特許 6232164 基板処理装置および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6232164

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】基板処理装置および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20171106BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20171106BHJP

   B25J 9/06 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   B65G49/07 C

   B25J9/06 D

【請求項の数】11

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-508292(P2017-508292)

(86)(22)【出願日】2016年3月17日

(86)【国際出願番号】JP2016058508

(87)【国際公開番号】WO2016152721

(87)【国際公開日】20160929

【審査請求日】2017年6月20日

(31)【優先権主張番号】特願2015-62658(P2015-62658)

(32)【優先日】2015年3月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(72)【発明者】

【氏名】小前 泰彰

(72)【発明者】

【氏名】野上 孝志

(72)【発明者】

【氏名】谷山 智志

(72)【発明者】

【氏名】小竹 繁

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１９０５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９９１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３９５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４３２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２９７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５００１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６５５７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ２５Ｊ ９／０６

Ｂ６５Ｇ ４９／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板保持具に保持された複数の基板を処理する縦型の処理室と、
前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、を有する基板処理装置であって、
前記移載機は、
回転可能な基台と、
前記基台の上に直線運動可能に設置され、前記基台の筐体外に設置された第１機構部に接続される第１移動部と、
前記第１移動部の上に直線運動可能に設置され、前記第１移動部の筐体内に設置された第２機構部に接続される第２移動部と、
第２移動部に接続され、搬送中の基板を保持する載置部と、を備え、
前記第１機構部は、複数のプーリと、前記複数のプーリに掛け渡される第１ベルトと、複数のプーリの１つに連結されそのプーリを電動駆動する第１モータと、第１ベルトと第１移動部とを連結する第１連結部材と、を有して第１移動部を移動させ、
前記第２機構は、複数のプーリと、前記複数のプーリに掛け渡される第２ベルトと、複数のプーリの１つに連結されそのプーリを電動駆動する第２モータと、第２ベルトと第２移動部とを連結する第２連結部材と、を有して第２移動部を移動させ、
前記基台は第３モータによって回転され、
鉛直方向において、前記第１機構部の設置位置と前記第２機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成され、第１移動部の移動と、第２移動部の移動とを互いに独立させて制御する基板処理装置。

【請求項2】

前記移載機の搬送対象となるポッドを収納する移載棚と、
前記基板を前記ポッドと前記基板保持具との間で移載させるように前記第１モータ、第２モータ及び第３モータを制御するよう構成された制御部と、をさらに有し、
前記移載機は、前記基板保持具および前記ポッドとの距離が異なるように設置され、
前記載置部は、ステンレス製であり、垂直方向に所定の間隔で配置された前記複数の基板を保持する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記基台の最上面の横幅は前記第１移動部の最下面の横幅よりも小さい請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記第１移動部の筐体は断面凹状に形成され、前記第２移動部は少なくともその一部が前記第１移動部の筐体の窪み部分に配置されている請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記搬送装置と前記基板保持具との間の距離が、前記搬送装置と前記基板が収容された収容容器との間の距離よりも長い請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記基板を検知する検知部をさらに有し、
前記検知部は、前記第１移動部の前記第２移動部が移動する方向における端部側に設置されている請求項１又は５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記検知部は、回転軸を有する請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記検知部は、回転軸を有し、前記回転軸による回転動作によって、前記基板を検知しない時の位置である退避位置と前記基板を検知する時の位置である検知位置との間を移動する請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記検知部は、前記検知位置に移動した状態での高さ方向における位置が、前記載置部に載置された前記基板の表面又は裏面と同じ高さ位置である請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記載置部は、それぞれ１つの基板を保持するツィーザを５つ有し、前記ツィーザの１つは固定され、他のツィーザは２つずつ共通のボールねじに装着される様態で、上下方向に配列され、
前記他のツィーザは、異なる所定のピッチを有する装着部によって、前記ボールねじに装着されており、
前記ボールねじが、第４モータおよび第５モータによって回転されることで、ツィーザに保持される５枚の基板のそれぞれの間隔が、同じ間隔を保ったまま可変するように構成された請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項11】

