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立式热处理装置和使用该立式热处理装置的热处理方法

阅读:1054发布:2020-08-04

专利汇可以提供立式热处理装置和使用该立式热处理装置的热处理方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种立式 热处理 装置,其特征在于,具备:具有炉口的热处理炉;封闭上述热处理炉的炉口的盖体;通过保温筒载置在上述盖体上的,用于多层保持多个 基板 的第一和第二基板保持件;使上述盖体升降,将任何一个基板保持件搬入和搬出热处理炉内的升降机构;当一个基板保持件在上述热处理炉内时,为了移载基板,载置另一个基板保持件的保持件载置台;和在上述保持件载置台和上述保温筒之间进行各基板保持件的搬送的保持件搬送机构,其中,设置有用于以不翻到的方式把持基板保持件的保持件把持机构。,下面是立式热处理装置和使用该立式热处理装置的热处理方法专利的具体信息内容。

1.一种立式热处理装置,其特征在于:
具有炉口的热处理炉;
封闭所述热处理炉的炉口的盖体;
通过保温筒载置在所述盖体上的,用于多层保持多个基板的第一和第二基板保持件;
使所述盖体升降,将任何一个基板保持件搬入和搬出热处理炉内的升降机构;
当一个基板保持件在所述热处理炉内时,为了移载基板而载置另一个基板保持件的保持件载置台;和
在所述保持件载置台和所述保温筒之间进行各基板保持件的搬送的保持件搬送机构,其中,
在所述保持件载置台上设置有用于为了不翻倒基板保持件而进行把持的保持件把持机构,
基板保持件具有环状的底板
在该底板的内周上形成有定位接合槽,
具有可使相互的间隔扩大和缩小的一对滚子的保持件定位机构被设置在保持件载置台上,
所述保持件定位机构通过扩大所述一对滚子的间隔从而与所述定位接合槽接合,进行基板保持件的定位,
所述保持件把持机构在所述一对滚子的上端部形成为凸缘状,在扩开所述一对滚子时,与所述底板的上面相对,将所述底板把持在与所述保持件载置台之间地把持所述底板的把持部。
2.一种立式热处理装置,其特征在于:
具有炉口的热处理炉;
封闭所述热处理炉的炉口的盖体;
通过保温筒载置在所述盖体上的,用于多层保持多个基板的第一和第二基板保持件;
使所述盖体升降,将任何一个基板保持件搬入和搬出热处理炉内的升降机构;
当一个基板保持件在所述热处理炉内时,为了移载基板而载置另一个基板保持件的保持件载置台;和
在所述保持件载置台和所述保温筒之间进行各基板保持件的搬送的保持件搬送机构,其中,
在所述保持件载置台上设置有用于为了不翻倒基板保持件而进行把持的保持件把持机构,
基板保持件具有环状的底板,
在该底板的内周上形成有定位接合槽,
具有在向径方向内侧倾斜的倒伏位置和立起位置之间可变更姿势的一对滚子的保持件定位机构被设置在保持件载置台上,
所述保持件定位机构,通过使所述一对滚子立起从而与所述定位接合槽接合,进行基板保持件的定位,
所述保持件把持机构具有在所述一对滚子立起时把持所述底板的把持部。
3.一种立式热处理装置,其特征在于:
具有炉口的热处理炉;
封闭所述热处理炉的炉口的盖体;
通过保温筒载置在所述盖体上的,用于多层保持多个基板的第一和第二基板保持件;
使所述盖体升降,将任何一个基板保持件搬入和搬出热处理炉内的升降机构;
当一个基板保持件在所述热处理炉内时,为了移载基板而载置另一个基板保持件的保持件载置台;和
在所述保持件载置台和所述保温筒之间进行各基板保持件的搬送的保持件搬送机构,其中,
在所述保持件载置台上设置有用于为了不翻倒基板保持件而进行把持的保持件把持机构,
基板保持件具有环状的底板,
在该底板的内周上形成有定位接合槽,
具有可扩大和缩小相互的间隔并且可围绕自身的轴旋转的一对滚子的保持件定位机构被设置在保持件载置台上,
所述保持件定位机构通过在扩大所述一对滚子的间隔的同时使各滚子旋转从而与所述定位接合槽接合,进行基板保持件的定位,
所述保持件把持机构具有在所述一对滚子扩开和旋转时把持所述底板的把持部。
4.一种热处理方法,使用权利要求1所述的立式热处理装置对多个基板实施热处理,其特征在于,包括:
使多个基板多层地保持在一个基板保持件上的工序;
载置所述基板保持件的工序,所述基板保持件通过保温筒将多个基板多层地保持在封闭热处理炉的炉口的盖体上;
