專利名稱：裝載單元以及處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利申請基于2011年4月7日提交的日本申請、亦即日本特愿2011-085205主張優(yōu)先權(quán)。上述申請的所有公開內(nèi)容均通過引用而作為本說明書的一部分。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及對半導(dǎo)體晶片等基板進(jìn)行熱處理的處理系統(tǒng)以及在該處理系統(tǒng)中使用的裝載單元。一般來說，為了制造1C、LSI等半導(dǎo)體集成電路，對半導(dǎo)體晶片等基板實(shí)施成膜處理、氧化擴(kuò)散處理、蝕刻處理、退火處理、硅氧化膜形成處理、燒結(jié)處理等各種熱處理。為了 一次對多個基板進(jìn)行處理，例如，如專利文獻(xiàn)I 5等所示，使用立式的分批式熱處理裝置。在該熱處理裝置中，利用升降機(jī)構(gòu)使載置有多個、例如約100 150個由半導(dǎo)體晶片構(gòu)成的基板的晶舟從位于立式的石英制處理容器的下方的惰性氣體氛圍的裝載室朝立式的石英制處理容器內(nèi)上升而進(jìn)行裝載(插入)，進(jìn)而，利用帶0型圈的帽對處理容器的下端的開口部進(jìn)行密閉，在密閉后的處理容器內(nèi)進(jìn)行成膜處理等熱處理。進(jìn)而，在進(jìn)行熱處理之后，卸載(下降)上述晶舟，并進(jìn)行移載，以便替換處理完畢的基板和未處理的晶片。進(jìn)而，重復(fù)進(jìn)行與上述熱處理相同的熱處理。為了使上述晶舟升降，使用設(shè)置在上述裝載室內(nèi)的晶舟升降機(jī)，并且，利用設(shè)置在上述裝載室內(nèi)的移載機(jī)構(gòu)進(jìn)行基板的移載。專利文獻(xiàn)I :日本特開平02-130925號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平06-224143號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2001-093851號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2007-027772號公報(bào)然而，在進(jìn)行上述熱處理的期間，如上所述，處理容器的下端的開口部由帽密閉，進(jìn)而，為了提高密封性，在熱處理過程中，利用升降機(jī)構(gòu)以規(guī)定的力繼續(xù)進(jìn)行推壓。 在該情況下，在升降機(jī)構(gòu)施加有包含基板在內(nèi)的晶舟的載荷和施加于帽的內(nèi)部壓力這兩方的載荷，特別是在進(jìn)行燒結(jié)處理等大氣壓以上的高工序壓力下的處理的情況下，上述載荷非常大，與此相應(yīng)，需要強(qiáng)化升降機(jī)構(gòu)的構(gòu)造，并且需要增大驅(qū)動馬達(dá)的能力，存在導(dǎo)致裝置成本增大之類的問題。特別是在最近，為了進(jìn)一步提高半導(dǎo)體集成電路的生產(chǎn)效率，希望基板的直徑也進(jìn)一步大口徑化，例如，謀求將基板的直徑從300mm擴(kuò)大至450mm。如此，當(dāng)基板的直徑增大時，包含保持有150個基板的晶舟等在內(nèi)的載荷達(dá)到約400kg，并且對處理容器的開口部進(jìn)行封閉的帽的面積也增大，因此，在進(jìn)行大氣壓以上的高工序壓力的熱處理的情況下，與帽面積的增大量相應(yīng)地，朝向下方向的載荷進(jìn)一步增大，存在會招致因升降機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度提高而導(dǎo)致的高成本化之類的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于以上問題點(diǎn)，是為了有效地解決上述問題點(diǎn)而提出的。本發(fā)明涉及一種裝載單元以及處理系統(tǒng)，除了使基板保持件升降的升降機(jī)構(gòu)之外，為了對帽進(jìn)行推壓而設(shè)置具有壓電致動器的推壓機(jī)構(gòu)，由此，能夠避免增大升降機(jī)構(gòu)的能力的必要性，能夠抑制該升降機(jī)構(gòu)的高成本化。本發(fā)明的裝載單元的特征在于，該裝載單元保持對多個基板進(jìn)行保持的基板保持件、和對基板保持件進(jìn)行支承的帽，并使上述基板保持件與帽相對于下端開口、且由帽封閉的筒體狀的處理容器升降，其中，上述裝載單元具備升降機(jī)構(gòu)，該升降機(jī)構(gòu)保持上述基板保持件和上述帽，并使上述基板保持件和上述帽升降；以及推壓機(jī)構(gòu)，該推壓機(jī)構(gòu)具有壓電致動器，上述推壓機(jī)構(gòu)是為了將位于上述處理容器的下端的開口部的上述帽朝上方推壓而設(shè)置的。如此，除了使基板保持件升降的升降機(jī)構(gòu)之外，為了對帽進(jìn)行推壓而設(shè)置有具有壓電致動器的推壓機(jī)構(gòu)，由此，能夠避免增大升降機(jī)構(gòu)的能力的必要性，能夠抑制該升降機(jī) 構(gòu)的高成本化。本發(fā)明的處理系統(tǒng)的特征在于，上述處理系統(tǒng)具備處理單元，該處理單元對基板實(shí)施熱處理；裝載單元，該裝載單元設(shè)置于上述處理單元的下方；以及貯存單元，該貯存單元與上述裝載單元并列設(shè)置，并對收容有多個上述基板的基板容器進(jìn)行收納，上述裝載單元保持對多個基板進(jìn)行保持的基板保持件、和對基板保持件進(jìn)行支承的帽，并使上述基板保持件和帽相對于下端開口、且由帽封閉的筒體狀的處理容器升降，上述裝載單元具備升降機(jī)構(gòu)，該升降機(jī)構(gòu)保持上述基板保持件和上述帽，并使上述基板保持件和上述帽升降；以及推壓機(jī)構(gòu)，該推壓機(jī)構(gòu)具有壓電致動器，上述推壓機(jī)構(gòu)是為了將位于上述處理容器的下端的開口部的上述帽朝上方推壓而設(shè)置的。根據(jù)本發(fā)明所涉及的裝載單元以及處理系統(tǒng)，能夠以下述方式發(fā)揮優(yōu)異的作用效果。在裝載單元中，為了對基板實(shí)施熱處理而使保持有多個基板的基板保持件相對于筒體狀的處理容器進(jìn)行升降，其中，除了設(shè)置有使基板保持件升降的升降機(jī)構(gòu)之外，為了對帽進(jìn)行推壓而設(shè)置有具有壓電致動器的推壓機(jī)構(gòu)，由此，能夠避免增大升降機(jī)構(gòu)的能力的必要性，能夠抑制該升降機(jī)構(gòu)的高成本化。


