JPH0322058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［発明の属する技術分野］ 本発明は、例えばウエーハを含むウエーハを操
作するための方法に関する。

［従来技術の説明］ 半導体ウエーハの操作は種々の方法で行われて
きた。ウエーハを拾い上げるためには真空補助ハ
ンドラ（操作器）が使用されてきて、この場合ウ
エーハは真空出口へ吸引される。しかしながら、
この結果ウエーハはハンドラと接触をなし、これ
によりハンドラはウエーハに損傷を与えることに
なる。従つて真空式ハンドラは代表例では、集積
回路（または他のデバイス）が形成される側とは
反対側である裏側で、ウエーハを拾い上げるため
にのみ使用される。ウエーハを正面側から拾い上
げるために、加圧流体がウエーハの表面方向に吹
付けられて、表面を横切つて横方向の流れを形成
するところのベルヌーイ効果を利用することは既
知である。これは低圧領域を形成し、この領域が
ハンドラの近くのウエーハを保持する。しかしな
がら、ウエーハはなお横方向には自由に移動でき
るので、この運動はウエーハを包囲するハンドラ
上の突起を利用して阻止される。ウエーハを拾い
上げるためにベルヌーイ効果を利用し、次にウエ
ーハをハンドラに対して保持するために、ベルヌ
ーイ空気流れを停止する間に真空を形成すること
は既知である。例えば、米国特許第4566726号を
参照されたい。

しかしながら、ウエーハをその正面側から拾い
上げるだけでなく、炉または他の処理装置内へ挿
入するためのボート内に２枚のウエーハを背中合
わせにして装填可能なウエーハハンドラの適用例
がある。この場合に、隣接する溝内にウエーハを
有するボート内へ、これらのウエーハに接触する
ことなく入り込めるようにウエーハハンドラは十
分に薄くなければ成らない。底部及び側部を有す
るボート、又はカセツトへの装填、又はそれらか
らの取出しを容易にするために、ハンドラはウエ
ーハの半分より小なる部分を被覆するのが好まし
い。通常であれば円形であるウエーハの周縁に沿
つて設けられた直線部分の大小の「平坦部」の位
置に無関係に半導体ウエーハを拾い上げることが
可能であることが好ましい。

（発明の概要） ハンドラの広い表面内の開口を介して、ウエー
ハの表面の内部部分に向けて加圧流体が流動さ
れ、一方同時にウエーハの端縁付近に真空が形成
されるところのウエーハの操作方法がここに発明
された。真空は、ハンドラの広い表面に対し高く
形成された隆起部へウエーハ表面の周縁部分を保
持するのに十分なものである。加圧流体はウエー
ハ表面の内側部分がウエーハハンドラの広い表面
に接触することを防止する。ハンドラはウエーハ
の半分より小である部分を被覆するように寸法と
するがよく、好ましい実施例ではウエーハの1/4
より小である部分を被覆している。

（実施例の説明） 以下の詳細説明は、ウエーハを操作するための
改良方法に関する。第１図によると、ウエーハハ
ンドラ１００は、ロボツトアームへ又は手作業が
必要なときはハンドルへ取付けるための装着面１
０１を含む。ハンドラの広い表面１１２はウエー
ハ１１３の一部を被覆しているところが図示され
ている。広い表面は、ウエーハの周縁部分を、ハ
ンドラの広い表面から高く形成された隆起部１１
０と接触させて保持する真空を形成するための真
空ポート１０５，１０６を含む。圧力ポート１０
９は広い表面の内部に（すなわち真空ポートに比
較して隆起部からさらに遠く離れて）配置され
る。圧力ポート１０９は、ウエーハの表面上に衝
当する、代表例では高純度窒素ガスからなる加圧
流体流動と提供する。この流動はウエーハの表面
を押し、これによりウエーハ１１３の内部部分が
広い表面１１２と接触するのを防止する。圧力ポ
ート１０９は通路１０８を介して開口１０７と連
絡し、運転中、開口１０７は外部加圧流体源に接
続される。同様に真空ポート１０５，１０６はそ
れぞれ通路１０３，１０４を介して開口１０２と
連絡し、運転中、開口１０２は真空源に接続され
る。第２図は、第１図のハンドラを底面側から見
たところを示す。広い表面１１２を被覆するウエ
ーハを有する内方表面１１４が図示されている。

