JP3235862B2 - 板状体の配列ピッチ変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状体の配列ピッチ変
換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス
は、インゴットから切り出された半導体ウエハが、順
次、表面加工処理、熱酸化処理、不純物拡散処理、成膜
処理、エッチング処理等の多数の処理がなされて製造さ
れる。これらの処理工程において、半導体ウエハは複数
回にわたり繰返して熱処理を受ける。半導体ウエハを熱
処理するために加熱炉が用いられ、半導体ウエハを加熱
炉に出し入れする場合には、専用の石英ボートが使用さ
れる。一方、半導体ウエハを前工程から加熱炉まで搬送
する場合には、専用の収納容器（キャリア）が使用され
る。通常、１個のキャリアには１ロット最大２５枚の半
導体ウエハが収容されている。

【０００３】半導体ウエハの取扱いにおいては、汚染防
止のためにオペレータの手が半導体ウエハに直接触れる
ことが禁止されている。このため、専用のウエハ移し換
え装置が、加熱炉の付帯装置として炉口近傍に設置さ
れ、移し換え装置により自動的に半導体ウエハをキャリ
アから石英ボートに移し換えるようになっている。ウエ
ハ移し換え装置は、キャリアが載置されるキャリアステ
ージ、石英ボートが載置されるボートステージ、半導体
ウエハをキャリアステージからボートステージへ移送し
て石英ボートにローディングするローディング装置等を
有している。

【０００４】移し換え装置により半導体ウエハをキャリ
アから石英ボートに移し換える場合は、複数のキャリア
をキャリアステージ上に配列し、第１番目のキャリア内
の半導体ウエハの全体を突き上げ装置で突き上げて半導
体ウエハをキャリアより上方に持ち上げ、これらを把持
装置で挟み込み、ボートステージ上の石英ボートに搬送
し、把持部を開いて石英ボート上に半導体ウエハを載置
する。同様の操作により第２番目以降のキャリアから半
導体ウエハを次々に石英ボートに移し換え、石英ボート
に半導体ウエハを満載する。次いで、石英ボートを炉内
に挿入する。このような移し換え装置における一連の動
作は、あらかじめ設定されたプログラミングに基づいて
コンピュータ制御されるようになっている。

【０００５】石英ボートは、拡散、ＣＶＤ等の種々の処
理の種類によって半導体ウエハの配列ピッチが異なるこ
とがある。そのため、石英ボートには、適用に応じて半
導体ウエハの載置溝の配列ピッチが異なる各種のものが
存在している。例えばＣＶＤの場合は、ガスの回り込み
を良くするために、他の場合よりも半導体ウエハの配列
ピッチを広くする必要がある。また、加熱炉内でＣＶＤ
等を行わずに単に均一に加熱する条件の場合は、半導体
ウエハの配列ピッチを狭くする場合もある。

