JP4048074B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送機構を備えると共に、搬送容器の中から例えば半導体ウエハなどの被処理体を取り出して処理を行う処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置の一つとして、多数の半導体ウエハ（以下ウエハという）に対してバッチで熱処理を行う熱処理装置がある。この熱処理装置は、複数枚のウエハを収納したキャリアが自動送ロボットまたはオペレータにより搬入搬出される搬入搬出領域と、キャリア内のウエハを基板保持具であるウエハボートに移載して熱処理炉への搬入搬出を行うローディングエリアとを備えている。
【０００３】
このような熱処理装置においては、ローディングエリアを搬入搬出領域よりもクリーン度の高い雰囲気にすると共にウエハの自然酸化膜の発生などを防止するために、大気側の搬入搬出領域とローディングエリアとを隔壁で仕切り、ローディングエリア内を不活性ガス例えば窒素（Ｎ2）ガスで満たした不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。またこの場合、ウエハのパーティクル汚染を抑えるために、キャリア本体の前面のウエハ取り出し口が蓋で密閉されている密閉型のキャリア（クローズ型キャリアとも呼ばれている）を適用することが更に好ましい。
【０００４】
本出願人は、密閉型のキャリアを用いた熱処理装置を具体的に検討しており、既に特許出願した特願2000-358600号にその一例を開示している。図９は前記出願において開示している熱処理装置について、キャリアの搬入に関する部位を示す概略図である。１０１は筐体１００の正面パネル部をなす隔壁であり、この隔壁１０１の前面側に搬入搬出用の載置台１０２が設けられる。先ず図示しない自動搬送ロボットあるいはオペレータによりこの載置台１０２にキャリア２が載置され（ａの状態）、次いで載置台１０２が隔壁１０１側に移動し、隔壁１０１に設けられた図示しない蓋開閉機構によりキャリア２の蓋が開けられウエハ状況を確認後キャリア２の蓋が閉じられる。更に載置台１０２が筐体１００内のキャリア搬送機構１０３の受け渡し位置（ｂの状態）まで移動し、キャリア搬送機構１０３によりキャリア２がキャリア保管棚１０６に移送される。その後キャリア保管棚１０６からウエハ移し替え位置（ｃの状態）までキャリア搬送機構１０３によりキャリア２が移送され、図示しない蓋開閉機構によりキャリア２の蓋が開けられ、キャリア２内のウエハをウエハ搬送機構１０５により図示しないウエハボートに移載される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで本出願人は、図９の装置を一歩進め、載置台１０２に移動機構を設けず固定状態とし、図示しない自動搬送ロボットあるいはオペレータにより載置台１０２上に載置されたキャリア２の上部を保持し、キャリア搬送機構１０３によりキャリア保管棚１０６に移送させ、その後キャリア搬送機構１０３によりウエハ移し替え位置に搬送することを検討している。このような構成によれば、載置台１０２に移動機構を設けなくて済み、スペースもより小さくなる利点がある。
【０００６】
ところで図９の装置では、載置台１０２上に載置されたキャリア２が装置内に取り込まれた後、キャリア搬送機構１０３により搬送されるため、載置台１０２上のキャリア２の位置調整などのメンテナンス作業を行う場合には、作業者に対する危険はほとんどない。しかしながら載置台１０２上に載置されたキャリア２上までキャリア搬送機構１０３が移動するため、キャリア２の載置時、キャリア２の取り出し時及びメンテナンス作業時において作業者がキャリア搬送機構１０３の移動領域内に位置するため、作業者への危険性が生じる。
【０００７】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は作業者の安全を確保することのできる処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、装置を囲む筐体内に位置し、被処理体を収納した搬送容器が搬入される搬入領域と、前記筐体内に設けられ、前記搬入領域との間で前記搬送容器の搬送を行う搬送機構と、前記筐体の側面にて前記搬入領域に面して形成され、外部から作業者が当該筐体の内部に対して作業を行うための開口部と、前記搬入領域の上方空間に面し、その下縁が前記開口部の上部側の開口縁に相当すると共に前記筐体の一部をなすパネル部と、を備え、前記筐体内にて搬送容器の中から被処理体を取り出して処理を行う処理装置において、
