本发明涉及基片处理装置。
背景技术：
在对半导体晶片(以下称为“晶片”)进行成膜、蚀刻等的真空处理的基片处理装置中，为了提高晶片的生产性，设置有具备在真空气氛下处理晶片的多个处理室的处理区块。另外，在处理区块连接有在大气气氛下运送基片的运送区块，并且，在处理区块和运送区块之间设置有具有能够在大气气氛和真空气氛切换的多个负载锁定腔室的负载锁定区块。
例如，专利文献1公开了一种半导体处理装置，其包括：具有在真空下工作的多个处理腔室的处理组；向多个处理腔室供给晶片的设备前端区块(EFEM)；和设置在处理组和EFEM之间的2个负载锁定部。
现有技术文献
专利文献
现有技术文献
专利文献1：日本特开2014-68009号公报、图1
技术实现要素：
发明要解决的技术课题
但是，在现有的基片处理装置中，虽然基片的处理能力变高，但因处理区块等的各区块的大型化，存在基片处理装置的设置面积变大的问题(参照图8～图14(B))。
本发明的目的在于提供一种维持基片的处理能力并能够减小基片处理装置的设置面积的基片处理装置。
用于解决技术课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式中，包括：在真空气氛下处理基片的基片处理部；与所述基片处理部连接的、在大气气氛下运送所述基片的基片运送部；和配置在所述基片处理部与所述基片运送部之间的、能够在大气气氛与真空气氛切换的负载锁定部，所述负载锁定部的至少一部分被配置在所述基片运送部的内部。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种维持基片的处理能力并且能够减小基片处理装置的设置面积的基片处理装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的基片处理装置的平面图。
图2是图1的A-A截面图。
图3(A)是示意地表示本实施方式的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图3(B)是图3(A)的截面图。
图4(A)是示意地表示本实施方式的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图4(B)是图4(A)的截面图。
图5(A)是示意地表示本实施方式的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图5(B)是图5(A)的截面图。
图6(A)是示意地表示本实施方式的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图6(B)是图6(A)的截面图。
图7(A)是示意地表示本实施方式的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图7(B)是图7(A)的截面图。
图8是表示现有的基片处理装置的平面图。
图9是图8的B-B截面图。
图10(A)是示意地表示现有的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图10(B)是图10(A)的截面图。
图11(A)是示意地表示现有的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图11(B)是图11(A)的截面图。
图12(A)是示意地表示现有的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图12(B)是图12(A)的截面图。
图13(A)是示意地表示现有的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图13(B)是图13(A)的截面图。
图14(A)是示意地表示现有的基片处理装置中的晶片与负载锁定区块的位置关系的平面图，图14(B)是图14(A)的截面图。
附图标记说明
100 基片处理装置
