JP2630366B2 - 板状体の搬入搬出方法および搬入搬出装置 - Google Patents

板状体の搬入搬出方法および搬入搬出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、板状体の搬入搬出方法および搬入搬出装置
に関する。
(従来の技術) 一般に、半導体製造工程においては、半導体基板(半
導体ウエハ)、LCD用基板等の板状体は、軽量安価な樹
脂等から構成された搬送用基板保持具に収容されて搬送
され、例えば成膜等の処理を施す際は、この搬送用基板
保持具から耐熱性および化学的安定性等に優れた例えば
石英等からなる処理用基板保持具等に移載されるが、基
板移載装置は、このような基板の移載を自動的に行う装
置として利用されている。
例えば、半導体ウエハの搬送には、従来からウエハカ
セット等と称される樹脂等からなる搬送用基板保持具が
用いられている。一方、例えば縦型炉で半導体ウエハの
処理を行う場合は、例えば第3図に示すような処理用基
板保持具、いわゆるウエハボートが用いられている。す
なわち、このウエハボート1は、例えば石英等から構成
されており、上側端部および下側端部に設けられた支持
板2a、2bの間に支持された複数例えば4本の支柱3に
は、それぞれ図示しない溝が形成されており、この溝に
よって半導体ウエハ5をほぼ水平な状態で上下方向に棚
状に保持するよう構成されている。また、このようなウ
エハボート1とウエハカセットとの間で半導体ウエハ5
の移載を行う基板移載装置としては、ウエハボート1お
よびウエハカセットをほぼ垂直に立てた状態(半導体ウ
エハ5はほぼ水平な状態となる)で、半導体ウエハ5の
下面を保持するよう構成された一または複数の搬送アー
ムを用いて移載する装置、あるいはウエハボート1およ
びウエハカセットをほぼ水平に寝かした状態で半導体ウ
エハ5の周縁部を把持する複数の把持機構を用いて複数
枚例えば25枚の半導体ウエハ5を一括に移載する装置等
が知られている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、近年半導体素子は高集積化される傾向にあ
り、その回路パターンは水平方向のみならず垂直方向
(厚さ方向)に対しても微細化される傾向にある。この
ため、例えば半導体製造工程において基板上に成膜され
る各種薄膜の厚さも薄くなる傾向にあり、成膜時の膜厚
制御を従来にも増して厳密に行い、膜厚の面内均一性お
よび面間均一性を向上させることが必要となりつつあ
る。
例えば縦型のCVD装置によって半導体ウエハに成膜を
行った場合、半導体ウエハの周縁部近傍の膜厚が他の部
位例えば中心部に較べて厚くなる傾向にある。このよう
な面内均一性の悪化は、従来ではそれほど問題とはなっ
ていなかったが、例えばメモリ容量を1Mから4M等へと拡
大等させるため、半導体素子の集積度をさらに増大させ
ると、このような面内均一性の悪化も解決しなければな
らない問題となる。
そこで、縦型のCVD装置では、第4図に示すように、
ウエハボート1の支柱3に複数のリング状の基板保持部
10を設けて比較的膜厚が厚くなる周縁部をこの保持部で
吸収し、半導体ウエハ5の外径に合せてこの基板保持部
10に形成した凹部11内に半導体ウエハ5を保持するよう
にして、膜厚の面内均一性を向上させることが考えられ
ている。すなわち、この場合、基板保持部10の外側縁部
に膜厚の厚い薄膜が形成され、半導体ウエハ5には均一
な膜厚の薄膜が形成される。
しかしながら、上述したようなリング状の基板保持部
10を有するウエハボート1を用いた場合、凹部11から半
導体ウエハ5が外れてしまう場合が多いため、ウエハボ
ート1を水平に寝かした状態で半導体ウエハ5の移載を
行うことができず、また、例えば基板保持部10と半導体
ウエハ5との間に搬送用アーム等を挿入することもでき
ないため、前述したような従来の基板移載装置を用いる
こともできなくなるという問題があった。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、周縁部が支持された板状体を自動的にアーム操作で
搬入搬出が可能な板状体の搬入搬出方法および搬入搬出
装置を提供しようとするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) すなわち本発明は、縦型熱処理装置用の保持具のリン
