JPH0445554A - 板状体移載方法及びその装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、板状体移載方法及びその装置に関し、例えば
半導体ウェハ移載方法及びその移載装置に関する。

口、従来技術 半導体ウェハの表面に酸化珪素膜等の堆積膜を形成する
ために、化学的気相成長（ＣＶＤ）装置が広く使用され
ている。半導体ウェハ（以下、単にウェハと呼ぶ）は、
珪素又はガリウム−砒素等の半導体単結晶からなる厚さ
数百μｍの薄い円板状を呈し、ボートと呼ばれるｉ載置
具に通常水平方向に所定の間隔で垂直に多数（例えば２
５枚）載置され、ボートと共にＣＶＤ装置内に装入され
、ＣＶＤ処理を受ける。このボートは、ウェハを支持す
るための水平に位置する４本のバーを有し、これらのバ
ーには所定のピッチで溝が設けられ、ウェハはこれらの
溝に挿入されて水平方向に所定間隔で垂直にボートに載
置される。このボートは、ＣＶＤ装置内でウェハと共に
加熱されるので、その材料には石英が使用される。以下
、このボートを石英ボートと呼ぶ。

ウェハば、上記石英ボートとは別の載置具（カセットと
呼ばれる。）に載置されてＣＶＤ装置付近に搬送され、
此所で前述の石英ボートに移載される。また、ＣＶＤ処
理が終了したウェハは、石英ボートからカセットに移載
され、次の工程へ搬送される。上記カセットは、側壁に
ウェハを挿入するために溝が多数段けられ、搬送時やウ
ェハ移載時にウェハとの摩擦を小さ（するために、テフ
ロン樹脂からなっている。ウェハの間隔は、通常はカセ
ットと石英ボートとで同一にしてあって、移載作業が容
易に遂行できるようにしである。

上記のウェハーの移載に際しては、カセットテーブル上
にカセットを、ボートテーブル上に石英ボートを夫々セ
ットし、リフタでウェハを上昇させておいて、グリッパ
と呼ばれる把持具で例えば２５枚のウェハを一括挟持す
る。そして、グリッパを上昇させてウェハをカセット又
は石英ボートから抜出し、次いでグリッパを水平移動（
又は両テーブルを水平移動）させてウェハを石英ボート
又はカセット上方に位置させる。次に、リフタを上昇さ
せてからグリッパを下降させてウェハをリフタに載置し
、ウェハの挟持を解除してグリッパを上昇させる０次に
、リフタを下降させてウェハを石英ボート又はカセット
に載置する。

なお、グリッパとりフタとは、カセットテーブルとボー
トテーブルとの双方の上下に１対ずつ設けることも考え
られる。

ところで、石英ボートは、ウェハと共にＣＶＤ装置内で
加熱されるため、繰返し使用しているうちに歪が生じて
溝間隔が狂うようになってくる。

このように石英ボートが歪んでくると、グリッパによる
ウェハの挟持が確実にはなされず、一部のウェハが挟持
されなくなったり、ウェハが石英ボートの前記の４本の
バーやカセットに摺接して好ましくない塵の発生、損傷
、或いは欠けを生ずるようになる。

従来は、このようなトラブルを解消するために、次のよ
うな方策を講じていた。

（１）、　ＩＩ械的精度のみに軌ってカセットと石英ボ
ートとの間でウェハの移載を行い、石英ボートが歪んで
きたらこれを廃棄する。

（２）１石英ボートにダミーの溝を１つ設け、このダミ
ーの溝の位置を検出し、この検出結果に基いて石英ボー
トとカセットとの間の方向（Ｘ軸の方向）のみの位置補
正をする。

（３）０石英ボートの３つの溝の位置を検出し、これら
の検出結果に基いて、石英ボートのＸ軸方向、Ｙ軸方向
及びＺ軸（垂直方向の軸）を中心とする円周方向の３方
向の位置補正を行う（グリッパはこれら３方向の補正が
可能な構造にしである。）。

上記（１）の方法では、石英ボートの価格はウエハ１０
０枚当たり５〜５０万円（ウエノ飄のサイズによって変
わる。）であって不経済である。上記（２）の方法はダ
ミーの溝とウエノ＼周縁部が挿入されてし）る溝とが同
程度に狂うような変形が起こるとの仮定に立っており、
この仮定が成立しない場合は位置補正が殆ど不可能にな
る。上記（３）の方法でも、位置補正が充分ではなく、
特に石英ボートからカセットへのウェハ移載に当たって
は、溝にウエノ＼の周縁部が挿入されているために溝の
位置検出が不可能である。

ウェハは、ＣＶＤ処理後にフォトリソグラフィーの手法
によって表面に種々の素子が形成されるのであるが、こ
れら素子の形成過程及び形成後に石英ボートに載置され
た状態にて工・ンチング及び弗酸（ＨＦ）による洗浄が
施される。ウエノ１の上記エツチング及び洗浄に伴って
、石英ボートは、このエツチングと洗浄とが繰返される
ことにより、前述の４本のバーが次第に痩せてきて、溝
の幅も大きくなっていき、ウエノ１のピッチが狂うよう
になってくると、前記と同様の問題が起こるようになる
。

ハ０発明の目的 本発明は、第一及び第二の板状体ａｔ部材間で板状体を
移載するに際し、一方の板状体載置部材（例えば前述の
石英ボート）に歪が生じていたり或いは痩せていたりし
ていたとしても、板状体（例えば前述のウェハ）に傷や
欠は等のダメージを与えたり好ましくない塵が発生する
ことがなく、安全かつ確実に板状体を移載できる板状体
移載方法及びその装置を提供することを目的としている
。

