JPH0410454A

JPH0410454A - ウェハの移し替え装置

Info

Publication number: JPH0410454A
Application number: JP2111931A
Authority: JP
Inventors: Koji Iketani; 池谷　浩司
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1992-01-14
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0722177B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、ウェハの移し替え装置であり、特に２枚一組
でセットされている各ウェハを、それぞれ独立した状態
にセットするウェハの移し替え装置に関するものである
。

（ロ）従来の技術一般にウェハ移し替え技術は、半導体プロセスにとって
重要である。この技術は、例えば特開昭６０−２５４６
１２号公報等がその一例である。

この発明は次のような工程を経てウェハが移し替えられ
る。

まず複数枚のウェハが収容されたウェハ載置台（バスケ
ット）を、イメージセンサやＸＹ駆動機を介して、ウェ
ハ保持装置の下まで移動する。

次にこのウェハ載置台を上昇させて、ウェハ保持装置の
保持手段がウェハの水平の直径部よりも下となるように
設定し、この保持手段を水平方向に駆動させてウェハを
接触保持する。

続いてこのウェハ載置台を下降させ、別のウェハ載置台
を上昇させる。

続いて、この保持手段をウェハから離間させ、このウェ
ハ載置台にウェハをセットし、ウェハの移し替えが終了
する。

ここで、このウェハ保持装置の保持手段は、ウェハと接
触する側面が鋸の刃の如く、所定間隔で三角形の凹部が
設けられている。しからこの接触面は斜面または円弧状
に設けられており、ウェハの水平方向の直径位置よりも
下方でウェハと接触し、ウェハが下に落ちないようにな
っている。

一方、ウェハの一方の面を長時間拡散するときは、第１
６図のように一枚一枚セットしていると効率が悪いため
に、第１３図に示したように、拡散を必要としない面を
対向させ２枚１組でセットする所謂「バック・トウ・バ
ック」が使用されるようになってきた。このバ・／り・
トウ・バラフチセットすれば、ウェハのチャージ枚数は
倍となり、長時間の拡散工程等において効率を高めるこ
とが可能となる。

第１４図及び第１５図は、第１３図の平面図であり、こ
のバック・トウ・バックでウェハ載置台（１）にセット
されているウェハを、それぞれ１枚ずつに分離するとき
の状態を説明した概略図である。

第１４図は、ウェハ（２）の両端に前記ウェハ保持装置
の保持手段（３）が近接した状態を示している。図の如
く、三角形の四部（４）の間に設けられた鋭角な凸部（
爪）（５）は、ウェハ（２）間に挿入できるように、位
置が調整されている。

続いて第１５図の如く、前記保持手段（３）をウェハに
近接させ、前記広（５）をウェハとウェハの間に挿入し
、ウェハを離間させた状態でウェハを保持する。

最後に別の第２のウェハ載置台（６）を前記ウェハ（２
）の下に移動させ、ウェハを第１６図の通リセットする
。

以上のような機構でバック・トウ・バックのウェハを１
枚１枚分離していた。

（ハ）発明が解決しようとした課題しかしこの機構により、バック・トウ・バックの状態で
セットされているウェハを分離する場合、ウェハとウェ
ハが実質的に接触していると、前記型（５）をウェハ間
に挿入することは非常に雛しくかった。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は前述の課題に鑑みて成され、奇数番目と偶数番目のウェハのファセット位置を異なら
しめてセットする反転機構と、前記ファセット位置を異
ならしめことで生じるウェハの露出部分に外力を加え、
前記２枚一組のウェハ間隔を広げる流体吹き付け機構と
で解決するものである。

（ホ）作用奇数番目と偶数番目のウェハのファセット位置を異なら
しめる反転機構で、第７図のようにウェハの一方はウェ
ハと重畳しない部分が生じる。

一方、前記ウェハ保持手段に設けられた溝は、ウェハが
装着されていても若干マージンがあるので、ウェハの動
きを可能とした。

従ってウェハの露出部分に例えばＮ２ガス等の流体を吹
き付ければ、前記マージンにより第９図の如くウェハ間
隔を広げられ、この間に別の保持手段の爪を完全に挿入
できる。しから、若干マージンのある状態でウェハを回
転すれば、ウェハに負荷を加えることなくこの爪に連な
る保持手段の溝に１枚１枚がセットできる。

