JP4854427B2

JP4854427B2 - 基板移載装置，基板処理装置，基板移載用アーム

Info

Publication number: JP4854427B2
Application number: JP2006220506A
Authority: JP
Inventors: 明威田村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: JP2008047650A; CN101361177A; CN101361177B; TW200814226A; WO2008018285A1; KR20080050496A; KR100979615B1

Description

本発明は，基板移載装置，基板処理装置，基板移載用アーム，基板移載方法に関する。

一般に，半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する）やガラス基板等の被処理基板の表面に酸化，拡散，ＣＶＤ，アニールなどの処理を施すために，各種の熱処理装置が用いられる。熱処理装置としては，例えば多数枚のウエハを一度に処理可能な縦型熱処理装置が知られている。

縦型熱処理装置は，縦型の熱処理炉内に例えばウエハを保持するための多数の保持板を上下方向に所定のピッチで配列したウエハ保持ボートを設け，このウエハ保持ボートの各保持板に載置されたウエハを一度に熱処理できるようになっている。ウエハ保持ボートの各保持板にウエハを移載する際には，例えば旋回，昇降，進退動作が可能な移載用アームを備える基板移載装置が使用される。

このような基板移載装置としては，例えば特許文献１に記載されているように，ウエハ保持ボートの各保持板をリング形状にし，支持ピンを上方に突き出るように固定した突き上げ板を各保持板の中央を昇降可能に設け，この突き上げ板で移載用アームからのウエハを受け取って保持板に載置させるものが知られている。

また，例えば特許文献２に記載されているように，上記突き上げ板をアーム状にした第２基板支持アームを設け，移載用アームである第１基板支持アームからのウエハを第２基板支持アームで受け取って保持板に載置させるものもある。さらに，例えば特許文献３に記載されているように，ウエハ保持ボートの各保持板にその上方に突出する爪部を設け，移載用アームで各保持板の爪部上にウエハを載置させるものもある。

特開平８−３３０３１８号公報特開平１０−２４２０６７号公報特開平１０−２４２２３７号公報

ところが，突き上げ板を昇降させてウエハを載置するもの（特許文献１参照）では，ある保持板にウエハを載置すると，それより上にある保持板には突き上げ板を移動させることができない。このため，例えばウエハを保持板に載置させる際には必ず上の保持板から順にウエハを載せていかなければならず，またウエハを保持板から取り出す際には必ず下の保持板から順にウエハを取り出していかなければならない。これでは，任意の保持板との間でウエハをやり取りすることができないという問題がある。

また，上記突き上げ板をアーム状にしたもの（特許文献２参照）では，任意の保持板との間でウエハをやり取りすることはできるものの，突き上げ板の支持ピンは起立した状態固定されているので，支持ピンごとアームを差し入れることができるように保持板のピッチを広くとらなければならない。また，ウエハ保持ボートの各保持板に爪部を設けたもの（特許文献３参照）は，任意の保持板との間でウエハをやり取りすることはできるものの，爪部よりも上に移載用アームを差し入れることができるように保持板のピッチを広くとらなければならないという問題がある。

このように，保持板のピッチを広くとらなければならないものでは，その分ウエハ保持ボートに設けられる保持板の数が少なくなり，ウエハ保持ボートに移載できるウエハの数も少なくなる。このため，一度に熱処理できるウエハの数が少なくなってしまい，スループットが低下する。逆に，スループットの低下を抑えるため，ウエハ保持ボートに設けられる保持板の数を減らさないようにすると，ウエハ保持ボートの高さを高くしなければならず，その分熱処理炉の長さも長くせざるを得ない。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，基板保持ボートにおける任意の保持板との間で基板をやり取りでき，かつ保持板のピッチを従来以上に狭くすることができる基板移載装置等を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するための基板移載装置であって，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第１アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第２アームとを備えることを特徴とする基板移載装置が提供される。この場合，上記第２アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることが好ましい。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートと，この基板保持ボートに基板を移載する基板移載装置とを備え，前記基板保持ボートに移載された複数の基板に対して一度に所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第１アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第２アームとを備え，前記第２アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることを特徴とする基板処理装置が提供される。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するために用いられる基板移載用アームであって，旋回及び昇降可能な基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けたフォーク部を備えることを特徴とする基板移載用アームが提供される。

このような本発明における基板移載装置においては，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部３３２を備える第２アーム（基板移載用アーム）を設けることにより，基板を搬送するための第１アームと，基板を持ち上げるための第２アームをそれぞれ任意の保持板の上下に差し込んで基板の移載を行うことができる。これにより，基板保持ボートにおける任意の保持板との間で基板のやり取り（基板のセット又は取り出し）を行うことができる。また，基板持ち上げ機構を倒した状態で，第２アームを保持板の下側に出し入れすることができるので，各保持板のピッチを従来以上に狭くすることができる。

