(57)【要約】【課題】ウェハソータにおいて、ＳＥＭＩ規格に合わせた装置構成で設置場所の省スペース化を実現する。【解決手段】ウェハソータ１において、キャリアポート２０，３０のうちの少なくとも１つは、キャリアステージ３１，１３１，２３１が垂直方向に積層された状態で複数配置されていると共に、複数のキャリアステージ３１，１３１，２３１が一体で垂直方向に上下動し、キャリアステージ３１，１３１，２３１が水平方向に引き出し可能とされている。このため、ＳＥＭＩ規格に合わせた装置構成でウェハソータ１の設置場所を省スペース化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを収納するキャリアを載置するキャリアステージを有する１つ又は複数のキャリアポートと、前記キャリアに対して前記ウェハを出し入れする１つ又は複数の搬送ロボットと、前記キャリアから取り出した前記ウェハの識別情報を読み取るアライナとを有するウェハソータを用いて複数のウェハをソートする工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記キャリアポートのうちの少なくとも１つにおいて、前記キャリアステージが垂直方向に積層された状態で複数配置されていると共に、前記複数のキャリアステージが一体で垂直方向に上下動し、
前記キャリアステージに対して前記キャリアの載置及び取り出しを行う際に、前記キャリアステージを水平方向に引き出すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記キャリアステージの下に引き出し不可能なステージ土台を有しており、当該ステージ土台に種々の電気配線を備えていて、前記キャリアステージには電気配線を備えていないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記ステージ土台に電気配線の一種として１つ又は複数の光センサを有していると共に、前記キャリアステージに前記キャリアを載置するとキャリアステージ裏面から前記光センサの光線を遮るための遮断物が突出する１つ又は複数の光遮断装置を有しており、
前記キャリアステージを前記ステージ土台の上から引き出した状態で当該キャリアステージに前記キャリアを載置し、当該状態の前記キャリアステージを前記ステージ土台の上に戻すことで、前記キャリアステージの前記遮断物が前記ステージ土台の前記光センサの光線を遮り、これにより前記キャリアステージ上における前記キャリアの有無や前記キャリアの種類の判定を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記キャリアポートのうちの少なくとも１つにおいて、前記キャリアステージが垂直方向に積層された状態で３つ配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
ウェハを収納するキャリアを載置するキャリアステージを有する１つ又は複数のキャリアポートと、
前記キャリアに対して前記ウェハを出し入れする１つ又は複数の搬送ロボットと、
前記キャリアから取り出した前記ウェハの識別情報を読み取るアライナとを有し、
複数のウェハをソートする機能を有する半導体製造装置であって、
前記キャリアポートのうちの少なくとも１つは、前記キャリアステージが垂直方向に積層された状態で複数配置された構成であり、
前記複数のキャリアステージは一体で垂直方向に上下動可能に設けられており、
前記複数のキャリアステージが水平方向に引き出し可能に設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体装置の製造工程におけるウェハソート技術に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
夫々に認識コードが付されたウェハを夫々複数枚収納するための複数のキャリアと、複数のキャリアが夫々置かれるウェハキャリアステージと、軌道レールに沿って移動するウェハ搬送用ロボットと、認識コードを読み取るウェハＩＤ認識ユニットと、読み取られた認識コードに基づきロボットを操作して各ウェハを認識コードに対応した所定の空のキャリアの所定の位置に収納させるコントローラとを有する半導体ウェハ用ソータがある。そして、ウェハ搬送用ロボットの必要移動距離を短くして作業時間を短縮するために、半導体ウェハ用ソータのロボットと１つのステージと認識ユニットが、同期移動手段としての、軌道レールに沿って移動するロボット台座に搭載されている技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１０６２１４号公報（図１，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するのに際して、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００４】
半導体装置の製造におけるウェハ処理工程では、各処理工程の中に非常に時間が掛かる工程を含んでいる。そのため、全ての工程の処理装置が同じ台数（例えば、全て１台ずつ）であると、前記した時間の掛かる工程の前で処理待ちのウェハが多数存在することになり、作業効率が悪くなってしまう。そこで、時間が掛かる工程の処理装置は他の工程の処理装置より多く配置しておき、ウェハソータを用いてウェハを複数のキャリアに分割して、複数の処理装置で時間の掛かる工程を同時に処理し、その後、複数のキャリアに分割されていたウェハを再びウェハソータを用いて統合して次の工程を処理するというソート工程が行われる。
【０００５】
また、半導体装置の製造におけるウェハ処理工程では、必ずしも全てのウェハが識別番号順に処理される訳ではない。その場合、種々の処理の後、ウェハソータを用いてウェハを識別番号順（昇順又は降順等）に並び替えるソート工程が行われる。
【０００６】
