JP2003023058A

JP2003023058A - ウエハ移載装置

Info

Publication number: JP2003023058A
Application number: JP2001207994A
Authority: JP
Inventors: Seiji Iwai; 誠二岩井; Hiroyuki Miura; 博幸三浦; Motoo Yookaichiya; 元男八日市屋
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ移載後の熱処理時などにおいてウエハ
に対する結晶転位の発生を防止し、ウエハ品質上の信頼
性を高める。【解決手段】ウエハホルダＨおよび半導体ウエハＷを
保持する重ね合わせステージ１０を把持手段４の移動領
域内に配設し、この重ね合わせステージ１０におけるウ
エハ・ホルダ保持状態において、ウエハＷがウエハホル
ダＨのウエハ重ね合わせ面から上方に離間する位置に配
置されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハをウエハボートに載置するのに好適なウエハ移載装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程には、酸化・拡散
など多数の熱処理工程があり、半導体ウエハには種々の
熱処理が施される。これら熱処理にあっては、まず多数
の半導体ウエハがウエハボートに載置され、半導体ウエ
ハが載置されたウエハボートを熱処理炉内に収容し、該
半導体ウエハを加熱することによって行われる。

【０００３】このとき、半導体ウエハはウエハボートに
直接載置されず、一般的にはＵ字状のウエハホルダを介
してウエハボートに載置される。そしてまた、この半導
体ウエハの載置には、一般的にウエハ移載装置が用いら
れている。

【０００４】前記ウエハ移載装置を用いて、半導体ウエ
ハをウエハボートに載置する場合、まずウエハ移載装置
によってウエハボートにＵ字状のウエハホルダが載置さ
れ、その後、該ウエハ移載装置によって前記Ｕ字状のウ
エハホルダ上に半導体ウエハが載置されていた。このよ
うに、ウエハ移載装置を用いて半導体ウエハをウエハホ
ルダに載置する場合、ウエハホルダと移載装置の把持機
構との衝突を避ける必要から、該ウエハホルダは前記し
たようにＵ字状に形成されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うにウエハホルダがＵ字状に形成されているため、半導
体ウエハはその周縁部が保持されるに過ぎず、ウエハホ
ルダによるウエハ保持領域（接触）面を十分に確保する
ことができなかった。その結果、半導体ウエハに撓み等
が生じ、熱処理において半導体ウエハに結晶転位が発生
し易く、ウエハの品質上の信頼性が低下するという課題
があった。このことは、特に大径の半導体ウエハを保持
する場合に、ウエハ中央部の撓み量が一層大きくなって
顕著である。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ウエハ保持領域（接触）面を十分に確保でき
るウエハホルダを用いた場合にも、ウエハをウエハホル
ダに移載することができるウエハ移載装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ためになされた本発明に係るウエハ移載装置は、ホルダ
入出ポートにおけるホルダキャリアからウエハホルダを
取り出すと共に、ウエハ入出ポートにおけるウエハキャ
リアからウエハを取り出し、ウエハボート外で前記ウエ
ハホルダ上に前記ウエハを重ね合わせてウエハボート内
に移載するウエハ移載装置であって、前記ウエハ移載装
置の把持手段の移動領域内に前記ウエハおよび前記ウエ
ハホルダを保持する、重ね合わせステージを配設し、前
記重ね合わせステージにおいて、前記ウエハが前記ウエ
ハホルダの上方に離間する位置に配置され、前記ウエハ
ホルダの下方から把持手段を上昇させることにより、ウ
エハとウエハホルダとを重ね合わせ、前記重ね合わせた
状態でウエハとウエハホルダとをウエハボート内に収納
することを特徴としている。

【０００８】このように、ウエハとウエハホルダとをウ
エハボートの外部で重ね合わせ、該重ね合わせられたウ
エハとウエハホルダとを、ウエハ移載装置を用いてウエ
ハボートに一度に載置、収納するため、従来のようにウ
エハボートをＵ字状になす必要がなく、いわゆる円板状
のものを使用できる。また、いわゆる円板状のウエハホ
ルダを用いることができるため、ウエハホルダによって
ウエハの全面が保持される。言い換えれば、ウエハ保持
領域面を十分に確保した状態でウエハが保持される。し
たがって、熱処理時などにおいて、ウエハの撓みに伴う
結晶転位を抑制することができ、ウエハ品質上の信頼性
を高めることができる。

【０００９】ここで、前記ウエハ移載装置の把持手段
が、前記ウエハボート上における重ね合わせ状態のウエ
ハ及びウエハホルダを前記重ね合わせステージに移載す
ることによって、ウエハとウエハホルダとを分離し、前
記重ね合わせステージ上のウエハを、前記把持手段によ
って前記ウエハキャリアに移載し、かつ前記重ね合わせ
ステージ上のウエハホルダを、前記把持手段によって前
記ホルダキャリアに移載することが望ましい。このよう
に構成されているため、ウエハの熱処理後にウエハボー
トからウエハをウエハキャリア内に、またウエハホルダ
をホルダキャリア内に、分離回収することができる。

