被処理体の移載機構及び被処理体の処理システム
【課題】少ない台数のイオン発生手段で例えば被処理体移載エリア内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことが可能な被処理体の移載機構を提供する。
【解決手段】複数の被処理体Ｗを複数段に亘って保持して収容することが可能な収容ボックス６と、複数の被処理体を複数段に亘って保持し、被処理体に対して所定の処理を施すための処理容器６４内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段１８との間で、被処理体の移載を行う被処理体の移載機構５２において、昇降手段５４により上下方向へ昇降可能になされた昇降台５６と、昇降台に設けられて、被処理体を載置して前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段５８と、フォーク手段に設けられて静電気を除去するイオンを発生させるイオン発生手段６０とを備える。
【解決手段】複数の被処理体Ｗを複数段に亘って保持して収容することが可能な収容ボックス６と、複数の被処理体を複数段に亘って保持し、被処理体に対して所定の処理を施すための処理容器６４内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段１８との間で、被処理体の移載を行う被処理体の移載機構５２において、昇降手段５４により上下方向へ昇降可能になされた昇降台５６と、昇降台に設けられて、被処理体を載置して前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段５８と、フォーク手段に設けられて静電気を除去するイオンを発生させるイオン発生手段６０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体を収納する収容ボックスから被処理体を被処理体移載エリア内の被処理体ボートへ移載して被処理体に熱処理を施すようにした処理システム及び被処理体の移載機構に関する。
【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、半導体ウエハに対して各種の成膜処理、酸化拡散処理、エッチング処理等を繰り返し行なうが、各処理を行なうにあたって、半導体ウエハを対応する装置間で搬送する必要がある。この場合、半導体ウエハは、複数枚、例えば２５枚ずつ収容ボックス内へ収容されて搬送される。この種の収容ボックスとしては、カセットのように大気に対して開放状態で搬送するものや、ＦＯＵＰ（登録商標）のように、パーティクルや自然酸化膜の付着を抑制するために、開閉蓋で密閉状態になされた箱内をＮ２ ガス等の不活性ガスや清浄空気の雰囲気にしたものが知られている（特許文献１〜３）。
【０００３】
そして、上記収容ボックスを取り扱う例えばバッチ式の処理システムにあっては、上記収容ボックスを搬送機構によって搬送するボックス搬送エリアと、この収容ボックスより半導体ウエハを熱処理のためにウエハボート等へ移載するための被処理体移載エリアとが一般的にはある（例えば特許文献４〜６）。そして、両エリアはウエハの受け渡しを行うために開閉可能になされた開口ゲートを有する区画壁により区画されており、被処理体を剥き出し状態で搬送する上記被処理体移載エリア内は、ウエハ表面に自然酸化膜等が付着することを防止するために、不活性ガス、例えば窒素雰囲気になされている場合もあるし、清浄雰囲気になされている場合もある。
【０００４】
そして、上記被処理体移載エリアでは、上述したような例えば２５枚のウエハを収容する収容ボックス内のウエハを、ウエハの移載機構を用いて石英等よりなる被処理体ボートとしてのウエハボートに対して移載を行う。このウエハボートは、複数枚、例えば５０〜１５０枚程度のウエハが等ピッチで多段に保持できるようになっている。また同様に、ウエハに対する熱処理が完了すると、上記移載機構を用いて上記とは逆にウエハボートから収容ボックスに対してウエハの移載を行う。
【０００５】
ここで、一般的に縦型の熱処理ユニットにあっては、用いる石英製のウエハボートとしては、ウエハボートを構成する支柱にウエハのエッジを支持するウエハ支持溝部を形成してなる、いわゆるラダー型のウエハボートや支柱間にリング状の載置台を多段に掛け渡して、各載置台にウエハのエッジを支持する支持つめ部を形成してなる、いわゆるリング型のウエハボートが知られている（特許文献６等）。
【０００６】
ところで、上述したように被処理体移載エリア内で上記した移載機構を用いて収容ボックスとウエハボートとの間で半導体ウエハの移載を行う場合、部材同士間の僅かな接触、或いは摺接によって上記ウエハ自体、収容ボックス自体、更にはウエハボート自体に静電気が発生することは避けられない。この静電気が発生すると、雰囲気中に漂う僅かなパーティクルでもこれを吸着してしまって製品の歩留まり低下の原因となってしまう。
【０００７】
そのため、従来の搬送機構においては、上記発生した静電気を除去する目的で被処理体移載エリア内にイオナイザを固定的に設けたり、或いはカセット間のウエハ移載時にウエハに発生する静電気を除去する目的で移載機構の移載アームの付け根に複数のイオナイザを設けるようにして、上記発生した静電気を除電するようにしていた（例えば特許文献７）。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２７９５４６号公報
【特許文献２】特開平９−３０６９７５号公報
【特許文献３】特開平１１−２７４２６７号公報
【特許文献４】特開２００２−７６０８９号公報
【特許文献５】特開２００３−３７１４８号公報
【特許文献６】特開平９−２１３６４７号公報
【特許文献７】特開平１１−２３８７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述のようにイオナイザを被処理体移載エリア内に固定的に設けることにより、帯電箇所や浮遊する帯電塵（パーティクル）のある程度の除電を行うことができた。
【００１０】
しかしながら、実際の被処理体移載エリア内では移載機構が移動する領域の多くの部分で静電気の帯電が発生しており、これらの帯電箇所を十分に且つ効果的に除電することは上記した従来構成では困難であった。この場合、移載機構が移動するあらゆる領域に対してイオナイザを設けることも考えられるが、この場合にはイオナイザの設置台数が増加して、設備コストが大幅に増大してしまうので、現実的ではない。
【００１１】
また、移載アームの付け根にイオナイザを設けた場合には、これに保持した例えばウエハ自体に発生した静電気の除電は有効に行うことができるが、ウエハボート自体や収容ボックス自体に発生した静電気の除電は有効に行うことができないばかりか、この場合にも設置するイオナイザの数が多くなってしまう、といった問題があった。
【００１２】
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。本発明の目的は、少ない台数のイオン発生手段で例えば被処理体移載エリア内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことが可能な被処理体の移載機構及び被処理体の処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、複数の被処理体を複数段に亘って保持して収容することが可能な収容ボックスと、複数の被処理体を複数段に亘って保持し、前記被処理体に対して所定の処理を施すための処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で、前記被処理体の移載を行う被処理体の移載機構において、昇降手段により上下方向へ昇降可能になされた昇降台と、前記昇降台に設けられて、前記被処理体を載置して前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段と、前記フォーク手段に設けられて静電気を除去するイオンを発生させるイオン発生手段と、を備えたことを特徴とする被処理体の移載機構である。
【００１４】
このように、被処理体を収容する収容ボックスと処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で被処理体の移載を行う移載機構において、被処理体を載置して移動するフォーク手段にイオン発生手段を設けて静電気を除去するようにしたので、少ない台数のイオン発生手段で例えば被処理体移載エリア内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記フォーク手段は、前記昇降台上に旋回可能に設けられた旋回台と、前記旋回台に設けられて前記被処理体を載置して前進及び後退可能になされた複数のフォーク本体と、よりなることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記フォーク手段は、前記旋回台に設けられて、前記被処理体の有無を検出する光センサを先端部に有して前進及び後退可能になされたセンサ付きフォーク本体を備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記イオン発生手段は、前記旋回台に設けられることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれか一項の発明において、前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記旋回台の先端部に設けられることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記イオン発生手段は、前記センサ付きフォーク本体に設けられることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項３又は６の発明において、前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記センサ付きフォーク本体の先端部に設けられることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項５又は７の発明において、前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を拡散させる拡散ヘッドが設けられることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項５又は７の発明において、前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を変化させるための可変ルーバが設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項の発明において、前記イオンが吹き出される領域に設けられる帯電量検出センサと、前記帯電量検出センサの検出値に基づいて前記イオン発生手段の動作を制御するイオン用制御部と、を有することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項の発明において、前記イオン発生手段は、イオナイザであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項の発明において、前記収容ボックスは、着脱可能になされた開閉蓋を有し、内部は密閉可能になされていることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一項の発明において、前記処理容器は、底部に開口を有すると共に有天井になされた石英製の円筒体よりなり、前記開口には気密に着脱可能になされたキャップが装着されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれか一項の発明において、前記被処理体の移載を行う空間は、前記処理容器の下方の被処理体移載エリアであることを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１乃至１４のいずれか一項の発明において、前記被処理体移載エリアには、清浄気体のサイドフローが形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１６に係る発明は、複数の被処理体を収容する収容ボックスから前記被処理体を取り出して前記被処理体に対して熱処理を施すようにした被処理体の処理システムにおいて、前記被処理体に対して熱処理を施すための処理容器を有する縦型の処理ユニットと、前記処理ユニットの下方に設けられて周囲が区画壁により区画された被処理体移載エリアと、前記被処理体を複数段に亘って保持する被処理体保持手段と、前記被処理体保持手段を昇降させて前記処理容器内へロード及びアンロードする保持手段用昇降手段と、前記区画壁に設けられた移載ステージに設置した前記収容ボックスと前記被処理体保持手段との間で前記被処理体を移載するための請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構と、を備えたことを特徴とする被処理体の処理システムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る被処理体の移載機構及び被処理体の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。
