(57)【要約】      （修正有）【課題】ＦＯＵＰ等の基板の収納容器内を、高速に不活性ガスで置換できる収納容器内の雰囲気管理方法を提供する。【解決手段】開閉ドアにより開閉する搬送口を備えた隔壁で仕切られた基板搬送領域と容器搬送領域とを有し、容器搬送領域に設けられ、蓋体の開閉で複数の基板を密閉収納可能な収納容器を一時載置して待機させる容器保管棚１８と、開閉ドアに設けられ、搬送口の口縁部に密着された収納容器の蓋体を取り外しながら収納容器内を不活性ガスで置換可能な蓋体開閉機構と、を備えた処理装置における収納容器内の雰囲気管理方法であって、蓋体開閉機構を用いて、未処理の基板を収納した収納容器内を、不活性ガスで置換する工程と、不活性ガスで内部が置換された収納容器を、容器保管棚に搬送して載置する工程と、収納容器を容器保管棚で待機させる工程と、を有する。【選択図】図１３
2014207306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉ドアにより開閉する搬送口を備えた隔壁で仕切られた基板搬送領域と容器搬送領域とを有し、
該容器搬送領域に設けられ、前記収納容器を載置可能なロードポートと、
前記容器搬送領域に設けられ、蓋体の開閉により複数の基板を密閉収納可能な収納容器を一時載置して待機させる容器保管棚と、
前記開閉ドアに設けられ、前記搬送口の口縁部に密着された前記収納容器の前記蓋体を取り外しながら前記収納容器内を不活性ガスで置換可能な蓋体開閉機構と、を備えた処理装置における前記収納容器内の雰囲気管理方法であって、
前記蓋体開閉機構を用いて、未処理の前記基板を収納した前記収納容器内を、前記不活性ガスで置換するガス置換工程と、
前記不活性ガスで内部が置換された前記収納容器を、前記容器保管棚に搬送して載置する保管工程と、
前記収納容器を前記容器保管棚で待機させる雰囲気維持工程と、を有する収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項２】
前記ロードポートに前記収納容器が載置されたときに、前記蓋体開閉機構で前記ガス置換工程が行われていない場合には、前記収納容器は、前記蓋体開閉機構で前記蓋体の取り外しが可能な位置に搬送される請求項１に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項３】
前記ロードポートに前記収納容器が載置されたときに、前記蓋体開閉機構で他の収納容器について前記ガス置換工程が行われている場合には、前記収納容器は、前記容器保管棚に一時載置され、
前記他の収納容器の前記ガス置換工程が終了した後で、前記蓋体開閉機構で前記蓋体の取り外しが可能な位置に搬送される請求項２に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項４】
前記蓋体開閉機構は、前記不活性ガスを第１の流量で前記収納容器内に噴射することにより、前記不活性ガスの置換を行い、
前記容器保管棚は、前記第１の流量よりも小さい第２の流量で前記不活性ガスを前記収納容器内に供給する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項５】
前記ロードポートに前記収納容器が載置されたときに、前記収納容器内を前記不活性ガスで置換する一時置換工程を有する請求項４に記載の収納容器の雰囲気管理方法。
【請求項６】
前記一時置換工程は、前記第２の流量で行われる請求項５に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項７】
前記第１の流量は、前記第２の流量の３倍以上の流量である請求項４乃至６のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項８】
前記蓋体開閉機構が前記収納容器内を前記不活性ガスで置換するのに要する時間は、前記容器保管棚が前記収納容器内を前記不活性ガスで置換するのに要する時間の１／５以下である請求項４乃至７のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項９】
前記容器保管棚は、前記収納容器の底面に形成された開口から前記不活性ガスを供給する請求項４乃至８のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１０】
前記ロードポートは、前記収納容器の底面に形成された開口から前記不活性ガスを供給する請求項５又は６に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１１】
前記不活性ガスは、窒素ガスである請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１２】
前記収納容器内の雰囲気は、湿度により管理される請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１３】
前記容器保管棚で待機している前記収納容器を、前記蓋体開閉機構で前記蓋体の取り外しが可能な位置に移動させる容器移動工程と、
前記蓋体開閉機構により、前記蓋体を取り外しながら前記不活性ガスで前記収納容器内を置換するとともに、前記収納容器内の前記基板を前記基板搬送領域内に搬入する基板搬入工程と、を更に有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１４】
前記処理装置は、複数の前記収納容器内の基板を一度に処理可能な処理容器を備えるバッチ式処理装置であり、
前記容器移動工程及び前記基板搬入工程は、連続的に行われる請求項１３に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１５】
前記蓋体開閉機構は複数備えられ、前記ガス置換工程は、複数の前記蓋体開閉機構で並行して行われる請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１６】
前記蓋体開閉機構は複数備えられ、前記容器移動工程及び前記基板搬入工程は、複数の前記蓋体開閉機構で並行して行われる請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１７】
前記蓋体開閉機構を用いて、前記処理容器で処理後の前記基板を、前記収納容器内を前記不活性ガスで置換しながら前記収納容器内に収納する基板搬出工程と、
処理後の前記基板を収納した前記収納容器を前記容器保管棚に一時載置する容器搬出待機工程と、を有する請求項１３乃至１６に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１８】
前記容器搬出待機工程の後、前記収納容器を前記処理装置外に搬出する容器搬出工程を更に有する請求項１７に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【請求項１９】
前記処理装置は、前記基板搬送領域内に熱処理炉を備える熱処理装置である請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の収納容器内の雰囲気管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収納容器内の雰囲気管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と呼んでもよいこととする。）に対して熱処理、成膜処理、エッチング処理等の異なる複数種類の処理を繰り返し行う必要がある。このような種々のプロセスは、異なる処理装置で行われる場合が多いため、処理装置間で半導体ウエハを搬送する必要がある。よって、半導体ウエハを搬送する際、半導体ウエハの表面への異物の付着や、自然酸化膜の形成を防止するため、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれる基板収納容器（ウエハキャリア）に半導体ウエハが収容され、容器内の清浄度をある程度のレベルに保った状態で搬送が行われる。ＦＯＵＰは、複数枚の半導体ウエハが水平に載置可能な容器と、容器の前面に設けられた蓋体とを有し、蓋体にはロック機構が設けられ、半導体ウエハを密閉収容可能に構成されている。
【０００３】
