JP4308975B2

JP4308975B2 - Substrate processing apparatus, substrate processing method, and semiconductor element forming method

Info

Publication number: JP4308975B2
Application number: JP14854799A
Authority: JP
Inventors: 久志吉田; 昭成林
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: JP2000340641A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンウェーハ等の被処理基板に成膜処理等各種プロセス処理を施して半導体素子を形成する基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板処理装置には被処理基板を１枚或は複数枚ずつ処理する枚葉式のものと１度に多数の被処理基板を処理するバッチ式のものとがある。バッチ式の基板処理装置に於いては、通常被処理基板は開放型収納容器である基板カセット或は密閉型収納容器であるＦＯＵＰ（ＦｒｏｎｔＯｐｅｎｎｉｎｇＵｎｉｆｉｅｄＰｏｄ）カセットに２５枚ずつ装填された状態で装置内に搬送され、１度のプロセス処理で所要数の被処理基板例えばシリコン製のウェーハが処理される。
【０００３】
前記ウェーハをＦＯＵＰカセットに収納して搬送する場合の従来の基板処理装置を図７及び図８に於いて説明する。
【０００４】
筐体１の内部は前方部分がカセット搬送室３、後方部分がウェーハ移載室４となっている。
【０００５】
前記筐体１内の後方上部には反応炉６が設けられ、該反応炉６には下方から図示しないボートエレベータによりボート７が装入引出し可能に支持されている。下降状態の該ボート７の前方にはウェーハ移載機８が設けられ、該ウェーハ移載機８の前方には上下に上カセットラック９、下カセットラック１０が設けられている。前記上カセットラック９は、例えば図に示す様に、２列３段で６個のＦＯＵＰカセット１２を収納可能であり、前記下カセットラック１０は２列４段で８個のＦＯＵＰカセット１２を収納可能となっており、前記上カセットラック９と下カセットラック１０とで合計１４個のＦＯＵＰカセット１２を収納可能となっている。
【０００６】
前記上カセットラック９及び下カセットラック１０の前方にカセットステージ１３が設けられている。該カセットステージ１３の上方にはカセットサブラック１４が設けられ、又前記筐体１の前面には前記カセットステージ１３に隣接してカセット搬入搬出口１５が設けられている。
【０００７】
ウェーハ１７の搬送は前記ＦＯＵＰカセット１２に装填され密閉の状態で行われ、該ＦＯＵＰカセット１２は外部搬送装置ＡＧＶ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ）（図示せず）により前記カセット搬入搬出口１５を介して前記カセットステージ１３上に搬送される。カセット搬送機１８は昇降動、回転動、横行動の協働で前記ＦＯＵＰカセット１２を前記カセットステージ１３から前記上カセットラック９、前記下カセットラック１０或は前記カセットサブラック１４に移載する。
【０００８】
前記ＦＯＵＰカセット１２のカセット蓋１９が蓋開閉機構（図示せず）により開放される。
【０００９】
前記ウェーハ移載機８は昇降動、回転動、進退動の協働により前記下カセットラック１０に収納された前記ＦＯＵＰカセット１２内のウェーハ１７を下降状態の前記ボート７に移載する。前記ウェーハ１７の移載は予定された枚数となる迄複数のＦＯＵＰカセット１２に対して実行される。前記ボート７に所定数の前記ウェーハ１７が装填されると、前記ボートエレベータ（図示せず）により前記ボート７が上昇され前記反応炉６内に装入される。
【００１０】
該反応炉６内で前記ウェーハ１７に所要の処理が施されると、前記ボートエレベータ（図示せず）により前記ボート７が降下され前記反応炉６より引出される。前記ボート７、ウェーハ１７が炉外で冷却された後、前記ウェーハ移載機８により前記ウェーハ１７が前記下カセットラック１０の前記ＦＯＵＰカセット１２へ移載される。
【００１１】
更に、次に処理されるウェーハ１７が前記ウェーハ移載機８により前記ボート７に装填され、上記したのと同様の手順で前記ウェーハ１７に所要の処理が繰返される。又、所要の処理が完了し前記ＦＯＵＰカセット１２に移載された前記各ウェーハ１７は上記した手順と逆の手順で前記カセット搬送機１８、カセットステージ１３、カセット搬入搬出口１５を介して外部へ搬出される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＦＯＵＰカセット１２内は前記外部搬送装置ＡＧＶで搬送されている間窒素ガスで充満されて不活性雰囲気とされているが、該ＦＯＵＰカセット１２が前記下カセットラック１０に於いて開口され、前記ＦＯＵＰカセット１２内の未処理ウェーハ１７が前記ウェーハ移載機８により取出され前記ボート７へ装填される間、或は前記ボート７から処理済ウェーハが前記ウェーハ移載機８により前記ＦＯＵＰカセット１２へ移載される間、前記ＦＯＵＰカセット１２内は筐体１内の雰囲気ガスに置換されてしまう。
【００１３】
前記筐体１は清浄ではあるが、大気雰囲気であり、従って、前記ＦＯＵＰカセット１２も前記筐体１内の大気雰囲気に置換される。この為、前記ＦＯＵＰカセット１２が前記カセット搬送機１８、カセットステージ１３、カセット搬入搬出口１５を介して外部へ搬出される間、前記ＦＯＵＰカセット１２内の処理済ウェーハは大気中の酸素により自然酸化される或はパーティクルにより汚染される可能性が生じる。
【００１４】
本発明は斯かる実情に鑑み、密閉式のウェーハカセットに清浄な不活性ガスを供給し、該ウェーハカセット内を不活性ガス雰囲気に常に保つことにより、未処理ウェーハ又は処理済ウェーハの自然酸化、或はパーティクル汚染を防止するものである。
