JPH03108352A

JPH03108352A - ウェハ移替装置

Info

Publication number: JPH03108352A
Application number: JP1245105A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kajiwara; 梶原　久之; Shingi Toyoda; 親義豊田
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-05-08

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、ウェハ移替技術に関し、特に、異種の搬送治
具に収納されたウェハの移し替え作業に適用して効果の
ある技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体集積回路装置の製造工程においては、
周知のフォトリングラフィ技術によって複数の半導体集
積回路素子が一括して形成されるシリコンなどからなる
半導体基板すなわちウェハを、成膜工程や洗浄工程など
の間を移動させるに際して、取り扱いを簡便にするなど
の観点から、複数枚のウェハを一括して収納するウェハ
カセットが使用されることが一般に行われている。

なお、従来のウェハカセットに関する文献としては、株
式会社マーコム・インターナショナル、昭和６４年１月
発行ｒｓｅｍｉｃｏｎ　　ＮＥＷＳ１９８１．１ＪＰ１
００がある。

すなわち、当該文献では、所定の形状および材質の一種
類のウェハカセットと熱処理工程に用いられる石英ボー
トとの間におけるウェハの移し替え作業を自動的に行う
自動移替装置について述べられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、半導体集積回路装置の製造プロセスは各工程
毎に温度などの環境条件が異なるため、たとえば、拡散
／化学気相成長などの熱処理工程前には樹脂製のウェハ
カセットが用いられ、熱処理工程後には石英製のウェハ
カセットが用いられるなどのように、材質や外形寸法、
さらには収納されるウェハの傾斜角度などが異なる異種
のウェハカセットを適宜使い分けることが行われている
。

このため、前記の文献に示される従来技術のように特定
の一種のウェハカセットに対応してウェハの移し替えを
行う自動移替装置を構築したのでは、異種のウェハカセ
ット毎に専用の自動移替装置が必要となり、ウェハの移
し替え工程における稼働コストが高くなるという問題が
ある。

また、装置の切替などに作業者が介在することになり、
製品不良の一因となる塵埃の発生量が増大するという問
題もある。

そこで、本発明の目的は、−台で複数種の搬送治具に対
するウェハの移し替え作業を遂行することで、ウェハの
移し替え工程における稼働コストを低減することが可能
なウェハ移替装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ウェハ移替作業の自動化を可能に
して、作業者の介在に起因する塵埃の発生を防止し、ウ
ェハに対する塵埃の付着に起因する製品不良の発生を防
止することが可能なウェハ移替装置を提供することにあ
る。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本顆に右いて開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になるウェハ移替装置は、互いに種類
の異なる第１および第２の搬送治具をそれぞれ支持する
第１および第２の受台と、この第１および第２の受台の
中央部に、当該第１および第２の受台に共通に設けられ
、複数のウェハの第１または第２の搬送治具に対する取
り出しおよび収納動作の少なくとも一方を行うウェハホ
ルダと、第１および第２の受台にそれぞれ載置される第
１および第２の搬送治具のウェハホルダに対する位置決
め動作を行う位置決め機構とで構成されるものである。

〔作用〕

上記した本発明のウェハ移替装置によれば、中央部に共
通のウェハホルダが位置するように設けられた第１およ
び第２の受台の各々に、対応する異種の第１および第２
の搬送治具を載置させ、たとえば第１および′Ｍ２の受
台の各々に設けられる傾斜角度調整機構によって第１お
よび第２の搬送治具におけるウェハの収納傾斜角度に応
じて第１または第２の受台のウェハホルダに対する傾斜
角度を調整することにより、当該第１または第２の搬送
治具に対するウェハの収納や取り出し動作を一台の装置
で行うことが可能となり、異種の第１および第２の搬送
治具の各々毎に、個別にウェハ移替装置を重複して用意
する必要がなくなり、ウェハの移し替え工程における稼
働コストを低減することができる。

