(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を圧力容器の内部に配置し、この圧力容器の内部を高温高圧ガス雰囲気にして上記被処理物を高温高圧処理する高温高圧処理装置であって、
上記被処理物を圧力容器の内部に搬入・搬出する被処理物搬送モジュールと、蓋材にて密閉状態にされた上記圧力容器内で上記被処理物を高温高圧処理時に当該圧力容器を容器軸方向に把持するプレスフレームモジュールと、を備え、上記被処理物搬送モジュールと上記プレスフレームモジュールとを接続固定して両モジュールが一体的に往復動可能となるように構成されていることを特徴とする高温高圧処理装置。
【請求項２】
上記圧力容器を挟む位置に互いに平行として水平面上で延伸したレール部材を備え、上記被処理物搬送モジュールと上記プレスフレームモジュールが上記レール部材の長手方向に沿って一体的に往復動可能となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の高温高圧処理装置。
【請求項３】
上記被処理物搬送モジュールと上記プレスフレームモジュールとの接続固定部分は台車部分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温高圧処理装置。
【請求項４】
上記被処理物搬送モジュールには、被処理物を圧力容器の容器軸方向に往復動させる搬送手段が備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高温高圧処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｓｉウェーハに代表されるＬＳＩ半導体（物品、特に薄板物品）等の被処理物を圧力容器内の高温高圧ガスの雰囲気下にてアニール処理する機能を有し、且つ上記被処理物を連続的にアニール処理するために、上記被処理物を順次、上記圧力容器に搬入、あるいは搬出する機能を有する高温高圧処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ半導体（物品、特に薄板物品）等の被処理物を圧力容器内にて高温高圧ガスの雰囲気下でアニール処理し、また上記被処理物を順次、上記圧力容器に搬入、あるいは搬出する機能を有する高温高圧処理装置として従来より図５乃至８に示すようなものが知られていた。図５は従来の高温高圧処理装置の全体構成をあらわす上面図（平面図）であり、また図６は図５におけるＡ矢視図、図７は図５におけるＢ矢視図、図８は図５におけるＣ矢視図である。なお、図６においてはプレスフレーム他、プレスフレームモジュールの図示を割愛し、図８においては下蓋昇降架台他、被処理物搬送モジュールの図示を割愛している。
【０００３】
図５乃至８に示す高温高圧処理装置は、アニール処理に直接的に関与する圧力容器３、上蓋２、下蓋４、プレスフレーム１等を備えている。上記圧力容器３の内部に被処理物を配置し、上記上蓋２、下蓋４を閉止し、図示しない高圧ガス発生手段にて上記圧力容器３の内部をアルゴン等の不活性ガスを主とする高圧ガス雰囲気に保ったうえ、圧力容器３の内部に配設された加熱装置１５にて該圧力容器３の内部を加熱する。こうして被処理物を高温高圧ガス雰囲気に曝すことにより、被処理物上の配線膜等に形成されていたコンタクトホールや、ビアホール、溝の充填や、密着性の向上を為すことができる。
【０００４】
ウェーハ状の被処理物は、通常、カセット１６に収納のうえ複数枚にて積層された状態で、１ロットとしてハンドリングされる。ロットごとの複数の被処理物を連続的にアニール処理するために、図５乃至８に示す高温高圧処理装置は、被処理物（カセット）１６を順次、圧力容器３の内部に搬入、あるいは搬出する機能を有している。そのため、具体的には下蓋移動架台１１、下蓋昇降架台１２、下蓋昇降装置１３、下蓋移動装置１７が備えられている。
