JPH0568102B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ウエハ移替方法に関する。

［従来の技術］ 周知の如く、半導体装置はインゴツトから切出
され、表面加工処理がなされたウエハへの熱酸化
処理、不純物の拡散処理、膜堆積処理、エツチン
グ処理等の多数の工程を経て製造されている。例
えば、膜堆積処理工程をおいては前工程の処理が
完了した複数枚のウエハを収納した治具（例えば
キヤリア）を複数用意し、これらキヤリア内のウ
エハを膜堆積処理用の別の治具（例えば石英ボー
ト）に移替を行なつた後、この石英ボートを熱処
理炉内に搬送し、炉内を所定の温度に保持しなが
ら、各種の反応ガスを供給してボートに立てられ
た各ウエハ表面に所定の膜を堆積する方法が採用
されている。

上述した石英ボートへのウエハの移替について
は、通常、石英ボートの２本又は４本の支持棒に
垂直方向に切込まれた複数の溝にウエハを差込ん
で立てる方法（例えば特開昭54−34774号、特開
昭54−19673号、特開昭60−19656号等）が提案さ
れている。これに対し、最近、石英ボートの支持
棒に複数の溝を垂直方向に対し所望の角度を傾斜
させて切込み、これらの溝のウエハを差込んで立
てる方法が行われている。このようにウエハを傾
斜してボートに立かけると、石英ボートを熱処理
炉内に搬送し、炉内を所定の温度を保持しながら
各種の反応ガスを供給する際、ガスが各ウエハの
表面に均一に流れて、均一な厚さの膜堆積が可能
となること、繰返しの使用によりボートの溝形状
が変化しても、溝を垂直方向に切込んだ場合のよ
うに隣接するウエハの傾斜方向がまちまちとなる
のを回避して傾斜方向を一定方向に維持できるこ
と、等の利点を有する。

ところで、前述した石英ボートの支持棒に傾斜
して切込んだ複数の溝へのウエハの移替装置とし
ては、従来、実開昭61−136543号のもが知られて
いる。この移替装置は、キヤリア内の複数枚のウ
エハを上方に押し上げる押し上げ部材と、この押
し上げ部材により押し上げられた複数枚のウエハ
を保持する上下動及び開閉自在なウエハチヤツク
と、このウエハチヤツクからの複数枚のウエハが
移替られる上下動自在な傾斜した取付台とから構
成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述した移替装置ではウエハが
移替られる取付台が上下動するため、複数個のキ
ヤリアからウエハを取付台に移替を行なう場合、
２回目以降の移替操作において既に立掛けられた
ウエハは該取付台の上下方向への動作時に振動の
影響を受ける。しかも、ウエハチヤツクに保持さ
れた複数枚のウエハを取付台に移替を行なう際、
取付台をウエハチヤツク間を挿通させる必要があ
るため、取付台の幅が制約される。その結果、取
付台にウエハを安定的に移替を行なうことが困難
となる。従つて、取付台の上下動による既に立掛
けられたウエハへの振動の影響、及び取付台の幅
の制約によるウエハの保持性の不安定化によつ
て、移替操作時にウエハの脱落や隣接するウエハ
同志の接触による損傷発生等の問題があつた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、キヤリア等の第１治具に収納さ
れた複数枚のウエハを石英ボート等の第２治具の
傾斜した溝に安定的に移替できるウエハ移替方法
を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、第１治具に収納された複数枚のウエ
ハを、垂直方向に対して所望の角度で傾斜した溝
が複数切られた第２治具に移替する方法におい
て、前記第１治具内の複数枚のウエハをウエハチ
ヤツクにより各ウエハの下端が一端側から他端側
に向かつて順次水平方向に対し前記溝の傾斜角度
に相当する角度上に位置するように保持する工程
と、このウエハチヤツクを溝が垂直方向に向くよ
うに傾斜して固定された前記第２治具の上方に移
動させ、該ウエハチヤツクを下降させてウエハチ
ヤツク内の各ウエハを第２治具の溝に夫々立てか
ける工程とを具備したことを特徴とするものであ
る。

