JPH064586Y2 - ウエハー移し替え装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、半導体製造工程において、ウエハーをカセッ
トからボート又は他のカセットへ、或はボートからカセ
ットへ移し替える作業に利用されるウエハー移し替え装
置に関する。

従来の技術 半導体製造工程ではウエハーに種々の処理が施され、各
処理工程間で、異質のカセットを使用し、或いは、特定
工程例えば、拡散工程では樹脂製カセットから石英製の
ボートへの移し替えを行う必要があり、さらに、ウエハ
ーの移し替え時、ウエハーの整列ピッチを変換して行う
場合もある。

従来、ピッチを変換しつつウエハーの移し替えを行う装
置として、エレベータとベルトを使用する方式、バキュ
ームヘッドによる裏面吸着方式、メカニカルチャック方
式等が使用されている。

上記エレベータとベルトを使用する方式は、複数のウエ
ハーを上下方向に整列保持する溝のピッチが異なる２つ
のカセットを別々のエレベータに載置し、両エレベータ
間を２本の丸形ゴム製の搬送ベルトで接続し、一方〔搬
入側〕のカセットにＰ_１のピッチで整列保持されている
ウエハーを最下段のものから順に当該カセット側のエレ
ベータをＰ_１のピッチで間欠的に降下させて行くことに
より搬送ベルト上に裏面側を乗せて他方〔搬出側〕のカ
セットに向けて搬送させ、他方のカセットは、溝のピッ
チがＰ_２とされ、かつ、空の状態で他方のエレベータに
載置され、最上段の溝から順にウエハーを受け取って行
くよう当該側のエレベータをＰ_２のピッチで間欠的に上
昇させていくものである。

また、バキュームヘッドによる裏面吸着方式は、一方
〔搬入側〕のカセットにＰ_１のピッチで整列保持されて
いるウエハーを、先端のものから、メカニカルハンド等
の先端に取付けられているバキュームヘッドにより裏面
から吸着して、他方〔搬出側〕のカセットの溝に一枚づ
つ移し替えて行くもので、他方のカセットの溝のピッチ
はＰ_２とされている。

さらに、従来のメカニカルチャック方式は、搬入側カセ
ットと搬出側カセットとの間を往復するメカニカルチャ
ックが上方に設けられ、これと対応して両カセットの下
方にプッシャが設けられており、搬入側のプッシャは、
搬入側カセットに整列保持されているウエハーをその一
端から一枚づつ押し上げてメカニカルチャックに把持さ
せ、メカニカルチャックは、その都度搬出側カセット上
に移動して搬出側のプッシャの受け取り動作により搬出
側のカセットにその一端の溝から順に受け取るように構
成されている。

考案が解決しようとする問題点 従来のエレベータとベルトを使用する方式は、ウエハー
の裏面が２本の丸形ゴム製の搬送ベルトと接触するた
め、この部分に汚れが発生し易く、後工程で不良となる
ことがある。

また、従来の裏面吸着方式は、バキュームヘッドと接触
するウエハー裏面に汚れが発生し易く、後工程で不良と
なることがある。

さらに、従来のメカニカルチャック方式は、上記した汚
れの発生を防止できるが、搬入側及び搬出側の双方にお
いて、一枚のウエハーの移し替え毎に、プッシャとメカ
ニカルチャック或いは両カセットをウエハーの整列方向
に夫々のピッチＰ_１及びＰ_２分づつ間欠的に移動させな
ければならず、機構が複雑となるという問題点がある。

問題点を解決するための手段 本考案は、従来の方式の上記問題点に鑑み提供されたも
ので、その技術的手段は、複数のウエハーを第１のピッ
チで整列保持可能としたカセット又はボートを位置決め
載置する第１ステージと、複数のウエハーを第２のピッ
チで整列保持可能としたボート又はカセットを位置決め
載置する第２ステージと、第１ステージと第２ステージ
との間を往復移動可能に設置され、複数のウエハーを第
１のピッチで横方向に整列保持可能とすると共に下方向
に保持、開放するロータリーカムを有し、前記ロータリ
ーカムは所定角度位置で全ウエハーを保持し、角度位置
に応じてウエハーの整列方向の一端から他端に向けて順
開放するよう各整列位置に対応してカム面を階段状に形
成してあるホルダと、第１ステージ下方より昇降して、
第１ステージ上のカセット又はボートに第１のピッチで
整列保持された複数のウエハーをホルダへ一斉に移し替
える第１のプッシャと、第２ステージ下方より昇降して
ホルダから、第２ステージ上のボート又はカセットへウ
エハーを一枚づつ移し替える第２のプッシャを具備し、
第２ステージ上でのウエハーの移し替え時、ウエハーを
一枚移し替える毎に、ホルダと第２ステージ又は第２の
プッシャとを、次のウエハーの移し替え位置が一致する
ようにウエハーの整列方向に夫々所定のピッチづつ移動
させるように構成した移動機構とを設けたものである。

