JP3040991B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦型ＣＶＤ拡散装
置に於けるウェーハの移載に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造プロセスの１つにＣＶ
Ｄ処理がある。これは所要枚数のシリコンのウェーハを
ＣＶＤ装置内で加熱し、化学気相堆積（ＣＶＤ）させる
ものであるが、ＣＶＤ処理の均質化を図る為、製品用ウ
ェーハを挾む様に列の両端部には各複数枚のダミーウェ
ーハが配列されており、更に製品用ウェ―ハの途中、所
要の間隔で検査用のモニタウェーハが各１枚配列されて
いる。これを図３により略述する。

【０００３】拡散炉内ではウェーハ１はボート２によっ
て支持される様になっており、拡散炉でウェーハ１をＣ
ＶＤ処理する場合は、先ず、ボート２にウェーハ１が所
要の配列となる様挿入し、ウェーハ１が挿入されたボー
ト２を拡散炉内に装入する。一般には拡散炉内は全域に
亘って均一な温度分布にはなってなく、従って前記ボー
ト２には処理すべきウェーハ１数に対し充分余裕のある
数（例えばウェーハの処理枚数の１．５倍の数）だけの
ウェーハ収納スペースを備えており、ウェーハ１を処理
する場合は温度分布の均一な箇所に対応させ、或はウェ
ーハ１の枚数に応じてボート２のウェーハ収納位置を選
定する様になっている。

【０００４】前記ボート２のウェーハ配列の上端部、下
端部にはそれぞれ適宜数のダミーウェーハ１ｂから成
る、ダミーウェーハ群３，４が収納され、モニタウェー
ハ１ｃを挾んで所定枚数の製品用ウェーハ１ａから成る
製品用ウェーハ群５が収納され、更にモニタウェーハ１
ｃを挾んで順次製品用ウェーハ群５が収納されている。
最下部の製品用ウェーハ群５と前記ダミーウェーハ群４
との間にはモニタウェーハ１ｃが挿入されている。ウェ
ーハ移載装置はカセットに装填されたウェーハを前記ボ
ートへ移載し、又処理後のウェーハを空のカセットへ装
填する一連の作業を行うものである。従来のウェーハ移
載装置について図４に於いて説明する。

【０００５】図４に示されるものは、枚葉式（１枚ずつ
移送する方式）のウェーハ移載装置を示しており、ハン
ドリングユニット６の周囲にはウェーハ１が装填された
カセット７が同一円周上に所要数配置され、又前記ハン
ドリングユニット６に隣接して移載用エレベータ８、ロ
ード・アンロードエレベータ９が設けられ、前記移載用
エレベータ８のボート受台１０は前記円周を含む円筒面
の母線に沿って昇降する様になっており、ロード・アン
ロードエレベータ９のボート受台１１の上方には縦型拡
散炉１２が設けられている。又、前記移載用エレベータ
８と前記ロード・アンロードエレベータ９との間には前
記ボート２の移替えを行う移替えユニット１３が設けら
れている。

【０００６】前記ハンドリングユニット６は前記円周の
中心を中心に回転し且つ昇降する回転アーム１４と該回
転アーム１４に沿って半径方向に進退するウェーハ吸着
チャック１５を備え、前記カセット７に装填されたウェ
ーハ１を一枚ずつ吸着して取出し、前記移載用エレベー
タ８に乗置されたボート２に上側から順次移載して行
く。前記移載用エレベータ８はウェーハ１の移載の進行
に追従して、一段ずつ下降する。

【０００７】ウェーハ１の移載の完了したボート２は前
記移替えユニット１３によって移載用エレベータ８から
ロード・アンロードエレベータ９へ移替えられ、該ロー
ド・アンロードエレベータ９はボート２を前記拡散炉１
２内へ装入する。

【０００８】ＣＶＤ処理が完了するとボート２が拡散炉
１２より取出され、更に移替えユニット１３により移載
用エレベータ８に移替えられ、ハンドリングユニット６
により上記したと逆の手順でカセット７へ装填される。

