JPH06224145A - Processing apparatus - Google Patents

Processing apparatus

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JPH06224145A
JPH06224145A JP851693A JP851693A JPH06224145A JP H06224145 A JPH06224145 A JP H06224145A JP 851693 A JP851693 A JP 851693A JP 851693 A JP851693 A JP 851693A JP H06224145 A JPH06224145 A JP H06224145A
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gas
inert gas
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Hiroki Fukushima
Hiroyuki Iwai
Masahito Kadobe
裕之 岩井
弘樹 福島
雅人 門部
Original Assignee
Tokyo Electron Tohoku Ltd
東京エレクトロン東北株式会社
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Abstract

PURPOSE: To provide a processing apparatus high in profitability and performance, wherein the apparatus can be lessened in inert gas consumption, a loading area can be charged with inert gas atmosphere of high purity, kept at a positive pressure, and prevented from rising abnormally in temperature, and a natural oxide film is restrained from being formed on a semiconductor wafer when the wafer is loaded or unloaded.
CONSTITUTION: A processing apparatus main body 1 is equipped with a processing vessel 41 wherein semiconductor wafers are processed, a loading area 13 equipped with a wafer boat 61 which loads or unloads the wafers 5 into or from the processing vessel 41, a loading/unloading area 15 used for a carrier 6, a pass box 16 surrounding a carrier transferring stage 18, automatic doors 31 and 32, a transfer equipment which transfers the semiconductor wafers 5 in the carrier 6 to the wafer boat 61, and a gas inlet pipe 71 and a gas outlet 72 which charge the loading area 13 and the pass box 16 with inert gas.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体デバイスの製造工程等において利用される、処理装置に関する。 The present invention relates are used, for example, in a manufacturing process of a semiconductor device, it relates to the processing unit.

【0002】 [0002]

【従来の技術】例えば、半導体プロセスにおいては、半導体ウエハへの酸化膜の形成や、熱CVD法による薄膜形成や、熱拡散法による高不純物濃度領域の形成などのを行う、各種の処理装置が使用されている。 BACKGROUND ART For example, in a semiconductor process, formation and oxide film on the semiconductor wafer, thin film formation or by thermal CVD method, performs the like forming a high impurity concentration region by thermal diffusion method, various processing devices It is used.

【0003】これら各種処理装置に適用されるものとして、従来の横型のものから、最近では縦型の熱処理装置が多く採用されて来ている。 [0003] as applied to various processing apparatuses, from that of a conventional horizontal, vertical thermal processing apparatus has come is often employed recently. 以下この縦型熱処理装置を例にあげて説明する。 Hereinafter, this vertical heat treatment apparatus will be described as an example.

【0004】この縦型熱処理装置は、箱体状の装置本体内に、被処理物としての半導体ウエハに所定の処理を施す処理室と、この処理室に対し下方から半導体ウエハを挿脱するローディング機構を備えたローディングエリアと、半導体ウエハを収納したキャリアの装置本体内への搬入出用エリア(I/Oエリア)と、このキャリアを一時的に受ける移載用ステージと、この移載用ステージのキャリア内の半導体ウエハを前記ローディングエリアのローディング機構に移載する移載機(ウエハトランスファ)とを備えてなる構成である。 [0004] Loading the vertical heat treatment apparatus, a box-shaped apparatus main body, for inserting and removing a processing chamber for performing a predetermined processing on the semiconductor wafer as an object to be processed, the semiconductor wafer from the lower to the process chamber a loading area having a mechanism, an area for loading and unloading of the semiconductor wafer to the storage carriers in the apparatus main body (I / O area), the transfer stage temporarily receive this carrier, the transfer stage is made comprises a transfer device for semiconductor wafers in the carrier is transferred to the loading mechanism of the loading area and (wafer transfer) configuration.

【0005】前記処理室にはヒーターを備えた縦長状の石英製プロセス容器(加熱炉)が下向きに開口可能に設置されている。 [0005] The processing chamber vertically elongated quartz process chamber (furnace) having a heater on is provided openable on downward. この処理室の真下にローディングエリアがあり、ここにローディング機構としてのウエハボートとボートエレベータが設置されている。 There are loading area beneath the process chamber, wherein the wafer boat and the boat elevator as a loading mechanism is provided.

【0006】こうした縦型熱処理装置では、多数枚の半導体ウエハを整列収納したキャリアを装置本体の搬入出用エリアに入れると、このキャリアがキャリアトランスファなどにより移載用ステージ上に載せられる。 [0006] In such a vertical heat treatment apparatus, and put the positioning and storing carriers a number of semiconductor wafers to carry out for the area of ​​the apparatus main body, the carrier is placed on the stage for placing transfer due carrier transfer. この移載ステージ上のキャリア内の半導体ウエハを、移載機が一枚ずつ又は5枚ずつローディングエリアのウエハボートに移載して多段状態に収納保持させる。 The semiconductor wafers in the carrier on the transfer stage, to transfer machine and transferred to the wafer boat loading area each, or five one by one housed and held in multiple stages state. この状態のままウエハボートをボートエレベータにより上昇させて半導体ウエハをプロセス容器内に搬入し、そのプロセス容器内を密封して所定の処理ガス雰囲気に置換しながら加熱することにより、該半導体ウエハに所要の処理を施す。 By this remains in the wafer boat is raised by the boat elevator carries the semiconductor wafer into the process vessel, and heated while replacing a predetermined processing gas atmosphere sealed the process vessel, the required on the semiconductor wafer subjected to the process.

【0007】その処理済みの半導体ウエハは、ウエハボートと一緒にボートエレベータによりプロセス容器内から下降して真下のローディングエリアに引き出し、そこから移載機により移載用ステージ上のキャリア内に戻し、そのキャリアごと搬入出用エリアから装置本体外に取り出したり、或いは連接された次の工程の処理装置に移送する。 [0007] The processed semiconductor wafer is pulled out to the loading area directly below together with the wafer boat is lowered from the process container by the boat elevator, back into the carrier on the transfer stage by transfer machine from there, or taken out the apparatus main body from the area for loading and unloading every carrier, or to transfer to the processing unit of the articulated next step.

【0008】こうした縦型熱処理装置での処理作業において、ローディングエリアから半導体ウエハをウエハボートと共に上昇させてプロセス容器内へ挿入するときや、その処理後にプロセス容器内から下降させて引き出すとき、その途中炉口付近でもかなりの高温度雰囲気状態にあることから、そこに大気が存在すると、この大気中のO 2によって半導体ウエハ表面に自然酸化膜が形成されてしまう問題がある。 [0008] Such the process work in a vertical heat treatment apparatus, and when inserting the loading area of ​​the semiconductor wafer is moved up together with the wafer boat into the process container, is withdrawn by lowering the process vessel after the processing, the middle since it is in fairly high temperature atmospheric conditions in the furnace near the opening, when there exists air, a natural oxide film on the semiconductor wafer surface by O 2 in the atmosphere there is a problem that will be formed. このために、そうしたロード/アンロード時は、例えばN 2ガス等の不活性ガス雰囲気(非酸素雰囲気)下で行うべく、装置本体内を大気と隔離したクローズドシステム構造として、ガス給排手段によりN 2ガス雰囲気に置換・維持することが望まれている。 Therefore, when such loading / unloading, for example in order to perform in an inert gas atmosphere (non-oxygen atmosphere) under such as N 2 gas, the inside of the apparatus main body as a closed system structure in which isolated the atmosphere, the gas supply and exhaust means it is desired to replace and maintain the N 2 gas atmosphere.

【0009】しかも、装置本体内のガス雰囲気は外部からの大気の侵入を阻止すべく常に陽圧に保持しなければならないこと、半導体ウエハ処理作業を繰り返し行うために装置本体内のガス雰囲気中にカーボン等のガス状不純物が発生したり、オイルミストやごみなどの粒子状不純物(パーティクル)が発生し、それら不純物が半導体ウエハに付着したり化学反応(ケミカルコンタミネーション)を起こして、半導体素子の特性や歩留まりの悪化の原因となることなどから、パージガスとして清浄な不活性ガスを装置本体内に常時導入する一方、その装置本体内の不活性ガスを不純物と一緒に絶えず外部に排出して、該装置本体内の不活性ガス雰囲気を陽圧で高純度に維持することが望まれている。 [0009] Moreover, the gas atmosphere in the apparatus main body that must be kept always a positive pressure in order to prevent air from entering from the outside, the gas atmosphere in the apparatus body in order to perform repeated semiconductor wafer processing operation gaseous impurities may occur, such as carbon, occurs particulate impurities such as oil mist or dust (particles) it is, undergo a chemical reaction or adhesion thereof impurities into the semiconductor wafer (chemical contamination) of the semiconductor element etc. can cause deterioration of the properties and yield, while constantly introduced into the apparatus main body a clean inert gas as a purge gas, and discharging the inert gas within the apparatus main body constantly externally with impurities, the inert gas atmosphere in the apparatus main body has been desired to maintain a high purity at positive pressure.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述のようなクローズドシステム構造の縦型熱処理装置とした場合、装置本体内をN 2ガス等の不活性ガス雰囲気に置換・維持するには、大量の不活性ガスを消費する問題がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, in the case of a vertical heat treatment apparatus of a closed system structure as described above, in the apparatus main body to replace and maintain the inert gas atmosphere such as N 2 gas, a large amount of there is a problem of consuming an inert gas.

