TWI541929B - 裝載單元及處理系統 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種對半導體晶圓等基板進行熱處理之處理系統以及其所使用之裝載單元。
一般，為了製造IC、LSI等半導體積體電路，係對半導體晶圓等基板施以成膜處理、氧化擴散處理、蝕刻處理、退火處理、矽氧化膜形成處理、燒結處理等各種熱處理。為了將此基板一次處理複數片，係例如專利文獻1~5等所示般使用了直立型批次式熱處理裝置。
此熱處理裝置係從位於直立型石英製處理容器下方之惰性氣體環境氣氛之裝載室來將載置有複數片例如100~150片程度之半導體晶圓的基板之晶圓舟以升降機構來上升裝載(***)至直立型石英製處理容器內，然後，將處理容器下端之開口部以附O型環之蓋體(cap)來密閉，於密閉後之處理容器內進行成膜處理等熱處理。然後，於進行了熱處理後，卸載(降下)上述晶圓舟，以進行完成處理之基板與未處理晶圓之更換的方式來移載。然後，反覆進行和前述同樣的熱處理。
為了升降上述晶圓舟係使用設置於上述裝載室內之舟升降器，而基板之移載則是藉由設置於上述裝載室內之移載機構來進行。
專利文獻1 日本特開平02-130925號公報
專利文獻2 日本特開平06-224143號公報
專利文獻3 日本特開2001-093851號公報
專利文獻4 日本特開2007-027772號公報
另一方面，於進行上述熱處理之間，如上述般處理容器下端之開口部係由蓋體所密閉，此外為了提高密封性於熱處理中係藉由升降機構以既定力持續抵壓著。
於此情況，升降機構係承受包含基板之晶圓舟的荷重以及加在蓋體之內部壓力這雙方的負荷，尤其，於進行燒結處理等大氣壓以上之高程序壓力的處理之情況，上述負荷變得非常地大，相對地必須強化升降機構之構造、並提高驅動馬達的能力，而有導致裝置成本增加之問題。
尤其，最近為了進一步提高半導體積體電路之生產效率，乃期待基板直徑更為大口徑化，而期望例如將基板直徑從300mm放大到450mm。一旦基板直徑變大，在包括保持著150片基板之晶圓舟等的荷重達到400kg程度之情況下，關閉處理容器之開口部的蓋體面積也變大，故於進行大氣壓以上之高程序壓力的熱處理之情況，會有對應於蓋體面積增加量而增加朝下方之負荷、因升降機構之強度提升所造成之高成本化的問題。
本發明係著眼於以上問題，為了有效解決此問題而創出者。本發明係一種裝載單元以及處理系統，除了升降基板保持具之升降機構以外，為了抵壓蓋體而設置具有壓電致動器之抵壓機構，藉此可避免必須大幅提高升降機構能力，可抑制此升降機構之高成本化。
本發明係一種裝載單元，係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器。
如此般，除了使得基板保持具進行升降之升降機構，為了抵壓蓋體另設置具有壓電致動器之抵壓機構，藉此，可避免必須提高升降機構之能力，可抑制此升降機構之高成本化。
本發明係一種處理系統，係具備有：處理單元，係對基板施以熱處理；裝載單元，係設置於該處理單元之下方處；以及儲藏室單元，係和該裝載單元並列設置，將收容有複數片該基板之基板容器加以收納；該裝載單元係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒
體狀處理容器進行升降；具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器。
依據本發明之裝載單元以及處理系統可發揮如下之優異作用效果。
於為了對基板施以熱處理而使得保持複數片基板之基板保持具相對於筒體狀處理容器進行升降之裝載單元中，除了使得基板保持具進行升降之升降機構以外，為了抵壓蓋體另設置具有壓電致動器之抵壓機構，藉此，可避免必須提高升降機構之能力，可抑制此升降機構之高成本化。
以下，針對本發明之裝載單元以及處理系統之一實施例，依據所附圖式來詳述之。圖1係顯示本發明之具有裝載單元之處理系統全體之截面圖，圖2係沿圖1中A-A線之截面圖，圖3係顯示上升後之蓋體與抵壓機構之位置關係之俯視圖，圖4係用以說明抵壓機構之第1實施例動作之說明圖，圖5係顯示抵壓機構之前端部一例之放大俯視圖。
如圖1以及圖2所示般，此處理系統2全體係設置於形成有清淨空氣之降流之潔淨室內的地板上。此外，處理系統2之全體係藉由例如不鏽鋼等所構成之大框體4來形成外殻。