［作用］ 本発明によれば、第１治具内の複数枚のウエハ
をウエハチヤツクにより各ウエハの下端が一端側
から他端側に向かつて順次水平方向に対し前記溝
の傾斜角度に相当する角度上に位置するように保
持し、つづいてこのウエハチヤツクを溝が垂直方
向に向くように傾斜して固定された前記第２治具
の上方に移動させ、該ウエハチヤツクを下降させ
てウエハチヤツク内の各ウエハを第２の治具の溝
に夫々立てかけることによつて、第１治具内の複
数枚のウエハを第２治具の傾斜した溝に安定的に
移替できる。しかも、２回目以降のウエハの移替
操操においても既に第２治具に移替られたウエハ
に振動の影響を受けることなく安定的に移替でき
る。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

第１図中の１は、ボツクス形のハウジングであ
る。このハウジング１上には、キヤリアステージ
２及びボートステージ３が同一線上に位置するよ
うに設けられている。また、前記ハウジング１側
壁には並置して操作パネル４が設けられている。

前記キヤリアステージ２には、第４図Ａ〜Ｄに
示すように後述する突き上げ機構の押上板出没用
穴５が載置されるべきキヤリアに対応して開口さ
れている。また、前記ボートステージ３上には一
対のボート支持部材６ａ，６ｂが所定の間隔をあ
けて立設されている。これらボート支持部材６
ａ，６ｂは、頂部間の傾斜角度を該支持部材６
ａ，６ｂに載置されるべき石英ボート溝の傾斜角
度（Θ）に相当するように設定されている。

前記キヤリアステージ２及びボートステージ３
より手前側の前記ハウジング１には、長穴７が開
孔されていう。この長穴７の下方には、第２図に
示すように２本のガイド軸８ａ，８ｂが互いに平
行となるように配設されている。これらガイド軸
８ａ，８ｂ上には、摺動テーブル９が載置されて
いる。このテーブル９上には、係合板１０が立設
され、かつ該係合板１０には前記ガイド軸８ａ，
８ｂと平行に配置されたボールネジ１１が螺合さ
れている。このボートネジ１１の一端は、支持板
１２に軸支され、かつ他端はパルスモータ１３に
連結されている。このモータ１３は、モータ駆動
回路１４に接続され、かつ該駆動回路１４は制御
回路１５接続されている。つまり、前記制御回路
１５から所定の信号を駆動回路１４に出力するこ
とによりパルスモータ１３が駆動し、該モータ１
３と連結されたボールネジ１１が回転する。ボー
ルネジ１１の回転により、該ボールネジ１１に係
合板１０を介して係合された摺動テーブル９が２
本のガイドレール８ａ，８ｂに沿つて移動する。

前記テーブル９上には、突き上げ機構１６が設
けられている。この突き上げ機構１６は、上下動
するピストン１７を有する第１のシリンダ１８
と、このピストン１７の上端にに取着され、該ピ
ストン１７の上下動作により前記キヤリアステー
ジ２の穴５を通して出没される円弧状の溝を複数
形成した押上板１９とか構成されている。また、
前記テーブル９上部分には、上下動する一対のピ
ストン２０ａ，２０ｂを有する第２のシリンダ２
１が設けられてている。これらピストン２０ａ，
２０ｂの先端には、第３図に示すようにチヤツク
駆動機構２２設けられている。この駆動機構２２
は、本体２３から水平方向に延びる前進・後退が
自在な４本の作動軸２４ａ〜２４ｄと、該本体２
３内に位置する前記各作動軸２４ａ〜２４ｄの後
端に設けられ、各作動軸２４ａ，２４ｂと２４
ｃ，２４ｄを互いに反対方向に駆動する歯車系
（図示せず）と、この歯車系を回転されるモータ
（図示せず）とから構成されている。前記チヤツ
ク駆動機構２２には、ウエハチヤツク２５が取付
けられている。このウエハチヤツク２５は、互い
に平行して対向配置された一対の開閉板２６ａ，
２６ｂを備えている。前記本体２３に近い側に位
置する一方の開閉板２６ａは、前記４本の作動軸
２４ａ〜２４ｄ中の同一方向に動作する２本（例
えば２４ａ，２４ｂ）の先端に下面が水平方向に
対して角度Θの傾きをもつて支持されている。ま
た、他方の開閉板２４ｂは前記一方の開閉板２６
ａを貫通し同一方向に動作する残り２本の作動軸
２４ｃ，２４ｄの先端に下面が水平方向に対して
角度Θの傾きをもつて支持されている。前記各開
閉板２６ａ，２６ｂの中央付近から下端に亙る内
面には、夫々ウエハを保持する保持部２７ａ，２
７ｂが取付けられており、かつこれら保持部２７
ａ，２７ｂの内面には上端から下端に延びる複数
の爪がその幅方向に亙つて形成されている。こう
したチヤツク駆動機構２２において、該駆動機構
２２のモータを作動すると本体２３に近い側のウ
エハチヤツク２５の開閉板２６ａを支持する２本
の作動軸２４ａ，２４ｂが後退し、他方の開閉板
２６ｂを支持する２本の作動軸２４ｃ，２４ｄが
前進して一対の開閉板２６ａ，２６ｂが開かれ
る。また、夫々の開閉板２６ａ，２６ｂを支持す
る作動軸２４ａ，２４ｂと２４ｃ，２４ｄを前記
と反対方向に動作させると、一対の開閉板２６
ａ，２６ｂが閉じられる。なお、前記ボールネジ
１１を回転させるパルスモータ１３、第１、第２
のシリンダ１８，２１及びチヤツク駆動機構２２
は前記操作パネル４に設けられた図示しない制御
装置からのプログラミング信号により移替に必要
なタイミングで動作される。

