JP2007085728A - 処理装置及び処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】クリーン度の高い第１の部屋の有効利用を図ること。また処理装置本体側の用力ラインと用力設備の用力ラインとの接続を容易にすること。
【解決手段】クリーン度の高い第１の部屋Ｓ１に装置本体２を設け、当該部屋の下部に設けられた第２の部屋Ｓ２に用力設備（ユーティリティボックス３及びポンプボックス４）を設ける。第１の部屋Ｓ１と第２の部屋Ｓ２とを区画する床部５に中継ユニット６を第２の部屋Ｓ２の空気が第１の部屋Ｓ１に流れ込まないように設け、第１の部屋Ｓ１側（装置本体２側）の用力ラインと第２の部屋Ｓ２側（用力設備側）の用力ラインとを中継ユニット６に対して着脱自在に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は例えば半導体ウエハなどの被処理体に対して、熱処理等の処理を行う処理装置及び処理システムに関する。

半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）の製造プロセスの１つとして、酸化膜の形成やド−パントの拡散などを行うために高温下で熱処理を行うプロセスがある。このような熱処理を行なう熱処理装置は、例えば図１０に示すように装置本体１とユ−ティリティボックス１１とポンプボックス１２とから構成されており、装置本体１は外部との間でウエハカセットＣを搬入出する入出力ポ−ト１３、ウエハカセットＣとウエハボ−ト１４との間でウエハの受け渡しを行なう図示しないウエハ移載機構、ウエハボ−ト１４が搬入されて熱処理を行なう熱処理炉１５などを備えている。

またユ−ティリティボックス１１は電気系統部品を収納した電気系ユニット１６、装置本体１に処理ガスやパ−ジガス等を供給するためのガス供給ユニット１７などを備えており、ポンプボックス１２は熱処理炉１４内を排気するための真空ポンプ等を備えている。ポンプボックス１２は排気管１２ａ、前記電気系ユニット１６はケ−ブル１６ａ、ガス供給ユニット１７はガス配管１７ａにより、装置本体１内部の各部と接続されている。

ここで半導体製造工場では、ウエハへのパーティクルの付着を防止するためにフィルタなどの特別な構造を備えたクリ−ン度の高い領域が設けられている。そして上述の熱処理装置では、このクリ−ン度の高い領域をクリ−ンル−ムＣＲと、クリ−ンル−ムＣＲよりはクリ−ン度が低いメンテナンスル−ムＭＲとに区画し、クリ−ンル−ムＣＲにてウエハを管理する一方、メンテナンスル−ムＭＲにて装置のメンテナンスを行なうようにしている。

具体的には熱処理装置はクリ−ンル−ムＣＲとメンテナンスル−ムＭＲとの間に設置され、クリ−ンル−ムＣＲ側からウエハカセットＣを搬入出するように装置本体１のクリ−ンル−ムＣＲ側の面に前記入出力ポ−ト１３が設けられると共に、前記ユ−ティリティボックス１１はメンテナンスル−ムＭＲに設置されている。

ところで上述のクリ−ンル−ムＣＲは、室空間の塵埃を高性能フィルタにより除去することにより清浄化し、同時に温度や湿度を要求された値に保つために制御された室である。このため密閉性が必要であると共に、高性能フィルタやエア循環手段、温度や湿度の制御手段などの特別の設備が高価であるため、クリ−ンル−ムＣＲを設置するためのコストが高く、維持管理のためのランニングコストも高い。

またメンテナンスル−ムＭＲについても、ウエハが置かれる雰囲気ほどの高いクリ−ン度は必要でないにしてもかなり高いクリ−ン度が要求されるので、やはり設置するためのコストやランニングコストは高くなる。これはメンテナンス時にボ−トエレベ−タやウエハ移載ア−ムの調整などを行うためにメンテナンスル−ムＭＲと装置本体１内の移載領域との間をオペレ−タが出入りし、これによりメンテナンスル−ムＭＲからクリ−ンル−ムＣＲにエアが入り込み、また装置本体１内のクリ−ン度を高めるため、メンテナンスル−ムＭＲからフィルタを介して装置本体１内にエアを取り込み、これを清浄エアとして装置本体１内に循環させているからである。

