專利名稱：負(fù)載鎖定裝置和基板冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如對(duì)半導(dǎo)體晶片等被處理基板實(shí)施真空處理的真空處理裝置中所 使用的負(fù)載鎖定裝置和這樣的負(fù)載鎖定裝置中的基板冷卻方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造工序中，對(duì)作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片(以下僅記作晶 片)，常使用成膜處理或蝕刻處理等在真空氣氛中進(jìn)行的真空處理。最近，從這樣的真空 處理的高效化的觀點(diǎn)、和抑制氧化、污染物等的污染的觀點(diǎn)出發(fā)，將多個(gè)真空處理單元與保 持為真空的搬送室連結(jié)、能夠利用設(shè)置在該搬送室的搬送裝置將晶片向各真空處理單元搬 送的群集工具(cluster tool)型的多腔室型的真空處理系統(tǒng)受到關(guān)注(例如日本特開 2000-208589 號(hào)公報(bào))。在這樣的多腔室處理系統(tǒng)中，為了將晶片從置于大氣中的晶片盒向保持為真空的 搬送室搬送，在搬送室與晶片盒之間設(shè)置負(fù)載鎖定室，晶片通過該負(fù)載鎖定室被搬送。但是，在將這樣的多腔室處理系統(tǒng)應(yīng)用于像成膜處理這樣的高溫處理的情況下， 晶片在保持例如500°C左右的高溫的狀態(tài)下被從真空處理單元取出而搬送到負(fù)載鎖定室， 若在這樣的高溫狀態(tài)下將晶片暴露在大氣中，則晶片發(fā)生氧化。另外，若將保持這樣的高溫 的晶片收納入收納容器，則會(huì)產(chǎn)生通常為樹脂制的收納容器發(fā)生溶化等問題。為避免這樣的問題，在負(fù)載鎖定室配置冷卻板，該冷卻板具備冷卻晶片的冷卻機(jī) 構(gòu)，以將晶片載置于冷卻板或使晶片接近冷卻板的狀態(tài)下，在負(fù)載鎖定室從真空恢復(fù)為大 氣壓的期間進(jìn)行晶片的冷卻。這時(shí)，若晶片被急速冷卻，則晶片會(huì)因晶片正面背面的熱膨脹差造成變形，冷卻效 率降低，因此，需要以晶片不發(fā)生變形的程度的冷卻速度進(jìn)行冷卻。所以，晶片的冷卻需要 較長(zhǎng)時(shí)間，而負(fù)載鎖定室中的晶片的冷卻時(shí)間限制了系統(tǒng)整體的處理速度，因此在負(fù)載鎖 定室的冷卻時(shí)間中晶片的處理個(gè)數(shù)受到制約，吞吐量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠高效冷卻基板并提高基板處理的吞吐量的負(fù)載鎖定裝置。另外，本發(fā)明的另外的目的在于，提供能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的基板的冷卻的負(fù)載鎖定裝 置的基板冷卻方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供負(fù)載鎖定裝置，其用于從大氣氣氛向保持為真空的 真空室搬送基板、并從上述真空室向上述大氣氣氛搬送高溫的基板，上述負(fù)載鎖定裝置包 括容器，其設(shè)置為能夠使壓力在與真空室對(duì)應(yīng)的壓力和大氣壓之間變動(dòng)；壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其當(dāng)上述容器內(nèi)與上述真空室連通時(shí)，將上述容器內(nèi)的壓力調(diào)整為與上述真空室對(duì)應(yīng)的壓 力，當(dāng)上述容器內(nèi)與上述大氣氣氛的空間連通時(shí)，將上述容器內(nèi)的壓力調(diào)整為大氣壓；第一 和第二冷卻部件，其在上述容器內(nèi)相對(duì)地設(shè)置，通過與基板接近或接觸而冷卻基板；第一搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至上述容器內(nèi)的基板，并將基板搬送至與上述第一冷卻部件接近或 接觸的位置；和第二搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至上述容器內(nèi)的基板，并將基板搬送至與上述 第一冷卻部件接近或接觸的位置。在上述第一方面中，上述第一搬送機(jī)構(gòu)，在與外部的搬送臂之間進(jìn)行基板的交接 的交接位置、和與上述第一冷卻部件接近或接觸的冷卻位置之間搬送基板，上述第二搬送 機(jī)構(gòu)，在與外部的搬送臂之間進(jìn)行基板的交接的交接位置、和與上述第二冷卻部件接近或 接觸的冷卻位置之間搬送基板。