CN1906748A - 立式热处理装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种立式热处理装置，包括：将收纳有多片被处理体(W)的搬运容器(2)搬入以及搬出该立式热处理装置用的至少一个搬入搬出部(3、4)；保管通过该搬入搬出部而搬入该立式热处理装置内的多个搬运容器的第一保管部(5)；收纳多段保持有多片被处理体的保持件(6)，并对被处理体实施规定热处理的热处理炉(7)；和为了在上述保持件与搬运容器之间移载被处理体而承载搬运容器的移载部(8)；其中，作为所述搬入搬出部，设置有上段的搬入搬出部(3)和下段的搬入搬出部(4)，同时，在上段和下段的搬入搬出部之间设置有保管搬运容器的第二保管部(20)。上述搬入搬出部(3，4)中的至少一个作为保管搬运容器(2)的第三保管部(30)。可实现在不增大占用面积的条件下增加搬运容器的保管数量，并实现生产率的提高。

Description

立式热处理装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种立式热处理装置及其使用方法。
背景技术
在半导体设备的制造中，为了对被处理体(例如晶片)实施氧化、扩散、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)以及退火等处理，而使用各种处理装置(半导体制造装置)。作为其中之一，公知有可以一次热处理多张晶片的批量(batch)处理式的立式热处理装置。
该立式热处理装置包括：设置于该立式热处理装置的前面部，使收纳有多张晶片的载体(称为搬运容器、FOUP)通过其而搬入该立式热处理装置内并从该立式热处理装置中搬出的加载台(load port)(搬入搬出部)；用于保管从该加载台搬出的多个载体的保管架；收纳多段保持有多张晶片的晶舟(保持件)，并对晶片实施规定热处理的热处理炉；和在上述晶舟与载体之间进行晶片移载时承载载体的FIMS台(FIMS port)(移载部)。
此外，在立式热处理装置中也可以是将加载台仅设置于该立式热处理装置的下部，将加载台仅设置于该立式热处理装置的上部，或者将加载台设置于该立式热处理装置的上部和下部(参照例如日本特开2004-119614号公报)。
在批量处理多张晶片的立式热处理装置中，优选能够在装置内保管尽可能多的载体，或者可与多种载体的收纳式样(pattern)相对应，缩短处理时间乃至实现生产率的提高。但是，在现有技术的立式热处理装置中，作为可保管载体的空间，仅设置有保管架，因此限制了可保管载体的数量。而且，加载台也仅具有将载体装入立式热处理装置并从该立式热处理装置中将其取出的功能。此外，为了扩大保管载体的空间而增大立式热处理装置即增大占用面积(所占平面面积)(footprint)并不是优选的。
发明内容
本发明是考虑上述问题而提出的，其目的在于提供一种在不增大占用面积的条件下实现搬运容器保管数量的增加，并实现生产率提高的热处理装置及其使用方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种立式热处理装置，其特征在于，包括：将收纳有多片被处理体的搬运容器搬入以及搬出该立式热处理装置用的至少一个搬入搬出部；保管通过该搬入搬出部而被搬入该立式热处理装置内的多个搬运容器的第一保管部；收纳多段地保持有多片被处理体的保持件，并对被处理体实施规定热处理的热处理炉；和为了在上述保持件与搬运容器之间移载被处理体而承载搬运容器的移载部，其中，作为上述搬入搬出部，设置有上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部，同时，在上段和下段的搬入搬出部之间设置有保管搬运容器的第二保管部。
根据本发明，可以在不增大占用面积的条件下，实现搬运容器的保管数量的增加，实现产量的提高。
上述上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部的至少一部分作为保管搬运容器的第三保管部。
根据该特征，可以在不增大占用面积的条件下，实现进一步增加搬运容器的保管数量。
上述移载部中的至少一部分可作为保管搬运容器的第四保管部。
根据该特征，可实现进一步增加搬运容器的保管数量。