被処理物を圧力容器３の内部に搬入、あるいは内部から搬出する場合、まずは台車８に連結して立設された上記プレスフレーム１を台車移動装置９の制御に基づき、ベースフレーム７上のレール部材１０に沿って水平方向に移動させ、圧力容器３の下方に十分な空間を確保する。次いで、下蓋移動装置１７により、下蓋移動架台１１を同じくベースフレーム７上のレール部材１０に沿って水平方向に移動させ、下蓋昇降架台１２が上記の空間の位置、すなわち、圧力容器３の下方の位置となるようにする。そこで、下蓋昇降装置１３にて下蓋昇降架台１２を昇降させ、被処理物を圧力容器３の内部へ搬入、あるいは内部から搬出する。更に再度、下蓋移動装置１７により、下蓋移動架台１１を水平方向、且つ圧力容器３とは逆側に移動させ、下蓋昇降装置１３にて下蓋昇降架台１２を上昇させ、カセットをウエハハンドリングユニット１４の近傍にまで移動させ、このハンドリングユニット（ロボット）１４によって、カセットに被処理物を供給、あるいはカセットから被処理物を取り出すようにする。また、プレスフレーム１は再び、圧力容器３側に戻す。このような制御を反復することのできる装置構成を有することにより、ロットごとの複数の被処理物を連続的にアニール処理することが可能となっている。なお、図５、図７において、符号３２は一時預けステーションを示し、容器架台６上においてロボット１４と相対して備えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
被処理物として想定されるＬＳＩ半導体等の場合、処理過程において、粉塵等が付着すると電気回路としての正常な動作が保証されない。よって、理想的には全くの無塵の環境下にて処理が為されることが望まれることから、高温高圧処置装置の多くはクリーンルームに設置される。限られた容積のクリーンルーム内で単一の装置が大きな空間を占有することは望ましくなく、装置の小型化の要請は極めて高い。
他方、上記のような高温高圧処理装置の場合、圧力容器３の位置する部位から、プレスフレーム１他が移動する分の領域、逆方向に下蓋昇降架台１２他が移動する分の領域が装置構成上、必要となり、設置のため、いささか大きな空間が必要となってしまうという課題があった。
【０００６】
また、図５〜図８に示した従来の技術では、プレスフレーム１の移動（往復動）と下蓋移動架台１１の移動（往復動）とはそれぞれ独立していたため、当該移動による粉塵の発生機会も多くなって無塵の環境下での処理がやや低下するという課題と独立（個別）移動による時間のロスもあって生産性の面での課題もあった。
そこで本発明は、ＬＳＩ半導体のウェーハ等の被処理物を安定した姿勢で移送可能としながら、装置全体のコンパクト化の為された上記被処理物の高温高圧処理装置を提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｓｉウェーハに代表されるＬＳＩ半導体（物品、特に薄板物品）等の被処理物を圧力容器内の高温高圧ガスの雰囲気にてアニール処理する機能を有し、且つ上記被処理物を連続的にアニール処理するために、上記被処理物を順次、上記圧力容器に搬入、あるいは搬出する機能を有する高温高圧処理装置において、前述の目的を達成するために、次の技術的手段を講じている。すなわち、本発明に係る高温高圧処理装置は、上記被処理物を圧力容器の内部に搬入・搬出する被処理物搬送モジュールと、蓋材にて密閉状態にされた上記圧力容器内で上記被処理物を高温高圧処理時に当該圧力容器を容器軸方向に把持するプレスフレームモジュールと、を備え、上記被処理物搬送モジュールと上記プレスフレームモジュールとを接続固定して両モジュールが一体的に往復動可能となるように構成されていることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
このように構成することにより、従来技術における、被処理物搬送モジュールの駆動源、下蓋移動装置１７に該当するもの、またそれを制御する制御装置が不要となるため、装置全体のコンパクト化が達成でき、また、被処理物搬送モジュールとプレスフレームモジュールとが一体的に往復動可能（同行移動）となって、移動による粉塵の発生が抑制されるだけでなく、移動時間の無駄もなくなったのである。
また、本発明に係る高温高圧処理装置は、上記の構成に加え、上記圧力容器を挟む位置に互いに平行として水平面上で延伸したレール部材を備え、上記被処理物搬送モジュールと上記プレスフレームモジュールが上記レール部材の長手方向に沿って一体的に往復動可能となるように構成されていることを特徴とするものである（請求項２）。
