專利名稱：半導體處理設備中的出入口結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及向半導體處理設備內送入取出被處理晶片所用的出入口(port)結構。而且，這里所謂的半導體處理是指通過在半導體晶片和LCD基片等被處理基片上按預定圖形形成半導體層、絕緣層、導電層等，在該被處理晶片上制造半導體器件、以及與半導體器件相連接的布線、電極等結構物而進行的各種處理。
背景技術：
對多枚半導體晶片分批進行熱處理的立式熱處理裝置是半導體處理設備之一。該立式熱處理裝置包括具有出入口的隔板，該出入口用于對設備的外部區(qū)域和內部區(qū)域進行隔離，而且使半導體晶片通過。典型情況是外部區(qū)域是大氣側的出入區(qū)域，在該區(qū)域內利用自動傳送機械手或由操作員送入和取出裝有多枚半導體晶片的搬運容器。并且，內部區(qū)域是裝片區(qū)域，在該區(qū)域內把搬運容器內的半導體晶片轉移到作為晶片支撐器具的裝片板內以便裝入到熱處理爐內和從中取出。
在這種立式熱處理設備中，需要使裝片區(qū)域的環(huán)境潔凈度高于出入區(qū)域的環(huán)境潔凈度，而且防止半導體晶片產生自然氧化膜等。并且，還需要控制半導體晶片的塵埃污染。因此，最好用隔板對出入區(qū)域和裝片區(qū)域進行隔離，在裝片區(qū)域內采用潔凈氣體，例如氮(N2)氣作為潔凈氣體氛圍。并且，為了傳送晶片，最好使用由蓋子密封前面的口部(晶片取出口)的密封式搬運容器(亦稱關閉式搬運容器)。
圖10表示在過去的立式熱處理設備中把密封式搬運容器布置在上述隔板出入口上的狀態(tài)。出入區(qū)域S1和裝片區(qū)域S2用隔板4進行隔離。在隔板4上形成出入口11，出入口11由門12進行開關。在出入區(qū)域S1處，設置用于放置搬運容器2的放置臺13。在門12上設置一種裝卸裝置14，用于裝卸搬運容器2的蓋子21。
當把搬運容器2放置到放置臺13時，放置臺13前進，直到搬運容器2前面的緣部與出入口11的周圍(即限定出入口11的隔板4的緣部)相搭接為止。然后，在關閉門12的狀態(tài)下，利用裝卸裝置14裝卸搬運容器2的蓋子21。然后利用置換裝置(無圖示)，用氮氣來置換搬運容器2內的氣體。之后，使門12和蓋子21從出入口11中退出。這樣，能把搬運容器2內的晶片W傳送到裝片區(qū)域S2側。若采用這種使用方法，則能抑制裝片區(qū)域S2內的氧氣濃度上升，因此效果良好。這種技術公布在特開平11-274267號中。
另一方面，因為晶片直徑增大，所以搬運容器內的容積也增大。因此，在用氮氣來置換搬運容器2內的氣體時，為了防止生產能力下降，最好增加氮氣的供給流量。但是，若向搬運容器2內大量供應氮氣，則搬運容器內的內壓上升，而且由于該沖擊而使搬運容器2擺動。在這種情況下，搬運容器2的底面上的與放置臺相接觸的部位從放置臺上浮(誤差)，使搬運容器2和隔板4的密封性變壞。其結果，搬運容器2內的環(huán)境不能充分被置換，而流入到裝片區(qū)域S2內，影響裝片區(qū)域S2內的環(huán)境。例如氧、水分、有機物成分等可能流入到裝片區(qū)域S2內。并且，由于搬運容器2內的晶片W的偏移，以后也有可能造成傳遞差錯。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是在向半導體處理設備送入和取出被處理晶片所用的出入口結構中，確保搬運容器保持穩(wěn)定的放置狀態(tài)。
按照本實用新型的觀點，可提供一種向半導體處理設備內送入和取出被處理晶片用的出入口結構，其中具有隔板，設置在上述設備的外部區(qū)域和內部區(qū)域之間，具有使上述被處理晶片通過的出入口；門，布置在上述隔板的出入口；放置部，設置在上述外部區(qū)域內靠近上述出入口，該放置部的放置使上述搬運容器的開口部與上述出入口相對置；按壓部件，設置在上述放置部的上方，把上述搬運容器按壓到上述放置部；以及驅動部，與上述按壓部件驅動連接。