【００１０】また、前記重ね合わせステージ上に、第一
保持部および第二保持部を有する突起が設けられ、前記
第一保持部はウエハホルダの貫通孔を挿通して、第二保
持部上面にウエハホルダを載置し、第一保持部の下端部
において該ウエハホルダの水平方向の位置決めを行うと
共に、前記第一保持部の先端部でウエハを保持するよう
に構成されていることが望ましい。このように、重ね合
わせステージ上に第一保持部および第二保持部を有する
突起を設けることにより、ウエハとウエハホルダを分離
して配置でき、ウエハホルダの下方から把持手段を上昇
させることにより、ウエハとウエハホルダとを重ね合わ
せ、前記重ね合わせた状態でウエハとウエハホルダとを
ウエハボート内に収納することができる。一方、重ね合
わせ状態のウエハとウエハホルダを前記重ね合わせステ
ージに移載することによって、ウエハとウエハホルダと
を分離し、前記重ね合わせステージ上のウエハを、前記
把持手段によって前記ウエハキャリアに移載し、かつ前
記重ね合わせステージ上のウエハホルダを、前記把持手
段によって前記ホルダキャリアに移載することができ
る。

【００１１】また、前記把持手段は、ウエハ、ウエハホ
ルダを保持する保持プレートと、前記保持プレート上の
ウエハ、ウエハホルダの周縁部を押圧して把持する把持
機構とを有し、前記重ね合わせステージ上に、前記突起
が３つ以上配置され、把持手段が進退する方向と対峙し
た突起の間隔が、前記保持プレートの幅寸法より大きい
寸法に設定されていることが望ましい。このように、把
持手段が進退する方向と対峙した突起の間隔が、前記保
持プレートの幅寸法より大きい寸法に設定されているた
め、前記突起に衝突することなく、把持手段を進退させ
ることができる。

【００１２】また、前記把持手段は、縦方向に複数設け
られた、ウエハ、ウエハホルダを保持する保持プレート
と、前記保持プレート上のウエハ、ウエハホルダの周縁
部を押圧して把持する把持機構とを有し、かつ前記重ね
合わせステージが縦方向に複数配置され、複数枚のウエ
ハ、ウエハホルダを一度に重ね合わせ、あるいは重ね合
せ状態の複数のウエハ及びウエハホルダを一度に分離す
ることが望ましい。このように、複数枚のウエハ、ウエ
ハホルダを一度に移載することができるため、作業効率
を高めることができる。

【００１３】更に、縦方向に複数設けられた、ウエハ、
ウエハホルダを保持する前記保持プレートの間隔が、調
整可能に構成されていることが望ましい。このように、
保持プレートの間隔が調整可能に構成されているため、
ホルダキャリアにおけるウエハホルダの収納間隔と、ウ
エハキャリアにおけるウエハの収納間隔が異なる場合で
あっても、重ね合わせステージに両者を移載することが
できる。またウエハボートにおけるウエハの収納間隔が
異なる場合であっても、重ね合わせられたウエハ、ウエ
ハホルダを移載することができる。

【００１４】また、前記重ね合わせステージが、前記ウ
エハ入出ポートおよび前記ホルダ入出ポートのうちいず
れか一方のポートの上方に配置されていることが望まし
い。このように構成されているため、ウエハ入出ポート
あるいはホルダ入出ポートの上方に形成されるデッドス
ペースを有効利用することができ、装置全体を小型化す
ることができる。

【００１５】さらに、前記ウエハとウエハホルダの外径
が同一寸法に形成され、前記把持機構がウエハホルダお
よびウエハの周縁部を押圧して把持することが好まし
い。このように構成されているため、ウエハ径と同径の
ウエハホルダがウエハと重なり合った状態で把持され
る。したがって、ウエハとウエハホルダとを重ね合わせ
時に、ウエハホルダとウエハとの位置ずれを防止するこ
とができ、ウエハ移載上の信頼性を高めることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るウエハ移載装
置につき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図
１は、本発明が適用されたウエハ移載装置を示す平面
図、図２は図１のＩ−Ｉ矢視図である。図３（ａ）およ
び（ｂ）は、図１に示されたウエハ移載装置の把持手段
を示す平面図と側面図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、
図１に示された、重ね合わせステージにおけるウエハ、
ホルダの保持状態を示す平面図，正面図および側面図で
ある。

【００１７】図１に示すように、符号１で示すウエハ移
載装置は、装置本体３と、前記装置本体３に対して回動
可能に取り付けられたアーム２と、前記アームの先端部
に取り付けられ、前記ウエハホルダＨ、ウエハＷを移送
する把持手段４を有している。前記ウエハ移載装置１は
いわゆるスカラーロボットであり、多関節のアーム２を
備えている。前記アーム２は、回動可能に、かつ同一面
上を移動するこができるように構成されている。なお、
装置本体３は、熱処理炉２０の側方に位置する領域Ａ内
のほぼ中央部に設置されている。

【００１８】また、前記把持手段４は、図３（ａ）およ
び（ｂ）に示すように、ウエハＷ、ウエハホルダＨを保
持する保持プレート５と、この保持プレート５上におい
てウエハＷ、ウエハホルダＨの周縁部を押圧して把持す
る把持機構６とを有している。