另外，能夠具備控制部，其控制上述第一搬送機(jī)構(gòu)和上述第二搬送機(jī)構(gòu)，使得在利 用上述第一搬送機(jī)構(gòu)和上述第二搬送機(jī)構(gòu)中的任意一方使基板與上述第一冷卻部件和上 述第二冷卻部件中的任意一方接近或接觸而冷卻基板的期間，利用上述第一搬送機(jī)構(gòu)和上 述第二搬送機(jī)構(gòu)中的另一方將基板向上述第一冷卻部件和上述第二冷卻部件中的另一方搬送。另外，上述第一搬送機(jī)構(gòu)和上述第二搬送機(jī)構(gòu)，能夠構(gòu)成為具有支承基板的基板 支承部和驅(qū)動(dòng)基板支承部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。另外，還能夠構(gòu)成為下述結(jié)構(gòu)上述第一冷卻部件設(shè)置在上述容器的下部，從下方 冷卻基板，上述第二冷卻部件設(shè)置在上述容器的上部，從上方冷卻基板。這種情況下，能夠 構(gòu)成為下述結(jié)構(gòu)上述第一搬送機(jī)構(gòu)具有相對(duì)于上述第一冷卻部件能夠自由伸出沒入地 設(shè)置的支承銷；和使上述支承銷升降的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述第二搬送機(jī)構(gòu)具有支承基板并且 能夠與上述第二冷卻部件自由接觸分離地設(shè)置的基板支承部件；和使上述基板支承部件升 降的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，上述第一搬送機(jī)構(gòu)和上述第二搬送機(jī)構(gòu)可以分別具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。上 述第一搬送機(jī)構(gòu)和上述第二搬送機(jī)構(gòu)也可以具有共用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供負(fù)載鎖定裝置的基板冷卻方法，上述負(fù)載鎖定裝置 用于從大氣氣氛向保持為真空的真空室搬送基板、并從上述真空室向上述大氣氣氛搬送高 溫的基板，該負(fù)載鎖定裝置包括容器，其設(shè)置為能夠使壓力在與真空室對(duì)應(yīng)的壓力和大氣 壓之間變動(dòng)；壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，其當(dāng)上述容器內(nèi)與上述真空室連通時(shí)，將上述容器內(nèi)的壓力調(diào) 整為與上述真空室對(duì)應(yīng)的壓力，當(dāng)上述容器內(nèi)與上述大氣氣氛的空間連通時(shí)，將上述容器 內(nèi)的壓力調(diào)整為大氣壓；第一和第二冷卻部件，其在上述容器內(nèi)相對(duì)地設(shè)置，通過與基板接 近或接觸而冷卻基板；第一搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至上述容器內(nèi)的基板，并將基板搬送至 與上述第一冷卻部件接近或接觸的位置；和第二搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至上述容器內(nèi)的 基板，并將基板搬送至與上述第一冷卻部件接近或接觸的位置，上述基板冷卻方法包括利 用上述第一搬送機(jī)構(gòu)和上述第二搬送機(jī)構(gòu)中的任意一方使基板與上述第一冷卻部件和上 述第二冷卻部件中的任意一方接近或接觸而冷卻基板；和在該基板的冷卻期間，利用上述 第一搬送機(jī)構(gòu)和上述第二搬送機(jī)構(gòu)中的另一方將基板向上述第一冷卻部件和上述第二冷 卻部件中的另一方搬送。根據(jù)本發(fā)明，在容器內(nèi)相對(duì)地設(shè)置第一冷卻部件和第二冷卻部件，能夠通過各冷 卻部件分別進(jìn)行基板的冷卻，因此，能夠高效地冷卻基板，能夠避免負(fù)載鎖定裝置中的基板 的冷卻時(shí)間限制系統(tǒng)整體的處理速度。所以，基板的處理個(gè)數(shù)不受負(fù)載鎖定裝置的冷卻時(shí) 間的限制，能夠以高吞吐量進(jìn)行基板的處理。
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另外，在用一個(gè)冷卻部件冷卻基板的期間，通過將另外的基板向另一冷卻部件搬 送，能夠在兩個(gè)冷卻部件以獨(dú)立的順序進(jìn)行基板的搬送和冷卻，能夠進(jìn)行自由度極高的冷 卻動(dòng)作。


