JP3560633B2 - Heat treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体、液晶等の製造装置に適用される加熱処理装置に係るもので、特に枚葉状の試料を加熱状態で処理する枚葉式処理方式の加熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、枚葉式処理方式の加熱処理装置の1つとして、クラスター方式が多用されている。
クラスター方式の構造は、図10に示すように、試料Wを所定位置に搬送するための試料搬送手段としてのロボット1を主とした搬送室2を中心に、試料Wを格納した試料格納容器としてのカセット3,4を収容するカセット室5,6と、試料Wを加熱状態で処理する処理室としてのプロセス室7,8等を周囲に配置し、減圧中で試料Wが搬送されることを特徴とする。
【0003】
プロセス室7,8で処理されるプロセスとしては、エッチング,成膜等があるが、概して加熱高温処理をするものが多い。高温処理を施した試料Wをカセット室5,6のカセット3,4に格納する際には、プラスチック系が多いカセット3,4への熱影響を避けるために試料Wの冷却が必要である。
【0004】
従来、試料Wの冷却には、図に示すように、カセット室5とプロセス室7との間に冷却室9を設け、この冷却室9において、プロセス室7,8で処理された高温の試料Wを水冷板等の上に載置し、熱伝導で冷却するようにしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、冷却室9を別に設けるということは、
1.試料Wの搬送経路が長くなり、搬送時間の増加となるため、スループットが下がる。
2.冷却室9への試料Wの出入れのために、この冷却室9にプロセス室7,8に設けられているのと同等の例えば上下動する3本のピン等からなる試料上下動駆動機構(図示せず)を設けるか、或いは、ロボット1側での上下動機能が必要となる。このため、装置構造の複雑化を招くと共に、コストアップにつながる。
等の問題があった。
【0006】
本発明は、上記事情に基づきなされたもので、スループット、コスト等への悪影響を最小限に抑えた状態で、処理室で加熱状態で処理された後の試料を冷却して試料格納容器に格納することがきるようにした加熱処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、枚葉状の試料を加熱処理する加熱処理装置であって、前記試料を載置する試料載置部を有し前記試料を所定位置に搬送するための試料搬送手段と、この試料搬送手段の搬送領域内に配設され前記試料を格納した試料格納容器を収容すると共に前記試料格納容器を上下動させる上下動駆動機構を備えた容器収容室と、この容器収容室内の前記試料格納容器から前記試料搬送手段を介して取出された試料を加熱状態で処理する処理室と、前記容器収容室内の前記試料格納容器に隣接して設けられ前記上下動駆動機構にて移動可能であり、前記処理室で加熱状態で処理された試料を冷却するための試料冷却手段と、前記処理室で加熱状態で処理された後の試料を前記試料冷却手段を中継した後、試料格納容器に格納するように前記試料搬送手段を制御する制御手段とを具備してなる構成としたものである。
【0008】
【作用】
上記手段の加熱処理装置によれば、容器収容室内の試料格納容器に隣接して試料冷却手段を設けたから、処理室で加熱状態で処理された試料を直接的に容器収容室内に搬入して試料冷却手段に送込むことができ、従来のように容器収容室とは別の位置に冷却室を設けるものに比べて、試料の搬送経路が短く、搬送時間の短縮化が図れ、スループットを上げることが可能となる。
【0009】
また、試料冷却手段を収容する専用の室を設ける必要がなく、しかも、試料格納容器への試料の出入の際に使用する上下動駆動機構と、試料冷却手段への試料の出入の際に使用する上下動駆動機構とを兼用として、従来のように試料冷却手段専用の上下動駆動機構を設けたり、試料搬送手段側に上下動機能を持たせる必要がないようにしたから、装置構造の簡素化と、低コスト化が可能となる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図1〜図6を参照して説明する。
図1に示すように、加熱処理装置10は、試料(ウエハ)Wを所定位置に搬送するための試料搬送手段としてのロボット1を主とした搬送室2を中心に、試料Wを格納した試料格納容器としてのカセット3,4を収容する容器収容室としてのカセット室5,6と、試料Wを加熱状態で処理する処理室としてのプロセス室7,8等が周囲に配置されたものとなっている。
【0011】
また、カセット室5,6には、カセット室5,6を大気に対して開閉し、カセット3,4を交換するための第1ゲートバルブ20,21が付設されている。また、カセット室5,6と搬送室2との間には、これらの間を開閉するための第2ゲートバルブ22,23が設けられている。この図においては第2ゲートバルブ22は開いた状態にある。さらに、プロセス室7,8と搬送室2との間を開閉するための第3ゲートバルブ24,25が設けられている。
【0012】
また、図2に示すように、カセット室5内にはモータ30を含む上下動駆動機構31によって所望の位置決め可能に上下動される昇降台32が設けられている。また、もう一つのカセット室6内にも同様なモータ33を含む上下動駆動機構34により移動可能な同様な昇降台35が設けられている。
【0013】
昇降台32,35上には、試料冷却手段としての試料冷却部40,41が設置され、これらの上にカセット3,4が交換可能に設置されるようになっている。試料冷却部40,41は同一の構造であるため、試料冷却部40について以下により具体的に説明する。
【0014】
図3は、昇降台32、試料冷却部40、カセット3の拡大斜視図である。試料冷却部40は、図1及び図2に示すロボット1の旋回中心軸50に向かって伸びる偏平な空間41が設けられ、その底面41aには同じく旋回中心軸50に向かって伸びる溝42(図5、図6参照)が設けられている。試料冷却部40は、アルミニウムなどの熱良導体で形成することが好ましく、試料Wの金属汚染を嫌う場合には、全体または底面41aの表面を石英やセラミックで形成することが好ましい。
【0015】
ロボット1は、図1に示すように、軸52を中心に対称的に配置された2つの試料載置部としてのピック51A、51Bを有し、これらのピック51A、51Bを軸52の回りに180°旋回させることにより交互に試料冷却部40の空間41および溝42内に出入させるようになっている。
【0016】
試料冷却部40の底部41aの下には、図3、図6に示すように、冷却流体の流路43が設けられ、螺旋状などの伸縮自在な管44、45により冷却流体を流すようになっている。
【0017】
底部41aは溝42を除いて平面に形成され、試料Wを接触した状態で支持するようになっている。
また、図2に示すように制御手段である制御装置60が設けられており、加熱処理装置10を制御するようになっている。そして、制御装置60は、カセット室5,6内に配設された昇降台32,35の上下動駆動機構31,34のモータ30,33と接続していると共に、ロボット1を駆動するための駆動装置61と接続している。
