JP2000021951A - ウエハ搬送装置およびウエハ載置台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ間に汚染が伝達することがなく、また
構成が簡易であり、さらにウエハをあらゆる姿勢で安定
して保持することができるウエハ搬送装置、およびその
ウエハ搬送装置によって搬送されるウエハが円滑に搬送
されるために載置される載置台を提供する。 【解決手段】 ウエハＷの後端周縁を保持する周溝１０
が外周面に形成された第一保持ピン５を設けた保持ロッ
ド１と、ウエハの左前端周縁を保持する周溝１０が外周
面に形成された第二保持ピン６およびウエハの右前端周
縁を保持する周溝１０が外周面に形成された第三保持ピ
ン７を設けた保持アーム２と、第一保持ピン５と第二保
持ピン６と第三保持ピン７とでウエハを把持すべく、保
持ロッド１を前方に付勢するばね３と、ウエハＷを開放
すべく、ばね３で付勢された保持ロッド１を、ばね３の
付勢に抗して後方に進退移動させる進退機構４と、を備
えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハを、
例えばキャリアからアライナに搬送するウエハ搬送装
置、およびそのウエハ搬送装置によって搬送されるウエ
ハが円滑に搬送されるために載置される載置台を提供す
ることにある。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハを、例えばキャリア
からアライナに搬送する手段としては、真空チャック２
０で円板状のウエハＷの裏面を吸着して搬送するもの
（図７参照）、ウエハＷをすくい上げて搬送するもの
（図８参照）、および静電気を利用してウエハＷを吸着
して搬送するもの（図示せず）、等が存在する。

【０００３】真空チャック２０でウエハＷの裏面を吸着
して搬送する手段は、複数の昇降ピン２１によって水平
に支持されたウエハＷの下側に真空チャック２０を侵入
位置させた後、その真空チャック２０を上昇させると共
にその先端部に形成した吸引孔２２に作用させた吸引力
によってウエハＷの裏面を持ち上げて保持し、搬送する
こととしている。

【０００４】また、ウエハＷをすくい上げて搬送する手
段は、同じく複数の昇降ピン２１によって支持されたウ
エハＷの下側に、ウエハの形状に対応した凹部を有する
ホルダ２３を侵入位置させた後、ホルダ２３を上昇させ
てその凹部内でウエハを保持して搬送することとしてい
る。

【０００５】さらに、静電気を利用してウエハを吸着し
て搬送する手段は、保持部に静電気を作用させ、その静
電気の吸着力によってウエハの裏面を保持して搬送する
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空チ
ャック２０でウエハＷの裏面を吸着して搬送する手段に
おいては、ウエハＷの裏面の大部分が真空チャック２０
に接触するので、真空チャック２０あるいは一枚のウエ
ハＷが汚染していると、その汚染が他のウエハＷに伝達
されてしまい、多くの不良品が発生してしまう。また、
ウエハＷを保持する際に、そのウエハＷを支持する昇降
ピン２１およびそれに付随する機構を必要とし、生産性
の低下につながってしまう。更に、吸引力による保持な
ので、ウエハＷを垂直あるいは逆さ状態で保持すること
ができず、保持姿勢の安定性に欠けるという問題が存在
する。

【０００７】また、ウエハＷをすくい上げて搬送する手
段においても、ウエハＷの裏面を保持する構成としてい
るために、上記の従来技術同様、汚染が他のウエハＷに
伝達され、昇降ピン２１等の機構を必要とし、ウエハＷ
をあらゆる姿勢で保持することができないといった問題
が存在する。

【０００８】さらに、静電気を利用してウエハＷを吸着
して搬送する手段においても、ウエハＷ間に汚染の伝達
が発生するほか、その機構上、装置の重量が大きくなら
ざるを得ず、よって高い剛性を必要とし、結果として生
産性の低下につながるといった問題を併せ持っている。