二０発明の構成 第一の発明は、第一の板状体Ｗｌｉ、置部材色部材の板
状体載置部材との間で板状体を移載するに際し、前記第
二の板状体載置部材の複数の箇所の位置を検出する工程
と、 前記検出の結果に暴いて、前記第二の板状体載置部材の
所定の直線方向と、この所定の直線方向及びこの所定の
直線方向に直交する方向の３方向を中心とする３つの円
周方向との４方向、並びに前記の所定の方向に直交する
１つの直線方向を変位させることにより、前記第一の板
状体載置部材に、対する前記第二の板状体載置部材の位
置関係を整合させる工程と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を把
持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出し、
次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載置部
材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の板状
体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解除す
る工程と を有する板状体移載方法に係る。

第二の発明は、第一の板状体載置部材と第二の板状体載
置部材との間で板状体を移載する板状体移載装置におい
て、 前記第二の板状体載置部材の複数の箇所の位置を検出す
る位置検出手段と、 前記の位置検出の検出結果に基いて、前記第二の板状体
ｉｔ部材の所定の直線方向と、この所定の直線方向及び
この所定の直線方向に直交する方向の３方向を中上・と
する３つの円周方向との４方向、並びに前記の所定の方
向に直交する１つの直線方向を変位させることにより、
前記第一の板状体載置部材に対する前記第二の板状体載
置部材の位置関係を整合させる位置関係整合手段と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を把
持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出し、
次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載置部
材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の板状
体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解除す
る板状体把持手段と を有し、かつ、少なくとも前記４方向の変位をさせる各
変位手段が組合されてユニ・ノド化してしλることを特
徴とする板状体移載装置に係る。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

カセットと石英ボートとの間でウエノ＼を移載するウェ
ハ移載装置は、次の各部によって構成される。

（ｉ）８石英ボートの位置決め機構及び石英ボートの４
軸（Ｙ軸、ｅＸ軸、ｅｙ軸、θ２軸）微小移動可能機構
を具備するテーブル。

（ｉｉ）、カセットの位置決め機構を具備するテーブル
。

（ｉｉ）　、ウェハの上昇及び下降のためのりフタ。

（ｉｖ）、石英ボートの変形検出用ターゲット溝を検出
する昇降（Ｚ軸）可能な機構を具備するアナログ出力セ
ンサ。

（センサの昇降は、リフタの昇降と同一ボールねしで行
い、両者のうちのいずれを昇降させるかは選択機構によ
って選択する。） （Ｖ）、リフタによって上昇したウェハを挟持する、又
は挟持しているウェハをリフタに受は渡す機構及びこの
機構を昇降（Ｚ軸）させるグリッパ。

（リフタがウェハを上昇させたときに石英ボート及びカ
セットのウェハ収納溝とグリッパのウェハ挿入溝とを上
下方向で一致させ、石英ボート及びカセットの上端迄グ
リッパを下降させ、リフタのウェハ挿入溝に周縁部が挿
入されているウェハが傾斜している場合はウェハがグリ
ッパの溝にスムーズに収まるようにしている。） （ウェハがグリッパからりフタに受は渡され、次いでリ
フタが下降するときは石英ボート及びカセットのウェハ
収納溝とグリッパのウェハ挿入溝とを上下方向で一致さ
せ、石英ボート及びカセットの上端迄グリッパを下降さ
せ、グリッパのウェハ挿入溝をガイドとしてウェハが石
英ボート及びカセットのウェハ収納溝にスムーズに収ま
るようにしている。） （■）、リフタ、センサ及びグリッパを同一ベース上で
石英ボートとカセットとの間で水平移動（Ｙ軸）させる
機構を具備するキャリッジ。

（ｖｉ）、石英ボートの４本のバーには、ウェハ収納溝
とこの溝とは別に各々２箇所に変形検出用のターゲット
溝が刻設されていて、上側左右のバーのターゲット溝で
Ｙ軸とＹ軸とが、下側左右のバーのターゲット溝でＹ軸
とＹ軸とがセンサによって検出するようにしである。

石英ボートは、第１３図に平面図で、第１４図に正面図
で、第１５図に側面図で示す構造にしである。

石英ボート１３は、上側の対のバー２１．２１と；下側
の対のバー２２．２２と；バー２１．２１に両端部で連
結する連結バー２３．２３と；バー２２．２２を両端部
で連結する連結バー２４．２４と；上側のバー２１．２
１と連結バー２４．２４とを両端部で連結する連結バー
２５．２５と；からなっている。上下のバー２１．２１
．２２．２２には、図示しないウェハの周縁部が挿入さ
れるウェハ挿入溝２１ａ、２１ａ、・・・・・・・・・
２２ａ、２２ａ・・・・・・・・・が刻設され、これら
ウェハ挿入溝とは別に上下方向に重なる位置の２箇所に
位置検出用のターゲット溝２１ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２
２ｂが刻設されている。一方の下側のバー２２の両端近
くの２箇所には下側稜部に面取り２２ｃ、２２ｃ、２２
Ｃ１２２ｃが設けられていて、第１３図のＸＶＩ−ＸＶ
Ｉ線拡大断面図である第１６図に示すように、ボートテ
ーブル４から立設するＭ字形の台１３（いずれも仮想線
で示す）にバー２．２の面取りを付した部分が嵌入して
石英ボート１２がボートテーブル（図示せず）に位置決
めされながら載置されるようになっている。また、下側
のバー２２の両端部からは下方に向けて脚２２ｄ、２２
ｄが延在していて、ボートテーブル以外の場所で石英ボ
ート１２が安定に置かれるようにしてあり、上側のバー
２１．２１０両端部には外方に向けて耳２６．２６．２
６．２６が取付けられ、ハンドリングを容易ならしめて
いる。