本发明还提供一种立式热处理装置，其特征在于，包括：将收纳有多片被处理体的搬运容器搬入以及搬出该立式热处理装置用的至少一个搬入搬出部；保管通过该搬入搬出部而被搬入该立式热处理装置内的多个搬运容器的第一保管部；收纳多段地保持有多片被处理体的保持件，并对被处理体实施规定热处理的热处理炉；和为了在上述保持件与搬运容器之间移载被处理体而承载搬运容器的移载部，其中，作为上述搬入搬出部，设置有上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部，并且在上段和下段的搬入搬出部之间设置有保管搬运容器的第二保管部；将上述上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部的至少一部分作为保管搬运容器的第三保管部；并具有，根据搬入该立式热处理装置的搬运容器的个数，将第一保管部、第二保管部及第三保管部组合使用来保管搬运容器的控制部。
根据本发明，可以在不增大占用面积的条件下，实现搬运容器保管数量的增加，并实现产量的提高。
上述移载部作为保管搬运容器的第四保管部，上述控制部可根据搬入搬运容器的个数，将第一保管部、第二保管部、第三保管部和第四保管部组合使用来保管搬运容器。
根据该特征，可实现进一步增加搬运容器的保管数量。
本发明还提供一种立式热处理装置的使用方法，其是包括将收纳有多片被处理体的搬运容器搬入以及搬出该立式热处理装置用的至少一个搬入搬出部；保管通过该搬入搬出部而被搬入该立式热处理装置内的多个搬运容器的第一保管部；收纳多段保持有多片被处理体的保持件，对被处理体实施规定热处理的热处理炉；和为了在上述保持件与搬运容器之间移载被处理体而承载搬运容器的移载部的立式热处理装置的使用方法，其特征在于：作为上述搬入搬出部，设置有上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部，同时，在上段和下段的搬入搬出部之间设置有保管搬运容器的第二保管部，将上述上段的搬入搬出部以及下段的搬入搬出部的至少一部分作为保管搬运容器的第三保管部，并根据搬入该立式热处理装置的搬运容器的个数，将上述第一保管部、第二保管部和第三保管部组合使用来保管搬运容器。
根据本发明，可以在不增大占用面积的条件下实现搬运容器保管数量的增加，并实现生产率的提高。
上述移载部作为保管搬运容器的第四保管部，根据向该立式热处理装置搬入搬运容器的个数，将第一保管部、第二保管部、第三保管部及第四保管部相组合使用来保管搬运容器。
根据该特征，可以进一步实现搬运容器保管数量的增加。
附图说明
图1为概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的立式热处理装置的纵剖面图。
图2为表示图1中所示立式热处理装置的概略结构的立体图。
图3为表示立式热处理装置的使用方法的说明图。
符号说明
W    半导体晶片(被处理体)
1    立式热处理装置
2    载体(搬运容器)
3、4 加载台(搬入搬出部)
5    装载台(第一保管部)
6    晶舟(保持件)
7    热处理炉
8    FIMS台(FIMS port)(移载部)
20   第二保管部
22   控制部
30   第三保管部
40   第四保管部
具体实施方式
下面，将根据附图对本发明的最佳实施方式进行详细说明。图1为概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的立式热处理装置的纵剖面图。图2为表示图1中所示立式热处理装置的概略结构的立体图。图3为表示立式热处理装置的使用方法的说明图。
在这些图中，符号1表示立式热处理装置，该热处理装置1包括：用于将收纳有多片(例如25片)被处理体(例如半导体晶片)的载体(搬运容器)2，通过其而搬入热处理装置1内并从热处理装置1搬出的加载台(搬入搬出部)3、4；作为收纳并保管从该加载台3、4搬入到热处理装置1内的多个载体2的第一保管部的装载台(保管架、第一缓冲区)5；收纳多段保持有多片(例如75片)晶片的晶舟(保持件)6，并对晶片W实施规定的热处理(例如CVD处理)的热处理炉7；和为了在上述晶舟6与载体2之间进行晶片W的移载而承载载体2的FIMS台(FIMS port)(移载部)8。