圖I是示出具有本發(fā)明所涉及的裝載單元的處理系統(tǒng)整體的剖視圖。圖2是沿著圖I中的A-A線的剖視圖。圖3是示出上升后的帽與推壓機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系的仰視圖。圖4是用于對推壓機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。圖5是示出推壓機(jī)構(gòu)的末端部的一例的放大俯視圖。圖6是用于對推壓機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。圖7是用于對推壓機(jī)構(gòu)的第三實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。圖8是示出上升后的帽與推壓機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系的仰視圖。圖9是用于對推壓機(jī)構(gòu)的第四實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。圖10是用于對推壓機(jī)構(gòu)的第五實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。
圖11是用于對推壓機(jī)構(gòu)的第六實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。圖12是示出壓電致動器的其他例的簡要立體圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明所涉及的裝載單元以及處理系統(tǒng)的一個實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)敘述。圖I是具有本發(fā)明所涉及的裝載單元的處理系統(tǒng)整體的剖視圖，圖2是沿著圖I中的A-A線的剖視圖，圖3是示出上升后的帽與推壓機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系的仰視圖，圖4是用于對推壓機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖，圖5是示出推壓機(jī)構(gòu)的末端部的一例的放大俯視圖。如圖I以及圖2所示，該處理系統(tǒng)2整體設(shè)置于形成有清潔空氣的下降流的潔凈室內(nèi)的地板。進(jìn)而，處理系統(tǒng)2整體的外殼由例如由不銹鋼等形成的較大框體4形成。
在該框體4內(nèi)，沿高度方向設(shè)置有例如由不銹鋼形成的中央劃分壁6，該中央劃分壁6將內(nèi)部左右分割成兩部分，前側(cè)(圖I中的右側(cè))形成為貯存單元8。并且，在上述中央劃分壁6與框體4的后側(cè)的背面劃分壁10之間，沿水平方向設(shè)置有例如由不銹鋼形成的作為劃分壁的基體板12，該基體板12將內(nèi)部上下分割成兩部分，在上側(cè)形成有處理單元14，在下側(cè)形成有裝載單元16。因而，上述裝載單元16與前面所說的貯存單元8處于相互并列設(shè)置的狀態(tài)。進(jìn)而，利用劃分該框體4的底部的底板劃分壁18來支承該處理系統(tǒng)2整體的載荷。在上述貯存單元8的前表面劃分壁20的下部設(shè)置有搬入搬出港(port) 24，該搬入搬出港24用于載置收納有由半導(dǎo)體晶片等構(gòu)成的多個基板W的基板容器22。在該基板容器22的前表面安裝有能夠開閉的蓋22A。進(jìn)而，在與該搬入搬出港24對應(yīng)的前表面劃分壁20設(shè)置有由開閉門26開閉的搬入搬出口 28，能夠?qū)⑸鲜龌迦萜?2搬入貯存單元8內(nèi)或?qū)⑸鲜龌迦萜?2從上述貯存單元8內(nèi)搬出。作為上述基板容器22，能夠使用能夠收納例如約25個基板W的片盒、被稱作FOUP(注冊商標(biāo))的密閉容器。在此，使用封閉容器，在該封閉容器的內(nèi)部封入有隊(duì)等惰性氣體，以便防止基板W的氧化。在上述貯存單元8內(nèi)，沿著上下方向設(shè)置有形成為多層的貯存架30，將收納有未處理的基板W、處理完畢的基板W的基板容器22載置于該貯存架30并待機(jī)。進(jìn)而，在該貯存單元8內(nèi)設(shè)置有容器移載機(jī)構(gòu)32。具體地說，該容器移載機(jī)構(gòu)32具有沿上下方向立起設(shè)置的導(dǎo)軌34、和沿著該導(dǎo)軌34上下移動的容器輸送臂36。該導(dǎo)軌34含有例如由驅(qū)動馬達(dá)34A驅(qū)動的滾珠絲杠。并且，容器輸送臂36形成為沿水平方向彎曲自如、且能夠在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，能夠在上述搬入搬出港24與上述貯存架30之間輸送基板容器22。并且，在該貯存單元8內(nèi)設(shè)置有安裝于上述中央劃分壁6的容器移載港38，并且，能夠?qū)⑸鲜龌迦萜?2載置在該容器移載港38上。使用上述容器輸送機(jī)構(gòu)32來進(jìn)行該容器移載港38與上述貯存架30或者搬入搬出港24之間的基板容器22的輸送。