JP2673157B2 - 半導体ウエハの移載装置 - Google Patents

半導体ウエハの移載装置

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JP2673157B2 JP1181465A JP18146589A JP2673157B2 JP 2673157 B2 JP2673157 B2 JP 2673157B2 JP 1181465 A JP1181465 A JP 1181465A JP 18146589 A JP18146589 A JP 18146589A JP 2673157 B2 JP2673157 B2 JP 2673157B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウエハの移載装置に関する。
（従来の技術） 近年の半導体素子の高集積化に伴い、クリーンルーム
内における発塵防止対策は重要である。クリーンルーム
内では発塵量を可能な限り小さくするために、各機械的
な機構をケーシングで覆い、発塵量の小さな部材を用い
て機構を構成している。また、クリーンルームの天井か
らフロアに向かってクリーンエアを流し（クリーンエア
のダウンフロー）、ルーム内の清浄度を高めている。更
に、各装置の本体下部に排気機構を設け、装置内で生じ
た塵埃をクリーンエアのダウンフローによりグレーチン
グフロアに強制的に排除している。
一般に、半導体素子製造プロセスでは、熱処理、エッ
チング等の諸工程で多数の半導体ウエハが一括処理され
る。ウエハをある工程から次工程に移送する場合は、複
数枚のウエハをウエハ処理容器例えばカセットに収納
し、このカセットごと搬送される。ウエハ搬送用のカセ
ットは、それぞれの処理工程に応じて種々のカセットが
使用される。このため、前工程で使用したカセットが次
工程で使用できない場合が生じる。この場合、ウエハを
熱処理炉内で熱拡散処理するときは、カセットから石英
製のボートにウエハを移し換える必要がある。
このようなウエハの移し換えには専用のウエハ移載装
置が使用される。ウエハ移載装置は、リフト機構と、ウ
エハの移替え用保持機構と、ローデイング機構と、を有
する。この装置によりウエハを移し換える場合は、リフ
ト機構の部材によりカセットからウエハを持ち上げ、保
持機構の部材によりウエハを挟持し、このウエハをロー
デイング機構によりボートに移送し、チャック部材を開
動させてボート上にウエハを移載する。ボートには所定
のピッチ間隔で複数のウエハ保持溝が形成されているた
め、各ウエハはボート上にて一定の相互間隔で整列搭載
される。なお、ウエハの移し換え操作は、所定のプログ
ラミングに従って全自動的にコンピュータ制御されてい
る。
上記ウエハ移し換え作業は、カセットテーブル上に載
置された複数のカセットに対して繰り返される。すなわ
ち、複数のカセットに収納されたウエハ群がボート上に
次々に移載される。
第10図に示すように、従来のウエハ移載装置の保持機
構では、１対のチャック部材３がそれぞれ軸４に取り付
けられ、各軸４がケーシング５内の駆動機構（図示せ
ず）にそれぞれ連結されている。各軸４は、ケーシング
５の本体６のベアリング８に支持されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のウエハ移載装置においては、駆
動機構（モータ、プーリ、ベルト、ベアリング等の組み
合せからなる）を内蔵するケーシング５がチャック部材
３に近接しており、駆動機構で発生した塵埃がウエハ２
に付着しやすい。すなわち、軸４およびベアリング８の
間には僅かな間隙９が存在する。このため、間隙９を介
してボックス５内の塵埃が外部に漏れ出し、ウエハ２が
汚染される。
この場合に、ベアリング８にシールタイプのものを採
用して間隙９を無くすことも考えられるが、シールタイ
プのベアリングを採用すると、ベアリング自体から多量
の塵埃が発生し、逆効果となる。このような事情から、
保持機構のベアリング８には発塵量の少ないノンシール
タイプのベアリングを採用せざるをえない。
また、ケーシング５の蓋７は、機構の軽量化を図るた
めステンレス鋼薄板でつくられている。蓋７が種々の要
因で変形し、蓋７および本体６の接合部に間隙が生じや
すい。このため、保持機構のケーシング５内の塵埃が外
部に漏れ出し、これがウエハに付着する。
