JPH01238135A - ウエハ搬送装置 - Google Patents

ウエハ搬送装置

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JPH01238135A
JPH01238135A JP63065421A JP6542188A JPH01238135A JP H01238135 A JPH01238135 A JP H01238135A JP 63065421 A JP63065421 A JP 63065421A JP 6542188 A JP6542188 A JP 6542188A JP H01238135 A JPH01238135 A JP H01238135A
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wafer
wafers
relay
handling mechanism
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Hiroshi Sagara
相楽 広
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Fuji Electric Co Ltd
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体ウェハ(以下ウェハという)のCVD
処理工程やエツチング処理工程、あるいは検査工程等に
用いられるウェハ搬送装置の構成に関する。
〔従来の技術〕
従来より、半導体製造装置に組み込まれウェハの搬送を
行うウェハ搬送装置の一つに第6図に示すものがある。
以下、図面をもとにその構成および作用を説明する。
第6図において、2はウェハ収納溝2aを有するウェハ
カセットで、その内部には複数のウェハ1が一枚づつ表
面(プロセス処理側面)を上方に向けて水平かつ等間隔
に収納されている。また、4は昇降ステージでその下部
には昇降ネジ軸5とガイド軸6が取り付けられている。
この昇降ネジ@5は昇降駆動用のモータM、によって回
転される歯車7と噛み合う歯車8のネジ切り!l!8a
に係合し、歯車8とベアリング9を介してベース1゜に
支持されており、ガイド軸6は、ペース10の嵌合部1
0aK嵌合するようにして支持されている。したがって
、モータM1が駆動されると、ネジの送り作用により、
昇降ステージ4は上昇または下降する。なお、歯車8に
は、ウェハカセット2のウェハ収納溝2aのピッチに相
当する分だけ昇降ステージ4が昇降したときの歯車80
回転角に対応するスリットを切った円板3が取り付けら
れており、このスリットを光電センサー、あるいは静電
容量型センサー等のセンサー11で検出シ、その信号を
もとにモータ看を駆動、停止させることによって、昇降
ステージ4がウェハカセット2のウェハ収納溝ピッチに
相当する距離づつ昇降するようになっている。
一方、12はウェハ1を支持するウェハ支持部である。
このウェハ支持部12には真空吸着口13とそれに連通
ずる環状孔14とが設けられている。
また、19はウェハ支持部12を水平面内で移動させる
移動手段で、ウェハ支持部12の下部に取り付けた方向
変換用の回転アクチエエータ15と、一端に固着された
歯車17を有し、回転アクチエエータ15c/)ネジ切
り部15aに係合する送りネジ11316と、歯車17
に噛み合う歯車18を回転させる前後躯動用のモータM
、とがら構成されている。このため、モータM、が駆動
されると、ウェハ支持部12は前進または後退する。
上述の如(構成されたウェハ搬送装置によって、次のよ
うにウェハlの搬送が行われる。すなわち、まず、ウェ
ハカセット2の設置されている昇降ステージ4が最も上
昇した状態にセットされる。このとき、ウェハ支持部1
2上端の高さ位置は、ウェハカセット2に収納された最
下部のウェハ1の高さ位置より、ウェハ収納溝ピッチ分
だけ下に位置するように調整されている0次に、モータ
M。
が駆動され、ウェハ支持部12が送りネジ軸16に沿っ
て前進をはじめ、ウェハカセット2内に進入し、所定の
位置で停止する。そして、モータM。
が駆動され、昇降ステージ4がウェハ収納溝ピッチ分だ
