JP3514176B2 - 縦型炉の半導体ウエハ移載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数枚の半導体
ウエハを、鉛直方向に多段に配置して熱処理を行う縦型
炉の半導体ウエハ移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｓｉ等の円盤状の半導体ウエハを熱処理
する熱処理炉には、複数枚の半導体ウエハを、盤面を水
平にした状態で、鉛直方向に配列する縦型炉がある。上
記縦型炉では、筒状ヒータの中心に半導体ウエハを配置
するためのボートと呼ばれる半導体ウエハの支持部材が
用いられる。このボートは、鉛直方向に起立した複数本
の石英棒を、半導体ウエハの外周に沿って、かつ縦型炉
の前面側から半導体ウエハを挿入できるように前面側を
避けて配列したものである。各石英棒には軸に直交する
溝が軸方向に所定間隔で複数個形成されており、各半導
体ウエハは、各石英棒の同一高さの溝により水平状態に
保持され、上下方向に所定間隔を置いて複数枚配列され
る。一方、上記半導体ウエハは、互いに接触しない状態
で一括して収納できるカセットを用いて、前工程から搬
送される。このため、半導体ウエハを上記ボートに移載
する作業は、カセットから一枚ずつ半導体ウエハを取り
出し、その盤面を水平に保持しながら、上記ボートの溝
に端部を挿入し、別の半導体ウエハを他の溝に同じ様に
挿入することにより、鉛直方向に配列するものである。
上記移載作業では、半導体ウエハを一枚ずつ取り扱うた
めの、半導体ウエハの両端部を挟持する手段や、半導体
ウエハの盤面を吸着する真空チャックが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の移載手段では、一枚単位で半導体ウエハを移載す
るため作業時間が長く、効率が悪いという問題がある。
また、半導体ウエハが、通常の半導体ウエハの厚さの１
／３程度である約１００μｍの厚さの場合には、半導体
ウエハに作用する両端挟持力や真空チャックの吸着力に
よっても、移載中に割れたり、エッジが欠けたりするこ
とがあり、このため、歩留まりが低下するという問題が
ある。上記のような従来の問題点に鑑み、この発明は、
カセットに収納された複数枚の半導体ウエハを、効率的
に、かつ歩留まり良く縦型炉のボートに移載又は回収で
きる縦型炉の半導体ウエハ移載装置を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の縦型炉は、複数枚の円盤状の半導体ウエハ
を、ボートのウエハ支持部により相互に隙間を設けて多
段に保持した状態で熱処理を行う縦型炉の半導体ウエハ
移載装置において、上記ウエハ支持部と同じ間隔で多段
に構成された半導体ウエハを支持する支持棚を有し、当
該支持棚が左右に分割され、中間に空間部が設けられた
カセットと、上記ボートの前面に上記カセットを対面さ
せて保持するカセット支持部と、上記カセット支持部に
連結され、上記ウエハ支持部と同じ間隔で配列された突
起部を備えた櫛歯状ローダを、当該突起部を複数枚の半
導体ウエハの相互間に差し込んだ状態で、上記カセット
の空間部を通して上記ボートに移動させるプッシュ機構
と、上記櫛歯状ローダにより片側端部を支持された半導
体ウエハの反対側の端部を、上記プッシュ機構の反対方
向から上記プッシュ機構と同一の櫛歯状ローダにより一
括して支持し、上記プッシュ機構に連動して一定間隔を
保持しながら水平移動するレシーブ機構と、上記突起部
と上記支持棚との間での半導体ウエハの受け渡しを、上
記カセット支持部を昇降させることにより行うカセット
昇降手段と、上記突起部と上記ウエハ支持部との間での
半導体ウエハの受け渡しを、上記ボートの下部に設けら
れて、当該ボートを昇降させることにより行うボート昇
降手段とを備えることを特徴とするものである。

