JPH01230246A - 半導体ウェハの移し換え方法及び半導体ウェハの移し換え装置並びに半導体ウェハの熱処理ボート - Google Patents

半導体ウェハの移し換え方法及び半導体ウェハの移し換え装置並びに半導体ウェハの熱処理ボート

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JPH01230246A
JPH01230246A JP63279089A JP27908988A JPH01230246A JP H01230246 A JPH01230246 A JP H01230246A JP 63279089 A JP63279089 A JP 63279089A JP 27908988 A JP27908988 A JP 27908988A JP H01230246 A JPH01230246 A JP H01230246A
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章三 伊藤
Kazutoshi Sawato
沢戸　一利
Kenichi Yamaga
健一 山賀
Yoshinori Mochizuki
望月　義徳
Takanobu Asano
浅野　貴庸
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は半導体ウェハの移し換え方法及び半導体ウェ
ハの移し換え装置並びに半導体ウェハの熱処理用ボート
に関する。
（従来の技術） ＩＣ又はＬＳＩ等の半導体デバイスは、インゴットから
切出されたウェハを、順次、表面加工処理し、熱酸化処
理し、不純物拡散処理し、膜堆積処理し、エツチング処
理する等の多数の工程を経て製造される。これらの製造
工程において、半導体ウェハは複数回にわたり繰返し熱
処理を受ける。
一般に、半導体ウェハの熱処理用の加熱炉として、上下
に積重ねられた多段炉５例えば４段炉が採用される。炉
口前には多段の架台が設けられ、ウェハを取扱うための
各種の自動装置が架台に取付けられている。
半導体ウェハを加熱炉に出し入れする場合には、専用の
ウェハボートが使用される。通常、１本のボートには１
０ット最大２００枚のウェハが積載できるようになって
いる。
一方、半導体ウェハを前工程から加熱炉まで搬送する場
合は、専用のカセット（キャリア）が使用される。通常
、１個のカセットには１０ット最大２５枚の半導体ウェ
ハが収容されている。このため、１本のボートに対して
複数のカセットからウェハを移し換えることになる。
ところで、ウェハの取扱いにおいては、汚染防止のため
にオペレータの手がウェハに直接触れることが禁止され
ている。このため、専用のウェハ移し換え装置が、加熱
炉の付帯設備として炉口近傍に設置され、移し換え装置
により自動的にウェハを、カセットからボートに移し換
えるようになっている。
ウェハ移し換え装置は、カセットが載置される第１のス
テージ（キャリアステージ）、ボートが載置される第２
のステージ（ボートステージ）、ウェハを第１のステー
ジから第２のステージへ移送してボートにローディング
するローディング装置、を有している。更に、このロー
ディング装置は、カセッ１−内のウェハを突き上げるた
めのシリンダ機構、ウェハを挟持し解除するためのチャ
ック機構等を有している。
移し換え装置によりウェハをカセットからボートに移し
換える場合は、複数のカセットを第１のステージ上に配
列し、一番目のカセットのウェハをシリンダ機構で突上
げてウェハをカセットより上方に持上げ、これらをチャ
ック機構で挟み込み、第２のステージ上のボートに搬送
し、チャックを開いてボート上にウェハを載置する。実
質的に同様の操作により二番目から六番口までのカセッ
トからウェハを次々にボートに移し換え、ボートにウェ
ハを満載する。次いで、エレベータ装置によりボートを
炉口前の架台に載せ、ソフトランディング装置により炉
内に挿入する。このような移し換え装置における一連の
動作は、予め設定されたプログラミングに基づきコンピ
ュータ制御されるようになっている。
第１９図に示すように、従来のボート１は、１対の支持
板１ａ、　Ｉｂと、支持板１ａ、　ｌｂにより支持され
た互いに平行な４本の支持棒２ａ〜２ｄと、取手３ａ。
３ｂと、を有している。支持棒２ａ〜２ｄには、ウェハ
を保持するための多数の溝４が等間隔に切り込まれてい
る。このため、ボート１の外観は全体としてほぼ左右対
称につくられている。
ウェハ保持用の溝４の相互間隔は、カセット内面に形成
された溝の相互間隔と同じである。また、ローディング
装置のチャックの把持面にも、溝４と実質的に同じ間隔
の溝が形成されている。
従来のウェハ移し換え方法は、ボート１の一方の支持板
１ａの側から支持板１ｂの側に向かってウェハを順々に
載置する。この場合に、各カセット内のウェハは、それ
ぞれ−括してボートに移し換えられる。
ところで、ボート１は１石英ガラス又は炭化ケイ素（Ｓ
ｉＣ）等の耐火物でつくられており、一般に寸法精度が
低い、ボートの溝４は、一方の支持板１ａを基準として
他方の支持板１ｂに向かって順々に切り込み加工されて
いるので、支持板１ａから隣接溝４までの距離りえと、
支持板１ｂから隣接溝４までの距離Ｌ２とが異なる。す
なわち、ボート１は、厳密な意味において左右非対称で
ある。
このため、例えば、支持板１ａの側から順にウェハをボ
ートに移し換えると仮定した場合に、移し換え前に、オ
ペレータは、それぞれのボートに固有な距離Ｌ０を測定
し、　これらの数値を記憶しておく。そして、オペレー
タは、使用予定のボートの固有値Ｌ１をコンピュータに
その都度インプットし、その後、ボートをステージ上に
載置する。
すなわち、移し換え装置の動作をコントロールするため
のコンピュータプログラミングは、一方の支持板１ａの
位置を基準に設定されることとなる。
