JPH0517885Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 産業上の利用分野 本考案は、ウエハプローバ等の半導体製造装置
に用いられているウエハの搬送構造に関し、特に
ウエハプローバにおいてウエハをウエハカセツト
からチヤツクに搬送し、処理後のウエハをチヤツ
クからウエハカセツトに搬送する際のウエハ搬送
構造の改良に関するものである。

従来の技術 ウエハを製造する過程では、前工程ですでにウ
エハを収容したウエハカセツトから一枚毎にウエ
ハを引き出し、引き出されたウエハは搬送路でウ
エハ処理部の位置、例えばウエハを測定する位置
まで搬送する。このウエハ処理部で必要な処理を
されたウエハは次の工程に運ぶために空のウエハ
カセツトに収容される。前記のウエハをウエハカ
セツトから処理部まで搬送する搬送工程を一般に
ローダと称している。また、後記のようにウエハ
を処理部、例えばウエハを載置するチヤツクから
空のウエハカセツトに収容するまで搬送する搬送
工程を一般にアンローダと称している。このロー
ダ及びアンローダは必ず対に配置しているのが多
い。

複数のウエハ処理工程において、これらの搬送
工程によつて一枚毎に確実に搬送することがウエ
ハを製造する過程の基本的重要性であり、ひいて
は全処理工程を全自動化にして安価な半導体チツ
プを提供しようとする社会的背景がある。

この種のウエハを搬送するウエハ搬送装置とし
て、特開昭57−66649号公報に示されているよう
なものがあり。この公報は第１のローダと第２の
ローダとの間を接続する第３のローダを設置した
ことを特徴とした発明として出願されている。こ
の従来例の説明ではベルヌーイチヤツクを用いて
第１のローダからチヤツクに載置して搬送してい
る。この従来例について第６図、第７図を用いて
説明する。

先ず構成を述べると、１１はウエハカセツト１
２に収容したウエハ、１４は昇降部１４ｂとウエ
ハカセツト台１４ａとからなるエレベータ、３９
は昇降部３９ｂと空ウエハカセツト台３９ａとか
らなるエレベータ、５３はウエハカセツトからウ
エハを引き出しベルヌーイチヤツク９４に渡す所
定位置まで搬送する搬送路、９１，９２，９３は
夫々ベルヌーイチヤツク９４をＹ軸、Ｘ軸、Ｚ軸
方向に駆動する駆動部、９３ａはベルヌーイチヤ
ツク９４を反転させる駆動部、４１ａはウエハの
アライメントをするチヤツク位置、４１ｂはヘツ
ドプレート２６に内設したプローブカード４０を
介して外部テスタと連絡して測定するチヤツク位
置、４１ｃは測定後ウエハがアンローダ側に載置
するときのチヤツク位置、５４は空ウエハカセツ
トに測定済のウエハを収容するアンローダ側の搬
送路である。

つぎに上記のウエハ搬送の動作について説明す
る。前行程終了のウエハをウエハカセツト１２に
収容し、収容したウエハカセツト１２をウエハカ
セツト台１４ａに載置し、エレベータ１４の昇降
部１４ｂでウエハカセツトを降下させ、ローダ用
の搬送路５３のベルトに一枚目のウエハが接触す
ると、センサで接触を確認してエレベータ１４の
降下を停止させる。搬送路５３においては、搬送
路５３のベルト等でウエハと接触してウエハを図
の矢印方向に搬送する。つぎにウエハが所定位
置、すなわちベルヌーイチヤツク９４がウエハを
浮上させる位置決め機構の位置に到達したら搬送
路５３の搬送を停止させる、もちろんこの確認に
もセンサを用いる。センサで確認後ベルヌーイチ
ヤツク９４がウエハの頭上にＸ，Ｙ駆動部９２，
９１及び、Ｚ駆動部９３を介して降下接近し、ベ
ルヌーイチヤツク９４の中央孔より円錐形状の側
面に沿つて空気を噴出してウエハを浮かし、その
ウエハを浮かした状態でベルヌーイチヤツクを反
転し、チヤツク４１上空に覆設し、降下させ、チ
ヤツク４１に載置する。上記でのベルヌーイチヤ
ツク９４とウエハの関係は、円錐形の中央上部に
より側壁に沿つて空気を噴出させることにより、
空気が側壁面に沿つて流れ出し、円錐形の中心部
分の空気圧が低下する。その空気圧の低下部分の
真下にウエハがあるので、周辺との圧力差によつ
てウエハが浮上する。しかし、ウエハはベルヌー
イチヤツク９４に物理的に固定されるのではな
く、浮上している状態を保つているだけである。

