JP2024044297A - 基板処理装置、基板処理方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

基板処理装置、基板処理方法、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】反応管内に収容可能な基板数を増加させること。【解決手段】実施形態の基板処理装置は、収容容器から取り出された複数の基板を、複数の基板の面と交差する第１の方向に並べて保持可能なボートと、ボートを収容して、複数の基板を処理可能な反応管と、複数の基板を搬送する第１及び第２のアームと、を備え、第１のアームは、１つの基板を、第１の方向と交差する第２の方向の両端部で保持し、収容容器と前記第２のアームとの間で前記１つの基板を搬送可能であり、第２のアームは、２つの基板を、第１及び第２の方向に交差する第３の方向において支持可能な第１の保持部を有し、第１のアームとボートとの間で２つの基板を搬送可能である。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置、基板処理方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の製造方法において、例えば縦型炉のような反応管内に複数の基板を上下方向に並べて収容し、所定層の形成処理等が行われる場合がある。半導体装置の生産性を向上させるためには、反応管内に収容可能な基板数を増加させることが望ましい。
特開２０１０－１５３４６７号公報 特開２０１４－０６７７９８号公報 特開２０１１－２０４９４５号公報
１つの実施形態は、反応管内に収容可能な基板数を増加させることができる基板処理装置、基板処理方法、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
実施形態の基板処理装置は、収容容器から取り出された複数の基板を、前記複数の基板の面と交差する第１の方向に並べて保持可能なボートと、前記ボートを収容して、前記複数の基板を処理可能な反応管と、前記複数の基板を搬送する第１及び第２のアームと、を備え、前記第１のアームは、１つの基板を、前記第１の方向と交差する第２の方向の両端部で保持し、前記収容容器と前記第２のアームとの間で前記１つの基板を搬送可能であり、前記第２のアームは、２つの基板を、前記第１及び第２の方向に交差する第３の方向において支持可能な第１の保持部を有し、前記第１のアームと前記ボートとの間で前記２つの基板を搬送可能である。
実施形態にかかる基板処理装置の構成の一例を示す模式図。 実施形態にかかる反応管の構成の一例を示す模式的な断面図。 実施形態にかかる搬送ロボットの構成の一例を示す模式図 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち１つ目の基板を収容容器から取り出す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち１つ目の基板を収容容器から取り出す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち１つ目の基板を、もう一方の搬送ロボット側へと搬送する動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち１つ目の基板を、もう一方の搬送ロボットへと受け渡す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち２つ目の基板を収容容器から取り出す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち２つ目の基板を、もう一方の搬送ロボットへと受け渡す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板をボート側へと搬送する動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板をボートに収容する動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板をボートから取り出す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板をボートから取り出す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板を、もう一方の搬送ロボット側へと搬送する動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち上側の基板を、もう一方の搬送ロボットへと受け渡す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち上側にあった基板を収容容器に収容する動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち下側の基板を、もう一方の搬送ロボットへと受け渡す動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる搬送ロボットが、対になる基板のうち下側にあった基板を収容容器に収容する動作の一例を示す模式図。 実施形態にかかる基板処理装置による基板の処理の手順の一例を示す断面図。 実施形態にかかる基板処理装置による基板の処理の手順の一例を示す断面図。 実施形態にかかる半導体装置の構成の一例を示す断面図。
以下に、本発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
（基板処理装置の構成例）
図１は、実施形態にかかる基板処理装置１の構成の一例を示す模式図である。図１（ａ）は基板処理装置１の側面透視図であり、図１（ｂ）は基板処理装置１の上面透視図である。
図１に示すように、実施形態の基板処理装置１は、反応管１０、搬送ロボット２０，３０、ボート５０、筐体６０、及び制御部１００を備える。反応管１０、搬送ロボット２０，３０、ボート５０、及び制御部１００は筐体６０内に設けられている。
筐体６０は、前面パネル６１、背面パネル６２、及び側面パネル６３等を備え、これらに囲われた内部空間を有して構成される。筐体６０の内部空間には、反応管１０、搬送ロボット２０，３０、ボート５０、及び制御部１００が設けられている。
ここで、本明細書では、基板処理装置１の前後方向をＸ方向とし、左右方向をＹ方向とし、上下方向をＺ方向と規定する。より詳細には、基板処理装置１の前方側を－Ｘ方向とし、後方側を＋Ｘ方向とする。また、基板処理装置１の前面に向かって右側を＋Ｙ方向とし、左側を－Ｙ方向とする。また、基板処理装置１の上方側を＋Ｚ方向とし、下方側を－Ｚ方向とする。これらのＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は互いに直交する。
筐体６０の前面部には、収容容器４０を配置することが可能な収容容器台６４が設けられている。収容容器台６４には、１つ以上の収容容器４０が載置可能であってよい。収容容器４０は、例えばウェハカセット、またはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等として構成されており、複数の基板の面を水平に保った状態で、これらの基板を上下方向に並べて収容することが可能である。
反応管１０は、上端部が閉塞し、下端部が開放された管状の容器であって、筐体６０内の後方側の上部に設けられている。反応管１０は、複数の基板が収容されたボート５０を収容可能に構成され、反応管１０の内部では、これらの基板に対して所定層の形成等の処理が行われる。反応管１０及び反応管１０に付随する各種構成の詳細については後述する。
ボート５０は、待機状態にあるときは、反応管１０の下方に配置されている。ボート５０は、複数の支柱で接続された円板状の押さえ部材を上下端に備えており、複数の基板の面を水平に保った状態で、これらの基板を上下方向に並べて収容可能に構成されている。ボート５０は、例えば複数の基板を収容した状態で、反応管１０の下方側から反応管１０に対して搬入出される。
搬送ロボット２０，３０は、筐体６０の前方側からこの順に設けられ、筐体６０前面の収容容器台６４に載置された収容容器４０と、筐体６０後方のボート５０との間で複数の基板を搬送する。
より具体的には、搬送ロボット２０は、基板を保持するアーム２１を備え、収容容器４０から基板を取り出して搬送ロボット３０に受け渡す。また、搬送ロボット２０は、搬送ロボット３０から受け渡された基板をアーム２１に保持し、収容容器４０へと収容する。
搬送ロボット３０は、基板を保持するアーム３１を備え、搬送ロボット２０から受け渡された基板をボート５０へと収容する。また、搬送ロボット３０は、ボート５０から基板を取り出して搬送ロボット２０に受け渡す。
収容容器台６４上の収容容器４０に対して基板Ｗの搬出入を行う搬送ロボット２０は、例えば筐体６０内の収容容器台６４寄り、つまり、－Ｘ方向寄りに位置している。ボート５０に対して基板Ｗの搬出入を行う搬送ロボット３０は、例えば筐体６０内のボート５０寄り、つまり、＋Ｘ方向寄りに位置している。
制御部１００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるコンピュータとして構成され、基板処理装置１の全体を制御する。
より具体的には、制御部１００は、例えば搬送ロボット２０，３０を制御して、基板処理装置１内において基板を搬送させる。また、制御部１００は、ボート５０を反応管１０に対してロードし、またはアンロードする。また、制御部１００は、反応管１０に付随する各部を制御して、反応管１０内において複数の基板の処理を実行させる。
制御部１００は、上述のように、例えば筐体６０内の所定位置に収容されている。また、制御部１００が、筐体６０の外部に設けられていてもよく、あるいは、基板処理装置１の他の構成から独立して、基板処理装置１から離れた場所に設置されていてもよい。この場合、制御部１００は、遠隔操作によって基板処理装置１の各部を制御することができる。
なお、筐体６０内における反応管１０、搬送ロボット２０，３０、ボート５０、及び制御部１００の配置位置は、図１に示す例に限られない。これらの反応管１０、搬送ロボット２０，３０、ボート５０、及び制御部１００の配置は、基板処理装置１の設計者等が任意に決定することができる。
（反応管の構成例）
次に、図２を用いて、基板処理装置１が備える反応管１０及び反応管１０に付随する各種構成について説明する。図２は、実施形態にかかる反応管１０の構成の一例を示す模式的な断面図である。図２に示すように、反応管１０は、例えばアウタチューブ１１及びインナチューブ１３を備える。
アウタチューブ１１は、例えば石英等から構成され、上下方向に延伸する円筒状の管である。アウタチューブ１１の上端は閉塞しており、下端は開放されている。アウタチューブ１１の開放された下方端は、基部１６の上に設置されており、アウタチューブ１１は、内部を気密に封止可能に構成される。アウタチューブ１１の下端部近傍には排気口１２が設けられている。