回転可能な基台と、前記基台の上に直線運動可能に設置され、前記基台の筐体外に設置された第１機構部に接続される第１移動部と、前記第１移動部の上に直線運動可能に設置され、前記第１移動部の筐体内に設置された第２機構部に接続される第２移動部と、前記第２移動部に接続され、搬送中の基板を保持する載置部と、を備え、鉛直方向において、前記第１機構部の設置位置と前記第２機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成される移載機によって、複数の基板を基板収容容器から基板保持具に移載する移載工程と、
前記基板保持具に保持された前記基板を処理する処理工程と、
処理された前記基板を前記移載機によって前記基板保持具から前記基板収容容器に収納する収納工程と、
を有し、
前記移載工程及び前記収納工程では、前記第１機構部は、第１モータで電動駆動されるプーリを含む複数のプーリに掛け渡された第１ベルトに連結された第１連結部材を介して第１移動部を移動させるとともに、前記第２機構は、第２モータで電動駆動されるプーリを含む複数のプーリに掛け渡された第２ベルトに連結された第２連結部材を介して第２移動部を移動させ、
前記第１移動部の移動と前記第２機構部の移動を独立に制御して、前記移載機から異なる距離にある前記基板収容容器と前記基板保持具との間で、基板を移載する半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に所定の膜を形成する基板処理工程が行われる。基板処理工程を行う基板処理装置においては、基板移載装置を用いて収容容器に収納された基板を基板保持具に移載して、処理室内で基板保持具に保持された基板の処理を行う。従来の基板移載装置として、例えば特許文献１記載の基板移載装置がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１３１５２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の基板移載装置の構成では、基板を移動させることができる距離が固定されており、基板移載装置からの距離が異なる２か所の間で基板を移載することが困難である場合がある。

【0005】

本発明は、基板移載装置からの距離が異なる複数箇所の間で基板を搬送することが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によれば、
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、を有する基板処理装置であって、
前記移載機は、
基台と、
前記基台の上に設置され、前記基台の筐体外に設置された第１機構部に接続される第１移動部と、
前記第１移動部の上に設置され、前記第１移動部の筐体内に設置された第２機構部に接続される第２移動部と、を備え、
鉛直方向において、前記第１機構部の設置位置と前記第２機構部の設置位置とが少なくとも一部重なるように構成される技術が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、基板移載装置からの距離が異なる複数箇所の間で基板を搬送することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１の実施形態で好適に用いられる基板処理装置を示す斜視図である。

【図2】図１に示された基板処理装置の左側面図である。

【図3】図１に示された基板処理装置が基板を移動させる距離を説明し、図３（ａ）は、基板移載装置から収容容器へと基板を移動させる距離を説明する図であり、図３（ｂ）は、基板移載装置から基板保持具へと基板を移動させる距離を説明する図である。

【図4】図１に示された基板処理装置が有する基板移載装置の構成示し、図４（ａ）は基板移載装置を示す平面図であり、図４（ｂ）は基板移載装置の左側面図である。

【図5】図４に示された基板移載装置を移動させるための駆動機構を示す左側面図である。

【図6】図４に示された基板移載装置を移動させる移動機構を示し、図４に示された基板移載装置を図５における矢印Ａ−Ａ方向から示す図である。

【図7】図４に示された基板移載装置が有し、基板が載置されるツイーザを示す斜視図である。

【図8】図７に示されたツイーザを前側から示す図である。

【図9】図７に示されたツイーザを重力方向における上方と下方とに移動させる移動機構を示す図である。

【図10】図３に示された基板移載装置の動作を説明し、図１０（ａ）は基板移載装置が第１の位置にある状態を示す図であり、図１０（ｂ）は基板移載装置が第２の位置にある状態を示す図である。

【図11】図１に示された基板処理装置が有する制御部を示すブロック図である。

【図12】図１に示された基板処理装置の動作を示す流れ図である。

【図13】本発明の第２実施形態に係る基板移載装置の要部を示し、図１３（ａ）は、マッピングセンサが検知位置にある状態を示す図であり、図１３（ｂ）はマッピングセンサが退避位置にある状態を示す図である。

【図14】比較例に係る基板移載装置の要部を示し、図１４（ａ）は、マッピングセンサが検知位置にある状態を示す図であり、図１４（ｂ）はマッピングセンサが退避位置にある状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置について説明する。以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。また、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避ける。

【0010】

図１および図２に示すように、基板処理装置１００は、基板として用いられるシリコン等からなるウエハＷを処理する装置であり、例えばＩＣ等の半導体装置を製造する半導体装置製造装置としても用いられる。基板処理装置１００を用いて基板処理方法が実施されるとともに、半導体装置の製造方法が実施される。基板処理装置１００は、例えば縦型の熱処理装置であり、例えば酸化処理、拡散処理、ＣＶＤ処理などをウエハＷに施すことができる。

【0011】

基板処理装置１００は、基板処理装置本体１０１を有し、基板処理装置本体１０１の正面壁１０１ａに、正面メンテナンス口１０３が形成され、正面メンテナンス口１０３を開閉するメンテナンス扉１０４と、フロントオープナー１１３とが取り付けられている。また、正面壁１０１ａであって、メンテナンス扉１０４には、基板処理装置本体１０１内外を連通するようにＦＯＵＰ搬入搬出口１１２が形成されている。