10 运送区块
11 装载端口部
15 机械臂
16 出入口
20 处理机构
21 真空运送室
23 臂机构
30 负载锁定区块
31 负载锁定腔室
33 闸口
35 闸口
38 升降销
W 晶片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的基片处理装置的构成进行说明。此外，在本实施方式中，对各图中共通的部分标注相同的附图标记或者对应的附图标记，省略说明。
图1是表示本发明的实施方式的基片处理装置的平面图，图2是图1的A-A截面图。如图1所示，本实施方式的基片处理装置100包括运送区块10、处理机构20和负载锁定区块30。此外，运送区块10、处理机构20、和负载锁定区块30是构成基片处理装置的基片运送部、基片处理部、负载锁定部的一个例子。
运送区块10构成配置在处理机构20的前面(或者上游)的EFEM(Equipment Front End Module：设备前端模块)，与处理机构20连接。运送区块10包括：分别载置载置体12的3个装载端口部11，该载置体12构成收纳有多个基片(晶片)W的运送容器；和可开闭地与装载端口部11连通的、用于运送晶片W的运送室13。
如图2所示，在运送室13设置有在装载端口部11侧的侧壁面开口、在装载端口部11与运送室13之间进行晶片W的搬入搬出的出入口16。另外，在出入口16设置有进行出入口16的开闭的未图示的开闭门。在运送室13的上表面侧设置有未图示的风扇过滤单元，运送室13内成为正压的清洁空气气氛(大气气氛)的空间。此外，运送区块10的运送室13内的气氛可以为氮气气氛。
返回图1，在运送室13内配置有机械臂15。机械臂15包括：能够屈伸和可自由旋转的关节臂15B；和在关节臂15B的前端保持晶片W的机械手15A。由此，机械臂15进入载置体12内取出晶片W，对处理机构20进行晶片W的交接。机械臂15是第1运送机构的一个例子。
处理机构20具有真空运送室21、臂机构23和处理区块24。真空运送室21将从运送区块10经负载锁定区块30接收的晶片W在真空气氛下向多个处理区块24运送。臂机构23是第2运送机构的一个例子。
在真空运送室21内，在真空运送室21的长边方向上相对的一个侧面经由负载锁定区块30连接运送区块10。
真空运送室21与负载锁定腔室31通过闸阀36气密地连接。真空运送室21的长边方向的两侧面通过闸阀26与多个处理区块24气密地连接。在处理区块24中，能够对晶片W进行成膜等的真空处理。此外，在处理区块24实施的处理的种类不限于成膜，能够进行蚀刻、灰化、退火等的处理。
在处理区块24设置有用于载置处理对象的晶片W的载置台、在处理区块24内进行成膜用的处理气体的供给的未图示的各处理气体供给部、进行利用了等离子体的成膜时的未图示的等离子体发生机构等。
在真空运送室21的底部设置有能够在长边方向上移动的未图示的移动机构。另外，在移动机构设置有未图示的支柱部，并且设置有以沿该支柱部能够自由升降的方式构成的臂机构23。
臂机构23具有在运送时载置晶片W的机械手23A和臂23B(参照图1、图3(A)～图3(B))。臂机构23的构成不被限定，例如以沿运行导轨可自由移动、沿支柱部可自由升降的方式设置能够伸缩、能够自由旋转的1个或多个关节臂。
如图1和图2所示，负载锁定区块30配置在运送区块10与处理机构20的真空运送室21之间，能够将负载锁定腔室31内切换为大气气氛和真空气氛。由此，将晶片W从大气侧的运送区块10向真空运送室21运送，或者从真空运送室21向大气侧的运送区块10运送。如图1所示，在真空运送室21的上游配置有三个负载锁定区块30。此外，负载锁定区块30的个数不被限定，能够包括一个以上。
三个负载锁定区块30在水平方向上排列配置。在本例中，三个负载锁定区块30相对于处理机构20呈辐射状配置，但是，负载锁定区块30的配置方式无特别限定。负载锁定区块30具有各个负载锁定腔室31，各负载锁定腔室31通过闸阀36的开闭经由闸口35与真空运送室21可开闭地连通。在负载锁定腔室31与真空运送室21之间，通过真空运送室21的臂机构23进行晶片W的交接。
