(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアカセットに収容された熱処理すべき複数の半導体基板を、縦型熱処理装置の半導体基板処理ボートに傾斜させた状態で収容する半導体基板搬送装置であって、前記複数の半導体基板が収容されたキャリアカセットを水平面に対して傾斜させて載置し、かつ前記キャリアカセット内で傾斜した前記複数の半導体基板の傾斜方向のエッヂを、水平面に対して垂直方向に配列するように補正する補正部材を備えたキャリア搬送手段と、前記キャリアカセットから傾斜した状態の複数の半導体基板を傾斜した状態のまま取り出し、傾斜角を保持しながら前記半導体基板処理ボートに収容する半導体基板移載手段とを備えたことを特徴とする半導体基板搬送装置。
【請求項２】
前記キャリアカセットは、水平面に対して傾斜した載置台に載置され、該載置台には、前記キャリアカセット内に収容されている複数の半導体基板を前記キャリアカセットの傾斜方向から押し出すことにより水平方向に対し垂直に配列させる補正部材が備えられていることを特徴とする請求項１記載の半導体基板搬送装置。
【請求項３】
前記半導体基板移載手段は、回転台及び該回転台上で移動可能な移載機から構成され、前記回転台は、前記半導体基板処理ボートに傾斜させた状態で収容する半導体基板の傾斜角度と同角度の傾斜で固定されており、その傾斜角度を保持しながら回転することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体基板搬送装置。
【請求項４】
水平面に対して所定の角度だけ傾けて配置したとき、収容される複数の半導体基板の傾斜方向の各エッジを結ぶ線が垂直となるように前記半導体基板の配列を補正する補正部材を備え、複数の半導体基板が収容されたキャリアカセットを準備する工程と、
前記キャリアカセットを前記所定の角度だけ傾ける工程と、
前記所定の角度を保った状態で複数の前記半導体基板を、前記キャリアカセットから搬出し、水平に配置された半導体基板処理ボードに収納する工程とを有することを特徴とする搬送方法。
【請求項５】
水平面に対して所定の角度だけ傾けて配置したとき、収容される複数の半導体基板の傾斜方向の各エッジを結ぶ線が垂直となるように前記半導体基板の配列を補正する補正部材を備え、複数の半導体基板が収容されたキャリアカセットを準備する工程と、
前記キャリアカセットを水平に配置する工程と、
水平に保った状態で複数の前記半導体基板を、前記キャリアカセットから搬出し、水平面に対して前記所定の角度だけ傾けて配置された半導体基板処理ボードに収納する工程とを有することを特徴とする搬送方法。
【請求項６】
水平面に対して所定の角度だけ傾けて配置したとき、収容される複数の半導体基板の傾斜方向の各エッジを結ぶ線が垂直となるように前記半導体基板の配列を補正する補正部材を備え、複数の半導体基板が収容されたキャリアカセットを準備する工程と、
前記キャリアカセットを前記所定の角度だけ傾ける工程と、
前記所定の角度を保った状態で複数の前記半導体基板を、前記キャリアカセットから搬出し、水平に配置された半導体基板処理ボードに収納する工程と、
前記半導体基板処理ボードを縦型熱処理装置の処理室に挿入する工程と、
前記処理室に処理ガスを供給する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
水平面に対して所定の角度だけ傾けて配置したとき、収容される複数の半導体基板の傾斜方向の各エッジを結ぶ線が垂直となるように前記半導体基板の配列を補正する補正部材を備え、複数の半導体基板が収容されたキャリアカセットを準備する工程と、
前記キャリアカセットを水平に配置する工程と、
水平に保った状態で複数の前記半導体基板を、前記キャリアカセットから搬出し、水平面に対して前記所定の角度だけ傾けて配置された半導体基板処理ボードに収納する工程と
前記半導体基板処理ボードを縦型熱処理装置の処理室に挿入する工程と、
