专利名称：半导体处理设备中的出入口结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及向半导体处理设备内送入取出被处理晶片所用的出入口(port)结构。而且，这里所谓的半导体处理是指通过在半导体晶片和LCD基片等被处理基片上按预定图形形成半导体层、绝缘层、导电层等，在该被处理晶片上制造半导体器件、以及与半导体器件相连接的布线、电极等结构物而进行的各种处理。
背景技术：
对多枚半导体晶片分批进行热处理的立式热处理装置是半导体处理设备之一。该立式热处理装置包括具有出入口的隔板，该出入口用于对设备的外部区域和内部区域进行隔离，而且使半导体晶片通过。典型情况是外部区域是大气侧的出入区域，在该区域内利用自动传送机械手或由操作员送入和取出装有多枚半导体晶片的搬运容器。并且，内部区域是装片区域，在该区域内把搬运容器内的半导体晶片转移到作为晶片支撑器具的装片板内以便装入到热处理炉内和从中取出。
在这种立式热处理设备中，需要使装片区域的环境洁净度高于出入区域的环境洁净度，而且防止半导体晶片产生自然氧化膜等。并且，还需要控制半导体晶片的尘埃污染。因此，最好用隔板对出入区域和装片区域进行隔离，在装片区域内采用洁净气体，例如氮(N2)气作为洁净气体氛围。并且，为了传送晶片，最好使用由盖子密封前面的口部(晶片取出口)的密封式搬运容器(亦称关闭式搬运容器)。
图10表示在过去的立式热处理设备中把密封式搬运容器布置在上述隔板出入口上的状态。出入区域S1和装片区域S2用隔板4进行隔离。在隔板4上形成出入口11，出入口11由门12进行开关。在出入区域S1处，设置用于放置搬运容器2的放置台13。在门12上设置一种装卸装置14，用于装卸搬运容器2的盖子21。
当把搬运容器2放置到放置台13时，放置台13前进，直到搬运容器2前面的缘部与出入口11的周围(即限定出入口11的隔板4的缘部)相搭接为止。然后，在关闭门12的状态下，利用装卸装置14装卸搬运容器2的盖子21。然后利用置换装置(无图示)，用氮气来置换搬运容器2内的气体。之后，使门12和盖子21从出入口11中退出。这样，能把搬运容器2内的晶片W传送到装片区域S2侧。若采用这种使用方法，则能抑制装片区域S2内的氧气浓度上升，因此效果良好。这种技术公布在特开平11-274267号中。
另一方面，因为晶片直径增大，所以搬运容器内的容积也增大。因此，在用氮气来置换搬运容器2内的气体时，为了防止生产能力下降，最好增加氮气的供给流量。但是，若向搬运容器2内大量供应氮气，则搬运容器内的内压上升，而且由于该冲击而使搬运容器2摆动。在这种情况下，搬运容器2的底面上的与放置台相接触的部位从放置台上浮(误差)，使搬运容器2和隔板4的密封性变坏。其结果，搬运容器2内的环境不能充分被置换，而流入到装片区域S2内，影响装片区域S2内的环境。例如氧、水分、有机物成分等可能流入到装片区域S2内。并且，由于搬运容器2内的晶片W的偏移，以后也有可能造成传递差错。
发明内容
本实用新型的目的是在向半导体处理设备送入和取出被处理晶片所用的出入口结构中，确保搬运容器保持稳定的放置状态。
按照本实用新型的观点，可提供一种向半导体处理设备内送入和取出被处理晶片用的出入口结构，其中具有隔板，设置在上述设备的外部区域和内部区域之间，具有使上述被处理晶片通过的出入口；门，布置在上述隔板的出入口；放置部，设置在上述外部区域内靠近上述出入口，该放置部的放置使上述搬运容器的开口部与上述出入口相对置；按压部件，设置在上述放置部的上方，把上述搬运容器按压到上述放置部；以及驱动部，与上述按压部件驱动连接。
上述出入口结构，还可以具有向上述搬运容器供应和排出洁净气体的供气部和排气部。
上述出入口结构，还可以具有控制上述供气部和上述排气部的控制部。
图1是表示涉及本实用新型实施方式的立式热处理设备的概观斜视图。
图2是表示图1所示的立式热处理设备的内部概况的纵剖面图。
图3是表示图1所示的立式热处理设备的内部概况的横剖面图。
图4是表示密封式搬运容器的一例的斜视图。
图5是表示图1所示的立式热处理设备的隔板出入口及其周围的纵剖面图。
图6是表示图1所示的立式热处理设备中搬运容器底部与设置在放置台上的接合部件的接合情况的剖面图。
图7是表示图1所示的立式热处理设备的按压机构的斜视图。
