JPH02122647A - 半導体ウエハ移替装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）の
移替装置に係り、特に少枚数のウェハの移替装置に関す
るものである。

（従来の技術） 近年、半導体の生産方式が少品種多量生産から多品種少
量生産へと変化しつつあり、半導体製造工場の生産ライ
ンにおいても、一つのウェハキャリアの中に同一機種の
ウェハが入ったものから、複数機種のウェハが入ったも
のまで、種々の形態が存在するようになり、管理も非常
に複雑化してきている。

例えば、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）の生産工程のよ
うに、ウェハキャリア中に収納されたウェハ（最大２５
枚）は全工程の大半で同一に処理され、最終工程に近づ
くと幾つかの枚数に分割され、各々単独のウェハキャリ
アに収納される。そして、最後の工程まで処理される場
合や、ある工程で分割されたウェハがその工程を終了し
て、再び元の構成に戻るような場合等は、工程中におい
てウェハの移し替えられる頻度が非常に高くなるので、
ウェハのクリーン度の確保や短時間での移し替えが必要
とされる。

このような状況の下で、生産ライン中のウェハの移し替
えは人手によりピンセットで１枚ずつ行われたり、自動
化した場合でも１枚ずつ或いはウェハキャリアの最大収
納枚数２５枚全部を一度に移し替える方法が一般的であ
った。

第５図乃至第７図は従来のウェハの移替状態を示す図で
ある。

第５図は人手によりピンセットにてウェハを１枚ずつ移
し替える方法を説明する図、第６図は自動的に１枚ずつ
移し替える方法を説明する図、第７図は２５枚を一度に
自動的に移し替える方法を説明する図である。

第５図において、１は複数の半導体ウェハ４が収納され
たウェハキャリア、２はウェハキャリア１からピンセン
ト３にて取り出されたウェハ、５は移し替えのために準
備された空のウェハ牛ヤリアを示す。

第５図に示す方法では、ウェハキャリア１の中の半導体
ウェハ４を、任意の位置から任意の枚数だけ人の判断に
よりピンセット３で１枚ずつ空のキャリア５へ移し替え
る。

第６図に示す方法では、伸縮、上下、回転の３機能を有
した簡易ロポントハンド６により、一定ピンチ（例えば
４．７６ｏ＋／ｍ）ずつ上下動するエレベーション機構
（図では省略）に搭載されたウェハキャリア１中のウェ
ハ４を１枚ずつ取り出しくここで、２は取り出されたウ
ェハを示す）、この取り出し動作とは逆動作にて空キャ
リア５の中へ移し替えるようにしている。ここで、矢印
■、■はエレベーション動作、■、■、■は簡易ロボッ
トハンド６の動きを示している。動作の順番としては、
１％初に、動作■にてエレベーション機構（図示なし）
によってウェハキャリア１がｌピッチ上昇後、動作■に
よりハンド６がウェハキャリア１中に入り、動作■にて
１枚のウェハを把持し、前記■の逆動作にて取り出し、
動作■により対向して載置された空のウェハキャリア５
の側へ１８０＠回転し、それまでとは逆の動作によりウ
ェハキャリア５の中ヘウエハ２を収納する。この動作の
繰り返しにより、ウェハキャリアｌ中のウェハ４は全部
ウェハキャリア５の中へ移し替えられる。

第７図に示す方法では、ウェハキャリア１中のウェハ４
がウェハキャリア１の下部に設置された突き上げアーム
８の上昇動作■により、全枚数が一度にウェハキャリア
１の上部に持ち上げられる。

その後、ウェハキャリア１と空のウェハキャリア５との
間を往復する開閉機ｆＪＩ　（図では省略）を有した把
持アーム７の閉動作により、ウェハ４全部が把持アーム
７で把持され、突き上げアーム８が下降後、動作■によ
り、空のウェハキャリア５の上部に移動する。そして、
ウェハキャリア５の下部に設置された突き上げアーム８
と同様の突き上げアーム９の上昇動作■が行われた後、
把持アーム７の閉動作によりウェハ４全部を突き上げア
ーム９に移し替え、このアーム９の下降動作により空の
ウェハキャリア５の中ヘウエハ４を移し替える方法であ
る。この場合、突き上げアーム８．９はウェハ４を載置
し得る構造を有している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上述べた３種類の方法では、第５図に
示すように、ピンセントによりウェハを把持するため、
ウェハにパターン欠陥となるようなダメージやパーティ
クルの発生を与えたり、人が至近距離にいるための塵埃
の付着による歩留まり低下を招いたりすることがあった
。

また、第６図に示すように、ウェハを１枚ずつ移載する
ため、数枚から十数板の移し替えに時間がかかったり、
第７図に示す方法では、少枚数に分割して移し替えるこ
とが不可能であるという問題点があった。

