(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挿脱する移送機構を有するローディング室と、上方側の外部から導入された清浄気体のフローが内部に形成されて、前記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、前記外部から前記搬出入室内へ導入された清浄気体を通過させるフィルタと、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、前記カセット収容容器用ポートのカセット挿通孔を開閉可能にすると共に前記カセットを取り込むカセット取り込み機構と、前記取り込まれたカセット内に収容された被処理体に平行な清浄気体の流れを与える清浄気体供給手段とを備え、前記清浄気体供給手段は、前記搬出入室内へ導入されて前記フィルタを通過した清浄気体の一部を用いて前記被処理体に平行な清浄気体を形成することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記清浄気体供給手段は、前記搬出入室内へ導入された清浄気体の一部を前記フィルタを介して取り込むためのロート状気体導入部と、該気体導入部に連結されて取り込まれた清浄気体を案内して流す清浄気体用通路と、該清浄気体用通路の他端に接続されて横流を噴出するための横流噴出ヘッダとよりなることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記カセット取り込み機構と前記清浄気体供給手段は、共に前記カセット収容容器用ポートの下方にそれぞれ設けられ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】
前記搬出入室内は、清浄気体のダウンフロー或いはサーキュレーションが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいず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１１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７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ウエハキャリア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、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７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、このローディング室内は略大気圧の清浄空気雰囲気に常時維持されているのが一般的である。
【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、一般的は、ウエハキャリアＣを収容する移載室９内へのウエハキャリアＣの搬出入は、これに設けたドア１１を開閉して行われ、このウエハキャリアは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。
【００１０】
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ウエハキャリア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。
【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設置可能とすることにより作業空間用クリーンルームのクリーン度を従来程高くなくて済む処理装置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挿脱する移送機構を有するローディング室と、上方側の外部から導入された清浄気体のフローが内部に形成されて、前記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、前記外部から前記搬出入室内へ導入された清浄気体を通過させるフィルタと、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、前記カセット収容容器用ポートのカセット挿通孔を開閉可能にすると共に前記カセットを取り込むカセット取り込み機構と、前記取り込まれたカセット内に収容された被処理体に平行な清浄気体の流れを与える清浄気体供給手段とを備え、前記清浄気体供給手段は、前記搬出入室内へ導入されて前記フィルタを通過した清浄気体の一部を用いて前記被処理体に平行な清浄気体を形成す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設定する。このポートに設定されたカセット収容容器と搬出入室との間では外部の作業領域の雰囲気から区画された状態でカセット取り込み機構によってカセット毎に被処理体の受け渡しが行われる。そして、搬出入室内にカセットが取り込まれると側部に設けた清浄気体供給手段からはカセット内の被処理体に対してこれと平行に清浄気体の横流が施され、付着していたパーティクルやポート下方に滞留していた雰囲気が排除されることになる。従って、カセットを装置間同士で搬送したり、オペレータが作業する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、クリーンルームの建設コストを削減することができる。
【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は図１の概略平面図、図３は保持体収容室の断面図、図４はこの装置の前面側を示す斜視図、図５はカセット収容容器用ポートを示す断面図、図６はカセット水平移動機構を示す斜視図、図７はキャリアトランスファに設けた枚数カウンタを示す図、図８は搬出入室内の清浄空気の流れを示す図、図９は清浄気体供給手段と取り込まれたカセットとの関係を示す側断面図、図１０は図９に示す部分の平面図である。
