ローディングユニット及び処理システム
【課題】昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制することが可能なローディングユニットを提供する。
【解決手段】基板Ｗに対して熱処理を施すために基板を複数枚保持した基板保持具５８を、筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、基板保持具とキャップ６２とを保持して昇降させる昇降エレベータ機構と、処理容器の下端の開口部４４に位置するキャップを上方向へ押圧するために設けられた、圧電素子を用いた圧電アクチュエータ８８を有する押圧機構８６とを備える。これにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制する。
【解決手段】基板Ｗに対して熱処理を施すために基板を複数枚保持した基板保持具５８を、筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、基板保持具とキャップ６２とを保持して昇降させる昇降エレベータ機構と、処理容器の下端の開口部４４に位置するキャップを上方向へ押圧するために設けられた、圧電素子を用いた圧電アクチュエータ８８を有する押圧機構８６とを備える。これにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に対して熱処理を行う処理システム及びこれに用いるローディングユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路を製造するためには、半導体ウエハ等の基板に対して成膜処理、酸化拡散処理、エッチング処理、アニール処理、シリコン酸化膜形成処理、シンタリング処理等の各種の熱処理が施される。この基板を一度に複数枚処理するために例えば特許文献１〜５等に示されているように縦型のバッチ式の熱処理装置が用いられている。
【０００３】
この熱処理装置では、縦型の石英製の処理容器内へ、その下方に位置された不活性ガス雰囲気のローディング室より複数枚、例えば１００〜１５０枚程度の半導体ウエハよりなる基板を載置したウエハボートを昇降エレベータ機構で上昇させてロード（挿入）し、そして、処理容器の下端の開口部を、Ｏリング付きのキャップで密閉し、密閉された処理容器内で成膜処理等の熱処理を行なう。そして、熱処理を行った後に上記ウエハボートをアンロード（降下）し、処理済みの基板と未処理のウエハとを入れ換えるように移載する。そして、前述したと同様な熱処理が繰り返されることになる。
【０００４】
上記ウエハボートを昇降させるためには上記ローディング室内に設けられたボートエレベータが用いられており、また基板の移載は上記ローディング室内に設けられた移載機構により行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−１３０９２５号公報
【特許文献２】特開平０６−２２４１４３号公報
【特許文献３】特開２００１−０９３８５１号公報
【特許文献４】特開２００７−０２７７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記熱処理を行っている間は、上述のように処理容器の下端の開口部は、キャップにより密閉されており、そしてシール性を高めるために熱処理中は昇降エレベータ機構により所定の力で継続的に押し付けている。
【０００７】
この場合、昇降エレベータ機構には、基板を含むウエハボートの荷重とキャップに加わる内部圧力の双方の負荷が加わり、特に、シンタリング処理等の大気圧以上の高いプロセス圧力での処理を行う場合には、上記負荷は非常に大きくなり、その分、昇降エレベータ機構の構造を強化すると共に、駆動モータの能力を大きくする必要があり、装置コストの増大を招く、といった問題があった。
【０００８】
特に、最近にあっては、半導体集積回路の生産効率を更に向上させるために、基板の直径も更に大口径化することが期待されており、例えば基板の直径を３００ｍｍから４５０ｍｍへと拡大することが求められている。このように基板の直径が大きくなると、１５０枚の基板を保持したウエハボート等を含む荷重が４００ｋｇ程度に達する上に、処理容器の開口部を閉じるキャップの面積も大きくなるので、大気圧以上の高いプロセス圧力の熱処理を行う場合には、キャップ面積の増大分だけ更に下方向への負荷が増大し、昇降エレベータ機構の強度向上による高コスト化を招く、といった問題があった。
【０００９】
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。本発明は、基板保持具を昇降させる昇降エレベータ機構の他にキャップを押圧するために圧電アクチュエータを有する押圧機構を設けることにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制することが可能なローディングユニット及び処理システムである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、基板に対して熱処理を施すために前記基板を複数枚保持した基板保持具を、下端が開口されてキャップにより閉じられる筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、前記基板保持具と前記キャップとを保持して昇降させる昇降エレベータ機構と、前記処理容器の下端の開口部に位置する前記キャップを上方向へ押圧するために設けられた、圧電素子を用いた圧電アクチュエータを有する押圧機構と、を備えたことを特徴とするローディングユニットである。
【００１１】
このように、基板保持具を昇降させる昇降エレベータ機構の他にキャップを押圧するために圧電アクチュエータを有する押圧機構を設けることにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制することが可能となる。
【００１２】
請求項１２に係る発明は、基板に対して熱処理を施す処理ユニットと、前記処理ユニットの下方に設けられた請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のローディングユニットと、前記ローディングユニットに並設されて、複数枚の前記基板を収容した基板容器を待機させるストッカユニットと、を備えたことを特徴とする処理システムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るローディングユニット及び処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
基板に対して熱処理を施すために基板を複数枚保持した基板保持具を、筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、基板保持具を昇降させる昇降エレベータ機構の他にキャップを押圧するために圧電アクチュエータを有する押圧機構を設けることにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るローディングユニットをする処理システム全体を示す断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】上昇されたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図である。
【図４】押圧機構の第１実施例の動作を説明するための説明図である。
【図５】押圧機構の先端部の一例を示す拡大平面図である。
【図６】押圧機構の第２実施例の動作を説明するための説明図である。
【図７】押圧機構の第３実施例の動作を説明するための説明図である。
【図８】上昇させたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図である。
【図９】押圧機構の第４実施例の動作を説明するための説明図である。
【図１０】押圧機構の第５実施例の動作を説明するための説明図である。
【図１１】押圧機構の第６実施例の動作を説明するための説明図である。
【図１２】圧電アクチュエータの他の例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るローディングユニット及び処理システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係るローディングユニットをする処理システム全体を示す断面図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は上昇されたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図、図４は押圧機構の第１実施例の動作を説明するための説明図、図５は押圧機構の先端部の一例を示す拡大平面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、この処理システム２全体は、清浄空気のダウンフローが形成されているクリーンルーム内の床面に設置されている。そして、処理システム２の全体は、例えばステンレススチール等よりなる大きな筐体４によりその外殻が形成されている。
【００１７】
この筐体４内には高さ方向に例えばステンレススチールよりなる中央区画壁６が設けられており、内部を左右に２分割してフロント側（図１中の右側）がストッカユニット８として形成されている。また、上記中央区画壁６と筐体４のリア側の裏面区画壁１０との間には、水平方向に例えばステンレススチールよりなる区画壁としてのベースプレート１２が設けられており、内部を上下に２分割して上側に処理ユニット１４を形成し、下側にローディングユニット１６を形成している。従って、上記ローディングユニット１６と先のストッカユニット８とは互いに並設された状態となっている。
【００１８】
そして、この筐体４の底部を区画する底板区画壁１８により、この処理システム２の全体の荷重が支えられている。上記ストッカユニット８の前面区画壁２０の下部には、半導体ウエハ等よりなる複数枚の基板Ｗが収容された基板容器２２を載置する搬出入ポート２４が設けられている。この基板容器２２の前面には、開閉可能な蓋２２Ａが取り付けられている。そして、この搬出入ポート２４に対応する前面区画壁２０には、開閉ドア２６で開閉される搬出入口２８が設けられており、上記基板容器２２をストッカユニット８内へ搬出入できるようになっている。
【００１９】
上記基板容器２２としては、例えば２５枚程度の基板Ｗを収容し得るカセットやＦＯＵＰ（登録商標）と称される密閉容器を用いることができる。ここでは密閉容器が用いられており、その内部には基板Ｗの酸化を防止するためにＮ２ ガス等の不活性ガスが封入されている。
【００２０】
上記ストッカユニット８内には、上下方向に沿って複数段になされたストック棚３０が設けられており、このストック棚３０に未処理の基板Ｗや処理済みの基板Ｗを収容した基板容器２２を載置して待機させるようになっている。そして、このストッカユニット８内には容器移載機構３２が設けられている。具体的には、この容器移載機構３２は、上下方向へ起立させて設けた案内レール３４と、この案内レール３４に沿って上下動する容器搬送アーム３６とを有している。この案内レール３４には、例えば駆動モータ３４Ａにより駆動されるボールネジが含まれる。また容器搬送アーム３６は、水平方向へ向けて屈曲自在になされると共に、水平面内で回転可能になされており、上記搬出入ポート２４と上記ストック棚３０との間で基板容器２２を搬送し得るようになっている。