图8A、B是表示图1所示的立式热处理设备中在隔板出入口上布置搬运容器的状态的纵剖面图和横剖面图。
图9A、B是表示按压机构的另一例的说明图。
图10是表示过去的立式热处理设备中在隔板出入口上布置搬运容器的状态的纵剖面图。
具体实施方式
以下参照附图，详细说明本实用新型的实施方式。而且，在以上的说明中，对于具有大体上是同一功能和结构的结构要件，标注同一符号，仅在需要时才重新说明。
图1是表示涉及本实用新型实施方式的立式热处理设备的概观斜视图。图2和图3是分别表示图1所示的立式热处理设备内部概况的纵剖面图和横剖面图。
如图1～图3所示，该立式热处理设备的外部由框体3形成。在框体3内形成出入区域(外部区域)S1和装片区域(内部区域)S2。出入区域S1用于由自动传送机械手或操作员把装有多枚晶片(被处理晶片)的搬运容器2送入和取出。装片区域S2用于把搬运容器2内的晶片传送到装片板92内，并送入热处理炉91内或取出。
出入区域S1和装片区域S2由隔板4进行隔离。在隔板4上形成出入口41，出入口41由门43进行开关。出入区域S1设定为大气环境(净化室内的环境)。装片区域S2被设定为惰性气体环境，例如氮气(N2)或洁净干燥气体(灰尘和有机成分少，露点-60℃以下的空气)。
图4是表示密封型搬运容器的一例的斜视图。搬运容器2是密封式容器，例如由树脂制成，而且前面的开口部(晶片取出口)20是由盖子21进行开关。在搬运容器2内收纳例如直径300mm的晶片W，并且把多片例如25片排列成搁板状。在搬运容器2的上面，四方形的法兰部22通过其上面和间隙进行固定。在法兰部22的中央部形成圆形的凹部23。
在搬运容器2的盖子21上设置止动机构(无图示)，以便将其保持在搬运容器2的开口部20上。盖子21，通过由下述装卸装置来解除该止动机构而能从开口部20上拆下来。在盖子21上形成键孔21a，把装卸装置侧的键插入到键孔21a内约旋转90°即可打开止动机构。
出入区域S1从设备的正面来看由位于前侧的第1区域5和位于里侧的第2区域6构成。为了在第1区域5内分别放置搬运容器2，设置了左右布置的第1放置台51、52。为了在第1放置台51、52的放置面上对搬运容器2进行定位，例如在3个部位上设置与搬运容器2底部上的凹部相嵌合的销(定位部件)53(参见图1)。
第1区域5的上方，即第1放置台51、52的上方的空间由U字形的板54进行包围。由板54所包围的空间，用于使沿着净化室内的天花板(无图示)进行移动的自动传送机械手夹持向第1放置台51、52传送的搬运容器2并进行通过。
在出入区域S1的第2区域6内布置第2放置台(放置部)61、62。在第2放置台61、62的放置面上，例如在3个部位上设置与搬运容器2底部上的凹部相嵌合的销(定位部件)63(参见图1)。搬运容器2在第2放置台61(62)上由销63定位后的状态下，搬运容器2的开口部20与隔板4的出入口41相对置并对准。
图5是表示图1所示的立式热处理设备中的隔板4的出入口41及其周围的纵剖面图。图6是表示在图1所示的立式热处理设备内搬运容器2的底部和放置台61(62)上的接合部件进行接合的情况的剖面图。
如图5所示，放置台61、62能够利用下述的容器传送装置，在放置搬运容器2的位置、以及搬运容器2与隔板4的出入口41周围相搭接的位置之间，借助于驱动部63a例如汽缸进行前后移动。如图6所示，在放置台61、62上设置键型接合部件60，以便与搬运容器2底部的接合凹部24相接合。接合部件60的结构能利用驱动部60a沿水平轴方向进行转动，在与接合凹部24相接合的位置以及解除该接合的位置之间进行转动。
另一方面，在第2区域6的上侧，设置用于保管搬运容器2的保管部64。保管部64例如由2层2列的隔板架构成。在第2区域6内设置容器传送装置65，用于在第1放置台51、52和第2放置台61、62以及保管部64之间传送搬运容器2。容器传送装置65具有水平延伸而且升降自如的导向部66，以及一边由导向部66进行导向一边进行移动的移动部67。在移动部67上安装多关节臂68，用于保持搬运容器2上面的法兰部22，在水平方向上传送搬运容器2。图8A、B是表示在图1所示的立式热处理设备中隔板4的出入口41上布置搬运容器2的状态的纵断侧面图和横断平面图。