【0011】つまり、この種の装置本体は幅並びに奥行き寸法が1メートル程度で高さが2メートル程度の大型箱状をなしているので、この内部を最初に大気から不活性ガスに置換するときには、不活性ガスを大量に導入する必要があると共に、十分なガス置換までに長い時間が必要で、処理作業の能率低下を招く。 [0011] That is, since the apparatus main body height is about one meter wide and depth of this kind forms a shaped large boxes of about 2 meters when replacing the inert gas the inside from the first atmosphere , together with the need for introducing an inert gas in large quantities, it requires a long time to sufficient gas replacement, leading to efficiency reduction in processing operations. いきおい、真空ポンプにより真空引きしてから不活性ガスを導入する手法を取ると、装置本体のハウジングパネル構造を、負圧に負けない気密性・肉厚高剛性のものとする必要があり、 Momentum, taking a method for introducing an inert gas from the vacuum by the vacuum pump, the housing panel structure of the apparatus body, it is necessary to assume the airtight-thick high rigidity competitive negative pressure,
制作コストの高騰を招く。 Lead to a sharp rise in production costs. また、この大型な装置本体内の不活性ガス雰囲気を陽圧で高純度に維持するには、パージガスとして清浄な不活性ガスを常時多量に導入する一方、その装置本体内の不活性ガスを不純物と一緒に絶えず外部に排出してなければならず、不活性ガスの消費量が多大となり、経費がかさみ不経済である。 Further, in order to maintain an inert gas atmosphere of the large-sized apparatus body in a high purity positive pressure, while a large amount introduced constantly clean inert gas as a purge gas, an impurity inert gas within the apparatus main body must continually there is discharged to the outside together with the consumption of the inert gas becomes great, which is uneconomical expenses Kasami.

【0012】本発明は、前記事情に鑑みなされたもので、不活性ガスの消費量が少なくて済み、しかもローディングエリアを陽圧で高純度の不活性ガス雰囲気に維持できて、被処理物の処理室へのロード/アンロード時の自然酸化膜の発生や、被処理物への不純物の付着や化学反応を抑制するのに大に役立つ、非常に経済的で高性能な処理装置を提供することを目的とする。 [0012] The present invention has been made in view of the above circumstances, it requires less consumption of inert gas, yet can be maintained a loading area to an inert gas atmosphere of a high purity positive pressure, of the workpiece generation of a natural oxide film during loading / unloading the processing chamber helps large to suppress the adhesion and chemical reaction of impurities to be treated, to provide a very economical and high-performance processor and an object thereof.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる処理装置は、前記目的を達成するために、装置本体内に、被処理物に所定の処理を施す処理室と、この処理室に対し被処理物を挿脱するローディング機構を備えたローディングエリアと、被処理物を収納したキャリアの搬入出用エリアと、このキャリアを一時的に受ける移載用ステージと、この移載用ステージのキャリア内の被処理物を前記ローディングエリアのローディング機構に移載する移載機とを備えてなる処理装置であって、 Processing apparatus according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, in the apparatus main body, a processing chamber for performing a predetermined processing on the processing object, the processing for the processing chamber a loading area with a loading mechanism for inserting and removing objects, and the area for loading and unloading of the carrier accommodating the object to be processed, the transfer stage temporarily subjected to the carrier, in the carrier of the transfer stage a processing apparatus comprising a transfer unit for transferring the treatment object loading mechanism of the loading area,

【0014】前記ローディングエリアを装置本体内に区画構成し、且つこのローディングエリア内を陽圧の不活性ガス雰囲気に置換・維持する第1のガス給排手段を設ける一方、前記移載用ステージを前記搬入出用エリアとローディングエリアに対しオートドアを介し連通/遮断可能にパスボックス化し、且つこのパスボックス内を不活性ガスに置換する第2のガス給排手段を設けて構成したことを特徴とする。 [0014] The loading area is partitioned structure in the apparatus main body, and while the loading area providing a first gas supply and exhaust means for replacing and maintained with an inert gas atmosphere of positive pressure, the transfer stage and wherein the carrying and communicating / blocking capable path boxed through the automatic door to an area for the loading area out, and was constructed within the pass box is provided a second gas supply and exhaust means for replacing the inert gas to.

【0015】 [0015]

【作用】前記構成の処理装置であれば、装置本体内に区画構成されたローディングエリアは比較的狭いので、第1のガス給排手段からの比較的少ないガス供給量で大気から不活性ガスに楽に置換可能となると共に、この置換後も、第1のガス給排手段により不活性ガスを少量ずつ導入することで、該ローディングエリア内を陽圧の不活性ガス雰囲気に維持可能となる。 If processing apparatus of the action The arrangement, since the loading area, which is partition configuration in the apparatus main body is relatively small, a relatively small inert gas from the atmosphere in the gas supply amount from the first gas supply and exhaust means comfortably with a replaceable, after the substitutions, by introducing small amounts of an inert gas by a first gas supply and discharge means, it is possible keep the loading area in the inert gas atmosphere of positive pressure.

【0016】一方、移載用ステージのパスボックスは更に容量が小さくて良いので、第2のガス給排手段からの少量のガス供給で大気から不活性ガスに素早く置換できる。 [0016] On the other hand, since the pass box of transfer stage may be small further capacity, quickly replaced with the inert gas from the atmosphere with a small amount of gas supply from the second gas supply and exhaust means. この状態で、そのパスボックスの搬入出用エリア側のみのオートドアを開き、そのパスボックス内の移載ステージ上に被処理物を収納したキャリアを搬入する。 In this state, opening the automatic door only unloading for area side of the pass box, it carries a carrier accommodating the object to be processed on the transfer stage in the pass box. これで一時的にパスボックス内に大気が入るが、前記オートドアを閉じ、そのパスボックス内を密閉状態とすることで第2のガス給排手段により供給される少ないガス量で短時間で大気を追い出して楽に置換できるようになる。 Although This air enters the temporary path box, closing the automatic door, the air in a short time with a small amount of gas supplied by the second gas supply and exhaust means by the within the pass box and sealed It will be able to comfortably substituted eviction.

【0017】こうしてパスボックスのローディングエリア側のみのオートドアを開き、そのパスボックス内の移載ステージ上のキャリア内の被処理物を移載機によりローディング機構に移載し、そのローディング機構により被処理物を処理室に挿入して処理作業を行う。 [0017] Thus to open the automatic door only loading area side of the pass box, and transfers the object to be processed in the carrier on the transfer stage in the path box loading mechanism by the transfer device, to be processed by the loading mechanism It performs the processing work by inserting an object into the processing chamber. その処理済み物は前記と逆の手順でパスボックス内のキャリアに戻して搬入出用エリア側に搬出する。 The processed products are transported to the area side for loading and unloading back to the carrier in the path box the reverse procedure.

【0018】こうすることで、被処理物の搬入出の際にローディングエリア内に大気が侵入して来ることがなくなり、全体的に不活性ガスの消費量が少なくて済み、経費の節減が可能となると共に、ローディングエリア内を陽圧で高純度の不活性ガス雰囲気に維持できて、被処理物の処理室へのロード/アンロード時の自然酸化膜の発生や、被処理物への不純物の付着や化学反応を抑制するのに大に役立つようになる。 [0018] By doing so, prevents the atmosphere invade in the loading area at the time of loading and unloading of the workpiece, generally requires less consumption of inert gas, can be reduced expenses it becomes, and to maintain the loading area to the inert gas atmosphere of a high purity positive pressure, generation of a natural oxide film during loading / unloading of the processing chamber of the object to be treated, the impurity into the object to be processed so help large to suppress the adhesion and chemical reactions.

【0019】なお、第2のガス給排手段は、パスボックス内に不活性ガスをキャリア内の被処理物の主面と平行する向きに一方から導入噴射する噴射器と、そのガスを他方から排出する排気管とを備えて構成することで、そのパスボックス内において被処理物の主面のパーティクル(微小粒子)等の付着ダストやO 2を吹き飛ばして除去可能となる。 [0019] The second gas supply and exhaust means comprises a injector for introducing injected from one of the inert gas into the pass box in a direction parallel to the principal plane of the object in the carrier, the gas from the other by configuring an exhaust pipe for discharging, thereby enabling removal blown off adhering dust and O 2, such as the major surface of the workpiece particles (fine particles) within the pass box.