一方、半導体ウエハに対して処理を行う各処理装置には、ＦＯＵＰに収納された半導体ウエハを搬入するための搬送口が形成されている。この搬送口は、ＦＩＭＳ（Front-Opening Interface Mechanical Standard）規格に従った開閉ドアにより開閉される。開閉ドアは、ＦＯＵＰ前面に設けられる蓋体を取り外すための蓋体開閉機構を備えている。つまり、開閉ドアには、ＦＯＵＰ内と処理装置内のウエハ搬送領域との間でウエハを受け渡すために蓋体を開閉する役割と、処理装置内のウエハ搬送領域を低酸素濃度に保つため、ウエハ搬送領域をキャリア搬送領域から隔離する役割とが求められる。
【０００４】
蓋体を取り外す工程を具体的に説明すると、ＦＯＵＰの前面が処理装置の搬送口に密着した状態で、蓋体開閉機構がＦＯＵＰの蓋体に向かって前進し、蓋体に設けられたロック機構に作用して、このロックを解除する。そして、蓋体開閉機構が、ロックが解除された蓋体を保持した状態で処理装置内のウエハ搬送領域側の方に後退し、キャリア内の半導体ウエハがウエハ搬送領域に開放される。ＦＯＵＰを開放する際、開閉ドアとＦＯＵＰとの間の空間に窒素ガスがパージされ、ＦＯＵＰ内部を窒素ガスで置換する。このように、ＦＯＵＰから搬出される半導体ウエハが酸素に露出されず、また、処理装置内に酸素が入り込まないような状態で半導体ウエハの装置内への搬入が行われる。
【０００５】
ところで、ＦＯＵＰが各種の処理装置に搬入された際、そのまま搬送口に設置され、処理装置のウエハ搬送領域内に搬入される場合と、ＦＯＵＰを載置するストッカと呼ばれる容器保管棚に一旦保管される場合がある。一般的に、バッチ処理を行う処理装置においては、複数個のＦＯＵＰに収納されたウエハを一度に処理するため、一旦ストッカにＦＯＵＰを収納し、ウエハをウエハ搬送領域内に搬入する際に、複数のＦＯＵＰを連続的に交互に搬送口に設置し、一回で処理する枚数のウエハを一気にウエハ搬送領域内に搬入する。これにより、ストッカ待機時には、ウエハをＦＯＵＰ内に密閉収納してある程度の清浄度を保つことができ、また、ウエハ搬送領域内に搬送した際にも、すぐに処理容器内に搬入して処理を行うことが可能となるため、ウエハを清浄な状態に保ちつつ処理を行うことができる。
【０００６】
また、このようなストッカを用いた基板処理装置において、ＦＯＵＰカセットがカセットラック（ストッカ）の棚板上で待機している間もＦＯＵＰ内の窒素置換を行うべく、ＦＯＵＰカセットの底板に配設された窒素ガス流入ポートが棚板の窒素ガス供給ポートに嵌入した後、窒素ガス供給ポートから窒素ガスがＦＯＵＰカセット内に流入し、ＦＯＵＰカセット内が窒素ガスで充満されるように構成した基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
かかる構成により、ＦＯＵＰがストッカで待機している場合であっても、ＦＯＵＰ内の窒素置換を行い、ＦＯＵＰ内の清浄度を保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３０８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年の半導体製造プロセスにおいては、処理装置における処理中は勿論のこと、処理の前後におけるＦＯＵＰ内のウエハについても、湿度を適切に管理する要請がある。また、省エネの観点から、装置内の清浄度は従来通りに保つが、クリーンルーム内の装置間の領域は、清浄度を低下させる傾向があり、処理装置で待機中のウエハを収容するＦＯＵＰ内の雰囲気を、窒素置換等により装置側で適切に管理して欲しいとの要請がある。しかも、スループット向上の観点から、窒素置換等によるＦＯＵＰ内の湿度調整を高速に行って欲しいとの要請がある。
【００１０】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、ＦＯＵＰカセットの底板に配設された窒素ガス流入ポートの径が小さいため、大流量で窒素をＦＯＵＰカセット内に供給することができず、高速に窒素置換を行うことができないという問題があった。
【００１１】
また、窒素ガス流入ポートの径は、ＦＯＵＰカセットの密閉性を保つ観点からあまり大きくすることはできないため、構造的な変更も困難である。
【００１２】
そこで、本発明は、ＦＯＵＰ等の基板の収納容器内の雰囲気を、高速に不活性ガスで置換することができる収納容器内の雰囲気管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る収納容器内の雰囲気管理方法は、開閉ドアにより開閉する搬送口を備えた隔壁で仕切られた基板搬送領域と容器搬送領域とを有し、
該容器搬送領域に設けられ、前記収納容器を載置可能なロードポートと、
前記容器搬送領域に設けられ、蓋体の開閉により複数の基板を密閉収納可能な収納容器を一時載置して待機させる容器保管棚と、
前記開閉ドアに設けられ、前記搬送口の口縁部に密着された前記収納容器の前記蓋体を取り外しながら前記収納容器内を不活性ガスで置換可能な蓋体開閉機構と、を備えた処理装置における前記収納容器内の雰囲気管理方法であって、
前記蓋体開閉機構を用いて、未処理の前記基板を収納した前記収納容器内を、前記不活性ガスで置換するガス置換工程と、
前記不活性ガスで内部が置換された前記収納容器を前記容器保管棚に搬送して載置する保管工程と、
前記収納容器を前記容器保管棚で待機させる雰囲気維持工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高速で収納容器内を不活性ガスで置換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法を実施するのに好適な縦型熱処理装置の一例の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法を実施するのに好適な縦型熱処理装置の一例の平面図である。
【図３】縦型熱処理装置のキャリア、ウエハの搬送口及び開閉ドアの縦断面図である。
【図４】縦型熱処理装置のキャリア、ウエハの搬送口及び開閉ドアの横断面図である。
【図５】縦型熱処理装置の搬送口及びキャリアの斜視図である。
【図６】キャリアの蓋体の正面断面図である。
【図７】キャリアが搬送口に密着した状態を示した図である。
【図８】蓋体開閉機構の対向板が蓋体に接触した状態を示した図である
【図９】対向板が蓋体を真空吸着し、蓋体が対向板に固定された状態を示す図である。
【図１０】蓋体が取り外された状態を示した図である。
【図１１】ウエハ搬入工程の一例を示した図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の実施に好適な縦型熱処理装置の一例を示した斜視図である。
【図１３】図１２に示した縦型熱処理装置を簡略化した図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の一例のシーケンスを説明するための図である。図１４（Ａ）は、ロードポートにキャリアが投入された状態を示した図である。図１４（Ｂ）は、窒素置換工程を実施した状態を示した図である。図１４（Ｃ）は、キャリアがロードポートからキャリア保管棚に搬送された状態を示した図である。図１４（Ｄ）は、キャリア保管工程及び雰囲気維持工程の一例を示した図である。図１４（Ｅ）は、キャリア保管棚が埋まった状態を示した図である。図１４（Ｆ）は、キャリア移動工程の一例を示した図である。図１４（Ｇ）は、プロセス工程の一例を示した図である。図１４（Ｈ）は、ウエハ搬出工程の一例を示した図である。図１４（Ｉ）は、キャリア搬出工程の一例を示した図である。
【図１５】本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の一例を示した処理フロー図である。
【図１６】キャリアの一例の底面の構成を示した図である。
【図１７】本実施形態に係る縦型熱処理装置のキャリア保管棚における低速窒素置換機構を説明するための図である。図１７（Ａ）は、本実施形態に係る縦型熱処理装置のキャリア保管棚の構成を示した図である。図１７（Ｂ）は、キャリア保管棚の一例の表面を拡大した図である。図１７（Ｃ）は、キャリア保管棚の供給ノズルを示した図である。図１７（Ｄ）は、キャリア保管棚の排気ノズルを示した図である。
