JPH07297257A

JPH07297257A - 処理装置

Info

Publication number: JPH07297257A
Application number: JP10776694A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Kitayama; 博文北山; Ryoichi Okura; 領一大蔵
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-10
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP3543996B2

Abstract

(57)【要約】【目的】例えばＳＭＩＦポットのようなカセット収容
容器を装置内部に取り込んで空になった収容容器を余剰
スペースに待機させることにより、装置内を有効利用で
きるのみならず空容器のストック場所をクリーンルーム
内に設ける必要がなく、しかも装置外の作業空間用クリ
ーンルームのクリーン度を従来程高くしなくて済む処理
装置を提供する。【構成】搬出入室１２のカセット収容容器用ポート１
３に載置したカセット収容容器１４を容器毎取り込み手
段１５により装置内へ取り込む。この収容容器を容器移
載手段１８により、装置内に設けた容器保管ステージ１
６に保管する。この収容容器から被処理体Ｗを取り出す
場合には、収容容器をカセット取り出しステージ１７ま
で搬送して、ここでカセット毎被処理体を取り出す。そ
して、取り出された被処理体はカセットから移送機構７
によりローディング室８内の保持体６に移載され、その
後、処理室１にて所定の処理が施されることになる。

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９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７Ａ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、例えば窒素（Ｎ
₂ ）等の不活性ガス雰囲気（非酸素雰囲気）下でウエハ
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７Ａ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、この上記した従
来装置はローディング室８内を密閉可能として真空引き
できるようにしたいわゆるロードロック室構造となって
いるが、他の装置例として、このローディング室内が略
大気圧の清浄空気雰囲気に常時維持されている構造のも
のもある。

【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、一般的には、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。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。

【００１０】そこで、本発明者は、先の出願（特願平５
−３３９５２９号）において、内部雰囲気が高いクリー
ン度に維持されて、内部にウエハキャリア１個を収容で
きる持ち運び可能なカセット収容容器を取り扱うことが
できる処理装置について提案した。この処理装置によれ
ば、この容器内に高いクリーン度にて密閉状態にしてウ
エハを収容し、装置間に搬送できるので作業空間のクリ
ーン度を従来程を高く維持しなくて済み、設備コストを
削減することができ、しかも、ウエハがクリーンルーム
や装置内に長時間放置されることによるケミカルコンタ
ミネーションの抑制を図ることができる。ところで、こ
のカセット収容容器を用いてウエハを搬送した場合、空
になったキャリア収容容器をウエハの処理が完了するま
で、処理装置の外側近傍に待機させておくために、別
途、カセット収容容器載置棚のような収容スペースを確
認しなければならない。このために、設備コスト削減の
ために上述のようなキャリア収容容器を取り扱うように
しても、余分な収納スペースを確保しなければならない
ことから、キャリア収容容器のメリットを十分に生かし
きれていないという新たな問題点が発生した。

【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（ＳｔａｎｄａｒｄＭｅｃ
ｈａｎｉｃａｌＩｎｔｅｒＦａｃｅ）ポットのような
カセット収容容器を装置内部に取り込んで空になった収
容容器を余剰スペースに待機させることにより、装置内
を有効利用でき、しかも作業空間用クリーンルームのク
リーン度を従来程高くしなくて済む処理装置を提供する
ことにある。更に、本発明の目的はウエハの雰囲気制御
（不活性ガス他）可能なシステム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、
このポートに設置された前記カセット収容容器を前記搬
出入室内に取り込む取り込み手段と、取り込まれた前記
カセット収容容器を一時的に保管する容器保管ステージ
と、前記カセット収容容器内に収容されたカセットを取
り出すためのカセット取り出しステージと、前記容器保
管ステージと前記取り込み手段と前記カセット取り出し
ステージとの間で前記カセット収容容器の受け渡しを行
う容器移載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載置する。ポートに載置され
た収容容器は取り込み手段により収容容器のままで装置
内に取り込まれ、次に容器移載手段により容器保管ステ
ージに移載され、ここで一時的に保管される。ここに保
管されたカセット収容容器は、容器移載手段によりカセ
ット取り出しステージに移載され、ここでカセット収容
容器内からカセット内に収容された状態で被処理体が取
り出される。ここで空になったカセット収容容器は再
度、容器移載手段により上記容器保管ステージまで搬送
され、ここで被処理体の処理が完了するまで待機してい
る。カセット内の被処理体は、ローディング室を経由し
て処理室に搬送されて処理される。被処理体の処理が完
了すると、前述と逆の手順で処理済の被処理体はカセッ
ト収容容器内に収容され、この容器は密閉状態でカセッ
ト収容容器用ポートから装置外へ搬送されることにな
る。従って、被処理体を剥き出し状態で、オペレータが
作業する作業空間中に晒すことがないので作業空間のク
リーン度をそれ程高く設定する必要もなく、また、装置
外に空のカセット収容容器用ポートを待機させるエリア
を確保する必要もない。