アウタチューブ１１の排気口１２には、バルブ８１及びポンプ８２が設けられている。バルブ８１は、ポンプ８２に対して上流側のアウタチューブ１１寄りに配置され、例えばバタフライバルブ等の開度が調整可能なバルブである。バルブ８１下流側のポンプ８２を駆動しつつバルブ８１の開度を調整することで、アウタチューブ１１内の雰囲気を排気して、アウタチューブ１１内の圧力を所望の圧力に調整可能である。
インナチューブ１３は、アウタチューブ１１の内部に配置される。インナチューブ１３は、例えば石英等から構成され、上下端が開放された円筒状の管である。インナチューブ１３の開放された下方端は基部１６の上に設置されている。インナチューブ１３は、成膜処理の対象である複数の基板Ｗ（Ｗｆ，Ｗｂ）を収容可能に構成される。複数の基板Ｗは、半導体装置の製造途中の基板であって、例えばそれまでの製造工程により、基板Ｗの表面には凹凸を有する所定のパターンが形成されている。
インナチューブ１３の内部には、例えば石英等から構成され、複数の基板Ｗを収容可能なボート５０が収容される。ボート５０には、複数の基板Ｗを、インナチューブ１３の延伸方向に沿って並列に収容することが可能である。複数の基板Ｗは、例えば裏面同士を重ね合わされた２つの基板Ｗｆ，Ｗｂを１組として、それぞれの組が所定の間隔を空けて上下方向に並んでボート５０に収容されている。
図中、基板Ｗｂは、表面を下方に、裏面を上方に向けて、ボート５０内に配置される基板Ｗを示している。基板Ｗｆは、表面を上方に、裏面を下方に向けて、対となる基板Ｗｆの裏面上に重ね合わされた基板Ｗを示している。
ボート５０は、上述のように、図示しない搬送系によってインナチューブ１３内に搬入され、基部１６に設置される図示しないモータ等によってインナチューブ１３内で回転可能に構成される。
インナチューブ１３の内部であって、アウタチューブ１１の上記の排気口１２と対向する位置にはノズル１４が配置される。ノズル１４は、インナチューブ１３の上方端から下方端に亘って延伸し、下端がＬ字状に屈折した形状を備える。ノズル１４のＬ字部分は、例えばインナチューブ１３下方の基部１６を介してガス供給管７１に接続されている。
ノズル１４は、ノズル１４の延伸方向に沿う側面に多数の孔１５を有する多孔ノズルとして構成される。ノズル１４の複数の孔４１のそれぞれは、ボート５０に収容される複数の基板Ｗ（Ｗｆ，Ｗｂ）のそれぞれの高さ位置に対応するよう配置されている。
ガス供給管７１の上流端は、基板Ｗを処理する処理ガスの供給源としてのガスシリンダ７０に接続され、ガス供給管７１の下流端は、上述のように、ノズル１４の下端部に接続されている。また、ガス供給管７１には、上流側から順に、マスフローコントローラ７２、及びバルブ７３が設けられている。
マスフローコントローラ７２は、ガスシリンダ７０から流れ出る処理ガスの流量を調整する。バルブ７３の開閉により、インナチューブ１３への処理ガスの供給が開始され、また、停止される。
処理ガスは、基板Ｗ上に形成される所定層の原料ガス等である。処理ガスが、ノズル１４の複数の孔１５を介して、インナチューブ１３内の基板Ｗに供給されることで、基板Ｗ上に所定層が形成される。基板Ｗ上に形成される所定層としては、例えばＳｉ層、ＳｉＯ２層、ＳｉＮ層等のシリコン系層、ＡｌＮ層、Ａｌ２Ｏ３層等の金属含有層が挙げられる。
このような所定層の形成には複数種類の処理ガスが用いられる場合がある。例えば、シリコン系層を形成するためには、Ｓｉの原料ガスであるシラン（ＳｉＨ４）ガス等が、酸化ガス、窒化ガス等と共に用いられる。また、ＡｌＮ層、Ａｌ２Ｏ３層等を形成するためには、Ａｌの原料ガスであるＴＭＡ（Ｔｒｉ－Ｍｅｔｈｙｌ－Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）ガス、及び窒化ガスとしてのＮ２ガス、または酸化ガスとしてのＯ２ガス等が用いられる。
したがって、基板処理装置１で使用され得る種々のガスごとに、上記のノズル１４、ガス供給管７１、マスフローコントローラ７２、及びバルブ７３の複数セットが基板処理装置１に備えられていてよい。
ノズル１４から基板Ｗ上に供給された処理ガスは、インナチューブ１３の側面であって、アウタチューブ１１の上記の排気口１２と同じ側に設けられた図示しないスリットからインナチューブ１３外に排出され、アウタチューブ１１の排気口１２を介して基板処理装置１外へと排気される。
アウタチューブ１１の外側には、アウタチューブ１１の側面外周を取り囲むように加熱部９０が配置されている。加熱部９０は例えばヒータ等であり、インナチューブ１３に収容された基板Ｗを所望の温度に加熱する。
制御部１００は、バルブ８１，７３、ポンプ８２、マスフローコントローラ７２、加熱部９０、図示しない搬送系、及びボート５０を回転させる図示しないモータ等を制御する。
より具体的には、制御部１００は、図示しない搬送系によって複数の基板Ｗを多段に積載したボート５０をインナチューブ１３内に収容させ、図示しないモータによってインナチューブ１３内のボート５０を回転させる。また、制御部１００は、加熱部９０を制御して、インナチューブ１３内の基板Ｗを所望の温度に加熱させる。
また、制御部１００は、マスフローコントローラ７２で流量制御しつつバルブ７３を開き、ノズル１４を介して処理ガスをインナチューブ１３内に供給させる。また、制御部１００は、ポンプ８２を駆動させつつバルブ８１の開度を調整して、アウタチューブ１１内の圧力を所望の圧力とする。
これにより、インナチューブ１３内に収容された複数の基板Ｗが所望の温度に加熱された状態で、複数の基板Ｗのそれぞれの表面に処理ガスが供給される。また、所望の温度に加熱された基板Ｗの表面に処理ガスが接触することで、処理ガスが熱化学反応によって分解される。また、処理ガスの分解により生成された所定層を構成する構成物が、１原子～数原子単位で基板Ｗの表面に堆積されていく。よって、複数の基板Ｗのそれぞれの表面に所定層が形成される。
以上のように、実施形態の基板処理装置１は、例えば所定層を成膜可能な縦型炉として構成され、より詳細には、例えば１原子～数原子ずつ所定層を形成していく原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて成膜を行うＡＬＤ装置として構成されている。
（搬送ロボットの構成例）
次に、図３を用いて、基板処理装置１が備える搬送ロボット２０，３０の構成例について説明する。
図３は、実施形態にかかる搬送ロボット２０，３０の構成の一例を示す模式図である。図３（ａ）は、搬送ロボット２０，３０の上面図であり、図３（ｂ）は搬送ロボット２０の側面図であり、図３（ｃ）は搬送ロボット３０の側面図である。
図３（ａ）（ｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１、基部２２、回転部２３、及び本体２４を備える。
搬送ロボット２０の本体２４は、例えば基板処理装置１の筐体６０の床面に設置される。例えば基板処理装置１の収容容器台６４に載置された収容容器４０の基板取り出し口に対して正対することができるよう、搬送ロボット２０の本体２４が、筐体６０の床面をＹ方向に移動可能に構成されていてもよい。また、搬送ロボット２０の本体２４が、収容容器台６４と搬送ロボット３０との間の筐体６０内を移動可能に構成されていてもよい。
回転部２３は、例えば本体２４上に設けられ、図示しないモータ等により、水平方向Ｄｈに回転可能に構成される。回転部２３を水平方向Ｄｈに回転させることで、基部２２を介して回転部２３に接続されるアーム２１の先端を水平方向Ｄｈに振ることができる。基部２２は、例えば回転部２３の側面に設けられ、図示しないモータ等により、アーム２１を上下方向Ｄｖに昇降可能に、かつ、軸回りＤｒに回転可能に支持する。
第１のアームとしてのアーム２１は、基部２２から水平に延び、図示しないモータ等により、アーム２１の延在方向Ｄｓに伸縮可能に構成されている。アーム２１の先端部片面には、保持部２５が設けられている。
保持部２５は、上面視で、アーム２１の延在方向Ｄｓに向かい合う１対の円弧状の形状を有している。また、これらの円弧状部分の内壁面は例えば内奥に窪んだ曲面状となっている。
また、これらの円弧状部分は、図示しないモータ等により、アーム２１の延在方向Ｄｓに開閉可能である。これらの円弧状部分が開いた状態では、これらの円弧状部分において互いに対向する最も近接した部分間の距離は、例えば基板Ｗの径よりも大きい。また、これらの円弧状部分が閉じた状態では、これらの円弧状部分の内壁面において互いに対向する最も窪んだ部分間の距離は、例えば基板Ｗの径と略等しい。
１対の円弧状部分が、上記のように閉じたり開いたりすることで、保持部２５は、アーム２１の延在方向Ｄｓに向かい合う基板Ｗの両端部を、曲面状の内壁面で挟んで保持することができ、また、保持した基板Ｗを解放することができる。
また、保持部２５で基板Ｗを保持した状態で、基部２２によってアーム２１を軸回りＤｒに回転させることで、アーム２１に保持された基板Ｗの表裏面を反転させることができる。
なお、保持部２５の内壁面が曲面状となっているため、保持部２５で基板Ｗを保持する際、保持部２５が基板Ｗの表面に接触することが抑制される。
図３（ａ）（ｃ）に示すように、搬送ロボット３０は、アーム３１、基部３２、回転部３３、及び本体３４を備える。
搬送ロボット３０の本体３４は、例えば基板処理装置１の筐体６０の床面に設置される。なお、搬送ロボット２０及びボート５０間での基板Ｗの搬送が可能なように、搬送ロボット３０の本体３４が、搬送ロボット２０とボート５０との間の筐体６０内を移動可能に構成されていてもよい。
回転部３３は、例えば本体３４上に設けられ、図示しないモータ等により、水平方向Ｄｈに回転可能に構成される。回転部３３を水平方向Ｄｈに回転させることで、基部３２を介して回転部３３に接続されるアーム３１の先端を水平方向Ｄｈに振ることができる。基部３２は、例えば回転部３３の側面に設けられ、図示しないモータ等により、アーム３１を上下方向Ｄｖに昇降可能に支持する。
第２のアームとしてのアーム３１は、基部３２から水平に延び、図示しないモータ等により、アーム３１の延在方向Ｄｓに伸縮可能に構成されている。アーム３１の先端部片面には、保持部３５～３７が設けられている。
第１の保持部としての保持部３７は、アーム３１の表面から落ち窪んだ段状の形状を有する。つまり、保持部３７は、アーム３１の表面からの深さが異なる段状部分を有する。アーム３１の表面から段状部分までの深さは、例えば基板Ｗの２つ分の厚さ以上である。保持部３７の段状部分は、アーム３１の延在方向Ｄｓに向かい合う１対の円弧状の形状を有している。これらの段状部分において互いに対向する部分間の距離は、例えば基板Ｗの径よりも小さい。
基板Ｗは、アーム３１の表面から窪んだ部分に落とし込まれ、保持部３７の段状部分に支持される。保持部３７は、これらの段状部分で支持することで基板Ｗを保持することができる。アーム３１の表面からの深さが例えば基板Ｗ２つ分の厚さ以上であるので、保持部３７には２つの基板Ｗを保持据えることが可能である。
なお、アーム３１の表面から保持部３７の段状部分までの内壁面は、下方へ向かって壁面が迫り出していくテーパ形状となっていることが好ましい。また、これらの壁面の下端部において互いに対向する部分間の距離は、例えば基板Ｗの径と略等しくなっていることが好ましい。