并且，在安裝有該容器移載港38的上述中央劃分壁6設(shè)置有由開閉門40開閉的基板搬入搬出口 42，能夠經(jīng)由該基板搬入搬出口 42在上述容器移載港38與裝載單元16內(nèi)之間搬入搬出基板W。并且，在上述貯存單元8內(nèi)形成有清潔空氣的下降流。進(jìn)而，在上述處理單元14內(nèi)設(shè)置有下端部開口的具有開口部44的圓筒體狀的處理容器46。該處理容器46具有例如由具有耐熱性以及耐腐蝕性的石英形成的容器主體48、和設(shè)置于該容器主體48的下端部的例如不銹鋼制的歧管50。進(jìn)而，該歧管50的下端形成上述開口部44，在該開口部44的周邊形成有凸緣部44A。該處理容器46的下部由上述基體板12支承，在此對處理容器46的載荷進(jìn)行支承。進(jìn)而，在該處理容器46的外周側(cè)，呈同心圓狀地設(shè)置有筒體狀的加熱器部54，對收納于該處理容器46內(nèi)的基板進(jìn)行加熱。并且，在該處理容器46的歧管50的側(cè)壁,分別連接有用于供給熱處理所需要的各種氣體的氣體供給系統(tǒng)(未圖示)、在對處理容器46內(nèi)的氛圍進(jìn)行壓力控制的同時排氣的排氣系統(tǒng)(未圖示)。進(jìn)而， 能夠?qū)⒊识鄬拥乇３只錡的基板保持件56收納在該處理容器46內(nèi)。該基板保持件56具有石英制的晶舟58,該晶舟58以規(guī)定間距將上述基板W支承為多層；以及石英制的保溫筒60，該保溫筒60設(shè)置于該晶舟58的下部，對該晶舟58進(jìn)行支承，并維持基板W的溫度。該保溫筒60以能夠旋轉(zhuǎn)的方式或者固定地支承于封閉上述處理容器46的開口部44的例如由不銹鋼形成的帽62側(cè)。進(jìn)而，在該帽62的周邊部與上述歧管50的下端部之間夾裝有例如由0型環(huán)等構(gòu)成的密封部件64，能夠?qū)⑻幚砣萜?6內(nèi)氣密地密封。利用設(shè)置于裝載單元16的升降機(jī)構(gòu)66 (參照圖2)來進(jìn)行上述基板保持件56的升降。在此，在基板W的直徑為450mm的情況下,帽62的直徑大小為約600 650mm。進(jìn)而，上述裝載單元16的外殼由裝載用框體68構(gòu)成，其內(nèi)側(cè)形成為氣密地密閉的裝載室70。因而，在圖I中，該裝載室70由形成裝載用框體68的上述基體板12、背面劃分壁10的下側(cè)部分、中央劃分壁6的下側(cè)部分、底板劃分壁18的左側(cè)部分以及框體4的側(cè)面劃分壁19的下側(cè)部分(參照圖2)劃分。如此，上述裝載用框體68形成為與上述處理單元14的下部連接設(shè)置的狀態(tài)。并且，上述基體板12共用作劃分處理單元14的劃分壁，并且，中央劃分壁6共用作劃分貯存單元8的劃分壁。進(jìn)而，在上述處理容器46的正下方的部分與貯存單元8的容器移載港38之間，設(shè)置有相對于基板保持件56的晶舟58進(jìn)行基板W的移載的基板移載機(jī)構(gòu)72。具體地說，該基板移載機(jī)構(gòu)72具有導(dǎo)軌76，該導(dǎo)軌76的上下端由從中央劃分壁6延伸的固定臂部74支承，從而該導(dǎo)軌76沿上下方向立起；以及移載臂78，該移載臂78沿著該導(dǎo)軌76上下移動。該導(dǎo)軌76包含例如由驅(qū)動馬達(dá)76A驅(qū)動的滾珠絲杠。并且，上述移載臂78設(shè)置有多個，形成為能夠在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)以及伸縮，能夠在上述晶舟58與設(shè)置在上述容器移載港38上的基板容器22之間一次移載多個基板W。并且，如圖2所示，使上述基板保持件56升降的上述升降機(jī)構(gòu)66具有導(dǎo)軌80，該導(dǎo)軌80沿上下方向立起設(shè)置；以及保持臂82，該保持臂82沿著該導(dǎo)軌80上下移動。該導(dǎo)軌80包含例如由驅(qū)動馬達(dá)80A驅(qū)動的滾珠絲杠。在此，將該導(dǎo)軌80的上端固定于基體板12,將該導(dǎo)軌80的下端固定于底部劃分壁18。進(jìn)而，上述保持臂82沿著水平方向延伸，利用該保持臂82對上述基板保持件58的下部進(jìn)行支承以保持該基板保持件58。并且，在處理容器46的下端部的外周側(cè)，為了防止處理容器46內(nèi)的排氣熱流入裝載室70內(nèi)，設(shè)置有形成為箱狀的清掃器(scavenger)(未圖示)。進(jìn)而，為了將位于上述處理容器46的下端的開口部44的上述帽62朝上方推壓，設(shè)置有作為本發(fā)明的特征的推壓機(jī)構(gòu)86。如圖3所示，該推壓機(jī)構(gòu)86沿著處理容器46、SP帽62的周方向設(shè)置有多個，在圖3中設(shè)置有四個。另外，其個數(shù)只要為三個以上即可，其數(shù)量不特別限定。在此，上述推壓機(jī)構(gòu)86具有使用壓電元件的壓電致動器88。具體地說，該推壓機(jī)構(gòu)86具有固定臂部90、滑動板92以及上述壓電致動器88。上述固定臂部90由垂直部94和水平部96構(gòu)成，整體形成為L字狀。將該垂直部94的上端連接并固定于上述基體板12的下表面，使水平部96的末端朝向處理容器48的中心。該水平部96的末端位于比上述帽62的沿上下方向的移動軌跡靠外側(cè)稍許距離的位置，以免與升降的帽62干涉(碰撞)。該固定臂部90由例如不銹鋼等金屬形成。進(jìn)而，在該固定臂部90的水平部96上，上述滑動板92設(shè)置成能夠朝處理容器48的中心方向滑動移動。具體地說，如圖5所示，在該水平部96的上表面設(shè)置有截面形狀呈上部長下部短的近似倒三角形狀的導(dǎo)軌96A，在滑動板92的下表面設(shè)置與上述導(dǎo)軌96A嵌合卡合的卡合槽92A。結(jié)果，該滑動板92以允許沿 水平方向移動但沿垂直方向的移動被限制的方式與該水平部96卡合。在該情況下，一個推壓機(jī)構(gòu)86能夠承載數(shù)百千克的載荷。