JPH1074819A - 半導体製造装置及びウェーハカセット移載方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】予備カセット棚が設けられている空間での予備
カセット棚設置密度の増大を可能とし、半導体製造装置
内でのウェーハカセットの移載効率の向上を図り、 【解決手段】カセットを収納する収納庫に対峙して設け
られた予備カセット棚１２と、前記収納庫と予備カセッ
ト棚間を横行、昇降し、ウェーハカセットの移載を行う
カセットローダ１５を有するカセット移載機とを具備
し、収納されたウェーハカセットに対する前記カセット
ローダの進退により、或は９０°回転によりウェーハカ
セットの授受を行う半導体製造装置に於いて、前記予備
カセット棚を複数列、複数段設け、前記予備カセット棚
の少なくとも１列の少なくとも１つの予備カセット棚を
横行可能とする。予備カセット棚を横行可能としたの
で、予備カセット棚に隣接する空間をウェーハカセット
の移載に必要な空間として確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は縦型炉を有する縦型
拡散装置、或は縦型ＣＶＤ装置等の半導体製造装置、特
に半導体製造装置内でのウェーハカセットの収納数を増
大させた半導体製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の材料であるシリコンウェー
ハは、ウェーハカセットに装填された状態で半導体製造
装置に対して搬送され、半導体製造装置内でもウェーハ
カセットはウェーハの保持器として機能し、ウェーハは
ウェーハカセットに装填された状態で半導体製造装置内
に収納される。

【０００３】図５、図６に於いて従来の半導体製造装置
を説明する。

【０００４】筐体１内部の前面側には外部搬送装置（図
示せず）との間でウェーハカセット１１の授受を行うカ
セット授受ユニット２が設けられ、該カセット授受ユニ
ット２の後側にカセット移載機３が設けられ、該カセッ
ト移載機３を挾んで前記カセット授受ユニット２と対向
してカセット収納庫４が設けられ、該カセット収納庫４
の上方にバッファ収納庫５が設けられ、前記カセット授
受ユニット２の上方前記バッファ収納庫５に対峙した位
置に予備カセット棚１２を２列上下２段の計４つ設け
る。該予備カセット棚１２にはウェーハカセット１１が
縦向き姿勢で乗載される。

【０００５】前記バッファ収納庫５の後側にクリーンユ
ニット６が設けられ、前記カセット授受ユニット２の上
方にはクリーンユニット１４が設けられている。前記筐
体１の後部上方には縦型の反応炉７が設けられ、該反応
炉７の下方にはボート８を該反応炉７に挿脱するボート
エレベータ９が設けられ、前記ボート８には水平姿勢の
ウェーハが多段に装填される。

【０００６】該ボートエレベータ９と前記カセット収納
庫４との間にウェーハ移載機１０が設けられている。該
ウェーハ移載機１０は昇降可能、且回転可能な回転ステ
ージ１８にウェーハチャック１９が進退可能に設けら
れ、該ウェーハチャック１９は上下に配列された複数の
チャックプレート２０（図では１枚を示す）を具備して
おり、該チャックプレート２０にウェーハを保持して前
記ウェーハカセット１１と前記ボート８間でウェーハの
授受を行う様になっている。

【０００７】前記ボートエレベータ９は昇降可能なボー
ト受台２１を有し、該ボート受台２１に前記ボート８が
乗置される。

【０００８】前記カセット移載機３はカセットローダ１
３及び駆動部２４を具備し、該駆動部２４は前記カセッ
トローダ１３を昇降ガイド２５に沿って昇降可能とし、
又該昇降ガイド２５を水平レール２６に沿って移動可能
としている。前記カセットローダ１３は水平軸心１５を
中心に略９０°回転する様になっており、更にカセット
ローダ１３は図７に示される様に、カセット移載プレー
ト１６と該カセット移載プレート１６に対して直角に設
けられたカセット受け１７を具備し、前記カセット移載
プレート１６、及びカセット受け１７がそれぞれ前記水
平軸心１５に対して進退可能となっている。

