JPH04157754A - 表面処理装置におけるウエハ移載方法 - 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の表面処理を行なう表面処理装置
におけるウェハ移載方法に関する。

（従来の技術） 第４図は、例えば特開昭６３−２３９９３８号公報に開
示された種類の表面処理を行なうシステムを示したもの
で、１０は縦型の反応炉、１１は炉のシャッター、１２
はボートエレベータであって、反応炉１０は第５図に示
す如（炉体１３、ヒータ１４、石英管１５、支持フラン
ジ１６を備え、この石英管１５内に処理流体（水素ガス
と窒素ガスの混合体）が供給される。１７はＣＶＤ処理
される半導体ウェハＷ、とダミーウェハＷ勤及びフィラ
ーウェハＷｒの多数枚を段々に保持するボートであって
、移載装置１８によりボートエレベータ１２の昇降台１
２Ａ上のボート支持台１２Ｂに載置される。

半導体ウェハＷ、は、第６図に示す如きウェハカセット
２１に収納されてステージ２０上へ搬送され、このステ
ージ２０上のウェハカセット２１から１枚づつ取り出さ
れて、ボート１７に移載される。耐用期間が経過すると
交換されるダミーウェハＷＤ及びフィラーウェハＷｙ　
も同様である。

以下、半導体ウェハＷ、とダミーウェハＷＤ及びフィラ
ーウェハＷＦを総称してウェハＷという。

このボート１７は、第７図および第８図に示す如く、上
板１７Ａと下板１７Ｂとの間に、４本の棚柱２２〜２５
を立てた構成を有し、各標柱２２〜２５にはウェハの周
部を載せる凹部２６が上下方向に一定間隔を隔てて形成
されている。この凹部２６は第９図に示す如くウェハ載
置面２６Ａと垂直の棚壁面２６Ｂ−ｔ−備える。各ウェ
ハは移載ロボット１９に取りつけたロボットフィンガー
（ヘラ状の真空吸着ベン１９Ａ）でカセット２１から１
枚づつ取り出されて第７図の矢印の方向（ウェハ搬入方
向）からボート１７に搬入されて同一高さにある４個の
凹部（１枚のウェハＷに対して１つのウェハ載置棚とな
る）２６上え移載される。

この移載動作を第９図、第１０図及び第１１図を参照し
て説明する。第１０図及び第１１図は各々ボート１７の
ウェハ搬入時及び搬出時における真空吸着ベン１９Ａの
移動経路を示している。

移載ロボット１９はそのロボット制御装置がシステム全
体を制御する図示しないシーケンサから指令を受けて動
作する。

ウェハカセット２１からウェハＷを取り出した移載ロボ
ット１９は、 ■真空吸着ベン１９Ａで吸着しているウェハＷをボート
１７の指定された棚番号のウェハ載置棚の上下方向中間
位置Ｏへ向けて搬送し、第９図（ａ）、第１Ｏ図に示す
如く、真空吸着ベン１９Ａがこのウェハ載置棚の最奥部
の凹部（棚支柱２２．２３の凹部）２６の棚壁面２６Ｂ
まである一定距離を残す位置Ｐｏにくると（この時、ウ
ェハＷは該棚壁面２６Ｂに対して、はぼ所定距離ΔＬＯ
だけ前方位置Ｘ１にある）、真空吸着ベン１９Ａの吸引
動作を停止させると共に移動速度を落として、非吸引状
態で点ＰＬまで移動させる。Ｐｏ−ＰＩ間の距離はΔＬ
Ｏより２だけ大きくしであるので、真空吸着ベン１９Ａ
がこの距離を移動している間に、ウェハＷの周端が確実
に棚壁面２６Ｂの中間位置０にソフトに当接する（第９
図（ｂ））。

■このウェハ搬入ステップが終わると、真空吸着ベン１
９Ａが、（Ｈ／２）＋ΔＨだけ垂直に下降して（第１０
図の点Ｐ１〜点Ｐ３“までの経路）、その間にウェハＷ
が上記ウェハ載置棚の各凹部２６の１！置面２６Ａに着
床する（第９図（Ｃ）、第１０図の点Ｐ２’　）、この
状態で、ウェハＷの中心とボート１７の中心とが一致す
る。