圖1是示意地表示搭載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置的多腔室型的 真空處理系統(tǒng)的平面圖。圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置的垂直截面圖。圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置的水平截面圖。圖4是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置中，向下部冷卻板搬送晶片 的狀態(tài)的示意圖。圖5是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置中，在用下部冷卻板冷卻晶 片的期間向上部冷卻板搬送晶片的狀態(tài)的示意圖。圖6是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置中，用下部冷卻板和上部冷 卻板兩者冷卻晶片的狀態(tài)的示意圖。圖7是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置中，在用下部冷卻板冷卻晶 片的期間向上部冷卻板搬送晶片的狀態(tài)的示意圖。圖8是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置的垂直截面圖。圖9A是用于說明圖8的負(fù)載鎖定室的動(dòng)作的概略圖。圖9B是用于說明圖8的負(fù)載鎖定室的動(dòng)作的概略圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體的說明。圖1是表示搭載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置的多腔室型的真空處 理系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的平面圖。真空處理系統(tǒng)，具備進(jìn)行例如像成膜處理那樣的高溫處理的4個(gè)真空處理單元1、 2、3、4，這些各真空處理單元1 4與成六角形的搬送室5的4個(gè)邊分別對(duì)應(yīng)地設(shè)置。另外， 在搬送室5的另外2個(gè)邊，分別設(shè)置有本實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置6、7。在這些負(fù)載鎖定裝 置6、7的與搬送室5的相反側(cè)設(shè)置有搬入搬出室8，在搬入搬出室8的與負(fù)載鎖定裝置6、7 的相反側(cè)，設(shè)置有端口 9、10、11，這些端口安裝能夠收容作為被處理基板的晶片W的三個(gè)載 體(carrieiOC。在真空處理單元1、2、3、4中以被處理體載置于處理板上的狀態(tài)，進(jìn)行規(guī)定 的真空處理、例如蝕刻或成膜處理。如該圖所示，真空處理單元1 4，通過閘閥G與搬送室5的各邊連接，它們通過打 開對(duì)應(yīng)的閘閥G而與搬送室5連通，通過關(guān)閉對(duì)應(yīng)的閘閥G而從搬送室5斷開。另外，負(fù)載 鎖定裝置6、7，通過第一閘閥G1分別與搬送室5的剩余的邊連接，另外還通過第二閘閥G2 與搬入搬出室8連接。這樣，負(fù)載鎖定裝置6、7，通過打開第一閘閥G1而與搬送室5連通， 通過關(guān)閉第一閘閥G1而從搬送室斷開。另外，通過打開第二閘閥G2而與搬入搬出室8連 通，通過關(guān)閉第二閘閥G2而從搬入搬出室8斷開。在搬送室5內(nèi)，設(shè)置有對(duì)真空處理單元1 4和負(fù)載鎖定裝置6、7進(jìn)行晶片W的搬入搬出的搬送裝置12。該搬送裝置12設(shè)置在搬送室5的大致中央，在能夠旋轉(zhuǎn)和伸縮的 旋轉(zhuǎn)/伸縮部13的前端具有支承晶片W的兩個(gè)支承臂14a、14b，這兩個(gè)支承臂14a、14b按 照相互朝向相反方向的方式安裝在旋轉(zhuǎn)/伸縮部13。該搬送室5內(nèi)保持為規(guī)定的真空度。在安裝搬入搬出室8的晶片收納容器即前開式晶圓盒(F0UP;FrOnt Opening Unified Pod)用的三個(gè)端口 9、10、11，分別設(shè)置有未圖示的閘門(shutter)，收容有晶片W 的或空的前開式晶圓盒F以載置于臺(tái)S上的狀態(tài)直接安裝在這些端口 9、10、11，當(dāng)已被安 裝時(shí)，閘門打開，在防止外部氣體的侵入的同時(shí)與搬入搬出室8連通。另外，在搬入搬出室 8的側(cè)面，設(shè)置有校準(zhǔn)腔室15，此處進(jìn)行晶片W的校準(zhǔn)。在搬入搬出室8內(nèi)，設(shè)置有對(duì)前開式晶圓盒F進(jìn)行晶片W的搬入搬出和對(duì)負(fù)載鎖 定裝置6、7進(jìn)行晶片W的搬入搬出的搬送裝置16。該搬送裝置16具有多關(guān)節(jié)臂結(jié)構(gòu)，能夠 沿著前開式晶圓盒F的排列方向在軌道18上運(yùn)動(dòng)，將晶片W載置于其前端的支承臂17上 而進(jìn)行搬送。該真空處理系統(tǒng)，具有由控制各構(gòu)成部的微處理器(計(jì)算機(jī))構(gòu)成的處理控制器 20，形成各構(gòu)成部與該處理控制器20連接而被控制的結(jié)構(gòu)。