チヤツク４１に載置したウエハはアライメント
部４１ａを通つて測定位置４１ｂにＸ−Ｙ駆動装
置で移動し、その後アンローダ側のチヤツク４１
ｃの位置に移動し、再びベルヌーイチヤツク９４
がチヤツク４１ｃからウエハを浮上させ、アンロ
ーダの搬送路５４のベルト等に載置し、搬送路５
４の搬送で空ウエハカセツト１３に収容する。

しかしながら上記の従来例のベルヌーイチヤツ
クを使用する搬送手段は、２つの手段で搬送して
いることになる。１つはウエハカセツト１２から
所定位置にウエハを搬送するベルト搬送手段と停
止手段からなる。この構成は搬送路のベルト等を
モータで駆動してベルトの摩擦でウエハを所定位
置に搬送するものである。他の１つは所定位置す
なわち、搬送路のベルト上のウエハをベルヌーイ
チヤツク９４で浮上させ、そのベルヌーイチヤツ
ク９４自体を測定部と搬送部の約中間に配置さ
せ、ローダの所定位置からチヤツク４１へ、ま
た、チヤツク４１からアンローダの所定位置に搬
送するものである。その構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸方向に自在に移動可能でかつ反転自在な機構に
ベルヌーイチヤツクを固着しこの機能でウエハを
所定位置に搬送する手段である。

考案が解決しようとする問題点 上記の従来例の問題点はベルヌーイチヤツクを
使用していることにあり、その理由はウエハの底
面を支持するものでなく、ウエハの上空部に大気
圧の濃薄を作り出しその気圧差で生じる浮力を使
用してウエハを浮かしてチヤツクに搬送するか
ら、ウエハを搬送中に落下させて破損させる問題
点があつた。この破損させる原因はベルヌーイチ
ヤツクの中央から吹き出す空気圧を連続して噴出
する困難性、例えば空気圧を噴出するノズルに水
滴、チリ、コム等の不純物の混合により噴出気流
の乱れ、搬送部における雰囲気により噴出気流が
負ける等による。他の問題点としてウエハを処理
する工程で空気流を嫌う処理装置には使用できな
い。例えば真空中での処理等は空気圧を使用でき
ないのは当然である。

したがつて、本考案は、上記した従来の問題に
鑑み、ウエハをウエハカセツト１２から所定位置
まで搬送し、この所定位置からチヤツクまで搬送
する工程で、ウエハをウエハカセツト１２から所
定位置まで搬送する際に、また、測定済のウエハ
を空ウエハカセツト１３内に搬送する際にそのウ
エハを破損させることがなく、また真空雰囲気中
でも使用することができるウエハ搬送構造を提供
することを目的としている。

課題を解決しようとする手段 上記目的を達成するため本出願考案は、 ウエハ収納部から測定前のウエハを取り出して
搬送するローダ用の搬送路と、 このローダ用の搬送路より搬送されたウエハを
下から突き上げて上昇する第１の昇降部材と、 測定後のウエハをウエハ収納部に搬送するアン
ローダ用の搬送路と、 このアンローダ用の搬送路の上方位置にて、測
定後のウエハを突き上げて受け取り、当該搬送路
の下方側まで下降して当該ウエハをアンローダ用
の搬送路に載せる第２の昇降部材と、 前記第１の昇降部材のウエハの受け渡し位置と
第２の昇降部材のウエハの受け取り位置とを通る
円弧上に配置される処理用のウエハ保持台と、 前記第１の昇降部材及び第２の昇降部材が上下
に通過できるように切り欠き部を有すると共に、
第１の昇降部材から測定前のウエハを受け取つた
後水平面内で回転して当該ウエハを前記測定用の
ウエハ保持台に受け渡し、このウエハ保持台から
測定後のウエハを受け取つた後水平面内で回転し
て当該ウエハを第２の昇降部材に受け渡す回転部
材と、 を備え、 第１の昇降部材または第２の昇降部材は、回転
部材の通過領域を避けるように回転部材の回転中
心に対して外方に延伸し更に下方側に屈曲した構
造であることを特徴とする。

