JPH0731707U

JPH0731707U - ウェーハ格納・取出し装置

Info

Publication number: JPH0731707U
Application number: JP6836193U
Authority: JP
Inventors: 武史鑑田
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2008-09-17
Also published as: JP2580731Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】ウェーハを多数枚重ねて格納できるととも
に、ウェーハを１枚ずつ取り出すときにウェーハに傷を
付ける恐れがなく、さらにウェーハの格納作業が容易
で、ウェーハサイズが変わっても低コストで対応が可能
なウェーハ格納・取出し装置を提供することを目的とす
る。【構成】ウェーハをウェーハの厚さ方向に案内するウ
ェーハガイド部２０を設けるとともに、ウェーハガイド
部２０の下方に最上端にウェーハ載せ台３４が固着され
たウェーハ上下送りバー３３を上下に駆動するウェーハ
上下送り部３０を設けた。また、ウェーハガイド部２０
の上方に水平送り機能を有するウェーハ搬送ユニット５
２を設け、ウェーハ搬送ユニット５２のスライダ５３に
ウェーハを吸着する吸着パッド５８と最上段のウェーハ
が所定の吸着位置に達したことを検出するウェーハセン
サ５９を設けるとともに、ウェーハガイド部２０のウェ
ーハ搬出側に圧縮空気を噴射するエアノズル６９とウェ
ーハセパレータ６４を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は半導体素子の素材となるシリコン等のウェーハを多数枚重ねて格納し、格納した状態からウェーハを１枚ずつ取り出すウェーハ格納・取出し装置に係わり、特に乾燥したウェーハに適したウェーハ格納・取出し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体素子の素材となるシリコン等のウェーハは、インゴットの状態からスライシングマシンにて薄く切り出され、外周をウェーハ面取り機によって面取り加工された後、ラッピングマシンに送られてラップされる。各加工機間のウェーハの搬送は、一般的にウェーハカセット（以下、単に「カセット」という）にウェーハを１枚ずつ分離格納した状態で行い、カセットが加工機に搬入されると、各加工機内のウェーハ取出し装置によってカセットからウェーハを１枚ずつ取り出す。

【０００３】また、ウェーハを多数枚重ねて格納した状態からウェーハを１枚ずつ取り出す装置が「実用新案出願公告平３ー４４７５４号」にて開示されている。この装置は、ウェーハを筒状の格納体に格納した後、ウェーハを格納体の下方に設けられたエアシリンダで格納体の上方に設けられた吸着パッドのウェーハ吸着面に押しつけることによって最上段のウェーハの上面位置を決め、吸着パッドにてウェーハを真空吸着した後吸着パッドを水平方向に移動させて最上段のウェーハを取り出す。この場合、格納体の上端と吸着パッドのウェーハ吸着面との隙間はウェーハの厚さの１枚分より大きく２枚分より小さくなっており、これによってウェーハが一度に２枚以上取り出されないようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来から用いられているカセットによる方法では、カセット１つに格納できるウェーハの枚数が少なく（一般的に２５枚程度）、ウェーハ加工機の処理速度が向上している今日、ウェーハ加工機の処理に対応するためにウェーハが格納されたカセットを頻繁に交換する必要がある。そのため、作業者を配置してカセットを交換したり、専用の交換装置を設けたりしている。また、多くのカセットを加工機のそばに置くことも必要である。従って、ウェーハの製造コストが高くなるとともにウェーハ加工機のスペースが大きくなるという問題がある。