说明基片处理装置的作用。在基片处理装置100中，收纳有晶片W的载置体12被载置在运送区块10的装载端口部11时，通过运送区块10的机械臂15的机械手15A从载置体12取出晶片W，经负载锁定区块30运送到真空运送室21的臂机构23。晶片W被交接到真空运送室21的臂机构23之后，使臂机构23移动到对晶片W进行成膜的处理区块24一侧。然后，使臂机构23朝向处理区块24侧。
另一方面，在处理区块24一侧，打开处理区块24的闸阀26，开放闸口25。使臂机构23的关节臂进入处理腔室，使晶片W移动到载置台上。使位于处理腔室的载置台的未图示的升降器上升，从关节臂的叉接收晶片W。并且，使关节臂退避并将闸阀26关闭，使升降器下降，将晶片W载置在载置台上。
然后，在处理区块24内实施晶片W的成膜。此外，可以先进行晶片W的交接动作，实施将在处理区块24内的成膜完成了的晶片W交接到真空运送室21内的臂机构23的动作。
向规定的处理区块24交接晶片W的真空运送室21内的臂机构23，向对其它的晶片W进行成膜的处理区块24的配置位置依次移动进行晶片W的交接。通过该动作，能够在设置在基片处理装置的多个处理区块24并行地进行对晶片W的成膜。
在处理区块24中的成膜结束之后，使真空运送室21内的臂机构23移动。臂机构23从处理区块24接收成膜后的晶片W。然后，真空运送室21内的臂机构23经负载锁定区块30将晶片W向运送区块10运送，以与搬入时相反的路径，使成膜后的晶片W返回原来的载置体12。由此，对晶片W的一系列的处理结束。
在本实施方式中，负载锁定区块30的至少一部分配置在运送区块10内。负载锁定区块30的至少一部分是指容许负载锁定区块30的全部配置在运送区块10内。具体来讲，如图1、2所示，在配置在运送区块10的运送室13内的在水平方向上排列的三个负载锁定腔室31的一部分配置在运送区块10内。即，全部(3个)的负载锁定腔室31的任一者的一部分被配置在运送区块10内。
具体来讲，负载锁定区块30以在与真空运送室21大致相同的高度与真空运送室21连通的方式贯通运送区块10的真空运送室21一侧的侧壁，形成侵入运送区块10的内部的构造。在图2中，如图1的A-A截面所示，中央的负载锁定区块30全部进入运送区块10内。在闸口33设置有开闭闸口33的开闭门34。开闭门34的形状只要是能覆盖闸口33的尺寸就无特别限定。在本例中，开闭门34的形状匹配闸口33的开口形状为圆形。闸口33具有比晶片W的直径(例如300mm)大若干的直径，以使得能够将晶片W从负载锁定区块30的上部运送到负载锁定腔室31的内部。即，在本实施方式中，中央的负载锁定区块30从运送区块10的侧壁侵入到内部300mm以上。
另外，在本实施方式中，图1所示的左右的负载锁定区块30相对于运送区块10倾斜地配置，左右的负载锁定区块30的至少一部分配置在运送区块10内。
如以上所述，形成负载锁定区块30的一部分或者全部侵入到运送区块10的内部的构成，由此能够减小基片处理装置100的占用空间。另外，通过将负载锁定区块30放入运送区块10的内部，在运送区块10的内部运送晶片W，并通过位于运送区块10的内部的闸口33，能够将晶片W搬入到负载锁定区块30内。
但是，使负载锁定区块30侵入的运送区块10的侧壁的附近向真空运送室21一侧突出，开闭门34可以构成为利用在运送区块10的突出部分所形成的空间能够上下地开闭的结构。如上所述，通过在运送区块10的侧壁形成突出，能够使负载锁定区块30向运送区块10的侵入小于晶片W的直径(例如小于300mm)。
这样一来，三个负载锁定区块30中的至少一个从上方搬入和搬出晶片W。此外，其它的负载锁定区块30可以从负载锁定区块30的侧方搬入搬出晶片W。