前記したように、ウェハソータは、１つ又は複数のキャリア内にあるウェハの識別情報（ＩＤ）をアライナで読み取り、その情報を元に搬送ロボットで１つ又は複数のキャリアに分割、統合もしくは並べ替えを行うものである。よって、キャリアを載置するためのキャリアステージを複数有している場合が一般的である。また、複数のキャリアステージは、水平方向に配置（例えば、直線配置、円弧配置等）されている。当該キャリアステージ、アライナ、搬送ロボット等が配置されてソート作業を行う面（以下、作業面という）の高さ位置は、ＳＥＭＩ規格（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）で床面から９００ｍｍの位置と定められている。
【０００７】
また、ウェハソータでソート工程を行うウェハには複数の大きさや種類が存在し、それぞれのウェハに応じて収納するキャリアにも複数の種類が存在する。したがって、通常、ウェハソータのそれぞれのキャリアステージの下側に、当該キャリアステージにキャリアが載置されているか否かの判定を行うと共に載置されているキャリアの種類を判別するためのセンサを有している。
【０００８】
このようなウェハソータによるソート工程では、まず、当該ウェハソータにおけるローダ側のキャリアステージ及びアンローダ側のキャリアステージに、ウェハを搭載したキャリア又は空のキャリアを作業者が手作業で載置し、自動のソート処理を行う。その後、再び作業者がローダ側のキャリアステージ及びアンローダ側のキャリアステージに載置されたキャリアを手作業で取り出し、次の工程に送るようになっている。
【０００９】
ところで、ウェハソータにおいて、キャリアを水平方向に多数載置する構成であると、装置の幅を大きくとる必要があり、設置効率が悪いという問題が生じていた。そこで、本発明者は、キャリアを垂直方向に積層された状態で複数配置する構成にして、省スペース化を図ることを考え出した。
【００１０】
ここで、水平方向に配置されていたキャリアを単純に垂直方向に積層された状態で配置した場合、１つのキャリアを載置するキャリアステージに対して必要な高さは、キャリアの高さが２００ｍｍ程度、キャリアステージの下に配置されるセンサ類が５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度、キャリアステージに対してキャリアを出し入れするために作業者が手を入れる分を含めたキャリアの上側の余裕が２００ｍｍ程度必要である。つまり、１つのキャリアステージに対して、合計４５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度の高さスペースが必要であり、例えば、垂直方向にキャリアステージを３つ配置したアンローダを有する１ローダ、３アンローダの構成のウェハソータでは、アンローダ側は３つのキャリアステージで１３５０ｍｍ〜１５００ｍｍの高さが必要となる。
【００１１】
このとき、ローダや搬送ロボット、アライナ等は、ＳＥＭＩ規格により水平方向にキャリアを多数配置する構成と同じ高さ位置である床面から９００ｍｍの位置の作業面に設けられるため、アンローダ側の複数のキャリアステージは、ウェハの出し入れを行うキャリアを載置したキャリアステージが作業面に位置するように上下動するように設けられる。
【００１２】
しかしながら、前記した３アンローダの構成の場合、複数のキャリアステージのうちの１番上側のキャリアステージのキャリアを出し入れしたり、当該キャリアステージのキャリアのウェハを出し入れしたりする際に、当該キャリアステージを下側に移動させようとしても、１番上側のキャリアステージの下に２つのキャリアステージが高さ９００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度存在している。そのため、さらにウェハソータの土台部分の高さ等を考慮すると、アンローダの１番上側のキャリアステージを床面から９００ｍｍの位置まで下げることは物理的に不可能となってしまい、垂直方向にキャリアステージを配置することが困難になっていた。
【００１３】
以上のことを踏まえて、本発明者は、キャリアポート及びキャリアステージの機能は低下させずにキャリアステージ１つ分に必要な高さを低くして、キャリアステージを垂直方向に複数配置することを検討し、本発明に至った。
【００１４】
なお、前記特許文献１（特開平７−１０６２１４号公報）の図１や図２に記載されている半導体ウェハ用ソータは、複数のウェハキャリアステージ（キャリアステージ）が水平方向における略同一面上に形成されており、キャリアステージを垂直方向（縦方向）に配置することについては一切記載がない。よって、前記した問題は特許文献１によって解消されるものではない。
【００１５】
本発明の目的は、ウェハソータにおいて、キャリアステージを垂直方向に配置することで設置場所の省スペース化を実現することができる技術を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、キャリアステージが引き出し式に出し入れ可能となっていることで、キャリアステージを垂直方向に複数配置した際の高さ寸法を低くすることができ、ＳＥＭＩ規格に合わせた装置構成を実現することができる技術を提供することにある。
【００１７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、以下のとおりである。
【００１９】
すなわち、本発明は、ウェハを収納するキャリアを載置するキャリアステージを有する１つ又は複数のキャリアポートと、キャリアに対してウェハを出し入れする１つ又は複数の搬送ロボットと、キャリアから取り出したウェハの識別情報を読み取るアライナとを有するウェハソータを用いて複数のウェハをソートする工程を有するものである。そして、キャリアポートのうちの少なくとも１つにおいて、キャリアステージが垂直方向に積層された状態で複数配置されていると共に、複数のキャリアステージが一体で垂直方向に上下動し、キャリアステージに対してキャリアの載置及び取り出しを行う際に、キャリアステージを水平方向に引き出すものである。
【００２０】
また、本発明は、ウェハを収納するキャリアを載置するキャリアステージを有する１つ又は複数のキャリアポートと、キャリアに対してウェハを出し入れする１つ又は複数の搬送ロボットと、キャリアから取り出したウェハの識別情報を読み取るアライナとを有し、複数のウェハをソートする機能を有するものである。そして、キャリアポートのうちの少なくとも１つは、キャリアステージが垂直方向に積層された状態で複数配置された構成であり、複数のキャリアステージは一体で垂直方向に上下動可能に設けられており、複数のキャリアステージが水平方向に引き出し可能に設けられているものである。
