JP2651859B2 - 半導体ウエハー処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は半導体ウエハーの処理装置に関する。より具
体的には、カセットに収納されている半導体ウエハーを
縦型熱処理炉内に搬送し、且つ熱処理炉から処理済みの
半導体ウエハーを前記カセット内に搬送する装置に関す
る。

（従来の技術） IC等の半導体装置の製造には不純物の拡散工程、熱酸
化工程、CVD工程（chemical vapor deposition proces
s）等の多数の熱処理工程が含まれ、この熱処理工程に
は熱処理炉が用いられる。熱処理を施すべき半導体ウエ
ハーは、複数枚づつ石英ガラス製のウエハーボート上に
整列した状態で立設され、熱処理炉内に導入される。

上記のように、半導体ウエハーの熱処理には、ストッ
カーに収納されている半導体ウエハーをウエハーボート
に整列させて立設する作業、ボートに立設された半導体
ウエハーを熱処理炉内に出入れする作業、処理済みの半
導体ウエハーをウエハーボートからストッカーに収納し
て保管する作業等の種々の作業が必要である。これらの
作業を自動的な行なうために、ウエハーを自動的に移送
する装置が用いられる。

ところで、熱処理炉としては、従来は炉を横方向に設
置した横型炉が一般に用いられていた。しかし、最近で
は炉体を縦方向に立設した縦型炉が用いられるようにな
った。その最も大きな理由は、横型炉に比較して、縦型
炉はクリーンルームの設置面積を大幅に縮小できるから
である。さらに、ウエハーボートの反応管内へのローデ
ィングが、横型炉では反応管壁に接触しないように搬入
するためのソフトランディング技術に高度な技術が要求
されるのに対し、縦型炉では反応管の下方から上昇させ
て搬入させることにより極めて容易に搬入できる。

（発明が解決しようとする課題） 縦型炉を用いる場合、処理すべき半導体ウエハーを炉
内に導入する方向が、横型炉の場合が水平方向であるの
と違って、垂直方向となる。従って、縦型炉を使用する
ためには、横型炉の場合とは異なったウエハー移送装置
が必要になる。

また、横型炉の場合には設置面積が小さくてすむ利点
を生かし、一つの製造ラインで複数の炉を使用する傾向
にある。従って、複数設置された夫々の縦型炉との間
で、処理すべき半導体ウエハーを移送するための効率の
良い装置が求められている。

本発明は上記点に対処してなされたもので、縦型の熱
処理炉との間で半導体ウエハーを移送することができ、
且つ複数の縦型炉を用いる場合にも、夫々の炉との間で
効率良く半導体ウエハーを移送することができる半導体
ウエハー処理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） 本発明は、半導体ウエハーの収納されたカセットとウ
エハーボートとの間で半導体ウエハーの移し換えを行な
うための移し換え手段と、前記半導体ウエハーが載置さ
れたウエハーボートを、移し換え位置と一基以上の縦型
熱処理炉の設置位置との間で搬送し、且つ前記熱処理炉
との間で前記ウエハーボートの受け渡しを行なう移送手
段と、前記各熱処理炉に設けられ、前記移送手段から前
記ウエハーボートを受け取り、これを垂直に立設された
プロセスチューブ内に搬入し、且つプロセスチューブか
ら搬出するための昇降手段と、を備え、 前記移送手段は、移し換え位置と熱処理炉の設置位置
との間に亘って延設されたトラックと、このトラック上
を移動可能に設けられたキャリッジと、ウエハーボート
の両端部を保持し、その受け渡しを行なうために前記キ
ャリアに設けられると共に保持したウエハーボートを水
平方向と垂直方向との間で転換するために水平な軸の回
りに回動自在に設けられたハンドラーと、を具備し、 前記ハンドラーは、前記昇降手段との間でウエハーボ
ートの受け渡しを行なうときにはウエハーボートを垂直
方向に保持し、トラック上でウエハーボートを搬送する
ときにはウエハーボートを水平方向に保持することを特
徴とする半導体ウエハー処理装置である。

（作用効果） 即ち、本発明によれば、縦型炉に対する半導体ウエハ
ーの移送を簡略化でき、移送効率を高めることができ
る。

（実施例） 以下、本発明装置の一実施例につき、図面を参照して
説明する。

第１図は、半導体ウエハー処理装置の構成を示したも
ので、同図において、２…は半導体ウエハーである。こ
れらの半導体ウエハー２…は、所定の枚数づつカセット
４に収納される。ウエハー２を収納したカセット４…
は、ストッカー６内に保管される。

16は、縦型の熱処理炉である。この炉は拡散，酸化，
加熱,CVDなどの処理を行う。熱処理炉16の内部には、プ
ロセスチューブ30が垂直に立設されている。プロセスチ
ューブ30の底には、半導体ウエハー２をプロセスチュー
ブ30内に挿入し、またプロセスチューブから引出すため
の出入口が設けられている。この垂直方向での挿入およ
び引出しを行なうために、熱処理炉16には昇降機構28が
設けられている。

