(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に所定の処理を施す処理室と、この処理室に対して前記被処理体を収容した保持体を昇降させて挿脱する移送機構を有するローディング室と、このローディング室に対して、カセット内に収容されている被処理体を搬出入する搬出入室とを具備する処理装置において、前記搬出入室は、外部との間で前記カセットを搬出入するために、内部が清浄空気或いは不活性ガス雰囲気になされて密閉可能になされた搬送可能なカセット収容容器を設置するためのカセット収容容器用ポートと、このポートに設置された前記カセット収容容器を前記搬出入室内に取り込む取り込み手段と、取り込まれた前記カセット収容容器を一時的に保管する容器保管ステージと、前記カセット収容容器内に収容されたカセットを取り出すためのカセット取り出しステージと、前記容器保管ステージと前記取り込み手段と前記カセット取り出しステージとの間で前記カセット収容容器の受け渡しを行う容器移載手段と、前記ローディング室と前記カセット取り出しステージとの間に位置されて前記保持体を一時的に収容する保持体収容室と、を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項２】
更に、前記ローディング室の移送機構と前記保持体収容室との間で前記保持体を搬送する搬送機構と、前記保持体収容室内に位置される保持体と前記カセット取り出しステージとの間で前記被処理体の移載を行なうために昇降可能に設けられたウエハトランスファと、を備えたことを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記保持体収容室と前記ローディング室とは連通されて一体化されていることを特徴とする請求項１または２記載の処理装置。
【請求項４】
前記保持体収容室は、開閉可能になされたオートドアにより前記ローディング室と前記カセット取り出しステージ側から区画されて密閉可能になされていることを特徴とする請求項１または２記載の処理装置。
【請求項５】
前記ローディング室及び前記保持体収容室は、各々独立して不活性ガス雰囲気に置換可能とすると共に、前記保持体収容室と前記搬出入室との間が気密に配置されていることを特徴とする請求項４記載の処理装置。
【請求項６】
前記保持体収容室と連通されて一体化された前記ローディング室内は清浄空気が循環されており、前記搬出入室よりも雰囲気圧力が高く維持されていることを特徴とする請求項３記載の処理装置。
【請求項７】
前記ローディング室は、前記搬出入室から気密に区画可能になされたロードロック室であり、前記カセット取り出しステージは、前記ロードロック室側に向けて開放された筐体を有し、この筐体には前記カセットの取り出し時に開閉する開閉部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいづれかに記載の処理装置。
【請求項８】
前記保持体収容室の下部には、ベローズシールを介して上下動可能な載置台が配置されると共に、前記保持体の有無を検知する検出手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいづれかに記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば半導体ウエハ等の被処理体に所定の処理を施す処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体の製造工程においては、被処理体である半導体ウエハ（以下にウエハという）への酸化膜の形成や熱ＣＶＤ法による薄膜形成や熱拡散法による不純物濃度領域の形成等を行う各種の処理装置が使用されている。
【０００３】
これら各種処理装置に適用されるものとして、従来の横型のものから、最近では縦型の熱処理装置が多く採用されている。従来のこの種の縦型熱処理装置としては、多数枚のウエハを収容した保持体であるウエハボートをほぼ円筒形の縦型処理室（プロセスチューブ）内に挿入し、プロセスチューブ内を所定の処理ガス下で加熱することにより、ウエハの各種処理を行うものが知られている。
【０００４】
従来のこの種の熱処理装置は、図９に示すように、例えば石英製のプロセスチューブ１の下側にマニホールド２を設置し、このマニホールド２に設けられた排気管３及びガス導入管４によって、プロセスチューブ１内のガスの排気及び導入が行われるようになっている。また、このプロセスチューブ１の外側には、プロセスチューブ１を囲んでヒータ５が設けられており、プロセスチューブ１内を所望の温度に加熱制御し得るようになっている。
【０００５】
多数枚のウエハＷを収納したウエハボート６は、移送機構を構成するボートエレベータ７Ａによってローディング室８からプロセスチューブ１に挿入される。この際、ウエハボート６のフランジ６Ａがマニホールド２に当接してプロセスチューブ１内が密閉されるように構成されている。
【０００６】
また、ローディング室８に隣接して設置される移載室９内に、図示しないキャリア搬送手段によって搬送されたカセットＣに収納されたウエハＷをウエハボート６に搬送または搬出するための搬出入手段１０が設置されている。
【０００７】
