TWI595985B - 基板熱處理裝置及基板熱處理裝置之設置方法 - Google Patents

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Description

基板熱處理裝置及基板熱處理裝置之設置方法
本發明係關於一種基板熱處理裝置及基板熱處理裝置的設置方法。
在半導體裝置的製造過程中，為了對被處理體，例如半導體晶圓等的基板（以下亦簡稱晶圓），實施氧化、擴散、CVD（Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積）、退火等的處理，會使用各種處理裝置（半導體裝置）。然後，可一次對複數片晶圓進行熱處理的批次處理式的基板熱處理裝置，作為處理裝置的1種，已為人所習知。
在批次處理式的基板熱處理裝置中，利用收納了複數片晶圓的搬運容器（載體，亦稱FOUP）從裝置外運送晶圓，將搬運容器經由裝置的搬入搬出部（亦即載入埠等）供給到基板熱處理裝置內。然後，從所供給之搬運容器取出晶圓，將晶圓移載到可在高度方向上隔著間隔保持複數片晶圓的晶舟（保持工具），之後，將晶舟插入熱處理爐，供以各種處理。
在該等基板熱處理裝置中，吾人期望能夠縮短處理時間以及提高處理量，為了縮短處理時間等目的，會要求在裝置內盡可能保管更多搬運容器，並要求在每次熱處理爐內的處理完成之後便迅速置換插入晶舟所保持的晶圓。因此，例如日本特開2006－120658號揭示了在作為基板熱處理裝置的其中一種的縱型熱處理裝置中，可在裝置內配置較多搬運容器的構造例。
另外，日本特開2006－120658號所揭示的裝置係對應直徑300mm的晶圓的裝置，惟近年來要求能夠對應到直徑450mm的晶圓。像這樣，當晶圓的直徑變大時，晶圓的厚度也會增加，故保持晶圓的搬運容器的尺寸也會變大。
然後，雖如上所述的對基板熱處理裝置所供給之晶圓尺寸增大，惟仍對基板熱處理裝置要求與以往對應直徑300mm的晶圓的基板熱處理裝置相同程度以上的處理量（處理能力），以及相同程度的佔地面積（占有面積）。因此，要求對應直徑450mm的晶圓的基板熱處理裝置，構成一邊保持與以往對應直徑300mm的晶圓的基板熱處理裝置相同程度的佔地面積，一邊能夠在裝置內部保管與以往相同程度的片數的晶圓的構造。
本發明提供一種基板熱處理裝置，其特徵為包含：運送保管單元，其包含：第1保管部以及第2保管部，其保管收納了複數片晶圓的複數個搬運容器；以及運送機構部，其運送該搬運容器；以及熱處理單元，其設置了收納以多段方式保持複數片該晶圓的保持工具並對該晶圓實施熱處理的熱處理爐；在該運送保管單元的該第1保管部的下方，為了將該搬運容器內的該晶圓移載到該熱處理單元的該保持工具，設置了載置該搬運容器的移載部之載置台；該第2保管部具有升降機構部，該升降機構部在該運送機構部的下方與該移載部相鄰配置，使配置在該第2保管部的該搬運容器的高度方向之位置改變。
上述的發明內容，只是為了説明而已，無論在何等實施方式中均無限定之意圖。除了上述的説明態樣、實施例以及特徴之外，追加的態樣、實施例以及特徴藉由參照圖式以及以下的詳細説明應可明瞭。
以下的詳細説明，參照構成說明書的一部分的附圖。詳細説明、圖式以及請求項所記載的説明用實施例並無限定之意圖。在不超出在此所示之本發明的思想或範圍的情況下，可採用其他實施例，或實施其他變化態樣。
日本特開2006－120658號所揭示的對應直徑300mm的晶圓的基板熱處理裝置的構造，在晶圓的直徑為450mm時，欲在保持相同程度的佔地面積的情況下，在裝置內保管充分數量的搬運容器，有其困難。亦即，欲在裝置內保管與以往的對應直徑300mm的晶圓的基板熱處理裝置相同程度的片數的晶圓，有其困難。
有鑑於上述習知技術所存在的問題，本發明之目的在於提供一種基板熱處理裝置，其保持與對應直徑300mm的晶圓的基板熱處理裝置相同程度的佔地面積，且即使是收納了直徑450mm的晶圓的搬運容器，也能夠在裝置內部保管充分的數量。
為了解決上述問題，本發明提供一種基板熱處理裝置，其特徵為包含：運送保管單元，其包含：第1保管部以及第2保管部，其保管收納了複數片晶圓的複數個搬運容器；以及運送機構部，其運送該搬運容器；以及熱處理單元，其設置了收納以多段方式保持複數片該晶圓的保持工具並對該晶圓實施熱處理的熱處理爐；在該運送保管單元的該第1保管部的下方，為了將該搬運容器內的該晶圓移載到該熱處理單元的該保持工具，設置了載置該搬運容器的移載部之載置台；該第2保管部具有升降機構部，該升降機構部在該運送機構部的下方與該移載部相鄰配置，使配置在該第2保管部的該搬運容器的高度方向之位置改變。
在前述的基板熱處理裝置中，該升降機構部包含：搬運容器支持部，其支持該搬運容器；位置位移構件，其使該搬運容器支持部的高度方向的位置位移；以及引導構件，其引導該搬運容器支持部的高度方向的移動。
在前述的基板熱處理裝置中，該位置位移構件包含滾珠螺桿。
在前述的基板熱處理裝置中，該升降機構部，具有支持該搬運容器的搬運容器支持部，該搬運容器支持部位於最高位置時的該搬運容器支持部與該升降機構部的下端面之間的距離，在該搬運容器支持部位於最低位置時的該搬運容器支持部與該升降機構部的下端面之間的距離的1.2倍以上。
在前述的基板熱處理裝置中，該升降機構部可升降50kg以上的負載。
在前述的基板熱處理裝置中，該運送機構部，從該搬運容器的頂面側夾持該搬運容器並進行運送。
前述的基板熱處理裝置，更具有：搬入搬出單元，其將該複數個搬運容器搬入或搬出該運送保管單元；該搬入搬出單元具有：第1搬入搬出台，其載置該搬運容器，並將搬運容器搬入或搬出該基板熱處理裝置內；以及第2搬入搬出台，其配置在該第1搬入搬出台的上側，載置該搬運容器，並將搬運容器搬入或搬出該基板熱處理裝置內；該第1搬入搬出台的載置該搬運容器的面與該運送保管單元的下端面之間的距離在890mm以上。