また、異種の搬送治具毎に、作業者の介入によるウェハ
移替装置を切り替え作業が不要になり、ウェハ移替作業
の自動化が容易に可能になるので、作業者に起因する塵
埃の発生がなくなり、ウェハに対する塵埃の付着による
製品不良を低減できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例であるウ
ェハ移替装置の一例について詳細に説明する。

第１図は、本実施例のウェハ移替装置の構成の一例を示
す斜視図である。

筐体１の中央部には、上面に後述の複数のウェハＷを保
持する複数の保持溝２ａが刻設されたウェハホルダ２が
、図示しない駆動機構によって上下動自在に設けられて
いる。

筺体１の上には、ウェハホルダ２を取り囲むように配置
された複数の支持部材３ａおよびストッパ３０などを備
えた受台３　（第１の受台）が設けられている。

各々の支持部材３ａの先端部は、中央部に位置するウェ
ハホルダ２の側面にテーパ部３ｂが形成されており、第
２図に示されるような、樹脂製ウェハカセット４　（第
１の搬送治具）または樹脂製ウニへカセット５　（第１
の搬送治具）が前後方向に、ストッパ３Ｃに当接する位
置まで移動可能に載置される構造となっている。

なお、第２図では、図示の便宜上、奥側に樹脂製ウェハ
カセット４０半分が、また手前側に樹脂製ウェハカセッ
ト５０半分が図示されている。

すなわち、第２図に示されるように、受台３に載置され
る樹脂製ウェハカセツ）４（５）は、互いに対向する側
壁部４ａ（側壁部５ａ）に、縦方向に複数対の保持溝４
ｂ（保持溝５ｂ）が刻設されいる。

互いに対をなす複数の保持溝４ｂ（５ｂ）は、配列方向
の同一側に所定の傾斜角度θ１だけ傾斜している。

側壁部４ａ（５ａ）の下端部は、下側に向かって幅寸法
が減縮するようにテーパ部４ｃ（テーパ部５ｃ）が形成
されており、当該側壁部４ａ（５ａ）に刻設された保持
溝４ｂ（５ｂ）の下端部側は、このテーパ部４ｃ（５ｃ
）の位置で閉じている。

これにより、複数対の保持溝４ｂ（５ｂ）の各々の内部
に、複数枚のウェハＷが個別に上下方向に移動自在に保
持されるとともに、複数対の保持溝４ｂ（５ｂ）の傾斜
角度θｌによって、ウェハＷの姿勢が一方向に傾斜した
状態で安定することにより、搬送中における個々のウェ
ハＷの揺動に起因する損傷の発生が防止されている。

また、樹脂製ウェハカセット４　　（５）の下面は開放
されており、当該樹脂製ウェハカセット４　（５）に保
持される複数のウェハＷの下側が外部に露出されるとと
もに、後述のような移し替え動作におけるウェハホルダ
２への出入りを可能にしている。

また、受台３の全体は、傾斜角度調整機構３ｄ（第１の
傾斜角度調整機構）に支持されており、ウェハホルダ２
に対する樹脂製ウェハカセット４（５）の、ウェハＷの
配列方向を含む平面内における傾斜角度を任意の値に制
御する構造となっている。

この場合、受台３の内側には、ウェハホルダ２がほぼ中
央に位置するように配置された支持部材６ａおよび支持
部材６ｂと、支持部材６ａに突設されたストッパ６Ｃと
を備えた受台６〈第２の受台）が配置されており、！３
図に示されるように、前記樹脂製ウェハカセッ）４（５
）とは外形寸法や形状が異なる異種の石英製ウェハカセ
ット７が前後方向に、ストッパ６Ｃに当接する位置まで
移動可能に載置される構造となっている。

すなわち、石英製ウニへカセット７は、同図に示される
ように、石英からなる複数の棒状部材７ａを加熱融合さ
せて組み合わせることによって、下側に幅寸法が漸減す
るテーバをなす逆台形の外観を呈する枠構造をなしてい
る。

