JP2000340641A - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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JP2000340641A
JP2000340641A JP14854799A JP14854799A JP2000340641A JP 2000340641 A JP2000340641 A JP 2000340641A JP 14854799 A JP14854799 A JP 14854799A JP 14854799 A JP14854799 A JP 14854799A JP 2000340641 A JP2000340641 A JP 2000340641A
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Hisashi Yoshida
久志 吉田
Akinari Hayashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】基板処理装置で密閉式カセット内のウェーハ又
は処理済ウェーハの自然酸化、或はパーティクル汚染を
防止する。 【解決手段】ウェーハが装填される密閉式カセット12
を受載するカセット棚を具備する基板処理装置に於い
て、前記カセットがカセット棚23に受載された状態
で、前記カセット内に不活性ガスを給排する不活性ガス
供給手段32を設け、密閉式のウェーハカセットに清浄
な不活性ガスを供給し、該ウェーハカセット内を不活性
ガス雰囲気に常に保つことにより、未処理ウェーハ又は
処理済ウェーハの自然酸化或はパーティクル汚染を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハ等
の被処理基板に成膜処理等各種プロセス処理を施して半
導体素子を形成する基板処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】基板処理装置には被処理基板を1枚或は
複数枚ずつ処理する枚葉式のものと1度に多数の被処理
基板を処理するバッチ式のものとがある。バッチ式の基
板処理装置に於いては、通常被処理基板は開放型収納容
器である基板カセット或は密閉型収納容器であるFOU
P(Front Openning UnifiedP
od)カセットに25枚ずつ装填された状態で装置内に
搬送され、1度のプロセス処理で所要数の被処理基板例
えばシリコン製のウェーハが処理される。
【0003】前記ウェーハをFOUPカセットに収納し
て搬送する場合の従来の基板処理装置を図7及び図8に
於いて説明する。
【0004】筐体1の内部は前方部分がカセット搬送室
3、後方部分がウェーハ移載室4となっている。
【0005】前記筐体1内の後方上部には反応炉6が設
けられ、該反応炉6には下方から図示しないボートエレ
ベータによりボート7が装入引出し可能に支持されてい
る。下降状態の該ボート7の前方にはウェーハ移載機8
が設けられ、該ウェーハ移載機8の前方には上下に上カ
セットラック9、下カセットラック10が設けられてい
る。前記上カセットラック9は、例えば図に示す様に、
2列3段で6個のFOUPカセット12を収納可能であ
り、前記下カセットラック10は2列4段で8個のFO
UPカセット12を収納可能となっており、前記上カセ
ットラック9と下カセットラック10とで合計14個の
FOUPカセット12を収納可能となっている。
【0006】前記上カセットラック9及び下カセットラ
ック10の前方にカセットステージ13が設けられてい
る。該カセットステージ13の上方にはカセットサブラ
ック14が設けられ、又前記筐体1の前面には前記カセ
ットステージ13に隣接してカセット搬入搬出口15が
設けられている。
【0007】ウェーハ17の搬送は前記FOUPカセッ
ト12に装填され密閉の状態で行われ、該FOUPカセ