（発明が解決しようとする課題） ところで、加熱炉廻りにおいては多数のボートが炉に頻
繁に出入れされるので、ボートが左右逆向きになったり
、使用予定のボートが別のボートに入替わったりするこ
とが起こる。
ボートが左右逆向きに第２のステージに置かれた場合に
、上記プログラミングに従って、他方の支持板１ｂの側
から順にウェハをボートに載置しようとすると、チャッ
クで把持されたウェハの位置とボートの溝４の位置との
ミスマツチが生じる。
ミスマツチが起こると、ウェハのエツジ部が溝４の周囲
に擦り付けられて石英の粉が発生し、クリーンルームが
汚染される。また、溝４の周囲が削り取られて、溝４の
精度が低下すると、ボートが使用できなくなる。すなわ
ち、ボートの寿命が短くなる。
また、ウェハと溝４とのミスマツチが著しい場合には、
ウェハが溝４に差込まれず、ウェハが損傷し、製品歩留
りが低下するという問題がある。
更に、使用予定のボートが別のボートに入替わった場合
に、例えば、１台のウェハ移し換え装置を４つの炉で共
用する４段炉においては、コンピュータにインプットし
たデータと実際のボートの距離Ｌ１とが食違い、　ウェ
ハ及び溝４のミスマツチが生じる。
更にまた。第１段目の炉に挿入すべき予定のボートが、
第２段目の炉に挿入されるというトラブルも生じる。
従来においては、ボート相互の識別及びボートのウェハ
移し換え基準側の識別は、肉眼では困難であるため、ボ
ートに識別マークをマーキングしていた。しかしながら
、ボートは炉内で高温に加熱され、更に、ボートに付着
した不純物を除去するために、エツチング処理されるの
で、識別マークが判別不能になるという不都合があった
。
また、ボートが加熱により変形するので、使用初期の基
準距離し、が変化する。このため、ボートを炉に挿入す
る度に基準距離Ｌ工を測定し、　これをコンピュータに
インプットする必要がある。
更に、ボートの加熱変形により溝相互の間隔も変化して
おり、ボートの一方側から順々にウェハを移し換えてい
くと、ウェハと溝との位置ずれが累積され、両者のミス
マツチが起こる。
この発明の目的は、オペレータの記憶に依存することな
く、ボートのウェハ移し換え基準側を客観的に識別する
ことができ、ボートを正しい向きに設定することができ
るウェハ移し換え方法及びその装置を提供することを目
的とする。
また、この発明の他の目的は、オペレータの記憶に依存
することなく、ボート相互を識別することができるウェ
ハ移し換え方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
また、この発明の他の目的は、キャリア１０ット分のウ
ェハを移し換えるたびに移し換え位置を補正することが
でき、ウェハと溝とのミスマツチを防止することができ
るウェハ移し換え方法及びその装置を提供することを目
的とする。
更に、この発明の他の目的は、オペレータの記憶に依存
することなく、ボートを個別に判別することができると
共に、ボートのウェハ移し換え基準側を識別することが
できるウェハ加熱用のボートを提供することを目的とす
る。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） この発明はウェハを保持するための溝を有する処理用ボ
ートに、カセットからウェハを移し換えるウェハ移し換
え方法に於いて、前記カセットを。
カセット内のウェハを前記ボートにローディングする手
段に対して位置決めし、前記ボートの予め定められた固
有の長さを測定し、前記ボートに、前記ローディング手
段に対する前記溝の相対位置を決定するための識別部を
設け、前記識別部を検出手段により検出し、これと前記
ボートの固有の長さに基づき前記ローディング手段に対
するボートの前記溝の相対位置を補正し、ローディング
手段によりウェハをカセットからボートにローディング
することを特徴とするウェハ移し換え方法、及び、ウェ
ハをカセットから取出し、ボートに移し換えるローディ
ング手段と、ボートへのウェハの移し換え位置を認識す
るために、ボー°トに設けられた識別部を検出する手段
と、前記識別部の検出結果に基づき前記ボートへのウェ
ハの移し換え位置を求め、ボート及びカセットの相対位
置が予め定められた位置になるように移動制御する制御
手段と、を有することを特徴とするウェハ移し換え装置
、ならびに、ウェハを保持するための多数の溝が形成さ
れた棒部材と、棒部材を両端にて支持する１対の支持板
と、一方の支持板又は棒部材のいずれかに設けられ、ウ
ェハがローディングされるべき基準位置を決定する識別
部材と、を有することを特徴とするウェハ熱処理用ボー
トを得るものである。
（作　用） ウェハを保持するための溝を有する処理用ボートに、カ
セットからウェハを移し換えるウェハ移し換え方法に於
いて、前記カセットを、カセット内のウェハを前記ボー
トにローディングする手段に対して位置決めし、前記ボ
ートの予め定められた固有の長さを測定し、前記ボート
に、前記ローディング手段に対する前記溝の相対位置を
決定するための識別部を設け、前記識別部を検出手段に
より検出し、これと前記ボートの固有の長さに基づき前
記ローディング手段に対するボートの前記溝の相対位置
を補正し、ローディング手段によりウェハをカセットか
らボートにローディングする。
また、ウェハをカセットから取出し、ボートに移し換え
るローディング手段と、ボートへのウェハの移し換え位
置を認識するために、ボートに設けられた識別部を検出
する手段と、前記識別部の検出結果に基づき市記ボート
へのウェハの移し換え位置を求め、ボート及びカセット
の相対位置が予め定められた位置になるように移動制御
する制御手段と、を有する。
さらにウェハを保持するための多数の溝が形成された棒
部材と、棒部材を両端にて支持する１対の支持板と、一
方の支持板又は棒部材のいずれかに設けられ、ウェハが
ローディングされるべき基準位置を決定する識別部材と
、を有する。
