CN117747472A - 基板处理装置、基板处理方法和半导体装置的制造方法 - Google Patents

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CN117747472A CN202310810303.9A CN202310810303A CN117747472A CN 117747472 A CN117747472 A CN 117747472A CN 202310810303 A CN202310810303 A CN 202310810303A CN 117747472 A CN117747472 A CN 117747472A
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Abstract

本发明的课题是增加反应管内能够收纳的基板数。实施方式的基板处理装置具备舟皿、反应管以及第1臂和第2臂，舟皿能够将从收纳容器取出的多个基板排列保持在与多个基板的面交叉的第1方向上，反应管收纳舟皿，并能够处理多个基板，第1臂和第2臂用于搬运多个基板，第1臂将1个基板在与第1方向交叉的第2方向的两端部保持，并能够在收纳容器与第2臂之间搬运所述1个基板，第2臂具有能够在与第1方向和第2方向交叉的第3方向上支持2个基板的第1保持部，并能够在第1臂与舟皿之间搬运2个基板。

Description

基板处理装置、基板处理方法和半导体装置的制造方法
技术领域
本发明的实施方式涉及基板处理装置、基板处理方法和半导体装置的制造方法。
背景技术
在半导体装置的制造方法中，例如有时在竖式炉之类的反应管内沿上下方向排列地收纳多个基板，进行预定层的形成处理等。为了提高半导体装置的生产率，希望增加反应管内能够收纳的基板数。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-153467号公报
专利文献2：日本特开2014-067798号公报
专利文献3：日本特开2011-204945号公报
发明内容
一实施方式的目的在于提供一种能够增加反应管内可收纳的基板数的基板处理装置、基板处理方法和半导体装置的制造方法。
实施方式的基板处理装置具备舟皿、反应管以及第1臂和第2臂，所述舟皿能够将从收纳容器取出的多个基板排列保持在与所述多个基板的面交叉的第1方向上，所述反应管收纳所述舟皿，并能够处理所述多个基板，所述第1臂和所述第2臂用于搬运所述多个基板，所述第1臂将1个基板在与所述第1方向交叉的第2方向的两端部保持，并能够在所述收纳容器与所述第2臂之间搬运所述1个基板，所述第2臂具有能够在与所述第1方向和第2方向交叉的第3方向上支持2个基板的第1保持部，并能够在所述第1臂与所述舟皿之间搬运所述2个基板。
附图说明
图1A和图1B是表示实施方式的基板处理装置的结构一例的示意图。
图2是表示实施方式的反应管的结构一例的示意截面图。
图3A～图3C是表示实施方式的搬运机器人的结构一例的示意图。
图4A～图4Cb是表示实施方式的搬运机器人从收纳容器将成对的基板中的第1个基板取出的动作一例的示意图。
图5A～图5Cb是表示实施方式的搬运机器人从收纳容器将成对的基板中的第1个基板取出的动作一例的示意图。
图6A和图6B是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板中的第1个基板向另一个搬运机器人侧搬运的动作一例的示意图。
图7Aa～图7Bb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板中的第1个基板向另一个搬运机器人交接的动作一例的示意图。
图8Aa～图8Cb是表示实施方式的搬运机器人从收纳容器将成对的基板中的第2个基板取出的动作一例的示意图。
图9Aa～图9Bb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板中的第2个基板向另一个搬运机器人交接的动作一例的示意图。
图10A和图10B是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板向舟皿侧搬运的动作一例的示意图。
图11Aa～图11Cb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板收纳于舟皿的动作一例的示意图。
图12Aa～图12Cb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板从舟皿取出的动作一例的示意图。
图13Aa～图13Bb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板从舟皿取出的动作一例的示意图。
图14A和图14B是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板向另一个搬运机器人侧搬运的动作一例的示意图。
图15Aa和图15Bb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板中的上侧基板向另一个搬运机器人交接的动作一例的示意图。
图16Aa～图16Cb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板中位于上侧的基板收纳到收纳容器中的动作一例的示意图。
图17Aa～图17Bb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板中的下侧基板向另一个搬运机器人交接的动作一例的示意图。
图18Aa～图18Cb是表示实施方式的搬运机器人将成对的基板中位于下侧的基板收纳到收纳容器中的动作一例的示意图。
图19A和图19B是表示由实施方式的基板处理装置进行的基板处理的顺序一例的截面图。
图20A和图20B是表示由实施方式的基板处理装置进行的基板处理的顺序一例的截面图。
图21A和图21B是表示实施方式的半导体装置的结构一例的截面图。
附图标记说明
1…基板处理装置，10…反应管，20、30…搬运机器人，21、31…臂，25、35～37…保持部，40…收纳容器，50…舟皿，52…爪部，60…框体，64…收纳容器台，100…控制部，SD…半导体装置，TL…预定层，W、Wb、Wf…基板
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细说明。再者，本发明没有被下述实施方式限定。另外，下述实施方式中的构成要件包括本领域技术人员容易想到的或实质上相同的要件。
(基板处理装置的结构例)
图1A和图1B是表示实施方式的基板处理装置1的结构一例的示意图。图1A是基板处理装置1的侧面透视图，图1B是基板处理装置1的上面透视图。
如图1A和图1B所示，实施方式的基板处理装置1具备：反应管10、搬运机器人20、30、舟皿50、框体60和控制部100。反应管10、搬运机器人20、30、舟皿50和控制部100被设置在框体60内。
框体60具备前面板61、后面板62和侧面板63等，并具有它们所包围的内部空间而构成。在框体60的内部空间设有反应管10、搬运机器人20、30、舟皿50和控制部100。
在此，本说明书中，将基板处理装置1的前后方向规定为X方向，将左右方向规定为Y方向，并将上下方向规定为Z方向。更详细而言，将基板处理装置1的前方侧作为-X方向，将后方侧作为+X方向。另外，面向基板处理装置1的前面将右侧作为+Y方向，将左侧作为-Y方向。另外，将基板处理装置1的上方侧作为+Z方向，将下方侧作为-Z方向。这些X方向、Y方向和Z方向彼此正交。
在框体60的前面部设有能够配置收纳容器40的收纳容器台64。可以在收纳容器台64上载置1个以上的收纳容器40。收纳容器40例如构成为晶片盒或FOUP(Front OpeningUnified Pod、前开式晶片传送盒)等，在将多个基板的面保持为水平的状态下，能够将这些基板沿上下方向排列而收纳。
反应管10是上端部封闭且下端部开放的管状容器，设置在框体60内的后方侧的上部。反应管10构成为能够将收纳有多个基板的舟皿50加以收纳，并在反应管10的内部，对这些基板进行形成预定层等的处理。关于反应管10和反应管10附带的各种结构的详情稍后叙述。