また，上記第２アームは，その外枠を構成する枠板と，前記枠板の内側にその枠板に対して進退動作可能に設けられた可動板とを備え，前記基板持ち上げ機構は，基板支持部を設けた起倒板と，この起倒板にヒンジ接続された支持板とによりなる基板持ち上げ板を設け，この基板持ち上げ板を前記枠板と前記可動板との間にヒンジ接続することにより，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記起倒板を起倒するように構成する。これによれば，可動版を可動させるだけで，起倒板を起倒させることができるので，簡単に基板を持ち上げたり，降ろしたりすることができる。

この場合，上記基板持ち上げ機構は，前記各ヒンジ部の位置と前記各ヒンジ部間の長さを調整することによって，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記基板支持部の先端を鉛直方向に動作するように構成してもよい。これによれば，スコットラッセル機構と同様の条件に各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによって，起倒板の基板支持部を鉛直運動させて基板を持ち上げることができる。これにより，基板を持ち上げたり，降ろしたりする際に基板が水平方向にずれることを防止できる。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持する多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載する基板移載装置を利用した基板移載方法であって，前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第１アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第２アームとを備え，前記第１アームをその搬送フォーク部に基板を載置した状態で，その基板を移載しようとする保持板の上側に挿入するとともに，前記第２アームをその基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に挿入する工程と，前記基板持ち上げ機構を起立させて，前記第１アーム上の基板を持ち上げる工程と，前記第１アームを前記保持板の下側から引き抜く工程と，前記基板持ち上げ機構を倒して，前記保持板上に基板を降ろす工程と，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で，前記第２アームを前記保持板の下側から引き抜く工程と，を有することを特徴とする基板移載方法が提供される。これにより，各保持板のピッチが狭くても，保持板の下側に第２アームを差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板に確実に基板を載置することができる。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持する多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載する基板移載装置を利用した基板移載方法であって，前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第１アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第２アームとを備え，前記第２アームをその基板持ち上げ機構を倒した状態で，移載しようとする基板が載置されている保持板の下側に挿入する工程と，前記基板持ち上げ機構を起立させて，前記保持板上の基板を持ち上げる工程と，持ち上げられた基板と前記保持板との間に前記第１アームを挿入する工程と，前記基板持ち上げ機構を倒して，前記保持板上の基板を前記第１アームの搬送フォーク部上に降ろす工程と，前記第２アームを前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側から引き抜くとともに，前記第１アームをその搬送フォーク部に基板を載置した状態で前記保持板の上側から引き抜く工程と，を有することを特徴とする基板移載方法が提供される。これにより，各保持板のピッチが狭くても，保持板の下側に第２アームを差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板から確実に基板を取り出すことができる。

本発明によれば，基板保持ボートにおける任意の保持板との間で基板をやり取りでき，かつ保持板のピッチを従来以上に狭くすることができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（縦型熱処理装置の構成例）
先ず，本発明にかかる基板移載装置を適用可能な縦型熱処理装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態では，縦型熱処理装置として高速で炉内温度を昇降できる高速昇温熱処理装置（ＦＴＰ）に適用した場合を例に挙げる。図１は本実施形態にかかる縦型熱処理装置を示す断面図である。

図１に示すように，縦型熱処理装置１００は，両端が開口された高純度石英製の処理容器１１８を備える。処理容器（熱処理炉）１１８内には，多数の基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する。）を保持する基板保持ボートの１例としてのウエハ保持ボート２００が収容される。処理容器１１８の下端開口部には，蓋部１２２が気密に着脱自在に設けられている。蓋部１２２上には，中空円筒体状の石英製の保温筒１２４が回転自在に設けられている。ウエハ保持ボート２００は，蓋部１２２上に保温筒１２４を介して載置される。なお，蓋部１２２は，図示しない昇降機構に連結されている。この昇降機構により，蓋部１２２の開閉と，処理容器１１８に対するウエハ保持ボート２００の搬入，搬出が行われるようになっている。

処理容器１１８内の天井部には，この処理容器１１８内に処理ガスを導入するための処理ガス導入ノズル１２６が設けられている。一方，処理容器１１８の下部側壁には，図示しない排気ポンプに接続された排気ノズル１２８が設けられており，排気ノズル１２８を介して処理容器１１８内を排気するようになっている。

