基板输送装置和基板处理系统的制作方法

1.本公开涉及基板输送装置和基板处理系统。


背景技术：

2.例如，公知有具备多个处理室和与处理室连接的真空输送室的基板处理系统。在真空输送室内设有用于输送基板的基板输送装置。
3.在专利文献1公开有具备多个处理模块和输送模块的处理站。在输送模块设有由多关节臂构成的晶圆输送机构。
4.此外，在专利文献2公开有使用平面马达输送基板的半导体处理设备。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2017-168866号公报
8.专利文献2：日本特表2018-504784号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.在专利文献1所公开的处理站中，在成为真空气氛的输送模块内设有多个多关节臂，以向多个处理模块输送基板。有可能成为发尘源的马达配置于输送模块外，多关节臂的旋转轴贯穿输送模块的底面地配置，底面和旋转轴之间由磁密封件密封。因此，存在难以将输送模块内保持为高真空的问题。此外，在专利文献2所公开的系统中，存在操作性差且需要扩大腔室的开口的问题。
11.本公开的一技术方案提供输送基板的基板输送装置。
12.用于解决问题的方案
13.本公开的一技术方案的基板输送装置包括：第1平面马达，其设于第1室，并具有排列着的线圈；第2平面马达，其设于与所述第1室连接的第2室，并具有排列着的线圈；一对输送单元，其在所述第1平面马达和/或所述第2平面马达上移动，并能够输送基板；以及控制部，其控制所述第1平面马达和所述第2平面马达的线圈的通电。
14.发明的效果
15.根据本公开的一技术方案，提供输送基板的基板输送装置。
附图说明
16.图1是表示一实施方式的基板处理系统的一例的结构的俯视图。
17.图2是说明基板输送机构的驱动原理的立体图。
18.图3a是表示一实施方式的输送单元的一例的俯视图。
19.图3b是表示一实施方式的输送单元的一例的俯视图。
20.图4a是表示一实施方式的输送单元的一例的图。
21.图4b是表示一实施方式的输送单元的一例的图。
22.图4c是表示一实施方式的输送单元的一例的图。
23.图5a是说明将晶圆从输送单元向另一输送单元交接的步骤的示意图。
24.图5b是说明将晶圆从输送单元向另一输送单元交接的步骤的示意图。
25.图5c是说明将晶圆从输送单元向另一输送单元交接的步骤的示意图。
26.图6a是说明输送单元从真空输送室向处理室移动时的动作的示意图。
27.图6b是说明输送单元从真空输送室向处理室移动时的动作的示意图。
28.图6c是说明输送单元从真空输送室向处理室移动时的动作的示意图。
具体实施方式
29.以下，参照附图对用于实施本公开的方式进行说明。在各附图中，对相同结构部分标注相同的附图标记，有时省略重复的说明。
30.＜基板处理系统100＞
31.使用图1对一实施方式的基板处理系统100的整体结构的一例进行说明。图1是表示一实施方式的基板处理系统100的一例的结构的俯视图。另外，在图1中，对晶圆w标注点状阴影来进行图示。
32.图1所示的基板处理系统100是集群构造(多腔室型)的系统。基板处理系统100包括多个处理室110、真空输送室120、加载互锁室130、大气输送室140以及控制部150。
33.处理室110被减压至规定的真空气氛，在其内部对半导体晶圆w(以下，也称为“晶圆w”)实施期望的处理(蚀刻处理、成膜处理、清洁处理、灰化处理等)。处理室110与真空输送室120相邻地配置。处理室110和真空输送室120利用闸阀112的开闭而连通。处理室110具有载置晶圆w的载置台111。此外，在处理室110的内部设有输送晶圆w的基板输送装置125的平面马达11。另外，处理室110中的用于处理的各部的动作由控制部150控制。
34.真空输送室120被减压至规定的真空气氛。此外，在真空输送室120的内部设有输送晶圆w的基板输送装置125的平面马达10。基板输送装置125具有保持晶圆w的输送单元20。基板输送装置125根据闸阀112的开闭在处理室110和真空输送室120之间进行晶圆w的送入和送出。此外，基板输送装置125根据闸阀132的开闭在加载互锁室130和真空输送室120之间进行晶圆w的送入和送出。另外，基板输送装置125的动作、闸阀112的开闭由控制部150控制。另外，关于基板输送装置125，使用图2和图3a～图3b随后叙述。
