JP2001203166A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数の削減、コストの低減、重量の低
減、メンテナンススエリアの増大等を図る。 【解決手段】 複数の被処理体ｗが整列収納されたカセ
ット２を収容したカセットボックス３からカセット２を
出し入れするカセット出入ユニット８を並列に複数備
え、カセット出入ユニット８を介して搬入されたカセッ
ト２から被処理体ｗを取り出して所定の処理を施す処理
装置において、前記複数のカセット出入ユニット８を一
つのユニットで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、被処理体
例えば半導体ウエハに酸化、拡散、アニール、ＣＶＤ等
の処理を施す処理装置（半導体製造装置）として、例え
ば一度に多数枚の半導体ウエハの処理が可能なバッチ式
の縦型熱処理装置が用いられている。この縦型熱処理装
置においては、複数例えば２５枚程度の半導体ウエハが
整列収納されたカセット（キャリアともいう。）を収容
したカセットボックス（ＳＭＩＦボックス、Standard
Mechanical Interface Boxともいう。）からカセット
を出し入れするカセット出入ユニット（ＳＭＩＦインデ
クサともいう。）を備えており、このカセット出入ユニ
ットを介して搬入されたカセットから半導体ウエハを取
り出して所定の処理例えば酸化処理を施すように構成さ
れている。

【０００３】前記カセットボックスは、カセットや半導
体ウエハへの埃粒子（パーティクル）の付着を防止する
ための密閉型搬送容器であり、カセットの出し入れのた
めに底部が開口されており、その開口を閉塞する底蓋上
にカセットが載置されている。前記カセット出入ユニッ
トは、複数個のカセットの出し入れ作業を効率よく行う
ために、それぞれ独立した同一機能を有するものを並列
に複数例えば２台設置し、カセットボックスと装置との
間のインターフェイスを行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記処
理装置においては、同一機能を有する独立したカセット
出入ユニットを２台並列に設置しているため、部品点数
の増大、コストの増大、重量の増大、メンテナンススエ
リアの削減等の問題を内包していた。

【０００５】本発明は、前記事情を考慮してなされたも
ので、複数のカセット出入ユニットを一つのユニットで
構成することにより、部品点数の削減、コストの低減、
重量の低減、メンテナンススエリアの増大等を図った処
理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項１
に係る発明は、複数の被処理体が整列収納されたカセッ
トを収容したカセットボックスからカセットを出し入れ
するカセット出入ユニットを並列に複数備え、カセット
出入ユニットを介して搬入されたカセットから被処理体
を取り出して所定の処理を施す処理装置において、前記
複数のカセット出入ユニットを一つのユニットで構成し
たことを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の処
理装置において、前記一つのユニットで構成されたカセ
ット出入ユニットは、共通の底板と共通の上板との間に
複数の支柱を配し、四方をカバーで覆ったユニット本体
を有し、このユニット本体の上板には複数個のカセット
ボックスを載置する載置部が並列に設けられていること
を特徴とする。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２記載の処
理装置において、前記各載置部の下方には、カセットボ
ックスの底蓋と共にカセットをカセットボックスから下
方へ出し入れする昇降機構と、底蓋の降下途中で底蓋か
らカセットを受け取る支持アームとが設けられているこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項３記載の処
理装置において、前記支持アームは、アームベースの両
側から起立して水平回動可能に設けられ、上端にはカセ
ットを支持する爪部が設けられ、アームベースには支持
アームを回動するカム機構が設けられていることを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基いて詳述する。

【００１１】本発明を縦型熱処理装置に適用した実施の
形態を示す図１において、１は半導体製造装置である縦
型熱処理装置の外郭を形成する筐体で、この筐体１内
は、複数例えば２５枚程度の被処理体例えば半導体ウエ
ハｗが整列収納されたカセット２を収容したカセットボ
ックス（ＳＭＩＦボックス）３（図５参照）の搬入搬
出、カセットボックス３からのカセット２の出し入れや
カセット２の保管等を行うための第１の領域Ｅ１と、カ
セット２と多数例えば１５０枚程度の半導体ウエハｗを
高さ方向に所定間隔で整列支持する支持体であるボート
４との間で半導体ウエハｗの移載、熱処理炉５に対する
ボート４の搬入搬出等を行うための第２の領域（ローデ
ィングエリアともいう。）Ｅ２とに隔壁６を介して仕切
られている。

