WO2008018285A1

WO2008018285A1 - Appareil de transfert de substrat, appareil de traitement de substrat, bras de transfert de substrat et procédé de transfert de substrat

Info

Publication number: WO2008018285A1
Application number: PCT/JP2007/064402
Authority: WO
Inventors: Akitake Tamura
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2009-02-11
Also published as: KR20080050496A; CN101361177B; TW200814226A; KR100979615B1; CN101361177A; JP2008047650A; JP4854427B2

Description

明細書

基板移載装置，基板処理装置，基板移載用アーム，基板移載方法技術分野

[0001] 本発明は，基板移載装置，基板処理装置，基板移載用アーム，基板移載方法に関する。

背景技術

[0002] 一般に，半導体ウェハ（以下，単に「ウェハ」とも称する）やガラス基板等の被処理基板の表面に酸化，拡散， CVD,ァニールなどの処理を施すために，各種の熱処理装置が用いられる。熱処理装置としては，例えば多数枚のウェハを一度に処理可能な縦型熱処理装置が知られている。

[0003] 縦型熱処理装置は，縦型の熱処理炉内に例えばウェハを保持するための多数の保持板を上下方向に所定のピッチで配列したウェハ保持ボートを設け，このウェハ保持ボートの各保持板に載置されたウェハを一度に熱処理できるようになつている。ウェハ保持ボートの各保持板にウェハを移載する際には，例えば旋回，昇降，進退動作が可能な移載用アームを備える基板移載装置が使用される。

[0004] このような基板移載装置としては，例えば特許文献 1に記載されているように，ゥェハ保持ボートの各保持板をリング形状にし，支持ピンを上方に突き出るように固定した突き上げ板を各保持板の中央を昇降可能に設け，この突き上げ板で移載用ァームからのウェハを受け取って保持板に載置させるものが知られている。

[0005] また，例えば特許文献 2に記載されているように，上記突き上げ板をアーム状にした第 2基板支持アームを設け，移載用アームである第 1基板支持アームからのウェハを第 2基板支持アームで受け取って保持板に載置させるものもある。さらに，例えば特許文献 3に記載されているように，ウェハ保持ボートの各保持板にその上方に突出する爪部を設け，移載用アームで各保持板の爪部上にウェハを載置させるものもある。特許文献 1 :特開平 8— 330318号公報

特許文献 2 :特開平 10— 242067号公報

特許文献 3 :特開平 10— 242237号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところ力突き上げ板を昇降させてウェハを載置するもの（特許文献 1参照）では，ある保持板にウェハを載置すると，それより上にある保持板には突き上げ板を移動させることができない。このため，例えばウェハを保持板に載置させる際には必ず上の保持板から順にウェハを載せていかなければならず，またウェハを保持板から取り出す際には必ず下の保持板から順にウェハを取り出していかなければならない。これでは，任意の保持板との間でウェハをやり取りすることができないという問題がある。

[0007] また，上記突き上げ板をアーム状にしたもの（特許文献 2参照）では，任意の保持板との間でウェハをやり取りすることはできるものの，突き上げ板の支持ピンは起立した状態で固定されているので，支持ピンごとアームを差し入れることができるように保持板のピッチを広くとらなければならない。また，ウェハ保持ボートの各保持板に爪部を設けたもの（特許文献 3参照）は，任意の保持板との間でウェハをやり取りすることはできるものの，爪部よりも上に移載用アームを差し入れることができるように保持板のピッチを広くとらなければならないという問題がある。

[0008] このように，保持板のピッチを広くとらなければならないものでは，その分ウェハ保持ボートに設けられる保持板の数が少なくなり，ウェハ保持ボートに移載できるゥェハの数も少なくなる。このため，一度に熱処理できるウェハの数が少なくなつてしまい , スループットが低下する。逆に，スループットの低下を抑えるため，ウェハ保持ボートに設けられる保持板の数を減らさないようにすると，ウェハ保持ボートの高さを高くしなければならず，その分熱処理炉の長さも長くせざるを得ない。

[0009] そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは ,基板保持ボートにおける任意の保持板との間で基板をやり取りでき，かつ保持板のピッチを従来以上に狭くすることができる基板移載装置等を提供することにある。課題を解決するための手段

[0010] 上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するための基板移載装置であって，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第 1ァームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第 2アームとを備えることを特徴とする基板移載装置が提供される。この場合，上記第 2アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることが好ましい。

[0011] 上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートと，この基板保持ボートに基板を移載する基板移載装置とを備え，前記基板保持ボートに移載された複数の基板に対して一度に所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第 1アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第 2アームとを備え，前記第 2アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることを特徴とする基板処理装置が提供される。

[0012] 上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するために用いられる基板移載用アームであって，旋回及び昇降可能な基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けたフォーク部を備えることを特徴とする基板移載用アームが提供される。

