JP4860975B2

JP4860975B2 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4860975B2
Application number: JP2005291784A
Authority: JP
Inventors: 天和山口; 昭典田中; 大介原
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2025-10-04
Also published as: JP2007103678A

Description

本発明は、基板処理装置、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に拡散処理や成膜処理を施す工程に利用して有効なものに関する。

ＩＣの製造方法において、ウエハに拡散処理や成膜処理を施す工程には、縦型拡散ＣＶＤ装置が使用されている。
従来のこの種の縦型拡散ＣＶＤ装置として、複数枚のウエハを保持するボートを移動させるボート移動機構を備えており、ボート移動機構はボートをウエハ移載位置とボート搬入搬出炉位置とウエハクーニング位置との間で移動させるように構成されているものがある。例えば、特許文献１参照。
すなわち、この縦型拡散ＣＶＤ装置のボート移動機構は、単独で旋回および上下動する２本のボート支持アームを備えており、ボート支持アームによってボートを支持して、ウエハ移載位置の置き台と、ボート搬入搬出炉位置と、ウエハクーリング位置の置き台との間を移動させるようになっている。

また、例えば、特許文献２には、ボートを昇降させて反応炉に搬入搬出するボートエレベータ、ウエハ移載位置の置き台およびウエハクーリング位置の置き台においてボートをロックするボートロック機構が、開示されている。
しかし、このボートロック機構においては、ボートがウエハ移載位置とボート搬入搬出炉位置とウエハクーリング位置との間を移動している間中はボートがロックされていないために、ボートの倒れを防止することができない。

そこで、例えば、特許文献３には、移動中のボートの倒れを防止するために、ボート支持アームの上に倒れ防止クランパを設置したボートロック機構が、開示されている。

特開２００１−３３８８８８号公報特開２００３−２５８０６３号公報特開２００４−７１７１８号公報

しかしながら、ボート支持アームの上に倒れ防止クランパを設置したボートロック機構においては、次のような問題点がある。
1) ボート支持アーム上の倒れ防止クランパをボートに差し込んだ高さと、ボートを持ち上げた状態の高さとの差から隙間が発生するために、移動中のボートの倒れを完全に防止することができない。
2) ボートの倒れおよび横方向の移動が完全に拘束されていないと、地震時のような断続的振動時にはボートが横方向に移動してしまう。
3) ボート支持アームは片持ちでボートを支持するために、撓みが若干発生することになる。特に、ボートの有無やボートに保持されるウエハの枚数の相違によって撓み量が変わることになることにより、一定の条件で水平レベルを調整しても、撓み量の相違によって水平度に変化が発生するために、ボートが横方向に移動してしまう。
4) ボート支持アームの上での保持部が無い方向（ボートが支持されていない部分）にボートが移動すると、慣性によってボートがずれてしまうために、ボート支持アームからボートが脱落してしまう。
5) 前述した隙間は機械的精度および調整の作業性の観点を考慮すると、小さくすることはきわめて困難である。

本発明の目的は、前述した従来の技術の問題点を解決し、ボートの倒れを確実に防止することができる基板処理装置を提供することにある。

本発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を収容し所定の処理を施す処理室と、
この処理室内で基板を保持する基板保持具と、
この基板保持具を載置しつつ前記処理室内外に移動可能な載置台と、
前記基板保持具を保持しつつ前記載置台とは異なる場所に移動させる基板保持具移動機構と、
この基板保持具移動機構の載置部に前記基板保持具が載置された状態を維持するための前記基板保持具の水平方向および垂直方向への移動を抑制する基板保持具移動抑制機構とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
（２）前記基板保持具には、下面に下面凹部が設けられており、かつ、前記基板保持具の側面に側面凹部が設けられており、
前記基板保持具移動抑制機構は、前記載置部の載置面に前記基板保持具が載置された際に前記下面凹部と対向する位置に配置される載置面凸部と、前記側面凹部と対向する位置に配置され、前記側面凹部の外側から前記側面凹部に対し出し入れするように移動可能な凸部移動機構と、によって構成されていることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
（３）前記基板保持具移動抑制機構は、さらに、複数の基板保持具押さえを備えていることを特徴とする前記（２）に記載の基板処理装置。
（４）前記基板保持具移動抑制機構は、前記載置部に前記基板保持具が載置されている間中、前記基板保持具が転倒しないようにするために設けられていることを特徴とする前記（１）、（２）または（３）に記載の基板処理装置。

前記した手段によれば、基板保持具移動機構の載置部に基板保持具が載置された状態を維持するための基板保持具移動抑制機構によって基板保持具の水平方向および垂直方向への移動を抑制することにより、基板保持具移動機構による基板保持具の移動中に、基板保持具が水平方向および垂直方向に移動するのを防止することができるので、基板保持具が倒れるのを確実に防止することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、縦型拡散ＣＶＤ装置として構成されており、ＩＣの製造方法において基板としてのウエハに拡散処理や成膜処理を施す工程に使用するのに好適なものとして構成されている。
なお、本実施の形態においては、基板であるウエハ１を収納して搬送するウエハキャリアとしては、ＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）２が使用されている。

