JPH05319513A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送手段の進退自在な保持アームを回転させ
て熱処理部のウエハボートやカセット室内のカセットと
の間でウエハの搬送を行う場合に、簡単な構成の搬送手
段にして正確な搬送を行うこと。 【構成】 搬送室１内に、進退自在な保持アーム２３を
備えた搬送基台２１とこの搬送基台２１を保持アーム２
３の進退方向と直交する方向に移動させる移動機構６と
この移動機構６を点ａを中心として回転させる回転基台
２４とからなる搬送手段２を設け、この搬送手段２によ
り周囲のカセット室３Ａ、３Ｂや熱処理４Ａ、４Ｂなど
との間でウエハの搬送を行うようにする。例えばウエハ
ボート５の間口の向きが搬送手段２の回転中心ａの方向
からずれていても保持アーム２３を移動機構６により横
に移動することで、ウエハの受け渡しを正確に行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの製造プロセスにおいて
は、処理ステーション内に外部からウエハを搬入、搬出
する場合、あるいは処理ステーション内における複数の
処理部間でウエハを搬送する場合に、スペース効率など
の点から、外部から運ばれたウエハカセットやバッファ
カセットあるいはロードロック室内の載置ステージなど
の間で保持アームを備えた共通の搬送手段によりウエハ
を搬送することがある。例えば熱処理ステーションで
は、搬入搬出用のカセット室と熱処理部との間にロボッ
ト室を設けてこの搬送室内に、各部の搬送に対して共通
な搬送手段を設け、この搬送手段を回転させてカセット
室と熱処理部との間でウエハの受け渡しを行うと共に、
ウエハの表面の自然酸化膜の成長を抑えた状態で熱処理
を行うために全体をロードロック室として構成すること
が検討されている。

【０００３】一方カセットや、熱処理部内にロード、ア
ンロードするためのウエハボートに対して搬送手段によ
りウエハを確実に搬送するためには、カセットやウエハ
ボートが保持アームの進退方向に正確に向いていること
が必要である。例えばウエハボートの向きが保持アーム
の進退方向から外れている場合、保持アームがウエハボ
ート内に進入するときにウエハボートの支柱に対するク
リアランスが保持アームの左右で異なってしまい、保持
アームをウエハボートに載せそこなって落下させたり、
保持アームが前記支柱に接触するといったことが起こっ
てしまう。

【０００４】ところでウエハボートやカセットの載置台
あるいは搬送手段などの各部分の寸法には製作誤差が含
まれているし、また各部を組立てるときに組立て誤差が
生じる。例えば搬送室１をロードロック室として構成す
る場合には、真空時にも変形しないように例えば１５ミ
リ〜２０ミリもの肉厚の大きいステンレス鋼板を溶接し
て作られるが、特にこのような構造においては組立て誤
差を小さくすることが困難であり、各部分の製作誤差も
加わってウエハボートなどのウエハ収納部の向きが保持
アームの進退方向から外れることが多い。従って直線的
に進退する単純な保持アームを用いる搬送手段は、組立
て誤差が小さい、狭いエリアの中で搬送する場合に限ら
れていたし、またストロークの大きい広いエリアの中で
搬送する場合には、各関節に駆動軸を有する多関節保持
アームによって搬送するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら直線的に
進退する単純な保持アームを用いる場合には、ストロー
クの大きい大型のシステムに対応できないし、また前記
多関節保持アームを用いる場合には、搬送手段の構造が
非常に複雑になり高価なものになるという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、簡単な構造の搬送手段によ
り被処理体の搬送を正確に行うことのできる搬送装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直線
に沿って進退自在でかつ回転自在な保持部材を備えた搬
送手段により、保持部材の回転方向に沿って配置された
複数の被処理体収納部の間で被処理体の搬送を行う搬送
装置において、前記保持部材を進退方向と交差する方向
に移動させる移動機構を設けたことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、被処理体収納部を被処
理体処理部に対して搬入または搬出するための搬出入部
と、この搬出入部に保持された被処理体収納部に対して
被処理体の搬送を行う搬送手段と、を備えた搬送装置に
おいて、前記被処理体収納部を搬出入部から離して搬送
手段側に接近した位置に移動させる移動機構を設けたこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】保持部材を一の被処理体収納部内に進入させて
被処理体を受け取り、保持部材を後退させると共に他の
被処理体収納部に向き合うように回転させる。このとき
他の被処理体収納部の向きが保持部材の軸線方向から外
れている場合には、保持部材を、他の被処理体収納部内
に進入させる前に、進退方向と交差するように移動さ
せ、例えば更に回転させて当該他の被処理体収納部に対
して被処理体の所定の受け渡しが行える位置に設定す
る。従って簡単な構造の搬送手段にして正確な搬送を行
うことができる。