■このウェハ載置ステップが終わると２、真空吸着ベン
１９Ａはステージ２０例え戻される（戻りステップ）。

このようにして、各ウェハ載置棚にウェハを移載された
ボート１７は、昇降台１２Ａ上のボート支持台１２Ｂ上
にセットされたのち、ボートエレベータ１２により持ち
上げられ、石英管１５の開口部から、該石英管１５内の
所定位置まで送り込まれ、半導体ウェハＷ、とダミーウ
ェハＷ０及びフィラーウェハＷＦはシャッター１１で密
閉された高温の処理雰囲気中に曝されることになり、半
導体ウェハＷ、のＣＶＤ処理が行なわれる。

〔発明が解決すべき課題〕

上記の如く、各ウェハＷは、移載ロボット１９の真空吸
着ペン１９Ａでカセット２１から１枚づつ取り出されて
ボート１７に搬入されるが、ボート１７内で各ウェハＷ
の位置が不揃いになるのを防ぐために、ウェハＷの周端
を、−旦、凹部２６の棚壁面２６Ｂに当接させて位置決
めし、そのままウェハＷを載置面２６Ａ上に下すので、
ウェハＷの周端が各凹部２６の棚壁面２６Ｂを摺動しな
から載置面２６Ａ上に陪りるかたちとなる。

ところで、ボート１７は反応炉１０内で上記処理雰囲気
中に曝されるので、その表面に生成物が付着する。この
ため、ウェハＷの周端が凹部２６の棚壁面２６Ｂを摺動
すると、棚壁面２６Ｂに付着していた生成物が剥離して
ホコリ状に浮遊し、ウェハＷに付着して、欠陥ウェハＷ
を生む原因となる。

また、ＣＶＤ処理が行なわれてボートエレベータ１２に
より反応炉１０から引き出されたボート１７からウェハ
Ｗを１枚づつ取り出してステージ２０上のウェハカセッ
ト２１に移載する場合も、第９図（ｄ）、第１１図に示
す如く、真空吸着ベン１９ＡをウェハＷの下方に移動さ
せたのち（第１１図の点Ｐ°）、点Ｐ６°まで上昇移動
させる。真空吸着ベン１９Ａは経路Ｐ４’−Ｐ６°を移
動する間に、点Ｐ５’でウェハＷに当接してこれを咬着
する。ウェハＷを真空吸着ペン１９Ａが経路Ｐ４’−Ｐ
６’を移動する間、各凹部２６の棚壁画面２６Ｂに付着
している生成物を剥離・浮遊させる。

本発明はこの課題を解決するためになされたもので、ウ
ェハを、ボートに出し入れする際に、ホコリを発生させ
ることな（出し入れすることができる表面処理装置にお
けるウェハ移載方法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〕

本発明は上目的を達成するため、所定枚数のウェハを一
定間隔を空けて段々に収納可能であって所定位置にある
ステージに対して搬入・搬出されるウェハカセット、一
定枚数のウェハを一定間隔を空けて段々に収納可能であ
って定位置から処理ユニット内へまたはその逆に移送さ
れるボート、上記ウェハカセットもしくは上記ボートか
らウェハを１枚づつ取り出して上記ウェハカセットから
上記ボートへもしくはその逆に移載する移載ロボットを
備え、上記ウェハカセットからウェハを取り出した移載
ロボットが、ウェハを上記ボートの指定された棚番号の
ウェハ載置棚の高さ方向中間位置え向けて搬送し、この
ウェハ載置棚のウェハ搬入方向最奥部の棚壁面にウェハ
の周端を当接させるステップであって、ロボットフィン
ガーが上記最奥部の棚壁面まで所定距離を残す位置でウ
ェハ保持力フリーに切換えられるウェハ搬入ステップと
、ロボットフィンガーが下降してこのウェハを上記ウェ
ハ載置棚の載置面上に下降載置したのち該ウェハから離
間するウェハ載置ステップと、上記ロボットフィンガー
が上記ステージ側へ移動する戻りステップとを実行する
表面処理装置におけるウェハ移載方法において、 上記ウェハ搬入ステップを終了した移載ロボットは、ロ
ボットフィンガーをウェハ搬出方向え後退下降させるウ
ェハ載置ステップを実行する構成とした。

請求項２では、ウェハのボートからの搬出に際して、移
載ロボットは、ウェハ載置棚上のウェハに係合したロボ
ットフィンガーをウェハ搬出方向え後退上昇させる構成
とした。

〔作用〕

本発明では、ウェハは、ボート搬入時は、ウェハ載置棚
の凹部の棚壁面を摺動することな（上記ウェハ載置棚の
載置面上に着床し、ボート搬出時も、上記凹部の棚壁面
を摺動することなく上記ウェハ載置棚から離間してボー
ト外へ搬出される。

