TW202414648A - 基板處理裝置，基板處理方法及半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題是在於使可收容於反應管內的基板數增加。 其解決手段，實施形態的基板處理裝置是具備： 可將從收容容器取出的複數的基板排列於與複數的基板的面交叉的第1方向而保持之晶舟﹔ 可收容晶舟而處理複數的基板之反應管﹔及 搬送複數的基板之第1及第2臂， 第1臂是在與第1方向交叉的第2方向的兩端部保持1個的基板，可在收容容器與前述第2臂之間搬送前述1個的基板， 第2臂是具有可在與第1及第2方向交叉的第3方向支撐2個的基板之第1保持部，可在第1臂與晶舟之間搬送2個的基板。

Description

基板處理裝置，基板處理方法及半導體裝置的製造方法
本發明的實施形態是關於基板處理裝置，基板處理方法及半導體裝置的製造方法。
在半導體裝置的製造方法中，有例如在縱型爐之類的反應管內，將複數的基板排列於上下方向而收容，進行預定層的形成處理等的情況。為了使半導體裝置的生產性提升，最好是可收容於反應管內的基板數增加。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2010-153467號公報 [專利文獻2] 日本特開2014-067798號公報 [專利文獻3] 日本特開2011-204945號公報
(發明所欲解決的課題)
一實施形態是以提供一種能夠使可收容於反應管內的基板數增加之基板處理裝置、基板處理方法及半導體裝置的製造方法為目的。 (用以解決課題的手段)
實施形態的基板處理裝置是具備： 可將從收容容器取出的複數的基板排列於與前述複數的基板的面交叉的第1方向而保持之晶舟﹔ 可收容前述晶舟而處理前述複數的基板之反應管﹔及 搬送前述複數的基板之第1及第2臂， 前述第1臂是在與前述第1方向交叉的第2方向的兩端部保持1個的基板，可在前述收容容器與前述第2臂之間搬送前述1個的基板， 前述第2臂是具有可在與前述第1及第2方向交叉的第3方向支撐2個的基板之第1保持部，可在前述第1臂與前述晶舟之間搬送前述2個的基板。
以下，一面參照圖面，一面詳細說明有關本發明的實施形態。另外，本發明並非是藉由下述的實施形態來限定者。又，下述實施形態的構成要素是包含該當業者可容易設想者或實質上相同者。
(基板處理裝置的構成例) 圖1A及圖1B是表示實施形態的基板處理裝置1的構成之一例的模式圖。圖1A是基板處理裝置1的側面透視圖，圖1B是基板處理裝置1的上面透視圖。
如圖1A及圖1B所示般，實施形態的基板處理裝置1是具備反應管10、搬送機械手臂20，30、晶舟50、框體60及控制部100。反應管10、搬送機械手臂20，30、晶舟50及控制部100是被設在框體60內。
框體60是具備前面面板61、背面面板62及側面面板63等，具有被該等包圍的內部空間而構成。在框體60的內部空間是設有反應管10、搬送機械手臂20，30、晶舟50及控制部100。
在此，本說明書是將基板處理裝置1的前後方向設為X方向，將左右方向設為Y方向，將上下方向規定為Z方向。更詳細是將基板處理裝置1的前方側設為-X方向，將後方側設為+X方向。又，朝向基板處理裝置1的前面，將右側設為+Y方向，將左側設為-Y方向。又，將基板處理裝置1的上方側設為+Z方向，將下方側設為-Z方向。該等的X方向、Y方向及Z方向是互相正交。
在框體60的前面部是設有可配置收容容器40的收容容器台64。在收容容器台64是可載置1個以上的收容容器40即可。收容容器40是被構成為例如晶圓盒或FOUP(Front Opening Unified Pod)等，在將複數的基板的面保持於水平的狀態下，可將該等的基板排列於上下方向而收容。
反應管10是上端部閉塞，下端部開放的管狀的容器，被設在框體60內的後方側的上部。反應管10是被構成可收容晶舟50，該晶舟50是收容複數的基板，在反應管10的內部，對於該等的基板進行預定層的形成等的處理。有關反應管10及附隨於反應管10的各種構成的詳細後述。
晶舟50是當處於待機狀態時，被配置在反應管10的下方。晶舟50是在上下端具備以複數的支柱來連接的圓板狀的壓制構件，在將複數的基板的面保持於水平的狀態下，被構成可將該等的基板排列於上下方向而收容。晶舟50是在例如收容複數的基板的狀態下，從反應管10的下方側來對於反應管10搬出入。
搬送機械手臂20，30是依此順序從框體60的前方側設置，在被載置於框體60前面的收容容器台64的收容容器40與框體60後方的晶舟50之間搬送複數的基板。
更具體而言，搬送機械手臂20是具備保持基板的臂21，從收容容器40取出基板而交接至搬送機械手臂30。又，搬送機械手臂20是將從搬送機械手臂30交接的基板保持於臂21，朝收容容器40收容。
搬送機械手臂30是具備保持基板的臂31，將從搬送機械手臂20交接的基板朝晶舟50收容。又，搬送機械手臂30是從晶舟50取出基板而交接至搬送機械手臂20。
對於收容容器台64上的收容容器40進行基板W的搬出入的搬送機械手臂20是例如位於靠近框體60內的收容容器台64，亦即偏-X方向。對於晶舟50進行基板W的搬出入的搬送機械手臂30是例如位於靠近框體60內的晶舟50，亦即偏+X方向。
控制部100是被構成為例如具備CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM (Random Access Memory)等的電腦，控制基板處理裝置1的全體。
更具體而言，控制部100是例如控制搬送機械手臂20，30，使基板搬送於基板處理裝置1內。又，控制部100是對於反應管10裝載或卸載晶舟50。又，控制部100是控制附隨於反應管10的各部，使複數的基板的處理實行於反應管10內。
控制部100是如上述般例如被收容於框體60內的預定位置。又，控制部100亦可被設在框體60的外部，或亦可從基板處理裝置1的其他的構成獨立，被設置在離開基板處理裝置1的場所。此情況，控制部100是藉由遙控來控制基板處理裝置1的各部。
另外，框體60內的反應管10、搬送機械手臂20，30、晶舟50及控制部100的配置位置是不被限於圖1A及圖1B所示的例子。該等的反應管10、搬送機械手臂20，30、晶舟50及控制部100的配置是基板處理裝置1的設計者等可任意地決定。
(反應管的構成例) 其次，利用圖2來說明有關基板處理裝置1所具備的反應管10及附隨於反應管10的各種構成。圖2是表示實施形態的反應管10的構成之一例的模式性的剖面圖。如圖2所示般，反應管10是例如具備外管11及內管13。
外管11是例如由石英等所構成，延伸於上下方向的圓筒狀的管。外管11的上端是閉塞，下端是被開放。外管11的被開放的下方端是被設置於基部16上，外管11是被構成可氣密地密封內部。在外管11的下端部附近是設有排氣口12。
在外管11的排氣口12是設有閥81及泵82。閥81對於泵82而言是被配置於靠近上游側的外管11，例如蝶形閥等的開度可調整的閥。藉由一面驅動閥81下游側的泵82一面調整閥81的開度，可將外管11內的氣氛排氣，將外管11內的壓力調整至所望的壓力。
內管13是被配置於外管11的內部。內管13是例如由石英等所構成，上下端被開放的圓筒狀的管。內管13的被開放的下方端是被設置於基部16之上。內管13是被構成可收容成膜處理的對象的複數的基板W(Wf，Wb)。複數的基板W是半導體裝置的製造途中的基板，例如藉由至此的製造工序，在基板W的表面形成具有凹凸的預定的圖案。
在內管13的內部是收容例如由石英等所構成，可收容複數的基板W的晶舟50。在晶舟50是可沿著內管13的延伸方向來並列收容複數的基板W。複數的基板W是以例如背面彼此間重疊的2個的基板Wf，Wb作為1組，各個的組空出預定的間隔來排列於上下方向而收容於晶舟50。
圖中，基板Wb是表示將表面朝向下方，將背面朝向上方，而被配置於晶舟50內的基板W。基板Wf是表示將表面朝向上方，將背面朝向下方，而被重疊於成對的基板Wf的背面上的基板W。
晶舟50是如上述般，藉由未圖示的搬送系來搬入至內管13內，被構成可藉由被設置於基部16的未圖示的馬達等來旋轉於內管13內。
在內管13的內部，與外管11的上述的排氣口12對向的位置是配置有噴嘴14。噴嘴14是從內管13的上方端延伸至下方端，具備下端彎曲成L字狀的形狀。噴嘴14的L字部分是例如經由內管13下方的基部16來連接至氣體供給管71。
噴嘴14是被構成為在沿著噴嘴14的延伸方向的側面具有多數的孔15的多孔噴嘴。噴嘴14的複數的孔41的各者是被配置為對應於被收容於晶舟50的複數的基板W (Wf，Wb)的各者的高度位置。
