KR101504395B1 - 로딩 유닛 및 처리 시스템 - Google Patents

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히로시 기꾸찌
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 승강 엘리베이터 기구의 능력을 크게 할 필요성을 회피하여, 이 승강 엘리베이터 기구의 고비용화를 억제하는 것이 가능한 로딩 유닛을 제공하는 것이다.
로딩 유닛은, 기판(W)에 대해 열처리를 실시하기 위해 기판을 복수매 보유 지지한 기판 보유 지지구(58)를, 통체 형상의 처리 용기(46)에 대해 승강시킨다. 이러한 로딩 유닛은, 기판 보유 지지구와 캡(62)을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구(66)와, 처리 용기의 하단부의 개구부(44)에 위치하는 캡(62)을 상방향으로 압박하기 위해 설치된 압전 액추에이터(88)를 갖는 압박 기구(86)를 구비한다. 이에 의해, 승강 엘리베이터 기구의 능력을 크게 할 필요성을 회피하여, 이 승강 엘리베이터 기구의 고비용화를 억제한다.

Description

로딩 유닛 및 처리 시스템{LOADING UNIT AND PROCESSING SYSTEM}
본 특허 출원은, 2011년 4월 7일에 제출된 일본 출원인, 일본 특허 출원 제2011-085205호의 이익을 향수한다. 이 선출원에 있어서의 모든 개시 내용은, 인용함으로써 본 명세서의 일부로 된다.
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해 열처리를 행하는 처리 시스템 및 이것에 사용하는 로딩 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, IC나 LSI 등의 반도체 집적 회로를 제조하기 위해서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해 성막 처리, 산화 확산 처리, 에칭 처리, 어닐 처리, 실리콘 산화막 형성 처리, 소결(sintering) 처리 등의 각종 열처리가 실시된다. 이 기판을 한 번에 복수매 처리하기 위해, 예를 들어 특허 문헌 1 내지 5 등에 개시되어 있는 바와 같이 종형의 뱃치(batch)식 열처리 장치가 사용되고 있다.
이 열처리 장치에서는, 종형의 석영제 처리 용기 내에, 그 하방에 위치된 불활성 가스 분위기의 로딩실로부터 복수매, 예를 들어 100 내지 150매 정도의 반도체 웨이퍼로 이루어지는 기판을 적재한 웨이퍼 보트를 승강 엘리베이터 기구에 의해 상승시켜 로드(삽입)하고, 그리고 처리 용기의 하단부의 개구부를, O링이 구비된 캡으로 밀폐하여, 밀폐된 처리 용기 내에서 성막 처리 등의 열처리를 행한다. 그리고 열처리를 행한 후에 상기 웨이퍼 보트를 언로드(강하)하여, 처리 완료된 기판과 미처리 웨이퍼를 교체하도록 이동 탑재한다. 그리고 전술한 바와 마찬가지의 열처리가 반복되게 된다.
상기 웨이퍼 보트를 승강시키기 위해서는 상기 로딩실 내에 설치된 보트 엘리베이터가 사용되고 있고, 또한 기판의 이동 탑재는 상기 로딩실 내에 설치된 이동 탑재 기구에 의해 행해진다.
일본 특허 출원 공개 평02-130925호 공보 일본 특허 출원 공개 평06-224143호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-093851호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-027772호 공보
그런데, 상기 열처리를 행하고 있는 동안에는, 상술한 바와 같이 처리 용기의 하단부의 개구부는 캡에 의해 밀폐되어 있고, 그리고 시일성을 높이기 위해 열처리 중에는 승강 엘리베이터 기구에 의해 소정의 힘으로 계속적으로 압박하고 있다.
이 경우, 승강 엘리베이터 기구에는, 기판을 포함하는 웨이퍼 보트의 하중과 캡에 가해지는 내부 압력의 양쪽의 부하가 가해져, 특히 소결 처리 등의 대기압 이상의 높은 프로세스 압력에서의 처리를 행하는 경우에는, 상기 부하는 매우 커져, 그만큼 승강 엘리베이터 기구의 구조를 강화하는 동시에, 구동 모터의 능력을 크게 할 필요가 있어, 장치 비용의 증대를 초래하는 것과 같은 문제가 있었다.
특히, 최근에는 반도체 집적 회로의 생산 효율을 더욱 향상시키기 위해, 기판의 직경도 더욱 대구경화하는 것이 기대되고 있고, 예를 들어 기판의 직경을 300㎜로부터 450㎜로 확대하는 것이 요구되고 있다. 이와 같이 기판의 직경이 커지면, 150매의 기판을 보유 지지한 웨이퍼 보트 등을 포함하는 하중이 400㎏ 정도에 달하는 데 더하여, 처리 용기의 개구부를 폐쇄하는 캡의 면적도 커지므로, 대기압 이상의 높은 프로세스 압력의 열처리를 행하는 경우에는, 캡 면적의 증대분만큼 더욱 하방향으로의 부하가 증대되어, 승강 엘리베이터 기구의 강도 향상에 의한 고비용화를 초래하는 것과 같은 문제가 있었다.
본 발명은, 이상과 같은 문제점에 착안하여, 이것을 유효하게 해결하기 위해 창안된 것이다. 본 발명은, 기판 보유 지지구를 승강시키는 승강 엘리베이터 기구 외에 캡을 압박하기 위해 전압 액추에이터를 갖는 압박 기구를 설치함으로써, 승강 엘리베이터 기구의 능력을 크게 할 필요성을 회피하여, 이 승강 엘리베이터 기구의 고비용화를 억제하는 것이 가능한 로딩 유닛 및 처리 시스템이다.
본 발명은, 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛에 있어서, 상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와, 상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 로딩 유닛이다.
이와 같이, 기판 보유 지지구를 승강시키는 승강 엘리베이터 기구 외에 캡을 압박하기 위해 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 설치함으로써, 승강 엘리베이터 기구의 능력을 크게 할 필요성을 회피하여, 이 승강 엘리베이터 기구의 고비용화를 억제하는 것이 가능해진다.
본 발명은, 기판에 대해 열처리를 실시하는 처리 유닛과, 상기 처리 유닛의 하방에 설치된 로딩 유닛과, 상기 로딩 유닛에 병설되어, 복수매의 상기 기판을 수용한 기판 용기를 수납하는 스토커 유닛을 구비하고, 상기 로딩 유닛은, 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛이며, 상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와, 상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 시스템이다.
본 발명에 관한 로딩 유닛 및 처리 시스템에 따르면, 다음과 같이 우수한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
기판에 대해 열처리를 실시하기 위해 기판을 복수매 보유 지지한 기판 보유 지지구를, 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키도록 한 로딩 유닛에 있어서, 기판 보유 지지구를 승강시키는 승강 엘리베이터 기구 외에 캡을 압박하기 위해 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 설치함으로써, 승강 엘리베이터 기구의 능력을 크게 할 필요성을 회피하여, 이 승강 엘리베이터 기구의 고비용화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 로딩 유닛을 하는 처리 시스템 전체를 도시하는 단면도.
