JPH0537475Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は半導体ウエーハ立替装置に関し、詳し
くは、半導体装置の製造に使用され、複数の半導
体ウエーハをキヤリアとボート間で一括して移し
替える装置に関するものである。

従来の技術 半導体装置の製造は、多数の半導体素子を形成
した半導体ウエーハ〔以下単にウエーハと称す〕
を種々の処理工程にて加工処理することにより行
われる。この各種処理工程のうち、洗浄等の液処
理工程と不純物拡散等の熱処理工程との間では、
２つのウエーハ専用保持治具が使用される。即
ち、複数のウエーハ１，１……を定ピツチでウエ
ーハ収納溝２，２……に整列収納する第８図に示
すような枠状で、材質が例えばテフロン製のキヤ
リア３と、複数のウエーハ１，１……を定ピツチ
でウエーハ保持溝４，４……に植立保持する例え
ば第９図に示すような台状の石英ガラス製のボー
ト５との間で、上記ウエーハ１，１……を一括し
て移し替える必要がある。

以下、上記ウエーハ１，１……をキヤリア３と
ボート５間で一括して移し替える半導体ウエーハ
立替装置の従来例を第１０図を参照しながら説明
する。

同図に示す半導体ウエーハ立替装置６は、複数
のウエーハ１，１……をウエーハ収納溝２，２…
…に整列収納するキヤリア３が位置決め載置され
た水平動自在なキヤリアベース７を有するキヤリ
ア部８と、複数のウエーハ１，１……をウエーハ
保持溝４，４……で整列保持するボート５が位置
決め載置された水平動自在なボートベース９を有
し、前記キヤリア部８に並列されたボート部１０
と、上記キヤリア部８とボート部１０の中間ポジ
シヨン上方に配置され、上記キヤリア３或いはボ
ート５からガイド溝１１，１１に沿つて移し替え
られたウエーハ１，１……を一時的に収容保持す
る上下動自在なホルダ１２を有するホルダ部１３
と、上記ホルダ部１３の下方に配置され、キヤリ
ア３或いはボート５内のウエーハ１，１……を下
方から突上げ動作してホルダ１２内に移し替える
上下動自在なプツシヤ１４を有するプツシヤ部１
５とで構成される。上記プツシヤ部１５のプツシ
ヤ１４は、基部１６上にウエーハ径よりも小さい
間隔で平行な２枚の平板１７，１７を一体的に立
設したものである。

例えば半導体装置の製造において、液処理工程
から熱処理工程へ移行するに際しては、まず液処
理済みのウエーハ１，１……を整列収納したキヤ
リア３を、キヤリア部８のキヤリアベース７上に
位置決め載置する。そして上記キヤリアベース７
を、図中Ａ矢印方向〔左方向〕へ水平移動させて
ホルダー部１３及びプツシヤ部１５間に配置し、
その間に、上記ホルダ部１３のホルダ１２を図中
Ｂ矢印方向〔下方向〕へ下降させてキヤリア３の
上方近傍位置に配置する。その後、プツシヤ部１
５のプツシヤ１４を図中Ｃ矢印方向〔上方向〕へ
上昇させてキヤリアベース７及びキヤリア３の開
口窓孔ｍを介してキヤリア３内のウエーハ１，１
……をプツシヤ１４で下方から突上げる。このプ
ツシヤ１４による突上げ動作により、キヤリア３
内のウエーハ１，１……は、ホルダ１２のガイド
溝１１，１１に沿つて移し替えられ、上記ホルダ
１２内でチヤツク機構〔図示せず〕により保持さ
れる。上記キヤリアベース７及びプツシヤ１４が
キヤリア部８及びプツシヤ部１５での初期位置に
復帰した後、次に、ボート部１０のボートベース
９を図中Ｄ矢印方向〔右方向〕へ水平移動させて
ホルダ部１３及びプツシヤ部１５間に配置し、そ
の間に上記ホルダ１２を下降させてボート５の上
方近傍位置に配置する。その後、プツシヤ部１５
のプツシヤ１４をボートベース９及びボート５の
開口窓孔ｎを介して上昇させ、ホルダ１２のチヤ
ツク機構の開放により上記プツシヤ１４の平板１
７，１７上にウエーハ１，１……を載置した状態
でプツシヤ１４を下降させてホルダ１２のガイド
溝１１，１１に沿つてウエーハ１，１……をボー
ト５上に移し替える。その後、ボートベース９を
水平移動させてボート部１０での初期位置に復帰
した上で、ボートベース９上からボート５を取出
して熱処理工程へ供給する。

