JP3006714B2 - 縦型基板移載装置及び縦型熱処理装置並びに縦型熱処理装置における基板移載方法 - Google Patents

縦型基板移載装置及び縦型熱処理装置並びに縦型熱処理装置における基板移載方法

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JP3006714B2 JP63305609A JP30560988A JP3006714B2 JP 3006714 B2 JP3006714 B2 JP 3006714B2 JP 63305609 A JP63305609 A JP 63305609A JP 30560988 A JP30560988 A JP 30560988A JP 3006714 B2 JP3006714 B2 JP 3006714B2
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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、縦型基板移載装置及び縦型熱処理装置並び
に縦型熱処理装置における基板移載方法に関する。
（従来の技術） 一般に、半導体製造工程では、半導体ウエハ等の基板
を搬送する場合、ウエハカセットあるいはウエハキャリ
ヤ等と称される搬送用基板保持具を用いることが多い。
すなわち、この搬送用基板保持具は、軽量で安価な樹脂
等からなり、半導体ウエハを複数枚例えば25枚収容可能
に構成されている。
一方、例えば熱処理装置等によって多数の半導体ウエ
ハをバッチ処理するような場合、上述したような樹脂製
の搬送用基板保持具をそのまま用いることができないた
め、化学的安定性および耐熱性に優れた石英等からな
り、複数枚例えば百数十枚の半導体ウエハを収容可能に
構成された処理用基板保持具いわゆるウエハボートを用
いることが多い。
このため、上述したウエハカセットとウエハボートと
の間で半導体ウエハの移載を行う必要があり、従来から
このような移載を行うための基板移載装置が、例えば特
開昭60−231337号公報、特開昭61−65639号公報等で提
案されている。このような移載装置では、通常ウエハボ
ートをほぼ水平に支持し、ウエハカセット内に収容され
た複数例えば25枚の半導体ウエハを一度に握持し、移載
を行うよう構成されたものが多い。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、基板例えば半導体ウエハを縦型熱処理
装置によって処理する場合等、処理を行う半導体ウエハ
の上下にダミーウエハを配置したり、処理を行う半導体
ウエハ列の所定の枚数毎にテストウエハを配置したりす
る場合がある。このような場合、前述した複数枚の半導
体ウエハを一度に握持し移載を行うよう構成された基板
移載装置では対応することができないという問題があ
る。また、一枚ずつ移載を行う枚葉式の基板移載装置で
は、このような問題は生じないが、委細に時間がかかる
という問題がある。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、従来に較べてフレキシビィリティーに優れ、移載時
間の大幅な増大を招くことなく多様な移載を行うことの
できる縦型基板移載装置及び縦型熱処理装置並びに縦型
熱処理装置における基板移載方法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、複数枚の基板を略水平な状態で
保持可能に構成された縦型熱処理装置の処理用基板保持
具に前記基板の移載を行う縦型基板移載装置において、
基台の上に備えられており上下方向に間隔を設けて配置
され夫々その上面に前記基板を略水平な状態で支持可能
とされた複数の基板支持アームを有し前記基板を複数枚
同時に移載可能に構成された第１の基板支持機構と、前
記基台の上に備えられており前記第１の基板支持機構と
上下方向に重なった位置に設けられ略水平な状態で前記
基板を一枚ずつ移載可能に構成された第２の基板支持機
構と、前記基台の一端に設けられ前記第１の基板支持機
構を駆動制御する第１の駆動制御機構と、前記基台の他