【0012】

基板処理装置本体１０１内には、ウエハＷの収容容器として用いられるＦＯＵＰ（ポッド）１１０を複数個載置する載置棚１０５と、予備載置棚１０７と、ポッド受渡し台として用いられているＩ／Ｏステージ１１４と、基板保持具昇降機構として用いられているボートエレベータ１１５と、ポッド搬送装置１１８とが配置されている。ポッド搬送装置１１８は、ポッド昇降機構１１８ａと、ポッド搬送機構１１８ｂとを有する。また、基板処理装置本体１０１内には、移載棚１２３と、基板移載装置として用いられているウエハ移載装置（移載機）３００とが配置されている。移載棚１２３には、移載機３００の搬送対象となるポッド１１０が収納される。

【0013】

また、基板処理装置本体１０１内には、クリーンユニット１３４ａと、クリーンユニット１３４ｂと、炉口開閉機構として用いられる炉口シャッタ１４７と、処理炉２０２と、基板保持具として用いられているボート２１７と、シールキャップ２１９とが配置されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等により構成される。

【0014】

Ｉ／Ｏステージ１１４は、ポッド搬入搬出口１１２近傍に配置されている。ポッド１１０は、Ｉ／Ｏステージ１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、Ｉ／Ｏステージ１１４上から搬出される。

【0015】

ポッド搬送装置１１８は、Ｉ／Ｏステージ１１４と載置棚１０５との間に設置され、ポッド昇降機構１１８ａは、ポッド１１０を保持したまま上下方向に昇降することができる。ポッド昇降機構１１８ａには、ポッド搬送機構１１８ｂが取り付けられている。ポッド昇降機構１１８ａと、ロボットアームと、ポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、Ｉ／Ｏステージ１１４、載置棚１０５、予備載置棚１０７との間で、ポッド１１０が搬送される。

【0016】

移載機３００は載置棚１０５の後方に設置されている。移載機３００は、ウエハＷを水平方向に回転させ、直線運動をさせることができる回転直動機構３０６と、回転直動機構３０６を昇降させるための昇降機構３０４とで構成される。また、移載機３００は、回転直動機構３０６と昇降機構３０４との連続動作により、ボート２１７にウエハＷを装填（チャージング）し、ボート２１７からウエハＷを脱装（ディスチャージング）する。尚、移載機３００の詳細は後述する。

【0017】

ボートエレベータ１１５は、アーム１２８を有し、処理炉２０２の下方に配置されていて、ボート２１７を処理炉２０２に昇降させる昇降機構として用いられる。アーム１２８には、シールキャップ２１９が水平に据え付けられている。シールキャップ２１９は、ボート２１７を垂直に支持するとともに、処理炉２０２の下端部を閉塞することができる。

【0018】

ボート２１７は、複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、２５枚〜１５０枚程度）のウエハＷを、その中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に多段に保持する。

【0019】

処理炉２０２は、基板処理装置本体１０１の後部上方に配置されている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ１４７により開閉される。処理炉２０２には、ボートエレベータ１１５によりボート２１７が搬入出されるようになっている。

【0020】

次に、第１の実施形態の移載機３００によるウエハＷの移動距離について説明する。図３に示すように、ウエハＷをボート２１７へと移載するためのウエハＷの移動距離ｄ２は、ウエハＷをポッド１１０に対して搬入出するためのウエハＷの移動距離ｄ１よりも長くなっている。

【0021】

第１の実施形態に係る移載機３００においては、移載機３００からの距離がそれぞれ異なるポッド１１０とボート２１７との間でウエハＷを移動させることができる。さらに、ウエハＷを同じ距離にしか移動させることができない従来の移載機（以下、比較装置とする）と比較して、基板処理装置１００を小型化することができる。すなわち、比較装置においてウエハＷを移動させることができる距離が距離ｄ２だけであるとすると、第１の実施形態に係る移載機３００においては、ポッド１１０が載置される移載棚１２３をウエハ移載装置３００からの距離が距離ｄ１の位置に配置することができる。これに対し、比較装置においては、移載棚１２３を移載機３００からの距離ｄ１よりも長い距離ｄ２の位置に移載棚１２３を配置しなければならず、その分基板処理装置が大型となる。

【0022】

次に、本実施形態における移載機３００について説明する。図４においては、昇降機構３０４の図示は省略し、主として回転直動機構３０６の部分を示す。回転直動機構３０６は、昇降機構３０４が作動することにより一体として上昇し下降する。

【0023】

図４に示すように、回転直動機構３０６は、回転可能な基台３１０と、基台３１０に対して移動する第１移動部３３０と、第１移動部３３０に対して移動する第２移動部３４０とを有する。