[0013] このような本発明における基板移載装置においては，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を備える第 2アーム（基板移載用アーム）を設けることにより，基板を搬送するための第 1アームと，基板を持ち上げるための第 2アームをそれぞれ任意の保持板の上下に差し込んで基板の移載を行うことができる。これにより ,基板保持ボートにおける任意の保持板との間で基板のやり取り（基板のセット又は取り出し)を行うこと力 Sできる。また，基板持ち上げ機構を倒した状態で，第 2アームを保持板の下側に出し入れすることができるので，各保持板のピッチを従来以上に狭くすること力 Sでさる。

[0014] また，上記第 2アームは，その外枠を構成する枠板と，前記枠板の内側にその枠板に対して進退動作可能に設けられた可動板とを備え，前記基板持ち上げ機構は，基板支持部を設けた起倒板と，この起倒板にヒンジ接続された支持板とによりなる基板持ち上げ板を設け，この基板持ち上げ板を前記枠板と前記可動板との間にヒンジ接続することにより，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記起倒板を起倒するように構成する。これによれば，可動板を可動させるだけで，起倒板を起倒させることができるので，簡単に基板を持ち上げたり，降ろしたりすること力 Sできる。

[0015] この場合，上記基板持ち上げ機構は，前記各ヒンジ部の位置と前記各ヒンジ部間の長さを調整することによって，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記基板支持部の先端を鉛直方向に動作するように構成してもよい。これによれば，スコットラッセル機構と同様の条件に各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによつて，起倒板の基板支持部を鉛直運動させて基板を持ち上げることができる。これにより，基板を持ち上げたり，降ろしたりする際に基板が水平方向にずれることを防止できる。

[0016] 上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持する多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載する基板移載装置を利用した基板移載方法であって，前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第 1アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第 2アームとを備え，前記第 1アームをその搬送フォーク部に基板を載置した状態で，その基板を移載しょうとする保持板の上側に揷入するとともに，前記第 2アームをその基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に揷入する工程と，前記基板持ち上げ機構を起立させて，前記第 1アーム上の基板を持ち上げる工程と，前記第 1アームを前記保持板の上側から引き抜く工程と，前記基板持ち上げ機構を倒して，前記保持板上に基板を降ろす工程と，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で，前記第 2アームを前記保持板の下側から引き抜く工程と，を有することを特徴とする基板移載方法が提供される。これにより，各保持板のピッチが狭くても，保持板の下側に第 2アームを差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板に確実に基板を載置することができる。

[0017] 上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板を保持する多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載する基板移載装置を利用した基板移載方法であって，前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第 1アームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第 2アームとを備え，前記第 2アームをその基板持ち上げ機構を倒した状態で，移載しょうとする基板が載置されている保持板の下側に揷入する工程と，前記基板持ち上げ機構を起立させて，前記保持板上の基板を持ち上げる工程と，持ち上げられた基板と前記保持板との間に前記第 1アームを揷入する工程と，前記基板持ち上げ機構を倒して，前記保持板上の基板を前記第 1アームの搬送フォーク部上に降ろす工程と，前記第 2アームを前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側から引き抜くとともに，前記第 1 アームをその搬送フォーク部に基板を載置した状態で前記保持板の上側から引き抜く工程と，を有することを特徴とする基板移載方法が提供される。これにより，各保持板のピッチが狭くても，保持板の下側に第 2アームを差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板から確実に基板を取り出すことができる。

発明の効果

[0018] 本発明によれば，基板保持ボートにおける任意の保持板との間で基板をやり取りでき，かつ保持板のピッチを従来以上に狭くすることができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の実施形態にかかる縦型熱処理装置の概略構成を示す断面図である。

[図 2]図 1に示すウェハ保持ボートを説明するための斜視図である。

[図 3]同実施形態にかかる基板移載装置の構成例を示す斜視図である。

[図 4A]第 2アームの構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。園 4B]第 2アームの構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。

園 5A]基板持ち上げ機構の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。

園 5B]基板持ち上げ機構の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。

園 6A]第 2アームの他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。

園 6B]第 2アームの他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。

園 7A]基板持ち上げ機構の他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が倒れた状態を示す図である。

園 7B]基板持ち上げ機構の他の構成例を示す斜視図であって，基板持ち上げ機構が起立した状態を示す図である。

園 8A]図 7Aに示す基板持ち上げ機構を側面から見た図である。

園 8B]図 7Bに示す基板持ち上げ機構を側面から見た図である。

園 9A]ウェハ保持ボートの保持板にウェハをセットする場合の基板移載装置の動作を説明するための図である。

[図 9B]図 9Aに続く動作を説明するための図である。

園 9C]図 9Bに続く動作を説明するための図である。

[図 9D]図 9Cに続く動作を説明するための図である。

[図 9E]図 9Dに続く動作を説明するための図である。

[図 9F]図 9Eに続く動作を説明するための図である。

園 10A]ウェハ保持ボートの保持板からウェハを取り出す場合の基板移載装置の動作を説明するための図である。

[図 10B]図 10Aに続く動作を説明するための図である。

[図 10C]図 10Bに続く動作を説明するための図である。

[図 10D]図 10Cに続く動作を説明するための図である。 [図 10E]図 10Dに続く動作を説明するための図である。園 10F]図 10Eに続く動作を説明するための図である。園 11]ウェハ保持ボートの他の構成例を示す斜視図である。符号の説明

100 縦型熱処理装置

118 処理容器

122 蓋部

124 保温筒

126 処理ガス導入ノズ.