【０００９】前記反応炉７は筒状のヒータ２２内部に反
応管２３が設けられており、該反応管２３内部が反応室
となり、該反応室は前記ボート８が完全に挿入されるこ
とで密閉される。

【００１０】ウェーハが装填されたウェーハカセット１
１は外部搬送装置（図示せず）から前記カセット授受ユ
ニット２に縦向き姿勢で搬入され、搬入されたウェーハ
カセット１１は前記カセット移載機３が保持し、更に９
０°回転して水平姿勢として前記カセット授受ユニット
２から前記カセット収納庫４、バッファ収納庫５、更に
前記カセット収納庫４、バッファ収納庫５から前記予備
カセット棚１２に移載する。

【００１１】先ず、図８〜図１２に於いて上記カセット
移載機３のカセット授受ユニット２からカセット収納庫
４、バッファ収納庫５への移載動作について説明する。
尚、カセット収納庫４、バッファ収納庫５への移載動作
は同様であるので以下はカセット収納庫４への移載動作
について説明する。

【００１２】前記カセット授受ユニット２にウェーハカ
セット１１が縦向き姿勢で載置される。前記カセットロ
ーダ１３を前記水平軸心１５を中心に９０°回転させ、
前記カセット受け１７を前記カセット授受ユニット２の
下方に進入させる（図８（Ａ）、図８（Ｂ））。更に、
カセット受け１７をカセット授受ユニット２に対して前
進させ（図９（Ａ））、次にカセットローダ１３を上昇
させる。

【００１３】前記カセットローダ１３の上昇で前記カセ
ット受け１７がウェーハカセット１１をカセット授受ユ
ニット２より持上げ受載し（図９（Ｂ））、更にカセッ
ト授受ユニット２に対してカセット受け１７を後退さ
せ、ウェーハカセット１１をカセット移載プレート１６
に密着させる（図１０（Ａ））。次にカセットロ−ダ１
３を９０°以下の角度で回転し、前記ウェーハカセット
１１を傾斜させた状態で前記カセット移載プレート１６
で保持する（図１０（Ｂ））。ここで、ウェーハカセッ
ト１１を傾斜させた状態としたのは、ウェーハカセット
１１に対してウェーハ２８がずれたり、脱落したりしな
い様にする為である。

【００１４】前記カセットローダ１３を上昇、水平方向
に移動させ、ウェーハカセット１１をカセット収納庫４
の移載すべきカセット棚に対峙させる（図１１
（Ａ））。カセットローダ１３を更に回転させ、前記カ
セット移載プレート１６を水平とする。該カセット移載
プレート１６を前進させ、ウェーハカセット１１をカセ
ット棚の上に移動させ（図１１（Ｂ））、更にカセット
ロ−ダ１３を降下させ、最後にカセット移載プレート１
６を後退させてウェーハカセット１１の移載を終了する
（図１２）。

【００１５】上記作業を繰返して前記カセット授受ユニ
ット２から、前記カセット収納庫４、前記バッファ収納
庫５へのウェーハカセット１１の移載を行う。又、カセ
ット収納庫４、バッファ収納庫５間のウェーハカセット
１１の移載については、ウェーハカセット１１の姿勢に
変更はないので、前記したカセットローダ１３の９０°
回転作動が省略される。尚、カセット収納庫４、バッフ
ァ収納庫５間の移載に於いてもウェーハカセット１１は
傾斜させて行う。

【００１６】次に、前記カセット収納庫４、バッファ収
納庫５と前記予備カセット棚１２間での移載動作を図１
２〜図８を参照して説明する。尚以下は、カセット収納
庫４と予備カセット棚１２間での移載動作についての説
明であり、図中のカセット授受ユニット２は予備カセッ
ト棚１２に相当し、カセット授受ユニット２からカセッ
ト収納庫４への移載動作の逆動作となる。

