JP2004006804A - Treatment apparatus and treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓋体により塞がれた収納容器内から被処理体を取り出して所定の処理例えば熱処理を行う処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造装置の一つとして、多数の半導体ウエハ(以下ウエハという)に対してバッチで熱処理を行う熱処理装置がある。この熱処理装置は、複数枚のウエハを収納したキャリアが自動送ロボットまたはオペレータにより搬入搬出される搬入搬出領域と、キャリア内のウエハを基板保持具であるウエハボートに移載して熱処理炉への搬入搬出を行うローディングエリアとを備えている。
【0003】
このような熱処理装置においては、ローディングエリアを搬入搬出領域よりもクリーン度の高い雰囲気にすると共にウエハの自然酸化膜の発生などを防止するために、大気側の搬入搬出領域とローディングエリアとを隔壁で仕切り、ローディングエリア内を不活性ガス例えば窒素(N2)ガスで満たした不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。またこの場合、ウエハのパーティクル汚染を抑えるために、キャリア本体の前面のウエハ取り出し口が蓋で密閉されている密閉型のキャリア(クローズ型キャリアとも呼ばれている)を適用することが更に好ましい。
【0004】
図16は、密閉型のキャリアを上述の隔壁に当接させた状態を示している。1は搬入搬出領域S1とローディングエリアS2とを仕切る隔壁、11はこの隔壁1に形成された開口部、12はこの開口部11を開閉する扉である。キャリア2は、搬入搬出領域S1に設けられた載置台13に載置された後、載置台13が前進して前面側の周縁部が開口部11の口縁部に当接し、その後蓋体21が開かれる。この場合、扉12を閉じたまま蓋開閉機構14により蓋体21を開き、キャリア2内を図示しない窒素ガス置換手段により窒素ガスで置換した後、扉12及び蓋体21を開口部11から退避させ、キャリア2内のウエハWをローディングエリアS2側に搬入することが、ローディングエリアS2内の酸素濃度の上昇を抑えることができる点で一層好ましく、このような技術は特開平11−274267号に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一方ウエハが大口径化していることからカセット内の容積も大きくなっており、従ってキャリア2内を窒素ガスで置換する場合にはスループットの低下を抑えるために窒素ガスの供給流量を大きくすることが望ましい。しかしながら窒素ガスを大流量でキャリア2内に供給するとキャリア内の内圧が上昇すると共にその衝撃によりキャリア2が揺れ動いてその底面における載置台に接触している部位が載置台から浮いてしまう(ばたつく)ことがある。このようにキャリア2がばたつくと、キャリア2と隔壁1との気密性が悪くなり、キャリア2内の雰囲気が十分に置換されずローディングエリアS2内に流入し、ローディングエリアS2内の雰囲気に影響を与える。例えば酸素、水分、有機物成分等が流入することが考えられる。またキャリア2内のウエハWのずれによりその後に受け渡しミスの要因になるおそれもある。
【0006】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、密閉型のキャリアを隔壁に当接した後、キャリアの安定した載置状態を確保することのできる処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の被処理体が収納され前面の取り出し口が蓋体により気密に塞がれた収納容器が搬入される搬入領域側と、この搬入領域側とは異なる雰囲気に維持された移載領域側と、各々の領域を区画する隔壁と、この隔壁に形成された開口部と、この開口部を開閉する扉と、前記収納容器を搬入領域側に載置する載置部と、を備え、前記収納容器を載置部に載置させた後開口部に当接させ、前記扉及び蓋体を開いて収納容器内の被処理体を移載領域側に搬送して処理する処理装置において、
前記開口部に当接された収納容器を、載置部に押さえる押さえ手段を設けたことを特徴とする。
【0008】
前記押さえ手段は、例えば隔壁に沿って起立した姿勢と収納容器の上面を押さえるように例えば倒れた姿勢との間で水平な軸の回りに回動する押さえ部材を備えた構成とされる。押さえ手段は、収納容器を上から押さえる代わりに横から押さえるものであってもよい。また搬入領域側は例えば大気雰囲気であり、移載領域側の雰囲気は清浄気体雰囲気例えば不活性ガス雰囲気あるいは清浄乾燥空気雰囲気である。ここで搬入領域とは、収納容器を搬入搬出するための領域、及び収納容器を搬入するためだけの領域のいずれをも含むものである。
【0009】
このため扉を閉じた状態で蓋体が開かれた収納容器内を清浄気体例えば不活性ガスあるいは清浄乾燥空気で置換するにあたり、その清浄気体の置換を行う前に押さえ手段が収納容器を押さえることにより、収納容器のばたつきが抑えられ、収納容器と隔壁との間の気密状態が破られない。また収納容器を隔壁に当接した後、収納容器の蓋体を開く際に収納容器を押さえることにより、開くときの衝撃が収納容器に伝わっても収納容器の載置状態が安定しているので、収納容器内の被処理体のずれなどを防止することができる。
【0010】
更に本発明の好ましい構成例について述べると、前記押さえ手段は、収納容器を押さえる押さえ部材と、押さえ部材が収納容器に接触するまでは第1の駆動力で押さえ部材を駆動し、押さえ部材が収納容器に接触した後に第1の駆動力よりも大きい第2の駆動力を押さえ部材に与える手段と、を備えた構成とすることができる。その具体例としては、前記押さえ手段は、収納容器を押さえる押さえ部材と、この押さえ部材に第1の駆動力と第1の駆動力よりも大きい第2の駆動力との一方を与えるための駆動源と、前記駆動源に対して第1の駆動力を発生させるための第1の状態と第2の駆動力を発生させるための第2の状態との間で切り替えられる切り替え手段と、を備え、前記切り替え手段は、押さえ部材が収納容器に接触するまでは第1の状態に切り替えられ、押さえ部材が収納容器に接触した後に第2の状態に切り替えられるように構成することができる。このような構成によれば、押さえ部材が収納容器に接触するときの衝撃が小さいので収納容器や基板からのパーティクルの発生を防止でき、また押さえ部材が収納容器に接触した後は大きな駆動力で押さえるようにしているので確実に収納容器を押さえることができる。
【0011】
更なる具体例としては、前記駆動源の駆動力により押さえ部材を作動させる作動部と、この作動部に組み合わせて設けられた緩衝手段と、前記作動部に設けられ、前記切り替え手段を操作する切り替え操作部と、を備え、前記作動部は、押さえ部材が収納容器に接触した後も前記緩衝手段の復元作用に抗して第1の駆動力で駆動され、この駆動中に切り替え操作部が切り替え手段を第1の状態から第2の状態に切り替える構成とすることができる。また前記駆動源の駆動力により押さえ部材を作動させる作動部と、前記作動部に設けられ、前記切り替え手段を操作する切り替え操作部と、を備え、前記切り替え手段は、切り替え操作部により操作された後、所定時間だけ遅れて第1の状態から第2の状態に切り替わるように構成してもよい。前記駆動源は例えばエアシリンダを含み、第1の駆動力は第1の空気圧であり、第2の駆動力は第1の空気圧よりも大きい第2の空気圧である。
