(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ウェハ熱処理装置の搬送部で半導体ウェハの冷却を実施することにより、熱処理時間を短縮して生産性を向上する。【解決手段】直動式の半導体ウェハ搬送部を備えている。半導体ウェハ搬送部は、半導体ウェハを積載するための搬送アーム部分２Ｃと、半導体ウェハを冷却するのに使用する媒体の通路となる中空部分を有した配管部分３Ｓとを備えている。半導体ウェハ熱処理装置においては、半導体ウェハ搬送部における排気用配管部分と筐体に挿入される外部配管の分離・結合部分との接続形態は、Оリングを用いたシールド方式としている。また、ウェハ搬送部の配管部分を通って配送される媒体が、半導体ウェハを積載するための搬送アーム部分の半導体ウェハ積載面上に設けられた開口部から排出または供給される。【選択図】図２
2006173355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に格納された直動式の半導体ウェハ搬送部と
を具備し、
前記筐体は、外部開口部を有し、
前記半導体ウェハ搬送部は、開口部を有する半導体ウェハ載置部と、第１端部と第２端部を有する配管部とを備え、前記第１端部は前記開口部に接続され、
前記配管部の前記第２端部はシールド部材を介して前記外部開口部に接続される
半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記開口部は排気口であり、
前記筐体内部に充填される媒体を、前記排気口から前記配管部を通して前記筐体の外部に排出する
半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記配管部の前記第２端部は配管断面が徐々に拡大していく拡大形状部であり、
前記筐体の前記外部開口部から前記筐体の内部に外部配管が挿入され、前記拡大形状部の内面に前記外部配管の挿入された端部が前記シールド部材を介して接続されることにより、前記媒体を、前記排気口から前記配管部を通して前記筐体の外部に排出する
半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記排気口は、前記半導体ウェハ載置部の半導体ウェハ積載面中央、または前記半導体ウェハ積載面端部に設けられる
半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記排気口は、前記半導体ウェハ載置部の半導体ウェハ積載面に複数設けられる半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記複数の前記排気口は、前記半導体ウェハ積載面に、前記半導体ウェハ積載面の中心から放射状、あるいは格子状に設けられる半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記複数の前記排気口に接続される前記配管部を複数備える半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項８】
請求項２から７までのいずれか一項に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記排気口を給気口とし、温度調整された前記媒体を、前記筐体の外部から前記配管部を通して前記給気口周縁に供給する半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項９】
請求項７に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記複数の前記排気口の一部を給気口とし、前記給気口の場合には、温度調整された前記媒体を前記筐体外部から前記配管部を通して前記給気口周縁に供給する半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
前記シールド部材はОリングである
半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の半導体ウェハ熱処理装置において、
さらに、前記筐体に格納された半導体ウェハを加熱処理するための加熱部を備え、
前記半導体ウェハのプロセスに応じて、前記半導体ウェハ搬送部が前記加熱部と前記シールド部材に接続する位置との間を直動して前記半導体ウェハを搬送する
半導体ウェハ熱処理装置。
【請求項１２】
外部開口部を有する筐体と、前記筐体内に格納されて、開口部を有する半導体ウェハ載置部と前記開口部に接続された第１端部および前記第１端部の他端である第２端部を有する配管部とを備える直動式の半導体ウェハ搬送部とを有する半導体ウェハ熱処理装置における半導体ウェハ熱処理方法であって、
前記配管部の前記第２端部をシールド部材を介して前記外部開口部に接続する接続ステップと、
前記開口部を排気口として，前記筐体内部に充填される媒体を前記排気口から前記配管部を通して前記筐体の外部に排出する排出ステップとを
具備する半導体ウェハ熱処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体ウェハ熱処理方法において、
前記排気口は、前記半導体ウェハ載置部の半導体ウェハ積載面中央、または前記半導体ウェハ積載面端部に設けられる
半導体ウェハ熱処理方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の半導体ウェハ熱処理方法において、