上記のように構成される熱処理装置を用いてウエハＷに処理を施す場合は、まず、例えば窒素（Ｎ2 ）等の不活性ガス雰囲気（非酸素雰囲気）下でウエハをウエハボート６に収納し、このウエハボート６をボートエレベータ７Ａによって上昇させてプロセスチューブ１内に挿入する。その後、排気管３を用いてプロセスチューブ１内のＮ2 ガスを排出し、プロセスチューブ１内が所定の真空度に達すると、ガス導入管４により処理ガスを導入して所望の処理を行う。また、この上記した従来装置はローディング室８内を密閉可能として真空引きできるようにしたいわゆるロードロック室構造となっているが、他の装置例として、このローディング室内が略大気圧の清浄空気雰囲気に常時維持されている構造のものもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の構造の縦型熱処理装置においては、一般的には、カセットＣを収容する移載室９内へのカセットＣの搬出入は、これに設けたドア１１を開閉して行われ、このカセットはＡＧＶ（自動搬送車）や人間により内部のウエハをクリーンエアに晒した状態で搬送されて真空室内に設置されたり、或いは処理済みのウエハもクリーンエアに晒された状態で搬出される。
【０００９】
従って、移載室９のドア１１の外側すなわちオペレータ等が作業を行うクリーンルーム内全体は、ウエハへのパーティクルの付着を防止するために移載室９やローディング室８内と同等の或いはそれに近い高いクリーン度、例えばクラス１に維持しなければならない。
クリーンルームを建設する場合にはそのクリーン度が高ければ高くなる程、単位面積当たりの建設コストが高くなり、従って上述のようにカセットＣを運んだり、オペレータが作業したりする空間全体を高いクリーン度を目標として建設すると大幅なコスト高になるという問題があった。
更には、容積の大きなクリーンルーム全体を高い清浄度に維持しなければならないことから、ランニングコストも上昇するという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明者は、先の出願（特願平５−３３９５２９号）において、内部雰囲気が高いクリーン度に維持されて、内部にカセット１個を収容できる持ち運び可能なカセット収容容器を取り扱うことができる処理装置について提案した。この処理装置によれば、この容器内に高いクリーン度にて密閉状態にしてウエハを収容し、装置間に搬送できるので作業空間のクリーン度を従来程を高く維持しなくて済み、設備コストを削減することができ、しかも、ウエハがクリーンルームや装置内に長時間放置されることによるケミカルコンタミネーションの抑制を図ることができる。ところで、このカセット収容容器を用いてウエハを搬送した場合、空になったカセット収容容器をウエハの処理が完了するまで、処理装置の外側近傍に待機させておくために、別途、カセット収容容器載置棚のような収容スペースを確認しなければならない。このために、設備コスト削減のために上述のようなカセット収容容器を取り扱うようにしても、余分な収納スペースを確保しなければならないことから、カセット収容容器のメリットを十分に生かしきれていないという新たな問題点が発生した。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、例えばＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）ポットのようなカセット収容容器を装置内部に取り込んで空になった収容容器を余剰スペースに待機させることにより、装置内を有効利用でき、しかも作業空間用クリーンルームのクリーン度を従来程高くしなくて済む処理装置を提供することにある。更に、本発明の目的はウエハの雰囲気制御（不活性ガス他）可能なシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、被処理体に所定の処理を施す処理室と、この処理室に対して前記被処理体を収容した保持体を昇降させて挿脱する移送機構を有するローディング室と、このローディング室に対して、カセット内に収容されている被処理体を搬出入する搬出入室とを具備する処理装置において、前記搬出入室は、外部との間で前記カセットを搬出入するために、内部が清浄空気或いは不活性ガス雰囲気になされて密閉可能になされた搬送可能なカセット収容容器を設置するためのカセット収容容器用ポートと、このポートに設置された前記カセット収容容器を前記搬出入室内に取り込む取り込み手段と、取り込まれた前記カセット収容容器を一時的に保管する容器保管ステージと、前記カセット収容容器内に収容されたカセットを取り出すためのカセット取り出しステージと、前記容器保管ステージと前記取り込み手段と前記カセット取り出しステージとの間で前記カセット収容容器の受け渡しを行う容器移載手段と、前記ローディング室と前記カセット取り出しステージとの間に位置されて前記保持体を一時的に収容する保持体収容室と、を備えるようにしたものである。
【００１３】
【作用】
