JP2005276941A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
基板処理装置に於ける、開閉装置の保守作業性を向上させ、作業者の負担を軽減すると共に作業時間を短縮させ、稼働率の向上を図る。
【解決手段】
密閉構造の基板収納容器により基板が搬入出される基板処理装置に於いて、筐体２０内が隔壁１によって容器搬送空間２と基板搬送空間とに仕切られ、前記容器搬送空間側に容器受載部３２が設けられ、前記基板搬送空間側に容器蓋開閉部が設けられ、前記容器受載部及び前記容器蓋開閉部は一体に回転可能である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板にＩＣ等の半導体素子を製造する基板処理装置に関するものである。

基板処理装置は、主に熱処理炉、該熱処理炉内で基板を保持する基板保持具（ボート）、該ボートを前記熱処理炉内に装入、引出しするボートエレベータ、前記ボートに基板を移載する基板移載装置、基板を収納する基板収納容器、基板処理装置内で前記基板収納容器を支持する容器支持部、外部搬送装置と前記基板処理装置間で前記基板収納容器の授受を行う授受ステージ等を具備している。

近年搬送中の基板の汚染を防止する為、基板の搬送は密閉式の基板収納容器に収納された状態で行われる様になっており、前記基板処理装置内で基板収納容器の蓋が開閉される。従って、密閉式の基板収納容器を用いる基板処理装置では、前記容器支持部が前記基板収納容器の蓋を開閉する開閉装置を具備している。

従来、基板収納容器の蓋を開閉する開閉装置としては特許文献１に示されるものがある。

図８に於いて、従来の開閉装置について説明する。

図８中、１は基板処理装置内に設けられた隔壁であり、図中該隔壁１の左側が容器搬送空間２、右側が基板搬送空間３であり、前記容器搬送空間２には容器搬送装置（図示せず）が収納され、前記基板搬送空間３内に基板移載装置１４（後述）が収納され、前記基板搬送空間３は前記容器搬送空間２に対して高清浄度に維持されている。

前記隔壁１には開口部４が設けられ、該開口部４は蓋壁５により気密に閉塞されている。又該蓋壁５には基板搬入出口６が設けられ、該基板搬入出口６はシールド扉７により、気密に閉塞可能となっている。該シールド扉７は後述する容器蓋１３を真空吸着等の手段により保持可能となっている。

前記シールド扉７は図示しない扉開閉機に連結されており、該扉開閉機は前記シールド扉７を前記蓋壁５に押圧可能であると共に該蓋壁５から離反させ、降下可能となっている。

前記隔壁１の前記容器搬送空間２側にシャフト支持ブロック８，８を上下に設け、該シャフト支持ブロック８，８間に垂直ガイドシャフト９が設けられている。該垂直ガイドシャフト９には昇降ステージ１１が摺動自在に設けられ、該昇降ステージ１１は図示しない昇降機構により昇降可能となっている。

前記昇降ステージ１１は基板収納容器１２を載置可能であると共に載置した該基板収納容器１２を前記蓋壁５に対して近接離反可能にスライドする機構（図示せず）を具備している。前記基板収納容器１２は図８中右側面が開口部となっており、該開口部は前記容器蓋１３により気密に閉塞可能となっている。

前記容器搬送装置（図示せず）により前記基板収納容器１２が前記昇降ステージ１１に載置されると、該昇降ステージ１１が昇降して前記基板収納容器１２を前記基板搬入出口６に正対させる。前記昇降ステージ１１が前記基板収納容器１２を前記蓋壁５側に移動させ、前記基板収納容器１２により前記基板搬入出口６を気密に閉塞させる。前記シールド扉７が前記容器蓋１３を保持し、該容器蓋１３を前記基板収納容器１２から離反させ、更に降下させることで、前記基板収納容器１２の開口部が開放される。