処理容器１１８の外側には，この処理容器１１８全体を覆うように断熱材１３０が設けられている。断熱材１３０の内側面には，その全面に亘って処理容器１１８を加熱するための加熱ヒータ１３２が設けられている。この加熱ヒータ１３２は，例えば２ケイ化モリブデン（商品名：カンタルスーパー発熱体）により構成される。これによれば，単位面積当たりの発熱量を，例えば１０〜３０ワット／ｃｍ²程度と非常に高く設定してウエハの高速昇温が可能となる。

断熱材１３０の下端部には，送風ファン１３４に連結されたリング状の送風ヘッダ１３６が設けられている。送風ヘッダ１３６の適当箇所からは，処理容器１１８と断熱材１３０との間の空間に向けて送風ノズル１３８が配設されている。熱処理後のウエハ温度の降温時に，送風ノズル１３８から冷却空気を噴出させて強制空冷を行うことにより，高速降温が可能となる。

断熱材１３０の天井部には，冷却空気を排出する排気通路１４０が連結されている。排気通路１４０には，開閉シャッタ１４２，排出空気を冷却する冷却機構１４４，排気ファン１４６が順次配設されている。

ウエハ保持ボート２００は，図２に示すように，ウエハＷを保持するための多数の保持板２１０が上下方向に所定のピッチで配列して設けられている。保持板２１０は，例えば保温筒１２４上に配設された複数の支柱２２０に取り付けられる。支柱２２０は保持板２１０の周縁部を取り囲むように設けられており，保持板２１０はその周縁部が複数の支柱２２０の内側に水平になるように支持される。

ウエハ保持ボート２００の一側方は，支柱２２０の間隔を大きくとることによって，移載用搬出入口２２２として開放されている。これにより，ウエハ保持ボート２００の各保持板２１０に対して側方の移載用搬出入口２２２から基板移載装置３００によりウエハＷの移載作業を容易に行うことができる。

保持板２１０は，例えば図２に示すようにウエハＷの径よりも大きく，切欠のない連続したリング状に形成される。これによれば，ウエハＷに成膜を行う際には中心部に比べて周縁部の方が膜厚が厚くなる傾向にあるところ，保持板２１０に載置されたウエハＷに成膜を行うと，あたかもウエハＷの周縁部が延長されたかのように成膜されるので，ウエハＷの周縁部も含めた面内全域において均一な膜を形成することができる。また，保持板２１０をリング状に形成した場合には，その内側径すなわち中空部の径は，ウエハＷの下面縁部を安定して保持できる程度の大きさ（直径）であることが好ましい。

なお，保持板２１０の上面には，ウエハＷの水平移動を阻止する凹部(図示しない)が形成されていることが好ましい。これにより，ウエハＷが横滑りして保持板２１０上から脱落することを防止することができる。

上記保持板２１０および支柱２２０は耐熱性を有し，かつウエハに対して汚染源にならない材料（例えば石英材，シリコンカーバイト（ＳｉＣ）材など）であることが好ましい。支柱２２０の上端及び下端は，図１に示すように，例えば透明石英材或いはシリコンカーバイト材からなる上端リング部材２０４及び下端リング部材２０６により固定される。

また，上端リング部材２０４の中空部には，遮光板２０２をはめ込むことが好ましい。遮光板２０２は，例えば不純物を含まない高純度の不透明石英或いは不透明シリコンカーバイトよりなり，加熱ヒータ等からの熱線（光）を遮断するようになっている。これにより，ウエハ保持ボート２００の上端近傍には，加熱ヒータ１３２からの直接光が遮断され，ウエハ保持ボート２００の上端近傍に位置するウエハＷは，ボート中段部分に位置するウエハと熱的に同じ環境状態にすることができるので，ウエハＷの配置位置によって熱処理の結果にばらつきが生じることを防止することができる。

上述したようなウエハ保持ボート２００の近傍には，ウエハカセット１５０が配設される。ウエハカセット１５０は，例えば樹脂等により形成された基板収納容器により構成される。基板収納容器の内壁面には，図示しない溝が複数形成されており，この溝によって複数枚のウエハＷの周縁部が支持される。ウエハカセット１５０は，例えば２５枚のウエハＷが収納できるように構成されている。

ウエハ保持ボート２００とウエハカセット１５０とは，ほぼ同一円周上に配設されており，その中心にはこれらウエハ保持ボート２００とウエハカセット１５０との間でウエハの移載を行うための基板移載装置３００が配設されている。