【０００５】また、一般的に乾燥した状態のウェーハは、ウェーハを多数枚重ねるとウェーハの自重で下方のウェーハはウェーハ同士が密着し、荷重を取り除いても（上方のウェーハを取り除いても）密着力はあまり減少せず、ウェーハを１枚ずつ取り出すことが容易でない。これに対して、「実用新案出願公告平３ー４４７５４号」にて開示されている装置は、ウェーハを多数枚重ねるだけでなく、さらにエアシリンダで格納体の上方に設けられた吸着パッドにウェーハを押しつけているため、なお一層密着力が大きくなる。そのため、この装置では、密着力を下げるために吸着パッドにて最上段のウェーハを吸着した後エアシリンダを下方に下げエアシリンダによる押しつけ力を逃がしているが、前述したように一度密着すると荷重を取り除いても密着力の減少はあまり期待できない。従って、吸着パッドにて最上段のウェーハを吸着したときに、２段目以降のウェーハが最上段のウェーハに密着したまま吸着パッドによって水平に移動される可能性が高く、格納体に２段目以降のウェーハが当たって分離される段階でウェーハ同士が擦れてウェーハに傷が付く恐れがある。さらに、開示されている前述の装置ではウェーハの格納体が筒状でありウェーハを上方からしか装入できないため、ウェーハの格納体への格納作業が困難であるという問題がある。また、ウェーハのサイズが変わった場合に格納体を一式交換しなければならず、ウェーハサイズの種類数だけ格納体が必要となりコストが高くなるという問題がある。

【０００６】本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハを多数枚重ねて格納することによって頻繁なカセットの交換が不要になるとともに、ウェーハを１枚ずつ取り出すときにウェーハに傷を付ける恐れがなく、さらにウェーハの格納作業が容易で、ウェーハサイズが変わっても低コストで対応が可能なウェーハ格納・取出し装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記目的を達成するために、ウェーハを多数枚重ねて格納し、格納した状態からウェーハを１枚ずつ取り出すウェーハ格納・取出し装置を、上下方向が開放されウェーハをウェーハの厚さ方向に案内するウェーハガイド部と、前記ウェーハガイド部の下方に設けられ、最上端にウェーハ載せ台が固着されたウェーハ上下送りバーを上下に駆動するウェーハ上下送り部と、前記ウェーハガイド部の上方に設けられ、水平送り機能を有するウェーハ搬送ユニットと、前記ウェーハ搬送ユニットのスライダに設けられ、ウェーハを吸着する吸着パッドと、前記ウェーハ搬送ユニットのスライダに設けられ、最上段のウェーハが所定の吸着位置に達したことを検出するウェーハセンサと、前記ウェーハガイド部のウェーハ搬出側に設けられ、前記吸着パッドより下方で、前記吸着パッドがウェーハを吸着したときの吸着面からウェーハ１枚分の厚さより大きくウェーハ２枚分の厚さより小さい位置に上端面が設けられたウェーハセパレータと、前記ウェーハガイド部のウェーハ搬出側に設けられ、圧縮空気を噴射するエアノズルと、から構成した。また、前記ウェーハガイド部のウェーハガイドを複数の柱状体から分割構成するとともに、前記ウェーハガイドの一部を開閉自在とした。さらに前記ウェーハガイド部の前記ウェーハガイド相互の水平方向距離を部品交換により変更可能とした。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、ウェーハをウェーハガイドに沿ってウェーハ載せ台に載せ多数枚重ねて格納した後、ウェーハ上下送りバーによって上方にウェーハを送り、ウェーハ搬送ユニットのスライダに設けられたウェーハセンサによって最上段のウェーハが所定の吸着位置に達したことが検出されると、ウェーハ上下送りバーによる上方の送りを停止する。次に、吸着パッドにより最上段のウェーハを真空等で吸着し、ウェーハ上下送りバーが僅かに下降するとともにエアノズルから圧縮空気を噴射して最上段のウェーハと２段目以降のウェーハを分離する。この後、ウェーハ搬送ユニットによって吸着パッドがウェーハを吸着した状態で水平方向に搬出する。