【0012】
更に他の発明は、複数の被処理体が収納され前面の取り出し口が蓋体により気密に塞がれた収納容器が搬入され大気雰囲気となる搬入領域側と、清浄気体雰囲気に維持された移載領域側と、各々の領域を区画する隔壁と、この隔壁に形成された開口部と、この開口部を開閉する扉と、前記収納容器を搬入領域側に載置する載置部と、を備え、前記収納容器を載置部に載置させた後前記開口部に当接させ、前記扉及び蓋体を開いて収納容器内の被処理体を移載領域側に搬送して処理する処理装置の処理方法において、
前記扉を閉じた状態で、前記開口部に当接された収納容器を載置部に押さえると共に収納容器の蓋体を開け、その後収納容器内を清浄気体で置換することを特徴とする。
【0013】
更にまた他の発明は、前記扉を閉じた状態で、前記開口部に当接された収納容器に押さえ手段により第1の駆動力で接触させ、次いで押さえ手段により第1の駆動力よりも大きい第2の駆動力で収納容器を載置部に押さえることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る処理装置を縦型熱処理装置に適用した実施の形態について説明する。図1は縦型熱処理装置の概観を示す斜視図、図2及び図3は夫々縦型熱処理装置の内部を示す縦断側面図及び概略平面図である。図中の3は装置の外装体を構成する筐体であり、この筐体3内には、被処理体であるウエハを収納した収納容器であるキャリア2が装置に対して搬入、搬出されるための搬入搬出領域S1と、キャリア2内のウエハを搬送して後述の熱処理炉内に搬入するための移載領域であるローディングエリアS2とが形成されている。なお便宜上図1では領域S1、S2は筐体3の外側で符号を示してある。搬入搬出領域S1とローディングエリアS2とは隔壁4により仕切られており、搬入搬出領域S1は大気雰囲気とされ、ローディングエリアS2は不活性ガス雰囲気例えば窒素(N2)ガス雰囲気又は清浄乾燥気体(パーティクル及び有機成分が少なく、露点−60℃以下の空気)とされている。
【0015】
搬入搬出領域S1は、装置の正面側から見て手前側に位置する第1の領域5と奥側に位置する第2の領域6とからなる。第1の領域には2個のキャリア2を夫々載置するために左右に配置された第1の載置台51、52が設けられている。キャリア2は、図4に示すように被処理基板である例えば直径300mmのウエハWが複数枚例えば25枚棚状に配列されて収納され、前面の取り出し口20には蓋体21により塞がれた例えば樹脂からなる密閉型のキャリアが用いられる。この蓋体21は、これをキャリア2の取り出し口20に保持するための図示しないラッチ機構を備え、このラッチ機構を後述の蓋開閉機構により解除することにより取り出し口20から外せるようになっている。なお21aは鍵穴であり、この鍵穴21a内に蓋開閉機構側のキーが差し込まれてラッチ機構が解除される。またキャリア2の上面には四角形のフランジ部22が当該上面と隙間を介して設けられ、このフランジ部22の中央部には円形の凹部23が形成されている。
【0016】
第1の載置台51、52の載置面には、キャリア2の底部に設けられた凹部に嵌合してキャリア2を位置決めする位置決め部であるピン53(図1参照)が例えば3個所に設けられている。また筐体3の前面側には、第1の載置台51、52の上方空間を囲むように上から見た形状がコ字型のパネル部54が設けられており、このパネル部54で囲まれた領域は、クリーンルーム内の図示しない天井部に沿って移動する自動搬送ロボットと第1の載置台51、52との間で受け渡しをするための昇降領域をなすものである。
【0017】
搬入搬出領域S1における第2の領域6には、第1の載置台51、52に対して夫々一列に前後に並ぶように載置部である第2の載置台61、62が配置されている。第2の載置台61、62の載置面にも第1の載置台51、52と同様にキャリア2を位置決めする位置決め部であるピン63(図1参照)が3個所に設けられている。これら載置台61、62は、後述のキャリア搬送機構によりキャリア2が置かれる位置とキャリア2が隔壁4に当接される位置との間で駆動部63a(図5参照)例えばエアシリンダにより前後に移動可能に構成される。
【0018】
またこれら載置台61、62には、図6に示すようにキャリア2の底面部の係合凹部24に係合するカギ型の係合部材60が設けられている。この係合部材60は、駆動部60aにより水平な軸の回りに回動できるように構成され、係合凹部24に係合する位置とその係合が解除される位置との間で回動する。
【0019】
一方第2の領域6の上部側にはキャリア2を保管するキャリア保管部64が設けられ、キャリア保管部64はこの例では2段2列の棚により構成されている。そして第2の領域6には、キャリア2を第1の載置台51、52及び第2の載置台61、62並びにキャリア保管部64の間で搬送するキャリア搬送機構65が設けられている。このキャリア搬送機構65は、左右に伸びかつ昇降自在なガイド部66と、このガイド部66にガイドされながら左右に移動する移動部67と、この移動部67に設けられ、キャリア2の上面のフランジ部22を保持してキャリア2を水平方向に搬送する関節アーム68と、を備えている。
【0020】
隔壁4には、第2の載置台61(62)に載置されたキャリア2が当該隔壁4に当接したときにキャリア2内とローディングエリアS2とを連通する開口部41が形成されると共に、この開口部41における搬入搬出領域S1側の口縁部には、キャリア2が当接する(詳しくはキャリア2の取り出し口20の口縁部が当接する)ためのシール部材42が設けられている。なおこのシール部材42は、本明細書においては隔壁4の一部をなすものである。また隔壁4におけるローディングエリアS2側には、開口部41を開閉する扉43が設けられると共にこの扉43を閉じたままでキャリア2の蓋体21を開閉する蓋開閉機構44が設けられている。この扉43は、キャリア2の蓋体21が開かれた後、図示しない扉開閉機構により蓋開閉機構44及び蓋体21と共にウエハWの移載の邪魔にならないように例えば上方側又は下方側に退避するように構成される。
【0021】
図5及び図8に示すように、隔壁4の開口部41における側縁部側には、窒素ガス供給手段であるガス供給管45が垂直に設けられており、このガス供給管45は、蓋体21が開かれたキャリア2内に窒素ガスを供給して内部の空気と置換するように上下に多数のガス供給孔が穿設されている。また同図に示すように開口部41の下端部には、偏りの少ない排気が行えるように正面から見て横長の多孔質体46aを備えた排気路46が設けられており、この多孔質体46aを通って図示しない排気手段により排気されるようになっている。この例ではガス供給管45及び排気路46によりガス置換手段が構成される。
【0022】
そして隔壁4における搬入搬出領域S1側には、第2の載置台61、62に載置されたキャリア2の上面を夫々押さえるための2個の押さえ手段7が左右に並んで設けられている。押さえ手段7は、図7に示すように隔壁4に沿って水平に延びるように軸支された回転軸71と、基端側がこの回転軸71に固定されていて、これにより水平な軸の回りに回動自在な押さえ部材72と、を備えている。押さえ部材72は、コ字型のプレート頂部を突出させた形状のプレートを用い、コ字型部分73の両脚部73a、73bが前記回転軸71に固定され、突出部分74における、水平姿勢時に下側を向く面に円形状の突起部75が設けられている。この突起部75は、押さえ部材72が前に倒れてほぼ水平姿勢になったときに、キャリア2の上面に設けられているフランジ部22の上面の円形の凹部23に嵌合して当該上面を押さえる位置に設けられている。