〔実施例〕

以下、本発明の１実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、前記したウェハカセット２１からウェハＷを
取り出した第４図の移載ロボット１９が、ウェハＷをボ
ート１７内の指定された棚番号のウェハ載置棚に搬入・
移載する動作を説明するための図であり、第２図及び第
３図に、それぞれボート１７のウェハ搬入時及び搬出時
における真空吸着ベン１９Ａの移動経路を示している。

この時の真空′＠Ｌ看ベン１９Ａの移動経路を示してい
る。

以下に、本発明のウェハ移載方法について説明する。

ウェハカセット２１からウェハＷを取り出した移載ロボ
ット１９は、前記従来の場合と同様に、■真空吸着ベン
１９Ａで吸着しているウェハＷをボート１７の指定され
た棚番号のウェハ載置棚の上下方向中間位置Ｏえ向けて
搬送し、第１図（ａ）、第２図に示す如く、真空吸着ベ
ン１９Ａがこのウェハ載置棚の最奥部の凹部（棚支柱２
２．２３の凹部）２６の棚壁面２６Ｂまである一定距離
を残す位置Ｐｏにくると（この時、ウェハＷは該棚壁面
２６Ｂに対して、所定距離Δしたけ前方の位置Ｘ１にあ
る）、真空吸着ベン１９Ａの吸引動作を停止させるとと
もに移動速度を落として、非吸引状態で点Ｐ１まで移動
させる。ここで、ΔＬは、ボート１７のウェハ載置棚の
径をＤ、ウェハＷの径をｄとすると、ΔＬ−（Ｄ−ｄ）
／２であり、中間位置Ｏの載置面２６Ａからの高さΔＨ
ｏはウェハＷの厚さをｈとすると、（Ｈ−ｈ）／２であ
る。Ｐｏ−ＰＬ間の距離はΔＬよりｌたけ大きくしであ
るので、真空吸着ベン１９Ａがこの距離を移動している
間に、ウェハＷの周端が確実に棚壁面２６Ｂの中間位置
０にソフトに当接する（第１図（ｂ））。

■このウェハ搬入ステップが終わると、真空吸着ベン１
９Ａが、（Ｈ／２）十ΔＨだけ角度θ、で斜めに下降し
て（第２図の点２１〜点Ｐ３までの経路）、その間にウ
ェハＷの周部が上記ウェハ載置棚の最奥部の凹部２６の
載置面２６Ａに、ウェハ周端を位置Ｘｏに位置決めされ
て着床する（第１図（Ｃ）、第２図の点Ｐ２）、この状
態で、ウェハＷの中心とボート１７の中心とが一致する
。ここで、角度θ１は、ｊ　ａ　ｎ”’　（ΔＨｏ／Δ
Ｌ）である。

これにより、ウェハＷは棚壁面２６Ｂを摺動することな
く指定された棚番号のウェハ載置棚の所定位置に正確に
移載される。

■その後は、真空咬着ペン１９Ａはステージ２０側え戻
される。

■また、ＣｖＤ処理が行なわれてボートエレベータ１２
により反応炉１０から引き出されたボート１７からウェ
ハＷを１枚づつ取り出してステージ１９上のウェハカセ
ット２１に移載する場合は、真空吸着ベン１９Ａをウェ
ハＷの下方に移動させたのち（第３図の点Ｐ４）、高さ
（Ｈ／２）＋ΔＨだけ角度θ２で斜めに点Ｐ６まで上昇
移動させる。真空吸着ベン１９Ａは経路Ｐ４−Ｐ６を移
動する間に、点Ｐ５でウェハＷに当接してこれを吸着し
、ウェハＷを載置面２６Ａから離間してウェハ載置棚外
へ（ウェハ周端が位置Ｘ２に達するまで）、ウェハ搬出
方向に斜めに搬出する（第１図＠）、これにより、ウェ
ハＷは棚壁面２６Ｂを摺動することな（ボート１７外へ
搬送される。

このように、本実施例では、ボート１７への移載時、ウ
ェハＷの周端をウェハ載置棚の最奥部の凹部＜ｍ支柱２
２．２３の凹部）２６の棚壁面２６Ｂに当てて該位置（
載置面２６Ａ上の対応位置ｘＯ゛）に位置決めするので
はな（、ウェハＷの周端をウェハ載置棚の最奥部の凹部
（棚支柱２２．２３の凹部）２６の棚壁面２６Ｂに当て
、この位置を基準にして位置Ｘｏ’　とは別の位置ＸＯ
に位置決めするから、ウェハＷがウェハ載置棚の内面を
摺ることが無く、ボート１７からの搬出時も、位置Ｘｏ
とは異なる位置Ｘ１の上まで斜め方向に持ち上げるので
、ウェハＷがウェハ載置棚の内面を摺ることが無い。

