JP2014003181A

JP2014003181A - 基板搬送設備

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Publication number: JP2014003181A
Application number: JP2012138005A
Authority: JP
Inventors: Norio Baba; 則夫馬場; Hideyuki Obara; 秀幸小原; Kiyohiko Goukon; 清彦郷右近; Wataru Nakajima; 亘中嶋
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-01-09
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: KR101646824B1; KR20130142943A; JP5928185B2

Abstract

【課題】保持部によって基板を保持して搬送するにあたり、保持部を昇降させるための昇降機構において発生するパーティクルによる基板の汚染を抑制すること。
【解決手段】ウエハＷを保持して搬送するためのアーム３と、当該アーム３を昇降させるための昇降機構であるボールネジ４との間に、パーティクルを吸い込むためのガス吸い込み口５３がボールネジ４側を向くように且つ当該ボールネジ４の長さ方向に沿って形成された局所排気ダクト５０を配置する。また、このボールネジ４に対して局所排気ダクト５０を近接配置する。
【選択図】図７

Description

本発明は、基板を搬送する基板搬送設備に関する。

半導体ウエハなどの基板（以下「ウエハ」と言う）に対して熱処理を行う装置として、基板保持具であるウエハボートに積載された多数枚のウエハに対して反応管内にて一括して処理を行う縦型熱処理装置が知られている。この装置では、ウエハの収納容器（基板収納部）であるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ−ＯｐｅｎｉｎｇＵｎｉｆｉｅｄＰｏｄ）からウエハトランスファーアーム（保持部）によってウエハを例えば５枚ずつ順番に取り出してウエハボートに移載し、次いで空になったＦＯＵＰを保管部に搬送すると共に、別のＦＯＵＰから同様にウエハを移載する。こうして例えば１００枚程度のウエハをウエハボートに積層した後、ウエハボートを上昇させて反応管内に挿入して、既述の熱処理を行うように構成されている。従って、ウエハが搬送されるローディングエリア（基板搬送領域）には、ウエハボートにおける各々のウエハの積載位置に対応させてウエハトランスファーアームを昇降させるために、上下方向に伸びるボールネジが昇降機構として配置されている。

前記基板搬送領域及びウエハボートの置かれる保持具待機領域は、アームの駆動によって発生するパーティクルの飛散を抑制するために、更には熱処理後の高温のウエハボートやウエハを冷却するために、横方向に向かう気流が上下方向に亘って且つ水平方向に亘って形成されるように構成されている。具体的には、例えば清浄気体を前記各領域に向かって吹き付けるフィルタユニットと、この清浄気体を排気するための排気ダクトと、が各々の領域を介して互いに対向するように左右に配置されている。そして、これら領域の床面よりも下方側には、排気ダクトに流入する気体を当該排気ダクトからフィルタユニットに対して冷却しながら循環させるために、熱交換器の設けられた循環通路と、前記気流を形成するためのファンが収納されている。このファンは、パーティクルが巻き上がることを抑制するために、清浄気体が極微風（例えば０．５ｍ／ｓ程度）の層流で通流するように風量が設定されている。

ウエハトランスファーアームの昇降時には、ボールネジが鉛直軸周りに回転するが、ボールネジには有機物などの潤滑油（オイル）が塗布されているので、オイルに由来するパーティクルが遠心力によって飛散するおそれがある。一方、スループット向上のために、ウエハトランスファーアームによるウエハの受け渡しに要する時間短縮化が要求されている。そのため、ウエハトランスファーアームの昇降動作についても高速化を図りたいが、その場合にはパーティクルの発生や有機物による汚染のおそれが一層高くなってしまう懸念がある。

このようなボールネジからのパーティクルの飛散を抑制するにあたって、既述のファンの風量を増やした場合には、搬送領域や保持具待機領域において乱流が発生して、パーティクルが舞い上がってしまう。また、パーティクルの飛散を防止するための物理的なカバーをボールネジの周囲に設けただけだと、パーティクルがこのカバーを回り込んで基板搬送領域に到達するおそれがある。一方、例えば特許文献１のように、局所的に排気する排気ユニットを設けた場合には、排気ユニットの分だけ装置が大型化してしまうし、また層流が形成しにくくなってスループットの低下（ウエハの降温速度の低下）に繋がってしまう。

特開２００５−３４７６６７号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持部によって基板を保持して搬送するにあたり、保持部を昇降させるための昇降機構において発生するパーティクルによる基板の汚染を抑制できる技術を提供することにある。

本発明の基板搬送設備は、
基板を保持して搬送するための保持部と前記保持部を昇降させる昇降機構とを含む基板搬送機構と、
前記保持部によって基板が搬送される基板搬送領域と前記昇降機構との間に設けられ、当該昇降機構から発生するパーティクルを吸い込むためのガス吸い込み口がこの昇降機構側を向くように且つ当該昇降機構の長さ方向に沿って形成された排気ダクトと、
一端側が前記昇降機構に取り付けられると共に、他端側に前記保持部が設けられた昇降基体と、を備えたことを特徴とする。

前記昇降機構は、ボールネジ機構であっても良い。
前記排気ダクトから吸い込まれたガスが通過する循環路と、
この循環路を介して戻ってきたガスを基板搬送領域に供給して、前記基板搬送領域を介して前記排気ダクトに向かう層状の気流を形成するためのガス供給部と、を備えていても良い。
前記基板搬送領域には、基板を棚状に保持し、基板に熱処理を行う縦型の反応管内に搬入出するための基板保持具が配置され、
前記基板搬送機構は、前記基板保持具との間で基板を搬送するためのものであっても良い。
前記排気ダクトは、前記昇降機構を介して前記保持部が昇降する時における当該保持部上の基板の位置と、前記昇降機構との間に設けられていても良い。