前記開閉装置を基板処理装置に用いた場合、図８中、１は基板処理装置内に設けられた隔壁であり、前記基板搬送空間３には、ボート（図示せず）、ボートエレベータ（図示せず）、熱処理炉（図示せず）が収納されている。

前記基板移載装置１４により前記基板収納容器１２内に収納されている基板（ウェーハ）１５が前記基板搬入出口６を通して図示しないボートに移載される。

ウェーハ１５が装填されたボートはボートエレベータにより熱処理炉に装入され、前記ウェーハ１５に所要の処理がなされる。該ウェーハ１５が処理されると、前記ボートが熱処理炉より引出され、前記基板移載装置１４により処理済のウェーハ１５が前記基板収納容器１２に払出される。

尚、１６，１７，１８は接合面を気密にシールする為のＯリングである。

上記した開閉装置では、隔壁１に直接開閉装置が取付けられている構造であるので、開閉装置のメンテナンスを行う場合、該開閉装置の前後の空間、即ち、前記容器搬送空間２側の空き空間、前記基板搬送空間３側の空き空間を利用してメンテナンスを行わなければならない。

通常基板処理装置内部には余分な空間は形成されてなく、メンテナンスをする作業者は開閉装置の前後の狭小な空間に体を入れて作業をしており、作業性は悪い。又、開閉装置の前後にメンテナンスを行うだけの空間の余裕がない場合もあり、この場合は、開閉装置前後の装置、例えば容器搬送装置、基板移載装置を取外して行わなければならない等作業が大掛りとなり、又長時間の作業となっていた。

この為、従来の基板処理装置での開閉装置のメンテナンス作業は、作業者の負担が大きいと共に、長時間作業となり、その間基板処理装置を休止しなければならないので、稼働率が低下するという問題があった。

特開平８−２７９５４６号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、基板処理装置に於ける、開閉装置の保守作業性を向上させ、作業者の負担を軽減すると共に作業時間を短縮させ、稼働率の向上を図るものである。

本発明は、密閉構造の基板収納容器により基板が搬入出される基板処理装置に於いて、筐体内が隔壁によって容器搬送空間と基板搬送空間とに仕切られ、前記容器搬送空間側に容器受載部が設けられ、前記基板搬送空間側に容器蓋開閉部が設けられ、前記容器受載部及び前記容器蓋開閉部は一体に回転可能である基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、密閉構造の基板収納容器により基板が搬入出される基板処理装置に於いて、筐体内が隔壁によって容器搬送空間と基板搬送空間とに仕切られ、前記容器搬送空間側に容器受載部が設けられ、前記基板搬送空間側に容器蓋開閉部が設けられ、前記容器受載部及び前記容器蓋開閉部は一体に回転可能であるので、保守が必要な容器受載部を基板処理装置内にて回転及びスライドさせることにより、充分な保守空間での保守作業が可能となり、保守作業性を向上させ、作業者の負担を軽減すると共に作業時間を短縮させ、スループットの向上が図れるという優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

先ず、図１に於いて本発明に係る基板処理装置の概要を説明する。

筐体２０の内部に、基板（ウェーハ）の加熱手段を備えた熱処理炉（反応室）２１と、該熱処理炉２１へ反応ガスを導入する反応ガス導入手段２２と、前記熱処理炉２１内の反応ガスを排気する反応ガス排気手段２３と、基板の保持手段であり、基板を処理する為に前記熱処理炉２１に装入されるボート２４と、未処理基板を収納した基板収納容器１２を保管する為の容器格納手段２５と、前記ボート２４を前記熱処理炉２１内に装入し、或は引出す為のボートエレベータ２６と、前記基板収納容器１２の蓋を開閉する容器開閉装置２７と、基板を整列する基板整列手段２８と、前記ボート２４と前記容器開閉装置２７、或は前記基板整列手段２８との間で基板の移載を行う基板移載装置１４と、容器授受ステージ２９と、該容器授受ステージ２９と前記容器開閉装置２７或は前記容器格納手段２５との間で前記基板収納容器１２の搬送を行う容器搬送装置３１とを備えている。

