JPH0669314A - ウエハボート回転装置 - Google Patents

ウエハボート回転装置

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JPH0669314A
JPH0669314A JP4239995A JP23999592A JPH0669314A JP H0669314 A JPH0669314 A JP H0669314A JP 4239995 A JP4239995 A JP 4239995A JP 23999592 A JP23999592 A JP 23999592A JP H0669314 A JPH0669314 A JP H0669314A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハ移載時にウエハの周縁側部をウエハ保
持溝の底部から離間させることにより熱膨張差を十分に
吸収し得るようにし、スリップの発生を防止する。 【構成】 ウエハボート１０の両端を支持するボート支
持部１８と、これを垂直面内に回転させる垂直回転駆動
機構２２と、ボート支持部を上下方向へ移動させる垂直
駆動機構２６と、ボート支持部を水平面内に回転させる
水平回転駆動機構３０を有するウエハボート回転装置に
おいて、ボート支持部にウエハ支承部材５２をその長手
方向に沿って形成する。これにより、水平状態に寝かさ
れたウエハボートを持ち上げる時にこれに収容されるウ
エハＷをウエハボート１０から僅かに持ち上げ、ウエハ
ボートを起立させる。これにより、熱処理時におけるウ
エハとウエハボートとの間に生ずる膨張差を容易に吸収
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエハボート回転装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体ウエハや液晶ウエハの製
造工程において、このウエハ表面に酸化膜、金属膜、単
結晶膜等を形成したり、不純物拡散等が行われるが、こ
の種の処理を行う装置として酸化装置、ＣＶＤ装置、エ
ピタキシャル装置、拡散装置等の熱処理装置が知られて
いる。この熱処理装置内でウエハの処理を行う場合に
は、高温に耐え、しかも高温により不純物を発生しない
耐熱性材料、例えば石英により形成されたウエハボート
に例えば６ロットすなわち１５０枚のウエハを等ピッチ
配列で支持させて処理が行われる。
【０００３】通常、熱処理装置としては、ウエハボート
を立てた状態で処理炉内に収容するようになされた縦型
処理炉が主として用いられている。そして、このウエハ
ボートにウエハを移載する方式には、ウエハボートを立
てた状態でアームを用いて１枚或いは５枚ずつのウエハ
を移載するようになされたスタンドアロン方式やウエハ
ボートを一旦水平に寝かせて一度に２５枚ずつのウエハ
を一括して移載し、１５０枚総てのウエハを移載した後
にボートを起立させるようになされたバッチ式などが知
られている。スタンドアロン方式は、その機構上、１つ
の処理炉に対して１つの移載装置を設けなければならな
いのに対して、バッチ方式の場合は複数、例えば４つの
処理炉に対して１つの移載装置を設ければよく、そのた
めに、省スペース化及びコスト削減の見地よりバッチ方
式が採用される傾向にある。
【０００４】そして、このバッチ方式を採用する場合に
は、上述のようにウエハの収容されているウエハボート
を垂直に立てたりこれを水平に寝かせたりするためのウ
エハボート回転装置が必要とされる。このウエハボート
回転装置を図６及び図７に基づいて説明すると、このウ
エハボート回転装置２は、複数、例えば４基の熱処理炉
４を直列に配列してなる熱処理装置６と、キャリア８内
に収容されている例えば２５枚のウエハＷを水平状態に
寝かせられているウエハボート１０に移載機構１２を用
いて移載するウエハ移載装置１４との間に設けられる。
【０００５】このウエハボート回転装置２は、図７にも
示すようにウエハボート１０の両端を保持する一対のア
ーム１６を備えたボート支持部１８を有しており、この
ボート支持部１８はモータ等を内蔵する垂直回転駆動機
構２２の回転軸２０へ取り付けられており、これを垂直
面内に回転するように構成される。この垂直回転駆動機
構２２は、垂直方向へ起立されたボールネジ２４とこれ
を回転するモータ（図示せず）よりなる垂直駆動機構２
６に取り付けられており、ボート支持部１８を上下方向
