JPH05226458A - シリコンウェハーの移し替え方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大径のシリコンウェハでもキャリアから安全
に傷等を付けずに取り出し、別のキャリアに移し替える
ことができる方法を提供する。 【構成】 キャリアＡ内の溝Ｂに縦向きに収納した多数
枚のシリコンウェハＣを一括して取り出して移し替える
ため、キャリアＡ内の各シリコンウェハＣの上方から、
その裏面に沿って上下方向に伸びた支持具１を挿入し、
同支持具１の下部の支持突起２が各ウェハＣの下縁に到
達した時点で、前記支持具１をウェハＣの裏面側にスラ
イドして各ウェハＣの下縁を夫々の支持突起２で支持
し、その状態で前記支持具１を上方に移動してキャリア
Ａ内の全てのシリコンウェハＣを取り出し、同支持具１
を別のキャリアＡの位置まで移動し、同キャリアＡ内に
降下して支持具１に支持されているシリコンウェハＣを
同キャリアＡ内に移し替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２０〜３０枚程度のシ
リコンウェハを収納・運搬するためのキャリア（カセッ
ト）からシリコンウェハを一括して取り出し、別のキャ
リアに移し替えるシリコンウェハの移し替え方法に関す
るもので、ＬＳＩ（半導体）の製造工程で使用されるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】半導体工場におけるＬＳＩの製造工程に
は、シリコンウェハの洗浄に始まって、酸化、拡散、Ｐ
ＥＰ、蒸着工程等多様多岐にわたる工程がある。従来は
シリコンウェハをトレイに並べて置き、各工程で作業員
が１枚づつピンセットでつまんで作業してきた。しか
し、直接シリコンウェハをピンセット等でつまむと、シ
リコンウェハが破損したり汚染したりする問題があっ
た。この問題を解決するため、またＬＳＩの大量生産と
それに伴う自動化により、最近ではシリコンウェハを図
６に示すようなキャリアに収容して、キャリアごと移動
・運搬するようになっている。

【０００３】図６のキャリアＡは内部に形成した多数の
溝ＢにシリコンウェハＣを縦向きに立てて均一間隔に並
べて、１０〜５０枚程度のシリコンウエハＡを収容でき
るようにしたものである。ＬＳＩの製造工程ではシリコ
ンウェハに色々な薬品が使用され、これと同時にウェハ
を収納するキャリアも各種の薬品にさらされるため、工
程ごと或は薬品ごとに、その薬品に対して腐食したり反
応したりしないような素材のキャリアを使用する必要が
ある。従って、用途に合わせてアルミ製のもの、ポリプ
ロピレン製のもの、或はテフロン加工を施したもの等の
各種キャリアを用意し、最終的にＬＳＩが完成されるま
でに、シリコンウェハをキャリアから何回か移し替えて
いる。

【０００４】図７に示すのは、このようなシリコンウェ
ハの移し替え方法の従来例であるが、その基本的な動作
を説明する。先ず、図８に示すようにシリコンウェハＣ
をその表面（電子回路を印刷する面）が上になるように
横向きにしてキャリアＡ（図６）内の溝Ｂにセットして
おき、そのキャリアＡの開口部Ｄから平らな板状のフォ
ークＥを各ウェハＣの裏面側に挿入し（図９（ａ））、
次に各フォークＥを少し上方にスライドさせてその表面
で各ウェハＣを持ち上げ（同図（ｂ））、この状態でフ
ォークＥを引き戻すとその表面に乗ったシリコンウェハ
ＣがキャリアＡから引き出される（同図（ｃ））。そし
て、別のキャリアＡに前記フォークＥを同キャリアＡの
開口部ＤからキャリアＡ内に挿入すると、各ウェハＣが
キャリアＡ内の溝Ｂに夫々挿入され、完全に挿入された
後、前記フォークＥを下方に少しスライドさせると前記
ウェハＣがキャリアＡ内の前記溝Ｂに保持されるという
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のシリ
コンウェハの移し替え方法では、ウェハＣを水平なフォ
ークＥの上に乗せるため、フォークＥがウェハＣの全加
重をもろに受ける。このためフォークＥの剛性が足りな
いとフォークＥが湾曲したり、また振動が加わるとフォ
ークＥが上下に触れて、場合によっては上のウェハＣと
下のウェハＣが接触して傷が付く虞がある。特に最近は
８インチの大径のシリコンウェハＣが多く使用されるよ
うになり、ウェハＣ自体の重量が重くなってきているた
め、前記のような状況になり易い。このウェハＣの重量
増加によるフォークＥの剛性不足を解消するには、フォ
ークＥ自体を肉厚にして剛性を得ることも考えられる
が、キャリアＡにセットされたウェハＣとウェハＣとの
間隔はおよそ６．４ｍｍ程度と決まっており、しかもそ
のわずかな隙間にウェハＣに触れないようにフォークＥ
を挿入して持ち上げる必要があるため、フォークＥ自体
の肉厚を増すにも限界がある。