使所述盖体上升,将所述基板保持件搬入热处理炉内的工序;
在所述热处理炉内对保持在所述基板保持件上的所述基板进行热处理的工序;
在扩开所述一对滚子时使用把持所述底板的把持部,将另一个基板保持件以不翻倒的方式把持在保持件载置台上的工序;
在所述热处理工序中,相对载置在保持件载置台上的另一个基板保持件进行基板的移载的工序;和
在所述热处理工序后,利用保持件搬送机构对从热处理炉搬出的保温筒上的基板保持件和载置台上的基板保持件进行更换的工序。
5.一种热处理方法,使用权利要求2所述的立式热处理装置对多个基板实施热处理,其特征在于,包括:
使多个基板多层地保持在一个基板保持件上的工序;
载置所述基板保持件的工序,所述基板保持件通过保温筒将多个基板多层地保持在封闭热处理炉的炉口的盖体上;
使所述盖体上升,将所述基板保持件搬入热处理炉内的工序;
在所述热处理炉内对保持在所述基板保持件上的所述基板进行热处理的工序;
在所述一对滚子的立起时使用把持所述底板的把持部,将另一个基板保持件以不翻倒的方式把持在保持件载置台上的工序;
在所述热处理工序中,相对载置在保持件载置台上的另一个基板保持件进行基板的移载的工序;和
在所述热处理工序后,利用保持件搬送机构对从热处理炉搬出的保温筒上的基板保持件和载置台上的基板保持件进行更换的工序。
6.一种热处理方法,使用权利要求3所述的立式热处理装置对多个基板实施热处理,其特征在于,包括:
使多个基板多层地保持在一个基板保持件上的工序;
载置所述基板保持件的工序,所述基板保持件通过保温筒将多个基板多层地保持在封闭热处理炉的炉口的盖体上;
使所述盖体上升,将所述基板保持件搬入热处理炉内的工序;
在所述热处理炉内对保持在所述基板保持件上的所述基板进行热处理的工序;
在所述一对滚子的扩开和旋转时使用把持所述底板的把持部,将另一个基板保持件以不翻倒的方式把持在保持件载置台上的工序;
在所述热处理工序中,相对载置在保持件载置台上的另一个基板保持件进行基板的移载的工序;和
在所述热处理工序后,利用保持件搬送机构对从热处理炉搬出的保温筒上的基板保持件和载置台上的基板保持件进行更换的工序。

说明书全文

立式热处理装置和使用该立式热处理装置的热处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及立式热处理装置和使用该立式热处理装置的热处理方法。

背景技术

[0002] 在半导体装置的制造中,具有对半导体晶片(基板)实施例化处理或成膜处理等各种处理。作为进行这样处理的装置使用可以分批式地处理多个晶片的立式热处理装置(半导体制造装置)(例如,参照专利第3378241号公报)。这种立式热处理装置具备在下部具有炉口的立式的热处理炉和设置在该热处理炉的下方的装载区域(移载区域)。在装载区域中,在开闭上述炉口的盖体的上部,通过保温筒载置搭载保持大口径(例如直径为300mm)的多个(100~150个)晶片的晶舟(基板保持件)。此外,在装载区域中设置有使盖体升降从而将上述晶舟搬入·搬出热处理炉内的升降机构,和在容纳多个晶片的载体(容纳容器)与上述晶舟之间进行晶片的移载的移载机构。
[0003] 上述晶舟一般为石英制成,价格非常高。此外,一般晶片价格也高,并且随着处理工序进展,制造成本增大。因此,这些应该慎重处理。
[0004] 然而,在现有的分批式半导体制造装置中,由于在结构上,在硬和软的方面存在各种制约,所以难以具有耐震结构和耐震功能,不能形成充分的耐震措施。因此,存在一旦发生地震,装置受到大的摇动,则晶舟会翻倒,晶舟或晶片会破损,造成大的损害的可能性。
[0005] 为了解决这样的问题,在上述专利文献中记载的立式热处理装置中,采用利用基板保持件固定部件互相连接固定基板保持件的底板和保温筒的结构。
[0006] 然而,在立式热处理装置中,优选使用两个晶舟,当将一个晶舟搬入热处理炉内接受热处理时,将另一个晶舟载置在晶舟载置台上,相对该另一个晶舟进行晶片的移载。这称为所谓的二晶舟系统。
[0007] 然而,在这种二晶舟系统的立式热处理装置中,由于在保温筒上进行晶舟的更换,难以采用利用上述专利文献记载的基板保持件固定部件连接固定保温筒和基板保持件的结构。

发明内容

