JPH0249717Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は半導体ウエーハ立替装置に関し、詳し
くは半導体装置の製造に使用され、複数の半導体
ウエーハをキヤリアとボート間で一括して移し替
える装置に関するものである。

従来の技術 半導体装置の製造は、多数の半導体素子を形成
した半導体ウエーハ〔以下単にウエーハと称す〕
を種々の処理工程にて加工処理することにより行
われる。この各種処理工程のうち、例えばCVD
法による酸化膜処理工程では、上記ウエーハの片
面のみを処理するため、第２０図に示すように複
数のウエーハ１，１……を二枚ずつその裏面同士
を密着させて植立させた状態でウエーハ専用保持
治具〔後述のボート〕上に定ピツチで若干傾倒さ
せて整列保持するBack to Back方式が採用され
ている。このBack to Back方式による酸化膜処
理工程及びその前後工程では、二つのウエーハ専
用保持治具を用いている。即ち、複数のウエーハ
１，１……を一枚ずつその表面を同一方向に向け
て定ピツチでウエーハ収納溝２，２……に整列収
納する第２１図に示すような枠状のテフロン製キ
ヤリア３と、複数のウエーハ１，１……を二枚ず
つその裏面同士を密着させて植立させた状態でウ
エーハ保持溝４，４……に若干傾倒させて定ピツ
チで整列保持する第２２図に示すような台状の石
英ガラス製ボート５との間で、上記ウエーハ１，
１……を一括して移し替える必要がある。

上記キヤリア３とボート５とのBack to Back
方式によるウエーハ移し替えは、第２３図に示す
ようにキヤリア３或いはボート５を位置決め載置
したキヤリアベース６或いはボートベース７間
に、ホルダー８を配置し、このガイド溝８にて上
記キヤリア３或いはボート５から移送されたウエ
ーハ１，１……をその整列状態を変更させて密着
或いは分離し、その後、空のボート５或いはキヤ
リア３へローデイング或いはアンローデイングす
る。このウエーハ１，１……のローデイング或い
はアンローデイング時には、キヤリアベース６及
びボートベース７の下方に昇降動自在に配設さ
れ、その上面にウエーハ受け溝９……１０……を
刻設したプツシヤ１１，１２によりキヤリア３或
いはボート５とホルダー８間でウエーハ１，１…
…を移送する。特に、第２４図に示すようにボー
ト５上のウエーハ１，１……は上記ボート５に対
して若干傾倒させた状態で保持されているので、
ウエーハ１，１……の起立方向とプツシヤ１２の
昇降方向とを揃えるため、ボートベース７をウエ
ーハ傾倒方向とは逆方向へ傾斜させて配置し、プ
ツシヤ１２に対してボート５上のウエーハ１，１
……を垂直状態に保持する。これによりウエーハ
ローデイング或いはアンローデイング時、プツシ
ヤ１２の昇降動によるボート５でのウエーハ１，
１……の受け渡しを容易にしている。

考案が解決しようとする問題点 ところで、上述した処理工程で使用されるボー
ト５は、石英ガラス製であるため、ウエーハ１，
１……の処理後に行われる薬液処理中に上記ボー
ト５が薬液によりエツチングされ、その結果ウエ
ーハ保持溝４，４……の溝幅が大きくなつてしま
う。

このようにボート５のウエーハ保持溝４，４…
…の溝幅が大きくなつてくると、まず、ウエーハ
ローデイング時、二枚ずつその裏面同士を密着さ
せたウエーハ１，１……をホルダー８から空のボ
ート５上に移し替える際に、プツシヤ１２のウエ
ーハ受け溝１０，１０……で垂直保持されたウエ
ーハ１，１……が、上記プツシヤ１２の下降動に
よりボート５のウエーハ保持溝４，４……に嵌ま
り込んだと同時に大きく傾倒してしまい、ウエー
ハ１，１……の下端縁がウエーハ保持溝４，４…
…内で擦れて上記ウエーハ１，１……が欠けて異
物が発生するという問題があつた。

