CN101246815B - 立式热处理装置以及立式热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对于双舟体系统也能以简单结构防止因地震等外力导致舟体搬送机构上的舟体倒转的立式热处理装置和方法，立式热处理装置(1)包括：下部具有炉口(5a)的热处理炉(5)、封闭炉口的盖体(17)、隔着保温筒(19)载置在盖体上并多层保持多个基板(w)的基板保持件(4)、和使盖体升降从而将基板保持件相对热处理炉搬入搬出的升降机构(18)。当另一方基板保持件(4)在热处理炉中时，另一方基板保持件为了基板(w)的移载而被载置于保持件载置台上。在保持件载置台与保温筒之间，基板保持件通过保持件搬送机构被搬送。保持件搬送机构具有限制基板保持件倒转的倒转限制部件。
Description
技术领域
本发明涉及立式热处理装置以及立式热处理方法。
背景技术
在半导体装置的制造过程中，对半导体晶片(基板)例如实施氧化处理、成膜处理等各种处理工序，使用例如能够批量式处理多个晶片的立式热处理装置(半导体制造装置)作为进行这种处理的装置(例如，参照专利文献1)。对于该立式热处理装置，在下部具有炉口的立式热处理炉的下方具有装载区域(移载区域)，在该装载区域内设置有：在开闭上述炉口的盖体上部，通过保温筒载置搭载保持有多个(100～150左右)大口径(例如直径为300mm)晶片的舟体(基板保持件)，并通过使盖体升降来使舟体搬入搬出热处理炉内的升降机构；在收纳有多个晶片的载体(收纳容器)与上述舟体之间对晶片进行移载的移载机构等。
上述舟体由石英制成，其造价非常高昂。此外，上述晶片其价格也非常高昂，随着处理工序的进展，其制造费用也增加。因此，需慎重对其进行处理。
然而，在上述批量式半导体制造装置中，在装置的构成上，软硬方面均存在各种制约，难以确保抗震构造以及抗震功能，现状是没有充分的抗震对策。因此，若发生地震，装置承受较大摇摆，则舟体有可能倒转、舟体以及晶片有可能发生破损、引起较大损害。
为了解决上述问题，在专利文献1揭示的立式热处理装置中，采用的是利用基板保持件固定部件相互地连接固定基板保持件的底板和保温筒的构造。
然而，在立式热处理装置中，使用两个上述舟体，并且设置有为了进行晶片的移载对舟体进行载置的舟体载置台、和在该舟体载置台以及保温筒之间进行舟体搬送的舟体搬送机构。采用的是在将一方的 舟体搬入到热处理炉内进行热处理期间，对舟体载置台上的另一方舟体进行晶片的移载，即所谓的双舟体系统。
然而，在采用这种双舟体系统的立式热处理装置中，因为随着保温筒上的舟体的移交，难以采用通过基板保持件固定部件来连接固定保温筒和基板保持件的构造，因此，若受到地震等外力，则不光保温筒上的舟体、舟体载置台上的舟体，甚至就连舟体搬送机构上的舟体也有可能倒转。其中，本发明人先前已经提出有能够分别防止保温筒上的舟体以及舟体载置台上的舟体倒转的立式热处理装置以及立式热处理方法。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即便对于双舟体系统也能够以简单的构造防止因地震等外力引起舟体搬送机构上的舟体发生倒转的立式热处理装置以及立式热处理方法。
本发明提供一种立式热处理装置，其特征在于，包括：下部形成有炉口的热处理炉；多层保持多个基板并且被搬入到热处理炉内对基板进行热处理的一对基板保持件；封闭热处理炉的炉口的盖体；设置在盖体上的保温筒；使盖体升降的升降机构；邻接设置在热处理炉的下方的保持件载置台；以及在保温筒上以及保持件载置台上之间对一对基板保持件的各个进行搬送的保持件搬送机构，其中，在上述保持件搬送机构上设置有限制各基板保持件发生倒转的倒转限制部件。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，上述倒转限制部件具有隔着间隙与支撑在上述支撑部上的底板的上面相对的限制片。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述倒转限制部件还具有使该限制片从侧面突出退回的驱动部。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑 部，上述倒转限制部件具有从上述支撑部的后方立起设置的并且用于按压基板保持件的顶板的顶板按压部。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，在上述基板保持件的底板的上面形成有限制槽，上述倒转限制部件具有与上述限制槽隔开少许间隔相对的限制杆。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，在上述基板保持件的底板的两侧形成有平行的一对横孔，上述倒转限制部件具有插入上述横孔的限制杆。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，在上述基板保持件的底板的两侧形成有平行的一对侧槽，上述倒转限制部件具有插入上述侧槽的限制杆。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，在上述基板保持件的底板形成有纵孔，上述倒转限制部件由突设在上述支撑部的上面并且具有少许间隙地与上述纵孔嵌合的限制突起部构成。