第２の保持部としての保持部３６は、上面視で、アーム３１の延在方向Ｄｓに向かい合う１対の円弧状の形状を有している。これらの円弧状部分は、アーム３１の表面から保持部３７へと落ち込む部分の縁に沿って設けられている。これらの円弧状部分の内壁面は例えば内奥に窪んだ曲面状となっている。
また、これらの円弧状部分は、図示しないモータ等により、アーム３１の延在方向Ｄｓに開閉可能である。これらの円弧状部分が開いた状態では、これらの円弧状部分において互いに対向する最も近接した部分間の距離は、例えば基板Ｗの径よりも大きい。また、これらの円弧状部分が閉じた状態では、これらの円弧状部分の内壁面において互いに対向する最も窪んだ部分間の距離は、例えば基板Ｗの径と略等しい。
１対の円弧状部分が、上記のように閉じたり開いたりすることで、保持部３６は、アーム３１の延在方向Ｄｓに向かい合う基板Ｗの両端部を曲面状の内壁面で掴んで保持することができ、また、保持した基板Ｗを解放することができる。
なお、保持部３６の内壁面が曲面状となっているため、保持部３６で基板Ｗを保持する際、保持部３６が基板Ｗの表面に接触することが抑制される。
第３の保持部としての保持部３５は、保持部３６の上面に設けられ、上面視で、アーム３１の延在方向Ｄｓに向かい合う１対の円弧状の形状を有している。これらの円弧状部分の内壁面は例えば内奥に窪んだ曲面状となっている。
また、これらの円弧状部分は、図示しないモータ等により、アーム３１の延在方向Ｄｓに開閉可能である。これらの円弧状部分が開いた状態では、これらの円弧状部分において互いに対向する最も近接した部分間の距離は、例えば基板Ｗの径よりも大きい。また、これらの円弧状部分が閉じた状態では、これらの円弧状部分の内壁面において互いに対向する最も窪んだ部分間の距離は、例えば基板Ｗの径と略等しい。
１対の円弧状部分が、上記のように閉じたり開いたりすることで、保持部３５は、アーム３１の延在方向Ｄｓに向かい合う基板Ｗの両端部を曲面状の内壁面で掴んで保持することができ、また、保持した基板Ｗを解放することができる。
なお、保持部３５の内壁面が曲面状となっているため、保持部３５で基板Ｗを保持する際、保持部３５が基板Ｗの表面に接触することが抑制される。
保持部３５，３６は、個々に独立して開閉可能である。これにより、保持部３５，３６は、個々に独立して基板Ｗを保持し、また、保持した基板Ｗを解放することができる。
上述の制御部１００（図１参照）は、これらの搬送ロボット２０，３０を制御して、収容容器台６４に載置された収容容器４０とボート５０との間で基板Ｗを搬送させる。より具体的には、制御部１００は、搬送ロボット２０，３０が備える図示しない各種モータ等を制御して、これらの搬送ロボット２０，３０の回転部２３，３３を水平方向Ｄｈに回転させ、基部２２によってアーム２１を軸回りＤｒに回転させ、基部２２，３２によってアーム２１，３１を上下方向Ｄｖに昇降させ、アーム２１，３１を延在方向Ｄｓに伸縮させる。
（搬送ロボットのロード動作例）
次に、図４～図１１を用いて、基板処理装置１が備える搬送ロボット２０，３０が、収容容器４０からボート５０へと基板Ｗを搬入する動作、つまり、搬送ロボット２０，３０による基板Ｗのロード動作の例について説明する。
図４及び図５は、実施形態にかかる搬送ロボット２０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち１つ目の基板Ｗｂを収容容器４０から取り出す動作の一例を示す模式図である。
なお、図４（Ａ）及び図５（Ａ）は、収容容器４０及び搬送ロボット２０の上面図である。図４（Ｂａ）（Ｃａ）及び図５（Ｂａ）（Ｃａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た収容容器４０の正面図である。
図４（Ｂｂ）（Ｃｂ）及び図５（Ｂｂ）（Ｃｂ）は、＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に向かって見た収容容器４０及び搬送ロボット２０の側面図である。ただし、図４（Ｂｂ）（Ｃｂ）及び図５（Ｂｂ）（Ｃｂ）において、収容容器４０は透視図面として示されている。
図４に示すように、収容容器４０は、内部に複数の基板Ｗを収容する空間を含み、概ね直方体の形状を有して構成される。基板処理装置１の収容容器台６４に載置された状態で、収容容器４０のＹ方向の両側面の内壁には、上下方向に等間隔で並ぶ複数の棚４１が設けられている。Ｙ方向の両側面において、複数の棚４１のそれぞれは、Ｙ方向に対応する棚４１と同じ高さ位置に設けられている。
複数の基板Ｗは、収容容器４０両側面の１対の棚４１にＹ方向の両端部裏面をそれぞれ支持され表面を上方に向けた状態で、互いに所定の間隔を空けて上下方向に並んで収容容器４０に収容されている。つまり、Ｙ方向に並ぶ１対の棚４１の上には１つの基板Ｗが保持されている。なお、図４の例によらず、１つの収容容器４０内には、例えば十数～数十の基板Ｗが収容可能である。
図４（Ａ）（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、例えば収縮させていたアーム２１を延伸させ、アーム２１の先端部分を収容容器４０の上下方向に隣接する基板Ｗ間に挿入する。
図４（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、Ｘ方向に向かい合う保持部２５を閉じて、上下方向に隣接する基板Ｗのうち上側の基板Ｗを保持する。
また、搬送ロボット２０は、基部２２によってアーム２１を上昇させ、保持した基板Ｗを上方に押し上げる。これにより、基板Ｗは、それまでその基板Ｗを支持していた、収容容器４０の棚４１から浮いた状態となる。
図５（Ａ）（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１を収縮させて、アーム２１の先端部分を収容容器４０から引き抜く。これにより、アーム２１の保持部２５に保持された基板Ｗが、収容容器４０から取り出される。
これが、ボート５０上で上下に重ね合わされる１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、第１の基板としての１つ目の基板Ｗｂとなる。１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち１つ目の基板Ｗｂを収容容器４０から取り出すときは、上記のように、基板Ｗｂの裏面側から基板Ｗｂを保持して収容容器４０から取り出す。
なお、収容容器４０に収容される複数の基板Ｗは、同様の製造工程を受けて同様の製造段階にあり、互いに差異はない。このため、複数の基板Ｗのうち、任意の基板Ｗが、搬送順序等に応じて、１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのいずれにもなり得る。
また、説明の便宜上、図４及び図５の例では、収容容器４０内で上下方向に並ぶ複数の基板Ｗの中から１つの基板Ｗを取り出している。しかし、収容容器４０内の全ての基板Ｗをロードする場合には、収容容器４０内に収容された基板Ｗを、例えば収容容器４０内の最下部から最上部へと順に搬送していくのが一般的である。
図５（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、基部２２によってアーム２１を軸回りに回転させる。これにより、アーム２１に保持された基板Ｗｂが反転され、裏面が上方を向き、表面が下方を向いた状態となる。
なお、アーム２１を軸回りの回転は時計回りでも反時計回りでもよい。また、基板Ｗｂの表裏面の反転は、基板Ｗｂを収容容器４０から取り出した後、後述する搬送ロボット３０への受け渡しまでの間のいずれのタイミングで行ってもよい。
次に、図６及び図７を用いて、搬送ロボット２０から搬送ロボット３０へと基板Ｗｂを受け渡す動作例について説明する。
図６は、実施形態にかかる搬送ロボット２０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち１つ目の基板Ｗｂを、もう一方の搬送ロボット３０側へと搬送する動作の一例を示す模式図である。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、搬送ロボット２０，３０の上面図である。
図６（ａ）に示すように、搬送ロボット３０は、例えばアーム３１を収縮させた状態で、搬送ロボット２０の後方、つまり、＋Ｘ方向側に待機している。
搬送ロボット２０は、回転部２３を水平方向に回転させて、収容容器台６４側に向けていたアーム２１を搬送ロボット３０側へと向ける。つまり、－Ｘ方向に向いていたアーム２１の先端部分が、１８０°回転して＋Ｘ方向に向くこととなる。なお、回転部２３及びアーム２１の回転方向は右回りでも左回りでもよい。
図６（ｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１を＋Ｘ方向へ延伸させる。これにより、アーム２１の先端部分が搬送ロボット３０のアーム３１の先端部分の上方に差し伸べられる。
搬送ロボット２０から搬送ロボット３０への基板Ｗの受け渡しを行う場合には、上記のように、搬送ロボット２０のアーム２１の延在方向と、搬送ロボット３０のアーム３１の延在方向とが交差するよう、それぞれのアーム２１，３１位置を制御する。
図７は、実施形態にかかる搬送ロボット２０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち１つ目の基板Ｗｂを、もう一方の搬送ロボット３０へと受け渡す動作の一例を示す模式図である。
なお、図７（Ａａ）及び図７（Ｂａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た搬送ロボット３０の側面図である。図７（Ａｂ）及び図７（Ｂｂ）は、搬送ロボット３０のアーム３１の上方にかざされた、搬送ロボット２０のアーム２１の上面図である。ただし、図７において、アーム２１の一部は透視図面として示されている。
図７（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０のアーム３１の上方には、搬送ロボット２０のアーム２１の先端部が位置している。アーム２１の先端部下面側には基板Ｗｂが保持されている。基板Ｗｂは、表面を下方のアーム３１側に向け、Ｘ方向両端部をアーム２１の保持部２５に挟まれた状態である。
このとき、搬送ロボット３０は、アーム３１に設けられ、Ｙ方向に向かい合う保持部３５，３６を開いておく。これにより、アーム３１の保持部３７を構成し、Ｙ方向に向かい合う段状部分の上面が、アーム３１上方に位置する基板Ｗｂの表面と対向することとなる。
図７（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１のＸ方向に向かい合う保持部２５を開く。これにより、保持部２５に保持されていた基板Ｗｂが解放され、搬送ロボット３０のアーム３１表面から窪んだ部分に落とし込まれる。アーム３１の窪みに落とし込まれた基板Ｗｂは、Ｙ方向両端部を保持部３７の段状部分に支持されることにより、搬送ロボット３０のアーム３１に表面を下方に向けて保持される。