これらのことにより、ボートをステージ上に逆向きに置
くというトラブルを未然に防ぐことができる。また、各
キャリアからボートにウェハを移し換えるごとに、キャ
リアとボートとの相互位置を補正することができる。こ
のため、ウェハ移し換え時に、ボートの溝とウェハとの
ミスマツチをなくすことができ、ウェハの損傷事故を防
止することができる。
また、ミスマツチしたウェハにより溝壁面が削り取られ
ることに起因する石英粉の発生を防ぐことができ、クリ
ーンルーム内をクリーンな状態に保つことができる。こ
のため、製造ラインの停止等を回避することができる。
更に、この発明によれば、肉眼による外観観察だけでは
識別困難であったボートを個別に識別することができる
。このため、各ボートを挿入予定炉に間違いなく挿入す
ることができ、過密な熱処理スケジュールをこなすこと
ができる。特に、多段炉において多数のボートを取扱う
場合に有利である。
（実施例） 以下、本発明を加熱炉システムに適用した一実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。
第１図に示すように、加熱炉装置５は、単体の炉を上下
に４段に積重ねた多段炉であり、各炉内には複数のプロ
セスチューブ（図示せず）が横置きの状態で直列に挿入
されている。この加熱炉５は、シリコンウェハを酸化・
拡散処理するためのものである。
加熱炉装置５の炉口６５に連通するように、ボート出入
れ用の架台６が設置されている。架台６は。
エアフィルタ７ａを有するフィルタユニット７と、多数
のウェハ４５が積載されたボート４０を炉口６５を介し
て炉５に出入れするためのユニット８とを具備している
。ユニット８は、それぞれ一端が炉口６５に連通ずる４
段の棚８ａを有している。各段の棚８ａには、石英製の
フォーク６２を有するソフトランディング装置６０が設
けられている。
ソフトランディング装置６０は、棚８ａの長子に沿って
Ｘ軸方向にスライド移動できる機構と共に。
フォーク６２をＺ軸方向に昇降及びθ軸方向に上下首振
りできる機構を有している。フォーク６２は、筒状部６
２ａと、　この先端に設けられた二股状のボート支持部
６２ｂと、を有しており、この支持部６２ｂにボート４
０が載置されるようになっている。
エレベータ装＠９が、加熱炉５と架台６との間の前面に
設けられている。エレベータ装置９のアーム９ａの先端
には、ボートステージ上のボート４０をフォークの支持
部６２ｂに移すための部材９ｂが設けられている。エレ
ベータ装置９は、部材９ｂをＸ軸及びＺ軸に沿ってそれ
ぞれ移動させる機構を有している。
ボックス型のハウジング１１が、第１段の棚８ａに沿っ
てユニット８の前面に設けられている。ハウジング１１
の上部には、第１のステージ１２及び第２のステージ１
３が設けられている。第１のステージ１２には複数のカ
セット４６が一列に載置され、第２のステージ１３には
１本のボート４０が載置されている。
ウェハ４５を、カセット４６からボート４０にローディ
ングするためのローディング装［１０が、ハウジング１
１の前面側に設けられている。ローディング装［１０は
、コンピュータシステムでバックアップされたパネル１
４を備え、キイ入力操作されるようになっている。
第２図に示すように、第１及び第２のステージ１２、１
３は、同一ラインかつ同一エレベーションにある。第１
のステージ１２には開口１５が、第２のステージ１３に
は開口３７が、それぞれ形成されている。
カセット４６ａ〜４６ｄが、第１の開口１５を跨ぐよう
に載置されている。カセット４６ａ〜４６ｄは、その内
面に所定の相互間隔を有する溝が形成され、各溝のそれ
ぞれにウェハ４５がそのパターン形成面が垂直になるよ
うな姿勢で収容されている。第１の開口１５からは後述
の押し上げ部材２８（第３図参照）が突出するようにな
っている。
また、１対の石英ガラス製の受は部材３８ａ、　３８ｂ
が、第２の開口３７にてＸ軸方向にスライド移動可能に
設けられている。これら受は部材３８ａ、　３８ｂによ
りボート４０が支持されることとなる。
更に、第３の開口１６が、第１及び第２の開口１５゜３
７と並列に、ハウジング１１の前面寄りに形成されてい
る。この第３の開口１６を介して、ローディング装置１
０の上部機構としてのシリンダ３０及びチャック駆動機
構３１が突出している。
第３図を参照しながら、ローディング装置１０の各構成
部材及び各駆動機構についてそれぞれ説明する。
ローディング装置１０は、突上げ機構２５及びチャック
機構３１を有しており、更にＸ軸、Ｙ軸、Ｘ軸方向への
移動手段を有している。
ローディング装置１０の下部機構は、Ｘ軸移動機構をな
すものであり、Ｘ軸に沿って互いに平行な２本のガイド
軸１７ａ、　１７ｂ及びポールスクリュウ２０を有する
。スライドテーブル１８が、ガイド軸１７ａ。
１７ｂを跨ぐように設けられ、　ローディング装置１０
の上部機構を支持している。なお、ポールスクリュウ２
０が、スライドテーブル１８上のナツト１９に螺合され
ている。ポールスクリュウ２０の一端は、パルスモータ
２２の駆動軸に連結され、他端は部材２１によりハウジ
ング１１に固定されている。
モータ２２のスイッチはモータ駆動回路２３に接続され
、更に、回路２３はコントローラ２４に接続され、更に
、コントローラ２４はコンピュータシステム（図示せず
）によりバックアップされている。つまり、コントロー
ラ２４を介してコンピュータシステムから回路２３に所
定の信号が出力されると、これに応じてパルスモータ２
２が駆動し、テーブル１８がＸ軸方向にスライド移動す
るようになっている。
次に、ローディング装置１０の上部構成について説明す
る。
ローディング装［１０の上部機構は、Ｚ軸移動手段を有
するシリンダ機構２５．及び、Ｙ軸及びＺ軸移動手段を
有するチャック機構３１で構成されている。
第１及び第２のエアシリンダ２７．３０が、それぞれの
軸が垂直になるようにテーブル１８上に設けられている