本发明的立式热处理装置，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，上述基板保持件的底板形成为环状，上述倒转限制部件由突设在上述支撑部的上面并且具有少许间隙地与上述环状底板的内周壁相对的多个限制突起部构成。
本发明提供一种立式热处理方法，其特征在于，包括：隔着保温筒将多层保持有多个基板的一方的基板保持件载置于用于封闭热处理 炉的炉口的盖体上，使盖体上升将基板保持件搬入到热处理炉内的工序；在热处理炉内对基板进行热处理的工序；在基板的热处理中，将基板移载至保持件载置台上的另一方基板保持件上的工序；以及利用保持件搬送机构对热处理后从热处理炉搬出的保温筒上的一方的基板保持件与保持件载置台上的另一方的基板保持件进行移交(transferring)的工序，其中，上述保持件搬送机构具有倒转限制部件，在利用该倒转限制部件对一方的基板保持件以及另一方的基板保持件的倒转进行限制的状态下搬送各基板保持件。
本发明的立式热处理方法，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，上述倒转限制部件具有隔着间隙与支撑在上述支撑部上的底板的上面相对的限制片。
本发明的立式热处理方法，其特征在于：上述倒转限制部件还具有使该限制片从侧面突出退回的驱动部。
本发明的立式热处理方法，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，上述倒转限制部件具有从上述支撑部的后方立起设置的并且用于按压基板保持件的顶板的顶板按压部。
本发明的立式热处理方法，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，在上述基板保持件的底板的上面形成有限制槽，上述倒转限制部件具有与上述限制槽隔开少许间隔相对的限制杆。
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本发明的立式热处理方法，其特征在于：上述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，上述保持件搬送机构具有支撑上述基板保持件的底板的下面的支撑部，上述基板保持件的底板形成为环状，上述倒转限制部件由突设在上述支撑部的上面并且具有少许间隙地与上述环状底板的内周壁相对的多个限制突起部构成。
根据本发明，即便是对于双舟体系统，也能够以简单结构防止因地震等外力引起舟体搬送机构(保持件搬送机构)上的舟体(基板保持件)的倒转。
附图说明
图1是简要表示本发明实施方式的立式热处理装置的纵截面图。
图2是简要表示同一立式热处理装置的装载区域内的结构平面图。
图3是简要表示保温筒上的晶舟的载置状态的立体图。
图4是表示利用搬送机构将晶舟载置在保温筒上的状态的立体图。
图5是表示卡止部与被卡止部能够卡止的状态的立体图。
图6是表示将晶舟载置于保温筒上的状态的示意图。
图7是表示当从保温筒上搬送晶舟时只提升规定高度的状态的示意图。
图8是表示在将晶舟提升规定高度的状态下，使保温筒旋转而能够成为解除的状态的立体图。
图9是表示将晶舟从保温筒上进一步提升规定高度后向侧面进行搬送的状态的示意图。
图10是简要表示保温筒的旋转机构的示意图。
图11是简要表示舟体载置台上的晶舟的定位机构的平面图。
图12是表示图11的A-A线的放大截面图。
图13是表示保温筒的变形例的局部放大截面图。
图14(a)是简要表示舟体载置台的一个例子的平面图，图14(b)是其简要截面图。
图15是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的一个例子的侧面图。
图16是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的侧面图。
图17是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的侧面图。
图18是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的侧面图。
图19是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的侧面图。
图20(a)是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的平面图，图20(b)是其侧面图。
图21(a)是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的平面图，图21(b)是其侧面图。
图22(a)是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的平面图，图22(b)是其侧面图。
