JPH01255242A - ピッチ変換機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハ等の板状体の配列ピッチを変換
するためのピッチ変換機に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体製造装置では、石英等を用いて形成され
たボートに載置されたウェハ群を熱処理部へ搬入、搬出
することにより多量のウェハに対する熱拡散処理等をま
とめて行っている。

従って、ウェハに対するこのような熱拡散処理を行う鳩
舎には、複数枚のウェハ群を整列収納した収納治具、た
とえばカセット等からウェハ移送装置を用いてウェハ群
を取出し、これをボートＥに載置するローディング作業
を行う必要がある。

また拡散処理終了後には、ボート上にａｉｌｆＺされた
ウェハ群をウェハ移送装置を用いて再び元のカセットに
収納するアンローディング作業を行う必要がある。

このような作業を行うため、従来のウェハ移送装置には
、開閉自在に形成された一対のチャックが設けられてお
り、これら各チャックの相対向ずる内面には、互いに平
行に形成された複数の垂直保持溝か形成されている。

そして、ローディング作業を行う場合には、カセット内
に整列収納これた複数のウェハ群をウェハ押り装置を用
いて上方所定位置まで移送し、移送されたウェハ群を前
記チャックを用いてその両側から挟持し、ボートへ向は
搬送する。ボート上には一定間隔で複数の収納溝が形成
されているため、ローディングされたウェハは一定間隔
でこの溝に沿って整列収納ａ！置されることになる。こ
のようなローディング作業は、カセットフロア上に載置
された複数のカセットに対し繰返し行われるので、複数
のカセット内に収納されたウェハ群はボート上に次々と
移載されることになる。

ところで、前記カセット内には、一般に３／１６インチ
ピッチ間隔で最大２５枚のウェハが収納され、通常この
ウェハ群は前記ウェハ移送装置を用いて同じピッチ間隔
でボート上に移載される。

しかし、これらウェハに対する各種処理を行う都合上、
ボート上に複数枚のウェハをカセット内とは異るピッチ
間隔、たとえば６／１６インチピッチ、９／１６インチ
ピッチのように２倍、３倍・・・のピッチ間隔で移載す
ることが要求されることも多い。

このようなピッチ間隔を変えたウェハ移送を行うことは
、従来のような固定された溝のものでは実行不可能であ
る。

そこで、ピッチ変換を実行するための種々の提案が成さ
れているが、そのビッヂを無段階に可変するものが実用
性に優れており、このような要求を満足する提案が実開
昭６１−６６９４４号公報に開示されている。

これは、第７図に示すように、複数のウェハ１をそれぞ
れの面が互いに平行になるように保持する複数のチャッ
ク２ａからなるチャックｔｉｌｉ２と、このチャック２
ａをそれぞれ独立に動作させてウェハ１間のピッチを可
変する複数のリンク部材３と、前記複数のリンク部材３
を同時に駆動する駆りＪｔｔｌ横４から構成されている
。

そして、前記リンク部材３は、その支点位置３ａがそれ
ぞれ異なっていて、前記駆動機構の回転によってリンク
部材３の一端をそれぞれ等距離移動することで、その他
端が支点位置に応じて異なる距離だけ移動し、これによ
ってピッチ変換を実行しようとするものである。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の装置では、チャック部材２ａを独立に駆
動するなめに、各チャック部材２ａ毎にリンク部材３を
要し、しかも各リンク部材３の構成がそれぞれ異なるも
のであるので、構成が極めて傾雑てあって装置が大型化
するという問題があった。

しかも、リンク部材３の一端を等距離移動させた場合の
他端の移動は厳密には円弧状に沿うものであり、直線移
動すべきチャック部材２ａを円弧状の軌跡によって移動
させているため、移動時の抵抗が大きく、円滑な移動を
確保することができない。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来問
題を解決し、板状体をチャックするチャック部の独立移
動によってピッチ変換を図りながらも、その構成が簡易
であり、確実にピッチ変換することができるピッチ変換
機を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、板状体の両縁端をチャックするチャック部を
、等間隔で複数配列し、上記板状体をチャック状態でチ
ャック部の間隔を可変し、平行に配列支持された板状体
のピッチ変換を実行するピッチ変換機において、 −１−記各チャック部を課金結合させ、このねじ切りの
基準点を各チャック部で共通とし、リードが整数倍の関
係となる複数のねじ渭を形成してなるリードねじと、 この各ねじ溝に螺合され、かつ、上記チャック部をそれ
ぞれ支持する移動片とを備え１．１−記リードねこの回
転により各移動片をねじ講に沿って移動させることで、
板状体のピッチ変換を行なう構成としている。