このように従来のウエハ移載装置においては、保持機
構で生じた塵埃によりウエハが汚染され、ウエハの歩留
まりが低下する。
この発明の目的は、各種の機構、時に、ウエハ保持機
構やピッチ変換機構で生じた塵埃がウエハに付着するこ
とを防止することができるウエハ移載装置を提供するも
のである。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 本発明の半導体ウエハの移載装置は、所定の配列ピッ
チで配列された複数の半導体ウエハを、対向配置された
対をなすチャック部材により当該半導体ウエハの周縁部
を把持することによって一括的に保持し、ウエハ保持具
間で移載を行う保持機構を備えた半導体ウエハの移載装
置において、 上記保持機構を装置本体部に支持する支軸を中空と
し、当該支軸の中空部を介して、上記保持機構の上記チ
ャック部材を駆動する駆動機構を収容したケーシング内
の雰囲気を、装置本体部の排気機構に導くように構成し
たことを特徴とするものである。
また、請求項２の半導体ウエハの移載装置は、所定の
配列ピッチで配列された複数の半導体ウエハを、対向配
置されたチャック部材対により当該半導体ウエハの周縁
部を把持することによって一括的に保持し、ウエハ保持
具間で移載を行う保持機構と、 上記チャック部材対同士の相互の間隔を変更して、上
記半導体ウエハの配列ピッチを変更するピッチ変換機構
とを備えた半導体ウエハの移載装置において、 上記保持機構を装置本体部に支持する支軸を中空と
し、当該支軸の中空部を介して、上記保持機構の上記チ
ャック部材を駆動する駆動機構を収容したケーシング内
の雰囲気を、装置本体部の排気機構に導くように構成す
るとともに、 上記ピッチ変換機構と上記保持機構のケーシング内と
を、排気ダクトにより連通したことを特徴とするもので
ある。
（作用） 本発明は、移載部で発生する塵埃を排出する如く、排
気機構を設け、装置の大型化や製造コストの上昇を防止
しつつ、チャック機構からの塵埃の漏洩防止が可能にな
る。
（実施例） 以下、この発明の一実施例について、図面を参照しな
がら説明する。
クリーンルーム内に多段式の熱処理炉（図示せず）が
設置され、各段の炉口前には多数枚のウエハの収納され
たウエハボートを反応管内に非接触で搬入搬出するソフ
トランディング装置が設けられている。ウエハ移載装置
が、ソフトランディング装置に並ぶように設置されてい
る。ウエハ移載装置は、熱処理炉の炉軸（Ｘ軸）に沿っ
て延びている。ウエハ移載装置は、コンピュータシステ
ムに接続され、これにより装置の保持機構、リフト機
構、並びにローデイング機構の動作が制御される。
第１図に示すように、ウエハ移し換え装置11は、グレ
ーチングフロア（以下フロアと略記する）10上に設置さ
れている。装置11の下部には複数のファン24が設けられ
ている。このファン24がまわると、装置11内にダウンフ
ローが生じ、装置11内で生じた塵埃がフロア10に向かっ
て強制的に排除される。装置11の上面に、複数のカセッ
ト22例えば25枚のウエハが収納されたカセットを載置す
るためのカセットステージ11aと、熱処理用耐熱材で形
成された石英製ウエハボート23を載置するためのボート
ステージ11bと、が設けられている。ステージ11a,11b
は、それぞれＸ軸に沿って延びている。
カセットステージ11aには開口が形成されている。こ
の開口の直下にリフト機構の部材25が待機している。リ
フト部材25は、図示しない昇降装置に支持され、Ｚ軸に
沿って昇降する。部材25の上面にはウエハ保持用の溝が
3/16インチのピッチ間隔に形成されている。
ステージ11a,11bの間に、一枚または複数枚のウエハ
取出しハンドリング機構例えば保持機構13がＸ軸に沿っ
て移動するための開口が形成されている。保持機構13の
連結部材12の下部は装置11内のスライドレールにスライ
ド可能に連結されている。連結部材12は、中空をなし、
その最下部にファン20が設けられている。
第２図に示すように、保持機構13の上部は装置11の上
面より突出している。連結部材12の上にケーシング14,1
5からなるボックスが設けられている。ケーシング14は
厚板のアルミ部材でつくられ、ケーシング15は薄板の鋼
でつくられている。ケーシング15は、カバーの役割を有
し、ケーシング14にビス止めされている。