前記昇降機構から前記保持部側を見た時における左右両側の側面のうち少なくとも一方の側面には、当該昇降機構から発生するパーティクルを吸い込むためのガス吸い込み口がこの昇降機構側を向くように且つ当該昇降機構の長さ方向に沿って形成された補助排気ダクトが配置されていても良いし、この場合前記昇降機構から前記保持部側を見た時における左右両側面に前記ガス吸い込み口が形成されていても良い。
前記排気ダクトと前記補助ダクトとは、これら排気ダクト及び補助ダクトの内部領域が互いに連通するように共通化されていても良い。

本発明は、基板を保持する保持部を昇降させるための昇降機構と基板搬送領域との間に、パーティクルを吸い込むためのガス吸い込み口がこの昇降機構側を向くように且つ当該昇降機構の長さ方向に沿って形成された排気ダクトを配置している。そのため、基板搬送領域側へのパーティクルの飛散を抑えることができるので、パーティクルによる基板の汚染を抑制できる。

本発明の縦型熱処理装置の一例を概略的に示す縦断面図である。前記縦型熱処理装置を示す横断平面図である。前記縦型熱処理装置に用いられるアームを示す斜視図である。前記アームが昇降するためのボールネジを示す斜視図である。前記縦型熱処理装置において形成される気流を模式的に示す斜視図である。前記気流を示す縦断面図である。前記ボールネジが配置された領域を拡大して示す横断平面図である。前記ボールネジに向かう気流を示す斜視図である。前記縦型熱処理装置の作用を模式的に示す横断平面図である。前記縦型熱処理装置の作用を模式的に示す横断平面図である。前記縦型熱処理装置の他の例を示す斜視図である。前記他の例の縦型熱処理装置を示す横断平面図である。前記縦型熱処理装置の別の例を示す斜視図である。前記別の縦型熱処理装置を示す横断平面図である。前記縦型熱処理装置の更に他の例を示す斜視図である。前記更に他の例の縦型熱処理装置を示す横断平面図である。前記縦型熱処理装置の更に別の例を示す横断平面図である。

本発明の基板搬送設備に係る実施の形態の一例について、図１〜図７を参照して説明する。始めにこの基板搬送設備を適用した縦型熱処理装置の概要について簡単に説明すると、この装置は、図１に示すように、多数枚のウエハＷを棚状に積載するウエハボート１と、このウエハボート１を気密に収納して熱処理を行う縦型の反応管２とを備えている。また、このウエハボート１にウエハＷを移載するためのウエハトランスファーアーム３が基板搬送機構として設けられており、このアーム３によってウエハＷが搬送される基板搬送領域１０ａ及び反応管２の下方側においてウエハボート１が待機する保持具待機領域１０ｂに対して、清浄ガスによる気流を形成している。そして、アーム３が昇降動作を行っても、当該アーム３を昇降させるための昇降機構であるボールネジ４からパーティクルが飛散しないように、あるいは飛散が抑えられるように、前記気流を形成する部材（後述の局所排気ダクト５０）の形状やレイアウトを調整している。尚、実際にはウエハボート１よりもアーム３が装置の正面側に配置されているが、以降の説明では、図示の都合上、ウエハボート１とアーム３との並びを「前後方向（ウエハボート１が手前側、アーム３が奥側）」、このウエハボート１からアーム３を見た時における前後方向に水平に直交する方向を「左右方向」と呼ぶこととする。

先ず、この装置の全体の構成について簡単に説明すると、ウエハボート１に対してウエハＷを移載するための保持具待機領域１０ｂの上方側には、既述の反応管２が配置されており、この保持具待機領域１０ｂの奥側（図１中Ｘ方向）には基板搬送領域１０ａが隣接している。この基板搬送領域１０ａの奥側には、ＦＯＵＰ１１の搬送及び保管を行うための作業エリア１２が設けられている。即ち、この作業エリア１２には、装置の外部の図示しない搬送機構によってＦＯＵＰ１１が載置される載置部２１と、この載置部２１に載置されたＦＯＵＰ１１を当該作業エリア１２における既述のアーム３に近接するトランスファーステージ２２に移載するキャリア搬送機２３とが設けられている。そして、ウエハＷが取り出されて空になったＦＯＵＰ１１については、載置部２１の上方側の保管部２４にて保管され、処理が終わったウエハＷについては元のＦＯＵＰ１１に戻されて装置から搬出されるように構成されている。この例では、トランスファーステージ２２は、互いに上下に離間するように２カ所に設けられている。

図１中２５は装置の外壁部をなす筐体であり、２６は筐体２５に設けられたドアである。作業エリア１２と基板搬送領域１０ａとの間における壁面部は、筐体２５の一部をなしており、これら作業エリア１２と基板搬送領域１０ａとの間を区画すると共に、当該壁面部に設けられたシャッター２７によりウエハＷの搬送を行う搬送口（開口部）２８を開閉自在に構成されている。尚、保持具待機領域１０ｂの上方には、反応管２内のウエハＷを例えば６００℃に加熱するためのヒータや、反応管２の下端開口部の炉口を開閉するための開閉機構、更には反応管２内に処理ガス（成膜ガス）を供給するためのガス供給系などが設けられているが、図１では簡略化して描画している。また、作業エリア１２については、図１以外では描画を省略する。