ット12は外部搬送装置AGV(Automated
Guided Vehicle)(図示せず)により前
記カセット搬入搬出口15を介して前記カセットステー
ジ13上に搬送される。カセット搬送機18は昇降動、
回転動、横行動の協働で前記FOUPカセット12を前
記カセットステージ13から前記上カセットラック9、
前記下カセットラック10或は前記カセットサブラック
14に移載する。
【0008】前記FOUPカセット12のカセット蓋1
9が蓋開閉機構(図示せず)により開放される。
【0009】前記ウェーハ移載機8は昇降動、回転動、
進退動の協働により前記下カセットラック10に収納さ
れた前記FOUPカセット12内のウェーハ17を下降
状態の前記ボート7に移載する。前記ウェーハ17の移
載は予定された枚数となる迄複数のFOUPカセット1
2に対して実行される。前記ボート7に所定数の前記ウ
ェーハ17が装填されると、前記ボートエレベータ(図
示せず)により前記ボート7が上昇され前記反応炉6内
に装入される。
【0010】該反応炉6内で前記ウェーハ17に所要の
処理が施されると、前記ボートエレベータ(図示せず)
により前記ボート7が降下され前記反応炉6より引出さ
れる。前記ボート7、ウェーハ17が炉外で冷却された
後、前記ウェーハ移載機8により前記ウェーハ17が前
記下カセットラック10の前記FOUPカセット12へ
移載される。
【0011】更に、次に処理されるウェーハ17が前記
ウェーハ移載機8により前記ボート7に装填され、上記
したのと同様の手順で前記ウェーハ17に所要の処理が
繰返される。又、所要の処理が完了し前記FOUPカセ
ット12に移載された前記各ウェーハ17は上記した手
順と逆の手順で前記カセット搬送機18、カセットステ
ージ13、カセット搬入搬出口15を介して外部へ搬出
される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前記FOUPカセット
12内は前記外部搬送装置AGVで搬送されている間窒
素ガスで充満されて不活性雰囲気とされているが、該F
OUPカセット12が前記下カセットラック10に於い
て開口され、前記FOUPカセット12内の未処理ウェ
ーハ17が前記ウェーハ移載機8により取出され前記ボ
ート7へ装填される間、或は前記ボート7から処理済ウ
ェーハが前記ウェーハ移載機8により前記FOUPカセ
ット12へ移載される間、前記FOUPカセット12内
は筐体1内の雰囲気ガスに置換されてしまう。
【0013】前記筐体1は清浄ではあるが、大気雰囲気
であり、従って、前記FOUPカセット12も前記筐体
1内の大気雰囲気に置換される。この為、前記FOUP
カセット12が前記カセット搬送機18、カセットステ
ージ13、カセット搬入搬出口15を介して外部へ搬出
される間、前記FOUPカセット12内の処理済ウェー
ハは大気中の酸素により自然酸化される或はパーティク
ルにより汚染される可能性が生じる。
【0014】本発明は斯かる実情に鑑み、密閉式のウェ
ーハカセットに清浄な不活性ガスを供給し、該ウェーハ
カセット内を不活性ガス雰囲気に常に保つことにより、
未処理ウェーハ又は処理済ウェーハの自然酸化、或はパ
ーティクル汚染を防止するものである。
【0015】
【課題を解決する為の手段】本発明は、ウェーハが装填
される密閉式カセットを受載するカセット棚を具備する
基板処理装置に於いて、前記カセットがカセット棚に受
載された状態で、前記カセット内に不活性ガスを給排す
る不活性ガス供給手段を設けた基板処理装置に係り、又
前記密閉式カセットの底板に不活性ガス流入ポートとカ
セット内雰囲気流出ポートが設けられ、前記カセット棚
に不活性ガス供給ポートとカセット内雰囲気排出ポート
が設けられ、前記不活性ガス流入ポートと前記不活性ガ
ス供給ポートが嵌合可能とし、前記カセット内雰囲気流
出ポートと前記カセット内雰囲気排出ポートが嵌合可能
とし、前記不活性ガス供給ポートに不活性ガス供給源が
接続された基板処理装置に係り、更に又前記不活性ガス