上述出入口結構，還可以具有向上述搬運容器供應和排出潔凈氣體的供氣部和排氣部。
上述出入口結構，還可以具有控制上述供氣部和上述排氣部的控制部。


圖1是表示涉及本實用新型實施方式的立式熱處理設備的概觀斜視圖。
圖2是表示圖1所示的立式熱處理設備的內部概況的縱剖面圖。
圖3是表示圖1所示的立式熱處理設備的內部概況的橫剖面圖。
圖4是表示密封式搬運容器的一例的斜視圖。
圖5是表示圖1所示的立式熱處理設備的隔板出入口及其周圍的縱剖面圖。
圖6是表示圖1所示的立式熱處理設備中搬運容器底部與設置在放置臺上的接合部件的接合情況的剖面圖。
圖7是表示圖1所示的立式熱處理設備的按壓機構的斜視圖。
圖8A、B是表示圖1所示的立式熱處理設備中在隔板出入口上布置搬運容器的狀態(tài)的縱剖面圖和橫剖面圖。
圖9A、B是表示按壓機構的另一例的說明圖。
圖10是表示過去的立式熱處理設備中在隔板出入口上布置搬運容器的狀態(tài)的縱剖面圖。
具體實施方式
以下參照附圖，詳細說明本實用新型的實施方式。而且，在以上的說明中，對于具有大體上是同一功能和結構的結構要件，標注同一符號，僅在需要時才重新說明。
圖1是表示涉及本實用新型實施方式的立式熱處理設備的概觀斜視圖。圖2和圖3是分別表示圖1所示的立式熱處理設備內部概況的縱剖面圖和橫剖面圖。
如圖1～圖3所示，該立式熱處理設備的外部由框體3形成。在框體3內形成出入區(qū)域(外部區(qū)域)S1和裝片區(qū)域(內部區(qū)域)S2。出入區(qū)域S1用于由自動傳送機械手或操作員把裝有多枚晶片(被處理晶片)的搬運容器2送入和取出。裝片區(qū)域S2用于把搬運容器2內的晶片傳送到裝片板92內，并送入熱處理爐91內或取出。
出入區(qū)域S1和裝片區(qū)域S2由隔板4進行隔離。在隔板4上形成出入口41，出入口41由門43進行開關。出入區(qū)域S1設定為大氣環(huán)境(凈化室內的環(huán)境)。裝片區(qū)域S2被設定為惰性氣體環(huán)境，例如氮氣(N2)或潔凈干燥氣體(灰塵和有機成分少，露點-60℃以下的空氣)。
圖4是表示密封型搬運容器的一例的斜視圖。搬運容器2是密封式容器，例如由樹脂制成，而且前面的開口部(晶片取出口)20是由蓋子21進行開關。在搬運容器2內收納例如直徑300mm的晶片W，并且把多片例如25片排列成擱板狀。在搬運容器2的上面，四方形的法蘭部22通過其上面和間隙進行固定。在法蘭部22的中央部形成圓形的凹部23。
在搬運容器2的蓋子21上設置止動機構(無圖示)，以便將其保持在搬運容器2的開口部20上。蓋子21，通過由下述裝卸裝置來解除該止動機構而能從開口部20上拆下來。在蓋子21上形成鍵孔21a，把裝卸裝置側的鍵插入到鍵孔21a內約旋轉90°即可打開止動機構。
出入區(qū)域S1從設備的正面來看由位于前側的第1區(qū)域5和位于里側的第2區(qū)域6構成。為了在第1區(qū)域5內分別放置搬運容器2，設置了左右布置的第1放置臺51、52。為了在第1放置臺51、52的放置面上對搬運容器2進行定位，例如在3個部位上設置與搬運容器2底部上的凹部相嵌合的銷(定位部件)53(參見圖1)。
第1區(qū)域5的上方，即第1放置臺51、52的上方的空間由U字形的板54進行包圍。由板54所包圍的空間，用于使沿著凈化室內的天花板(無圖示)進行移動的自動傳送機械手夾持向第1放置臺51、52傳送的搬運容器2并進行通過。