【発明の効果】
【００２１】
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、以下のとおりである。
【００２２】
ウェハソータにおいて、キャリアポートのうちの少なくとも１つは、キャリアステージが垂直方向に積層された状態で複数配置されていると共に、複数のキャリアステージが一体で垂直方向に上下動するため、ウェハソータの設置場所を省スペース化することができる。
【００２３】
また、キャリアステージが水平方向に引き出し可能に設けられているため、キャリアステージに対してキャリアの載置及び取り出しを行う際に、キャリアステージを水平方向に引き出してからキャリアの載置及び取り出しを行うことができる。その結果、キャリアの載置及び取り出し作業のためのキャリアステージの上側の余分なスペースを必要とせず、高さ方向の省スペース化を図ることができ、ＳＥＭＩ規格に合わせた装置構成を実現することができる。
【００２４】
また、キャリアステージに対してキャリアの載置及び取り出しを行う際に、キャリアステージを水平方向に引き出してからキャリアの載置及び取り出しを行う手順とすることで、キャリアをキャリアステージに載置したり、キャリアをキャリアステージから取り出したりすることが容易にできるようになり、作業効率を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２６】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００２７】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２９】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体製造装置（ウェハソータ）の構造の一例を示す斜視図、図２は図１に示す半導体製造装置の構造の一例を示す正面図、図３は図１に示す半導体製造装置の構造の一例を示す正面透視図である。また、図４は図１に示す半導体製造装置の作業面の構造の一例を示す拡大平面図、図５は図４に示す半導体製造装置の作業面のキャリアステージを引き出した状態を示す拡大平面図である。また、図６は図５に示す引き出した状態のキャリアステージにキャリアを載置した様子を示す拡大平面図、図７は図６に示すキャリアを載置したキャリアステージを押し入れた状態を示す拡大平面図である。また、図８は本発明の実施の形態の半導体製造装置のステージ土台に有する光センサとキャリアステージに有する光遮断装置を示す拡大平面図、図９は図８に示す光センサと光遮断装置を示す拡大断面図である。また、図１０は本発明の実施の形態の半導体製造装置を用いたソート工程の一例を示すブロック図、図１１は本発明の実施の形態の半導体製造装置を用いたソート工程の他の例を示すブロック図である。
【００３０】
本実施の形態は、半導体装置の製造過程におけるウェハ処理工程（例えば、露光、エッチング、スパッタあるいは成膜などの前工程）で使用する半導体製造装置の１つであるウェハソータ１と、このウェハソータ１を用いた半導体装置の製造方法について説明するものである。
【００３１】
まず、ウェハソータ（半導体製造装置）１の構造について、図１〜図９を用いて説明する。ウェハソータは、種々のウェハ処理工程を行うために複数のウェハをキャリアと呼ばれるウェハ収納容器に収納した状態で搬送する際に、それぞれの工程に応じて、キャリアに収納された複数のウェハの分離、統合及び並べ替えを行うものである。なお、以下において、後述するアライナ４のスピンドル４１の配置位置と水平方向において略同一平面となる面を作業面Ｍと呼ぶものとする。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態のウェハソータ１は、複数のウェハＷ（図６及び図７に図示）の分離、統合又は並べ替えを行うためにキャリアからウェハＷを取り出すローダ２と、複数のウェハＷの分離、統合又は並べ替え後のキャリアにウェハＷを収納するアンローダ３とを有している。
【００３３】
また、本実施の形態のウェハソータ１は、ウェハＷに付されている識別情報（ＩＤ）を読み取る装置であるアライナ４を備えている。本実施の形態では、図４〜図７に示すように、ウェハＷを支持して回転させるためのスピンドル４１、回転させたウェハＷの識別情報を読み取るためのカメラ（図示省略）、当該カメラによる読取りを補助するためのライト４２、ライト拡散板４３等を備えている。
【００３４】
また、本実施の形態のウェハソータ１は、キャリアＣ１，Ｃ２、Ｃ３，Ｃ４に対してウェハＷを出し入れする１つ又は複数の搬送ロボット５を備えている。本実施の形態では、図４〜図７に示すように、２つの搬送ロボット５を備えており、１つは後述するローダ側キャリアポート２０のローダ側キャリアステージ２１に載置されたキャリアＣ１から、ハンド１５１を用いてウェハＷを１枚ずつ取り出してアライナ４に搬送する作業を行うローダ側搬送ロボット１０５である。もう１つは、アライナ４からハンド２５１を用いてウェハＷを取り出して、後述するアンローダ側キャリアポート３０のアンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１に載置されたキャリアＣ２，Ｃ３，Ｃ４に１枚ずつ収納する作業を行うアンローダ側搬送ロボット２０５である。なお、図４〜図７における符号１５２および２５２は、それぞれの搬送ロボット１０５，２０５におけるＲ軸モータである。
【００３５】
そして、ローダ側キャリアポート２０のローダ側キャリアステージ２１に載置されたキャリアＣ１から、ローダ側搬送ロボット１０５で搬送されてきたウェハＷをアライナ４のスピンドル４１の所定位置に配置して回転させ、カメラで識別情報を読み取る。その後、アンローダ側搬送ロボット２０５で当該ウェハＷを取り出し、アンローダ側キャリアポート３０のアンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１に載置されたキャリアＣ２，Ｃ３，Ｃ４のうち、当該識別情報に基づいてそれぞれのウェハＷに定められたキャリアに収納させる。
