JP2002043389A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストの増加を抑制しつつ複数のキャリアを
扱うものとする。 【解決手段】 キャリア口１２に移送されたキャリア１
０は上側室２２に設置されたキャリア移送装置３０でキ
ャリア口１２からストッカ１４の入出庫口１５に移送さ
れ、昇降式棚装置１６の三段の棚板１９に移載される。
キャリア１０はローディングポート２０のウエハ口２１
に昇降式棚装置１６で順次移送され、キャリア開閉装置
２５で開かれる。キャリア１０の複数枚のウエハＷはボ
ート９に下側室２３に設置されたウエハ移載装置４０で
移載された後、プロセスチューブ４に搬入処理される。
処理済みウエハＷはウエハ移載装置４０でボート９から
キャリア１０に収納され、キャリア１０は逆の順でキャ
リア口１２に移送される。 【効果】 ウエハ移載装置のキャリアへのウエハ移載中
にキャリア移送装置のキャリア移送を実施できるため、
小形を図りつつスループットを向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理装置に関
し、特に、基板収納容器を取り扱う技術に係り、例え
ば、半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる基
板としての半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に不
純物を拡散したり絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成し
たりする拡散・ＣＶＤ装置に利用して有効なものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ウエハに不純物を拡散したり絶縁膜や金
属膜等のＣＶＤ膜を形成したりする拡散・ＣＶＤ装置と
して、バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置（以下、バッチ式
ＣＶＤ装置という。）がある。このバッチ式ＣＶＤ装置
は、ウエハに所望の処理を施すプロセスチューブと、複
数枚のウエハを保持してプロセスチューブに搬入搬出す
るボートと、ウエハがボートの間でウエハ移載装置によ
って授受されるウエハ授受ポートと、ウエハ収納容器
（以下、キャリアという。）が置かれるキャリアステー
ジと、キャリアを一時的に保管するキャリア棚と、キャ
リアをキャリアステージとキャリア棚との間およびキャ
リア棚とウエハ授受ポートとの間で移送するキャリア移
送装置とを備えている。

【０００３】このバッチ式ＣＶＤ装置の作用は次の通り
である。キャリアはキャリアステージに供給され、キャ
リア移送装置によってキャリア棚に移送されて一時的に
保管される。キャリア棚に保管されたキャリアはキャリ
ア移送装置によってウエハ授受ポートに移送され、ウエ
ハ移載装置によってボートに装填される。ボートに装填
されたウエハはボートによってプロセスチューブに搬入
され、プロセスチューブによって所望の処理を施され
る。処理されたウエハはボートによってプロセスチュー
ブから搬出される。処理済みのウエハはウエハ移載装置
によってボートからウエハ授受ポートの空のキャリアに
戻される。処理済みのウエハを収納されたキャリアはキ
ャリア移送装置によってキャリア棚に一時的に保管され
た後に、キャリアステージに移送されて排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たバッチ式ＣＶＤ装置においては、キャリア棚の投影床
面積や段数を大きく設定したりキャリア棚を回転構造に
構築したりすることにより、キャリア棚におけるキャリ
アの保管数が増加されているため、全体が大形化したり
構造が複雑化したりすることにより、イニシャルコスト
やランニングコストが増加するという問題点がある。

【０００５】本発明の目的は、コストの増加を抑制しつ
つ複数のキャリアを取り扱うことができる基板処理装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置は、基板収納容器を移送する基板収納容器移送装置
と、前記基板収納容器に基板を出し入れする基板移載装
置とが上下に配置されており、前記基板収納容器移送装
置の設置室と、前記基板移載装置の設置室とが上下に隔
絶されていることを特徴とする。

【０００７】前記した手段によれば、基板収納容器移送
装置と基板移載装置とが上下に配置されているため、占
拠面積の増加を回避することができる。しかも、基板収
納容器移送装置の設置室と、基板移載装置の設置室とが
上下に隔絶されていることにより、基板移載装置の基板
収納容器に対する基板の出し入れ作業中に基板収納容器
移送装置の基板収納容器の移送を実施することができる
ため、基板収納容器を一時的に保管するための棚を省略
することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。