本発明は、以上のように構成したので、搬出入室に対して被処理体を搬出入する時には、内部が外部雰囲気と密閉隔離されたカセット収容容器を搬出入室のカセット収容容器用ポートに載置する。ポートに載置された収容容器は取り込み手段により収容容器のままで装置内に取り込まれ、次に容器移載手段により容器保管ステージに移載され、ここで一時的に保管される。ここに保管されたカセット収容容器は、容器移載手段によりカセット取り出しステージに移載され、ここでカセット収容容器内からカセット内に収容された状態で被処理体が取り出される。ここで空になったカセット収容容器は再度、容器移載手段により上記容器保管ステージまで搬送され、ここで被処理体の処理が完了するまで待機している。カセット内の被処理体は、ローディング室を経由して処理室に搬送されて処理される。被処理体の処理が完了すると、前述と逆の手順で処理済の被処理体はカセット収容容器内に収容され、この容器は密閉状態でカセット収容容器用ポートから装置外へ搬送されることになる。従って、被処理体を剥き出し状態で、オペレータが作業する作業空間中に晒すことがないので作業空間のクリーン度をそれ程高く設定する必要もなく、また、装置外に空のカセット収容容器用ポートを待機させるエリアを確保する必要もない。
【００１４】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明する。
ここでは、本発明の処理装置を半導体ウエハの熱処理装置に適用した場合について説明する。尚、従来の熱処理装置と同じ部分には同一符号を付して説明する。
【００１５】
図１はこの発明の処理装置の概略断面図、図２はこの装置の前面側を示す斜視図、図３は図１の概略平面図、図４は保持体収容室の断面図、図５はカセット取り出しステージを示す断面図、図６はカセット収容容器を示す断面構成図である。尚、本実施例にあっては、まずローディング室として、他の室に対して密閉可能になされ、しかも不活性雰囲気としてＮ2 ガスが供給・真空引き可能になされたいわゆるロードロック室構造になされた装置について説明する。
【００１６】
本発明の処理装置は、被処理体であるウエハＷに所定の処理を施す処理室であるプロセスチューブ１と、このプロセスチューブ１に対して多数枚例えば１００枚のウエハＷを収納した保持体としてのウエハボート６を挿脱する移送機構７を備えたローディング室としてのロードロック室８と、このロードロック室８に対してウエハＷを搬出入する搬出入室１２と、この搬出入室１２に形成されたカセット収容容器用ポート１３と、このポート１３に載置されたカセット収容容器１４を搬出入室１２内に取り込む取り込み手段１５と、取り込んだカセット収容容器１４を一時的に保管する容器保管ステージ１６と、カセット収容容器１４内に収容されたカセットＣを取り出すカセット取り出しステージ１７と、搬出入室１２内にてカセット収容容器１４の受け渡しを行う容器移載手段１８と、ロードロック室８と搬出入室１２との間に配置されるウエハボート６を収容する保持体収容室１９とで主要部が構成されている。
【００１７】
この場合、上記保持体収容室１９と搬出入室１２及びロードロック室８との間には、フロントオートドア２０，リアオートドア２１がそれぞれ開閉可能に配設されて、これらフロント及びリアオートドア２０，２１が閉塞されると、保持体収容室１９内が密閉状態に維持されるようになっている。また、保持体収容室１９には、図示しない真空ポンプに接続する真空配管２２が接続されると共に、図示しない例えばＮ2 ガス供給源に接続するＮ2 ガス導入管２３及びＮ2 ガス排出管２４が接続されている。従って、この保持体収容室１９内を所定の真空雰囲気またはＮ2 ガス等の雰囲気下に置換することができる。
【００１８】
また、上記保持体収容室１９の下部には、図４に示すように、例えばベローズシール２５を介して載置台２６が上下動可能に配置され、この載置台２６の室外側にウエハボート６の有無を確認するための検出手段２７が設けられている。この検出手段２７は、載置台２６に連結された可動検出体２７Ａと、この可動検出体２７Ａの上下移動部に関して対峙される発光部２７Ｂと受光部２７Ｃとからなる光センサー２７Ｄとで構成されている。従って、保持体収容室１９内にウエハボート６が収容されて載置台２６上にウエハボート６が載置されると、その重量によって載置台２６が下降すると共に、可動検出体２７Ａも下降して、発光部２７Ｂから受光部２７Ｃへの光を遮断することにより、ウエハボート６の有無を判断することができる。尚、ウエハボート６の有無の検出は必ずしもこのような検出手段２７で行う必要はなく、例えば保持体収容室１９の天井や床部或いは壁部にシール機構を介して埋設されるセンサーによってウエハボート６の有無を判断するなど任意の検出手段を用いることができる。
【００１９】
上記処理室を構成するプロセスチューブ１は、断面逆Ｕ字状の縦型略円筒状の石英製容器にて形成されており、このプロセスチューブ１の外周にはヒータ５が囲繞され、更にその周囲には冷却パイプや断熱材等を組み込んだ保護カバー２８が被覆されている。また、プロセスチューブ１の開口下端にはマニホールド２が接続して設けられている。このマニホールド２は上下フランジ付き円筒状のもので、図１に示すように、このマニホールド２の周壁部に、プロセスチューブ１内に所定の処理用ガスを導入するガス導入管４と、処理後のガスを排気する排気管３がそれぞれ接続されている。この場合、ガス導入管４は図示しないガス切換弁を介して所定の処理ガス供給源とＮ2 ガス供給源に接続されて、交互に処理ガスとＮ2 ガスをプロセスチューブ１内に導入できるようになっている。
