JP3934503B2 - 基板処理装置及び基板の処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンウェーハ等の被処理基板に対して、CVD、ドライエッチング、スパッタ等所要の処理を行う基板処理装置に関し、特にボート等のウェーハ保持具を搬送する搬送装置を具備する基板処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6、図7に於いて、処理室として縦型反応炉を具備する従来の基板処理装置、特に2ボート交換式の基板処理装置を説明する。
【0003】
筐体1の前面にはカセットステージ2が設けられ、該カセットステージ2はシャッタ3を介して前記筐体1の内部と連通している。
【0004】
該筐体1の内部前方に、前記カセットステージ2と対向してカセットオープナー4が設けられ、該カセットオープナー4の上方にはカセットストッカ5が設けられ、該カセットストッカ5、前記カセットオープナー4と前記カセットステージ2間には内部カセット搬送手段としてカセットローダ6が設けられている。
【0005】
前記筐体1の内部後方一側にボート昇降手段であるボートエレベータ7が設けられ、該ボートエレベータ7から水平に延びる昇降アーム8にはシールキャップ9が設けられ、該シールキャップ9は、処理室を形成する反応炉11の炉口を閉塞する。前記シールキャップ9にはボート載置部(図示せず)が設けられ、該ボート載置部に被処理基板(以下ウェーハ)10を水平姿勢で多段に保持する基板保持具(以下ボート)13が載置され、前記ボート載置部は前記ボート13を回転可能となっている。
【0006】
前記ボートエレベータ7に対向して、前記筐体1の内部後方他側にはボート搬送手段としてボート交換装置14が設けられ、該ボート交換装置14、前記ボートエレベータ7と前記カセットオープナー4との間に基板移送手段として基板移載機15が設けられている。
【0007】
前記カセットステージ2は図示しない外部搬送装置及び前記カセットローダ6間でカセット16の授受を行うものであり、前記カセットローダ6は横行、昇降、進退可能であり、前記カセットステージ2のカセット16を前記カセットオープナー4、カセットストッカ5に移載するものである。前記カセットオープナー4は、前記カセット16の蓋を開閉する。
【0008】
前記基板移載機15は昇降、進退、回転可能であり、前記カセットオープナー4上のカセット16と前記ボート交換装置14に保持されたボート13間で前記ウェーハ10の移載を行う。
【0009】
前記ボート交換装置14は2本のボート支持アーム17,18を有し、該ボート支持アーム17,18は独立して回転可能且つ昇降可能となっており、ウェーハ移載位置A、ボート授受位置B、ウェーハクーリング位置C間で前記ボート13の移動を行う様になっている。前記ウェーハ移載位置A及びウェーハクーリング位置Cにはボート置き台19,20が設けられ、それぞれに前記ボート13が載置される。
【0010】
前記ボート載置部は前記ボート授受位置Bで未処理ウェーハ10を保持したボート13を前記ボート交換装置14から受取り、前記ボートエレベータ7により前記ボート13が前記反応炉11の処理室に装入される。
【0011】
該反応炉11では前記ウェーハ10が加熱され、所要の処理ガスが処理室に導入され基板処理される。又、前記ボート13はウェーハ10処理中、成膜の均一性を向上させる為回転される。
【0012】
処理が完了すると前記ボートエレベータ7は前記反応炉11から前記ボート13を前記ボート授受位置Bに引出し、前記ボート13を前記ボート交換装置14に受渡す。
【0013】
処理済ウェーハ10を保持するボート13は前記ウェーハクーリング位置Cに移動され、前記ボート置き台20に載置され、所定の温度となる迄冷却される。その間、未処理ウェーハ10を保持するボート13が前記ウェーハ移載位置Aより前記ボート授受位置Bに移動され、前記ボート載置部に受渡され、前記ボートエレベータ7により前記反応炉11に装入される。
【0014】
前記ウェーハクーリング位置Cで処理済ウェーハ10が所定の温度迄冷却されると、前記ボート交換装置14は処理済ウェーハ10を保持するボート13を前記ウェーハ移載位置A迄移動し、前記ボート置き台19に載置する。
