JPH04179143A - ウェハ収納治具およびその搬送方法 - 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、多数の半導体ウェハが収納されたつエバ収納
治具を、半導体素子を製造する複数の半導体製造装置間
で、走行可能な搬送ロボットにより搬送するウェハ収納
治具およびその搬送方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の製造において塵埃は大数であり、作業雰囲
気の清浄度がそのまま製品の歩留りに影響する。このた
め、゛ト導体素子の製造は、浮遊塵埃数が一定しヘル以
下になるように調整されたクリーンルームで行なオ）れ
ている。さらに、近年、クリーンルームにおける作業の
無人化は、無塵につながるとして、クリーンルーム内で
の半導体製造装置（以下、製造装置と記す）および半導
体ウェハ搬送の自動化が積極的に検討されている。

クリーンルーム内には複数の製造装置が配置され、半導
体ウェハか各半導体装置に順次に、または選択的に搬送
されて半導体素子が製造される。

一般に、製造装置への半導体ウェハの供給は、捺数枚の
半導体ウェハをキャリアと称するウェハ収納治具に整列
収納して、複数枚ずつの製品ロット単位で行なわれる。

このような背景から、クリーンルームては、ウェハ収納
治具を搬送するための各種のロボッＩ−が使用されてい
る。このウェハ搬送口ボッ１〜ば、クリーンルームを移
動するための走行装置と、３次元移動が可能なアーム部
と、アーム部の先端にルｕ１えられた」、対のクランプ
爪を具備してなり、ウェハを多数収納したウェハ収納治
具をクランプ爪で把持して、製造装置への供給と取出し
を行なう。

なお、ウェハ収納治具は、開口面をもつ箱状をなし、そ
の内部にはウェハ収納用の多数の収納溝が形成されてい
て、各収納溝にウェハが引抜き自在に挿入されている。

また、このウェハ収納治具は、一般にウェハが水平とな
るような状態で、かつ開口面が横を向くような状態で製
造装置に装填される場合が多いが、開口面の向きは、製
造装置の操作面側（すなわち、ウェハ搬送口ボッＩ〜が
存在する側）から見て、奥、手ｉ前、左、右の４方向が
あり、個々の製造装置によってまちまちである。

なお、このようなウェハ収納治具、ウェハ搬送°　３　
′ ロボットに関して記載されたものに、例えば、実開昭６
３−３８３３０号、特開昭６３ −１４．１−３４３号、時開”ｐ　］−−１５５６４０
号公報がある。

近年、半導体素子か微細化するにつれ、製造装置を設置
するクリーンルーム内のクリーン度をより向上させるこ
とが必要となるので、設置コス１〜が増え、従って製造
装置の床面積をより小さくすることが必要になっている
。一方、製造装置の機能も半導体素子の微細化に伴って
より高度のものが必要となり、その体積が増加している
。従って、製造装置の体積低減のため、製造装置に装填
したウェハ収納治具の供給・取出しの経路が、ウェハ収
納治具の手前側に限定されているものが多い。

第７図は、製造装置の一例を示す側面断面図である。

１はウェハ収納治具、６は搬送ロボットのクランプ爪、
１６はクランプ爪６を開閉するためのロボットハシ１〜
開閉機構、８は搬送ロボットの手首、２０はクリーンル
ーム、２］はメンテナンスエリ°　４　″ ア、」−９は製造装置本体、２２はウェハを取扱うため
の高度のクリーン度を要する部分、２３はクリーンルー
ム２０とメンテナンスエリア２１の境界の壁である。

製造装置が大型になると、第７図に示すように、製造装
置本体１９はクリーンルーム２０に隣接したメンテナン
スエリア２」内に設置され、ウェハを取扱う、高度のク
リーン度を要する部分２２のみを隔離して隣接させたク
リーンルーム２ｏに接続され、クリーンルーム２０とメ
ンテナンスエリア２１の境界の壁２３に開けた孔を通し
て、ウェハ収納治具］の供給・取出しを行なう、いわゆ
る、スルー・ザ・ウオール方式の製造装置が採用される
が、このような装置では、図示のように、ウェハ収納治
具１の上方に搬送ロボットの手首８が人゛るスペースが
無いものがある。この場合には、搬送ロボットの手首８
は、ウェハ収納治具１の手筋にととめ、クランプ爪６を
手首８より奥へ突出させてウェハ収納治具１を把持する
必要がある。