도 2는 도 1 중의 A-A선을 따른 단면도.
도 3은 상승된 캡과 압박 기구의 위치 관계를 도시하는 하면도.
도 4는 압박 기구의 제1 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 5는 압박 기구의 선단부의 일례를 도시하는 확대 평면도.
도 6은 압박 기구의 제2 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 7은 압박 기구의 제3 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 8은 상승시킨 캡과 압박 기구의 위치 관계를 도시하는 하면도.
도 9는 압박 기구의 제4 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 10은 압박 기구의 제5 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 11은 압박 기구의 제6 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도.
도 12는 압전 액추에이터의 다른 예를 도시하는 개략 사시도.
이하에, 본 발명에 관한 로딩 유닛 및 처리 시스템의 일 실시예를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 서술한다. 도 1은 본 발명에 관한 로딩 유닛을 하는 처리 시스템 전체를 도시하는 단면도, 도 2는 도 1 중의 A-A선을 따른 단면도, 도 3은 상승된 캡과 압박 기구의 위치 관계를 도시하는 하면도, 도 4는 압박 기구의 제1 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도, 도 5는 압박 기구의 선단부의 일례를 도시하는 확대 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 이 처리 시스템(2) 전체는, 청정 공기의 다운플로우가 형성되어 있는 클린룸 내의 바닥면에 설치되어 있다. 그리고 처리 시스템(2) 전체는, 예를 들어 스테인리스 스틸 등으로 이루어지는 큰 하우징(4)에 의해 그 외피가 형성되어 있다.
이 하우징(4) 내에는 높이 방향으로, 예를 들어 스테인리스 스틸로 이루어지는 중앙 구획벽(6)이 설치되어 있고, 내부를 좌우로 2분할하여 프론트측(도 1 중의 우측)이 스토커 유닛(8)으로서 형성되어 있다. 또한, 상기 중앙 구획벽(6)과 하우징(4)의 리어측의 이면 구획벽(10) 사이에는, 수평 방향으로 예를 들어 스테인리스 스틸로 이루어지는 구획벽으로서의 베이스 플레이트(12)가 설치되어 있고, 내부를 상하로 2분할하여 상측에 처리 유닛(14)을 형성하고, 하측에 로딩 유닛(16)을 형성하고 있다. 따라서, 상기 로딩 유닛(16)과 전방의 스토커 유닛(8)은 서로 병설된 상태로 되어 있다.
그리고 이 하우징(4)의 저부를 구획하는 저판 구획벽(18)에 의해, 이 처리 시스템(2)의 전체의 하중이 지지되어 있다. 상기 스토커 유닛(8)의 전방면 구획벽(20)의 하부에는, 반도체 웨이퍼 등으로 이루어지는 복수매의 기판(W)이 수용된 기판 용기(22)를 적재하는 반출입 포트(24)가 설치되어 있다. 이 기판 용기(22)의 전방면에는, 개폐 가능한 덮개(22A)가 장착되어 있다. 그리고 이 반출입 포트(24)에 대응하는 전방면 구획벽(20)에는, 개폐 도어(26)에 의해 개폐되는 반출입구(28)가 설치되어 있어, 상기 기판 용기(22)를 스토커 유닛(8) 내로 반출입할 수 있도록 되어 있다.
상기 기판 용기(22)로서는, 예를 들어 25매 정도의 기판(W)을 수용할 수 있는 카세트나 FOUP(등록 상표)라 칭해지는 밀폐 용기를 사용할 수 있다. 여기서는 밀폐 용기가 사용되고 있고, 그 내부에는 기판(W)의 산화를 방지하기 위해 N2 가스 등의 불활성 가스가 봉입되어 있다.
상기 스토커 유닛(8) 내에는, 상하 방향을 따라 복수단으로 이루어진 스톡 선반(30)이 설치되어 있고, 이 스톡 선반(30)에 미처리 기판(W)이나 처리 완료된 기판(W)을 수용한 기판 용기(22)를 적재하여 대기시키도록 되어 있다. 그리고 이 스토커 유닛(8) 내에는 용기 이동 탑재 기구(32)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 용기 이동 탑재 기구(32)는, 상하 방향으로 기립시켜 설치한 안내 레일(34)과, 이 안내 레일(34)을 따라 상하 이동하는 용기 반송 아암(36)을 갖고 있다. 이 안내 레일(34)에는, 예를 들어 구동 모터(34A)에 의해 구동되는 볼 나사가 포함된다. 또한 용기 반송 아암(36)은, 수평 방향을 향해 굴곡 가능하게 이루어지는 동시에, 수평면 내에서 회전 가능하게 이루어져 있고, 상기 반출입 포트(24)와 상기 스톡 선반(30) 사이에서 기판 용기(22)를 반송할 수 있도록 되어 있다.
또한, 이 스토커 유닛(8) 내에는, 상기 중앙 구획벽(6)에 장착한 용기 이동 탑재 포트(38)가 설치되는 동시에, 이 용기 이동 탑재 포트(38) 상에 상기 기판 용기(22)를 적재할 수 있도록 되어 있다. 이 용기 이동 탑재 포트(38)와 상기 스톡 선반(30) 또는 반출입 포트(24) 사이의 기판 용기(22)의 반송은 상기 용기 반송 기구(32)를 사용하여 행해진다.
또한, 이 용기 이동 탑재 포트(38)를 장착하는 상기 중앙 구획벽(6)에는 개폐 도어(40)에 의해 개폐되는 기판 반출입구(42)가 설치되어 있고, 이 기판 반출입구(42)를 통해 상기 용기 이동 탑재 포트(38)와 로딩 유닛(16) 내의 사이에서 기판(W)을 반출입할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 스토커 유닛(8) 내에는, 청정 공기의 다운플로우가 형성되어 있다.
그리고 상기 처리 유닛(14) 내에는, 하단부가 개방된 개구부(44)를 갖는 원통체 형상의 처리 용기(46)가 설치되어 있다. 이 처리 용기(46)는, 예를 들어 내열성 및 내부식성의 석영으로 이루어지는 용기 본체(48)와, 이 용기 본체(48)의 하단부에 설치되는 예를 들어 스테인리스 스틸제의 매니폴드(50)를 갖는다. 그리고 이 매니폴드(50)의 하단부가 상기 개구부(44)로 되고, 이 개구부(44)의 주변에는 플랜지부(44A)가 형성되어 있다. 이 처리 용기(46)의 하부는, 상기 베이스 플레이트(12)에 의해 지지되어 있고, 여기서 처리 용기(46)의 하중을 지지하도록 되어 있다.