【０００９】上記した従来のウェーハ移載装置は枚葉式
であったが、図５に示す様に一括式のものもある。

【００１０】これは、ウェーハ吸着チャック１５が２５
組の吸着プレート１６を備え、カセット７に装填されて
いる２５枚のウェーハ１を全部一括してチャッキングし
ボート２へ移載を行うものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】然し、上記した従来の
枚葉方式のウェーハ移載装置、一括方式のウェーハ移載
装置には以下に述べる様な不具合がある。

【００１２】前記したボート２に挿入されるウェーハの
配列、上段、下段のダミーウェーハの枚数を各何枚にす
るか、或はモニタウェーハを製品用ウェーハの何枚目毎
に且つ何枚設けるかは処理を行う条件、或は顧客の処理
仕様によって異なる。前者の枚葉方式はウェーハを一枚
ずつ移載して行くので、ウェーハの如何なる配列にも対
応できる。然し、動作回数が著しく多く、その為移載時
間が長くなり、効率が悪い。又、動作回数が多いという
ことは発塵の可能性が確率的に増大し、製品品質に悪影
響を与える。

【００１３】これに対し、後者一括方式は、移載時間が
短く、極めて能率的であるという利点はあるが、２５枚
一括で処理している為、ウェーハ移載時にウェーハの配
列を整えることはできない。従って、カセットにウェー
ハを装填する際に所定の配列となる様、ダミーウェー
ハ、モニタウェーハ、製品用ウェーハを混在させる様に
している。カセットへのウェーハの装填作業は手作業で
あり、種類の異なるウェーハを所定の配列となる様装填
する作業は非常に煩雑であり、能率も悪く、又誤挿入も
避けられないのが現状であった。

【００１４】本発明は斯かる実情に鑑み、半導体製造装
置に於いて枚葉方式の長所と一括方式の長所とを充分に
発揮させ得るウェーハの移載装置を提供しょうとするも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の基板移
載機用のプレートを有する第１のプレート群と、該第１
のプレート群とは独立して移載可能な１枚のプレートか
ら構成される第２のプレートとを有し、１枚の基板を移
載する時は第２のプレートを用いて移載し、一度に複数
枚の基板を移載する時には第１のプレート群と第２のプ
レートとを同時に用いて基板を移載するウェーハ移載装
置を具備した半導体製造装置に係り、又第１のプレート
群は４枚のプレートから構成される半導体製造装置に係
り、又第１のプレート群から第２のプレートに亘ってプ
レートのピッチが等間隔である半導体製造装置に係り、
又第１のプレート群が直交する基板の一方の基板に支持
され、第２のプレートは他方の基板に支持された半導体
製造装置に係るものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１７】図１、図２で示すものは本実施の形態に係
るウェーハ移載装置の特に、ウェーハ把持部１８を示し
ており、該ウェーハ把持部１８は例えば図４、図５で示
す回転アーム１４に半径方向に進退可能に設けられるも
のである。

【００１８】以下、前記ウェーハ把持部１８について説
明する。

【００１９】ベースプレート１９に垂直基板２０を固着
すると共に図示しない支柱を介して上基板２１を固着す
る。

【００２０】該上基板２１にガイドブロック２２を固着
し、該ガイドブロック２２に左右各１対のスライダ２
３，２４，２５，２６を摺動自在に取付ける。該スライ
ダ２３，２４，２５，２６は前記上基板２１に回転自在
に設けたスクリューロッド２７，２８にそれぞれ螺合
し、該スクリューロッド２７，２８の上端には被動ギア
２９，３０を嵌着する。

【００２１】両被動ギア２９，３０の間にピッチ変更モ
ータ３１を取付け、該ピッチ変更モータ３１の出力軸に
嵌着した駆動ギア３２を前記両被動ギア２９，３０に噛
合させる。