へ移動し得るように構成される。そして、この垂直駆動
機構２６の下端部には、基台２８内に収容されたモータ
等によりなる水平回転駆動機構３０が設けられており、
上記垂直駆動機構２６を水平面内に回転させることによ
りボート支持部１８も水平面内に回転し得るようになっ
ている。
【０００６】ウエハを移載する場合には、ウエハ移載装
置１４上のキャリア８の下方より移載機構１２の支持体
（図示せず）を上昇させて２５枚のウエハＷを一括して
上方に支持し、上方に支持されたウエハを移載機構１２
のウエハ挟持体（図示せず）により一括して挟持し、こ
の状態でウエハ移載装置の図示しないボート置き台に水
平に支持されているウエハボート１０に水平移動する。
そして、ウエハ挟持体が下降してウエハボート１０にウ
エハを移動すると、挟持を解除して移載を行う。この操
作は例えば６回行われて全体として１５０枚のウエハＷ
の移載が行われる。このようにウエハの移載が完了する
とボート支持部１８の両端のアーム１６によりウエハボ
ート１０の両端を支持し、垂直回転駆動機構２２を９０
°回転させてウエハボート１０を起立させると同時に水
平回転駆動機構３０を１８０°回転させてウエハボート
１０を熱処理装置６側に向ける。
【０００７】そして、垂直駆動機構２６を適宜駆動する
ことにより、このウエハボート１０を、熱処理装置６の
移動ステージ３２上に移載する。このステージ３２は、
各熱処理炉４の搬出入口側に沿って敷設された搬送路３
４に沿って所望の熱処理路４まで移動し、ステージ上に
載置されたウエハボートは各熱処理炉４に設けたロボッ
トアーム３６により熱処理炉側のエレベータ（図示せ
ず）へ移載され、このエレベータが上昇することによっ
てウエハボートに収容されたウエハが熱処理炉内へ導入
されることになる。尚、処理済みのウエハを搬出する場
合には、上記した操作を逆に行うことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハボー
ト１０は図８乃至図１０に示すように通常、２つの支持
板３８間に４本のウエハ支持棒４０を掛け渡し、これら
ウエハ支持棒４０に多数、例えば１５０のウエハ保持溝
４２を形成して構成されており、この溝４２内にウエハ
周縁部を保持させるようになっている。水平状態に寝か
されたウエハボート１０にウエハＷを移載すると、下側
ウエハ保持棒４０Ｂのウエハ保持溝４２内の溝底部４４
にウエハＷの周縁側部４６が直接接触して支持され、こ
の状態で支持板３８に突出形成した受部４７を保持して
ウエハボート１０を起立させて熱処理炉４内でウエハＷ
に熱処理が施されることになる。
【０００９】この熱処理時においては、ボート１０を構
成する石英とウエハとの熱膨張率に差があることから膨
張差に相当する量だけウエハＷはウエハ保持溝４２の内
壁面に対して滑らなければならない。この場合、ウエハ
サイズが６インチ等のように比較的軽量のときには何ら
問題なく膨張差が吸収されていたが、ウエハサイズが８
インチになって大径化するに従ってウエハ重量が増加し
て例えば６インチに対して８インチウエハの重量は約２
倍になり、このために熱処理時にウエハＷが十分に滑り
きらずにボートとの間における膨張差を吸収することが
できなくなってしまった。そのため、ウエハ周縁部にお
いてストレスが過度に大きくなり、この結晶方向に沿っ
てスリップが生じるという改善点を有していた。
【００１０】この問題点を解決するためにウエハボート
のウエハ保持溝の形状等を種々変更することも考えられ
るが、ウエハボートとウエハとの熱膨張差を十分に吸収
し得ずに、根本的な解決に至っていない。本発明は、以
上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創
案されたものである。本発明の目的は、ウエハ移載時に
ウエハの周縁側部をウエハ保持溝の底部から離間させる
ことにより熱膨張差を十分に吸収し得るようにし、スリ
ップの発生を防止することができるウエハボート回転装
置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、水平方向に支持されたウエハボートに
対してウエハの移載を行うウエハ移載装置と、垂直方向
に支持されたウエハボート内のウエハに熱処理を施す熱
処理装置との間に設けられるウエハボート回転装置にお
いて、前記ウエハボートの両端を支持するボート支持部
と、前記支持部を垂直面内に回転させる垂直回転駆動機