【0024】

基台３１０は、第３の駆動源として用いられる第３モータ４０２に、例えばギア列等から構成される駆動伝達機構４０４を介して連結される。基台３１０は、第３モータ４０２からの駆動伝達を受けることにより、回転軸３０８を中心として回転する。そして、基台３１０が回転することで、第１移動部３３０と第２移動部３４０とが基台３１０と一体として回転軸３０８を中心として回転する。

【0025】

第１移動部３３０および第２移動部３４０は、昇降機構３０４（図１参照）が作動することにより上昇し下降し、基台３１０が作動することにより回転する。また、第１移動部３３０は、図４に矢印ａで示すように基台３１０に対して例えば前後方向（水平方向）に移動（進退）する。また、第２移動部３４０は、図４に矢印ｂで示すように、第１移動部３３０に対して例えば前後方向（水平方向）に移動（進退）される。第１移動部３３０および第２移動部３４０の前後方向への移動は、後述する駆動機構４００（図５を参照）によって実現される。

【0026】

第２移動部３４０は、ウエハＷが載置される載置部としてのツイーザ３４６を複数枚、（例えば、ツィーザ３４６ａ〜３４６ｅの５枚）を有する。複数のツイーザ３４６は、それぞれが略水平に配置された板状の部材であり、重力方向（鉛直方向）下側からウエハＷを支えるように、それぞれがウエハＷを保持する。複数のツイーザ３４６は、隣り合うツイーザ３４６が互いに所定の間隔をあけた状態で第２移動部３４０に接続される。

【0027】

図５および図６に示すように、基台３１０は基台３１０の筐体の一部としての側板３１２Ｓを有する。側板３１２Ｓは、基台３１０の外側面を形成していて、第１移動部３３０が移動する方向である矢印ａ１方向および矢印ａ２方向と平行になるように配置される。

【0028】

また、基台３１０は基台３１０の筐体の一部としての上板３１２Ｔを有する。上板３１２Ｔの上側の面（最上面）には、例えばレール部材３１４Ｒとレール部材３１４Ｌとが装着される。レール部材３１４Ｒ、３１４Ｌは、それぞれが第１移動部３３０の移動を案内する案内部として用いられ、第１移動部が移動する方向および側板３１２Ｓと平行に延在して配置される。

【0029】

第１移動部３３０は、第１移動部３３０の筐体としての側板３３２Ｒ、３３２Ｌと、底板３３２Ｂとを有する。側板３３２Ｒ、３３２Ｌは一対の側板であり、それぞれの側板３３２Ｒ、３３２Ｌが、第２移動部３４０が移動する方向である矢印ｂ１方向および矢印ｂ２方向と平行になるように配置される。例えば、第１移動部３３０の筐体は側板３３２Ｒ、３３２Ｌおよび底板３３２Ｂによって断面コの字形状（凹状）に構成される。

【0030】

第１移動部３３０の底板３３２Ｂの下側の面（外側面、最下面）には、連結部材３３４が装着される。連結部材３３４は、連結部材３３４Ｒ、３３４Ｌで構成される。連結部材３３４Ｒはレール部材３１４Ｒに対し移動することができるようにレール部材３１４Ｒに連結されていて、連結部材３３４Ｌはレール部材３１４Ｌに対して移動することができるようにレール部材３１４Ｌに連結される。このような構成により、第１移動部３３０は、基台３１０に対して矢印ａ１方向および矢印ａ２方向へ移動を補助することができる。

【0031】

第１移動部３３０の側板３３２Ｒ、３３２Ｌの上面（最上面）には、それぞれレール部材３３６Ｒ、３３６Ｌが装着される。レール部材３３６Ｒ、３３６Ｌは、それぞれが第２移動部３４０の移動を案内する案内部として用いられ、第２の移動部が移動する方向である矢印ｂ１方向および矢印ｂ２方向と平行に延在して配置される。

【0032】

第２移動部３４０の底面（底板３３２Ｂの外側面、最下面）には、連結部材３４２が固定される。連結部材３４２は、第２移動部３４０の底面から第２移動部３４０の両側面へとそれぞれに伸びる形状である。言い換えれば、その断面形状が左右にリブを有するハット状（シルクハット状）に形成される。断面コの字形状（凹状）の上端が水平方向外方に延びた形状とも言える。連結部材３４２は、左右のリブ部分がレール部材３３６Ｒ、３３６Ｌに対して移動することができるようにそれぞれレール部材３３６Ｒ、３３６Ｌに連結される。このような構成により、第２移動部３４０は、第１移動部３３０に対して矢印ｂ１方向および矢印ｂ２方向へ移動を補助することができる。

