JP2019106450A - 搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハ処理装置の無駄な待機時間を削減すると共に、ウェーハの不意な破損や汚れを抑えること。【解決手段】粘着テープ（Ｔ）を介して環状フレーム（Ｆ）にウェーハ（Ｗ）を支持したウェーハユニット（ＷＵ）を、ウェーハ処理装置（２）間で搬送する搬送機構（３）が、ウェーハユニットを収容する収容トレー（５０）と、ウェーハ処理装置間で収容トレーを移送する移送手段（４０）とを備え、収容トレーが環状フレームを摺動可能に支持する第一、第二のＬ字レールと、第一、第二のＬ字レールの上端を連結した天井板と、第一、第二のＬ字レールの下端を連結した底板とを有し、収容トレーに収容されたウェーハユニットをウェーハ処理装置間で１枚毎に搬送する構成にした。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハ処理装置に対してウェーハを搬送する搬送機構に関する。

半導体ウェーハに切削工程又は研削工程等の一連の加工を施す際には、複数枚（例えば、２５枚）のウェーハがカセットに収容されて、オペレータによって装置間でウェーハがカセット単位で搬送されている（例えば、特許文献１参照）。従来は、カセットから一枚ずつウェーハを取り出して各種処理をしているため、後段の工程で次のカセットが投入可能な状態でも、前段の工程でカセット中の全てのウェーハの処理が完了していないと無駄な待機時間が生じる。オペレータによるカセット搬送をロボットで自動化しても非効率状態を避けることができない。

また、オペレータがウェーハを一枚ずつ装置間で搬送することで、無駄な待機時間を無くすことができるが、オペレータの仕事量が激増して増員を余儀なくされるためコストが増大するという問題がある。このため、ウェーハを一枚ずつ装置間で自動的に搬送することができる搬送機構が開発されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の搬送機構では、収容トレー毎にウェーハが１枚ずつ収容されて、装置間を結ぶコンベアで収容トレーが流されている。前段の工程で処理が完了したウェーハからコンベアで後段の工程に搬送されるため、後段の工程での待機時間を減らして効率化が図られている。

特開平９−０２７５４３号公報 特開２０１７−０６９３７０号公報

しかしながら、特許文献２に記載の搬送機構では、上方が開口した収容トレー上にウェーハを載置して、ウェーハを露出させた状態で収容トレーが搬送されるため、ウェーハが不意に破損したり汚れたりするおそれがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ウェーハ処理装置の無駄な待機時間を削減すると共に、ウェーハの不意な破損や汚れを抑えることができる搬送機構を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の搬送機構は、少なくとも１対の平行に向かい合った平坦面を外周に有する環状フレームの開口部に粘着テープを介してウェーハを支持して構成されるウェーハユニットを、ウェーハ処理装置間において搬送するための搬送機構であって、ウェーハユニットを収容する収容トレーと、該収容トレーを上方に支持してウェーハ処理装置間を移送する移送手段と、から構成され、該収容トレーは、該環状フレームの底面を摺動可能に支持する第一の底面支持部と該環状フレームの片側部を支持する第一の側部支持部とからなる第一のＬ字レールと、該環状フレームの底面を摺動可能に支持する第二の底面支持部と該環状フレームの他側部を支持する第二の側部支持部とからなり該第一のＬ字レールに対向して配設される第二のＬ字レールと、該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールの上端を連結する天井板と、該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールの下端を連結する底板と、該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールへウェーハユニットを挿入するための該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールの両端に形成された挿入口と、を備え、該第一の底面支持部及び該第二の底面支持部の上面には、該環状フレームの該平坦面を含む対向する側部の外形に係合する一対の係合凹部が形成され、ウェーハユニットが該挿入口から挿入されると該環状フレームの該平坦面を有する該側部が該係合凹部に係合して位置決めされて収容され、該移送手段によりウェーハ処理装置間をウェーハ１枚毎に搬送することを特徴とする。

この構成によれば、収容トレーの側方の挿入口からウェーハユニットが挿入されると、第一、第二のＬ字レールによってウェーハユニットの環状フレームがガイドされる。そして、第一、第二のＬ字レールの係合凹部にウェーハユニットの環状フレームの平坦面が係合されて、収容トレーに対してウェーハユニットが前後左右に位置決めされる。このため、ウェーハを位置決めした状態でウェーハ処理装置に渡すことができる。また、移送手段によってウェーハ処理装置間でウェーハが１枚毎に連続して搬送されるため、後段のウェーハ処理装置の待機時間を最小限にして無駄な待機時間を減らすことができる。さらに、収容トレーの天井板によって不意な破損や汚れからウェーハを保護することができる。

本発明の一態様の搬送機構において、該移送手段はコンベアであって、該収容トレーの該底板には、該底板の外形よりも幅狭の外形の台座部を備え、該コンベアの幅は、該台座部の幅と同等に形成されており、ウェーハサイズに応じた異なるサイズの収容トレーで共通の該台座部を用いて移送可能である。