128 排気ノズル

130 断熱材

132 加熱ヒータ

134 送風ファン

136 送風ヘッダ

138 送風ノズル

140 排気通路

142 開閉シャツタ

144 冷却機構

146 排気ファン

150 ウエノヽカセット

200 ウェハ保持ボート

202 遮光板

204 上端リング部材

206 下端リング部材

210 保持板

220 支柱

222 移載用搬出入口

250 保持板 252 孔

300 基板移載装置

302 基台駆動機構

310 基台

312 溝

320 第 1アーム

321 スライダ部

322 搬送フォーク部

330 第 2アーム

331 スライダ部

332 持ち上げフォーク部

334 枠板

336 可動板

338 シリンダ機構

339 カム機構

340 基板持ち上げ機構

342 起倒板

344 支持板

346 基板支持部

W ウエノ、

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

[0022] (縦型熱処理装置の構成例）

先ず，本発明にかかる基板移載装置を適用可能な縦型熱処理装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態では，縦型熱処理装置として高速で炉内温度を昇降できる高速昇温熱処理装置 (FTP)に適用した場合を例に挙げる。図 1は本実施形態にかかる縦型熱処理装置を示す断面図である。

[0023] 図 1に示すように，縦型熱処理装置 100は，下端が開口された高純度石英製の処理容器 118を備える。処理容器 (熱処理炉） 118内には，多数の基板例えば半導体ウェハ（以下，単に「ウェハ」とも称する。）Wを保持する基板保持ボートの 1例としてのウェハ保持ボート 200が収容される。処理容器 1 18の下端開口部には，蓋部 122 が気密に着脱自在に設けられている。蓋部 122上には，中空円筒体状の石英製の保温筒 124が回転自在に設けられている。ウェハ保持ボート 200は，蓋部 122上に保温筒 124を介して載置される。なお，蓋部 122は，図示しない昇降機構に連結されている。この昇降機構により，蓋部 122の開閉と，処理容器 118に対するウェハ保持ボート 200の搬入，搬出が行われるようになつている。

[0024] 処理容器 118内の天井部には，この処理容器 118内に処理ガスを導入するための処理ガス導入ノズル 126が設けられている。一方，処理容器 118の下部側壁には，図示しない排気ポンプに接続された排気ノズル 128が設けられており，排気ノズル 1 28を介して処理容器 118内を排気するようになっている。

[0025] 処理容器 118の外側には，この処理容器 118全体を覆うように断熱材 130が設けられている。断熱材 130の内側面には，その全面に亘つて処理容器 118を加熱するための加熱ヒータ 132が設けられている。このカロ熱ヒータ 132は，例えば 2ケィ化モリブデン（商品名：カンタルスーパー発熱体）により構成される。これによれば，単位面積当たりの発熱量を，例えば 10〜30ワット /cm²程度と非常に高く設定してウェハの高速昇温が可能となる。

[0026] 断熱材 130の下端部には，送風ファン 134に連結されたリング状の送風ヘッダ 136 が設けられている。送風ヘッダ 136の適当箇所からは，処理容器 1 18と断熱材 130との間の空間に向けて送風ノズル 138が配設されている。熱処理後のウェハ温度の降温時に，送風ノズル 138から冷却空気を噴出させて強制空冷を行うことにより，高速降温が可能となる。

[0027] 断熱材 130の天井部には，冷却空気を排出する排気通路 140が連結されている。

排気通路 140には，開閉シャツタ 142,排出空気を冷却する冷却機構 144,排気ファン 146が順次配設されて!/、る。 [0028] ウェハ保持ボート 200は，図 2に示すように，ウェハ Wを保持するための多数の保持板 210が上下方向に所定のピッチで配列して設けられている。保持板 210は，例えば保温筒 124上に配設された複数の支柱 220に取り付けられる。支柱 220は保持板 210の周縁部を取り囲むように設けられており，保持板 210はその周縁部が複数の支柱 220の内側に水平になるように支持される。

[0029] ウェハ保持ボート 200の一側方は，支柱 220の間隔を大きくとることによって，移載用搬出入口 222として開放されている。これにより，ウェハ保持ボート 200の各保持板 210に対して側方の移載用搬出入口 222から基板移載装置 300によりウェハ Wの移載作業を容易に行うことができる。

