JP3361085B2 - 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
置等の半導体製造装置に於けるウェーハの処理方法に関
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、更に製品用ウェーハの途中、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、拡散炉で前記ウェーハ１
をＣＶＤ処理する場合は、先ず、前記ボート２に前記ウ
ェーハ１が所要の配列となる様挿入し、該ウェーハ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、
従って該ボート２には処理すべきウェーハ数に対し充分
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、前記ウ
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、或はウェーハの枚数に応じて前記ボート２のウェ
ーハ収納位置を選定する様になっている。 【０００４】該ボート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からなるダ
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からなる製品用
ウェーハ群５が収納され、更に前記モニタウェーハ１ｃ
を挾んで順次前記製品用ウェーハ群５が収納されてい
る。最下部の該製品用ウェーハ群５と前記ダミーウェー
ハ群４との間には前記モニタウェーハ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の周囲には前記ウェーハ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、前記ロ
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、移載用エレ
ベータ８とロード・アンロードエレベータ９との間には
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い
く。前記移載用エレベータ８は前記ウェーハ１の移載の
進行に追従して、一段ずつ下降する。 【０００７】該ウェーハ１の移載の完了したボート２は
前記移替えユニット１３によって前記移載用エレベータ
８から前記ロード・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は前記ボート２
を前記拡散炉１２内へ装入する。 【０００８】ＣＶＤ処理が完了すると前記ボート２が前
記拡散炉１２より取出され、更に前記移替えユニット１
３により前記移載用エレベータ８に移替えられ、前記ハ
ンドリングユニット６により上記と逆の手順で前記カセ
ット７へ装填される。 【０００９】上記した従来の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、前記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
枚葉方式の移載装置、一括方式の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、あるい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
一枚ずつ移載していくので、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
置に於いて枚葉移載方式の長所と一括移載方式の長所と
を充分に発揮させ得るウェーハの処理方法を提供しょう
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、ウェーハを収
納するカセットと処理時にウェーハを支持するボートと
の間でウェーハを移載し、前記ボートに支持されたウェ
ーハを反応室内で処理する装置に於いて、回転、昇降可
能な回転台の上方にウェーハ移載用のプレートを鉛直方
向に所要枚数具備し、該プレートが前記回転台上で進退
可能に設けられ、前記所要枚数の支持プレートがウェー
ハを一度に一枚ずつ移載する枚葉移載用の枚葉移載用プ
レートと該枚葉移載用プレートと共に一度に複数枚のウ
ェーハを移載する複数枚のプレートから成るウェーハ移
載機により前記カセットと前記ボート間でウェーハを移
載し、ウェーハ移載に於いては前記枚葉移載用プレート
を基準に他のプレートを鉛直方向に支持プレート間のピ
ッチを可変させて移載するウェーハ処理方法に係るもの
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例に係るウ
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は回転台、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】該両被動ギア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３８，３９，４
０，４１，４２の上面にはウェーハを載置可能な凹部４
３が形成されている。又、前記プレートホルダ３４，３
５，３６，３７は、前記ウェーハ支持プレート３９，４
０，４１，４２を上下方向に適当な間隔をもって支持し
得る形状となっており、且つ前記プレートホルダ３４，
３５，３６，３７が固着されているスライダ２３，２
４，２５，２６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を介して前記スライダ２
３，２４，２５，２６が、各ウェーハ支持プレート３
８，３９，４０，４１，４２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。 【００２３】１段目の支持プレート（枚葉支持プレー
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。 【００２４】以下、進退機構４４について説明する。 【００２５】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。 【００２６】而して、前記平行揺動リンク４５，４６の
回転半径と遊動平行リンク４７，４８の前記プレートホ
ルダ３３の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。 【００２７】前記プレートホルダ３３には最下段の枚葉
ウェーハ支持プレート３８が取付けてある。 【００２８】前記平行揺動リンクのうち一方の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
枚葉ウェーハ支持プレート３８を前進、後退させること
ができ、又該枚葉ウェーハ支持プレート３８の前進量
は、前記上側のウェーハ支持プレート３９，４０，４
１，４２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、該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、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、プレートホルダ３３を
送出す。前記センサ５７が遊動平行リンク４７，４８の
行程端を検出したところで進退モータ５４が停止され
る。 【００３４】而して、最下段の枚葉ウェーハ支持プレー
ト３８のみがウェーハを移載できる状態となり（図２中
二点鎖線で示す）、ウェーハを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、最下段の枚葉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、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２
７，２８の回転により、プレートホルダが固着されてい
る前記スライダ２３，２４，２５，２６が移動する。該
スライダ２３，２４，２５，２６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、最下段の枚葉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、上記実施例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、
支持プレートの枚数を“２５”の約数である“５”とし
たが、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、
又ウェーハの収納ピッチが変更された場合にでも容易に
対応できるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明を実施するウェーハ移載装置を遠視した
斜視図である。 【図２】同前ウェーハ移載装置を遠視した斜視図であ
る。 【図３】ボートでのウェーハの配列を示す説明図であ
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】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 １８ ウェーハ把持部 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 枚葉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

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ウェーハを収納するカセットと処理時に
   ウェーハを支持するボートとの間でウェーハを移載し、
   前記ボートに支持されたウェーハを反応室内で処理する
   半導体製造装置に於いて、回転、昇降可能な回転台の上
   方にウェーハ移載用のプレートを鉛直方向に所要枚数具
   備し、該プレートが前記回転台上で進退可能に設けら
   れ、前記所要枚数のプレートが、最下段に位置しウェー
   ハを一度に一枚ずつ移載する枚葉移載用の枚葉移載用プ
   レートと該枚葉移載用プレートと共に一度に複数枚のウ
   ェーハを移載する複数枚のプレートから成り、前記プレ
   ート間のピッチを複数本のスクリューロッドを介して可
   変とし、前記プレートは各スクリューロッドに分担され
   変位されるウェーハ移載機を備え、該ウェーハ移載機に
   より前記カセットと前記ボート間でウェーハを移載し、
   ウェーハ移載に於いては前記枚葉移載用プレートを基準
   に他のプレートを鉛直方向にプレート間のピッチをウェ
   ーハ移載先の収納ピッチに変更させて移載することを特
   徴とする半導体製造装置。