尚、図示していないが、前記基板移載装置１４、前記ボートエレベータ２６、前記基板整列手段２８等は隔壁１により囲われ、前記筐体２０内は基板搬送空間３と容器搬送空間２とに気密に仕切られている。前記筐体２０の側面、前記基板整列手段２８に対向する位置には保守扉３０（後述）が設けられている。

次に、図２〜図７に於いて前記容器開閉装置２７について説明する。

尚、図２〜図７中、図８中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

隔壁１には開口部４が設けられ、該開口部４は蓋壁５によって気密に閉塞される。前記隔壁１と蓋壁５とが実質的に、筐体２０内部を仕切る隔壁として機能している。

又、前記容器開閉装置２７は、前記蓋壁５の前記容器搬送空間２側に設けられる容器受載部３２と前記蓋壁５の前記基板搬送空間３側に設けられる容器蓋開閉機４６から一体的に構成される。該容器蓋開閉機４６は、前記蓋壁５が前記隔壁１に固着された状態で、前記開口部４を通って基板搬送空間３側に露出している。

図２〜図７は簡略化する為、１組の容器受載部３２、１組の容器蓋開閉機４６を示している。

前記隔壁１の前記開口部４の下側に容器搬送空間２内に水平に延出する固定ベース３３が取付けられ、該固定ベース３３の上面には前記隔壁１に対して垂直なＹ方向ガイド３４，３４が設けられ、該Ｙ方向ガイド３４にＹ方向スライドベース３５がスライド自在に設けられている。

該Ｙ方向スライドベース３５の上面には前記隔壁１と平行にＸ方向ガイド３６，３６が設けられ、該Ｘ方向ガイド３６にＸ方向スライドベース３７が取付けられ、該Ｘ方向スライドベース３７に回転機構６２を介して回転ベース３８が回転可能に取付けられている。

前記回転ベース３８に容器受載部３２が取付けられ、該容器受載部３２は蓋壁５（該蓋壁５の容器搬送空間２側）にも取付けられている。前記回転機構６２は位置決めロック機構を有し、例えば９０°ステップでロック可能となっている。前記蓋壁５の前記基板搬送空間３側の面には前記容器蓋開閉機４６が設けられている。以下前記容器受載部３２について説明する。

前記回転ベース３８にユニットベース３９がボルト等の固着具４０により、着脱可能に取付けられている。前記ユニットベース３９にユニットフレーム４１が着脱可能に取付けられている。該ユニットフレーム４１は前記隔壁１と平行に立設された前記蓋壁５を有し、該蓋壁５は前記隔壁１に設けられた開口部４を気密に閉塞する。又、前記蓋壁５は固着手段６４によって前記隔壁１に固定、解除可能となっている。

図示していないが、前記回転ベース３８には位置決めピンが立設され、前記回転ベース３８に対する前記ユニットベース３９の位置合せは前記位置決めピンで行われる様になっている。又同様に、前記ユニットベース３９と前記ユニットフレーム４１との位置合せも図示していないが位置決めピンで行われる様になっている。尚、図中、４２は前記蓋壁５の補強板である。

更に、該蓋壁５には基板搬入出口６が穿設され、該基板搬入出口６は基板搬送空間３側からシールド扉７により気密に閉塞される様になっている。該シールド扉７は真空チャック４３等の容器蓋保持手段を有している。

前記ユニットフレーム４１は水平方向に延出する容器受載板４４を有し、該容器受載板４４は前記シールド扉７に対して垂直方向に移動可能に支持され、又前記容器搬送装置３１の搬送アーム（図示せず）と干渉しない形状となっている。

前記Ｙ方向スライドベース３５、前記Ｘ方向スライドベース３７は基板処理装置の稼働状態では、変位しない様、ボルト或は適宜なロック手段、或は位置決めピン等により固定されている。