グ状の保持部により周縁部で水平に支持される板状体
を、上記板状体を支持する支持用のピンを有するピン付
きアームと上記板状体を支持して搬送する搬送用アーム
とを用いて、当該保持部に搬入する方法であって、 上記搬送用アームで上記板状体を支持して上記保持部
の上側に搬入するとともに、上記ピン付きアームを上記
保持部の下側に挿入する工程と、 上記ピン付きアームを上昇させ、上記搬送用アームに
支持された上記板状体を下側から持ち上げて上記ピン上
に支持する工程と、 上記搬送用アームを、上記板状体と上記保持部との間
から引き抜く工程と、 上記ピン付きアームを下降させ、上記ピン上に支持さ
れた上記板状体を上記保持部に受け渡す工程と、 上記ピン付きアームを上記保持部の下方から引き抜く
工程と を具備したことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、縦型熱処理装置用の保持具
のリング状の保持部により周縁部で水平に支持される板
状体を、上記板状体を支持する支持用のピンを有するピ
ン付きアームと上記板状体を支持して搬送する搬送用ア
ームとを用いて、当該保持部から搬出する方法であっ
て、 上記ピン付きアームを上記保持部の下方に挿入する工
程と 上記ピン付きアームを上昇させ上記保持部に保持され
た上記板状体を下側から持ち上げて上記ピン上に支持す
る工程と、 上記搬送用アームを、上記板状体と上記保持部との間
に挿入する工程と、 上記ピン付きアームを下降させ、上記ピン上に支持さ
れた上記板状体を上記搬送用アームに受け渡す工程と、 上記搬送用アームで上記板状体を支持して上記保持部
の上側から搬出するとともに、上記ピン付きアームを上
記保持部の下側から引き抜く工程と を具備したことを特徴とする。
また、請求項3の発明は、縦型熱処理装置用の保持具
のリング状の保持部により周縁部で水平に支持される板
状体を、当該保持部に搬入する装置であって、 上記板状体を支持して、上記保持部の上方まで搬入す
る搬送用アームと、 上記板状体を支持可能なピンを有するピン付きアーム
であって、上記保持部の下方から上記ピンを上昇させ、
上記搬送用アームに支持された上記板状体を下側から持
ち上げて上記ピン上に支持し、上記搬送用アームが引き
抜かれた後、上記ピンを下降させて上記板状体を上記保
持部に受け渡すピン付きアームと を具備したことを特徴とする。
また、請求項4の発明は、縦型熱処理装置用の保持具
のリング状の保持部により周縁部で水平に支持される板
状体を、当該保持部から搬出する装置であって、 上記板状体を支持可能なピンを有するピン付きアーム
であって、上記保持部の下方から上記ピンを上昇させ、
上記保持部に支持された上記板状体を下側から持ち上げ
て上記ピン上に支持し、上記板状体の下側と上記保持部
との間に空隙を形成するピン付きアームと、 上記空隙に支持部を挿入して、上記ピン付きアームか
ら上記板状体を受け取り、当該板状体を支持して搬出す
る搬送用アームと を具備したことを特徴とする。
(作用) 本発明は、板状体の下面側からピン付きアームにより
板状体を支持し、この板状体を搬入搬出アームにより搬
入搬出するので、周縁部が支持された板状体を自動的に
搬入搬出することができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
材質例えば石英等から構成され、縦型基板処理装置例
えば縦型CVD装置での成膜処理に用いられる処理用基板
保持具、すなわちウエハボート1には、前述した如く複
数(第1図には簡単のため1枚のみ示す)のリング状の
基板保持部10が棚状に設けられており、これらの基板保
持部10の上面には、半導体ウエハ5を保持するための凹
部11が形成されている。上記基板保持部10は、リング状
でなくとも間欠的に周囲配置させてもよい。
一方、材質例えば樹脂等から容器状に形成された搬送
用基板保持具、すなわちウエハカセット20の対向する2
つの内壁には、対向する如く図示しない溝が複数形成さ
れており、これらの対向する溝によって半導体ウエハ5
の両側縁部を支持し、ウエハカセット20内に互いに間隔
を設けて複数枚例えば25枚の半導体ウエハ5を保持可能
に構成されている。
上記ウエハボート1およびウエハカセット20は、同一