被処理体を収容する収容ボックスと処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で被処理体の移載を行う移載機構において、被処理体を載置して移動するフォーク手段にイオン発生手段を設けて静電気を除去するようにしたので、少ない台数のイオン発生手段で例えば被処理体移載エリア内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る被処理体の移載機構及び被処理体の処理システムの好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る被処理体の処理システムの一実施形態を示す概略構成図、図２は本発明に係る被処理体の移載機構を設置した被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置の一例を示す平面図、図３は被処理体移載エリア内の清浄気体の流れを示す斜視図、図４は被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置と移載機構の動作状況の一例を示す斜視図、図５はイオン発生手段を有する移載機構を示す拡大斜視図、図６は移載機構のフォーク手段を示す側面図、図７はイオン発生手段の各種形態を示すブロック構成図である。
【００２５】
まず、図１及び図２に示すように、この被処理体の処理システム２は、全体が区画壁として機能する例えばステンレス等よりなる筐体４に囲まれており、この内部は収容ボックス６を搬送するための収容ボックス搬送エリア８と被処理体である半導体ウエハＷを移載する被処理体移載エリア１０とに区画壁１２により２分されている。尚、ここではウエハＷは直径が３００ｍｍのウエハを用いるが、これに限定されず、直径が４５０ｍｍ、８インチ、６インチのウエハも用いることができる。
【００２６】
上記収容ボックス６には、複数枚、例えば２５枚のウエハが段部状に支持されて開閉蓋６Ａにより密閉状態になされており、内部はＮ２ ガス等の不活性ガス雰囲気や清浄空気の雰囲気になされている。そして、上記収容ボックス搬送エリア８内には清浄空気のダウンフローが流され、上記被処理体移載エリア１０内には後述するようにＮ２ ガス等の不活性ガスの清浄気体のサイドフローが形成された不活性ガス雰囲気になされている。尚、このエリア１０内に清浄空気を流す場合もある。
【００２７】
この処理システム２は、主に収容ボックス６を処理システム２内に対して搬入搬出させるための搬出入ポート１４と、上記収容ボックス６を一時的に貯留するためのストッカ部１６と、この収容ボックス６と被処理体保持手段としてのウエハボート１８との間で半導体ウエハＷを移載する移載ステージ２０と、ウエハボート１８に移載されて保持されている半導体ウエハＷに対して所定の熱処理を施す処理ユニット２２とにより主に構成される。
【００２８】
上記搬出入ポート１４において、筐体４には常時開放されているボックス搬出入口２４が形成されている。尚、このボックス搬出入口２４が開閉ドアで開閉可能になされている場合もある。このボックス搬出入口２４には、外部より搬送してきた収容ボックス６を載置するための外側載置台２６が設けられている。この外側載置台２６は、上記ボックス搬出入口２４の内側と外側とに股がるようにして設置されている。上記外側載置台２６の上部には、この外側載置台２６上をスライド移動可能になされたスライド板２８が設けられており、この上に収容ボックス６を載せた状態で移動できるようになっている。
【００２９】
一方、収容ボックス搬送エリア８内の上方には、上記ストッカ部１６が位置されている。このストッカ部１６は、図示例においては例えば２列２段に上記収容ボックス６を一時的に載置して保管する棚段３０が並設されている。尚、この棚段３０の数量は特に限定されず、実際には更に多く設けられる。
【００３０】
上記２つの棚段３０間には、昇降エレベータ３２が起立させて設けられており、この昇降エレベータ３２には、水平方向に前進後退及び旋回可能になされたボックス搬送アーム３４が設けられている。従って、このボックス搬送アーム３４を屈伸及び昇降させることにより、収容ボックス６をボックス搬送アーム３４で保持し、搬出入ポート１４とスットカ部１６との間で搬送できるようになっている。
【００３１】
また、上記移載ステージ２０において、両エリア８、１０間を区画する区画壁１２には、収容ボックス６の開閉蓋６Ａよりも僅かに大きくなされた開口３６が形成されると共に、この開口３６の収容ボックス搬送エリア８側には、置台３８が水平に設けられており、この上に収容ボックス６を載置できるようになっている。また、この置台３８の一側には、この上に載置された収容ボックス６を区画壁１２側へ押圧付勢するためのアクチュエータ４０が設けられており、上記収容ボックス６の開閉蓋６Ａを、上記開口３６に臨ませた状態で収容ボックス６の開口部の開口縁が区画壁１２の開口３６の開口縁に略気密に接触されることになる。尚、上記アクチュエータ４０として収容ボックス６を、その上方より押圧して固定するようにしたものもある。
【００３２】
また、この開口３６の被処理体移載エリア１０側には、これを開閉する開閉ドア４２が横方向へスライド可能に設けられている。尚、この開閉ドア４２が上下方向へスライド移動可能に設けられる場合もある。また、この開閉ドア４２には上記収容ボックス６の開閉蓋６Ａを開閉するための蓋開閉機構４４が設けられている（図２参照）。
【００３３】
そして、収容ボックス搬送エリア８内において、この開口３６の近傍に収容ボックス６を待機させるための待機用ボックス搬送アーム４６が設置されており、次に処理すべきウエハを収容する収容ボックス６をボックス搬送アーム３４から受け取り、待機後にこれを移載ステージ２０に置くようになっている。尚、上記待機用ボックス搬送アーム４６を設けない場合もあり、この場合には、上記ボックス搬送アーム３４により収容ボックス６を移載ステージ２０上に設置することになる。
【００３４】
一方、上記被処理体移載エリア１０内には、ウエハボート１８を載置する２つのボート載置台、すなわち移載用ボート載置台４８と待機用ボート載置台５０とが設けられている。上記２つのボート載置台４８、５０の内、この移載用ボート載置台４８と上記移載ステージ２０との間には、本発明の特徴とする被処理体の移載機構５２が設けられている。この移載機構５２は、昇降手段５４により上下方向へ昇降可能になされた昇降台５６と、水平方向へ前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段５８と、静電気を除去するイオンを発生するイオン発生手段６０とを主に有している。尚、この移載機構５２の構造は後で詳述する。
【００３５】
従って、この移載機構５２のフォーク手段５８を前進、後退及び昇降駆動することにより、置台３８上の収容ボックス６と移載用ボート載置台４８上のウエハボート１８との間でウエハＷの移載を行なうことができるようになっている。ここではウエハボート１８に関しては、複数台、例えば２台のウエハボート１８Ａ、１８Ｂが設けられており、この２台が交互に用いられる。尚、ウエハボート１８を１台、又は３台以上設けてもよいし、ウエハボート１８が１台の場合には、ボート載置台４８、５０は設けられず、後述するキャップ上のウエハボートとの間でウエハの移載が行われる。
【００３６】
このウエハボート１８は、その全体が耐熱性材料、例えば石英で構成されており、例えば６本の石英製の支柱を有している。この支柱に等ピッチに形成した支持溝等にウエハＷのエッジを支持させることにより、複数枚のウエハＷを等ピッチで支持するようになっている。この場合、支持されるウエハＷのピッチは、例えば４．０ｍｍ程度に設定されている。
【００３７】
上記被処理体移載エリア１０の一側の上方には、縦型熱処理炉よりなる上記処理ユニット２２がベース板６２により支持されて配置されている。この処理ユニット２２は、底部に開口を有すると共に有天井になされた石英製の円筒体よりなる処理容器６４を有し、その周囲には円筒状の加熱ヒータ６６が設けられて、処理容器６４内のウエハを加熱し得るようになっている。ここで処理容器６４内の雰囲気は、例えば容器下部の側壁に設けた排気口や、容器天井部に設けた排気口等より排気される。これにより、一度に多数枚のウエハＷに対して成膜や酸化拡散等の所定の熱処理を施すようになっている。
【００３８】
この場合、処理内容にもよるが、ウエハ温度は例えば最大８００〜９００℃程度になる。この処理容器６４の下方、すなわちベース板６２より下方が実質的な被処理体移載エリア１０となる。この処理容器６４の下方には、昇降エレベータのようなボート昇降機構６８により昇降可能になされたキャップ７０が配置されている。このボート昇降機構６８として例えばボールネジ等を用いることができる。そして、このキャップ７０上にウエハボート１８を載置してこれを上昇させることにより、このウエハボート１８を処理容器６４の下端開口部よりこの処理容器６４内へロードできるようになっている。この時、処理容器６４の下端開口部は上記キャップ７０により気密に閉じられるようになっている。
【００３９】
また処理容器６４の下端開口部の側部には、上記ウエハボート１８をアンロードしてこれを下方向へ降下させた際に、上記下端開口部を閉じるシャッタ７２がスライド可能に設けられている。そして、降下されたキャップ７０と上記両ボート載置台４８、５０の近傍には、屈伸及び旋回可能になされたボート移載機構７４が設けられており、上記両ボート載置台４８、５０とキャップ７０との間及び両ボート載置台４８、５０間でウエハボート１８の移載ができるようになされている。
【００４０】
そして、この被処理体移載エリア１０内の一側には、高性能の一対のフィルタ７６（図２及び図３参照）が設けられており、このフィルタ７６より清浄空気、又はＮ２ ガス等の不活性ガスを水平方向へ吹き出すことにより清浄気体のサイドフロー７８が常時形成されている。これにより、この被処理体移載エリア１０内を清浄に保つと共に、この雰囲気温度を冷却するようになっている。また、上記フィルタ７６の設置面に対向する面には、気体吸入口８０が設けられており、ここで吸い込まれた上記サイドフロー７８は、底部に設けたダクト８２（図４も参照）等を介して上記フィルタ７６側へ戻され、一部は循環使用されることになる。
【００４１】
ここで本発明の特徴とする被処理体の移載機構５２について詳しく説明すると、前述したように、この移載機構５２は、昇降手段５４により上下方向へ昇降可能になされた昇降台５６と、水平方向へ前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段５８と、静電気を除去するイオンを発生するイオン発生手段６０とを主に有している。
【００４２】
具体的には、図１及び図５にも示すように、上記昇降手段５４は例えば垂直方向へ起立されたボールネジ８６よりなり、このボールネジ８６に沿って案内レール８８が設けられている。上記昇降台５６は上記ボールネジ８６に螺合されており、このボールネジ８６を正逆回転することにより上記案内レール８８に沿って上下移動するようになっている。そして、この昇降台５６は水平方向に延びる取付アーム部９０（図５参照）を有しており、このアーム部９０にフォーク手段５８が取り付けられる。
【００４３】
上記フォーク手段５８は、上記取付アーム部９０上に矢印９１に示すように旋回可能に設けられた直方体状の旋回台９２と、この旋回台９２に設けられて前進及び後退可能になされた複数のフォーク本体９４とにより主に構成されている。図６にも示すように、ここでは５本のフォーク本体９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃ、９４Ｄ、９４Ｅを上下方向に等ピッチで並べて配列されていると共に、先端側は２股状になされており、各フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅ上にそれぞれウエハＷを載置できるようになっている。
【００４４】
そして、上記各フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅの基端部はスライダ９６により支持されており、このスライダ９６を上記旋回台９２の長手方向へ矢印９７（図５参照）に示すように往復スライド移動させることにより、上述したように上記フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅを前進及び後退させることができるようになっている。尚、上記フォーク本体９４の本数は５本に限定されず、これよりも多くても或いは少なくてもよい。
【００４５】