【図１８】本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法に用いられる縦型熱処理装置のキャリア保管棚のガス置換ユニットの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法を実施するのに好適な縦型熱処理装置の一例の縦断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法を実施するのに好適な縦型熱処理装置の一例の平面図である。
【００１８】
なお、本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法は、縦型熱処理装置以外の種々の処理装置に適用することができるが、理解の容易のため、本実施形態においては、収納容器内の雰囲気管理方法を、具体的な処理装置の一つである縦型熱処理装置を用いて実施した例を挙げて説明する。
【００１９】
図１及び図２において示されるように、縦型熱処理装置１は、筐体１１に収容されて構成される。筐体１１は、縦型熱処理装置１の外装体を構成し、この筐体１１内に、被処理体であるウエハＷを収納した容器であるキャリアＣが装置に対して搬入、搬出されるためのキャリア搬送領域Ｓ１と、キャリアＣ内のウエハＷを搬送して後述の熱処理炉内に搬入するための移載領域であるウエハ搬送領域Ｓ２とが形成されている。キャリアＣは既述のＦＯＵＰである。
【００２０】
キャリア搬送領域Ｓ１とウエハ搬送領域Ｓ２とは、隔壁２により仕切られている。キャリア搬送領域Ｓ１は、大気雰囲気下にある領域であり、キャリアＣに収納したウエハＷを搬送する領域である。各処理装置間の領域がキャリア搬送領域Ｓ１に該当し、本実施形態においては、縦型熱処理装置１の外部のクリーンルーム内の空間がキャリア搬送領域Ｓ１に該当する。一方、ウエハ搬送領域Ｓ２は、搬入されたウエハＷに酸化膜が形成されることを防ぐために、不活性ガス雰囲気、例えば窒素（Ｎ２）ガス雰囲気とされており、キャリア搬送領域Ｓ１よりも清浄度が高く、且つ低酸素濃度に維持されている。以後の説明では、キャリア搬送領域Ｓ１及びウエハ搬送領域Ｓ２の配列方向を縦型熱処理装置１の前後方向とする。
【００２１】
隔壁２には、キャリア搬送領域Ｓ１とウエハ搬送領域Ｓ２との間でウエハＷを搬送するための搬送口２０が設けられている。搬送口２０には、搬送口２０を開閉する開閉ドア５が設けられ、開閉ドア５のキャリア搬送領域Ｓ１側には、蓋体開閉機構６が設けられている。搬送口２０、開閉ドア５及び蓋体開閉機構６は、上述のＦＩＭＳ（又はＦＩＭＳポート）で構成されている。
【００２２】
キャリア搬送領域Ｓ１について説明する。キャリア搬送領域Ｓ１は、第１の搬送領域１２と、第１の搬送領域１２の後方側（ウエハ搬送領域Ｓ２側）に位置する第２の搬送領域１３とからなる。
【００２３】
図１に示すように、第１の搬送領域１２には、上下２段のロードポート１４と、キャリア保管棚１８が備えられている。ロードポート１４は、キャリアＣが縦型熱処理装置１に搬入されたときに、キャリアＣを受け入れる搬入用の載置台である。ロードポート１４は、筐体１１の壁が開放された箇所に設けられ、外部から縦型熱処理装置１へのアクセスが可能となっている。具体的には、縦型熱処理装置１の外部に設けられたキャリア搬送装置（図示せず）により、ロードポート１４上へのキャリアＣの搬入載置と、ロードポート１４から外部へのキャリアＣの搬出が可能となっている。また、ロードポート１４は、上下に２段存在するので、両方でのキャリアＣの搬入及び搬出が可能となっている。
【００２４】
また、第１の搬送領域１２の上下２段のロードポート１４の間には、キャリア保管棚１８が設けられている。キャリア保管棚１８は、第２の搬送領域１３にも設けられているが、縦型熱処理装置１内にキャリアＣを多く保管できるようにすべく、第１の搬送領域１２のロードポート１４が存在しない位置にも設けるようにしてもよい。なお、キャリア保管棚１８の構成及び機能の詳細については後述する。
【００２５】
図２に示すように、キャリアＣを載置するロードポート１４は、第１の搬送領域１２の左右方向に２つ並べて設けられてもよい。図２においては、図１における下段側のロードポート１４が示されているが、上段側のロードポート１４も、左右方向に複数並べて設けられてよい。また、各ロードポート１４の載置面には、キャリアＣを位置決めするピン１５が例えば３個所に設けられている。
【００２６】
ロードポート１４には、供給ノズル１９ａと、排気ノズル１９ｂとが設けられてもよい。キャリアＣの底面には、吸気口及び排気口が設けられているのが一般的であり、ロードポート１４は、キャリアＣが載置されたときに、キャリアＣの吸気口と嵌合する位置に供給ノズル１９ａ、キャリアＣの排気口と嵌合する位置に排気ノズル１９ｂを設けるようにしてもよい。かかる供給ノズル１９ａ及び排気ノズル１９ｂを設けることにより、キャリアＣがロードポート１４上に載置された際、キャリアＣの内部にＮ２ガスを供給し、キャリアＣ内部の窒素置換を行うことができる。これにより、空間内がＮ２ガスで満たされているものの、Ｎ２ガスの供給が無い状態で搬送されていたキャリアＣが、縦型熱処理装置１内のロードポート１４に搬入された段階ですぐにＮ２ガスの供給を再開することができ、キャリアＣ内を継続的に清浄な状態に保つことができる。
【００２７】
なお、ロードポート１４上でのキャリアＣの窒素置換は、処理終了済みのウエハＷを収容したキャリアＣを縦型熱処理装置１から搬出する際にも行うことができ、搬出の際にロードポート１４上に載置されたキャリアＣ内部の窒素置換も行ってよい。
【００２８】
また、ロードポート１４上における窒素置換の際にキャリアＣに供給されるＮ２ガスの流量は、１（ｌ／ｍｉｎ）以上は必要であるが、例えば、１０〜２０（ｌ／ｍｉｎ）の範囲であってもよく、好ましくは１３〜１７（ｌ／ｍｉｎ）であってもよく、より好ましくは１５（ｌ／ｍｉｎ）であってもよい。
【００２９】
第２の搬送領域１３には、ロードポート１４に対して前後に並ぶように、左右に２つのキャリア載置台１６が配置されている。各キャリア載置台１６は前後に移動自在に構成されている。キャリア載置台１６の載置面にも、ロードポート１４と同様に、キャリアＣを位置決めするピン１５が３個所に設けられている。更に、キャリア載置台１６の載置面には、キャリアＣを固定するためのフック１６ａも設けられている。
【００３０】
図１に示すように、第２の搬送領域１３の上部側にはキャリアＣを保管するキャリア保管棚１８が設けられている。キャリア保管棚１８は、２段以上の棚により構成されており、各棚は左右に２つのキャリアＣを載置することができる。図１では棚が２段である例を示している。なお、キャリア保管棚１８は、ストッカと呼んでもよい。
【００３１】
キャリア保管棚１８の底面にも、ロードポート１４と同じように、供給ノズル及び排気ノズルを設け、キャリア保管棚１８上に載置されたキャリアＣ内部の窒素置換を行うようにしてよい。キャリア棚１８上での窒素置換において、キャリアＣに供給されるＮ２ガスの流量も、ロードポート１４と同様であってよく、１（ｌ／ｍｉｎ）以上は必要であり、例えば、１０〜２０（ｌ／ｍｉｎ）の範囲、好ましくは１３から１７（ｌ／ｍｉｎ）の範囲、より好ましくは１５（ｌ／ｍｉｎ）であってもよい。なお、キャリア保管棚１８の供給ノズル及び排気ノズルを含めた構成及び機能の詳細は後述する。
【００３２】
このように、ロードポート１４及びキャリア保管棚１８では、必須ではないが、小流量の窒素置換を行うことが好ましい。ＦＯＵＰ等のキャリアＣは、完全密封されたものではないため、後述する蓋体開閉機構６を用いた閉塞空間での高速窒素置換の後も、湿度維持するには、窒素置換を継続的に行うことが好ましい。そのため、ロードポート１４及びキャリア保管棚１８においても、窒素を置換し続けることが好ましい。なお、蓋体開閉機構６を用いた高速窒素置換の後に、キャリアＣ内の湿度を継続維持するためには、上述のように、１（ｌ／ｍｉｎ）以上は必要である。
【００３３】
第２の搬送領域１３には、キャリアＣを、ロードポート１４とキャリア載置台１６とキャリア保管棚１８との間で搬送するキャリア搬送機構２１が設けられている。このキャリア搬送機構２１は、左右に伸び且つ昇降自在なガイド部２１ａと、このガイド部２１ａにガイドされながら左右に移動する移動部２１ｂと、この移動部２１ｂに設けられ、キャリアＣを保持して水平方向に搬送する関節アーム２１ｃと、を備えている。
【００３４】
隔壁２には、キャリア搬送領域Ｓ１とウエハ搬送領域Ｓ２とを連通させるウエハＷの搬送口２０が設けられている。搬送口２０には、当該搬送口２０をウエハ搬送領域Ｓ２側から塞ぐ開閉ドア５が設けられている。開閉ドア５には駆動機構５０が接続されており、駆動機構５０により開閉ドア５は前後方向及び上下方向に移動自在に構成され、搬送口２０が開閉される。この開閉ドア５及び搬送口２０の周囲の構成については、後に詳述する。