（作用） 本発明においては、特殊なねじを使用することで、板状
体のピッチ変換を可能としている。すなわち、通常のね
じではボルドーナツト方式等が構成され、単に直線移動
が可能となるのみであるが、本発明のリードねじには、
第１図（、Ａ）に示すように、ねじ切りの基準点を共通
とするリードが異なる複数のねじ渭１０ａ、ｉｏｂ、１
０ｃ。

１０ｄ等か形成されている。

この各ねじ渭のリードは、同図に示すように整数倍の関
係になっている。

したがって、リードねじをθ（ラジアン）回転すること
で、ねじ溝１０ａに螺合する移動片はθ・！１／πだけ
基準点より移動し、同様にねじ消１０ｂ、１０ｃ、１０
ｄに螺合する各移動片は、θ・１２／π、θ・１３／π
、θ・１４／πだけ基準点より移動することになる。こ
こで、上記リードの関係は、！２　＝２・１１，１３　
＝３・１１Ｅ４＝４・１１となっているので、各移動片
の間隔は、θ・ｔ１／πと等しくなり、リードねじの回
転角θに比例してこの間隔を無段階に可変することがで
きる。

この結果、上記移動片と共にチャック部を移動させるこ
とで、このチャック部に支持される板状体の配列ビッヂ
を無段階で可変することができる。

なお、ねじ渭の形成としては、第１図（Ｂ）に示すよう
に、中心を境にしてリード送り方向が異なるように形成
するものが好ましく、この場合、中心に対してピッチ変
換が実行されるので、末端の移動片の移動装置は、第１
図（Ａ）の場合に較べて半分になる。

（実施例） 次に、本発明を半導体製造装置に使用されるウェハのピ
ッチ変換機に適用した一実施例について、図面を参照し
て具体的に説明する。

本実施例のウェハ移送装置は、第２図に示すように、複
数のカセット２０を載置するカセットステージ２２と、
ボート３０が載置されたボートステージ３２とが互いに
隣接してほぼ直線的に配置され、これら各ステージ２２
．２３に沿ってチャック装置４０が移動する移動溝４２
が設けられている。

また、装置本体３００の内部は、はぼ中空形状に形成さ
れ、第３図に示すようにその内部底面には前記移動溝４
２に沿−〕て一対のレール５０，５０が設けれ、このレ
ール５０に沿ってスライダ５２が移動するよう形成され
ている。

このスライダ４２は、図示しないモータを用いてボール
ネジ５４を回転駆動することによりそのスライド位置が
制御される。そして、前記チャック装置４０と、ウェハ
押し上げ装置６０とが隣接配置され、これら両装！４０
．６０を用いて、カセット２０からウェハを取出し、ボ
ート３０へ移送する作業およびこの逆工程の作業が行わ
れる。

実施例において、前記カセットステージ２２には第３図
に示すようなテーブル挿通口２４が一定の間隔で複数設
けられており、前記各カセット２０は、その底部に設け
られた開口部がこの押通口２４上に位置するようテーブ
ル２２上に載置されている。そして、このようにｍ’ｌ
ｌされる各カセット２０は、その両壁内面に、ウェハを
一定間隔で収納保持する縦溝２０ａが平行に形成されて
いる。

半導体装置においては、このカセット２０に１５！納さ
れたウェハ群を一つの単位として取扱うことが多い、こ
のなめ、前記収納用の渭２０ａは、３／１６ビツチ間隔
で２５本設けられ、最大２５枚のウェハを１単位として
カセット２０内に収納できるように形成されている。

また、前記ウェハ押上装置６０は、第３図に示すように
、そのテーブル６２を挿通口２４を介してステージ２２
の−り方に向は移動できるように形成されている。

このテーブル６２の表面には、前記カセット２０の収納
溝２０ａのピッチ間隔に合わせて２５本のウェハ支持溝
が形成され、ウェハＷをその下端部側から一定のピッチ
間隔で支持する。

従って、第３図に示すように、挿通口２４を介してテー
ブル６２を上方に移動させることにより、カセット２０
内に収納される複数枚のウェハＷはテーブル６２により
その下端が支持された状態で−Ｌ方へ移送される。

そして、−Ｌ方所定位置まで移送されたウェハＷは、ウ
ェハ挟持手段として機能するチャック装置４０を用いて
挟持され、所定の移動経路を経てボート３０に向は移載
される。尚、ボート３０に対するウェハＷの移し換えは
、第４図に示すようにカセット２０に対する方法と同様
にして実行される。