【００１０】また被処理体処理部に被処理体を搬出入す
るための搬出入部から被処理体を離して搬送手段側に接
近させるようにすれば、搬送手段の保持アームのストロ
ークがその分短くなるので搬送手段を小型化できる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の搬送装置を半導体ウエハの熱
処理ステーションに適用した実施例を示す平面図であ
る。図１中１は搬送手段２が配設された搬送室であり、
この搬送室１には、夫々ゲートバルブＧ１、Ｇ２を介し
て２つのカセット室３Ａ、３Ｂが接続されると共に、夫
々ゲートバルブＧ３、Ｇ４を介して熱処理部４Ａ、４Ｂ
が接続され、更にゲートバルブＧ５を介して中間受け渡
し室１１が接続されており、搬送室１からカセット室３
Ａ、３Ｂ、熱処理部４Ａ、４Ｂ及び中間受け渡し室１１
に対して放射状に搬送路が伸びている。

【００１２】前記カセット室３Ａ、（３Ｂ）は、外部
（大気雰囲気）との間を開閉するゲートバルブＧ６（Ｇ
７）と、図示しない昇降機構により昇降し、例えば５個
のウエハカセット３０を周方向に等間隔に載置するため
のターンテーブル３１とを備えている。また前記カセッ
ト室３Ａには、真空ポンプ３２が介設された排気管３３
と、一端側が例えば図示しないＮ_２（窒素）ガス供給源
に接続されたガス供給管３４と、一端側が工場排気管に
接続された通気管３５とが接続されている。このカセッ
ト室３Ａは先ず真空ポンプ３２により所定の真空度まで
減圧した後、ガス供給管３４からＮ_２ガスを供給しなが
ら通気管３５よりＮ_２ガスを排気して常時新たなＮ_２ガ
スを通流させ、それによりカセット室３Ａ内にて発生し
たパーティクルを排出してウエハへのパーティクルの付
着を抑えるようにしている。このようにカセット室３Ａ
はロードロック室として構成されているが、他方のカセ
ット室３Ｂ、搬送室１、及び熱処理部４Ａ、４Ｂにおけ
る後述の移載室、中間受け渡し室１１についても同様に
排気管３３、ガス供給管３４、通気管３５が接続され、
常時Ｎ_２ガス雰囲気が通気されるロードロック室として
構成されている。またこれらロードロック室は減圧時に
変形しないように例えば内厚が１５ｍｍ〜２０ｍｍのス
テンレス鋼板で作られている。

【００１３】前記熱処理部４Ａ、４Ｂはヒータ４１に囲
まれたプロセスチューブ４２と、図２に示すようにプロ
セスチューブ４２内とその下方側の移載室との間を昇降
台５１により昇降するウエハボート５とを備えている。
このウエハボート５は、例えば４本の支柱５２〜５５に
形成された溝（図示せず）に各ウエハＷを支持して上下
に多数枚収納できるように構成されている。

【００１４】前記中間受け渡し室１１は、例えば多数枚
のウエハを上下に重ねて載置できる載置台１２を備える
と共に、ゲートバルブＧ８を介して、例えばフッ酸によ
りウエハＷ表面の自然酸化膜を除去するための洗浄部１
３が連結されている。