図１および図２に示されているように、縦型拡散ＣＶＤ装置１０は筐体１１を備えている。筐体１１の長手方向の一側面壁（以下、正面壁とする。）１１ａには、ポッド搬入搬出口１２が開設されており、ポッド搬入搬出口１２の外側下部にはポッド授受ステージ１３が設けられている。
ポッド授受ステージ１３は２個のポッド２を載置することができるように構成されている。ポッド２はプラスチック製の密閉可能な容器であり、ポッド２の内部には例えば２５枚のウエハが多段に装填されている。

筐体１１内にはポッド搬送装置１４がポッド搬入搬出口１２に対向して設置されている。ポッド搬送装置１４はポッド２を把持可能であるとともに、把持したポッド２をポッド授受ステージ１３に対して進退かつ横行可能であるとともに、昇降可能であり、ポッド搬送装置１４によりポッド２を後述するポッドオープナ１５およびポッド収納棚１８に搬送することができるように構成されている。

ポッド搬送装置１４のポッド搬入搬出口１２とは反対側（後方側）には、ポッドオープナ１５が設けられている。ポッドオープナ１５は筐体１１の幅方向の一側面壁（以下、右側面壁とする。）１１ｂ側に偏心して位置している。
ポッドオープナ１５はテーブル１６を備えており、テーブル１６はポッド２を上段および下段に載置可能に構成されている。また、ポッドオープナ１５はキャップ着脱装置１７を備えており、キャップ着脱装置１７はテーブル１６に載置されたポッド２のキャップ３を着脱するように構成されている。

ポッドオープナ１５の上方には回転式のポッド収納棚１８が設置されており、ポッド収納棚１８にポッド２がポッド搬送装置１４により搬送されるようになっている。

ポッドオープナ１５のポッド搬送装置１４と反対側（後方側）にはウエハ移載装置２０が設置されている。ウエハ移載装置２０もポッドオープナ１５と同様に右側面壁１１ｂ側に偏心して位置している。
ウエハ移載装置２０はツイーザ２１を備えており、ツイーザ２１はウエハ移載装置２０に対し進退可能である。ウエハ移載装置２０は水平回転可能であり、かつ、ウエハ移載装置用エレベータ１９により昇降可能になっている。

ポッドオープナ１５とウエハ移載装置２０との間には、ノッチ合せ装置２２が設置されている。ノッチ合せ装置２２は筐体１１の左側面壁１１ｃに近接するように配置されており、ウエハ１のノッチを合わせることにより、ポッド２内のウエハ１を整列させるようになっている。

ウエハ移載装置用エレベータ１９の後側には、基板保持具としてのボートを昇降させるボートエレベータ２３が設けられており、ボートエレベータ２３は右側面壁１１ｂに近接するように配置されている。ボートエレベータ２３は昇降アーム２４を備えており、昇降アーム２４はボートエレベータ２３の昇降駆動用モータ２５により昇降されるようになっている。

図３に示されているように、昇降アーム２４の先端部にはシールキャップ２６が設けられている。シールキャップ２６の上には、ボートを載置しつつ後記する処理室内外に移動可能な載置台としてのボート台２７が設置されている。ボート台２７は所要の高さに構成されており、ボート台２７が最も降下された位置がボート授受位置Ｐ１になっている。

図３に示されているように、筐体１１の天井壁には反応炉用開口２８が設けられている。
筐体１１の反応炉用開口２８の位置には、反応炉（ｒｅａｃｏｒ）３０が同心円状に設置されている。反応炉３０は互いに同心円状に配置されたアウタチューブ３１とインナチューブ３２とを備えている。
アウタチューブ３１は炭化シリコンまたは石英等の耐熱性材料が使用されて、上端が閉塞し下端が開放した円筒形状に形成されている。インナチューブ３２は石英または炭化シリコン等の耐熱性材料が使用されて、上下両端が開放した円筒形状に形成されている。インナチューブ３２の円筒中空部によって反応炉３０の処理室３３が形成されている。
アウタチューブ３１とインナチューブ３２との間が形成した筒状空間は、ガスが流れるガス通路３４を形成している。
アウタチューブ３１およびインナチューブ３２の下端にはマニホールド３５が設置されており、マニホールド３５はステンレス鋼等が使用されて円筒形状に形成されている。
マニホールド３５には排気ライン３６の一端が接続されており、排気ライン３６の他端は真空ポンプ等から構成された排気装置（図示せず）が接続されている。排気ライン３６はアウタチューブ３１とインナチューブ３２との間のガス通路３４を流れるガスを排気するようになっている。
ガスは処理室３３の下方に設けられたガス供給ライン３７によって処理室３３に供給されるようなっている。
アウタチューブ３１の外周にはヒータユニット３８が同心円状に設置されており、ヒータユニット３８はアウタチューブ３１内の温度を所定の温度に加熱するように構成されている。

本実施の形態においては、処理室内で基板を保持する基板保持具であるボートとしては、第一ボート４１と第二ボート４２とが交互に使用されるように設定されている。
第一ボート４１と第二ボート４２とは同様の構成を備えている。すなわち、第一ボート４１および第二ボート４２は石英製の柱４７を３本備えており、３本の柱４７に設けられたスロットのそれぞれにウエハ１を一枚宛挿入することにより、１００枚〜１５０枚のウエハ１を装填することができるようになっている。
第一ボート４１の下面には第一下面凹部４３が設けられており、第二ボート４２の下面には第二下面凹部４４（図１１参照）が設けられている。第一ボート４１の側面には第一側面凹部４５が設けられており、第二ボート４２の側面には第二側面凹部４６（図１１参照）が設けられている。