【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はこの装置の前面側を示す斜視図、図３は図１の概
略平面図、図４は保持体収容室の断面図、図５はカセッ
ト取り出しステージを示す断面図、図６はカセット収容
容器を示す断面構成図である。尚、本実施例にあって
は、まずローディング室として、他の室に対して密閉可
能になされ、しかも不活性雰囲気としてＮ₂ ガスが供給
・真空引き可能になされたいわゆるロードロック室構造
になされた装置について説明する。

【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７を備えたローディング室とし
てのロードロック室８と、このロードロック室８に対し
てウエハＷを搬出入する搬出入室１２と、この搬出入室
１２に形成されたカセット収容容器用ポート１３と、こ
のポート１３に載置されたカセット収容容器１４を搬出
入室１２内に取り込む取り込み手段１５と、取り込んだ
カセット収容容器１４を一時的に保管する容器保管ステ
ージ１６と、カセット収容容器１４内に収容されたカセ
ットＣを取り出すカセット取り出しステージ１７と、搬
出入室１２内にてカセット収容容器１４の受け渡しを行
う容器移載手段１８と、ロードロック室８と搬出入室１
２との間に配置されるウエハボート６を収容する保持体
収容室１９とで主要部が構成されている。

【００１７】この場合、上記保持体収容室１９と搬出入
室１２及びロードロック室８との間には、フロントオー
トドア２０，リアオートドア２１がそれぞれ開閉可能に
配設されて、これらフロント及びリアオートドア２０，
２１が閉塞されると、保持体収容室１９内が密閉状態に
維持されるようになっている。また、保持体収容室１９
には、図示しない真空ポンプに接続する真空配管２２が
接続されると共に、図示しない例えばＮ₂ ガス供給源に
接続するＮ₂ ガス導入管２３及びＮ₂ ガス排出管２４が
接続されている。従って、この保持体収容室１９内を所
定の真空雰囲気またはＮ₂ ガス等の雰囲気下に置換する
ことができる。

【００１８】また、上記保持体収容室１９の下部には、
図４に示すように、例えばベローズシール２５を介して
載置台２６が上下動可能に配置され、この載置台２６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２７が設けられている。この検出手段２７は、載置台
２６に連結された可動検出体２７Ａと、この可動検出体
２７Ａの上下移動部に関して対峙される発光部２７Ｂと
受光部２７Ｃとからなる光センサー２７Ｄとで構成され
ている。従って、保持体収容室１９内にウエハボート６
が収容されて載置台２６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２６が下降すると共に、
可動検出体２７Ａも下降して、発光部２７Ｂから受光部
２７Ｃ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２７で行う必要
はなく、例えば保持体収容室１９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】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２８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Ｎ₂ ガス供給源に接続されて、交互
に処理ガスとＮ₂ ガス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。

