JP4818589B2 - 処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、処理装置に係り、特に搬送装置の周囲に複数の処理室を配置したクラスタツール型処理装置におけるガスボックスの配置構造に関するものである。
従来のこの種の処理装置は、例えば図１２に示すように構成されている。この処理装置１は、被処理体例えば半導体ウエハｗを一枚ずつ処理する処理室２を、一連の処理が可能なように搬送室の周囲に複数接続配置したクラスタツール型（マルチチャンバ型ともいう）として構成されていると共に、真空処理装置として構成されている。すなわち、この処理装置１は、ロードポート４に載置されたカセット３からウエハｗを取出して大気圧下で搬送する常圧搬送系５と、この常圧搬送系５の搬送室６にロードロック室１１を介して接続され、ウエハｗを所定の減圧下で搬送する真空搬送系７とを備え、この真空搬送系７の搬送室８の周囲にはウエハｗを一枚ずつ収容して所定のガス雰囲気下で所定の処理例えばＣＶＤ処理等を施す複数の処理室２が接続されている。そして、これらの処理室２にガスを供給するために、ガス制御ユニットを収容したガスボックス５０が処理装置２の一側部又は背面部に一箇所にまとめられて設置されていた。処理室２とガスボックス５０とはガス供給管５１でそれぞれ接続されている。
なお、関連する技術としては、バッチ式の縦型熱処理装置において、その装置本体の側面にガスボックスを設けるようにしたものも提案されている（特開２００１−１５６００９号公報参照）。この縦型熱処理装置は、複数の処理室を備えたクラスタツール型の処理装置とは異なる。
特開２００１−１５６００９号公報
しかしながら、前記クラスタツール型の処理装置においては、処理室２とガスボックス５０間の距離すなわちガス供給管５１の配管長が長く、且つ処理室毎に配管長が異なることによる機差があり、このため、圧力制御の制御範囲や応答性、延いてはプロセス性能に悪影響を及ぼす恐れがあった。また、ガスボックスが処理装置とは独立して床面上に設置されているため、フットプリントの増大を招いていた。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、プロセス性能の向上及びフットプリントの縮小化が図れる処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、被処理体を搬送する搬送機構を有する搬送室の周囲に被処理体を一枚ずつ収容して所定のガス雰囲気下で所定の処理を施す複数の処理室を接続し、各処理室の上部または下部に、各処理室に導入するガスのガス制御ユニットを収容したガスボックスを設置した処理装置において、前記処理室下方の床面上にガス源と接続される一次側ガス接続ユニットが設置され、該一次側ガス接続ユニットの上部に少なくとも一部が重なるように前記ガスボックスが設けられ、該ガスボックス内のガス制御ユニットと前記一次側ガス接続ユニットとがガス中継ユニットを介して接続されていることを特徴とする。
前記ガスボックスは、その前面及び上面が着脱可能なカバーからなり、該ガスボックス内に前記ガス制御ユニットが斜めに配置されていることが好ましい。
前記ガス制御ユニットは、流量制御器を有し、該流量制御器が圧力をモニタして流量を制御する圧力式流量制御器であることが好ましい。
本発明によれば、被処理体を搬送する搬送機構を有する搬送室の周囲に被処理体を一枚ずつ収容して所定のガス雰囲気下で所定の処理を施す複数の処理室を接続し、各処理室の上部または下部に、各処理室に導入するガスのガス制御ユニットを収容したガスボックスを設置した処理装置において、前記処理室下方の床面上にガス源と接続される一次側ガス接続ユニットが設置され、該一次側ガス接続ユニットの上部に少なくとも一部が重なるように前記ガスボックスが設けられ、該ガスボックス内のガス制御ユニットと前記一次側ガス接続ユニットとがガス中継ユニットを介して接続されているため、処理室とガスボックスの間の距離を短くすることができることができると共に処理室毎の機差を無くすことができ、圧力制御の制御範囲や応答性、延いてはプロセス性能の向上が図れると共にフットプリントの縮小化が図れる。
請求項２の発明によれば、前記ガスボックスは、その前面及び上面が着脱可能なカバーからなり、該ガスボックス内に前記ガス制御ユニットが斜めに配置されているため、フットプリントの縮小化が図れると共にガスボックス内のガス制御ユニットのメンテナンス性の向上が図れる。