[0008] 本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供一种既是二晶舟系统又能够以简单的结构防止由地震等的外引起的晶舟翻倒的立式热处理装置和使用该立式热处理装置的热处理方法。
[0009] 本发明的一种立式热处理装置,其特征在于,包括:具有炉口的热处理炉;封闭上述热处理炉的炉口的盖体;通过保温筒载置在上述盖体上的,用于多层保持多个基板的第一和第二基板保持件;使上述盖体升降,将任何一个基板保持件搬入和搬出热处理炉内的升降机构;当一个基板保持件在上述热处理炉内时,为了移载基板而载置另一个基板保持件的保持件载置台;和在上述保持件载置台和上述保温筒之间进行各基板保持件的搬送的保持件搬送机构,其中,在上述保持件载置台上设置有以不翻倒的方式把持基板保持件的保持件把持机构。
[0010] 根据本发明,既是所谓的二晶舟系统,又能够利用简单的结构防止由地震等外力使在晶舟载置台(保持件载置台)上的晶舟(基板保持件)翻倒。
[0011] 具体地说,例如,基板保持件具有环状的底板,在该底板的内周上形成有定位接合槽,具有可以扩大和缩小相互的间隔并且可以围绕其自身的轴旋转的一对滚子的保持件定位机构被设置在保持件载置台上,上述保持件定位机构通过扩大上述一对滚子的间隔从而与上述定位接合槽接合,进行基板保持件的定位,上述保持件把持机构具有在上述一对滚子扩开时把持上述底板的把持部。
[0012] 或者是,例如,基板保持件具有环状的底板,在该底板的内周上形成有定位接合槽,具有在向径方向内侧倾斜的倒伏位置和立起位置之间可变更姿势的一对滚子的保持件定位机构被设置在保持件载置台上,上述保持件定位机构,通过使上述一对滚子立起从而与上述定位接合槽接合,进行基板保持件的定位,上述保持件把持机构具有在上述一对滚子立起时把持上述底板的把持部。
[0013] 或者是,例如,基板保持件具有环状的底板,在该底板的内周上形成有定位接合槽,具有可以扩大和缩小相互的间隔而且可以围绕其自身的轴旋转的一对滚子的保持件定位机构被设置在保持件载置台上,上述保持件定位机构通过在扩大上述一对滚子的间隔的同时使各滚子旋转从而与上述定位接合槽接合,进行基板保持件的定位,上述保持件把持机构具有在上述一对滚子扩开和旋转时把持上述底板的把持部。
[0014] 此外,本发明的热处理方法,使用具有上述任何一个特征的立式热处理装置对多个基板上实施热处理,其特征在于,包括:在一个基板保持件上多层地保持多个基板的工序;载置通过保温筒将多个基板多层地保持在封闭热处理炉的炉口的盖体上的上述基板保持件的工序;使上述盖体上升,将上述基板保持件搬入热处理炉内的工序;在上述热处理炉内,对保持在上述基板保持件上的上述基板进行热处理的工序;将另一个基板保持件以不翻倒的方式把持在保持件载置台上的工序;在上述热处理工序中,相对载置在保持件载置台上的另一个基板保持件进行基板的移载的工序;和在上述热处理工序后,利用保持件搬送机构对从热处理炉搬出的保温筒上的基板保持件和载置台上的基板保持件进行更换的工序。附图说明
[0015] 图1为概略地表示本发明的一个实施方式涉及的立式热处理装置的纵截面图。
[0016] 图2为概略地表示图1的立式热处理装置的装载区域内的结构的平面图。
[0017] 图3为概略地表示保温筒上的晶片晶舟的载置状态的立体图。
[0018] 图4为表示利用搬送机构将晶片晶舟载置在保温筒上的状态的立体图。
[0019] 图5为表示接合部和被接合部的接合状态的立体图。
[0020] 图6为表示将晶片晶舟载置在保温筒上的状态的侧视图。
[0021] 图7为表示将晶片晶舟从保温筒上升起规定高度的状态的侧视图。
[0022] 图8为表示将晶片晶舟升起规定高度后,使保温筒旋转的可以解除的状态的立体图。
[0023] 图9为表示将晶片晶舟进一步从保温筒上升起规定高度,将晶片晶舟向侧面搬送的状态的侧视图。
[0024] 图10为概略地表示保温筒的旋转机构的图。
[0025] 图11为概略地表示晶舟载置台上的晶片晶舟的定位机构的平面图。
[0026] 图12为图11的A-A线的放大截面图。
[0027] 图13为表示保温筒的变形例子的主要部分的放大截面图。
[0028] 图14A为表示晶舟载置台的另一个例子的概略的平面图,图14B为表示图14A的晶舟载置台的概略的截面图。
[0029] 图15A为表示晶舟把持机构的一个例子的概略的平面图,图15B为图15A的晶舟把持机构的概略的截面图。