また、ウエーハアンローデイング時、ウエーハ
１，１……をボート５からホルダー８に移し替え
る際に、ボート５のウエーハ保持溝４，４……に
植立保持させたウエーハ１，１……をプツシヤ１
２の上昇動によりそのウエーハ受け溝１０，１０
……にて垂直保持しようとしても、上記ウエーハ
保持溝４，４……でウエーハ１，１……が大きく
傾倒してしまつているのでボート５からプツシヤ
１２へのウエーハ移し替えが困難であつた。

そこで本考案の目的は、ボートでのウエーハ保
持状態が経時的に変化しても、上記ボート上のウ
エーハを姿勢修正した上でウエーハの出し入れを
可能にした半導体ウエーハ立替装置を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段 本考案は前記問題点に鑑みて提案されたもの
で、複数のウエーハを一枚ずつ定ピツチで整列収
納し、キヤリアベース上に位置決め載置したキヤ
リアと、ウエーハを二枚ずつその裏面同士を密着
させて定ピツチで整列保持し、ボートベース上に
位置決め載置したボートとの間で、ウエーハをそ
の整列状態を変更させて移し替える装置であつ
て、上記ボートベースは、ボート側方でウエーハ
整列方向に沿つて平行移動可能に、且つ、ウエー
ハ整列方向と直交する方向に沿つて各ウエーハ間
で突出退入可能に定ピツチで配設され、各ウエー
ハ下部を支持して傾倒或いは起立させる複数のピ
ンと、任意の二つのピン間にこのピンに追従して
平行移動可能に配設され、その平行移動でウエー
ハの有無を検出する第１センサと、ボート側方で
ボート上でのウエーハ起立位置に固定配置され、
ピンによるウエーハ起立動作でウエーハの有無を
検出する第２センサと、ボート側方でウエーハ整
列方向に沿う所定位置に固定配置され、ピンの原
点位置及び突出退入位置を検出する第３及び第４
センサとを具備したことにより前記目的を達成し
た半導体ウエーハ立替装置である。

作 用 本考案によれば、ボートへのウエーハローデイ
ング時、第３、第４センサによる検出信号に基づ
いてピンをその突出退入位置まで平行移動させて
突出させ、ボートへローデイングされてきたウエ
ーハを上記ボートで保持すると共にピンにもたせ
掛けて支持する。この状態で上記ピンを平行移動
させて第１センサの検出信号に基づいて停止さ
せ、その後ピンを退入させて原点位置に復帰する
ようにすれば、ローデイングされたウエーハは、
ピンの平行移動で誘導されながらボート上に保持
される。またボートからのウエーハアンローデイ
ング時、第１センサの検出信号に基づいてピンを
突出退入位置まで平行移動させて突出させ、第２
センサの検出信号に基づいてボート上のウエーハ
が起立状態となるまでピンでウエーハを支持しな
がら上記ピンを平行移動させ、その後ボート上の
起立状態にあるウエーハをアンローデイングす
る。このようにウエーハローデイング及びアンロ
ーデイング時にウエーハを姿勢修正した上でウエ
ーハの出し入れを行うことができ、ボートの経時
的変化に左右されることはない。

実施例 本考案に係る半導体ウエーハ立替装置の一実施
例を第１図乃至第１９図を参照しながら説明す
る。尚、第１図乃至第３図は上記半導体ウエーハ
立替装置のボート部構成を、第４図乃至第７図は
半導体ウエーハ立替装置の全体構成を、第８図乃
至第１９図はボートでのウエーハローデイング及
びアンローデイング時の動作状態を示す。