35.加载互锁室130设于真空输送室120和大气输送室140之间。加载互锁室130具有载置晶圆w的载置台131。此外，在加载互锁室130的内部设有输送晶圆w的基板输送装置125的平面马达13。加载互锁室130能够在大气气氛和真空气氛之间切换。加载互锁室130和真空气氛的真空输送室120利用闸阀132的开闭而连通。加载互锁室130和大气气氛的大气输送室140利用闸阀133的开闭而连通。另外，加载互锁室130内的真空气氛或大气气氛的切换由控制部150控制。
36.大气输送室140为大气气氛，例如形成有洁净空气的下降流。此外，在大气输送室140的内部设有输送晶圆w的输送装置(未图示)。输送装置(未图示)根据闸阀133的开闭在加载互锁室130和大气输送室140之间进行晶圆w的送入和送出。另外，输送装置(未图示)的动作、闸阀133的开闭由控制部150控制。
37.此外，在大气输送室140的壁面设有装载口(未图示)。装载口安装有收容有晶圆w的载体(未图示)或空的载体。作为载体，例如，能够使用foup(front opening unified pod：前开式晶圆传送盒)等。
38.输送装置(未图示)能够取出收容于装载口的晶圆w，并将其载置于加载互锁室130的载置台131。此外，输送装置(未图示)能够取出在加载互锁室130的载置台131载置着的晶圆w，并将其收容于装载口。
39.控制部150具有cpu(central processing unit：中央处理单元)、rom(read only memory：只读存储器)、ram(random access memory：随机存取存储器)以及hdd(hard disk drive：硬盘驱动器)。控制部150不限于具有hdd，也可以具有ssd(solid state drive：固态驱动器)等其他的存储区域。在hdd、ram等存储区域存储有设定了处理的步骤、处理的条件、输送条件的制程。
40.cpu根据制程控制各处理室110中的晶圆w的处理，控制晶圆w的输送。也可以在hdd、ram存储有用于执行各处理室110中的晶圆w的处理、晶圆w的输送的程序。程序既可以存储于存储介质而进行提供，也可以通过网络从外部装置提供。
41.接着，对基板处理系统100的动作的一例进行说明。在此，作为基板处理系统100的动作的一例，按照如下这样的动作进行说明：在处理室110对在安装于装载口的载体收容着的晶圆w实施处理，并将其向安装于装载口的空的载体收容。另外，在动作的开始时刻，闸阀112、132、133关闭，加载互锁室130内为大气气氛。
42.控制部150打开闸阀133。控制部150控制大气输送室140内的输送装置，从装载口的载体取出晶圆w，并将其载置于加载互锁室130的载置台131。在晶圆w载置于加载互锁室130的载置台131、且输送装置从加载互锁室130退避时，控制部150关闭闸阀133。
43.控制部150控制加载互锁室130的排气装置(未图示)，对室内的空气进行排气，使加载互锁室130从大气气氛向真空气氛切换。
44.接着，将在加载互锁室130的载置台131载置着的晶圆w向处理室110输送，并将其载置于载置台111。具体地说，控制部150打开闸阀132。控制部150控制后述的基板输送装置125，将输送单元20向加载互锁室130插入至预先设定的示教点，对在加载互锁室130的载置台131载置着的晶圆w进行保持，将其向真空输送室120输送。在输送单元20从加载互锁室130退避时，控制部150关闭闸阀132。
45.控制部150打开输送目的地的处理室110的闸阀112。控制部150控制基板输送装置125，将输送单元20向处理室110插入至预先设定的示教点，将所保持的晶圆w载置于处理室110的载置台111。在输送单元20从处理室110退避时，控制部150关闭闸阀112。
46.控制部150控制处理室110，对晶圆w实施期望的处理。
47.在晶圆w的处理结束时，将在处理室110的载置台111载置着的晶圆w向加载互锁室130输送，并将其载置于载置台131。具体地说，控制部150打开闸阀112。控制部150控制基板输送装置125，将输送单元20向处理室110插入至预先设定的示教点，对在处理室110的载置台111载置着的晶圆w进行保持，将其向真空输送室120输送。在输送单元20从处理室110退避时，控制部150关闭闸阀112。
48.控制部150打开闸阀132。控制部150控制基板输送装置125，将输送单元20向加载互锁室130插入至预先设定的示教点，将所保持的晶圆w载置于加载互锁室130的载置台
131。在输送单元20从加载互锁室130退避时，控制部150关闭闸阀132。
49.控制部150控制加载互锁室130的吸气装置(未图示)，向室内供给例如洁净空气，使加载互锁室130从真空气氛向大气气氛切换。