進(jìn)而，該滑動板92形成為能夠借助設(shè)置于該固定臂部90的驅(qū)動部98沿水平方向移動。在上述滑動板92的末端的上表面設(shè)置有上述壓電致動器88，通過對該壓電致動器88通電，壓電致動器88沿上下方向伸長例如數(shù)mm左右。進(jìn)而，在使滑動板92朝處理容器48的中心方向移動后，上述壓電致動器88位于帽62的正下方。作為該壓電致動器88，能夠使用層疊多個、例如約20個壓電元件IOOa而成的所謂的層疊型壓電元件體100，雖然移動行程小，但能夠發(fā)揮較大的力。進(jìn)而，以上述方式形成的處理系統(tǒng)2整體的動作利用由未圖示的計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的系統(tǒng)控制部進(jìn)行控制。其次，對以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明的處理系統(tǒng)的動作進(jìn)行說明。首先，對整體的流程進(jìn)行說明，裝載室70內(nèi)充滿惰性氣體、亦即氮?dú)夥諊鯘舛缺辉O(shè)定在一定數(shù)值以下。進(jìn)而，在上一道工序中完成處理后的多個基板W在被收納于充滿惰性氣體、亦即氮?dú)夥諊幕迦萜?2內(nèi)的狀態(tài)下，被設(shè)置在處理系統(tǒng)2的前側(cè)的搬入搬出港24上。在打開該搬入搬出港24的開閉門26之后，設(shè)置于該搬入搬出港24的基板容器22由容器移載機(jī)構(gòu)32的容器輸送臂36進(jìn)行保持，并被取入貯存單元8內(nèi)。該被取入的基板容器22被暫時載置在貯存架30上并等待。進(jìn)而，當(dāng)輪到對該基板容器22進(jìn)行處理時，再次使用上述容器移載機(jī)構(gòu)32將該基板容器22載置在設(shè)置于中央劃分壁6的容器移載港38上。若在該容器移載港38上載置有基板容器22，則打開相反側(cè)的基板搬入搬出口 42側(cè)的開閉門40。此時，利用設(shè)置于基板搬入搬出口 42的蓋開閉機(jī)構(gòu)(未圖示)同時取下基板容器22的蓋22A而將基板容器22內(nèi)敞開。在該情況下，利用未圖示的致動器將載置在上述容器移載港38上的基板容器22朝基板搬入搬出口 42的周緣部推壓，以形成氣密狀態(tài)，在以這種方式進(jìn)行推壓的狀態(tài)下，將上述基板容器22的蓋22A與裝載室70內(nèi)的開閉門40 —起打開。進(jìn)而，使用裝載室70內(nèi)的基板移載機(jī)構(gòu)72的移載臂78將上述基板容器22內(nèi)的所有基板W移載至已卸載的基板保持件56的晶舟58上。進(jìn)而，通過反復(fù)進(jìn)行上述操作，多個基板容器22內(nèi)的基板W全部被移載至晶舟58，使得晶舟58例如成為滿載狀態(tài)。此時，移載臂78沿著晶舟58的高度方向上下移動，以便進(jìn)行移載。如上所述，若在晶舟58已滿載有基板W，則使上述升降機(jī)構(gòu)66的驅(qū)動馬達(dá)80A工作，使保持臂82上升，將該晶舟58從處理容器46的下方朝處理單元14的處理容器46內(nèi)插入，如圖I中的假想線所示，朝處理容器46內(nèi)裝載基板W。在此，當(dāng)裝載晶舟58時，并非使該基板保持件56完全上升至最上端，而是如圖4(A)所示，使帽62上升至帽62的周邊部與處理容器48的下端的開口部44的凸緣部44A非常接近而接觸、或者未接觸的程度。在該情況下，可以使驅(qū)動馬達(dá)80A工作，直至帽62以推壓力不太高的狀態(tài)與凸緣部44A接觸為止。如此，如圖4(A)所示，若在帽62與處理容器48的下端部非常接近時使驅(qū)動馬達(dá)80A停止而使晶舟58的上升停止，則其次如圖4 (B)所示，使設(shè)置于基體板12側(cè)的四個各推 壓機(jī)構(gòu)86的滑動板92如箭頭101所示朝前方、即朝處理容器48的中心側(cè)同時滑動移動。由此，形成為設(shè)置于滑動板92的末端的壓電致動器88位于帽62的周邊部的正下方的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，其次如圖4 (C)所示，對設(shè)置于滑動板92的壓電致動器88通電，使由多個壓電元件IOOa構(gòu)成的壓電元件體100如箭頭102所示朝上方伸長數(shù)mm的程度。由此，壓電致動器88的上端與帽62的周邊部的下表面抵接，將帽62如箭頭104所示朝上方以較強(qiáng)的力推起，在帽62的周邊部與處理容器48的凸緣部44A之間夾裝有密封部件64，從而使之密接并被密封。結(jié)果，處理容器48內(nèi)被密閉。在該情況下，如上所述，由于包含收納有約150個直徑450mm的基板的晶舟58等在內(nèi)的基板保持件56的整體載荷為約400kg，因此，為了利用壓力比大氣壓高的工序壓力進(jìn)行熱處理，箭頭104所示的全部推壓力可以設(shè)定為例如約800kg。通過進(jìn)行該操作，包含晶舟58在內(nèi)的基板保持件56完全上升而被裝載在處理容器46內(nèi)，且處理容器46的下端的開口部44由上述帽62密閉。在該狀態(tài)下，包含晶舟58在內(nèi)的基板保持件56的載荷由四個推壓機(jī)構(gòu)86承受，載荷幾乎不施加于升降機(jī)構(gòu)66。即，在熱處理中，不需要利用升降機(jī)構(gòu)66繼續(xù)強(qiáng)力地推壓帽62。因而，不需要過度增強(qiáng)升降機(jī)構(gòu)66的構(gòu)造，并且也不需要過度增大驅(qū)動馬達(dá)80A的能力。若已利用這種方式對處理容器46內(nèi)進(jìn)行密閉，則利用設(shè)置于處理容器46的外周的加熱器部54使裝載于處理容器46內(nèi)的基板W升溫至工序溫度，使規(guī)定的處理氣體流入該處理容器46內(nèi)，并且維持在規(guī)定的工序壓力、例如比大氣壓高40Torr左右的高工序壓力，實(shí)施成膜處理等規(guī)定的熱處理。