【００１７】前記カセット移載プレート１６をウェーハ
カセット１１の下方に前進させ、カセットローダ１３を
上昇させ、ウェーハカセット１１をカセット移載プレー
ト１６上に保持し、更にカセット移載プレート１６を後
退させる（図１２、図１１（Ｂ）（Ａ））。

【００１８】前記カセットローダ１３の横行、昇降によ
りカセットローダ１３を移載すべき箇所の予備カセット
棚１２迄で移動させ、前記カセットローダ１３を略９０
°回転させる。前記カセット受け１７を前進させ、前記
ウェーハカセット１１を予備カセット棚１２の上に位置
させ、次にカセットローダ１３を下降させて前記ウェー
ハカセット１１を予備カセット棚１２に移載する（図１
０（Ｂ）（Ａ）、図９（Ｂ）（Ａ））。

【００１９】前記カセット受け１７を後退させ、カセッ
トローダ１３を図中反時計方向に回転させ、移載動作が
完了する（図９（Ｂ）（Ａ）、図８（Ｂ）（Ａ））。

【００２０】又、前記カセット授受ユニット２と予備カ
セット棚１２間でのウェーハカセット１１の移載は、前
述した図８（Ａ）（Ｂ）、図９（Ａ）（Ｂ）で示したカ
セット授受ユニット２に対する受載動作と、カセットロ
ーダ１３の横行、昇降動作、更に予備カセット棚１２に
対する授載動作により行われる。

【００２１】前記ウェーハ移載機１０は前記カセット収
納庫４と前記ボート８間でのウェーハ２８の移載を行
う。

【００２２】前記回転ステージ１８の昇降、回転により
ウェーハチャック１９を移載すべき対象のウェーハカセ
ット１１に対峙させ、更にウェーハチャック１９の進退
により前記チャックプレート２０にウェーハ２８を吸着
する。吸着されたウェーハ２８は前記回転ステージ１８
の昇降、回転、更にウェーハチャック１９の進退により
前記ボート８に順次装填される。尚、前記ボート８の上
部、下部の所要範囲にはダミーウェーハが、又所要間隔
でモニタウェーハが装填される。

【００２３】前記ボート８にウェーハが完全に装填され
ると前記ボートエレベータ９がボート８を反応炉７内に
装入してウェーハの処理を行う。

【００２４】処理の完了したウェーハは上記ウェーハの
移載の逆の手順でウェーハカセットに装填され、更にウ
ェーハカセットは上記ウェーハカセット搬送の逆の手順
で搬出される。尚、上記ダミーウェーハについては、繰
返し使用されるもので半導体製造装置の稼働中は搬入、
搬出は行われない。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
製造装置に於ける予備カセット棚１２へのウェーハカセ
ット移載動作では、図１３にも示される様に、ウェーハ
カセット１１の回転動作が伴う。従って、前記上側の予
備カセット棚１２と下側の予備カセット棚１２間の上下
間隔Ｈはウェーハカセット１１の回転と干渉しないもの
でなくてはならない。この為、予備カセット棚１２を設
置する場合の占有空間が大きくなり、筐体１内に収納で
きるウェーハカセット１１の数を増大できない。

【００２６】又、図６で示される様に、カセット移載機
３の駆動部２４は筐体１の側壁に沿って設けられている
が、機構上前記カセットローダ１３の横行は駆動部２４
を除いた範囲に限られ、前記駆動部２４の周辺の空間２
７がデッドスペースとして形成される。