（基板移載装置の具体的構成例）
次に，本実施形態にかかる基板移載装置について図面を参照しながら説明する。図３は，図２に示す基板移載装置を拡大した図である。基板移載装置３００は，旋回及び昇降可能に構成された基台３１０と，基台３１０上に設けられる基板移載用アームとしての第１，第２アーム３２０，３３０とを備える。

基台３１０は，例えば一方向に延出した略箱形状に形成され，その下方には，基台３１０を旋回及び昇降させるための基台駆動機構３０２が接続している。基台駆動機構３０２は例えば以下のように構成される。すなわち，基台駆動機構３０２は図示しない旋回用モータを備え，この旋回用モータにより基台３１０を水平回りに旋回できるようになっている。また，基台駆動機構３０２は図示しない昇降用モータを備え，この昇降用モータで駆動するボールネジにより，基台３１０を昇降させることができるようになっている。これにより，基台３１０上の第１，第２アーム３１０，３２０は，基台３１０を介して水平回りに旋回，昇降可能となる。なお，基台駆動機構３０２の構成は上記のものに限られるものではない。

基台３１０の上面にはその長手方向に沿って溝３１２が設けられ，この溝３１２に沿って第１，第２アーム３２０，３３０のスライダ部３２１，３３１がそれぞれ独立に進退できるように構成されている。これら基板移載用アームのうち，第１アーム３２０はその先端側に搬送フォーク部３２２を有し，この搬送フォーク部３２２にウエハを載せて搬送するようになっている。この搬送フォーク部３２２は，後述する第２アーム３３０の基板持ち上げ機構３４０の動作と干渉しないようなフォーク形状にすることが好ましい。例えば図３に示す搬送フォーク部３２２では，中間部から先端にかけて切欠部を有するようなフォーク形状にしたものである。

一方，第２アーム３３０は，その先端側に起倒可能な基板持ち上げ機構３４０を設けた持ち上げフォーク部３３２を有し，この持ち上げフォーク部３３２により，搬送フォーク部３２２上のウエハ，保持板２１０上のウエハ，ウエハカセット１５０内のウエハなどを持ち上げるようになっている。

第２アーム３３０は，例えば図３，図４Ａに示すように，外枠を構成する枠板３３４と，この枠板３３４の内側にその枠板３３４に対して進退動作可能に設けられた可動板３３６とを備える。枠板３３４は，スライダ部３３１に固定されている。可動板３３６は枠板３３４に対して例えば図４Ａに示すようにスライダ部３３１内に設けられたシリンダ機構３３８により進退方向に水平に駆動できるようになっている。

持ち上げ機構３４０は，例えば板材をヒンジ接続して折り曲げ自在に構成された基板持ち上げ板により構成する。この基板持ち上げ板は，枠板３３４と可動板３３６との間にヒンジ接続され，可動板３３６の進退動作に応じて起倒するようになっている。具体的には図４Ａに示すように持ち上げ機構３４０が倒れた状態から，シリンダ機構３３８によって可動板３３６を進方向に移動させる。これにより，図４Ｂに示すように持ち上げ機構３４０が立ち上がる。このような持ち上げ機構３４０の起倒動作によってウエハＷを下面から持ち上げることができる。なお，持ち上げ機構３４０は，ウエハＷをその下面から水平に持ち上げられるように，持ち上げフォーク部３３２に少なくとも３つ以上取り付けられる。

ここで，持ち上げ機構３４０の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。図５Ａ，図５Ｂは，持ち上げ機構の具体的構成例を示す斜視図である。持ち上げ機構３４０は，例えば図５Ａに示すようにウエハＷの下面を支持する基板支持部３４６を設けた起倒板３４２と，起倒板３４２を支持して起倒させるために起倒板３４２にヒンジ接続される支持板３４４とによりなる基板持ち上げ板により構成される。

基板持ち上げ板は，上述したように枠板３３４と可動板３３６との間にヒンジ接続される。具体的には例えば枠板３３４に支持板３４４の基端をヒンジ接続するとともに，可動板３３６に起倒板３４２の基端をヒンジ接続する。なお，基板持ち上げ板の接続状態は，必ずしもこれに限定されるものではなく，図示はしないが，例えば可動板３３６に支持板３４４の基端をヒンジ接続するとともに，枠板３３４に起倒板３４２の基端をヒンジ接続するようにしてもよい。

基板支持部３４６は，例えば図５Ａ，図５Ｂに示すように起倒板３４２と一体で形成される。すなわち，基板支持部３４６は，起倒板３４２の先端面の一部にその先端面から延出するように設けられる。図５Ａ，図５Ｂでは，基板支持部３４６を起倒板３４２の先端面の一側面側寄りに設けた場合を例に挙げているが，必ずしもこれに限られるものではなく，例えば基板支持部３４６を起倒板３４２の先端面の他方の側面寄りに設けてもよく，また起倒板３４２の先端面の中央に設けてもよい。なお，基板支持部３４６の先端面は，斜めに切欠いたり，面取りしたりすることによって，常に同一の部分がウエハＷに接触するように形成することが好ましい。