【００３６】
また、本実施の形態のウェハソータ１は、非常時にウェハソータ１を緊急停止させるための非常停止ボタン６、ウェハソータ１の設定情報等を入力するためのキーボード７、ウェハソータ１の運転状態等を点灯する色や点灯・点滅状態で表示する表示灯８を備えている。また、本実施の形態のウェハソータ１は、ウェハソータの設定情報等を表示するモニタ９、ウェハソータ１の運転状態及び設定情報等を制御するコントローラ１０などを備えている。
【００３７】
次に、本実施の形態のウェハソータ１におけるローダ２について詳しく説明する。図１及び図２に示すように、ローダ２の正面側には、ローダ側扉２ａを備えており、当該ローダ側扉２ａの中に、分離、統合又は並べ替え前の複数のウェハＷが収納された１つ又は複数のキャリアを配置するためのローダ側キャリアポート２０を備えている。図３に示すように、本実施の形態のローダ側キャリアポート２０は、作業面Ｍに１つのキャリアＣ１を載置するローダ側キャリアステージ２１を備えており、当該ローダ側キャリアステージ２１はローダ側扉２ａの外側に引き出し可能に構成されている。
【００３８】
図４〜図７に示すように、ローダ側キャリアステージ２１は、ウェハソータ１の正面側からみて左右両端部に、ウェハソータ１の正面側から奥側に向けて延びるスライドレール２１ａを備えており、当該スライドレール２１ａがローダ側キャリアステージ２１の左右両端部に対して摺動可能となっている。また、スライドレール２１ａの外側には、ウェハソータ１の正面側から奥側に向けて延びるスライドガイド２１ｂを備えており、スライドレール２１ａはこのスライドガイド２１ｂに対しても摺動可能となっている。スライドガイド２１ｂは、ローダ側キャリアステージ２１の直下の作業面Ｍに配置されたステージ土台２９と接合されており、ステージ土台２９は作業面Ｍの床面に固定されている。そして、前記したローダ側キャリアステージ２１の左右両端部とスライドレール２１ａとスライドガイド２１ｂとの摺動によって、作業面Ｍに対してローダ側キャリアステージ２１が水平方向に引き出し可能となっており、ローダ側キャリアステージ２１全体がウェハソータ１の正面側に設けられたローダ側扉２ａの外側に引き出し可能となっている。
【００３９】
また、ローダ側キャリアステージ２１には、キャリアＣ１を所定の位置に載置するための位置決め駒２２が数箇所に設けられている。キャリアＣ１の底面には、下側に向けたフランジ状の突起Ｔ１が設けられており、この突起Ｔ１が固定されるように位置決め駒２２を配置している。
【００４０】
また、ステージ土台２９の所定位置には種々の電気配線Ｄを備えており、例えば当該電気配線Ｄの１つとして、ローダ側キャリアステージ２１に載置されたキャリアＣ１の検出を行う１つ又は複数のキャリア検出センサを備えている。図５，図６，図８及び図９に示すように、本実施の形態では、キャリア検出センサとして３つの光センサ２８を備えており、当該光センサ２８は、ボルトＢ等により、後述する３つのキャリア検出ピン２４のローダ側キャリアステージ２１裏面側への突出位置に対応するステージ土台２９の所定位置にそれぞれ固定されている。当該光センサ２８は、平面視略Ｕ字形状のセンサであり、略Ｕ字形状の両先端部がウェハソータ１の正面側に位置するように配置されている。また、光センサ２８の略Ｕ字形状の両先端部の一方が発光部２８ａ、他方が受光部２８ｂとなっており、両先端部間を赤外線が通るようになっている。そして、当該光センサ２８の両先端部間に後述するキャリア検出ピン２４が挿入されることにより赤外線が遮断されて、光センサ２８がＯＮ状態となるように構成されている。なお、光センサ２８は、電気配線Ｄによって電源（図示省略）やコントローラ１０等と接続されている。
【００４１】
図４〜図９に示すように、ローダ側キャリアステージ２１には、ステージ土台２９に備えられた３つの光センサ２８のそれぞれに対応する３つの位置に、光遮断装置２３が設けられている。光遮断装置２３は、光センサ２８に対する遮断物として、略円柱状のキャリア検出ピン２４を備えており、当該キャリア検出ピン２４は、ローダ側キャリアステージ２１に対して垂直方向に上下動可能となっている。このキャリア検出ピン２４は、ローダ側キャリアステージ２１にキャリアＣ１を載置したときに、キャリアＣ１の底面に設けられた突起Ｔ１が当接する位置に配置されている。
【００４２】
キャリア検出ピン２４は、ローダ側キャリアステージ２１にキャリアＣ１を載置する前は、ローダ側キャリアステージ２１の表面側に大きく突出しており、ローダ側キャリアステージ２１の裏面側に光センサ２８の赤外線を遮断しない程度に少しだけ突出した状態となっている。また、キャリア検出ピン２４におけるローダ側キャリアステージ２１の裏面側に少しだけ突出した部分の側面には、バネ貫通孔２６が設けられている。当該バネ貫通孔２６には、ローダ側キャリアステージ２１の裏面にネジ２７等で固定された棒バネ２５が負荷の掛かっていない非湾曲状態（ここでは、図９の実線で示した棒バネ２５のような直線状態）で挿入されている。
【００４３】
そして、このような光遮断装置２３を有するローダ側キャリアステージ２１を、図５に示すようにウェハソータ１の正面側に引き出し、ここに、図６に示すようにキャリアＣ１を載置すると、キャリアＣ１の底面の突起Ｔ１によってローダ側キャリアステージ２１の表面側に突出している３つのキャリア検出ピン２４が押され、当該キャリア検出ピン２４はローダ側キャリアステージ２１の裏面側に大きく突出する。この状態のローダ側キャリアステージ２１を、図７に示すように元の位置に押し入れると、突出したキャリア検出ピン２４が光センサ２８の略Ｕ字形状の両先端部間に挿入され、光センサ２８の赤外線を遮断するように構成されている。
【００４４】
なお、キャリアＣ１の底面の突起Ｔ１によってキャリア検出ピン２４が下側に押される（図９の点線で示したキャリア検出ピン２４の状態）と、バネ貫通孔２６に挿入された棒バネ２５が下側（ローダ側キャリアステージ２１の裏面から離れる方向）に湾曲した状態（図９の点線で示した棒バネ２５のような湾曲状態）となり、棒バネ２５に負荷が掛かった状態となる。そして、ソート工程が終了した後、載置していたキャリアＣ１をローダ側キャリアステージ２１から取り出すと、当該棒バネ２５の非湾曲状態に戻ろうとする弾性力により、キャリア検出ピン２４がローダ側キャリアステージ２１の表面側に大きく突出する位置に戻るようになっている。