前記パネル部の下縁側以外の一縁側を当該一縁に沿った軸の回りに回動自在に支持し、外部から前記開口部を介して前記筐体内に入った作業者の身体の一部が当該筐体の内部側から前記パネル部を押圧したときに身体の一部の圧迫を避けるために当該パネル部が前記筐体の外側に回動して開くように構成したことを特徴とする。
【０００９】
具体的な構成例としては、例えば前記搬送機構は昇降自在に構成されている。本発明ではパネル部の前記一縁側以外の箇所を前記筐体に止着し、搬送機構の移動領域側からの押圧により止着状態が解除される止着手段を備えるようにしてもよい。この発明によれば、搬送機構とパネル部との間に身体の一部が挟まった場合にパネル部が例えば上に跳ね上がって開くので、作業者の安全を確保できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る処理装置を縦型熱処理装置に適用した実施の形態について説明する。図１は縦型熱処理装置の概観を示す斜視図、図２及び図３は夫々縦型熱処理装置の内部を示す縦断側面図及び概略平面図である。図中の１は装置の外装体を構成する筐体であり、この筐体１内には、被処理体である基板例えばウエハを収納した搬送容器であるキャリア２が装置に対して搬入、搬出されるための搬入搬出領域Ｓ１と、キャリア２内のウエハを搬送して後述の熱処理炉内に搬入するための処理領域であるローディングエリアＳ２とが形成されている。なお便宜上図１では領域Ｓ１、Ｓ２は筐体１の外側で符号を示してある。搬入搬出領域Ｓ１とローディングエリアＳ２とは隔壁３により仕切られており、搬入搬出領域Ｓ１は大気雰囲気とされ、ローディングエリアＳ２は不活性ガス雰囲気例えば窒素（Ｎ2）ガス雰囲気とされている。
【００１２】
搬入搬出領域Ｓ１は、装置の正面側から見て手前側に位置する第１の領域４と奥側に位置する第２の領域５とからなる。第１の領域４には２個のキャリア２を夫々載置するために左右に配置された第１の載置台４１、４２が設けられている。キャリア２は、被処理体である例えば直径３００ｍｍのウエハＷ（図１参照）が複数枚例えば１３枚棚状に配列されて収納され、蓋により塞がれた例えば樹脂からなる密閉型のキャリアが用いられる。またキャリア２は、図２に示すように上面に四角形のフランジ部２１が当該上面と隙間を介して設けられ、後述のキャリア搬送機構によりこのフランジ部２１が保持されて搬送されることになる。第１の載置台４１、４２の載置面には、キャリア２の底部に設けられた凹部に嵌合してキャリア２を位置決めする位置決め部であるピン４３（図１参照）が例えば３個所に設けられている。
【００１３】
また筐体１の前面側には、第１の領域４の左右両側を仕切るように側板６１、６２が対向して垂直に配置されると共に、一方の側板部６１の前縁部の上部側と他方の側板部６２の前縁部の上部側との間に筐体１の一部をなす正面パネル部６がほぼ垂直に架け渡されて設けられている。従って筐体１の正面には、オペレータが第１の載置台４１、４２に対してキャリア２の受け渡しを行ったり、メンテナンスを行ったりするための四角形の開口部（正面開口部）３０が形成され、この開口部３０の上に正面パネル部６が位置していることになる。第１の領域４を上から見ると、側板部６１、６２及び正面パネル部６によりコ字型形状になっており、これらで囲まれた領域は、クリーンルーム内の図示しない天井部に沿って移動する自動搬送ロボットがキャリア２を保持して第１の載置台４１、４２との間で受け渡しをするための昇降領域をなすものである。
【００１４】
正面パネル部６及びその周辺の部位について図４及び図５を参照しながら説明する。側板部６１、６２の前縁頂部は前方に突出する突出部６１ａ、６２ａとして構成され、これら突出部６１ａ、６２ａにてほぼ水平で左右方向に伸びる回転軸６３により、正面パネル部６の一縁側である上縁側を回動自在に支持している。つまりこの例では、正面パネル部６は、その上縁部に沿った軸（この例では水平な軸）の回りに回動自在に支持されていることになる。なお回転軸６３よりも上側においては、正面パネル部６と側板部６１、６２の前縁部との間に正面パネル部６が回動できるように隙間Ｇを設けてある。
【００１５】