【００２２】前記スライダ２３，２４，２５，２６には
それぞれ逆Ｌ字状のプレートホルダ３４，３５，３６，
３７を固着し、該プレートホルダ３４，３５，３６，３
７の先端にウェーハ支持プレート３９，４０，４１，４
２を取付ける。各ウェーハ支持プレート３９，４０，４
１，４２の上面にはウェーハを載置可能な凹部４３が形
成されている。前記ウェーハ支持プレート３９，４０，
４１，４２により第１のプレート群が構成される。

【００２３】又、前記プレートホルダ３４，３５，３
６，３７は、前記ウェーハ支持プレート３９，４０，４
１，４２を上下方向に適宜な間隔をもって支持し得る形
状となっており、且つプレートホルダ３４，３５，３
６，３７が固着されているスライダ２３，２４，２５，
２６と前記スクリューロッド２７，２８との螺合関係
は、下から２段目のウェーハ支持プレート３９を支持す
るプレートホルダ３４が固着されているスライダ２３が
螺合している螺子ピッチに対して、下から３段目のウェ
ーハ支持プレート４０を支持するプレートホルダ３５が
固着されているスライダ２４が螺合している部分の螺子
ピッチは２倍、同様に４段目のスライダ２５の螺子ピッ
チは３倍、５段目のスライダ２６の螺子ピッチは４倍と
なっており、前記ピッチ変更モータ３１を駆動した場
合、前記スクリューロッド２７，２８を介してスライダ
２３，２４，２５，２６が、各ウェーハ支持プレート３
９，４０，４１，４２及び後述するウェーハ支持プレー
ト３８との間のピッチが等しいという関係を保持して、
ピッチの拡大、縮小を行い得る様になっている。

【００２４】最下段のウェーハ支持プレート３８は進退
機構４４に取付けられたプレートホルダ３３に固着さ
れ、上下方向の変位がなく、前進、後退される様になっ
ている。前記ウェーハ支持プレート３８は第２のプレー
トを構成する。

【００２５】以下進退機構４４について説明する。

【００２６】前記垂直基板２０に平行揺動リンク４５，
４６を枢着し、該平行揺動リンク４５，４６にそれぞれ
遊動平行リンク４７，４８の中途部を枢着する。該遊動
平行リンク４７，４８の上端を前記１段目のプレートホ
ルダ３３に枢着し、前記遊動平行リンク４７，４８の下
端は滑動子４９に枢着する。該滑動子４９はガイド５０
を介して前記垂直基板２０に摺動自在に設ける。

【００２７】而して、前記平行揺動リンク４５，４６の
回転半径と前記遊動平行リンク４７，４８の前記プレー
トホルダ３３枢着点についての回転半径を等しくし、両
平行リンク４５，４６、４７，４８の回転動により上下
方向の変位が相殺される様にする。

【００２８】前記平行揺動リンクのうち１方４６に固着
された枢軸５１は前記垂直基板２０を貫通して突出して
おり、この突出端にプーリ５２を固着する。前記垂直基
板２０の反平行揺動リンク側にモータ支持金具５３を介
して進退モータ５４を固着し、該進退モータ５４の出力
軸には駆動プーリ５５を嵌着し、該駆動プーリ５５と前
記プーリ５２とをタイミングベルト５６で連結する。

【００２９】而して、前記進退モータ５４の正逆回転で
ウェーハ支持プレート３８を前進、後退させることがで
き、又該ウェーハ支持プレート３８の前進量は、上側の
ウェーハ支持プレート３９，４０，４１，４２より完全
に突出するものとする。

【００３０】尚、図中５７，５８は前記遊動平行リンク
４７，４８の行程端を検出するセンサ、５９，６０は該
センサ４７，４８を作動させる為の検知片である。

【００３１】以下、作動を説明する。

【００３２】全てのウェーハ支持プレート３８，３９，
４０，４１，４２で一度にウェーハを支持して移載する
場合は、ウェーハ支持プレート３８，３９，４０，４
１，４２を図２中、実線の位置とする。

