(57)【要約】【課題】半導体製造装置の小型化、特に搬送容器の移載領域の機構の簡略化、小型化を図る。【解決手段】外部に対して搬送容器３を授受する搬送容器授受装置２５と、該搬送容器授受装置に隣接する搬送容器の移載作業用の空間と、該空間に対峙して設けられた搬送容器中継棚４，５と、該搬送容器中継棚に隣接して設けられた搬送容器移載機と、前記搬送容器中継棚の上方に設けられ搬送容器を収納する収納棚２８とを具備し、前記搬送容器授受装置は搬送容器を受載可能で前記空間に移動可能なステージを有し、前記搬送容器移載機は前記空間に移動したステージ、前記搬送容器中継棚、収納棚との間で搬送容器の移載が可能である。【選択図】　　　　図１
2004128003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に対して搬送容器を授受する搬送容器授受装置と、該搬送容器授受装置に隣接する搬送容器の移載作業用の空間と、該空間に対峙して設けられた搬送容器中継棚と、該搬送容器中継棚に隣接して設けられた搬送容器移載機と、前記搬送容器中継棚の上方に設けられ搬送容器を収納する収納棚とを具備し、前記搬送容器授受装置は搬送容器を受載可能で前記空間に移動可能なステージを有し、前記搬送容器移載機は前記空間に移動したステージ、前記搬送容器中継棚、収納棚との間で搬送容器の移載が可能であることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンウェーハ等の基板に薄膜を生成し、或は不純物の拡散、エッチング等所要の処理を行い半導体装置を製造する半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置には、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の半導体製造装置と、一枚ずつ処理する枚葉式の半導体製造装置とがある。以下は、バッチ式の半導体製造装置について説明する。
【０００３】
図６〜図１０に示す従来の半導体製造装置は、縦型反応炉を有し、基板の搬送容器として密閉式の搬送容器が用いられている。
【０００４】
筐体１の前部にはステージ２が設けられ、該ステージ２には図７中左右に２つの搬送容器３が載置される様になっている。前記ステージ２に対峙して上下２段にオープナ４，５が設けられ、該オープナ４，５は前記ステージ２に対して中央に配置されている。前記オープナ４，５の上方には収納棚６が設けられ、該収納棚６は左右に３つの搬送容器３を収納する棚板７を上下２段に有している。
【０００５】
前記ステージ２と前記オープナ４，５、収納棚６との間に搬送容器移載装置８が設けられている。該搬送容器移載装置８は横行機構部９、昇降機構部１０によりロボットハンド１１を横行且つ昇降可能に具備しており、該ロボットハンド１１は前記搬送容器３を前後方向に移動可能である。
【０００６】
気密なウェーハ移載室１２が前記オープナ４，５に連設され、前記ウェーハ移載室１２には基板移載機１３が設けられ、該基板移載機１３は前記オープナ４，５に正対した位置に配置されている。前記基板移載機１３は昇降、回転、進退可能となっており、基板を保持する基板支持プレート１４を所要枚数（図では５枚）具備している。
【０００７】
前記ウェーハ移載室１２に気密室１５が気密に連設され、前記ウェーハ移載室１２と前記気密室１５とはゲート弁１７を介して連通されている。前記気密室１５の上側に縦型反応炉１６が気密に連設され、該縦型反応炉１６はヒータユニット１８及び該ヒータユニット１８内部に設けられ反応室１９を画成する反応管２０を具備している。
【０００８】
前記気密室１５にはボートエレベータ（図示せず）が設けられ、該ボートエレベータは基板保持具２２（以下、ボート２２）を前記縦型反応炉１６に装入、引出し可能とする。前記ボート２２は基板２３を水平姿勢で多段に保持可能となっている。
【０００９】
上記した様に前記筐体１の内部に前記ウェーハ移載室１２、該ウェーハ移載室１２に気密に連設する気密室１５が設けられており、前記筐体１の内部は外気と連通し、前記ウェーハ移載室１２内部は外気と遮断され中清浄雰囲気であり、前記気密室１５内部は高清浄雰囲気となっている。
【００１０】
以下、上記半導体製造装置の作動について説明する。
【００１１】
図示しない外部搬送装置により前記搬送容器３が前記ステージ２に載置される。前記搬送容器３には所要枚数、例えば２５枚の基板２３が密閉状態で収納されている。
【００１２】
