JPS612341A - ウエハ移し換え治具 - 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】 〔技術分野〕 本発明は被収容物品を移し換える物品移換治具、たとえ
ば、プラスチック製のカートリッジと石英治具との間に
おいてウェハを簡単に移し換えることができる物品移換
治具に関する。

〔背景技術〕

半導体製品の集積度向上によって、回路パターンは一層
微細化が図られている。そして、ＴＣパターンの最小線
幅は３μｍ、２μｍを経て１μｍ以下になろうとしてい
る。このような状況下における半導体製造プロセスにお
いて、微細パターンを正確に形成することおよび歩留り
（プローブ歩留り）を向上させるためには、ウェハの塵
埃による汚染低減化、特に付着塵埃の低減を図ることが
重要であることが、たとえば、電子材料、１９８２年。

別冊号、１１９〜１１６頁における良友等による″ウェ
ハ処理システム″あるいは１日立評論。

Ｖｏｌ、　６５．　Ｎｎ７　（１９８３）　、　３９−
４２頁における入掛等による″表面検査装置による微粒
子検出″と題する文献において論じられている。

ウェハは、たとえば、電子材料、’１９７５年。

７月号、９２〜９９頁における尾木による″部品のハン
ドリングシステム″と題する文献あるいは前記長友等に
よる文献に記載されているように、ピンセント、真空ピ
ンセット等による枚葉処理、またはダンプトランスファ
、　Ｉｎｄｅｘ　ＴｒａｎｓｊｔｓｏｎＤｅｖｉｃｅ等
の名称で呼称されている移し替え機によるカートリッジ
内のウェハ全体のバッチ処理によって取り扱われている
。

ところで、前記ピンセット等によるウェハ処理において
は、ウェハのカートリッジあるいは石英治具への出入時
に、収容溝の縁にウェハが当たって破損（クラック、欠
けの発生）したり、破損によって新たに異物発生を引き
起こす難点がある。

また、ウェハは前述のようにその取扱い時にピンセット
が直接触れること、およびウェハの周縁がカートリッジ
や石英治具に接触すること、によって異物が付着してウ
ェハが汚染される。これらについては、前記長友等によ
る文献に記載されている。なお、ピンセットの接触によ
るウェハの汚染状態については前記人掛等による文献に
詳細に記載されている。

しかし、ピンセット等によるウェハのハンドリングは枚
葉処理であることから、手間暇が掛かり作業性が低い。

そこで、ウェハのカートリッジと石英治具間等の移し替
え作業は、移し替え機によるバッチ処理で効率的に行わ
れている。また、前艷良友等による文献にはウェハ周辺
の欠け（チッピング）の発生はダンプトランスファによ
るものがピンセット等によるものよりも勝っている例が
示されている。

また、歩留りの向上のためウェハの大口径化がすすめら
れている。大口径ウェハはそれ自体の自重が大きいため
真空ピンセットでは保持しずらく、また保持するために
は習熟が必要となる。また前記ピンセットで保持し、カ
ートリッジ治具間の相互の移換え作業の最中に、大口径
ウェハが真空ピンゼットから脱落するという事故も起き
たりし、ウェハ大口径化により歩留の向上を計っている
にもかかわらず、歩留りが低下してしまうということが
あきらかとなった。

本発明はこのように移し替え機（物品移換治具）に関す
るものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は物品の移し換え時、物品の破損。

汚染が生じ難い物品移換治具を提供することにある。

本発明の他の目的は物品の移換作業効率が高い物品移換
治具を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の物品移換治具は、ウェハを収容した
カートリッジを物品移換治具の治具セット台に、上方か
ら物品移換治具のガイドに沿って降下させることによっ
て、カートリッジ内のウェハを治具セット台上面にあら
かじめ載置された石英治具上に移換るようになっていて
、石英治具は取扱い自在となる。また、石英治具の側面
には、あらかじめ一対の挿入孔が設けられていることか
らこの挿入孔にフォークを差し込み、フォークを所定箇
所に運ぶことによって、石英治具を所定部に運ぶことが
できるようになっている。この結果、ウェハの移換作業
において、ウェハはピンセット等の工具には直接接触す
ることがなく、ウェハの汚染の防止が達成できる。また
、カートリッジを治具セット台に対してゆっくりと降下
させることによって、ウェハへの石英治具に接触する際
のショックは緩和できるため、ウェハの破損およびこれ
に伴う異物発生は防止できる。さらに、ウェハの移換作
業はカートリッジ内の全体の移し換えであるバッチ処理
で行われることから、移換作業の高能率化が達成できる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるウェハ移換治具を示す
斜視図、第２図は同じくウェハの移し換え開始状態を示
す一部を断面とした断面図、第３図は同じく治具セット
を示す平面図、第４図は同じくカートリッジから石英治
具をウェハを移す状態を示す断面図、第５図は同じく治
具セット台から石英治具を所定箇所に運ぶ状態を示す断
面図である。