【００１５】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、ウェーハが装填される密閉式カセットを受載するカセット棚を具備する基板処理装置に於いて、前記カセットがカセット棚に受載された状態で、前記カセット内に不活性ガスを給排する不活性ガス供給手段を設けた基板処理装置に係り、又前記密閉式カセットの底板に不活性ガス流入ポートとカセット内雰囲気流出ポートが設けられ、前記カセット棚に不活性ガス供給ポートとカセット内雰囲気排出ポートが設けられ、前記不活性ガス流入ポートと前記不活性ガス供給ポートが嵌合可能とし、前記カセット内雰囲気流出ポートと前記カセット内雰囲気排出ポートが嵌合可能とし、前記不活性ガス供給ポートに不活性ガス供給源が接続された基板処理装置に係り、更に又前記不活性ガス流入ポート、カセット内雰囲気流出ポートに開閉弁が設けられ、前記不活性ガス供給ポートと不活性ガス供給源との間の配管に電磁弁が設けられ、カセットがカセット棚に載置されることで前記開閉弁、電磁弁がそれぞれ開放される基板処理装置に係るものである。
【００１６】
カセットがカセット棚に受載されている状態で、カセット内部に不活性ガスが供給されることから、カセットを装置内に保管している状態でウェーハに自然酸化膜が生成するのが抑制され、又カセット搬送中のウェーハの自然酸化を防止する為に行われるカセット内部に不活性ガスを充填する工程が省略でき、カセット搬入搬出時間が短縮される。
【００１７】
又、カセット内への不活性ガスの供給は、カセットがカセット棚にある場合のみに行われるので、不活性ガスの供給に無駄がない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１〜図５に於いて本発明の第一の実施の形態を説明する。
【００２０】
尚、図１〜図５中、図７及び図８中と同等のものには同符号を付してある。
【００２１】
カセットラック２２は棚板２３と中空の支柱２４，２５，２６とにより構成され、前記カセットラック２２は前記棚板２３に２列４段で８個のＦＯＵＰカセット１２を受載可能である。前記支柱２４は給気マニホールド、前記支柱２５は排気マニホールドを夫々兼ねている。
【００２２】
前記ＦＯＵＰカセット１２にはウェーハ１７が水平に且つ多段に装填されており、前記ＦＯＵＰカセット１２の底板２７に窒素ガス流入ポート２８及びカセット内雰囲気流出ポート２９が夫々設けられ、該窒素ガス流入ポート２８及びカセット内雰囲気流出ポート２９は前記各ウェーハ１７の周縁部近傍となる様に配置されている。前記窒素ガス流入ポート２８、カセット内雰囲気流出ポート２９は常時閉であり、後述する窒素ガス供給ポート３２、カセット内雰囲気排出ポート３３が嵌合することで開する様になっている。
【００２３】
前記棚板２３には前記カセット搬送用切欠部３１が形成され、該カセット搬送用切欠部３１の近傍に窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３が夫々設けられている。該窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３は前記窒素ガス流入ポート２８及びカセット内雰囲気排出ポート２９と上下に重なる位置に夫々配置され、前記窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３は夫々円筒ノズル状であり、該窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３の上端は前記棚板２３の上面側に突出し、前記窒素ガス供給ポート３２に前記窒素ガス流入ポート２８が着脱可能に嵌合すると共に、前記カセット内雰囲気排出ポート３３に前記カセット内雰囲気流出ポート２９が着脱可能に嵌合する様になっている。
【００２４】
前記窒素ガス供給ポート３２の下端には窒素ガス供給用配管３５の一端が接続され、該窒素ガス供給用配管３５の他端は前記支柱２４に接続され、該支柱２４の内部と連通している。該支柱２４は両端が閉塞されており、該支柱２４は下端に於いて図示しない窒素ガス供給源に配管を介して接続されている。
【００２５】
前記カセット内雰囲気排出ポート３３の下端には排出用配管３６の一端が接続され、該排出用配管３６の他端は前記支柱２５に接続され、前記排出用配管３６は前記支柱２５の内部と連通しており、該支柱２５の両端は筐体１内に開放されている。
【００２６】
以下、作用について説明する。
【００２７】
清浄で不活性なガスとして窒素ガスが図示しない窒素ガス供給源から配管を経てカセットラック２２の支柱２４に送給され、該支柱２４内、窒素ガス供給用配管３５を順次通って各窒素ガス供給ポート３２から筐体１内に流出する。流出する窒素ガスは清浄な不活性ガスであるので筐体１内の雰囲気を改善する。
【００２８】
図示しないカセット搬送機によりＦＯＵＰカセット１２が図示しないカセットステージからカセットラック２２に搬送され、前記ＦＯＵＰカセット１２は前記カセットラック２２の棚板２３上に載置される。前記ＦＯＵＰカセット１２の窒素ガス流入ポート２８が前記窒素ガス供給ポート３２に嵌合し、同時に、前記カセット内雰囲気流出ポート２９が前記カセット内雰囲気排出ポート３３に嵌合する。該窒素ガス供給ポート３２から窒素ガスが前記窒素ガス流入ポート２８を通って前記ＦＯＵＰカセット１２内に流入し、前記ＦＯＵＰカセット１２内の雰囲気は前記カセット内雰囲気流出ポート２９を通って前記カセット内雰囲気排出ポート３３、前記排出用配管３６を順次経て前記支柱２５の開口部から前記筐体内に流出する。而して、前記ＦＯＵＰカセット１２内は清浄な不活性窒素ガスにより常に充満される。
【００２９】
該ＦＯＵＰカセット１２のカセット蓋１９が開かれ、前記ＦＯＵＰカセット１２内の未処理ウェーハ１７がウェーハ移載機によりボート（いずれも図示せず）に移載され、前記ボート内の処理済ウェーハが前記ウェーハ移載機により前記ＦＯＵＰカセット１２内に装填される。
【００３０】