端に設けられ前記第２の基板支持機構を駆動制御する第
２の駆動制御機構とを具備することを特徴とする。
また、本発明の前記縦型基板移載装置は、前記第１の
基板支持機構は、５枚の基板を支持可能に構成されると
ともに、前記第２の基板支持機構は、１枚の基板を支持
可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の前記縦型基板移載装置は、前記第１の
基板支持機構及び前記第２の基板支持機構に設けられた
支持アームには、基板を載置支持するためのガイド溝が
設けられていることを特徴とする。
また、本発明の前記縦型基板移載装置は、前記ガイド
溝は、中心を同一にして異なる直径の溝が複数個設けら
れていることを特徴とする。
さらに、本発明は、複数の基板をボートに支持して反
応管内に搬入して熱処理を行う縦型熱処理装置におい
て、前記反応管の下方に設けられた複数のカセットを載
置するカセット載置部と、該カセット載置部に載置され
たカセット内から前記ボートに前記反応管の下方で基板
を移載するように、基台の上に設けられ前記基板を複数
枚同時に移載可能に構成された第１の基板支持機構と、
前記基台の一端に設けられ前記第１の基板支持機構を駆
動制御する第１の駆動制御機構と、前記基台の上に設け
られ前記基板を一枚ずつ移載可能に構成された第２の基
板支持機構と、前記基台の他端に設けられ前記第２の基
板支持機構を駆動制御する第２の駆動制御機構とを有す
る縦型基板移載機構とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の上記縦型熱処理装置は、前記カセット
載置部に設けられるカセットを上下方向に設けることを
特徴とする。
さらに、本発明の縦型熱処理装置における基板移載方
法は、水平姿勢のウエハを上下方向に多段に収容するボ
ートと、基板を複数枚装填可能な所要数のカセットと、
基台の上に設けられ前記ボートとカセット間で複数枚の
基板を移載する第１の基板支持機構と、前記基台の一端
に設けられ前記第１の基板支持機構を駆動制御する第１
の駆動制御機構と、前記基台の上に設けられ１枚ずつ基
板を移載する第２の基板支持機構と、前記基台の他端に
設けられ第２の基板支持機構を駆動制御する第２の駆動
制御機構とを有する一つの移載装置とを有する縦型熱処
理装置における基板移載方法において、前記移載装置が
１枚または複数枚の基板を移載可能であり、処理を行う
基板については、一度に複数枚移載し、テストウェハ
は、１枚ずつ移載することを特徴とする。
また、本発明の前記縦型熱処理装置における基板移載
方法は、前記ボート上部に所要枚数のダミーウェハを移
載し、その下方にテストウェハと処理を行う基板を交互
に移載し、前記ボート下部にダミーウェハを移載するこ
とを特徴とする。
また、本発明の上記縦型熱処理装置における基板移載
方法は、最初に前記ボート上部に位置される所要枚数の
ダミーウェハを移載し、その次ぎにテストウェハと処理
を行う基板を交互に移載し、最後に下部ダミーウェハを
移載することを特徴とする。
（作用） 上記構成の本発明の縦型基板移載装置及び縦型熱処理
装置並びに縦型熱処理装置における基板移載方法では、
基板を同時に複数枚移載可能に構成された第１の基板支
持機構と、基板を一枚ずつ移載可能に構成された第２の
基板支持機構とを備えている。したがって、移載時間の
大幅な増大を招くことなく、例えば処理を行う半導体ウ
エハの上下にダミーウエハを配置したり、処理を行う半
導体ウエハの間にテストウエハを配置したりする等の多
様な移載を自動的に切替えて行うことができる。
（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。
移載装置１の基台２上には、材質例えばアルミナから
なる複数例えば５つの基板支持アーム3a〜3eを備え、５
枚の半導体ウエハを支持可能に構成された５枚用基板支
持機構４が設けられている。すなわち、５つの基板支持
アーム3a〜3eは、後述するウエハカセットおよびウエハ
ボートのウエハピッチに応じて上下方向に所定の間隔を
設けて配列させており、これらの基板支持アーム3a〜3e