作用 本考案において、ウエハーを第１ステージから第２ステ
ージに移し替える場合、第１ステージのカセット又はボ
ートに第１のピッチで整列保持されている複数枚のウエ
ハー全部を第１のプッシャで一斉にホルダに移し替え
る。そして、ホルダは第２ステージ上に移動し、ここで
第２のプッシャにより、第２ステージ上のボート又はカ
セットにウエハーを一枚ずつ移し替える。このとき、第
２のプッシャを定位置で突出退入動作させる場合では、
ホルダをピッチＰ_１で、第２ステージ上のボート又はカ
セットをピッチＰ_２で、夫々ウエハーの整列方向に１ピ
ッチずつ移動させることによってピッチを変換しつつウ
エハーの移し替えを行う。

また、第２ステージ上のボート又はカセットを固定させ
たままでウエハーの移し替えを行う場合では、ホルダを
〔Ｐ_１−Ｐ_２〕のピッチで、第２のプッシャをＰ_２のピ
ッチで、夫々ウエハーの整列方向に１ピッチづつ移動さ
せることによってピッチを変更しつつウエハーの移し替
えを行う。尚、本考案では上記動作を可逆的に行わせる
ことが可能である。

実施例 第１図は、本考案に係るウエハー移し替え装置の斜視図
であって、同図において、（Ａ）は第１ステージ、
（Ｂ）は第２ステージ、（Ｃ）はホルダ、（Ｄ）は第１
のプッシャ、（Ｅ）は第２のプッシャ、（Ｆ）（Ｆ）は
ロータリーカム、（Ｇ）はカセット、（Ｈ）はボート、
（Ｉ）はウエハー、（Ｊ）は装置本体である。

第１ステージ（Ａ）と第２ステージ（Ｂ）とは装置本体
（Ｊ）の前面テーブル(10)上に形成され、夫々、カセッ
ト（Ｇ）とボート（Ｈ）を位置決め載置可能となされて
いる。

カセット（Ｇ）は、種々の構成のものが公知であるが、
この実施例では、例えば長方形箱状をなし、上下面が開
口され、第１のプッシャ（Ｄ）が上下に通り抜け得ると
共に、長辺側周壁の対向内面にウエハー（Ｉ）を一枚ず
つ収納保持する複数の溝を長辺側に沿って第１のピッチ
Ｐ_１で形成してあり、各溝によって複数のウエハー
（Ｉ）を第１のピッチＰ_１で長辺方向に整列保持する構
成のものを使用している。

ボート（Ｈ）も種々の構成のものが公知であるが、この
実施例では、例えば、ウエハー（Ｉ）の配列方向に平行
に延びる４本の支持杆を、２本づつ上下に分け、上側の
２本の支持杆の間隔を広くし、下側の２本の支持杆の間
隔を狭くしてウエハー（Ｉ）の下半周部分を４点支持す
るように構成され、これら４本の支持杆はその両端で連
結され、第２のプッシャ（Ｅ）が上下に通り抜け得るよ
うになされ、上記４本の支持杆には、ウエハー（Ｉ）の
下半周部分を４点支持するために、溝が長手方向に沿っ
て第２のピッチＰ_２で複数個形成され、これら各溝によ
って複数のウエハー（Ｉ）を第２のピッチＰ_２で整列保
持する構成のものを使用している。

ホルダ（Ｃ）は、第１ステージ（Ａ）と第２ステージ
（Ｂ）との間を往復移動し得るように装置本体（Ｊ）に
設置され、複数のウエハー（Ｉ）を第１のピッチＰ_１で
整列保持可能とされていると共に、各整列保持位置に対
応させてウエハー（Ｉ）の整列方向の一端から他端に向
けてウエハー（Ｉ）を直接又は間接的に保持解放するた
めのカム面を回転方向に段階状に形成したロータリーカ
ム（Ｆ）（Ｆ）を有する。