上記イオン発生手段６０は上記フォーク手段５８の上記旋回台９２に設けられることになる。具体的には、このイオン発生手段６０は例えばイオナイザよりなり、図５に示すように、上記直方体状の旋回台９２の両側にそれぞれイオン発生手段６０が設けられている。尚、ここでは２台のイオン発生手段６０を設けているが、これを１台設けるようにしてもよい。このイオン発生手段６０は、図７（Ａ）にも示すように、それぞれイオン発生器９８と、これより延びるイオン流路１００と、このイオン流路１００の先端部に接続されるイオン吹出しノズル１０２とにより主に形成されている。そして、上記イオン発生器９８には、これにキャリアガスを供給するキャリアガス供給手段１０４が設けられている。
【００４６】
上記キャリアガス供給手段１０４は、途中に開閉弁１０６が介設されたキャリアガス管１０８よりなり、その先端部側は２つに分岐されて上記各イオン発生器９８に接続され、キャリアガスを供給できるようになっている。このキャリアガスとしては、ここでは例えばＮ２ ガスを用いているが、これに限定されず、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いてもよい。このキャリアガス管１０８の材料としては、例えば可撓性のある蛇腹状になされたステンレス管、テフロン（商品名）製のガス管、セラミック製の管等を用いることができ、上記フォーク手段５８の昇降移動に追従できるように十分に長く設定されている。
【００４７】
また上記イオン発生器９８内では、周知のように複数のプラス放電針とマイナス放電針（図示せず）が内蔵されており、プラスイオンとマイナスイオンとを発生させるようになっている。ここでイオン発生器９８として用いるイオナイザとしては、どのような種類のものを用いてもよく、例えばプラスイオンとマイナスイオンを同時に発生させるダブルＤＣ式バータイプのイオナイザ、プラスイオンとマイナスイオンとを一定の間隔で交互に発生させるパルスＤＣタイプイオナイザ、プラスイオンとマイナスイオンとを高速で交互に発生させるＡＣ式バータイプのイオナイザ、Ｘ線を照射してプラスイオンとマイナスイオンとを発生させる軟Ｘ線イオナイザ等を用いることができる。
【００４８】
ここで発生されたプラスイオンとマイナスイオンとを上記キャリアガスと共に上記イオン流路１００内に移送し得るようになっている。このイオン流路１００は、例えばステンレス製、テフロン（商品名）製、セラミック製等の材質の管よりなり、好ましくは絶縁製材質により構成し、発生した上記両イオンが内部でできるだけ消滅しないようにする。また、上記両イオン吹出しノズル１０２は、上記旋回台９２の先端部にそれぞれ取り付け固定されており、キャリアガスと共に運ばれてまた上記イオンを必要に応じて矢印１１０（図５及び図６参照）に示すように、前方へ吹き出すようになっている。
【００４９】
また、図２及び図７（Ａ）にも示すように、上記イオンが吹き出される領域、すなわち被処理体移載エリア１０内には、帯電量検出センサ１１２が設けられており、この帯電量検出センサ１１２の検出値は、例えばコンピュータ等よりなるイオン用制御部１１４へ入力されている。そして、このイオン用制御部１１４からの制御信号は、上記イオン発生手段６０側、具体的にはイオン発生器９８と開閉弁１０６側へ入力されており、上記帯電量検出センサ１１２の検出値に基づいてこのイオン発生手段６０の動作を制御するようになっている。尚、上記帯電量検出センサ４２を設けないで、処理システムの動作中は常に上記イオン発生手段６０を動作させてイオンを吹き出すようにしてもよい。
【００５０】
そして、この処理システム２の全体の動作の制御、例えば収容ボックス搬送エリア８内における収容ボックス６の搬入及び搬出操作、被処理体移載エリア１０内におけるウエハＷの移載操作、ウエハボート１８の移載操作、ウエハボート１８の昇降操作、処理ユニット２２における熱処理操作（成膜処理等）等は、例えばコンピュータよりなるシステム制御部１２０（図１参照）により制御される。この場合、上記イオン用制御部１１４は、上記システム制御部１２０の支配下になっている。そして、上記システム制御部１２０やイオン用制御部１１４の制御に必要なプログラム（コンピュータによって読み取り可能）は記憶媒体１２２に記憶されている。この記憶媒体１２２としては、例えばフレキシブルディスクやＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等よりなる。
【００５１】
次に、以上のように構成された処理システム２の動作について説明する。まず、被処理体移載エリア１０内は、ウエハ表面への自然酸化膜の付着を防止するために不活性ガス、例えばＮ２ ガスのサイドフロー７８（図３参照）が形成されてＮ２ 雰囲気になされている。また、収容ボックス搬送エリア８内は、清浄空気のダウンフローが形成されて清浄空気の雰囲気に維持されている。
【００５２】
最初に、半導体ウエハＷの全体的な流れについて説明すると、収容ボックス搬送エリア８側において外部より搬送されてきた収容ボックス６は、その開閉蓋６Ａをボックス搬出入口２４側に向けて外側載置台２６上に載置される。そして、収容ボックス６が載置されている外側載置台２６上のスライド板２８を前進させることによって、これを上記収容ボックス搬送エリア８内に移送する。
【００５３】
次に、ボックス搬送アーム３４を駆動することにより、上記スライド板２８上に設置されている収容ボックス６を取りに行ってこれを保持し、更に昇降エレベータ３２を駆動することによって、この収容ボックス６を上方のストッカ部１６の棚段３０の所定の位置まで搬送して設置し、これを一時的に保管する。これと同時に、すでに棚段３０に一時貯留されており、処理対象となったウエハを収容する収容ボックス６をこのボックス搬送アーム３４により取りに行き、上述のように昇降エレベータ３２を駆動してこれを降下させる。
【００５４】
そして、移載ステージ２０の置台３８が空の場合には、この収容ボックス６を移載ステージ３０の置台３８上に移載する。また、置台３８上に別の収容ボックス６がすでにセットされている場合には、ボックス搬送アーム３４上の収容ボックス６を待機用ボックス搬送アーム４６で把持し、これを開口３６の近傍まで搬送して待機させる。そして、置台３８上の収容ボックス６の開閉蓋６Ａは、開閉ドア４２側に向けられており、しかも、置台３８の一側に設けた水平アクチュエータ４０により、収容ボックス６は押圧付勢されて置台３８上にて固定されている。
【００５５】
この状態で、蓋開閉機構４４（図２参照）を駆動することにより、開口３６の開閉ドア４２と収容ボックス６の開閉蓋６Ａとを取り外し、これらを例えば水平方向へスライド移動させて退避させる。そして、本発明に係る被処理体の移載機構５２を駆動することにより、収容ボックス６内に収容されていたウエハＷを、ここでは５枚ずつ取り出し、これを移載用ボート載置台４８上に設置されているウエハボート１８に移載する。
【００５６】
この場合、ウエハボート１８のウエハ収容枚数が７５枚で、且つ収容ボックス６内のウエハ収容枚数が２５枚ならば、３つの収容ボックス６内からウエハが取り出されて移載され、１バッチの処理が行われることになる。ここで上記被処理体の移載機構５２の駆動が開始されると、これに設けられたイオン発生手段６０も駆動されてイオンの放出が開始される。
【００５７】
上記ウエハボート１８へのウエハＷの移載が完了したならば、次に、ボート移載機構７４を駆動して、この移載用ボート載置台４８上のウエハボート１８を最下端へ降下されているキャップ７０上に載置する。ここで、熱処理が完了してアンロードされたウエハを収容するウエハボート１８が上記キャップ７０上にある場合には、ボート移載機構７４を用いてこのウエハボート１８を予め待機用ボート載置台５０上へ移しておく。
【００５８】
そして、この未処理のウエハを収容するウエハボート１８のキャップ７０上への移載が完了したならば、ボート昇降機構６８を駆動させて、ウエハボート１８と、これを載置したキャップ７０を一体的に上昇させ、このウエハボート１８を処理ユニット２２の処理容器６４内へ、この下端開口部より導入してロードする。そして、このキャップ７０によって処理容器６４の下端開口部を密閉し、この状態で処理ユニット２２内でウエハＷに対して所定の熱処理、例えば成膜処理や酸化拡散処理等を行なう。この場合、熱処理の態様にもよるが、ウエハＷの温度は８００〜１０００℃の高温に達する。
【００５９】
このようにして、所定の時間の熱処理が終了したならば、前述したと逆の操作を行なって、処理済みのウエハＷを取り出す。すなわち、アンロードを開始することよりウエハボート１８を処理容器６４内から降下させてアンロードを完了する。この際、アンロードを開始してウエハボート１８の降下を開始すると、被処理体移載エリア１０内の雰囲気は高温状態になるが上述したサイドフロー７８（図３参照）で冷却される。そして、このアンロードされたウエハボート１８は、ボート移載機構７４により、待機用ボート載置台５０を経由して、或いはこれを経由することなく直接的に移載用ボート載置台４８上へ移載される。この間に上記処理済みのウエハＷは、ある程度冷却されている。
【００６０】
そして、被処理体の移載機構５２の昇降手段５４及びフォーク手段５８を用いて処理済みのウエハＷをウエハボート１８から移載ステージ２０の置台３８上の空の収容ボックス６内に移載する。この場合にも、上記被処理体の移載機構５２に設けられたイオン発生手段６０を駆動しており、イオンを放出している。この収容ボックス６内への処理済みウエハＷの移載が完了したならば、開閉ドア４２を開口３６へ装着し、更に蓋開閉機構４４（図２参照）を駆動して、これに保持していた開閉蓋６Ａを収容ボックス６側へ装着する。
【００６１】
次に、収容ボックス搬送エリア８内のボックス搬送アーム３４を駆動し、この収容ボックス６を一時的にストッカ部１６へ貯留し、或いは貯留することなくボックス搬出入口２４を介して処理システム２の外へ搬送することになる。このボックス搬送アーム３４が処理済みのウエハを収容した収容ボックス６を搬送している間、すでに空の収容ボックス６を把持して待機していた待機用ボックス搬送アーム４６は、この空の収容ボックス６を置台３８上にセットし、処理済みのウエハの収容ボックス６内への収容が開始されることになる。
【００６２】
この場合、例えば３つの空の収容ボックス６が用いられることになる。そして、これにより、１バッチのウエハの処理が完了する。以下、同様な操作が繰り返される。尚、上記した収容ボックス２６の流れは単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【００６３】
さて、このような一連の動作が行われている中で、上記被処理体移載エリア１０内での半導体ウエハＷの移載について着目すると、このウエハＷは、置台３８上に設置された収容ボックス６と移載用ボート載置台４８上に設置されたウエハボート１８との間で被処理体の移載機構５２を用いて移載されることになる。すなわち、図５に示すように、被処理体の移載機構５２の昇降手段５４によって昇降台８６は昇降移動し、またフォーク手段５８の旋回台９２は、昇降台８６より延びる取付アーム９０上で必要に応じて旋回移動し、更に、旋回台９２上のスライダ９６が前後へスライド移動することによって５本のフォーク本体９４Ａ〜９４Ｅは前進或いは、後退し、これによって各フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅ上にウエハＷを保持して、これを移載することになる。
【００６４】
このように、ウエハＷを移載する結果、ウエハＷ自体及びウエハＷを保持して収容することになる収容ボックス６やウエハボート１８が静電気により帯電する傾向となる。また、種々の原因により、この被処理体移載エリア１０内に存在する僅かなパーティクル（塵）も静電気により帯電する傾向にある。
【００６５】
しかしながら、本発明においては、上記フォーク手段５８にイオン発生手段６０を設けて、このイオン発生手段６０よりプラスイオンとマイナスイオンとを放出しているので、上記帯電箇所や浮遊している帯電パーティクルが除電されることになり、ウエハＷにパーティクルが付着することを防止することができる。
【００６６】
すなわち、図７（Ａ）に示すように、イオン発生手段６０のイオン発生器９８にて発生したプラスイオンとマイナスイオンとは、キャリアガスにより随伴されてイオン流路１００内を流れ、この先端に接続したイオン吹出しノズル１０２から前方に向けて常に放出されることになる。このイオン吹出しノズル１０２は、上述したようにウエハＷの移載操作によって、昇降移動、旋回移動及び前進後退移動するので、このフォーク手段５８が移動する全ての領域に対して上記イオンを放出することになる。
【００６７】
例えば図４では、フォーク手段５８が左右反対側を向いた状態を示しており、このようにして、フォーク手段５８が移動する全ての経路においてイオンを放出させることができる。従って、上述のように帯電する傾向にある収容ボックス６及びウエハボート１８を効果的及び効率的に除電することができる。
【００６８】
