JPH03116731A - 半導体ウエハ用移送装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造工程において半導体ウェハを
立てた状態で処理槽内に移送する半導体ウェハ用移送装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、半導体ウェハ（以下単にウェハという。）にウェ
ットエツチング等のウェット処理を施す際には、ウェハ
は複数枚重てた状態で処理槽内に移送されていた。これ
を第５図ないし第７図（ａ）、（ｂ）によって説明する
。

第５図ないし第７図（ａ）　、　（ｂ）は例えば特開昭
６３−１８４３５０号公報に開示された従来のウェハ搬
送処理装置を示す図で、第５図は斜視図、第６図は側断
面図、第７図（ａ）はウェハがウェハ処理槽に移載され
た状態を示す断面図、第７図（ｂ）はウェハがウェハ処
理槽内を下陣されている状態を示す断面図である。これ
らの図において、１はウェハ、２はこのウェハｌにエツ
チング処理等のウェット処理を施すためのウェハ処理槽
である。このウェハ処理槽２は上方に開口されて形成さ
れており、その内側側面にはウェハ１の外周縁部が挿入
されてウェハ１が傾斜されるのを阻止するためのガイド
溝２ａが形成されている。このガイド溝２ａは断面Ｖ字
状に形成されかつ上下に縦長に形成されており、ウェハ
処理槽２の内側側部に複数並設されている。前記ウェハ
処理槽２は通常、横方向に複数並設されて使用され、各
ウェハ処理槽へのウェハの搬送は後述するウェハ搬送用
ホルダーによって行われている。３はウェハ１を立てた
状態で複数枚保持し、ウェハ処理槽間を搬送するための
一対のウェハ搬送用ホルダーで、このウェハ搬送用ホル
ダー３のそれぞれの対向面にはウェハ１の外周縁部が挿
入されるガイド溝３ａが形成されている。

このガイド溝３ａは前記ウェハ処理槽２のガイド溝２ａ
と同形状かつ同一ピッチをもって各ウェハ搬送用ホルダ
ー３に複数並設されている。また、これらのウェハ搬送
用ホルダー３は各々回転式チャックアーム４にロッド５
を介して連結され、この回転式チャックアーム４によっ
てロッド５の軸線を回転中心として回動されるように構
成されている。

このウェハ搬送用ホルダー３によってウェハｌを保持す
るには、第７図（ａ）に示すように、回転式チャックア
ーム４によって各ウェハ搬送用ホルダー３を鉛直方向に
対して１０°〜８０°回動させ、正面視逆ハの字状にし
て行われる。すなわち、この状態では両ウェハ搬送用ホ
ルダー３どうしの下側の間隔が上側のそれよりも狭まる
こととなり、ウェハ１はガイド溝りａ内に立てた状態で
支持されることとなる。６は前記ウェハ搬送用ホルダー
３を昇降させると共に、ウェハ処理槽２に隣接された他
のウェハ処理槽（図示せず）へ移動させるための移動ア
ームで、この移動アーム６は前記回転式チャックアーム
４に連結された昇降部材６ａと、この昇降部材６ａを昇
降させる本体６ｂとから構成され、この本体６ｂは、ウ
ェハ処理槽２の並設方向に延在された搬送用ロード７に
移動自在に設けられている。すなわち、前記ウェハ搬送
用ホルダー３は前記回転式チャックアーム４によって回
動されると共に、この移動アーム６によって昇降自在か
つウェハ処理槽２の並設方向に水平移動自在に設けられ
ることになる。８はウェハ１をウェハ処理槽２内に出し
入れするためのウェハリフトで、このウェハリフト８は
ウェハ処理槽２内に挿入されるウェハ支持部８ａと、こ
のウェハ支持部８ａを昇降させる本体８ｂとから構成さ
れており、前記ウェハ支持部８ａの水平部分にはウェハ
１の下側外周縁部が挿入されるガイド溝８ｃが形成され
ている。このガイド溝８ｃはウェハ処理槽２に形成され
たガイド溝２ａと等しい間隔をもって複数並設されてい
る。なお、このウェハリフト８は、複数並設されたウェ
ハ処理槽２にそれぞれ配設されている。９は前記回転式
チャックアーム４の回転動作、移動アーム６の昇降動作
および水平移動動作、ウェハリフト８の昇降動作をそれ
ぞれ制御するための制御装置である。