前記排気口は、前記半導体ウェハ載置部の半導体ウェハ積載面に複数設けられる半導体ウェハ熱処理方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体ウェハ熱処理方法において、
前記複数の前記排気口は、前記半導体ウェハ積載面に、前記半導体ウェハ積載面の中心から放射状、あるいは格子状に設けられる半導体ウェハ熱処理方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の半導体ウェハ熱処理方法において、
前記複数の前記排気口に接続される前記配管部を複数備える半導体ウェハ熱処理方法。
【請求項１７】
請求項１２から１６までのいずれか一項に記載の半導体ウェハ熱処理方法において、
前記排出ステップの換わりに、前記排気口を給気口として，温度調整された前記媒体を前記筐体外部から前記配管部を通して前記給気口周縁に供給するステップを具備する半導体ウェハ熱処理方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の半導体ウェハ熱処理方法において、
前記複数の前記排気口の一部を給気口とし、前記給気口の場合には、さらに、温度調整された前記媒体を前記筐体外部から前記配管部を通して前記給気口周縁に供給するステップを具備する
半導体ウェハ熱処理方法。
【請求項１９】
請求項１２から１８までのいずれか一項に記載の半導体ウェハ熱処理方法において、
さらに、前記筐体に格納された半導体ウェハを加熱処理するための加熱部を備え、
前記半導体ウェハのプロセスに応じて、前記半導体ウェハ搬送部が前記加熱部と前記シールド部材に接続する位置との間を直動して前記半導体ウェハを搬送するステップを具備する
半導体ウェハ熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ熱処理装置および半導体ウェハ熱処理方法に関し、特に半導体ウェハの加熱および冷却装置、及びその装置における半導体ウェハの加熱および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ熱処理装置の技術的進展に伴い、半導体ウェハ熱処理装置における温度調整機能の効率化が進んでいる。
【０００３】
例えば、特開２００２−２３１７８１号公報に明示されている「基板処理装置及び基板処理装置における基板搬送方法」の基板搬送装置では、搬送アーム周囲を気体供給と排出を行う専用カバーで覆う温度調整機能を備えた構造が採用されている。しかし、上記公知例に開示されている基板搬送装置には問題点がある。第１の問題点は、発塵である。発塵は、可動部に配管を設けている構造に起因している。当該基板搬送装置では、搬送アーム周辺まで気体供給を行うために配管を設けているが、可動時には配管の屈曲により配管固定部と摺動するために発塵が生じる。半導体製造装置のように高清浄度が要求される装置では、可動部の配管には防塵カバーを付けるといった対策が必要となる。第２の問題点は、上記した基板搬送装置では、構造が複雑化して装置が高価になることである。当該基板搬送装置においては、半導体ウェハの搬送を上下方向、水平方向、および垂直軸の周回方向に行い、また、搬送アーム周辺まで気体供給および排気する配管を設けている。このため、当該基板搬送装置で高い清浄度を保つためには、可動部分の配管全てに防塵カバーを付けるといった防塵対策を施す必要がある。その結果、搬送アーム周辺に気体供給および排気用の専用カバーを設けるために装置が大型化し高価となる。
【０００４】
また、特許第３０４９６３２号公報に開示されている「オートカップリング装置」では、電気用接続端子を設けた継手保持部材の移動部および固定部の配管や配線を分離および結合する機構が提案されている。当該装置においては、継手保持部材の移動部を、上下方向および水平方向へ移動する。そして、移動部を位置決めピンで固定することにより、移動部および固定部間における配管や配線を分離および結合する構造を有している。
【０００５】
しかし、上記公知例に開示されているオートカップリング装置にはいくつかの問題点がある。第１の問題点は、発塵である。発塵は、位置決めピンを用いた構造に起因している。つまり、位置決めピンを有する構造においては、位置決めピンの摺動により塵を発生する。このため、半導体装置のように高い清浄度を要求される装置には用いることができない。第２の問題点は、当該装置において、移動部を位置決めピンで固定して移動部および固定部間における配管や配線を分離および結合する構造を有しているために、装置の構造が複雑になる。その結果、装置が高価になる。
【０００６】
この他に、当該技術に関連して以下に示されるような提案がなされている。
【０００７】
特開２００２−１６４３３３号公報に開示されている「熱処理装置」では、基板を冷却処理するための冷却処理室と、冷却処理室と開口部を介して基板の受け渡しが可能に連接された加熱処理室と、加熱処理室内に配置され、基板を加熱処理するための熱板と、冷却処理室と前記熱板との間で基板の受け渡しを行う基板搬送部と、熱板上を昇降可能に配置され、下降時には熱板との間で加熱処理空間を形成し、上昇時には熱板と冷却処理室との間で開口部を介して基板の受け渡しを可能とする蓋体と、蓋体の外側で開口部に向けて設けられ、且つ、蓋体の上昇時には開口部と熱板との間の通路の上方を覆うと共に蓋体の下降時には開口部又はそれ以下に位置するように配置された庇部材とを具備する熱処理装置が提案されている。
【０００８】
また、特開２００３−１４２５５２号公報に開示されている「基板処理装置」では、基板を保持し所定の処理を施すための保持体を有する処理部と、保持体が入出可能な開口を有し、基板を収容する密閉空間を形成可能な可搬性のボックスと、少なくとも処理部に対してボックスの搬入出を行う搬送機構とを備える基板処理装置が提案されている。