【０００６】本発明の目的は、大径のシリコンウェハで
もキャリアから安全に傷等を付けずに取り出し、別のキ
ャリアに移し替えることができるシリコンウェハの移し
替え方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のシリコンウェハ
の移し替え方法は、キャリアＡ内の溝Ｂに一定間隔で縦
向きに並べて収納されている多数枚のシリコンウェハＣ
を一括して取り出して別のキャリアＡに移し替えるシリ
コンウェハの移し替え方法において、キャリアＡ内の各
シリコンウェハＣの上方から、その裏面に沿って上下方
向に伸びた支持具１を挿入し、同支持具１の下部に形成
された支持突起２が各ウェハＣの下縁に到達したところ
で、前記キャリアＡをウェハＣの裏面方向にスライドさ
せるか或は支持具１をウェハＣの裏面側にスライドさせ
て、各ウェハＣの下縁を夫々の支持突起２で支持し、そ
の状態で前記支持具１を上方に移動させてキャリアＡ内
の全てのシリコンウェハＣを取り出し、同支持具１を別
のキャリアＡの位置まで移動し、同キャリアＡ内に降下
させた後、前記キャリアＡをウェハＣの表面方向にスラ
イドさせるか或は支持具１をウェハＣの裏面から離すよ
うにスライドさせて、各ウェハＣの下縁を夫々の支持突
起２から離し、前記支持具１に支持されているシリコン
ウェハＣを一括して同キャリアＡ内に移し替えることを
特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明のシリコンウェハの移し替え方法では、
図１〜５に示すように、キャリアＡの溝Ｂに一定間隔で
縦向きに並べて収納されている多数枚のシリコンウェハ
Ｃ夫々に、その上から上下方向に伸びる帯状の支持具１
をウェハＣの裏面に平行に挿入し、同支持具１の下部に
ある支持突起２で各ウェハＣの下縁を支えて取り出し、
この状態で前記支持具１を別のキャリアＡの位置まで移
動させて移し替えを行うことにより、シリコンウェハＣ
の全加重が前記支持突起２を介して支持具１の長手方向
にかかるため、前記シリコンウェハＣが重くても支持具
１が湾曲することがない。しかもシリコンウェハＣの下
縁を支持具１の支持突起２に乗せて移し替えを行うた
め、前記ウェハＣの裏面とそこに接している支持具１と
は力学的に殆ど力が作用せず、従ってシリコンウェハＣ
に傷が着く虞も殆どない。

【０００９】

【実施例】本発明のシリコンウェハに移し替え方法に基
づいて作製した装置の一実施例を図１〜５に示す。先
ず、この装置の正面には、シリコンウェハＣを収容した
キャリアＡと空のキャリアＡを別々にセットできるよう
に２つの設置台１０があり、両設置台１０は夫々前後
（図１中Ｘ−Ｘ方向）にスライドすることができる。ま
た、両設置台１０には図３に示すようにわずかではある
が傾斜が付けられているため、シリコンウェハＣを収容
したキャリアＡを前記設置台１０にセットする際は、前
記ウエハＡの表面（電子回路を印刷する面）が正面を向
くようにする。この装置で使用するキャリアＡとしては
先に図６に示したようなものを使用し、これは内部に
２、３０枚のシリコンウェハＣを縦に立てて密に並べて
収容することができるような溝Ｂが多数形成されている
ものであって、既存のキャリアＡが使用できる。ちなみ
に、本実施例のキャリアＡは８インチのシリコンウェハ
Ｃを通常２５枚を収容するものを使用している。