このように半導体製造工場では、作業雰囲気の確保のためのコストが本来高く、しかもウエハは大口径化しつつあり、これに合わせて装置本体１やユ−ティリティボックス１１、ポンプボックス１２も大型化し、同一フロアでみれば装置の設置台数が減ってしまうので、処理単価が今まで以上に高くなってしまうという問題がある。

本発明はこのような事情のもとになされたものであり、その目的はユ−ティリティボックスやポンプボックスをクリ−ンル−ムＣＲやメンテナンスル−ムＭＲと隔離して設置することにより、クリ−ン度の高い部屋の有効利用を図り、処理コストを低減することができる処理装置及び処理システムを提供することにある。

本発明の処理装置は、処理ガスを供給し、排気しながらこの処理ガスにより被処理体を処理するための処理部とこの処理部に対して被処理体の移載が行われる移載領域とを含み、クリ−ン度の高い第１の部屋に設けられた処理装置本体と、
前記部屋に対して雰囲気が区画されかつ下方側に位置する第２の部屋に設けられ、前記処理ガスを供給するためのガス供給設備、ガス排気設備及び電気系統設備を含む、前記処理装置本体のための用力設備と、を備えたことを特徴とする。

他の発明は、クリ−ン度の高い第１の部屋と、
処理ガスを供給し、排気しながらこの処理ガスにより被処理体を処理するための処理部とこの処理部に対して被処理体の移載が行われる移載領域とを含み、前記第１の部屋に設けられた複数の処理装置本体と、
前記第１の部屋に対して雰囲気が区画されかつ下方側に位置する第２の部屋と、
この第２の部屋に設けられ、前記処理ガスを供給するためのガス供給設備、ガス排気設備及び電気系統設備を含む、前記処理装置本体のための用力設備と、を備えたことを特徴とする処理システムである。

本発明によれば、クリ−ン度の高い部屋の有効利用を図ることができる。また中継部を設けることにより処理装置本体側の用力ラインと用力設備側の用力ラインとを容易に接続することができる。

本発明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が、先ずこの実施の形態の構想について述べておく。従来熱処理装置では、ウエハはクリ−ンル−ム側から装置本体内に搬入され、熱処理後はまたクリ−ンル−ムへ搬出されていく。このため装置本体はクリ−ン度の高い領域に配置する必要はあるが、ユ−ティリティボックスやポンプボックスへはウエハは搬入されないため、これら用力設備自体をクリ−ン度の高い領域に配置する必要はなく、別の領域に設置すれば、この設置領域分メンテナンスル−ムを小さくしたり、あるいは有効に使用することができる。本実施の形態ではこの点に着目して装置を構成している。

この実施の形態に係る縦型熱処理装置は、図１及び図２に示すように処理装置本体例えば装置本体２と、ユ−ティリティボックス３と、ポンプボックス４とを備えている。前記装置本体２は図示しない清浄設備が付設されたクリ−ン度が高い部屋である第１の部屋Ｓ１内に設けられている。

前記第１の部屋Ｓ１はクリ−ンル−ムＣＲと、メンテナンスル−ムＭＲとに仕切り板５１により仕切られており、装置本体２は第１クリ−ンル−ムＣＲとメンテナンスル−ムＭＲとに亘って設置されていて、ウエハカセットＣの入出力ポ−トをなすカセットステ−ジ２１が設けられた前面部がクリ−ンル−ムＣＲ内に位置している。

この装置本体２内の各部について図３を参照しながら簡単に説明すると、前記カセットステ−ジ２１は回転軸２１ａにより奥側に９０度倒れるようにつまりカセットＣ内の縦置きのウエハが水平になるように構成される。カセットステ−ジ２１の後方にはカセット搬送機構２２の搬送路を介して、上側にストッカ２３、下側に中間ステ−ジ２４が配設されている。