ケーシング14からステンレス鋼製の２対の軸17が水平
に延び出している。各対の軸17の先端には、それぞれチ
ャック部材18が取り付けられている。１対のチャック部
材18は、互いに向き合い、カセットステージ11aの上方
に位置している。なお、各チャック部材18の内面には、
ウエハ保持用の溝が3/16インチのピッチ間隔に形成され
ている。
各対の軸17は、それぞれ軸受27,28によりケーシング1
4に支持されている。軸受27,28には、発塵量を抑制する
ため、ノンシールタイプのステンレス鋼製のベアリング
を採用する。
保持機構について説明すると、１対のアーム29により
軸17がベルト30の往路に連結されている。また、他の１
対のアーム29（図示せず）により軸17（図示せず）がベ
ルト30の復路に連結されている。ベルト30は、プーリ32
とプーリ33との間に掛けわたされている。一方のプーリ
32は、シンクロナスモータ31の駆動軸に嵌め込まれてい
る。モータ31の駆動軸を正転させると、１対のチャック
部材18がＹ軸に沿って互いに接近し（保持機構の閉動
作）、モータ31の駆動軸を逆転させると、１対のチャッ
ク部材18がＹ軸に沿って互いに離隔する（保持機構の開
動作）。なお、ベルト30はウレタン樹脂でつくられ、プ
ーリ32,33は陽極酸化処理したアルミニウム合金（アル
マイト）でつくられている。
反転機構について説明すると、ステッピングモータ38
が連結部材12内に設けられている。モータの駆動軸39
は、Ｚ軸を向き、オルダムカップリング37の下端部に連
結されている。更に、オルダムカップリング37の上端部
は反転軸40の下端突起43に連結されている。反転軸40
は、Ｚ軸方向に延び、その上端部がケーシング14内の風
箱34に達している。風箱34の上にはファン19が取り付け
られている。
なお、反転軸40は、ベアリング35を介して連結部材12
に支持されている。ベアリング35はＵナット36により締
め付けられている。
第３図に示すように、反転軸40の上端から下端部近傍
に至るまで通路41が形成され、この通路41は側面の複数
の孔42にて開口している。
次に、第６図を参照しながら、カセット22内のウエハ
21をボート23に移し換える場合について説明する。
（１） ウエハが等間隔に収納されたカセット22をステ
ージ11a上の予め定められた位置に載置する。ウエハ熱
処理用ボート23をステージ11bに載置する。一つのカセ
ット22には3/16インチのピッチ間隔で25枚のウエハ21が
収納されている。
各種データ（ウエハサイズ、ピッチ間隔等）をコンピ
ュータシステムに入力する。ウエハ移し換え装置11のス
イッチをONにして、保持機構13をＸ軸方向へ移動させ、
チャック部材18がカセット22の直上に位置するところで
停止させる。第６図Ａに示すように、リフト部材25を上
昇させ、ウエハ21をカセット22の上方へ一括に持ち上げ
る。
（２） 第６図Ｂに示すように、チャック部材18を閉動
作させ、ウエハ21を一括に挟持する。
（３） 第６図Ｃに示すように、リフト部材25を下降さ
せる。
（４） 保持機構13をＺ軸まわりに反転させる。これに
より、第６図Ｄに示すように、ウエハ21をボート23の直
上に位置させる。
（５） 保持機構13を静かに下降させる。これにより第
６図Ｅに示すように、ウエハ21がボート23の各溝に挿入
される。
（６） 第６図Ｆに示すように、チャック部材18を開動
作させ、ウエハ21をボート23に移載する。
（７） 保持機構13を上昇させ、これを反転させ、次の
カセット22の直上に移動させる。
上記（１）〜（７）のステップを繰り返して、次のカ
セット22からボート23の所定位置にウエハ21を移載す
る。ボート23上に200枚のウエハ21を移載したところ
で、ウエハ移し換え作業を終了する。ボート23をソフト
ランディング装置により熱処理炉に装入し、ウエハ21を
一括に拡散熱処理する。
次に、第１図，第２図及び第３図を参照しながら、ウ
エハ移し換え装置11における排気動作について説明す
る。
ウエハ移載装置11のスイッチをONすると、ファン19,2
0,24が一斉に回りはじめる。多数のファン24の回転気流
により装置11の内部にダウンフローが生じ、装置11内で
生じた塵埃がクリーンルームに飛散するのを防止し吸引
してグレーチングフロア10に吸い込まれる。また、保持
機構13内で生じた塵埃は、ファン19の回転気流により反
