JPH10335426A - 半導体製造装置における基板移載機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の移載距離を短くして搬送機構のトラブ
ル発生を低減すると共に、移載時間の短縮化を図ること
ができる半導体製造装置における基板移載機構を提供す
ること。 【解決手段】 基板１を収容するカセット１２を搬送ボ
ート１３の直前の正対する位置に配置し、カセット１２
から搬送ボート１３へ基板を移載する移載ロボット１４
をカセット１２の後方に配置する。これにより移載ロボ
ット１４の駆動は前後移動と、基板１の取上げ又は装填
に必要なわずかな昇降移動だけであるので移載機構を単
純化することができ、また基板１の移載距離も短くなる
ので移載時間を大幅に短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
おける基板移載機構に関し、更に詳しくは、基板を収容
するカセットと、上方に位置する縦型の反応管の内部へ
上記基板を搬送する搬送ボートと、上記カセットと上記
搬送ボートの間で基板を移載する移載ロボットとを備え
た半導体製造装置における基板移載機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に、バッチ式縦型拡散炉やバ
ッチ式縦型ＣＶＤ装置の基板移載機構におけるカセット
から搬送ボートへの基板の移載は、その間に配置された
移載ロボットによって行われている。図８及び図９はそ
れを概略的に示したもので、カセット２から搬送ボート
３へ基板１を移載する場合、移載ロボット４は以下のよ
うな動作を行う。

【０００３】移載ロボット４はカセットステージ６に載
置されたカセット２に正対する図中一点鎖線で示す位置
から矢印ｉで示す水平方向に前進し、カセット２内の基
板１を取り上げ保持した後に後退して、元の位置に戻
る。本従来例における移載ロボット４は５段構成の基板
保持部４ａを有し、これらすべてによって基板１を保持
する構成となっている。カセット２と搬送ボート３で基
板１を移し換える高さが異なる場合、移載ロボット４は
昇降駆動部９の駆動により矢印ｈの方向に上昇又は下降
動作を行い、このとき同時に矢印ｋの方向に回転動作を
行って搬送ボート３に正対する。そこで再度前進して搬
送ボート３に基板１を装填した後に、後退して元の位置
に戻る。この動作を繰り返すことによりカセット２から
搬送ボート３へ基板１の移載を行うようにしている。こ
の後、搬送ボート３は矢印ｊの方向に昇降する昇降駆動
部８を上昇駆動させて反応管５の内部に収容され、基板
１に対して所定のプロセスが行われる。なお、搬送ボー
ト３からカセット２への基板１の移載は、上述した動作
と逆の順序で行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
る従来の基板移載機構では、移載ロボット４の動作は前
進後退動作、回転動作および上昇下降動作と多いため、
その分トラブルが発生する確率も高くなっている。ま
た、全体に動作範囲が広く、カセット２から搬送ボート
３、あるいは搬送ボート３からカセット２までの基板１
の移載距離が長いため、その分、基板の移載に時間がか
かるという問題がある。

【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、基板
の移載距離を短くして搬送機構のトラブル発生の確率を
低減すると共に、移載時間の短縮化を図ることができる
半導体製造装置における基板移載機構を提供することを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送ボートの
直前の正対する位置にカセットを配置し、移載ロボット
をそのカセット又は搬送ボートの後方に配置することに
より、カセットから搬送ボートへ、あるいは搬送ボート
からカセットへ基板を移載する際の移載距離を最短にす
るようにしている。これにより、移載ロボットは前進後
退動作、及び、基板の取り上げ、保持、装填を行うだけ
で、従来のように回転動作あるいは大幅な昇降動作を伴
うことはなく、機構が単純化して基板の搬送トラブルを
低減することができる。また、基板の移載距離が短いの
で移載時間を短縮して生産性を向上させることができる
と共に、装置占有面積を低減することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態によ
る半導体製造装置における基板移載機構ついて図面を参
照して説明する。

【０００８】図１は本発明の第１の実施の形態を示して
おり、バッチ式の縦型拡散炉又は縦型ＣＶＤ装置におけ
る基板移載機構を示す。カセット１２は、搬送ボート１
３の直前の正対する位置に、すなわち、搬送ボート１３
の近傍に、かつ、間に何らの部材を介さずに、互いに正
面が向い合うように配置されている。本実施の形態で
は、移載ロボット１４はカセット１２の後方、すなわち
図中左方に配置している。移載ロボット１４は５段の基
板保持部１４ａを有し、矢印ｂで示すように水平方向に
前進後退移動可能となっており、基板保持部１４ａをカ
セット１２の後方から挿通させて搬送ボート１３の内部
へ到達させるようにしている。これにより、その基板保
持部１４ａをカセット１２の後方から挿通して基板１を
保持した後、前方の搬送ボート１３に向けて基板１を移
載するようにしている。なお、カセット１２、搬送ボー
ト１３及び移載ロボット１４は各々連動して動作するも
のとし、相互に干渉しないものとする。