【００２０】上記ロードロック室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Ｎ₂ ガス供給源に接
続するＮ₂ ガス導入管２９及びＮ₂ ガス排出管３０がそ
れぞれ接続されて、事前にロードロック室８内に常時所
定量のＮ₂ ガスが供給されコントロールされた雰囲気に
なっている。このロードロック室８内に配置される移送
機構７は、ウエハボート６を載置保持するボートエレベ
ータ７Ａと、このボートエレベータ７Ａを昇降移動する
ボールねじ装置７Ｂとで構成されている。また、ロード
ロック室８内の保持体収容室側には、移送機構７のボー
トエレベータ７Ａと保持体収容室１９の間でウエハボー
ト６を搬送する搬送機構３１が配置されている。この搬
送機構３１は、ロードロック室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３１Ａと、ロードロ
ック室８内に位置する駆動部３１Ａの伝達軸に連結さ
れ、ウエハボート６を保持する多間接アーム３１Ｂとで
構成されている。尚、ロードロック室８の上部に設けら
れた炉口部には、ロードロック室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３２が設けられ
ている。

【００２１】一方、上記搬出入室３０の前面側、すなわ
ち図１中の右側には複数枚例えば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１４を設置する前記カセット収容容器用ポート１
３が左右２台配設されている（図２参照）。

【００２２】ここで、カセット収容容器１４について説
明すると、図６にも示すようにこの容器１４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方形状の
容器本体３２とこの開口部を密閉可能に閉塞する容器底
部３３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Ｎ₂ の如き不活性ガスが充填されて
いる。このため、この容器底部或いは側壁には清浄空気
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
３４が形成されている。

【００２３】容器底部３３は容器本体３２の下部のフラ
ンジ部３２ＡにＯリング等のシール部材３５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３３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３６が設けられており、このロックピン３６を容器底
部３３の中央部に設けた回転リンク機構３７に連結して
これを回転することにより容器本体３２との接合離脱を
行い得るようになっている。カセット収容容器の容器本
体３２の上部には把持部３９が設けられており、例えば
オペレータがこの把持部３９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。このカセット収容容器１４としては、例えばＳＭ
ＩＦ−ＰＯＤ（商標）を用いることができる。

【００２４】上記カセット収容容器用ポート１３は、搬
出入室３０の前面側壁の一部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、カセット収容容器１
４を載置するポート載置台３９には、カセット収容容器
全体を内部に収容し得るようにこの底部面積よりも１回
り大きくなされた容器導入口４０が形成されている。こ
の容器導入口４０には、前記取り込み手段１５のアーム
４１の先端に設けた昇降台４２が開閉可能に位置されて
おり、このアーム４１は、例えばボールネジ４３に螺合
されてこれを昇降可能としている。従って、上記昇降台
４２上にカセット収容容器１４を載置した状態で昇降台
４２を降下させることにより、図１中の仮想線で示すよ
うにカセット収容容器全体を搬出入室１２内へ取り込む
ようになっている。

【００２５】搬出入室１２内には、カセット収容容器用
ポート１３の直ぐ後側位置であって、これと前記容器保
管ステージ１６との間には、容器移載手段１８としての
容器トランスファ４４がエレベータ４５を介して昇降可
能に設置されている。この容器トランスファ４４は、エ
レベータ４５に沿って昇降する基台４６に設けられた屈
曲アーム４７を有しており、この屈曲アーム４７の先端
には、上記カセット収容容器１４の側壁を把持するため
に相互に接近離間可能になされた一対のチャック４８が
設けられている。また、上記エレベータ４５の下端は、
容器保管ステージ１６の配列方向に敷設された案内レー
ル４９上に例えば軸受５０を介して移動可能に支持され
ている。従って、上記カセット収容容器用ポート１３に
て容器ごと取り込んだカセット収容容器１４をこの容器
トランスファ４４により把持して上記容器保管ステージ
１６に移載し得るようになっている。

