JP2003209153A

JP2003209153A - 基板処理装置、及び半導体デバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2003209153A
Application number: JP2002004612A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ishiguro; 謙一石黒
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ウエハを熱処理するに当たって、リングホル
ダを用いながらスループットの向上を図る。【解決手段】ノッチアライナ９は、ウエハＷの裏面端
部を支持するウエハ支持部９４ａを複数備える。これら
ウエハ支持部９４ａはウエハＷを水平に支持できるよう
配設する。リングホルダ２０の端縁には、このリングホ
ルダ２０上に載置するウエハＷのウエハ支持部９４ａに
よって支持される箇所が裏面視において露出するよう切
り欠きを形成する。ノッチアライナにおいて、各ウエハ
支持部がリングホルダ２０の切り欠きを通過する様にこ
れらウエハ支持部９４ａとリングホルダ２０とが鉛直方
向に相対変位する事により、ノッチアライナにてリング
ホルダ２０に対するウエハＷの着脱が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスな
どを含む半導体装置の製造方法と、その方法の実施に使
用する基板処理装置とに関し、特に半導体ウエハその他
の基板を熱処理するに当たってホルダなどの座板を用い
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造において、半導体
からなるウエハに対し酸化膜の形成やドーパントの拡散
その他の熱処理を施す工程がある。近年、ウエハを熱処
理するに当たっては、縦型の熱処理室が多用されてい
る。この縦型の熱処理室にロードされる所謂ボートとし
ては、大略、鉛直方向に立設された３本（または４本）
の支柱の各々に所定ピッチ（間隔）で複数の溝を形成し
てなるものが一般的であった。このボートは、同じ高さ
に形成された３組（または４組）の溝にてウエハを３点
（または４点）支持することにより、これを安定して水
平に保持しようとするものであった。ところが、この種
のボートにあっては、ウエハを点支持するので、各支持
点にかかる荷重が大きく、熱処理時においてウエハの当
該支持点付近にスリップと称される結晶欠陥が生じ易く
なると云う問題を生じていた。

【０００３】そこで、この問題を解消するものとして例
えば特開平９−１９９４３８号公報に開示されてあるよ
うに、平面視リング状のホルダを使用する技術が提案さ
れている。この技術は、ボートの支柱に所定ピッチで複
数のリングホルダを設け、これらリングホルダの各々に
ウエハを載置できるようにしたものであり、ウエハの自
重をリングホルダに分散させることができるので、３点
（または４点）支持型のボートに比べてウエハの反りや
スリップなどをある程度低減できると云う効果を奏する
ものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この特開平
９−１９９４３８号公報記載の技術において、リングホ
ルダへのウエハの移載は、ボートにおいて全てのリング
ホルダの中を通過するように突き上げ機構を上昇させ、
搬送アームに保持させたウエハをその突き上げ機構を介
してリングホルダに載置することにより行われる。しか
しながら、同公報に記載されてあるように、その方法で
はウエハの移載をボートにおいて上段のリングホルダか
ら順次行う必要がある。すなわち、この方法では、所定
枚数のウエハを一括して移載できないので効率が悪い。

【０００５】一方、ボートに設けられたリングホルダへ
所定枚数分のウエハを一括して移載するには、各ウエハ
を載置するための例えば爪状のものが必要となる。この
為、ボートにおいて、リングホルダのピッチを少なくと
も当該爪状のものが介在し得る程度に確保する必要があ
る。従って、ボートに搭載できるウエハの枚数、すなわ
ち１バッチ分のウエハの枚数が少なくなるので、結局ス
ループットの低下を招くこととなる。

【０００６】また、半導体ウエハを熱処理するに当たっ
てリングホルダを用いる技術においては、総じてリング
ホルダに対するウエハの着脱を行うための着脱機構が別
途必要となるため、ウエハ処理装置全体が大型化してし
まうと云う課題もあった。

【０００７】本発明の目的は、半導体ウエハを熱処理す
るに当たってホルダなどの座板を用いながら、スループ
ットの向上を図る技術を提供することにある。また、本
発明の目的は、ホルダなどの座板を用いながら、ウエハ
処理装置全体の大型化を防止する技術を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、基板を熱処理する処理室と、基板のノッチ又はオ
リフラを揃える基板位置合わせ装置と、前記処理室内で
複数の前記基板をそれぞれ座板上に載置した状態で保持
する保持具と、前記基板または／および座板を、前記基
板位置合わせ装置または前記保持具に搬送する搬送装置
と、を備える基板処理装置であって、前記座板への前記
基板の着脱が前記基板位置合わせ装置にて行われ、この
基板位置合わせ装置と前記保持具との間で、前記搬送装
置により前記基板が前記座板上に載置された状態で移送
されるようにしたことを特徴とする基板処理装置が提供
される。

【０００９】第１の態様による基板処理装置によれば、
座板への基板の着脱が保持具以外の場所にて行われるの
で、保持具において、爪などが介在する為の領域を確保
する必要がなくなる。したがって、保持具における座板
間の間隔を従来よりも小さくできる。これにより、保持
具が一括して保持しうる基板の枚数、すなわち１バッチ
分の基板の枚数を増やすことができ、スループットの向
上が図られる。また、座板に対する基板の着脱は位置合
わせ装置にて行われるので、基板の着脱を独立して行う
着脱機構を別途配置する必要がなくなる。これにより、
その分のスペースを節約でき、基板処理装置全体の大型
化が防止される。