【０００９】本実施の形態において、本発明に係る基板
処理装置は、バッチ式ＣＶＤ装置すなわちバッチ式縦形
拡散・ＣＶＤ装置として構成されている。図１〜図４に
示されているように、このバッチ式ＣＶＤ装置１は気密
室構造に構築された筐体２を備えている。筐体２内の一
端部（以下、後端部とする。）の上部にはヒータユニッ
ト３が垂直方向に据え付けられており、ヒータユニット
３の内部にはプロセスチューブ４が同心に配置されてい
る。プロセスチューブ４にはプロセスチューブ４内に原
料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管５
と、プロセスチューブ４内を真空排気するための排気管
６とが接続されている。

【００１０】筐体２の後端部の下部には送りねじ装置等
によって構成されたエレベータ７が設置されており、エ
レベータ７はプロセスチューブ４の真下に水平に配置さ
れたキャップ８を垂直方向に昇降させるように構成され
ている。キャップ８はプロセスチューブ４の炉口である
下端開口をシールするように構成されているとともに、
ボート９を垂直に支持するように構成されている。ボー
ト９は基板としての多数枚のウエハＷを中心を揃えて水
平に配置した状態で支持して、プロセスチューブ４の処
理室に対してエレベータ７によるキャップ８の昇降に伴
って搬入搬出するように構成されている。

【００１１】図３および図４に詳示されているように、
筐体２の正面の下部における片側（以下、右側とす
る。）には次に述べるキャリア１０をローディングおよ
びアンローディング（供給および排出）するためのステ
ージ（以下、ローディングステージという。）１１が設
定されており、ローディングステージ１１の背面壁の上
部にはキャリア１０を筐体２の内部に搬入搬出するため
のキャリア搬入搬出口（以下、キャリア口という。）１
２が開設されている。ローディングステージ１１には送
りねじ装置等によって構成されたキャリアエレベータ１
３が設置されており、キャリアエレベータ１３はキャリ
ア１０をキャリア口１２に移送するように構成されてい
る。

【００１２】ところで、バッチ式ＣＶＤ装置を含む基板
処理装置において被処理基板であるウエハを収納して搬
送するためのキャリア（ウエハ収納容器）としては、互
いに対向する一対の面が開口された略立方体の箱形状に
形成されているカセットと、一つの面が開口された略立
方体の箱形状に形成され開口面にキャップが着脱自在に
装着されているＦＯＵＰ（front opening unified pod
。以下、ポッドという。）とがある。ウエハのキャリ
アとしてポッドが使用される場合には、ウエハが密閉さ
れた状態で搬送されることになるため、周囲の雰囲気に
パーティクル等が存在していたとしてもウエハの清浄度
は維持することができる。したがって、基板処理装置が
設置されるクリーンルーム内の清浄度をあまり高く設定
する必要がなくなるため、クリーンルームに要するコス
トを低減することができる。そこで、本実施の形態にお
いては、カセット（図示せず）が収納されたポッドをキ
ャリア１０として使用している。

【００１３】筐体２の正面の左側部分には複数のキャリ
ア１０を保管するためのキャリアストッカ（以下、スト
ッカという。）１４が設定されており、ストッカ１４の
背面壁のキャリア口１２の左方にはキャリア１０をスト
ッカ１４に出し入れするための入出庫口１５が開設され
ている。ストッカ１４にはキャリア１０を保管するとと
もに昇降させる昇降式棚装置１６が設置されている。昇
降式棚装置１６は送りねじ装置等によって構成されたエ
レベータ１７を備えており、エレベータ１７の昇降台１
８にはキャリア１０を支持する棚板１９が複数段（本実
施の形態においては三段）、上下方向に間隔を置かれて
水平に固定されている。

【００１４】ストッカ１４の下部にはウエハＷをローデ
ィングおよびアンローディングするためのポート（以
下、ローディングポートという。）２０が設定されてお
り、ローディングポート２０の背面壁における入出庫口
１５の真下位置にはウエハＷをローディングおよびアン
ローディングするためのウエハ搬入搬出口（以下、ウエ
ハ口という。）２１が開設されている。したがって、昇
降式棚装置１６はキャリア１０を入出庫口１５とウエハ
口２１との間で移送するようになっている。