斯かるウェーハの移載作業の間前記ＦＯＵＰカセット１２は開口状態にあるが、前記窒素ガス供給ポート３２から継続して窒素ガスが前記ＦＯＵＰカセット１２内に送給され、該ＦＯＵＰカセット１２内は前記窒素ガスで充満されると共に前記ＦＯＵＰカセット１２の開口部から前記窒素ガスが流出する。而して、前記ＦＯＵＰカセット１２の開口部から前記ウェーハ移載室内の雰囲気が前記ＦＯＵＰカセット１２内へ流入するのが抑制され、前記雰囲気中の酸素、パーティクル等の混入が低減され、前記ＦＯＵＰカセット１２内の処理済ウェーハ表面に於ける酸化膜の形成及びパーティクルによる汚染が抑制される。
【００３１】
前記ＦＯＵＰカセット１２に対するウェーハ移載作業が終了した後、該ＦＯＵＰカセット１２は前記カセット蓋１９が閉じられる。
【００３２】
前記窒素ガス流入ポート２８からは窒素ガスが継続して前記ＦＯＵＰカセット１２内に流入し、且つ前記カセット内雰囲気流出ポート２９から前記ＦＯＵＰカセット１２内の雰囲気が混入した酸素やパーティクルと共に前記ＦＯＵＰカセット１２外に流出される。該ＦＯＵＰカセット１２内は速やかに清浄で不活性な窒素ガスに再び置換され、前記ＦＯＵＰカセット１２内の処理済ウェーハ表面に於ける酸化膜の形成及びパーティクルによる汚染が更に抑制される。而して、前記ＦＯＵＰカセット１２内は前記カセットラック２２に収納された状態で不活性ガスに置換されるので、別途ＦＯＵＰカセット１２内を不活性ガスに置換する工程が省略できる。
【００３３】
前記ウェーハ移載作業の終了した前記ＦＯＵＰカセット１２は図示しない前記カセット搬送機、カセットステージ、カセット搬入搬出口を介して外部へ搬出される。
【００３４】
図６に於いて本発明の第二の実施の形態を説明する。尚、図６中、図１〜図５中と同等のものには同符号を付してある。
【００３５】
ＦＯＵＰカセット１２の底板２７に窒素ガス流入ポート３８及びカセット内雰囲気流出ポート３９が夫々穿設され、該窒素ガス流入ポート３８及びカセット内雰囲気流出ポート３９は各ウェーハ１７の周縁部と略重なる様に夫々配置され、前記窒素ガス流入ポート３８及びカセット内雰囲気流出ポート３９は流入部弁板４０、流出部弁板４１により開閉可能となっている。
【００３６】
前記ＦＯＵＰカセット１２は棚板２３に載置されており、該棚板２３の前記ＦＯＵＰカセット１２載置部所要位置に窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３が夫々貫通して設けられている。該窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３は前記窒素ガス流入ポート３８及びカセット内雰囲気流出ポート３９に夫々挿通可能に配置され、前記窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３はノズル状であり、前記窒素ガス供給ポート３２及びカセット内雰囲気排出ポート３３の上端は前記棚板２３より突出している。
【００３７】
前記窒素ガス供給ポート３２が前記窒素ガス流入ポート３８に嵌入し、前記窒素ガス供給ポート３２により前記流入部弁板４０が開かれると共に、前記カセット内雰囲気排出ポート３３が前記カセット内雰囲気流出ポート３９に嵌入し、前記カセット内雰囲気排出ポート３３により前記流出部弁板４１が開かれる様になっている。
【００３８】
前記各窒素ガス供給ポート３２の下端に窒素ガス供給用配管３５の一端が接続されている。該窒素ガス供給用配管３５の中途部に電磁弁４３が設けられている。前記窒素ガス供給用配管３５の他端は前記支柱２４に接続され、前記窒素ガス供給用配管３５は前記支柱２４の内部と連通している。該支柱２４は両端が閉塞されており、下端部に於いて図示しない窒素ガス供給源に配管を介して接続されている。
【００３９】
前記棚板２３の各ＦＯＵＰカセット１２載置部にマイクロスイッチ４４が取付けられ、前記棚板２３に前記ＦＯＵＰカセット１２が載置された時、前記マイクロスイッチ４４がＯＮとなって前記電磁弁４３が開き、又、前記ＦＯＵＰカセット１２が搬出された時に、前記マイクロスイッチ４４がＯＦＦとなって前記電磁弁４３が閉じる様になっている。
【００４０】
以下、作用について説明する。
【００４１】
清浄で不活性ガスである窒素ガスが図示しない窒素ガス供給源から配管を経て前記カセットラック２２の各支柱２４に送給されている。前記棚板２３上の各マイクロスイッチ４４は前記ＦＯＵＰカセット１２が前記棚板２３上に載置されていない時はＯＦＦとなり、前記電磁弁４３が閉じられている為窒素ガスは前記各窒素ガス供給ポート３２から流出されない。
【００４２】
図示しないカセット搬送機により前記ＦＯＵＰカセット１２が図示しないカセットステージから前記カセットラック２２に搬送され、前記ＦＯＵＰカセット１２は前記カセットラック２２の棚板２３上に載置される。
【００４３】
前記ＦＯＵＰカセット１２の重量により前記棚板２３上のマイクロスイッチ４４がＯＮとなり、前記電磁弁４３が開かれて窒素ガスは前記各窒素ガス供給用配管３５を通って窒素ガス供給ポート３２から流出される。
【００４４】
同時に、前記ＦＯＵＰカセット１２の底板２７に配設された窒素ガス流入ポート３８が前記棚板２３の窒素ガス供給ポート３２に嵌入し、該窒素ガス供給ポート３２の先端部により前記流入部弁板４０が開かれ、前記窒素ガス供給ポート３２から窒素ガスが前記ＦＯＵＰカセット１２内に流入する。
【００４５】
同様に、前記底板２７のカセット内雰囲気流出ポート３９が前記棚板２３のカセット内雰囲気排出ポート３３に嵌入し、該カセット内雰囲気排出ポート３３の先端部により前記流出部弁板４１が開かれ、前記ＦＯＵＰカセット１２内の雰囲気は前記カセット内雰囲気排出ポート３３を通り、該カセット内雰囲気排出ポート３３に接続された前記排出用配管３６を経て前記支柱２５の開口部からウェーハ移載室内に流出される。而して、前記ＦＯＵＰカセット１２内は窒素ガスで充満される。
【００４６】
前記ウェーハ移載作業の終了した前記ＦＯＵＰカセット１２は図示しない前記カセット搬送機により前記棚板２３から持上げられる。前記ＦＯＵＰカセット１２が持上げられると、前記マイクロスイッチ４４がＯＦＦとなり、前記電磁弁４３が閉じられる為、窒素ガスは前記各窒素ガス供給ポート３２から流出されない。
【００４７】