第８図は、従来のウェハ収納治具とその搬送方法を示す
斜視図である。

２．２′は複数枚のウェハ（図示省略）を水＼ＩＬ状態
に保持したウェハ収納治具１−を搬送口ボッ１−のクラ
ンプ爪６．６’（６′は一部回示省略。

６′は６と対称的に同一の構造を持つ。以下同様）で把
持するためにウェハ収納治具１の上部に改番づた鍔、３
．３′は複数枚のウェハが水平になるように保持するた
めに互いに対向する簡に形成した多数の保持溝９．９′
を有する側板、４．５は対向する側板３．３′のそれぞ
れの上端および下端を連結する端板、１０．１０’はウ
ェハの挿入・引抜きを行なう開「１面側に設けた鍔であ
る。

鍔２．２′は、それぞれ側板３．３′の」二部に矢印７
カ向（側板３．３′の対向する力向）に延びている。従
って、ウェハ収納治具１を搬送ロボットのクランプ爪６
．６′て把持するには、これらの幻２．２′にクランプ
爪６．６′の細溝３０を挿入するが、そのためには、搬
送ロボットのクランプ爪６．６′を開閉する方向も同し
く矢印７方向である。そこて、ウェハ収納治具１の上方
にスペースが無い場合は、搬送ロボットの手首″８の配
置場所は、一般に、矢印１５方向（ウェハ収納治具１の
開口方向。矢印７カ゛向と直角方向）のウェハ収納治具
コ−の真上からずれた場所に配置する。

製造装置に装填するウェハ収納治具の姿勢はウェハ面を
水平にし、ウェハ収納治具は開口面の向きが操作者側か
ら見て奥の方を向いているものが多く、この場合は、手
当８を手前に配置して搬送することができるか、すへて
の製造装置が統一されているわけではなく、開口面が横
（左または右）を向いている装置もあり、生産ラインに
おいて種々のものが混在している。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記従来技術では、ウェハ収納治具の周辺に搬送口ボッ
１〜の手首の占めるスペースが容易されていない製造装
置で、ウェハ収納治具の開１０面の向きが統一されてい
ない製造装置相互の間を、走行装置を備えた搬送口ボッ
１−により、ウェハ収納治具を搬送する場合について考
慮されておらず、共通のクランプ爪を用いた搬送口ボッ
１〜では、手首°　７　。

が装置と干渉してウェハ収納治具を搬送することができ
ず、クランプ爪とその開閉機構を製造装置に応して交換
する必要があったが、クリーンな環境で使用できる交換
装置が無かった。そこで、ウェハ収納治具の周辺に必要
なスペースかあるか、または、ウェハ収納治具の向きか
統一された製造装置のみを組み合わせて生産ラインを組
む必要があり、製造装置の機種の選択に制約があるため
、自動化ラインに最新の高性能製造装置を導入すること
かできない可能性が高い。

本発明の目的は、ウェハ収納治具の向き、周辺のスペー
スの制約を取り払い、自動化ラインに自由に最新の高性
能製造装置を導入することができるようにすることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、本発明のウェハ収納治具
ば、略平行に対向する２枚の側板の対向面にウェハを整
列保持するための多数の保持溝が定ピッチで形成され、
上記２枚の側板の上端どうしおよび下端どうしか２枚の
端板により連結され、°・８　′ 上記側板の対向する方向と直角方向に」二部ウェハの挿
入・引抜きを行なう開口を有するウェハ収納治具におい
て、該ウェハ収納治具に把持するために、上記ウェハ面
に平行な方向で、かつ上記側板の対向する方向および該
方向に直角な方向に開閉する搬送口ボッ１への２つのク
ランプ爪のそれぞれに設けられた把持部によって把持可
能なように、該把持部に対応して形成された鍔、溝、ま
たは穴を有することを特徴とする。

また、本発明のウェハ収納治具の搬送方法は、略平行に
対向する２枚の側板の対向面にウェハを整列保持するた
めの多数の保持溝が定ピッチで形成され、上記２枚の側
板の上端どうしおよび下端どうしが２枚の端板により連
結され、上記側板の対向する方向と直角方向に上記ウェ
ハの挿入・引抜きを行なう開口を有するウェハ収納治具
を、搬送口ボッ１−の開閉可能な２つのクランプによっ
て把持し、該搬送口ボッ１へによって搬送するウェハ収
納治具の搬送方法において、上記ウェハ面に平行な方向
で、かつ」二部側板の対向する方向および該方向に直角
な方向に開閉する上記クランプ爪のそれぞれに設けられ
た把持部によって該把持部に対応して上記ウェハ収納治
〃、に形成された幻、溝、または穴を把持し、」二部ウ
ェハ収納治具の開口が奥、手前、左、右を向いている場
合のいずれの場合でも」二部クランプ爪が上記ウェハ収
納治具を把持可能になっていることを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、ウェハ収納治具を搬送口ボッ１〜て把持す
る際に該搬送ロボットのクランプ爪を動かす方向が、従
来の側板の対向する方向のみならす、該方向と直角方向
にも可能としたので、ウェハ収納治具の開口の向きが、
搬送口ボッ１〜の手首から見て奥、手前、左右のそれぞ
れ直角な４方向のうち、どちらの向きてあっても、ウェ
ハ収納治具を把持することができる。