次に、前述した第１図〜第４図及び第５図〜第
８図を参照してウエハ移替方法を説明する。

() まず、第１図及び第６図に示すようにキヤ
リアステージ２上に複数枚のウエハ２８が収納
された第１治具としての例えば４個のキヤリア
２９ａ〜２９ｄを所定位置に夫々設置する。ま
た、垂直方向に対して所定の角度（Θ）で傾斜
させた複数の溝（図示せず）が切り込まれた石
英ボート３０を図示しない搬送装置によりボー
トステージ３の高さの異なるボート支持部材６
ａ，６ｂ上に設置する。この時、ボート支持部
材６ａ，６ｂの頂部間の傾斜角度は前記溝の傾
斜角度（Θ）に相当するように設定してあるた
め、設置された石英ボート３０の溝は垂直方向
に向くよう位置される。

() 次いで、制御回路１５から駆動回路１４に
所定の信号を出力してパルスモータ１３を所定
時間回転し、該モータ１３に連結されたボール
ネジ１１を回転させる。これにより、ボールネ
ジ１１係合板１０を介して係合された摺動テー
ブル９がガイド軸８ａ，８ｂに沿つて移動さ
れ、該テーブル９に第２のシリンダ２１及びチ
ヤツク駆動機構２２等を介して支持固定された
ウエハチヤツク２５を１番目のキヤリア２９ａ
の直上に位置される（第４図Ａ図示）。

次いで、チヤツク駆動機構２２のモータを回
転して、ウエハチヤツク２５における該駆動機
構２２に近い側の開閉板２６ａを支持する２本
の作動軸２４ａ，２４ｂを後退させ、他方の開
閉板２６ｂを支持する２本の作動軸２４ｃ，２
４ｄを前進させて一対の開閉板２６ａ，２６ｂ
を開く。つづいて、突き上げ機構１６の第１の
シリンダ１８を駆動してピストン１７を上昇さ
せ、該ピストン１７先端に取着した押上板１９
を上昇させる。これにより押上板１９はキヤリ
アステージ２の穴５を通り、その上部の円弧状
の溝内でキヤリア２９ａ内に収納した複数枚の
ウエハ２８を受け止め、各ウエハ２８を押上板
１９と共に開状態のウエハチヤツク２５を通し
てその上方に移行させる（第４図Ｂ図示）。