[0030] 保持板 210は，例えば図 2に示すようにウェハ Wの径よりも大きく，切欠のない連続したリング状に形成される。これによれば，ウェハ Wに成膜を行う際には中心部に比ベて周縁部の方が膜厚が厚くなる傾向にあるところ，保持板 210に載置されたウェハ Wに成膜を行うと，あた力、もウェハ Wの周縁部が延長されたかのように成膜されるので，ウェハ Wの周縁部も含めた面内全域において均一な膜を形成することができる。また，保持板 210をリング状に形成した場合には，その内側径すなわち中空部の径は，ウェハ Wの下面縁部を安定して保持できる程度の大きさ（直径）であることが好ましい。

[0031] なお，保持板 210の上面には，ウェハ Wの水平移動を阻止する凹部 (図示しない）が形成されていることが好ましい。これにより，ウェハ Wが横滑りして保持板 210上から脱落することを防止すること力でさる。

[0032] 上記保持板 210および支柱 220は耐熱性を有し，かつウェハに対して汚染源にならない材料 (例えば石英材，シリコンカーバイト（SiC)材など）であることが好ましい。支柱 220の上端及び下端は，図 1に示すように，例えば透明石英材或いはシリコン力一バイト材からなる上端リング部材 204及び下端リング部材 206により固定される。

[0033] また，上端リング部材 204の中空部には，遮光板 202をはめ込むことが好ましい。

遮光板 202は，例えば不純物を含まない高純度の不透明石英或いは不透明シリコンカーバイトよりなり，加熱ヒータ等からの熱線 (光）を遮断するようになっている。これにより，ウェハ保持ボート 200の上端近傍には，加熱ヒータ 132からの直接光が遮断され，ウェハ保持ボート 200の上端近傍に位置するウェハ Wは，ボート中段部分に位置するウェハと熱的に同じ環境状態にすることができるので，ウェハ Wの配置位置によって熱処理の結果にば'らつき力 S生じることを防止すること力 Sできる。

[0034] 上述したようなウェハ保持ボート 200の近傍には，ウェハカセット 150が配設される。ウェハカセット 150は，例えば樹脂等により形成された基板収納容器により構成される。基板収納容器の内壁面には，図示しない溝が複数形成されており，この溝によつて複数枚のウェハ Wの周縁部が支持される。ウェハカセット 150は，例えば 25枚のウェハ Wが収納できるように構成されて!/、る。

[0035] ウェハ保持ボート 200とウェハカセット 150とは，ほぼ同一円周上に配設されており ,その中心にはこれらウェハ保持ボート 200とウェハカセット 150との間でウェハの移載を行うための基板移載装置 300が配設されている。

[0036] (基板移載装置の具体的構成例）

次に，本実施形態に力、かる基板移載装置について図面を参照しながら説明する。図 3は，図 2に示す基板移載装置を拡大した図である。基板移載装置 300は，旋回及び昇降可能に構成された基台 310と，基台 310上に設けられる基板移載用アームとしての第 1 ,第 2アーム 320, 330とを備える。

[0037] 基台 310は，例えば一方向に延出した略箱形状に形成され，その下方には，基台 310を旋回及び昇降させるための基台駆動機構 302が接続している。基台駆動機構 302は例えば以下のように構成される。すなわち，基台駆動機構 302は図示しない旋回用モータを備え，この旋回用モータにより基台 310を水平回りに旋回できるようになつている。また，基台駆動機構 302は図示しない昇降用モータを備え，この昇降用モータで駆動するボールネジにより，基台 310を昇降させることができるようになつてレヽる。これ ίこより，基台 310上の第 1 ,第 2アーム 320, 330 (ま，基台 310を介して水平回りに旋回，昇降可能となる。なお，基台駆動機構 302の構成は上記のものに限られるものではない。

[0038] 基台 310の上面にはその長手方向に沿って溝 312が設けられ，この溝 312に沿つて第 1 ,第 2アーム 320, 330のスライダ部 321 , 331がそれぞれ独立に進退できるように構成されている。これら基板移載用アームのうち，第 1アーム 320はその先端側に搬送フォーク部 322を有し，この搬送フォーク部 322にウェハを載せて搬送するようになつている。この搬送フォーク部 322は，後述する第 2アーム 330の基板持ち上げ機構 340の動作と干渉しないようなフォーク形状にすることが好ましい。例えば図 3 に示す搬送フォーク部 322では，中間部から先端にかけて切欠部を有するようなフォーク形状にしたものである。

[0039] 一方，第 2アーム 330は，その先端側に起倒可能な基板持ち上げ機構 340を設けた持ち上げフォーク部 332を有し，この持ち上げフォーク部 332により，搬送フォーク部 322上のウェハ，保持板 210上のウェハ，ウェハカセット 150内のウェハなどを持ち上げるようになつている。