氣體供給管71的上游端是被連接至作為處理基板W的處理氣體的供給源的汽缸(gas cylinder)70，氣體供給管71的下游端是如上述般被連接至噴嘴14的下端部。並且，在氣體供給管71從上游側依序設有質量流控制器72及閥73。
質量流控制器72是調整從汽缸70流出的處理氣體的流量。藉由閥73的開閉，開始或停止往內管13的處理氣體的供給。
處理氣體是被形成於基板W上的預定層的原料氣體等。處理氣體會經由噴嘴14的複數的孔15來供給至內管13內的基板W，藉此在基板W上形成預定層。作為被形成於基板W上的預定層，例如可舉Si層、SiO 2層、SiN層等的矽系層、AlN層、Al 2O 3層等的含金屬層。
在如此的預定層的形成是有使用複數種類的處理氣體的情況。例如，為了形成矽系層，Si的原料氣體的矽烷(SiH 4)氣體等會與氧化氣體、氮化氣體等一起使用。又，為了形成AlN層、Al 2O 3層等，可使用Al的原料氣體的TMA(Tri-Methyl-Aluminium)氣體及作為氮化氣體的N 2氣體或作為氧化氣體的O 2氣體等。
因此，可按能被使用在基板處理裝置1的各種的氣體，在基板處理裝置1具備複數組上述的噴嘴14、氣體供給管71、質量流控制器72及閥73。
從噴嘴14供給至基板W上的處理氣體是從被設在內管13的側面亦即與外管11的上述的排氣口12同側的未圖示的縫隙來排出至內管13外，經由外管11的排氣口12來朝基板處理裝置1外排氣。
在外管11的外側是以包圍外管11的側面外周之方式配置加熱部90。加熱部90是例如加熱器等，將被收容於內管13的基板W加熱至所望的溫度。
控制部100是控制閥81，73、泵82、質量流控制器72、加熱部90、未圖示的搬送系及使晶舟50旋轉的未圖示的馬達等。
更具體而言，控制部100是藉由未圖示的搬送系來使多段積載複數的基板W的晶舟50收容於內管13內，藉由未圖示的馬達來使內管13內的晶舟50旋轉。又，控制部100是控制加熱部90，而使內管13內的基板W加熱至所望的溫度。
又，控制部100是一面以質量流控制器72控制流量，一面打開閥73，經由噴嘴14來使處理氣體供給至內管13內。又，控制部100是一面使泵82驅動，一面調整閥81的開度，將外管11內的壓力設為所望的壓力。
藉此，在被收容於內管13內的複數的基板W加熱至所望的溫度的狀態下，供給處理氣體至複數的基板W的各者的表面。又，藉由處理氣體接觸於被加熱至所望的溫度的基板W的表面，處理氣體會藉由熱化學反應而分解。又，藉由處理氣體的分解而產生的構成預定層的構成物會以1原子～數原子單位來堆積於基板W的表面。因而，在複數的基板W的各者的表面形成預定層。
如以上般，實施形態的基板處理裝置1是被構成為例如可成膜預定層的縱型爐，更詳細是被構成為例如使用各1原子～數原子形成預定層的原子層堆積(ALD：Atomic Layer Deposition)法來進行成膜的ALD裝置。
(搬送機械手臂的構成例) 其次，利用圖3A～圖3C來說明有關基板處理裝置1所具備的搬送機械手臂20，30的構成例。
圖3A～圖3C是表示實施形態的搬送機械手臂20，30的構成之一例的模式圖。圖3A是搬送機械手臂20，30的俯視圖，圖3B是搬送機械手臂20的側面圖，圖3C是搬送機械手臂30的側面圖。
如圖3A及圖3B所示般，搬送機械手臂20是具備臂21、基部22、旋轉部23及本體24。
搬送機械手臂20的本體24是例如被設置在基板處理裝置1的框體60的地面。搬送機械手臂20的本體24亦可被構成在框體60的地面可移動於Y方向，使得例如對於被載置於基板處理裝置1的收容容器台64的收容容器40的基板取出口可以正對。又，搬送機械手臂20的本體24亦可被構成可移動於收容容器台64與搬送機械手臂30之間的框體60內。
旋轉部23是例如被設在本體24上，藉由未圖示的馬達等，被構成可旋轉於水平方向Dh。藉由使旋轉部23旋轉於水平方向Dh，可經由基部22來將被連接至旋轉部23的臂21的前端轉向於水平方向Dh。基部22是例如被設在旋轉部23的側面，藉由未圖示的馬達等，可將臂21昇降於上下方向Dv，且可繞軸Dr旋轉。
作為第1臂的臂21是從基部22水平延伸，被構成可藉由未圖示的馬達等來伸縮於臂21的延伸方向Ds。在臂21的前端部一面是設有保持部25。
保持部25是俯視具有在臂21的延伸方向Ds相向的1對的圓弧狀的形狀。又，該等的圓弧狀部分的內壁面是例如成為凹陷至內部深處的曲面狀。
又，該等的圓弧狀部分是可藉由未圖示的馬達等來開閉於臂21的延伸方向Ds。在該等的圓弧狀部分打開的狀態，該等的圓弧狀部分彼此對向的最接近的部分間的距離是例如比基板W的直徑更大。又，在該等的圓弧狀部分關閉的狀態，該等的圓弧狀部分的內壁面彼此對向的最凹陷的部分間的距離是例如與基板W的直徑大略相等。
藉由1對的圓弧狀部分如上述般關閉或打開，保持部25可將在臂21的延伸方向Ds相向的基板W的兩端部夾於曲面狀的內壁面而保持，又，可將保持的基板W解放。
並且，在保持部25保持基板W的狀態下，藉由基部22來使臂21繞軸Dr旋轉，可使被保持於臂21的基板W的表背面反轉。
另外，由於保持部25的內壁面成為曲面狀，因此在保持部25保持基板W時，抑制保持部25接觸於基板W的表面。
如圖3A及圖3C所示般，搬送機械手臂30是具備臂31、基部32、旋轉部33及本體34。
搬送機械手臂30的本體34是例如被設置於基板處理裝置1的框體60的地面。另外，搬送機械手臂30的本體34亦可被構成可移動於搬送機械手臂20與晶舟50之間的框體60內，使得可在搬送機械手臂20及晶舟50間搬送基板W。
旋轉部33是例如被設在本體34上，藉由未圖示的馬達等，被構成可旋轉於水平方向Dh。藉由使旋轉部33旋轉於水平方向Dh，可經由基部32來將被連接至旋轉部33的臂31的前端轉向於水平方向Dh。基部32是例如被設在旋轉部33的側面，藉由未圖示的馬達等，將臂31可昇降地支撐於上下方向Dv。
作為第2臂的臂31是被構成為從基部32水平地延伸，藉由未圖示的馬達等，可伸縮於臂31的延伸方向Ds。在臂31的前端部一面是設有保持部35～37。
作為第1保持部的保持部37是具有從臂31的表面凹陷的台階狀的形狀。亦即，保持部37是具有離臂31的表面的深度不同的台階狀部分。從臂31的表面到台階狀部分的深度是例如基板W的2個份的厚度以上。保持部37的台階狀部分是具有在臂31的延伸方向Ds相向的1對的圓弧狀的形狀。在該等的台階狀部分彼此對向的部分間的距離是例如比基板W的直徑更小。
基板W是落入至從臂31的表面凹陷的部分，被支撐於保持部37的台階狀部分。保持部37是可藉由在該等的台階狀部分支撐而保持基板W。離臂31的表面的深度例如為基板W2個份的厚度以上，因此在保持部37是可保持放置2個的基板W。
另外，從臂31的表面到保持部37的台階狀部分的內壁面是成為壁面朝向下方推出的錐形狀為理想。又，在該等的壁面的下端部彼此對向的部分間的距離是例如與基板W的直徑大略相等為理想。
作為第2保持部的保持部36是俯視具有在臂31的延伸方向Ds相向的1對的圓弧狀的形狀。該等的圓弧狀部分是沿著從臂31的表面往保持部37陷入的部分的緣而設。該等的圓弧狀部分的內壁面是例如成為凹陷至內部深處的曲面狀。
又，該等的圓弧狀部分是可藉由未圖示的馬達等來開閉於臂31的延伸方向Ds。在該等的圓弧狀部分打開的狀態，該等的圓弧狀部分彼此對向的最接近的部分間的距離是例如比基板W的直徑更大。又，在該等的圓弧狀部分關閉的狀態，該等的圓弧狀部分的內壁面彼此對向的最凹陷的部分間的距離是例如與基板W的直徑大略相等。
藉由1對的圓弧狀部分如上述般關閉或打開，保持部36可用曲面狀的內壁面抓住在臂31的延伸方向Ds相向的基板W的兩端部而保持，又，可將保持的基板W解放。
另外，由於保持部36的內壁面成為曲面狀，因此在保持部36保持基板W時，抑制保持部36接觸於基板W的表面。
作為第3保持部的保持部35是被設在保持部36的上面，俯視具有在臂31的延伸方向Ds相向的1對的圓弧狀的形狀。該等的圓弧狀部分的內壁面是例如成為凹陷至內部深處的曲面狀。
又，該等的圓弧狀部分是可藉由未圖示的馬達等來開閉於臂31的延伸方向Ds。在該等的圓弧狀部分打開的狀態，該等的圓弧狀部分彼此對向的最接近的部分間的距離是例如比基板W的直徑更大。又，在該等的圓弧狀部分關閉的狀態，該等的圓弧狀部分的內壁面彼此對向的最凹陷的部分間的距離是例如與基板W的直徑大略相等。
藉由1對的圓弧狀部分如上述般關閉或打開，保持部35可用曲面狀的內壁面抓住在臂31的延伸方向Ds相向的基板W的兩端部而保持，又，可將保持的基板W解放。