【００１２】前記筐体１の前面部には、オペレータある
いは搬送ロボットによりカセットボックス３を搬入搬出
するための搬入出口７が設けられ、この搬入出口７には
上下に開閉移動するドア（図示省略）が設けられてい
る。第１の領域Ｅ１には、カセットボックス３を載置
し、そのカセットボックス３内からカセット２を出し入
れするカセット出入ユニット（ＳＭＩＦインデクサ）８
が搬入出口７の近傍に設置され、このカセット出入ユニ
ット８の上方および隔壁６側の上方には複数個のカセッ
ト２を収納保管しておくためのカセット収納棚９が設け
られている。第１の領域Ｅ１には、図示しないフィルタ
を介して清浄な空気が供給されている。

【００１３】前記隔壁６側は、カセット２を載置するた
めのカセットステージ１０が設けられ、隔壁６にはカセ
ット２内をローディングエリアＥ２内に連通開放する開
口部１１と、この開口部１１をローディングエリアＥ２
側から開閉可能に閉塞する図示しないドアとが設けられ
ている。第１の領域Ｅ１には、前記カセット出入ユニッ
ト８、カセット収納棚９およびカセットステージ１０と
の間でカセット２の搬送を行うためのカセット搬送機構
１２が設けられている。このカセット搬送機構１２は、
昇降機構１３により昇降移動される昇降アーム１４と、
この昇降アーム１４に設けられ、カセット２の底部を支
持して水平方向に搬送する搬送アーム１５とから主に構
成されている。

【００１４】前記ローディングエリアＥ２の上方には、
下端に炉口を有する縦型熱処理炉５が設けられ、この熱
処理炉５の下方には炉口を開閉可能に閉塞する蓋体１６
が配置され、この蓋体１６上にはボート４が炉口の断熱
手段である保温筒１７を介して載置されている。ローデ
ィングエリアＥ２には、蓋体１６の開閉および熱処理炉
５に対するボート４の搬入搬出を行うための図示しない
昇降機構、カセットステージ１０上のカセット２とボー
ト４との間で半導体ウエハｗの移載を行う移載機構１８
等が設けられている。

【００１５】前記カセット出入ユニット８は、従来並列
に独立して設置されていた複数例えば２台のカセット出
入ユニットを１台にユニット化したもの、すなわち一つ
のユニットで構成したものである。このカセット出入ユ
ニット８は、図２ないし図４に示すように、共通の底板
１９と共通の上板２０との間に複数例えば６本の支柱２
１ａ〜２１ｆを配し、四方をカバー２２で覆ったユニッ
ト本体２３を有し、このユニット本体２３の上板２０に
は複数個例えば２個のカセットボックス３を載置するた
めの二つの載置部２４が並列に設けられている。

【００１６】前記カバー２２には、ユニット正面側（装
置奥側）に開口したカセット受け渡し用の開口部２５
と、ユニット背面側（装置前面側）に開口したクリーン
エア取り込み用の開口部２６とが形成されている。前記
支柱２１ａ〜２１ｆは、四隅に配した支柱２１ａ〜２１
ｄと、中間に配した支柱２１ｆ，２１ｇとからなる。

【００１７】ユニット正面側の左右両端の支柱２１ａ，
２１ｂには、カセット搬送機構１２の搬送アーム１５に
よるカセット２の受け渡しを検知するための投光素子２
７ａと受光素子２７ｂからなる光学式のセンサ（イニシ
ャライズセンサ）２７が取付けられ、中間の支柱２１ｅ
にはセンサ２７の光線が透過する透過孔２８が形成され
ている。ユニット背面側の中間の支柱２１ｆは、後述す
る昇降機構の昇降ガイドとされている。

【００１８】前記カセットボックス３は、図５に示すよ
うに、底部にカセット２の出し入れのための開口３ａを
有し、この開口３ａにこれを閉塞する底蓋３ｂが着脱可
能に取付けられ、この底蓋３ｂ上にカセット２が位置決
め載置されている。底蓋３ｂには、これをカセットボッ
クス３の開口３ａに対して閉塞位置に係止固定するため
の施解錠可能な図示しないロック機構が設けられてい
る。カセットボックス３には、情報を書き込んだタグ３
ｃが設けられている。

【００１９】前記カセット出入ユニット８の上板２０上
には、各載置部２４にカセットボックス３を位置決めす
るための位置決めガイド２９と、カセットボックス３に
設けられたタグ３ｃの情報を読み取る読取器３０とが設
けられている。位置決めガイド２９には、カセットボッ
クス３を定位置に着脱可能に保持するラッチ３１が取付
けられている（図３参照）。