在前述的基板熱處理裝置中，該運送保管單元的框體包含：第1框體部，其配置了該第1保管部以及該運送機構部；以及第2框體部，其配置在該第1框體部的下側，且配置了該第2保管部；該運送保管單元的框體，至少可分割成該第1框體部以及該第2框體部。
本發明提供一種基板熱處理裝置的設置方法，其設置前述的基板熱處理裝置，其特徵為包含：在地板面形成凹部，並在該凹部內設置該第2框體部的步驟；以及在該第2框體部上設置該第1框體部的步驟。
若根據本發明，便可提供一種基板熱處理裝置，其保持與對應直徑300mm的晶圓的基板熱處理裝置相同程度的佔地面積，且即使是收納了直徑450mm的晶圓的搬運容器，也能夠在裝置內部保管充分的數量。
以下，參照圖式説明本發明的實施態樣，惟本發明並非僅限於下述的實施態樣，在不超出本發明之範圍的情況下，可對下述的實施態樣加入各種變化態樣以及置換態樣。
在本實施態樣中，針對基板熱處理裝置的一構造例進行説明。另外，在本實施態樣中，關於基板熱處理裝置，係以縱型熱處理裝置為例進行説明，惟並非僅限於該等態樣。
本實施態樣的縱型熱處理裝置，可具有運送保管單元以及熱處理單元。
運送保管單元可包含：第1保管部以及第2保管部，其保管收納了複數片晶圓的複數個搬運容器；以及運送機構部，其運送搬運容器。
熱處理單元可構成設置了收納以多段方式保持複數片晶圓的保持工具並對晶圓實施熱處理的熱處理爐的構造。
然後，在運送保管單元的第1保管部的下方，為了將搬運容器內的晶圓移載到熱處理單元的保持工具，可設置載置搬運容器的移載部之載置台。另外，該第2保管部可具有升降機構部，該升降機構部在該運送機構部的下方與該移載部相鄰配置，使配置在該第2保管部的該搬運容器的高度方向之位置改變。
在此，首先，用圖1説明在本實施態樣的縱型熱處理裝置中運送、保管晶圓時所使用的搬運容器的構造例。圖1係表示晶圓的搬運容器的一例的概略立體圖。另外，在本實施態樣中，係針對使用密閉型的FOUP（Front Opening Unified Pod，前開型制式匣盒）作為收納晶圓的搬運容器的情況進行説明，惟並非僅限於該等態樣。
搬運容器亦稱為載體，如圖1所示的搬運容器1一端部形成為開口部，另一端部可形成例如大略半橢圓形狀。
在搬運容器1的內壁面，形成了可將晶圓多段配置的支持部。於該支持部載置並支持晶圓的周緣部位，便能夠以大略等間距的方式將晶圓多段收納。一般而言，1個搬運容器可收納25片晶圓。
然後，在搬運容器1的頂板部，設置了夾持搬運容器1時可抓住的把手2。
對應搬運容器1的開口部的開閉蓋3以可裝卸的方式安裝於該開口部， 搬運容器1內因為開閉蓋3而形成實質上氣密的狀態。一般而言，搬運容器1的內部的氣體環境為清淨空氣。
於開閉蓋3，設置了例如2個鎖定機構4，並構成可藉由將鎖定機構4鎖住或解鎖，以將開閉蓋3裝設於開口部或是從開口部卸下的構造。
在搬運容器1的底部的底面，可設置圖中未顯示的複數個定位凹部。藉由設置定位凹部，便可構成在縱型熱處理裝置內運送並載置於載置台等處時，能夠利用設置於載置台等處的凸部與設置於搬運容器1的定位凹部，使搬運容器1就定位的構造。另外，亦可在搬運容器1的底部的底面設置圖中未顯示的鎖定片，並構成在將搬運容器1載置於例如後述的移載部123的載置台123a等處時，能夠進行鎖定的構造。
然後，如上所述的，在縱型熱處理裝置中對處理所供給之晶圓的直徑，以往為300mm，惟近年來要求擴大到450mm。然後，由於晶圓的直徑變大，故晶圓的厚度也從以往的例如0.725mm增加到0.925mm。因此，當搬運容器在其內部收納25片晶圓時，若是收納直徑300mm的晶圓的搬運容器，其高度為339mm左右，惟若是收納直徑450mm的晶圓的搬運容器，其高度便擴大到404mm。
另外，本發明中的直徑450mm的晶圓包含半導體裝置從業人員視為直徑450mm的晶圓的所有晶圓在內。因此，並非嚴謹地限定於直徑為450mm的晶圓，直徑與450mm有些差距的晶圓，例如直徑為450±0.2mm的晶圓，也包含在內。
因此，為了即使在晶圓的直徑為450mm的情況下也能夠將縱型熱處理裝置的佔地面積保持在與對應直徑為300mm的晶圓的縱型熱處理裝置相同的程度，並在縱型熱處理裝置內保管充分數量的搬運容器，本發明的發明人對縱型熱處理裝置內的構造進行檢討並完成本發明。
以下，針對本實施態樣的縱型熱處理裝置的構造，用圖2具體説明。
圖2（A）係表示本實施態樣的縱型熱處理裝置的剖面示意圖，圖2（B）係表示圖2（A）的A－A’線的剖面圖。
如圖2（A）所示的，本實施態樣的縱型熱處理裝置10，可具有在圖中横向並排排列的運送保管單元12以及熱處理單元13。以下針對各單元進行説明。 （運送保管單元）
運送保管單元12，可具有保管複數個搬運容器1的第1保管部121以及第2保管部122。另外，如上所述的，複數個搬運容器1，可為在其內部收納了複數片晶圓的狀態。然後，為了將搬運容器1內的晶圓移載到熱處理單元13的保持工具1321，可具有載置搬運容器1的移載部123的載置台123a。再者，可在第1保管部121、第2保管部122、移載部123與例如後述的搬入搬出單元11之間具有運送搬運容器1的運送機構部124。
第1保管部（第1載台）121可如圖2（A）所示的，選擇性地配置於運送保管單元12的任一壁面部。例如，宜配置於運送保管單元12的對向熱處理單元13的壁面部。
第1保管部121，如圖2（A）所示的，具有複數段的載置棚121a～121d，於各載置棚可分別配置各2個搬運容器1。