【０００６】このように配列ピッチの異なる石英ボート
に対して適正な配列ピッチで半導体ウエハを移載するた
めに、配列ピッチ変換装置が使用される。例えば特開昭
６２−１６９４４０号公報には、キャリアと石英ボート
との間で半導体ウエハを自動的に移載する装置が開示さ
れ、特公昭６２−５３９４５号公報には、石英ボート上
の半導体ウエハの配列ピッチを変更するため半導体ウエ
ハを１枚１枚取り出し、ピッチ変換用容器に収納し、そ
の後一括して石英ボートに移載する装置が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６２−
１６９４４０号公報および特公昭６２−５３９４５号公
報の装置は、いずれも配列ピッチの精度がいまだ不十分
である問題がある。そこで、本発明は高い精度で配列ピ
ッチを変換することができる板状体の配列ピッチ変換装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の装置は、平行に配列された多数の板状体の
配列ピッチを変換する板状体の配列ピッチ変換装置にお
いて、ガイド軸と、このガイド軸に移動可能に保持され
た多数の板状体保持部材と、ガイド軸の一方の最端に位
置する板状体保持部材に固定された駆動アームと、この
駆動アームを移動させる、当該駆動アームが螺合されて
回転する駆動軸とを備えてなり、隣接する板状体保持部
材同士は同一の大きさの２枚のリンクプレートにより連
結され、このリンクプレート間を連結する連結軸にスラ
イドローラが設けられ、このスライドローラに当接する
ガイド棒が前記ガイド軸に平行に配置され、このガイド
棒をスライドローラに常に当接するように弾性的に押圧
する押圧機構が設けられていることを特徴とする。ま
た、前記駆動軸は右ネジを有する第１の軸と左ネジを有
する第２の軸とが同軸に連結固定されてなり、 ガイド軸
の一方の最端に位置する板状体保持部材に固定した第１
の駆動アームが第１の軸に螺合され、ガイド軸の他方の
最端に位置する板状体保持部材に固定した第２の駆動ア
ームが第２の軸に螺合されていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】隣接する板状体保持部材を連結する同一の大き
さの２枚のリンクプレート間を連結する連結軸に設けら
れたスライドローラは、駆動軸の回転により板状体保持
部材の間隔が変化すると、上下に移動する。各スライド
ローラは、押圧機構により押圧されたガイド棒に常に当
接しているので、各スライドローラの位置が同一レベル
で揃ったものとなり、その結果、隣接する板状体保持部
材間の間隔が同一となる。従って、板状体保持部材は常
に等間隔で配列ピッチが変換される。駆動軸が右ネジを
有する第１の軸と左ネジを有する第２の軸とが同軸に連
結固定されている構成では、駆動軸が回転すると、第１
の軸は右ネジ、第２の軸は左ネジであるため、これらに
螺合された第１の駆動アームおよび第２の駆動アームの
移動方向は反対方向となる。従って、ガイド軸の一方お
よび他方の最端に位置する板状体保持部材は第１の駆動
アームおよび第２の駆動アームにより接近または離間す
る方向に同時に移動されることになるので、一方の板状
体保持部材のみを移動させた場合に比べて所定の配列ピ
ッチに変換するための所要時間が１／２に減少する。ま
た、駆動アームは、駆動軸のネジの送りピッチによって
かなり精密に移動距離を設定できるので、エアシリンダ
等を駆動手段として使用する場合に比べて、配列ピッチ
の精度が高くなる。また、ピッチ間隔を無段階に変換す
ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。以下の実施例は、板状体として半導体ウエハ
を用いた例である。半導体ウエハの移し換えのプロセス
を図４によって具体的に説明すると、移載装置本体９５
上にあるキャリアステージ９６に位置されたキャリアＣ
内の半導体ウエハＷは、図５の如く下方に配置された突
き上げ装置９７により、そのままの配列ピッチでキャリ
アＣから上方に離間するように突き上げられる。突き上
げられた半導体ウエハＷは、同一の配列ピッチを有する
把持装置９８により把持され、本実施例の板状体配列ピ
ッチ変換装置９９に移し換えられる。このときの板状体
配列ピッチ変換装置９９の配列ピッチはキャリアと同じ
３／１６インチである。この板状体配列ピッチ変換装置
９９により例えばキャリアの２倍の６／１６インチの配
列ピッチとなるように半導体ウエハＷの配列ピッチが変
換される。配列ピッチが変換された半導体ウエハＷは、
例えば３／１６インチの配列ピッチを有する把持装置９
８により把持され、６／１６インチの配列ピッチの保持
溝を有する石英ボートＢに移し換えられる。この場合、
配列ピッチが変換された半導体ウエハＷは、２回の移載
工程で石英ボートＢへ移載される。この石英ボートＢは
図示しない加熱炉に収納されて各種の熱処理が行われ
る。

【００１１】図１は、本実施例の装置の説明用正面図、
図２は説明用側面図、図３はリンク機構の説明用平面図
である。側板１１，１２間にガイド軸２１が平行に伸び
るように配置されている。ガイド軸２１にはリンク機構
７により移動可能に多数の板状体保持部材３が保持され
ている。

【００１２】板状体保持部材３の上部にはフッ素樹脂か
らなる半導体ウエハＷの保持部３１が設けられており、
この保持部３１の保持溝に半導体ウエハＷが載置され
る。底板１３側には、右ネジを有する第１の軸４１と左
ネジを有する第２の軸４２とが中央で連結部材４３によ
り同軸に連結固定された駆動軸４が配置され、その両端
が底板１３に固定された軸保持部材４４，４５により回
転できるように保持されている。駆動軸４の中央にも軸
保持部材４６が設けられている。駆動軸４には、その回
転量を検出するエンコーダ４７が設けられている。