前进后的第2放置台61(62)上的搬运容器2，以开口部20对准出入口41的方式与隔板4相搭接。所以，在此状态下若取下搬运容器2的盖子21，则搬运容器2内和装片区域S2通过隔板4的出入口41连通。在出入区域S1侧的出入口41的缘部，为了与搬运容器2相搭接(即与搬运容器2的开口部20的缘部进行搭接)而设置密封部件42。密封部件42的功能是作为对出入口41的开口进行限定的隔板4的一部分。
在隔板4的装片区域S2侧，设置用于开关出入口41的门43。门43在装片区域S2侧形成凹陷状，所以，在搬运容器2被布置在出入口41上的状态下，在门43和搬运容器2的开口部20之间形成缓冲空间BS。在缓冲空间BS中，在门43上设置一种对搬运容器2的盖子21相对搬运容器2进行装卸的装卸装置44。门43由门驱动部(无图示)进行驱动，当打开时，一边支持从搬运容器2上取下的盖子21，一边沿隔板4向上方或下方退让，直到不妨碍晶片W传送的位置为止。
在缓冲空间BS内，连接用于向搬运容器2内供应和排出洁净气体的供气部GS和排气部ES。具体来说，如图5和图8A、B所示，在隔板4的出入口41的侧缘部侧，安装与供气部GS相连接的2个多孔性过滤器45，从过滤器45向缓冲空间BS内供应惰性气体例如氮气作为洁净气体。并且在出入口41的下端部形成从正面看为横长的排气口46，以便能进行偏移较小的排气，排气口46与排气部ES相连接。如下所述，供气部GS和排气部ES在控制部的控制下，对门43进行关闭，而且，在取下搬运容器2的盖子21的状态下工作，对于缓冲空间BS和搬运容器2内的气体用洁净气体进行置换。
在隔板4的出入区域S1侧，左右并排地设置2个按压机构7，分别用于按压设置在第2放置台61、62上的搬运容器2的上面。图7是表示图1所示的立式热处理设备的按压机构7的斜视图。
按压机构7具有沿隔板4水平延伸的被轴支撑的旋转轴71、以及基端侧被固定在旋转轴71上的按压部件72。按压部件72由倒Y字形平板73构成，其两脚部73a、73b被固定在旋转轴71上。在平板73的头部74上在水平状态时向下侧的面上形成圆形的凸起部75。凸起部75被布置成当按压部件72向前倾至基本水平状态时，与设置在搬运容器2上面的法兰部22的圆形凹部23相接合。
按压机构7具有汽缸81a、81b作为驱动源。汽缸81a、81b安装在隔板4上，在按压部件72的上方而且是在其两侧，使这些活塞杆80a、80b垂直进行进退。在活塞杆80a、80b的下端侧，分别安装轴支撑部件82a、82b。在轴支撑部件82a、82b上分别对动作臂83a、83b的一端进行轴支撑。动作臂83a、83b的另一端安装在按压部件72的两侧缘上并能转动自如。
所以，当由汽缸81a、81b拉入活塞杆80a、80b时，按压部件72如虚线所示变成沿隔板4起立的状态(上侧位置)。并且，当活塞杆80a、80b向下方伸出时，按压部件72如实线所示倾倒至基本水平的状态(下侧位置)。在该下侧位置上，凸起部75插入搬运容器2的凹部23，把搬运容器2按压到放置台61(62)上。
门43、装卸装置44、第2放置台61(62)、按压部件72、供气部GS、排气部ES等按照存储在控制部8(参见图5)内的程序进行操作。其概况是控制部8检测在第2放置台61(62)上放置的搬运容器2，使第2放置台61(62)前进到搬运容器2与隔板4的出入口41周围相搭接的位置为止。然后，驱动按压机构7的汽缸81a(81b)，由按压部件72向第2放置台61(62)按压搬运容器2。然后，使装卸装置44动作，把盖子21从搬运容器2上取下。接着，在关闭门43的状态下使供气部GS和排气部ES动作，用洁净气体来置换缓冲空间BS和搬运容器2内的气体。然后，使门43和盖子21从出入口41退离开。这样就能把搬运容器2内的晶片W传送到装片区域S2侧。
以下，返回到图2和图3，对有关装片区域S2内进行说明。在装片区域S2内。在装片区域S2内设置一种立式热处理炉91，其下端具有由盖子94进行开关的炉口。在立式热处理91的下方在盖子94上设置装片板92，该装片板92是用于对多枚晶片W成横隔板状进行支撑的支撑器具。并且，在盖子94上，在装片板92和盖子94之间设置隔热部93。盖子94由升降机构95进行支撑，利用升降机构95把装片板92装入到热处理炉91内或从中取出。