流入ポート、カセット内雰囲気流出ポートに開閉弁が設
けられ、前記不活性ガス供給ポートと不活性ガス供給源
との間の配管に電磁弁が設けられ、カセットがカセット
棚に載置されることで前記開閉弁、電磁弁がそれぞれ開
放される基板処理装置に係るものである。
【0016】カセットがカセット棚に受載されている状
態で、カセット内部に不活性ガスが供給されることか
ら、カセットを装置内に保管している状態でウェーハに
自然酸化膜が生成するのが抑制され、又カセット搬送中
のウェーハの自然酸化を防止する為に行われるカセット
内部に不活性ガスを充填する工程が省略でき、カセット
搬入搬出時間が短縮される。
【0017】又、カセット内への不活性ガスの供給は、
カセットがカセット棚にある場合のみに行われるので、
不活性ガスの供給に無駄がない。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
【0019】図1〜図5に於いて本発明の第一の実施の
形態を説明する。
【0020】尚、図1〜図5中、図7及び図8中と同等
のものには同符号を付してある。
【0021】カセットラック22は棚板23と中空の支
柱24,25,26とにより構成され、前記カセットラ
ック22は前記棚板23に2列4段で8個のFOUPカ
セット12を受載可能である。前記支柱24は給気マニ
ホールド、前記支柱25は排気マニホールドを夫々兼ね
ている。
【0022】前記FOUPカセット12にはウェーハ1
7が水平に且つ多段に装填されており、前記FOUPカ
セット12の底板27に窒素ガス流入ポート28及びカ
セット内雰囲気流出ポート29が夫々設けられ、該窒素
ガス流入ポート28及びカセット内雰囲気流出ポート2
9は前記各ウェーハ17の周縁部近傍となる様に配置さ
れている。前記窒素ガス流入ポート28、カセット内雰
囲気流出ポート29は常時閉であり、後述する窒素ガス
供給ポート32、カセット内雰囲気排出ポート33が嵌
合することで開する様になっている。
【0023】前記棚板23には前記カセット搬送用切欠
部31が形成され、該カセット搬送用切欠部31の近傍
に窒素ガス供給ポート32及びカセット内雰囲気排出ポ
ート33が夫々設けられている。該窒素ガス供給ポート
32及びカセット内雰囲気排出ポート33は前記窒素ガ
ス流入ポート28及びカセット内雰囲気排出ポート29
と上下に重なる位置に夫々配置され、前記窒素ガス供給
ポート32及びカセット内雰囲気排出ポート33は夫々
円筒ノズル状であり、該窒素ガス供給ポート32及びカ
セット内雰囲気排出ポート33の上端は前記棚板23の
上面側に突出し、前記窒素ガス供給ポート32に前記窒
素ガス流入ポート28が着脱可能に嵌合すると共に、前
記カセット内雰囲気排出ポート33に前記カセット内雰
囲気流出ポート29が着脱可能に嵌合する様になってい
る。
【0024】前記窒素ガス供給ポート32の下端には窒
素ガス供給用配管35の一端が接続され、該窒素ガス供
給用配管35の他端は前記支柱24に接続され、該支柱
24の内部と連通している。該支柱24は両端が閉塞さ
れており、該支柱24は下端に於いて図示しない窒素ガ
ス供給源に配管を介して接続されている。
【0025】前記カセット内雰囲気排出ポート33の下
端には排出用配管36の一端が接続され、該排出用配管
36の他端は前記支柱25に接続され、前記排出用配管
36は前記支柱25の内部と連通しており、該支柱25
の両端は筐体1内に開放されている。
【0026】以下、作用について説明する。
【0027】清浄で不活性なガスとして窒素ガスが図示
しない窒素ガス供給源から配管を経てカセットラック2
2の支柱24に送給され、該支柱24内、窒素ガス供給
用配管35を順次通って各窒素ガス供給ポート32から
筐体1内に流出する。流出する窒素ガスは清浄な不活性
ガスであるので筐体1内の雰囲気を改善する。
【0028】図示しないカセット搬送機によりFOUP
カセット12が図示しないカセットステージからカセッ