。第１のシリンダ２７のロッド２６の上端は、板部材２
８に連結されている。板部材２８の上面には。
カセット４６の内面溝と同じピッチの溝が形成されてい
る。この板部材２８は、シリンダ２７の働きにより第１
の開口１５から突出するようになっている。
チャック機構３１の本体３２は、シリンダ３０のロッド
２９ａ、　２９ｂに連結されており、Ｘ軸方向に昇降す
るようになっている。本体３２からは４本のロッド３３
ａ〜３３ｄが水平方向に延びており、　ロッド３３ａ。
３３ｂがチャック３４の開閉部材３５ａに連結され、ロ
ッド３３ｃ、　３３ｄがチャック３４の開閉部材３５ｂ
に連結されている。本体３２はモータ（図示せず）を有
するギアボックスであり、ロッド３３ａ、　３３ｂの駆
動系統のギアとロッド３３ｃ、　３３ｄの駆動系統のギ
アとは互いに反対方向に駆動するようになっている。な
お、ロッド３３ａ〜３３ｄの動作が相互に干渉し合わな
いように、　ロッド３３ｃ、　３３ｄが開閉部材３５ａ
を貫通している。
チャック３４の開閉部材３５ａ、　３５ｂは、それぞれ
の対向面に爪を有する保持部３６ａ、　３６ｂを具備す
る。
保持部３６ａ、　３６ｂの爪と爪との間の溝は、カセッ
ト４６の内面溝と同ピツチである。
なお、シリンダ２７．３０及びチャック機構本体３２の
各動作は、コンピュータシステムからの所定のプログラ
ミングに基づく信号に従って制御されるようになってい
る。
第４図を参照しながら、ボート及びその逆置き検出手段
について説明する。
ボート４０は、１対の支持板４１ａ、　４１ｂと、支持
板４１ａ、　４１ｂにより互いに平行に支持された４本
の棒４２と、マニュアル搬送用の１対の取手４３ａ、　
４３ｂと、一方の支持板４１ａのみに取付けられた板状
片４４と、を有している。なお、ボート４０の各部材は
、すべて石英ガラスでつくられている。この場合に、ボ
ート４０を炭化ケイ素ＳｉＣでつくってもよい。
ボートステージ１３の第２の開口３７には１対の受は部
材３８ａ、　３８ｂの他にボート逆置き検知装置３９が
設けられている。ボート逆置き検知装置３９は、スプリ
ング３９ｂにより付勢された接触部材３９ａと１部材３
９ａと板状片４４との接触を検出するための１対のセン
サ３９ｃ、　３９ｄと、を有している。これらのセンサ
３９ｃ、　３９ｄは、コンピュータシステムの入力部に
接続されている。
更に、ボート逆置き検知装置３９は、ボート４０の逆置
きを容易に検知するために、アラーム装置（図示せず）
に接続されている。
第５図を参照しながら、ボート搬送装置について説明す
る。
ボート搬送装置は、ユニット８のフレームにＸ軸に沿っ
て固定されたレール７０と、レール７０の両端に設けら
れた１対のストッパ７１ａ、　７１ｂと、レール７０上
をスライドするように設けられたリニアガイド７２と、
リニアガイド７２をスライドさせる手段（図示せず）と
、ガイド７２の上に載置されたボード７３と、ボード７
３上の部材７４により支持された１対の受は部材３８ａ
、　３８ｂと、を有している。リニアガイド７２をレー
ル７０に沿ってスライドさせる手段は、コンピュータシ
ステムによりコンピュータされ得るモータ（図示せず）
を有しており、これによりボート４０がウェハ移し換え
位置Ａからボート受は渡し位置Ｂまで搬送されるように
なっている。
すなわち、ウェハ移し換え位置“Ａ”にてキャリア内の
ウェハ４５が移し換え装［１０によりボート４０に順次
移し換えられ、ボート受は渡し位置゛Ｂ”にてウェハ４
５を積載したボート４０がエレベータ装置９によりソフ
トランディング装置６０のフォーク６２に受は渡される
ようになっている。
なお、ボート受は部材３８ａ、　３８ｂ及びフォーク６
２は、相互接触による粉の発生を防止してクリーンルー
ム内のクリーン度を高レベルに維持するために、それぞ
れ石英ガラスでつくられている。
次に、第１図乃至第９図を、特に第６図乃至第９図を参
照しつつ、上記ウェハ移し換え装置１０によりカセット
４６ａ〜４６ｄからボート４０に順々にウェハ４５を移
し換える場合について詳細に説明する。
（１）　　シリコンウェハ４５が２５枚ずつ収容された
４個のカセット４６ａ〜４６ｄを、第１のステージ１２
上の所定位置に配列する。　このとき、カセット４６ａ
〜４６ｄの開口と第１の開口１５とが上下に連続するよ
うに、各カセット４６ａ〜４６ｄを載置する。
（ＴＩ）　　ボート４０に固有の距離ＬＬ（支持板４１
ａの外側から最初の溝４２ａまでの長さ）を測定し、　
この測定データをコンピュータに入力する。このボート
４０を、第２のステージ１３上の所定位置に載置する。
ボート４０が正しい向きである場合には、ボートの板状
片４４が部材３９ａを押し下げ、センサ３９ｃの前方か
ら部材３９ａが消失し、その結果、　コンピュータシス
テムによりボー）−４０が正しい向きであることが判定
される。
若し万一、ボート４０が逆向きの状態でステージ１３上
に載置された場合には、検知装置３９のセンサ３９ｄに
よりボート４０が検出される一方、センサ３９ｃの前方
に部材３９ａが依然同様に存在するので、アラームが鳴
る。オペレータは、アラーム音を聞くことによりボート
４０の逆置きを知ることができる。
（ｍ）　　ボートが正しい向きに置かれたという判定に
基づき、コンピュータシステムからコントローラ２４２
回路２３に指令信号を発し、更にこの信号に基づきパル
スモータ２２を所定時間回転させる。
これにより、ローディング装置１０のテーブル１８をＸ
軸方向に所定距離だけ移動させ、第１番目のキャリア４
６ａをシリンダ機構２５の真上に位置させる。
コンピュータシステムからチャック機構３１に所定の動
作指令信号を送り、ロッド３３ａ、　３３ｂを本体３２
内に退入させると共に、ロッド３３ｃ、　３３ｄを本体
３２から突出させ、開閉部材３５ａ、　３５ｂを開く　
（第６図参照）。
（ＩＶ）　　次にコンピュータシステムから突き上げ機
