JP2899911B2 - 板状体移載方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は、板状体移載方法及びその装置に関し、例え
ば半導体ウエハ移載方法及びその移載装置に関する。

ロ．従来技術 半導体ウエハの表面に酸化珪素膜等の堆積膜を形成す
るために、科学的気相成長（CVD）装置が広く使用され
ている。半導体ウエハ（以下、単にウエハと呼ぶ）は、
珪素又はガリウム−砒素等の半導体単結晶からなる厚さ
数百μｍの薄い円板状を呈し、ボートと呼ばれる載置具
に通常水平方向に所定の間隔で垂直に多数（例えば25
枚）載置され、ボートと共にCVD装置内に装入され、CVD
処理を受ける。このボートは、ウエハを支持するための
水平に位置する４本のバーを有し、これらのバーには所
定のピッチで溝が設けられ、ウエハはこれらの溝に挿入
されて水平方向に所定間隔で垂直にボートに載置され
る。このボートは、CVD装置内でウエハと共に加熱され
るので、その材料には石英が使用される。以下、このボ
ートを石英ボートと呼ぶ。

ウエハは、上記石英ボートとは別の載置具（カセツト
と呼ばれる。）に載置されてCVD装置付近に搬送され、
此所で前述の石英ボートに移載される。また、CVD処理
が終了したウエハは、石英ボートからカセットに移載さ
れ、次の工程へ搬送される。上記カセットは、側壁にウ
エハを挿入するために溝が多数設けられ、搬送時やウエ
ハ移載時にウエハとの摩擦を小さくするために、テフロ
ン樹脂からなっている。ウエハの間隔は、通常はカセッ
トと石英ボートとで同一にしてあって、移載作業が容易
に遂行できるようにしてある。

上記のウエハの移載に際しては、カセツトテーブル上
にカセットを、ボートテーブル上に石英ボートを夫々セ
ットし、リフタでウエハを上昇させておいて、グリッパ
と呼ばれる把持具で例えば25枚のウエハを挟持する。そ
して、グリッパを上昇させてウエハをカセット又は石英
ボートから抜出し、次いでグリッパを水平移動（または
両テーブルを水平移動）させてウエハを石英ボート又は
カセット上方に位置させる。次に、リフタを上昇させて
からグリッパを下降させてウエハをリフタに載置し、ウ
エハの挟持を解除してグリッパを上昇させる。次に、リ
フタを下降させてウエハを石英ボート又はカセットに載
置する。

なお、グリッパとリフタとは、カセツトテーブルとボ
ートテーブルとの双方の上下に一対ずつ設けることも考
えられる。

ところで、石英ボートは、ウエハと共にCVD装置内で
加熱されるため、繰り返し使用しているうちに歪が生じ
て溝間隔が狂うようになってくる。このように石英ボー
トが歪んでくると、グリッパによるウエハの挟持が確実
にはなされず、一部のウエハが挟持されなくなったり、
ウエハが石英ボートの前記の４本のバーやカセツトに摺
接して好ましくない塵の発生、損傷、或いは欠けを生ず
るようになる。

従来は、このようなトラブルを解決するために、次の
ような方策を講じていた。

（１）．機械的精度のみに頼ってカセットと石英ボート
との間でウエハの移載を行い、石英ボートが歪んできた
らこれを廃棄する。

（２）．英ボートにダミーの溝を一つ設け、このダミー
の溝の位置を検出し、この検出結果に基づいて石英ボー
トとカセットとの間の方向（Ｘ軸の方向）のみの位置補
正をする。

（３）．英ボートの３つの溝の位置を検出し、これらの
検出結果に基いて、石英ボートのＸ軸方向、Ｙ軸方向及
びＺ軸（垂直方向の軸）を中心とする円周方向の３方向
の位置補正を行う（グリッパはこれら３方向の補正が可
能な構造にしてある。）。

上記（１）の方法では、石英ボートの価格はウエハ100
枚当たり５〜50万円（ウエハのサイズによって変わる）
であって不経済である。上記（２）の方法はダミーの溝
とウエハ周縁部が挿入されている溝とが同程度に狂うよ
うな変形が起こるとの仮定に立っており、この仮定が成
立しない場合は位置補正が殆ど不可能になる。上記
（３）の方法でも、位置補正が十分ではなく、特に石英
ボートからカセットへのウエハ移載に当たっては、溝に
ウエハの周縁部が挿入されているために溝の位置検出が
不可能である。

ウエハは、CVD処理後にフォトリソグラフィーの手法
によって表面に種々の素子が形成されるのであるが、こ
れら素子の形成過程及び形成後に石英ボートに載置され
た状態にてエッチング及び弗酸（HF）による洗浄が施さ
れる。ウエハの上記エッチング及び洗浄に伴って、石英
ボートは、このエッチングと洗浄とが繰返されることに
より、前述の４本のバーが次第に痩せてきて、溝の幅も
大きくなっていき、ウエハのピッチが狂うようになって
くると、前記と同様の問題が起こるようになる。