第３図には、付帯のウエーハを有するハンドラ
の第２図の線５−５による断面図が示される。番
号は第１図に示すものと同一の場所に対応する。
隆起部１１０は広い表面１１２から高く形成され
ることに注目されたい。運転中にウエーハの芯が
ハンドラに合わなかつたときにウエーハを破損さ
せる機会を減少するために、隆起部１１０と表面
１１４との間に滑らかな移行部を形成するように
任意ではあるがベベル形成領域１１１が含められ
る。図示のようにウエーハ１１３の周縁はポート
１０５，１０６からの真空により隆起部１１０に
吸引される。ウエーハと隆起部との間の接触は摩
擦力を形成し、この摩擦力は、ウエーハがハンド
ラに対し横方向位置、又は垂直方向位置のいずれ
かに移動しようとするときに、その横方向移動を
阻止する。さらにウエーハの内部部分は、圧力ポ
ート１０９からの流体流動により広い表面１１２
から押し離される。従つてハンドラの広い表面に
近接した位置にあるウエーハ表面１１３は、たと
えばその上に集積回路の活性部分が形成される表
側であつても、ハンドラにより損傷を受けること
はない。代表的な実施例においては、隆起部１１
０は広い表面１１２から8mils（0.2mm）だけ高く
形成され、隆起部の幅は約180mils（4.6mm）であ
る。その上に形成された集積回路を有する代表的
なシリコンウエーハは、約100mils（2.5mm）の幅
の不活性周縁帯を有する。ウエーハを操作すると
き隆起部は、この周縁帯のうちの約70mils（1.8
mm）と接触し、これにより表側表面１１３の活性
領域との接触を回避できる。代表的なシリコンウ
エーハの厚さは約25mils（0.6mm）である。従つ
て、表面１１４の高さ（隆起部より測定して）を
この厚さより小にすることにより、ハンドラはも
し必要ならば平坦な面からウエーハを拾い上げる
のに使用可能である。さらにウエーハを被覆する
領域におけるハンドラの厚さは比較的薄いので、
隣接する溝内に複数のウエーハを有するボート及
びカセツトへハンドラがウエーハを挿入したり、
又はそれから取出したりするのが容易である。上
に示した特徴を有する装置は本発明を実行するの
に十分であるけれども、異なる数のポートの使
用、円形ポートの代わりに細長いポート（例えば
溝）の使用、及びハンドラの寸法の増大、又は減
少を含めてさらに他の装置も可能である。

直径5in（125mm）及び厚さ25mils（0.6mm）を有
するシリコンウエーハを用いるのに適した値を有
するウエーハハンドラの代表的な運転方法は次の
通りである。加圧ガスの流動がポート１０９を介
して形成される（3/16in（4.8mm）の直径を有する
ポート１０９に対しては約22psi（1.5Kg／cm²）の
超純度窒素が適している）。ハンドラはウエーハ
の隣接して、広い表面１２２がウエーハの表面１
１３から約50mils（1.2mm）離され、かつ隆起部１
１０がウエーハの周縁に一致するように配置され
る。次に真空ポート１０５，１０６を介して真空
が形成され、この真空がウエーハを隆起部１１０
に接続するように吸引する。垂直方向に懸垂され
たときにウエーハがハンドラから落ちないように
隆起部に対して十分な摩擦を形成するためには、
直径が約3/16in（4.8mm）の真空ポートに対し20in
Ｈｇ（67KN／m²）の真空を用いるのが適してい
る。ウエーハは水平方向又は垂直方向あるいはそ
の中間の任意の方向に拾い上げが可能である。ハ
ンドラにより所定の位置に移動された後にポート
１０５，１０６から真空が取除かれ、一方ポート
１０９からの流体流動は少なくとも瞬間的には保
持されたままにしておく。これによりウエーハは
ハンドラから引離され、一方ウエーハと広い表面
１１２との間の接触は依然防止されたままであ
る。ハンドラはウエーハの付近から取除かれ、も
し必要ならばポート１０９からの流体流動は停止
される。

