JPH0249718Y2 - - 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、例えば不純物
拡散等の熱処理工程では、上記ウエーハの片面の
みを処理するため、第１４図に示すように複数の
ウエーハ１，１……をウエーハ専用保持治具（後
述のボート）上に、二枚ずつその裏面同士を密着
させて植立させた状態で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方式を採用した熱処理
工程とその前後工程間では、二つのウエーハ専用
保持具、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１５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
１６図に示すような筏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間でのBack to
Back方式によるウエーハ移し替えは、第１７図
に示すようにキヤリア３及びボート５を位置決め
載置したキヤリアベース６及びボートベース７間
に配置されたホルダ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。

このキヤリア３或いはボート５からホルダ８へ
のウエーハ移し替えは、上記キヤリアベース６及
びボートベース７の下方に昇降動自在に夫々設け
られたプツシヤ９，１０により行われる。上記プ
ツシヤ９，１０の上面には、第１８図及び第２０
図に示すように複数のウエーハ受け溝１１，１１
……１２，１２……がキヤリア３及びボート５で
のウエーハ整列方向に沿つて定ピツチで刻設され
ている。上記プツシヤ９，１０のウエーハ受け溝
１１，１１……１２，１２……は、第１９図及び
第２１図に示すようにその上面に対して垂直な溝
である。尚、第２０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せているので、ウエー
ハ１，１……の起立方向とプツシヤ１０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
１０に対してボート５上のウエーハ１，１を直立
状態に保持できるようにしている。

ウエーハローデイング或いはアンローデイング
時、上記キヤリア３或いはボート５からホルダ８
へのウエーハ移し替えは、キヤリアベース６或い
はボートベース７をホルダ８の下方に移送し、そ
の上でプツシヤ９，１０を上昇させ、このプツシ
ヤ９，１０の突上げ動作によりキヤリア３或いは
ボート５上のウエーハ１，１……を一旦プツシヤ
９，１０のウエーハ受け溝１１，１１……１２，
１２……に移し替え、更にホルダ８に移し替えて
このホルダ８にて整列保持する。

考案が解決しようとする課題 ところで、従来の半導体ウエーハ立替装置で
は、前述したようにキヤリア３或いはボート５か
らホルダ８へウエーハ１，１……を移し替えるに
際して、プツシヤ９，１０上に上記ウエーハ１，
１……を整列保持した状態で移送している。この
プツシヤ９，１０では、第１９図及び第２０図に
示すように上記ウエーハ１，１……がウエーハ受
け溝１１，１１……１２，１２……に嵌り込み易
いようにその溝幅W₁，W₂をウエーハ１，１……
の厚み（キヤリア側ではウエーハ一枚分、ボート
側ではウエーハ二枚分）w₁，w₂よりも若干大き
く設定しておく必要がある。そのため、上記ウエ
ーハ１，１……がプツシヤ９，１０のウエーハ受
け溝１１，１１……１２，１２……内で直立状態
とはならず、微小角度傾倒した状態に整列保持さ
れる。尚、上記ウエーハ１，１……の整列方向が
ばらつかないように、装置全体を傾斜配置させて
上記ウエーハ１，１……をすべて一方向に傾倒さ
せている。このようにウエーハ１，１……の傾倒
が微小角度であつても、これによる上記ウエーハ
１，１……の上端縁での位置ずれが大きくなつて
しまうと、移し替え途中で、ウエーハ１，１……
の上端縁がホルダ８でのガイド溝（図示せず）に
スムーズに嵌り込まず引掛かつて上記ウエーハ
１，１……を破損するという問題があつた。