그리고 이 처리 용기(46)의 외주측에는, 통체 형상의 가열 히터부(54)가 동심원 형상으로 설치되어 있고, 이 처리 용기(46) 내에 수용되는 기판을 가열하도록 되어 있다. 또한 이 처리 용기(46)의 매니폴드(50)의 측벽에는, 열처리에 필요한 각종 가스를 공급하는 가스 공급계(도시하지 않음)나 처리 용기(46) 내의 분위기를 압력 제어하면서 배기하는 배기계(도시하지 않음)가 각각 접속되어 있다. 그리고 이 처리 용기(46) 내에는, 기판(W)을 다단으로 보유 지지한 기판 보유 지지구(56)를 수용할 수 있도록 되어 있다.
이 기판 보유 지지구(56)는, 상기 기판(W)을 소정의 피치로 다단으로 지지하는 석영제의 웨이퍼 보트(58)와, 이 웨이퍼 보트(58)의 하부에 설치되어 이것을 지지하면서 기판(W)의 온도를 유지하는 석영제의 보온통(60)을 갖고 있다. 이 보온통(60)은, 상기 처리 용기(46)의 개구부(44)를 폐쇄하는 예를 들어 스테인리스 스틸로 이루어지는 캡(62)측으로 회전 가능하게, 혹은 고정적으로 지지된다. 그리고 이 캡(62)의 주변부와 상기 매니폴드(50)의 하단부 사이에는, 예를 들어 O링 등으로 이루어지는 시일 부재(64)가 개재되어, 처리 용기(46) 내를 기밀하게 밀봉할 수 있도록 되어 있다. 상기 기판 보유 지지구(56)의 승강은, 로딩 유닛(16)에 설치한 승강 엘리베이터 기구(66)(도 2 참조)에 의해 행하도록 되어 있다. 여기서, 기판(W)의 직경이 450㎜인 경우에는, 캡(62)의 직경은 600 내지 650㎜ 정도의 크기이다.
그리고 상기 로딩 유닛(16)의 외피는, 로딩용 하우징(68)에 의해 구성되고, 이 내측이 기밀하게 밀폐된 로딩실(70)로 되어 있다. 따라서, 이 로딩실(70)은, 도 1 중에 있어서 로딩용 하우징(68)을 형성하는 상기 베이스 플레이트(12), 이면 구획벽(10)의 하측 부분, 중앙 구획벽(6)의 하측 부분, 저판 구획벽(18)의 좌측 부분 및 하우징(4)의 측면 구획벽(19)의 하측 부분(도 2 참조)에 의해 구획되어 있다.
이와 같이, 상기 로딩용 하우징(68)은, 상기 처리 유닛(14)의 하부에 연속 설치된 상태로 되어 있다. 또한, 상기 베이스 플레이트(12)는, 처리 유닛(14)을 구획하는 구획벽과 공용되고, 또한 중앙 구획벽(6)은 스토커 유닛(8)을 구획하는 구획벽과 공용되게 된다.
그리고 상기 처리 용기(46)의 바로 아래의 부분과 스토커 유닛(8)의 용기 이동 탑재 포트(38)의 사이에는, 기판 보유 지지구(56)의 웨이퍼 보트(58)에 대해 기판(W)의 이동 탑재를 행하는 기판 이동 탑재 기구(72)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 기판 이동 탑재 기구(72)는, 중앙 구획벽(6)으로부터 연장되는 고정 아암부(74)에 의해 상하 단부가 지지되어 상하 방향으로 기립시켜 설치한 안내 레일(76)과, 이 안내 레일(76)을 따라 상하 이동하는 이동 탑재 아암(78)을 갖고 있다. 이 안내 레일(76)에는, 예를 들어 구동 모터(76A)에 의해 구동되는 볼 나사가 포함된다. 또한 상기 이동 탑재 아암(78)은, 복수개 설치되어 있고, 수평면 내에서 선회 및 굴신 가능하게 이루어져, 상기 웨이퍼 보트(58)와 상기 용기 이동 탑재 포트(38) 상에 설치된 기판 용기(22) 사이에서 한 번에 복수판의 기판(W)을 이동 탑재할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 기판 보유 지지구(56)를 승강시키는 상기 승강 엘리베이터 기구(66)는, 도 2에도 도시하는 바와 같이 상하 방향으로 기립시켜 설치한 안내 레일(80)과, 이 안내 레일(80)을 따라 상하 이동하는 보유 지지 아암(82)을 갖고 있다. 이 안내 레일(80)에는, 예를 들어 구동 모터(80A)에 의해 구동되는 볼 나사가 포함된다. 여기서는, 이 안내 레일(80)의 상단부를 베이스 플레이트(12)에 고정하고, 하단부를 저부 구획벽(18)에 고정하고 있다.
그리고 상기 보유 지지 아암(82)은, 수평 방향으로 연장되어, 이 보유 지지 아암(82)에 의해 상기 기판 보유 지지구(58)의 하부를 지지하여 보유 지지하도록 되어 있다. 또한 처리 용기(46)의 하단부의 외주측에는, 처리 용기(46) 내의 배기열이 로딩실(70) 내로 유입되는 것을 방지하기 위해 상자 형상으로 형성된 스캐빈저(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
그리고 상기 처리 용기(46)의 하단부의 개구부(44)에 위치된 상기 캡(62)을 상방향으로 압박하기 위해 본 발명의 특징으로 하는 압박 기구(86)가 설치되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 이 압박 기구(86)는, 처리 용기(46), 즉 캡(62)의 주위 방향을 따라 복수개, 도 3 중에서는 4개 설치되어 있다. 또한, 이 개수는 3개 이상이면 되고, 그 수는 특별히 한정되지는 않는다.
여기서 상기 압박 기구(86)는, 압전 소자를 사용한 압전 액추에이터(88)를 갖고 있다. 구체적으로는, 이 압박 기구(86)는, 고정 아암부(90)와, 슬라이드판(92)과, 상기 압전 액추에이터(88)를 갖고 있다. 상기 고정 아암부(90)는, 수직부(94)와 수평부(96)로 이루어지고, 전체가 L자 형상으로 성형되어 있다. 이 수직부(94)의 상단부를 상기 베이스 플레이트(12)의 하면에 접속하여 고정하고 있고, 수평부(96)의 선단을 처리 용기(48)의 중심을 향하게 하고 있다. 이 수평부(96)의 선단은, 상기 캡(62)의 상하 방향으로의 이동 궤적보다도 근소한 거리만큼 외측에 위치되어 있어, 승강하는 캡(62)과 간섭(충돌)하지 않도록 되어 있다.