構２５に所定の動作指令信号を送り、シリンダ２７に所
定量の圧縮エアを供給し、部材２８を第１の開口１５か
ら上方に突出させる。これにより、部材２８がウェハ４
５を一括してカセット４６ａから持上げる。
ウェハ４５がチャック機構３１の１対の保持部材３６ａ
。
３６ｂの間にて停止するように、突上げを停止する。
（Ｖ）　　ウェハ４５の突上げを停止させた後に、チャ
ック機構３１に所定の動作指令信号を送り、ロッド３３
ａ、　３３ｂを本体３２から突出させると共に、ロッド
３３ｃ、　３３ｄを本体３２内に退入させる。これによ
り、開閉部材３５ａ、　３５ｂが閉じ、保持部材３６ａ
、　３６ｂによリウェハ４５が一括挟持される（第７図
参照）。
（ＶＩ）　　次に、チャック機構３１のシリンダ３０に
所定量の圧縮エアを供給してロッド２９ａを突出させ、
本体３２をリフトさせる。これにより、ウェハ４５がシ
リンダ機構２５からチャック機構３１へ移行する。
（■）　ウェハ４５をチャック３４により保持しつつ、
第８図に示すように、これを２軸方向の上昇、Ｘ軸方向
の水平移動、Ｚ軸方向の下降の順に移動させる。すなわ
ち、ウェハ４５を、第１のステージ１２から第２のステ
ージ１３に搬送し、ボート４０左端の支持板４１ａ寄り
に一括して移す。
（■）　第９図に示すように、各ウェハ４５のエツジ部
分がボート４０の各溝４２ａにそれぞれ挿入されたとこ
ろで、チャック３４の下降を停止し、次いで、開閉部材
３５ａ、　３５ｂを開き、ウェハ４５をチャック機構３
１からボート４０上に一括移行させる。
（ＩＫ）　　開閉部材３５ａ、　３５ｂを開けた状態で
チャック３４を、　第２番目のキャリア４６ｂの真上に
チャック３４が位置するように、第２のステージ１３か
ら第１のステージ１２に移動させる０次いで、突上げ機
構２５の部材２８を突出させ、第２番目のキャリア４６
ｂからウェハ４５を一括して持上げ、　チャック３４で
ウェハ４５を一括して挟持する。その後、第１番目のカ
セット４６ａからの移し換えと同様の動作を繰返して、
ウェハ４５をボート４０の次のポジション（第１のウェ
ハロットのすぐ隣）に移し換える。
このようにして、第１番目のカセット４６ａから第４番
目のカセット４６ｄまでのウェハ４５をボート４０上に
順々に積載する。
（Ｘ）　　ウェハ移し換え完了後、　ウェハ４５が積載
されたボート４０を、移し換え位ＭＡから受は渡し位置
Ｂまで搬送する（第５図参照）０次いで、エレベータ装
置９の部材９ｂによりボート４０を保持しつつ、ステー
ジ１３から使用予定の炉の段まで搬送し、ボート４０を
フォーク６２の保持部６２ｂに移す。
次いで、フォーク６２を炉内のプロセスチューブに挿入
し、ソフトランディング装置６０によりボート４０のみ
を炉内に残留させる。そして、所定温度及び所定時間の
熱処理を実行する。
上記第１の実施例によれば、万一、ボート４０を逆向き
に置いた場合には、警報音を聞いてオペレータがボート
４０を正しい向きに修正することができるので、カセッ
ト内のウェハに対してボート４０を正確に位置決めする
ことができ、ウェハ４５とボート溝４２ａとのミスマツ
チを未然に防止することができる。このため、自動移し
換え中におけるウェハ損傷等の事故を有効に回避するこ
とができ、ウェハの歩留りを向上させることができる。
次に、第１０図を参照しながら、第２の実施例について
説明する。なお、上記第１の実施例と第２の実施例とが
相互に共通する部分については説明を省略する。
この第２の実施例のボートにおいては、一方の取手４３
ｂのみに石英ガラス製の１対の角柱体４７を取付けて、
ボート４０を左右非対称にしている。この角柱体４７に
対面するように光センサ５４をボートステージ１３の近
傍に設けている。この光センサ５４は、投光部及び受光
部を有する反射光検出タイプであり、その出力側がアラ
ーム装置（図示せず）に接続されている。
上記ボート４０をステージ１３上に正しい向きに載置す
ると、センサ５４からの投射光が角柱体４７に反射され
、反射光がセンサ５４の受光部にて光−電気変換され、
この電気信号がコンピュータシステムの入力部に送られ
る。そして、入力データに基づきコンピュータシステム
によりボート４０が正しい向きにあることが判定され、
次の動作のための指令信号がウェハ移し換え装置ｉ！１
０に送られる。一方。
ボート４０がステージ１３上に逆向きに載置されたとき
は、アラーム装置の警報が鳴る。
上記第２の実施例によれば、角柱体４７が取手４３ｂに
取付けられているので、　オペレータが角柱体４７を容
易に識別することができ、ボートの逆置きを未然に防止
することができる。
次に、第１１図を参照しながら、第３の実施例について
説明する。なお、この第３の実施例が上記第１の実施例
と相互に共通する部分については説明を省略する。
この第３の実施例のボートにおいては、３本の棒部材４
８ａ〜４８ｃをウェハ支持棒４２の所定箇所の相互間に
橋渡ししている。このうち第２の棒部材４８ｂを、ボー
ト４０の長手中央より一方側に寄せて取付け、ボート４
０を左右非対称としている。この第２の棒部材４８ｂの
真下に検出装置５５が設けられている。ボート４０がス
テージ１３に載置されると、スプリング５５ｂで付勢さ
れた部材５５ａが第２の棒部材４８ｂにより押し下げら
れ、スイッチ５５ｃのレバーを押し下げるようになって
いる。
ボート４０をステージ１３上に正しい向きに載置すると
、第２の棒部材４８ｂにより部材５５ａが押し下げられ
、更に、部材５５ａによりスイッチ５５ｃのレバーが押
し下げられ、コンピュータシステムの入力部に電気信号
が送られる。この信号に基づきコンピュータシステムに
よりボート４０が正しい向きに載置されたことが判定さ
れ、次の動作のための指令信号がローディング装置１０
に送られる。ローディング装置１０は、指令信号に基づ
きウェハ４５をキャリア４６ａ〜４６ｄから順々にボー
ト４０に移送する。
上記第３の実施例によれば、オペレータは容易にボート