【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１２を備えたローディング室８と、このローディング室８に対してウエハＷを搬出入する搬出入室１３と、この搬出入室１３に形成されたカセット収容容器用ポート１４と、ローディング室８と搬出入室１３との間に配置される保持体としてのウエハボート６を収容する保持体収容室１６とで構成されている。また、上記搬出入室１３内にはカセットＣを取り込むカセット取り込み機構１７と、取り込まれたカセット内の被処理体に、これと平行に清浄気体の横流を与える清浄気体供給手段１８が形成されて、本発明の主要部が構成されている。
【００１７】
上記ローディング室８内と保持体収容室１６内とは連通されて一体化されており、そして、これら両室８、１６を仕切る一側壁にはそれぞれフィルタ１９、１９を介設した清浄空気導入口２０、２０が設けられると共に、これらと対向する他側壁には、同じくフィルタ２１、２１を介設した清浄空気排出口２２、２２が設けられ、両室８、１６内全体に渡って略常圧に維持されて清浄度の高い、例えばクラス１程度の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２２、２２から排出された清浄空気の一部は清浄空気導入口２０、２０側に戻され、室内に循環させるようになっている。
【００１８】
また、上記保持体収容室１６の下部には、図３に示すように、例えばベローズシール２３を介して載置台２４が上下動可能に配置され、この載置台２４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２５が設けられている。この検出手段２５は、載置台２４に連結された可動検出体２５Ａと、この可動検出体２５Ａの上下移動部に関して対峙される発光部２５Ｂと受光部２５Ｃとからなる光センサー２５Ｄとで構成されている。従って、保持体収容室１６内にウエハボート６が収容されて載置台２４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２４が下降すると共に、可動検出体２５Ａも下降して、発光部２５Ｂから受光部２５Ｃ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２５で行う必要はなく、例えば保持体収容室１６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】
この保持体収容室１６の搬出入室１３側には、ウエハトランスファ５０が移載用エレベータ５１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５０は、昇降しながら搬出入室１３内の後述するトランスファステージ４８上のキャリアＣ内のウエハＷを１枚ずつ取り出して、保持体収容室１６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から処理済みのウエハＷをトランスファステージ４８上のキャリアＣ内に戻す働きをなすように構成されている。
【００２０】
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２６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清浄空気供給源に接続されて、交互に処理ガスと清浄空気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。
【００２１】
上記ローディング室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清浄空気供給源に接続する清浄空気導入管２７が接続されている。このローディング室８内に配置される移送機構１２は、ウエハボート６を載置保持するボートエレベータ７と、このボートエレベータ７を昇降移動するボールねじ装置７Ａとで構成されている。この場合、ローディング室８内は真空状態にする必要がないため、ローディング室８を構成するパネルに高い剛性をもたせる必要がない。従って、移送機構１２のボールねじ装置７Ａを自立式とせずにローディング室８の壁に固定する構造であってもよい。また、ローディング室８内の保持体収容室側には、移送機構１２のボートエレベータ７と保持体収容室１６の間でウエハボート６を搬送する搬送機構２８が配置されている。この搬送機構２８は、ローディング室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２８Ａと、ローディング室８内に位置する駆動部２８Ａ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２８Ｂとで構成されている。尚、ローディング室８の上部に設けられた炉口部には、ローディング室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２９が設けられている。
【００２２】
一方、上記搬出入室１３は清浄度の高い例えばクラス１の清浄空気により大気雰囲気下に設置されている。この搬出入室１３内には、複数枚例えば２５枚のウエハＷを収納するウエハキャリアＣが内部に納められたカセット収容容器３０を設置する本発明の特長とする前記カセット収容容器用ポート１４と、カセット収容容器３０内のカセットＣを内部に取り込むカセット取り込み機構１７と、取り込まれたカセットＣに対して清浄気体の横流を与える清浄気体供給手段１８が設けられる。図示例にあっては、カセット収容容器用ポート１４が左右２台配設されている。
【００２３】
