CN1533590A - 处理装置和处理方法 - Google Patents

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Abstract

在晶盒站台(10)中将多个半导体晶片(W)收容在盒(CR)中。在处理部(18)中，将多个处理室(54)设置为多段。在晶盒站台(10)和处理部(18)之间，设置用于将多个半导体晶片以多段配置的状态暂时保留放置的基板多段配置部(14)。装载/卸载部(12)在晶盒站台(10)和基板多段配置部(14)之间每次运送一片半导体晶片。传送模块(16)在基板多段配置部(14)和处理部(18)之间以多段支持的状态同时运送多个半导体晶片。

Description

处理装置和处理方法
技术领域
本发明涉及用于半导体器件或LCD(液晶显示器)等制造工序的处理装置，特别涉及在可密闭的处理室内使用规定的处理气体对被处理基板(半导体晶片、LCD基板)实施规定的处理的处理装置。
背景技术
在半导体器件和LCD(液晶显示器)等制造处理中使用的处理装置中，在处理室的前后或其一方中设置负载锁定室等真空室或惰性气体环境室。由此，不将处理室开放在大气中来进行被处理基板的向处理室的运入或从处理室的运出。特别是在多室方式中，在可密闭的运送室的周围配置多个处理室或工艺室，通过这些运送室，可向各处理室任意地运入/运出被处理基板。
一般地，在多室方式中，将多个室的一个室作为清洁室，将处理过的被处理基板在该清洁室中冷却到规定温度后，通过运送室向收容或配置有盒(基板运送容器)的负载锁定室或晶盒站台运送。
此外，已知以下装置结构：为了对多个被处理基板同时实施单片式的处理，将多个处理室多段地配置，在这些处理室中同时或并列地进出多个被处理基板。在现有的这种处理装置中，采用在盒和处理室之间将多个被处理基板多段装载在运送臂上，并排运送的运送方式。
如上述那样，在盒和处理室之间始终同时并排运送多个被处理基板的现有装置结构中，在负载锁定室或晶盒站台侧，必须始终按固定的基板收容位置间隔从盒中取出多个被处理基板，或向盒***多个被处理基板。因此，在盒中的基板的进出和基板收容管理方面，存在自由度受限制的问题。此外，由于是将处理过的被处理基板在冷却专用的特别的清洁室中冷却到规定温度、例如常温后返回到盒中的方式，所以伴随有清洁室部分的装置成本和台面面积的比例增加。而且，由于使基板进出清洁室的操作的复杂性，还存在生产率下降的问题。
在半导体器件和LCD等制造处理中，在氧化、扩散、热壁CVD等各种工序中使用热处理。随着最近的设计规则从0.2μm到0.1μm更微细化，半导体晶片为200mm至300mm的大口径化，可与面积大的非常薄的薄膜形成技术对应的高温并且急速热处理装置的开发成为紧急的课题。
具体地说，在热扩散掺杂或栅极氧化膜、电容器绝缘膜等的非常薄的薄膜形成中，除了减小热平衡(热过程)，还需要进行急速并且时间短的热处理。此外，在PN结中，浅浅地形成PN结面，为了低电阻化或在任意形状表面上形成PN结，需要防止接合时的膜恶化和产生结晶缺陷，因此要求高温并且急速或短时间的热扩散处理。
在LOCOS氧化膜的形成中，如果相邻的LOCOS氧化膜的压应力因热循环的协同效应而扩大，则容易导致表面电位的变动、漏泄电流、耐压性下降等。因此，必须通过急速热处理降低热循环。
而且，在半导体晶片的直径大口径化为200mm至300mm的现状中，要求防止或降低在半导体晶片中容易产生的滑移(slip)、变形、弯曲，因此需要减小半导体晶片的中央部和周边部的温度差，均匀地进行急速热处理。
图18表示与大口径晶片对应的现有的热处理装置的结构。该热处理装置例如在六面体形状的外壳100内大致水平地收容扁平的反应管102，将面对该反应管102的上下配置的平面状的电阻加热部104、106在反应管102的长度方向或前后方向(X方向)上分别划分为三个区，即前区(104a、106a)、中区(104b、106b)、和后区(104c、106c)。
在上述三个区中，分区设定如下：以中区(104b、106b)覆盖反应管102内的基板支持部108上配置的半导体晶片W的大致全区域，前区(104a、106a)和后区(104c、106c)覆盖半导体晶片W的前后周边部。
在前区(104a、106a)和后区(104c、106c)中，如图19A所示，将整个长度上有一定引线的线圈状的电阻发热元件110以可在X方向上铺设多个来设置。另一方面，在中区(104b、106b)中，如图19B所示，将两端部的引线密、中间部引线粗的线圈状的电阻发热元件112以可在X方向上铺设多个来设置。这些电阻发热元件110、112在各区内串联连接，在不同的区间被电隔离或并联连接。
各区(104a、106a)、(104b、106b)、(104c、106c)由未图示的加热器电路分别独立地进行通电控制。假设从电阻加热部104、106的整个表面将强度均匀的热向半导体晶片W辐射，则与半导体晶片W的中心部相比，在周端部温度相对容易降低。在这种热处理装置中，如上述那样，将电阻加热部104、106分割为三个区(104a、106a)、(104b、106b)、(104c、106c)，与中区(104b、106b)的电阻发热元件112相比，通过将前区(104a、106a)和后区(104c、106c)的电阻发热元件110由密度相对高的(小间距)引线构成，从而在反应管102的前后方向(X方向)上使加热温度均匀。此外，在中区(104b、106b)中，通过使电阻发热元件112的引线密度在两端部相对高于中心部，从而在左右宽度方向(Y方向)上也使加热温度均匀。
再有，在电阻加热部104、106和反应管102之间，例如设置高纯度碳化硅(SiC)构成的匀热板或热扩散板114。此外，在反应管102的背面连接有用于导入处理气体、将排气气体排出的气体管116。
但是，如上述那样，在电阻发热元件112中设置引线的粗部分和密部分的电阻加热方式，不仅电阻发热元件112的制造成本高，而且难以在前后方向(X方向)和横方向(Y方向)的两方向同时调整匀热化，存在难以获得均匀的温度分布的问题。
图20是表示急速热处理装置中使用的现有的基板运送装置的基板保持部结构的图。该基板保持部100有隔开适当的间隔平行延长的一对臂部102、102，在两臂部102、102的上面隔开适当的间隔设置的多个、例如三个突状支持部104、104、104上水平地装载运送被处理基板，例如半导体晶片W。
在上述高温并且急速的热处理中，在处理结束后基板运送装置从加热炉中迅速地取出被处理基板并运送到炉外的清洁室或载物台。此时，在现有的基板运送装置中，如图20所示，在基板保持部100的突状支持部104上装载仍为高温状态(例如1000℃)的被处理基板(半导体晶片W)，所以在被处理基板(半导体晶片W)中与突状支持部104接触的部位被局部集中冷却，所以在基板面内发生大的温度差并容易产生滑移。如果发生滑移，则产生基板的塑性变形(弯曲)，具有在光刻工序中成为出错的原因的问题。
发明内容
本发明的总的目的在于提供解决改善上述问题的有用的处理装置和处理方法。
本发明的更具体的目的在于提供一种处理装置和处理方法，在多段配置的多个处理室内对多个被处理基板同时实施规定的处理的单片方式中，提高被处理基板配置管理的柔性和运送效率，提高生产率。