另外，由於保持部35的內壁面成為曲面狀，因此在保持部35保持基板W時，抑制保持部35接觸於基板W的表面。
保持部35，36是可各個獨立開閉。藉此，保持部35，36是各個獨立保持基板W，又，可將保持的基板W解放。
上述的控制部100(參照圖1A及圖1B)是控制該等的搬送機械手臂20，30，使基板W在被載置於收容容器台64的收容容器40與晶舟50之間搬送。更具體而言，控制部100是控制搬送機械手臂20，30所具備的未圖示的各種馬達等，使該等的搬送機械手臂20，30的旋轉部23，33旋轉於水平方向Dh，藉由基部22來使臂21繞軸Dr旋轉，藉由基部22，32來使臂21，31昇降於上下方向Dv，使臂21，31伸縮於延伸方向Ds。
(搬送機械手臂的裝載動作例) 其次，利用圖4A～圖11Cb來說明有關基板處理裝置1所具備的搬送機械手臂20，30從收容容器40往晶舟50搬入基板W的動作，亦即說明有關根據搬送機械手臂20，30的基板W的裝載動作的例子。
圖4A～圖5Cb是表示實施形態的搬送機械手臂20從收容容器40取出成對的基板Wf，Wb之中第1個的基板Wb的動作之一例的模式圖。
另外，圖4A及圖5A是收容容器40及搬送機械手臂20的俯視圖。圖4Ba、圖4Ca、圖5Ba及圖5Ca是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的收容容器40的正面圖。
圖4Bb、圖4Cb、圖5Bb及圖5Cb是從+Y方向側朝向-Y方向側看的收容容器40及搬送機械手臂20的側面圖。但，在圖4Bb、圖4Cb、圖5Bb及圖5Cb中，收容容器40是作為透視圖面表示。
如圖4A～圖4Cb所示般，收容容器40是包含在內部收容複數的基板W的空間，被構成具有大概長方體的形狀。在被載置於基板處理裝置1的收容容器台64的狀態下，收容容器40的Y方向的兩側面的內壁是設有等間隔排列於上下方向的複數的棚架41。在Y方向的兩側面，複數的棚架41的各者是被設在與對應於Y方向的棚架41同高度位置。
複數的基板W是將Y方向的兩端部背面分別支撐於收容容器40兩側面的1對的棚架41，在將表面朝向上方的狀態下，彼此空出預定的間隔來排列於上下方向而收容於收容容器40。亦即，在排列於Y方向的1對的棚架41上保持1個的基板W。另外，可不依圖4A～圖4Cb的例子，在1個的收容容器40內收容例如十數～數十的基板W。
如圖4A～圖4Bb所示般，搬送機械手臂20是例如使收縮的臂21延伸，將臂21的前端部分插入至在收容容器40的上下方向鄰接的基板W間。
如圖4Ca及圖4Cb所示般，搬送機械手臂20是將在X方向相向的保持部25關閉，而保持在上下方向鄰接的基板W之中上側的基板W。
又，搬送機械手臂20是藉由基部22來使臂21上昇，將保持的基板W推上至上方。藉此，基板W是成為從至此支撐該基板W的收容容器40的棚架41浮起的狀態。
如圖5A～圖5Bb所示般，搬送機械手臂20是使臂21收縮，而從收容容器40抽出臂21的前端部分。藉此，被保持於臂21的保持部25的基板W會從收容容器40取出。
此會成為在晶舟50上重疊於上下的1組的基板Wf，Wb之中作為第1基板的第1個的基板Wb。從收容容器40取出1組的基板Wf，Wb之中第1個的基板Wb時，如上述般，從基板Wb的背面側保持基板Wb而從收容容器40取出。
另外，被收容於收容容器40的複數的基板W是接受同樣的製造工序而處於同樣的製造階段，彼此無差異。因此，複數的基板W之中，任意的基板W可按照搬送順序等而成為1組的基板Wf，Wb的任一個。
又，基於說明的方便起見，圖4A～圖5Cb的例子是從在收容容器40內排列於上下方向的複數的基板W之中取出1個的基板W。但，在裝載收容容器40內的全部的基板W時，一般是例如從收容容器40內的最下部往最上部依序搬送被收容於收容容器40內的基板W。
如圖5Ca及圖5Cb所示般，搬送機械手臂20是藉由基部22來使臂21繞軸旋轉。藉此，被保持於臂21的基板Wb會被反轉，成為背面朝向上方，表面朝向下方的狀態。
另外，將臂21繞軸的旋轉可以是順時針轉或逆順時針轉。又，基板Wb的表背面的反轉是可以在從收容容器40取出基板Wb之後且在後述的往搬送機械手臂30的交接為止的期間的任何時機進行。
其次，利用圖6A～圖7Bb來說明有關從搬送機械手臂20往搬送機械手臂30交接基板Wb的動作例。
圖6A及圖6B是表示實施形態的搬送機械手臂20將成對的基板Wf，Wb之中第1個的基板Wb往另一方的搬送機械手臂30側搬送的動作之一例的模式圖。另外，圖6A及圖6B是搬送機械手臂20，30的俯視圖。
如圖6A所示般，搬送機械手臂30是例如在使臂31收縮的狀態下，在搬送機械手臂20的後方，亦即+X方向側待機。
搬送機械手臂20是使旋轉部23旋轉於水平方向，將朝向收容容器台64側的臂21朝向搬送機械手臂30側。亦即，朝向-X方向的臂21的前端部分會旋轉180°而朝向+X方向。另外，旋轉部23及臂21的旋轉方向可以是順時針方向或逆時針方向。
如圖6B所示般，搬送機械手臂20是使臂21往+X方向延伸。藉此，臂21的前端部分會被伸出至搬送機械手臂30的臂31的前端部分的上方。
在進行從搬送機械手臂20往搬送機械手臂30的基板W的交接時，如上述般，控制各個的臂21，31位置，使得搬送機械手臂20的臂21的延伸方向與搬送機械手臂30的臂31的延伸方向會交叉。
圖7Aa～圖7Bb是表示實施形態的搬送機械手臂20將成對的基板Wf，Wb之中第1個的基板Wb往另一方的搬送機械手臂30交接的動作之一例的模式圖。
另外，圖7Aa及圖7Ba是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的搬送機械手臂30的側面圖。圖7Ab及圖7Bb是被舉到搬送機械手臂30的臂31的上方之搬送機械手臂20的臂21的俯視圖。但，在圖7Aa～圖7Bb中，臂21的一部分是作為透視圖面表示。
如圖7Aa及圖7Ab所示般，搬送機械手臂20的臂21的前端部位於搬送機械手臂30的臂31的上方。在臂21的前端部下面側保持基板Wb。基板Wb是將表面朝向下方的臂31側，將X方向兩端部夾於臂21的保持部25的狀態。
此時，搬送機械手臂30是將被設在臂31，在Y方向相向的保持部35，36開著。藉此，構成臂31的保持部37，在Y方向相向的台階狀部分的上面會成為與位於臂31上方的基板Wb的表面對向的情形。
如圖7Ba及圖7Bb所示般，搬送機械手臂20是打開在臂21的X方向相向的保持部25。藉此，被保持於保持部25的基板Wb會被解放，落入至從搬送機械手臂30的臂31表面凹陷的部分。落入至臂31的凹陷的基板Wb是藉由將Y方向兩端部支撐於保持部37的台階狀部分，使表面朝向下方而被保持於搬送機械手臂30的臂31。
此時，朝向下方側的基板Wb的表面端部是成為碰觸於保持部37的台階狀部分的情形。但，在基板Wb的端部，不成為半導體裝置的元件部分的無效區域會以預定寬度環狀地存在。因此，即使基板Wb的表面端部接觸於保持部37的台階狀部分，微粒及污染等對於半導體裝置的影響也會被抑制。
換言之，保持部37的大小及在Y方向相向的保持部37的距離會被適當地調整，使得基板Wb的元件部分等的有效區域不會接觸於保持部37的台階狀部分。
又，藉由保持部37的內壁面如上述般具有例如錐形狀，可將基板W落入至保持部37的台階狀部分的適當位置。因而，即使如保持部35，36等般不具有夾入基板W的機構的保持部37，也可更確實地保持基板W。
另外，在進行從搬送機械手臂20往搬送機械手臂30的基板W的交接時，如上述般，使搬送機械手臂20，30的各者的臂21，31的延伸方向互相交叉。
藉此，搬送機械手臂20，30的各者的保持部25，37也再成為在彼此交叉的方向的端部保持基板Wb的情形。亦即，第1個的基板Wb的交接時，以基板處理裝置1的前後左右的方向作為基準，基板Wb會將X方向兩端部保持於搬送機械手臂20的保持部25，將Y方向兩端部保持於搬送機械手臂30的保持部37。藉此，可進行在搬送機械手臂20，30間的基板Wb的交接。
之後，搬送機械手臂20為了從收容容器40取出第2個的基板Wf，而在臂21保持基板W的狀態下，逆向進行上述的圖6A及圖6B的動作。亦即，搬送機械手臂20是將舉到搬送機械手臂30的臂31上的臂21收縮，使朝向+X方向的臂21藉由旋轉部23來旋轉180°而朝向-X方向。
圖8Aa～圖8Cb是表示實施形態的搬送機械手臂20從收容容器40取出成對的基板Wf，Wb之中第2個的基板Wf的動作之一例的模式圖。