【０００９】そこで、本発明の目的とするところは、ウ
エハ間に汚染が伝達することがなく、また構成が簡易で
あり、さらにウエハをあらゆる姿勢で安定して保持する
ことができるウエハ搬送装置、およびそのウエハ搬送装
置によって搬送されるウエハが円滑に搬送されるために
載置される載置台を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に記載のウエハ搬送装置は、ウ
エハ（Ｗ）の後端周縁を保持する周溝（１０）が外周面
に形成された第一保持ピン（５）を設けた保持ロッド
（１）と、ウエハ（Ｗ）の左前端周縁を保持する周溝
（１０）が外周面に形成された第二保持ピン（６）およ
びウエハ（Ｗ）の右前端周縁を保持する周溝（１０）が
外周面に形成された第三保持ピン（７）を設けた保持ア
ーム（２）と、第一保持ピン（５）と第二保持ピン
（６）と第三保持ピン（７）とでウエハ（Ｗ）を把持す
べく、保持ロッド（１）又は保持アーム（２）を前方又
は後方に付勢するばね（３）と、ウエハ（Ｗ）を開放す
べく、ばね（３）で付勢された保持ロッド（１）又は保
持アーム（２）を、ばね（３）の付勢に抗して後方又は
前方に進退移動させる進退機構（４）と、を備えたこと
を特徴とする。

【００１１】なお、ここで言う進退機構（４）とは、ソ
レノイド等の電力を利用したもの、各種シリンダのよう
に流体を利用したもの、あるいは螺旋、歯車、ラック・
ピニオン等のように機械的作用を利用したものが含まれ
る。

【００１２】また、請求項２に記載のウエハ搬送装置
は、請求項１に記載の搬送装置において、ウエハ（Ｗ）
全面又は少なくともウエハ（Ｗ）周縁の第一保持ピン
（５）、第二保持ピン（６）又は第三保持ピン（７）に
よって保持される部分が平面状の載置台（１３）に接し
て載置されるウエハ（Ｗ）をも把持すべく、第一保持ピ
ン（５）、第二保持ピン（６）および第三保持ピン
（７）の周溝（１０）に連続する下端周縁であるすくい
上げ部（１１）を設け、そのすくい上げ部（１１）をウ
エハ（Ｗ）周縁と載置台（１３）との間に侵入できる薄
肉状にしたことを特徴とする。

【００１３】さらに、請求項３に記載のウエハ載置台
（１３）は、請求項１又は２に記載のウエハ搬送装置に
よって搬送されるウエハ（Ｗ）が載置される載置台（１
３）であって、ウエハ（Ｗ）全面又は少なくともウエハ
（Ｗ）周縁の第一保持ピン（５）、第二保持ピン（６）
又は第三保持ピン（７）によって保持される部分が接し
て載置される平面状の上面に、第一保持ピン（５）、第
二保持ピン（６）又は第三保持ピン（７）が、ウエハ
（Ｗ）の周縁を保持又は開放するために侵入する凹部
（１４）を形成してなることを特徴とする。

【００１４】なお、カッコ内の記号は、図面および後述
する発明の実施の形態に記載された対応要素又は対応事
項を示す。

【００１５】本発明の請求項１に記載のウエハ搬送装置
によれば、ウエハを把持するに先立ち、まず進退機構を
作動して保持ロッド又は保持アームを、ばねの弾力に逆
らって、後方又は前方へ移動する（保持ロッドであれば
後方、保持アームであれば前方）。これによって、第一
保持ピンと第二保持ピンおよび第三保持ピンとの間隔が
ウエハを把持できるまで拡がる。この状態で保持ロッド
と保持アームとを同時に下降（又は上昇）させて第一保
持ピン、第二保持ピンおよび第三保持ピンで形成される
空間内にウエハを位置させる。次に、進退機構の作動を
解除する。これによって、保持ロッド又は保持アームは
ばねの弾力によって前方又は後方へ移動して元の位置に
復帰すると共に、第一保持ピン、第二保持ピンおよび第
三保持ピンの各周溝でウエハの周縁を把持する。

【００１６】ウエハは三つの保持ピンによって、その周
縁を把持されるので、保持ピンとの接触面積が小さく、
よって汚染が他のウエハに伝達する危険性が極めて少な
い。また、ウエハはその周縁が三つの保持ピンによって
機械的に把持され、かつ各保持ピンに形成された周溝に
よって把持されるので、いかなる姿勢で搬送されても安
定状態を維持することができる。更に、ウエハはばねの
弾力を利用して把持されるので、不測の停電等があって
もウエハを確実に保持し続けることができる。