载体2为密闭型搬运容器，其包括：能够以水平状态在上下方向上以规定的间隔多段收纳多片晶片的容器本体、以及可装卸地设置在该容器本体前面的图未示出的盖。载体2由OHT(顶部走行式搬送装置)、AGV和RGV(底面走行式搬送装置)、PGV(手动式搬送装置)或者通过作业员来进行搬运。
立式热处理装置1具有形成其外部轮廓的筐体9，在该筐体9的后部上方设置有热处理炉7。在热处理炉7的下方，作为将晶舟6搬入(装载)到热处理炉7内并从热处理炉7搬出(卸载)的作业区域，并作为在晶舟6和FIMS台8上的载体2之间进行晶片W的移载的作业区域，而设置有装载区域10。热处理炉7主要包括如下部分：将下部开口为炉口11a的直立处理容器，例如石英制反应管11；从下方密封反应管11的炉口(开口部)11a的可升降的盖体12；和由覆盖反应管11的周围并作为可将反应管11内加热至300℃～1200℃而进行加热控制的加热结构的电阻发热元件所构成的加热器13。
在筐体9内，水平设置不锈钢制的基盘14，在其上设置有构成热处理炉7的反应管11和加热器13。在基盘14上设置有图中未表示的开口部，通过该开口部从基盘14的下方向上插入反应管11。在反应管11的下端形成向外的凸缘部，利用凸缘保持部件将该凸缘部保持在基盘14上，由此将反应管11设置成从下方向上方插通基盘14的开口部的状态。在反应管11上连接有用于向反应管11内导入处理气体和吹扫用惰性气体(例如N2)的多个气体导入管；和经途设置有将反应管11内的压力控制在规定的低压下的真空泵以及压力控制阀等设备的排气管(图示省略)。
为了向热处理炉7内搬入晶舟6和从热处理炉7搬出晶舟6，而在装载区域10中设置有使盖体12升降的升降机构15。在盖体12的下部设置有用于使晶舟6旋转的旋转机构。晶舟6例如为石英制。在图示例子中的晶舟6包括：水平且在上下方向上隔开规定间隔地支撑大口径(例如300mm)的多张晶片W的晶舟本体6a；以及用于使该晶舟本体6a水平旋转的，并与上述旋转机构的旋转轴相连接的脚部6b。在盖体12上设置有图未示出的炉口加热机构或者保温筒。
在装载区域10设置有：用于使因晶舟6的卸载而导致开放的炉口11a屏蔽(隔热)的图未示出的闸阀机构；在卸载后的晶舟6和FIMS台8上的载体2之间进行晶片W的移载的移载机构16。在筐体9内的前部，设置有进行载体的搬送和保管的搬送保管区域17，并在该搬送保管区域17内部的下方设置有FIMS台8。在筐体9内设置有分割装载区域10和搬送保管区域17的隔壁18。
FIMS台8包括：装载有载体2的台8a；在使载体2的容器本体前面边缘部与隔壁18接触的状态下固定载体2的固定机构；从装载区域10侧将为了使载体2内与装载区域10内连通而设置在隔壁18上的开口部密闭的可开闭的装载门机构19；和开闭载体2的盖的盖开闭机构(图示略)。在图示的例子中，两个FIMS台8左右设置，可在各FIMS台8中承载一个载体2。
在搬送保管区域17内的后部，设置有装载台5。在图示例子中，装载台5具有上段、中段和下段3段的载置架5a、5b、5c，各载置架上可左右并列承载并保管两个载体2。在搬送保管区域17内设置有在加载台3、4，装载台5，FIMS台8和后述的第二保管部20之间进行载体2的移载的载体传送机构(搬送机构)21。
加载台3、4分别设置在筐体9的前面部(装置的前面部)的上部和下部。上段的两个加载台3分别具有：承载载体2的台3a、和为了将载体2搬入搬送保管区域17内并从其中搬出而在筐体9上设置的开口部3b。向上段的加载台3搬入载体2和从上段的加载台3搬出载体2是通过顶部走行式搬送装置来进行的。下段的两个加载台4分别具有：承载载体2的台4a、和为了将载体2搬入搬送保管区域17内并从其中搬出而在筐体9上设置的开口部4b。向下段的加载台4搬入载体2和从下段的加载台4搬出载体2是通过底面走行式搬送装置来进行的。在上段的两个加载台3和下段的两个加载台4上可左右并列分别承载两个载体2。
在上段和下段的加载台3、4之间，设置有收纳和保管载体2的第二保管部(第二缓冲区)20。该第二保管部20利用上段和下段的加载台3、4间的空间进行设置，其中可承载并收纳载体2。该保管部20朝向搬送保管区域17。在保管部20上可左右并列地承载两个载体2。可在筐体9的前面壁上下的加载台3、4之间的区域上，设置与进行立式热处理装置1的各种控制，例如载体搬送控制、晶片移载控制、热处理加工控制等的控制部22相连接的输入输出显示部23，例如触摸面板显示装置(MMI)。