【００４５】
また、本実施の形態では、前記した３つのキャリア検出ピン２４及び３つの光センサ２８は、キャリアＣ１が載置されているか否かを検出すると共に、キャリアＣ１が正しい位置に載置されているか否かの判定を行い、かつ、載置されているキャリアの種類を判別するためにも用いられている。従って、本実施の形態では、ローダ側キャリアステージ２１にキャリアＣ１を載置して当該ステージを押し入れた際に、３つの光センサ２８がＯＮ状態にならないとエラーとなる。
【００４６】
なお、前記キャリアＣ１だけでなく他のキャリアも併用する場合には、そのキャリアに合わせた位置にキャリア検出ピン２４及び光センサ２８を設けておく必要がある。また、必ずしも３つのキャリア検出ピン２４が押されるようになっている必要はなく、例えば、キャリアの種類によって１つ又は２つのキャリア検出ピンのみが押される構成になっていても良い。また、キャリアの種類に応じて４つ以上のキャリア検出ピンが押されるようになっていても良いし、さらに、キャリアの種類によって押されるキャリア検出ピンの数が変わるようになっていても良い。
【００４７】
次に、本実施の形態のウェハソータ１におけるアンローダ３について詳しく説明する。なお、アンローダ３の構成において、前記したローダ２の構成と同様のものについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図１及び図２に示すように、アンローダ３の正面側には、アンローダ側扉３ａを備えており、当該アンローダ側扉３ａの中に、分離、統合又は並べ替え後の複数のウェハＷを収納する１つ又は複数のキャリアを配置するためのアンローダ側キャリアポート３０を備えている。図３に示すように、本実施の形態のアンローダ側キャリアポート３０は、複数のキャリア（ここでは上から順にＣ２，Ｃ３，Ｃ４の３つ）をそれぞれ載置する複数のアンローダ側キャリアステージ（ここでは上から順に３１，１３１，２３１の３つ）を備えている。この３つのアンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１は、垂直方向に積層された状態で並ぶように配置されている。
【００４９】
また、図４〜図７に示すように、ウェハソータ１は、アンローダ側キャリアポート３０に隣接して上下動駆動装置Ｋを備えており、当該上下動駆動装置Ｋの駆動により、３つのアンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１は、一体で垂直方向に上下動可能とされている。そして、複数のアンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１のうち、上下動させた結果、作業面Ｍに停止したアンローダ側キャリアステージ（図１では３つのうち１番上のアンローダ側キャリアステージ３１）がアンローダ側扉３ａの外側に引き出し可能に構成されている。なお、アンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１及びその周辺に配置されたものは、それぞれ同様の構成であるので、アンローダ側キャリアステージ３１及びその周辺のものの説明のみを行い、他のアンローダ側キャリアステージ１３１，２３１及びその周辺のものの説明は省略する。
【００５０】
図４〜図７に示すように、アンローダ側キャリアステージ３１は、前記したローダ側キャリアステージ２１と同様に、ウェハソータ１の正面側からみて左右両端部に、ウェハソータ１の正面側から奥側に向けて延びるスライドレール３１ａを備えており、当該スライドレール３１ａがアンローダ側キャリアステージ３１の左右両端部に対して摺動可能となっている。また、スライドレール３１ａの外側には、ウェハソータ１の正面側から奥側に向けて延びるスライドガイド３１ｂを備えており、スライドレール３１ａはこのスライドガイド３１ｂに対しても摺動可能となっている。スライドガイド３１ｂは、アンローダ側キャリアステージ３１の直下に配置されたステージ土台３９と接合されており、ステージ土台３９は床面に固定されている。そして、アンローダ側キャリアステージ３１が作業面Ｍに停止しているときに、前記したアンローダ側キャリアステージ３１の左右両端部とスライドレール３１ａとスライドガイド３１ｂとの摺動によって、作業面Ｍに対してアンローダ側キャリアステージ３１が水平方向に引き出し可能となっている。本実施の形態では、アンローダ側キャリアステージ３１全体がウェハソータ１の正面側に設けられたアンローダ側扉３ａの外側に引き出し可能となっている。
【００５１】
また、アンローダ側キャリアステージ３１には、前記したローダ側キャリアステージ２１と同様に、キャリアＣ２を所定の位置に載置するための位置決め駒３２が数箇所に設けられている。キャリアＣ２の底面には、下側に向けたフランジ状の突起Ｔ２が設けられており、この突起Ｔ２が固定されるように位置決め駒３２を配置している。
【００５２】
また、ステージ土台３９の所定位置には種々の電気配線Ｄを備えており、例えば当該電気配線Ｄの１つとして、アンローダ側キャリアステージ３１に載置されたキャリアＣ２の検出を行う１つ又は複数のキャリア検出センサを備えている。図５及び図６に示すように、本実施の形態では、キャリア検出センサとして３つの光センサ３８を備えている。なお、光センサ３８の詳細は、前記したローダ側キャリアステージ２１に用いられているものと同様であるので、説明を省略する。なお、光センサ３８も、電気配線Ｄによって電源（図示省略）やコントローラ１０等と接続されている。
【００５３】