前記搬送容器移載装置８は前記横行機構部９による横行、前記昇降機構部１０による昇降の協働により、前記ロボットハンド１１を前記ステージ２上の前記搬送容器３と正対させる。前記ロボットハンド１１が伸長して先端が前記搬送容器３の下方に位置すると、前記昇降機構部１０が前記ロボットハンド１１を若干上昇させて該ロボットハンド１１が前記搬送容器３を受載する。前記ロボットハンド１１を縮短させ、前記搬送容器３を前記ステージ２から取出し、前記横行機構部９、前記昇降機構部１０の協働で前記ロボットハンド１１を前記オープナ４，５の内空いている方に正対させ、前記ロボットハンド１１を伸長させ、更に前記昇降機構部１０で前記ロボットハンド１１を降下させ、前記搬送容器３を前記オープナ４，５に載置する。
【００１３】
同様に、前記横行機構部９による横行、前記昇降機構部１０による昇降、前記ロボットハンド１１の伸縮の協働により前記ステージ２から前記収納棚６に前記搬送容器３を移載し、又前記オープナ４，５と前記収納棚６間で前記搬送容器３を移載する。
【００１４】
前記オープナ４，５が前記搬送容器３の蓋を開ける。前記ボート２２が降下され、前記ゲート弁１７が開かれる。前記基板移載機１３が前記搬送容器３内の基板２３を所定枚数（例えば５枚）保持し、前記ボート２２へ移載する。前記搬送容器３が空になると、前記オープナ４，５と前記収納棚６との間で前記搬送容器移載装置８により、空の搬送容器３（以下空搬送容器３と称す）と基板２３が収納された搬送容器３（以下実搬送容器３と称す）とが交換され、更に前記基板移載機１３により前記オープナ４，５の搬送容器３から前記ボート２２へ基板２３が移載される。
【００１５】
前記ボート２２に所定枚数の基板２３が移載されると、前記ゲート弁１７が閉じられ、前記ボート２２が図示しないボートエレベータにより前記反応室１９に装入される。前記ヒータユニット１８で前記基板２３が加熱され、更に前記反応室１９に反応ガスが導入され、前記基板２３に所要の処理がなされる。
【００１６】
基板処理が完了すると前記反応室１９から前記ボート２２が降下され、所定温度迄前記基板２３が冷却されると、前記ゲート弁１７が開かれ、前記基板移載機１３により前記ボート２２から待機している前記搬送容器３へ前記基板２３が移載される。前記搬送容器３が処理済の基板２３で一杯になると、前記搬送容器移載装置８により空搬送容器３と交換され、更に前記ボート２２から空搬送容器３への基板２３の移載が行われる。
【００１７】
処理済基板の移載が完了すると、前記搬送容器移載装置８により前記収納棚６、オープナ４，５から前記搬送容器３が前記ステージ２へ移載され、図示しない外部搬送装置により前記搬送容器３が搬出される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
半導体製造装置を小型化し、設置スペースを節約することは、半導体製造装置を収納する建屋を小型化でき、或は半導体製造装置の設置台数の増加を可能とし、或はクリーンルームの小型化を可能とし、設備費、ランニングコストの低減を可能とする。
【００１９】
本発明は斯かる実情に鑑み、半導体製造装置の小型化、特に搬送容器の移載領域の機構の簡略化、小型化を図るものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外部に対して搬送容器を授受する搬送容器授受装置と、該搬送容器授受装置に隣接する搬送容器の移載作業用の空間と、該空間に対峙して設けられた搬送容器中継棚と、該搬送容器中継棚に隣接して設けられた搬送容器移載機と、前記搬送容器中継棚の上方に設けられ搬送容器を収納する収納棚とを具備し、前記搬送容器授受装置は搬送容器を受載可能で前記空間に移動可能なステージを有し、前記搬送容器移載機は前記空間に移動したステージ、前記搬送容器中継棚、収納棚との間で搬送容器の移載が可能である半導体製造装置に係るものである。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１〜図５に於いて、図６〜図１０中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
筐体１の前部に２組の搬送容器授受装置２５、２６が設けられる。該搬送容器授受装置２５、２６の間には搬送容器３の移載作業用の空間２７が形成されている。
【００２４】
該空間２７に正対する様に、オープナ４，５が上下２段に設けられている。
【００２５】
該オープナ４，５の上方に回転式の収納棚２８が設けられている。
【００２６】
前記オープナ４，５の近傍に搬送容器移載機２９が設けられ、該搬送容器移載機２９により前記搬送容器授受装置２５，２６と前記オープナ４，５間、及び該オープナ４，５と前記収納棚２８間で前記搬送容器３の移載が行われる。