在此，將複數段載置棚之中的載置棚121c以及在其頂面上配置搬運容器1時的構造顯示於圖2（B）。圖2（B）為圖2（A）的A－A’線的剖面圖。如圖2（B）所示的，可在各載置棚上配置各2個搬運容器1。因此，如圖2（A）所示的，在第1保管部121具有4段載置棚的情況下，若在全部的載置棚均配置搬運容器1，則第1保管部121全部可配置8個搬運容器1。
另外，在圖2（A）中第1保管部121的載置棚的段數為4段，惟段數並非僅限於4段，可因應裝置的尺寸或所要求之搬運容器1的設置數目而變更。然而，為了提高縱型熱處理裝置的處理量（處理能力），宜在縱型熱處理裝置10內保持下一批次用的晶圓或複數種類的測試用晶圓。因此，例如若1次可搬入後述之熱處理爐1311的晶圓片數為100～125片左右的話，則第1保管部121宜在4段以上。另外，由於縱型熱處理裝置10通常係設置無塵室內，故其高度有時會受限於無塵室的高度。因此，例如可因應無塵室的高度選擇第1保管部121的段數。
第2保管部（第2載台）122，如圖2（A）所示的，可在運送機構部124的下方與移載部123相鄰設置。另外，本實施態樣中的下方，係指從高度方向（圖2（A）中z軸方向）觀察向下之方向的意思，水平方向（圖2（A）中的x軸方向或與紙面垂直的方向）的位置在所不問。然而，第2保管部122，宜如上所述的，從水平方向（亦即在圖2（A）中的x軸方向）觀察，係配置在與移載部123相鄰的位置。另外，第2保管部122，宜配置成當從運送機構部124側，沿著高度方向（圖2（A）中z軸方向）觀察下方（亦即第2保管部122側）時，運送機構部124與第2保管部122至少一部分重疊。尤其，第2保管部122宜配置在運送機構部124的正下方。
第2保管部122亦可與第1保管部121同樣，在與圖2（A）的紙面垂直的方向上並排配置2個搬運容器1。
在本實施態樣的縱型熱處理裝置10中，重新檢討移載部123的位置，並如上所述的在運送機構部124的下方設置第2保管部122，藉此，佔地面積便不會擴大，並可在縱型熱處理裝置10內保管充分數量的搬運容器1。
然而，當在第2保管部122配置了搬運容器1時，配置在第2保管部122的搬運容器1的上端部的高度宜比移載部123的載置台123a的高度更低，以免該搬運容器1妨礙到其他搬運容器1搬入、搬出移載部123。另外，由於運送機構部124的可動範圍有其限制，故若第2保管部122的高度太低，有時會變成無法使用到第2保管部122。
因此，在本實施態樣的縱型熱處理裝置10中，第2保管部122，宜具有使配置在第2保管部122的搬運容器1的高度方向的位置改變的升降機構部125。
升降機構部125的構造並無特別限定，只要是可在第2保管部122配置了搬運容器1的情況下，使搬運容器1的高度方向的位置改變的構造即可。
升降機構部125可具有支持搬運容器1的搬運容器支持部32、52（關於搬運容器支持部32、52等的升降機構部的各構件可參照後述的圖3～圖5）。然後，為了使第2保管部122所需要的高度方向的尺寸為最小，支持搬運容器1的搬運容器支持部32、52位於最高位置時與位於最低位置時的高度位移幅度宜夠大。
例如，搬運容器支持部32、52位於最高位置時的搬運容器支持部32、52與升降機構部125的下端面之間的距離（以下亦記載為「最高高度」），宜在搬運容器支持部32、52位於最低位置時的搬運容器支持部32、52與升降機構部125的下端面之間的距離（以下亦記載為「最低高度」）的1.2倍以上。尤其，搬運容器支持部32、52的最高高度更宜在最低高度的1.5倍以上，最好是在2倍以上。
藉由將搬運容器支持部32、52的最高高度與最低高度的比設在上述範圍，便比較容易兼顧到「避免第2保管部122上的搬運容器1干涉到其他搬運容器1運送至移載部123」以及「運送機構部124可確實地夾持到第2保管部122的搬運容器1」這兩個需求，故為較佳態樣。
再者，由於即使移載部123的載置台123a的高度較低，仍可避免第2保管部122上的搬運容器1干涉到其他搬運容器1運送至移載部123，故可充分確保配置在移載部123之上的第1保管部121的空間，因此為較佳態樣。
另外，搬運容器支持部32、52的最高高度與最低高度的比的上限雖無特別限制，惟若根據其與縱型熱處理裝置的尺寸之間的關係，則並無須大到必要程度以上，搬運容器支持部32、52的最高高度宜在最低高度的例如3倍以下。尤其，搬運容器支持部32、52的最高高度更宜在最低高度的2.1倍以下。
如前所述的，第2保管部122可保管2個搬運容器1。因此，升降機構部125，宜在配置了2個搬運容器1的狀態下可在高度方向（圖2（A）中的z軸方向）上移動。然後，由於收納了25片例如直徑為450mm的晶圓的搬運容器1通常具有24kg左右的質量，故升降機構部125宜可升降50kg以上的負載，更宜可升降60kg以上的負載。升降機構部125的可承受的負載的上限値雖無特別限定，惟並無須具備必要程度以上的能力，故可在例如100kg以下。
另外，升降機構部125，亦可對每個搬運容器1獨立設置。因此，當如上所述的，構成可在第2保管部122保管2個搬運容器1的構造時，亦可配合該構造配置2台獨立的升降機構部125。當對每個搬運容器1都設置升降機構部125時，由於升降機構部125只要能夠使1個搬運容器升降即可，故宜可升降例如25kg以上的負載，更宜可升降30kg以上的負載。在對每個搬運容器1設置升降機構部125的情況下，其上限値亦無特別限定，惟可在例如50kg以下。
