JPH0535575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、ウエハを熱処理、化学処理する炉
に挿入する際に用いられるウエハ移載装置に関す
る。

＜従来の技術＞ 従来より、ウエハにCVD（化学的気相折出法）
処理を施すにあたり、キヤリアカセツトに収納し
たウエハを石英、SiC、または金属製のボートに
移しかえるウエハ移載装置としては枚葉式と一括
式がある。この枚葉式ウエハ移載装置は、直交型
ロボツトまたはこれに類似する機構で構成された
装置でロボツトのハンドに真空チヤツクを取付
け、ウエハを一枚ずつキヤリアカセツトからボー
に移しかえるものがある。一方、一括式ウエハ移
載装置は、キヤリアカセツトに収納されている枚
数分を一括してボートに移載するものである。

しかしながら、上記二つのウエハ移載装置のい
ずれの場合でも、第１２図に示すように、ウエハ
１，１…の処理面である表面１ａを同じ方向に向
けてボートに移載するため、１枚当たりのウエハ
１，１…の占めるスペースが大きくなつて、所定
スペース内で一度に処理するウエハ１，１…の枚
数に制限があるという問題がある。

また、ウエハ１をCVD処理する場合、処理す
る必要のないウエハ１の背面１ｂまで処理され、
背面１ｂに酸化膜、絶縁膜が被覆されるため、後
工程で背面エツチングの工程が加わつて工程数が
多くなるという問題がある。

＜発明の目的＞ そこで、この発明の目的は、ウエハをボートに
移載する場合、１度に多くのウエハを背合わせに
自動的かつ迅速に移載でき、かつ、ウエハの後工
程数を削減できるウエハ移載装置を提供すること
にある。

＜発明の構成＞ 上記目的を達成するため、この発明のウエハ移
載装置は、ウエハを収納したカセツトからウエハ
のみを持ち上げて180度回転し得る装置と、上記
カセツトから持ち上げられたウエハのうち順方向
に配列したウエハ群と180度回転して逆方向に配
列したウエハの群とを中間サポート上に互い違い
になるように搬送する搬送手段と、上記中間サポ
ート上に交互に配列したウエハを背合わせに密着
させる密着手段とを備えることを特徴としてい
る。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図は上記実施例のウエハ移載装置の詳細
図、第２図は上記実施例の全体概略図である。第
２図において、１０は本体、１１，１１…は本体
１０上に５台配列されたキヤリアカセツト、この
５台のキヤリアカセツト１１，１１…のうち、一
端のキヤリアカセツト１１Ａは予備である。ま
た、１２は上記４台のキヤリアカセツト１１，１
１…に収納したウエハ、１４はウエハ１２を複数
枚、表面と裏面とが互い違いになるように配設す
る中間サポート、２０はウエハ１２をキヤリアカ
セツト１１から中間サポート１４に搬送する搬送
手段、１５は本体１０に配置されたボートであ
る。

第１，２図において、上記本体１０は、その上
部にＬ字形状の段部１６を形成し、箱型のケーシ
ング１８で形成されている。上記段部１６の下面
１６ａの下部には、本体１０の長手方向のＸ軸方
向に沿つてブラケツト（図示せず）で固定した固
定用駆動モータ１９，１９…を互いに一定間隔を
あけて５台配置している。上記固定用駆動モータ
１９，１９…には棒ネジ２１，２１…を上下方向
に連結している。上記５台の固定用駆動モータ１
９，１９…のうち、一端の固定用駆動モータ１９
Ａを除く４台の固定用駆動モータ１９，１９…の
棒ネジ２１，２１…には、ブラケツト２２，２２
…を噛合している。このブラケツト２２，２２…
に固定用駆動モータ２４，２４…を連結してい
る。この４台の回転用駆動モータ２４，２４…に
は、上記棒ネジ２１，２１…に平行に棒材２５，
２５…を連結して、上記棒材２５，２５…の先端
にウエハサポート２６，２６…を固定している。
このウエハサポート２６，２６…は回転用駆動モ
ータ２４，２４…により180度回転されるように
なつている。一方、上記一端の予備用固定用駆動
モータ１９Ａの棒ネジ２１Ａには、ブラケツト２
２Ａを噛合している。このブラケツト２２Ａに棒
材２５Ａを上記棒ネジ２１Ａに平行に連結してい
る。上記棒材２５Ａの先端に予備用ウエハサポー
ト２６Ａを固定している。上記４台の固定用駆動
モータ１９，１９…と回転用駆動モータ２４，２
４…とウエハサポート２６，２６…とから装置２
０が構成されている。上記ウエハサポート２６，
２６…の上面と上記予備用ウエハサポート２６Ａ
の上面にはウエハ１２を垂直に載置する溝を設け
ている。