【００１３】最右端の板状体保持部材３Ａと最左端の板
状体保持部材３Ｂにそれぞれ第１の駆動アーム５Ａ，５
Ｂが固定されている。第１の駆動アーム５Ａは第１の軸
４１に螺合され、第２の駆動アーム５Ｂは第２の軸４２
に螺合されている。軸４１，４２が回転すると駆動アー
ム５Ａ，５Ｂが接近または離間する方向に移動する。駆
動軸４の一端にはプーリ６１が固定され、このプーリ６
１と駆動モータ６２の回転軸６３との間に駆動ベルト６
４が設けられている。前記駆動モータ６２は、前記エン
コーダ４７の出力信号により、所定の回転数量に図示し
ない制御回路により制御される。

【００１４】板状体保持部材３，３同士はリンク機構７
によって連結されている。このリンク機構７は、板状体
保持部材３に設けた軸７１と、この軸７１に回動可能に
設けたリンクプレート７２を有し、隣接する板状体保持
部材３，３間には２枚のリンクプレート７２が配置さ
れ、これらのリンクプレート７２同士も回動可能に連結
軸７３で連結されている。板状体保持部材３に設けられ
た各軸７１とガイド軸２１との離間距離はすべて同一で
あり、各リンクプレート７２も同一の大きさのものが使
用され、リンクプレート７２同士を連結する各連結軸７
３は板状体保持部材３，３間の中心に位置されている。

【００１５】連結軸７３には、スライドローラ７４が設
けられ、各スライドローラ７４に当接するガイド棒８が
ガイド軸２１に平行に配置されている。このガイド棒８
は、各スライドローラ７４に常に当接するように押圧機
構９により弾性的に押圧されている。押圧機構９は、１
つのガイド棒８に対して２箇所に設けられている。各押
圧機構９においては、底板１３から垂立する２本のスラ
イド軸９１が設けられている。このスライド軸９１は下
部の軸受け９２に対して上下にスライド移動できるよう
になっている。２本のスライド軸９１の上端には押圧部
材９３が固定され、この押圧部材９３の上面がガイド棒
８に常に当接するように、スライド軸９１にスプリング
９４が設けられている。

【００１６】次に、本実施例に係る装置の動作について
説明する。駆動軸４が回転して、第１の駆動アーム５Ａ
が図１の右側に移動し、第２の駆動アーム５Ｂが左側に
移動すると、板状体保持部材３，３間の配列ピッチが広
がる。逆に、第１の駆動アーム５Ａが左側に移動し、第
２の駆動アーム５Ｂが右側に移動すると、板状体保持部
材３，３間の配列ピッチが狭くなる。配列ピッチは、無
段階で変更でき、駆動軸４の回転量によって厳密に制御
できる。

【００１７】第１の駆動アーム５Ａを左側に、第２の駆
動アーム５Ｂを右側に移動させると、リンクプレート７
２，７２同士の連結軸７３の位置が図１の下方に移動す
るが、当該連結軸７３に設けられたスライドローラ７４
が、スプリング９４により押圧されているガイド棒８に
常に当接しているので、各スライドローラ７４のガイド
軸２１に対する距離がすべて同一となる。従って、各ス
ライドローラ７４は板状体保持部材３，３間の中央に常
に位置するようになり、板状体保持部材３の配列ピッチ
が均等となる。図１の実線で示す状態は、第１の駆動ア
ーム５Ａと第２の駆動アーム５Ｂとの間隔が最大の時を
示し、半導体ウエハＷの配列ピッチが最大となる時であ
る。図１の点線で示す状態は、第１の駆動アーム５Ａと
第２の駆動アーム５Ｂとの間隔が最小の時を示し、各板
状体保持部材が半導体ウエハＷの厚み以上開けた状態で
配列ピッチが最小となる時である。万が一このユニット
上でウエハ割れが生じた場合、板状体保持部材間にウエ
ハが挟まれ、装置に損傷を与える可能性があるため，最
小ピッチ（３／１６インチ）になっても保持部材間のす
きまがウエハの厚み以上あくように保持部材間の板厚を
設計している。

【００１８】本実施例の板状体配列ピッチ変換装置によ
れば、板状体保持部材３はリンク機構７によりガイド軸
２１に沿って移動するが、板状体保持部材３，３同士を
連結する２枚のリンクプレート７２の連結軸７３に設け
られたスライドローラ７４がスプリング９４により押圧
されたガイド棒８に当接しているため、常に板状体保持
部材３，３間の中央に位置するようになる。従って、板
状体保持部材３の配列ピッチを高い精度で均等にでき
る。