图23(a)是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的平面图，图23(b)是其侧面图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施本发明的最优实施方式进行详细说明。图1是简要表示本发明实施方式的立式热处理装置的纵截面图，图2是简要表示同一立式热处理装置的装载区域内的结构平面图，图3是简要表示保温筒上的晶舟的载置状态的立体图，图4是表示利用搬送机构将晶舟载置在保温筒上的状态的立体图，图5是表示卡止部与被卡止部能够卡止的状态的立体图。
如图1以及图2所示，在清洁室内设置有半导体装置、例如立式热处理装置1，该立式热处理装置1具有形成装置外部的筐体2。在该筐体2内形成有用于对收纳有多个半导体晶片(基板)W的载体(收纳容器)3进行搬送保管的搬送保管区域Sa、以及作为作业区域(移载区域)的装载区域Sb，这些搬送保管区域Sa和装载区域Sb通过隔壁6而被互相分隔。
此外，在筐体2内配置有：在下部形成有炉口5a的热处理炉5；以及在保持多个晶片W的同时被搬入到热处理炉5内，对晶片W进行热处理的一对舟体(基板保持件)4。
其中，各舟体4能够沿上下方向以规定间隔多量地载置有多个(例如100～150个左右)晶片W。此外，在装载区域Sb内，能够在舟体4与载体3之间进行晶片W的移载作业，以及相对于热处理炉5进行舟体4的搬入搬出作业。
热处理炉5的炉口5a通过盖体17而被堵塞(封闭)，在该盖体17上设置有保温筒19。此外，在盖体17的下部设置有使盖体17以及保温筒19旋转的旋转机构20，而且，在盖体17上还进一步设置有用于使盖体17升降的升降机构18。
而且，在装载区域Sb内，以与热处理炉5的下方邻接的方式设置有载置台22，此外，各舟体4在保温筒19上以及载置台22上之间通过舟体搬送机构23而被搬送。
上述载体3由塑料制的容器构成，其能够沿上下方向、按照规定间隔并以水平状态多层地收容保持有多个(例如13～25个左右)规定口径(例如直径为300mm)的晶片并进行搬运，在其前面部开口形成的晶片取出口上以能够装卸的方式安装有用于气密(气体密封)地堵塞其的盖体。
在上述筐体2的前面部，设置有用于通过操作者或者搬送臂将载体3搬入搬出的搬入搬出口7，在该搬入搬出口7上设置有上下滑动开闭的门8。在搬送保管区域Sa内，在搬入搬出口7附近设置有用于载置载体3的载置台9，在该载置台9的后部设置有打开载体3的盖以检测晶片W的位置以及个数的传感器机构10。此外，在载置台9的上方以及隔壁6侧的上方，设置有用于保管多个载体3的保管架11。
在搬送保管区域Sa内的上述隔壁6侧，为了进行晶片的移载而设置有用于载置载体3的移载台12。在搬送保管区域Sa内，设置有用于在上述载置台9、保管架11以及移载台12之间进行载体3的搬送的载体搬送机构13。
载体搬送区域Sa形成为通过图未示出的空气清洁机(风机过滤单元：fan filter unit)而被清洁化的大气氛围。装载区域Sb也通过在其一侧设置的空气清洁机(风机过滤单元)14而被清洁化，成为正压力(positive pressure)的大气氛围或者非活性气体(例如N2气体)氛围。在上述隔壁6上设置有从搬送保管区域Sa侧与载置于移载台12上的载体3的前面部抵接并且用于连通载体3内和装载区域Sb内的图未示出的开口部，并且以能够开闭的方式设置有能够从装载区域Sb侧关闭该开口部的门15。开口部形成为与载体3的取出口大体相同的口径，能够从开口部相对于载体3内进行晶片的出入。
在上述门15上设置有对载体3的盖进行开闭的图未示出的盖开闭机构以及从装载区域Sb侧对门15进行开闭的图未示出的门开闭机构，通过该门开闭机构在装载区域Sb侧对门15以及盖进行开放移动，进一步以不妨碍晶片移载的方式向上方或者下方移动(退避)。在上述移载台12的下方，为了调整结晶方向而设置有用于使设置在晶片周缘部上的切口(缺口部)沿同一方向调整排列的切口调整排列机构16。该切口调整排列机构16面向装载区域Sb侧开放，构成为通过后述的移载机构24使从移载台12上的载体3移载的晶片的切口调整排列。
另一方面，在装载区域Sb的内部上方，设置有在下部具有炉口5a的立式热处理炉5，在装载区域Sb内，配置有能够沿上下方向以规定间隔多层地搭载有多个(例如100～150个左右)晶片w的例如由石英制成的舟体4，该舟体4经由保温筒19搭载在盖体17的上部。为了将舟体4搬入搬出热处理炉5内以及开闭炉口5a而设置有进行盖体17的升降的升降机构18。在上述盖体17的上部载置有当其闭塞时用于抑制来自炉口5a部分的放热的保温筒(隔热体)19，在该保温筒19的 上部载置有舟体4。热处理炉5主要由反应管以及设置在该反应管周围的加热装置(加热器)构成，在反应管上连接有用于导入处理气体以及非活性气体(例如N2)的气体导入系统以及具有能够将反应管内排气减压至规定真空度的真空泵的排气系统。