構と、前記ボート支持部を上下方向へ移動させる垂直駆
動機構と、前記ボート支持部を水平面内に回転させる水
平回転駆動機構と、前記ボート支持部に設けられ、前記
ウエハボートを持ち上げる時にこれに収容される前記ウ
エハをウエハボートから僅かに持ち上げるウエハ支承部
材とを有するようにしたものである。
【００１２】
【作用】本発明は、以上のように構成したので、水平方
向に寝かされたウエハボート１０をボート支持部により
持ち上げる時、このボート支持部に設けられたウエハ支
承部材が下方より僅かな距離だけウエハをボート支持部
に対して押し上げてウエハの下方周縁側部をボート水平
時におけるウエハ保持溝の底部から離間させる。この状
態で垂直回転駆動機構２２を駆動させることによりウエ
ハボート１０を起立させる。従って、ウエハボート１０
が起立された状態ではウエハの周縁側部はウエハ保持溝
の底部（ボート起立時においては垂直状態になってい
る）から僅かに離間している。この状態で、水平回転駆
動機構３０及び垂直駆動機構２６を適宜駆動することに
よりウエハボートを熱処理装置側へ受け渡し、熱処理が
行われる。従って、ウエハボートとウエハの熱膨張差は
ウエハが十分に滑ることにより吸収され、これにストレ
スが加わることを防止することができる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明のウエハボート回転装置の一
実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に
係るウエハボート回転装置の一実施例を示す斜視図、図
２は図１に示すウエハボート回転装置のボート支持部を
示す斜視図、図３はウエハボートを保持した時の状態を
示すボート支持部の側面図、図４はボート支持部を示す
断面図である。尚、図６及び図７に示す従来構造と同一
部分については同一符号を付す。
【００１４】このウエハボート回転装置５０は、図６に
示す場合と同様に、複数、例えば４基の熱処理炉４を直
列に配列してなる熱処理装置６と、キャリア８内に収容
されている例えば２５枚のウエハＷを水平状態に寝かせ
られているウエハボート１０に移載機構１２を用いて移
載するウエハ移載装置１４との間に設けられている。こ
の回転装置５０は、ウエハボート１０の両端の受部４７
を支持するボート支持部１８と、このボート支持部１８
を垂直面内に回転させる垂直回転駆動機構２２と、上記
ボート支持部１８を上下方向へ移動させる垂直駆動機構
２６と、ボート支持部１８を水平面内に回転させる水平
回転駆動機構３０と、ウエハボート１０の持ち上げ時に
これに収容されるウエハＷをウエハボートから僅かに持
ち上げる本発明の特長とするウエハ支承部材５２とによ
り主に構成されている。
【００１５】具体的には、上記垂直回転駆動機構２２
は、図示されないモータ等を内蔵しており、この回転軸
２０を上記ボート支持部１８の長さ方向の中心部に接続
してこのボート支持部１８を垂直面内に回転し得るよう
に構成されている。上記垂直駆動機構２６は、垂直方向
へ起立されたボールネジ２４とこれを回転するモータ５
４とにより主に構成されており、このボールネジ２４に
沿って移動する移動体５６に上記垂直回転駆動機構２２
を連結してボート支持部１８を上下方向へ昇降し得るよ
うに構成されている。この垂直駆動機構２６の全体は、
矩形状に成形された筐体５８により被われている。そし
て、この垂直駆動機構２６の下端部には、基台２８内に
収容されたモータ等よりなる水平回転駆動機構３０が設
けられており、必要に応じて上記垂直駆動機構２６を水
平面内に回転させることによりボート支持部１８を水平
面内に回転し得るように構成されている。
【００１６】一方、上記ボート支持部１８は、その長さ
方向の中心が回転軸２０に連結されると共にウエハボー
ト１０の長さと略同等になされた支持柱６０を有してい
る。この支持柱６０の両端には上方へＹ字状に拡開され
た一対のボート支持アーム６２が設けられており、この
部分にウエハボート１０の両端の受部４７を支持し得る
ように構成されている。そして、上記支持柱６０の下部
からはウエハボート１０の下方に相当する部分に向けて
ウエハ支承部材５２の支承アーム６４が水平方向へ延在
されている。この支承アーム６４は、例えばステンレス
等により所定の剛性を有するように形成されており、ウ
エハＷの荷重に対応し得るようになっている。そして、
この支承アーム６４には、支持柱６０の長さ方向に沿っ