第１図はウェハ移載装置を示し、同図（ａ）はウェハ移
載装置のりフタがカセット載置部の貫通孔の位置に位置
している状態の斜視図、同図（ｂ）はりフタが石英ボー
ト載置部の貫通孔の位置に位置している状態の斜視図で
ある。

装置本体１の上面にはカセットテーブル２とボートテー
ブル４とが設けられ、両テーブル２．４にはりフタ８が
挿通できるよう、貫通孔２ａ、４ａが夫々設けられてい
る。カセットテーブル２にはカセット位置決めのための
ガイド３．３が、ボートテーブル４には石英ボートをク
ランプしてこれをボートテーブル４に固定させるための
対のローラ５．５が夫々取付けられている。装置本体１
の上面には、グリッパ７が貫通孔２ａ、４ａを結ぶ線に
沿う方向、即ちＸ軸方向に往復動できるよう、貫通孔６
が設けられている。

カセットから石英ボートへとウェハを移載する手順の概
要は、次の通りである。

（１）、第１図（ａ）に示すように、グリッパ７とりフ
タ８とを貫通孔２ａの側に位置させ、ウェハＷを収容し
たカセット１１を仮想線矢印で示すようにカセットテー
ブル２に載置する。カセット１１の位置決めはガイド３
．３によってなされる。このステップで、第１図（ｂ）
に仮想線矢印で示すように石英ボート１２をボートテー
ブル４に載置し、これをローラ５．５でクランプして固
定させる。

（２）０次に、石英ボート１２のターゲット溝を検出す
るためのセンサ９．９．１０．１０が貫通孔４を通って
上昇し、Ｘ軸方向に移動してターゲット溝２１ｂ、２１
ｂ、２１ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２２ｂ、２２ｂ、２２ｂ
の水平方向（Ｘ軸方向）の位置を検出する。この検出は
、互いに平行なＸ軸方向の移動により、上下のバー２１
．２２についてセンサ９．１０によってなされる。また
、センサ１０．１０は、Ｘ軸に直交する水平方向（Ｙ軸
方向）のボートテーブル４の移動によってバー２２のタ
ーゲット溝のＹ軸方向の位置検出を行う。

次いで、センサ９．９は昇降してバー２１のターゲット
溝の鉛直方向（Ｘ軸方向）の位置検出を行う。これらの
検出結果に基いて石英ボート１２のウェハ挿入溝（第１
３図の２１ａ、２２ａ）の三次元の位置の狂いが測定さ
れる。

（３）９以上のＸ軸、Ｙ軸、Ｘ軸方向のターゲット溝の
位置検出に基いてコンピュータが演算を行い、石英ボー
ト内に非接触に装入されてくるウェハをリフタ８で受け
、ウェハ周縁部を石英ボートのウェハ挿入溝に挿入させ
る際の最適位置に石英ボートが位置するよう、Ｙ軸方向
及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とする円周方向のθｘ、ｅ
ｙ、ｅＺＸ軸方向ボートテーブル４を動作させる。

（４）１次に、グリッパ７の挟持部７Ｃ１７Ｃがカセッ
ト１１の上方から下降する。

（５）０次に、リフタ８が貫通孔２ａを通って上昇し、
カセット１１内のウェハＷを支承する。リフタ８の上面
にはウェハ挿入溝８ａが多数刻設されている。そして、
ウェハＷはカセット１１から離れる。

このとき、グリッパのウェハ挿入溝７ｄがウェハ上昇時
のガイドとして機能する。

（６）１次に、グリッパのウェハ挾持部７Ｃ１７Ｃがウ
ェハＷを挾持し、次いで上昇する。ウェハＷはリフタ８
から離れ、リフタ８は貫通孔２ａ下に下降する。

（７）０次に、ボートテーブル４下のキャリッジ（後に
第８図によって詳述する）がＸ軸動作し、グリッパ７及
びリフタ８を石英ボート１２に対して上下方向の位置に
来るように移動させる。

（８）１次に、前記（３）節でのコンピュータの演算結
果に基いて前記キャリッジをＸ軸方向に微調整し、前記
（３）節においてＹ、θＸ、θｙ、ｅｚ軸方向に位置調
整された石英ボート１２に対してグリッパ７及びリフタ
８′を上下方向に正確に整合させる。

（９）１次に、グリッパの挟持部７Ｃ１７Ｃが石英ボー
ト１２の上方から石英ボートの上側バー２１．２１近く
迄下降する。

０ω０次に、リフタ８が貫通孔４ａを通って上昇し、ウ
ェハＷを支承する。ウェハＷはグリッパの挟持部７Ｃ１
７Ｃから離れる。

（１１）、グリッパの挟持部７Ｃ１７Ｃがウェハ挟持状
態を解除し、リフタ８が下降してウェハＷはリフタ８か
ら離れ、その周縁部が石英ボート１２のウェハ挿入溝に
挿入され、ウェハＷは石英ボート１２に載置される。こ
のとき、グリッパの挟持部のウェハ挿入溝７ｄがウェハ
Ｗの下縫時のガイドとして機能する。

０７Ｊ、ウェハＷが石英ボート１２に載置されると、グ
リッパ７の挾持部７Ｃ１７Ｃがアーム７ｂと共に上昇し
、次の石英ボートからカセットへのウェハの移載に備え
る。

カセットから石英ボートに移載された未処理のウェハは
、石英ボートと共にＣＶＤ装置に装入され、ＣＶＤ処理
を施される。ＣＶＤ処理を施された処理済みのウェハは
、石英ポートと共にＣＶＤ装置から排出され、カセット
に移載されて次の工程に搬送される。