在上述盖体17上经由保温筒19设置有使舟体4旋转的旋转机构20。在炉口5a附近，沿水平方向能够移动开闭(能够旋转)地设置有当使盖体17开放、将热处理后的舟体4搬出时用于遮蔽炉口5a的闸门21。该闸门21具有使其沿水平方向旋转移动进行开闭的图未示出的闸门驱动机构。
在装载区域Sb一侧，即在空气清洁机14侧，为了移载晶片w等而设置有用于载置舟体4的舟体载置台(也称为“舟体台”、“保持件载置台”)。该舟体载置台22只需一个即可，但是优选如图2所示那样，沿着空气清洁机14在前后配置第一载置台(装填台(charge stage))22a和第二载置台(备用台(standby stage))22b的两个载置台。
在装载区域Sb内的下方，在第一载置台22a和第二载置台22b之间，设置有在舟体载置台22和盖体17上的保温筒19之间，具体而言是指舟体载置台22的第一载置台22a或者第二载置台22b与下降的盖体17上的保温筒19之间、以及第一载置台22a和第二载置台22b之间进行舟体4的搬送的舟体搬送机构(保持件搬送机构)23。此外，在装载区域Sb内，设置有在移载台12上的载体3和舟体载置台22上的舟体4之间，具体而言是指移载台12上的载体3与切口调整排列机构16之间、切口调整排列机构16与舟体载置台22的第一载置台22a上的舟体4之间、以及第一载置台22a上的热处理后的舟体4和移载台12上的空的载体3之间进行晶片w的移载的移载机构24。
舟体4如图3所示，具有顶板4a、底板4b、以及在顶板4a与底板4b之间设置的多个(例如3个)支柱4c。在上述支柱4c上以规定间隔呈梳齿状地形成有用于多层地保持晶片w的槽部4d。正面侧的左右支柱4c之间为了晶片的出入而扩开(打开)。
舟体搬送机构23具有垂直地支撑一个舟体4并且能够沿水平方向伸缩的臂。舟体搬送机构23具有能够水平旋转的第一臂23a、能够水平旋转地轴支在该第一臂23a的前端部并且作为支撑舟体4的下面(底 板4b的下面)的支撑部的平面大致呈U字形的第二臂(手臂(hand))23b、驱动第一臂23a和第二臂23b的驱动部23c、以及使它们整体升降移动的升降机构23d，构成为通过使第一臂23a和第二臂23b同步水平旋转动作而能够沿水平直线方向进行搬送。由此，通过使臂伸缩而能够将搬动舟体4的区域抑制在最小限度，能够减少装置的横宽以及纵深。
在第二臂23b的上面设置有多点支撑舟体4的底板4b的下面的支撑片60。其中，支撑片60例如通过耐热树脂形成，优选以多点(例如3点)支撑舟体4的下面。
上述移载机构24具有能够水平旋转的基台24a、以及能够进退地设置在基台24a上的、载置半导体晶片的多个(例如5个)薄板状的移载臂24b。作为上述移载臂24b，优选构成为5个之中的中央的单片移载用的一个移载臂能够与其他四个移载臂独立地在基台24a上进退移动，并且其他四个移载臂能够以中央的移载臂为基准沿上下方向变换间隔。基台24a能够通过设置在装载区域Sb另一侧的升降机构24c进行升降。
为了防止载置于上述保温筒19上的舟体4因地震等外力发生倒转而在上述保温筒19的上部设置有卡挂部(卡止部)25，在舟体4的底部4b上设置有与卡挂部25卡止的卡止槽部(被卡止部)26。如图5～图9所示，在舟体4通过舟体搬送机构23而被放置在保温筒19的正上方的状态下，通过旋转机构20使保温筒19旋转规定的角度(例如90度)，由此能够互相卡止或者解除。
如图3～图5所示，上述舟体4具有环状的底板4b，上述保温筒19具有沿其周方向以适当间隔支撑上述底板4b的多个(例如4个)支柱19a。更具体地说，保温筒19具有圆板状的基部19b、立设在该基部19b上的多个支柱19a、以及沿着这些支柱19a在高度方向上通过隔离件(spacer)19j以适当间隔多层配置的多个隔热板19c，这些构成部件例如由石英构成。支柱19a呈圆筒状，在上端部一体地设置有堵塞其开口端的上端部件19e。此外，为了防止因内外的压力差导致支柱19a破损而在支柱19a的侧面适当地形成有连通支柱19a的内外的孔部19f。在支柱19a的上端部即上端部件19e上形成有用于承受舟体4的 底板4b的下面的载置面19g、从该载置面19g立起并与底板4b的内周抵接以对底板4b进行定位的定位部19h。为了使定位部19h易于与底板4b的内周嵌合或者接合，而在定位部19h的上端边缘部形成有倾斜面19i。
与为了支撑舟体4的环状底板4b而沿其周方向以适当间隔配置的上述支柱19a外接的外接圆的直径形成为比底板4b的外径小。因此，当舟体搬送机构23的第二臂23b支撑舟体4的底板4b的下面并将其载置于保温筒19的支柱19a的上端部上时与支柱19a不干涉。此外，在这些支柱19a的外侧部上设置有作为槽状的被卡止部的卡止槽部26，在上述底板4b的下面，在与上述卡止槽部26对应的位置设置有作为卡止上述各卡止槽部26的钩状(截面呈L字状)的多个卡止部的卡挂部25。