図４により、前記容器蓋開閉機４６について説明する。

前記蓋壁５の下部の前記基板搬送空間３に臨接する面に、水平方向に延びる水平ガイド４７が設けられ、該水平ガイド４７にスライド基板４８が摺動自在に設けられ、該スライド基板４８には前記蓋壁５に対して垂直方向に延びる垂直ガイド４９が設けられ、該垂直ガイド４９にシールド扉支持体５１が摺動自在に設けられ、該シールド扉支持体５１に前記シールド扉７が前記蓋壁５と平行になる様に取付けられている。

前記水平ガイド４７の下方、該水平ガイド４７と平行にエアシリンダ５２が設けられ、該エアシリンダ５２により前記スライド基板４８が水平方向に移動される様になっている。

前記シールド扉支持体５１の底面にはロータリアクチュエータ５３が設けられ、該ロータリアクチュエータ５３は前記シールド扉支持体５１に連結され、前記ロータリアクチュエータ５３の回転により前記シールド扉７が前記蓋壁５に対して密着、離反する様になっている。

前記シールド扉７には複数のチャック軸５４が回転自在に設けられ、該チャック軸５４にはプーリ５５が固着され、前記プーリ５５にはタイミングベルト５６が掛回され、全てのプーリ５５が一体に回転する様になっている。前記タイミングベルト５６は連結子５７を介して解錠シリンダ５８に連結されている。

該解錠シリンダ５８により、前記タイミングベルト５６を移動させることで、前記プーリ５５を介して前記チャック軸５４が回転され、前記容器蓋１３と基板収納容器１２との間のロックが解除される様になっている。

尚、図中、５９は基板収納容器１２内の各段の基板の有無を検出するマッピングセンサである。

基板の処理が行われる場合は、前記容器搬送装置３１により、前記容器受載板４４に基板収納容器１２が載置される。前記容器受載板４４が前記蓋壁５に向って移動し、前記基板収納容器１２の開口部が前記蓋壁５に密着すると共に前記容器蓋１３が前記シールド扉７に保持される。

前記解錠シリンダ５８が駆動され、前記タイミングベルト５６、前記プーリ５５を介して前記チャック軸５４が回転され、前記容器蓋１３と前記基板収納容器１２間のロックが解除される等により前記容器蓋保持手段に前記容器蓋１３が保持される。

前記ロータリアクチュエータ５３により前記シールド扉支持体５１を介して前記シールド扉７が前記蓋壁５から離反され、更に前記エアシリンダ５２により前記垂直ガイド４９が図４中、右方に移動され、前記基板収納容器１２の前記容器蓋１３が取外される。

前記基板収納容器１２が前記基板搬送空間３に向って開放され、前記基板移載装置１４により前記基板収納容器１２内の基板が前記ボート２４に移載され、所定枚数の基板が前記ボート２４に装填されると、前記ボートエレベータ２６により前記ボート２４が前記熱処理炉２１に装入され、所要の処理がなされる。

基板の処理が完了すると、上記した逆の手順で処理済の基板が空の基板収納容器１２に払出される。

未処理の基板を収納した基板収納容器１２に交換され、更に処理が継続して行われる。

基板処理装置が所定時間稼働され、前記容器開閉装置２７及び基板搬送空間側について保守が行われる場合を図５〜図７により説明する。

前記保守扉３０が開放され、該保守扉３０から主に保守作業が行われる。その他、前記容器受載部３２に対向する位置（容器搬送空間２、図２参照）で保守作業が行われる場合もある。

前記固着手段６４による蓋壁５と隔壁１との固定が解除され、前記Ｙ方向スライドベース３５、Ｘ方向スライドベース３７の固定が解除される。前記Ｙ方向スライドベース３５が前記隔壁１から離反する様に（Ｙ方向に）移動される（図５参照）。