また、被処理体移載エリア１０内の広い領域に対して広範囲にイオンを放出することができるので、このエリア内で帯電して浮遊しているパーティクルに対しても、これを効果的及び効率的に除電することができる。この場合、イオン発生器６０は、１台或いは２台程度なので、設備コストは非常に少なくて済み、少ない台数のイオン発生手段６０で広範囲に亘ってイオンを放出させることができる。
【００６９】
また、この被処理体移載エリア１０内の帯電状況は、図７（Ａ）に示すように、帯電量検出センサ１１２により常時検出されており、この検出値が所定値よりも低い場合には、上記イオン用制御部１１４はイオン発生器９８の動作を停止することができるので、キャリアガス等を無駄に消費することを防止することができる。
【００７０】
このように、被処理体である例えば半導体ウエハＷを収容する収容ボックス６と処理容器６４内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段であるウエハボート１８との間で被処理体の移載を行う移載機構において、被処理体を載置して移動するフォーク手段５８にイオン発生手段６０を設けて静電気を除去するようにしたので、少ない台数のイオン発生手段６０で例えば被処理体移載エリア１０内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことができる。
【００７１】
尚、上記実施形態の場合には、旋回台９２の両側に２台のイオン発生手段６０を設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、図７（Ｂ）に示すように１台のイオン発生手段６０を設け、このイオン発生器９８から延びるイオン流路１００を途中で２つに分岐して、分岐したそれぞれのイオン流路１００の先端部にイオン吹出しノズル１０２を設けるようにしてもよい。これによれば、イオン発生器９８を１台減少させた分だけ、設備コストを低減させることができる。尚、図７（Ｂ）において、図７（Ａ）に示す部分と同一構成の部分については同一参照符号を付してある。
【００７２】
＜変形実施形態＞
次に、本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態について説明する。先の実施形態にあっては、イオン発生手段６０の全体を旋回台９２に設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、イオン発生手段６０の一部、或いは全部をフォーク本体９４側に取り付けるようにしてもよい。図８はこのような本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す側面図、図９は本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す平面図であり、図８中のＡ−Ａ線矢視概略断面図を示している。尚、図８及び図９において、図５中の構成部費かと同一構成部品については同一参照符号を付してある。
【００７３】
一般に、図８及び図９に示すように、フォーク手段５８には、ウエハＷを保持するフォーク本体９４Ａ〜９４Ｅ以外に、ウエハボート１８や収容ボックス６内におけるウエハの収容位置を検出するセンサ付きフォーク本体９４Ｘを有している場合がある。
【００７４】
このセンサ付きフォーク本体９４Ｘは、他のフォーク本体９４Ａ〜９４Ｅと同様に、前進及び後退が可能になされ、先端側は２股状に分かれている。そして、この２股状の先端部に、ウエハＷの有無を検出する光センサ１３０が設けられる。この光センサ１３０は、２股状の先端部の一端に設けた発光ダイオードやレーザ素子等よりなって検査光Ｌを発する発光器１３０Ａと他方の先端部に設けた受光器１３０Ｂとよりなり、このセンサ付きフォーク本体９４Ｘを前進させた状態で、ウエハＷのエッジに相当する箇所を上下方向へ走査移動させることにより、ウエハの有無と、その位置を検出するようになっている。尚、このセンサ付きフォーク本体９４Ｘを用いてウエハＷの搬送ができるのは勿論である。
【００７５】
そして、この変形実施形態では、上記センサ付きフォーク本体９４Ｘの両側に、それぞれ上記イオン発生手段６０を設けている。具体的には、上記センサ付きフォーク本体９４Ｘの２股状の先端部に、２台のイオン発生手段６０の各イオン吹出しノズル１０２をそれぞれ取り付けている。また、ここでは各イオン発生器９８をスライダ９６の両側に取り付けるようにしている。この場合には、上記センサ付きフォーク本体９４Ｘを前進させて、上記イオン吹出しノズル１０２を上記ウエハＷやウエハボート１８や収容ボックス６に更に接近させた状態でイオンを吹き出すことができるので、帯電箇所等をより効果的に除電することができる。尚、この場合にも、図７（Ｂ）に示すようにイオン発生器９８を１台にしてもよいのは勿論である。
【００７６】
また、上記各実施形態では、イオン吹出しノズル１０２からのイオンの吹き出し方向は、前方へ直線状になるように設定したが、これに限定されず、図１０に示すように、イオン吹出しノズル１０２の先端部に、イオンの吹き出し方向を拡散させる拡散ヘッド１３２を設けるようにしてもよい。この拡散ヘッド１３２には、吹き出し方向を前方のみならず、斜め前方に向けて拡散させるための複数の吹き出し孔１３２Ａが形成されており、前方の広範囲な領域にイオンを吹き出すことができるようになっている。
【００７７】
また、図示されていないが、このイオン吹出しノズル１０２の先端部にイオンの吹き出し方向を可変にする可変ルーバを設けるようにしてもよい。また上記各実施形態では、イオン発生手段６０としてキャリアガスを用いたものを例にとって説明したが、これに限定されず、キャリアガスを用いないようにしてもよい。このキャリアガスを用いない場合には、発生したイオンをサイドフロー７８（図３参照）に随伴させてイオンを拡散させるようにする。
【００７８】
また、以上の各実施形態ではイオン発生器９８とイオン吹出しノズル１０２とを離間させて両者をイオン流路１００により連結した場合（図７参照）を主に例にとって説明したが、これに限定されず、図１１に示すイオン発生手段の他の変形実施形態のように、イオン発生器９８とイオン吹出しノズル１０２とを直に接合したようなイオン発生手段も用いることができる。このようなイオン発生手段としては、例えば株式会社キーエンス（ＫＥＹＥＮＣＥ）製のマイクロ除電器ＳＴ−Ｍ０２０シリーズ（商品名）等を用いることができる。また、この場合にも、キャリアガスを用いる形式のものと、用いない形式のものがあり、図１１では、キャリアガスを用いた形式を図示している。
【００７９】
尚、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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る被処理体の処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る被処理体の移載機構を設置した被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置の一例を示す平面図である。
【図３】被処理体移載エリア内の清浄気体の流れを示す斜視図である。
【図４】被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置と移載機構の動作状況の一例を示す斜視図である。
【図５】イオン発生手段を有する移載機構を示す拡大斜視図である。
【図６】移載機構のフォーク手段を示す側面図である。
【図７】イオン発生手段の各種形態を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す側面図である。
【図９】本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す平面図である。
【図１０】イオン吹出しノズルの先端部に設ける拡散ヘッドを示す斜視図である。
【図１１】イオン発生手段の他の変形実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
２ 被処理体の処理システム
４ 筐体
６ 収容ボックス
８ 収容ボックス搬送エリア
１０ 被処理体移載エリア
１８ ウエハボート（被処理体保持手段）
２２ 処理ユニット
３２ 昇降エレベータ
３４ ボックス搬送アーム
４８ 移載用ボート載置台
５０ 待機用ボート載置台
５２ 被処理体の移載機構
５４ 昇降手段
５６ 昇降台
５８ フォーク手段
６０ イオン発生手段
６４ 処理容器
６８ ボート昇降機構
７０ キャップ
７４ ボート移載機構
７６ フィルタ
７８ サイドフロー
９２ 旋回台
９４，９４Ａ〜９４Ｅ フォーク本体
９６ スライダ
９８ イオン発生器
１００ イオン流路
１０２ イオン吹出しノズル
１０４ キャリアガス供給手段
１０８ キャリアガス管
１１２ 帯電量検出センサ
１１４ イオン用制御部
１２０ システム制御部
１３０ 光センサ
１３２ 拡散ヘッド
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体を収納する収容ボックスから被処理体を被処理体移載エリア内の被処理体ボートへ移載して被処理体に熱処理を施すようにした処理システム及び被処理体の移載機構に関する。
【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、半導体ウエハに対して各種の成膜処理、酸化拡散処理、エッチング処理等を繰り返し行なうが、各処理を行なうにあたって、半導体ウエハを対応する装置間で搬送する必要がある。この場合、半導体ウエハは、複数枚、例えば２５枚ずつ収容ボックス内へ収容されて搬送される。この種の収容ボックスとしては、カセットのように大気に対して開放状態で搬送するものや、ＦＯＵＰ（登録商標）のように、パーティクルや自然酸化膜の付着を抑制するために、開閉蓋で密閉状態になされた箱内をＮ２ ガス等の不活性ガスや清浄空気の雰囲気にしたものが知られている（特許文献１〜３）。
【０００３】
そして、上記収容ボックスを取り扱う例えばバッチ式の処理システムにあっては、上記収容ボックスを搬送機構によって搬送するボックス搬送エリアと、この収容ボックスより半導体ウエハを熱処理のためにウエハボート等へ移載するための被処理体移載エリアとが一般的にはある（例えば特許文献４〜６）。そして、両エリアはウエハの受け渡しを行うために開閉可能になされた開口ゲートを有する区画壁により区画されており、被処理体を剥き出し状態で搬送する上記被処理体移載エリア内は、ウエハ表面に自然酸化膜等が付着することを防止するために、不活性ガス、例えば窒素雰囲気になされている場合もあるし、清浄雰囲気になされている場合もある。
【０００４】
そして、上記被処理体移載エリアでは、上述したような例えば２５枚のウエハを収容する収容ボックス内のウエハを、ウエハの移載機構を用いて石英等よりなる被処理体ボートとしてのウエハボートに対して移載を行う。このウエハボートは、複数枚、例えば５０〜１５０枚程度のウエハが等ピッチで多段に保持できるようになっている。また同様に、ウエハに対する熱処理が完了すると、上記移載機構を用いて上記とは逆にウエハボートから収容ボックスに対してウエハの移載を行う。
【０００５】
ここで、一般的に縦型の熱処理ユニットにあっては、用いる石英製のウエハボートとしては、ウエハボートを構成する支柱にウエハのエッジを支持するウエハ支持溝部を形成してなる、いわゆるラダー型のウエハボートや支柱間にリング状の載置台を多段に掛け渡して、各載置台にウエハのエッジを支持する支持つめ部を形成してなる、いわゆるリング型のウエハボートが知られている（特許文献６等）。
【０００６】
ところで、上述したように被処理体移載エリア内で上記した移載機構を用いて収容ボックスとウエハボートとの間で半導体ウエハの移載を行う場合、部材同士間の僅かな接触、或いは摺接によって上記ウエハ自体、収容ボックス自体、更にはウエハボート自体に静電気が発生することは避けられない。この静電気が発生すると、雰囲気中に漂う僅かなパーティクルでもこれを吸着してしまって製品の歩留まり低下の原因となってしまう。
【０００７】
そのため、従来の搬送機構においては、上記発生した静電気を除去する目的で被処理体移載エリア内にイオナイザを固定的に設けたり、或いはカセット間のウエハ移載時にウエハに発生する静電気を除去する目的で移載機構の移載アームの付け根に複数のイオナイザを設けるようにして、上記発生した静電気を除電するようにしていた（例えば特許文献７）。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２７９５４６号公報
【特許文献２】特開平９−３０６９７５号公報
【特許文献３】特開平１１−２７４２６７号公報
【特許文献４】特開２００２−７６０８９号公報
【特許文献５】特開２００３−３７１４８号公報
【特許文献６】特開平９−２１３６４７号公報
【特許文献７】特開平１１−２３８７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述のようにイオナイザを被処理体移載エリア内に固定的に設けることにより、帯電箇所や浮遊する帯電塵（パーティクル）のある程度の除電を行うことができた。