於此框體4內之高度方向上設有例如不鏽鋼所構成之中央區隔壁6，內部左右分割為二，於前側(圖1中右側)形成做為儲藏室單元8。此外，於上述中央區隔壁6與框體4後側之內面區隔壁10之間在水平方向上設有例如不鏽鋼所構成之做為區隔壁的座板(base plate)12，將內部上下分割為二而於上側形成處理單元14，於下側形成裝載單元16。從而，上述裝載單元16與先前之儲藏室單元8成為相互並列設置之狀態。
此外，藉由區隔此框體4底部之底板區隔壁18來支撐著此處理系統2之全體荷重。於上述儲藏室單元8之前面區隔壁20的下部設有搬出入埠24，可載置基板容器22(收容有半導體晶圓等所構成之複數片基板W)。於此基板容器22前面裝設有可開閉之蓋22A。此外，對應於此搬出入埠24之前面區隔壁20處設有以開閉門26進行開閉之搬出入口28，可使得上述基板容器22搬出入於儲藏室單元8內。
做為上述基板容器22可使用例如可收容25片程度基板W之匣體或被稱為FOUP(註冊商標)之密閉容器。此處使用密閉容器，其內部被封入用以防止基板W氧化之N2氣體等惰性氣體。
於上述儲藏室單元8內沿著上下方設有複數段之儲藏架30，此儲藏架30係載置有收容著未處理基板W或完成處理基板W的基板容器22而呈現待機狀態。此外，於此儲藏室單元8內設有容器移載機構32。具體而言，此容器移載機構32係具有：直立於上下方
上設置之導軌34、以及沿著此導軌34上下動作之容器搬送臂36。此導軌34係包含有以例如驅動馬達34A所驅動之滾珠螺桿。此外容器搬送臂36可朝向水平方向彎屈自如，可於水平面內進行旋轉，可在上述搬出入埠24與上述儲藏架30之間搬送基板容器22。
此外，於此儲藏室單元8內係設有裝設在上述中央區隔壁6之容器移載埠38，可將上述基板容器22載置於此容器移載埠38上。此容器移載埠38與上述儲藏架30或是搬出入埠24之間的基板容器22之搬送係使用上述容器搬送機構32來進行。
此外，於裝設此容器移載埠38之上述中央區隔壁6設有以開閉門40來開閉之基板搬出入口42，可經由此基板搬出入口42而在上述容器移載埠38與裝載單元16內之間進行基板W之搬出、搬入。此外，於上述儲藏室單元8內形成有清淨空氣之降流。
此外，於上述處理單元14內設有圓筒體狀處理容器46，其具有下端部開口之閉口部44。此處理容器46係具有：由例如耐熱性以及耐腐蝕性之石英所構成之容器本體48、以及設置於此容器本體48下端部之例如不鏽鋼製之岐管(manifold)50。此外，此岐管50之下端成為上述開口部44，此開口部44之周邊則形成有凸緣部44A。此處理容器46之下部係被上述座板12所支撐著，此處係支撐著處理容器46之荷重。
此外，於此處理容器46之外周側以同心圓狀設有筒體狀加熱器部54，將收容於此處理容器46內之基
板予以加熱。此外此處理容器46之岐管50側壁係分別連接著供給熱處理所需各種氣體之氣體供給系統(未圖示)或對處理容器46內之環境氣氛進行壓力控制並排氣之排氣系統(未圖示)。此外，於此處理容器46內係收容有基板保持具56，可將基板W以多段方式來保持。
此基板保持具56係具有：石英製晶圓舟58，係將上述基板W以既定間距多段支撐；以及石英製保溫筒60，係設置於此晶圓舟58之下部來支撐晶圓舟58並維持基板W溫度。此保溫筒60係於封閉上述處理容器46之開口部44的例如不鏽鋼所構成之蓋體62側以可旋轉的方式或是被固定地受到支撐。此外，於此蓋體62之周邊部與上述岐管50之下端部之間係介設有例如O型環等所構成之密封構件64，可將處理容器46內予以氣密地密封。上述基板保持具56之升降係藉由於裝載單元16所設之升降機構66(參見圖2)來進行。此處，當基板W之直徑為450mm之情況，蓋體62之直徑為600~650mm程度之大小。
此外，上述裝載單元16之外殻係由裝載用框體68所構成，此內側係成為被氣密密閉之裝載室70。從而，此裝載室70係由圖1中形成裝載用框體68之上述座板12、內面區隔壁10之下側部分、中央區隔壁6之下側部分、底板區隔壁18之左側部分以及框體4之側面區隔壁19的下側部分(參見圖2)所區隔。
如此般，上述裝載用框體68係成為連設於上述處
理單元14之下部的狀態。此外，上述座板12係和區隔處理單元14之區隔壁受到共用，此外，中央區隔壁6係和區隔儲藏室單元8之區隔壁受到共用。
此外，於上述處理容器46之正下方部分與儲藏室單元8之容器移載埠38之間係設有對基板保持具56之晶圓舟58進行基板W移載之基板移載機構72。具體而言，此基板移載機構72係具有：導軌76，係以從中央區隔壁6延伸之固定臂部74在上下端受到支撐而朝上下方直立設置；以及移載臂78，係沿此導軌76來上下動作。此導軌76係包含有以例如驅動馬達76A所驅動之滾珠螺桿。此外上述移載臂78係設有複數支，可於水平面內做旋繞以及伸屈，可於上述晶圓舟58與設置於上述容器移載埠38上之基板容器22之間一次移載複數片基板W。
