓋係由第一門17而固持(步驟S6)。在將蓋固定至傳送盒2的開口之後,連續實施(步驟S7)藉由第一門17而固持蓋的解除、將傳送盒移回至放置位置及使傳送盒解除固定至放置基座。在完成此些操作之時,傳送盒2完成與系統相關之處理且係搬至後續處理系統。
在完成上述的步驟S6之時,第一室11係與第二室31且與傳送盒2的內部而空間地分離。因此,因為控制第一室11中的氧化氣體的需要性減小,狀態前進至氮氣的供應停止以及藉由供應空氣僅控制灰塵之待命狀態。特別地,連續地實施停止自第一惰性氣體供應系統21供應氮氣、FFU擋門23的移回及藉由來自風扇過濾單元19的空氣而產生下向流。藉由此些操作,第一室11回到如上述之僅控制灰塵之待命狀態(步驟SF3)。在此,步驟SF3係相似於前一待命狀態的步驟SF1。當傳送盒被裝載時,再次實施上述步驟SF2及步驟S1至S7的操作。
實施此些操作能夠使可能性徹底地減小,其中每當傳送盒2被裝載時,第二開口部37的內部被氧化氣體污染。因為通過外部空間,傳送盒的蓋很可能將灰塵帶入淨化空間。蓋僅被帶入第一室11,第一室11係極小且其中可產生大流量。再者,可快速且確定地控制第一室11中之灰塵。因此,不會產生下向流於第二室31,僅微量氮氣被供應以保持第二室31中的壓力高於第一室11中的壓力,使得可容易保持第二室31中之淨化環境。再者,當晶圓移動於第一室11時,或當用於固持晶圓之傳送盒的內部係連接至保持淨化狀態之第二室31及第一室11的內部時,風扇過濾單元19係配置在空間上與第一室11分開之位置。再者,氮氣係經由不同於風扇過濾單元19的路徑而供入第一室11。因此,可大大地減小風扇過濾單元19造成之諸如硼的雜質被散佈或混合至晶圓或進入淨化空間之可能性。
依據上述之本例示性實施例,間隙係形成在開口部及門之間。然而,本發明未受限於本例示性實施例,且例如,本發明可被架構成,僅第二開口部37被完全地關閉,或該等開口部的二者被完全地關閉。再者,放置基座5係以一對一對應關係而平行配置,然而,將被放置之放置基座的數量未受限於此數量。亦即,對應至放置基座的尺寸之第一室可被配置用於每一放置基座,且對應至第一室之預定第二室、或可對應於所有第一室之第二室可被配置。更者,當移置如上述之用於可沖洗傳送盒中的氮氣之另一系統的沖洗之惰性氣體供應系統時,第一惰性氣體供應系統21可被採用作為用於供應所謂乾清潔空氣之系統,其中所含水份的量及灰塵被控制。於製造半導體的過程中,含於空氣之水份經常造成超過氧化氣體之問題。如果傳送盒及第二室的內部被保持作為具有足夠高的氮氣濃度之空間,當晶圓移動於空氣時之時間係非常短。因此,考慮到,各種薄膜實質上不會被大大地氧化。
因為本發明的許多明顯寬廣不同實施例可被製作而不會背離其精神及範圍,應瞭解到,除了如附加請求項中所界定以外,本發明未受限於其特定實施例。
本案請求2008年1月8日申請的日本專利申請案第2008-001036號之優先權,該日本申請案倂入本文中作為參考。
FIMS...前開式介面機械標準
FOUP...前開式晶圓傳送盒
1...晶圓搬送系統
2...傳送盒
5...放置基座
6...定位機構
7...固定機構
8...傳送盒驅動機構
11...第一室
13...第一分隔壁
15...第一開口部
16...第一門驅動機構
17...第一門
18...蓋固持機構
19...風扇過濾單元(FFU)
21...第一惰性氣體供應系統
23...FFU擋門
24...擋門驅動機構
25...第一排出埠
31...第二室
33...第二分隔壁
35...第三分隔壁
37...第二開口部
38...第二門驅動機構
39...第二門
41...第二惰性氣體供應系統
43...搬送機器人
45...處理室門
47...第三開口部
49...第二排出埠
51...第三排出埠
55...控制設備
61...惰性氣體供應源
63...第一供應量控制閥
65...第二供應量控制閥
圖1A係簡要解說依據本發明的例示性實施例之被收容物搬送系統的基本零件的實質結構之示意圖。
圖1B係簡要解說沿著圖1A的線1B-1B所取之橫剖面圖的實質結構之俯視示意圖。
圖2係解說依據本發明的例示性實施例之被收容物搬送系統的實際操作之流程圖。
1...晶圓搬送系統
2...傳送盒
5...放置基座
6...定位機構
7...固定機構
8...傳送盒驅動機構