【００２６】上記エレベータ４５と上記容器保管ステー
ジ１６との間には、容器トランスファ４４に把持された
カセット収容容器１４を移動し得るように作業空間Ｓが
形成されている。また、本実施例にあっては、容器保管
ステージ１６には、上下方向に３段の棚部５１が配列さ
れると共に各棚部５１は縦方向に３つに仕切られてお
り、従って、３列３段で合計９個のカセット収容容器１
４を収容し得るようになっている。尚、棚部５１におけ
るカセット収容容器１４の収容個数は、上記個数に限定
されず、必要に応じて増減させるようにしてもよいが、
少なくとも１つのウエハボートに載置するウエハ枚数、
例えば１００枚のウエハを収容し得るカセット数、例え
ば２５枚入れのカセツトの場合には、４個収容し得る大
きさに設定する。

【００２７】また、作業空間Ｓの下方には、カセット収
容容器１４内からカセットＣを取り出すための前記カセ
ット取り出しステージ１７が配置されている。具体的に
は、このステージ１７は、ウエハトランスファ５２側の
一側が開放された方形状の筐体５３によりその周囲が区
画されていると共にこの筐体５３はこの搬出入室１２内
を例えばロードロック室８や保持体収容室１９側から密
閉状態で仕切るための区画壁５４に接続されており、カ
セットをカセット収容容器１４から取り出した時にウエ
ハＷを保持体収容室１９側の雰囲気である不活性ガスに
晒すようになっている。

【００２８】この筐体５３の天井載置部５３Ａには、容
器本体３２のフランジ部３２Ａ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の取り出し時に
開閉する開閉部としてカセット挿通孔５５が形成され、
この挿通孔５５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天井載置部５３Ａよ
り下方向に気密に着脱可能とした容器底部載置台５６が
設けられる。この容器底部載置台５６は、カセット取り
出し機構６３の一部を構成するものであり、この載置台
５６の中央部には、上記カセット収容容器の容器底部５
３の回転リンク機構３７に係合する回転ピン５７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３７を作動させてロックピン３６を出没し得るよう
になっている。

【００２９】また、この容器底部載置台５６は、図１に
も示すように筐体５３内に起立させて設けたボールネジ
５８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５９の先端に取り付けられており、容
器本体３２を天井載置部５３Ａに載置した状態で残して
容器底部３３とこの上面に載置されているカセットＣの
みを沈み込ませて筐体５３内、すなわちカセット取り出
しステージ１７内に取り込むようになっている。

【００３０】また、カセット挿通孔５５の周辺部の天井
載置部５３Ａには起倒可能になされたカギ状の容器ホル
ダ６０が複数箇所設けられており、これを起倒させるこ
とにより容器のフランジ部３２Ａのロック・アンロック
を行い得るようになっている。

【００３１】また、キャリア取り出しステージ１７の保
持体収容室側にはウエハトランスファ５２が移載用エレ
ベータ６２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５２は、昇降しながら、容
器底部載置台５６上のウエハキャリアＣ内のウエハＷを
１枚ずつ取り出して、保持体収容室１９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からウエハＷを容器底部載置台５６上のウエハキ
ャリアＣ内に戻す働きをなすように構成されている。

【００３２】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、カセット取り出し
ステージ１７にて取り出されたカセットＣ内のウエハを
ロードロック室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。