【００３５】
ウエハ搬送領域Ｓ２には、下端が炉口として開口された縦型の熱処理炉２２が設けられている。この熱処理炉２２の下方側には、多数枚のウエハＷを棚状に保持するウエハボート２３が、断熱部２４を介してキャップ２５の上に載置されている。キャップ２５は、昇降機構２６の上に支持されており、この昇降機構２６によりウエハボート２３が熱処理炉２２に対して搬入あるいは搬出される。
【００３６】
またウエハボート２３と隔壁２の搬送口２０との間には、ウエハ搬送機構２７が設けられている。図２に示すように、このウエハ搬送機構２７は、左右に伸びるガイド機構２７ａに沿って移動すると共に、図１に示すように、鉛直軸回りに回動する移動体２７ｂに、５枚の進退自在なアーム２７ｃを設けて構成され、ウエハボート２３とキャリア載置台１６上のキャリアＣとの間でウエハＷを搬送する。
【００３７】
図３、図４は夫々キャリアＣ、ウエハＷの搬送口２０及び開閉ドア５の縦断面図、横断面図であり、図５は搬送口２０及びキャリアＣの斜視図である。図３及び図４では、キャリア載置台１６によりキャリアＣが、ウエハ搬送領域Ｓ２との間でウエハＷを受け渡すための受け渡し位置に移動した状態を示している。
【００３８】
図５を用いて、キャリアＣについて説明する。キャリアＣは、容器本体であるキャリア本体３１と、蓋体４１とからなり、キャリア本体３１の左右には、ウエハＷの裏面側周縁部を支持する支持部３２が多段に設けられる。キャリア本体３１の前面には、ウエハＷの取り出し口３３が形成されている。また、ウエハＷの取り出し口３３の開口縁部３４の内周側の左右の上下には、各々係合溝３５が形成されている。
【００３９】
キャリア本体３１の上部には、キャリア搬送機構２１がキャリアＣを搬送する際に、キャリアＣを把持するための把持部３６が設けられる。また、図３に示すように、キャリア本体３１の下部には、凹部３７と溝部３８とが設けられ、凹部３７は、ロードポート１４及びキャリア載置台１６のピン１５に嵌合する。溝部３８は、キャリア載置台１６のフック１６ａと係合し、この係合によってキャリア本体３１がキャリア載置台１６に固定される。
【００４０】
図６は、キャリアＣの蓋体４１の正面断面図である。図６に示すように、蓋体４１には内部空間４２が形成されており、内部空間４２の左右には各々水平軸回りに回動する円板状の回動部４３が設けられている。回動部４３は、後述のラッチキー６７に係合する係合孔４４と、スリット４５とを備えている。各回動部４３の上下には直動部４６が設けられている。直動部４６の基端側には、蓋体４１の厚さ方向に伸びると共に前記スリット４５に進入するピン４６ａが設けられている。回動部４３が９０度回動することにより、スリット４５の移動に合わせて当該スリット４５内をピン４６ａが移動して直動部４６が上下に移動し、直動部４６の先端をなす係合部４７が、蓋体４１の側面側に設けられた開口部４８を介して蓋体４１の外部へ出入する。その際、直動部４６は、ガイド４６ｂにガイドされる。蓋体４１の外部へと突出した係合部４７が、容器本体３１の開口縁部３４の係合溝３５に係合することにより、蓋体４１が容器本体３１に固定される。なお、図６中左側の係合部４７は、固定を行うために蓋体４１の外部へ突出した状態、右側の係合部４７は、固定を解除するために内部空間４２に引き込んだ状態を示している。実際には左右の係合部４７で互いに揃って、内部空間４２への引き込み及び蓋体４１の外部への突出が行われる。例えば、キャリアＣは、このようなロック機構を備え、蓋体４１を容器本体３１にロックすることができる。
【００４１】
図５に示すように、蓋体４１の前面には、回動部４３の係合孔４４（図６参照）に重なるようにラッチキー６７の差し込み口４０が開口している。ラッチキー６７が差し込み口４０に挿入され、係合孔４４まで到達し、回動部４３を回転させることにより、キャリアＣの蓋体４１のロックを解除することができる。
【００４２】
更に、図５に示すように、蓋体４１の前面には、位置合わせ用の窪み４０１が形成されている。対向する支持板６１のレジストレーションピン６０１が挿入され、支持板６１と、キャリアＣとの位置合わせが行えるように構成されている。かかるレジストレーションピン６０１は、管状に構成され、窪み４０１に挿入された際に、真空吸着して蓋体４１を保持できる構成とされてもよい。
【００４３】
図４を用いて、開閉ドア５及びウエハＷの搬送口２０の構成について説明する。搬送口２０におけるキャリア搬送領域Ｓ１側の口縁部には、キャリア本体３１の開口縁部３４が当接する位置にシール部材５１が設けられている。また、搬送口２０における側縁部側には、Ｎ２ガス供給管５２が垂直に設けられている。図３及び図４に示すように、このＮ２ガス供給管５２は、鉛直方向に延在するガス供給口５３を上下に備え、ウエハＷの受け渡し位置におけるキャリアＣと開閉ドア５とに囲まれる閉塞空間５４にＮ２ガスを供給する。また搬送口２０の下端部には、横長の排気口５５が設けられている。図３中５５ａは横方向における排気の偏りを抑えるために排気口５５に設けられた多孔質体である。
【００４４】
図３に示すように、開閉ドア５は、その周縁部がキャリア搬送領域Ｓ１側へ向けて屈曲され、全体として凹状となるように屈曲された箱体として形成されている。この箱体をなす開閉ドア５の開口縁にはシール部材５６が設けられ、当該シール部材５６を介して開閉ドア５は搬送口２０の縁部に密着する。
【００４５】
開閉ドア５のキャリア搬送領域Ｓ１側には、蓋体４１を取り外すための蓋体開閉機構６が設けられている。この蓋体開閉機構６は、蓋体４１に対向するとともに、蓋体開閉機構６の駆動機構を収容する対向板６１を備え、対向板６１は進退機構６２により前後方向に移動自在に構成される。図中６１ａは蓋体４１に対向する対向面である。
【００４６】
対向板６１の内部には、蓋体開閉機構６を駆動させるメカ部分の駆動機構が収容されるが、必要に応じて、その内部空間に接続される排気ポート６０２が設けられてもよい。排気ポート６０２は、真空ポンプ６０４に接続され、対向板６１の内部空間が排気可能に構成されてよい。図３において、排気ポート６０２は、対向板６１の下部に接続された下部排気ポート６０２ａと、対向板６１の中央部に接続された中央排気ポート６０２ｂの２つが設けられ、最終的に合流して排気ポート６０２が真空ポンプ６０４に接続された構成となっている。しかしながら、対向板６１の内部空間を排気できれば、排気ポート６０２は対向板６１の内部空間と連通する種々の場所に設けることができる。また、排気ポート６０２の数も、用途に応じて種々変化させてよい。
【００４７】
なお、図１に示すように、この縦型熱処理装置１には、例えばコンピュータからなる制御部１Ａが設けられている。制御部１Ａはプログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部などを備えており、プログラムには、制御部１Ａから縦型熱処理装置１の各部に制御信号を送り、既述の各処理工程を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。その制御信号によりキャリアＣの搬送、ウエハＷの搬送、蓋体４１の開閉、開閉ドア５の開閉、キャリアＣ内へのＮ２ガスの供給などの動作が制御され、後述のようにウエハＷの搬送及び処理が行われる。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）及びメモリーカードなどの記憶媒体に格納されて制御部１Ａにインストールされる。
【００４８】
次に、図１、２及び図７〜１０を用いて、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の窒素置換工程の一例について説明する。なお、今まで説明したのと同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。また、図７以後の図面には、図３で示した蓋体開閉機構６の駆動部分に設けられた排気ポート６０２、それに接続される真空ポンプ６０４は示さないが、必要に応じてそれらを設けてよいことは、図３において説明した通りである。
【００４９】