逆台形をなす枠構造の、上辺を構成する一対の棒状部材
７ａの対向面には、複数対の保持溝７ｂが刻設されてお
り、その各々に複数のウェハＷが保持されるものである
。

この場合も、複数対の保持ａ７ｂは、配列方向の一方に
所定の傾斜角度θ２をなしており、前述の樹脂製ウェハ
カセッ）４（５）の場合と同様に、搬送中におけるウェ
ハＷの揺動に起因する損傷が防止されるようになってい
る。

また、受台６は、下側から、傾斜角度調整機構６ｄ（第
２の傾斜角度調整機構）によって支持されており、ウェ
ハホルダ２に対する石英製ウェハカセット７の、ウェハ
Ｗの配列方向を含む平面内における傾斜角度を任意の値
に制御する構造となっている。

筐体１において、前述のように複数の受台３右よび受台
６の一側面には、エアシリンダ８ａと、このエアシリン
ダ８ａによって駆動されるブツシャ８ｂと、このブツシ
ャ８ｂに係止され、前記樹脂製ウェハカセッ）４　（５
）または前記石英製ウェハカセット７の側面部に当接す
る位置に配置された複数の当接片８Ｃおよび当接片８ｄ
などからなる位置決め機構８が設けられている。

そして、受台３または受台６に一旦載置された樹脂製ウ
ェハカセッ）４　　（５）または前記石英製ウェハカセ
ット７の側面部を押圧して、当該受台３のストッパ３ｃ
または、当該受台６のストッパ６Ｃに当接する位置まで
、樹脂製ウェハカセット４（５）または、石英製ウェハ
カセット７を変位さ〜０とにより・当該樹脂製つ・バカ
ゞ・ト４（５）または石英製ウェハカセット７が、前記
ウェハホルダ２の直上部の所定の位置に位置決めされる
ものである。

なお、受台３および受台６のストッパ３Ｃおよびストッ
パ６Ｃの側には、樹脂製ウェハカセット４　（５）また
は石英製ウェハカセット７の位置を検出する位置センサ
９が設けられている。

すなわち、この位置センサ９は、支持アーム９ａに変位
自在に係止され、樹脂製ウェノ＼カセット４　（５）ま
たは石英製ウェハカセット７が前記ストッパ３Ｃまたは
ストッパ６Ｃに当接する位置にきた状態で、当該樹脂製
ウェハカセッｌ−４（５）または石英製ウェハカセット
７に当接して変位する可動片９ｂと、この可動片９ｂの
前記変位を検知するフォトカプラ９Ｃなとで構成されて
いる。

前記傾斜角度調整機構３ｄおよび傾斜角度調整機構５ｄ
、さらにはウェハホルダ２および位置決め機構８は、マ
イクロプロセッサなどからなる制御部１０によって動作
が制御されており、この制前述のような情報を帰還する
ことにより、位置決め機構８による位置決め動作や傾斜
角度の調整動作などが的確に行われるものである。

以下、本実施例のウェハ移替装置の作用について説明す
る。

まず、傾斜角度調整機構３ｄを作動させることによって
、到来する樹脂製ウェハカセット４（５）の保持溝４ｂ
の傾斜角度θ１に応じて、受台３の傾斜角度を設定する
。

その後、図示しない搬送機構によって、樹脂製ウェハカ
セッ）４（５）が、当該樹脂製ウェハカセット４　（５
）の側壁部のテーパ部５ｃ（５ｃ）が受台３の支持部材
３ａのテーパ部３ｂに入り込むように載置される。

この時、樹脂製ウエハカセッ）４（５）に保持されてい
る複数のウェハＷは、前述の傾斜角度の設定によりほぼ
鉛直な姿勢になっている。

その後、位置決め機構８のブツシャ８ｂを作動させるこ
とにより、当該ブツシャ８ｂに係止されている当接片８
Ｃが樹脂製ウェハカセット４（５）の側面を押圧し、当
該樹脂製ウェハカセット４（５）は、ストッパ３ｃに突
き当たる位置まで移動して停止する。