【０００９】また、エアノズルからの圧縮空気の噴射によっても２段目以降のウェーハが最上段のウェーハに密着したまま搬出された場合は、２段目以降のウェーハはウェーハセパレータに阻害されてウェーハガイド内に留まる。この場合、ウェーハ同士の擦れが発生するが、ウェーハはウェーハ上下送りバーによっては単に上方に送られるだけでウェーハ同士を押しつけるような力は発生せず、ウェーハ同士の密着力はウェーハの自重によるのみであり、さらにエアノズルで圧縮空気を噴射することによってウェーハ同士の密着力が低下するので、２段目以降のウェーハが最上段のウェーハに密着したまま搬出されウェーハセパレータによる分離が行われた場合でも、ウェーハ同士の擦れによりウェーハに傷が付く恐れは非常に小さい。

【００１０】また、ウェーハをウェーハガイド部に格納する場合は、ウェーハガイドを複数の柱状体から構成しているのでウェーハガイドとウェーハガイドの間に手を入れてもよいが、一部を開閉自在にしているので可動側のウェーハガイドを開いて固定側のウェーハガイドと可動側のウェーハガイドとの距離を広げて行うこともできる。さらに、ウェーハサイズが変わった場合は、スペーサかウェーハガイドそのものを交換する。

【００１１】

【実施例】

本考案に係る実施例のウェーハ格納・取出し装置が図１から図４に示されている。図１は正面図（ウェーハガイド部は中央付近の断面図）、図２は平面図、図３は左側面図、図４は図１における最上段のウェーハ付近の拡大図である。

【００１２】図１から図４において、匡体１５の上側にウェーハガイド部２０が設けられており、ウェーハガイド部２０は固定枠２１、可動枠２２、スペーサ２３、ウェーハガイド２４から構成されている。固定枠２１は上方から見ると略コの字形をしていて匡体１５の上面１５ａに固着されるとともに、略コの字形の開放方向に移動自在なスライドガイド２１ａが両側に設けられている。可動枠２２はスライドガイド２１ａに対応するスライダ２２ａが取り付けられており、固定枠２１に対して略コの字形の開放方向に移動自在となるとともに、つまみ２２ｂが固定枠２１に設けられたネジ２１ｂにねじ込まれることによって固定枠２１に固定される。固定枠２１と可動枠２２は共に内側に上方から見ると略４５゜に傾斜した面が各２面合計４面形成され、その面にスペーサ２３を挟んでボルト２５によってウェーハガイド２４が取り付けられている。スペーサ２３の厚さはウェーハガイド２４の対面する２個の相対距離が格納するウェーハの外径より僅かに大きくなるように設定され、４個のウェーハガイド２４はウェーハ１０を取り囲むように位置する。また、ウェーハガイド２４は４個（以下、４個のウェーハガイドを分割して説明するときは２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄと記号を付けて区分し、まとめて説明するときは２４とする。）あり、そのうちウェーハガイド２４ａと２４ｃの上端は後述する吸着パッド５８が最上段のウェーハ１０ａを吸着したときの最上段のウェーハ１０ａ上面の位置よりも高くなっており、ウェーハガイド２４ｂと２４ｄの上端は吸着パッド５８が最上段のウェーハ１０ａを吸着したときの最上段のウェーハ１０ａ下面の位置より低くなっていて、最上段のウェーハ１０ａは搬出側にのみ搬出可能となっている。

【００１３】匡体１５の下側にウェーハ上下送り部３０が設けられており、ウェーハ上下送り部３０はコラム３１、上下ガイド３２、ウェーハ上下送りバー３３、ウェーハ載せ台３４、送りナット３５、軸受け３６及び３７、送りネジ３８、プーリ３９、モータ４０、プーリ４１、ベルト４２から構成されている。コラム３１は匡体１５の下側の上面１５ｂに立設され、上方に上下ガイド３２が設けられている。上下ガイド３２にはウェーハ上下送りバー３３が上下自在に設けられ、ウェーハ上下送りバー３３の上端にはウェーハ載せ台３４が固着されるとともに、下端には送りナット３５が取り付けられている。また、コラム３１の上下には軸受け３６及び３７が設けられて送りネジ３８が回動自在でウェーハ上下送りバー３３の移動方向と略平行に取り付けられている。送りネジ３８の先端にはプーリ３９が固着され、コラム３１に設けられたモータ４０のプーリ４１とベルト４２を介して接続されている。