処理済みのウェハを石英ボートからカセットへと移載す
る手順の概要は、次の通りである。但し、第１図（ａ）
、（ｂ）のウェハＷは、実線と仮想線とが逆になる。

（２１）、第１図（ｂ）に示すように、グリッパ７とり
フタ８とは貫通孔４ａの側に位置していて、ウェハＷを
収容した石英ボート１２を仮想線矢印で示すようにボー
トテーブル４に載置し、ローラ５．５でクランプする。

このステップで、第１図（ａ）に仮想線矢印で示すよう
にカセット１１がカセットテーブル２に載置され、ガイ
ド３．３によって位置される。

（２２）、次に、前記（２）節と同様にしてセンサ９．
９．１０．１０によって石英ボート１２のターゲット溝
の位置が検出される。

（２３）　、次に、前記（３）節と同様にして、Ｙ軸及
びθｘ、Ｂｙ、θ２軸方向にポートテーブル４が動作し
、石英ボート１２の位置補正がなされる。

（２４）　、次に、前記（８）節と同様にして、キャリ
ッジをＸ軸方向に微調整し、Ｙ、θＸ、θｙ、ｅＺ軸方
向に位置調整された石英ボート１２に対してグリッパ７
及びリフタ８を上下方向に正確に整合させる。

（２５）、次に、グリッパ７の挟持部７ｃ、７ｃが石英
ボート１２の上方から下降する。

（２６）　、次に、リフタ８が貫通孔４ａを通って上昇
し、石英ポート１２内のウェハＷを支承する。そして、
ウェハＷは石英ボート１２から離れる。このとき、グリ
ッパのウェハ挿入溝７ｄがウェハ上昇時のガイドとして
機能する。

（２７）　、次に、グリッパのウェハ挟持部７ｃ、７ｃ
がウェハＷを挟持し、次いで上昇する。ウェハＷはリフ
タ８から離れ、リフタ８は貫通孔４ａ下に下降する。

（２Ｂ）　、次に、前述のキャリッジがＸ軸動作し、グ
リッパ７及びリフタ８をカセット１１に対して上下方向
の位置に来るように移動させる。

（２９）、次に、グ、リッパの挟持部７Ｃ１７Ｃがカセ
ット１１の上方から下降し、ウェハＷを非接触でカセッ
ト１１に挿入する。

（３０）、次に、リフタ８が貫通孔２ａを通って上昇し
、ウェハＷを支承する。ウェハＷはグリッパの挟持部７
Ｃ１７Ｃから離れる。

（３１）　、グリッパの挟持部７Ｃ１７Ｃがウェハ挟持
状態を解除し、リフタ８が下降してウェハＷはリフタ８
から離れ、その周縁部がカセット１１のウェハ挿入溝１
ｔａに挿入され、ウェハＷはカセット１１に載置される
。このとき、グリッパの挟持部のウェハ挿入溝７ｄがウ
ェハＷの下降時のガイドとして機能する。

（３２）　、　ウェハＷがカセット１１に載置されると
、グリッパ７の挟持部７Ｃ１７Ｃがアーム７ｂと共に上
昇し、次のカセットから石英ボートへの未処理のウェハ
移載に備える。

次に、ボートテーブル４のＹ、θＸ、θｙ、θ２軸方向
の動作の機構を、第２図によって説明する。

ボートテーブル４には前述したＭ字形の台１３．１３と
上面平坦な台１４．１４とが立設し、石英ボート１２の
前記の面取りを付した一方の下側バー２２が台１３．１
３に、他方の下側バー２２が台１４．１４に支持され、
石英ボート１２がボートテーブル４に前述したように位
置決めされて載置され、対のローラ５．５によってクラ
ンプ、固定される。ボートテーブル４の貫通孔４ａと後
述するθχ、ｅｙ軸動作機を取付けた第一の固定テーブ
ル２８の貫通孔２８ａとを通ってセンサ９．９が上昇し
、前述したように石英ボート１２のターゲット溝２１ｂ
、２１ｂ、２１ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２２ｂ、２２ｂ、
２２ｂの位置を検出する。センサは９．９と１０．１０
との２対がある（第１図（ａ）、（ｂ）参照）が、第２
図では簡略化してセンサは９．９のみを図示しである。

ボートテーブル４の下には、ｅｘｅｙ軸作動機＃Ｉ３１
．３１を取付けた第一の取付はテーブル２８、Ｙ輪作動
機構３２を取付けた第二の取付けテーブル２９、θ２軸
作動機構３３を取付けた第三の取付はテーブル３０が、
この順に水平に位置している。各軸の作動機構３１．３
１．３２．３３は、モータ３１Ｍ、３１Ｍ、３２Ｍ、３
３Ｍの駆動により、内蔵されたボールねし機構（詳細は
第７図によって後に説明する。−）によって先端のロー
ラ３１ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａが前進、後退するよ
うになっている。

第一の取付はテーブル２８は、第二の取付はテーブル２
９に対して次のようにして運動可能に支持されている。

第３図に示すように、第一の取付はテーブル２８は、こ
れに固定されたサドル２８ｃが第二の取付はテーブル２
９に設けられたレール２９ｃに跨がるようにして、レー
ル２９ｃに案内されて第二の取付はテーブル２９にＹ軸
方向に往復動可能に支持される。更に、第４図に示すよ
うに、第二の取付はテーブル２９にはこれに立設する取
付は板２９ａにＹ輪作動機構３２が取付けられ、Ｙ輪作
動機構の先端のローラ３２ａが第一の取付はテーブル２
８に下方に向けて固定されたローラ受は板２８ｂに接当
している。ローラ受は板２８ｂとローラ３２ａとはばね
等の弾性部材（図示せず）で引張られていて、ローラ３
２ａは常にローラ受は板２８ｂに接当するようにしであ
る。