【００２１】
また、このストッカユニット８内には、上記中央区画壁６に取り付けた容器移載ポート３８が設けられると共に、この容器移載ポート３８上に上記基板容器２２を載置できるようになっている。この容器移載ポート３８と上記ストック棚３０又は搬出入ポート２４との間の基板容器２２の搬送は上記容器搬送機構３２を用いて行われる。
【００２２】
また、この容器移載ポート３８を取り付ける上記中央区画壁６には開閉ドア４０で開閉される基板搬出入口４２が設けられており、この基板搬出入口４２を介して上記容器移載ポート３８とローディングユニット１６内との間で基板Ｗを搬出入できるようになっている。また、上記ストッカユニット８内には、清浄空気のダウンフローが形成されている。
【００２３】
そして、上記処理ユニット１４内には、下端部が開口された開口部４４を有する円筒体状の処理容器４６が設けられている。この処理容器４６は、例えば耐熱性及び耐腐食性の石英よりなる容器本体４８と、この容器本体４８の下端部に設けられる例えばステンレススチール製のマニホールド５０とを有する。そして、このマニホールド５０の下端が上記開口部４４となり、この開口部４４の周辺にはフランジ部４４Ａが形成されている。この処理容器４６の下部は、上記ベースプレート１２により支持されており、ここで処理容器４６の荷重を支えるようになっている。
【００２４】
そして、この処理容器４６の外周側には、筒体状の加熱ヒータ部５４が同心円状に設けられており、この処理容器４６内へ収容される基板を加熱するようになっている。またこの処理容器４６のマニホールド５０の側壁には、熱処理に必要な各種のガスを供給するガス供給系（図示せず）や処理容器４６内の雰囲気を圧力制御しつつ排気する排気系（図示せず）がそれぞれ接続されている。そして、この処理容器４６内には、基板Ｗを多段に保持した基板保持具５６が収容できるようになっている。
【００２５】
この基板保持具５６は、上記基板Ｗを所定のピッチで多段に支持する石英製のウエハボート５８と、このウエハボート５８の下部に設けられてこれを支持しつつ基板Ｗの温度を維持する石英製の保温筒６０とを有している。この保温筒６０は、上記処理容器４６の開口部４４を閉じる例えばステンレススチールよりなるキャップ６２側に回転可能に、或いは固定的に支持される。そして、このキャップ６２の周辺部と上記マニホールド５０の下端部との間には、例えばＯリング等よりなるシール部材６４が介在され、処理容器４６内を気密に密封できるようになっている。上記基板保持具５６の昇降は、ローディングユニット１６に設けた昇降エレベータ機構６６（図２参照）により行うようになっている。ここで、基板Ｗの直径が４５０ｍｍの場合には、キャップ６２の直径は６００〜６５０ｍｍ程度の大きさである。
【００２６】
そして、上記ローディングユニット１６の外殻は、ローディング用筐体６８により構成され、この内側が気密に密閉されたローディング室７０となっている。従って、このローディング室７０は、図１中においてローディング用筐体６８を形成する上記ベースプレート１２、裏面区画壁１０の下側部分、中央区画壁６の下側部分、底板区画壁１８の左側部分及び筐体４の側面区画壁１９の下側部分（図２参照）により区画されている。
【００２７】
このように、上記ローディング用筐体６８は、上記処理ユニット１４の下部に連設された状態となっている。また、上記ベースプレート１２は、処理ユニット１４を区画する区画壁と共用され、また、中央区画壁６はストッカユニット８を区画する区画壁と共用されることになる。
【００２８】
そして、上記処理容器４６の直下の部分とストッカユニット８の容器移載ポート３８との間には、基板保持具５６のウエハボート５８に対して基板Ｗの移載を行う基板移載機構７２が設けられている。具体的には、この基板移載機構７２は、中央区画壁６より延びる固定アーム部７４により上下端が支持されて上下方向へ起立させて設けた案内レール７６と、この案内レール７６に沿って上下動する移載アーム７８とを有している。この案内レール７６には、例えば駆動モータ７６Ａにより駆動されるボールネジが含まれる。また上記移載アーム７８は、複数本設けられており、水平面内で旋回及び屈伸可能になされて、上記ウエハボート５８と上記容器移載ポート３８上に設置された基板容器２２との間で一度に複数板の基板Ｗを移載できるようになっている。
【００２９】
また、上記基板保持具５６を昇降させる上記昇降エレベータ機構６６は、図２にも示すように上下方向へ起立させて設けた案内レール８０と、この案内レール８０に沿って上下動する保持アーム８２とを有している。この案内レール８０には、例えば駆動モータ８０Ａにより駆動されるボールネジが含まれる。ここでは、この案内レール８０の上端をベースプレート１２に固定し、下端を底部区画壁１８に固定している。
【００３０】
そして、上記保持アーム８２は、水平方向に延びて、この保持アーム８２で上記基板保持具５８の下部を支えて保持するようになっている。また処理容器４６の下端部の外周側には、処理容器４６内の排気熱がローディング室７０内へ流れ込むことを防止するために箱状に形成されたスカベンジャ（図示せず）が設けられている。
【００３１】
そして、上記処理容器４６の下端の開口部４４に位置された上記キャップ６２を上方向へ押圧するために本発明の特徴とする押圧機構８６が設けられている。図３に示すように、この押圧機構８６は、処理容器４６、すなわちキャップ６２の周方向に沿って複数個、図３中では４個設けられている。尚、この個数は３個以上であればよく、その数は特には限定されない。
【００３２】
ここで上記押圧機構８６は、圧電素子を用いた圧電アクチュエータ８８を有している。具体的には、この押圧機構８６は、固定アーム部９０と、スライド板９２と、上記圧電アクチュエータ８８とを有している。上記固定アーム部９０は、垂直部９４と水平部９６とよりなり、全体がＬ字状に成形されている。この垂直部９４の上端を上記ベースプレート１２の下面に接続して固定しており、水平部９６の先端を処理容器４８の中心に向けている。この水平部９６の先端は、上記キャップ６２の上下方向への移動軌跡よりも僅かな距離だけ外側へ位置されており、昇降するキャップ６２と干渉（衝突）しないようにしている。
【００３３】
この固定アーム部９０は、例えばステンレススチール等の金属により形成されている。そして、この固定アーム部９０の水平部９６上に、上記スライド板９２が、処理容器４８の中心方向に向けてスライド移動可能に設けられている。具体的には、この水平部９６の上面には、図５に示すように断面形状において上部が長くて下部が短くなされた逆三角形状に似た案内レール９６Ａが設けられており、スライド板９２の下面には上記案内レール９６Ａと嵌め合わされて係合する係合溝９２Ａが設けられている。この結果、このスライド板９２は、この水平部９６に、水平方向への移動は許容されるが垂直方向への移動は規制されて係合されている。
【００３４】
この場合、１つの押圧機構８６で数１００ｋｇの荷重に耐えられるようになっている。そして、このスライド板９２は、この固定アーム部９０に設けた駆動部９８によって水平方向へ移動可能になされている。上記スライド板９２の先端の上面には、上記圧電アクチュエータ８８が設けられており、これに通電することにより例えば数ｍｍ程度だけ上下方向へ伸長するようになっている。そして、スライド板９２を処理容器４８の中心方向へ移動させた時に、上記圧電アクチュエータ８８がキャップ６２の直ぐ下方に位置するようになっている。
【００３５】
この圧電アクチュエータ８８としては、圧電素子を複数枚、例えば２０枚程度積層してなる、いわゆるスタック型の圧電素子体１００を用いることができ、移動ストロークは小さいが、大きな力を発揮できるようになっている。そして、以上のように形成された処理システム２の全体の動作は、図示しないコンピュータ等よりなるシステム制御部により制御される。
【００３６】
次に、以上のように構成された本発明の処理システムの動作について説明する。まず、全体の流れについて説明すると、ローディング室７０内は、不活性ガスである窒素ガス雰囲気に満たされており、酸素濃度は一定の値以下に設定されている。
【００３７】
そして、前工程にて処理が完了された複数枚の基板Ｗは、不活性ガスである窒素ガス雰囲気で満たされた基板容器２２内に収容された状態で、処理システム２のフロント側の搬出入ポート２４上に設置される。この搬出入ポート２４に設置された基板容器２２は、この搬出入ポート２４の開閉ドア２６を開いた後に、容器移載機構３２の容器搬送アーム３６により保持されて、ストッカユニット８内に取り込まれる。
【００３８】
この取り込まれた基板容器２２は、一時的にストック棚３０上に載置されて待機される。そして、処理の順番がきた時に、この基板容器２２は上記容器移載機構３２を再度用いて、中央区画壁６に設けた容器移載ポート３８上に載置されることになる。この容器移載ポート３８上に基板容器２２を載置したならば、反対側の基板搬出入口４２側の開閉ドア４０を開く。
【００３９】
この際、基板搬出入口４２に設けた蓋開閉機構（図示せず）により基板容器２２の蓋２２Ａを同時に取り外して基板容器２２内を開放する。この場合、上記容器移載ポート３８上に載置した基板容器２２を図示しないアクチュエータで基板搬出入口４２の周縁部に気密状態になるように押し付け、このように押し付けた状態で上記基板容器２２の蓋２２Ａを、ローディング室７０内の開閉ドア４０と共に開放させる。
【００４０】
そして、ローディング室７０内の基板移載機構７２の移載アーム７８を用いて、上記基板容器２２内の全ての基板Ｗを、アンロードされている基板保持具５６のウエハボート５８上に移載する。そして、上記操作を繰り返すことにより、複数の基板容器２２内の基板Ｗが全てウエハボート５８に移載され、例えば満載状態にされる。この際、移載アーム７８は、移載のためにウエハボート５８の高さ方向に沿って上下移動される。
【００４１】
上述のように、基板Ｗがウエハボート５８に満載されたならば、上記昇降エレベータ機構６６の駆動モータ８０Ａを作動して保持アーム８２を上昇させ、このウエハボート５８を処理ユニット１４の処理容器４６内へその下方より挿入して図１中の仮想線で示すように基板Ｗを処理容器４６内へロードする。
【００４２】
ここで、ウエハボート５８をロードする際、この基板保持具５６を最上端まで完全に上昇させるのではなく、図４（Ａ）に示すように、キャップ６２の周辺部が、処理容器４８の下端の開口部４４のフランジ部４４Ａに非常に接近させて接するか、或いは接しない程度までキャップ６２を上昇させる。この場合、キャップ６２がフランジ部４４Ａに押圧力がそれ程高くない状態で接するまで駆動モータ８０Ａを作動させるようにしてもよい。
【００４３】
このように、図４（Ａ）に示すようにキャップ６２が処理容器４８の下端部に非常に接近した時に駆動モータ８０Ａを停止させてウエハボート５８の上昇を停止したならば、次に図４（Ｂ）に示すように、ベースプレート１２側に設けた４つの各押圧機構８６のスライド板９２を矢印１０１に示すように前方に向けて、すなわち、処理容器４８の中心側に向けて同時にスライド移動させる。これにより、スライド板９２の先端に設けた圧電アクチュエータ８８は、キャップ６２の周辺部の直ぐ下方に位置された状態となる。