【００１４】ウェーハガイド部２０の上方にはウェーハ搬送部５０が設けられており、ウェーハ搬送部５０はコラム５１、搬送ユニット５２、スライダ５３、軸５４、リミットスイッチ５５、圧縮バネ５６、ホルダ５７、吸着パッド５８、ウェーハセンサ５９から構成されている。コラム５１は匡体１５の上面１５ａに立設されるとともに、上方に搬送ユニット５２が設けられ、搬送ユニット５２の移動体にはスライダ５３が固着されている。スライダ５３には軸５４が設けられ、軸５４に揺動自在にホルダ５７が取り付けられるとともに、ホルダ５７は圧縮バネ５６によってスライダ５３の突起部５３ａに押しつけられた状態で固定されている。また、ホルダ５７には吸着パッド５８とウェーハセンサ５９が取り付けられている。さらに、スライダ５３にはリミットスイッチ５５が設けられている。

【００１５】ウェーハガイド部２０のウェーハ搬出側にはウェーハ分離部６０が設けられ
ており、ウェーハ分離部６０はコラム６１、ガイド６２、アーム６３、ウェーハセパレータ６４、マイクロメータヘッド６５、引っ張りバネ６６、エアシリンダ６７、エアノズル６９から構成されている。コラム６１は匡体１５の上面１５ａに立設され、上方にガイド６２が設けられている。ガイド６２にはアーム６３が上下自在に設けられるとともに、アーム６３に上向きの力を加える引っ張りバネ６６と下方に押し込むマイクロメータヘッド６５が設けられ、アーム６３の上端にはウェーハセパレータ６４がウェーハガイド部２０方向に位置調整自在に取り付けられている。これによって、ウェーハセパレータ６４の上下位置がマイクロメータヘッド６５により正確に調整可能となり、ウェーハセパレータ６４の上端は吸着パッド５８の下方で、吸着パッド５８がウェーハを吸着したときの吸着面との距離Ｌがウェーハ１枚分の厚さｔより大きくウェーハ２枚分の厚さ２ｔより小さい位置に設定されている。また、ウェーハセパレータ６４の先端（ウェーハガイド部２０方向）の位置はウェーハサイズが変わった場合に調整する。また、アーム６３を下方に逃がす機能を有するエアシリンダ６７がコラム６１の下方に設けられている。さらに、コラム６１の上方にはエアノズル６９が設けられている。

【００１６】このように構成されたウェーハ格納・取出し装置でウェーハの格納及び取り
出しを行う方法について説明する。ウェーハ１０を後述する方法によりウェーハガイド２４に沿ってウェーハ載せ台３４に載せ多数枚重ねて格納した後、図示しない制御部から起動が指令されると、ウェーハ上下送り部３０においてモータ４０が回動しプーリ４１・ベルト４２・プーリ３９を介して送りネジ３８が回動する。これによって送りナット３５を介してウェーハ上下送りバー３３が上方に送られるので、ウェーハ上下送りバー３３の上端に固着されたウェーハ載せ台３４によってウェーハ１０が上方に送られる。ウェーハ１０が上方に送られ最上段のウェーハ１０ａが所定の吸着位置に達すると、ウェーハセンサ５９によって最上段のウェーハ１０ａが検出され、ウェーハ上下送りバー３３による上方への送りは停止される。次に、吸着パッド５８により最上段のウェーハ１０ａが真空等で吸着され、ウェーハ上下送りバー３３が僅かに下降するとともにエアノズル６９から圧縮空気が噴射されて、最上段のウェーハ１０ａと２段目以降のウェーハ１０ｂが分離される。この後、搬送ユニット５２によって最上段のウェーハ１０ａが吸着パッド５８に吸着された状態で水平方向に搬出される。最上段のウェーハ１０ａが搬出されるときに、もし、２段目以降のウェーハ１０ｂが最上段のウェーハ１０ａに密着したまま搬出された場合は、２段目以降のウェーハ１０ｂはウェーハセパレータ６４に阻害されてウェーハガイド２４内に留まり、最上段のウェーハ１０ａのみが確実に搬出される。