在出入區(qū)域S1的第2區(qū)域6內布置第2放置臺(放置部)61、62。在第2放置臺61、62的放置面上，例如在3個部位上設置與搬運容器2底部上的凹部相嵌合的銷(定位部件)63(參見圖1)。搬運容器2在第2放置臺61(62)上由銷63定位后的狀態(tài)下，搬運容器2的開口部20與隔板4的出入口41相對置并對準。
圖5是表示圖1所示的立式熱處理設備中的隔板4的出入口41及其周圍的縱剖面圖。圖6是表示在圖1所示的立式熱處理設備內搬運容器2的底部和放置臺61(62)上的接合部件進行接合的情況的剖面圖。
如圖5所示，放置臺61、62能夠利用下述的容器傳送裝置，在放置搬運容器2的位置、以及搬運容器2與隔板4的出入口41周圍相搭接的位置之間，借助于驅動部63a例如汽缸進行前后移動。如圖6所示，在放置臺61、62上設置鍵型接合部件60，以便與搬運容器2底部的接合凹部24相接合。接合部件60的結構能利用驅動部60a沿水平軸方向進行轉動，在與接合凹部24相接合的位置以及解除該接合的位置之間進行轉動。
另一方面，在第2區(qū)域6的上側，設置用于保管搬運容器2的保管部64。保管部64例如由2層2列的隔板架構成。在第2區(qū)域6內設置容器傳送裝置65，用于在第1放置臺51、52和第2放置臺61、62以及保管部64之間傳送搬運容器2。容器傳送裝置65具有水平延伸而且升降自如的導向部66，以及一邊由導向部66進行導向一邊進行移動的移動部67。在移動部67上安裝多關節(jié)臂68，用于保持搬運容器2上面的法蘭部22，在水平方向上傳送搬運容器2。圖8A、B是表示在圖1所示的立式熱處理設備中隔板4的出入口41上布置搬運容器2的狀態(tài)的縱斷側面圖和橫斷平面圖。
前進后的第2放置臺61(62)上的搬運容器2，以開口部20對準出入口41的方式與隔板4相搭接。所以，在此狀態(tài)下若取下搬運容器2的蓋子21，則搬運容器2內和裝片區(qū)域S2通過隔板4的出入口41連通。在出入區(qū)域S1側的出入口41的緣部，為了與搬運容器2相搭接(即與搬運容器2的開口部20的緣部進行搭接)而設置密封部件42。密封部件42的功能是作為對出入口41的開口進行限定的隔板4的一部分。
在隔板4的裝片區(qū)域S2側，設置用于開關出入口41的門43。門43在裝片區(qū)域S2側形成凹陷狀，所以，在搬運容器2被布置在出入口41上的狀態(tài)下，在門43和搬運容器2的開口部20之間形成緩沖空間BS。在緩沖空間BS中，在門43上設置一種對搬運容器2的蓋子21相對搬運容器2進行裝卸的裝卸裝置44。門43由門驅動部(無圖示)進行驅動，當打開時，一邊支持從搬運容器2上取下的蓋子21，一邊沿隔板4向上方或下方退讓，直到不妨礙晶片W傳送的位置為止。
在緩沖空間BS內，連接用于向搬運容器2內供應和排出潔凈氣體的供氣部GS和排氣部ES。具體來說，如圖5和圖8A、B所示，在隔板4的出入口41的側緣部側，安裝與供氣部GS相連接的2個多孔性過濾器45，從過濾器45向緩沖空間BS內供應惰性氣體例如氮氣作為潔凈氣體。并且在出入口41的下端部形成從正面看為橫長的排氣口46，以便能進行偏移較小的排氣，排氣口46與排氣部ES相連接。如下所述，供氣部GS和排氣部ES在控制部的控制下，對門43進行關閉，而且，在取下搬運容器2的蓋子21的狀態(tài)下工作，對于緩沖空間BS和搬運容器2內的氣體用潔凈氣體進行置換。
在隔板4的出入區(qū)域S1側，左右并排地設置2個按壓機構7，分別用于按壓設置在第2放置臺61、62上的搬運容器2的上面。圖7是表示圖1所示的立式熱處理設備的按壓機構7的斜視圖。
按壓機構7具有沿隔板4水平延伸的被軸支撐的旋轉軸71、以及基端側被固定在旋轉軸71上的按壓部件72。按壓部件72由倒Y字形平板73構成，其兩腳部73a、73b被固定在旋轉軸71上。在平板73的頭部74上在水平狀態(tài)時向下側的面上形成圓形的凸起部75。凸起部75被布置成當按壓部件72向前傾至基本水平狀態(tài)時，與設置在搬運容器2上面的法蘭部22的圓形凹部23相接合。