【0020】 [0020]

【実施例】以下、本発明に係わる処理装置を縦型熱処理装置に適用した一実施例について図面を参照しながら説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of applying the processing apparatus according to the present invention the vertical heat treatment apparatus will be described with reference to the drawings. なお、図1は本実施例に係わる縦型熱処理装置の構成を示す断面図、図2は図1のA−A線に沿う縦断面図、図3は同装置の横断面図、図4は図3のB−B線に沿う断面図、図5はガス制御システムを示す概略図である。 The cross-sectional view showing the structure of a vertical heat treatment apparatus according to the embodiment of FIG. 1, FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of the same apparatus, FIG. 4 sectional view taken along the line B-B of FIG. 3, FIG. 5 is a schematic diagram showing a gas control system. この縦型熱処理装置は、被処理物としての半導体ウエハに絶縁膜を生成する酸化装置或いはCVD装置として利用されるものである。 The vertical heat treatment apparatus is intended to be used as an oxidizer or a CVD device to generate an insulating film on a semiconductor wafer as an object to be treated.

【0021】まず、図1乃至図3に示す如く、本実施例に係わる縦型熱処理装置は装置本体1を有する。 [0021] First, as shown in FIGS. 1 to 3, a vertical heat treatment apparatus according to this embodiment has a device main body 1. この装置本体1はハウジングパネル1aを用いた幅寸法1メートル程度、奥行き寸法2メートル程度で、高さが3メートル程度の大型箱状をなす構造で、この前面部を工場内のクリーンルーム2に臨ませ、その他大部分を隔壁3により隔絶されたメンテナンスルーム4内に納まるように設置されている。 The apparatus body 1 has a width dimension one meter around with housing panels 1a, with 2 m of about depth, in the structure height form a large box-shaped about 3 meters extraordinary the front portion to the clean room 2 in the plant Mase, the other is placed a large part to fit into the maintenance room 4, which is isolated by a partition wall 3.

【0022】この装置本体1内の後部略上半部には、被処理物としての薄いディスク状の半導体ウエハ5に所定の処理を施す処理室10が隔壁11,12により区画構成されていると共に、この処理室10の丁度真下にローディングエリア13が隔壁12,14により気密性を持つ状態に区画構成され、更に、装置本体1内の前側略半分に複数枚例えば25枚の半導体ウエハ5を並列状態に収納保持したキャリア6の搬入出用エリア(I/Oエリア)15が隔壁11,14により前記処理室10並びにローディングエリア13と隔絶して区画構成されている。 [0022] The rear substantially upper half in the apparatus main body 1, with the processing chamber 10 for performing a predetermined processing on a thin disk-shaped semiconductor wafer 5 as an object to be treated is partitioned constituted by partition walls 11 and 12 the loading area 13 to just below the processing chamber 10 are partitioned structure in a state with the air-tightness by the partition walls 12 and 14, further, parallel semiconductor wafer 5 in plurality, for example, 25 sheets to the front substantially half of the apparatus main body 1 unloading for areas of the carrier 6 which is housed and held (I / O area) 15 are partitioned configured isolates with the processing chamber 10 and the loading area 13 by a partition 11 and 14 to the state.

【0023】また、その搬入出用エリア15とローディングエリア13を仕切る隔壁14の一部に嵌め込むようにして気密性を持つ小形のパスボックス16がスタンド17を介し適当高さに支持されている。 Further, compact pass box 16 having as fitted to a portion of the partition wall 14 airtight partitioning for area 15 and the loading area 13 out its loading is supported in a suitable height via a stand 17. このパスボックス16内に移載用ステージ18が上下2段に配設され、 Transfer stage 18 is arranged vertically in two stages in the pass box 16,
それぞれの上面に前記キャリア6を一個ずつ受け入れられるようになっている。 The carrier 6 on each of the upper surfaces is adapted to be received one by one.

【0024】更に各部の詳細を述べると、まず装置本体1の前面パネル部には、複数枚の半導体ウエハ5を収納したキャリア6を搬入出用エリア15内に搬入したり逆に取り出したりするための、前面扉20が自動的に縦に開閉するように設けられている。 [0024] Further describing the details of each unit, first, the front panel of the apparatus main body 1, in order to take out the reverse or carried into a plurality of semiconductor wafers 5 unloading for area 15 of the carrier 6 accommodating the of, and is provided so as the front door 20 is opened and closed automatically vertically.

【0025】その内側の搬入出用エリア15内には、キャリア6を搭載できるI/Oポートとしての姿勢変換機構21が2台左右に配設されている。 [0025] The inside of the loading and unloading for area 15, the posture changing mechanism 21 as I / O ports that can be equipped with a carrier 6 is arranged on the two right and left. これら姿勢変換機構21は、この上面に載せられた上向き状態(半導体ウエハ5が立って保持された状態)のキャリア6を90度転換して横向きにしたり、逆に横向き状態から上向きにしたりする働きをなす構成である。 These posture changing mechanism 21 serves to or or sideways carrier 6 upward state of being placed on the upper surface (a state in which the semiconductor wafer 5 is held standing) was transformed 90 degrees, back from the horizontally oriented state upward is a configuration that forms a.

【0026】また、搬入出用エリア15内には、姿勢変換機構21の直ぐ後側位置にキャリアトランスファ22 Further, in the use area 15 loading and unloading, the carrier transfer 22 immediately rearward position of the posture changing mechanism 21
がエレベータ23を介し昇降可能に設置されていると共に、この後側で前記パスボックス16の上方位置に、キャリアストックステージ24が設けられている。 There together are vertically movably disposed through the elevator 23, the upper position of the pass box 16 in this rear, carrier stock stage 24 is provided. これは前記姿勢変換機構21からキャリアトランスファ22により搬送されて来るキャリア6をそれぞれ横向きのまま2列4段に保管できる複数の棚24aを有している。 Which has a plurality of shelves 24a, which can store carrier 6 which is conveyed by the carrier transfer 22 from the posture changing mechanism 21 to the respective two rows four stages remain sideways.

【0027】こうした搬入出用エリア15内雰囲気は大気であるが、ここで各キャリア6内の半導体ウエハ5の主面のパーティクル(微小粒子)等の付着ダストをクリーンエアにより出来るだけ除去するために、まず、該搬入出用エリア15内のキャリアストックステージ24裏面と隔壁11との間にフィルタ並びにファンを内蔵した縦長の第1のフィルタユニット25が設置されている。 [0027] While these unloading in a area 15 atmosphere is air, wherein the adhesion dust such as particles of the main surface of the semiconductor wafer 5 in the carrier 6 (fine particles) in order to remove as much as possible by clean air first, the first filter unit 25 of the elongated with a built-in filter and fan between the carrier stock stage 24 backside and the partition 11 of 該搬 input and for area 15 is provided.
この第1のフィルタユニット25は、上端に前記装置本体1の天板部に開口するクリーンエア吸引口25aを有し、ここからメンテナンスルーム4内のクリーンエアを吸い込んで、フィルタを介し前記キャリアストックステージ24のキャリア6内の水平状態の半導体ウエハ5に向けてサイドフローできる。 The first filter unit 25 has a clean air suction opening 25a which opens to the top plate of the apparatus main body 1 at the upper end, wherein the inhale clean air in the maintenance room 4, the carrier stock through a filter It can side flow toward the semiconductor wafer 5 in the horizontal state in the carrier 6 of the stage 24. このサイドフローを助けるために多数の孔を形成した整流板26がキャリアストックステージ24の前面側に垂直に設置されている。 The rectifying plate 26 formed with a large number of holes to help the side flow is installed vertically on the front side of the carrier stock stage 24.

【0028】また、その整流板26の前側下端寄りにフィルタとファンを内蔵した第2のフィルタユニット27 [0028] The second filter unit 27 which incorporates a filter and a fan on the front side near the lower end of the rectifying plate 26
が設置され、これで前記第1のフィルタユニット25から整流板26を通して来たクリーンエアを再度清浄化しながら、真下の左右の姿勢変換機構21上のキャリア6 There is provided, which in the first while again clean clean air came through the rectifying plate 26 from the filter unit 25, the carrier 6 on the left and right of the posture changing mechanism 21 directly below
内の垂直状態の半導体ウエハ5に向けてダウンフローできるようになっている。 And to be able to down-flow toward the semiconductor wafer 5 in the vertical position of the inner.

【0029】更に、その真下である装置本体1の床プレートにスノコ状の排出口28が形成されて、前記第2のフィルタユニット27から下流したクリーンエアを装置本体1外のメンテナンスルーム4に放出するようになっている。 Furthermore, its beneath a is the bed plate of the apparatus main body 1 is formed grating-like outlet 28, releasing clean air that is downstream from the second filter unit 27 in the apparatus main body 1 outside the maintenance room 4 It has become way.