另外，在處理控制器20，連接有 用戶接口 21，其由操作者為了管理處理裝置而進(jìn)行指令輸入操作等的鍵盤、將等離子體處 理裝置的工作狀況可視化地顯示的顯示器等構(gòu)成。另外，處理控制器20與存儲(chǔ)有方案的存儲(chǔ)部22連接，該方案為用于使在處理裝置 中執(zhí)行的各種處理通過處理控制器20的控制而實(shí)現(xiàn)的控制程序、用于使處理裝置的各構(gòu) 成部根據(jù)處理?xiàng)l件執(zhí)行處理的程序。方案被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部22中的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)分質(zhì) 可以是硬盤等固定的介質(zhì)，也可以是CDROM、DVD、閃存等可移動(dòng)性的介質(zhì)。另外，也可以通 過例如專用的線路適宜地從其它的裝置傳送方案。并且，按照需要，通過來自用戶接口 21的指示等從存儲(chǔ)部22調(diào)出任意的方案并使 處理控制器20執(zhí)行，由此，在處理控制器20的控制下，進(jìn)行處理裝置中的所希望的處理。接著，對(duì)本實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置6、7進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖2是表示本實(shí)施方式的負(fù)載鎖定裝置的垂直截面圖，圖3是其水平截面圖。負(fù) 載鎖定裝置6 (7)，具有容器31，在容器31內(nèi)的下部和上部，分別設(shè)置有與晶片W接近而冷 卻晶片W的下部冷卻板32和上部冷卻板33。在容器31的一個(gè)側(cè)壁，設(shè)置有能夠與保持為真空的搬送室5連通的開口 34，在與 其相對(duì)的側(cè)壁，設(shè)置有能夠與保持為大氣壓的搬入搬出室8連通的開口 35。并且，開口 34 能夠通過第一閘閥G1開關(guān)，開口 35能夠通過第二閘閥G2開關(guān)。在容器31的底部，設(shè)置有用于將容器31內(nèi)進(jìn)行真空排氣的排氣口 36。排氣口 36 與排氣管41連接，在該排氣管41，設(shè)置有開關(guān)閥42、排氣速度調(diào)整閥43和真空泵44。另外，在容器31的內(nèi)部的中間高度位置的側(cè)壁部附近，設(shè)置有用于向容器31內(nèi)導(dǎo) 入吹掃氣體(purge gas)的由多孔質(zhì)陶瓷形成的吹掃氣體導(dǎo)入部件37。該吹掃氣體導(dǎo)入部 件37具有過濾功能，并具有向容器31內(nèi)緩慢地導(dǎo)入吹掃氣體的功能。該吹掃氣體導(dǎo)入部 件37與吹掃氣體供給配管45連接。該吹掃氣體導(dǎo)入配管45從吹掃氣體源48延伸，其途 中設(shè)置有開關(guān)閥46和流量調(diào)節(jié)閥47。并且，當(dāng)在與真空側(cè)的搬送室5之間進(jìn)行晶片W的搬送時(shí)，使開關(guān)閥46為關(guān)閉，開 關(guān)閥42為打開的狀態(tài)，調(diào)節(jié)排氣速度調(diào)整閥43，利用真空泵44以規(guī)定的速度經(jīng)由排氣管41將容器31內(nèi)排氣，使容器31內(nèi)的壓力成為與搬送室5內(nèi)的壓力對(duì)應(yīng)的壓力，在這種狀 態(tài)下打開第一閘閥G1而將容器31和搬送室5之間連通。另外，當(dāng)在與大氣側(cè)的搬入搬出 室8之間進(jìn)行晶片W的搬送時(shí)，使開關(guān)閥42為關(guān)閉，開關(guān)閥46為打開的狀態(tài)，調(diào)節(jié)流量調(diào) 節(jié)閥47，從吹掃氣體源48經(jīng)由吹掃氣體導(dǎo)入配管45將氮?dú)獾却祾邭怏w以規(guī)定的流量向容 器31內(nèi)導(dǎo)入，使其中的壓力成為大氣壓附近，在這種狀態(tài)下打開第二閘閥G2，將容器31和 搬入搬出室8之間連通。容器31內(nèi)的壓力，通過壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)49在大氣壓與規(guī)定的真空氣氛之間調(diào)整。該 壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)49，根據(jù)由壓力計(jì)73測(cè)定的容器31內(nèi)的壓力，控制開關(guān)閥42、排氣速度調(diào)整 閥43、流量調(diào)節(jié)閥47和開關(guān)閥46，從而調(diào)整容器31內(nèi)的壓力。壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)49由后述的 單元控制器70控制。