JP3300861B2 - 熱処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板やＬＣ
Ｄ基板等の板状被処理体に酸化、拡散、ＣＶＤ等の熱処
理を施すための熱処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程やＬＣＤ製造工程では、
生産性を上げるために、複数枚の被処理体（半導体基
板、ＬＣＤ基板）をキャリアまたはカセット等と称され
る容器に収容した状態で搬送するようにしている。

【０００３】たとえば、半導体製造工場において、リソ
グラフィ工程の処理を受けた半導体ウエハは、複数枚た
とえば２５枚ずつキャリアに収容された状態で搬送ロボ
ットにより熱処理装置まで搬送される。一般の熱処理装
置では、半導体ウエハをキャリアからウエハボートに移
し替え、ウエハボートに多数枚たとえば１００枚ずつ載
せて炉に入れ、酸化、拡散またはＣＶＤ等の熱処理を施
す。そして、熱処理の済んだウエハをウエハボートから
キャリアに移し替えて搬送ロボットへ渡すようにしてい
る。

【０００４】このように、熱処理装置では、一度にキャ
リア４個分（１００枚）のウエハを一括処理する。搬送
ロボットは、キャリアを一度に１個または２個までしか
搬送しないので、熱処理装置内部にキャリアを保管して
おくための棚が設けられ、熱処理を受ける前のウエハを
収容したキャリアはその棚で待機するようになってい
る。また、複数の熱処理装置を併設した熱処理システム
では、各熱処理装置とは別にキャリアストッカまたは単
にストッカ等と称されるキャリア保管庫が設けられ、こ
のキャリア保管庫に数十個のキャリアを保管するように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、上記のような
キャリア保管棚またはキャリア保管庫に保管されたキャ
リアに清浄な空気流を当て、ウエハへのパーティクルの
付着を防止していた。しかしながら、キャリア保管棚付
近やキャリア保管庫の室内にはＯ2 、Ｈ2 Ｏ等の大気中
分子が存在し、それらのＯ2 、Ｈ2 Ｏ分子によりウエハ
表面が酸化して不所望な自然酸化膜が形成されるおそれ
があった。たとえば、金属層を蒸着するためのＣＶＤプ
ロセスにおいては、ウエハ下地表面に自然酸化膜が形成
されていると、その上に蒸着される金属層の成膜特性に
バラツキが生じるので、キャリアないしウエハが待機中
に酸化されることは望ましくない。キャリア保管庫は、
キャリアを比較的長時間保管するために、そのような不
所望な自然酸化膜が形成される危険が大きかった。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、キャリアの保管中に被処理体の不所望な酸化そ
の他の変質を省スペースで効率よく防止するようにした
熱処理システムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱処理システムは、所定の熱処理を行う
ための加熱炉を含む１つまたは複数の熱処理部を有し、
前記熱処理部で前記熱処理を受ける板状の被処理体をキ
ャリアに収容した状態で保管ないし搬送するようにした
熱処理システムであって、前記キャリアを収納するため
の前面が開口した収納室本体とこの収納室本体を密閉状
態で閉じるための開閉可能な扉とを有するキャリア収納
室を複数個多段に配置し、各々の前記キャリア収納室毎
に、前記収納室本体内に不活性ガスを供給するための不
活性ガス供給手段と、前記収納室本体内を排気するため
の排気手段とを設け、前記多段に配置された複数個のキ
ャリア収納室の中で前記キャリアの出し入れが行われる
キャリア収納室においてのみ前記扉を開けて前記収納室
本体を開状態とし、他の全てのキャリア収納室について
は前記収納室本体を前記扉により密閉状態に保持して室
内の前記被処理体を不活性ガスの雰囲気中に保つ構成と
した。本発明の熱処理システムにおいて、好ましくは、
各々の前記キャリア収納室毎に、前記扉を前記収納室本
体の前面を気密に閉じるための第１の位置と前記収納室
本体の前面を開けるための前記収納室本体よりも低い第
２の位置との間で移動させるための扉開閉機構を設けて
よい。この扉開閉機構の好ましい一態様は、前記扉の左
右両側端部をそれぞれ垂直方向に可動に保持するための
ガイド部材と、前記ガイド部材を前記扉を介して前記収
納室本体の前面を気密に閉じるための第３の位置と前記
収納室本体の前面よりも前方に設定された第４の位置と
の間で移動させるためのアクチエータと、前記扉を巻き
戻しおよび巻き上げ可能なケーブルで吊って上下移動可
能に支持するリール機構とを有する構成である。かかる
構成において、好ましくは、前記アクチエータまたは前
記リール機構が前記収納室本体の側面に設けられる構成
としてよい。また、前記不活性ガス供給手段の好ましい
一態様は、各対応する前記キャリア収納室の室内の酸素
濃度を検出するための酸素濃度検出手段と、この酸素濃
度検出手段によって検出された酸素濃度に応じて前記不
活性ガス供給のオン・オフを制御するための不活性ガス
供給制御手段とを有する構成である。