前記処理室に処理ガスを供給する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置製造分野に関するものであり、特に、縦型熱処理装置への半導体基板のチャージ方法に利用して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板の縦型熱処理装置、特に拡散装置の縦型拡散炉に関しては、例えば「超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック  １９８８年版  電子材料別冊」（工業調査会発行）第５４頁右欄第２９行目乃至４５行目に記載されている。すなわち、「大口径化、炉特性の改善方法のひとつとして数年前から縦型拡散炉が現われた。縦型の利点は、チューブとボートが非接触である、ウェハに当たるガスが均一になるためウェハ面内の均一性が良い、炉口からの空気の巻き込みが小さいことなどである。一方欠点としては高さの制約で均熱長が短かい、横型のように多段スタックができないため床面積に対してスループットが低下する、実績が少ないことなどである。」旨が記載されている。
【０００３】
図７にカセット搬送機を示す。半導体基板１８は、キャリアカセット１７に充填され、カセット搬送機１４に載置される。次に図８に示すように、カセット搬送機１４により中継ステージ１９へ半導体基板が水平になるように搬送され、半導体基板移載機２１により、キャリアカセット１７から複数の半導体基板１８を吸着手段２３を用いて取り出し、半導体基板移載機２１の回転台２４を回転させることにより、図９に示す縦型拡散炉の半導体基板処理ボート２５へ、水平に搬送しセットされる。半導体基板１８がセットされた半導体基板処理ボート２５は加熱処理炉内へ挿入され、処理室内にはガスが供給されて、半導体基板１８が熱処理される。
【０００４】
この技術の場合、処理ボート上に半導体基板が水平にセットされているため、半導体基板間の雰囲気を充分に置換することができず、半導体デバイスの電気的特性へ悪影響を及ぼす。
【０００５】
この問題と解決策については、特開昭６１−２７６２５号公報に開示されており、例えば、同公報第２頁左上欄第１４行目乃至２０行目には、「例えば、従来は、半導体ウエハを水平状に多数積層して処理管内に配し、処理ガスを処理管の下から上、或いは上から下に流していた。ところがこのような構成では、ウエハボートの中段部分に積層された半導体ウエハに処理ガスの流れが接触し難いため、上段若しくは下段部分と中段部分とで拡散処理の不均一が生じていた。」旨の問題点が、又、同公報第２頁右上欄第１行目乃至第７行目には、「半導体物品の被処理面を処理管の長手軸に垂直な面に対して所定角度傾斜させ、且つこの状態で前記半導体物品を前記垂直な面に略沿って回転させながら熱処理する」旨の解決策がそれぞれ記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の縦型熱処理装置の半導体基板移載システムで、半導体基板を傾斜させて移載を行う上での問題点は、カセット搬送機、中継ステージ、半導体基板移載機、半導体基板処理ボートを傾斜させたときに、カセット内で半導体基板のエッジが最上方の半導体基板と最下方の半導体基板との間でずれが生じるため、半導体処理ボートの基板支持部に複数の半導体基板のエッヂが同時に支持されないことである。これを半導体基板移載機の機構的な変更で解決しようとする場合、半導体基板移載機の動作軸を１系統追加しなければならない。動作軸の追加は、システムを高価にするだけではなく、設備寸法の増大、故障率増大の危険性を持っている。
【０００７】
そこで本発明の目的は、半導体基板移載機の動作軸を追加せずに、容易に複数の半導体基板のエッジのずれを補正して、半導体基板処理ボートへ半導体基板を傾斜させた状態で収容可能な技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次のとおりである。すなわち、キャリアカセットに収容された熱処理すべき複数の半導体基板を、縦型熱処理装置の処理ボートに傾斜させた状態で収容する半導体基板搬送装置であって、前記複数の半導体基板が収容されたキャリアカセットを水平面に対して傾斜させて載置し、かつ前記キャリアカセット内で傾斜した前記複数の半導体基板の傾斜方向のエッヂを、水平面に対して垂直方向に配列するように補正する補正部材を備えたキャリア搬送手段と、前記キャリアカセットから傾斜した状態の複数の半導体基板を傾斜した状態のまま取り出し、傾斜角を保持しながら前記処理ボートに収容する半導体基板移載手段とを備えるものである。