筐体１１内におけるボートエレベータ２３の反対側には、基板保持具を保持しつつ載置台とは異なる場所に移動可能な基板保持具移動機構としてのボート交換装置５０が設置されている。

以下、ボート交換装置５０について説明する。
図４〜図７に示されているように、ボート交換装置５０のフレーム５１は上板５２、底板５３および側板５４を備えており、垂直な側板５４の下端部に底板５３が水平に固着され、側板５４の上端部に上板５２が水平に固着されている。
上板５２と底板５３との間にはガイドシャフト５５が立設されており、ガイドシャフト５５は上端部が上板５２に固定され、下端部が底板５３に固定されている。
上アーム用ボールネジ５７はガイドシャフト５５と平行に設けられており、上アーム用ボールネジ５７は上端部が上板５２に回転自在に支持され、下端部が側板５４に固着された支持部材５８に回転可能に支持されている。支持部材５８の下側には上アーム用モータ６０が固着されており、上アーム用モータ６０は上アーム用減速機５９を介して上アーム用ボールネジ５７に連結されている。

ガイドシャフト５５には上スライドブロック５６が摺動可能に接続されており、上スライドブロック５６は上アーム用ボールネジ５７に接続されている。
上スライドブロック５６の側面には上アーム用サポート６２が固着されている。上アーム用サポート６２はＬ字状であり、上アーム用サポート６２の水平部には上アーム用回転装置６３が設置されている。上アーム用回転装置６３には、例えば、ダイレクトドライブモータが用いられている。
上アーム用回転装置６３は上アーム用回転軸６４が上向きになるように設置されており、上アーム用回転軸６４には上アーム６５が固着されている。上アーム６５はクランク形状に形成されており、上水平部において上アーム用回転軸６４に固着されている。上アーム６５の垂直部は所要の長さを備えており、下水平部には略半円の円弧形状の第二ボート受座６６が形成されている。
第二ボート受座６６の上面は第一ボート４１および第二ボート４２を載置し得るように形成されており、第二ボート受座６６の上面における第一ボート４１の第一下面凹部４３および第二ボート４２の第二下面凹部４４に対向する位置には、後述するボート移動抑制装置８０の載置面凸部８１が設けられている。

図２に示されているように、上アーム６５は上アーム用回転装置６３により上アーム用回転軸６４を回転中心として１８０度回転可能であり、第二ボート受座６６の回転移動軌道の一端（回転角度０度）がボート側ウエハ移載位置Ｐ２となる。
ボート側ウエハ移載位置Ｐ２には移載用ボート載置台６８が設置されている。移載用ボート載置台６８はボート側ウエハ移載位置Ｐ２における第二ボート受座６６と同心に筐体１１のフロア１１ｄ（図１参照）に設置されている。第二ボート受座６６が下降された時に、第二ボート受座６６が移載用ボート載置台６８に接触しないように所要の間隙を持つよう設けられている。

第二ボート受座６６の回転移動軌道の中間（回転角度９０度）が、ボート授受位置Ｐ１となり、ボート授受位置Ｐ１において第二ボート受座６６が下降された時に、第二ボート受座６６がボート台２７に接触しないように所要の間隙を持つよう設けられている。

第二ボート受座６６の回転移動軌道の他端（回転角度１８０度）がボート待機位置Ｐ３となり、ボート待機位置Ｐ３には待機用ボート載置台６９が設置されている。
待機用ボート載置台６９はボート待機位置Ｐ３における第二ボート受座６６と同心にフロア１１ｄに設置され、第二ボート受座６６が降下された時に、第二ボート受座６６がボート待機位置Ｐ３において待機用ボート載置台６９に接触しないように所要の間隙を持つよう設けられている。

図４、図５および図６に示されているように、ガイドシャフト５５には下スライドブロック７０が摺動可能に接続されている。下スライドブロック７０は上スライドブロック５６の下方に位置している。下スライドブロック７０は下アーム用ボールネジ７１に接続されている。
下アーム用ボールネジ７１は下端部においてフレーム５１の底板５３に回転可能に支持されている。下アーム用ボールネジ７１の上部は、側板５４に固着された支持部材７２に回転可能に支持されている。下アーム用ボールネジ７１の上端部には下アーム用減速機７３を介して下アーム用モータ７４が連結されている。

上スライドブロック５６の場合と略同様に、図５に示されているように、下スライドブロック７０の側面にはＬ字状の下アーム用サポート７５が固着され、下アーム用サポート７５は水平部に下アーム用回転装置７６が設けられている。下アーム用回転装置７６にもダイレクトドライブモータが用いられている。
下アーム用回転装置７６は下アーム用回転軸７７が上向きになるように設置されており、下アーム用回転軸７７は上アーム用回転軸６４と同心に位置し、かつ、少なくとも９０度回転することができるように構成されている。
下アーム用回転軸７７には下アーム７８が固着されている。下アーム７８は二段に折曲げられており、下アーム７８は上水平部、垂直部および下水平部を備えている。下アーム７８は上水平部において下アーム用回転軸７７に支持されており、下水平部には略半円の円弧形状の第一ボート受座７９が形成されている。第一ボート受座７９と第二ボート受座６６とが干渉しないように、下アーム７８の垂直部長さと上アーム６５の垂直部長さとが設定されている。