円周上に配列される如く設けられており、その中心には
半導体ウエハ5の移載を行う基板移載装置30が設けられ
ている。
基板移載装置30は、半導体ウエハ5を支持して搬送す
るための第1の基板支持アーム31と、この基板支持アー
ム31の下部に設けられ、受け渡し時に半導体ウエハ5を
支持するための複数例えば4本(第1図には2本のみ示
す)のピン32aを有する第2の基板支持アーム32とを備
えている。ピン32aは少なくとも3本のピンを平面を形
成する如く配設することが望ましい。
これらの基板支持アーム31、32は、基台33に対して図
示θおよびz方向に回転および昇降自在とされたアーム
支持台34上に設けられており、このアーム支持台34上を
図示r方向にそれぞれ独立に進退自在に構成されてい
る。また、第2の基板支持アーム32は、第1の基板支持
アーム31とは独立に例えば10ミリ程度の所定ストローク
昇降自在に構成されている。
次に上記構成の基板移載装置30の動作を、ウエハカセ
ット20からウエハボート1に半導体ウエハ5を移載する
場合について説明する。
まず、アーム支持台34を目的のウエハカセット20の方
向へ回転させ、第1の基板支持アーム31をウエハカセッ
ト20内の所望位置(例えば最下段)の半導体ウエハ5の
下部に挿入し、この後僅かに上昇させることにより第1
の基板支持アーム31上に半導体ウエハ5を載せ、この状
態で第1の基板支持アーム31をウエハカセット20内から
引き抜く。
次に、アーム支持台34をウエハボート1の方向へ回転
させるとともに、アーム支持台34を昇降させて、第1の
基板支持アーム31がウエハボート1の所望位置の基板保
持部10の上部に位置するよう高さ調節を行う。
この後、第1の基板支持アーム31および第2の基板支
持アーム32を前進させて、第2図(A)に示すように第
1の基板支持アーム31を基板保持部10の上部に、第2の
基板支持アーム32を基板保持部10の下部に位置させる。
しかる後、第2図(B)に示すように第2の基板支持
アーム32のみを所定ストローク上昇させ、ピン32aによ
って半導体ウエハ5を突き上げるようにして、第1の基
板支持アーム31上からピン32a上に半導体ウエハ5の受
け渡しを行い、この後、第2図(C)に示すように第1
の基板支持アーム31を後退させて引き抜く。
そして、第2図(D)に示すように第2の基板支持ア
ーム32を下降させて基板保持部10の凹部11内に半導体ウ
エハ5を載置し、この後第2の基板支持アーム32を後退
させて引き抜き、一枚の半導体ウエハ5の移載が終了す
る。
上記動作を繰り返すことにより、ウエハカセット20内
の半導体ウエハ5を順次ウエハボート1へ移載する。な
お、ウエハボート1からウエハカセット20への移載は、
上記動作と逆の動作を行うことによって実行される。
すなわち、この実施例の基板移載装置では、半導体ウ
エハ5をほぼ水平に支持して搬送する第1の基板支持ア
ーム31と、ウエハボート1の基板保持部10の下側から半
導体ウエハ5を上昇させ支持し、基板保持部10と半導体
ウエハ5との間に、第1の基板支持アーム31を挿入引き
抜き可能な間隔を設ける第2の基板支持アーム32とを備
えているので、従来の基板移載装置では移載することが
不可能であったリング状の基板保持部10を有するウエハ
ボート1であっても、半導体ウエハ5の移載を行うこと
ができる。
なお、上記実施例では、半導体ウエハ5を一枚ずつ移
載する基板移載装置30について説明したが、第1の基板
支持アーム31および第2の基板支持アーム32をそれぞれ
複数設け、半導体ウエハ5を複数枚(例えば5枚)ずつ
移載するよう構成することもできる。
また、ピン32aを有する第2の基板支持アーム32を昇
降させることによって、半導体ウエハ5を上昇させ支持
するよう構成したが、半導体ウエハ5を上昇させ支持す
る機構はどのように構成してもよく、例えば回転動作に
よって上部に突出する突起物を用いても、あるいは気体
を噴出して半導体ウエハ5を上昇させる機構等を用いて
もよい。
上記実施例では半導体ウエハ5の移載について説明し
たが、例えばプリント基板でも、LCD基板でも板状体で
あればよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の板状体の搬入搬出方法
および搬入搬出装置によれば、例えばリング状の基板保