上にそれぞれ１枚ずつ半導体ウエハを支持し、合計５枚
の半導体ウエハを支持可能に構成されている。そして、
この５枚用基板支持機構４は、駆動機構として、例えば
基台２の端部に基台２の長手方向に沿って張設され、モ
ータ５によって駆動される駆動用ベルト６に接続されて
おり、基台２上の図示矢印ｒ方向に移動可能に構成され
ている。
また、第２図にも示すように上記基台２上には、上記
５枚用基板支持機構４の基板支持アーム3a〜3eと同様に
構成された基板支持アーム3fを有する１枚用基板支持機
構７が設けられている。すなわち、この基板支持アーム
3fは、基板支持アーム3a〜3eの下部に位置する如く設け
られており、上記５枚用基板支持機構４の駆動用ベルト
６とは反対側の基台２の端部に基台２の長手方向に沿っ
て張設され、図示しないモータによって駆動される駆動
用ベルト８に接続されており、５枚用基板支持機構４と
は独立に、基台２上を図示矢印ｒ方向に移動可能に構成
されている。
さらに、上記基台２は、図示しない駆動機構に接続さ
れており、この駆動機構により、上下方向（図示矢印ｚ
方向）および図示しない軸を中心として回動する如く水
平方向（図示矢印θ方向）に移動可能に構成されてい
る。
なお、第３図および第４図に示すように、上記支持ア
ーム3a〜3eおよび支持アーム3fの上面には、複数種例え
ば２種のガイド溝9a、9bが設けられており、例えば真空
吸着等の機構を用いることなく、これらのガイド溝9a、
9b上に径の異なる複数種の半導体ウエハ、例えば５イン
チの半導体ウエハおよび６インチの半導体ウエハを支持
可能に構成されている。また、これらのガイド溝9a、9b
は、同心的に設けられており、機構的にはソフト的にも
何ら変更を行うことなく上記径の異なる複数種の半導体
ウエハに対応可能に構成されている。
上記構成の移載装置１は、第５図および第６図に示す
ように、縦型熱処理装置の筐体11内に設けられている。
すなわち、筐体11の上部前面には、コントロールパネ
ル12か設けられており、その後方には、例えば石英等か
らなる反応管およびこの反応管の周囲を囲繞する如く設
けられた均熱管、ヒータ、断熱材等からなる熱処理炉13
がほぼ垂直に設けられている。また、上記熱処理炉13の
下方には、上下動可能に構成されたボートエレベータ14
が設けられており、このボートエレベータ14により、例
えば石英等からなり、複数例えば百数十枚の半導体ウエ
ハ15を保持可能に構成された処理用基板保持具（例えば
石英製ウエハボート）16を保温筒17上にほぼ垂直に載置
した状態で、熱処理炉13に下方からロード・アンロード
し、熱処理例えばCVD膜の形成を行う如く構成されてい
る。さらに、筐体11の前方下部には、例えば複数25枚の
半導体ウエハ15を収容可能に構成された複数例えば５つ
の搬送用基板保持具（ウエハカセット）18a〜18eを載置
可能とする如くウエハカセット収容部19が設けられてい
る。そして、このウエハカセット収容部19の側方に、ウ
エハカセット18a〜18eとウエハボート16との間で半導体
ウエハ15の移載を行う如く移載装置１が設けられてい
る。
なお、上記ウエハカセット収容部19は、第７図に示す
ように回動自在に構成されており、このウエハカセット
収容部19を回動させ、ウエハカセット18a〜18eを移載装
置１の方向に向けて移載を行うように構成されている。
また、第８図に示すように、ウエハカセット収容部19
は、このウエハカセット収容部19に収容されたウエハカ
セット18a〜18eを、これらのウエハカセット18a〜18eの
底部が下方に、半導体ウエハ取り出し側が上方に位置す
るよう傾斜可能に構成されており、ウエハカセット収容
部19を回動させる時等は、ウエハカセット18a〜18eを傾
斜させておき、移載装置１による移載を行う時のみこれ
らのウエハカセッと18a〜18eを平行とすることにより、
半導体ウエハ15がウエハカセット18a〜18e内から飛び出
したり、位置ずれを起こすことを防止可能に構成されて
いる。
上記構成のこの実施例では、熱処理炉13によって半導
体ウエハ15の熱処理例えばCVD膜の形成を行う場合、ま
ず、第７図に示すようにウエハカセット収容部19を回動