そして正面パネル部６の下縁側及びこの側板部６１、６２の前縁部には、両者を止着する止着手段である例えばボールキャッチ方式の止め具６４が設けられている。この止め具６４は、図５に拡大して示すように正面パネル部６の裏面側に設けられたボール６５と、側板部６１、６２の前縁部に形成され、前記ボール６５が収まる凹部６６と、この凹部６６の例えば上下からバネ６７ａ、６８ａにより付勢されてボール６５の脱出を阻止する押圧子６７、６８と、を備えている。このように正面パネル部６はボールキャッチ方式の止め具６４により側板部６１、６２に止着されているが、例えば１５ｋｇ程度で裏側（内側）から押圧されると、前記押圧子６７、６８がバネ６７ａ、６８ａに抗して広がり、止着状態が解除されて跳ね上がる。
【００１６】
図１〜図３に戻って装置の説明を進めると、搬入搬出領域Ｓ１における第２の領域５には、第１の載置台４１、４２に対して夫々一列に前後に並ぶように載置部である第２の載置台５１、５２が配置されている。第２の載置台５１、５２の載置面にも第１の載置台４１、４２と同様にキャリア２を位置決めする位置決め部であるピン５３（図１参照）が３個所に設けられている。これら載置台５１、５２は、後述のキャリア搬送機構によりキャリア２が置かれる位置とキャリア２が隔壁３に当接される位置との間で図示しない駆動部により前後に移動可能に構成される。
【００１７】
一方第２の領域５の上部側にはキャリア２を保管するキャリア保管部５４が設けられ（図２参照）、キャリア保管部５４はこの例では２段の棚により構成されている。そして第２の領域５には、キャリア２を第１の載置台４１、４２及び第２の載置台５１、５２並びにキャリア保管部５４の間で搬送するキャリア搬送機構７が設けられている。
【００１８】
このキャリア搬送機構７について主に図６、図７を参照しながら説明すると、例えば第２の領域５の左端側にほぼ垂直に設けられた垂直レール７１と、この垂直レール７１に沿って昇降自在に設けられ、左右に伸びるガイド部材であるガイドレール８３を備えた昇降部８と、ガイドレール８３にガイドされながら左右に移動する移動部７２と、この移動部７２に設けられ、キャリア２の上面のフランジ部２１を保持してキャリア２を水平方向に搬送する２本のアーム７３ａ及び７３ｂからなる関節アームである搬送アーム７３と、アーム７３ｂの下方側に設けられ、キャリア２の上面のフランジ部２１を保持する保持部７４とを備えている。なお保持部７４は互いに対向する一対のＬ字部分により前記フランジ部２１の下面側を保持するものであり、このため常に同じ方向に向くようにアーム７３ｂに対して回動可能に構成されている。
【００１９】
昇降部８は、図示しない昇降機構により垂直レール７１にガイドされながら昇降する基端部分８１と、この基端部分８１により水平な回転軸８２を介して水平な軸の回りに回動自在に設けられたガイドレール（案内部材）８３とを含む。なお搬送アーム７３及び保持部７４も昇降部８の一部である。基端部分８１に対するガイドレール８３の取り付け構造については、図６に示すようにガイドレール８３の一端側から水平に突出している突出部８３ａを基端部分８１の凹部８１ａ内に嵌入した状態で回転軸８２により当該突出部８３ａを支持すると共に、図７に示すように基端部分８１における凹部８１ａの前面側の面８１ｂとガイドレール８３における突出部８３ａの下部両側の面８３ｂとが当接しており、この当接によりガイドレール８３の下方側への回動が阻止されている。この実施の形態では、基端部分８１が特許請求の範囲に記載した支持部に相当し、ガイドレール８３が特許請求の範囲に記載した可動部に相当する。なお図７中にて昇降部８の下面部及び保持部７４の下面部に符号８０を用いて黒丸で示してある部位は、接触を検知するセンサであり、このセンサ８０がオンしたときに図示しない制御部を介して搬送機構７の動作が停止するようになっている。
【００２０】
基端部分８１を昇降する昇降機構としては、例えば基端部分８１を上下に貫通しかつ基端部分８１に対して螺合するネジ軸を設け、例えば垂直レール７１の一端側に固定されたモータによりネジ軸を回転させて基端部分８１を昇降させるボールネジ機構を用いることができる。
【００２１】
図２及び図３に説明を戻すと、隔壁３には、第２の載置台５１（５２）に載置されたキャリア２が当該隔壁３に当接したときにキャリア２内とローディングエリアＳ２とを連通する開口部３１が形成されている。また隔壁３におけるローディングエリアＳ２側には、開口部３１を開閉する扉３２が設けられると共にこの扉３２を閉じたままでキャリア２の蓋を開閉する蓋開閉機構３３が設けられている。この扉３２は、キャリア２の蓋が開かれた後、図示しない扉開閉機構により蓋開閉機構３３及び蓋と共にウエハＷの移載の邪魔にならないように例えば上方側に退避するように構成される。