舟皿50在处于待机状态时配置在反应管10的下方。舟皿50在上下端具备由多个支柱连接的圆板状按压构件，构成为在将多个基板保持为水平的状态下能够将这些基板沿上下方向排列收纳。舟皿50例如在收纳有多个基板的状态下，从反应管10的下方侧相对于反应管10搬入搬出。
搬运机器人20、30从框体60的前方侧依次设置，在框体60前面的收纳容器台64上载置的收纳容器40与框体60后方的舟皿50之间搬运多个基板。
更具体而言，搬运机器人20具备保持基板的臂21，从收纳容器40取出基板并交接给搬运机器人30。另外，搬运机器人20将从搬运机器人30交接到的基板保持在臂21上，并收纳到收纳容器40中。
搬运机器人30具备保持基板的臂31，将从搬运机器人20交接到的基板收纳到舟皿50。另外，搬运机器人30从舟皿50取出基板并交接给搬运机器人20。
相对于收纳容器台64上的收纳容器40进行基板W的搬入搬出的搬运机器人20，例如位于框体60内的靠近收纳容器台64、也就是靠近-X方向的位置。相对于舟皿50进行基板W的搬入搬出的搬运机器人30，例如位于框体60内的靠近舟皿50、也就是靠近+X方向的位置。
控制部100例如构成为具备CPU(Central Processing Unit、中央处理器)、ROM(Read Only Memory、只读存储器)和RAM(RandomAccess Memory、随机存取存储器)等的计算机，控制基板处理装置1的整体。
更具体而言，控制部100例如控制搬运机器人20、30，在基板处理装置1内搬运基板。另外，控制部100将舟皿50相对于反应管10装载或卸载。另外，控制部100控制反应管10附带的各部分，在反应管10内执行多个基板的处理。
如上所述，控制部100例如被收纳在框体60内的预定位置。另外，控制部100也可以设置在框体60的外部，或者可以与基板处理装置1的其他结构相独立地设置在远离基板处理装置1的场所。该情况下，控制部100可以通过远程操作控制基板处理装置1的各部分。
再者，框体60内的反应管10、搬运机器人20、30、舟皿50和控制部100的配置位置不限于图1A和图1B所示例。这些反应管10、搬运机器人20、30、舟皿50和控制部100的配置可以由基板处理装置1的设计者等任意确定。
(反应管的结构例)
接着，利用图2对基板处理装置1具备的反应管10和反应管10附带的各种结构进行说明。图2是表示实施方式的反应管10的结构一例的示意截面图。如图2所示，反应管10例如具备外管11和内管13。
外管11例如由石英等构成，是沿上下方向延伸的圆筒状管。外管11的上端封闭，下端开放。外管11的开放的下方端设置在基部16之上，外管11构成为能够将内部气密地密封。在外管11的下端部附近设有排气口12。
在外管11的排气口12设有阀81和泵82。阀81相对于泵82配置在上游侧的靠近外管11的位置，例如是蝶形阀等可调整开度的阀。通过一边驱动阀81下游侧的泵82一边调整阀81的开度，能够排出外管11内的气氛，将外管11内的压力调整为期望压力。
内管13配置在外管11的内部。内管13例如由石英等构成，是上下端开放的圆筒状管。内管13的开放的下方端设置在基部16之上。内管13构成为能够收纳作为成膜处理对象的多个基板W(Wf、Wb)。多个基板W是半导体装置的制造过程中的基板，例如通过此前的制造工序，在基板W的表面形成具有凹凸的预定图案。
在内管13的内部收纳例如由石英等构成且能够收纳多个基板W的舟皿50。在舟皿50中能够沿着内管13的延伸方向并列地收纳多个基板W。多个基板W例如以背面彼此重叠的2个基板Wf、Wb为一组，各个组隔开预定间隔沿上下方向排列地收纳在舟皿50中。
图中，基板Wb表示表面朝下且背面朝上地配置在舟皿50内的基板W。基板Wf表示表面朝上且背面朝下地重叠在成对的基板Wf的背面上的基板W。
如上所述，舟皿50通过未图示的搬运系统被搬入到内管13内，构成为通过设置在基部16上的未图示的马达等能够在内管13内旋转。
在内管13的内部与外管11的上述排气口12相对的位置配置喷嘴14。喷嘴14从内管13的上方端延伸到下方端，下端具备弯折成L字状的形状。喷嘴14的L字部分例如经由内管13下方的基部16与气体供给管71连接。
喷嘴14构成为在沿着喷嘴14的延伸方向的侧面具有多个孔15的多孔喷嘴。喷嘴14的多个孔41分别配置成与收纳在舟皿50中的多个基板W(Wf、Wb)各自的高度位置对应。
气体供给管71的上游端与作为处理基板W的处理气体的供给源的气缸70连接，气体供给管71的下游端如上所述地与喷嘴14的下端部连接。另外，在气体供给管71上，从上游侧起依次设有质量流量控制器72和阀73。
质量流量控制器72调整从气缸70流出的处理气体的流量。通过阀73的开闭，开始或停止处理气体向内管13的供给。
处理气体是在基板W上形成的预定层的原料气体等。通过处理气体经由喷嘴14的多个孔15向内管13内的基板W供给，而在基板W上形成预定层。作为在基板W上形成的预定层，例如可举出Si层、SiO2层、SiN层等硅系层、AlN层、Al2O3层等含金属层。
在这样的预定层的形成中，有时使用多种处理气体。例如，为了形成硅系层，将作为Si原料气体的硅烷(SiH4)气体等与氧化气体、氮化气体等一起使用。另外，为了形成AlN层、Al2O3层等，使用作为Al原料气体的TMA(Tri-Methyl-Aluminium、三甲基铝)气体和作为氮化气体的N2气体、或者作为氧化气体的O2气体等。
因此，根据在基板处理装置1中可使用的各种气体，可以在基板处理装置1中具备多组的上述喷嘴14、气体供给管71、质量流量控制器72和阀73。
从喷嘴14供给到基板W上的处理气体，从设在内管13的侧面且与外管11的上述排气口12为相同侧的未图示的狭缝排出到内管13外，经由外管11的排气口12向基板处理装置1外排气。
在外管11的外侧，以包围外管11的侧面外周的方式配置有加热部90。加热部90例如是加热器等，将收纳到内管13中的基板W加热到预期温度。
控制部100对阀81、73、泵82、质量流量控制器72、加热部90、未图示的搬运系统以及使舟皿50旋转的未图示的马达等进行控制。
更具体而言，控制部100通过未图示的搬运系统将舟皿50收纳到内管13内，并通过未图示的马达使内管13内的舟皿50旋转，舟皿50中以多层装载有多个基板W。另外，控制部100控制加热部90，将内管13内的基板W加热到预期温度。
另外，控制部100一边用质量流量控制器72控制流量一边打开阀73，经由喷嘴14向内管13内供给处理气体。另外，控制部100一边驱动泵82一边调整阀81的开度，使外管11内的压力成为预期压力。
由此，在收纳到内管13内的多个基板W被加热到预期温度的状态下，向多个基板W各自的表面供给处理气体。另外，通过使处理气体与被加热到预期温度的基板W的表面接触，处理气体通过热化学反应被分解。另外，构成因处理气体的分解而生成的预定层的构成物，以1个原子～数个原子为单位在基板W的表面上沉积下去。由此，在多个基板W各自的表面形成预定层。
如上所述，实施方式的基板处理装置1例如构成为能够形成预定层的竖式炉，更详细而言，例如构成为采用原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法进行成膜的ALD装置，该原子层沉积法以1个原子～数个原子为单位形成预定层。
(搬运机器人的结构例)
接着，利用图3A～图3C，对基板处理装置1具备的搬运机器人20、30的结构例进行说明。
图3A～图3C是表示实施方式的搬运机器人20、30的结构一例的示意图。图3A是搬运机器人20、30的俯视图，图3B是搬运机器人20的侧视图，图3C是搬运机器人30的侧视图。
如图3A和图3B所示，搬运机器人20具备臂21、基部22、旋转部23和主体24。
搬运机器人20的主体24例如设置在基板处理装置1的框体60的地面上。例如，搬运机器人20的主体24也可以构成为能够在框体60的地面上沿Y方向移动，以能够与在基板处理装置1的收纳容器台64上载置的收纳容器40的基板取出口正对。另外，搬运机器人20的主体24也可以构成为能够在收纳容器台64与搬运机器人30之间的框体60内移动。
旋转部23例如设在主体24上，构成为能够通过未图示的马达等在水平方向Dh上旋转。通过使旋转部23在水平方向Dh上旋转，能够使经由基部22与旋转部23连接的臂21的顶端在水平方向Dh上摆动。基部22例如设在旋转部23的侧面，通过未图示的马达等使臂21能够沿上下方向Dv升降且能够绕轴Dr旋转地支持。