【００３３】まず、保持体収容室１９にウエハボート６
を収容した状態で、保持体収容室１９の搬出入側のフロ
ントオートドア２０を開いて保持体収容室１９と搬出入
室１２のカセット取り出しステージ１７内とを連通す
る。この場合、搬出入室１２の作業空間Ｓとステージ１
７内とは分離区画されているので雰囲気が連通すること
はない。すなわち作業空間Ｓ側はクリーン度の低い例え
ば清浄度がレベル１０００程度のクリーンルーム側の清
浄空気に晒されているが、筐体５３等により密閉状態で
仕切られたこのカセット取り出しステージ１７内にはク
リーン度の低い清浄空気が流入することはない。この状
態で、ウエハトランスファ５２によって容器底部載置台
５６上のウエハキャリアＣ内のウエハＷを保持体収容室
１９内のウエハボート６に移載して、所定枚数例えば１
００枚のウエハＷがウエハボート６に収納された後、フ
ロントオートドア２０を閉じて保持体収容室１９内を密
閉状態にする。そして、保持体収容室１９内を真空引き
によって所定の真空圧状態にしたり、または、常圧での
Ｎ₂ フロー，減圧でのＮ₂ フロー等によりウエハボート
６及びウエハＷを、カセット収容容器１４内と同様に不
活性ガス雰囲気で包み、ウエハＷへの自然酸化膜の形成
及びパーティクル付着によるケミカルコンタミネーショ
ンの発生を防止する。

【００３４】上記のようにして保持体収容室１９内を真
空状態にしたならば、予め真空状態になされている保持
体収容室１９内を区画しているリアオートドア２１を開
く。そして、搬送機構３１を駆動して保持体収容室１９
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７Ａ上に移載保持させる。

【００３５】次に、ボートエレベータ７Ａ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
達した時点で、ガス導入管４により処理ガスを導入して
プロセス圧力にて所望の処理を行う。

【００３６】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、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。

【００３７】従って、搬出入室１２とロードロック室８
との間に保持体収容室１９を配置して、カセット取り出
しステージ１７によりカセット収容容器１４から未処理
のウエハＷを大気に晒すことなく、予め不活性ガス雰囲
気になされた保持体収容室１９内に搬送したので、ウエ
ハ表面への自然酸化膜の形成は防止される。また、比較
的小容量の保持体収容室１９内のみを真空状態にするの
で、ウエハＷを短時間で真空雰囲気下におくことがで
き、処理時間の短縮が図られる。

【００３８】次に、カセット収容容器１４内の搬出入室
１２内への搬入及びカセット収容容器１４からのウエハ
Ｗの取り出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２
５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１４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１３のポート載置台３９の所定の位置、すなわち昇降
台４２上にカセット収容容器１４を載置する。このカセ
ット収容容器１４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。本実
施例では収容容器１４内がＮ₂ ガス雰囲気で満たされて
いる場合について説明する。

【００３９】容器本体１４が昇降台１４上に載置された
ならば、この下方に設置した取り込み手段１５を駆動さ
せることにより昇降台４２を降下させて、容器導入口４
０を介してカセット収容容器全体を沈み込ませて搬出入
室１２内に取り込む。この状態は図１中において仮想線
にて示される。

【００４０】カセット収容容器１４の取り込みが完了し
たならば、次に搬出入室１２内に起立させて設けた容器
トランスファ４４を駆動し、この屈曲アーム４７の先端
に設けたチャック４８によりカセット収容容器１４の側
壁を挟み込んでこれを保持する。収容容器１４を保持し
たならば、再度容器トランスファ４４を駆動し、保持し
た収容容器１４を容器保管ステージ１６の所望の収納棚
部に収納することになる。この場合、容器トランスファ
４４の上下方向の移動は、これを支持するエレベータ４
５により行い、水平方向への移動はエレベータ４５自体
を案内レール４９上に沿って移動させることにより行
う。

【００４１】このような一連の搬入操作を繰り返すこと
により、容器保管ステージ１６には所定数のカセット収
容容器１４を保管することができる。また、上記したと
逆の操作を行うことにより、容器保管ステージ１６に保
管してあるカセット収容容器１４を装置外へ搬出するこ
とができる。

【００４２】次に、カセット収容容器１４内のカセット
Ｃを取り出す場合には、まず、上述のように容器トラン
スファ４４を駆動することにより容器保管ステージ１６
に保管してあるカセット収容容器１４をカセット取り出
しステージ１７の天井載置部５３Ａ上に載置する。この
状態では、予めカセット取り出し機構６３の容器底部載
置台５６は最上端に位置されて、カセット挿通孔５５を
気密に閉塞しており、比較的クリーン度の低い搬出入室
１２内の清浄空気がＮ₂ 不活性雰囲気に満たされている
カセット取り出しステージ１７の筐体５３内に侵入しな
いようになっている。尚、この場合、取り込み手段１５
により取り込んだカセット収容容器１４を容器保管ステ
ージ１６を経ることなく直接、取り出しステージ１７に
搬送するようにしてもよい。