【００１７】なお、請求項１に記載のウエハ搬送装置
は、ウエハが部分的に支持され（例えば、キャリア内で
その左右両側端部のみが支持片によって支持される場
合）、各保持ピンに保持される部分が空間に位置する場
合に特に有効である。

【００１８】請求項２に記載のウエハ搬送装置によれ
ば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、第一保
持ピン、第二保持ピンおよび第三保持ピンの各すくい上
げ部をウエハ周縁と載置台との間に侵入できる薄肉状に
設定したので、ウエハの全面が平面状の載置台に接し、
あるいはウエハ周縁の少なくとも各保持ピンによって保
持される部分が載置台に接する場合でも容易にウエハを
把持することができる。すなわち、ウエハ周縁はアール
面とされているので、載置台との間に隙間が形成され
る。この隙間に、各保持ピンの薄肉状のすくい上げ部を
侵入させ、ウエハを浮かせながら周溝内に導き、把持す
るものである。こうした構成としたことによって、従来
のような昇降ピンおよびそれに付随する装置を必要とし
ないので、装置を簡素化することができる。

【００１９】なお、請求項２に記載のウエハ搬送装置
は、請求項１に記載の発明の場合同様、ウエハが部分的
に支持され、ウエハ周縁の各保持ピンに保持される部分
が空間に位置する場合にも適用できる。

【００２０】請求項３に記載のウエハ載置台によれば、
ウエハ全面又は少なくともウエハ周縁の第一保持ピン、
第二保持ピン又は第三保持ピンによって保持される部分
が接して載置される平面状の上面に凹部を形成したの
で、各保持ピンがウエハ周縁を保持する際にその凹部に
侵入し、ウエハの周縁を各保持ピンの周溝に容易に案内
することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１乃至図４を参照して、請求項
１に記載のウエハ搬送装置の一実施形態について説明す
る。図１は、本発明のウエハ搬送装置およびウエハＷを
収納したキャリアＣを示す斜視図、図２は本発明装置で
ウエハＷを把持した状態を示す部分拡大斜視図、図３は
本発明装置でキャリアＣ内の支持片１２によって支持さ
れているウエハＷを把持する直前の状態を示す正面図、
そして図４は本発明装置の内部構造の概略を示す部分断
面平面図である。

【００２２】本実施形態に係るウエハ搬送装置は、半導
体製造用の円板状のシリコン製ウエハＷを、キャリアＣ
からアライナに搬送する装置であって、保持ロッド１、
保持アーム２、ばね３および進退機構４を備えている。
この装置は、本体部１５に設けたスイッチ１６によって
作動および停止する。キャリアＣには、各ウエハＷの左
右両側端部を支持する支持片１２が複数設けられてお
り、各ウエハＷ周縁の第一保持ピン５、第二保持ピン６
および第三保持ピン７によって保持される部分は、空間
に位置している。

【００２３】保持ロッド１は、先端部を除き収納部８内
に位置し、その先端部には第一保持ピン５が固定されて
いる。この第一保持ピン５には、その外周面にウエハＷ
の後端周縁を保持する、ウエハＷ周縁のアール面に対応
した形状の周溝１０が形成されている。

【００２４】保持アーム２は、その基端部が収納部８に
固定されると共に先端部が二股状に分離し、その一方に
ウエハＷの左前端周縁を保持する周溝１０が外周面に形
成された第二保持ピン６が固定され、他方にはウエハＷ
の右前端周縁を保持する周溝１０が外周面に形成された
第三保持ピン７が固定されている。第二保持ピン６と第
三保持ピン７の形状は、第一保持ピン５と同一に設定さ
れている。

【００２５】ばね３はコイルばねで構成されており、保
持ロッド１の後端部に嵌装され、その弾力によって保持
ロッド１を常時前方に付勢している。この状態で、第一
保持ピン５、第二保持ピン６および第三保持ピン７を通
過点として形成される円の径はウエハＷの径よりやや小
さく、よってウエハＷ周縁を三つの保持ピンによって確
実に把持することができる。

【００２６】進退機構４はソレノイドで構成され、その
先端部に設けた連結棒９を介して保持ロッド１の後端に
連結されており、通常はオフ状態とされているが、ウエ
ハＷを把持する直前あるいは開放する際にのみオン状態
とされて、保持ロッド１をばね３の弾力に逆らって後方
に引くようになっている。