４０の向きを識別することができる。更に。
第１及び第２の棒部材４８ａ、　４８ｂによりボート４
０が補強される。また、この第３の実施例と前述の第２
の実施例とを組合わせることにより、ボートの左右非対
称をより明確にして、逆置きを防止することができる。
次に、第１２図を参照しながら、第４の実施例について
説明する。なお、第４の実施例が上記第１の実施例と互
いに共通する部分についての説明は省略する。
第４の実施例のボート４０においては、３組の脚部材（
４９ａ、　４９ｂ）、　（５０ａ、　５０ｂ）、　（５
１ａ、　５１ｂ）を支持棒４２に取付け、このうちの第
２の脚部材（５０ａ　。
５０ｂ　）をボート４０の長手に対して左右非対称の箇
所に設けている。逆置き検出装置５６がステージ１３に
設置され、　その部材５６ａが開口３７の所定位置にて
突出している。部材５６ａは、板ばね５６ｂを介してス
イッチ５６ｃに連結されている。
上記ボート４０をステージ１３の受は部材３８ａ、　３
８ｂ上に正しい向きで載置すると１脚部材５０ａが部材
５６ａを押し下げ、　スイッチ５６ｃがＯＮになり、ロ
ーディング装［１０によりキャリア内ウェハ４５が自動
的にボート４０にローディングされる。
上記第４の実施例によれば、複数組の脚部材をボートに
取付けているので、ボートの安定性が改善される。
次に、第１３図乃至第１５図を参照しながら、第５の実
施例について説明する６なお、第５の実施例が前述の第
１の実施例と互いに共通する部分については説明を省略
する。
１対の平行ガイドシャフト１１６がベースプレート１１
１上に固設され、ガイドシャフト１１６に平行にボール
スクリュウ１１５が設けられている。ボールスクリュウ
１１５の一端は、　コンピュータシステムによりコント
ロールされうるモータ（図示せず）に連結されている。
ポールスクリュウ１１５及びガイドシャフト１１６のそ
れぞれは、ステージ１１３を貫通している。ステージ１
１３及びガイドシャフト１１６の連結部には、それぞれ
リニアモーションベアリング１１７が設けられている。
ステージ１１３上には１対の台座１１４が設けられ、台
座１１４によりボート４０がステージ１１３上で位置ず
れしないように固定される。
この第５の実施例のボート４０においては、ウェハ支持
棒４２のうち下側の２本に位置決め用のモニター溝４２
ｂをそれぞれ形成している。　これらのモニター溝４２
ｂは、ウェハ保持用の溝４２ａとは別のものであり、　
ボートの一方の支持板４１ａ寄りに形成されている。　
この場合に、モニター溝４２ｂは、断面円形状や断面角
形状等の種々の形状にすることができる。
センサ１２０．１２１が、　ステージ１１３上のボート
４０を両端から挟むように、　ベースプレート１１１上
に固定されている。センサ１２０．１２１のそれぞれは
コンピュータシステムの入力部に接続されており。
指令信号に基づきセンサ１２０から所定波長の光がセン
サ１２１に向かって投射されるようになっている。
次に、上記ボート４０にウェハ４５を移し換える場合に
ついて説明する。
ボート４０をステージ１１３上に載置し、ポールスクリ
ュウ１１５を回転させ、ステージ１１３と共にボート４
０をＸ軸方向に移動させつつ、光センサ１２０゜１２１
でモニター溝４２ｂを検出する。この場合に、センサ１
２０から投射された光１２２が、２つの溝４２ｂをそれ
ぞれ通過し、センサ１２１の受光部に入射する。
この入射光は電気信号に変換され、信号はコンピュータ
システムの入力部に送られ、　溝４２ｂの位置を基準と
してボート４０から第１番目のキャリア４６ａまでの距
離が求められる。
更に、求めた距離と、プログラミングにより予め設定さ
れたローディング装置１０のＸ軸方向移動距離と、の差
がゼロになるように、ウェハステージ（図示せず）をＸ
軸方向に移動させ、キャリア４６ａをボート４０に対し
て位置補正する。次いで、移し換え装置のチャック３４
でキャリア４６ａ内のウェハ４５を一括して掴み取り、
　溝４２ｂの側を基準としてボー）−４０にウェハ４５
を移す。
なお、上記第５の実施例では１位置決め用のモニター溝
４２ｂを検出する手段として非接触式のセンサを採用し
たが、これに限られることなく、モニター溝４２ｂには
まり込むような特殊形状のピースを有する接触式センサ
を用いてもよい。
このような接触式センサは、モニター溝４２ｂを検出す
ると共に、ボートの位置補正をも同時になすことができ
るという利点を有する。
第１４図を参照しながら、上記実施例の一部を変形した
例について説明する。
この変形例においては、ボートの支持棒４２に６つのモ
ニタリング用の溝４２ｃｍ〜４２ｃＧが形成しである。
各溝４２ｃ１〜４２ｃＧは、それぞれキャリア１個分の
間隔をおいて形成されている。すなわち、溝４２ｃ１〜
４２ｃ６の領域ａ　＝　ｆには、ウェハ保持用の溝４２
ａがそれぞれ２５個所ずつ存在する。
上記変形例のボート４０においては、先ず、溝４２ｃｍ
を基準としてボートの領域ａに第１番目のキャリア４６
ａからウェハ４５を移し換え、　次いで、溝４２ｃ２を
基準として領域すに第２番目のキャリア４６ｂからウェ
ハ４５を移し換える。　このようにして、ボート位置の
基準を溝４２ｃ１〜４２ｃ５に順次変更しつつ、各キャ
リア４６ａ〜４６ｆからボートの６つの領域ａ　”　ｆ
のそれぞれにウェハ４５を移し換える。
上記変形例によれば、例えば第１５図に示すように、繰
返し加熱によりボート４０が反り返った場合に、　溝４
２ａとウェハ４５とのミスマツチが累積されなくなるの
で、ウェハをキャリアからボートにより安全に移し換え
ることができる。
次に、第１６図乃至第１８図を参照しながら、第６図の
実施例について説明する。なお、第６の実施例が前述の
第１の実施例と相互に共通する部分についての説明を省
略する。
第１６図に示すように、この第６の実施例のボート８０
は、その一方の支持板８２の上端に４つの六８４ａ〜８