卡挂部25由从底板4b的下面垂下的垂直部25a以及从该垂直部25a的下端向半径方向内侧突出的水平部25b构成。此外，上述卡止槽部26，在由舟体搬送机构23将舟体4搬送至保温筒19的正上方保持的状态下通过旋转机构20将保温筒19旋转规定角度时，卡挂部25的水平部25b沿着周方向进入到该卡止槽部26内。此时，槽宽以及槽深形成为不与卡挂部25的水平部25b干涉。此外，将槽宽设计为：在卡挂部25位于卡止槽部26位置处的可卡止位置，保温筒19停止旋转，利用舟体搬送机构23使舟体4进一步下降而载置在保温筒19的支柱19a上时，卡挂部25的水平部25b不与卡止槽部26抵接，由于这样能够防止产生微粒，因此优选(参照图6)。优选上述水平部25b的前端以及卡止槽部26的底面形成为以保温筒19的旋转中心为中心的曲面状。
作为上述旋转机构20，适用于例如日本专利第3579278号公报中所揭示的机构。即，如图10所示，在上述盖体17的底部设置有具有轴孔的固定部件27，在该固定部件27的外周通过沿上下配置的图未示出的轴承以及磁性体密封而能够旋转地设置有有底筒状的旋转筒体28，在该旋转筒体28的底部设置有与上述固定部件27的轴孔游离嵌合贯通(游隙配合贯通)的旋转轴29。该旋转轴29的上端部游隙贯通盖体17的中央部，在该旋转轴29的上端部安装有旋转台30。旋转台 30与盖体17的上部隔开微小间隙配置，在该旋转台30上载置有上述保温筒19，保温筒19的基部19b通过固定部件31固定在旋转台30上。在旋转筒体28上通过同步带(timing belt)33连接有用于旋转驱动其的马达32。
此外，为了能够自动地旋转控制保温筒19使其位于上述卡挂部25和上述卡止槽部26能够卡止的位置或者能够解除的位置，优选上述旋转机构20具有检测保温筒19的旋转方向的原点位置的传感器34、用于根据来自该传感器34的检测信号将保温筒19旋转控制在上述卡挂部25和上述卡止槽部26能够卡止的位置或者能够解除的位置的控制装置35。在上述旋转筒体28的外周部突设有被检测部件(kicker：抖动器)36，用于检测该被检测部件36的传感器34被设置在盖体17的下方。上述控制装置35进行控制，使得在热处理时通过保温筒19使舟体4连续地旋转。
另一方面，在利用舟体搬送机构23进行的舟体4的搬送过程中，为了防止该舟体4因地震等外力倒转，而如图4～图14所示那样，在上述第二臂23b的上部设置有倒转限制部件37，使得能够在与该第二臂23b之间以从上下夹持舟体4的底板4b的方式进行限制。该倒转限制部件37被设置在第二臂23b的上面部的基部侧(支撑片60的后方)，具有隔开规定间隔与支撑于支撑片60上的舟体4的底板4b的上面相对(对峙)的限制片37a。
限制部件37由通过固定件(例如螺钉)61固定在第二臂23b的基部侧上面的基部37b以及从该基部37b向前方延伸出的平面大致呈U字形的限制片37a构成，在该限制片37a与第二臂23b的支撑片60之间形成有舟体4的底板4b从水平方向以非接触方式进入的空间。其中，限制片37a与第二臂23b对应，形成为平面U字形。在限制片37a的基部侧形成有用于避免与支柱4c干涉的切口部37c(参照图4)，此外，以向前方延伸出的左右的限制片37a避免与支柱4c干涉的方式来设定左右的宽度尺寸。倒转限制部件37与舟体搬送机构23的臂23a、23b相同，例如由铝形成。
而且，为了防止载置于舟体载置台22上的舟体4因地震等外力倒转，采用下述结构。如图2、图11、图12、图14以及图15所示，在 舟体载置台22上设置有用于定位舟体4的舟体定位机构(保持件定位机构)38。该舟体定位机构38具有在舟体载置台22上通过缸体38a沿径向方向进行扩缩(接近离开)的一对辊38b。另一方面，在舟体4的底板4b的内周，沿直径方向相对地设置有当上述一对辊38b分开(互相离开)时与其接合的V字形的定位接合槽40。定位接合槽40以规定角度θ(例如120度)扩开(展开)。由此，即便舟体4稍微错开而载置于舟体载置台22上也能够定位舟体4。
此外，在上述舟体载置台22上设置有以不使舟体倒转的方式对其进行把持的舟体把持机构(保持件把持机构)41。该舟体把持机构41具有设置在上述辊38b的上部的、缘状(brim)的把持部41a。该把持部41a在辊38b与定位接合槽40接合时(辊分开时)，与舟体4的底板4b的上面相对，在与舟体载置台22(具体而言是在舟体载置台的上面)之间把持该底板4b。
对舟体载置台22的结构更详细地进行说明，舟体载置台22具有固定板42、以及通过滚珠轴承(ball bearing)43能够水平移动地支撑在该固定板42上的上板44，舟体4载置在该上板44上。固定板42以及上板44形成为环状。滚珠轴承43由环状的镶边(border(边缘))43a以及支撑在该镶边43a上的多个小球43b构成。上板44通过突设在上板44和固定板42中任一方上的销45、以及以该销45能够缓和嵌入(平缓嵌入)的方式形成在另一方上的限制孔46而能够在规定的范围内水平移动。此外，在上板44与固定板42之间安装有多个弹簧47，用于对上板44施加作用力，使得其中心能够返回到舟体载置台22的中心位置。