【００４３】カセット収容容器１４を天井載置部５３Ａ
に載置したら、この周辺部に設けた容器ホルダ６０を起
こすことによって容器本体３２のフランジ部３２Ａを強
固に固定する（図５参照）。この状態では、この下方に
設置したカセット取り出し機構６３の容器底部載置台５
６上にカセット収容容器１４の容器底部３３が重ね合わ
された状態となっており、載置台５６に設けた回転ピン
５７を解除方向に回転することにより、これに嵌合して
いる容器底部３３の回転リンク機構３７を回転させ、容
器底部３３とこのフランジ部３２Ａを連結するロックピ
ン３６を解除することによりこれらの係合を断つ。

【００４４】次に、カセット取り出し機構６３を駆動し
て、垂直移動アーム５９を降下させることにより、容器
本体３２を残したまま容器底部３３とこの上に載置され
ているカセットＣは、容器底部載置台５６上に保持され
た状態で沈み込んで筐体５３内、すなわちカセット取り
出しステージ１７内に取り込む。この時の状態は図１に
て示される。カセット収容容器１４から取り出された、
カセット中のウエハＷは前述したようにウエハトランス
ファ５２によりウエハボート６に移載される。この時、
カセット挿通孔５５は、容器底部載置台５６に代わって
カセット収容容器１４の方形状の容器本体３２により気
密に被われているので、搬出入室１２の作業空間Ｓ内の
比較的クリーン度の低い清浄空気が、このカセット取り
出しステージ１７内に流入してくることはなく、しか
も、保持体収容室１９側はＮ₂ 不活性ガス雰囲気になさ
れているので、ウエハＷは酸素を含む酸化性雰囲気に晒
されることがなく、自然酸化膜の成長を大幅に抑制する
ことができる。

【００４５】次のカセットＣ内のウエハＷをウエハボー
トに移載するためには、上述のようなウエハ移載操作に
よりカセットＣ内が空になったならば、上述したと逆の
操作を行うことによって容器底部載置台５６を上昇さ
せ、空のカセットＣをカセット収容容器１４内に収容し
て容器底部３３のロックピン３６をロックさせる。そし
て、容器ホルダ６０を解除した後、容器トランスファ４
４により空状態のカセット収容容器１４を容器保管ステ
ージ１６の所定の棚部５１に保管する。そして、新たな
未処理のウエハＷの入ったカセット収容容器１４を容器
トランスファ４４により上述したと同様にカセット取り
出しステージ１７に搬送し、、カセットＣを取り出すこ
とになる。このような一連の操作を繰り返すことによ
り、未処理のウエハＷをウエハボート６に移載し、ま
た、ウエハが空になったカセット収容容器１４は、ウエ
ハＷの処理が終了するまで容器保管ステージ１６に保管
されることになる。尚、処理済みのウエハは前述したと
逆の操作を行うことによりカセット収容容器１４内に移
載されることになる。

【００４６】このように本実施例においては、カセット
収容容器用ポート１３を設けてここに内部雰囲気が例え
ば不活性ガス雰囲気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１４を載置して収容容器毎装置内に
取り込むようにしたので、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１４内の雰囲気のみをクリ
ーン度１或いは不活性ガス雰囲気にすれば良く、作業領
域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
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。

【００４７】更には、従来装置にあっては、ウエハを剥
き出し状態でクリーンルーム内及び装置の搬出入室内に
て比較的長時間待機させられることからケミカルコンタ
ミネーションの発生頻度も高かったが、本実施例ではウ
エハがウエハボートに移載される直前まで高い清浄度の
雰囲気に満たされたカセット収容容器１４内に隔離され
ているので、ケミカルコンタミネーションの発生も大幅
に抑制することができる。