そして、Ｙ輪作動機構３２の作動及び第３図のレール２
９ｃとサドル２８ｃとの係合により、第一の取付はテー
ブル２８がＹ軸方向に往復動するようになっている。

第二の取付はテーブル２９は、第三の取付はテーブル３
０に対して次のようにして運動可能に支持されている。

第２図のＸ軸方向に沿う断面図である第５Ａ図に示すよ
うに、第三の取付はテーブル３０に立設する取付は板３
０ａにｅｚ軸軸動動機構３３取付けられ、第二の取付は
テーブル２９に下方に向けて固定されたローラ受は板２
９ｂにｅＺ軸佳作動機構３３先端のローラ３３ａが接当
する。ローラ受は板２９ｂとローラ３３ａとはばね等の
弾性部材（図示せず）で引張られていて、ローラ３２ａ
は常にローラ受は板２９ｂに接当するようにしである。

また、第２図のＹ軸方向に沿う断面図である第５Ｂ図に
示すように、第二の取付はテーブル２．９に下方に向け
て固定された軸２９ｄが第三の取付はテーブル３０上に
設けられた軸受（例えばスラスト軸受）３０ｂに回動可
能に軸支され、０２作動機構３３の作動によって第二の
取付はテーブル２９は軸２９ｄを中心にして第三の取付
はテーブル３０に対して軸２９ｄを中心にしてθ２軸方
向に回動するようになっている。

第三の取付はテーブル３０は、ウェハ移載装置本体１　
（第１図参照）の筐体に固定されている。

前述した（３）節、（２３）節におけるＹＸｅｘ、θｙ
、ｆＪｚ軸方向のボートテーブル４の動作は、具体的に
は次のようにして遂行される。

石英ボート１２のターゲット溝２１ｂ、２１ｂ、２１ｂ
、２１ｂ、２２ｂ、２２ｂ、２２ｂ、２２ｂのセンサ９
．９及び図示省略したセンサ１０．１０による位置検出
結果に基いてコンピュータが演算を行う。この演算結果
に基いて、各輪作動機構３１．３１．３２．３３がコン
ピュータからの指令によって動作する。

θ２軸作動機構３３が作動し、前述したように第二の取
付は板２９が第５Ｂ図の軸２９ｄを中心にしてθ２軸方
向に回動してこの方向の位置を正しく補正する。Ｙ輪作
動機構３２が作動し、第３図のレール２９ｃとサドル２
８ｃとの係合によって第一の取付はテーブル２８がＹ軸
方向に移動してこの方向の位置を正しく補正する。ボー
トテーブル４は、軸受３４．３５．３５及び軸受台３８
を介して第一の取付はテーブル２８に揺動可能に軸支さ
れ（詳細は第６Ａ図、第６Ｂ図によって後に説明する。

）、更に第一の取付はテーブル２８に取付は板２８ａを
介して取付けられたθＸθγ軸作動機作動機１Ｉ３１の
先端のローラ３１ａ、３１ａに支持されている。従って
、第二の取付はチーフル２９の前記のθ２軸方向の補正
及び第一の取付はテーブル２８の前記のＹ軸方向の補正
により、ボートテーブル４はθ２軸方向、Ｙ軸方向の双
方の位置補正がなされる。θＸθｙ軸作動機作動機構３
１が作動し、その先端のローラ３１ａ、３１ａの昇降に
よって、ボートテーブル４は、軸受３４を中心にしてθ
Ｘ軸方向に、軸受３５．３５を中心にしてｅｙＸ軸方向
回動する。ｅｘｅｙ軸作動機作動機構３１の双方が上昇
動作するとｅｙＸ軸方向補正がなされ、いずれか一方が
上昇するとｅＸ軸方向の補正がなされる。かくしてこれ
らの回動によってボートテーブル４のｅＸ軸方向とｅｙ
Ｘ軸方向の位置補正がなされる。

第６Ａ図はボートテーブル４を第一の取付はテーブル２
８に揺動可能に軸支する部分の拡大平面図、第６日図は
同じく拡大正面図である。

第一の取付はテーブル２８にはコの字形の軸受台３９が
固定され、軸受台３９にはＹ軸方向に軸受３５．３５が
嵌着され、軸受ホルダ３８に固定された軸３７．３７が
軸受３５．３５に回動可能に軸支される。軸受ホルダ３
８には軸受３４が嵌着していて、ボートテーブル４に固
定された軸３６が軸受３４に回動可能に軸支される。

以上のようにして各輪作動機構３１．３１．３２．３３
を取付けた取付はテーブル２８．２９．３０とによって
４軸（Ｙ、θＸ、θｙ、θ２軸）位置補正ユニット８０
が構成され、ボートテーブル８は、第一の取付はテーブ
ル２８に三次元揺動可能に支持される。このようなユニ
ット化により、点検や修理、交換の際に、４軸位置補正
ユニット８０を装置本体から取外すことができてこれら
の作業が簡単に行える。

ボートテーブル４のＸ軸方向の位置補正は、後に第８図
によって説明する。

各輪作動機構３１．３２．３３は、第７図に示す構造を
有する。

モータ取付は台４１にモータ３１Ｍ（３２Ｍ、３３Ｍ）
が取付けられ、その軸にボールねしの軸４０が取付けら
れている。軸４０は、図示しない多数のボールを介して
ボールねじのソケット（ナツト）４３に螺合し、その先
端はガイド板４４に固定された軸受４５に軸支されてい
る。ガイド板は円筒状ケーシング４２を介してモータ取
付は台４１に固定されでいる。ソケット４３のフランジ
部４３ａには、ガイド板４４の貫通孔４４ａ、４４ａに
挿通されたガイドシャフト４６．４６の一端が固定され
、ガイドシャフト４６．４６の他端はローラ支持部４７
に固定されていて、ローラ支持部４７の先端にローラ３
１ａ（３２ａ、３３ａ）が回動可能に取付けられている
。