【０００５】上記構成の縦型炉の半導体ウエハ移載装置
によれば、レシーブ機構とプッシュ機構との各櫛歯状ロ
ーダを、それぞれカセット内に多段に収納された半導体
ウエハに向けて進出させることにより、両櫛歯状ローダ
のそれぞれの突起部により各半導体ウエハを前後から挟
んだ状態で支持できる。かつ、プッシュ機構とレシーブ
機構とを連動させ一定間隔を保持しながら水平移動させ
ることにより、各半導体ウエハを水平に保持した状態で
一括してカセットとボートとの間を移動させることがで
きる。また、カセット昇降手段とボート昇降手段とによ
って、カセットとボートをそれぞれ上下方向に移動させ
ることができるので、カセットの支持棚又はボートのウ
エハ支持部と、櫛歯状ローダの突起部との間で半導体ウ
エハを下方から支持した状態で一括して受け渡しするこ
とができる。このため、各半導体ウエハにダメージを与
えることがない。

【０００６】上記半導体ウエハ移載装置においては、上
記第１の櫛歯状ローダと第２の櫛歯状ローダとが、各々
水平方向に互いに対向するローダ位置決め板を有し、当
該位置決め板どうしを互いに当接させることにより、上
記一定間隔を保持するのが好ましい（請求項２）。この
場合には、位置決め板どうしを互いに当接させることに
より、第１の櫛歯状ローダと第２の櫛歯状ローダとの間
隔を一定に保持されるので、当該櫛歯状ローダにより半
導体ウエハに直接力が作用することを防止できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら詳述する。図１はこの発明
の縦型炉の半導体ウエハ移載装置の一つの実施の形態を
示す要部正面図である。この縦型炉の半導体ウエハ移載
装置は、縦型炉Ｒの内部に設置されたボート１を上下方
向に移動させるためのボート昇降手段３と、半導体ウエ
ハＡを収納するカセット２と、縦型炉Ｒの前面側（図の
右側）に設けられて、当該カセット２を支持するカセッ
ト支持部４と、当該カセット支持部４の下部に設けら
れ、これを上下方向に移動させるカセット昇降手段５
と、当該カセット支持部４に連結され半導体ウエハＡを
保持してボート１の方向に押し出すプッシュ機構６と、
縦型炉Ｒの後面側（図の左側）に設けられてプッシュ機
構６に連動して半導体ウエハＡを保持しボート１に移載
するレシーブ機構７とから主要部が構成されている。

【０００８】上記ボート１は、４本の起立した石英棒１
１で構成され、縦型炉Ｒの内部に収納されている。上記
４本の石英棒１１は、半導体ウエハＡを縦型炉Ｒの前面
側からボート１に出し入れすることができるように前面
側を避けた４箇所に設けられ、縦型炉Ｒの中心に配置さ
れる半導体ウエハＡの外周に沿って配置されている（図
２参照）。上記石英棒１１には、軸に直交する所定深さ
の溝が所定間隔で複数段設けられている。半導体ウエハ
Ａを支持するのは、各溝の下方側のウエハ支持部１２で
ある。半導体ウエハＡは、各石英棒１１の互いに同一高
さにある上記ウエハ支持部１２により４箇所で支持され
て、水平に保たれる。上記ボート昇降手段３は、上記ボ
ート１の下部に設けられている。当該ボート昇降手段３
は、流体圧シリンダー３１を備え、上記ボート１を上下
方向に昇降させる。

【０００９】上記カセット２は、半導体ウエハＡを収納
し、前工程から搬送するための一体成形された箱であ
り、当該カセット２の内部には、半導体ウエハＡを載置
するための複数の支持棚２１が多段に設けられている。
各支持棚２１は、上記カセット２の左右側面から内部に
向かって水平に突出させて形成された一対の棚板２１
ｂ，２１ｃからなり、当該棚板２１ｂ，２１ｃ間には、
後述するプッシュ機構６の櫛歯状ローダ６１の通路とし
ての空間部２１ａが確保されている（図２参照）。また
後面にも上記空間部に上記櫛歯状ローダ６１が通る後面
開口部２２が設けられている。上記カセット２は、半導
体ウエハＡを挿入するために開放されている前面開口部
２３を、上記ボート１に対向させ、上記支持棚２１を水
平状態にしてカセット支持部４上に配置されている。