[0030] 图16A为表示晶舟把持机构的另一个例子的概略的平面图,图16B为图16A的晶舟把持机构的概略的截面图。
[0031] 图17A为表示晶舟把持机构的再一个例子的概略的平面图,图17B为图17A的晶舟把持机构的概略的截面图。

具体实施方式

[0032] 以下,根据附图对用于实施本发明的最好的方式进行详细说明。图1为概略地表示本发明的一个实施方式的立式热处理装置的纵截面图。图2为概略地表示图1的立式热处理装置的装载区域内的结构的平面图。图3为概略地表示保温筒上的晶片晶舟的载置状态的立体图。图4为表示利用搬送机构将晶片晶舟载置在保温筒上的状态的立体图。图5为表示接合部和被接合部接合的状态的立体图。
[0033] 在图1和图2中,1为作为设置在净化间内的半导体制造装置的立式热处理装置。该立式热处理装置1具有形成装置的外部轮廓的框体2。在该框体2内设置有用于搬送和保管作为容纳多个基板(例如半导体晶片w)的容纳容器的载体3的搬送保管区域Sa,和用于在沿上下方向以规定间距多层地载置多个(例如100~150个)晶片的晶舟4与上述载体3之间移载晶片,将晶舟4搬入·搬出热处理炉5的作为作业区域(移载区域)的装载区域Sb。利用隔壁6隔开搬送保管区域Sa和装载区域Sb。
[0034] 载体3为分别在平状态下,可在上下方向以规定间隔多层地收容多个(例如13~25个)规定口径(例如直径300mm)的晶片,而且可以搬运的塑料制的容器。在载体
3的前面形成晶片取出口。此外,可装卸地设置用于密封地堵塞该晶片取出口的盖(图示省略)。
[0035] 在框体2的前面设置有用于利用操作者或搬送机械手搬入搬出载体3的搬入搬出口7。在该搬入搬出口7上设置有可上下滑动开闭的8。在搬送保管区域Sa内的搬入搬出口7附近设置有载置载体3的载置台9。该该载置台9的后部设置有打开载体3的盖对晶片W的位置和个数进行检测的传感器机构10。此外,在载置台9的上方和隔壁6的上方设置有用于保管多个载体3的保管架11。
[0036] 为了进行晶片的移送,在搬送保管区域Sa内的隔壁6侧面设置有用于载置载体3的移载工作台12。此外,在搬送保管区域Sa内设置有用于在载置台9、保管架11和移载工作台12之间进行载体3的搬送的载体搬送机构13。
[0037] 载体搬送区域Sa的气氛为利用图中未示的空气清洁机(扇·过滤器单元)清洁的大气气氛。装载区域Sb的气氛为利用设置在其一侧的空气清洁机(风扇·过滤器单元)14清洁的正压的大气气氛或惰性气体(例如N2气)气氛。在隔壁6上设置有从搬送保管区域Sa侧与载置在移送工作台12上的载体3的前面部接触,可以连通载体3内和装载区域Sb内的开口部(未图中)。此外,在隔壁6上可开闭地设置有在装载区域Sb侧关闭该开口部的门15。上述开口部形成与载体3的取出口大致相同口径,可以从该开口部存取载体3内的晶片。
[0038] 在门15上设置有开闭载体3的盖的图中未示的盖开闭机构。此外,在门15上设置有从装载区域Sb侧开闭该门自身15的图中未示的门开闭机构。利用这些盖开闭机构和门开闭机构可在装载区域Sb侧开放移动门15和载体3的盖。此外,为了不妨碍晶片的移载,使门15和载体3的盖向上方或下方移动(退避)。
[0039] 为了使结晶方向一致,在移载工作台12的下方设置有用于使设置在晶片的周边部上的缺口(notch)(切口部)在一个方向排列的缺口排列机构16。该缺口排列机构16面对装载区域Sb侧开放,利用后述的移载机构24使从移载工作台12上的载体3移载的晶片的缺口排列。
[0040] 另一个方面,在装载区域Sb的内部上方设置有在下部具有炉口5a的立式热处理炉5。在装载区域Sb中,在上下方向以规定间隔多层地搭载多个(例如100~150个左右)的晶片w的石英制的晶舟4,通过保温筒19载置在开闭炉口5a的盖体17的上部。此外,在装载区域Sb中设置有将这种晶舟4搬入和搬出热处理炉5内,进行盖体17的升降的升降机构18。盖体17的上部的保温筒(遮热体)19抑制在盖体17封闭时从炉口5a的放热。在该保温筒19的上部载置晶舟4。热处理炉5主要由反应管和设置在该反应管的周围的加热装置(加热器)构成。在反应管上连接有导入处理气体或惰性气体(例如N2)的气体导入系统和具有可以将反应管内减压排气至规定的真空度的真空的排气系统。