トラック22に搬送され、前記FOUPカセット12は
前記カセットラック22の棚板23上に載置される。前
記FOUPカセット12の窒素ガス流入ポート28が前
記窒素ガス供給ポート32に嵌合し、同時に、前記カセ
ット内雰囲気流出ポート29が前記カセット内雰囲気排
出ポート33に嵌合する。該窒素ガス供給ポート32か
ら窒素ガスが前記窒素ガス流入ポート28を通って前記
FOUPカセット12内に流入し、前記FOUPカセッ
ト12内の雰囲気は前記カセット内雰囲気流出ポート2
9を通って前記カセット内雰囲気排出ポート33、前記
排出用配管36を順次経て前記支柱25の開口部から前
記筐体内に流出する。而して、前記FOUPカセット1
2内は清浄な不活性窒素ガスにより常に充満される。
【0029】該FOUPカセット12のカセット蓋19
が開かれ、前記FOUPカセット12内の未処理ウェー
ハ17がウェーハ移載機によりボート(いずれも図示せ
ず)に移載され、前記ボート内の処理済ウェーハが前記
ウェーハ移載機により前記FOUPカセット12内に装
填される。
【0030】斯かるウェーハの移載作業の間前記FOU
Pカセット12は開口状態にあるが、前記窒素ガス供給
ポート32から継続して窒素ガスが前記FOUPカセッ
ト12内に送給され、該FOUPカセット12内は前記
窒素ガスで充満されると共に前記FOUPカセット12
の開口部から前記窒素ガスが流出する。而して、前記F
OUPカセット12の開口部から前記ウェーハ移載室内
の雰囲気が前記FOUPカセット12内へ流入するのが
抑制され、前記雰囲気中の酸素、パーティクル等の混入
が低減され、前記FOUPカセット12内の処理済ウェ
ーハ表面に於ける酸化膜の形成及びパーティクルによる
汚染が抑制される。
【0031】前記FOUPカセット12に対するウェー
ハ移載作業が終了した後、該FOUPカセット12は前
記カセット蓋19が閉じられる。
【0032】前記窒素ガス流入ポート28からは窒素ガ
スが継続して前記FOUPカセット12内に流入し、且
つ前記カセット内雰囲気流出ポート29から前記FOU
Pカセット12内の雰囲気が混入した酸素やパーティク
ルと共に前記FOUPカセット12外に流出される。該
FOUPカセット12内は速やかに清浄で不活性な窒素
ガスに再び置換され、前記FOUPカセット12内の処
理済ウェーハ表面に於ける酸化膜の形成及びパーティク
ルによる汚染が更に抑制される。而して、前記FOUP
カセット12内は前記カセットラック22に収納された
状態で不活性ガスに置換されるので、別途FOUPカセ
ット12内を不活性ガスに置換する工程が省略できる。
【0033】前記ウェーハ移載作業の終了した前記FO
UPカセット12は図示しない前記カセット搬送機、カ
セットステージ、カセット搬入搬出口を介して外部へ搬
出される。
【0034】図6に於いて本発明の第二の実施の形態を
説明する。尚、図6中、図1〜図5中と同等のものには
同符号を付してある。
【0035】FOUPカセット12の底板27に窒素ガ
ス流入ポート38及びカセット内雰囲気流出ポート39
が夫々穿設され、該窒素ガス流入ポート38及びカセッ
ト内雰囲気流出ポート39は各ウェーハ17の周縁部と
略重なる様に夫々配置され、前記窒素ガス流入ポート3
8及びカセット内雰囲気流出ポート39は流入部弁板4
0、流出部弁板41により開閉可能となっている。
【0036】前記FOUPカセット12は棚板23に載
置されており、該棚板23の前記FOUPカセット12
載置部所要位置に窒素ガス供給ポート32及びカセット
内雰囲気排出ポート33が夫々貫通して設けられてい
る。該窒素ガス供給ポート32及びカセット内雰囲気排
出ポート33は前記窒素ガス流入ポート38及びカセッ
ト内雰囲気流出ポート39に夫々挿通可能に配置され、
前記窒素ガス供給ポート32及びカセット内雰囲気排出
ポート33はノズル状であり、前記窒素ガス供給ポート
32及びカセット内雰囲気排出ポート33の上端は前記