第一ボート受座７９は第二ボート受座６６と逆向きに配置されており、略半円の円弧の弦側が相互に対向し得るようになっている。第一ボート受座７９の上面は第一ボート４１および第二ボート４２を載置し得るように形成されており、第一ボート受座７９の上面における第一ボート４１の下面凹部４３および第二ボート４２の下面凹部４４に対向する位置には、後述するボート移動抑制装置８０の載置面凸部８１が設けられている。

図２に示されているように、下アーム７８は下アーム用回転装置７６により下アーム用回転軸７７を回転中心として９０度回転可能であり、第一ボート受座７９の回転移動軌道の一端（回転角度０度）がボート側ウエハ移載位置Ｐ２となり、第一ボート受座７９が降下された時に、第一ボート受座７９が移載用ボート載置台６８に接触しないように所要の間隙を持つように設けられている。

第一ボート受座７９の回転移動軌道の他端部（回転角度９０度）がボート授受位置となり、ボート授受位置において第一ボート受座７９が降下された時に、第一ボート受座７９がボート台２７に接触しないように所要の間隙を持つように設けられている。

第一ボート受座７９および第二ボート受座６６には、基板保持具移動機構の載置部に基板保持具が載置された状態を維持するための基板保持具の水平方向および垂直方向への移動を抑制する基板保持具移動抑制機構としてのボート移動抑制装置８０が、それぞれ設置されている。
第一ボート受座７９および第二ボート受座６６にそれぞれ設置されたボート移動抑制装置８０は、双方共に同様に構成されて、第一ボート受座７９および第二ボート受座６６に互いに対称形に配置されている。それゆえ、ボート移動抑制装置８０の構成は、第一ボート受座７９を代表にして図７、図８および図９によって説明する。
また、第一ボート受座７９および第二ボート受座６６ともに第一ボート４１および第二ボート４２ともに同様にボート移動抑制装置８０を用いて移動を抑制し得るが、ここでは、第一ボート受座７９に第一ボート４１が載置された場合を代表して説明する。

図７に示されているように、ボート移動抑制装置８０は、第一ボート受座７９に第一ボート４１が載置された際に第一ボート４１の下面凹部４３に対向する位置に配置された状態になる載置面凸部８１と、同じく第一ボート４１の側面凹部４５と対向する位置に配置された状態になる側面凸部８２と、この側面凸部８２を側面凹部４５の外側から側面凹部４５内に対し出し入れするように移動させる凸部移動機構としてのエアシリンダ装置８３と、を備えている。
側面凸部８２は円柱形のピン形状に形成されており、エアシリンダ装置８３のピストンロッド８４の先端面に同軸状に突設されており、側面凹部４５に挿入可能なように構成されている。
第一ボート受座７９の周縁部には側壁部８５が立設されており、側壁部８５には取付孔８６が設けられている。第一ボート受座７９の外周における取付孔８６の部位には、取付座８７が径方向外向きに突設されており、エアシリンダ装置８３は取付座８７にピストンロッド８４が径方向内向きになるように設置されている。
載置面凸部８１、側面凸部８２およびエアシリンダ装置８３はいずれも、第一ボート受座７９の下水平部の延在方向に対して９０度の位置すなわち下アーム７８の回転方向に並んで配置されている。つまり、載置面凸部８１、側面凸部８２およびエアシリンダ装置８３は一直線上に整列されている。

次に、載置面凸部８１と側面凸部８２との寸法関係を、図８に即して説明する。
図８において、Ｌ_Sは第一ボート４１が垂直に第一ボート受座７９に載置された状態での側面凹部４５に挿入される。側面凸部８２の長さ、Ｃ_Sは側面凸部８２の下部と第一ボート４１との間の距離、Ｒ_Pは第一ボート４１の下面の水平方向の中心から載置面凸部８１までの距離、ｒ_Pは載置面凸部８１の半径、Ｒは第一ボート４１の下面の半径である。
図８（ｃ）とは反対方向すなわち、第一ボート４１の半径方向内側に第一ボート４１が傾く場合は、ボート傾き角はθよりも小さいので、ここでは、図８の方向に傾く場合だけを考える。
第一ボート４１が傾いて側面凸部８２に点Ｐで接触するまで、第一ボート４１が傾いた場合には、この傾き角θは、
Ｃ_S／Ｌ_S＝ｔａｎθ・・・（１）
の関係がある。
この時に、載置面凸部８１と第一ボート４１の引掛り高さをＬとすると、Ｌ＞Ｌ_Pとなった時に第一ボート４１から載置面凸部８１が抜ける。
載置面凸部８１の抜けた状態で、第一ボート４１の下面水平方向中心側に外力が加わると、完全に下面凹部４３から載置面凸部８１が外れてしまう。
Ｌはｔａｎθ＝Ｌ／（Ｒ−Ｒ_P−ｒ_P）の関係があるので、
Ｌ＝（Ｒ−Ｒ_P−ｒ_P）ｔａｎθ・・・（２）
となり、（１）式とあわせて、
Ｌ＝（Ｒ−Ｒ_P−ｒ_P）Ｃ_S／Ｌ_S・・・（３）
となる。
この式の意味は、Ｒ_P＋ｒ_PがＲに近い程、つまり、載置面凸部８１の位置が第一ボート４１の下面の半径方向で外側にある程、Ｌが小さくなることを示している。
また、Ｃ_Sが小さい（側面凸部８２の下部と第一ボート４１との距離が小さい）程、Ｌが小さくなることを示している。
また、Ｌ_Sが長い（側面凸部８２が第一ボート４１の側面凹部４５に挿入される長さが長い）程、Ｌが小さくなることを示している。