次にこのように構成された従来のウェハ搬送処理装置の
動作について説明する。先ず、ウェハｌをウェハ処理槽
２内に装着してウェット処理を施す手順について説明す
る。ウェハ１をウェハ処理槽２に搬送するには、予めウ
ェハ供給装置（図示せず）にウェハ搬送用ホルダー３を
移動させ、第７図（ａ）に示すように逆ハの字状（以下
、この状態をウェハ搬送用ホルダー３が閉じられた状態
という。）に回動されたウェハ搬送用ホルダー３にウェ
ハ１を保持させる。そして、移動アーム６によって前記
ウェハ搬送用ホルダー３をウェハ処理槽２上に水平移動
させ、ウェハ搬送用ホルダー３の底部がウェハ処理槽２
の上部に近接されるまでウェハ搬送用ホルダー３を下降
させる。この際、ウェハ搬送用ホルダー３のガイド溝３
ａとウェハ処理槽２のガイド溝２ａとがそれぞれ対応さ
れるようにウェハ搬送用ホルダー３が位置決めされる。

次いで、ウェハリフト８のウェハ支持部８ａを上昇させ
てそのガイド溝８ｃ内にウェハ１の下側外周縁部を臨ま
せ、このウェハ支持部８ａにウェハ１を対接させる。そ
して、ウェハ搬送用ホルダー３をガイド溝３ａの長手方
向が鉛直方向を指向するように（回動角度が０″に達す
るまで）ゆっくりと回動させる。以下、この状態をウェ
ハ搬送用ホルダー３が開いた状態という。ウェハ搬送用
ホルダー３が開かれた際には、ウェハ１の全重量がウエ
ハリフト８にかかり、ウェハリフト８のウェハ支持部８
ａによってウェハ１が支承されることとなる。この際、
ウェハ１はその外周縁部がウェハ搬送用ホルダー３のガ
イド溝りａ内に挿入された状態であるために、倒れるこ
となく立てられた状態が維持される。しかる後、第７図
（ｂ）に示すように、ウェハリフト８のウェハ支持部８
ａを下降させ、ウェハ１を処理槽２内に導く。この際、
ウェハ処理槽２のガイド溝２ａとウェハ搬送用ホルダー
３のガイド溝３ａとが同一線上に位置しているために、
ウェハ１は倒れることなくウェハ処理槽２内に導入され
る。

このようにしてウェハ処理槽２内でウェット処理を施す
ことができる。ウェット処理後、ウェハリフト８を上昇
動作させる。この際、ウェハ搬送用ホルダー３を予めウ
ェハ処理槽２上の定位置に配置させて開いた状態にして
停止させておく。ウェハリフト８のウェハ支持部８ａが
上昇されるにつれてウェハ１はウェハ処理槽２からウェ
ハ搬送用ホルダー３へ移される。ウェハ支持部８８が所
定位置まで（ウェハ１が完全にウェハ搬送用ホルダー３
間に挿入されるまで）上昇された後、ウェハ搬送用ホル
ダー３を閉じ、ウェハ１をこのウェハ搬送用ホルダー３
によって保持させる。そして、このウェハ１を他のウェ
ハ処理槽に搬送するには、移動アーム６によってウェハ
搬送用ホルダー３を一旦上昇させ、引き続きロード７に
沿って他のウェハ処理槽上まで水平移動させて行われる
。他のウェハ処理槽で上記と同じ動作を繰り返すことに
よって、ウェハ１は複数個のウェハ処理槽に搬送されて
次々とウェット処理されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、このように構成された従来のウェハ搬送処理
装置においては、ウェハ処理槽２の内側側面にウェハ１
を立てた状態で支持するためのガイド溝２ａが形成され
ているために、ウェハ処理槽２内を広く設定することが
できない。このため、例えばウェハ処理槽２内でウェッ
ト洗浄を実施する場合に使用する超音波振動子等は装着
することができなかった。超音波振動子を使用せずにウ
ェット洗浄を行なうと、洗浄能率を向上させるにも限度
があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る半導体ウェハ用移送装置は、半導体ウェハ
の外周縁部が挿入される縦溝が対向面側に複数並設され
、半導体ウェハを立てた状態で複数枚保持する一対の搬
送用ホルダーと、前記搬送用ホルダーをウェハ処理槽の
上方で水平移動させる搬送装置と、ウェハ処理槽に対し
て昇降自在に設けられ、半導体ウェハをウェハ処理槽内
に出し入れするウェハリフトとを備え、前記ウェハリフ
トは、半導体ウェハを支承する支持部材が水平に少なく
とも３本設けられ、かつこれらの支持部材には、半導体
ウェハの下側外周縁部が挿入され半導体ウェハを立てた
状態で支持する断面Ｖ字状の溝が前記搬送用ホルダーの
縦溝の間隔と等しい間隔をもって複数並設されているも
のである。