此外，加载台3、4中的任何一个，可用作保管载体2的第三保管部30。根据向立式热处理装置1中的载体2的搬入个数(使用个数)，控制部22将作为装载台的第一保管部5、第二保管部20和第三保管部30适当组合，用于载体2的保管。在立式热处理装置1的使用中，除装载台(第一缓冲区)5和第二保管部(第二缓冲区)20以外，将上述上下两段的加载台3，4中的任何一个作为保管载体2的第三保管部(第三缓冲区)30，并根据载体2的搬入个数将装载台(第一缓冲区)5、第二保管部(第二缓冲区)20和第三保管部(第三缓冲区)30组合来使用。作为将上下两段的加载台3、4中的任何一个用作保管载体2的情况的组合，可以是如图3的(a)～(o)所示共计15个组合。在图示例中，对于用作缓冲区30的加载台上的载体填充斜线的阴影(补丁)，由此明确表示用作缓冲区的加载台。
例如，图3的(a)表示，将下段的两个加载台4用作加载台，将上段的两个加载台3用作缓冲区30的实例。
图3的(b)、(c)表示，将下段的两个加载台4用作加载台，将上段的两个加载台3中的一个用作缓冲区30的实例。
图3的(d)表示，将上段的两个加载台3用作加载台，将下段的两个加载台3用作缓冲区30的实例。
图3的(e)、(f)表示，将上段的两个加载台3用作加载台，将下段的两个加载台3中的一个用作缓冲区30的实例。
图3的(g)～(j)表示，分别将上段的两个加载台4中的一个和下段的两个加载台4中的一个用作加载台，将其余两个用作缓冲区30。
图3的(k)～(n)表示，将上段和下段的共计四个加载台3中的一个用作加载台，将其余的三个加载台用作缓冲区30的实例。
图3的(o)表示，将上段和下段的全部的共计四个加载台3用作加载台，不用作缓冲区的实例。
其中，所谓本发明的“保管”其含义是，在一旦使载体2放置在保管位置(例如加载台)以后，将至少到在热处理炉7中进行目标处理的期间为止，持续放置在该保管位置。
而且，当在立式热处理装置1中设置有多个(图示实例中为两个)FIMS台8时，至少一个(图示实例中为一个)FIMS台8发挥其本来的用途，其他的(图示实例中为一个)FIMS台8可用作临时保管载体2的第四保管部(第四缓冲区)40。在此情况下，控制部22根据向立式热处理装置1中搬入载体2的个数，适当地将装载台(第一缓冲区)5、第二保管部(第二缓冲区)20、第三保管部(第三缓冲区)30和第四保管部(第四缓冲区)40组合来使用。
在该立式热处理装置1中，由于除装载台5之外，还在上段和下段的加载台3、4之间设置有保管载体2的保管部20，因此，实现在不增加占用面积的条件下增大载体2的保管数量，实现处理时间的缩短乃至生产率的提高。
此外，在图示的实施例中，由于除可承载6个载体的装载台(第一缓冲区)5之外，还设置有可承载两个载体的保管部(第二缓冲区)20，因此，可收纳保管共计8个载体。由于保管部20设置在上下的加载台3、4之间，因此，在不增大占用面积的条件下，载体的保管数量可增加两个。此外，通过将加载台3、4中的任何一个用作保管载体2的第三保管部30，实现在不增大占用面积的条件下进一步增加载体的保管数量。
此外，根据立式热处理装置1，还包括根据搬入载体2的个数，适宜地将装载台5、第二保管部20和第三保管部30进行组合并用来保管载体2的控制部22，因此，实现在不增大占用面积的条件下增加载体2的保管数量，实现生产率的提高。
此外，至少需要一个FIMS台8，但是如图实例所示，当在左右并列设置两个FIMS台8的情况下，将两个FIMS台8中的一个用作第四保管部40(第四缓冲区)，即，两个FIMS台8中的一个作为第四保管部40，控制部22根据向立式热处理装置1中搬入载体2的个数，适宜地将第一保管部5、第二保管部20、第三保管部30和第四保管部40进行组合用来保管载体2，从而进一步增加载体2的保管数量。
此外，在上段的加载台3和下段的加载台4之间的筐体9内侧设置有保管载体2的第二保管部20，并将上述加载台3、4中的任何一个用作保管载体2的第三保管部30，根据向立式热处理装置1中搬入载体2的数量适宜地将装载台5、第二保管部20、第三保管部30进行组合并用来保持载体2，由此，可实现在不增大占用面积的条件下增加载体的保管数量，并实现生产率的提高。