【００１０】上記カセット支持部４は、上記カセット２
の支持棚２１と上記ボート１のウエハ支持部１２とが各
々対向するように、上記カセット２をあらかじめ位置決
めしておくためのものである。また、上記カセット支持
部４は、当該カセット支持部４の下部に連結された流体
圧シリンダー５１を備えるカセット昇降手段５によっ
て、上下方向に昇降する。また、上記カセット支持部４
の上方には、上記カセット２に収納された半導体ウエハ
Ａを保持しながら移動させるためのプッシュ機構６が設
けられている。

【００１１】上記プッシュ機構６は、所定数の半導体ウ
エハＡを一括して保持するための櫛歯状ローダ６１と、
当該櫛歯状ローダ６１をピストンロッド６２ａの先端に
保持する流体圧シリンダー６２とで構成され、図１にお
いて上記カセット２の右側に配置されている。上記櫛歯
状ローダ６１は、上記ボート１のウエハ支持部１２に対
応する本数の突起部６１ａを、当該ウエハ支持部１２と
同一ピッチで鉛直方向に配列したものである。上記突起
部６１ａは、多段に配置された半導体ウエハＡの段間の
隙間に挿入できる厚さと、半導体ウエハＡを水平に保持
できる幅とを有する。上記櫛歯状ローダ６１は、上記ピ
ストンロッド６２ａが前進すると、上記カセット２の後
面開口部２２を通って、上記突起部６１ａを各半導体ウ
エハＡ相互間の隙間に差し込む。同様に、半導体ウエハ
Ａの対向する端部はレシーブ機構７の櫛歯状ローダ７１
により保持される（図２参照）。

【００１２】上記レシーブ機構７は、縦型炉Ｒの後部
（図１の左側）の図示しない支持部に連結された流体圧
シリンダー７２と、当該流体圧シリンダー７２のピスト
ンロッド７２ａの先端に連結された上記プッシュ機構６
の櫛歯状ローダ６１と同一の櫛歯状ローダ７１とから構
成されている。

【００１３】上記レシーブ機構７の櫛歯状ローダ７１
は、石英棒１１の間を通って、カセット２の方向に進出
し、上記プッシュ機構６の櫛歯状ローダ６１と反対方向
から半導体ウエハＡを保持するとともに、上記プッシュ
機構６の櫛歯状ローダ６１と連動して、相互の間隔を一
定に保持しながら移動することにより、半導体ウエハＡ
をボート１に移載、またはボート１からカセット２への
回収動作を行う。

【００１４】上記プッシュ機構６および上記レシーブ機
構７の各櫛歯状ローダ６１，７１の最上部と最下部と
に、ローダ位置決め板６１ｂ，７１ｂが設けられてい
る。当該ローダ位置決め板６１ｂ，７１ｂの先端には、
それぞれ凹部６１ｄと凸部７１ｄとが形成されている。
各櫛歯状ローダ６１，７１を、カセット２内部の所定位
置にそれぞれ進出させる際に、当該凹部６１ｄと凸部７
１ｄとを互いに当接させることにより、両方の櫛歯状ロ
ーダ６１，７１は、所定間隔に保持され、水平方向の互
いの振れが規制される。このため、両方の櫛歯状ローダ
６１，７１の基端部６１ｃ，７１ｃ間の間隔が所定間隔
以下に狭まることがなく、基端部６１ｃ，７１ｃを介し
て半導体ウエハＡに外力が作用することがないので、半
導体ウエハの欠損等を防止できる。