作为第1臂的臂21从基部22水平地延伸，构成为能够通过未图示的马达等在臂21的延伸方向Ds上伸缩。在臂21的顶端部单面设有保持部25。
保持部25具有俯视时在臂21的延伸方向Ds上相对的一对圆弧状形状。另外，这些圆弧状部分的内壁面例如成为向内深处凹陷的曲面状。
另外，这些圆弧状部分能够通过未图示的马达等在臂21的延伸方向Ds上开闭。在这些圆弧状部分打开的状态下，在这些圆弧状部分彼此相对的最接近部分间的距离例如大于基板W的直径。另外，在这些圆弧状部分关闭的状态下，在这些圆弧状部分的内壁面上彼此相对的最凹陷部分间的距离例如大致等于基板W的直径。
通过一对圆弧状部分如上所述地关闭打开，保持部25能够用曲面状的内壁面将在臂21的延伸方向Ds上相对的基板W的两端部夹住并保持，并且，能够释放所保持的基板W。
另外，在由保持部25保持着基板W的状态下，通过基部22使臂21绕轴Dr旋转，由此能够使保持在臂21上的基板W的表面和背面翻转。
再者，由于保持部25的内壁面为曲面状，因此在由保持部25保持基板W时，可抑制保持部25与基板W的表面接触。
如图3A和图3C所示，搬运机器人30具备臂31、基部32、旋转部33和主体34。
搬运机器人30的主体34例如设置在基板处理装置1的框体60的地面上。再者，搬运机器人30的主体34也可以构成为能够在搬运机器人20与舟皿50之间的框体60内移动，以能够在搬运机器人20与舟皿50之间搬运基板W。
旋转部33例如设置在主体34上，构成为能够通过未图示的马达等在水平方向Dh上旋转。通过使旋转部33在水平方向Dh上旋转，能够使经由基部32与旋转部33连接的臂31的顶端在水平方向Dh上摆动。基部32例如设在旋转部33的侧面，通过未图示的马达等将臂31能够沿上下方向Dv升降地支持。
作为第2臂的臂31从基部32水平地延伸，构成为通过未图示的马达等在臂31的延伸方向Ds上能够伸缩。在臂31的顶端部单面设有保持部35～37。
作为第1保持部的保持部37具有从臂31的表面凹陷的阶梯状形状。也就是说，保持部37具有从臂31的表面起的深度不同的阶梯状部分。从臂31的表面到阶梯状部分的深度例如为2个基板W的厚度以上。保持部37的阶梯状部分具有在臂31的延伸方向Ds上相对的一对圆弧状形状。在这些阶梯状部分中彼此相对的部分间的距离例如小于基板W的直径。
基板W落入从臂31的表面凹陷的部分，被保持部37的阶梯状部分所支持。保持部37能够通过被这些阶梯状部分支持而保持基板W。由于从臂31的表面起的深度例如为2个基板W的厚度以上，所以保持部37能够保持2个基板W。
再者，从臂31的表面到保持部37的阶梯状部分的内壁面优选形成为壁面向下方突出的锥形。另外，在这些壁面的下端部彼此相对的部分间的距离例如优选大致等于基板W的直径。
作为第2保持部的保持部36具有俯视时在臂31的延伸方向Ds上相对的一对圆弧状形状。这些圆弧状部分沿着从臂31的表面向保持部37凹陷的部分的边缘设置。这些圆弧状部分的内壁面例如成为向内深处凹陷的曲面状。
另外，这些圆弧状部分能够通过未图示的马达等在臂31的延伸方向Ds上开闭。在这些圆弧状部分打开的状态下，在这些圆弧状部分彼此相对的最接近部分间的距离例如大于基板W的直径。另外，在这些圆弧状部分关闭的状态下，在这些圆弧状部分的内壁面上彼此相对的最凹陷部分间的距离例如大致等于基板W的直径。
通过一对圆弧状部分如上所述地关闭打开，保持部36能够用曲面状的内壁面将在臂31的延伸方向Ds上相对的基板W的两端部抓住并保持，并且，能够释放所保持的基板W。
再者，由于保持部36的内壁面为曲面状，因此在用保持部36保持基板W时，可抑制保持部36与基板W的表面接触。
作为第3保持部的保持部35设在保持部36的上表面，具有俯视时在臂31的延伸方向Ds上相对的一对圆弧状形状。这些圆弧状部分的内壁面例如成为向内深处凹陷的曲面状。
另外，这些圆弧状部分能够通过未图示的马达等在臂31的延伸方向Ds上开闭。在这些圆弧状部分打开的状态下，在这些圆弧状部分彼此相对的最接近部分间的距离例如大于基板W的直径。另外，在这些圆弧状部分关闭的状态下，在这些圆弧状部分的内壁面彼此相对的最凹陷部分间的距离例如大致等于基板W的直径。
通过一对圆弧状部分如上所述地关闭打开，保持部35能够用曲面状的内壁面将在臂31的延伸方向Ds上相对的基板W的两端部抓住并保持，并且，能够释放所保持的基板W。
再者，由于保持部35的内壁面为曲面状，因此，在用保持部35保持基板W时，可抑制保持部35与基板W的表面接触。
保持部35、36能够各自独立地开闭。由此，保持部35、36能够各自独立地保持基板W，并且释放所保持的基板W。
上述控制部100(参照图1A和图1B)控制这些搬运机器人20、30，在载置于收纳容器台64上的收纳容器40与舟皿50之间搬运基板W。更具体而言，控制部100控制搬运机器人20、30具备的未图示的各种马达等，使这些搬运机器人20、30的旋转部23、33在水平方向Dh上旋转，通过基部22使臂21绕轴Dr旋转，通过基部22、32使臂21、31沿上下方向Dv升降，使臂21、31沿延伸方向Ds伸缩。
(搬运机器人的装载动作例)
接着，利用图4A～图11Cb，对基板处理装置1具备的搬运机器人20、30从收纳容器40向舟皿50搬入基板W的动作，也就是由搬运机器人20、30进行的基板W的装载动作的例子进行说明。
图4A～图5Cb是表示实施方式的搬运机器人20将成对的基板Wf、Wb中的第1个基板Wb从收纳容器40取出的动作一例的示意图。
再者，图4A和图5A是收纳容器40和搬运机器人20的俯视图。图4Ba、图4Ca、图5Ba和图5Ca是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的收纳容器40的主视图。
图4Bb、图4Cb、图5Bb和图5Cb是从+Y方向侧向-Y方向侧观察到的收纳容器40和搬运机器人20的侧视图。在图4Bb、图4Cb、图5Bb和图5Cb中，收纳容器40以透视图表示。
如图4A～图4Cb所示，收纳容器40包含在内部收纳多个基板W的空间，具有大致长方体的形状而构成。在载置于基板处理装置1的收纳容器台64上的状态下，在收纳容器40的Y方向的两侧面的内壁上，设有沿上下方向以等间隔排列的多个搁板41。在Y方向的两侧面，多个搁板41各自设在与Y方向上对应的搁板41相同的高度位置。
多个基板W以在收纳容器40两侧面的一对搁板41上分别支持Y方向的两端部背面且使表面朝上的状态，彼此隔开预定间隔沿上下方向排列地收纳到收纳容器40中。也就是说，在Y方向上排列的一对搁板41上保持有1个基板W。再者，不限于图4A～图4Cb的例子，在1个收纳容器40内例如可以收纳十几～几十个基板W。
如图4A～图4Bb所示，搬运机器人20例如使收缩着的臂21延伸，将臂21的顶端部分插入到在收纳容器40的上下方向上相邻的基板W间。
如图4Ca和图4Cb所示，搬运机器人20关闭在X方向上相对的保持部25，将在上下方向上相邻的基板W中的上侧基板W保持。
另外，搬运机器人20通过基部22使臂21上升，将保持着的基板W向上方推起。由此，基板W成为从此前支持该基板W的收纳容器40的搁板41浮起的状态。
如图5A～图5Bb所示，搬运机器人20使臂21收缩，将臂21的顶端部分从收纳容器40拔出。由此，从收纳容器40取出保持在臂21的保持部25上的基板W。
这成为在舟皿50上上下重叠的一组基板Wf、Wb中作为第1基板的第1个基板Wb。从收纳容器40取出一组基板Wf、Wb中的第1个基板Wb时，如上所述，从基板Wb的背面侧保持基板Wb，从收纳容器40取出。
再者，收纳在收纳容器40中的多个基板W受到同样的制造工序处于同样的制造阶段，彼此没有差异。因此，在多个基板W中任意的基板W根据搬运顺序等，可能成为一组基板Wf、Wb中的任一个。
另外，为了便于说明，在图4A～图5Cb的例子中，从在收纳容器40内沿上下方向排列的多个基板W中取出1个基板W。但是，在将收纳容器40内的所有基板W进行装载的情况下，一般是将收纳在收纳容器40内的基板W例如从收纳容器40内的最下部向最上部依次搬运。
如图5Ca和图5Cb所示，搬运机器人20通过基部22使臂21绕轴旋转。由此，保持在臂21上的基板Wb翻转，成为背面朝上且表面朝下的状态。