第４図乃至第７図に示す半導体ウエーハ立替装
置１５は、複数のウエーハ１，１……を一枚ずつ
定ピツチでその表面を同一方向に向けてウエーハ
収納溝２，２……に整列収納する枠状のテフロン
製キヤリア３〔第２１図参照〕が位置決め載置さ
れた水平動自在なキヤリアベース１６を有するキ
ヤリア部１７と、複数のウエーハ１，１……を二
枚ずつその裏面同士を密着させて植立させた状態
でウエーハ保持溝４，４……に若干傾倒させて定
ピツチで整列保持する台状の石英ガラス製ボート
５〔第２２図参照〕が位置決め載置された水平動
自在なボートベース１８を有し、上記キヤリア部
１７に並設されたボート部１９と、上記キヤリア
部１７とボート部１９の中間ポジシヨンP₀上方
に配置され、キヤリア３或いはボート５から移し
替えられたウエーハ１，１……を一時的に収納保
持し、二対の上下回転ローラ２０〜２４を使用し
て上記ウエーハ１，１……を密着或いは分離させ
てその整列状態を変更する上下動自在なホルダー
２４を有するホルダー部２５とでその主要部を構
成する。尚、上述したキヤリア部１７、ボート部
１９及びホルダー部２５の各部は制御部〔図示せ
ず〕によつて後述の如く駆動制御される。

上記キヤリア部１７及びボート部１９には、キ
ヤリアベース１６及びボートベース１８を、待機
ポジシヨンP₁，P₂とその中間ポジシヨンP₀間で
夫々移送するベース移送機構２６，２７がその直
下方に配設される。また、キヤリアベース１６及
びボートベース１８の下部には、キヤリア３及び
ボート５とホルダー２４との間でウエーハ１，１
……を移し替える上下動自在なプツシヤ２８，２
９を有するプツシヤ機構３０，３１を一体的に装
設する。上記プツシヤ２８，２９の上端面にはウ
エーハ１，１……を起立状態で整列保持するウエ
ーハ受け溝が前後方向に沿つて定ピツチで設けら
れている。上記ボートベース１８は、第７図に示
すようにボート５上にウエーハ１，１……を微小
角度傾倒させて整列保持しているため、上記ウエ
ーハ１，１の傾倒方向とは逆方向に微小角度傾斜
させて配置され、これによりウエーハ１，１……
の起立方向とプツシヤ２９の昇降方向とを揃えて
いる。またホルダー部２５には、ホルダー２４を
上下動させるためのホルダー昇降機構３２が設け
られる。

本考案の特徴は上記ボート部１９のボートベー
ス１８にある。以下、上記ボートベース１８の具
体的構造について説明する。

第１図乃至第３図に示すボートベース１８にお
いて、３３は前述したボート５が位置決め載置さ
れた略矩形状のベース板で、その略中央部分に
は、図示しないがその下方の上下動自在なプツシ
ヤ２９〔第６図参照〕が挿通する開口窓孔３４が
設けられる。３５，３５……は上記ボート５の側
方でウエーハ整列方向に沿つて平行移動可能に、
且つ、ウエーハ整列方向と直交する方向に沿つて
各ウエーハ１，１……間で突出退入可能に定ピツ
チで配設され、各ウエーハ１，１……の下部を支
持して傾倒或いは起立させる複数のピンである。
このウエーハ１，１……に当接する先端部は、テ
フロン製である。３６は上記ピン３５，３５……
をウエーハ整列方向に沿つてボート５に向けて植
設したピンベース、３７は二本のガイドロツド３
８，３８を摺動自在に貫挿したメインベースで、
上記ガイドロツド３８，３８の内方軸端部にピン
ベース３６を橋架させて固設し、またこの外方軸
端部に連結バー３９を橋架させて固着する。４０
は上記ピン３５，３５……をウエーハ整列方向と
直交する方向に沿つて突出退入させる駆動源であ
るシリンダで、メインベース３７に固着されてそ
のシリンダベースを連結バー３９の略中央部に連
結固定する。４１，４２はベース板３３の前後端
部に立設した前後支持フレームで、上記メインベ
ース３７の前後端面に突設したガイドロツド４
３，４３，４４，４４が摺動自在に貫挿される。
４５はメインベース３７をウエーハ整列方向に沿
つて平行移動させる駆動源であるモータで、ベー
ス板３３の下方に固着される。４６は上記モータ
４５の出力軸に同軸的に固着した円筒カム、４７
はメインベース３７の外側面にブロツク４８を固
着し、このブロツク４８の下端部に回転自在に軸
支したカムフオロワで、メインベース３７と前支
持フレーム４１間に張設された引張りバネ４９の
弾性力により上記カムフオロワ４７を円筒カム４
６に常時当接させる。５０は上記メインベース３
７に固着され、ピンベース３６の二つのピン３
５，３５間でボート５側に向けて配置されたフア
イバ光電スイツチからなる第１センサ、５１は前
支持フレーム４１から延びるセンサ取付アーム５
２の先端に固着され、ボート５側方でそのボート
５に向けて固定配置されたフアイバ光電スイツチ
からなる第２センサで、ボート５のウエーハ保持
溝４，４……と対応する位置、即ち、ウエーハ起
立位置の延長線上に配置される。５３，５４はベ
ース板３３の後方端部、後支持フレーム４２の近
傍位置に固定配置されたフオトセンサからなる第
３及び第４センサで、メインベース３７の後方端
部に外方へ向かつて突設した遮光板５４による遮
光の有無でピン３５，３５……の原点位置及び突
出退入位置を検出する。尚、５５，５６はメイン
ベース３７の前方端部に固着された第５、第６セ
ンサで、ピンベース３６の前方端部の遮光板５７
の有無を検知することによりピン３５，３５……
の突出或いは退入状態を確認するためのものであ
る。

