JP2003110014A - ウェーハカセット並びに半導体ウェーハの搬入方法及び搬出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハカセットとの間で半導体ウェーハの
搬出入を行う場合において、半導体ウェーハに湾曲があ
る場合でも損傷させることなく確実に搬出入を行う。 【解決手段】 半導体ウェーハの搬出入の際に半導体ウ
ェーハを保持する保持部を進入させるための切り欠き部
２２が形成され収容された半導体ウェーハを支持する複
数の支持プレート１７と、隣り合う支持プレート１７の
間に配設され隣り合う支持プレート１７にそれぞれ支持
された半導体ウェーハの間を仕切る隔壁プレート１８と
を少なくとも備えたウェーハカセットを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハを
収容するウェーハカセット及びそのウェーハカセットと
の間で半導体ウェーハの搬出入を行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハを加工する加工装置にお
いては、通常は図１２に示すようにウェーハカセット７
０に複数の半導体ウェーハＷ１、Ｗ２、・・・・・、Ｗ
ｎが収容されており、搬出入装置３０によって１枚ずつ
搬出されてから加工が施される。そして、加工後の半導
体ウェーハは、搬出入装置３０によってカセット７０に
収容され、次の工程に搬送される。

【０００３】カセット７０の２つの側板７２、７３の内
側には支持溝７１が形成されており、対向する一組の支
持溝によって１つのスロットが構成され、各スロットに
半導体ウェーハがそれぞれ収容される。

【０００４】一方、搬出入装置３０には上下動及び進退
可能な保持部３２を備えており、保持部３２の上面には
半導体ウェーハを吸着する吸着部３１が形成されてい
る。そして、吸着部３１において半導体ウェーハを吸着
した状態で保持部３２が移動することにより半導体ウェ
ーハを搬送することができる。

【０００５】カセット７０から半導体ウェーハＷを搬出
する際は、搬出しようとする半導体ウェーハの下側に保
持部３２を進入させ、保持部３２を若干上昇させて吸着
部３１において半導体ウェーハＷを吸着する。そして、
保持部３２を手前に引き出すことにより、吸着部３１に
おいて保持した半導体ウェーハＷをカセット７０の外部
に搬出することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
ウェーハの厚さが研削により１００μｍ以下、５０μｍ
以下と薄くなると、結晶方位及び研削歪みの影響を受け
て湾曲することがある。そして、図１３に示すように、
湾曲した半導体ウェーハＷｎがウェーハカセット７０に
収容されていると、上下方向に隣り合う半導体ウェーハ
間に保持部３２が進入するためのスペースが狭くなるた
め、保持部３２を進入させようとすると保持部３２が半
導体ウェーハに接触して損傷させることがある。また、
湾曲の度合いによっては、上下方向に隣り合う半導体ウ
ェーハ同士が接触して破損するおそれもある。

【０００７】特開２０００−９１４００号公報に開示さ
れたウェーハカセットのように、対向する２つの支持溝
の間に支持板を架設させることにより半導体ウェーハの
中央部も支持して上下方向に隣り合う半導体ウェーハ同
士の接触を回避する手法も提案されているが、この場合
も保持部３２が半導体ウェーハに接触して損傷させるの
を回避できない。

【０００８】また、保持部３２を半導体ウェーハに接触
させることなく進入させることができたとしても、半導
体ウェーハが湾曲していることに起因して保持部３２に
形成された吸着部３１においてエアーが漏れるために半
導体ウェーハを完全に吸引保持することができず、カセ
ット７０から半導体ウェーハを搬出することができない
という問題もある。

【０００９】一方、半導体ウェーハをカセット７０に搬
入する場合は、湾曲した半導体ウェーハであっても吸着
部３１において吸引されているときはその吸引力によっ
て一時的に平面状となるが、カセット７０に搬入した後
は、吸引を解除して保持部６２を退避させる必要がある
ため、吸引を解除した時点で半導体ウェーハが湾曲状態
に戻ってしまい、退避しようとする保持部３２と接触す
るおそれがある。