【００２０】
上記ロードロック室８は、例えばステンレス鋼製パネルを全周溶接するか、或いはＯリングシールにてシールした密閉構造となっており、その上部及び下部の適宜位置には図示しない例えばＮ2 ガス供給源に接続するＮ2 ガス導入管２９及びＮ2 ガス排出管３０がそれぞれ接続されて、事前にロードロック室８内に常時所定量のＮ2 ガスが供給されコントロールされた雰囲気になっている。このロードロック室８内に配置される移送機構７は、ウエハボート６を載置保持するボートエレベータ７Ａと、このボートエレベータ７Ａを昇降移動するボールねじ装置７Ｂとで構成されている。また、ロードロック室８内の保持体収容室側には、移送機構７のボートエレベータ７Ａと保持体収容室１９の間でウエハボート６を搬送する搬送機構３１が配置されている。この搬送機構３１は、ロードロック室８の外部に設置される水平回転（旋回）及び昇降用の駆動部３１Ａと、ロードロック室８内に位置する駆動部３１Ａの伝達軸に連結され、ウエハボート６を保持する多関節アーム３１Ｂとで構成されている。尚、ロードロック室８の上部に設けられた炉口部には、ロードロック室８とプロセスチューブ１との開口部を開閉するオートシャッタ３２が設けられている。
【００２１】
一方、上記搬出入室１２の前面側、すなわち図１中の右側には複数枚例えば２５枚のウエハＷを収納するカセットＣが内部に納められたカセット収容容器１４を設置する前記カセット収容容器用ポート１３が左右２台配設されている（図２参照）。
【００２２】
ここで、カセット収容容器１４について説明すると、図６にも示すようにこの容器１４は特開平１−２２２４２９号公報や米国特許第４５３４３８９号公報等に開示されているように１つのカセットＣを収容し得る程度の大きさになされて下部が開口された方形状の容器本体３２とこの開口部を密閉可能に閉塞する容器底部３３とにより主に構成され、内部にカセットＣを収容した状態で大気圧に対して陽圧になされた高いクリーン度の清浄空気或いはＮ2 の如き不活性ガスが充填されている。このため、この容器底部或いは側壁には清浄空気や不活性ガスを内部に導入するバルブ付きのガス導入路３４が形成されている。
【００２３】
容器底部３３は容器本体３２の下部のフランジ部３２ＡにＯリング等のシール部材３５を介して気密に密閉可能に取り付けられる。この容器底部３３の周縁部の適宜箇所には外側へ出没可能になされたロックピン３６が設けられており、このロックピン３６を容器底部３３の中央部に設けた回転リンク機構３７に連結してこれを回転することにより容器本体３２との接合離脱を行い得るようになっている。カセット収容容器の容器本体３２の上部には把持部３８が設けられており、例えばオペレータがこの把持部３８を把持することによりこのカセット収容容器全体を容易に持ち運べるようになっている。このカセット収容容器１４としては、例えばＳＭＩＦ−ＰＯＤ（商標）を用いることができる。
【００２４】
上記カセット収容容器用ポート１３は、搬出入室１２の前面側壁の一部をこの内部へ凹部状にへこませるようにして成形されており、カセット収容容器１４を載置するポート載置台３９には、カセット収容容器全体を内部に収容し得るようにこの底部面積よりも１回り大きくなされた容器導入口４０が形成されている。この容器導入口４０には、前記取り込み手段１５のアーム４１の先端に設けた昇降台４２が開閉可能に位置されており、このアーム４１は、例えばボールネジ４３に螺合されてこれを昇降可能としている。従って、上記昇降台４２上にカセット収容容器１４を載置した状態で昇降台４２を降下させることにより、図１中の仮想線で示すようにカセット収容容器全体を搬出入室１２内へ取り込むようになっている。
【００２５】
搬出入室１２内には、カセット収容容器用ポート１３の直ぐ後側位置であって、これと前記容器保管ステージ１６との間には、容器移載手段１８としての容器トランスファ４４がエレベータ４５を介して昇降可能に設置されている。この容器トランスファ４４は、エレベータ４５に沿って昇降する基台４６に設けられた屈曲アーム４７を有しており、この屈曲アーム４７の先端には、上記カセット収容容器１４の側壁を把持するために相互に接近離間可能になされた一対のチャック４８が設けられている。また、上記エレベータ４５の下端は、容器保管ステージ１６の配列方向に敷設された案内レール４９上に例えば軸受５０を介して移動可能に支持されている。従って、上記カセット収容容器用ポート１３にて容器ごと取り込んだカセット収容容器１４をこの容器トランスファ４４により把持して上記容器保管ステージ１６に移載し得るようになっている。
【００２６】
上記エレベータ４５と上記容器保管ステージ１６との間には、容器トランスファ４４に把持されたカセット収容容器１４を移動し得るように作業空間Ｓが形成されている。また、本実施例にあっては、容器保管ステージ１６には、上下方向に３段の棚部５１が配列されると共に各棚部５１は縦方向に３つに仕切られており、従って、３列３段で合計９個のカセット収容容器１４を収容し得るようになっている。尚、棚部５１におけるカセット収容容器１４の収容個数は、上記個数に限定されず、必要に応じて増減させるようにしてもよいが、少なくとも１つのウエハボートに載置するウエハ枚数、例えば１００枚のウエハを収容し得るカセット数、例えば２５枚入れのカセツトの場合には、４個収容し得る大きさに設定する。
