JPH0333065Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は半導体ウエーハ立替装置に関し、詳し
くは半導体装置の製造に使用され、複数の半導体
ウエーハをキヤリアとボート間で一括して移し替
える装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造は、多数の半導体素子を形成
した半導体ウエーハ〔以下単にウエーハと称す〕
を種々の処理工程にて加工処理することにより行
われる。この各種処理工程のうち、例えば不純物
拡散等の熱処理工程では、上記ウエーハの片面の
みを処理するため、第１０図に示すように複数の
ウエーハ１，１…を、ウエーハ専用保持治具〔後
述のボート〕上に、二枚ずつその裏面同士を密着
させて植立させた状態で、定ピツチで若干傾倒さ
せて整列保持するBack To Back方式が採用さ
れている。このBack To Back方式による熱処
理工程とその前後工程間では、二つのウエーハ専
用保持治具、即ち、複数のウエーハ１，１…を一
枚ずつその表面を同一方向に向けて定ピツチでウ
エーハ収納溝２，２…に整列収納する第１１図に
示すような枠状のテフロン製キヤリア３と、複数
のウエーハ１，１…を二枚ずつその裏面同士を密
着させて植立させた状態でウエーハ保持溝４，４
…に若干傾倒させて定ピツチで整列保持する第１
２図に示すような筏状の石英ガラス製ボート５と
の間で、上記ウエーハ１，１…を一括して移し替
える必要がある。

上記キヤリア３とボート５間でのBack To
Back方式によるウエーハ移し替えは、第１３図
に示すようにキヤリア３及びボート５を位置決め
載置したキヤリアベース６及びボートベース７間
に配置されたホルダ８にて、上記キヤリア３或い
はボート５から移送されたウエーハ１，１…をそ
の整列状態を変更させて密着或いは分離し、空の
ボート５或いはキヤリア３へローデイング或いは
アンローデイングする。

このキヤリア３或いはボート５からホルダ８へ
のウエーハ移し替えは、上記キヤリアベース６及
びボートベース７の下方に夫々設けられたプツシ
ヤ９，１０により行われる。上記プツシヤ９，１
０はキヤリアベース６及びボートベース７の下方
に昇降動自在に配設したプツシヤベース１１，１
２上に固定配置され、その上面には複数のウエー
ハ受け溝１３，１３…１４，１４…が定ピツチで
刻設されている。ウエーハローデイング或いはア
ンローデイング時、上記キヤリア３或いはボート
５からホルダ８へのウエーハ移し替えは、キヤリ
アベース６或いはボートベース７をホルダ８の下
方に移送し、その上でプツシヤベース１１，１２
を上昇させ、プツシヤ９，１０の突上げ動作によ
りキヤリア３或いはボート５上のウエーハ１，１
…を一旦プツシヤ９，１０のウエーハ受け溝１
３，１３…１４，１４…に移し替え、更にホルダ
８に移し替えてこのホルダ８にて整列保持する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、前述した従来の半導体ウエーハ立替
装置１５では、キヤリア３或いはボート５からホ
ルダ８へウエーハ１，１…を一旦移し替える際
に、上記キヤリア３或いはボート５に保持された
ウエーハ１，１…を各プツシヤ９，１０で突上げ
て上記ホルダ８に移送している。この時、キヤリ
ア３或いはボート５のウエーハ収納溝２，２…或
いはウエーハ保持溝４，４…〔第１１図及び第１
２図参照〕とホルダ８のガイド溝〔図示せず〕と
が位置ずれしたり、或いはウエーハ１，１…自体
の反り等によつて、その移し替え途中で上記ウエ
ーハ１，１…が引掛かることがある。この場合、
上記プツシヤ９，１０が突上げ動作を続行するた
め、ウエーハ１，１…に過負荷がかかつて上記ウ
エーハ１，１…が破損するという問題があつた。

そこで、本考案の目的は上記問題点を適切な手
段にて改善した半導体ウエーハ立替装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は前記問題点に鑑みて提案されたもの
で、複数のウエーハを一枚ずつ定ピツチで整列収
納し、キヤリアベース上に位置決め載置したキヤ
リア、或いはウエーハを二枚ずつその裏面同士を
密着させて定ピツチで整列保持し、ボートベース
上に位置決め載置したボートから、それから隔
離、例えば、それらの上方に配置されたホルダ
へ、キヤリアベース及びボートベース下方に上下
動自在に配置されたプツシヤベース上のプツシヤ
の突上げ動作によりウエーハを一括して移し替え
る装置であつて、キヤリアベース及びボートベー
ス下方の各プツシヤをプツシヤベースに対して退
入動作可能に装着し、そのプツシヤの退入動作を
検出する過負荷検知手段を上記プツシヤ及びプツ
シヤベースに配設したことにより前記目的を達成
した半導体ウエーハ立替装置である。