このとき、下方側を向いた基板Ｗｂの表面端部は、保持部３７の段状部分に触れることとなる。しかし、基板Ｗｂの端部には、半導体装置の素子部分とはならない無効領域が所定幅でリング状に存在している。このため、基板Ｗｂの表面端部が保持部３７の段状部分に接触しても、パーティクル及びコンタミネーション等の半導体装置への影響が抑制される。
換言すれば、基板Ｗｂの素子部分等の有効領域が保持部３７の段状部分に接触することのないよう、保持部３７のサイズ、及びＹ方向に向かい合う保持部３７の距離が適正に調整されている。
また、保持部３７の内壁面が、上述のように、例えばテーパ形状を有していることにより、保持部３７の段状部分の適正位置に基板Ｗを落とし込むことができる。よって、保持部３５，３６等のように基板Ｗを挟み込む機構を有さない保持部３７であっても、より確実に基板Ｗを保持することができる。
なお、搬送ロボット２０から搬送ロボット３０への基板Ｗの受け渡しを行う場合には、上述のように、搬送ロボット２０，３０のそれぞれのアーム２１，３１の延在方向を互いに交差させる。
これにより、搬送ロボット２０，３０のそれぞれの保持部２５，３７もまた、互いに交差する方向の端部で基板Ｗｂを保持することとなる。つまり、１つ目の基板Ｗｂの受け渡しの際、基板処理装置１の前後左右の方向を基準として、基板Ｗｂは、Ｘ方向両端部を搬送ロボット２０の保持部２５に保持され、Ｙ方向両端部を搬送ロボット３０の保持部３７に保持される。これにより、搬送ロボット２０，３０間での基板Ｗｂの受け渡しを行うことができる。
この後、搬送ロボット２０は、２つ目の基板Ｗｆを収容容器４０から取り出すため、アーム２１に基板Ｗを保持していない状態で、上述の図６の動作を逆向きに行う。すなわち、搬送ロボット２０は、搬送ロボット３０のアーム３１上にかざしていたアーム２１を収縮し、＋Ｘ方向を向いていたアーム２１を回転部２３によって１８０°回転させて－Ｘ方向に向ける。
図８は、実施形態にかかる搬送ロボット２０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち２つ目の基板Ｗｆを収容容器４０から取り出す動作の一例を示す模式図である。
なお、図８（Ａａ）（Ｂａ）（Ｃａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た収容容器４０の正面図である。また、図８（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）は、＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に向かって見た収容容器４０及び搬送ロボット２０の側面図である。ただし、図８（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）において、収容容器４０は透視図面として示されている。
図８（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、例えば収縮させていたアーム２１を延伸させ、アーム２１の先端部分を収容容器４０の上下方向に隣接する基板Ｗ間に挿入する。このとき、保持部２５が設けられたアーム２１の片面は下方を向いている。
図８（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、Ｘ方向に向かい合う保持部２５を閉じて、上下方向に隣接する基板Ｗのうち下側の基板Ｗを保持する。
また、搬送ロボット２０は、基部２２によってアーム２１を上昇させ、保持した基板Ｗを上方に吊り上げる。これにより、基板Ｗは、その基板Ｗをそれまで支持していた、収容容器４０の棚４１から浮いた状態となる。
図８（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１を収縮させて、アーム２１の先端部分を収容容器４０から引き抜く。これにより、アーム２１の保持部２５に保持された基板Ｗが、収容容器４０から取り出される。
これが、ボート５０上で上下に重ね合わされる１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、第２の基板としての２つ目の基板Ｗｆとなる。１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち２つ目の基板Ｗｆを収容容器４０から取り出すときは、上記のように、基板Ｗｆの表面側から基板Ｗｆを保持して収容容器４０から取り出す。
これにより、２つ目の基板Ｗｆは、上方のアーム２１側に表面を向けた状態でアーム２１に保持されることとなる。この後、図６に示す動作と同様の動作により、搬送ロボット２０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、２つ目の基板Ｗｆを搬送ロボット３０側へと搬送する。
図９は、実施形態にかかる搬送ロボット２０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち２つ目の基板Ｗｆを、もう一方の搬送ロボット３０へと受け渡す動作の一例を示す模式図である。
なお、図９（Ａａ）及び図９（Ｂａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た搬送ロボット３０の側面図である。図９（Ａｂ）及び図９（Ｂｂ）は、搬送ロボット３０のアーム３１の上方にかざされた、搬送ロボット２０のアーム２１の上面図である。ただし、図９において、アーム２１の一部は透視図面として示されている。
図９（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０のアーム３１の上方には、搬送ロボット２０のアーム２１の先端部が位置している。アーム２１の先端部下面側には基板Ｗｆが保持されている。基板Ｗｆは、裏面を下方のアーム３１側に向け、Ｘ方向両端部をアーム２１の保持部２５に挟まれた状態である。
このときも、Ｙ方向に向かい合う保持部３５，３６は開いた状態となっており、Ｙ方向に向かい合う保持部３７の段状部分の上面が、アーム３１上方に位置する基板Ｗｆの裏面と、保持部３７に保持された基板Ｗｂを介して対向している。
図９（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１のＸ方向に向かい合う保持部２５を開いて基板Ｗｆを解放する。これにより、基板Ｗｆが、搬送ロボット３０のアーム３１表面から窪んだ部分に落とし込まれ、アーム３１の保持部３７に保持された１つ目の基板Ｗｂの裏面に重ね合わされる。つまり、２つ目の基板Ｗｆは、表面を上方に向け、かつ、裏面同士を向かい合わせて基板Ｗｂ上に積み重ねられた状態でアーム３１に保持される。
このように、基板Ｗｆ，Ｗｂは、裏面同士を向かい合わせて上下に積み重ねられる。このため、半導体装置の素子部分が形成される基板Ｗｆ，Ｗｂの表面が、互いに接触したり、アーム３１に接触したりすることがなく、パーティクル及びコンタミネーション等の半導体装置への影響が抑制される。
また、保持部３７の内壁面が、上述のように円弧状に形成されていることにより、基板Ｗｂ上に落とし込まれた基板Ｗｆが横滑りしてしまうことが抑制されて、より確実に保持部３７に保持される。
なお、２つ目の基板Ｗｆの受け渡しを行う際にも、基板処理装置１の前後左右の方向を基準として、基板Ｗｆは、Ｘ方向両端部を搬送ロボット２０の保持部２５に保持され、Ｙ方向両端部を搬送ロボット３０の保持部３５に保持される。これにより、搬送ロボット２０，３０間での基板Ｗｆの受け渡しを行うことができる。
次に、図１０及び図１１を用いて、搬送ロボット３０からボート５０へと基板Ｗｆ，Ｗｂを収容する動作例について説明する。
図１０は、実施形態にかかる搬送ロボット３０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂをボート５０側へと搬送する動作の一例を示す模式図である。なお、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、搬送ロボット３０及びボート５０の上面図である。
図１０（ａ）に示すように、搬送ロボット３０は、回転部３３を水平方向に回転させて、搬送ロボット２０からの基板Ｗｆ，Ｗｂの受け渡し位置に向けていたアーム３１をボート５０側へと向ける。つまり、－Ｙ方向に向いていたアーム３１の先端部分が、９０°回転して＋Ｘ方向に向くこととなる。
図１０（ｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、アーム３１を＋Ｘ方向へ延伸させる。これにより、アーム３１の先端部分がボート５０内に挿入される。
図１１は、実施形態にかかる搬送ロボット３０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂをボート５０に収容する動作の一例を示す模式図である。
なお、図１１（Ａａ）（Ｂａ）（Ｃａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１後方に向かって見たボート５０の正面図である。図１１（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）は、－Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に向かって見たボート５０及び搬送ロボット３０の側面図である。ただし、図１１（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）において、ボート５０は透視図面として示されている。
上述のように、ボート５０は、３つ～４つ等の複数の支柱で接続された円板状の押さえ部材を上下端に備えている。図１１においては、ボート５０の複数の支柱のうち、Ｙ方向に並ぶ２つの支柱５１ａ，５１ｂを示す。
図１１に示すように、支柱５１ａ，５１ｂを含む複数の支柱には、上下方向に等間隔で並ぶ複数の爪部５２が設けられている。爪部５２は、例えば円柱状の支柱の側面に等間隔で溝を設けることにより形成される。Ｙ方向に並ぶ支柱５１ａ，５１ｂにおいて、複数の爪部５２のそれぞれは、Ｙ方向に対応する爪部５２と同じ高さ位置に設けられている。
複数の基板Ｗは、上下方向に積層される基板Ｗｆ，Ｗｂを１組として、支柱５１ａ，５１ｂ側面の１対の爪部５２にＹ方向の両端部をそれぞれ支持された状態で、互いに所定の間隔を空けて上下方向に並んでボート５０に収容される。つまり、表面を下方に向けた基板Ｗｂの裏面上に基板Ｗｆが表面を上方に向けて重ね合わされることで、Ｙ方向に並ぶ１対の爪部５２の上には、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂが保持される。
図１１（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０のアーム３１は、図１０の動作によって、先端部分をボート５０内に挿入した状態である。２つの基板Ｗｆ，Ｗｂを保持したアーム３１の先端部分は、ボート５０内の１対の爪部５２のやや上方に位置している。つまり、搬送ロボット３０は、基板Ｗｆ，Ｗｂを支持させる予定の１対の爪部５２上方にアーム３１を挿入する。