棚板23より突出している。
【0037】前記窒素ガス供給ポート32が前記窒素ガ
ス流入ポート38に嵌入し、前記窒素ガス供給ポート3
2により前記流入部弁板40が開かれると共に、前記カ
セット内雰囲気排出ポート33が前記カセット内雰囲気
流出ポート39に嵌入し、前記カセット内雰囲気排出ポ
ート33により前記流出部弁板41が開かれる様になっ
ている。
【0038】前記各窒素ガス供給ポート32の下端に窒
素ガス供給用配管35の一端が接続されている。該窒素
ガス供給用配管35の中途部に電磁弁43が設けられて
いる。前記窒素ガス供給用配管35の他端は前記支柱2
4に接続され、前記窒素ガス供給用配管35は前記支柱
24の内部と連通している。該支柱24は両端が閉塞さ
れており、下端部に於いて図示しない窒素ガス供給源に
配管を介して接続されている。
【0039】前記棚板23の各FOUPカセット12載
置部にマイクロスイッチ44が取付けられ、前記棚板2
3に前記FOUPカセット12が載置された時、前記マ
イクロスイッチ44がONとなって前記電磁弁43が開
き、又、前記FOUPカセット12が搬出された時に、
前記マイクロスイッチ44がOFFとなって前記電磁弁
43が閉じる様になっている。
【0040】以下、作用について説明する。
【0041】清浄で不活性ガスである窒素ガスが図示し
ない窒素ガス供給源から配管を経て前記カセットラック
22の各支柱24に送給されている。前記棚板23上の
各マイクロスイッチ44は前記FOUPカセット12が
前記棚板23上に載置されていない時はOFFとなり、
前記電磁弁43が閉じられている為窒素ガスは前記各窒
素ガス供給ポート32から流出されない。
【0042】図示しないカセット搬送機により前記FO
UPカセット12が図示しないカセットステージから前
記カセットラック22に搬送され、前記FOUPカセッ
ト12は前記カセットラック22の棚板23上に載置さ
れる。
【0043】前記FOUPカセット12の重量により前
記棚板23上のマイクロスイッチ44がONとなり、前
記電磁弁43が開かれて窒素ガスは前記各窒素ガス供給
用配管35を通って窒素ガス供給ポート32から流出さ
れる。
【0044】同時に、前記FOUPカセット12の底板
27に配設された窒素ガス流入ポート38が前記棚板2
3の窒素ガス供給ポート32に嵌入し、該窒素ガス供給
ポート32の先端部により前記流入部弁板40が開か
れ、前記窒素ガス供給ポート32から窒素ガスが前記F
OUPカセット12内に流入する。
【0045】同様に、前記底板27のカセット内雰囲気
流出ポート39が前記棚板23のカセット内雰囲気排出
ポート33に嵌入し、該カセット内雰囲気排出ポート3
3の先端部により前記流出部弁板41が開かれ、前記F
OUPカセット12内の雰囲気は前記カセット内雰囲気
排出ポート33を通り、該カセット内雰囲気排出ポート
33に接続された前記排出用配管36を経て前記支柱2
5の開口部からウェーハ移載室内に流出される。而し
て、前記FOUPカセット12内は窒素ガスで充満され
る。
【0046】前記ウェーハ移載作業の終了した前記FO
UPカセット12は図示しない前記カセット搬送機によ
り前記棚板23から持上げられる。前記FOUPカセッ
ト12が持上げられると、前記マイクロスイッチ44が
OFFとなり、前記電磁弁43が閉じられる為、窒素ガ
スは前記各窒素ガス供給ポート32から流出されない。
【0047】同時に、前記窒素ガス流入ポート38から
前記窒素ガス供給ポート32が脱離し、前記流入部弁板
40が前記窒素ガス流入ポート38を閉塞する。同様
に、前記カセット内雰囲気流出ポート39から前記カセ
ット内雰囲気排出ポート33が脱離し、前記流出部弁板
41が前記カセット内雰囲気流出ポート39を閉塞す
る。而して、前記FOUPカセット12内には清浄な不
活性窒素ガスが密封される。
【0048】尚、本発明の基板処理装置は、上述の実施
の形態に於けるカセットラックに限定されるものではな