本発明の一態様の搬送機構において、該収容トレーの該底板の該台座部の周囲には、該コンベアの移送方向に沿って形成され該収容トレーを搬出入位置に位置決めするための一対の位置決め溝と、該搬出入位置に配設された上下に進退可能な位置決めピンが該収容トレーの該位置決め溝に係合して該収容トレーの位置決めがされた後に、該収容トレーを該コンベア上から離脱させるための離脱ピンが係合する３つ以上の係合穴と、を備え、該収容トレーが該搬出入位置にさしかかると、該位置決めピンが上方に突出し該収容トレーの該位置決め溝に係合して該収容トレーが該搬出入位置で一時停止すると共に、該離脱ピンが上昇して該収容トレーの係合穴に係合し該収容トレーが該コンベアから離脱した状態でウェーハユニットの搬出入を行う。

本発明によれば、ウェーハユニットが位置決めされた状態で１枚毎に搬送されることで、ウェーハ処理装置の無駄な待機時間が削減され、収容トレーの天井板によって搬送中のウェーハの不意な破損や汚れが抑えられる。

本実施の形態のウェーハ処理システムの模式図である。 本実施の形態のウェーハ処理装置及び搬送機構の斜視図である。 本実施の形態の収容トレーの上面図及び側面図である。 本実施の形態の収容トレーの斜視図である。 本実施の形態の収容トレーの規制動作の一例を示す図である。 本実施の形態の収容トレーの位置決め動作の一例を示す図である。 本実施の形態のウェーハユニットの搬出入動作の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態のウェーハ処理システムについて説明する。図１は、本実施の形態のウェーハ処理システムの模式図である。なお、以下に示すウェーハ処理システムは一例を示すものであり、この構成に限定されない。ウェーハ処理システムは、本実施の形態の搬送機構によってウェーハ処理装置間でウェーハを搬送可能であれば、適宜変更されてもよい。

図１に示すように、ウェーハ処理システム１には、ウェーハＷ（ウェーハユニットＷＵ）を循環搬送させる搬送機構３に沿って複数のウェーハ処理装置２が配置されている。複数のウェーハ処理装置２は、搬送機構３に対してウェーハＷを搬入する搬入装置２Ａ、ウェーハＷを加工する加工装置２Ｂ、２Ｃ、搬送機構３からウェーハＷを搬出する搬出装置２Ｄを含んでいる。なお、本実施の形態では、搬入装置２Ａがマウンタ、加工装置２Ｂが所定品種のウェーハ用の切削装置、加工装置２Ｃが他品種のウェーハ用の切削装置、搬出装置２Ｄがカセット装置でそれぞれ構成されている。

なお、カセット装置とは、載置台上のカセット（不図示）に対してウェーハユニットＷＵを搬入又は搬出可能なアーム（不図示）とを備えて構成されたものである。また、ウェーハ処理装置２は、上記したマウンタ、切削装置、カセット装置に限定されず、ウェーハＷに処理を施す装置であればよい。例えば、搬入装置２Ａがカセット装置、加工装置２Ｂ、２Ｃが研削装置、搬出装置２Ｄがダイボンダでそれぞれ構成されてもよい。ウェーハユニットＷＵが循環搬送されるため、各装置の配置順序は限定されないが、上流から下流に向かって搬入装置２Ａ、加工装置２Ｂ、２Ｃ、搬出装置２Ｄの順に配置されることが好ましい。

ところで、一般的なウェーハ処理システムでは、上記したような搬送機構３を備えておらず、カセット単位で複数枚のウェーハユニットＷＵがウェーハ処理装置に一度に搬送される。しかしながら、ウェーハ処理装置の種類毎にウェーハユニットＷＵに対する加工に要する時間が異なり、前後のウェーハ処理装置で同時にウェーハユニットＷＵに対する加工が完了するわけではない。例えば、後段のウェーハ処理装置でカセット内の全てのウェーハユニットＷＵの加工が完了していても、前段のウェーハ処理装置でカセット内の全てのウェーハユニットＷＵの加工が完了していなければ、後段のウェーハ処理装置にカセットが搬送されない。

このため、後段のウェーハ処理装置には無駄な待機時間が発生する。待機時間を削減するために、オペレータが前段のウェーハ処理装置で処理が完了したウェーハユニットＷＵから順番に後段のウェーハ処理装置に持ち運ぶことも考えられるが、オペレータがウェーハ処理装置間を往復なければならず負担が大きくなる。そこで、本実施の形態の搬送機構３は、複数枚のウェーハユニットＷＵをカセットで一度に搬送する代わりに、加工が終わったウェーハユニットＷＵから収容トレー５０に収容し、移送手段４０でウェーハユニットＷＵを１枚ずつ搬送して後段のウェーハ処理装置の待機時間を削減している。

この搬送機構３は、複数のコンベア４１を環状に設置した移送手段４０を設け、コンベア４１上に載置された複数の収容トレー５０にウェーハユニットＷＵを１枚毎に収容して、複数のウェーハ処理装置２間を循環搬送している。上流の搬入装置２Ａでは、コンベア４１上の複数の収容トレー５０上にウェーハユニットＷＵが１枚毎に搬入される。中流の加工装置２Ｂ、２Ｃでは、複数の収容トレー５０からウェーハユニットＷＵが取り出されてウェーハＷが加工される。下流の搬出装置２Ｄでは、収容トレー５０から処理済みのウェーハユニットＷＵが取り出されて搬出される。