図１及び図２において、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Ｃがロードポート１４に載置される。続いて、キャリア搬送機構２１によりキャリアＣがキャリア載置台１６上に搬送され、フック１６ａによりキャリア載置台１６に固定され、キャリア載置台１６が隔壁２へ向けて移動する。
【００５０】
図７は、キャリアＣが搬送口２０に密着した状態を示した図である。図７に示すように、第２の載置第６が隔壁２に向けて移動することにより、まず、キャリアＣの開口縁部３４が、隔壁２の搬送口２０の周りの口縁部にあるシール部材５１に気密に当接する。
【００５１】
続いてガス供給口５３からＮ２ガスがキャリアＣと開閉ドア５との間の閉塞空間５４に供給され、排気口５５に流れて排気され、閉塞空間５４が大気雰囲気から窒素雰囲気に置換される。そして対向板６１が蓋体４１に向けて前進する。Ｎ２ガスの流量は、例えば、１６０（ｌ／ｍ）である。これは、キャリアＣ内の窒素置換が１００〜１２０（ｓｅｃ）程度の短時間で可能な流量である。また、この窒素置換により、キャリアＣ内の湿度を５％以下にすることが可能な流量である。この段階では、キャリアＣの蓋体４１は取り外されていないが、蓋体４１が取り外された場合には、１００〜１２０（ｓｅｃ）程度でキャリアＣ内の窒素置換が可能な流量でＮ２ガスを供給する。よって、Ｎ２ガスは、ガス供給口５３から噴射されるようにして供給される。なお、Ｎ２ガスの供給と、排気口５５からの排気は、以後の動作においても継続される。
【００５２】
図８は、蓋体開閉機構６の対向板６１が、蓋体４１に接触した状態を示した図である。対向板６１が前進して蓋体４１に接触すると、ラッチキー６７が蓋体４１の前面の差し込み口４０を介して蓋体４１の内部空間４２に進入し、回動部４３の係合孔４４に差し込まれて回動部４３と係合する。
【００５３】
図９は、対向板６１が蓋体４１を真空吸着し、蓋体４１が対向板に固定された状態を示す図である。この状態で、キー６７が９０度回動して蓋体４１の回動部４３が回動し、それによって直動部４６の先端の係合部４７が蓋体４１内に引き込まれ、当該係合部４７と容器本体３１の係合溝３５との係合が解除される。これにより、蓋体４１のキャリア本体３１に対する結合が解除され、キー６７に蓋体４１が保持される。
【００５４】
図１０は、蓋体４１が取り外された状態を示した図である。蓋体４１とキャリア本体３１とのロックが解除された後は、蓋体開閉機構６が、ラッチキー６７により蓋体４１を保持した状態で開閉ドア５へ向けて後退して、キャリア本体３１のウエハＷの取り出し口３３が開放される。
【００５５】
ここで、ガス供給口５３からＮ２ガスは継続的に供給されており、低酸素な雰囲気が形成されているので、短時間でＮ２置換が達成される。上述のように、Ｎ２ガスの流量は１６０（ｌ／ｍｉｎ）程度であり、１００〜１２０（ｓｅｃ）程度の短時間でキャリアＣ内の窒素置換が達成される。よって、蓋体４１が取り外されたキャリアＣ内に、Ｎ２ガスが噴射されるようにして供給される。この段階で、キャリアＣ内の湿度は５％以下となる。なお、詳細は後述するが、キャリア保管棚１８おける窒素置換でのＮ２ガスの流量は約１５（ｌ／ｍ）であり、キャリアＣ内の窒素置換を行うためには１０分程の時間を要してしまう。また、湿度も１０％程度にまでしか低下させることができない。
【００５６】
このように、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法によれば、蓋体開閉機構６を用いてキャリアＣ内の窒素置換を行うことにより、キャリア保管棚１８で窒素置換を行う場合よりも１／５以下の時間で窒素置換を行うことができ、高速で窒素置換を行うことができる。
【００５７】
キャリアＣ内の窒素置換を終了した後は、図７〜９で説明した動作と逆の動作を辿り、キャリアＣの取り出し口３３に蓋体４１を被せるとともに、ロック機構をロックする。
【００５８】
具体的には、まず、図９に示したように、蓋体４１を保持した対向板６１を前進させ、取り出し口３３を塞ぐように、蓋体４１を被せる。
【００５９】
そして、図８に示すように、ラッチキー６７を、取り外し時と逆方向に９０度回動させ、蓋体４１の回動部４３を回動させる。これにより、直動部４６の先端の係合部４７が蓋体４１から突出して係合溝３５と係合し、蓋体４１がキャリア本体３１に固定されるとともに、キー６７と差し込み口４０の方向が一致し、ラッチキー６７が差し込み口４０から脱着可能な状態となる（図５、６参照）。
【００６０】
次いで、図７に示すように、対向板６１を後退させれば、キャリアＣと蓋体開閉機構６との係合は無くなり、キャリアＣは、キャリア搬送領域Ｓ１において搬送可能な状態となる。
【００６１】
なお、蓋体４１を閉じる動作中においても、Ｎ２ガスの供給は継続して行われているので、蓋体４１を取り外してキャリアＣ内の窒素置換を行った際の雰囲気は保たれることになる。
【００６２】
このように、本実施形態に係る収納容器の雰囲気管理方法の窒素置換工程は、キャリアＣの取り出し口の口縁部３４を搬送口２０の口縁部に密着させて密閉した閉塞空間５４を形成し、その内で窒素置換を行うため、窒素置換を高速で行えるとともに、確実に湿度を低減させることができる。
【００６３】
図１１は、ウエハ搬入工程の一例を示した図である。本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法においては、窒素置換工程の後、すぐにウエハＷをウエハ搬送領域Ｓ１内に搬入する訳ではないが、最終的には、ウエハＷをウエハ搬送領域Ｓ１内に移送し、処理装置における処理を行うので、ウエハ搬入工程についてもここで説明する。
【００６４】
ウエハ搬入工程では、図７〜１０において説明した、蓋体４１を取り外した状態での窒素置換工程を行った後、蓋体４１をキャリア本体３１に被せずに、開放した取り出し口３３からウエハＷを取り出すことにより、ウエハ搬送領域Ｓ２への搬入を行う。
【００６５】
ウエハ搬入工程においては、図１０の状態の後、蓋体開閉機構６が後退し、開閉ドア５の内壁面に到達した後は、開閉ドア５も一体となって後退する。その後、開閉ドア５は下降し、搬送口２０から退避して、図１１に示すように、キャリアＣ内がウエハ搬送領域Ｓ２に開放される。
【００６６】
そして、図１に示すように、ウエハ搬送機構２７によりキャリアＣ内のウエハＷが順次取り出されてウエハボート２３に移載される。キャリアＣ内のウエハＷが空になると、上述と逆の動作でキャリアＣの蓋体４１が閉じられると共にキャリア本体３１に固定される。その後、キャリア載置台１６が後退してキャリアＣが隔壁２から離れ、キャリア搬送機構２１によりキャリア保管棚１８に搬送されて一時的に保管される。
【００６７】
一方、ウエハＷが搭載されたウエハボート２３は、熱処理炉２２内に搬入され、ウエハＷに熱処理例えばＣＶＤ、アニール処理、酸化処理などが行われる。その後、処理を終えたウエハＷをキャリアＣに戻すときも、キャリアＣからウエハＷを払い出すときと同様の手順で、蓋体４１が開放される。蓋体４１が開放された後は、ウエハ搬送機構によりキャリアＣ内に処理後のウエハＷが順次戻される。そして、蓋体４１が閉じられ、キャリア搬送機構２１を用いて、キャリアＣ内に収納された処理後のウエハＷがキャリア保管棚１８に載置され、保管される。例えば、このような手順で、ウエハ搬入工程の後の処理が行われる。
【００６８】
図１２は、本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の実施に好適な縦型熱処理装置の一例を示した斜視図である。図１２に示した縦型熱処理装置１０は、蓋体開閉機構６が、左右ではなく上下に並んで２つ配置された点と、キャリア保管棚１８の段数が増加している点で異なっている。しかしながら、個々の構成要素については、今まで説明した構成要素と同様であるので、今までと同一の参照符号を付して説明する。
【００６９】
図１２において、縦型熱処理装置１０は、上段及び下段に各々水平方向に２列に並んで配置されたロードポート１４を４個有する。蓋体開閉機構６は、ロードポート１４よりもやや低い位置と、高い位置の鉛直方向２段で配置されている。また、キャリア保管棚１８は、上段と下段のロードポート１４の間に２列で２段、下段の第１の載置第４の下方に２列で１段の合計６個設けられ、蓋体開閉機構６の上方に３段、隣の列に７段設けられている。つまり、図１２に係る縦型熱処理装置１０は、２つの蓋体開閉機構６と、１６個のキャリアＣに対応したキャリア保管棚１８と、４つのロードポート１４を備えている。
【００７０】