前記Ｙ方向スライドベース３５の移動により、前記容器開閉装置２７、即ち容器蓋開閉機４６が前記容器搬送空間２側に完全に収納される状態迄移動する。

前記回転機構６２のロックを解除して、前記回転ベース３８を９０°回転する。回転方向は、保守の対象となる前記容器受載部３２、前記容器蓋開閉機４６のいずれかが前記保守扉３０側に向く方向とする。図示では、前記容器蓋開閉機４６が保守扉３０側に向く様回転している（図６参照）。

前記Ｘ方向スライドベース３７が前記保守扉３０側にスライドされ（図７参照）、前記容器受載部３２及び前記容器蓋開閉機４６は前記ユニットフレーム４１と共に一体に移動する。

前記回転ベース３８は前記保守扉３０に正対しているので、前記Ｘ方向スライドベース３７が前記保守扉３０側の行程端迄移動すると、前記容器蓋開閉機４６が前記保守扉３０を通して前記筐体２０の外に露出する。尚、前記容器受載部３２が保守扉３０に向く様に回転（θ）させると、前記容器受載部３２が前記保守扉３０を通して前記筐体２０の外に露出する。

前記容器受載部３２、前記容器蓋開閉機４６に対する簡単な保守作業については、前記容器受載部３２、前記容器蓋開閉機４６が前記ユニットフレーム４１に取付けられたままで行われ、複雑な保守作業を行う場合は、前記固着具４０を除去し、前記ユニットフレーム４１と共に前記ユニットベース３９を前記回転ベース３８から取外して、前記筐体２０外で保守を行う。或は、前記ユニットベース３９から前記ユニットフレーム４１を取外して、所要の場所で保守作業を行う。更に、開口部４（隔壁１）より基板搬送空間側にある機器を、基板処理装置前面側から保守することが可能となる。

上記した様に、前記容器受載部３２、前記容器蓋開閉機４６が筐体２０の外部に露出できるので、前記保守扉３０に臨接する空間から直接保守作業が可能となり、筐体２０内部に保守作業を行う空間がない場合でも充分保守作業を実施することが可能となる。又、充分な空間での保守作業となり、作業性が向上する。更に、筐体外部での作業となるので、作業時に発生するパーティクルが問題とならない。

保守が完了して、再組立を行う場合、前記回転ベース３８と前記ユニットベース３９との位置合わせ、前記ユニットフレーム４１と前記ユニットベース３９との位置合せは、ガイド機構を介して基の位置に戻し、位置決めピン等により行うので、簡単且つ正確に短時間で完了させることが可能である。又、再現性が高く、位置調整が容易である。

更に、前記Ｘ方向スライドベース３７、前記Ｙ方向スライドベース３５、前記回転ベース３８を基の位置に戻し、固定して保守作業が完了する。尚、前記Ｘ方向スライドベース３７、前記Ｙ方向スライドベース３５の移動は、手動で行っても、モータ等の駆動手段で行ってもよい。

尚、前記蓋壁５と前記隔壁１との離反、密着は、前記Ｙ方向スライドベース３５のスライドの代りに前記固定ベース３３の回転により行ってもよい。

尚、前記保守扉３０を省略してもよい。保守扉３０を設けない場合、左側壁側に正対しているので前記Ｘ方向スライドベース３７が前記左側壁側の干渉しない位置迄移動可能となっていて、移動させる。前記ユニットフレーム４１を９０°回転し、前記容器搬送空間２（基板処理装置の前方）から容器蓋開閉機４６及び基板搬送空間側の保守を行う様にしてもよい。このことにより、基板処理装置の側面からの保守をする必要がなくなり（サイドメンテフリー）、フットプリントの縮小化が実現できる。