上記構成からなる半導体ウエーハ立替装置１５
におけるウエーハローデイング及びアンローデイ
ング時での移し替え動作を以下説明する。

まず、ウエーハローデイング時、複数のウエー
ハ１，１……を一枚ずつ整列収納したキヤリア３
をキヤリア部１７のキヤリアベース１６上に位置
決め載置する。そして上記キヤリアベース１６を
中間ポジシヨンP₀までベース移送機構２６によ
り移送し、このポジシヨンP₀でプツシヤ機構３
０によりホルダー部２５のホルダー２４に移送す
る。次に待機ポジシヨンP₁に初期復帰させたキ
ヤリアベース１６上に、前記キヤリア３のウエー
ハ１，１……とは逆方向に向けた複数のウエーハ
１，１……を一枚ずつ整列収納した次のキヤリア
３を半ピツチずらして位置決め載置し、前述と同
一動作を繰返して上記ウエーハ１，１……をホル
ダー２４に移送する。このホルダー２４では上下
回転ローラ２０〜２４を使用して上記ウエーハ
１，１……を二枚ずつ裏面同士を密着させてその
整列状態を変更する。そしてホルダー２４内の密
着状態にあるウエーハ１，１……を、中間ポジシ
ヨンP₀にベース移送機構２７により移送された
ボートベース１８上の空のボート５に移し替え
る。

