JPS6236247A - ウエハ搬送装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ウェハ搬送装置に係り、特に縦型や横型の気
相エピタキシャル装置のサセプタのように略水平に配置
された平盤状の支持体に対するウェハの搬送装置に関す
るものである。

〔従来技術とその問題点〕

例えば縦型気相エピタキシャル装置のサセプタに対する
ウニＩ・のロードおよびアンロードは、従来一般にウェ
ハの表面を真空吸着することにより行なわれていた。し
かしながら、ウーハの真空吸着された部分は、多少の差
はあっても必ず汚染され、不良品発生の原因となってい
た。そこで、エピタキシャル成長などのこれから行なう
処理にとって汚染がより大きく作用するロード時には、
ウェハの裏面を真空吸着してサセプタ等の支持体上にす
べり下すようにし、処理後のアンロード時にはウェハの
表面を真空吸着するようにしたものが化 提案されているが、半導体装置の高密度に伴ない八 汚染をより低く押えることが要請されているっ〔発明の
目的〕　一 本発明の目的は、平盤上の支持体へのロード時はもちろ
んアンロード時にもウーハの裏面を真空吸着することの
できるウェハ搬送装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、アンロード時のウェハ裏面の吸着
を的確に行ない得るようにし、ウーハ搬送装置、支持体
およびウーハのいずれに対しても損傷を与えることのな
いウェハ搬送装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するための本発明は、搬送用アームの
先端に取付けられた薄片の上面にウェハ吸着用の真空吸
引口を備えたウェハ搬送装置であって、薄片を搬送用ア
ームに対し弾性体を介して上下動および傾動自在に取付
け、ウェハの支持体と薄片との相対的な傾斜などを含む
位置ずれが多少あっても、薄片の上面に吸着しているウ
ェハを支持体上に的確にすべり下すと共に、支持体上に
置かれているウーハの裏面へ薄片を円滑に挿入してウェ
ハの裏面を吸着できるようにしたものである。　　′ 〔実施例〕 以下本発明の実施例を示す第１図ないし第４図について
説明する。第１図において、１０は搬送用アームであり
、図示しない駆動装置により同図において左右・上下に
移動可能になされると共に旋回可能になされ、該移動お
よび旋回はＮＣ制御などによりコントロールされるよう
になっている。

搬送用アームＩＯの先端には、スペーサ１１を介してへ
、ド本体１２がボルト　１３により取付けられている。

ヘッド本体１２には、後述する傾動手段２０を介して中
間筒３０が取付けられている。

中間筒３０の第１図において下端には、比較的小さなバ
ネ定数を有するステンレス製などの第１ベローズ（弾性
体）３１が気密を保つように取付けられ、この第１ベロ
ーズ３１の下端に、同じく気密を保つように吸着へ、ド
本体３２が取付けられている。吸着ヘッド本体３２の第
１図において左方へ突出している部分の上面には、ウェ
ハ３３の裏面を吸着するための薄片３４が耐熱性接着剤
等により取付けられている。この薄片３４は、ウェハ３
３に対し汚染などの悪影響を及ぼさないように石英＋　
ｓｒｃまたはＳｉ３Ｎ４などで形成されているう薄片３
４の先端は、ナイフェツジ状に形成されると共に、第２
図に示すように、巾が狭くなるように形成されている。

薄片３４には、その上面に開口する第１の真空吸引口３
５が明けられ、この第１の真空吸引口３５は吸着ヘッド
本体３２に設けた流路３６を介して第１ベローズ３１の
内部空間３７に連通されている。

前記ヘッド本体１２はフタ１４．１５により密閉された
内部空間１６を有し、傾動手段２０が通る下部開口１７
と中間筒３０の上端は傾動手段２０のヒンジ部材２１を
介して第２ベローズ２２により外気に対して気密を保つ
ように接続されている。

ヘッド本体１２に取付けられた前記ヒンジ部材２１は、
第２ベローズ２２の下部フランジ２２ａにす、ト２３に
より取付けられた中空軸２４を傾動可能に貫通する穴２
１ａを有し、中空軸２４を両側から挾持する２本の対向
するビン２５（第１図には奥側の１本のみが示されてい
る）により中空軸２４を傾動可能に支持するようになっ
ている。

中空軸２４の上端はリンク２６を介してロッド、２７に
連結されている。ロッド２７は搬送用アーム１０内に伸
び、繰出量を制御可能な図示しない、駆動装置に連結さ
れている。ヘッド本体１２とロッド２７の間には、Ｕパ
ツキンなどのシール２８が設けられ、前記内部空間１６
の気密を保つようになっている。

