JPH07283288A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ＳＭＩＦポット型カセット収容容器の設置で
作業空間クリーン度が低くてもよい処理装置を提供す
る。 【構成】 処理室１、これに連結されて被処理体Ｗを収
容した保持体６を挿脱するローディング室８、及びこれ
に対してカセットＣ内収容の被処理体を搬出入する搬出
入室１３とを備えた処理装置において、内部に清浄空気
または不活性ガスを充填して密閉可能にしたカセット収
容容器３０を設置するカセット収容容器用ポート１４を
搬出入室１３に設ける。このポート１４の下方に、容器
内のカセットＣだけを沈ませて取り込むカセット取り込
み機構１７と清浄気体噴出手段１８を配置する。これは
清浄気体の横流６５を形成して滞留し易い雰囲気を循環
させたり、被処理体表面の付着微粒子等を吹き飛ばす。 【効果】 カセットが搬出入時に作業領域の雰囲気に晒
されないので、この領域の雰囲気のクリーン度を高く維
持する必要がなく、クリーンルームの経費を節約でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハ等
の被処理体に所定の処理を施す処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体の製造工程においては、
被処理体である半導体ウエハ（以下にウエハという）へ
の酸化膜の形成や熱ＣＶＤ法による薄膜形成や熱拡散法
による不純物濃度領域の形成等を行う各種の処理装置が
使用されている。

【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
が多く採用されている。従来のこの種の縦型熱処理装置
としては、多数枚のウエハを収容した保持体であるウエ
ハボートをほぼ円筒形の縦型処理室（プロセスチュー
ブ）内に挿入し、プロセスチューブ内を所定の処理ガス
下で加熱することにより、ウエハの各種処理を行うもの
が知られている。

【０００４】従来のこの種の熱処理装置は、図１１に示
すように、例えば石英製のプロセスチューブ１の下側に
マニホールド２を設置し、このマニホールド２に設けら
れた排気管３及びガス導入管４によって、プロセスチュ
ーブ１内のガスの排気及び導入が行われるようになって
いる。また、このプロセスチューブ１の外側には、プロ
セスチューブ１を囲んでヒータ５が設けられており、プ
ロセスチューブ１内を所望の温度に加熱制御し得るよう
になっている。

【０００５】多数枚のウエハＷを収納したウエハボート
６は、移送機構を構成するボートエレベータ７によって
ローディング室８からプロセスチューブ１に挿入され
る。この際、ウエハボート６のフランジ６Ａがマニホー
ルド２に当接してプロセスチューブ１内が密閉されるよ
うに構成されている。

【０００６】また、ローディング室８に隣接して設置さ
れる移載室９内に、図示しないキャリア搬送手段によっ
て搬送されたウエハキャリアＣに収納されたウエハＷを
ウエハボート６に搬送または搬出するための搬出入手段
１０が設置されている。

【０００７】上記のように構成される熱処理装置を用い
てウエハＷに処理を施す場合は、まず、ウエハをウエハ
ボート６に収納し、このウエハボート６をボートエレベ
ータ７によって上昇させてプロセスチューブ１内に挿入
する。その後、排気管３を用いてプロセスチューブ１内
のＮ₂ ガスを排出し、プロセスチューブ１内が所定の真
空度に達すると、ガス導入管４により処理ガスを導入し
て所望の処理を行う。また、このローディング室内は略
大気圧の清浄空気雰囲気に常時維持されているのが一般
的である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の構
造の縦型熱処理装置においては、一般的は、ウエハキャ
リアＣを収容する移載室９内へのウエハキャリアＣの搬
出入は、これに設けたドア１１を開閉して行われ、この
ウエハキャリアはＡＧＶ（自動搬送車）や人間により内
部のウエハをクリーンエアに晒した状態で搬送されて真
空室内に設置されたり、或いは処理済みのウエハもクリ
ーンエアに晒された状態で搬出される。

【０００９】従って、移載室９のドア１１の外側すなわ
ちオペレータ等が作業を行うクリーンルーム内全体は、
ウエハへのパーティクルの付着を防止するために移載室
９やローディング室８内と同等の或いはそれに近い高い
クリーン度、例えばクラス１に維持しなければならな
い。

【００１０】クリーンルームを建設する場合にはそのク
リーン度が高ければ高くなる程、単位面積当たりの建設
コストが高くなり、従って上述のようにウエハキャリア
Ｃを運んだり、オペレータが作業したりする空間全体を
高いクリーン度を目標として建設すると大幅なコスト高
になるという問題があった。更には、容積の大きなクリ
ーンルーム全体を高い清浄度に維持しなければならない
ことから、ランニングコストも上昇するという問題点が
あった。