以後、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法は、図１２に示した縦型熱処理装置１０を例に挙げて説明する。
【００７１】
図１３は、図１２に示した縦型熱処理装置１０を簡略化した図である。図１３においては、キャリア搬送機構２１以外は、図１２に示した図と同様であるので、その説明を省略する。
【００７２】
図１４は、本発明の実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の一例のシーケンスを説明するための図である。図１４においては、図１３を更に簡略化し、キャリアＣが載置可能な位置を四角枠で表示して各構成要素を示しているので、必要に応じて図１３を参照するとよい。なお、各構成要素に付した参照符号は、図１３と同一である。また、図１４において、理解の容易のため、キャリアＣ内の湿度について、次のような記号を用いて表示する。即ち、縦型熱処理装置１０に搬入直後のキャリアＣであって、キャリアＣ内の湿度が４０−４５％の状態を○、キャリアＣ内が窒素置換の途中であって、湿度が１０−３０％の状態を◎、キャリアＣ内の窒素置換が完了して湿度が１０％以下を維持している状態を●で各々表示するのとする。
【００７３】
図１４（Ａ）は、ロードポート１４にキャリアＣが投入された状態を示した図である。図１４（Ａ）においては、下段のロードポート１４の一方にキャリアＣが搬入された状態を示している。ロードポート１４にウエハＷを収容したキャリアＣが搬入されたときには、キャリアＣ内の湿度は、４０〜４５％の範囲内にある場合が多い。この段階で、キャリアＣには、図２に示した供給ノズル１９ａ及び排気ノズル１９ｂを用いて、キャリアＣ内の窒素置換が開始される。よって、キャリアＣ内の湿度は、ロードポート１４上で低下し始め、１０−３０％の状態に向かって推移し始める。なお、この段階で、一時的に低速の窒素置換工程を行うので、この段階を、一時窒素置換工程と呼んでもよい。
【００７４】
一方で、キャリアＣがロードポート１４に載置されたときには、蓋体開閉機構６、即ちＦＩＭＳポートが空いているか否かが確認される。なお、蓋体開閉機構６が空いているか否かは、例えば、キャリア載置台１６にリミットスイッチ等の機械的検出器や、レーザ等を用いた光学的検出手段等の検出手段を設け、キャリア載置台１６に他のキャリアＣが既に載置されているか否かを検出することにより行われてもよい。
【００７５】
なお、ロードポート１４にキャリアＣが載置された際の窒素置換は、必ずしも必須ではなく、必要に応じて行うようにしてもよい、この場合には、キャリアＣ内の窒素置換を行うことなく、キャリアＣがロードポート１４上に載置されたままの状態で、蓋体開閉機構６が空いているか否かが確認される。この場合には、本工程を、キャリア搬入工程と呼んでもよい。
【００７６】
図１４（Ｂ）は、窒素置換工程を実施した状態を示した図である。図１４（Ａ）の状態において、キャリア載置台１６に他のキャリアＣが存在しないと判断されたときには、搬入されたキャリアＣが、蓋体開閉機構６で蓋体１４の取り外しが可能な位置、即ちキャリア載置台１６の上に搬送される。そして、図７〜１０を用いて説明した窒素置換工程が行われる。これにより、キャリアＣ内は高速に窒素で置換され、キャリアＣ内の雰囲気は、湿度が１０％以下の状態となる。
【００７７】
図１４（Ｃ）は、キャリアＣがロードポート１４からキャリア保管棚１８に搬送された状態を示した図である。図１４（Ａ）の状態において、キャリア載置台１６に他のキャリアＣが存在すると判定された場合には、キャリアＣは、キャリア保管棚１８に一旦搬送され、キャリア載置台１６が空くまで待機する。詳細は後述するが、キャリア保管棚１８にも、低速で窒素置換を行う機能が搭載されているので、キャリア保管棚１８に載置されたキャリアＣについて、窒素置換が行われる。よって、キャリア保管棚１８にキャリアＣが載置されている間に、例えば、キャリアＣ内の湿度は１０〜３０％程度にまで低下する。
【００７８】
図１４（Ｃ）の状態で待機し、キャリア載置台１６が空き、蓋体開閉機構６による高速窒素置換が可能となったら、キャリアＣはキャリア載置台１６に移送され、図１４（Ｂ）で説明した窒素置換工程が実施される。
【００７９】
図１４（Ｄ）は、キャリア保管工程及び雰囲気維持工程の一例を示した図である。キャリア保管工程においては、窒素置換工程が終了し、窒素置換が行われたキャリアＣを、キャリア保管棚１８の空いている箇所に搬送し、載置する。上述のように、キャリア保管棚１８に載置されたキャリアＣには、窒素が供給されるので、キャリアＣの内部空間は、窒素で満たされ、蓋体開閉機構６を用いて窒素置換した状態を維持することができる。よって、雰囲気維持工程において、キャリアＣ内の湿度を１０％以下に維持することができる。
【００８０】
図１４（Ｅ）は、キャリア保管棚１８が埋まった状態を示した図である。図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）を繰り返し、空いたキャリア保管棚１８に順次窒素置換工程を終えたキャリアＣを保管・維持することにより、総てのキャリア保管棚１８に、湿度が１０％以下に維持されたキャリアＣを載置することができる。この状態で、処理装置における処理プロセスを待機する。
【００８１】
図１４（Ｆ）は、キャリア移動工程の一例を示した図である。キャリア移動工程においては、キャリア保管棚１８に載置・保管されたキャリアＣのうち、処理装置のウエハ搬送領域Ｓ１に投入するウエハＷを収納したキャリアＣを、蓋体開閉機構６のキャリア載置台１６に移動させる。そして、図７〜１１で説明したような蓋体取り外し動作、窒素置換、ウエハ搬入動作が連続的に行われ、ウエハＷがウエハ搬送領域Ｓ１内に投入される。
【００８２】
なお、縦型熱処理装置１０の場合には、バッチ式処理が可能であり、複数のキャリアＣに収納されたウエハＷを、処理容器たる熱処理炉２２に一気に投入し、１回で処理を行うことが可能である。このような場合には、ウエハ搬送領域Ｓ１にウエハＷが長時間露出して載置された状態を回避するため、複数のキャリアＣ内のウエハＷを連続的にウエハ搬送領域Ｓ１内に投入してウエハボート２３に移載し、ウエハボード２３に総てのウエハＷが移載されたら、迅速に熱処理炉２２内に搬入することが好ましい。よって、熱処理炉２２で一度に処理可能な枚数のウエハＷ分のキャリアＣを、連続的にキャリア載置台１６に設置し、順次ウエハＷを投入する。例えば、熱処理炉２２で１００枚のウエハＷを一度に処理可能であり、キャリアＣに２５枚のウエハＷが収納可能な場合には、４個のキャリアＣに収納されたウエハＷを連続的に投入することが好ましい。よって、各種の処理装置に適合したウエハ投入方法を採用してよく、必要に応じて、上述のウエハＷの連続投入を行うようにしてよい。
【００８３】
なお、ウエハＷがウエハ搬送領域Ｓ１に投入され、空となったキャリアＣは、キャリア保管棚１８に戻される。その際、図７〜１１で説明した高速の窒素置換が行われているため、空のキャリアＣ内も、湿度は１０％以下に維持された状態である。
【００８４】
図１４（Ｇ）は、プロセス工程の一例を示した図である。プロセス工程においては、熱処理炉２２内でウエハＷの熱処理が行われる。図１４（Ｆ）で説明したように、空となったキャリアＣ内も湿度は１０％以下に維持されているため、待機中のキャリアＣ及び空のキャリアＣの総てが、湿度は１０％以下の状態である。
【００８５】
図１４（Ｈ）は、ウエハ搬出工程の一例を示した図である。ウエハ搬出工程においては、熱処理後のウエハＷが、蓋体開閉機構６を用いて、キャリアＣ内に戻され、ウエハ搬送領域Ｓ１から搬出される。その際も、蓋体開閉機構６による高速の窒素置換が行われるため、処理後のウエハＷを収納したキャリアＣ内も、湿度は１０％以下となる。
【００８６】
また、処理後のウエハＷを収納したキャリアＣは、キャリア搬送機構２１により、空いているキャリア保管棚１８に移送される。
【００８７】
図１４（Ｉ）は、キャリア搬出工程の一例を示した図である。キャリア搬出工程においては、処理後のウエハＷを収納したキャリアＣを、縦型熱処理装置１０外に搬出する。キャリアＣの搬出は、キャリア搬送機構２１により、キャリアＣがロードポート１４に搬送され、ロードポート１４から縦型熱処理装置１０の外部に搬出される。ロードポート１４においても、キャリア保管棚１８と同様に低速の窒素置換が行われるので、キャリアＣ内は、搬出される直前まで、低速の窒素置換が行われている状態を保つことができる。よって、湿度１０％以下の状態で、キャリアＣを搬出することができる。