以上の関係は、側面凸部８２と載置面凸部８１とが第一ボート４１の下面の半径方向で同じ角度にある場合であるが、図９に示されているように、違う角度θ₂にあっても同様である。
この場合は、前式（３）において、Ｒ_PはＲ_P’となり、Ｒ_P’＝Ｒ_Pｃｏｓθ₂の関係がある。
例えば、θ₂が９０°の時にはｃｏｓθ₂は０であるから、
Ｌ＝（Ｒ−ｒ_P）Ｃ_S／Ｌ_Sとなり、
前式（３）に比べると、Ｌが長くなるので、載置面凸部８１が抜けないようにするには、Ｌ_Pを長くしなければならない。
つまり、θ₂が大きいほど載置面凸部８１を長くしなければならず、載置面凸部８１の長さを最小にしたければθ₂を０にすればよいことになる。
なお、第一ボート４１の下面凹部４３の内径は、以上の計算に考慮していないが、載置面凸部８１の外径と下面凹部４３の内径とで差がある場合には、その差を適宜に前述した計算に適用して求めればよい。

以下、縦型拡散ＣＶＤ装置の作用について説明する。

まず、図１０に示されているように、第一ボート４１はボート側ウエハ移載位置Ｐ２にあって、移載用ボート載置台６８に載置されており、第二ボート４２は待機位置Ｐ３にあって、待機用ボート載置台６９に載置されている（図２の想像線参照）。

図示しない外部搬送装置により、ポッド２がポッド授受ステージ１３に載置される。
ポッド２の内部には２５枚のウエハ１が上下に所要ピッチで装填されている。
ポッド２は密閉容器であるため、ポッド２の外部からのパーティクル浸入を防止し、ポッド２が筐体１１の外部にあった場合でも、パーティクルの汚染が防止される。

ポッド２はポッド搬送装置１４によりポッドオープナ１５のテーブル１６の上に載置され、または、ポッド収納棚１８に搬送される。
テーブル１６の上に搬送されたポッド２は、キャップ３をキャップ着脱装置１７によって脱装されてウエハ出し入れ口が開かれる。

ウエハ移載装置２０が所定の高さにウエハ移載装置用エレベータ１９により昇降され、ツイーザ２１が前進され、ツイーザ２１によりポッド２内部のウエハ１が把持される。
続いて、ツイーザ２１が後退され、ツイーザ２１によりウエハ１が搬出される。
ツイーザ２１は回転され、さらに、高さ調整された後に、第一ボート４１に進入され、ウエハ１が第一ボート４１に水平姿勢で装填（ウエハチャージ）される。
以上の操作が繰り返されることにより、第一ボート４１にウエハ１が所要の枚数、例えば、１５０枚装填される。

第一ボート４１が移載用ボート載置台６８の上に載置されていることにより、ウエハ１が３００ｍｍの大口径の場合でも、第一ボート４１およびウエハ１の重量は移載用ボート載置台６８により安定して支持される。
このため、上アーム６５、下アーム７８の撓みの影響がなくなり、第一ボート４１は傾くことがなく、ウエハ１がボートの柱４７に接触する危惧がなく、ウエハの移載作業を安全に実施することができる。
また、微妙な撓みによる上下方向の位置変化を考慮することがないので、ウエハ移載時のティーチング作業が容易になり、作業時間が短縮される。

下アーム用モータ７４により下アーム用ボールネジ７１が下アーム用減速機７３を介在して回転されると、下スライドブロック７０がガイドシャフト５５に沿って上昇されることにより、図１１（ａ）に示されているように、下アーム７８が上昇されるため、図１１（ｂ）に示されているように、第一ボート受座７９が第一ボート４１を受け取る。すなわち、第一ボート４１が第一ボート受座７９に相対的に移載される。
この際、図１１（ｂ）に示されているように、第一ボート受座７９の載置面凸部８１が第一ボート４１の下面凹部４３に挿入されるとともに、図１１（ｃ）に示されているように、エアシリンダ装置８３が作動し、ピストンロッド８４の先端の側面凸部８２が第一ボート４１の側面凹部４５に挿入される。

その後に、下アーム用回転軸７７が回転されることにより、下アーム７８および第一ボート４１が９０度回転され、ボート授受位置Ｐ１に搬送される。
この搬送に際して、第一ボート受座７９の載置面凸部８１が第一ボート４１の下面凹部４３に挿入し、その側面凸部８２が第一ボート４１の側面凹部４５に挿入しているので、第一ボート４１の搬送中の倒れは確実に防止することができる。
ボート授受位置Ｐ１は反応炉用開口２８の真下にあるので、第一ボート受座７９は昇降アーム２４、シールキャップ２６およびボート台２７に対応した状態になる。
次いで、第一ボート受座７９が降下されると、第一ボート４１がボート台２７上に載置される。この際、第一ボート受座７９にあるエアシリンダ装置８３が作動し、ピストンロッド８４の先端の側面凸部８２が第一ボート４１の側面凹部４５から引き出される。その後、第一ボート受座７９がさらに降下されると、第一ボート受座７９の載置面凸部８１が第一ボート４１の下面凹部４３から引き出されるとともに、第一ボート受座７９が第一ボート４１から離間する。つまり、第一ボート４１はシールキャップ２６のボート台２７上に移載される。
下アーム７８が前述と逆の方向に９０度回転されることにより、第一ボート受座７９がボート側ウエハ移載位置Ｐ２に戻される。