本发明的另一目的在于提供一种处理装置和处理方法，不需要用于将处理后的被处理基板冷却到规定温度的专用处理室或站台，降低成本、减少处理台面面积和提高生产率。
本发明的另一目的在于提供一种处理装置和处理方法，可在更短时间内高效率进行急速热处理。
本发明的再一目的在于提供一种热处理装置，可用简单和低成本的结构并且以均匀的温度分布来加热被处理基板。
本发明的另一目的在于提供一种热处理装置，即使对于大型的被处理基板，也可以高精度的温度均匀性进行急速地加热或热处理整个被处理面。
本发明的另一目的在于提供一种基板运送装置，可以防止接受了热处理、特别是高温并且急速热处理之后的被处理基板产生滑移(slip)等缺陷。
本发明的另一目的在于提供一种热处理方法，防止在被处理基板上产生滑移等缺陷，或进行防止腐蚀的热处理、特别是高温并且急速的热处理。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种处理装置，包括：站台，将多个被处理基板收容在基板运送容器中；处理部，多段地设置多个处理室，用于在可密闭的室内使用规定的处理气体对被处理基板实施规定的处理；基板多段配置部，用于在站台和处理部之间以多个多段配置的状态暂时保留放置被处理基板；第一运送部件，用于在站台和基板多段配置部之间每次运送一片被处理基板；以及第二运送部件，用于在基板多段配置部和处理部之间以多段支持状态同时运送多个被处理基板。
在上述结构中，第一运送部件可以暂时以一片为单位向站台运入运出被处理基板，所以可以存取目的地选择任意的基板运送容器内的任意的基板收容位置。因此，即使基板运送容器内的晶片收容位置间隔比较窄，也可以迅速并正确地进行晶片的取出和***。此外，第一运送部件也可暂时以一片为单位向基板多段配置部运入运出被处理基板，所以可对各段的基板配置部以时间划分的柔性计时进行处理并进行被处理基板的运入运出。另一方面，通过在基板多段配置部和处理部之间多段支持并运送多个未处理或处理后的被处理基板，可以同时对多个被处理基板高效并正确地实施单片处理。
本发明的处理装置的一优选方式是热处理装置，设有用于在处理部的各个处理室内对被处理基板进行热处理的热处理部件，而且优选是用急速加热部件来构成该热处理部件的热处理装置。
在构成为急速热处理装置的情况下，作为优选方式，该急速加热部件可有散热部件，用于向被处理基板的整个被处理面大致垂直地提供辐射热，该散热部件可有产生焦耳热的电阻发热体。而且，优选形成带有温度控制部件的结构，使各个处理室内从运入被处理基板至运出期间对该被处理基板的加热温度大致维持一定。
此外，也可以是通过第一运送部件将用于使被处理基板对准规定的方向的对准部件设置在可进入位置的结构。这种情况下，对准部件可以是以一片为单位来定位被处理基板的结构。
本发明的处理装置的基板多段配置部的一优选方式是有每次收容一片被处理基板的多个负载锁定室的结构。这种情况下，优选是在与基板多段配置部的所有负载锁定室连接、且与处理部的所有处理室连接的运送室内设置第二运送部件的结构。
更优选，基板多段配置部包括：未处理基板多段配置部，用于以多段配置的状态暂时保留放置接受处理部处理前的多个被处理基板；以及处理后基板多段配置部，用于以多段配置的状态暂时保留放置接受处理部处理后的多个被处理基板。根据这样的结构，可以并行或同时进行未处理基板运送操作和处理后基板运送操作，提高生产率。
处理后基板多段配置部优选有将被处理基板冷却至规定温度的冷却机构。在这样的结构中，可将处理后的被处理基板保留放置在处理后基板多段配置部中，同时将其冷却至规定温度，可不需要特别占有空间的专用清洁处理室。
此外，在本发明的处理装置中，热处理部件还可包括：用于将被处理基板收容配置在规定位置的反应管，与收容在反应管内的被处理基板大致平行相对地面状地构成的第一电阻加热部，和在收容于反应管内的被处理基板周围与第一电阻加热部垂直方向上面状构成的第二电阻加热部。
在上述结构中，仅用第一电阻加热部的辐射热，在一定的方向上与被处理基板的中心部相比端部部位温度容易降低，而通过来自第二电阻加热部的散热，可以有效地校正该方向的温度分布的不均匀性。
在本发明的处理装置中，为了高效率的高温加热，优选在被处理基板的表面侧和背面侧设置第一电阻加热部。此外，从装置尺寸和功能方面来说，优选将第二电阻加热部设置在与将被处理基板运入运出反应管内的前后方向垂直的横方向的左右两侧。
为了获得更均匀的温度分布，优选是将第一电阻加热部在空间上分割成多个区，通过以每个区独立的通电控制，使电阻发热。在这种区分割中，优选在将被处理基板运入运出反应管内的前后方向中，将第一电阻加热部分割为覆盖被处理基板的大致全部区域或大部分的第一区、以及分别配置在该第一区的前后的第二和第三区。根据这样的结构，可以校正前后方向的温度不均匀性。
在本发明的电阻加热部的通电控制中，为了进行更精确的温度分布的校正，优选是通过自第一电阻加热部的各区独立的通电控制来使第二电阻加热部产生电阻发热，可通过分别独立的通电控制使相对被处理基板而左右配置的一对第二电阻加热部产生电阻发热。
在各电阻加热部中，为了简化电阻加热部的结构，优选是将大致整个长度上大致有固定引线的线圈状的电阻发热元件面状地分布的结构。在第一电阻加热部中，优选可在垂直于在反应管内运入运出被处理基板的前后方向的横方向上延长来设置各个电阻发热元件，且在前后方向将多个电阻发热元件并排铺设的结构。在第二电阻加热部中，优选可在将被处理基板运入运出反应管内的前后方向上延长地设置各个电阻发热元件，在垂直于前后方向的纵方向上并列铺设多个电阻发热元件。
此外，为了提高电阻加热部的通电控制和温度控制的精度，优选是设置温度检测部件，用于在每个通过独立的通电控制产生电阻发热的电阻发热部或区将加热温度反馈给各自的通电控制。
此外，为了提高加热效率，优选用隔热部件包围第一和第二电阻加热部。此外，优选在第一电阻加热部和/或第二电阻加热部与反应管之间设置匀热部件或热扩散部件。
此外，第一和第二电阻加热部可是采用将网状编织的碳纤维封入在密封部件内的加热器的加热体，可由石英玻璃或氧化铝形成密封部件。
此外，在本发明的处理装置中，第二运送部件可包括：隔开的间隔比被处理基板的宽度大并大致水平对置的一对臂部；以及为了接触其边缘部保持被处理基板而在一对臂中以规定的间隔设置的多个保持部。
在上述结构中，被处理基板在其背面边缘部大致水平载置在保持部的状态下被保持在两臂部之间。由此，即使因与保持部接触而在被处理基板上产生任何缺陷，缺陷都可以留在基板边缘部内。因此，可以防止良品率的下降。
保持部优选是从臂部向宽度方向的内侧延长。通过这样的结构，可以尽量形成薄型的臂部结构。此外，优选将保持部用从臂部向宽度方向的内侧突出的爪状的部件构成，由垂直于板面并接合在臂部上的板片构成更好。根据这样的结构，可确保保持部的强度，并可以减小与被处理基板接触的面积。
保持部用其上面接触被处理基板的背面。保持部的优选的上面结构是从臂部侧的基端部向前端部下降倾斜的结构，下降倾斜面优选是具有凸面状的圆弧。根据这样的结构，可以圆滑地线接触的方式接触被处理基板，不易产生滑移等缺陷。
保持部的个数可任意选定，但从性能价格比方面来看，在各个臂中设置两个的结构较好。保持部的材质优选是具有耐热性的部件，例如石英就可以。