【００８８】
このように、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法によれば、蓋体開閉機構６を用いた高速の窒素置換を行ってからキャリア保管棚１８でキャリアＣを待機させることにより、キャリアＣ内の湿度を高速に低減させることができる。また、蓋体開閉機構６を用いた高速の窒素置換と、ロードポート１４及びキャリア保管棚１８における低速の窒素置換とを組み合わせることにより、更に効果的にキャリアＣ内の湿度管理を行うことができる。但し、上述のように、ロードポート１４における低速の窒素置換は必須ではなく、必要に応じて行うようにしてもよい。しかしながら、キャリアＣ内の湿度管理の観点からは、ロードポート１４及びキャリア保管棚１８の双方において、小流量の窒素置換を行うことが好ましい。キャリアＣは完全密閉されたものでないため、蓋体開閉機構６を用いた高速の窒素置換の後も、キャリアＣ内の低湿度を維持するためには、窒素置換を継続的に行うことが好ましい。そのため、ロードポート１４及びキャリア保管棚１８においても、窒素置換を継続することが好ましい。なお、キャリアＣ内の低湿度を継続維持するためには、１（ｌ／ｍｉｎ）以上の流量が必要である。
【００８９】
なお、図１４においては、理解の容易のため、２つの蓋体開閉機構６のうち、１つだけが動作している例を挙げて説明したが、２つの蓋体開閉機構６は、並行して動作することが可能であるため、各々が並行して、窒素置換工程、保管工程、雰囲気維持工程等の一連の工程を行うようにしてもよい。また、図１２〜１４においては、蓋体開閉機構６を２つ以上設け、複数の蓋体開閉機構６が並行して窒素置換工程等の一連の工程を各々行うように構成してもよい。
【００９０】
次に、フローチャートを用いて、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の処理フローについて説明する。
【００９１】
図１５は、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法の一例を示した処理フロー図である。なお、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
ステップＳ１００では、キャリアＣがロードポート１４に搬入される。なお、キャリアＣがロードポート１４に搬入されたときには、キャリアＣ内の湿度は、例えば、４０−４５％程度である。
【００９３】
ステップＳ１１０では、キャリアＣがロードポート１４上で待機する。この状態で、ロードポート１４に設けられた供給ノズル１９ａ及び排気ノズル１９ｂを用いて、キャリアＣ内にＮ２ガスを供給し、キャリアＣ内部の低速窒素置換が行われる。なお、低速窒素置換は、例えば、１（ｌ／ｍｉｎ）以上は必要であり、好ましくは１０〜２０（ｌ／ｍｉｎ）の範囲の流量、より好ましくは１３〜１７（ｌ／ｍｉｎ）の範囲の流量、更に好ましくは１５（ｌ／ｍｉｎ）程度の流量で窒素を供給することにより行われてもよい。かかる低速窒素置換により、キャリアＣ内の湿度は、例えば、１０−３０％程度となるか、又はこの範囲に接近する。
【００９４】
ステップＳ１２０では、蓋体開閉機構６が利用可能か否かについて判定される。なお、蓋体開閉機構６が利用可能か否かの判定は、例えば、キャリア載置台１６に既に他のキャリアＣが載置されているか否かに基づいて判定されてもよい。キャリア載置台１６に他のキャリアＣが載置されているか否かは、リミットスイッチ等の機械的検出器や、レーザ等の光学的検出器を用いて容易に検出することができる。また、そのような判定処理は、例えば、検出器から出力された検出信号が制御部１Ａに入力され、制御部１Ａで行うようにしてもよい。
【００９５】
ステップＳ１２０において、蓋体開閉機構６が利用可能であると判定されたときにはステップＳ１４０に進み、蓋体開閉機構６が利用可能でないと判定されたときには、ステップＳ１３０に進む。
【００９６】
ステップＳ１３０では、ロードポート１４からキャリア保管棚１８にキャリアＣを移送し、蓋体開閉機構６が利用可能となるのを待機する。なお、キャリア保管棚１８では、キャリアＣの底面の孔から窒素ガスが供給され、低速の窒素置換が行われてよい。低速の窒素置換は、例えば、１（／ｍｉｎ）以上は必要であり、好ましくは１０〜２０（ｌ／ｍｉｎ）の範囲の流量、より好ましくは１３〜１７（ｌ／ｍｉｎ）の範囲の流量、更に好ましくは１５（ｌ／ｍｉｎ）程度の流量で窒素を供給することにより行われてもよい。
【００９７】
ステップＳ１３０とステップＳ１２０とを循環し、ステップＳ１２０において、蓋体開閉機構６が利用可能となったら、ステップＳ１４０へと進む。
【００９８】
ステップＳ１４０では、窒素置換工程が行われる。具体的には、蓋体開閉機構６を用いて、キャリアＣ内が高速で窒素置換される。蓋体開閉機構６を用いた高速窒素置換は、開閉ドア６１とキャリアＣとで形成された密閉空間内で蓋体６１を取り外すとともに、ガス供給口５３からＮ２ガスがキャリアＣ内に噴射されることにより行われる。例えば、５０〜２００（ｌ／ｍｉｎ）の範囲の流量、好ましくは１００〜２００（ｌ／ｍｉｎ）の範囲の流量、より好ましくは１３０〜１８０（ｌ／ｍｉｎ）の範囲の流量、更に好ましくは１６０（ｌ／ｍｉｎ）程度の大流量でＮ２ガスが供給されることにより、１００〜１２０（ｓｅｃ）程度の短時間で窒素置換が実施され、キャリアＣ内の湿度が１０％以下にまで低減される。つまり、窒素置換工程においては、キャリア保管棚１８における窒素置換の３倍以上、好ましくは５倍以上、より好ましくは８倍以上、更に好ましくは１０倍以上の窒素供給流量で窒素置換が行われ、その結果、キャリア保管棚１８における窒素置換の１／４以下の時間、好ましくは１／５以下の短時間で窒素置換が行われる。
【００９９】
なお、窒素置換による湿度の低下は、キャリアＣ内の水分子が、窒素置換により外部に追い出されることにより達成される。
【０１００】
ステップＳ１４０において、窒素置換が終了したら、ウエハＷの搬入を行うことなく蓋体開閉機構６により蓋体６１を取り付ける。これにより、キャリアＣ内が窒素置換され、湿度が１０％以下の状態でキャリアＣが密閉される。
【０１０１】
ステップＳ１５０では、窒素置換されたキャリアＣを、キャリア載置台１６からキャリア保管棚１８に搬送し、載置する。なお、キャリアＣの搬送は、キャリア搬送機構２１により行われてよい。
【０１０２】
ステップＳ１６０では、キャリア保管棚１８に移送されたキャリアＣの内部に低速で窒素が供給され、湿度が１０％以下に維持される。この状態で、キャリアＣは待機し、処理の順番を待つ。
【０１０３】
ステップＳ１７０では、次に処理されるウエハＷを収納するキャリアＣがキャリア載置台１６に移送され、蓋体開閉機構６により蓋体４１が開放され、ウエハＷがウエハ搬送領域Ｓ１内に搬入される。
【０１０４】
ステップＳ１８０では、ウエハ搬送領域Ｓ１に搬入されたウエハＷの処理が行われる。縦型熱処理装置１、１０の場合には、熱処理が行われるが、他の処理装置の場合には、当該処理装置で行うべき処理を行う。
【０１０５】
ステップＳ１９０では、処理後のウエハＷが、蓋体開閉機構６を用いて、キャリアＣ内に搬入される。この場合にも、蓋体開閉機構６を用いているので、キャリアＣ内は十分な窒素置換が行われ、湿度は１０％以下に保たれている。
【０１０６】
ステップＳ２００では、処理後のウエハＷを収納したキャリアＣが、キャリア搬送機構２１によりキャリア保管棚１８に移送される。上述のように、キャリア保管棚１８では、低速の窒素置換が行われるので、キャリアＣ内での湿度は１０％以下のまま維持される。
【０１０７】
ステップＳ２１０では、キャリアＣが、キャリア保管棚１８からロードポート１４に移送される。
【０１０８】
ステップＳ２２０では、キャリアＣの内部について、低速の窒素置換が行われる。低速の窒素置換は、キャリア保管棚１８で行われる窒素置換と同様であってよい。よって、キャリアＣの内部は、ステップＳ２１０のキャリアＣの移送期間のみ窒素置換が停止するが、ロードポート１４上に載置されたらすぐ低速窒素置換が再開されるので、キャリアＣ内の湿度を１０％以下に保つことができる。
【０１０９】
ステップＳ２３０では、処理済みのウエハＷを収納したキャリアＣが装置から搬出され、次の処理装置へと搬送される。
【０１１０】