【００１１】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、例えばＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）ポットのような
カセット収容容器を設置可能とすることにより作業空間
用クリーンルームのクリーン度を従来程高くなくて済む
処理装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被処理体に所定の処理を施す処理室
と、この処理室に対して前記被処理体を収容した保持体
を挿脱する移送機構を有するローディング室と、このロ
ーディング室に対して、カセット内に収容されている被
処理体を搬出入する搬出入室とを具備する処理装置にお
いて、前記搬出入室は、外部との間で前記カセットを搬
出入するために、内部が清浄空気或いは不活性ガス雰囲
気になされて密閉可能になされた搬送可能なカセット収
容容器を設置するためのカセット収容容器用ポートと、
前記カセット収容容器用ポートの下方に設けられ、前記
カセット収容容器用ポートのカセット挿通孔を開閉可能
にすると共に前記カセットを取り込むカセット取り込み
機構と、前記カセット収容用ポートの下方に設けられ、
前記取り込まれたカセット内に収容された被処理体に平
行な清浄気体の流れを与える清浄気体供給手段とを備え
るようにしたものである。

【００１３】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、搬出入
室に対して被処理体を搬出入する時には、内部が外部雰
囲気と密閉隔離されたカセット収容容器を搬出入室のカ
セット収容容器用ポートに設定する。このポートに設定
されたカセット収容容器と搬出入室との間では外部の作
業領域の雰囲気から区画された状態でカセット取り込み
機構によってカセット毎に被処理体の受け渡しが行われ
る。そして、搬出入室内にカセットが取り込まれると側
部に設けた清浄気体供給手段からはカセット内の被処理
体に対してこれと平行に清浄気体の横流が施され、付着
していたパーティクルやポート下方に滞留していた雰囲
気が排除されることになる。従って、カセットを装置間
同士で搬送したり、オペレータが作業する作業空間のク
リーン度をそれ程高く設定する必要もなく、クリーンル
ームの建設コストを削減することができる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基いて詳細
に説明する。ここでは、本発明の処理装置を半導体ウエ
ハの熱処理装置に適用した場合について説明する。尚、
従来の熱処理装置と同じ部分には同一符号を付して説明
する。

【００１５】図１はこの発明の処理装置の概略断面図、
図２は図１の概略平面図、図３は保持体収容室の断面
図、図４はこの装置の前面側を示す斜視図、図５はカセ
ット収容容器用ポートを示す断面図、図６はカセット水
平移動機構を示す斜視図、図７はキャリアトランスファ
に設けた枚数カウンタを示す図、図８は搬出入室内の清
浄空気の流れを示す図、図９は清浄気体供給手段と取り
込まれたカセットとの関係を示す側断面図、図１０は図
９に示す部分の平面図である。

【００１６】本発明の処理装置は、被処理体であるウエ
ハＷに所定の処理を施す処理室であるプロセスチューブ
１と、このプロセスチューブ１に対して多数枚例えば１
００枚のウエハＷを収納した保持体としてのウエハボー
ト６を挿脱する移送機構１２を備えたローディング室８
と、このローディング室８に対してウエハＷを搬出入す
る搬出入室１３と、この搬出入室１３に形成されたカセ
ット収容容器用ポート１４と、ローディング室８と搬出
入室１３との間に配置される保持体としてのウエハボー
ト６を収容する保持体収容室１６とで構成されている。
また、上記搬出入室１３内にはカセットＣを取り込むカ
セット取り込み機構１７と、取り込まれたカセット内の
被処理体に、これと平行に清浄気体の横流を与える清浄
気体供給手段１８が形成されて、本発明の主要部が構成
されている。

【００１７】上記ローディング室８内と保持体収容室１
６内とは連通されて一体化されており、そして、これら
両室８、１６を仕切る一側壁にはそれぞれフィルタ１
９、１９を介設した清浄空気導入口２０、２０が設けら
れると共に、これらと対向する他側壁には、同じくフィ
ルタ２１、２１を介設した清浄空気排出口２２、２２が
設けられ、両室８、１６内全体に渡って略常圧に維持さ
れて清浄度の高い、例えばクラス１程度の清浄空気の横
流を形成するようになっている。尚、清浄空気排出口２
２、２２から排出された清浄空気の一部は清浄空気導入
口２０、２０側に戻され、室内に循環させるようになっ
ている。

【００１８】また、上記保持体収容室１６の下部には、
図３に示すように、例えばベローズシール２３を介して
載置台２４が上下動可能に配置され、この載置台２４の
室外側にウエハボート６の有無を確認するための検出手
段２５が設けられている。この検出手段２５は、載置台
２４に連結された可動検出体２５Ａと、この可動検出体
２５Ａの上下移動部に関して対峙される発光部２５Ｂと
受光部２５Ｃとからなる光センサー２５Ｄとで構成され
ている。従って、保持体収容室１６内にウエハボート６
が収容されて載置台２４上にウエハボート６が載置され
ると、その重量によって載置台２４が下降すると共に、
可動検出体２５Ａも下降して、発光部２５Ｂから受光部
２５Ｃへの光を遮断することにより、ウエハボート６の
有無を判断することができる。尚、ウエハボート６の有
無の検出は必ずしもこのような検出手段２５で行う必要
はなく、例えば保持体収容室１６の天井や床部或いは壁
部にシール機構を介して埋設されるセンサーによってウ
エハボート６の有無を判断するなど任意の検出手段を用
いることができる。