【００２７】
また、作業空間Ｓの下方には、カセット収容容器１４内からカセットＣを取り出すための前記カセット取り出しステージ１７が配置されている。具体的には、このステージ１７は、ウエハトランスファ５２側の一側が開放された方形状の筐体５３によりその周囲が区画されていると共にこの筐体５３はこの搬出入室１２内を例えばロードロック室８や保持体収容室１９側から密閉状態で仕切るための区画壁５４に接続されており、カセットをカセット収容容器１４から取り出した時にウエハＷを保持体収容室１９側の雰囲気である不活性ガスに晒すようになっている。
【００２８】
図５にも示すように、この筐体５３の天井載置部５３Ａには、容器本体３２のフランジ部３２Ａの内径よりも大きく且つその外径よりも小さくなされてカセットの取り出し時に開閉する開閉部としてカセット挿通孔５５が形成され、この挿通孔５５には、周縁部をその外方へ下向き傾斜させてテーパ状に形成することにより天井載置部５３Ａより下方向に気密に着脱可能とした容器底部載置台５６が設けられる。この容器底部載置台５６は、カセット取り出し機構６３の一部を構成するものであり、この載置台５６の中央部には、上記カセット収容容器の容器底部３３の回転リンク機構３７に係合する回転ピン５７が設けられており、これを回転することにより上記回転リンク機構３７を作動させてロックピン３６を出没し得るようになっている。
【００２９】
また、この容器底部載置台５６は、図１にも示すように筐体５３内に起立させて設けたボールネジ５８によって垂直方向（上下方向）へ移動可能になされた垂直移動アーム５９の先端に取り付けられており、容器本体３２を天井載置部５３Ａに載置した状態で残して容器底部３３とこの上面に載置されているカセットＣのみを沈み込ませて筐体５３内、すなわちカセット取り出しステージ１７内に取り込むようになっている。
【００３０】
また、カセット挿通孔５５の周辺部の天井載置部５３Ａには起倒可能になされたカギ状の容器ホルダ６０が複数箇所設けられており、これを起倒させることにより容器のフランジ部３２Ａのロック・アンロックを行い得るようになっている。
【００３１】
また、カセット取り出しステージ１７の保持体収容室側にはウエハトランスファ５２が移載用エレベータ６２によって昇降可能に支持されて設置されている。このウエハトランスファ５２は、昇降しながら、容器底部載置台５６上のカセットＣ内のウエハＷを１枚ずつ取り出して、保持体収容室１９内に収容されたウエハボート６に収納保持させたり、その逆にウエハボート６からウエハＷを容器底部載置台５６上のカセットＣ内に戻す働きをなすように構成されている。
【００３２】
次に、以上のように構成された処理装置の動作態様について説明する。
最初に、カセット取り出しステージ１７にて取り出されたカセットＣ内のウエハをロードロック室８を介してプロセスチューブ１との間で搬送する場合について説明する。
【００３３】
まず、保持体収容室１９にウエハボート６を収容した状態で、保持体収容室１９の搬出入側のフロントオートドア２０を開いて保持体収容室１９と搬出入室１２のカセット取り出しステージ１７内とを連通する。この場合、搬出入室１２の作業空間Ｓとステージ１７内とは分離区画されているので雰囲気が連通することはない。すなわち作業空間Ｓ側はクリーン度の低い例えば清浄度がレベル１０００程度のクリーンルーム側の清浄空気に晒されているが、筐体５３等により密閉状態で仕切られたこのカセット取り出しステージ１７内にはクリーン度の低い清浄空気が流入することはない。この状態で、ウエハトランスファ５２によって容器底部載置台５６上のカセットＣ内のウエハＷを保持体収容室１９内のウエハボート６に移載して、所定枚数例えば１００枚のウエハＷがウエハボート６に収納された後、フロントオートドア２０を閉じて保持体収容室１９内を密閉状態にする。そして、保持体収容室１９内を真空引きによって所定の真空圧状態にしたり、または、常圧でのＮ2 フロー，減圧でのＮ2 フロー等によりウエハボート６及びウエハＷを、カセット収容容器１４内と同様に不活性ガス雰囲気で包み、ウエハＷへの自然酸化膜の形成及びパーティクル付着によるケミカルコンタミネーションの発生を防止する。
【００３４】
上記のようにして保持体収容室１９内を不活性ガス雰囲気にしたならば、予め不活性ガス雰囲気になされているロードロック室８との間を区画しているリアオートドア２１を開く。そして、搬送機構３１を駆動して保持体収容室１９内の、ウエハＷを収納したウエハボート６をボートエレベータ７Ａ上に移載保持させる。
【００３５】
次に、ボートエレベータ７Ａが上昇して、ウエハボート６はプロセスチューブ１内に挿入され、ウエハボート６のフランジ６Ａがマニホールド２のフランジ２ａに当接してプロセスチューブ１内が密閉される。そして、排気管３を用いてプロセスチューブ１内のＮ2 ガスを排出し、プロセスチューブ１内が所定の真空度に達した時点で、ガス導入管４により処理ガスを導入してプロセス圧力にて所望の処理を行う。
【００３６】
処理が終了した後に排気管３を用いてプロセスチューブ１内の処理ガスを排出し、プロセスチューブ１内が所定の真空度に達した時点で、ウエハボート６を下降させ、上記搬入手順と逆の手順にて処理済みのウエハＷを取り出す。