再者，臂21的绕轴旋转可以是顺时针旋转，也可以是逆时针旋转。另外，基板Wb的表面和背面的翻转可以在从收纳容器40取出基板Wb后直至交接给后述的搬运机器人30之间的任意时刻进行。
接着，利用图6A～图7Bb对从搬运机器人20向搬运机器人30交接基板Wb的动作例进行说明。
图6A和图6B是表示实施方式的搬运机器人20将成对的基板Wf、Wb中的第1个基板Wb向另一个搬运机器人30侧搬运的动作一例的示意图。再者，图6A和图6B是搬运机器人20、30的俯视图。
如图6A所示，搬运机器人30例如在使臂31收缩的状态下，在搬运机器人20的后方、也就是+X方向侧待机。
搬运机器人20使旋转部23在水平方向上旋转，使朝向收纳容器台64侧的臂21朝向搬运机器人30侧。也就是说，朝向-X方向的臂21的顶端部分旋转180°而朝向+X方向。再者，旋转部23和臂21的旋转方向可以是右旋也可以是左旋。
如图6B所示，搬运机器人20使臂21向+X方向延伸。由此，臂21的顶端部分向搬运机器人30的臂31的顶端部分的上方伸出。
在从搬运机器人20向搬运机器人30交接基板W的情况下，如上所述，控制各个臂21、31的位置，以使得搬运机器人20的臂21的延伸方向与搬运机器人30的臂31的延伸方向交叉。
图7Aa～图7Bb是表示实施方式的搬运机器人20将成对的基板Wf、Wb中的第1个基板Wb向另一个搬运机器人30交接的动作一例的示意图。
再者，图7Aa和图7Ba是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的搬运机器人30的侧视图。图7Ab和图7Bb是遮盖在搬运机器人30的臂31上方的搬运机器人20的臂21的俯视图。在图7Aa～图7Bb中，臂21的一部分以透视图表示。
如图7Aa和图7Ab所示，搬运机器人20的臂21的顶端部位于搬运机器人30的臂31的上方。在臂21的顶端部下表面侧保持有基板Wb。基板Wb处于表面朝向下方的臂31侧，X方向两端部被臂21的保持部25夹持的状态。
此时，搬运机器人30将设在臂31上且在Y方向上相对的保持部35、36打开。由此，构成臂31的保持部37且在Y方向上相对的阶梯状部分的上表面与位于臂31上方的基板Wb的表面相对。
如图7Ba和图7Bb所示，搬运机器人20打开臂21的在X方向上相对的保持部25。由此，被保持部25保持的基板Wb被释放，落入到搬运机器人30的从臂31表面凹陷的部分。落入臂31的凹处的基板Wb通过将Y方向两端部支持在保持部37的阶梯状部分上，使表面朝下地保持在搬运机器人30的臂31上。
此时，朝向下方侧的基板Wb的表面端部与保持部37的阶梯状部分接触。但是，在基板Wb的端部，未成为半导体装置的元件部分的无效区域以预定幅度呈环状存在。因此，即使基板Wb的表面端部与保持部37的阶梯状部分接触，也可抑制微粒和污染物等对半导体装置的影响。
换言之，保持部37的尺寸和在Y方向上相对的保持部37的距离被适当地调整，以使得基板Wb的元件部分等有效区域不与保持部37的阶梯状部分接触。
另外，如上所述，通过保持部37的内壁面例如具有锥形，能够使基板W落入保持部37的阶梯状部分的适当位置。由此，即使是不具有像保持部35、36等那样夹持基板W的机构的保持部37，也能够更切实地保持基板W。
再者，在从搬运机器人20向搬运机器人30交接基板W的情况下，如上所述，使搬运机器人20、30各自的臂21、31的延伸方向彼此交叉。
由此，搬运机器人20、30各自的保持部25、37也在彼此交叉的方向的端部保持基板Wb。也就是说，在交接第1个基板Wb时，以基板处理装置1的前后左右方向为基准，将基板Wb的X方向两端部保持在搬运机器人20的保持部25上，将Y方向两端部保持在搬运机器人30的保持部37上。由此，能够在搬运机器人20、30间交接基板Wb。
其后，搬运机器人20为了从收纳容器40取出第2个基板Wf，在臂21上未保持基板W的状态下，反向进行上述图6A和图6B的动作。即，搬运机器人20使遮盖在搬运机器人30的臂31上的臂21收缩，通过旋转部23使朝向+X方向的臂21旋转180°而朝向-X方向。
图8Aa～图8Cb是表示实施方式的搬运机器人20将成对的基板Wf、Wb中的第2个基板Wf从收纳容器40取出的动作一例的示意图。
再者，图8Aa、图8Ba和图8Ca是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的收纳容器40的主视图。另外，图8Ab、图8Bb和图8Cb是从+Y方向侧向-Y方向侧观察到的收纳容器40和搬运机器人20的侧视图。在图8Ab、图8Bb、图8Cb中，收纳容器40以透视图表示。
如图8Aa和图8Ab所示，搬运机器人20例如使收缩着的臂21延伸，将臂21的顶端部分插入到收纳容器40的沿上下方向相邻的基板W间。此时，设有保持部25的臂21的单面朝下。
如图8Ba和图8Bb所示，搬运机器人20关闭在X方向上相对的保持部25，保持沿上下方向相邻的基板W中的下侧基板W。
另外，搬运机器人20通过基部22使臂21上升，使保持着的基板W向上方抬起。由此，基板W成为从此前支持该基板W的收纳容器40的搁板41浮起的状态。
如图8Ca和图8Cb所示，搬运机器人20使臂21收缩，将臂21的顶端部分从收纳容器40拔出。由此，从收纳容器40取出保持在臂21的保持部25上的基板W。
这是在舟皿50上上下重叠的一组基板Wf、Wb中作为第2基板的第2个基板Wf。在从收纳容器40取出一组基板Wf、Wb中的第2个基板Wf时，如上所述，从基板Wf的表面侧保持基板Wf，从收纳容器40取出。
由此，第2个基板Wf以表面朝向上方的臂21侧的状态被臂21保持。其后，通过与图6A和图6B所示动作相同的动作，搬运机器人20将成对的基板Wf、Wb中的第2个基板Wf向搬运机器人30侧搬运。
图9Aa～图9Bb是表示实施方式的搬运机器人20将成对的基板Wf、Wb中的第2个基板Wf向另一个搬运机器人30交接的动作一例的示意图。
再者，图9Aa和图9Ba是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的搬运机器人30的侧视图。图9Ab和图9Bb是遮盖在搬运机器人30的臂31的上方的搬运机器人20的臂21的俯视图。在图9Aa～图9Bb中，臂21的一部分以透视图表示。
如图9Aa和图9Ab所示，搬运机器人20的臂21的顶端部位于搬运机器人30的臂31的上方。在臂21的顶端部下表面侧保持有基板Wf。基板Wf处于背面朝向下方的臂31侧，X方向两端部被臂21的保持部25夹持的状态。
此时，在Y方向上相对的保持部35、36处于打开状态，在Y方向上相对的保持部37的阶梯状部分的上表面与位于臂31上方的基板Wf的背面，隔着保持在保持部37上的基板Wb相对。
如图9Ba和图9Bb所示，搬运机器人20打开臂21的在X方向上相对的保持部25，释放基板Wf。由此，基板Wf落入到搬运机器人30的从臂31表面凹陷的部分，并与保持在臂31的保持部37上的第1个基板Wb的背面重叠。也就是说，第2个基板Wf以表面朝上且背面彼此相对地重叠在基板Wb上的状态被臂31保持。
这样，基板Wf、Wb背面彼此相对地上下重叠。因此，形成半导体装置的元件部分的基板Wf、Wb的表面不会彼此接触，也不会与臂31接触，可抑制微粒和污染物等对半导体装置的影响。
另外，由于保持部37的内壁面如上所述地形成为圆弧状，因此可抑制落入到基板Wb上的基板Wf横向滑动，从而使其更切实地被保持在保持部37上。
再者，在交接第2个基板Wf时，也以基板处理装置1的前后左右方向为基准，将基板Wf的X方向两端部保持在搬运机器人20的保持部25上，将Y方向两端部保持在搬运机器人30的保持部35上。由此，能够在搬运机器人20、30之间交接基板Wf。
接着，利用图10A～图11Cb，对从搬运机器人30向舟皿50收纳基板Wf、Wb的动作例进行说明。
图10A和图10B是表示实施方式的搬运机器人30将成对的基板Wf、Wb向舟皿50侧搬运的动作一例的示意图。再者，图10A和图10B是搬运机器人30和舟皿50的俯视图。
如图10A所示，搬运机器人30使旋转部33在水平方向上旋转，使朝向来自搬运机器人20的基板Wf、Wb的交接位置的臂31朝向舟皿50侧。也就是说，朝向-Y方向的臂31的顶端部分旋转90°而朝向+X方向。
如图10B所示，搬运机器人30使臂31向+X方向延伸。由此，臂31的顶端部分插入舟皿50内。