這樣，若針對基板W的規(guī)定的熱處理已結(jié)束，則進(jìn)行與上述動作相反的操作，將處理完畢的基板W搬出。首先，切斷對推壓機(jī)構(gòu)86的壓電致動器88的通電，使該壓電致動器88收縮退回，使滑動板92朝外側(cè)移動而從帽62的下方朝橫向退避。進(jìn)而，驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)66而使保持臂82下降，由此，將包含晶舟58在內(nèi)的基板保持件56從處理容器46內(nèi)朝下方取出，從而對基板W進(jìn)行卸載。這樣，根據(jù)本發(fā)明，在為了對基板W實(shí)施熱處理而使保持有多個基板的基板保持件56相對于筒體狀的處理容器46進(jìn)行升降的裝載單元中，除了設(shè)置有使基板保持件56升降的升降機(jī)構(gòu)66之外，為了推壓帽62，還設(shè)置有具有壓電致動器88的推壓機(jī)構(gòu)86，由此，能夠避免增大升降機(jī)構(gòu)66的能力的必要性,能夠抑制該升降機(jī)構(gòu)66的高成本化。
第二實(shí)施例其次，對在本發(fā)明的裝載單元中使用的推壓機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。在之前說明的第一實(shí)施例中，將推壓機(jī)構(gòu)86的滑動板92和壓電致動器88設(shè)置于固定臂部90側(cè)，但并不限定于此，也可以設(shè)置于帽62的下表面?zhèn)取D6是用于對此類推壓機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。另外，對與圖I 圖5所示的構(gòu)成部分相同的構(gòu)成部分標(biāo)注相同的標(biāo)號而省略說明。如圖6⑷所示，在此，推壓機(jī)構(gòu)86的滑動板92和壓電致動器88設(shè)置于帽62的下表面?zhèn)鹊闹芫壊?，且設(shè)置成能夠借助驅(qū)動部98朝帽62的徑向外側(cè)沿水平方向滑動移動。進(jìn)而，在該滑動板92的末端部的下表面?zhèn)?，以朝向下方的方式安裝有上述壓電致動器88，通過該壓電致動器88伸長，能夠與上述固定臂部90的水平部96抵接。
在該第二實(shí)施例的情況下，如圖6(A)所示，若使上升后的帽62在與處理容器48的下端部的開口部44接近、或者輕輕接觸的狀態(tài)下停止，則其次如圖6(B)所示，使滑動板92如箭頭106所示朝帽62的半徑方向外側(cè)滑動移動。其次，如圖6(C)所示，對壓電致動器88通電，使該壓電致動器88如箭頭108所示朝下方伸長。由此，壓電致動器88與固定臂部90的水平部96抵接并推壓該水平部96，利用此時產(chǎn)生的反作用，在帽62產(chǎn)生如箭頭104所示朝向上方的推壓力，處理容器48內(nèi)被密閉。在該情況下，由于能夠利用上述推壓機(jī)構(gòu)86承受較大的載荷，因此，也不需要過度增強(qiáng)升降機(jī)構(gòu)66的構(gòu)造，并且也不需要過度增大驅(qū)動馬達(dá)80A的能力，能夠發(fā)揮與第一實(shí)施例相同的作用效果。第三實(shí)施例其次，對在本發(fā)明的裝載單元中使用的推壓機(jī)構(gòu)的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。在之前說明了的第一以及第二實(shí)施例中，為了避免與進(jìn)行升降的帽62之間的碰撞而設(shè)置有能夠水平移動的滑動板92，但并不限定于此，也可以在帽側(cè)設(shè)置推壓突起板，并使該推壓突起板具有與上述滑動板92相似的功能。圖7是用于對此類推壓機(jī)構(gòu)的第三實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖，圖8是示出上升后的帽與推壓機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系的仰視圖。另外，對與圖I 圖6所示的構(gòu)成部分相同的構(gòu)成部分標(biāo)注相同的標(biāo)號而省略說明。如圖7所示，在此，不在推壓機(jī)構(gòu)86的固定臂部90設(shè)置滑動板92，而是將壓電致動器88直接固定設(shè)置于水平部96。進(jìn)而，如圖8所示，在位于相比上述固定臂90的安裝位置沿帽62的周方向偏移規(guī)定角度0的位置處的帽62的周緣部，以朝該帽62的半徑方向外側(cè)突出的方式設(shè)置有推壓突起板110。該角度0是使得固定臂部90不與推壓突起板110碰撞的角度，例如為0度左右。此外，在升降機(jī)構(gòu)66的保持臂82設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺112，將上述帽62安裝在該旋轉(zhuǎn)臺112上，使得帽62自身能夠正反旋轉(zhuǎn)一定程度的角度，例如角度9。在該第三實(shí)施例的情況下，如圖8所示，在固定臂部90和推壓突起板110相對于帽62的中心沿該帽62的周方向偏移角度0的狀態(tài)下進(jìn)行基板保持件56的裝載，如圖7 (A)所示，使帽62在與處理容器48的下端部的開口部44接近、或者輕輕接觸的狀態(tài)下停止。在該狀態(tài)下，如圖7(B)所示，使帽62如箭頭114所示旋轉(zhuǎn)角度9，由此，使推壓突起板110位于固定臂部90的位置。在此，推壓突起板110與固定臂部90在上下方向位于相同的位置。進(jìn)而，在該狀態(tài)下，如圖7(C)所示，對壓電致動器88通電，由此，使該壓電致動器88如箭頭102所示伸長而將推壓突起板110朝上方推壓。由此，帽62如箭頭104所示由朝向上方的推壓力推壓，處理容器48內(nèi)被密閉。另外，為了從處理容器46卸載基板保持件58，只要反向進(jìn)行上述操作即可。