【００２７】本実施形態に係るウエハ搬送装置によっ
て、ウエハＷを把持して搬送する場合は、まず、ソレノ
イドをオン状態として保持ロッド１およびそれに固定さ
れている第一保持ピン５を後方に引く。これによって、
第一保持ピン５、第二保持ピン６および第三保持ピン７
によって形成される円の径はウエハＷのそれより大きく
なる。この状態で保持ロッド１および保持アーム２を下
降させて各保持ピン５、６、７をウエハＷ周縁の外側に
位置させた後、ソレノイドをオフ状態とする。これによ
って、保持ロッド１がばね３の弾力によって元の位置に
復帰し、各保持ピン５、６、７がその周溝１０でウエハ
Ｗ周縁を保持して三点でウエハＷを把持する。ウエハＷ
の把持完了後、目的の場所に搬送する。

【００２８】目的の場所でウエハＷを開放するには、前
記同様、ソレノイドをオン状態とすることによって保持
ロッド１を引く。これによって、ウエハＷは自重で落下
し、ウエハ搬送装置から開放される。

【００２９】なお、本実施形態にあっては、保持ロッド
１をばね３およびソレノイドで前後方向に進退移動させ
ることとしているが、これに代え、保持アーム２を進退
移動させることもできる。その場合は、ばね３で保持ア
ーム２を後方に引張し、ソレノイドで前方に押すことと
する。また、ばね３はコイルばねに限定されず、輪ば
ね、板ばね、さらばね等を使用しても良い。進退機構４
もソレノイドに限定されるものではなく、各種シリン
ダ、ラック・ピニオン、あるいは歯車機構等で構成する
こともできる。

【００３０】図５を参照して、請求項２に記載のウエハ
搬送装置の一実施形態について説明する。この図５は、
第一保持ピン５および第三保持ピン７とウエハＷとの関
係を示す部分拡大正面図である。

【００３１】本実施形態に係るウエハ搬送装置は、第一
保持ピン５、第二保持ピン６および第三保持ピン７の周
溝１０に連続する下端周縁であるすくい上げ部１１を設
け、そのすくい上げ部１１をウエハＷ周縁と載置台１３
との間に侵入できるように薄肉状に設定している。これ
によって、ウエハＷ全面又は少なくともウエハＷ周縁の
第一保持ピン５、第二保持ピン６又は第三保持ピン７に
よって保持される部分が平面状の載置台１３に接して載
置されるウエハＷでも、すくい上げ部１１をウエハＷ周
縁と載置台１３との間に形成される空間内に侵入させる
ことによって、容易に把持することができる。

【００３２】図６を参照して、請求項３に記載のウエハ
載置台１３の一実施形態について説明する。図６は、載
置台１３とウエハＷと第一保持ピン５および第三保持ピ
ン７との関係を示す部分断面正面図である。

【００３３】本実施形態に係るウエハ載置台１３は、ウ
エハＷ全面が接して載置される平面状の上面に、第一保
持ピン５、第二保持ピン６および第三保持ピン７が、ウ
エハＷの周縁を保持又は開放するために侵入する凹部１
４を三つ形成している。このウエハ載置台１３は、図１
に記載したウエハ搬送装置によってウエハＷを搬送する
際に、そのウエハＷを載置するものである。従って、第
一保持ピン５に対応して形成された凹部１４は、第一保
持ピン５が進退移動できるように、他の凹部１４より大
きく設定されている。

【００３４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の請求項１に記載
のウエハ搬送装置によれば、ウエハは三つの保持ピンに
よって、その周縁を把持されるので、保持ピンとの接触
面積が小さく、よって汚染が他のウエハに伝達する危険
性が極めて少なく、生産性が大幅に向上する。また、ウ
エハはその周縁が三つの保持ピンによって機械的に把持
され、かつ各保持ピンに形成された周溝によって把持さ
れるので、いかなる姿勢で搬送されても安定状態を維持
することができ、あらゆる姿勢での搬送に対応すること
ができる。更に、ウエハはばねの弾力を利用して把持さ
れるので、不測の停電等があってもウエハを確実に保持
し続けることができ、ウエハの損傷を未然に防止するこ
とができる。