图11Aa～图11Cb是表示实施方式的搬运机器人30将成对的基板Wf、Wb收纳到舟皿50中的动作一例的示意图。
再者，图11Aa、图11Ba和图11Ca是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1后方观察到的舟皿50的主视图。图11Ab、图11Bb和图11Cb是从-Y方向侧向+Y方向侧观察到的舟皿50和搬运机器人30的侧视图。在图11Ab、图11Bb和图11Cb中，舟皿50以透视图表示。
如上所述，舟皿50在上下端具备由3个～4个等多个支柱连接的圆板状按压构件。在图11Aa～图11Cb中，示出舟皿50的多个支柱中沿Y方向排列的2个支柱51a、51b。
如图11Aa～图11Cb所示，在包含支柱51a、51b在内的多个支柱上，设有沿上下方向等间隔地排列的多个爪部52。爪部52例如通过在圆柱状支柱的侧面等间隔地设置槽而形成。沿Y方向排列的支柱51a、51b中，多个爪部52分别设在与Y方向上对应的爪部52相同的高度位置。
多个基板W以沿上下方向层叠的基板Wf、Wb为一组，以在支柱51a、51b侧面的一对爪部52分别支持Y方向的两端部的状态，彼此隔开预定间隔地沿上下方向排列而收纳到舟皿50中。也就是说，通过在表面朝下的基板Wb的背面上以表面朝上的方式重叠基板Wf，而在沿Y方向排列的一对爪部52上保持2个基板Wf、Wb。
如图11Aa和图11Ab所示，搬运机器人30的臂31通过图10A和图10B的动作，处于将顶端部分插入舟皿50内的状态。保持有2个基板Wf、Wb的臂31的顶端部分位于舟皿50内的一对爪部52的稍上方。也就是说，搬运机器人30将臂31插入到用于支持基板Wf、Wb的预定的一对爪部52的上方。
如图11Ba和图11Bb所示，搬运机器人30通过基部32使臂31下降。由此，基板Wf、Wb的Y方向两端部被一对爪部52支持，成为从臂31的保持部37浮起的状态。
如图11Ca和图11Cb所示，搬运机器人30使臂31收缩。由此，臂31从舟皿50拔出，2个基板Wf、Wb被收纳到舟皿50的预定位置上。
再者，为了便于说明，在图11Aa～图11Cb的例子中，将基板Wf、Wb收纳到舟皿50内的沿上下方向排列的空槽位、也就是未支持基板W的搁板41中的一对搁板41中。但是，在舟皿50内收纳多组基板Wf、Wb时，一般是将从搬运机器人20依次交接的基板W，例如从舟皿50内的最上部向最下部依次搬运。
通过以上步骤，结束搬运机器人20、30对一组基板Wf、Wb的装载动作。
其后，搬运机器人20、30反复进行上述装载动作，将多个基板W收纳到舟皿50内。在反应管10内进行基板处理时，优选在舟皿50中装载能够收纳的最大数量的基板W。在舟皿50中装载有最大数量的基板W的状态下，例如在设于舟皿50的多个爪部52上全都支持着一组基板Wf、Wb。
再者，将收纳在1个收纳容器40中的基板W作为一批，在舟皿50中例如能够收纳多批基板W。因此，如上述图1A和图1B所示，也可以形成能够在基板处理装置1的收纳容器台64载置多个收纳容器40的结构，从这些收纳容器40连续地将预期数量的基板W装载到舟皿50中。
(搬运机器人的卸载动作例)
接着，利用图12Aa～图18Cb，对基板处理装置1具备的搬运机器人20、30从舟皿50向收纳容器40搬出基板W的动作、也就是由搬运机器人20、30进行的基板W的卸载动作的例子进行说明。
图12Aa～图13Bb是表示实施方式的搬运机器人30将成对的基板Wf、Wb从舟皿50取出的动作一例的示意图。
再者，图12Aa、图12Ba、图12Ca、图13Aa和图13Ba是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1后方观察到的舟皿50的主视图。图12Ab、图12Bb、图12Cb、图13Ab和图13Bb是从-Y方向侧向+Y方向侧观察到的舟皿50和搬运机器人30的侧视图。在图12Ab、图12Bb、图12Cb、图13Ab和图13Bb中，舟皿50以透视图表示。
如图12Aa和图12Ab所示，搬运机器人30例如使收缩着的臂31延伸，将臂31的顶端部分插入舟皿50的沿上下方向相邻的两组基板Wf、Wb间。此时，臂31的保持部35、36均处于打开状态。
如图12Ba和图12Bb所示，搬运机器人30通过基部32使臂31上升。由此，臂31的保持部35、36中的上侧保持部35的下端部配置在与搬运对象的基板Wf、Wb中的上侧基板Wf的下表面高度大致相同的高度上。
如图12Ca和图12Cb所示，搬运机器人30关闭在X方向上相对的保持部35。由此，保持部35的下端部插入到上下重叠的基板Wf、Wb之间，成为上侧基板Wf从下侧基板Wb浮起的状态，进而被保持部35保持。此时，保持部35的下端部与基板Wf、Wb的背面接触，但由于形成半导体装置的元件的是基板Wf、Wb的表面，因此没有问题。
另外，搬运机器人30通过基部32使臂31进一步上升。由此，臂31的保持部35、36中的下侧保持部36的下端部配置在与留在一对爪部52上的下侧基板Wb的高度大致相同的高度上。
如图13Aa和图13Ab所示，搬运机器人30关闭在X方向上相对的保持部36，保持一对爪部52上的基板Wb。另外，搬运机器人30通过基部32使臂31进一步上升。由此，被一对爪部52支持的基板Wb处于从这些爪部52浮起的状态。
如图13Ba和图13Bb所示，搬运机器人30使臂31收缩。由此，在用上下的保持部35、36分别保持2个基板Wf、Wb的状态下，臂31从舟皿50中拔出，从舟皿50中取出一对基板Wf、Wb。
通过由上下排列的保持部35、36分别保持，基板Wf与基板Wb隔开预定间隔，被保持在搬运机器人30的臂31上。
再者，为了便于说明，在图12Aa～图13Bb的例子中，从在舟皿50内沿上下方向排列的多组基板Wf、Wb中取出了一组基板Wf、Wb。但是，在将舟皿50内的所有基板W卸载的情况下，一般是将收纳在舟皿50内的基板W例如从舟皿50内的最下部向最上部依次搬运。
接着，利用图14A～图15Bb对将上侧基板Wf从搬运机器人30向搬运机器人20交接的动作例进行说明。
图14A和图14B是表示实施方式的搬运机器人30将成对的基板Wf、Wb向另一个搬运机器人20侧搬运的动作一例的示意图。再者，图14A和图14B是搬运机器人20、30的俯视图。
如图14A所示，搬运机器人20例如在使臂21收缩的状态下，在搬运机器人30的前方、也就是-X方向侧待机。
搬运机器人30使旋转部33在水平方向上旋转，使朝向舟皿50侧的臂31朝向搬运机器人20侧。也就是说，朝向+X方向的臂31的顶端部分旋转90°而朝向-Y方向。
如图14B所示，搬运机器人20使臂21向+X方向延伸。由此，臂21的顶端部分向搬运机器人30的臂31的顶端部分的上方伸出。
在从搬运机器人30向搬运机器人20交接基板W的情况下，如上所述，控制各个臂21、31的位置以使得搬运机器人20的臂21的延伸方向与搬运机器人30的臂31的延伸方向交叉。
图15Aa～图15Bb是表示实施方式的搬运机器人30将成对的基板Wf、Wb中的上侧基板Wf向另一个搬运机器人20交接的动作一例的示意图。
再者，图15Aa和图15Ba是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的搬运机器人30的侧视图。图15Ab和图15Bb是遮盖在搬运机器人30的臂31上方的搬运机器人20的臂21的俯视图。在图15Aa～图15B中，臂21的一部分以透视图表示。
如图15Aa和图15Ab所示，搬运机器人20使位于搬运机器人30的臂31上方的臂21下降。由此，搬运机器人20的臂21具有的保持部25位于由臂31的上下的保持部35、36分别保持的2个基板Wf、Wb中的上侧基板Wf的高度位置。
如图15Ba和图15Bb所示，搬运机器人20关闭臂21的在X方向上相对的保持部25，抓住由搬运机器人30的保持部35保持的基板Wf的X方向的两端部。另外，搬运机器人30打开在臂31的Y方向上相对的保持部35，释放基板Wf。
最初，基板Wf、Wb分别保持在上下排列的保持部35、36上，如上所述，隔开预定间隔，保持在搬运机器人30的臂31上。因此，搬运机器人20能够用臂21的保持部25仅抓住2个基板Wf、Wb中的上侧基板Wf。