て、所定の間隔だけ離間された一方のウエハ持ち上げ板
６６が形成されており、ウエハボート１０を持ち上げる
ときに、ウエハＷを下側ウエハ保持棒４０Ｂよりも僅か
な距離Ｌ１、例えば０．５〜１．０ｍｍ程度だけ持ち上
げるように構成されている。
【００１７】そのために、ウエハ持ち上げ板６６の高さ
Ｌ２は、水平状態に維持されたウエハボート１０にウエ
ハＷを移載したときのウエハ周縁側部の輪郭６８よりも
僅かな距離、例えば０．５〜１．０ｍｍ程度だけその上
端が上方に位置するように設定されている。ウエハＷと
して８インチのものを使用する場合には、両ウエハ持ち
上げ板６６間の距離Ｌ３は約１０８ｍｍに設定され、こ
の時ウエハ持ち上げ板６６の高さＬ２は約２８ｍｍに設
定されてウエハ下端部が支承アーム６４と接触しないよ
うに構成されている。
【００１８】また、このウエハ持ち上げ板６６の厚さＬ
５は約４ｍｍに設定されると共にその上端部は、ウエハ
Ｗの円弧形状に対応させて相互に内向き方向に下方傾斜
させて形成されている。このウエハ持ち上げ板６６の材
質としては、高温に対して強く、安定している材料、例
えばテフロン或いは石英が使用されており、ウエハＷに
対して金属コンタミ等が生じないようにしている。ま
た、このウエハ持ち上げ板６６の長さ方向においては、
ウエハボート１０の途中に介設される補強部材（図示せ
ず）との干渉を避けるための逃げ凹部７０が形成される
と共にこの逃げ凹部７０においては２つのウエハ持ち上
げ板６６間を連結する補強板７２が設けられている。
【００１９】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ウエハ移載装置１４の図
示しないボート置き台に水平に寝かせた状態で支持され
ているウエハボート１０に、移載機構１２を用いてキャ
リア８内の２５枚の全てのウエハＷを一度に一括して移
載し、この移載操作を例えば６回繰り返して行うことに
より１５０枚のウエハＷをウエハボート１０に移載して
移載操作を完了する。この状態においては図９及び図１
０に示すようにウエハＷはウエハ保持棒４０に形成した
ウエハ保持溝４２内に完全に収容されており、ウエハＷ
の周縁側部４６と溝底部４４は接触している。
【００２０】次に、ウエハボート回転装置５０を駆動す
ることにより、このボート支持部１８を水平状態に維持
した状態でウエハボート１０の下方よりこれを持ち上げ
る。この時の状態は図３に示される。すると、ウエハボ
ート１０の両端に突出形成された受部４７がＹ字状に形
成されたボート支持アーム６２に支持されてウエハボー
ト全体が上方へ持ち上げられることになる。このウエハ
持ち上げ時において、ボート支持部１８の支承アーム６
４には一対のウエハ持ち上げ板６６が形成されているこ
とから図４に示すようにこの上端部がウエハの下側周縁
側部４６と当接してこれを僅かな距離Ｌ１、例えば０．
５〜１．０ｍｍ程度だけ同時に押し上げることになり、
結果的に、図５にも示すように下側ウエハ保持棒４０Ｂ
のウエハ保持溝４２の溝底部４４とウエハＷの周縁側部
４６とは略距離Ｌ１だけ離間し、これらの接触状態が断
たれることになる。
【００２１】このようにして、ボート支持部１８により
水平状態のウエハボート１０を持ち上げると同時にウエ
ハ自体もウエハボート１０に対して僅かな距離Ｌ１だけ
持ち上げられるのでウエハの周縁側部４６は溝底部４４
から離れることになる。このような状態で垂直回転駆動
機構２２を９０°低速で回転させることによりウエハボ
ート１０を垂直方向に起立させると同時に水平回転駆動
機構３０を１８０°回転させてウエハボート１０を熱処
理装置６側に向ける。そして、垂直駆動機構２６を適宜
駆動させてウエハボート１０を降下させることにより、
このウエハボート１０を起立状態で移動ステージ３２上
に移載する。このステージ３２は各熱処理炉４の搬出入
口側に沿って敷設された搬送路３４に沿って所望の熱処
理炉４まで移動し、ステージ上に載置されたウエハボー
ト１０は各熱処理炉４に設けたロボットアーム３６によ
り熱処理炉側のエレベータ（図示せず）へ移載され、こ
のエレベータが上昇することによってウエハボートが熱
処理炉へ導入される。
【００２２】このように、熱処理炉へ導入されたウエハ
Ｗには所望のプロセス条件に従って熱処理が施されるこ
とになる。この熱処理においては、ウエハボート１０を
構成する石英材料よりもウエハの方が熱膨張率が大きい
ためにこれらの間に熱膨張差が発生することになるが、