ここで、カセット収容容器３０について説明すると、図５にも示すようにこの容器３０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容器本体３１とこの開口部を密閉可能に閉塞する容器底部３２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不活性ガスが充填されている。このため、この容器底部３２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（図示せず）が形成されている。
【００２４】
容器底部３２は容器本体３１の下部のフランジ部３１ＡにＯリング等のシール部材３３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３２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３４が設けられており、このロックピン３４を容器底部３２の中央部に設けた回転リンク機構３５に連結してこれを回転することにより容器本体３１との接合離脱を行い得るようになっている。このカセット収容容器３０としては、例えばＳＭＩＦ−ＰＯＤ（商標）を用いることができる。
【００２５】
一方、上記カセット収容容器用ポート１４は、搬出入室１３の前面壁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、容器本体３１を実際に載置するポート載置台３６には、容器本体３１のフランジ部３１Ａ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Ｃを挿通できるカセット挿通孔３７が形成され、この挿通孔３７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ポート載置台３６より下方向に開閉可能とした容器底部載置台３８が設けられる。この容器底部載置台３８は、上記カセット取り込み機構１７の一部を構成するものであり、この載置台３８の中央部には、上記容器底部３２の回転リンク機構３５に係合する回転ピン３９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３５を作動させてロックピン３４を出没し得るようになっている。
【００２６】
また、この容器底部載置台３８は、図１にも示すようにボールネジ４０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４１の先端に取り付けられており、容器本体３１を上方に残して容器底部３２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搬出入室１３内に取り込むようになっている。このようにして、カセット取り込み機構１７全体が構成されている。
【００２７】
また、上記ボールネジ４０には、上記容器底部載置台３８の下方に位置させて水平方向へ起倒して屈曲可能になされた多関節アームよりなる水平移動アーム４２が設けられており、その先端には常に水平状態になるように遊嵌状態で首振り可能になされたアーム補助部材４２Ａが設けられ、その両端には開閉可能になされた爪部４３が設けられている。水平移動アーム４２を屈曲させた状態でこの爪部４３を開閉作動することにより沈み込んだ上記カセットＣの上部側壁を把持し得るようになっている。
【００２８】
また、上記カセット収容容器の容器本体３１の上部には把手部４４が設けられており、例えばオペレータがこの把手部４４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。
更に、カセット挿通孔３７の周辺部のポート載置台３６には起倒可能になされたカギ状の容器ホルダ４５が複数箇所設けられており、これを自動的に起倒させることにより容器のフランジ部３１Ａのロック・アンロックを行い得るようになっている。
【００２９】
また、搬出入室１３内には、カセット収容容器用ポート１４の直ぐ後側位置にキャリアトランスファ４６がエレベータ４７を介して昇降可能に設置されている。このキャリアトランスファ４６の後側にトランスファステージ４８が設置されると共に、このトランスファステージ４８の上部側方に棚状になされたキャリアストックステージ４９が設けられている。このキャリアストックステージ４９は、前記カセット収容容器用ポート１４からキャリアトランスファ４６により搬送されてくるウエハキャリアＣをそれぞれ横向きのまま２列４段に保管できる複数の棚にて形成されている。尚、このステージ４９にはウエハが取り出されて空になったキャリアＣも保管できる。
【００３０】
また、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように各キャリアトランスファ４６の先端には、略同一水平面上に配列された発光素子５２Ａと受光素子５２Ｂよりなる枚数カウンタとして例えば反射形のレーザビームセンサ５３が設けられており、キャリアトランスファ４６の上昇或いは降下時にウエハの縁部からの反射ビームを検出することにより、そのカセット内のウエハの枚数情報と位置情報とを検出し、これをウエハトランスファ４６における移載時のデータとして反映させるようになっている。尚、図７（Ｂ）は図７（Ａ）中のＢ−Ｂ線矢視図である。
【００３１】
このように形成された搬出入室１３とローディング室８、保持体収容室１６及びプロセスチューブ１側とはトランスファステージ４８の部分を除き、区画壁５４により区画されている。そして、この区画壁５４と前記キャリアストックステージ４９との間には、空気導入側ＨＥＰＡフィルタ５５が配置されており、この上部に設けた空気導入口５６から清浄度の高い、例えばクラス１の清浄空気を搬出入室１３内へ導入するようになっている。ここでフィルタ５５内へ導入された清浄空気は、フィルタ側面より水平方向へ排出するように構成されている（図８参照）。