第２ベローズ２２の下部フランジ２２ａには、穴３８が
設けられ、第２ベローズ２２の内部空間３９と中間筒３
０の内部空間４０を連通させるようになっている。そこ
で、第１の真空吸引口３５は、流路３６．第１ベローズ
３１．中間筒３０の内部空間３７，４０．穴３８．第２
ベローズ２２の内部空間３９ならびにヒンジ部材２１の
穴２１ａを介してヘッド本体１２の内部空間１６に接続
されている。ヘッド一本体１２の内部中−１６は、これ
と搬送用アーム１０の内部空間′１０ａとの間の壁に明
けた後述する穴５１と平行に明けた図示されていない別
の穴および継手５２と同様の継手を介して前記内部空間
＋Ｏａ内を通る図示しない可とう性チューブにより同じ
く図示しない真空源に接続されている。

また、吸着ヘッド本体３２の下面には、モニタウェハな
どの表面を吸着するだめの第２の真空吸引口５０が設け
られている。この第２の真空吸引口５０は、第１ベロー
ズ３１の内部空間３７内に伸びる継手５３．シリコンゴ
ム製などの可とう性チューブ５４および継手５５を介し
て中空軸２４の下端に接続されている。中空軸２４の上
端は継手５６．シリコンゴム製などの可とう性チーーブ
５７および継手５８を介して前記ヘッド本体１２の穴５
１に接続され、継手５２および搬送用アーム１０の内部
空間＋ｏａ内を通る可とう性チューブ５９を介して図示
しない真空源に接続されている。

次いで本装置の作用について説明する。サセプタ等の支
持体６０（第３図参照）ヘウェハ３３をロードする場合
には、まず、図示しない２本の搬送ベルトなどによって
所定位置に送られてきたウェハ３３の裏面側へ薄片３４
を位置させるべく、搬送用アーム１０を作動させる。次
いア、搬送用アーム１０を上昇させて薄片３４の上面を
ウェハ３３の裏面に接触させる。次いでヘッド本体１２
の内部空間、１６に連らなる図示しない可とう注チュー
ブに接続されている真空源のパルプを開く。

これにより前記ヘッド本体１２の内部空間１６゜ヒンジ
部材２１の穴２１ａ、第２ベローズ２２の内部空間３９
．穴３ｇ・中間筒３ｏの内部空間４０、第１ベローズ３
１の内部空間３７ならびに吸着ヘッド本体３２の流路３
６を介して第１の真空吸引口３５が減圧され、ウェハ３
３を薄片３４の上面に吸着する。このとき、第１ベロー
ズ３Ｉはその内部空間３７が減圧されるため、可とぅ性
チューブ５４をたわませてわずかに縮む。この第１ベロ
ーズ３１の縮みは、ウェハ３３を搬送ベルトなどの上か
ら持ち上げ゛る方向であるため、好ましく作用する。

ウェハ３３を薄片３４の上面に吸着したならば、搬送用
アーム１０を作動させ、ウェハ３３を第３図に示す支持
体６０のザグリなどのロード位置６１の上方へ搬送する
。このとき、ロッド２７を第１図において左方へ繰出し
、リンク２６．中空軸２４によりピン２５を中心にして
中間筒３ｏないし薄片３４を所定角度傾斜させる。そし
て、搬送用アーム１０を下降させ、第３図に示すように
１ウェハ３３の最下部（第３図において左端部）をロー
ド位置６１の対応する箇所に位置させ、該ウェハ３３の
最下部を支持台６０に対し接触ないしはわずかな隙間を
有するように位置付ける。このとき、搬送用アーム１０
およびロッド２７による薄片３４の位置決めおよび傾斜
角の制御精度や薄片３４に対するウェハ３３の相対的位
置精度などにより、ウェハ３３が支持体６０に当たるこ
とがあっても、第１ベローズ３１がたわみ、支持体６０
に対するウーハ３３の押付力を所定値以下に押え、ウェ
ハ３３の破損を防止する。この第１ベローズ３！のたわ
みに対して抵抗となるものは、可とう性チーープ５４の
みであるため、第１ベローズ３１のバネ定数を小さく設
定しておくことにより、前記押圧力を非常に小さく押え
ることができる。