另外，搬运机器人20在接收一组基板Wf、Wb中的上侧基板Wf时，如上所述，从表面侧保持基板Wf，由搬运机器人30接收基板Wf。由此，保持在搬运机器人30的臂31上的基板Wf，以表面朝向上方的臂21侧的方式被保持在搬运机器人20的臂21上。
再者，在从搬运机器人30向搬运机器人20交接基板Wf的情况下，也以基板处理装置1的前后左右方向为基准，将基板Wf的X方向两端部保持在搬运机器人20的保持部25上，将Y方向两端部保持在搬运机器人30的保持部35上。由此，能够在搬运机器人20、30之间交接基板Wf。
其后，搬运机器人20为了将第1个基板Wf收纳到收纳容器40中，在将基板Wf保持在臂21上的状态下，反向地进行上述图6A和图6B的动作。即，搬运机器人20使遮盖在搬运机器人30的臂31上的臂21收缩，通过旋转部23使朝向+X方向的臂21旋转180°而朝向-X方向。
图16Aa～图16Cb是表示实施方式的搬运机器人20将成对的基板Wf、Wb中位于上侧基板Wf收纳到收纳容器40中的动作一例的示意图。
再者，图16Aa、图16Ba和图16Ca是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的收纳容器40的主视图。另外，图16Ab、图16Bb和16Cb是从+Y方向侧向-Y方向侧观察到的收纳容器40和搬运机器人20的侧视图。在图16Ab、图16Bb和图16Cb中，收纳容器40以透视图表示。
如图16Aa和图16Ab所示，搬运机器人20使臂21向-X方向延伸，将臂21的顶端部分插入收纳容器40内。由此，臂21的顶端部分插入收纳容器40内的一对搁板41的稍上方。也就是说，搬运机器人20将臂21插入到用于支持基板Wf的预定的一对搁板41的上方。
如图16Ba和图16Bb所示，搬运机器人20打开臂21的在X方向上相对的保持部25，释放基板Wf。由此，基板Wf被保持在收纳容器40的一对搁板41上。
如图16Ca和图16Cb所示，搬运机器人20通过基部22使臂21上升，在将保持部25调整到比保持在一对搁板41上基板Wf更高的位置之后，使臂21收缩，将臂21的顶端部分从收纳容器40拔出。由此，基板Wf被收纳到收纳容器40内。
再者，为了便于说明，在图16Aa～图16Cb的例子中，在已在收纳容器40内收纳完毕的上下方向的基板W之间收纳了基板Wf。但是，在装载收纳容器40内的所有基板W，并再次卸载这些所有基板W的情况下，一般将从舟皿50依次回收的基板W例如从收纳容器40内的最上部向最下部依次搬运。
其后，搬运机器人20为了从搬运机器人30接收另一个基板Wb，在臂21上未保持基板W的状态下，进行与上述图6A和图6B的动作相同的动作。即，搬运机器人20通过旋转部23使朝向-X方向的臂21旋转180°而朝向+X方向，并且，使臂21延伸而遮盖到搬运机器人30的臂31上。
图17Aa～图17Bb是表示实施方式的搬运机器人30将成对的基板Wf、Wb中的下侧基板Wb向另一个搬运机器人20交接的动作一例的示意图。
再者，图17Aa和图17Ba是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的搬运机器人30的侧视图。图17Ab和图17Bb是遮盖在搬运机器人30的臂31上方的搬运机器人20的臂21的俯视图。在图17Aa～图17Bb中，臂21的一部分以透视图表示。
如图17Aa和图17Ab所示，搬运机器人20使位于搬运机器人30的臂31上方的臂21下降。由此，搬运机器人20的臂21具有的保持部25位于由臂31的上下的保持部35、36的下方保持部36保持的基板Wb的高度位置。
如图17Ba和图17Bb所示，搬运机器人20关闭臂21的在X方向上相对的保持部25，抓住由搬运机器人30的保持部36保持的基板Wb的X方向的两端部。另外，搬运机器人30打开臂31的在Y方向上相对的保持部36，释放基板Wb。
这样，搬运机器人20在接收一组基板Wf、Wb中的下侧基板Wb时，从背面侧保持基板Wb，从搬运机器人30接收基板Wb。由此，保持在搬运机器人30的臂31上的基板Wb以背面朝向上方的臂21侧的方式被保持在搬运机器人20的臂21上。
再者，在交接下侧基板Wb时，也以基板处理装置1的前后左右方向为基准，将基板Wb的X方向两端部保持在搬运机器人20的保持部25上，将Y方向两端部保持在搬运机器人30的保持部35上。由此，能够在搬运机器人20、30之间交接基板Wb。
其后，搬运机器人20为了将第2个基板Wb收纳到收纳容器40中，反向地进行上述图6A和图6B的动作。即，搬运机器人20使遮盖在搬运机器人30的臂31上的臂21收缩，通过旋转部23使朝向+X方向的臂21旋转180°而朝向-X方向。
图18Aa～图18Cb是表示实施方式的搬运机器人20将成对的基板中位于下侧的基板Wb收纳到收纳容器40中的动作一例的示意图。
再者，图18Aa、图18Ba和图18Ca是从基板处理装置1的框体60内部向基板处理装置1前方观察到的收纳容器40的主视图。另外，图18Ab、图18Bb和图18Cb是从+Y方向侧向-Y方向侧观察到的收纳容器40和搬运机器人20的侧视图。在图18Ab、图18Bb和图18Cb中，收纳容器40以透视图表示。
如图18Aa和图18Ab所示，搬运机器人20通过基部22使臂21绕轴旋转，使基板Wb的表面和背面翻转。由此，被保持在臂21的下方且表面朝下的基板Wb，成为被保持在臂21的上方且表面朝上的状态。
如图18Ba和图18Bb所示，搬运机器人20使臂21向-X方向延伸，将臂21的顶端部分插入收纳容器20内。由此，臂21的顶端部分插入收纳容器40内的一对搁板41的稍上方。也就是说，搬运机器人20将臂21插入到用于支持基板Wb的预定的一对搁板41的上方。
再者，在图18Bb的例子中，将臂21插入到先前搬运完毕的基板Wf的下方，但插入臂21的位置可以控制收纳容器40内的空槽、也就是未支持基板W的任意搁板41作为目标。
在装载收纳容器40内的所有基板W并再次卸载这些所有基板W的情况下，优选以收纳容器40内的基板W的排列顺序与装载前相同的方式收纳这些基板W。这是因为在半导体装置的制造工序中，通常例如以每个收纳容器40的一批次为单位来管理基板W。
如图18Ba和图18Bb所示，搬运机器人20打开臂21的在X方向上相对的保持部25，释放基板Wb。另外，搬运机器人20通过基部22使臂21下降。由此，基板Wf被保持在收纳容器40的一对搁板41上。
如图18Ca和图18Cb所示，搬运机器人20通过基部22使臂21进一步下降，在将保持部25调整到比保持在一对搁板41上基板Wb更低的位置后，使臂21收缩，将臂21的顶端部分从收纳容器40拔出。由此，基板Wb被收纳到收纳容器40内。
通过以上步骤，由搬运机器人20、30进行的一组基板Wf、Wb的卸载动作结束。
其后，搬运机器人20、30反复进行上述卸载动作，取出舟皿50内的所有基板W，并将其收纳到收纳容器40内。如上所述，在从多个收纳容器40装载了多个批次的基板W的情况下，也可以对这些收纳容器40连续地卸载基板W。
(半导体装置的制造方法)
接着，利用图19A～图21B，对由基板处理装置1进行的基板W的处理例进行说明。图19A～图20B是表示由实施方式的基板处理装置1进行的基板W的处理顺序一例的截面图。
由实施方式的基板处理装置1进行的基板处理，例如作为半导体装置的制造方法中的一工序来进行。图19A～图20B示出作为图21A和图21B所示半导体装置SD、即具备存储单元MC的三维非易失性存储器的制造方法的一个工序进行基板处理装置1的基板处理的情况的例子。
如图19A所示，在成为基板处理装置1的处理对象的基板W上，依次形成有源极线SL和层叠膜LMs。源极线SL例如是多晶硅层等导电层。层叠膜LMs具有例如多个SiO2层和多个SiN层一层一层地交替层叠的结构。在层叠膜LMs上高密度地形成有贯通层叠膜LMs而到达源极线SL的多个微细的存储孔MH。
如后所述，在存储孔MH内形成存储层ME、沟道层CN和核心层CR(参照图21A和图21B)等多个不同种类的层。存储层ME具有层叠结构，从存储孔MH的外周侧依次层叠有块绝缘层BK、电荷存储层CT和隧道绝缘层TN(参照图21A和21B)。
在这些不同种类的层之中，块绝缘层BK、隧道绝缘层TN和核心层CR例如是SiO2层等。另外，电荷存储层CT例如是SiN层等，沟道层CN例如是Si层等。