【００３２】
上記空気導入側ＨＥＰＡフィルタ５５の水平方向対向面であって、上記カセット収容容器用ポート１４の上方にはその吹出口５７Ａが下方に向けられた内部ＨＥＰＡフィルタ５７が配置されており、上記空気導入側のフィルタ５５からの清浄空気を下方向に向けての循環流乃至ダウンフローを形成するようになっている。この吹出口５７Ａは、上記キャリアトランスファ４６と干渉しない範囲でできるだけ水平方向に幅広で大きく形成するのが好ましい。
【００３３】
更に、図８に示すように搬出入室１３内の底部側壁には、循環乃至ダウンフローさせた清浄空気を取り込む空気排出口５８が設置されており、この排出口５８の内部には空気を排出する送風ファン５９が設けられている。また、この空気排出口５８には搬出入室１３の角部に、その高さ方向に沿って形成された排気ダクト６０が連結されており、搬出入室１３内の雰囲気を系外へ排出するようになっている。尚、ここで排出した清浄空気は、上述のようにワンスルーで系外へ排出するようにしてもよいし、一部の清浄空気を再度搬出入室１３内へ戻して循環させるようにしてもよい。
【００３４】
また、段部状に形成されたカセット収容容器用ポート１４の下方を区画する側壁６１には、図１、図９及び図１０にも示すように清浄気体供給手段１８の一部を構成する横流噴出ヘッダ６２が設けられており、この噴出口６３は、上記ポート１４の下方、すなわちカセットＣがポートより沈み込んで内部に取り込まれた時に位置する部分に臨ませて開口されている。そして、この噴出口６３は取り込まれたカセットＣに向けて水平方向に方向付けされた多数のブレード６４が設けられており、上記ポート１４の下方、すなわち取り込まれたカセットＣに対して清浄空気の横流（サイドフロー）６５を与えるようになっている。尚、このブレード６４は搬出入室内部に向けて水平方向やや下方に傾斜させて設けても良い。
【００３５】
また、この横流噴出ヘッダ６２の大きさはポート１４の下方を区画する側壁６１の略全面に亘っており、ポート下方の雰囲気の滞留を阻止するようになっている。
ここで、供給する清浄空気の供給手段として、上記横流噴出ヘッダ６２の上部と上記内部ＨＥＰＡフィルタ５７の吹出口５７Ａとを連結して清浄空気用通路６６が設けられており、この通路６６の吹出口５７Ａ側端部には、必要量の清浄空気を取り込むためにロート状に導入口が拡大されたロート状空気導入部６７が取り付けられている。
上記横流噴出ヘッダ６２内の上部には、清浄空気用通路６６から供給された清浄空気をヘッダ幅方向へできるだけ均等に分配するための分散路６８が設けられている。
【００３６】
尚、この分散路６８としては、多数の通気孔を形成したパイプ部材を設けるようにしてもよい。また、清浄度を高く維持するために、この横流噴出ヘッダ６２内にＨＥＰＡフィルタを収容するようにしてもよい。
【００３７】
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、既に搬出入室１３内へ収容されたウエハをローディング室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。
まず、保持体収容室１６にウエハボート６を収容した状態で、ウエハトランスファ５０によってトランスファステージ４８上のウエハキャリアＣ内のウエハＷを保持体収容室１６内のウエハボート６に収納して、所定枚数のウエハＷをウエハボート６に収納する。
【００３８】
次に、搬送機構２８を駆動して保持体収容室１６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７上に移載保持させる。
【００３９】
次に、ボートエレベータ７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内の雰囲気ガスを排出し、プロセスチューブ１内が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所望の処理を行う。
【００４０】
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、ガス導入管４により清浄気体を導入する。その後、清浄気体の圧力がローディング室８の清浄空気の圧力、すなわち略大気圧と同じになると、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。
【００４１】
ここで、ローディング室８内及び保持体収容室１６内には、フィルタ１９、１９を介して常時、清浄度の高い、例えばクラス１程度の清浄空気が導入されて、清浄空気のサイドフロー或いは一部が循環されてサーキュレーションが施されて略大気圧に維持されている。この場合、ローディング室８及び保持体収容室１６の各室内の圧力を、搬出入室１３内の圧力よりも僅かに高くして陽圧状態とし、ローディング室８内や保持体収容室１６内の雰囲気がトランスファステージ４８を介して搬出入室１３内側へ流れるようにしてパーティクルを排除するようにするのが好ましい（図２参照）。
【００４２】
次に、カセット収容容器３０内と搬出入室１３との間でウエハＷの受け渡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３０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１４のポート載置台３６の所定の位置、すなわち容器底部載置台３８上にカセット収容容器３０を載置する。この時、ポート載置台３６の容器ホルダ４５を起こすことにより容器本体のフランジ部３１Ａを強固に固定する。
【００４３】
この時点では、カセット取り込み機構１７の垂直移動アーム４１の先端に設けた容器底部載置台３８は、ポート載置台３６に形成されているカセット挿通孔３７を完全に密閉して閉塞しており、クリーン度の低い作業領域側の雰囲気が搬出入室１３内へ侵入しないようになっている。このカセット収容容器３０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。尚、本実施例においては、カセット収容容器３０内はクリーン度の高い清浄空気により充填されている。