【００２７】本発明は斯かる実情に鑑み、予備カセット
棚の占有空間を少なくし、更にデッドスペースの有効利
用を図り、筐体内でのウェーハカセットの収納数を増大
させ、半導体製造装置と外部搬送装置間でのカセット搬
送効率、半導体製造装置内でのウェーハカセットの移載
効率の向上を図り、又半導体製造装置の稼働率の向上を
図るものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、カセットを収
納する収納庫と該収納庫に対峙して設けられた予備カセ
ット棚と、前記収納庫と予備カセット棚間を横行、昇降
し、ウェーハカセットの移載を行うカセットローダを有
するカセット移載機とを具備し、収納されたウェーハカ
セットに対する前記カセットローダの進退により、或は
９０°回転によりウェーハカセットの授受を行う半導体
製造装置に於いて、前記予備カセット棚が複数列、複数
段設けられ、前記予備カセット棚の少なくとも１列の少
なくとも１つの予備カセット棚が横行可能である半導体
製造装置に係り、又前記カセットローダがウェーハカセ
ット収納位置に対する進退により、又９０°回転によ
り、ウェーハカセットを収納する収納庫、予備カセット
棚に対してカセットの授受を行う半導体製造装置に係
り、又前記予備カセット棚の横行によりカセットローダ
のウェーハカセット姿勢変更用の空間が形成される半導
体製造装置に係り、又少なくとも予備カセット棚の上下
間隔を、前記カセットローダがウェーハカセットを保持
した状態で予備カセット棚間を相対移動可能とした半導
体製造装置に係り、又前記予備カセット棚の横行移動位
置がカセット移載機の駆動部の上方の空間である半導体
製造装置に係り、又カセットローダの昇降動、予備カセ
ット棚に対する相対横行移動の協働により予備カセット
棚に対するウェーハカセットの移載を行うウェーハカセ
ット移載方法に係るものである。

【００２９】予備カセット棚を横行可能としたので、予
備カセット棚に隣接する空間の利用が図れ、ウェーハカ
セットの移載に必要な空間が確保でき、ウェーハカセッ
ト移載に必要な作動を前記空間で行わせる様にし、予備
カセット棚が設けられている空間での予備カセット棚設
置密度を増大させる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００３１】尚、本発明に係る半導体製造装置に於い
て、カセット授受ユニット、カセット収納庫、バッファ
収納庫、反応炉、ボートエレベータ、ウェーハ移載機、
予備カセット棚等は前述した従来例と同様であるので説
明は省略し、以下は本発明の要部のみを説明する。又、
図１、図２中、図５、図６中で示したものと同様のもの
には同符号を付してある。

【００３２】予備カセット棚１２をａ列、ｂ列の２列
に、又各列３段の計６棚を配設し、カセット移載機３の
駆動部２４側のｂ列の予備カセット棚１２ｂを前記駆動
部２４に隣接した空間（図６の空間２７に相当）に横行
可能とする。又、前記予備カセット棚１２ａ、予備カセ
ット棚１２ｂそれぞれの上下間隔Ｈは、予備カセット棚
１２ａ，１２ｂがウェーハカセット１１を受載した状態
で前記カセット受け１７が自由に横行できる様に、ウェ
ーハカセット１１の上側の隙間を、前記カセット受け１
７高さｈより大きくしてある。尚、該高さｈを確保する
為の予備カセット棚１２ａ，１２ｂの上下間隔Ｈは、前
述した従来例のウェーハカセット１１を回転するために
必要な高さＨより小さく、結局本実施の形態での予備カ
セット棚１２ａ，１２ｂの上下間隔は、従来の予備カセ
ット棚１２の上下間隔より低く、筐体１の外径寸法を変
えることなく予備カセット棚１２の数を増やす事ができ
る。

【００３３】以下、本実施の形態の作動について説明す
る。

【００３４】先ず、カセット授受ユニット２から予備カ
セット棚１２のｂ列へのウェーハカセット１１移載につ
いて説明する。

【００３５】前記予備カセット棚１２のｂ列を移動さ
せ、中央にカセット回転用空間３０を形成した状態とす
る。前記カセット授受ユニット２の位置は前記カセット
回転用空間３０の下方に位置する。

【００３６】カセットローダ１３がカセット授受ユニッ
ト２よりウェーハカセット１１を受載する。この状態で
はウェーハカセット１１は横向き姿勢である。更に、前
記カセットローダ１３は前記カセット回転用空間３０に
対峙した位置迄上昇し、９０°回転し、ウェーハカセッ
ト１１を縦向き姿勢とする。