け下降して停止すると、ウェハ1の裏面がウェハ支持部
12の上端に当接する。ここで、ウェハ1により塞がれ
た真空吸着口13内の空気が環状孔14から真空ポンプ
(図示せず)等で排気され、真空吸着口13内が負圧に
なると、ウェハ1は真空吸着口13に吸着され、ウェハ
支持部12に固定される。この状態で、モータM、が逆
回転枢動され、ウェハ支持部12が後退をはじめ、所定
の位置で停止する。さらに、回転アクチエエータ15が
所定の角度だけ回転することにより、ウェハ1は次のス
テージ曹ンヘ搬送される。そこで、ウェハ1に化学的処
理、あるいは物理的処理等が施される。以上の動作の繰
り返しによって、ウェハカセット2内の複数のウェハ1
を次のステージ1ンヘ搬送する。なお、ウェハカセット
2にウェハを収納する除には、上述の逆動作により、ウ
ェハカセット2のウェハ収納溝2aの最上段から順次ウ
ェハ1を挿入していくようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の如(構成された従来のウェハ搬送
装置にあっては、一定のサイズのウェハをウェハカセッ
トからウェハカセットへと搬送するだけの場合は問題が
無いにし【も、サイズの異なるウェハを搬送しようとす
る場合には、ウェハ1のサイズととにウェハカセット2
の大きさ、ウェハ収納@2aのピッチ、およびウェハ支
持部12の前後移動距離等が異なるために、例えは、ス
リットを切った円板3の取り替えやウェハ支持部120
前後移動距離の調整等の作業な必斐とし、ときには、昇
降手段20とウェハカセット2からなるカセット昇降ユ
ニット21および移動手段19を全て交換しなければウ
ェハサイズの変更に対応テきないという欠点がある。そ
して、これらの作業は装置を停止させた状態で行わなけ
ればならず、頻繁にウェハサイズの変更がある場合には
、ロスタイムおよび交換コストが発生しコストアップに
つながるばかりか、装置の稼動率も著しく低下してしま
うことになる。
ウェハサイズの変更に対応するという点だけに層目する
ならば、従来より、第7図に示すようなウェハの搬送方
法、すなわち、サイズの異なるウェハIA〜IDのそれ
ぞれに適合するカセット昇降ユニツ)21A〜21Dと
複数台Q)移動手段19を配置するとともに移動手段1
9を間に挾んでカセット昇降ユニツ)21A〜21Dと
対向する位置に搬送ベルト22を配置し、搬出したウェ
ハIA〜IDを搬送ベルト22上に載置して次のステー
ジ田ンへ搬送するという方法が周知であるが、このよう
な搬送方法にあっては、高価なカセット昇降ユニy )
 21 A〜21Dおよび移動手段19を数多く必要と
するのでコストアップにつながるばかりか、水平面内で
旋回運動を行う複数台の移動手段が広いスペースを必要
とするので装置の小型化が困難であるという問題がある
。また、搬送ベルト21上KialftされたウェハI
A〜IDは不安定な状態であり、次のステーションへの
確実な搬送を行うことができず、正確なウェハIA〜I
Dの位置決めが困難であるという問題がある@この発明
は上述の問題点に!みなされたもので、その目的とする
ところは、段取り替えをすることなくサイズの異なる複
数種のウェハを確実に次のステージ曹ンへ搬送すること
が可能で、しかも位置決め精度の高いコンパクトなウェ
ハ搬送装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、ウェハを真空吸着する支持台と、この支
持台を前後方向、上下方向、及び水平旋回方向に移動さ
せる駆動部とを備える第1のハンドリング機構と、前記
第1のハンドリング機構の支持台の旋回中心からの距離
が等しくなるように同一円周上に配置され互いにサイズ
の異なるウェハを収納する複数種のウェハカセット、あ
るいはサイズの異なるウェハのそれぞれに適合する複数
の円形状の凹溝が上部側に段状に形成された搭載台のい
ずれか一方、または両方とからなるウェハ供給ステージ
嘗ンと、サイズの異なるウェハのそれぞれに適合する複
数の円形状の凹溝が上部側に段状に形成された中継台と
、この中継台を上下方向に移動させる駆動部とを備え、
前記第1のハンドリング機構との間でクエへの受け渡し
を行う中継受け渡し機構と、サイズの異なるウェハのそ