이 고정 아암부(90)는, 예를 들어 스테인리스 스틸 등의 금속에 의해 형성되어 있다. 그리고 이 고정 아암부(90)의 수평부(96) 상에 상기 슬라이드판(92)이, 처리 용기(48)의 중심 방향을 향해 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 수평부(96)의 상면에는, 도 5에 도시하는 바와 같이 단면 형상에 있어서 상부가 길고 하부가 짧게 이루어진 역삼각 형상과 유사한 안내 레일(96A)이 설치되어 있고, 슬라이드판(92)의 하면에는 상기 안내 레일(96A)과 끼워 맞추어져 결합되는 결합 홈(92A)이 형성되어 있다. 이 결과, 이 슬라이드판(92)은, 이 수평부(96)에, 수평 방향으로의 이동은 허용되지만 수직 방향으로의 이동은 규제되어 결합되어 있다.
이 경우, 하나의 압박 기구(86)로 수 100㎏의 하중에 견딜 수 있도록 되어 있다. 그리고 이 슬라이드판(92)은, 이 고정 아암부(90)에 설치한 구동부(98)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 이루어져 있다. 상기 슬라이드판(92)의 선단의 상면에는, 상기 압전 액추에이터(88)가 설치되어 있고, 이것에 통전함으로써 예를 들어 수 ㎜ 정도만큼 상하 방향으로 신장되도록 되어 있다. 그리고 슬라이드판(92)을 처리 용기(48)의 중심 방향으로 이동시켰을 때에, 상기 압전 액추에이터(88)가 캡(62)의 바로 하방에 위치하도록 되어 있다.
이 압전 액추에이터(88)로서는, 압전 소자(100a)를 복수매, 예를 들어 20매 정도 적층하여 이루어지는, 이른바 스택형 압전 소자체(100)를 사용할 수 있어, 이동 스트로크는 작지만, 큰 힘을 발휘할 수 있도록 되어 있다. 그리고 이상과 같이 형성된 처리 시스템(2)의 전체의 동작은, 도시하지 않은 컴퓨터 등으로 이루어지는 시스템 제어부에 의해 제어된다.
다음에, 이상과 같이 구성된 본 발명의 처리 시스템의 동작에 대해 설명한다. 우선, 전체의 흐름에 대해 설명하면, 로딩실(70) 내는, 불활성 가스인 질소 가스 분위기로 채워져 있고, 산소 농도는 일정한 값 이하로 설정되어 있다.
그리고 전공정에서 처리가 완료된 복수매의 기판(W)은, 불활성 가스인 질소 가스 분위기로 채워진 기판 용기(22) 내에 수용된 상태에서, 처리 시스템(2)의 프론트측의 반출입 포트(24) 상에 설치된다. 이 반출입 포트(24)에 설치된 기판 용기(22)는, 이 반출입 포트(24)의 개폐 도어(26)를 개방한 후에, 용기 이동 탑재 기구(32)의 용기 반송 아암(36)에 의해 보유 지지되어, 스토커 유닛(8) 내에 도입된다.
이 도입된 기판 용기(22)는, 일시적으로 스톡 선반(30) 상에 적재되어 대기된다. 그리고 처리 순서가 왔을 때에, 이 기판 용기(22)는 상기 용기 이동 탑재 기구(32)를 다시 사용하여, 중앙 구획벽(6)에 설치한 용기 이동 탑재 포트(38) 상에 적재되게 된다. 이 용기 이동 탑재 포트(38) 상에 기판 용기(22)를 적재하였으면, 반대측의 기판 반출입구(42)측의 개폐 도어(40)를 개방한다.
이때, 기판 반출입구(42)에 설치한 덮개 개폐 기구(도시하지 않음)에 의해 기판 용기(22)의 덮개(22A)를 동시에 제거하여 기판 용기(22) 내를 개방한다. 이 경우, 상기 용기 이동 탑재 포트(38) 상에 적재한 기판 용기(22)를 도시하지 않은 액추에이터에 의해 기판 반출입구(42)의 주연부에 기밀 상태로 되도록 압박하고, 이와 같이 압박한 상태에서 상기 기판 용기(22)의 덮개(22A)를, 로딩실(70) 내의 개폐 도어(40)와 함께 개방시킨다.
그리고 로딩실(70) 내의 기판 이동 탑재 기구(72)의 이동 탑재 아암(78)을 사용하여, 상기 기판 용기(22) 내의 모든 기판(W)을, 언로드되어 있는 기판 보유 지지구(56)의 웨이퍼 보트(58) 상에 이동 탑재한다. 그리고 상기 조작을 반복함으로써, 복수의 기판 용기(22) 내의 기판(W)이 모두 웨이퍼 보트(58)에 이동 탑재되어, 예를 들어 만재(滿載) 상태로 된다. 이때, 이동 탑재 아암(78)은, 이동 탑재를 위해 웨이퍼 보트(58)의 높이 방향을 따라 상하 이동된다.
상술한 바와 같이, 기판(W)이 웨이퍼 보트(58)에 만재되면, 상기 승강 엘리베이터 기구(66)의 구동 모터(80A)를 작동시켜 보유 지지 아암(82)을 상승시키고, 이 웨이퍼 보트(58)를 처리 유닛(14)의 처리 용기(46) 내로 그 하방으로부터 삽입하여 도 1 중의 가상선으로 나타내는 바와 같이 기판(W)을 처리 용기(46) 내로 로드한다.
여기서, 웨이퍼 보트(58)를 로드할 때, 이 기판 보유 지지구(56)를 최상단부까지 완전히 상승시키는 것이 아닌, 도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이, 캡(62)의 주변부가, 처리 용기(48)의 하단부의 개구부(44)의 플랜지부(44A)에 매우 접근시켜 접하거나, 혹은 접하지 않는 정도까지 캡(62)을 상승시킨다. 이 경우, 캡(62)이 플랜지부(44A)에 압박력이 그다지 높지 않은 상태에서 접할 때까지 구동 모터(80A)를 작동시키도록 해도 된다.
이와 같이, 도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이 캡(62)이 처리 용기(48)의 하단부에 매우 접근하였을 때에 구동 모터(80A)를 정지시켜 웨이퍼 보트(58)의 상승을 정지시켰으면, 다음에 도 4의 (B)에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(12)측에 설치한 4개의 각 압박 기구(86)의 슬라이드판(92)을 화살표 101로 나타내는 바와 같이 전방을 향해, 즉, 처리 용기(48)의 중심측을 향해 동시에 슬라이드 이동시킨다. 이에 의해, 슬라이드판(92)의 선단에 설치한 압전 액추에이터(88)는, 캡(62)의 주변부의 바로 하방에 위치된 상태로 된다.
