JPH09260467A - ウェーハ姿勢整合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハ姿勢整合装置の機構を簡潔にすると共
に制御を簡潔にする。 【解決手段】一対の回転ローラ３，３をウェーハの下部
に当接させ、該一対の回転ローラを同方向に回転させる
ことでウェーハの姿勢合わせを行う整合ユニット６７を
複数有するウェーハ姿勢整合装置に於いて、昇降自在に
支持された垂直摺動基板６２に前記整合ユニットを取付
け、前記垂直摺動基板に昇降シリンダ６５を連結して、
該垂直摺動基板を介して前記ウェーハ姿勢整合装置を昇
降可能としたものであり、前記昇降シリンダを伸縮させ
ることで複数のウェーハ姿勢整合装置が同時に昇降し、
ウェーハ姿勢整合装置によるウェーハの姿勢合わせが行
われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置を
構成する１つであり、ウェーハの処理前にウェーハの姿
勢合わせを行うウェーハの姿勢整合装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子、微細な回路パターンが形成
されるシリコンのウェーハ１は図５に示される様に円板
形状をしており、その外周部の一部にオリエンテーショ
ンフラット２と呼ばれる直線部が形成されている。ウェ
ーハ１の処理を行う場合にウェーハ１の姿勢合わせは不
可欠であるが、ウェーハ１の姿勢合わせを行う場合、前
記オリエンテーションフラット２が利用される。

【０００３】図４〜図６により、ウェーハの姿勢合わせ
の基本作動を説明する。

【０００４】ウェーハの姿勢合わせ装置は、水平に配置
された平行な２本の回転ローラ３，３と該回転ローラ
３，３の側方に平行に配置されたサイドロッド４，４を
具備し、前記回転ローラ３，３は図示しないモータによ
り回転される様になっている。又、前記回転ローラ３，
３は前記ウェーハ１の円周に当接可能であり、又サイド
ロッド４，４はウェーハの円周に略当接する様に配設さ
れている。尚、前記回転ローラ３，３は弗素系樹脂製、
前記サイドロッド４，４は石英製である。

【０００５】ウェーハ１は後述する様に、ウェーハカセ
ットに装填された状態でウェーハの姿勢合わせが行われ
る。ウェーハの姿勢合わせは、ウェーハ１が前記回転ロ
ーラ３，３、サイドロッド４，４の軸心に対して垂直の
状態で前記回転ローラ３，３に当接し、且ウェーハ１が
前記ウェーハカセットの内部で浮いた状態で行われる。

【０００６】ウェーハ１が前記回転ローラ３，３に載置
された時、オリエンテーションフラット２が上方にあっ
たとすると、前記回転ローラ３，３を図中反時計方向に
回転させると前記ウェーハ１は時計方向に回転する。而
して、オリエンテーションフラット２が最下位置となる
とウェーハ１は両サイドのサイドロッド４，４に支持さ
れ、ウェーハ１は前記回転ローラ３，３に対して浮いた
状態となり（図６参照）、回転ローラ３，３の回転状態
に拘らずウェーハ１の回転は停止する。即ち、ウェーハ
１の姿勢合わせが完了する。ウェーハ１が多数あった場
合も同様であり、時間的なずれはあるが最終的にはオリ
エンテーションフラット２が最下位置となる姿勢に調整
される。

【０００７】従来のウェーハの姿勢整合装置を具備した
半導体製造装置について図７に於いて説明する。

【０００８】図７は半導体製造装置の内部機構を示す斜
視図であり、カセット授受機構５、カセットローダ６、
カセットストッカ７、バッファカセットストッカ８、ウ
ェーハ移載機９、ボートエレベータ１０、ボート１１、
炉体１２、反応管１３、クリーンユニット１４、クリー
ンユニット１５、冷却ユニット１６等から成る。

【０００９】前記カセット授受機構５は左右１対のカセ
ット受台１７を有し、該カセット受台１７に対応して後
述するウェーハ姿勢整合装置１８が設けられている。

【００１０】前記カセットローダ６はガイドロッド２０
に沿って昇降可能なスライドブロック２１を有し、該ス
ライドブロック２１には左右１対のカセットステージ２
２が設けられ、前記スライドブロック２１はモータ２３
によって回転されるスクリューロッド２４に螺合し、昇
降可能となっている。前記カセットステージ２２は前記
ウェーハ１を受載可能であると共に受載したウェーハ１
を前記カセット授受機構５に対して進退させ得る。

【００１１】前記カセットストッカ７は水平方向に横行
自在に設けられ、該カセットストッカ７は図示しないナ
ットを介してしスクリユーロッド２５に螺合し、該スク
リユーロッド２５を介してモータ２６により横行可能と
なっている。