従ってこの機構を採用することで、何の問題もなく自動
化が可能となる。

（へ）実施例一般に、一方のウェハ面にだけ拡散を必要とした工程は
非常に多く、この片面拡散において第１３図のようにバ
ック・トウ・バックのセットを行えば、従来のセット方
法（第１６図）でセットできる枚数の倍の能力を持つこ
とが可能となる。

従って処理能力を非常に高めることができる。

通常、拡散時間が短いもの、拡散精度を必要としたもの
は、第１６図のように１枚１枚セットして拡散している
。例えばエミッタ拡散は拡散時間が短く、ｈＦＥを決め
る重要な工程なので、このセット方法で処理をしている
。

しかしベース拡散は非常に時間をかけて拡散をするため
処理枚数を拡大するためにバック・トウ・バックでセッ
トしている。

本発明は、前述のように、何らかの理由により２枚一組
でセットされている薄板（ここでは半導体ウェハ）を分
離し、次の工程へ移行させるために第１６図のようにウ
ェハを１枚ずつに分離するための機構や１枚１枚のウェ
ハをバック・トウ・バックにセットする機構を有した装
置にかんするものである。

まず洗浄工程から熱処理工程のために石英ボードへ移す
ときは、１枚１枚バラバラな状態から第１３図の如く、
バック・トウ・バックの状態ヘセットする機構が必要で
ある。本発明はリセットのとき重要となる構成、すなわ
ち石英ボードのウェハのファセットを１枚１枚交互に一
トと下にセットしている。

また石英ボードから洗浄工程へ移すときは、バンク・ト
ウ・バックから１枚１枚に分離するリセット機構が必要
である。

次に、第２図乃至第６図のとおり、自動機で２枚一組の
ウェハをバック・トウ・バンクの状態で且つ一方のウェ
ハのファセットを下に、他方のウェハのファセットを上
にセットする前述したセット機構について説明する。

ウェハは、例えば洗浄工程を経た後のものであり、ウェ
ハのファセットは、バラバラの状態にある。

そして通常のファセットアライナ−で全てのファセット
が上方または下方にセットされる。

まず第１図の通リセットされている第１のウェハ載置台
（１０）（ここでは洗浄治具）が、第１２図に示す装置
の回転円ｆｉ（１１）ＪＺにセットされている。

二の回転円盤（］Ｉ１の回転によりこの第１のウェハ載
置台（１０）が、ウェハ保持機構（１２）の下方に移動
される。

続いてこの第１のウェハ載置台（１０）のウェハ（１３
）がウェハの下方に設けられている第１のウェハ保持手
段（１４）により前記ウェハ保持機構（１２）の中に移
動する。

この機構の中には第２図に示す４種類のウェハ保持手段
が配置されており、Ｂ１とＡはウニ／Ｘの中心を通る水
平線の下方にセットされ、ウェハの下落防止のための斜
面を有した溝があり、またＢ２とＣはウェハの中心を通
る水平線の上方にセットされ、ウェハが上方へ移動でき
ない斜面を有する溝がある。またこの保持機構は全体が
回転するようになっており、また第１７図の如く、Ｂｌ
。

Ｂ２．Ｃには、溝が形成されている。

次に、Ｂ１で示された第２のウェハ保持手段が矢印のと
おり、ウェハに近接する。この保持手段には破線で示す
とおり溝の底面が斜めに形成され、下落しないようにな
っている。また第１７図の如く交互に溝の深さが異なる
ので前記第１のウェハ保持手段（１４）が下方へ移動す
れば、深い溝に対応する破線で示したウェハが下落し、
奇数番目または偶数番目のウェハだけを第２のウェハ保
持手段Ｂ１にセットできる。

続いてＢ２で示した第３のウェハ保持手段が近接する。

この保持手段Ｂ２の溝は破線のとおりに底面が斜めに設
けであるので第３図のようにウェハを回転させてら落下
しない。

続いて、第１２図の回転機構（１５）により、奇数番目
または偶数番目のウェハを、第３図矢印の如くウェハ面
が回転するように回転する。

続いて第１のウェハ保持手段（１４）にセットされてい
る偶数番目または奇数番目のウェハ（１３）が第４図の
とおり上昇する。

次に第５図の通り、第３のウェハ保持手段Ｂ２が離れ、
Ｃで示した第４のウェハ保持手段）にセットされる。こ
の状態で、奇数番目のウェハと偶数番目のウェハのファ
セットが上下に異なって配置される。