転軸40の通路41を通過して孔からから連結部材12内に入
り、更にファン20の回転気流により部材12から装置11の
本体内に入り、更にこれがファン24の回転気流により装
置11からグレーチングフロア10に排出される。
上記第１実施例によれば、保持機構13で生じた塵埃を
強制的に排除することができ、塵埃によるウエハ21の汚
染を有効に防止することができる。
また、上記第１実施例によれば、既設のファン２を利
用できるので、装置全体として構造が極めて簡略にな
る。このため、装置の大型化を回避することができ、装
置の製造コストも低減することができる。
更に、中空反転軸40の排気孔42側面に開口する構成と
しているので、軸40をモータの駆動軸39に容易に連結す
ることができる。このため、連結部材12を小型化するこ
とができる。また、装置本体のファン24の容量を大きく
することにより、ファン19,20を不要にすることも可能
である。
なお、第５図の変形例に示すように、反転機構を変更
することも可能である。この変形例では、反転軸50を中
空に形成し、通路51を塵埃が通過するように構成されて
いる。中空反転軸50にはプーリ52が嵌め込まれており、
ベルト55がプーリ52をモータ53のプーリ54との間に掛け
わたされている。
上記変形例によれば、装置11本体と保持機構13とを電
気的に接続する配線を通路51内に通過させることができ
るので、更に装置を小型化することができる。
また、第７図の変形例に示すように、排気通路を変更
することも可能である。この変形例では、保持機構13お
よび連結部材12を外部の排気ダクト58により連結させて
いる。
上記変形例によれば、排気ダクト58を付加するだけで
よいので、既存の装置を容易に改造することができ、更
に経済的である。また、デザイン上の自由度が大きいの
で、排気ダクト58を大口径化することにより、排気能力
の向上を図ることができる。
次に、第８図および第９図を参照しながら、第２実施
例の装置について説明する。なお、この第２実施例と上
記の第１実施例とが共通する部分の説明は省略する。
この第２実施例の装置の保持機構63は、ウエハ21の配
列ピッチを変換するためのピッチ変換機構60を有する。
ピッチ変換機構60は、チャック部材18の相互間隔を、例
えば、当初の3/16インチから6/16インチや9/16インチに
変更することができるように構成されている。すなわ
ち、この機構60を用いることにより、チャック部材18で
挟持した状態でウエハ21の相互ピッチ間隔が所望のもの
に変更される。
各排気ダクト66により、ピッチ変換機構60のケーシン
グ内と、保持機構63の上室65と、が互いに連通されてい
る。上室65内には小型のブロワ70が設置されている。ブ
ロワ70の吹き出し口は、下室64に向かって開口してい
る。
反転軸40が連結部材12から下室64まで設けられ、その
通路41が下室64にて開口している。下室64内にはモータ
31等からなる駆動機構が収納されている。
上記第２の実施例の装置によりウエハを移し換えると
きに、ブロワ70を運転し、ピッチ変換機構60で生じた塵
埃を上室65に吸い込む。塵埃を含む気流は、上室65から
下室64に至り、反転軸40の通路41を介して連結部材12に
入り、更に、装置11の本体を通過してフロア10に到達す
る。
上記第２実施例によれば、ピッチ変換機構60は発塵量
が比較的大きいにも拘らず、塵埃によるウエハ21の汚染
を防止することができる。このため、ウエハの製品歩留
まりを飛躍的に向上させることができた。
なお、上記第２実施例では、吸気能力に優れた小型の
ブロワ70を使用するため、装置の大型化を回避すること
ができる。
ホールド手段の各機構から装置本体に至るまでの排気
通路は、種々のルートを選択することが可能である。例
えば、搬送手段に反転機能を採用する場合は、反転軸内
部に通路を形成し、これを介して塵埃を装置本体に導
く。また、外部ダクトにより各機構内部を装置本体に連
通させてもよい。
排気手段は、塵埃の発生源に最も近い位置に設けるこ
とが望ましい。従って、挟持動作機構またはピッチ変換
機構の内部に設けることが好ましい。しかし、これ以外
の箇所、例えば、搬送手段、装置本体、並びに連結部材
に設けてもよい。また、これら全ての箇所に排気手段を
設けると、更に排気効果が向上する。
上記実施例ではウエハをカセットから持ち上げ、ホー