在装片板92和隔板4的出入口41之间，设置晶片传送装置96。晶片传送装置96在装片板92、第2放置台61、62上的搬运容器2之间传送晶片W。晶片传送装置96具有移动体98，该移动体98沿左右延伸的导向机构97移动的同时能绕垂直轴进行转动。在移动体98上设置多个例如5个进退自如的臂99。
以下，说明上述实施方式的操作。而且，下列操作按照存储在控制部8(参见图5)内的程序来进行。
首先，利用沿洁净室天花板移动的自动传送机械手(无图示)，使搬运容器2通过板54内部空间下降，放置到第1放置台51(52)上。然后，利用容器传送装置65把搬运容器2传送到第2放置台61(62)上。而且，有时也利用容器传送装置65把搬运容器2暂且保管在保管部64内，然后传送到第2放置台61(62)上。当搬运容器2放置到第2放置台61(62)上时，首先，图6所示的接合部件60进行转动，与搬运容器2的底部的接合凹部24相接合，然后，第2放置台61(62)向隔板4侧移动，搬运容器2的开口部20的缘部与隔板4的出入口41周围的密封部件42相搭接进行密封。
然后，利用按压机构7的汽缸81a、81b使活塞杆80a、80b向下方伸出，动作臂83a、83b一边受按压部件72的限制，一边被按压到下侧。这样，按压部件72绕旋转轴71进行转动，变成横向倒下的状态。其结果，如图8A所示，按压部件72的凸起部75插入到搬运容器2的法兰部22的凹部23内，把搬运容器2按入到第2放置台61(62)上。然后，装卸装置44的键(无图示)插入到搬运容器2的盖子21的键孔21a(参见图4)内，约旋转90°使盖子21从搬运容器2上取下(图8A、B的状态)。
然后，洁净气体例如氮气从多孔性过滤器45，以流量50～200升/分钟水平地喷入到搬运容器2内。该氮气沿晶片W之间和搬运容器2的内壁流动，返回到开口部20侧，从下方的排气口46排出。这样，在搬运容器2内和搬运容器2与门43之间的缓冲空间BS内充满氮气。这时由于搬运容器2内大量流入氮气，所以搬运容器2内的内压上升，而且气体流入时对搬运容器2施加冲击。但是，搬运容器2被按压部件72按压住，所以，位置不会产生偏移。因此不会妨碍搬运容器2的开口部20和密封部件42的密封性。
然后，门43、装卸装置44和盖子21例如上升，从出入口41上退离，搬运容器2内和装片区域S2变成连通状态。然后利用晶片传送装置96把搬运容器2内的晶片W依次取出，传送到装片板92内。当搬运容器2内没有晶片W时，按照与上述相反的动作对搬运容器2的盖子21进行关闭。
按压机构7解除按压的时间，即在本实施方式中，按压部件72返回到起立状态的时间，例如是在搬运容器2的开口部20由盖子21关闭之后。然后，第2放置台61(62)后退，搬运容器2离开隔板4。然后，搬运容器2被容器传送装置65传送到保管部64内暂时保管。
另一方面，当预定数量的晶片W装入到装片板92内后，把装片板92装入到热处理炉91内。然后，在热处理炉91内对装片板92上的晶片W进行热处理，例如CVD、退火处理、氧化处理等。当热处理结束后，按照与上述相反的动作使晶片W返回到搬运容器2内。
若按照上述实施方式，则利用按压部件72来按压已装在第2放置台61(62)上与隔板4相搭接的搬运容器2。因此，在把洁净气体充入到搬运容器2内进行气体置换的情况下，即使洁净气体流量增大，因气体喷入对搬运容器2的冲击增大，也不会使搬运容器2晃动，而使其保持稳定状态。并且，即使在对搬运容器2的盖子21进行开关时的冲击增大，也能依靠从上部按压搬运容器2使其保持稳定状态。
所以，搬运容器2和隔板4的密封状态不会被破坏，因此，能防止空气从大气侧的出入区域S1流入到装片区域S2侧。并且，也不会出现晶片W的位置偏移和突出，所以，也不会妨碍以后由晶片传送装置96对晶片W进行取出的操作。再者，能增加向搬运容器2内供应的洁净气体的流量，所以，能缩短用洁净气体进行置换所需的时间，能提高处理效率。
按压机构7的按压部件72在沿隔板起立的状态(上侧位置)和倒下的状态(下侧状态)之间进行转动。因此，当解除搬运容器2的按压时，按压部件72不会妨碍搬运容器2的传送。并且，能使按压机构7的整体结构简化。
在上述实施方式中，举例说明从上面按压搬运容器2的按压机构示例。另外，按压机构也可以制成从侧面按压搬运容器2的按压机构。图9A、B是表示按压机构的另一例的说明图。