〔作　用〕

半導体ウェハはウェハリフトの支持部材のみによって立
てられた状態でウェハ処理槽内に出し入れされるから、
ウェハ処理槽内を広く設定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図（ａ）〜
（ｄ）によって詳細に説明する。

第１図は本発明に係る半導体ウェハ用移載装置を示す斜
視図、第２図は同じく側断面図、第３図は要部を拡大し
て示す断面図、第４図（ａ）〜（ｄ）は動作を説明する
ための図で、同図（ａ）はウェハがウェット処理されて
いる状態を示す断面図、同図（ｂ）はウェハをウェハ処
理槽の上方に移動させた状態を示す断面図、同図（ｃ）
はウェハ搬送用ホルダーをウェハの下方に配置させた状
態を示す断面図、同図（ｄ）はウェハがウェハ搬送用ホ
ルダーに保持された状態を示す断面図である。これらの
図において前記第５図ないし第７図で説明したものと同
一もしくは同等部材については同一符号を付し、ここに
おいて詳細な説明は省略する。第１図ないし第４図にお
いて、１１はウェハ１をウェット処理するためのウェハ
処理槽で、このウェハ処理槽１１は、上方に開口されか
つその内方にはウエット洗浄用の超音波振動子（図示せ
ず）が配設されており、このウェハ処理槽１１と同等の
他のウェハ処理槽（図示せず）が横方向に複数並設され
ている。１２はウェハ搬送用ホルダー３を前記ウェハ処
理槽１１から他のウェハ処理槽等へ移動させるための回
転チャック付き移動アームで、この回転チャック付き移
動アーム１２は、ウェハ搬送用ホルダー３に一体的に取
付けられたロッド１３と、このロッド１３をその長手方
向を軸として回動させる本体１４とから構成されており
、この本体１４は、各ウェハ処理槽の並設方向に沿って
延在されたロード７に水平移動自在に設けられている。

すなわち、この回転チャック付き移動アームＩ２によっ
て、ウェハ搬送用ホルダー３が回動（開閉動作）される
と共に、ウェハ処理槽１１上を各ウェハ処理槽の並設方
向に沿って水平移動されることになる。１５はウェハ１
をウェハ処理槽１１内に出し入れするためのウェハリフ
トで、このウェハリフト１５はウェハ処理槽１１内に水
平状態を維持したまま出し入れされる３本のウェハ支持
棒１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃと、このウェハ支持棒１
５ａ、　１５ｂ、　１５ｃを昇降させる本体１５ｄとか
ら構成されており、前記各ウェハ支持棒１５ａ、　１５
ｂ。

１５ｃにはウェハ１の下側外周縁部が挿入される深溝１
５ｅが形成されている。この深溝１５ｅは第３図に示す
ように、断面Ｖ字状に形成されており、ウェハ搬送用ホ
ルダー３に形成されたガイド溝３ａと等しい間隔をもっ
て複数並設されている。また、前記ウェハ支持棒１５ａ
、　１５ｂ、　１５ｃは中央のものと両側のものとでは
取付は位置が上下に異なり、中央の支持棒１５ａよりも
両側の支持棒１５ｂ、　１５ｃが上方に配置されており
、ウェハ搬送用ホルダー３とのウェハ１の授受を行なう
際にウェハ搬送用ホルダー３が回動されてもこれに接触
されない範囲、換言すればウェハ１の中心点から鉛直方
向に±４５’の範囲に配置されている。すなわち、これ
らの支持棒１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃのそれぞれの深
溝１５ｅにウェハ１を挿入すると、ウェハ１はその外周
縁部が各深溝１５ｅの最奥部分に挿入され、この支持棒
１５ａ、１５ｂ、１５ｃによって３点支持されることに
なる。３点支持とすることで、ウェハ１がその主面に対
して左右方向に振れたり、上下方向に傾斜したりするこ
とを防ぐことができる。これらの支持棒１５ａ、１５ｂ
、１５ｃの位置関係はウェハ１の外径に従って設定され
、ウェハ１に直径が５インチ（約１２５　ｍ）のものを
使用した場合には、両側の支持棒１５ｂ、　１５ｃにお
けるウェハ１を支持する支持点を中央の支持棒１５ａの
それより１５ｍ以上上側に配置させるのが望ましい。上
側の支持点を下側の支持点より１５１１１上方に配置さ
せた際には、両側の支持棒１５ｂ、　１５ｃにおける支
持点どうしの間隔は約１０８　ｍになる。

また、支持棒−１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃの深溝１５
ｃの間隔を約４．８　ｖａとした場合には、この支持棒
１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃ上にウェハ１を複数支持さ
せても各ウェハ１どうしが接触されるようなことを防ぐ
ことができた。