在图3的(k)～(n)所示实施例的情况下，由于除可承载6个载体的装载台(第一缓冲区)5之外，还设置有可承载两个载体的保管部(第二缓冲区)20，同时，将上下的加载台3、4中的三个用作保管部(第三缓冲区)30，因此，可收纳保管共计11个载体。由于将保管部20设置在上段的加载台3和下段的加载台4之间，同时，将上段的加载台3和下段的加载台4中的至少一个用作保管部30，因此，可在不增加占用面积的条件下使载体的保管数量增加5个。
此外，将FIMS台8的一个作为第四保管部40，根据载体2的搬入个数适宜地将第一保管部5、第二保管部20、第三保管部30和第四保管部40进行组合并用来保管载体2，从而可进一步增加载体的保管数量。
以上，利用附图对本发明的实施方式以及实施例进行了详细说明，但是，本发明并不局限于上述实施方式以及实施例，可在不偏离本发明要旨的范围内进行各种设计变更等。

Claims (7)

1.一种立式热处理装置，其特征在于，包括：
将收纳有多片被处理体的搬运容器搬入以及搬出该立式热处理装置用的至少一个搬入搬出部；保管通过该搬入搬出部而被搬入该立式热处理装置内的多个搬运容器的第一保管部；收纳多段地保持有多片被处理体的保持件，并对被处理体实施规定热处理的热处理炉；和为了在所述保持件与搬运容器之间移载被处理体而承载搬运容器的移载部，其中，
作为所述搬入搬出部，设置有上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部，同时，在上段和下段的搬入搬出部之间设置有保管搬运容器的第二保管部。
2.如权利要求1所述的立式热处理装置，其特征在于：
将所述上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部的至少一部分作为保管搬运容器的第三保管部。
3.如权利要求1所述的立式热处理装置，其特征在于：
将所述移载部的至少一部分作为保管搬运容器的第四保管部。
4.一种立式热处理装置，其特征在于，包括：
将收纳有多片被处理体的搬运容器搬入以及搬出该立式热处理装置用的至少一个搬入搬出部；保管通过该搬入搬出部而搬入该立式热处理装置内的多个搬运容器的第一保管部；收纳多段地保持有多片被处理体的保持件，并对被处理体实施规定热处理的热处理炉；和为了在所述保持件与搬运容器之间移载被处理体而承载搬运容器的移载部，其中，
作为所述搬入搬出部，设置有上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部，同时，在上段和下段的搬入搬出部之间设置有保管搬运容器的第二保管部；
将所述上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部的至少一部分作为保管搬运容器的第三保管部；
具有根据搬入该立式热处理装置的搬运容器的个数，将所述第一保管部、第二保管部和第三保管部组合使用来保管搬运容器的控制部。
5.如权利要求4所述的立式热处理装置，其特征在于：
将所述移载部作为保管搬运容器的第四保管部；
所述控制部构成为根据搬入的搬运容器的个数，将所述第一保管部、第二保管部、第三保管部和第四保管部组合使用来保管搬运容器。
6.一种立式热处理装置的使用方法，其是包括将收纳有多片被处理体的搬运容器搬入以及搬出该立式热处理装置用的至少一个搬入搬出部；保管通过该搬入搬出部而被搬入该立式热处理装置内的多个搬运容器的第一保管部；收纳多段地保持有多片被处理体的保持件，并对被处理体实施规定热处理的热处理炉；和为了在所述保持件与搬运容器之间移载被处理体而承载搬运容器的移载部的立式热处理装置的使用方法，其特征在于：
作为所述搬入搬出部，设置有上段的搬入搬出部和下段的搬入搬出部，同时，在上段和下段的搬入搬出部之间设置有保管搬运容器的第二保管部；将所述上段的搬入搬出部以及下段的搬入搬出部的至少一部分作为保管搬运容器的第三保管部；并根据搬入该立式热处理装置的搬运容器的个数，将所述第一保管部、第二保管部和第三保管部组合使用来保管搬运容器。
7.如权利要求6所述的立式热处理装置的使用方法，其特征在于：
将所述移载部作为保管搬运容器的第四保管部；根据搬入该立式热处理装置的搬运容器的个数，将所述第一保管部、第二保管部、第三保管部和第四保管部组合使用来保管搬运容器。
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