JPH04148717A - 半導体製造装置 - Google Patents

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） 本発明は、半導体製造装置に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体デバイスの製造工程においては、半導体
ウェハは樹脂等からなるウェハカセット内に収容されて
搬送される。このため、半導体製造装置には、ウェハカ
セットを設けるためのウェハカセットステーションと、
このウェハカセットステーションに設けられたウェハカ
セットあるいはウェハカセットから半導体ウェハを引き
出して処理部に搬送するための搬送機構等を備えたもの
が多い。

また、このようなウェハカセットステーションでは、ウ
ェハカセット内の半導体ウェハを、オリエンテーション
フラットを所定方向に揃える如く整列させるウェハ整列
機構や、ウェハカセットの姿勢を水平−垂直変換する姿
勢変換機構等を備えたものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような半導体製造装置においても、
さらにスループットを向上させること、半導体ウェハの
大口径化に対応しつつ省スペース化を図ること等が当然
要求される。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、従来に較べてスルーブツトの向上を図ることができる
とともに、半導体ウェハの大口径化に対応しつつ省スペ
ース化を図ることのできる半導体製造装置を提供しよう
とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明の半導体製造装置は、ウェハカセット内
に収容された半導体ウェハを所定部位に搬送して所定の
処理を施す半導体製造装置において、複数の前記ウェハ
カセットを載置可能に構成された載置部と、前記載置部
に載置された前記複数のウェハカセット内の前記半導体
ウェハをオリエンテーションフラットを所定方向に揃え
る如く整列させるウェハ整列機構と、前記ウェハ整列機
構による前記半導体ウェハの整列操作後該ウェハ整列機
構を下降させて前記載置部の下方に空きスペースを形成
する上下動機構と、前記載置部を回動させる如く前記空
きスペースに位置させ前記複数のウェハカセットをほぼ
水平な状態からほぼ垂直な状態に姿勢変換する姿勢変換
機構とを具備したウェハカセットステーションを備えた
ことを特徴とする。

（作　用） 上記構成の本発明の半導体製造装置では、載置部に複数
のウェハカセットを載置することができ、これらのウェ
ハカセットのウニノー整列機構による半導体ウェハの整
列操作、姿勢変換機構による姿勢変換操作等を同時に実
施することができ、スルーブツトの向上を図ることがで
きる。

また、上下動機構によりウェハ整列機構を下降させて載
置部の下方に空きスペースを形成し、姿勢変換機構によ
り載置部を回動させる如くこの空きスペースに位置させ
、複数のウエノ１カセットをほぼ水平な状態からほぼ垂
直な状態に姿勢変換する。このため、縦方向のスペース
を有効に活用して横方向へのスペースの拡大を抑制する
ことができ、省スペース化を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明を８インチ径の半導体ウェハに対応するこ
とのできる縦型熱処理装置に適用した一実施例を図面を
参照して説明する。

第１図に示すように、筐体１は、例えば鉄板等からほぼ
矩形状に形成されており、その幅（Ｗ）は例えばｌｏｏ
ｅｍ程度、奥行（Ｄ）は例えば２００ｃｍ程度、高さ（
Ｈ）は例えば２８０Ｃ■程度とされている。

上記筺体１の後側上部には、円筒状に形成された反応管
およびこの反応管を囲繞する如く設けられた均熱管、ヒ
ータ、断熱材等からなる熱処理炉２がほぼ垂直に設けら
れている。また、この筺体１内の熱処理炉２の下部には
、被処理物である半導体ウェハが載置されたウェハボー
ト３を熱処理炉２内にロード・アンロードするためのボ
ートエレベータ４が設けられている。

一方、上記筐体１の前面には、図示しないドアを備えた
開口部５が設けられており、ここから筐体１内にウェハ
カセット６を搬入・搬出可能に構成されている。

コノ開口部５には、ウェハカセット６を設けるためのウ
ェハカセットステーション７が設けられており、ウェハ
カセットステーション７の後方には、ウェハカセット６
を搬送するためのキャリアトランスファ８が設けられて
いる。