通过以上的构成，在本实施方式中，能够使负载锁定区块30的一部分或者全部侵入运送区块10内。由此，使基片处理装置100的尺寸减小与负载锁定区块30的侵入了的尺寸相应的量。即，能够维持处理区块24的数量，也维持负载锁定区块30的的数量，并且减小了基片处理装置100的设置尺寸。因此，根据本实施方式，能够维持晶片的处理能力(生产率)，并且减小基片处理装置的设置面积。
对此，通过在运送区块10的外部、且在运送区块10的顶面配置负载锁定区块，也能够减小装置的占用空间。
但是，在该情况下，负载锁定区块位于运送区块10的顶面上，因此，与本实施方式相比，将从载置体12搬出的晶片W从负载锁定区块的闸口33运送至负载锁定腔室31内的运送路径变长，运送耗费时间。所以，在运送区块10的顶面上配置负载锁定区块的情况下，与本实施方式相比运送时间变长，由此存在生产率降低的情况。
根据以上，如本实施方式那样，采用负载锁定区块30的一部分或者全部侵入运送区块10的内部的构成时，将从载置体12搬出的晶片W从负载锁定区块的闸口33向负载锁定腔室31内运送的运送路径变短，由此，能够减小占用空间同时抑制生产率的降低。
相对于出入口16交接晶片W的高度方向的交接范围R1的上限的高度与负载锁定区块30的底部相比配置在下方。具体来讲，如图2所示，相对于运送区块10的出入口16交接晶片W的高度方向的交接范围R1的上限的高度，比相对于负载锁定区块30交接晶片W的高度方向的交接范围R2的下限的高度低。
另外，如图2所示，交接范围R1与出入口16的高度方向的开口对应。另外，交接范围R2与负载锁定腔室31的闸口33的开闭门34上下移动的范围对应。此时，R1＞R2成立。
此外，在本实施方式中，在图2所示的处理机构20与负载锁定区块30之间进行的晶片W的运送线路L1的高度H1成为比从图9所示的现有的基片处理装置100中的处理机构20与负载锁定区块30之间的运送线路L2的高度H2高的位置，H1＞H2成立。
如上所述，在本实施方式中，真空运送室21内的运送线路L1设置在比现有的运送线路L2高的位置，因此，能够确保用于侵入到真空运送室21的下部的空间。因此，能够进行从真空运送室21的下部的维护、从真空运送室21的下部对处理腔室的下部的处理腔室周边设备进行的维护。
接着，说明负载锁定区块的构造。图3(A)～图7(B)是示意地表示本实施方式的基片处理装置中的晶片和负载锁定区块30的位置关系的图。图3(A)～图7(A)是示意地表示本实施方式的基片处理装置中的晶片和负载锁定区块的位置关系的平面图，图3(B)～图7(B)是图3(A)～图7(A)的截面图。
如图3(A)～图3(B)所示，负载锁定区块30的负载锁定腔室31在内部形成载置晶片W的空间，具有可开闭地与运送区块10连通的闸口33(第1开口部)和可开闭地与真空运送室21连通的第2开口部(闸口35)。
闸口33形成在负载锁定腔室31的上壁部31B向负载锁定腔室31的上方开口，闸口33的开口宽度具有在水平方向上比晶片W的径向的宽度尺寸大的尺寸。闸口33的形状无特别限定，在本例中与晶片W的形状匹配地形成为圆形。
开闭闸口33的开闭门34配置成能够在上下方向上移动，能够进行闸口33的开闭。此外，开闭门34的驱动方法无特别限定。
闸口35在负载锁定腔室31的侧方开口，闸口35的开口宽度在水平方向上比晶片W的径向的宽度尺寸大，并具有后述的臂机构23(机械手23A)保持晶片W能够出入闸口35的高度尺寸。
在闸口35设置有开闭闸口35的开闭门36。开闭门36的驱动方法无特别限定，通过驱动驱动机构36A能够进行开闭。开闭门36的形状只要是覆盖闸口35的尺寸就无特别限定。在本例中，开闭门36的形状与闸口35的开口形状匹配地形成为长方形。
另外，在负载锁定腔室31的底壁部31A设置有贯通孔37，配置有能够插通该贯通孔37的升降机构(升降销38)。升降销38能够在负载锁定腔室31内在垂直方向上升降，能够在闸口33的上方支承晶片W。此外，在贯通孔37与升降销38之间设置能够使升降销38升降的未图示的密封部件，能够维持负载锁定腔室31内的密闭。