【００１０】また、本発明の第２の態様によれば、第１
の態様による基板処理装置において、前記座板は、平面
視においてリング状に形成され、且つこのリングには、
当該求心方向に向かって厚みが次第に薄くなるようなテ
ーパ部が形成されてなり、このテーパ部に前記基板が載
置されるようにしたことを特徴する基板処理装置が提供
される。この場合において、前記テーパ部は水平面との
なす角度が５度以下（０度を除く正の角）となるように
形成されているのが好ましい。また、前記テーパ部は、
前記リングの全周にわたって形成するのが好ましい。

【００１１】また、本発明の第３の態様によれば、第１
の態様による基板処理装置において、前記座板は、平面
視においてリング状に形成され、且つこのリングには、
当該表面と当該内周面との境部にアールが形成されてあ
ることを特徴とする基板処理装置が提供される。

【００１２】また、本発明の第４の態様によれば、第１
の態様による基板処理装置において、前記基板位置合わ
せ装置は、前記基板の裏面端部を支持する支持片を複数
備え、これら支持片は前記基板を水平に支持できるよう
配設されてなり、前記座板の端縁には、この座板上に載
置する前記基板の前記各支持片によって支持される箇所
が裏面視において露出するよう切り欠きが形成されてい
て、前記各支持片が前記座板の切り欠きを通過するよう
にこれら支持片群と座板とが上下方向に相対移動するこ
とにより、当該位置合わせ装置にて前記座板への前記基
板の着脱が行われるようにしたことを特徴とする基板処
理装置が提供される。

【００１３】また、本発明の第５の態様によれば、第４
の態様による基板処理装置において、前記保持具は、前
記座板を着脱自在に支持する座板支持部を備え、この座
板保持部は、前記座板を支持した際に、裏面視において
前記座板の切り欠きが隠れるように配設された複数の座
板支持片から成ることを特徴とする基板処理装置が提供
される。

【００１４】また、本発明の第６の態様によれば、第５
の態様による基板処理装置において、前記保持具の各座
板支持片は、前記切り欠きの幅よりも大きな幅を有して
なると共に、前記位置合わせ装置の各支持片は、前記切
り欠きの幅よりも小さな幅を有してなることを特徴とす
る基板処理装置が提供される。

【００１５】また、本発明の第７の態様によれば、第５
の態様による基板処理装置において、前記各座板支持片
には、前記切り欠きに遊嵌する凸状部が設けられている
ことを特徴とする基板処理装置が提供される。

【００１６】また、本発明の第８の態様によれば、第７
の態様による基板処理装置において、前記凸状部は、当
該頂上に向かって先細りとなるよう形成された傾斜面、
及び当該頂上に向かって湾曲し断面略円弧状に形成され
た曲面の少なくとも何れか一方を有することを特徴とす
る基板処理装置が提供される。ここで、前記凸状部は、
略半球状に形成されてなるのが好ましい。

【００１７】また、本発明の第９の態様によれば、第７
又は第８の態様による基板処理装置において、前記凸状
部は、その全高が前記座板の厚みよりも低くなるように
形成されてなることを特徴とする基板処理装置が提供さ
れる。

【００１８】また、本発明の第１０の態様によれば、基
板を熱処理する処理室内で複数の前記基板をそれぞれ座
板上に載置した状態で保持する保持具を用いた半導体装
置の製造方法であって、前記基板を基板位置合わせ装置
に搬送する基板搬送工程と、前記基板位置合わせ装置に
て前記基板のノッチ又はオリフラ合わせを行う基板位置
合わせ工程と、前記基板位置合わせ工程と並行して前記
座板を取り出す座板取り出し工程と、前記基板位置合わ
せ工程の後、前記取り出した座板を、前記基板位置合わ
せ装置にて支持されている前記基板の下方へ挿入し、こ
れら基板と座板との上下方向の相対移動により前記基板
を前記座板上に載置する基板載置工程と、前記基板が載
置された座板を前記保持具に搬送する座板搬送工程とを
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法も提供され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態に
よる基板処理装置を示す。この基板処理装置１は、半導
体デバイスを含む半導体装置の製造においてウエハに熱
処理を施すものであり、その主要部は筐体２内に収めら
れている。筐体２には、基板としてのウエハＷを投入す
る為の投入部が設けられており、該投入部にはポッドス
テージ３が配置されている。

【００２０】すなわち、この基板処理装置１においてウ
エハＷの投入はポッド（ＰＯＤ）Ｐを用いて行う。ポッ
ドＰには、所要枚数のウエハＷを収納できる。ここで
は、ポッドＰに収容できるウエハＷの数を２５枚とし、
それらはポッドＰの中に多段に整列されて格納される。
また、ポッドＰは蓋を備えており、このポッドＰを基板
処理装置１へ投入する際には、当該蓋を閉じた状態でポ
ッドステージ３にセットする。

【００２１】筐体２内において、ポッドステージ３に対
向した位置には、ポッド搬送装置４が配置されている。
更に、ポッド搬送装置４の近傍には、複数のポッドＰを
保管するポッド棚５、各ポッドＰの蓋を開けるポッドオ
ープナ６、及びポッドオープナ６によって開蓋されたポ
ッドＰに収容されているウエハＷの枚数を検知する検出
器７などが配置されている。