ストッカー６と熱処理炉16との間で半導体ウエハー２
…を移送するために、この実施例の移送装置は第一の移
送機構８、第二の移送機構20を具備している。第一の移
送機構８は、ストッカー６の位置から熱処理炉16の方向
に延設された第一のトラック10と、トラック10に摺動可
能に設置されたキャリッジ12とを具備している。キャリ
ッジ12はストッカー６との間でカセット４の受渡しを行
ない、且つトラック10上での搬送を行なう。そのため
に、キャリッジ12にはカセット４を保持するための四つ
のカセットホルダ14が取付けられている。トラック10の
熱処理炉側の端部には、カセット４を待機させるための
待機エリア18が設けられている。また、待機エリア18に
あるカセット４と第二の移送機構20との間で半導体ウエ
ハー２を移し換えるために、移し換え機構24が設けられ
ている。この移し換え機構24は、トラック10に摺動自在
に取付けられている。

第二の移送機構20は、待機エリア18の位置から熱処理
炉16の前まで延設された第二のトラック27と、このトラ
ック27上を摺動可能に取付けられたキャリッジ26とを具
備している。また、移し換え機構24から半導体ウエハー
２を受け取ってこれを保持するためのウエハーボート22
が含まれる。トラック27にはボールスクリューが取付け
られており、キャリッジ26はこのボールスクリューの回
転によって、待機エリア18の位置から熱処理炉16の前ま
での範囲を移動するようになっている。キャリッジ26に
は、ウエハーボート22を保持するためのハンドラー25が
設けられている。従って、ウエハーボート22はキャリッ
ジ26によってトラック27上を搬送される。

熱処理炉16の位置では、ハンドラ25と昇降機構28との
間でウエハーボート22の受け渡しが行なわれる。昇降機
構28により熱処理炉内部を昇降されるとき、ウエハーボ
ート22は垂直状態で移動される。一方、トラック27上を
搬送されるウエハーボート22は、水平状態で保持されて
いる。従って、ハンドラ25と昇降機構28との間でウエハ
ーボート22を受け渡す際には、ウエハーボート22を90度
回転させる動作が含まれる。この動作を行なうために、
ハンドラ25には方向転換機構42が付設されている。

第２図は、上記実施例の装置の機構をより具体的に示
す説明図である。この図を参照しながら、上記半導体ウ
エハー処理装置の動作を更に詳細に説明する。

まず、所定枚数の半導体ウエハー２…を収納した四個
のカセット４がストッカー６から取出され、カセットホ
ルダ14に保持される。続いて、キャリッジ12がトラック
10上を移動し、待機エリア18までカセットを搬送する。
待機エリア18において半導体ウエハー２…は、移し換え
機構24により次のようにして第二の移送機構20に移し換
えられる。移し換え機構24は、押し上げ装置32と、空気
圧等の駆動ならびに電動駆動手段により開閉自在である
一対のアーム34a,34bからなる。

カセット４の頂面および底面は解放されており、半導
体ウエハー２はカセット４の側壁に係止された状態で保
持されている。第２図に示したように、待機エリア18に
は押し上げ機構32が設けられており、この押し上げ機構
32はカセット４の解放底面から半導体ウエハー２を一枚
又は25枚一括ごとに押し上げる。カセット４の外に押し
上げられた半導体ウエハー２は、アーム34a,34bに把持
され、ウエハーボート22上に立設される。この移し換え
動作を行なうために、把持アーム34a,34bはトラック10
を横切る方向および上下方向にも移動可能になってい
る。

なお、半導体ウエハー２にはオリエンテーションフラ
ット（切欠部）が設けられているから、上記の移し換え
を行なうためには、カセット４内における半導体ウエハ
ー２…の向きを揃える必要がある。そのために、待機エ
リア18には回転ローラ36が設けられている。オリエンテ
ーションフラットを下に向けて収納されている半導体ウ
エハーはカセット４の底面から突出していないが、それ
以外の半導体ウエハー２はカセット４の底面から突出し
ている。従って、カセット４の底面でローラ36を回転さ
せることにより、底面から突出している半導体ウエハー
は、そのオリエンテーションフラットがカセット４の底
面にくるまで回転される。その結果、カセット４に収納
されている総ての半導体ウエハー２…は、オリエンテー
ションフラットがカセット４の底面にある向きに揃えら
れる。

上記の移し換え動作において、半導体ウエハー２…を
受け取るウエハーボート22は、第一の移送機構８と第二
の移送機構20の間に設けられた保持機構38に保持されて
いる。移し換え終了後、ハンドラ25が保持機構38からウ
エハーボート22を受け取ることにより、第一の移送機構
８から第二の移送機構20への半導体ウエハーの移し換え
が完了する。なお、半導体ウエハー２の移し換えは、ウ
エハーボート22がハンドラー25に保持されている状態で
行なうことも可能である。その場合、保持機構38は不要
である。