複数のコンベア４１で循環搬送路が形成されているため、空の収容トレー５０とウェーハユニットＷＵが収容された収容トレー５０が混在して循環搬送される。例えば、搬入装置２Ａの搬入処理に、加工装置２Ｂの加工処理が追いつかない場合には、未加工のウェーハユニットＷＵが収容された収容トレー５０が加工装置２Ｂを通過する。加工装置２Ｂ、２Ｃの加工処理に、搬出装置２Ｄの搬出処理が追いつかない場合には、処理済みのウェーハＷが収容された収容トレー５０が搬出装置２Ｄを通過する。上流側での処理に下流側での処理が追いつかない場合であっても、収容トレー５０を循環させて次の機会で処理を可能にしている。

このため、搬入装置２Ａでは、複数の収容トレー５０から空の収容トレー５０が選別されて、空の収容トレー５０にウェーハユニットＷＵが搬入される。加工装置２Ｂ、２Ｃでは、複数の収容トレー５０から処理対象のウェーハユニットＷＵを収容した収容トレー５０が選別されて、収容トレー５０から取り出されたウェーハＷが加工される。搬出装置２Ｄでは、複数の収容トレー５０から処理済みのウェーハユニットＷＵを収容した収容トレー５０が選別されて、収容トレー５０からカセットにウェーハユニットＷＵが移し替えられる。この場合、例えば、ウェーハユニットＷＵの環状フレームＦに付されたウェーハコードによって収容トレー５０が選別される。

コンベア４１の搬送経路には、各ウェーハ処理装置２と収容トレー５０との間でウェーハユニットＷＵの受け渡しを実施する受け渡し機構３０Ａ−３０Ｄが設けられている。受け渡し機構３０Ａでは、搬入装置２Ａから収容トレー５０にウェーハユニットＷＵが受け渡される。受け渡し機構３０Ｂ、３０Ｃでは、収容トレー５０から加工装置２Ｂ、２ＣにウェーハユニットＷＵが取り込まれ、加工装置２Ｂ、２Ｃから収容トレー５０に処理済みのウェーハユニットＷＵが戻される。受け渡し機構３０Ｄでは、収容トレー５０から搬出装置２ＤにウェーハユニットＷＵが取り込まれ、空の収容トレー５０がコンベア４１に戻される。

また、搬送機構３では、ウェーハＷが収容トレー５０でウェーハ処理装置２間を搬送されるため、搬送途中でウェーハＷへのコンタミの付着やウェーハＷの不意な破損が懸念されている。そこで、本実施の形態では、収容トレー５０の上部に天井板５７（図３Ｂ参照）を設けて収容トレー５０内のウェーハＷを保護している。収容トレー５０の上部を天井板５７で閉塞する代わりに収容トレー５０の側部を開放して、収容トレー５０に対して側方からウェーハユニットＷＵを出し入れ可能にしている。このように、カセットと同程度の保護性能を備えた収容トレー５０で、ウェーハＷを１枚ずつ自動搬送することが可能になっている。

さらに、搬送機構３には、ウェーハサイズに合わせてサイズ違いの収容トレー５０が用意され、様々なサイズの収容トレー５０がコンベア４１で搬送されている。このとき、収容トレー５０のサイズに合わせてコンベア４１のガイド幅が設計されると、サイズが異なる収容トレー５０をコンベア４１で適切に搬送できない。大サイズの収容トレー５０に合わせてコンベア４１のガイド幅を設計することもできるが、小サイズの収容トレー５０はコンベア４１上で大きく位置ズレしながら搬送されるという不具合がある。そこで、収容トレー５０の底面に全サイズ共通の台座部６３（図３Ｂ参照）を設けて、コンベア４１のガイド幅を台座部６３に合わせて設計している。

以下、図２から図４を参照して、ウェーハ処理装置及び搬送機構について説明する。図２は、本実施の形態のウェーハ処理装置及び搬送機構の斜視図である。図３は、本実施の形態の収容トレーの上面図及び側面図である。図４は、本実施の形態の収容トレーの斜視図である。なお、図２では、ウェーハ処理装置として切削機構を例示して説明する。また、図３Ａでは、説明の便宜上、天井板を省略して記載している。

図２に示すように、加工装置２Ｂは、搬送機構３の収容トレー５０からウェーハユニットＷＵ（図３参照）を取り込んで、切削機構（不図示）によってウェーハユニットＷＵを切削するように構成されている。基台１０上の略半部に筐体１１が設けられており、筐体１１内には切削機構が収容され、筐体１１外にはウェーハユニットＷＵの搬出入用の各種機構や洗浄機構２１が設けられている。加工装置２Ｂは筐体１１外の搬送スペースが移送手段４０の搬送路に直交するように配置されており、この直交部分に設けた受け渡し機構３０によって収容トレー５０に収容されたウェーハユニットＷＵが加工装置２Ｂに搬入される。

