(57)【要約】      （修正有）【課題】作業性を改善及びコストの削減を図ると共に、基板への自然酸化膜の発生を抑制する基板処理装置を提供する。【解決手段】筐体１３を具備する基板処理装置であって、前記筐体は機構部が組込まれる密閉された基板搬送空間１４を有し、該基板搬送空間を分割する様に前記筐体を分割することで２つの小筐体１８，１９を形成し、分割された前記基板搬送空間にそれぞれ開口部２１，２２を形成し、前記小筐体を連結すると共に前記開口部を気密に連結することで前記筐体が一体化され、該筐体内部に気密な基板搬送空間が形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体を具備する基板処理装置であって、前記筐体は機構部が組込まれる密閉された基板搬送空間を有し、該基板搬送空間を分割する様に前記筐体を分割することで２つの小筐体を形成し、分割された前記基板搬送空間にそれぞれ開口部を形成し、前記小筐体を連結すると共に前記開口部を気密に連結することで前記筐体が一体化され、該筐体内部に気密な基板搬送空間が形成されることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行い、半導体装置を製造する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先ず、図７に於いて、従来の基板処理装置１について説明する。
【０００３】
該基板処理装置１は、カセットステージ２にて図示しないＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ  Ｈｏｉｓｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の外部搬送装置からカセット３を受取り、カセットローダ４にてカセット３をカセット棚５に移載し、該カセット棚５に所定の数のカセット３をストックする。
【０００４】
その後、カセットオープナ６にてカセット３の扉を開き、基板移載機７によって基板搬送空間１４内でカセット３内の基板をボート８に移載し、ボートエレベータ９にて前記ボート８を処理炉１１内に画成される処理室へ装入し、成膜処理を行う。成膜時には、背面側に配置されたガス給排部１２からガス配管１０を介して前記処理室へのガス供給や該処理室からのガス排気を行っている。尚、前記ガス配管１０は、ガス供給用、ガス排気用等多数の配管によって構成されている。
【０００５】
前記基板処理装置１内部での基板の搬送時に、基板への自然酸化膜の生成を抑制する為、不活性ガス、例えばＮ2 ガスによって充満された空間で基板を移載する形態がある。
【０００６】
又、前記基板処理装置１では、ＳＥＭＩ  Ｅ７２−０６００によって規定されている様に、装置搬入パッケージの長さを２．８ｍ以内で前記基板処理装置１を分割する必要があり、該基板処理装置１搬入時には３分割となる。これにより、該基板処理装置１を搬送する際の梱包数が多くなり、梱包材、輸送費が増える。又、該基板処理装置１搬入前の解体作業、装置搬入後の連結によるセットアップ作業量が増加してしまう。尚、太枠は分割の態様を示している。
【０００７】
別の分割手段として、図８に示される様に、前記基板処理装置１を２分割とする分割方法があり、分割数は最小分割数となり梱包材や輸送費は削減できるが、前記ガス配管１０等を外す必要があり、前記基板処理装置１搬入時の解体作業、装置搬入後の連結によるセットアップ作業量が増加してしまう。
【０００８】
更に、処理室や前記ガス給排部１２は基板処理方法によって変更されるが、上記装置形態ではカセット、基板搬送部が処理室と一体となっており、基板処理方法の変更ができない、或は変更に多くの時間を費やしてしまう。
【０００９】
又、前記カセットオープナ６の前面から前記基板処理装置１の内部への作業ができず、前記カセットオープナ６或は前記基板移載機７等全て処理室側から組立てる必要がある為、作業性が悪いという問題があった。
【００１０】
尚、筐体を複数の小筐体の組合せ構造とし、該小筐体に各機構部を組込み、３以上の分解可能なユニットとして組立てる半導体製造装置が特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−２３６４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は斯かる実情に鑑み、作業性を改善及びコストの削減を図ると共に、基板への自然酸化膜の発生を抑制する基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、筐体を具備する基板処理装置であって、前記筐体は機構部が組込まれる密閉された基板搬送空間を有し、該基板搬送空間を分割する様に前記筐体を分割することで２つの小筐体を形成し、分割された前記基板搬送空間にそれぞれ開口部を形成し、前記小筐体を連結すると共に前記開口部を気密に連結することで前記筐体が一体化され、該筐体内部に気密な基板搬送空間が形成される基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