【００１９】そして、前記保持プレート５の前方端部に
は、切り欠き幅Ｌ₂ をもつ切り欠きＧが形成され、左右
方向に並列する二つのフォーク部５Ａが設けられてい
る。これらフォーク部５Ａには、前記したウエハＷ、ウ
エハホルダＨの外周部底面を載置する第一載置面５ａが
設けられている。また、その後方端部には、左右方向に
並列し、同じくウエハＷ、ウエハホルダＨの外周部底面
を載置する二つの第二載置５ｂが設けられている。これ
ら第二載置面５ｂ上には、半導体ウエハＷ、ウエハホル
ダＨを径方向に移動規制する立ち上がり部５Ｂが設けら
れている。

【００２０】前記把持機構６は、前記載置面５ａ、５ｂ
上においてウエハＷ、ウエハホルダＨの周縁部を水平方
向（ウエハＷ、ウエハホルダＨの重ね合わせ面方向）に
押圧して把持するための固定部（二つの突起）６ａおよ
び移動部（二つの突起）６ｂを有している。前記固定部
６ａは前記各第一載置面５ａ上に突設されている。一
方、前記移動部６ｂは前記保持プレート５の両側方に配
置されており、駆動シリンダ等のアクチュエータ７によ
って前記固定部６ａに対し水平方向に進退し得るように
構成されている。

【００２１】また、図１に示すように、前記ウエハ移載
装置１の一方側にはホルダキャリア移載機８が配置され
ている。このホルダキャリア移載機８は、ウエハホルダ
Ｈが収納されているホルダキャリア９をホルダキャリア
待機位置（ホルダキャリアストッカ）ｄからホルダ入出
ポートｃまで移動させると共に、ホルダ入出ポートｃか
らホルダキャリア待機位置（ホルダキャリアストッカ）
ｄに移動させるものである。

【００２２】このホルダキャリア移載機８は、前記ホル
ダキャリア９を載置し、ホルダ入出ポートｃ、ホルダキ
ャリア待機位置（ホルダキャリアストッカ）ｄ間を移動
するキャリア載置台８ａと、このホルダキャリア載置台
８ａを水平・鉛直（左右，上下）方向に移動させるキャ
リア載置台の駆動手段８ｂとを有している。これによ
り、前記ホルダキャリア９がホルダ入出ポートｃとホル
ダキャリア待機位置（ホルダキャリアストッカ）ｄとの
間を移動することができると共に、ホルダ入出ポートｃ
においてホルダキャリア９を鉛直（上下）方向に移動さ
せることができる。

【００２３】また、前記ホルダキャリア移載機８（ホル
ダ入出ポートｃ）の上方であって、前記把持手段４の移
動領域内には、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ウエ
ハＷ、ウエハホルダＨを保持する突起（ピン）１１を有
する重ね合わせステージ１０が配設されている。

【００２４】前記重ね合わせステージ１０は、前記キャ
リア載置台８ａ（ホルダ入出ポートｃ）の昇降動作に同
期して（水平方向には同期せず）昇降する平面八角形状
のステージによって形成されている。

【００２５】また、重ね合わせステージ１０上には、突
起１１が、これらを結ぶ線が三角形状になるように配置
され、把持手段４が進退するＢ方向と対峙した突起１１
Ａ、１１Ｂの間隔ｌ₁ は、前記保持プレート５の幅寸法
Ｌ₁ より大きい寸法に設定されている。そしてまた、保
持プレート５が進入した際、切り欠きＧに突起１１Ｃが
入り込むように形成されている。

【００２６】また、前記したウエハＷ、ウエハホルダＨ
を保持する突起１１は、第一保持部１１ａおよび第二保
持部１１ｂを有している。前記第一保持部１１ａは、第
二保持部１１ｂの上端部に連設されると共に、その外形
が截頭円錐状に形成されている。そして、第一保持部１
１ａはウエハホルダＨの貫通孔ｈを挿通して該ウエハホ
ルダＨをその下端部において水平方向を位置決めを行う
と共に、第一保持部１１ａによってウエハＷをその先端
部で保持するように構成されている。

【００２７】また、前記第二保持部１１ｂは重ね合わせ
ステージ１０の基台１０ａに設けられ、その外形が円柱
状に形成されている。前記第二保持部１１ｂの外径は、
前記第一保持部１１ａの最大外径（下端部の外径）より
大きい寸法に設定され、第二保持部１１ｂの上面におい
て、ウエハホルダＨを載置するように構成されている。

【００２８】このように、第一保持部１１ａ、第二保持
部１１ｂ、貫通孔ｈが形成されているため、前記重ね合
わせステージ１０においてウエハＷとホルダＨを載置、
保持すると、半導体ウエハＷがウエハホルダＨの上方の
離間した位置に配置される。

【００２９】また、図１に示すように、前記ホルダキャ
リア移載機８の反対側には、ウエハキャリア移載機１４
が配置されている。このウエハキャリア移載機１４は、
ウエハＷが収納されているウエハキャリア１５をウエハ
キャリア待機位置（ウエハキャリアストッカ）ｆからウ
エハ入出ポートｅまで移動させると共に、ウエハ入出ポ
ートｅからウエハキャリア待機位置（ウエハキャリアス
トッカ）ｅに移動させるものである。