モータ３１Ｍ（３２Ｍ、３３Ｍ）の駆動によって軸４０
が回動し、これによってソケ・ント４３が前進、後退す
る。ソケット４３の前進、後退により、ローラ支持部４
７に取付けられたローラ３１ａ（３２ａ、３３ａ）が前
進、後退する。ローラ３１ａ　（３２ａ、３３ａ）の前
進、後退の方向は、ガイドシャフト４６．４６がガイド
板４４に案内されることにより、正確に各輪作動機構の
中心軸線方向となる。なお、ガイド板４４は、第２図の
取付は板２８ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａに固定される
。

第８図は、グリッパ７及びリフタ８をＸ軸方向に移動さ
せる機構並びにグリッパ７の昇ｇ機構を説明するための
要部斜視図である。但し、図面が複雑になり過ぎぬよう
、第２図に示した各部分は図示省略しである。

第２図の第三の取付はテーブル３０の下方にキャリッジ
５０が位置していて、キャリッジ５０の下面にはソケッ
ト取付は板５６を介してボールねじのソケット５５が固
定されている。キャリッジ５０に固定されたモータ５１
のプーリ５２と、ソケット５５に多数のボールを介して
螺合するボールねじの軸５４に取付けられたブーＩＪ５
３とに図示省略したベルトが掛けられている。かくして
、モータ５１の駆動による軸５４の回動によってキャリ
ッジ５０がＸ軸方向に往復動できるようになっている。

グリッパ７及びリフタ８はキャリッジ５０に具陳可能に
取付けられていて、前述したコンピュータの演算結果に
基いてモータ５１がコンピュータの指令を受けて駆動し
、グリッパ７及びリフタ８がＸ軸方向に位置補正され、
グリッパ７及びリフタ８と第２図の石英ボート１２とが
上下方向（Ｘ軸方向）に位置整合する。また、グリッパ
７及びリフタ８の第１図（ａ）と同図（ｂ）との間の位
置の変更は、同様にモータ５１の駆動によってなされる
。

グリッパ７は次のような機構によって昇降する。

キャリッジ５０にはＬ字形の支柱７ａが立設し、第８図
のＩＸ−ＩＸ線断面図である第９図に示すように、支柱
７ａの両端部に嵌合するコの字形のサドル６５．６５を
両端部に固定したＬ字形の摺動板７ｆが昇降可能に係合
する。摺動板７ｆにはソケット支持板６４を介してボー
ルねじのソケット６３が固定されていて、ソケット６３
に螺合するボールねじの軸６２が回動することによって
摺動板７ｆが昇降する。軸６２の下端部にはブーＩ７６
１が取付けられていて、プーリ６１とキャリッジに固定
されたモータ５９のプーリ６０とに図示省略したベルト
が掛けられ、モータ５９の駆動によって軸６２が回動す
るようにしである。摺動板７ｆの上端にはアーム支持板
７ｇが固定され、グリッパの挟持部７ｃ、７ｃが挟持部
支持体７ｅ、アーム７ｂを介してアーム支持板７ｇに固
定され、摺動板７ｆの昇降に伴って挟持部７ｃ、７ｃが
昇降する。なお、挟持部支持体７ｅには左右の挟持部７
ｃ、７ｃの間隔を縮小、拡大する機構が内蔵されていて
、仮想線で示すウェハＷを挟持及び挟持解除できるよう
になっている。

第１０図は、リフタ８及びセンサ９．９．１ｏ、１０を
昇降（Ｚ軸方向の移動）させる機構を説明するための要
部斜視図である。

キャリッジ５ｏにはその下方に連結棒６６．６６．６６
を介してモータ取付は板６７が固定されている。モータ
取付は板６７の上方にソケット取付は板７３が位置して
いて、ソケット取付は板７３にボールねじのソケット７
２が固定されている。図中、７２ａはソケット７２の固
定用フランジ部である。ソケット７２にはボールねじの
軸７１カ螺合シ、軸７１の先端に取付けられたプーリ７
゜とモータ６８のプーリ６９とに図示省略したベルトが
掛けられる。ソケット取付は板７３にはソケット７２と
同じ高さの凸部７３ａが設けられ、ソケット取付は板７
３のＸ軸方向両側縁の上方にリフタ昇降板７４とセンサ
昇降板１０ｃとが位置する。リフタ昇降板７４にはキャ
リッジ５ｏを貫通してリフタ８を支持する支持棒７５．
７５．７５．７５が立設し、支持棒７５．７５．７５．
７５は、キャリッジ５０上ではこれに立設するスリーブ
７６．７６．７６．７６に挿通し、これに案内されて昇
降する。センサ昇降板１０ｃにはキャリッジ５０を貫通
して先端にセンサ１０．１０を取付けた支持棒１０ａ、
１０ａが立設し、支持棒１０ａ、１０ａは、キャリッジ
５０上ではこれに立設するスリーブ１０ｂ、１０ｂに挿
通し、これに案内されて昇降する。センサ昇降板１０ｃ
には、支持棒１０ａ、１０ａの下端が固定されている。

ソケット取付は板７３の凸部７３ａ上をスライドする昇
降選択板７８がリフタ昇降板７４とセンサ昇降板１０ｃ
との下に位置していて、昇降選択板７８がリフタ昇降板
７４とセンサ昇降板１０ｃとのいずれか一方の下に位置
するよう、昇降選択板７８は図示省略したソレノイドに
よってＸ軸方向にスライド可能にしである。