、筐体を具備する基板処理装置であって、前記筐体は機構部が組込まれる密閉された基板搬送空間を有し、該基板搬送空間を分割する様に前記筐体を分割することで２つの小筐体を形成し、分割された前記基板搬送空間にそれぞれ開口部を形成し、前記小筐体を連結すると共に前記開口部を気密に連結することで前記筐体が一体化され、該筐体内部に気密な基板搬送空間が形成されるので、前記小筐体毎の作業が可能となり、作業時間の短縮が図れると共に、前記開口部同士が気密に連結できればよいので、該開口部以外には高い面精度を必要とせず、加工が容易であり、且つ加工費用の削減を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に於ける基板処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明に於ける基板処理装置を示す概略側断面図である。
【図３】第１の実施例に於ける筐体の分割箇所を示す基板処理装置の概略側断面図である。
【図４】第１の実施例に於ける移載室側筐体と処理室側筐体の連結方法を示す説明図である。
【図５】第１の実施例に於ける移載室側筐体と処理室側筐体の連結方法を示す要部拡大説明図である。
【図６】第２の実施例に於ける移載室側筐体と処理室側筐体の連結方法を示し、（Ａ）は連結方法を示す説明図であり、（Ｂ）は連結方法を示す要部拡大説明図であり、（Ｃ）は連結の際のレベル出しを示す説明図である。
【図７】従来の基板処理装置の分割方法を示す概略側断面図である。
【図８】従来の基板処理装置の他の分割方法を示す概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１７】
先ず、図１〜図３に於いて、本発明に於ける基板処理装置１について説明する。尚、図１〜図３中、図７と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００１８】
基板処理装置１を構成する主要な装置は筐体１３内に収納される。
【００１９】
該筐体１３は紙面の右側を前面とし、前面にはカセット３の授受部であるカセットステージ２が外部に露出して設けられ、該カセットステージ２にはＯＨＴ、ＡＧＶ等の外部搬送装置（図示せず）により搬送された搬送用のカセット３が載置される。図示では、該カセット３としては防塵用の密閉式の基板収納容器であるＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｕｎｉｆｉｅｄ  ｐｏｄ）が用いられ、該ＦＯＵＰには２５枚の基板が収納可能である。前記カセットステージ２は前記カセット３を２個受載可能であると共に水平移動機構を具備しており、該カセット３を前記筐体１３内に取込み可能となっている。
【００２０】
該筐体１３の内部には前面側からカセットローダ４、該カセットローダ４を挾んで前記カセット３の蓋を開閉するカセットオープナ６が設けられている。
【００２１】
該カセットオープナ６の上方には複数のカセット３を収納可能なカセット棚５を複数有し、該カセット棚５を回転可能なカセット収納装置１５が配設されている。前記カセットオープナ６に対向して基板移載機７が設けられ、該基板移載機７の後方にはボート８の装脱手段であるボートエレベータ９が設けられ、前記基板移載機７に対向する位置に、基板姿勢整合装置１６が設けられている。又、前記筐体１３の中央部下方には気密な基板搬送空間１４を画成する内部筐体２０が設けられ、前記基板移載機７は前記基板搬送空間１４内で前記ボート８に基板の移載を行う様になっている。
【００２２】
前記ボートエレベータ９は水平方向に延出するボートアームを有し、該ボートアームにシールキャップ１７が支持され、該シールキャップ１７に基板保持具である前記ボート８が載置される。該ボート８は被処理基板である基板を水平姿勢で多段に保持するものであり、基板を保持する基板保持部（図示せず）と該基板保持部の下側に位置する断熱部（図示せず）とを有している。
【００２３】
前記ボートエレベータ９の上方には処理炉１１が設けられ、前記ボートエレベータ９の昇降により前記ボート８が前記処理炉１１に装入引出（装脱）される。
【００２４】
又、該処理炉１１の後方にはガス給排部１２が設けられ、該ガス給排部１２は前記処理炉１１に接続されたガス供給管やガス排気管等のガス配管１０を介して、前記処理炉１１内へのガスの供給及び該処理炉１１からのガスの排気を行い、更に前記筐体１３内への不活性ガスの供給及び排気を行う等の機能を有している。
【００２５】
前記基板移載機７は、所要数、例えば５枚の基板載置プレート（ツイーザ）を有し、１枚ずつ或は５枚一度に基板を移載可能であり、前記カセットオープナ６上のカセット３、前記ボート８、前記基板姿勢整合装置１６間で基板の移載を行う様になっている。又、前記基板姿勢整合装置１６は、基板に形成されたノッチ、或はオリエンテーションフラットを利用して基板の姿勢を所定の状態に合せる機能を有している。
【００２６】
又、前記筐体１３は前記基板移載機７と前記ボート８の間の前記基板搬送空間１４で２つの小筐体に分割可能な分割構造となっており、前記基板移載機７側の移載室側筐体１８と前記ボート８側の処理室側筐体１９とに分割される。尚、太枠は分割の態様を示している。