【０００９】
また、特開平０９−５５４１８号公報に開示されている「ウェーハ搬送装置」では、ウェーハに処理を施すための処理装置の間を搬送するウェーハ搬送装置であって、ウェーハを保持するウェーハ保持部と、このウェーハ保持部と一体的に移動し、ウェーハ保持部に保持されたウェーハの近傍に不活性ガスを吐出するガス吐出部とを備えるウェーハ搬送装置が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２３１７８１号公報
【特許文献２】特許第３０４９６３２号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４３３３号公報
【特許文献４】特開２００３−１４２５５２号公報
【特許文献５】特開平０９−５５４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、小型で簡易構造、そして清浄度の高い半導体ウェハ熱処理装置を安価に提供することである。
【００１２】
さらに、本発明に係わる半導体ウェハ熱処理装置の搬送部で半導体ウェハの冷却を実施することにより、熱処理時間を短縮して生産性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明の半導体ウェハ熱処理装置は、筐体（３０）と、筐体内に格納された直動式の半導体ウェハ搬送部とを備え、筐体は、外部開口部を有し、半導体ウェハ搬送部は、開口部を有する半導体ウェハ載置部（２）と、第１端部と第２端部を有する配管部（５）とを備え、第１端部は開口部に接続され、配管部の第２端部はシールド部材（６）を介して外部開口部に接続される。
【００１５】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置に係わる開口部は排気口であり、筐体（３０）内部に充填される媒体を、排気口から配管部（５）を通して筐体の外部に排出する。
【００１６】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置に係わる配管部（５Ａ）の第２端部は配管断面が徐々に拡大していく拡大形状部であり、筐体（３０）の外部開口部から筐体の内部に外部配管（７Ａ）が挿入され、拡大形状部の内面に外部配管の挿入された端部がシールド部材（６）を介して接続されることにより、媒体を、排気口から配管部を通して筐体の外部に排出する。
【００１７】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置の排気口は、半導体ウェハ載置部（２、２Ａ）の半導体ウェハ積載面中央、または半導体ウェハ積載面端部に設けられる。
【００１８】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置の排気口は、半導体ウェハ載置部（２Ｂ）の半導体ウェハ積載面に複数設けられる。
【００１９】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置に係わる複数の排気口は、半導体ウェハ積載面に、半導体ウェハ積載面の中心から放射状、あるいは格子状に設けられる。
【００２０】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置は、複数の排気口に接続される配管部（５，５Ａ）を複数備える。
【００２１】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置に係わる排気口を給気口とし、温度調整された媒体を、筐体の外部（７，７Ａ）から配管部（５，５Ａ）を通して給気口周縁に供給する。
【００２２】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置に係わる複数の排気口の一部を給気口とし、給気口の場合には、温度調整された媒体を筐体外部（７，７Ａ）から配管部（３５）を通して給気口周縁に供給する。
【００２３】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置に係わるシールド部材はОリング（６）である。
【００２４】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理装置は、さらに、筐体（３０）に格納された半導体ウェハを加熱処理するための加熱部（１２）を備え、半導体ウェハのプロセスに応じて、半導体ウェハ搬送部（２，２Ａ，２Ｂ、２Ｃ）が加熱部とシールド部材（６）に接続する位置との間を直動して半導体ウェハ（１）を搬送する。
【００２５】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法は、外部開口部を有する筐体（３０）と、筐体内に格納されて、開口部を有する半導体ウェハ載置部（２）と開口部に接続された第１端部および第１端部の他端である第２端部を有する配管部（５）とを備える直動式の半導体ウェハ搬送部とを有する半導体ウェハ熱処理装置における半導体ウェハ熱処理方法であって、配管部の第２端部をシールド部材（６）を介して外部開口部に接続する接続ステップと、開口部を排気口として，筐体内部に充填される媒体を排気口から配管部を通して筐体の外部に排出する排出ステップとを備える。
【００２６】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法に係わる排気口は、半導体ウェハ載置部（２，２Ａ）の半導体ウェハ積載面中央、または半導体ウェハ積載面端部に設けられる。