【００１０】このように、ウェーハカセットとの間で半
導体ウェーハの搬出入を行う場合においては、半導体ウ
ェーハに湾曲がある場合でも損傷させることなく確実に
搬出入を行うことに課題を有している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、半導体ウェーハを複数収
容するウェーハカセットであって、半導体ウェーハの搬
出入の際に半導体ウェーハを保持する保持部を進入させ
るための切り欠き部が形成され、収容された半導体ウェ
ーハを支持する複数の支持プレートと、各支持プレート
に隣接して配設され第一のスロットと第二のスロットと
を形成する隔壁プレートとを少なくとも備えたウェーハ
カセットを提供する。

【００１２】このように構成されるウェーハカセットに
おいては、隣接する半導体ウェーハ同士が隔壁プレート
によって完全に隔離されているため、湾曲した半導体ウ
ェーハであっても互いに接触することがない。

【００１３】また本発明は、上記のウェーハカセットに
半導体ウェーハを搬入する方法であって、半導体ウェー
ハを吸引保持した保持部を第一のスロットに進入させ、
その後吸引を解除して保持部を第二のスロットに下降さ
せることによりその半導体ウェーハを保持部から離脱さ
せて支持プレートに支持させ、保持部を後退させてその
半導体ウェーハをウェーハカセットに搬入する半導体ウ
ェーハの搬入方法を提供する。

【００１４】このように構成される半導体ウェーハの搬
入方法によれば、支持プレートと上部隔壁プレートまた
は上板との間に形成される空間に保持部を進入させるこ
とができるため、すでに湾曲している半導体ウェーハが
収容されている場合であっても、その湾曲した半導体ウ
ェーハに接触することなく新たに半導体ウェーハを搬入
することができ、また、半導体ウェーハを支持プレート
に載置した後にその半導体ウェーハに接触させることな
く保持部を退避させることができる。

【００１５】更に本発明は、上記のウェーハカセットに
収容された半導体ウェーハを搬出する方法であって、保
持部を第二のスロットに進入させ、その後保持部を上昇
させて支持プレートに支持され第一のスロットに収容さ
れた半導体ウェーハを上部の隔壁プレートに押し当てて
保持部においてその半導体ウェーハを吸引保持し、保持
部を後退させてその半導体ウェーハをウェーハカセット
から搬出する半導体ウェーハの搬出方法。

【００１６】このように構成される半導体ウェーハの搬
出方法によれば、半導体ウェーハを隔壁プレートまたは
上板に押し当ててから保持部において保持することがで
きるため、湾曲した半導体ウェーハであってもエアーの
漏れがない状態でしっかりと吸着して搬出することがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例とし
て、図１に示すウェーハカセット１０について説明す
る。なお、従来例と同様に構成される部位については同
一の符号を付して説明する。

【００１８】図１のウェーハカセット１０は、第一の側
板１１及び第二の側板１２と、第一の側板１１及び第二
の側板１２を上下両端において連結する上板１３及び下
板１４と、後部側において半導体ウェーハを支持するス
トッパ部材１５と、半導体ウェーハの搬出入口となる開
口部１６と、内部に挿入される板状部材である支持プレ
ート１７及び隔壁プレート１８とから概ね構成される。

【００１９】図２に示すように、第一の側板１１及び第
二の側板１２の内側の面には支持溝１９が複数形成され
ており、向かい合う支持溝１９が支持プレート１７ａ、
１７ｂ、・・・・・と隔壁プレート１８ａ、１８ｂ、・
・・・・とを交互に支持している。

【００２０】ここで、ある支持プレートの上方に隣接し
て配設される隔壁プレートを上部隔壁プレートといい、
支持プレートの下方に隣接して配設される隔壁プレート
を下部隔壁プレートという。例えば、隔壁プレート１８
ａは、支持プレート１７ａからみると下部隔壁プレート
であり、支持プレート１７ｂからみると上部隔壁プレー
トである。また、上板１３及び下板１４も隔壁プレート
に含まれる。