【０００９】基板の保持機構について説明すると、基板
１はカセット１２の内部で図４Ａに示すように両側壁部
から突出する爪２２、２２によって周縁部が保持されて
おり、これら基板１の直下方に挿通された移載ロボット
１４の各基板保持部１４ａが上方へわずかに移動するこ
とにより図４Ｂに示すように基板１が取り上げられる。
この状態で、カセット２と同一の内部構造を有する前方
の搬送ボート１３内へ、上述とは逆の動作で基板を装填
するようにしている。

【００１０】カセット１２から搬送ボート１３への基板
１の移載は、昇降駆動部１７、１８の駆動によりカセッ
ト１２および搬送ボート１３が図中矢印ａ及びｃで示す
方向に上昇移動をしながら行われる。特に本実施の形態
では、搬送ボート１３の上昇移動は上方に位置する縦型
の反応管１５の内部に収容されるための上昇移動を兼ね
て行われる。また、基板１をすべて移載したカセット１
２の交換は、例えば図３に示すような自動交換機構によ
って行われる。これは、移載ロボット１４を中心とした
同一円周上に等角度間隔で複数個（図では８個）のカセ
ット１２を配置した回転ステージ２０を設け、この回転
ステージ２０をカセット１２の交換時に所定角度（本実
施の形態では４５度）ずつ回動させて次なるカセット１
２を搬送ボート１３の直前の正対する位置に配置するよ
うに構成される。

【００１１】本実施の形態は以上のように構成される
が、次にこの作用について説明する。

【００１２】基板の移載は、図１を参照して、移載ロボ
ット１４を前進させ基板保持部１４ａをカセット１２の
後方から挿通することにより内部に保持された基板１を
取り上げ、その後さらに前進して同じ高さ位置における
搬送ボート１３の内部に基板１を装填する。装填後、移
載ロボット１４は元の位置に後退する。この一回目の基
板１の移載が終了した後に、カセット１２は下降し次に
移載する基板１の位置で停止する。これと同時に搬送ボ
ート１３は上昇し次に基板１が装填される位置で停止す
る。これらは移載ロボット１４の基板保持部１４ａと同
一高さに調整され、再び移載ロボット１４が前進しカセ
ット１２から搬送ボート１３へ基板を装填する。更に、
基板１の移載が終了したカセット１２については、回転
ステージ２０（図３参照）が時計周りに４５度だけ回動
して次なるカセット１２と自動的に交換される。以上の
作用を繰り返し行うことによって搬送ボート１３に所定
の枚数の基板１が移載される。

【００１３】したがって本実施の形態によれば、互いに
正対した位置に近接して配置されたカセット１２及び搬
送ボート１３の間で基板１を直線的に移載するようにし
ているので、移載ロボット１４は前進後退動作、及び、
基板１の取り上げ、保持、装填を行うのに必要な最低限
の昇降動作だけで基板１の移載を行うことができる。こ
れにより基板１の移載機構が単純化するので、基板１の
搬送途中におけるトラブルの発生を従来よりも大幅に低
減することができると共に、基板１の移載距離を短くす
ることができるので基板１の移載時間の短縮化を図るこ
とができ、よって生産性を向上させることができる。ま
た、基板１を移載するのに必要な領域を従来よりも低減
することができるので、その分、装置占有面積を低減す
ることができる。

【００１４】また本実施の形態によれば、搬送ボート１
３への基板１の移載がすべて終了した後、搬送ボート１
３は上昇した位置にあるので、この基板１の移載に伴う
搬送ボート１３の上昇動作と、搬送ボート１３を反応管
１５の内部へ収容させるための上昇動作とを兼用させる
ことができ、これにより基板１を反応管１５へ搬送する
搬送時間を短縮することができる。