【００２２】ポッド搬送装置４は、ポッドステージ３、
ポッド棚５、及びポッドオープナ６の３者間で相互にポ
ッドＰを移送する。具体的には、ポッド搬送装置４は、
ポッドステージ３にセットされたポッドＰをポッド棚５
へ格納したり、或いはポッド棚５に格納されているポッ
ドＰをポッドオープナ６にセットする動作などを行う。

【００２３】また、筐体２内には、ウエハ移載機８、基
板位置合わせ装置としてのノッチアライナ９、保持具と
してのボート１０、及び処理炉１２なども所定位置に配
されている。

【００２４】ウエハ移載機８は、ポッドオープナ６、ノ
ッチアライナ９、及びボート１０の３者間で相互にウエ
ハＷを移載する。具体的には、ウエハ移載機８は、ポッ
ドオープナ６によって開蓋されたポッドＰから複数のウ
エハＷを取得し、取得したウエハＷをノッチアライナ９
にセットしたり、或いはノッチアライナ９によってノッ
チの揃えられた複数のウエハＷを、座板としてのホルダ
２０（図５参照）を用いて取得し、取得したウエハＷを
ホルダ２０と共にボート１０に移載する動作などを行
う。

【００２５】また、ウエハ移載機８はアーム部８１を備
えており、このアーム部８１によって、所定枚数のウエ
ハＷ又はホルダ２０を一括して保持できる様に成ってい
る。ここでは、アーム部８１が一度に保持できるウエハ
Ｗ又はホルダ２０の枚数を５枚としている。

【００２６】ノッチアライナ９は、ノッチ合わせ部と、
移載機構部とを備えている。これらノッチ合わせ部と移
載機構部とは、互いに鉛直方向（図２中、上下方向）に
相対変位するよう構成されてなる。ここでは、移載機構
部のみが鉛直方向に変位するよう構成されている。

【００２７】ノッチ合わせ部は、アーム部８１が一度に
保持し得る枚数（ここでは５枚）のウエハＷを一括して
ノッチ合わせする。具体的には、ノッチ合わせ部は、図
２（ａ）に示す様に、縦方向（図２中、上下方向）に所
定間隔を隔てて積層状に配設された５段の支持具９１，
９１…と、各支持具９１，９１…によって支持された５
つのターンテーブル９２，９２…と、各ターンテーブル
９２，９２…にセットされたウエハＷのノッチｎ（図３
参照）を検出するノッチセンサ９３とを具備している。

【００２８】ノッチ合わせ部において、ターンテーブル
９２，９２…の各々は、図示せぬモータ及び制御部など
によって独立に回転するよう構成されてあり、ノッチセ
ンサ９３は各ターンテーブル９２が回転する過程で、そ
のターンテーブル９２にセットされているウエハＷのノ
ッチｎを光学的に検出し、ノッチｎを検出した場合は、
当該ノッチｎを所定位置で停止させる制御信号を制御部
へ出力する。この様にして、ノッチ合わせ部は、５段全
てのウエハＷのノッチを揃える。尚、各々のターンテー
ブル９２は、ウエハＷの周方向に配置された３つの係止
部９２ａ，９２ｂ，９２ｃを備えており、ノッチ合わせ
に際してはウエハＷの周縁がそれら３つの係止部９２
ａ，９２ｂ，９２ｃによって係止される。

【００２９】一方、移載機構部は、図示せぬエアシリン
ダなどによって鉛直方向（図２中、上下方向）に昇降可
能に構成されている。具体的には、移載機構部は、５段
に積まれたターンテーブル９２，９２…の周囲を取り囲
む様に配設されたそれぞれ鉛直方向に延びる少なくとも
３本の支柱９４，９４，９４を有して成る。各々の支柱
９４には、当該長手方向に等間隔を隔てて５つのウエハ
支持部９４ａ…が設けられている。各ウエハ支持部９４
ａは、ウエハＷの裏面端部を支持するものであり、平面
方向投影視において支柱９４からウエハＷの周縁部と重
なる位置まで突出している。詳細には、同じ高さに設け
られた３組のウエハ支持部９４ａ…は、ウエハＷを略水
平に支持できるように配設されてなる。尚、移載機構部
が昇降する際に、ウエハ支持部９４ａ…と、ターンテー
ブル９２…の係止部９２ａ，９２ｂ，９２ｃとは干渉し
ないようになっている。

【００３０】ボート１０は、例えば、ＳｉＣ（シリコン
炭化物）、単結晶若しくは多結晶のＳｉ（シリコン）、
又は石英を用いて構成されている。ボート１０は、大
略、図４（ａ）に示す様に、上下一対の端板１０１，１
０２と、当該各端板１０１，１０２を繋ぐように鉛直方
向に架け渡された柱状の少なくとも３本の保持部材１０
３，１０３，１０３とを備えてなる。保持部材１０３…
の各々には、その長手方向に所定間隔（ピッチ）を隔て
て、ホルダ２０の裏面を支持する支持部１０３ａが複数
設けられている。これら３本の保持部材１０３，１０
３，１０３における同じ高さに形成された３組の支持部
１０３ａ，１０３ａ，１０３ａは、ホルダ２０を水平に
保持できる様に配されている。

【００３１】ここで、ホルダ２０について説明する。ホ
ルダ２０は、ボート１０と同様に、ＳｉＣ（シリコン炭
化物）、単結晶若しくは多結晶のＳｉ（シリコン）、又
は石英などによって構成できる。ホルダ２０は図５
（ａ）に示す様に、平面視においてリング状を成してお
り、その周縁には所定間隔を隔てて少なくとも３つの切
り欠き２０ａ，２０ｂ、２０ｃが形成されている。切り
欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各々は、その端縁に尖っ
た箇所がないように形成されている。具体的には、各々
の切り欠きには、そのエッジ部分などを面取りしてアー
ルを設けている。