図４〜図７に示すように、アンローダ側キャリアステージ３１には、ステージ土台３９に備えられた３つの光センサ３８のそれぞれに対応する３つの位置に、光遮断装置３３が設けられている。光遮断装置３３は、光センサ３８に対する遮断物として、略円柱状のキャリア検出ピン３４を備えており、当該キャリア検出ピン３４は、アンローダ側キャリアステージ３１に対して垂直方向に上下動可能となっている。このキャリア検出ピン３４は、アンローダ側キャリアステージ３１にキャリアＣ２を載置したときに、キャリアＣ２の底面に設けられた突起Ｔ２が当接する位置に配置されている。なお、光遮断装置３３、キャリア検出ピン３４等の詳細は、前記したローダ側キャリアステージ２１に用いられているものと同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
次に、半導体装置の製造工程におけるウェハ処理工程で行う複数のウェハＷをソート（分離、統合又は並べ替え）するソート工程でのウェハソート１の動作について説明する。なお、ここではウェハＷのソート工程のうち、ウェハＷを分離する工程を例に挙げて説明する。
【００５５】
まず、図１に示すように、ローダ側扉２ａを開け、図５に示すように、ローダ２のローダ側キャリアポート２０におけるローダ側キャリアステージ２１を引き出す。次に、図６に示すように、引き出したローダ側キャリアステージ２１に複数のウェハＷが収納されたキャリアＣ１を載置する。ローダ側キャリアステージ２１にキャリアＣ１を載置すると、ローダ側キャリアステージ２１の裏面側に所定の（ここでは３つの）キャリア検出ピン２４が突出する。
【００５６】
そして、図７に示すように、キャリアＣ１を載置したローダ側キャリアステージ２１を元の位置に押し入れる。このとき、ローダ側キャリアステージ２１の裏面側に突出した所定の（ここでは３つの）キャリア検出ピン２４がそれぞれ対応する光センサ２８の発光部２８ａと受光部２８ｂの間に入り、光センサ２８の赤外線を遮断する。これにより、ウェハソータ１のコントローラ１０が、ローダ側キャリアステージ２１の正しい所定位置に正しい種類のキャリアＣ１が載置されていることを確認できるようになっている。
【００５７】
アンローダ３についても同様に、図１に示すように、アンローダ側扉３ａを開け、図５に示すように、アンローダ３のアンローダ側キャリアポート３０において作業面Ｍに停止しているアンローダ側キャリアステージ（図５では１番上のアンローダ側キャリアステージ３１）を引き出す。次に、図６に示すように、引き出したアンローダ側キャリアステージ３１に空のキャリアＣ２を載置し、図７に示すように、キャリアＣ２を載置したアンローダ側キャリアステージ３１を元の位置に押し入れる。それから、上下動駆動装置Ｋを作動させて、上から２番目のアンローダ側キャリアステージ１３１が作業面Ｍに停止するようにし、１番上のアンローダ側キャリアステージ３１と同様に空のキャリアＣ３を載置する。さらに、上下動駆動装置Ｋを作動させて、１番下のアンローダ側キャリアステージ２３１が作業面Ｍに停止するようにし、前記した２つのアンローダ側キャリアステージ３１，１３１と同様に空のキャリアＣ４を載置する。なお、アンローダ側においてもローダ側と同様に、所定の光センサとキャリア検出ピンにより、各アンローダ側キャリアステージの正しい所定位置に正しい種類のキャリアが載置されていることを確認するようになっている。また、アンローダ３においてアンローダ側キャリアステージにキャリアを載置する順序は前記した順に限るものではなく、適宜の順序で載置していけば良い。
【００５８】
次に、ローダ側扉２ａ及びアンローダ側扉３ａを閉め、キーボード７を操作してソート工程の指示を出すと、コントローラ１０の制御により自動のソート工程が開始される。自動のソート工程では、ローダ側搬送ロボット１０５のハンド１５１がローダ側キャリアポート２０のローダ側キャリアステージ２１に載置されたキャリアＣ１に収納されたウェハＷを１枚ずつ取り出し、アライナ４に搬送する。アライナ４では、スピンドル４１でウェハＷを回転させ、カメラでウェハＷに付されている識別情報（ＩＤ）を読み取る。
【００５９】
そして、読み取ったウェハＷの識別情報に基づき、コントローラ１０が収納すべきアンローダ側のキャリアを判定し、上下動駆動装置Ｋを作動させて収納すべきキャリアが載置されたアンローダ側キャリアステージを作業面Ｍに移動させる。それとほぼ同時に、アンローダ側搬送ロボット２０５のハンド２５１でアライナ４からウェハＷを取り出して搬送し、その後、作業面Ｍに移動させたアンローダ側キャリアステージに載置されたキャリア（例えば、図７に示すように、アンローダ側キャリアステージ３１に載置されたキャリアＣ２）の所定位置にウェハＷを収納する。
【００６０】
また、アライナ４からウェハＷが取り出されたら、ローダ側搬送ロボット１０５によりローダ側キャリアステージ２１のキャリアＣ１からウェハＷをアライナ４に搬送する。これを繰り返して、ローダ側キャリアステージ２１のキャリアＣ１に収納されたウェハＷを、アンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１のキャリアＣ２，Ｃ３，Ｃ４に分離、移動させる。全てのウェハＷがローダ側キャリアステージ２１のキャリアＣ１からアンローダ側キャリアステージ３１，１３１，２３１のキャリアＣ２，Ｃ３，Ｃ４に移動し終えたら、各キャリアＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を各キャリアステージ２１，３１，１３１，２３１に載置した際の作業と同様に、各キャリアステージ２１，３１，１３１，２３１を引き出して各キャリアＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を取り出し、次の工程に送る。
【００６１】
次に、前記ウェハソータ１を用いた本実施の形態の半導体装置の製造工程におけるウェハＷのソート工程の例について、図１０及び図１１に示すブロック図を参照して説明する。
【００６２】
まず、ソート工程におけるウェハＷの分離工程及びウェハＷの統合工程について、図１０を用いて説明する。ウェハ処理工程において、例えば工程Ａを終えた複数のウェハＷは、キャリアＣ１に収納されてウェハソータ１のローダのキャリアステージに配置される。また、ウェハソータ１のアンローダの複数（ここでは３つ）のキャリアステージには空のキャリアＣ２，Ｃ３、Ｃ４が配置される。ここで、コントローラ１０に各ウェハＷの識別情報を送ると共に、コントローラ１０からの指示により前記したようなウェハＷの分離工程の動作が行われ、複数のウェハＷがキャリアＣ２，Ｃ３、Ｃ４に分離される。