続いて、基板搬送領域１０ａ及び保持具待機領域１０ｂにおける各部のレイアウトについて詳述する。これら領域１０ａ、１０ｂには、既述のように奥側から手前側に向かって基板搬送機構であるアーム３及びウエハボート１がこの順番で並んでいる。平面で見た時にアーム３に対して一方側（図２中左側）に外れた領域には、図１及び図２に示すように、当該アーム３を昇降させるために、ウエハボート１の長さ方向に沿って上下方向に伸びる昇降機構であるボールネジ４が配置されている。このボールネジ４は、例えば装置の床面５の下方側に設けられた駆動部４ａにより、例えば９００ｒｐｍ〜１３００ｒｐｍの回転数で鉛直軸周りに回転自在に構成されると共に、アーム３に向かって水平に伸びる板状の昇降基体である支持部３ａの一端側を貫通するように配置されている。尚、既述の図１は、ボールネジ４が見えるように、当該ボールネジ４を側方側（シャッター２７側）にずらして描画している。また、ボールネジ４の上端部には、当該ボールネジ４を鉛直軸周りに回転自在に支持するために、例えば図示しない軸受け部などが設けられている。

前記支持部３ａの他端側は、当該支持部３ａが後述の局所排気ダクト５０に接触しないように、即ち当該局所排気ダクト５０においてガスを取り込むためのガス吸い込み口５３をボールネジ４の手前側及び右側に近接して配置できるように、平面で見た時にボールネジ４から奥側に伸び出すと共に、アーム３に向かって直角に屈曲している。この支持部３ａにおいて前記直角に屈曲した部分の背面側（筐体２５側）には、図７に示すように、アーム３がボールネジ４と共に鉛直軸周りに回転することを規制して昇降させるために、当該筐体２５に上下方向に沿って形成されたレール３ｂに嵌合するガイド部３ｃが形成されている。

アーム３は、図３に示すように、ウエハＷを下方側から各々支持する５枚のフォーク（基板保持部、ピックとも言う）３１と、これらフォーク３１を進退自在に保持する進退部（搬送基体）３２と、を備えており、この進退部３２を支持するベース部３３の下方側に設けられた回転機構３３ａによって鉛直軸周りに回転自在に構成されている。そして、この回転機構３３ａには、既述の支持部３ａの他端側が接続されており、ボールネジ４が鉛直軸周りに回転すると、当該支持部３ａと共にアーム３が例えば０．４ｍ／ｓ〜０．６ｍ／ｓの昇降速度で昇降するように構成されている。アーム３の昇降ストロークは、例えば１．５ｍとなっている。尚、このアーム３には、当該アーム３にて発生するパーティクルを局所排気ダクト５０側に排気するために、フィルタの組み合わされた排気ユニットが設けられているが、ここでは図示を省略している。

ウエハボート１は、図１に示すように、多数枚例えば１００枚のウエハＷを棚状に収納できるように構成されており、反応管２内に挿入されて熱処理が行われる上方位置と、アーム３によってウエハＷが移載される下位置との間において、図示しない昇降機構により昇降自在になっている。このウエハボート１におけるウエハＷの載置される領域の高さ寸法は、例えば１ｍとなっている。後述するように、このウエハボート１に対してウエハＷが搬送されることから、この保持具待機領域１０ｂは、基板搬送領域１０ａの一部をなしていると言える。図２中１ａは、ウエハボート１を昇降させるための昇降機構である。

そして、基板搬送領域１０ａ及び保持具待機領域１０ｂでは、既述のボールネジ４が配置された一方側（左側）の領域に対して、当該領域に対向する他方側（右側）の領域から水平方向に向かう層流のガス流が前後方向に亘って、且つ当該ボールネジ４（ウエハボート１）の長さ方向に亘って形成されるように構成されている。具体的には、各領域１０ａ、１０ｂにおける右側には、図２に示すように、当該領域１０ａ、１０ｂに対して清浄気体例えば大気（空気）あるいはＮ_２（窒素）ガスを供給するために、フィルタ（濾材）３５組み合わされた箱形のガス供給部３４が前後方向に互いに離間するように例えば２カ所に設けられている。これらガス供給部３４の下端部は、図６に概略的に示すように、後述のファン４２によって気体が循環する循環流を各領域１０ａ、１０ｂに形成するために、ガスの流入口をなすように各々開口している。尚、清浄気体として窒素ガスを用いるにあたり、実際には筐体２５内の雰囲気に当該清浄気体を供給するための供給管と、当該雰囲気を排気するための排気管とが装置に設けられているが、ここでは描画を省略している。

これらガス供給部３４における左側の側面には、当該ガス供給部３４に通流する気体からパーティクルを除去するために、既述のフィルタ３５がウエハボート１の長さ方向に亘って且つ前後方向に沿って各々形成されている。従って、ガス供給部３４では、フィルタ３５を介して清浄気体が各領域１０ａ、１０ｂに供給されるように構成されている。