ハ．発明の目的 第一の発明は、第一の板状体載置部材と第二の板状体
載置部材との間で板状体を移載するに際し、 前記第二の板状体載置部材の複数の個所の位置を検出
する工程と、 前記検出の結果に基づいて、前記第二の板状体載置部
材の所定の第一の直線方向と、この第一の直線方向及び
この第一の直線方向に直交しかつ互いに直交する第二及
び第三の直線方向の３方向をそれぞれ中心とする３つの
円周方向との４方向、並びに前記第二若しくは第三の直
線方向を変位させることにより、前記第一の板状体載置
部材に対する前記第二の板状体載置部材の位置関係を整
合させる工程と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を
把持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出
し、次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載
置部材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の
板状体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解
除する工程と を有する板状体移載方法に係る。

第二の発明は、第一の板状体載置部材と第二の板状体
載置部材との間で板状体を移載する板状体移載装置にお
いて、 前記第二の板状体載置部材の複数の個所の位置を検出
する位置検出手段と、 前記の位置検出の検出結果に基づいて、前記第二の板状
体載置部材の所定の第一の直線方向と、この第一の直線
方向及びこの第一の直線方向に直交しかつ互いに直交す
る第二及び第三の直線方向の３方向をそれぞれ中心とす
る３つの円周方向との４方向、並びに前記第二若しくは
第三の直線方向を変位させることにより、前記第一の板
状体載置部材に対する前記第二の板状体載置部材の位置
関係を整合させる位置関係整合手段と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を
把持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出
し、次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載
置部材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の
板状体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解
除する板状体解除手段と を有し、かつ少なくとも前記４方向の変位をさせる各
変位手段が組合されてユニット化していることを特徴と
する板状体載置部材に係る。

ホ．実施例 以下、本発明の実施例を説明する。

カセットと石英ボートとの間でウエハを移載するウエハ
移載装置は、次の各部によって構成される。

（ｉ）．石英ボートの位置決め機構及び石英ボートの４
軸（Ｙ軸、Θｘ軸、Θｙ軸、Θｚ軸）微小移動可能機構
を具備するテーブル。

（ii）．カセットの位置決め機構を具備するテーブル。

（iii）．ウエハの上昇及び下降のためのリフタ。

（iv）．石英ボートの変形検出用ターゲツト溝を検出す
る昇降（Ｚ軸）可能な機構を具備するアナログ出力セン
サ。

（センサの昇降は、リフタの昇降と同一ボールねじで行
い、両者のうちのいずれを昇降させるかは選択機構によ
って選択する。） （ｖ）．リフタによって上昇したウエハを挟持する、又
は挟持しているウエハをリフタに受け渡す機構及びこの
機構を昇降（ｚ軸）させるグリツパ。（リフタがウエハ
を上昇させたときに石英ボート及びカセットのウエハ収
納溝とグリッパのウエハ挿入溝とを上下方向で一致さ
せ、石英ボート及びカセットの上端迄グリッパを下降さ
せ、リフタのウエハ挿入溝に周縁部が挿入されているウ
エハが傾斜している場合はウエハがグリッパの溝にスム
ーズに収まるようにしている。） （ウエハがグリッパからリフタに受け渡され、次いでリ
フタが下降するときは石英ボート及びカセットのウエハ
収納溝とグリッパのウエハ挿入溝とを上下方向で一致さ
せ、石英ボート及びカセットの上端迄グリッパを下降さ
せ、グリッパのウエハ挿入溝をガイドとしてウエハが石
英ボート及びカセットのウエハ収納溝にスムーズに収ま
るようにしている。） （vi）．リフタ、センサ及びグリッパを同一ベース上で
石英ボートとカセットとの間で水平移動（Ｘ軸）させる
機構を具備するキャリッジ。

（vii）．石英ボートの４本のバーには、ウエハ収納溝
とこの溝とは別に各々２箇所に変形検出用のターゲット
溝が刻設されていて、上側左右のバーのターゲット溝で
Ｘ軸とＹ軸とが、下側左右のバーのターゲット溝でＸ溝
とＹ溝とがセンサによって検出されるようにしてある。

石英ボートは、第13図に平面図で、第14図に正面図
で、第15図に表面図で示す構造にしてある。

石英ボート［12］は、上側の対のバー21、21と；下側
の対のバー22、22と；バー21、21に両端部で連結する連
結バー23、23と；バー22、22を両端部で連結する連結バ
ー24、24と；上側のバー21、21と連結バー24、24とを両
端部で連結する連結バー25、25と；からなっている。上
下のバー21、21、22、22、には、図示しないウエハの周
縁部が挿入されるウエハ挿入溝21a、21a、……22a、22a
……が刻設され、これらウエハ挿入溝とは別に上下方向
に重なる位置の２箇所に位置検出用のターゲット溝21
b、21b、22b、22bが刻設されている。一方の下側のバー
22の両端近くの２箇所には下側稜部に面取り22c、22c、
22c、22cが設けられていて、第13図のXVI−XVI線拡大断
面図である第16図に示すように、ボートテーブル４から
立設するＭ字形の台13（いずれも仮想線で示す）にバー
22の面取りを付した部分が嵌入して石英ボート12がボー
トテーブル（図示せず）に位置決めされながら載置され
るようになっている。また、下側のバー22の両端部から
は下方に向けて脚22d、22dが延在していて、ボートテー
ブル以外の場所で石英ボート12が安定に置かれるように
してあり、上側のバー21、21の両端部には外方に向けて
耳26、26、26、26が取付けられ、ハンドリングを容易な
らしめている。

