JP3096708B2 - ウエハ支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば容器内のウエハ
を下から突き上げて支持するウエハ支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの処理工程において、ある
処理を行った後次の処理に移る場合に、先の処理時の残
渣を除去するためにウエハを洗浄することが行われてい
る。このような洗浄を行うにあたっては、耐薬品性の材
質からなる容器（キャリア）例えば石英からなるキャリ
アを用いる必要があるが、これを搬送用キャリアとして
用いるとコスト高になるため通常夫々専用のキャリアが
使用されている。

【０００３】このため搬送用キャリア内のウエハを洗浄
用キャリアに移し替えて洗浄すると共に、搬送用キャリ
アについても洗浄し、その後ウエハを洗浄用キャリアか
ら搬送用キャリアに移し替えている。こうしたウエハの
移し替えを行う場合、一般に移し替え領域の下方にウエ
ハ支持装置を設置し、その頂部のウエハホルダを例えば
エアシリンダにより上昇させてキャリア内に進入させ、
キャリア内ウエハを突き上げてこれを上方の把持装置に
受け渡し、キャリアを入れ替えた後逆の操作を行って、
新たなキャリア内にウエハを収納している。

【０００４】従来前記ウエハ支持装置のウエハホルダ
は、ウエハの周縁に適合した形状の溝を、例えばキャリ
アにおけるウエハの収納許容枚数に対応して２５本有
し、この溝内にウエハの周縁部を案内してその底部に当
接したときにウエハの支持状態を得るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近において
半導体素子の高集積化が進み、ＤＲＡＭについては１６
Ｍ、３２Ｍと大容量化が図られようとしており、このよ
うな状況下にあっては、パーティクルの発生一つをとっ
ても従来に増して注意を払う必要がある。

【０００６】ここで上述のウエハの突き上げについてみ
ると、キャリア内のウエハは多少の遊びをもった状態で
収納されているので、微視的にはウエハの鉛直面に対す
る傾きや前後の向き（正面に対する向き）はまちまちで
あり、従ってウエハホルダがウエハを支持する際に、ウ
エハ周縁が溝の長さ方向に対して斜めになった状態（正
面に対して横向きになった状態）で、あるいは鉛直面に
対して傾いた状態（垂直性の悪い状態）で溝内に進入し
て、そのまま案内されて支持されるため、ウエハが溝の
内面に大きな衝撃力で衝突し、この結果パーティクルが
発生し易くなっている。

【０００７】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、例えば容器内のウエハを突
き上げて支持する際に衝撃力の小さいウエハ支持装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ウエ
ハキャリア内に垂直状態で保持されている多数枚のウエ
ハを下方側から一括して突き上げてウエハキャリアの上
方側の把持機構に受け渡すウエハ支持装置であって、 ウ
エハを支持するためのウエハホルダと、 このウエハホル
ダを昇降させるための機構と、前記ウエハホルダに形成
され、ウエハの下端部が挿入される中央挿入溝と、前記
ウエハホルダに形成され、ウエハの下端部が前記中央挿
入溝に挿入される時点よりも遅れて前記ウエハの左サイ
ド及び右サイドが各々挿入されるサイド挿入溝と、を備
え、前記中央挿入溝及びサイド挿入溝は、下に向かうほ
ど互いに接近するように傾斜したガイド面と、このガイ
ド面の下端に形成され、溝幅がウエハの厚さに適合する
位置決め部とを備え、前記中央挿入溝におけるガイド面
の鉛直面に対する角度は、前記サイド挿入溝におけるガ
イド面の鉛直面に対する角度よりも大きいことを特徴と
するウエハ支持装置である。

【０００９】

【作用】例えばウエハの周縁部のガイド部の送り角度
（ガイド面の鉛直面に対する角度）が両サイドのガイド
部の送り角度より大きいとすると、先ずウエハの中央部
が送り角度の大きいガイド部内に案内されることによ
り、ウエハの姿勢がいわば粗調整され、次いで両サイド
が狭いガイド部内に案内されることにより微調整されて
支持状態とされる。

【００１０】

【実施例】図１に示す実施例では、床面に固定された例
えばＬ字状の固定枠１の水平部に、鉛直に伸びるボール
ネジ２が螺合され、このボールネジ２の上端に軸受け部
２１を介してウエハホルダ３が取り付けられている。

【００１１】前記ウエハホルダ３の左右両側縁には、下
方に伸びるガイド板４１，４２が垂設されており、この
ガイド板４１，４２は各々前記固定枠１に嵌入されてい
て、ホルダ３の昇降動作を安定なものとしている。更に
このガイド板４１，４２の下端間には端板４３が横架さ
れていて、当該端板４３上には、前記ボールネジ２を駆
動する駆動部２２が設置されている。

【００１２】従ってこの駆動部２２によりボールネジ２
を駆動すると、当該ボールネジ２自体が上下動し、ウエ
ハホルダ３が昇降する。 前記ウエハホルダ３は、図２
に示すようにウエハの両サイドを夫々案内して支持する
ためのサイド受け部５Ａ，５Ｂと、中央を案内するため
の中央受け部５Ｃを備え、各受け部５Ａ〜５Ｃは、例え
ば２５枚のウエハが挿入されるように２５本の挿入溝６
が並行状に形成されていて、いわば櫛歯状に作られると
共に、間隙Ｓを介して互に分割された構造となってい
る。