ボートエレベータ２３において昇降駆動用モータ２５が駆動されると、昇降アーム２４を介しシールキャップ２６、ボート台２７および第一ボート４１が上昇され、第一ボート４１が反応炉３０に搬入（ボートローディング）される。
その後に、反応炉３０において、ウエハ１に成膜処理が施される。
すなわち、第一ボート４１が反応炉３０の処理室３３にボートローディングされ、処理室３３の温度がヒータユニット３８により所定の処理温度に上昇され、かつ、処理室３３内の圧力が排気装置により所定の圧力に減圧されると、所定の処理ガスがガス供給ライン３７によって処理室３３に供給される。
処理ガスが第一ボート４１に保持されたウエハ１に接触することにより、ＣＶＤ膜がウエハ１上に堆積する。

他方、上アーム用モータ６０により上アーム用ボールネジ５７が上アーム用減速機５９を介して回転されると、上スライドブロック５６がガイドシャフト５５に沿って上昇され、上アーム６５が移載用ボート載置台６８および待機用ボート載置台６９と干渉しないレベルとなるとともに、上アーム６５および第二ボート受座６６を介して第二ボート４２が上昇される。
この際、前述の第二ボート受座６６の載置面凸部８１が第二ボート４２の下面凹部４４に挿入されるとともに、第二ボート受座６６にあるエアシリンダ装置８３が作動し、ピストンロッド８４の先端の側面凸部８２が第二ボート４２の側面凹部４６に挿入される。
その後に、上アーム用回転軸６４がボート待機位置Ｐ３から回転されることにより、上アーム６５および第二ボート４２が１８０度回転され、第二ボート受座６６および第二ボート４２がボート側ウエハ移載位置Ｐ２に搬送される。
第二ボート受座６６が降下されると、第二ボート受座６６が移載用ボート載置台６８に接触しないように所要の間隙で挿入され、移載用ボート載置台６８上に第二ボート４２が載置される。
この際、第二ボート受座６６にあるエアシリンダ装置８３が作動し、ピストンロッド８４の先端の側面凸部８２が第二ボート４２の側面凹部４６から引き出される。
その後、第二ボート受座６６の載置面凸部８１が第二ボート４２の下面凹部４４から引き出されるとともに、第二ボート受座６６がさらに降下されると、第二ボート受座６６が第二ボート４２から離間する。つまり、第二ボート４２は第二ボート受座６６から移載用ボート載置台６８の上に移載される。
上アーム６５が前述と逆の方向に１８０度回転されることにより、第二ボート受座６６はボート待機位置Ｐ３に戻される。

前述した第一ボート４１のウエハ１に対する成膜処理と並行し、ボート側ウエハ移載位置Ｐ２において第二ボート４２に前述の第一ボート４１と同様のウエハ移載作業が実施される。

反応炉３０の処理室３３内で成膜処理された後に、第一ボート４１がボートエレベータ２３によりボートアンローディングされ、第一ボート４１がボート授受位置Ｐ１まで下降される。

第一ボート４１がボート授受位置Ｐ１までボートアンローディングされると、上アーム６５がボート授受位置Ｐ１まで回転され、続いて、上アーム６５が上昇されることにより、第二ボート受座６６が処理済ウエハの装填された第一ボート４１をシールキャップ２６のボート台２７から掬い取る。
この際、前述の第二ボート受座６６の載置面凸部８１が第一ボート４１の下面凹部４３に挿入されるとともに、第二ボート受座６６にあるエアシリンダ装置８３が作動し、ピストンロッド８４の先端の側面凸部８２が第一ボート４１の側面凹部４５に挿入される。
次いで、上アーム６５が上アーム用回転装置６３によりボート授受位置Ｐ１からボート待機位置Ｐ３まで９０度回転される。第二ボート受座６６が降下されると、第二ボート受座６６が待機用ボート載置台６９に接触しないように所要の間隙で挿入され、待機用ボート載置台６９上に第一ボート４１が載置される。
この際、第二ボート受座６６にあるエアシリンダ装置８３が作動し、ピストンロッド８４の先端の側面凸部８２が第一ボート４１の側面凹部４５から引き出される。
その後、第二ボート受座６６の載置面凸部８１が第一ボート４１の下面凹部４３から引き出されるとともに、第二ボート受座６６がさらに降下されると、第二ボート受座６６が第一ボート４１から離間する。つまり、第一ボート４１は第二ボート受座６６から待機用ボート載置台６９の上に移載される。これにより、第一ボート４１は待機状態となる。

他方、前述した第一ボート４１が下アーム７８により移載用ボート載置台６８からシールキャップ２６のボート台２７上へ移載されるのと同様に第二ボート４２が下アーム７８により、移載用ボート載置台６８からシールキャップ２６のボート台２７上へ移載される。
その後、下アーム７８がボート授受位置Ｐ１からボート側ウエハ移載位置Ｐ２へ９０度回転されることにより、第一ボート受座７９はボート側ウエハ移載位置Ｐ２に戻される。