【0015】
前記基板移載機15は前記ウェーハ移載位置Aにあるボート13から処理済ウェーハ10を前記カセットオープナー4上のカセット16に払出す。処理済ウェーハ10が前記カセット16に装填されると該カセット16は前記カセットローダ6により前記カセットステージ2へ搬送され、更に外部搬送装置により搬出される。
【0016】
前記カセットローダ6により前記カセットオープナー4に未処理ウェーハ10が装填されたカセット16が移載され、前記基板移載機15は前記カセット16から未処理ウェーハ10を前記ウェーハ移載位置Aにある空のボート13に移載する。
【0017】
而して、前記ウェーハ10の処理が繰返し実行される。
【0018】
上記基板処理装置では前記ボート交換装置14により2つのボートを交換するという工程があり、前記ボート支持アーム17,18は前記ボートエレベータ7の昇降アーム8、前記ボート置き台19,20に対して授受可能な構造となっている。尚、前記ボート支持アーム17とボート支持アーム18及びボート置き台19とボート置き台20とは同等の構造となっている。
【0019】
図8〜図10により前記ボート置き台19に対する前記ボート13の授受について説明する。
【0020】
図9は前記ボート支持アーム17を示しており、該ボート支持アーム17は半円弧状のボート載置部22を有し、該ボート載置部22には前記ボート13が載置される凹部23が形成されている。又、外周縁にはリブ部24が形成され、前記ボート載置部22の断面形状は略L字状となっている。前記ボート支持アーム17は図8中、矢印26の方向から回転して前記ボート13を載置し、移載方向に回転することで、前記ボート置き台19又は前記昇降アーム8にボート13を移載する様になっている。
【0021】
図8は前記ボート支持アーム17にボート13が載置された状態を示しており、又該ボート13は下部にボートキャップ25を有している。図10は前記ボート置き台19とボート13、ボート支持アーム17との関係を示している。
【0022】
前記筐体1の床面に固着される座板27に複数の支柱28が立設され、該支柱28の上端にボート受座29が支持されている。該ボート受座29に前記ボート13が載置される。
【0023】
前記ボート受座29の外径は前記ボート載置部22の内径より充分に小さくなっており、前記ボート13の授受に対して前記ボート載置部22とボート受座29とが干渉しない様になっている。
【0024】
前記ボート13を前記ボート置き台19に載置する場合は、前記ボート13の底面が前記ボート受座29の上面より高い状態で、前記ボート支持アーム17が前記矢印26の方向から回転し、前記ボート13と前記ボート受座29の中心が合致した状態で停止する。更に、前記ボート支持アーム17が降下することで、前記ボート13を前記ボート受座29に載置することができ、前記ボート載置部22のボート載置面が前記ボート置き台19の上面より降下した位置で前記矢印26と逆方向に回転することで、前記ボート支持アーム17が退避する。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
上記した基板処理装置では2つのボート13,13により処理が実行されるので、1つのボート13に対してウェーハ10の処理が行われている時に、もう1つのボート13に対してウェーハ10の移載作業が行われるので、時間的に無駄がなく、スループットが向上するという長所がある。その一方で、前記ボート13の交換作業が必要であり、前記ボート交換装置14による前記ボート13の移載作動で、該ボート13は前記ボート載置部22に単に載置されるのみの構造となっている。
【0026】
従って、メンテナンス時に作業者が誤って前記ボート13に接触した場合、或は地震等大きな外力が作用した場合倒れてしまう可能性もあった。
【0027】
ボートは石英製で壊れ易く、精密加工品で高価であり、倒れて損傷することは大きな損害となる。又、損傷事故が発生した場合には復旧処理の間、基板処理装置を停止しなければならず、稼働率の低下の原因となる。
【0028】