按壓機構7具有汽缸81a、81b作為驅動源。汽缸81a、81b安裝在隔板4上，在按壓部件72的上方而且是在其兩側，使這些活塞桿80a、80b垂直進行進退。在活塞桿80a、80b的下端側，分別安裝軸支撐部件82a、82b。在軸支撐部件82a、82b上分別對動作臂83a、83b的一端進行軸支撐。動作臂83a、83b的另一端安裝在按壓部件72的兩側緣上并能轉動自如。
所以，當由汽缸81a、81b拉入活塞桿80a、80b時，按壓部件72如虛線所示變成沿隔板4起立的狀態(tài)(上側位置)。并且，當活塞桿80a、80b向下方伸出時，按壓部件72如實線所示傾倒至基本水平的狀態(tài)(下側位置)。在該下側位置上，凸起部75插入搬運容器2的凹部23，把搬運容器2按壓到放置臺61(62)上。
門43、裝卸裝置44、第2放置臺61(62)、按壓部件72、供氣部GS、排氣部ES等按照存儲在控制部8(參見圖5)內的程序進行操作。其概況是控制部8檢測在第2放置臺61(62)上放置的搬運容器2，使第2放置臺61(62)前進到搬運容器2與隔板4的出入口41周圍相搭接的位置為止。然后，驅動按壓機構7的汽缸81a(81b)，由按壓部件72向第2放置臺61(62)按壓搬運容器2。然后，使裝卸裝置44動作，把蓋子21從搬運容器2上取下。接著，在關閉門43的狀態(tài)下使供氣部GS和排氣部ES動作，用潔凈氣體來置換緩沖空間BS和搬運容器2內的氣體。然后，使門43和蓋子21從出入口41退離開。這樣就能把搬運容器2內的晶片W傳送到裝片區(qū)域S2側。
以下，返回到圖2和圖3，對有關裝片區(qū)域S2內進行說明。在裝片區(qū)域S2內。在裝片區(qū)域S2內設置一種立式熱處理爐91，其下端具有由蓋子94進行開關的爐口。在立式熱處理91的下方在蓋子94上設置裝片板92，該裝片板92是用于對多枚晶片W成橫隔板狀進行支撐的支撐器具。并且，在蓋子94上，在裝片板92和蓋子94之間設置隔熱部93。蓋子94由升降機構95進行支撐，利用升降機構95把裝片板92裝入到熱處理爐91內或從中取出。
在裝片板92和隔板4的出入口41之間，設置晶片傳送裝置96。晶片傳送裝置96在裝片板92、第2放置臺61、62上的搬運容器2之間傳送晶片W。晶片傳送裝置96具有移動體98，該移動體98沿左右延伸的導向機構97移動的同時能繞垂直軸進行轉動。在移動體98上設置多個例如5個進退自如的臂99。
以下，說明上述實施方式的操作。而且，下列操作按照存儲在控制部8(參見圖5)內的程序來進行。
首先，利用沿潔凈室天花板移動的自動傳送機械手(無圖示)，使搬運容器2通過板54內部空間下降，放置到第1放置臺51(52)上。然后，利用容器傳送裝置65把搬運容器2傳送到第2放置臺61(62)上。而且，有時也利用容器傳送裝置65把搬運容器2暫且保管在保管部64內，然后傳送到第2放置臺61(62)上。當搬運容器2放置到第2放置臺61(62)上時，首先，圖6所示的接合部件60進行轉動，與搬運容器2的底部的接合凹部24相接合，然后，第2放置臺61(62)向隔板4側移動，搬運容器2的開口部20的緣部與隔板4的出入口41周圍的密封部件42相搭接進行密封。
然后，利用按壓機構7的汽缸81a、81b使活塞桿80a、80b向下方伸出，動作臂83a、83b一邊受按壓部件72的限制，一邊被按壓到下側。這樣，按壓部件72繞旋轉軸71進行轉動，變成橫向倒下的狀態(tài)。其結果，如圖8A所示，按壓部件72的凸起部75插入到搬運容器2的法蘭部22的凹部23內，把搬運容器2按入到第2放置臺61(62)上。然后，裝卸裝置44的鍵(無圖示)插入到搬運容器2的蓋子21的鍵孔21a(參見圖4)內，約旋轉90°使蓋子21從搬運容器2上取下(圖8A、B的狀態(tài))。