【0023】
また押さえ手段7は、隔壁4における押さえ部材72の上方側でかつその両側縁に対応する位置にて、ピストンロッド80a、80bが垂直に進退するように夫々駆動部をなすエアシリンダ81a、81bが設けられている。ピストンロッド80a、80bの下端側には夫々軸支部材82a、82bが設けられ、これら軸支部材82a、82bには夫々作動アーム83a、83bの一端側が軸支されると共にこれら作動アーム83a、83bの他端側が押さえ部材72の両側縁に回動自在に取り付けられている。従って押さえ部材72は、エアシリンダ81a、81bによりピストンロッド80a、80bが縮退したときには鎖線で示されるように隔壁4に沿って起立した姿勢となり、またピストンロッド80a、80bが下方側に伸び出したときには実線で示されるようにほぼ水平に倒れた姿勢となって、前記凹部24に突起部75が嵌合してキャリア2の上面を押さえつける姿勢となる。なお作動アーム83a、83bは、ピストンロッド80a、80bが縮退した位置から伸び出すときに作動アーム83a、83bの下端部が前に出るように構成される。なお軸支部材82a、82b及び作動アーム83a、83bなどにより、エアシリンダ81a、81bの駆動力を押さえ部材72に伝達するための作動部が構成される。
【0024】
ここで図5には制御部8が示されており、この制御部8は第2の載置台61(62)の上にキャリア2が載置されていることを検出しかつ第2の載置台61(62)が隔壁4側に前進した後、押さえ手段7の駆動部例えばエアシリンダ81a、81bに対してピストンロッド80a、80bの伸び出しのための制御信号を出力するよう作成されたプログラムを備え、更にまた扉43及び蓋体44の開閉動作、窒素ガス供給管45の窒素ガス供給動作などのシーケンスを制御するプログラムなどを備えている。
【0025】
図2及び図3に戻ってローディングエリアS2内に関して説明すると、ローディングエリアS2には、下端が炉口として開口された縦型の熱処理炉91が設けられ、この縦型の熱処理炉91の下方側には、多数枚のウエハWを棚状に保持する保持具であるウエハボート92が断熱部93を介してキャップ94の上に載置されている。キャップ94は昇降機構95の上に支持されており、この昇降機構95によりウエハボート92が熱処理炉91に対して搬入あるいは搬出される。またウエハボート92と隔壁4の開口部41との間には、ウエハ搬送機構96が設けられている。このウエハ搬送機構96は、左右に伸びるガイド機構97に沿って移動すると共に鉛直軸の回りに回動できる移動体98に複数例えば5枚の進退自在なアーム99を設けて構成され、ウエハボート92と、第2の載置台61、62上のキャリア2との間でウエハWを搬送する役割を持っている。
【0026】
次に上述実施の形態の作用について説明する。先ずクリーンルームの天井部に沿って移動する図示しない自動搬送ロボットによりキャリア2がパネル部54の内部空間を通って下降し、第1の載置台51(52)に載置される。続いてキャリア搬送機構65により前記キャリア2が第2の載置台61(62)に搬送される。キャリア2が第2の載置台61(62)に載置されると、先ず図6に示す係合部材60が回動してキャリア2の底部の係合凹部24に係合し、次いで第2の載置台61(62)が隔壁4側に移動してキャリア2の取り出し口21の口縁部が隔壁4の開口部41の周りのシール部材42に気密に当接する。
【0027】
その後、押さえ手段7のエアシリンダ81a、81bによりピストンロッド80a、80bが下方側に伸び出し、作動アーム83a、83bが押さえ部材72により規制されながら下側に押されこれにより押さえ部材72が回動軸71の周りを回動し、横倒しの状態になる。この結果図8に示すように押さえ部材72の突起部75がキャリア2の上面のフランジ部23の凹部24に嵌合してキャリア2を押圧して押さえた状態となる。しかる後、蓋開閉機構44の図示しないキーがキャリア2の蓋体21の鍵穴21a(図4参照)に差し込まれて蓋体21がキャリア2から取り外され(図8の状態)、続いてガス供給管45から不活性ガス例えば窒素ガスが水平にキャリア2内に向けて例えば流量50〜200l/minで吹き出される。この窒素ガスはウエハWの間をキャリア2の内壁に沿って流れ、取り出し口20側に戻って下方側の排気路46から排気され、こうしてキャリア2内及びキャリア2と扉43との間の空間が不活性ガスにより置換される。このとき不活性ガスが大流量導入されるため、キャリア2内の内圧が上昇すると共に導入時の衝撃によりキャリア2の口縁部とシール部材42の気密性が阻害される可能性があるが、キャリア2は上から押さえられているので位置ずれを起こすことはない。その後、扉43、蓋開閉機構44及び蓋体21が例えば上昇して開口部41から退避し、キャリア2内とローディングエリアS2とが連通した状態となる。
【0028】
そしてウエハ搬送機構96によりキャリア2内のウエハWが順次取り出されてウエハボート92に移載される。キャリア2内のウエハWが空になると、上述と逆の動作でキャリア2の蓋体21が閉じられ、第2の載置台61(62)が後退してキャリア2が隔壁4から離れ、キャリア搬送機構65によりキャリア保管部64に搬送されて一時的に保管される。一方ウエハボート92に所定枚数のウエハWが搭載されると、熱処理炉91内に搬入されてウエハWに対して熱処理例えばCVD、アニール処理、酸化処理などが行われる。熱処理が終了すると、上述と逆の動作でウエハWがキャリア2内に戻される。なお押さえ手段7が押圧を解除するタイミングつまりこの例では押さえ部材72が起立状態に戻るタイミングは例えばキャリア2の取り出し口20が蓋体21により閉じられた後である。
【0029】
上述の実施の形態によれば、第2の載置台61(62)に載置されて隔壁4に当接したキャリア2を上から押さえつけているので、キャリア2内の雰囲気を不活性ガスで置換する場合に不活性ガスの流量を大きくしてガスの吹き出しによるキャリア2に対する衝撃が大きくなっても、キャリア2はばたつかずにその姿勢が安定している。このためキャリア2と隔壁4との気密状態が破られないので大気側である搬入搬出領域S1側からローディングエリアS2側への大気の流入を防止でき、ローディングエリアS2内の酸素濃度の上昇が抑えられる。またウエハWの飛び出しも起こらないので、その後のウエハ搬送機構96によるウエハWの取り出し動作にも支障がない。そしてキャリア2内に供給する不活性ガスの流量を大きくできるので、不活性ガスによる置換に要する時間を短縮でき、スループットを向上させることができる。更にキャリア2の蓋体21を開閉するときの衝撃が大きくても、キャリア2が上から押さえつけられていることによりキャリア2の姿勢が安定する。
【0030】
また押さえ手段7として、隔壁4に沿って起立した状態と横倒しになる状態との間で回動する押さえ部材72を用いれば、キャリア2の押さえを解除しているときに押さえ部材72がキャリア2の搬送の邪魔にならないし、また簡単な構造とすることができる。