基台１０の上面中央は、筐体１１内に向かって延在するように開口されており、この開口はチャックテーブル１４と共に移動する移動板１２と蛇腹状の防水カバー１３とによって覆われている。防水カバー１３の下方には、チャックテーブル１４をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の駆動機構（不図示）が設けられている。図２では、駆動機構によって筐体１１内から筐体１１外にチャックテーブル１４を移動させた状態を示している。チャックテーブル１４の上方には、Ｙ軸方向に延在する一対のセンタリングガイド１８が設けられている。一対のセンタリングガイド１８のＸ軸方向の離間接近によってチャックテーブル１４に対し、ウェーハユニットＷＵのＸ軸方向が位置決めされる。

筐体１１外の搬送スペースには、チャックテーブル１４と移送手段４０との間に、ウェーハユニットＷＵを洗浄する洗浄機構２１が設けられている。洗浄機構２１には、ウェーハユニットＷＵをスピンナ回転させるスピンナテーブル２２が設けられている。スピンナテーブル２２上のウェーハユニットＷＵは洗浄水が噴き付けられた後、乾燥エアが吹き付けられて乾燥される。洗浄機構２１の上方には、受け渡し機構３０に隣接して一対の固定ガイド２５が設けられている。一対の固定ガイド２５は加工装置２Ｂの出入口になっており、一対の固定ガイド２５によってウェーハユニットＷＵが位置決め状態で搬出入される。

また、洗浄機構２１の上方には、一対の固定ガイド２５に隣接して一対の昇降ガイド２６が設けられている。一対の昇降ガイド２６は、一対の固定ガイド２５に連なる上昇位置と基台１０内に入り込む下降位置との間で昇降する。一対の昇降ガイド２６が上昇位置に位置付けられることで、一対の固定ガイド２５、一対の昇降ガイド２６、一対のセンタリングガイド１８によって、受け渡し機構３０からチャックテーブル１４の上方までウェーハユニットＷＵをガイドする搬送路が形成される。一対の昇降ガイド２６が下降位置に位置付けられることで、スピンナテーブル２２にウェーハユニットＷＵが受け渡される。

筐体１１の側面１７には、プッシュプル機構４６を備えた搬送アーム４５が設けられている。搬送アーム４５の先端のプッシュプル機構４６でウェーハユニットＷＵが把持され、ボールねじ式の駆動機構４７でウェーハユニットＷＵがＹ軸方向に搬送される。また、搬送アーム４５は昇降可能に形成されており、一対のセンタリングガイド１８とチャックテーブル１４との間、一対の昇降ガイド２６とスピンナテーブル２２の間でウェーハユニットＷＵが受け渡される。筐体１１の前面１５には、加工装置２Ｂを操作するためのタッチパネル式のモニター１６が設けられている。

このように構成された加工装置２Ｂでは、収容トレー５０からウェーハユニットＷＵが取り出されて一対のセンタリングガイド１８に搬送され、一対のセンタリングガイド１８で位置決めされた後にチャックテーブル１４上に搬送される。処理済みのウェーハユニットＷＵは一対の昇降ガイド２６に搬送され、一対の昇降ガイド２６で洗浄機構２１に搬送されて洗浄された後に、一対の昇降ガイド２６から収容トレー５０に向けて押し込まれる。

搬送機構３は、収容トレー５０にウェーハユニットＷＵを収容した状態で、移送手段４０によって収容トレー５０を上方に支持してウェーハ処理装置２間を搬送するように構成されている。収容トレー５０は、両側面を開放した浅い箱状の容器であり、ウェーハユニットＷＵを位置決め状態で収容している。移送手段４０は、収容トレー５０を搬送するコンベア４１とコンベア４１に沿って収容トレー５０の搬送をガイドする一対の移送ガイド４２とによって搬送路を形成している。上記したように、収容トレー５０の底面には台座部６３が設けられており、この台座部６３のサイズに合わせて移送ガイド４２のガイド幅が調整されている。

移送手段４０上には、収容トレー５０と加工装置２Ｂとの間でウェーハユニットＷＵを受け渡す受け渡し機構３０が設けられている。受け渡し機構３０には、収容トレー５０に対してウェーハユニットＷＵを出し入れするプッシュプル機構３１が設けられている。プッシュプル機構３１はウェーハユニットＷＵを把持し、受け渡し機構３０の天面に設けたボールねじ式の移動機構（不図示）でウェーハユニットをＹ軸方向に搬送している。プッシュプル機構３１によって処理前のウェーハユニットＷＵが収容トレー５０から取り出され、処理済みのウェーハユニットＷＵが収容トレー５０に押し込まれる。

受け渡し機構３０には、加工装置２Ｂに対するウェーハユニットＷＵの搬出入時に、コンベア４１による収容トレー５０の搬送を規制する規制機構３２（図５参照）が設けられている。規制機構３２は、例えば、加工装置２Ｂに対するウェーハユニットＷＵの搬出入位置となる箇所で、収容トレー５０をコンベア４１から持ち上げて収容トレー５０の搬送を規制している。この場合、規制機構３２によって収容トレー５０の向きを整えながら収容トレー５０が持ち上げられ、プッシュプル機構３１によって収容トレー５０に対してウェーハユニットＷＵがスムーズに出し入れされる。