【００１０】
しかしながら、実際の被処理体移載エリア内では移載機構が移動する領域の多くの部分で静電気の帯電が発生しており、これらの帯電箇所を十分に且つ効果的に除電することは上記した従来構成では困難であった。この場合、移載機構が移動するあらゆる領域に対してイオナイザを設けることも考えられるが、この場合にはイオナイザの設置台数が増加して、設備コストが大幅に増大してしまうので、現実的ではない。
【００１１】
また、移載アームの付け根にイオナイザを設けた場合には、これに保持した例えばウエハ自体に発生した静電気の除電は有効に行うことができるが、ウエハボート自体や収容ボックス自体に発生した静電気の除電は有効に行うことができないばかりか、この場合にも設置するイオナイザの数が多くなってしまう、といった問題があった。
【００１２】
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。本発明の目的は、少ない台数のイオン発生手段で例えば被処理体移載エリア内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことが可能な被処理体の移載機構及び被処理体の処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、複数の被処理体を複数段に亘って保持して収容することが可能な収容ボックスと、複数の被処理体を複数段に亘って保持し、前記被処理体に対して所定の処理を施すための処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で、前記被処理体の移載を行う被処理体の移載機構において、昇降手段により上下方向へ昇降可能になされた昇降台と、前記昇降台に設けられて、前記被処理体を載置して前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段と、前記フォーク手段に設けられて静電気を除去するイオンを発生させるイオン発生手段と、を備えたことを特徴とする被処理体の移載機構である。
【００１４】
このように、被処理体を収容する収容ボックスと処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で被処理体の移載を行う移載機構において、被処理体を載置して移動するフォーク手段にイオン発生手段を設けて静電気を除去するようにしたので、少ない台数のイオン発生手段で例えば被処理体移載エリア内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記フォーク手段は、前記昇降台上に旋回可能に設けられた旋回台と、前記旋回台に設けられて前記被処理体を載置して前進及び後退可能になされた複数のフォーク本体と、よりなることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記フォーク手段は、前記旋回台に設けられて、前記被処理体の有無を検出する光センサを先端部に有して前進及び後退可能になされたセンサ付きフォーク本体を備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記イオン発生手段は、前記旋回台に設けられることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれか一項の発明において、前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記旋回台の先端部に設けられることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記イオン発生手段は、前記センサ付きフォーク本体に設けられることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項３又は６の発明において、前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記センサ付きフォーク本体の先端部に設けられることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項５又は７の発明において、前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を拡散させる拡散ヘッドが設けられることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項５又は７の発明において、前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を変化させるための可変ルーバが設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項の発明において、前記イオンが吹き出される領域に設けられる帯電量検出センサと、前記帯電量検出センサの検出値に基づいて前記イオン発生手段の動作を制御するイオン用制御部と、を有することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項の発明において、前記イオン発生手段は、イオナイザであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項の発明において、前記収容ボックスは、着脱可能になされた開閉蓋を有し、内部は密閉可能になされていることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一項の発明において、前記処理容器は、底部に開口を有すると共に有天井になされた石英製の円筒体よりなり、前記開口には気密に着脱可能になされたキャップが装着されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれか一項の発明において、前記被処理体の移載を行う空間は、前記処理容器の下方の被処理体移載エリアであることを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１乃至１４のいずれか一項の発明において、前記被処理体移載エリアには、清浄気体のサイドフローが形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１６に係る発明は、複数の被処理体を収容する収容ボックスから前記被処理体を取り出して前記被処理体に対して熱処理を施すようにした被処理体の処理システムにおいて、前記被処理体に対して熱処理を施すための処理容器を有する縦型の処理ユニットと、前記処理ユニットの下方に設けられて周囲が区画壁により区画された被処理体移載エリアと、前記被処理体を複数段に亘って保持する被処理体保持手段と、前記被処理体保持手段を昇降させて前記処理容器内へロード及びアンロードする保持手段用昇降手段と、前記区画壁に設けられた移載ステージに設置した前記収容ボックスと前記被処理体保持手段との間で前記被処理体を移載するための請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構と、を備えたことを特徴とする被処理体の処理システムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る被処理体の移載機構及び被処理体の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。
被処理体を収容する収容ボックスと処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で被処理体の移載を行う移載機構において、被処理体を載置して移動するフォーク手段にイオン発生手段を設けて静電気を除去するようにしたので、少ない台数のイオン発生手段で例えば被処理体移載エリア内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る被処理体の移載機構及び被処理体の処理システムの好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る被処理体の処理システムの一実施形態を示す概略構成図、図２は本発明に係る被処理体の移載機構を設置した被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置の一例を示す平面図、図３は被処理体移載エリア内の清浄気体の流れを示す斜視図、図４は被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置と移載機構の動作状況の一例を示す斜視図、図５はイオン発生手段を有する移載機構を示す拡大斜視図、図６は移載機構のフォーク手段を示す側面図、図７はイオン発生手段の各種形態を示すブロック構成図である。
【００２５】
まず、図１及び図２に示すように、この被処理体の処理システム２は、全体が区画壁として機能する例えばステンレス等よりなる筐体４に囲まれており、この内部は収容ボックス６を搬送するための収容ボックス搬送エリア８と被処理体である半導体ウエハＷを移載する被処理体移載エリア１０とに区画壁１２により２分されている。尚、ここではウエハＷは直径が３００ｍｍのウエハを用いるが、これに限定されず、直径が４５０ｍｍ、８インチ、６インチのウエハも用いることができる。
【００２６】
上記収容ボックス６には、複数枚、例えば２５枚のウエハが段部状に支持されて開閉蓋６Ａにより密閉状態になされており、内部はＮ２ ガス等の不活性ガス雰囲気や清浄空気の雰囲気になされている。そして、上記収容ボックス搬送エリア８内には清浄空気のダウンフローが流され、上記被処理体移載エリア１０内には後述するようにＮ２ ガス等の不活性ガスの清浄気体のサイドフローが形成された不活性ガス雰囲気になされている。尚、このエリア１０内に清浄空気を流す場合もある。
【００２７】
この処理システム２は、主に収容ボックス６を処理システム２内に対して搬入搬出させるための搬出入ポート１４と、上記収容ボックス６を一時的に貯留するためのストッカ部１６と、この収容ボックス６と被処理体保持手段としてのウエハボート１８との間で半導体ウエハＷを移載する移載ステージ２０と、ウエハボート１８に移載されて保持されている半導体ウエハＷに対して所定の熱処理を施す処理ユニット２２とにより主に構成される。
【００２８】
上記搬出入ポート１４において、筐体４には常時開放されているボックス搬出入口２４が形成されている。尚、このボックス搬出入口２４が開閉ドアで開閉可能になされている場合もある。このボックス搬出入口２４には、外部より搬送してきた収容ボックス６を載置するための外側載置台２６が設けられている。この外側載置台２６は、上記ボックス搬出入口２４の内側と外側とに股がるようにして設置されている。上記外側載置台２６の上部には、この外側載置台２６上をスライド移動可能になされたスライド板２８が設けられており、この上に収容ボックス６を載せた状態で移動できるようになっている。
【００２９】
一方、収容ボックス搬送エリア８内の上方には、上記ストッカ部１６が位置されている。このストッカ部１６は、図示例においては例えば２列２段に上記収容ボックス６を一時的に載置して保管する棚段３０が並設されている。尚、この棚段３０の数量は特に限定されず、実際には更に多く設けられる。
【００３０】
上記２つの棚段３０間には、昇降エレベータ３２が起立させて設けられており、この昇降エレベータ３２には、水平方向に前進後退及び旋回可能になされたボックス搬送アーム３４が設けられている。従って、このボックス搬送アーム３４を屈伸及び昇降させることにより、収容ボックス６をボックス搬送アーム３４で保持し、搬出入ポート１４とスットカ部１６との間で搬送できるようになっている。
【００３１】
また、上記移載ステージ２０において、両エリア８、１０間を区画する区画壁１２には、収容ボックス６の開閉蓋６Ａよりも僅かに大きくなされた開口３６が形成されると共に、この開口３６の収容ボックス搬送エリア８側には、置台３８が水平に設けられており、この上に収容ボックス６を載置できるようになっている。また、この置台３８の一側には、この上に載置された収容ボックス６を区画壁１２側へ押圧付勢するためのアクチュエータ４０が設けられており、上記収容ボックス６の開閉蓋６Ａを、上記開口３６に臨ませた状態で収容ボックス６の開口部の開口縁が区画壁１２の開口３６の開口縁に略気密に接触されることになる。尚、上記アクチュエータ４０として収容ボックス６を、その上方より押圧して固定するようにしたものもある。
【００３２】
また、この開口３６の被処理体移載エリア１０側には、これを開閉する開閉ドア４２が横方向へスライド可能に設けられている。尚、この開閉ドア４２が上下方向へスライド移動可能に設けられる場合もある。また、この開閉ドア４２には上記収容ボックス６の開閉蓋６Ａを開閉するための蓋開閉機構４４が設けられている（図２参照）。
【００３３】