【００２７】
次に、上述した様に構成された基板処理装置１の作用について説明する。
【００２８】
前記カセットステージ２に所定枚数の基板を収容したカセット３が搬入されると、前記カセットローダ４によりカセット３を前記カセットステージ２から前記カセット棚５へ搬送し、該カセット棚５にストックする。次に、前記カセットローダ４により、前記カセット棚５のカセット３を前記カセットオープナ６に搬送してセットし、該カセットオープナ６によりカセット３の蓋を開き、基板枚数検知器（図示せず）によりカセット３に収容されている基板の枚数を検知する。それと並行して、前記基板搬送空間１４に不活性ガスを供給し、該基板搬送空間１４を不活性ガス雰囲気とする。
【００２９】
次に、前記基板移載機７により、前記カセットオープナ６の位置にあるカセット３から基板を取出し、前記基板姿勢整合装置１６に移載する。該基板姿勢整合装置１６に於いて、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板のノッチを同じ姿勢に整列させる。前記基板移載機７により、前記基板姿勢整合装置１６から基板を取出し、前記ボート８に移載する。前記基板搬送空間１４が不活性ガス雰囲気となっているので、基板搬送中での自然酸化膜の形成が防止される。
【００３０】
１バッチ分の基板を前記ボート８に移載すると、例えば６００℃程度の温度に設定された前記処理炉１１内に複数枚の基板を装填した前記ボート８を装入し、前記シールキャップ１７により前記処理炉１１内を密閉する。次に、炉内温度を熱処理温度迄昇温させて、前記ガス給排部１２より前記処理炉１１内に処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素（Ｎ2 ）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ2 ）、酸素（Ｏ2 ）等が含まれる。基板を熱処理する際、基板は例えば１２００℃程度以上の温度に加熱される。
【００３１】
基板の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を６００℃程度の温度に降温した後、熱処理済の基板を保持した前記ボート８を前記処理炉１１からアンロードし、前記ボート８に保持された全ての基板が冷却される迄、前記ボート８を所定位置で待機させる。次に、待機させた前記ボート８の基板が所定温度迄冷却されると、前記基板移載機７により、前記ボート８から基板を取出し、前記カセットオープナ６にセットされている空のカセット３に搬送して収容する。次に、前記カセットローダ４により、基板が収容されたカセット３を前記カセット棚５、又は前記カセットステージ２に搬送して一連の処理が完了する。
【００３２】
次に、図４、図５に於いて、本発明の第１の実施例について説明する。
【００３３】
前記内部筐体２０は、前記基板移載機７を収納する移載機側内部筐体２０ａと、前記ボート８を収納するボート側内部筐体２０ｂに分割可能な構造となっており、又前記筐体１３は前記カセットステージ２、カセット３、前記カセットローダ４、前記カセット棚５、前記カセットオープナ６、前記基板移載機７及び前記基板姿勢整合装置１６等の基板搬送機構部が組込まれる前記移載室側筐体１８と、前記ボート８、前記ボートエレベータ９、前記ガス配管１０、前記処理炉１１及びガス給排部１２等の成膜処理機構部が組込まれる前記処理室側筐体１９とに分割可能となっている。
【００３４】
前記移載機側内部筐体２０ａ、前記ボート側内部筐体２０ｂは分割された状態で、開口部２１，２２を形成し、該開口部２１，２２の周縁部には、それぞれ例えばフッ素ゴム製の巴型パッキン２３，２４が取付けられ、シール部２５，２６が形成されている。
【００３５】
前記移載室側筐体１８の前記開口部２１の下方には、前記シール部２５，２６の奥行き方向の位置決めを行う位置決めピン２７が左右２箇所に設けられている。該位置決めピン２７の先端の形状は球面となっている。
【００３６】
又、前記処理室側筐体１９の前記開口部２２側の下端には、前記シール部２５，２６の高さ方向の位置決めを行う位置決め台座２８が左右２箇所に設けられ、該位置決め台座２８の先端部には上面が下方に傾斜したテーパ部２８ａが形成されている。又、前記処理室側筐体１９の上端部には、前記シール部２５，２６を位置決めした後に前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９を固定する固定プレート２９が左右２箇所に設けられている。
【００３７】
前記基板処理装置１を組立てる際には、先ず前記移載室側筐体１８を前記位置決め台座２８上に載置して前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９の高さ方向の位置決めを行う。前記位置決め台座２８の先端部に前記テーパ部２８ａが形成されているので、前記移載室側筐体１８の設置部の床のレベルと、前記処理室側筐体１９の設置部の床のレベルとに差があった場合でも、円滑な位置合せが可能となる。