【００２７】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法に係わる排気口は、半導体ウェハ載置部（２Ｂ）の半導体ウェハ積載面に複数設けられる。
【００２８】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法に係わる複数の排気口は、半導体ウェハ積載面に、半導体ウェハ積載面の中心から放射状、あるいは格子状に設けられる。
【００２９】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法に係わる複数の排気口に接続される配管部（５，５Ａ）を複数備える。
【００３０】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法において、排出するステップの換わりに、排気口を給気口として、温度調整された媒体を、筐体外部（７，７Ａ）から配管部（５，５Ａ）を通して給気口周縁に供給するステップを備える。
【００３１】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法に係わる複数の排気口の一部を給気口とし、給気口の場合には、さらに、温度調整された媒体を筐体外部（７，７Ａ）から配管部（３５）を通して給気口周縁に供給するステップを備える。
【００３２】
また、本発明の半導体ウェハ熱処理方法は、さらに、筐体（３０）に格納された半導体ウェハを加熱処理するための加熱部（１２）を備え、半導体ウェハのプロセスに応じて、半導体ウェハ搬送部（２，２Ａ，２Ｂ、２Ｃ）が加熱部とシールド部材（６）に接続する位置との間を直動して半導体ウェハ（１）を搬送するステップとを備える。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の半導体ウェハ熱処理装置では、半導体ウェハ搬送部内に配管を設けて排気または給気を実施することにより、搬送部に積載された状態で半導体ウェハを冷却する。さらに、搬送部における排気用配管部分と筐体に挿入される外部配管の分離・結合部分との接続形態を、Оリングを用いたシールド方式とする。これにより、小型で簡易構造の半導体ウェハ熱処理装置を安価で提供することができる。
【００３４】
また、半導体ウェハ搬送部における排気用配管部分と筐体の外部配管との分離・結合部分の接続形態を、Оリングを用いたシールド方式とすることにより、塵の発生を防止して清浄度の高い半導体ウェハ熱処理装置を提供することができる。
【００３５】
また、半導体ウェハを搬送するための搬送部で半導体ウェハの冷却を実施することで、熱処理時間を短縮して生産効率の高い半導体ウェハ熱処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
本発明の半導体ウェハ熱処理装置は、筐体内部に半導体ウェハを加熱処理するための反応室と上記半導体ウェハを冷却するための予備待機室とを備えている。
【００３８】
予備待機室内には、直動式の半導体ウェハ搬送部が備えられている。半導体ウェハ搬送部は、半導体ウェハを積載し、積載した半導体ウェハの積載面に設けられた開口部を介して媒体を排出あるいは供給することにより、上記半導体ウェハを冷却する搬送アーム部分と、半導体ウェハを冷却するのに使用する媒体の通路となる中空部分を有した排気用配管部分とを備えている。
【００３９】
本発明の半導体ウェハ熱処理装置においては、発塵を防止するために、半導体ウェハ搬送部における排気用配管部分と筐体に挿入される外部配管の分離・結合部分との接続形態は、Оリングを用いたシールド方式としている。また、媒体の通路となる中空部分を有した排気用配管部分は、外部配管とシールド部を境界として分離することにより、小型で簡易構造の半導体ウェハ熱処理装置を実現している。搬送アーム部分で半導体ウェハを冷却することにより、専用の冷却室へ半導体ウェハを移動する必要が無くなり、冷却室の設置が不要となると共に熱処理時間を短縮することができる。
【００４０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部の構成を図１に示す。
【００４１】
本実施の形態の半導体ウェハ搬送部は、半導体ウェハ１を積載するための搬送アーム部分２と、半導体ウェハ１を冷却するのに使用する媒体の通路となる中空部分を有した排気用配管部分５とを備えている。本実施の形態の半導体ウェハ搬送部は、搬送部支持アーム１５により支持され、搬送部支持アーム１５はシリンダガイド３上を直動する。これにより、半導体ウェハ１は熱処理プロセスに応じて、半導体ウェハ熱処理装置内部を移動する。
【００４２】
半導体ウェハ１を積載するための搬送アーム部分２には、複数の位置決めピン４を介して半導体ウェハ１が積載される。
【００４３】
また、搬送アーム部分２の半導体ウェハ積載面中央部（半導体ウェハ１積載部直下）には、図示せぬ排気口が設けられている。この図示せぬ排気口から、例えば半導体ウェハ１を被覆する窒素ガスが排出されることにより、半導体ウェハ１の冷却が実現する。本実施の形態の半導体ウェハ搬送部における搬送アーム部分２と排気用配管部分５とは一体形成されており、図示せぬ排気口から排出される媒体は、排気用配管部分５の排気通路２０を通って、筐体外部へと排出される。
【００４４】
本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の概略構成を図２に示す。本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置は、筐体３０内部に、半導体ウェハ１を加熱処理するための反応室１１と上記半導体ウェハ１を冷却するための予備待機室９とを備えている。筐体３０内部には、半導体ウェハ１の酸化を防止するために、窒素ガスなどの媒体が充填されている。