【００３２】図５（ａ）中、２点鎖線で示すものはウエ
ハＷであり、当該ウエハＷは、その中心がホルダ２０の
中心と一致する様に、ホルダ２０上に載置した状態を示
したものである。同図に示す様に、ホルダ２０の外径は
ウエハＷの外径よりも大きく、ホルダ２０の内径はウエ
ハＷの外径よりも小さい。但し、切り欠き２０ａ，２０
ｂ，２０ｃは、ウエハＷの周縁に対応する位置よりも内
側（ウエハＷの中心側）まで深く形成されている。従っ
て、このホルダ２０上にウエハＷを載置すると、ホルダ
２０の裏面視において、切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０
ｃが形成されている部分からウエハＷが露出する。

【００３３】図５（ｂ）は、ホルダ２０の断面概略図を
示す。図５（ｂ）に示す様に、ホルダ２０には、ウエハ
Ｗのエッジ部と接触する部分にテーパ部２１が形成され
ている。テーパ部２１は、ホルダ２０の外周側から内周
側にゆくに従って当該厚みが次第に薄くなるよう形成さ
れてなる。ホルダ２０は、このテーパ部２１においてウ
エハＷを支持するので、ホルダ２０とウエハＷとを線接
触にできる。

【００３４】このテーパ部２１は、ウエハＷを均等に支
持できる様に形成されている。これにより、ホルダ２０
上に載置されたウエハＷのすわりを良好にできる。具体
的には、テーパ部２１はホルダ２０の全周にわたって設
けられてある。これにより、ウエハＷの重みがホルダ２
０の全周にわたって広く均等に分散されるので、スリッ
プや反りなどの発生が抑制されると共に、従来よりも高
温でウエハＷを熱処理できるようになる。

【００３５】尚、テーパ部２１におけるテーパの角度は
限定されない。但し、あまりにテーパ角を大きくする
と、ウエハＷがホルダ２０に嵌まり込むようになる。そ
うすると、ウエハＷが熱膨張した際に当該ウエハＷに余
計な力が加わるので好ましくない。そこで、テーパの角
度は、５度以下（０度を除く正の角）とするのが好まし
い。

【００３６】図５（ｃ）は、テーパ部２１を拡大して示
したもので、同図に示す様にホルダ２０は、その表面
（テーパ部２１）と内周面との境部に、アールが形成さ
れてなる。これにより、仮にウエハＷが熱に起因して図
５（ｃ）中想像線（２点鎖線）で示す如く反って、当該
ウエハＷとアール部２２とが接触しても、このアール部
２２で力が分散されるので、ウエハＷが損傷することは
ない。また、ウエハＷの反り具合の如何によらず、当該
ウエハＷとアール部２２との接触角を一定にできるの
で、ウエハＷの反り具合が変化する過程においても、ウ
エハＷに極端な力がかかる事は無く、ウエハＷの損傷を
回避できる。

【００３７】さて、図６（ａ）は、ボート１０において
同じ高さに形成された３組の支持部１０３ａ，１０３
ａ，１０３ａによってホルダ２０が支持されている状態
を平面方向から見た図である。同図に示す様に、同一の
ホルダ２０を支持する３組の支持部１０３ａ，１０３
ａ，１０３ａは、ホルダ２０を支持した際に、裏面視に
おいて切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃが隠れるように
配設されてなる。すなわち、３組の支持部１０３ａ，１
０３ａ，１０３ａはそれぞれ、ホルダ２０の切り欠き２
０ａ，２０ｂ，２０ｃの部分を丁度支持するように配置
されている。各支持部１０３ａの幅Ｃは、切り欠き２０
ａ，２０ｂ，２０ｃの幅Ｂよりも広い（Ｂ＜Ｃ）。

【００３８】この様に、ホルダ２０における切り欠き２
０ａ，２０ｂ，２０ｃが形成されている部分と、支持部
１０３ａ…とがそれぞれ接触するので、ウエハＷの処理
中において切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃの部分の温
度が極端に上昇してしまうのが回避され、ウエハＷ全体
に均一に熱が与えられる。また、各支持部１０３ａの幅
Ｃを切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃの幅Ｂよりも充分
広くしたり、或いは各保持部材１０３の太さをＢよりも
充分太くする事により、熱処理中においてウエハＷが、
熱的に切り欠きのない完全なホルダ２０に載っていると
みなす事ができ、ウエハＷ全体に均一に熱が与えられ
る。

【００３９】また、図６（ａ）に示す様に、各支持部１
０３ａの幅方向略中央部には、それぞれ凸状部１０３ｂ
が設けられている。この凸状部１０３ｂの形状は特に限
定されない。但し、凸状部１０３ｂの高さがホルダ２０
の厚みより高いと、凸状部１０３ｂの頂上とウエハＷと
が点接触を起こす懸念がある。この場合は、その接触点
においてスリップが発生し易くなる。そこで、図６
（ｂ）に示す様に、凸状部１０３ｂの高さはホルダ２０
の厚みより低くする。また、図６（ｂ）に示す様に、凸
状部１０３の幅は切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃの幅
よりも僅かに狭い。したがって、凸状部１０３…と切り
欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃとがそれぞれ嵌合するよう
になっている。図６（ｃ）は、支持部１０３ａの平面
図、正面図、及び側面図を便宜上同時に示したもので、
同図に示す様に、凸状部１０３ａは概ね半球状をなして
いる。