〔作用〕

本考案によれば、キヤリア或いはボートのウエ
ーハをホルダに移し替える際に、上記ウエーハが
引掛かれば、これによりウエーハを整列保持した
プツシヤが、上昇動するプツシヤベースに対して
退入動作し、このプツシヤの退入動作を過負荷検
知手段によつて検出し、その検出信号に基づいて
上記ウエーハ移し替え動作を停止させる。

〔実施例〕

本考案に係る半導体ウエーハ立替装置の一実施
例を第１図乃至第９図を参照しながら説明する。
尚、第１図乃至第３図、第４図及び第５図は上記
半導体ウエーハ立替装置のキヤリア部、ボート部
構成を、第６図乃至第９図は半導体ウエーハ立替
装置の全体構成を示す。

第６図乃至第９図に示す半導体ウエーハ立替装
置２０は、複数のウエーハ１，１…を一枚ずつ定
ピツチでその表面を同一方向に向けてウエーハ収
納溝２，２…に整列収納する枠状のテフロン製キ
ヤリア３〔第１１図参照〕が位置決め載置された
水平動自在なキヤリアベース２１を有するキヤリ
ア部２２と、複数のウエーハ１，１…を二枚ずつ
その裏面同士を密着させて植立させた状態でウエ
ーハ保持溝４，４…に若干傾倒させて定ピツチで
整列保持する筏状の石英ガラス製ボート５（第１
２図参照〕が位置決め載置された水平動自在なボ
ートベース２３を有し、上記キヤリア部２２とボ
ート部２４の中間ポジシヨンP₀上方に配置され、
キヤリア３或いはボート５から移し替えられたウ
エーハ１，１…を一時的に収納保持し、二対の上
下回転ローラ２５〜２８を使用して上記ウエーハ
１，１…を密着或いは分離させてその整列状態を
変更する上下動自在なホルダ２９を有するホルダ
部３０とでその主要部を構成する。上記ボート部
２４では、第９図に示すようにボート５上にウエ
ーハ１，１…を微小角度傾倒させて整列保持して
いるので、上記ウエーハ１，１…を正確に起立さ
せるため、上記ボートベース２３をウエーハ１，
１…の傾倒方向とは逆方向に微小角度傾斜させて
配置している。またホルダ部３０には、第８図に
示しているように、ホルダ２９を上下動させるた
めのホルダ昇降機構３１を設ける。尚、上述した
キヤリア部２２、ボート部２４及びホルダ部３０
の各部は制御部〔図示せず〕によつて後述の如く
駆動制御される。

上記キヤリア部２２及びボート部２４には、キ
ヤリアベース２１及びボートベース２３を、待機
ポジシヨンP₁，P₂とその中間ポジシヨンP₀間で
夫々移送するベース移送機構３２，３３がその直
下方に配設される。また、キヤリアベース２１及
びボートベース２３の下部には、キヤリア３及び
ボート５とホルダ２９との間でウエーハ１，１…
を移し替えるプツシヤ機構３４，３５を装設す
る。

本考案の特徴は上記キヤリア部２２及びボート
部２４の各プツシヤ機構３４，３５にある。尚、
この各プツシヤ機構３４，３５は略同一構造であ
るため、以下にまとめて説明すると、第１図乃至
第３図、第４図及び第５図に示すように、上面に
ウエーハ１，１…を起立状態で整列保持する複数
のウエーハ受け溝３６，３６…３７，３７…が前
後方向に沿つて定ピツチで刻設されたテフロン製
プツシヤ３８，３９を、４本のガイドロツド４
０，４０…４１，４１…を介してプツシヤベース
４２，４３に上下方向に沿つて摺動自在に装着
し、上記プツシヤベース４２，４３をキヤリアベ
ース２１及びボートベース２３と一体のベースフ
レーム４４，４５にガイド軸４６，４６、４７，
４７を介して上下方向に摺動可能に装着する。上
記プツシヤベース４２，４３には、ベースフレー
ム４４，４５に固設された駆動源であるエアシリ
ンダ４８，４９のシリンダヘツド５０，５１を連
結し、このエアシリンダ４８，４９の作動により
プツシヤベース４２，４３を昇降動させる。上記
プツシヤ３８，３９の下面にネジ込みにより第１
図に示すように、ピン５２，５２、第４図に示す
ようにピン５３，５３を突設し、このピン５２，
５２，５３，５３先端をプツシヤベース４２，４
３の孔〔図示せず〕に挿入し、上記ピン５２，５
２，５３，５３のフランジ部５４，５４，５５，
５５とプツシヤベース４２，４３間に圧縮コイル
バネ５６，５６，５７，５７を上記ピン５２，５
２，５３，５３に外挿させて張設する。また、上
記プツシヤ３８，３９及びプツシヤベース４２，
４３にプツシヤ３８，３９のプツシヤベース４
２，４３側に向う退入動作を検出する過負荷検知
手段５８，５９を設ける。この過負荷検知手段５
８，５９は、上記プツシヤ３８，３９の下面にネ
ジ込みによりピン６０，６１を突設し、このピン
６０，６１による遮光の有無を検出するフオトセ
ンサ６２，６３をプツシヤベース４２，４３に対
応させて固着したものである。尚、前述した圧縮
コイルバネ５６，５６，５７，５７に内挿された
ピン５２，５２，５３，５３によりフオトセンサ
６２，６３を遮光して検出するようにしてもよ
く、適宜設計変更可能である。