【００３７】
従って、搬出入室１２とロードロック室８との間に保持体収容室１９を配置して、カセット取り出しステージ１７によりカセット収容容器１４から未処理のウエハＷを大気に晒すことなく、予め真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になされた保持体収容室１９内に搬送したので、ウエハ表面への自然酸化膜の形成は防止される。また、比較的小容量の保持体収容室１９内のみを真空状態または不活性ガス雰囲気にするので、ウエハＷを短時間で真空雰囲気下または不活性ガス雰囲気下におくことができ、処理時間の短縮が図られる。
【００３８】
次に、カセット収容容器１４の搬出入室１２内への搬入及びカセット収容容器１４からのウエハＷの取り出しを行う場合について説明する。
まず、前工程で処理されたウエハ或いは未処理のウエハが例えば２５枚収容することができるカセットＣに収容された状態で、カセット収容容器１４内に収納されて、この状態でＡＧＶ或いはオペレータによりカセット収容容器用ポート１３のポート載置台３９の所定の位置、すなわち昇降台４２上にカセット収容容器１４を載置する。このカセット収容容器１４内は予め例えばクラス１程度のかなり高いクリーン度の清浄空気や或いは酸素レスとするためにＮ２ ガス等の不活性ガスが陽圧状態で充填されて周囲の雰囲気から隔離されており、例えばクラス１０００程度の低いクリーン度の作業領域を搬送してきても、この雰囲気にウエハＷが晒されないようになっている。本実施例では収容容器１４内がＮ２ ガス雰囲気で満たされている場合について説明する。
【００３９】
容器本体３２が昇降台４２上に載置されたならば、この下方に設置した取り込み手段１５を駆動させることにより昇降台４２を降下させて、容器導入口４０を介してカセット収容容器全体を沈み込ませて搬出入室１２内に取り込む。この状態は図１中において仮想線にて示される。
【００４０】
カセット収容容器１４の取り込みが完了したならば、次に搬出入室１２内に起立させて設けた容器トランスファ４４を駆動し、この屈曲アーム４７の先端に設けたチャック４８によりカセット収容容器１４の側壁を挟み込んでこれを保持する。収容容器１４を保持したならば、再度容器トランスファ４４を駆動し、保持した収容容器１４を容器保管ステージ１６の所望の収納棚部に収納することになる。この場合、容器トランスファ４４の上下方向の移動は、これを支持するエレベータ４５により行い、水平方向への移動はエレベータ４５自体を案内レール４９上に沿って移動させることにより行う。
【００４１】
このような一連の搬入操作を繰り返すことにより、容器保管ステージ１６には所定数のカセット収容容器１４を保管することができる。また、上記したと逆の操作を行うことにより、容器保管ステージ１６に保管してあるカセット収容容器１４を装置外へ搬出することができる。
【００４２】
次に、カセット収容容器１４内のカセットＣを取り出す場合には、まず、上述のように容器トランスファ４４を駆動することにより容器保管ステージ１６に保管してあるカセット収容容器１４をカセット取り出しステージ１７の天井載置部５３Ａ上に載置する。この状態では、予めカセット取り出し機構６３の容器底部載置台５６は最上端に位置されて、カセット挿通孔５５を気密に閉塞しており、比較的クリーン度の低い搬出入室１２内の清浄空気がＮ2 不活性雰囲気に満たされているカセット取り出しステージ１７の筐体５３内に侵入しないようになっている。尚、この場合、取り込み手段１５により取り込んだカセット収容容器１４を容器保管ステージ１６を経ることなく直接、取り出しステージ１７に搬送するようにしてもよい。
【００４３】
カセット収容容器１４を天井載置部５３Ａに載置したら、この周辺部に設けた容器ホルダ６０を起こすことによって容器本体３２のフランジ部３２Ａを強固に固定する（図５参照）。この状態では、この下方に設置したカセット取り出し機構６３の容器底部載置台５６上にカセット収容容器１４の容器底部３３が重ね合わされた状態となっており、載置台５６に設けた回転ピン５７を解除方向に回転することにより、これに嵌合している容器底部３３の回転リンク機構３７を回転させ、容器底部３３とこのフランジ部３２Ａを連結するロックピン３６を解除することによりこれらの係合を断つ。
【００４４】
次に、カセット取り出し機構６３を駆動して、垂直移動アーム５９を降下させることにより、容器本体３２を残したまま容器底部３３とこの上に載置されているカセットＣは、容器底部載置台５６上に保持された状態で沈み込んで筐体５３内、すなわちカセット取り出しステージ１７内に取り込む。この時の状態は図１にて示される。カセット収容容器１４から取り出された、カセット中のウエハＷは前述したようにウエハトランスファ５２によりウエハボート６に移載される。この時、カセット挿通孔５５は、容器底部載置台５６に代わってカセット収容容器１４の方形状の容器本体３２により気密に被われているので、搬出入室１２の作業空間Ｓ内の比較的クリーン度の低い清浄空気が、このカセット取り出しステージ１７内に流入してくることはなく、しかも、保持体収容室１９側はＮ2 不活性ガス雰囲気になされているので、ウエハＷは酸素を含む酸化性雰囲気に晒されることがなく、自然酸化膜の成長を大幅に抑制することができる。