【0033】

第２移動部３４０は、下端部３４０ｂが第１移動部３３０の上端部３３０ｔよりも重力方向（高さ方向）における下側に位置している。すなわち、第２移動部３４０は第１移動部３３０筐体の内部（窪み部分）に配置されている。つまり、断面視において、連結部材３４２の少なくとも一部が高さ方向において側板３３２Ｒ、３３２Ｌと重なり合うように配置されている。このように、第２移動部３４０の下端部３４０ｂが第１移動部３３０の上端部３３０ｔよりも重力方向における下側に位置しているため、従来の移載機と比較して高さ方向の大きさを小さくすることができる。

【0034】

駆動機構４００は、回転直動機構３０６の一部であり、ウエハＷの直線運動（進退運動）を実現させる機構である。具体的には、駆動機構４００は、基台３１０に対して第１移動部３３０を移動させるとともに、第１移動部３３０に対して第２移動部３４０を移動させる。

【0035】

駆動機構４００は、第１移動部３３０を基台３１０に対して移動させる第１機構部４１０と、第２移動部３４０を第１移動部３３０に対して移動させる第２機構部４５０とを有する。第１機構部４１０は、基台３１０の側板３１２Ｓの外側の面に対して設置され、第２機構部４５０は、第１移動部３３０の側板３３２Ｌにおける側板３３２Ｒと向かい合う側の面（内側面）に装置される。すなわち、第１機構部４１０は基台３１０の筐体外に設置されていて、第２機構部４５０は第１移動部の筐体内に設置されている。

【0036】

第１移動部３３０の横幅は、第２移動部３４０の横幅よりも大きく構成される。すなわち、第１移動部３３０の横幅は、下端部３４０ｂの横幅よりも大きい。また、第１機構部４１０と第２機構部４５０とは、第１機構部４１０の少なくとも一部分と第２機構部４５０の少なくとも一部分とが重力方向において重なるように配置される。より具体的には、第１機構部４１０と第２機構部４５０とは、第１機構部４１０が第２機構部４５０よりも重力方向における下方に位置し、第１機構部４１０の一部分と第２機構部４５０とが重力方向において重なるように配置されている。

【0037】

また、第１機構部４１０は、電動部（駆動部）としての第１モータ４１２によって駆動され、第２機構部４５０は、電動部（駆動部）としての第２モータ４５２によって駆動される。第１モータ４１２は、基台３１０に装着され、第２モータ４５２は第１移動部３３０に装着される。

【0038】

また、第１機構部４１０は、駆動プーリ４１４を有する。駆動プーリ４１４は、第１モータ４１２に連結されていて、第１モータ４１２からの駆動伝達を受けて図５に示す矢印ｃ方向に回転をすることができるように、側板３１２Ｓに設置される。また、第１機構部４１０は、従動プーリ４１６、４１８、４２０および４２２を有する。そして、従動プーリ４１６、４１８、４２０および４２２は、それぞれが、側板３１２Ｓに対して回転することができるように、側板３１２Ｓに設置される。

【0039】

また、第１機構部４１０は、ベルト部材４２４を有する。ベルト部材４２４は、無端状の帯状の部材であって、図５に示すように、駆動プーリ４１４、従属プーリ４１６、４１８、４２０および４２２に掛け渡され、駆動プーリ４１４からの駆動伝達を受けて回転するように構成される。また、ベルト部材４２４には、第１移動部３３０の底面に設けられた固定部材３３８が取り付けられ、固定部材３３８によってベルト部材４２４と第１移動部３３０とが連結され固定される。そして、ベルト部材４２４が回転をすることで、第１移動部３４０がベルト部材４２４と一体として移動する。

【0040】

第２機構部４５０は駆動プーリ４５４を有する。駆動プーリ４５４は、第２モータ４５２に連結され、第２モータ４５２からの駆動伝達を受けて図５に示す矢印ｄ方向に回転をするように側板３３２Ｌに設置される。また、第２機構部４５０は、従動プーリ４５６、４５８、４６０および４６２を有する。従動プーリ４５６、４５８、４６０および４６２は、それぞれが、側板３３２Ｌに対して回転するように、側板３３２Ｌに設置される。

【0041】

また、第２機構部４５０は、ベルト部材４６４を有する。ベルト部材４６４は、無端状の帯状の部材であって、図５に示されるように、駆動プーリ４５４、従動プーリ４５６、４５８、４６０および４６２に掛け渡され、駆動プーリ４５４からの駆動伝達を受けて回転するように構成される。また、ベルト部材４６４には、先述の連結部材３４２の底面に設けられた固定部材３４４が取り付けられ、固定部材３４４によってベルト部材４６４と第２移動部３４０とが連結され固定される。そして、ベルト部材４６４が回転をすることで、第２移動部３４０がベルト部材４６４および連結部材３４２と一体として移動する。