【００４０】これら凸状部１０３ｂ…によって、ホルダ
２０が係止されるので、処理中などにおいて、ホルダ２
０がズレてしまうのを回避できる。また、凸状部１０３
ｂ…は半球状をなしているので、ホルダ２０をボート１
０にセットする際に仮に多少のズレが生じていたとして
も、切り欠き２０ａ…の下端縁が凸状部１０３ｂの球面
に案内されながら、当該各切り欠き２０ａ及び凸状部１
０３ｂが確実に嵌まり合う。これにより、ホルダ２０を
確実且つ正確に位置決めできる。

【００４１】以上の如く構成されたボート１０，１０
は、それぞれ処理炉１２に入退可能に構成されている。
一方のボート１０は、ウエハＷが載置されたホルダ２０
を複数枚搭載した状態で処理炉１２に入室する。このと
き、他方のボート１０は、処理済みウエハＷをホルダ２
０と共に搭載した状態でウエハＷなどの温度が充分下が
るまで待機したり、或いはこの基板処理装置１の初期状
態においては、ホルダ２０のみを複数枚搭載した状態で
待機すると云った役目を果たす。

【００４２】処理炉１２は、図７に示す様に、この処理
炉１２を加熱する加熱源としての抵抗加熱ヒータ１２１
と、このヒータ１２１の内部に設けられ、処理炉１２の
温度を均一化すると共に汚染を低減する均熱管１２２
と、この均熱管１２２の内部に設けられ、ウエハＷを処
理する反応管１２３と、この反応管１２３内へウエハＷ
を処理する為のガスを導入する導入管１２４と、ガスを
排気するガス排気管１２５と、処理室の温度を検出する
熱電対１２６と、複数のウエハＷを搭載したボート１０
を支持すると共に炉口部を閉塞するシールキャップ１２
７と、熱電対１２６の検出結果に基づいて抵抗加熱ヒー
タ１２１を制御し、処理室内の温度を制御する温度制御
手段（図示せず）と、を備えて構成されている。

【００４３】次に、前述したウエハ移載機８のアーム部
８１について詳細に説明する。アーム部８１は、５段の
アーム８１１，８１１…を備えており、このアーム部８
１全体として５つのホルダ２０及び／又はウエハＷを一
括して保持できる。図８（ａ）は、ホルダ２０を保持し
ているアーム８１１を、平面方向からみた状態を示す。
図示のように、アーム部８１は、各アーム８１１上にホ
ルダ２０を載置した状態で保持する。

【００４４】各アーム８１１は、ホルダ２０を保持した
際に、全ての切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃをふさが
ないように形成されてなる。具体的には、各々のアーム
８１１は、平面視において、幅が切り欠き２０ｂ，２０
ｃ間の距離よりも短く、長さがホルダ２０の外径よりも
充分に長い短冊状を成しており、当該短冊の先端には、
切り欠き２０ａをふさがないように凹部８１１ａが形成
されている。

【００４５】図８（ｂ）は、アーム８１１の断面を示
す。同図に示す様に、アーム８１１には、上下２段の段
差８１１ｂ，８１１ｃが形成されている。下段の段差８
１１ｂは、ウエハＷが嵌まりうるように形成されてい
る。この段差８１１ｂは、アーム８１１がウエハＷのみ
を搬送する際に、搬送中にウエハＷがズレるのを防止す
る機能を果たす。この段差８１１ｂの部分にはテーパを
形成するのが好ましい。一方、上段の段差８１１ｃは、
ホルダ２０が嵌まりうるように形成されている。この段
差８１１ｃは、アーム８１１がホルダ２０を搬送する際
に、搬送中にホルダ２０がズレるのを防止する機能を果
たす。すなわち、各アーム８１１は、ウエハＷのみを保
持して搬送することもできるし、ウエハＷの載置された
ホルダ２０を保持して搬送することもできる。

【００４６】次に、ノッチアライナ９における支柱９４
のウエハ支持部９４ａと、ホルダ２０とについて詳細に
説明する。図９は、ノッチアライナ９におけるウエハ支
持部９４ａとホルダ２０との位置関係を示す。同図に示
す様に、ホルダ２０の切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
は、このホルダ２０と、３組のウエハ支持部９４ａ，９
４ａ，９４ａとが干渉しあわぬように配されている。ま
た、各ウエハ支持部９４ａの幅Ａは、切り欠き２０ａ，
２０ｂ，２０ｃの幅Ｂよりも小さい（Ａ＜Ｂ）。

【００４７】以下、基板処理装置１の動作について説明
する。先ず、人手或いは図示せぬ搬送装置などにより、
ポッドステージ３に所定枚数のウエハＷが格納されたポ
ッドＰをセットする。すると、カセットローダ４が、セ
ットされたポッドＰをポッド棚５にストックする。次い
で、カセットローダ４は、ポッド棚５にストックされて
いるポッドＰをポッドオープナ６にセットする。ポッド
オープナ６は、セットされたポッドＰの蓋を開ける。次
いで、検出器７は開蓋されたポッドＰに収容されている
ウエハＷの枚数を検知する。