【0030】前記移載用ステージ18を上下2段に配したパスボックス16は、小型(小容量)の縦長箱状で、 The pass box 16 which arranged the transfer stage 18 to the upper and lower stages are vertically long box-shaped compact (small volume),
この搬入出用エリア15側面とローディングエリア13 The loading and unloading for the area 15 side and a loading area 13
側面とにそれぞれオートドア31,32を備えている。 Respectively to the side surface provided with a automatic door 31.
これらオートドア31,32は各々独自の開閉駆動部を備え、交互に開閉して搬入出用エリア15とローディングエリア13と連通/遮断可能となっている。 These automatic door 31, 32 each with its own opening and closing drive unit, which is alternately to open and close out for the area 15 and the loading area 13 and the communication / can block loading. その搬入出用エリア15側のオートドア31が開くことで、前記キャリアトランスファ22によりキャリア6が上下2段の移載用ステージ18上に一個ずつ搬入されたり、逆に搬出される。 By automatic door 31 of the loading and unloading for area 15 side is opened, or is carried carrier 6 one by one on the upper and lower stages of the transfer stage 18 by the carrier transfer 22, is carried out in reverse.

【0031】一方、前記処理室10内には縦型のプロセス容器41が設置されている。 On the other hand, the process vessel 41 of vertical type are installed in the processing chamber 10. このプロセス容器41は例えば石英等によって形成されたプロセスチューブなどと称される加熱炉で、断面逆U字形容器、即ち上端閉塞の縦型略円筒形状をなす。 The process vessel 41 in such called furnace process tube formed by, for example, quartz, eggplant sectional inverted U-shaped vessel, i.e. a vertical substantially cylindrical shape of the upper end closure. このプロセス容器41の外周を取り囲むようにヒータ42が設けられ、更にその周囲には冷却パイプや断熱材等を組み込んだ保護カバー43 The heater 42 so as to surround the outer periphery of the process vessel 41 is provided, the protective cover further to around incorporating cooling pipe or heat insulating material or the like 43
が被せられている。 It has been covered.

【0032】また、このプロセス容器41の開口下端にはマニホールド44が接続して設けられている。 Further, the manifold 44 is provided connected to the opening lower end of the process container 41. このマニホールド44は上下フランジ付き矩形円筒体状のもので、図2に示すように、この周壁部に前記プロセス容器41内のガスを排気するオートダンパー45a付き排気管45が接続され、この先端が装置本体1外に導出されて工場排気装置46(図5参照)に接続されている。 The manifold 44 by way of the rectangular cylindrical shape with upper and lower flanges, as shown in FIG. 2, the auto damper 45a with the exhaust pipe 45 for exhausting the gas in the process container 41 to the peripheral wall portion is connected, this tip device are led to the outside main body 1 is connected to the factory exhaust system 46 (see FIG. 5). また、そのマニホールド44を介してプロセス容器41内に新たなガスを導入するガス導入管57が設けられている。 The gas inlet pipe 57 is provided to introduce a new gas into the process container 41 through the manifold 44. このガス導入管57は先端が装置本体1外に導出され、図5に示す如く自動切替えバルブ47を介し所定のプロセスガス(処理ガス)供給装置48と不活性ガス装置49とに接続されて、交互にプロセスガスと不活性ガス(この実施例では例えばN 2ガス)をプロセス容器4 The gas inlet pipe 57 the tip is led to the outside the apparatus body 1, is connected to a predetermined process gas (process gas) supply system 48 and the inert gas system 49 through an automatic switching valve 47 as shown in FIG. 5, alternatively the process gas and an inert gas (in this embodiment for example, N 2 gas) process vessels 4
1内に導入できるようになっている。 It is adapted to be introduced into the 1.

【0033】更に、前記プロセス容器41下部のマニホールド44の周囲には、前記隔壁12とこの下面に固定した角皿状のケース51aとにより、環状室状のスカベンジャー51が構成され、このスカベンジャー51内からプロセス容器41下部周囲に滞留する熱や不要ガスを常時排出する熱排気管52が導出され、この先端が装置本体1外に導出されて工場排気装置46(図5参照)に接続されている。 Furthermore, around the process vessel 41 the bottom of the manifold 44, the said partition wall 12 and the angular dish-shaped case 51a fixed to the lower surface, an annular chamber shaped scavenger 51 is constituted, in this scavenger 51 hot exhaust pipe 52 for discharging constantly heat and unnecessary gas remaining in the lower periphery process vessel 41 is derived from, the tip is connected is led to the outside the apparatus body 1 to the factory exhaust system 46 (see FIG. 5) . また、この熱排気管52の途中にはオートダンパー54a付き分岐管54が処理室10内に位置して設けられている。 Moreover, this in the middle of the hot exhaust pipe 52 auto damper 54a with the branch pipe 54 is provided located in the processing chamber 10.

【0034】なお、そのスカベンジャー51のケース5 [0034] It should be noted that the case 5 of the scavenger 51
1a底面中央部が前記マニホールド44下端と連通する状態に開口されてプロセス容器41の炉口41aを構成している。 1a bottom central portion is open in a state of communication with the manifold 44 the lower end constitutes a furnace opening 41a of the process vessel 41. この炉口41aを下面側からOリングを介し気密状態に閉塞するオートシャッター55が前記ローディングエリア13内に設置されている。 This auto shutter 55 to the throat 41a closes the lower surface side in an airtight state via the O-ring is installed in the loading area 13. このオートシャッター55は開閉駆動部55aにより上下動と横方向の回動を行って炉口41aを開閉する。 This auto shutter 55 performs rotation of vertical movement and horizontal direction by the opening and closing drive unit 55a to open and close the furnace opening 41a.

【0035】前記ローディングエリア13内には前記処理室10のプロセス容器41内に半導体ウエハ5を挿脱するローディング機構としてのウエハボート61とボートエレベータ62とが設置されている。 [0035] The said loading area 13 and the wafer boat 61 and the boat elevator 62 as a loading mechanism for inserting and removing the semiconductor wafer 5 in the process vessel 41 of the processing chamber 10 is installed. このウエハボート61は石英製の縦長やぐら状のもので、多数枚の半導体ウェハ5をそれぞれ水平状態で上下に間隔を存して多段に収納保持する構成である。 The wafer boat 61 is intended quartz Vertical tower-like, a structure for accommodating retaining in multiple stages at intervals above and below multiple semiconductor wafers 5 at each horizontal position.

【0036】このウエハボート61がボートエレベータ62により前記プロセス容器41の炉口41aの丁度真下に垂直状態に支持されている。 [0036] is supported in a vertical state just below the furnace opening 41a of the process chamber 41 by the wafer boat 61 is the boat elevator 62. このウエハボート61 The wafer boat 61
が多数枚の半導体ウエハ5を収納した状態で、前記シャッター55の開放に伴い、ボートエレベータ62により上昇してプロセス容器41内に挿入されたり、逆にプロセス容器41内から下降して引き出されたりする。 Or but in a state of accommodating the semiconductor wafer 5 in multiple sheets, with the opening of the shutter 55, or is inserted into the process vessel 41 was raised by the boat elevator 62, drawn descends from the process vessel 41 in the reverse to. なお、このウエハボート61が上昇してプロセス容器41 Incidentally, the process vessel 41 the wafer boat 61 is elevated
内に挿入されたとき、このウエハボート61下部のフランジ61aが炉口41aを前記オートシャッター55に代わって閉塞してプロセス容器41内を密閉状態にできる。 When inserted within, possible in the process container 41 in a sealed state the wafer boat 61 under the flange 61a is closed on behalf of the furnace port 41a to the auto shutter 55.

【0037】また、ローディングエリア13内のウエハボート61とパスボックス16との間には、移載機(ウエハトランスファ)63が移載用エレベータ64に昇降可能に支持されて設置されている。 Further, between the wafer boat 61 and the pass box 16 in the loading area 13, vertically movably supported by being placed on the transfer device (wafer transfer) 63 transfer elevator 64. この移載機63は昇降しながら、前記パスボックス16内の上下2段の移載用ステージ18上のキャリア6内の半導体ウエハ5を一枚ずつ取り出して、ローディングエリア13のウエハボート61に収納保持させたり、その逆にウエハボート6 While this transfer device 63 is raised and lowered, it is taken out of the semiconductor wafer 5 in the carrier 6 on the top or bottom area of ​​the pass box 16 two-stage transfer stage 18 one by one, accommodated in the wafer boat 61 in the loading area 13 or it is held, the wafer boat 6 vice versa
1から半導体ウエハ5を移載用ステージ18上のキャリア6内に戻したりする働きをなす。 Forming a work or returning from one to the semiconductor wafer 5 in the carrier 6 on the transfer stage 18.