[0041] 在盖体17上隔着保温筒19设置有旋转晶舟4的旋转机构20。在炉口5a附近可在水平方向开闭移动地(可以旋转)设置有在开放盖体17,搬出热处理后的晶舟4之后,用于遮蔽炉口5a的闸门21。该闸门21与使其在水平方向旋转从而开闭的图中未示的闸门驱动机构连接。
[0042] 为了移载晶片w等,在装载区域Sb的一侧即空气清洁机14侧设置有载置晶舟4的晶舟载置台(也称为晶舟工作台,保持件载置台)22。该晶舟载置台22为1个也可以,但优选为如图2所示,沿着空气清洁机14前后配置的第一载置台(装料工作台)22a和第二载置台(备用工作台)22b的两个。
[0043] 在装载区域Sb内的下方,在第一载置台22a和第二载置台22b之间设置有,在(晶舟载置台22的)第一载置台22a或第二载置台22b与降下的盖体17上的保温筒19之间以及第一载置台22a与第二载置台22b之间进行晶舟4的搬送的晶舟搬送机构(保持件搬送机构)23。此外,在装载区域Sb内设置有,在移载工作台12上的载体3与晶舟载置台22上的晶舟4之间,具体地是在移载工作台12上的载体3与缺口排列机构16之间,在该缺口排列机构16与(晶舟载置台22的)第一载置台22a上的晶舟4之间,以及在第一载置台22a上的热处理后的晶舟4与移载工作台12上的空的载体3之间,进行晶片w的移载的移载机构24。
[0044] 如图3所示,晶舟4具有在顶板4a和底板4b之间设置多根(例如3根)支柱4c的结构。在支柱4c上以规定间距形成用于多层地保持晶片w的梳刀状的槽部4d。此外,为了存取晶片而扩大正面侧的左右支柱4c的间隔。
[0045] 晶舟搬送机构23具有在垂直支撑一个晶舟4的状态下使其水平移动的可在水平方向伸缩的臂。更具体地说,晶舟搬送机构23具备:可水平旋转和升降的第一臂23a;可水平旋转地轴支撑在该第一臂23a的前端部,可以支撑晶舟4的下面(底板4b的下面)的平面大致为U字状的第二臂23b;驱动第一臂23a和第二臂23b的驱动部23c;和使这些全体升降移动的升降机构23d。通过使第一臂23a和第二臂23b的水平旋转动作同步,可以进行水平直线方向的搬送。通过采用这样的臂的伸缩机构,可使用于搬送晶舟4的区域为必要的最小限度。由此,可以节约装置宽度和深度尺寸。
[0046] 移载机构24具有在可水平旋转的基台24a上可进退地设置载置半导体晶片的多个(例如5个)薄板状的移载臂24b的结构。就移载臂24b而言,优选(5个之中的)中心的单个移载用的一个移载臂和其它4个移载臂(群),可在基台24a上互相独立地进退。进一步地,优选其他4个移载臂(群)可以以中心的移载臂为基准,进行上下方向的间距变换。再者,基台24a可以为利用设置在装载区域Sb的另一个侧上的升降机构24c进行升降的结构。
[0047] 为了防止由地震等的外力使载置在保温筒19上的晶舟4翻倒,如图5~图9所示,在保温筒19的上部和晶舟4的底部4b上设置有作为接合部的钩住部25和作为被接合部的接合槽部26,该钩住部25和接合槽部26在通过晶舟搬送机构23将晶舟4载置在保温筒19的正上方的状态下,通过利用旋转机构20使保温筒19旋转规定度(例如90°),可以互相接合或解除。
[0048] 如图3~图5所示,晶舟4的底板4b具有环状的形状。保温筒19具有沿着其圆周方向以适当间隔支撑底板4b的下面的多根(例如4根)支柱19a。更具体地说,保温筒19主要由圆板状的基座部19b、立设在该基座部19b上的多个支柱19a、和沿着这些支柱19a在高度方向隔着隔板19j以适当间隔多层配置的多个遮热板19c构成,这些各构成部件例如由石英形成。
[0049] 支柱19a为圆筒状,在其上端部一体地设置有堵塞其开口端的上端部件19e。此外,为了防止由内外压力差而引起支柱19a破损,在支柱19a的侧面适当地形成连通支柱19a的内外的孔19f。在支柱19a的上端,即上端部件19e上形成有承受晶舟4的底板4b的下面的载置面19g;和从该载置面19g立起,与底板4b的内周连接,对底板4b进行定位的定位部19h。为了使定位部19h容易与底板4b的内周嵌合和接合,优选在定位部19h的上端边缘部形成倾斜面19i。
[0050] 为了支撑晶舟4的环状的底板4b的沿着其圆周方向以适当间隔配置的支柱19a的外接圆的直径比底板4b的外径小。由此,当晶舟搬送机构23的第二臂23b支撑晶舟4的底板4b的下面,移动·载置在保温筒19的支柱19a的上端部时,第二臂23b和支柱19a不干涉。