在該情況下，也能夠利用上述推壓機(jī)構(gòu)86承載較大的載荷，因此，不需要過度增強(qiáng)升降機(jī)構(gòu)66的構(gòu)造，并且也不需要過度增大驅(qū)動馬達(dá)80A的能力，能夠發(fā)揮與第一實(shí)施例相同的作用效果。第四實(shí)施例其次，對在本發(fā)明的裝載單元中使用的推壓機(jī)構(gòu)的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。在之前說明的第三實(shí)施例中，將壓電致動器設(shè)置于固定臂部，但并不限定于此，也可以設(shè)置在帽偵U。圖9是用于對此類推壓機(jī)構(gòu)的第四實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。如圖9(A)所示，在此，不將壓電致動器88設(shè)置于固定臂部90，而是以朝向下方的方式安裝并固定于設(shè)置在 帽62的推壓突起板110的下表面。該第四實(shí)施例的情況下，與之前的第三實(shí)施例的情況相同，如圖8所示，在固定臂部90與推壓突起板110相對于帽62的中心沿該帽62的周方向偏移角度0的狀態(tài)下進(jìn)行基板保持件56的裝載，如圖9(A)所示，在帽62與處理容器48的下端部的開口部44接近、或者輕輕接觸的狀態(tài)下使帽62停止。在該狀態(tài)下，如圖9(B)所示，使帽62如箭頭114所示旋轉(zhuǎn)角度9，由此，使推壓突起板110位于固定臂部90的位置。在此，推壓突起板110與固定臂部90在上下方向位于相同的位置。進(jìn)而，在該狀態(tài)下，如圖9(C)所示，對壓電致動器88通電，由此，使該壓電致動器88如箭頭108所示朝下方伸長而將固定臂部90的水平部96朝下方推壓。由此，帽62因反作用而如箭頭104所示被朝向上方的推壓力推壓，處理容器48內(nèi)被密閉。另外，若要從處理容器46卸載基板保持件58，只要反向進(jìn)行上述操作即可。在該情況下，也能夠利用上述推壓機(jī)構(gòu)86承受較大的載荷，因此，不需要過度增強(qiáng)升降機(jī)構(gòu)66的構(gòu)造，并且也不需要過度增大驅(qū)動馬達(dá)80A的能力，能夠發(fā)揮與第一實(shí)施例相同的作用效果。第五實(shí)施例其次，對在本發(fā)明的裝載單元中使用的推壓機(jī)構(gòu)的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。在之前說明的第一 第四實(shí)施例的推壓機(jī)構(gòu)中，將固定臂部90相對于基體板12固定設(shè)置，但并不限定于此，也可以將臂部設(shè)置為能夠轉(zhuǎn)動。圖10是用于對此類推壓機(jī)構(gòu)的第五實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。另外，對與圖I 圖9所示的構(gòu)成部分相同的構(gòu)成部分標(biāo)注相同的標(biāo)號而省略說明。如圖10所示，在此，推壓機(jī)構(gòu)86具有轉(zhuǎn)動臂部120。該轉(zhuǎn)動臂部120與第一實(shí)施例同樣形成為L字狀，由垂直部126和水平部128構(gòu)成。該轉(zhuǎn)動臂部120的垂直部126的上端插通在形成于基體板12的安裝孔122內(nèi)并與轉(zhuǎn)動致動器124連結(jié)而被支承，形成為能夠以上述垂直部126為軸轉(zhuǎn)動。并且，上述轉(zhuǎn)動致動器124整體由密封板130氣密地覆蓋。由此，該轉(zhuǎn)動臂部120的末端部、亦即水平部126能夠在上述處理容器48的開口部44的下方位置與其外側(cè)位置、即在水平面內(nèi)比開口部44靠外側(cè)的位置之間移動。進(jìn)而，在水平部128的末端，以朝向上方的方式安裝并固定有壓電致動器88。
在該第五實(shí)施例的情況下，預(yù)先使上述轉(zhuǎn)動臂部120朝外側(cè)轉(zhuǎn)動而使轉(zhuǎn)動臂部120的水平部128位于比處理容器48的開口部44的下方靠外側(cè)的位置，以避免轉(zhuǎn)動臂部120與上升的帽62碰撞。進(jìn)而，在該狀態(tài)下進(jìn)行基板保持件56的裝載，如圖10(A)所示，使帽62在與處理容器48的下端部的開口部44接近、或者輕輕接觸的狀態(tài)下停止。在該狀態(tài)下，如圖10(B)所示，使轉(zhuǎn)動臂部120如箭頭132所示朝內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動乃至旋轉(zhuǎn)例如90度，由此，使設(shè)置于水平部128的壓電致動器88位于開口部44的下方位置、即帽62的下方位置。其次，在該狀態(tài)下，如圖10 (C)所示，對壓電致動器88通電，由此，使該壓電致動器如箭頭102所示伸長而將帽62朝上方推壓。由此，如箭頭104所示，帽62由朝向上方的推壓力推壓，處理容器48內(nèi)被密閉。另外，若要從處理容器46卸載基板保持件58，只要反向進(jìn)行上述操作即可。在該情況下，也能夠利用上述推壓機(jī)構(gòu)86承載較大的載荷，因此，不需要過度增強(qiáng)升降機(jī)構(gòu)66的構(gòu)造，并且也不需要過度增大驅(qū)動馬達(dá)80A的能力，能夠發(fā)揮與第一實(shí)施例同樣的作用效果。 第六實(shí)施例其次，對在本發(fā)明的裝載單元中使用的推壓機(jī)構(gòu)的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。在之前說明的第一 第五實(shí)施例中，使壓電致動器88直接與帽62接觸、或者安裝于帽62而將帽62推起，但并不限定于此。圖11是用于對此類推壓機(jī)構(gòu)的第六實(shí)施例的動作進(jìn)行說明的說明圖。另外，對與圖I 圖10所不的構(gòu)成部分相同的構(gòu)成部分標(biāo)注相同的標(biāo)號而省略說明。