く、カセットラックの棚板の幅及び段数は適宜変更して
もよいことは勿論である。
【0049】又、上記第一及び第二の実施の形態では、
説明上、カセットに対する不活性ガス供給手段をカセッ
トラック22に設けた場合を説明したが、前記不活性ガ
ス供給手段は、図7に示す、上カセットラック9、下カ
セットラック10、カセットサブラック14のいずれに
設けられてもよく、又、必要に応じ、限られたラックに
のみ設けてもよい。例えば、下カセットラック10はウ
ェーハ移載機8にてFOUPカセット12からウェーハ
を取出す為、FOUPカセット12の蓋を開閉する開閉
機構(図示せず)を設ける必要がある。よって、下カセ
ットラック10に前記不活性ガス供給手段を設けると機
械的に複雑になるので、前記不活性ガス供給手段を下カ
セットラック10に設けず、上カセットラック9及び
(又は)カセットサブラック14に設け、処理済のウェ
ーハを収納したカセット(蓋が開放されカセット内が大
気雰囲気の状態)を下カセットラック10から一旦上カ
セットラック9(又はカセットサブラック14)へカセ
ット搬送機18にて搬送し、上カセットラック9にてカ
セット内を不活性ガス雰囲気に置換し、その後、カセッ
トステージ13を介し外部へ搬出する様にしてもよい。
【0050】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、密閉式
カセットの筐体内搬入後、カセット棚に収納された状態
で、カセット内に不活性ガスが供給されるので、カセッ
ト内での自然酸化膜の生成が抑制され、更に、カセット
搬送中カセット内でのウェーハの自然酸化を防止する為
に行われるカセット内部に不活性ガスを充填する工程が
省略でき、カセット搬入搬出時間が短縮され、搬送効率
が向上し、ひいては生産性が向上する。又、カセット内
への不活性ガスの供給は、カセットがカセット棚にある
場合のみに行われるので、不活性ガスの供給に無駄がな
く、ランニングコストが低く抑えられる等種々の優れた
効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態を示す側面図であ
る。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】図1に於けるFOUPカセットの分解斜視図で
ある。
【図4】図3のB−B矢視図である。
【図5】図3に於けるFOUPカセットの底面図であ
る。
【図6】本発明の第二の実施の形態を示す断面図であ
る。
【図7】従来例の斜視図である。
【図8】該従来例に於けるカセットラックの斜視図であ
る。
【符号の説明】
3 カセット搬送室 4 ウェーハ移載室 6 反応炉 7 ボート 8 ウェーハ移載機 10 下カセットラック 12 FOUPカセット 17 ウェーハ 19 カセット蓋 22 カセットラック 23 棚板 24 支柱 25 支柱 26 支柱 27 底板 28 窒素ガス流入ポート 29 カセット内雰囲気流出ポート 32 窒素ガス供給ポート 33 カセット内雰囲気排出ポート 35 窒素ガス供給用配管 36 排出用配管 38 窒素ガス流入ポート 39 カセット内雰囲気流出ポート 40 流入部弁板 41 流出部弁板 43 電磁弁 44 マイクロスイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェーハが装填される密閉式カセットを
    受載するカセット棚を具備する基板処理装置に於いて、
    前記カセットがカセット棚に受載された状態で、前記カ
    セット内に不活性ガスを給排する不活性ガス供給手段を
    設けたことを特徴とする基板処理装置。
JP14854799A 1999-05-27 1999-05-27 基板処理装置、基板処理方法及び半導体素子の形成方法 Expired - Lifetime JP4308975B2 (ja)

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