中間ステ−ジ２４の後方側には、ウエハ移載手段２５を介して、ウエハ保持具であるウエハボ−ト２６が設けられている。このウエハボ−ト２６は多数枚のウエハを夫々水平に棚状に配列保持できるように構成され、ボ−トエレベ−タ２７の上に保温筒２８を介して載置されている。ウエハボ−ト２６の上方には処理部例えば熱処理炉２９が配設されており、ボ−トエレベ−タ２７が上昇してウエハボ−ト２６が熱処理炉２９内に搬入されることとなる。

前記メンテナンスル−ムＭＲはクリ−ンル−ムＣＲよりはクリ−ン度が低く構成されており、装置本体２内のウエハ移載領域との間に図示しないドア部が設けられていて、熱処理装置のメンテナンス時例えばボ−トエレベ−タやウエハ移載ア−ムの調整などを行うときに、オペレ−タがメンテナンスル−ムＭＲから装置本体２内に出入りできるように構成されている。

前記ユ−ティリティボックス３とポンプボックス４とは用力設備をなすものであり、これらは装置本体２が設けられた第１の部屋Ｓ１とは隔離された第２の部屋に設けられている。この第２の部屋Ｓ２は第１の部屋Ｓ１の床部５の例えば下方側領域に形成されており、清浄設備は付設されてなくクリ−ンル−ムとしては構成されていない。

前記ユ−ティリティボックス３は内部に、熱処理炉２９内に処理ガスやパ−ジ用の非酸化ガスを供給するためのバルブ、流量計などを備えたガス供給部をなすガス供給ユニット３１と、装置全体の動力を供給する電力供給部及び搬送系やヒ−タの制御回路等の電気系統部品を備えた電気系統設備をなす電気系ユニット３２と、熱処理炉２９内を冷却するための冷却水ユニット３３等を備えている。またポンプボックス４はガス排気設備をなすものであり、熱処理炉２９内を真空排気するための真空ポンプ等を備えている。

前記用力設備と装置本体２とは、排気管、ガス供給管群、ケ−ブル群及び冷却水通水管等の用力ラインで接続されるが、この例では第１の部屋Ｓ１と第２の部屋Ｓ２とを区画する区画壁である床部５（第２の部屋Ｓ２からみると天井部）に用力ラインの中継部である中継ユニット６を設け、第１の部屋Ｓ１側の用力ライン即ち排気管４１ｂ、ガス供給管群３１ｂ，ケ−ブル群３２ｂ、冷却水通水管３３ｂと第２の部屋Ｓ２側の用力ライン（排気管４１ａ、ガス供給管群３１ａ，ケ−ブル群３２ａ、冷却水通水管３３ａ）とを、中継ユニット６に対して着脱自在に接続している。

前記中継ユニット６はユニット本体６０内に中継用の用力ライン（排気管６１、ガス供給管群６２、ケ−ブル群６３、冷却水通水管６４）を上下方向に貫通させ、ユニット本体６０の上下両端部から前記用力ラインの両端部が突出するように設けて構成されている。前記ユニット本体６０は例えば左右両端にフランジ部６５ａ，６５ｂを備え、床板５に形成された開口部５２に着脱自在に挿入されて、第２の部屋Ｓ２の空気が第１の部屋Ｓ１に流れ込まないように構成されている。

そして上述の装置本体２を複数備えた処理システムは例えば図６に示すように構成され、例えば複数の装置本体２が同一フロアの第１の部屋Ｓ１内に横に並べて配設されており、各装置本体２に対応するユ−ティリティボックス３等が例えば地下室である第２の部屋Ｓ２に並べて配設されている。