前述のようにウエハの周縁側部４６は溝底部４４（ウエ
ハボート起立時においては起立している）から離間して
いるので、ウエハＷは上側ウエハ保持棒４０Ａのウエハ
保持溝４２の接触面及び下側ウエハ保持棒４０Ｂのウエ
ハ保持溝４２の接触面において均等に滑ることにより、
結果的に、ウエハＷの周縁部には過度のストレスが加わ
ることがないのでウエハにスリップが発生することを確
実に阻止することができる。
【００２３】このように熱処理時において、ウエハＷの
全ての周縁側部をフリー状態としたのでウエハボートと
ウエハとの間に生ずる熱膨張差をウエハが滑ることで容
易に吸収することができる。尚、ウエハの熱処理が終了
した場合には、上記した手順を逆に行うことにより処理
済のウエハＷを搬出することができる。上記実施例にあ
ってはウエハ持ち上げ板６６を２枚設けた場合について
説明したが、これに限定されず、このウエハ持ち上げ板
６６を図４におけるウエハ中心部の真下に位置させて１
枚だけ設けると共にこの持ち上げ板６６に所定の厚みを
持たせるようにしてもよい。また、本発明は、熱処理装
置として、酸化装置、ＣＶＤ装置、エピタキシャル装
置、拡散装置等の種々の熱処理装置に適用することがで
きる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のウエハボ
ート回転装置によれば次のような優れた作用効果を発揮
することができる。水平状態に維持されたウエハボート
を持ち上げるときにウエハをウエハボートに対して僅か
に持ち上げた状態でウエハボートを起立させることがで
き、ウエハ周縁側部を溝底部から離間させることができ
る。従って、熱処理時に熱膨張差に起因するウエハの滑
りを過度なストレスを発生させることなく行わせること
ができるので、ウエハにスリップが発生することを阻止
することができ、歩留まりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエハボート回転装置の一実施例
を示す斜視図である。
【図２】図１に示すウエハボート回転装置のボート支持
部を示す斜視図である。
【図３】ウエハボートを保持した時の状態を示すボート
支持部の側面図である。
【図４】ボート支持部を示す断面図である。
【図５】本発明の作用を説明するためのウエハ保持棒の
部分拡大図である。
【図６】ウエハボート回転装置の設置場所を説明するた
めの関連装置全体の概略平面図である。
【図７】従来のウエハボート回転装置を示す斜視図であ
る。
【図８】ウエハボートを保持した時の状態を示す従来の
ボート支持部の側面図である。
【図９】図８中のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図１０】従来装置の作用を説明するためのウエハ保持
棒の部分拡大図である。
【符号の説明】
４ 熱処理炉 ６ 熱処理装置 １０ ウエハボート １４ ウエハ移載装置 １８ ボート支持部 ２２ 垂直回転駆動機構 ２６ 垂直駆動機構 ３０ 水平回転駆動機構 ３２ 移動ステージ ４２ ウエハ保持溝 ４６ ウエハの周縁側部 ５０ ウエハボート回転装置 ５２ ウエハ支承部材 ５６ ウエハ持ち上げ板 Ｗ ウエハ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平方向に支持されたウエハボートに対
    してウエハの移載を行うウエハ移載装置と、垂直方向に
    支持されたウエハボート内のウエハに熱処理を施す熱処
    理装置との間に設けられるウエハボート回転装置におい
    て、前記ウエハボートの両端を支持するボート支持部
    と、前記支持部を垂直面内に回転させる垂直回転駆動機
    構と、前記ボート支持部を上下方向へ移動させる垂直駆
    動機構と、前記ボート支持部を水平面内に回転させる水
    平回転駆動機構と、前記ボート支持部に設けられ、前記
    ウエハボートを持ち上げる時にこれに収容される前記ウ
    エハをウエハボートから僅かに持ち上げるウエハ支承部
    材とを有することを特徴とするウエハボートの回転装
    置。
JP23999592A 1992-08-17 1992-08-17 ウエハボート回転装置及びこれを用いた熱処理装置 Expired - Fee Related JP3322912B2 (ja)

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