【００１５】筐体２内の中央部の上部にはキャリア移送
装置の設置室（以下、上側室という。）２２が設定さ
れ、下部にはウエハ移載装置の設置室（下側室とい
う。）２３が設定されており、上側室２２と下側室２３
とは筐体２の隔壁２４によって互いに隔絶されている。
上側室２２にはローディングステージ１１およびストッ
カ１４が右側のキャリア口１２および左側の入出庫口１
５によってそれぞれ連通されており、下側室２３にはウ
エハ口２１によってストッカ１４が連通されている。下
側室２３のウエハ口２１の側壁内面にはキャリア１０の
キャップ（図示せず）を開閉するキャリア開閉装置２５
が設備されており、キャリア開閉装置２５はウエハ口２
１に対して上下移動するように構成されている。また、
下側室２３の左側側壁には下側室２３にクリーンエア
（図示せず）を流通させるためのクリーンユニット２６
が設置されている。

【００１６】図１および図２（ａ）に示されているよう
に、上側室２２にはキャリア口１２と入出庫口１５との
間でキャリア１０を移送するキャリア移送装置３０が設
置されており、キャリア口１２と入出庫口１５とはキャ
リア移送装置３０の回転中心と同心円上に配置されてい
る。キャリア移送装置３０はスカラ形ロボット（select
ive compliance assembly robot arm 。ＳＣＡＲＡ）に
より構成されている。すなわち、キャリア移送装置３０
は上側室２２の天井面に据え付けられたベース３１を備
えており、ベース３１の下面にはロータリーアクチュエ
ータ３２が設置されている。ロータリーアクチュエータ
３２の下面にはリニアアクチュエータ３３が設置されて
おり、ロータリーアクチュエータ３２はリニアアクチュ
エータ３３を水平面内で回転させるように構成されてい
る。リニアアクチュエータ３３の下面には移動台３４が
設置されており、リニアアクチュエータ３３は移動台３
４を水平移動させるように構成されている。移動台３４
にはキャリア１０を下から支持するフォーク形状のアー
ム３５が水平に取り付けられている。

【００１７】図１および図２（ｂ）に示されているよう
に、下側室２３にはウエハ口２１とボート９との間でウ
エハＷを授受するウエハ移載装置４０が設置されてい
る。ウエハ移載装置４０はスカラ形ロボットによって構
成されている。すなわち、ウエハ移載装置４０はロータ
リーアクチュエータ４１を備えており、ロータリーアク
チュエータ４１は上面に設置された第一リニアアクチュ
エータ４２を水平面内で回転させるように構成されてい
る。第一リニアアクチュエータ４２の上面には第二リニ
アアクチュエータ４３が設置されており、第一リニアア
クチュエータ４２は第二リニアアクチュエータ４３を水
平移動させるように構成されている。第二リニアアクチ
ュエータ４３の上面には移動台４４が設置されており、
第二リニアアクチュエータ４３は移動台４４を水平移動
させるように構成されている。移動台４４にはウエハＷ
を下から支持するツィーザ４５が複数枚（本実施の形態
においては五枚）、等間隔に配置されて水平に取り付け
られている。ウエハ移載装置４０は送りねじ機構によっ
て構成されたエレベータ４６によって昇降されるように
なっている。

【００１８】次に、前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置
の作用を説明する。

【００１９】ローディングステージ１１に図４に示され
ているように供給されたキャリア１０は、キャリアエレ
ベータ１３によってキャリア口１２に図３に示されてい
るように移送される。図１および図２に示されているよ
うに、キャリア口１２に移送されたキャリア１０はキャ
リア移送装置３０によってキャリア口１２から入出庫口
１５に移送され、ストッカ１４に設置された昇降式棚装
置１６の棚板１９の上に移載される。すなわち、移動台
３４に支持されたアーム３５がリニアアクチュエータ３
３によって前進されてキャリア口１２に挿入され、キャ
リアエレベータ１３の上のキャリア１０をキャリアエレ
ベータ１３と協働して掬い取った後に後退してキャリア
１０を取り出す。

【００２０】続いて、リニアアクチュエータ３３がロー
タリーアクチュエータ３２によって回転されることによ
り、キャリア１０が入出庫口１５に移送される。次い
で、キャリア１０はリニアアクチュエータ３３によって
前進されてストッカ１４に入庫され、昇降式棚装置１６
と協働して棚板１９の上に移載される。

【００２１】この際、昇降式棚装置１６は三段の棚板１
９を備えているため、三台のキャリア１０がローディン
グステージ１１からストッカ１４に続けて移送されて、
三段の棚板１９に順次に移載されることになる。すなわ
ち、図１および図３に示されているように、昇降式棚装
置１６は棚板１９によって各キャリア１０を受け取る度
にストッカ１４を一段ずつ上昇することにより、三台の
キャリア１０を一時的に保管することになる。