【００３７】回転した状態では、カセット受け１７、ウ
ェーハカセット１１が予備カセット棚１２ｂと１２ｂと
の間に位置する。前記予備カセット棚１２のｂ列が移動
し、中央位置に戻る。前記カセットローダ１３と予備カ
セット棚１２ｂとの関係はウェーハカセット１１、カセ
ット受け１７が予備カセット棚１２ｂの上方に位置した
図４に示す状態となっており、前記カセットローダ１３
が降下することでウェーハカセット１１を予備カセット
棚１２ｂ上に移載することができる。

【００３８】予備カセット棚１２ｂから前記カセット授
受ユニット２へのウェーハカセット１１移載は上記した
移載動作の逆を行うことでなされる。

【００３９】次に、カセット授受ユニット２から予備カ
セット棚１２のａ列への移載について説明する。

【００４０】前記予備カセット棚１２のｂ列を移動さ
せ、中央にカセット回転用空間３０を形成した状態とす
る。

【００４１】前記カセットローダ１３がカセット授受ユ
ニット２よりウェーハカセット１１を受載する。更に、
前記カセットローダ１３は前記カセット回転用空間３０
に対峙した位置迄上昇し、９０°回転し、ウェーハカセ
ット１１を縦向き姿勢とする。

【００４２】回転した状態では、カセット受け１７、ウ
ェーハカセット１１が予備カセット棚１２ａと１２ａと
の間に位置する。前記カセットローダ１３を横行させ、
ウェーハカセット１１を予備カセット棚１２ａと予備カ
セット棚１２ａ間に移動する。前記カセットローダ１３
と予備カセット棚１２ａとの関係はウェーハカセット１
１、カセット受け１７が予備カセット棚１２ａの上方に
位置した図４に示す状態となっており、前記カセットロ
ーダ１３が降下することでウェーハカセット１１を予備
カセット棚１２ａ上に移載することができる。

【００４３】予備カセット棚１２ａから前記カセット授
受ユニット２への移載は上記した移載動作の逆を行うこ
とで同様に行える。

【００４４】前記カセット収納庫４、バッファ収納庫５
から予備カセット棚１２ｂへ移載する場合は、前記カセ
ットローダ１３のカセット移載プレート１６の進退、カ
セットローダ１３の昇降の協動でウェーハカセット１１
をカセットローダ１３が受載した後、該カセットローダ
１３を前記カセット回転用空間３０に移動し、該カセッ
ト回転用空間３０でウェーハカセット１１を９０°回転
させ、前記予備カセット棚１２ｂを横行させ、前記カセ
ットローダ１３を降下させることで行う。

【００４５】又、前記カセット収納庫４、バッファ収納
庫５から予備カセット棚１２ａへ移載する場合は、前記
カセットローダ１３のカセット移載プレート１６の進
退、カセットローダ１３の昇降の協動でウェーハカセッ
ト１１をカセットローダ１３が受載した後、該カセット
ローダ１３を前記カセット回転用空間３０に移動し、該
カセット回転用空間３０でウェーハカセット１１を９０
°回転させ、カセットローダ１３を予備カセット棚１２
ａ側に横行させ、更に前記カセットローダ１３を降下さ
せることで行う。

【００４６】予備カセット棚１２ｂからカセット収納庫
４、バッファ収納庫５への移載、或は予備カセット棚１
２ａからカセット収納庫４、バッファ収納庫５への移載
は上述した移載動作の逆を行うことでなされる。

【００４７】尚、上記実施の形態で、予備カセット棚１
２ｂを横行させる駆動手段としては、エアシリンダ、油
圧シリンダ等の流体圧シリンダ、或はモータで駆動され
るスクリュー、ナット等が考えられる。又、予備カセッ
ト棚１２ｂは一列全体が一体的に横行してもよく、各予
備カセット棚１２ｂをそれぞれ横行可能にし、前記カセ
ットローダ１３が回転動作する箇所の予備カセット棚１
２ｂのみを横行させ、必要最小限のカセット回転用空間
３０を確保してもよい。