另外，在本例的基片处理装置设置有未图示的控制部。控制部能够由例如具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)和存储部的计算机构成。在该控制部，在存储部中记录有程序，该程序编入了控制运送区块10、处理机构20、负载锁定区块30的各动作的步骤(命令)群。该程序例如收纳于硬盘、光盘、磁光盘、存储器卡等的存储介质，能够从它们将程序安装于计算机。
使用图3(A)～图7(B)说明负载锁定区块的动作。首先，图3(A)～图3(B)表示将晶片W向负载锁定区块30运送前的状态。在图3(A)～图3(B)中，负载锁定区块30的闸口33和闸口35由开闭门34和开闭门36关闭。此时，升降销38以前端38A下降到底壁部31A内的状态配置。
接着，图4(A)～图4(B)表示将晶片W从运送区块10向负载锁定区块30运送时的状态。如图2所示，机械臂15接受收纳于载置体12的多个晶片W中的任意者，并送入运送区块10的内部。在该状态下，机械臂15将晶片W保持在机械手15A，使用机械手15A和关节臂15B进行水平方向的旋转和上升，如图3(A)和图3(B)所示，将晶片W运送至负载锁定腔室31的上部附近。
在晶片W的运送之前，使负载锁定腔室31内为大气气氛，使开闭门34上升，从图3(B)所示的关闭状态成为图4(B)所示的打开状态，成为将负载锁定腔室31的闸口33开放的状态。
位于负载锁定腔室31的上部附近的机械臂15的关节臂15A在水平方向上旋转，如图4(A)和图4(B)所示，被机械手15A保持的晶片W被运送到负载锁定腔室31的闸口33的上部、并且至开闭门34与闸口33之间时，升降销38上升，升降销38的前端38A支承晶片W。如图4(B)所示，使升降销38上升直至晶片W从机械手15A离开后，机械臂15通过在水平方向的旋转，使机械手15A从开闭门34与闸口33之间抽出，进行水平方向的旋转和下降，返回到运送区块10的原来的位置。
图5(A)～图5(B)表示晶片W被从闸口33运送到负载锁定腔室31的内部后，开闭门34下降，闸口33被关闭，负载锁定腔室31内成为被关闭了的状态。
被搬入到负载锁定腔室31的内部的晶片W进一步通过使升降销38下降，下降至从闸口35能够搬出的位置。在负载锁定腔室31设置有未图示的供气排气管，负载锁定腔室31内被从大气气氛切换为真空气氛。
图6(A)～图6(B)表示晶片W被从负载锁定区块30运送到真空运送室21时的状态。在图5(A)～图5(B)中，负载锁定腔室31内被从大气气氛切换至真空气氛时，开闭门36下降，将负载锁定腔室31的闸口35开放。然后，真空运送室21的臂机构23的机械手23A一边在水平方向上行进，一边插入到负载锁定腔室31内。
臂机构23的机械手23A移动到晶片W的下表面时，升降销38下降(前端38A返回底壁部31A的贯通孔37内)，晶片W被载置在机械手23A。
图7(A)～图7(B)表示晶片W被从负载锁定区块30搬出后的状态。在图7(A)～图7(B)中，机械手23A以载置有晶片W的状态将晶片W从闸口35搬出，被运送到真空运送室21。开闭门36上升到原来的位置，负载锁定腔室31的闸口35被关闭。这样一来，从运送区块10至真空运送室21的晶片W的运送结束。
如上所述，在本实施方式中，在运送区块10内配置负载锁定区块30的至少一部分。能够实现这样的配置是因为形成将晶片W从在负载锁定区块30的上部开口的闸口33搬入到负载锁定腔室31内，从在负载锁定区块30的侧部开口的闸口35搬出的结构。由此，在本实施方式中，能够维持晶片W的处理能力并且减小基片处理装置100的设置面积。
另外，在本实施方式中，闸口33的形状与晶片W的形状匹配地形成为圆形，因此，能够容易地进行将晶片W运送到负载锁定区块30时的定位。
并且，在本实施方式中，能够通过升降销38容易地控制晶片W的位置，因此，能够容易地进行将晶片W从负载锁定区块30的垂直方向向水平方向运送的控制或者从水平方向向垂直方向运送的控制。
以上，说明了用于实施本发明的方式，但是，本发明不限于上述的实施方式，在本发明的范围内能够进行各种变形和改良。