如圖11所示，在此，推壓機(jī)構(gòu)86與之前的第五實(shí)施例同樣具有由垂直部126和水平部128形成為L字狀的擺動臂部136。該擺動臂136的垂直部126的上端側(cè)插通形成于基體板12的安裝孔122，并且，該垂直部126的長度方向的中央部在支點(diǎn)140被軸支承于從基體板12朝下方延伸設(shè)置的安裝臺138，形成為在垂直面內(nèi)擺動自如。在該情況下，當(dāng)該擺動臂部136的水平部128朝處理容器48的開口部44側(cè)、且是朝向內(nèi)側(cè)方向旋轉(zhuǎn)乃至擺動的情況下，該水平部128的末端部能夠與帽62的周緣部的下表面抵接。進(jìn)而，在該擺動臂部136的基端部、即垂直部126的上端部與基體板12之間，安裝有壓電致動器88，通過使該壓電致動器88伸縮，上述擺動臂部136以支點(diǎn)140為中心在垂直面內(nèi)擺動。并且，以覆蓋上述壓電致動器88以及安裝孔122的方式氣密地安裝有密封板130，從而維持裝載室70的氣密性。在該第六實(shí)施例的情況下，預(yù)先使上述擺動臂部136朝外側(cè)擺動而使擺動臂部136的水平部128位于比處理容器48的開口部44的下方靠外側(cè)的位置，以免擺動臂部136與上升的帽62碰撞。進(jìn)而，在該狀態(tài)下進(jìn)行基板保持件56的裝載，如圖Il(A)所示，使帽62在與處理容器48的下端部的開口部44接近、或者輕輕接觸的狀態(tài)下停止。在該狀態(tài)下，通過對壓電致動器88通電，使該壓電致動器88伸長，從而如圖11⑶所示，使擺動臂部136如箭頭142所示以支點(diǎn)140為中心而朝內(nèi)側(cè)擺動乃至旋轉(zhuǎn)。由此，使水平部128的末端與帽62的下表面抵接而推壓帽62的下表面。由此，如箭頭104所示，帽62由朝向上方的推壓力推壓，處理容器48內(nèi)被密閉。另外，若要從處理容器46卸載基板保持件58，只要反向進(jìn)行上述操作即可。在該情況下，也能夠利用上述推壓機(jī)構(gòu)86承受較大的載荷，因此，不需要過度增強(qiáng)升降機(jī)構(gòu)66的構(gòu)造，并且不需要過度增大驅(qū)動馬達(dá)80A的能力，能夠發(fā)揮與第一實(shí)施例同樣的作用效果。另外，在以上各個實(shí)施例中，作為壓電致動器88，例如，如日本特開平04-370987號公報(bào)等所公開的那樣，以通過層疊壓電元件而形成的層疊型的壓電元件體100為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，也可以使用如圖12所示的壓電致動器88。圖12是示出壓電致動器的其他例的簡要立體圖。在圖12(A)中，作為壓電致動器88，例如，如日本特開平07-046868號公報(bào)所公開的那樣，以與在圓筒體狀的主體149內(nèi)排列的多個壓電元件IOOa接觸的方式設(shè)置移動體150，利用摩擦力驅(qū)動該移動體150。并且，在圖12(B)中，作為壓電致動器88，例如，如日本特開平11-220894號公報(bào)所公開的那樣，在使用多個壓電元件IOOa的超聲波旋轉(zhuǎn)馬達(dá)151的轉(zhuǎn)子設(shè)置有小齒輪152，使由齒條形成的移動體154與該小齒輪152嚙合，從而能夠使該移動體154沿上下方向或者前后方向移動。
在該情況下，通過使上述移動體150、154前后或者上下移動而產(chǎn)生對帽62的推壓力。特別是在使用超聲波線性馬達(dá)、超聲波旋轉(zhuǎn)馬達(dá)作為壓電致動器88的情況下，由于在壓電元件與移動體之間產(chǎn)生的摩擦力、在壓電元件與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的摩擦力非常大，因此，即便在切斷了對壓電元件的通電的狀態(tài)下，也能夠維持較大的推壓力，并且，能夠增大移動體150、154的移動距離。并且，在此，以對直徑450mm的基板進(jìn)行熱處理的情況為例進(jìn)行了說明，但基板的尺寸不限定于上述值，例如，在針對直徑300mm等的基板的處理系統(tǒng)中當(dāng)然也能夠應(yīng)用本發(fā)明。并且，在上述各實(shí)施例中，以固定臂部90固定于基體板12的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，只要是固定于處理系統(tǒng)的框體4側(cè)即可，可以支承固定于任何位置。例如，可以將固定臂部90固定于背面劃分壁10側(cè)、中央劃分壁6側(cè)，也可以設(shè)置成從底部劃分壁18側(cè)立起，此外，也可以固定于包圍處理容器48的開口部44的清掃器的劃分壁。在該情況下，上述固定臂部90并不特別限定于L字狀，只要是具有設(shè)置壓電致動器88、或者與壓電致動器88接觸的水平部96的形狀即可，可以是任意形狀。并且，在此，作為被處理體，以半導(dǎo)體晶片為例進(jìn)行了說明，但該半導(dǎo)體晶片也包括硅基板、GaAs、SiC、GaN等化合物半導(dǎo)體基板，此外，并不限定于上述基板，在使用于液晶顯示裝置的玻璃基板、陶瓷基板等中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種裝載單元， 該裝載單元保持對多個基板進(jìn)行保持的基板保持件、和對基板保持件進(jìn)行支承的帽，并使所述基板保持件和帽相對于下端開口、且由帽封閉的筒體狀的處理容器升降， 所述裝載單元的特征在于，所述裝載單元具備 升降機(jī)構(gòu)，該升降機(jī)構(gòu)保持所述基板保持件和所述帽，并使所述基板保持件和帽升降； 以及 推壓機(jī)構(gòu)，該推壓機(jī)構(gòu)具有壓電致動器，所述推壓機(jī)構(gòu)是為了將位于所述處理容器的下端的開口部的所述帽朝上方推壓而設(shè)置的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝載單元，其特征在于， 