【００４５】
筐体３０内には、半導体ウェハ１のプロセスに応じて、半導体ウェハ１を積載して反応室１１と予備待機室９との間を移動する、直動式の半導体ウェハ搬送部が備えられている。本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部は、図２に示されるように、筐体３０内部に固定されているシリンダガイド３上を、搬送部支持アーム１５を介して配設されている。そして半導体ウェハ１は、半導体ウェハ搬送部に積載されて、熱処理プロセスに応じてゲートバルブ１０を開閉し、反応室１１と予備待機室９との間を直進して移動する。
【００４６】
半導体ウェハ１は、予備待機室９において、図３に示されているように半導体ウェハ搬送部の排気用配管部分５端部と予備待機室９を形成している筐体３０の壁面に挿入されている外部配管７の端部とがОリング６を介して接続され、搬送アーム部分２の排気口が排気用配管部分５の排気通路２０を介して外部配管７まで直接繋がることにより、半導体ウェハ１を被覆する媒体が排気通路２０を通って筐体３０外部にまで排出されることにより冷却される。排気用配管部分５端部と筐体３０に挿入されている外部配管７端部とは、摺動部分を伴なった接続部品ではなく、Оリング６を用いたシールド部を介して圧着力のみにより接続されるため、この接続部における塵の発生を防止する構造となっている。
【００４７】
（実施の形態１における動作原理）
次に図２を参照して、本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の動作原理を説明する。
【００４８】
加熱処理対象の半導体ウェハ１は、予備待機室９内の搬送アーム部分２に位置決めピン４を介して載置される。また、筐体３０内に形成されている予備待機室９および反応室１１には、半導体ウェハ１の酸化防止のために例えば窒素ガスが常時任意の圧力になるように充填される。
【００４９】
半導体ウェハ１の熱処理のための動作が始動すると、ゲートバルブ１０が開放され、半導体ウェハ１は、半導体ウェハ搬送部に積載されたまま、シリンダガイド３に沿って反応室１１内部へ移動する。
【００５０】
半導体ウェハ１が反応室１１への移動を完了すると、上下する支持ピン１３が上昇し半導体ウェハ１は、支持ピン１３に受け渡される。受け渡された後、半導体ウェハ搬送部は、予備待機室９へ待避してゲートバルブ１０が閉じられる。支持ピン１３は下降し、半導体ウェハ１はヒータ１２に載置されて、半導体ウェハ１の加熱処理が実施される。半導体ウェハ１の加熱処理完了後、支持ピン１３は上昇する。そして、ゲートバルブ１０が開かれて半導体ウェハ搬送部は再度反応室１１に移動する。その後、支持ピン１３は下降して半導体ウェハ１は半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２に載置される。半導体ウェハ１を載置した半導体ウェハ搬送部は、予備待機室９へ移動し、ゲートバルブ１０が閉じられる。
【００５１】
半導体ウェハ搬送部の排気用配管部分５と外部配管７とがＯリング６を介して結合した後、筐体３０外部で外部配管７に設置されている真空バルブ８が開放される。これにより、半導体ウェハ１周縁部から、排気口を介して、筐体３０外部への窒素ガスの排気処理が実行される。この時、予備待機室９の上部壁には図示せぬ給気機構が設けられており、予備待機室９内部の窒素ガスの圧力は常に一定に保たれる。この排気処理により、半導体ウェハ１に接する窒素ガスの流速と流量とが増加されることにより熱交換が促進され、半導体ウェハ１が冷却される。
【００５２】
本実施の形態により、半導体ウェハ搬送部を直動させるシリンダガイド３と、摺動部分のない排気用配管部分５とを備えた半導体熱処理装置が実現され、簡易な構造でありながら発塵を防止しながら半導体ウェハ１を冷却することができる。これにより、装置の小型化と低価格化が実現される。また、本実施の形態においては、半導体ウェハ１を半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２で冷却するため、半導体ウェハ１を冷却するための特別な冷却室を設置する必要が無い。また、熱処理プロセスにおける半導体ウェハ１の搬送経路で半導体ウェハ１を冷却するため、半導体ウェハ１の生産効率の向上が実現する。
【００５３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係わる半導体熱処理装置の基本的な構成および動作原理は、実施の形態１のそれと同じである。但し、本実施の形態においては、半導体ウェハ搬送部における排気用配管部分と筐体に挿入される外部配管の分離・結合部分との形態に、実施の形態１との差異がある。
【００５４】
図４に、本発明の実施の形態２に係わる半導体熱処理装置の半導体ウェハ搬送部における排気用配管部分５Ａと筐体３０に挿入される外部配管７の分離・結合部分との形態を示す。
【００５５】
本実施の形態では、排気用配管部分５Ａの端部である結合部分を、断面積が徐々に増大する末広がり形状にすると共に、Ｏリング６を、筐体３０に挿入される外部配管７端部の外縁位置に配置することにより、排気用配管部分５Ａと外部配管７の分離・結合部分との間に生じる位置ずれを吸収できる構造としている。
【００５６】