【００２１】そして、隔壁プレート１８ａ（１８ｂ、１
８ｃ、１８ｄ）と支持プレート１７ｂ（１７ｃ、１７
ｄ、１７ｅ）との間に形成される空間、及び、上板１３
と支持プレート１７ａとの間に形成される空間が、半導
体ウェーハが収容される第一スロット２０となる。

【００２２】一方、支持プレート１７ａ（１７ｂ、１７
ｃ、１７ｄ）と隔壁プレート１８ａ（１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄ）との間に形成される空間、及び、支持プレート
１７ｅと下板１４との間に形成される空間が第二スロッ
ト２１となる。

【００２３】図３に示すように、支持プレート１７に
は、後述する図５に示す搬出入装置３０の保持部３２の
形状に対応してこれを進入させるために形成された切り
欠き部２２と、左右２つの支持溝１９によって支持され
る外周支持部２３と、２つの切り欠き部２２の間から手
前側に突出して半導体ウェーハの中心部を支持する中央
支持部２４とが形成されており、 第一の側板１１及び
第二の側板１２に形成された対向する支持部１９に外周
支持部２３の端部が支持されると共に、後部側がストッ
パ部材１５によって支持されている。

【００２４】図４に示すように、隔壁プレート１８は、
直線状に形成され、両端が第一の側板１１及び第二の側
板１２の対向する支持部１９によって支持されると共
に、後部側がストッパ部材１５によって支持されてい
る。

【００２５】このように構成されるウェーハカセット１
０に対する半導体ウェーハの搬出入には、例えば図５に
示す搬出入装置３０を用いる。この搬出入装置３０は、
フォーク状に形成され吸着部３１を備えた保持部３２
と、保持部３２を進退方向を回転軸として回転させる回
転駆動部３３と、旋回動により保持部３２を所望の位置
に位置付ける第一アーム３４及び第二アーム３５と、第
一アーム３５を旋回駆動する第一アーム駆動部３６と、
第二アーム３５を旋回駆動する第二アーム駆動部３７
と、これらを上下方向に駆動する上下駆動部３８とから
構成され、保持部３２は、第一アーム３４及び第二アー
ム３５の旋回動及び上下動によって所望の位置に位置付
けることができる。

【００２６】次に、図６に示すように、ウェーハカセッ
ト１０に収容された複数の半導体ウェーハＷ１、Ｗ２、
・・・・がそれぞれ湾曲している場合において、図５に
示した搬出入装置３０を用いて例えば半導体ウェーハＷ
１をウェーハカセット１０の外に搬出する場合の動作に
ついて説明する。

【００２７】まず、図７（Ａ）に示すように、吸着部３
１を上に向けた状態で保持部３２を第二スロット２１に
進入させ、半導体ウェーハＷの直下に位置付ける。そし
て、図７（Ｂ）に示すように、保持部３２を切り欠き部
２２を通過させて上昇させていくと、保持部３２は、切
り欠き部２２を通過して第一スロット２０に進入してい
く。

【００２８】第一スロット２０に進入した保持部３２
が、半導体ウェーハＷを上方に押し上げながら更に上昇
すると、図７（Ｃ）に示すように半導体ウェーハＷは上
板１３に押しつけられるため、上板１３と保持部３２と
によって強制的に平面状となる。そしてその状態で吸着
部３１において半導体ウェーハＷの下面を吸着すると、
湾曲した半導体ウェーハＷ１であっても、湾曲していな
い半導体ウェーハと同様にエアーの漏れがない状態でし
っかりと吸着することができる。

【００２９】こうして半導体ウェーハＷを吸着した後、
保持部３２がウェーハカセット１０の外部に後退するこ
とにより、湾曲した半導体ウェーハＷ１を破損させるこ
となく搬出することができる。