【0031】
以上において上述の実施の形態では、キャリア2を上から押さえる押さえ手段の一例を挙げているが、本発明では、押さえ手段は、キャリア2を横から押さえるものであってもよい。図9はこのような例を示し、図9(a)では、第2の載置台61(62)の手前側に、第2の載置台61(62)に載置されて隔壁4に当接されたキャリア2の背面側を押圧してキャリア2を隔壁4側に押しつけるための押さえ手段である押さえ部材100を設けている。この押さえ部材100は例えば前後に移動可能でかつ例えば第2の載置台61(62)の載置面よりも下側まで下がることができるように構成される。
【0032】
また図9(b)では、第2の載置台61(62)の両側に押さえ手段である一対の押さえ部材201、202を設け、第2の載置台61(62)に載置されたキャリア2の両面側をこれら押さえ部材201、202により互いに押圧してつまりキャリア2を両側から挟さんで押さえるようにしている。更にまた押さえ手段によりキャリア2を押さえるタイミングは、キャリア2が隔壁に当接し、蓋体が開かれる前であってもよい。
【0033】
ここで本発明の押さえ手段において、図10〜図13を参照しながら好ましい構成例について述べる。図10において800はエアシリンダ81a、81bにエア(空気)を供給する空気供給部である。この空気供給部800は、エアシリンダ81a、81bがピストンロッド80a、80bを押し下げるように作用するときに低圧である空気圧と高圧である空気圧とを切り替えてエアシリンダ81a、81bに供給できるように構成されている。ここでいう低圧とは、ピストンロッド80a、80bを速やかに押し下げるのに十分な圧力を意味し、また高圧とは、押さえ部材72がキャリア2を押さえつけるのに十分な圧力をいう。空気供給部800及びエアシリンダ81a、81bは、押さえ部材72に駆動力を与えるための駆動源を構成し、前記低圧である空気圧は第1の駆動力に、また高圧である空気圧は第2の駆動力に夫々相当する。
【0034】
ピストンロッド80a、80bのうち一方のピストンロッド80aは、軸支部材82aに上下方向に設けられた貫通孔84内を貫通し、その下端部が拡径部85として形成されている。この拡径部85は、貫通孔84に形成された縮小径部86の下面側に当接し上側に抜けないようになっている。そして縮小径部86の上面とピストンロッド80aにおける拡径胴部87との間には、緩衝手段である例えばスプリング88がピストンロッド80aに嵌合された状態で介装されている。なおスプリング88は、ピストンロッド80aが下側に伸び出して作動アーム83a、83bが駆動されるときには、縮退しない程度のバネ力になっている。
【0035】
ピストンロッド80aには、後述のスイッチ部を操作する切り替え操作部(スイッチ操作部)であるスイッチ操作片(圧力切替キッカ)89が設けられており、このスイッチ操作片89は、下方側に屈曲したかぎ型に形成され更にその下端部が内側(軸支部材82a側)に折り曲げられている。89aは水平部、89bは垂直部、89cは傾斜部である。なお軸支部材82aの上面にはスイッチ操作片89の水平部89aが外嵌されてこの水平部89aを上下にガイドするガイドロッド89dが設けられている。
【0036】
また図7で示した隔壁4(図10では示していない)には、軸支部材82a、82bの下限位置を規制するためのストッパ76a、76bが夫々設けられると共に、前記スイッチ操作片89が下降したときに当該スイッチ操作片89と干渉する位置に切り替え手段であるスイッチ部77が設けられている。スイッチ部77はスイッチ片78を備えており、このスイッチ片78は、スイッチ部77から見て外側斜め下に伸び出したときには第1の状態にあり、下端部が押圧されて引っ込められたときには第2の状態にある。このスイッチ部77は、前記空気供給部800が供給状態になっているときに、空気圧を高圧と低圧との間で切り替えるものであり、スイッチ片78が第1の状態にあるときには低圧の空気圧がエアシリンダ81a、81bに作用し、スイッチ片78が第2の状態にあるときには高圧の空気圧がエアシリンダ81a、81bに作用するように構成されている。
【0037】
軸支部材82aが下降してストッパ76aに当接した後に後述のようにスイッチ操作片89は、スプリング88が縮退し終わるまで下降し続けるが、スイッチ部77のスイッチ片78は、その間にスイッチ操作片89により押圧されるように位置設定されている。
【0038】
次にこの実施の形態における押さえ手段の作用について説明する。今、図10及び図11(a)に示すようにピストンロッド80a、80bが上限位置にあるとすると、押さえ部材72は図11(b)に示すように起立姿勢にある。この状態で空気供給部800からピストンロッド80a、80bが伸びる方向に空気圧をエアシリンダ81a、81bに作用させると、スイッチ部77は第1の状態にあるので低圧の空気圧によりピストンロッド80a、80bがストッパ76a、76bに当接する位置まで押し下げられる。図12(a)は軸支部材82aがストッパ76aに当接している状態を示しており、このとき押さえ部材72は図12(b)に示す如く既述のように回動してキャリア2に接触した状態、詳しくは突起部75がキャリア2のフランジ部22の凹部23内に嵌合した状態にある。またこの状態においてはスイッチ部77のスイッチ片78はスイッチ操作片89により押圧された状態にはなく、依然第1の状態にある。
【0039】
更に図13(a)に示すようにエアシリンダ81aの空気圧によりピストンロッド80aがスプリング88の復元力に抗して押し下げられ、これによりスイッチ操作片89も下降する。そしてスイッチ操作片89の傾斜部89cがスイッチ部77のスイッチ片78に当接し、スイッチ操作片89の更なる下降によりスイッチ片78が傾斜部89cにより押圧されてスイッチ部77が第2の状態になる。これにより空気供給部800からエアシリンダ81a、81bに作用している空気圧が低圧から高圧に切り替わり、図13(b)に示すように押さえ部材72がキャリアを大きな押圧力で押さえつける。
【0040】
このような実施の形態によれば、押さえ部材72がキャリア2に接触するまでは低圧の空気圧で押さえ部材72を駆動しているため、押さえ部材72がキャリア2に接触するときの衝撃が小さく、キャリア2やウエハからのパーティクルの発生を防止できる。そして押さえ部材72がキャリア2に接触した後にエアシリンダ81a、81bに作用する空気圧を低圧から高圧に切り替えているため、押さえ部材72による大きな押圧力で確実にキャリア2を押さえることができ、例えばキャリア2内の雰囲気を不活性ガスで置換する場合にキャリア2のばたつきを防止できる。
【0041】
また本発明では、上述のようにピストンロッド80aにスプリング88を組み合わせる構成に限らず、図14に示すように軸支部材82aがストッパ76aに到達する前にスイッチ操作片89によりスイッチ片78が押圧されてスイッチ部77がオン、オフの一方の状態から他方の状態に切り替わるように構成すると共に、スイッチ部77に遅延部である例えばタイマを組み合わせてスイッチ部77がオン、オフの一方の状態から他方の状態に切り替わった後、当該スイッチ部77が所定時間だけ遅れて第1の状態から第2の状態に切り替わるように構成するようにしてもよい。なおここでいう遅延部は構造的にはスイッチ部77の本体とは別個に設けられていても、スイッチ部77に含むものとする。この場合遅延時間(所定時間)は、軸支部材82aがストッパ76aに到達した後にスイッチ部77が第1の状態から第2の状態に切り替わるような長さに設定される。