上記段部１６の下面１６ａには、キヤリアカセ
ツト１１，１１…が配置される位置にウエハサポ
ート２６，２６…が下方から上方へ通過する開口
を設ける一方、ボート１５が配置される位置に中
間サポート１４が下方から上方へ通過する開口を
設けている。上記キヤリアカセツト１１は、上面
が開口した箱型であつて、その端面にウエハサポ
ート２６が通過する開口を設けている。一方、ボ
ート１５は上半部を切欠いた長尺の円筒形状で、
その底面を中間サポート１４が通過する開口を設
けている。ボート１５の内部には、ウエハサポー
ト１２が垂直に配置できる溝が設けられている。
上記中間サポート１４は長尺の角柱であつて、本
体１０内に設けられた駆動モータ２８と棒ネジ２
９とにより棒材３１を介して昇降させるようにな
つている。上記中間サポート１４の上面１４ａに
は、ウエハサポート１２，１２…を垂直にして２
枚分のウエハ１２，１２を収納する溝と１枚分の
ウエハ１２を収納する溝を交互に一定間隔をあけ
て設けている。

また、上部段部１６の上面１６ｂの一端には、
Ｙ軸方向に長い箱型のＸ軸直線移動部３２の一端
をＸ軸方向に沿つて摺動可能に取付けている。上
記Ｘ軸直線移動部３２の一端の下部には、上記段
部１６の上面１６ｂの内側に突出してブラケツト
３４を設け、このブラケツト３４に棒ネジ３５を
噛合している。この棒ネジ３５の一端にＸ軸移動
用駆動モータ３６を連結している。上記Ｘ軸直線
移動部３２の前面３２ａには、上下方向に長い箱
型のＹ軸直線移動部３８をＹ軸方向に沿つて摺動
可能に取付けている。上記Ｙ軸直線移動部３８の
裏面３８ａには、Ｘ軸直線移動部３２の内側に突
出してブラケツト３９を設けている。このブラケ
ツト３９にＹ軸方向に噛合する棒ネジ４１を設
け、この棒ネジ４１の一端にＹ軸移動用駆動モー
タ４２を連結している。上記Ｙ軸直線移動部３８
の表面３８ｂには、第３図に示すように、ウエハ
１２の外周よりも少し大きい径の円筒Ｃ上の両側
にウエハ支持部４４，４４をウエハ１２に対して
垂直になるように設けている。上記ウエハ支持部
４４は、第４図中アーム４５と角状の連結バー４
６と周知の揺動機構からなる。上記アーム４５
は、第５，６，７図に示すように略角柱形状で、
内面４５ａをウエハ１２の外周に垂直に沿え得る
ように湾曲に形成している。上記湾曲面の内面４
５ａには、ウエハ１２の外周端部を嵌合させるＶ
溝４８，４８をウエハ１２に１枚おきに保持でき
るように長手方向に沿つて互いに一定間隔をあけ
て形成している。上記アーム４５を第３図に示す
ようにＡ方向に揺動させる揺動機構はＹ軸直線移
動部３８内に装着されている。上記アーム４５の
一端を連結バー４６を介して揺動機構に連結して
いる。上記Ｘ軸直線移動部３２とＹ軸直線移動部
３８とウエハ支持部４４とから搬送手段３０が構
成されている。

