JPH08227931A - ウェハ側面把持移送半導体製造装置 - Google Patents

ウェハ側面把持移送半導体製造装置

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JPH08227931A
JPH08227931A JP7316803A JP31680395A JPH08227931A JP H08227931 A JPH08227931 A JP H08227931A JP 7316803 A JP7316803 A JP 7316803A JP 31680395 A JP31680395 A JP 31680395A JP H08227931 A JPH08227931 A JP H08227931A
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wafer
semiconductor manufacturing
index finger
manufacturing apparatus
gripping
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JP7316803A
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English (en)
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Shohyun Ri
鐘▲ひゅん▼ 李
Hyung Joun Yoo
炯濬 兪
Fuen Sai
富淵 崔
Genyoku Cho
元翼 張
Kiko Cho
基鎬 張
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KANKOKU DENSHI TSUSHIN KENKYUSHO
Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Original Assignee
KANKOKU DENSHI TSUSHIN KENKYUSHO
Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空排気速度、工程均一度および工程度を成
就できるように改善されたウェハ側面把持移送半導体製
造装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明では、ウェハ300を捉えるホルダ
の構造を変更することで、三脚台のようなウェハ搬送機
具を除去しても、容易にウェハを把持することができる
ように、ウェハの側面が一般的に円形加工されているこ
とに着眼して、ウェハの下底面の代りに側面部位をホル
ダが捉えるようにする。これにより、三脚台がなくても
ウェハの把持、搬送を容易に成せるようにし、従来の三
脚台のようなウェハ搬送装置を除去することで、装備の
構造が簡単になる。また、真空反応機の排気口を鉛直の
方に設置して上側のガス供給機から供給される工程ガス
の流れが軸対称となるようにして工程均一度を向上させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に関
し、特に、ホルダによってウェハの側面部位を掴まえる
ようにして、三脚台の助けなしにウェハチャックからウ
ェハを容易に与え受けるような、一つのウェハ側面把持
移送半導体製造装置に関するものである。
【０００２】半導体製造は、大部分真空状態で工程が処
理されるが、最近では工程の統合化運勢によって図９に
図示されたように統合性装備（Cluster tool）が多く使
用されている。この時の工程モジュールは、一般的に工
程反応機、ウェハ搬送機具または真空計から成り立って
いて、図１０でその構成を見せている。
【０００３】工程反応機のウェハチャック（３）下部に
は、三脚台（１４）とこれを駆動させるための三脚台駆
動機（７）およびベローズ（６）が設置されている。ま
た、真空排気口および真空ポンプ（１２）は側面部に設
置され、ウェハチャック（３）と三脚台（４）との間に
密閉のためＯ−リング（５）が設置されている。
【０００４】側面にはゲートバルブ（９）が形成され、
ホルダ（２）によってウェハが移送される。
【０００５】符号（８）は室壁であり、また、符号（１
０）はガス供給器である。このような従来の半導体工程
装備により使用されるウェハ移送方法を観察すれば、カ
セットにあるウェハの移送時図１１と同じくウェハ
（１）の底面を捉えて整列機からウェハの方向を合わせ
た後、所定の工程反応機でウェハを移して置くのであ
る。この時に図１１（ａ）は平板型ホルダ（２）または
図１１（ｂ）のＵ字型ホルダ（２）を使用した。
【０００６】符号（１３）はウェハ接触用端部である。
だから、工程反応機からウェハ（１）をうけるためには
図１２の（ａ）のようにホルダ（２）に上げられたウェ
ハ（１）が工程反応機の中央位置まできた時（ｂ）も同
じく三脚台（４）を上げてウェハ（１）を受けた後
（ｃ）も同じくホルダ（２）を後退させた後、ふたたび
（ｄ）と同じくウェハチャック（３）に降り置くことが
必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなウェハチャック（３）上に三脚台（４）が上って来
る時は、そこに付属する装置として図１０のように工程
機下部に三脚台（４）の上下駆動のため駆動機（７）お
よびベローズ（６）等の複雑な装置等を敷設しなければ
ならない。
【０００８】また、上記従来構造の問題点は、真空装備
の場合、図１０に見られたように真空排気口（１１）を
側面部に設置せねばならないため真空排気速度または工
程均一度に悪影響を及ぼす。
【０００９】特に、真空反応機と三脚台（４）との間の
密封のためのＯ−リング（５）部分からガスが漏れる場
合が多いため工程性能を不安定にしている。このような
問題点を改善するために案出された本発明では、真空排
気速度、工程均一度および工程度を成就できるように改
善されたウェハ側面把持移送半導体製造装置を提供する
ことにその目的がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ウェハを捉えるホルダの構造を変更す
るので三脚台とおなじのウェハ搬送機具を除去しても容
易にウェハを把持することができるようにすることを特
徴とする。