上記構成からなる半導体ウエーハ立替装置２０
におけるウエーハローデイング及びアンローデイ
ング時の移し替え動作を以下説明する。

まず、ウエーハローデイング時、複数のウエー
ハ１，１…を一枚ずつ整列収納したキヤリア３を
キヤリア部２２のキヤリアベース２１上に位置決
め載置する。そして上記キヤリアベース２１を中
間ポジシヨンP₀までベース移送機構３２により
移送し、その間にホルダ部３０のホルダ２９をホ
ルダ昇降機構３１によりキヤリア３の上方近傍位
置まで下降させ、その後、上記キヤリア３のウエ
ーハ１，１…をこのポジシヨンP₀でプツシヤ機
構３４によりホルダ部３０のホルダ２９に移送す
る。次に待機ポジシヨンP₁に初期復帰させたキ
ヤリアベース２１上に、前記キヤリア３のウエー
ハ１，１…とは逆方向に向けた複数のウエーハ
１，１…を一枚ずつ整列収納した次のキヤリア３
を半ピツチずらして位置決め載置し、前述と同一
動作を繰返して上記ウエーハ１，１…をホルダ２
９に移送する。このホルダ２９では上下回転ロー
ラ２５〜２８を使用して上記ウエーハ１，１…を
二枚ずつその裏面同士を密着させてその整列状態
を設定する。そしてホルダ２９内の密着状態にあ
るウエーハ１，１…を、中間ポジシヨンP₀にベ
ース移送機構３３により移送されたボートベース
２３上の空のボート５に移し替える。

次にウエーハアンローデイング時、複数のウエ
ーハ１，１…を二枚ずつその裏面同士を密着させ
て整列保持したボート５をボート部２４のボート
ベース２３上に位置決め載置する。そして上記ボ
ートベース２３をベース移送機構３３により中間
ポジシヨンP₀まで移送し、その間にホルダ部３
０のホルダ２９をホルダ昇降機構３１によりボー
ト５の上方近傍位置まで下降させ、その後、ボー
ト５のウエーハ１，１…をこのポジシヨンP₀で
プツシヤ機構３１によりホルダ部３０のホルダ２
９に移送する。このホルダ２９では、ウエーハロ
ーデイング時とは逆に上下回転ローラ２５〜２８
を使用して二枚ずつその裏面同士が密着したウエ
ーハ１，１…を一枚ずつ分離し、その後、中間ポ
ジシヨンP₀にベース移送機構３２により移送さ
れたキヤリアベース２１上の空のキヤリア３に同
一動作を二回繰返して移し替える。

上記ウエーハローデイング及びアンローデイン
グ時、中間ポジシヨンP₀にてキヤリア３及びボ
ート５のウエーハ１，１…ををプツシヤ機構３
４，３５によりホルダ２９に移し替えるに際して
は、例えばエアシリンダ４８，４９の作動により
シリンダヘツド５０，５１を突出させ、ガイド軸
４６，４６，４７，４７を介してプツシヤベース
４２，４３を上昇させる。このプツシヤベース４
２，４３の上昇に追従してプツシヤ３８，３９を
突上げ動作させ、キヤリアベース２１及びボート
ベース２３の開口窓孔ｍ，ｎを介してキヤリア３
及びボート５のウエーハ１，１…を上記プツシヤ
３８，３９のウエーハ受け溝３６，３６…３７，
３７…に移し替える。このプツシヤ３８，３９の
突上げ動作によりプツシヤ３８，３９上に起立状
態で整列保持されたウエーハ１，１…をホルダ２
９内に移し替える。