【００４８】次いで、ウエハ移載機８は、検出器７の検
出結果に応じた枚数（ここでは５枚とする。）のウエハ
Ｗを、ポッドオープナ６にセットされているポッドＰか
ら一括して抜き取って、抜き取ったウエハＷをそれぞれ
ノッチアライナ９のターンテーブル９２…に移載する
（基板搬送工程）。尚、ウエハ移載機８によってポッド
Ｐから抜き取られた５枚のウエハＷはそれぞれアーム８
１１に形成された段差８１１ｂに嵌まるので、搬送及び
移載の際にウエハＷがズレることはない。

【００４９】次いで、ノッチアライナ９は、ウエハＷが
載置されたターンテーブル９２…を回転させながら、ノ
ッチセンサ９３によりノッチ位置を検出し、検出した情
報を基にターンテーブル９２を静止させて全てのウエハ
Ｗのノッチ位置を同じ位置に整列させる（基板位置合わ
せ工程）（図２（ａ）参照）。このとき、ノッチアライ
ナ９においてウエハ支持部９４ａ…は、ターンテーブル
９２の下方で待機している（図２（ａ）参照）。

【００５０】次いで、ノッチアライナ９の移載機構部が
上昇する。これにより、同じ高さに配された３組のウエ
ハ支持部９４ａ，９４ａ，９４ａによって、同一のウエ
ハＷがすくい上げられる。このとき、各ウエハＷは、３
組のウエハ支持部９４ａ…によって、その裏面端部を支
持されながら水平を保った状態で持ち上げられる（図２
（ｂ）参照）。

【００５１】一方、ウエハ移載機８は、ウエハＷのター
ンテーブル９２…への移載が完了し、ノッチ合わせが行
われている間、ボート１０から、それに予め載置されて
いたホルダ２０を５枚取り出して、ノッチアライナ９の
前で待機する（座板取り出し工程）。尚、ウエハ移載機
８によってボート１０から取得されたホルダ２０はそれ
ぞれアーム８１の段差８１１ｃに嵌まるので、移載或い
は搬送の際にホルダ２０がズレることはない。このよう
に、ホルダ２０の取得を基板位置合わせ工程と並行して
行うので、結果的にスループットを向上できる。

【００５２】次いで、ノッチアライナ９の前で待機して
いたウエハ移載機８は、ノッチ合わせが完了した後、支
持部９４ａ，９４ａ，９４ａによってすくい上げられた
ウエハＷとターンテーブル９２との間に、アーム部８１
と共にホルダ２０を挿入させる（図２（ｃ）参照）。

【００５３】この状態で、ノッチアライナ９の移載機構
部が下降する。これにより、支持部９４ａ…によってす
くい上げられていた各々のウエハＷが、それぞれホルダ
２０の上に移載される（基板載置工程）（図２（ｄ）参
照）。尚、各ホルダ２０には支持部９４ａ…を避けるよ
う切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃが配されているの
で、移載機構部が下降する際に、ホルダ２０と支持部９
４ａ…とがぶつかることはない。

【００５４】かくして、ウエハ移載機８は、アーム部８
１に保持している５枚のホルダ２０上にそれぞれノッチ
合わせされたウエハＷを取得する。次いで、ウエハ移載
機８は、取得したウエハＷをホルダ２０と共にボート１
０に移載する（座板搬送工程）。移載の際には、ホルダ
２０は、切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃがそれぞれ支
持部１０３ａ上に重なるように支持部１０３ａ上に載置
される。このとき、ボート１０において同じ高さに設け
られた３組の凸状部１０３ｂ…が、それぞれホルダ２０
の切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃに嵌まる。これによ
り、ホルダ２０の位置決めを確実に行える。また、凸状
部１０３ｂ…の各々は半球状に形成されているので、移
載の際に仮に凸状部１０３ｂ…と切り欠き２０ａ，２０
ｂ，２０ｃとに位置ズレがあったとしても、切り欠き２
０ａ，２０ｂ，２０ｃの縁が凸状部の球面に案内されな
がら、スムースに当該ズレが修正されて位置決めされ
る。

【００５５】このようにして、１バッチ分のウエハＷ
が、それぞれホルダ２０に載置された状態でボート１０
に移載されると、処理炉１２を閉塞していた図示せぬ炉
口ゲートバルブが開き、当該ボート１０が処理炉１２内
に挿入する。すると、ガスボックス１３により制御され
た処理ガスが、導入管１２４を経由して処理炉１２内に
導入され、各ウエハＷが例えば摂氏８００℃以上で成膜
又は熱処理される。尚、処理ガスとしては、例えば、Ｎ
₂（窒素）、Ａｒ（アルゴン）、Ｈ₂（水素）、若しくは
Ｏ₂（酸素）等が挙げられる。

【００５６】このとき、ボートの凸状部１０３ｂ…とホ
ルダ２０の切り欠き２０ａ，２０ｂ，２０ｃとが嵌まっ
ているので、熱処理中に、ボート１０においてホルダ２
０がズレることはない。また、ウエハＷはホルダ２０の
テーパ部２１にすわりよく載置されているので、ホルダ
２０に対してウエハＷがずれることもない。

【００５７】多ボート仕様の装置の場合は、ウエハＷの
熱処理中に、上記と同様にして、次に熱処理する未処理
ウエハＷをそれぞれ、ホルダ２０に載置して他のボート
１０にセットする動作が並行して行われる。