在舟体载置台22中，特别是第一载置台22a，为了使上板44在晶片w的移载中不发生水平移动，而设置有在舟体4的定位后对上板44进行固定的上板固定机构48。该上板固定机构48具有截面呈日文假名“コ”字形的框体49以及气缸50。其中，框体49具有上片49a和下片49b，上片49a固定在上板44的下面，在上片49a和下片49b之间从上下隔着规定间隙夹持固定板42和滚珠轴承43。气缸50被设置在框体49的下片49b上，具有在与上片49a之间夹着固定板42以及滚珠轴承43固定的可伸缩的按压部50a。
此外，舟体载置台22具有用于安装左右一对上述缸体38a、38a的安装板51，在该安装板51上设置有能够水平移动地支撑移动体52的引导部件53，上述辊38b能够绕其周围旋转地轴支在立设于该移动体52上的支柱54的上端部。在各辊38b的上端部上形成有缘状的上述把持部41a。上述辊38b与热处理后的舟体4的底板4b抵接，因此优选其通过具有耐热性的树脂形成。在舟体载置台22的一侧设置有用于检测舟体有无的传感器55，该传感器55在检测到载置有舟体4时进行定位。
接着，对如上所述构成的立式热处理装置1的作用和立式热处理方法进行说明。首先，多层保持多个晶片w，经由保温筒19载置于盖体17上的舟体4，通过盖体17的上升而与保温筒19一起被搬入到热处理炉5内，与此同时，利用盖体17密闭热处理炉5的炉口5a。然后，利用旋转机构20通过保温筒19使舟体4在热处理炉5内旋转，并且在规定温度、规定压力以及规定处理气体氛围下对晶片w进行规定时间的热处理。在该热处理中，相对于舟体载置台22的第一载置台22a上的一个舟体4进行晶w的移载。此时，首先，通过移载机构24将搭载在舟体4上的热处理后的晶片搬出至移载台12上的空的载体3上，接着，从搬送至移载台12上的收纳有热处理前的晶片的载体3中将处理前的晶片搭载在上述空的舟体4上。
若在上述热处理炉5内进行的热处理结束，则通过使盖体17下降将舟体4从热处理炉5内搬出至装载区域Sb。舟体搬送机构23的第二臂23b沿水平方向与该舟体4接近(参照图6)，使舟体4的底板4b位于第二臂(手臂)23b和限制片37a之间，通过第二臂上升，由支撑片60支撑舟体4并将其提升至规定高度(参照图7)。在该状态下，通过旋转机构20使保温筒19旋转规定的角度(例如90度)，使卡挂部25和卡止槽部26位于解除位置(参照图8)，之后，进一步提升舟体4至规定高度(卡挂部与保温筒的支柱不干涉的高度)，向舟体载置台22的第二载置台22b的方向搬送(参照图9)，载置在第二载置台22b上。由此，在舟体4的搬送过程中，相对于支撑在第二臂23b的支撑片60上的舟体4的底板4b的上面，倒转限制部件37的限制片37a隔开规定间隙与其相对，因此，即便舟体4因地震、摇晃等外力发生倾斜，也能够对其进行抑制以防止舟体4发生倒转。此外，载置于第二载置台22b上的舟体4通过定位机构38被定位的同时通过缘状的倒转限制部38c而能够防止舟体4的倒转。
另一方面，第一载置台22a上的舟体4也通过定位机构38而被定位，并且通过缘状的倒转限制部38c而能够防止舟体4发生倒转。该第一载置台22a上的舟体4，在倒转限制部41a的限制被解除后，被支撑在舟体搬送机构23的第二臂23b上，并被搬送至上述盖体17的保温筒19上方。然后，通过舟体搬送机构23使舟体4下降至保温筒19上，在舟体4正好载置于保温筒19上之前通过旋转机构20使保温筒19旋转规定角度(例如90度)，使卡挂部25和卡止槽部26位于能够卡止的位置，之后，使舟体4进一步下降，载置于保温筒19上即可。由此，在向保温筒19上进行的舟体4的载置结束后，通过盖体17的上升，将舟体4搬入到热处理炉5内开始热处理即可。然后，在该热处理中，通过舟体搬送机构23将上述第二载置台22b上的舟体4搬送至第一载置台22a上，在该第一载置台22a上，通过移载机构24进行从该舟体4向移载台12上的载体3支出热处理后的晶片的作业以及从移载台12上的载体3向舟体4进行的热处理前的晶片的搭载作业，从而能够实现工作效率的提高。
这样，根据本实施方式的立式热处理装置1，在上述保温筒19的上部和舟体4的底部设置卡挂部25和卡止槽部26，在通过舟体搬送机构23使舟体4位于保温筒19正上方的状态下，通过旋转机构20使保温筒19旋转规定角度，而能够互相卡止或者解除。因此，作为所谓的双舟体系统，能够以简单的构造防止因地震等外力引起的保温筒19上的舟体4的倒转。
此时，上述舟体4具有环状底板4b，上述保温筒19具有沿着其周方向以适当间隔支撑上述底板4b的下面的多个支柱19a，在这些支柱19a的外侧部设置有卡止槽部(槽状的被卡止部)26，在上述底板4b的下面设置有与上述各卡止槽部26卡止的卡挂部(槽状的卡止部)25，由此，能够以简单的构造可靠且容易地进行保温筒19与舟体4之间的锁定。
此外，上述旋转机构20具有用于检测出保温筒19的旋转方向的 原点位置的传感器34、以及用于根据该传感器34的检测信号旋转控制保温筒19使其位于上述卡挂部25和上述卡止槽部26能够卡止位置或者能够解除位置的控制装置35。因此，能够可靠且容易地解除保温筒19和舟体4之间的锁定。