４ｄが形成されている。　これら４つの六８４ａ〜８４
ｄのそれぞれには、識別コードとしてのピン８５ａ〜８
５ｄが差込まれるようになっている。
ピン８５ａ〜８５ｄは１石英ガラスでつくられており。
この場合に更に、赤や青に着色された石英ガラスである
ことが好ましい。
第１７図に示すように、センサ９０がステージ上のボー
ト４０の前方に設置されている。センサ９０は、検出用
ピン９１と、ホルダ９２と、ＯＮ　−ＯＦＦスイッチ９
３と、を有している。
第１８図に示すように、センサ９０はコンピュータシス
テムのＣＰＵ１００に接続されている。　ＣＰＵ１００
は、ボート搬送装置の駆動系を制御するためのコントロ
ーラ１０１と、検出データをストアするためのメモリ１
０２とを有している。
次に、上記ボート８０にウェハを移し換え、ボート８０
を４段炉の所定の段に挿入する場合について説明する。
空の状態のボート８０を複数本揃え、第１段炉から第４
段炉までの挿入予定炉ごとにボート８０を分類する。こ
れらのボート８０に固有のデータは、すべてメモリ１０
２に予め記憶させである。各ボートに固有のデータとは
、一方の支持板８２の外端から最初の溝８１ａまでの長
さの実測値り、に対応するものである。固有の長さデー
タＬ１は、例えば、第１のボートが１１ｍ＋、第２のボ
ートが１０．５ａｎというようなものである。
各ボート８０の穴８４ａ〜８４ｄに、一定のルールに従
ってピン８５ａ〜８５ｄを差込む。この場合に、ボート
の穴８４ａ〜８４ｄとピン８５ａ〜８５ｄとの組合わせ
を種々変えることにより、理論的には２４の種類の識別
コードを形成することができる。
ボート８０をステージに載置し、センサ９０のピン９１
をボート９０のピン８５ａ〜８５ｄにそれぞれ当接させ
る。ピン８５ａ〜８５ｄが存在するところではスイッチ
９３がＯＮになり、その信号がＣＰＵ１００に送られる
。
ＣＰＵ１００は、センサ９０からの信号に基づきピン８
５ａ〜８５ｄの数と位置を判定する。ここで、ピン有り
をＩＩ　Ｉ　１１とし、ピン無しを１１０１＋とすると
、例えば、信号（１，ｌ、　１．１）の場合は４本のピ
ン８５ａ〜８５ｄが存在することになる。
そのボート固有の長さデータＬ□をメモリ１０２からＣ
ＰＬＩｌｏｏに呼出し、　これに基づきキャリア４６ａ
〜４６ｄからウェハ４５を順々にボート８０に移し換え
る。
ウェハの移し換え終了後、前述のボート識別データ及び
ボート固有のデータとに基づいて、ＣＰＵ１００により
ボート８０の挿入予定炉の段を求める。
次いで、　コントローラ１０１からボート搬送装置及び
エレベータ装置！９（第１図参照）に指令信号が出され
る。これにより、ボート８０がエレベータ装置９まで搬
送され、更にエレベータ装置９により挿入予定炉の棚８
ａにボート８０が搬送される。
上記実施例に限られることなく、支持板８２の表面に光
反射率が互いに異なるパターンを形成し、パターンから
の反射光を光センサで検出し、これを識別コードとして
もよい。この場合に、光反射面を梨地状に加工して反射
率を変化させ、パターン化することが好ましい。
上記実施例によれば、ボートを個別に識別することがで
きるので、取扱いボート数が増加した場合であってもボ
ートを間違って予定外の炉に挿入するというトラブルを
防止することができる６〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、ボートをステージ上に逆
向きに置くというトラブルを未然に防ぐことができる。
また、各キャリアからボートにウェハを移し換えるごと
に、キャリアとボートとの相互位置を補正することがで
きる。このため、ウェハ移し換え時に、ボートの溝とウ
ェハとのミスマツチをなくすことができ、ウェハの損傷
事故を防止することができる。
また、ミスマツチしたウェハにより溝壁面が削り取られ
ることに起因する石英粉の発生を防ぐことができ、クリ
ーンルーム内をクリーンな状態に保つことができるにの
ため、製造ラインの停止等を回避することができる。
即ち、この発明によればウェハの歩留りを向上させるこ
とができる。
更に、この発明によれば、肉眼による外ａｍ察だけでは
識別困難であったボートを個別に識別することができる
。このため、各ボートを挿入予定炉に間違いなく挿入す
ることができ、過密な熱処理スケジュールをこなすこと
ができる。特に、多段炉においての多数のボートを取扱
う場合に有利である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を説明するための加熱炉シス
テムの加熱炉の炉口近傍の付帯設備を示す構成図、第２
図は第１図付帯設備のウェハ移し換え装置を示す構成図
、第３図は第２図ウェハ移し換え装置のローディング装
置を示す構成図、第４図は第２図のウェハ移し換え装置
において、ボート及びセンサの相互位置関係を模式的に
示す構成図、第５図は第２図ウェハ移し換え装置のボー
ト搬送装置を示す構成図、第６図及び第７図は第２図ウ
ェハ移し換え装置のローディング装置をそれぞれ模式的
に示す説明図、第８図は第２図ウェハ移し換え装置によ
りウェハをカセットからボートに移し換える場合を説明
するために移し換え装置を模式的に示す説明図、第９図
は第６図及び第７図ローディング装置によりウェハが差
込まれた状態のボートの溝の部分を示す横断面の説明図
、第１０図は第２の実施例のボート及びウェハ移し換え
装置の一部を示す構成図、第１１図は第３の実施例のボ
ート及びウェハ移し換え装置の一部を示す構成図、第１
２図は第４の実施例のボート及びウェハ移し換え装置の
一部を示す構成図、第１３図は第５の実施例のウェハ移
し換え方法に使用された装置の一部を示す構成図、第１
４図は第５の実施例の変形例を示すものであり、モニタ
用溝を変更したボートを模式的に示す説明図、第１５図
は熱変形したボートを模式的に示す説明図、第１６図は
第６の実施例のボートの一部を示す構成図、第１７図は