【0042】

上述のように、駆動機構４００は、第１モータ４１２からの駆動伝達を受けて駆動プーリ４１４が回転し、駆動プーリ４１４からの駆動伝達を受けてベルト部材４２４が回転することで、第１移動部３３０を矢印ａ１に示す前方向か、矢印ａ２に示す後方向かのいずれかに移動させる。この際、第１モータ４１２の回転方向を切り替えることで、第１移動部３３０を、前後方向のいずれかに移動させるかを選択できる。

【0043】

また、駆動機構４００は、第２モータ４５２からの駆動伝達を受けて駆動プーリ４５４が回転し、駆動プーリ４５４からの駆動伝達を受けてベルト部材４６４が回転することで第２移動部３４０が前後方向のいずれかに移動する。この際、第２モータ４５２の回転方向を切り替えることで、第２移動部３４０を前後方向いずれかに移動させるかを選択できる。このような構成により、第１移動部３３０の移動と、第２移動部３４０の移動とを互いに独立させて行うことができる。また、それぞれの移動部の速度をそれぞれに独立させて制御することができるため、基板の移載速度および移載速度を向上させることができ、スループットを向上させることが可能となる。

【0044】

次に、本実施形態におけるツイーザ３４６について図７、図８を用いて説明する。ツイーザ３４６の材質としては、例えばＳＵＳ材を用いることができる。ＳＵＳ材を用いた場合、アルミニウムをツイーザ３４６の材質として用いた場合と比較してツイーザ３４６自身の重さに起因する撓みの発生を抑制することができる。

【0045】

ツイーザ３４６ａ〜３４６ｄは、後述する移動機構６００（図９を参照）に装着され、移動機構６００が動作することによって重力方向（上下方向）に移動することができるように構成される。ツイーザ３４６ａ〜３４６ｄは、移動機構６００に装着されるための装着部３４８ａ〜３４８ｄをそれぞれ有する。

【0046】

重力方向において互いに隣り合うツイーザ３４６の装着部３４８は、水平方向においてそれぞれのツイーザ３４６に載置されるウエハＷに対して互いに対向するように配置されるか、鉛直方向においてそれぞれのツイーザ３４６に載置されるウエハＷに対して互いに対向するように配置される。

【0047】

より具体的には、互いに隣り合う２つのツイーザ３４６ａ、３４６ｂにおいて、ツイーザ３４６ａの装着部３４８ａとツイーザ３４６ｂの装着部３４８ｂとは、水平方向において互いに逆側に配置される。また、互いに隣り合う２つのツイーザ３４６ｂ、３４６ｃにおいて、ツイーザ３４６ｂの装着部３４８ｂとツイーザ３４６ｃの装着部３４８ｃとは、重力方向において互いに逆側に配置される。また、互いに隣り合う２つのツィーザ３４６ｃ、３４６ｄにおいて、ツイーザ３４８ｃの装着部３４８ｃとツィーザ３４８ｄの装着部３４８ｄとは、水平方向において互いに逆側に配置される。

【0048】

次に、移動機構６００について説明する。図９に示すように、移動機構６００は、第４モータ６１０により駆動されるボールネジ機構６１２と、第５モータ６２０によって駆動されるボールネジ機構６２２とを有する。ボールネジ機構６１２の回転部材６１４には、装着部３４８ｂ、３４８ｃが設置される。また、ボールネジ機構６２２の回転部材６２４には、装着部３４８ａ、３４８ｄが装着される。

【0049】

移動機構６００において、ボールネジ機構６１２、６２２は同時に駆動を開始し、同時に駆動を終了させる。このため、ツイーザ３４６ａ〜ツイーザ３４６ｄは、同時に移動を開始し、同時に移動を終了する。また、ボールネジ機構６１２、６２２は、互いに隣り合うツイーザ３４６間の距離がそれぞれ全て等しくなるように、ツイーザ３４６ａ〜３４６ｄそれぞれの移動速度が定められている。

【0050】

図９に、互いに隣り合うツイーザ３４６間の距離が最小の状態を示す。この状態から４枚のツイーザ３４６ａ〜３４６ｄを上方に移動させることで、互いに隣り合うツイーザ３４６間の距離が大きくなる。ここで、ツイーザ３４６ｄの移動速度をＶとすると、ツイーザ３４６ｃの移動速度は２Ｖ、ツイーザ３４６ｂの移動速度は３Ｖ、ツイーザ３４６ａの移動速度は４Ｖのような速度関係となっている。すなわち、各装着部３４８ａ〜３４８ｄに対応してボールねじ機構６１２、６２２に形成されたそれぞれのネジ溝のピッチ間隔が、装着部３４８ｄのピッチ間隔をＤとすると、装着部３４８ｃのピッチ間隔は２Ｄ、装着部３４８ｂのピッチ間隔は３Ｄ、装着部３４８ａのピッチ間隔は４Ｄのようなピッチ間隔関係となっている。なお、ツイーザ３４６ｅは、重力方向において移動せずに、固定されている。