【００４４】
この状態で、次に、図４（Ｃ）に示すように、スライド板９２に設けた圧電アクチュエータ８８に通電して、圧電素子体１００を矢印１０２に示すように数ｍｍ程度だけ上方向へ伸長させる。これにより、圧電アクチュエータ８８の上端はキャップ６２の周辺部の下面と当接して、これを上方向へ矢印１０４に示すように強い力で押し上げ、キャップ６２の周辺部と処理容器４８のフランジ部４４Ａとの間には、シール部材６４が介在されて密着し、シールされる。この結果、処理容器４８内は密閉される。
【００４５】
この場合、前述したように、直径が４５０ｍｍの基板を１５０枚程度収容したウエハボート５８等を含む基板保持具５６の全荷重は４００ｋｇ程度になるので、大気圧よりも高い圧力のプロセス圧力で熱処理するためには、矢印１０４に示す全ての押圧力は例えば８００ｋｇ程度になるように設定するのがよい。
【００４６】
この操作によりウエハボート５８を含む基板保持具５６は完全に上昇して処理容器４６内へロードされることになり、上記キャップ６２により処理容器４６の下端の開口部４４が密閉されることになる。この状態では、ウエハボート５８を含む基板保持具５６の荷重は４つの押圧機構８６で受けられており、昇降エレベータ機構６６へは負荷がほとんど加わっていない。すなわち、熱処理中において昇降エレベータ機構６６によりキャップ６２を強く押し続ける必要がない。従って、昇降エレベータ機構６６の構造を過剰に強くする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はない。
【００４７】
このように処理容器４６内を密閉したならば、処理容器４６の外周に設けた加熱ヒータ部５４により処理容器４６内へロードされた基板Ｗをプロセス温度まで昇温し、この処理容器４６内に所定の処理ガスを流すと共に所定のプロセス圧力、例えば大気圧よりも４０Ｔｏｒｒ程度高いプロセス圧力に維持し、成膜処理等の所定の熱処理を施すことになる。
【００４８】
このようにして、基板Ｗに対する所定の熱処理が終了したならば、前述した動作と逆の操作を行って処理済みの基板Ｗを搬出する。まず、押圧機構８６の圧電アクチュエータ８８の通電を遮断してこれを縮退させ、スライド板９２を外方向へ移動させてキャップ６２の下方より横方向へ退避させる。そして、昇降エレベータ機構６６を駆動して保持アーム８２を降下させることにより、ウエハボート５８を含む基板保持具５６を処理容器４６内から下方へ取り出すことにより基板Ｗをアンロードする。
【００４９】
このように、本発明によれば、基板Ｗに対して熱処理を施すために基板を複数枚保持した基板保持具５６を、筒体状の処理容器４６に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、基板保持５６具を昇降させる昇降エレベータ機構６６の他にキャップ６２を押圧するために圧電アクチュエータ８８を有する押圧機構８６を設けることにより、昇降エレベータ機構６６の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構６６の高コスト化を抑制することができる。
【００５０】
＜第２実施例＞
次に、本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第２実施例について説明する。先に説明した第１実施例においては、押圧機構８６のスライド板９２と圧電アクチュエータ８８を固定アーム部９０側に設けたが、これに限定されず、キャップ６２の下面側に設けるようにしてもよい。図６はこのような押圧機構の第２実施例の動作を説明するための説明図である。尚、図１乃至図５に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５１】
図６（Ａ）に示すように、ここでは押圧機構８６のスライド板９２と圧電アクチュエータ８８は、キャップ６２の下面側の周縁部に設けられており、駆動部９８によってキャップ６２の半径方向外方に向けて水平方向へスライド移動可能に設けられている。そして、このスライド板９２の先端部の下面側に上記圧電アクチュエータ８８が下方向に向けて取り付けられており、この圧電アクチュエータ８８が伸長することで上記固定アーム部９０の水平部９６に当接できるようになっている。
【００５２】
この第２実施例の場合には、図６（Ａ）に示すように、上昇してきたキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、或いは軽く接触した状態で停止させたならば、次に図６（Ｂ）に示すようにスライド板９２をキャップ６２の半径方向外方へ向けて矢印１０６に示すようにスライド移動させる。次に、図６（Ｃ）に示すように、圧電アクチュエータ８８に通電し、これを矢印１０８に示すように下方向へ伸長させる。これにより、圧電アクチュエータ８８は固定アーム部９０の水平部９６に当接して押し付け、この時に発生する反作用によりキャップ６２には矢印１０４に示すように上向きの押圧力が発生し、処理容器４８内は密閉されることになる。
【００５３】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００５４】
＜第３実施例＞
次に、本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第３実施例について説明する。先に説明した第１及び第２実施例にあっては、昇降するキャップ６２との衝突を避けるために水平移動可能なスライド板９２を設けたが、これに限定されず、キャップ側に押圧突起板を設けて上記スライド板９２と似た機能を持たせるようにしてもよい。図７はこのような押圧機構の第３実施例の動作を説明するための説明図、図８は上昇させたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図である。尚、図１乃至図６に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、ここでは押圧機構８６の固定アーム部９０には、スライド板９２を設けないで、水平部９６に圧電アクチュエータ８８を直接的に固定して設けている。そして、図８にも示すように、上記固定アーム９０の取り付け位置よりもキャップ６２の周方向へ所定の角度θだけ位置ずれした所のキャップ６２の周縁部に、その半径方向外方に向けて突出させて押圧突起板１１０を設けている。この角度θは、固定アーム部９０と押圧突起板１１０とが衝突しないような角度であり、例えば
度程度である。更に、昇降エレベータ機構６６の保持アーム８２には、回転台１１２が設けられており、この回転台１１２上に上記キャップ６２を取り付けて、キャップ６２自体をある程度の角度、例えば角度θだけ正逆回転できるようにしている。
【００５６】
この第３実施例の場合には、図８に示すように固定アーム部９０と押圧突起板１１０とがキャップ６２の中心に対してその周方向へ角度θだけ位置ずれした状態で基板保持具５６のロードを行って、図７（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、或いは軽く接触した状態で停止させる。この状態で図７（Ｂ）に示すようにキャップ６２を矢印１１４に示すように角度θだけ回転させることにより、押圧突起板１１０を固定アーム部９０の場所に位置させる。
【００５７】
ここで、押圧突起板１１０と固定アーム部９０は、上下方向において同一場所に位置することになる。そして、この状態で図７（Ｃ）に示すように圧電アクチュエータ８８に通電することにより、これを矢印１０２に示すように伸長させて押圧突起板１１０を上方へ向けて押し付けることになる。これにより、キャップ６２は矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００５８】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００５９】
＜第４実施例＞
次に本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第４実施例について説明する。先に説明した第３実施例では圧電アクチュエータを固定アーム部に設けたが、これに限定されず、キャップ側に設けるようにしてもよい。図９はこのような押圧機構の第４実施例の動作を説明するための説明図である。図９（Ａ）に示すように、ここでは圧電アクチュエータ８８を固定アーム部９０に設けずに、キャップ６２に設けた押圧突起板１１０の下面に、下向きになるように取り付け固定している。
【００６０】
この第４実施例の場合にも、先の第３実施例の場合と同様に、図８に示すように固定アーム部９０と押圧突起板１１０とがキャップ６２の中心に対してその周方向へ角度θだけ位置ずれした状態で基板保持具５６のロードを行って、図９（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、或いは軽く接触した状態で停止させる。この状態で図９（Ｂ）に示すようにキャップ６２を矢印１１４に示すように角度θだけ回転させることにより、押圧突起板１１０を固定アーム部９０の場所に位置させる。
【００６１】
ここで、押圧突起板１１０と固定アーム部９０は、上下方向において同一場所に位置することになる。そして、この状態で図９（Ｃ）に示すように圧電アクチュエータ８８に通電することにより、これを矢印１０８に示すように下方向へ伸長させて固定アーム部９０の水平部９６を下方へ向けて押し付けることになる。これにより、キャップ６２は反作用により矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００６２】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００６３】
＜第５実施例＞
次に本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第５実施例について説明する。先に説明した第１〜第４実施例の押圧機構では固定アーム部９０をベースプレート１２に対して固定的に設けたが、これに限定されず、アーム部を回動可能に設けるようにしてもよい。図１０はこのような押圧機構の第５実施例の動作を説明するための説明図である。尚、図１乃至図９に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
図１０に示すように、ここでは押圧機構８６は回動アーム部１２０を有している。この回動アーム部１２０は、第１実施例と同様にＬ字状になされており、垂直部１２６と水平部１２８とにより構成されている。この回動アーム部１２０の垂直部９４の上端は、ベースプレート１２に形成した取付孔１２２内を挿通されて回動アクチュエータ１２４に連結して支持されており、上記垂直部９４を軸として回動可能になされている。また、上記回動アクチュエータ１２４の全体は、シール板１３０で気密に覆われている。
【００６５】
これにより、この回動アーム部１２０の先端部である水平部１２６は、上記処理容器４８の開口部４４の下方位置とこの外側位置、すなわち水平面内において開口部４４よりも外側位置との間で移動できるようになっている。そして、水平部１２８の先端に圧電アクチュエータ８８を上方に向けて取り付け固定している。