【0018】
次いで本装置の作用について説明する。第1ゲートバルブ20を開き、処理済みの試料Wが入っているカセット3をカセット室5から取出し、代わりに未処理の試料Wを入れたカセット3を試料冷却部40の上に設置する。
【0019】
次に、第1ゲートバルブ20を閉じてカセット室5を搬送室2と同じ減圧状態ないし同じ雰囲気状態にした後、第2ゲートバルブ22を開き、カセット3の上下動とロボット1の動作によってカセット3内の試料Wを1枚ずつ取出してプロセス室7または8へ1枚ずつ搬入し、加熱を伴う処理を行なう。
【0020】
処理された試料Wはロボット1によりプロセス室7または8から取出され、試料冷却部40の空間41内に搬送される。次いで、昇降台32を上昇させ、ロボット1のピック51Aに載置されている処理済みの高温の試料Wを底部41aで支持する。
【0021】
なお、このとき、先行している試料Wが底部41a上に載置され、すでにある程度降温した状態におかれている場合には、他方のピック51Bによって先行している試料Wを試料冷却部40から取出した後、ピック51A、51Bを180°旋回させてピック51A上の後続の試料Wを上記のように底部41a上に載置する。
【0022】
ピック51Bが先行している試料Wを載置している場合には、これをカセット3に戻し、カセット3から未処理の試料Wを取出し、以下プロセス室7、8から処理済み試料Wの搬出と、該プロセス室7、8への未処理の試料Wの搬入を順次行ない、かつ処理済みの試料Wを試料冷却部40を経由させてカセット3へ戻す動作を繰返す。
【0023】
なお、カセット3の試料Wの処理中に、他側のカセット室6の第1ゲートバルブ21を開いてカセット4を交換する。
なお、本発明は上記一実施例に限らず、種々変形実施可能なことは勿論である。
【0024】
すなわち、前述した実施例は、先に記載したように、試料冷却部40、41をカセット3、4の下に配置した例を示したが、図7に示すように、カセット3、4の上になるように配置してもよい。なお、この他の実施例の説明において、前述の実施例と同一部分は同一の符号を付して重複説明は省略する。
【0025】
また、図8に示すように、昇降台32(35)の上面にカセット3(4)と試料冷却部40(41)を横並び(図8においては試料冷却部40(41)を手前側)に配置するようにしてもよい。なお、この他の実施例の説明において、前述の実施例と同一部分は同一の符号を付して重複説明は省略する。
【0026】
また、前述した実施例は、試料冷却部40、41に試料Wを1枚のみ収納する例を示したが、図9に示すように、2枚またはそれ以上収納するようにして搬入した順序で順次搬出するようにしてもよい。さらにまた、試料冷却部40、41は必ずしも冷却水などの特別な冷却流体により積極的に冷却せずに、カセット室5,6を不活性ガス雰囲気にするために、これらのカセット室5,6に供給される不活性ガスにより冷却するか、または、単なる自然冷却としてもよい。なお、上記他の実施例の説明において、最初の実施例と同一部分は同一の符号を付して重複説明は省略する。
【0027】
【発明の効果】
容器収容室内の試料格納容器に隣接して試料冷却手段を設けたから、処理室で加熱状態で処理された試料を直接的に容器収容室内に搬入して試料冷却手段に送込むことができ、従来のように容器収容室とは別の位置に冷却室を設けるものに比べて、試料の搬送経路が短く、搬送時間の短縮化が図れ、スループットを上げることができる。
【0028】
また、試料冷却手段を収容する専用の室を設ける必要がなく、しかも、試料格納容器への試料の出入の際に使用する上下動駆動機構と、試料冷却手段への試料の出入の際に使用する上下動駆動機構とを兼用として、従来のように試料冷却手段専用の上下動駆動機構を設けたり、試料搬送手段側に上下動機能を持たせる必要がないようにしたから、装置構造の簡素化と、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す平面断面図。
【図2】図1のA−A線断面図。
【図3】図1に示した装置のうち本発明の要部の拡大斜視図。
【図4】試料冷却部の拡大断面図。
【図5】同上平面図。
【図6】図5のB−B線断面図。
【図7】本発明の第1の他の実施例を示す平面断面図。
【図8】本発明の第2の他の実施例を示す平面断面図。
【図9】本発明の要部である試料冷却部の変形例を示す断面図。
【図10】従来装置の平面断面図。
【符号の説明】
W…試料、1…ロボット(試料搬送手段)、2…搬送室、3,4…カセット(試料格納容器)、5,6…カセット室(容器収容室)、7,8…プロセス室(処理室)、10…加熱処理装置、20,21…第1ゲートバルブ、22,23…第2ゲートバルブ、24,25…第3ゲートバルブ、30,33…モータ、31,34…上下動駆動機構、32,35…昇降台、40,41…試料冷却部(試料冷却手段)、41a…底面、42…溝、50…旋回中心軸、51A、51B…ピック(試料載置部)、52…軸、60…制御装置(制御手段)、61…駆動装置。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a heat treatment apparatus applied to an apparatus for manufacturing semiconductors, liquid crystals, and the like, and more particularly to a heat treatment apparatus of a single-wafer processing method for treating a single-wafer sample in a heated state.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a cluster method has been frequently used as one of heat treatment apparatuses of a single-wafer processing method.
As shown in FIG. 10, the cluster type structure has a sample storage container storing the sample W centered on a
[0003]
The processes to be processed in the
[0004]
Conventionally, for cooling the sample W, as shown in the figure, a cooling chamber 9 is provided between the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, providing the cooling chamber 9 separately as described above means that:
1. Since the transport path of the sample W becomes longer and the transport time increases, the throughput decreases.
2. In order to move the sample W into and out of the cooling chamber 9, a sample vertical movement driving mechanism (for example, three pins that move up and down) equivalent to those provided in the
And so on.
[0006]
The present invention has been made based on the above circumstances, and cools a sample that has been processed in a heating state in a processing chamber and stores the sample in a sample storage container while minimizing adverse effects on throughput, cost, and the like. It is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus capable of performing heat treatment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, as a means for solving the above-mentioned problem, is a heat treatment apparatus that heat-treats a single-wafer-shaped sample, and has a sample placement portion on which the sample is placed, and transports the sample to a predetermined position. A sample storage means for storing a sample storage container which is disposed in a transfer area of the sample transfer means and stores the sample, and which has a vertical movement driving mechanism for vertically moving the sample storage container; A processing chamber for processing, in a heated state, a sample taken out from the sample storage container via the sample transport means in the container storage chamber, and the vertical movement provided adjacent to the sample storage container in the container storage chamber. A sample cooling unit that is movable by a driving mechanism and cools the sample processed in the processing chamber in the heated state, and relays the sample that has been processed in the processing chamber in the heated state to the sample cooling unit. After that, try It is obtained by a composed and a control means for controlling the sample transfer unit to store the containment configuration.
[0008]
[Action]
According to the heat treatment apparatus of the above means, since the sample cooling means is provided adjacent to the sample storage container in the container storage chamber, the sample processed in a heated state in the processing chamber is directly carried into the container storage chamber and the sample is cooled. It can be sent to the cooling means, and the sample transfer path is shorter, the transfer time can be shortened, and the throughput can be increased as compared with the conventional case where the cooling chamber is provided at a position different from the container storage chamber. Becomes possible.
[0009]
Also, there is no need to provide a dedicated chamber for accommodating the sample cooling means, and a vertical drive mechanism used when moving the sample into and out of the sample storage container, and a mechanism used when moving the sample into and out of the sample cooling means. It is not necessary to provide a vertical drive mechanism dedicated to the sample cooling means as in the past, nor to provide a vertical movement function on the sample transfer means side, as in the past. And cost reduction can be achieved.