升降機構部125的具體構造並無特別限定，惟宜構成可在支持著搬運容器1的狀態下穩定地使高度方向的位置改變的構造。因此，升降機構部125宜具有：支持搬運容器1的搬運容器支持部32、52；使搬運容器支持部32、52的高度方向的位置位移的位置位移構件（搬運容器支持部位置位移構件）31、51；以及引導搬運容器支持部32、52的高度方向的移動的引導構件。
搬運容器支持部32、52的形狀並無特別限定，可使用例如板狀體。另外，針對搬運容器支持部32、52的材質雖無特別限定，惟可適當使用例如鋁合金等的各種金屬。可對搬運容器支持部32、52任意施加用來設置位置位移構件31、51或引導構件33、53的加工等。另外，搬運容器支持部32、52可在搬運容器1的載置面設置載置搬運容器1時使搬運容器1的位置對準的定位用凸部。在搬運容器1的載置面設置定位用凸部，便可利用定位用凸部與設置於搬運容器1的底面的定位凹部使搬運容器1就定位。再者亦可設置可將搬運容器1固定於搬運容器支持部32、52的搬運容器1的載置面的鎖定機構。
位置位移構件亦無特別限定，惟可包含例如滾珠螺桿、拉鏈鏈條式致動器（登記商標）或汽缸等。尤其， 位置位移構件宜包含滾珠螺桿或拉鏈鏈條式致動器，以便能夠如上所述的使搬運容器支持部32、52的最高高度與最低高度的比變大。再者，位置位移構件更宜包含滾珠螺桿，蓋其機構較簡單，成本亦可降低。
引導構件，只要是能夠引導搬運容器支持部32、52的高度方向的移動的構件即可，並無特別限定，可適當使用例如LM引導（線性運動引導）構件或縮擴式的伸縮架台等。
針對升降機構部125的具體構造例，用圖3～圖5進行説明。
圖3、圖4係表示位置位移構件31包含滾珠螺桿311並使用LM引導（線性運動引導）構件作為引導構件33的例子。圖3（A）、圖4（A）係表示圖2（A）中的B－B’面的剖面圖，圖3（B）、圖4（B）係表示從與紙面垂直的方向觀察圖2（A）中包含升降機構部125的第2保管部122的側視圖。另外，若比較圖2（A）與圖3、4或後述的圖5，可知搬運容器支持部的尺寸等存在若干差異，惟這都是因為為了使裝置的構造更容易理解而以示意方式表示的關係，裝置內的各構件的尺寸等並非僅限於圖式所示的態樣。另外，圖3（A）、（B）、圖4（A）、（B）均顯示出搬運容器支持部32位於最高位置時的狀態。
圖3（A）、（B）、圖4（A）、（B）所示的升降機構部30、40，具有滾珠螺桿311作為位置位移構件31。然後，位置位移構件31具有在滾珠螺桿311的螺帽部314與裝設於馬達312的軸部的帶輪313之間掛著皮帶315的構造。因此，可將馬達312的旋轉運動藉由滾珠螺桿311改變成直線運動，使搬運容器支持部32在高度方向上位移。
在圖3（A）、（B）中，係顯示出沿著搬運容器1的並排方向設置2個LM引導構件作為引導構件33的例子，惟並非僅限於該等態樣，亦可配置2個以上。另外，亦可如圖4（A）、（B）所示的升降機構部40那樣，分別設置在與搬運容器1的並排方向垂直的2個面上。然而，引導構件33，宜以不會使搬運容器支持部32產生撓曲的方式設置。因此，當使用LM引導構件作為引導構件33時，宜如圖3（A）所示的沿著搬運容器1的並排方向，亦即，沿著搬運容器支持部32的長邊配置。另外，在此係顯示出使用LM引導構件作為引導構件33的例子，惟並非僅限於該等態樣，亦可使用後述的縮擴式伸縮架台或其他引導構件。
接著，圖5（A）、（B）所示的升降機構部50，係顯示出位置位移構件51包含拉鏈鏈條式致動器，且使用縮擴式的伸縮架台作為引導構件53的構造例。圖5（A）係表示圖2（A）中的B－B’面的剖面圖，圖5（B）係表示從與紙面垂直的方向觀察在圖2（A）中包含升降機構部125的第2保管部122的側視圖。圖5（A）、（B）均顯示出搬運容器支持部52位於最高位置時的狀態。
圖5（A）、（B）所示的升降機構部50，具有拉鏈鏈條式致動器作為位置位移構件51。拉鏈鏈條式致動器，係指圖中未顯示的使用以對向面互相咬合的方式經過形狀加工的2條鏈條，藉由使2條鏈條互相咬合而伸長，並藉由解除2條鏈條的咬合而收縮的構件。在圖中虛線所示的部分上述互相咬合的2條鏈條可伸長，使搬運容器支持部52的高度位移。
在圖5中係使用縮擴式的伸縮架台作為引導構件53，惟亦可如圖3、圖4所示的使用LM引導構件或其他引導構件。
接著，針對移載部123進行説明。移載部123，亦稱為FIMS埠，可具有載置搬運容器1的載置台123a。於移載部123的載置台123a，可在將搬運容器1內的晶圓移載到對後述之熱處理爐1311供給複數片晶圓的保持工具1321時，或是在將晶圓從保持工具1321移載到搬運容器1內時，載置搬運容器1。
移載部123，如圖2（A）所示的，宜配置在第1保管部121的下方。更宜配置在從第1保管部121側觀察沿著圖2（A）中z軸方向（高度方向）的下方，亦即，宜配置成當從移載部123側觀察時，第1保管部121與移載部123至少一部分重疊。尤其宜配置在第1保管部121的正下方。
然後，移載部123，可具有使後述之熱處理單元13的載入區域132內部與搬運容器1內部連通的開口部，以及可從載入區域側將該開口部密閉的可開閉的閘門機構123b。另外，可具有將圖中未顯示的搬運容器1的開閉蓋3打開或關閉的蓋部開閉機構。
再者，可在載置台123a上設置將搬運容器1配置於載置台123a上時使搬運容器1就定位的定位用凸部。另外，亦可在載置台123a上配置鎖定機構，其可將搬運容器1固定成當在載置台123a上配置了搬運容器1時容器本體的前面周緣部位與運送保管單元12的對向熱處理單元13的分隔壁123c互相抵接的狀態。
移載部123亦宜構成可在與紙面垂直的方向上配置2個搬運容器1的構造。此時，上述的開口部、閘門機構123b或蓋部開閉機構等，亦宜對應搬運容器1的載置位置而在與紙面垂直的方向上配置2個，以便能夠同時對2個搬運容器1實行晶圓的移載。