【0038】ここで、前記装置本体1内に隔壁12、1 [0038] Here, the partition wall 12,1 to the apparatus main body 1
4により区画されたローディングエリア13内を陽圧の不活性ガス雰囲気に置換・維持するために、第1のガス給排手段としてのガス導入管71と排気管72とが備えられている。 To replace and maintain the loading area 13 is divided into an inert gas atmosphere of positive pressure by 4, the gas inlet tube 71 as a first gas supply and exhaust means and an exhaust pipe 72 is provided.

【0039】そのガス導入管71は、後述するガス循環冷却浄化システムとして装置本体1の床下に設置されたリターン経路81途中の送風ファン82の一次側(吸い込み側)に接続して設けられている。 [0039] The gas introduction pipe 71 is provided so as to connect the primary side of the return path 81 during the air blowing fan 82 disposed under the floor of the apparatus main body 1 as a gas circulation cooling purification system described below (the suction side) . このガス導入管7 The gas inlet tube 7
1は装置本体1外に導出され、図5に示す如く流量調整バルブ73並びにレギュレータ74を介し不活性ガス供給装置49に接続されて、不活性ガスとしてN 2ガスを前記リターン経路81を介しローディングエリア13内に導入できるようになっている。 1 is derived to the outside the apparatus body 1, a loading through the flow regulating valve 73 and through the regulator 74 is connected to an inert gas supply device 49, the return path 81 of the N 2 gas as the inert gas, as shown in FIG. 5 It has to be introduced into the area 13. 排気管72はローディングエリア13内の下流側から導出され、途中にオートダンパー72aを備えて、前述した工場排気装置46に接続されている。 Exhaust pipe 72 is derived from the downstream side of the loading area 13, and an auto damper 72a in the middle, is connected to the factory exhaust system 46 described above.

【0040】ローディングエリア13内の初期置換時には、そのオートダンパー72aが開いて、工場排気装置46によりローディングエリア13内の排気を行うと共に、N 2ガスを200〜400リットル/min 程度で導入する。 [0040] During the initial substitution of the loading area 13, the auto damper 72a is opened, the plant exhaust device 46 performs the exhaust in the loading area 13, introducing the N 2 gas at about 200 to 400 l / min. その置換後の定常時は、N 2ガス導入量を50 Its steady after substitution, N 2 gas introduction rate of 50
リットル/min 程度に絞り、排気管72のオートダンパー72aは閉じて、ローディングエリア13の隙間排気或いは圧力調整ダンパーにより該ローディングエリア1 L / min about the aperture, closed auto damper 72a of the exhaust pipe 72, the loading area 1 by a gap exhaust or pressure adjustment damper loading area 13
3内を適度な陽圧のN 2ガス雰囲気に維持するようになっている。 The 3 is adapted to maintain the N 2 gas atmosphere moderate positive pressure. なお、その隙間排気による漏れガスは前記スカベンジャー51の熱排気管52のオートダンパー54 Incidentally, the leak gas by the gap exhaust heat exhaust pipe 52 of the scavenger 51 auto damper 54
a付き分岐管54から工場排気される。 It is factory exhaust from a with the branch pipe 54.

【0041】前記ガス循環冷却浄化システムは、半導体ウエハ5の処理作業を繰り返し行っても、ローディングエリア13内のN 2ガス雰囲気を高純度に維持すると共に異常な温度上昇を防止する。 [0041] The gas circulation cooling purification system, be repeated processing operations of the semiconductor wafer 5, to prevent abnormal temperature rise while maintaining N 2 gas atmosphere in the loading area 13 at a high purity. このシステム構成として、まずローディングエリア13内のN 2ガスを一度系外に取り出し、それを浄化・冷却した後に再びローディングエリア13内に還流させるリターン経路81が前記装置本体1の床下に設けられ、この途中に送風ファン8 As this system configuration, first, the N 2 gas in the loading area 13 taken out once system, the return path 81 to be circulated again into the loading area 13 after cleaning and cooling it provided under the floor of the apparatus main body 1, this way to the blower fan 8
2が設置されていると共に、その送風ファン82の二次側にガス浄化器83が設置され、更にその二次側にガス冷却器84が設置されている。 With 2 are installed, a gas purifier 83 is installed in the secondary side of the blower fan 82 is further installed gas cooler 84 on its secondary side. なお、そのガス浄化器8 Incidentally, the gas purifier 8
3はガス状不純物(水分・酸素・炭化水素・その他)を吸収するジルコニア等の金属ゲッターを用途に応じ交換可能に内蔵したケミカル用フィルタである。 3 is a filter for chemicals that interchangeably built according to the application of the metal getter, such as zirconia, which absorbs gaseous impurities (moisture, oxygen, hydrocarbons and other). また、ガス冷却器84は通水可能な冷却パイプに放熱フィンを設けたラジエータタイプのもので、二次側吹き出しガス温度が50℃以下となるような冷却能力を有する。 The gas cooler 84 may be of the radiator type with an radiating fin passing water available cooling pipe has a cooling capacity as the gas temperature blowoff secondary side is 50 ° C. or less.

【0042】こうしたリターン経路81からのN 2ガスを受け入れてローディングエリア13内に吹き出すフィルタ85が該ローディングエリア13内の一側面部に設けられている。 The filter 85 to be blown into the loading area 13 to accept the N 2 gas from these return path 81 is provided on one side surface within the loading area 13. このフィルタ85は、縦置き形のULP This filter 85, vertical form of the ULP
Aグレードのアブソリュートフィルタで、N 2ガス中の微粒子状不純物(ごみ等のパーティクル)をろ過捕集すると共に、そのN 2ガスをローディングエリア13内に一側方から水平層流状態に吹き出す。 In A grade absolute filter with filtering trapping particulate impurities N 2 gas (particle such as dust), blow out the N 2 gas from the one side in the loading area 13 in a horizontal laminar flow state. また、そのN 2ガスの水平層流状態をより確実なものにするために、ローディングエリア13内の他側面に多数の孔を形成した整流板86がフィルタ85と対向するように垂直に設けられ、この整流板86を通してこの裏面空間87からN 2 In order to make the horizontal laminar flow state of the N 2 gas to more reliable, provided vertically so as rectifying plate 86 formed with many holes on the other side of the loading area 13 is opposed to the filter 85 , N 2 through the rectifying plate 86 from the back surface space 87
ガスが前記リターン経路81に吸引導通されて行くようになっている。 Gas is adapted to go sucked conducted to the return path 81.

【0043】また、前記ローディングエリア13内上部にはガスシャワー機構91が設けられている。 [0043] Also, in said loading area 13 the upper gas shower mechanism 91 is provided. このガスシャワー機構91は、図5に示す如くバルブ92並びにレギュレータ73を介し不活性ガス供給装置49に接続されたガス導入管94と、このガス導入管94先端に接続して前記スカベンジャー51のケース51a下面にブラケット95を介し固定された特殊ノズル96を備えてなる。 The gas shower mechanism 91 includes a gas inlet pipe 94 connected to the valve 92 and the regulator 73 via the inert gas supply apparatus 49 as shown in FIG. 5, the case of the scavenger 51 is connected to the gas introduction pipe 94 tip comprising comprising a fixed special nozzle 96 via a bracket 95 to 51a underside.

【0044】その特殊ノズル96は、偏平で、且つ直径200mmウエハ全域をカバーできる幅寸法と、出来るだけランディング(助走)距離を長くした形状で、前記ウエハボート61をプロセス容器41に挿脱(ロード/アンロード)するとき、N 2ガスを50〜100リットル/min で前記プロセス容器41の炉口41aの下側近傍に真横から水平流にして且つ前記ULPAフィルタ85 [0044] As a special nozzle 96 is a flat, the width dimension and can cover diameter 200mm wafers throughout, can only landing (approach) distance long shape, insertion and removal (load the wafer boat 61 into the process vessel 41 / unloading) to time, and from the side in the lower vicinity of the furnace opening 41a of the process chamber 41 with N 2 gas 50 to 100 L / min in the horizontal flow the ULPA filter 85
からの吹き出し水平層流風より早い風速(0.75m/ Fast wind speed than the balloon horizontal laminar flow air from the (0.75m /
sec )で吹き出し、このN 2シャワーにより該ウエハボート61に多段に配して保持されている半導体ウエハ5 balloon in sec), the semiconductor wafer 5 which is held by arranging in multiple stages in the wafer boat 61 by the N 2 Shower
相互間のO 2等の不純物や熱気を追い出すようになっている。 So that the expel impurities and hot air O 2 or the like between each other.

