JPH01230242A - 半導体基板の搬送機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体基板を真空装置に装填し、自動的に移動させて物
理的な処理を行う１般送機構に関し、搬送する半導体基
板の位置精度を向上することを目的とし、 半導体基板を搭載した基板ホルダをトランスファロッド
の先端に置き、該基板ホルダを第１の真空室より第２の
真空室に搬送する機構が、トランスファロッドとロッド
ストッパ支持台とを搬送室内に、また該トランスファロ
ッドを駆動する外部磁石の摺動機構を搬送室の上部に備
えて構成されており、前記トランスファロッドが上部に
内部磁石と下部に二個のロッドストッパを備え、また・
前記ロッドストソバ支持台が両端にロッドストッパ受け
を備えて構成され、外部磁石の移動により内部磁石を備
えたトランスファロッドが支持ベアリングにより保持さ
れて搬送室内を摺動し、該トランスファロッドの下部に
備えたロッドストッパがロッドストッパ支持台に設けら
れているロッドストッパ受けに摺動降下してトランスフ
ァロッドの移動を停止して位置決めする搬送機構を備え
て構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体基板の搬送機構に関する。

ＩＣ，１，ＳＩや半導体レーザなどの半導体デバイスを
構成する半導体材料にはシリコン（Ｓｉ）で代表される
単体半導体とガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウムＷ
（ＩｎＰ）で代表される化合物半導体とがある。

そして、単結晶からなるそれぞれのロンド状の材料を５
００μｍ程度の厚さに切り出した後、研磨や洗滌などの
表面処理を施して半導体基板（ウェハ）を作り、このウ
ェハに薄膜形成技術、イオン注入技術、写真蝕刻技術（
フォトリソグラフィまたは電子線リソグラフィ）を施し
てデバイスが形成されている。

そして、これらの技術は何れも自動化されており、多数
のウェハをカートリッジなどに装填した状態で各種の自
動化された製造装置に順次供給することにより各ウェハ
上に多数の半導体素子が作られている。

こ−で、製造装置はそれぞれウェハの搬送機構を備えて
形成されているが、ウェハ上に微細パターンを歩留まり
良く形成するためには搬送機構の位置精度が高いことが
必要である。

〔従来の技術〕

先に記したように、自動化された半導体製造装置にはそ
れぞれウェハの搬送機構が設けられており、ウェハはカ
ートリッジ或いは手動により一枚づつ供給され、搬送さ
れて処理室に到り、処理が施された後は再び搬送されて
装置から取り出されている。

以下、製造装置の代表例として分子線エピタキシャル装
置（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｉａ
ｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ略してｉＢＥ装置）をとり、こ
の搬送機構について説明する。

第３図は本発明を適用したＭＢＥ装置の第１の真空室（
以下略して搬入室）１と第２の真空室（以下略して準備
室）２との装置構成を示す断面図であるが、左側の搬送
室３の構成を除いて従来構造と違わない。

ＭＢＥ装置は１０−”　ｔｏｒｒ程度の高真空中で被処
理基板上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる装
置であり、エピタキシャル成長が超高真空で行われるた
めに、ウェハ４をインジウム（Ｉｎ）系の接着剤で接着
した基板ホルダ５が搬入される搬入室ｌと図示を省略し
たエピタキシャル成長室との間に準備室２を置いてエピ
タキシャル成長室の環境変化を防いでいる。

すなわち、基板ホルダ５に接着されたウェハ４は下向き
にした状態で破線７で示した紙面手前の方向から１−ラ
ンスフアロラド６の先端位置に載置される。

この状態においては搬入室１と搬送室３は大気圧であり
、１０−’　ｔｏｒｒ程度に排気されている準備室２と
はゲートバルブ８により遮断されている。

基板ホルダ５をトランスファロッド６に装着した後は基
板ホルダ５の挿入路にあるゲートバルブを閉じ、排気系
を動作させて排気口９より排気し、搬入室１と搬送室３
の真空度を１０−’　ｔｏｒｒ程度に保つ。

次に、ゲートバルブ８を開き、トランスファロッド６を
準備室２まで移動させた後、ベローズを備えた支持台１
０によりウェハ４を搭載した基板ホルダ５を受け、一方
トランスファロソド６は従来位置まで後退した状態でゲ
ートバルブ８が閉じられる。