ここで、既述の２つのガス供給部３４のうち図２中手前側（ウエハボート１側）のガス供給部３４及び奥側（アーム３側）のガス供給部３４に夫々「第１」及び「第２」を付して、これら２つのガス供給部３４、３４のレイアウトについて以下に説明する。第１のガス供給部３４に対して対向するように、ウエハボート１の左側には２つのガス回収ダクト３６、３６が配置されており、また第２のガス供給部３４に対向するように、アーム３の左側には同様に２つのガス回収ダクト３６、３６が配置されている。こうして筐体２５の内部には、４つのガス回収ダクト３６が配置されている。

各々のガス回収ダクト３６は、高さ方向における長さ寸法が例えば１．７ｍ程度となるように形成されると共に、内部領域が中空の概略箱形形状となるように構成されている。そして、ガス回収ダクト３６における右側の壁面部には、ガス供給部３４から各領域１０ａ、１０ｂに供給される気体を取り込むためのガス吸い込み口３７がウエハボート１の長さ方向に沿ってガス吸引口として形成されている。これら４つのガス回収ダクト３６について、手前側から奥側に向かって夫々「３６ａ」、「３６ｂ」、「３６ｃ」及び「３６ｄ」の符号を付すと、既述のウエハボート１を昇降させるための昇降機構１ａは、ガス回収ダクト３６ａ、３６ｂ間に配置されている。

ガス吸い込み口３７は、図２などでは簡略化しているが、図４に示すように、第１のガス供給部３４側且つウエハボート１側を向くように形成されている。また、ガス吸い込み口３７は、上下方向における気体の取り込み量を揃えるために、上方側から下方側に向かう程数量が少なくなっており、また左右に２列に形成されている。尚、これらガス回収ダクト３６ａ〜３６ｄにおける各領域１０ａ、１０ｂ側には、気体を通流させるためのスリット状のガス通流口が縦横に多数形成された金属板からなる図示しないメカカバーが配置されているが、図示を省略している。

そして、各々のガス回収ダクト３６は、下端部が各々開口してガスの吹き出し口をなしており、これらガスの吹き出し口に連通するように、床面５の下方側には、ガス循環路４１が配置されている。即ち、このガス循環路４１は、床面５の下方側にて右側と左側との間で水平に伸びると共に、これら右側の端部及び左側の端部が各々開口する概略箱形形状をなしている。このガス循環路４１は、手前側と奥側との２カ所に設けられており、始めに手前側のガス循環路４１について説明すると、当該ガス循環路４１の左側の開口部は、ガス回収ダクト３６ａ、３６ｂの下端側開口部と各々気密に接続されている。また、この手前側のガス循環路４１の右側の開口部が第１のガス供給部３４に向かって伸び出している。このガス循環路４１の内部には、図６に模式的に示すように、例えば板状の金属板を互いに平行に離間させて配置させた熱交換器４１ａが収納されており、ガス回収ダクト３６ａ、３６ｂから流入した気体を冷却できるように構成されている。また、このガス循環路４１には、当該ガス循環路４１に流入する気体によって昇温した熱交換器４１ａを冷却するために、チラーなどの冷却装置から伸びる冷却管（いずれも図示せず）が接続されている。

前記手前側のガス循環路４１の右側の開口部と、第１のガス供給部３４の下端側開口部との間には、気体を送風するための送気機構をなすファン（詳しくはシロッコファンが収納されたファンユニット）４２が気密に設けられている。そして、このファン４２によってガス供給部３４の下端開口部に対して気体を供給すると、この気体は、図６に概略的に示すように、ガス供給部３４に設けられたフィルタ３５によってパーティクルが除去されて、保持具待機領域１０ｂに向かって高さ方向に亘って吐出されて水平流となる。次いで、この水平流は、ガス回収ダクト３６ａ、３６ｂに流入して、ガス循環路４１を介して冷却されながら当該ファン４２に戻されていく。こうしてガス供給部３４、保持具待機領域１０ｂ、ガス回収ダクト３６ａ、３６ｂ、ガス循環路４１及びファン４２を介して循環流が形成される。従って、これら２つのガス回収ダクト３６ａ、３６ｂに対して、循環路４１、ファン４２及び第１のガス供給部３４を共通化して設けていると言える。このファン４２は、保持具待機領域１０ｂにおけるガス流が層流となるように、即ちパーティクルを巻き上げないように、例えば０．２ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓもの極めて遅い流速となるように駆動条件（回転羽の回転数など）が調整されている。これらガス供給部３４、ファン４２、ガス循環路４１及びガス回収ダクト３６ａ、３６ｂによって層流形成部が構成される。

続いて、第２のガス供給部３４及び奥側のガス循環路４１について説明する。この第２のガス供給部３４についても、既述の第１のガス供給部３４と同様に、当該第２のガス供給部３４に対向するように２つのガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄが配置されると共に、床面５の下方側には、これら第２のガス供給部３４及び２つのガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄにて共用されるガス循環路４１及びファン４２が設けられている。第２のガス供給部３４における２つのガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄは、ボールネジ４を介して互いに前後方向に離間するように配置されている。これら２つのガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄのうち手前側のガス回収ダクト３６ｃは、第２のガス供給部３４に対して、ウエハボート１における奥側の部位を介して対向するように配置されている。また、これらガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄのうち奥側のガス回収ダクト３６ｄは、アーム３により筐体２５内にウエハＷが搬出される領域を介して第２のガス供給部３４に対向するように配置されている。