【００６３】
その後、例えば時間の掛かる工程Ｂを３つの処理装置で同時に行い、当該工程Ｂを終えたウェハＷはそれぞれキャリアＣ２，Ｃ３，Ｃ４に収納されて、ウェハソータ１Ａのローダの３つのキャリアステージに配置される。また、ウェハソータ１Ａのアンローダのキャリアステージには空のキャリアＣ５が配置される。ここで、コントローラ１０に各ウェハＷの識別情報を送ると共に、コントローラ１０からの指示によりウェハＷの統合工程の動作が行われ、複数のウェハＷがキャリアＣ５に統合される。その後、キャリアＣ５に統合されたウェハＷについて、次の工程、例えば工程Ｃを行う。
【００６４】
次に、ソート工程におけるウェハＷの並び替え工程について、図１１を用いて説明する。ウェハ処理工程において、例えば工程Ｄ及びその検査工程を終えた複数のウェハＷは、キャリアＣ６に収納されてウェハソータ１Ｂのローダのキャリアステージに配置される。また、ウェハソータ１Ｂのアンローダのキャリアステージには空のキャリアＣ７が配置される。ここで、コントローラ１０に各ウェハＷの識別情報を送ると共に、コントローラ１０からの指示によりウェハＷの並び替え工程の動作が行われ、キャリアＣ６に収納されていた複数のウェハＷが、次の工程に必要な順に並び替えられてキャリアＣ７に収納される。
【００６５】
その後、工程Ｅ及びその検査工程を並び替えられた順で行い、当該工程を終えた複数のウェハＷは、キャリアＣ７に収納されてウェハソータ１Ｃのローダのキャリアステージに配置される。また、ウェハソータ１Ｃのアンローダのキャリアステージには空のキャリアＣ８が配置される。ここで、コントローラ１０に各ウェハＷの識別情報を送ると共に、コントローラ１０からの指示によりウェハＷの並び替え工程の動作が再び行われ、キャリアＣ７に収納されていた複数のウェハＷが、次の工程に必要な順に並び替えられてキャリアＣ８に収納される。その後、並び替えられてキャリアＣ８に収納されたウェハＷについて、次の工程、例えば工程Ｆを行う。
【００６６】
本実施の形態の半導体装置の製造技術によれば、ウェハソータ１において、キャリアポート２０，３０のうちの少なくとも１つは、キャリアステージ３１，１３１，２３１が垂直方向に積層された状態で複数配置されていると共に、複数のキャリアステージ３１，１３１，２３１が一体で垂直方向に上下動可能とされているため、ウェハソータ１の設置場所を省スペース化することができる。
【００６７】
また、本実施の形態の半導体装置の製造技術によれば、複数のキャリアステージ３１，１３１，２３１のうち、作業面Ｍに停止しているキャリアステージ（例えばキャリアステージ３１）が水平方向に引き出し可能とされているため、キャリアステージ３１にキャリアＣ２を載置する際にキャリアステージ３１を引き出してから載置することができる。また、キャリアステージ３１からキャリアＣ２を取り出す際にもキャリアステージ３１を引き出してから取り出すことができる。その結果、キャリアＣ２を載置したり取り出したりする作業のためのキャリアステージ３１，１３１，２３１の上側の余分なスペースを必要とせず、高さ方向の省スペース化を図ることができ、ＳＥＭＩ規格に合わせた装置構成を実現することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、１つのキャリアを載置するキャリアステージに対して必要な高さは、キャリアの高さが２００ｍｍ程度、キャリアステージの下に配置されるセンサ類が２０ｍｍ程度、キャリアの上側の余裕が１０ｍｍ程度で済んだ。従って、１つのキャリアステージに対して、合計２８０ｍｍ程度の高さスペースがあれば良いこととなり、垂直方向にキャリアステージを３つ配置したアンローダを有する１ローダ、３アンローダの構成の本実施の形態のウェハソータ１で、アンローダ側は３つのキャリアステージで８４０ｍｍの高さで済むことになる。よって、ウェハソータの土台部分の高さ等を考慮しても、８８５ｍｍ程度の高さがあれば良く、３アンローダで９００ｍｍ以内に収まり、ＳＥＭＩ規格に適合する条件とすることができる。
【００６９】
また、本実施の形態の半導体装置の製造技術によれば、作業面Ｍに停止しているキャリアステージ３１が水平方向に引き出し可能とされていて、キャリアステージ３１に対してキャリアＣ２の載置及び取り出しを行う際にキャリアステージ３１を引き出してから載置及び取り出しを行う手順とすることで、キャリアステージ３１に対して容易にキャリアＣ２の載置及び取り出しを行うことができ、作業効率を良くすることができる。
【００７０】
また、本実施の形態の半導体装置の製造技術によれば、ステージ土台に電気配線を備えていてキャリアステージには電気配線を備えていないため、キャリア検出のための電気配線を引き出すことなく、キャリアステージを引き出すことができ、容易にキャリアステージの引き出し及び押入れを行うことができる。
【００７１】
特に、本実施の形態では、電気配線を必要とする光センサをステージ土台に配置し、キャリアステージには電気配線を必要とせずに光センサをＯＮ／ＯＦＦさせる遮断物（キャリア検出ピン）のみを配置している。このように、検出部とセンサ部とを分離することで、容易にキャリアステージの出し入れができる。
【００７２】
また、本実施の形態の半導体装置の製造技術によれば、光センサ（キャリア検出センサ）を、別板（ステージ土台）上に設置することで、センサを一括して設置することができ、容易にセンサの設置を行うことができる。
【００７３】
また、本実施の形態の半導体装置の製造技術によれば、複数のキャリアステージが一体で垂直方向に上下動するため、上下動させるための上下動駆動装置Ｋなどが複雑にならず、低コストで故障の少ない構造とすることができる。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態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。
【００７５】
例えば、前記実施の形態では、各キャリアステージのスライドレールとスライドガイドの摺動によりキャリアステージが引き出し可能となっていたが、これに限るものではない。例えば、レール状部材や車輪等のローラ状部材の組み合わせによりキャリアステージが引き出し可能となっていても良い。
