基板处理装置的制作方法

本实用新型涉及基板处理装置领域，尤其涉及一种考虑了维修维护时的安全性的基板处理装置。

背景技术：

在半导体制造工艺中对基板处理装置中的气体氛围等环境条件要求非常严格，有时使用非活性气体作为充满收纳基板以及对基板进行处理等的空间的气体。

另外，需要定期或者根据需要对基板处理装置进行维修维护，在进行维修维护作业时，有时需要作业人员进入到基板处理装置内部进行检查维修等。

如之前所述，基板处理装置内部空间被非活性气体充满的情况很多，如果作业人员在非活性气体充满或者没有被排除干净而基板处理装置内部空间处于氧浓度低于规定值(例如大气中的氧浓度18％)的情况下进入基板处理装置内部，则有窒息的危险。

技术实现要素：

技术问题

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种考虑了维修维护时的安全性的基板处理装置。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种基板处理装置，其特征在于，处理容器，其用于对被保持于基板保持器具的基板进行热处理，具有开口部；装载室，其与所述处理容器经由所述开口部连通，设置有用于在所述装载室与所述处理容器之间进行所述基板保持器具的搬入搬出的搬送机构、用于在所述装载室外与该装载室之间进行晶圆的搬入搬出的搬入搬出口、以及用于作业人员出入的门开口；第一开闭机构，其构成为能够将所述装载室的所述搬入搬出口打开和关闭；第二开闭机构，其构成为能够将所述处理容器的所述开口部打开和关闭；第三开闭机构，其构成为具备能够将所述装载室的所述门开口打开和关闭的门，以及能够将该门锁定在关闭门开口的位置和解除该锁定的锁定部；以及冷却机构，其利用非活性气体对被进行了热处理后搬出至所述装载室的所述基板保持器具所保持的基板进行冷却。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，还具有氧浓度测量部，其对所述装载室内的氧浓度进行测量。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，所述第二开闭机构具备：盖体，其能够关闭所述处理容器的所述开口部；第一驱动部，其使所述盖体相对于所述开口部升降；以及第二驱动部，其使所述盖体在相对于所述开口部平行的面上转动。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，所述搬入搬出口以上下排列的方式设置有两个，所述第一开闭机构与所述搬入搬出口对应地设置有两个，所述第一开闭机构包括能够关闭所述搬入搬出口的门、以及使所述门横向滑动的驱动部。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，所述冷却机构包括循环冷却机构，该循环冷却机构利用非活性气体在循环路径中的循环来进行冷却，该循环路径包括：吸气管路，其具有吸入所述装载室内的气体的吸入口；送气管路，其具有隔着处于所述装载室的所述基板保持器具与所述吸入口相向的喷出口；以及连结管路，其将所述吸气管路和所述送气管路连通连接，在该循环路径上依次设置有隔热板、对气体进行过滤的化学过滤器、对气体进行冷却的热交换器以及将冷却后的气体送出的送风机构。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，还具备：大气吸入管路，其用于向所述装载室内导入清洁的大气；吸入量调节部，其设置于所述大气吸入管路，用于调节所述大气吸入管路吸入大气的吸入量；排气管路，其用于排出所述装载室内的气体；以及排气量调节部，其设置于所述排气管路，用于调节所述排气管路排出气体的排出量。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，所述装载室内设置有：照明装置，其对所述装载室内进行照明；以及摄像部，其对所述装载室的内部空间进行摄像。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，所述装载室内设置有：温度测量部，其测量所述基板保持器具的温度；湿度测量部，其测量所述装载室内的湿度；以及压力测量部，其测量所述装载室内的压力。

对于上述基板处理装置，在一种可能的实现方式中，所述冷却机构包括气体喷淋机构，该气体喷淋机构朝向被进行了热处理后搬出至所述装载室的所述基板保持器具所保持的所述基板，以使气体沿着基板表面的整个宽度薄膜状行进的方式喷射非活性气体。

有益效果

通过以上各方式，根据本实用新型能够提供一种考虑了维修维护时的安全性的基板处理装置。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1示出本实用新型所涉及的基板处理装置的一例的概要性说明图。