【００４４】
容器本体３１がポート載置台３６側に固定されたならば、容器底部載置台３８の回転ピン３９を回転することによって容器底部３２とそのフランジ部３１Ａとを連結するロックピンを解除する。
【００４５】
次に、垂直移動アーム４１を降下させることにより容器本体３１を残したまま容器底部３２とこの上に載置されているカセットＣとを沈み込ませてこれらを搬出入室１３内に取り込む。ここで、カセットＣの取り込みのために容器底部載置台３８が下降してポート載置台３６のカセット挿通孔３７が開放されても、この上方はカセット収容容器３０の容器本体３１が気密に被っているので、外側の作業領域Ｓから遮断された状態が保持され、清浄度の低い空気が搬出入室１３内に流入することはない。
【００４６】
カセットＣの取り込みが完了したならば、次に水平移動アーム４２を屈曲させることにより先端の爪部４３を取り込んだカセットＣの上方に位置させると共にこの爪部４３を閉じることによりカセットＣの上部側面を把持する。そして、カセットを把持した状態でこの水平移動アーム４２を伸長させることによりカセットＣを水平方向へ移動させて、これをエレベータ４７により昇降移動するキャリアトランスファ４６上に移載する。尚、キャリアトランスファ４６からウエハを装置外へ搬送する場合には上記した手順と逆の操作を行えばよい。
【００４７】
ここで、水平移動アーム４２によってキャリアＣをキャリアトランスファ４６に移載する直前には、このキャリアＣの側方を上昇或いは降下するキャリアトランスファ４６の先端に設けた枚数カウンタとしてのレーザビームセンサ５３（図７参照）の発光素子５２Ａからはレーザが発射されており、ウエハ端面からのレーザ反射光を受光素子５２Ｂが検知することによりこのキャリア内のウエハの枚数情報及び位置情報が得られ、ここで得られた情報は後段のウエハトランスファ４６によりウエハをウエハボート６に移載する時に参照されて反映されることになる。
また、枚数情報と位置情報がとられたカセットは、次に上昇或いは降下してくるキャリアトランスファ４６に移載されることになる。
【００４８】
キャリアトランスファ４６に移載されたキャリアＣは、ウエハの処理待ちの場合には、キャリアストックステージ４６内に一旦収容されて待機させるか、或いはトランスファステージ４８が空いている場合には、キャリアＣをこのトランスファステージ４８上に載置しておく。このキャリアステージ４８上のキャリアＣからは前述したようにウエハトランスファ５０によりウエハＷが、１枚ずつ或いは複数枚ずつ取り出されてウエハボート６に移載されることになる。
ここでウエハＷの移載が完了して空になったカセットＣは、再度ウエハトランスファ５０により保持されて、ウエハＷの処理が完了するまでキャリアストックステージ４９内に収納されることになる。
【００４９】
このように、カセット収容容器用ポート１４を設けてここに内部雰囲気が高いクリーン度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３０を載置してウエハＷの搬入・搬出を行うようにしたので、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Ｓ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Ｓ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３０内及びローディング室８内、保持体収容室１６内の雰囲気のみをクリーン度１にすれば良く、作業領域Ｓ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Ｓ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及び運転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。
また、この場合、カセット収容容器３０内は大気圧（搬出入室内の圧力）に対して陽圧になされているので容器内にクリーン度の低い雰囲気が侵入することもない。
【００５０】
また、この搬出入室１３には、図８にも示すように導入空気ＨＥＰＡフィルタ５５を介してその上方より取り込んだ清浄空気を内部で循環させてサーキュレーションを施したり或いはダウンフローを形成している。
すなわち、上記フィルタ５５から取り込まれた清浄空気はこの吹出口より水平方向に排出され、この清浄空気を取り込んだ内部ＨＥＰＡフィルタ５７はその吹出口５７Ａから下方向に向けて清浄空気を排出し、ダウンフロー６９を形成している。
【００５１】
そして、搬出入室１３の底部に流下した清浄空気はここに設けた空気排出口５８に取り込まれ、排気ダクト６０を介して系外へ排出される。尚、排気された清浄空気の一部を再度、搬出入室１３内に戻して再循環させるようにしてもよい。
ここで、内部ＨＥＰＡフィルタ５７により取り込まれた清浄空気の一部は、清浄空気用通路６６を介して清浄気体供給手段１８の横流噴出ヘッダ６２に供給され、ここから水平方向に向けて放出され、カセット収容容器用ポート１４の下方にて清浄空気の横流６５が形成される。
【００５２】
従って、図９及び図１０に示すようにカセットＣ内の多数のウエハＷは水平方向に配置されて、上下に所定のピッチで多段に収容されていることから、搬出入室１３内にカセットＣが沈み込んで収容された時にこの清浄空気の横流６５に晒され、ウエハ表面に付着しているパーティクルが吹き飛ばされて除去されることになる。
【００５３】