所述推壓機(jī)構(gòu)沿著所述處理容器的周方向配置有多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝載單元，其特征在于， 所述壓電致動器具有由層疊的多個壓電元件構(gòu)成的壓電元件體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝載單元，其特征在于， 所述壓電致動器具有超聲波線性馬達(dá)，該超聲波線性馬達(dá)具有多個壓電元件；以及移動體，該移動體與所述多個壓電元件接觸，且由摩擦力驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝載單元，其特征在于， 所述壓電致動器具有超聲波旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，該超聲波旋轉(zhuǎn)馬達(dá)具有多個壓電元件，并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝載單元，其特征在于， 所述推壓機(jī)構(gòu)還具有 固定臂部；以及 滑動板，該滑動板設(shè)置于所述固定臂部，且形成為能夠在位于所述開口部的所述帽的下方沿水平方向移動， 所述壓電致動器設(shè)置于所述滑動板，且能夠推壓所述帽。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝載單元，其特征在于， 所述推壓機(jī)構(gòu)還具有 固定臂部；以及 滑動板，該滑動板設(shè)置在所述帽的下表面，且設(shè)置成能夠從所述帽的周緣部朝該帽的外側(cè)沿水平方向移動， 所述壓電致動器設(shè)置于所述滑動板，且能夠推壓所述固定臂部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝載單元，其特征在于， 所述帽被支承為相對于所述升降機(jī)構(gòu)能夠轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度， 所述推壓機(jī)構(gòu)還具有 推壓突起板，該推壓突起板在所述帽朝該帽的半徑方向外側(cè)突出設(shè)置；以及 固定臂部， 所述致動器設(shè)置于所述固定臂部，且能夠推壓所述推壓突起板。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝載單元，其特征在于， 所述帽被支承為相對于所述升降機(jī)構(gòu)能夠轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度， 所述推壓機(jī)構(gòu)還具有推壓突起板，該推壓突起板在所述帽朝該帽的半徑方向外側(cè)突出設(shè)置；以及 固定臂部， 所述致動器設(shè)置于所述推壓突起板，且能夠推壓所述固定臂部。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝載單元，其特征在于， 所述推壓機(jī)構(gòu)還具有轉(zhuǎn)動臂部，該轉(zhuǎn)動臂部被支承為能夠轉(zhuǎn)動，使得所述轉(zhuǎn)動臂部的末端部在所述處理容器的開口部的下方位置與外側(cè)位置之間移動， 所述致動器設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動臂部的末端部，能夠推壓位于所述開口部的所述帽。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝載單元，其特征在于， 所述推壓機(jī)構(gòu)還具有擺動臂部，該擺動臂部被支承為能夠在垂直面內(nèi)擺動，使得所述擺動臂部的末端部能夠與位于所述開口部的帽接觸， 所述致動器設(shè)置成推壓所述擺動臂部的基端部。
12.—種處理系統(tǒng),所述處理系統(tǒng)的特征在于， 所述處理系統(tǒng)具備 處理單元，該處理單元對基板實(shí)施熱處理； 裝載單元，該裝載單元設(shè)置于所述處理單元的下方；以及 貯存單元，該貯存單元與所述裝載單元并列設(shè)置，并對收容有多個所述基板的基板容器進(jìn)行收納， 所述裝載單元保持對多個基板進(jìn)行保持的基板保持件、和對基板保持件進(jìn)行支承的帽，并使所述基板保持件和帽相對于下端開口、且由帽封閉的筒體狀的處理容器升降， 所述裝載單元具備 升降機(jī)構(gòu)，該升降機(jī)構(gòu)保持所述基板保持件和所述帽，并使所述基板保持件和帽升降；以及 推壓機(jī)構(gòu)，該推壓機(jī)構(gòu)具有壓電致動器，所述推壓機(jī)構(gòu)是為了將位于所述處理容器的下端的開口部的所述帽朝上方推壓而設(shè)置的。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠避免增大升降機(jī)構(gòu)的能力的必要性，并且能夠抑制該升降機(jī)構(gòu)的高成本化的裝載單元。裝載單元為了對基板(W)實(shí)施熱處理而使保持有多個基板的基板保持件(58)相對于筒體狀的處理容器(46)升降。這種裝載單元具備升降機(jī)構(gòu)(66)，該升降機(jī)構(gòu)(66)保持基板保持件和帽(62)，并使該基板保持件和帽(62)升降；以及推壓機(jī)構(gòu)(86)，該推壓機(jī)構(gòu)(86)具有壓電致動器(88)，該推壓機(jī)構(gòu)(86)是為了將位于處理容器的下端的開口部(44)的帽(62)朝上方推壓而設(shè)置的。由此，避免了增大升降機(jī)構(gòu)的能力的必要性，并且抑制了該升降機(jī)構(gòu)的高成本化。
文檔編號H01L21/677GK102738047SQ20121009988
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者菊池 浩 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社