另外，可配置於移載部123的搬運容器1的數目並非僅限於2個，可任意變更。例如當必須在移載部123配置比2個更多的搬運容器1時，亦可將第1保管部121的最下段的載置棚121d也當作移載部123。此時，亦可設置上述的開口部、閘門機構123b或蓋部開閉機構等，以對應配置於載置棚121d部分的搬運容器1。
另外，移載部123亦可因應在保持工具1321與搬運容器1之間的晶圓移載狀況等，當作暫時保管搬運容器1的保管部（第3保管部）使用。
運送機構部124可當作運送搬運容器1的機構。
運送機構部124，可在運送保管單元12與運送保管單元12的外部之間運送搬運容器1。具體而言，例如，可將從後述之搬入搬出單元11搬入的搬運容器1運送到第1保管部121、第2保管部122、移載部123。另外，可將收納了在熱處理單元13完成處理的晶圓的搬運容器1搬出到搬入搬出單元11。
再者，運送機構部124可在運送保管單元12內運送搬運容器1。具體而言，可在第1保管部121、第2保管部122、移載部123之間運送搬運容器1。
運送機構部124，只要能夠運送搬運容器1即可，其具體構造並無特別限定，惟宜為從搬運容器1的頂面側夾持搬運容器1並進行運送的機構。這是因為，例如第2保管部122係配置在運送機構部124的下方，在將搬運容器1搬入、搬出第2保管部122時，可從頂面側進行夾持的構造為較佳構造的關係。作為可從搬運容器1的頂面側夾持搬運容器1並進行運送的運送機構，可適當使用自動式凸緣（automation flange）運送機構。 （熱處理單元）
熱處理單元13，如上所述的，可具有收納以多段方式保持複數片晶圓的保持工具1321並對晶圓實施熱處理的熱處理爐1311。
熱處理單元13，可具有配置了熱處理爐1311的熱處理爐區域131，以及為了對熱處理爐1311供給晶圓或是為了將在熱處理爐1311進行過處理的晶圓搬出而在搬運容器1與保持工具1321之間移載晶圓的載入區域132。
熱處理爐區域131，可如圖2（A）所示的配置在載入區域132上，且配置了熱處理爐1311。熱處理爐1311，可具有：反應管1312，其為下部開口成爐口1311a的縱長型處理容器；以及加熱器1313，其以覆蓋反應管1312的周圍的方式配置。加熱器1313的構造並無特別限定，惟宜可將反應管1312內加熱到例如300～1200℃。
反應管1312可由例如石英等所構成，且可連接將處理氣體或清洗用惰性氣體導入反應管1312內的複數條氣體導入管或是具有可控制反應管內部之真空泵或壓力控制閥等的排氣管。另外，可在反應管的下方設置用來插入晶圓的爐口1311a。
反應管1312與加熱器1313可配置在底板1314上，藉由在底板1314設置開口部，便可從圖中下方側實行保持晶圓的保持工具1321等的搬入或搬出。底板1314宜由例如不銹鋼所構成。
於載入區域132，可設置對運送保管單元12的移載部123的載置台123a所載置的搬運容器1內的晶圓進行移載的保持工具1321等。
具體而言，如圖2（A）所示的，可配置在移載部123所載置之搬運容器1與保持工具1321之間移載晶圓的移載機構1322。另外，移載機構1322，可將晶圓從搬運容器1移載到保持工具1321，以對熱處理爐1311供給晶圓，亦可在熱處理之後，將經過處理的晶圓從保持工具1321移載到搬運容器1。
保持工具1321亦稱晶舟，可將複數片晶圓保持成棚狀。保持工具1321隔著隔熱部（保溫筒）1325載置在蓋體1323上。
蓋體1323被支持在圖中未顯示的升降機構上，利用升降機構上升，便可將熱處理爐1311的爐口1311a封閉。另外，可利用升降機構使蓋體1323上所載置的保持工具1321相對於熱處理爐1311搬入或搬出。
再者，亦可設置旋轉機構1324，其使蓋體1323上所載置的保持工具1321，在熱處理爐1311內旋轉，進而使晶圓在水平面上旋轉。
另外，於載入區域132，亦可配置在使保持工具1321與蓋體1323下降時塞住爐口1311a的圖中未顯示的擋門。
在本實施態樣的縱型熱處理裝置10中，可如圖2（A）所示的，更具有將複數個搬運容器搬入或搬出運送保管單元12的搬入搬出單元11。以下説明搬入搬出單元11的構造例。 （搬入搬出單元）
搬入搬出單元11可與運送保管單元12鄰接配置，且可為將收納了複數片晶圓的搬運容器1搬入或搬出縱型熱處理裝置10的單元。
搬入搬出單元11的構造並無特別限定，惟可如圖2（A）所示的，配置下段載入埠111與上段載入埠112共2段載入埠。各載入埠，可具有載置搬運容器1的平台，以及用來將搬運容器1搬入搬出運送保管單元12內的開口部。
具體而言，下段載入埠111，可具有載置搬運容器1的第1搬入搬出台111a，以及第1開口部111b。
上段載入埠112，可具有載置搬運容器1的第2搬入搬出台112a，以及搬入搬出運送保管單元12用的第2開口部112b。另外，第1搬入搬出台111a、第2搬入搬出台112a均可構成與第1保管部121等同樣地在與紙面垂直的方向上配置2個搬運容器1的構造。
然後，搬入第1搬入搬出台111a、第2搬入搬出台112a的搬運容器1，可利用運送保管單元12的運送機構部124運送到運送保管單元12內的第1保管部121、第2保管部122或移載部123的載置台123a等。另外，收納了在熱處理單元13完成處理的晶圓的搬運容器1，可退出到第1搬入搬出台111a或第2搬入搬出台112a。
另外，第1搬入搬出台111a與第2搬入搬出台112a亦可因應搬運容器1的搬入、搬出狀況等，當作暫時保管搬運容器1的保管部（第4保管部）使用。