[0051] 在这些支柱19a的外侧部上形成有作为槽状的被接合部的接合槽部26。此外,在底板4b的下面,在与接合槽部26对应的位置上设置有与各接合槽部26接合的钩状(截面为L字状)的作为接合部的钩住部25。
[0052] 钩住部25由从底板4b的下面垂下的垂直部25a和从该垂直部25a的下端向半径方向内侧突出的水平部25b构成。此外,接合槽部26,以在利用晶舟搬送机构23将晶舟4搬送到保温筒19正上方的状态下利用旋转机构20使该保温筒19旋转规定角度时,钩住部25的水平部25b从圆周方向进入该接合槽部26内的方式形成。此外,接合槽部26形成在钩住部25的水平部25b进入时,钩住部25的水平部25b不干涉(冲突)的槽宽度和槽深度。在钩住部25移动至接合槽部26内的规定位置的可接合的位置,停止保温筒19的旋转。
然后,利用晶舟搬送机构23使晶舟4进一步下降,载置在保温筒19的支柱19a上。此时,设计接合槽部26的槽宽,使得钩住部25的水平部25b不与接合槽部26连接(不冲突),但优选抑制微粒的发生(参照图6)。此外,优选水平部25b的前端和接合槽部26的底面形成以保温筒19的旋转中心为中心的曲面形状(圆弧形状)。
[0053] 作为旋转机构20例如采用专利第3579278号公报中记载的机构。即,如图10所述,在盖体17的底部设置具有轴孔的固定部件27,在该固定部件27的下方通过图中未示的轴承磁性流体密封可旋转地配置有底筒状的旋转筒体28。在旋转筒体28的底部设置有以间隙配合固定部件27的轴孔的旋转轴29。旋转轴29的上端部,也间隙配合盖体17的中心部,并且与在盖体17的上部空出微小间隙而配置的旋转台30结合。保温筒19载置在该旋转台30上,保温筒19的基座部19b通过固定部件31固定在旋转台30上。使用于旋转驱转旋转筒体28的电机32通过同步带33与旋转筒体28连接。
[0054] 此外,为了在钩住部25和接合槽部26可以接合的位置或可以解除的位置自动地旋转控制保温筒19,优选旋转机构20具备:检测保温筒19的旋转方向的原点位置的传感器34;和用于根据从该传感器34发出的检测信号,在钩住部25与接合槽部26可以接合的位置或可以解除的位置旋转控制保温筒19的控制装置35。例如,在旋转筒体28的外周部上突设被检测部件(喷射器)36,在盖体17的下方设置用于检测该被检测部件36的传感器34。此外,优选控制装置35在热处理时,通过保温筒19进行使晶舟4的连续地旋转的控制。
[0055] 另一个方面,为了防止在通过晶舟搬送机构23进行晶舟4的搬送中由地震等的外力而引起该晶舟4翻倒,如图4所示,优选在第二臂23b的上部,在与该第二臂23b之间设置从上下限制晶舟4的底板4b的翻倒限制部件37。该翻倒限制部件37具有设置在第二臂23b的基部的上面上,空出规定的间隔可与支撑在第二臂的上面上的晶舟4的底板4b的上面相对的限制片37a。
[0056] 进一步地,为了防止载置在晶舟载置台22上的晶舟4由于地震等的外力而翻倒,采用以下的结构。如图2、图11、图12图14和图15所示,在晶舟载置台22上设置有用于定位晶舟4的晶舟定位机构(保持件定位机构)38。该晶舟定位机构38具有在晶舟载置台22上,利用气缸38a在晶舟载置台22的直径方向接近离开的一对滚子38b。另一个方面,当一对滚子38b离开时与该滚子38b接合的V字状的定位接合槽40与直径方向相对地设置在晶舟4的底板4b的内周上。定位接合槽40形成规定的角度θ(例如120°)。由此,即使晶舟4多少偏移从而载置在晶舟载置台22上,晶舟4也能够准确地定位。
[0057] 在晶舟载置台22上设置有以不翻倒的方式把持晶舟的晶舟把持机构(保持件保持机构)41。该晶舟把持机构41具有凸缘状的把持部41a,当滚子38b与定位接合槽40接合时(滚子离开时),与晶舟4的底板4b的上面相对,将该底板4b把持在与晶舟载置台22(详细地是晶舟载置台的上面)之间。把持部41a例如设置在滚子38b的上部。
[0058] 如果更详细地说明晶舟载置台22的结构,则晶舟载置台22具有固定板42,和通过滚珠轴承43可水平移动地支撑在该固定板42上的上板44,晶舟4载置在该上板44上。固定板42和上板44都形成为环状。滚珠轴承43由环状的保持架43a和支撑在该保持架43a上的多个小球43b构成。上板44利用从该上板44和固定板42中任何一个突设的销45和在另一个中形成为可缓和销45的嵌入的限制孔46,可在规定的范围内水平移动。此外,在上板44和固定板42之间安装有多个弹簧47,用于给上板44加力,使得其中心返回到晶舟载置台22的中心位置。