尚、熱処理工程終了後、熱処理済みウエーハ
１，１……のボート５からキヤリア３への移し替
えは、各部を上述とは逆行動作させることにより
実行される。

考案が解決しようとする課題 ところで、前述した従来の半導体ウエーハ立替
装置６では、キヤリア３或いはボート５からホル
ダ１２へウエーハ１，１……を一旦移し替える際
に、上記キヤリア３或いはボート５に保持された
ウエーハ１，１……をプツシヤ１４で突上げて上
記ホルダ１２のガイド溝１１，１１に沿つて移送
している。この時、キヤリア３或いはボート５の
ウエーハ収納溝２，２……或いはウエーハ保持溝
４、４……〔第８図及び第９図参照〕とホルダ１
２のガイド溝１１，１１とが位置ずれしたり、或
いはウエーハ１，１……自体の反り等によつて、
その移し替え途中で上記ウエーハ１，１……が引
掛かることがある。この場合、上記プツシヤ１４
は突上げ動作を続行しているため、ウエーハ１，
１……に過剰応力がかかつてしまい、ウエーハ
１，１……が破損するという問題があつた。

そこで、本考案の目的は上記問題点を適切な手
段にて改善した半導体ウエーハ立替装置を提供す
ることにある。

課題を解決するための手段 本考案は上記問題点に鑑みて提案されたもの
で、複数のウエーハを整列させて保持したキヤリ
ア或いはボートからその上方に配置されたホルダ
へ、上記ウエーハをプツシヤの突上げ動作により
一括して移し替える装置において、上記プツシヤ
を一対のプツシヤ単体に単独退入動作可能に分割
し、そのプツシヤ単体の退入動作を検出する過負
荷検知手段を各プツシヤ単体に設けたことにより
前記目的を達成した半導体ウエーハ立替装置であ
る。

作 用 本考案によれば、キヤリア或いはボートのウエ
ーハをホルダに移し替える際に、上記ウエーハが
引掛かれば、これにより発生するプツシヤの退入
動作を過負荷検知手段によつて検出し、その検出
信号に基づいて上記ウエーハ移し替え動作を停止
させる。而も、上記プツシヤを一対のプツシヤ単
体に単独退入可能に分割し、各プツシヤ単体に過
負荷検知手段を設けたから、いずれか一方のプツ
シヤ単体が退入動作するだけで微弱であつても不
都合な過負荷樹脂状態を検出することも容易とな
つて検知感度の向上が図れる。

実施例 本考案に係る半導体ウエーハ立替装置の一実施
例を第１図乃至第７図を参照しながら説明する。
尚、第１図乃至第３図は上記半導体ウエーハ立替
装置の全体構成を、第４図乃至第６図はプツシヤ
部の構成を、第７図は過負荷検知手段の拡大構成
を示す。

第１図乃至第３図に示す半導体ウエーハ立替装
置２０は、複数のウエーハ１，１……を定ピツチ
でウエーハ収納溝２，２……に整列収納するキヤ
リア３〔第８図参照〕が位置決め載置された水平
動自在なキヤリアベース２１を有するキヤリア部
２２と、複数のウエーハ１，１……を定ピツチで
ウエーハ保持溝４，４……に整列保持するボート
５〔第９図参照〕が位置決め載置された水平動自
在なボートベース２３を有し、上記キヤリア部２
２に並設されたボート部２４と、上記キヤリア部
２２とボート部２４の中間ポジシヨンP₀上方に
配置され、上記キヤリア３或いはボート５からガ
イド溝２５，２５に沿つて移し替えられたウエー
ハ１，１……を一時的に収容保持する上下動自在
なホルダ２６を有するホルダ部２７と、上記ホル
ダ部２７の下方に配置され、上記キヤリア部２２
とボート部２４の中間ポジシヨンP₀に配置され
るキヤリアベース２１上のキヤリア３或いはボー
トベース２３上のボート５でホルダ部２７のホル
ダ２６間で、ウエーハ１，１……の移し替えをそ
の突出退入動作により実行する上下動自在なプツ
シヤ２８を有するプツシヤ部２９とでその主要部
が構成される。尚、上述したキヤリア部２２、ボ
ート部２４、ホルダ部２７及びプツシヤ部２９の
各部は制御部〔図示せず〕によつて後述の如く駆
動制御される。