这样，在存储孔MH内形成由多个不同种类的层构成的金属氧化物氮化氧化物半导体(MONOS：Metal Oxide Nitride Oxide Silicon)膜。
如图19B所示，在基板处理装置1中，例如采用ALD法，形成这些不同种类的层中的至少一种，例如形成隧道绝缘层TN等作为预定层TL。
如上所述，将在背面彼此重叠而成的基板Wf、Wb作为一组，将收纳有多组基板Wf、Wb的舟皿50装载到反应管10内，进行这样的基板处理。在形成对象的预定层TL例如是隧道绝缘层TN等SiO2层的情况下，作为处理气体，将SiH4气体等Si原料气体和O2气体等氧化气体从喷嘴14的多个孔15供给到反应管10的内管13内。
从喷嘴14供给的处理气体通过多组基板Wf、Wb之间，从内管13侧面的未图示的狭缝排出到内管13外，再经由外管11的排气口12向基板处理装置1外排气。
此时，在多组基板Wf、Wb中，基板Wf的朝上的表面和基板Wb的朝下的表面暴露在处理气体中。这些基板Wf、Wb由加热部90加热到预期温度，原料气体通过与这些基板Wf、Wb表面接触，由热化学反应分解，进而分解物被氧化气体氧化，以1个原子～几个原子为单位沉积SiO2层。
由此，在形成于基板W上的层叠膜LMs的上表面、以及形成于层叠膜LMs上的存储孔MH的侧面和底面形成SiO2层等预定层TL。
如上所述，通过利用例如作为ALD装置而构成的基板处理装置1进行基板处理，即使在微细存储孔MH内也能够以良好的阶梯覆盖、并且遍及基板W的整个区域以均匀的层厚形成预定层TL。
如图20A所示，通过在存储孔MH内形成多个不同种类的层，得到存储柱PL。具体而言，从存储孔MH的外周侧依次形成有存储层ME、沟道层CN和核心层CR。沟道层CN也形成在存储孔MH的底面。
另外，其后，将层叠膜LMs中的多个SiN层置换为例如W层等导电层，形成字线WL(参照图21A和图21B)。此时，在形成字线WL之前，在字线WL的高度位置的存储柱PL的侧面，形成Al2O3层等金属块层。
即，在形成存储柱PL之后，除去层叠膜LMs中的多个SiN层，形成层叠膜LMg。层叠膜LMg是在多个绝缘层OL之间具有除去了SiN层的间隙层GP的状态的膜。绝缘层OL相当于上述层叠膜LMs中的SiO2层。
如图20B的存储柱PL的局部放大图所示，在间隙层GP上下的绝缘层OL的下表面和上表面、以及在间隙层GP露出的柱PL的侧面，形成Al2O3层等金属块层BKm。
再者，在这样的金属块层BKm的形成中也可以使用实施方式的基板处理装置1。该情况下，将收纳有多组基板Wf、Wb的舟皿50装载到反应管10内，作为处理气体，供给TMA气体等Al原料气体和O2气体等氧化气体等，以1个原子～几个原子为单位沉积Al2O3层。
这样，通过利用例如作为ALD装置而构成的基板处理装置1进行基板处理，即使在作为微细空间的间隙层GP内也能够以良好的阶梯覆盖、并且遍及基板W的整个区域以均匀的层厚形成Al2O3层等预定层。
其后，通过在间隙层GP中填充W层等而形成字线WL，存储柱PL具有由多个不同种类层构成的金属氧化铝氮化氧化物半导体(MANOS：MetalAlmina Nitride Oxide Silicon)膜。
另外，形成未图示的多个触点，将多条字线WL的每一条引出到上层侧。另外，形成与多个存储柱PL中的每一个连接的上层布线等。
通过以上步骤，制造图21A和图21B所示的半导体装置SD。
图21A和图21B是表示实施方式的半导体装置SD的结构一例的截面图。图21A是半导体装置SD的形成有存储柱PL的部分的截面图，图21B是存储柱PL的局部放大截面图。
如图21A和图21B所示，半导体装置SD在基板W上具备从基板W侧依次配置的源极线SL、层叠膜LM和绝缘层IL。层叠膜LM具有多条字线WL和多个绝缘层OL一层一层地交替层叠的结构。如上所述，字线WL是将层叠膜LMs中的SiN层置换为W层等的层。
在层叠膜LM中，配置有贯通层叠膜LM而到达源极线SL的多个微细存储柱PL。存储柱PL从外周侧起依次具备存储层ME、沟道层CN和核心层CR。存储层ME从存储柱PL的外周侧起依次具备块绝缘层BK、电荷存储层CT和隧道绝缘层TN。另外，柱PL在存储层ME外周的多个字线WL的高度位置具备金属块层BKm。
在存储柱PL与多条字线WL的每个交叉部形成存储单元MC。也就是说，在1个存储柱PL上形成沿高度方向排列的多个存储单元MC。通过将这样的存储柱PL高密度地配置在层叠膜LM中，半导体装置SD例如构成为多个存储单元MC以三维配置了的三维非易失性存储器等。
经由未图示的触点向预定的字线WL施加预定电压，由此能够对与该字线WL连接的存储单元MC进行数据的写入和读取。
(概述)
半导体装置的制造工序中，使用在基板上形成预定层的立式炉等基板处理装置。在这样的基板处理装置中，例如将收纳了几批次基板的舟皿装载到反应管内进行成膜处理。
近年来，随着半导体装置的微细化，在基板表面高密度地形成微细凹凸，基板的实质表面积、也就是预定层的形成面积增大。在上述基板处理装置中，获得了以下见解：在进行表面积增大了的基板处理的情况下，如果将收纳在舟皿内的基板间的间距扩大到一倍左右，则能够维持预定层的层厚均匀性、以及对微细凹凸的阶梯覆盖性。
但是，如果实施上述对策，则一次可处理的基板数量例如减少到一半以下，生产率大大降低。本发明人认为，在扩大收纳于舟皿内的基板间的间距的状态下，能够将在舟皿的一对爪部上各收纳了1个的基板，以背面彼此重叠的状态收纳2个，由此能够提高半导体装置的生产率。
在此，如何实现能够将2个基板的背面彼此重叠并收纳到舟皿中的搬运系统成为课题。
根据实施方式的基板处理装置1，搬运机器人20的臂21在X方向的两端部保持1个基板W，在基板处理装置1的收纳容器台64与搬运机器人30的臂31之间搬运基板W。搬运机器人30的臂31具有将2个基板Wf、Wb在Y方向的两端部保持的保持部37，在搬运机器人20的臂21与舟皿50之间搬运基板Wf、Wb。
由此，能够将2个基板Wf、Wb收纳到舟皿50的一对爪部52中。从而，能够在将收纳于舟皿50内的多组基板Wf、Wb间的间距扩大了的状态下，增加反应管10内能够收纳的基板数，能够在维持预定层的层厚均匀性和对微细凹凸的阶梯覆盖性的同时，提高半导体装置SD的生产率。
根据实施方式的基板处理装置1，搬运机器人20的臂21从背面侧保持基板Wb并将其从收纳容器50取出，使基板Wb的表面和背面翻转，交接给搬运机器人30的臂。另外，搬运机器人20的臂21从表面侧保持基板Wf并将其从收纳容器40中取出，没有使基板Wf的表面和背面翻转而交接给搬运机器人30的臂31。由此，能够使2个基板Wf、Wb的背面彼此重叠地交接给搬运机器人30。
根据实施方式的基板处理装置1，在将表面朝下的基板Wb与层叠在基板Wb的背面上且表面朝上的基板Wf载置在舟皿50的一对爪部52上的情况下，用搬运机器人30的保持部35保持基板Wf，用保持部36保持基板Wb，从舟皿50取出。由此，能够从舟皿50卸载背面彼此重叠的2个基板Wf、Wb。
根据实施方式的基板处理装置1，搬运机器人30的臂31在从舟皿50取出一组基板Wf、Wb的情况下，在由保持部35保持基板Wf后，由保持部36保持基板Wb。由此，使重叠在基板Wb上的基板Wf浮起并保持，其后，能够保持由一对爪部52支持着的基板Wb并将其从舟皿50中取出。从而，能够通过一次搬运动作从舟皿50取出2个基板Wf、Wb。
根据实施方式的基板处理装置1，搬运机器人20的臂21从表面侧接收由搬运机器人30的臂31保持的一组基板Wf、Wb中的、由保持部35保持的基板Wf，并将其收纳到收纳容器40中。另外，搬运机器人20的臂21从背面侧接收由搬运机器人30的臂31保持的一组基板Wf、Wb中的、由保持部36保持的基板Wb，使基板Wb的表面和背面翻转而收纳到收纳容器40中。
由此，对于2个基板Wf、Wb之中表面朝上的基板Wf，能够原样地将其收纳到收纳容器40中，对于背面朝下的基板Wb，能够使其表面朝上地收纳到收纳容器40中。
根据实施方式的基板处理装置1，在搬运机器人20的臂21与搬运机器人30的臂31之间交接基板W时，使搬运机器人20的臂21的延伸方向与搬运机器人30的臂31的延伸方向交叉。
由此，能够用各个臂21、31保持基板W的不同端部，能够在抑制臂21、31与基板W的相互干涉的情况下在搬运机器人20、30之间交接基板W。