その後、前述の第一ボート４１のウエハ１が反応炉３０にて成膜処理されたのと同様に、第二ボート４２が反応炉３０に搬入され、第二ボート４２のウエハ１が成膜処理される。

前述の第二ボート４２が待機用ボート載置台６９から移載用ボート載置台６８へ移載されたのと同様に、第二ボート４２のウエハ１に対する成膜処理と並行し、第一ボート４１が待機用ボート載置台６９から移載用ボート載置台６８へ移載される。
移載後、上アーム６５がボート側ウエハ移載位置Ｐ２からボート待機位置Ｐ３へ回転されることにより、第二ボート受座６６はボート待機位置Ｐ３に戻される。
第一ボート４１が移載用ボート移載台６８に載置された状態で、処理済ウエハ１がウエハ移載装置２０によりポッド２に収納される。収納が完了すると、別のポッド２から未処理ウエハ１が第一ボート４１に装填される。

反応炉３０において第二ボート４２の成膜処理が完了すると、第二ボート４２が反応炉３０からボートアンローディングされ、ボート授受位置Ｐ１まで下降される。
以降、第二ボート４２も第一ボート４１と同様に前述のボート移載タイミングにて、上アーム６５および下アーム７８によりボート待機位置Ｐ３を経由し、ボート側ウエハ移載位置Ｐ２にて移載用ボート移載台６８に移載された状態で、処理済ウエハ１がウエハ移載装置２０によりポッドに収納される。
その後、別のポッド２から未処理ウエハ１が第二ボート４２に装填される。

以上の操作が繰返されることにより、ウエハ１が効率よく処理される。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

1) 第一ボート受座および第二ボート受座にボート移動抑制装置を設置し、第一ボート受座および第二ボート受座による第一ボートおよび第二ボートの搬送に際して、ボート移動抑制装置の載置面凸部をボートの下面凹部に挿入し、側面凸部をボートの側面凹部に挿入することにより、搬送中の第一ボートおよび第二ボートの倒れを確実に防止することができるので、縦型拡散ＣＶＤ装置によるＩＣの製造方法における製造歩留りを向上させることができる。

2) 第一ボート受座および第二ボート受座にボート移動抑制装置を設置し、第一ボート受座および第二ボート受座による第一ボートおよび第二ボートの支持に際して、ボート移動抑制装置の載置面凸部をボートの下面凹部に挿入し、側面凸部をボートの側面凹部に挿入することにより、地震や誤作動および人為的ミスによる不測の外力が作用した場合であっても、第一ボートおよび第二ボートの倒れを確実に防止することができるので、縦型拡散ＣＶＤ装置によるＩＣの製造方法における製造歩留りを向上させることができる。

図１２は本発明の他の実施の形態である縦型拡散ＣＶＤ装置におけるボート移動抑制装置を示す斜視図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、基板保持具移動抑制機構としてのボート移動抑制装置８０Ａが、基板保持具押さえとしてのボート押さえ８８を２個備えている点である。
本実施の形態によれば、ボート移動抑制装置８０Ａの載置面凸部８１をボート４１の下面凹部４３に挿入するととも、側面凸部８２をボート４１の側面凹部４５に挿入するのに加えて、２個のボート押さえ８８によってボート４１の座板８９の周縁部の２箇所をそれぞれ上から押さえることができるので、ボート４１の倒れをより一層確実に防止することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることはいうまでもない。

ボート移動抑制装置はスイングアーム式のボート交換装置に設置するに限らない。
例えば、図１３に示されているように、直動式のボート交換装置５０Ａのボート受け座７９Ａに設置してもよい。
また、図１４に示されているように、スカラ形ロボット（selective compliance assembly robot arm ＳＣＡＲＡ）５０Ｂの最終段のアームに取り付けられたボート受座７９Ｂに設置してもよい。

ボート移動抑制装置の側面凸部を進退させる駆動手段としては、エアシリンダ装置を使用するに限らず、電動モータや電磁プランジャ等のアクチュエータを使用してもよい。

説明の便宜上、前記実施の形態においては、複数のボートについては第一ボートおよび第二ボートとしたが、いずれのボートが第一ボートまたは第二ボートでもよいことは勿論である。
また、二つのボート受座を支持するアームがいずれも１８０度回転してもよいし、ボート待機位置における待機用ボート載置台を設けずに、ボート待機位置におけるボートをボート受座で支持してもよいし、ボート授受位置におけるボートの授受はボートエレベータの昇降動作により行ってもよい。