従って、製造装置上のウェハ収納治具の開口の向きが操
作者側から見て、奥、千耐、左右のどちらの向きであっ
ても、搬送ロボットによりウェハ収納治具を搬送するこ
とができ、かつ搬送のためにウェハ収納治具の周辺のス
ペースを必要としない。これにより、自動化ラインに自
由に最新の高性能製造装置を導入することかできる。

〔実施例〕

実施例　１ 第１図は、本発明のウェハ収納治具とその搬送方法の第
１の実施例を示すウェハ収納治具と搬送ロボットの一部
の斜視図である。

１１−１１１′は、ウェハ（図示せず）の挿入・引抜き
を行なう開口面側（幻２．２′に近い側）の側板３．３
′の鰐１０．１０’に設けたｆｌにである。

１２．１２′は、」二部開［」面と反対側の側板３．３
′の」二音■こ設けた鍔である。

］−３，１３′は、溝］。ｊ５．１１′をひっがけ、ウ
ェハ収納治具」−を搬送するために、搬送ロボットのク
ランプ爪６．６′に設けた爪である。

１４．１４′は、８］、２．１２′をひっがけ、ウェハ
収納治具１を搬送するために、搬送口ボッＩ・のクラン
プ爪６．６′に設けた爪である。

“　ｌｌ　　。

さらに本実施例では、第８１′Ａと同様にウェハ収納治
具１に鍔２．２′を設け、鍔２．２′を挿入するために
、搬送口ボッｌ−のクランプ爪６．６′に爪１７．１７
’（１７’は図示省略）を設けである。

クランプ爪６．６′に形成した爪１；３．１３′、］４
．１４′、１７．１７′を把持部と称する（すべての実
施例において同様）。

また、ウェハ収納治具１は、第８図と同様に、所定の間
隔を保って連結した側板３．３′をもち、対向した側板
３．３′の内側には、ウェハを整列保持する多数の保持
溝９．９′を互いに対向させて定ピッチで形成しである
。また、対向する側板３．３′の下端は端板５で連結さ
れ、上端は端板６で連結しである。

すなわち、本実施例では、第８図に示した従来と同様に
、ウェハ収納治具１に鍔２．２′を設け、搬送口ボッ１
−のクランプ爪６．６′にそれに対応する爪］７．１７
′を設けたので、搬送口ボッ１、の手首８を開口面側ま
たはその反対側（矢印１５’１２　　。

方向）に配置しく第８図＃照）、クランプ爪Ｇ、６′を
矢印７方向に開閉してウェハ収納治具］を把持すること
ができる。ウェハ収納治具］−の」ニガにスペースが無
い場合、搬送口ボン１〜の手首８の配置場所は、矢印１
−５方向のウェハ収納治具１の真上からずれた場所に配
置する。

また、本実施例では、ウェハ収納治具］−に溝１１．１
１′と鍔］２．１２′を設け、搬送ロボットのクランプ
爪６．６′にそれぞれ対応する爪１．３．１３′と１４
．１４′を設けたので、第１図に示すように、搬送ロボ
ットの手首８を側板３側または側板３′側（矢印１５方
向）に配置し、クランプ爪６．６′を矢印１５方向に開
閉してウェハ収納治具」を把持することができる。ウェ
ハ収納治具１の上方にスペースが無い場合、搬送ロボッ
トの手首８の配置場所は、矢印７方向のウェハ収納治具
１の真上からずれた場所に配置する。

製造装置に装填するウェハ収納治具の姿勢はウェハ面を
水平にし、ウェハ収納治具は開口面の向きが操作者側か
ら見て奥の方を向いているものが多く、この場合は、手
首８を手１）ｉ４に１１ヒ置して搬送する。しかし、す
べての製造装置かこのように統一されているわけではな
く、開口面が横（左または右）を向いている装置もあり
、生産ラインにおいて種々のものが混在′しでいるが、
本実施例の搬送方法では、これら種々の装置に対応する
ことができる。

