JPH0234178B2 - Handotaikibannohansokiko - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体基板を真空装置に装填し、自動的に移動
させて物理的な処理を行う搬送機構に関し、 搬送する半導体基板の位置精度を向上すること
を目的とし、 半導体基板を搭載した基板ホルダをトランスフ
アロツドの先端に置き、該基板ホルダを第１の真
空室より第２の真空室に搬送する機構が、トラン
スフアロツドとロツドストツパ支持台とを搬送室
内に、また該トランスフアロツドを駆動する外部
磁石の摺動機構を搬送室の上部に備えて構成され
ており、前記トランスフアロツドが上部に内部磁
石と下部に二個のロツドストツパを備え、また、
前記ロツドストツパ支持台が両端にロツドストツ
パ受けを備えて構成され、外部磁石の移動により
内部磁石を備えたトランスフアロツドが支持ベア
リングにより保持されて搬送室内を摺動し、該ト
ランスフアロツドの下部に備えたロツドストツパ
がロツドストツパ支持台に設けられているロツド
ストツパ受けに摺動降下してトランスフアロツド
の移動を停止して位置決めする搬送機構を備えて
構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体基板の搬送機構に関する。

IC、LSIや半導体レーザなどの半導体デバイス
を構成する半導体材料にはシリコン（Si）で代表
される単体半導体とガリウム砒素（GaAs）やイ
ンジウム燐（InP）で代表される化合物半導体と
がある。

そして、単結晶からなるそれぞれのロツド状の
材料を500μｍ程度の厚さに切り出した後、研磨
や洗滌などの表面処理を施して半導体基板（ウエ
ハ）を作り、このウエハに薄膜形成技術、イオン
注入技術、写真蝕刻技術（フオトリソグラフイま
たは電子線リソグラフイ）を施してデバイスが形
成されている。

そして、これらの技術は何れも自動化されてお
り、多数のウエハをカートリツジなどに装填した
状態で各種の自動化された製造装置に順次供給す
ることにより各ウエハ上に多数の半導体素子が作
られている。

こゝで、製造装置はそれぞれウエハの搬送機構
を備えて形成されているが、ウエハ上に微細パタ
ーンを歩留まり良く形成するためには搬送機構の
位置精度が高いことが必要である。

〔従来の技術〕

先に記したように、自動化された半導体製造装
置にはそれぞれウエハの搬送機構が設けられてお
り、ウエハはカートリツジ或いは手動により一枚
づつ供給され、搬送されて処理室に到り、処理が
施された後は再び搬送されて装置から取り出され
ている。

以下、製造装置の代表例として分子線エピタキ
シヤル装置（Molecular Beam Epitaxial
Equipment略してMBE装置）をとり、この搬送
機構について説明する。

第３図は本発明を適用したMBE装置の第１の
真空室（以下略して搬入室）１と第２の真空室
（以下略して準備室）２との装置構成を示す断面
図であるが、左側の搬送室３の構成を除いて従来
構造と違わない。

MBE装置は10^-10torr程度の高真空中で被処理
基板上に化合物半導体をエピタキシヤル成長させ
る装置であり、エピタキシヤル成長が超高真空で
行われるために、ウエハ４をインジウム（In）系
の接着剤で接着した基板ホルダ５が搬入される搬
入室１と図示を省略したエピタキシヤル成長室と
の間に準備室２を置いてエピタキシヤル成長室の
環境変化を防いでいる。

すなわち、基板ホルダ５に接着されたウエハ４
は下向きにした状態で破線で示した紙面手前の方
向からトランスフアロツド６の先端位置に載置さ
れる。

この状態においては搬入室１と搬送室３は大気
圧であり、10^-9torr程度に排気されている準備室
２とはゲートバルブ８により遮断されている。

基板ホルダ５をトランスフアロツド６に装着し
た後は基板ホルダ５の挿入路にあるゲートバルブ
を閉じ、排気系を動作させて排気口９より排気
し、搬入室１と搬送室３の真空度を10^-6torr程度
に保つ。

次に、ゲートバルブ８を開き、トランスフアロ
ツド６を準備室２まで移動させた後、ベローズを
備えた支持台１０によりウエハ４を搭載した基板
ホルダ５を受け、一方トランスフアロツド６は従
来位置まで後退した状態でゲートバルブ８が閉じ
られる。