上記ウェハカセットステーション７は、第２図に示すよ
うに、ウェハカセット６が載置される載置部２０と、ウ
ェハカセット６内の°半導体ウエノ＼２１を整列させる
ためのウェハ整列機構２２と、このウェハ整列機構２２
を上下動させるための上下動機構２３と、ウェハカセッ
ト６を水平−垂直変換するための姿勢変換機構２４とか
ら構成されている。

上記載置部２０は、筐体１の開口部５から搬入したウェ
ハカセット６をほぼ水平な状態（半導体ウェハ２１が垂
直な状態）で２つ載置できるよう構成されている。なお
、載置部２０のウェハカセット６載置面には、後述する
如く下方からウェハ整列機構２２を突出させるための開
口部が設けられている。

上記ウェハ整列機構２２には、例えば第３図に示すよう
に、ウェハカセット６の長手方向に沿７て延在する２つ
の円筒状ローラ２２ａが設けられており、これらのロー
ラ２２ａをウェハカセット６内の各スロット６ａに設け
られた半導体ウェハ２１の周縁部に接触させた状態で回
転させることにより、半導体ウェハ２１を回転させるよ
う構成されている。

そして、この半導体ウェハ２１の回転は、オリエンテー
ションフラット２１ａかローラ２２ａ側に位置した時点
で停止するので、各半導体ウェハ２１がオリエンテーシ
ョンフラット２１ａが下側に来た状態で整列するよう構
成されている。

また、上記ローラ２２ａの間には、各半導体ウェハ２１
の有無を検出するためのウェハ検出器２□イー、？−ｂ
が設けられている。このウェハ検出器２２ｂは、各半導
体ウェハ２１を挾んで対向する如く設けられた発光素子
および受光素子等からなり、ウェハカセット６内の各ス
ロット６ａに半導体ウェハ２１か存在するか否かを検出
するものである。

このウェハ検出器２２ｂの検出信号は図示しない制御装
置に入力され記憶される。そして、この検出結果は半導
体ウェハ２１の移載の際に利用される。

このようなローラ２２ａ、ウェハ検出器２２ｂは、載置
部２０の２つのウェハカセット６に対応して２組設けら
れているが、これら２組（合計４本）のローラ２２ａは
、第４図に示すようにプーリー２２ｃおよびベルト２２
ｄ等によって１つのモータ２２ｅによって駆動されるよ
う構成されている。

上記ウェハ整列機構２２を上下動させるための上下動機
構２３は、第５図および第６図に示すように複数例えば
２つのシリンダ２３　ａ、　２３　ｂヲ備えており、２
段ストロークにより所定のストロークを得ることができ
るよう構成されている。

すなわち、シリンダ２３ａは基台３０に固定されており
、このシリンダ２３ａのピストンは、ガイド３１によっ
て上下動可能に構成された可動台３２に接続され、この
可動台３２を上下に駆動するよう構成されている。また
、この可動台３２には、シリンダ２３ｂが固定されてお
り、シリンダ２３ｂのピストンにウェハ整列機構２２が
接続されている。このように、複数段の伸縮機構により
、所定のストロークを得るようにすれば、上下動機構２
３の高さを低く抑えることができ、省スペース化を図る
ことができる。

なお、第５図は、これらのシリンダ２３ａ、２３ｂを伸
長させ、ウェハ整列機構２２を上昇させてウェハ整列操
作を行う位置に配置した状態を示し、第６図は、これら
のシリンダ２３ａ、２３ｂを収縮させ、ウェハ整列機構
２２を下降させた状態を示している。

上記ウェハカセット６を水平−垂直変換するための姿勢
変換機構２４は、第５図および第６図に示すように上下
方向に伸縮する１つのシリンダ２４ａと、このシリンダ
２４ａの動きを２つのウェハカセット６を載置された載
置部２０の回転動作に変換するリンク機構２４ｂとから
構成されている。