【００３０】このウエハキャリア移載機１４は、前記ウ
エハキャリア１５を載置し、ウエハ入出ポートｅ、ウエ
ハキャリア待機位置（ウエハキャリアストッカ）ｆ間を
移動するキャリア載置台１４ａと、このキャリア載置台
１４ａを水平・鉛直（左右，上下）方向に移動させるキ
ャリア駆動手段１４ｂとを有している。これにより、前
記ウエハキャリア１５がウエハ入出ポートｅとウエハキ
ャリア待機位置（ウエハキャリアストッカ）ｆとの間を
移動することができると共に、ウエハ入出ポートｅにお
いてウエハキャリア７を鉛直（上下）方向に移動させる
ことができる。

【００３１】また図１に示すように、前記熱処理炉２０
は領域Ａの側方に設置され、その下端部が開口する炉本
体２０ａと、ウエハボート１６を上面部に載置し、該炉
本体２０ａの開口部を閉じるキャップ２０ｂとによって
形成されている。即ち、図２に示すように、前記キャッ
プ２０を上昇させることによってウエハボート１６を上
昇させて該炉本体２０ａ内に挿入し、該ウエハボート１
６を炉本体２０ａ内に収容するように構成されている。
また、熱処理後にはキャップ２０ｂを下降させることに
よってウエハボート１６を炉本体２０ａ外に導出するよ
うに構成されている。

【００３２】また、前記ウエハボート１６は、前記ウエ
ハ移載装置１に対してウエハ、ウエハホルダを受け渡す
ウエハ、ウエハホルダ受け渡し位置ａにおいて、昇降装
置１７によって上下動可能に構成されている。また、ウ
エハボート１６は、ウエハ、ウエハホルダを受け渡すウ
エハ、ウエハホルダ受け渡し位置ａから前記熱処理炉２
０側にウエハボート９を引き渡すボート引渡し位置ｂ１
との間を、図示しない搬送手段によって移動可能に構成
されている。更に、該ウエハボート１６をボート引渡し
位置ｂ１からボートを昇降させる昇降位置ｂ２との間
を、移動可能に構成されている。このボート引渡し位置
ｂ１とボートを昇降させる昇降位置ｂ２との間における
ウエハボート１６の移動は、図１に示す回転テーブルＴ
によって行われる。

【００３３】次に、本実施形態におけるウエハ移載装置
による半導体ウエハの移載方法につき、図１〜図３を用
いて説明する。半導体ウエハの移載は、ホルダキャリア
９からウエハホルダＷを取り出す「ウエハホルダの取り
出し」工程、ウエハキャリア１５からウエハＷを取り出
す「ウエハの取り出し」工程、該ウエハＷとウエハホル
ダＨとを重ね合わせる「ウエハ・ホルダの重ね合わせ」
工程、該重ね合わされたウエハＷ、ウエハホルダＨをウ
エハボート１６に載置する「半導体ウエハの移載」工程
の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説
明する。

【００３４】「ウエハホルダの取り出し」工程先ず、予めウエハホルダＨが収容されたホルダキャリア
９（図２に二点鎖線で示す）をホルダキャリア移載機８
のキャリア載置台８ａによってホルダキャリア待機位置
ｄから水平移動させ、さらにホルダ入出ポートｃに上昇
させる。このとき、取り出されるウエハホルダＨは、把
持手段４の移動面よりわずか上方に位置している。

【００３５】なお、キャリア載置台８ａが上昇すると、
この上昇動作に同期してウエハ・ホルダ重ね合わせステ
ージ１０が待機位置から上昇する。前記ホルダキャリア
載置台８ａと重ね合わせステージ１０とは、同期して上
下動するため、両者の間の距離は、常に一定に保持され
る。

【００３６】次に、ウエハ移載装置１によって把持手段
４をホルダ入出ポートｃに移動させた後、把持機構６を
ウエハホルダの下方に位置させ、キャリア載置台８ａを
わずかに下降させ、ウエハホルダＨを保持プレート５上
に載置し、把持機構６によって、ウエハホルダＨの周縁
部を把持する。その後、把持手段４によってホルダキャ
リア９からウエハホルダＨを取り出し、該把持手段４を
水平移動させ、ホルダキャリア載置台８ａと重ね合わせ
ステージ１０の移動経路上から退避させる。

【００３７】この退避が行われた後、重ね合わせステー
ジ１０（第一保持部１１ａ）を下降させ、ホルダ入出ポ
ートｃに位置させる。その後、把持手段４を水平移動さ
せ、重ね合わせステージ１２（第一保持部１３ａ）の上
方に該ホルダＨを位置させる。そして、重ね合わせステ
ージ１０を上昇させ、該ステージ１０の第一保持部１１
ａをウエハホルダＨの貫通孔ｈを挿通させ、ウエハホル
ダＨを位置決めする。

【００３８】このとき、重ね合わせステージ１０に対し
て、図４のＢ方向から把持手段４が進入するが、保持プ
レート５の幅Ｌ₁ 、突起１１Ａ，１１Ｂの間隔ｌ₁ 及び
切り欠き部Ｇの幅Ｌ₂ が、所定の幅に形成されているた
め、突起１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと干渉することなく、
把持手段４を進入させることができる。