第３，８図に示すように、Ｙ軸直線移動部３８
の前面３８ｂの円周Ｃ上には、上記ウエハ支持部
４４を境として上部に１本の円筒溝カム５１ａと
下部両側に２本の円筒溝カム５１ｂ，５１ｃを設
けている。これらの円筒溝カム５１ａ，５１ｂ，
５１ｃは、互いに平行かつ一定角度をあけて設け
られている。上記円筒溝カム５１ａ，５１ｂ，５
１ｃの３本のうち円筒溝カム５１ａを代表してそ
の形状を説明する。上記円筒溝カム５１ａの外周
には、第９，１０図に示すようにＹ字形状のＶ溝
５２を長手方向に互いに一定間隔あけて複数個形
成している。上記Ｖ溝５２は二叉部分５２ａと合
流部分５２ｂからなつている。上記Ｖ溝５２の二
叉部分５２ａは円周の略1/2を占め、残りの合流
部分５２ｂは円周の略1/2を占めている。上記円
筒溝カム５１ａ，５１ｂ，５１ｃのうち上記円周
Ｃ上の上部に位置する円筒溝カム５１ａは、Ｙ軸
直線移動部３８の内部に設けた周知のバネ機構に
より第３図中Ｂ方向に移動可能になつている。こ
の移動により、上記円筒溝カム５１ａはバネ力で
ウエハ１２の外周端部をＶ溝５２の二叉部分５２
ａに嵌合させて接線方向にウエハ１２を押え付け
るようになつている。また上記円筒溝カム５１ａ
はＹ軸直線移動部３８内部に設けた周知の駆動機
構によりＥ、Ｆ方向に所定角度回転するようにな
つている。円筒溝カム５１ａ，５１ｂ，５１ｃの
うち上記円周Ｃ上の両下部に位置する円筒溝カム
５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、Ｙ軸直線移動部３８
の内部に設けた今一つの周知の駆動機構によりＤ
方向に移動可能かつＥ、Ｆ方向と逆方向のE′、
F′方向に所定角度回転可能になつている。この移
動により、上記円周Ｃ上の両下部の円筒溝カム５
１ｂ，５１ｃは、ウエハ１２の外週端部をＶ溝５
２の二叉部分５２ａ，５２ａに嵌合させて下方よ
りウエハ１２を支持する一方、円筒溝カム５１
ｂ，５１ｃのＥ方向への所定角度回転により、Ｖ
溝５２の二叉部分５２ａ，５２ａに嵌合した２枚
のウエハ１２，１２を合流部分５２ｂに案内して
密着させ、また上述と反対方向のＦ方向への所定
角度の回転により合流部分５２ｂから二叉部分５
２ｂにウエハ１２を案内してウエハ１２，１２を
相互に離反させるようになつている。上記円筒溝
カム５１ａ，５１ｂ，５１ｃと上記バネ機構と上
記駆動機構により密着手段４０が構成されてい
る。