從縱型熱處理裝置的外部將收納了晶圓的搬運容器1運送到第1搬入搬出台111a或第2搬入搬出台112a的機構並無特別限定，可使用例如頂板運行型運送裝置，亦即OHT（Overhead Hoist Transfer，懸吊式運送裝置）、地板運行型運送裝置，亦即AGV（Automated Guided Vehicle，自動導引車）、RGV（Rail Guide Vehicle，軌道導引車）或手推型運送裝置，亦即PGV（Person Guided Vehicle，手動導引車）等。另外，收納了由熱處理單元13實施過既定處理的晶圓的搬運容器1，在載置於第1搬入搬出台111a或第2搬入搬出台112a之後，亦可由相同的機構搬出，並運送到其他製程。
在本實施態樣的縱型熱處理裝置10中，如上所述的在運送機構部124的下方設置第2保管部122，藉此，便不會使裝置的佔地面積擴大，且可在裝置內部保管充分數量的收納了晶圓的搬運容器。然而，為了使裝置的處理量更進一步提高，宜能夠在裝置內配置、保管更多的搬運容器1。因此，為了在裝置內確保更多的搬運容器1的設置場所，宜將運送保管單元12的高度提高。
然而，如前所述的本實施態樣的縱型熱處理裝置10通常係配置在無塵室內，故高度有所限制。因此，當設置於無法確保充分高度的無塵室時，可在設置場所的地板形成凹部，並將縱型熱處理裝置的一部分設置於該凹部。
然而，如上所述的搬運容器1的搬入、搬出時所使用的運送機構，會使用例如OHT（頂板運行型運送裝置）、AGV、RGV（地板運行型運送裝置）等。因此，配置了搬運容器1的運送機構的地板面或頂板面，與縱型熱處理裝置10的搬運容器1的接收、退出部分的距離宜在一定的範圍內。亦即，實行搬運容器1的接收、退出的搬入搬出單元11，宜設置在無塵室的地板面之中的並未形成凹部的部分。
因此，在本實施態樣的縱型熱處理裝置10中，搬入搬出單元11宜可設置在運送保管單元12的高度方向（圖2（A）的z軸方向）的任意位置，以便能夠將搬入搬出單元11配置在凹部外，並將運送保管單元12配置在凹部內。
搬入搬出單元11，如上所述的，可具有載置搬運容器1，並將搬運容器搬入或搬出縱型熱處理裝置內的第1搬入搬出台111a。另外，可具有配置在第1搬入搬出台111a的上側，載置搬運容器1，並將搬運容器1搬入或搬出縱型熱處理裝置內的第2搬入搬出台112a。
配置在下側的第1搬入搬出台111a，為了對應AGV、RGV等的地板運行型運送裝置，從搬入搬出單元11的下端面（底面）11a到第1搬入搬出台111a的頂面的距離宜為890mm左右。然後，如上所述的即使在將運送保管單元12配置在比無塵室的地板面更下方的情況下，搬入搬出單元11仍宜配置在無塵室的地板面上。因此，第1搬入搬出台111a的載置搬運容器1的面與運送保管單元12的下端面12a之間的距離h1宜在890mm以上。尤其，為了使凹部具有充分的深度，進而使運送保管單元12具有充分的高度，第1搬入搬出台111a的載置搬運容器1的面與運送保管單元12的下端面12a之間的距離h1更宜在1363mm以上。
然而，若搬入搬出單元11與無塵室的頂板面太過接近，則利用例如OHT（頂板運行型運送裝置）將搬運容器1搬入第2搬入搬出台112a等動作可能會變得困難。因此，於第2搬入搬出台112a配置了搬運容器1時的搬運容器1的上端部與運送保管單元12的下端面12a之間的距離h2宜在2410mm以下。
另外，本實施態樣的縱型熱處理裝置10，在製造之後，為了設置於工場等處所，必須進行運送。通常，縱型熱處理裝置10，係利用卡車從縱型熱處理裝置的製造工場運送到設置該裝置的工場等。然而，根據道路法，當以卡車運送時，除了走指定道路的情況以外，包含所裝載的貨物在內，車輛的高度係限制在3800mm以內。然後，即使卡車為低底板車，其裝貨台部分仍具有1000mm左右的高度，故所裝載的貨物的高度宜在2800mm以下。因此，本實施態樣的縱型熱處理裝置10宜具有當高度超過2800mm時可分割成複數個構件的構造。
本實施態樣的縱型熱處理裝置，如上所述的，可具有運送保管單元12、熱處理單元13以及搬入搬出單元11，惟運送保管單元12、熱處理單元13的部分高度可能會超過2800mm。因此，該等單元宜可在高度方向（圖2（A）的z軸方向）上分割成複數個構件。
例如，運送保管單元12的框體宜可分割成複數個部分。當框體被分割時，在運送目的地的工場等處所便更容易設置，故宜形成在框體中配置了單元內的各構件的狀態。
因此，例如，運送保管單元12，其框體宜分割成以圖2（A）的虛線a所切割的包含區域Y1與區域Y2在內的框體部以及包含區域Y3在內的框體部這2個部分。
具體而言，運送保管單元12的框體，宜包含配置了第1保管部121以及運送機構部124的第1框體部，以及配置在第1框體部的下側，並配置了第2保管部122的第2框體部。然後，運送保管單元12的框體，宜至少可分割成第1框體部以及第2框體部。此時，第1框體部的高度以及第2框體部的高度宜在2800mm以下。
另外，框體可更進一步分割，例如亦可針對第1框體部以虛線b進行切割，分割成包含比運送機構部124更上部的區域Y1在內的框體部，以及包含區域Y2在內的框體部。以上述方式分割的各框體部宜均在2800mm以下。另外，在運送保管單元12的構件之中，在高度方向上較長的運送機構部124，有時會有無法更進一步分割的情況，故其高度（圖2（A）中的z軸方向的長度）宜在2800mm以下。
另外，熱處理單元13亦宜構成可分割為複數個部分的構造。熱處理單元13，宜可分割成包含熱處理爐區域131在內的框體部，以及包含載入區域132在內的框體部。此時所分割之各框體部的高度亦宜在2800mm以下。