【００１７】なお、最上段のウェーハ１０ａが搬出され、搬送ユニット５２によってウェ
ーハが吸着されていない空の吸着パッド５８がウェーハガイド部２０の上方に戻るときに吸着パッド５８の下面がウェーハセパレータ６４に干渉する恐れがあるので、このときはエアシリンダ６７によってウェーハセパレータ６４が下方に逃がされる。また、吸着パッド５８が圧縮バネ５６の押圧力以上の力で上方向に押された場合は、ホルダ５７が上方向に逃げリミットスイッチ５５が作動して、異常が検出される。

【００１８】次に、ウェーハガイド部２０について説明する。ウェーハ１０をウェーハガイド部２０に格納する場合は、ウェーハガイド２４を複数の柱状体から構成しているのでウェーハガイド２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄの間に手を入れてもよいが、一部を開閉自在にしているので、可動側のウェーハガイド２４ｃ・２４ｄを開いて固定側のウェーハガイド２４ａ・２４ｂと可動側のウェーハガイド２４ｃ・２４ｄとの距離を広げて行うこともできる。また、ウェーハサイズが変わった場合は、ボルト２５を外してスペーサ２３を交換する。この場合スペーサ２３のボルト２５が通る孔に切り欠きを設けておくと交換がより容易になる。

【００１９】なお、ウェーハガイド部２０については、ウェーハガイド２４をスペーサ２
３と別部品としたが、ウェーハガイド２４とスペーサ２３を一体にし、ウェーハサイズが変わった場合にはウェーハガイド２４を交換してもよい。また、ウェーハガイド２４の固定枠２１及び可動枠２２への取り付けはボルト２５で行ったが、固定枠２１及び可動枠２２に取り付け案内溝を設けてウェーハガイド２４及び／またはスペーサ２３を上方から挿入する等の方法でもよい。また、ウェーハガイド２４は４個設けたが、３個でもよい。さらに、可動枠２２は引き出し式にしたが、回転式等でもよい。また、ウェーハ上下送り部３０のウェーハ上下送りバー３３の駆動機構、搬送ユニット５２の種類、ウェーハセパレータ６４の上下調整機構は実施例に示した構造・機構に限らず本考案は適用できる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係るウェーハ格納・取出し装置によれば、ウェーハはウェーハガイドに沿ってウェーハ載せ台に載せ多数枚重ねて格納され後、ウェーハ上下送りバーによって上方に送られ、ウェーハセンサによって最上段のウェーハが所定の吸着位置に達したことが検出されると、上方の送りが停止される。次に、吸着パッドによりウェーハが真空等で吸着され、ウェーハ上下送りバーが僅かに下降するとともにエアノズルから圧縮空気が噴射されて最上段のウェーハと２段目以降のウェーハが分離される。この後、搬送ユニットによってウェーハが吸着パッドに吸着された状態で水平方向に搬出される。また、もし、２段目以降のウェーハが最上段のウェーハに密着したまま搬出されても、２段目以降のウェーハはウェーハセパレータに阻害されてウェーハガイド内に留まり、最上段のウェーハのみが確実に搬出される。この場合、ウェーハ同士の擦れが発生するが、ウェーハはウェーハ上下送りバーによっては単に上方に送られるだけでウェーハ同士を押しつけるような力は発生せず、ウェーハ同士の密着力はウェーハの自重によるのみであり、さらにエアノズルによって圧縮空気が噴射されることによってウェーハ同士の密着力が低下するので、ウェーハ同士の擦れによりウェーハに傷が付く恐れは非常に小さい。