【００１３】前記挿入溝６の各々は、図３に示すように
ウエハの周縁部両面を溝内に案内するように、側面が傾
斜してガイド面とされたガイド部７と、このガイド部７
に連続して形成され、溝幅がウエハの厚さに適合してい
てウエハが位置決めした状態で挿入される位置決め部８
とから構成されている。

【００１４】そしてサイド受け部５Ａ，５Ｂと中央受け
部５Ｃとの位置関係については、ウエハに対してその下
方からホルダ３が接近したときに、先ずウエハの中央
（下端部）が中央受け部５Ｃの挿入溝６内に到達し、次
いでウエハの両サイドがサイド受け部５Ａ，５Ｂの挿入
溝６内に到達するように位置設定されると共に、ウエハ
の両サイドがサイド受け部５Ａ，５Ｂの挿入溝６内に挿
入されて支持状態になったときにも、中央受け部５Ｃの
挿入溝６内ではウエハの先端が浮いた状態となるように
設定されている。従ってこの例では中央受け部５Ｃはウ
エハのガイドのみの機能を備え、両サイドの受け部５
Ａ，５Ｂは案内と支持の機能を備えていることになる。
また前記ガイド部７のガイド面が鉛直面に対してなす角
度（以下「送り角度」という）θについては、中央受け
部５Ｃの方がサイド受け部５Ａ，５Ｂよりも大きく、例
えば中央受け部５Ｃの送り角度θは５０度、サイド受け
部５Ａ，５Ｂの送り角度θは４０度に設定される。

【００１５】前記各受け部５Ａ〜５Ｃは、上述のように
送り角度が両サイドと中央で異なっているので、別体に
作ってこれらをネジ等で組み合わせる方が組立作業の面
からは有利であるが、一体のものとして構成することも
できる。

【００１６】前記受け部５Ａ，５Ｃ間の間隙Ｓ内、即ち
この間に形成された凹部内の光の反射を検出するよう
に、図２に示すようにウエハホルダ３とは離間して例え
ば光式のウエハ検出センサ３１が配置されており、この
センサ３１は保持部材３２を介して前記端板４３に取り
付けられている。従って前記センサ３１はウエハホルダ
３と共に昇降し、凹部内にウエハが存在するときには反
射光を検出するので、ホルダ３上のウエハの有無を検出
できる。

【００１７】前記固定枠１の内側には、鉛直方向に伸び
るガイドレール１１が垂設されており、このガイドレー
ル１１には、ウエハホルダ３の高さ位置を検出するため
の例えば光式の位置検出センサが上下にスライドできる
ように取り付けられている。この例では、位置検出セン
サとして、ホームセンサ１２ａ，速度制御用センサ１２
ｂ、受け渡しレベルセンサ１２ｃ及び上限レベルセンサ
１２ｄが設置されており、ウエハホルダ３が速度制御用
センサ１２ｂの検出位置に達すると、その検出信号によ
り上昇速度が遅くされ、その後キャリア内のウエハを突
き上げて、受け渡しレベルセンサ１２ｃに対応する位置
にて停止し、図示しない把持機構によりホルダ３上のウ
エハが把持される。

【００１８】このように速度制御用センサ１２ｂを設け
れば、ホルダがウエハと衝突する前にスローダウンされ
るので、衝撃が緩和されるという利点があり、また各位
置検出センサは上下位置を自由にしかも容易に設定でき
るので、制御の自由度が大きく、種々の使い方ができ
る。

【００１９】次に上述実施例の作用について述べる。今
ウエハホルダ３の上方に、例えば２５枚のウエハを収納
したキャリアが設置されているとし、ボールネジ２の駆
動によりウエハホルダ３が上昇してキャリアに近づく
と、例えば速度制御用センサ１２ｂの検出信号によりス
ローダウンされ、キャリア内に下方から進入する。そし
て先ず図４の左側に示すように各ウエハＷの周縁部の中
央が中央受け部５Ｃの挿入溝６内に入り込み、そのガイ
ド部７によって内方に案内され、中央受け部５Ｃの挿入
溝６のガイド面は上に向けて大きく開いているので、ウ
エハＷの姿勢が大きく所定より外れている場合、即ち垂
直性が悪かったり、正面に対して斜めにむいている場合
には、ここである程度修正される。

【００２０】続いて各ウエハＷの周縁部の両サイドが図
４の右側に示すようにサイド受け部５Ａ、５Ｂ内に入り
込むが、このガイド面は中央受け部５Ｃよりも立ってお
り、ここでウエハＷはその姿勢が微調整されて図３に示
した位置決め１部８の中に挿入され、その下端に当接し
て支持状態となる。ウエハホルダ３が更に上昇すること
によりウエハＷはキャリアから離れて突き上げられ、所
定位置で停止して図示しない把持機構により把持され
る。その後ウエハホルダ３は元の位置まで降下し、前記
キャリアが別のキャリアと交換された後例えば搬送用キ
ャリアから洗浄用キャリアに交換された後、再度上昇し
て把持機構からウエハを受け取り、その後降下して、支
持していたウエハを洗浄用キャリア内に受け渡し、こう
してキャリアの移し替えが終了する。