以上の機構は、後述の露出領域を形成する重要な機構で
ある。

その後、第１２図のウェハ保持機構（１２）が右方向へ
スライドし、サブステージ（１６）上にセットされ、更
にウェハ移動装置Ｚ（１７）で１組ずつ所定のピッチで
石英ボード（１８）ヘセットされる。

次に前述のリセット機構について説明する。石英ボード
（１８）上のウェハを本装置上にあるサブステージ（１
６）ヘウエハ移動装置（１７）でセットする。ウェハが
全てセットされたら、前記ウェハ保持機構（１２）をサ
ブステージ（１６）まで右へスライドさせる。

続いて第６図の如く、ウェハの下方から上昇して来る第
１のウェハ保持手段（Ｉ４）により全てのウェハをウェ
ハ保持機構まで上昇させる。

この時のウェハの状態を示したものが第７図である。図
からも分かるように、斜線で示した領域が、本発明の特
徴としたところであり、ここでは手前から偶数番目のウ
ェハ上部は、前記セット機構によりファセットがずれる
ことで露出されている。

一方、この露出領域（１９）は、第８図の通り、ウェハ
保持手段の溝の底面が斜めになっていれば回転しなくと
も実現可能であるが、この場合は露出面積が少ないので
、前述したとおリファセットもずらして露出面積を拡大
している。

次に、第８図のとおり、ウェハ（１３）の露出領域（１
９）に流体を吹き付ける工程がある。

ここではノズル（２０）が下降しＮ２ガスを前記露出領
域（１９）に吹き付けている。従って、他方のウェハ（
１３−）は第９図のとおり斜めに傾きウェハ間隔を広げ
ることができる。

ここでは下方から上昇する第１のウェハ保持手段（１４
）が上昇しても可能である。

続いて広げられたウェハ上部の間に、第１０図、第１１
図の如く、Ｃで示された第４のウェハ保持手段が近接し
、爪（２１）が挿入されて行き、ウェハが分離される。

しかしウェハはこの保持手段Ｃにより完全に固定されて
おらず、若干フリーな状態である。またウェハの水平面
の直径位置よりも下に第５のウェハ保持手段Ａ、ここで
は落下防止のウェハホルダーが近接しウェハと接触する
。

続いてウェハが分離された状態で１８０°回転し、ウェ
ハの自重により、前記第４のウェハ保持手段Ｃの爪と連
続して設けられた溝（２２）に１枚１枚セットされる。

実際の断面は第１７図に示す。

ここではウェハへ負荷が加わらないように回転している
。つまり回転をしなくても、前記保持手段Ｃがウェハを
完全にクランプし、ウェハを全て垂直にセットすれば、
そのまま別のウェハ載置台にセットできる。しかし第９
図のとおり、ウェハは斜めの状態であり、このウェハを
クランプして別のウェハ載置台にセットする間には、ウ
ェハに負荷を４える可能性がある。

従って、ウェハがフリーな状態で回転し、自重によりセ
ットしたほうが、ウェハに負荷を与えず好ましいセット
ができる。

続いてウェハ保持機Ｆ＊（１２）を左へスライドし、前
記第１のウェハ保持手段（１４）を上昇させ、第３のウ
ェハ保持手段Ｂ２を近接させ、第４のウェハ保持手段Ｃ
を引っ込める。従って第３のウェハ保持手段Ｂ２の深い
溝に対応するウェハが、下方にセットされている洗浄治
具へ落下しセットされる。

更に第２のウェハ保持手段Ｂ１を近接させ、ウェハを前
述と同様に１８０”回転させる。そして第３のウェハ保
持手段Ｂ２を引っ込めて、先にウェハが半分セットされ
ている洗浄治具を上昇させ、第２のウェハ保持手段Ｂｌ
を引っ込めて洗浄治具に落下させセットする。

従って全てのウェハはファセットが一致して且つウェハ
の表面も揃ってセットされる。

（ト）発明の効果以上の説明から明らかな如く、奇数番目と偶数番目のウ
ェハのファセット位置を異ならしめる反転機構で、第７
図のようにウェハの一方はウェハと重畳しない部分が生
じるから、ウェハに流体を吹き付けて間隔を広げること
ができ、ウェハに障害を与えずに１枚１枚分離できる。