ここで、ボールネジ４と当該ボールネジ４よりも手前側（ウエハボート１側）のガス回収ダクト３６ｃとの間には、図１〜図５などに示すように、当該ボールネジ４から発生する有機物やパーティクルを吸引するために、ボールネジ４の長さ方向に沿うように気体のガス吸い込み口５３の形成された局所排気ダクト（掃気ダクト）５０が配置されている。即ち、この局所排気ダクト５０は、ガス回収ダクト３６ｃに隣接すると共に、ボールネジ４の置かれた領域を囲むように、平面で見た時に当該領域が矩形に窪んで概略Ｌ字型をなしている。言い換えると、局所排気ダクト５０は、平面で見た時に、一端側が筐体２５に接触するように配置されており、他端側がガス供給部３４に向かって右側に伸び出すと共に、ボールネジ４とガス供給部３４との間の領域において奥側に向かって直角に屈曲して延伸している。従って、局所排気ダクト５０は、図３に示すように、ウエハボート１からボールネジ４を見た時に、当該局所排気ダクト５０によってボールネジ４が長さ方向に沿って覆われるように（見えないように）配置されている。言い換えると、局所排気ダクト５０は、ボールネジ４と基板搬送領域１０ａとの間に配置されると共に、ボールネジ４からアーム３側を見た時における左右両側の側面のうち右側の側面にも配置されている。尚、図３は、局所排気ダクト５０を一部切り欠いて描画している。

局所排気ダクト５０の下端部は、図５に示すように、ガス回収ダクト３６ａ〜３６ｄと同様に開口すると共に、第２のガス供給部３４におけるガス循環路４１の開口端に対して気密に接続されている。従って、第２のガス供給部３４に対向する２つのガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄに加えて、局所排気ダクト５０についても、当該第２のガス供給部３４から供給される気体を排気（回収）する役割を持っていると言える。即ち、局所排気ダクト５０は、第２のガス供給部３４に対して、当該局所排気ダクト５０の前後両側のガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄと共通化して設けられている。この局所排気ダクト５０においてボールネジ４を臨む側壁のうち左右方向に伸びる面と、当該面に直角な面を夫々第１の壁面部５１及び第２の壁面部５２と呼ぶと、図７に示すように、これら壁面部５１、５２とボールネジ４との間の離間寸法ｄ１、ｄ２は、ボールネジ４から発生した有機物やパーティクルの飛散を抑えるために、例えば１０ｍｍ〜５０ｍｍもの小さな寸法に設定されている。尚、図５では、アーム３などの各部材の大きさについて模式的に示しており、またウエハＷ及びフォーク３１などを１枚だけ描画している。

前記第１の壁面部５１及び第２の壁面部５２には、図４に示すように、上下方向に伸びるスリット状のガス吸い込み口５３がボールネジ４の長さ方向に亘って且つ水平方向に沿って複数箇所例えば２カ所に配置されている。こうしてガス吸い込み口５３は、ボールネジ４側を向くように各々形成されている。
ここで、第２のガス供給部３４に対向するガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄのうち手前側のガス回収ダクト３６ｃにおいてガスの層流を形成するための部材（当該第２のガス供給部３４、ガス回収ダクト３６ｃ、ファン４２及びガス循環路４１）を第１の層流形成部と呼ぶこととする。また、局所排気ダクト５０を介してガスの層流を形成するための部材（当該局所排気ダクト５０、第２のガス供給部３４、ファン４２及びガス循環路４１）を第２の層流形成部と呼ぶこととすると、この例では、これら第１の層流形成部及び第２の層流形成部において、ファン４２及びガス循環路４１が共通化されていると言える。以上説明したアーム３、ボールネジ４及び局所排気ダクト５０により基板搬送設備が構成される。

局所排気ダクト５０の第２の壁面部５２における奥側の部位には、ボールネジ４から発生する有機物やパーティクルがアーム３側に向かって飛散することを抑制するために、当該ボールネジ４の長さ方向に沿って伸びる概略板状の覆い部材５４が設けられている。具体的には、この覆い部材５４は、図７に示すように、平面で見た時に基端部が前記奥側の部位からアーム３側に向かって伸び出すと共に、左側に向かって直角に屈曲している。従って、ボールネジ４からアーム３側を見ると、局所排気ダクト５０及び覆い部材５４は、アーム３により搬送されるウエハＷから当該ボールネジ４ができるだけ見えないように配置されている。

この縦型熱処理装置には、装置全体の動作のコントロールを行うために制御信号を出力するコンピュータからなる制御部７１が設けられている。この制御部７１のメモリ内には、ＦＯＵＰ１１からウエハＷを取り出してウエハボート１に搬送し、反応管２内において熱処理を行うための図示しない熱処理プログラムなどが格納されている。このプログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記憶媒体である記憶部７２から制御部７１内にインストールされる。

次に、この装置の作用について説明する。始めに、この装置において多数枚のウエハＷに対して順次熱処理を連続して行っている中で、処理済みのウエハＷが全て元のＦＯＵＰ１１に戻されて、ウエハボート１は反応管２の下方位置において空の状態（ウエハＷが積載されていない状態）になっているものとする。この時、反応管２の下端開口部である炉口は、図示しない蓋体により気密に閉じられている。また、第１の供給部３４及び第２のガス供給部３４によって、各領域１０ａ、１０ｂに向かう極微速の層流が高さ方向に亘って且つ前後方向に亘って形成されている。