【００３９】ウエハホルダＨの位置決め後、把持機構６
によるウエハホルダＨの把持を解除し、把持手段４を該
ステージ１２から離脱させ、ウエハキャリア移載機１４
の方向に移動させる。一方、重ね合わせステージ１０を
下降させると共に、重ね合わせステージ１０（第一保持
部１１ａ）をホルダ入出ポートｃに位置させ、ウエハＷ
の重ね合わせに工程の準備に入る。

【００４０】「ウエハの取り出し」次に、予めウエハＷ
が収容されたウエハキャリア１５（図１に二点鎖線で示
す）をウエハキャリア移載機１４のウエハキャリア載置
台１４ａによってウエハキャリア待機位置ｆから水平に
移動させ、さらにウエハ入出ポートｅ位置まで上昇させ
る。このとき、取り出されるウエハＷは、把持手段４の
移動面よりわずか上方に位置している。

【００４１】そして、ウエハ移載装置１の把持手段４を
ウエハ入出ポートｅに移動させ、取り出すウエハＷの下
方に位置させる。その後、キャリア載置台１４ａをわず
かに下降させ、ウエハＷを保持プレート５上に載置し、
把持機構６によって、ウエハＷの周縁部を把持する。そ
の後、把持手段４はホルダキャリア９からウエハホルダ
Ｈを取り出すと共に、水平移動し、重ね合わせステージ
１０方向に移動する。尚、キャリア載置台１４ａは、次
に取り出されるウエハＷが把持手段４の移動面よりわず
かに上方の位置において、待機する。

【００４２】一方、把持手段４はウエハＷをウエハホル
ダＨに重ね合わせるため、重ね合わせステージ１０の第
一保持部１１ａ上方に位置させる。その後、重ね合わせ
ステージ１０を上昇させ、該ステージ１０の第一保持部
１１ａ上にウエハＷを保持する。このときも、保持プレ
ート５の幅Ｌ₁ 、突起１１Ａ、１１Ｂの間隔ｌ₁ 及び切
り欠きＧの幅Ｌ₂ が、所定の幅に形成されているため、
保持プレート５が突起１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと干渉す
ることはない。

【００４３】そして、図４（ｂ）および（ｃ）に示すよ
うに、ウエハホルダＨのウエハ重ね合わせ面から上方に
離間する位置に半導体ウエハＷが配置される。その後、
ウエハ・ホルダ把持機構６によるウエハホルダＨの把持
を解除し、重ね合わせステージ１０を上昇させると共
に、把持手段４を該ステージ１０から離脱させる。

【００４４】「ウエハ・ホルダの重ね合わせ」先ず、重
ね合わせステージ１０を上昇させ、把持手段４の移動面
が重ね合わせステージ１０（基台１０ａ）とウエハホル
ダＨ（第二保持部１１ｂ上のウエハホルダＨ）との間に
位置する高さで上昇を停止させる。その後、把持手段４
を水平移動させ、保持プレート５を重ね合わせステージ
１０とウエハホルダＨ（第二保持部１１ｂ上のウエハホ
ルダＨ）との間に挿入する。

【００４５】この場合、重ね合わせステージ１０（基台
１０ａ）とウエハホルダＨとの間に保持プレート５を挿
入すると、保持プレート５と突起１１とが干渉すること
なく、保持プレート５が重ね合わせステージ１２上にお
ける三つの突起１１のうち隣接する二つの突起１１Ａ、
１１Ｂ間に配置されるとともに、他の突起１１Ｃが保持
プレート５の切り欠きＧ内に配置される。

【００４６】次に、重ね合わせステージ１０をわずかに
下降させて、保持プレート５上にウエハホルダＨと半導
体ウエハＷと載置し、両者を重ね合わせる。そして、図
３（ａ）および（ｂ）に示すように、重ね合わされたウ
エハＷとウエハホルダＨの周縁部を、把持機構６の固定
部６ａおよび移動部６ｂによって把持する。その後、重
ね合わせステージ１０を下降させると共に、把持手段４
をウエハ・ホルダ受け渡し位置ａに移動させる。また把
持手段４の移動後、キャリア載置台８ａをホルダ入出ポ
ートｃに上昇させ、即ち、ウエハホルダＨが把持機構６
の移動面のわずか上方に位置するところで、待機させ、
次のウエハホルダＨの取り出しに準備する。

【００４７】「半導体ウエハの移載」予め、待機したウ
エハボート９内に前記把持手段４を移動させ、ウエハＷ
をウエハホルダＨと共にウエハボート１６内に載置す
る。その後、把持機構６による半導体ウエハＷとウエハ
ホルダＨの把持状態を解除する。解除後、ウエハボート
９を昇降装置１７によってわずかに上昇させると共に、
把持手段４をウエハボート１６内部から離脱させる。こ
のように、半導体ウエハＷとウエハホルダＨとが把持さ
れながら、ウエハボート１６に載置されるため、両者の
位置関係がずれるこなく、ウエハボート１６内に移載さ
れる。なお、ウエハボート１６内に移載後、前記昇降装
置１７によりウエハボート１６を上昇させ、その後のウ
エハＷとウエハホルダＨの移載に対して準備する。