【0045】前記パスボックス16には該ボックス内を不活性ガスに置換する第2のガス給排手段としてのガス導入管101と噴射器102と排気管103とが備えられている。 [0045] The in pass box 16 is provided with an exhaust pipe 103 and the gas inlet pipe 101 and the injector 102 as a second gas supply and exhaust means for replacing the inside of the box in an inert gas. そのガス導入管101は図5に示す如くバルブ104並びにレギュレータ93を介し不活性ガス供給装置49に接続されおり、この先端が図4に示す如く上方からパスボックス16内の噴射器102に接続されている。 As the gas introduction pipe 101 is connected to the valve 104 and the inert gas supply unit 49 via a regulator 93 as shown in FIG. 5, the tip is connected from above as shown in FIG. 4 to the injector 102 in the pass box 16 ing. その噴射器102によりパスボックス16内にこの一側方から常時50リットル/min のN 2ガスを導入噴射できる一方、これと対向する他側に前記排気管10 While capable of introducing injecting N 2 gas always 50 l / min from the one side to the pass box 16 by the injector 102, the exhaust pipe 10 on the other side opposite to the this
3が接続され、この排気管103がオートダンパー10 3 is connected, the exhaust pipe 103 is automatic damper 10
3aを介し工場排気装置46に接続されて、パスボックス16内のガスを押し流す状態で常時排気できるようになっている。 3a the through connected to the factory exhaust system 46, and to be able to exhaust all times in a state sweep away the gas in the pass box 16.

【0046】この噴射器102は、パスボックス16内の一側寄りに上端から下端近傍までに亘り垂設したパイプ状のインジェクターで、周面に上下に間隔を存して多数の小孔を穿設しており、この各小孔からN 2ガスをパスボックス16内の上下各段の移載用ステージ18上空間に一側方から水平流として導入噴射する。 [0046] The injector 102 is puncture a pipe-shaped injector and vertically over the upper end on one side closer to the lower end vicinity of the pass box 16, a large number of small holes at intervals vertically on the peripheral surface It has set, introducing injection as a horizontal flow from one side to the transfer stage 18 above the space of the upper and lower stages in the N 2 gas pass box 16 from the respective small holes. そのインジェクターによるN 2ガス吹き出し速度は0.75m/se Speed balloon N 2 gas by the injector 0.75 m / se
c が可能とされており、移載用ステージ18上のキャリア6が横に寝た状態で両側面に多数のスリットを有していることから、これらスリットを介しN 2ガスが該キャリア6内を半導体ウエハ5の主面と平行する向き(水平向き)で一側方から他側方に流れ抜けて、該半導体ウエハ5相互間のO 2等の不純物を追い出すようになっている。 c are possible, moved from to have a large number of slits on both sides in a state in which the carrier 6 lying next to the mounting stage 18, N 2 gas in the carrier 6 through the slits the orientation (horizontal orientation) parallel to the main surface of the semiconductor wafer 5 missing flows from one side to the other side in, so that expel impurities such as O 2 between the semiconductor wafer 5 from each other.

【0047】また、図5に示す如く、前記ローディングエリア13内とパスボックス16内との酸素濃度検知手段としてのガス導通配管111と112とが設けられ、 Further, as shown in FIG. 5, a gas conduction pipe 111 and 112 as the oxygen concentration detection means with the said loading area 13 and the pass box 16 is provided,
これらが共通の一個の酸素濃度計(O 2センサー)11 One oximeter these common (O 2 sensor) 11
3に接続されている。 It is connected to the 3. この酸素濃度計113は三方切替えバルブとガス導出ポンプを内蔵したもので、前記ローディングエリア13内とパスボックス16内との酸素濃度が20PPm 以下か否かを測定するようになっている。 The oximeter 113 in which a built-in three-way switching valve and the gas outlet pump, the oxygen concentration of the loading area and the pass box 16 13 is adapted to measure whether the following 20 ppm.

【0048】また、その酸素濃度計113からの信号と、前記ローディングエリア13内に気圧を測定する圧力センサー114からの信号とを受けるコントローラ1 [0048] The controller 1 receives a signal from the oxygen concentration meter 113, and a signal from a pressure sensor 114 for measuring the pressure in the loading area 13
15が設けられている。 15 is provided. このコントローラ115からの制御指令でもって、前記オートダンパー45a,54 With the control command from the controller 115, the auto damper 45a, 54
a,72a,103aと、バルブ47,73,92,1 a, 72a, and 103a, valve 47,73,92,1
04と、前面扉20及びオートドア31,32並びにオートシャッター55と、キャリアトランスファ22及び移載機63と、ボートエレベータ62等の各稼働部がそれぞれ自動的にシーケンス制御されるようになっている。 And 04, a front door 20 and the automatic door 31, 32 and auto shutter 55, the carrier transfer 22 and transfer device 63, the operation unit such as a boat elevator 62 is adapted to be automatically sequence control, respectively.

【0049】このような構成の縦型熱処理装置の作用を述べると、まず、装置本体1内に区画構成されたローディングエリア13は比較的狭いので、初期置換時には、 [0049] Describing the operation of the vertical heat treatment apparatus having such a configuration, first, since the loading area 13, which is partition configuration in the apparatus main body 1 is relatively narrow, when the initial substituted,
第1のガス給排手段としての排気管72のオートダンパー72aが開いて、工場排気装置46によりローディングエリア13内の排気を行うと共に、ガス導入管71からN 2ガスを400リットル/min 程度で導入する。 First auto damper 72a of the exhaust pipe 72 as a gas supply and exhaust means is opened, the plant exhaust device 46 performs the exhaust of the loading area 13, the N 2 gas from the gas inlet pipe 71 at about 400 L / min Introduce. こうした比較的少ないN 2ガス供給量で大気から不活性ガスに楽に置換可能となる。 A comfortably displaceable in an inert gas atmosphere at these relatively low N 2 gas supply.

【0050】その置換後の定常時は、ガス導入管71からのN 2ガス導入量を50リットル/min 程度の少量に絞り、排気管72のオートダンパー72aは閉じて、ローディングエリア13の隙間排気或いは圧力調整ダンパーにより該ローディングエリア13内を適度な陽圧(クリーンルーム2の気圧より0.2mmH 2 O程高い1mmH The steady-state after the replacement, squeezing the N 2 gas introduction rate from the gas inlet pipe 71 in a small amount of about 50 l / min, closed auto damper 72a of the exhaust pipe 72, the gap exhaust of the loading area 13 or high enough 0.2MmH 2 O from moderate positive pressure (clean room 2 pressure to the loading area 13 by the pressure adjustment damper 1mmH
2 O程度)のN 2ガス雰囲気に維持する。 Maintaining the N 2 gas atmosphere at about 2 O). なお、その隙間排気による漏れガスはスカベンジャー51の熱排気管52のオートダンパー54a付き分岐管54から常時工場排気される。 Incidentally, the leak gas by the gap exhaust is always factory exhaust from the auto damper 54a with the branch pipe 54 of the hot exhaust pipe 52 of the scavenger 51.

【0051】一方、移載用ステージ18を囲むパスボックス16には、第2のガス給排手段としてのガス導入管101から噴射器102を介し常時50リットル/min Meanwhile, the pass box 16 surrounding the transfer stage 18, a second normally 50 liters via an injector 102 through the gas inlet pipe 101 serving as the gas supply and exhaust means / min
のN 2ガスを一側方から水平流で噴射導入し、他側方の排気管103から押し出すように排気する。 Of N 2 gas ejected introduced horizontal flow from one side of the, evacuated to extrude from an exhaust pipe 103 of the other side. こうすることで、該パスボックス16内は容量が小さいので、非常に少ないN 2ガス供給量で大気から不活性ガスに素早く置換される。 In this way, inside the pass box 16 because capacitance is small, it is quickly replaced with the inert gas from the atmosphere with very little N 2 gas supply.

【0052】こうした状態で、まず、前面扉20が自動的に開き、外部から多数枚の半導体ウエハ5を収納したキャリア6を搬入出用エリア15内I/Oポートとしての左右の姿勢変換機構21にそれぞれ搬入搭載する。 [0052] In this state, first, the front door 20 is automatically opened, the left and right of the posture changing mechanism as an I / O port for area 15 loading and unloading of the carrier 6 accommodating the semiconductor wafer 5 multiple sheets from the outside 21 and it carries respectively mounted to. これら姿勢変換機構21がキャリア6を上向き状態から9 These attitude changing mechanism 21 is a carrier 6 from upward state 9
0度転換して横向きにし、これをキャリアトランスファ22が次々と受け取って、エレベータ23を介し昇降しながら、一度上方のキャリアストックステージ24に搬送する。 And sideways by 0 degrees conversion, receive this one after another carrier transfer 22, while lifting through the elevator 23, to convey once above the carrier stock stage 24. この状態で各キャリア6内の半導体ウエハ5の主面のパーティクル(微小粒子)等の付着ダストをクリーンエアにより除去する。 Adhering dust such as particles of the main surface of the semiconductor wafer 5 in the carrier 6 (fine particles) in this state is removed by clean air.