此外，使得上述基板保持具56做升降之上述升降機構66如圖2所示般具有：朝上下方直立設置之導軌80、沿著此導軌80上下動作之保持臂82。此導軌80係包含有以例如驅動馬達80A來驅動之滾珠螺桿。此處，係將此導軌80上端固定於座板12，將下端固定於底部區隔壁18。
此外，上述保持臂82係往水平方向延伸，以此保持臂82來支撐保持著上述基板保持具58之下部。此外於處理容器46下端部之外周側，為了防止處理容器46內之排氣熱流入裝載室70內而設置有形成為箱狀之清除機(scavenger，未圖示)。
此外，為了將位於上述處理容器46下端之開口部44的上述蓋體62朝上方抵壓而設有本發明特徵之抵壓機構86。如圖3所示般，此抵壓機構86係沿著處理容器46、亦即蓋體62之圓周方向設有複數個(圖3中係設有4個)。此外，此個數只要為3個以上即可，其數量並無特別限定。
此處上述抵壓機構86係具有使用壓電元件之壓電致動器88。具體而言，此抵壓機構86係具有固定臂部90、滑板92、以及上述壓電致動器88。上述固定臂部90係由垂直部94與水平部96所構成，全體係成形為L字形。此垂直部94之上端係連接固定於上述座板12之下面，水平部96之前端朝向處理容器48之中心。此水平部96之前端相對於上述蓋體62於上下方之移動軌跡往外側離開若干距離，避免和升降中之蓋體62發生干擾(衝突)。
此固定臂部90係藉由例如不鏽鋼等金屬所形成。此外，上述滑板92於此固定臂部90之水平部96上係以可朝向處理容器48中心方向滑動的方式來設置。具體而言，於此水平部96之上面係如圖5所示般設有以截面形狀而言上部長而下部短之近似倒三角形狀的導軌96A，於滑板92之下面設有和上述導軌96A嵌合、卡合之卡合溝槽92A。此結果，此滑板92在此水平部96處往水平方向之移動可被容許但往垂直方向之移動則受到限制而被卡合著。
於此情況，能以1個抵壓機構86來承受數100kg
之荷重。此外，此滑板92可藉由設於此固定臂部90之驅動部98而往水平方向移動。於上述滑板92之前端上面係設有上述壓電致動器88，藉由對其通電而可朝上下方伸長例如數mm程度。此外，當滑板92往處理容器48之中心方向移動時，上述壓電致動器88係成為位於蓋體62之正下方處。
此壓電致動器88可使用由壓電元件100a以複數片(例如20片程度)積層所得之所謂的堆疊型壓電元件體100，移動行程雖小但可發揮大的力量。此外，如以上方式所形成之處理系統2之全體動作係藉由未圖示之電腦等所構成之系統控制部所控制。
其次，針對以上方式構成之本發明之處理系統的動作來說明。首先說明整體流程。裝載室70內係被充滿屬惰性氣體之氮氣體環境氣氛，氧濃度則設定在一定值以下。
此外，於前製程結束了處理之複數片基板W係在被收容於由惰性氣體之氮氣體環境氣氛所充滿之基板容器22內的狀態下，被設置在處理系統2前側之搬出入埠24上。設置於此搬出入埠24之基板容器22於開放了此搬出入埠24之開閉門26之後，由容器移載機構32之容器搬送臂36所保持而被收入儲藏室單元8內。
此被收入之基板容器22係暫時地載置於儲藏架30上待機。然後，當處理順序輪到該基板容器22，則此基板容器22係再度以上述容器移載機構32而載置
於中央區隔壁6所設置之容器移載埠38上。一旦基板容器22被載置於此容器移載埠38上，則開放相反側之基板搬出入口42側的開閉門40。
此時，藉由設置於基板搬出入口42之蓋開閉機構(未圖示)來同時移除基板容器22之蓋22A以開放基板容器22內。於此情況，將載置於上述容器移載埠38上之基板容器22以未圖示之致動器以成為氣密狀態之方式抵緊於基板搬出入口42之周緣部，於此抵緊狀態下將上述基板容器22之蓋22A連同裝載室70內之開閉門40一同開放。
然後，使用裝載室70內之基板移載機構72的移載臂78，將上述基板容器22內之所有基板W移載至處於卸載狀態之基板保持具56的晶圓舟58上。然後，藉由反覆進行上述操作，複數基板容器22內的基板W全部被移載至晶圓舟58，而成為例如滿載狀態。此時，移載臂78為了進行移載係沿著晶圓舟58之高度方向來上下移動。
如上述般，一旦晶圓舟58滿載基板W，乃使得上述升降機構66之驅動馬達80A產生作動來上升保持臂82，將此晶圓舟58從下方***處理單元14之處理容器46內而如圖1中之假想線所示般將基板W裝載於處理容器46內。
此處，於裝載晶圓舟58之際，並非使得此基板保持具56完全上升至最上端，而是如圖4(A)所示般，使得蓋體62上升至可讓蓋體62之周邊部和處理容器48