そこで、本考案の目的は上記問題点を可能な限
り簡便な手段にて改善した半導体ウエーハ立替装
置を提供することにある。

課題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、複数のウエーハを定ピツチで整列させて保持
し、そのウエーハ整列方向に沿つて傾斜配置され
たキヤリア或いはボートから、その上方に対向配
置されたホルダにウエーハをプツシヤの突上げ動
作により一括して移し替える装置であつて、上記
プツシヤの上面に、ウエーハを定ピツチで整列保
持する複数のウエーハ受け溝を、上記キヤリア及
びボートの傾斜によるウエーハの傾倒方向とは逆
向きに微小角度傾斜させて刻設したことにより前
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、プツシヤのウエーハ受け溝を
キヤリア及びボートの傾斜によるウエーハの傾倒
方向とは逆向きに微小角度傾斜させて刻設したか
ら、上記ウエーハ移し替え時、プツシヤのウエー
ハ受け溝に嵌り込んだウエーハは、プツシヤ上面
に対して直立状態に整列保持されてホルダに移し
替えられる。

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１３図を参照しながら説明す
る。尚、第１図及び第２図、第３図及び第４図は
キヤリア部、ボート部でのプツシヤのウエーハ受
け溝形状を、第５図乃至第７図、第８図及び第９
図は上記半導体ウエーハ立替装置のキヤリア部、
ボート部構成を、第１０図乃至第１３図は半導体
ウエーハ立替装置の全体構成を示す。

第１０図乃至第１３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１５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筏状の石英ガラス製ボ
ート５（第１６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、二枚の上下回転ローラ２０〜２３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２４を有するホルダ部２５とでその主要部を構
成する。上記ボート部１９では、第１３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、ボートベー
ス１８を上記ウエーハ１，１……の傾倒方向とは
逆向きに微小角度傾斜させて配置し、ウエーハ
１，１……の起立方向と後述するプツシヤの昇降
方向とを揃えている。また、この装置全体を、第
１２図に示すようにウエーハ整列方向に沿う前後
方向で若干後方へ傾斜させることにより、キヤリ
ア３及びボート５を傾斜配置して、後述するよう
にウエーハ１，１……をウエーハ収納溝２，２…
…及びウエーハ保持溝４，４……内で一方向（装
置後方）に位置規制する。尚、上述したキヤリア
部１７、ボート部１９及びホルダ部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２４との間でウエーハ１，１…
…を移し替える昇降動自在なプツシヤ２８，２９
を有するプツシヤ機構３０，３１を装設する。
尚、ホルダ部２５後方にはホルダ２４を昇降動さ
せるホルダ昇降機構３２が設けられる。

この上記キヤリア部１７及びボート部１９の各
プツシヤ機構３０，３１は、第５図乃至第７図、
第８図及び第９図に示すように、テフロン製プツ
シヤ２８，２９をプツシヤベース３３，３４を介
してキヤリアベース１６及びボートベース１８と
一体のベースフレーム３５，３６にガイド軸３
７，３７，３８，３８で上下方向に摺動自在に装
着する。上記プツシヤベース３３，３４には、ベ
ースフレーム３５，３６に固設された駆動源であ
るエアシリンダ３９，４０のシリンダヘツド４
１，４２を連結し、このエアシリンダ３９，４０
の作動によりプツシヤベース３３，３４を介して
プツシヤ２８，２９を昇降動させる。

本考案の特徴は上記プツシヤ２８，２９のウエ
ーハ受け溝４３，４３……４４，４４……にあ
る。尚、第１図及び第２図はキヤリア側のプツシ
ヤ２８及びそのウエーハ受け溝４３，４３……
を、第３図及び第４図はボート側のプツシヤ２９
及びそのウエーハ受け溝４４，４４……を示す。
上記キヤリア側とボート側とでウエーハ受け溝４
３，４３……４４，４４……が異なるのは寸法関
係だけであるので以下まとめて説明する。