第１図に示すように、本発明のウェハ移換治具（物品移
換治具）は、移換治具本体１と、保持治具２とからなっ
ていて、いずれも金属、たとえば、ステンレスで形成さ
れている。前記移換治具本体１は矩形板状の底面となる
ベース３と、このベース３の四隅にぞれぞれ垂設された
細長り半断面のガイド４と、前記ベース３の上面（移換
治具本体１の底上面）中央に設けられた直方体の治具セ
ット台５と、からなっている。

前記４本のガイド４は、ウェハ６を２５枚収容するプラ
スチックのカートリッジ７をガイドするようになってい
る。すなわち、各ガイド４はその直角に開口する部分を
内側に対面させ、カートリッジ７の四隅をガイドするよ
うになっている。また、ウェハ６は、カートリッジ７の
相互に対面する一対の側板８の内壁に上下方向に平行に
設けられた２５本の収容溝９に、その周縁が挿入される
形で収容される。カートリッジ７は前記のように一対の
側板８と、この側板８の両端部分を連結する連結部１ｏ
とからなっているため、上下が開口しているが、収容溝
９は側板８の下端近傍までしか設けられていないので、
ウェハ６はカートリッジ７の下方から脱落はしない。し
たがって、ウェハ６はカートリッジ７の上方から出入さ
れる。

一方、ベース３の中央に設けられた治具セット台５は、
前記カートリッジ７の一対の側板８および連結部１０と
によって形成された空間領域１１よりも、縦横の寸法が
小さくなっている。しかし、治具セット台５の高さは、
カートリッジ７の連結部１０の高さよりも高くなってい
る。これは、後述するように、カートリッジ７をベース
３上に載せた際、保持治具２で治具セット台５上に載置
された石英治具１２が保持できるようにするためである
。前記治具セット台５上には熱処理治具である石英治具
１２が載置される。この石英治具１２は平行に延在する
一対の棒体１３と、これら棒体Ｉ３の両端部分を連結す
る連結体１４と、前記棒体１３上面に棒体１３に沿って
固定された細長の台座棒１５とからなっている。また、
前記一対の台座棒】５の間隔は棒体１３の間隔よりも広
くなっていて、ウェハ６を受は入れ易くなっている。

前記−通の台座棒１５の上面には、２５枚のウェハ６を
載置収容する収容溝１６（第２図参照）が設けれらてい
る。前記石英治具１２の収容溝１６のピットと、カート
リッジ７の収容溝９のピッチとは、当然のこととして、
たとえば、２．５Ｍｒｌあるいは５ｍと同一となってい
る。さらに、この石英治具１２もカートリッジ７の空間
領域１１よりも縦横の寸法が小さくなっている。なお、
前記治具セット台５の上面には、第３図に示されるよう
に、位置決め片１７が一対設けられていて、石英治具１
２の両端部分の内側空間部分に嵌合するようになってい
る。

他方、前記保持治具２はフォーク状となっている。すな
わち、保持治具２は細長の握り部１８と、この握り部１
８の先端に二股となって平行に延在する細長の挿入部１
９とからなっている。そして、この保持治具２の挿入部
１９は、前記石英治具１２にあらかじめ設けられた挿入
孔２０（第２図参照）に挿入されるようになっている。

挿入孔２０は前記棒体１３を管体とすることによって形
成される。

つぎに、このような物品移換治具の使用方法について説
明する。

最初に、第２図に示されるように、治具セット台５の上
面に空の石英治具１２が位置決め片］７を利用して位置
決め載置されるとともに、ウェハ６を収容したカートリ
ッジ７が用意される。

つぎに、第４図に示されるように、カー１〜リツジ７が
移換治具本体１にガイド４を利用して取付けられる。カ
ートリッジ７はガイド４に四隅をガイドされながら、ゆ
っくり降下され、ベース３上面に載る。このカートリッ
ジ７の降下時、カートリッジ７に収容されているウェハ
６は、治具セット台５の通過によって移る。カートリッ
ジ７は移換治具本体１のガイド４に位置決めされるとと
もに、石英治具１２は移換治具本体１の治具セット台５
に設けられた位置決め片１７によって位置決めされるこ
とから、カートリッジ７の収容溝９と石英治具１２の収
容溝１６とは相互に対応する。

したがって、ウェハ６はカートリッジ７から石英治具１
２に移動した際、正確に石英治具１２の収容溝１６に納
まる。また、この際、石英治具１２はカートリッジ７の
上方に露出する。