次いで、第１の真空吸引口３５の減圧を解き、ウェハ３
３を薄片３４に対して自由にする。これにより、ウェハ
３３は、自重で支持体６０と薄片３４の上にまたがって
置かれた状態となる。この状態から搬送用アーム１０の
移動により傾動中心であるピン２５を第３図に矢印Ａで
示すように移動させつつこの移動に同期して薄片３４の
傾斜角を増大させて、薄片３４を３４′で示すように傾
斜させ、その先端を支持体６０のロード位置６１の表面
に接近させる。次いで、前記ピン２５を矢印Ｂで示すよ
うに移動させ、薄片３４をウーハ３３と支持体６０との
間から抜く。このとき、ウーハ３３の第３図において右
端は傾斜している薄片３４上をすべり下り、ウェハ３３
はロード位置６１上に静かに載置される。

次に支持体６０上に載置されているウェハ３３のアンロ
ードにつき第４図を参照して説明する。

まず、薄片３４を実線で示すように傾斜させ、その先端
を支持体６０のロード位置６１の表面に接触させる。こ
の接触は、薄片３４が弾性体である第１ベローズ３１を
介して搬送用アーム１０に取付けられているため、支持
体６０に対する薄片３．４の位置決めおよび傾斜角の誤
差やロード位置６１の表面に対する薄片３４の先端の巾
方向の傾きなどを第１ベローズ３１のたわみによって吸
収し、薄片３４の先端を食中にわたりロード位置６Ｉの
表面に比較的小さな押付力で接触させる。

次いで搬送用アーム１０の移動によりピン２５を矢印Ｃ
で示すように水平移動させて、薄片３４の先端をウェハ
３３の裏面側へ差し込む。このとき薄片３４の先端は、
第１ベローズ３１の弾性力によってロード位置６１０表
面に確実に押付けられており、ウェハ３３の周囲の表面
および裏面との角度部には若干の丸味があるため、該先
端を比較的給料なナイフェツジ状として置くことにより
、容易にウェハ３３を持ち上げて該ウェハ３３の裏面側
に入り込む。次いで傾動手段２０によりピ／２５を中心
に薄片３４を矢印りで示すように旋回させ、ウェハ３３
に対し薄片３４を吸着位置に位置付ける。

次に、ロード時と同様に薄片３４の第１の真空吸引口３
５を減圧し、ウェハ３３の裏面を薄片３４の上面に吸着
する。このとき、前述したように第１ベローズ３１はそ
の内部空間３７の減圧によって若干縮むが、これはウェ
ハ３３を支持体６０から離すように作用するため、好都
合である。

こうして、ウェハ３３の裏面を薄片３４の上面に吸着し
たならば、ロード時と略逆の経路により、ウェハ３３を
所定の搬出箇所へ搬送する。

また、接触による汚染などが問題とならないモニタウェ
ハなどのロードアンロードは、吸着ヘッド本体３２の下
面に設けた第２の真空吸引口５０により行なう。この第
２の真空吸引口５０は、図示しないモニタウェハの表面
を吸着する。この第２の真空吸引口５０による吸着は、
継手５３．可とう性チーーブ５４．継手５５．中空軸２
４．継手５６．可とう性チーープ５７・継手５８．穴５
１　、継手５２ならびに可とう性チーーブ５９を介して
第２の真空吸引口５０を、図示しないパルプにより同じ
く図示しない真空源に接続することにより行なう。この
第２の真空吸引口５ｏによる吸着時にも、吸着ヘッド本
体３２が弾性体である第１ベローズ３１を介して搬送用
アーム１０に取付けられているため、モニタウェハなど
に小さな押圧力で全周が均一に密着し、また該モニタウ
ェハなどを支持体６０等の載置部へ置くときにも、支持
体６０等に対してモニタウェハなどを強く押付けること
なくソフトに接触させてすべりを防止し、所定位置に置
くことができろう前 記第１ベローズ３１は、支持体６０などの載置部ヤウェ
ハ３３およびモニタウェハなどに対し吸着ヘッド本体３
２および薄片３４を三次元的に自在になられせる作用と
共に、真空吸着用の流路をも兼ね、さらにその中を通る
可とう性チューブ５４や継手５３を周囲の熱や雰囲気な
どの環境から保護する役目も持っている。

また、第２ベローズ２２は、真空吸着用の流路を形成す
ると共に、その内部に設けられている中空軸２４などの
傾動手段２０を周囲の環境から保護し、さらにピン２５
と中空軸２４との間などのような摺接部からの摩耗粉を
周囲にまき散らさず、吸引して排出する役目を持ってい
る。