そして、収容ボックス搬送エリア８内において、この開口３６の近傍に収容ボックス６を待機させるための待機用ボックス搬送アーム４６が設置されており、次に処理すべきウエハを収容する収容ボックス６をボックス搬送アーム３４から受け取り、待機後にこれを移載ステージ２０に置くようになっている。尚、上記待機用ボックス搬送アーム４６を設けない場合もあり、この場合には、上記ボックス搬送アーム３４により収容ボックス６を移載ステージ２０上に設置することになる。
【００３４】
一方、上記被処理体移載エリア１０内には、ウエハボート１８を載置する２つのボート載置台、すなわち移載用ボート載置台４８と待機用ボート載置台５０とが設けられている。上記２つのボート載置台４８、５０の内、この移載用ボート載置台４８と上記移載ステージ２０との間には、本発明の特徴とする被処理体の移載機構５２が設けられている。この移載機構５２は、昇降手段５４により上下方向へ昇降可能になされた昇降台５６と、水平方向へ前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段５８と、静電気を除去するイオンを発生するイオン発生手段６０とを主に有している。尚、この移載機構５２の構造は後で詳述する。
【００３５】
従って、この移載機構５２のフォーク手段５８を前進、後退及び昇降駆動することにより、置台３８上の収容ボックス６と移載用ボート載置台４８上のウエハボート１８との間でウエハＷの移載を行なうことができるようになっている。ここではウエハボート１８に関しては、複数台、例えば２台のウエハボート１８Ａ、１８Ｂが設けられており、この２台が交互に用いられる。尚、ウエハボート１８を１台、又は３台以上設けてもよいし、ウエハボート１８が１台の場合には、ボート載置台４８、５０は設けられず、後述するキャップ上のウエハボートとの間でウエハの移載が行われる。
【００３６】
このウエハボート１８は、その全体が耐熱性材料、例えば石英で構成されており、例えば６本の石英製の支柱を有している。この支柱に等ピッチに形成した支持溝等にウエハＷのエッジを支持させることにより、複数枚のウエハＷを等ピッチで支持するようになっている。この場合、支持されるウエハＷのピッチは、例えば４．０ｍｍ程度に設定されている。
【００３７】
上記被処理体移載エリア１０の一側の上方には、縦型熱処理炉よりなる上記処理ユニット２２がベース板６２により支持されて配置されている。この処理ユニット２２は、底部に開口を有すると共に有天井になされた石英製の円筒体よりなる処理容器６４を有し、その周囲には円筒状の加熱ヒータ６６が設けられて、処理容器６４内のウエハを加熱し得るようになっている。ここで処理容器６４内の雰囲気は、例えば容器下部の側壁に設けた排気口や、容器天井部に設けた排気口等より排気される。これにより、一度に多数枚のウエハＷに対して成膜や酸化拡散等の所定の熱処理を施すようになっている。
【００３８】
この場合、処理内容にもよるが、ウエハ温度は例えば最大８００〜９００℃程度になる。この処理容器６４の下方、すなわちベース板６２より下方が実質的な被処理体移載エリア１０となる。この処理容器６４の下方には、昇降エレベータのようなボート昇降機構６８により昇降可能になされたキャップ７０が配置されている。このボート昇降機構６８として例えばボールネジ等を用いることができる。そして、このキャップ７０上にウエハボート１８を載置してこれを上昇させることにより、このウエハボート１８を処理容器６４の下端開口部よりこの処理容器６４内へロードできるようになっている。この時、処理容器６４の下端開口部は上記キャップ７０により気密に閉じられるようになっている。
【００３９】
また処理容器６４の下端開口部の側部には、上記ウエハボート１８をアンロードしてこれを下方向へ降下させた際に、上記下端開口部を閉じるシャッタ７２がスライド可能に設けられている。そして、降下されたキャップ７０と上記両ボート載置台４８、５０の近傍には、屈伸及び旋回可能になされたボート移載機構７４が設けられており、上記両ボート載置台４８、５０とキャップ７０との間及び両ボート載置台４８、５０間でウエハボート１８の移載ができるようになされている。
【００４０】
そして、この被処理体移載エリア１０内の一側には、高性能の一対のフィルタ７６（図２及び図３参照）が設けられており、このフィルタ７６より清浄空気、又はＮ２ ガス等の不活性ガスを水平方向へ吹き出すことにより清浄気体のサイドフロー７８が常時形成されている。これにより、この被処理体移載エリア１０内を清浄に保つと共に、この雰囲気温度を冷却するようになっている。また、上記フィルタ７６の設置面に対向する面には、気体吸入口８０が設けられており、ここで吸い込まれた上記サイドフロー７８は、底部に設けたダクト８２（図４も参照）等を介して上記フィルタ７６側へ戻され、一部は循環使用されることになる。
【００４１】
ここで本発明の特徴とする被処理体の移載機構５２について詳しく説明すると、前述したように、この移載機構５２は、昇降手段５４により上下方向へ昇降可能になされた昇降台５６と、水平方向へ前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段５８と、静電気を除去するイオンを発生するイオン発生手段６０とを主に有している。
【００４２】
具体的には、図１及び図５にも示すように、上記昇降手段５４は例えば垂直方向へ起立されたボールネジ８６よりなり、このボールネジ８６に沿って案内レール８８が設けられている。上記昇降台５６は上記ボールネジ８６に螺合されており、このボールネジ８６を正逆回転することにより上記案内レール８８に沿って上下移動するようになっている。そして、この昇降台５６は水平方向に延びる取付アーム部９０（図５参照）を有しており、このアーム部９０にフォーク手段５８が取り付けられる。
【００４３】
上記フォーク手段５８は、上記取付アーム部９０上に矢印９１に示すように旋回可能に設けられた直方体状の旋回台９２と、この旋回台９２に設けられて前進及び後退可能になされた複数のフォーク本体９４とにより主に構成されている。図６にも示すように、ここでは５本のフォーク本体９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃ、９４Ｄ、９４Ｅを上下方向に等ピッチで並べて配列されていると共に、先端側は２股状になされており、各フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅ上にそれぞれウエハＷを載置できるようになっている。
【００４４】
そして、上記各フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅの基端部はスライダ９６により支持されており、このスライダ９６を上記旋回台９２の長手方向へ矢印９７（図５参照）に示すように往復スライド移動させることにより、上述したように上記フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅを前進及び後退させることができるようになっている。尚、上記フォーク本体９４の本数は５本に限定されず、これよりも多くても或いは少なくてもよい。
【００４５】
上記イオン発生手段６０は上記フォーク手段５８の上記旋回台９２に設けられることになる。具体的には、このイオン発生手段６０は例えばイオナイザよりなり、図５に示すように、上記直方体状の旋回台９２の両側にそれぞれイオン発生手段６０が設けられている。尚、ここでは２台のイオン発生手段６０を設けているが、これを１台設けるようにしてもよい。このイオン発生手段６０は、図７（Ａ）にも示すように、それぞれイオン発生器９８と、これより延びるイオン流路１００と、このイオン流路１００の先端部に接続されるイオン吹出しノズル１０２とにより主に形成されている。そして、上記イオン発生器９８には、これにキャリアガスを供給するキャリアガス供給手段１０４が設けられている。
【００４６】
上記キャリアガス供給手段１０４は、途中に開閉弁１０６が介設されたキャリアガス管１０８よりなり、その先端部側は２つに分岐されて上記各イオン発生器９８に接続され、キャリアガスを供給できるようになっている。このキャリアガスとしては、ここでは例えばＮ２ ガスを用いているが、これに限定されず、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いてもよい。このキャリアガス管１０８の材料としては、例えば可撓性のある蛇腹状になされたステンレス管、テフロン（商品名）製のガス管、セラミック製の管等を用いることができ、上記フォーク手段５８の昇降移動に追従できるように十分に長く設定されている。
【００４７】
また上記イオン発生器９８内では、周知のように複数のプラス放電針とマイナス放電針（図示せず）が内蔵されており、プラスイオンとマイナスイオンとを発生させるようになっている。ここでイオン発生器９８として用いるイオナイザとしては、どのような種類のものを用いてもよく、例えばプラスイオンとマイナスイオンを同時に発生させるダブルＤＣ式バータイプのイオナイザ、プラスイオンとマイナスイオンとを一定の間隔で交互に発生させるパルスＤＣタイプイオナイザ、プラスイオンとマイナスイオンとを高速で交互に発生させるＡＣ式バータイプのイオナイザ、Ｘ線を照射してプラスイオンとマイナスイオンとを発生させる軟Ｘ線イオナイザ等を用いることができる。
【００４８】
ここで発生されたプラスイオンとマイナスイオンとを上記キャリアガスと共に上記イオン流路１００内に移送し得るようになっている。このイオン流路１００は、例えばステンレス製、テフロン（商品名）製、セラミック製等の材質の管よりなり、好ましくは絶縁製材質により構成し、発生した上記両イオンが内部でできるだけ消滅しないようにする。また、上記両イオン吹出しノズル１０２は、上記旋回台９２の先端部にそれぞれ取り付け固定されており、キャリアガスと共に運ばれてまた上記イオンを必要に応じて矢印１１０（図５及び図６参照）に示すように、前方へ吹き出すようになっている。
【００４９】
また、図２及び図７（Ａ）にも示すように、上記イオンが吹き出される領域、すなわち被処理体移載エリア１０内には、帯電量検出センサ１１２が設けられており、この帯電量検出センサ１１２の検出値は、例えばコンピュータ等よりなるイオン用制御部１１４へ入力されている。そして、このイオン用制御部１１４からの制御信号は、上記イオン発生手段６０側、具体的にはイオン発生器９８と開閉弁１０６側へ入力されており、上記帯電量検出センサ１１２の検出値に基づいてこのイオン発生手段６０の動作を制御するようになっている。尚、上記帯電量検出センサ４２を設けないで、処理システムの動作中は常に上記イオン発生手段６０を動作させてイオンを吹き出すようにしてもよい。
【００５０】
そして、この処理システム２の全体の動作の制御、例えば収容ボックス搬送エリア８内における収容ボックス６の搬入及び搬出操作、被処理体移載エリア１０内におけるウエハＷの移載操作、ウエハボート１８の移載操作、ウエハボート１８の昇降操作、処理ユニット２２における熱処理操作（成膜処理等）等は、例えばコンピュータよりなるシステム制御部１２０（図１参照）により制御される。この場合、上記イオン用制御部１１４は、上記システム制御部１２０の支配下になっている。そして、上記システム制御部１２０やイオン用制御部１１４の制御に必要なプログラム（コンピュータによって読み取り可能）は記憶媒体１２２に記憶されている。この記憶媒体１２２としては、例えばフレキシブルディスクやＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等よりなる。
【００５１】
次に、以上のように構成された処理システム２の動作について説明する。まず、被処理体移載エリア１０内は、ウエハ表面への自然酸化膜の付着を防止するために不活性ガス、例えばＮ２ ガスのサイドフロー７８（図３参照）が形成されてＮ２ 雰囲気になされている。また、収容ボックス搬送エリア８内は、清浄空気のダウンフローが形成されて清浄空気の雰囲気に維持されている。
【００５２】
最初に、半導体ウエハＷの全体的な流れについて説明すると、収容ボックス搬送エリア８側において外部より搬送されてきた収容ボックス６は、その開閉蓋６Ａをボックス搬出入口２４側に向けて外側載置台２６上に載置される。そして、収容ボックス６が載置されている外側載置台２６上のスライド板２８を前進させることによって、これを上記収容ボックス搬送エリア８内に移送する。
【００５３】
次に、ボックス搬送アーム３４を駆動することにより、上記スライド板２８上に設置されている収容ボックス６を取りに行ってこれを保持し、更に昇降エレベータ３２を駆動することによって、この収容ボックス６を上方のストッカ部１６の棚段３０の所定の位置まで搬送して設置し、これを一時的に保管する。これと同時に、すでに棚段３０に一時貯留されており、処理対象となったウエハを収容する収容ボックス６をこのボックス搬送アーム３４により取りに行き、上述のように昇降エレベータ３２を駆動してこれを降下させる。
【００５４】