前記チャック装置４０は、第３図に示すように図中り下
方向へ昇降するヘッド４４と、このヘッド４４にアーム
４６を介して取付けられ、図中左右方向へ開閉可能なピ
ッチ変換駆動部１００と、このピッチ変換駆動部１００
に支持され、ウェハＷを挟持する保持体として用いられ
る一対のチャック４８．４８とを有する。

ここで、上記一対のチャック４８．４８は、第５図に示
すように、ウェハＷ−枚ごとにヂャック可能なチャック
部８０毎に分割されており、しがち各チャック部８０の
間隔を上記ピッチ変換駆動部１００によって変換可能に
構成している。

このピッチ変換駆動部１００は、リードねじ１０１をモ
ータ（図示せず）等によって回転駆動することで、この
リードねじ１０１に螺合しているナツト部８３（後述す
る）を移動し、ピッチ変換を可能としている。

ここで、本実施例装置の特徴的構成であるリードねじ１
０１について説明する。

このリードねじ１０１に形成されるねじ溝は、第１１図
（Ｂ）に示すようにして形成されている。

すなわち、同図は、縦軸をねじ軸の円周長さ（ねじ径を
ｄとした場合にはπ・ｄ）を示し、横軸はナツト部８３
の移動量を示している。このリードねじ１０１には、リ
ードが異なる複数本のねじ溝が形成されており、軸の長
平方向の中心より右側の第１のリードねじ１０ａのリー
ド（リードねじを１回転した場合にねじ溝に沿って移動
する軸線方向の距離）を１１とした場合には、第２のり
−ドねじ１０ｂ以降のリードは下記の関係となっている
。

！２−２・！１ １３−３　・　１１ １４−４　・　１１ 等となっている。

このようなねじ渭を得るためには、ねじ渭のリード角を
変えて形成すれば良く、一般にリード角αは、そのリー
ドをＥとし、ねじ径をｄとした場合には、 しａｎα−π・ｄｌｌとなり、各ねじ講が上記関係を満
足するようにリード角α１．α２．α３・・・等を設定
すればよい。

なお、このような第１のねじ渭１０ａ、第２のねじ講１
０ｂ・・・は、第１図（Ｂ）の左側にも配置され、この
左側のねじ溝は、右側のものに対して、同一方向回転に
対するリード送り方向が逆方向になるように逆ねことし
て形成されている。

なお、上記の各ねじ溝は、１タ一ン以内の範囲で形成す
れば足り、必ずしもねじ切りの基準点（第１図（Ｂ）の
中心位置）より連続して形成する必要はなく、各チャッ
ク部８０が移動する領域と対応する部分に形成すればよ
い。

そして、本実施例の場合には、−度に２５枚のウェハＷ
をチャック出来るように、上記チャック部８０は２５個
設けられ、したがって、上記ねじ渭は第１図（Ｂ）の右
側、左側でそれぞれ１２個づつ計２４本設けられ、その
中心に１３番目に対応する固定のチャック部８０が配置
されるようになっている。

前記チャック部８０は、第５図、第６図に示すように、
ウェハＷをチャックするためのｆｉ８１ａを形成したチ
ャック片８１に上下で２本のガイド軸８５．８５を挿通
するためのガイド孔を８２゜８２を形成しており、さら
に前記ねじ渭に螺合されるナツト部８３が形成されてい
る。

なお、前記チャック部８０には上下端よりスリット状の
切欠部８４．８４が形成されており、この切欠部８４．
８４より一方の部分はカバー８６内に収納され、その他
方側であるチャック片８１のみが露出した形となってい
る。そして、上記カバー８６内を必要に応じて真空引き
する構成を採用することもできる。

次に、作用について説明する。

本実施例の場合、当初ウェハＷが搭載されているカセッ
トの配列ピッチは、３／１６インチであり、このピッチ
のままでボートに搭載する場合にはピッチ変換は不要で
ある。しかし、プロセスの種類等に応じてウェハＷの配
列ピッチを変換する場合もあり、このピッチとしては１
／８〜１／４インチの間のピッチが採用されることが多
く、ユーザーによっては關単位で整数値となるピッチを
採用する場合もある。

このように、カセットでの配列ピッチとは異なるピッチ
でボート上にウェハＷを搭載する場合には、以下の工程
にしたがってピッチ変換が実行されることになる。

先ず、一対のチャック４８．４８によってウェハＷをチ
ャックする。この場合には、当然一対のチャック４８．
４８の各チャック部８０の間隔は３／１６インチとなっ
ている。

次に、ピッチ変換を要する場合には、リードねじ１０１
を一方向に回転する。そうすると、このリードねじ１０
１のねし清に螺合するナツト部８３を有するチャック部
８０は、各ねじ溝に沿ってナツト部８３が直線移動する
ことで、そのピッチを変換することになる。