ハンドラはアルミニウムで製作され、硬さを設
けるためにニツケルコーテイングを行つてもよ
い。前記のように２枚のウエーハを背中合わせに
して装填するために、２つのハンドラを使用して
もよい。この場合ウエーハは、装着面１０１の頂
部に配置された共通ピボツトを有する２つのハン
ドラにより水平方向に拾い上げ可能である。次に
ハンドラは垂直方向形状と成るようにピボツト回
転され、これにより、ウエーハの背中側が隣接す
ることになる。次にハンドラは多数のウエーハ対
を入れるための溝を有する炉ボート内に装填可能
となる。次に取出し作業は本方法を逆順に実行す
ることにより達成可能である。以上においては本
発明の方法を半導体ウエーハを用いて説明したけ
れども、ここで「ウエーハ」とみなしうる磁気デ
イスク、光学デイスク等を含む他の物体を操作す
ることにも適用可能である。当業者であれば本発
明のさらに他の適用法が考えられるのは明らかで
あり、これも本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ウエーハがハンドラの隆起部に接す
るように配置されたところを示示す本発明の方法
を実行するのに適したハンドラの等角断面図；第
２図は、ハンドラの底面図；及び第３図は、ハン
ドラの断面図を示す。 １００……ウエーハハンドラ、１０５，１０６
……真空ポート、１０９……圧力ポート、１１０
……隆起部、１１２……ハンドラの広い表面、１
１３……ウエーハ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンドラ（操作器）の広い表面内にて、かつ
   前記広い表面に対し、高く形成された隆起部の付
   近に配置された真空ポートを介して真空を形成
   し、これによりウエーハの周縁部を前記隆起部へ
   吸引すること、及び前記ハンドラの広い表面は、
   前記ウエーハの表面の面積の半分より小である面
   積を有し、前記ウエーハを前記広い表面との接触
   から押し離すように、前記広い表面の内部内に配
   置されたポートを介して加圧流体を流動するこ
   と、 を特徴とする、少なくとも１つの真空ポートと、
   少なくとも１つの加圧流体を流動するためのポー
   トとを有するハンドラを用いてウエーハを操作す
   る方法。 ２ 前記隆起部の付近に配置された少なくとも２
   つの真空ポートを介して真空が形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記ハンドラの広い表面は、前記ウエーハの
   表面の面積1/4より小である面積を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のウエー
   ハを操作する方法。 ４ 前記隆起部は、前記広い表面の周縁に配置さ
   れた弧形形状をなしていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のウエーハを操作する方
   法。 ５ 前記流動は、前記ハンドラと前記ウエーハと
   が相互に近接した位置にあるときに開始され、そ
   の後に前記ウエーハを拾い上げるために、前記真
   空が形成されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のウエーハを操作する方法。 ６ 前記ウエーハを引離すために、前記流体が流
   動されている間に前記真空が停止されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のウエーハ
   を操作する方法。 ７ 前記ウエーハは、半導体ウエーハであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のウエ
   ーハを操作する方法。 ８ 加圧流体がそれを介して流動される少なくと
   も１つの圧力ポートと、それを介して真空が形成
   される少なくとも１つのポートとを含むところの
   ウエーハを操作する装置において； 前記装置は、前記ウエーハの表面の面積の半分
   より小である面積を有する広い表面を含み、ここ
   で前記広い表面は、前記広い表面に対して高く形
   成された隆起部付近に配置された少なくとも１つ
   の真空ポートと、前記ウエーハの内部部分へ流体
   を流動するための少なくとも１つの圧力ポートと
   を含むことを特徴とするウエーハを操作する装
   置。 ９ 前記装置の広い表面は、前記ウエーハの表面
   の面積の1/4より小である面積を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第８項に記載のウエーハ
   を操作する装置。