【0051】

次に、移載機３００の進退動作について説明する。図１０（ａ）は、基台３１０に対して第１移動部３３０が最も後側に位置し、第１移動部３３０に対して第２移動部３４０が最も後側にある状態を示す。図１０（ｂ）は、基台３１０に対して第１移動部３３０が最も前側に位置し、第１移動部３３０に対して第２移動部３４０が最も前側にある状態を示す。このように、基台３１０に対する第１移動部３４０の移動と、第１移動部３４０に対する第２移動部３４０の移動とは、先述のように駆動機構４００によって実現される。

【0052】

図１１に示すように、制御部７００は、例えばＣＰＵ等が用いられる制御回路７０２を有し、制御回路７０２に例えば操作パネルや、操作端末装置等が用いられる操作入力部７１０からの入力がなされる。そして、制御回路７０２からの出力により第１モータ４１２、第２モータ４５２、第３モータ４０２、第４モータ６１０および第５モータ６２０が制御される。すなわち、第１モータ４１２、第２モータ４５２、第３モータ４０２、第４モータ６１０および第５モータ６２０の回転を開始するタイミング、回転を停止するタイミングおよび回転速度が、制御回路７０２からの出力により制御される。

【0053】

制御回路７０２は、第１モータ４１２、第２モータ４５２、第３モータ４０２、第４モータ６１０および第５モータ６２０を制御することと併せて、例えばボートエレベータ１１５、搬送装置１１８、昇降機構３０４等の基板処理装置１００の他の部分も制御する。

【0054】

次に、上述の基板処理装置１００を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハ上に膜を形成する処理（以下、成膜処理や基板処理ともいう）のシーケンス例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作は制御部７００により制御される。図１２に示すように、制御部７００は、一連の処理を開始させると、ステップＳ１００におけるウエハ移載工程を行わせ、ステップＳ２００におけるウエハ処理工程を行わせ、ステップＳ３００におけるウエハ収納工程を行わせる。

【0055】

ステップＳ１００における移載工程に先立ち、ポッド１１０はポッド搬入搬出口１１２から搬入されたポッド１１０は、ポッド搬送装置１１８によって移載棚１２３に搬送される。移載棚１２３では図示しないポッドオープナによりポッド１１０の蓋が取り外される。

【0056】

ステップＳ１００における移載工程では、制御部７００は、第１モータ４１２、第２モータ４５２、第３モータ４０２、昇降機構３０４等を制御することにより、ウエハ移載装置３００を制御してポッド１１０内のウエハＷをボート２１７へと移載させる。すなわち、ウエハ移載装置３００が、ウエハＷを昇降動させ、回転動させ、水平進退動させることで、ポッド１１０内のウエハＷをボート２１７に移戴する。ウエハＷの移載は、ボート２１７に移載されたウエハＷの枚数が予定された枚数となるまで複数のポッド１１０に対して実行される。ボート２１７に予定された枚数のウエハＷが装填されると、ボートエレベータ１１５が、ボート２１７を上昇させ、ボート２１７を処理炉２０２内に挿入する。即ち、炉口シャッタ１４７が閉じていた処理炉２０２の下端部を開放させ、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へボート２１７が搬入（ローディング）される。

【0057】

続いて、ステップＳ２００における処理工程では、ボート２１７に保持されたウエハＷが処理炉２０２内で処理される。すなわち、処理炉２０２内に処理ガスが供給され、ウエハＷ上に任意の成膜処理が実施される。

【0058】

続いて、ステップＳ３００における収納工程では、制御部７００は、処理されたウエハＷをボート２１７から移載させ、ＦＯＵＰ１１０に収納させる。すなわち、処理炉２０２内でウエハＷに所要の処理が施された後、ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を降下させ、ボート２１７を処理炉２０２より引き出す。ボート２１７は、ウエハＷが所要温度に冷却された後、処理済のウエハＷがウエハ移載装置３００によってボート２１７からポッド１１０に搬送され、上記した手順と逆の手順で基板処理装置外部に搬出される。

【0059】

ここで、ステップＳ１００における移載工程と、ステップＳ３００における収納工程とにおいて、制御回路７０２は、第１移動部３３０と第２移動部３４０とを互いに独立して移動させ、ウエハ移載装置３００からの距離が互いに異なるボート２１７とポッド１１０との間でウエハＷを移動させるように、第１移動部３３０の移動と第２移動部３４０の移動とを制御する。