根据本发明的另一方案，提供一种处理方法，包括：使多个未处理的被处理基板待机在规定的站台上的第一步骤；将多个未处理的被处理基板从站台分别运送到多段地设定的多个基板放置场的第二步骤；用多段基板放置场暂时保留放置多个未处理的被处理基板的第三步骤；将多个未处理的被处理基板从多段基板放置场同时运送到多段地配置的多个处理室的第四步骤；在多个处理室内分别使用规定的处理气体对多个被处理基板同时实施规定的处理的第五步骤；将多个处理后的被处理基板从多个处理室同时取出并运送到多段基板放置场的第六步骤；用多段基板放置场暂时保留放置多个处理后的被处理基板的第七步骤；以及将多个处理后的被处理基板从多段基板放置场分别运送到站台(station)的第八步骤。
在本发明的处理方法中，在所述第五步骤中，优选在多个处理室内对被处理基板同时进行热处理。而且，优选是将被处理基板在短时间内进行急速加热处理。而且，在第六步骤中，优选是在从被处理基板运入各个处理室内至运出期间对处理室内的被处理基板大致固定地维持加热温度的工序。
作为优选的一方式，也可以是以下工序：多组设置多段基板放置场，将处理前的一组被处理基板保留放置在第一组的多段基板放置场中，另一方面，将处理后的其他组的被处理基板保留放置在第二组的多段基板放置场中。此时，通过在第二组的多段基板放置场将多个处理后的被处理基板冷却到规定的温度，可在第二组的多段基板放置场使清洁室或站台兼用。
根据本发明的另一方案，提供一种热处理方法，包括：第一工序，使反应管内达到预先设定的温度；第二工序，使用基板运送装置，将被处理基板运入设定温度下的反应管内，基板运送装置将被处理基板大致保持水平姿势来运送，该装置包括间隔比被处理基板宽度大的大致水平相对的一对臂部，以及为了接触其边缘部来保持被处理基板而具有在一对臂部以规定间隔设置的多个保持部；第三工序，将规定的处理气体供给反应管，同时对反应管内进行排气，并对被处理基板的被处理面实施规定的热处理；第四工序，经过预先设定的处理时间后，由基板运送装置将被处理基板从反应管运出；以及第五工序，用设定在反应管外部的冷却部将运出的被处理基板冷却至规定温度。在上述处理方法中，优选是从第三工序起至结束将反应管内维持在设定温度。
根据本发明的另一方案，提供一种热处理装置，包括：反应管，将被处理基板配置收容在规定位置；第一电阻加热部，与收容在反应管内的被处理基板大致平行相对地面状地构成；以及第二电阻加热部，在反应管内收容的被处理基板周围与第一电阻加热部垂直的方向上面状地构成；均热部件，设置在反应管和第一及第二电阻加热部之间，将第一和第二电阻加热部中产生的热均匀地扩散到反应管内部；以及隔热部件，以包围第一和第二电阻加热部来设置。在上述热处理装置中，优选设置温度检测器，用于将第一和第二电阻加热部的各区温度反馈给每个区的通电控制。
根据本发明的另一方案，提供一种基板运送装置，将被处理基板大致保持水平姿态来运送，它包括：一对臂部，隔开比被处理基板的宽度大的间隔并大致水平相对；以及保持部，在一对臂部中以规定的间隔设置，以便将被处理基板与其边缘部接触地来保持。
本发明的其他目的、特征和优点通过参照附图同时阅读以下的详细说明，将进一步明了。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的处理装置的整体结构的局部剖面侧视图。
图2是表示实施方式的处理装置的整体结构的俯视图。
图3是表示实施方式的传送模块的运送臂的夹架结构的俯视图。
图4表示实施方式的运送臂的夹架主要部分结构的部分立体图。
图5表示实施方式的运送臂的夹架的爪部结构的放大侧视图。
图6是模式地表示实施方式的处理室的电阻加热器结构的分解立体图。
图7是模式地表示实施方式的电阻加热器结构(组装体)的立体图。
图8是表示实施方式的电阻加热器的具体结构的剖面图。
图9是表示实施方式的电阻加热器的具体结构的剖面图。
图10是表示实施方式的电阻加热器通电控制部的电路结构的图。
图11是表示实施方式的处理室中的反应管结构的俯视图。
图12是表示实施方式的反应管结构的剖面图。
图13是表示实施方式的反应管结构的背面图。
图14是表示实施方式的反应管结构的剖面图。
图15是表示实施方式的一变形例的反应管结构的剖面图。
图16是表示实施方式的闸阀结构的剖面图。
图17是表示实施方式的闸阀的局部结构的剖面图。
图18是表示现有的热处理装置结构的剖面图。
图19A和图19B是现有的热处理装置中使用的电阻发热元件的侧视图。
图20是表示现有的基板运送装置中的基板保持部结构的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。再有，在图中相同的结构部件附以相同的标号。
图1和图2表示本发明一实施方式的处理装置的整体结构。该处理装置是在半导体器件或LCD等处理制造工序中，以急速加热方式进行氧化、扩散、退火、热CVD(化学气相淀积：Chemical VaporDeposition)等热处理的热处理装置。
该热处理装置包括由晶盒站台10、装载/卸载部12、装载锁定器(load lock)模块14、传送模块16和处理模块18构成的五个部分。
在晶盒站台10中将一个或多个盒式载置台20水平方向例如Y方向并排设置。在各盒式载置台20上载置一个盒(或载体)CR。盒CR将被处理基板例如半导体晶片W在垂直方向隔开规定间隔并以水平姿态多段收容，可从一侧面的开口任意地出入。例如，AGV(AutomaticGuided Vehicle)或RGV(Rail Guided Vehicle)等无人运送车(未图示)靠近晶盒站台10，将收容处理前的半导体晶片W的盒CR放置在规定的盒式载置台20上，或将收容处理后的半导体晶片W的盒CR从规定的盒式载置台20运出。
装载/卸载部12配有在晶盒站台10和装载锁定器模块14之间每次运送一片半导体晶片W的晶片运送机构22。晶片运送机构22包括：沿晶盒站台10的盒排列方向(Y方向)可移动的运送体24；以及搭载于该运送体24上，在Z方向、θ方向和X方向上可移动的运送臂26。运送臂26可在期望的高度位置从正面靠近目标盒CR，从CR盒内的对应的晶片收容位置取出一片半导体晶片W，或在对应的晶片收容位置***一片半导体晶片W。
装载锁定器模块14配有左右两组沿垂直方向上下多段配置的多个(例如一对)负载锁定室(28H、28L)、(30H、30L)。更详细地说，从装载/卸载部12侧观察，左方上下多段配置的一对负载锁定室28H、28L构成用于将未处理的半导体晶片W暂时保留放置的未处理基板多段配置部。而右方上下多段配置的一对负载锁定室30H、30L构成用于将处理后的半导体晶片W暂时保留放置的处理后基板多段配置部。在该实施方式中，处理后基板多段配置部的负载锁定室30H、30L兼用于将处理后的半导体晶片W冷却到规定温度的清洁室或站台。
在各负载锁定室28H、28L、30H、30L的室内设置多个(例如3个)支持销32构成的晶片载置部。此外，在各负载锁定室中连接真空泵(未图示)或惰性气体供给部(未图示)，可使室内空间形成真空或惰性气体环境。而且，在具有作为清洁室功能的处理后基板多段配置部的负载锁定室30H、30L中，也可以设置例如水冷或空冷的冷却机构(未图示)。