【００５８】ウエハＷの熱処理が終了すると、ボート１
０が処理炉１２からアンロードされ、炉口ゲートバルブ
が閉まる。処理済ウエハＷを搭載したボート１０は全て
のウエハＷが冷えるまで所定位置で待機する。多ボート
仕様の装置の場合は、処理済ウエハＷを搭載したボート
１０がアンロードされた後、未処理ウエハＷを搭載した
他のボート１０は処理炉１２にロードされ、同様にして
ウエハＷが熱処理される。このようにして連続的にバッ
チ処理が行われるのでスループットを向上できる。

【００５９】次いで、待機していたボート１０にてウエ
ハＷが所定温度にまで冷えると、ウエハ移載機８は当該
ボート１０から５枚のウエハＷをそれぞれホルダ２０と
共に取得して、ノッチアライナ９まで搬送する。そし
て、ノッチアライナ９にて、上記と逆の手順でホルダ２
０から熱処理されたウエハＷが取得される。すなわち、
ウエハ移載機８は、処理済みウエハＷの載置されたホル
ダ２０を、支持部９４ａ…の上方に配置させる（図２
（ｄ）参照）。この状態で、ノッチアライナ９の移載機
構部が上昇する。これにより、ホルダ２０上に載置され
ていた処理済みウエハＷが、それぞれ３組の支持部９４
ａ…によってすくい上げられる（図２（ｃ）参照）。

【００６０】次いで、ウエハ移載機８は、保持している
ホルダ２０を例えば空きのボート１０などのバッファ領
域に一旦搬送する。そして、再び支持部９４ａ…の下方
にアーム８１１を挿入させる。この状態で、支持部９４
ａ…が下降する。これにより、支持部９４ａ…によって
すくい上げられていた処理済みウエハＷがアーム８１１
に移載される。次いで、ウエハ移載機８は受け取ったウ
エハＷを、ポッドオープナ６にセットされている空のポ
ッドＰに格納する。処理済みウエハＷか格納されたポッ
ドＰは、ポッド搬送装置４によってポッド棚５やポッド
ステージ３に排出される。

【００６１】基板処理装置１によれは、次のような効果
が得られる。（１）ウエハＷをリング状のホルダ２０の上に載置した
状態で熱処理するので、ウエハＷにおいて熱の極端に違
う場所ができない。また、ウエハＷの自重がホルダ２０
に分散されるので、局所的に過重がかかる箇所がない。
従って、ウエハＷを比較的高温で熱処理しても、スリッ
プ或いは反りの発生が抑制される。これにより、製造す
る半導体デバイスの歩留まりを向上できると共に、その
品質を向上できる。

【００６２】（２）従来ホルダにウエハを載置するのに
必要であった爪などを用いずに、複数のホルダ２０に対
してウエハＷを一括して着脱できるので、ボート１０に
おけるウエハＷ（ホルダ２０）のピッチを小さくでき
る。従って、爪によりウエハを支持するタイプのホルダ
型のボートよりも多くのウエハＷを一度に搭載できるの
でスループットを向上できる。

【００６３】（３）ノッチアライナ９にて、ホルダ２０
に対するウエハＷの着脱を行うようにしたので、従来必
要であった着脱機構を別途配置する必要がなくなる。こ
れにより、コストダウンが図れると共に、フットプリン
トを低減できる。

【００６４】（４）年々配線の微細化および高性能化の
勢いが早まっており、それに伴いＳｉ基板へ要求される
品質等についても年々厳しくなっている。例えば基板表
面および表層部分の無欠陥化、十分な金属不純物の捕獲
能力など、このような特性を持つＳｉ基板は水素やアル
ゴン雰囲気でＳｉ基板を高温で処理することにより作成
できる。この処理を基板処理装置１を用いることによ
り、同時に多数の基板を処理することができるので、低
コストで高品質の基板を提供できるようになる。

【００６５】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明した。本発明はこれに限られない。例えば、ホルダ
２０にテーパ部２１を設ける場合には、その表面と内周
面との境部に必ずしもアールを形成しなくてもよい。

【００６６】また、ホルダ２０のサイズは、特に限定さ
れない。変形例として、ホルダ２０を、その外径がウエ
ハＷの外径よりも小さくなるようにしてもよい。この場
合、アームは図１０（ａ）に示すように構成するとよ
い。同図において符号１００は、変形例としてのアーム
を示す。このアーム１００にも上下２段の段差１００
ａ，１００ｂを形成するが、同図（ｂ）に示す様に、上
段の段差１００ａがウエハＷ´の搬送ズレ防止機能を発
揮し、下段の段差１００ｂがホルダ２０´の搬送ズレ防
止機能を発揮する。

【００６７】また、別の変形例として、ホルダ２０を、
その外径がウエハＷの外径と略等しくなるようにしても
よい。この場合、アームは図１１に示すように構成する
とよい。同図において符号１１０は、別の変形例として
のアームを示す。このアーム１１０には１段の段差１１
０ａを形成する。但し、段差１１０ａの高さは、同図
（ｂ）に示す様に、ウエハＷ´とホルダ２０´の厚みを
それぞれ足した高さとする。そして、この段差１１０ａ
が、ウエハＷ´の搬送ズレ防止機能とホルダ２０´の搬
送ズレ防止機能とを発揮する。