【００１５】反応管１５の内部において基板１に対する
所定のプロセスが終了した後は、搬送ボート１３の下部
に装填された基板１から移載ロボット１４の上述した動
作と逆の動作で空のカセット１２へ移載される。すなわ
ち、基板保持部１４ａを前進させて搬送ボート１３内の
基板１を保持した後、後退してカセット１２へ移載す
る。この作用を繰り返し行うことによって搬送ボート１
３内の処理済の基板１がすべてカセット１２へと移載さ
れる。したがって、搬送ボート１３からカセット１２へ
の基板１の移載についても最短の移載経路で行うように
ようにしているので、上述と同様な効果を得ることがで
きる。

【００１６】図５は本発明の第２の実施の形態を示して
いる。なお図において、図１と対応する部分については
同一の符号を付すものとし、その詳細な説明は省略す
る。

【００１７】反応管１５の内部で基板１に対して行われ
るプロセスが高温を伴うものである場合、このプロセス
終了後における搬送ボート１３の下降時、搬送ボート１
３及びこれに装填されている基板１を冷却する必要があ
る。この場合に搬送ボート１３の直前にカセット１２を
配置しておくと、搬送ボート１３及び基板１の輻射熱に
よってカセット１２が変形する等の不具合が生じる可能
性があるからである。これを防止するために、本実施の
形態では以下のように構成している。

【００１８】すなわち本実施の形態では、これらカセッ
ト１２とこの後方に配置した移載ロボット１４とを図中
矢印ｅの方向に水平移動可能な移載ユニット２５の上部
に配設している。すなわち移載ユニット２５は搬送ボー
ト１３に向けて進退可能としている。また本実施の形態
では、搬送ボート１３の底部に、昇降駆動のみならず図
において矢印ｄで示す方向に水平移動可能な駆動部２８
を設け、図７に示すように反応管１５に隣接して設けら
れた待機空間２６の内部に搬送ボート１３を収容するこ
とができるようにしている。

【００１９】作用について説明すると、プロセス終了後
の搬送ボート１３の下降時には、図６に示すように移載
ユニット２５を搬送ボート１３から離れた位置に後退さ
せ、搬送ボート１３及び基板１からの輻射熱を受けさせ
ないようにしている。搬送ボート１３及び基板１が十分
に冷却された後に、図７を参照して、駆動部２８の駆動
により搬送ボート１３を矢印ｆで示すように移載ユニッ
ト２５側に前進させ、更に上昇させることにより、待機
空間２６内へと収容する。そして搬送ボート１３を再度
この位置から下降させながら、上述の第１の実施の形態
と同様な作用で搬送ボート１３内の基板１をカセット１
２に移載する。

【００２０】以上述べたように本実施の形態によれば、
カセット１２から搬送ボート１３への基板１の移載、及
び搬送ボート１３からカセット１２への基板１の移載を
最短距離で行うことによる上述の第１の実施の形態と同
様な効果を得ながら、プロセス終了後における搬送ボー
ト１３及びこれに装填される基板１の輻射熱からカセッ
ト１２を保護することができる。

【００２１】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限られることなく、本
発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２２】例えば以上の第１の実施の形態では、移載
ロボット１４をカセット１２の後方に配置したが、これ
に代えて、搬送ボート１３の後方に配置してもよく、こ
の場合でも同様な効果を得ることができる。ただし、メ
ンテナンス性の観点から、カセット１２の後方に配置す
る方が望ましい。

【００２３】また、以上の各実施の形態では、基板１の
移載時の搬送ボート１３の上昇駆動と、搬送ボート１３
を反応管１５の内部に収容するための上昇駆動とを兼ね
ることで、基板１を反応管１５の内部に搬送する時間を
短縮するようにしたが、この場合、搬送ボート１３の上
方に装填した基板１と下方に装填した基板１との間で加
熱時間に従来構造以上の差を生じさせてしまうことがあ
る。このため、基板１の表面に成長する自然酸化膜の膜
厚差や不純物拡散の差が大きな問題となることがある。
そこで、この場合は上述の第２の実施の形態における待
機空間２６を利用して基板１の移載を行うようにすれば
よい。すなわち、カセット１２から基板１を搬送ボート
１３へ移載するとき、搬送ボート１３をその上昇駆動に
より待機空間２６へ収容し、その後、矢印ｆ（図７参
照）と逆の経路で搬送ボート１３を反応管１５の内部へ
収容するようにすればよい。このように移載ユニット２
５の前後移動を伴わない構成とすれば、更に基板移載機
構の構造を単純化することができる。