第５図および第６図は、本発明の他の実施例を示すもの
で、第１ベローズ３１の上部フラッジ３１ａに第５図に
おいて左右方向に伸びる長穴３１ｂを設け、この長穴３
１ｂに継手５３を遊嵌させ、吸着へ、ド本体３２および
薄片３４の自由度を規制するようにしたものである。す
なわち、第５図において上下方向の自由度は規制してい
ないが、同図において紙面と垂直な方向の傾動はわずか
に押え、紙面と平行な方向の傾動を長穴３１ｂの長さに
よって所定範囲内に押えるようにし、不用な動きを阻止
するようにしたものである。また、この実施例は、第６
図に示すように、薄片３４を板バネ６２によって吸着ヘ
ッド本体３２に取付け、薄片３４を容易に交換し得るよ
うにしたものである。

前述した実施例は、薄片３４の先端をナイフェツジ状に
薄くした例を示したが、支持体６０のロード位置６１の
端に浅い凹部を設けることなどによって薄片３４をウー
ハ３３の裏面側へ差し込むことができるようにすること
により、特にナイフェツジ状にしなくてもよい。また、
前述した実施例では、搬送用アーム１０に対して薄片３
４および吸着へ、ド本体３２に自由度を与えるための弾
性体として、ステ／Ｖス鋼製などの適宜なノくネ定数を
有する第１ベローズ３１を用いた例を示したが、板バネ
やコイルバネなど他の弾性体に置換してもよい等、種々
変更可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、平盤状の支持体に対
するウーＩ・のロードとアンロードを共にウェハの裏面
を吸着して會なうことができ、特に裏面吸着が実際上困
難なアンロード時にも的確な吸着ができ、支持体および
ウェハはもちろんウェハ搬送装置自身を損傷することも
なく、安定した運転ができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図のＺ矢印図、第３図はロード時の動作説明図、第
４図はアンロード時の動作説明図、第５図は本発明の他
の実施例、を示す部分断面図、第６図は第５図の■−■
線による断面図である０１０パ°°°・搬送用アーム、
　　１２・・・・・・ヘッド本体、２ｏ、・・・・・傾
動手段、　　２２・・・・・・第２ベローズ、３１・・
・・・・第１ベローズ（弾性体）、　３２・・・・・・
吸着ヘッド本体、　　３３・・・・・・ウェハ、　　３
４・・・・・・薄片、３５・・・・・・第１の真空吸引
口、　　５０・・・・・・第２の真空吸引口、　　６０
・・・・・・支持体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、搬送用アームの先端に取付けられた薄片の上面にウ
   ェハ吸着用の真空吸引口を備えたウェハ搬送装置であっ
   て、前記薄片が搬送用アームに対し弾性体を介して上下
   動および傾動自在に取付けられていることを特徴とする
   ウェハ搬送装置。 ２、弾性体がベローズであり、該ベローズ内が真空吸収
   口に連なる流路になっていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のウェハ搬送装置。 ３、薄片の先端がナイフエッジ状に形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１または２項記載のウェ
   ハ搬送装置。 ４、薄片および弾性体が、駆動装置に連結された傾動手
   段を介して搬送用アームに取付けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１ないし３項のいずれか１項記
   載のウエハ搬送装置。 ５、傾動手段が別のベローズで被われ、該ベローズ内が
   真空吸収口に連なる流路になっていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載のウェハ搬送装置。 ６、搬送用アームの先端に取付けられた薄片の上面にウ
   ェハ吸着用の第１の真空吸引口を備えると共に前記薄片
   の下面近傍にウェハ吸着用の第２の真空吸引口を備えた
   ウエハ搬送装置であって、前記薄片および第２の真空吸
   引口が搬送用アームに対し弾性体を介して上下動および
   傾動自在に取付けられていることを特徴とするウェハ搬
   送装置。 ７、弾性体がベローズであり、該ベローズ内が第１、第
   ２の真空吸引口のいずれか一方に連なる流路になってい
   ると共に、他方の真空吸引口に連なる流路の途中が可と
   う性チューブで形成され前記ベローズ内に位置している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のウェハ搬
   送装置。 ８、薄片の先端がナイフエッジ状に形状されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第６または７項記載のウェ
   ハ搬送装置。 ９、薄片、第２の真空吸引口および弾性体が、駆動装置
   に連結された傾動手段を介して搬送用アームに取付けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第６ないし８
   項のいずれか１項に記載のウェハ搬送装置。 １０、傾動手段およびパイプ状の流路が別のベローズで
   被われ、該ベローズ内が前記第１、第２の真空吸引口の
   いずれか一方に連なる流路に接続される流路になってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のウェハ
   搬送装置。