【００２２】
ローディングエリアＳ２の奥側には、下端が炉口として開口された処理部である縦型の熱処理炉９１が設けられ、この縦型の熱処理炉９１の下方側には、多数枚のウエハＷを棚状に保持する保持具であるウエハボート９２が断熱部９３を介してキャップ９４の上に載置されている。キャップ９４はボートエレベータ９５の上に支持されており、このボートエレベータ９５によりウエハボート９２が熱処理炉９１に対して搬入あるいは搬出される。またウエハボート９２と隔壁３の開口部３１との間には、ウエハ搬送機構９６が設けられている。このウエハ搬送機構９６は、左右に伸びるガイド機構９７に沿って移動すると共に鉛直軸の回りに回動できる移動体９８に複数例えば５枚の進退自在なアーム９９を設けて構成され、ウエハボート９２と、第２の載置台５１、５２上のキャリア２との間でウエハＷを搬送する役割を持っている。
【００２３】
次に上述実施の形態の作用について説明する。先ずクリーンルームの天井部に沿って移動する図示しない自動搬送ロボットによりキャリア２が正面パネル部６の裏側の空間を通って下降し、第１の載置台４１（４２）に載置される。続いてキャリア搬送機構７により前記キャリア２が第２の載置台５１（５２）に搬送される。キャリア２が第２の載置台５１（５２）に載置されると、第２の載置台５１（５２）が隔壁３側に移動してキャリア２の取り出し口の口縁部が隔壁３の開口部３１の口縁部に気密に当接する。しかる後、蓋開閉機構３３によりキャリア２の蓋が取り外され、その後、扉３２、蓋開閉機構３３及び蓋が例えば上昇して開口部３１から退避し、キャリア２内とローディングエリアＳ２とが連通した状態となる。
【００２４】
その後、ウエハ搬送機構９６によりキャリア２内のウエハＷが順次取り出されてウエハボート９２に移載される。キャリア２内のウエハＷが空になると、上述と逆の動作でキャリア２の蓋が閉じられ、第２の載置台５１（５２）が後退してキャリア２が隔壁３から離れ、キャリア搬送機構７によりキャリア保管部５４に搬送されて一時的に保管される。一方ウエハボート９２に所定枚数のウエハＷが搭載されると、熱処理炉９１内に搬入されてウエハＷに対して熱処理例えばＣＶＤ、アニール処理、酸化処理などが行われる。熱処理が終了すると、上述と逆の動作でウエハＷがキャリア２内に戻される。
【００２５】
そしてメンテナンス時には、作業者が正面開口部３０から上体を筐体１の中に入れて載置台４１、４２、５１、５２の点検、キャリア搬送機構７の動作確認などを行い、このとき例えばハンディターミナルなどによりマニュアルでキャリア搬送機構７を動作させる。このような作業時に例えば誤った操作により搬送機構７の昇降部８が上昇し、作業者の身体の一部が正面パネル部６と例えばガイドレール８３との間に挟まると、挟まった身体の一部が正面パネル部６を押圧する。これにより正面パネル部６の止め具６４の止着状態が解除されて正面パネル部６が跳ね上がり、挟まった身体の一部が圧迫から開放される。なお図８は、キャリア２の載置時、キャリア２の取り出し時またはメンテナンス作業時において、作業者がキャリア搬送機構１０３の移動領域内に位置している状態を示している。
また例えば誤った操作によりキャリア搬送機構７の昇降部８が下降して、例えばガイドレール８３と載置台４１（４２）あるいはキャリア２との間に作業者の身体の一部が挟まれても、昇降部８が下側から押圧される状態になるので、図７に示すように当該昇降部８が回転軸８２を中心として上側に回転する。ここでガイドレール８３及び保持部７４には、センサ８０が設けられているが、このセンサ８０が配置されていない部位にて作業者が挟まれた場合でも、またセンサ８０の接触の検出により動作を停止するインターロック機能を解除していたとしても、同様に昇降部８が跳ね上がる。
【００２６】
このように上述の実施の形態によれば、作業者の身体の一部がキャリア搬送機構７の昇降部８と正面パネル部６との間、あるい昇降部８とその下方側の部材との間に挟まっても、正面パネル部６あるい昇降部８が跳ね上がるので、挟まった身体の一部が強い圧迫を受ける前に開放され、従って作業者が怪我を免れるかあるいは仮に怪我をしたとしてもその程度は軽くて済み、作業者の安全を確保できる。