この時、キヤリア３及びボート５のウエーハ収
納溝２，２…及びウエーハ保持溝４，４…と、ホ
ルダ２９内のガイド溝とが位置ずれしたり、或い
はウエーハ１，１…自体の反り等によつてウエー
ハ１，１…が引掛かつてプツシヤ３８，３９に過
負荷が加わると、上記プツシヤ３８，３９が圧縮
コイルバネ５６，５６，５７，５７の弾性力に抗
してプツシヤベース４２，４３に対して退入動作
する。このプツシヤ３８，３９の退入動作により
ピン６０，６１が下降して、このピン６０，６１
をフオトセンサ６２，６３で検知する。このよう
に上述のような不具合が発生した場合、上記フオ
トセンサ６２，６３から送出された検出信号に基
づいてプツシヤ３８，３９の突上げ動作を自動的
に停止させる。このプツシヤ３８，３９の停止時
には、エアシリンダ４８，４９を応答良好に作動
停止させる必要がある。そのため、上記エアシリ
ンダ４８，４９のエア切換弁として３位置形セン
タークローズ電磁弁を使用し、更に、この電磁弁
をクローズ状態に切換える直前に上記エアシリン
ダ４８，４９に逆方向、即ち、シリンダヘツド５
０，５１の退入方向にエア圧を加えることによ
り、フオトセンサ６２，６３の検出信号に基づい
て応答性良く、プツシヤ３８，３９を停止させ、
上記エアシリンダ４８，４９内でのエア残圧の影
響を可及的に抑止している。

尚、上記過負荷検知手段５８，５９の検知感度
は、圧縮コイルバネ５６，５６、５７，５７の長
さ、線径等によつて調整し得る。即ち、上記圧縮
コイルバネ５６，５６，５７，５７の長さは、プ
ツシヤ３８，３９にネジ込まれたピン５２，５
２，５３，５３を突出退入させそのフランジ部５
４，５４，５５，５５を上下させることにより行
われ、これでも調整不可能な場合には、線径の異
なる他の圧縮コイルバネと交換することにより感
度調整する。また、プツシヤ３８，３９のピン６
０，６１の突出長によつてもそのネジ込み状態を
変更することにより調整可能である。

上記実施例では、負荷荷検知手段として、ピン
とフオトセンサを用いて遮光によりプツシヤの退
入動作を検出するようにしているが、この考案で
は、その他、例えば、孔開きリードとフオトセン
サを使つた遮光状態から透光状態になることによ
り検出するようにしたり、反射型フオトセンサの
反射具合で検出するようにしてもよい。

考案の効果 本考案によれば、キヤリアベース及びボートベ
ース下方の各プツシヤをプツシヤベースに対して
退入動作可能に装着し、そのプツシヤの退入動作
を検出する過負荷検知手段を上記プツシヤ及びプ
ツシヤベースの少なくとも一方に配設したから、
キヤリア或いはボートからホルダへのプツシヤに
よるウエーハ移し替え時、上記ウエーハの引掛か
りによるプツシヤの過負荷状態を自動的に検知で
き、上記ウエーハの破損を未然に防止することが
可能となり、信頼性の高い半導体ウエーハ立替装
置を提供できると共に製品の歩留まりも大幅に向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本考案に係る半導体ウエー
ハ立替装置の一実施例を説明するためのもので、
第１図は半導体ウエーハ立替装置のキヤリア部を
示す拡大側面図、第２図は第１図装置の正面図、
第３図は第１図装置の平面図、第４図は半導体ウ
エーハ立替装置のボート部を示す拡大側面図、第
５図は第４図装置の正面図、第６図は半導体ウエ
ーハ立替装置の全体構成を示す正面図、第７図は
第６図装置の平面図、第８図は第６図装置の側面
図、第９図は第６図装置のボート部を示す側面図
である。第１０図はボート上でのBack To
Back方式によるウエーハを示す側面図、第１１
図はウエーハを整列収納したキヤリアを示す斜視
図、第１２図はウエーハを整列保持したボートを
示す斜視図、第１３図は従来の半導体ウエーハ立
替装置の概略構成図である。 １……半導体ウエーハ、３……キヤリア、５…
…ボート、２１……キヤリアベース、２３……ボ
ートベース、２９……ホルダ、３８，３９……プ
ツシヤ、４２，４３……プツシヤベース、５８，
５９……過負荷検知手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の半導体ウエーハを一枚づつ定ピツチで整
   列収納し、キヤリアベース上に位置決め載置した
   キヤリア、或は半導体ウエーハを二枚づつその裏
   面同士を密着させて定ピツチで整列保持し、ボー
   トベース上に位置決め載置したボートから、それ
   らから隔離して配置されたホルダへ、キヤリアベ
   ース及びボートベース下方に上下動自在に配置さ
   れたプツシヤベース上のプツシヤの突上げ動作に
   より半導体ウエーハを一括して移し替える装置で
   あつて、 キヤリアベース及びボートベース下方の各プツ
   シヤをプツシヤベースに対して退入動作可能に装
   着し、 上記プツシヤ及びプツシヤベースの少なくとも
   一方に配設されるピンと、上記ピンの遮光の有無
   を検知するフオトセンサとからなり、そのプツシ
   ヤの退入動作を検出する過負荷検知手段を設けた
   ことを特徴とする半導体ウエーハ立替装置。