れぞれに適合する複数の円形状の凹溝が上部側に段状に
形成されるとともに前記中継受け渡し機構の中継台に載
置されたウェハの下方に進入可能な移送台と、この移送
台を前後方向及び水平旋回方向に移動させる駆動部とを
備え、前記中継受け渡し機構との間でクエへの受け渡し
を行う第2i7〕ハンドリング機構とからなるウェハ搬
送装置により達成される。
〔作 用〕
上記の如く構成された本発明に係るウェハ搬送装置にお
いては、処理すべきウェハのサイズが指定されると、搬
送信号に基づいて第1のハンドリング機構が複数種のウ
ェハカセットのうちの一つあるいは搭載台から指定され
たサイズのウェハを搬出して中継受け渡し機構の中継台
に*置し、続いて第2のハンドリング機構が中継受け渡
し機構との共同操作により中継台に載置されたウェハを
受け取り、このウェハを次のステージ曹ンへと搬送する
。したがっ【、段取り替えをすることな(サイズの異な
る複数種のウェハを次のステージ曹ンへと搬送できる。
また、第1のハンドリング機構にあっては支持台の真空
吸着により、中継受け渡し機構及び第2ハンドリング機
構にあってはそれぞれ中継台及び移送台に形成された円
形状の凹溝により、ウェハを拘束しているので、精度の
高いウェハの位置決め及び確実なウェハの搬送を行うこ
とができる。
〔実施例〕
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。
第1図は本発明に係るウェハ搬送装置を上方から見た概
略平面図、第2図は第1図に示したウェハ搬送装置の要
部斜視図である。
第1図及び第2図において、23はウェハな吸着保持し
搬送する第1のハンドリング機構で、ウェハの裏面を吸
着するための真空吸着口24とこれに連通する環状孔2
5が設けられた薄板状のウェハ支持部26aとネジ軸2
8に係合する係合部26bを有する支持台26と、ネジ
1!1128を軸支するための軸受部27aを前後両端
に有するフレーム27と、支持台26を前後(図中X方
向)動、上下(図中Z方向)動、及び水平(図中0方向
)旋回動させる駆動部(図示せず)と、支持台26の環
状孔25に接続された真空源(図示せず)とから構成さ
れている。
30A〜30Dはそれぞれサイズの異なるウェハIA〜
IDを水平かつ等間隔に複数枚収納したウェハカセット
で、各々のウェハカセット30A〜30Dと第1のハン
ドリング機構23の旋回中心である図中00点との間の
距離がすべ【等しくなるように同一円周上に固定配置さ
れている。なお、ウェハカセット30A〜30Dの搬入
・搬出口29A〜29Dは旋回中心0点の方向を向いて
いる。
31はサイズの異なるウェハIA〜IDのそれぞれに適
合する円形状の凹溝32a〜32dが段状に形成される
とともに支持台26のウェハ支持部26aが進入できる
ように切り欠ぎ33が形成された搭載台で、上述のウェ
ハヵセッ)30A〜30Dと同一の円周上に固定配置さ
れている。そして、この搭載台31とウェハカセット3
0A〜30Dとから未処理ウェハを待機させておくウェ
ハ供給ステージ曹ン34が構成されている。なお、他の
ステージ曹ンで処理されたウェハは再びこのウェハ供給
ステージ曹ン34にもどる。
38はサイズの異なるウェハIA〜IDのそれぞれに適
合する円形状の凹溝36a〜36dが段状に形成される
とともに支持台26のウェハ支持部26aと後述する第
2のハンドリング機構42の移送台39が進入できるよ
5に切り火き37が形成された中継台35とこの中継台
35を上下(図中W方向)動させる駆動部(図示せず)
とから構成された中継受け渡し機構で、搭載台31と同
様にウェハカセット30A〜30Dと同一の円周上に固
定配置されている。
42は搭載台31及び中継台35と同様なサイズの異な
るウェハIA〜IDのそれぞれに適合する円形状の凹溝
40a〜40dが段状に形成された移送台39とこの移
送台39を前後(図中Y方向)動及び水平(図中0方向
)旋回動させる駆動部41とから構成された第2のハン
ドリング機構である。なお、本実施例において、第2の
ハンドリング機構42の駆動部41にはメカニカルパン
タグラフを適用しており、小さな占有スペースで移送台
39の長ストロークの移動が可能となっている。以下、