上記ホルダ（Ｃ）は、上下面又は下面を開放した長方形
箱状をなし、ウエハー（Ｉ）を一枚ずつ収納保持する複
数の溝(12)(12)を長辺側に沿って第１のピッチＰ_１で形
成してあり、各溝(12)(12)に収納保持されたウエハー
（Ｉ）を、第２図のようにロータリーカム（Ｆ）（Ｆ）
で直接保持解放したり、第３図のようにストッパ爪(13)
(13)を介してロータリーカム（Ｆ）（Ｆ）で間接的に保
持解放可能とされる。尚、上記ストッパ爪(13)(13)はス
プリング〔図示せず〕により解放方向に付勢されてい
る。

ロータリーカム（Ｆ）（Ｆ）は、第４図に示すように、
ホルダ（Ｃ）の各ウエハー整列保持位置に対応させてウ
エハー（Ｉ）の整列方向の一端から他端に向けてウエハ
ー（Ｉ）を直接又は間接的に保持解放するためのカム面
(14)を回転方向に段階状に形成しており、モータ(15)で
回転制御可能とされている。

前記ホルダ（Ｃ）は、装置本体（Ｊ）内において、第１
ステージ（Ａ）と第２ステージ（Ｂ）との間を往復でき
るように設置され、かつ、ウエハー（Ｉ）の整列方向に
ピッチ送り可能に構成される。即ち、例えば第５図に示
す様に、２本の平行な第１のガイドロッド(16)(16)が装
置本体（Ｊ）に第１ステージ（Ａ）と第２ステージ
（Ｂ）とを連結するようにその両端でブラケット(17)(1
7)を介して固設され、このガイドロッド(16)(16)上に第
１移動体(18)が摺動可能に載置され、この第１移動体(1
8)を第１ステージ（Ａ）と第２ステージ（Ｂ）との間で
往復移動させる手段が設けられる。この手段は、モータ
で駆動される無端条体の一部を第１移動体(18)に結着し
たり、或いは、流体圧シリンダで駆動させたり、さらに
は、第５図に示す様に、モータ(19)で正逆回転駆動され
る送りネジ(20)を第１のガイドロッド(16)(16)と平行に
してその両端をブラケット(17)(17)に回転自在に軸承さ
せ、第１移動体(18)に固着した送りナット(21)を上記送
りネジ(20)に螺合させ、この送りネジ(20)をモータ(19)
で正逆回転させて第１移動体(18)を第１ステージ（Ａ）
と第２ステージ（Ｂ）との間で往復動させるように構成
される。そして、上記第１移動体(18)に第２移動体(22)
をウエハー（Ｉ）の整列方向へ所定のピッチで間欠送り
可能に装着する。即ち、第２移動体(22)はホルダ（Ｃ）
と一体化され、この第２移動体(22)には２本の平行な第
２のガイドロッド(23)(23)が固着され、この第２のガイ
ドロッド(23)(23)は第１移動体(18)上のブラケット(24)
(24)に摺動可能に２点支持され、このブラケット(24)(2
4)には、送りネジ(25)が回転自在に軸承され、この送り
ネジ(24)の基端はモータ(26)に連結され、先端は、第２
移動体(22)に固設した送りナット(27)に螺合せしめら
れ、モータ(26)の制御駆動によって、第２移動体(22)を
介してホルダ（Ｃ）をウエハー（Ｉ）の整列方向にピッ
チ送り可能とされている。

次に、第１図において、第１のプッシャ（Ｄ）は、第１
ステージ（Ａ）において、カセット（Ｇ）内のウエハー
（Ｉ）を一斉にホルダ（Ｃ）に移し替えるもので、装置
本体（Ｊ）内に設置された流体圧シリンダ〔図示せず〕
によって昇降動作せしめられる。

第２のプッシャ（Ｅ）は、第２ステージ（Ｂ）におい
て、ホルダ（Ｃ）からウエハー（Ｉ）を一枚ずつ受け取
ってボート（Ｈ）に移し替えるもので、上面にはウエハ
ー（Ｉ）を受け入れる凹円弧状の溝を形成しておくこと
ができ、装置本体（Ｊ）内に設置された流体圧シリンダ
〔図示せず〕によって昇降動作せしめられる。