在未处理基板多段配置部的负载锁定室28H、28L中，面向装载/卸载部12的侧面设置的开闭门34带有的开口形成入口(晶片运入口)。而且，通过传送模块16和闸阀36连接的开口形成出口(晶片运出口)。装载/卸载部12的晶片运送机构22将未处理的半导体晶片W以各个计时每次一片运入开闭门34打开的负载锁定室28H、28L内。
在处理后基板多段配置部的负载锁定室30H、30L中，面向装载/卸载部12侧面设置的开闭门34带有的开口形成出口(晶片运出口)。而且，通过传送模块16和闸阀36连接的开口形成入口(晶片运入口)。装载/卸载部12的晶片运送机构22将处理后的半导体晶片W以各个计时每次一片从开闭门34打开的负载锁定室30H、30L运出。
与负载锁定室28H、28L、30H、30L相邻，设置有可通过装载/卸载部12的晶片运送机构22靠近的对准单元38。在该对准单元38中，设置用于使半导体晶片W的缺口或定向部(オリフラ)与规定的方向一致的对准机构(未图示)。
传送模块16有上面和下面堵塞的圆筒状的运送室40，并在该运送室40中具有可旋转并可进退或伸缩的运送臂42。运送臂42有在规定的高度位置水平地平行移动的上下两段或一对夹架44H、44L，将两片半导体晶片W、W用两个夹架44H、44L保持在上下两段，并列地同时运送。收容用于驱动运送臂42的驱动源的机械室46设置在运送室40的下面。
在运送室40的侧面，形成通过闸阀36分别连接负载锁定室28H、28L、30H、30L的开口，以及通过闸阀52连接后述的处理模块18的各处理室54H、54L的开口。
运送室40优选可密封地构成，而且连接真空泵(未图示)或惰性气体供给部(未图示)，优选使室内空间为真空或惰性气体环境。
在图3、图4和图5中，表示运送室40内设置的运送臂42的夹架44(44H、44L)的结构。夹架44包括：水平方向延长的Y字状的基座部46；从该基座部46的一对前端部向前方水平并且平行延长的一对管状臂部48、48；在两臂部48、48的中间部至前端部隔开适当的间隔并向内侧大致水平突出的用于保持晶片的多个爪部50。夹架44的各部(46、48、50)由耐热性高的材质(例如石英)构成。
各爪部50由板厚度例如为0.8mm左右的板片构成，垂直于板面并焊接在臂部48上。各爪部50的上端面从基端部向前端部带有几个凸面状的圆弧的下降倾斜，在带有这种圆弧的倾斜面的一半处设定接触部50a。如图4和图5所示，将半导体晶片W的边缘部以与各爪部50的接触部50a大致线接触方式水平地载置。
运送臂42将半导体晶片W支持在夹架44的两臂部48、48之间并运送。此时，半导体晶片W在晶片边缘部、即周边部以外区域与爪部50接触。由此，在后述的处理模块18中，即使由运送臂42运出接受了例如1000℃以上的高温急速热处理之后的半导体晶片W，在该晶片W上也不易发生滑移(slip)等结晶缺陷。
在处理模块18中，各处理室54(54H、54L)作为急速加热的热处理部来构成。各处理室54(54H、54L)例如有正方体形状的箱形外壳56，在该外壳56中内置后述的反应管58和电阻加热器60。反应管58由石英构成。
图6和图7模式地表示处理室54中的电阻加热器60的结构。本实施方式的电阻加热器60包括与以扁平的近似六面体形状形成的反应管58的上面、下面、左右两侧面分别相邻对向的平面状的上面电阻加热部62、下面电阻加热部64、左侧面电阻加热部66和右侧面电阻加热部68。各面状电阻加热部62～68由焦耳热产生辐射热，加热反应管58内的半导体晶片W。再有，在各面状电阻加热器62～68的散热面之前，例如也可以设置高纯度碳化硅(SiC)构成的匀热板或热扩散板(未图示)。
从各个处理室入口侧观察各个上面电阻加热部62和下面电阻加热部64，在前后方向(X方向)分割成多个区，例如前区62a、64a、中区62b、64b和后区62c、64c三个区，各区可独立地进行通电控制。在这三个区中，进行区域设定，以使中区62b、64b覆盖被收容在反应管58内的半导体晶片W的大致全区域，前区62a、64a和后区62c、64c覆盖半导体晶片W的前后周边部。左侧面电阻加热部66和右侧面电阻加热部68分别作为单一的边区而发挥功能。
在这样的结构中，对反应管58内的半导体晶片W，上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的中区62b、64b向晶片整个面大致垂直地提供辐射热。但是，在仅中区62b、64b的加热中，与半导体晶片W的中心部相比，在周边部温度相对容易低，所以难以获得整个晶片上均匀的温度分布。
在本实施方式中，通过上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的前区62a、64a和后区62c、64c来增强对前后方向(X方向)的晶片周边部的辐射热。此外，通过左侧面电阻加热部66和右侧面电阻加热部68来增强对左右方横方向(Y方向)的晶片周边部的辐射热。由此，有效地校正因仅用中区62b、64b加热造成的温度分布的不均匀性，可获得晶片整体上均匀的温度分布。
特别是将左侧面电阻加热部66和右侧面电阻加热部68作为与半导体晶片W的晶片面垂直的面状的电阻加热部设置在左右两侧。因此，必要的最小限度的占有空间就足够了，可实现高精度的温度均匀性而不伴着处理室54的大型化，可以适用于半导体晶片的大口径化。
图8和图9表示一实施例的电阻加热器60的具体结构。在本实施例中，例如在不锈钢构成的外壳56和电阻加热器60的各面状电阻加热部62、64、66、68之间，***例如陶瓷构成的隔热部件70。各面状电阻加热部62、64、66、68例如是在陶瓷构成的芯棒(核)上将二硅化钼(MoSi2)构成的电阻发热线或铁(Fe)和铬(Cr)及铝(Al)的合金线的坎塔尔(カンタル：商品名)线等电阻发热线以固定的间距或引线方式卷绕的线圈状的电阻发热元件PE平面状(二维方向)地排列多个。
更具体地说，在上面电阻加热部62和下面电阻加热部64中，以可向左右横方向(Y方向)延长来设置各个电阻发热元件RE，在前后方向(X方向)将多个电阻发热元件RE并排铺满。在左侧面电阻加热部66和右侧面电阻加热部68中，以在前后方向(X方向)从上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的端部延伸到端部那样设置各个电阻发热元件，以可埋入在上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的间隙那样在纵方向(Z方向)上将多个电阻发热元件RE并排铺满。
在各区62a、62b、62c、64a、64b、64c、66、68内可将所有的电阻发热元件RE电气地串联连接。在不同的区间，基本上可进行电气分离或并联连接。当然，也可形成将上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的分别相对的前区62a、64a、中区62b、64b和后区62c、64c之间进行电气串联连接的结构。此外，作为左右边区，在相对的左侧面电阻加热部66和右侧面电阻加热部68之间，也可以相互串联连接进行共用的通电控制，但优选是将两者(66、68)电气式地分离或并联连接，进行各自独立的通电控制，以便校正左右的空间性偏差。