そして、移載ステージ２０の置台３８が空の場合には、この収容ボックス６を移載ステージ３０の置台３８上に移載する。また、置台３８上に別の収容ボックス６がすでにセットされている場合には、ボックス搬送アーム３４上の収容ボックス６を待機用ボックス搬送アーム４６で把持し、これを開口３６の近傍まで搬送して待機させる。そして、置台３８上の収容ボックス６の開閉蓋６Ａは、開閉ドア４２側に向けられており、しかも、置台３８の一側に設けた水平アクチュエータ４０により、収容ボックス６は押圧付勢されて置台３８上にて固定されている。
【００５５】
この状態で、蓋開閉機構４４（図２参照）を駆動することにより、開口３６の開閉ドア４２と収容ボックス６の開閉蓋６Ａとを取り外し、これらを例えば水平方向へスライド移動させて退避させる。そして、本発明に係る被処理体の移載機構５２を駆動することにより、収容ボックス６内に収容されていたウエハＷを、ここでは５枚ずつ取り出し、これを移載用ボート載置台４８上に設置されているウエハボート１８に移載する。
【００５６】
この場合、ウエハボート１８のウエハ収容枚数が７５枚で、且つ収容ボックス６内のウエハ収容枚数が２５枚ならば、３つの収容ボックス６内からウエハが取り出されて移載され、１バッチの処理が行われることになる。ここで上記被処理体の移載機構５２の駆動が開始されると、これに設けられたイオン発生手段６０も駆動されてイオンの放出が開始される。
【００５７】
上記ウエハボート１８へのウエハＷの移載が完了したならば、次に、ボート移載機構７４を駆動して、この移載用ボート載置台４８上のウエハボート１８を最下端へ降下されているキャップ７０上に載置する。ここで、熱処理が完了してアンロードされたウエハを収容するウエハボート１８が上記キャップ７０上にある場合には、ボート移載機構７４を用いてこのウエハボート１８を予め待機用ボート載置台５０上へ移しておく。
【００５８】
そして、この未処理のウエハを収容するウエハボート１８のキャップ７０上への移載が完了したならば、ボート昇降機構６８を駆動させて、ウエハボート１８と、これを載置したキャップ７０を一体的に上昇させ、このウエハボート１８を処理ユニット２２の処理容器６４内へ、この下端開口部より導入してロードする。そして、このキャップ７０によって処理容器６４の下端開口部を密閉し、この状態で処理ユニット２２内でウエハＷに対して所定の熱処理、例えば成膜処理や酸化拡散処理等を行なう。この場合、熱処理の態様にもよるが、ウエハＷの温度は８００〜１０００℃の高温に達する。
【００５９】
このようにして、所定の時間の熱処理が終了したならば、前述したと逆の操作を行なって、処理済みのウエハＷを取り出す。すなわち、アンロードを開始することよりウエハボート１８を処理容器６４内から降下させてアンロードを完了する。この際、アンロードを開始してウエハボート１８の降下を開始すると、被処理体移載エリア１０内の雰囲気は高温状態になるが上述したサイドフロー７８（図３参照）で冷却される。そして、このアンロードされたウエハボート１８は、ボート移載機構７４により、待機用ボート載置台５０を経由して、或いはこれを経由することなく直接的に移載用ボート載置台４８上へ移載される。この間に上記処理済みのウエハＷは、ある程度冷却されている。
【００６０】
そして、被処理体の移載機構５２の昇降手段５４及びフォーク手段５８を用いて処理済みのウエハＷをウエハボート１８から移載ステージ２０の置台３８上の空の収容ボックス６内に移載する。この場合にも、上記被処理体の移載機構５２に設けられたイオン発生手段６０を駆動しており、イオンを放出している。この収容ボックス６内への処理済みウエハＷの移載が完了したならば、開閉ドア４２を開口３６へ装着し、更に蓋開閉機構４４（図２参照）を駆動して、これに保持していた開閉蓋６Ａを収容ボックス６側へ装着する。
【００６１】
次に、収容ボックス搬送エリア８内のボックス搬送アーム３４を駆動し、この収容ボックス６を一時的にストッカ部１６へ貯留し、或いは貯留することなくボックス搬出入口２４を介して処理システム２の外へ搬送することになる。このボックス搬送アーム３４が処理済みのウエハを収容した収容ボックス６を搬送している間、すでに空の収容ボックス６を把持して待機していた待機用ボックス搬送アーム４６は、この空の収容ボックス６を置台３８上にセットし、処理済みのウエハの収容ボックス６内への収容が開始されることになる。
【００６２】
この場合、例えば３つの空の収容ボックス６が用いられることになる。そして、これにより、１バッチのウエハの処理が完了する。以下、同様な操作が繰り返される。尚、上記した収容ボックス２６の流れは単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【００６３】
さて、このような一連の動作が行われている中で、上記被処理体移載エリア１０内での半導体ウエハＷの移載について着目すると、このウエハＷは、置台３８上に設置された収容ボックス６と移載用ボート載置台４８上に設置されたウエハボート１８との間で被処理体の移載機構５２を用いて移載されることになる。すなわち、図５に示すように、被処理体の移載機構５２の昇降手段５４によって昇降台８６は昇降移動し、またフォーク手段５８の旋回台９２は、昇降台８６より延びる取付アーム９０上で必要に応じて旋回移動し、更に、旋回台９２上のスライダ９６が前後へスライド移動することによって５本のフォーク本体９４Ａ〜９４Ｅは前進或いは、後退し、これによって各フォーク本体９４Ａ〜９４Ｅ上にウエハＷを保持して、これを移載することになる。
【００６４】
このように、ウエハＷを移載する結果、ウエハＷ自体及びウエハＷを保持して収容することになる収容ボックス６やウエハボート１８が静電気により帯電する傾向となる。また、種々の原因により、この被処理体移載エリア１０内に存在する僅かなパーティクル（塵）も静電気により帯電する傾向にある。
【００６５】
しかしながら、本発明においては、上記フォーク手段５８にイオン発生手段６０を設けて、このイオン発生手段６０よりプラスイオンとマイナスイオンとを放出しているので、上記帯電箇所や浮遊している帯電パーティクルが除電されることになり、ウエハＷにパーティクルが付着することを防止することができる。
【００６６】
すなわち、図７（Ａ）に示すように、イオン発生手段６０のイオン発生器９８にて発生したプラスイオンとマイナスイオンとは、キャリアガスにより随伴されてイオン流路１００内を流れ、この先端に接続したイオン吹出しノズル１０２から前方に向けて常に放出されることになる。このイオン吹出しノズル１０２は、上述したようにウエハＷの移載操作によって、昇降移動、旋回移動及び前進後退移動するので、このフォーク手段５８が移動する全ての領域に対して上記イオンを放出することになる。
【００６７】
例えば図４では、フォーク手段５８が左右反対側を向いた状態を示しており、このようにして、フォーク手段５８が移動する全ての経路においてイオンを放出させることができる。従って、上述のように帯電する傾向にある収容ボックス６及びウエハボート１８を効果的及び効率的に除電することができる。
【００６８】
また、被処理体移載エリア１０内の広い領域に対して広範囲にイオンを放出することができるので、このエリア内で帯電して浮遊しているパーティクルに対しても、これを効果的及び効率的に除電することができる。この場合、イオン発生器６０は、１台或いは２台程度なので、設備コストは非常に少なくて済み、少ない台数のイオン発生手段６０で広範囲に亘ってイオンを放出させることができる。
【００６９】
また、この被処理体移載エリア１０内の帯電状況は、図７（Ａ）に示すように、帯電量検出センサ１１２により常時検出されており、この検出値が所定値よりも低い場合には、上記イオン用制御部１１４はイオン発生器９８の動作を停止することができるので、キャリアガス等を無駄に消費することを防止することができる。
【００７０】
このように、被処理体である例えば半導体ウエハＷを収容する収容ボックス６と処理容器６４内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段であるウエハボート１８との間で被処理体の移載を行う移載機構において、被処理体を載置して移動するフォーク手段５８にイオン発生手段６０を設けて静電気を除去するようにしたので、少ない台数のイオン発生手段６０で例えば被処理体移載エリア１０内の広範囲に亘って帯電箇所の除電及び浮遊する帯電塵の除電を行うことができる。
【００７１】
尚、上記実施形態の場合には、旋回台９２の両側に２台のイオン発生手段６０を設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、図７（Ｂ）に示すように１台のイオン発生手段６０を設け、このイオン発生器９８から延びるイオン流路１００を途中で２つに分岐して、分岐したそれぞれのイオン流路１００の先端部にイオン吹出しノズル１０２を設けるようにしてもよい。これによれば、イオン発生器９８を１台減少させた分だけ、設備コストを低減させることができる。尚、図７（Ｂ）において、図７（Ａ）に示す部分と同一構成の部分については同一参照符号を付してある。
【００７２】
＜変形実施形態＞
次に、本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態について説明する。先の実施形態にあっては、イオン発生手段６０の全体を旋回台９２に設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、イオン発生手段６０の一部、或いは全部をフォーク本体９４側に取り付けるようにしてもよい。図８はこのような本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す側面図、図９は本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す平面図であり、図８中のＡ−Ａ線矢視概略断面図を示している。尚、図８及び図９において、図５中の構成部費かと同一構成部品については同一参照符号を付してある。
【００７３】
一般に、図８及び図９に示すように、フォーク手段５８には、ウエハＷを保持するフォーク本体９４Ａ〜９４Ｅ以外に、ウエハボート１８や収容ボックス６内におけるウエハの収容位置を検出するセンサ付きフォーク本体９４Ｘを有している場合がある。
【００７４】
このセンサ付きフォーク本体９４Ｘは、他のフォーク本体９４Ａ〜９４Ｅと同様に、前進及び後退が可能になされ、先端側は２股状に分かれている。そして、この２股状の先端部に、ウエハＷの有無を検出する光センサ１３０が設けられる。この光センサ１３０は、２股状の先端部の一端に設けた発光ダイオードやレーザ素子等よりなって検査光Ｌを発する発光器１３０Ａと他方の先端部に設けた受光器１３０Ｂとよりなり、このセンサ付きフォーク本体９４Ｘを前進させた状態で、ウエハＷのエッジに相当する箇所を上下方向へ走査移動させることにより、ウエハの有無と、その位置を検出するようになっている。尚、このセンサ付きフォーク本体９４Ｘを用いてウエハＷの搬送ができるのは勿論である。
【００７５】
そして、この変形実施形態では、上記センサ付きフォーク本体９４Ｘの両側に、それぞれ上記イオン発生手段６０を設けている。具体的には、上記センサ付きフォーク本体９４Ｘの２股状の先端部に、２台のイオン発生手段６０の各イオン吹出しノズル１０２をそれぞれ取り付けている。また、ここでは各イオン発生器９８をスライダ９６の両側に取り付けるようにしている。この場合には、上記センサ付きフォーク本体９４Ｘを前進させて、上記イオン吹出しノズル１０２を上記ウエハＷやウエハボート１８や収容ボックス６に更に接近させた状態でイオンを吹き出すことができるので、帯電箇所等をより効果的に除電することができる。尚、この場合にも、図７（Ｂ）に示すようにイオン発生器９８を１台にしてもよいのは勿論である。
【００７６】
また、上記各実施形態では、イオン吹出しノズル１０２からのイオンの吹き出し方向は、前方へ直線状になるように設定したが、これに限定されず、図１０に示すように、イオン吹出しノズル１０２の先端部に、イオンの吹き出し方向を拡散させる拡散ヘッド１３２を設けるようにしてもよい。この拡散ヘッド１３２には、吹き出し方向を前方のみならず、斜め前方に向けて拡散させるための複数の吹き出し孔１３２Ａが形成されており、前方の広範囲な領域にイオンを吹き出すことができるようになっている。
【００７７】
また、図示されていないが、このイオン吹出しノズル１０２の先端部にイオンの吹き出し方向を可変にする可変ルーバを設けるようにしてもよい。また上記各実施形態では、イオン発生手段６０としてキャリアガスを用いたものを例にとって説明したが、これに限定されず、キャリアガスを用いないようにしてもよい。このキャリアガスを用いない場合には、発生したイオンをサイドフロー７８（図３参照）に随伴させてイオンを拡散させるようにする。
【００７８】
また、以上の各実施形態ではイオン発生器９８とイオン吹出しノズル１０２とを離間させて両者をイオン流路１００により連結した場合（図７参照）を主に例にとって説明したが、これに限定されず、図１１に示すイオン発生手段の他の変形実施形態のように、イオン発生器９８とイオン吹出しノズル１０２とを直に接合したようなイオン発生手段も用いることができる。このようなイオン発生手段としては、例えば株式会社キーエンス（ＫＥＹＥＮＣＥ）製のマイクロ除電器ＳＴ−Ｍ０２０シリーズ（商品名）等を用いることができる。また、この場合にも、キャリアガスを用いる形式のものと、用いない形式のものがあり、図１１では、キャリアガスを用いた形式を図示している。