まず、プツシヤ２８，２９では、第１図及び第
２図、第３図及び第４図に示すようにその上面に
キヤリア３或いはボート５でのウエーハ整列方向
に沿つて複数のウエーハ受け溝４３，４３……４
４，４４……が、上記キヤリア３のウエーハ収納
溝２，２……或いはボート５のウエーハ保持溝
４，４……と同一ピツチで刻設される。尚、上記
ウエーハ受け溝４３，４３……４４，４４……
は、ウエーハ１，１……の挿入が容易なようにそ
の幅方向に沿う上面エツジ部をテーパ状に形成す
ると共に、幅寸法D₁，D₂をウエーハ厚み（キヤ
リア側では一枚分、ボート側では二枚分）よりも
大きく設定する。本考案のウエーハ受け溝４３，
４３……４４，４４……は、上記キヤリア３或い
はボート５の傾斜によるウエーハ１，１……の傾
倒方向、即ち、装置全体を傾斜させている前後方
向（第１２図参照）とは逆向きに微小角度傾斜さ
せる。装置全体からみれば、上記ウエーハ受け溝
４３，４３……４４，４４……が前方（図中Ａ矢
印方向）へ傾斜した状態となる。例えばウエーハ
厚みが0.5mmとすれば、キヤリア側のウエーハ受
け溝４３，４３……では、第１図に示すように溝
幅D₁を0.6mmとし、開口部及び底部で中心線ｌか
らの前後寸法をα₁＝0.35mm、β₁＝0.25mm、α₁′＝
0.25mm、β₁′……0.35mmとなるように傾斜させる。
この時、その傾斜角度θ₁は1゜08′となる。またボー
ト側のウエーハ受け溝４４，４４……では、溝幅
D₂を1.2mmとし、開口部及び底部で中心線ｌから
の前後寸法をα₂＝0.7mm、β₂＝0.5mm、α₂′＝0.5mm、
β₂′＝0.7mmとなるようにし、その結果傾斜角度θ₂
が2゜17′となる。

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
ング時での移動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Poまでベース移送機構２６によ
り移送し、その間にホルダ部２５のホルダ２４を
ホルダ昇降機構３２によりキヤリア３の上方近傍
位置まで下降させ、キヤリア３のウエーハ１，１
……をプツシヤ機構３０によりホルダ部２５のホ
ルダ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……とは逆方向を向け
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り返して上記ウエー
ハ１，１……をホルダ２４に移送する。このホル
ダ２４では上下回転ローラ２０〜２３を使用して
上記ウエーハ１，１……を二枚ずつその裏面同士
を密着させてその整列状態を設定する。そしてホ
ルダ２４内の密着状態にあるウエーハ１，１……
を、中間ポジシヨンPo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。

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Poまで移送し、その間にホルダ部
２５のホルダ２４をホルダ昇降機構３２によりボ
ート５の上方近傍位置まで下降させ、このポジシ
ヨンPoでボート５上のウエーハ１，１……をプ
ツシヤ機構３１によりホルダ部２５のホルダ２４
に移送する。このホルダ２４では、ウエーハロー
デイング時とは逆に上下回転ローラ２０〜２３を
使用して二枚ずつその裏面同士が密着したウエー
ハ１，１……を一枚ずつ分離し、その後、中間ポ
ジシヨンPoにベース移送機構２６により移送さ
れたキヤリアベース１６上の空のキヤリア３に同
一動作を二回繰り返して移し替える。

上記ウエーハローデイング及びアンローデイン
グ時、中間ポジシヨンPoにてキヤリア３及びボ
ート５のウエーハ１，１……をプツシヤ機構３
０，３１によりホルダ２４に移し替えるに際して
は、エアシリンダ３９，４０の作動によりシリン
ダヘツド４１，４２を突出させ、ガイド軸３７，
３７，３８，３８を介してプツシヤベース３３，
３４を上昇させる。このプツシヤベース３３，３
４の上昇に追従してプツシヤ２８，２９を突上げ
動作させ、キヤリアベース１６及びボートベース
１８の開口窓孔ｍ、ｎを介してキヤリア３及びボ
ート５のウエーハ１，１……を上記プツシヤ２
８，２９のウエーハ受け溝４３，４３……４４，
４４……に移し替える。このプツシヤ２８，２９
の突上げ動作によりプツシヤ２８，２９上に起立
状態で整列保持されたウエーハ１，１……をホル
ダ２４内に移し替える。