【００２１】また、ウェーハガイド部のウェーハガイドを複数の柱状体から構成したので、ウェーハをウェーハガイド部に格納するときにウェーハガイドとウェーハガイドの間に手を入れることができるとともに、一部を開閉自在にしたので、可動側のウェーハガイドを開いて固定側のウェーハガイドと可動側のウェーハガイドとの距離を広げることができる。これによってウェーハを格納する作業が容易になる。さらに、ウェーハガイド部のウェーハガイド相互の水平方向距離を部品交換により変更可能としたので、ウェーハサイズが変わった場合に低コストで対応が可能となる。

【００２２】従って、ウェーハを多数枚重ねて格納できるとともに、ウェーハを１枚ずつ取り出すときにウェーハに傷を付ける恐れがなく、さらにウェーハの格納作業が容易で、ウェーハサイズが変わっても低コストで対応が可能なウェーハ格納・取出し装置を提供することができる。また、本考案に係るウェーハ格納・取出し装置を使用すると一度に５００〜６００枚のウェーハが格納できるので、例えばウェーハ面取り機に使用すると８時間以上の処理に対応でき、ウェーハ面取り機の夜間無人運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る実施例のウェーハ格納・取出し装
置の正面図

【図２】本考案に係る実施例のウェーハ格納・取出し装
置の平面図

【図３】本考案に係る実施例のウェーハ格納・取出し装
置の左側面図

【図４】図１における最上段のウェーハ付近の拡大図

【符号の説明】

１０ａ最上段のウェーハ１０ｂ２段目以降のウェーハ２０ウェーハガイド部２１固定枠２２可動枠２１ウェーハガイド３０ウェーハ上下送り部３３ウェーハ上下送りバー３４ウェーハ載せ台５０ウェーハ搬送部５２搬送ユニット５３スライダ５８吸着パッド５９ウェーハセンサ６０ウェーハ分離部６４ウェーハセパレータ６９エアノズル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ウェーハを多数枚重ねて格納し、格納し
た状態からウェーハを１枚ずつ取り出すウェーハ格納・
取出し装置であって、上下方向が開放され、ウェーハをウェーハの厚さ方向に
案内するウェーハガイド部と、前記ウェーハガイド部の下方に設けられ、最上端にウェ
ーハ載せ台が固着されたウェーハ上下送りバーを上下に
駆動するウェーハ上下送り部と、前記ウェーハガイド部の上方に設けられ、水平送り機能
を有するウェーハ搬送ユニットと、前記ウェーハ搬送ユニットのスライダに設けられ、ウェ
ーハを吸着する吸着パッドと、前記ウェーハ搬送ユニットのスライダに設けられ、最上
段のウェーハが所定の吸着位置に達したことを検出する
ウェーハセンサと、前記ウェーハガイド部のウェーハ搬出側に設けられ、前
記吸着パッドより下方で、前記吸着パッドがウェーハを
吸着したときの吸着面からウェーハ１枚分の厚さより大
きくウェーハ２枚分の厚さより小さい位置に上端面が設
けられたウェーハセパレータと、前記ウェーハガイド部のウェーハ搬出側に設けられ、圧
縮空気を噴射するエアノズルと、から構成されたことを特徴とするウェーハ格納・取出し
装置。
【請求項２】前記ウェーハガイド部のウェーハガイド
が複数の柱状体から分割構成されるとともに、前記ウェ
ーハガイドの一部を開閉自在としたことを特徴とする請
求項１に記載のウェーハ格納・取出し装置。
【請求項３】前記ウェーハガイド部の前記ウェーハガ
イド相互の水平方向距離を部品交換により変更可能とし
たことを特徴とする請求項２に記載のウェーハ格納・取
出し装置。