【０００８】

【作用】本発明の熱処理システムでは、多段に配置され
た複数個のキャリア収納室に対して一方向（前面側）か
らキャリアの出し入れを行う。各キャリア収納室は収納
室本体の開口した前面を専用の扉によって独立的に開閉
できるようになっている。いずれかのキャリア収納室で
キャリアの出し入れが行われるとき、他の全てのキャリ
ア収納室では扉が閉まっているので、そのキャリア収納
室の扉が開いて下隣のキャリア収納室の前（第２の位
置）に降りても何の支障もないうえ、キャリアの出し入
れに関係しない他の全てのキャリア収納室は密閉状態に
維持されるため室内の不活性ガス雰囲気が影響を受ける
こともない。

【０００９】

【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例による熱処理システ
ムの全体構成を概略的に示す。図示のように、この熱処
理システムは、複数台たとえば４台の縦型熱処理装置１
０，１２，１４，１６を一列に配設し、さらにその配列
方向にストッカ１８およびＩ／Ｏ（搬入出）ステーショ
ン２０を併設し、それら各部１０〜２０の正面部に沿っ
て一直線にキャリアライナ２２の搬送路２４を設けてい
る。

【００１０】この熱処理システムにおいて、被処理体で
ある半導体ウエハＷは、複数枚たとえば２５枚ずつキャ
リアＣＲに収容された状態で搬送される。システム内で
は、キャリアライナ２２が熱処理装置１０〜１６、スト
ッカ１８およびＩ／Ｏステーション２０の間でキャリア
ＣＲを一度に２個ずつ搬送するようになっている。シス
テム外部に対しては、Ｉ／Ｏステーション２０がシステ
ム全体のキャリア搬入／搬出口として機能する。

【００１１】Ｉ／Ｏステーション２０には、システム外
部の搬送ロボット（図示せず）とキャリアライナ２２と
の間でキャリアＣＲを搬送するキャリア搬送装置２６が
設けられている。外部の搬送ロボットは、Ｉ／Ｏステー
ション２０の側端部に設けられた第１のキャリア受け渡
し位置２０ａの近くまで自走して来て、ここでキャリア
搬送装置２６とキャリアＣＲを一度に１個または２個受
け渡しするようになっている。この際、キャリアＣＲ
は、矢印Ｐの向きで、つまりその上端フランジ部ＦＬが
搬送ロボットのアームに平行となるような向きで受け渡
しされる。第１のキャリア受け渡し位置２０ａの下方に
は、搬送ロボットと光通信で信号または合図のやりとり
を行うための光通信部２１が設けられている。

【００１２】キャリアライナ２２は、Ｉ／Ｏステーショ
ン２０の正面部に設定された第２のキャリア受け渡し位
置２０ｂの近くまで移動して来て、ここでキャリア搬送
装置２６とキャリアＣＲを一度に１個または２個受け渡
しするようになっている。この際、キャリアＣＲは、矢
印Ｑの向きで、つまりその上端フランジ部ＦＬがキャリ
アライナ２２のアームに対して平行となる向きで受け渡
しされる。

【００１３】Ｉ／Ｏステーション２０内では、キャリア
搬送装置２６が、キャリアＣＲを上記第１および第２の
キャリア受け渡し位置２０ａ，２０ｂの間で点線Ｊ1,Ｊ
2 で示す行路上を搬送し、かつキャリアＣＲをほぼ９０
度の角度だけ旋回させてその向きを矢印Ｐ方向から矢印
Ｑ方向へ、もしくは矢印Ｑ方向から矢印Ｐ方向へ変え
る。これにより、第１のキャリア受け渡し位置２０ａで
搬送ロボットより矢印Ｐの向きでキャリア搬送装置２６
に渡されたキャリアＣＲは、第２のキャリア受け渡し位
置２０ｂでは矢印Ｑの向きでキャリア搬送装置２６から
キャリアライナ２２へ渡されるようになっている。ま
た、第２のキャリア受け渡し位置２０ｂでキャリアライ
ナ２２より矢印Ｑの向きでキャリア搬送装置２６に渡さ
れたキャリアＣＲは、第１のキャリア受け渡し位置２０
ａでは矢印Ｐの向きでキャリア搬送装置２６から搬送ロ
ボットへ渡されるようになっている。

【００１４】このように、本熱処理システムでは、各熱
処理装置１０〜１６から離れた位置にＩ／Ｏステーショ
ン２０を設け、外部の搬送ロボットとはステーション２
０の側端部に設定された第１のキャリア受け渡し位置２
０ａでキャリアＣＲの受け渡しを行うようにし、システ
ム内部のキャリアライナ２２とはステーション２０の正
面部に設定された第２のキャリア受け渡し位置２０ｂで
キャリアＣＲの受け渡しを行うようにし、両キャリア受
渡し位置２０ａ，２０ｂ間でキャリアＣＲをほぼ９０度
だけ旋回させて向きを変えるようにした。したがって、
外部の搬送ロボットは、システム側端部付近まで接近す
ればよく、各熱処理装置１０〜１６へ直接アクセスする
必要はない。このため、搬送ロボットの搬送制御が簡単
に済み、システム内でのキャリアＣＲの搬送能率が向上
している。また、搬送ロボットからの発塵が各熱処理装
置１０〜１６へ及ぶおそれもない。

【００１５】図２に、キャリア搬送装置２６の具体的構
成例を示す。図２に示すように、このキャリア搬送装置
２６は、各々がキャリアＣＲを１個だけ搬送する一対の
キャリア搬送部３０，４６からなり、これらのキャリア
搬送部３０，４６によって２個のキャリアＣＲを同時に
搬送できるようになっている。