ずなわち、リードねじをθ（ラジアン）回転することで
、ねじ溝１０ａに螺合する移動片はθ−１１／πだけ基
準点より離れた位置に移動し、同様にねじ渭１０ｂ、１
０ｃ、１０ｄに螺合する各移動片は、θ・１２／π、θ
・１３／π、θ・ｅ４／πだけ基準点より荒れた位置に
移動することになる。ここで、上記リードの関係は、１
２−２・１１．１３＝３・１１１４＝４・！１となって
いるので、各移動片の間隔は、θ・ｒ１／πと等しくな
り、リードねこの回転角θに比例してこの間隔を無段階
に可変することができる。

そして、第１図（Ｂ）の場合には長平方向の中心に対し
て、左右の両側でリード送り方向を互いに逆方向とする
同様のねじ溝が形成されているので、本実施例の場合に
は、リードねじ１０１の回転にも拘らず不動である中心
の１３番目のチャック部８０に対して、ピッチを拡げる
場合には他のチャック部８０が遠ざかるように移動し、
ピッチを狭める場合には近づくように移動することにな
り、ウェハＷの配列ピッチを任意に可変することができ
る そして、本実施例のように半導体の製造装置として使用
する場合には、稼動部より生ずるゴミがウェハＷに付着
すると歩留まりが悪化するため、この稼動部分をカバー
８６で覆うようにすることが望ましく、特に、チャック
片８１に切欠部８４゜８４を形成して、この切欠部８４
．８４内にカバー８６の一部が挿入されるように構成す
ることで、稼動部からのゴミの飛散を確実に防止するこ
とができる。また、好ましくはこのカバー８６内を排気
して、発生ずるゴミを排出することにより、クリーンル
ーム内でより適切に実施することが可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるしのではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、リードねじ１０１に形成するねじ講としは、中
心を境にしてそれぞれ逆ねじを構成するものが好ましい
が、第１図（Ａ）に示すように、端部を基準としてリー
ド送り方向が同一のねし講を構成するものでもよい。

また、チャック部の数か多い場合には、上記実施例のよ
うに１本のり−ドねじて賄うことが出来ない場合もある
ので、ねじ切りの基準位置を一定とする複数本のリード
ねじを配置し、各領域毎に異なるリードねじを配置し、
これを同期回転させて駆動する方式を採用することもで
きる。

また、リードねじと係合する移動片としては、ナツト部
８３に限らすねし溝に沿って移動する突起形状のもので
あれば良く、移動を円滑に実行するためにベアリングを
介して係合させるものでもよい、また、リードねじ側を
突起させ、移動片側を溝とする方式でも同様に実施する
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればリードねじを回転
するという簡易な駆動によって、このす−ドねしに形成
されたリードが整数倍の関係となるねじ溝にそれぞれ螺
合している移動片及びこれに固定されたチャック部を移
動することができる。

そして、上記リードねし構造によって、チャック部の間
隔を無段階に可変することができ、このチャック部に一
枚づつ支持される板状体のピッチを無段階で変換するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施例であるリー
ドねじのリードを説明するための概略説明図、 第２図は、本発明が適用されるウェハ移し換え装置の一
例を示す概略斜視図、 第３図は、チャックとウェハ押し上げ機の位置関係を示
す概略説明図、 第４図は、チャックとボートとの位置関係を示す概略説
明図、 第５図は、チャック及びピッチ変換駆動部の平面図、 第６図は、チャック部の概略斜視図、 第７図は、従来のピッチ変換機の概略説明図である。 １．０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ−−−ねじ清、８０
・・・チャック部、 ８３・・・移動片（ナツト部）、 ８６・・・カバー、 １０１・・・リードねじ、 ｌｌ、！２，１３．１４・・・リード、Ｗ・・・板状体
。 代理人　弁理士　井　上　　−（他１名）第３図 ５０し−ル　　　父 第４図 〕リ　　　　　　　コリ ′）　　　　ｔｈ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　板状体の両縁端をチャックするチャック部を、等間隔
   で複数配列し、上記板状体をチャック状態でチャック部
   の間隔を可変し、平行に配列支持された板状体のピッチ
   変換を実行するピッチ変換機において、 上記各チャック部を螺合結合させ、このねじ切りの基準
   点を各チャック部で共通とし、リードが整数倍の関係と
   なる複数のねじ溝を形成してなるリードねじと、 この各ねじ溝に螺合され、かつ、上記チャック部をそれ
   ぞれ支持する移動片とを備え、 上記リードねじの正逆回転により各移動片をねじ溝に沿
   って移動させることで、板状体のピッチ変換を行なうこ
   とを特徴とするピッチ変換機。