次いで、チヤツク駆動機構２２のモータを前
記と逆方向に回転して、ウエハチヤツク２５に
おける該駆動機構２２に近い側の開閉板２６ａ
を支持する２本の作動軸２４ａ，２４ｂを前進
させ、他方の開閉板２６ｂを支持する２本の作
動軸２４ｃ，２４ｄを後退させて一対の開閉板
２６ａ，２６ｂを閉じる（第４図Ｃ図示）。つ
づいて、突き上げ機構１６の第１のシリンダ１
８を駆動してピストン１７を下降させ、該ピス
トン１７先端に取着した押上板１９を下降させ
る。押上板１９がウエハチヤツク２５の閉状態
の開閉板２６ａ，２６ｂ間を下降する際に、該
押上板１９に受け止められたウエハ２８は開閉
板２６ａ，２６ｂの保持部２７ａ，２７ｂに形
成された爪の谷間に係合される。この時、前記
開閉板２６ａ，２６ｂは下面が水平線に対して
Θの角度で傾斜しいるため、各ウエハ２８は前
記保持部２７ａ，２７ｂの上方側の爪間から順
次係合し移替がなされ、第４図Ｄ及び第５図に
示すように各ウエハ２８はウエハチヤツク２４
によりそれらウエハ２８の下端が一端から他端
に向かつて順次水平線に対し前記ボート３０の
溝の傾斜角度に相当する角度（Θ）上に位置す
るように保持される。

() 次いで、第２のシリンダ２１駆動してピス
トン２０ａ，２０ｂを上昇させてチヤツク駆動
機構２２に支持されたウエハチヤツク２５を所
定の位置まで持ち上げる（第６図図示）。つづ
いて、制御回路１５から駆動回路１４に所定の
信号を出力してパルスモータ１３を所定時間回
転し、該モータ１３に連結されたボールネジ１
１を回転させることによりボールネジ１１に係
合板１０を介して係合された摺動テーブル９を
ガイド軸８ａ，８ｂに沿つて移動させ、該テー
ブル９に第２のシリンダ２１及びチヤツク駆動
機構２２等を介して支持固定されたウエハチヤ
ツク２５を前記石英ボート３０の前段側の直上
（第７図中のX_A）に位置させる。この後、第２
のシリンダ２１を駆動してピストン２０ａ，２
０ｂを下降させてキヤリア駆動機構２２に支持
されたウエハチヤツク２５を第７図に示すZ_A
の位置まで下降させる。これにより、該チヤツ
ク２５に保持された各ウエハ２８は水平線に対
して角度（Θ）で傾斜された石英ボート３０の
溝に係合されて移替がなされる。この時、石英
ボート３０は固定され、ウエハチヤツク２５の
みが上下動するため、該ウエハチヤツク２５と
の関係で石英ボート３０幅は制約されず、充分
に広い幅の石英ボート３０を使用できるため、
移替られたウエハ２８を石英ボート３０に安定
的に保持できる。

() 次いで、１番目のキヤリア２９ａ内のウエ
ハの移替動作が終了した後、第２のシリンダ２
１ピストン２０ａ，２０ｂによるウエハチヤツ
ク２５の上昇、パルスモータ１３の回転による
テーブル９に移動、ウエハチヤツク２５の２番
目のキヤリア２９ｂ上への移動、第２のシリン
ダ２１ピストン２０ａ，２０ｂによるウエハチ
ヤツク２５の下降を行なつて２番目のキヤリア
内のウエハ２８の移替の準備を行なう。つづい
て、前記（）と同様な工程により２番目のキ
ヤリア２９ｂ内の複数枚のウエハ２８をウエハ
チヤツク２４により各ウエハ２８の下端が一端
から他端に向かつて順次水平線に対し前記ボー
ト３０の溝の傾斜角度に相当する角度（Θ）上
に位置するように保持する。この後、前記
（）と同様な工程（但し石英ボート３０上へ
のウエハチヤツク２５の位置は第７図に示す
X_B、ボート３０への下降位置は第７図のZ_Bと
する）によつてチヤツク２５に保持された各ウ
エハ２８を石英ボート３０の既に移替がなされ
た領域より右側の溝に係合させて移替を行な
う。この時、石英ボート３０はボート支持部材
６ａ，６ｂに固定されているため、１回目の移
替操作により既にボート３０に立掛えられたウ
エハ２５への振動等の影響を回避できる。