準備室２は以上の受は渡し操作により真空度が低下して
おり、排気により１０−”　ｔｏｒｒ程度に減圧した後
は図示を省略した搬送機構により紙面の向こう側に設け
られている成長室に搬送して位置決めして分子線照射が
行われ、ウェハ４の上に化合物半導体層がエピタキシャ
ル成長される。

そしてエピタキシャル成長が終わった後は、ウェハ４を
搭載した基板ホルダ５は成長室−準備室−Ｓ出室と順次
に搬送されて装置より取り出されている。

このようにウェハ４は自動的に搬送されて処理が行われ
ているが、製造歩留まりを向上するには搬送装置の位置
精度の確保が必要であって第３図において、搬入室１か
ら搬送されてきた基板ホルダ５を支持台１０が受ける際
の位置精度として±０゜５■鵬が要求されている。

第２図は従来の搬送機構を示す断面図であって、搬送室
３の中には支持ベアリング１２により上下を支持されて
トランスファロッド６が左右に摺動可能に設けられてお
り、この上には内部磁石１３が固定している。

また、搬送室３の上部には複数の巻き上げリール１４と
外部磁石１５とがあり、ワイヤ１６で接続されている外
部磁石１５は巻き上げリールＩ４を通じてモータで牽引
することにより前後に移動するよう構成されている。

そして、モータ駆動により外部磁石１５が移動すると内
部磁石１３が吸引されて追随することからトランスファ
ロッド６が移動する機構を用い、この先に載置した基板
ホルダの搬送が行われている。

然し、トランスファロッド６の移動には摩擦を伴うこと
や、支持ベアリング１２の回転がスムーズに行かない場
合には追随が完全には行われず、そのため士Ｑ、５ｍｍ
の位置精度を保つことは困難であった０ 〔発明が解決しようとする問題点〕 以」二記したように半導体装置におけるウェハの１殿送
には高い位置精度が必要であり、搬送機構としてトラン
スファロッドの先端部にウェハを搭載した基板ホルダを
載置し、磁石相互の吸引力を利用して搬送を行っている
が、トランスファロッドの摺動時の摩擦やベアリングの
動作不良などが原因して±０．５鶴の位置精度の確保が
難しいことが問題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は半導体基板を搭載した基板ホルダをトラン
スファロッドの先端に置き、該基板ホルダを第１の真空
室より第２の真空室に搬送する機構が、トランスファロ
ッドとロッドストッパ支持台とを搬送室内に、また該ト
ランスファロッドを駆動する外部磁石の摺動機構を搬送
室に備えて構成されており、前記トランスファロッドが
該外部磁石に対向配設される内部磁石と下部にロッドス
トッパを備え、また、前記ロッドストッパ支持台が両端
にロッドストッパ受けを備えて構成され、外部磁石の移
動により内部磁石を備えたトランスファロッドが搬送室
内を摺動し、該トランスファロッドの下部に備えたロッ
ドストッパがロッドストッパ支持台に設けられているロ
ッドストッパ受けに摺動降下してトランスファロッドの
移動を停止して位置決めする半導体基板の搬送機構の使
用により解決することができる。

〔作用〕

本発明はトランスファロッドの移動距離が決まっている
ことから、トランスファロッドの移動を磁石相互の吸引
力によるだけではなく、機械的なストッパをも用いて行
うものである。

すなわち、半導体装置の搬送のように移動する軌道は決
まっており、移動距離のずれが問題となる場合には機械
的なストッパを用いればずれの問題を解消することがで
きる。

本発明はトランスファロッドにロッドストッパを設ける
と共に搬送室の中にロッドストッパ支持台を設け、これ
にロッドストッパ受けを設けるもので、これによりトラ
ンスファロッドの移動を正確に規制するものである。

第１図は本発明に係る搬送機構を説明する断面図であっ
て、同図（Ａ）はトランスファロッド１７が摺動中の状
態を、また同図（Ｂ）はストップ機構が動作した状態を
示す断面図である。

こ＼で、本発明の特徴は搬送室３の中にロッドストッパ
受け１８をもつロッドストッパ支持台１９があること＼
、トランスファロッド１７にロッドストッパ２０を備え
ていることであり、ロッドストッパ２０は（契形の断面
をもつ金属体で構成されていて切削加工されたトランス
ファロッド１７の角穴に嵌合する形で収納され、模形の
先端は常に口・ノドストッパ支持台１９の表面に沿って
摺動している。

