JPH0351228A

JPH0351228A - 熱処理装置

Info

Publication number: JPH0351228A
Application number: JP1183928A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Shiraiwa; 裕嗣白岩
Original assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1991-03-05
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JP2639436B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、位置決め装置に関する。

（従来の技術〉一般に、半導体製造工程においては、半導体ウェハ等の
基板を搬送する場合、カセット或いはキャリア等と称さ
れる搬送用基板保持具を用いることが多い。即ち、この
搬送用基板保持具は、半導体ウェハを複数枚例えば２５
枚規則的に収納可能に構成されている。

一方、熱処理装置によって多数の半導体ウェハをバッチ
処理するような場合、上述したような搬送用基板保持具
をそのまま用いることができないため、化学的安定性及
び耐熱性に優れた石英ガラス等から成り、複数例えば１
００〜２００枚程度の半導体ウェハを収納可能に構成さ
れた熱処理用基板保持具例えばボートを用いる必要があ
る。

このため、上述したキャリアとボートとの間で半導体ウ
ェハの移替えを行う。この時、塵等の発生を防止するた
めに、キャリアから半導体ウェハを自動的に搬出する場
合、移動範囲が定められたロボットアーム等で行うため
、キャリア及びボートを正確に位置決めする必要がある
。

ここで、キャリアの位置決めは、キャリア載置台にキャ
リアの載置面に対応して溝を設け、この溝にキャリアを
載置して行っていた。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記従来例には、次のような問題がある。

キャリア載置台の溝にキャリアを載置する際の搬送を自
動的に行う場合、ロボットアームではかなり精度が良く
ないと、上記キャリア載置台の溝にキャリアをはめ込む
ことができず、不正載置になり、その後の処理が行えな
いことがあった。

また、精度の良いロボットアームを用いると、ロボット
アームにセンサ等を設ける必要があり、装置自体が高価
で大型なものになってしまい、実用的ではなかった。

この発明は、上記問題点に対処してなされたもので、位
置決めされずに搬送されてきた収納容器等を、正確に位
置決め出来、後処理をスムーズに行える位置決め装置を
提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明は、多数の基板を収納した収納容器を所定の位
置に位置決めする装置において、上記収納容器の位置決
め基準部に対応して設けられた位置決め体と、この位置
決め体方向に上記収納容器を押圧する手段を具備したこ
とを特徴とする。

（作用効果）即ちこの発明は、収納容器の位置決め基準部に対応して
設けられた位置決め体と、この位置決め体方向に上記収
納容器を押圧する手段を具備したことにより、位置決め
されずに搬送されてきた収納容器等を、正確に位置決め
出来、後処理をスムーズに行える効果を得るものである
。

（実施例）以下、本発明装置を半導体ウェハの熱処理工程における
位置決めに使用した一実施例につき、図面を参照して説
明する。

まず、熱処理装置の構成を説明する。

この装置は、例えば第１図及び第２図に示すように、縦
型熱処理炉で、軸方向を垂直軸とする反応管（１）から
成る処理部（２）と、この処理部（２）に設定可能な基
板例えば半導体ウェハ（３）を板厚方向に複数枚例えば
１００〜１５０枚所定間隔を設けて収納可能なボート（
４）と、このボート（４）を上記反応管（１）内に搬入
出する如く昇降可能な昇降機構（５）と、この昇降機構
（５）が下降した位置及びウェハ移替え位置の間で上記
ボート（４）を支持して移動可能なボート移動機構（６
）と、上記ウェハ（３）を複数枚例えば２５枚単位に収
納可能な収納容器であるキャリア（７）を複数個設置可
能なキャリア設置台（８）と、キャリア設置台（８）に
設置されたキャリア（７）及び上記ボート（４）間でウ
ェハ（３）の移替えを行なう移載機（９）と、上記キャ
リア（７）をこの装置と外部の搬送ロボットとの間で受
は渡しを行なう搬入搬出ボート（１０）と、この搬入搬
出ボー１−　（１０）及び上記キャリア設置台（８）の
間でキャリア（７）の搬送を行なう搬送機（１１）とか
ら構成されている。

上記処理部（２）には第３図に示すように、耐熱性を有
し処理ガスに対して反応しにくい材質例えば石英ガラス
から成る上面が封止された筒状反応管（１）が設けられ
、この反応管（１）内に上記ボート（４）を設置可能な
如くボート（４）より大口径で縦長に形成されている。