【0053】こうした後に、タイミングを図って、前記パスボックス16の搬入出用エリア15側のオートドア31が開き、キャリアトランスファ22がキャリアストックステージ24からキャリア6を運んで該パスボックス16内の上下各段の移載ステージ18上に搬入する。 [0053] After this, the aim of the timing to open the automatic door 31 of the loading and unloading for area 15 side of the pass box 16, the upper and lower in the pass box 16 each carrying carrier transfer 22 carrier 6 from the carrier stock stage 24 to carry on the stage of the transfer stage 18.
この作業時、一時的にパスボックス16内に大気が入るが、その後はオートドア31が閉じてパスボックス16 During this work, temporary but air enters the pass box 16, the pass box 16 then automatic door 31 is closed
内を密閉状態とすることで、前述の如くガス導入管10 By the inner hermetically closed, gas inlet tube 10 as described above
1から噴射器102を介し供給されるN 2ガスで短時間で大気を追い出して不活性ガスに置換される。 It is replaced with the inert gas purging air in a short time with N 2 gas supplied through the injector 102 from 1.

【0054】この際、第2のガス給排手段の噴射器10 [0054] At this time, the injector 10 of the second gas supply and exhaust means
2であるインジェクターは、多数の小孔からN 2ガスをパスボックス16内の上下各段の移載用ステージ18上空間に一側方から早い流速の水平流として導入噴射しているので、そのパスボックス16内の各移載用ステージ18上に横に寝た状態のキャリア6の両側面の多数のスリットを介し、該N 2ガスが半導体ウエハ5の主面と平行する向き(水平向き)で一側方から他側方に流れ抜けて、ここでも該半導体ウエハ5相互間のO 2等の不純物を追い出すようにして除去する。 A is injector 2, since the introduction injected as a horizontal stream of a number of high flow rate of N 2 gas from the one side in the vertical transfer stage 18 above the space of each stage in the pass box 16 from the small hole, the through a number of slits on both sides of the carrier 6 in a state of lying laterally on each transfer stage 18 in the pass box 16, the direction in which the N 2 gas is parallel to the main surface of the semiconductor wafer 5 (horizontal direction) in missing flows from one side to the other side, it is removed again so as to drive off impurities such as O 2 between the semiconductor wafer 5 from each other.

【0055】こうしてパスボックス16内がN 2ガス雰囲気に置換された後、そのローディングエリア13側のオートドア32が開き、そのパスボックス16内の上下各段の移載ステージ18上のキャリア6内の半導体ウエハ5を移載機63が一枚ずつ取りだして、ローディング機構のウエハボート61に移載する。 [0055] After thus the pass box 16 is replaced with N 2 gas atmosphere, its open loading area 13 side of the automatic door 32, the inside pass box 16 up and down in the carrier 6 on the transfer stage 18 of each stage the semiconductor wafer 5 is taken out transfer device 63 one by one, and transfers the wafer boat 61 in the loading mechanism. この作業中、パスボックス16内がN 2ガス雰囲気に置換されているので、ローディングエリア13内に大気等が侵入する心配がない。 During this operation, since the pass box 16 is replaced with N 2 gas atmosphere, the atmosphere or the like there is no fear of entering the loading area 13.

【0056】このローディングエリア13内のウエハボート61に移載された多数枚の半導体ウエハ5は、オートシャッター55が開き、ボートエレベータ62によりウエハボート61ととも共に上昇せしめられて処理室1 [0056] Many semiconductor wafers 5, which is transferred to the wafer boat 61 in the loading area 13, open auto shutter 55, with the wafer boat 61 is raised together the processing chamber by the boat elevator 62 1
0のプロセス容器41内に挿入される。 It is inserted into the 0 in the process container 41. そして、下部フランジ61aで炉口41aを閉じた状態で、プロセス容器41内のN 2ガス雰囲気が排気管45により排気されると共に、ガス導入管56からプロセスガスがプロセス容器41内に導入されて、ヒーター42の加熱により半導体ウエハ5に所要の処理が施される。 Then, in the closed state of the furnace opening 41a in the lower flange 61a, with N 2 gas atmosphere in the process container 41 is exhausted by the exhaust pipe 45, the process gas from the gas introduction pipe 56 is introduced into the process vessel 41 , required processing in the semiconductor wafer 5 is performed by heating the heater 42.

【0057】その処理後は、プロセス容器41内のプロセスガスを排気管45より排気すると共に、ガス導入管56からN 2ガスを供給して、該プロセス容器41内をローディングエリア13内と同じN 2ガス雰囲気に置換する。 [0057] After the processing, the process gas in the process vessel 41 while the exhaust from the exhaust pipe 45, to supply N 2 gas through the gas inlet pipe 56, the same N the process vessel 41 the loading area 13 replaced with 2 gas atmosphere. こうしてからボートエレベータ62により下降してウエハボート61と共に処理済み半導体ウエハ5をローディングエリア13内に引き戻す。 This was lowered by the boat elevator 62 is pulled back the processed semiconductor wafer 5 with the wafer boat 61 in the loading area 13 after. その時点で再びオートドア32が開き、移載機63が稼働してウエハボート61内の処理済み半導体ウエハ5を取り出してパスボックス16内の上下各段の移載ステージ18上のキャリア6内に戻す。 Again automatic door 32 is opened at that time, back into the transfer device 63 is operational to the carrier 6 on the transfer stage 18 of the upper and lower stages of taking out the processed semiconductor wafers 5 in the wafer boat 61 in the pass box 16 . そして、ローディングエリア13側のオートドア32が閉じ、この反対のオートドア31が開き、キャリアトランスファ22が稼働して該キャリア6 The automatic door 32 closes the loading area 13 side, opens automatic door 31 of the opposite, the carrier 6 carrier transfer 22 is up
を取り出して一度上方のキャリアストックステージ24 The taken out once above the carrier stock stage 24
に搬送する。 To convey to.

【0058】その後は、搬入出用エリア15の前面扉2 [0058] After that, the front door 2 for the area 15 loading and unloading
0が開き、再びキャリアトランスファ22が稼働して、 0 opens, running the carrier transfer 22 again,
キャリアストックステージ24のキャリア6を次々左右の姿勢変換機構21に受け渡し、これらが上向き状態に90度転換する。 Passing to the left and right of the posture changing mechanism 21 one after another carrier 6 of the carrier stock stage 24, it is converted 90 degrees upward state. これで該処理済み半導体ウエハ5を収納したキャリア6を外部に取り出せるようになる。 This becomes to release the carrier 6 accommodating the processed semiconductor wafer 5 to the outside.

【0059】こうすることで、半導体ウエハ5の搬入出の際にローディングエリア13内に大気が侵入して来ることがなくなり、全体的に不活性ガスの消費量が少なくて済み、経費の節減が可能となると共に、ローディングエリア13内を陽圧で高純度の不活性ガス雰囲気に維持できて、半導体ウエハ5のプロセス容器41内へのロード/アンロード時の自然酸化膜の発生や、半導体ウエハ5への不純物の付着や化学反応を抑制するのに大に役立つようになる。 [0059] By doing so, prevents the atmosphere invade in the loading area 13 at the time of loading and unloading of the semiconductor wafer 5, generally requires less consumption of the inert gas, is reduced expenses possible and with made, and to maintain the loading area 13 in an inert gas atmosphere of a high purity positive pressure, generation of a natural oxide film during loading / unloading of the semiconductor wafer 5 in the process vessel 41, a semiconductor wafer so help large to suppress the adhesion and chemical reaction of impurities to 5.

【0060】こうした半導体ウエハ処理作業を繰り返し行っていると、特にウエハボート61のプロセス容器4 [0060] and is repeated such semiconductor wafer processing operation, in particular the process container 4 of the wafer boat 61
1への挿脱((ロード/アンロード)時、ローディングエリア13内のN 2ガス雰囲気中にカーボン等のガス状不純物が発生したり、オイルミストやごみなどの粒子状不純物(パーティクル)が発生し、それら不純物が半導体ウエハに付着したり化学反応(ケミカルコンタミネーション)を起こして、半導体素子の特性や歩留まりの悪化の原因となる。また、同時に炉口41aの開放によるプロセス容器41内からの熱気の放出や、高温(100 When insertion and removal of the 1 ((loading / unloading), gaseous impurities may occur, such as carbon, particulate impurities such as oil mist or dust (particles) is generated during the N 2 gas atmosphere in the loading area 13 and, causing adherent or chemical reaction they impurities into the semiconductor wafer (chemical contamination), causing deterioration of the properties and yield of the semiconductor devices. Further, from the process vessel 41 by opening the same time the furnace port 41a release and of hot air, high temperature (100
0℃程度)に加熱された処理済み半導体ウエハ5からの輻射熱等により、ローディングエリア13内のN 2ガス雰囲気が異常に昇温する。 The radiation heat from the processed semiconductor wafer 5 which is heated to about 0 ° C.), N 2 gas atmosphere in the loading area 13 is abnormally heated.