上記第２のプッシャ（Ｅ）と第２ステージ（Ｂ）上のボ
ート（Ｈ）とは、いずれか一方が、装置本体（Ｊ）に対
して、ウエハー（Ｉ）の整列方向に第２のピッチＰ_２で
間欠送り可能に装着されるもので、この間欠送り機構
は、前記第５図においてホルダ（Ｃ）をウエハー（Ｉ）
の整列方向にピッチ送りするために採用される機構と同
様な構成とされるもので、その説明は省略する。

本考案に係るウエハー移し替え装置の構成は以上の通り
であって、次にその動作を説明する。

先ず、第１ステージ（Ａ）上に位置決め載置したカセッ
ト（Ｇ）から第２ステージ（Ｂ）上のボート（Ｈ）へウ
エハー（Ｉ）を移し替える動作を説明する。

ホルダ（Ｃ）は、第１ステージ（Ａ）上に移動し、ホル
ダ（Ｃ）とカセット（Ｇ）の溝が対応づけられる。そし
て、ロータリーカム（Ｆ）（Ｆ）は一斉に解放状態にあ
り、下方からのウエハー（Ｉ）の一斉挿入を可能にして
いる。この状態で、第１のプッシャ（Ｄ）が上昇してカ
セット（Ｇ）内のウエハー（Ｉ）を一斉に上昇させてホ
ルダ（Ｃ）内に挿入する。この挿入終了付近でロータリ
ーカム（Ｆ）（Ｆ）のモータ(15)(15)が回転駆動されて
そのカム面(14)で直接又はストッパ爪(13)を介して間接
的に各ウエハー（Ｉ）を一斉に保持するようになされ
る。これにより、第１のプッシャ（Ｄ）は下降すると共
に、ホルダ（Ｃ）は第２ステージ（Ｂ）上へ移動する。
ここで、ホルダ（Ｃ）の一端の溝(12a)と第２ステージ
（Ｂ）上のボート（Ｈ）の一端の溝（イ）とが第６図の
ように一致せしめられ、かつ、第２のプッシャ（Ｅ）も
一致せしめられている。これにより、第１番目のウエハ
ー（Ｉ）の移し替えは、第２のプッシャ（Ｅ）が上昇し
てホルダ（Ｃ）の一端の溝(12a)に保持されているウエ
ハー（Ｉ）を受け取りにくる。このとき、ロータリーカ
ム（Ｆ）（Ｆ）は、回転方向に階段状に形成してあるカ
ム面(14)の１ピッチ分だけ回転し、ホルダ（Ｃ）の一端
の溝(12a)内に保持されているウエハー（Ｉ）の保持を
解放する。これにより、当該ウエハー（Ｉ）は第２のプ
ッシャ（Ｅ）に乗り、この第２のプッシャ（Ｅ）が降下
せしめられることによって、第２ステージ（Ｂ）上のボ
ート（Ｈ）の一端の溝へ移し替えられる。次に、ホルダ
（Ｃ）は第１のピッチＰ_１だけ第６図の左方へ前進せし
められ、第２番目の溝(12b)が第２のプッシャ（Ｅ）の
真上に来るようにし、同時に、第２ステージ（Ｂ）上の
ボート（Ｈ）も第２のピッチＰ_２だけ左方へ前進せしめ
られ、第２番目の溝（ロ）が第２のプッシャ（Ｅ）の真
上に来るようにされる。これにより、ホルダ（Ｃ）とボ
ート（Ｈ）のピッチ差が補正され、第２のプッシャ
（Ｅ）の昇降動作によってウエハー（Ｉ）の移し替えが
可能となる。以後同様にウエハー（Ｉ）を一枚ずつホル
ダ（Ｃ）からボート（Ｈ）へ移し替えられる。

尚、第６図において、第２ステージ（Ｂ）上で、ボート
（Ｈ）を固定したままとし、第２のプッシャ（Ｅ）を第
６図の右方へ第２のピッチＰ_２ずつ移動させて行くよう
にすることもでき、この場合では、ホルダ（Ｃ）の毎回
の移動量は、両ピッチ差〔Ｐ_１−Ｐ_２〕となる。