次に上述の実施の形態の作用について説明する。中継ユニット６では、図５に示すように、中継用の用力ラインの上部側の接続端部に、第１の部屋Ｓ１において装置本体２側の用力ラインが接続され、同様に中継用の用力ラインの下部側の接続端部に、第２の部屋Ｓ２において用力設備側の用力ラインが接続される。こうして第１の部屋Ｓ１に置かれた装置本体２の各機構と第２の部屋Ｓ２に置かれた用力設備とが用力ラインにより接続される。

そして装置本体２の各機構は電気系ユニット３２により電力が供給されて駆動され、また電気系ユニット３２との間で信号の授受が行われる。そして所定のプロセス条件に基づいて熱処理炉２９内がポンプボックス４内の真空ポンプにより所定の圧力まで排気され、熱処理炉２９内にガス供給ユニット３１により所定の処理ガスやパ−ジガスが所定の流量で供給される。

熱処理装置の動作については先ずウエハＷが収納されたウエハカセットＣが外部からカセットステ−ジ２１に搬入され、カセット搬送機構２２により中間ステ−ジ２４に搬送される。その後ウエハ移載手段２５によりウエハカセットＣ内からウエハＷがウエハボ−ト２６に移載され、ウエハボ−ト２６に所定枚数例えば１００枚搭載された後ボ−トエレベ−タ２７によりウエハボ−ト２６が熱処理炉２９内に搬入される。熱処理炉２９内ではプロセス条件に基づいて所定の熱処理が行われる。

このような熱処理装置では、第１の部屋Ｓ１をクリ−ン度が高い部屋とすると共に第２の部屋Ｓ２を第１の部屋Ｓ１とは隔離して地下に設け、クリ−ン度の高い部屋に置かれる必要のある装置本体２のみを第１の部屋Ｓ１に設置し、クリ−ン度が高い部屋に置かれる必要のないユ−ティリティボックス３やポンプボックス４は地下室である第２の部屋Ｓ２に設置している。

このため用力設備（ユ−ティリティボックス３やポンプボックス４）も装置本体２と同一フロアのクリ−ン度が高い部屋に設けられていた従来の熱処理装置に比べて、用力設備の設置分、熱処理装置の設置に必要なクリ−ン度の高い部屋を小さくすることができ、これによりクリ−ン度の高い部屋の設置コストや維持管理のためのランニングコストを低くすることができる。

またクリ−ン度の高い部屋が予め区画されている場合には、この部屋に設置される装置台数を多くすることができるので、クリ−ン度の高い部屋を有効利用することができ、これによりこの部屋のランニングコストをも含めた熱処理装置１台当たりの運転コストを低減することができる。このことは設置台数が同じであれば、従来のシステムに比べてクリ−ンル−ムのスペ−スを狭くできることを意味する。

さらに中継ユニット６０を介して各部屋Ｓ１、Ｓ２の用力ラインが互いに着脱自在に接続されているので、装置本体２及び用力設備各々のメンテナンスを容易に行なうことができる。

続いて本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の形態が上述の第１の実施の形態と異なる点は、ウエハカセットを図７に示すようなクロ−ズ型カセット７（以下カセット７という）としたことにある。このカセット７について簡単に説明すると、このカセット７は例えば１３枚のウエハＷ１を棚状に保持するようにウエハ保持部７０が多段に形成されたカセット本体７１と、このカセット本体７１のウエハ取り出し口である開口部７２を気密に塞ぐための蓋体７３とを備えている。

前記蓋体７３はカセット本体７１の開口部７２の内側に入り込むように設けられており、また蓋体７３には例えば２か所に鍵穴７４が設けられていて、この鍵穴７４にキ−７５を挿入して回すことにより、蓋体７３の上端と下端とから例えば４本のロックピン７６が突出してカセット本体７１に蓋体７３が固定されるように構成されている。

このようなカセット７を用いる場合には、装置本体８は例えば図８及び図９に示すように構成される。この装置本体８はクリ−ン度の高い部屋である第１の部屋Ｓ１に設けられるが、第１の部屋Ｓ１はクリ−ンル−ムＣＲとメンテナンスル−ムＭＲとに区画されおらず、従来のオ−プン型カセットを用いていた場合のクリ−ン度よりは低い、いわば中程度のクリ−ン度に維持されている。