【００１２】前記ウェーハ移載機９はガイドロッド２７
に沿って昇降自在に設けられた昇降スライダ３０、モー
タ２８によって回転されるスクリューロッド２９、ウェ
ーハハンドラ３１を有し、前記昇降スライダ３０と前記
スクリューロッド２９とは連結し、又前記ウェーハハン
ドラ３１は前記昇降スライダ３０に設けられている。

【００１３】前記ウェーハハンドラ３１は複数のウェー
ハチャックプレートを有し、該ウェーハハンドラ３１は
回転可能であると共に前記カセットストッカ７と前記ボ
ート１１との間で往復移動可能に設けられている。

【００１４】前記ボートエレベータ１０はガイドロッド
３３に沿って昇降自在に設けられた昇降スライダ３４、
モータ３５によって回転されるスクリューロッド３６、
前記昇降スライダ３４に設けられたボート受台（図示せ
ず）を有し、前記昇降スライダ３４と前記スクリューロ
ッド３６とは連結している。前記したボート１１は前記
ボート受台に載置可能となっている。

【００１５】前記カセット授受機構５に設けられたウェ
ーハ姿勢整合装置１８は、前記１対のカセット受台１７
にそれぞれ対応して設けられる。

【００１６】図８に示される様に、カセット受台１７に
基板４０が設けられ、該基板４０に昇降ガイド４１が設
けられる。該昇降ガイド４１にスライダ４２が設けら
れ、該スライダ４２の上端に昇降フレーム４３を固着す
る。該昇降フレーム４３は偏平な凹字形状をし、該昇降
フレーム４３に水平に２本の弗素系樹脂製の回転ローラ
３，３が平行に設けられ、該回転ローラ３，３には溝４
４が所要のピッチ（ウェーハカセットのウェーハ装填ピ
ッチ）で刻設されている。

【００１７】前記回転ローラ３，３の昇降フレーム４３
より突出する一方の軸端に被動プーリ４５が嵌着され
る。前記昇降フレーム４３の側板に出力軸を貫通突出さ
せモータ４６が設けられ、前記出力軸に駆動プーリ４７
を嵌着する。前記被動プーリ４５，４５、前記駆動プー
リ４７にベルト４８を掛回し、前記モータ４６の駆動に
より、前記ベルト４８、前記被動プーリ４５，４５を介
し、前記２本の回転ローラ３，３を同方向に回転させ得
る様になっている。

【００１８】前記回転ローラ３，３の両側方に、石英製
のサイドロッド４，４を配設する。該サイドロッド４，
４はそれぞれ側板４９に支持され、両側板４９，４９は
前記回転ローラ３，３の下方で連結板５０によって連結
してある。前記昇降フレーム４３の中央には上向きにリ
フトシリンダ５１が設けられ、該リフトシリンダ５１の
ロッド上端を前記連結板５０に連結し、前記リフトシリ
ンダ５１の突出により、前記２本のサイドロッド４，４
を回転ローラ３，３に対して上昇させる様になってい
る。

【００１９】前記基板４０に水平に突出する台座５２が
設けられ、該台座５２に上向きに昇降シリンダ５３が設
けられ、該昇降シリンダ５３のロッド５４の上端が前記
スライダ４２に連結される。而して、前記昇降シリンダ
５３の伸縮により昇降フレーム４３を介して前記回転ロ
ーラ３，３、サイドロッド４，４を一体に昇降させ得る
様になっている。

【００２０】尚、ウェーハカセット３９はウェーハ姿勢
整合装置１８の上方にセットされ、前記昇降シリンダ５
３の短縮状態、即ち前記昇降フレーム４３の降下状態で
は、前記回転ローラ３，３はウェーハ１に接してなく、
前記昇降シリンダ５３により昇降フレーム４３を上昇さ
せると、前記回転ローラ３，３の溝５５に前記ウェーハ
１の下部が当接する様になっている。

【００２１】而して、前述した様に回転ローラ３，３の
昇降、前記サイドロッド４，４の昇降、更に前記回転ロ
ーラ３，３の回転により前記ウェーハ１の姿勢合わせを
行う様になっている。

【００２２】次に、上記半導体製造装置に於けるウェー
ハ１の流れについて略述する。

【００２３】ウェーハ１の搬入、搬出はウェーハ１をウ
ェーハカセット３９に装填し、ウェーハが装填されたウ
ェーハカセット３９で搬送している。ウェーハカセット
３９をウェーハ１が垂直な状態に保持する姿勢で前記カ
セット受台１７に載置する。前記ウェーハ姿勢整合装置
１８が上昇してウェーハの姿勢合わせが行われる。前記
カセットローダ６のモータ２６の駆動で前記スクリュー
ロッド２４を介して前記スライドブロック２１を降下さ
せ、待機させる。