[0010]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a
[0011]
The
[0012]
As shown in FIG. 2, an elevating table 32 is provided in the
[0013]
[0014]
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the lifting table 32, the
[0015]
As shown in FIG. 1, the robot 1 has
[0016]
As shown in FIGS. 3 and 6, a cooling
[0017]
The
Further, as shown in FIG. 2, a
[0018]
Next, the operation of the present apparatus will be described. The
[0019]
Next, the
[0020]
The processed sample W is taken out of the
[0021]
At this time, if the preceding sample W is placed on the
[0022]
When the pick 51B has loaded the preceding sample W, it is returned to the
[0023]
During the processing of the sample W in the
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made.
[0024]
That is, the above-described embodiment shows an example in which the
[0025]
As shown in FIG. 8, the cassette 3 (4) and the sample cooling unit 40 (41) are arranged side by side on the upper surface of the lifting table 32 (35) (in FIG. 8, the sample cooling unit 40 (41) is located on the near side). It may be arranged. In the description of the other embodiments, the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description will be omitted.
[0026]
Further, in the above-described embodiment, an example in which only one sample W is stored in the
[0027]
【The invention's effect】
Since the sample cooling means is provided adjacent to the sample storage container in the container storage chamber, the sample processed in a heated state in the processing chamber can be directly carried into the container storage chamber and sent to the sample cooling means. As compared with the case where the cooling chamber is provided at a position different from the container accommodating chamber, the transport path of the sample is shorter, the transport time can be shortened, and the throughput can be increased.
[0028]
Also, there is no need to provide a dedicated chamber for accommodating the sample cooling means, and a vertical drive mechanism used when moving the sample into and out of the sample storage container, and a mechanism used when moving the sample into and out of the sample cooling means. It is not necessary to provide a vertical drive mechanism dedicated to the sample cooling means as in the past, nor to provide a vertical movement function on the sample transfer means side, as in the past. And cost reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part of the present invention in the apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a sample cooling unit.
FIG. 5 is a plan view of the same.
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 5;
FIG. 7 is a sectional plan view showing a first other embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan sectional view showing a second other embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modification of the sample cooling unit which is a main part of the present invention.
FIG. 10 is a plan sectional view of a conventional device.
[Explanation of symbols]
W: sample, 1 ... robot (sample transfer means), 2 ... transfer chamber, 3, 4 ... cassette (sample storage container), 5, 6 ... cassette room (container storage chamber), 7, 8 ... process chamber (processing chamber) 10) Heat treatment device, 20, 21 ... First gate valve, 22, 23 ... Second gate valve, 24, 25 ... Third gate valve, 30, 33 ... Motor, 31, 34 ... Vertical movement drive mechanism, 32, 35 ... elevating table, 40, 41 ... sample cooling part (sample cooling means), 41a ... bottom surface, 42 ... groove, 50 ... turning center axis, 51A, 51B ... pick (sample mounting part), 52 ... axis, 60: control device (control means), 61: drive device.
Claims (2)
前記試料を載置する試料載置部を有し前記試料を所定位置に搬送するための試料搬送手段と、
この試料搬送手段の搬送領域内に配設され前記試料を格納した試料格納容器を収容すると共に前記試料格納容器を上下動させる上下動駆動機構を備えた容器収容室と、
この容器収容室内の前記試料格納容器から前記試料搬送手段を介して取出された試料を加熱状態で処理する処理室と、
前記容器収容室内の前記試料格納容器に隣接して設けられ前記上下動駆動機構にて移動可能であり、前記処理室で加熱状態で処理された試料を冷却するための試料冷却手段と、
前記処理室で加熱状態で処理された後の試料を前記試料冷却手段を中継した後、試料格納容器に格納するように前記試料搬送手段を制御する制御手段と、
を具備してなることを特徴とする加熱処理装置。A heat treatment apparatus that heat-treats a sheet-like sample,
A sample transporting unit for transporting the sample to a predetermined position, having a sample mounting unit for mounting the sample,
A container storage chamber provided with a vertical drive mechanism for vertically moving the sample storage container while storing the sample storage container disposed in the transfer area of the sample transfer means and storing the sample,
A processing chamber for processing a sample taken out from the sample storage container in the container storage chamber via the sample transfer means in a heated state,
A sample cooling means for cooling a sample processed in a heating state in the processing chamber, the sample cooling means being provided adjacent to the sample storage container in the container storage chamber and movable by the vertical drive mechanism;
After relaying the sample that has been processed in the processing chamber in a heated state to the sample cooling unit, a control unit that controls the sample transport unit to store the sample in a sample storage container,
A heat treatment apparatus comprising:
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