なお、このウェハリフト１５は、複数並設されたウェハ
処理槽１１にそれぞれ配設されている。なお、１６は前
記回転チャック付き移動アーム１２および前記ウェハリ
フト１５の動作をそれぞれ制御するための制御装置であ
る。

次に、本発明に係る半導体ウェハ用移送装置の動作につ
いて説明する。先ず、ウェハ１をウェハ処理槽１１内に
挿入してウェット処理を施す手順について説明する。ウ
ェハ１をウェハ処理槽１１に搬送するには、予めウェハ
供給装置（図示せず）にウェハ搬送用ホルダー３を移動
させ、ウェハ搬送用ホルダー３を閉じることによって、
ウェハ１をこのウェハ搬送用ホルダー３に保持させる。

そして、第４図（ｄ）に示すように、回転チャック付き
移動アーム１２を作動させて前記ウェハ搬送用ホルダー
３をウェハ処理槽１１上にロード７に沿って水平移動さ
せる。この際、ウェハ搬送用ホルダー３はウェハ処理槽
１１上にその回動動作が容易に実施できる位置に位置決
めされる。次いで、ウェハリフト１５を作動させてウェ
ハ支持棒１５ａ、　１５ｂ＋　１５ｃを上昇させ、深溝
１５ｅ内にウェハ１の下側外周縁部を挿入させる。この
際、ウェハ支持棒１５ａ、　ｔ５ｂ、　１５Ｃの深溝１
５ｅとウェハ搬送用ホルダー３のガイド溝３ａとはそれ
ぞれ同一ピッチをもって形成されているために、ウェハ
１の下側外周縁部は確実に深溝１５ｅ内に挿入されるこ
とになる。そして、この状態でウェハ搬送用ホルダー３
を開き、ウェハ１をウェハ支持棒１５ａ、　１５ｂ、　
１５ｃによって支持させる。

しかる後、第４図（ａ）に示すように、ウェハ支持棒１
５ａ、　１５ｂ、　１５ｃを下降させ、ウェハ１をウェ
ハ処理槽１１内に導いてウェット処理を施す。このよう
にしてウェハ処理槽１１内でウェット処理されたウェハ
１を他のウェハ処理槽等へ搬送するには、先ず、第４図
（ｂ）に示すように、ウェハリフト１５を作動させてウ
ェハ支持棒１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃをウェハ搬送用
ホルダ−３設置予定位置よりも上方へ上昇させ、第４図
（ｃ）に示すように、前記ウェハ支持棒１５ａ、　１５
ｂ、　１５ｃの下方にウェハ搬送用ホルダー３を移動さ
せる。この際、ウェハ搬送用ホルダー３は予め開いた状
態にしておく。そして、ウェハ支持棒１５ａ、　１５ｂ
、　１５ｃを下降させ、ウェハ１の外周縁部をウェハ搬
送用ホルダー３のガイド溝りａ内に挿入させる。この際
、ウェハ１においては、ウェハ支持棒１５ａ、　１５ｂ
、　１５ｃに支持されている側からウェハ搬送用ホルダ
ー３のガイド溝３ａに挿入されることになるから、僅か
に傾いた状態でウェハ支持棒１５ａ、　１５ｂ、　１５
ｃに支持されていたとしても、所定のガイド溝３ａ以外
のガイド溝に誤って挿入されて移し替えミスが生じるよ
うなことはない。このようにして各ウェハ１をウェハ搬
送用ホルダー３の各ガイド溝３ａに挿入させた後、ウェ
ハリフト１５をウェハ１の移し替えに最適な位置で停止
させ、第４図（ｄ）に示すように、ウェハ搬送用ホルダ
ー３を閉じ、これによってウェハ１を保持させる。その
後ウェハ支持棒１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃは、ウェハ
搬送用ホルダー３の水平移動を干渉しない位置まで下降
されて停止される。また、前記ウェハ１を他のウェハ処
理槽に搬送するには、回転チャック付き移動アーム１２
によってウェハ搬送用ホルダー３をロード７に沿って他
のウェハ処理槽上まで水平移動させて行われる。他のウ
ェハ処理槽で上記と同じ動作を繰り返すことによって、
ウェハｌは複数個のウェハ処理槽に搬送されて次々とウ
ェット処理されることになる。