[0059] 在晶舟载置台22之中,特别是第一载置台22a上,为了在晶片w的移载中上板44不水平移动,设置有在晶舟4定位之后固定上板44的上板固定机构48。该上板固定机构48具备具有上片49a和下片49b的截面为コ字状的框49。上片49a固定被在上板44的下面。截面为コ字状的框49,在上片49a和下片49b之间,从上下空出规定的间隙夹住固定板42和滚珠轴承43。在该框49的下片49b上设置有气缸50,该气缸50具有用于在与上片49a之间夹住固定板42和滚珠轴承43固定的可伸缩的压紧部50a。
[0060] 此外,晶舟载置台22具有用于安装左右一对气缸38a、38a的安装板51。在该安装板51上设置有可水平移动地支撑移动体52的导轨53。滚子38b可以围绕其轴旋转地轴支撑在立设在该移动体52上的支柱54的上端部。在此,上述把持部41a在各滚子38b的上端部形成为凸缘状。滚子38b由于与热处理后的晶舟4的底板4b接触,所以优选由具耐热性的树脂制成。此外,在晶舟载置台22的一侧上设置有检测晶舟的有无的传感器55。然后,当该传感器55检测到载置晶舟4的情况时,进行定位。
[0061] 其次,对由以上的结构构成的立式热处理装置1的作用(热处理方法)进行说明。首先,多层保持多个晶片w并将通过保温筒19载置在盖体17上的晶舟4利用盖体17的上升与保温筒19一起搬入热处理炉5内。与此同时,利用盖体17封闭热处理炉5的炉口5a。
然后,利用旋转机构20的动作通过保温筒19使晶舟4在热处理炉5内旋转,并且在规定的温度、规定的压力和规定的处理气体气氛下,对晶片w进行规定时间的热处理。在该热处理中,相对晶舟载置台22的第一载置台22a上的另一个晶舟4,进行晶片w移载处理。在这种情况下,首先利用移载机构24,将搭载在晶舟4上的热处理后的晶片搬出至移载工作台12上的空的载体3内,其次,将该热处理前的晶片从容纳搬送到移载工作台12上的热处理前的晶片的载体3搭载到空的上述晶舟4上。
[0062] 另一个方面,如果热处理炉5内的热处理结束,则通过盖体17的下降将晶舟4从热处理炉5内搬出至装载区域Sb。晶舟搬送机构23的第二臂23b从下方接近晶舟4(参照图6),将晶舟4升高规定的高度(参照图7),在该状态下,利用旋转机构20使保温筒19旋转规定的角度(例如90°),成为钩住部25与接合槽部26可解除的位置状态(参照图8)。然后,晶舟搬送机构23的第二臂23b将晶舟4进一步地升高至规定高度(钩住部和保温筒的支柱不干涉的高度)之后,向晶舟载置台22的第二载置台22b的方向搬送该晶舟4(参照图9),并载置在第二载置台22b上。利用定位机构38对载置在第二载置台22b上的晶舟
4定位,同时利用凸缘状的翻倒限制部38c防止翻倒。
[0063] 另一个方面,第一载置台22a上的晶舟4也利用定位机构38定位,同时利用凸缘状的翻倒限制部38c防止翻倒。第一载置台22a上的晶舟4在解除翻倒限制部38c的限制后,支撑在晶舟搬送机构23的第二臂23b上,搬送到盖体17的保温筒19的上方。然后,该晶舟4利用晶舟搬送机构23下降至保温筒19上,在载置在保温筒19上之前,利用旋转机构20使保温筒19旋转规定角度(例如90°),使钩住部25和接合槽部26成为可以接合的位置状态。然后,使晶舟4进一步下降,载置在保温筒19上。由此,向保温筒19上的晶舟4的载置结束。然后,利用盖体17的上升,将晶舟4搬入热处理炉5内,开始热处理。在该热处理中,利用晶舟搬送机构23将第二载置台22b上的晶舟4搬送到第一载置台22a上,然后,在第一载置台22a上进行通过移载机构24从该晶舟4向移载工作台12上的载体
3的热处理后晶片的取出作业,和从移载工作台12上的载体3向该晶舟4的热处理前的晶片载置的作业。根据这样的状态,能够实现生产率的提高。
[0064] 如以上那样,根据本实施方式的立式热处理装置1,由于在保温筒19的上部和晶舟4的底部设置有在利用晶舟搬送机构23使晶舟4位于保温筒19上的状态下,利用旋转机构20使保温筒19旋转规定角度,成为可以互相接合或解除的钩住部25和接合槽部26,所以成为所谓的二晶舟系统,能够以简单的结构防止由地震等外力使保温筒19上的晶舟4翻倒。