【0042】
更に本発明では、エアシリンダ81a、81bに作用させる空気圧を低圧から高圧に切り替えるタイミングは、押さえ部材72がキャリア2に接触する前であってもよく、この場合押さえ部材72の位置と空気圧の大きさとの関係は例えば図15に示すように表される。しかしながらこのような構成にすると、押さえ部材72がキャリア2に接触するときには大きな衝撃力が発生することから、パーティクルの発生を抑えるという観点では、既述の例の方が好ましい。
【0043】
本発明は、縦型熱処理装置に限らず例えば枚葉式の熱処理装置やレジストの塗布、現像を行う装置、イオン注入装置など、被処理基板に対して所定の処理を行う装置に適用できる。更にローディングエリアS2は不活性ガスに限らず清浄乾燥空気であってもよく、この場合キャリア2が隔壁3に当接した後、清浄乾燥空気をキャリア2内に供給してキャリア2内の雰囲気を置換するようにしてもよい。また本発明は、キャリア2を搬入する領域と搬出する領域とが別々の場所に設けられる装置に対しても適用できる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、載置部に載置された収納容器を載置部に押さえるようにしているので、その載置状態が安定する。このため扉を閉じた状態で蓋体が開かれた収納容器内を清浄気体例えば不活性ガスや清浄乾燥空気で置換するにあたり、収納容器のばたつきが抑えられ、収納容器と隔壁との間の気密状態が破られない。また収納容器の蓋体を開く際に収納容器を押さえることにより、開くときの衝撃が収納容器に伝わっても収納容器内の被処理体の飛び出しなどを防止することができる。
【0045】
また押さえ部材が収納容器に接触するまでは第1の駆動力で押さえ部材を駆動し、押さえ部材が収納容器に接触した後に第1の駆動力よりも大きい第2の駆動力を押さえ部材に与えるようにすれば、押さえ部材が収納容器に接触するときの衝撃が小さいので収納容器や基板からのパーティクルの発生を防止できると共に、押さえ部材により確実に収納容器を押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理装置の実施の形態である縦型熱処理装置の概観を示す斜視図である。
【図2】上記の縦型熱処理装置の内部の概略構成を示す縦断側面図である。
【図3】上記の縦型熱処理装置の内部の概略構成を示す横断平面図である。
【図4】本発明に用いられるキャリアの一例を示す斜視図である。
【図5】上記の縦型熱処理装置に用いられる隔壁の開口部及びその周辺を示す縦断面図である。
【図6】キャリアの底部と載置台に設けられた係合部材とが係合する様子を示す断面図である。
【図7】この実施の形態に用いられる押さえ手段を示す斜視図である。
【図8】上記の縦型熱処理装置に用いられる隔壁にキャリアが当接している状態を示す縦断側面図及び横断平面図である。
【図9】押さえ手段の他の例を示す説明図である。
【図10】押さえ手段の更に他の例を示す正面図である。
【図11】押さえ手段の動作を示す説明図である。
【図12】押さえ手段の動作を示す説明図である。
【図13】押さえ手段の動作を示す説明図である。
【図14】押さえ手段の更にまた他の例を示す正面図である。
【図15】図11〜図13の例とは異なる実施の形態において、押さえ部材がキャリアを押さえる様子を示す側面図である。
【図16】従来の縦型熱処理装置の隔壁にキャリアが当接している状態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
W 半導体ウエハ
2 キャリア
20 取り出し口
21 蓋体
22 フランジ部
23 凹部
3 筐体
41 開口部
42 シール部
43 扉
44 蓋開閉機構
45 ガス供給管
S1 搬入搬出領域
S2 ローディングエリア
5 第1の領域
51、52 第1の載置台
6 第2の領域
61、62 第2の載置台
53、63 位置決め用のピン
65 キャリア搬送機構
7 押さえ手段
71 回動軸
72 押さえ部材
75 突起部
76a、76b ストッパ
77 スイッチ部
78 スイッチ片
8 制御部
800 空気供給部
88 スプリング
89 スイッチ操作片
91 縦型の熱処理炉
92 ウエハボート
96 ウエハ搬送機構
100、201,202 押さえ部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus that takes out an object to be processed from a storage container closed by a lid and performs a predetermined process, for example, a heat treatment.
[0002]
[Prior art]
As one of semiconductor manufacturing apparatuses, there is a heat treatment apparatus that performs heat treatment on a large number of semiconductor wafers (hereinafter, referred to as wafers) in a batch. This heat treatment apparatus includes a carry-in / out area in which a carrier containing a plurality of wafers is carried in / out by an automatic feeding robot or an operator, and a wafer in the carrier which is transferred to a wafer boat as a substrate holder and transferred to a heat treatment furnace. And a loading area for carrying in and out.
[0003]
In such a heat treatment apparatus, the loading area is separated from the loading area on the atmosphere side and the loading area in order to make the loading area an atmosphere having a higher degree of cleanness than the loading area and to prevent the occurrence of a natural oxide film on the wafer. The loading area is preferably set to an inert gas atmosphere filled with an inert gas such as nitrogen (N2) gas. Further, in this case, in order to suppress particle contamination of the wafer, it is more preferable to use a closed-type carrier (also called a closed-type carrier) in which a wafer take-out port on the front surface of the carrier body is closed with a lid.