図１１（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、基部３２によってアーム３１を下降させる。これにより、基板Ｗｆ，ＷｂのＹ方向両端部が１対の爪部５２に支持され、アーム３１の保持部３７から浮いた状態となる。
図１１（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、アーム３１を収縮させる。これにより、アーム３１がボート５０から引き抜かれ、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂがボート５０の所定位置に収容される。
なお、説明の便宜上、図１１の例では、ボート５０内の上下方向に並ぶ空きスロット、つまり、基板Ｗを支持していない棚４１の中から１対の棚４１に基板Ｗｆ，Ｗｂを収容している。しかし、ボート５０内に複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂを収容する際には、搬送ロボット２０から順次受け渡される基板Ｗを、例えばボート５０内の最上部から最下部へと順に搬送していくのが一般的である。
以上により、搬送ロボット２０，３０による１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのロード動作が終了する。
この後、搬送ロボット２０，３０は、上記のロード動作を繰り返し、ボート５０内に複数の基板Ｗを収容する。反応管１０内で基板処理を行うにあたり、ボート５０には、収容可能な最大数の基板Ｗがロードされることが好ましい。ボート５０に最大数の基板Ｗがロードされた状態では、例えばボート５０に設けられた複数の爪部５２の全てに１組の基板Ｗｆ，Ｗｂが支持されている。
なお、１つの収容容器４０に収容される基板Ｗを１ロットとして、ボート５０には、例えば数ロット分の基板Ｗが収容可能である。したがって、上述の図１のように、基板処理装置１の収容容器台６４に複数の収容容器４０を載置可能な構成とし、これらの収容容器４０から連続的に、所望数の基板Ｗをボート５０にロードするようにしてもよい。
（搬送ロボットのアンロード動作例）
次に、図１２～図１８を用いて、基板処理装置１が備える搬送ロボット２０，３０が、ボート５０から収容容器４０へと基板Ｗを搬出する動作、つまり、搬送ロボット２０，３０による基板Ｗのアンロード動作の例について説明する。
図１２及び図１３は、実施形態にかかる搬送ロボット３０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂをボート５０から取り出す動作の一例を示す模式図である。
なお、図１２（Ａａ）（Ｂａ）（Ｃａ）及び図１３（Ａａ）（Ｂａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１後方に向かって見たボート５０の正面図である。図１２（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）及び図１３（Ａｂ）（Ｂｂ）は、－Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に向かって見たボート５０及び搬送ロボット３０の側面図である。ただし、図１２（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）及び図１３（Ａｂ）（Ｂｂ）において、ボート５０は透視図面として示されている。
図１２（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、例えば収縮させていたアーム３１を延伸させ、アーム３１の先端部分をボート５０の上下方向に隣接する２組の基板Ｗｆ，Ｗｂ間に挿入する。このとき、アーム３１の保持部３５，３６はいずれも開いた状態とする。
図１２（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、基部３２によってアーム３１を上昇させる。これにより、アーム３１の保持部３５，３６のうち上側の保持部３５の下端部が、搬送対象の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、上側の基板Ｗｆの下面の高さと略同じ高さに配置される。
図１２（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、Ｘ方向に向かい合う保持部３５を閉じる。これにより、上下に重ね合わされた基板Ｗｆ，Ｗｂの間に保持部３５の下端部が挿入され、上側の基板Ｗｆが下側の基板Ｗｂから浮いた状態となり、更に保持部３５によって保持される。このとき、保持部３５の下端部が基板Ｗｆ，Ｗｂの裏面と接触するが、半導体装置の素子が形成されるのは基板Ｗｆ，Ｗｂ表面であるため問題はない。
また、搬送ロボット３０は、基部３２によってアーム３１を更に上昇させる。これにより、アーム３１の保持部３５，３６のうち下側の保持部３６の下端部が、１対の爪部５２上に残った下側の基板Ｗｂの高さと略同じ高さに配置される。
図１３（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、Ｘ方向に向かい合う保持部３６を閉じ、１対の爪部５２上の基板Ｗｂを保持する。また、搬送ロボット３０は、基部３２によってアーム３１を更に上昇させる。これにより、１対の爪部５２に支持されていた基板Ｗｂがこれらの爪部５２から浮いた状態となる。
図１３（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット３０はアーム３１を収縮させる。これにより、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂを上下の保持部３５，３６でそれぞれ保持した状態で、アーム３１がボート５０から引き抜かれ、１対の基板Ｗｆ，Ｗｂがボート５０から取り出される。
上下に並ぶ保持部３５，３６によってそれぞれ保持されることで、基板Ｗｆと基板Ｗｂとは所定の間隔を空けて、搬送ロボット３０のアーム３１上に保持される。
なお、説明の便宜上、図１２及び図１３の例では、ボート５０内で上下方向に並ぶ複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂの中から１組の基板Ｗｆ，Ｗｂを取り出している。しかし、ボート５０内の全ての基板Ｗをアンロードする場合には、ボート５０内に収容された基板Ｗを、例えばボート５０内の最下部から最上部へと順に搬送していくのが一般的である。
次に、図１４及び図１５を用いて、搬送ロボット３０から搬送ロボット２０へと上側の基板Ｗｆを受け渡す動作例について説明する。
図１４は、実施形態にかかる搬送ロボット３０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂを、もう一方の搬送ロボット２０側へと搬送する動作の一例を示す模式図である。なお、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、搬送ロボット２０，３０の上面図である。
図１４（ａ）に示すように、搬送ロボット２０は、例えばアーム２１を収縮させた状態で、搬送ロボット３０の前方、つまり、－Ｘ方向側に待機している。
搬送ロボット３０は、回転部３３を水平方向に回転させて、ボート５０側に向けていたアーム３１を搬送ロボット２０側へと向ける。つまり、＋Ｘ方向に向いていたアーム３１の先端部分が、９０°回転して－Ｙ方向に向くこととなる。
図１４（ｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１を＋Ｘ方向へ延伸させる。これにより、アーム２１の先端部分が搬送ロボット３０のアーム３１の先端部分の上方に差し伸べられる。
搬送ロボット３０から搬送ロボット２０への基板Ｗの受け渡しを行う場合には、上記のように、搬送ロボット２０のアーム２１の延在方向と、搬送ロボット３０のアーム３１の延在方向とが交差するよう、それぞれのアーム２１，３１位置を制御する。
図１５は、実施形態にかかる搬送ロボット３０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち上側の基板Ｗｆを、もう一方の搬送ロボット２０へと受け渡す動作の一例を示す模式図である。
なお、図１５（Ａａ）及び図１５（Ｂａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た搬送ロボット３０の側面図である。図１５（Ａｂ）及び図１５（Ｂｂ）は、搬送ロボット３０のアーム３１の上方にかざされた、搬送ロボット２０のアーム２１の上面図である。ただし、図１５において、アーム２１の一部は透視図面として示されている。
図１５（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、搬送ロボット３０のアーム３１上方に位置するアーム２１を下降させる。これにより、アーム３１の上下の保持部３５，３６でそれぞれ保持された２つの基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、上側の基板Ｗｆの高さ位置に、搬送ロボット２０のアーム２１が有する保持部２５が位置することとなる。
図１５（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１のＸ方向に向かい合う保持部２５を閉じて、搬送ロボット３０の保持部３５で保持された基板ＷｆのＸ方向の両端部を掴む。また、搬送ロボット３０は、アーム３１のＹ方向に向かい合う保持部３５を開いて基板Ｗｆを解放する。
当初、基板Ｗｆ，Ｗｂは、上下に並ぶ保持部３５，３６にそれぞれ保持されて、上述のように所定の間隔を空けて、搬送ロボット３０のアーム３１上に保持されている。このため、搬送ロボット２０は、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂのうち上側の基板Ｗｆのみを、アーム２１の保持部２５で掴むことができる。
また、搬送ロボット２０が、１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち上側の基板Ｗｆを受け取るときは、上記のように、表面側から基板Ｗｆを保持して搬送ロボット３０から基板Ｗｆを受け取る。これにより、搬送ロボット３０のアーム３１に保持されていた基板Ｗｆが、表面を上方のアーム２１側に向けて、搬送ロボット２０のアーム２１に保持される。
なお、搬送ロボット３０から搬送ロボット２０への基板Ｗｆの受け渡しを行う場合にも、基板処理装置１の前後左右の方向を基準として、基板Ｗｆは、Ｘ方向両端部を搬送ロボット２０の保持部２５に保持され、Ｙ方向両端部を搬送ロボット３０の保持部３５に保持される。これにより、搬送ロボット２０，３０間での基板Ｗｆの受け渡しを行うことができる。