請求項３の発明によれば、前記ガス制御ユニットが流量制御器を有し、該流量制御器が圧力をモニタして流量を制御する圧力式流量制御器であるため、配管長の短縮による２次側圧力の低減と相俟って、流量制御の制御範囲の拡大が図れる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を基に詳述する。図１は本発明の実施の形態に係る処理装置の一例を概略的に示す斜視図、図２は同処理装置の概略的平面図、図３はガスボックス内のガス制御ユニットの一例を概略的に示す図、図４は図１の要部拡大断面図である。
これらの図において、１は処理装置で、図示例の処理装置１は、被処理体例えば半導体ウエハｗを一枚ずつ処理する処理室２を、一連の処理が可能なように搬送室の周囲に複数接続配置したクラスタツール型（マルチチャンバ型ともいう）として構成されていると共に、真空処理装置として構成されている。この処理装置（真空処理装置）１は、複数枚のウエハｗを収容したカセット３を載置するための複数のロードポート４と、これらロードポート４に載置されたカセット３からウエハｗを取出して大気圧下で搬送する常圧搬送系５と、この常圧搬送系５の搬送室（常圧搬送室ともいう）６にロードロック室１１を介して接続され、ウエハｗを所定の減圧下で搬送する真空搬送系７とを備えている。そして、この真空搬送系７の搬送室（真空搬送室ともいう）８の周囲には、ウエハｗを一枚ずつ収容して所定のガス雰囲気下で所定の処理例えばＣＶＤ処理等を施す複数の処理室２が接続されている。
常圧搬送系５はウエハｗの搬送を行う搬送アーム機構９を常圧搬送室６内に備えている。常圧搬送室６は長尺に形成され、常圧搬送室６内にはその長手方向に搬送アーム機構９が移動可能に設けられている。常圧搬送室６の一側部に複数のロードポート４が設けられ、常圧搬送室６の一端にはウエハｗの位置合せを行うオリエンタ１０が設けられている。常圧搬送室６の他側部にはゲートバルブＧを介してロードロック室１１の一端が接続されている。
真空搬送室８は長尺に形成され、真空搬送室８内にはその長手方向に搬送アーム機構１２が移動可能に設けられている。この真空搬送室８の一端には前記ロードロック室１１の他端がゲートバルブＧを介して接続されている。ロードロック室１１、真空搬送室８及び処理室２には内部を所定の圧力に制御可能な真空排気系が接続されている。ロードロック室１１は図示例の場合２つ並設されているが、１つであってもよい。
そして、各処理室２にガスを供給するために、ガス制御ユニット１３を収容したガスボックス１４が各処理室２の下部に設置されている。処理室２とガスボックス１４内のガス制御ユニット１３とはガス供給管１５を介して接続されている。ここで、ガスボックス１４内のガス制御ユニット１３の一例を概略的に説明すると、図３ないし図４に示すように、複数種類のガス例えばガス１、ガス２…がガス源から供給される複数の配管１６を有し、各配管１６には流量制御器１７が設けられている。流量制御器１７としては、ＦＣＳ（フジキン社製フローコントロールシステム）やＭＦＣ（マスフローコントローラ）が用いられる。中でもＦＣＳは圧力をモニタして流量を制御する圧力式流量制御器で、圧力変動に強く、２次側圧力が低くなると制御範囲が広くなるため配管長が短い場合に好適であり、且つコスト的にも有利である。
各配管１６には流量制御器１７の前後に弁Ｖ１，Ｖ２が設けられ、上流の弁Ｖ１と流量制御器１７の間にはパージ用の不活性ガス例えばＮ２ガスを供給するための配管１８が弁Ｖ３を介して接続されている。上流の弁Ｖ１の上流側には圧力表示計１９やレギュレータ２０が設けられている（図３では省略）。前記弁Ｖ１〜Ｖ３は例えばエアオペレート式の弁からなっている。各配管１６の流量制御器１７、弁Ｖ１〜Ｖ３及び圧力表示計１９やレギュレータ２０は、メンテナンス性を考慮してガス制御ユニット１３の上面に集積されている。各配管１６の下流側は共通の出口管２１に接続され、この出口管２１にはガス供給管１５が接続されている。ガス供給管１５にはフィルタ２２及び弁Ｖ４が設けられている。
前記処理室２下方の床面上にはガス源と接続される一次側ガス接続ユニット（テンプレートともいう）２３が設置されている。前記処理装置１は、クリーンルームの床上に設置されるが、前記一次側ガス接続ユニット２３は処理装置１の搬入設置前に、予め床上に設置されて配管工事がされている。なお、床は多数枚の床パネル（グレーチングパネルともいう）２４を嵌め込んで構成されている。
一次側ガス接続ユニット２３は、図６にも示すように、ガス源と接続される複数の配管２５と、これらの配管２５を収容するケース２６とを有し、各配管２５にはフィルタ２７及び弁Ｖ５が設けられている。弁Ｖ５は例えばエアオペレート式の弁からなっている。ガスボックス１４は、一次側ガス接続ユニット２３の上部に少なくとも一部が重なるように設けられ、このガスボックス１４内のガス制御ユニット１３と前記一次側ガス接続ユニット２３とがガス中継ユニット（コネクションユニットともいう）２８を介して接続されている。