【００６６】
この第５実施例の場合には、上記回動アーム部１２０を外側へ回動させて回動アーム部１２０の水平部１２８を処理容器４８の開口部４４の下方よりも外側へ位置させておき、回動アーム部１２０と上昇してくるキャップ６２とが衝突しないようにしておく。そして、この状態で基板保持具５６のロードを行って図１０（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、または軽く接触した状態で停止させる。この状態で図１０（Ｂ）に示すように回動アーム部１２０を矢印１３２に示すように例えば９０度だけ内側へ回動乃至回転させることにより、水平部１２８に設けた圧電アクチュエータ８８を開口部４４の下方位置、すなわちキャップ６２の下方位置に位置させる。
【００６７】
次に、この状態で図１０（Ｃ）に示すように圧電アクチュエータ８８に通電することにより、これを矢印１０２に示すように伸長させてキャップ６２を上方へ向けて押し付けることになる。これにより、キャップ６２は矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００６８】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００６９】
＜第６実施例＞
次に、本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第６実施例について説明する。先に説明した第１〜第５実施例では、圧電アクチュエータ８８を直接的にキャップ６２に接触、或いは取り付けるようにしてこれを押し上げていたが、これに限定されない。図１１はこのような押圧機構の第６実施例の動作を説明するための説明図である。尚、図１乃至図１０に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７０】
図１１に示すように、ここでは押圧機構８６は、先の第５実施例と同様に垂直部１２６と水平部１２８とによりＬ字状になされた揺動アーム部１３６を有している。この揺動アーム１３６の垂直部１２６の上端側は、ベースプレート１２に形成した取付孔１２２に挿通されると共に、この垂直部１２６の長さ方向の中央部は、ベースプレート１２より下方に延びて設けられた取付台１３８に支点１４０において軸支されており、垂直面内において揺動自在になされている。この場合、この揺動アーム部１３６の水平部１２８が処理容器４８の開口部４４側に向けて内側方向へ回転乃至揺動した場合には、この水平部１２８の先端部がキャップ６２の周縁部の下面に当接できるようになっている。
【００７１】
そして、この揺動アーム部１３６の基端部、すなわち垂直部１２６の上端部とベースプレート１２との間には、圧電アクチュエータ８８が取り付けられており、この圧電アクチュエータ８８を伸縮させることにより、上記揺動アーム部１３６は支点１４０を中心として垂直面内において揺動することになる。また、上記圧電アクチュエータ８８及び取付孔１２２を覆うようにしてシール板１３０が気密に取り付けられており、ローディング室７０の気密性を維持するようになっている。
【００７２】
この第６実施例の場合には、上記揺動アーム部１３６を外側へ揺動させて揺動アーム部１３６の水平部１２８を処理容器４８の開口部４４の下方よりも外側へ位置させておき、揺動アーム部１３６と上昇してくるキャップ６２とが衝突しないようにしておく。そして、この状態で基板保持具５６のロードを行って図１１（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、または軽く接触した状態で停止させる。この状態で圧電アクチュエータ８８に通電することによりこの圧電アクチュエータ８８を伸長させて図１１（Ｂ）に示すように揺動アーム部１３６を矢印１４２に示すように支点１４０を中心として内側へ揺動乃至回転させる。
【００７３】
これにより、水平部１２８の先端をキャップ６２の下面に当接させて、押し付ける。これにより、キャップ６２は矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００７４】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００７５】
尚、以上の各実施例では圧電アクチュエータ８８として例えば特開平０４−３７０９８７号公報等に開示されているように、圧電素子を積層して形成したスタック型の圧電素子体１００を例にとって説明したが、これに限定されず、図１２に示すような圧電アクチュエータ８８も用いることができる。図１２は圧電アクチュエータの他の例を示す概略斜視図である。
【００７６】
図１２（Ａ）は圧電アクチュエータ８８として例えば特開平０７−０４６８６８号公報に開示されているように円筒体状の本体１４９内に配列された複数の圧電素子と接触するように移動体１５０を設け、この移動体１５０を摩擦力によって駆動とするようにしている。また、図１２（Ｂ）は圧電アクチュエータ８８として例えば特開平１１−２２０８９４号公報に開示されているように、複数の圧電素子を用いた超音波ロータリーモータ１５１の回転子にピニオン１５２を設け、このピニオン１５２にラックよりなる移動体１５４を歯合させて、この移動体１５４を上下方向又は前後方向へ移動できるようになっている。
【００７７】
この場合には、上記移動体１５０、１５４を前後或いは、上下に移動させることによってキャップ６２に対する押圧力を発生させる。特に、圧電アクチュエータ８８として超音波リニアモータや超音波ロータリーモータを用いた場合には、圧電素子と移動体との間に生ずる摩擦力や圧電素子と回転子との間に生ずる摩擦力が非常に大きいことから、圧電素子に対する通電を遮断した状態でも大きな押圧力を維持することができ、また移動体１５０、１５４の移動距離も大きくとることができる。
【００７８】
また、ここでは直径が４５０ｍｍの基板を熱処理する場合を例にとって説明したが、基板のサイズは上記値に限定されず、例えば直径が３００ｍｍ等の基板に対する処理システムにも本発明を適用することができるのは勿論である。
【００７９】
また、上記各実施例において、固定アーム部９０はベースプレート１２に固定する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、処理システムの筐体４側ならばどこに支持固定させるようにしてもよい。例えば、固定アーム部９０を裏面区画壁１０側や中央区画壁６側へ固定させてもよいし、底部区画壁１８側から起立させるようにして設けてもよく、更には、処理容器４８の開口部４４を囲むスカベンジャの区画壁に固定させるようにしてもよい。この場合、上記固定アーム部９０は、特にＬ字状に限定されるものではなく、圧電アクチュエータ８８を設ける、或いは圧電アクチュエータ８８と接触する水平部９６を有する形状ならば、どのような形状でもよい。
【００８０】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
２ 処理システム
４ 筐体
８ ストッカユニット
１２ ベースプレート
１４ 処理ユニット
１６ ローディングユニット
４４ 開口部
４６ 処理容器
５８ 基板保持体
６０ 保温筒
６２ キャップ
６６ 昇降エレベータ機構
６８ ローディング用筐体
７０ ローディング室
８０ 案内レール
８０Ａ 駆動モータ
８２ 保持アーム
８６ 押圧機構
８８ 圧電アクチュエータ
９０ 固定アーム部
９２ スライド板
９４ 垂直部
９６ 水平部
１００ 圧電素子体
１１０ 押圧突起板
１２０ 回動アーム部
１３６ 揺動アーム部
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に対して熱処理を行う処理システム及びこれに用いるローディングユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路を製造するためには、半導体ウエハ等の基板に対して成膜処理、酸化拡散処理、エッチング処理、アニール処理、シリコン酸化膜形成処理、シンタリング処理等の各種の熱処理が施される。この基板を一度に複数枚処理するために例えば特許文献１〜５等に示されているように縦型のバッチ式の熱処理装置が用いられている。
【０００３】
この熱処理装置では、縦型の石英製の処理容器内へ、その下方に位置された不活性ガス雰囲気のローディング室より複数枚、例えば１００〜１５０枚程度の半導体ウエハよりなる基板を載置したウエハボートを昇降エレベータ機構で上昇させてロード（挿入）し、そして、処理容器の下端の開口部を、Ｏリング付きのキャップで密閉し、密閉された処理容器内で成膜処理等の熱処理を行なう。そして、熱処理を行った後に上記ウエハボートをアンロード（降下）し、処理済みの基板と未処理のウエハとを入れ換えるように移載する。そして、前述したと同様な熱処理が繰り返されることになる。
【０００４】
上記ウエハボートを昇降させるためには上記ローディング室内に設けられたボートエレベータが用いられており、また基板の移載は上記ローディング室内に設けられた移載機構により行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−１３０９２５号公報
【特許文献２】特開平０６−２２４１４３号公報
【特許文献３】特開２００１−０９３８５１号公報
【特許文献４】特開２００７−０２７７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記熱処理を行っている間は、上述のように処理容器の下端の開口部は、キャップにより密閉されており、そしてシール性を高めるために熱処理中は昇降エレベータ機構により所定の力で継続的に押し付けている。
【０００７】
この場合、昇降エレベータ機構には、基板を含むウエハボートの荷重とキャップに加わる内部圧力の双方の負荷が加わり、特に、シンタリング処理等の大気圧以上の高いプロセス圧力での処理を行う場合には、上記負荷は非常に大きくなり、その分、昇降エレベータ機構の構造を強化すると共に、駆動モータの能力を大きくする必要があり、装置コストの増大を招く、といった問題があった。
【０００８】
特に、最近にあっては、半導体集積回路の生産効率を更に向上させるために、基板の直径も更に大口径化することが期待されており、例えば基板の直径を３００ｍｍから４５０ｍｍへと拡大することが求められている。このように基板の直径が大きくなると、１５０枚の基板を保持したウエハボート等を含む荷重が４００ｋｇ程度に達する上に、処理容器の開口部を閉じるキャップの面積も大きくなるので、大気圧以上の高いプロセス圧力の熱処理を行う場合には、キャップ面積の増大分だけ更に下方向への負荷が増大し、昇降エレベータ機構の強度向上による高コスト化を招く、といった問題があった。
【０００９】