そして、第５図に示すようにシリンダ２４ａを伸長させ
た状態では、載置部２０に載置されたウェハカセット６
がほぼ水平な状態（半導体ウェハが垂直な状態）となり
、第６図に示すようにシリンダ２４ａを収縮させると、
載置部２０に載置されたウェハカセット６が回転する如
く下方に移動し、後方に向いた状態でほぼ垂直な状態（
半導体ウェハが水平な状態）となるように、ウェハカセ
ット６の姿勢変換を実行する。なお、このような姿勢変
換機構２４によるウェハカセット６の水平−垂直変換は
、第６図に示すように上下動機構２３によってウェハ整
列機構２２を下降させ、載置部２０の下方に空きスペー
スを設けた状態でのみ可能である。

また、第４図に示すように、姿勢変換機構２４には、シ
ャフト２４ｃ、２４ｄを介して２つの工ァダンパー２４
ｅが接続されており、姿勢変換の動作が穏やかに停止し
、ウェハカセット６に衝撃を与えないように構成されて
いる。

すなわち、シャフト２４ｃは、載置部２０に接続されて
おり、矢印Ａで示すように、シリンダ２４ａの動作に伴
って長いストロークで上下に移動する。これに対して、
シャフト２４ｄはエアダンパー２４ｅに接続されており
、矢印Ｂで示すように、短いストロークで穏やかに上下
に移動するよう構成されている。また、これらのシャフ
ト２４ｃ、２４ｄは、シャフト２４ｃに固定されたリン
ク部材２４ｆを介して連結されており、一方シャフト２
４ｄには、リンク部材２４ｆの動きを制限するためのス
トッパ２４ｇ、２４ｈが上下に設けられている。そして
、リンク部材２４ｆがストッパ２４ｇ、２４ｈに当接さ
れる部位までは、シャフト２４ｃが自由に（速く）上下
動し、リンク部材２４ｆとストッパ２４ｇ、２４ｈが当
接した状態となると、エアダンパー２４ｅによって動作
が制限され、シャフト２４ｃが穏やかに（遅く）上下動
するように構成されている。

このように構成されたウェハカセットステーション７で
は、載置部２０に複数のウェハカセット６を載置するこ
とができ、これらのウェハカセット６のウェハ整列機構
２２による半導体ウェハ２１の整列操作、姿勢変換機構
２４による姿勢変換操作等を同時に実施することができ
、スルーブツトの向上を図ることができる。

また、上下動機構２３によりウニ／１整列機構２２を下
降させて載置部２０の下方に空きスペースを形成し、姿
勢変換機構２４により載置部２０を回動させる如くこの
空きスペースに位置させ、ウェハカセット６をほぼ水平
な状態からほぼ垂直な状態に姿勢変換するので、縦方向
のスペースを有効に活用して横方向へのスペースの拡大
を抑制することができ、省スペース化を図ることができ
る。

また、第１図に示すように、キャリアトランスファ８の
後方には、上部に棚状に複数（本実施例では４段２列で
計８つ）のウェハカセット６を収容可能に構成されたキ
ャリアステージ９、下部にトランスファステージ１０が
設けられており、トランスファステージ１０の後方には
半導体ウェハ２１の移載を行うウェハトランスファ１１
が設けられている。

上記トランスファステージ１０は、例えば２つのウェハ
カセット６を正確に位置決めした状態で収容可能に構成
されており、このトランスファステージ１０に収容した
ウェハカセット６と、ボートエレベータ４上に設けられ
たウェハボート３との間で、ウェハトランスファ１１に
より半導体ウェハの移載を行うよう構成されている。

さらに、熱処理炉２の下端部側力には、非処理中に熱処
理炉２の開口部を閉塞することにより、熱処理炉２内か
らの熱を遮断するとともに、熱処理炉２内に空気、水蒸
気、塵埃等が侵入することを防止するための開閉機構１
２が設けられている。

次に、上記構成の本実施例の縦型熱処理装置の動作につ
いて説明する。

予め、実施する処理に応じて熱処理炉２を所定温度に設
定しておく。そして、被処理物として例えば口径８イン
チの半導体ウェハ２１を複数（例えば２５枚）収容した
ウェハカセット６を、例えば搬送ロボット等により２つ
ずつウェハカセットステーション７の載置部２０に載置
する。