第６の実施例のボートの一部及び識別用センサを示す説
明図、第１８図は第６の実施例の移し換え装置の簡単な
制御ブロック図、第１９図は従来のボートを示す説明図
である。 ５・・・加熱炉装置　　　　９・・・エレベータ装置１
０・・・ローディング装置　１３・・・ステージ３４・
・・チャック　　　　　４０・・・ボート４５・・・ウ
ェハ　　　　　　４６・・・カセット５０・・・ソフト
ランディング装置 第４図 第８図 第１１図 第１２図

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ウェハを保持するための溝を有する処理用ボート
    に、カセットからウェハを移し換えるウェハ移し換え方
    法に於いて、前記カセットを、カセット内のウェハを前
    記ボートにローディングする手段に対して位置決めし、
    前記ボートの予め定められた固有の長さを測定し、前記
    ボートに、前記ローディング手段に対する前記溝の相対
    位置を決定するための識別部を設け、前記識別部を検出
    手段により検出し、これと前記ボートの固有の長さに基
    づき前記ローディング手段に対するボートの前記溝の相
    対位置を補正し、ローディング手段によりウェハをカセ
    ットからボートにローディングすることを特徴とするウ
    ェハ移し換え方法。
  2. （２）識別部が、ボートの長手方向に非対称に取付られ
    た部材であり、この非対称部材の有無を検出することに
    よりボートの長手方向の向きが正しいか否かを判定し、
    ボートが正しい向きにあるときに、ウェハをカセットか
    らボートにローディングすることを特徴とする請求項１
    記載のウェハ移し換え方法。
  3. （３）識別部が、ウェハ保持用の溝とは別に形成された
    第２の溝であり、第２の溝をボートを動かしながら検出
    することを特徴とする請求項１記載のウェハ移し換え方
    法。
  4. （４）識別部が、ボートの少なくとも一方の支持板に一
    定のルールに従って配列された組合せコードであり、こ
    の組合せコードにより、それぞれのボートを個別に識別
    することを特徴とする請求項１記載のウェハ移し換え方
    法。
  5. （５）組合せコードが、支持板の複数の穴に差込まれる
    ピンの組合わせであることを特徴とする請求項４記載の
    ウェハ移し換え方法。
  6. （６）非対称部材が、ボートの一方の支持板に設けられ
    た板であることを特徴とする請求項２記載のウェハ移し
    換え方法。
  7. （７）非対称部材が、ボートを補強するための補強部材
    であることを特徴とする請求項２記載のウェハ移し換え
    方法。
  8. （８）非対称部材が、ボートを支持するための脚部材で
    あることを特徴とする請求項２記載のウェハ移し換え方
    法。
  9. （９）ウェハをカセットから取出し、ボートに移し換え
    るローディング手段と、ボートへのウェハの移し換え位
    置を認識するために、ボートに設けられた識別部を検出
    する手段と、前記識別部の検出結果に基づき前記ボート
    へのウェハの移し換え位置を求め、ボート及びカセット
    の相対位置が予め定められた位置になるように移動制御
    する制御手段と、を有することを特徴とするウェハ移し
    換え装置。
  10. （１０）識別部検出手段が、ボートを第２のステージに
    載置した場合にボートの識別部により押し下げられる部
    材を有し、この部材が前記制御手段に電気的に接続され
    ていることを特徴とする請求項９記載のウェハ移し換え
    装置。
  11. （１１）ローディング手段が、ウェハをカセットの上方
    ヘ突き上げるシリンダ機構と、突き上げられたウェハを
    挟持し解除するチャック機構と、チャック機構をボート
    の長手方向に移動させるＸ軸駆動機構と、を有している
    ことを特徴とする請求項９記載のウェハ移し換え装置。
  12. （１２）第１及び第２のステージが、ボートの長手方向
    に直列に並んでいることを特徴とする請求項９記載のウ
    ェハ移し換え装置。
  13. （１３）制御手段が、マニュアル操作によりボートの各
    種情報を入力できるキーボードを有するコンピュータシ
    ステムであることを特徴とする請求項９記載のウェハ移
    し換え装置。
  14. （１４）ウェハを保持するための多数の溝が形成された
    棒部材と、棒部材を両端にて支持する１対の支持板と、
    一方の支持板又は棒部材のいずれかに設けられ、ウェハ
    がローディングされるべき基準位置を決定する識別部材
    と、を有することを特徴とするウェハ熱処理用ボート。
  15. （１５）支持板のそれぞれに取手が設けられていること
    を特徴とする請求項１４記載のウェハ熱処理用ボート。
  16. （１６）識別部材が、一方の取手に取付けられているこ
    とを特徴とする請求項１５記載のウェハ熱処理用ボート
    。
  17. （１７）識別部材が、一方の支持板に取付けられている
    ことを特徴とする請求項１４記載のウェハ熱処理用ボー
    ト。
  18. （１８）識別部材が、捧部材の相互間にブリッジされた
    補強部材であることを特徴とする請求項１４記載のウェ
    ハ熱処理用ボート。
  19. （１９）識別部材が、ボート全体を支持する脚部材であ
    ることを特徴とする請求項１４記載のウェハ熱処理用ボ
    ート。
  20. （２０）識別部材が、一方の支持板の穴に差込まれるピ
    ンであることを特徴とする請求項１４記載のウェハ熱処
    理用ボート。
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