加工装置２Ｂには、コンベア４１によってウェーハユニットＷＵが収容された収容トレー５０が順次送り出されている。すなわち、収容トレー５０に収容されたウェーハユニットＷＵが１枚ずつ加工装置２Ｂに搬送されている。加工装置２ＢでウェーハユニットＷＵに対する処理が完了すると、搬送機構３によって間を置かずに後段の搬出装置２Ｄ（図１参照）に向けてウェーハユニットＷＵが搬送される。よって、加工装置２Ｂには連続的にウェーハユニットＷＵが搬送されるため、カセット単位でウェーハユニットＷＵが搬送される場合のように待機時間が長くなることがない。

図３及び図４に示すように、収容トレー５０に収容されるウェーハユニットＷＵの環状フレームＦの外周は、平行に向かい合った２つの平坦面７５及び平坦面７５に対して直交する方向で向かい合った２つの平坦面７６を有している。ウェーハユニットＷＵは、環状フレームＦの開口部に粘着テープＴを介してウェーハＷを支持して構成されている。収容トレー５０は、第一、第二のＬ字レール５１、５４の上端を天井板５７で連結し、第一、第二のＬ字レール５１、５４の下端を底板５８で連結して、ウェーハユニットＷＵを挿入するための挿入口５９を両側面に設けたボックス状に形成されている。

第一のＬ字レール５１は、環状フレームＦの底面を摺動可能に支持する第一の底面支持部５２と環状フレームＦの片側部を支持する第一の側部支持部５３とによって断面視Ｌ字状に形成されている。第二のＬ字レール５４は、環状フレームＦの底面を摺動可能に支持する第二の底面支持部５５と環状フレームＦの他側部を支持する第二の側部支持部５６とによって断面視Ｌ字状に形成されている。第一、第二のＬ字レール５１、５４は所定間隔を空けて対向して配設されており、第一、第二のＬ字レール５１、５４によってウェーハユニットＷＵが両持ちで支持されている。

第一、第二のＬ字レール５１、５４の延在方向の両端側には挿入口５９が形成されており、第一、第二のＬ字レール５１、５４にガイドされながらウェーハユニットＷＵが挿入口５９を通じて出し入れされる。第一、第二のＬ字レール５１、５４の第一、第二の底面支持部５２、５５の上面には、環状フレームＦの外形に係合する係合凹部６１が形成されている。各係合凹部６１は、環状フレームＦの平坦面７５を含む側部に係合するように段状に形成され、係合凹部６１に環状フレームＦの側部が入り込むことで、収容トレー５０内でウェーハユニットＷＵが前後左右に位置決めされる。

収容トレー５０の天井板５７は、第一、第二のＬ字レール５１、５４上のウェーハユニットＷＵをコンタミや衝撃等から保護している。天井板５７の中央には、ウェーハサイズを示す識別マーク６２が設けられている。識別マーク６２はウェーハサイズに合わせて色付けされており、受け渡し機構３０に取り付けられたカラーセンサ７８（図５参照）によって検出される。カラーセンサ７８の下方を収容トレー５０が通過することで、識別マーク６２のカラーからウェーハサイズが認識されて、受け渡し機構３０でウェーハ処理装置２に取り込むウェーハユニットＷＵが選別される。

天井板５７の中央に識別マーク６２が付されているため、収容トレー５０が左右逆向きに搬送されても、カラーセンサ７８で識別マーク６２を検出することができる。収容トレー５０の向きに依らずに単一のカラーセンサ７８で識別マーク６２を検出でき、部品点数を削減してコストを低減することができる。なお、識別マーク６２は、例えば、天井板５７に貼着された識別シールで構成されてもよいし、天井板５７に塗布された識別カラーで構成されてもよい。また、識別マーク６２のカラーからウェーハサイズを認識する構成に限らず、識別マーク６２の形状等からウェーハサイズを認識してもよい。

このように、収容トレー５０の天井板５７は、ウェーハユニットＷＵを保護するだけでなく、識別マーク６２の表示スペースを提供している。また、天井板５７は透過性材料で形成されており、ウェーハユニットＷＵが収容トレー５０に視認可能に収容されている。ウェーハユニットＷＵの環状フレームＦにはウェーハコード（不図示）が付されており、収容トレー５０に収容された状態で外部からウェーハコードを読み取ることが可能になっている。なお、ウェーハコードにはウェーハＩＤ等のウェーハＷに関連した情報が含まれており、ウェーハコードに応じてウェーハ処理装置２で加工条件が設定される。

収容トレー５０の底板５８には、底板５８の外形よりも幅狭の外形の台座部６３が設けられている。台座部６３の幅は、コンベア４１の幅、すなわち移送ガイド４２（図２参照）のガイド幅と同等に形成されており、サイズが異なる収容トレー５０で共通の台座部６３が用いられている。これにより、単一コンベア４１でサイズが異なる収容トレー５０を搬送することができ、更にコンベア４１のガイド幅を狭めて搬送機構３のフットプリントを小さくすることができる。また、台座部６３は、循環搬送路のコーナーで引っ掛らないように、上面視角丸矩形の板状に形成されている。