特别是，因为上述舟体搬送机构23具有用于限制舟体4的倒转的倒转限制部件37，在舟体4的搬送时或者搬送过程中，限制舟体4以使其不倒转，所以，在所谓的双舟体系统中，能够以简单的机构防止因地震等外力引起的搬送机构23上的舟体4的倒转、损坏。在该情况下，因为舟体搬送机构23具有支撑上述舟体4的底板4b下面的支撑片60，上述倒转限制部件37具有与支撑在上述支撑片60上的底板4b的上面隔开间隔相对的限制片37a，所以能够实现结构的简化以及降低制造成本。
此外，在舟体载置台22上设置有以使舟体4不倒转的方式把持其的舟体把持机构41，以使搬送至舟体载置台22上的舟体4不倒转的方式对其进行把持。因此，在所谓的双舟体系统中，能够以简单的构造防止因地震等外力引起的舟体载置台22上的舟体4的倒转。此时，舟体载置台22还设置有，通过使能够扩缩的一对辊38b分开而能够使舟体4的环状底板4b的内周上形成的定位接合槽40与上述辊38b接合，对舟体4的位置进行定位的舟体定位机构38。此外，舟体把持机构41在上述舟体定位机构38的辊38b上具有在其分开时与舟体4的底板4b的上面相对，在与舟体载置台22之间把持该底板4b的把持部41a。因此，能够在进行舟体4的定位的同时防止因地震等外力引起的舟体载置台22上的舟体4的倒转，此外，只需改良舟体定位机构38的辊38b即可，能够实现结构的简化以及成本的降低。由此，能够防止舟体4在保温筒4上、舟体载置台22上、以及舟体搬送机构23上的所有阶段有可能发生的倒转、损坏。
图13表示的是保温筒的变形例的局部放大截面图。在图13实施方式的保温筒19中，设置有用于利用安装螺钉41将舟体4的底板4b固定在支柱19a的上端部件19e上的螺钉孔42a。安装螺钉41通过底板4b的V字形的接合槽40被拧入上述螺钉孔42a中，安装螺钉41的头部41a与底板4b的上面缔结(拧紧结合)从而将底板4b固定在支 柱19a上。通过该保温筒19，由安装螺钉41固定保温筒19和舟体4，由此，能够利用于单舟体系统，只需取下安装螺钉41便能够利用于双舟体系统。
图16是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的侧面图。在图16的实施方式中，上述舟体搬送机构23具有支撑上述舟体4的底板4b的下面的支撑片60，上述倒转限制部件37具有隔着间隙与支撑在上述支撑片60上的底板4b的上面相对的限制片37a以及能够使该限制片37a从侧面突出退回(突没)的驱动部62。作为驱动部62，例如可以适用气缸。限制片37a在被使用时，从基部侧向前端方向突出，在其不被使用时退回(返回收撤至原始位置)，由此，在进行舟体4的交接时，限制片37a不与舟体4发生干涉妨碍。在本实施方式中也能够实现与上述实施方式相同的效果。
图17、图18是表示舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的侧面图。首先，在图17的实施方式中，上述舟体搬送机构23具有支撑上述舟体4的底板4b的下面的支撑片60，上述倒转限制部件37具有从上述支撑片60的后方立起设置的、按压舟体4的顶板4a的顶板按压部63。在该情况下，顶板按压部63由立设在第二臂23b的基部上面的支柱63a以及设置在顶板4a上并且上述支柱63a的前端部从下方插通的孔部63b所构成。为了设置该孔部63b，在顶板4a上设置有沿着水平方向伸出的伸出部63c，在该伸出部63c上垂直地形成有孔部63b。孔部63b优选形成为支柱63a易于插通的尺寸。在本实施方式中，当通过支撑片60支撑舟体4时，只需使上述支柱63a从下方插通上述顶板4a的孔部63b即可，由此能够防止舟体4的倒转。
在图18的实施方式中，顶板按压部63由立设在第二臂23b的基部上面的支柱63a以及设置在该支柱63a的上端部上并且与上述舟体4的顶板4a的上面隔开规定间隙相对的上部限制片63d构成。该上部限制片63d从支柱63a的上端部向顶板4a上水平延伸。在本实施方式中，当利用支撑片60支撑舟体4时，只需使上述支柱63a上端的上部限制片63d与上述顶板4a的上面相对即可，由此能够防止舟体4发生倒转。
图19～图23表示的是舟体搬送机构的舟体倒转限制部件的另一个例子的侧面图。在此对于与上述实施方式相同的部分标注相同的参考标号并省略其说明。在图19的实施方式中，舟体4具有底板4b、顶板4a、以及设置在底板4b和顶板4a之间的用于多层保持晶片w的支柱4c，舟体搬送机构23具有支撑上述舟体4的底板4b的下面的支撑部(第二支撑臂)23b。在上述舟体4的底板4b的上面平行地形成有一对限制槽65，上述倒转限制部件37具有相对于上述限制槽65隔开少许间隔地与其相对的限制杆(bar)(与限制片相同)37a。限制杆37a成为薄板状，左右设置一对，形成为平面U字形也可以。上述限制槽65与限制杆37a对应形成为左右一对的平行槽状。在限制槽65的侧面与限制杆37a的侧面之间设置有微小间隙。在本实施方式中，当舟体4因地震而摇晃时，上述限制槽65的侧面卡挂在限制杆37a的侧面，上述限制槽65的底面卡挂在限制杆37a的下面，能够防止舟体4的倒转。