下端開口部44之凸緣部44A非常地接近來相接或是未相接之程度。於此情況，亦可使得驅動馬達80A產生作動而將蓋體62以對於凸緣部44A之抵壓力不致達到太高之狀態下來相接。
如此般，在如圖4(A)所示般在蓋體62非常地接近於處理容器48下端部之時，停止驅動馬達80A來停止晶圓舟58之上升，其次如圖4(B)所示般，使得設置於座板12側之4個抵壓機構86之滑板92如箭頭101所示般朝向前方(亦即朝向處理容器48中心側)同時來滑動。藉此，設置於滑板92前端之壓電致動器88成為位於蓋體62周邊部正下方之狀態。
於此狀態下，其次，如圖4(C)所示般，對設置於滑板92之壓電致動器88通電，使得由複數壓電元件1008所構成之壓電元件體100如箭頭102所示般朝上方伸長數mm程度。藉此，壓電致動器88之上端會和蓋體62之周邊部下面相抵接，其如箭頭104所示般朝上方強力地上頂，使得蓋體62周邊部與處理容器48之凸緣部44A之間經由密封構件64而密合並密封。此結果，處理容器48內受到密閉。
於此情況，如前述般，由於包含晶圓舟58(收容直徑為450mm之基板達150片程度)等之基板保持具56的全荷重成為400kg程度，故為了以高於大氣壓之程序壓力來進行熱處理，如箭頭104所示之全部抵壓力以例如成為800kg程度的方式來設定即可。
藉由此操作，包含晶圓舟58之基板保持具56會
完全上升而裝載至處理容器46內，處理容器46下端之開口部44會因上述蓋體62而被密閉。於此狀態下，包含晶圓舟58之基板保持具56的荷重係由4個抵壓機構86所承受，而幾乎不會對於升降機構66施加負荷。亦即，無須於熱處理中以升降機構66來持續地強力抵壓蓋體62。從而，升降機構66之構造無須過度地增強，且驅動馬達80A之能力也無須過度地大。
以此方式來密閉處理容器46內，則藉由設置於處理容器46外周之加熱器部54來將裝載於處理容器46內之基板W升溫至程序溫度，於此處理容器46內流經既定處理氣體並維持在既定程序壓力(例如比大氣壓高40Torr程度之程序壓力)，而施行成膜處理等既定熱處理。
當以此方式結束了對於基板W之既定熱處理，則進行和前述動作為相反的操作來搬出完成處理之基板W。首先，阻斷抵壓機構86之壓電致動器88的通電使其退縮，並使得滑板92朝外側移動而從蓋體62下方往橫向退避。然後，驅動升降機構66來下降保持臂82，藉此，將包含晶圓舟58之基板保持具56從處理容器46內往下方取出並卸載基板W。
如此般，依據本發明，在為了對基板W施以熱處理而使得保持著複數片基板之基板保持具56相對於筒體狀處理容器46進行升降之裝載單元中，除了使得基板保持具56升降之升降機構66以外，為了抵壓蓋體62而另外設置具有壓電致動器88之抵壓機構86，
藉此，可避免必須大幅提升升降機構66之能力，可抑制此升降機構66之高成本化。
其次，針對本發明之裝載單元所使用之抵壓機構之第2實施例來說明。於先前所說明之第1實施例中，雖將抵壓機構86之滑板92與壓電致動器88設置於固定臂部90側，但不限定於此，亦可設置於蓋體62之下面側。圖6係用以說明如此之抵壓機構之第2實施例動作的說明圖。此外，針對和圖1至圖5所示構成部分為同一構成部分係賦予同一符號而省略其說明。
圖6(A)所示般，此處抵壓機構86之滑板92與壓電致動器88係設置於蓋體62下面側之周緣部，可藉由驅動部98而朝向蓋體62之半徑方向外側沿水平方向滑動。此外，於此滑板92之前端部之下面側係將上述壓電致動器88朝向下方來裝設，此壓電致動器88進行伸長可抵接於上述固定臂部90之水平部96。
此第2實施例之情況，如圖6(A)所示般，一旦上升而來的蓋體62接近或是輕輕接觸處理容器48下端部之開口部44而於該狀態下停止，其次則如圖6(B)所示般，使得滑板92朝蓋體62之半徑方向外側如箭頭106所示般進行滑動。其次，如圖6(C)所示般，對壓電致動器88通電，使其如箭頭108所示般往下方伸長。藉此，壓電致動器88會抵接、抵緊於固定臂部90之水平部96，受到此時所發生之反作用力的影響，於蓋體62會產生如箭頭104所示般往上之抵壓力，處
理容器48內乃受到密閉。
即便於此情況，由於能以上述抵壓機構86來承受大的荷重，故升降機構66無須做成過度強固的構造，且驅動馬達80A之能力也無須過度地大，可發揮和第1實施例同樣的作用效果。