ルド手段の動作機構でウエハを保持し、場合によっては
ピッチ変換機構でウエハ相互のピッチ間隔を変換する。
このとき、ホールド手段の各機構で生じた塵埃を、排気
手段により装置全体内に吸引し、これを更に装置本体の
外部に排除するので、塵埃が機構からウエハの方へ漏れ
出さなくなり、塵埃によるウエハの汚染が防止される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本願発明のウエハ移載装置によ
れば、保持機構で生じる塵埃を強制的にクリーンルーム
の外部に排除することができるので、塵埃によるウエハ
の汚染を有効に防止することができ、半導体素子製品の
歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例のウエハ移載装置を長手方
向から見て模式的に示す断面説明図、第２図は第１図の
装置の保持機構の部分を示す拡大説明図、第３図，第４
図は保持機構の反転軸を示す斜視説明図、第５図は第１
図の実施例の変形例として、別の反転機構を示す模式説
明図、第６図は第１図のそれぞれカセットからボートに
ウエハを移し換える場合の動作を説明するための模式説
明図、第７図は第１図の実施例の変形例として、外部に
排気通路を有する装置を示す模式説明図、第８図は本発
明の他の実施例のウエハ移載装置を長手方向から見て模
式的に示す断面説明図、第９図は他の実施例の装置の保
持機構の部分を示す拡大説明図、第10図は従来のウエハ
移載装置の保持機構を模式的に示す縦断面図である。 11……装置本体、13……保持機構 18……チャック部材、20……ファン 22……カセット、23……ボート 40……中空反転軸、63……保持機構

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定の配列ピッチで配列された複数の半導
    体ウエハを、対向配置された対をなすチャック部材によ
    り当該半導体ウエハの周縁部を把持することによって一
    括的に保持し、ウエハ保持具間で移載を行う保持機構を
    備えた半導体ウエハの移載装置において、 上記保持機構を装置本体部に支持する支軸を中空とし、
    当該支軸の中空部を介して、上記保持機構の上記チャッ
    ク部材を駆動する駆動機構を収容したケーシング内の雰
    囲気を装置本体部の排気機構に導くように構成したこと
    を特徴とする半導体ウエハの移載装置。
  2. 【請求項２】所定の配列ピッチで配列された複数の半導
    体ウエハを、対向配置されたチャック部材により当該半
    導体ウエハの周縁部を把持することによって一括的に保
    持し、ウエハ保持具間で移載を行う保持機構と、 上記チャック部材対同士の相互の間隔を変更して、上記
    半導体ウエハの配列ピッチを変更するピッチ変換機構と
    を備えた半導体ウエハの移載装置において、 上記保持機構を装置本体部に支持する支軸を中空とし、
    当該支軸の中空部を介して、上記保持機構の上記チャッ
    ク部材を駆動する駆動機構を収容したケーシング内の雰
    囲気を、装置本体部の排気機構に導くように構成すると
    ともに、 上記ピッチ変換機構と上記保持機構のケーシング内と
    を、排気ダクトにより連通したことを特徴とする半導体
    ウエハの移載装置。
JP1181465A 1988-07-13 1989-07-13 半導体ウエハの移載装置 Expired - Lifetime JP2673157B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17407088 1988-07-13
JP63-174070 1988-07-13

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JPH02132842A JPH02132842A (ja) 1990-05-22
JP2673157B2 true JP2673157B2 (ja) 1997-11-05

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ID=15972109

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