【００４５】
次のカセットＣ内のウエハＷをウエハボートに移載するためには、上述のようなウエハ移載操作によりカセットＣ内が空になったならば、上述したと逆の操作を行うことによって容器底部載置台５６を上昇させ、空のカセットＣをカセット収容容器１４内に収容して容器底部３３のロックピン３６をロックさせる。そして、容器ホルダ６０を解除した後、容器トランスファ４４により空状態のカセット収容容器１４を容器保管ステージ１６の所定の棚部５１に保管する。そして、新たな未処理のウエハＷの入ったカセット収容容器１４を容器トランスファ４４により上述したと同様にカセット取り出しステージ１７に搬送し、、カセットＣを取り出すことになる。このような一連の操作を繰り返すことにより、未処理のウエハＷをウエハボート６に移載し、また、ウエハが空になったカセット収容容器１４は、ウエハＷの処理が終了するまで容器保管ステージ１６に保管されることになる。尚、処理済みのウエハは前述したと逆の操作を行うことによりカセット収容容器１４内に移載されることになる。
【００４６】
このように本実施例においては、カセット収容容器用ポート１３を設けてここに内部雰囲気が例えば不活性ガス雰囲気に維持されて外部雰囲気と隔離されたカセット収容容器１４を載置して収容容器毎装置内に取り込むようにしたので、この装置の外側であってオペレータ等が作業する作業領域のクリーン度を、ウエハを剥出し状態で搬送していた従来の装置の場合と比較してそれ程高くしなくて済む。例えば、従来装置にあっては作業領域のクリーン度を１にしてウエハ搬送時のパーティクルの付着を防止しなければならなかったが、本実施例によればカセット収容容器１４内の雰囲気のみをクリーン度１或いは不活性ガス雰囲気にすれば良く、作業領域の雰囲気はこれよりも低いクリーン度、例えばクリーン度１０００程度に設定すれば良い。従って、作業領域の雰囲気のクリーン度を低く設定することができるので、その分、クリーンルームの製造コストを削減させることができ、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００４７】
更には、従来装置にあっては、ウエハを剥き出し状態でクリーンルーム内及び装置の搬出入室内にて比較的長時間待機させられることからケミカルコンタミネーションの発生頻度も高かったが、本実施例ではウエハがウエハボートに移載される直前まで高い清浄度の雰囲気に満たされたカセット収容容器１４内に隔離されているので、ケミカルコンタミネーションの発生も大幅に抑制することができる。
【００４８】
また、搬出入室１２内に取り込まれたカセット収容容器１４或いはウエハＷが処理のために取り出されて空になったカセット収容容器１４は、搬出入室１２内の内部の余剰スペースに設けた容器保管ステージ１６内に収容して保管することができるので、装置外に空になったカセット収容容器１４を保管するための保管スペースを別個確保する必要がなく、従って、クリーンルーム内の床スペースをその分だけ少なくすることができ、設備コストを削減することができる。
【００４９】
また、搬出入室１２内は、カセット取り出しステージ１７内を除き、区画壁５４により区画されて、不活性ガス雰囲気または真空雰囲気になされている保持体収容室１９側から分離されており、しかもカセット取り出しステージ１７内は常に不活性ガス雰囲気になされているので、ウエハＷを取り囲む雰囲気は常時不活性ガス雰囲気となり、従って、ウエハ表面に自然酸化膜が成長することを大幅に抑制することができる。また、この自然酸化膜の成長を抑制するためには、カセット収容容器１４内にＮ2 ガスを充填し、且つカセット取り出しステージ１７内、保持体収容室１９内及びロードロック室８内のみをＮ2 ガス雰囲気にして搬出入室１２内にはＮ2 ガスを供給する必要がないので、搬出入室１２内もＮ2 ガスを供給する場合と比較してＮ2 ガス使用量も大幅に抑制することができ、ランニングコストを削減することができる。
【００５０】
更には、カセット収容容器１４を取り込む取り込み手段１５や容器トランスファ４４のようにパーティクルを発生しやすい可動部分を有する機構を設置した搬出入室１２内の作業空間Ｓから、カセットＣ内のウエハＷが収容容器から取り出されて剥き出し状態になる空間を区画したのでウエハＷにパーティクルが付着する可能性を大幅に抑制でき、その分歩留まりも向上させることができる。
【００５１】
尚、上記実施例におけるカセット収容容器の構造はこれに限定されず、カセットを収容し得る密閉構造の容器であればどのようなものでも良い。また、カセット収容容器からカセットＣを搬出入させるカセット取り出し機構６３、収容容器１４を取り込む取り込み手段１５及び収容容器１４を装置内で搬送する容器トランスファ４４や屈曲アーム４７の構造は、それぞれ同様な機能を発揮し得るならば、その構造は限定されない。
【００５２】
上記実施例では、ローディング室８として、不活性ガスが給排可能になされると共に真空引き可能になされたいわゆるロードロック室を用いた時の装置を例にとって説明したが、これに限定されず、清浄度の高い清浄空気を循環させて常時略常圧になされたいわゆる通常のローディング室を用いた装置にも適用し得るのは勿論である。
【００５３】
このような装置例は図７及び図８に示され、図１に示す装置と同一部分については同一符号が付されている。