同時に、前記窒素ガス流入ポート３８から前記窒素ガス供給ポート３２が脱離し、前記流入部弁板４０が前記窒素ガス流入ポート３８を閉塞する。同様に、前記カセット内雰囲気流出ポート３９から前記カセット内雰囲気排出ポート３３が脱離し、前記流出部弁板４１が前記カセット内雰囲気流出ポート３９を閉塞する。而して、前記ＦＯＵＰカセット１２内には清浄な不活性窒素ガスが密封される。
【００４８】
尚、本発明の基板処理装置は、上述の実施の形態に於けるカセットラックに限定されるものではなく、カセットラックの棚板の幅及び段数は適宜変更してもよいことは勿論である。
【００４９】
又、上記第一及び第二の実施の形態では、説明上、カセットに対する不活性ガス供給手段をカセットラック２２に設けた場合を説明したが、前記不活性ガス供給手段は、図７に示す、上カセットラック９、下カセットラック１０、カセットサブラック１４のいずれに設けられてもよく、又、必要に応じ、限られたラックにのみ設けてもよい。例えば、下カセットラック１０はウェーハ移載機８にてＦＯＵＰカセット１２からウェーハを取出す為、ＦＯＵＰカセット１２の蓋を開閉する開閉機構（図示せず）を設ける必要がある。よって、下カセットラック１０に前記不活性ガス供給手段を設けると機械的に複雑になるので、前記不活性ガス供給手段を下カセットラック１０に設けず、上カセットラック９及び（又は）カセットサブラック１４に設け、処理済のウェーハを収納したカセット（蓋が開放されカセット内が大気雰囲気の状態）を下カセットラック１０から一旦上カセットラック９（又はカセットサブラック１４）へカセット搬送機１８にて搬送し、上カセットラック９にてカセット内を不活性ガス雰囲気に置換し、その後、カセットステージ１３を介し外部へ搬出する様にしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、密閉式カセットの筐体内搬入後、カセット棚に収納された状態で、カセット内に不活性ガスが供給されるので、カセット内での自然酸化膜の生成が抑制され、更に、カセット搬送中カセット内でのウェーハの自然酸化を防止する為に行われるカセット内部に不活性ガスを充填する工程が省略でき、カセット搬入搬出時間が短縮され、搬送効率が向上し、ひいては生産性が向上する。又、カセット内への不活性ガスの供給は、カセットがカセット棚にある場合のみに行われるので、不活性ガスの供給に無駄がなく、ランニングコストが低く抑えられる等種々の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に於けるＦＯＵＰカセットの分解斜視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図３に於けるＦＯＵＰカセットの底面図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態を示す断面図である。
【図７】従来例の斜視図である。
【図８】該従来例に於けるカセットラックの斜視図である。
【符号の説明】
３カセット搬送室
４ウェーハ移載室
６反応炉
７ボート
８ウェーハ移載機
１０下カセットラック
１２ＦＯＵＰカセット
１７ウェーハ
１９カセット蓋
２２カセットラック
２３棚板
２４支柱
２５支柱
２６支柱
２７底板
２８窒素ガス流入ポート
２９カセット内雰囲気流出ポート
３２窒素ガス供給ポート
３３カセット内雰囲気排出ポート
３５窒素ガス供給用配管
３６排出用配管
３８窒素ガス流入ポート
３９カセット内雰囲気流出ポート
４０流入部弁板
４１流出部弁板
４３電磁弁
４４マイクロスイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for forming a semiconductor element by performing various processes such as a film forming process on a substrate to be processed such as a silicon wafer.
[0002]
[Prior art]
Substrate processing apparatuses include a single-wafer type that processes substrates to be processed one by one or a plurality of substrates, and a batch type that processes a large number of substrates to be processed at a time. In a batch type substrate processing apparatus, normally, substrates to be processed are loaded in a state where 25 substrates are loaded in a substrate cassette as an open storage container or a FOUP (Front Opening Unified Pod) cassette as a sealed storage container. A required number of substrates to be processed, such as silicon wafers, are processed in one process.
[0003]
A conventional substrate processing apparatus when the wafer is stored in a FOUP cassette and transported will be described with reference to FIGS.
[0004]
Inside the housing 1, a front portion is a cassette transfer chamber 3 and a rear portion is a wafer transfer chamber 4.