第１図はウエハ移載装置を示し、同図（ａ）はウエハ
移載装置のリフタがカセット装置部の貫通孔の位置に位
置している状態の斜視図、同図（ｂ）はリフタが石英ボ
ート載置部の貫通孔の位置に位置している状態の斜視図
である。

装置本体１の上面にはカセットテーブル２とボートテ
ーブル４とが設けられ、両テーブル２、４にはリフタ８
が挿通できるよう、貫通孔2a、4aが夫々設けられてい
る。カセットテーブル２にはカセット位置決めのための
ガイド３、３が、ボートテーブル４には石英ボートをク
ランプしてこれをボートテーブル４に固定させるための
対のローラ５、５が夫々取付けられている。装置本体１
の上面には、グリッパ７が貫通孔2a、4aを結ぶ線に沿う
方向、即ちＸ軸方向に往復動できるよう、貫通孔６が設
けられている。

カセットから石英ボートへとウエハを移載する手順の
概要は、次の通りである。

（１）．第１図（ａ）に示すように、グリッパ７とリフ
タ８とを貫通孔2aの側に位置させ、ウエハＷを収容した
カセツト11を仮想線矢印で示すようにカセツトテーブル
２に載置する。カセット11の位置決めはガイド３、３に
よってなされる。このステップで、第１図（ｂ）に仮想
線矢印で示すように石英ボート12をボートテーブル４に
載置し、これをローラ５、５でクランプして固定させ
る。

（２）．次に、石英ボート12のターゲット溝を検出する
ためのセンサ９、９、10、10が貫通孔4aを通って上昇
し、Ｘ軸方向に移動してターゲット溝21b、21b、21b、2
1b、22b、22b、22b、22bの水平方向（Ｘ軸方向）の位置
を検出する。この検出は、互いに平行なＸ軸方向の移動
により、上下のバー21、22についてセンサ９、10によっ
てなされる。また、センサ10、10は、Ｘ軸に直交する水
平方向（Ｙ軸方向）のボートテーブル４の移動によって
バー22のターゲット溝のＹ軸方向の位置検出を行う。次
いで、センサ９、９は昇降してバー21のターゲット溝の
鉛直方向（Ｚ軸方向）の位置検出を行う。これらの検出
結果に基いて石英ボート12のウエハ挿入溝（第13図21
a、22a）の三次元の位置の狂いが測定される。

（３）．以上のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のターゲット溝の
位置検出に基いてコンピュータが演算を行い、石英ボー
ト内に非接触に装入されてくるウエハをリフタ８で受
け、ウエハ周縁部を石英ボートのウエハ挿入溝に挿入さ
せる際の最適位置に石英ボートが位置するよう、Ｙ軸方
向及びＸ軸、Ｙ軸、軸を中心とする円周方向のΘｘ、Θ
ｙ、Θｚ軸方向にボートテーブル４を動作させる。

（４）．次に、グリッパ７の挟持部7c、7cがカセット11
の上方から下降する。

（５）．次に、リフタ８が貫通孔2aを通って上昇し、カ
セット11内のウエハＷを支障する。リフタ８の上面には
ウエハ挿入溝8aが多数刻設されている。そして、ウエハ
Ｗはカセット11から離れる。このとき、グリッパのウエ
ハ挿入溝7dがウエハ上昇時のガイドとして機能する。

（６）．次に、グリッパのウエハ挟持部7c、7cがウエハ
Ｗを挟持し、次いで上昇する。ウエハＷはリフタ８から
離れ、リフタ８は貫通項2a下に下降する。

（７）．次に、ボートテーブル４下のキャリッジ（後に
第８図によって詳述する）がＸ軸動作し、グリツパ７及
びリフタ８を石英ボート12に対して上下方向の位置に来
るように移動させる。

（８）．次に、前記（３）節でのコンピュータの演算結
果に基いて前記キャリッジをＸ軸方向に微調整し、前記
（３）節においてＹ、Θｘ、Θｙ、Θｚ軸方向に位置調
整された石英ボート12に対してグリッパ７及びリフタ８
を上下方向に正確に整合させる。

（９）．次に、グリッパの挟持部7c、7cが石英ボート12
の上方から石英ボートの上側バー21、21近く迄下降す
る。

（10）．次に、リフタ８が貫通孔4aを通って上昇し、ウ
エハＷを支承する。ウエハＷはグリツパの挟持部7c、7c
から離れる。

（11）．グリッパの挟持部7c、7cがウエハ挟持状態を解
除し、リフタ８が下降してウエハＷはリフタ８から離
れ、その周縁部が石英ボート12のウエハ挿入溝に挿入さ
れ、ウエハＷは石英ボート12に載置される。このとき、
グリッパの挟持部のウエハ挿入溝7dがウエハＷの下降時
のガイドとして機能する。

（12）ウエハＷが石英ボート12に載置されると、グリッ
パ７の挟持部7c、7cがアーム7bと共に上昇し、次の石英
ボートからカセットへのウエハの移載に備える。

カセツトから石英ボートに移載された未処理のウエハ
は、石英ボートと共にCVD装置に装入され、CVD処理を施
される。CVD処理を施された処理済みのウエハは、石英
ボートと共にCVD装置から排出され、カセットに移載さ
れて次の工程に搬送される。