つぎＣコ、保持治具２が石英治具１２に取付けらける。

すなわち、作業者は保持治具２の握り部１８を掴み、挿
入部１９を石英治具１２の挿入孔２０に挿入する。その
後、第５図に示されるように、保持治具２は上方に移動
させられるとともに、石英治具１２はテーブル２１上に
運ばれる。保持治具２はテーブル２１上の石英治具１２
から引き抜かれ、カートリッジ７から石英治具１２への
ウェハ６の移し換え作業が終了する。

なお、石英治具１２からカートリッジ７ヘウエハ６を移
し換える場合は、前記移換手順と逆となる手順で行えば
良い。すなわち、最初に移換治具本体１に空のカートリ
ッジ７が装着された後、保持治具２によってウェハ６が
収容されたカートリッジ７が治具セット台５上に載置さ
れる。その後、空のカートリッジ７がゆっくりと持ち上
げられる。

すると、カートリッジ７が石英治具１２を通過する際、
石英治具１２に収容されているウェハ６がカートリッジ
７の収容溝９に入り、総てのウェハ６はカートリッジ７
に乗り移ることになる。

以上述べてきた実施例においては、大断面化されたウェ
ハを取扱う場合において特に有効な技術である。大断面
のウェハを真空ピンセット等で取扱う場合、ウェハ自体
の重量が重く、取扱は習熟者であっても極めて難しい作
業である。しかし、本発明の移換治具を使用することに
より、大口径ウェハの取扱いにおいても優れた効果を有
している。

〔効果〕

１、本発明のウェハ移換治具はカートリッジ７と石英治
具１２との相対的な擦り抜けによって、自動的に一方か
ら他方に乗り移ることから、ウェハの移換作業にあって
、ウェハには移換用の工具等は接触せず、ウェハ６は汚
染されなくなるという効果が得られる。

２、本発明によれば、カートリッジ７と石英治具１２と
の間にウェハ６の移換において、両者の擦り抜は速さは
、作業者によって充分コントロールされ、ウェハ６が他
方の収容溝に接触する際のショックは小さく出来ること
から、ウェハ６におけるクランク、欠は等の破損発生が
低減でき、製造歩留りが向上するという効果が得られる
。

３、上記２から、ウェハ６の破損が低減できることは、
破損によって発生する異物の発生も少なくなることを意
味し、作業環境の汚染もなくなるという効果が得られる
。

４、本発明によれば、ウェハ６の移し換えは、カートリ
ッジ７あるいは石英治具１２に収容されているウェハ全
体が一度に移し換えられるバッチ処理であるため、手間
用が掛からず、極め作業性が良く、移換作業の高効率化
が達成できるという効果が得られる。

５、本発明の物品移換治具は、移換治具本体１における
カートリッジ７のガイド４を利用した上下動操作、およ
び保持治具２による石英治具１２の治具セット台５に対
する簡単なローディング、アンローディング操作を行え
ば良いだけであることから、作業者には習熟度は必ずし
も必要ではなくなり、誰にでも作業が行えるという効果
が得られる。

６、本発明の物品移換治具は、保持治具２による治具セ
ット台５に対する石英治具１２のローディング、アンロ
ーディング動作、および移換治具本体１に対するカート
リッジ７のローディング、アンローディング動作と、そ
の動きも単純であることから、ロボットを用いた自動化
もし易いという効果が得られる。

７、上記１〜６より、本発明の物品移換治具によれば、
ウェハの移換作業歩留りの向上によって、移換作業コス
トの低減が図れるという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、移換治具本体
におけるカートリッジの位置ガイドおよび石英治具の保
持機構等は一般に用いられている各種の機構を採用して
も、前記実施例と同様な効果が得られる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造技
術におけるウェハの移換技術に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではない。

本発明は少なくとも一方向に通り抜けが可能な収容体に
収容されている物品の移換作業に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるウェハ移換治具を示す
斜視図、 第２図は同じくウェハの移し換え開始状態を示す一部を
断面とした断面図、 第３図は同じく治具セット台を示す平面図、第４図は同
じくカートリッジから石英治具にウェハを移す状態を示
す断面図、 第５図は同じく治具セット台から石英治具を所定箇所に
運ぶ状態を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上下が開口し被収容物品が上面から出し入れされる
   カートリッジを上方から位置決め収容する物品移換治具
   本体と、前記物品移換治具本体の底上面に配設されると
   ともに、その上面に前記被収容物品が載置収容できる治
   具を載置でき、かつ前記カートリッジが通過可能な治具
   セット台と、前記治具を保持する保持治具と、からなり
   、前記カートリッジを前記物品移換治具にセットして降
   下させると、カートリッジに収容されていた被収容物品
   は治具セット台上の治具上に載り、治具は保持治具によ
   って移動可能な状態になることを特徴とする物品移換治
   具。 ２、前記保持治具は握り部と、この握り部の端先から二
   股となって延在する一対の挿入部とからなり、挿入部は
   前記治具の側面にあらかじめ設れられた一対の挿入孔に
   挿入されるようになっていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の物品移換治具。