持ち上げ機構３４０は，例えば弾性的な復元力のある材料（例えばポリプロピレン，ピアノ線材）で構成する。例えば持ち上げ機構３４０の起倒板３４２と支持板３４４をポリプロピレンの板材により一体で構成する。この場合，起倒板３４２と支持板３４４とのヒンジ部は例えばポリプロピレンの板材の表面を切欠いて，薄く残した部分により構成する。図５Ａ，図５Ｂは，ポリプロピレンの板材の上面を切欠いて，下面を薄く残した部分によりヒンジ部を構成している。

これと同様に，枠板３３４，可動板３３６についても例えばポリプロピレンの板材で構成して，可動板３３６と起倒板３４２とのヒンジ部，枠板３３４と支持板３４４とのヒンジ部についても，例えばポリプロピレンの板材の表面を切欠いて，薄く残した部分により構成する。図５Ａ，図５Ｂは，可動板３３６と起倒板３４２とのヒンジ部，枠板３３４と支持板３４４とのヒンジ部はそれぞれ，ポリプロピレンの板材の下面を切欠いて上面を薄く残した部分により構成している。なお，持ち上げ機構３４０の各ヒンジ部は，上記のものに限られるものではなく，例えばコイルバネなどで構成してもよい。

このような構成の持ち上げ機構３４０によれば，図５Ａに示すように起倒板３４２が倒れた状態から図５Ｂに示す進方向（矢印方向）に可動板３３６を移動させることにより，起倒板３４２はその基板支持部３４６ごと，ヒンジ部を中心に回動して立ち上がる。これにより，基板支持部３４６の先端は枠板３３４，可動板３３６の上面から上方に突き出る。この状態で，可動板３３６を図５Ｂに示す矢印方向とは反対方向に移動することによって，各部材の弾性的な復元力で起倒板３４２はその基板支持部３４６ごと倒れて，図５Ａに示すような状態に戻る。

なお，上述したように持ち上げ機構３４０をヒンジ部によって起倒可能に構成すると，起倒板３４２が倒れた状態としては，可動板３３６を進方向に可動すると起倒板３４２が第２アーム３３０の上側と下側のいずれにも動く可能性のある思案点の状態になることも考えられる。この点，持ち上げ機構３４０では，起倒板３４２と支持板３４４との間のヒンジ部をこれらの下面に設け，この下面のヒンジ部を中心にして起倒板３４２が回動するので，起倒板３４２が第２アーム３３０の上側に立ち上がる。

また，起倒板３４２を倒す際には，思案点の状態まで倒さないようにしてもよい。これにより，ヒンジ部を起倒板３４２と支持板３４４の下面に設けなくても，可動板３３６を進方向に可動すれば必ず起倒板３４２が第２アーム３３０の上側に立ち上がるようにすることができる。

ところで，図４に示す第２アーム３３０の具体例では，シリンダ機構３３８によって可動板３３６を進退方向に移動させる場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，例えば図６Ａに示すようなカム機構３３９によって可動板３３６を進退方向に移動させるようにしてもよい。この場合，例えばカム機構３３９のカムの形状を楕円状にし，このカムを回転させることによって，図６Ａに示すように持ち上げ機構３４０の起倒板３４２が倒れている状態から図６Ｂに示すように起倒板３４２を立ち上げることができる。

また，図５Ａ，図５Ｂに示す持ち上げ機構３４０は，起倒板３４２の先端面から延出して基板支持部３４６を形成しているが，必ずしもこれに限られるものではなく，例えば図７Ａ，図７Ｂに示すように，基板支持部３４６を構成する板材を起倒板３４２の下側に取り付けて一体に構成してもよい。

このような構成の持ち上げ機構３４０によれば，図７Ａに示すように起倒板３４２が倒れた状態から図７Ｂに示す矢印方向に可動板３３６を移動させることにより，起倒板３４２は基板支持部３４６ごとヒンジ部を中心に回動して立ち上がる。これにより，基板支持部３４６の先端は枠板３３４，可動板３３６の上面から上方に突き出る。この状態で，可動板３３６を図７Ｂに示す矢印方向とは反対方向に移動することによって，各部材の弾性的な復元力で起倒板３４２は基板支持部３４６ごと倒れて，図７Ａに示すような状態に戻る。