本発明の一実施の形態である縦型拡散ＣＶＤ装置を示す一部省略斜視図である。同じく一部省略平面断面図である。その縦型拡散ＣＶＤ装置における反応炉を示す正面断面図である。その縦型拡散ＣＶＤ装置におけるボート交換装置の斜視図である。その側面断面図である。図５のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。ボート移動抑制装置を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。載置面凸部と側面凸部との寸法関係を説明するためのものであり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は模式図である。載置面凸部と側面凸部との周方向の位相がずれた場合の寸法関係を説明するためのものであり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は模式図である。移載用ボート載置台上の第一ボートおよび待機用ボート載置台上の第二ボートを示す側面図である。ボート移動抑制装置の作用を示す各断面図であり、（ａ）は移載前、（ｂ）は移載時、（ｃ）は挿入時をそれぞれ示している。本発明の他の実施の形態である縦型拡散ＣＶＤ装置におけるボート移動抑制装置を示す斜視図である。ボート移動抑制装置を直動式のボート交換装置に設置した場合の実施の形態を示す斜視図である。ボート移動抑制装置をスカラ形ロボットに設置した場合の実施の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１…ウエハ（基板）、２…ポッド、３…キャップ、１０…縦型拡散ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１１ａ…正面壁、１１ｂ…右側面壁、１１ｃ…左側面壁、１１ｄ…フロア、１２…ポッド搬入搬出口、１３…ポッド授受ステージ、１４…ポッド搬送装置、１５…ポッドオープナ、１６…テーブル、１７…キャップ着脱装置、１８…ポッド収納棚、１９…ウエハ移載装置用エレベータ、２０…ウエハ移載装置、２１…ツイーザ、２２…ノッチ合せ装置、２３…ボートエレベータ、２４…昇降アーム、２５…昇降駆動用モータ、２６…シールキャップ、２７…ボート台（載置台）、２８…反応炉用開口、３０…反応炉、３１…アウタチューブ、３２…インナチューブ、３３…処理室、３４…ガス通路、３５…マニホールド、３６…排気ライン、３７…ガス供給ライン、３８…ヒータユニット、４１…第一ボート（基板保持具）、４２…第二ボート（基板保持具）、４３、４４…下面凹部、４５、４６…側面凹部、４７…柱、Ｐ１…ボート授受位置、Ｐ２…ボート側ウエハ移載位置、Ｐ３…ボート待機位置、５０…ボート交換装置（基板保持具移動機構）、５１…フレーム、５２…上板、５３…底板、５４…側板、５５…ガイドシャフト、５６…上スライドブロック、５７…上アーム用ボールネジ、５８…支持部材、５９…上アーム用減速機、６０…上アーム用モータ、６２…上アーム用サポート、６３…上アーム用回転装置、６４…上アーム用回転軸、６５…上アーム、６６…第二ボート受座、６８…移載用ボート載置台、６９…待機用ボート載置台、７０…下スライドブロック、７１…下アーム用ボールネジ、７２…支持部材、７３…下アーム用減速機、７４…下アーム用モータ、７５…下アーム用サポート、７６…下アーム用回転装置、７７…下アーム用回転軸、７８…下アーム、７９…第一ボート受座、８０…ボート移動抑制装置、８１…載置面凸部、８２…側面凸部、８３…エアシリンダ装置、８４…ピストンロッド、８５…側壁部、８６…取付孔、８７…取付座、８０Ａ…ボート移動抑制装置（基板保持具移動抑制機構）、８８…ボート押さえ、８９…座板、５０Ａ…直動式のボート交換装置、７９Ａ…ボート受け座、５０Ｂ…スカラ形ロボット、７９Ｂ…ボート受座。

Claims

基板を収容し所定の処理を施す処理室と、
この処理室内で基板を保持する基板保持具と、
この基板保持具を載置しつつ前記処理室内外に移動可能な載置台と、
前記基板保持具を保持しつつ前記載置台とは異なる場所に移動させる基板保持具移動機構と、
この基板保持具移動機構の載置部に前記基板保持具が載置された状態を維持するための前記基板保持具の水平方向および垂直方向への移動を抑制する基板保持具移動抑制機構とを備え、
前記基板保持具移動抑制機構は、前記基板保持具側面に対して出し入れされる側面凸部を有し、前記側面凸部は、前記側面凸部の下面が前記基板保持具に対し間隙を設けて動作するように配置されている、
ことを特徴とする基板処理装置。
基板を収容し所定の処理を施す処理室と、
この処理室内で基板を保持する基板保持具と、
この基板保持具を載置しつつ前記処理室内外に移動可能な載置台と、
前記基板保持具を保持しつつ前記載置台とは異なる場所に移動させる基板保持具移動機構と、
この基板保持具移動機構の載置部に前記基板保持具が載置された状態を維持するための前記基板保持具の水平方向および垂直方向への移動を抑制する基板保持具移動抑制機構とを備え、
前記基板保持具には、下面に下面凹部が設けられており、かつ、前記基板保持具の側面に側面凹部が設けられており、
前記基板保持具移動抑制機構は、前記載置部の載置面に前記基板保持具が載置された際に前記下面凹部と対向する位置に配置される載置面凸部と、前記側面凹部と対向する位置に配置され、前記側面凹部の外側から前記側面凹部に対し出し入れするように移動可能な凸部移動機構と、によって構成されていることを特徴とする基板処理装置。
基板が保持された基板保持具を載置台に載せつつ処理室外から該処理室内へ前記基板保持具を移動させるステップと、
前記基板が保持された前記基板保持具を前記処理室内へ収容し処理を施すステップと、前記載置台に前記基板が保持された前記基板保持具を載せつつ前記処理室内から前記処理室外へ前記基板保持具を移動させるステップと、
前記基板保持具が前記載置台から基板保持具移動機構の載置部に授受される際に、前記基板保持具の下面に設けられた下面凹部が前記載置部の載置面に設けられた載置面凸部に対向するように前記基板保持具が前記載置部に載置され、前記基板保持具の側面に設けられた側面凹部に対して前記基板保持具移動機構の前記載置部側面に配置された凸部移動機構の側面凸部が挿入されるステップと、
を有する半導体装置の製造方法。