【００１６】第１のキャリア搬送部３０は、キャリアＣ
Ｒを載置するための載置台３２、キャリアＣＲを旋回す
るためのターンテーブル３４、キャリアＣＲをＸ方向に
移送するためのキャリッジ３６とを有している。キャリ
ッジ３６は、基板３８上にＸ方向に設けられたボールネ
ジ４０を介してパルスモータ４２によりガイド棒４４に
沿ってＸ方向に第１および第２のキャリア受け渡し位置
２０ａ，２０ｂの間を移動するように構成されている。
なお、基板３８は、図示しない支持部材によって固定支
持されている。

【００１７】第２のキャリア搬送部４６は、キャリアＣ
Ｒを載置するための載置台４８、キャリアＣＲを旋回す
るためのターンテーブル５０、キャリアＣＲをＸ方向に
移送するためのＸキャリッジ５２およびキャリアＣＲを
Ｙ方向に移送するためのＹキャリッジ５４とを有してい
る。Ｘキャリッジ５２は、基板５６上にＸ方向に延設さ
れたボールネジ５８を介してパルスモータ６０によりＸ
ガイド棒６２に沿ってＸ方向に第１および第２のキャリ
ア受け渡し位置２０ａ，２０ｂの間を移動するように構
成されている。Ｙキャリッジ５４は、Ｘキャリッジ５２
上にＹ方向に設けられたボールネジ６４を介してパルス
モータ６６によりＹガイド棒６８に沿ってＹ方向に移動
するように構成されている。ただし、Ｙキャリッジ５４
がＹ方向に移動するのは、第１のキャリア受け渡し位置
２０ａ付近においてのみであり、第１のキャリア搬送部
３０とは衝突しないようになっている。

【００１８】このように、このキャリア搬送装置２６で
は、第１のキャリア搬送部３０により１個のキャリアＣ
ＲをＸ方向の直線行路上で移送する一方、第２のキャリ
ア搬送部４６により１個のキャリアＣＲをＸ方向および
Ｙ方向のＬ字状行路上で移送するので、２個のキャリア
ＣＲを互いに干渉し合うことなく第１および第２のキャ
リア受け渡し位置２０ａ，２０ｂの間で同時移送できる
ようになっている。

【００１９】図３および図４に、第１のキャリア搬送部
３０の載置台３２およびターンテーブル３４の構成を詳
細に示す。図３に示すように、載置台３２は、その上面
にキャリアＣＲの底部を両側から保持するための一対の
突部３２ａを設けており、下面が複数本の支持棒３３に
よってターンテーブル３４に連結されている。ターンテ
ーブル３４は、リング状のベアリング３４ａを介して有
底筒状のテーブル筐体３４ｂに回転可能に支持され、そ
の下面中央部が回転軸３４ｃおよびジョイント３４ｄを
介してピストンロッド３４ｆの先端部に連結されてい
る。シリンダ３４ｅは、水平支持棒３４ｇを介して回転
軸３４ｈを中心として回動可能に取付されている。図４
に示すように、シリンダ３４ｅが作動して、ピストンロ
ッド３４ｆが前進すると、ジョイント３４ｄを介して回
転軸３４ｃおよびターンテーブル３４ｂが反時計回りに
回転し、反対にピストンロッド３４ｆが後退すると、ジ
ョイント３４ｄを介して回転軸３４ｃおよびターンテー
ブル３４ｂが時計回りに回転するようになっている。第
２のキャリア搬送部４６の載置台４８およびターンテー
ブル５０も上記と同じ構成になっている。

【００２０】次に、本実施例におけるキャリアライナ２
２の構成および動作を説明する。図１に示すように、キ
ャリアライナ２２は、各熱処理装置１０〜１６、ストッ
カ１８およびＩ／Ｏステーション２０の正面部に沿って
システムの端から端まで一直線に延設された搬送路２４
上を水平移動できるようになっている。Ｉ／Ｏステーシ
ョン２０でキャリアＣＲを受け取ると、キャリアライナ
２２は、後述するようにホストコンピュータからの指示
にしたがって、そのキャリアＣＲをストッカ１８または
熱処理装置１０〜１６のいずれかに搬送する。本実施例
の熱処理システムでは、各々が１個のキャリアＣＲを搬
送できる一対のキャリアライナ２２，２２を一体に並設
した双頭型のキャリアライナとし、一度に２個のキャリ
アＣＲを並べて搬送できるようにしている。

【００２１】図５〜図７に、キャリアライナ２２の要部
の具体的構成例を示す。図５および図６において、垂直
方向に配設されたシリンダ７２から突出したピストンロ
ッド７４の先端に基板７６が水平に取付され、この基板
７６上に立設された垂直支持板７８に回転軸８０を介し
てアーム支持部８２が回転可能に取付されている。

【００２２】アーム支持部８２の上面には第１アーム８
４がスライド部８６を介してアーム長手方向に摺動可能
に取付され、第１アーム８４の上面に第２アーム８８が
スライド部９０を介してアーム長手方向に摺動可能に取
付されている。アーム支持部８２の上面の両端には第１
アーム８４に対するストッパ部材８２ａが固着され、第
１アーム８４の上面の両端には第２アーム８８に対する
ストッパ部材８４ａが固着されている。第２アーム８８
は、スライド部９０に固着されたアーム基板８８ａと、
キャリアＣＲを把持する一対のキャリア把持部８８ｂ
と、キャリア把持部８８ｂを開閉するアーム開閉部８８
ｃとからなる。