第3図及び第4図に基づいて、メカニカルパンタグラフ
の構成及び動作を詳細に説明する。第3図において、4
3は、伸縮駆動用のモータM、により回転される回転軸
で、プーリー44と歯車45が固着されている。この回
転軸43の中央部はベアリングを介して本体46に支持
され、上端部はベアリングを介して第1のアーム47の
一端に連結されている。48は歯車50が固着された連
結軸51と、プーリー52が固着された連結軸53を有
する第2のアームで、連結軸51は移送台39に、連結
軸53は第1のアーム47に1それぞれベアリングを介
して連結されている。また、54はプーリー44の駆動
力をプーリー52に伝達するためのタイミングベルトで
ある。な、お、第1のアーム47と第2のアーム48と
からなるアーム部49は対をなすようKして設けられて
おり、一対の歯車50と50、および一対の歯車45と
45が互いに噛み合うように配置されているので、モー
タM8が駆動されると、アーム部49は、第4図Ia)
〜(C)に示すような伸縮動を行う。すなわち、第4(
a)図はアーム部49を完全に伸ばした状態、第4(b
)図はアーム部49が縮んでいく状態、第4(C)図は
アーム部49が完全に縮んだ状態を示すものである。さ
らに、本体46がベアリングを介して基台57に固定さ
れたサポート55に支持され、本体46の最下部に形成
された歯車27aが旋回駆動用のモータM、により回転
される歯車56と噛み合っているのでモータM、を駆動
させることKより、本体46が回転し、アーム部49は
旋回を行う。したがって、モータM、およびモータM、
の駆動を制御すれは、移送台39を一定範囲の水平面内
で移動させることが可能である。
なお、駆動源となるモータとしては、パルスセータある
いはインダクシ謬ンモータ等が用いられる。
上記の如く構成された本発明に係るウエノ1搬送装置に
より次のようにウェハの搬送が行われる。
ここで、一定のサイズのウェハを連続的に多量に処理す
る場合はウェハカセット30A〜30Dのうちの一つを
使用し、毎葉的に小量を処理する場合には搭載台31を
使用する。ウエノ1の搬送にあたっては、まず、処理す
べきウエノ)を表面(プロセス処理面)を上方に向けた
状態でウエノ1カセット30A〜30Dのうちの適合す
る一つあるいは搭載台31に水平にセットしておく。い
ま、処理すべきクエへのサイズを指定すると、搬送信号
に基づいて第1のハンドリング機s23が動作を開始す
る。すなわち、支持台26が0点を中心として指定され
たサイズのウェハを収納しているウエハカセッ)30A
〜30Dの一つあるいは搭載台31に向かって旋回動し
、そのウェハ支持部26aがクエハカセッ)30A〜3
0Dの一つあるいは搭載台31と相対向する位置で停止
する。旋回停止後、支持台26はネジ軸28に沿って前
進を開始し、ウェハカセット30A〜30Dの一つある
いは搭載台31の切り欠き33の内部に進入し、ウェハ
支持部26の真空吸着口42の中心と指定されたサイズ
のウェハの中心が合致する位置で停止する。なお、支持
台26の高さは、そのウェハ支持部26の上端面がクエ
ハカセッ)30A〜30Dあるいは搭載台31に収納さ
れたウェハIA〜IDの裏面より下方に位置する高さに
予め調整されており、これにより、支持台26はスムー
ズにウェハカセット30A〜30Dの一つあるいは搭載
台31の内部に進入することができる。その後、クエへ
カセット内の支持台26は上昇し、そのウェハ支持部2
6aの上端面が指定されたサイズのウェハの裏面に当接
した時点で停止する。このとき、ウェハ支持部26aに
設けられている真空吸着口24が真空源により絶えず真
空吸引されているために、ウェハはウェハ支持部26a
に吸着固定される。ウェハが吸着固定されたことを不図
示の圧力スイッチ等の検出手段が検知すると、支持台2
6は後退を開始する。なお、搭載台31を使用している
場合には、ウェハ支持部26aの上端面とウェハの裏面
とが当接した後も支持台26は上昇を続け、ウェハ支持
部26aに吸着固定されたウェハが搭載台31に形成さ
れた一番大きなサイズのウェハに適合する凹溝18aの
上方に位置した時点で停止し、後退を開始するようにな
っている。
そして、所定の位置まで後退した支持台26は旋回動を