この時、ボートベース１８でのウエーハローデ
イング動作は次の通りである。

まず、モータ４５の駆動により円筒カム４６を
回転させ、この円筒カム４６にカムフオロワ４７
を追従させてメインベース３７を空のボート５の
ウエーハ整列方向に沿つてその側方で平行移動さ
せる。これにより原点位置にあるピン３５，３５
……をウエーハ整列方向に沿つて平行移動させ、
第４センサ５４の検出信号に基づいてその突出退
入位置で停止させる。〔第８図及び第９図参照〕
この位置は、ボート５のウエーハ保持溝４，４…
…の上方近傍位置である。この第４センサ５４の
検出信号に基づいてピン３５，３５……を停止さ
せると共に、シリンダ４０の退入作動により上記
ピン３５，３５……をボート５上方まで突出させ
てウエーハ１，１……間に挿入配置する。その後
ボートベース１８下方のプツシヤ機構３１のプツ
シヤ２９をホルダー２４から下降させて上記プツ
シヤ２９上のウエーハ受け溝に植立保持された密
着状態にあるウエーハ１，１……をボート５のウ
エーハ保持溝４，４……に移し替える。この時、
上記ウエーハ保持溝４，４……に嵌まり込んだウ
エーハ１，１……は、ピン３５，３５……に支持
される〔第１０図及び第１１図参照〕。この状態
から上記ピン３５，３５……をウエーハ支持側と
は反対方向に向かつてゆつくりと平行移動させ、
ウエーハ１，１……をピン３５，３５……で支持
しながら傾倒させ、第１センサ５０にてウエーハ
１，１……の有無を検出し、その検出信号に基づ
いて停止させる。上記第１センサ５０は任意の二
つのピン３５，３５間に配置されているため、こ
の時には、上記ウエーハ１，１……はボート５の
ウエーハ保持溝４，４……によつて支持される
〔第１２図及び第１３図参照〕。上記ウエーハ保持
溝４，４……が傾斜溝であり、而も装置全体を第
６図に示すように前後方向で微小角度傾斜させて
いるので上記ボート上でのウエーハ１，１……
は、ウエーハ保持溝４，４……の傾斜方向の溝壁
面に揃う。そして上記第１センサ５０の検出信号
に基づいてピン３５，３５……を停止させると共
に、シリンダ４０の突出作動によりピン３５，３
５……を退入させ、更に、メインベース３７を介
して平行移動させ、第４センサ５３の検出信号に
基づいて原点位置に復帰させて停止させる。

このようにすれば、ウエーハローデイング時、
ボート５の経時的変化によるそのウエーハ保持溝
４，４……の溝幅が大きくなつても、一旦ピン３
５，３５……にウエーハ１，１……をもたせ掛け
た上で上記ピン３５，３５……の平行移動により
傾倒させてウエーハ保持溝４，４……に植立保持
させるため、ウエーハ１，１……の急激な倒れ込
みがないので上記ウエーハ１，１……に欠けが発
生する恐れがない。

次にウエーハアンローデイング時、複数のウエ
ーハ１，１……を二枚ずつその裏面同士を密着さ
せて整列保持したボート５を、ボート部１９のボ
ートベース１８上に位置決め載置する。そして上
記ボートベース１８をベース移送機構２７により
中間ポジシヨンP₀まで移送し、このポジシヨン
P₀でプツシヤ機構３１によりホルダー部２５の
ホルダー２４に移送する。

この時、ボートベース１８でのウエーハアンロ
ーデイング動作は次の通りである。

まず、モータ４５の駆動により円筒カム４６及
びカムフオロワ４７を介してメインベース３７を
ボート５のウエーハ整列方向に沿つてその側方で
平行移動させる。これにより原点位置にあるピン
３５，３５……をウエーハ整列方向に沿つて平行
移動させ、第１センサ５０によつてボート５上の
ウエーハ１，１……の有無を検出してその検出信
号に基づいて停止させる〔第１４図及び第１５図
参照〕。この時、上記第１センサ５０が二つのピ
ン３５，３５の略中間に位置されているため、各
ピン３５，３５……はボート５上の各ウエーハ
１，１……間側方に配置される。この第１センサ
５０の検出信号に基づいてピン３５，３５……を
停止させると共に、シリンダ４０の退入作動によ
り上記ピン３５，３５……をボート５上方まで突
出させてウエーハ１，１……間に挿入配置する
〔第１６図及び第１７図参照〕。その後、上記ピン
３５，３５……をウエーハ整列方向に沿つて平行
移動させ、ウエーハ１，１……を支持しながら起
立させ、第２センサ５１にてウエーハ１，１……
の有無を検出し、その検出信号に基づいて停止さ
せる〔第１８図及び第１９図参照〕。この第２セ
ンサ５１はボート５のウエーハ保持溝４，４……
の直上方位置、即ち、ウエーハ起立位置にあるた
め、この時には、上記ウエーハ１，１……はボー
ト５のウエーハ保持溝４，４……内で起立保持さ
れ、この起立方向とプツシヤ２９の上昇方向とが
揃う。この状態からボートベース１８下方のプツ
シヤ機構３１のプツシヤ２９を上昇させて、ボー
ト５上でピン３５，３５……で起立保持されたウ
エーハ１，１……をプツシヤ２９のウエーハ受け
溝に移し替えた上でホルダー２４へ移送する。そ
の後はシリンダ４０の突出作動によりピン３５，
３５……を退入させ、更に、メインベース３７を
介して平行移動させ、第４センサ５３の検出信号
に基づいて原点位置に復帰させて停止させる。上
記ホルダー２４では前述したウエーハローデイン
グ時とは逆動作によりウエーハ１，１……を分離
した上で空のキヤリア３に移し替える。