【００１５】次に、半導体ウエハＡをカセット２からボ
ート１へ移載する動作を、図３を参照しつつ図１に基づ
いて説明する。図３は、プッシュ機構６のピストンロッ
ド６２ａの軸方向に見た、２枚の半導体ウエハＡと、こ
れを支持するカセット２の左右棚板２１ｂ，２１ｃと、
石英棒１１のウエハ支持部１２と、櫛歯状ローダ６１，
７１の突起部６１ａ，７１ａとの上下方向の位置関係を
示したものである。図１において、カセット２はカセッ
ト支持部４の上に設置され、半導体ウエハＡは、各々が
カセット２の支持棚２１により水平に保持されている。
移載動作に移行する前の状態では、図３の（ａ）に示す
ように、カセット２の半導体ウエハＡを支持する各棚板
２１ｂ，２１ｃの上面の位置は、対応する石英棒１１の
各ウエハ支持部１２の上面の位置に一致している。

【００１６】最初に、レシーバ機構７の櫛歯状ローダ７
１が、縦型炉Ｒの後部からボート１の石英棒１１の間を
通ってカセット２の内部に進入する。次にプッシャ機構
６の櫛歯状ローダ６１がカセット２の後面開口部２２か
らカセット２内に進入する（図１，２参照）。このと
き、プッシャ機構６の櫛歯状ローダ６１およびレシーバ
機構７の櫛歯状ローダ７１の各突起部６１ａ，７１ａの
上面は、棚板２１ｂ，２１ｃおよび各ウエハ支持部１２
の上面より下方に位置し、半導体ウエハＡと接触しない
（図３の（ａ）に示す状態）。次に、半導体ウエハＡを
カセット２から櫛歯状ローダ６１，７１に渡すために、
カセット昇降手段５を駆動してカセット２を降下させる
と、半導体ウエハＡは図３の（ｂ）に示すように、櫛歯
状ローダ６１，７１の突起部６１ａ，７１ａによって下
方から支持される。これにより、半導体ウエハＡはカセ
ット２の棚板２１ｂ，２１ｃから離れる。

【００１７】次に、プッシュ機構６を駆動して櫛歯状ロ
ーダ６１を押し出し、かつ、これと連動させてレシーバ
機構７をボート１側に退避させ、半導体ウエハＡをボー
ト１の位置に移動させる。このとき、予めボート１のウ
エハ支持部１２を降下させて図３の（ｂ）の状態にして
おく。したがって、半導体ウエハＡがボート１のウエハ
支持部１２と接触することはない。移動終了後、ボート
１を、ボート昇降手段３により上昇させる。これによ
り、半導体ウエハＡは突起部６１ａ，７１ａから離れて
ボート１のウエハ支持部１２により下方から支持される
（図３の（ａ）参照）。この状態で、櫛歯状ローダ６
１，７１を元の位置に復帰させると半導体ウエハＡをボ
ート１へ移載する動作が完了する。半導体ウエハＡをボ
ート１からカセット２に回収するときは、逆の動作とな
る。

【００１８】上記構成であれば、半導体ウエハＡをカセ
ット２に収納した状態で、プッシャ機構６およびレシー
バ機構７の各櫛歯状ローダ６１および７１により半導体
ウエハＡを一括して水平に保持しながら移動させること
ができる。この移動動作と独立して、カセットの支持棚
２１とボート１のウエハ支持部１２とを上下方向に昇降
させることにより、櫛歯状ローダ６１，７１とカセット
２の棚板２１ｂ、２１ｃとの間、櫛歯状ローダ６１，７
１とボート１のウエハ支持部１２との間での半導体ウエ
ハＡの受け渡しを、半導体ウエハＡにダメージを与える
ことなく実行できる。このため、作業効率および歩留ま
りの改善ができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る縦型炉の
半導体ウエハ移載装置によれば、半導体ウエハをカセッ
トからボートに移載し、かつボートからカセットに回収
する際に、櫛歯状ローダを介して、半導体ウエハＡを下
方から支持した状態でカセット単位で一括して移動と受
け渡しとができるので、作業効率が改善され、従来のハ
ンドリングミスによる歩留まりの低下が防止できる。こ
のため、生産性の向上を図ることができる。