【００１５】前記搬送手段２は、図３に示すように搬送
基台２１に長さ方向に沿って移動自在に設けられた支持
部２２と、この支持部２２に基端側が取り付けられ、例
えば５枚のウエハを一括して搬送するように上下に配列
された５枚の保持部材例えば舌片状の保持アーム２３
と、前記搬送基台２１を支持部２２の移動方向と交差す
る例えば直交する方向に微少に移動させるように、当該
搬送基台２１の下面側に螺合したボールネジ６１やこの
ボールネジ６１の取り付け枠６２にガイドされる搬送基
台２１の下面側のガイド部６３などからなる移動機構６
と、前記取り付け枠６２に固定され、図示しないモータ
により鉛直軸のまわりに回転する回転基台２４とから構
成されている。従って、この搬送手段２の保持アーム２
３は、搬送基台２１の長さ方向に沿って進退すると共に
その進退方向と直交する方向に微動することができ、更
に回転することができる。

【００１６】なお搬送手段２の回転基台２４の回転中心
ａ（図１参照）からカセット室２Ａ、２Ｂ内の各ターン
テーブル３１までの距離は互いに等距離に設定されてお
り、また熱処理部４Ａ、４Ｂの移載室プロセスチューブ
４２の下方側の領域における各ウエハボート５から前記
回転中心までの距離についても互いに等距離に設定され
ている。

【００１７】次に上述実施例の作用について説明する。
先ずカセット室３Ａ、３Ｂ内に、未処理のウエハＷを例
えば２５枚収納した複数のカセット３０を搬入してター
ンテーブル３１上に載置し、ゲートバルブＧ６、Ｇ７を
閉じた後、当該カセット室３Ａ、３Ｂ内を先述したよう
に所定の圧力まで減圧した後Ｎ_２ガスを通流してＮ_２ガ
ス雰囲気としておく。また予め搬送室１、熱処理部４
Ａ、４Ｂ及び中間受け渡し室１１内についても同様にＮ
_２ガス雰囲気としておく。

【００１８】次いでゲートバルブＧ１、Ｇ３、Ｇ５を開
き、搬送手段２の保持アーム２３をカセット室３Ａと対
向させ、この保持アーム２３をカセット３０内に進入さ
せて例えば５枚のウエハＷを同時に下方側からすくい上
げて保持し、保持アーム２３を後退させてウエハを搬送
室１内に取り込む。続いて保持アーム２３を中間受け渡
し部１１と対向する位置まで回動させてから中間受け渡
し部１１内に進入させて載置部１２上に５枚のウエハＷ
を受け渡し、しかる後ゲートバルブＧ５を閉じ、ゲート
バルブＧ８を開いてから、ウエハＷは洗浄部１３内に図
示しない搬送手段により搬入され、ここで洗浄された後
逆の経路で搬送室１内の搬送手段２に受け渡される。

【００１９】次いで搬送手段２を一方の熱処理部４Ａ側
に回動させた後保持アーム２３を前進させ、ウエハボー
ト５の支柱５２、５５間を通ってウエハボート５内に進
入させ、ウエハボート５を若干上昇させてウエハＷを支
柱５１〜５４の図示しない溝に係合保持させて５枚同時
に受け渡しを行い、その後保持アーム２３を後退させて
から、カセット室３Ａ内の次のウエハＷを取り出しに行
く。このようにしてカセット室３Ａ内の未処理のウエハ
を所定枚数ウエハボート５に移載するが、ウエハＷの移
載については、例えば中間受け渡し室１１に２５枚の未
処理のウエハＷが受け渡されてから、順次洗浄部１３に
搬入するなど種々のモードを採用することができる。

【００２０】そしてウエハボート５に所定枚数のウエハ
Ｗが搭載された後、ゲートバルブＧ３を閉じ、当該ウエ
ハボート５を上昇させてプロセスチューブ４２内にロ−
ドし、ウエハＷに対して所定の熱処理例えばＣＶＤを行
う。しかる後ウエハボート５を下降させてプロセスチュ
ーブ４２からアンロ−ドし、上述と逆の操作で保持アー
ム２３によりウエハボート５上の処理済みのウエハＷを
取り出して、カセット室３Ａ内の元のカセット３０に戻
す。この場合処理済みのウエハＷを、処理モードに応じ
て、他方の熱処理部４Ｂ内に搬入して別の熱処理を行っ
たり、あるいは一方側のカセット室３Ａから取り出した
ウエハＷを熱処理後に他方側のカセット室３Ｂ内のカセ
ット３０に受け渡すなど、種々のフローを採用すること
ができる。