このような反応管（１）の周囲には、この反応管（１）
内部を所望する温度例えば６００〜１２００°Ｃ程度に
加熱可能な加熱機構例えばコイル状ヒータ（１２）が上
記反応管り１）と所定の間隔を設けて非接触状態で巻回
されている。そして、上記反応管（１）とヒータ（１２
）との間には、反応管（１）内の温度分布を均一とする
ための例えばＳｉＣ製の均熱管（１３）が設けられてい
る。このような反応管（１）には、図示はしないが反応
管（１）内壁に沿って下部から上方に延びたガス供給管
が配設されており、図示しないマスフローコントローラ
等を介してガス供給源に接続されている。そして、上記
反応管（１）の下部には排気管（１４）が接続され、こ
の排気管（１４）には、上記反応管（１）内を所望の圧
力に減圧及び処理ガスを排出可能な真空ポンプ（図示せ
ず）に接続されている。

上記のように構成された処理部（２）の反応管（１）内
を気密に設定する如く、反応管（１）下端部と当接可能
な蓋体（１５）が設けられている。この蓋体（１５）は
上記昇降機構（５）上に載置され、駆動機構例えばボー
ルネジ（１６）の駆動によるガイド（１７）に沿った昇
降により、上記反応管（１）下端部との当接が可能とさ
れている。この蓋体（１５）の上部には、保温筒（１８
）が載置され、更にこの保温筒（１８）上に耐熱性及び
耐腐食性材質例えば石英ガラス製のボー　）　（４）が
ほぼ垂直状態で載置可能とされている。

上記ボート移動機構（６）は、半円環状のアーム（１９
）が回転軸（２０）に軸着し、この回転軸（２０）を中
心に回転が可能とされている。この回転により、上記昇
降機構（５）が下降した位置及びウェハ移替え位置（２
１）の間で上記ボート（４）を支持して移動可能と成っ
ている。

このウェハ移替え位置（２１）に設定したボート（４）
と上記キャリア設置台（８）に設置したキャリア（７）
との間で、上記ウェハ（３）の移替えを行なう移載機（
９）は、材質例えばアルミナから成る複数例えば５つの
支持アームが設けられており、５枚のウェハを支持可能
に構成されている。即ち、５つの支持アームは、キャリ
ア（７）及びボート（４）のピッチに対応する如く上下
方向に所定の間隔を設けて配列されており、これらの支
持アーム上に夫々１枚ずつウェハ（３）を支持し、合計
５枚のウェハ（３）を支持可能に構成されている。また
、上記５枚用の支持アームと同様に構成された１枚用の
支持アームが設けられている。さらに、上記移載機（９
）は、昇降機構（図示せず）に接続され、この駆動機構
により、上下方向及び回転軸を中心として回動する如く
水平方向に移動可能に構成されている。尚、上記支持ア
ームの上面には溝が設けられており、例えば真空吸着等
の機構を用いることなく、上記溝にウニ、ハ（３）を載
せることで支持を可能としている。

上記搬送機（１１）は、上述した移載機（９）の回転軸
と同一回転軸に軸着し、この移載機（９）の両端に設け
られたガイドレールに沿ってスライド移動可能な一対の
キャリア支持アームが設けられている。

上記キャリア設置台（８）は、縦方向に複数個例えば４
個のキャリア（７）を夫々載置可能な２系統のキャリア
支持体が、上記移載機（９）の回転軸に対して例えば５
０度の角度で配置されている。上記キャリア設置台（８
）には、キャリア（７）を載置した時に塵等の発生を防
止する為に、塵の発生を抑えた材質例えばポリプロピレ
ン、テフロン（商品名）、塩ビ系樹脂でキャリア載置面
（２３）が構成されている。また、上記キャリア載置面
（２３）には、キャリア（７）を載置した時に、キャリ
ア（７）の有無をｆｌｌａするセンサ例えば接触型のス
イッチ（２４）が設けられている。このようなキャリア
載置面（２３）は、各キャリア載置面（２３）の位置が
不動のように、各キャリア載置面（２３）を貫通して設
けられた支持棒（２５）により固定されている。さらに
、上記キャリア設置台（８）には、上記キャリア支持ア
ームにより搬送されたキャリア（７）を位置決めする機
構が設けられている。この位置決め機構は、各キャリア
載置面（２３）に対して設けられている。各キャリア載
置面（２３）の後側には、駆動機構例えばエアーシリン
ダー（２６）に保合して垂直に設けられたシリンダーロ
フト（２７）が設けられている。このシリンダーロフト
（２７）には、各キャリア載置面（２３）に対応した位
置に、所望に応じてキャリア（７）を裏面から押圧する
押圧手段（２８）が設けられている。この押圧手段（２
８）は、回転軸（２９）を支点として、シリンダーロフ
ト（２７）の上下動により回転する押圧部（３０）でキ
ャリア（７）を固定するものである。即ち、回転軸（２
９）が係合した回転板（３１）の先端に押圧部（３０）
が設けられている。また、シリンダーロフト（２７）に
は、所定の位置に固定された固定ピン（３２）が設けら
れている。この固定ピン（３２）に対応して回転板（３
１）には開口部（３３）が設けられていて、この開口部
（３３）は上記シリンダーロフト（２７）の上下動によ
る固定ピン（３２）の移動を妨げないように構成されて
いる。さらに、上記キャリア載置面（２３）には、キャ
リア（７）のエツジ面を利用して位置決めを行なうため
に、上記キャリア載置面（２３）と同様の材質で、キャ
リア（７）のエツジ面に対応した位置に位置決め体（３
４）が設けられている。この位置決め体（３４）は、上
記押圧手段（２８）により押圧方向に押圧されたキャリ
ア（７）を、位置決めして所定の位置に固定するように
構成されている。このようにして、キャリア位置決め機
構が構成されている。