图9A所示的按压机构具有按压部件92，该按压部件92从背面侧把放置在第2放置台61(62)上的搬运容器2按压到隔板4上加以固定。按压部件92例如能前后移动，而且能从第2放置台61(62)的放置面下降到下侧。
图9B所示的按压机构具有一对按压部件95、96，该按压部件95、96从两侧夹持和固定放置在第2放置台61(62)上的搬运容器2。这此情况下，利用按压机构把搬运容器2固定到第2放置台61(62)上的时间也可以在搬运容器2与隔板相搭接之前。
而且，本实用新型并非仅限于上述实施方式，而是能在不脱离本实用新型要点的范围内进行各种设计更改等。例如，装片区域S2的环境气体不仅限于惰性气体，也可以是洁净的干燥空气。在此情况下，也可以在搬运容器2与隔板3相搭接之后，向搬运容器2内供洁净的干燥空气，对搬运容器2内的环境气体进行置换。并且，本实用新型，也可以适用于把传送搬运容器2的出入区域分别设置在各不相同部位上的设备。再者，本实用新型不仅限于立式热处理设备，例如，也可适用于单片处理方式的热处理设备、进行感光胶涂敷和显影的设备、离子注入设备等其他形式的半导体处理设备。
权利要求1.一种半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于，具有隔板，设置在上述设备的外部区域和内部区域之间，具有使上述被处理晶片通过的出入口；门，布置在上述隔板的出入口；放置部，设置在上述外部区域内靠近上述出入口，该放置部的放置使上述搬运容器的开口部与上述出入口相对置；按压部件，设置在上述放置部的上方，把上述搬运容器按压到上述放置部；以及驱动部，与上述按压部件驱动连接。
2.如权利要求1所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于在上述驱动部中，在水平轴上安装可以在其周围转动自如的按压部件。
3.如权利要求1所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于按压部件在不妨碍上述搬运容器移动的上侧位置沿上述隔板立起。
4.如权利要求1所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于上述搬运容器具有在其上部形成的凹部，上述按压部件具有与上述凹部接合的凸部。
5.如权利要求1所述的半导体处理设备中的出入口结构，晶片用的出入口结构，其特征在于在上述放置台上设置定位部件，该定位部件与上述搬运容器接合。
6.如权利要求1所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于上述搬运容器具有在其底部形成的接合凹部，在上述放置部上设置有选择地与上述接合凹部接合的接合部件。
7.如权利要求1所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于还具有向上述搬运容器供应和排出洁净气体的供气部和排气部。
8.如权利要求7所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于上述隔板和上述门被布置成，在上述搬运容器的上述开口部被布置在上述出入口上时，在上述门和上述开口部之间形成缓冲空间，在上述缓冲空间连接上述供气部和上述排气部。
9.如权利要求7所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于还具有控制上述供气部和上述排气部的控制部。
10.如权利要求9所述的半导体处理设备中的出入口结构，其特征在于上述搬运容器还具有对开口部进行开关的盖子，上述门具有使上述盖子相对上述搬运容器进行装卸的装卸装置。
专利摘要本实用新型提供一种向半导体处理设备中的出入口结构，确保搬运容器保持稳定的放置状态，具有隔板，设置在上述设备的外部区域和内部区域之间，具有使上述被处理晶片通过的出入口；门，布置在上述隔板的出入口；放置部，设置在上述外部区域内靠近上述出入口，该放置部的放置使上述搬运容器的开口部与上述出入口相对置；按压部件，设置在上述放置部的上方，把上述搬运容器按压到上述放置部；以及驱动部，与上述按压部件驱动连接。
文档编号H01L21/68GK2795158SQ03243278
公开日2006年7月12日 申请日期2003年4月14日 优先权日2002年4月12日
发明者竹内靖 申请人:东京毅力科创株式会社