【００１０】また、この装置には、セットしたキャリア
Ａから一括して２５枚のシリコンウェハＣを引き上げ、
もう一方の空のキャリアＡへ前記ウェハＣを移し替える
ためにコムユニット１５と呼ばれるものが備えつけられ
ている。このコムユニット１５は２つのキャリアＡ間を
移動することができるように装置の移動ユニット１６に
取り付けられており、図１の停止位置から左右方向（図
１中Ｙ−Ｙ方向）にスライドすることも、さらに夫々の
キャリアＡの上部位置においては上下方向（図１中Ｚ−
Ｚ方向）にスライドすることもできる（図２）。

【００１１】前記コムユニット１５は２５枚の支持具１
とその両側に設けられた２本のガイド１７及びそれらを
取り付けるための固定材１８とから構成され、また、本
装置にセットされたキャリアＡのシリコンウェハＣと平
行に帯状支持具１を挿入できるように前記設置台１０と
同じ角度の傾斜が付けられている（図３）。

【００１２】前記支持具１は、図４に示すようにステン
レス素材を用いて長さ２５５ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚さ
１．２ｍｍの帯状に形成したもので、両面にテフロンコ
ートを施してある。また、その長手方向の一端には四角
い支持突起２が形成されていて、同支持突起２はそこに
シリコンウェハＣの下縁を乗せて支持できる程度の厚み
を有している。そして、図３に示すように前記支持具１
を支持突起２を下にして前記固定材１８の下にシリコン
ウェハＣの配列間隔と同じ間隔で２５枚を平行に並べて
取り付けてある。この実施例では、前記支持具１の表面
の中央部に厚さ０．３ｍｍ、直径０．５ｍｍ程度のテフ
ロンの突起２６を設けてあるため、図４に示すシリコン
ウェハＣは下縁の支持突起２により支持されると共に、
前記突起２６に点接触する状態で保持されている。

【００１３】前記ガイド１７は、図４に示すように前記
支持具１及びその支持突起２で引き出したシリコンウェ
ハＣを移送中にそこから落ちないようにホールドするた
めのもので、円柱状の棒材２０にシリコンウェハＣの配
列間隔と同じ間隔で多数（２５）の溝２１を形成してテ
フロン加工たものを２本用い、夫々をシリコンウェハＣ
の左右両側部分に位置するように前記固定材１８に取り
付け、コムユニット１５の帯状支持具１をシリコンウェ
ハＣに差し込んで引き上げる際、前記ウェハＣの上縁の
２箇所をガイド１７の溝２１で挟んで、移送中にコムユ
ニット１５から前記ウェハＣが落下するのを防いでい
る。なお、このガイド１７としては、板状のテフロン材
にシリコンウェハＣの配列間隔と同じ間隔で（くし状
の）切り込みを形成したものを使用することもできる。

【００１４】この装置によるシリコンウエハの移し替え
動作の例を順に説明する。図１に示すように、この装置
の２つの設置台１０にシリコンウェハＣを収容している
キャリアＡと空のキャリアＡを夫々セットし、コムユニ
ット１５を動作させる。同コムユニット１５は自動的に
シリコンウェハＣを収容しているキャリアＡの上方位置
まで水平方向にスライドし、そこから下側に降下して同
ユニット１５の支持具１を前記キャリアＡ内の各シリコ
ンウェハＣの裏面に平行に挿入する（図５（ａ））。こ
のとき前記支持具１はウェハＣに接触しないように各ウ
ェハＣ間の隙間に確実に挿入されるようになっている
が、本装置では、前記支持具１がウェハＣに過って触れ
た場合は自動的にストップするようになっている。そし
て、前記コムユニット１５は支持具１の下端の支持突起
２がウェハＣの下部の縁より少し下に位置したところで
自動的に降下がストップする（図２）。

【００１５】次に、図５（ｂ）に矢印（図１中Ｘ−Ｘ方
向）で示されるように前記キャリアＡがわずかに後方に
スライドして、キャリアＡ内の各ウェハＣの裏面が支持
具１の表面と接触し、またウェハＣの下縁が前記支持具
１の支持突起２に支持される。このときシリコンウェハ
Ｃの上縁の２箇所が前記ガイド１７の溝２１に挿入され
ているので、各ウェハＣは丁度図４に示した状態にな
る。