作 用 ローダ用の搬送路上の測定前のウエハは第１の
昇降部材により突き上げられて上昇し、その後第
１の昇降部材が回転部材の切り欠き部を通つて下
降することにより回転部材に受け渡される。次い
で回転部材は測定用のウエハ保持台まで回転して
当該ウエハをウエハ保持台に受け渡し、更に測定
後のウエハをウエハ保持台から受け取つて第２の
昇降部材の上方位置（受け取り位置）まで回転す
る。その後第２の昇降部材が回転部材の切り欠き
部を通つて上昇することにより回転部材上のウエ
ハを突き上げ、回転部材が第１の昇降部材上の測
定済のウエハを受け取りに行くと共に、第２の昇
降部材は下降してアンローダ用の搬送路に測定済
のウエハを載置する。ここで例えば第２の昇降部
材を、回転部材の通過領域を避け得る構成とすれ
ば、第２の昇降部材の降下前に回転部材が前記通
過領域を通つて第１の昇降部材側に移動できるの
でスループツトが向上する。

実施例 以下、本考案を半導体ウエハプローバに適用し
た一実施例を第１図〜第３図を用いて説明する。

第１図は本考案におけるウエハプローバ等の搬
送路の一実施例を示した平面図である。

第２図は第１図のローダ部側を示す断面図、第
３図Ａ−Ｄは第１図のアンローダ部側を示す断面
図である。

本実施例におけるウエハプローバ９０はウエハ
を処理する処理部例えばウエハ１１を測定する測
定部８９と、ウエハ１１をウエハ収納部であるウ
エハカセツト１２から所定位置まで搬送する搬送
部９１と、上記所定位置から測定部８９までウエ
ハ１１を回転搬送する回転部２３と、から構成さ
れている。

上記測定部８９は、ヘツドプレート２６に取り
付けられたプローブカード４０や、このプローブ
カード４０の下方位置と後述の回転部材２３ｂと
の受け渡し位置との間で移動し、突出自在なピン
２５ａを有するウエハ保持台２５などを備えてい
る。上記搬送部９１は第１図に示すように、ロー
ダ部９５とアンローダ部９６とから構成されてお
り、基台２５ｃには前記ローダ部９５の搬送路１
５とアンローダ部９６の搬送路２０が並列に立設
されている。第２図に示すように、ローダ用の搬
送路１５には、測定部８９とウエハカセツト１２
の載置部との途中に第１のウエハ昇降手段１７を
設け、この第１のウエハ昇降手段７１は、第１の
昇降部材１７ａを駆動部１７ｂの空気圧などによ
り突出自在とする機能を有している。

第３図Ａ〜Ｃに示すようにアンローダ用の搬送
路には測定部８９（第１図参照）とウエハ収納部
である空ウエハカセツト１３との途中に第２のウ
エハ昇降手段３７が設けられている。この第２の
ウエハ昇降手段３７は第２の昇降部材３７ａを上
記第１のウエハ昇降手段と同様に駆動部３７ｂの
空気圧などにより突出自在とする機能を有してい
る。そして第２の昇降部材３７ａは、第３図Ｅに
示すように回転部材２３ｂの通過領域３７ｃを避
けるように、回転部材２３ｂの回転中心に対して
外方側に延伸し、さらに下方側に屈曲したＬ字型
の構造とされている。なお第１の昇降部材１７ａ
及び第２の昇降部材３７ａはウエハをチヤツクす
る機能をもつている。

また上記回転部２３は、第１の昇降部材１７ａ
あるいは第２の昇降部材３７ａが通過できるよう
に切り欠き部２３ｃを備えた回転部材２３ｂと、
この回転部材２３ｂを駆動する駆動部２３ａとを
有しており、回転部材２３ｂに対して、第１の昇
降部材１７ａのウエハの受け渡し位置と、第２の
昇降部材３７ａのウエハの受け取り位置とウエハ
保持台２５とは、いずれも回転部材２３ｂの移動
路である同一の円弧上に配置されている。なお図
中１４はウエハカセツト台１４ａと昇降部１４ｂ
とからなるエレベータであり、３９は空ウエハカ
セツト台３９ａと昇降部３９ｂとからなるエレベ
ータである。

次に上記のウエハプローバ９０にウエハ１１を
搬送する動作について述べる。

先ず被測定物のウエハ１１を収容したウエハカ
セツト１２を上記ローダ側９５のエレベータ１４
に載置する。

上記載置されたウエハカセツト１２内のウエハ
１１を上記搬送路１５のベルトで搬送し、ローダ
用の第１の昇降部材１７ａに設けられているセン
サでウエハ１１ａの到来を確認して、その信号で
ベルトの搬送が停止する。次にウエハ１１ａは第
１の昇降部材１７ａがベルト面よりも高く上昇す
ることにより、第２図で示すように持ち上げられ
る。