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。本発明は、基板保持具を昇降させる昇降エレベータ機構の他にキャップを押圧するために圧電アクチュエータを有する押圧機構を設けることにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制することが可能なローディングユニット及び処理システムである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、基板に対して熱処理を施すために前記基板を複数枚保持した基板保持具を、下端が開口されてキャップにより閉じられる筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、前記基板保持具と前記キャップとを保持して昇降させる昇降エレベータ機構と、前記処理容器の下端の開口部に位置する前記キャップを上方向へ押圧するために設けられた、圧電素子を用いた圧電アクチュエータを有する押圧機構と、を備えたことを特徴とするローディングユニットである。
【００１１】
このように、基板保持具を昇降させる昇降エレベータ機構の他にキャップを押圧するために圧電アクチュエータを有する押圧機構を設けることにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制することが可能となる。
【００１２】
請求項１２に係る発明は、基板に対して熱処理を施す処理ユニットと、前記処理ユニットの下方に設けられた請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のローディングユニットと、前記ローディングユニットに並設されて、複数枚の前記基板を収容した基板容器を待機させるストッカユニットと、を備えたことを特徴とする処理システムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るローディングユニット及び処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
基板に対して熱処理を施すために基板を複数枚保持した基板保持具を、筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、基板保持具を昇降させる昇降エレベータ機構の他にキャップを押圧するために圧電アクチュエータを有する押圧機構を設けることにより、昇降エレベータ機構の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構の高コスト化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るローディングユニットをする処理システム全体を示す断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】上昇されたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図である。
【図４】押圧機構の第１実施例の動作を説明するための説明図である。
【図５】押圧機構の先端部の一例を示す拡大平面図である。
【図６】押圧機構の第２実施例の動作を説明するための説明図である。
【図７】押圧機構の第３実施例の動作を説明するための説明図である。
【図８】上昇させたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図である。
【図９】押圧機構の第４実施例の動作を説明するための説明図である。
【図１０】押圧機構の第５実施例の動作を説明するための説明図である。
【図１１】押圧機構の第６実施例の動作を説明するための説明図である。
【図１２】圧電アクチュエータの他の例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るローディングユニット及び処理システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係るローディングユニットをする処理システム全体を示す断面図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は上昇されたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図、図４は押圧機構の第１実施例の動作を説明するための説明図、図５は押圧機構の先端部の一例を示す拡大平面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、この処理システム２全体は、清浄空気のダウンフローが形成されているクリーンルーム内の床面に設置されている。そして、処理システム２の全体は、例えばステンレススチール等よりなる大きな筐体４によりその外殻が形成されている。
【００１７】
この筐体４内には高さ方向に例えばステンレススチールよりなる中央区画壁６が設けられており、内部を左右に２分割してフロント側（図１中の右側）がストッカユニット８として形成されている。また、上記中央区画壁６と筐体４のリア側の裏面区画壁１０との間には、水平方向に例えばステンレススチールよりなる区画壁としてのベースプレート１２が設けられており、内部を上下に２分割して上側に処理ユニット１４を形成し、下側にローディングユニット１６を形成している。従って、上記ローディングユニット１６と先のストッカユニット８とは互いに並設された状態となっている。
【００１８】
そして、この筐体４の底部を区画する底板区画壁１８により、この処理システム２の全体の荷重が支えられている。上記ストッカユニット８の前面区画壁２０の下部には、半導体ウエハ等よりなる複数枚の基板Ｗが収容された基板容器２２を載置する搬出入ポート２４が設けられている。この基板容器２２の前面には、開閉可能な蓋２２Ａが取り付けられている。そして、この搬出入ポート２４に対応する前面区画壁２０には、開閉ドア２６で開閉される搬出入口２８が設けられており、上記基板容器２２をストッカユニット８内へ搬出入できるようになっている。
【００１９】
上記基板容器２２としては、例えば２５枚程度の基板Ｗを収容し得るカセットやＦＯＵＰ（登録商標）と称される密閉容器を用いることができる。ここでは密閉容器が用いられており、その内部には基板Ｗの酸化を防止するためにＮ２ ガス等の不活性ガスが封入されている。
【００２０】
上記ストッカユニット８内には、上下方向に沿って複数段になされたストック棚３０が設けられており、このストック棚３０に未処理の基板Ｗや処理済みの基板Ｗを収容した基板容器２２を載置して待機させるようになっている。そして、このストッカユニット８内には容器移載機構３２が設けられている。具体的には、この容器移載機構３２は、上下方向へ起立させて設けた案内レール３４と、この案内レール３４に沿って上下動する容器搬送アーム３６とを有している。この案内レール３４には、例えば駆動モータ３４Ａにより駆動されるボールネジが含まれる。また容器搬送アーム３６は、水平方向へ向けて屈曲自在になされると共に、水平面内で回転可能になされており、上記搬出入ポート２４と上記ストック棚３０との間で基板容器２２を搬送し得るようになっている。
【００２１】
また、このストッカユニット８内には、上記中央区画壁６に取り付けた容器移載ポート３８が設けられると共に、この容器移載ポート３８上に上記基板容器２２を載置できるようになっている。この容器移載ポート３８と上記ストック棚３０又は搬出入ポート２４との間の基板容器２２の搬送は上記容器搬送機構３２を用いて行われる。
【００２２】
また、この容器移載ポート３８を取り付ける上記中央区画壁６には開閉ドア４０で開閉される基板搬出入口４２が設けられており、この基板搬出入口４２を介して上記容器移載ポート３８とローディングユニット１６内との間で基板Ｗを搬出入できるようになっている。また、上記ストッカユニット８内には、清浄空気のダウンフローが形成されている。
【００２３】
そして、上記処理ユニット１４内には、下端部が開口された開口部４４を有する円筒体状の処理容器４６が設けられている。この処理容器４６は、例えば耐熱性及び耐腐食性の石英よりなる容器本体４８と、この容器本体４８の下端部に設けられる例えばステンレススチール製のマニホールド５０とを有する。そして、このマニホールド５０の下端が上記開口部４４となり、この開口部４４の周辺にはフランジ部４４Ａが形成されている。この処理容器４６の下部は、上記ベースプレート１２により支持されており、ここで処理容器４６の荷重を支えるようになっている。
【００２４】
そして、この処理容器４６の外周側には、筒体状の加熱ヒータ部５４が同心円状に設けられており、この処理容器４６内へ収容される基板を加熱するようになっている。またこの処理容器４６のマニホールド５０の側壁には、熱処理に必要な各種のガスを供給するガス供給系（図示せず）や処理容器４６内の雰囲気を圧力制御しつつ排気する排気系（図示せず）がそれぞれ接続されている。そして、この処理容器４６内には、基板Ｗを多段に保持した基板保持具５６が収容できるようになっている。
【００２５】
この基板保持具５６は、上記基板Ｗを所定のピッチで多段に支持する石英製のウエハボート５８と、このウエハボート５８の下部に設けられてこれを支持しつつ基板Ｗの温度を維持する石英製の保温筒６０とを有している。この保温筒６０は、上記処理容器４６の開口部４４を閉じる例えばステンレススチールよりなるキャップ６２側に回転可能に、或いは固定的に支持される。そして、このキャップ６２の周辺部と上記マニホールド５０の下端部との間には、例えばＯリング等よりなるシール部材６４が介在され、処理容器４６内を気密に密封できるようになっている。上記基板保持具５６の昇降は、ローディングユニット１６に設けた昇降エレベータ機構６６（図２参照）により行うようになっている。ここで、基板Ｗの直径が４５０ｍｍの場合には、キャップ６２の直径は６００〜６５０ｍｍ程度の大きさである。
【００２６】
そして、上記ローディングユニット１６の外殻は、ローディング用筐体６８により構成され、この内側が気密に密閉されたローディング室７０となっている。従って、このローディング室７０は、図１中においてローディング用筐体６８を形成する上記ベースプレート１２、裏面区画壁１０の下側部分、中央区画壁６の下側部分、底板区画壁１８の左側部分及び筐体４の側面区画壁１９の下側部分（図２参照）により区画されている。
【００２７】
このように、上記ローディング用筐体６８は、上記処理ユニット１４の下部に連設された状態となっている。また、上記ベースプレート１２は、処理ユニット１４を区画する区画壁と共用され、また、中央区画壁６はストッカユニット８を区画する区画壁と共用されることになる。
【００２８】
そして、上記処理容器４６の直下の部分とストッカユニット８の容器移載ポート３８との間には、基板保持具５６のウエハボート５８に対して基板Ｗの移載を行う基板移載機構７２が設けられている。具体的には、この基板移載機構７２は、中央区画壁６より延びる固定アーム部７４により上下端が支持されて上下方向へ起立させて設けた案内レール７６と、この案内レール７６に沿って上下動する移載アーム７８とを有している。この案内レール７６には、例えば駆動モータ７６Ａにより駆動されるボールネジが含まれる。また上記移載アーム７８は、複数本設けられており、水平面内で旋回及び屈伸可能になされて、上記ウエハボート５８と上記容器移載ポート３８上に設置された基板容器２２との間で一度に複数板の基板Ｗを移載できるようになっている。
【００２９】
また、上記基板保持具５６を昇降させる上記昇降エレベータ機構６６は、図２にも示すように上下方向へ起立させて設けた案内レール８０と、この案内レール８０に沿って上下動する保持アーム８２とを有している。この案内レール８０には、例えば駆動モータ８０Ａにより駆動されるボールネジが含まれる。ここでは、この案内レール８０の上端をベースプレート１２に固定し、下端を底部区画壁１８に固定している。