在进行独立通电控制的每个区中，安装用于将发热温度反馈给温度控制电路的温度传感器(例如热电偶TC)。在本实施例中，在前区(62a、64a)、中区(62b、64b)和后区(62c、64c)分别安装热电偶TCa、TCb、TCc，在左右边区66、68中分别安装热电偶TCL、TCR。
在图8和图9中，从传送室40侧观察，在外壳56的前面，形成用于使半导体晶片W出入的口(开口)56a。而在外壳56的背面，形成用于分别连通连接到后述的反应管58的处理气体供给管88和排气管90(图11～图13)的贯通孔56b、56c，以及用于连通反应管58上安装的热电偶TCd、TCe、TCf、TCg(图11、图12、图13、图14)的贯通孔56d、56e。
在本实施方式的电阻加热器60中，通过在上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的左右两侧设置电阻加热部66、68，从而实现左右横方向(Y方向)的温度均匀性的方式，所以可将各区62、64、66、68中配置的电阻发热元件为相同的规格。如本实施例那样，在将所有的线圈状电阻发热元件RE的引线固定地构成的结构中，不仅降低制作上的成本，而且不需要进行引线粗密部间的调整，通电控制也简单。当然，根据需要，也可以是将在期望的区中配置的线圈状电阻发热部件的引线适当粗密化的结构。
图10表示电阻加热器60的通电控制***的构成例。在本实施例中，在每个前区(62a、64a)、中区(62b、64b)、后区(62c、64c)、左边区66和右边区68中装有分别开的调温开关电路、例如SSR(固态继电器)72a、72b、72c、74、76。各SSR在控制电路78的控制下进行开关动作(接通、关断)，将来自交流电源80的电力供给各区。控制电路78通过各热电偶TCa、TCb、TCc、TCL、TCR反馈各区(62a、64a)、(62b、64b)、(62c、64c)、66和68的发热温度(控制量)，对各SSR72a、72b、72c、74、76进行接通、关断控制，以使各设定值一致。另一方面，控制电路78与主控制器(未图示)交换与电阻加热器60的通电控制有关系的有用信号或数据。
在本实施例中，如上述那样，在处理室54中，将上面电阻加热部62和下面电阻加热部64按前后方向(X方向)分割为前区62a、64a、中区62b、64b和后区62c、64c三个区。但是，任意方式的区分割都可以，可以进行二部分或四部分以上的区域划分，也可以进行横方向(Y方向)的区分割。而且，根据需要，也可以是省略上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的任何一个的结构。此外，也可在左侧面电阻加热部66和下面电阻加热部64中进行任意方式的区分割。
在上述实施例中，也可以使用将碳纤维封入石英管内的加热元件，取代线圈状电阻发热元件。这样的加热元件例如公开于(日本)特开2000-21890号公报，使用捆扎多根碳纤维的碳纤维束编织成导线形状或带形状，并通过封入在石英玻璃制或氧化铝制的密封部件内而形成。在密封部件内的空间中导入非氧化性气体。通过编制碳纤维束，在碳纤维束中形成毛刺部。通过该毛刺部***在碳纤维和封入部件的壁面之间，密封部件不被直接加热，可以抑制密封部件的恶化。
图11～图14表示一实施例的反应管58的结构。该反应管58整体由耐热性高的材质、例如石英构成，形成扁平的略长方体形状。更准确地说，在垂直方向上延长的左右两侧壁部58c、58d之间分别拱形状地形成上部外侧壁部58a和下部外侧部58b。即，上部外侧壁部58a形成为向上呈弧形的拱形状，下部外侧壁部58b形成为向下呈弧形的拱形状。在上部外侧壁部58a和下部外侧部58b的内侧在左右两侧壁部58c、58d之间分别形成水平方向上面状延长的上部内侧壁部58e和下部内侧壁部58f，作为顶板部和底板部。这些顶板部58e和底板部58f及左右两侧壁部58c、58fd形成扁平的长方体形状的处理空间或处理室82。在左右两侧壁部58c、58d的两端部设置支脚部83。
上部外侧壁部58a和下部外侧壁部58b及顶板部58e和底板部58f之间形成的空间84、86对于处理气体或排气气体分别具有作为缓冲室的功能。在上述缓冲室84中，通过反应管背面形成的气体导入口连接例如石英管构成的处理气体供给管88。在下部缓冲室86中，通过反应管背面形成的排气口连接例如石英管构成的排气管90。处理气体供给管88连通到处理气体供给部(未图示)，排气管90连通到排气导管或真空泵(未图示)。
顶板部58e和底板部58f中分别形成用于连通处理气体和排气气体的一个或多个通气孔或缝隙。在图示的结构例中，靠近顶板部58e的反应管背面的端部、即在处理气体供给管88的出口附近的部位形成左右横方向(Y方向)上延长的缝隙92。在底板部58f的反应管前面开口、即晶片出入口96附近的部位形成左右横方向(Y方向)上延长的缝隙94。
在这样的气体流通结构中，由处理气体供给管88供给的处理气体首先导入上部缓冲室84后，从反应管背面侧的上部缝隙92导入到处理室82，在处理室82内流向晶片出入口96侧。处理室82内的排气气体从晶片出入口96侧的下部缝隙94引入下部缓冲室86后，通过反应管背面侧的排气口向排气管90排出。
再有，作为一变形例，如图15所示，也可以是在顶板部58e和底板部58f中扩大分散形成多个分别用于使处理气体和排气气体通过的通气孔92’、94’的结构。根据这样的多孔板结构，可从上部缓冲室84向处理室82内的半导体晶片W喷淋状地均匀降洒处理气体。而且，通过底板部58f的整个区域，可以均匀并且迅速地排出处理室82内的排气气体。
在处理室82中，在底板部58f中，在离散的规定位置设置用于大致水平支持半导体晶片W的例如石英构成的多个例如三个突状支持部98。上述运送室40内的运送臂42从晶片运入运出口96将夹架44***到处理室82，将未处理的半导体晶片W装载在突状支持部98上，或将处理后的半导体晶片W从突状支持部98取出。
在上部缓冲室84和/或下部缓冲室86中，可以安装用于将处理室82的室内温度作为近似值测定的温度传感器。在本实施例中，在下部缓冲室86中从反应管背面侧***长短两根石英管100、102，例如焊接安装在底板部58f的下面，这些石英管100、102中***一根或多根热电偶TCd～TCg。
更详细地说，在从左右横方向的中心线稍稍偏离的位置(即避开气体管88、90的位置)将石英管100从反应管背面向X方向延长到前部附近，在该管中***长度不同的三根热电偶TCd、TCe、TCf。这三根热电偶TCd、TCe、TCf的感温部(测温接点)分别位于上述电阻加热器60中的前区(62a、64a)、中区(62b、64b)、后区(62c、64c)的区域，用于在前后方向(X方向)中分别监视从三个区接受的辐射热的影响。
此外，在处理室82的左侧或右侧端部位置，将石英管102从反应管背面沿X方向延长到中心部附近，在该管中***一个热电偶TCg。该热电偶TCg在横方向(Y方向)的晶片周边部附近，用于监视从边区(在本例中为左边区66)接受的辐射热的影响。再有，也可以追加用于监视从相反侧的边区(右边区68)接受的辐射热的影响。