在图20的实施方式中，在舟体的底板4b的两侧形成有平行的一对横孔66，上述倒转限制部件37具有插入到上述横孔66中的限制杆37a。横孔66形成为薄板状限制杆37a能够缓和插入(平缓插入)的截面矩形，在横孔66的内壁与限制杆37a之间设置有微小间隙。根据本实施方式，当因地震导致舟体4摇摆时，上述横孔66的内壁卡挂在限制杆37a上，能够防止舟体4的倒转。
在图21的实施方式中，在舟体的底板4b的两侧形成有平行的一对侧槽67，上述倒转限制部件37具有插入到上述侧槽67中的限制杆37a。侧槽67形成为薄板状的限制杆37a能够平缓插入(缓和插入)的截面呈日文假名“コ”字形状，在侧槽67的内壁和限制杆37a之间设置有微小间隔。根据本实施方式，当因为地震等引起舟体4摇摆时，上述侧槽67的内壁卡挂在限制杆37a上，能够防止舟体4的倒转。
在图22的实施方式中，在舟体4的底板4b上形成有多个纵孔68，上述倒转限制部件37由突设在手柄(支撑部)23b的上面并且具有微小间隙地嵌合在上述纵孔68中的限制突起部70构成。上述纵孔68形成为横截面呈圆形，优选设置在舟体4的底板4b的左右两处。此外，图示例子的纵孔68为贯通孔，但是也可以是不贯通底板4b的上面的凹孔(沉孔)。上述限制突起部70形成为圆筒状。根据本实施方式，当因为地震等引起舟体4摇晃时，舟体4的底板4b的纵孔68的内周壁卡挂在从手柄23b上立起的限制突起部70的侧面，从而能够防止舟 体4的倒转。
在图23的实施方式中，上述舟体4的底板4b形成为环状，上述倒转限制部件37具有突设在上述支撑部23b的上面并且隔开微小间隔而与上述环状底板4b的内周壁4e相对的多个(例如3个)限制突起部71。限制突起部71形成为圆柱状，以大致相等的间隔配置在圆周方向。根据本实施方式中，当因地震等引起舟体4摇摆时，舟体4的底板4b的内周壁4e卡挂在从手柄23b上立起的多个限制突起部71的侧面，因此能够防止舟体4的倒转。
以上，参照附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可以对其进行种种设计变更等。
Claims (4)
1.一种立式热处理装置，其特征在于，包括：
下部形成有炉口的热处理炉；
多层保持有多个基板并且被搬入到热处理炉内对基板进行热处理的一对基板保持件；
封闭热处理炉的炉口的盖体；
设置在盖体上的保温筒；
使盖体升降的升降机构；
邻接设置在热处理炉的下方的保持件载置台；以及
在保温筒上以及保持件载置台上之间对一对基板保持件的各个进行搬送的保持件搬送机构，其中，
所述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，所述保持件搬送机构具有支撑所述基板保持件的底板下表面的平面呈U字形的支撑部，
在所述保持件搬送机构的所述支撑部的上部设置倒转限制部件，使得在与该支撑部之间以从上下夹持所述基板保持件的底板的方式对基板保持件的倒转进行限制，该倒转限制部件由固定在所述支撑部的基部侧上面的基部以及平面呈U字形的限制片构成，该限制片从倒转限制部件的基部向前方延伸出，并且与支撑在所述支撑部上的所述基板保持件的底板上表面隔着间隙相对，
在该限制片的基部侧形成有用于避免与所述基板保持件的所述支柱干涉的切口部，并且所述限制片以避免与所述支柱干涉的方式设定左右的宽度尺寸。
2.如权利要求1所述的立式热处理装置，其特征在于：
所述倒转限制部件还具有使该限制片从侧面突出退回的驱动部。
3.一种立式热处理方法，其特征在于，包括：
隔着保温筒将多层保持有多个基板的一方的基板保持件载置于用于封闭热处理炉的炉口的盖体上，使盖体上升将基板保持件搬入到热处理炉内的工序；
在热处理炉内对基板进行热处理的工序；
在基板的热处理中，将基板移载至保持件载置台上的另一方基板保持件上的工序；以及
利用保持件搬送机构对热处理后从热处理炉搬出的保温筒上的一方的基板保持件与保持件载置台上的另一方的基板保持件进行移交的工序，其中，
所述保持件搬送机构具有倒转限制部件，在利用该倒转限制部件对一方的基板保持件以及另一方的基板保持件的倒转进行限制的状态下搬送各基板保持件，
所述基板保持件具有底板、顶板以及设置在底板与顶板之间并且用于多层保持基板的支柱，所述保持件搬送机构具有支撑所述基板保持件的底板下表面的平面呈U字形的支撑部，
在所述保持件搬送机构的所述支撑部的上部设置倒转限制部件，使得在与该支撑部之间以从上下夹持所述基板保持件的底板的方式对基板保持件的倒转进行限制，该倒转限制部件由固定在所述支撑部的基部侧上面的基部以及平面呈U字形的限制片构成，该限制片从倒转限制部件的基部向前方延伸出，并且与支撑在所述支撑部上的所述基板保持件的底板上表面隔着间隙相对，
在该限制片的基部侧形成有用于避免与所述基板保持件的所述支柱干涉的切口部，并且所述限制片以避免与所述支柱干涉的方式设定左右的宽度尺寸。
4.如权利要求3所述的立式热处理方法，其特征在于：
所述倒转限制部件还具有使该限制片从侧面突出退回的驱动部。
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