このような本実施形態にかかる第２アーム３２０によれば，基板持ち上げ機構３４０を倒した状態で，第２アーム３３０を保持板２１０の下側から出し入れ動作することができるので，各保持板２１０のピッチを従来以上に狭くすることができる。

ところで，持ち上げ機構３４０は，各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによって基板支持部３４６の先端が鉛直方向に沿って直線運動するように構成することができる。例えば水平方向の運動を鉛直方向の直線運動に変換するスコットラッセル機構と同様の条件に各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによって，基板支持部３４６の先端を鉛直運動させてウエハを持ち上げることができる。

以下，図７Ａ，図７Ｂに示す持ち上げ機構３４０を例に挙げて，基板支持部３４６の先端を鉛直運動させるための条件を図面を参照しながら説明する。図８Ａ，図８Ｂはそれぞれ，持ち上げ機構３４０が図７Ａ，図７Ｂの状態のときに側面から見た図である。

図８Ｂに示すように，可動板３３６と起倒板３４２とのヒンジ部をａとし，起倒板３４２と基板支持部３４６を構成する板材とヒンジ部をｂとし，基板支持部３４６の先端をｃとし，支持板３４４と枠板３３４とのヒンジ部をｄとする。このとき，ヒンジ部ａと先端ｃとを結ぶ直線の中点にヒンジ部ｂが重なるようにするとともに，ヒンジ部ｂとヒンジ部ｄとを結ぶ直線の長さが，ヒンジ部ａとヒンジ部ｂ（ヒンジ部ａと先端ｃとを結ぶ直線の中点）とを結ぶ直線の長さと等しくなるようにする。

このように，図８Ｂに示す持ち上げ機構３４０は，スコットラッセル機構と同様の条件になるように，板材の厚みを利用して各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによって，可動板３３６を枠板３３４に対して進退方向（矢印方向）に動かすことにより，基板支持部３４６の先端ｃはその先端ｃとヒンジ部ｄを通る鉛直直線上に沿って動く。これにより，基板支持部３４６の先端ｃでウエハＷの下面を持ち上げることによってウエハＷは鉛直に移動するので，持ち上げ機構３４０による持ち上げ動作によってウエハＷが水平方向にずれることを防止することができる。

なお，図５Ａ，図５Ｂに示すような持ち上げ機構３４０についても，スコットラッセル機構と同様の条件に各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することができる。例えば起倒板３４２と支持板３４４とのヒンジ部ｂをこれらの板厚の中心を通るように設けることによって，ヒンジ部ａと基板支持部３４６の先端ｃとを結ぶ直線の中点にヒンジ部ｂが重なるようにすることができる。ヒンジ部ｂとヒンジ部ｄとを結ぶ直線の長さが，ヒンジ部ａとヒンジ部ｂ（ヒンジ部ａと基板支持部３４６の先端ｃとを結ぶ直線の中点）とを結ぶ直線の長さと等しくなるようにすれば，スコットラッセル機構と同様の条件になる。これにより，基板支持部３４６の先端ｃを鉛直運動させてウエハを持ち上げることができる。

このような基板移載装置３００においては，目的のウエハＷの位置に合わせて基台３１０を旋回，昇降させて基台３１０の位置を調整し，第１，２アーム３２０，３３０を動作させてウエハカセット１５０やウエハ保持ボート２００に対するウエハＷの出し入れを行う。

（基板移載装置の動作）
このような基板移載装置３００の動作の具体例について説明する。先ず，ウエハ保持ボート２００における任意の保持板２１０にウエハＷを移載する場合について図９を参照しながら説明する。例えば図９（Ａ）に示すようにウエハカセット１５０から取り出したウエハＷを第１アーム３２０の搬送フォーク部３２２に載置した状態で，基台３１０から第１アーム３２０を進行させて，そのウエハＷを移載しようとする保持板２１０の上側に搬送フォーク部３２２を挿入する。また，第２アーム３３０の基板持ち上げ機構３４０を倒した状態で，基台３１０から第２アーム３３０を進行させて，上記保持板２１０の下側に持ち上げフォーク部３３２を挿入する。これにより，図９（Ｂ）に示す状態になる。

次いで，図９（Ｃ）に示すように基板持ち上げ機構３４０を起立させて，第１アーム３２０上のウエハＷを持ち上げる。このとき，ウエハＷは第１アーム３２０から離れる。この状態で，図９（Ｄ）に示すように第１アーム３２０を保持板２１０の下側から引き抜く。