【００２０】載置部２４には、底蓋３ｂと共にカセット
２をカセットボックス３から下方へ出し入れするための
開口（ポート）３２が設けられ、この開口３２にはこれ
を閉塞すると共に底蓋３ｂを載置するための昇降蓋３３
が開口３２を上限位置として昇降可能に配置されてい
る。カセットボックス３は、その底部周縁部が載置部２
４の開口３２周縁部に係止されているので、底蓋３ｂと
一緒に降下することはない。

【００２１】前記昇降蓋３３には、図３ないし図６に示
すように、カセットボックス３を正しい向きに位置決め
する位置決めピン３４と、カセットボックス３の有無を
検知するカセットセンサ３５と、底蓋３ｂのロック機構
を施解錠操作するラッチピン３６を有する施解錠機構３
７とが設けられている。この施解錠機構３７は、昇降蓋
３３の中央部に回動可能に設けられた回動部３８を有
し、この回動部３８にラッチピン３６が立設されてい
る。回動部３８にはレバー部３９が設けられ、このレバ
ー部３９に回動部３８を回動操作するためのエアシリン
ダ４０が連結されている。

【００２２】前記各載置部２４の下方には、図２、図６
ないし図７に示すように、カセットボックス３の底蓋３
ｂと共にカセット２をカセットボックス３から下方へ出
し入れする昇降機構４１と、底蓋３ｂの降下途中で底蓋
３ｂからカセット２を受け取る支持アーム４２とが設け
られている。昇降機構４１は、昇降ガイドである支柱２
１ｆにリニアガイド４３を介して昇降可能に支持された
昇降アーム４４と、この昇降アーム４４を昇降駆動する
ボールネジ機構４５とから主に構成され、その昇降アー
ム４４に前記昇降蓋３３が取付けられている。

【００２３】昇降ガイドを構成する支柱２１ｆは、断面
コ字状の溝形材を背中合わせに結合してなり、その溝部
にリニアガイド４３を介して昇降アーム４４が昇降可能
に設けられている。昇降アーム４４は中央の支柱２１ｆ
の両側から左右に片持ち梁状に張り出され、各載置部２
４の昇降蓋３３を支持している。

【００２４】前記支持アーム４２は、図７、図８ないし
図９に示すように、アームベース４６の両側から起立し
て水平回動可能に設けられ、上端にはカセット２を支持
する爪部４７が設けられ、アームベース４６には支持ア
ーム４２を回動操作するカム機構４８が設けられてい
る。また、支持アーム４２は、カセット搬送機構１２の
搬送アーム１５との間でカセット２の受け渡しを行うた
めに前後方向に進退移動可能に構成されている。

【００２５】板状のアームベース４６は、その周囲を取
り囲む４本の支柱（図９では２１ａ，２１ｄ，２１ｅ，
２１ｆ）に取付部材４９を介して水平に取付けられてい
る。このアームベース４６の下面には、横長の移動枠５
０がリニアガイド５１を介して進退移動可能に設けられ
ていると共に、この移動枠５０を進退駆動するエアシリ
ンダ５２が取付けられている。移動枠５０の両端には、
軸受部材５３を介して支持アーム４２が２本ずつ（一対
ずつ）貫通立設状態で水平回動可能に支持されている。

【００２６】前記カム機構４８は、支持アーム４２の下
端に設けられたレバー５４と、このレバー５４を動かす
カムプレート５５と、このカムプレート５５を駆動する
エアシリンダ５６とから主に構成されている。レバー５
４の先端には、ローラ５７が回転可能に取付けられてい
る。カムプレート５５は、前記移動枠５０の下面両側位
置にスライドガイド（もしくはリニアガイド）５８を介
してそれぞれ前後方向に進退移動可能に設けられ、各カ
ムプレート５５には一対のレバー５４と対応する箇所に
各ローラ５７が係合するカム溝５９が形成されている。

【００２７】両側のカムプレート５５は連結バー６０で
連結され、この連結バー６０を介して両カムプレート５
５を進退駆動するエアシリンダ５６が前記移動枠５０の
下面に取付けられている。このように構成されたカム機
構４８により、アームベース４６の両側の支持アーム４
２は、爪部４７が対向するカセット支持位置から爪部４
７が平行となるカセット非支持位置（昇降蓋通過許容位
置）までの略９０度の範囲で回動操作されるようになっ
ている。