この後、搬送ロボット２０は、１つ目の基板Ｗｆを収容容器４０に収容するため、アーム２１に基板Ｗｆを保持した状態で、上述の図６の動作を逆向きに行う。すなわち、搬送ロボット２０は、搬送ロボット３０のアーム３１上にかざしていたアーム２１を収縮し、＋Ｘ方向を向いていたアーム２１を、回転部２３によって１８０°回転させて－Ｘ方向に向ける。
図１６は、実施形態にかかる搬送ロボット２０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち上側にあった基板Ｗｆを収容容器４０に収容する動作の一例を示す模式図である。
なお、図１６（Ａａ）（Ｂａ）（Ｃａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た収容容器４０の正面図である。また、図１６（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）は、＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に向かって見た収容容器４０及び搬送ロボット２０の側面図である。ただし、図１６（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）において、収容容器４０は透視図面として示されている。
図１６（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１を－Ｘ方向へ延伸させ、アーム２１の先端部分を収容容器４０内に挿入する。これにより、アーム２１の先端部分は、収容容器４０内の１対の棚４１のやや上方に挿入される。つまり、搬送ロボット２０は、基板Ｗｆを支持させる予定の１対の棚４１の上方にアーム２１を挿入する。
図１６（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１のＸ方向に向かい合う保持部２５を開いて基板Ｗｆを解放する。これにより、基板Ｗｆは収容容器４０の１対の棚４１上に保持されることとなる。
図１６（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、基部２２によってアーム２１を上昇させて、保持部２５が１対の棚４１に保持された基板Ｗｆよりも高い位置になるよう調整した後、アーム２１を収縮させてアーム２１の先端部分を収容容器４０から引き抜く。これにより、基板Ｗｆが収容容器４０内に収容される。
なお、説明の便宜上、図１６の例では、収容容器４０内に収容済みの上下方向の基板Ｗの間に基板Ｗｆを収容している。しかし、収容容器４０内の全ての基板Ｗをロードし、それらの全ての基板Ｗを再びアンロードする場合には、ボート５０から順次回収される基板Ｗを、例えば収容容器４０内の最上部から最下部へと順に搬送していくのが一般的である。
この後、搬送ロボット２０は、もう一方の基板Ｗｂを搬送ロボット３０から受け取るため、アーム２１に基板Ｗを保持していない状態で、上述の図６の動作と同様の動作を行う。すなわち、搬送ロボット２０は、回転部２３によって、－Ｘ方向を向いていたアーム２１を１８０°回転させて＋Ｘ方向に向け、また、アーム２１を延伸させて搬送ロボット３０のアーム３１上にかざす。
図１７は、実施形態にかかる搬送ロボット３０が、対になる基板Ｗｆ，Ｗｂのうち下側の基板Ｗｂを、もう一方の搬送ロボット２０へと受け渡す動作の一例を示す模式図である。
なお、図１７（Ａａ）及び図１７（Ｂａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た搬送ロボット３０の側面図である。図１７（Ａｂ）及び図１７（Ｂｂ）は、搬送ロボット３０のアーム３１の上方にかざされた、搬送ロボット２０のアーム２１の上面図である。ただし、図１７において、アーム２１の一部は透視図面として示されている。
図１７（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、搬送ロボット３０のアーム３１上方に位置するアーム２１を下降させる。これにより、アーム３１の上下の保持部３５，３６の下方の保持部３６で保持された基板Ｗｂの高さ位置に、搬送ロボット２０のアーム２１が有する保持部２５が位置することとなる。
図１７（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１のＸ方向に向かい合う保持部２５を閉じて、搬送ロボット３０の保持部３６で保持された基板ＷｂのＸ方向の両端部を掴む。また、搬送ロボット３０は、アーム３１のＹ方向に向かい合う保持部３６を開いて基板Ｗｂを解放する。
このように、搬送ロボット２０が、１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち下側の基板Ｗｂを受け取るときは、裏面側から基板Ｗｂを保持して搬送ロボット３０から基板Ｗｂを受け取る。これにより、搬送ロボット３０のアーム３１に保持されていた基板Ｗｂが、裏面を上方のアーム２１側に向けて、搬送ロボット２０のアーム２１に保持される。
なお、下側の基板Ｗｂの受け渡しの際にも、基板処理装置１の前後左右の方向を基準として、基板Ｗｂは、Ｘ方向両端部を搬送ロボット２０の保持部２５に保持され、Ｙ方向両端部を搬送ロボット３０の保持部３５に保持される。これにより、搬送ロボット２０，３０間での基板Ｗｂの受け渡しを行うことができる。
この後、搬送ロボット２０は、２つ目の基板Ｗｂを収容容器４０に収容するため、上述の図６の動作を逆向きに行う。すなわち、搬送ロボット２０は、搬送ロボット３０のアーム３１上にかざしていたアーム２１を収縮し、＋Ｘ方向を向いていたアーム２１を、回転部２３によって１８０°回転させて－Ｘ方向に向ける。
図１８は、実施形態にかかる搬送ロボット２０が、対になる基板のうち下側にあった基板Ｗｂを収容容器４０に収容する動作の一例を示す模式図である。
なお、図１８（Ａａ）（Ｂａ）（Ｃａ）は、基板処理装置１の筐体６０内部から基板処理装置１前方に向かって見た収容容器４０の正面図である。また、図１８（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）は、＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に向かって見た収容容器４０及び搬送ロボット２０の側面図である。ただし、図１８（Ａｂ）（Ｂｂ）（Ｃｂ）において、収容容器４０は透視図面として示されている。
図１８（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、基部２２によってアーム２１を軸回りに回転させて、基板Ｗｂの表裏面を反転させる。これにより、アーム２１の下方に保持され、下方に表面を向けていた基板Ｗｂが、アーム２１の上方に保持され、上方に表面を向けた状態となる。
図１８（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１を－Ｘ方向へ延伸させ、アーム２１の先端部分を収容容器２０内に挿入する。これにより、アーム２１の先端部分は、収容容器４０内の１対の棚４１のやや上方に挿入される。つまり、搬送ロボット２０は、基板Ｗｂを支持させる予定の１対の棚４１の上方にアーム２１を挿入する。
なお、図１８（Ｂｂ）の例では、先に搬送済みの基板Ｗｆの下方にアーム２１を挿入しているが、アーム２１を挿入する位置は、収容容器４０内の空きスロット、つまり、基板Ｗを支持していない任意の棚４１をターゲットとして制御することができる。
ただし、収容容器４０内の全ての基板Ｗをロードし、それらの全ての基板Ｗを再びアンロードする場合には、収容容器４０内の基板Ｗの並び順がロード前と同様になるように、これらの基板Ｗが収容されることが好ましい。半導体装置の製造工程では、通常、例えば収容容器４０ごとの１ロット単位で基板Ｗが管理されるためである。
図１８（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、アーム２１のＸ方向に向かい合う保持部２５を開いて基板Ｗｂを解放する。また、搬送ロボット２０は、基部２２によってアーム２１を下降させる。これにより、基板Ｗｆは収容容器４０の１対の棚４１上に保持されることとなる。
図１８（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット２０は、基部２２によってアーム２１を更に下降させて、保持部２５が１対の棚４１に保持された基板Ｗｂよりも低い位置になるよう調整した後、アーム２１を収縮させてアーム２１の先端部分を収容容器４０から引き抜く。これにより、基板Ｗｂが収容容器４０内に収容される。
以上により、搬送ロボット２０，３０による１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのアンロード動作が終了する。
この後、搬送ロボット２０，３０は、上記のアンロード動作を繰り返し、ボート５０内の全ての基板Ｗを取り出して、収容容器４０内に収容する。上述のように、複数の収容容器４０から複数ロット分の基板Ｗをロードした場合には、これらの収容容器４０に対して連続的に基板Ｗをアンロードするようにしてもよい。
（半導体装置の製造方法）
次に、図１９～図２１を用いて、基板処理装置１による基板Ｗの処理例について説明する。図１９及び図２０は、実施形態にかかる基板処理装置１による基板Ｗの処理の手順の一例を示す断面図である。
実施形態の基板処理装置１による基板処理は、例えば半導体装置の製造方法における一工程として行われる。図１９及び図２０には、基板処理装置１による基板処理が、図２１に示す半導体装置ＳＤであって、メモリセルＭＣを備える３次元不揮発性メモリの製造方法の一工程として行われる場合の例を示す。
図１９（ａ）に示すように、基板処理装置１による処理の対象となる基板Ｗ上には、ソース線ＳＬ、及び積層膜ＬＭｓがこの順に形成されている。ソース線ＳＬは、例えばＰｏｌｙ－Ｓｉ層等の導電層である。積層膜ＬＭｓは、例えば複数のＳｉＯ２層と複数のＳｉＮ層とが１層ずつ交互に積層された構成を有する。積層膜ＬＭｓには、積層膜ＬＭｓを貫通してソース線ＳＬに到達する複数の微細なメモリホールＭＨが高密度に形成されている。
後述するように、メモリホールＭＨ内には、メモリ層ＭＥ、チャネル層ＣＮ、及びコア層ＣＲ（図２１参照）等の複数の異種層が形成される。メモリ層ＭＥは、メモリホールＭＨの外周側から順に、ブロック絶縁層ＢＫ、電荷蓄積層ＣＴ、及びトンネル絶縁層ＴＮ（図２１参照）が積層された積層構造を有する。
これらの異種層のうち、ブロック絶縁層ＢＫ、トンネル絶縁層ＴＮ、及びコア層ＣＲは、例えばＳｉＯ２層等である。また、電荷蓄積層ＣＴは例えばＳｉＮ層等であり、チャネル層ＣＮは例えばＳｉ層等である。
このように、メモリホールＭＨ内には複数の異種層による金属酸化物窒化酸化物半導体（ＭＯＮＯＳ：Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｎｉｔｒｉｄｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ）膜が形成されることとなる。
図１９（ｂ）に示すように、基板処理装置１では、例えばＡＬＤ法を用いて、これらの異種層のうち少なくともいずれかであって、例えばトンネル絶縁層ＴＮ等が所定層ＴＬとして形成される。