【００２１】ここでカセット室３Ａのターンテーブル３
１上のカセットガイド部（図示せず）あるいはウエハボ
ート５やその昇降機構などの各部分の設計誤差によっ
て、更にはまた各部分の組立誤差によって、搬送室１に
対向して静止しているカセット３０やウエハボート５が
搬送手段２の回動中心ａに対して正確に向かい合ってい
ない場合、例えば図４に示すようにウエハボート５の間
口（支柱５２、５５間の面）が前記回転中心ａの方向に
対してθだけ傾いている場合には、搬送手段２の搬送基
台２１を、当該搬送基台２１の軸線（保持アーム２３の
軸線）ｋが前記支柱５２、５５間を結ぶ線ｍと直交する
ように回転基台２１と共に回転させ、更にボールネジ６
１を駆動して、前記軸線ｋがウエハボート５の間口の中
間を通る位置まで搬送基台２１を横方向に移動させる。

【００２２】このように保持アーム２３の位置を設定し
た後保持アーム２３をウエハボート５内に進入してウエ
ハＷの受け渡しを行う。またウエハボート５の間口が設
計通りに前記回動中心ａに対して正確に向かい合ってい
るときには、保持アーム２３を基準位置（図４の実線で
示す位置）に設定したまま前進させる。

【００２３】従ってウエハボート５が設計通りの方向に
向いているかいないかにかかわらず、保持アーム２３は
常にウエハボート５の間口の中央を通るので、左右の支
柱（５２、５３）、（５５、５４）とのクリアランスが
揃い、ウエハＷの搬送即ち受け取り、受け渡しを確実に
行うことができる。そしてウエハボート５に限らずカセ
ット室３Ａ、３Ｂ内のカセット３０や中間受け渡し室１
１内の載置部１２との間で保持アーム２３がウエハＷを
搬送する場合にも同様の効果がある。

【００２４】以上において搬送手段２は、回転基台２４
上に搬送基台２１を固定し、回転基台２４を横方向に移
動させるようにしてもよいし、更には昇降機構を組み合
わせて保持アーム２３を昇降させるようにしてもよく、
また保持アーム２３の数は５枚に限られず例えば１枚で
あってもよい。

【００２５】更に熱処理部４Ａ、４Ｂにおいては図５及
び図６に示すように構成することが得策である。即ち図
５及び図６に示す実施例では、被処理体収納部をなすウ
エハボート５を、ウエハＷの移し替え時にプロセスチュ
ーブ４２の中心よりも搬送室１側に接近した位置に前記
昇降台５１と同一構造の昇降台７が設置されると共に、
２つの昇降台５１、７の間で被処理体収納部をなすウエ
ハボート５を移し替えるための移し替え機構８が設けら
れている。

【００２６】この移し替え機構８は、ウエハボート５の
下部側の筒状部分を挟み込んでフランジ部５６の下面側
に係合する保持アーム８１と、この保持アーム８１を昇
降させる昇降機構８２とこの昇降機構を水平方向（矢印
方向）に移動させる水平方向駆動機構８３とを有してな
る。

【００２７】図５に示す実施例では、プロセスチューブ
４２からアンロードされたウエハボート５を移し替え機
構８により昇降台５１から取り外して隣の昇降台７に移
し替え、搬送手段２によりウエハボート５上のウエハＷ
を取り出すと共に、未処理のウエハＷを当該ウエハボー
ト５内に受け渡し、その後ウエハボート５を移し替え機
構８により昇降台５１に移し替えてプロセスチューブ４
２内にロードする。

【００２８】ロード、アンロード用の昇降台５１上のウ
エハボート５は、プロセスチューブ４２の中心に位置し
ているため、搬送手段２の保持アーム２３のストローク
はプロセスチューブ４２の位置により決まってしまう
が、上述のようにウエハボート５の移し替えを行えば、
ウエハボート５を搬送手段２に接近させることができる
ため保持アーム２３のストロークが短くて済み、従って
搬送手段２を小型化できる上、搬送室１も小型化でき、
搬送室１はロードロック室であるため強度上有利にな
り、しかも前記ストロークが短くなる分、ウエハＷの搬
送にあたって搬送手段１の回転機構などの各部分の設計
誤差の影響が少なくなる。