其次，針對本發明之裝載單元所使用之抵壓機構之第3實施例來說明。於先前所說明之第1以及第2實施例中，為了避免和進行升降之蓋體62產生衝突而設置了可水平移動之滑板92，但不限定於此，亦可於蓋體側設置抵壓突起板而賦予和上述滑板92類似功能。圖7係用以說明如此之抵壓機構之第3實施例動作的說明圖，圖8係顯示上升後蓋體與抵壓機構之位置關係的俯視圖。此外，針對和圖1至圖6所示構成部分為同一構成部分係賦予同一符號而省略其說明。
如圖7所示般，此處在抵壓機構86之固定臂部90並未設置滑板92，而是將壓電致動器88直接固定設置於水平部96。此外，如圖8所示般，在相對於上述固定臂90之裝設位置往蓋體62之圓周方向位偏既定角度θ之處的蓋體62周緣部係朝半徑方向外側突出設有抵壓突起板110。此角度θ係固定臂部90與抵壓突起板110不致產生衝突之角度，例如30度程度。再者，於升降機構66之保持臂82設有旋轉台112，於此旋轉台112上裝設上述蓋體62，可使得蓋體62本身正逆旋轉某程度的角度例如角度θ。
此第3實施例之情況下，如圖8所示般，在固定臂部90與抵壓突起板110相對於蓋體62中心往圓周方向位偏角度θ之狀態下進行基板保持具56之裝載，如圖7(A)所示般在蓋體62接近或是輕輕接觸於處理容器48下端部之開口部44的狀態下停止。此狀態下，如圖7(B)所示般，使得蓋體62如箭頭114所示般旋轉角度θ，來讓抵壓突起板110位於固定臂部90之部位。
此處，抵壓突起板110與固定臂部90在上下方係成為位於同一部位。然後，於此狀態下如圖7(C)所示般，對壓電致動器88通電使其如箭頭102所示般進行伸長而將抵壓突起板110往上方抵緊。藉此，蓋體62係如箭頭104所示般被朝上之抵壓力所抵緊，處理容器48內成為密閉狀態。此外，為了將基板保持具58從處理容器46卸載，只要反向進行上述操作即可。
即便於此情況，由於能以上述抵壓機構86來承受大的荷重，故升降機構66無須成為過度強固的構造，且驅動馬達80A之能力也無須過度地大，可發揮和第1實施例同樣的作用效果。
其次針對本發明之裝載單元所使用之抵壓機構之第4實施例來說明。於先前所說明之第3實施例係將壓電致動器設置於固定臂部，但不限定於此，也可設置於蓋體側。圖9係用以說明如此之抵壓機構之第4實施例動作之說明圖。如圖9(A)所示般，此處壓電致動器88並未設置於固定臂部90，而是於設置在蓋體
62之抵壓突起板110之下面以面向下方的方式被裝設固定著。
即便於此第4實施例之情況也和先前第3實施例之情況同樣，如圖8所示般，在固定臂部90與抵壓突起板110相對於蓋體62之中心往圓周方向上位偏角度θ之狀態下進行基板保持具56之裝載，而如圖9(A)所示般，在蓋體62接近或是輕輕接觸於處理容器48下端部之開口部44的狀態下停止。此狀態下，如圖9(B)所示般，使得蓋體62如箭頭114所示般旋轉角度θ，來使得抵壓突起板110位於固定臂部90之部位。
此處，抵壓突起板110與固定臂部90係於上下方成為位於同一部位。然後，於此狀態下如圖9(C)所示般，對壓電致動器88通電來使其如箭頭108所示般往下方伸長而將固定臂部90之水平部96往下方抵緊。藉此，蓋體62受反作用力之影響會如箭頭104所示般受向上之抵壓力所抵緊，處理容器48內成為密閉狀態。此外，為了將基板保持具58從處理容器46卸載，只要反向進行上述操作即可。
即便於此情況，由於能以上述抵壓機構86來承受大的荷重，故升降機構66無須成為過度強固的構造，且驅動馬達80A之能力也無須過度地大，可發揮和第1實施例同樣的作用效果。
其次針對本發明之裝載單元所使用之抵壓機構之第5實施例來說明。於先前所說明之第1~第4實施例
之抵壓機構，固定臂部90相對於座板12係固定設置，但不限定於此，臂部亦可採可旋動方式來設置。圖10係用以說明如此之抵壓機構之第5實施例動作之說明圖。此外，針對和圖1至圖9所示構成部分為同一構成之部分係賦予同一符號而省略其說明。
如圖10所示般，此處抵壓機構86係具有旋動臂部120。此旋動臂部120係和第1實施例同樣成為L字形，係由垂直部126與水平部128所構成。此旋動臂部120之垂直部94上端係插通於座板12處所形成之安裝孔122內而連結於旋動致動器124受到支撐，能以上述垂直部94為軸進行旋動。此外，上述旋動致動器124之全體係由密封板130所氣密覆蓋著。
藉此，此旋動臂部120前端部之水平部128可在上述處理容器48之開口部44下方位置以及其外側位置(亦即於水平面內相對於開口部44位於外側位置)之間進行移動。此外，水平部128之前端係朝上方裝設固定有壓電致動器88。