このような基板処理は、上述のように、裏面同士で重ね合わされた基板Ｗｆ，Ｗｂを１組として、複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂが収容されたボート５０を反応管１０内にロードして行われる。形成対象の所定層ＴＬが、例えばトンネル絶縁層ＴＮ等のＳｉＯ２層である場合、処理ガスとして、ＳｉＨ４ガス等のＳｉの原料ガス及びＯ２ガス等の酸化ガスが、ノズル１４の多数の孔１５から反応管１０のインナチューブ１３内に供給される。
ノズル１４から供給された処理ガスは、複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂ間を通ってインナチューブ１３側面の図示しないスリットからインナチューブ１３外に排出され、さらに、アウタチューブ１１の排気口１２を介して基板処理装置１外へと排気される。
このとき、複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂにおいて、基板Ｗｆの上方を向いた表面、及び基板Ｗｂの下方を向いた表面が処理ガスに曝露される。これらの基板Ｗｆ，Ｗｂは加熱部９０により所望の温度に加熱されており、これらの基板Ｗｆ，Ｗｂ表面に接触することで原料ガスが熱化学反応によって分解し、更に分解物が酸化ガスによって酸化され、１原子～数原子単位でＳｉＯ２層が堆積されていく。
これにより、基板Ｗに形成された積層膜ＬＭｓの上面、並びに積層膜ＬＭｓに形成されたメモリホールＭＨの側面および底面に、ＳｉＯ２層等の所定層ＴＬが形成される。
以上のように、例えばＡＬＤ装置として構成される基板処理装置１により基板処理を行うことで、微細なメモリホールＭＨ内であっても良好なステップカバレッジで、また、基板Ｗの全域に亘り均一な層厚で、所定層ＴＬを形成することができる。
図２０（ａ）に示すように、メモリホールＭＨ内に複数の異種層が形成されることで、メモリピラーＰＬが得られる。具体的には、メモリホールＭＨの外周側から順に、メモリ層ＭＥ、チャネル層ＣＮ、及びコア層ＣＲが形成される。チャネル層ＣＮは、メモリホールＭＨの底面にも形成される。
また、この後、積層膜ＬＭｓ中の複数のＳｉＮ層を例えばＷ層等の導電層に置き換えてワード線ＷＬ（図２１参照）を形成する。このとき、ワード線ＷＬの形成に先駆けて、ワード線ＷＬの高さ位置のメモリピラーＰＬの側面に、Ａｌ２Ｏ３層等の金属ブロック層を形成する。
すなわち、メモリピラーＰＬの形成後、積層膜ＬＭｓ中の複数のＳｉＮ層を除去して積層膜ＬＭｇを形成する。積層膜ＬＭｇは、複数の絶縁層ＯＬ間にＳｉＮ層が除去されたギャップ層ＧＰを有する状態の膜である。絶縁層ＯＬは、上述の積層膜ＬＭｓ中のＳｉＯ２層に相当する。
図２０（ｂ）のメモリピラーＰＬの部分拡大図に示すように、ギャップ層ＧＰ上下の絶縁層ＯＬの下面および上面、並びにギャップ層ＧＰに露出したピラーＰＬの側面に、Ａｌ２Ｏ３層等の金属ブロック層ＢＫｍを形成する。
なお、このような金属ブロック層ＢＫｍの形成にも実施形態の基板処理装置１を用いることができる。この場合、複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂが収容されたボート５０を反応管１０内にロードし、処理ガスとして、ＴＭＡガス等のＡｌの原料ガス、及びＯ２ガス等の酸化ガス等を供給して、１原子～数原子単位でＡｌ２Ｏ３層を堆積していく。
このように、例えばＡＬＤ装置として構成される基板処理装置１により基板処理を行うことで、微細な空間であるギャップ層ＧＰ内であっても良好なステップカバレッジで、また、基板Ｗの全域に亘り均一な層厚で、Ａｌ２Ｏ３層等の所定層を形成することができる。
この後、ギャップ層ＧＰにＷ層等を充填してワード線ＷＬを形成することで、メモリピラーＰＬは、複数の異種層による金属アルミナ窒化酸化物半導体（ＭＡＮＯＳ：Ｍｅｔａｌ Ａｌｍｉｎａ Ｎｉｔｒｉｄｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ）膜を有することとなる。
また、図示しない複数のコンタクトを形成して、複数のワード線ＷＬのそれぞれを上層側に引き出す。また、複数のメモリピラーＰＬのそれぞれと接続される上層配線等を形成する。
以上により、図２１に示す半導体装置ＳＤが製造される。
図２１は、実施形態にかかる半導体装置ＳＤの構成の一例を示す断面図である。図２１（ａ）は半導体装置ＳＤのメモリピラーＰＬが形成された部分の断面図であり、図２１（ｂ）はメモリピラーＰＬの一部拡大断面図である。
図２１に示すように、半導体装置ＳＤは、基板Ｗ上に、基板Ｗ側から順に配置されたソース線ＳＬ、積層膜ＬＭ、及び絶縁層ＩＬを備える。積層膜ＬＭは、複数のワード線ＷＬと複数の絶縁層ＯＬとが１層ずつ交互に積層された構成を有する。ワード線ＷＬは、上述のように、積層膜ＬＭｓ中のＳｉＮ層がＷ層等に置き換えられた層である。
積層膜ＬＭには、積層膜ＬＭを貫通してソース線ＳＬに到達する複数の微細なメモリピラーＰＬが配置されている。メモリピラーＰＬは、外周側から順に、メモリ層ＭＥ、チャネル層ＣＮ、及びコア層ＣＲを備える。メモリ層ＭＥは、メモリピラーＰＬの外周側から順に、ブロック絶縁層ＢＫ、電荷蓄積層ＣＴ、及びトンネル絶縁層ＴＮを備える。また、ピラーＰＬは、メモリ層ＭＥ外周の複数のワード線ＷＬの高さ位置に、金属ブロック層ＢＫｍを備えている。
メモリピラーＰＬと、複数のワード線ＷＬとのそれぞれの交差部には、メモリセルＭＣが形成される。つまり、１つのメモリピラーＰＬには、高さ方向に並ぶ複数のメモリセルＭＣが形成される。このようなメモリピラーＰＬが、積層膜ＬＭ中に高密度に配置されることで、半導体装置ＳＤは、例えば複数のメモリセルＭＣが３次元に配置された３次元不揮発性メモリ等として構成される。
所定のワード線ＷＬに、図示しないコンタクトを介して所定の電圧を印加することで、そのワード線ＷＬに接続されるメモリセルＭＣに対して、データの書き込み及び読み出しができる。
（概括）
半導体装置の製造工程では、基板上に所定層を形成する縦型炉等の基板処理装置が用いられる。このような基板処理装置では、例えば数ロット分の基板を収容したボートを反応管内にロードして成膜処理が行われていた。
近年、半導体装置の微細化に伴って、基板表面に微細な凹凸が高密度に形成されることとなり、基板の実質的な表面積、つまり、所定層の形成面積が増大している。上述の基板処理装置で、表面積が増大した基板の処理を行う場合、ボート内に収容される基板間のピッチを倍程度まで広げると、所定層の層厚の均一性、及び微細な凹凸へのステップカバレッジ性を維持できるとの知見が得られている。
しかしながら、上記対策を施すと、１回に処理可能な基板の数が、例えば半分以下に減少し、生産性が大きく低下してしまう。本発明者は、ボート内に収容される基板間のピッチを広げたまま、ボートの１対の爪部に１つずつ収容していた基板を、裏面同士を重ね合わせた状態で２つ収容可能とすることにより、半導体装置の生産性を向上させることができると考えた。
ここで、２つの基板の裏面同士を重ね合わせ、ボートに収容することが可能な搬送系を如何にして実現するかが課題となる。
実施形態の基板処理装置１によれば、搬送ロボット２０のアーム２１は、１つの基板ＷをＸ方向の両端部で保持し、基板処理装置１の収容容器台６４と搬送ロボット３０のアーム３１との間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボット３０のアーム３１は、２つの基板Ｗｆ，ＷｂをＹ方向の両端部で保持する保持部３７を有し、搬送ロボット２０のアーム２１とボート５０との間で基板Ｗｆ，Ｗｂを搬送する。
これにより、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂをボート５０の１対の爪部５２に収容することができる。よって、ボート５０内に収容される複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂ間のピッチを広げたまま、反応管１０内に収容可能な基板数を増加させることができ、所定層の層厚の均一性、及び微細な凹凸へのステップカバレッジ性を維持しつつ、半導体装置ＳＤの生産性を向上させることが可能となる。
実施形態の基板処理装置１によれば、搬送ロボット２０のアーム２１は、基板Ｗｂを裏面側から保持して収容容器５０から取り出して、基板Ｗｂの表裏面を反転させて搬送ロボット３０のアームに受け渡す。また、搬送ロボット２０のアーム２１は、基板Ｗｆを表面側から保持して収容容器４０から取り出して、基板Ｗｆの表裏面を反転させることなく搬送ロボット３０のアーム３１に受け渡す。これにより、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂを裏面同士で重ね合わせて搬送ロボット３０に受け渡すことができる。
実施形態の基板処理装置１によれば、表面を下方に向けた基板Ｗｂと、基板Ｗｂの裏面上に積み重ねられ、表面を上方に向けた基板Ｗｆとが、ボート５０の１対の爪部５２に載置されている場合に、搬送ロボット３０の保持部３５で基板Ｗｆを保持し、保持部３６で基板Ｗｂを保持して、ボート５０から取り出す。これにより、裏面同士で重ね合わされた２つの基板Ｗｆ，Ｗｂをボート５０からアンロードすることができる。
実施形態の基板処理装置１によれば、搬送ロボット３０のアーム３１は、１組の基板Ｗｆ，Ｗｂをボート５０から取り出す場合には、保持部３５で基板Ｗｆを保持した後に、保持部３６で基板Ｗｂを保持する。これにより、基板Ｗｂ上に重ね合わされた基板Ｗｆを浮かせて保持し、その後、１対の爪部５２に支持された基板Ｗｂを保持してボート５０から取り出すことができる。よって、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂを１回の搬送動作でボート５０から取り出すことができる。
実施形態の基板処理装置１によれば、搬送ロボット２０のアーム２１は、搬送ロボット３０のアーム３１に保持された１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、保持部３５で保持された基板Ｗｆを表面側から受け取って、収容容器４０に収容する。また、搬送ロボット２０のアーム２１は、搬送ロボット３０のアーム３１に保持された１組の基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、保持部３６で保持された基板Ｗｂを裏面側から受け取って、基板Ｗｂの表裏面を反転させて収容容器４０に収容する。
これにより、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂのうち、表面が上方を向いた基板Ｗｆについては、そのまま収容容器４０に収容し、裏面が下方を向いていた基板Ｗｂについては、表面を上方に向けて収容容器４０に収容することができる。
実施形態の基板処理装置１によれば、搬送ロボット２０のアーム２１と搬送ロボット３０のアーム３１との間で基板Ｗを受け渡すときは、搬送ロボット２０のアーム２１の延在方向と搬送ロボット３０のアーム３１の延在方向とを交差させる。