另外，圖8Aa、圖8Ba及圖8Ca是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的收容容器40的正面圖。又，圖8Ab、圖8Bb及圖8Cb是從+Y方向側朝向-Y方向側看的收容容器40及搬送機械手臂20的側面圖。但，在圖8Ab、圖8Bb、圖8Cb中，收容容器40是作為透視圖面表示。
如圖8Aa及圖8Ab所示般，搬送機械手臂20是使例如收縮的臂21延伸，將臂21的前端部分插入至在收容容器40的上下方向鄰接的基板W間。此時，設有保持部25的臂21的一面是朝向下方。
如圖8Ba及圖8Bb所示般，搬送機械手臂20是將在X方向相向的保持部25關閉，而保持在上下方向鄰接的基板W之中下側的基板W。
又，搬送機械手臂20是藉由基部22來使臂21上昇，將保持的基板W吊起至上方。藉此，基板W是成為從至此支撐該基板W的收容容器40的棚架41浮起的狀態。
如圖8Ca及圖8Cb所示般，搬送機械手臂20是使臂21收縮，從收容容器40抽出臂21的前端部分。藉此，被保持於臂21的保持部25的基板W會從收容容器40取出。
此會成為在晶舟50上被重疊於上下的1組的基板Wf，Wb之中，作為第2基板的第2個的基板Wf。從收容容器40取出1組的基板Wf，Wb之中第2個的基板Wf時，如上述般，從基板Wf的表面側保持基板Wf而從收容容器40取出。
藉此，第2個的基板Wf是在將表面朝向上方的臂21側的狀態下被保持於臂21。之後，藉由與圖6A及圖6B所示的動作同樣的動作，搬送機械手臂20將成對的基板Wf，Wb之中第2個的基板Wf往搬送機械手臂30側搬送。
圖9Aa～圖9Bb是表示實施形態的搬送機械手臂20將成對的基板Wf，Wb之中第2個的基板Wf往另一方的搬送機械手臂30交接的動作之一例的模式圖。
另外，圖9Aa及圖9Ba是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的搬送機械手臂30的側面圖。圖9Ab及圖9Bb是被舉到搬送機械手臂30的臂31的上方之搬送機械手臂20的臂21的俯視圖。但，在圖9Aa～圖9Bb中，臂21的一部分是作為透視圖面表示。
如圖9Aa及圖9Ab所示般，搬送機械手臂20的臂21的前端部會位於搬送機械手臂30的臂31的上方。在臂21的前端部下面側保持有基板Wf。基板Wf是將背面朝向下方的臂31側，將X方向兩端部夾於臂21的保持部25的狀態。
此時，在Y方向相向的保持部35，36也成為打開的狀態，在Y方向相向的保持部37的台階狀部分的上面會經由被保持於保持部37的基板Wb來與位於臂31上方的基板Wf的背面對向。
如圖9Ba及圖9Bb所示般，搬送機械手臂20是將在臂21的X方向相向的保持部25打開而解放基板Wf。藉此，基板Wf會落入至從搬送機械手臂30的臂31表面凹陷的部分，重疊於被保持於臂31的保持部37的第1個的基板Wb的背面。亦即，第2個的基板Wf是將表面朝向上方，且使背面彼此間相向而堆疊於基板Wb上的狀態下被保持於臂31。
如此，基板Wf，Wb是使背面彼此間相向而堆疊於上下。因此，形成有半導體裝置的元件部分的基板Wf，Wb的表面不會有互相接觸或接觸於臂31的情形，可抑制微粒及污染等的對於半導體裝置的影響。
又，藉由保持部37的內壁面如上述般形成圓弧狀，可抑制落入至基板Wb上的基板Wf橫滑，而更確實地保持於保持部37。
另外，在進行第2個的基板Wf的交接時，也以基板處理裝置1的前後左右的方向作為基準，基板Wf會將X方向兩端部保持於搬送機械手臂20的保持部25，將Y方向兩端部保持於搬送機械手臂30的保持部35。藉此，可進行在搬送機械手臂20，30間的基板Wf的交接。
其次，利用圖10A～圖11Cb來說明有關從搬送機械手臂30往晶舟50收容基板Wf，Wb的動作例。
圖10A及圖10B是表示實施形態的搬送機械手臂30將成對的基板Wf，Wb往晶舟50側搬送的動作之一例的模式圖。另外，圖10A及圖10B是搬送機械手臂30及晶舟50的俯視圖。
如圖10A所示般，搬送機械手臂30是使旋轉部33旋轉於水平方向，將朝向來自搬送機械手臂20的基板Wf，Wb的交接位置的臂31朝向晶舟50側。亦即，朝向-Y方向的臂31的前端部分會旋轉90°而朝向+X方向。
如圖10B所示般，搬送機械手臂30是使臂31往+X方向延伸。藉此，臂31的前端部分會被插入至晶舟50內。
圖11Aa～圖11Cb是表示實施形態的搬送機械手臂30將成對的基板Wf，Wb收容於晶舟50的動作之一例的模式圖。
另外，圖11Aa、圖11Ba、及圖11Ca是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1後方看的晶舟50的正面圖。圖11Ab、圖11Bb及圖11Cb是從-Y方向側朝向+Y方向側看的晶舟50及搬送機械手臂30的側面圖。但，在圖11Ab、圖11Bb及圖11Cb中，晶舟50是作為透視圖面表示。
如上述般，晶舟50是在上下端具備以3根～4根等的複數的支柱所連接的圓板狀的壓制構件。在圖11Aa～圖11Cb中，顯示晶舟50的複數的支柱之中，排列於Y方向的2個的支柱51a，51b。
如圖11Aa～圖11Cb所示般，在包含支柱51a，51b的複數的支柱是設有以等間隔排列於上下方向的複數的爪部52。爪部52是藉由例如在圓柱狀的支柱的側面以等間隔設置溝而形成。在排列於Y方向的支柱51a，51b中，複數的爪部52的各者是被設在與對應於Y方向的爪部52同高度位置。
複數的基板W是以被層疊於上下方向的基板Wf，Wb作為1組，在將Y方向的兩端部分別支撐於支柱51a，51b側面的1對的爪部52的狀態下，彼此空出預定的間隔來排列於上下方向而收容於晶舟50。亦即，藉由基板Wf將表面朝向上方而重疊於將表面朝向下方的基板Wb的背面上，2個的基板Wf，Wb會被保持在排列於Y方向的1對的爪部52上。
如圖11Aa及圖11Ab所示般，搬送機械手臂30的臂31是藉由圖10A及圖10B的動作，將前端部分插入至晶舟50內的狀態。保持2個的基板Wf，Wb的臂31的前端部分是位於晶舟50內的1對的爪部52的稍為上方。亦即，搬送機械手臂30是將臂31插入至支撐基板Wf，Wb的預定的1對的爪部52上方。
如圖11Ba及圖11Bb所示般，搬送機械手臂30是藉由基部32來使臂31下降。藉此，基板Wf，Wb的Y方向兩端部會被支撐於1對的爪部52，成為從臂31的保持部37浮起的狀態。
如圖11Ca及圖11Cb所示般，搬送機械手臂30是使臂31收縮。藉此，臂31會從晶舟50抽出，2個的基板Wf，Wb會被收容於晶舟50的預定位置。
另外，基於說明的方便起見，圖11Aa～圖11Cb的例子是將基板Wf，Wb收容於晶舟50內的排列於上下方向的空狹槽，亦即從未支撐基板W的棚架41之中1對的棚架41。但，在將複數組的基板Wf，Wb收容於晶舟50內時，一般是例如從晶舟50內的最上部往最下部依序搬送從搬送機械手臂20依序被交接的基板W。
藉由以上，完成根據搬送機械手臂20，30的1組的基板Wf，Wb的裝載動作。
之後，搬送機械手臂20，30是重複上述的裝載動作，將複數的基板W收容於晶舟50內。在反應管10內進行基板處理時，在晶舟50是被裝載可收容的最大數的基板W為理想。在最大數的基板W被裝載於晶舟50的狀態，1組的基板Wf，Wb會被支撐於例如被設在晶舟50的複數的爪部52的全部。
另外，以被收容於1個的收容容器40的基板W作為1批，在晶舟50是可收容例如數批份的基板W。因此，亦可如上述的圖1A及圖1B般，設為可在基板處理裝置1的收容容器台64載置複數的收容容器40，從該等的收容容器40連續性地將所望數的基板W裝載於晶舟50。
(搬送機械手臂的卸載動作例) 其次，利用圖12Aa～圖18Cb來說明有關基板處理裝置1所具備的搬送機械手臂20，30從晶舟50搬出基板W至收容容器40的動作，亦即根據搬送機械手臂20，30的基板W的卸載動作的例子。
圖12Aa～及圖13Bb是表示實施形態的搬送機械手臂30從晶舟50取出成對的基板Wf，Wb的動作之一例的模式圖。
另外，圖12Aa、圖12Ba、圖12Ca、圖13Aa及圖13Ba是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1後方看的晶舟50的正面圖。圖12Ab、圖12Bb、圖12Cb、圖13Ab及圖13Bb是從-Y方向側朝向+Y方向側看的晶舟50及搬送機械手臂30的側面圖。但，在圖12Ab、圖12Bb、圖12Cb、圖13Ab及圖13Bb中，晶舟50是作為透視圖面表示。