【００３３】次に、５枚以下のウェーハ１を移送する端
数処理を行う場合は、前記進退モータ５４を駆動し、前
記駆動プーリ５５、タイミングベルト５６、プーリ５２
を介して前記平行揺動リンク４５，４６を図２中時計方
向に揺動させる。該平行揺動リンク４５，４６の揺動に
より、前記遊動平行リンク４７，４８は下方へ下りなが
ら、反時時計運動の回動をして、前記プレートホルダ３
３を送出す。前記センサ５７が前記遊動平行リンク４
７，４８の行程端を検出したところで前記進退モータ５
４が停止される。

【００３４】而して、最下段のウェーハ支持プレート３
８のみがウェーハ１を移載できる状態となり（図２中２
点鎖線で示す）、ウェーハ１を１枚ずつ移載することが
可能となる。

【００３５】端数処理が完了し、再びウェーハ１を５枚
同時に移載する場合には、前記進退モータ５４を逆転駆
動し、最下段のウェーハ支持プレート３８を後退させ図
２中実線の位置に戻す。

【００３６】次に、ウェーハ１のサイズによりウェーハ
収納時のウェーハ間のピッチが異なるが、この場合前記
ウェーハ支持プレート３８，３９，４０，４１，４２の
ピッチ調整を行う。

【００３７】前記ピッチ変更モータ３１を駆動し、前記
駆動ギア３２、被動ギア２９，３０を介し、前記スクリ
ューロッド２７，２８を回転する。該スクリューロッド
２７，２８の回転により、プレートホルダ３４，３５，
３６，３７が固着されている前記スライダ２３，２４，
２５，２６が移動する。このスライダ２３，２４，２
５，２６が螺合している部分は、前記した様に螺子ピッ
チが等倍で変化しているので、最下段のウェーハ支持プ
レート３８を基準に上側のウェーハ支持プレート３９，
４０，４１，４２が等間隔の関係を維持して移動し、ピ
ッチ調整がなされる。

【００３８】尚、上記実施の形態ではウェーハカセット
に収納されるウェーハの枚数が２５枚であることを考慮
し、ウェーハ支持プレートの枚数を“２５”の約数であ
る“５”としたが、ウェーハ支持プレートの枚数を２５
枚としてもよい。

【００３９】更に、ウェーハ支持プレートを真空吸着法
で行なうプレートとする等、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ウェー
ハを複数枚一括で移送すること及び１枚ずつ移送するこ
とが適宜選択して行え、ウェーハの移送を能率よく行え
ると共にウェーハの任意の配列に対応することができ、
又ウェーハを複数枚一括で移送する場合に第１のプレー
ト群、第２のプレートとを同時に用いて移送を行うの
で、全てのウェーハ支持プレートを移送に供することが
でき、プレートの無駄がないという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の要部を遠視した斜視図で
ある。

【図２】同前本発明の実施の形態の要部の斜視図であ
る。

【図３】同前本発明の実施の形態のウェーハの配列例を
示す説明図である。

【図４】従来のウェーハ移載装置を示す説明図である。

【図５】該従来のウェーハ移載装置を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ウェーハ ２３ スライダ ２４ スライダ ２５ スライダ ２６ スライダ ２７ スクリューロッド ２８ スクリューロッド ３１ ピッチ変更モータ ３８ ウェーハ支持プレート ３９ ウェーハ支持プレート ４０ ウェーハ支持プレート ４１ ウェーハ支持プレート ４２ ウェーハ支持プレート ４４ 進退機構 ５４ 進退モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 H01L 21/205 H01L 21/22 511

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基板移載機用のプレートを有する
   第１のプレート群と、該第１のプレート群とは独立して
   移載可能な１枚のプレートから構成される第２のプレー
   トとを有し、１枚の基板を移載する時は第２のプレート
   を用いて移載し、一度に複数枚の基板を移載する時には
   第１のプレート群と第２のプレートとを同時に用いて基
   板を移載するウェーハ移載装置を具備した半導体製造装
   置。
2. 【請求項２】 第１のプレート群は４枚のプレートから
   構成される請求項１の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 第１のプレート群から第２のプレートに
   亘ってプレートのピッチが等間隔である請求項１の半導
   体製造装置。