させ、ウエハカセット18a〜18eを移載装置１の方向に向
けるとともに、ボートエレベータ14によりウエハボート
16を移載装置１の方向に移動させる。
次に、この状態で移載装置１の基台２を移動させると
ともに、所望により５枚用基板支持機構４あるいは１枚
用基板支持機構７を移動させることにより、半導体ウエ
ハ15を５枚ずつあるいは例えばダミーウエハあるいはテ
スト用ウエハ等を１枚ずつウエハカセット18a〜18eから
ウエハボート16に移載する。すなわち、処理用ウエハの
収納されたウエハカセットから５枚用基板支持機構４に
よって５枚のウエハを取り出し移載する。また、ダーミ
ーウエハは、ダーミーウエハ用カセットから１枚用基板
支持機構７によって１枚ずつ取り出し、ウエハボート16
の予めプログラムされた位置へ移載する。移載例は、ウ
エハボート16を垂直に配置した状態で移載する場合、上
方から順に移載する。すなわち、上方から例えば３枚ダ
ミーウエハを移載し、次に50枚処理用ウエハを移載し
て、テストウエハを１枚移載する。次に再び50枚の処理
用ウエハ、１枚のテストウエハ、50枚の処理用ウエハ、
最後にダミーウエハを３枚移載する。
そして、上記移載が終了すると、このウエハボート16
を熱処理炉13の下方へ搬送し、熱処理炉13内にロードし
て所定の熱処理例えばCVD膜の形成を行う。
また、上記処理が終了すると、上記手順とは逆の手順
でウエハボート16を熱処理炉13内からアンロードし、移
載装置１により、ウエハボート16からウエハカセット18
a〜18eへの半導体ウエハ15の移載を行う。
すなわち、この実施例の移載装置１では、基台２を
θ、ｚ方向に移動させるとともに、所望により５枚用基
板支持機構４あるいは１枚用基板支持機構７をｒ方向に
移動させることにより、半導体ウエハ15等の基板を５枚
ずつあるいは１枚ずつウエハカセット18a〜18eとウエハ
ボート16との間で移載可能に構成されている。したがっ
て、例えばウエハボート16の上下に２〜３枚のダミーウ
エハを配置したり、処理用の半導体ウエハの間に１枚ず
つテスト用ウエハを配置したりすることができる。ま
た、処理用の半導体ウエハ15は、５枚ずつ移載すること
ができるので、移載時間の大幅な増大を招くこともな
い。
［発明の効果］ 上述のように、本発明の縦型基板移載装置及び縦型熱
処理装置並びに縦型熱処理装置における基板移載方法
は、従来に較べてフレキシビィリティーに優れ、移載時
間の大幅な増大を招くことなく多様な移載を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明の一実施例の基板移載装置
の要部構成を示す図、第３図は第１図および第２図に示
す基板移載装置の基板支持アームの上面図、第４図は第
３図に示す基板支持アームの側面図、第５図は第１図お
よび第２図に示す基板移載装置を配置した縦型熱処理装
置の正面図、第６図は第５図に示す縦型熱処理装置の側
面図、第７図は第５図に示す縦型熱処理装置の上面図、
第８図は第５図に示す縦型熱処理装置のカセット収容部
の構成を示す図である。 １……基板移載装置、２……基台、3a〜3f……基板支持
アーム、４……５枚用基板支持機構、５……モータ、６
……駆動用ベルト、７……１枚用基板支持機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高鍋 英一郎 神奈川県津久井郡城山町川尻字本郷3210 番１ テル相模株式会社内 (72)発明者 小林 勝 神奈川県津久井郡城山町川尻字本郷3210 番１ テル相模株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−291335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−208646（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数枚の基板を略水平な状態で保持可能に
    構成された縦型熱処理装置の処理用基板保持具に前記基
    板の移載を行う縦型基板移載装置において、 基台の上に備えられており、上下方向に間隔を設けて配