然后，潔凈氣體例如氮氣從多孔性過濾器45，以流量50～200升/分鐘水平地噴入到搬運容器2內。該氮氣沿晶片W之間和搬運容器2的內壁流動，返回到開口部20側，從下方的排氣口46排出。這樣，在搬運容器2內和搬運容器2與門43之間的緩沖空間BS內充滿氮氣。這時由于搬運容器2內大量流入氮氣，所以搬運容器2內的內壓上升，而且氣體流入時對搬運容器2施加沖擊。但是，搬運容器2被按壓部件72按壓住，所以，位置不會產生偏移。因此不會妨礙搬運容器2的開口部20和密封部件42的密封性。
然后，門43、裝卸裝置44和蓋子21例如上升，從出入口41上退離，搬運容器2內和裝片區(qū)域S2變成連通狀態(tài)。然后利用晶片傳送裝置96把搬運容器2內的晶片W依次取出，傳送到裝片板92內。當搬運容器2內沒有晶片W時，按照與上述相反的動作對搬運容器2的蓋子21進行關閉。
按壓機構7解除按壓的時間，即在本實施方式中，按壓部件72返回到起立狀態(tài)的時間，例如是在搬運容器2的開口部20由蓋子21關閉之后。然后，第2放置臺61(62)后退，搬運容器2離開隔板4。然后，搬運容器2被容器傳送裝置65傳送到保管部64內暫時保管。
另一方面，當預定數量的晶片W裝入到裝片板92內后，把裝片板92裝入到熱處理爐91內。然后，在熱處理爐91內對裝片板92上的晶片W進行熱處理，例如CVD、退火處理、氧化處理等。當熱處理結束后，按照與上述相反的動作使晶片W返回到搬運容器2內。
若按照上述實施方式，則利用按壓部件72來按壓已裝在第2放置臺61(62)上與隔板4相搭接的搬運容器2。因此，在把潔凈氣體充入到搬運容器2內進行氣體置換的情況下，即使?jié)崈魵怏w流量增大，因氣體噴入對搬運容器2的沖擊增大，也不會使搬運容器2晃動，而使其保持穩(wěn)定狀態(tài)。并且，即使在對搬運容器2的蓋子21進行開關時的沖擊增大，也能依靠從上部按壓搬運容器2使其保持穩(wěn)定狀態(tài)。
所以，搬運容器2和隔板4的密封狀態(tài)不會被破壞，因此，能防止空氣從大氣側的出入區(qū)域S1流入到裝片區(qū)域S2側。并且，也不會出現晶片W的位置偏移和突出，所以，也不會妨礙以后由晶片傳送裝置96對晶片W進行取出的操作。再者，能增加向搬運容器2內供應的潔凈氣體的流量，所以，能縮短用潔凈氣體進行置換所需的時間，能提高處理效率。
按壓機構7的按壓部件72在沿隔板起立的狀態(tài)(上側位置)和倒下的狀態(tài)(下側狀態(tài))之間進行轉動。因此，當解除搬運容器2的按壓時，按壓部件72不會妨礙搬運容器2的傳送。并且，能使按壓機構7的整體結構簡化。
在上述實施方式中，舉例說明從上面按壓搬運容器2的按壓機構示例。另外，按壓機構也可以制成從側面按壓搬運容器2的按壓機構。圖9A、B是表示按壓機構的另一例的說明圖。
圖9A所示的按壓機構具有按壓部件92，該按壓部件92從背面?zhèn)劝逊胖迷诘?放置臺61(62)上的搬運容器2按壓到隔板4上加以固定。按壓部件92例如能前后移動，而且能從第2放置臺61(62)的放置面下降到下側。
圖9B所示的按壓機構具有一對按壓部件95、96，該按壓部件95、96從兩側夾持和固定放置在第2放置臺61(62)上的搬運容器2。這此情況下，利用按壓機構把搬運容器2固定到第2放置臺61(62)上的時間也可以在搬運容器2與隔板相搭接之前。
而且，本實用新型并非僅限于上述實施方式，而是能在不脫離本實用新型要點的范圍內進行各種設計更改等。例如，裝片區(qū)域S2的環(huán)境氣體不僅限于惰性氣體，也可以是潔凈的干燥空氣。在此情況下，也可以在搬運容器2與隔板3相搭接之后，向搬運容器2內供潔凈的干燥空氣，對搬運容器2內的環(huán)境氣體進行置換。并且，本實用新型，也可以適用于把傳送搬運容器2的出入區(qū)域分別設置在各不相同部位上的設備。再者，本實用新型不僅限于立式熱處理設備，例如，也可適用于單片處理方式的熱處理設備、進行感光膠涂敷和顯影的設備、離子注入設備等其他形式的半導體處理設備。