【００３５】請求項２に記載のウエハ搬送装置によれ
ば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、ウエハ
の全面が平面状の載置台に接し、あるいはウエハ周縁の
少なくとも各保持ピンによって保持される部分が載置台
に接する場合でも、容易にウエハを把持することができ
る。従って、ウエハの一部が支持された状態で載置され
ていても、あるいはその全面が接した状態で載置されて
いても、円滑に把持して搬送することができる。また、
従来のような昇降ピンを必要としないので、装置の機構
を簡素化でき、究極的に生産性の向上に貢献する。

【００３６】請求項３に記載のウエハ載置台によれば、
その上面に凹部を形成したので、各保持ピンがウエハ周
縁を保持する際にその凹部に侵入し、ウエハの周縁を各
保持ピンの周溝に容易に案内することができ、ウエハの
把持および搬送を容易に達成することができる。この載
置台を使用することによって、従来の昇降ピンおよびそ
れに付随する複雑構造の機構を不要とするので、ウエハ
搬送装置の機構の簡素化にも大きく貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載のウエハ搬送装置の一実施形態
およびウエハを収納したキャリアを示す斜視図である。

【図２】図１に示すウエハ搬送装置でウエハを把持した
状態を示す部分拡大斜視図である。

【図３】図１に示すウエハ搬送装置でキャリア内の支持
片によって支持されているウエハを把持する直前の状態
を示す正面図である。

【図４】図１に示すウエハ搬送装置の内部構造の概略を
示す部分断面平面図である。

【図５】請求項２に記載のウエハ搬送装置の一実施形態
を示すもので、第一保持ピンおよび第三保持ピンとウエ
ハとの関係を示す部分拡大正面図である。

【図６】請求項３に記載の載置台の一実施形態を示すも
ので、ウエハと第一保持ピンおよび第三保持ピンとの関
係を示す部分断面正面図である。

【図７】従来例に係るウエハ搬送装置を示す部分斜視図
である。

【図８】別の従来例に係るウエハ搬送装置を示す部分斜
視図である。

【符号の説明】

１ 保持ロッド ２ 保持アーム ３ ばね ４ 進退機構 ５ 第一保持ピン ６ 第二保持ピン ７ 第三保持ピン ８ 収納部 ９ 連結棒 １０ 周溝 １１ すくい上げ部 １２ 支持片 １３ 載置台 １４ 凹部 １５ 本体部 １６ スイッチ ２０ 真空チャック ２１ 昇降ピン ２２ 吸引孔 ２３ ホルダ Ｗ ウエハ Ｃ キャリア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハを搬送する装置であって、 ウエハの後端周縁を保持する周溝が外周面に形成された
   第一保持ピンを設けた保持ロッドと、 ウエハの左前端周縁を保持する周溝が外周面に形成され
   た第二保持ピンおよびウエハの右前端周縁を保持する周
   溝が外周面に形成された第三保持ピンを設けた保持アー
   ムと、 前記第一保持ピンと第二保持ピンと第三保持ピンとでウ
   エハを把持すべく、前記保持ロッド又は保持アームを前
   方又は後方に付勢するばねと、 ウエハを開放すべく、前記ばねで付勢された前記保持ロ
   ッド又は保持アームを、ばねの付勢に抗して後方又は前
   方に進退移動させる進退機構と、を備えたことを特徴と
   するウエハ搬送装置。
2. 【請求項２】ウエハ全面又は少なくともウエハ周縁の第
   一保持ピン、第二保持ピン又は第三保持ピンによって保
   持される部分が平面状の載置台に接して載置されるウエ
   ハをも把持すべく、前記第一保持ピン、第二保持ピンお
   よび第三保持ピンの周溝に連続する下端周縁であるを設
   け、該すくい上げ部をウエハ周縁と載置台との間に侵入
   できる薄肉状に設定したことを特徴とする請求項１に記
   載のウエハ搬送装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載のウエハ搬送装置に
   よって搬送されるウエハが載置される載置台であって、 ウエハ全面又は少なくともウエハ周縁の第一保持ピン、
   第二保持ピン又は第三保持ピンによって保持される部分
   が接して載置される平面状の上面に、前記第一保持ピ
   ン、第二保持ピン又は第三保持ピンが、ウエハの周縁を
   保持又は開放するために侵入する凹部を形成してなるこ
   とを特徴とするウエハ載置台。