[0004]
FIG. 16 shows a state in which a closed type carrier is brought into contact with the above-mentioned partition wall.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, since the diameter of the wafer is large, the volume in the cassette is also large. Therefore, when replacing the inside of the
[0006]
The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a processing apparatus capable of securing a stable mounting state of a carrier after a hermetically sealed carrier is brought into contact with a partition wall. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is directed to a transfer area where a storage container in which a plurality of objects to be processed are stored and a front opening is hermetically closed by a lid is loaded, and a transfer area maintained in a different atmosphere from the loading area. The mounting area side, a partition that divides each area, an opening formed in the partition, a door that opens and closes this opening, and a mounting section that mounts the storage container on the loading area side. A processing apparatus for carrying the object to be processed in the storage container to the transfer area side by opening the door and the lid to contact the opening after the storage container is mounted on the mounting portion, and processing the object. At
A holding means is provided for holding the storage container, which is in contact with the opening, with the mounting portion.
[0008]
The pressing means is configured to include a pressing member that rotates around a horizontal axis between, for example, an upright posture along a partition wall and, for example, an inclined posture so as to press the upper surface of the storage container. The holding means may hold the container from the side instead of holding it from above. The loading area side is, for example, an air atmosphere, and the atmosphere on the transfer area side is a clean gas atmosphere, for example, an inert gas atmosphere or a clean dry air atmosphere. Here, the carry-in area includes both an area for carrying in and out the storage container and an area only for carrying in the storage container.
[0009]
For this reason, when replacing the inside of the storage container whose lid is opened with the door closed with a clean gas such as an inert gas or clean dry air, the pressing means presses the storage container before replacing the clean gas. Thereby, fluttering of the storage container is suppressed, and the airtight state between the storage container and the partition is not broken. In addition, after the storage container abuts against the partition wall, the storage container is held down when the lid of the storage container is opened, so that the mounting state of the storage container is stable even if the impact at the time of opening is transmitted to the storage container. In addition, it is possible to prevent the object to be processed from being displaced in the storage container.