【００２４】前記カセット授受機構５は前記カセット受
台１７をカセットストッカ７に向かって９０°回転させ
る。回転後の状態では、ウェーハ１は水平姿勢である。
前記モータ２６の駆動で前記スクリューロッド２４、前
記スライドブロック２１を介して前記カセットステージ
２２を上昇させ、該カセットステージ２２にウェーハカ
セット３９を受載する。前記カセットステージ２２でウ
ェーハカセット３９をカセット授受機構５より引出し、
前記モータ２３の駆動によってスクリューロッド２４を
回転させ、スライドブロック２１を所定の位置迄上昇さ
せる。前記カセットステージ２２によりウェーハカセッ
ト３９をカセットストッカ７内に挿入して、カセットス
トッカ７に収納させる。而して、ウェーハ１が装填され
たウェーハカセット３９をカセットストッカ７、バッフ
ァカセットストッカ８に収納させる。

【００２５】ウェーハカセット３９の前記カセットスト
ッカ７への収納が完了すると、前記ウェーハ移載機９を
作動させ、前記カセットストッカ７側のウェーハカセッ
ト３９からウェーハ１を前記ボート１１に移載する。

【００２６】前記モータ２６の駆動により前記カセット
ストッカ７を横行させ、対象となるウェーハカセット３
９が属する収納列と前記ウェーハハンドラ３１とを対峙
させる。前記モータ２８を駆動し、前記スクリューロッ
ド２９を介してウェーハハンドラ３１を昇降させ、該ウ
ェーハハンドラ３１を対象となるウェーハカセット３９
に対峙させる。ウェーハハンドラ３１を回転、更に進退
させることでウェーハカセット３９のウェーハ１を前記
ボート１１に移載する。

【００２７】該ボート１１に所定数のウェーハ１が移載
されると、前記モータ３５が駆動し、前記スクリューロ
ッド３６を介して前記昇降スライダ３４が上昇して前記
ボート１１を前記反応管１３内に装入する。

【００２８】該反応管１３でウェーハ１の表面への薄膜
の生成、不純物の拡散等、所要の処理が成される。

【００２９】ウェーハ処理が完了すると、前記モータ３
５により前記ボート１１が反応管１３より引出され、更
に前記ウェーハ移載機９によりカセットストッカ７の空
となっているウェーハカセット３９にウェーハ１が移載
される。その後のウェーハカセット３９の搬送について
は前述したと逆の作動によってなされる。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のウェー
ハの姿勢整合装置は１対のウェーハ姿勢整合装置がそれ
ぞれ独立して設られている為、ウェーハ姿勢整合装置に
設けられる前記整合ユニットを昇降させる機構、例えば
ガイド機構、シリンダ等の駆動機構をそれぞれ個別に設
けなければならず、構造が複雑になり、又駆動させるに
も同期をとる必要がある等、制御の上でも複雑になると
いう不具合があった。

【００３１】本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハの姿
勢整合装置の機構を簡潔にすると共に制御を簡潔にしよ
うとするものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の回転ロ
ーラをウェーハの下部に当接させ、該一対の回転ローラ
を同方向に回転させることでウェーハの姿勢合わせを行
う整合ユニットを複数有するウェーハ姿勢整合装置に於
いて、昇降自在に支持された垂直摺動基板に前記整合ユ
ニットを取付け、前記垂直摺動基板に昇降シリンダを連
結して、該垂直摺動基板を介して前記ウェーハ姿勢整合
装置を昇降可能としたものであり、前記昇降シリンダを
伸縮させることで複数のウェーハ姿勢整合装置が同時に
昇降し、ウェーハ姿勢整合装置によるウェーハの姿勢合
わせが行われる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００３４】図１中、図８中で示したものと同様ものに
は同符号を付しその説明を省略する。

【００３５】前記カセット授受機構５のフレーム（図示
せず）に固着される垂直基板６０に垂直方向の２のガイ
ド６１を固着し、該ガイド６１に摺動自在に垂直摺動基
板６２を設ける。該垂直摺動基板６２は凹字形状をして
おり、該凹字状の水平部上端面にブラケット６３を水平
方向に突設し、前記垂直基板６０の下端に水平方向に突
出する台座６４を固着し、該台座６４に昇降シリンダ６
５を立設し、該昇降シリンダ６５のロッド６６を前記ブ
ラケット６３に連結する。

【００３６】前記垂直摺動基板６２の両側に形成される
上向き突出端部には、ウェーハ姿勢整合装置６７がＬ字
状の固定金具６８を介して取付けられる。該固定金具６
８の取付け穴は上下方向に長径を有し、前記ウェーハ姿
勢整合装置６７の上下方向の位置を調整できる様になっ
ている。