【００７９】
尚、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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る被処理体の処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る被処理体の移載機構を設置した被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置の一例を示す平面図である。
【図３】被処理体移載エリア内の清浄気体の流れを示す斜視図である。
【図４】被処理体移載エリア内の各構成部材の配列位置と移載機構の動作状況の一例を示す斜視図である。
【図５】イオン発生手段を有する移載機構を示す拡大斜視図である。
【図６】移載機構のフォーク手段を示す側面図である。
【図７】イオン発生手段の各種形態を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す側面図である。
【図９】本発明の被処理体の搬送機構の変形実施形態の一例を示す平面図である。
【図１０】イオン吹出しノズルの先端部に設ける拡散ヘッドを示す斜視図である。
【図１１】イオン発生手段の他の変形実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
２ 被処理体の処理システム
４ 筐体
６ 収容ボックス
８ 収容ボックス搬送エリア
１０ 被処理体移載エリア
１８ ウエハボート（被処理体保持手段）
２２ 処理ユニット
３２ 昇降エレベータ
３４ ボックス搬送アーム
４８ 移載用ボート載置台
５０ 待機用ボート載置台
５２ 被処理体の移載機構
５４ 昇降手段
５６ 昇降台
５８ フォーク手段
６０ イオン発生手段
６４ 処理容器
６８ ボート昇降機構
７０ キャップ
７４ ボート移載機構
７６ フィルタ
７８ サイドフロー
９２ 旋回台
９４，９４Ａ〜９４Ｅ フォーク本体
９６ スライダ
９８ イオン発生器
１００ イオン流路
１０２ イオン吹出しノズル
１０４ キャリアガス供給手段
１０８ キャリアガス管
１１２ 帯電量検出センサ
１１４ イオン用制御部
１２０ システム制御部
１３０ 光センサ
１３２ 拡散ヘッド
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被処理体を複数段に亘って保持して収容することが可能な収容ボックスと、複数の被処理体を複数段に亘って保持し、前記被処理体に対して所定の処理を施すための処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で、前記被処理体の移載を行う被処理体の移載機構において、
昇降手段により上下方向へ昇降可能になされた昇降台と、
前記昇降台に設けられて、前記被処理体を載置して前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段と、
前記フォーク手段に設けられて静電気を除去するイオンを発生させるイオン発生手段と、
を備えたことを特徴とする被処理体の移載機構。
【請求項２】
前記フォーク手段は、
前記昇降台上に旋回可能に設けられた旋回台と、
前記旋回台に設けられて前記被処理体を載置して前進及び後退可能になされた複数のフォーク本体と、
よりなることを特徴とする請求項１記載の被処理体の移載機構。
【請求項３】
前記フォーク手段は、
前記旋回台に設けられて、前記被処理体の有無を検出する光センサを先端部に有して前進及び後退可能になされたセンサ付きフォーク本体を備えていることを特徴とする請求項２記載の被処理体の移載機構。
【請求項４】
前記イオン発生手段は、前記旋回台に設けられることを特徴とする請求項２又は３記載の被処理体の移載機構。
【請求項５】
前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記旋回台の先端部に設けられることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項６】
前記イオン発生手段は、前記センサ付きフォーク本体に設けられることを特徴とする請求項３記載の被処理体の移載機構。
【請求項７】
前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記センサ付きフォーク本体の先端部に設けられることを特徴とする請求項３又は６記載の被処理体の移載機構。
【請求項８】
前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を拡散させる拡散ヘッドが設けられることを特徴とする請求項５又は７記載の被処理体の移載機構。
【請求項９】
前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を変化させるための可変ルーバが設けられていることを特徴とする請求項５又は７記載の被処理体の移載機構。
【請求項１０】
前記イオンが吹き出される領域に設けられる帯電量検出センサと、
前記帯電量検出センサの検出値に基づいて前記イオン発生手段の動作を制御するイオン用制御部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１１】
前記イオン発生手段は、イオナイザであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１２】
前記収容ボックスは、着脱可能になされた開閉蓋を有し、内部は密閉可能になされていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１３】
前記処理容器は、底部に開口を有すると共に有天井になされた石英製の円筒体よりなり、前記開口には気密に着脱可能になされたキャップが装着されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１４】
前記被処理体の移載を行う空間は、前記処理容器の下方の被処理体移載エリアであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１５】
前記被処理体移載エリアには、清浄気体のサイドフローが形成されていることを特徴とする請求項１４記載の被処理体の移載機構。
【請求項１６】
複数の被処理体を収容する収容ボックスから前記被処理体を取り出して前記被処理体に対して熱処理を施すようにした被処理体の処理システムにおいて、
前記被処理体に対して熱処理を施すための処理容器を有する縦型の処理ユニットと、
前記処理ユニットの下方に設けられて周囲が区画壁により区画された被処理体移載エリアと、
前記被処理体を複数段に亘って保持する被処理体保持手段と、
前記被処理体保持手段を昇降させて前記処理容器内へロード及びアンロードする保持手段用昇降手段と、
前記区画壁に設けられた移載ステージに設置した前記収容ボックスと前記被処理体保持手段との間で前記被処理体を移載するための請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構と、
を備えたことを特徴とする被処理体の処理システム。
【請求項１】
複数の被処理体を複数段に亘って保持して収容することが可能な収容ボックスと、複数の被処理体を複数段に亘って保持し、前記被処理体に対して所定の処理を施すための処理容器内へロード及びアンロードされる被処理体保持手段との間で、前記被処理体の移載を行う被処理体の移載機構において、
昇降手段により上下方向へ昇降可能になされた昇降台と、
前記昇降台に設けられて、前記被処理体を載置して前進、後退及び旋回可能になされたフォーク手段と、
前記フォーク手段に設けられて静電気を除去するイオンを発生させるイオン発生手段と、
を備えたことを特徴とする被処理体の移載機構。
【請求項２】
前記フォーク手段は、
前記昇降台上に旋回可能に設けられた旋回台と、
前記旋回台に設けられて前記被処理体を載置して前進及び後退可能になされた複数のフォーク本体と、
よりなることを特徴とする請求項１記載の被処理体の移載機構。
【請求項３】
前記フォーク手段は、
前記旋回台に設けられて、前記被処理体の有無を検出する光センサを先端部に有して前進及び後退可能になされたセンサ付きフォーク本体を備えていることを特徴とする請求項２記載の被処理体の移載機構。
【請求項４】
前記イオン発生手段は、前記旋回台に設けられることを特徴とする請求項２又は３記載の被処理体の移載機構。
【請求項５】
前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記旋回台の先端部に設けられることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項６】
前記イオン発生手段は、前記センサ付きフォーク本体に設けられることを特徴とする請求項３記載の被処理体の移載機構。
【請求項７】
前記イオン発生手段は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を有しており、前記イオン発生手段のイオン吹出しノズルは、前記センサ付きフォーク本体の先端部に設けられることを特徴とする請求項３又は６記載の被処理体の移載機構。
【請求項８】
前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を拡散させる拡散ヘッドが設けられることを特徴とする請求項５又は７記載の被処理体の移載機構。
【請求項９】
前記イオン吹出しノズルには、前記イオンの吹き出し方向を変化させるための可変ルーバが設けられていることを特徴とする請求項５又は７記載の被処理体の移載機構。
【請求項１０】
前記イオンが吹き出される領域に設けられる帯電量検出センサと、
前記帯電量検出センサの検出値に基づいて前記イオン発生手段の動作を制御するイオン用制御部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１１】
前記イオン発生手段は、イオナイザであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１２】
前記収容ボックスは、着脱可能になされた開閉蓋を有し、内部は密閉可能になされていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１３】
前記処理容器は、底部に開口を有すると共に有天井になされた石英製の円筒体よりなり、前記開口には気密に着脱可能になされたキャップが装着されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１４】
前記被処理体の移載を行う空間は、前記処理容器の下方の被処理体移載エリアであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構。
【請求項１５】
前記被処理体移載エリアには、清浄気体のサイドフローが形成されていることを特徴とする請求項１４記載の被処理体の移載機構。
【請求項１６】
複数の被処理体を収容する収容ボックスから前記被処理体を取り出して前記被処理体に対して熱処理を施すようにした被処理体の処理システムにおいて、
前記被処理体に対して熱処理を施すための処理容器を有する縦型の処理ユニットと、
前記処理ユニットの下方に設けられて周囲が区画壁により区画された被処理体移載エリアと、
前記被処理体を複数段に亘って保持する被処理体保持手段と、
前記被処理体保持手段を昇降させて前記処理容器内へロード及びアンロードする保持手段用昇降手段と、
前記区画壁に設けられた移載ステージに設置した前記収容ボックスと前記被処理体保持手段との間で前記被処理体を移載するための請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の被処理体の移載機構と、
を備えたことを特徴とする被処理体の処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−３０２３５１（Ｐ２００９−３０２３５１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５６０４６（Ｐ２００８−１５６０４６）
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【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２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【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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