在下部冷卻板32，相對(duì)下部冷卻板32的表面(上表面)可伸出縮回地設(shè)置有晶片 搬送用的3根(圖2中僅表示2根)晶片升降銷50，這些晶片升降銷50被固定在支承板 51上。并且，晶片升降銷50，通過利用氣缸等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53使棒52升降，從而通過支承板51 被升降，成為下述兩個(gè)位置，即從下部冷卻板32的表面(上表面)突出，當(dāng)搬送室5中的 搬送裝置12的支承臂14a或14b、或者搬入搬出室8中的搬送裝置16的支承臂17插入容 器31時(shí)，在與它們之間交接晶片W的交接位置；和縮回下部冷卻板32內(nèi)，使晶片W與下部 冷卻板32的表面(上表面)接近的冷卻位置。在下部冷卻板32的表面，安裝有3個(gè)(圖2 中僅表示2個(gè))晶片支承銷54，利用這些晶片支承銷54，使處于冷卻位置的晶片W變成位 于與下部冷卻板32稍微隔開的位置。另外，在下部冷卻板32的表面，同心圓狀和放射狀地 形成有槽58。在下部冷卻板32內(nèi)，形成有冷卻介質(zhì)流路55，該冷卻介質(zhì)流路55與冷卻介質(zhì)導(dǎo)入 路56和冷卻介質(zhì)排出路57連接，從未圖示的冷卻介質(zhì)供給部流通冷卻水等的冷卻介質(zhì)，能 夠?qū)⒔咏虏坷鋮s板32的晶片W冷卻。在容器31的上部，可升降地設(shè)置有晶片支承臂60。在該晶片支承臂60的上表面， 設(shè)置有3個(gè)(圖2中僅表示2個(gè))晶片支承銷61。通過利用氣缸等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63使棒62升 降從而使晶片支承臂60升降，變成為下述兩個(gè)位置下降位置，即當(dāng)搬送室5中的搬送裝置 12的支承臂14a或14b、或者搬入搬出室8中的搬送裝置16的支承臂17插入容器31時(shí)，在 與它們之間交接晶片W的交接位置；和上升位置，即使晶片W與上部冷卻板33的表面(下 表面)接近的冷卻位置。在冷卻位置，為防止晶片W與上部冷卻板33的表面(下表面)接 觸，在棒62設(shè)置有停止器(未圖示)。另外，在上部冷卻板33的表面(下表面)，也形成有 同心圓狀和放射狀的槽。在上部冷卻板33內(nèi)，形成有冷卻介質(zhì)流路65，該冷卻介質(zhì)流路65與冷卻介質(zhì)導(dǎo)入 路66和冷卻介質(zhì)排出路67連接，從未圖示的冷卻介質(zhì)供給部流通冷卻水等的冷卻介質(zhì)，能 夠?qū)⒔咏喜坷鋮s板33的晶片W冷卻。單元控制器70是用于控制該負(fù)載鎖定裝置6(7)的控制器，作為上述處理控制器 20的下級(jí)控制器發(fā)揮功能。該控制器70控制上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)49、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 63、閘閥G1和閘閥G2等。接著，對(duì)于如以上所述構(gòu)成的多腔室型的真空處理系統(tǒng)的動(dòng)作以本實(shí)施方式的負(fù) 載鎖定裝置6、7為中心進(jìn)行說明。
首先，利用搬送裝置16從與搬入搬出室8連接的前開式晶圓盒F取出晶片W，并搬 入負(fù)載鎖定裝置6(或7)的容器31。這時(shí)，負(fù)載鎖定裝置6的容器31內(nèi)形成為大氣氣氛， 之后在第二閘閥G2被打開的狀態(tài)下晶片W被搬入。然后，將容器31內(nèi)進(jìn)行真空排氣至成為與搬送室5對(duì)應(yīng)的壓力，打開第一閘閥G1， 通過搬送裝置12的支承臂14a或14b從容器31內(nèi)取出晶片W，打開任意一個(gè)真空處理單元 的閘閥G并將晶片W搬入其中，對(duì)晶片W進(jìn)行成膜等的在高溫下的真空處理。在真空處理結(jié)束的時(shí)刻，打開閘閥G，搬送裝置12的支承臂14a或14b從對(duì)應(yīng)的真 空處理單元搬出晶片W，打開第一閘閥G1，將晶片W向負(fù)載鎖定裝置6和7中的任意一個(gè)的 容器31內(nèi)搬入。在這種情況下，將載置有晶片W的支承臂14a(14b)插入容器31內(nèi)，最初如圖4所 示，使晶片升降銷50上升至交接位置，接收晶片W。然后，關(guān)閉第一閘閥G1，從吹掃氣體源 48將作為吹掃氣體的例如氮?dú)鈱?dǎo)入作為傳熱氣體，將容器31內(nèi)的壓力上升至由氣體種類 和上部冷卻板33與下部冷卻板32間的距離決定的適當(dāng)?shù)闹?，使晶片升降銷50連同晶片W 下降至冷卻位置，利用下部冷卻板32開始將晶片W冷卻。當(dāng)在最初的晶片W的冷卻途中冷卻下一晶片W時(shí)，在調(diào)整容器31內(nèi)的壓力后，打 開第一閘閥G1，利用支承臂14a或14b將晶片W搬入容器31內(nèi)，如圖5所示，使晶片支承臂 60成為下降至交接位置的狀態(tài)并接收晶片W。