[0005]
A reaction furnace 6 is provided at the rear upper part in the housing 1, and a boat 7 is supported in the reaction furnace 6 from below by a boat elevator (not shown) so as to be loaded and unloaded. A wafer transfer device 8 is provided in front of the boat 7 in the lowered state, and an upper cassette rack 9 and a lower cassette rack 10 are provided in front of the wafer transfer device 8 in the vertical direction. As shown in the figure, the upper cassette rack 9 can store six FOUP cassettes 12 in two rows and three stages, and the lower cassette rack 10 can store eight FOUP cassettes 12 in two rows and four stages. The upper cassette rack 9 and the lower cassette rack 10 can store a total of 14 FOUP cassettes 12.
[0006]
A cassette stage 13 is provided in front of the upper cassette rack 9 and the lower cassette rack 10. A cassette sub-rack 14 is provided above the cassette stage 13, and a cassette loading / unloading port 15 is provided on the front surface of the housing 1 adjacent to the cassette stage 13.
[0007]
The wafer 17 is transferred to the FOUP cassette 12 in a sealed state, and the FOUP cassette 12 is transferred from the cassette loading / unloading port 15 by an external transfer device AGV (Automated Guided Vehicle) (not shown). It is conveyed onto the stage 13. The cassette transporter 18 transfers the FOUP cassette 12 from the cassette stage 13 to the upper cassette rack 9, the lower cassette rack 10, or the cassette sub-rack 14 by cooperation of raising / lowering movement, rotation movement, and lateral action.
[0008]
The cassette lid 19 of the FOUP cassette 12 is opened by a lid opening / closing mechanism (not shown).
[0009]
The wafer transfer device 8 transfers the wafers 17 in the FOUP cassette 12 housed in the lower cassette rack 10 to the boat 7 in the lowered state by cooperation of up / down movement, rotation movement, and forward / backward movement. The transfer of the wafers 17 is performed on the plurality of FOUP cassettes 12 until the predetermined number of wafers 17 is reached. When a predetermined number of the wafers 17 are loaded in the boat 7, the boat 7 is lifted and loaded into the reaction furnace 6 by the boat elevator (not shown).
[0010]
When necessary processing is performed on the wafer 17 in the reaction furnace 6, the boat 7 is lowered by the boat elevator (not shown) and pulled out from the reaction furnace 6. After the boat 7 and the wafer 17 are cooled outside the furnace, the wafer transfer device 8 transfers the wafer 17 to the FOUP cassette 12 of the lower cassette rack 10.
[0011]
Further, the wafer 17 to be processed next is loaded into the boat 7 by the wafer transfer device 8, and the required processing is repeated on the wafer 17 in the same procedure as described above. Each wafer 17 transferred to the FOUP cassette 12 after completion of the required processing is transferred to the outside through the cassette transporter 18, the cassette stage 13, and the cassette loading / unloading port 15 in the reverse order of the above-described procedure. It is carried out.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
While the inside of the FOUP cassette 12 is filled with nitrogen gas while being conveyed by the external conveying device AGV, the FOUP cassette 12 is in an inert atmosphere. However, the FOUP cassette 12 is opened in the lower cassette rack 10 and the FOUP cassette 12 is opened. While unprocessed wafers 17 in the cassette 12 are taken out by the wafer transfer device 8 and loaded into the boat 7, or processed wafers from the boat 7 are transferred to the FOUP cassette 12 by the wafer transfer device 8. During the loading, the inside of the FOUP cassette 12 is replaced with the atmospheric gas in the housing 1.
[0013]
The housing 1 is clean but has an air atmosphere, and therefore the FOUP cassette 12 is also replaced with the air atmosphere in the housing 1. For this reason, while the FOUP cassette 12 is carried out to the outside via the cassette transporter 18, the cassette stage 13, and the cassette loading / unloading port 15, the processed wafer in the FOUP cassette 12 is naturally oxidized by oxygen in the atmosphere. Or may be contaminated by particles.
[0014]
In view of such circumstances, the present invention supplies a clean inert gas to a sealed wafer cassette and keeps the inside of the wafer cassette in an inert gas atmosphere, thereby allowing natural oxidation of an unprocessed wafer or a processed wafer, Or it prevents particle contamination.
[0015]
[Means for solving the problems]
The present invention provides a substrate processing apparatus including a cassette shelf for receiving a sealed cassette loaded with wafers, and supplying an inert gas into the cassette in a state where the cassette is received on the cassette shelf. The present invention relates to a substrate processing apparatus provided with an inert gas supply means for exhausting, and an inert gas inflow port and an atmosphere outflow port in the cassette are provided on the bottom plate of the hermetic cassette, and the inert gas supply port and cassette are provided on the cassette shelf. An inner atmosphere discharge port is provided, the inert gas inflow port and the inert gas supply port can be fitted, the cassette atmosphere outflow port and the cassette atmosphere discharge port can be fitted, and the inert gas The present invention relates to a substrate processing apparatus in which an inert gas supply source is connected to a supply port. A valve is provided, a solenoid valve is provided in a pipe between the inert gas supply port and the inert gas supply source, and the on-off valve and the solenoid valve are opened by placing the cassette on a cassette shelf. The present invention relates to a substrate processing apparatus.
[0016]
Since the inert gas is supplied into the cassette while the cassette is received on the cassette shelf, it is suppressed that a natural oxide film is generated on the wafer while the cassette is stored in the apparatus. In addition, the process of filling the inside of the cassette with an inert gas to prevent natural oxidation of the wafer during cassette conveyance can be omitted, and the cassette loading / unloading time can be shortened.
[0017]
Further, since the inert gas is supplied into the cassette only when the cassette is on the cassette shelf, there is no waste in supplying the inert gas.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
In FIGS. 1 to 5, the same components as those in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals.