将各热电偶TCd、TCe、TCf、TCg的输出信号例如提供给主控制器，根据需要从主控制器将反馈信号或校正信号提供给电阻加热器60的控制电路78也可以。在本实施例的反应管58中，在如上述那样的扁平的大致六面体结构中，在左右两侧壁部58c、58d之间拱形地形成上部外侧壁部58a和下部外侧壁部58b，同时在上部外侧壁部58a和下部外侧壁部58b的内侧在左右两侧壁部58c、58d之间将上部外侧壁部(顶板部)58e、下部外侧壁部(底板部)58f形成为水平方向上延长的面状的梁部，所以管的上面和下面为双重结构，例如在对反应管58进行减压时，即使因管的内外压力差产生应力，也没有破损的危险。即，如果对反应管58的反应室内减压，则与侧面的管壁相比，上面和下面的管壁施加明显增大压力或应力，但由于通过上述的双重结构将应力分散在外侧壁部58a、58b和内侧壁58c、58d之间，所以不易破裂。
图16和图17表示本实施方式中反应管58的晶片运入运出口96中设置的闸阀52的结构。如图16所示，该闸阀52包括：用于将反应管58的晶片运入运出口96堵塞、开口的板状的阀体110；以及通过杆状的支持轴或驱动轴112在堵塞位置(图16(C))和退避位置(图16(A)之间驱动该阀体110的驱动部114。在面对晶片运入运出口96的阀体10的内侧面安装密封部件、例如O形圈116，在堵塞状态(图16(C)时O形圈116将反应管58的前端面59作为阀座，通过加压接触粘结在其上，使晶片运入运出口96被气密地堵塞。驱动部114例如有汽缸或凸轮机构等，将阀体110在晶片运入运出口96附近沿反应管58的轴(长度)方向移动，在离开晶片运入运出口96的部位沿垂直方向升降移动。
图17表示一实施例的闸阀52的阀体110的结构。该闸阀52的阀体110有连接在驱动轴112的板状的基座或背板120，以及在该基座120的内侧面上通过框状的保持部件或保持器122固定的板状的内侧盖部118。基座120和保持器122由导热率高的材质、例如SUS构成，内侧盖部118由石英构成。
内侧盖部118的外周面形成为从底面(基座)侧向上面侧变细的锥面，与其对应，保持器122的内周面形成为与内侧盖部118外周面平行对置的相反锥面。保持器122的相反锥状内周面与内侧盖部118的锥状外周面粘结覆盖，从而将内侧盖部118固定，以便按压安装在基座120上。保持器122通过螺栓128被固定在基座120上。
基座120通过螺栓126连接到驱动轴112。在基座120的内部设置流过冷却媒体、例如冷却水的通路120a。在该通路120a中通过配管(未图示)可循环供给来自冷却水供给部(未图示)的冷却水。
在内侧盖部118和基座120及保持器122之间***耐热性高和热反射率高的材质、例如四氟化乙烯构成的优选白色的薄片124。在内侧盖部118的上面(内侧面)边缘部中形成用于收容O形圈116的切槽118a。O形圈116与内侧盖部118的上面(内侧面)相比在一部分突出的状态下保持在该槽118a和保持器122之间。O形圈116的颜色相对于辐射热为反射率高的颜色，优选是白色或灰色。
在上述结构中，阀体110堵塞晶片运入运出口96期间，反应管58的内部例如被加热到1100℃左右的高温，同时流入含有腐蚀性气体的各种处理气体。在本实施例中，直接面对反应管58的内部的阀体110的内侧盖部118由石英构成，所以对于来自反应管58侧的高温环境或各种处理气体的耐性良好，对于反应管58内高温处理的半导体晶片W不产生各种污染，可以安全地密封晶片运入运出口96。
此外，O形圈116带有如上述那样的非黑色系的颜色(优选是白色或灰色)，所以其自身的耐热性提高。而且，从外周侧保持O形圈116的保持器122将O形圈116附近的热高效率散热到基座120侧。此外，内侧盖部118以冷却套管型的基座120作为背部，对O形圈116起到有效的冷却和散热作用。通过这样的冷却机构，O形圈116在来自反应管58侧的高温气体环境中不熔融，可以稳定地维持密封功能。
薄片124将来自反应管58侧的辐射热高效率反射，抑制阀体的温度上升。此外，通过避免基座120和内侧盖部(石英)118之间的直接接触，薄片124具有防止直接接触造成的内侧盖部(石英)118的强度下降。
下面，说明本实施方式的处理装置的整体动作。作为一例，在处理模块18的两处理室54H、54L中，假设在高温例如1150℃下进行氧化、扩散等急速加热处理。再有，以下说明的装置整体的动作由主控制器或***控制器控制。
在晶盒站台10中收容未处理的半导体晶片W，或运入可收容的CR盒，运入的CR盒被载置在某一个盒式载置台20上。装载/卸载部12的晶片运送机构22接近被运入到晶盒站台10的任意的CR盒内的任意的盒收容位置，从该盒收容位置取出未处理的半导体晶片W。
装载/卸载部12的晶片运送机构22从晶盒站台10大致水平地取出一片未处理的半导体晶片W，使运送臂26旋转约180°，移动到对准单元38之前，将该半导体晶片W运入对准单元38。在对准单元38内，该半导体晶片W与缺口或定向部对准后接受对中。晶片运送机构22将结束位置对齐的半导体晶片W从对准单元38运出，接着沿Y方向移动到未处理基板多段配置部的负载锁定室28H、28L之前，将运送臂26升降移动到作为运入目的地的负载锁定室28H、28L之一的例如负载锁定室28H的高度位置。负载锁定室28H在打开晶片运入口的开闭门34的状态下迎合晶片运送结构22。晶片运送机构22使运送臂26前进或伸展开并进入负载锁定室28H内，将半导体晶片W按规定的方向移动到室内的支持销32上。
然后，晶片运送机构22向晶盒站台10返回，按与上述同样的步骤和动作，将未处理的另一半导体晶片W从任意的CR盒内的任意晶片收容位置取出，这次运入另一负载锁定室28。这样，以不同的计时将两片未处理的半导体晶片W、W运入两负载锁定室28H、28L，在那里将两半导体晶片W、W在以水平姿态配置在上下两段的状态下保留放置。再有，在各负载锁定室28H、28L中，在半导体晶片W的运入结束后关闭运入口侧的门34，根据需要，将处理室内减压，或置换为惰性气体环境也可以。
另一方面，在处理模块18中，在各处理室54H、54L中，由上述电阻加热器60进行温度控制，以便将加热炉内的温度、更准确地为反应管58内的温度维持在设定温度(1150℃)。
如上所述，在未处理基板多段配置部的负载锁定室28H、28L内，将两片半导体晶片W上下两段地收容配置，或在此之前，在传送模块16的运送室40内使运送臂42移动动作，将两夹架44H、44L分别配置在负载锁定室28H、28L之前。然后，打开两负载锁定室28H、28L的运出口侧的闸阀36、36，运送臂42使两夹架44H、44L前进或扩展开，***在两负载锁定室28H、28L内，从支持销32、32中将半导体晶片W、W原封不动地在上下两段配置状态下取出。接着，两夹架44H、44L在将半导体晶片W、W上下两段支持的状态下旋转规定角度，在处理模块18的两处理室54H、54L之前分别配置两夹架44H、44L并待机。
这里，在各夹架44H、44L中，如图3～图5所示，半导体晶片W由在其背面的边缘部(周边部除外区域)左右两对(计四个)爪部50大致以水平装载的状态保持在两臂部48、48之间。
然后，在两处理室54H、54L跟前两闸阀54、54同时打开，运送臂42不停顿，将未处理的半导体晶片W、W立即同时运入两处理室54H、54L内。更详细地说，将两夹架44H、44L***在两处理室54H、54L的反应室58、58内，将未处理的半导体晶片W移载到各个突状支持部98、98上，同时迅速拉引两夹架44H、44L，从两处理室54H、54L分别退出。然后关闭两闸阀54、54。