ガス中継ユニット２８は、図７にも示すように、前後に接続部３０，３１を有する複数の配管３２と、これらの配管３２を収容するケース３３とを有している。このガス中継ユニット２８は一次側ガス接続ユニット２３の前部とガスボックス１４の下部との間のスペースに設けられている。配管３２の一方の接続部３０は、図８に示すように一次側ガス接続ユニット２３側の配管接続部３４に接続され、配管３２の他方の接続部３１はガス制御ユニット１３側の配管接続部３５に補助配管３６を介して接続されている。補助配管３６は両端に接続部３７，３８を有している。
これらガスボックス１４、一次側ガス接続ユニット２３及びガス中継ユニット２８によりガス供給システム４０が構成されている。前記ガス制御ユニット１３、一次接続ユニット２３及びガス中継ユニット２８はケース２６，３３を含むガスボックス１４によって気密に覆われており、外部にガスが漏れないように構成されている。
前記ガスボックス１４は、処理室２の下方に後部側を押し込めた状態で設置されている。処理室２の下部（下方）には図示しない電源ユニット等を収容するハウジング４１が設けられ、このハウジング４１内にガスボックス１４の後部側の略半分が例えば１４０ｍｍ程度入り込んでおり、これによりフットプリントの縮小化が図られている。
ガスボックス１４の前面及び上面は着脱可能なカバー４２からなっており、カバー４２を取外すことによりガス制御ユニット１３のメンテナンスができるようになっている。また、ガス制御ユニット１３はガスボックス１４内に斜めに配置されている。ガス制御ユニット１３の上面が前方から見て斜めに傾斜して配置されていることにより、ガスボックス１４の後部側上面がハウジング４１に隠れていてもメンテナンス時にガス制御ユニット上面の弁Ｖ１〜Ｖ３等の部品に容易にアクセスすることができ、メンテナンス性の向上が図られている。
このように構成されたクラスタツール型の真空処理装置１によれば、各処理室２の下部に、各処理室２に導入するガスのガス制御ユニット１３を収容したガスボックス１４を設置しているため、処理室２とガスボックス１４間の距離（配管長）Ｌを短くすることができると共に、各配管長Ｌを等しくして処理室２毎の機差を無くすことができる。配管長Ｌの短縮により、圧力損失が低減するため、供給するガスの圧力を小さくすることができる。
流量制御器１７として、圧力式の制御器を用いた場合、流量制御器の２次側（下流側）圧力が大きいと流量制御範囲が狭くなり、逆に、２次側圧力を小さくすると流量制御範囲は広くなる傾向にあるので、本実施形態では、特に、圧力式流量制御器と組み合わせて用いることにより、流量制御の制御範囲を拡大できて望ましい。また、配管径１／２インチ、ガス総流量１２００ＳＣＣＭの条件下において、配管長Ｌが約７０００ｍｍのときには、配管内が平均圧力に到達するのに要する時間は約１．０秒であったのに対し、配管長Ｌを約４０００ｍｍにすると、同到達時間は約０．６秒であり、応答性の向上が確認できた。このように、本実施形態によれば、流量制御の制御範囲や応答性、延いてはプロセス性能の向上が図れると共にフットプリントの縮小化が図れる。
前記処理室２下方の床面上にガス源と接続される一次側ガス接続ユニット２３が設置され、一次側ガス接続ユニット２３の上部に少なくとも一部が重なるように前記ガスボックス１４が設けられ、ガスボックス１４内のガス制御ユニット１３と前記一次側ガス接続ユニット２３とがガス中継ユニット２８を介して接続されているため、ガス供給システム４０をコンパクトに構成することができ、フットプリントの縮小化が図れる。前記ガスボックス１４が、処理室２の下方に後部側を押し込めた状態で設置され、ガスボックス１４の前面及び上面が着脱可能なカバー４２からなり、ガスボックス１４内に前記ガス制御ユニット１３が斜めに配置されているため、フットプリントの縮小化が図れると共にガスボックス１４内のガス制御ユニット１３のメンテナンス性の向上が図れる。
図９は本発明の実施の形態に係る処理装置の他の例を概略的に示す斜視図、図１０は一次側ガス接続ユニットの概略的平面図、図１１は一次側ガス接続ユニットの概略的断面図である。これらの図において、前記実施の形態ないし実施例と同一部分は同一参照符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。前記実施例では各処理室２の下方の床面上に一次側ガス接続ユニット２３を設置し、この一次側ガス接続ユニット２３上に重なるようにガスボックス１４を設けているのに対し、図９の実施例では一次側ガス接続ユニット２３がガスボックス１４から離れた箇所の床パネル２４ａの下部に設けられている。