【００７６】
また、前記実施の形態では、ウェハを収納するキャリアとして開放式のウェハ収納容器を用いているが、これに限るものではなく、ウェハを密閉式のウェハ収納容器（フロント開閉式のＦＯＵＰ等）に収納するようになっていても良い。また、収納するウェハについても適宜の規格のもので良い。
【００７７】
また、前記実施の形態では、キャリアに押されてキャリアステージの裏面側に突出したキャリア検出ピンに負荷を掛けて、キャリアを取り出した際にキャリア検出ピンがキャリアステージの表面側に突出するように戻る作用を生じさせる手段として、棒バネを用いたが、これに限るものではない。例えば、棒バネの代わりに板バネを用いるなど、キャリアステージの高さを低く保ちつつキャリア検出ピンに負荷を掛けられるものであれば良い。なお、コイルバネ等の比較的高さが必要なバネは本発明の当該手段としては適さない。
【００７８】
また、前記実施の形態では、１ローダ／３アンローダのウェハソータについて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の構成のウェハソータにも適用可能である。例えば、１〜３ローダ／１〜３アンローダの構成であれば、前記実施の形態のウェハソータ１の面積で装置を構成することができる。また、例えば、３ローダ／３アンローダ、６ローダ／６アンローダ、９ローダ／９アンローダの構成では、垂直方向に３つずつキャリアを配置できるため、従来の水平方向にローダ及びアンローダを配置した場合と比較して、約１／３の面積で装置を構成することが可能である。また、本発明の技術は、ウェハを搬送するウェハソータに限らず、多段に製品を収納するキャリア等を設置する製造装置全般に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、ソート工程を有する半導体装置の製造技術に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態の半導体製造装置（ウェハソータ）の構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す半導体製造装置の構造の一例を示す正面図である。
【図３】図１に示す半導体製造装置の構造の一例を示す正面透視図である。
【図４】図１に示す半導体製造装置の作業面の構造の一例を示す拡大平面図である。
【図５】図４に示す半導体製造装置の作業面のキャリアステージを引き出した状態を示す拡大平面図である。
【図６】図５に示す引き出した状態のキャリアステージにキャリアを載置した様子を示す拡大平面図である。
【図７】図６に示すキャリアを載置したキャリアステージを押し入れた状態を示す拡大平面図である。
【図８】本発明の実施の形態の半導体製造装置のステージ土台に有する光センサとキャリアステージに有する光遮断装置を示す拡大平面図である。
【図９】図８に示す光センサと光遮断装置を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の半導体製造装置を用いたソート工程の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態の半導体製造装置を用いたソート工程の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    ウェハソータ（半導体製造装置）
１Ａ  ウェハソータ（半導体製造装置）
１Ｂ  ウェハソータ（半導体製造装置）
１Ｃ  ウェハソータ（半導体製造装置）
２    ローダ
２ａ  ローダ側扉
３    アンローダ
３ａ  アンロ−ダ側扉
４    アライナ
５    搬送ロボット
６    非常停止ボタン
７    キーボード
８    表示灯
９    モニタ
１０    コントローラ
２０    ローダ側キャリアポート（キャリアポート）
２１    ローダ側キャリアステージ（キャリアステージ）
２１ａ  スライドレール
２１ｂ  スライドガイド
２２    位置決め駒
２３    光遮断装置
２４    キャリア検出ピン（遮断物）
２５    棒バネ
２６    バネ貫通孔
２７    ネジ
２８    キャリア検出センサ（光センサ）
２８ａ  発光部
２８ｂ  受光部
２９    ステージ土台
３０    アンローダ側キャリアポート（キャリアポート）
３１    アンローダ側キャリアステージ（キャリアステージ）
３１ａ  スライドレール
３１ｂ  スライドガイド
３２    位置決め駒
３３    光遮断装置
３４    キャリア検出ピン（遮断物）
３８    キャリア検出センサ（光センサ）
３９    ステージ土台
４１    スピンドル
４２    ライト
４３    ライト拡散板
１０５    ローダ側搬送ロボット
１３１    アンローダ側キャリアステージ（キャリアステージ）
１５１    ハンド
１５２    Ｒ軸モータ
２０５    アンローダ側搬送ロボット
２３１    アンローダ側キャリアステージ（キャリアステージ）
２５１    ハンド
２５２    Ｒ軸モータ
Ｂ    ボルト
Ｃ１    キャリア
Ｃ２    キャリア
Ｃ３    キャリア
Ｃ４    キャリア
Ｃ５    キャリア
Ｃ６    キャリア
Ｃ７    キャリア
Ｃ８    キャリア
Ｄ    電気配線
Ｋ    上下動駆動装置
Ｍ    作業面
Ｔ１    突起
Ｔ２    突起
Ｗ    ウェハ
【図１】
2008288353.tif 000003
【図２】
2008288353.tif 000004
【図３】
2008288353.tif 000005
【図４】
2008288353.tif 000006
【図５】
2008288353.tif 000007
【図６】
2008288353.tif 000008
【図７】
2008288353.tif 000009
【図８】
2008288353.tif 000010
【図９】
2008288353.tif 000011
【図１０】
2008288353.tif 000012
【図１１】
2008288353.tif 000013