底板５８の下面には、台座部６３の周囲に一対の位置決め溝６４、６７と複数（本実施の形態では４つ）の係合穴７２が形成されている。一対の位置決め溝６４、６７は、コンベア４１の移送方向、すなわち第一、第二のＬ字レール５１、５４に対する直交方向に沿って形成されている。一対の位置決め溝６４、６７の一端面６５、６８は溝幅を狭めるように傾斜され、一対の位置決め溝６４、６７は収容トレー５０の中心を基準とした点対称に形成されている。一対の位置決め溝６４、６７が、コンベア４１上の搬出入位置で規制機構３２（図５参照）の位置決めピン３３、３４に係合することで、コンベア４１上で収容トレー５０が前後左右に位置決めされている。

複数の係合穴７２は底板５８の四隅近傍に設けられており、各係合穴７２に規制機構３２（図５参照）の離脱ピン３５が係合することで、収容トレー５０が持ち上げられてコンベア４１から離脱される。このように、コンベア４１上で収容トレー５０が位置決めされた後に、コンベア４１から収容トレー５０が持ち上げられることで、コンベア４１による収容トレー５０の搬送が規制される。なお、複数の係合穴７２は、底板５８の下面に３つ以上形成されていればよく、３つ以上の係合穴７２に離脱ピン３５が係合することで収容トレー５０が安定的に持ち上げられる。

図５を参照して、収容トレーの規制動作について説明する。図５は、本実施の形態の収容トレーの規制動作の一例を示す図である。

図５Ａに示すように、コンベア４１の搬出入位置Ｐには、一対の位置決めピン３３（１つのみ図示）及び複数の離脱ピン３５（２つのみ図示）から成る規制機構３２が設けられている。各位置決めピン３３は搬出入位置Ｐで上下に進退可能に配設されており、各離脱ピン３５は位置決めピン３３の前後で上下に進退可能に配設されている。搬出入位置Ｐの前方にはカラーセンサ７８が設けられており、カラーセンサ７８によって収容トレー５０の識別マーク６２が読み取られる。識別マーク６２からウェーハサイズが認識されることで、ウェーハ処理装置２（図１参照）の処理対象のウェーハサイズか否かが判別されている。

図５Ｂに示すように、ウェーハ処理装置２の処理対象のウェーハサイズの場合、収容トレー５０が搬出入位置Ｐにさしかかると、位置決めピン３３が上方に突出して収容トレー５０の位置決め溝６４に係合する。位置決め溝６４に位置決めピン３３が係合することで、収容トレー５０がコンベア４１の幅方向で位置決めされると共に搬出入位置Ｐで一時停止される。このとき、位置決めピン３３の上端が位置決め溝６４の溝底に僅かに届かない高さで係合するため、収容トレー５０が位置決めピン３３によって持ち上げられることがない。なお、位置決めピン３３による収容トレー５０の位置決め動作の詳細については後述する。

図５Ｃに示すように、収容トレー５０が位置決めピン３３に位置決めされると、収容トレー５０の複数の係合穴７２が複数の離脱ピン３５の真上に位置付けられる。収容トレー５０が位置決めされた状態で、離脱ピン３５の上端が上昇して収容トレー５０の係合穴７２に係合する。離脱ピン３５の上端が収容トレー５０の係合穴７２に係合した位置から更に上昇することで、収容トレー５０が離脱ピン３５によって持ち上げられてコンベア４１上から完全に離脱される。そして、離脱ピン３５によって収容トレー５０が持ち上げられた状態で、収容トレー５０に対するウェーハユニットＷＵの搬出入が行われる。

図６を参照して、収容トレーの位置決め動作について説明する。図６は、本実施の形態の収容トレーの位置決め動作の一例を示す図である。ここでは、説明の便宜上、収容トレーを下方から見た模式を例示して説明する。

図６Ａに示すように、収容トレー５０が僅かに傾いて状態で搬送されている場合、収容トレー５０が搬出入位置Ｐまで搬送されると、一対の位置決めピン３３、３４が突出して収容トレー５０の一対の位置決め溝６４、６７に係合する。位置決めピン３３、３４の先端は上面視円形に形成されており、位置決め溝６４、６７の溝幅よりも僅かに小さく形成されている。一対の位置決めピン３３、３４と一対の位置決め溝６４、６７の係合によって、位置決めピン３３、３４の外周面と位置決め溝６４、６７の内周面を摺動させながら収容トレー５０が搬送される。これにより、一対の位置決めピン３３、３４によって収容トレー５０が搬送方向にガイドされる。

図６Ｂに示すように、一方の位置決めピン３３が一方の位置決め溝６４の傾斜した一端面６５に突き当たると、コンベア４１のガイド幅方向で収容トレー５０が位置決めされる。このとき、一方の位置決めピン３３に対する一方の位置決め溝６４の相対的な移動は規制されるが、他方の位置決めピン３４と他方の位置決め溝６７の他端面６９には隙間があり、他方の位置決めピン３４に対する他方の位置決め溝６７の相対的な移動は規制されない。このため、一方の位置決めピン３３によって収容トレー５０の搬送は規制されるが、一方の位置決めピン３３を中心にした回転方向への移動は許容される。