【００２９】この場合別途昇降台７を設けなくとも、移
し替え機構８によりウエハボート５を保持した状態で搬
送手段２によりウエハＷの移載を行うようにしてもよ
い。またこのような移し替えを行う装置は、横型の熱処
理部に対しても適用することもできるし、先の実施例の
ような横方向の移動機構を持たない搬送手段を用いても
よい。

【００３０】更にまた前記搬送手段２においては、搬送
すべきウエハに対して保持アーム２３を使い分けるよう
にしてもよく、例えば図７に示すように保持アーム２３
の先端部分２５を回動自在に構成すると共に、その両端
部にウエハＷの保持部２５ａ、２５ｂを形成し、先端部
分２５を反転させて保持部２５ａ、２５ｂを使い分ける
ようにしてもよい。このようにすれば、例えば図１に示
すシステムにおいて一方の熱処理部４Ａでウエハ表面に
窒化シリコン膜を形成し、次いで他方の熱処理部４Ｂで
リンドープポリシリコン膜を形成する場合、熱処理部４
Ａ、４Ｂに対して保持アーム２３の保持部２５ａ、２５
ｂを夫々専用化することによって、リンがウエハの下地
膜に拡散して汚染するといったコンタミネーションを避
けることができる。このような保持部の使い分けについ
ては、複数の専用の保持アームを独立して進退させた
り、保持アームの表面、裏面を用いるようにしてもよ
い。

【００３１】なお本発明は、熱処理ステーションにてウ
エハの搬送を行う場合に限定されることなく、イオン注
入やアッシングの処理ステーションにおいても適用する
ことができ、また大気中において搬送する場合や半導体
ウエハ以外のガラス基板や他の被処理体を搬送する場合
にも適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、搬送手段の進
退自在な保持部材を回転させて各被処理体収納部との間
で被処理体を搬送させる場合に、保持部材を進退方向と
交差する方向に移動させるようにしているため、保持部
材の進退方向や被処理体収納部の向きなどに対して高い
精度を要求することなく、簡単な構成の搬送手段にして
正確な搬送を行うことができる。

【００３３】請求項２の発明によれば、被処理体処理部
に対して被処理体収納部を搬入または搬出する搬出入部
から当該被処理体収納部を取り外して搬送手段側に移動
するようにしているため、搬送手段により被処理体収納
部との間で被処理体の搬送を行う場合に搬送手段のスト
ロークが短くなるので、搬送手段を小型化できると共
に、搬送手段の進退方向の精度が緩和されるなどの効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す平面図であ
る。

【図２】ウエハボートと搬送手段（搬送手段）の保持ア
ームとの位置関係を示す斜視図である。

【図３】搬送手段の一例を示す斜視図である。

【図４】ウエハボートと搬送手段の保持アームとの位置
関係を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図７】搬送手段の他の例の要部を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 搬送室 ２ 搬送手段 ２１ 搬送基台 ２３ 保持アーム ３Ａ、３Ｂ カセット室 ３０ カセット ４Ａ、４Ｂ 熱処理部 ５ ウエハボート ６ 移動機構 ５１、７ 昇降台 ８ 移し替え機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線に沿って進退自在でかつ回転自在な
   保持部材を備えた搬送手段により、保持部材の回転方向
   に沿って配置された複数の被処理体収納部の間で被処理
   体の搬送を行う搬送装置において、 前記保持部材を進退方向と交差する方向に移動させる移
   動機構を設けたことを特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】 被処理体収納部を被処理体処理部に対し
   て搬入または搬出するための搬出入部と、この搬出入部
   に保持された被処理体収納部に対して被処理体の搬送を
   行う搬送手段とを備えた搬送装置において、 前記被処理体収納部を搬出入部から離して搬送手段側に
   接近した位置に移動させる移動機構を設けたことを特徴
   とする搬送装置。