【００３０】
そして、上記保持アーム８２は、水平方向に延びて、この保持アーム８２で上記基板保持具５８の下部を支えて保持するようになっている。また処理容器４６の下端部の外周側には、処理容器４６内の排気熱がローディング室７０内へ流れ込むことを防止するために箱状に形成されたスカベンジャ（図示せず）が設けられている。
【００３１】
そして、上記処理容器４６の下端の開口部４４に位置された上記キャップ６２を上方向へ押圧するために本発明の特徴とする押圧機構８６が設けられている。図３に示すように、この押圧機構８６は、処理容器４６、すなわちキャップ６２の周方向に沿って複数個、図３中では４個設けられている。尚、この個数は３個以上であればよく、その数は特には限定されない。
【００３２】
ここで上記押圧機構８６は、圧電素子を用いた圧電アクチュエータ８８を有している。具体的には、この押圧機構８６は、固定アーム部９０と、スライド板９２と、上記圧電アクチュエータ８８とを有している。上記固定アーム部９０は、垂直部９４と水平部９６とよりなり、全体がＬ字状に成形されている。この垂直部９４の上端を上記ベースプレート１２の下面に接続して固定しており、水平部９６の先端を処理容器４８の中心に向けている。この水平部９６の先端は、上記キャップ６２の上下方向への移動軌跡よりも僅かな距離だけ外側へ位置されており、昇降するキャップ６２と干渉（衝突）しないようにしている。
【００３３】
この固定アーム部９０は、例えばステンレススチール等の金属により形成されている。そして、この固定アーム部９０の水平部９６上に、上記スライド板９２が、処理容器４８の中心方向に向けてスライド移動可能に設けられている。具体的には、この水平部９６の上面には、図５に示すように断面形状において上部が長くて下部が短くなされた逆三角形状に似た案内レール９６Ａが設けられており、スライド板９２の下面には上記案内レール９６Ａと嵌め合わされて係合する係合溝９２Ａが設けられている。この結果、このスライド板９２は、この水平部９６に、水平方向への移動は許容されるが垂直方向への移動は規制されて係合されている。
【００３４】
この場合、１つの押圧機構８６で数１００ｋｇの荷重に耐えられるようになっている。そして、このスライド板９２は、この固定アーム部９０に設けた駆動部９８によって水平方向へ移動可能になされている。上記スライド板９２の先端の上面には、上記圧電アクチュエータ８８が設けられており、これに通電することにより例えば数ｍｍ程度だけ上下方向へ伸長するようになっている。そして、スライド板９２を処理容器４８の中心方向へ移動させた時に、上記圧電アクチュエータ８８がキャップ６２の直ぐ下方に位置するようになっている。
【００３５】
この圧電アクチュエータ８８としては、圧電素子を複数枚、例えば２０枚程度積層してなる、いわゆるスタック型の圧電素子体１００を用いることができ、移動ストロークは小さいが、大きな力を発揮できるようになっている。そして、以上のように形成された処理システム２の全体の動作は、図示しないコンピュータ等よりなるシステム制御部により制御される。
【００３６】
次に、以上のように構成された本発明の処理システムの動作について説明する。まず、全体の流れについて説明すると、ローディング室７０内は、不活性ガスである窒素ガス雰囲気に満たされており、酸素濃度は一定の値以下に設定されている。
【００３７】
そして、前工程にて処理が完了された複数枚の基板Ｗは、不活性ガスである窒素ガス雰囲気で満たされた基板容器２２内に収容された状態で、処理システム２のフロント側の搬出入ポート２４上に設置される。この搬出入ポート２４に設置された基板容器２２は、この搬出入ポート２４の開閉ドア２６を開いた後に、容器移載機構３２の容器搬送アーム３６により保持されて、ストッカユニット８内に取り込まれる。
【００３８】
この取り込まれた基板容器２２は、一時的にストック棚３０上に載置されて待機される。そして、処理の順番がきた時に、この基板容器２２は上記容器移載機構３２を再度用いて、中央区画壁６に設けた容器移載ポート３８上に載置されることになる。この容器移載ポート３８上に基板容器２２を載置したならば、反対側の基板搬出入口４２側の開閉ドア４０を開く。
【００３９】
この際、基板搬出入口４２に設けた蓋開閉機構（図示せず）により基板容器２２の蓋２２Ａを同時に取り外して基板容器２２内を開放する。この場合、上記容器移載ポート３８上に載置した基板容器２２を図示しないアクチュエータで基板搬出入口４２の周縁部に気密状態になるように押し付け、このように押し付けた状態で上記基板容器２２の蓋２２Ａを、ローディング室７０内の開閉ドア４０と共に開放させる。
【００４０】
そして、ローディング室７０内の基板移載機構７２の移載アーム７８を用いて、上記基板容器２２内の全ての基板Ｗを、アンロードされている基板保持具５６のウエハボート５８上に移載する。そして、上記操作を繰り返すことにより、複数の基板容器２２内の基板Ｗが全てウエハボート５８に移載され、例えば満載状態にされる。この際、移載アーム７８は、移載のためにウエハボート５８の高さ方向に沿って上下移動される。
【００４１】
上述のように、基板Ｗがウエハボート５８に満載されたならば、上記昇降エレベータ機構６６の駆動モータ８０Ａを作動して保持アーム８２を上昇させ、このウエハボート５８を処理ユニット１４の処理容器４６内へその下方より挿入して図１中の仮想線で示すように基板Ｗを処理容器４６内へロードする。
【００４２】
ここで、ウエハボート５８をロードする際、この基板保持具５６を最上端まで完全に上昇させるのではなく、図４（Ａ）に示すように、キャップ６２の周辺部が、処理容器４８の下端の開口部４４のフランジ部４４Ａに非常に接近させて接するか、或いは接しない程度までキャップ６２を上昇させる。この場合、キャップ６２がフランジ部４４Ａに押圧力がそれ程高くない状態で接するまで駆動モータ８０Ａを作動させるようにしてもよい。
【００４３】
このように、図４（Ａ）に示すようにキャップ６２が処理容器４８の下端部に非常に接近した時に駆動モータ８０Ａを停止させてウエハボート５８の上昇を停止したならば、次に図４（Ｂ）に示すように、ベースプレート１２側に設けた４つの各押圧機構８６のスライド板９２を矢印１０１に示すように前方に向けて、すなわち、処理容器４８の中心側に向けて同時にスライド移動させる。これにより、スライド板９２の先端に設けた圧電アクチュエータ８８は、キャップ６２の周辺部の直ぐ下方に位置された状態となる。
【００４４】
この状態で、次に、図４（Ｃ）に示すように、スライド板９２に設けた圧電アクチュエータ８８に通電して、圧電素子体１００を矢印１０２に示すように数ｍｍ程度だけ上方向へ伸長させる。これにより、圧電アクチュエータ８８の上端はキャップ６２の周辺部の下面と当接して、これを上方向へ矢印１０４に示すように強い力で押し上げ、キャップ６２の周辺部と処理容器４８のフランジ部４４Ａとの間には、シール部材６４が介在されて密着し、シールされる。この結果、処理容器４８内は密閉される。
【００４５】
この場合、前述したように、直径が４５０ｍｍの基板を１５０枚程度収容したウエハボート５８等を含む基板保持具５６の全荷重は４００ｋｇ程度になるので、大気圧よりも高い圧力のプロセス圧力で熱処理するためには、矢印１０４に示す全ての押圧力は例えば８００ｋｇ程度になるように設定するのがよい。
【００４６】
この操作によりウエハボート５８を含む基板保持具５６は完全に上昇して処理容器４６内へロードされることになり、上記キャップ６２により処理容器４６の下端の開口部４４が密閉されることになる。この状態では、ウエハボート５８を含む基板保持具５６の荷重は４つの押圧機構８６で受けられており、昇降エレベータ機構６６へは負荷がほとんど加わっていない。すなわち、熱処理中において昇降エレベータ機構６６によりキャップ６２を強く押し続ける必要がない。従って、昇降エレベータ機構６６の構造を過剰に強くする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はない。
【００４７】
このように処理容器４６内を密閉したならば、処理容器４６の外周に設けた加熱ヒータ部５４により処理容器４６内へロードされた基板Ｗをプロセス温度まで昇温し、この処理容器４６内に所定の処理ガスを流すと共に所定のプロセス圧力、例えば大気圧よりも４０Ｔｏｒｒ程度高いプロセス圧力に維持し、成膜処理等の所定の熱処理を施すことになる。
【００４８】
このようにして、基板Ｗに対する所定の熱処理が終了したならば、前述した動作と逆の操作を行って処理済みの基板Ｗを搬出する。まず、押圧機構８６の圧電アクチュエータ８８の通電を遮断してこれを縮退させ、スライド板９２を外方向へ移動させてキャップ６２の下方より横方向へ退避させる。そして、昇降エレベータ機構６６を駆動して保持アーム８２を降下させることにより、ウエハボート５８を含む基板保持具５６を処理容器４６内から下方へ取り出すことにより基板Ｗをアンロードする。
【００４９】
このように、本発明によれば、基板Ｗに対して熱処理を施すために基板を複数枚保持した基板保持具５６を、筒体状の処理容器４６に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、基板保持５６具を昇降させる昇降エレベータ機構６６の他にキャップ６２を押圧するために圧電アクチュエータ８８を有する押圧機構８６を設けることにより、昇降エレベータ機構６６の能力を大きくする必要性を回避して、この昇降エレベータ機構６６の高コスト化を抑制することができる。
【００５０】
＜第２実施例＞
次に、本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第２実施例について説明する。先に説明した第１実施例においては、押圧機構８６のスライド板９２と圧電アクチュエータ８８を固定アーム部９０側に設けたが、これに限定されず、キャップ６２の下面側に設けるようにしてもよい。図６はこのような押圧機構の第２実施例の動作を説明するための説明図である。尚、図１乃至図５に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５１】
図６（Ａ）に示すように、ここでは押圧機構８６のスライド板９２と圧電アクチュエータ８８は、キャップ６２の下面側の周縁部に設けられており、駆動部９８によってキャップ６２の半径方向外方に向けて水平方向へスライド移動可能に設けられている。そして、このスライド板９２の先端部の下面側に上記圧電アクチュエータ８８が下方向に向けて取り付けられており、この圧電アクチュエータ８８が伸長することで上記固定アーム部９０の水平部９６に当接できるようになっている。
【００５２】
この第２実施例の場合には、図６（Ａ）に示すように、上昇してきたキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、或いは軽く接触した状態で停止させたならば、次に図６（Ｂ）に示すようにスライド板９２をキャップ６２の半径方向外方へ向けて矢印１０６に示すようにスライド移動させる。次に、図６（Ｃ）に示すように、圧電アクチュエータ８８に通電し、これを矢印１０８に示すように下方向へ伸長させる。これにより、圧電アクチュエータ８８は固定アーム部９０の水平部９６に当接して押し付け、この時に発生する反作用によりキャップ６２には矢印１０４に示すように上向きの押圧力が発生し、処理容器４８内は密閉されることになる。