图2示出本实用新型所涉及的基板处理装置的一例的结构的示意图。

图3示出本实用新型所涉及的基板处理装置的一例的结构的示意图。

图4是用于说明本实用新型所涉及的基板处理装置的晶圆搬入装置的一例的图。

图5是用于说明本实用新型所涉及的基板处理装置的将晶圆搬入装载室的流程的一例的图。

图6是用于说明本实用新型所涉及的基板处理装置进行冷却处理时的非活性气体的循环的示意图。

图7是用于说明本实用新型所涉及的基板处理装置的维修维护时的动作的示意图。

图8是用于说明本实用新型所涉及的基板处理装置的晶圆搬入装置的另一例的图。

图9用于说明本实用新型所涉及的基板处理装置的将晶圆搬入装载室的流程的另一例的图。

图10A是本实用新型所涉及的基板处理装置的装载室的盖体的另一例的示意图。

图10B是本实用新型所涉及的基板处理装置的装载室的盖体的另一例的示意图。

附图标记说明

1：热处理装置；2：处理容器；21：盖体；3：装载室；31：侧壁；32：顶板；33：底板；4：传递箱；41、42：门；43：气体引入口；44：排气口；4’：FIMS；41’：开闭结构；42’：盖取下部；43’：换气结构；5：晶圆舟；51：晶圆舟升降机构；6：冷却机构；61：气体喷淋机构；62：循环冷却机构；611：气体喷嘴；612：氮气供给源；621：连结管路；622：送气管路；623：吸气管路；624：喷出口；625：氮气供给源；7：维修门；71：锁定部；8：控制器；91：大气吸入管路；92：排气管路；110：温度测量部；111：摄像部；112：照明装置；113：压力测量部；114：湿度测量部；115：氧浓度测量部；W：晶圆；A：搬入搬出区域；S：盖体。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

在下面的说明中，为了便于理解和说明，以从晶圆搬入侧观察时的“正面”、“背面”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等来进行说明。

实施例

在本实施例中，以对多片基板(例如晶圆)批量地进行热处理的热处理装置为例进行说明。下面，基于图1～图3对本实施例所涉及的热处理装置1进行说明。

[热处理装置的结构]

如图1所示，热处理装置1包括处理容器2、装载室3以及控制器8等。

处理容器2例如是对多片晶圆W进行热处理的公知的批量处理的立式热处理炉等，在此省略该处理容器2的详细说明。

装载室3具备：相互平行的左右两侧和前后两侧的四个侧壁31，以及封住由四个侧壁31包围的空间的上端和下端的顶板32和底板33。

在前侧壁31的上下排列的两个位置处，能够分多层收纳多片(例如36片)200mm晶圆W的传递箱4以贯穿前侧壁31的搬入搬出口的状态设置。该传递箱4将装载室3和承载件的搬入搬出区域A可连通地连接，具有在搬入搬出区域A与装载室3之间进行晶圆W的交换的接口的功能。传递箱4形成为在两端开口，在靠装载室3一侧的开口设置有用于打开和关闭开口的门41，在相反一侧的开口设置有用于打开和关闭开口的门42，且传递箱4具有对内部的气体进行置换的换气结构。门41、42各自具备独立的驱动部(未图示)，通过驱动部将搬入搬出区域A侧的门42横向滑动打开，能够进行搬入搬出区域A侧的承载件相对于传递箱4的搬入搬出，通过驱动部将装载室3侧的门41横向滑动打开，能够进行传递箱4中的晶圆W相对于装载室3的搬入搬出。在此，门41和驱动部构成对装载室3的搬入搬出口进行打开和关闭的第一开闭机构。

在装载室3的顶板32上方设置有处理容器2，在装载室3的顶板32的、与处理容器2的向下的开口部对应的位置处设置有开口部，处理容器2的内部和装载室3的内部能够通过该开口部相互连通，且能够通过该开口部进行晶圆舟5(相当于基板保持器具)向处理容器2的搬入搬出。另外，在该装载室3的顶板32设置有自如地对该开口部进行开闭的盖体21。该盖体21例如通过被电动机驱动来沿水平的某一方向平移以及沿上下方向移动，从而打开和关闭上述的开口部。通过将该盖体21打开，处理容器2与装载室3连通，通过将盖体21关闭，处理容器2与装载室3被隔开为相互不连通的空间。在此，盖体21和电动机构成对处理容器2的开口部进行打开和关闭的第二开闭机构。