具体的には、第１の供給部３４から保持具待機領域１０ｂに供給される気流は、当該第１の供給部３４に対向するガス回収ダクト３６ａ、３６ｂによって回収されて、ガス循環路４１及びファン４２を介して循環流が形成されている。また、第２のガス供給部３４から供給される気流は、当該第２のガス供給部３４に対向するガス回収ダクト３６ｃ、３６ｄ及び局所排気ダクト５０によって回収されて、同様にガス循環路４１及びファン４２を介して循環流が形成されている。従って、ボールネジ４が配置された領域では、図２、図７及び図８に示すように、第２のガス供給部３４から吐出する清浄ガスは、アーム３を支持する支持部３ａの上方側の領域及び下方側の領域を通過して、局所排気ダクト５０の奥側に設けられた覆い部材５４を回り込むように局所排気ダクト５０内に流れ込んでいる。尚、図８ではウエハＷ及びフォーク３１などについて、１枚だけ描画している。

次いで、キャリア搬送機２３を介してトランスファーステージ２２にＦＯＵＰ１１を載置すると共に、シャッター２７を開放して、搬送口２８を介してアーム３によって例えば５枚のウエハＷを基板搬送領域１０ａ側に取り出す。具体的には、各々のウエハＷよりも僅かに下方位置においてフォーク３１をＦＯＵＰ１１内に進入させて、次いで僅かにフォーク３１を上昇させてウエハＷを受け取り、続いてフォーク３１を後退させる。そして、フォーク３１の進行方向がウエハボート１側を向くように当該フォーク３１を反転させ、このウエハボート１におけるウエハＷの保持位置に対応する位置までアーム３を上昇または下降させる。その後、図９に示すように、ＦＯＵＰ１１からのウエハＷの取り出し順序とは逆の順序でフォーク３１を動作させ、ウエハボート１にウエハＷを移載する。

このウエハＷの搬入工程において、アーム３が昇降する時、既述のようにボールネジ４が鉛直軸周りに回転するので、図１０に示すように、ボールネジ４の遠心力により、ボールネジ４に塗布された有機物などの潤滑油（オイル）が例えばパーティクルとして飛散しようとする。しかし、このボールネジ４とアーム３上のウエハＷとの間には、局所排気ダクト５０が配置されており、しかもこの局所排気ダクト５０のガス吸い込み口５３がボールネジ４を向くように且つ当該ボールネジ４の長さ方向に沿って形成されている。そのため、ボールネジ４から基板搬送領域１０ａに向かうパーティクルは、局所排気ダクト５０に衝突して当該局所排気ダクト５０に取り込まれる。また、局所排気ダクト５０の側方側を回り込んで基板搬送領域１０ａに向かおうとするパーティクルについても、局所排気ダクト５０によって形成される負圧により、当該局所排気ダクト５０に取り込まれる。こうしてボールネジ４から発生するパーティクルは、アーム３の昇降速度が０．６ｍ／ｓもの高速であっても、即ちボールネジ４の回転数が１３００ｒｐｍ程度であっても、周囲への飛散が抑えられて、第２のガス供給部３４から通流する気体と共に局所排気ダクト５０によって吸引されていく。
一方、基板搬送領域１０ａ及び保持具待機領域１０ｂでは、ガス供給部３４、３４によって層流が形成されていることから、例えばアーム３などにパーティクルが付着していたとしても、当該パーティクルの巻き上げが抑えられる。

こうしてＦＯＵＰ１１から残りのウエハＷを同様に５枚ずつウエハボートに対して移載すると共に、ＦＯＵＰ１１が空になると別のＦＯＵＰ１１がトランスファーステージ２２に載置されて、ウエハボート１に例えば１００枚程度のウエハＷが積載されるまで、ウエハＷの移載作業が繰り返される。

続いて、ウエハＷの移載作業が終了すると、ウエハＷに対して熱処理が行われる。即ち、ウエハボート１を反応管２内に挿入した後、反応管２の炉口を気密に塞ぐ。次いで、反応管２内を真空雰囲気に設定しながら、図示しないヒーターにより例えば６００℃程度に加熱された各々のウエハＷに対して処理ガスを供給する。しかる後、ウエハＷに対する熱処理が終了すると、反応管２の炉口である下端開口部を気密に塞いでいた図示しない蓋体を側方側に退避させると共に、ウエハボート１を保持具待機領域１０ｂに向かって下降させる。

ウエハＷに対して既述のように高温の熱処理が行われており、従って保持具待機領域１０ｂに下降して来たウエハボート１やウエハＷについても依然として高温となっている。しかし、ガス供給部３４とガス回収ダクト３６ａ〜３６ｄとを左右に対向させて配置していることから、保持具待機領域１０ｂでは、清浄気体が層流で水平方向に向かうラミナーフローが高さ方向に亘って且つ前後方向に亘って維持される。こうしてウエハボート１及びウエハＷは熱交換器４１ａを介して通流する清浄気体により速やかに冷却されていく。

一方、ウエハＷに対して施された処理によっては、ウエハボート１やウエハＷに付着した付着物が浮遊する場合もある。しかし、上で述べたラミナーフローによって、別のパーティクルが巻き上がることが抑制されながら、大気中に浮遊したパーティクルについては清浄気体の循環流によって排気され、ガス供給部３４に設けられたフィルタによって除去される。

次いで、アーム３がアクセスできる程度の温度にウエハボート１及びウエハＷが降温すると、ウエハボート１への搬入動作とは逆の搬出動作により、処理済みのウエハＷをアーム３を用いて順次ＦＯＵＰ１１に搬入する。この搬出工程においても、ボールネジ４において発生するパーティクルは、局所排気ダクト５０によって排気され、基板搬送領域１０ａへの飛散が抑制される。