이 상태에서, 다음에, 도 4의 (C)에 도시하는 바와 같이, 슬라이드판(92)에 설치한 압전 액추에이터(88)에 통전하여, 복수의 압전 소자(100a)로 이루어지는 압전 소자체(100)를 화살표 102로 나타내는 바와 같이 수 ㎜ 정도만큼 상방향으로 신장시킨다. 이에 의해, 압전 액추에이터(88)의 상단부는 캡(62)의 주변부의 하면과 접촉하여, 이것을 상방향으로 화살표 104로 나타내는 바와 같이 강한 힘으로 밀어올려, 캡(62)의 주변부와 처리 용기(48)의 플랜지부(44A) 사이에는, 시일 부재(64)가 개재되어 밀착되어 시일된다. 이 결과, 처리 용기(48) 내는 밀폐된다.
이 경우, 전술한 바와 같이, 직경이 450㎜인 기판을 150매 정도 수용한 웨이퍼 보트(58) 등을 포함하는 기판 보유 지지구(56)의 전체 하중은 400㎏ 정도로 되므로, 대기압보다도 높은 압력의 프로세스 압력에서 열처리하기 위해서는, 화살표 104로 나타내는 모든 압박력은 예를 들어 800㎏ 정도로 되도록 설정하는 것이 좋다.
이 조작에 의해 웨이퍼 보트(58)를 포함하는 기판 보유 지지구(56)는 완전히 상승하여 처리 용기(46) 내로 로드되게 되어, 상기 캡(62)에 의해 처리 용기(46)의 하단부의 개구부(44)가 밀폐되게 된다. 이 상태에서는, 웨이퍼 보트(58)를 포함하는 기판 보유 지지구(56)의 하중은 4개의 압박 기구(86)에서 받게 되어 있어, 승강 엘리베이터 기구(66)에는 부하가 거의 가해져 있지 않다. 즉, 열처리 중에 있어서 승강 엘리베이터 기구(66)에 의해 캡(62)을 강하게 계속 압박할 필요가 없다. 따라서, 승강 엘리베이터 기구(66)의 구조를 과잉으로 강하게 할 필요도 없고, 또한 구동 모터(80A)의 능력도 과잉으로 크게 할 필요는 없다.
이와 같이 처리 용기(46) 내를 밀폐하였으면, 처리 용기(46)의 외주에 설치한 가열 히터부(54)에 의해 처리 용기(46) 내로 로드된 기판(W)을 프로세스 온도까지 승온하고, 이 처리 용기(46) 내에 소정의 처리 가스를 흘리는 동시에 소정의 프로세스 압력, 예를 들어 대기압보다도 40Torr 정도 높은 프로세스 압력으로 유지하여, 성막 처리 등의 소정의 열처리를 실시하게 된다.
이와 같이 하여, 기판(W)에 대한 소정의 열처리가 종료되었으면, 전술한 동작과 반대의 조작을 행하여 처리 완료된 기판(W)을 반출한다. 우선, 압박 기구(86)의 압전 액추에이터(88)의 통전을 차단하여 이것을 축퇴시키고, 슬라이드판(92)을 외측 방향으로 이동시켜 캡(62)의 하방으로부터 횡방향으로 퇴피시킨다. 그리고 승강 엘리베이터 기구(66)를 구동하여 보유 지지 아암(82)을 강하시킴으로써, 웨이퍼 보트(58)를 포함하는 기판 보유 지지구(56)를 처리 용기(46) 내로부터 하방으로 취출함으로써 기판(W)을 언로드한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 기판(W)에 대해 열처리를 실시하기 위해 기판을 복수매 보유 지지한 기판 보유 지지구(56)를, 통체 형상의 처리 용기(46)에 대해 승강시키도록 한 로딩 유닛에 있어서, 기판 보유 지지구(56)를 승강시키는 승강 엘리베이터 기구(66) 외에 캡(62)을 압박하기 위해 압전 액추에이터(88)를 갖는 압박 기구(86)를 설치함으로써, 승강 엘리베이터 기구(66)의 능력을 크게 할 필요성을 회피하여, 이 승강 엘리베이터 기구(66)의 고비용화를 억제할 수 있다.
<제2 실시예>
다음에, 본 발명의 로딩 유닛에 사용하는 압박 기구의 제2 실시예에 대해 설명한다. 앞서 설명한 제1 실시예에 있어서는, 압박 기구(86)의 슬라이드판(92)과 압전 액추에이터(88)를 고정 아암부(90)측에 설치하였지만, 이것에 한정되지 않고, 캡(62)의 하면측에 설치하도록 해도 된다. 도 6은 이러한 압박 기구의 제2 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 1 내지 도 5에 도시하는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 여기서는 압박 기구(86)의 슬라이드판(92)과 압전 액추에이터(88)는, 캡(62)의 하면측의 주연부에 설치되어 있고, 구동부(98)에 의해 캡(62)의 반경 방향 외측을 향해 수평 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고 이 슬라이드판(92)의 선단부의 하면측에 상기 압전 액추에이터(88)가 하방향을 향해 장착되어 있어, 이 압전 액추에이터(88)가 신장됨으로써 상기 고정 아암부(90)의 수평부(96)에 접촉할 수 있도록 되어 있다.
이 제2 실시예의 경우에는, 도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 상승해 온 캡(62)을 처리 용기(48)의 하단부의 개구부(44)에 접근, 혹은 가볍게 접촉시킨 상태에서 정지시켰으면, 다음에 도 6의 (B)에 도시하는 바와 같이 슬라이드판(92)을 캡(62)의 반경 방향 외측을 향해 화살표 106으로 나타내는 바와 같이 슬라이드 이동시킨다. 다음에, 도 6의 (C)에 도시하는 바와 같이, 압전 액추에이터(88)에 통전하여, 이것을 화살표 108로 나타내는 바와 같이 하방향으로 신장시킨다. 이에 의해, 압전 액추에이터(88)는 고정 아암부(90)의 수평부(96)에 접촉하여 압박하고, 이때 발생하는 반작용에 의해 캡(62)에는 화살표 104로 나타내는 바와 같이 상향의 압박력이 발생하여, 처리 용기(48) 내는 밀폐되게 된다.