在装载室3的顶板32的、处于前侧壁31与处理容器2之间的位置设置有供后述的排气管路92通过的开口，在装载室3的顶板32的、处于后侧壁31与处理容器2之间的位置设置有供后述的大气吸入管路91通过的开口。另外，在装载室3的顶板32的、处于后侧壁31与处理容器2之间的位置设置有供非活性气体供给管路(未图示)通过的开口。

在装载室3的后侧壁31设置有门开口，对该开口设置有能够打开和关闭该门开口的维修门7。在维修门7的附近设置有锁定部71，该锁定部被控制部8控制而能够将维修门7锁定在规定位置和解除该锁定。在锁定部71进行锁定时，维修门7无法打开，在锁定部71的锁定解除时，维修门7能够自由地打开和关闭。通过该维修门7打开，作业人员能够进入到装载室3的内部。

在门41、盖体21、维修门7、设置于各大气吸入管路91、排气管路92以及未图示的非活性气体供给管路的阀关闭的情况下，装载室3成为气密的空间。

在图1中，以排气管路92设置在顶板32的情况进行了说明，但不限于此，也可以如图3所示那样，排气管路92设置在底板33。

如图1～图3所示，在装载室3的内部设置有晶圆舟5、冷却机构6、大气吸入管路91、排气管路92、温度测量部110、摄像部111、照明装置112、压力测量部113、湿度测量部114、氧浓度测量部115以及未图示的搬送机构、晶圆舟升降机构等。

晶圆舟5在装载室3内，通过晶圆舟升降机构51被以垂直状态支承在处理容器2的向下的开口部的正下方。该晶圆舟5在收纳有多张晶圆W的状态下，随着盖体21被打开，通过晶圆舟升降机构而上升，从而被插入到处理容器2内，或者相反地，通过晶圆舟升降机构而下降，从而从处理容器2内下降而被取出到装载室3。在晶圆舟5上升而被插入到处理容器2内时，设置于晶圆舟5的下部的凸缘代替盖体21封闭处理容器2的向下的开口部，从而使处理容器2内成为密闭状态。

冷却机构6包括气体喷淋机构61和循环冷却机构62，该气体喷淋机构61和循环冷却机构62被分别进行控制，来对在处理容器2内进行完热处理后被从处理容器2取出到装载室3内的晶圆W进行冷却处理。

气体喷淋机构61设置在处理容器2的向下的开口部下方附近，经由未图示的阀和调节器与未图示的非活性气体供给源(例如氮气N2供给源)连接，具备以比较快的速度(例如0.75m/sec)和例如50L/min～100L/min的流量喷射非活性气体来吹走被多层保持的多片晶圆W相互之间的杂质、热等的气体喷嘴611。该气体喷嘴611朝向与晶圆舟5相对于处理容器2的移动方向垂直的方向(在本实施例中为水平方向)喷射气体，且以使气体沿着晶圆W表面的大致整个宽度薄膜状行进的方式喷射非活性气体。

循环冷却机构62设置在比气体喷淋机构61靠下方的位置处，经由未图示的阀和调节器与未图示的非活性气体源连接，经由循环路径向装载室3内导入非活性气体例如氮气N2。该循环路径包括：吸气管路623，其在装载室3内的右侧侧面以垂直方式延伸设置，在吸气管路623的与从处理容器2下降的晶圆舟5相向的位置设置有未图示的吸入装载室3内的气体的吸入口；送气管路622，其在装载室3内的左侧侧面以垂直方式延伸设置，在送气管路622的隔着下降的晶圆舟5而与吸入口相向的位置设置有向装载室3内喷出气体的喷出口624；连结管路621，其设置于装载室3的底板33，与吸气管路623和送气管路622的下端连通连接，供气体循环；以及未图示的冷却部，其设置在从吸入口至喷出口624之间的循环路径上，从吸入口侧起依次具备用于对所吸入的气体进行高效过滤的化学过滤器、用于对气体进行冷却的热交换器例如散热器、以及用于送出冷却后的气体来形成强制对流的送风机构例如风扇，该冷却部对来自装载室3的热的气体进行冷却，向装载室3返回被冷却后的气体。在此，对于化学过滤器，可以对其朝向吸入口一侧的表面覆盖至少一个隔热板，来反射来自晶圆的热量并保护化学过滤器。

大气吸入管路91(换气管路)用于将清洁的大气导入到装载室3内，在大气吸入管路91上设置有用于打开和关闭大气吸入管路91以及对大气的吸入量进行调节的风门93(相当于吸入量调节部)。