本実施の形態における動作原理については、実施の形態１と同様であり、ここではその説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態においては、排気用配管部分５Ａの外部配管７に対する結合部分の形状と、外部配管７端部に配置されるОリングの位置との組み合わせによって、排気用配管部分５Ａと外部配管７の分離・結合部分との間に生じる位置ずれを吸収できる。また、排気用配管部分５Ａと外部配管７との結合形態を、Ｏリング６を使用したシールド構造とすることにより、当該結合部における発塵を防止する。また、位置ずれにより排気用配管部分５とＯリング６との一部に隙間が発生した場合においても、半導体ウェハ１周縁部から媒体が排出されることにより、Ｏリング６が排気用配管部分５と外部配管７との隙間方向に吸着される。このため、排気用配管部分５と外部配管７との密閉性が確保される。
【００５８】
これらの効果により、本実施の形態においては、実施の形態１における作用効果に加えて、さらに信頼性の高い半導体ウェハ熱処理装置を実現する。
【００５９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係わる半導体熱処理装置の基本的な構成および動作原理は、実施の形態１および２のそれと同じである。但し、本実施の形態においては、半導体ウェハの冷却の際に、半導体ウェハ周縁部の媒体を筐体外部に排出することにより半導体ウェハの冷却を実施するのではなく、逆に、筐体外部から半導体ウェハ周縁部に温度調整された媒体を供給することにより、半導体ウェハを直接冷却する。つまり、本実施の形態においては、搬送アーム部分２の半導体ウェハの積載面に設けられた開口部は、給気口となる。
【００６０】
以下に、実施の形態１と同様の図２を参照して、本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の動作原理を説明する。
【００６１】
熱処理対象の半導体ウェハ１は、予備待機室９内の搬送アーム部分２に位置決めピン４を介して載置される。筐体３０内に形成されている予備待機室９および反応室１１は、半導体ウェハ１の酸化防止のために例えば窒素ガスが常時充填されている。
【００６２】
半導体ウェハ１の熱処理のための動作が始動すると、ゲートバルブ１０が開放され、半導体ウェハ１は、半導体ウェハ搬送部に積載されたまま、シリンダガイド３に沿って反応室１１内へ移動する。
【００６３】
半導体ウェハ１が反応室１１への移動を完了すると、上下する支持ピン１３が上昇し半導体ウェハ１は支持ピン１３に受け渡される。受け渡された後、半導体ウェハ搬送部は、予備待機室９へ待避してゲートバルブ１０が閉じられる。支持ピン１３は下降し、半導体ウェハ１はヒータ１２に載置されて、半導体ウェハ１の加熱処理が実施される。半導体ウェハ１の加熱処理完了後、支持ピン１３は上昇する。そして、ゲートバルブ１０が開かれて半導体ウェハ搬送部は再度反応室１１に移動する。その後、支持ピン１３は下降して半導体ウェハ１は半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２に載置される。半導体ウェハ１を載置した半導体ウェハ搬送部は、予備待機室９へ移動し、ゲートバルブ１０が閉じられる。
【００６４】
半導体ウェハ搬送部の排気用配管部分５または５Ａと、外部配管７とがＯリング６を介して結合した後、真空バルブ８を開放する。
【００６５】
そして、本実施の形態においては、外部配管７から筐体３０内部に向けて、例えば温度調整された窒素ガスが供給される。供給される窒素ガスは、搬送アーム部分２の半導体ウェハ積載面中央部（半導体ウェハ１積載部直下）に設けられた図示せぬ給気口から予備待機室９内に供給される。この時、予備待機室９の下部壁には図示せぬ排気機構が設けられており、予備待機室９内部の窒素ガスの圧力は常に一定に保たれる。この給気処理により、半導体ウェハ１に接する気体の流速と流量を増加させることにより熱交換が促進され、これにより半導体ウェハが冷却される。
【００６６】
本実施の形態により、半導体ウェハ搬送部を直動させるシリンダガイド３と、摺動部分のない排気用配管部分５または５Ａとを備えた半導体熱処理装置が実現することにより、実施の形態１と同様に、簡易な構造でありながら発塵を防止しながら半導体ウェハ１を冷却することができる。これにより、装置の小型化と低価格化が実現する。また、本実施の形態においては、半導体ウェハ１を半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２で冷却するため、半導体ウェハ１を冷却するための特別な冷却室を設置する必要が無い。また、熱処理プロセスにおける半導体ウェハ１の搬送経路で半導体ウェハ１を冷却するため、半導体ウェハ１の生産効率の向上を実現する。
【００６７】
さらに、本実施の形態では、温度調節した気体を半導体ウェハ１に直接噴射して冷却できる。このため、半導体ウェハ１の冷却に要する時間を実施の形態１および２よりもさらに短縮でき、半導体ウェハ１の生産効率の高効率化を実現する。
【００６８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係わる半導体ウェハ熱処理装置の概略構成を図５に示す。本実施の形態に係わる半導体熱処理装置の基本的な構成および動作原理は、実施の形態１、２または３のそれと同じである。但し、本実施の形態においては、半導体ウェハ１を冷却する際に、半導体ウェハ１を被覆する媒体を排出、あるいは供給するために半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２Ａに設けられている図示せぬ給気・排気口は、搬送アーム部分２の半導体ウェハ積載面中央部（半導体ウェハ１積載部中央直下）ではなく、搬送アーム部分２Ａの周縁部（半導体ウェハ１積載部端）に設けられている。