そして、ウェハカセットステーション７において、ウェ
ハカセット６内の半導体ウェハ２１をウェハ整列機構２
２により所定方向に整列させ、この後、ウェハ整列機構
２２を下方に移動し載置部２０の下方に空きスペースを
設け、ウェハカセット６を後ろ向きに垂直な状態（半導
体ウェハが水平す状態）に姿勢変換し、このウェハカセ
ット６をキャリアトランスファ８によって搬送してキャ
リアステージ９に収容する。

このような動作を繰り返して、所望数のウェハカセット
６をキャリアステージ９に収容する。

しかる後、順次キャリアステージ９のウェハカセット６
をトランスファステージ１ｏに移動し、ウェハトランス
ファ１１によりこのウェハカセット６内の半導体ウェハ
２１をボートエレベータ４上に設けられたウェハボート
３に移載する。

そして、所望枚数（例えば１５０枚程度）の半導体ウェ
ハ２１の移載が終了すると、ボートエレベータ４を上昇
させて、ウェハボート３を熱処理炉２内にロードし、所
定時間、所定温度、所定雰囲気で所望の熱処理を実施し
、処理が終了すると、上記手順と反対の手順で処理済の
半導体ウェハ２１をアンロードする。

なお、上記一連の工程において、ウェハカセット６の搬
入、搬出および半導体ウェハ２１の移載等の際は、開閉
機構１２により熱処理炉２の下部開口を閉塞する。これ
により、熱処理炉２内からの熱を遮断するとともに、熱
処理炉２内に空気、水蒸気、塵埃等が侵入することを防
止する。

以上説明したように、本実施例では、従来に較べてスル
ーブツトの向上を図ることができるとともに、８インチ
の大口径化の半導体ウェハ２１に対応しつつ省スペース
化を図ることができる。

なお、上記実施例では本発明を縦型熱処理装置に適用し
た実施例について説明したが、本発明はかかる実施例に
限定されるものではなく、他の半導体製造装置について
も同様にして適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の半導体製造装置によれば
、従来に較べてスループットの向上を図ることができる
とともに、半導体ウェハの大口径化に対応しつつ省スペ
ース化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦型熱処理装置の全体構成
を示す図、第２図ないし第６図は第１図に示す縦型熱処
理装置のウニ／％カセットステーションの構成を示す図
である。 １・・・・・・筐体、２・・・・・・熱処理炉、３・・
・・・・ウニ／Ｘボート、４・・・・・・上下動機構（
ボートエレベータ）、５・・・・・・開口部、６・・・
・・・ウェハカセット、７・・・・・・ウェハカセット
ステーション、８・・・・・・キャリアトランスファ、
９・・・・・・キャリアステージ、１０・・・・・・ト
ランスファステージ、１１・・・・・・ウエノ＼トラン
スファ、１２・・・・・・開閉機構、２０・・・・・・
載置部、２１・・・・・・半導体ウェハ、２２・・・・
・・ウェハ整列機構、２３・・・・・・上下動機構、 ２４・・・・・・姿勢変換機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハカセット内に収容された半導体ウェハを所
   定部位に搬送して所定の処理を施す半導体製造装置にお
   いて、 複数の前記ウェハカセットを載置可能に構成された載置
   部と、前記載置部に載置された前記複数のウェハカセッ
   ト内の前記半導体ウェハをオリエンテーションフラット
   を所定方向に揃える如く整列させるウェハ整列機構と、
   前記ウェハ整列機構による前記半導体ウェハの整列操作
   後該ウェハ整列機構を下降させて前記載置部の下方に空
   きスペースを形成する上下動機構と、前記載置部を回動
   させる如く前記空きスペースに位置させ前記複数のウェ
   ハカセットをほぼ水平な状態からほぼ垂直な状態に姿勢
   変換する姿勢変換機構とを具備したウェハカセットステ
   ーションを備えたことを特徴とする半導体製造装置。