以上の説明では、Ｐ_１＞Ｐ_２の場合で説明したが、ピッ
チの大小関係が逆の場合にも適用できることは勿論であ
り、また、第２ステージ（Ｂ）から第１ステージ（Ａ）
へ可逆的に動作、即ち、第２ステージ（Ｂ）上のボート
（Ｈ）から第２のプッシャ（Ｅ）で一枚ずつウエハー
（Ｉ）をホルダ（Ｃ）へピッチを交換しつつ受け渡して
行き、全部のウエハー（Ｉ）がホルダ（Ｃ）に受け渡さ
れると、第１ステージ（Ａ）上へ移動して全部のウエハ
ー（Ｉ）を第１のプッシャ（Ｄ）で一斉に第１ステージ
（Ａ）上のカセット（Ｇ）に移し替えるようにしてもよ
い。

また、ホルダ（Ｃ）を第１ステージ（Ａ）と第２ステー
ジ（Ｂ）との間で往復動させる機構及び第２ステージ
（Ｂ）上でウエハー（Ｉ）の整列方向にピッチ送りする
機構は第５図の実施例に制約されず、同等の動作が得ら
れる他の機構を採用し得る。第２ステージ（Ｂ）上のボ
ート（Ｈ）又は第２のプッシャ（Ｅ）をウエハー整列方
向にピッチ送りする機構についても同様である。

さらに、上記した実施例では、ホルダ（Ｃ）を第１ステ
ージ（Ａ）から第２ステージ（Ｂ）へ往復移動させる方
向と、ホルダ（Ｃ）を第２ステージ（Ｂ）上でウエハー
整列方向にピッチ送りさせる方向とを直交方向に異なら
せた場合を示しているが、これを平行ないし同一方向に
することもできる。また、第１ステージ（Ａ）及び第２
ステージ（Ｂ）は、カセット（Ｇ）とボート（Ｈ）と
を、適当なアダプタを使用することにより共用化でき
る。

考案の効果 本考案のウエハー移し替え装置によれば、裏面吸着を利
用しないためウエハー裏面が汚れない。また、ホルダ
は、ロータリーカムの回転のみでウエハーの保持解放が
可能であり、複雑な機構が不要である。さらに、第１ス
テージ上でのカセット又はボートとホルダとの間のウエ
ハーの受渡しを一斉に行わせることができるため、異な
るピッチのカセットとボート又は他のカセットとの間の
ウエハー移し替え作業の処理能力を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るウエハー移し替え装置の斜視図、
第２図はホルダのウエハー保持構造の一例を示す断面
図、第３図はホルダのウエハー保持構造の他例を示す断
面図、第４図はロータリーカムの斜視図、第５図はホル
ダの移動機構の一例を示す平面図、第６図は第２ステー
ジ上におけるホルダとボートとの間でのピッチ変換動作
及びウエハー移し替え動作の概要説明図である。 （Ａ）……第１ステージ、（Ｂ）……第２ステージ、 （Ｃ）……ホルダ、 （Ｄ）……第１のプッシャ、 （Ｅ）……第２のプッシャ、 （Ｆ）……ロータリーカム、 （Ｇ）……カセット、（Ｈ）……ボート、 （Ｉ）……ウエハー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のウエハーを第１のピッチで整列保持
   可能としたカセット又はボートを位置決め載置する第１
   ステージと、 複数のウエハーを第２のピッチで整列保持可能としたボ
   ート又はカセットを位置決め載置する第２ステージと、 第１ステージと第２ステージとの間を往復移動可能に設
   置され、複数のウエハーを第１のピッチで横方向に整列
   保持可能とすると共に下方向に保持・開放するロータリ
   ーカムを有し、前記ロータリーカムは所定角度位置で全
   ウエハーを保持し、角度位置に応じてウエハーの整列方
   向の一端から他端に向けて順次開放するよう各整列位置
   に対応してカム面を階段状に形成してあるホルダと、 第１ステージ下方より昇降して、第１ステージ上のカセ
   ット又はボードに第１のピッチで整列保持された複数の
   ウエハーをホルダへ一斉に移し替える第１のプッシャ
   と、 第２ステージ下方より昇降してホルダから、第２ステー
   ジ上のボート又はカセットへウエハーを一枚ずつ移し替
   える第２のブッシャを具備し、 第２ステージ上でのウエハーの移し替え時、ウエハーを
   一枚移し替える毎に、ホルダと第２ステージ又は第２の
   ブッシャとを、次のウエハーの移し替え位置が一致する
   ようにウエハーの整列方向に各々所定のピッチずつ移動
   させるように構成した移動機構とを設けたことを特徴と
   するウエハー移し替え装置。