【0061】こうしたことから、パージガスとして清浄なN 2ガスを前述の如くガス導入管71から常時供給し続ける一方、ガス循環冷却浄化システムが絶えず稼働し、そのローディングエリア13内のN 2ガスを不純物と一緒に送風ファン82の作用により整流板86を介し一度リターン経路81に導通し、これをガス浄化器83 [0061] For these reasons, while continuing to supply constantly clean N 2 gas as a purge gas through the gas inlet pipe 71 as described above, the gas circulating cooling purification system constantly running, the N 2 gas of the loading area 13 impurities together conduct once the return path 81 through the rectifying plate 86 by the action of the blower fan 82 and which the gas purifier 83
によりガス状不純物(水分・酸素・炭化水素・その他) Gaseous impurities (moisture, oxygen, hydrocarbons and other)
を吸収しすると共に、そのN 2ガスをガス冷却器84に通して50℃以下となるように冷却する。 While absorbs, cooling the N 2 gas so that the 50 ° C. or less through the gas cooler 84. 更にULPA In addition ULPA
グレードのアブソリュートフィルタ85によりN 2ガス中の微粒子状不純物(ごみ等のパーティクル)をろ過捕集すると共に、そのN 2ガスをローディングエリア13 With filtered trapping particulate impurities N 2 gas (particle such as dust) by absolute filter 85 grades, the loading area 13 the N 2 gas
内に一側方から水平層流状態に吹き出して還流させている。 And refluxed by blowing in a horizontal laminar flow state from the one side within.

【0062】これで、該ローディングエリア13内のN [0062] In this, N in the loading area 13
2ガス雰囲気が高純度に維持されると共に、異常な温度上昇が防止される。 With 2 gas atmosphere is maintained at a high purity, abnormal temperature rise can be prevented. しかもそのフィルタ85からN 2ガスがローディングエリア13内に一側方から水平層流(ラミナーフロー)状態に吹き出されるので、ローディングエリア13内においても、ウエハボート61に多段に配して水平に保持された多数枚の半導体ウエハ5相互間のO 2等の不純物が追い出すようにして除去されるようになる。 Moreover, since the N 2 gas is blown from one side to the loading area 13 in a horizontal laminar flow (laminar flow) conditions from the filter 85, even in the loading area 13, horizontally to the wafer boat 61 arranged in multiple stages as impurities such as O 2 between a number held semiconductor wafers 5 mutually expel it comes to be removed.

【0063】さらに、ウエハボート61のプロセス容器41への挿脱(ロード/アンロード)時、ガスシャワー機構91が稼働し、スカベンジャー51の下面の特殊ノズル96からN 2ガスが高速で炉口41aの下側近傍に真横から水平流にして吹き出され、このN 2シャワーにより該ウエハボート61に多段に配して水平に保持されている半導体ウエハ5相互間のO 2等の不純物や熱気が追い出されるようになる。 [0063] Further, when insertion and removal of the process vessel 41 of the wafer boat 61 (loading / unloading), the gas shower mechanism 91 is running, the furnace opening 41a from the underside of the special nozzle 96 with N 2 gas fast scavenger 51 is blown in the horizontal flow from the side to the lower side near the impurities and hot air O 2 or the like between the semiconductor wafer 5 mutually are horizontally held by arranging in multiple stages in the wafer boat 61 is expelled by the N 2 shower made to be.

【0064】なお、前述の実施例の処理装置は、被処理物として半導体ウエハ5に絶縁膜を生成する酸化装置或いはCVD装置として利用されるものとしたが、被処理物の種類や処理の種類は特に限定されるものではなく、 [0064] Incidentally, the processing apparatus in the illustrated embodiments, it is assumed to be used as the oxidizer or the CVD apparatus for generating an insulating film on the semiconductor wafer 5 as a processing object, the object to be treated type and process type not is to be limited to,
他の種の処理を行う処理装置であってもよいことはもちろんである。 It may be a processing device for processing other species of course. これら処理の種類に応じて前述のN 2ガス以外の不活性ガスを供給するようにしても良い。 Depending on the type of processing may be supplied with an inert gas other than N 2 gas described above.

【0065】 [0065]

【発明の効果】本発明の処理装置は、前述の如く構成したので、不活性ガスの消費量が少なくて済み、しかもローディングエリアを陽圧で高純度の不活性ガス雰囲気に維持できて、被処理物の処理室へのロード/アンロード時の自然酸化膜の発生や、被処理物への不純物の付着や化学反応を抑制するのに大に役立ち、非常に経済的で高性能化が図れる効果が得られる。 Processing apparatus of the present invention exhibits, since it is configured as described above, requires less consumption of inert gas, yet can be maintained a loading area to an inert gas atmosphere of a high purity positive pressure, the generation of a natural oxide film during loading / unloading of the processing chamber of the workpiece, help to large to suppress the adhesion and chemical reaction of impurities to be treated, thereby a very economical and high performance effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例に係わる縦型熱処理装置の構成を示す断面図。 Sectional view showing a configuration of a vertical heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

【図2】図1のA−A線に沿う縦断面図。 Figure 2 is a longitudinal sectional view taken along the line A-A of FIG.

【図3】同装置の横断面図。 Figure 3 is a cross-sectional view of the same apparatus.

【図4】図3のB−B線に沿う断面図。 4 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.

【図5】制御システムを示す概略図。 Figure 5 is a schematic diagram showing a control system.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…装置本体、5…被処理物(半導体ウエハ)、6…キャリア、10…処理室(41…プロセス容器)、13… 1 ... apparatus body 5 ... object to be processed (semiconductor wafer), 6 ... carrier, 10 ... processing chamber (41 ... process container), 13 ...
ローディングエリア、15…搬入出用エリア、16…パスボックス、18…移載用ステージ、31,32…オートドア、61,62…ローディング機構、(61…ウエハボート、62…ボートエレベータ)、64…移載機、 Loading area, 15 ... area for loading and unloading, 16 ... pass box, 18 ... transfer stage, 31, 32 automatic door, 61, 62 ... loading mechanism, (61 ... wafer boat, 62 ... boat elevator), 64 ... transfer transfer machine,
71,72…第1のガス給排手段(71…ガス導入管、 71, 72 ... first gas supply and exhaust means (71 ... gas inlet,
72…ガス排気管)、101,102,103…第2のガス給排手段(101…ガス導入管、102…噴射器、 72 ... gas exhaust pipe), 101, 102, 103 ... second gas supply and exhaust means (101 ... gas inlet, 102 ... injector,
103…ガス排気管)。 103 ... gas exhaust pipe).

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 装置本体内に、被処理物に所定の処理を施す処理室と、この処理室に対し被処理物を挿脱するローディング機構を備えたローディングエリアと、被処理物を収納したキャリアの搬入出用エリアと、このキャリアを一時的に受ける移載用ステージと、この移載用ステージのキャリア内の被処理物を前記ローディングエリアのローディング機構に移載する移載機とを備えてなる処理装置であって、 前記ローディングエリアを装置本体内に区画構成し、且つこのローディングエリア内を陽圧の不活性ガス雰囲気に置換・維持する第1のガス給排手段を設ける一方、前記移載用ステージを前記搬入出用エリアとローディングエリアに対しオートドアを介し連通/遮断可能にパスボックス化し、且つこのパスボックス内を不活性ガスに置 To 1. A device body, a processing chamber for performing a predetermined processing on the processing object, and a loading area having a loading mechanism for inserting and removing an object to be processed with respect to the process chamber, accommodating the article to be treated comprising a unloading for areas of the carrier, the transfer stage temporarily receiving the carrier, and a transfer unit for transferring an object to be processed in the carrier of the transfer stage to the loading mechanism of the loading area a processing apparatus comprising Te, the partitioned configuration the loading area in the apparatus main body, and while the loading area providing a first gas supply and exhaust means for replacing and maintained with an inert gas atmosphere of positive pressure, the the transfer stage and communicating / blocking capable path boxed through the automatic door to area and loading area for leaving the carry, and location within the pass box in an inert gas する第2のガス給排手段を設けて構成したことを特徴とする処理装置。 Second processing unit, characterized in that which is configured by providing a gas supply and exhaust means for.
  2. 【請求項2】 第2のガス給排手段は、パスボックス内に不活性ガスをキャリア内の被処理物の主面と平行する向きに一方から導入噴射する噴射器と、そのガスを他方から排出する排気管とを備えてなる請求項1記載の処理装置。 2. A second gas supply and exhaust means comprises a injector for introducing injected from one of the inert gas into the pass box in a direction parallel to the principal plane of the object in the carrier, the gas from the other processing apparatus according to claim 1 comprising an exhaust pipe for discharging.
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