根据实施方式的基板处理装置1，在反应管10进行的基板处理是利用ALD进行预定层TL的形成处理。这样，例如在对实质表面积大的基板W，采用容易因这些基板W间的间距而受到工艺特性影响的ALD法进行成膜处理时，能够应用如上所述的基板Wf、Wb的搬运方法。
在上述实施方式的方法中，对一组基板Wf、Wb的朝向上下的各个面进行处理。但是，由于这多组基板Wf、Wb间的间距被适当保持，所以从喷嘴14在多组基板Wf、Wb间穿过而向内管13外排出的处理气体的流动不会被阻碍，能够在维持预定层的层厚均匀性、以及对微细凹凸的阶梯覆盖性的同时，提高半导体装置SD的生产率。
(变形例)
接着，对实施方式的变形例的结构进行说明。变形例的搬运机器人30在装载基板W时也使用保持部35、36这点上与上述实施方式不同。再者，在上述变形例中，作为第3保持部的保持部35和作为第2保持部的保持部36都是第1保持部的一例。
搬运机器人30通过反向地进行上述图12Aa～图13Bb、图15Aa～图15Bb和图17Aa～图17Bb所示的动作，能够使用保持部35、36装载基板W。以下，引用图12Aa～图13Bb、图15Aa～图15Bb和图17Aa～图17Bb，对由变形例的搬运机器人30进行的基板W的装载动作例进行说明。
如图17Ba和图17Bb所示，在将从收纳容器40取出的基板Wb保持在臂21的下表面的状态下，控制搬运机器人20的臂21以使得基板Wb位于搬运机器人30的臂31具备的保持部36的高度位置。
此时，基板Wb的表面朝向下方的臂31侧。另外，搬运机器人30的臂31具有的保持部35、36都处于打开状态。
如图17Aa和图17Ab所示，关闭搬运机器人30的臂31具有的保持部36，将基板Wb在Y方向的两端部保持。另外，打开搬运机器人20的臂21具有的保持部25，释放在X方向的两端部被保持在臂21上的基板Wb。由此，将基板Wb从搬运机器人20向搬运机器人30交接。
如图15Ba和图15Bb所示，在将从收纳容器40取出的基板Wf保持在臂21的下表面的状态下，控制搬运机器人20的臂21以使得基板Wf位于搬运机器人30的臂31具备的保持部35的高度位置。
此时，基板Wf的表面朝向上方的臂21侧。另外，搬运机器人30的臂31的保持部35还处于打开状态。
如图15Aa和图15Ab所示，关闭搬运机器人30的臂31具有的保持部35，将基板Wf在Y方向的两端部保持。另外，打开搬运机器人20的臂21具有的保持部25，释放在X方向的两端部被保持在臂21上的基板Wf。由此，将基板Wf从搬运机器人20向搬运机器人30交接。
如图13Ba和图13Bb所示，搬运机器人30使旋转部33旋转，使臂31朝向舟皿50侧。
如图13Aa和图13Ab所示，搬运机器人30使臂31延伸，将保持有2个基板Wf、Wb的臂31的顶端部分插入到舟皿50的空槽部分。
如图12Ca和图12Cb所示，搬运机器人30打开臂31的保持部36，释放基板Wb。由此，基板Wb处于被舟皿50的一对爪部52支持的状态。
如图12Ba和图12Bb所示，搬运机器人30打开臂31的保持部35，释放基板Wf。由此，基板Wf被重叠在由舟皿50的一对爪部52支持的基板Wb的背面上。
其后，通过使臂31收缩而从舟皿50内拔出，一组基板Wf、Wb被收纳到舟皿50内。
再者，如上述变形例那样，在搬运机器人30装载基板W时也使用保持部35、36的情况下，搬运机器人30的臂31也可以不具有保持部37。
根据变形例的基板处理装置，发挥与上述实施方式的基板处理装置1同样的效果。
再者，在上述实施方式和变形例的基板处理装置1中，例如搬运机器人20的臂21相对于收纳容器40变更上下位置，进行基板W的交接。但是，也可以通过相对于臂21变更收纳容器40的上下位置来进行基板W的交接。同样地，例如也可以不是搬运机器人30的臂31相对于舟皿50变更上下位置，而是通过相对于臂31变更舟皿50的上下位置来进行基板W的交接。
这样，臂21与收纳容器40、臂31与舟皿50的上下位置的移动是相对的，可以通过至少任一方改变上下位置来搬运基板W。
另外，由上述实施方式和变形例的基板处理装置1进行的基板处理，例如是在制造半导体装置时进行的。但是，具有上述搬运机构的基板处理装置不限于半导体装置，可以用于各种基板的处理。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而示出的，不意图限定发明范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，并且包含在专利请求保护的范围所记载的发明及其等同范围内。

Claims (6)

1.一种基板处理装置，具备舟皿、反应管以及第1臂和第2臂，
所述舟皿能够将从收纳容器取出的多个基板排列保持在与所述多个基板的面交叉的第1方向上，
所述反应管收纳所述舟皿，并能够处理所述多个基板，
所述第1臂和所述第2臂用于搬运所述多个基板，
所述第1臂将1个基板在与所述第1方向交叉的第2方向的两端部保持，并能够在所述收纳容器与所述第2臂之间搬运所述1个基板，
所述第2臂具有能够在与所述第1方向和所述第2方向交叉的第3方向上支持2个基板的第1保持部，并能够在所述第1臂与所述舟皿之间搬运所述2个基板。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，
所述第1臂从背面侧保持所述多个基板中的第1基板并将其从所述收纳容器取出，使所述第1基板的表面和背面翻转地交接给所述第2臂，
所述第1臂从表面侧保持所述多个基板中的第2基板并将其从所述收纳容器取出，不使所述第2基板的表面和背面翻转地交接给所述第2臂。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，
所述舟皿具有多个爪部，所述多个爪部在所述第1方向上以预定间隔排列，并能够保持所述多个基板，
所述第2臂具有第2保持部和第3保持部，
所述第2保持部能够将1个基板在沿着所述第2臂的延伸方向的方向的两端部保持，
所述第3保持部位于所述第2保持部的上方，并能够将1个基板在沿着所述第2臂的延伸方向的方向的两端部保持，
在载置于所述多个爪部中的1个爪部上的第1基板和第2基板之中，利用所述第3保持部保持所述第2基板，利用所述第2保持部保持所述第1基板，将它们从所述舟皿取出。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，
所述第1臂将保持在所述第2臂上的所述第1基板和第2基板中的由所述第3保持部保持的所述第2基板从表面侧接收，并收纳在所述收纳容器中，
所述第1臂将保持在所述第2臂上的所述第1基板和第2基板中的由所述第2保持部保持的所述第1基板从背面侧接收，并使所述第1基板的表面和背面翻转地收纳在所述收纳容器中。
5.一种基板处理方法，
通过第1臂和第2臂将收纳在收纳容器中的多个基板搬运到能够收纳所述多个基板的舟皿中，并将其在与所述多个基板的面交叉的第1方向上排列地保持在所述舟皿中，
将保持有所述多个基板的所述舟皿收纳在反应管中，
在所述反应管的内部处理所述多个基板，
在所述收纳容器与所述舟皿之间搬运所述多个基板的操作包括：
通过所述第1臂，将所述多个基板中的第1基板在与所述第1方向交叉的第2方向的两端部保持，在所述收纳容器与所述第2臂之间搬运所述第1基板；
通过所述第2臂，在与所述第1方向和所述第2方向交叉的第3方向上，由第1保持部支持所述第1基板和所述多个基板中的与所述第1基板不同的第2基板，在所述第1臂与所述舟皿之间搬运所述第1基板和所述第2基板。
6.一种半导体装置的制造方法，
通过第1臂和第2臂将收纳在收纳容器中的多个基板搬运到能够收纳所述多个基板的舟皿中，并将其在与所述多个基板的面交叉的第1方向上排列地保持在所述舟皿中，
将保持有所述多个基板的所述舟皿收纳在反应管中，
在所述反应管的内部处理所述多个基板，
在所述收纳容器与所述舟皿之间搬运所述多个基板的操作包括：
通过所述第1臂，将所述多个基板中的第1基板在与所述第1方向交叉的第2方向的两端部保持，在所述收纳容器与所述第2臂之间搬运所述第1基板；
通过所述第2臂，在与所述第1方向和所述第2方向交叉的第3方向上，由第1保持部支持所述第1基板和所述多个基板中的与所述第1基板不同的第2基板，在所述第1臂与所述舟皿之间搬运所述第1基板和所述第2基板。
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