【００４８】また、搬出入室１２内に取り込まれたカセ
ット収容容器１４或いはウエハＷが処理のために取り出
されて空になったカセット収容容器１４は、搬出入室１
２内の内部の余剰スペースに設けた容器保管ステージ１
６内に収容して保管することができるので、装置外に空
になったカセット収容容器１４を保管するための保管ス
ペースを別個確保する必要がなく、従って、クリーンル
ーム内の床スペースをその分だけ少なくすることがで
き、設備コストを削減することができる。

【００４９】また、搬出入室１２内は、カセット取り出
しステージ１７内を除き、区画壁５４により区画され
て、不活性ガス雰囲気になされている保持体収容室１９
側から分離されており、しかもカセット取り出しステー
ジ１７内は常に不活性ガス雰囲気になされているので、
ウエハＷを取り囲む雰囲気は常時不活性ガス雰囲気とな
り、従って、ウエハ表面に自然酸化膜が成長することを
大幅に抑制することができる。また、この自然酸化膜の
成長を抑制するためには、カセット収容容器１４内にＮ
₂ ガスを充填し、且つカセット取り出しステージ１７
内、保持体収容室１９内及びロードロック室８内のみを
Ｎ₂ ガス雰囲気にして搬出入室１２内にはＮ₂ ガスを供
給する必要がないので、搬出入室１２内もＮ₂ ガスを供
給する場合と比較してＮ₂ ガス使用量も大幅に抑制する
ことができ、ランニングコストを削減することができ
る。

【００５０】更には、カセット収容容器１４を取り込む
取り込み手段１５や容器トランスファ４４のようにパー
ティクルを発生しやすい可動部分を有する機構を設置し
た搬出入室１２内の作業空間Ｓから、カセットＣ内のウ
エハＷが収容容器から取り出されて剥き出し状態になる
空間を区画したのでウエハＷにパーティクルが付着する
可能性を大幅に抑制でき、その分歩留まりも向上させる
ことができる。

【００５１】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
取り出し機構６３、収容容器１４を取り込む取り込み手
段１５及び収容容器１４を装置内で搬送する容器トラン
スファ４４や屈曲アーム４７の構造は、それぞれ同様な
機能を発揮し得るならば、その構造は限定されない。

【００５２】上記実施例では、ローディング室８とし
て、不活性ガスが給排可能になされると共に真空引き可
能になされたいわゆるロードロック室を用いた時の装置
を例にとって説明したが、これに限定されず、清浄度の
高い清浄空気を循環させて常時略常圧になされたいわゆ
る通常のローディング室を用いた装置にも適用し得るの
は勿論である。

【００５３】このような装置例は図７及び図８に示さ
れ、図１に示す装置と同一部分については同一符号が付
されている。この装置にあっては、ローディング室８内
は清浄度の高い、例えばクラス１程度の清浄空気が略大
気圧で常に維持されていることから、保持体収容室１９
を仕切ったフロントオートドア２０、リアオートドア２
１（図１参照）は不要となり、この保持体収容室１９内
はローディング室８内と連通されて一体化される。そし
て、これら両室８、１９内及び移載用エレベータ６２の
収容室内を仕切る側壁には適当数のフィルタ７０、７
０、７０を介設した清浄空気導入口７２が設けられると
共にこれと対向する他側壁には、同じく適当数のフィル
タ７４、７４、７４を介設した清浄空気排出口７６が設
けられ、各室８、１９内全体に渡って清浄空気の横流を
形成するようになっている。尚、清浄空気排出口７６か
ら排出された清浄空気の一部は清浄空気導入口７２側に
戻され、室内に循環させるようになっている。