【００２３】アーム支持部８２の一側面には３つの固定
プーリ９２，９４，９６が取り付けられ、これらのプー
リのうち最も基端側の固定プーリ９２は回転駆動軸１０
２に結合されている。第１アーム８４の一側面には４つ
の固定プーリ１０４，９８，１００，１０６が取付され
ている。これら７つのプーリ９２→９４→９６→９８→
１０６→１０４→１００→９２の間で１本の無端状駆動
ベルトＢＬが掛け渡され、この駆動ベルトＢＬはクラン
プ部材１０８を介して第２アーム８８のアーム基板８８
ａに固着されている。

【００２４】図５の状態において、駆動モータ（図示せ
ず）が回転駆動軸１０２を介して駆動プーリ９２を時計
方向に回転させると、駆動ベルトＢＬが矢印Ｃ0 方向に
走行することにより、クランプ部材１０８を介して第２
アーム８８が矢印Ｂ0 方向に移動（後退）する。そし
て、第２アーム８８のアーム基板８８ａの基端が第１ア
ーム８４の基端側ストッパ８４ａに当接したところで、
第２アーム８８の移動（後退）が止まり、図６に示すよ
うな状態となる。図６の状態からさらに駆動プーリ９２
を時計方向に回転させると、第２アーム８８と第１アー
ム８４とが一体になって矢印Ｂ0 方向に移動（後退）す
る。この両アーム８８，８４の後退移動は第１アーム８
４の基端がアーム支持部８２の後端側ストッパ８２ａに
当接するまで可能である。両アーム８４，８８が後退し
た状態から駆動プーリ９２を反時計方向に回転駆動する
と、上記と反対の動作が行われ、最初に第１および第２
アーム８４，８８が矢印Ｂ1 方向に一体に移動（前進）
し、次に第２アーム８８だけが同方向に移動（前進）す
ることになる。

【００２５】このように、本実施例のキャリアライナ２
２は、第１および第２アーム８４，８８を２段伸縮でき
るように構成されている。これにより、搬送路２４が狭
くても、アーム８４，８８を縮めることで、向きを変え
ずに迅速にキャリアＣＲの搬送を行うことができる。ま
た、各部１０〜２０のキャリア受け渡し位置が奥まって
いても、アーム８４，８８を伸ばすことで、容易にキャ
リアＣＲの搬入・搬出を行うことができる。

【００２６】さらに、本実施例のキャリアライナ２２に
おいては、次のようなキャリア傾げ機構により、キャリ
アＣＲ内のウエハＷが傾く方向にキャリアＣＲを傾ける
ことができるようになっている。基板７６の基端部上に
エアシリンダ１１０が垂直方向に配設され、そのピスト
ンロッド１１２はジョイント１１４を介してアーム支持
部８２の基端部下面に接続している。

【００２７】キャリアＣＲのフランジ部ＦＬが水平にな
っている状態つまりキャリアＣＲ内のウエハＷが垂直状
態になっている状態からピストンロッド１１２を前進さ
せると、回転軸８０を中心としてアーム支持部８２およ
び第１，第２アーム８４，８８が反時計方向に回動する
ことにより、第２アーム８８のキャリア把持部８８ｂの
先端側が下がり、キャリアＣＲが下向きに傾く。このと
き、キャリアＣＲ内のウエハＷはたとえば被処理面が上
向きになるように傾く。ピストンロッド１１２を戻すこ
とで、上記と逆の動作が行われ、キャリアＣＲのフラン
ジ部ＦＬが水平状態になり、内部のウエハＷが垂直状態
に戻る。ピストンロッド１１２をさらに後退させると、
回転軸８０を中心としてアーム支持部８２および第１お
よび第２アーム８４，８８が時計方向に回動し、第２ア
ーム８８のキャリア把持部８８ｂの先端側が上がり、キ
ャリアＣＲが上向きに傾く。このとき、キャリアＣＲ内
のウエハＷは被処理面が下向きになるように傾く。一般
的には、ウエハＷが少し下向きになるような方向に傾け
る方がパーティクルの付着を少なくする意味で好まし
い。垂直支持板７８には、アーム支持部８２の底部を所
定の回動角度で受け止めるように、時計回りに対するス
トッパ１１６および反時計回りに対するストッパ１１８
が取付されている。

【００２８】なお、図７に示すように、キャリアＣＲの
フランジ部ＦＬの両端部付近には段部ＣＲa が形成さ
れ、この段部ＣＲa に対応して第２アーム８８のキャリ
ア把持部８８ｂには凹凸部８８ｅが形成されている。キ
ャリアライナ２２がキャリアＣＲを把持するときは、キ
ャリア把持部８８ｂの凹凸部８８ｅがキャリアＣＲの段
部ＣＲa に係合し、これにより、キャリアＣＲを下向き
に傾けてもアームから脱落しないようになっている。

【００２９】このように、本実施例のキャリアライナ２
２は、ウエハＷが傾く方向にキャリアＣＲを一定範囲内
で任意の角度に傾けることができる。したがって、次の
ようなキャリア搬送動作を行うことができる。