このように、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法によれば、搬入されたキャリアＣの高速窒素置換を行ってからキャリア保管棚１８で処理を待機するので、スループットを低下させることなく低湿度に管理されたウエハＷを処理することができ、高スループットを維持しつつウエハＷの処理品質を向上させることができる。
【０１１１】
なお、キャリア保管棚１８における低速の窒素置換は、高速の窒素置換工程で形成されたキャリアＣ内の雰囲気を確実に管理するために実施することが好ましいが、必ずしも必須ではなく、例えば、キャリア保管棚１８に保管する期間が短い装置の場合には、必要に応じて実施するようにしてもよい。
【０１１２】
同様に、ロードポート１４における低速の窒素置換も、必ずしも必須ではなく、必要に応じて行うようにしてよい。但し、迅速な窒素置換の開始と、搬出する直前までキャリアＣ内を確実に１０％以下の低湿度に保つ観点からは、ロードポート１４上での低速窒素置換も併せて行われることが好ましい。
【０１１３】
また、図１４、１５に示した一連のシーケンスは、図１に示した制御部１Ａにおいて実行してよい。
【０１１４】
次に、図１６〜１８を用いて、キャリア保管棚１８の低速窒素置換を行う機構の一例について説明する。
【０１１５】
図１６は、キャリアＣの一例の底面の構成を示した図である。キャリアＣは、用途に応じて種々の構成のものが用いられているが、例えば、図１６に示すように、吸気口Ｃｉｎと排気口Ｃｏｕｔを備えているのが一般的である。吸気口Ｃｉｎから窒素ガスを供給し、排気口Ｃｏｕｔから排気を行えば、キャリアＣ内の窒素置換を行うことができる。しかしながら、キャリアＣの吸気口Ｃｉｎ及び排気口Ｃｏｕｔは、キャリアＣの底面に設けられた小さな開口であるため、大流量の窒素ガスを流し、短時間に窒素置換を行うことは困難である。よって、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法においては、キャリアＣの底面に設けられた吸気口Ｃｉｎ及び排気口Ｃｏｕｔは、キャリア保管棚１８における低速の窒素置換にのみ用いることとしている。かかるキャリアＣに設けられた吸気口Ｃｉｎ及び排気口Ｃｏｕｔをも効果的に利用することにより、キャリアＣ内部の雰囲気を確実に管理することができる。
【０１１６】
なお、図１６においては、吸気口Ｃｉｎが３個であり、排気口Ｃｏｕｔが１個となっているが、総ての吸気口Ｃｉｎを用いる必要は必ずしも無く、用途に合った吸気口Ｃｉｎを必要に応じて用いることができる。
【０１１７】
図１７は、本実施形態に係る縦型熱処理装置１０のキャリア保管棚１８における低速窒素置換機構を説明するための図である。図１７（Ａ）は、本実施形態に係る縦型熱処理装置１０のキャリア保管棚１８の構成を示した図である。図１７（Ａ）に示すように、キャリア保管棚１８の載置面の表面には、複数の孔が形成されており、キャリアＣにガスを供給できる構成となっている。
【０１１８】
図１７（Ｂ）は、キャリア保管棚１８の一例の表面を拡大した図である。図１７（Ｂ）に示すように、キャリア保管棚１８の表面には、供給ノズル１９ｃ及び排気ノズル１９ｄが形成されており、キャリアＣの吸気口Ｃｉｎ及び排気口Ｃｏｕｔと嵌合することにより、供給ノズル１９ｃからキャリアＣの吸気口Ｃｉｎを介してキャリアＣの内部に窒素ガスを供給し、キャリアＣの排気口Ｃｏｕｔを介して排気ノズル１９ｄから排気を行うことが可能に構成されている。よって、供給ノズル１９ｃ及び排気ノズル１９ｄは、キャリア保管棚１８上にキャリアＣが載置されたときに、キャリアＣの吸気口Ｃｉｎ及び排気口１９ｄと嵌合する位置に形成される。
【０１１９】
図１７（Ｃ）は、キャリア保管棚１８の供給ノズル１９ｃを示した図である。キャリア保管棚１８の表面に形成された供給ノズル１９ｃは、裏面にある供給管１９１と接続されており、ガスの供給が可能に構成されている。
【０１２０】
図１７（Ｄ）は、キャリア保管棚１８の排気ノズル１９ｄを示した図である。キャリア保管棚１８の表面に形成された排気ノズル１９ｄは、裏面にある排気管１９２と接続されており、ガスの排気が可能に構成されている。
【０１２１】
キャリア保管棚１８は、このような供給ノズル１９ｃ及び排気ノズル１９ｄを有することにより、キャリアＣの吸気口Ｃｉｎ及び排気口Ｃｏｕｔを利用して保管中も窒素置換を行うことができる。
【０１２２】
なお、図２に示したロードポート１４の供給ノズル１９ａ及び排気ノズル１９ｂについては、供給管１９１及び排気管１９２の説明は行わなかったが、ロードポート１４の供給ノズル１９ａ及び排気ノズル１９ｂも、キャリア保管棚と同様に、供給管１９１及び排気管１９２と接続されて構成されてよい。
【０１２３】
図１８は、本実施形態に係る収納容器内の雰囲気管理方法に用いられる縦型熱処理装置１、１０のキャリア保管棚１８及びロードポート１４のガス置換ユニットの一例を示した図である。図１８においては、２つのキャリア保管棚１８のガス置換ユニット（供給ノズル１９ｃ、排気ノズル１９ｄ）と、１つのロードポート１４のガス置換ユニット（供給ノズル１９ａ、排気ノズル１９ｂ）が例示的に示されている。図１８に示すように、キャリアＣに窒素ガスを供給するガス供給系として、マスフローメータ７０、フィルタ７１、圧力計測レギュレータ７２及びボールバルブ７３が備えられている。マスフローメータ７０は、各キャリアＣに対応して設けられており、キャリア毎に、供給する窒素ガスの流量を調整できるように構成されている。
【０１２４】
例えば、このようなガス供給系を備えることにより、所定の流量で各キャリアＣに窒素ガスを供給することができる。
【０１２５】
また、このような窒素ガスの供給系の途中、例えば、キャリア保管棚１８の排気ノズル１９ｄ内に、キャリアＣ内の湿度を計測できるセンサを設け、湿度によりキャリアＣ内の雰囲気を管理できるようにしてもよい。更に、ロードポート１４の排気ノズル１９ｂ内にも、湿度を計測できるセンサを設けてもよい。また、直接湿度を計測するのではなく、何らかの換算値から、キャリアＣ内の湿度を推定し、湿度によるキャリアＣ内の雰囲気を管理するようにしてもよい。冒頭で述べたように、処理装置内で処理待機中のキャリアＣ内の雰囲気の湿度を管理する要請が高いので、湿度によりキャリアＣ内の雰囲気を管理してもよい。
【０１２６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１２７】
例えば、本実施形態においては、窒素ガスを用いて窒素置換を行う例について説明したが、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅ等の希ガスを用いてもよく、不活性ガス全般に本発明を適用することができる。その場合には、窒素置換工程を、各ガスを用いたガス置換工程又は不活性ガス置換工程と呼んでもよい。
【０１２８】
また、本実施形態においては、縦型熱処理装置において本発明の収納容器内の雰囲気管理方法を適用する例を挙げて説明したが、他の処理装置でも好適に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｃ    キャリア
Ｃｉｎ    吸気口
Ｃｏｕｔ    排気口
Ｗ    ウエハ
Ｓ１    キャリア搬送領域
Ｓ２    ウエハ搬送領域
１、１０    縦型熱処理装置
２    隔壁
５    開閉ドア
６    蓋体開閉機構
１４    ロードポート
１６    キャリア載置台
１８    キャリア保管棚
１９ａ、１９ｃ    供給ノズル
１９ｂ、１９ｄ    排気ノズル
２０    搬送口
２１    キャリア搬送機構
２２    熱処理炉
２７    ウエハ搬送機構
３３    取り出し口
４０    差し込み口
４１    蓋体
４３    回動部
５３    ガス供給口
５４    閉塞空間
６１    対向板
６７    ラッチキー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2014207306.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014207306.tif 000017
【図１６】
2014207306.tif 000018
【図１７】
2014207306.tif 000019
【図１８】
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