しかもウェハ間隔を広げられるので、ウェハ保持手段の
爪をスムーズに挿入できる。さらにはウェハの厚さに関
係なく挿入できるので自動化が可能となる。

またウェハのファセットをずらしたり、ウェハの設置高
さを異ならしめることで、一方のウェハの一部を露出さ
せることができるので、この露出領域に流体を吹き付け
れば、効率よくウェハ間隔を広げることができる。従っ
てウェハ保持手段の爪をウェハ間に完全にいれることが
できる。

また一連の保持手段によりウェハはバック・トウ・バッ
クに自動的にセットできるため、作業効率を向−トさせ
ることができる。

以上本発明は、片面の拡散（これはバイポーラだけに限
らすモスや化合物半導体等にも当てはまる）のときに非
常に有効な装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図はウェハがセットされた時の図、第２図乃至第６
図は反転機構を説明するための図、第７図乃至第１１図
はウェハを分離する機構を説明するための図、第１２図
は本移し替え装置の図、第１３図はウェハ載置台にバッ
ク・トウ・バンクでセットされている図、第１４図およ
び第１５図は従来の方法でウェハを分離する時の説明図
、第１６図は、ウェハが１枚１枚分離されてセットされ
ている図、第１７図は保持手段の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、半導体ウェハを２枚一組でセットし且つ一方の
ウェハを反転させファセット位置を他方のウェハのファ
セット位置と異ならしめるウェハの反転機構を有したウ
ェハの移し替え装置であって、所定のウェハ保持手段にファセットがアライニングされ
てセットされている複数枚のウェハと、別のウェハ保持
手段を近接または接触させ、前記別のウェハ保持手段に
より奇数番目または偶数番目のウェハのみを反転させ、奇数番目と偶数番目のウェハのファセット位置を異なら
しめてセットする反転機構を有したウェハの移し替え装
置。
（２）、前記ウェハの中心を通る水平線の上方および下
方で、奇数番目または偶数番目のウェハの両端に前記別
のウェハ保持手段を近接または接触させ、前記奇数番目
または偶数番目のウェハを１８０゜回転させる反転機構
を有することを特徴とした請求項第１項記載のウェハの
移し替え装置。
（３）、前記ファセット位置を異ならしめことで生じる
ウェハの露出部分に外力を加え、前記２枚一組のウェハ
間隔を広げる機構を有することを特徴とした請求項第１
項記載のウェハの移し替え装置。
（４）、前記吹き付け機構により広げられたウェハ間へ
保持手段に設けられた凸部を挿入することで、前記２枚
一組のウェハを分離するウェハ分離機構を有することを
特徴とした請求項第３項記載のウェハの移し替え装置。
（５）、前記２枚一組のウェハは、非処理面を背中合わ
せにセットした状態でセットされることを特徴とした請
求項第１項、第２項、第３項または第４項記載のウェハ
の移し替え装置。
（６）、半導体における処理を施され且つファセットが
アライニングされた一連のウェハがセットされた第１の
ウェハ載置台とウェハ保持機構とを近接させ、前記第１のウェハ載置台から第１のウェハ保持手段にウ
ェハを移し、前記ウェハの中心を通る水平線の上方および下方で、奇
数番目または偶数番目のウェハの両端に第２のウェハ保
持手段および第３のウェハ保持手段を近接または接触さ
せ、前記第２のウェハ保持手段および第３のウェハ保持手段
にセットされた奇数番目または偶数番目のウェハを反転
させ、前記反転されたウェハまたはそのままのウェハを移動さ
せ、奇数番目と偶数番目のウェハのファセット位置を異
ならした状態でウェハをセットする反転機構を有したウ
ェハの移し替え装置。
（７）、前記ファセット位置を異ならしめることで生じ
るウェハの露出部分に流体を吹き付けて、ウェハ間隔を
広げ、前記広げられたウェハ間に第４のウェハ保持手段に設け
られた凸部を挿入し、前記ウェハの下方に第５のウェハ保持手段を当接し、前
記ウェハを１８０゜回転することで前記第４のウェハ保
持手段の凸部に連なる溝に前記ウェハをセットするウェ
ハ分離機構を有することを特徴とした請求項第６項記載
のウェハの移し替え装置。