【００３０】先ず、Ｉ／Ｏステーション２０で、第１お
よび第２アーム８４，８８を延ばしてキャリアＣＲを受
け取り、エアシリンダ７２の駆動でキャリアＣＲを所定
の高さまで持ち上げ、エアシリンダ１１０の駆動でたと
えば下向きに約５度傾け、アーム８４，８８を縮める。
次いで、その状態つまりアーム８４，８８を縮めかつ下
向きに約５度傾けた状態で搬送路２４上を水平移動して
該キャリアＣＲを各熱処理装置１０〜１６もしくはスト
ッカ１８まで搬送し、そこでアーム８４，８８を延ばし
て該キャリアＣＲを各部のキャリア受け渡し部ＧＷの上
方へ搬入し、エアシリンダ１１０を作動させてアーム８
４，８８およびキャリアＣＲを水平に戻し、次にエアシ
リンダ７２を作動させてキャリアＣＲをキャリア受渡し
部ＧＷに降ろす。このように、キャリアライナ２２がウ
エハＷを適当な角度で傾けながらキャリアＣＲを搬送す
ることで、キャリアＣＲ内でウエハＷがガタガタ動くこ
とがなく、キャリアＣＲ内での塵芥の発生を防止するこ
とができる。

【００３１】なお、搬送路２４においてキャリアライナ
２２を水平移動させるための駆動機構には、ボールネジ
式やベルト式等の慣用の駆動機構が用いられてよい。

【００３２】図８は、キャリアライナ２２の搬送路２４
回りのクリーンルーム機構を示す。天井１２０に取付さ
れた垂れ壁式の仕切り壁１２２によってクリーンルーム
内がメンテナンスルーム１２４と作業室１２６とに分割
されている。

【００３３】作業室１２６において、天井１２０にはＨ
ＥＰＡフィルタ１２８が離散的に配設され、床１３０に
は多数の通気孔を有したグレイチング１３２が敷設され
ている。空調器（図示せず）からサプライチャンバ１３
４を通って送られて来た空気は、天井１２０のＨＥＰＡ
フィルタ１２８より清浄な空気として作業室１２６内に
供給される。作業室１２６内に供給された清浄空気は、
ダウンフローとして室内を垂直方向に流れ、グレイチン
グ１３２の通気孔からクレイチング１３２と床１３０と
の間に設けられたリターンチャンバ１３６内に回収され
るようになっている。この作業室１２６は、たとえばク
ラス100 程度の清浄度に維持され、ここで作業員１３５
は制御装置（図示せず）等を操作することができる。

【００３４】メンテナンスルーム１２４には、本熱処理
システムを構成する各熱処理装置１０〜１６、ストッカ
１８およびＩ／Ｏステーション２０が床１３０から適当
な間隔を空けて設置される。メンテナンスルーム１２４
の天井１２０にもＨＥＰＡフィルタ１２８が離散的に配
設されている。各熱処理装置１０〜１６およびストッカ
１８の正面側上部には、送風用のファン１３８およびＨ
ＥＰＡフィルタ１４０が設けられている。搬送路２４と
作業室１２６との間はガラス１４２で仕切られている。
また、搬送路２４とメンテナンスルーム１２４との間も
図示しないガラスで仕切られている。搬送路２４の底面
２４ａには複数の通気孔が設けられ、それらの通気孔を
介して搬送路２４がシステム底部のダスト１４４と連通
している。ダクト１４４と作業室１２６とは壁板１４６
によって仕切られている。ダクト１４４の後端部には吸
引用のファン１４８が設けられている。

【００３５】ＨＥＰＡフィルタ１２８よりメンテナンス
ルーム１２４に供給された清浄空気の一部は、各熱処理
装置１０〜１６およびストッカ１８の正面側上面に設け
られた吸込み口１４９を通って送風用ファン１３８に引
き込まれ、このファン１３８からＨＥＰＡフィルタ１４
０を通って一層清浄な空気として搬送路２４内に供給さ
れる。搬送路２４内にダウンフローで供給された清浄空
気は、搬送路底面２４ａの通気孔からダクト１４４に入
り、ダクト後端部の吸引用ファン１４８から処理室１２
４内へ抜け、処理室１３０の床１３０に設けられたリタ
ーンチャンバ（図示せず）に回収されるようになってい
る。なお、メンテナンスルーム１２４はたとえばクラス
10000 程度の清浄度に維持される。Ｉ／Ｏステーション
２０でキャリアＣＲの受け渡しを行う外部のキャリア搬
送ロボットは、このメンテナンスルーム１２４内で搬送
作業を行う。

【００３６】このように、本実施例の熱処理システムで
は、キャリアライナ２２の搬送路２４を作業室１２６お
よびメンテナンスルーム１２４から仕切って、そこに清
浄な空気をダウンフローで供給するようにしたので、キ
ャリアライナ２２の機械的機構部から発生する塵埃を床
側のダクト１４４に流して除去することができる。した
がって、作業室１２６側からのパーティクルを遮断でき
ることはもちろんのこと、キャリアライナ２２ないし搬
送路２４内でのパーティクルの発生を効果的に防止する
ことができる。