第４図に示すように、上記第１の昇降部材１７
ａに保持されたウエハ１１ａは、当初、必ずしも
その昇降部材１７ａの中心１７acとウエハ１１
ａの中心１１acとが一致しないが、上記第１の
昇降部材１７ａと保持されたウエハ１７ａは、上
記第１の昇降部材１７ａがプリアライメント機構
を有していて、回転可能になつていることによ
り、上記ウエハ１１ａの外殻を抽出し、上記第一
の昇降部材１７ａの中心１７acとウエハの中心
１１acがベクトル演算され、１回の位置合わせ
で補正されて一致するようになつている。

以上の動作で上記第１の昇降部材１７ａとウエ
ハ１１ａのずれ量を抽出する技術は、例えば特開
昭60−192345号公報に開示されている。

次に、このプリアライメントされたウエハ１１
ａは搬送路１５のベルト等より低い位置にあつた
第１の昇降部材１７ａが所定位置まで上昇し、ウ
エハを第１の昇降部材１７ａに載置する。第２図
で示すように上昇した第１の昇降部材１７ａに載
置したウエハ１１ａと搬送路１５の中間部に回転
部２３の回転部材２３ｂが廻り込み、その後、上
記第１の昇降部材１７ａの降下動作により、上記
ウエハ１１ａは、回転部材２３ｂ上に移し変えら
れる。次にこのウエハは回転部材２３ｂの回転に
より、ウエハ保持台２５の上空部に回転され停止
する。

そして、第２図で示すように、ウエハ保持台２
５に埋設されたピン２５ａが空気圧手段等で突出
した状態になつており、回転部材２３ｂを所定位
置まで降下させると、その結果ピン２５ａ上部に
ウエハ１１ｂが移し変えられる。この状態で回転
部材２３ｂは回避する。上記ピン２５ａ上にウエ
ハが載置された後、そのピン２５ａがウエハ保持
台２５内に埋設され、このピン動作によりウエハ
１１ｂは吸着部（図示なし）によつて、ウエハ保
持台２５表面に吸着固定される。

ウエハ保持台２５に載置したウエハ１１ｂはＸ
−Ｙ駆動手段によつて、プロープカード４０の位
置まで移動し、ウエハ１１ａを測定した後、プロ
ープカード４０の位置からＸ−Ｙ駆動手段によつ
て、ウエハ授受位置まで戻り、ウエハ保持台２５
に埋設されているピン２５ａを突出させ、そのピ
ン２５ａに載置したウエハ１１ｂとウエハ保持台
２５表面との空間部に回転部材２３ｂが廻り込
み、上記回転部材２３ｂが上昇してウエハを授受
した後、ローデイング時とは逆方向に回転してア
ンローダ用の第２の昇降部材３７ａの位置の上ま
で来ると停止する。つぎに第３図Ａで示すよう
に、回転部材２３ｂの通過領域３７ｃを設けた第
２の昇降部材３７ａが昇降部３７ｂを介して上昇
され、回転部材２３ｂよりウエハを受け取つて停
止する。

第３図Ｂに示すように、前記通過領域３７ｃを
設けた第２の昇降部材３７ａは、回転部材２３ｂ
が通過できる形状となつているために、回転部材
２３ｂは第２の昇降部材３７ａとそれに載せられ
たウエハの下をくぐつて回転して、即ちその前記
通過領域３７ｃを通過してローダ側に回転移動す
ることが可能となる。

ここで通過領域３７ｃを設けない場合には、衝
突を回避するために、第５図に示すように、回転
部材２３ｂはウエハ１１ｃの降下により接触しな
い程度まで回転移動して待機しなければならず、
例えばｅ点まで回転して待機して、第２の昇降部
材３７ａを降下させてウエハを搬送路２０のベル
ト等に載置した後、その上空部を通過して、矢印
方向に回転部材２３ｂが回転移動させなければな
らないから、大きな時間的ロスが生じる。