続いて，図９（Ｅ）に示すように第２アーム３３０の基板持ち上げ機構３４０を倒して，保持板２１０上にウエハＷを降ろす。そして，図９（Ｆ）に示すように基板持ち上げ機構３４０を倒したままの状態で，第２アーム３３０を保持板２１０の下側から引き抜く。こうして，保持板２１０上にウエハＷをセットすることができる。

これにより，各保持板２１０のピッチが狭くても，保持板２１０の下側に第２アーム３３０を差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板２１０に確実にウエハＷをセットすることができる。

次に，ウエハ保持ボート２００における任意の保持板２１０上のウエハＷを移載する場合について図１０を参照しながら説明する。図１０（Ａ）に示すように第２アーム３３０を基板持ち上げ機構３４０を倒した状態で，移載しようとするウエハＷが載置されている保持板２１０の下側に持ち上げフォーク部３３２を挿入する。

次いで，図１０（Ｃ）に示すように基板持ち上げ機構３４０を起立させて，保持板２１０上のウエハＷを持ち上げる。このとき，ウエハＷは保持板２１０から離れる。この状態で，図１０（Ｄ）に示すように持ち上げられたウエハＷと保持板２１０との間に第１アーム３２０の搬送フォーク部３２２を挿入する。

続いて，図１０（Ｅ）に示すように基板持ち上げ機構３４０を倒して，保持板２１０上のウエハＷを第１アーム３２０の搬送フォーク部３２２上に降ろす。そして，図１０（Ｆ）に示すように第２アーム３３０を基板持ち上げ機構３４０を倒したままの状態で保持板２１０の下側から持ち上げフォーク部３３２を引き抜くとともに，第１アーム３２０をそのフォーク部にウエハＷを載置した状態で保持板２１０の上側から引き抜く。こうして，保持板２１０からウエハＷを取り出すことができる。

これにより，各保持板２１０のピッチが狭くても，保持板２１０の下側に第２アーム３３０を差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板２１０から確実にウエハＷを取り出すことができる。

このように，本実施形態にかかる基板移載装置３００によれば，ウエハＷを載せて搬送するための搬送フォーク部３２２を有する第１アーム３２０と，起倒可能な基板持ち上げ機構３４０を設けた持ち上げフォーク部３３２を備える第２アーム３２０とを設けることにより，これら第１，第２アーム３２０，３３０をそれぞれ任意の保持板２１０の上下に差し込んでウエハの移載を行うことができる。これにより，ウエハ保持ボート２００における任意の保持板２１０との間でウエハＷのやり取り（ウエハＷのセット又は取り出し）を行うことができる。

また，基板持ち上げ機構３４０を倒した状態で，第２アーム３３０を保持板２１０の下側に出し入れすることができるので，各保持板２１０のピッチを従来以上に狭くすることができる。これにより，ウエハ保持ボート２００に設ける保持板２１０の数を増やすことができ，ウエハ保持ボート２００に移載できるウエハＷの数も増やすことができる。このため，一度に熱処理できるウエハＷの数も増やすことができるので，スループットも向上させることができる。また，ウエハ保持ボート２００の高さを低くすることができ，炉長もその分短くすることができる。

なお，上記実施形態では，リング状に形成した保持板２１０をウエハ保持ボート２００に設けた場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，例えば図１１に示すように，円板状に形成した保持板２５０をウエハ保持ボート２００に設けるようにしてもよい。この場合には，保持板２５０に第２アーム３３０の基板持ち上げ機構３４０が挿入可能な孔２５２を設けるようにする。これにより，円板状の保持板２５０に対しても，本実施形態における基板移載装置３００によってウエハを移載することができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施形態においては，基板処理装置として，高速昇温熱処理装置（ＦＴＰ）に適用した場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，複数の基板を上下方向に配列して保持する基板保持ボートに基板を移載する基板処理装置であれば，どのような熱処理装置でも適用することができ，また熱処理装置以外の基板処理装置にも適用可能である。

本発明は，基板移載装置，基板処理装置，基板移載用アーム，基板移載方法に適用可能である。

本発明の実施形態にかかる縦型熱処理装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すウエハ保持ボートを説明するための斜視図である。同実施形態にかかる基板移載装置の構成例を示す斜視図である。第２アームの構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。第２アームの構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。基板持ち上げ機構の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。基板持ち上げ機構の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。第２アームの他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。第２アームの他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。基板持ち上げ機構の他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。基板持ち上げ機構の他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。図７Ａに示す基板持ち上げ機構を側面から見た図である。図７Ｂに示す基板持ち上げ機構を側面から見た図である。ウエハ保持ボートの保持板にウエハをセットする場合の基板移載装置の動作を説明するための図である。ウエハ保持ボートの保持板からウエハを取り出す場合の基板移載装置の動作を説明するための図である。ウエハ保持ボートの他の構成例を示す斜視図である。