另外，在本實施態樣的縱型熱處理裝置中，如圖2（A）所示的，可設置例如由電腦所構成的控制部14。控制部14可具備由程式、記憶體、CPU所構成的資料處理部等。在程式中可組成各指令（各程序），以從控制部對縱型熱處理裝置10的各部發送控制信號，進而使搬運容器1的運送、搬運容器1與保持工具1321之間的晶圓移載、熱處理爐1311的熱處理等的各處理步驟進行。程式，可儲存於電腦記憶媒體，例如軟碟、光碟、硬碟、MO（磁光碟）以及記憶卡等的記憶媒體，並安裝到控制部。
若根據以上的本實施態樣的縱型熱處理裝置，藉由在運送機構的下部設置第2保管部，便可保持與以往的縱型熱處理裝置相同程度的佔地面積，並在裝置內部保管充分數量的收納了直徑450mm的晶圓的搬運容器。
上述之本實施態樣的縱型熱處理裝置的構造，用在處理直徑450mm的晶圓的縱型熱處理裝置的情況下，如上所述的，可發揮特別優異的功效。因此，本實施態樣的縱型熱處理裝置，宜為處理直徑450mm的晶圓的縱型熱處理裝置。亦即，宜為使用收納了複數片直徑450mm的晶圓的搬運容器的縱型熱處理裝置。然而，若在處理直徑300mm的晶圓的縱型熱處理裝置中也採用本實施態樣的縱型熱處理裝置的構造，便可在裝置內保管更多收納了晶圓的搬運容器。藉此，便可縮短處理時間，並提高處理量。因此，本實施態樣的縱型熱處理裝置不限於處理直徑450mm的晶圓的縱型熱處理裝置，亦可適用於處理直徑300mm的晶圓的縱型熱處理裝置，亦即，使用收納了複數片直徑300mm的晶圓的搬運容器的縱型熱處理裝置。
接著，針對基板熱處理裝置的設置方法的一構造例進行説明。在此亦以縱型熱處理裝置為例進行説明，惟並非僅限於該等態樣。
上述之縱型熱處理裝置，如前所述的，可在無塵室的地板面形成凹部，並於該凹部設置縱型熱處理裝置的一部分。針對像這樣在無塵室的地板面形成凹部的態樣的縱型熱處理裝置的設置方法的構造例進行説明。
在圖2（A）中，虛線a為無塵室的地板面，針對設置運送保管單元12、熱處理單元13的場所，形成凹部到虛線c的深度。此時，只要在對應凹部的位置設置運送保管單元12、熱處理單元13即可，惟由於通常在無塵室內裝置設置得很密集，故在各單元組裝好的狀態下進行設置多有困難。另外，之所以形成凹部，是因為縱型熱處理裝置大多無法收納於無塵室的高度之內，故在裝置組裝好的狀態下大多無法進行設置。
因此，例如，宜構成可將運送保管單元12或熱處理單元13的框體如上所述的在高度方向（圖2（A）中的z軸方向）上分割成複數個部分的構造，並將所分割之各框體部在凹部上組裝設置。
在此首先以運送保管單元12這部分為例說明設置方法。
運送保管單元12，宜包含以圖中虛線a所切割的配置了第1保管部121以及運送機構部124的第1框體部，以及配置在比第1框體部更下側且配置了第2保管部122的第2框體部。此時，運送保管單元12的框體，宜構成至少可分割為第1框體部以及第2框體部的構造。
然後，該縱型熱處理裝置的設置方法宜具有：在地板面形成凹部，並在該凹部內設置第2框體部的步驟，以及在第2框體部上設置第1框體部的步驟。
另外，凹部的深度與第2框體部的高度無須相同。例如，比起凹部的深度而言，第2框體部的高度可較高，第2框體部的高度亦可較低。另外，如上所述的，第1框體部可構成能夠更進一步分割的構造，此時，可具有設置所分割之全部框體的步驟。
熱處理單元13，亦宜構成可將框體分割成熱處理爐區域131者以及載入區域132者的構造。然後，本實施態樣的縱型熱處理裝置的設置方法，在設置熱處理單元13時，亦可具有設置包含載入區域132在內的框體部的步驟，以及在包含載入區域132在內的框體部上設置包含熱處理單元13在內的框體部的步驟。
另外，無須在各個單元完成組裝，可混合實施複數個單元的設置步驟。具體而言，例如，亦可最先實施設置運送保管單元12的第2框體部的步驟，接著，實施設置包含熱處理單元13的載入區域132在內的框體部的步驟。之後，可在運送保管單元12的第2框體部、包含熱處理單元13的載入區域132在內的框體部之上分別設置第1框體部、包含熱處理爐區域在內的框體部。
以上係針對本實施態樣的縱型熱處理裝置的設置方法進行説明，若根據該等設置方法，即使是在無塵室的地板部形成凹部的態樣，也能夠輕易地設置縱型熱處理裝置。
根據上述的內容可知，本發明的各種實施例係為了説明的目的而記載，另外，吾人應可理解，在不超出本發明的範圍以及思想的情況下，可實施各種變化態樣。因此，在此所揭示的各種實施例並非係用來限制以下各請求項所指定之本質範圍以及思想的限定條件。
1‧‧‧搬運容器
2‧‧‧把手
3‧‧‧開閉蓋
4‧‧‧鎖定機構
10‧‧‧縱型熱處理裝置
11‧‧‧搬入搬出單元
11a‧‧‧下端面
12‧‧‧運送保管單元
12a‧‧‧下端面
13‧‧‧熱處理單元
14‧‧‧控制部
30‧‧‧升降機構部
31‧‧‧位置位移構件
311‧‧‧滾珠螺桿
312‧‧‧馬達
313‧‧‧帶輪
314‧‧‧螺帽部
315‧‧‧皮帶
32‧‧‧搬運容器支持部
33‧‧‧引導構件
40‧‧‧升降機構部
50‧‧‧升降機構部
51‧‧‧位置位移構件
52‧‧‧搬運容器支持部
53‧‧‧引導構件
111‧‧‧下段載入埠
111a‧‧‧第1搬入搬出台
111b‧‧‧第1開口部
112‧‧‧上段載入埠
112a‧‧‧第2搬入搬出台
112b‧‧‧第2開口部
121‧‧‧第1保管部
121a‧‧‧載置棚
121b‧‧‧載置棚
121c‧‧‧載置棚
121d‧‧‧載置棚
122‧‧‧第2保管部
123‧‧‧移載部
123a‧‧‧載置台
123b‧‧‧閘門機構
123c‧‧‧分隔壁
124‧‧‧運送機構部