【００１９】この保持体収容室１６の搬出入室１３側に
は、ウエハトランスファ５０が移載用エレベータ５１に
よって昇降可能に支持されて設置されている。このウエ
ハトランスファ５０は、昇降しながら搬出入室１３内の
後述するトランスファステージ４８上のキャリアＣ内の
ウエハＷを１枚ずつ取り出して、保持体収容室１６内に
収容されたウエハボート６に収納保持させたり、その逆
にウエハボート６から処理済みのウエハＷをトランスフ
ァステージ４８上のキャリアＣ内に戻す働きをなすよう
に構成されている。

【００２０】上記処理室を構成するプロセスチューブ１
は、断面逆Ｕ字状の縦型略円筒状の石英製容器にて形成
されており、このプロセスチューブ１の外周にはヒータ
５が囲繞され、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２６が被覆されている。また、
プロセスチューブ１の開口下端にはマニホールド２が接
続して設けられている。このマニホールド２は上下フラ
ンジ付き円筒状のもので、図１に示すように、このマニ
ホールド２の周壁部に、プロセスチューブ１内に所定の
処理用ガスを導入するガス導入管４と、処理後のガスを
排気する排気管３がそれぞれ接続されている。この場
合、ガス導入管４は図示しないガス切換弁を介して所定
の処理ガス供給源と清浄空気供給源に接続されて、交互
に処理ガスと清浄空気をプロセスチューブ１内に導入で
きるようになっている。

【００２１】上記ローディング室８は、例えばステンレ
ス鋼製パネルを全周溶接するか、或いはＯリングシール
にてシールした密閉構造となっており、その上部及び下
部の適宜位置には図示しない例えば清浄空気供給源に接
続する清浄空気導入管２７が接続されている。このロー
ディング室８内に配置される移送機構１２は、ウエハボ
ート６を載置保持するボートエレベータ７と、このボー
トエレベータ７を昇降移動するボールねじ装置７Ａとで
構成されている。この場合、ローディング室８内は真空
状態にする必要がないため、ローディング室８を構成す
るパネルに高い剛性をもたせる必要がない。従って、移
送機構１２のボールねじ装置７Ａを自立式とせずにロー
ディング室８の壁に固定する構造であってもよい。ま
た、ローディング室８内の保持体収容室側には、移送機
構１２のボートエレベータ７と保持体収容室１６の間で
ウエハボート６を搬送する搬送機構２８が配置されてい
る。この搬送機構２８は、ローディング室８の外部に設
置される水平回転（旋回）及び昇降用の駆動部２８Ａ
と、ローディング室８内に位置する駆動部２８Ａの伝達
軸に連結され、ウエハボート６を保持する多関節アーム
２８Ｂとで構成されている。尚、ローディング室８の上
部に設けられた炉口部には、ローディング室８とプロセ
スチューブ１との開口部を開閉するオートシャッタ２９
が設けられている。

【００２２】一方、上記搬出入室１３は清浄度の高い例
えばクラス１の清浄空気により大気雰囲気下に設置され
ている。この搬出入室１３内には、複数枚例えば２５枚
のウエハＷを収納するウエハキャリアＣが内部に納めら
れたカセット収容容器３０を設置する本発明の特長とす
る前記カセット収容容器用ポート４と、カセット収容容
器３０内のカセットＣを内部に取り込むカセット取り込
み機構１７と、取り込まれたカセットＣに対して清浄気
体の横流を与える清浄気体供給手段１８が設けられる。
図示例にあっては、カセット収容容器用ポート４が左右
２台配設されている。

【００２３】ここで、カセット収容容器３０について説
明すると、図５にも示すようにこの容器３０は特開平１
−２２２４２９号公報や米国特許第４５３４３８９号公
報等に開示されているように１つのカセットＣを収容し
得る程度の大きさになされて下部が開口された容器本体
３１とこの開口部を密閉可能に閉塞する容器底部３２と
により主に構成され、内部にカセットＣを収容した状態
で大気圧に対して陽圧になされた高いクリーン度の清浄
空気或いは不活性ガスが充填されている。このため、こ
の容器底部５２には清浄空気や不活性ガスを内部に導入
するバルブ付きのガス導入路（図示せず）が形成されて
いる。

【００２４】容器底部３２は容器本体３１の下部のフラ
ンジ部３１ＡにＯリング等のシール部材３３を介して気
密に密閉可能に取り付けられる。この容器底部３２の周
縁部の適宜箇所には外側へ出没可能になされたロックピ
ン３４が設けられており、このロックピン３４を容器底
部３２の中央部に設けた回転リンク機構３５に連結して
これを回転することにより容器本体３１との接合離脱を
行い得るようになっている。このカセット収容容器３０
としては、例えばＳＭＩＦ−ＰＯＤ（商標）を用いるこ
とができる。