この時、上記プツシヤ２８，２９のウエーハ受
け溝４３，４３……４４，４４……に移し替えら
れたウエーハ１，１は、第１図及び第３図に破線
で示すようにウエーハ受け溝４３，４３……４
４，４４……内で、そのａ点及びｂ点に当接して
後方へ傾倒するように収納配置されるが、前述し
たように上記ウエーハ受け溝４３，４３……４
４，４４……が前方へ傾斜しているため、プツシ
ヤ２８，２９の上面に対してウエーハ１，１……
を中心線ｌ，ｌに沿つて直立状態に整列保持でき
て、上記プツシヤ２８，２９の昇降方向とウエー
ハ１，１……の起立方向とが一致する。したがつ
て、上記プツシヤ２８，２９上のウエーハ１，１
……は、ホルダ２４のガイド溝に引掛かることな
くスムーズに嵌り込んで上記ホルダ２４に移し替
えられる。

考案の効果 本考案によれば、プツシヤのウエーハ受け溝
を、キヤリア及びボートの傾斜によるウエーハ傾
倒方向とは逆向きの微小角度傾斜させたから、キ
ヤリア或いはボートからホルダへのプツシヤによ
るウエーハ移し替え時、上記プツシヤ上面に対し
てウエーハを直立状態に整列保持できてホルダ内
へスムーズに収納させることが可能となり、上記
ウエーハの破損を未然に防止でき、信頼性の高い
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１３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示すためのもので、第
１図は第２図のプツシヤのウエーハ受け溝を示す
要部拡大側面図、第２図はキヤリア部のプツシヤ
を示す拡大側面図、第３図は第４図のプツシヤの
ウエーハ受け溝を示す要部拡大側面図、第４図は
ボート部のプツシヤを示す拡大側面図、第５図は
半導体ウエーハ替え装置のキヤリア部を示す拡大
側面図、第６図は第５図装置の正面図、第７図は
第５図装置の平面図、第８図は半導体ウエーハ立
替装置のボート部を示す拡大側面図、第９図は第
８図装置の正面図、第１０図は半導体ウエーハ立
替装置の全体構成を示す正面図、第１１図は第１
０図の平面図、第１２図は第１０図の側面図、第
１３図は第１０図装置のボート部を示す側面図で
ある。第１４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１５図はウエ
ーハを整列収納したキヤリアを示す斜視図、第１
６図はウエーハを整列保持したボートを示す斜視
図、第１７図は従来の半導体ウエーハ立替装置の
概略構成を示す正面図、第１８図キヤリア部での
プツシヤを示す側面図、第１９図は第１８図のプ
ツシヤのウエーハ受け溝を示す部分拡大側面図、
第２０図はボート部でのプツシヤを示す側面図、
第２１図は第２０図のプツシヤのウエーハ受け溝
を示す部分拡大側面図である。 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、２４……ホルダ、２８，２９……プ
ツシヤ、４３，４４……ウエーハ受け溝。

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定ピツチで整列させて
   保持し、そのウエーハ整列方向に沿つて傾斜配置
   されたキヤリア或いはボートから、その上方に対
   向配置されたホルダに半導体ウエーハをプツシヤ
   の突上げ動作により一括して移し替える装置であ
   つて、 上記プツシヤの上面に、半導体ウエーハを定ピ
   ツチで整列保持する複数のウエーハ受け溝を、上
   記キヤリア及びボートの傾斜による半導体ウエー
   ハの傾倒方向とは逆向きに微小角度傾斜させて刻
   設したことを特徴とする半導体ウエーハ立替装
   置。