処理済みのウエハを石英ボートからカセットへと移載
する手順の概要は、次の通りである。但し、第１図
（ａ）、（ｂ）のウエハＷは、実線と仮想線とが逆にな
る。

（21）．第１図（ｂ）に示すように、グリツパ７とリフ
タ８とは貫通項4aの側に位置していて、ウエハＷを収容
した石英ボート12を仮想線矢印で示すようにボートテー
ブル４に載置し、ローラ５、５でクランプする。このス
テップで、第１図（ａ）に仮想線矢印で示すようにカセ
ット11がカセットテーブル２に載置され、ガイド３、３
によって位置決めされる。

（22）．次に、前記（２）節と同様にしてセンサ９、
９、10、10によって石英ボート12のターゲット溝の位置
が検出される。

（23）．次に、前記（３）節と同様にして、Ｙ軸及びΘ
ｘ、Θｙ、Θｚ軸方向にボートテーブル４が動作し、石
英ボート12の位置補正がなされる。

（24）．次に、前記（８）節と同様にして、キャリッジ
をＸ軸方向に調整しＹ、Θｘ、Θｙ、Θｚ軸方向に位置
調整された石英ボート12に対してグリッパ７及びリフタ
８を上下方向に正確に整合させる。

（25）．次に、グリッパ７の挟持部7c、7cが石英ボート
12の上方から下降する。

（26）．次に、リフタ８が貫通孔4aを通って上昇し、石
英ボート12内のウエハＷを支承する。そして、ウエハＷ
は石英ボート12から離れる。このとき、グリッパのウエ
ハ挿入溝7dがウエハ上昇時のガイドとして機能する。

（27）．次に、グリッパのウエハ挟持部7c、7cがウエハ
Ｗを挟持し、次いで上昇する。ウエハＷはリフタ８から
離れ、リフタ８は貫通孔4a下に下降する。

（28）．次に、前述のキャリッジがＸ軸動作し、グリッ
パ７及びリフタ８をカセット11に対して上下方向の位置
に来るように移動させる。

（29）．次に、グリッパの挟持部7c、7cがカセット11の
上方から下降し、ウエハＷを非接触でカセット11に挿入
する。

（30）．次に、リフタ８が貫通孔2aを通って上昇し、ウ
エハＷを支承する。ウエハＷはグリッパの挟持部7c、7c
から離れる。

（31）．グリッパの挟持部7c、7cがウエハ挟持状態を解
除し、リフタ８が下降してウエハＷはリフタ８から離
れ、その周縁部がカセット11のウエハ挿入溝11aに挿入
され、ウエハＷはカセット11に載置される。このとき、
グリッパの挟持部のウエハ挿入溝7dがウエハＷの下降時
のガイドとして機能する。

（32）．ウエハＷがカセット11に載置されると、グリッ
パ７の挟持部7c、7cがアーム7bと共に上昇し、次のカセ
ットから石英ボートへの未処理のウエハ移載に備える。

次に、ボートテーブル４のＹ、Θｘ、Θｙ、Θｚ軸方
向の動作の機構を、第２図によって説明する。

ボートテーブル４には前述したＭ字型の第13、13と上
面平坦な台14、14とが立設し、石英ボート12の前記の面
取りを付した一方の下側バー22が台13、13に、他方の下
側バー22が台14、14に支持され、石英ボート12がボート
テーブル４に前述したように位置決めされて載置され、
対のローラ５、５によってクランプ、固定される。ボー
トテーブル４の貫通孔4aと後述するΘｘ、Θｙ軸動作機
を取付けた第一の取付けテーブル28の貫通孔28aとを通
ってセンサ９、９が上昇し、前述したように石英ボート
12のターゲット溝21b、21b、21b、21b、22b、22b、22
b、22bの位置を検出する。センサは９、９と10、10との
２対がある。（第１図（ａ）、（ｂ）参照）が、第２図
では簡略化してセンサは９、９のみを図示してある。

ボートテーブル４の下には、ΘｘΘｙ軸作動機構31、
31を取付けた第一の取付けテーブル28、Ｙ軸作動機構32
を取付けた第二の取付けテーブル29、Θｚ軸作動機構33
を取付けた第三の取付けテーブル30が、この順に水平に
位置している。各軸の作動機構31、31、32、33は、モー
タ31M、31M、32M、33Mの駆動により、内蔵されたボール
ねじ機構（詳細は第７図によって後に説明する。）によ
って先端のローラ31a、31a、32a、33aが前進、後退する
ようになっている。

第一の取付けテーブル28は、第二の取付けテーブル29
に対して次のようにして運動可能に支持されている。第
３図に示すように、第一の取付けテーブル28は、これに
固定されたサドル28cが第二の取付けテーブル29に設け
られたレール29cに跨がるようにして、レール29cに案内
されて第二の取付けテーブル29にＹ軸方向に往復動可能
に支持される。さらに、第４図に示すように、第二の取
付けテーブル29にはこれに立設する取付け板29aにＹ軸
作動機構32が取付けられ、Ｙ軸作動機構の先端のローラ
32aが第一の取付けテーブル28に下方に向けて固定され
たローラ受け板28bに接当している。ローラ受け板28bと
ローラ32aとはばね等の弾性部材（図示せず）で引張ら
れていて、ローラ32aは常にローラ受け板28bに接当する
ようにしてある。そして、Ｙ軸作動機構32の作動及び第
３図のレール29cとサドル28cとの係合により、第一の取
付けテーブル28がＹ軸方向に往復動するようになってい
る。