[0065] 在本实施方式的情况下,晶舟4具有环状的底板4b,保温筒19具有沿着其圆周方向以适当的间隔支撑底板4b的下面的多个支柱19a,在这些支柱19a的外侧部设置有接合槽部(槽状的被接合部)26,在底板4b的下面设置有与各接合槽部26接合的钩住部(钩状的接合部)25。因此,能够以简单的结构可靠并且容易地进行保温筒19和晶舟4之间的定(lock)和锁定解除。
[0066] 此外,旋转机构20具有检测保温筒19的旋转方向的原点位置的传感器34;和用于根据从该传感器34发出的检测信号,在钩住部25和接合槽部26成为可以接合的位置或可以解除的位置旋转控制保温筒19的控制装置35。因此,能够可靠并且容易地进行保温筒19和晶舟4之间的锁定和锁定解除。
[0067] 另一个方面,在立式热处理装置1上设置有将晶舟4以不翻倒的方式把持在晶舟载置台22上的晶舟把持机构41,以不翻倒的方式把持搬送到晶舟载置台22的晶舟4。因此,成为所谓的二晶舟系统,并能够以简单的结构防止由地震等外力而引起晶舟载置台22上的晶舟4翻倒。
[0068] 在本实施方式的情况下,在晶舟载置台22上,通过扩大可使晶舟定位机构38相互的间隔扩大和缩小的一对滚子38b的该间隔,可使该滚子38b与在晶舟4的环状底板4b的内周上形成的定位接合槽40接合。由此,进行晶舟4的定位。晶舟把持机构41具有当晶舟定位机构38的滚子38b扩开时(扩开后)与晶舟4的底板4b的上面相对,在与晶舟载置台22之间把持该底板4b的把持部41a。特别是,把持部41a设置在滚子38b的上端部。因此,在与晶舟4的定位的同时,可以防止由地震等外力而引起的晶舟载置台22上的晶舟
4翻倒。此外,因为只通过改良晶舟定位机构38的滚子38b就可以构成把持部41a,所以能够实现结构的简单化和成本的降低。
[0069] 图13为表示保温筒的变形例的主要部分的放大截面图。在图13的实施方式的保温筒19中,在支柱19a的上端部件19e上设置有用于以安装螺钉41固定晶舟4的底板4b的螺钉孔42。安装螺钉41在通过底板4b的V字状的接合槽40之后,拧入上述螺钉孔42中,安装螺钉41的头部41a拧紧底板4b的上面从而将底板4b固定在支柱19a上。根据这样的保温筒19,通过利用安装螺钉41固定保温筒19和晶舟4,能够在一晶舟系统中利用,另一个方面,如果卸下安装镙钉41,则能够在二晶舟系统中利用。
[0070] 图16A为表示晶舟把持机构的另一个例子的概略的平面图,图16B为图16A的晶舟把持机构的概略的截面图。在这种情况的晶舟载置台22中,通过使姿势可变更的一对滚子38b在向径方向内侧倾斜的倒伏位置和立起位置之间成为立起位置,可使该滚子38b与在晶舟4的环状底板4b的内周上形成的定位接合槽38接合。由此,进行晶舟4的定位。晶舟把持机构41具有当晶舟定位机构38的滚子38b立起时(立起后),与晶舟4的底板4b的上面相对,在与晶舟载置台22之间把持该底板4b的把持部41a。特别是,把持部41a设置在滚子38b的上端部。即使利用这样的晶舟载置台22,也能够得到与上述同样的作用效果。
[0071] 图17A为表示晶舟把持机构的又一例子的概略的平面图,图17B为图17A的晶舟把持机构的概略的截面图。在这种情况的晶舟载置台22中,通过扩大可使互相间隔扩大和缩小的一对滚子38b的该间隔,同时使各滚子旋转,可使该滚子38b与在晶舟4的环状底板4b的内周上形成的定位接合槽40接合。由此,进行晶舟4的定位。晶舟把持机构41具有当晶舟定位机构38的滚子38b扩开和旋转时(扩开和旋转后),与晶舟4的底板4b的上面相对,在与晶舟载置台22之间把持该底板4b的把持部41a。特别是,把持部41a设置在滚子38b的上端部。即使利用这样的晶舟载置台22也能够得到与上述同样的作用效果。此外,在使滚子38b旋转时,在通过滚子38b的扩开(离开)进行定位之后,暂且在缩小直径(接近)的状态下进行,但优选使滚子38b为圆滑地旋转。
[0072] 以上利用附图对本明的实施方式进行详细说明,但本发明并不限定于上述各实施方式,在不脱离本发明的要点的范围内,可以进行各种设计变更等。
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