上記構成のウエハ移載装置において、ウエハカ
セツト１１，１１…に収納したウエハ１２，１２
…をCVD処理を行うため、ウエハ１２，１２…
をウエハカセツト１１，１１…からボート１５に
移載するとする。第１，２図に示すように、ウエ
ハ１２，１２…を順方向、つまり表面１２ａ，１
２ａ…を一方向に向けて配列して収納した４台の
キヤリアカセツト１１，１１…を本体１０の段部
１６の下面１６ａの所定位置に配置する。一方、
空の状態の予備用キヤリアカセツト１１Ａを上記
下面１６ａの所定位置に配置する。さらに、ダミ
ーウエハ１２Ａ，１２Ａを両端に配置したボート
１５を上記下面１６ａの所定位置に配置する。そ
して、第１図中右側から１番目と３番目の固定用
駆動モータ１９，１９を駆動して、ウエハサポー
ト２６，２６をキヤリアカセツト１１，１１の底
面の開口を通過させる。上記キヤリアカセツト１
１，１１内のウエハ１２，１２…をウエハサポー
ト２６，２６に垂直に載置させてウエハカセツト
１１，１１より上方へウエハサポート２６，２６
を上昇させる。固定用駆動モータ１９，１９を停
止して回転用駆動モータ２４，２４を駆動し、ウ
エハサポート２６，２６を180度回転させる。再
度、固定用駆動モータ１９，１９を駆動してウエ
ハサポート２６，２６を下降させ、ウエハ１２，
１２…を逆方向、つまり裏面１２ｂ，１２ｂ…を
一方向に向けて配列してウエハカセツト１１，１
１内に収納する。次に、Ｘ軸直線移動部３２およ
びＹ軸直線移動部３８がＸ軸移動用駆動モータ３
６、Ｙ軸移動用駆動モータ４２の駆動により中間
サポート１４上に移動される。中間サポート１４
は、固定用駆動モータ２８の駆動により、ボート
１５の底面の開口を通つてボート１５上のダミウ
エハ１２Ａを垂直に載せて下方から上方へ上昇さ
れる。Ｙ軸直線移動部３８内の揺動機構が駆動し
てアーム４５を第３図中Ａ方向に揺動させ、ダミ
ウエハ１２Ａ，１２Ａの外周端部をＶ溝４８，４
８に嵌合させてダミウエハ１２Ａ，１２Ａをウエ
ハ支持部４４で保持する。第１図に示す中間サポ
ート１４は固定用駆動モータ２８により下降され
る。Ｘ軸直線移動部３２とＹ軸直線移動部３８は
予備用ウエハサポート２６Ａ上に移動される。予
備用ウエハサポート２６Ａが固定用駆動モータ１
９Ａにより上昇される。ウエハ支持部４４の保持
しているダミウエハ１２Ａ，１２Ａは予備用ウエ
ハサポート２６Ａ上に載置され、ウエハ支持部４
４はダミウエハ１２Ａ，１２Ａから離れる。予備
用ウエハサポート２６Ａは固定用駆動モータ１９
Ａにより下降される。ダミウエハ１２Ａ，１２Ａ
は予備用キヤリアカセツト１１Ａ内に収納され
る。また、Ｘ軸直線移動部３２、Ｙ軸直線移動部
３８はＸ軸移動用駆動モータ３６、Ｙ軸移動用駆
動モータ４２により第１図中右から４番目のキヤ
リアカセツト１１上に移動される。ウエハサポー
ト２６が固定用駆動モータ１９によりキヤリアカ
セツト１１内に順方向に配置されたウエハ１２，
１２…を載せてウエハカセツト１１より上方へ上
昇される。ウエハ支持部４４のアーム４５が第３
図中揺動機構によりＡ方向に揺動されて上記ウエ
ハサポート２５上にウエハ１２，１２…を１枚お
きにＶ溝４８，４８…に嵌合してウエハ１２，１
２…保持する。ウエハサポート２６が固定用駆動
モータ１９により下降される。第１図に示すＸ軸
直線移動部３２およびＹ軸直線移動部３８はウエ
ハ１２，１２…を保持した状態で中間サポート１
４上に移動される。中間サポート１４は、固定用
駆動モータ２８の駆動により上昇される。中間サ
ポート１４の１枚分の溝にウエハ支持部４４が保
持したウエハ１２，１２…を嵌入する。ウエハ保
持部４４のアーム４５が揺動機構によりウエハ１
２，１２…から離れる。中間サポート１４は、固
定用駆動モータ２８によりウエハ１２，１２…を
順方向に配置した状態で下降される。次に、Ｘ軸
直線移動部３２およびＹ軸直線移動部３８が右か
ら３番目のキヤリアカセツト１１上に移動され
る。ウエハサポート２６がキヤリアカセツト１１
内に逆方向に配置されたウエハ１２，１２…をキ
ヤリアカセツト１１より上方へ持ち上げる。ウエ
ハ保持部４４のアーム４５が１枚おきにウエハ１
２，１２…を保持する。上記ウエハサポート２６
が下降される。Ｘ軸直線移動部３２およびＹ軸直
線移動部３８は逆方向に配列したウエハ１２，１
２…を保持した状態で中間サポート１４上に移動
される。中間サポート１４は上昇される。このと
き、中間サポート１４には既に順方向のウエハ１
２，１２…が配置されている。このウエハ１２，
１２…の間の１枚分の溝に上記逆方向のウエハ１
２，１２…を嵌合させる。ウエハ保持部４４のア
ーム４５はウエハ１２，１２…から離れる。こう
して、中間サポート１４の１枚分の溝には、順方
向のウエハ１２と逆方向のウエハ１２とが交互に
配置させる。すなわち、中間サポート１４上のウ
エハには互いに背面１２ｂどうしを対向させて配
置される。