【００４８】このようにして一組の半導体ウエハＷとウ
エハホルダＨの移載が終了すると、ホルダキャリア９か
らウエハホルダＨを取り出す「ウエハホルダの取り出
し」工程、ウエハキャリア１５からウエハＷを取り出す
「ウエハの取り出し」工程、該ウエハＨとホルダＨとを
重ね合わせる「ウエハ・ホルダの重ね合わせ」工程、該
重ね合わされたウエハＨ、ホルダＷをウエハボート１６
に載置する「半導体ウエハの移載」工程の各工程が再び
繰り返される。

【００４９】そして、ウエハボート１６に所定枚数のウ
エハＷおよびウエハホルダＷが収容されると、ウエハボ
ート１６をボート駆動手段（図示せず）によってウエハ
ホルダ受け渡し位置ａからボート入出ポートｂ₁ に移動
させた後、ボート入出ポートｂ₁ から回転テーブルＴな
どによってボート入出ポートｂ₂ に移動させる。そし
て、予め熱処理炉２０の炉本体２０ａからボート入出ポ
ートｂ₂ に下降させたキャップ２０ｂ上にウエハボート
１６を載置する。この後、キャップ２０ｂを上昇させる
ことによって、ウエハボート１６を炉本体２０ａ内に収
容し、所定の熱処理がなされる。

【００５０】また、熱処理後、ウエハボート１６から重
ね合わされたウエハＷ、ウエハホルダＨが取り出され、
重ね合わせステージ１０においてウエハＷ、ウエハホル
ダＨの重ね合わせ状態が解除される。その後、ウエハＷ
は所定のウエハキャリア１５に収納され、またホルダＨ
は所定のキャリア９に収納される。これら工程は、前記
した工程における動作と逆の動作となるため、その説明
は省略する。このように前記した工程における動作と逆
の動作を行うことにより、ウエハの熱処理後にウエハボ
ート１６からウエハＷをウエハキャリア７内に、またウ
エハホルダＨをホルダキャリア８内に回収することがで
きる。

【００５１】以上説明したように、重ね合わせステージ
でウエハとウエハホルダとを重ね合わせているために、
ウエハホルダＨが円板状に形成されているものであって
も、ウエハＷをウエハホルダＨに移載することができ
る。そのため、ウエハホルダＨによるウエハ保持領域
（接触）面を十分に確保することができる。その結果、
熱処理時のウエハの撓みに伴うウエハＷの結晶転位を抑
制でき、ウエハ品質上の信頼性を高めることができる。

【００５２】また、本実施形態においては、重ね合わせ
ステージ１０がホルダ入出ポートｃの上方に配置されて
いるため、ホルダ入出ポートｃの上方に形成される所謂
デッドスペースを有効利用することができる。

【００５３】更に、本実施形態においては、把持手段４
がウエハホルダＨおよびウエハＷを重ね合わせ面方向に
押圧して把持する把持機構６を有している。そのため、
ウエハＷとウエハホルダＨが同径である場合、仮にウエ
ハＷとウエハホルダＨの位置がずれても、その位置ずれ
が修正され、完全に重なり合った状態で把持される。し
たがって、ウエハＷ、ホルダＨの重ね合わせ時に、ウエ
ハホルダＨ上におけるウエハＷの位置ずれを防止するこ
とができ、ウエハ移載上の信頼性を高めることができ
る。

【００５４】なお、本実施形態においては、重ね合わせ
ステージ１０をホルダ入出ポートｃの上方に配置する場
合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ウ
エハ入出ポートｅの上方に配置しても差し支えない。す
なわち要するに、把持手段４の移動領域内であってデッ
ドスペースを有効利用することができる部位であれば、
いかなる領域内に配置してもよい。

【００５５】また、把持手段４によって、ウエハＷ、ウ
エハホルダＨを把持する際、あるいはまた、把持を解除
した際等において、キャリア９，１４、重ね合わせステ
ージ１０、ウエハホルダ受け渡し位置ａにおけるウエハ
ボート１６を上下動させているが、これは把持手段４が
同一面上を移動すものであるため、把持機構６、突起１
１がウエハＷ、ウエハホルダＨと干渉しないようにする
ため等の理由によるものである。したがって、アーム２
に昇降機能をもたせることにより、キャリア９，１４、
重ね合わせステージ１０等の昇降機能を除いても良い。

【００５６】次に、第二の実施形態について、図５、図
６に基づいて説明する。この実施形態にあっては、把持
手段を縦方向に複数設けると共に、重ね合わせステージ
を縦方向に複数配置し、複数枚のウエハ、ウエハホルダ
を一度に重ね合わせ、あるいは（及び）分離する点に特
徴がある。なお、図５、６において、図１乃至図４に示
した部材と同一あるいは相当する部材は、同一符号を符
し、その詳細な説明は省略する。

【００５７】先ず、図５に基づいて、重ね合わせステー
ジ１０の構成について説明する。前記ホルダキャリア移
載機８（ホルダ入出ポートｃ）の上方であって、前記把
持手段４の移動領域内には、図５（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、ウエハＷ、ウエハホルダＨを保持する突起（ピ
ン）１１を有する重ね合わせステージ１０が複数配設さ
れている。即ち、この実施形態にあっては複数枚のウエ
ハＷ、ウエハホルダＨを一度に重ね合わせ、あるいは
（及び）分離する点に特徴を有する。