図６Ｃに示すように、一方の位置決めピン３３が一方の位置決め溝６４の相対的な移動が規制された状態で、コンベア４１（図５参照）によって収容トレー５０が更に押し込まれると、一方の位置決めピン３３を中心にして収容トレー５０が僅かに回転移動される。これにより、他方の位置決めピン３４が他方の位置決め溝６７の他端面６９に突き当たって収容トレー５０の向きが整えられる。このように、搬出入位置Ｐまで収容トレー５０が搬送されることで、一対の位置決めピン３３、３４と一対の位置決め溝６４、６７によって収容トレー５０が前後左右に位置決めされている。

図７を参照して、ウェーハユニットの搬出入動作について説明する。図７は、本実施の形態のウェーハユニットの搬出入動作の一例を示す図である。なお、図７には図示左側に上面模式図、図示右側に側面模式図を記載している。

図７Ａに示すように、ウェーハユニットＷＵの取り出し時には、受け渡し機構３０（図２参照）によって収容トレー５０が持ち上げられ、収容トレー５０の第一、第二のＬ字レール５１、５４の高さ位置が一対の固定ガイド２５の高さ位置に合わされる。収容トレー５０内ではウェーハユニットＷＵの環状フレームＦが第一、第二のＬ字レール５１、５４の係合凹部６１に入り込んでおり、第一、第二のＬ字レール５１、５４に対してウェーハユニットＷＵが前後左右に位置決めされている。この状態で、プッシュプル機構３１の把持部３６が環状フレームＦに近づけられ、把持部３６によって環状フレームＦが把持される。

図７Ｂに示すように、プッシュプル機構３１の把持部３６による把持高さは、第一、第二のＬ字レール５１、５４の支持面高さよりも僅かに高く調整されている。このため、プッシュプル機構３１によって環状フレームＦが把持されると、環状フレームＦが係合凹部６１から持ち上げられる。そして、プッシュプル機構３１が水平方向に移動することで、環状フレームＦが第一、第二のＬ字レール５１、５４によってガイドされながら挿入口からウェーハユニットＷＵが引き出される。これにより、係合凹部６１に環状フレームＦが引っ掛ることなく、収容トレー５０からウェーハユニットＷＵがスムーズに取り出される。

図７Ｃに示すように、ウェーハユニットＷＵの収容時には、プッシュプル機構３１によってウェーハユニットＷＵの環状フレームＦが把持され、第一、第二のＬ字レール５１、５４にガイドされながら収容トレー５０に押し込まれる。これにより、環状フレームＦが第一、第二のＬ字レール５１、５４の係合凹部６１に入りこんで、環状フレームＦの平坦面を有する側部が係合凹部６１に係合してウェーハユニットＷＵが位置決めされて収容される。そして、受け渡し機構３０によって収容トレー５０が降ろされて、コンベア４１にウェーハユニットＷＵを収容した収容トレー５０が戻される。

以上のように、本実施の形態の搬送機構３によれば、収容トレー５０の側方の挿入口５９からウェーハユニットＷＵが挿入されると、第一、第二のＬ字レール５１、５４によってウェーハユニットＷＵの環状フレームＦがガイドされる。そして、第一、第二のＬ字レール５１、５４の係合凹部６１にウェーハユニットＷＵの環状フレームＦの平坦面が係合されて、収容トレー５０に対してウェーハユニットＷＵが前後左右に位置決めされる。このため、ウェーハＷを位置決めした状態でウェーハ処理装置２に渡すことができる。また、移送手段４０によってウェーハ処理装置２間でウェーハＷが１枚毎に連続して搬送されるため、後段のウェーハ処理装置２の待機時間を最小限にして無駄な待機時間を減らすことができる。さらに、収容トレー５０の天井板５７によって不意な破損や汚れからウェーハＷを保護することができる。

なお、本実施の形態では、移送手段としてコンベアを例示したが、この構成に限定されない。移送手段は収容トレーを上方に支持してウェーハ処理装置間を搬送可能な構成であればよい。また、コンベアは、ベルトコンベア、ローラーコンベア等でもよい。

また、本実施の形態では、移送手段によって収容トレーが循環搬送される構成を例示したが、この構成に限定されない。移送手段は、循環搬送するように設置されていなくてもよい。

また、本実施の形態では、四方に平坦面を有する環状フレームを例示したが、この構成に限定されない。環状フレームは、少なくとも一対の向かい合った平坦面を有していればよい。

また、本実施の形態では、収容トレーに台座部が設けられる構成にしたが、この構成に限定されない。収容トレーは、第一、第二のＬ字レールの上端を天井板で連結し、第一、第二のＬ字レールの下端を底板で連結して、第一、第二のＬ字レールの両端側に挿入口が形成された構成であればよく、底板に台座部が設けられていなくてもよい。

また、本実施の形態では、収容トレーの底板に位置決め溝と係合穴が形成され、規制機構の位置決めピンと離脱ピンによって収容トレーの搬送が規制される構成にしたが、この構成に限定されない。規制機構が収容トレーの搬送を規制可能な構成であれば、収容トレーに位置決め溝と係合穴が形成されていなくてもよい。