排气管路92(换气管路)用于排出装载室3内的气体，在排气管路92上设置有用于打开和关闭排气管路92以及对要排出的气体的排出量进行调节的风门94(相当于排气量调节部)。

温度测量部110设置在处理容器2的向下的开口部下方的规定位置处，对晶圆舟5的温度进行测量，测量数据被发送至控制器8，以对冷却机构进行控制，来使完成了热处理并被从处理容器2搬出到装载室3的晶圆舟5的温度成为规定温度，也即，使晶圆W的温度成为规定温度。

摄像部111设置在装载室3的靠上部的位置处，对装载室3的内部空间进行摄像，并将摄像得到的数据发送至控制器8或者显示设备以对装载室3的内部空间的状况进行监视。

照明装置112设置在装载室3的前侧壁31，在例如进行维修维护作业时、从外部用摄像机拍摄装载室3的内部时等需要进行照明的情况下启动来对装载室3内进行照明。

压力测量部113设置在装载室3的前侧壁31且照明装置112的下部，用于测量装载室3内的压力，测量数据被发送至控制器8，以进行控制来在晶圆W搬入搬出时、冷却等时将装载室3内保持为正压。通过将装载室3内保持为正压，能够防止大气侵入装载室3内。

湿度测量部114设置在装载室3的前侧壁31且压力测量部113的下部，用于测量装载室3内的湿度，湿度测量数据被发送至控制器8，以确认装载室3内的湿度是否充分下降到能够搬入搬出晶圆W的程度。当装载室内的湿度高时，会导致晶圆W氧化。

氧浓度测量部115设置在装载室3内的上部，用于测量装载室3内部的氧浓度，并将测量数据发送至控制器8，以对锁定部71的锁定和锁定解除进行控制。

控制器8接收从各部发送来的数据来对基板处理装置整体进行控制。例如，控制器8接收温度测量部110的测量数据，并基于该测量数据对冷却装置进行控制，以对晶圆舟5进行冷却处理，接收氧浓度测量部115的测量数据，并基于该测量数据对锁定部71的锁定和锁定解除进行控制。

[热处理装置的处理]

下面，参照图1～图6对如上述那样构成的热处理装置1进行处理的一例进行说明。

首先，将已放置于搬入搬出区域A的承载件所承载的晶圆W搬入到被调整为规定温度和规定压力的非活性气体例如氮气N2氛围的装载室3。如图1、图5、图6所示，在搬送晶圆W时，先将传递箱4的搬入搬出区域A侧的门42打开，利用设置于搬入搬出区域A的未图示的搬送机构将承载件搬入至传递箱4，之后将门42关闭。然后，利用传递箱4的换气结构，从换气结构的气体引入口43向传递箱4导入非活性气体例如氮气N2，从换气结构的排气口44排出传递箱4内的气体，由此将传递箱4内的气体置换为非活性气体。在气体置换之后，打开传递箱4的装载室3侧的门41，利用设置于装载室3的未图示的搬送机构将传递箱4内晶圆W搬送至处于装载室3内的待机位置的晶圆舟5。

在传递箱4内的晶圆W全部被搭载于晶圆舟5后，关闭传递箱4的装载室3侧的门41，利用装载室3内的晶圆舟升降机构51使晶圆舟5上升来加载至处理容器2内，开始对晶圆W进行规定的热处理。

在热处理完成后，利用晶圆舟升降机构使晶圆舟5下降来卸载到装载室3内，启动冷却机构6来对热处理完成后的晶圆W进行冷却处理。如图6所示，从非活性气体供给源例如氮气供给源612向气体喷淋机构61供给氮气N2，从气体喷淋机构61的气体喷嘴611向晶圆舟5喷射氮气N2来吹走被多层保持的多片晶圆W相互之间的杂质、热等，从而进行冷却。另外，从氮气供给源625向循环冷却机构62供给氮气N2，氮气N2以连结管路621、送气管路622、装载室3内空间以及吸气管路623的循环路径进行循环并对晶圆舟5进行冷却。

在进行冷却处理而晶圆舟5被降温至规定的温度，并且装载室3内的压力成为规定的压力后，打开传递箱4的装载室3侧的门41，将晶圆W从晶圆舟5完全搬送到传递箱4后将门41关闭。之后，利用传递箱4的换气机构将传递箱4内的气体替换为大气，之后将传递箱4的搬入搬出区域A侧的门42打开，将晶圆W搬送到搬入搬出区域A，从而完成处理。