이 경우에도, 상기 압박 기구(86)에서 큰 하중을 받을 수 있으므로, 승강 엘리베이터 기구(66)를 과잉으로 강한 구조로 할 필요도 없고, 또한 구동 모터(80A)의 능력도 과잉으로 크게 할 필요는 없어, 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
<제3 실시예>
다음에, 본 발명의 로딩 유닛에 사용하는 압박 기구의 제3 실시예에 대해 설명한다. 앞서 설명한 제1 및 제2 실시예에 있어서는, 승강하는 캡(62)과의 충돌을 피하기 위해 수평 이동 가능한 슬라이드판(92)을 설치하였지만, 이것에 한정되지 않고, 캡측에 압박 돌기판을 설치하여 상기 슬라이드판(92)과 유사한 기능을 갖게 하도록 해도 된다. 도 7은 이러한 압박 기구의 제3 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도, 도 8은 상승시킨 캡과 압박 기구의 위치 관계를 도시하는 하면도이다. 또한, 도 1 내지 도 6에 도시하는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 여기서는 압박 기구(86)의 고정 아암부(90)에는, 슬라이드판(92)을 설치하지 않고, 수평부(96)에 압전 액추에이터(88)를 직접적으로 고정하여 설치하고 있다. 그리고 도 8에도 도시하는 바와 같이, 상기 고정 아암(90)의 장착 위치보다도 캡(62)의 주위 방향으로 소정의 각도 θ만큼 위치가 어긋난 부분의 캡(62)의 주연부에, 그 반경 방향 외측을 향해 돌출시켜 압박 돌기판(110)을 설치하고 있다. 이 각도 θ는, 고정 아암부(90)와 압박 돌기판(110)이 충돌하지 않는 각도이며, 예를 들어 도 정도이다. 또한, 승강 엘리베이터 기구(66)의 보유 지지 아암(82)에는 회전대(112)가 설치되어 있고, 이 회전대(112) 상에 상기 캡(62)을 장착하여, 캡(62) 자체를 어느 정도의 각도, 예를 들어 각도 θ만큼 정역회전할 수 있도록 되어 있다.
이 제3 실시예의 경우에는, 도 8에 도시하는 바와 같이 고정 아암부(90)와 압박 돌기판(110)이 캡(62)의 중심에 대해 그 주위 방향으로 각도 θ만큼 위치가 어긋난 상태에서 기판 보유 지지구(56)의 로드를 행하여, 도 7의 (A)에 도시하는 바와 같이 캡(62)을 처리 용기(48)의 하단부의 개구부(44)에 접근, 혹은 가볍게 접촉시킨 상태에서 정지시킨다. 이 상태에서 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 캡(62)을 화살표 114로 나타내는 바와 같이 각도 θ만큼 회전시킴으로써, 압박 돌기판(110)을 고정 아암부(90)의 장소에 위치시킨다.
여기서, 압박 돌기판(110)과 고정 아암부(90)는, 상하 방향에 있어서 동일 장소에 위치하게 된다. 그리고 이 상태에서 도 7의 (C)에 도시하는 바와 같이, 압전 액추에이터(88)에 통전함으로써, 이것을 화살표 102로 나타내는 바와 같이 신장시켜 압박 돌기판(110)을 상방을 향해 압박하게 된다. 이에 의해, 캡(62)은 화살표 104로 나타내는 바와 같이 상향의 압박력으로 압박되어, 처리 용기(48) 내는 밀폐되게 된다. 또한, 기판 보유 지지구(58)를 처리 용기(46)로부터 언로드시키기 위해서는, 상기 조작을 반대로 행하면 된다.
이 경우에도, 상기 압박 기구(86)에서 큰 하중을 받을 수 있으므로, 승강 엘리베이터 기구(66)를 과잉으로 강한 구조로 할 필요도 없고, 또한 구동 모터(80A)의 능력도 과잉으로 크게 할 필요는 없어, 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
<제4 실시예>
다음에, 본 발명의 로딩 유닛에 사용하는 압박 기구의 제4 실시예에 대해 설명한다. 앞서 설명한 제3 실시예에서는 압전 액추에이터를 고정 아암부에 설치하였지만, 이것에 한정되지 않고, 캡측에 설치하도록 해도 된다. 도 9는 이러한 압박 기구의 제4 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 도 9의 (A)에 도시하는 바와 같이, 여기서는 압전 액추에이터(88)를 고정 아암부(90)에 설치하지 않고, 캡(62)에 설치한 압박 돌기판(110)의 하면에, 하향으로 되도록 장착하여 고정하고 있다.
이 제4 실시예의 경우에도, 앞의 제3 실시예의 경우와 마찬가지로, 도 8에 도시하는 바와 같이 고정 아암부(90)와 압박 돌기판(110)과 캡(62)의 중심에 대해 그 주위 방향으로 각도 θ만큼 위치가 어긋난 상태에서 기판 보유 지지구(56)의 로드를 행하여, 도 9의 (A)에 도시하는 바와 같이 캡(62)을 처리 용기(48)의 하단부의 개구부(44)에 접근, 혹은 가볍게 접촉시킨 상태에서 정지시킨다. 이 상태에서 도 9의 (B)에 도시하는 바와 같이 캡(62)을 화살표 114로 나타내는 바와 같이 각도 θ만큼 회전시킴으로써, 압박 돌기판(110)을 고정 아암부(90)의 장소에 위치시킨다.
여기서, 압박 돌기판(110)과 고정 아암부(90)는, 상하 방향에 있어서 동일 장소에 위치하게 된다. 그리고 이 상태에서 도 9의 (C)에 도시하는 바와 같이, 압전 액추에이터(88)에 통전함으로써, 이것을 화살표 108로 나타내는 바와 같이 하방향으로 신장시켜 고정 아암부(90)의 수평부(96)를 하방을 향해 압박하게 된다. 이에 의해, 캡(62)은 반작용에 의해 화살표 104로 나타내는 바와 같이 상향의 압박력으로 압박되어, 처리 용기(48) 내는 밀폐되게 된다. 또한, 기판 보유 지지구(58)를 처리 용기(46)로부터 언로드시키기 위해서는, 상기 조작을 반대로 행하면 된다.
이 경우에도, 상기 압박 기구(86)에서 큰 하중을 받을 수 있으므로, 승강 엘리베이터 기구(66)를 과잉으로 강한 구조로 할 필요도 없고, 또한 구동 모터(80A)의 능력도 과잉으로 크게 할 필요는 없어, 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
<제5 실시예>
다음에, 본 발명의 로딩 유닛에 사용하는 압박 기구의 제5 실시예에 대해 설명한다. 앞서 설명한 제1 내지 제4 실시예의 압박 기구에서는 고정 아암부(90)를 베이스 플레이트(12)에 대해 고정적으로 설치하였지만, 이것에 한정되지 않고, 아암부를 회전 가능하게 설치하도록 해도 된다. 도 10은 이러한 압박 기구의 제5 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 1 내지 도 9에 도시하는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 여기서는 압박 기구(86)는 회전 아암부(120)를 갖고 있다. 이 회전 아암부(120)는, 제1 실시예와 마찬가지로 L자 형상으로 이루어져 있고, 수직부(126)와 수평부(128)에 의해 구성되어 있다. 이 회전 아암부(120)의 수직부(94)의 상단부는, 베이스 플레이트(12)에 형성한 장착 구멍(122) 내를 삽입 관통되어 회전 액추에이터(124)에 연결하여 지지되어 있고, 상기 수직부(94)를 축으로 하여 회전 가능하게 이루어져 있다. 또한, 상기 회전 액추에이터(124) 전체는, 시일판(130)에 의해 기밀하게 덮여 있다.