如圖12Aa及圖12Ab所示般，搬送機械手臂30是使例如收縮的臂31延伸，將臂31的前端部分插入至在晶舟50的上下方向鄰接的2組的基板Wf，Wb間。此時，臂31的保持部35，36皆設為打開的狀態
如圖12Ba及圖12Bb所示般，搬送機械手臂30是藉由基部32來使臂31上昇。藉此，臂31的保持部35，36之中上側的保持部35的下端部會被配置於搬送對象的基板Wf，Wb之中，與上側的基板Wf的下面的高度大略同高度。
如圖12Ca及圖12Cb所示般，搬送機械手臂30是將在X方向相向的保持部35關閉。藉此，保持部35的下端部會被插入至重疊於上下的基板Wf，Wb之間，上側的基板Wf成為從下側的基板Wb浮起的狀態，進一步藉由保持部35來保持。此時，雖保持部35的下端部會與基板Wf，Wb的背面接觸，但因為形成有半導體裝置的元件的是基板Wf，Wb表面，所以沒有問題。
又，搬送機械手臂30是藉由基部32來使臂31更上昇。藉此，臂31的保持部35，36之中下側的保持部36的下端部會被配置於與在1對的爪部52上剩下的下側的基板Wb的高度大略同高度。
如圖13Aa及圖13Ab所示般，搬送機械手臂30是將在X方向相向的保持部36關閉，保持1對的爪部52上的基板Wb。又，搬送機械手臂30是藉由基部32來使臂31更上昇。藉此，被支撐於1對的爪部52的基板Wb會成為從該等的爪部52浮起的狀態。
如圖13Ba及圖13Bb所示般，搬送機械手臂30是使臂31收縮。藉此，在將2個的基板Wf，Wb分別保持於上下的保持部35，36的狀態下，臂31會從晶舟50抽出，1對的基板Wf，Wb會從晶舟50取出。
藉由排列於上下的保持部35，36來分別保持，基板Wf與基板Wb可空出預定的間隔來保持於搬送機械手臂30的臂31上。
另外，基於說明的方便起見，圖12Aa～圖13Bb的例子是從在晶舟50內排列於上下方向的複數組的基板Wf，Wb之中取出1組的基板Wf，Wb。但，在將晶舟50內的全部的基板W卸載時，一般是例如從晶舟50內的最下部往最上部依序搬送被收容於晶舟50內的基板W。
其次，利用圖14A～圖15Bb來說明有關從搬送機械手臂30往搬送機械手臂20交接上側的基板Wf的動作例。
圖14A及圖14B是表示實施形態的搬送機械手臂30將成對的基板Wf，Wb往另一方的搬送機械手臂20側搬送的動作之一例的模式圖。另外，圖14A及圖14B是搬送機械手臂20，30的俯視圖。
如圖14A所示般，搬送機械手臂20是例如在使臂21收縮的狀態下，在搬送機械手臂30的前方，亦即-X方向側待機。
搬送機械手臂30是使旋轉部33旋轉於水平方向，將朝向晶舟50側的臂31朝向搬送機械手臂20側。亦即，朝向+X方向的臂31的前端部分會旋轉90°而朝向-Y方向。
如圖14B所示般，搬送機械手臂20是使臂21往+X方向延伸。藉此，臂21的前端部分會被伸出至搬送機械手臂30的臂31的前端部分的上方。
在進行從搬送機械手臂30往搬送機械手臂20的基板W的交接時，如上述般，控制各個的臂21，31位置，使得搬送機械手臂20的臂21的延伸方向與搬送機械手臂30的臂31的延伸方向交叉。
圖15Aa～圖15Bb是表示實施形態的搬送機械手臂30將成對的基板Wf，Wb之中上側的基板Wf往另一方的搬送機械手臂20交接的動作之一例的模式圖。
另外，圖15Aa及圖15Ba是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的搬送機械手臂30的側面圖。圖15Ab及圖15Bb是被舉到搬送機械手臂30的臂31的上方之搬送機械手臂20的臂21的俯視圖。但，在圖15Aa～圖15B中，臂21的一部分是作為透視圖面表示。
如圖15Aa及圖15Ab所示般，搬送機械手臂20是使位於搬送機械手臂30的臂31上方的臂21下降。藉此，搬送機械手臂20的臂21所具有的保持部25會位於在臂31的上下的保持部35，36分別被保持的保持部35，36的2個的基板Wf，Wb之中，上側的基板Wf的高度位置。
如圖15Ba及圖15Bb所示般，搬送機械手臂20是將在臂21的X方向相向的保持部25關閉，而抓住被保持於搬送機械手臂30的保持部35的基板Wf的X方向的兩端部。又，搬送機械手臂30是打開在臂31的Y方向相向的保持部35而解放基板Wf。
起初，基板Wf，Wb是分別被保持於上下排列的保持部35，36，如上述般空出預定的間隔，被保持於搬送機械手臂30的臂31上。因此，搬送機械手臂20是可用臂21的保持部25來只抓住2個的基板Wf，Wb之中上側的基板Wf。
又，搬送機械手臂20接受1組的基板Wf，Wb之中上側的基板Wf時，如上述般，從表面側保持基板Wf而自搬送機械手臂30接受基板Wf。藉此，被保持於搬送機械手臂30的臂31之基板Wf會將表面朝向上方的臂21側，而被保持於搬送機械手臂20的臂21。
另外，在進行從搬送機械手臂30往搬送機械手臂20的基板Wf的交接時，也以基板處理裝置1的前後左右的方向作為基準，基板Wf會將X方向兩端部保持於搬送機械手臂20的保持部25，將Y方向兩端部保持於搬送機械手臂30的保持部35。藉此，可進行在搬送機械手臂20，30間的基板Wf的交接。
之後，搬送機械手臂20為了將第1個的基板Wf收容於收容容器40，在臂21保持基板Wf的狀態下，逆向進行上述的圖6A及圖6B的動作。亦即，搬送機械手臂20是將舉到搬送機械手臂30的臂31上的臂21收縮，使朝向+X方向的臂21藉由旋轉部23來旋轉180°而朝向-X方向。
圖16Aa～圖16Cb是表示實施形態的搬送機械手臂20將成對的基板Wf，Wb之中位於上側的基板Wf收容於收容容器40的動作之一例的模式圖。
另外，圖16Aa、圖16Ba及圖16Ca是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的收容容器40的正面圖。又，圖16Ab、圖16Bb及圖16Cb是從+Y方向側朝向-Y方向側看的收容容器40及搬送機械手臂20的側面圖。但，在圖16Ab、圖16Bb及圖16Cb中，收容容器40是作為透視圖面表示。
如圖16Aa及圖16Ab所示般，搬送機械手臂20是使臂21往-X方向延伸，將臂21的前端部分插入至收容容器40內。藉此，臂21的前端部分是被插入至收容容器40內的1對的棚架41的稍微上方。亦即，搬送機械手臂20是將臂21插入至支撐基板Wf的預定的1對的棚架41的上方。
如圖16Ba及圖16Bb所示般，搬送機械手臂20是打開在臂21的X方向相向的保持部25而解放基板Wf。藉此，基板Wf是成為被保持於收容容器40的1對的棚架41上的情形。
如圖16Ca及圖16Cb所示般，搬送機械手臂20是藉由基部22來使臂21上昇，調整為保持部25形成比被保持於1對的棚架41的基板Wf更高的位置之後，使臂21收縮而從收容容器40抽出臂21的前端部分。藉此，基板Wf會被收容於收容容器40內。
另外，基於說明的方便起見，圖16Aa～圖16Cb的例子是在收容容器40內在收容完了的上下方向的基板W之間收容基板Wf。但，在裝載收容容器40內的全部的基板W並再度卸載該等的全部的基板W時，一般是例如從收容容器40內的最上部往最下部依序搬送從晶舟50依序被回收的基板W。
之後，搬送機械手臂20為了從搬送機械手臂30接受另一方的基板Wb，而在臂21未保持基板W的狀態下，進行與上述的圖6A及圖6B的動作同樣的動作。亦即，搬送機械手臂20是藉由旋轉部23來使朝向-X方向的臂21旋轉180°而朝向+X方向，又，使臂21延伸來舉到搬送機械手臂30的臂31上。
圖17Aa～圖17Bb是實施形態的搬送機械手臂30將成對的基板Wf，Wb之中下側的基板Wb往另一方的搬送機械手臂20交接的動作之一例的模式圖。
另外，圖17Aa及圖17Ba是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的搬送機械手臂30的側面圖。圖17Ab及圖17Bb是被舉到搬送機械手臂30的臂31的上方之搬送機械手臂20的臂21的俯視圖。但，在圖17Aa～圖17Bb中，臂21的一部分是作為透視圖面表示。
如圖17Aa及圖17Ab所示般，搬送機械手臂20是使位於搬送機械手臂30的臂31上方的臂21下降。藉此，搬送機械手臂20的臂21所具有的保持部25會位於在臂31的上下的保持部35，36的下方的保持部36被保持的基板Wb的高度位置。
如圖17Ba及圖17Bb所示般，搬送機械手臂20是將在臂21的X方向相向的保持部25關閉，而抓住被保持於搬送機械手臂30的保持部36的基板Wb的X方向的兩端部。又，搬送機械手臂30是打開在臂31的Y方向相向的保持部36而解放基板Wb。