上述の実施の形態によれば、アーム３とボールネジ４との間に、パーティクルを吸い込むためのガス吸い込み口５３がボールネジ４側を向くように且つ当該ボールネジ４の長さ方向に沿って形成された局所排気ダクト５０を配置している。そのため、基板搬送領域１０ａ側にボールネジ４から発生したパーティクルが飛散することを抑えることができるので、ウエハＷの汚染を抑制できる。従って、ボールネジ４が置かれる雰囲気を局所的に排気するにあたり、排気ユニットを別途設けなくても、局所排気ダクト５０を配置しただけで済む。そして、この局所排気ダクト５０を配置した領域は、ボールネジ４が置かれている領域であり、いわばデッドスペースとなっている。そのため、装置の大型化を抑えながら、ボールネジ４からパーティクルが飛散することを抑制できる。また、既述のようにパーティクルの飛散を抑制しながらも高速でアーム３を昇降させることができ、またウエハＷの冷却時には既述のラミナーフローを確保して（ウエハＷの熱による上昇気流の発生を抑制して）、ウエハＷを速やかに冷却できるので、スループットを向上させることができる。

また、ボールネジ４に対して局所排気ダクト５０の壁面部５１、５２を既述のように近接させているので、当該ボールネジ４からパーティクルが飛散してしまう前に吸引することができるし、更にボールネジ４が置かれる領域を局所的に負圧にしやすくなる。従って、パーティクルの飛散を良好に抑制できる。

ここで、以上説明した例では、平面で見た時に局所排気ダクト５０をＬ字型に構成したが、ボールネジ４をいわば囲むように形成しても良い。具体的には、図１１及び図１２に示すように、局所排気ダクト５０について、平面で見た時に前後方向に伸びるように形成すると共に、当該局所排気ダクト５０の手前側の端部及び奥側の端部を各々筐体２５側（左側）に向かって伸張させて、ボールネジ４が置かれる領域をこれら両端部で挟むように配置する。即ち、ボールネジ４と基板搬送領域１０ａとの間に局所排気ダクト５０を配置すると共に、ボールネジ４からアーム３側を見た時における左右両側の側面部にもこの局所排気ダクト５０が配置されるように、いわばコ字型に形成する。そして、アーム３を支持する支持部３ａについては、ボールネジ４の背面側（左側）から筐体２５側に向かって伸張させると共に、局所排気ダクト５０の端部を外側から回り込んでアーム３に向かうように屈曲させる。

このように局所排気ダクト５０を形成すると、ボールネジ４から基板搬送領域１０ａ側を見ると、左右両側及び前方には局所排気ダクト５０が配置されており、背面側には筐体２５が位置している。そのため、ボールネジ４が置かれる領域が局所排気ダクト５０及び筐体２５によって概略囲まれることになり、当該領域に負圧を形成しやすくなるので、パーティクルの飛散をより一層抑制できる。

また、ボールネジ４から基板搬送領域１０ａ側を見た時における左右両側及び前方側に対向するように局所排気ダクト５０を配置するにあたって、図１３及び図１４に示すように、アーム３の可動範囲に沿って上下方向に伸びる開口部５０ａを局所排気ダクト５０の側面側に形成しても良い。この場合には、支持部３ａは、この開口部５０ａを介してアーム３側に伸張するように配置される。尚、図１４は、図１３において開口部５０ａの形成された水平面における横断面を示している。

以上のようにボールネジ４から基板搬送領域１０ａ側を見た時における左側、右側及び前方側に局所排気ダクト５０を各々配置するにあたって、これら左側の局所排気ダクト５０、右側の局所排気ダクト５０及び前方側の局所排気ダクト５０を互いに独立して配置しても良い。即ち、互いに隣接するダクト５０、５０間に壁面部を形成して、これら互いに隣接するダクト５０、５０同士を区画しても良い。この場合には、これらダクト５０の内部領域は、床面５の下方側のガス循環路４１にて連通する。従って、既述の図１１〜図１４では、前記左側の局所排気ダクト５０及び前記右側の局所排気ダクト５０を各々補助排気ダクトと呼ぶと、前記前方側の局所排気ダクト５０と２つの補助排気ダクトとが共通化されていると言える。

更にまた、局所排気ダクト５０としては、図１５及び図１６に示すように、ボールネジ４と基板搬送領域１０ａとの間に位置するように、概略箱形に形成しても良い。この場合であっても、ガス吸い込み口５３は、ボールネジ４側を向くように且つ当該ボールネジ４の長さ方向に沿って形成される。

ここで、平面で見た時に、ＦＯＵＰ１１から未処理のウエハＷが取り出されてウエハボート１に移載される時に当該ウエハＷが通過する経路を「搬送経路」と呼ぶと共に、以上の各例を纏めて局所排気ダクト５０の配置位置について説明する。ボールネジ４からパーティクルが飛散しようとするタイミングは、ボールネジ４が鉛直軸周りに回転する時、即ちウエハボート１やＦＯＵＰ１１に対してアーム３がアクセスする時となっている。そして、既述のように基板搬送領域１０ａにおいて極めて微速の層流を形成していると、ボールネジ４の回転数によっては、この層流におけるガス流速よりもパーティクルの飛散速度が速くなる場合がある。既に説明したように、パーティクルが巻き上がることを抑えるためには、層流のガス流速を大きくし難い。そこで、局所排気ダクト５０は、前記搬送経路のうち、ボールネジ４を介してアーム３が昇降する時における当該アーム３上のウエハＷの位置と、ボールネジ４との間に設けられていることが好ましい。そして、ＦＯＵＰ１１に対してアーム３がアクセスする時、このアーム３が昇降する高さ方向の寸法（昇降ストローク）は、あるウエハＷが載置されている高さ位置を上下に跨ぐ程度のごく僅かな寸法となっている。一方、ウエハボート１に対してアーム３がアクセスする時、ウエハボート１よりも僅かに奥側の位置にてウエハＷを保持したアーム３は、ウエハボート１の高さ方向におけるウエハＷの積載位置に応じて大きく昇降する。