第二の取付けテーブル29は、第三の取付けテーブル30
に対して次のようにして運動可能に支持されている。第
２図のＸ軸方向に沿う断面図である第5A図に示すよう
に、第三の取付けテーブル30に立設する取付け板30aに
Θｚ軸作動機構33が取付けられ、第二の取付けテーブル
29に下方に向けて固定されたローラ受け板29bにΘｚ軸
作動機構33の先端のローラ33aが接当する。ローラ受け
板29bとローラ33aとはばね等の弾性部材（図示せず）で
引張られていて、ローラ32aは常にローラ受け板29bに接
当するようにしてある。また、第２図のＹ軸方向に沿う
断面図である第5B図に示すように、第二の取付けテーブ
ル29に下方に向けて固定された軸29dが第三の取付けテ
ーブル30上に設けられた軸受（例えばスラスト軸受）30
dに回動可能に軸支され、Θｚ作動機構33の作動によっ
て第二の取付けテーブル29は軸29dを中心にして第三の
取付けテーブル30に対して軸29dを中心にしてΘｚ軸方
向に回動するようになっている。第三の取付けテーブル
30は、ウエハ移載装置本体１（第１図参照）の筺体に固
定されている。

前述した（３）節、（23）節におけるＹ、Θｘ、Θ
ｙ、Θｚ軸方向のボートテーブル４の動作は、具体的に
は次のようにして遂行される。

石英ボート12のターゲット溝21b、21b、21b、21b、22
b、22b、22b、22bのセンサ９、９及び図示省略したセン
サ10、10による位置検出結果に基いてコンピュータが演
算を行う。この演算結果に基いて、各軸作動機構31、3
1、32、33がコンピュータからの指令によって動作す
る。

Θｚ軸作動機構33が作動し、前述したように第二の取
付け板29が第5B図の軸29dを中心にしてΘｚ軸方向に回
動してこの方向の位置を正しく補正する。Ｙ軸作動機構
32が作動し、第３図のレール29cとサドル28cとの係合に
よって第一の取付けテーブル28がＹ軸方向に移動してこ
の方向の位置を正しく補正する。ボートテーブル４は、
軸受34、35、35及び軸受台38を介して第一の取付けテー
ブル28に揺動可能に軸支され（詳細は第6A図、第6B図に
よって後に説明する。）、更に第一の取付けテーブル28
に取付け板28aを介して取付けられたΘｘΘｙ軸作動機
構31、31の先端のローラ31a、31aに支持されている。従
って、第二の取付けテーブル29の前記のΘｚ軸方向の補
正及び第一の取付けテーブル28の前記のＹ軸方向の補正
により、ボートテーブル４はΘｚ軸方向、Ｙ軸方向の双
方の位置補正がなされる。ΘｘΘｙ軸作動機構31、31が
作動し、その先端のローラ31a、31aの昇降によって、ボ
ートテーブル４は、軸受34を中心にしてΘｘ軸方向に、
軸受35、35を中心にしてΘｙ軸方向に回動する。ΘｘΘ
ｙ軸作動機構31、31の双方が上昇動作するとΘｙ軸方向
の補正がなされ、いずれか一方が上昇するとΘｘ軸方向
の補正がなされる。かくしてこれらの回動によってボー
トテーブル４のΘｘ軸方向とΘｙ軸方向との位置補正が
なされる。

第6A図はボートテーブル４を第一の取付けテーブル28
に揺動可能に軸支する部分の拡大平面図、第6B図は同じ
く拡大平面図である。

第一の取付けテーブル28にはコの字形の軸受台39が固
定され、軸受台39にはＹ軸方向に軸受35、35が嵌着さ
れ、軸受ホルダ38に固定された軸37、37が軸受35、35に
回動可能に軸支される。軸受ホルダ38には軸受34が嵌着
していて、ボートテーブル４に固定された軸36が軸受34
に回動可能に軸支される。

以上のようにして各軸作動機構31、31、32、33を取付
けた取付けテーブル28、29、30とによって４軸（Ｙ、Θ
ｘ、Θｙ、Θｚ軸）位置補正ユニット80が構成され、ボ
ートテーブル４は、第一の取付けテーブル28に三次元揺
動可能に支持される。このようなユニット化により、点
検や修理、交換の際に、４軸位置補正ユニット80を装置
本体から取外すことができてこれらの作業が簡単に行え
る。

ボートテーブル４のＸ軸方向の位置補正は、後に第８
図によって説明する。

各軸動作機構31、32、33は、第７図に示す構造を有す
る。

モータ取付け台41にモータ31M（32M、33M）が取付けら
れ、その軸にボールねじの軸40が取付けられている。軸
40は、図示しない多数のボールを介してボールねじのソ
ケット（ナット）43に螺合し、その先端はガイド板44に
固定された軸受45に軸支されている。ガイド板は円筒状
ケーシング42を介してモータ取付け台41に固定されてい
る。ソケット43のフランジ部43aには、ガイド板44の貫
通孔44a、44aに挿通されたガイドシャフト46、46の一端
が固定され、ガイドシャフト46、46の他端はローラ支持
部47に固定されていて、ローラ支持部47の先端にローラ
31a（32a、33a）が回動可能に取付けられている。