【００２１】以上においてウエハを搬送用キャリアと洗
浄用キャリアとの間で交換するシステムに上述のウエハ
支持装置を適用する場合、例えば図５に示すように前後
に２個並べたウエハ支持装置Ａ１、Ａ２の組を横に２組
（Ａ１、Ａ２）、（Ｂ１、Ｂ２）並べて設置し、一方の
組（Ａ１、Ａ２）と上方の把持機構９Ａにより２個の搬
送用キャリア内のウエハを２個の洗浄用キャリアに同時
に移し替えると共に、他方の組（Ｂ１、Ｂ２）と上方の
把持機構９Ｂによりその逆の移し替えを行うようにすれ
ば、各組の支持装置（Ａ１、Ａ２）、（Ｂ１、Ｂ２）は
夫々未洗浄のウエハ及び洗浄済みウエハ専用のものとな
り、従ってキャリアを介したコンタミネーションを防止
できる。またこの場合４つの支持装置Ａ１、Ａ２、Ｂ
１、Ｂ２を独立に制御できるようにすれば、システム全
体の設計に柔軟に対応できる。

【００２２】そして本発明では、ウエハの周縁部中央を
先にガイド部内に案内することに限定されるものではな
く、例えばガイド受け部５Ａ、５Ｂのガイド部７の送り
角度を中央受け部５Ｃのガイド部７の送り角度よりも大
きくして、ウエハの周縁部の両サイドを先にガイド部内
に案内し、次いで中央をガイド部内に案内するようにし
てもよい。

【００２３】しかしながらキャリア内のウエハは正面に
対してわずかではあるが横向きになっているものが多
く、このようなウエハについては、その両サイドは挿入
溝６の中心から前後に外れた位置にあるので、これを案
内するためにはガイジ部７の入口を広くしなければなら
ないが、ウエハの周縁部の中央については挿入溝６の中
心からの外れの程度は小さいので、ガイド部７の入口が
狭くても円滑に導入することができ、従って実施例のよ
うにウエハの周縁部の中央を最初にガイド部７内に案内
することがより望ましい。

【００２４】また上述実施例では、先ずウエハの周縁部
の中央、次いで両サイドと２段階でウエハの姿勢を修正
しているが、本発明では３段階以上の修正を行ってもよ
い。

【００２５】更にまた本発明は、キャリア内のウエハを
突き上げる装置に限定されるものではなく、垂直状態で
保持されているウエハが降りてきて、これを下から支持
する装置に対しても適用できる。なお支持しようとする
ウエハの垂直状態とは、鉛直面に一致した状態あるいは
これに近い状態を意味する。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、先ず送り
角度の大きいガイド部内にウエハの周縁部の例えば中央
を案内して、ここでウエハの姿勢、即ち垂直性や、正面
に対する横向きをある程度修正し、次いで送り角度の小
さいガイド部内にウエハ周縁部の例えば両サイドを案内
して、ウエハの姿勢を正しているため、ウエハは支持装
置内に円滑に受け渡され、その際の衝撃を抑えることが
でき、この結果パーティクルの発生を抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す正面図である。

【図２】図１に示した装置の要部の概略を示す斜視図で
ある。

【図３】図１に示した装置のウエハホルダの挿入溝を示
す説明図である。

【図４】本発明の実施例の作用を示す説明図である。

【図５】ウエハ支持装置の適用例を示す説明図である。

【符号の説明】

２ ボールネジ ３ ウエハホルダ ３１ 光式センサ ４１、４２ ガイド板 ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ ウエハホルダ ６ 挿入溝 ７ ガイド部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 博文 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社内 (72)発明者 原田 浩二 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−77133（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−12715（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−114036（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−32429（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 H01L 21/304 648

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハキャリア内に垂直状態で保持され
   ている多数枚のウエハを下方側から一括して突き上げて
   ウエハキャリアの上方側の把持機構に受け渡すウエハ支
   持装置であって、 ウエハを支持するためのウエハホルダと、 このウエハホルダを昇降させるための機構と、 前記ウエハホルダに形成され、 ウエハの下端部が挿入さ
   れる中央挿入溝と、前記ウエハホルダに形成され、 ウエハの下端部が前記中
   央挿入溝に挿入される時点よりも遅れて前記ウエハの左
   サイド及び右サイドが各々挿入されるサイド挿入溝と、
   を備え、 前記中央挿入溝及びサイド挿入溝は、下に向かうほど互
   いに接近するように傾斜したガイド面と、このガイド面
   の下端に形成され、溝幅がウエハの厚さに適合する位置
   決め部とを備え、 前記中央挿入溝におけるガイド面の鉛
   直面に対する角度は、前記サイド挿入溝におけるガイド
   面の鉛直面に対する角度よりも大きいことを特徴とする
   ウエハ支持装置。