【００２０】請求項２に係る縦型炉の半導体ウエハ移載
装置によれば、位置決め板どうしを互いに当接させるこ
とにより、櫛歯状ローダにより半導体ウエハに直接力が
作用することを防止できるので、半導体ウエハの欠損等
を防止して、移載歩留まりをさらに向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施の形態である縦型炉の半
導体ウエハ移載装置の一部欠載正面図である。

【図２】図１のII-II断面図である。

【図３】半導体ウエハのカセットからボートに受け渡す
動作を示す図であり、（ａ）はカセットに支持された状
態であり、（ｂ）は櫛歯状ローダで支持された状態であ
る。

【符号の説明】

１ ボート １２ ウエハ支持部 ２ カセット ２１ 支持棚 ２１ａ 空間部 ２２ 後面開口部 ２３ 前面 ３ ボート昇降手段 ４ カセット支持部 ５ カセット昇降手段 ６ プッシュ機構 ６１ 櫛歯状ローダ ６１ｂ ローダ位置決め板 ７ レシーブ機構 ７１ 櫛歯状ローダ ７１ｂ ローダ位置決め板 Ａ 半導体ウエハ Ｒ 縦型炉

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 49/07 H01L 21/205 H01L 21/22 H01L 21/31 H01L 21/324 H01L 21/68

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数枚の半導体ウエハを、ボートのウエハ
   支持部により相互に隙間を設けて多段に保持した状態で
   熱処理を行う縦型炉の半導体ウエハ移載装置において、
   上記ウエハ支持部と同じ間隔で多段に構成された半導体
   ウエハを支持する支持棚を有し、当該支持棚が左右に分
   割され、中間に空間部が設けられたカセットと、 上記ボートに上記カセットを対向させて保持するカセッ
   ト支持部と、 上記ウエハ支持部と同じ間隔で突起部が配列された第１
   の櫛歯状ローダを有し、当該突起部を複数枚の半導体ウ
   エハの相互間に差し込んだ状態で、当該半導体ウエハの
   受け渡しに供するとともに、上記カセットの空間部を通
   して原位置と上記ボートとの間で上記第１の櫛歯状ロー
   ダを水平移動させるプッシュ機構と、 上記第１の櫛歯状ローダと同一形状の第２の櫛歯状ロー
   ダを有し、この第２の櫛歯状ローダの突起部を上記第１
   の櫛歯状ローダの突起部とは反対方向から複数枚の半導
   体ウエハの相互間に差し込んだ状態で、当該半導体ウエ
   ハの受け渡しに供するとともに、上記プッシュ機構に連
   動して相互に一定間隔を保持しながら上記第２の櫛歯状
   ローダを水平移動させるレシーブ機構と、 上記突起部と上記支持棚との間での半導体ウエハの受け
   渡しを、上記カセット支持部を昇降させることにより行
   うカセット昇降手段と、 上記ボートの下部に設けられ、上記突起部と上記ウエハ
   支持部との間での半導体ウエハの受け渡しを、当該ボー
   トを昇降させることにより行うボート昇降手段とを備え
   ることを特徴とする縦型炉の半導体ウエハ移載装置。
2. 【請求項２】上記第１の櫛歯状ローダと第２の櫛歯状ロ
   ーダとが、各々水平方向に互いに対向するローダ位置決
   め板を有し、当該位置決め板どうしを互いに当接させる
   ことにより、上記一定間隔を保持する請求項１記載の縦
   型炉の半導体ウエハ移載装置。