モータ31M（32M、33M）の駆動によって軸40が回動
し、これによってソケット43が前進、後退する。ソケッ
ト43の前進、後退により、ローラ支持部47に取付けられ
たローラ31a（32a、33a）が前進、後退する。ローラ31a
（32a、33a）の前進、後退の方向は、ガイドシャフト4
6、46がガイド板44に案内されることにより、正確に各
軸作動機構の中心軸線方向となる。なお，ガイド板44
は、第２図の取付け板28a、28a、28a、30aに固定され
る。

第８図は、グリッパ７及びリフタ８をＸ軸方向に移動
させる機構並びにグリッパ７の昇降機構を説明するため
の要部斜視図である。但し、図面が複雑になり過ぎぬよ
う、第２図に示した各部分は図示省略してある。

第２図の第三の取付けテーブル30の下方にキャリッジ
50が位置していて、キャリッジ50の下面にはソケット取
付け板56を介してボールねじのソケット55が固定されて
いる。キャリッジ50に固定されたモータ51のプーリ52
と、ソケット55に多数のボールを介して螺合するボール
ねじの軸54に取付けられたプーリ53とに図示省略したベ
ルトが掛けられている。かくして、モータ51の駆動によ
る軸54の回動によってキャリッジ50がＸ軸方向に往復動
できるようになっている。グリッパ７及びリフタ８はキ
ャリッジ50に昇降可能に取付けられていて、前述したコ
ンピュータの演算結果に基いてモータ51がコンピュータ
の指令を受けて駆動し、グリッパ７及びリフタ８がＸ軸
方向に位置補正され、グリッパ７及びリフタ８と第２図
の石英ボート12とが上下方向（Ｚ軸方向）に位置整合す
る。また、グリッパ７及びリフタ８の第１図（ａ）と同
図（ｂ）との間の位置の変更は、同様にモータ51の駆動
によってなされる。

グリッパ７は次のような機構によって昇降する。キャ
リッジ50にはＬ字型の支柱7aが立設し、第８図のIX−IX
線断面図である第９図に示すように、支柱7aの両端部に
嵌合するコの字形のサドル65、65を両端部に固定したＬ
字形の摺動板7fが昇降可能に係合する。摺動板7fにはソ
ケット支持板64を介してボールねじのソケット63が固定
されていて、ソケット63に螺合するボールねじの軸62が
回動することによって摺動板7fが昇降する。軸62の下端
部にはプーリ61が取付けられていて、プーリ61とキャリ
ッジに固定されたモータ59のプーリ60とに図示省略した
ベルトが掛けられ、モータ59の駆動によって軸62が回動
するようにしてある。摺動板7fの上端にはアーム支持板
7gが固定され、グリッパの挟持部7c、7cが挟持部支持体
7e、アーム7bを介してアーム支持板7gに固定され、摺動
板7fの昇降に伴って挟持部7c、7cが昇降する。なお、挟
持部支持体7eには左右の挟持部7c、7cの間隔を縮小、拡
大する機構が内蔵されていて、仮想線で示すウエハＷを
挟持及び挟持解除できるようになっている。

第10図は、リフタ８及びセンサ９、９、10、10を昇降
（Ｚ軸方向の移動）させる機構を説明するための要部斜
視図である。

キャリッジ50にはその下方に連結棒66、66、66を介し
てモータ取付け板67が固定されている。モータ取付け板
67の上方にソケット取付け板73が位置していて、ソケッ
ト取付け板73にボールねじのソケット72が固定されてい
る。図中、72aはソケット72の固定用フランジ部であ
る。ソケット72にはボールねじの軸71が螺合し、軸71の
先端に取付けられたプーリ70とモータ68のプーリ69とに
図示省略したベルトが掛けられる。ソケット取付け板73
にはソケット72と同じ高さの凸部73aが設けられ、ソケ
ット取付け板73のＸ軸方向両側縁の上方にリフタ昇降板
74とセンサ昇降板10cとが位置する。リフタ昇降板74に
はキャリッジ50を貫通してリフタ８を支持する支持棒7
5、75、75、75が立設し、支持棒75、75、75、75は、キ
ャリッジ50上ではこれに立設するスリーブ76、76、76、
76に挿通し、これに案内されて昇降する。センサ昇降板
10cにはキャリッジ50を貫通して先端にセンサ10、10を
取付けた支持棒10a、10aが立設し、支持棒10a、10aは、
キャリッジ50上ではこれに立設するスリーブ10b、10bに
挿通し、これに案内されて昇降する。センサ昇降板10c
には、支持棒10a、10aの下端が固定されている。

ソケット取付け板73の凸部73a上をスライドする昇降
選択板78がリフタ昇降板74とセンサ昇降板10cとの下に
位置していて、昇降選択板78がリフタ昇降板74とセンサ
昇降板10cとのいずれか一方の下に位置するよう、昇降
選択板78は図示したソレノイドによってＸ軸方向にスラ
イド可能にしてある。