如此，當搬送機械手臂20接受1組的基板Wf，Wb之中下側的基板Wb時，是從背面側保持基板Wb而自搬送機械手臂30接受基板Wb。藉此，被保持於搬送機械手臂30的臂31的基板Wb會將背面朝向上方的臂21側，而被保持於搬送機械手臂20的臂21。
另外，在下側的基板Wb的交接時，也以基板處理裝置1的前後左右的方向作為基準，基板Wb會將X方向兩端部保持於搬送機械手臂20的保持部25，將Y方向兩端部保持於搬送機械手臂30的保持部35。藉此，可進行在搬送機械手臂20，30間的基板Wb的交接。
之後，搬送機械手臂20為了將第2個的基板Wb收容於收容容器40，而逆向進行上述的圖6A及圖6B的動作。亦即，搬送機械手臂20是將舉到搬送機械手臂30的臂31上的臂21收縮，使朝向+X方向的臂21藉由旋轉部23來旋轉180°而朝向-X方向。
圖18Aa～圖18Cb是表示實施形態的搬送機械手臂20將成對的基板之中位於下側的基板Wb收容於收容容器40的動作之一例的模式圖。
另外，圖18Aa、圖18Ba及圖18Ca是從基板處理裝置1的框體60內部朝向基板處理裝置1前方看的收容容器40的正面圖。又，圖18Ab、圖18Bb及圖18Cb是從+Y方向側朝向-Y方向側看的收容容器40及搬送機械手臂20的側面圖。但，在圖18Ab、圖18Bb及圖18Cb中，收容容器40是作為透視圖面表示。
如圖18Aa及圖18Ab所示般，搬送機械手臂20是藉由基部22來使臂21繞軸旋轉，而使基板Wb的表背面反轉。藉此，被保持於臂21的下方，將表面朝向下方的基板Wb會被保持於臂21的上方，成為將表面朝向上方的狀態。
如圖18Ba及圖18Bb所示般，搬送機械手臂20是使臂21往-X方向延伸，將臂21的前端部分插入至收容容器20內。藉此，臂21的前端部分是被插入至收容容器40內的1對的棚架41的稍微上方。亦即，搬送機械手臂20是將臂21插入至支撐基板Wb的預定的1對的棚架41的上方。
另外，在圖18Bb的例子是先將臂21插入至搬送完了的基板Wf的下方，但將臂21插入的位置是可以收容容器40內的空狹槽(slot)亦即未支撐基板W的任意的棚架41作為目標控制。
但，在裝載收容容器40內的全部的基板W並再度卸載該等的全部的基板W時，以收容容器40內的基板W的排序能夠和裝載前同樣的方式，收容該等的基板W為理想。因為在半導體裝置的製造工序，通常是以例如每個收容容器40的1批單位來管理基板W。
如圖18Ba及圖18Bb所示般，搬送機械手臂20是打開在臂21的X方向相向的保持部25而解放基板Wb。又，搬送機械手臂20是藉由基部22來使臂21下降。藉此，基板Wf是成為被保持於收容容器40的1對的棚架41上的情形。
如圖18Ca及圖18Cb所示般，搬送機械手臂20是藉由基部22來使臂21更下降，調整為保持部25會形成比被保持於1對的棚架41的基板Wb更低的位置之後，使臂21收縮而從收容容器40抽出臂21的前端部分。藉此，基板Wb會被收容於收容容器40內。
藉由以上，完成根據搬送機械手臂20，30的1組的基板Wf，Wb的卸載動作。
之後，搬送機械手臂20，30是重複上述的卸載動作，取出晶舟50內的全部的基板W，而收容於收容容器40內。如上述般，在從複數的收容容器40裝載複數批份的基板W時，亦可對於該等的收容容器40連續性地卸載基板W。
(半導體裝置的製造方法) 其次，利用圖19A～圖21B來說明有關根據基板處理裝置1的基板W的處理例。圖19A～圖20B是表示實施形態的根據基板處理裝置1的基板W的處理的程序之一例的剖面圖。
實施形態的根據基板處理裝置1的基板處理是例如作為半導體裝置的製造方法之一工序進行。在圖19A～圖20B是表示根據基板處理裝置1的基板處理會作為圖21A及圖21B所示的半導體裝置SD亦即具備記憶格MC的三維非揮發性記憶體的製造方法之一工序進行時的例子。
如圖19A所示般，在基板處理裝置1的處理的對象的基板W上，源極線SL及層疊膜LMs會依序被形成。源極線SL是例如Poly-Si層等的導電層。層疊膜LMs是具有例如複數的SiO 2層及複數的SiN層被1層1層交替地層疊的構成。在層疊膜LMs是貫通層疊膜LMs而到達源極線SL的複數的微細的記憶洞MH會被高密度地形成。
如後述般，在記憶洞MH內是形成有記憶層ME、通道層CN及核心層CR(參照圖21A及圖21B)等的複數的異種層。記憶層ME是具有從記憶洞MH的外周側依序層疊區塊絕緣層BK、電荷蓄積層CT及隧道絕緣層TN(參照圖21A及圖21B)的層疊構造。
該等的異種層之中，區塊絕緣層BK、隧道絕緣層TN及核心層CR是例如SiO 2層等。又，電荷蓄積層CT是例如SiN層等，通道層CN是例如Si層等。
如此，在記憶洞MH內是形成有複數的異種層所致的金屬氧化物氮化氧化物半導體(MONOS：Metal Oxide Nitride Oxide Silicon)膜。
如圖19B所示般，在基板處理裝置1是例如使用ALD法，該等的異種層之中至少任一個，例如隧道絕緣層TN等會作為預定層TL被形成。
如此的基板處理是如上述般，以背面彼此間重疊的基板Wf，Wb作為1組，將收容有複數組的基板Wf，Wb的晶舟50裝載於反應管10內而進行。當形成對象的預定層TL例如為隧道絕緣層TN等的SiO 2層時，SiH 4氣體等的Si的原料氣體及O 2氣體等的氧化氣體會作為處理氣體，從噴嘴14的多數的孔15供給至反應管10的內管13內。
從噴嘴14供給的處理氣體是通過複數組的基板Wf，Wb間而從內管13側面的未圖示的縫隙排出至內管13外，進一步經由外管11的排氣口12來朝基板處理裝置1外排氣。
此時，在複數組的基板Wf，Wb中，朝向基板Wf的上方的表面及朝向基板Wb的下方的表面會被暴露於處理氣體。該等的基板Wf，Wb是藉由加熱部90來加熱至所望的溫度，藉由接觸於該等的基板Wf，Wb表面，原料氣體會因為熱化學反應而分解，進一步分解物會藉由氧化氣體而被氧化，以1原子～數原子單位堆積SiO 2層。
藉此，在被形成於基板W的層疊膜LMs的上面以及被形成於層疊膜LMs的記憶洞MH的側面及底面形成有SiO 2層等的預定層TL。
如以上般，藉由例如作為ALD裝置構成的基板處理裝置1來進行基板處理，即使在微細的記憶洞MH內內也能以良好的階梯覆蓋且在基板W的全域均一的層厚來形成預定層TL。
如圖20A所示般，藉由在記憶洞MH內形成複數的異種層，可取得記憶體柱PL。具體而言，從記憶洞MH的外周側依序形成記憶層ME、通道層CN及核心層CR。通道層CN是在記憶洞MH的底面也被形成。
又，之後，將層疊膜LMs中的複數的SiN層例如置換成W層等的導電層而形成字元線WL(參照圖21A及圖21B)。此時，在字元線WL的形成之前，在字元線WL的高度位置的記憶體柱PL的側面形成Al 2O 3層等的金屬區塊層。
亦即，記憶體柱PL的形成後，除去層疊膜LMs中的複數的SiN層而形成層疊膜LMg。層疊膜LMg是在複數的絕緣層OL間具有被除去SiN層的間隙層GP的狀態的膜。絕緣層OL是相當於上述的層疊膜LMs中的SiO 2層。
如圖20B的記憶體柱PL的部分擴大圖所示般，在間隙層GP上下的絕緣層OL的下面及上面以及露出於間隙層GP的柱PL的側面形成Al 2O 3層等的金屬區塊層BKm。
另外，在如此的金屬區塊層BKm的形成也可使用實施形態的基板處理裝置1。此情況，將收容有複數組的基板Wf，Wb的晶舟50裝載於反應管10內，供給TMA氣體等的Al的原料氣體及O 2氣體等的氧化氣體等作為處理氣體，而以1原子～數原子單位來堆積Al 2O 3層。
如此藉由例如作為ALD裝置構成的基板處理裝置1來進行基板處理，即使在微細的空間的間隙層GP內也能以良好的階梯覆蓋且在基板W的全域均一的層厚來形成Al 2O 3層等的預定層。
之後，藉由在間隙層GP充填W層等而形成字元線WL，記憶體柱PL成為具有複數的異種層所致的金屬氧化鋁氮化氧化物半導體(MANOS：Metal Almina Nitride Oxide Silicon)膜的情形。
又，形成未圖示的複數的觸點，將複數的字元線WL的各者拉出至上層側。又，形成與複數的記憶體柱PL的各者連接的上層配線等。
藉由以上，製造圖21A及圖21B所示的半導體裝置SD。
圖21A及圖21B是表示實施形態的半導體裝置SD的構成之一例的剖面圖。圖21A是半導體裝置SD的形成記憶體柱PL的部分的剖面圖，圖21B是記憶體柱PL的一部分擴大剖面圖。
如圖21A及圖21B所示般，半導體裝置SD是在基板W上具備從基板W側依序配置的源極線SL、層疊膜LM及絕緣層IL。層疊膜LM是具有複數的字元線WL及複數的絕緣層OL會各1層交替層疊的構成。字元線WL是如上述般，層疊膜LMs中的SiN層被置換成W層等的層。