また、このカセット収容容器用ポート１４は段部状に形成されていることから、この下方の空間は、ダウンフロー６９に晒されなくなってしまい、空気の滞留が生じ易くなる傾向にあるが、上述のように横流噴出ヘッダ６２から放出される清浄空気の横流６５により空気の滞留が生じることがなくなり、例えばボールネジ４０や垂直移動アーム４１よりなるカセット取り込み機構１７等の可動機構より発生するパーティクル等を横流６５に乗せて効率的に排出することができ、歩留まりが低下することを阻止することができる。
そして、このようにパーティクル等を伴って排出された横流６５はダウンフロー６９によって下方向へ運ばれて、系外へ排出されることになる。
【００５４】
一方、カセットＣが取り出されて空になったカセット収容容器３０は、この装置の前方の作業領域Ｓに載置棚（図示せず）等を設けるようにしてここにオペレータが一時的に収容するようにしてもよい。この場合には、カセット取り込み機構１７の容器底部載置台３８を上昇させてカセット挿通孔３７を気密に閉塞しておくのは勿論である。
【００５５】
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キャリアＣを搬出入させるカセット取り込み機構１７の垂直移動アーム４１及び水平移動アーム４２の構造もカセットを搬出入し得るならばどのような構造を採用しても良い。
【００５６】
また更には、本実施例にあっては、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１６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１１に示す従来型装置に本発明を適用してもよいし、トランスファステージ４８とボートエレベータ７を隣接させて設け、トランスファステージ４８上のカセットＣ内のウエハＷを移載用エレベータ５１により、ボートエレベータ７上のウエハボート６に直接移載するような構成としてもよい。
【００５７】
また、上記実施例では、搬出入室１３の後段の保持体収容室１６及びローディング室８の構造は、内部雰囲気が清浄空気により常時略大気圧に維持されている通常のローディング室構造の場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えばこのローディング室８を搬出入室１３に対して完全に密閉可能になされたいわゆるロードロック室構造とすると共にＮ２  等の不活性ガス或いは清浄空気の給・排真空引き可能となるような構造としてもよい。
【００５８】
更には、カセット収容容器用ポート１４内にＮ２  等の不活性ガスを充填した場合には、搬出入室内及びローディング室内の雰囲気ガスも不活性ガスとし、ウエハ表面への自然酸化膜の形成を抑制するように構成するのが好ましい。
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。
【００５９】
【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作業領域の雰囲気に晒すことなく被処理体を搬出入させるようにしたので、処理装置の外側の作業領域の雰囲気のクリーン度を搬出入室内の雰囲気のクリーン度程高くする必要がない。
従って、被処理体が剥き出しになる搬出入室やローディング室内の雰囲気のみのクリーン度を高く設定すれば良く、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、カセット収容容器用ポートの下方に清浄気体供給手段を設けてこれより清浄気体の横流を形成するようにしたので、内部に取り込まれた被処理体表面からパーティクルを飛ばしたり、或いはポート下方の雰囲気を循環させてこの部分に滞留が生ずることを防止でき、その分、製品の歩留まりを向上させることができる。
【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】処理装置の概略平面図である。
【図３】本発明における保持体収容室の断面図である。
【図４】本発明の装置の前面側を示す斜視図である。
【図５】カセット収容容器用ポートを示す断面図である。
【図６】カセット水平移動機構を示す斜視図である。
【図７】キャリアトランスファに設けた枚数カウンタを示す図である。
【図８】搬出入室内の清浄空気の流れを示す図である。
【図９】清浄気体供給手段と取り込まれたカセットとの関係を示す側断面図である。
【図１０】図９に示す部分の平面図である。
【図１１】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      ボートエレベータ
８      ローディング室
１２    移載機構
１３    搬出入室
１４    カセット収容容器用ポート
１６    保持体収容室
１７    カセット取り込み機構
１８    清浄気体供給手段
２８    搬送機構
３０    カセット収容容器
３１    容器本体
３２    容器底部
３６    ポート載置台
３８    容器底部載置台
４１    垂直移動アーム
４６    キャリアトランスファ
４８    トランスファステージ
４９    キャリアストックステージ
５５    空気導入側ＨＥＰＡフィルタ
５７    内部ＨＥＰＡフィルタ
６２    横流噴出ヘッダ
６４    ブレード
６５    横流
６６    清浄空気用通路
６８    分散路
６９    ダウンフロー
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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【図１０】
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【図１１】
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