このようにすれば、ウエーハアンローデイング
時、ボート５の経時的変化により、そのウエーハ
保持溝４，４……の溝幅が大きくなつてウエーハ
１，１……が大きく傾倒していても、ピン３５，
３５……により上記ウエーハ１，１……を起立保
持し、その起立方向をプツシヤ２９の昇降方向に
揃えてそのウエーハ受け溝に移し替えられるの
で、ボート５からプツシヤ２９への移し替えがス
ムーズに行える。

考案の効果 本考案によれば、ボートの経時的変化に左右さ
れることなく、上記ボートでのウエーハローデイ
ング及びアンローデイングが、ウエーハを破損す
ることなく、確実且つ迅速に行えて実用的価値大
なる半導体ウエーハ立替装置を提供できると共に
作業性及び製品歩留まりも大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１９図は本考案に係る半導体ウエ
ーハ立替装置の一実施例を説明するためのもの
で、第１図はボートベースを示す平面図、第２図
はその正面図、第３図はその左側面図、第４図は
半導体ウエーハ立替装置の全体構成を示す平面
図、第５図はその全体の正面図、第６図はその全
体の右側面図、第７図は第４図装置のボート部を
示す側面図、第８図及び第９図、第１０図及び第
１１図、第１２図及び第１３図はボートベースで
のウエーハローデイング状態を示す各部分側面図
及び各部分平面図、第１４図及び第１５図、第１
６図及び第１７図、第１８図及び第１９図はボー
トベースでのウエーハアンローデイング状態を示
す各部分側面図及び部分平面図である。第２０図
はボート上でのBack to Back方式によるウエー
ハを示す側面図、第２１図はウエーハを整列収納
したキヤリアを示す斜視図、第２２図はウエーハ
を整列保持したボートを示す斜視図、第２３図は
従来の半導体ウエーハ立替装置の概略構成図、第
２４図はボートベース及びプツシヤを示す側面図
である。 １……半導体ウエーハ、３……キヤリア、５…
…ボート、１６……キヤリアベース、１８……ボ
ートベース、３５……ピン、５０……第１セン
サ、５１……第２センサ、５３，５４……第３、
第４センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の半導体ウエーハを一枚ずつ定ピツチで整
   列収納し、キヤリアベース上に位置決め載置した
   キヤリアと、半導体ウエーハを二枚ずつその裏面
   同士を密着させて定ピツチで整列保持し、ボート
   ベース上に位置決め載置したボートとの間で、半
   導体ウエーハをその整列状態を変更させて移し替
   える装置であつて、 上記ボートベースは、ボート側方でウエーハ整
   列方向に沿つて平行移動可能に、且つ、ウエーハ
   整列方向と直交する方向に沿つて各半導体ウエー
   ハ間で突出退入可能に定ピツチで配設され、各半
   導体ウエーハ下部を支持して傾倒或いは起立させ
   る複数のピンと、任意の二つのピン間にこのピン
   に追従して平行移動可能に配設され、その平行移
   動で半導体ウエーハの有無を検出する第１センサ
   と、ボート側方でボート上でのウエーハ起立位置
   に固定配置され、ピンによるウエーハ起立動作で
   半導体ウエーハの有無を検出する第２センサと、
   ボート側方でウエーハ整列方向に沿う所定位置に
   固定配置され、ピンの原点位置及び突出退入位置
   を検出する第３及び第４センサとを具備したこと
   を特徴とする半導体ウエーハ立替装置。