本発明は、以上述べたピンセットによるパーティクルの
付着による歩留まり低下や、移し替え時間が長時間必要
であったり、少枚数を分割して移し替えられないという
問題点を除去するために、どのような枚数でも自動的に
、かつ短時間にウェハの移し替えが可能な半導体ウェハ
移替装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記問題を解決するために、複数枚の半導体
ウェハを収納した収納ウェハキャリアと、該収納ウェハ
キャリアに対応する空ウェハキャリアとを共に開口側を
上向きにして配置し、該収納ウェハキャリアの下部より
半導体ウェハを突き上げる突き上げアームと、該突き上
げアームにより上部に突き上げられたウェハを把持する
把持アームを有し、各々が上下動及び直線移動すること
によって収納ウェハキャリアより空ウェハキャリアに半
導体ウェハを移し替える装置であって、半導体ウェハを
１枚から５枚まで各々独立して載置する複数の載置ハン
ドを配備し、該載置ハンドを前記突き上げアームに対し
て各々自動的に交換可能にしたものである。

（作用） 本発明によれば、半導体ウェハ移替装置において、ウェ
ハキャリアの上部には最大ウェハ５枚を把持てきる開閉
機構を持った把持アームを設け、一方、ウェハキャリア
の下部にはウェハを載置可能な載置ハンドを着脱可能に
した突き上げアームを設ける。そして、前記載置ハンド
として５種類を設置し、該載置ハンドを突き上げア・−
ムに対して自動的に取り変えることにより、移し替える
ウェハの枚数に見合ったハンドを選択することができる
。

従って、ウェハの枚数に応じた移載を行うことができる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す半導体ウェハ移替装置の
概略構成図、第２図はその半導体ウェハ移替装置の動作
を説明する斜視図、第３図はその半導体ウェハ移替装置
の動作説明図、第４図はその半導体ウェハ移替装置の載
置部材の着脱状態を示す図である。

これらの図において、１１はウェハ１２の入ったウェハ
キャリア、１３は空ウェハキャリア、１４は開閉及び上
下、横移動機構を有した把持アーム、２１乃至２５は突
き上げアーム１６に着脱可能で、各々３枚。

１枚、２枚、４枚、５枚のウェハを載置できる載置部材
、１７は突き上げアーム１６が機構部１５を介して横移
動する横方向スライド機構部である。

移し替えの例として、例えば、８枚の移し替えを行う場
合について詳細に説明する。

第２図に示すように、固定部１０に固定され、かつ底面
が開口し、しかもウェハ１２が収納されたウェハキャリ
ア１１をセットし、上端部にウェハ３枚を載置可能な載
置部材２１を取り付けた突き上げアーム１６をこの下方
から上昇させ、点線で示すように、ウェハキャリア１１
を貫通して指示された位置のウェハ３枚を掬い上げ、把
持アーム１４の把持部分直下まで上昇させる。この時、
把持アーム１４は開の状態となっている。

突き上げアーム１６の上昇が終了すると、把持アーム１
４は、載置部材２１上のウェハ１２のｉ１Ｎ高さまで下
降し、そのアーム１４を閉じてウェハ１２を把持した後
上昇し、突き上げアーム１６が下降を終了すると、把持
アーム１４は横移動し、空ウェハキャリア１３の上部の
指示された位置まで移動する。この後、載置部材２１を
有する突き上げアーム１６は、機構部１５を介して横方
向スライド機構部１７により、前記把持アーム１４に把
持されたウェハ１２と同位置まで横移動する。横移動が
完了後、載置部材２１を存する突き上げアーム１６は、
底面が開口している空ウェハキャリア１３を貫通して、
把持アーム１４の直下まで上昇し、ウェハ１２の受取準
備が完了する。

次に、把持アーム１４が下降し、開動作により載置部材
２１上にウェハを移した後上昇する。ウェハを載置した
載置部材２１は、突き上げアーム１６の下降動作により
空ウェハキャリアＩ３を貫通して、そのキャリア１３の
下部まで下降する。その下降動作の途中で、空ウェハキ
ャリア１３の中に３枚のウェハを置いてくることにより
、ウェハ１２を響多載する。

このようにして、３枚のウェハの移し替えを完了する。

その後、突き上げアーム１６は横移動し、各種の載置部
材２２乃至２５が配備されているＩｉｌ！置部材セット
部３０の載置部材の設置箇所に到着すると、載置部材２
１を５枚のウェハの載置部材２５に自動的に変更し、次
の５枚の移し替え動作が開始される。

この載置部材の取替動作を第３図及び第４図を用いて説
明する。

まず、第３図に示すように、３枚のウェハの移し替えを
完了した載置部材２１を具備する突き上げアーム１６を
Ｘ軸方向に移動させ（工程■）、載置部材２１の設置箇
所３１に位置決めする。次いで、その位！で突き上げア
ーム１６を−Ｚ軸方向に移動する（工程■）と、突き上
げアーム１６の先端部１６ａと載置部材２１の係合溝２
１ａとは、第４図（ａ）に示すように係合していた状態
から、第４図（ｂ）に示すように離脱した状態になる。