[0010]
Further, according to a preferred configuration example of the present invention, the holding means includes a holding member for holding the storage container, and the holding member is driven by the first driving force until the holding member contacts the storage container. Means for applying a second driving force greater than the first driving force to the pressing member after contacting the container. As a specific example, the holding means includes a holding member for holding the storage container, and a drive for applying one of a first driving force and a second driving force larger than the first driving force to the holding member. And a switching means for switching between a first state for generating a first driving force and a second state for generating a second driving force for the driving source. The switching means may be configured to switch to the first state until the pressing member contacts the storage container, and to switch to the second state after the pressing member contacts the storage container. According to such a configuration, since the impact when the pressing member contacts the storage container is small, it is possible to prevent the generation of particles from the storage container or the substrate, and with a large driving force after the pressing member contacts the storage container. The holding container can be reliably held down because it is held down.
[0011]
As a further specific example, an operating portion for operating a pressing member by the driving force of the driving source, a buffering device provided in combination with the operating portion, and a switching device provided in the operating portion and operating the switching device And an operating unit, wherein the operating unit is driven by the first driving force against the restoring action of the buffer unit even after the pressing member contacts the storage container, and the switching operating unit switches during this driving. The means may be configured to switch from the first state to the second state. Further, an operating unit for operating a pressing member by the driving force of the drive source, and a switching operation unit provided in the operating unit and operating the switching unit, the switching unit is operated by the switching operation unit. Thereafter, the first state may be switched to the second state with a delay of a predetermined time. The driving source includes, for example, an air cylinder, the first driving force is a first air pressure, and the second driving force is a second air pressure larger than the first air pressure.
[0012]
According to still another invention, a storage container in which a plurality of objects to be processed are housed and a front opening is hermetically closed by a lid is carried in, and a transfer area side where the atmosphere becomes an atmosphere and a transfer chamber maintained in a clean gas atmosphere. The mounting area side, a partition that divides each area, an opening formed in the partition, a door that opens and closes this opening, and a mounting section that mounts the storage container on the loading area side. A process in which the storage container is placed on a mounting portion and then brought into contact with the opening, the door and the lid are opened, and the object to be processed in the storage container is transported to the transfer area side for processing. In the processing method of the apparatus,
With the door closed, the storage container in contact with the opening is pressed against the mounting portion and the lid of the storage container is opened, and then the storage container is replaced with clean gas.
[0013]
According to still another invention, in a state where the door is closed, the storage container brought into contact with the opening is brought into contact with the first driving force by the pressing means, and then larger than the first driving force by the pressing means. The storage container is pressed against the mounting portion by the second driving force.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the processing apparatus according to the present invention is applied to a vertical heat treatment apparatus will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an overview of a vertical heat treatment apparatus, and FIGS. 2 and 3 are a vertical sectional side view and a schematic plan view showing the inside of the vertical heat treatment apparatus, respectively. Reference numeral 3 in the drawing denotes a housing constituting an exterior body of the apparatus. In the housing 3, a
[0015]
The carry-in / carry-out area S1 includes a
[0016]
On the mounting surfaces of the first mounting tables 51 and 52, pins 53 (see FIG. 1), which are positioning portions for positioning the
[0017]
In the
[0018]
As shown in FIG. 6, each of the mounting tables 61 and 62 is provided with a key-shaped engaging
[0019]
On the other hand, on the upper side of the
[0020]
An
[0021]
As shown in FIGS. 5 and 8, a
[0022]
On the side of the loading / unloading area S1 in the
[0023]
Further, the
[0024]
Here, FIG. 5 shows a control unit 8, which detects that the
[0025]
Returning to FIG. 2 and FIG. 3, the loading area S2 will be described. The loading area S2 is provided with a vertical
[0026]
Next, the operation of the above embodiment will be described. First, the
[0027]
Thereafter, the
[0028]
Then, the wafers W in the
[0029]
According to the above-described embodiment, since the
[0030]
Further, if the pressing
[0031]
In the above, in the above-described embodiment, an example of the pressing unit that presses the
[0032]
In FIG. 9B, a pair of holding
[0033]
Here, a preferred configuration example of the holding means of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 10,
[0034]
One of the
[0035]
The
[0036]
Further, the partition 4 (not shown in FIG. 10) shown in FIG. 7 is provided with
[0037]
After the
[0038]
Next, the operation of the holding means in this embodiment will be described. Now, assuming that the
[0039]
Further, as shown in FIG. 13 (a), the
[0040]
According to such an embodiment, since the pressing
[0041]
Further, in the present invention, the
[0042]
Further, in the present invention, the timing of switching the air pressure applied to the
[0043]
The present invention can be applied not only to the vertical heat treatment apparatus but also to an apparatus for performing a predetermined process on a substrate to be processed, such as a single-wafer heat treatment apparatus, an apparatus for applying and developing a resist, and an ion implantation apparatus. Further, the loading area S2 is not limited to the inert gas, but may be clean dry air. In this case, after the
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the storage container placed on the placement portion is pressed against the placement portion, the placement state is stabilized. For this reason, when replacing the inside of the storage container with the lid closed with a clean gas such as an inert gas or clean dry air, fluttering of the storage container is suppressed, and the airtightness between the storage container and the partition wall is suppressed. The state is not broken. In addition, by pressing the storage container when opening the lid of the storage container, it is possible to prevent the object to be processed from jumping out of the storage container even if an impact upon opening is transmitted to the storage container.
[0045]
The pressing member is driven by the first driving force until the pressing member contacts the storage container, and a second driving force larger than the first driving force is applied to the pressing member after the pressing member contacts the storage container. With this configuration, since the impact when the pressing member contacts the storage container is small, generation of particles from the storage container and the substrate can be prevented, and the storage container can be reliably pressed by the pressing member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overview of a vertical heat treatment apparatus which is an embodiment of a treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional side view showing a schematic configuration inside the above vertical heat treatment apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional plan view showing a schematic configuration inside the vertical heat treatment apparatus.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a carrier used in the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an opening of a partition used in the vertical heat treatment apparatus and the periphery thereof.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the bottom of the carrier and an engaging member provided on the mounting table are engaged.
FIG. 7 is a perspective view showing a pressing means used in this embodiment.
FIG. 8 is a vertical sectional side view and a cross-sectional plan view showing a state where a carrier is in contact with a partition used in the vertical heat treatment apparatus.