【００２２】図１および図４に示されているように、昇
降式棚装置１６の三段の棚板１９に一時的に保管された
三台のキャリア１０は、ローディングポート２０に昇降
式棚装置１６によって順次移送される。キャリア１０が
ローディングポート２０のウエハ口２１に移送されて位
置合わせされると、キャリア１０のキャップ（図示せ
ず）がキャリア開閉装置２５によって外されることによ
り、キャリア１０が開かれる。

【００２３】ローディングポート２０で開放されたキャ
リア１０の複数枚のウエハＷは、ボート９にウエハ移載
装置４０によって順次移載（ローディング）されて行
く。この際、一台のキャリア１０に収納されたウエハＷ
の枚数が二十五枚であると、ボート９には三台のキャリ
ア１０によって七十五枚のウエハＷを装填することがで
きる。

【００２４】予め指定された複数枚のウエハＷがキャリ
ア１０からボート９に移載されると、ボート９はエレベ
ータ７によって上昇されてプロセスチューブ４の処理室
に搬入される。ボート９が上限に達すると、ボート９を
保持したキャップ８の上面の周辺部がプロセスチューブ
４をシール状態に閉塞するため、処理室は気密に閉じら
れた状態になる。

【００２５】プロセスチューブ４の処理室が気密に閉じ
られた状態で、所定の真空度に排気管６によって真空排
気され、ヒータユニット３によって所定の温度に加熱さ
れ、所定の原料ガスがガス導入管５によって所定の流量
だけ供給される。これにより、所定の膜がウエハＷに形
成される。

【００２６】そして、予め設定された処理時間が経過す
ると、ボート９がエレベータ７によって下降されること
により、処理済みウエハＷを保持したボート９が元の待
機位置に搬出される。

【００２７】図１および図３に示されているように、待
機位置に搬出されたボート９の処理済みウエハＷはロー
ディングポート２０に移送されて空のキャリア１０に、
ウエハ移載装置４０によって移載（アンローディング）
される。すなわち、ボート９の処理済みウエハＷは昇降
式棚装置１６の三段の棚板１９に支持された三台の空の
キャリア１０に順次に移載される。この際、各キャリア
１０のキャップはキャリア開閉装置２５によってそれぞ
れ開閉されることになる。

【００２８】図１および図４に示されているように、処
理済みウエハＷが収納されてキャップによって閉塞され
た三台のキャリア１０は、昇降式棚装置１６によってス
トッカ１４の入出庫口１５に移送される。

【００２９】入出庫口１５に移送されたキャリア１０は
入出庫口１５からキャリア口１２にキャリア移送装置３
０の前述と逆の順番の作動によって移送され、キャリア
エレベータ１３に移載される。この際も、昇降式棚装置
１６は三段の棚板１９を備えているため、三台のキャリ
ア１０がストッカ１４からローディングステージ１１に
続けて移送されて、キャリアエレベータ１３に順次に移
載される。

【００３０】キャリアエレベータ１３に移載されたキャ
リア１０はローディングステージ１１から次工程へと搬
送されて行く。

【００３１】以降、前述した作用が繰り返されてウエハ
Ｗがバッチ式ＣＶＤ装置１によってバッチ処理されて行
く。

【００３２】前記実施の形態によれば、次の効果が得ら
れる。

【００３３】1) キャリア移送装置３０とウエハ移載装
置４０とが上下に配置されているため、占拠面積の増加
を回避することができるとともに、バッチ式ＣＶＤ装置
１のスループットを高めることができる。

【００３４】2) キャリア移送装置３０が設置された上
側室２２と、ウエハ移載装置４０が設置された下側室２
３とが隔壁２４によって隔絶されているため、ウエハ移
載装置４０のキャリア１０に対するウエハＷのローディ
ング・アンローディング作業中にキャリア移送装置３０
のキャリア１０の移送を実施することができる。

【００３５】3) ストッカ１４に昇降式棚装置１６を設
置することにより、複数台のキャリア１０を入出庫口１
５からローディングポート２０のウエハ口２１に順番に
移送することができるため、複数台のキャリア１０を一
時的に保管するためのキャリア棚を省略することがで
き、その結果、バッチ式ＣＶＤ装置１を大幅に小形化す
ることができる。