【００５３】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００５４】
＜第３実施例＞
次に、本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第３実施例について説明する。先に説明した第１及び第２実施例にあっては、昇降するキャップ６２との衝突を避けるために水平移動可能なスライド板９２を設けたが、これに限定されず、キャップ側に押圧突起板を設けて上記スライド板９２と似た機能を持たせるようにしてもよい。図７はこのような押圧機構の第３実施例の動作を説明するための説明図、図８は上昇させたキャップと押圧機構との位置関係を示す下面図である。尚、図１乃至図６に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、ここでは押圧機構８６の固定アーム部９０には、スライド板９２を設けないで、水平部９６に圧電アクチュエータ８８を直接的に固定して設けている。そして、図８にも示すように、上記固定アーム９０の取り付け位置よりもキャップ６２の周方向へ所定の角度θだけ位置ずれした所のキャップ６２の周縁部に、その半径方向外方に向けて突出させて押圧突起板１１０を設けている。この角度θは、固定アーム部９０と押圧突起板１１０とが衝突しないような角度であり、例えば
度程度である。更に、昇降エレベータ機構６６の保持アーム８２には、回転台１１２が設けられており、この回転台１１２上に上記キャップ６２を取り付けて、キャップ６２自体をある程度の角度、例えば角度θだけ正逆回転できるようにしている。
【００５６】
この第３実施例の場合には、図８に示すように固定アーム部９０と押圧突起板１１０とがキャップ６２の中心に対してその周方向へ角度θだけ位置ずれした状態で基板保持具５６のロードを行って、図７（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、或いは軽く接触した状態で停止させる。この状態で図７（Ｂ）に示すようにキャップ６２を矢印１１４に示すように角度θだけ回転させることにより、押圧突起板１１０を固定アーム部９０の場所に位置させる。
【００５７】
ここで、押圧突起板１１０と固定アーム部９０は、上下方向において同一場所に位置することになる。そして、この状態で図７（Ｃ）に示すように圧電アクチュエータ８８に通電することにより、これを矢印１０２に示すように伸長させて押圧突起板１１０を上方へ向けて押し付けることになる。これにより、キャップ６２は矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００５８】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００５９】
＜第４実施例＞
次に本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第４実施例について説明する。先に説明した第３実施例では圧電アクチュエータを固定アーム部に設けたが、これに限定されず、キャップ側に設けるようにしてもよい。図９はこのような押圧機構の第４実施例の動作を説明するための説明図である。図９（Ａ）に示すように、ここでは圧電アクチュエータ８８を固定アーム部９０に設けずに、キャップ６２に設けた押圧突起板１１０の下面に、下向きになるように取り付け固定している。
【００６０】
この第４実施例の場合にも、先の第３実施例の場合と同様に、図８に示すように固定アーム部９０と押圧突起板１１０とがキャップ６２の中心に対してその周方向へ角度θだけ位置ずれした状態で基板保持具５６のロードを行って、図９（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、或いは軽く接触した状態で停止させる。この状態で図９（Ｂ）に示すようにキャップ６２を矢印１１４に示すように角度θだけ回転させることにより、押圧突起板１１０を固定アーム部９０の場所に位置させる。
【００６１】
ここで、押圧突起板１１０と固定アーム部９０は、上下方向において同一場所に位置することになる。そして、この状態で図９（Ｃ）に示すように圧電アクチュエータ８８に通電することにより、これを矢印１０８に示すように下方向へ伸長させて固定アーム部９０の水平部９６を下方へ向けて押し付けることになる。これにより、キャップ６２は反作用により矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００６２】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００６３】
＜第５実施例＞
次に本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第５実施例について説明する。先に説明した第１〜第４実施例の押圧機構では固定アーム部９０をベースプレート１２に対して固定的に設けたが、これに限定されず、アーム部を回動可能に設けるようにしてもよい。図１０はこのような押圧機構の第５実施例の動作を説明するための説明図である。尚、図１乃至図９に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
図１０に示すように、ここでは押圧機構８６は回動アーム部１２０を有している。この回動アーム部１２０は、第１実施例と同様にＬ字状になされており、垂直部１２６と水平部１２８とにより構成されている。この回動アーム部１２０の垂直部９４の上端は、ベースプレート１２に形成した取付孔１２２内を挿通されて回動アクチュエータ１２４に連結して支持されており、上記垂直部９４を軸として回動可能になされている。また、上記回動アクチュエータ１２４の全体は、シール板１３０で気密に覆われている。
【００６５】
これにより、この回動アーム部１２０の先端部である水平部１２６は、上記処理容器４８の開口部４４の下方位置とこの外側位置、すなわち水平面内において開口部４４よりも外側位置との間で移動できるようになっている。そして、水平部１２８の先端に圧電アクチュエータ８８を上方に向けて取り付け固定している。
【００６６】
この第５実施例の場合には、上記回動アーム部１２０を外側へ回動させて回動アーム部１２０の水平部１２８を処理容器４８の開口部４４の下方よりも外側へ位置させておき、回動アーム部１２０と上昇してくるキャップ６２とが衝突しないようにしておく。そして、この状態で基板保持具５６のロードを行って図１０（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、または軽く接触した状態で停止させる。この状態で図１０（Ｂ）に示すように回動アーム部１２０を矢印１３２に示すように例えば９０度だけ内側へ回動乃至回転させることにより、水平部１２８に設けた圧電アクチュエータ８８を開口部４４の下方位置、すなわちキャップ６２の下方位置に位置させる。
【００６７】
次に、この状態で図１０（Ｃ）に示すように圧電アクチュエータ８８に通電することにより、これを矢印１０２に示すように伸長させてキャップ６２を上方へ向けて押し付けることになる。これにより、キャップ６２は矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００６８】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００６９】
＜第６実施例＞
次に、本発明のローディングユニットに用いる押圧機構の第６実施例について説明する。先に説明した第１〜第５実施例では、圧電アクチュエータ８８を直接的にキャップ６２に接触、或いは取り付けるようにしてこれを押し上げていたが、これに限定されない。図１１はこのような押圧機構の第６実施例の動作を説明するための説明図である。尚、図１乃至図１０に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７０】
図１１に示すように、ここでは押圧機構８６は、先の第５実施例と同様に垂直部１２６と水平部１２８とによりＬ字状になされた揺動アーム部１３６を有している。この揺動アーム１３６の垂直部１２６の上端側は、ベースプレート１２に形成した取付孔１２２に挿通されると共に、この垂直部１２６の長さ方向の中央部は、ベースプレート１２より下方に延びて設けられた取付台１３８に支点１４０において軸支されており、垂直面内において揺動自在になされている。この場合、この揺動アーム部１３６の水平部１２８が処理容器４８の開口部４４側に向けて内側方向へ回転乃至揺動した場合には、この水平部１２８の先端部がキャップ６２の周縁部の下面に当接できるようになっている。
【００７１】
そして、この揺動アーム部１３６の基端部、すなわち垂直部１２６の上端部とベースプレート１２との間には、圧電アクチュエータ８８が取り付けられており、この圧電アクチュエータ８８を伸縮させることにより、上記揺動アーム部１３６は支点１４０を中心として垂直面内において揺動することになる。また、上記圧電アクチュエータ８８及び取付孔１２２を覆うようにしてシール板１３０が気密に取り付けられており、ローディング室７０の気密性を維持するようになっている。
【００７２】
この第６実施例の場合には、上記揺動アーム部１３６を外側へ揺動させて揺動アーム部１３６の水平部１２８を処理容器４８の開口部４４の下方よりも外側へ位置させておき、揺動アーム部１３６と上昇してくるキャップ６２とが衝突しないようにしておく。そして、この状態で基板保持具５６のロードを行って図１１（Ａ）に示すようにキャップ６２を処理容器４８の下端部の開口部４４に接近、または軽く接触した状態で停止させる。この状態で圧電アクチュエータ８８に通電することによりこの圧電アクチュエータ８８を伸長させて図１１（Ｂ）に示すように揺動アーム部１３６を矢印１４２に示すように支点１４０を中心として内側へ揺動乃至回転させる。
【００７３】
これにより、水平部１２８の先端をキャップ６２の下面に当接させて、押し付ける。これにより、キャップ６２は矢印１０４に示すように上向きの押圧力で押し付けられ、処理容器４８内は密閉されることになる。尚、基板保持具５８を処理容器４６からアンロードさせるには、上記操作を逆に行えばよい。
【００７４】
この場合にも、上記押圧機構８６で大きな荷重を受けることができるので、昇降エレベータ機構６６を過剰に強い構造にする必要もなく、また駆動モータ８０Ａの能力も過剰に大きくする必要はなく、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００７５】
尚、以上の各実施例では圧電アクチュエータ８８として例えば特開平０４−３７０９８７号公報等に開示されているように、圧電素子を積層して形成したスタック型の圧電素子体１００を例にとって説明したが、これに限定されず、図１２に示すような圧電アクチュエータ８８も用いることができる。図１２は圧電アクチュエータの他の例を示す概略斜視図である。
【００７６】