このような構成の熱処理装置では、装置本体８の常時は蓋体で閉じられている受け渡し口８１ａに外部からカセット７が装着され、カセット７の蓋体７３と受け渡し口８１ａの蓋体とを図示しない開閉機構により開き、この後カセット７内のウエハがウエハ移載手段８５によりウエハボ−ト８３、８４に移載され、このウエハボ−ト８３、８４がボ−トエレベ−タ８３ａ，８４ａにより熱処理炉８２内に交互に搬入されて所定の熱処理が行われる。

本実施の形態においては、装置本体８内の移載領域（ウエハ移載手段８５の移載領域及びウエハボ−ト８３、８４の移動領域）を外部から区画すると共に、カセット７自体を蓋体を設けたクロ−ズ型とし、装置本体８内やカセット７内にパーティクルが入り込まないようにしているため、装置本体８内はクリ−ン度が高くなければならないが、第１の部屋Ｓ１自体は上述のように中程度のクリ−ン度でよい。従って高度のクリ−ン度が必要である場合に比べて、第１の部屋Ｓ１の設置コストやランニングコストが低いため、ユ−ティリティボックス３やポンプボックス４を第２の部屋Ｓ２に設けることにより第１の部屋Ｓ１を小さくすることができれば、第１の部屋Ｓ１の設置コストやランニングコストをより低減することができる。

以上において本発明では、クリ−ン度の高い第１の部屋の上部に前記部屋とは区画された第２の部屋を設け、第１の部屋に処理装置本体を設置し、第２の部屋に用力設備を設置するようにしてもよいし、第２の部屋は第１の部屋と同一フロアに設けられていてもよい。また第１の部屋に複数の処理装置本体を設置する場合に、２体あるいは３体の処理装置本体に共通の用力設備を第２の部屋に設置するようにしてもよい。

本発明を熱処理装置に適用した場合の実施の形態に係る熱処理装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る熱処理装置を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る熱処理装置の装置本体を示す側面図である。 中継ユニットを示す斜視図である。 中継ユニットを示す断面図である。 本発明の熱処理システムを示す斜視図である。 クロ−ズ型カセットを示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る熱処理装置を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る熱処理装置を示す平面図である。 従来の熱処理装置を示す斜視図である。

符号の説明

２、８ 装置本体
２９ 熱処理炉
３ ユ−ティリティボックス
３１ ガス供給ユニット
３２ 電気系ユニット
３３ 冷却水ユニット
４ ポンプボックス
５ 床部
６ 中継ユニット
７ クロ−ズ型カセット
Ｓ１ 第１の部屋
Ｓ２ 第２の部屋

Claims (2)

1. 処理ガスを供給し、排気しながらこの処理ガスにより被処理体を処理するための処理部とこの処理部に対して被処理体の移載が行われる移載領域とを含み、クリ−ン度の高い第１の部屋に設けられた処理装置本体と、
   前記部屋に対して雰囲気が区画されかつ下方側に位置する第２の部屋に設けられ、前記処理ガスを供給するためのガス供給設備、ガス排気設備及び電気系統設備を含む、前記処理装置本体のための用力設備と、を備えたことを特徴とする処理装置。
2. クリ−ン度の高い第１の部屋と、
   処理ガスを供給し、排気しながらこの処理ガスにより被処理体を処理するための処理部とこの処理部に対して被処理体の移載が行われる移載領域とを含み、前記第１の部屋に設けられた複数の処理装置本体と、
   前記第１の部屋に対して雰囲気が区画されかつ下方側に位置する第２の部屋と、
   この第２の部屋に設けられ、前記処理ガスを供給するためのガス供給設備、ガス排気設備及び電気系統設備を含む、前記処理装置本体のための用力設備と、を備えたことを特徴とする処理システム。

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