この時、樹脂製ウェハカセッ）　４　　（５）　（７］
１１１面が位置センサ９の可動片９ｂを変位させ、変位
した可動片がフォトカプラ９ｃの図示しない光路を遮断
する。これにより、樹脂製ウェハカセット４（５）が、
受台３の所定の位置、すなわちウェハホルダ２の直上部
に位置決めされたことが検出され、制御部ｌＯに報知さ
れる。

これを契機として、制御部１０は、ウェハホルダ２を上
昇させる。

この時、ウェハホルダ２に刻設されている複数の保持溝
２ａに対して、複数のウェハＷの各々の下端部が嵌合し
て保持され、ウェハホルダ２は、複数のウェハＷのすべ
てを保持した状態で所定の高さに上昇する。

特に図示しないが、受台３の上方には、中間バし替えら
れる。

その後、当該中間バッファに保持された複数のウェハＷ
は、図示しないロボットなどによって、たとえば、長尺
の石英ボートなどにさらに移し替えられ、所定の熱処理
装置の内部に装填される。

また、上述の一例の操作を逆に行うことにより、樹脂製
ウェハカセット４　（５）に対するウェハＷの収納動作
が行われる。

一方、前述のような樹脂製ウェハカセット４　（５）と
は、外形寸法などが全く異なる石英製ウェハカセット７
が到来する場合には、同様に、まず、傾斜角度調整機構
６ｄを作動させることによって、受台６の傾斜角度を当
該石英製ウェハカセット７における保持溝７ｂの傾斜角
度に対応した値に設定する。

その後、図示しない搬送機構によって石英製ウェハカセ
ット７は、受台６の支持部材６ａおよび６ｂの上に一旦
載置される。

その後、位置決め機構８のブツシャ８ｂを作動させ、当
該ブツシャ８ｂに係止されている当接片８ｄによって石
英製ウェハカセット７をストッパ６Ｃの側に押圧し、こ
れにより石英製ウェハカセット７は、当該ストッパ６ｃ
に当接した位置で停止する。

この時、位置センサ９によって石英製ウェハカセット７
が所定の位置に位置決めされたことが検知され、制御部
１０に報知される。

これを契機として、前述の樹脂製ウェハカセッ）４　（
５）の場合と同様して、ウェハホルダ２を作動させるこ
とにより、石英製ウェハカセット７に保持されている複
数のウェハＷの中間バッファへの移し替えが行われる。

このように、本実施例のウェハ移替装置によれば、−台
で、外形寸法などが異なる樹脂製ウェハカセット４　（
５）や石英製ウェハカセット７に対する複数のウェハＷ
の移し替え作業を遂行することができる。

このため、各種のウェハカセット毎に、ウェハ移替装置
を用意する必要がなくなるとともに、装置の設置に要す
る床面積の低減が可能となり、ウェハＷの移し替え工程
における稼働コストの大幅な削減が実現する。

また、異種のウェハカセット毎に、作業者の介入による
ウェハ移替装置を切り替え作業などが不要になり、ウェ
ハ移替作業の自動化が容易に可能になるので、主たる窒
埃の発生源である作業者からの塵埃の発生がなくなり、
ウェハに対する塵埃の付着による製品不良を低減できる
。