此第5實施例之情況，係先使得上述旋動臂部120往外側旋動讓旋動臂部120之水平部128相對於處理容器48之開口部44的下方位於外側，來避免旋動臂部120與上升而來之蓋體62發生衝突。然後，於此狀態下進行基板保持具56之裝載而如圖10(A)所示般，在蓋體62接近或是輕輕接觸於處理容器48下端部之開口部44的狀態下停止。此狀態下，如圖10(B)所示般，使得旋動臂部120如箭頭132所示般例如往內側
旋動或旋轉90度來使得設置於水平部128之壓電致動器88位於開口部44之下方位置(亦即蓋體62之下方位置)。
其次，於此狀態下如圖10(C)所示般對壓電致動器88通電，使其如箭頭102所示般伸長而將蓋體62往上方抵緊。藉此，蓋體62係如箭頭104所示般受往上之抵壓力所抵緊，處理容器48內成為密閉狀態。此外，為了將基板保持具58從處理容器46卸載，只要反向進行上述操作即可。
即便於此情況，由於能以上述抵壓機構86來承受大的荷重，故升降機構66無須成為過度強固的構造，且驅動馬達80A之能力也無須過度地大，可發揮和第1實施例同樣的作用效果。
其次，針對本發明之裝載單元所使用之抵壓機構之第6實施例來說明。於先前所說明之第1~第5實施例，雖使得壓電致動器88直接接觸或是裝設於蓋體62來將其上抵，但不限定於此。圖11係用以說明如此之抵壓機構之第6實施例動作之說明圖。此外，針對和圖1至圖10所示構成部分為同一構成部分係賦予同一符號而省略其說明。
如圖11所示般，此處抵壓機構86和前面的第5實施例同樣地具有由垂直部126與水平部128形成L字形之搖動臂部136。此搖動臂136之垂直部126之上端側係插通於在座板12所形成之安裝孔122，且此
垂直部126之長度方向的中央部在從座板12往下方延伸設置之裝設台138係於支點140受到軸支撐，而於垂直面內搖動自如。於此情況，當此搖動臂部136之水平部128朝向處理容器48之開口部44側往內側方向旋轉乃至搖動的情況下，此水平部128之前端部可抵接於蓋體62之周緣部下面。
此外，此搖動臂部136之基端部、亦即垂直部126之上端部與座板12之間係裝設有壓電致動器88，藉由使得此壓電致動器88進行伸縮，上述搖動臂部136能以支點140為中心在垂直面內進行搖動。此外，以包覆上述壓電致動器88以及安裝孔122的方式氣密地裝設有密封板130，而維持裝載室70之氣密性。
於此第6實施例之情況，先使得上述搖動臂部136往外側搖動讓搖動臂部136之水平部128相對於處理容器48之開口部44下方位於外側，以避免搖動臂部136與上升而來的蓋體62產生衝突。然後，於此狀態下進行基板保持具56之裝載而如圖11(A)所示般，在蓋體62接近或是輕輕接觸於處理容器48下端部之開口部44的狀態下停止。於此狀態下對壓電致動器88通電，使得此壓電致動器88伸長而如圖11(B)所示般讓搖動臂部136如箭頭142所示般以支點140為中心往內側搖動乃至旋轉。
藉此，使得水平部128之前端抵接、抵緊於蓋體62下面。藉此，蓋體62係如箭頭104所示般被往上之抵壓力所抵緊，處理容器48內成為密閉狀態。此
外，為了將基板保持具58從處理容器46卸載，只要反向進行上述操作即可。
即便於此情況，由於能以上述抵壓機構86來承受大的荷重，故升降機構66無須成為過度強固的構造，且驅動馬達80A之能力也無須過度地大，可發揮和第1實施例同樣的作用效果。
此外，於以上之各實施例，壓電致動器88係舉出例如日本特開平04-370987號公報等所揭示之使得壓電元件積層而形成之堆疊型壓電元件體100為例來說明，但不限定於此，也可使用圖12所示之壓電致動器88。圖12係顯示壓電致動器之其他例之概略立體圖。
圖12(A)中做為壓電致動器88係例如日本特開平07-046868號公報所揭示般以和配置於圓筒體狀本體149內的複數壓電元件100a做接觸的方式來設置移動體150，將此移動體150以摩擦力來驅動。此外，圖12(B)中做為壓電致動器88係例如日本特開平11-220894號公報所揭示般，於採用複數壓電元件100a之超音波轉子馬達151的旋轉元件設置小齒輪152，讓卡筍所構成之移動體154齒合於此小齒輪152，可使得此移動體154往上下方向或是前後方向移動。
於此情況下，藉由使得上述移動體150、154往前後或是上下移動來對蓋體62產生抵壓力。尤其，當壓電致動器88使用超音波線性馬達或超音波轉子馬達之情況，由於在壓電元件與移動體之間所產生之摩擦
力或是壓電元件與旋轉元件之間產生的摩擦力非常地大，故即使對於壓電元件之通電處於阻斷狀態也可維持大的抵壓力，且移動體150、154之移動距離也可變大。
此外，此處雖以對直徑450mm之基板進行熱處理之情況為例來說明，但基板尺寸不限定於上述值，即使對於例如直徑為300mm等之基板的處理系統當然也可適用本發明。