【００３６】4) キャリア口１２と入出庫口１５とをキ
ャリア移送装置３０の回転中心と同心円上に配置するこ
とにより、キャリア移送装置３０のアーム３５のストロ
ークを小さく抑制することができるため、筐体２ひいて
はバッチ式ＣＶＤ装置１の横幅の増加を小さく設定する
ことができる。

【００３７】5) 前記1)〜4)により、バッチ式ＣＶＤ装
置１を小形化しつつスループットを高めることができる
ため、バッチ式ＣＶＤ装置１のイニシャルコストおよび
ランニングコストを低減することができる。

【００３８】図５は本発明の他の実施の形態である枚葉
式ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。

【００３９】本実施の形態に係る特徴部分が前記実施の
形態と異なる点は、キャリア移送装置３０Ａが下側室２
３に設置され、ウエハ移載装置４０Ａが下側室２３に設
置されている点である。すなわち、前記実施の形態に係
るバッチ式ＣＶＤ装置１においては、ボート９のプロセ
スチューブ４に対する搬入搬出室である下側室２３にウ
エハ移載装置４０を配置することがスペース的に効率的
であるため、ウエハ移載装置４０が下側室２３に配置さ
れている。これに対して、本実施の形態に係る枚葉式Ｃ
ＶＤ装置５０においては、プロセスチューブ５１の排気
系統（図示せず）や真空ウエハ移載装置５２の駆動部等
が下部に配置されていることにより下側空間がデッドス
ペースになるため、下側室２３にキャリア移送装置３０
Ａが配置されている。ちなみに、図５において、５３は
ロードロック室である。便宜上、昇降式棚装置１６の棚
板１９は二段に図示されているが、実際には三段以上設
定することが望ましい。

【００４０】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。

【００４１】例えば、昇降式棚装置の棚板は二段または
三段に設定するに限らず、四段以上設定してもよい。

【００４２】バッチ式ＣＶＤ装置および枚葉式ＣＶＤ装
置は成膜処理に使用するに限らず、酸化膜形成処理や拡
散処理等の処理にも使用することができる。

【００４３】前記実施の形態ではバッチ式ＣＶＤ装置お
よび枚葉式ＣＶＤ装置の場合について説明したが、本発
明はこれに限らず、基板処理装置全般に適用することが
できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コストの増加を抑制しつつ複数のキャリアを取り扱い可
能の基板処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装
置を示す側面断面図である。

【図２】（ａ）は図１のａ−ａ線に沿う平面断面図、
（ｂ）は図１のｂ−ｂ線に沿う平面断面図である。

【図３】図２のIII −III 線に沿う正面断面図である。

【図４】図３の作動状態を示す正面断面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態である枚葉式ＣＶＤ装
置を示す側面断面図である。

【符号の説明】

Ｗ…ウエハ（基板）、１…バッチ式ＣＶＤ装置（基板処
理装置）、２…筐体、３…ヒータユニット、４…プロセ
スチューブ、５…ガス導入管、６…排気管、７…エレベ
ータ、８…キャップ、９…ボート、１０…キャリア（基
板収納容器）、１１…ローディングステージ、１２…キ
ャリア口（キャリア搬入搬出口）、１３…キャリアエレ
ベータ、１４…ストッカ（キャリアストッカ）、１５…
入出庫口、１６…昇降式棚装置、１７…エレベータ、１
８…昇降台、１９…棚板、２０…ローディングポート、
２１…ウエハ口（ウエハ搬入搬出口）、２２…上側室
（キャリア移送装置設置室）、２３…下側室（ウエハ移
載装置設置室）、２４…隔壁、２５…キャリア開閉装
置、２６…クリーンユニット、３０、３０Ａ…キャリア
移送装置、３１…ベース、３２…ロータリーアクチュエ
ータ、３３…リニアアクチュエータ、３４…移動台、３
５…アーム、４０、４０Ａ…ウエハ移載装置、４１…ロ
ータリーアクチュエータ、４２…第一リニアアクチュエ
ータ、４３…第二リニアアクチュエータ、４４…移動
台、４５…ツィーザ、４６…エレベータ、５０…枚葉式
ＣＶＤ装置（基板処理装置）、５１…プロセスチュー
ブ、５２…真空ウエハ移載装置、５３…ロードロック
室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板収納容器を移送する基板収納容器移
   送装置と、前記基板収納容器に基板を出し入れする基板
   移載装置とが上下に配置されており、前記基板収納容器
   移送装置の設置室と、前記基板移載装置の設置室とが上
   下に隔絶されていることを特徴とする基板処理装置。