又、隔壁１に対向して後方側に気密な隔壁が設けられ、該隔壁によって気密室が形成され、該気密室に基板移載装置等が設けられる基板処理装置があり、斯かる基板処理装置では、気密な隔壁に大気ゲートバルブが設けられるが、前記開口部を通して大気ゲートバルブの保守が行え、更に該大気ゲートバルブを取外し、前記基板移載装置等の保守も可能となる。

（付記）
尚、本発明は下記の実施の態様を含む。

（付記１）密閉構造の基板収納容器により基板が搬入出され、筐体内が隔壁によって容器搬送空間と基板搬送空間とに仕切られ、前記隔壁の容器搬送空間側に容器受載部が設けられ、前記隔壁の基板搬送空間側に容器蓋開閉部が設けられ、前記容器受載部及び前記容器蓋開閉部は前記隔壁に対して平行に移動可能であり、且つ回転可能であることを特徴とする基板処理装置。

（付記２）密閉構造の基板収納容器により基板が搬入出され、筐体内が隔壁によって容器搬送空間と基板搬送空間とに仕切られ、前記隔壁の容器搬送空間側に容器受載部が設けられ、前記隔壁の基板搬送空間側に容器蓋開閉部が設けられ、前記容器蓋開閉部を前記容器搬送空間側から保守可能とする様に前記容器受載部が回転可能であることを特徴とする基板処理装置。

（付記３）基板をボートに保持し収納する処理室と、該処理室内を加熱する加熱手段と、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内を排気する排気手段と、前記処理室に隣接する筐体と、該筐体内を容器搬送空間と基板搬送空間とに仕切る隔壁と、該隔壁の容器搬送空間側に設けられる容器受載部と、前記隔壁の基板搬送空間側に設けられる容器蓋開閉部と、前記基板搬送空間側に設けられる基板搬送手段と、前記基板を収納する密閉構造の基板収納容器とを具備し、前記容器受載部と共に前記容器蓋開閉部が一体とし回転可能である基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記基板収納容器を前記容器受載部に搬送する工程と、前記容器蓋開閉部にて前記基板収納容器の蓋を開ける工程と、前記基板収納容器内の前記基板を前記基板搬送手段により払出す工程と、該基板搬送手段により前記基板を前記ボートに載置する工程と、前記基板が載置された前記ボートを前記処理室内に収納する工程と、該処理室内を前記加熱手段により加熱する工程と、前記処理室内に前記ガス供給手段により処理ガスを供給する工程と、前記処理室内を前記排気手段により排気する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

本発明が実施される基板処理装置の概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係る容器開閉装置の要部を示す斜視図である。 該容器開閉装置の要部を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る容器蓋開閉機を示す斜視図である。 前記容器開閉装置の保守作業の状態を示す斜視図である。 該容器開閉装置の保守作業の状態を示す斜視図である。 該容器開閉装置の保守作業の状態を示す斜視図である。 従来の容器開閉装置を示す側面図である。

符号の説明

１ 隔壁
２ 容器搬送空間
３ 基板搬送空間
４ 開口部
５ 蓋壁
７ シールド扉
１２ 基板収納容器
１３ 容器蓋
２０ 筐体
３０ 保守扉
３２ 容器受載部
３３ 固定ベース
３５ Ｙ方向スライドベース
３７ Ｘ方向スライドベース
３８ 回転ベース
３９ ユニットベース
４１ ユニットフレーム
４６ 容器蓋開閉機
４７ 水平ガイド
４９ 垂直ガイド
５２ エアシリンダ
５３ ロータリアクチュエータ
５８ 解錠シリンダ
５９ マッピングセンサ
６２ 回転機構

Claims (1)

1. 密閉構造の基板収納容器により基板が搬入出される基板処理装置に於いて、筐体内が隔壁によって容器搬送空間と基板搬送空間とに仕切られ、前記容器搬送空間側に容器受載部が設けられ、前記基板搬送空間側に容器蓋開閉部が設けられ、前記容器受載部及び前記容器蓋開閉部は一体に回転可能であることを特徴とする基板処理装置。

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