FIG. 9 is an explanatory view showing another example of the pressing means.
FIG. 10 is a front view showing still another example of the holding means.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the operation of the pressing means.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the operation of the pressing means.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the operation of the pressing means.
FIG. 14 is a front view showing still another example of the holding means.
FIG. 15 is a side view showing a state in which a pressing member presses a carrier in an embodiment different from the examples of FIGS. 11 to 13;
FIG. 16 is a vertical sectional side view showing a state in which a carrier is in contact with a partition wall of a conventional vertical heat treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
W semiconductor wafer
2 career
20 Outlet
21 Lid
22 Flange
23 recess
3 Case
41 Opening
42 Seal part
43 door
44 Lid opening and closing mechanism
45 Gas supply pipe
S1 Loading / unloading area
S2 loading area
5 First area
51, 52 First mounting table
6 Second area
61, 62 second mounting table
53, 63 Pins for positioning
65 Carrier transport mechanism
7 Holding means
71 Rotation axis
72 Holding member
75 Projection
76a, 76b Stopper
77 Switch section
78 Switch piece
8 Control part
800 Air supply unit
88 Spring
89 Switch operation piece
91 Vertical heat treatment furnace
92 wafer boat
96 Wafer transfer mechanism
100, 201, 202 Holding member
Claims (12)
前記開口部に当接された収納容器を、載置部に押さえる押さえ手段を設けたことを特徴とする処理装置。A carry-in area side into which a storage container in which a plurality of objects to be processed are housed and the front-side outlet is hermetically closed by a lid is carried in, and a transfer area side maintained in a different atmosphere from the carry-in area side. A partition for partitioning each region, an opening formed in the partition, a door for opening and closing the opening, and a placement portion for placing the storage container on the carry-in region side; In the processing apparatus, in which the container is placed on the placement portion and then brought into contact with the opening, the door and the lid are opened, and the object to be processed in the storage container is transported to the transfer area side for processing.
A processing apparatus, further comprising a holding means for holding the storage container, which is in contact with the opening, with a mounting portion.
前記扉を閉じた状態で収納容器の蓋体を開けて、収納容器内を清浄気体で置換するガス置換手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の処理装置。The atmosphere on the loading area side and the transfer area side are an air atmosphere and a clean gas atmosphere, respectively.
The processing apparatus according to claim 1, further comprising a gas replacement unit configured to open a lid of the storage container with the door closed and replace the inside of the storage container with clean gas.
前記切り替え手段は、押さえ部材が収納容器に接触するまでは第1の状態に切り替えられ、押さえ部材が収納容器に接触した後に第2の状態に切り替えられることを特徴とする請求項1記載の処理装置。A holding member for holding the storage container, a driving source for applying one of a first driving force and a second driving force larger than the first driving force to the holding member, and the driving source Switching means for switching between a first state for generating a first driving force and a second state for generating a second driving force.
2. The process according to claim 1, wherein the switching unit switches to the first state until the pressing member contacts the storage container, and switches to the second state after the pressing member contacts the storage container. apparatus.
前記作動部は、押さえ部材が収納容器に接触した後も前記緩衝手段の復元作用に抗して第1の駆動力で駆動され、この駆動中に切り替え操作部が切り替え手段を第1の状態から第2の状態に切り替えることを特徴とする請求項6記載の処理装置。An operation unit that operates the pressing member by the driving force of the driving source, a buffer unit provided in combination with the operation unit, and a switching operation unit provided in the operation unit and operating the switching unit,
The operating section is driven by the first driving force against the restoring action of the buffer means even after the pressing member contacts the storage container, and during this driving, the switching operation section changes the switching means from the first state. 7. The processing apparatus according to claim 6, wherein the state is switched to the second state.
前記切り替え手段は、切り替え操作部により操作された後、所定時間だけ遅れて第1の状態から第2の状態に切り替わることを特徴とする請求項6記載の処理装置。An operation unit that operates a pressing member by a driving force of the driving source, and a switching operation unit that is provided in the operation unit and operates the switching unit,
7. The processing apparatus according to claim 6, wherein the switching unit switches from the first state to the second state with a delay of a predetermined time after being operated by the switching operation unit.
前記扉を閉じた状態で、前記開口部に当接された収納容器を載置部に押さえると共に収納容器の蓋体を開け、その後収納容器内を清浄気体で置換することを特徴とする処理方法。A storage area in which a plurality of objects to be processed are housed, and a storage container in which a front outlet is hermetically closed by a lid is carried in, and a carry-in area side in which an atmosphere is provided, and a transfer area side in which a clean gas atmosphere is maintained. A partition that partitions the area, an opening formed in the partition, a door that opens and closes this opening, and a placement unit that places the storage container on the carry-in area side. In the processing method of the processing apparatus, which is placed on the mounting portion, is brought into contact with the opening, the door and the lid are opened, and the processing target in the storage container is transported to the transfer area side and processed.
In a state where the door is closed, the storage container in contact with the opening is pressed against the mounting portion, the lid of the storage container is opened, and then the storage container is replaced with clean gas. .
前記扉を閉じた状態で、前記開口部に当接された収納容器に押さえ手段により第1の駆動力で接触させ、次いで押さえ手段により第1の駆動力よりも大きい第2の駆動力で収納容器を載置部に押さえることを特徴とする処理方法。A storage area in which a plurality of objects to be processed are housed, and a storage container in which a front outlet is hermetically closed by a lid is carried in, and a carry-in area side in which an atmosphere is provided, and a transfer area side in which a clean gas atmosphere is maintained. A partition that partitions the area, an opening formed in the partition, a door that opens and closes this opening, and a placement unit that places the storage container on the carry-in area side. In the processing method of the processing apparatus, which is placed on the mounting portion, is brought into contact with the opening, the door and the lid are opened, and the processing target in the storage container is transported to the transfer area side and processed.
In a state where the door is closed, the storage container brought into contact with the opening is brought into contact with the first driving force by the pressing means, and then stored by the pressing means with the second driving force larger than the first driving force. A processing method, wherein a container is held on a receiver.
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