【００２４】また以上の実施の形態では、基板１の移載
時、移載ロボット１４を昇降駆動させない代わりに、カ
セット１２及び搬送ボート１３を昇降駆動させるように
したが、これらカセット１２と搬送ボート１３とを正対
かつ停止させた状態で、カセット１２の後方位置で移載
ロボット１４を昇降移動させることにより基板を移載す
るようにしてもよい。

【００２５】また、カセット１２の交換機構として図３
に示したような例を説明したが、勿論、これだけに限ら
ず、他の機構を用いてもよい。更に、基板１として半導
体ウェーハだけでなく液晶ガラス基板なども、本発明は
適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の半導体製造
装置における基板移載機構によれば、搬送ボートの直前
の正対する位置にカセットを設け、移載ロボットをカセ
ット又は搬送ボートの後方に配置することにより、基板
の移載機構が単純化されて基板の搬送途中におけるトラ
ブルの発生を従来よりも大幅に低減することができる。
また、基板の移載距離を短くすることができるので基板
の移載時間の短縮化を図ることができ、よって生産性を
向上させることができる。さらに、基板の移載領域の低
減によって装置占有面積を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体製造装
置における基板移載機構を概略的に示す側面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】本発明に係るカセット交換機構の一例を示す平
面図である。

【図４】本発明に係る移載ロボットの基板保持部と基板
との関係を示す要部の拡大正面図であり、Ａは基板の取
り上げ前、Ｂは基板の取り上げ後を示す。

【図５】本発明の第２の実施の形態による半導体製造装
置における基板移載機構を概略的に示す側面図である。

【図６】同作用を説明するための側面図である。

【図７】同作用を説明するための側面図である。

【図８】従来の半導体製造装置における基板移載機構を
概略的に示す側面図である。

【図９】同平面図である。

【符号の説明】

１………基板、１２………カセット、１３………搬送ボ
ート、１４………移載ロボット、１４ａ………基板保持
部、１５………反応管、２５………移載ユニット、２６
………待機空間。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を収容するカセットと、前記基板を
   上方に位置する縦型の反応管の内部へ搬送する搬送ボー
   トと、前記カセットと前記搬送ボートの間で前記基板を
   移載する移載ロボットとを備えた半導体製造装置におけ
   る基板移載機構において、 前記搬送ボートの直前の正対する位置に前記カセットを
   配置し、 前記移載ロボットを前記カセット又は前記搬送ボートの
   後方に配置したことを特徴とする半導体製造装置におけ
   る基板移載機構。
2. 【請求項２】 前記移載ロボットを前記カセットの後方
   に配置すると共に、 前記移載ロボットの基板保持部を前記カセットの後方か
   ら挿通させて前記搬送ボートの内部へ到達可能としたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置におけ
   る基板移載機構。
3. 【請求項３】 前記基板の移載は、前記カセット及び前
   記搬送ボートをそれぞれ昇降移動させて前記基板保持部
   と同一高さに調整するようにしたことを特徴とする請求
   項２に記載の半導体製造装置における基板移載機構。
4. 【請求項４】 前記カセットから前記搬送ボートへの前
   記基板の移載時における前記搬送ボートの上昇動作を、
   前記搬送ボートを前記反応管の内部に収容させるための
   上昇動作と兼用させたことを特徴とする請求項３に記載
   の半導体製造装置における基板移載機構。
5. 【請求項５】 前記移載ロボットを前記カセットの後方
   に配置すると共に、前記移載ロボット及び前記カセット
   を前記搬送ボートに関して水平方向に進退可能な移載ユ
   ニットを設け、 前記反応管の内部での前記基板に対するプロセス終了後
   の搬送ボートの下降時に、前記移載ユニットを前記搬送
   ボートから離れた位置に後退させるようにしたことを特
   徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導
   体製造装置における基板移載機構。
6. 【請求項６】 前記反応管に隣接して前記搬送ボートを
   収容可能な待機空間を形成したことを特徴とする請求項
   ５に記載の半導体製造装置における基板移載機構。
7. 【請求項７】 前記搬送ボートの直前の正対する位置に
   配置される前記カセットを交換するカセット交換機構を
   備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれ
   かに記載の半導体製造装置における基板移載機構。
8. 【請求項８】 前記カセット交換機構は、前記移載ロボ
   ットを中心とした同一円周上に等角度間隔で複数個のカ
   セットを配置した回転ステージで成り、前記回転テーブ
   ルの所定角度ずつの回動により次なるカセットを前記搬
   送ボートの直前の正対する位置に配置するようにしたこ
   とを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置におけ
   る基板移載機構。