【００３７】次に、本実施例におけるストッカ１８の機
能を説明する。図１に示すように、ストッカ１８におい
ては、正面部にキャリア受け渡し部ＧＷが設けられ、内
奥に複数たとえば５つのキャリア収納室１８Ａが多段に
設置され、キャリア受け渡し部ＧＷとキャリア収納室１
８Ａとの間にキャリア昇降機１８Ｂが設置されている。
ストッカ１８の裏側の室１９には後述するパージ機構等
が収納されている。

【００３８】ストッカ１８内で、キャリアＣＲは２つの
姿勢をとる。つまり、キャリアライナ２２との間で受け
渡されるときは、フランジ部ＦＬが上になりウエハＷが
垂直状態で収容されるような姿勢をとる。しかし、キャ
リア収納室１８Ａ内に保管されるときは、フランジ部Ｆ
Ｌが側面になりウエハＷがほぼ水平状態で収容されるよ
うな姿勢をとる。キャリア受け渡し部ＧＷには、キャリ
アＣＲの姿勢を変換する機構が設けられている。また、
キャリア昇降機１８Ｂには、各キャリア収納室１８Ａか
らキャリアＣＲを出し入れするための搬送アーム（図示
せず）が設けられている。

【００３９】図９および図１０に、ストッカ１８におけ
る各キャリア収納室１８Ａの構造を示す。図示のよう
に、キャリア収納室１８Ａは、上面、下面、両側面およ
び裏面が板で閉塞され、前面が開口した箱状の収納室本
体１５０と、この収納室本体１５０の前面を必要に応じ
て開閉するための板状の扉１５２とからなる。この扉１
５２の両側端部は、断面コ字状のガイド１５４によって
垂直方向に可動に保持されている。ガイド１５４の内側
には扉１５２の垂直移動を滑らかにするためのコロ１５
６が設けられている。扉１５２の上面両端部には、扉１
５２の重力を支えるためのケーブル１５８の一端が固着
されている。このケーブル１５８は、収納室本体１５０
の後部に取付されたリール１６０に巻かれており、収納
室本体１５０の両側面に取付されたガイドローラ１６２
を介して扉１５２の上端まで延びている。収納室本体１
５０の両側面には、扉１５２を開閉操作するためのエア
シリンダ１６４および筒状のリニアガイド１６６も取付
されている。エアシリンダ１６２のピストンロッド１６
８およびリニアガイド１６６に遊貫されたガイド棒１６
９は扉ガイド１５４の裏面に固着されている。

【００４０】かかる機構において、図９の状態から、エ
アシリンダ１６２のピストンロッド１６８が前進する
と、扉ガイド１５４および扉１５２がピストンロッド１
６８およびガイド棒１６９によって収納室本体１５０よ
り前方に押し出され、次にリール１６０が所定方向に回
転してケーブル１５８を送り出すと、扉１５２だけが重
力で落下し、図１０に示すように、収納室本体１５０の
前面が開けられ、キャリアＣＲの出し入れが可能とな
る。扉１５２を閉めるときは、上記と逆の動作が行われ
る。なお扉１５２で収納室本体１５０を密閉状態に閉じ
るために、本体１５０の前面部に適当なシール材を設け
るのが好ましい。

【００４１】図１１に概略的に示すように、あるキャリ
ア収納室１８Ａで開いた扉１５２はその下隣のキャリア
収納室１８Ａの扉１５２の前へ移動する。キャリア昇降
機１８Ｂのキャリア搬送アームは一時に１つのキャリア
収納室１８Ａにアクセスするので、この時の下隣のキャ
リア収納室１８Ａの扉１５２は閉じており、上隣の扉１
５２が前に降りて来ても何ら支障はない。したがって、
複数のキャリア収納室１８Ａを多段に配設しても、上記
のような扉開閉機構により使用スペースが少なくて済む
ので、ストッカ１８を小型化することができる。

【００４２】ところで、このストッカ１８には、各キャ
リア収納室１８Ａの室内を不活性ガスでパージして、キ
ャリアＣＲ内に収容されているウエハＷの不所望な酸化
を防止するためのパージ機構が設けられている。図９に
示すように、各キャリア収納室１８Ａには不活性ガス供
給管１７０および排気管１７２が接続され、それらの配
管１７０，１７２にそれぞれ開閉バルブ１７４，１７６
が設けられている。これらの開閉バルブ１７４，１７６
は電磁弁からなり、ストッカ制御部１７８によってオン
・オフ制御されるようになっている。また、各キャリア
収納室１８Ａの室内にはＯ2 濃度を検出するためのＯ2
センサが設けられ、室外にはそのＯ2 センサの出力信号
に基づいてＯ2 濃度値を求めるＯ2 濃度検出器１８０が
設けられている。Ｏ2 濃度検出器１８０で求められた各
キャリア収納室１８ＡのＯ2 濃度値はストッカ制御部１
７８に与えられる。

【００４３】キャリアＣＲの出し入れのために各キャリ
ア収納室１８Ａ内のＯ2 濃度が所定値を越えると、スト
ッカ制御部１７８は両開閉バルブ１７４，１７６をオン
させる。これにより、不活性ガス供給源（図示せず）か
らの不活性ガスたとえばＮ2ガスが適当な圧力・流量で
ガス供給管１７０を通ってキャリア収納室１８Ａ内に供
給される。そうすると、供給されたＮ2 ガスに巻き込ま
れるようにして室内のＯ2 ガス、Ｈ2 Ｏガス等が排気管
１７２へ排出される。こうして、室内のＯ2 濃度が所定
値より下がると、ストッカ制御部１７８は両開閉バルブ
１７４，１７６をオフさせてパージングを止める。