【００６９】
本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部は、図５に示されるように、筐体３０内部に固定されているシリンダガイド３上を、搬送部支持アーム１５を介して配設されている。そして半導体ウェハ１は、半導体ウェハ搬送部に積載されて、熱処理プロセスに応じてゲートバルブ１０を開閉し、反応室１１と予備待機室９との間を直進して移動する。
【００７０】
半導体ウェハ１は、予備待機室９において、図３あるいは図４に示されているのと同様に、半導体ウェハ搬送部の排気用配管部分５端部と予備待機室９を形成している筐体３０の壁面に挿入されている外部配管７端部とがОリング６を介して接続され、搬送アーム部分２Ａの排気口から外部配管７まで排気通路２０が貫通することにより、半導体ウェハ１を被覆する媒体が排気通路２０を通って筐体外部にまで排出、あるいは外部配管７から供給されることにより冷却される。本実施の形態における排気用配管部分５は、実施の形態２における排気用配管部分５Ａであっても構わない。排気用配管部分５端部と外部配管７端部とは、摺動部分を伴なった接続部品ではなく、Оリング６を用いたシールド部を介して圧着力のみにより接続されるため、この接続部における塵の発生が防止される。
【００７１】
本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の動作原理は、実施の形態１、２または３と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態では、実施の形態１から３までにおける作用効果に加えて、半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２Ａに設けられている図示せぬ給気・排気口を、搬送アーム部分２の半導体ウェハ積載面中央部（半導体ウェハ１積載部中央直下）ではなく、搬送アーム部分２Ａの半導体ウェハ積載面周縁部（半導体ウェハ１積載部端）の所望位置に適宜設けることにより、予備待機室９内部における窒素ガス等の媒体の流れを制御することができる。予備待機室９内部の媒体の流れを制御することで、半導体ウェハ１をさらに効率良く冷却し、生産効率を向上させることができる。
【００７３】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係わる半導体ウェハ熱処理装置の概略構成を図６に示す。本実施の形態に係わる半導体熱処理装置の基本的な構成および動作原理は、実施の形態１から４までと同じである。但し、本実施の形態においては、半導体ウェハ１を冷却する際に、半導体ウェハ１を被覆する媒体を排出、あるいは供給するために半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２Ｂに設けられている図示せぬ給気・排気口は、搬送アーム部分２Ｂ上に複数設けられている。図示せぬ給気・排気口の搬送アーム部分２Ｂ上における配列形態は、半導体積載面中心部分を含んだ同心円状でも良いし、放射状、さらには格子状が実際的である。
【００７４】
本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の動作原理は、実施の形態１から４までと同様であり、ここでは説明を省略する。
【００７５】
本実施の形態では、実施の形態１から４までにおける作用効果に加えて、半導体ウェハ搬送部の搬送アーム部分２Ｂに設けられている図示せぬ給気・排気口が、搬送アーム部分２Ｂ上に任意の形態で複数設けられる。
【００７６】
本実施の形態における給気・排気処理により、半導体ウェハ１に接する窒素ガスの流速と流量を格段に増加させることにより熱交換が促進され、これにより半導体ウェハが冷却される。また、搬送アーム部分２Ｂ上に形成される複数の図示せぬ給気・排気口の配置形態により、予備待機室９内部における窒素ガス等の媒体の流れを制御することができる。予備待機室９内部の媒体の流れを制御することで、半導体ウェハ１をさらに効率良く冷却することができる。
【００７７】
本実施の形態では、１つの排気用配管部分５の排気通路２０に連結させて、搬送アーム部分２Ｂ上に図示せぬ給気・排気口を複数設けても良いし、あるいは排気用配管部分５を複数設けて、それに対応するように図示せぬ給気・排気口を１つずつ設けても良い。
【００７８】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の基本的な構成および動作原理は、実施の形態１から５までに記載したものと同様である。但し、本実施の形態における半導体ウェハ搬送部は、排気用配管部分５Ｂと給気用配管部分３５とを両方を備えている。
【００７９】
本実施の形態６に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部の構成を図７に示す。
【００８０】
本実施の形態の半導体ウェハ搬送部は、半導体ウェハ１を積載するための搬送アーム部分２Ｃと、半導体ウェハ１を冷却するのに使用する媒体の通路となる中空部分を有した排気用配管部分５Ｂおよび給気用配管部分３５とを備えている。本実施の形態の半導体ウェハ搬送部は、搬送部支持アーム１５により支持され、搬送部支持アーム１５はシリンダガイド３上を直進する。これにより、半導体ウェハ１は熱処理プロセスに応じて、半導体ウェハ熱処理装置内部を移動する。
【００８１】