次に、上部の円筒溝カム５１ａと下部両側の円
筒溝カム５１ｂ，５１ｃが、バネ機構と駆動機構
によつてＢ、Ｄ方向に夫々移動されて、中間サポ
ート１４上の順方向と逆方向に順次配列されたウ
エハ１２，１２…をＹ字形状の二叉部分の溝５２
ａ，５２ａ…に嵌合する。上記駆動機構によつて
上部の円筒溝カム５１ａはＥ方向に所定角度回転
される一方、下部両側の円筒溝５１ｂ，５１ｃは
Ｅ方向と逆方向のE′方向に所定角度回転されるの
で、ウエハ１２，１２…は二叉部分の溝５２ａ，
５２ａ…から合流部分の溝５２ｂ，５２ｂ…に案
内されて、背面１２，１２どうしが密着されて２
枚１組のウエハ１２，１２…が作られる。

このように、円筒溝カム５１ａと円筒溝カム５
１ｂ，５１ｃとは夫々逆方向に回転されて２枚の
ウエハ１２，１２が密着されるので、ウエハ１
２，１２の回転を防止できて、安定してウエハ１
２，１２…を密着できる。この２枚１組のウエハ
１２，１２…は中間サポート１４の２枚用の溝に
嵌入される。次に、第２図中右から２番目と３番
目のキヤリアカセツト１１，１１…内のウエハ１
２，１２…についても、上述と同様の作動により
背面どうしを密着した２枚１組のウエハが作られ
て、中間サポート１４の２枚用の溝に嵌入され
る。上述した予備用キヤリアカセツト１１Ａに収
納されたダミウエハ１２Ａ，１２ＡはＸ軸直線移
動部３２およびＹ軸直線移動部３８により中間サ
ポート１４に搬送されて中間サポート１４の両側
の溝に嵌合される。最後に、中間サポート１４は
固定用駆動モータ２８により下降されて、中間サ
ポート１４上２枚１組のウエハとダミウエハ１２
Ａ，１２Ａはボート１５上に移載される。このよ
うに、ボート１５上の２枚１組のウエハは、第１
１図に示すように配置されるので、ウエハ１２，
１２…の占めるスペースが小さくなつて一度に処
理できるウエハ１２，１２…の数を増加させるこ
とができる。また、処理されないウエハ１２の背
面１２ｂ，１２ｂどうしを合わせているので、ウ
エハ１２の背面１２ｂに酸化膜や絶縁膜が被覆さ
れることはない。したがつて、後工程でウエハ１
２の背面エツチングの工程を省略できる。ウエハ
１２のボート１５への移載を自動的に行うので、
移載作業を迅速かつ簡単にでき、かつゴミの発生
量を削減できる。

次に、ボート１５上の処理済みのウエハをキヤ
リアカセツト１１，１１…に収納するとする。第
１，２図において、Ｘ軸直線移動部３２およびＹ
軸直線移動部３８は中間サポート１４上に移動す
る。中間サポート１４はボート１５上に配列され
た処理済ウエハ１２，１２…を載置してボート１
５上に上昇される。ウエハ支持部４４が両側のダ
ミウエハ１２Ａ，１２Ａを保持する。ダミウエハ
１２Ａ，１２Ａは、Ｘ軸直線移動部３２、Ｙ軸直
線移動部３８により予備用キヤリアカセツト１１
Ａに搬送されて収納される。次にＸ軸直線移動部
３２、Ｙ軸直線移動部３８は中間サポート１４上
に移動される。