次いで、キャリッジ26がトラック27上を移動すること
により、ウエハボート22は熱処理炉16の前まで搬送され
る。ここで方向変換機構42が作動し、ハンドラ25が垂直
面内で回転する。これによって、ウエハーボート22は図
中矢印で示すように回転され、垂直方向に向きを換え
る。続いて、垂直方向に向いたウエハーボート22は、ハ
ンドラ25から熱処理炉16の昇降機構28に渡される。昇降
機構28により、ウエハーボート22はプロセスチューブ30
の底に設けられた出入口からその内部に導入され、上昇
して所定の熱処理位置に装填される。こうしてプロセス
チューブ30内に装填された半導体ウエハー２…は、不純
物拡散等の所定の熱処理を受ける。

熱処理終了後、処理済みの半導体ウエハー２…は上記
と逆のルートでストッカー６に保管される。まず、ウエ
ハーボート22は、昇降機構28によりプロセスチューブの
外に引出され、ハンドラ25に渡される。続いて、ウエハ
ーボート22は水平に換えられた後、半導体ウエハー２の
移し換え位置まで搬送される。ここで、ウエハーボート
22はハンドラ25から保持機構38に渡される。ここには第
二の押し上げ機構40が設けられており、この押し上げ機
構によって、ウエハーボート22に立設されている半導体
ウエハー２…は１枚づつ又は25枚ごとにウエハーボート
22から外され、上方に押し上げられる。押し上げられた
半導体ウエハー２は、アーム34a,34bによって把持さ
れ、待機エリア18にあるカセット４に収納される。こう
して、ウエハーボート22に立設されていた総ての半導体
ウエハー２…は、四つのカセット４内に収納され、処理
済みの半導体ウエハー２…を収納したカセットは、第一
のトラック10上を搬送され、ストッカー６に保管され
る。

以上説明したように、上記実施例の移送装置によれ
ば、カセット４に収納された状態でストッカーに保管さ
れている半導体ウエハー２…を、縦型熱処理炉16のプロ
セスチューブ30内に自動的に装填することができる。ま
た、処理済みの半導体ウエハー２…をプロセスチューブ
30から取出し、カセット内に収納してストッカー６に保
管する作業も自動的に行なうことができる。

本発明は、上記の実施例のように熱処理炉16を一基し
か用いない製造ラインだけでなく、第３図に示すよう
に、複数基の熱処理炉16を用いた製造ラインにも同様に
適用することができる。第３図の実施例では、図示のよ
うに縦型熱処理炉16が四基用いられ、第二の移送機構20
のトラック27は夫々の熱処理炉16の前を通るように延設
されている。その他の構成は第１図の実施例と同じであ
り、既述したと同様の動作により、夫々の熱処理炉16と
の間で半導体ウエハー２…の移送を行なうことができ
る。このように、縦型熱処理炉を複数用いた製造ライン
にも適用できることは、本発明による移送装置の大きな
利点である。

以上述べたようにこの実施例によれば、縦型炉に対す
る半導体ウエハーの移送を簡略化でき、移送効率を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するための半導体
ウエハー処理装置の構成図、第２図は第１図の移送機構
説明図、第３図は本発明装置の他の実施例説明図であ
る。 ２……半導体ウエハー、４……カセット ８……第一の移送機構、16……熱処理炉 20……第二の移送機構、24……移し換え機構

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハーの収納されたカセットとウ
   エハーボートとの間で半導体ウエハーの移し換えを行な
   うための移し換え手段と、前記半導体ウエハーが載置さ
   れたウエハーボートを、移し換え位置と一基以上の縦型
   熱処理炉の設置位置との間で搬送し、且つ前記熱処理炉
   との間で前記ウエハーボートの受け渡しを行なう移送手
   段と、前記各熱処理炉に設けられ、前記移送手段から前
   記ウエハーボートを受け取り、これを垂直に立設された
   プロセスチューブ内に搬入し、且つプロセスチューブか
   ら搬出するための昇降手段と、を備え、 前記移送手段は、移し換え位置と熱処理炉の設置位置と
   の間に亘って延設されたトラックと、このトラック上を
   移動可能に設けられたキャリッジと、ウエハーボートの
   両端部を保持し、その受け渡しを行なうために前記キャ
   リアに設けられると共に保持したウエハーボートを水平
   方向と垂直方向との間で転換するために水平な軸の回り
   に回動自在に設けられたハンドラーと、を具備し、 前記ハンドラーは、前記昇降手段との間でウエハーボー
   トの受け渡しを行なうときにはウエハーボートを垂直方
   向に保持し、トラック上でウエハーボートを搬送すると
   きにはウエハーボートを水平方向に保持することを特徴
   とする半導体ウエハー処理装置。