半導体ウェハ１を積載するための搬送アーム部分２Ｃには、複数の位置決めピン４を介して半導体ウェハ１が積載される。また、搬送アーム部分２Ｃの半導体ウェハ積載面上には、排気用配管部分５Ｂに対応する図示せぬ排気口、および給気用配管部分３５に対応する図示せぬ給気口が設けられている。これらの排気口、あるいは給気口は、実施の形態４または５に示されるように、排気用配管部分５Ｂまたは給気用配管部分３５に対応して単数であっても良いし複数であっても良い。また、複数の場合には、実施の形態５に示されているように、その配置形態は任意に決められる。この図示せぬ排気口・給気口から、例えば半導体ウェハ１を被覆する窒素ガスが排出・供給されることにより、半導体ウェハ１の冷却が実現する。
【００８２】
本実施の形態の半導体ウェハ搬送部における搬送アーム部分２Ｃと排気用配管部分５Ｂおよび給気用配管部分３５とは一体形成されており、図示せぬ排気口および給気口から排出・供給される媒体は、排気用配管部分５の排気通路２０および給気用配管部分３５の給気通路４０を通って、筐体外部へ排出、あるいは筐体外部から供給される。
【００８３】
本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の排気口から排出される媒体の排出の動作原理は、実施の形態１および２と同様である。また、本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の給気口から給気される媒体の給気の動作原理は、実施の形態３と同様であり、ここでは本実施の形態に係わる半導体ウェハ熱処理装置の動作原理の説明を省略する。
【００８４】
本実施の形態の搬送アーム部分２Ｃの半導体ウェハ積載面上には、排気用配管部分５Ｂに対応する図示せぬ排気口、および給気用配管部分３５に対応する図示せぬ給気口が別々に設けられている。この図示せぬ排気口・給気口から、例えば半導体ウェハ１を被覆する窒素ガスが排出・供給されることにより、半導体ウェハ１の冷却が実現する。これにより、本実施の形態においては、実施の形態１から５までにおける作用効果に加えて、給気・排気処理を個別の機構により実施することにより、半導体ウェハ１に接する窒素ガスの流速と流量を効率的に増加させて熱交換を促進し、半導体ウェハ１を冷却することができる。
【００８５】
以上の実施例に示されるように、本発明の半導体ウェハの熱処理装置においては、半導体ウェハを加熱するための反応室と半導体ウェハを冷却するための予備待機室との間で半導体ウェハの搬送を行うウェハ搬送部を、シリンダガイドを用いた直動式の簡易構造としている。また、ウェハ搬送部は、半導体ウェハを積載するための搬送アーム部分と、半導体ウェハを冷却するのに使用する媒体の通路となる中空部分を有した配管部分とを備えている。本発明の半導体ウェハ熱処理装置においては、発塵を防止するために、半導体ウェハ搬送部における配管部分と筐体の外部配管との分離・結合部分の接続形態は、Оリングを用いたシールド方式としている。これにより、本発明の半導体ウェハの熱処理装置においては、ウェハ搬送部の配管部分により配送される媒体が半導体ウェハを積載するための搬送アーム部分に設けられる開口部から排出または供給されることにより、半導体ウェハの冷却を実施する。また、搬送アーム部分で半導体ウェハを冷却することにより、装置の簡略化（小型・軽量化、高速化、低消費電力化、高集積化、構成簡易化、低価格化）と生産効率の向上が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施の形態１に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部の斜視方向からの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係わる半導体ウェハ熱処理装置の図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面およびその装置全体構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部における排気用配管部分と筐体に挿入される外部配管との分離・結合部分を示す図である。
【図４】実施の形態２に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部における排気用配管部分と筐体に挿入される外部配管との分離・結合部分を示す図である。
【図５】実施の形態４に係わる半導体ウェハ熱処理装置の概略構成を示す図である。
【図６】実施の形態５に係わる半導体ウェハ熱処理装置の概略構成を示す図である。
【図７】実施の形態６に係わる半導体ウェハ熱処理装置の半導体ウェハ搬送部の斜視方向からの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…半導体ウェハ
２、２Ａ，２Ｂ、２Ｃ…搬送アーム部分
３…シリンダガイド
４…位置決めピン
５、５Ａ、５Ｂ…排気用配管部分
６…Ｏリング
７、７Ａ…外部配管
８…真空バルブ
９…予備待機室
１０…ゲートバルブ
１１…反応室
１２…ヒータ
１３…支持ピン
１５…搬送部支持アーム
２０…排気通路
３０…筐体
３５…給気用配管部分
４０…給気用通路
【図１】
2006173355.tif 000003
【図２】
2006173355.tif 000004
【図３】
2006173355.tif 000005
【図４】
2006173355.tif 000006
【図５】
2006173355.tif 000007
【図６】
2006173355.tif 000008
【図７】
2006173355.tif 000009