ウェハ収納治具］の搬送は、例えば次のように行なう。

ます、搬送ロポッ１〜のツー１１部を駆動して搬送する
ウェハ収納治具１の側板３の外側上に第１図に示すよう
に搬送ロボットの手首８を配置し、クランプ爪６．６′
を矢印１５方向に開いた状態てクランプ爪６．６′の爪
１４．１４′登ウェハ収納治具１−の鍔１２．１２′の
近傍に配置し、クランプ爪６．６′の爪１３．１３′　
（ここでは図示省略）をウェハ収納治具１の溝１］−１
１−１′の近傍に配置する。次に、ロボッ１〜ハンド開
閉機構］６によりクランプ爪６．６′を矢印１５方向に
動かして閉し、爪１４．１４′を鍔１２．１２′／＼、
爪１３．１３′に溝１１．１−１′へ噛み合せる。

次に、搬送ロボットのアーム部を駆動してウェハ収納治
具］を搬送ずへき場所へ移動させる。吹に、ロボソ１−
ハンド開閉機構１６によりクランプ爪６．６′を開き、
爪１４．１４′と鍔１２゜１２′の噛み合せおよび爪１
；３．１３′と溝１１．１１′の噛み合せを解く。次に
、アーム部を駆動してクランプ爪６．６′をウェハ収納
治具１から遠ざける。以」二の方法により、搬送ロボッ
トの手首８をウェハ収納治具１の側板３．３′の対向す
る方向（矢印７方向）に配置して、ウェハ収納治具１の
搬送を行なうことができる。

また、クランプ爪６．６′に従来と同様の鍔２．２′に
対応する爪１７、」−７′を設けたので、第２図に示す
ように、搬送ロボットの手首８をウェハ収納治具１の開
口方向（矢印１８５方向）に配置して搬送することもで
きる。すなわち、把持するとぎのウェハ収納治具１を基
準とした駁送ロボッ１−の手首８の位置は工具交換する
ことなく、ウニ°ゝ・１５　。

ハ収納治具１−の４方向すべてに配置可能である。

実施例　２ 第３図は、本発明の第２の実施例を示す斜視図である。

本実施例では、第」−図の実施例のウェハ収納治具１の
鍔１２．１２′の代わりに溝１８、］−８′を設け、ク
ランプ爪６．６′の爪１４．１４′の代わりに溝１８．
１８′に対応する爪２４．２４′を設けた。これ以外は
、第１図の実施例と同じである。第１図の８１２．１２
′の突出が。

既存の装置にウェハ収納治具を載置する際に邪魔になる
場合に本実施例は有効である。

実施例　３ 第４図は本発明の第３の実施例を示す斜視図である。

本実施例では、第１図の実施例のウェハ収納治具１の溝
１１．１１′の代わりに穴２５．２５′を設けた。また
、鍔２．２′に補強用のリブ２６を設け、角穴２７を形
成した。一方、搬送ロボットのクランプ爪６．６′には
、穴２５．２５′に・１６・ 対応する丸ビン２８．２８′と、角穴２７に対応する角
ピン２９を設けた。これ以外は、第」−図と同じである
。第１図の溝１１−１１］−′またば幻２．２′の強度
不足により変形するおそれがある場合に有効である。

実施例　４ 第５図（Ａ）は、本発明の第４の実施例を示すウェハ収
納治具の斜視図、第５図（Ｂ）は、第５図（Ａ　）の矢
印３２方向から見た部分斜視図である。

本実施例では、第４図の実施例の穴２５．２５′の代わ
りに８３３．３３′を設け、また、第４図の鍔］２．１
２′を補強し、角穴３４．３４′とした。クランプ爪は
ここでは図示しないか、第４図の鍔１２．１２′に対応
する爪１４．１４′の代わりに、角穴３４．３４′に対
応する角ビンを設ける。これ以外は、第４図の方法と同
しである。搬送口ボッ１〜とウェハ収納治具との位置合
せ精度が高くなく、第１図のｄζＪ−１、」、１′、ま
たは第４図の穴２５．２５′ではウェハ収納治具の把持
に失敗するおそれがある場合に有効である。また、第１
図および第４図の鍔１２．１２′の強度不足により変形
するおそれかある場合にも有効である。

第６図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の詳細な説明
するための製造装置の上から見た図である。