【００２５】一方、上記カセット収容容器用ポート１４
は、搬出入室１３の前面壁をこの内部へ凹部状にへこま
せるようにして成形されており、容器本体３１を実際に
載置するポート載置台３６には、容器本体３１のフラン
ジ部３１Ａの内径よりも大きく且つその外径よりも小さ
くなされてカセットＣを挿通できるカセット挿通孔３７
が形成され、この挿通孔３７には、周縁部をその外方へ
下向き傾斜させてテーパ状に形成することによりポート
載置台３６より下方向に開閉可能とした容器底部載置台
３８が設けられる。この容器底部載置台３８は、上記カ
セット取り込み機構１７の一部を構成するものであり、
この載置台３８の中央部には、上記容器底部３２の回転
リンク機構３５に係合する回転ピン３９が設けられてお
り、これを回転することにより上記回転リンク機構３５
を作動させてロックピン３４を出没し得るようになって
いる。

【００２６】また、この容器底部載置台３８は、図１に
も示すようにボールネジ４０によって垂直方向（上下方
向）へ移動可能になされた垂直移動アーム４１の先端に
取り付けられており、容器本体３１を上方に残して容器
底部３２とこの上面に載置されているカセットＣのみを
沈み込ませて搬出入室１３内に取り込むようになってい
る。このようにして、カセット取り込み機構１７全体が
構成されている。

【００２７】また、上記ボールネジ４０には、上記容器
底部載置台３８の下方に位置させて水平方向へ起倒して
屈曲可能になされた多関節アームよりなる水平移動アー
ム４２が設けられており、その先端には常に水平状態に
なるように遊嵌状態で首振り可能になされたアーム補助
部材４２Ａが設けられ、その両端には開閉可能になされ
た爪部４３が設けられている。水平移動アーム４２を屈
曲させた状態でこの爪部４３を開閉作動することにより
沈み込んだ上記カセットＣの上部側壁を把持し得るよう
になっている。

【００２８】また、上記カセット収容容器の容器本体３
１の上部には把手部４４が設けられており、例えばオペ
レータがこの把手部４４を把持することによりこのカセ
ット収容容器全体を容易に持ち運べるようになってい
る。更に、カセット挿通孔３７の周辺部のポート載置台
３６には起倒可能になされたカギ状の容器ホルダ４５が
複数箇所設けられており、これを自動的に起倒させるこ
とにより容器のフランジ部３１Ａのロック・アンロック
を行い得るようになっている。

【００２９】また、搬出入室１３内には、カセット収容
容器用ポート１４の直ぐ後側位置にキャリアトランスフ
ァ４６がエレベータ４７を介して昇降可能に設置されて
いる。このキャリアトランスファ４６の後側にトランス
ファステージ４８が設置されると共に、このトランスフ
ァステージ４８の上部側方に棚状になされたキャリアス
トックステージ４９が設けられている。このキャリアス
トックステージ４９は、前記カセット収容容器用ポート
１４からキャリアトランスファ４６により搬送されてく
るウエハキャリアＣ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にて形成されている。尚、このステ
ージ４９にはウエハが取り出されて空になったキャリア
Ｃも保管できる。

【００３０】また、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すよ
うに各キャリアトランスファ４６の先端には、略同一水
平面上に配列された発光素子５２Ａと受光素子５２Ｂよ
りなる枚数カウンタとして例えば反射形のレーザビーム
センサ５３が設けられており、キャリアトランスファ４
６の上昇或いは降下時にウエハの縁部からの反射ビーム
を検出することにより、そのカセット内のウエハの枚数
情報と位置情報とを検出し、これをウエハトランスファ
４６における移載時のデータとして反映させるようにな
っている。尚、図７（Ｂ）は図７（Ａ）中のＢ−Ｂ線矢
視図である。

【００３１】このように形成された搬出入室１３とロー
ディング室８、保持体収容室１６及びプロセスチューブ
１側とはトランスファステージ４８の部分を除き、区画
壁５４により区画されている。そして、この区画壁５４
と前記キャリアストックステージ４９との間には、空気
導入側ＨＥＰＡフィルタ５５が配置されており、この上
部に設けた空気導入口５６から清浄度の高い、例えばク
ラス１の清浄空気を搬出入室１３内へ導入するようにな
っている。ここでフィルタ５５内へ導入された清浄空気
は、フィルタ側面より水平方向へ排出するように構成さ
れている（図８参照）。

【００３２】上記空気導入側ＨＥＰＡフィルタ５５の水
平方向対向面であって、上記カセット収容容器用ポート
１４の上方にはその吹出口５７Ａが下方に向けられた内
部ＨＥＰＡフィルタ５７が配置されており、上記空気導
入側のフィルタ５５からの清浄空気を下方向に向けての
循環流乃至ダウンフローを形成するようになっている。
この吹出口５７Ａは、上記キャリアトランスファ４６と
干渉しない範囲でできるだけ水平方向に幅広で大きく形
成するのが好ましい。