【００１０】
【作用】
キャリア搬送手段において、キャリアカセットを傾斜させた際の複数の半導体基板のエッヂのずれを補正部材で補正して水平面に対し垂直方向に配列させてから、傾斜状態を保持して処理ボートへ半導体基板を収容するので、半導体基板移載機の動作軸を追加せずに、容易に複数の半導体基板のエッジのずれを補正して、半導体基板を傾斜させたまま半導体基板処理ボートの基板支持部に複数の半導体基板のエッヂを同時に支持させることができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本発明の半導体基板搬送装置のカセット搬送機を示す図である。カセット搬送機１は、主に、半導体基板４をキャリアカセット３毎搬送する搬送機構６、キャリアカセット３を載置する載置台５とから構成される。載置台５は搬送機構６上で、水平面に対して角度θ傾斜している。この角度θは、半導体基板４が熱処理装置内で傾斜する角度と同角度に設定している。本発明では、載置台５に、キャリアカセット３内に収容されている半導体基板４の傾斜方向のエッヂの配列方向を水平面に対して垂直方向に補正する補正部材２を設けている。補正部材２はキャリアカセット３の開口部と対向する側から挿入され、傾斜している複数の半導体基板４を傾斜方向からそのエッヂを押し出すことにより、半導体基板４を傾斜させたままその配列方向を水平面に対して垂直に補正する。その状態を保持させながら、キャリアカセット３は中継ステージ７へ搬送される。
【００１２】
中継ステージ７では、図２に示すように、半導体基板移載機構８によって傾斜角度を保持したまま、キャリアカセット３から半導体基板４が複数枚づつ搬出される。搬出は、移載機９に設けられた吸着手段１０を用いて、半導体基板４を吸着することにより行われる。複数の半導体基板４を吸着した半導体基板移載機８は傾斜角度を保持したまま回転し、図３に示すように、半導体基板熱処理装置の半導体基板処理ボート１２に対向する。その後移載機９が回転台１１上を移動し、複数の半導体基板４が同時に半導体基板処理ボート１２に挿入される。複数の半導体基板４の傾斜方向のエッヂは、既に配列方向が水平面に対して垂直になるように補正されているため、半導体基板移載機８を傾斜させて角度を固定しておくことにより、動作軸を追加するような機械的な補正機構を半導体基板移載機８に設けずに半導体基板４の移載を行うことができる。これにより、複数の半導体基板４のエッヂを同時に半導体基板処理ボート１２の基板支持部に支持させることができる。
【００１３】
半導体基板が収容された半導体基板処理ボート１２は加熱処理炉内へ挿入され、処理室内にはガスが供給されて、半導体基板１８が熱処理される。
【００１４】
以下、本発明の作用効果について説明する。
【００１５】
（１）キャリア搬送手段において、キャリアカセットを傾斜させた際の複数の半導体基板のエッヂのずれを補正部材で補正して水平面に対し垂直方向に配列させてから、傾斜状態を保持して処理ボートへ半導体基板を収容するので、半導体基板移載手段の動作軸を追加せずに、容易に複数の半導体基板のエッジのずれを補正して、半導体基板を傾斜させた状態で半導体基板処理ボートの基板支持部に、複数の半導体基板のエッヂを同時に支持させることができる。
【００１６】
（２）キャリアカセットは、水平面に対して傾斜した載置台に載置され、載置台には、キャリアカセット内に収容されている複数の半導体基板をキャリアカセットの傾斜方向から押し出すことにより水平方向に対し垂直に配列させる補正部材を備えたことにより、キャリアカセットを載置するだけで半導体基板の配列方向を補正できる。
【００１７】
（３）半導体基板移載手段は、回転台及び回転台上で移動可能な移載機から構成され、回転台は、半導体基板処理ボートに傾斜させた状態で収容する半導体基板の傾斜角度と同角度の傾斜で固定されており、その傾斜角度を保持しながら回転することにより、半導体基板移載手段の動作軸を追加せずに、容易に半導体基板処理ボートへ半導体基板を傾斜させたまま収容させることができる。
【００１８】