50.控制部150打开闸阀133。控制部150控制输送装置(未图示)，取出在加载互锁室130的载置台131载置着的晶圆w，并将其收容于装载口的载体。在晶圆w从加载互锁室130的载置台131取出、且输送装置(未图示)从加载互锁室130退避时，控制部150关闭闸阀133。
51.另外，在基板处理系统100中，基板输送装置125以如下这样的结构为例进行了说明：将在加载互锁室130的载置台131载置着的晶圆w向处理室110的载置台111输送，并将处理完的晶圆w从处理室110的载置台111向加载互锁室130的载置台131输送，但不限于此。基板输送装置125也可以是将在一处理室110的载置台111载置着的晶圆w向另一处理室110的载置台111输送的结构。
52.＜基板输送装置125＞
53.接着，进一步说明基板输送装置125。基板输送装置125具有配置于真空输送室120的平面马达(线性单元)10、配置于处理室110的平面马达11、配置于加载互锁室130的平面马达13、以及能够在平面马达10、11、13上移动的一对输送单元20a、20b。一对输送单元20a、20b分别具有基座31、32。另外，输送单元20也可以设有多个。
54.使用图2，进一步说明平面马达10、11、13和输送单元20的基座31、32。图2是说明基板输送装置125的驱动原理的立体图。
55.平面马达10、11、13排列有多个线圈15。线圈15通过被供给电流而产生磁场。控制部150(参照图1)构成为能够单独地控制向各线圈15通电的电流值。
56.基座31、32排列有多个永磁体35。利用线圈15所产生的磁场，使基座31、32在平面马达10上磁悬浮。此外，利用线圈15所产生的磁场，永磁体35受到吸引力或者受到排斥力，从而使基座31、32在平面马达10、11、13上移动。
57.根据这样的结构，控制部150(参照图1)构成为能够通过控制平面马达10、11、13的各线圈15的电流值来控制基座31、32的位置、朝向、悬浮量。
58.图3a和图3b是表示一实施方式的输送单元20的一例的图。图3a是表示输送单元20的一例的俯视图。图3b是表示输送单元20的一例的a-a剖视图。
59.基板输送装置125使用一对输送单元20a、20b输送晶圆w。一输送单元20a具有基座31、支承部41以及基板支承部51。另一输送单元20b具有基座32、支承部42以及基板支承部52。
60.输送单元20a的支承部41自基座31的中央竖立设置。基板支承部51形成在支承部41之上。另外，如图3a和图3b所示，在基座31的长度方向上，图示了支承部41和基板支承部51形成在中央的情况，但不限于此。也可以向单侧偏移地设置。
61.另外，一输送单元20a和另一输送单元20b也可以是相同形状，也可以是镜像关系的对称形状，也可以是不同形状。
62.控制部150能够通过控制基座31、32之间的间隔来控制基板支承部51、52之间的间隔。此外，控制部150在维持着基座31、32的相对的位置关系的状态下使基座31、32移动，从而能够输送晶圆w。
63.＜向载置台交接晶圆＞
64.接着，使用图4a～图4c对输送单元20和载置台111(131)之间的晶圆w的交接进行说明。图4a～图4c是说明将晶圆w从输送单元20向处理室110的载置台111载置的步骤的示意图。
65.如图3a所示，输送单元20的基座31、32以规定的间隔分离，该输送单元20利用基板支承部51、52支承晶圆w。输送单元20在保持着基座31、32之间的间隔的状态下在平面马达10、11、13上磁悬浮地移动。
66.如图4a所示，在平面马达11上磁悬浮着的基座31、32移动，从而使晶圆w向载置台111的上方移动。
67.如图4b所示，控制部150使设于载置台111的升降销113上升。由此，晶圆w被升降销113抬起。然后，输送单元20离开载置台111，返回至真空输送室120。
68.如图4c所示，控制部150使设于载置台111的升降销113下降。由此，使被升降销113支承着的晶圆w载置于载置台111。
69.另外，以将晶圆w从输送单元20向载置台111交接的情况为例进行了说明，但在将晶圆w从载置台111向输送单元20交接的情况下，只要进行与图4a～图4c中说明了的步骤相反的步骤即可，省略说明。此外，以处理室110的载置台111为例进行了说明，但在加载互锁室130的载置台131的情况下也是同样，省略重复的说明。
70.＜输送单元间的晶圆的交接＞
71.接着，使用图5a～图5c，说明一对输送单元20a、20b和另一对输送单元20c、20d之间的晶圆w的交接。图5a～图5c是说明将晶圆w从一对输送单元20a、20b向另一对输送单元20c、20d交接的步骤的示意图。
72.如图5a所示，在开始处理时，由一对输送单元20a、20b支承晶圆w。