    置され夫々その上面に前記基板を略水平な状態で支持可
    能とされた複数の基板支持アームを有し、前記基板を複
    数枚同時に移載可能に構成された第１の基板支持機構
    と、 前記基台の上に備えられており、前記第１の基板支持機
    構と上下方向に重なった位置に設けられ、略水平な状態
    で前記基板を一枚ずつ移載可能に構成された第２の基板
    支持機構と、 前記基台の一端に設けられ、前記第１の基板支持機構を
    駆動制御する第１の駆動制御機構と、 前記基台の他端に設けられ、前記第２の基板支持機構を
    駆動制御する第２の駆動制御機構と を具備することを特徴とする縦型基板移載装置。
  2. 【請求項２】上記第１の基板支持機構は、５枚の基板を
    支持可能に構成されるとともに、上記第２の基板支持機
    構は、１枚の基板を支持可能に構成されていることを特
    徴とする請求項１記載の縦型基板移載装置。
  3. 【請求項３】上記第１の基板支持機構及び上記第２の基
    板支持機構に設けられた支持アームには、基板を載置支
    持するためのガイド溝が設けられていることを特徴とす
    る請求項１記載の縦型基板移載装置。
  4. 【請求項４】上記ガイド溝は、中心を同一にして異なる
    直径の溝が複数個設けられていることを特徴とする請求
    項３記載の縦型基板移載装置。
  5. 【請求項５】複数の基板をボートに支持して反応管内に
    搬入して熱処理を行う縦型熱処理装置において、 前記反応管の下方に設けられた複数のカセットを載置す
    るカセット載置部と、 該カセット載置部に載置されたカセット内から前記ボー
    トに前記反応管の下方で基板を移載するように、基台の
    上に設けられ前記基板を複数枚同時に移載可能に構成さ
    れた第１の基板支持機構と、前記基台の一端に設けられ
    前記第１の基板支持機構を駆動制御する第１の駆動制御
    機構と、前記基台の上に設けられ前記基板を一枚ずつ移
    載可能に構成された第２の基板支持機構と、前記基台の
    他端に設けられ前記第２の基板支持機構を駆動制御する
    第２の駆動制御機構とを有する縦型基板移載機構と を備えたことを特徴とする縦型熱処理装置。
  6. 【請求項６】上記カセット載置部に設けられるカセット
    は上下方向に設けることを特徴とする請求項５記載の縦
    型熱処理装置。
  7. 【請求項７】水平姿勢のウエハを上下方向に多段に収容
    するボートと、基板を複数枚装填可能な所要数のカセッ
    トと、基台の上に設けられ前記ボートとカセット間で複
    数枚の基板を移載する第１の基板支持機構と、前記基台
    の一端に設けられ前記第１の基板支持機構を駆動制御す
    る第１の駆動制御機構と、前記基台の上に設けられ１枚
    ずつ基板を移載する第２の基板支持機構と、前記基台の
    他端に設けられ第２の基板支持機構を駆動制御する第２
    の駆動制御機構とを有する一つの移載装置とを有する縦
    型熱処理装置における基板移載方法において、 前記移載装置が１枚または複数枚の基板を移載可能であ
    り、 処理を行う基板については、一度に複数枚移載し、テス
    トウェハは、１枚ずつ移載することを特徴とする縦型熱
    処理装置における基板移載方法。
  8. 【請求項８】上記ボート上部に所要枚数のダミーウェハ
    を移載し、その下方にテストウェハと処理を行う基板を
    交互に移載し、前記ボート下部にダミーウェハを移載す
    ることを特徴とする請求項７記載の縦型熱処理装置にお
    ける基板移載方法。
  9. 【請求項９】最初に上記ボート上部に位置される所要枚
    数のダミーウェハを移載し、その次ぎにテストウェハと
    処理を行う基板を交互に移載し、最後に下部ダミーウェ
    ハを移載することを特徴とする請求項７記載の縦型熱処
    理装置における基板移載方法。
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