此外，於上述各實施例，雖舉出固定臂部90固定於座板12之情況為例來說明，但不限定於此，只要是處理系統之框體4側則可支撐固定於任意部位。例如，可將固定臂部90固定於內面區隔壁10側或中央區隔壁6側，也可從底部區隔壁18側直立設置，更可固定於將處理容器48之開口部44加以包圍之清除機的區隔壁處。於此情況，上述固定臂部90並不特別限定為L字形，只要是具有可設置壓電致動器88或是和壓電致動器88作接觸之水平部96的形狀皆可，可為任意形狀。
此外，此處被處理體係舉出半導體晶圓為例來說明，而此半導體晶圓也包含矽基板、GaAs、SiC、GaN等化合物半導體基板，且不限定於此等基板，本發明也可適用於液晶顯示裝置所使用之玻璃基板或陶瓷基板等。
本專利申請享有2011年4月7日提出申請之日本申請案特願2011-085205之優先權利益。此先前申請
之全部揭示內容係引用做為本說明書之一部分。
2‧‧‧處理系統
4‧‧‧框體
6‧‧‧中央區隔壁
8‧‧‧儲藏室單元
10‧‧‧內面區隔壁
12‧‧‧座板
14‧‧‧處理單元
16‧‧‧裝載單元
18‧‧‧底板區隔壁
19‧‧‧側面區隔壁
20‧‧‧前面區隔壁
22‧‧‧基板容器
22A‧‧‧蓋
24‧‧‧搬出入埠
26‧‧‧開閉門
28‧‧‧搬出入口
30‧‧‧儲藏架
32‧‧‧容器移載機構
34‧‧‧導軌
34A‧‧‧驅動馬達
36‧‧‧容器搬送臂
38‧‧‧容器移載埠
40‧‧‧開閉門
42‧‧‧基板搬出入口
44‧‧‧開口部
44A‧‧‧凸緣部
46‧‧‧處理容器
48‧‧‧容器本體
50‧‧‧岐管
54‧‧‧加熱器部
56‧‧‧基板保持具
58‧‧‧晶圓舟
60‧‧‧保溫筒
62‧‧‧蓋體
64‧‧‧密封構件
66‧‧‧升降機構
68‧‧‧裝載用框體
70‧‧‧裝載室
72‧‧‧基板移載機構
74‧‧‧固定臂部
76‧‧‧導軌
76A‧‧‧驅動馬達
78‧‧‧移載臂
80‧‧‧導軌
80A‧‧‧驅動馬達
82‧‧‧保持臂
86‧‧‧抵壓機構
88‧‧‧壓電致動器
90‧‧‧固定臂部
92‧‧‧滑板
92A‧‧‧卡合溝槽
94‧‧‧垂直部
96‧‧‧水平部
96A‧‧‧導軌
98‧‧‧驅動部
100‧‧‧壓電元件體
100a‧‧‧壓電元件
110‧‧‧抵壓突起板
112‧‧‧旋轉台
120‧‧‧旋動臂部
124‧‧‧旋動致動器
126‧‧‧垂直部
128‧‧‧水平部
130‧‧‧密封板
136‧‧‧搖動臂部
138‧‧‧裝設台
140‧‧‧支點
149‧‧‧本體
150‧‧‧移動體
151‧‧‧超音波轉子馬達
152‧‧‧小齒輪
154‧‧‧移動體
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示本發明之具有裝載單元之處理系統全體之截面圖。
圖2係沿圖1中A-A線之截面圖。
圖3係顯示上升後之蓋體與抵壓機構之位置關係之俯視圖。
圖4係用以說明抵壓機構之第1實施例動作之說明圖。
圖5係顯示抵壓機構之前端部一例之放大俯視圖。
圖6係用以說明抵壓機構之第2實施例動作之說明圖。
圖7係用以說明抵壓機構之第3實施例動作之說明圖。
圖8係顯示上升後蓋體與抵壓機構之位置關係之俯視圖。
圖9係用以說明抵壓機構之第4實施例動作之說明圖。
圖10係用以說明抵壓機構之第5實施例動作之說明圖。
圖11係用以說明抵壓機構之第6實施例動作之說明圖。
圖12係顯示壓電致動器之其他例之概略立體圖。
2‧‧‧處理系統
4‧‧‧框體
6‧‧‧中央區隔壁
8‧‧‧儲藏室單元
10‧‧‧內面區隔壁
12‧‧‧座板
14‧‧‧處理單元
16‧‧‧裝載單元
18‧‧‧底板區隔壁
20‧‧‧前面區隔壁
22‧‧‧基板容器
22A‧‧‧蓋
24‧‧‧搬出入埠
26‧‧‧開閉門
28‧‧‧搬出入口
30‧‧‧儲藏架
32‧‧‧容器移載機構
34‧‧‧導軌
34A‧‧‧驅動馬達
36‧‧‧容器搬送臂
38‧‧‧容器移載埠
40‧‧‧開閉門
42‧‧‧基板搬出入口
44‧‧‧開口部
44A‧‧‧凸緣部
46‧‧‧處理容器
48‧‧‧容器本體
50‧‧‧岐管
54‧‧‧加熱器部
56‧‧‧基板保持具
58‧‧‧晶圓舟
60‧‧‧保溫筒
62‧‧‧蓋體
64‧‧‧密封構件
66‧‧‧升降機構
68‧‧‧裝載用框體
70‧‧‧裝載室
72‧‧‧基板移載機構
74‧‧‧固定臂部
76‧‧‧導軌
76A‧‧‧驅動馬達
78‧‧‧移載臂
82‧‧‧保持臂
86‧‧‧抵壓機構
88‧‧‧壓電致動器
90‧‧‧固定臂部
W‧‧‧晶圓
Claims (11)