【０００９】
このように構成することにより、従来技術における、片持機構による、搬送時の被処理物が非安定的であり、ぶれやずれが生じる不具合を解消することができるとともにレール部材の共用化ができて、これによってコンパクト化が可能となった。
更に、本発明に係る高温高圧処理装置は、上記の構成において、上記被処理物搬送モジュールと上記プレスフレームモジュールとの接続固定部分は台車部分であることを特徴とするものである（請求項３）。
【００１０】
両モジュールの接続固定部分をこのように台車部分とすることによって接続固定が容易確実になるとともに、搬送時（移動時）の安定性が向上したのである。
また、本発明においては、上記被処理物搬送モジュールには、被処理物を圧力容器の容器軸方向に往復動させる搬送手段が備えられていることが推奨される（請求項４）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明に係る高温高圧処理装置について説明するが、既述の従来例と共通する部分は共通符号で示している。
図１乃至３は本発明の高温高圧処理装置の一実施例であり、本発明を限定する性格のものではない。図１は本発明の高温高圧処理装置の全体構成をあらわす上面図（平面図）であり、また図２は図１におけるＡ矢視図、図３は図１におけるＢ矢視図である。
【００１２】
図１乃至３に示す高温高圧処理装置は、圧力容器３、上蓋２、下蓋４、プレスフレーム１等を備えており、このアニール処理に関与する構成、加圧処理モジュール１８については従来のものと構成を同一にしている。この加圧処理モジュール１８を構成する圧力容器３は、容器軸方向の両端に蓋材（上蓋２、下蓋４）を嵌合することによってその内部に加圧処理室が画成されており、該加圧処理室内にヒータ等の加熱要素１５を備えている加圧炉を構成しており、該加圧処理室に装入された被処理物を加熱しつつ、アルゴン、窒素等の不活性ガスによる等方圧で加圧処理可能とされている。
【００１３】
圧力容器３は容器架台６にその容器軸心を上下方向（鉛直）として接続、固定されている。容器架台６は装置全体の下方に敷設されるベースフレーム７に接続、固定されており、上記圧力容器３はこのベースフレーム７、上記容器架台６にて片持ち状態で容器軸方向を縦向（鉛直）として支持されている。また圧力容器３は、円筒形状に構成されており、その下方に下蓋４、またその上方に上蓋２が配される。
ベースフレーム７にはその上面に台車等が滑走又は転動できうるレール構造が設けられてなる。そして、台車８がそのベースフレーム７上に配置され、台車８はベースフレームの長尺方向に沿って移動可能となっている。
【００１４】
上記台車８にはその上部にプレスフレーム１が積載（立設）されて、この台車８とプレスフレーム１とでプレスフレームモジュール２０を構成している。プレスフレーム１は図２にて示されているとおり、内部の略直方形の空間部分１Ａが設けられている。その空間部分は圧力容器３が、上蓋２、下蓋４によって密閉状態で且つその内部が高圧に保持されていない場合、その上下方向に若干の間隙が形成される程度の大きさにて形成されており、圧力容器３が上記の状態にある際にプレスフレーム１の積載されている台車８を移動させても、圧力容器３、あるいはその上蓋２、下蓋４がプレスフレーム１と干渉することはなく、プレスフレーム１は平易に係脱自在な構成となっている。
【００１５】
被処理物を高温高圧処理する前にプレスフレーム１は圧力容器３をその空間部分に収納する位置に移動される。圧力容器３の内部は２０MPａ以上の極めて高圧のガス雰囲気で満たされる。すると、圧力容器３の上下に配された上蓋２、下蓋４はともに開放する方向（容器軸方向）に向かって大きな力が作用し、わずかにその方向に向かって移動するが、上蓋２、下蓋４と圧力容器３との嵌め合い部分に設けられた、シール部材にてシールを保ち、また、プレスフレーム１が上下方向（容器軸方向）で把持（担持）し、上蓋２、下蓋４が開放状態となるのを防ぐため、圧力容器３の内部の密閉状態は維持される。
【００１６】