次いで、３番目、４番目のキヤリア２９ｃ，
２９ｄに収納されたウエハ２８に対しても同様
な操作を行なうことによつて４個のキヤリア２
９ａ〜２９ｄ内のウエハ２８を全て水平線に対
して角度（Θ）で傾斜された石英ボート３０の
溝に係合させて移替を行なう。但し、３番目の
キヤリア２９ｃ内のウエハ２８の移替におい
て、石英ボート３０上へのウエハチヤツク２５
の位置は第７図に示すX_C、ボート３０への下
降位置は第７図のZ_Cとする。また、４番目のキ
ヤリア２９ｄ内のウエハ２８の移替において、
石英ボート３０上へのウエハチヤツク２５の位
置は第７図に示すX_D、ボート３０への下降位
置は第７図のZ_Dとする。このような移替操作を
行なつた後、石英ボート３０を水平状態に設置
することにより第８図に示すように移替がなさ
れた各ウエハ２８はボート３０に垂直方向に対
して角度（Θ）で傾斜して立かけられる。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明のウエハ移替方法に
よれば第２治具の幅がウエハチヤツクとの関係で
制約されることなく、第１治具内の複数枚のウエ
ハを第２治具の傾斜した溝に安定的に移替でき、
しかも２回目以降の第１治具から第２治具へのウ
エハの移替操作において既に第２治具に移替られ
たウエハへの振動の影響を回避できるため、以下
に列挙する種々効果を発揮できる。

移替操作途中でのウエハの第２治具からの脱
落や隣接するウエハ間の接触による損傷発生を
防止できる。特に、複数個の第１治具のウエハ
を１つ第２治具に移替を行なう際、２回目以降
の第１治具からの第２治具に移替においてウエ
ハの脱落や隣接するウエハ間の接触による損傷
発生を効果的に防止できる。

ウエハが大口径化されても第２治具に安定的
に移替できる。

上記、の作用により第２治具としての石
英ボートを熱処理炉内に搬送い、炉内を所定の
温度を保持しながら各種の反応ガスを供給する
際、ガスが各ウエハの表面に均一に流れて、均
一な厚さの膜堆積などの処理が可能となる。繰
返しの使用によりボートの溝形状が変化して
も、溝を垂直方向に切込んだ場合のように隣接
するウエハの傾斜方向がまちまちとなるのを回
避して傾斜方向を一定方向に維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウエハ移替方法に使用したウ
エハ移替装置の一形態を示す斜視図、第２図は第
１図の移替装置の要部を示す斜視図、第３図は第
２図のチヤツク機構及びウエハチヤツクを拡大し
た斜視図、第４図Ａ〜Ｄはウエハの移替の途中工
程を示す概略図、第５図は第４図ＤのＡ矢視図、
第６図はウエハチヤツクにより石英ボートにウエ
ハの移替を行なう状態を示す概略図、第７図はウ
エハチヤツクにより石英ボートにウエハの移替を
行なう際のウエハチヤツクの位置状態を示す概略
図、第８図はウエハの移替後に水平状態に設置し
た時の石英ボート及び該ボートに傾斜して立てか
けられたウエハを示す概略図である。 １……ハウジング、２……キヤリアステージ、
３……ボートステージ、６ａ，６ｂ……ボート支
持部材、９……摺動テーブル、１３……パルスモ
ータ、１７……突き上げ機構、１９……押上板、
２２……チヤツク駆動機構、２４ａ〜２４ｄ……
作動軸、２５……ウエハチヤツク、２６ａ，２６
ｂ……開閉板、２７ａ，２７ｂ……保持部、２８
……ウエハ、２９ａ〜２９ｄ……キヤリア（第１
治具）、３０……石英ボート（第２治具）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１治具に収納された複数枚のウエハを、垂
   直方向に対して所望の角度で傾斜した溝が複数切
   られた第２治具に移替する方法において、前記第
   １治具内の複数枚のウエハをウエハチツクにより
   各ウエハの下端が一端側から他端側に向かつて順
   次水平方向に対し前記溝の傾斜角度に相当する角
   度上に位置するように保持する工程と、このウエ
   ハチヤツクを溝が垂直方向に向くように傾斜して
   固定された前記第２治具の上方に移動させ、該ウ
   エハチヤツクを下降させてウエハチヤツク内の各
   ウエハを第２治具の溝に夫々立てかける工程とを
   具備したことを特徴とするウエハ移替方法。 ２ ウエハチヤツクは、上下動及び開閉が自在
   で、かつ下面が水平方向に対し第２治具の溝の傾
   斜角度に相当する角度で傾斜された一対の開閉板
   と、これら開閉板内面に設けられ、上端から下端
   に延びる複数の爪を幅方向に有する保持部とから
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のウエハ移替方法。