持部を有するウエハボート(処理用基板保持具)等、板
状体保持部上面と板状体下面との間に、搬送用アーム等
を挿入することが困難な場合であっても、板状体の搬入
搬出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の基板移載装置の構成を概略
的に示す図、第2図は第1図の基板移載装置の動作を説
明するための図、第3図および第4図はウエハボートの
例を示す図である。 1……ウエハボート、5……半導体ウエハ、10……基板
保持部、11……凹部、20……ウエハカセット、30……基
板移載装置、31……第1の基板支持アーム、32……第2
の基板支持アーム、32a……ピン、33……基台、34……
アーム支持台。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】縦型熱処理装置用の保持具のリング状の保
    持部により周縁部で水平に支持される板状体を、上記板
    状体を支持する支持用のピンを有するピン付きアームと
    上記板状体を支持して搬送する搬送用アームとを用い
    て、当該保持部に搬入する方法であって、 上記搬送用アームで上記板状体を支持して上記保持部の
    上側に搬入するとともに、上記ピン付きアームを上記保
    持部の下側に挿入する工程と、 上記ピン付きアームを上昇させ、上記搬送用アームに支
    持された上記板状体を下側から持ち上げて上記ピン上に
    支持する工程と、 上記搬送用アームを、上記板状体と上記保持部との間か
    ら引き抜く工程と、 上記ピン付きアームを下降させ、上記ピン上に支持され
    た上記板状体を上記保持部に受け渡す工程と、 上記ピン付きアームを上記保持部の下方から引き抜く工
    程と を具備したことを特徴とする板状体の搬入方法。
  2. 【請求項2】縦型熱処理装置用の保持具のリング状の保
    持部により周縁部で水平に支持された板状体を、上記板
    状体を支持する支持用のピンを有するピン付きアームと
    上記板状体を支持して搬送する搬送用アームとを用い
    て、当該保持部から搬出する方法であって、 上記ピン付きアームを上記保持部の下方に挿入する工程
    と 上記ピン付きアームを上昇させ上記保持部に保持された
    上記板状体を下側から持ち上げて上記ピン上に支持する
    工程と、 上記搬送用アームを、上記板状体と上記保持部との間に
    挿入する工程と、 上記ピン付きアームを下降させ、上記ピン上に支持され
    た上記板状体を上記搬送用アームに受け渡す工程と、 上記搬送用アームで上記板状体を支持して上記保持部の
    上側から搬出するとともに、上記ピン付きアームを上記
    保持部の下側から引き抜く工程と を具備したことを特徴とする板状体の搬出方法。
  3. 【請求項3】縦型熱処理装置用の保持具のリング状の保
    持部により周縁部で水平に支持される板状体を、当該保
    持部に搬入する装置であって、 上記板状体を支持して、上記保持部の上方まで搬入する
    搬送用アームと、 上記板状体を支持可能なピンを有するピン付きアームで
    あって、上記保持部の下方から上記ピンを上昇させ、上
    記搬送用アームに支持された上記板状体を下側から持ち
    上げて上記ピン上に支持し、上記搬送用アームが引き抜
    かれた後、上記ピンを下降させて上記板状体を上記保持
    部に受け渡すピン付きアームと を具備したことを特徴とする板状体の搬入装置。
  4. 【請求項4】縦型熱処理装置用の保持具のリング状の保
    持部により周縁部で水平に支持される板状体を、当該保
    持部から搬出する装置であって、 上記板状体を支持可能なピンを有するピン付きアームで
    あって、上記保持部の下方から上記ピンを上昇させ、上
    記保持部に支持された上記板状体を下側から持ち上げて
    上記ピン上に支持し、上記板状体の下側と上記保持部と
    の間に空隙を形成するピン付きアームと、 上記空隙に支持部を挿入して、上記ピン付きアームから
    上記板状体を受け取り、当該板状体を支持して搬出する
    搬送用アームと を具備したことを特徴とする板状体の搬出装置。
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