【００１６】次に、各ウエハを図４の状態に保持したコ
ムユニット１５は、そのまま上方（図１中Ｚ−Ｚ方向）
に移動して、空のキャリアＡがセットされている方へ水
平移動（図１中Ｙ−Ｙ方向）して、そのキャリアＡの上
方位置でストップし、そこから降下してキャリアＡ内に
シリコンウェハＣを挿入する。この時各ウェハＣはキャ
リアＡに形成された溝Ｂに夫々納まる。完全にコムユニ
ット１５が降下した後、今度はそのキャリアＡ（図１中
Ｘ−Ｘ方向）が前方にわずかにスライドして、各ウェハ
Ｃから支持具１を離し、その後、コムユニット１５が上
昇してシリコンウェハＣの移し替え作業が完了する。

【００１７】以上の作業はこの装置の正面に設けられた
制御パネル２５にあるスイッチ（図示していない）を入
れると自動的に行われるが、必要に応じてＲＳ２３２Ｃ
等のインターフェースを使用してコンピュータと接続
し、一連の動作をコンピュータで制御し、その状態をＣ
ＲＴでモニタすることもできる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のシリコンウェハの移し替え方法
によれば下記のような効果がある。 起立状態のシリコンウェハＣを上下方向に伸びる支
持具１の支持突起２で吊り上げるようにして支持して引
き上げ、移送するため、ウェハＣの加重が支持具１の長
手方向にかかり、大径のウェハＣでも前記支持具１が湾
曲したりすることがない。 しかも、水平保持のフォークＥより支持具１を薄く
することができるので、多数の支持具１からなるコムユ
ニット１５は、従来のものと比較した場合約１／４程度
まで軽量化することができ、従って洗浄のためのコムユ
ニット１５の取り外しが楽である。 ウェハＣの下縁を支持具１の支持突起２で吊り上げ
支持して移送するため、ウェハＣと支持具１の接触面に
大きな力が加わらず、従って、シリコンウェハＣに傷が
つく虞が殆どない。 シリコンウェハＣもそれに接触する支持具１も共に
立っているため（ダウンフローの方向）、それらにパー
ティクル（ほこり等の微粒子）が付着せず、従って、シ
リコンウェハＣがパーティクルで汚染されることがな
い。 各シリコンウェハＣを支持具１の支持突起２及び突
起２６との２点で支持すると共に、ガイド１７で落下し
ないようにしているため安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシリコンウェハの移し替え方法に基づ
いて作製した装置の一実施例を示す斜視図。

【図２】図１の装置におけるウェハ取り出しを示す斜視
図。

【図３】図１の装置の側面図。

【図４】図１の装置におけるウェハ取り出し部分を示し
た斜視図。

【図５】（ａ）、（ｂ）は図１の装置におけるシリコン
ウェハの移し替え状態を示す側面図。

【図６】キャリアの一例を示す斜視図。

【図７】従来のシリコンウェハの移し替え方法による装
置の一例を示す側面図。

【図８】図７の装置を説明するための該略図。

【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図７の装置における
ウェハとフォークとの関係を示す側面図。

【符号の説明】

Ａ キャリア Ｂ 溝 Ｃ シリコンウェハ １ 支持具 ２ 支持突起

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアＡ内の溝Ｂに一定間隔で縦向き
   に並べて収納されている多数枚のシリコンウェハＣを一
   括して取り出して別のキャリアＡに移し替えるシリコン
   ウェハの移し替え方法において、キャリアＡ内の各シリ
   コンウェハＣの上方から、その裏面に沿って上下方向に
   伸びた支持具１を挿入し、同支持具１の下部に形成され
   た支持突起２が各ウェハＣの下縁に到達したところで、
   前記キャリアＡをウェハＣの裏面方向にスライドさせる
   か或は支持具１をウェハＣの裏面側にスライドさせて、
   各ウェハＣの下縁を夫々の支持突起２で支持し、その状
   態で前記支持具１を上方に移動させてキャリアＡ内の全
   てのシリコンウェハＣを取り出し、同支持具１を別のキ
   ャリアＡの位置まで移動し、同キャリアＡ内に降下させ
   た後、前記キャリアＡをウェハＣの表面方向にスライド
   させるか或は支持具１をウェハＣの裏面から離すように
   スライドさせて、各ウェハＣの下縁を夫々の支持突起２
   から離し、前記支持具１に支持されているシリコンウェ
   ハＣを一括して同キャリアＡ内に移し替えることを特徴
   とするシリコンウェハの移し替え方法。