なお、本実施例ではウェハ支持棒１５ａ＋　１５ｂ＋　
１５ｃを３本とした例を示したが、ウェハ支持棒は３本
以上であれば何本でもよく、本実施例と同様の効果が得
られる。また、本実施例では、ウェット洗浄装置等のウ
ェット処理装置に本発明の半導体ウェハ移送装置を採用
した例を示したが、本発明はこのような限定にとられれ
ることなく、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ
）の飽和蒸気中でウェハを乾燥させるウェハ乾燥装置に
適用することもできる。従来のこの種のウェハ乾燥装置
においては、テフロンカセットに収納されたウェハをＩ
ＰＡ蒸気中に導入して乾燥させる構造であり、ＩＰＡ蒸
気はテフロンカセットでほとんどが消費されてしまうた
めにＩＰＡの消費量は非常に多いものであった。このウ
ェハ乾燥装置に本発明のウェハ移送装置を適用すると、
ＩＰＡ蒸気はほとんどがウェハで消費されることとなる
ため、ＩＰＡの消費量を低く抑えることができるという
二次的な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の半導体ウェハ用移送装置は
、半導体ウェハの外周縁部が挿入される縦溝が対向面側
に複数並設され、半導体ウェハを立てた状態で複数枚保
持する一対の搬送用ホルダーと、前記搬送用ホルダーを
ウェハ処理槽の上方で水平移動させる搬送装置と、ウェ
ハ処理槽に対して昇降自在に設けられ、半導体ウェハを
ウェハ処理槽内に出し入れするウェハリフトとを備え、
前記ウェハリフトは、半導体ウェハを支承する支持部材
が水平に少なくとも３本設けられ、かつこれらの支持部
材には、半導体ウェハの下側外周縁部が挿入され半導体
ウェハを立てた状態で支持する断面Ｖ字状の溝が前記搬
送用ホルダーの縦溝の間隔と等しい間隔をもって複数並
設されているため、半導体ウェハはウェハリフトの支持
部材のみによって立てられた状態でウェハ処理槽内に出
し入れされるから、ウェハ処理槽内を広く設定すること
ができる。したがって、ウェハ処理槽内にウェット処理
プロセスで必要とされる部材、例えば、洗浄用の超音波
振動子等を構造の制約を受けることな（自由に装着する
ことができるから、ウェット処理装置等の性能を高める
ことができ、高品質な半導体装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体ウェハ用移載装置を示す斜
視図、第２図は同じく側断面図、第３図は要部を拡大し
て示す断面図、第４図（ａ）〜（ｄ）は動作を説明する
ための図で、同図（ａ）はウェハがウェット処理されて
いる状態を示す断面図、同図（ｂ）はウェハをウェハ処
理槽の上方に移動させた状態を示す断面図、同図（ｃ）
はウェハ搬送用ホルダーをウェハの下方に配置させた状
態を示す断面図、同図（ｄ）はウェハがウェハ搬送用ホ
ルダーに保持された状態を示す断面図である。第５図は
従来のウェハ搬送処理装置を示す斜視図、第６図は従来
のウェハ搬送処理装置を示す側断面図、第７図（ａ）は
従来のウェハ搬送処理装置によってウェハがウェハ処理
槽に移載された状態を示す断面図、第７図（ｂ）は同じ
くウェハがウェハ処理槽内を下降されている状態を示す
断面図である。 １・・・・ウェハ、３・・・・ウェハ搬送用ホルダー３
ａ・・・・ガイド溝、１１・・・・ウェハ処理槽、１２
・・・・回転チャック付き移動アーム、 １５・・・・ウェハリフト、 １５ａ、　１５ｂ、１５ｃ ・・・・ウェハ支持棒、 １５ｅ・・・・深溝。 代 理 人 大 石 増 雄 第１ 図 １　； クエへ １１ニウム八Ｘり理」童 １２；固執チャフ２イすシタｈ７−へ １５；りＬへソ７）− １５ａ　、＋５ｂ、　１５ｃ　；つＬ／Ｘ支崎井第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ウェハの外周縁部が挿入される縦溝が対向面側に
   複数並設され、半導体ウェハを立てた状態で複数枚保持
   する一対の搬送用ホルダーと、前記搬送用ホルダーをウ
   ェハ処理槽の上方で水平移動させる搬送装置と、ウェハ
   処理槽に対して昇降自在に設けられ、半導体ウェハをウ
   ェハ処理槽内に出し入れするウェハリフトとを備え、前
   記ウェハリフトは、半導体ウェハを支承する支持部材が
   水平に少なくとも３本設けられ、かつこれらの支持部材
   には、半導体ウェハの下側外周縁部が挿入され半導体ウ
   ェハを立てた状態で支持する断面Ｖ字状の溝が前記搬送
   用ホルダーの縦溝の間隔と等しい間隔をもって複数並設
   されていることを特徴とする半導体ウェハ用移送装置。