【００６８】また、ホルダ２０にはテーパ部２１を形成
しないこととしてもよい。すなわち、テーパ部２１の傾
斜角を０度としてもよい。図１２において、符号１２０
は、テーパを形成しない変形例としてのホルダを示す。
テーパ部を形成しない場合は、ホルダ１２０上のウエハ
Ｗのすわりが悪くなるので、同図（ａ）に示す様に、ウ
エハＷのズレを防止用の突起１２１を設けるとよい。こ
の突起１２１は、ホルダ１２０表面のウエハＷの周縁が
位置することとなる箇所に複数配置するとよい。また、
突起の高さは、ウエハＷの厚みと同程度とするのが好ま
しい。尚、このような突起はテーパ部２１を有するホル
ダ２０に設けてもよい。また、テーパ部２１を形成しな
い場合においても、図１２（ａ），（ｂ）に示すよう
に、ホルダ１２０の表面と内周面との境部にアールを形
成するのが好ましい。

【００６９】また、ボート１０の支持部１０３ａの凸状
部１０３ｂの形状は特に半球状に限定されない。変形例
をそれぞれ図１３（ａ）〜（ｆ）に示した。同図（ａ）
は凸状部を、直方体部１３０で構成したもので、支持部
１０３ａの上に、直方体部１３０が載っているような状
態で構成されている。同図（ｂ）は凸状部を、正面視略
３角形且つ平面視略矩形に形成された先細り部１３２で
構成したもので、先細り部１３２が支持部１０３ａに載
っているような状態で構成されている。同図（ｃ）は、
凸状部を、正面視において上底が下底よりも短い略台形
且つ平面視略矩形に形成された先細り部１３４で構成し
たもので、先細り部１３４が支持部１０３ａに載ってい
るような状態で構成されている。同図（ｄ）は、凸状部
を無くしたものであり、凸状部は無くても差し支えな
い。同図（ｅ）は、凸状部を、正面視半円形且つ平面視
矩形に形成された半円筒部１３７で構成したもので、半
円筒部１３７が支持部１０３ａに載っているような状態
で構成されている。同図（ｆ）は、凸状部を、先細り部
１３９で構成したもので、先細り部１３９が支持部１０
３ａに載っているような状態で構成されている。先細り
部１３９は、正面視略三角形且つ平面視矩形に形成され
ているが、その頂上部分に滑らかなアールが形成されて
いる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、基板を熱処理するに当
たってウエハの支持にホルダなどの座板を用いながら、
スループットの向上が図られる。また、本発明によれ
ば、ウエハの支持にホルダなどの座板を用いながら、ウ
エハ処理装置全体の大型化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態による基板処理装置を示す図であ
る。

【図２】ノッチアライナにて行われるホルダとウエハと
の着脱を説明する為の図である。

【図３】ウエハとを示す平面図である。

【図４】ボートを示す図であり、（ａ）はその断面概略
図を示し、（ｂ）はボートによってホルダが支持されて
いる様子を一部拡大して示す。

【図５】ホルダを示す図であり、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はその断面図、（ｃ）はテーパ部を一部拡大して
示した断面図である。

【図６】ボートの支持部を示す図であり、（ａ）は支持
部によってホルダが支持されている様子を示し、（ｂ）
は支持部の断面図を示し、（ｃ）は凸状部の形状を示
す。

【図７】熱処理炉を示す断面概略図である。

【図８】アームを示す図であり、（ａ）はその平面図、
（ｂ），（ｃ）はその断面図を示す。

【図９】ノッチアライナにおけるウエハ支持部とホルダ
との位置関係を示す図である。

【図１０】アームの変形例を示す図である。

【図１１】アームの別の変形例を示す図である。

【図１２】ホルダの変形例を示す図である。

【図１３】凸状部の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１基板処理装置９ノッチアライナ（基板位置合わせ装置）１０ボート（保持具）１２熱処理炉（処理室）２０ホルダ（座板）Ｗウエハ（基板）ｎノッチ

フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 CA02 FA01 FA05 FA09 FA11 FA12 GA03 GA05 GA38 GA40 HA02 HA05 HA07 HA12 HA42 HA59 HA62 HA64 JA01 JA02 JA15 JA19 JA23 JA35 JA45 KA03 KA14 KA20 LA15 MA30 PA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を熱処理する処理室と、基板のノッチ又はオリフラを揃える基板位置合わせ装置
と、前記処理室内で複数の前記基板をそれぞれ座板上に載置
した状態で保持する保持具と、前記基板または／および座板を、前記基板位置合わせ装
置または前記保持具に搬送する搬送装置と、を備える基
板処理装置であって、前記座板への前記基板の着脱が前記基板位置合わせ装置
にて行われ、この基板位置合わせ装置と前記保持具との間で、前記搬
送装置により前記基板が前記座板上に載置された状態で
移送されるようにしたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】基板を熱処理する処理室内で複数の前記基
板をそれぞれ座板上に載置した状態で保持する保持具を
用いた半導体装置の製造方法であって、前記基板を基板位置合わせ装置に搬送する基板搬送工程
と、前記基板位置合わせ装置にて前記基板のノッチ又はオリ
フラ合わせを行う基板位置合わせ工程と、前記基板位置合わせ工程と並行して前記座板を取り出す
座板取り出し工程と、前記基板位置合わせ工程の後、前記取り出した座板を、
前記基板位置合わせ装置にて支持されている前記基板の
下方へ挿入し、これら基板と座板との上下方向の相対移
動により前記基板を前記座板上に載置する基板載置工程
と、前記基板が載置された座板を前記保持具に搬送する座板
搬送工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。