上記キヤリア部２２及びボート部２４には、キ
ヤリアベース２１及びボートベース２３を、待機
ポジシヨンP₁，P₂と、キヤリア部２２とボート
部２４の中間ポジシヨンP₀間で夫々移送するベ
ース移送機構３０，３１が上記キヤリアベース２
１及びボートベース２３の直下方に配設される。
また、上記キヤリア部２２のキヤリアベース２１
の下方位置には、キヤリア３内でのウエーハ１，
１……のOF〔オリエンテーシヨン・フラツト〕位
置を揃えるためのOF合わせ機構３２が配設され
る。

ホルダ部２７には、ホルダ２６を上下動させる
ためのホルダ昇降機構３３が配設される。前述し
たように上記ホルダ２６の対向内側面には略ウエ
ーハ径と同一寸法程度離隔したガイド溝２５，２
５が形成される。図示しないが上記ホルダ２６に
は、ウエーハ１，１……をその両側方から挟持し
て整列保持するためのチヤツク機構が設けられ
る。

上記プツシヤ部２９には、中間ポジシヨンP₀
でのキヤリア３或いはボート５とホルダ２６間で
ウエーハ１，１……を移し替えるプツシヤ２８を
突出退入動作させるプツシヤ昇降機構３４が設け
られる。

本考案の特徴は上記プツシヤ部２９のプツシヤ
２８にある。このプツシヤ２８は、第４図乃至第
６図に示すようにキヤリア３或いはボート５のウ
エーハ１，１……の配列方向に沿つて平行な略矩
形平板状のプツシヤ単体３５，３５からなり、各
プツシヤ単体３５，３５は、その下部前後端にプ
ツシヤブロツク３６，３６……が固着され、一方
その上部に、ウエーハ１，１……が安定して載置
され得るように端面３７，３７を内方へ下方傾斜
させてＶ字状のウエーハ受け溝〔図示せず〕が定
ピツチで刻設される。プツシヤ単体３５，３５を
プツシヤベース３８にクロスローラガイド３９，
３９……を介して上下スライド可能に装着し、上
記プツシヤ単体３５，３５の下部前後端のプツシ
ヤブロツク３６，３６……に下方に向けて固着さ
れた突出ピン４０，４０……をプツシヤベース３
８の孔４１，４１……に挿入すると共に、上記突
出ピン４０，４０……に外挿した圧縮コイルバネ
４２，４２……で上記プツシヤブロツク３６，３
６……とプツシヤベース３８とを連結する。上記
各プツシヤ単体３５，３５にプツシヤ単体３５，
３５の退入動作を検出する過負荷検知手段４３，
４３を設ける。この過負荷検知手段４３，４３
は、上記プツシヤ単体３５，３５の下部後端のプ
ツシヤブロツク３６，３６に配設され、上記プツ
シヤブロツク３６，３６に遮光板４４，４４を下
方に向けて突設し、この遮光板４４，４４による
遮光の有無を検出するフオトセンサ４５，４５を
プツシヤベース３８に対応させて配設したもので
ある。尚、上記遮光板４４，４４の代わりにプツ
シヤブロツク３６，３６に突設した突出ピン４
０，４０によりフオトセンサ４５，４５が遮光さ
れるようにしてもよい。これは設計上任意に変更
可能である。

上記プツシヤ２８を突出退入動作させるプツシ
ヤ昇降機構３４は、支持フレーム４６に垂直状態
で回転可能に軸支したボールネジ４７に螺合され
たボールブツシユ４８を内装した昇降ブロツク４
９に前記プツシヤベース３８を連結固定し、上記
ボールネジ４７の下方軸端と、支持フレーム４６
上に固設されたモータ５０の出力軸とをプーリ５
１，５２及びプーリ５１，５２に纏掛けされたタ
イミングベルト５３を介して連結する。尚、上記
昇降ブロツク４９の前後部は、ボールネジ４７の
前後方で支持フレーム４６に垂設したガイド軸５
４，５４にスライド可能に装着される。