【００３８】
次に、前記移載室側筐体１８を前記処理室側筐体１９側に移動させて前記巴型パッキン２４に前記巴型パッキン２３を押圧し、更に前記位置決めピン２７を前記処理室側筐体１９に突当てることで前記移載室側筐体１８の奥行き方向の位置決めを行う。
【００３９】
該移載室側筐体１８の位置決めを行い、前記巴型パッキン２４に前記巴型パッキン２３を押圧して前記シール部２５，２６を連結した後、前記固定プレート２９により前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９とを固定することで、前記開口部２１，２２は前記シール部２５，２６により密閉された状態で固定され、気密な前記基板搬送空間１４が形成され、前記内部筐体２０が一体化すると共に前記筐体１３の組立が完了する。該筐体１３を解体する際には、前記固定プレート２９を解除することで前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９とに分割することができる。
【００４０】
尚、本実施例では前記移載室側筐体１８に前記位置決めピン２７を設け、前記処理室側筐体１９に前記位置決め台座２８と前記固定プレート２９を設けたが、前記移載室側筐体１８に前記位置決め台座２８と前記固定プレート２９を設け、前記処理室側筐体１９に前記位置決めピン２７を設けてもよい。又、本実施例では前記開口部２１，２２の両方に巴型パッキン２３，２４を設けたが、該巴型パッキン２３，２４を設けるのは前記開口部２１，２２の何れか一方であってもよい。更に、前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９に各機構部を予め組込むことでユニット化し、状況に応じて適宜組合せて使用してもよい。
【００４１】
又、前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９とに分割した状態では、前記移載室側筐体１８の内部、前記処理室側筐体１９の内部が開放されると共に、前記移載機側内部筐体２０ａ、前記ボート側内部筐体２０ｂの内部が開放されるので、各機構部の組立、調整作業は容易に行える。
【００４２】
次に、図６（Ａ）〜（Ｃ）に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図６中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
第２の実施例は、第１の実施例とは別の方法を用いた移載室側筐体１８と処理室側筐体１９の連結方法を示している。
【００４４】
前記移載機側内部筐体２０ａと前記ボート側内部筐体２０ｂにはそれぞれ開口部２１，２２が形成され、該開口部２１，２２の周縁にはフランジ部が形成され、該フランジ部に巴型パッキン２３，２４（図５参照）が設けられることでシール部２５，２６が形成される。又、前記開口部２１の下方には位置決めピン２７が左右２箇所に設けられ、前記処理室側筐体１９の前記開口部２２側の下端には位置決め台座２８が左右２箇所に設けられている（図６（Ａ）参照）。
【００４５】
前記移載機側内部筐体２０ａに形成された左右フランジ部の上下中央位置には、それぞれ球面座金３１が設けられる。該球面座金３１は、凹球曲面を有する雌型座金３１ａと、該雌型座金３１ａの凹球曲面と嵌合する凸球曲面を有する雄型座金３１ｂの組合せからなっている。又、前記ボート側内部筐体２０ｂに形成された左右のフランジ部の中央位置にも、前記移載機側内部筐体２０ａと同様球面座金３１が設けられており、更に該球面座金３１，３１と同位置に図示しないネジ孔が穿設され、該球面座金３１，３１を介してボルト３３で締込むことで、前記移載機側内部筐体２０ａと前記ボート側内部筐体２０ｂを連結することができる（図６（Ｂ）参照）。
【００４６】
又、前記移載室側筐体１８は、図示しない開口部を閉塞するパネル（図示せず）が開閉可能に設けられ、該パネル開放時には開口部を介して前記移載室側筐体１８内の作業を行うことができ、パネル閉塞時には開口部が気密にシールされる様になっている。
【００４７】
前記基板処理装置１を組立てる際には、前記移載室側筐体１８を前記位置決め台座２８上に載置して高さ方向の位置決めを行い、前記移載機側内部筐体２０ａ、前記ボート側内部筐体２０ｂ間に前記球体座金３１を挿入して前記ボルト３３で仮止めした後、前記位置決めピン２７を前記処理室側筐体１９に突当てて奥行き方向の位置決めを行う。
【００４８】
最後に、前記内部筐体２０に隣接するパネル（図示せず）を開放し、ネジ孔（図示せず）を覆う様に前記球面座金３１を設け、前記移載室側筐体１８の内側から前記球面座金３１，３１を介して前記ボルト３３を締込むことで、前記シール部２５，２６により前記開口部２１，２２がシールされた状態で固定され、気密な前記基板搬送空間１４が形成され、前記内部筐体２０が一体化すると共に前記筐体１３の組立が完了する。
【００４９】
尚、上記では前記ボルト３３を前記移載室側筐体１８から螺入しているが、該移載室側筐体１８の外壁と、前記処理室側筐体１９の内壁に前記球面座金３１，３１を設け、前記処理室側筐体１９から前記ボルト３３を螺入してボルト締めすることで前記筐体１３を組立ててもよい。