【００４８】又、実施の形態では予備カセット棚１２に
ウェーハカセット１１を移載する場合にウェーハカセッ
ト１１の姿勢を変更する為、回転動作を伴った場合を説
明したが、カセットの姿勢を変更しない場合でも同様に
実施可能であることは言う迄もない。

【００４９】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、予備カ
セット棚を横行可能にして筐体内の空間を有効利用した
ので、カセットローダのカセット回転用空間を予備カセ
ット棚以外の場所に確保することができ、従来の半導体
製造装置と同様な仕様で収納できるウェーハカセットの
数を増大させることができ、外部搬送装置とのウェーハ
カセットの搬送効率の増大、半導体製造装置内部での移
載効率の向上を図ることができ、半導体製造装置の稼働
率の向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面概略図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】本実施の形態でのカセットローダの説明図であ
る。

【図５】従来例の縦断面概略図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ矢視図である。

【図７】半導体製造装置内でのウェーハカセットの移載
に使用されるカセットローダの説明図である。

【図８】（Ａ）（Ｂ）は該カセットローダによるウェー
ハカセットの移載作動を示す説明図である。

【図９】（Ａ）（Ｂ）は該カセットローダによるウェー
ハカセットの移載作動を示す説明図である。

【図１０】（Ａ）（Ｂ）は該カセットローダによるウェ
ーハカセットの移載作動を示す説明図である。

【図１１】（Ａ）（Ｂ）は該カセットローダによるウェ
ーハカセットの移載作動を示す説明図である。

【図１２】該カセットローダによるウェーハカセットの
移載作動を示す説明図である。

【図１３】該カセットローダによるウェーハカセットの
移載作動を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ カセット授受ユニット ３ カセット移載機 ４ カセット収納庫 ５ バッファ収納庫 ７ 反応炉 ９ ボートエレベータ １０ ウェーハ移載機 １１ ウェーハカセット １２ 予備カセット棚 １３ カセットローダ １６ カセット移載プレート １７ カセット受け ２０ チャックプレート ２４ 駆動部 ３０ カセット回転用空間

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 誠治 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カセットを収納する収納庫と該収納庫に
   対峙して設けられた予備カセット棚と、前記収納庫と予
   備カセット棚間を横行、昇降し、ウェーハカセットの移
   載を行うカセットローダを有するカセット移載機とを具
   備し、収納されたウェーハカセットに対する前記カセッ
   トローダの進退により、或は９０°回転によりウェーハ
   カセットの授受を行う半導体製造装置に於いて、前記予
   備カセット棚が複数列、複数段設けられ、前記予備カセ
   ット棚の少なくとも１列の少なくとも１つの予備カセッ
   ト棚が横行可能であることを特徴とする半導体製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記カセットローダがウェーハカセット
   収納位置に対する進退により、又９０°回転により、ウ
   ェーハカセットを収納する収納庫、予備カセット棚に対
   してカセットの授受を行う請求項１の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 前記予備カセット棚の横行によりカセッ
   トローダのウェーハカセット姿勢変更用の空間が形成さ
   れる請求項１の半導体製造装置。
4. 【請求項４】 少なくとも予備カセット棚の上下間隔
   を、前記カセットローダがウェーハカセットを保持した
   状態で予備カセット棚間を相対移動可能とした請求項１
   の半導体製造装置。
5. 【請求項５】 前記予備カセット棚の横行移動位置がカ
   セット移載機の駆動部の上方の空間である請求項１の半
   導体製造装置。
6. 【請求項６】 カセットローダの昇降動、予備カセット
   棚に対する相対横行移動の協働により予備カセット棚に
   対するウェーハカセットの移載を行うことを特徴とする
   ウェーハカセット移載方法。