[0040] 第 2アーム 330は，例えば図 3,図 4Aに示すように，外枠を構成する枠板 334と，この枠板 334の内側にその枠板 334に対して進退動作可能に設けられた可動板 336 とを備える。枠板 334は，スライダ部 331に固定されている。可動板 336は枠板 334 に対して例えば図 4Aに示すようにスライダ部 331内に設けられたシリンダ機構 338 により進退方向に水平に駆動できるようになつている。

[0041] 持ち上げ機構 340は，例えば板材をヒンジ接続して折り曲げ自在に構成された基板持ち上げ板により構成する。この基板持ち上げ板は，枠板 334と可動板 336との間にヒンジ接続され，可動板 336の進退動作に応じて起倒するようになっている。具体的には図 4Aに示すように持ち上げ機構 340が倒れた状態から，シリンダ機構 338 によって可動板 336を進方向に移動させる。これにより，図 4Bに示すように持ち上げ機構 340が立ち上がる。このような持ち上げ機構 340の起倒動作によってウェハ Wを下面から持ち上げることができる。なお，持ち上げ機構 340は，ウェハ Wをその下面力も水平に持ち上げられるように，持ち上げフォーク部 332に少なくとも 3つ以上取り付けられる。

[0042] ここで，持ち上げ機構 340の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。図 5A,図 5Bは，持ち上げ機構の具体的構成例を示す斜視図である。持ち上げ機構 340は，例えば図 5Aに示すようにウェハ Wの下面を支持する基板支持部 346を設けた起倒板 342と，起倒板 342を支持して起倒させるために起倒板 342にヒンジ接続される支持板 344とによりなる基板持ち上げ板により構成される。 [0043] 基板持ち上げ板は，上述したように枠板 334と可動板 336との間にヒンジ接続される。具体的には例えば枠板 334に支持板 344の基端をヒンジ接続するとともに，可動板 336に起倒板 342の基端をヒンジ接続する。なお，基板持ち上げ板の接続状態は ,必ずしもこれに限定されるものではなく，図示はしないが，例えば可動板 336に支持板 344の基端をヒンジ接続するとともに，枠板 334に起倒板 342の基端をヒンジ接続するようにしてあよレヽ。

[0044] 基板支持部 346は，例えば図 5A,図 5Bに示すように起倒板 342と一体で形成される。すなわち，基板支持部 346は，起倒板 342の先端面の一部にその先端面から延出するように設けられる。図 5A,図 5Bでは，基板支持部 346を起倒板 342の先端面の一側面側寄りに設けた場合を例に挙げているが，必ずしもこれに限られるものではなく，例えば基板支持部 346を起倒板 342の先端面の他方の側面寄りに設けてもよく，また起倒板 342の先端面の中央に設けてもよい。なお，基板支持部 346の先端面は，斜めに切欠いたり，面取りしたりすることによって，常に同一の部分がウェハ W に接触するように形成することが好まし!/、。

[0045] 持ち上げ機構 340は，例えば弹性的な復元力のある材料（例えばポリプロピレン，ピアノ線材）で構成する。例えば持ち上げ機構 340の起倒板 342と支持板 344をポリプロピレンの板材により一体で構成する。この場合，起倒板 342と支持板 344とのヒンジ部は例えばポリプロピレンの板材の表面を切欠いて，薄く残した部分により構成する。図 5A,図 5Bは，ポリプロピレンの板材の上面を切欠いて，下面を薄く残した部分によりヒンジ部を構成して!/、る。

[0046] これと同様に，枠板 334,可動板 336についても例えばポリプロピレンの板材で構成して，可動板 336と起便 J板 342とのヒンジ] 枠板 334と支持板 344とのヒンジ] ¾についても，例えばポリプロピレンの板材の表面を切欠いて，薄く残した部分により構成する。図 5A,図 5Bは，可動板 336と起倒板 342とのヒンジ部，枠板 334と支持板 34 4とのヒンジ部はそれぞれ，ポリプロピレンの板材の下面を切欠いて上面を薄く残した部分により構成している。なお，持ち上げ機構 340の各ヒンジ部は，上記のものに限られるものではなく，例えばコイルバネなどで構成してもよい。

[0047] このような構成の持ち上げ機構 340によれば，図 5Aに示すように起倒板 342が倒れた状態から図 5Bに示す進方向（矢印方向）に可動板 336を移動させることにより，起倒板 342はその基板支持部 346ごと，ヒンジ部を中心に回動して立ち上がる。これにより，基板支持部 346の先端は枠板 334,可動板 336の上面から上方に突き出る。この状態で，可動板 336を図 5Bに示す矢印方向とは反対方向に移動することによつて，各部材の弹性的な復元力で起倒板 342はその基板支持部 346ごと倒れて，図 5Aに示すような状態に戻る。