【００２８】次に本実施の形態の作用を述べる。カセッ
ト出入ユニット８上の載置部２４にカセットボックス３
を載置すると、先ず、カセットボックス３がラッチ３１
により保持されると共に底蓋３ｂのロック機構が施解錠
機構３７により解錠される。次に、載置部２４の昇降蓋
３３が昇降機構４１の駆動により降下され、カセットボ
ックス３の底蓋３ｂと共にカセット２がカセットボック
ス３内から取り出されて降下される。このカセット２の
降下過程で、上板２０の下面に設けられている図示しな
いウエハセンサによりカセット２内の半導体ウエハｗの
有無および枚数が検知される。

【００２９】この時、支持アーム４２は、爪部４７がカ
セット非支持位置にあって、昇降蓋３３および底蓋３ｂ
の通過を許容し、これらが通過すると、カム機構４８の
駆動により爪部４７がカセット支持位置になるように回
動操作され、カセット２を爪部４７で係止して底蓋３ｂ
から受け取る。昇降蓋３３の降下は、アームベース４６
よりも手前の下限位置で停止される。

【００３０】次に、支持アーム４２は、エアシリンダ５
２の駆動により移動枠５０と共に前方（ユニット正面
側）へ移動操作され、カセット２をカセット搬送機構１
２の搬送アーム１５に受け渡す。この時のカセット２の
受け渡しがイニシャライズセンサ２７により検知され
る。カセット搬送機構１２の搬送アーム１５は、支持ア
ーム４２からカセット２を受け取ってカセット収納棚９
もしくはカセットステージ１０に搬送する。カセットス
テージ１０に搬送されたカセット２の内部から半導体ウ
エハｗが移載機構１８により取り出されて、ローディン
グエリアＥ２で待機するボート４に順次移載される。

【００３１】ボート４に半導体ウエハｗが所定枚数移載
されると、ボート４が熱処理炉５内に搬入され、半導体
ウエハｗに所定の熱処理が施される。熱処理後、ボート
４が熱処理炉５内からローディングエリアＥ２に降下さ
れ、ボート４からカセットステージ１０上の空のカセッ
ト２に処理済みの半導体ウエハｗが戻される。そして、
前記とは逆の手順により、カセット２は、カセット搬送
機構１２の搬送アーム１５からカセット出入ユニット８
の支持アーム４２に受け渡され、更に、支持アーム４２
から昇降蓋３３上の底蓋３ｂ上に受け渡されてカセット
ボックス３内に戻される。

【００３２】このように構成された縦型熱処理装置によ
れば、複数の半導体ウエハｗが整列収納されたカセット
２を収容したカセットボックス３からカセット２を出し
入れするカセット出入ユニット９を並列に複数備え、カ
セット出入ユニット８を介して搬入されたカセット３か
ら半導体ウエハｗを取り出して所定の処理例えば熱処理
を施す処理装置において、前記複数のカセット出入ユニ
ット８を一つのユニットで構成したので、部品点数の削
減、コストの低減、重量の低減、メンテナンススエリア
の増大等が図れる。この場合、前記一つのユニットで構
成されたカセット出入ユニット８が、共通の底板１９と
共通の上板２０との間に複数の支柱２１ａ〜２１ｆを配
し、四方をカバー２２で覆ったユニット本体２３を有
し、このユニット本体２３の上板２０には複数個例えば
２個のカセットボックス３を載置する載置部が２４並列
に設けられているため、従来の独立したカセット出入ユ
ニットと比べて、底板１９、上板２０およびカバー２２
の枚数、支柱２１ａ〜２１ｆの本数並びにイニシャライ
ズセンサ２７の個数を削減することができ、構造の簡素
化およびメンテナンス性の向上が図れる。

【００３３】また、前記各載置部２４の下方には、カセ
ットボックス３の底蓋３ｂと共にカセット２をカセット
ボックス３から下方へ出し入れする昇降機構４１と、底
蓋３ｂの降下途中で底蓋３ｂからカセット２を受け取る
支持アーム４２とが設けられているため、各載置部２４
に載置されたカセットボックス３からのカセット２の出
し入れ作業を効率よく行うことができる。更に、前記支
持アーム４２は、アームベース４６の両側から起立して
水平回動可能に設けられ、上端にはカセット２を支持す
る爪部４７が設けられ、アームベース４６には支持アー
ム４２を回動するカム機構４８が設けられているため、
底蓋３ｂと共に降下するカセット２を底蓋３ｂから確実
に受け取ることができると共に、支持アーム４２の駆動
が歯車機構と違ってカム機構４８であることから、パー
ティクルの発生を抑制することができる。