[0021]
The cassette rack 22 includes a shelf plate 23 and hollow support columns 24, 25, and 26. The cassette rack 22 can receive eight FOUP cassettes 12 in two rows and four stages on the shelf plate 23. The column 24 also serves as an air supply manifold, and the column 25 serves as an exhaust manifold.
[0022]
The FOUP cassette 12 is loaded with wafers 17 horizontally and in multiple stages, and a nitrogen gas inlet port 28 and a cassette atmosphere outlet port 29 are provided on the bottom plate 27 of the FOUP cassette 12, respectively. The cassette atmosphere outflow port 29 is arranged in the vicinity of the peripheral edge of each wafer 17. The nitrogen gas inflow port 28 and the cassette atmosphere outflow port 29 are normally closed, and are opened when a nitrogen gas supply port 32 and a cassette atmosphere discharge port 33 described later are fitted.
[0023]
The shelf 23 is formed with the cassette transport notch 31, and a nitrogen gas supply port 32 and a cassette atmosphere discharge port 33 are provided in the vicinity of the cassette transport notch 31, respectively. The nitrogen gas supply port 32 and the cassette atmosphere discharge port 33 are arranged at positions that overlap with the nitrogen gas inflow port 28 and the cassette atmosphere discharge port 29, respectively. Each has a cylindrical nozzle shape, and the upper ends of the nitrogen gas supply port 32 and the cassette atmosphere discharge port 33 protrude to the upper surface side of the shelf plate 23, and the nitrogen gas inlet port 28 can be attached to and detached from the nitrogen gas supply port 32 The cassette atmosphere discharge port 29 is detachably fitted to the cassette atmosphere discharge port 33.
[0024]
One end of a nitrogen gas supply pipe 35 is connected to the lower end of the nitrogen gas supply port 32, and the other end of the nitrogen gas supply pipe 35 is connected to the column 24 and communicates with the inside of the column 24. . Both ends of the column 24 are closed, and the column 24 is connected to a nitrogen gas supply source (not shown) via a pipe at the lower end.
[0025]
One end of a discharge pipe 36 is connected to the lower end of the cassette atmosphere discharge port 33, the other end of the discharge pipe 36 is connected to the column 25, and the discharge pipe 36 communicates with the inside of the column 25. Both ends of the support column 25 are open in the housing 1.
[0026]
The operation will be described below.
[0027]
Nitrogen gas is supplied as clean and inert gas from a nitrogen gas supply source (not shown) through a pipe to the column 24 of the cassette rack 22, and each nitrogen gas is supplied through the column 24 and the nitrogen gas supply pipe 35 sequentially. It flows out from the port 32 into the housing 1. Since the flowing out nitrogen gas is a clean inert gas, the atmosphere in the housing 1 is improved.
[0028]
A FOUP cassette 12 is transported from a cassette stage (not shown) to a cassette rack 22 by a cassette transporter (not shown), and the FOUP cassette 12 is placed on a shelf plate 23 of the cassette rack 22. The nitrogen gas inlet port 28 of the FOUP cassette 12 is fitted to the nitrogen gas supply port 32, and at the same time, the cassette atmosphere outlet port 29 is fitted to the cassette atmosphere outlet port 33. Nitrogen gas flows from the nitrogen gas supply port 32 through the nitrogen gas inflow port 28 into the FOUP cassette 12, and the atmosphere in the FOUP cassette 12 passes through the in-cassette atmosphere outflow port 29 and the atmosphere in the cassette. The gas flows out from the opening of the support column 25 into the housing through the discharge port 33 and the discharge pipe 36 sequentially. Thus, the FOUP cassette 12 is always filled with clean inert nitrogen gas.
[0029]
The cassette lid 19 of the FOUP cassette 12 is opened, unprocessed wafers 17 in the FOUP cassette 12 are transferred to a boat (none of which is shown) by a wafer transfer machine, and processed wafers in the boat are transferred to the boat. The wafer is loaded into the FOUP cassette 12 by a wafer transfer machine.
[0030]
During the wafer transfer operation, the FOUP cassette 12 is in an open state, but nitrogen gas is continuously fed into the FOUP cassette 12 from the nitrogen gas supply port 32. While being filled with nitrogen gas, the nitrogen gas flows out from the opening of the FOUP cassette 12. Thus, the atmosphere in the wafer transfer chamber is prevented from flowing into the FOUP cassette 12 from the opening of the FOUP cassette 12, and the mixing of oxygen, particles, etc. in the atmosphere is reduced, and the FOUP cassette 12 Formation of an oxide film on the surface of the processed wafer in 12 and contamination by particles are suppressed.
[0031]
After the wafer transfer operation on the FOUP cassette 12 is completed, the cassette lid 19 of the FOUP cassette 12 is closed.
[0032]
Nitrogen gas continuously flows into the FOUP cassette 12 from the nitrogen gas inlet port 28, and the FOUP cassette 12 together with oxygen and particles mixed with the atmosphere in the FOUP cassette 12 from the cassette atmosphere outlet port 29. It is leaked out. The inside of the FOUP cassette 12 is quickly replaced with clean and inert nitrogen gas, and the formation of oxide films and contamination by particles on the processed wafer surface in the FOUP cassette 12 are further suppressed. Thus, since the inside of the FOUP cassette 12 is replaced with the inert gas while being stored in the cassette rack 22, a separate step of replacing the inside of the FOUP cassette 12 with the inert gas can be omitted.
[0033]
The FOUP cassette 12 that has completed the wafer transfer operation is carried out to the outside through the cassette transporter, cassette stage, and cassette loading / unloading port (not shown).
[0034]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the same components as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals.