モータ６８の駆動によってボールねじの軸７１が回動し
、これに螺合するソケット７２が昇降する。昇降選択板
７８がリフタ昇降板７，４の下に位置しているときは、
ソケット７２の昇降に伴ってリフタ昇降板７４が昇降し
てリフタ８が昇降する。

昇降選択板７８がセンサ昇降板１０ｃの下に位置してい
るときは、ソケット７２の昇降に伴ってセンサ昇降板１
０ｃが昇降してセンサ１０，１０が昇降する。第１０図
は、昇降選択板７８がリフタ昇降板７４の下に位置して
いる状態を示している。

昇降選択板７８のこの動作を、第１０図のＸｌ−ＸＩＩ
Ｘ線断面図ある第１１図に示す、第１１図では、昇降選
択板７８が、リフタ昇降板７４の下に位置しているとき
を実線で、センサ昇降板１０ｃの下に位置しているとき
を仮想線で描いである。

センサ９．９は、センサ昇降板１０ｃとは別のセンサ昇
降板９ｃ上に立設する支持棒９ａ、９ａの先端に取付け
られ、支持棒９ａ、９ａは、キャリッジ５０を貫通し、
キャリッジ５ｏ上ではスリーブ９ｂ、９ｂに挿通し、昇
降時にスリーブ９ｂ、９ｂに案内される。キャリッジ５
ｏの下面には下方に向けてエアシリンダ７９が取付けら
れ、エアシリンダ７９のピストンロンドア９ａの先端が
センサ昇降板９ｃに固着されている。エアシリンダ７９
の駆動によってセンサ昇降板が昇降し、これに伴ってセ
ンサ９．９が昇降する。

第８図はグリッパ７及びリフタ８を運動させるのに必要
な部分のみを図示しており、第１０図はりフタ８及びセ
ンサ９．１０を昇降させるのに必要な部分のみを図示し
ている。第１２図は、上記の双方の部分を示す要部斜視
図である。

センサ９．９．１０．１０は、アナログ出力非接触反射
式の光学センサであって、前記のＸ軸方向の往復動及び
昇降によって石英ボートのターゲット溝の位置を検出す
る。センサ９．９．１０．１０からのアナログ出力信号
はＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換され、このディ
ジタル信号をコンピュータが解析し、前述したように石
英ボートのＹ、θＸ、θｙ、θ２及びＸ軸方向の位置補
正が正確に遂行される。アナログ出力非接触反射式セン
サを用いることにより、石英ボート表面の荒れ状態、透
明度の低下、弗酸等による痩せの程度も検出可能となり
、各１対ずつのセンサで２組の軸（例えばＸ軸とＹ軸及
びＸ軸とＺ軸）方向の検出が可能となる。ディジタル出
力の反射式センサでは、洗浄で石英ボートの表面が荒れ
ているときは、検出不能になることがある。また、上記
検出後、ボートテーブルの運動による石英ボートの４軸
（Ｙ１θＸ、θｙ、ｅＺ軸）の位置補正とグリッパ及び
リフタの移動による１軸（Ｘ軸）方向の位置補正とが正
確になされ、石英ボートが歪んでいたりしていても、ウ
ェハの石英ボートからの取出し、石英ボートへの載置の
際に好ましくない塵が発生したり、ウェハに傷や欠は等
のダメージを与えることが効果的に防止される。

前記の例では、第２図の４軸位置補正ユニット８０によ
ってＹ１０χ、θｙ、ｅｚ軸の４軸方向の位置補正を行
い、第８図のキャリッジ５ｏ及びキャリッジ移動用のモ
ータ５１並びにボールねじの軸５４及びソケット５５に
よってＸ軸方向の位置補正を行うようにしている。これ
に対し、位置補正ユニット８０を５軸方向の位置補正ユ
ニットとし、この位置補正ユニットによってＸ、Ｙ、θ
ｘ、ｅｙ、θ、Ｚ軸の５軸方向の位置補正を行うように
することも可能である。このようにするには、例えば、
第２図の第一の取付はテーブルに８Ｘｅｙ軸作動機構と
は別にＸ輪作動機構を併設し、これによってＸ軸方向の
位置補正を行う。このとき、第三の取付はテーブル３０
を例えばカム機構を用いて下降させることによって第二
の取付はテーブル２９を下降させ、第３図のレール２９
（とサドル２８ｃとの係合を解除して第一の取付はテー
ブル２８がＸ軸方向に移動可能になるようにする。上記
の保合解除時に、第一の取付はテーブルが下降しないよ
う、適宜の支持手段によって第一の取付はテーブル２８
を第二の取付はテーブル２９に支持させる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明の技術的思想
に基いて前記の実施例に種々の変形を加えることができ
る。例えば、カセットと石英ボートとの間でのウェハ移
載は、ウェハのＣＶＤ処理のためのほか、ウェハのエツ
チングや洗浄のための移載に前記と同様に本発明を適用
できることは言う迄もない。更に、センサ９．１０は、
光学的センサのほかに静電容量式センサや超音波式セン
サが使用可能である。石英ボートの位置検出には、ター
ゲット溝を検出する以外に、ウェハ挿入溝を直接検出す
るようにもできる。ウェハ挿入溝を直接検出する方が高
精度の検出ができる。また、移載の対象物は、ウェハの
ほか、他の板状体（例えば液晶表示装置用のガラス基板
等）であっても良い。