73.如图5b所示，控制部150控制各线圈15的电流，使输送单元20c、20d向收取位置移动。在图5b的例子中，以连结输送单元20a、20b的直线和连结输送单元20c、20d的直线正交的方式，使输送单元20c、20d移动。此时，输送单元20a、20b的磁悬浮量高于输送单元20c、20d的磁悬浮量。因此，晶圆w支承于输送单元20a、20b的基板支承部51、52。此外，输送单元20c、20d的基板支承部51、52能够在不与晶圆w接触的情况下在晶圆w的下方移动。
74.控制部150控制各线圈15的电流，使输送单元20c、20d的磁悬浮量相对地高于输送单元20a、20b的磁悬浮量。由此，使晶圆w从输送单元20a、20b向输送单元20c、20d交接。
75.如图5c所示，控制部150控制各线圈15的电流，使输送单元20a、20b自晶圆w之下退避。由此，能够将被一对输送单元20a、20b支承着的晶圆w向另一对输送单元20c、20d交接。
76.另外，输送单元20a、20b之间的间隔与输送单元20c、20d之间的间隔也可以不同。例如，从加载互锁室130的载置台131收取了晶圆w的输送单元20a、20b基于载置台131的宽度而设定间隔。将晶圆w向处理室110的载置台111交接的输送单元20c、20d基于载置台111的宽度而设定间隔。如此，即使载置台111、131的宽度不同，也能够在输送单元20a、20b和输送单元20c、20d之间交接晶圆w，从而变更保持晶圆w的输送单元20的间隔。
77.＜室间移动＞
78.接着，使用图6a～图6c，说明使一输送单元20a、20b在借助通路连接的两个室之间移动的处理。图6a～图6c是说明输送单元20从真空输送室120向处理室110移动时的动作的示意图。
79.如图6a～图6c所示，在真空输送室120配置有平面马达10，在处理室110配置有平面马达11。此外，在真空输送室120和处理室110之间设有作为通路的闸阀112。在此，闸阀112未设置平面马达，即、成为未配置线圈15的区域。
80.如图6a～图6c所示，基座31、32的行进方向上的长度形成得比闸阀112的行进方向上的长度长。因此，如图6a～图6c所示，在基座31、32跨越闸阀112时，至少任一永磁体35配置在平面马达10，11上。由此，在基座31、32跨越闸阀112时，也能够从平面马达10、11接受磁场，而驱动基座31、32。
81.此外，在基座31、32的单侧到达闸阀112时，以使基座31、32维持平行的方式，控制平面马达10所产生的磁场。具体地说，以增大闸阀112侧的排斥力的方式形成磁场。由此，在基座31、32跨越闸阀112时，能够防止基座31、32的前端侧以下降的方式倾倒。
82.另外，说明了输送单元20跨越处理室110和真空输送室120之间的闸阀112时的动作，但输送单元20跨越加载互锁室130和真空输送室120之间的闸阀132时的动作也以同样的方式进行即可。
83.以上，根据基板输送装置125，控制部150能够通过控制平面马达10的各线圈15的通电来控制基座31、32的位置、朝向、悬浮量。由此，能够控制输送单元20的位置、朝向、悬浮量。
84.在此，在使用多关节臂作为基板输送装置的情况下，在真空输送室120形成有供多关节臂的旋转轴贯穿的贯通部和密封部。与此相对，根据基板输送装置125，能够不需要贯通真空输送室120的贯通部和密封部，因此，能够提高真空输送室120的真空度。此外，输送单元20在平面马达10上磁悬浮地移动，从而能够抑制发尘。
85.此外，根据基板输送装置125，能够自由地输送晶圆w。由此，提高基板处理系统100的设计的自由度。例如，能够削减相邻的处理室110间的空间。
86.以上，对基板处理系统100、100b进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式等，在权利要求书所记载的本公开的主旨的范围内，能够进行各种各样的变形、改良。
87.说明了基板输送装置125、125b设于真空气氛的真空输送室120的情况，但不限于此。在大气气氛的输送室，也可以应用基板输送装置125、125b。
88.另外，本技术主张基于在2019年11月29日申请了的日本特许出愿2019-217077号的优选权，将该日本专利申请的全部内容通过参照引用于本技术。
89.附图标记说明
90.w、晶圆；100、100b、基板处理系统；110、处理室(第2室)；111、载置台；112、132、闸阀(通路)；120、真空输送室(第1室)；125、基板输送装置；130、加载互锁室(第2室)；150、控制部；10、平面马达；15、线圈；20、20a～20d、输送单元；31、32、基座；35、永磁体；41、42、支承部；51、52、基板支承部(基板支承构件)。