本実施例における真空吸着ベン１９Ａの点２１〜点Ｐ２
に至る経路、点２５〜点Ｐ６に至る経路が傾斜経路であ
るので、真空吸着ベン１９Ａの単純な動作で上記効果を
得ることができる利点があり、また、ウェハ載置棚の棚
間隔が小さくても上記作用を実用的に行なわせることが
できる。勿論、上記経路として、傾斜経路以外の経路を
描かせても同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した通り、ウェハがボート内のウェハ
載置棚の最奥部凹部の位置決め基準面となる棚壁面に当
接したのちは、ウェハを該ウェハ載置棚の最奥部凹部外
へ搬出し終えるまで、ロボットフィンガーはこの基準面
および載置面に平行する移動を行なわないので、ウェハ
がこれら位置決め基準面および載置面を摺ることがなく
、従ってウェハのボート搬入・搬出時に、ウェハ載置棚
に付着している生成物がウェハ載置棚から剥離・浮遊す
ることを確実に防止することができ、生成物がボート内
でホコリとなって処理前および処理後の半導体ウェハに
付着する機会が無くなるので、従来に比し、ウェハ表面
処理の歩留りを大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するためのボート内ウェハ
載置棚とウェハとの位置関係を示す図、第２図及び第３
図は上記実施例を説明するためのロボットフィンガーの
移動経路を示す図、第４図は表面処理装置のシステムの
１例を示す模式図、第５図は上記システムにおける処理
ユニットを示す縦断面図、第６図は上記システムにおけ
るウェハカセットを示す図、第７図及び第８図はそれぞ
れ上記システムにおけるボートの上面図及び縦断面図、
第９図は従来のウェハ移載方法を説明するためのボート
内つェハ載置欄とウェハとの位置関係を示す図、第１θ
図及び第１１図は従来のウェハ移載方法を説明するため
のロボットフィンガーの移動経路を示す図である。 １〇−反応炉、１２・・・エレベータ、１７−ボート、
１８−移載装置、１９−移載ロボット、１９Ａ・−真空
吸着ペン、２０−・ステージ、２１−・ウェハカセット
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定枚数のウェハを一定間隔を空けて段々に収納
   可能であって所定位置にあるステージに対して搬入・搬
   出されるウェハカセット、一定枚数のウェハを一定間隔
   を空けて段々に収納可能であって定位置から処理ユニッ
   ト内へまたはその逆に移送されるボート、上記ウェハカ
   セットもしくは上記ボートからウェハを１枚づつ取り出
   して上記ウェハカセットから上記ボートへもしくはその
   逆に移載する移載ロボットを備え、上記ボートは所定間
   隔を隔てて上下に並ぶ複数のウェハ載置棚を有し、この
   各ウェハ載置棚は載置面と位置決め棚壁面とを持ちウェ
   ハ周部を受ける凹部の複数個を有し、ロボットフィンガ
   ーで上記ウェハカセットからウェハを取り出した上記移
   載ロボットは、ウェハを上記ボートの指定された棚番号
   のウェハ載置棚における高さ方向中間位置え向けて搬送
   し、このウェハ載置棚のウェハ搬入方向最奥部の棚壁面
   にウェハの周端を当接させるステップであって、ロボッ
   トフィンガーが上記最奥部の棚壁面まで所定距離を残す
   位置でウェハ保持力フリーに切換えられるウェハ搬入ス
   テップと、ロボットフィンガーが下降してこのウェハを
   上記ウェハ載置棚の載置面上に下降載置したのち該ウェ
   ハから離間するウェハ載置ステップと、上記ロボットフ
   ィンガーが上記ステージ側へ移動する戻りステップとを
   実行する表面処理装置におけるウェハ移載方法において
   、上記ウェハ搬入ステップを終了した移載ロボットは、
   ロボットフィンガーをウェハ搬出方向え後退下降させる
   ウェハ載置ステップを実行することを特徴とする表面処
   理装置におけるウェハ移載方法。
2. （２）ウェハのボートからの搬出に際して、移載ロボッ
   トは、ウェハ載置棚上のウェハに係合したロボットフィ
   ンガーをウェハ搬出方向え後退上昇させることを特徴と
   する請求項１記載の表面処理装置におけるウェハ移載方
   法。