【００１９】本実施例の板状体配列ピッチ変換装置は、
半導体ウエハの加熱炉システムに好適に使用することが
できる。半導体ウエハの搬送に使用されるキャリアに
は、通常、３／１６インチの配列ピッチで２５枚の半導
体ウエハが収納される。キャリア内の半導体ウエハは、
石英ボートに移し換えられて熱処理に付されるが、石英
ボートにおける半導体ウエハの配列ピッチとしては、３
／１６インチ、６／１６インチ、９／１６インチの３種
類が広く採用されている。配列ピッチがキャリアの２倍
の６／１６インチ、３倍の９／１６インチの石英ボート
に半導体ウエハを移し換える場合には、本実施例の板状
体配列ピッチ変換装置を好適に用いることができる。

【００２０】本発明の板状体配列ピッチ変換装置は、駆
動モータ６２の回転制御によりピッチ間隔を無段階に容
易にかつ高い精度で変換することができるので、多種多
様の熱処理にも適用することができる。本発明の板状体
配列ピッチ変換装置は、縦型、横型のいずれの加熱炉に
も適用することができる。本発明の板状体配列ピッチ変
換装置は、半導体製造装置のみならず、ＬＣＤ製造装置
等にも適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の板状体配列ピッチ変換装置によ
れば、板状体の配列ピッチを高い精度で変換することが
できる。本発明の板状体配列ピッチ変換装置によれば、
板状体の配列ピッチを迅速に変換することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る板状体配列ピッチ変換装
置の説明用正面図である。

【図２】本発明の実施例に係る板状体配列ピッチ変換装
置の説明用側面図である。

【図３】本発明の実施例に係る板状体配列ピッチ変換装
置におけるリンク機構を示す説明用平面図である。

【図４】半導体ウエハの移載装置の概略を示す斜視図で
ある。

【図５】移載装置における突き上げ装置および把持装置
の説明図である。

【符号の説明】

Ｗ 半導体ウエハ １１，１２ 側
板 １３ 底板 ２１ ガイド軸 ３ 板状体保持部材 ３Ａ，３Ｂ 両
端の板状体保持部材 ３１ 保持部 ４ 駆動軸 ４１ 第１の軸 ４２ 第２の軸 ４３ 連結部材 ４４，４５，４
６ 軸保持部材 ４７ エンコーダ ５Ａ 第１の駆
動アーム ５Ｂ 第２の駆動アーム ６１ プーリ ６２ 駆動モータ ６３ 回転軸 ６４ 駆動ベルト ７ リンク機
構 ７１ 軸 ７２ リンクプ
レート ７３ 連結軸 ７４ スライド
ローラ ８ ガイド棒 ９ 押圧機構 ９１ スライド軸 ９２ 軸受け ９３ 押圧部材 ９４ スプリン
グ ９５ 移載装置本体 ９６ キャリア
ステージ ９７ 突き上げ装置 ９８ 把持装置 ９９ 板状体配列ピッチ変換装置 Ｃ キャリア Ｂ 石英ボート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B65G 1/00 547 B65G 1/00 549

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行に配列された多数の板状体の配列ピ
   ッチを変換する板状体の配列ピッチ変換装置において、 ガイド軸と、このガイド軸に移動可能に保持された多数
   の板状体保持部材と、ガイド軸の一方の最端に位置する
   板状体保持部材に固定された駆動アームと、この駆動ア
   ームを移動させる、当該駆動アームが螺合されて回転す
   る駆動軸とを備えてなり、 隣接する板状体保持部材同士は同一の大きさの２枚のリ
   ンクプレートにより連結され、このリンクプレート間を
   連結する連結軸にスライドローラが設けられ、このスラ
   イドローラに当接するガイド棒が前記ガイド軸に平行に
   配置され、このガイド棒をスライドローラに常に当接す
   るように弾性的に押圧する押圧機構が設けられているこ
   とを特徴とする板状体の配列ピッチ変換装置。
2. 【請求項２】 前記駆動軸は右ネジを有する第１の軸と
   左ネジを有する第２の軸とが同軸に連結固定されてな
   り、 ガイド軸の一方の最端に位置する板状体保持部材に固定
   した第１の駆動アームが第１の軸に螺合され、ガイド軸
   の他方の最端に位置する板状体保持部材に固定した第２
   の駆動アームが第２の軸に螺合されていることを特徴と
   する 請求項１に記載の板状体の配列ピッチ変換装置。