【００３０】同様に、半導体ウェーハＷ２については、
隔壁プレート１８ａに押し当てて平面状としてから搬出
することができる。その他の半導体ウェーハＷ３、Ｗ
４、・・・・・についても同様である。

【００３１】このように、カセット１０においては、隔
壁プレート１８ａ（１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）によって
半導体ウェーハが収容される第一スロット２０と保持部
２３の出入口となる第二スロット２１とを完全に隔離し
て形成したため、半導体ウェーハ同士が接触して破損す
ることがない。

【００３２】また、半導体ウェーハの搬出時は、保持部
２３を最初に半導体ウェーハが存在しない第二スロット
２１に進入させてから上昇させて第一スロット２０に進
入させることができるため、保持部２３の進入スペース
が十分に確保され、保持部２３が進入の過程で半導体ウ
ェーハに衝突することがない。

【００３３】更に、保持部２３の上昇により半導体ウェ
ーハを隔壁プレート１８ａ（１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）
または上板１３に押しつけて平面状にした状態で吸着す
ることができるため、エアーの漏れがない状態でしっか
りと吸着することができる。従って、安定的に半導体ウ
ェーハを保持することができ、搬送の過程で離脱するこ
とがない。

【００３４】一方、例えば最も上の段の第一スロット２
０に半導体ウェーハＷ１を搬入する際は、図８（Ａ）に
示すように、吸着部３１において半導体ウェーハＷ１を
保持した状態で保持部３２を第一スロット２０に進入さ
せる。このとき、半導体ウェーハＷ１が湾曲している場
合であっても、吸着部３１による吸引力によって平面状
となっているため、上板１３や支持プレート１７や隔壁
プレート１８に衝突しない。

【００３５】次に、図８（Ｂ）に示すように、吸着部３
１における吸引を解除して保持部３２を下降させていく
と、半導体ウェーハＷ１は支持プレート１７ａに載置さ
れる。半導体ウェーハＷ１が湾曲している場合には、支
持プレート１７ａに載置されて吸引が解除されると、図
８（Ｃ）のように湾曲状態に戻る。

【００３６】一方、保持部３２は、切り欠き部２２を通
過して第二スロット２１に進入していく。そして、保持
部３２第二スロット２１に進入した後、手前に引き出す
ことによってウェーハカセット１０の外部に退避させる
ことができる。

【００３７】他の第一スロット２０に半導体ウェーハを
搬入する場合も同様であり、上記のようにして次々と第
一スロット２０に半導体ウェーハが収容されると、上下
に隣接する第一スロット２０同士は第二スロット２１及
び隔壁プレート１８によって隔離されているため、それ
ぞれの半導体ウェーハが湾曲している場合でも互いに接
触して破損するようなことがない。

【００３８】上記説明したウェーハカセット１０は、例
えば図９に示す研削装置４０のカセット載置領域１０
ａ、１０ｂに載置される。この研削装置４０を用いて板
状物、例えば半導体ウェーハの裏面を研削する場合は、
複数の半導体ウェーハがウェーハカセット１０に収容さ
れる。

【００３９】そして、搬出入装置３０によって搬出され
て中心合わせテーブル４１に載置され、ここで一定の位
置に位置合わせされた後、第一の搬送手段４２によって
チャックテーブル４３に搬送され、裏面を上にして保持
される。

【００４０】チャックテーブル４３、４４、４５、４６
は、ターンテーブル４７によって回転可能に支持されて
おり、半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル４
３は、ターンテーブル４７が左回りに所定角度（図示の
例では９０度）回転することにより、粗研削手段５０の
直下に位置付けられる。

【００４１】粗研削手段５０は、立設された壁部５１に
垂直方向に配設された一対のガイドレール５２にガイド
されて駆動源５３の駆動により上下動する支持部５４に
支持され、支持部５４の上下動に伴って上下動する構成
となっている。この粗研削手段５０においては、回転可
能に支持されたスピンドル５５の先端にマウンタ５６を
介して研削ホイール５７が装着されており、研削ホイー
ル５７の下部には粗研削用の研削砥石が円環状に固着さ
れている。