在層疊膜LM是配置有貫通層疊膜LM而到達源極線SL之複數的微細的記憶體柱PL。記憶體柱PL是從外周側依序具備記憶層ME、通道層CN及核心層CR。記憶層ME是從記憶體柱PL的外周側依序具備區塊絕緣層BK、電荷蓄積層CT及隧道絕緣層TN。又，柱PL是在記憶層ME外周的複數的字元線WL的高度位置具備金屬區塊層BKm。
在記憶體柱PL與複數的字元線WL的各者的交叉部是形成有記憶格MC。亦即，在1個的記憶體柱PL是形成有排列於高度方向的複數的記憶格MC。藉由如此的記憶體柱PL在層疊膜LM中高密度地配置，半導體裝置SD是例如被構成為複數的記憶格MC被三維地配置的三維非揮發性記憶體等。
經由未圖示的觸點來施加預定的電壓至預定的字元線WL，可對於被連接至該字元線WL的記憶格MC進行資料的寫入及讀出。
(概括) 在半導體裝置的製造工序是可使用在基板上形成預定層的縱型爐等的基板處理裝置。在如此的基板處理裝置是例如將收容數批份的基板的晶舟裝載於反應管內而進行成膜處理。
近年來，隨著半導體裝置的微細化，在基板表面高密度地形成微細的凹凸，基板的實質的表面積，亦即預定層的形成面積會增大。在上述的基板處理裝置，進行表面積增大的基板的處理時，若將被收容於晶舟內的基板間的間距擴大至倍程度，則可取得能夠維持預定層的層厚的均一性及對微細的凹凸的階梯覆蓋性之見解。
然而，若實施上述對策，則1次可處理的基板的數量會例如減少至一半以下，生產性會大幅度降低。本發明者是思考保持擴大被收容於晶舟內的基板間的間距，將各1個收容於晶舟的1對的爪部的基板予以在使背面彼此間重疊的狀態下收容2個，藉此可使半導體裝置的生產性提升。
在此，如何實現可使2個的基板的背面彼此間重疊收容於晶舟的搬送系，成為課題。
若根據實施形態的基板處理裝置1，則搬送機械手臂20的臂21是在X方向的兩端部保持1個的基板W，在基板處理裝置1的收容容器台64與搬送機械手臂30的臂31之間搬送基板W。搬送機械手臂30的臂31是具有在Y方向的兩端部保持2個的基板Wf，Wb的保持部37，在搬送機械手臂20的臂21與晶舟50之間搬送基板Wf，Wb。
藉此，可將2個的基板Wf，Wb收容於晶舟50的1對的爪部52。因而，擴大被收容於晶舟50內的複數組的基板Wf，Wb間的間距的同時，可使能夠收容於反應管10內的基板數增加，可一面維持預定層的層厚的均一性及對微細的凹凸的階梯覆蓋性，一面使半導體裝置SD的生產性提升。
若根據實施形態的基板處理裝置1，則搬送機械手臂20的臂21是從背面側保持基板Wb而從收容容器50取出，使基板Wb的表背面反轉而交接至搬送機械手臂30的臂。又，搬送機械手臂20的臂21是從表面側保持基板Wf而從收容容器40取出，不使基板Wf的表背面反轉，交接至搬送機械手臂30的臂31。藉此，可使2個的基板Wf，Wb背面彼此間重疊而交接至搬送機械手臂30。
若根據實施形態的基板處理裝置1，則在將表面朝向下方的基板Wb及被堆疊於基板Wb的背面上且將表面朝向上方的基板Wf被載置於晶舟50的1對的爪部52時，以搬送機械手臂30的保持部35來保持基板Wf，以保持部36來保持基板Wb，從晶舟50取出。藉此，可從晶舟50卸載背面彼此間重疊的2個的基板Wf，Wb。
若根據實施形態的基板處理裝置1，則搬送機械手臂30的臂31是在從晶舟50取出1組的基板Wf，Wb時，以保持部35來保持基板Wf之後，以保持部36來保持基板Wb。藉此，使被重疊於基板Wb上的基板Wf浮起而保持，然後，可保持被支撐於1對的爪部52的基板Wb來從晶舟50取出。因而，能以1次的搬送動作來從晶舟50取出2個的基板Wf，Wb。
若根據實施形態的基板處理裝置1，則搬送機械手臂20的臂21是從表面側接受被保持於搬送機械手臂30的臂31之1組的基板Wf，Wb之中，被保持於保持部35的基板Wf，而收容於收容容器40。又，搬送機械手臂20的臂21是從背面側接受被保持於搬送機械手臂30的臂31之1組的基板Wf，Wb之中，被保持於保持部36的基板Wb，使基板Wb的表背面反轉而收容於收容容器40。
藉此，有關2個的基板Wf，Wb之中，表面朝向上方的基板Wf是原封不動收容於收容容器40，有關背面朝向下方的基板Wb是可將表面朝向上方而收容於收容容器40。
若根據實施形態的基板處理裝置1，則在搬送機械手臂20的臂21與搬送機械手臂30的臂31之間交接基板W時，是使搬送機械手臂20的臂21的延伸方向與搬送機械手臂30的臂31的延伸方向交叉。
藉此，在各個的臂21，31，可保持基板W的不同的端部，可一面抑制臂21，31及基板W的互相的干渉，一面在搬送機械手臂20，30間進行基板W的交接。
若根據實施形態的基板處理裝置1，則在反應管10進行的基板處理是根據ALD的預定層TL的形成處理。如此，對於例如實質的表面積大的基板W，進行依據該等的基板W間的間距而容易受到製程特性的影響之根據ALD法的成膜處理時，可適用上述般的基板Wf，Wb的搬送手法。
上述的實施形態的手法是處理1組的基板Wf，Wb的朝向上下的各個的面。但，由於該等複數組的基板Wf，Wb間的間距被適當地保持，因此不會有從噴嘴14穿過複數組的基板Wf，Wb間而往內管13外排出的處理氣體的流動被阻礙的情形，可一面維持預定層的層厚的均一性及對微細的凹凸的階梯覆蓋性，一面使半導體裝置SD的生產性提升。
(變形例) 其次，說明有關實施形態的變形例的構成。變形例的搬送機械手臂30是在裝載基板W時也使用保持部35，36的點與上述的實施形態不同。另外，在上述的變形例中，作為第3保持部的保持部35及作為第2保持部的保持部36皆是第1保持部之一例。
搬送機械手臂30是藉由逆向進行上述的圖12Aa～圖13Bb、圖15Aa～圖15Bb及圖17Aa～圖17Bb所示的動作，可利用保持部35，36來裝載基板W。以下，引用圖12Aa～圖13Bb、圖15Aa～圖15Bb及圖17Aa～圖17Bb來說明有關變形例的根據搬送機械手臂30的基板W的裝載動作例。
如圖17Ba及圖17Bb所示般，在將從收容容器40取出的基板Wb保持於臂21的下面的狀態下，以基板Wb會位於搬送機械手臂30的臂31所具備的保持部36的高度位置之方式，控制搬送機械手臂20的臂21。
此時，基板Wb是將表面朝向下方的臂31側。又，搬送機械手臂30的臂31所具有的保持部35，36皆為打開的狀態。
如圖17Aa及圖17Ab所示般，關閉搬送機械手臂30的臂31所具有的保持部36而將基板Wb保持於Y方向的兩端部。又，打開搬送機械手臂20的臂21所具有的保持部25，將在X方向的兩端部保持於臂21的基板Wb解放。藉此，基板Wb會從搬送機械手臂20往搬送機械手臂30交接。
如圖15Ba及圖15Bb所示般，在將從收容容器40取出的基板Wf保持於臂21的下面的狀態下，以基板Wf會位於搬送機械手臂30的臂31所具備的保持部35的高度位置之方式，控制搬送機械手臂20的臂21。
此時，基板Wf是將表面朝向上方的臂21側。又，搬送機械手臂30的臂31的保持部35是仍然打開的狀態。
如圖15Aa及圖15Ab所示般，關閉搬送機械手臂30的臂31所具有的保持部35而將基板Wf保持於Y方向的兩端部。又，打開搬送機械手臂20的臂21所具有的保持部25，將在X方向的兩端部保持於臂21的基板Wf解放。藉此，基板Wf會從搬送機械手臂20往搬送機械手臂30交接。
如圖13Ba及圖13Bb所示般，搬送機械手臂30是使旋轉部33旋轉，而將臂31朝向晶舟50側。
如圖13Aa及圖13Ab所示般，搬送機械手臂30是使臂31延伸，將保持2個的基板Wf，Wb的臂31的前端部分插入至晶舟50的空狹槽部分。
如圖12Ca及圖12Cb所示般，搬送機械手臂30是打開臂31的保持部36而解放基板Wb。藉此，基板Wb成為被支撐於晶舟50的1對的爪部52的狀態。
如圖12Ba及圖12Bb所示般，搬送機械手臂30是打開臂31的保持部35而解放基板Wf。藉此，基板Wf會在被支撐於晶舟50的1對的爪部52的基板Wb的背面上重合。
之後，藉由使臂31收縮而從晶舟50內抽出，1組的基板Wf，Wb被收容於晶舟50內。
另外，如上述的變形例般，在搬送機械手臂30裝載基板W時也使用保持部35，36的情況，搬送機械手臂30的臂31可以不具有保持部37。
若根據變形例的基板處理裝置，則可取得與上述的實施形態的基板處理裝置1同樣的效果。