モータ68の駆動によってボールねじの軸71が回動し、
これに螺合するソケット72が昇降する。昇降選択板78が
リフタ昇降板74の下に位置しているときは、ソケット72
の昇降に伴ってリフタ昇降板74が昇降してリフタ８が昇
降する。昇降選択板78がセンサ昇降板10cの下に位置し
ているときは、ソケット72の昇降に伴ってセンサ昇降板
10cが昇降してセンサ10、10が昇降する。第10図は、昇
降選択板78がリフタ昇降板74の下に位置している状態を
示している。昇降選択板78のこの動作を、第10図のXI−
XI線拡大断面図である第11図に示す。第11図では、昇降
選択板78が、リフタ昇降板74の下に位置しているときを
実線で、センサ昇降板10cの下に位置しているときを仮
想線で描いてある。

センサ９、９は、センサ昇降板10cとは別のセンサ昇
降板9c上に立設する支持棒9a、9aの先端に取付けられ、
支持棒9a、9aは、キャリッジ50を貫通し、キャリッジ50
上ではスリーブ9b、9bに挿通し、昇降時にスリーブ9b、
9bに案内される。キャリッジ50の下面には下方に向けて
エアシリンダ79が取付けられ、エアシリンダ79のピスト
ンロッド79aの先端がセンサ昇降板9cに固着されてい
る。エアシリンダ79の駆動によってセンサ昇降板が昇降
し、これに伴ってセンサ９、９が昇降する。

第８図はグリッパ７及びリフタ８を運動させるのに必
要な部分のみを図示しており、第10図はリフタ８及びセ
ンサ９、10を昇降させるのに必要な部分のみを図示して
いる。第12図は、上記の双方の部分を示す要部斜視図で
ある。

センサ９、９、10、10は、アナログ出力非接触反射式
の光学センサであって、前記のＸ軸方向の往復動及び昇
降によって石英ボートのターゲット溝の位置を検出す
る。センサ９、９、10、10からのアナログ出力信号はA/
D変換器でディジタル信号に変換され、このディジタル
信号をコンピュータが解析し、前述したように石英ボー
トのＹ、Θｘ、Θｙ、Θｚ及びＸ軸方向の位置補正が正
確に遂行される。アナログ出力非接触反射式センサを用
いることにより、石英ボート表面の荒れ状態、透明度の
低下、弗酸等による痩せの程度も検出可能となり、各１
対ずつのセンサで２組の軸（例えばＸ軸とＹ軸及びＸ軸
とＺ軸）方向の検出が可能となる。ディジタル出力の反
射式センサでは、洗浄で石英ボートの表面が荒れている
ときは、検出不能になることがある。また、上記検出
後、ボートテーブルの運動による石英ボートの４軸
（Ｙ、Θｘ、Θｙ、Θｚ軸）の位置補正とグリッパ及び
リフタの移動による１軸（Ｘ軸）方向の位置補正とが正
確になされ、石英ボートが歪んでいたりしていても、ウ
エハの石英ボートからの取出し、石英ボートへの載置の
際に好ましくない塵が発生したり、ウエハに傷や欠け等
のダメージを与えることが効果的に防止される。

前記の例では、第２図の４軸位置補正ユニット80によ
ってＹ、Θｘ、Θｙ、Θｚ軸の４軸方向の位置補正を行
い、第８図のキャリッジ50及びキャリッジ移動用のモー
タ51並びににボールねじの軸54及びソケット55によって
Ｘ軸方向の位置補正を行うようにしている。これに対
し、位置補正ユニット80を５軸方向の位置補正ユニット
とし、この位置補正ユニットによってＸ、Ｙ、Θｘ、Θ
ｙ、Θｚ軸の５軸方向の位置補正を行うようにすること
も可能である。このようにするには、例えば、第２図の
第一の取付けテーブルにΘｘΘｙ軸作動機構とは別にＸ
軸作動機構を併設し、これによってＸ軸方向の位置補正
を行う。このとき、第三の取付けテーブル30を例えばカ
ム機構を用いて下降させることによって第二の取付けテ
ーブル29を下降させ、第３図のレール29cとサドル28cと
の係合を解除して第一の取付けテーブル28がＸ軸方向に
移動可能になるようにする。上記の係合解除時に、第一
の取付けテーブルが下降しないよう、適宜の支持手段に
よって第一の取付けテーブル28を第二の取付けテーブル
29に支持させる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の技術的
思想に基いて前記の実施例に種々の変形を加えることが
できる。例えば、カセットと石英ボートとの間でのウエ
ハ移載は、ウエハのCVD処理のためのほか、ウエハのエ
ッチングや洗浄のための移載に前記と同様に本発明を適
用できることは言う迄もない。更に、センサ９、10は、
光学的センサのほかに静電容量式センサや超音波式セン
サが使用可能である。石英ボートの位置検出には、ター
ゲット溝を検出する以外に、ウエハ挿入溝を直接検出す
るようにもできる。ウエハ挿入溝を直接検出する方が高
精度の検出ができる。また、移載の対象物は、ウエハの
ほか、他の板状体（例えば液晶表示装置用のガラス基板
等）であっても良い。