へ１発明の効果 本発明は、第二の板状体載置部材の複数の箇所を検出し
、この検出結果に基いて第二の載置部材を５方向に変位
させて第一の板状体載置部材に対する第二の板状体載置
部材の位１関係を整合させるようにしているので、第二
の板状体ｉｆ部材が歪んだりなどして寸法精度が悪くな
っていたとしても、この寸法精度の狂いが上記の整合に
よって補正される。その結果、板状体は、スムーズに第
一、第二のいずれの板状体載置部材に載置又はこれから
取出され、板状体を擦ったり衝突させたりすることによ
る好ましくない塵の発生や板状体の損傷が確実に防止さ
れ、歩留が向上する。

特に、本発明に基く板状体移載装置では、第二の板状体
載置部材の５方向の変位手段のうちの少なくとも４方向
の変位手段が組合されてユニット化しているので、この
ユニットを装置本体から簡単に取外すことができ、これ
らの変位手段の点検、修理、交換が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第１図は半導体ウェハ移載装置を示し、同図（ａ）はグ
リッパ及びリフタがカセットチーフルの位置に位置して
いる状態の斜視図、同図（ｂ）はグリッパ及びリフタが
ボートテーブルの位置に位置している状態の斜視図、 第２図は４軸位置補正ユニットの斜視図、第３図及び第
４図は夫々第一及び第二の取付はテーブルの拡大部分断
面図、 第５Ａ図及び第５Ｂ図は夫々第二及び第三の取付はテー
ブルの拡大部分断面図、 第６Ａ図はボートテーブル及び第一の取付はテ第７図は
各輪作動機構の断面図、 第８図はグリッパ及びリフタのＸ軸方向の移動機構並び
にグリッパの昇降機構の要部斜視図、第９図は第８図の
ＩＸ−ＩＸ線拡大断面図、第１０図はりフタ及びセンサ
の昇降機構の要部斜視図、 第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線拡大断面図、第１２
図はグリッパ、リフタ及びセンサのＸ軸方向の移動機構
並びにこれらの昇降機構の要部斜視図、 第１３図は石英ボートの平面図、 第１４図は同正面図、 第１５図は同側面図、 第１６図は第１３図のＸＶＩ−ＸＶＩ線拡大断面図であ
る。 なお、図面に示された符号において、 ２・・・・・・・・・カセットテーブル４・・・・・・
・・・ボートテーブル ７・・・・・・・・・グリッパ ７ｃ・・・・・・・・・グリッパの挟持部７ｄ、８ａ、
１１ａ、２１ａ、２２ａ ・・・・・・・・・ウェハ挿入溝 ８・・・・・・・・・リフタ ９．１０・・・・・・・・・センサ ９ａ、１０ａ・・・・・・・・・センサ支持棒９Ｃ１１
０ｃ・・・・・・・・・センサ支持板１１・・・・・・
・・・カセット １２・・・・・・・・・石英ボート １３・・・・−・・・・石英ボート載置台２１．２２・
・・・・・・・・石英ボートのバー２１ｂ、２２ｂ・・
・・・・・・・ターゲット溝２８．２９．３０ ・・・・・・・・・作動機構取付はテーブル２８ｃ、５
７．６５・・・・・・・・・サドル２９ｃ、５８・・・
・・・・・・レール３１．３２．３３・・・・・・・・
・各輪作動機構３１Ｍ、３２Ｍ、３３Ｍ、５９．６８ ・・・・・・・・・モータ ４０．５４．６２．７１・・・・・・・・・ポールねじ
の軸４３．５５．６３．７２ ・・・・・・・・・ボールねじのソケット５０・・・・
・・・・・キャリッジ ７４・・・・・・・・・リフタ支持板 ７５・・・・・・・・・リフタ支持棒 ７８・・・・・・・・・昇降選択板 ８０・・・・・・・・・位置補正ユニットＷ・・・・・
・・・・半導体ウェハ Ｘ、Ｙ、θｘ１θｙ１θ２ ・・・・・・・・・位置補正方向の軸 である。 代理人　　　弁理士　　連環　宏 第３図 第４図 第５Ａ図 第５Ｂ図 ８Ｅｊ 第９図 ７マ 第１１図 第１０図 第１４図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第一の板状体載置部材と第二の板状体載置部材との
   間で板状体を移載するに際し、 前記第二の板状体載置部材の複数の箇所の位置を検出す
   る工程と、 前記検出の結果に基いて、前記第二の板状体載置部材の
   所定の直線方向と、この所定の直線方向及びこの所定の
   直線方向に直交する方向の３方向を中心とする３つの円
   周方向との４方向、並びに前記の所定の方向に直交する
   １つの直線方向を変位させることにより、前記第一の板
   状体載置部材に対する前記第二の板状体載置部材の位置
   関係を整合させる工程と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を把
   持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出し、
   次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載置部
   材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の板状
   体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解除す
   る工程と を有する板状体移載方法。 ２、第一の板状体載置部材と第二の板状体載置部材との
   間で板状体を移載する板状体移載装置において、 前記第二の板状体載置部材の複数の箇所の位置を検出す
   る位置検出手段と、 前記の位置検出の検出結果に基いて、前記第二の板状体
   載置部材の所定の直線方向と、この所定の直線方向及び
   この所定の直線方向に直交する方向の３方向を中心とす
   る３つの円周方向との４方向、並びに前記の所定の方向
   に直交する１つの直線方向を変位させることにより、前
   記第一の板状体載置部材に対する前記第二の板状体載置
   部材の位置関係を整合させる位置関係整合手段と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を把
   持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出し、
   次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載置部
   材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の板状
   体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解除す
   る板状体把持手段と を有し、かつ、少なくとも前記４方向の変位をさせる各
   変位手段が組合されてユニット化していることを特徴と
   する板状体移載装置。