【００３３】更に、図８に示すように搬出入室１３内の
底部側壁には、循環乃至ダウンフローさせた清浄空気を
取り込む空気排出口５８が設置されており、この排出口
５８の内部には空気を排出する送風ファン５９が設けら
れている。また、この空気排出口５８には搬出入室１３
の角部に、その高さ方向に沿って形成された排気ダクト
６０が連結されており、搬出入室１３内の雰囲気を系外
へ排出するようになっている。尚、ここで排出した清浄
空気は、上述のようにワンスルーで系外へ排出するよう
にしてもよいし、一部の清浄空気を再度搬出入室１３内
へ戻して循環させるようにしてもよい。

【００３４】また、段部状に形成されたカセット収容容
器用ポート１４の下方を区画する側壁６１には、図１、
図９及び図１０にも示すように清浄気体供給手段１８の
一部を構成する横流噴出ヘッダ６２が設けられており、
この噴出口６３は、上記ポート１４の下方、すなわちカ
セットＣがポートより沈み込んで内部に取り込まれた時
に位置する部分に臨ませて開口されている。そして、こ
の噴出口６３は取り込まれたカセットＣに向けて水平方
向に方向付けされた多数のブレード６４が設けられてお
り、上記ポート１４の下方、すなわち取り込まれたカセ
ットＣに対して清浄空気の横流（サイドフロー）６５を
与えるようになっている。尚、このブレード６４は搬出
入室内部に向けて水平方向やや下方に傾斜させて設けて
も良い。

【００３５】また、この横流噴出ヘッダ６２の大きさは
ポート１４の下方を区画する側壁６１の略全面に亘って
おり、ポート下方の雰囲気の滞留を阻止するようになっ
ている。ここで、供給する清浄空気の供給手段として、
上記横流噴出ヘッダ６２の上部と上記内部ＨＥＰＡフィ
ルタ５７の吹出口５７Ａとを連結して清浄空気用通路６
６が設けられており、この通路６６の吹出口５７Ａ側端
部には、必要量の清浄空気を取り込むためにロート状に
導入口が拡大されたロート状空気導入部６７が取り付け
られている。上記横流噴出ヘッダ６２内の上部には、清
浄空気用通路６６から供給された清浄空気をヘッダ幅方
向へできるだけ均等に分配するための分散路６８が設け
られている。

【００３６】尚、この分散路６８としては、多数の通気
孔を形成したパイプ部材を設けるようにしてもよい。ま
た、清浄空気の供給方法としては、上記内部ＨＥＰＡフ
ィルタ５７からの吹出空気を利用するのではなく、この
横流噴出ヘッダ６２に、この装置の近傍に敷設されてい
る清浄空気供給管（図示せず）から直接配管等を形成す
るようにしてもよく、その供給方式には限定されない。
更には、清浄度を高く維持するために、この横流噴出ヘ
ッダ６２内にＨＥＰＡフィルタを収容するようにしても
よい。

【００３７】次に、以上のように構成された処理装置の
動作態様について説明する。最初に、既に搬出入室１３
内へ収容されたウエハをローディング室８を介してプロ
セスチューブ１との間で搬送する場合について説明す
る。まず、保持体収容室１６にウエハボート６を収容し
た状態で、ウエハトランスファ５０によってトランスフ
ァステージ４８上のウエハキャリアＣ内のウエハＷを保
持体収容室１６内のウエハボート６に収納して、所定枚
数のウエハＷをウエハボート６に収納する。

【００３８】次に、搬送機構２８を駆動して保持体収容
室１６内のウエハＷを収納したウエハボート６をボート
エレベータ７上に移載保持させる。

【００３９】次に、ボートエレベータ７が上昇して、ウ
エハボート６はプロセスチューブ１内に挿入され、ウエ
ハボート６のフランジ６Ａがマニホールド２のフランジ
２Ａに当接してプロセスチューブ１内が密閉される。そ
して、排気管３を用いてプロセスチューブ１内の雰囲気
ガスを排出し、プロセスチューブ１内が真空度に達した
時点で、ガス導入管４により処理ガスを導入して所望の
処理を行う。

【００４０】処理が終了した後に排気管３を用いてプロ
セスチューブ１内の処理ガスを排出し、プロセスチュー
ブ１内が所定の真空度に達した時点で、ガス導入管４に
より清浄気体を導入する。その後、清浄気体の圧力がロ
ーディング室８の清浄空気の圧力、すなわち略大気圧と
同じになると、ウエハボート６を下降させ、上記搬入手
順と逆の手順にて処理済みのウエハＷを取り出す。