【００３７】該ウェーハ姿勢整合装置６７は前述したウ
ェーハ姿勢整合装置１８と略同様な構成をしており、回
転ローラ３，３、サイドロッド４を有し、前記回転ロー
ラ３，３はモータ４６により回転され、又前記サイドロ
ッド４はリフトシリンダ５１により回転ローラ３，３に
対して昇降される。尚、本実施の形態ではサイドロッド
４は１組のみ設けられ、もう１組のサイドロッド４に代
え、ウェーハ検出器６９が設けられている。

【００３８】該ウェーハ検出器６９はウェーハカセット
に装填されたウェーハの間隙に挿入される短冊状の舌片
７０が櫛歯状に設けられ、各舌片７０にはウェーハ検出
センサ、例えば反射式の光検出センサが設けられ、ウェ
ーハの姿勢合わせを行っている時にウェーハの検出を行
う。

【００３９】次に、作動を説明する。

【００４０】ウェーハの姿勢整合装置６７の待機状態で
は前記昇降シリンダ６５が短縮している。ウェーハカセ
ット３９をカセット授受機構５に受載すると（図７参
照）、前記昇降シリンダ６５が伸長し、前記垂直摺動基
板６２が上昇する。垂直摺動基板６２上昇により左右の
ウェーハ姿勢整合装置６７が同時に上昇し、前記サイド
ロッド４，４がウェーハカセットのウェーハに当接し、
前記ウェーハ検出器６９の舌片７０がウェーハ間に挿入
される。

【００４１】前記サイドロッド４，４を回転させること
でウェーハの姿勢合わせが行われると共に前記ウェーハ
検出器６９によりウェーハの有無が検出され、ウェーハ
カセットに装填されているウェーハの数、更にウェーハ
が欠落している位置が検出される。

【００４２】ウェーハの姿勢合わせが完了すると前記昇
降シリンダ６５が短縮し、前記垂直摺動基板６２を介し
て前記左右のウェーハ姿勢整合装置６７が降下し、ウェ
ーハの姿勢合わせが完了する。

【００４３】前記従来のウェーハ姿勢整合装置１８では
回転ローラ３にウェーハ周端に嵌合する溝４４を刻設し
たが、図２で示す様に、回転ローラ３に母線に沿って逆
Ｖ字状の突条７１を円周方向に等ピッチで多数形成し、
スプライン軸状としても良い。該スプライン軸状の回転
ローラ３，３をウェーハ１に当接させた場合は、図３に
示される様に突条７１を介して当接し、突条７１の多く
ても２山がウェーハ１に接する。従って、ローラ３，３
とウェーハ１との接触面積が著しく小さく、前記ローラ
３，３とウェーハ１間で大きな面圧が得られ、従って該
回転ローラ３，３とウェーハ１間に大きな摩擦力が得ら
れ、両者間で滑りを生じることなくウェーハは回転され
る。従って、姿勢合わせに要する時間が短縮され、又滑
りに原因するパーティクルの発生はない。

【００４４】尚、上記実施の形態では垂直摺動基板６２
にウェーハ姿勢整合装置６７を２組設けたが、１組でも
更に３組以上設けることが可能であることは言う迄もな
い。

【００４５】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ウェー
ハ姿勢整合装置を１つの昇降機構で、又１つの昇降駆動
機で昇降させる構成としたので、構造が著しく簡単にな
ると共に、１の昇降駆動機に対する制御だけでよくなる
ので、制御機構も簡潔になり、製作コストが大幅に低減
するという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。

【図２】本実施の形態に使用される回転ローラの一例を
示す斜視図である。

【図３】該ローラとウェーハとの関係を示す説明図であ
る。

【図４】ウェーハの姿勢合わせ作動の説明図である。

【図５】ウェーハの姿勢合わせ作動の説明図である。

【図６】ウェーハの姿勢合わせ作動の説明図である。

【図７】従来のウェーハの姿勢整合装置を具備した半導
体製造装置の内部透過斜視図である。

【図８】従来のウェーハの姿勢整合装置を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ ウェーハ ３ 回転ローラ ４ サイドロッド ６０ 垂直基板 ６１ ガイド ６２ 垂直摺動基板 ６３ ブラケット ６４ 台座 ６５ 昇降シリンダ ６６ ロッド ６７ ウェーハ姿勢整合装置 ６８ 固定金具 ６９ ウェーハ検出器 ７０ 舌片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の回転ローラをウェーハの下部に当
   接させ、該一対の回転ローラを同方向に回転させること
   でウェーハの姿勢合わせを行う整合ユニットを複数有す
   るウェーハ姿勢整合装置に於いて、昇降自在に支持され
   た垂直摺動基板に前記整合ユニットを取付け、前記垂直
   摺動基板に昇降シリンダを連結して、該垂直摺動基板を
   介して前記ウェーハ姿勢整合装置を昇降可能としたこと
   を特徴とするウェーハ姿勢整合装置。