そして上記各キャーリア設置台（８）の底部には、キャ
リア設置台（８）が前後にスライド移動するためのレー
ル（３５）が設けられている。また、上記各キャリア設
置台（８）の上面及び下面には、キャリア（７）内に正
確にウェハ（３）が収納されているかの収納状態の確認
を行なうためにセンサ例えば光電センサ（３６）が設け
られている。このセンサ（３６）により、上記搬送機（
１１）から搬送されたキャリア（７）内のウェハ（３）
が、キャリア（７）に不正に収納されていた場合、その
ことを検知でき、後工程に悪影響を及ぼすことを事前に
防止できる。

また、上記キャリア設置台（８）及び上記移載機（９）
及び搬送機（１１）の上方には、ファンを備えた例えハ
ＨＥ　Ｐ　Ａフィルター或いはＵＬＰＡフィルター等の
フィルターが設けられており、上記ウェハ移替え時にウ
ェハ（３）上に清浄化されたエアーのみを供給すること
により、上記ウェハ（３）の汚染を防止する構造と成っ
ている。このようにして熱処理装置が構成されている。

次に、上述した熱処理装置の動作作用、及びキャリアの
位置決め方法を説明する。

まず、無人搬送ロボット等により、基板例えば半導体ウ
ェハ（３）が複数枚例えば２５枚収納されたキャリア（
７）を、搬入搬出ボート（１０）に複数個例えば８個搬
送する。ここで、キャリア（７）内に収納されているウ
ェハ（３）のオリ・フラを合わせ、更に、この各キャリ
ア（７）内に収納されているウェハ（３）に、複数のセ
ンサ例えば透過型センサ（図示せず）が配列されたウェ
ハカウンタを挿入し、上記ウェハ（３）の枚数及び収納
位置を検出して記憶する。

そして、上記搬入搬出ボー１−　（１０）のキャリア（
７）を、搬送機（１１）によりキャリア設置台（８）の
各キャリア載置面（２３）に搬送する。この時、搬送機
（１１）の回転半径を確保するために、上記レール（３
５）によりキャリア設置台（８）をスライドさせる。

搬送後、キャリア載置面（２３）に設けられたスイッチ
（２４）に、キャリア（７）の底面が接触したことによ
り、キャリア（７）の載置が確認される。このようなキ
ャリア載置面（２３）へのキャリア（７）の搬送が所定
数行なわれる。

この各キャリア（７）の載置後、各キャリア載置面（２
３）への各キャリア（７）の固定を一括的に行なう。

エアーシリンダー（２６）を駆動することにより、シリ
ンダーロフト（２７）を下降させる。このことにより、
シリンダーロフト（２７）の固定ビン（３２）も下降し
て、押圧手段（２８）の回転板（３１）が回転軸（２９
）を中心に回転する。すると、回転板（３１）の先端に
設けられた押圧部（３０）が、キャリア（７）の裏面を
押圧する。この押圧によりキャリア（７）はキャリア載
置面（２３）の全面側に押されるが、キャリア（７）の
位置決め基準部例えばエツジ面に対応した位置に設けら
れた位置決め体（３４）により、キャリア（７）は所定
の位置に固定される。この時、キャリア（７）は、キャ
リア載置面（２３）上を多少移動するが、キャリア載置
面（２３）、押圧部（３０）及び位置決め体（３４）等
は、表面が発塵防止加工されているため、塵等の発生を
抑止できる。その後、センサ（３６）により、ウェハ（
３）の収納状態を確認する。