円筒溝カム５１ａ，５１ｂ，５１ｃが合流部分
の溝５２ａに２枚１組のウエハ１２，１２を嵌合
してこのウエハ１２，１２を保持する。円筒溝カ
ム５１ａが下方向に所定角度回転される一方、下
部両側の円筒溝カム５１ｂ，５１ｃは下方と逆方
向のF′方向に所定角度回転されるので、２枚１組
のウエハ１２，１２…は合流部分の溝５２ｂ，５
２ｂ…から二叉部分の溝５２ａ，５２ａ…に案内
されて１枚づつに分離される。円筒溝カム５１ａ
と円筒溝カム５１ｂ，５１ｃとは逆方向に回転す
るので、ウエハ１２，１２は安定して分離され
る。上記分離されたウエハ１２，１２…はウエハ
支持部４４により保持される。中間サポート１４
が上昇して円筒溝カム５１ａ，５１ｂ，５１ｃは
ウエハ１２，１２…から離れる。分離されたウエ
ハ１２，１２…の半分を中間サポート１４の１枚
用の溝に嵌入して配置する。中間サポート１４は
下降する。ウエハ支持部４４に保持されたウエハ
１２，１２…は、Ｘ軸直線移動部３２、Ｙ軸直線
移動部３８により第２図中右から１番目のキヤリ
アカセツト１１に搬送されて収納される。次にＸ
軸直線移動部３２、Ｙ軸直線移動部３８は中間サ
ポート１４に移動されて、上述した１枚用の溝に
嵌合されたウエハ１２，１２…をウエ支持部４４
により保持して第２図中右から２番目のキヤリア
カセツト１１に搬送されて収納される。こうして
順次処理済みのウエハ１２，１２…はキヤリアカ
セツト１１，１１…に収納される。

＜発明の効果＞ 以上述べたように、この発明のウエハ移載装置
は、ウエハを収納したカセツトからウエハのみを
持ち上げて180度回転し得る装置と、上記カセツ
トから持ち上げられたウエハのうち順方向に配列
したウエハの群と180度回転して逆方向に配列し
たウエハの群とを中間サポート上に互い違いにな
るように搬送する搬送手段と、上記中間サポート
上に交互に配列したウエハを背合わせに互いに密
着させる密着手段とを備えるものである。したが
つて、この発明によれば、２枚のウエハを背合わ
せに密着して処理するので、一定のスペース内に
多くのウエハを収納できて、一度に処理するウエ
ハの数を増加できる。また、処理の不要な背面は
互いに密着されているので、背面に酸化膜や絶縁
膜が被覆されることはなく、従来例の如く背面の
酸化膜等をエツチングする工程を省略することが
できる。加えて、ウエハをカセツトからボートに
搬送手段を利用して自動的に搬送することができ
るので、ウエハの移載を簡単かつ迅速に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す詳細図、第２
図は上記実施例の外観斜視図、第３図は密着手段
の作動説明図、第４図は搬送手段の平面図、第５
図は搬送手段のウエハ保持部の立面図、第６図は
第５図の−線矢視図、第７図は第５図の−
線矢視図、第８図は密着手段の模式図、第９図
は密着手段の円筒溝カムを示す図、第１０図は第
９図の−線凸面図、第１１図はウエハを背合
わせに密着して配置した図、第１２図は従来例の
ウエハの配置図である。 １１……カセツト、１２……ウエハ、１４……
中間サポート、２０……装置、３０……搬送手
段、４０……密着手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウエハを収納したカセツトからウエハのみを
   持ち上げて180度回転し得る装置と、上記カセツ
   トから持ち上げられたウエハのうち順方向に配列
   したウエハの群と180度回転して逆方向に配列し
   たウエハの群とを中間サポート上に互い違いにな
   るように搬送する搬送手段と、上記中間サポート
   上に交互に配列したウエハを背合わせに互いに密
   着させる密着手段とを備えることを特徴とするウ
   エハ移載装置。 ２ 上記特許請求の範囲第１項に記載するウエハ
   移載装置において、 上記密着手段は、上記ウエハの外周端部が嵌合
   するＹ字形状の溝を有して回転によりウエハを背
   合わせに密着させる少なくとも２個の円筒溝カム
   を備えていることを特徴とするウエハ移載装置。