開始し、そのウェハ支持部26aが中継受け渡し機構3
8と相対向する位置で停止する。次いで、支持台26は
再び前進を開始し、ウェハ支持部26aに吸着固定され
たウェハの中心と中継受け渡し機構38の中継台35の
中心が合致する位置で停止する。なお、中継台35の高
さは、その上端が支持台26のウェハ支持部26aの上
端面より下方に位置する高さに予めvI4整されており
、これにより、支持台26の前進の際にウエノ1と中継
台35とが相互干渉するのを防止している。その後、支
持台26は下降を開始する。そして、支持台26のウェ
ハ支持部26aに吸着固定されたウェハがウェハサイズ
に適合する中継台35に形成された凹溝36a〜36d
のうちの一つに到達した時点で、ウェハ支持部26aの
真空吸着口24に通じる真空源が遮断されて別のバイパ
ス回路から大気が導入され、ウェハの吸着固定が解除さ
れる。支持台26はさらに下降を続けるが、ウェハ支持
部26上のウェハが中継台35に形成された門構36 
a〜36dの一つの底部に当接し中継台351C受け渡
されると同時に停止する。なお、第1のハンドリング機
構23の位置決め誤差およびウェハを吸着する際の左右
9前後方向の吸着誤着を考慮して、中継受け渡し機構3
8の中継台35の凹溝36a〜36dはその側面をテー
バ状に形成され【いる。受け渡し終了後、支持台26は
後退を開始し、所定の位置で停止する。次に、中継受け
渡し機$38を間に挾んで第1のハンドリング機構23
と対向するように配電された第2のノ・ンドリング機構
42が動作を開始する。すなわち、移送台39が前進を
開始し、中継受け渡し機構38の中継台35に形成され
た切り欠き37に沿ってウェハの下方に進入し、ウェハ
の中心と移送台39に形成した凹溝40a〜40dの中
心が合致する位置で停止する。移送台39の停止後、中
継受け渡し機#I38の中継台35が下降を開始し、中
継台35の凹溝36 a〜36dの一つの底部に載置さ
れているウェハが移送台39の凹溝40 a〜40dの
一つの底部に当接し、中継台35から移送台39ヘウエ
ハが受け渡しされる。なお、移送台39の凹溝40a〜
40dの側面も上記した中継台35の場合と同様の理由
でテーパ状に形成されている。
そして、受け渡し完了後、中継台35は下限位置まで下
降して停止する。中継台35が停止すると、ウェハを載
置した移送台39は後退を開始し、所定の位置に到達し
た時点で停止する。続いて、移送台39は処理ステージ
曹ン58に向かって旋回動した後、再び前進を開始し、
ウェハを処理ステージ四ン58へと搬送する。処理ステ
ージ膀ン58へ搬送されたウェハはそこで化学的処理あ
るいは物理的処理等を施された後に、上述した動作とは
逆の動作により、再びウェハ供給ステージ曹ンを構成し
ているウェハカセット30A〜30Dの一つあるいは搭
載台31に逆搬送される。
以上の動作の繰り返しにより、本発明に係るウェハ搬送
装置においては、ウェハのサイズを指定するだけで、段
取り替えをすることなくサイズの異なる複数種のウェハ
を連続的に処理することが可能である。
第5図は防塵対策を施した本発明に係るウェハ搬送装置
を示すもので、第1図及び第2図に示したウェハ搬送装
置と相違する点は、第1のハンドリング機構23と中継
受け渡し機構38との間、中継受け渡し機構38と第2
のハンドリング機構42との間、及び第2のハンドリン
グ機構42と処理ステージ1ン58との間にそれぞれ真
空仕切弁59a、59b、59cを設け、中継受け渡し
機構38、第2のハンドリング機構42、及び処理ステ
ージ嘗ン58をそれぞれ第1の真空準備室60、第2の
真空準備室61.及び真空処理室62内に収納した点に
ある。すなわち、室外大気側に配置されたウェハ供給ス
テージ冒ン34に待機しているウェハを、通常は真空圧
に保持されその内部に収納された中継受け渡し機構38
が室外の第1のハンドリング機構23との間でウェハの
受け渡しを行う時にのみ大気圧に開放される第1の真壁
準備室60と常時真空圧に保持されている第2の真空準
備室62とを経由して、真全処理室62内に収納された
処理ステージ嘗ン58へ搬送する構成としたことにより
、大気側から塵埃等の異物が真空処理室62内に侵入す