従って、ウエハボート１に対してアクセスする時は、ＦＯＵＰ１１に対してアクセスする時と比べてパーティクルが発生しやすいと言える。そのため、局所排気ダクト５０は、ウエハＷが昇降するＦＯＵＰ１１側の位置及びウエハボート１側の位置のうちウエハボート１側の位置と、ボールネジ４との間に設けられていることが好ましい。更に、前記ウエハボート１側の位置におけるウエハＷがボールネジ４から見えないように、既述の図２や図１１〜図１４のように、少なくともボールネジ４の手前側と右側とに局所排気ダクト５０を設けることが好ましい。尚、ボールネジ４の左側にも局所排気ダクト５０を設けた場合に、パーティクルの飛散がより一層抑えられることは、図１１〜図１４において既に説明した通りである。

また、局所排気ダクト５０としては、図１７に示すように、ウエハボート１にウエハＷが移載される時に当該ウエハＷが昇降する位置（ウエハボート１よりも僅かに奥側の位置）と、ボールネジ４とを水平に結ぶ直線から奥側にずれた位置に局所排気ダクト５０を設けても良い。この場合であっても、ボールネジ４から飛散しようとするパーティクルは、基板搬送領域１０ａ側に拡散しようとしている途中において、局所排気ダクト５０の手前側及び左側に形成されたガス取り込み口５３から吸引される。従って、局所排気ダクト５０について、「ボールネジ４と基板搬送領域１０ａとの間に設けられている」とは、前記搬送経路のうち少なくとも一部とボールネジ４との間に設けられていることを言う。既述の図１１及び図１２では、局所排気ダクト５０は、前記搬送経路の長さ方向に亘って基板搬送領域１０ａとボールネジ４との間に設けられていると言える。

また、アーム３を昇降させる昇降機構としては、ボールネジ４に代えて、例えばベルトコンベアなどを用いても良い。更に、縦型熱処理装置として、ウエハボート１を昇降させる構成について説明したが、アーム３の側方側（例えば右側）に当該ウエハボート１を載置するための領域を設けておき、この領域においてウエハＷの受け渡しを行う構成であっても良い。また、以上説明した昇降機構や局所排気ダクト５０は、縦型熱処理装置以外にも、例えばウエハＷに対して塗布液の塗布処理や現像処理を行う処理ユニットが複数設けられた塗布・現像装置において、これら処理ユニット間でウエハＷの搬送を行うアームに適用しても良い。

Ｗウエハ
１ウエハボート
２反応管
３ウエハトランスファーアーム
４ボールネジ
１０搬送領域
３４ガス供給部
３５ガス吐出口
３６ガス回収ダクト
３７ガス吸い込み口
５０局所排気ダクト
５３ガス吸い込み口

Claims

基板を保持して搬送するための保持部と前記保持部を昇降させる昇降機構とを含む基板搬送機構と、
前記保持部によって基板が搬送される基板搬送領域と前記昇降機構との間に設けられ、当該昇降機構から発生するパーティクルを吸い込むためのガス吸い込み口がこの昇降機構側を向くように且つ当該昇降機構の長さ方向に沿って形成された排気ダクトと、
一端側が前記昇降機構に取り付けられると共に、他端側に前記保持部が設けられた昇降基体と、を備えたことを特徴とする基板搬送設備。
前記昇降機構は、ボールネジ機構であることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送設備。
前記排気ダクトから吸い込まれたガスが通過する循環路と、
この循環路を介して戻ってきたガスを基板搬送領域に供給して、前記基板搬送領域を介して前記排気ダクトに向かう層状の気流を形成するためのガス供給部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送設備。
前記基板搬送領域には、基板を棚状に保持し、基板に熱処理を行う縦型の反応管内に搬入出するための基板保持具が配置され、
前記基板搬送機構は、前記基板保持具との間で基板を搬送するためのものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板搬送設備。
前記排気ダクトは、前記昇降機構を介して前記保持部が昇降する時における当該保持部上の基板の位置と、前記昇降機構との間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板搬送設備。
前記昇降機構から前記保持部側を見た時における左右両側の側面のうち少なくとも一方の側面には、当該昇降機構から発生するパーティクルを吸い込むためのガス吸い込み口がこの昇降機構側を向くように且つ当該昇降機構の長さ方向に沿って形成された補助排気ダクトが配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板搬送設備。
前記昇降機構から前記保持部側を見た時における左右両側面に前記ガス吸い込み口が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の基板搬送設備。
前記排気ダクトと前記補助ダクトとは、これら排気ダクト及び補助ダクトの内部領域が互いに連通するように共通化されていることを特徴とする請求項６または７に記載の基板搬送設備。