在两处理室54H、54L中，在两反应室58、58内分别运入的未处理的半导体晶片W、W原样直接放置在设定温度(1150℃)下，接受高温的急速加热处理。再有，根据运入的计时，例如也可以在运入之后，开始供给与两反应室58、58的处理内容对应的规定的处理气体。
可是，如上述那样，从未处理基板多段配置部的负载锁定室28H、28L在未处理的半导体晶片W为上下两段配置的状态下向运送室40侧运出后，两负载锁定室28H、28L变成空的。于是，装载/卸载部12的晶片运送机构22估计适当的计时，用与上述同样的步骤和动作从晶盒站台10的期望的CR盒中将两片未处理的半导体晶片W、W每次一片分别运入两负载锁定室28H、28L。
在两处理室54H、54L中，如上述那样，从运入未处理的半导体晶片W、W的时刻起经过预先设定的处理时间后，晶片出入口侧两闸阀54、54同时打开。此时，传送模块16侧的运送臂42在两处理室54H、54L之前待机。因此，在热处理结束后两闸阀54H、54L同时打开后，运送臂42不停顿，将高温状态的半导体晶片W、W立即从两处理室54H、54L中同时运出。更详细地说，将两夹架44H、44L***在两处理室54H、54L的反应室58、58内，将处理过的半导体晶片W、W从各个突状支持部98、98取下，同时迅速拉引两夹架44H、44L，从两处理室54H、54L分别退出。然后关闭两闸阀54、54。
在从各处理室54运出处理过的半导体晶片W时，运送臂42在比较低的温度、例如常温下与高温状态的半导体晶片W接触。在本实施方式中，如上述那样，运送臂42用安装在夹架44的两臂部48、48上的爪部50与半导体晶片W的周边部除外区域进行线接触，所以没有导致在该半导体晶片W上产生滑移等结晶缺陷。
在传送模块16中，如上述那样，在从两处理室54H、54L中将实施了高温急速热处理之后的两半导体晶片W、W运出，在用两夹架44H、44L上下两段支持的状态下将这些半导体晶片W、W旋转规定角度，配置到处理后基板多段配置部的负载锁定室，即清洁室30H、30L侧。此时，在两清洁室30H、30L的晶片运入口侧两闸阀52、52也可以为打开的状态。
因此，运送臂42迅速地将两夹架44H、44L***在两清洁室30H、30L中，在两室30H、30L内的支持销32上可载置刚刚处理之后的高温状态的两半导体晶片W、W。然后，两夹架44H、44L从清洁室30H、30L退出后，关闭两闸阀52、52。
然后，两处理室54H、54L中同时实施了高温急速热处理的两半导体晶片W、W在运送室40和晶盒站台10之间的处理后晶片运送路径中途设置的两清洁室30H、30L中同时分别冷却到规定温度，例如常温。
然后，在两清洁室30H、30L中处理过的两半导体晶片W、W冷却到规定温度后，装载/卸载部12的晶片运送机构22从晶片运出口侧进入两清洁室30H、30L，将处理过的两半导体晶片W、W每次分别运出一片。
晶片运送机构22以一片为单位从各清洁室30H、30L中取出处理过的半导体晶片W，使运送臂26旋转约180°后，移动到晶盒站台10的期望的CR盒之前，在该CR盒的任意的晶片收容位置***该处理过的半导体晶片W。根据需要，也可以在收容于CR盒之前由对准单元38进行处理过的半导体晶片W的对准。
另一方面，在传送模块16中，运送臂42如上述那样将处理过的两半导体晶片W、W运入两清洁室30H、30L后，优选是在两夹架44H、44L为空载的状态(无负载状态)下旋转规定角度，接近未处理基板多段配置部的两负载锁定室28H、28L侧就可以。在该时刻，在两负载锁定室28H、28L内上下两段地配置有新的未处理的半导体晶片W、W。因此，两闸阀36、36打开后，与上述同样，运送臂42将两半导体晶片W、W在上下两段的状态从两负载锁定室28H、28L中装载到两夹架44H、44L上运出，接着运入两处理室54H、54L。
以后，与上述同样，在晶盒站台10和负载锁定模块14之间，经装载/卸载部12一片一片地运送未处理或处理过的半导体晶片W，在负载锁定模块14和处理模块18之间，通过传送模块16将未处理或处理过的半导体晶片W以上下两段方式每次运送一对。
在本实施方式的处理装置中，装载/卸载部12的晶片运送机构22面对晶盒站台10以一片为单位暂时运入运出半导体晶片W就可以，所以可将任意的CR盒内的任意的晶片收容位置选择为接近目的地，即使CR盒内的晶片收容位置间隔比较窄，也可以迅速并正确地进行晶片的取出和***。由于可以用大小为一片晶片的对准机构构成对准单元38，所以除了将单元38小型化以外，还具有容易从晶片运送机构22迅速接近的优点。当然，也可以将多片半导体晶片W在多段同时定位的对准机构设置在对准单元38中。
此外，晶片运送机构22对于装载锁定模块14也可暂时以一片为单位运入运出半导体晶片W，所以对于各负载锁定室，可以按时间划分灵活的计时来接近进入，进行晶片W的运入运出。
另一方面，传送模块16的运送臂42通过将在直接连接到处理模块18的运送室40内未处理或处理过的半导体晶片W上下多段支持并运送，可高效率并且正确地使多个半导体晶片W接受同时的单片处理。
特别是在本实施方式中，在将处理模块18中上下两段的两处理室54H、54L的反应室58、58内维持为热处理的高温时，使用上下两段型的一对夹架44H、44L，同时运入或运出未处理或处理过的两片半导体晶片W、W，所以在高温急速热处理中，将半导体晶片的被处理面更快地升温，可以更高速地降温。
而且，在该处理装置中，在装载锁定模块14中，并列设置用于将未处理的半导体晶片W多段配置放置的负载锁定室28H、28L和用于将处理过的半导体晶片W多段配置放置的负载锁定室30H、30L。通过这样的结构，并列或同时地进行未处理基板运送操作和处理过基板运送操作，可以提高生产率。
而且，将处理过基板多段配置部的两负载锁定室30H、30L用作清洁室，将在两处理室54H、54L中实施了高温急速热处理的两半导体晶片W、W放置在运送室40和晶盒站台10之间的处理后晶片运送路径中途设置的两清洁室30H、30L中，同时冷却到规定温度。由此，不需要以特别的占有空间为必要条件的专用清洁室，可以降低装置的成本或缩小台面面积。
在上述实施方式中，在处理室54的反应管58中，将上部外侧壁部58a和下部外侧壁部58b分别形成为拱形状，可获得尽可能薄型下具有耐压性大的管构造。但是，也可以是将上部外侧壁部58a和下部外侧壁部58b形成为拱形状以外的形状，例如平坦状地形成的结构。此外，在上述实施方式中，将上部外侧壁部58a和下部外侧壁部58b在左右两侧壁部58c、58d之间形成为拱形状，但也可以是在管的前面和背面之间形成为拱形状的结构。
在上述实施方式中，传送模块16的运送臂42的各部形状或材质等可进行各种变形。例如，也可以使爪部50的个数左右一致，为三个或五个以上。爪部50的上面优选是如上述实施方式那样形成为带有凸面状的圆弧的下降倾斜面的结构，但例如也可以形成为不是圆弧的直线的下降倾斜面的结构、或形成为水平面的结构等。在臂部48中，不限于笔直的管状形体，曲线形状或非空心体构造也可以。