【００４４】このように、本実施例のストッカ１８にお
いては、各キャリア収納室１８Ａの室内を不活性ガスで
パージして、Ｏ2 ガスやＨ2 Ｏガス等の不所望なガスを
室外へ排出するようにしたので、キャリアＣＲに収納さ
れているウエハＷの酸化その他の変質を防止することが
できる。したがって、ウエハＷは自然酸化膜のない状態
でストッカ１８から各熱処理装置１０〜１６へ送られ、
所定の熱処理を施されることになる。

【００４５】上記した構成例では、Ｏ2 濃度検出器１８
０や開閉弁１７０，１７２等を用いて各キャリア収納室
１８Ａの室内の雰囲気に応じた効率的な不活性ガスの供
給を行うようにしたが、不活性ガスを適当な圧力・流量
で周期的または連続的に流し続けるような制御でも可能
である。

【００４６】図１２に、熱処理装置１０〜１６の構成例
を示す。装置正面部のウエハ受渡し部ＧＷにはキャリア
姿勢変換部１９０が設けられている。この姿勢変換部１
９０は、矢印Ｕで示すように、キャリアＣＲに対して、
フランジ部ＦＬが上になりウエハＷが垂直状態で収容さ
れるような第１の姿勢と、フランジ部ＦＬが側面になり
ウエハＷがほぼ水平状態で収容されるような第２の姿勢
との間でほぼ９０度回転させるような姿勢変換を行う。

【００４７】ウエハ受渡し部ＧＷに近接して、キャリア
昇降機１９２が垂設されている。このキャリア昇降機１
９２には、ウエハ受渡し部ＧＷとトランスファ・ステー
ジ１９４およびキャリア保管棚１９６との間でキャリア
ＣＲの搬送を行うキャリア・トランスファ１９８が取付
されている。トランスファ・ステージ１９４の奥にはキ
ャリアＣＲとウエハボート２００との間でウエハＷの移
載を行うウエハトランスファ２０２が設けられている。
ウエハボート２００はボート昇降機２０４によって加熱
炉２０６に出し入れされるようになっている。

【００４８】キャリア保管棚１９６は、未処理ウエハま
たは処理済ウエハをキャリアＣＲに収納した状態で当該
処理装置内に一時的に保管するためのものである。この
キャリア保管棚１９６に保管されているウエハＷに対
し、慣用のエア供給機構により清浄な空気を層流で供給
するようにしてよい。しかし、各熱処理装置１０〜１６
においても、キャリア保管棚１９６に代えて、上述した
ストッカ１８のキャリア収納室１８Ａのような密閉可能
な保管室を採用し、その保管室内に不活性ガスを供給し
て室内をパージするように構成してもよい。

【００４９】図１３は、本熱処理システムにおける制御
関係のシステム構成を示す。本熱処理システムでは、各
熱処理装置１０〜１６内の各部の動作を制御する処理装
置制御部２１０，…２１０とストッカ１８、Ｉ／Ｏステ
ーション２０およびキャリアライナ２２の各部の動作を
制御するコントローラ２１２とがローカル制御装置とし
てホストコンピュータ２１４に並列接続される。

【００５０】コントローラ２１２は、Ｉ／Ｏステーショ
ン２０に対しては、上述したように第１および第２のキ
ャリア受け渡し位置２０ａ，２０ｂの間でキャリアＣＲ
の移送および旋回を行うよう第１および第２キャリア搬
送部３０，４６を制御する。また、光通信部２１を介し
て外部の搬送ロボットとの所要の信号等をやりとりす
る。また、ストッカ１８に対しては、ストッカ制御部２
１６（図９のストッカ制御部１７８に相当する制御部）
を介してストッカ内の各部、たとえばキャリア搬送機構
２１８，キャリア姿勢変換機構２２０，扉開閉機構２２
２，Ｎ2 供給機構２２４および排気機構２２６等を制御
する。

【００５１】さらに、コントローラ２１２は、キャリア
ライナ２２に対しては、キャリアライナ制御部２２８を
介してキャリアライナ２２内の各部、たとえば水平移動
機構２３０、キャリア昇降機構２３４，アーム伸縮機構
２３４、キャリア傾斜機構２３６およびアーム開閉機構
２３８等を制御する。

【００５２】上述した実施例は縦型熱処理装置を有する
熱処理システムに係るものであったが、本発明はそのよ
うなシステムに限定されず、他の型式の熱処理システム
にも当然に適用可能であり、一般的にはウエハまたはＬ
ＣＤ基板等の板状の被処理体をキャリアに収容した状態
で搬送する任意の処理システムに適用可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱処理シ
ステムによれば、複数個の密閉可能なキャリア収納室を
多段に配置して、各キャリア収納室の前面開口を各専用
の扉によって独立的に開閉できるようにするとともに各
室内の不活性ガス雰囲気を個別的に制御するようにし、
いずれかのキャリア収納室で開けてキャリアの出し入れ
を行うときは、他の全てのキャリア収納室では密閉状態
を維持して不活性ガスの雰囲気中に被処理体を保管する
ようにしたので、保管中の被処理体に対して不所望な酸
化その他の変質を省スペースで効率よく防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による熱処理システムの全体
構成を示す略斜視図である。