【００２７】
前記オープナ４，５に気密に連設する密閉構造のウェーハ移載室１２が設けられ、該ウェーハ移載室１２に気密室１５が気密に連設し、前記ウェーハ移載室１２と気密室１５とはゲート弁１７を介して連通している。
【００２８】
前記ウェーハ移載室１２内部に前記オープナ４，５に正対する様に基板移載機１３が設けられ、前記気密室１５内部にボートエレベータ（図示せず）が設けられ、該ボートエレベータはボート２２を前記基板移載機１３と正対する位置で支持し、前記ボート２２を昇降させることで上方の反応室１９に装入、引出し可能となっている。前記ボート２２は基板２３を水平姿勢で多段に保持する。
【００２９】
上記搬送容器授受装置２５と搬送容器授受装置２６とは左右対称の構造をしており、以下は前記搬送容器授受装置２５について説明する。
【００３０】
前記筐体１のフレーム（図示せず）等の構造部材に、容器授受テーブル３１が右端から中央に向って片持支持され、該容器授受テーブル３１にステージ３２が左右方向に移動可能に設けられている。該ステージ３２には前記搬送容器３が載置可能であると共に前記搬送容器移載機２９の受載プレート３３及び前記ステージ３２は前記搬送容器３の授受を行う場合に干渉しない形状となっている。
【００３１】
前記収納棚２８は回転軸３５に円形の回転棚板３６，３７が上下２段に設けられており、前記回転軸３５は図示しない回転駆動部により１回転を等分割した所定角度（図示では９０゜）で間欠回転される様になっている。前記回転棚板３６，３７はそれぞれ分割数に対応した数（図示では４個）の前記搬送容器３を収納可能となっている。
【００３２】
又、前記搬送容器３の前記回転棚板３６，３７に対する載置位置、姿勢は図２に示される様に、前記回転棚板３６，３７が停止した位置で前記オープナ４，５の直上にあり、又該オープナ４，５が保持する搬送容器３と同一の姿勢となる様になっている。
【００３３】
前記搬送容器移載機２９について、図５を参照して説明する。
【００３４】
昇降機構部３９が前記オープナ４，５に側方に立設され、前記昇降機構部３９にロボットハンド４０が昇降可能に設けられている。該ロボットハンド４０は３節リンク構造をしており、先端にカラー４１を介して前記受載プレート３３を具備している。前記ロボットハンド４０はリンクが屈伸することで、前記受載プレート３３を姿勢を維持したまま前後方向に進退させる様になっている。
【００３５】
以下、作動について説明する。
【００３６】
前記搬送容器授受装置２５の待機位置にある前記ステージ３２に前記搬送容器３が載置される。前記ステージ３２が待機位置から空間２７の受渡し位置に移動する。前記昇降機構部３９が前記受載プレート３３が前記ステージ３２の下方となる様昇降し、前記受載プレート３３が前記ステージ３２の直下となる様前記ロボットハンド４０が伸長する。前記昇降機構部３９が上昇し、前記受載プレート３３が前記搬送容器３を載置する。該搬送容器３を前記受載プレート３３に残して前記ステージ３２が左方の待機位置に移動する。前記カラー４１が前記ステージ３２の切欠部３２ａを通過することで、前記ステージ３２と前記ロボットハンド４０との干渉が避けられる。
【００３７】
該ロボットハンド４０は、前記昇降機構部３９による昇降、前記ロボットハンド４０の伸縮の協働により、前記オープナ４，５又は前記回転棚板３６，３７に前記搬送容器３を移載する。前記回転棚板３６，３７の搬送容器３の載置部分は図示しないが前記ステージ３２と同様な形状をしており、前記受載プレート３３との干渉が避けられる様になっている。
【００３８】
前記搬送容器授受装置２５の搬送容器３の移載が完了すると、前記搬送容器授受装置２６のステージ３２が前記空間２７に移動し、前記搬送容器授受装置２６の搬送容器３が上記したと同様に前記搬送容器移載機２９により移載される。
【００３９】
前記オープナ４，５に載置された搬送容器３は、前記オープナ４，５により蓋が開かれ、前記基板移載機１３により前記ボート２２への１バッチ分の基板２３の移載が行われる。
【００４０】
尚、１バッチ分の基板２３の数が５０枚を越える場合は、前記収納棚２８に収納された実搬送容器３と前記オープナ４，５が保持する空搬送容器３とが、前記搬送容器移載機２９による前記昇降機構部３９の昇降、前記ロボットハンド４０の進退の協働で交換される。
【００４１】
尚、前記収納棚２８の交換の対象となる搬送容器３は前記回転棚板３６，３７のオープナ４，５の直上位置にある搬送容器３であり、順次回転して実搬送容器３が前記オープナ４，５の直上位置となる様、前記回転棚板３６，３７が回転される。