図１２（Ａ）は圧電アクチュエータ８８として例えば特開平０７−０４６８６８号公報に開示されているように円筒体状の本体１４９内に配列された複数の圧電素子と接触するように移動体１５０を設け、この移動体１５０を摩擦力によって駆動とするようにしている。また、図１２（Ｂ）は圧電アクチュエータ８８として例えば特開平１１−２２０８９４号公報に開示されているように、複数の圧電素子を用いた超音波ロータリーモータ１５１の回転子にピニオン１５２を設け、このピニオン１５２にラックよりなる移動体１５４を歯合させて、この移動体１５４を上下方向又は前後方向へ移動できるようになっている。
【００７７】
この場合には、上記移動体１５０、１５４を前後或いは、上下に移動させることによってキャップ６２に対する押圧力を発生させる。特に、圧電アクチュエータ８８として超音波リニアモータや超音波ロータリーモータを用いた場合には、圧電素子と移動体との間に生ずる摩擦力や圧電素子と回転子との間に生ずる摩擦力が非常に大きいことから、圧電素子に対する通電を遮断した状態でも大きな押圧力を維持することができ、また移動体１５０、１５４の移動距離も大きくとることができる。
【００７８】
また、ここでは直径が４５０ｍｍの基板を熱処理する場合を例にとって説明したが、基板のサイズは上記値に限定されず、例えば直径が３００ｍｍ等の基板に対する処理システムにも本発明を適用することができるのは勿論である。
【００７９】
また、上記各実施例において、固定アーム部９０はベースプレート１２に固定する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、処理システムの筐体４側ならばどこに支持固定させるようにしてもよい。例えば、固定アーム部９０を裏面区画壁１０側や中央区画壁６側へ固定させてもよいし、底部区画壁１８側から起立させるようにして設けてもよく、更には、処理容器４８の開口部４４を囲むスカベンジャの区画壁に固定させるようにしてもよい。この場合、上記固定アーム部９０は、特にＬ字状に限定されるものではなく、圧電アクチュエータ８８を設ける、或いは圧電アクチュエータ８８と接触する水平部９６を有する形状ならば、どのような形状でもよい。
【００８０】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
２ 処理システム
４ 筐体
８ ストッカユニット
１２ ベースプレート
１４ 処理ユニット
１６ ローディングユニット
４４ 開口部
４６ 処理容器
５８ 基板保持体
６０ 保温筒
６２ キャップ
６６ 昇降エレベータ機構
６８ ローディング用筐体
７０ ローディング室
８０ 案内レール
８０Ａ 駆動モータ
８２ 保持アーム
８６ 押圧機構
８８ 圧電アクチュエータ
９０ 固定アーム部
９２ スライド板
９４ 垂直部
９６ 水平部
１００ 圧電素子体
１１０ 押圧突起板
１２０ 回動アーム部
１３６ 揺動アーム部
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して熱処理を施すために前記基板を複数枚保持した基板保持具を、下端が開口されてキャップにより閉じられる筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、
前記基板保持具と前記キャップとを保持して昇降させる昇降エレベータ機構と、
前記処理容器の下端の開口部に位置する前記キャップを上方向へ押圧するために設けられた、圧電素子を用いた圧電アクチュエータを有する押圧機構と、
を備えたことを特徴とするローディングユニット。
【請求項２】
前記押圧機構は、前記処理容器の周方向に沿って複数個配置されていることを特徴とする請求項１記載のローディングユニット。
【請求項３】
前記圧電アクチュエータは、圧電素子を複数枚積層してなる圧電素子体を有することを特徴とする請求項１又は２記載のローディングユニット。
【請求項４】
前記圧電アクチュエータは、複数の圧電素子に接触する移動体を摩擦力によって駆動する超音波リニアモータを有することを特徴とする請求項１又は２記載のローディングユニット。
【請求項５】
前記圧電アクチュエータは、複数の圧電素子によって回転される超音波ロータリーモータを有することを特徴とする請求項１又は２記載のローディングユニット。
【請求項６】
前記押圧機構は、
固定アーム部と、
前記固定アーム部に設けられて、前記開口部に位置された前記キャップの下方において水平方向へ移動可能になされたスライド板と、
前記スライド板に設けられて、前記キャップに対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項７】
前記押圧機構は、
固定アーム部と、
前記キャップの下面に、前記キャップの周縁部よりその外側に向けて水平方向へ移動可能に設けられたスライド板と、
前記スライド板に設けられて、前記固定アーム部に対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項８】
前記キャップは、前記昇降エレベータ機構に対して所定の角度だけ回動可能に支持されており、
前記押圧機構は、
前記キャップに、その半径方向外方に向けて突出させて設けた押圧突起板と、
固定アーム部と、
前記固定アーム部に設けられて、前記押圧突起板に対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項９】
前記キャップは、前記昇降エレベータ機構に対して所定の角度だけ回動可能に支持されており、
前記押圧機構は、
前記キャップに、その半径方向外方に向けて突出させて設けた押圧突起板と、
固定アーム部と、
前記押圧突起板に設けられて、前記固定アーム部に対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項１０】
前記押圧機構は、
先端部が前記処理容器の開口部の下方位置と外側位置との間で移動するように回動可能に支持された回動アーム部と、
前記回動アーム部の先端部に設けられて、前記開口部に位置された前記キャップに対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項１１】
前記押圧機構は、
先端部が前記開口部に位置されたキャップと接触できるように垂直面内において揺動可能に支持された揺動アーム部と、
前記揺動アーム部の基端部を押圧するように設けられた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項１２】
基板に対して熱処理を施す処理ユニットと、
前記処理ユニットの下方に設けられた請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のローディングユニットと、
前記ローディングユニットに並設されて、複数枚の前記基板を収容した基板容器を待機させるストッカユニットと、
を備えたことを特徴とする処理システム。
【請求項１】
基板に対して熱処理を施すために前記基板を複数枚保持した基板保持具を、下端が開口されてキャップにより閉じられる筒体状の処理容器に対して昇降させるようにしたローディングユニットにおいて、
前記基板保持具と前記キャップとを保持して昇降させる昇降エレベータ機構と、
前記処理容器の下端の開口部に位置する前記キャップを上方向へ押圧するために設けられた、圧電素子を用いた圧電アクチュエータを有する押圧機構と、
を備えたことを特徴とするローディングユニット。
【請求項２】
前記押圧機構は、前記処理容器の周方向に沿って複数個配置されていることを特徴とする請求項１記載のローディングユニット。
【請求項３】
前記圧電アクチュエータは、圧電素子を複数枚積層してなる圧電素子体を有することを特徴とする請求項１又は２記載のローディングユニット。
【請求項４】
前記圧電アクチュエータは、複数の圧電素子に接触する移動体を摩擦力によって駆動する超音波リニアモータを有することを特徴とする請求項１又は２記載のローディングユニット。
【請求項５】
前記圧電アクチュエータは、複数の圧電素子によって回転される超音波ロータリーモータを有することを特徴とする請求項１又は２記載のローディングユニット。
【請求項６】
前記押圧機構は、
固定アーム部と、
前記固定アーム部に設けられて、前記開口部に位置された前記キャップの下方において水平方向へ移動可能になされたスライド板と、
前記スライド板に設けられて、前記キャップに対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項７】
前記押圧機構は、
固定アーム部と、
前記キャップの下面に、前記キャップの周縁部よりその外側に向けて水平方向へ移動可能に設けられたスライド板と、
前記スライド板に設けられて、前記固定アーム部に対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項８】
前記キャップは、前記昇降エレベータ機構に対して所定の角度だけ回動可能に支持されており、
前記押圧機構は、
前記キャップに、その半径方向外方に向けて突出させて設けた押圧突起板と、
固定アーム部と、
前記固定アーム部に設けられて、前記押圧突起板に対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項９】
前記キャップは、前記昇降エレベータ機構に対して所定の角度だけ回動可能に支持されており、
前記押圧機構は、
前記キャップに、その半径方向外方に向けて突出させて設けた押圧突起板と、
固定アーム部と、
前記押圧突起板に設けられて、前記固定アーム部に対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項１０】
前記押圧機構は、
先端部が前記処理容器の開口部の下方位置と外側位置との間で移動するように回動可能に支持された回動アーム部と、
前記回動アーム部の先端部に設けられて、前記開口部に位置された前記キャップに対して押圧可能になされた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項１１】
前記押圧機構は、
先端部が前記開口部に位置されたキャップと接触できるように垂直面内において揺動可能に支持された揺動アーム部と、
前記揺動アーム部の基端部を押圧するように設けられた前記圧電アクチュエータとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローディングユニット。
【請求項１２】
基板に対して熱処理を施す処理ユニットと、
前記処理ユニットの下方に設けられた請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のローディングユニットと、
前記ローディングユニットに並設されて、複数枚の前記基板を収容した基板容器を待機させるストッカユニットと、
を備えたことを特徴とする処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２２０９８（Ｐ２０１２−２２２０９８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５２０５（Ｐ２０１１−８５２０５）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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