[热处理装置的维修维护]

在上述的热处理装置1中，需要对收容在装载室3内部的晶圆舟升降机构等进行维护或者对附着于石英治具例如晶圆舟5的生成膜进行清洗去除等。在这种情况下，进行维护的作业人员需要进入装载室3内来将已下降的晶圆舟等搬出装载室3。如果作业人员在装载室3内填充有非活性气体的情况下进入装载室3，则最差的情况是有可能使作业人员窒息而发生事故。

在本实用新型的热处理装置1中，在进行维修维护时，首先在控制部8的控制下，通过大气吸入管路91和排气管路92(换气管路)来将装载室3内的非活性气体排出而置换为例如大气。在进行换气的同时，利用氧浓度测量部115测量装载室3内的氧浓度，将氧浓度测量数据发送至控制器8，控制器8基于氧浓度测量数据，在氧浓度低于规定值例如18％时，进行控制来继续进行换气并控制锁定部71锁定维修门7，使得不能打开维修门7，在氧浓度达到规定值时，进行控制来停止换气并解除锁定部71的锁定，使得能够自如地打开维修门7。

通过本实用新型的基板处理装置，作业人员能够在装载室3内为安全的氛围下进入装载室3来进行维护维修作业。

另外，本实用新型的基本处理装置，通过在装载室3内具备摄像部111，能够在进行维修维护的作业人员作业时进行监测，能够进一步确保作业人员的安全性。

以上，对本实用新型的一个例子进行了说明，但是本实用新型不限于此。

在一种可能的方式中，氧浓度测量部115不是设置在装载室3内的上部，而是设置在装载室3内的比人身高低的位置处，例如中下部或者排气口附近。通过这样设置，能够更可靠地测量装载室3内的氧浓度，能够进一步确保装载室3内的安全性。

在一种可能的方式中，维修门7不是设置在装载室3的后表面右侧，而是可以根据需要设置在任意一面的任意位置。

在一种可能的方式中，在维修维护时，氧浓度测量部115不是始终测量氧浓度，而是以规定的时间间隔进行测量。

在一种可能的方式中，盖体21如图10A和图10B所示那样，形成为与处理容器2的向下的开口部大致相同的圆形，被气缸驱动而能够进行升降移动和转动。在打开盖体21时，先利用气缸驱动使得盖体21下降，在下降到规定位置时，利用气缸驱动使得盖体21以周缘或靠近周缘的某一点为中心进行在水平方向上转动，由此打开盖体21来打开处理容器2的开口部。在关闭盖体21时相反，先使盖体21转动至能够覆盖处理容器2的开口部的位置，之后使盖体21上升来封闭处理容器2的开口部。

在一种可能的方式中，对300mm的晶圆进行处理，此时装载室3的传递箱4如图8所示被替换为用于搬送FOUP(front-opening unified pod：前开式晶圆盒)的FIMS 4’(front-opening interface mechanical standard：前开接口机械标准系统设备)，且晶圆W从搬入搬出区域A向装载室3的搬送过程发生变化，参照图9进行简单说明。FIMS 4’具备具有从前侧壁31的开口向后侧突出的空间的、可移动的开闭结构41’，在开闭结构41’具备用于将FOUP的盖体S与主体的卡合解除来将盖体取下的盖取下部42’以及对空间内部的气体进行置换的换气结构43’。

在采用这样的结构搬送晶圆的情况下，首先，将FOUP以盖体与开闭结构41’的边缘抵接的方式放置，之后利用换气结构43’将开闭结构41’的空间内的空气置换为非活性气体例如氮气，在气体置换完成后利用盖取下部42’将FOUP的盖体S取下，之后移动打开开闭结构41’，利用装载室3中的未图示的搬送机构来将FOUP中的晶圆W搬送到装载室3。

在一种可能的方式中，设置在装载室3的前侧壁31的传递箱4为一个或者两个以上。

在一种可能的方式中，控制部8不是对热处理装置的整体进行控制的一个综合控制器，而是由多个控制模块来共同承担控制器8的功能。

以上实施例中的各部的设置位置仅为例示性说明，能够根据需要进行任意的变更。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。