この装置にあっては、ローディング室８内は清浄度の高い、例えばクラス１程度の清浄空気が略大気圧で常に維持されていることから、保持体収容室１９を仕切ったフロントオートドア２０、リアオートドア２１（図１参照）は不要となり、この保持体収容室１９内はローディング室８内と連通されて一体化される。そして、これら両室８、１９内及び移載用エレベータ６２の収容室内を仕切る側壁には適当数のフィルタ７０、７０、７０を介設した清浄空気導入口７２が設けられると共にこれと対向する他側壁には、同じく適当数のフィルタ７４、７４、７４を介設した清浄空気排出口７６が設けられ、各室８、１９内全体に渡って清浄空気の横流を形成するようになっている。尚、清浄空気排出口７６から排出された清浄空気の一部は清浄空気導入口７２側に戻され、室内に循環させるようになっている。
【００５４】
この実施例においては、ローディング室８内と搬出入室１２内とは密閉区画する必要はないことから、カセット取り出しステージ１７を形成する筐体５３の側壁は不要となり、例えばカセット取り出し時にカセット収容容器１４を載置する天井部７８と、垂直移動アーム５９の下部を保持する底部８０を設ければよく、図８に示すようにローディング室８内と搬出入室１２内はこのカセット取り出しステージ１７を介して常時連通されている。この場合、搬出入室１２内の清浄度の低い、例えばクラス１０００の清浄空気が、ウエハＷが剥き出しになされているローディング室８内に侵入することを防止するために、ローディング室８内の圧力を、搬出入室１２内の圧力よりも常時高く、すなわち陽圧状態になるように維持しており、ローディング室８内の清浄空気がカセット取り出しステージ１７の部分を介して常時搬出入室１２内側へ流れるようになっている。
このような実施例においても、先に説明したと同様な効果を発揮することができる。
【００５５】
尚、以上の実施例にあっては、不活性ガスの消費量の削減や操作時間の短縮を目的とした保持体収容室１９を設けた装置を例にとって説明したが、これを設けない装置、例えば図９に示す従来型装置に本発明を適用してもよい。
また、本発明は、縦型ＣＶＤ装置、酸化拡散装置のみならず、半導体ウエハ以外のもの、例えばガラス基板、ＬＣＤ基板等の処理装置にも適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体の収容されたカセットを納めたカセット収容容器を設置するためのカセット収容容器用ポートを搬出入室に設けてカセット収容容器ごと装置内に取り込むようにしたので、被処理体を作業領域の雰囲気に晒すことなく搬出入させることができ、従って処理装置の外側の作業領域の雰囲気のクリーン度を従来装置のように被処理体を剥き出し状態で搬送していた場合程高くする必要がない。
従って、クリーンルーム内の作業領域のクリーン度を低くした状態でクリーンルームを形成できるので、クリーンルームの製造コスト及びランニングコストを大幅に削減することができる。
また、空になったカセット収容容器を保管する場所を装置内の余剰スペースに確保するようにしたので、装置外に保管場所を個別に設ける場合と比較してクリーンルームの床面積を少なくでき、この点よりも設備コストを削減することができる。
更に、カセット取り出しステージ内を不活性ガス雰囲気にすることにより、カセット収容容器内の被処理体を大気に晒すことなく搬送し、処理することができるので自然酸化膜の成長及び雰囲気汚染を大幅に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理装置の概略断面図である。
【図２】図１に示す装置の前面側を斜す斜視図である。
【図３】処理装置の概略平面図である。
【図４】本発明における保持体収容室の断面図である。
【図５】カセット取り出しステージを示す断面図である。
【図６】カセット収容容器を示す断面構成図である。
【図７】本発明の処理装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【図８】図７に示す装置の部分水平断面図である。
【図９】従来の処理装置の断面図である。
【符号の説明】
１      プロセスチューブ（処理室）
６      ウエハボート（保持体）
７      移送機構
８      ロードロック室（ローディング室）
１２    搬出入室
１３    カセット収容容器用ポート
１４    カセット収容容器
１５    取り込み手段
１６    容器保管ステージ
１７    カセット取り出しステージ
１８    容器移載手段
１９    保持体収容室
３１    搬送機構
３２    容器本体
４４    容器トランスファ
５２    ウエハトランスファ
５３    筐体
５５    カセット挿通孔（開閉部）
５６    容器底部載置台
５９    垂直移動アーム
６３    カセット取り出し機構
７２    清浄空気導入口
７６    清浄空気排出口
Ｃ      カセット
Ｗ      半導体ウエハ（被処理体）
【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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