符号の説明

１００縦型熱処理装置
１１８処理容器
１２２蓋部
１２４保温筒
１２６処理ガス導入ノズル
１２８排気ノズル
１３０断熱材
１３２加熱ヒータ
１３４送風ファン
１３６送風ヘッダ
１３８送風ノズル
１４０排気通路
１４２開閉シャッタ
１４４冷却機構
１５０ウエハカセット
２００ウエハ保持ボート
２０２遮光板
２０４上端リング部材
２１０保持板
２２０支柱
２２２移載用搬出入口
２５０保持板
２５２孔
３００基板移載装置
３０２基台駆動機構
３１０基台
３１２溝
３２１スライダ部
３２２搬送フォーク部
３３１スライダ部
３３２持ち上げフォーク部
３３４枠板
３３６可動板
３３８シリンダ機構
３３９カム機構
３４０基板持ち上げ機構
３４２起倒板
３４４支持板
３４６基板支持部
Ｗウエハ

Claims

基板を保持するための複数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するための基板移載装置であって，
旋回及び昇降可能に構成された基台と，
前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第１アームと，
前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構と，外枠を構成する枠板と，前記枠板の内側にその枠板に対して進退動作可能に設けられた可動板とを有する第２アームと，を備え，
前記基板持ち上げ機構は，基板支持部を設けた起倒板と，この起倒板にヒンジ接続された支持板とによりなる基板持ち上げ板を設け，この基板持ち上げ板を前記枠板と前記可動板との間にヒンジ接続することにより，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記起倒板を起倒するように構成し，
前記基板持ち上げ機構，前記枠体及び前記可動板は，弾性的な復元力のある板材により一体で構成し，前記起倒板と前記支持板とのヒンジ部，前記可動板と前記起倒板とのヒンジ部，及び前記枠体と前記支持板とのヒンジ部はそれぞれ，前記板材の表面を欠いて薄く残した部分によって構成したことを特徴とする基板移載装置。
前記第２アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることを特徴とする請求項１に記載の基板移載装置。
前記基板持ち上げ機構は，前記各ヒンジ部の位置と前記各ヒンジ部間の長さを調整することによって，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記基板支持部の先端を鉛直方向に動作するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の基板移載装置。
前記基板持ち上げ機構は，前記起倒板と前記支持板との間のヒンジ部をこれらの下面に設け，この下面のヒンジ部を中心に前記起倒板が回動するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の基板移載装置。
基板を保持するための複数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートと，この基板保持ボートに基板を移載する基板移載装置とを備え，前記基板保持ボートに移載された複数の基板に対して一度に所定の処理を施す基板処理装置であって，
前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第１アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構と，外枠を構成する枠板と，前記枠板の内側にその枠板に対して進退動作可能に設けられた可動板とを有する第２アームとを備え，
前記基板持ち上げ機構は，基板支持部を設けた起倒板と，この起倒板にヒンジ接続された支持板とによりなる基板持ち上げ板を設け，この基板持ち上げ板を前記枠板と前記可動板との間にヒンジ接続することにより，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記起倒板を起倒するように構成し，
前記基板持ち上げ機構，前記枠体及び前記可動板は，弾性的な復元力のある板材により一体で構成し，前記起倒板と前記支持板とのヒンジ部，前記可動板と前記起倒板とのヒンジ部，及び前記枠体と前記支持板とのヒンジ部はそれぞれ，前記板材の表面を欠いて薄く残した部分によって構成し，
前記第２アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることを特徴とする基板処理装置。
基板を保持するための複数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するために用いられる基板移載用アームであって，
旋回及び昇降可能な基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構と，外枠を構成する枠板と，前記枠板の内側にその枠板に対して進退動作可能に設けられた可動板とを有し，
前記基板持ち上げ機構は，基板支持部を設けた起倒板と，この起倒板にヒンジ接続された支持板とによりなる基板持ち上げ板を設け，この基板持ち上げ板を前記枠板と前記可動板との間にヒンジ接続することにより，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記起倒板を起倒するように構成し，
前記基板持ち上げ機構，前記枠体及び前記可動板は，弾性的な復元力のある板材により一体で構成し，前記起倒板と前記支持板とのヒンジ部，前記可動板と前記起倒板とのヒンジ部，及び前記枠体と前記支持板とのヒンジ部はそれぞれ，前記板材の表面を欠いて薄く残した部分によって構成したことを特徴とする基板移載用アーム。