これにより、それぞれのアーム２１，３１で、基板Ｗの異なる端部を保持することができ、アーム２１，３１及び基板Ｗの相互の干渉を抑制しつつ、搬送ロボット２０，３０間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
実施形態の基板処理装置１によれば、反応管１０で行われる基板処理は、ＡＬＤによる所定層ＴＬの形成処理である。このように、例えば実質的な表面積が大きい基板Ｗに対し、これらの基板Ｗ間のピッチによってプロセス特性の影響を受けやすいＡＬＤ法による成膜処理を行う際に、上記のような基板Ｗｆ，Ｗｂの搬送手法を適用することができる。
上述の実施形態の手法では、１組の基板Ｗｆ，Ｗｂの上下を向いたそれぞれの面を処理することとなる。しかし、これら複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂ間のピッチが適正に保たれるので、ノズル１４から、複数組の基板Ｗｆ，Ｗｂ間を抜けて、インナチューブ１３外へと排出される処理ガスの流れが阻害されることが無く、所定層の層厚の均一性、及び微細な凹凸へのステップカバレッジ性を維持しつつ、半導体装置ＳＤの生産性を向上させることが可能となる。
（変形例）
次に、実施形態の変形例の構成について説明する。変形例の搬送ロボット３０は、基板Ｗをロードする際にも保持部３５，３６を用いる点が、上述の実施形態とは異なる。なお、上記の変形例において、第３の保持部としての保持部３５、及び第２の保持部としての３６は、いずれも第１の保持部の一例である。
搬送ロボット３０は、上述の図１２、図１３、図１５、及び図１７に示す動作を逆向きに行うことにより、保持部３５，３６を用いて基板Ｗをロードすることができる。以下、図１２、図１３、図１５、及び図１７を引用して、変形例の搬送ロボット３０による基板Ｗのロード動作例について説明する。
図１７（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、収容容器４０から取り出した基板Ｗｂをアーム２１の下面に保持した状態で、搬送ロボット３０のアーム３１が備える保持部３６の高さ位置に基板Ｗｂが位置するよう、搬送ロボット２０のアーム２１を制御する。
このとき、基板Ｗｂは表面を下方のアーム３１側に向けている。また、搬送ロボット３０のアーム３１が有する保持部３５，３６はいずれも開いた状態である。
図１７（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０のアーム３１が有する保持部３６を閉じて基板ＷｂをＹ方向の両端部で保持する。また、搬送ロボット２０のアーム２１が有する保持部２５を開いて、Ｘ方向の両端部でアーム２１に保持していた基板Ｗｂを解放する。これにより、搬送ロボット２０から搬送ロボット３０へと基板Ｗｂが受け渡される。
図１５（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、収容容器４０から取り出した基板Ｗｆをアーム２１の下面に保持した状態で、搬送ロボット３０のアーム３１が備える保持部３５の高さ位置に基板Ｗｆが位置するよう、搬送ロボット２０のアーム２１を制御する。
このとき、基板Ｗｆは表面を上方のアーム２１側に向けている。また、搬送ロボット３０のアーム３１の保持部３５は未だ開いた状態である。
図１５（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０のアーム３１が有する保持部３５を閉じて基板ＷｆをＹ方向の両端部で保持する。また、搬送ロボット２０のアーム２１が有する保持部２５を開いて、Ｘ方向の両端部でアーム２１に保持していた基板Ｗｆを解放する。これにより、搬送ロボット２０から搬送ロボット３０へと基板Ｗｆが受け渡される。
図１３（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、回転部３３を回転させて、アーム３１をボート５０側へと向ける。
図１３（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、アーム３１を延伸させて、２つの基板Ｗｆ，Ｗｂを保持したアーム３１の先端部分を、ボート５０の空きスロット部分に挿入する。
図１２（Ｃａ）（Ｃｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、アーム３１の保持部３６を開いて基板Ｗｂを解放する。これにより、基板Ｗｂが、ボート５０の１対の爪部５２に支持された状態となる。
図１２（Ｂａ）（Ｂｂ）に示すように、搬送ロボット３０は、アーム３１の保持部３５を開いて基板Ｗｆを解放する。これにより、基板Ｗｆが、ボート５０の１対の爪部５２に支持された基板Ｗｂの裏面上に重ね合わされる。
この後、アーム３１を収縮させてボート５０内から引き抜くことで、１組の基板Ｗｆ，Ｗｂがボート５０内に収容される。
なお、上記の変形例のように、搬送ロボット３０が基板Ｗをロードする際にも保持部３５，３６を用いる場合には、搬送ロボット３０のアーム３１は、保持部３７を有していなくともよい。
変形例の基板処理装置によれば、上述の実施形態の基板処理装置１と同様の効果を奏する。
なお、上述の実施形態および変形例の基板処理装置１では、例えば搬送ロボット２０のアーム２１が収容容器４０に対して上下の位置を変更し、基板Ｗの授受を行うこととした。しかし、アーム２１に対して収容容器４０の上下位置を変更することで、基板Ｗの授受が行われてもよい。同様に、例えば搬送ロボット３０のアーム３１がボート５０に対して上下位置を変更するのではなく、アーム３１に対してボート５０の上下位置を変更することで、基板Ｗの授受が行われてもよい。
このように、アーム２１と収容容器４０、アーム３１とボート５０との上下位置の移動は相対的なものであって、少なくともいずれか一方が上下位置を変えることによって基板Ｗの搬送を行うようにしてよい。
また、上述の実施形態および変形例の基板処理装置１による基板処理は、例えば半導体装置の製造に際して行われるものとした。しかし、上述の搬送機構を有する基板処理装置は、半導体装置に限られず、各種基板の処理に使用することが可能である。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…基板処理装置、１０…反応管、２０，３０…搬送ロボット、２１，３１…アーム、２５，３５～３７…保持部、４０…収容容器、５０…ボート、５２…爪部、６０…筐体、６４…収容容器台、１００…制御部、ＳＤ…半導体装置、ＴＬ…所定層、Ｗ，Ｗｂ，Ｗｆ…基板。

Claims (6)

  1. 収容容器から取り出された複数の基板を、前記複数の基板の面と交差する第１の方向に並べて保持可能なボートと、
    前記ボートを収容して、前記複数の基板を処理可能な反応管と、
    前記複数の基板を搬送する第１及び第２のアームと、を備え、
    前記第１のアームは、
    １つの基板を、前記第１の方向と交差する第２の方向の両端部で保持し、前記収容容器と前記第２のアームとの間で前記１つの基板を搬送可能であり、
    前記第２のアームは、
    ２つの基板を、前記第１及び第２の方向に交差する第３の方向において支持可能な第１の保持部を有し、前記第１のアームと前記ボートとの間で前記２つの基板を搬送可能である、
    基板処理装置。
  2. 前記第１のアームは、
    前記複数の基板のうち第１の基板を裏面側から保持して前記収容容器から取り出して、前記第１の基板の表裏面を反転させて前記第２のアームに受け渡し、
    前記複数の基板のうち第２の基板を表面側から保持して前記収容容器から取り出して、前記第２の基板の表裏面を反転させることなく前記第２のアームに受け渡す、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記ボートは、
    前記第１の方向に所定間隔で並び、前記複数の基板を保持することが可能な複数の爪部を有し、
    前記第２のアームは、
    １つの基板を、前記第２のアームの延在方向に沿う方向の両端部で保持可能な第２の保持部と、
    １つの基板を、前記第２のアームの延在方向に沿う方向の両端部で保持可能であり、前記第２の保持部の上方に位置する第３の保持部と、を有し、
    前記複数の爪部の１つの爪部に載置されている第１及び第２の基板のうち、前記第３の保持部で前記第２の基板を保持し、前記第２の保持部で前記第１の基板を保持して、前記ボートから取り出す、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１のアームは、
    前記第２のアームに保持された前記第１及び第２の基板のうち、前記第３の保持部で保持された前記第２の基板を表面側から受け取って、前記収容容器に収容し、
    前記第２のアームに保持された前記第１及び第２の基板のうち、前記第２の保持部で保持された前記第１の基板を裏面側から受け取って、前記第１の基板の表裏面を反転させて前記収容容器に収容する、
    請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 収容容器に収容された複数の基板を、第１及び第２のアームによって前記複数の基板を収容可能なボートに搬送して、前記複数の基板の面と交差する第１の方向に並べて前記ボートに保持し、
    前記複数の基板が保持された前記ボートを反応管に収容し、
    前記反応管の内部で前記複数の基板を処理し、
    前記収容容器と前記ボートとの間で前記複数の基板を搬送することは、
    前記第１のアームによって、前記複数の基板のうち第１の基板を、前記第１の方向と交差する第２の方向の両端部で保持し、前記収容容器と前記第２のアームとの間で前記第１の基板を搬送し、
    前記第２のアームによって、前記第１の基板と、前記複数の基板のうち前記第１の基板と異なる第２の基板とを、前記第１及び第２の方向に交差する第３の方向において第１の保持部で支持し、前記第１のアームと前記ボートとの間で前記第１及び第２の基板を搬送する、ことを含む、
    基板処理方法。
  6. 収容容器に収容された複数の基板を、第１及び第２のアームによって前記複数の基板を収容可能なボートに搬送して、前記複数の基板の面と交差する第１の方向に並べて前記ボートに保持し、
    前記複数の基板が保持された前記ボートを反応管に収容し、
    前記反応管の内部で前記複数の基板を処理し、
    前記収容容器と前記ボートとの間で前記複数の基板を搬送することは、
    前記第１のアームによって、前記複数の基板のうち第１の基板を、前記第１の方向と交差する第２の方向の両端部で保持し、前記収容容器と前記第２のアームとの間で前記第１の基板を搬送し、
    前記第２のアームによって、前記第１の基板と、前記複数の基板のうち前記第１の基板と異なる第２の基板とを、前記第１及び前記第２の方向に交差する第３の方向において第１の保持部で支持し、前記第１のアームと前記ボートとの間で前記第１及び第２の基板を搬送する、ことを含む、
    半導体装置の製造方法。
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