然后，關(guān)閉第一閘閥G1，從吹掃氣體源48將 作為吹掃氣體的例如氮?dú)鈱?dǎo)入作為傳熱氣體，并進(jìn)行同樣的壓力調(diào)整，使晶片支承臂60上 升，使載置于其上的晶片W上升至與上部冷卻板33的下表面接近的冷卻位置，利用上部冷 卻板33開始將晶片W冷卻。這時(shí)如圖6所示，2個(gè)晶片W通過下部冷卻板32和上部冷卻板 33冷卻。最初的晶片W的冷卻結(jié)束后，在搬出時(shí)，使吹掃氣體的壓力上升而使容器31內(nèi)成 為大氣壓，打開閘閥G2，利用搬送裝置16的支承臂17將最初的晶片W取出到大氣氣氛的搬 入搬出室8，并收納在前開式晶圓盒F。這時(shí)被上部冷卻板33冷卻的晶片W，與最初的晶片 W的搬出動(dòng)作無關(guān)而繼續(xù)被冷卻，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后同樣地被收納在前開式晶圓盒F。作為其它的例子，如圖7所示，在使用上部冷卻板33冷卻晶片W的途中，也能夠?qū)?通過下部冷卻板32進(jìn)行冷卻的晶片W搬入容器31。這時(shí)，在維持將保持在晶片支承臂60 上的晶片W保持在與上部冷卻板33接近的冷卻位置的狀態(tài)下，使晶片升降銷50上升至交 接位置接收晶片W。然后，關(guān)閉第一閘閥G1，導(dǎo)入吹掃氣體進(jìn)行容器31內(nèi)的壓力調(diào)整之后， 使晶片升降銷50連同晶片W下降至冷卻位置，利用下部冷卻板32開始將晶片W冷卻。如以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，設(shè)置下部冷卻板32和上部冷卻板33這2個(gè)冷卻 板，能夠由各冷卻板分別進(jìn)行晶片W的冷卻，所以能夠高效地冷卻晶片W，能夠避免負(fù)載鎖 定裝置6(7)中的晶片W的冷卻時(shí)間限制系統(tǒng)整體的處理速度。因此，在負(fù)載鎖定裝置6 (7) 的冷卻時(shí)間中晶片的處理個(gè)數(shù)不受制約，能夠以高吞吐量進(jìn)行晶片W的處理。另外，在用一個(gè)冷卻板冷卻晶片W的期間，能夠?qū)⒘硗獾木琖搬送到另一冷卻 板，因此，能夠在2個(gè)冷卻板以獨(dú)立的順序進(jìn)行晶片的搬送和冷卻，能夠進(jìn)行自由度極高的 冷卻動(dòng)作。另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠有各種變形。例如，在上述實(shí)施方式 中，將晶片W向下部冷卻板32和上部冷卻板33搬送時(shí)，使用了不同的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53、63，但也可以用一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)兩者。由此，能夠使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。例如，能夠使用一 個(gè)雙位氣缸作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在這種情況下能夠構(gòu)成為圖8所示的結(jié)構(gòu)。S卩，在支承晶片升降銷50的支承板51的底面中央安裝有向下方延伸的棒81，在 棒81的下端安裝有向容器31的外部水平延伸的臂82。另一方面，在晶片支承臂60的邊 緣部上表面安裝有向上方延伸的棒83，在棒83的上端安裝有與上述臂82在相同方向上并 向容器31的外部水平延伸的臂84。并且，在臂82的端部朝向上方插入有垂直棒85，該垂 直棒85由彈簧86向上方施力。另外，在臂84的端部朝向下方插入有垂直棒87，該垂直棒 87由彈簧88向下方施力。這些垂直棒85和87通過銷90、91被桿89軸支承。桿89構(gòu)成 為繞設(shè)置于其中間部的軸92在鉛垂面上擺動(dòng)，在其一側(cè)垂直棒85和87以鄰接的狀態(tài)被軸 支承，在另一側(cè)雙位氣缸93的活塞94通過銷95被軸支承。銷90、91、95插入形成于桿89 的長(zhǎng)孔96、97、98，構(gòu)成聯(lián)桿機(jī)構(gòu)。并且，通過使雙位氣缸93的活塞94上下移動(dòng)，從而使垂 直棒85和87上下移動(dòng)，伴隨該移動(dòng)，通過臂82、棒81和支承板51使晶片升降銷50上下移 動(dòng)，并且通過臂84和棒83使晶片支承臂60上下移動(dòng)。在臂82的下方設(shè)置有停止器99，其 使得臂82不會(huì)使晶片升降銷50下降得比規(guī)定的下降位置低，在臂84的上方設(shè)置有停止器 100，其使得晶片支承臂60在支承有晶片W的狀態(tài)下不會(huì)上升得比與上部冷卻板33接近的 冷卻位置高。