【００５０】
この時、前記ボルト３３によりボルト締めする位置は前記開口部２１，２２の高さ方向中央（図６（Ｃ）参照）であるので、組立の際に生じる前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９の傾きによるレベル出し量を前記球面座金３１により上下に振分けることにより半減させることができ、組立の際のレベル出し作業を軽減することができると共に、前記球面座金３１，３１が有する曲面により傾きによるレベル出し量を吸収できるので、前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９の組立に高い組立精度を必要とせず、作業者の負担を大幅に減少させることができる。
【００５１】
上述の様に、前記移載機側内部筐体２０ａと前記ボート側内部筐体２０ｂとに開口部２１，２２を形成し、該開口部２１，２２の周縁部に形成された前記シール部２５，２６を介して連結することで気密な前記基板搬送空間１４が画成できる。連結面は前記シール部２５，２６が介在しているので、前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９の連結面に高い面精度を必要とせず、加工が容易となる。更に、分割箇所は前記基板搬送空間１４の前記基板移載機７と前記ボート８の間であるので、分割の際に前記ガス配管１０（図２参照）等を取外す必要がなく、前記基板処理装置１の搬入前の解体作業や、搬入後の組立作業に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
又、前記シール部２５，２６を連結することで、前記基板搬送空間１４が気密に密閉されるので、前記ガス配管１０から前記基板搬送空間１４内に不活性ガスを供給して該基板搬送空間１４内を不活性ガスで充満させることができ、基板搬送時に生成される自然酸化膜を抑制することができる。
【００５３】
又、前記基板処理装置１を組立てる際には、前記移載室側筐体１８と前記処理室側筐体１９に対して別々に作業することができるので作業性が向上し、前記筐体１３を分割したことで個々の取回しや移動が容易となる。
【００５４】
又、前記筐体１３は２分割構造であるので、該筐体１３を搬送する際の梱包数を最小限に抑えることができ、梱包材の量を軽減させて梱包コストを削減すると共に、輸送費を削減することができる。
【００５５】
更に、前記カセットステージ２、カセット３、前記カセットローダ４、前記カセット棚５、前記カセットオープナ６、前記基板移載機７及び前記基板姿勢整合装置１６等の基板搬送機構部は成膜処理に影響することのない機構であり、基板搬送機構部が組込まれてユニット化された前記移載室側筐体１８も成膜処理に影響しない部品となるので、同一の基板処理装置１を用いて基板処理方法を変更する様、該基板処理装置１を改造する場合には、前記処理室側筐体１９を入替えるだけでよく、基板処理方法の変更を容易に行うことができる。
【００５６】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００５７】
（付記１）筐体を具備する基板処理装置であって、前記筐体は機構部が組込まれる密閉された基板搬送空間を有し、該基板搬送空間を分割する様に前記筐体を分割することで２つの小筐体を形成し、分割された前記基板搬送空間にそれぞれ開口部を形成し、前記小筐体を連結すると共に前記開口部を気密に連結することで前記筐体が一体化され、該筐体内部に気密な基板搬送空間が形成されることを特徴とする基板処理装置。
【００５８】
（付記２）一方の小筐体に基板搬送機構部を組込み、他方の小筐体に成膜処理機構部を組込み、前記一方の小筐体と前記他方の小筐体をそれぞれユニット化した付記１の基板処理装置。
【００５９】
（付記３）前記他方の小筐体を交換することで基板処理方法を変更可能とした付記２の基板処理装置。
【符号の説明】
【００６０】
１              基板処理装置
１３            筐体
１８            移載室側筐体
１９            処理室側筐体
２０            内部筐体
２１            開口部
２２            開口部
２５            シール部
２６            シール部
２７            位置決めピン
２８            位置決め台座
２９            固定プレート
３１            球面座金
【図１】
2011071270.tif 000003
【図２】
2011071270.tif 000004
【図３】
2011071270.tif 000005
【図４】
2011071270.tif 000006
【図５】
2011071270.tif 000007
【図６】
2011071270.tif 000008
【図７】
2011071270.tif 000009
【図８】
2011071270.tif 000010