[0048] なお，上述したように持ち上げ機構 340をヒンジ部によって起倒可能に構成すると，起倒板 342が倒れた状態としては，可動板 336を進方向に可動すると起倒板 342が第 2アーム 330の上側と下側のいずれにも動く可能性のある思案点の状態になることも考えられる。この点，持ち上げ機構 340では，起倒板 342と支持板 344との間のヒンジ部をこれらの下面に設け，この下面のヒンジ部を中心にして起倒板 342が回動するので，起倒板 342が第 2アーム 330の上側に立ち上がる。

[0049] また，起倒板 342を倒す際には，思案点の状態まで倒さないようにしてもよい。これにより，ヒンジ部を起倒板 342と支持板 344の下面に設けなくても，可動板 336を進方向に可動すれば必ず起倒板 342が第 2アーム 330の上側に立ち上がるようにすること力 Sでさる。

[0050] ところで，図 4A,図 4Bに示す第 2アーム 330の具体例では，シリンダ機構 338によつて可動板 336を進退方向に移動させる場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，例えば図 6Aに示すようなカム機構 339によって可動板 336を進退方向に移動させるようにしてもよい。この場合，例えばカム機構 339のカムの形状を楕円状にし，このカムを回転させることによって，図 6Aに示すように持ち上げ機構 340の起倒板 342が倒れている状態から図 6Bに示すように起倒板 342を立ち上げること力 Sできる。

[0051] また，図 5A,図 5Bに示す持ち上げ機構 340は，起倒板 342の先端面から延出して基板支持部 346を形成しているが，必ずしもこれに限られるものではなく，例えば図 7A,図 7Bに示すように，基板支持部 346を構成する板材を起倒板 342の下側に取り付けて一体に構成してもよレ、。

[0052] このような構成の持ち上げ機構 340によれば，図 7Aに示すように起倒板 342が倒れた状態から図 7Bに示す矢印方向に可動板 336を移動させることにより，起倒板 34 2は基板支持部 346ごとヒンジ部を中心に回動して立ち上がる。これにより，基板支持部 346の先端は枠板 334,可動板 336の上面から上方に突き出る。この状態で，可動板 336を図 7Bに示す矢印方向とは反対方向に移動することによって，各部材の弹性的な復元力で起倒板 342は基板支持部 346ごと倒れて，図 7Aに示すような状態に民る。

[0053] このような本実施形態に力、かる第 2アーム 320によれば，基板持ち上げ機構 340を倒した状態で，第 2アーム 330を保持板 210の下側から出し入れ動作することができるので，各保持板 210のピッチを従来以上に狭くすることができる。

[0054] ところで，持ち上げ機構 340は，各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによって基板支持部 346の先端が鉛直方向に沿って直線運動するように構成すること力 Sできる。例えば水平方向の運動を鉛直方向の直線運動に変換するスコットラッセル機構と同様の条件に各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによって，基板支持部 346の先端を鉛直運動させてウェハを持ち上げることができる。

[0055] 以下，図 7A,図 7Bに示す持ち上げ機構 340を例に挙げて，基板支持部 346の先端を鉛直運動させるための条件を図面を参照しながら説明する。図 8A,図 8Bはそれぞれ，持ち上げ機構 340が図 7A,図 7Bの状態のときに側面から見た図である。

[0056] 図 8Bに示すように，可動板 336と起倒板 342とのヒンジ部を aとし，起倒板 342と支持板 344とのヒンジ部を bとし，基板支持部 346の先端を cとし，支持板 344と枠板 33 4とのヒンジ部を dとする。このとき，ヒンジ部 aと先端 cとを結ぶ直線の中点にヒンジ部 b が重なるようにするとともに，ヒンジ部 bとヒンジ部 dとを結ぶ直線の長さが，ヒンジ部 aとヒンジ部 b (ヒンジ部 aと先端 cとを結ぶ直線の中点）とを結ぶ直線の長さと等しくなるようにする。

[0057] このように，図 8Bに示す持ち上げ機構 340は，スコットラッセル機構と同様の条件になるように，板材の厚みを利用して各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することによって，可動板 336を枠板 334に対して進退方向（図 8Bに示す水平の矢印方向）に動かすことにより，基板支持部 346の先端 cはその先端 cとヒンジ部 dを通る鉛直直線上に沿って動く。これにより，基板支持部 346の先端 cでウェハ Wの下面を持ち上げることによってウェハ Wは鉛直（図 8Bに示す鉛直の矢印方向）に移動するので，持ち上げ機構 340による持ち上げ動作によってウェハ Wが水平方向にずれることを防止すること力でさる。