本発明は斯かる実情に鑑み、ボートが簡単に倒れない様にし、ボートの破損を防止するものである。
【0029】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を基板保持具に載置した状態で処理室に装入し、基板の処理を行う基板処理装置に於いて、前記基板保持具を前記基板処理装置内で移動させる搬送手段と、該搬送手段が前記基板保持具に向って進退可能で、該基板保持具を載置するアームと、該アームに設けられたクランパとを具備し、前記基板保持具が周囲に沿った水平面を有し、前記クランパは前記アームが前記基板保持具を載置した状態で前記水平面に対峙する基板処理装置に係るものである。
【0030】
【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。
【0031】
尚、本実施の形態に於いて、本発明が実施される基板処理装置の基本的な構成は図6、図7と同様であるので説明を省略する。
【0032】
又、図1、図2中、図8、図9中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【0033】
ボート交換装置14(図6参照)は2本のボート支持アーム17,18を有し、該ボート支持アーム17,18は独立して回転可能且つ昇降可能となっており、ウェーハ移載位置A、ボート授受位置B、ウェーハクーリング位置C間で前記ボート13の移動を行う様になっている。前記ウェーハ移載位置A及びウェーハクーリング位置Cにはボート置き台19,20が設けられ、それぞれに前記ボート13が載置される。
【0034】
前記ボート支持アーム17は半円弧状のボート載置部22を有し、該ボート載置部22には前記ボート13が載置される半円弧状の凹部23が形成されている。該凹部23の周縁に沿って半円弧状のボートクランパ31が前記凹部23と同心に設けられる。前記ボートクランパ31は断面が倒立L字形状であり、上端には中心に向って水平面を形成する様に鍔部32が突設されている。
【0035】
前記ボート13のボートキャップ25部分に外周に沿って水平面を形成する溝33が形成され、該溝33の溝幅は前記鍔部32の厚みに、前記ボート支持アーム17がボート13を授受するに必要な昇降及び昇降の際の干渉を避ける充分な隙間が形成される値とする。
【0036】
前記ボート支持アーム17への前記ボート13の載置は、例えば前記ボート置き台19に前記ボート13が載置された状態で、前記ボート支持アーム17が前記ボートキャップ25に対して進退する様に回転し、更に昇降することで行われる。
【0037】
図1に示す状態が、前記ボート13が前記ボート置き台19に載置された状態であるとして、前記ボート支持アーム17が矢印26方向に回転する。
【0038】
前記ボート支持アーム17が前記ボート13に対して進入する時の、前記鍔部32と前記溝33との関係は、図3で示される如く前記鍔部32の上下に充分に隙間が形成される。而して、前記ボート載置部22と前記ボートキャップ25とは接触の危険がなく、芯合せが可能である。
【0039】
次に、前記ボート支持アーム17が上昇する。
【0040】
図4に示す様に、上昇によって前記ボートキャップ25が前記凹部23に当接し、前記ボート13が前記ボート載置部22に載置される。前記ボート13が前記ボート載置部22に載置した状態では、前記鍔部32の上面(水平面)と前記溝33の下面(水平面)とが僅かな隙間を持って対峙する様に前記溝33の位置、幅寸法、前記鍔部32の高さ等が決定されている。
【0041】
前記鍔部32の上面と溝33の下面とは前記ボート13が傾斜した場合に当接する様になっており、当接した後はそれ以上傾斜することが抑止される。尚、当接時の傾斜角は好ましくは、自力で復帰可能な傾斜角以下の値、或は保持するウェーハが落下する角度以下の値となっている。
【0042】
尚、前記ボート13は前記ボートクランパ31の鍔部32で載置してもよい。この場合、前記凹部23(水平面)と前記ボートキャップ25の下面(水平面)とで前記ボート13の傾斜を抑止する隙間が形成される様にしてもよい。
【0043】