【００３４】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の
設計変更等が可能である。例えば、前記実施の形態では
本発明を縦型熱処理装置に適用した一例が示されている
が、本発明は横形熱処理装置や熱処理装置以外の各種処
理装置にも適用可能である。被処理体としては、半導体
ウエハ以外に、例えばガラス基板やＬＣＤ基板等が適用
可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な効果を奏することができる。

【００３６】（１）請求項１に係る発明によれば、複数
の被処理体が整列収納されたカセットを収容したカセッ
トボックスからカセットを出し入れするカセット出入ユ
ニットを並列に複数備え、カセット出入ユニットを介し
て搬入されたカセットから被処理体を取り出して所定の
処理を施す処理装置において、前記複数のカセット出入
ユニットを一つのユニットで構成したので、部品点数の
削減、コストの低減、重量の低減、メンテナンススエリ
アの増大等が図れる。

【００３７】（２）請求項２に係る発明によれば、前記
一つのユニットで構成されたカセット出入ユニットが、
共通の底板と共通の上板との間に複数の支柱を配し、四
方をカバーで覆ったユニット本体を有し、このユニット
本体の上板には複数個のカセットボックスを載置する載
置部が並列に設けられているため、構造の簡素化が図れ
る。

【００３８】（３）請求項３に係る発明によれば、前記
各載置部の下方には、カセットボックスの底蓋と共にカ
セットをカセットボックスから下方へ出し入れする昇降
機構と、底蓋の降下途中で底蓋からカセットを受け取る
支持アームとが設けられているため、各載置部に載置さ
れたカセットボックスからのカセットの出し入れ作業を
効率よく行うことができる。

【００３９】（４）請求項４に係る発明によれば、前記
支持アームは、アームベースの両側から起立して水平回
動可能に設けられ、上端にはカセットを支持する爪部が
設けられ、アームベースには支持アームを回動するカム
機構が設けられているため、底蓋と共に降下するカセッ
トを底蓋から確実に受け取ることができると共に、支持
アームの駆動が歯車機構と違ってカム機構であることか
ら、パーティクルの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を縦型熱処理装置に適用した実施の形態
を示す斜視図である。

【図２】カセット出し入れユニットの斜視図である。

【図３】カセット出し入れユニットの上面部を示す斜視
図である。

【図４】カセット出し入れユニットの躯体の構造を示す
斜視図である。

【図５】カセットボックスの斜視図である。

【図６】カセット出し入れユニットの概略的平面図であ
る。

【図７】図６のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図８】カセット支持機構の正面図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ矢視底面図である。

【符号の説明】

ｗ 半導体ウエハ（被処理体） ２ カセット ３ カセットボックス ３ｂ 底蓋 ８ カセット出入ユニット １９ 底板 ２０ 上板 ２１ａ〜２１ｆ 支柱 ２２ カバー ２３ ユニット本体 ２４ 載置部 ４１ 昇降機構 ４２ 支持アーム ４６ アームベース ４７ 爪部 ４８ カム機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正孝 岩手県江刺市岩谷堂字松長根52番地 東京 エレクトロン東北株式会社東北事業所内 (72)発明者 菊地 寿 岩手県江刺市岩谷堂字松長根52番地 東京 エレクトロン東北株式会社東北事業所内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA09 FA02 FA03 FA09 FA12 FA13 GA03 GA06 GA43 GA49 KA20 MA28 MA30 5F045 BB08 DP19 EM10 EN04 EN10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の被処理体が整列収納されたカセッ
   トを収容したカセットボックスからカセットを出し入れ
   するカセット出入ユニットを並列に複数備え、カセット
   出入ユニットを介して搬入されたカセットから被処理体
   を取り出して所定の処理を施す処理装置において、前記
   複数のカセット出入ユニットを一つのユニットで構成し
   たことを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 前記一つのユニットで構成されたカセッ
   ト出入ユニットは、共通の底板と共通の上板との間に複
   数の支柱を配し、四方をカバーで覆ったユニット本体を
   有し、このユニット本体の上板には複数個のカセットボ
   ックスを載置する載置部が並列に設けられていることを
   特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. 【請求項３】 前記各載置部の下方には、カセットボッ
   クスの底蓋と共にカセットをカセットボックスから下方
   へ出し入れする昇降機構と、底蓋の降下途中で底蓋から
   カセットを受け取る支持アームとが設けられていること
   を特徴とする請求項２記載の処理装置。
4. 【請求項４】 前記支持アームは、アームベースの両側
   から起立して水平回動可能に設けられ、上端にはカセッ
   トを支持する爪部が設けられ、アームベースには支持ア
   ームを回動するカム機構が設けられていることを特徴と
   する請求項３記載の処理装置。