11...第一室
13...第一分隔壁
15...第一開口部
16...第一門驅動機構
17...第一門
18...蓋固持機構
19...風扇過濾單元
21...第一惰性氣體供應系統
23...FFU擋門
24...擋門驅動機構
25...第一排出埠
31...第二室
33...第二分隔壁
35...第三分隔壁
37...第二開口部
38...第二門驅動機構
39...第二門
41...第二惰性氣體供應系統
43...搬送機器人
45...處理室門
47...第三開口部
49...第二排出埠
51...第三排出埠
55...控制設備
61...惰性氣體供應源
63...第一供應量控制閥
65...第二供應量控制閥
A...箭頭
C...箭頭
D...箭頭
E...箭頭

Claims (7)

  1. 一種被收容物搬送系統,該搬送系統將被收容物搬送於容器及處理室之間,於該處理室中,處理被實施在該被收容物上,該容器能夠收容該被收容物於其中,且包括具有開口在其一面上實質上為箱狀之主單元、及能夠與該主單元分開並關閉該開口以與該主單元一起形成密閉空間之蓋,以及該蓋係自該容器移除以開啟該開口,以使該被收容物能夠自該容器取出及放入,該搬送系統包含:放置基座,該容器係放置在該放置基座上;第一室,其係鄰接該放置基座而配置,且包括面向放置在該放置基座上的該容器之第一開口部;第一門,能夠關閉該第一開口部且固持該容器的該蓋;風扇過濾單元,用於將乾淨空氣空氣下向流供入配置在該第一室上方之該第一室;第一惰性氣體供應系統,其係與該風扇過濾單元分開地配置在該第一室上方且用於將惰性氣體的第一惰性氣體下向流供入該第一室;第一排出系統,其能夠排出存在於該第一室之氣體;第二室,其係鄰接該第一室而配置,能夠經由第二開口部連接至該第一室,以及能夠經由第三開口部連接至該處理室; 第二門,能夠關閉該第二開口部;第二惰性氣體供應系統,用於將惰性氣體的第二惰性氣體下向流供入該第二室;第二排出系統,其能夠排出存在於該第二室之氣體;搬送機器人,其係配置於該第二室且搬送該被收容物於該容器的內部及該處理室之間;及控制設備,其控制該風扇過濾單元及該第一惰性氣體供應系統,且檢測該容器是否放置在該放置基座上,其中,於該容器未放置在該放置基座上之狀態,該控制設備使該風扇過濾單元將該空氣下向流供入該第一室,及且停止自該風扇過濾單元供應該乾淨空氣,及該控制設備在檢測到該容器被放置之狀態時,使該風扇過濾單元停止供應該空氣下向流,且使該第一惰性氣體供應系統將該惰性氣體下向流供入該第一室。
  2. 如申請專利範圍第1項之被收容物搬送系統,另包含擋門構件,其係配置在來自該風扇過濾單元之該乾淨空氣的出口附近且能夠使該出口與該第一室空間地分開,其中該控制設備停止自該風扇過濾單元供應該乾淨空氣且能夠使該擋門構件自該第一室而空間地分開該出口。
  3. 如申請專利範圍第1項之被收容物搬送系統,其中該第二惰性氣體供應系統具有用於以大流量將惰性氣體供入該第二室之大流量的供應模式、及用於以小流量將惰性氣體供入該第二室之小流量的供應模式,以保持該第二室中之該惰性氣體的純度位準。
  4. 如申請專利範圍第3項之被收容物搬送系統,其中,當該第二惰性氣體供應系統以小流量的供應模式將該惰性氣體供入該第二室時,該控制設備控制該第二惰性氣體供應系統或該第二排出系統的至少任一者,以保持該第二室內的壓力高於該第一室的壓力。
  5. 如申請專利範圍第1項之被收容物搬送系統,其中該第二惰性氣體供應系統以小流量供應惰性氣體以保持該第二室中之該惰性氣體的純度位準;及其中該控制設備能夠使該第二門開啟該第二開口部並使該第一排出系統停止排氣操作,且具有用於將供自該第一惰性氣體供應系統之該惰性氣體經由該第一室而送入該第二室之沖洗模式。
  6. 如申請專利範圍第1項之被收容物搬送系統,其中複數第一室被設置,以及該風扇過濾單元、該第一惰性氣體供應系統、該第二開口部及該第二門各被設置用於該等第一室的每一者。
  7. 如申請專利範圍第1項之被收容物搬送系統,其中該控制設備在檢測到該容器被放置之狀態時,控制該第一惰性氣體供應系統將該惰性氣體下向流供入該第一室,以控制該惰性氣體下向流的流量等於該空氣下向流的流量。
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