また、ロッドストッパ受け１８はロッドス１−ソバ２０
と同一の断面形状をもつ溝で、ロッドストッパ２０から
トランスファロッド１７の移動距離だけ隨れた位置に設
けられている。

この搬送機構としては従来のように外部磁石１５が−の
方向に摺動すると内部磁石１３が吸引されて動き、これ
によりロッドストッパ２０はロッドストッパ支持台１９
の上を摺動してゆく。（以上同図Ａ）　　そして、ロッ
ドストッパ２０がロッドストッパ受け１８にか−るとロ
ッドストッパ２０は自重により次第に降下しロッドスト
ッパ受け１８に嵌合すると自動的にトランスファロッド
１７の摺動は止まり、この位置はトランスファロッド１
７の先端に設けた基板ホルダに決められている停止位置
である。

（以上同図Ｂ） このような方法を用いることにより位置精度の高いウェ
ハの搬送が可能となる。

〔実施例〕

第３図はＭＢＥ装置の搬送室に本発明を適用したもので
、搬送室３の中には支持ベアリング１２により摺動する
トランスファロッド１７（従来機構では６）があり、こ
の上には従来のように内部磁石１３があり、下側には二
個のロッドストッパ２０．２０　　′が設けられていて
移動距離を規制している。

また、その下にはロッドストッパ支持台１９があり、そ
の両端にはロッドストッパ受け１８．１８　　′が設け
られている。

また、搬送室３の上には従来のように複数の巻き上げリ
ールＩ４を用いてワ・イヤ１６により駆動する外部磁石
１５が備えられている。

そして、図の状態ではトランスファロッド１７は左端に
位置してウェハ４を接着した基板ホルダ５の搭載を行っ
ているが、この基板ホルダ５を準備室に搬送するには１
−ランスファロソド１７の下面についているロッドスト
ッパ２０′がロッドストッパ支持台１９に設けであるロ
ッドストッパ受け１８に落ち込み嵌合するまでモータに
より磁石１５を右側に摺動させればよい。

このような方法をとることによりウェハ４の位置決めは
必要とする±０．５　ｗ以内の位置精度で行うことがで
き、製品の歩留まりを向上することができる。

〔発明の効果〕

本発明の実施によりウェハの搬送を位置精度よく行うこ
とができ製造歩留まりの向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、　　（Ｂ）は本発明に係る搬送機構を説
明する断面図、 第２図は従来の搬送機構を示す断面図、第３図は本発明
を適用したＭＢＥ装置の搬送機構を示す断面図、 である。 図において、 １は搬入室（第１の真空室）、 ２は準備室（第２の真空室）、 ３は搬送室、　　　　　　　４はウェハ、５は基板ホル
ダ、 ６．１７はトランスファロッド、 １２は支持ベアリング、　　　１３は内部磁石、１４は
巻き上げリール、　　　１５は外部磁石、１８．１８　
　′はロッドストッパ受け、１９はロッドストッパ支持
台、 ２０．２０　　′はロッドストッパ、 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体基板（４）を搭載した基板ホルダ（５）をトラ
   ンスファロッド（６）の先端に置き、該基板ホルダ（５
   ）を第１の真空室（１）より第２の真空室（２）に搬送
   する機構が、 トランスファロッド（１７）とロッドストッパ支持台（
   １９）とを搬送室（３）内に、また該トランスファロッ
   ド（１７）を駆動する外部磁石（１５）の摺動機構を搬
   送室（３）に備えて構成されており、前記トランスファ
   ロッド（１７）が該外部磁石（１５）に対向配設される
   内部磁石（１３）と下部にロッドストッパ（２０、２０
   ′）を備え、 また、前記ロッドストッパ支持台（１９）が両端にロッ
   ドストッパ受け（１８、１８′）を備えて構成され、外
   部磁石（１５）の移動により内部磁石（１３）を備えた
   トランスファロッド（１７）が搬送室（３）内を摺動し
   、該トランスファロッド（１７）の下部に備えたロッド
   ストッパ（２０、２０′）がロッドストッパ支持台（１
   ９）に設けられているロッドストッパ受け（１８、１８
   ′）に摺動降下してトランスファロッド（１７）の移動
   を停止して位置決めすることを特徴とする半導体基板の
   搬送機構。