[0058] なお，図 5A,図 5Bに示すような持ち上げ機構 340についても，スコットラッセル機構と同様の条件に各ヒンジ部の位置と各ヒンジ部間の長さを調整することができる。例えば起倒板 342と支持板 344とのヒンジ部 bをこれらの板厚の中心を通るように設けることによって，ヒンジ部 aと基板支持部 346の先端 cとを結ぶ直線の中点にヒンジ部 bが重なるようにすることができる。ヒンジ部 bとヒンジ部 dとを結ぶ直線の長さが，ヒンジ部 aとヒンジ部 b (ヒンジ部 aと基板支持部 346の先端 cとを結ぶ直線の中点）とを結ぶ直線の長さと等しくなるようにすれば，スコットラッセル機構と同様の条件になる。これにより，基板支持部 346の先端 cを鉛直運動させてウェハを持ち上げることができる。

[0059] このような基板移載装置 300においては，目的のウェハ Wの位置に合わせて基台 310を旋回，昇降させて基台 310の位置を調整し，第 1 , 2アーム 320, 330を動作させてウェハカセット 150やウェハ保持ボート 200に対するウェハ Wの出し入れを行う

[0060] (基板移載装置の動作）

このような基板移載装置 300の動作の具体例について説明する。先ず，ウェハ保持ボート 200における任意の保持板 210にウェハ Wを移載する場合について図 9A 〜図 9Fを参照しながら説明する。例えば図 9Aに示すようにウェハカセット 150から取り出したウェハ Wを第 1アーム 320の搬送フォーク部 322に載置した状態で，基台 310から第 1アーム 320を進行させて，そのウェハ Wを移載しょうとする保持板 210の上側に搬送フォーク部 322を揷入する。また，第 2アーム 330の基板持ち上げ機構 3 40を倒した状態で，基台 310から第 2アーム 330を進行させて，上記保持板 210の下側に持ち上げフォーク部 332を揷入する。これにより，図 9Bに示す状態になる。

[0061] 次いで，図 9Cに示すように基板持ち上げ機構 340を起立させて，第 1アーム 320 上のウェハ Wを持ち上げる。このとき，ウェハ Wは第 1アーム 320から離れる。この状態で，図 9Dに示すように第 1アーム 320を保持板 210の上側から引き抜く。 [0062] 続いて，図 9Eに示すように第 2アーム 330の基板持ち上げ機構 340を倒して，保持板 210上にウェハ Wを降ろす。そして，図 9Fに示すように基板持ち上げ機構 340を倒したままの状態で，第 2アーム 330を保持板 210の下側から引き抜く。こうして，保持板 210上にウェハ Wをセットすることができる。

[0063] これにより，各保持板 210のピッチが狭くても，保持板 210の下側に第 2アーム 330 を差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板 210に確実にゥェノ、 Wをセットすることカできる。

[0064] 次に，ウェハ保持ボート 200における任意の保持板 210上のウェハ Wを移載する場合について図 10A〜図 10Fを参照しながら説明する。図 10Aに示すように第 2ァーム 330を基板持ち上げ機構 340を倒した状態で，移載しょうとするウェハ Wが載置されている保持板 210の下側に持ち上げフォーク部 332を揷入する。これにより，図 10Bに示す状態になる。

[0065] 次いで，図 10Cに示すように基板持ち上げ機構 340を起立させて，保持板 210上のウェハ Wを持ち上げる。このとき，ウェハ Wは保持板 210から離れる。この状態で，図 10Dに示すように持ち上げられたウェハ Wと保持板 210との間に第 1アーム 320の搬送フォーク部 322を揷入する。

[0066] 続いて，図 10Eに示すように基板持ち上げ機構 340を倒して，保持板 210上のゥェハ Wを第 1アーム 320の搬送フォーク部 322上に降ろす。そして，図 10Fに示すように第 2アーム 330を基板持ち上げ機構 340を倒したままの状態で保持板 210の下側力、ら持ち上げフォーク部 332を引き抜くとともに，第 1アーム 320をそのフォーク部にウェハ Wを載置した状態で保持板 210の上側から引き抜く。こうして，保持板 210からウエノ、 Wを取り出すこと力 Sできる。

[0067] これにより，各保持板 210のピッチが狭くても，保持板 210の下側に第 2アーム 330 を差し込んだり，引き抜いたりすることができるので，所望の保持板 210から確実にゥェハ Wを取り出すこと力 Sできる。

[0068] このように，本実施形態にかかる基板移載装置 300によれば，ウェハ Wを載せて搬送するための搬送フォーク部 322を有する第 1アーム 320と，起倒可能な基板持ち上げ機構 340を設けた持ち上げフォーク部 332を備える第 2アーム 330とを設けることにより，これら第 1 ,第 2アーム 320, 330をそれぞれ任意の保持板 210の上下に差し込んでウェハの移載を行うことができる。これにより，ウェハ保持ボート 200における任意の保持板 210との間でウェハ Wのやり取り（ウェハ Wのセット又は取り出し）を行うこと力 Sでさる。