【0060】

次に本発明の第２の実施形態について説明する。
図１３に示すように、第２の実施形態に係る移載機３００は、検知部としてのマッピングセンサ５００を有する。マッピングセンサ５００は、例えばポッド１１０内のウエハＷの検査を行うためのセンサであり、より具体的には、ポッド１１０内のウエハＷの枚数の確認、ウエハＷの破損の有無の確認および検知のために用いられる。マッピングセンサ５００としては、例えば、ファイバセンサを用いることができる。マッピングセンサ５００は、第２移動部３４０の側面であって、矢印ｂで示す第２移動部３４０の移動方向における前方端部側の上端側に設けられている。

【0061】

また、マッピングセンサ５００は、例えばＬ字形の本体部５０２と、回転軸５０４とを有し、回転軸５０４によって本体部５０２が第２移動部３４０に対して回転するように設置される。そして、本体部５０２が回転することで、マッピングセンサ５００は、図１３（ａ）に示す検知位置と、図１３（ｂ）に示す退避位置との間で移動することができる。ここで、検知位置とは、マッピングセンサ５００がウエハＷを検知する位置である。また、退避位置とは、マッピングセンサ５００を使用しない時にマッピングセンサ５００が収納される位置である。また、マッピングセンサ５００は、検知位置の高さ位置（センサの高さ位置）が、例えばツイーザ３４６ｅ等のツイーザ３４６に載置されたウエハＷの表面又は裏面と同じ高さとなるように構成される。ここでは、ツィーザ３４６ｅの表面と同じ高さとなるように構成される。

【0062】

また、マッピングセンサ５００には、回転動作機構５１０が連結されていて、回転動作機構５１０からの駆動伝達を受けて、回転軸５０４を中心として本体部５０２が回転することにより、検知位置と退避位置との間を移動するように構成される。ここで、退避位置から検知位置までマッピングセンサ５００を移動させるには、図１３に示す矢印ｆの方向に回転させるようにしてマッピングセンサ５００を移動させる。

【0063】

検知位置におけるマッピングセンサ５００の位置は、ウエハＷを搬送する際のウエハＷの移動の軌跡上にある。このため、ポッド１１０内のウエハＷの検査を行った後、マッピングセンサ５００を移動させることなく、マッピングセンサ５００でウエハＷの搬送状態を確認することができる。

【0064】

図１４は、本発明の比較例に係る移載機３００を示す図である。比較例としての移載機３００は、ウエハＷを検知する検知部５２２と、検知部５２２を支持する支持部として用いられているフレーム部５２４とを有する。また、フレーム部５２４には、直線動作機構５３０が連結されている。比較例としての移載機３００は、マッピングセンサ５００は、直線動作機構５３０からの駆動伝達を受けることにより図１４（ｂ）に示す退避位置と図１４（ａ）に示す検知位置との間で直線方向に移動することができる。

【0065】

比較例における移載機３００は、フレーム部５２４は、幅方向（図１４において紙面と直交方向）において第２移動部３４０よりも大きいＵ字形状を有することにより移動時における第２移動部３４０との干渉を回避している。その結果、フレーム部５２４が大型化するため、フレーム部５２４が自重により撓んだり歪んだりしやすい。フレーム部５２４が撓んだり歪んだりすることにより、検知部５２２の正確な位置合わせが困難となることがある。

【0066】

また、比較例における移載機３００は、マッピングセンサ５００の検知部５２２の検知位置は、ウエハＷを移動させる際のウエハＷの移動の軌跡上と一致しない。このため、ポッド１１０内のウエハＷの検査を行った後、マッピングセンサ５００でウエハＷの搬送状態を確認するために、マッピングセンサ５００を移動させる必要なことがある。

【0067】

さらに、比較例における移載機３００は、ウエハＷの検知に際して、マッピングセンサ５００をウエハＷ側に向けるために、移載機３００を回転させる必要がある。ウエハＷの検知の度に移載機３００を回転させると、移載機３００の駆動部からパーティクルが発生しやすくなる。また、回転動作分、処理に時間がかかるため、スループットが低下してしまうことがある。

【0068】

以上のように、本発明の第２の実施形態における移載機３００によれば、比較例における移載機３００と比較して、マッピングセンサ５００の正確な位置決めが容易になり、マッピングセンサ５００による検知の精度を向上させることができる。

【0069】

この出願は、２０１５年３月２５日に出願された日本出願特願２０１５−０６２６５８を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。

【産業上の利用可能性】

【0070】

以上で説明をしたように、本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に適用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１００・・・基板処理装置
１１０・・・ＦＯＵＰ
２１７・・・ボート
３００・・・ウエハ移載装置
３１０・・・基台
３１２・・・側板
３３０・・・第１移動部
３３２Ｒ、３３２Ｌ・・・側板
３４０・・・第２移動部
３４６・・・ツイーザ
４１０・・・第１機構部
４１２・・・第１モータ
４５０・・・第２機構部
４５２・・・第２モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】