なお、ここで、載置部材２１が回転するのを防止するた
めに、突き上げアーム１６の先端部１６ａは球状ではな
く、奥行きを有する半円柱状に形成する。これに対応し
て、載置部材２１の係合溝２１ａも奥行きを有する溝と
なし、両者の接合面には適宜弾性部材を設けて、スナッ
プ嵌合できるように構成する０次に、突き上げアーム１
６をＺ軸方向に移動させ（工程■）、更に、＝Ｘ軸方向
に移動させる（工程■）９次に、突き上げアーム１６を
Ｙ軸方向に移動させ（工程■）、更に、−２軸方向に移
動させる（工程■）。

その状態で突き上げアーム１６をＸ軸方向に移動させ、
次に装着すべきウェハ５枚を載置可能な載１部材２５の
設置箇所３１の下方に位置決めする（工程■）。即ち、
第４図（ｃ）に示すように、載置部材２５の係合溝２５
ａに対応する位置に、突き上げアーム１６の先端部１６
ａを位置決めする。次に、突き上げアーム１６をＺ軸方
向に移動させ（工程■）、第４図（ｄ）に示すように、
突き上げアーム１６の先端部１６ａを載置部材２５の係
合溝２５ａに係合させる。

次に、突き上げアーム１６を＝Ｘ軸方向に移動させ（工
程■）、更に、−Ｙ軸方向に移動させ（工程［相］）、
引き続き−Ｘ軸方向に移動させ、ウェハ５枚の移し替え
工程へ移行する。即ち、次の５枚のウェハの移し替えは
載置部材２５が装着された突き上げアーム１６がウェハ
キャリア１２の指示された位置へ移動後、前記３枚ウェ
ハの移し替え工程と同様に行われ、５枚のウェハの移し
替えが完了すると、空ウェハキャリア１３の中には合計
８枚が移し替えられたことになる。

以上のように構成されるので、１枚から５枚までのウェ
ハ載置部材２１乃至２５を適宜選択することにより、１
０枚までは２回、１５枚までは３回、２０枚までは４回
、２５枚までは５回の動作にてウェハの移し替えを行う
ことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、複数の
！５！１部材を設宣し、その自動交換により移し替え枚
数を適宜選択し、木目の細かいウェハの移し替えを可能
としたことにより、少枚数のウェハの移し替えから、全
枚数のウェハの移し替えを自動的に、しかも短時間に行
うことができるため、半導体製造工程での歩留まり向上
及び短時間移載による生産効率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す半導体ウェハ移替装置の
概略構成図、第２図は同半導体ウェハ移替装置の動作を
説明する斜視図、第３図は同半導体ウェハ移替装置の動
作説明図、第４図は同半導体ウェハ移替装置の載置部材
の着脱状態を示す図、第５図は従来の人手によりビンセ
ットにてウェハを１枚ずつ移し替える方法を説明する図
、第６図は従来の自動的に１枚ずつ移し替える方法を説
明する図、第７図は従来の２５枚を一度に自動的に移し
替える方法を説明する図である。 １０・・・固定部、１１・・・ウェハキャリア、１２・
・・ウェハ、１３・・・空ウェハキャリア、１４・・・
把持アーム、１５・・・機構部、１６・・・突き上げア
ーム、１６ａ・・・先端部、１７・・・横方向スライド
機構部、２１〜２５・・・載置部材、２１ａ・・・係合
溝、３０・・・載置部材セット部、３１・・・設置箇所
。 特許出願人　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　　清　水　　守（外１名）ｌｆ：収悔
５キャリア １２　　ウニへ Ｉ３二１ウエノ＼キマリア Ｉ４°者シ寺アーム １６：交さ上１７′アーム 本発朗の半導体ウニへ移賛敞置外厩酪構成図第１図 り一−」 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数枚の半導体ウェハを収納した収納ウェハキャリア
   と、該収納ウェハキャリアに対応する空ウェハキャリア
   とを共に開口側を上向きにして配置し、該収納ウェハキ
   ャリアの下部より半導体ウェハを突き上げる突き上げア
   ームと、該突き上げアームにより上部に突き上げられた
   ウェハを把持する把持アームを有し、各々が上下動及び
   直線移動することによって収納ウェハキャリアより空ウ
   ェハキャリアに半導体ウェハを移し替える装置であって
   、 半導体ウェハを１枚から５枚まで各々独立して載置する
   複数の載置ハンドを配備し、該載置ハンドを前記突き上
   げアームに対して各々自動的に交換可能にしたことを特
   徴とする半導体ウェハの移替装置。