[0069] また，基板持ち上げ機構 340を倒した状態で，第 2アーム 330を保持板 210の下側に出し入れすることができるので，各保持板 210のピッチを従来以上に狭くすることができる。これにより，ウェハ保持ボート 200に設ける保持板 210の数を増やすことができ，ウェハ保持ボート 200に移載できるウェハ Wの数も増やすことができる。このため，一度に熱処理できるウェハ Wの数も増やすことができるので，スループットも向上させること力 Sできる。また，ウェハ保持ボート 200の高さを低くすることができ，炉長もその分短くすることができる。

[0070] なお，上記実施形態では，リング状に形成した保持板 210をウェハ保持ボート 200 に設けた場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，例えば図 11に示すように，円板状に形成した保持板 250をウェハ保持ボート 200に設けるようにしてもよい。この場合には，保持板 250に第 2アーム 330の基板持ち上げ機構 340が揷入可能な孔 252を設けるようにする。これにより，円板状の保持板 250 に対しても，本実施形態における基板移載装置 300によってウェハを移載することができる。

[0071] 以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される

[0072] 例えば上記実施形態においては，基板処理装置として，高速昇温熱処理装置 (FT P)に適用した場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく ,複数の基板を上下方向に配列して保持する基板保持ボートに基板を移載する基板処理装置であれば，どのような熱処理装置でも適用することができ，また熱処理装置以外の基板処理装置にも適用可能である。本発明は，基板移載装置，基板処理装置，基板移載用アーム，基板移載方法に適用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するための基板移載装置であって，

旋回及び昇降可能に構成された基台と，

前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第 1アームと，

前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第 2アームと，

を備えることを特徴とする基板移載装置。

[2] 前記第 2アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることを特徴とする請求項 1に記載の基板移載装置。

[3] 前記第 2アームは，その外枠を構成する枠板と，前記枠板の内側にその枠板に対して進退動作可能に設けられた可動板とを備え，

前記基板持ち上げ機構は，基板支持部を設けた起倒板と，この起倒板にヒンジ接続された支持板とによりなる基板持ち上げ板を設け，この基板持ち上げ板を前記枠板と前記可動板との間にヒンジ接続することにより，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記起倒板を起倒するように構成したことを特徴とする請求項 1に記載の基板移載装置。

[4] 前記基板持ち上げ機構は，前記各ヒンジ部の位置と前記各ヒンジ部間の長さを調整することによって，前記可動板の水平方向の動作に応じて前記基板支持部の先端を鉛直方向に動作するように構成したことを特徴とする請求項 3に記載の基板移載装置。

[5] 基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートと，この基板保持ボートに基板を移載する基板移載装置とを備え，前記基板保持ボートに移載された複数の基板に対して一度に所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第 1ァームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第 2アームとを備え，

前記第 2アームは，前記保持板に対して前記基板のやり取りをする際に，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に出し入れ動作されることを特徴とする基板処理装置。

[6] 基板を保持するための多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載するために用いられる基板移載用アームであって，

旋回及び昇降可能な基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けたフォーク部を備えることを特徴とする基板移載用アーム。

[7] 基板を保持する多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載する基板移載装置を利用した基板移載方法であって，

前記基板移載装置は，旋回及び昇降可能に構成された基台と，前記基台に進退可能に設けられ，前記基板を載せて搬送するための搬送フォーク部を有する第 1ァームと，前記基台に進退可能に設けられ，起倒可能な基板持ち上げ機構を設けた持ち上げフォーク部を有する第 2アームとを備え，

前記第 1アームをその搬送フォーク部に基板を載置した状態で，その基板を移載しようとする保持板の上側に揷入するとともに，前記第 2アームをその基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側に揷入する工程と，

前記基板持ち上げ機構を起立させて，前記第 1アーム上の基板を持ち上げる工程と，

前記第 1アームを前記保持板の上側から引き抜く工程と，

前記基板持ち上げ機構を倒して，前記保持板上に基板を降ろす工程と，前記基板持ち上げ機構を倒した状態で，前記第 2アームを前記保持板の下側から引き抜く工程と，

を有することを特徴とする基板移載方法。

[8] 基板を保持する多数の保持板を上下方向に配列した基板保持ボートに前記基板を移載する基板移載装置を利用した基板移載方法であって，

前記第 2アームをその基板持ち上げ機構を倒した状態で，移載しょうとする基板が載置されている保持板の下側に揷入する工程と，

前記基板持ち上げ機構を起立させて，前記保持板上の基板を持ち上げる工程と，持ち上げられた基板と前記保持板との間に前記第 1アームを揷入する工程と，前記基板持ち上げ機構を倒して，前記保持板上の基板を前記第 1アームの搬送フオーク部上に降ろす工程と，

前記第 2アームを前記基板持ち上げ機構を倒した状態で前記保持板の下側から引き抜くとともに，前記第 1アームをその搬送フォーク部に基板を載置した状態で前記保持板の上側から引き抜く工程と，

を有することを特徴とする基板移載方法。