【００５８】即ち、重ね合わせステージの各基台１０ａ
上には、突起１１がこれらを結ぶ線が三角形状となるよ
うに配置され、把持手段４が進退するＢ方向と対峙した
突起１１Ａ、１１Ｂの間隔ｌ₁ は、前記保持プレート５
の幅寸法Ｌ₁ より大きい寸法に設定されている。そして
また、保持プレート５が進入した際、切り欠きＧに突起
１１Ｃが入り込むように形成されている。

【００５９】また、前記したウエハＷ、ウエハホルダＨ
を保持する突起１１は、第一保持部１１ａおよび第二保
持部１１ｂを有している。前記した第一の実施形態と同
様に、前記第一保持部１１ａは、第二保持部１１ｂの上
端部に連設されると共に、その外形が截頭円錐状に形成
されている。そして、第一保持部１１ａによってウエハ
Ｗをその先端部で保持すると共に、ウエハホルダＨの貫
通孔ｈを挿通して該ウエハホルダＨをその下端部におい
て水平方向を位置決めするように構成されている。

【００６０】また、前記第二保持部１１ｂは重ね合わせ
ステージ１０の基台１０ａに設けられ、その外形が円柱
状に形成されている。前記第二保持部１１ｂの外径は、
前記第一保持部１１ａの最大外径（下端部の外径）より
大きい寸法に設定され、第二保持部１１ｂの上面におい
て、ウエハホルダＨを載置するように構成されている。

【００６１】そして、重ね合わせステージ１０の各基台
１０ａ間にスペーサ１０ｂを介して軸１０ｃを挿通し、
前記軸１０ｃの上下端を固定する。その結果、前記突起
１１を有する基台１０ａが、複数積層された重ね合わせ
ステージ１０が形成される。

【００６２】次に、縦方向に複数設けられ、ウエハＷ、
ウエハホルダＨを保持する前記保持プレート５の間隔
が、調整可能に構成されている把持手段４について図６
に基づいて説明する。この把持手段４は、下部基台４ａ
と、上部基台４ｂと、前記下部基台４ａと上部基台４ｂ
とを連結する支柱４ｃと、前記上部基台４ａに配置され
たモータ４ｄと、前記モータ４ｄに接続されたボール螺
子４ｅと、前記ボール螺子４ｅの回転により前後に移動
するカムプレート４ｆと、前記カムプレート４ｆの溝４
ｇに移動可能に嵌入されたカムフォロア４ｈと、前記カ
ムフォロア４ｈが形成された把持機構ベース４ｉと、前
記把持機構ベース４ｉの先端部に取付けられた保持プレ
ート５と、前記把持機構ベース４ｉの上下方向の移動を
ガイドするガイド棒４ｊとから構成されている。

【００６３】即ち、モータ４ｄが回転することにより、
カムプレート４ｆが前進し所定の位置で停止する。この
カムプレート４ｆの前進に伴い、カムフォロア４ｈが溝
４ｇ内を擦動する。その結果、把持機構ベース４ｉはガ
イド棒４ｊに案内されて、上方向に、また下方向に移動
し、保持プレート５の間隔は所定の間隔に調整される。
なお、中心に位置する把持機構ベース４ｉは固定され移
動することはない。また保持プレート５上にウエハＷ、
ウエハホルダＨを載置した後、移動部６ｂを移動させる
ことによって、第一実施形態と同様、ウエハＷ、ウエハ
ホルダＨを保持する。

【００６４】このように、保持プレート５の間隔が調整
可能に構成されているため、ホルダキャリア９における
ウエハホルダＨの収納間隔と、ウエハキャリア１４にお
けるウエハＷの収納間隔が異なる場合であっても、重ね
合わせステージに両者を移載することができる。また、
重ね合わせステージ１０における各基台１０ａの間隔
が、ホルダキャリア９におけるウエハホルダＨの収納間
隔、ウエハキャリア１４におけるウエハＷの収納間隔と
異なる場合にも、重ね合わせステージにウエハＷ、ウエ
ハホルダＨを移載することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
係るウエハ移載装置によると、ウエハ保持領域（接触）
面を十分に確保できるウエハホルダを用いた場合にも、
ウエハをウエハホルダに移載し、ウエハボートに収納す
ることができる。これによって、ウエハの移載後の熱処
理時等においてウエハに対する結晶転位の発生を防止
し、ウエハ品質上の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかる第一の実施形態のウエ
ハ移載装置を示す平面図である。

【図２】図２は、本発明にかかる第一の実施形態のウエ
ハ移載装置を示す正面図である。

【図３】図３は、本発明にかかる第一の実施形態の把持
機構を示す図であって、（ａ）は、その平面図、（ｂ）
はその側面図である。

【図４】図４は、本発明にかかる第一の実施形態の重ね
合わせステージによるウエハ・ホルダ保持状態を示す図
であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は
側面図である。

【図５】図５は、第二の実施形態を説明する図であっ
て、（ａ）はウエハ移載装置の重ね合わせステージによ
るウエハ・ホルダ保持状態を示す平面図，（ｂ）はその
正面図、（ｃ）は重ね合わせステージの要部斜視図であ
る。