- 一種裝載單元，係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體而進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器；該抵壓機構係進一步具有：固定臂部；以及滑板，係設置於該固定臂部，可於位於該開口部之該蓋體下方朝水平方向移動；該壓電致動器係設置於該滑板處，可對該蓋體進行抵壓。
- 如申請專利範圍第1項之裝載單元，其中該抵壓機構係沿著該處理容器之圓周方向配置複數個。
- 如申請專利範圍第1或2項之裝載單元，其中該壓電致動器係具有複數片壓電元件積層所構成之壓電元件體。
- 如申請專利範圍第1或2項之裝載單元，其中該壓電致動器係具有超音波線性馬達，該超音波線性馬達係具有：複數壓電元件；以及移動體，係接觸於此複數壓電元件而藉由摩擦力所驅動。
- 如申請專利範圍第1或2項之裝載單元，其中 該壓電致動器係具有超音波轉子馬達，該超音波轉子馬達係具有複數壓電元件而受到旋轉驅動。
- 一種裝載單元，係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體而進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器；該抵壓機構係進一步具有：固定臂部；以及滑板，係於該蓋體之下面，以可從該蓋體之周緣部往外側朝水平方向移動的方式而設置；該壓電致動器係設置於該滑板處，可對該固定臂部進行抵壓。
- 一種裝載單元，係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體而進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器；該蓋體係以可相對於該升降機構旋動既定角度的 方式受到支撐；該抵壓機構係進一步具有：抵壓突起板，係於該蓋體朝其半徑方向外側突出設置；以及固定臂部；該致動器係設置於該固定臂部，可對該抵壓突起板進行抵壓。
- 一種裝載單元，係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體而進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器；該蓋體係以可相對於該升降機構旋動既定角度的方式受到支撐；該抵壓機構係進一步具有：抵壓突起板，係於該蓋體朝其半徑方向外側突出設置；以及固定臂部；該致動器係設置於該抵壓突起板，可對該固定臂部進行抵壓。
- 一種裝載單元，係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等 基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體而進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器；該抵壓機構係進一步具有旋動臂部，係以前端部可在該處理容器之開口部的下方位置與外側位置之間進行移動的方式而可旋動地受到支撐；該致動器係設置於該旋動臂部之前端部，可對位於該開口部之該蓋體進行抵壓。
- 一種裝載單元，係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體而進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器；該抵壓機構係進一步具有旋動臂部，係以前端部可和位於該開口部之蓋體做接觸的方式而於垂直面內可搖動地受到支撐；該致動器係以抵壓該搖動臂部之基端部的方式設置著。
- 一種處理系統，係具備有： 處理單元，係對基板施以熱處理；裝載單元，係設置於該處理單元之下方處；以及儲藏室單元，係和該裝載單元並列設置，將收容有複數片該基板之基板容器加以收納；該裝載單元係將保持複數片基板之基板保持具以及支撐基板保持具之蓋體予以保持，使得此等基板保持具與蓋體相對於下端呈開口而藉由蓋體所密閉之筒體狀處理容器進行升降；其特徵在於具備有：升降機構，係保持該基板保持具與該蓋體而進行升降；以及抵壓機構，係具有為了將位於該處理容器下端之開口部的該蓋體朝上方抵壓而設置之壓電致動器；該抵壓機構係進一步具有：固定臂部；以及滑板，係設置於該固定臂部，可於位於該開口部之該蓋體下方朝水平方向移動；該壓電致動器係設置於該滑板處，可對該蓋體進行抵壓。
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