權利要求1.一種半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于，具有隔板，設置在上述設備的外部區(qū)域和內部區(qū)域之間，具有使上述被處理晶片通過的出入口；門，布置在上述隔板的出入口；放置部，設置在上述外部區(qū)域內靠近上述出入口，該放置部的放置使上述搬運容器的開口部與上述出入口相對置；按壓部件，設置在上述放置部的上方，把上述搬運容器按壓到上述放置部；以及驅動部，與上述按壓部件驅動連接。
2.如權利要求1所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于在上述驅動部中，在水平軸上安裝可以在其周圍轉動自如的按壓部件。
3.如權利要求1所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于按壓部件在不妨礙上述搬運容器移動的上側位置沿上述隔板立起。
4.如權利要求1所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于上述搬運容器具有在其上部形成的凹部，上述按壓部件具有與上述凹部接合的凸部。
5.如權利要求1所述的半導體處理設備中的出入口結構，晶片用的出入口結構，其特征在于在上述放置臺上設置定位部件，該定位部件與上述搬運容器接合。
6.如權利要求1所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于上述搬運容器具有在其底部形成的接合凹部，在上述放置部上設置有選擇地與上述接合凹部接合的接合部件。
7.如權利要求1所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于還具有向上述搬運容器供應和排出潔凈氣體的供氣部和排氣部。
8.如權利要求7所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于上述隔板和上述門被布置成，在上述搬運容器的上述開口部被布置在上述出入口上時，在上述門和上述開口部之間形成緩沖空間，在上述緩沖空間連接上述供氣部和上述排氣部。
9.如權利要求7所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于還具有控制上述供氣部和上述排氣部的控制部。
10.如權利要求9所述的半導體處理設備中的出入口結構，其特征在于上述搬運容器還具有對開口部進行開關的蓋子，上述門具有使上述蓋子相對上述搬運容器進行裝卸的裝卸裝置。
專利摘要本實用新型提供一種向半導體處理設備中的出入口結構，確保搬運容器保持穩(wěn)定的放置狀態(tài)，具有隔板，設置在上述設備的外部區(qū)域和內部區(qū)域之間，具有使上述被處理晶片通過的出入口；門，布置在上述隔板的出入口；放置部，設置在上述外部區(qū)域內靠近上述出入口，該放置部的放置使上述搬運容器的開口部與上述出入口相對置；按壓部件，設置在上述放置部的上方，把上述搬運容器按壓到上述放置部；以及驅動部，與上述按壓部件驅動連接。
文檔編號H01L21/68GK2795158SQ03243278
公開日2006年7月12日 申請日期2003年4月14日 優(yōu)先權日2002年4月12日
發(fā)明者竹內靖 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社