【００５４】この実施例においては、ローディング室８
内と搬出入室１２内とは密閉区画する必要はないことか
ら、カセット取り出しステージ１７を形成する筐体５３
の側壁は不要となり、例えばカセット取り出し時にカセ
ット収容容器１４を載置する天井部７８と、垂直移動ア
ーム５９の下部を保持する底部８０を設ければよく、図
８に示すようにローディング室８内と搬出入室１２内は
このカセット取り出しステージ１７を介して常時連通さ
れている。この場合、搬出入室１２内の清浄度の低い、
例えばクラス１０００の清浄空気が、ウエハＷが剥き出
しになされているローディング室８内に侵入することを
防止するために、ローディング室８内の圧力を、搬出入
室１２内の圧力よりも常時高く、すなわち陽圧状態にな
るように維持しており、ローディング室８内の清浄空気
がカセット取り出しステージ１７の部分を介して常時搬
出入室１２内側へ流れるようになっている。このような
実施例においても、先に説明したと同様な効果を発揮す
ることができる。

【００５５】尚、以上の実施例にあっては、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１９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９に示す従来型装置に本発明を
適用してもよい。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。

【００５６】

【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カセット収容容器毎装置内に取り込
むようにしたので、被処理体を作業領域の雰囲気に晒す
ことなく搬出入させることができ、従って処理装置の外
側の作業領域の雰囲気のクリーン度を従来装置のように
被処理体を剥き出し状態で搬送していた場合程高くする
必要がない。従って、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、空になったカ
セット収容容器を保管する場所を装置内の余剰スペース
に確保するようにしたので、装置外に保管場所を個別に
設ける場合と比較してクリーンルームの床面積を少なく
でき、この点よりも設備コストを削減することができ
る。更に、カセット取り出しステージ内を不活性ガス雰
囲気にすることにより、カセット収容容器内の被処理体
を大気に晒すことなく搬送し、処理することができるの
で自然酸化膜の成長及び雰囲気汚染を大幅に抑制するこ
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】図１に示す装置の前面側を斜す斜視図である。

【図３】処理装置の概略平面図である。

【図４】本発明における保持体収容室の断面図である。

【図５】カセット取り出しステージを示す断面図であ
る。

【図６】カセット収容容器を示す断面構成図である。

【図７】本発明の処理装置の他の実施例を示す概略断面
図である。

【図８】図７に示す装置の部分水平断面図である。

【図９】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移送機構８ロードロック室（ローディング室）１２搬出入室１３カセット収容容器用ポート１４カセット収容容器１５取り込み手段１６容器保管ステージ１７カセット取り出しステージ１８容器移載手段１９保持体収容室３１搬送機構３２容器本体４４容器トランスファ５２ウエハトランスファ５３筐体５５カセット挿通孔（開閉部）５６容器底部載置台５９垂直移動アーム６３カセット取り出し機構７２清浄空気導入口７６清浄空気排出口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)発明者大蔵領一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

【特許請求の範囲】

【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、こ
のポートに設置された前記カセット収容容器を前記搬出
入室内に取り込む取り込み手段と、取り込まれた前記カ
セット収容容器を一時的に保管する容器保管ステージ
と、前記カセット収容容器内に収容されたカセットを取
り出すためのカセット取り出しステージと、前記容器保
管ステージと前記取り込み手段と前記カセット取り出し
ステージとの間で前記カセット収容容器の受け渡しを行
う容器移載手段とを備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項２】前記ローディング室内は清浄空気が循環
されており、前記搬出入室よりも雰囲気圧力が高く維持
されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】前記ローディング室は、前記搬出入室か
ら気密に区画可能になされたロードロック室であり、前
記カセット取り出しステージは、前記ロードロック室側
に向けて開放された筐体を有し、この筐体には前記カセ
ットの取り出し時に開閉する開閉部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。
【請求項４】前記カセット収容容器、前記ローディン
グ室及び前記筐体内は不活性ガス雰囲気または、清浄空
気雰囲気になされていることを特徴とする請求項１また
は３記載の処理装置。