이에 의해, 이 회전 아암부(120)의 선단부인 수평부(126)는, 상기 처리 용기(48)의 개구부(44)의 하방 위치와 이 외측 위치, 즉 수평면 내에 있어서 개구부(44)보다도 외측 위치와의 사이에서 이동할 수 있도록 되어 있다. 그리고 수평부(128)의 선단에 압전 액추에이터(88)를 상방을 향하게 하여 장착하여 고정하고 있다.
이 제5 실시예의 경우에는, 상기 회전 아암부(120)를 외측으로 회전시켜 회전 아암부(120)의 수평부(128)를 처리 용기(48)의 개구부(44)의 하방보다도 외측으로 위치시켜 두고, 회전 아암부(120)와 상승해 오는 캡(62)이 충돌하지 않도록 해 둔다. 그리고 이 상태에서 기판 보유 지지구(56)의 로드를 행하여 도 10의 (A)에 도시하는 바와 같이, 캡(62)을 처리 용기(48)의 하단부의 개구부(44)에 접근, 또는 가볍게 접촉시킨 상태에서 정지시킨다. 이 상태에서 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 회전 아암부(120)를 화살표 132로 나타내는 바와 같이, 예를 들어 90도만큼 내측으로 회전시킴으로써, 수평부(128)에 설치한 압전 액추에이터(88)를 개구부(44)의 하방 위치, 즉 캡(62)의 하방 위치에 위치시킨다.
다음에, 이 상태에서 도 10의 (C)에 도시하는 바와 같이 압전 액추에이터(88)에 통전함으로써, 이것을 화살표 102로 나타내는 바와 같이 신장시켜 캡(62)을 상방을 향해 압박하게 된다. 이에 의해, 캡(62)은 화살표 104로 나타내는 바와 같이 상향의 압박력으로 압박되어, 처리 용기(48) 내는 밀폐되게 된다. 또한, 기판 보유 지지구(58)를 처리 용기(46)로부터 언로드시키기 위해서는, 상기 조작을 반대로 행하면 된다.
이 경우에도, 상기 압박 기구(86)에서 큰 하중을 받을 수 있으므로, 승강 엘리베이터 기구(66)를 과잉으로 강한 구조로 할 필요도 없고, 또한 구동 모터(80A)의 능력도 과잉으로 크게 할 필요는 없어, 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
<제6 실시예>
다음에, 본 발명의 로딩 유닛에 사용하는 압박 기구의 제6 실시예에 대해 설명한다. 앞서 설명한 제1 내지 제5 실시예에서는, 압전 액추에이터(88)를 직접적으로 캡(62)에 접촉, 혹은 장착하도록 하여 이것을 밀어올리고 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 도 11은 이러한 압박 기구의 제6 실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 1 내지 도 10에 도시하는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 여기서는 압박 기구(86)는, 앞의 제5 실시예와 마찬가지로 수직부(126)와 수평부(128)에 의해 L자 형상으로 이루어진 요동 아암부(136)를 갖고 있다. 이 요동 아암(136)의 수직부(126)의 상단부측은, 베이스 플레이트(12)에 형성한 장착 구멍(122)에 삽입 관통되는 동시에, 이 수직부(126)의 길이 방향의 중앙부는, 베이스 플레이트(12)보다 하방으로 연장되어 설치된 장착대(138)에 지지점(140)에 있어서 축지지되어 있고, 수직면 내에 있어서 요동 가능하게 이루어져 있다. 이 경우, 이 요동 아암부(136)의 수평부(128)가 처리 용기(48)의 개구부(44)측을 향해 내측 방향으로 회전 내지 요동한 경우에는, 이 수평부(128)의 선단부가 캡(62)의 주연부의 하면에 접촉할 수 있도록 되어 있다.
그리고 이 요동 아암부(136)의 기단부, 즉 수직부(126)의 상단부와 베이스 플레이트(12)의 사이에는, 압전 액추에이터(88)가 장착되어 있고, 이 압전 액추에이터(88)를 신축시킴으로써, 상기 요동 아암부(136)는 지지점(140)을 중심으로 하여 수직면 내에 있어서 요동하게 된다. 또한, 상기 압전 액추에이터(88) 및 장착 구멍(122)을 덮도록 하여 시일판(130)이 기밀하게 장착되어 있어, 로딩실(70)의 기밀성을 유지하도록 되어 있다.
이 제6 실시예의 경우에는, 상기 요동 아암부(136)를 외측으로 요동시켜 요동 아암부(136)의 수평부(128)를 처리 용기(48)의 개구부(44)의 하방보다도 외측으로 위치시켜 두고, 요동 아암부(136)와 상승해 오는 캡(62)이 충돌하지 않도록 해 둔다. 그리고 이 상태에서 기판 보유 지지구(56)의 로드를 행하여 도 11의 (A)에 도시하는 바와 같이 캡(62)을 처리 용기(48)의 하단부의 개구부(44)에 접근, 또는 가볍게 접촉시킨 상태에서 정지시킨다. 이 상태에서 압전 액추에이터(88)에 통전함으로써 이 압전 액추에이터(88)를 신장시켜 도 11의 (B)에 도시하는 바와 같이 요동 아암부(136)를 화살표 142로 나타내는 바와 같이 지지점(140)을 중심으로 하여 내측으로 요동 내지 회전시킨다.
이에 의해, 수평부(128)의 선단을 캡(62)의 하면에 접촉시켜 압박한다. 이에 의해, 캡(62)은 화살표 104로 나타내는 바와 같이 상향의 압박력으로 압박되어, 처리 용기(48) 내는 밀폐되게 된다. 또한, 기판 보유 지지구(58)를 처리 용기(46)로부터 언로드시키기 위해서는, 상기 조작을 반대로 행하면 된다.
이 경우에도, 상기 압박 기구(86)에서 큰 하중을 받을 수 있으므로, 승강 엘리베이터 기구(66)를 과잉으로 강한 구조로 할 필요도 없고, 또한 구동 모터(80A)의 능력도 과잉으로 크게 할 필요는 없어, 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 이상의 각 실시예에서는 압전 액추에이터(88)로서 예를 들어 일본 특허 출원 공개 평04-370987호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 압전 소자를 적층하여 형성한 스택형의 압전 소자체(100)를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 도 12에 도시하는 압전 액추에이터(88)도 사용할 수 있다. 도 12는 압전 액추에이터의 다른 예를 도시하는 개략 사시도이다.