【００４２】粗研削手段５０の直下に位置付けられた半
導体ウェーハＷの裏面は、粗研削手段５０がスピンドル
５５の回転を伴って下方に研削送りされ、回転する研削
砥石が裏面に接触することにより粗研削される。

【００４３】次に、ターンテーブル４７が左回りに同じ
だけ回転することにより、粗研削された半導体ウェーハ
Ｗが仕上げ研削手段６０の直下に位置付けられる。

【００４４】仕上げ研削手段６０は、壁部５１に垂直方
向に配設された一対のガイドレール６１にガイドされて
駆動源６２の駆動により上下動する支持部６３に支持さ
れ、支持部６３の上下動に伴って上下動する構成となっ
ている。この仕上げ研削手段６０においては、回転可能
に支持されたスピンドル６４の先端にマウンタ６５を介
して研削ホイール６６が装着されており、研削ホイール
６６の下部には仕上げ研削用の研削砥石が円環状に固着
されており、粗研削手段５０とは、研削砥石の種類のみ
が異なる構成となっている。

【００４５】仕上げ研削手段６０の直下に位置付けられ
た半導体ウェーハＷの裏面は、仕上げ研削手段６０がス
ピンドル６４の回転を伴って下方に研削送りされ、回転
する研削砥石が裏面に接触することにより仕上げ研削さ
れる。

【００４６】このようにして裏面が仕上げ研削された半
導体ウェーハＷは、第二の搬送手段６７によって洗浄手
段６８に搬送され、ここで洗浄により研削屑が除去され
た後に、搬出入装置３０によってウェーハカセット１０
に収容される。

【００４７】このように構成される研削装置４０におい
て、カセット載置領域１０ａに載置されたウェーハカセ
ット１０から研削前の半導体ウェーハを搬出する際は、
上述のように半導体ウェーハを破損させることがなく、
研削後の半導体ウェーハをカセット載置領域１０ｂに載
置したカセット１０に搬入する際も、半導体ウェーハを
破損させることがない。

【００４８】なお、ウェーハカセットは、図１０に示す
ウェーハカセット１０ａのように構成されていてもよ
い。このウェーハカセット１０ａは、支持プレート１７
ａの形状が図１に示したウェーハカセット１０とは異な
っている。この支持プレート１７ａも、切り欠き部２２
ａと外周支持部２３ａと中央支持部２４ａとから構成さ
れている。

【００４９】また、図１０の支持プレート１７ａを用い
る場合は、図１１に示す搬出入装置３０ａを用いる。こ
の搬出入装置３０ａを構成する保持部３２ａは、切り欠
き部２２ａの形状に対応して形成されており、半導体ウ
ェーハの搬出入時は、切り欠き部２２ａを介して保持部
３２ａが上下動する。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るウェ
ーハカセットにおいては、隣接する半導体ウェーハ同士
が隔壁プレートによって完全に隔離されており、湾曲し
た半導体ウェーハであっても互いに接触することがない
ため、破損することがない。

【００５１】また、本発明に係る半導体ウェーハの搬入
方法によれば、支持プレートと上部隔壁プレートまたは
上板との間に形成される空間に保持部を進入させること
ができ、すでに湾曲している半導体ウェーハが収容され
ている場合であっても、その湾曲した半導体ウェーハに
接触することなく新たに半導体ウェーハを搬入すること
ができ、また、半導体ウェーハを支持プレートに載置し
た後にその半導体ウェーハに接触させることなく保持部
を退避させることができるため、搬入時において半導体
ウェーハが破損するのを防止することができる。

【００５２】更に、本発明に係る半導体ウェーハの搬出
方法によれば、半導体ウェーハを隔壁プレートまたは上
板に押し当ててから保持部において保持することができ
るため、湾曲した半導体ウェーハであってもエアーの漏
れがない状態でしっかりと吸着して搬出することができ
る。従って、途中で離脱させることなく確実に搬出する
ことができ、衝突による破損も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハカセットの実施の形態の
一例を示す斜視図である。