ウェーハ状の被処理物は、従来技術と同様、カセット１６に収納のうえ複数枚にて積層された状態で、１ロットとしてハンドリングされる。ＵＬＳＩの場合、標準的には２００mm（８インチ）のウェーハにて構成され、この実施例ではそのウェーハを２５枚程度カセットに積層させた形で、その２５枚を１ロットとして取り扱う。このロットごとの複数の被処理物を搬送するため、被処理物搬送モジュール２１として下蓋昇降架台１２、下蓋昇降装置１３、下蓋移動架台１１が備えられていて、下蓋昇降装置１３は、被処理物を圧力容器の容器軸方向に往復動させる搬送手段とされている。
【００１７】
上記被処理物搬送モジュール２１は上記プレスフレーム１の積載されている台車８に接続、固定されてなり、該台車の移動に伴い、上記被処理物搬送モジュール２１とプレスフレーム１とは一体的に移動することとなる。詳細には台車８に対し鉛直方向に伸びる方向に下蓋移動架台１１がボルト・ナット等の着脱自在な連結具又は、溶接等によって接続されてなり、符号８Ａがその接続固定部分であり、その下蓋移動架台１１にモータ等のアクチュエータ１３Ａとベルト等の巻掛伝動体１３Ｂおよびボールスクリュー等の昇降体１３Ｃ等からなる下蓋昇降装置１３を介して、下蓋昇降架台１２が接続されてなり、被処理物搬送モジュール２１を構成している。
【００１８】
被処理物を圧力容器３の内部に搬入、あるいは内部から搬出する場合、まずは台車８に連結（立設）された上記プレスフレーム１を電動モータ，流体シリンダ等の台車移動装置９の制御に基づき、水平方向に直線的に移動させ、圧力容器３の下方に十分な空間を確保する（図３の仮想線参照）。次いで、下蓋昇降架台１２が上記の空間の位置、すなわち、圧力容器３の下方の位置となるようにする。そこで、下蓋昇降装置１３にて下蓋昇降架台１２を昇降させ、被処理物を圧力容器３の内部へ搬入、あるいは内部から搬出する。更に再度、台車８により、被処理物搬送モジュール２１全体を上記プレスフレーム１とともに水平方向、且つ圧力容器３とは逆側に移動させ、下蓋昇降装置１３にて下蓋昇降架台１２を上昇させ、カセットをウエハハンドリングユニット（ハンドリングロボット）１４の近傍にまで移動させ、該ロボット１４によってカセットに被処理物を供給、あるいはカセットから被処理物を取り出すようにする。また、プレスフレーム１は再び、圧力容器３側に戻す。このような制御を反復することのできる装置構成を有することにより、ロットごとの複数の被処理物を連続的にアニール処理することが可能となっている。
【００１９】
上記のとおり、被処理物搬送モジュール２１とプレスフレーム１とは共通の部材、つまりともに台車８に接続、固定され、一体的に往復動可能（同行移動自在）なように構成されている。このような構成により、まず、被処理物搬送モジュール２１とプレスフレーム１とを両者とも同一の駆動源により、駆動することが可能となる。従来であれば、被処理物搬送モジュール２１とプレスフレーム１とがそれぞれ別個に移動する構造となっていたが故に、その移動のための駆動源は従来技術の図５でいえば、下蓋移動装置１７がその被処理物搬送モジュールの側方の長尺方向に沿って設けられていたが、本発明の高温高圧処理装置ではこれが不要となる。図１乃至図３でいれば、被処理物搬送モジュール２１とプレスフレーム１は、その下方にそれぞれ接続、固定された台車８に駆動源、台車移動装置９でもって、力を作用することにて、レール部材１０上でリニア２２を介してレール長手方向に直線的に往復移動することができる。なお、駆動源の台車移動装置９は電動機のように、なるべく粉塵等の発生することのない、清浄な環境下でも適用可能なもので構成されることが望ましく、また、レール部材１０上を滑走又は転動するリニア２２についてもニードルベアリング等を有して粉塵が発生しないものが望ましい。
【００２０】
よって、上記のとおり、従来技術における、被処理物搬送モジュールの駆動源、下蓋移動装置１７に該当するものが不要となるため、当然ながらその構成が従来占有していた領域分の装置全体のコンパクト化が達成できる。駆動源が単一となったことで、それを制御する、図示しない制御装置も単一化でき、装置構成が平易となり、ここでもまたコンパクト化が達成できる。なお、図４は同縮尺による本発明に係る高温高圧処理装置の例と従来技術の高温高圧処理装置の例との比較平面図である。
【００２１】