도 12의 (A)는 압전 액추에이터(88)로서 예를 들어 일본 특허 출원 공개 평07-046868호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 원통체 형상의 본체(149) 내에 배열된 복수의 압전 소자(100a)와 접촉하도록 이동체(150)를 설치하고, 이 이동체(150)를 마찰력에 의해 구동되도록 되어 있다. 또한, 도 12의 (B)는 압전 액추에이터(88)로서 예를 들어 일본 특허 출원 공개 평11-220894호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 압전 소자(100a)를 사용한 초음파 로터리 모터(151)의 회전자에 피니언(152)을 설치하고, 이 피니언(152)에 랙으로 이루어지는 이동체(154)를 이 맞물리게 하여, 이 이동체(154)를 상하 방향 또는 전후 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.
이 경우에는, 상기 이동체(150, 154)를 전후 혹은, 상하로 이동시킴으로써 캡(62)에 대한 압박력을 발생시킨다. 특히, 압전 액추에이터(88)로서 초음파 리니어 모터나 초음파 로터리 모터를 사용한 경우에는, 압전 소자와 이동체 사이에 발생하는 마찰력이나 압전 소자와 회전자 사이에 발생하는 마찰력이 매우 크기 때문에, 압전 소자에 대한 통전을 차단한 상태에서도 큰 압박력을 유지할 수 있고, 또한 이동체(150, 154)의 이동 거리도 크게 취할 수 있다.
또한, 여기서는 직경이 450㎜인 기판을 열처리하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 기판의 사이즈는 상기 값에 한정되지 않고, 예를 들어 직경이 300㎜ 등인 기판에 대한 처리 시스템에도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 상기 각 실시예에 있어서, 고정 아암부(90)는 베이스 플레이트(12)에 고정하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 처리 시스템의 하우징(4)측이면 어디에 지지 고정시키도록 해도 된다. 예를 들어, 고정 아암부(90)를 이면 구획벽(10)측이나 중앙 구획벽(6)측에 고정시켜도 되고, 저부 구획벽(18)측으로부터 기립시키도록 하여 설치해도 되고, 나아가서는 처리 용기(48)의 개구부(44)를 둘러싸는 스캐빈저의 구획벽에 고정시키도록 해도 된다. 이 경우, 상기 고정 아암부(90)는, 특히 L자 형상에 한정되는 것은 아니며, 압전 액추에이터(88)를 설치하거나, 혹은 압전 액추에이터(88)와 접촉하는 수평부(96)를 갖는 형상이면, 어떠한 형상이라도 좋다.
또한, 여기서는 피처리체로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명하였지만, 이 반도체 웨이퍼에는 실리콘 기판이나 GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 기판도 포함되고, 나아가서는 이들 기판에 한정되지 않고, 액정 표시 장치에 사용하는 글래스 기판이나 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛에 있어서,
    상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와,
    상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비하고,
    상기 압박 기구는,
    고정 아암부와,
    상기 고정 아암부에 설치되어, 상기 개구부에 위치된 상기 캡의 하방에 있어서 수평 방향으로 이동 가능하게 이루어진 슬라이드판을 더 갖고,
    상기 압전 액추에이터는 상기 슬라이드판에 설치되어, 상기 캡에 대해 압박 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  2. 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛에 있어서,
    상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와,
    상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비하고,
    상기 압박 기구는,
    고정 아암부와,
    상기 캡의 하면에, 상기 캡의 주연부보다 캡의 외측을 향해 수평 방향으로 이동 가능하게 설치된 슬라이드판을 더 갖고,
    상기 압전 액추에이터는 상기 슬라이드판에 설치되어, 상기 고정 아암부에 대해 압박 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  3. 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛에 있어서,
    상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와,
    상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비하고,
    상기 캡은, 상기 승강 엘리베이터 기구에 대해 소정의 각도만큼 회전 가능하게 지지되어 있고,
    상기 압박 기구는,
    상기 캡에, 캡의 반경 방향 외측을 향해 돌출시켜 설치한 압박 돌기판과,
    고정 아암부를 더 갖고,
    상기 액추에이터는 상기 고정 아암부에 설치되어, 상기 압박 돌기판에 대해 압박 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  4. 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛에 있어서,
    상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와,
    상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비하고,
    상기 캡은, 상기 승강 엘리베이터 기구에 대해 소정의 각도만큼 회전 가능하게 지지되어 있고,
    상기 압박 기구는,
    상기 캡에, 캡의 반경 방향 외측을 향해 돌출시켜 설치한 압박 돌기판과,
    고정 아암부를 더 갖고,
    상기 액추에이터는 상기 압박 돌기판에 설치되어, 상기 고정 아암부에 대해 압박 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  5. 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛에 있어서,
    상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와,
    상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비하고,
    상기 압박 기구는,
    선단부가 상기 처리 용기의 개구부의 하방 위치와 외측 위치 사이에서 이동하도록 회전 가능하게 지지된 회전 아암부를 더 갖고,
    상기 액추에이터는 상기 회전 아암부의 선단부에 설치되어, 상기 개구부에 위치된 상기 캡에 대해 압박 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  6. 복수매의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 기판 보유 지지구를 지지하는 캡을 보유 지지하고, 이들 기판 보유 지지구와 캡을, 하단부가 개방되어 캡에 의해 폐쇄되는 통체 형상의 처리 용기에 대해 승강시키는 로딩 유닛에 있어서,
    상기 기판 보유 지지구와 상기 캡을 보유 지지하여 승강시키는 승강 엘리베이터 기구와,
    상기 처리 용기의 하단부의 개구부에 위치하는 상기 캡을 상방향으로 압박하기 위해 설치된, 압전 액추에이터를 갖는 압박 기구를 구비하고,
    상기 압박 기구는,
    선단부가 상기 개구부에 위치된 캡과 접촉할 수 있도록 수직면 내에 있어서 요동 가능하게 지지된 요동 아암부를 더 갖고,
    상기 액추에이터는 상기 요동 아암부의 기단부를 압박하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압박 기구는, 상기 처리 용기의 주위 방향을 따라 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 액추에이터는, 적층된 복수매의 압전 소자로 이루어지는 압전 소자체를 갖는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 액추에이터는, 복수의 압전 소자와, 이 복수의 압전 소자에 접촉하여 마찰력에 의해 구동되는 이동체를 갖는 초음파 리니어 모터를 갖는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 액추에이터는, 복수의 압전 소자를 갖고 회전 구동하는 초음파 로터리 모터를 갖는 것을 특징으로 하는, 로딩 유닛.
  11. 기판에 대해 열처리를 실시하는 처리 유닛과,
    상기 처리 유닛의 하방에 설치된 로딩 유닛과,
    상기 로딩 유닛에 병설되어, 복수매의 상기 기판을 수용한 기판 용기를 수납하는 스토커 유닛을 구비하고,
    상기 로딩 유닛은, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 로딩 유닛인 것을 특징으로 하는, 처리 시스템.

  12. 삭제
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