【００４１】ここで、ローディング室８内及び保持体収
容室１６内には、フィルタ１９、１９を介して常時、清
浄度の高い、例えばクラス１程度の清浄空気が導入され
て、清浄空気のサイドフロー或いは一部が循環されてサ
ーキュレーションが施されて略大気圧に維持されてい
る。この場合、ローディング室８及び保持体収容室１６
の各室内の圧力を、搬出入室１３内の圧力よりも僅かに
高くして陽圧状態とし、ローディング室８内や保持体収
容室１６内の雰囲気がトランスファステージ４８を介し
て搬出入室１３内側へ流れるようにしてパーティクルを
排除するようにするのが好ましい（図２参照）。

【００４２】次に、カセット収容容器３０内と搬出入室
１３との間でウエハＷの受け渡しを行う場合について説
明する。まず、前工程で処理されたウエハ或いは未処理
のウエハが例えば２５枚収容することができるカセット
Ｃに収容された状態で、カセット収容容器３０内に収納
されて、この状態でＡＧＶ或いはオペレータによりカセ
ット収容容器用ポート１４のポート載置台３６の所定の
位置、すなわち容器底部載置台３８上にカセット収容容
器３０を載置する。この時、ポート載置台３６の容器ホ
ルダ４５を起こすことにより容器本体のフランジ部３１
Ａを強固に固定する。

【００４３】この時点では、カセット取り込み機構１７
の垂直移動アーム４１の先端に設けた容器底部載置台３
８は、ポート載置台３６に形成されているカセット挿通
孔３７を完全に密閉して閉塞しており、クリーン度の低
い作業領域側の雰囲気が搬出入室１３内へ侵入しないよ
うになっている。このカセット収容容器３０内は予め例
えばクラス１程度のかなり高いクリーン度の清浄空気や
或いは酸素レスとするためにＮ₂ ガス等の不活性ガスが
陽圧状態で充填されて周囲の雰囲気から隔離されてお
り、例えばクラス１０００程度の低いクリーン度の作業
領域を搬送してきても、この雰囲気にウエハＷが晒され
ないようになっている。尚、本実施例においては、カセ
ット収容容器３０内はクリーン度の高い清浄空気により
充填されている。

【００４４】容器本体３１がポート載置台３６側に固定
されたならば、容器底部載置台３８の回転ピン３９を回
転することによって容器底部３２とそのフランジ部３１
Ａとを連結するロックピンを解除する。

【００４５】次に、垂直移動アーム４１を降下させるこ
とにより容器本体３１を残したまま容器底部３２とこの
上に載置されているカセットＣとを沈み込ませてこれら
を搬出入室１３内に取り込む。ここで、カセットＣの取
り込みのために容器底部載置台３８が下降してポート載
置台３６のカセット挿通孔３７が開放されても、この上
方はカセット収容容器３０の容器本体３１が気密に被っ
ているので、外側の作業領域Ｓから遮断された状態が保
持され、清浄度の低い空気が搬出入室１３内に流入する
ことはない。

【００４６】カセットＣの取り込みが完了したならば、
次に水平移動アーム４２を屈曲させることにより先端の
爪部４３を取り込んだカセットＣの上方に位置させると
共にこの爪部４３を閉じることによりカセットＣの上部
側面を把持する。そして、カセットを把持した状態でこ
の水平移動アーム４２を伸長させることによりカセット
Ｃを水平方向へ移動させて、これをエレベータ４７によ
り昇降移動するキャリアトランスファ４６上に移載す
る。尚、キャリアトランスファ４６からウエハを装置外
へ搬送する場合には上記した手順と逆の操作を行えばよ
い。

【００４７】ここで、水平移動アーム４２によってキャ
リアＣをキャリアトランスファ４６に移載する直前に
は、このキャリアＣの側方を上昇或いは降下するキャリ
アトランスファ４６の先端に設けた枚数カウンタとして
のレーザビームセンサ５３（図７参照）の発光素子５２
Ａからはレーザが発射されており、ウエハ端面からのレ
ーザ反射光を受光素子５２Ｂが検知することによりこの
キャリア内のウエハの枚数情報及び位置情報が得られ、
ここで得られた情報は後段のウエハトランスファ４６に
よりウエハをウエハボート６に移載する時に参照されて
反映されることになる。また、枚数情報と位置情報がと
られたカセットは、次に上昇或いは降下してくるキャリ
アトランスファ４６に移載されることになる。

【００４８】キャリアトランスファ４６に移載されたキ
ャリアＣは、ウエハの処理待ちの場合には、キャリアス
トックステージ４６内に一旦収容されて待機させるか、
或いはトランスファステージ４８が空いている場合に
は、キャリアＣをこのトランスファステージ４８上に載
置しておく。このキャリアステージ４８上のキャリアＣ
からは前述したようにウエハトランスファ５０によりウ
エハＷが、１枚ずつ或いは複数枚ずつ取り出されてウエ
ハボート６に移載されることになる。ここでウエハＷの
移載が完了して空になったカセットＣは、再度ウエハト
ランスファ５０により保持されて、ウエハＷの処理が完
了するまでキャリアストックステージ４９内に収納され
ることになる。