【図６】図６は、第二の実施形態を説明する図であっ
て、（ａ）はウエハ移載装置の把持手段の間隔が狭い場
合を示す正面図、（ｂ）はウエハ移載装置の把持手段の
間隔が広い場合を示す正面図である。

【符号の説明】

１ウエハ移載装置２アーム３装置本体４把持手段４ａ下部基部４ｂ上部基部４ｃ支柱４ｄモータ４ｅボール螺子４ｆカムプレート４ｇ溝４ｈカムフォロア４ｉ把持機構ベース４ｊガイド棒５保持プレート５Ａフォーク部５Ｂ立ち上がり部５ａ第一載置面５ｂ第二載置面６把持機構６ａ固定部６ｂ移動部７アクチュエータ８ホルダキャリア移載機８ａキャリア載置台８ｂキャリア駆動手段９ホルダキャリア１０重ね合わせステージ１０ａ基台１０ｂスペーサ１０ｃ軸１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）突起ピン１１ａ第一保持部１１ｂ第二保持部１４ウエハキャリア移載機１４ａキャリア載置台１４ｂキャリア駆動手段１５ウエハキャリア１６ウエハボート１７昇降装置２０熱処理炉２０ａ炉本体２０ｂキャップＡ領域Ｇ切り欠きＨウエハホルダｈ貫通孔Ｔ回転テーブルＷ半導体ウエハａウエハ、ウエハホルダ受け渡し位置ｂ₁ ，ｂ₂ ボート受け渡し位置ｃホルダ入出ポートｄホルダキャリア待機位置ｅウエハ入出ポートｆウエハキャリア待機位置

フロントページの続き (72)発明者八日市屋元男愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA01 DA09 FA15 GA02 GA06 GA07 GA13 GA45 MA15 MA30 PA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホルダ入出ポートにおけるホルダキャリ
アからウエハホルダを取り出すと共に、ウエハ入出ポー
トにおけるウエハキャリアからウエハを取り出し、ウエ
ハボート外で前記ウエハホルダ上に前記ウエハを重ね合
わせてウエハボート内に移載するウエハ移載装置であっ
て、前記ウエハ移載装置の把持手段の移動領域内に前記ウエ
ハおよび前記ウエハホルダを保持する、重ね合わせステ
ージを配設し、前記重ね合わせステージにおいて、前記ウエハが前記ウ
エハホルダの上方に離間する位置に配置され、前記ウエハホルダの下方から把持手段を上昇させること
により、ウエハとウエハホルダとを重ね合わせ、前記重
ね合わせた状態でウエハとウエハホルダとをウエハボー
ト内に収納することを特徴とするウエハ移載装置。
【請求項２】前記ウエハ移載装置の把持手段が、前記
ウエハボート上における重ね合わせ状態のウエハおよび
ウエハホルダを前記重ね合わせステージに移載すること
によって、ウエハとウエハホルダとを分離し、前記重ね合わせステージ上のウエハを、前記把持手段に
よって前記ウエハキャリアに移載し、かつ前記重ね合わせステージ上のウエハホルダを、前記
把持手段によって前記ホルダキャリアに移載することを
特徴とする請求項１に記載されたウエハ移載装置。
【請求項３】前記重ね合わせステージ上に、第一保持
部および第二保持部を有する突起が設けられ、前記第一保持部はウエハホルダの貫通孔を挿通して、第
二保持部上面にウエハホルダを載置し、第一保持部の下
端部において該ウエハホルダの水平方向の位置決めを行
うと共に、前記第一保持部の先端部でウエハを保持するように構成
されていることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載されたウエハ移載装置。
【請求項４】前記把持手段は、ウエハ、ウエハホルダ
を保持する保持プレートと、前記保持プレート上のウエ
ハ、ウエハホルダの周縁部を押圧して把持する把持機構
とを有し、前記重ね合わせステージ上に、前記突起が３つ以上配置
され、把持手段が進退する方向と対峙した突起の間隔
が、前記保持プレートの幅寸法より大きい寸法に設定さ
れていることを特徴とする請求項３に記載されたウエハ
移載装置。
【請求項５】前記把持手段は、縦方向に複数設けられ
た、ウエハ、ウエハホルダを保持する保持プレートと、
前記保持プレート上のウエハ、ウエハホルダの周縁部を
押圧して把持する把持機構とを有し、かつ、前記重ね合わせステージが縦方向に複数配置さ
れ、複数枚のウエハ、ウエハホルダを一度に重ね合わ
せ、あるいは重ね合わせ状態のウエハ及びウエハホルダ
を一度に分離することを特徴とする請求項１または請求
項２に記載されたウエハ移載装置。
【請求項６】縦方向に複数設けられた、ウエハ、ウエ
ハホルダを保持する前記保持プレートの間隔が、調整可
能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載さ
れたウエハ移載装置。
【請求項７】前記重ね合わせステージが、前記ウエハ
入出ポートおよび前記ホルダ入出ポートのうちいずれか
一方のポートの上方に配置されていることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載されたウエハ移載装置。
【請求項８】前記ウエハとウエハホルダの外径が同一
寸法に形成され、前記把持機構がウエハホルダおよびウ
エハの周縁部を押圧して把持することを特徴とする請求
項４または請求項５に記載されたウエハ移載装置。