床パネル２４，２４ａは縦横の寸法が例えば６００ｍｍ程度とされている。床パネル２４は、四隅に配した支持部材４３を介して床基礎部４４上から所定の高さ位置に支持され、縦横に隣接して配設されている。一次側ガス接続ユニット２３は所定の床パネル２４ａの下部に組み込まれている。一次側ガス接続ユニット２３を組み込んだ床パネル２４ａは、通常の床パネル２４の代わりに所定箇所に嵌め込まれる。この一次側ガス接続ユニット２３は複数の配管２５を収容する、上方が開口されたケース２６を有し、このケース２６が床パネル２４ａの下面に取付けられている。床パネル２４ａには一次側ガス接続ユニット２３を臨む開口部４５が設けられ、この開口部４５にはこれを塞ぐ蓋４６が開閉可能に設けられている。この蓋４６によりケース２６内が密閉されるようになっている。そして、一次側ガス接続ユニット２３と前記ガスボックス１４内のガス制御ユニット１３とが通常の床パネル２４下に通したガス中継ユニット２８を介して接続されている（図９参照）。なお、図示例の各配管２５は入口側と出口側が同じ方向に配管されている。配管２５に設けられた弁Ｖ５は蓋４６を開けることにより操作できることから手動式の弁とされている。
本実施例の処理装置１によれば、処理装置１が設置される床が多数枚の床パネル２４を嵌め込んでなり、ガスボックス１４から離れた箇所の床パネル２４ａの下部にガス源と接続される一次側ガス接続ユニット２３が設けられ、床パネル２４ａには一次側ガス接続ユニット２３を臨む開口部４５と、開口部４５を塞ぐ開閉可能な蓋４６とが設けられ、一次側ガス接続ユニット２３と前記ガスボックス１４内のガス制御ユニット１３とが床パネル２４下に通したガス中継ユニット２８を介して接続されているため、一次側ガス接続ユニット２３を容易にメンテナンスすることができ、メンテナンス性の向上が図れると共に、床パネル２４上が配管や弁等により煩雑になることがないので、安全に作業することができる。
以上、本発明の実施の形態ないし実施例を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、本発明の処理装置は、大気圧下で処理を行う常圧処理装置であってもよい。また、各処理室の上部にガスボックスが設けられていてもよい。
本発明の実施の形態に係る処理装置の一例を概略的に示す斜視図である。 同処理装置の概略的平面図である。 ガスボックス内のガス制御ユニットの一例を概略的に示す図である。 図１の要部拡大断面図である。 ガスボックスの一例を概略的に示す斜視図である。 一次側ガス接続ユニットの一例を概略的に示す斜視図である。 ガス中継ユニットの一例を概略的に示す斜視図である。 同ガス中継ユニットにおける接続構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る処理装置の他の例を概略的に示す斜視図である。 一次側ガス接続ユニットの概略的平面図である。 一次側ガス接続ユニットの概略的断面図である。 従来の処理装置の一例を概略的に示す平面図である。
符号の説明
１ 処理装置
２ 処理室
８ 搬送室
１３ ガス制御ユニット
１４ ガスボックス
２３ 一次側ガス搬送ユニット
２４，２４ａ 床パネル
２８ ガス中継ユニット
４２ カバー
４５ 開口部
４６ 蓋

Claims (3)

  1. 被処理体を搬送する搬送機構を有する搬送室の周囲に被処理体を一枚ずつ収容して所定のガス雰囲気下で所定の処理を施す複数の処理室を接続し、各処理室の上部または下部に、各処理室に導入するガスのガス制御ユニットを収容したガスボックスを設置した処理装置において、前記処理室下方の床面上にガス源と接続される一次側ガス接続ユニットが設置され、該一次側ガス接続ユニットの上部に少なくとも一部が重なるように前記ガスボックスが設けられ、該ガスボックス内のガス制御ユニットと前記一次側ガス接続ユニットとがガス中継ユニットを介して接続されていることを特徴とする処理装置。
  2. 前記ガスボックスは、その前面及び上面が着脱可能なカバーからなり、該ガスボックス内に前記ガス制御ユニットが斜めに配置されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
  3. 前記ガス制御ユニットは、流量制御器を有し、該流量制御器は、圧力をモニタして流量を制御する圧力式流量制御器であることを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
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