【００４９】このように、カセット収容容器用ポート１
４を設けてここに内部雰囲気が高いクリーン度に維持さ
れて外部雰囲気と隔離されたカセット収容容器３０を載
置してウエハＷの搬入・搬出を行うようにしたので、こ
の装置の外側であってオペレータ等が作業する作業領域
Ｓのクリーン度を、ウエハを剥出し状態で搬送していた
従来の装置の場合と比較してそれ程高くしなくて済む。
例えば、従来装置にあっては作業領域Ｓのクリーン度を
１にしてウエハ搬送時のパーティクルの付着を防止しな
ければならなかったが、本実施例によればカセット収容
容器３０内及びローディング室８内、保持体収容室１６
内の雰囲気のみをクリーン度１にすれば良く、作業領域
Ｓの雰囲気はこれよりも低いクリーン度、例えばクリー
ン度１０００程度に設定すれば良い。従って、作業領域
Ｓの雰囲気のクリーン度を低く設定することができるの
で、その分、クリーンルームの製造コスト及び運転コス
トを削減させることができ、大幅なコストダウンを図る
ことができる。また、この場合、カセット収容容器３０
内は大気圧（搬出入室内の圧力）に対して陽圧になされ
ているので容器内にクリーン度の低い雰囲気が侵入する
こともない。

【００５０】また、この搬出入室１３には、図８にも示
すように導入空気ＨＥＰＡフィルタ５５を介してその上
方より取り込んだ清浄空気を内部で循環させてサーキュ
レーションを施したり或いはダウンフローを形成してい
る。すなわち、上記フィルタ５５から取り込まれた清浄
空気はこの吹出口より水平方向に排出され、この清浄空
気を取り込んだ内部ＨＥＰＡフィルタ５７はその吹出口
５７Ａから下方向に向けて清浄空気を排出し、ダウンフ
ロー６９を形成している。

【００５１】そして、搬出入室１３の底部に流下した清
浄空気はここに設けた空気排気口５８に取り込まれ、排
気ダクト６０を介して系外へ排出される。尚、排気され
た清浄空気の一部を再度、搬出入室１３内に戻して再循
環させるようにしてもよい。ここで、内部ＨＥＰＡフィ
ルタ５７により取り込まれた清浄空気の一部は、清浄空
気用通路６６を介して清浄気体供給手段１８の横流噴出
ヘッダ６２に供給され、ここから水平方向に向けて放出
され、カセット収容容器用ポート１４の下方にて清浄空
気の横流６５が形成される。

【００５２】従って、図９及び図１０に示すようにカセ
ットＣ内の多数のウエハＷは水平方向に配置されて、上
下に所定のピッチで多段に収容されていることから、搬
出入室１３内にカセットＣが沈み込んで収容された時に
この清浄空気の横流６５に晒され、ウエハ表面に付着し
ているパーティクルが吹き飛ばされて除去されることに
なる。

【００５３】また、このカセット収容容器用ポート１４
は段部状に形成されていることから、この下方の空間
は、ダウンフロー６９に晒されなくなってしまい、空気
の滞留が生じ易くなる傾向にあるが、上述のように横流
噴出ヘッダ６２から放出される清浄空気の横流６５によ
り空気の滞留が生じることがなくなり、例えばボールネ
ジ４０や垂直移動アーム４１よりなるカセット取り込み
機構１７等の可動機構より発生するパーティクル等を横
流６５に乗せて効率的に排出することができ、歩留まり
が低下することを阻止することができる。そして、この
ようにパーティクル等を伴って排出された横流６５はダ
ウンフロー６９によって下方向へ運ばれて、系外へ排出
されることになる。

【００５４】一方、カセットＣが取り出されて空になっ
たカセット収容容器３０は、この装置の前方の作業領域
Ｓに載置棚（図示せず）等を設けるようにしてここにオ
ペレータが一時的に収容するようにしてもよい。この場
合には、カセット取り込み機構１７の容器底部載置台３
８を上昇させてカセット挿通孔３７を気密に閉塞してお
くのは勿論である。

【００５５】尚、上記実施例におけるカセット収容容器
の構造はこれに限定されず、カセットを収容し得る密閉
構造の容器であればどのようなものでも良い。また、カ
セット収容容器からキャリアＣを搬出入させるカセット
取り込み機構１７の垂直移動アーム４１及び水平移動ア
ーム４２の構造もカセットを搬出入し得るならばどのよ
うな構造を採用しても良い。

【００５６】また更には、本実施例にあっては、不活性
ガスの消費量の削減や操作時間の短縮を目的とした保持
体収容室１６を設けた装置を例にとって説明したが、こ
れを設けない装置、例えば図１１に示す従来型装置に本
発明を適用してもよいし、トランスファステージ４８と
ボートエレベータ７を隣接させて設け、トランスファス
テージ４８上のカセットＣ内のウエハＷを移載用エレベ
ータ５１により、ボートエレベータ７上のウエハボート
６に直接移載するような構成としてもよい。