[0035]
The bottom plate 27 of the FOUP cassette 12 is provided with a nitrogen gas inflow port 38 and a cassette atmosphere outflow port 39, respectively, so that the nitrogen gas inflow port 38 and the cassette atmosphere outflow port 39 substantially overlap the peripheral edge of each wafer 17. The nitrogen gas inlet port 38 and the cassette atmosphere outlet port 39 can be opened and closed by an inlet valve plate 40 and an outlet valve plate 41, respectively.
[0036]
The FOUP cassette 12 is placed on a shelf plate 23, and a nitrogen gas supply port 32 and an atmosphere discharge port 33 in the cassette are provided through the shelf plate 23 at a required position of the FOUP cassette 12 placement portion. Yes. The nitrogen gas supply port 32 and the cassette atmosphere discharge port 33 are disposed so as to be able to pass through the nitrogen gas inlet port 38 and the cassette atmosphere discharge port 39, respectively. The nitrogen gas supply port 32 and the cassette atmosphere discharge port 33 are nozzles. The upper ends of the nitrogen gas supply port 32 and the cassette atmosphere discharge port 33 protrude from the shelf plate 23.
[0037]
The nitrogen gas supply port 32 is fitted into the nitrogen gas inflow port 38, the inflow portion valve plate 40 is opened by the nitrogen gas supply port 32, and the cassette atmosphere discharge port 33 is connected to the cassette atmosphere discharge port 39. The outlet valve plate 41 is opened by the cassette atmosphere discharge port 33.
[0038]
One end of a nitrogen gas supply pipe 35 is connected to the lower end of each nitrogen gas supply port 32. A solenoid valve 43 is provided in the middle of the nitrogen gas supply pipe 35. The other end of the nitrogen gas supply pipe 35 is connected to the column 24, and the nitrogen gas supply pipe 35 communicates with the inside of the column 24. Both ends of the column 24 are closed, and the lower end is connected to a nitrogen gas supply source (not shown) via a pipe.
[0039]
A micro switch 44 is attached to each FOUP cassette 12 placement portion of the shelf plate 23. When the FOUP cassette 12 is placed on the shelf plate 23, the micro switch 44 is turned on and the electromagnetic valve 43 is turned on. When the FOUP cassette 12 is unloaded, the micro switch 44 is turned off and the solenoid valve 43 is closed.
[0040]
The operation will be described below.
[0041]
Nitrogen gas, which is clean and inert, is fed from a nitrogen gas supply source (not shown) to each column 24 of the cassette rack 22 through a pipe. Each micro switch 44 on the shelf 23 is turned OFF when the FOUP cassette 12 is not placed on the shelf 23, and since the solenoid valve 43 is closed, nitrogen gas is supplied to each of the nitrogen gas supplies. It does not flow out of port 32.
[0042]
The FOUP cassette 12 is transported from a cassette stage (not shown) to the cassette rack 22 by a cassette transporter (not shown), and the FOUP cassette 12 is placed on a shelf plate 23 of the cassette rack 22.
[0043]
Due to the weight of the FOUP cassette 12, the micro switch 44 on the shelf 23 is turned ON, the electromagnetic valve 43 is opened, and nitrogen gas flows out from the nitrogen gas supply port 32 through the nitrogen gas supply pipes 35. The
[0044]
At the same time, a nitrogen gas inlet port 38 disposed on the bottom plate 27 of the FOUP cassette 12 is fitted into the nitrogen gas supply port 32 of the shelf plate 23, and the inlet valve plate 40 is inserted by the tip of the nitrogen gas supply port 32. Is opened, and nitrogen gas flows into the FOUP cassette 12 from the nitrogen gas supply port 32.
[0045]
Similarly, the cassette atmosphere discharge port 39 of the bottom plate 27 is fitted into the cassette atmosphere discharge port 33 of the shelf plate 23, and the outlet valve plate 41 is opened by the tip of the cassette atmosphere discharge port 33. The atmosphere in the FOUP cassette 12 passes through the cassette atmosphere discharge port 33 and flows out from the opening of the column 25 into the wafer transfer chamber through the discharge pipe 36 connected to the cassette atmosphere discharge port 33. The Thus, the inside of the FOUP cassette 12 is filled with nitrogen gas.
[0046]
The FOUP cassette 12 that has completed the wafer transfer operation is lifted from the shelf plate 23 by the cassette transfer machine (not shown). When the FOUP cassette 12 is lifted, the micro switch 44 is turned off and the electromagnetic valve 43 is closed, so that nitrogen gas does not flow out from the nitrogen gas supply ports 32.
[0047]
At the same time, the nitrogen gas supply port 32 is detached from the nitrogen gas inflow port 38, and the inflow portion valve plate 40 closes the nitrogen gas inflow port 38. Similarly, the cassette atmosphere discharge port 33 is detached from the cassette atmosphere discharge port 39, and the outlet valve plate 41 closes the cassette atmosphere discharge port 39. Thus, clean inert nitrogen gas is sealed in the FOUP cassette 12.
[0048]
The substrate processing apparatus of the present invention is not limited to the cassette rack in the above-described embodiment, and it goes without saying that the width and the number of steps of the shelf of the cassette rack may be appropriately changed.