上記各実施例で説明したように、本発明ではウェハ収納
治具の４方向すノ＼てに搬送ロホッ１−の平凸゛を配置
してクランプ爪てウェハ収納治具を把持できるので、第
７図に示すように、操作者の手［１汀に搬送ロボットの
手首８を配置して、製造装置１９上に装填したウェハ収
納治具１を搬送する場合、第６図（Ａ）に示すように、
ウェハ収納治具１の開１」面が奥を向いた場合、手前を
向いた場合（図示せず）、第６図（Ｂ）に示すように、
右を向いた場合、左を向いた場合（図示せず）のいずれ
の場合でも、搬送ロボットによりウェハ収納治具１を搬
送することができる。すなわち、製造装置１．９に装填
したウェハ収納治具１の周辺のスペースの有無やウェハ
収納治具１の開口面の向きにかかわらす、自動化ライン
に自由に最新の高性能装置を導入することかできる。

以上本発明の実施例について説明したか、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲において種々変更可能であることはもちろんであ
る。すなわち、上記各実施例のウェハ収納治具に設けら
れた把持部およびそれに対応するクランプ爪の各部月の
組み合せは、必要に応して任、Ｇ、に選ふことができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、ウェハ収納治具の４方
向ずへでに搬送口ボッ１への手首を配置してクランプ爪
てウェハ収納治具を把持てきるので、搬送口ボッ１−に
よりウェハ収納治具］、を搬送することができる。すな
わち、製造装置１９に装填したウェハ収納治具１の周辺
のスペースの有無やウェハ収納治具１の開１」而に向き
にかかわらず、自動化ラインに自由に最新の高性能装置
を導入することかできる。

°　１９゛

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を示す斜視図、第２図
は、第１図のクランプ爪を用いて第１２図の把持方向と
直角の方向に把持する方法を示す図、第３図は、本発明
の第２の実施例を示す斜視図、第４図は、本発明の第３
の実施例を示す斜視図、第５図（Ａ、）は、本発明の第
４の実施例を示すウェハ収納治具の斜視図、第５図（Ｂ
）は、第５図（Ａ）の部分斜視図、第６図（Ａ）、（Ｉ
３）は、それぞれ本発明の詳細な説明するための製造装
置の土から見た図、第７図は、製造装置の一例を示す側
面断面図、第８回は、従来のウェハ収納治具とその搬送
方法を示す斜視図である。 １　ウェハ収納治具 ２．２′　・鍔 ６．６′・・クランプ爪 ８・・搬送ロボットの手首 １１．１］′・溝 １−２．１２′・・鍔 ］８．１８′溝 ０２１１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
八りΔ゛　２０゜ ２５．２５′・穴 ２７　角穴 ３２．３２′　・鍔 ３３．３３　′　　・角穴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、略平行に対向する２枚の側板の対向面にウェハを整
   列保持するための多数の保持溝が定ピッチで形成され、
   上記２枚の側板の上端どうしおよび下端どうしが２枚の
   端板により連結され、上記側板の対向する方向と直角方
   向に上記ウェハの挿入・引抜きを行なう開口を有するウ
   ェハ収納治具において、該ウェハ収納治具を把持するた
   めに、上記ウェハ面に平行な方向で、かつ上記側板の対
   向する方向および該方向に直角な方向に開閉する搬送ロ
   ボットの２つのクランプ爪のそれぞれに設けられた把持
   部によって把持可能なように、該把持部に対応して形成
   された鍔、溝、または穴を有することを特徴とするウェ
   ハ収納治具。 ２、略平行に対向する２枚の側板の対向面にウェハを整
   列保持するための多数の保持溝が定ピッチで形成され、
   上記２枚の側板の上端どうしおよび下端どうしが２枚の
   端板により連結され、上記側板の対向する方向と直角方
   向に上記ウェハの挿入・引抜きを行なう開口を有するウ
   ェハ収納治具を、搬送ロボットの開閉可能な２つのクラ
   ンプによって把持し、該搬送ロボットによって搬送する
   ウェハ収納治具の搬送方法において、上記ウェハ面に平
   行な方向で、かつ上記側板の対向する方向および該方向
   に直角な方向に開閉する上記クランプ爪のそれぞれに設
   けられた把持部によって該把持部に対応して上記ウェハ
   収納治具に形成された鍔、溝、または穴を把持し、上記
   ウェハ収納治具の開口が奥、手前、左、右を向いている
   場合のいずれの場合でも上記クランプ爪が上記ウェハ収
   納治具を把持可能になっていることを特徴とするウェハ
   収納治具の搬送方法。