【図２】同ウェーハカセットを示す正面図である。

【図３】同ウェーハカセットを構成する支持プレートを
示す平面図である。

【図４】同ウェーハカセットを示す隔壁プレートを示す
平面図である。

【図５】同ウェーハカセットに対する半導体ウェーハの
搬出入を行う搬出入装置の一例を示す斜視図である。

【図６】同ウェーハカセットに半導体ウェーハが収容さ
れている状態を示す正面図である。

【図７】本発明に係る半導体ウェーハの搬出方法の手順
を示す断面図である。

【図８】本発明に係る半導体ウェーハの搬入方法の手順
を示す断面図である。

【図９】本発明が適用される装置の一例である研削装置
を示す斜視図である。

【図１０】本発明に係るウェーハカセットの実施の形態
の第二の例を示す斜視図である。

【図１１】同第二の例のウェーハカセットに対応した搬
出入装置を示す斜視図である。

【図１２】従来のウェーハカセットを示す及び搬出入装
置を示す斜視図である。

【図１３】同ウェーハカセットに湾曲した半導体ウェー
ハが収容されている状態を示す正面図である。

【符号の説明】 １０…ウェーハカセット １１…第一の側板 １２…第二の側板 １３…上板 １４…下板 １５…ストッパ部材 １６…開口部 １７…支持プレート １８…隔壁プレート １９…支持溝 ２０…第一スロット ２１…第二スロット ２２…切り欠き部 ２３…外周支持部 ２４…中央支持部 ３０…搬出入装置 ３１…吸着部 ３２…保持部 ３３…回転駆動部 ３４…第一アーム ３５…第二アーム ３６…第一アーム駆動部 ３７…第二アーム駆動部 ３８…上下駆動部 ４０…研削装置 ４１…中心合わせテーブル ４２…第一の搬送手段 ４３、４４、４５、４６…チャックテーブル ４７…ターンテーブル ５０…粗研削手段 ５１…壁部 ５２…ガイドレール ５３…駆動源 ５４…支持部 ５５…スピンドル ５６…マウンタ ５７…研削ホイール ６０…仕上げ研削手段 ６１…ガイドレール ６２…駆動源 ６３…支持部 ６４…スピンドル ６５…マウンタ ６６…研削ホイール ６７…第二の搬送手段 ６８…洗浄装置 ７０…ウェーハカセット ７１…支持溝 ７２、７３…側板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハを複数収容するウェーハ
   カセットであって、 半導体ウェーハの搬出入の際に該半導体ウェーハを保持
   する保持部を進入させるための切り欠き部が形成され、
   収容された半導体ウェーハを支持する複数の支持プレー
   トと、 各支持プレートに隣接して配設され、第一のスロットと
   第二のスロットとを形成する隔壁プレートとを少なくと
   も備えたウェーハカセット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のウェーハカセットに半
   導体ウェーハを搬入する方法であって、 半導体ウェーハを吸引保持した保持部を第一のスロット
   に進入させ、その後吸引を解除して該保持部を第二のス
   ロットに下降させることにより該半導体ウェーハを該保
   持部から離脱させて支持プレートに支持させ、該保持部
   を後退させて該半導体ウェーハをウェーハカセットに搬
   入する半導体ウェーハの搬入方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のウェーハカセットに収
   容された半導体ウェーハを搬出する方法であって、 保持部を第二のスロットに進入させ、その後該保持部を
   上昇させて支持プレートに支持され第一のスロットに収
   容された半導体ウェーハを上部の隔壁プレートに押し当
   てて該保持部において該半導体ウェーハを吸引保持し、
   該保持部を後退させて該半導体ウェーハをウェーハカセ
   ットから搬出する半導体ウェーハの搬出方法。