【００４２】
前記基板２３の処理については前述した従来例と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
処理済の基板２３を収納する搬送容器３は、前記搬送容器移載機２９により前記オープナ４，５から前記搬送容器授受装置２５に移載される。
【００４４】
先ず、該搬送容器授受装置２５がステージ３２を前記空間２７に移動させ、前記搬送容器移載機２９により前記搬送容器３を受取り、前記ステージ３２が待機位置に戻る。同様にして前記オープナ４，５より処理済の基板２３を収納する搬送容器３が前記搬送容器移載機２９により前記搬送容器授受装置２６に移載される。
【００４５】
上記した様に、前記搬送容器移載機２９は昇降と前記ロボットハンド４０の伸縮の２動作で前記搬送容器３を移載するので、横行に関する機構が必要なくなる。従って、前記昇降機構部３９を前記オープナ４，５の側方に設けることができ、該オープナ４，５と前記搬送容器授受装置２５，２６とを隣接して設置することができる。又、前記収納棚２８は前記回転棚板３６，３７に前記搬送容器３を隙間なく格納することができ、従来では上下２段で搬送容器３の収納数は６個であったが、本実施の形態では８個と収納数が増大しており、基板処理の処理枚数増大に対応が可能である。
【００４６】
尚、上記半導体製造装置では搬送容器授受装置を２組具備するが、１組であってもよい。前記オープナ４，５は前記基板２３を前記ボート２２へ移載する為に前記搬送容器３を保持する中継棚として機能しているが、搬送容器が解放式の搬送容器であった場合は、搬送容器の蓋開閉機構がない、単に搬送容器を保持するだけの中継棚であってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、外部に対して搬送容器を授受する搬送容器授受装置と、該搬送容器授受装置に隣接する搬送容器の移載作業用の空間と、該空間に対峙して設けられた搬送容器中継棚と、該搬送容器中継棚に隣接して設けられた搬送容器移載機と、前記搬送容器中継棚の上方に設けられ搬送容器を収納する収納棚とを具備し、前記搬送容器授受装置は搬送容器を受載可能で前記空間に移動可能なステージを有し、前記搬送容器移載機は前記空間に移動したステージ、前記搬送容器中継棚、収納棚との間で搬送容器の移載が可能であるので、搬送容器授受装置と搬送容器中継棚とを近接させて配置することができると共に搬送容器の移載機構が簡潔となり、占有面積が小さくなり、半導体製造装置の小型化が可能になるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略側面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す概略正面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は搬送容器授受装置の作動説明図である。
【図６】従来例の概略側面図である。
【図７】従来例の概略平面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】従来例の概略正面図である。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は搬送容器移載装置の作動説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　筐体
３　　　　　搬送容器
４，５　　　オープナ
１３　　　　基板移載機
１６　　　　縦型反応炉
２５　　　　搬送容器授受装置
２６　　　　搬送容器授受装置
２７　　　　空間
２８　　　　収納棚
２９　　　　搬送容器移載機
３２　　　　ステージ
３３　　　　受載プレート
３６　　　　回転棚板
３７　　　　回転棚板
３９　　　　昇降機構部
４０　　　　ロボットハンド
【図１】
2004128003.tif 000003
【図２】
2004128003.tif 000004
【図３】
2004128003.tif 000005
【図４】
2004128003.tif 000006
【図５】
2004128003.tif 000007
【図６】
2004128003.tif 000008
【図７】
2004128003.tif 000009
【図８】
2004128003.tif 000010
【図９】
2004128003.tif 000011
【図１０】
2004128003.tif 000012