次に、上記移載機（９）の５枚用の支持機構成いは１枚
用の支持機構により、キャリア（７）内に収納されてい
るウェハ（３）を５枚ずつ或いは１枚ずつ上記ボート（
４）に移替える。この時、必要に応じてモニタ用ウェハ
或いはダミーウェハを移替えても良い。この移替えを行
なうに際し、上記ポート（４）はポート移動機構（６）
のアーム（１９）上に載置され、このアーム（１９）の
回転により上記ポート（４）はウェハ移替え位置（２１
）に設定されており、この位置にて移替えが行なわれる
。

そして、上記移替えが終了すると、ウェハ（３）等が収
納されたボート（４）を、昇降機構（５）の蓋体（１５
）上の保温筒（１８）に載置する。これは、上記昇降機
構（５）が下降した状態でボート移動機構（６）が回転
し、ポート（４）の中心軸と上記保温筒（１８）の中心
軸が一致した位置で上記アーム（１９）を停止させ、そ
して上記昇降機構（５）を多少上昇させることでアーム
（１９）からボート（４）を浮上させて載せ替える。そ
して、上記アーム（１９）を昇降機構（５）上から退避
させて、この昇降機構（５）を上昇させる。この上昇に
より上記蓋体（１５）を反応管（１）下端部に当接させ
、反応管（１）内部を気密に設定すると同時に、上記ボ
ート（４）を反応管（１）内に設置する。そして、ヒー
タ（１２）により反応管（１）内を所望する温度及び温
度分布で加熱制御し、この状態で所定の処理ガスをガス
供給管（図示せず）から反応管（１）内に供給し、所定
の酸化、拡散、ＣＶＤ処理等を施す。

この処理終了後、処理ガスの供給を停止し、必要に応じ
て上記反応管（１）内を不活性ガス例えばＮ２ガスに置
換した後、上記昇降機構（５）によりボート（４）を下
降させる。そして、このボート（４）をボート移動機構
（６）により移替え位置に移動させ、移載機（９）によ
り上記とは逆にボート（４）からキャリア（７）内に処
理済のウェハ（３）を移替える。そして、上述した搬入
搬出ボート（１０）から上記キャリア（７）を無人搬送
車等により外部に搬送して処理が終了する。

上記実施例では、押圧手段をキャリアの後面に対向して
設けた機構により構成したが、これに限定するものでは
なく、位置決め体方向にキャリアを押圧できるものなら
何れでもよく例えば両側面からキャリアを挟持するよう
に構成して位置決め体方向に押圧しても同様な効果が得
られる。

また、上記実施例では、複数のキャリアを一括して各キ
ャリア載置台に固定するように構成したが、これに限定
するものではなく、各キャリアを一つづつ固定するよう
に構成してもよい。

さらに、上記実施例では、押圧手段の駆動系はエアーシ
リンダーを用いたものについて説明したが、これに限定
するものではなく、何れの駆動系でも同様な効果が得ら
れる。

以上述べたようにこの実施例によれば、収納容器例えば
多数のウェハを収納したキャリアの位置決め基準部に対
応して設けられた位置決め体と、この位置決め体方向に
上記収納容器を押圧する手段を具備したことにより、位
置決めされずに搬送されてきた収納容器等を、正確に位
置決め出来、後処理をスムーズに行える。

また、このようにしたことにより、完全自動化が行なえ
、人為的なミスや人体からの塵の発生を防止でき、さら
に、コストの低減やスピード化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明装置の一実施例を説明するた
めの熱処理装置の構成図、第３図は第２図の処理部説明
図、第４図は第１図のキャリア設置台の側面図、第５図
は第１図のキャリア設置台の動作説明図である。３・・・ウェハ　　　　　４・・・ボート７・・・キャ
リア　　　　８・・・キャリア設置台２３・・・キャリ
ア載置面２６・・・エアーシリンダー２８・・・押圧手段　　　　３４・・・位置決め体３６
・・・センサ

Claims

【特許請求の範囲】

多数の基板を収納した収納容器を所定の位置に位置決め
する装置において、上記収納容器の位置決め基準部に対
応して設けられた位置決め体と、この位置決め体方向に
上記収納容器を押圧する手段を具備したことを特徴とす
る位置決め装置。