以上、本発明者によって、なされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、図１に示したカセット搬送機１を用いて、複数の半導体基板４を傾斜させた状態で水平面に対して直角方向へ配列するように補正したキャリアカセット３を、図５に示すように、従来からの傾斜角を有していない中継ステージ１９へ搬送し、従来の傾斜していない半導体基板移載機２０によって、キャリアカセット３から複数の半導体基板４を水平方向に搬出する。この時、複数の半導体基板４の配列方向は、補正した状態を保持しているため、水平の状態でそのエッヂ部はずれている。次に図６に示すように、半導体基板移載機２０の回転台を回転させて、半導体基板４を半導体基板処理ボート１２へ対向させる。この時、半導体基板処理ボート１２は、半導体基板４を水平に挿入できるように、角度θ傾けておく。このようにすることにより、半導体基板４は、そのエッヂ部が半導体基板処理ボート１２の基板支持部１３の支持溝又は支持用突起（図示せず）に支持され、半導体基板処理ボート１２の傾きを復帰させたときに、図４に示すような状態で、複数の半導体基板４のエッヂ部がずれることなくチャージされることになる。
【００１９】
この方法によると、半導体基板移載機に機構的な変更を加えることなく、半導体基板を傾斜させて半導体基板処理ボートへチャージすることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２１】
すなわち、キャリア搬送手段において、キャリアカセットを傾斜させた際の複数の半導体基板のエッヂのずれを補正部材で補正して水平面に対し垂直方向に配列させてから、傾斜状態を保持して処理ボートへ半導体基板を収容するので、半導体基板移載手段の動作軸を追加せずに、容易に複数の半導体基板のエッジのずれを補正して、半導体基板を傾斜させた状態で半導体基板処理ボートの基板支持部に、複数の半導体基板のエッヂを同時に支持させることができる。従って、設備寸法を増加させず、また、故障要因を回避した半導体基板搬送装置を、安価に提供することができるものである。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体基板搬送装置のカセット搬送機を示す図である。
【図２】本発明の半導体基板搬送装置の傾斜した中継ステージに搬送されたキャリアカセットから、半導体基板を取り出す方法を示す図である。
【図３】本発明の半導体基板搬送装置の半導体基板移載機構から半導体基板処理ボートへ半導体基板を挿入する方法を示す図である。
【図４】縦型熱処理装置の半導体基板処理ボートに半導体基板を傾斜させて収容した状態を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例である半導体基板搬送装置の半導体基板の移載方法を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例である半導体基板搬送装置の半導体基板の移載方法を示す図である。
【図７】従来のカセット搬送機を示す図である。
【図８】従来の半導体基板搬送装置の中継ステージに搬送されたキャリアカセットから、半導体基板を取り出す方法を示す図である。
【図９】従来の半導体基板搬送装置の半導体基板移載機構から半導体基板処理ボートへ半導体基板を挿入する方法を示す図である。
【符号の説明】
１……カセット搬送機，２……補正部材，３……キャリアカセット，
４……半導体基板，５……載置台，６……搬送機構，７……中継ステージ，
８……半導体基板移載機構，９……移載機，１０……吸着手段，
１１……回転台，１２……半導体基板処理ボート，１３……基板支持部，
１４……カセット搬送機，１５……搬送機構，１６……載置台，
１７……キャリアカセット，１８……半導体基板，１９……中継ステージ，
２０……半導体基板移載機構，２１……移載機，２２……吸着手段，
２３……回転台，２４……半導体基板処理ボート，２５……基板支持部，
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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