準備室２は以上の受け渡し操作により真空度が
低下しており、排気により10^-9torr程度に減圧し
た後は図示を省略した搬送機構により紙面の向こ
う側に設けられている成長室に搬送して位置決め
して分子線照射が行われ、ウエハ４の上に化合物
半導体層がエピタキシヤル成長される。

そしてエピタキシヤル成長が終わつた後は、ウ
エハ４を搭載した基板ホルダ５は成長室→準備室
→搬出室と順次に搬送されて装置より取り出され
ている。

このようにウエハ４は自動的に搬送されて処理
が行われているが、製造歩留まりを向上するには
搬送装置の位置精度の確保が必要であつて第３図
において、搬入室１から搬送されてきた基板ホル
ダ５を支持台１０が受ける際の位置精度として±
0.5mmが要求されている。

第２図は従来の搬送機構を示す断面図であつ
て、搬送室３の中には支持ベアリング１２により
上下を支持されてトランスフアロツド６が左右に
摺動可能に設けられており、この上には内部磁石
１３が固定している。

また、搬送室３の上部には複数の巻き上げリー
ル１４と外部磁石１５とがあり、ワイヤ１６で接
続されている外部磁石１５は巻き上げリール１４
を通じてモータで牽引することにより前後に移動
するよう構成されている。

そして、モータ駆動により外部磁石１５が移動
すると内部磁石１３が吸引されて追随することか
らトランスフアロツド６が移動する機構を用い、
この先に載置した基板ホルダの搬送が行われてい
る。

然し、トランスフアロツド６の移動には摩擦を
伴うことや、支持ベアリング１２の回転がスムー
ズに行かない場合には追随が完全には行われず、
そのため±0.5mmの位置精度を保つことは困難で
あつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上記したように半導体装置におけるウエハの
搬送には高い位置精度が必要であり、搬送機構と
してトランスフアロツドの先端部にウエハを搭載
した基板ホルダを載置し、磁石相互の吸引力を利
用して搬送を行つているが、トランスフアロツド
の摺動時の摩擦やベアリングの動作不良などが原
因して±0.5mmの位置精度の確保が難しいことが
問題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は半導体基板を搭載した基板ホルダ
をトランスフアロツドの先端に置き、該基板ホル
ダを第１の真空室より第２の真空室に搬送する機
構が、トランスフアロツドとロツドストツパ支持
台とを搬送室内に、また該トランスフアロツドを
駆動する外部磁石の摺動機構を搬送室に備えて構
成されており、前記トランスフアロツドが該外部
磁石に対向配設される内部磁石と下部にロツドス
トツパを備え、また、前記ロツドストツパ支持台
が両端にロツドストツパ受けを備えて構成され、
外部磁石の移動により内部磁石を備えたトランス
フアロツドが搬送室内を摺動し、該トランスフア
ロツドの下部に備えたロツドストツパがロツドス
トツパ支持台に設けられているロツドストツパ受
けに摺動降下してトランスフアロツドの移動を停
止して位置決めする半導体基板の搬送機構の使用
により解決することができる。

〔作用〕

本発明はトランスフアロツドの移動距離が決ま
つていることから、トランスフアロツドの移動を
磁石相互の吸引力によるだけでなく、機械的なス
トツパをも用いて行うものである。

すなわち、半導体装置の搬送のように移動する
軌道は決まつており、移動距離のずれが問題とな
る場合には機械的なストツパを用いればずれの問
題を解決することができる。

本発明はトランスフアロツドにロツドストツパ
を設けると共に搬送室の中にロツドストツパ支持
台を設け、これにロツドストツパ受けを設けるも
ので、これによりトランスフアロツドの移動を正
確に規制するものである。

第１図は本発明に係る搬送機構を説明する断面
図であつて、同図Ａはトランスフアロツド１７が
摺動中の状態を、また同図Ｂはストツプ機構が動
作した状態を示す断面図である。

こゝで、本発明の特徴は搬送室３の中にロツド
ストツパ受け１８をもつロツドストツパ支持台１
９があることゝ、トランスフアロツド１７にロツ
ドストツパ２０を備えていることであり、ロツド
ストツパ２０は楔形の断面をもつ金属体で構成さ
れていて切削加工されたトランスフアロツド１７
の角穴に嵌合する形で収納され、楔形の先端は常
にロツドストツパ支持台１９の表面に沿つて摺動
している。