【図２】実施例におけるＩ／Ｏステーションの具体的構
成例を示す斜視図である。

【図３】実施例のＩ／Ｏステーションにおけるキャリア
旋回機構の構成を示す断面図である。

【図４】図３のキャリア旋回機構における回転駆動部の
構成を示す平面図である。

【図５】実施例におけるキャリアライナの構成を示す側
面図である。

【図６】実施例のキャリアライナにおいてアームが幾ら
か縮まっている状態を示す側面図である。

【図７】実施例におけるキャリアの被把持部およびキャ
リアライナの把持部の構成を示す平面図である。

【図８】実施例における搬送路回りのクリーンルーム機
構を示す略側面図である。

【図９】実施例におけるストッカ内のキャリア収納部の
構成例を示す斜視図である。

【図１０】実施例のキャリア収納部において扉が開いた
状態を示す斜視図である。

【図１１】実施例のストッカにおいて１つのキャリア収
納部の扉が開いたときの他の収納部との関係を示す略側
面図である。

【図１２】実施例における熱処理装置内の構成例を示す
略側面図である。

【図１３】実施例における制御関係のシステム構成を示
すブロック図である。 １０〜１６ 熱処理装置 １８ ストッカ １８Ａ キャリア収納室 ２０ Ｉ／Ｏステーション ２０ａ 第１のキャリア受渡し位置 ２０Ｂ 第２のキャリア受渡し位置 ２２ キャリアライナ ２４ 搬送路 ３０ 第１キャリア搬送部 ４６ 第２キャリア搬送部 １５０ 収納室本体 １５２ 扉 １７０ 不活性ガス供給管 １７２ 排気管 １７４ 開閉バルブ １７６ 開閉バルブ １７８ ストッカ制御部 １８０ Ｏ2 濃度検出器 ＣＲ キャリア ＧＷ キャリア受渡し部 Ｗ 半導体ウエハ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B65D 81/20 H01L 21/22 511

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の熱処理を行うための加熱炉を含む
   １つまたは複数の熱処理部を有し、前記熱処理部で前記
   熱処理を受ける板状の被処理体をキャリアに収容した状
   態で保管ないし搬送するようにした熱処理システムであ
   って、 前記キャリアを収納するための前面が開口した収納室本
   体とこの収納室本体を密閉状態で閉じるための開閉可能
   な扉とを有するキャリア収納室を複数個多段に配置し、 各々の前記キャリア収納室毎に、前記収納室本体内に不
   活性ガスを供給するための不活性ガス供給手段と、前記
   収納室本体内を排気するための排気手段とを設け、 前記多段に配置された複数個のキャリア収納室の中で前
   記キャリアの出し入れが行われるキャリア収納室におい
   てのみ前記扉を開けて前記収納室本体を開状態とし、他
   の全てのキャリア収納室については前記収納室本体を前
   記扉により密閉状態に保持して室内の前記被処理体を不
   活性ガスの雰囲気中に保つことを特徴とする熱処理シス
   テム。
2. 【請求項２】 各々の前記キャリア収納室毎に、前記扉
   を前記収納室本体の前面を気密に閉じるための第１の位
   置と前記収納室本体の前面を開けるための前記収納室本
   体よりも低い第２の位置との間で移動させる扉開閉機構
   を有する請求項１に記載の熱処理システム。
3. 【請求項３】 前記扉開閉機構が、前記扉の左右両側端
   部をそれぞれ垂直方向に可動に保持するためのガイド部
   材と、前記ガイド部材を前記扉を介して前記収納室本体
   の前面を気密に閉じるための第３の位置と前記収納室本
   体の前面よりも前方に設定された第４の位置との間で移
   動させるためのアクチエータと、前記扉を巻き戻しおよ
   び巻き上げ可能なケーブルで吊って上下移動可能に支持
   するリール機構とを有することを特徴とする請求項２に
   記載の熱処理システム。
4. 【請求項４】 前記アクチエータが前記収納室本体の側
   面に設けられることを特徴とする請求項３に記載の熱処
   理システム。
5. 【請求項５】 前記リール機構が前記収納室本体の側面
   に設けられることを特徴とする請求項３または４に記載
   の熱処理システム。
6. 【請求項６】 前記不活性ガス供給手段が、各対応する
   前記キャリア収納室の室内の酸素濃度を検出するための
   酸素濃度検出手段と、この酸素濃度検出手段によって検
   出された酸素濃度に応じて前記不活性ガス供給のオン・
   オフを制御するための不活性ガス供給制御手段とを有す
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱
   処理システム。
7. 【請求項７】 前記被処理体を多数枚保持した状態で前
   記加熱炉に出し入れ可能に構成されたボートと、 前記ボートと所定のステージに配置された前記キャリア
   との間で前記被処理体の移載を行う被処理体移載手段
   と、 前記ステージと前記キャリア収納室との間で前記キャリ
   アを搬送するためのキャリア搬送手段とを有する請求項
   １〜６のいずれかに記載の熱処理システム。