ヘ．発明の効果 本発明は、第二の板状体載置部材の複数の箇所を検出
し、この検出結果に基いて第二の載置部材を５方向に変
位させて第一の板状体載置部材に対する第二の板状体載
置部材の位置関係を整合させるようにしているので、第
二の板状体載置部材が歪んだりなどして寸法精度が悪く
なっていたとしても、この寸法精度の狂いが上記の整合
によって補正される。その結果、板状体は、スムーズに
第一、第二のいずれの板状体載置部材に載置又はこれか
ら取出され、板状体を擦ったり衝突させたりすることに
よる好ましくない塵の発生や板状体の損傷が確実に防止
され、歩留が向上する。

特に、本発明に基く板状体移載装置では、第二の板状
体載置部材の５方向の変位手段のうちの少なくても４方
向の変位手段が組合されてユニット化しているので、こ
のユニットを装置本体から簡単に取外すことができ、こ
れらの変位手段の点検、修理、交換が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって、 第１図は半導体ウエハ移載装置を示し、同図（ａ）はグ
リッパ及びリフタがカセットテーブルの位置に位置して
いる状態の斜視図、同図（ｂ）グリッパ及びリフタがボ
ートテーブルの位置に位置している状態の斜視図、 第２図は４軸位置補正ユニットの斜視図、 第３図及び第４図は夫々第一及び第二の取付けテーブル
の各大部分断面図、 第5A図及び第5B図は夫々第二及び第三の取付けテーブル
の拡大部分断面図、 第6A図はボートテーブル及び第一の取付けテーブルの拡
大部分平面図、 第6B図は同拡大部分正面図、 第７図は各軸作動機構の断面図、 第８図はグリッパ及びリフタのＸ軸方向の移動機構並び
にグリッパの昇降機構の要部斜視図、 第９図は第８図のIX−IX線拡大断面図、 第10図はリフタ及びセンサの昇降機構の要部斜視図、 第11図は第10図のXI−XI線拡大断面図、 第12図はグリッパ、リフタ及びセンサのＸ軸方向の移動
機構並びにこれらの昇降機構の要部斜視図、 第13図は石英ボートの平面図、 第14図は同正面図、 第15図は同側面図、 第16図は第13図のXVI−XVI線拡大断面図である。 なお、図面に示された符号において、 ２……カセットテーブル ４……ボートテーブル ７……グリッパ 7c……グリッパの挟持部 7d、8a、11a、21a、22a……ウエハ挿入溝 ８……リフタ ９、10……センサ 9a、10a……センサ支持棒 9c、10c……センサ支持板 11……カセット 12……石英ボート 13……石英ボート載置台 21、22……石英ボートのバー 21b、22b……ターゲット溝 28、29、30……作動機構取付けテーブル 28c、57、65……サドル 29c、58……レール 31、32、33……各軸作動機構 31M、32M、33M、59、68……モータ 40、54、62、71……ボールねじの軸 43、55、63、72……ボールねじのソケット 50……キャリッジ 74……リフタ支持板 75……リフタ支持棒 78……昇降選択板 80……位置補正ユニット Ｗ……半導体ウエハ Ｘ、Ｙ、Θｘ、Θｙ、Θｚ……位置補正方向の軸 である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一の板状体載置部材と第二の板状体載置
   部材との間で板状体を移載するに際し、 前記第二の板状体載置部材の複数の個所の位置を検出す
   る工程と、 前記検出の結果に基づいて、前記第二の板状体載置部材
   の所定の第一の直線方向と、この第一の直線方向及びこ
   の第一の直線方向に直交しかつ互いに直交する第二及び
   第三の直線方向の３方向をそれぞれ中心とする３つの円
   周方向との４方向、並びに前記第二若しくは第三の直線
   方向を変位させることにより、前記第一の板状体載置部
   材に対する前記第二の板状体載置部材の位置関係を整合
   させる工程と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を把
   持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出し、
   次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載置部
   材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の板状
   体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解除す
   る工程と を有する板状体移載方法。
2. 【請求項２】第一の板状体載置部材と第二の板状体載置
   部材との間で板状体を移載する板状体移載装置におい
   て、 前記第二の板状体載置部材の複数の箇所の位置を検出す
   る位置検出手段と、 前記の位置検出の検出結果に基づいて、前記第二の板状
   体載置部材の所定の第一の直線方向と、この第一の直線
   方向及びこの第一の直線方向に直交しかつ互いに直交す
   る第二及び第三の直線方向の３方向をそれぞれ中心とす
   る３つの円周方向との４方向、並びに前記第二若しくは
   第三の直線方向を変位させることにより、前記第一の板
   状体載置部材に対する前記第二の板状体載置部材の位置
   関係を整合させる位置関係整合手段と、 前記第一又は第二の板状体載置部材上の前記板状体を把
   持して前記第一又は第二の板状体載置部材から取出し、
   次いで前記板状体を、前記第一及び第二の板状体載置部
   材に対して相対的に移動させて前記第二又は第一の板状
   体載置部材に装入し、次いで前記板状体の把持を解除す
   る板状体解除手段と を有し、かつ、少なくとも前記４方向の変位をさせる各
   変位手段が組合されてユニット化していることを特徴と
   する板状体移載装置。