[0049]
In the first and second embodiments, for the sake of explanation, the case where the inert gas supply means for the cassette is provided in the cassette rack 22 has been described. However, the inert gas supply means is shown in FIG. It may be provided in any of the upper cassette rack 9, the lower cassette rack 10, and the cassette subrack 14, and may be provided only in a limited rack as necessary. For example, the lower cassette rack 10 needs to be provided with an opening / closing mechanism (not shown) for opening and closing the lid of the FOUP cassette 12 in order to take out the wafer from the FOUP cassette 12 by the wafer transfer device 8. Therefore, if the inert gas supply means is provided in the lower cassette rack 10, it becomes mechanically complicated. Therefore, the inert gas supply means is not provided in the lower cassette rack 10, and the upper cassette rack 9 and / or cassette subrack is provided. 14, a cassette containing processed wafers (with the lid open and the inside of the cassette in an atmospheric atmosphere) is temporarily transferred from the lower cassette rack 10 to the upper cassette rack 9 (or cassette subrack 14) by the cassette transporter 18. Alternatively, the inside of the cassette may be replaced with an inert gas atmosphere in the upper cassette rack 9, and thereafter, the cassette may be carried out via the cassette stage 13.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the inert gas is supplied into the cassette in the state of being stored in the cassette shelf after being brought into the housing of the sealed cassette, the generation of the natural oxide film in the cassette is prevented. In addition, the process of filling the inside of the cassette with an inert gas to prevent natural oxidation of the wafer in the cassette during the cassette transfer can be omitted, the cassette loading / unloading time is shortened, and the transfer efficiency is improved. As a result, productivity is improved. In addition, since the inert gas is supplied into the cassette only when the cassette is on the cassette shelf, there are various advantages such as no waste of inert gas supply and low running costs. To do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG.
3 is an exploded perspective view of the FOUP cassette in FIG. 1. FIG.
4 is a view taken along arrow BB in FIG. 3;
5 is a bottom view of the FOUP cassette in FIG. 3. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a conventional example.
FIG. 8 is a perspective view of a cassette rack in the conventional example.
[Explanation of symbols]
3 Cassette transfer chamber 4 Wafer transfer chamber 6 Reactor 7 Boat 8 Wafer transfer machine 10 Lower cassette rack 12 FOUP cassette 17 Wafer 19 Cassette lid 22 Cassette rack 23 Shelf plate 24 Column 25 Column 26 Column 27 Bottom plate 28 Nitrogen gas inflow port 29 Atmosphere outlet port 32 in the cassette 32 Nitrogen gas supply port 33 Atmosphere exhaust port 35 in the cassette 35 Nitrogen gas supply pipe 36 Exhaust pipe 38 Nitrogen gas inflow port 39 Atmosphere outlet port 40 in the cassette 40 Inlet valve plate 41 Outlet valve plate 43 Electromagnetic Valve 44 Micro switch

Claims

A cassette shelf for receiving a sealed cassette loaded with a substrate ;
A cassette lid that covers the opening on the front surface of the cassette ;
A cassette lid opening and closing mechanism for opening and closing the cassette shelf in a state where the cassette is received on the cassette shelf;
An inert gas supply means for supplying and discharging the inert gas in the cassette;
The inert gas supply means
An inert gas inlet port and a cassette atmosphere outlet port provided on the bottom plate of the cassette;
An inert gas supply port and a cassette atmosphere discharge port provided in the cassette shelf, and an inert gas supply source connected to the inert gas supply port;
With the cassette being received on the cassette shelf, the inert gas inflow port and the inert gas supply port can be fitted, and the cassette atmosphere outflow port and the cassette atmosphere discharge port can be fitted. age,
The cassette lid of the cassette is opened by the cassette lid opening / closing mechanism , and the inert gas is supplied into the cassette through the inert gas inflow port and the inert gas supply port with the opening opened. A substrate processing apparatus, characterized in that it is configured in such a manner.

The cassette is received on the cassette shelf in a state where the opening on the front surface of the sealed cassette loaded with the substrate is covered with the cassette lid, and provided on the cassette shelf and the inert gas inflow port provided on the bottom plate of the cassette. And an inert gas supply port provided in the cassette, and an in-cassette outflow port provided in the bottom plate of the cassette and an in-cassette atmosphere discharge port provided in the cassette shelf. Flowing into the cassette through an inert gas inflow port and the inert gas supply port, and discharging the atmosphere in the cassette through the cassette atmosphere outflow port and the cassette atmosphere discharge port;
When the cassette lid of the cassette received on the cassette shelf is opened and the opening is open, an inert gas is supplied into the cassette from the inert gas supply port, and at least from the opening. And a step of discharging the atmosphere in the cassette.

The cassette is received on the cassette shelf in a state where the opening on the front surface of the sealed cassette loaded with the substrate is covered with the cassette lid, and provided on the cassette shelf and the inert gas inflow port provided on the bottom plate of the cassette. And an inert gas supply port provided in the cassette, and an in-cassette outflow port provided in the bottom plate of the cassette and an in-cassette atmosphere discharge port provided in the cassette shelf. Flowing into the cassette through an inert gas inflow port and the inert gas supply port, and discharging the atmosphere in the cassette through the cassette atmosphere outflow port and the cassette atmosphere discharge port;
When the cassette lid of the cassette received on the cassette shelf is opened and the opening is open, an inert gas is supplied into the cassette from the inert gas supply port, and at least from the opening. Discharging the atmosphere in the cassette;
And a step of loading the substrate into the reaction furnace through the substrate transfer chamber from the cassette and processing the substrate.

Supplying and discharging an inert gas into the cassette by an inert gas supply means in a state where a closed cassette with a cassette lid covering a front opening loaded with a substrate is received on a cassette shelf;
The cassette lid of the cassette received on the cassette shelf is opened, and the inert gas supply means supplies and discharges inert gas into and from the opening while the opening is open. And a step of discharging the inert gas.

Supplying and discharging an inert gas into the cassette by an inert gas supply means in a state where a closed cassette with a cassette lid covering a front opening loaded with a substrate is received on a cassette shelf;
The cassette lid of the cassette received on the cassette shelf is opened, and the inert gas supply means supplies and discharges inert gas into and from the opening while the opening is open. Discharging the inert gas;
And a step of loading the substrate into a reaction furnace through the substrate transfer chamber from the cassette and processing the substrate.