上記構成からなる半導体ウエーハ立替装置２０
のウエーハ移し替え動作を以下説明する。

液処理工程から熱処理工程へ移行するに際して
は、まず、液処理済みのウエーハ１，１……を整
列収納したキヤリア３を、キヤリア部２２のキヤ
リアベース２１上に位置決め載置する。そして上
記キヤリア３内の各ウエーハ１，１……の結晶方
向を表記している切欠きであるOFをOF合わせ機
構３２により方向修正した後、キヤリアベース２
１をベース移送機構３０により図示左方向へ水平
移動させてキヤリア部２２とボート部２４の中間
ポジシヨンP₀に配置し、その間に上記中間ポジ
シヨンP₀上方のホルダ部２７ではホルダ２６を
ホルダ昇降機構３３により下降させてキヤリア３
の上方近傍位置に配置する。その後、プツシヤ部
２９のプツシヤ２８をプツシヤ昇降機構３４によ
り上昇させる。即ち、上記プツシヤ昇降機構３４
のモータ５０の駆動によりプーリ５１，５２及び
タイミングベルト５３を介してボールネジ４７を
回転させ、昇降ブロツク４９を介してプツシヤベ
ース３８を上昇させる。これによりキヤリアベー
ス２１及びキヤリア３の開口窓孔ｍを挿通したプ
ツシヤ２８のプツシヤ単体３５，３５の先端部の
ウエーハ受け溝上にキヤリア３内のウエーハ１，
１……を整列保持した状態のままで載置して突上
げる。このプツシヤ２８の突上げ動作により上記
プツシヤ２８でウエーハ１，１……をホルダ２６
のガイド溝２５，２５に沿つて誘導しながらホル
ダ２６内に移し替え、上記ホルダ２６内でチヤツ
ク機構〔図示せず〕により整列保持する。

このキヤリア３からホルダ５へのウエーハ１，
１……の移し替えに際して、プツシヤ２８による
上記ウエーハ１，１……の突上げ動作時、上記キ
ヤリア３内のウエーハ収納溝２，２……とホルダ
２６のガイド溝２５，２５とが位置ずれしたり、
或いはウエーハ１，１……自体の反り等によつて
ウエーハ１，１……が引掛かつてプツシヤ２８に
過負荷が加わると、プツシヤ２８の少なくともい
ずれか一方のプツシヤ単体３５，３５が、プツシ
ヤブロツク３６，３６……とプツシヤベース３８
間の圧縮コイルバネ４２，４２……の弾性力に抗
してプツシヤベース３８に対して退入動作する。
このプツシヤ単体３５，３５の退入動作によりそ
のプツシヤブロツク３６，３６の遮光板４４，４
４が下降し、この遮光板４４，４４をフオトセン
サ４５，４５で検知する。このフオトセンサ４
５，４５からの検出信号に基づいてプツシヤ２８
の突上げ動作を停止させる。

このプツシヤ２８の過負荷検知では、一対のプ
ツシヤ単体３５，３５が一体のものではなく、上
記プツシヤ単体３５，３５が独立してプツシヤベ
ース３８に退入動作可能に取付けられているた
め、ホルダ２６のガイド溝２５，２５のどちら側
でウエーハ１，１……が引かつても、上記いずれ
か一方のプツシヤ単体３５或いは３５のみが単独
で退入動作するだけで過負荷状態を検知できる。
通常、ウエーハ１，１……の引掛かりは、ホルダ
２６のどちらか一方のガイド溝２５或いは２５で
発生するため、一対のプツシヤ単体３５，３５を
一体的に退入動作させようとするよりも、引掛か
りが生じたガイド溝２５或いは２５側のプツシヤ
単体３５或いは３５を単独で退入動作させた方
が、微弱な引掛かりでも効率良く検知できる。ま
た過負荷検知手段４３，４３の検知感度は、プツ
シヤ単体３５，３５とプツシヤベース３８間に張
設した圧縮コイルバネ４２，４２の長さ、線径等
によつて調整し得る。この圧縮コイルバネ４２，
４２の長さはプツシヤブロツク３６，３６に設け
られた調整ネジ〔図示せず〕を突出退入させるこ
とにより行われ、これでも調整できない場合、線
径の異なる他の圧縮コイルバネと交換することに
より感度調整する。