【００５７】また、上記実施例では、搬出入室１３の後
段の保持体収容室１６及びローディング室８の構造は、
内部雰囲気が清浄空気により常時略大気圧に維持されて
いる通常のローディング室構造の場合を例にとって説明
したが、これに限定されず、例えばこのローディング室
８を搬出入室１３に対して完全に密閉可能になされたい
わゆるロードロック室構造とすると共にＮ₂ 等の不活性
ガス或いは清浄空気の給・排真空引き可能となるような
構造としてもよい。

【００５８】更には、カセット収容容器用ポート１４内
にＮ₂ 等の不活性ガスを充填した場合には、搬出入室内
及びローディング室内の雰囲気ガスも不活性ガスとし、
ウエハ表面への自然酸化膜の形成を抑制するように構成
するのが好ましい。また、本発明は、縦型ＣＶＤ装置、
酸化拡散装置のみならず、半導体ウエハ以外のもの、例
えばガラス基板、ＬＣＤ基板等の処理装置にも適用する
ことができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理装置
によれば、次のように優れた作用効果を発揮することが
できる。被処理体の収容されたカセットを納めたカセッ
ト収容容器を設置するためのカセット収容容器用ポート
を搬出入室に設けて作業領域の雰囲気に晒すことなく被
処理体を搬出入させるようにしたので、処理装置の外側
の作業領域の雰囲気のクリーン度を搬出入室内の雰囲気
のクリーン度程高くする必要がない。従って、被処理体
が剥き出しになる搬出入室やローディング室内の雰囲気
のみのクリーン度を高く設定すれば良く、クリーンルー
ム内の作業領域のクリーン度を低くした状態でクリーン
ルームを形成できるので、クリーンルームの製造コスト
及びランニングコストを大幅に削減することができる。
また、カセット収容容器用ポートの下方に清浄気体供給
手段を設けてこれより清浄気体の横流を形成するように
したので、内部に取り込まれた被処理体表面からパーテ
ィクルを飛ばしたり、或いはポート下方の雰囲気を循環
させてこの部分に滞留が生ずることを防止でき、その
分、製品の歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置の概略断面図である。

【図２】処理装置の概略平面図である。

【図３】本発明における保持体収容室の断面図である。

【図４】本発明の装置の前面側を示す斜視図である。

【図５】カセット収容容器用ポートを示す断面図であ
る。

【図６】カセット水平移動機構を示す斜視図である。

【図７】キャリアトランスファに設けた枚数カウンタを
示す図である。

【図８】搬出入室内の清浄空気の流れを示す図である。

【図９】清浄気体供給手段と取り込まれたカセットとの
関係を示す側断面図である。

【図１０】図９に示す部分の平面図である。

【図１１】従来の処理装置の断面図である。

【符号の説明】

１ プロセスチューブ（処理室） ６ ウエハボート（保持体） ７ ボートエレベータ ８ ローディング室 １２ 移載機構 １３ 搬出入室 １４ カセット収容容器用ポート １６ 保持体収容室 １７ カセット取り込み機構 １８ 清浄気体供給手段 ２８ 搬送機構 ３０ カセット収容容器 ３１ 容器本体 ３２ 容器底部 ３６ ポート載置台 ３８ 容器底部載置台 ４１ 垂直移動アーム ４６ キャリアトランスファ ４８ トランスファステージ ４９ キャリアストックステージ ５５ 空気導入側ＨＥＰＡフィルタ ５７ 内部ＨＥＰＡフィルタ ６２ 横流噴出ヘッダ ６４ ブレード ６５ 横流 ６６ 清浄空気用通路 ６８ 分散路 ６９ ダウンフロー Ｃ カセット Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 (72)発明者 谷藤 保 神奈川県津久井郡城山町町屋１丁目２番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体に所定の処理を施す処理室と、
   この処理室に対して前記被処理体を収容した保持体を挿
   脱する移送機構を有するローディング室と、このローデ
   ィング室に対して、カセット内に収容されている被処理
   体を搬出入する搬出入室とを具備する処理装置におい
   て、前記搬出入室は、外部との間で前記カセットを搬出
   入するために、内部が清浄空気或いは不活性ガス雰囲気
   になされて密閉可能になされた搬送可能なカセット収容
   容器を設置するためのカセット収容容器用ポートと、前
   記カセット収容容器用ポートの下方に設けられ、前記カ
   セット収容容器用ポートのカセット挿通孔を開閉可能に
   すると共に前記カセットを取り込むカセット取り込み機
   構と、前記カセット収容用ポートの下方に設けられ、前
   記取り込まれたカセット内に収容された被処理体に平行
   な清浄気体の流れを与える清浄気体供給手段とを備えた
   ことを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 前記搬出入室内は、清浄気体のダウンフ
   ロー或いはサーキュレーションが形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の処理装置。