るのを確実に防止することが可能になり、ウェハの良品
率は大幅に向上する。さらに、大気圧状態と真空圧状態
とを交互に繰り返えす第1の真空準備室60は中継受け
渡し機構38を収納するだめの最小限の内部スペースを
有していれはよく、極めて小形のものにすることが可能
であるから、従来装置と比較して、ウェハのロード、ア
ンロードに要するアイドルタイムが低減され、生産性の
面でも大幅な向上を図ることができる。
〔発明の効釆〕
以上の説明から明らかなように本発明に係るウェハ搬送
装置においては、サイズの異なるウェハを収納する複数
種のウェハカセット、あるいはサイズの異なるウェハの
それぞれに適合する複数の円形状の凹溝が形成された搭
載台のいずれか一方、または両方からウェハ供給ステー
ジ四ンを構成し、このウェハ供給ステージ■ンからのウ
ェハの搬出を一台の第1のハンドリング機構で行うよう
にしたので、段取り替えをすることなくサイズの異なる
複数種のウェハを搬送することができ、従来装置で問題
となっていたロスタイムや交換コストがな(なり、トー
タルコストの低減を図ることができる。また、第1のハ
ンドリング機構の支持台σ)旋回中心からの距離が等し
くなるよう・に同一円周上に複数種のウェハカセットお
よび搭載台を配置しているので装置を小型のものにする
ことができる。さらに、第1のハンドリング機構にあっ
ては支持台の真空吸着により、中継受け渡し機構及び第
2のハンドリング機構にあってはそれぞれ中継台及び移
送台に形成された円形状の凹溝により、クエへを拘束し
ているので、精度の高いウェハの位置決め及び確実なウ
ェハの搬送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第6図は本発明に係るウェハ搬送装置を示す
もので、第1図は本発明に係るウェハ搬送装置を上方か
ら見た概略平面図、第2図は第1図に示したウェハ搬送
装置の要部斜視図、第3図は第2のハンドリング機構の
駆動部の縦断面図、第4図は第3図に示した第2のハン
ドリング機構の動作説明図、第5図は防塵対策を施した
本発明に係るウェハ搬送装置を上方から見た概略平面図
、第6図は従来のウェハ搬送装置の要部縦断図、第7図
はウェハサイズの変更に対応することを目的とした従来
のウェハ搬送方法の説明図である。 IA〜ID:’7エハ、23;第1のハンドリング機構
、26;支持台、30A〜30D;ウェハカセット、3
1;搭載台、32a〜32d;凹溝、35;中継台、3
6a〜36d;凹溝、38;中継受け渡し機構、39;
移送台、40a〜、ioa不 3 (2) ギ乙図 釘 不 乙 (2)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ウェハを真空吸着する支持台と、この支持台を前後
    方向、上下方向、及び水平旋回方向に移動させる駆動部
    とを備える第1のハンドリング機構と、 前記第1のハンドリング機構の支持台の旋回中心からの
    距離が等しくなるように同一円周上に配置され互いにサ
    イズの異なるウェハを収納する複数種のウェハカセット
    、あるいはサイズの異なるウェハのそれぞれに適合する
    複数の円形状の凹溝が上部側に段状に形成された搭載台
    のいずれか一方、または両方とからなるウェハ供給ステ
    ーションと、 サイズの異なるウェハのそれぞれに適合する複数の円形
    状の凹溝が上部側に段状に形成された中継台と、この中
    継台を上下方向に移動させる駆動部とを備え、前記第1
    のハンドリング機構との間でウェハの受け渡しを行う中
    継受け渡し機構と、サイズの異なるウェハのそれぞれに
    適合する複数の円形状の凹溝が上部側に段状に形成され
    るとともに前記中継受け渡し機構の中継台に載置された
    ウェハの下方に進入可能な移送台と、この移送台を前後
    方向及び水平旋回方向に移動させる駆動部とを備え、前
    記中継受け渡し機構との間でウェハの受け渡しを行う第
    2のハンドリング機構、とからなることを特徴とするウ
    ェハ搬送装置。
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