また、ロツドストツパ受け１８はロツドストツ
パ２０と同一の断面形状をもつ溝で、ロツドスト
ツパ２０からトランスフアロツド１７の移動距離
だけ離れた位置に設けられている。

この搬送機構としては従来のように外部磁石１
５が→の方向に摺動すると内部磁石１３が吸引さ
れて動き、これによりロツドストツパ２０はロツ
ドストツパ支持台１９の上を摺動してゆく。（以
下同図Ａ）そして、ロツドストツパ２０がロツド
ストツパ受け１８にかゝるとロツドストツパ２０
は自重により次第に降下しロツドストツパ受け１
８に嵌合すると自動的にトランスフアロツド１７
の摺動は止まり、この位置はトランスフアロツド
１７の先端に設けた基板ホルダに決められている
停止位置である。（以下同図Ｂ） このような方法を用いることにより位置精度の
高いウエハの搬送が可能となる。

〔実施例〕

第３図はMBE装置の搬送室に本発明を適用し
たもので、搬送室３の中には支持ベアリング１２
により摺動するトランスフアロツド１７（従来機
構では６）があり、この上には従来のように内部
磁石１３があり、下側には二個のロツドストツパ
２０，２０′が設けられていて移動距離を規制し
ている。

また、その下にはロツドストツパ支持台１９が
あり、その両端にはロツドストツパ受け１８，１
８′が設けられている。

また、搬送室３の上には従来のように複数の巻
き上げリール１４を用いてワイヤ１６により駆動
する外部磁石１５が備えられている。

そして、図の状態ではトランスフアロツド１７
は左端に位置してウエハ４を接着した基板ホルダ
５の搭載を行つているが、この基板ホルダ５を準
備室に搬送するにはトランスフアロツド１７の下
面についているロツドストツパ２０′がロツドス
トツパ支持台１９に設けてあるロツドストツパ受
け１８′に落ち込み嵌合するまでモータにより磁
石１５を右側に摺動させればよい。

このような方法をとることによりウエハ４の位
置決めは必要とする±0.5mm以内の位置精度で行
うことができ、製品の歩留まりを向上することが
できる。

〔発明の効果〕

本発明の実施によりウエハの搬送を位置精度よ
く行うことができ製造歩留まりの向上が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明に係る搬送機構を説明す
る断面図、第２図は従来の搬送機構を示す断面
図、第３図は本発明を適用したMBE装置の搬送
機構を示す断面図、である。 図において、１は搬入室（第１の真空室）、２
は準備室（第２の真空室）、３は搬送室、４はウ
エハ、５は基板ホルダ、６，１７はトランスフア
ロツド、１２は支持ベアリング、１３は内部磁
石、１４は巻き上げリール、１５は外部磁石、１
８，１８′はロツドストツパ受け、１９はロツド
ストツパ支持台、２０，２０′はロツドストツパ、
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板４を搭載した基板ホルダ５をトラ
   ンスフアロツド６の先端に置き、該基板ホルダ５
   を第１の真空室１より第２の真空室２に搬送する
   機構が、 トランスフアロツド１７とロツドストツパ支持
   台１９とを搬送室３内に、また該トランスフアロ
   ツド１７を駆動する外部磁石１５の摺動機構を搬
   送室３の上部に備えて構成されており、 前記トランスフアロツド１７が該外部磁石１５
   に対向配設される内部磁石１３と下部にロツドス
   トツパ２０，２０′を備え、 また、前記ロツドストツパ支持台１９が両端に
   ロツドストツパ受け１８，１８′を備えて構成さ
   れ、外部磁石１５の移動により内部磁石１３を備
   えたトランスフアロツド１７が搬送室３内を摺動
   し、該トランスフアロツド１７の下部に備えたロ
   ツドストツパ２０，２０′がロツドストツパ支持
   台１９に設けられているロツドストツパ受け１
   ８，１８′に摺動降下してトランスフアロツド１
   ７の移動を停止して位置決めすることを特徴とす
   る半導体基板の搬送機構。