在上述实施方式中，在处理室54中，将上面电阻加热部62和下面电阻加热部64按前后方向(X方向)分割为前区62a、64a、中区62b、64b和后区62c、64c三个区。但是，可进行任意方式的区分割，可进行二部分或四部分以上的区分割，也可进行横方向(Y方向)的区分割。而且，根据需要，也可以是省略上面电阻加热部62和下面电阻加热部64的其中一个的结构。此外，在左侧面电阻加热部66和下面电阻加热部64中也可进行任意方式的区分割。
在上述实施方式中，在处理模块18中将两处理室54H、54L构成为急速热处理用的处理室。但是，也可以构成为其他处理室，例如构成为等离子体处理或蚀刻处理用的处理室。
本发明的处理方法可应用于常压处理、减压处理、真空处理的任何一个。作为被处理基板，不限于半导体晶片，也可以是LCD基板、玻璃基板、CD基板、光掩模、印刷电路板等。
本发明不限于上述具体说明的实施例，在本发明的范围内当然有各种变形例和改进例。

Claims (26)

1.一种处理装置，其特征在于，包括：
站台，将多个被处理基板收容在基板运送容器中；
处理部，多段设置多个处理室，用于在可密闭的室内使用规定的处理气体对所述被处理基板实施规定的处理；
基板多段配置部，用于在所述站台和所述处理部之间以多个多段配置的状态暂时保留放置所述被处理基板；
第一运送部件，用于在所述站台和所述基板多段配置部之间每次运送一片所述被处理基板；以及
第二运送部件，用于在所述基板多段配置部和所述处理部之间以多段支持的状态同时运送多个所述被处理基板。
2.如权利要求1所述的处理装置，其中：
设置热处理部件，用于在各个所述处理室内对所述被处理基板进行热处理。
3.如权利要求2所述的处理装置，其中：
所述热处理部件包括用于在短时间内对所述被处理基板进行热处理的急速加热部件。
4.如权利要求1所述的处理装置，其中：
所述基板多段配置部有每次收容一片所述被处理基板的多个负载锁定室。
5.如权利要求4所述的处理装置，其中：
所述第二运送部件与所述基板多段配置部的所有所述负载锁定室连接，并且设置在与所述处理部的所有处理室连接的运送室内。
6.如权利要求4所述的处理装置，其中：
所述基板多段配置部包括：未处理基板多段配置部，用于将接受所述处理部处理前的多个所述被处理基板在配置于多段的状态暂时保留放置；以及处理后基板多段配置部，用于将接受了所述处理部处理后的所述多个被处理基板在配置于多段的状态暂时保留放置。
7.如权利要求6所述的处理装置，其中：
所述处理后基板多段配置部具有用于将所述被处理基板冷却到规定温度的冷却机构。
8.如权利要求2所述的处理装置，其中：
所述热处理部件包括：
反应管，用于将被处理基板配置收容在规定位置；
第一电阻加热部，与收容在所述反应管内的所述被处理基板大致平行相对地面状地构成；以及
第二电阻加热部，在所述反应管内收容的所述被处理基板周围与所述第一电阻加热部垂直的方向上面状地构成。
9.如权利要求8所述的处理装置，其中：
所述第一电阻加热部分割为多个区，通过以每个区独立的通电控制进行电阻发热。
10.如权利要求9所述的处理装置，其中：
所述第二电阻加热部通过独立于所述第一电阻加热部的各区的通电控制进行电阻发热。
11.如权利要求8或9所述的处理装置，其中：
相对所述被处理基板而左右配置的一对所述第二电阻加热部通过相互独立的通电控制进行电阻发热。
12.如权利要求8所述的处理装置，其中：
所述第一和第二电阻加热部是使用了将网状地编织的碳纤维封入在密封部件内的加热器的加热体。
13.如权利要求12所述的处理装置，其中：
所述密封部件由石英玻璃或氧化铝形成。
14.如权利要求1所述的处理装置，其中：
所述第二运送部件包括：
一对臂部，空出比所述被处理基板宽度大的间隔并大致水平对置；以及
多个保持部，在所述一对臂部中以规定的间隔设置，以便将所述被处理基板与其边缘部接触地加以保持。
15.如权利要求14所述的处理装置，其中：
所述保持部有从所述臂部侧的基端部向前端部下降倾斜的上面。
16.如权利要求15所述的处理装置，其中：
所述保持部的所述上面有凸面状的圆弧。
17.如权利要求14所述的处理装置，其中：
所述臂部和所述保持部由石英构成。
18.一种处理方法，其特征在于，包括：
使多个未处理的被处理基板待机在规定的站台上的第一步骤；
将多个未处理的被处理基板从所述站台分别运送到多段设定的多个基板放置场的第二步骤；
在所述多段基板放置场暂时保留放置多个未处理的被处理基板的第三步骤；
将多个未处理的被处理基板从所述多段基板放置场同时运送到多段配置的多个处理室的第四步骤；
在所述多个处理室内分别使用规定的处理气体对所述多个被处理基板同时实施规定的处理的第五步骤；
将多个处理后的被处理基板从所述多个处理室同时取出并运送到所述多段基板放置场的第六步骤；
用所述多段基板放置场暂时保留放置多个处理后的被处理基板的第七步骤；以及
将多个处理后的被处理基板从所述多段基板放置场分别运送到所述站台的第八步骤。
19.如权利要求18所述的处理方法，其中：
在所述第五步骤中，在所述多个处理室内对所述被处理基板同时进行热处理。
20.如权利要求18所述的处理方法，其中：
多组设置所述多段基板放置场，将处理前的一组被处理基板保留放置在第一组的所述多段基板放置场中，另一方面，将处理后的其他组的被处理基板保留放置在第二组的所述多段基板放置场中。
21.如权利要求18所述的处理方法，其中：
在所述第二组的多段基板放置场中将多个处理后的所述被处理基板冷却到规定温度。
22.一种热处理方法，其特征在于，包括：
第一工序，使反应管内达到预先设定的温度；
第二工序，使用基板运送装置，将被处理基板运入所述设定温度下的所述反应管内，基板运送装置将被处理基板大致保持在水平姿势来运送，该基板运送装置包括空出比所述被处理基板宽度大的间隔而水平相对的一对臂部，以及为了接触其边缘部来保持所述被处理基板而具有在所述一对臂部以规定间隔设置的多个保持部；
第三工序，将规定的处理气体供给所述反应管，同时对所述反应管内进行排气，并对所述被处理基板的被处理面实施规定的热处理；
第四工序，经过预先设定的处理时间后，由所述基板运送装置将所述被处理基板从所述反应管运出；以及
第五工序，用设定在所述反应管外部的冷却部将所述运出的被处理基板冷却至规定温度。
23.如权利要求22所述的热处理方法，其中：
将所述反应管内从所述第三工序开始至结束维持在所述设定温度。
24.一种热处理装置，其特征在于，包括：
反应管，将被处理基板配置收容在规定位置；
第一电阻加热部，与收容在所述反应管内的所述被处理基板大致平行相对地面状地构成；
第二电阻加热部，在所述反应管内收容的所述被处理基板周围与所述第一电阻加热部垂直的方向上面状地构成；
均热部件，设置在所述反应管和所述第一及第二电阻加热部之间，将所述第一和第二电阻加热部中产生的热均匀地扩散到所述反应管内部；以及
隔热部件，以包围所述第一和第二电阻加热部来设置。
25.如权利要求24所述的热处理装置，其中：
还包括温度检测器，用于将所述第一和第二电阻加热部的各区温度反馈给每个区的通电控制。
26.一种基板运送装置，将被处理基板大致保持水平姿态来运送，其特征在于，包括：
一对臂部，隔开比所述被处理基板的宽度大的间隔并大致水平相对；以及
多个保持部，在所述一对臂部中以规定的间隔设置，以便将所述被处理基板与其边缘部接触地加以保持。
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