本発明では、パネル部との間に作業者を挟むおそれのある搬送機構としては、キャリア搬送機構に限らずその他の搬送機構例えばウエハ搬送機構であってもよく、また搬送機構との間に作業者を挟むおそれのあるパネル部としては、正面パネル部に限らず側面、背面あるいは上面のパネル部であってもよい。そしてパネル部は水平な軸の回りに回動することに限らず、例えば側面パネル部が垂直な軸の回りに回動して開く構造であってもよい。
【００２７】
更にまた昇降部が跳ね上がる搬送機構としては、キャリア搬送機構に限らずその他の搬送機構例えばウエハ搬送機構であってもよい。なお本発明は、縦型熱処理装置に限らず例えば枚葉式の熱処理装置やレジストの塗布、現像を行う装置、イオン注入装置など、被処理基板に対して所定の処理を行う処理装置に適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、パネル部が搬送機構の移動領域側から押圧されたときに当該移動領域とは反対側に回動してパネル部が開くように構成したので、パネル部と搬送機構との間に作業者の身体の一部が挟まった場合でも作業者の安全を確保できる。また他の発明によれば、搬送機構の昇降部が下方側から押圧されたときに上側に向かって回動するように構成したので、昇降部により作業者の身体の一部が押しつけられそうになっても作業者の安全を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理装置の実施の形態である縦型熱処理装置の概観を示す斜視図である。
【図２】上記の縦型熱処理装置の内部の概略構成を示す縦断側面図である。
【図３】上記の縦型熱処理装置の内部の概略構成を示す横断平面図である。
【図４】上記の縦型熱処理装置の正面パネル部及びその周辺を示す上面図である。
【図５】上記の縦型熱処理装置の正面パネル部及びその周辺を示す側面図及び正面パネル部の止め具を示す断面図である。。
【図６】 上記の縦型熱処理装置に用いられるキャリア搬送機構を示す斜視図である。
【図７】上記の縦型熱処理装置に用いられるキャリア搬送機構を示す側面図である。
【図８】上記の縦型熱処理装置においてキャリア搬送機構の移動領域内に作業者が位置している状態を示す説明図である。
【図９】縦型熱処理装置の構成の一例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
Ｓ１ 搬入搬出領域
Ｓ２ ローディングエリア
Ｗ 半導体ウエハ
１ 筐体
２ キャリア
３ 隔壁
３１ 開口部
３２ 扉
４ 第１の領域
４１、４２ 第１の載置台
５ 第２の領域
５１、５２ 第２の載置台
６ 正面パネル部
６１、６２ 側板
６３ 回転軸
６４ 止め具
７ キャリア搬送機構
７１ 垂直レール
７２ 移動部
７３ 搬送アーム
７４ 保持部
８ 昇降部
８１ 基端部分
８２ 回転軸
８３ ガイドレール
９１ 熱処理炉
９６ ウエハ搬送機構

Claims (3)

1. 装置を囲む筐体内に位置し、被処理体を収納した搬送容器が搬入される搬入領域と、前記筐体内に設けられ、前記搬入領域との間で前記搬送容器の搬送を行う搬送機構と、前記筐体の側面にて前記搬入領域に面して形成され、外部から作業者が当該筐体の内部に対して作業を行うための開口部と、前記搬入領域の上方空間に面し、その下縁が前記開口部の上部側の開口縁に相当すると共に前記筐体の一部をなすパネル部と、を備え、前記筐体内にて搬送容器の中から被処理体を取り出して処理を行う処理装置において、
   前記パネル部の下縁側以外の一縁側を当該一縁に沿った軸の回りに回動自在に支持し、外部から前記開口部を介して前記筐体内に入った作業者の身体の一部が当該筐体の内部側から前記パネル部を押圧したときに身体の一部の圧迫を避けるために当該パネル部が前記筐体の外側に回動して開くように構成したことを特徴とする処理装置。
2. 前記搬送機構は昇降自在に構成されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. パネル部の前記一縁側以外の箇所を前記筐体に止着し、筐体の内部側からの押圧により止着状態が解除される止着手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の処理装置。

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