125‧‧‧升降機構部
131‧‧‧熱處理爐區域
1311‧‧‧熱處理爐
1311a‧‧‧爐口
1312‧‧‧反應管
1313‧‧‧加熱器
1314‧‧‧底板
132‧‧‧載入區域
1321‧‧‧保持工具
1322‧‧‧移載機構
1323‧‧‧蓋體
1324‧‧‧旋轉機構
1325‧‧‧隔熱部
A-A’‧‧‧剖面線
B-B’‧‧‧剖面線
h1‧‧‧距離
h2‧‧‧距離
Y1‧‧‧區域
Y2‧‧‧區域
Y3‧‧‧區域
a‧‧‧虛線
b‧‧‧虛線
c‧‧‧虛線
x‧‧‧軸
z‧‧‧軸
【圖1】 係搬運容器的概略立體圖。
【圖2(A)~(B)】 係本發明之實施態樣的縱型熱處理裝置的概略説明圖。
【圖3(A)~(B)】 係本發明之實施態樣的縱型熱處理裝置的升降機構部的構造例的説明圖。
【圖4(A)~(B)】 係本發明之實施態樣的縱型熱處理裝置的升降機構部的構造例的説明圖。
【圖5(A)~(B)】 係本發明之實施態樣的縱型熱處理裝置的升降機構部的構造例的説明圖。
1‧‧‧搬運容器
10‧‧‧縱型熱處理裝置
11‧‧‧搬入搬出單元
11a‧‧‧下端面
12‧‧‧運送保管單元
12a‧‧‧下端面
13‧‧‧熱處理單元
14‧‧‧控制部
111‧‧‧下段載入埠
111a‧‧‧第1搬入搬出台
111b‧‧‧第1開口部
112‧‧‧上段載入埠
112a‧‧‧第2搬入搬出台
112b‧‧‧第2開口部
121‧‧‧第1保管部
121a‧‧‧載置棚
121b‧‧‧載置棚
121c‧‧‧載置棚
121d‧‧‧載置棚
122‧‧‧第2保管部
123‧‧‧移載部
123a‧‧‧載置台
123b‧‧‧閘門機構
123c‧‧‧分隔壁
124‧‧‧運送機構部
125‧‧‧升降機構部
131‧‧‧熱處理爐區域
1311‧‧‧熱處理爐
1311a‧‧‧爐口
1312‧‧‧反應管
1313‧‧‧加熱器
1314‧‧‧底板
132‧‧‧載入區域
1321‧‧‧保持工具
1322‧‧‧移載機構
1323‧‧‧蓋體
1324‧‧‧旋轉機構
1325‧‧‧隔熱部
A-A’‧‧‧剖面線
B-B’‧‧‧剖面線
h1‧‧‧距離
h2‧‧‧距離
Y1‧‧‧區域
Y2‧‧‧區域
Y3‧‧‧區域
a‧‧‧虛線
b‧‧‧虛線
c‧‧‧虛線
x‧‧‧軸
z‧‧‧軸

Claims (9)

  1. 一種基板熱處理裝置，包含：運送保管單元，具有：第1保管部以及第2保管部，其保管收納了複數片晶圓的複數個搬運容器；以及運送機構部，其運送該搬運容器；以及熱處理單元，其設置了收納以多段方式保持複數片該晶圓的保持工具並對該晶圓實施熱處理的熱處理爐；在該運送保管單元的該第1保管部的下方，為了將該搬運容器內的該晶圓移載到該熱處理單元的該保持工具，設置了載置該搬運容器的移載部之載置台；該第2保管部在該運送機構部的下方與該移載部相鄰配置，該第2保管部具有升降機構部，該升降機構部使配置在該第2保管部的該搬運容器的高度方向之位置改變。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板熱處理裝置，其中，該升降機構部包含：搬運容器支持部，其支持該搬運容器；位置位移構件，其使該搬運容器支持部的高度方向的位置位移；以及引導構件，其引導該搬運容器支持部的高度方向之移動。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板熱處理裝置，其中，該位置位移構件包含滾珠螺桿。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板熱處理裝置，其中， 該升降機構部具有支持該搬運容器的搬運容器支持部；當該搬運容器支持部位於最高位置時的該搬運容器支持部與該升降機構部的下端面之間的距離，係為當該搬運容器支持部位於最低位置時的該搬運容器支持部與該升降機構部的下端面之間的距離的1.2倍以上。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板熱處理裝置，其中，該升降機構部可升降50kg以上的負載。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板熱處理裝置，其中，該運送機構部從該搬運容器的頂面側夾持該搬運容器並進行運送。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板熱處理裝置，其中，更包含搬入搬出單元，其將該複數個搬運容器搬入或搬出該運送保管單元；該搬入搬出單元包含：第1搬入搬出台，其載置該搬運容器，並將搬運容器搬入或搬出該基板熱處理裝置內；以及第2搬入搬出台，其配置在該第1搬入搬出台的上側，載置該搬運容器，並將搬運容器搬入或搬出該基板熱處理裝置內；該第1搬入搬出台的載置該搬運容器的面與該運送保管單元的下端面之間的距離在890mm以上。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板熱處理裝置，其中， 該運送保管單元的框體包含：第1框體部，其配置了該第1保管部以及該運送機構部；以及第2框體部，其配置在該第1框體部的下側，並配置了該第2保管部；該運送保管單元的框體至少可分割成該第1框體部以及該第2框體部。
  9. 一種基板熱處理裝置的設置方法，依該設置方法設置申請專利範圍第8項所記載的基板熱處理裝置，其特徵為包含：在地板面形成凹部，並在該凹部內設置該第2框體部的步驟；以及在該第2框體部上設置該第1框體部的步驟。
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