在這樣構(gòu)成的負(fù)載鎖定裝置中，當(dāng)雙位氣缸93為中間狀態(tài)時(shí)，如圖8所示，晶片升 降銷50成為規(guī)定的下降位置，晶片支承臂60成為已上升的位置。當(dāng)雙位氣缸93從該狀態(tài) 變成為如圖9A所示的已下降了的第一位置時(shí)，垂直棒85上升，與此相伴晶片升降銷50通 過臂82、棒81和支承板51上升至交接位置，能夠?qū)崿F(xiàn)晶片W的交接。另一方面，雖然垂直 棒87也上升，但因?yàn)楸?4被停止器100阻礙了上升，所以晶片支承臂60停留在圖8的位 置。另一方面，當(dāng)雙位氣缸93成為如圖9B所示的已上升了的第二位置時(shí)，垂直棒87下降， 與此相伴晶片支承臂60通過臂84和棒83下降至交接位置，能夠?qū)崿F(xiàn)晶片W的交接。這時(shí)， 雖然垂直棒85也下降，但因?yàn)楸?2被停止器99阻礙了下降，所以晶片升降銷50停留在圖 8的位置。因此，首先，從圖8的狀態(tài)變成圖9A所示的狀態(tài)，將晶片W接收到晶片升降銷50 上，并再次成為圖8的狀態(tài)，由此，能夠僅由下部冷卻板32進(jìn)行晶片W的冷卻，接著，成為圖 9B所示的狀態(tài)，將晶片W接收到晶片支承臂60的晶片支承銷61上，并再次成為圖8的狀 態(tài)，由此，能夠由下部冷卻板32和上部冷卻板33兩者進(jìn)行晶片W的冷卻。另外，在上述實(shí)施方式中，使晶片向下部冷卻板32和上部冷卻板33接近而被冷 卻，但也可以使其接觸而進(jìn)行冷卻。另外，在上述實(shí)施方式中，以設(shè)置4個(gè)真空處理單元、2個(gè)負(fù)載鎖定裝置的多腔室 型的真空處理系統(tǒng)為例進(jìn)行說明，但這些數(shù)目并不限定。另外，本發(fā)明的負(fù)載鎖定裝置并不 限定于這樣的多腔室型的真空處理裝置，真空處理單元為1個(gè)的系統(tǒng)也能夠應(yīng)用。再者，對(duì) 于被處理體，并不限定于半導(dǎo)體晶片，也能夠以FPD用玻璃基板等其它部件為對(duì)象。
10
權(quán)利要求
一種負(fù)載鎖定裝置，其用于從大氣氣氛向保持為真空的真空室搬送基板、并從所述真空室向所述大氣氣氛搬送高溫的基板，所述負(fù)載鎖定裝置的特征在于，包括容器，其設(shè)置為能夠使壓力在與真空室對(duì)應(yīng)的壓力和大氣壓之間變動(dòng)；壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，其當(dāng)所述容器內(nèi)與所述真空室連通時(shí)，將所述容器內(nèi)的壓力調(diào)整為與所述真空室對(duì)應(yīng)的壓力，當(dāng)所述容器內(nèi)與所述大氣氣氛的空間連通時(shí)，將所述容器內(nèi)的壓力調(diào)整為大氣壓；第一和第二冷卻部件，其在所述容器內(nèi)相對(duì)地設(shè)置，通過與基板接近或接觸而冷卻基板；第一搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至所述容器內(nèi)的基板，并將基板搬送至與所述第一冷卻部件接近或接觸的位置；和第二搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至所述容器內(nèi)的基板，并將基板搬送至與所述第一冷卻部件接近或接觸的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于所述第一搬送機(jī)構(gòu)，在與外部的搬送臂之間進(jìn)行基板的交接的交接位置、和與所述第 一冷卻部件接近或接觸的冷卻位置之間搬送基板，所述第二搬送機(jī)構(gòu)，在與外部的搬送臂之間進(jìn)行基板的交接的交接位置、和與所述第 二冷卻部件接近或接觸的冷卻位置之間搬送基板。
3.如權(quán)利要求2所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于具備控制部，其控制所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)，使得在利用所述第一搬 送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)中的任意一方使基板與所述第一冷卻部件和所述第二冷卻部 件中的任意一方接近或接觸而冷卻基板的期間，利用所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī) 構(gòu)中的另一方將基板向所述第一冷卻部件和所述第二冷卻部件中的另一方搬送。