またベースフレーム７の上面には互いに平行で水平方向に延伸した２本のレール部材１０が含まれ、上記被処理物搬送モジュール、上記プレスフレーム１が上記圧力容器３とともにそのレール部材に挟まれる形で配されている。つまり、上記被処理物搬送モジュールと上記プレスフレーム１が一体的に上記レール部材に沿って、且つそのレール部材に挟まれるような形で往復動可能なように構成されている。従来技術においては、図３に示されるように被処理物搬送モジュールは下蓋昇降架台１２が片持ち支持されており、そのような構成では搬送時に被処理物が安定的にならない場合があったが、本発明においては、そのような懸念は解消され、下蓋昇降架台１２を台車部分を介して２本のレール部材１０を介して両持ち支持（跨橋支持）にて構成でき、搬送時の被処理物を安定的にせしめることができるとともにレール部材１０は両モジュール２０、２１について共用化できてこれにより装置全体のコンパクト化に寄与するのであり、更に、両モジュール２０、２１が個別（独立）に移動するのではなく一体的（同行自在）に往復動することによって移動に起因する摩擦等による粉塵の発生が抑制できるだけでなく、移動の無駄もなくなって生産性を向上できるのである。
【００２２】
なお、図１〜図８において、符号５は耐圧板、５Ａは下蓋保持具、２２はレール部材１０、１０Ａ上に支持されて移動するリニア（滑走体、転動体）をそれぞれ示している。
本発明の実施の形態は以上の通りであるが、次のような設計変更は可能である。
▲１▼：圧力容器については、これを横向（容器軸方向を水平方向）に設置すること。
▲２▼：圧力容器については、その蓋材を被処理物の装入・取出（搬入・搬出）側を圧力容器に対して嵌脱自在として他の蓋材は容器と一体、すなわち有底の圧力容器とすること。
▲３▼：プレスフレームモジュールと被処理物の搬送モジュールとの接続固定部分は、台車部分以外で行うこと。但し、台車部分で接合固定することによって両者の接続が容易・確実であるとともに該部分のメンテナンスも良くなるだけでなく、往復移動時の安定性も向上する。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、被処理物を連続的にアニール処理する  ことが可能でありながら、装置全体のコンパクトな据付けができ、これにより、クリーンルームでの粉塵抑制が達成できるとともに生産性も向上できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高温高圧処理装置の実施形態を示す全体構成上面図である。
【図２】図１におけるＡ矢視図である。（本発明に係る高温高圧処理装置の第１の側面図である。）
【図３】図１におけるＢ矢視図である。（本発明に係る高温高圧処理装置の第２の側面図である。）
【図４】本発明に係る高温高圧処理装置と従来技術の高温高圧処理装置との比較平面図である。
【図５】従来技術の高温高圧処理装置を示す全体構成上面図である。
【図６】図５におけるＡ矢視図である。（従来技術の高温高圧処理装置の第１の側面図である。）
【図７】図５におけるＢ矢視図である。（従来技術の高温高圧処理装置の第２の側面図である。）
【図８】図５におけるＣ矢視図である。（従来技術の高温高圧処理装置の第３の側面図である。）
【符号の説明】
１    プレスフレーム
２    上蓋
３    圧力容器
４    下蓋
６    容器架台
７    ベースフレーム
８    台車
８Ａ  接続固定部分
９    台車移動装置
１０  レール部材
１１  下蓋移動架台
１２  下蓋昇降架台
１３  下蓋昇降装置
１４  ウエハハンドリングユニット（ロボット）
１５  加熱装置
１６  被処理物
１７  下蓋移動装置
１８  加圧処理モジュール
２０  プレスフレームモジュール
２１  被処理物搬送モジュール
【図１】
0003884201.tif 000002
【図２】
0003884201.tif 000003
【図３】
0003884201.tif 000004
【図４】
0003884201.tif 000005
【図５】
0003884201.tif 000006
【図６】
0003884201.tif 000007
【図７】
0003884201.tif 000008
【図８】
0003884201.tif 000009