この結果、半導体集積回路装置の製造プロセスにおける
生産性の向上、さらには製品原価の低減に寄与すること
ができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、ウェハカセットが載置される受台の構造とし
ては前記実施例に例示されたものに限らず、他の構成で
あっても良いことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になるウェハ移替装置によれば、互い
に種類の異なる第１および第２の搬送治具をそれぞれ支
持する第１および第２の受台と、この第１および第２の
受台の中央部に、当該第１および第２の受台に共通に設
けられ、複数のウェハの前記第１または第２の搬送治具
に対する取り出しおよび収納動作の少なくとも一方を行
うウェハホルダと、前記第１および第２の受台にそれぞ
れ載置される前記第１および第２の搬送治具の前記ウェ
ハホルダに対する位置決め動作を行う位置決め機構とか
らなるので、中央部に共通のウェハホルダが位置するよ
うに設けられた第１および第２の受台の各々に、対応す
る異種の第１および第２の搬送治具を載置させ、たとえ
ば第１および第２の受台の各々に設けられる傾斜角度調
整機構によって第１および第２の搬送治具におけるウェ
ハの収納傾斜角度に応じて第１または第２の受台のウェ
ハホルダに対する傾斜角度を調整することにより、当該
第１または第２の搬送治具に対するウェハの収納や取り
出し動作を一台の装置で行うことが可能となり、異種の
第１および第２の搬送治具の各々毎に、個別にウェハ移
替装置を重複して用意する必要が無くなり、ウェハの移
し替え工程における稼働コストを低減することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本実施例のウェハ移替装置の構成の一例を示
す斜視図、第２図は、その稼働状態の一例を示す斜視図、第３図は
、同じくその稼働状態の一例を示す斜視図である。ｌ・・・筐体、２・・・ウェハホルダ、２ａ・・・保持
溝、３・・・受台、３ａ・・・支持部材、３ｂ・・・テ
ーパ部、３Ｃ・・・ストツバ、３ｄ・・・傾斜角度調整
機構（第１の傾斜角度調整機構）、４・・・樹脂製ウェ
ハカセット（第１の搬送治具）、４ａ・・・側壁部、４
ｂ・・・保持溝、４Ｃ・・・テーパ部、５・・・樹脂製
ウェハカセット（第１の搬送治具）、５ａ・・・側壁部
、５ｂ・・・保持溝、５Ｃ・・・テーパ部、６・・・受
台（第２の受台）、６ａ・・・支持部材、６ｂ・・・支
持部材、６Ｃ・・・ストッパ、６ｄ・・・傾斜角度調整
機構（第２の傾斜角度調整機構）、７・・・石英製ウェ
ハカセット、７ａ・・・棒状部材、７ｂ・・・保持溝、
８・・・位置決め機構、８ａ・・・エアシリンダ、８ｂ
・・・ブツシャ、８Ｃ・・・当接片、８ｄ・・・当接片
、９・・・位置センサ、９ａ・・・支持アーム、９ｂ・
・・可動片、９Ｃ・・・フォトカプラ、１０・・・制御
部、Ｗ・・・ウェハ　θ１・・・樹脂製ウェハカセット
における保持溝の傾斜角度、θ２・・・石英製ウェハカ
セットの保持溝の傾斜角度。

Claims

【特許請求の範囲】１、互いに種類の異なる第１および第２の搬送治具をそ
れぞれ支持する第１および第２の受台と、この第１およ
び第２の受台の中央部に、当該第１および第２の受台に
共通に設けられ、複数のウェハの前記第１または第２の
搬送治具に対する取り出しおよび収納動作の少なくとも
一方を行うウェハホルダと、前記第１および第２の受台
にそれぞれ載置される前記第１および第２の搬送治具の
前記ウェハホルダに対する位置決め動作を行う位置決め
機構とからなるウェハ移替装置。２、前記第１および第２の受台の各々には、当該第１お
よび第２の受台の前記ウェハホルダに対する傾斜角度を
調整する第１および第２の傾斜角度調整機構がそれぞれ
設けられていることを特徴とするウェハ移替装置。３、前記第１および第２の受台の周辺部には、当該第１
および第２の受台に載置される前記第１および第２の搬
送治具の位置を検出する位置検出機構が設けられ、当該
位置検出機構から得られる前記第１および第２の搬送治
具の位置情報を前記位置決め機構に帰還することにより
、当該第１および第２の搬送治具の位置決め動作が自動
的に行われるようにした請求項１または２記載のウェハ
移替装置。