前記ボート13を前記ボート置き台19に載置する場合は、前記ボート13の底面が前記ボート受座29の上面より高い状態で、前記ボート支持アーム17が前記矢印26に方向から回転し、前記ボート13と前記ボート受座29の中心が合致した状態で停止する。更に、前記ボート支持アーム17が降下し、前記鍔部32と前記溝33との関係が図3で示す状態となると、前記ボート支持アーム17が前記矢印26と逆方向に回転することで、前記ボート支持アーム17が前記ボート13から退避する。
【0044】
図5は他の実施の形態を示している。
【0045】
上記実施の形態では、ボートキャップ25に溝33を刻設して水平面を形成したが、該他の実施の形態では、フランジ35が外方に向って突設され、水平面を形成したものである。
【0046】
該他の実施の形態では、前記ボート13が傾斜することで、前記フランジ35の上面(水平面)が前記鍔部32の下面(水平面)に当接し、前記ボート13がそれ以上傾斜することが防止される。
【0047】
尚、上記実施の形態では、前記ボート支持アーム17が回転により前記ボート13に向って進退したが、直線運動により進退してもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、基板を基板保持具に載置した状態で処理室に装入し、基板の処理を行う基板処理装置に於いて、前記基板保持具を前記基板処理装置内で移動させる搬送手段と、該搬送手段が前記基板保持具に向って進退可能で、該基板保持具を載置するアームと、該アームに設けられたクランパとを具備し、前記基板保持具が周囲に沿った水平面を有し、前記クランパは前記アームが前記基板保持具を載置した状態で前記水平面に対峙するので、基板保持具が傾斜すると、基板保持具の水平面がアーム側の水平面と当接して傾斜が抑止され、ボートの転倒が防止され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の要部を示し、ボートとボート支持アームの関係を示す斜視図である。
【図2】同前実施の形態の要部を示すボート支持アームの斜視図である。
【図3】同前実施の形態の作用を示す説明図である。
【図4】同前実施の形態の作用を示す説明図である。
【図5】他の実施の形態を示す要部断面図である。
【図6】基板処理装置の全体斜視図である。
【図7】同前基板処理装置の平面図である。
【図8】従来例のボートとボート支持アームの関係を示す斜視図である。
【図9】該従来例のボート支持アームの斜視図である。
【図10】該従来例のボート置き台、ボート支持アーム、ボートとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 筐体
7 ボートエレベータ
8 昇降アーム
9 シールキャップ
11 反応炉
13 ボート
14 ボート交換装置
17 ボート支持アーム
19 ボート置き台
20 ボート置き台
22 ボート載置部
23 凹部
25 ボートキャップ
31 ボートクランパ
33 溝
35 フランジ
Claims (2)
- 基板を基板保持具に載置した状態で処理室に装入し、基板の処理を行う基板処理装置に於いて、前記基板保持具を前記基板処理装置内で移動させる搬送手段と、該搬送手段が前記基板保持具に向って進退可能で、該基板保持具を載置する半円弧状の基板保持具載置部を有するアームと、該アームに設けられた断面が倒立L字状であり、上端には前記半円弧状の中心に向って水平面を形成する様に鍔部が設けられているクランパとを具備し、前記基板保持具が該基板保持具の周囲に形成された水平面を有し、前記鍔部は前記アームが前記基板保持具を載置した状態で前記水平面に隙間を持って対峙することを特徴とする基板処理装置。
- 請求項1に係る基板処理装置を用いて処理する基板の処理方法であって、基板を前記基板保持具に載置した状態で前記処理室に装入する工程と、該処理室で基板を処理する工程と、処理後の基板を前記基板保持具に載置した状態で前記処理室から引出す工程と、前記基板保持具を前記アームに受渡す工程と、前記鍔部が前記水平面に隙間を持って対峙しつつ前記アームが前記基板保持具を載置する工程とを有することを特徴とする基板の処理方法。
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