4.如權(quán)利要求1所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)，具有支承基板的基板支承部和使基板支承部 驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)分別具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于 所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)具有共用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于 所述第一冷卻部件設(shè)置在所述容器的下部，從下方冷卻基板， 所述第二冷卻部件設(shè)置在所述容器的上部，從上方冷卻基板。
8.如權(quán)利要求7所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于所述第一搬送機(jī)構(gòu)具有相對(duì)于所述第一冷卻部件能夠自由伸出沒入地設(shè)置的支承 銷；和使所述支承銷升降的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述第二搬送機(jī)構(gòu)具有支承基板并且能夠與所述第二冷卻部件自由接觸分離地設(shè)置 的基板支承部件；和使所述基板支承部件升降的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)分別具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求8所述的負(fù)載鎖定裝置，其特征在于 所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)具有共用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
11.一種負(fù)載鎖定裝置的基板冷卻方法，所述負(fù)載鎖定裝置用于從大氣氣氛向保持為 真空的真空室搬送基板、并從所述真空室向所述大氣氣氛搬送高溫的基板，該負(fù)載鎖定裝 置包括容器，其設(shè)置為能夠使壓力在與真空室對(duì)應(yīng)的壓力和大氣壓之間變動(dòng)； 壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，其當(dāng)所述容器內(nèi)與所述真空室連通時(shí)，將所述容器內(nèi)的壓力調(diào)整為與 所述真空室對(duì)應(yīng)的壓力，當(dāng)所述容器內(nèi)與所述大氣氣氛的空間連通時(shí)，將所述容器內(nèi)的壓 力調(diào)整為大氣壓；第一和第二冷卻部件，其在所述容器內(nèi)相對(duì)地設(shè)置，通過與基板接近或接觸而冷卻基板；第一搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至所述容器內(nèi)的基板，并將基板搬送至與所述第一冷卻 部件接近或接觸的位置；和第二搬送機(jī)構(gòu)，其接收被搬送至所述容器內(nèi)的基板，并將基板搬送至與所述第一冷卻 部件接近或接觸的位置， 所述基板冷卻方法包括利用所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)中的任意一方使基板與所述第一冷卻部 件和所述第二冷卻部件中的任意一方接近或接觸而冷卻基板；和在該基板的冷卻期間，利用所述第一搬送機(jī)構(gòu)和所述第二搬送機(jī)構(gòu)中的另一方將基板 向所述第一冷卻部件和所述第二冷卻部件中的另一方搬送。
全文摘要
本發(fā)明提供負(fù)載鎖定裝置和基板冷卻方法，該負(fù)載鎖定裝置(6、7)包括容器(31)，其設(shè)置為能夠使壓力在與真空的搬送室(5)對(duì)應(yīng)的壓力和大氣壓之間變動(dòng)；將容器(31)內(nèi)的壓力調(diào)整為與搬送室(5)對(duì)應(yīng)的真空和大氣壓的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)(49)；相對(duì)地設(shè)置在容器(31)內(nèi)的、通過與晶片(W)接近或接觸而冷卻晶片(W)的下部冷卻板(32)和上部冷卻板(33)；將晶片(W)搬送至下部冷卻板(32)的冷卻位置的晶片升降銷(50)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(53)；以及將晶片(W)搬送至上部冷卻板(33)的冷卻位置的晶片支承部件(60)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(63)。
文檔編號(hào)H01L21/677GK101855719SQ20098010096
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者山崎良二 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社