上述のようにキヤリア３からホルダ２６へウエ
ーハ１，１……を移し替えた後、キヤリアベース
２１及びプツシヤ２８をキヤリア部２２及びプツ
シヤ部２９での初期位置である待機ポジシヨン
P₁に復帰させた上で、ボート部２４のボートベ
ース２３をベース移送機構３１により図示右方向
へ水平移動させてキヤリア部２２とボート部２４
の中間ポジシヨンP₀に配置し、その間に上記ホ
ルダ部２７からホルダ２６をホルダ昇降機構３３
により下降させてボートベース２３上のボート５
の上方近傍位置に配置する。その後、プツシヤ部
２９のプツシヤ２８をプツシヤ昇降機構３４によ
り上昇させる。これによりボートベース２３及び
ボート５の開口窓孔ｎを挿通したプツシヤ単体３
５，３５先端部のウエーハ受け溝上にホルダ２６
内のウエーハ１，１……を受け取る。そして、ホ
ルダ２６のチヤツク機構の開放により上記プツシ
ヤ単体３５，３５上にウエーハ１，１……を載置
した状態でプツシユ２８を前述とは逆向きに、プ
ツシヤ昇降機構３４により下降させてホルダ２６
のガイド溝２５，２５に沿つて誘導しながらウエ
ーハ１，１……をボート５上に移し替える。その
後、ボートベース２３をベース移送機構３１によ
り水平移動させてボート部２４での初期位置であ
る待機ポジシヨンP₂に復帰させた上で、ボート
ベース２３上からボート５を取出して熱処理工程
へ供給する。

尚、熱処理工程終了後、熱処理済みウエーハ
１，１……のボート５からキヤリア３への移し替
えは、ボート部２４、ホルダ部２７、プツシヤ部
２９及びキヤリア部２２の各部を上述とは逆順動
作させることにより行われる。また、中間ポジシ
ヨンP₀でボート５からホルダ部２７のホルダ２
６へプツシヤ２８の突上げ動作によりウエーハ
１，１……を移し替えるに際して、前述したキヤ
リア３からホルダ２６への移し替え時と同様、ホ
ルダ２６でのウエーハ１，１……の引掛かりが発
生すれば、それを過負荷検知手段４３，４３にて
検出してプツシヤ２８の突上げ動作を停止させ
る。

考案の効果 本考案によれば、プツシヤを一対のプツシヤ単
体を単独退入動作可能に分割し、そのプツシヤ単
体の退入動作を検出する過負荷検知手段を各プツ
シヤ単体に設けたから、キヤリア或いはボートか
らホルダへのプツシヤによるウエーハの移し替え
時、上記ウエーハの引掛かりによるプツシヤの過
負荷状態を自動的に検知でき、上記ウエーハの破
損を未然に防止することが可能となり、而も、微
弱な引掛かりによるプツシヤの過負荷状態をも検
知できるので、信頼性が高い半導体ウエーハ立替
装置を提供できると共に製品歩留まりも大幅に向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る半導体ウエーハ立替装置
の一実施例を示す正面図、第２図は第１図装置の
平面図、第３図は第１図装置の側面図、第４図は
第１図装置のプツシヤ部を示す拡大正面図、第５
図は第４図装置の平面図、第６図は第４図装置の
側面図、第７図は第１図装置のプツシヤ部の過負
荷検知手段を示す拡大部分側面図である。第８図
はウエーハを整列収納したキヤリアを示す斜視
図、第９図はウエーハを整列保持したボートを示
す斜視図、第１０図は半導体ウエーハ立替装置の
従来例を示す概略構成図である。 １……半導体ウエーハ、３……キヤリア、５…
…ボート、２６……ホルダ、２８……プツシヤ、
３５……プツシヤ単体、４３……過負荷検知手
段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の半導体ウエーハを整列させて保持たキヤ
   リア或いはボートからその上方に配置されたホル
   ダへ、上記半導体ウエーハをプツシヤの突上げ動
   作により一括して移し替える装置において、 上記プツシヤを一対のプツシヤ単体に単独退入
   動作可能に分割し、そのプツシヤ単体の退入動作
   を検出する過負荷検知手段を各プツシヤ単体に設
   けたことを特徴とする半導体ウエーハ立替装置。