另外，在上述的實施形態及變形例的基板處理裝置1中，例如搬送機械手臂20的臂21會對於收容容器40變更上下的位置，進行基板W的授受。但，亦可藉由對於臂21變更收容容器40的上下位置，進行基板W的授受。同樣，亦可例如不是搬送機械手臂30的臂31對於晶舟50變更上下位置，而是藉由對於臂31變更晶舟50的上下位置，進行基板W的授受。
如此，臂21與收容容器40、臂31與晶舟50的上下位置的移動是相對性者，亦可藉由至少任一方改變上下位置來進行基板W的搬送。
又，上述的實施形態及變形例的根據基板處理裝置1的基板處理是例如作為在半導體裝置的製造時進行者。但，具有上述的搬送機構的基板處理裝置是不被限於半導體裝置，可使用在各種基板的處理。
說明了本發明的幾個的實施形態，但該等的實施形態是舉例提示者，非意圖限定發明的範圍。該等新穎的實施形態是可用其他的各種的形態實施，可在不脫離發明的主旨的範圍進行各種的省略、置換、變更。該等實施形態或其變形為發明的範圍和主旨所包含，且為申請專利範圍記載的發明及其均等的範圍所包含。
1:基板處理裝置 10:反應管 20,30:搬送機械手臂 21,31:臂 25,35~37:保持部 40:收容容器 50:晶舟 52:爪部 60:框體 64:收容容器台 100:控制部 SD:半導體裝置 TL:預定層 W,Wb,Wf:基板
[圖1A]及[圖1B]是表示實施形態的基板處理裝置的構成之一例的模式圖。 [圖2]是表示實施形態的反應管的構成之一例的模式性的剖面圖。 [圖3A～圖3C]是表示實施形態的搬送機械手臂的構成之一例的模式圖。 [圖4A～圖4Cb]是表示實施形態的搬送機械手臂從收容容器取出成對的基板之中第1個的基板的動作之一例的模式圖。 [圖5A～圖5Cb]是表示實施形態的搬送機械手臂從收容容器取出成對的基板之中第1個的基板的動作之一例的模式圖。 [圖6A]及[圖6B]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板之中第1個的基板往另一方的搬送機械手臂側搬送的動作之一例的模式圖。 [圖7Aa～圖7Bb]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板之中第1個的基板往另一方的搬送機械手臂交接的動作之一例的模式圖。 [圖8Aa～圖8Cb]是表示實施形態的搬送機械手臂從收容容器取出成對的基板之中第2個的基板的動作之一例的模式圖。 [圖9Aa～圖9Bb]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板之中第2個的基板往另一方的搬送機械手臂交接的動作之一例的模式圖。 [圖10A]及[圖10B]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板往晶舟側搬送的動作之一例的模式圖。 [圖11Aa～圖11Cb]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板收容於晶舟的動作之一例的模式圖。 [圖12Aa～圖12Cb]是表示實施形態的搬送機械手臂從晶舟取出成對的基板的動作之一例的模式圖。 [圖13Aa～圖13Bb]是表示實施形態的搬送機械手臂從晶舟取出成對的基板的動作之一例的模式圖。 [圖14A]及[圖14B]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板往另一方的搬送機械手臂側搬送的動作之一例的模式圖。 [圖15Aa]及[圖15Bb]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板之中上側的基板往另一方的搬送機械手臂交接的動作之一例的模式圖。 [圖16Aa～圖16Cb]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板之中位於上側的基板收容於收容容器的動作之一例的模式圖。 [圖17Aa～圖17Bb]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板之中下側的基板往另一方的搬送機械手臂交接的動作之一例的模式圖。 [圖18Aa～圖18Cb]是表示實施形態的搬送機械手臂將成對的基板之中位於下側的基板收容於收容容器的動作之一例的模式圖。 [圖19A]及[圖19B]是表示實施形態的根據基板處理裝置的基板的處理的程序之一例的剖面圖。 [圖20A]及[圖20B]是表示實施形態的根據基板處理裝置的基板的處理的程序之一例的剖面圖。 [圖21A]及[圖21B]是表示實施形態的半導體裝置的構成之一例的剖面圖。
20,30:搬送機械手臂
21,31:臂
22:基部
23:旋轉部
24:本體
25,35~37:保持部
32:基部
33:旋轉部
34:本體

Claims (6)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵為具備： 可將從收容容器取出的複數的基板排列於與前述複數的基板的面交叉的第1方向而保持之晶舟﹔ 可收容前述晶舟而處理前述複數的基板之反應管﹔及 搬送前述複數的基板之第1及第2臂， 前述第1臂是在與前述第1方向交叉的第2方向的兩端部保持1個的基板，可在前述收容容器與前述第2臂之間搬送前述1個的基板， 前述第2臂是具有可在與前述第1及第2方向交叉的第3方向支撐2個的基板之第1保持部，可在前述第1臂與前述晶舟之間搬送前述2個的基板。
  2. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述第1臂為： 從背面側保持前述複數的基板之中第1基板，從前述收容容器取出，使前述第1基板的表背面反轉而交接至前述第2臂， 從表面側保持前述複數的基板之中第2基板，從前述收容容器取出，不使前述第2基板的表背面反轉，交接至前述第2臂。
  3. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述晶舟是具有：以預定間隔排列於前述第1方向，可保持前述複數的基板之複數的爪部， 前述第2臂是具有： 可在沿著前述第2臂的延伸方向的方向的兩端部保持1個的基板之第2保持部﹔及 可在沿著前述第2臂的延伸方向的方向的兩端部保持1個的基板，位於前述第2保持部的上方之第3保持部， 被載置於前述複數的爪部的1個的爪部之第1及第2基板之中，以前述第3保持部保持前述第2基板，且以前述第2保持部保持前述第1基板，而從前述晶舟取出。
  4. 如請求項3記載的基板處理裝置，其中，前述第1臂為： 從表面側接受被保持於前述第2臂的前述第1及第2基板之中以前述第3保持部保持的前述第2基板，而收容於前述收容容器， 從背面側接受被保持於前述第2臂的前述第1及第2基板之中以前述第2保持部保持的前述第1基板，使前述第1基板的表背面反轉而收容於前述收容容器。
  5. 一種基板處理方法，其特徵為： 藉由第1及第2臂來將被收容於收容容器的複數的基板搬送至可收容前述複數的基板的晶舟，排列於與前述複數的基板的面交叉的第1方向而保持於前述晶舟， 將保持有前述複數的基板的前述晶舟收容於反應管， 在前述反應管的內部處理前述複數的基板， 在前述收容容器與前述晶舟之間搬送前述複數的基板，是包含： 藉由前述第1臂，在與前述第1方向交叉的第2方向的兩端部保持前述複數的基板之中第1基板，在前述收容容器與前述第2臂之間搬送前述第1基板， 藉由前述第2臂，在與前述第1及第2方向交叉的第3方向以第1保持部來支撐前述第1基板及前述複數的基板之中與前述第1基板不同的第2基板，在前述第1臂與前述晶舟之間搬送前述第1及第2基板。
  6. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵為： 藉由第1及第2臂來將被收容於收容容器的複數的基板搬送至可收容前述複數的基板的晶舟，排列於與前述複數的基板的面交叉的第1方向而保持於前述晶舟， 將保持有前述複數的基板的前述晶舟收容於反應管， 在前述反應管的內部處理前述複數的基板， 在前述收容容器與前述晶舟之間搬送前述複數的基板，是包含： 藉由前述第1臂，在與前述第1方向交叉的第2方向的兩端部保持前述複數的基板之中第1基板，在前述收容容器與前述第2臂之間搬送前述第1基板， 藉由前述第2臂，在與前述第1及第2方向交叉的第3方向以第1保持部來支撐前述第1基板及前述複數的基板之中與前述第1基板不同的第2基板，在前述第1臂與前述晶舟之間搬送前述第1及第2基板。
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