この前記通過領域３７ｃは第２のウエハ昇降手
段３７に設けて、回転部材２３ｂをローダ用の第
１の昇降部材１７ａ側に戻すとき、その回転部材
２３ｂと接触しない程度のものであれば十分であ
り、例えばＬ字形であつても第３図Ｂおよび第３
図Ｄで示す形状であつても問題でなく、回転部材
２３ｂが通過可能な形状であれば十分である。

また、第１の昇降部材１７ａの昇降部１７ｂと
アンローダ用の第２の昇降部材３７ａの昇降部３
７ｂとは共通に使用しても良い。

アンローダの動作の説明に戻る。

回転部材２３ｂの先端が前記通過領域３７ｃを
通過した後第３図Ｃに示すようにアンローダ用の
第２の昇降部材３７ａを搬送路２０のベルト面よ
り低い位置まで降下させると、ウエハ１１ｃは上
記降下に伴い、搬送路２０のベルト面に授受さ
れ、アンローダ側の搬送路２０のベルト等の移動
により矢印方向に移動し、空ウエハカセツト１３
に収容される。

尚本考案は、ウエハプローバについて説明した
がこれに限定されるものではなく、半導体製造装
置一般に適用されることは勿論である。

考案の効果 本考案によれば、ウエハをローダ用の搬送路か
ら処理用のウエハチヤツクを経由してアンローダ
用の搬送路まで搬送するにあたつてウエハの底面
を保持して搬送しているため、空気圧差で生じる
浮力を利用して搬送する場合に比べて確実に搬送
できる上、真空中での処理を行う場合にも適用で
きる。また昇降部材を回転部材の通過領域を避け
る構造としているので、昇降部材が回転部材より
も上方位置にあつても回転部材が昇降部材と衝突
することなく回動でき、従つて昇降部材の上昇ま
たは下降のタイミングと回転部材の移動のタイミ
ングとの順序の制限を緩和できるのでスループツ
トが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図Ａ〜Ｄは本考案の一
実施例を示したもので第１図はウエハプローバに
搬送部を用いた平面図、第２図は第１図のローダ
側を示す断面図、第３図Ａ〜Ｄは第１図のアンロ
ーダ側を示す断面図、第４図はプリアライメント
の説明図、第５図は不効率な搬送の説明図、第６
図は従来例を示したウエハプローバの搬送部の平
面図、第７図は第６図のローダ側の断面図であ
る。 １……ウエハ、１２……ウエハカセツト、１４
……エレベータ、１５……ローダ用搬送路、１７
……第１のウエハ昇降手段、１７ａ……第１のウ
エハ昇降部材、１７ｂ……昇降部（回転部分）、
２０……アンローダ用搬送路、２３……回転部、
２３ａ……駆動部、２３ｂ……回転部材、２５…
…ウエハ保持台、２５ａ……ピン、２５ｂ，２５
ｃ……基台、２６……ヘツドプレート、３７……
第２の昇降手段、３７ａ……第２の昇降部材、３
７ｂ……第２の昇降部、３７ｃ……通過領域、３
９ａ……ウエハカセツト台、３９ｂ……昇降部、
４０……プローブカード、９０……ウエハプロー
バ、９５……ローダ部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ウエハ収納部から処理前のウエハを取り出して
   搬送するローダ用の搬送路と、 このローダ用の搬送路より搬送されたウエハを
   下から突き上げて上昇する第１の昇降部材と、 処理後のウエハをウエハ収納部に搬送するアン
   ローダ用の搬送路と、 このアンローダ用の搬送路の上方位置にて、処
   理後のウエハを突き上げて受け取り、当該搬送路
   の下方側まで下降して当該ウエハをアンローダ用
   の搬送路に載せる第２の昇降部材と、 前記第１の昇降部材のウエハの受け渡し位置と
   第２の昇降部材のウエハの受け取り位置とを通る
   円弧上に配置される処理用のウエハ保持台と、 前記第１の昇降部材及び第２の昇降部材が上下
   に通過できるように切り欠き部を有すると共に、
   第１の昇降部材から処理前のウエハを受け取つた
   後水平面内で回転して当該ウエハを前記処理用の
   ウエハ保持台に受け渡し、このウエハ保持台から
   処理後のウエハを受け取つた後水平面内で回転し
   て当該ウエハを第２の昇降部材に受け渡す回転部
   材と、 を備え、 第１の昇降部材または第２の昇降部材は、回転
   部材の通過領域を避けるように回転部材の回転中
   心に対して外方に延伸し更に下方側に屈曲した構
   造であることを特徴とするウエハ搬送構造。