また、本実施の形態では、ウェーハ処理装置が搬入装置、加工装置、搬出装置であり、搬入装置がマウンタ、加工装置が切削装置、搬出装置がカセット装置である構成について説明したが、この構成に限定されない。ウェーハ処理装置は、ウェーハに対して処理を行う装置であればよく、特に限定されない。したがって、ウェーハ処理装置は、例えば、研削装置、研磨装置、レーザー加工装置、プラズマエッチング装置、エッジトリミング装置、エキスパンド装置、ブレーキング装置、及びこれらを組み合わせたクラスター装置でもよい。

また、ウェーハとして、半導体基板、無機材料基板、パッケージ基板等の各種ワークが用いられてもよい。半導体基板としては、シリコン、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、シリコンカーバイド等の各種基板が用いられてもよい。無機材料基板としては、サファイア、セラミックス、ガラス等の各種基板が用いられてもよい。半導体基板及び無機材料基板はデバイスが形成されていてもよいし、デバイスが形成されていなくてもよい。パッケージ基板としては、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size Package）、ＳＩＰ（System In Package）、ＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Package）用の各種基板が用いられてもよい。パッケージ基板にはＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）対策のシールドが形成されていてもよい。また、ワークとして、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベート、さらに生セラミックス、圧電素子が用いられてもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態及び変形例は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

また、本実施の形態では、ウェーハの搬送機構について説明したが、他の搬送対象の搬送に適用することも可能である。

以上説明したように、本発明は、ウェーハ処理装置の無駄な待機時間を削減すると共に、ウェーハの不意な破損や汚れを抑えることができるという効果を有し、特に、複数のウェーハ処理装置間でウェーハユニットが搬送される搬送機構に有効である。

２ ：ウェーハ処理装置
３ ：搬送機構
３３、３４：位置決めピン
３５ ：離脱ピン
４０ ：移送手段
４１ ：コンベア
５０ ：収容トレー
５１ ：第一のＬ字レール
５２ ：第一の底面支持部
５３ ：第一の側部支持部
５４ ：第二のＬ字レール
５５ ：第二の底面支持部
５６ ：第二の側部支持部
５７ ：天井板
５８ ：底板
５９ ：挿入口
６１ ：係合凹部
６３ ：台座部
６４、６７：位置決め溝
７２ ：係合穴
７５、７６：平坦面
Ｆ ：環状フレーム
Ｔ ：粘着テープ
Ｗ ：ウェーハ
ＷＵ ：ウェーハユニット

Claims (3)

1. 少なくとも１対の平行に向かい合った平坦面を外周に有する環状フレームの開口部に粘着テープを介してウェーハを支持して構成されるウェーハユニットを、ウェーハ処理装置間において搬送するための搬送機構であって、
   ウェーハユニットを収容する収容トレーと、該収容トレーを上方に支持してウェーハ処理装置間を移送する移送手段と、から構成され、
   該収容トレーは、
   該環状フレームの底面を摺動可能に支持する第一の底面支持部と該環状フレームの片側部を支持する第一の側部支持部とからなる第一のＬ字レールと、該環状フレームの底面を摺動可能に支持する第二の底面支持部と該環状フレームの他側部を支持する第二の側部支持部とからなり該第一のＬ字レールに対向して配設される第二のＬ字レールと、該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールの上端を連結する天井板と、該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールの下端を連結する底板と、該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールへウェーハユニットを挿入するための該第一のＬ字レール及び第二のＬ字レールの両端に形成された挿入口と、を備え、
   該第一の底面支持部及び該第二の底面支持部の上面には、該環状フレームの該平坦面を含む対向する側部の外形に係合する一対の係合凹部が形成され、
   ウェーハユニットが該挿入口から挿入されると該環状フレームの該平坦面を有する該側部が該係合凹部に係合して位置決めされて収容され、
   該移送手段によりウェーハ処理装置間をウェーハ１枚毎に搬送することを特徴とする搬送機構。
2. 該移送手段はコンベアであって、
   該収容トレーの該底板には、該底板の外形よりも幅狭の外形の台座部を備え、
   該コンベアの幅は、該台座部の幅と同等に形成されており、
   ウェーハサイズに応じた異なるサイズの収容トレーで共通の該台座部を用いて移送可能であることを特徴とする請求項１記載の搬送機構。
3. 該収容トレーの該底板の該台座部の周囲には、
   該コンベアの移送方向に沿って形成され該収容トレーを搬出入位置に位置決めするための一対の位置決め溝と、
   該搬出入位置に配設された上下に進退可能な位置決めピンが該収容トレーの該位置決め溝に係合して該収容トレーの位置決めがされた後に、該収容トレーを該コンベア上から離脱させるための離脱ピンが係合する３つ以上の係合穴と、を備え、
   該収容トレーが該搬出入位置にさしかかると、該位置決めピンが上方に突出し該収容トレーの該位置決め溝に係合して該収容トレーが該搬出入位置で一時停止すると共に、該離脱ピンが上昇して該収容トレーの係合穴に係合し該収容トレーが該コンベアから離脱した状態でウェーハユニットの搬出入を行うこと、を特徴とする請求項２記載の搬送機構。

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