【００１１】すなわち、本発明に於いては図２と同じく
ウェハ（３００）の側面が一般的に円形加工（Roudin
g）されていることに着眼して、図３と同じくウェハの
底面の代わりに側面部位を、ホルダに固定されたウェハ
接触用端部に於いて捉えるようにすることによって、三
脚台がなくてもウェハの把持搬送が容易に成り立つよう
にすることである。
【００１２】また、真空反応機の排気口を連直下方に設
置して、上側のガス供給器から供給される工程ガスの流
れが軸対称になるようにすることによって、工程均一度
を向上し装備の構造を簡単にできるようにすることを特
徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面に基づいて
本発明を詳細に説明する。図１は本発明によったウェハ
搬送装置の構造を示している。ウェハ（３００）の側面
部位を捉ることのできるように構成された把持手段と、
上記把持手段の動作時誤動作を感知する感知手段とが設
けられている。
【００１４】ウェハ搬送装置の作動手段は、ホルダ駆動
機（１３０）と、上記ホルダ駆動機（１３０）のロード
（１３１）によって直線運動する、ホルダ駆動を作動さ
せる駆動子（１３２）と、上記ロード（１３１）に挟ま
った圧縮スプリンク（１４０）と、人差し指（１１０）
の作動レバー（１１３）の両側に連結された引張スプリ
ンク（１５０）とを有している。上記引張スプリンク
（１５０）は、支持台（１００）の両端で各々スプリン
ク固定ピン（１５１）によって固定されている。
【００１５】上記作動手段のホルダ駆動子（１３２）
は、人差し指（１１０）の内側に形成された作動フック
（１１２）を押すようにして、人差し指（１１０）がベ
アリング（１１１）を中心に回転作動できるようにす
る。
【００１６】上記作動手段のホルダ駆動機（１３０）は
ソレノイドである。上記ウェハ搬送装置の把持手段に
は、作動手段によって開けるかすぼまる人差し指（１１
０）と、上記人差し指（１１０）の両側先端部または中
央端支持台（１０２）にそれぞれ設置されたウェハ接触
用端部（１２０）とが設けられている。
【００１７】上記ウェハ接触用端部（１２０）の下側に
は、図３に図示されたようにウェハ（３００）の側面を
安定に捉ることができるように円形ホーム（１２１）が
形成されている。特に、中央端支持台（１０２）に設置
されたウェハ接触用端部（１２０）は、把持すると同時
に一側が直線面（３０１）をもつウェハ（３００）が自
動的に整列が成せるように略直方体で構成されることも
ある。他の実施例として、上記中央端支持台（１０２）
に設置されるウェハ接触用端部（１２０）は、ウェハ
（３００）の整列が成せるように、２個設置されてもよ
い。
【００１８】また、別の実施例として図４の（ｂ）に図
示されたように上記ウェハ接触用端部（１２０）の下端
にはウェハ（３００）の外側下底面を捉えるようにホル
ダ顎（１２２）が形成されている。
【００１９】上記人差し指（１１０）の幅はウェハ（３
００）を積層するカセットの内部幅よりも小さくすぼま
るようにする。
【００２０】また、上記人差し指（１１０）の両側先端
と中央端支持台（１０２）に各々設置されたウェハ接触
用端部（１２０）の厚さは、カセットに積み上げられた
ウェハ（３００）の間の間隔より小さく構成するによっ
て、ウェハ（３００）を容易に入れたり引き出したりす
ることができるようにする。支持台（１００）には人差
し指（１１０）の過度な開き（拡大）または過度なちぢ
み（縮小）を防止するように、ウェハローディング用停
止部および開放用停止部（１０４）が設置されている。
上記支持台（１００）の一側部にはウェハ搬送装置の感
知部で人差し指（１１０）の作動レバー（１１３）によ
る光の遮断の有無を感知する光センサー（１６０）が設
置されている。
【００２１】上記把持手段は、人差し指（１１０）にお
いて、一方の側は固定され、他の側だけ作動するように
しても有効である。
【００２２】本発明工程モジュールの構造は、ウェハチ
ャック（２１０）の下部に三脚台とこれを駆動する駆動
装置が除去され、図５のように構造が単純になる。
【００２３】すなわち、三脚台と同じウェハ搬送装置を
除去するので、真空排気口（２２０）および真空ポンプ
（２２１）が、ウェハチャック（２１０）の下部に位置
するように構成された。それにより、上側のガス供給器
（２３０）から供給される工程ガスの流れが軸対称性を
維持できて工程の均一度を高めることができる。
【００２４】符号（２４０）はゲートバルブであり、符
号（２５０）は室壁である。このように構成された本発
明の作用および効果を観察する。本発明によったウェハ
搬送装置の特性を理解するため、装置が作動される課程
を順序をもって観察すると次のようになる。図６は本発
明の装置を利用して、ウェハチャック（２１０）にウェ
ハ（３００）を移送するときの順序図で、人差し指（１
１０）がウェハ（３００）の側面を捉えるが、ウェハチ
ャック（２１０）と微小たる間隔を維持することで三脚
台（４）なくてもウェハ（３００）をウェハチャック
（２１０）上に置くか持ち出せることを示している。
【００２５】ウェハ（３００）搬送時、先にウェハ（３
００）をカセットから持ち出すためには人差し指（１１
０）をカセット内部に入れなければならない。したがっ
て、図７に示すように、人差し指（１１０）の厚さｈ
は、カセットに装着されたウェハ間の間隔より小さく
て、その幅ｗはカセットの内部の幅より小さいように設
計されている。
【００２６】この時に、ウェハ接触用端部（１２０）の
上面は、図７に図示されたようにウェハ（３００）の下
面に接触されたまま、ウェハ３００はカセットから搬送
される。また、半導体工程装備はウェハチャック（２１
０）の構造によってウェハ（３００）の直線部分（fla
t）なる直線面（３０１）を合わせる必要があるため、
図９の整列機を利用してウェハ（３００）の回転角度に
対する整列を修正する。その後、工程反応機に、別途の
装置なくウェハチャック（２１０）にウェハ（３００）
を置くために、図８に示した人差し指（１１０）を整列
機上にあるウェハ周囲に移した後、図１または図５と同
じくウェハ（３００）の側面部位を３個の端部（１２
０）周囲にある円形ホーム（１２１）で捉える。
【００２７】本発明の他の実施例として、中央端支持台
（１０２）に設置されたウェハ接触用端部（１２０）の
略直方体が２個が設置される場合には、ウェハ（３０
０）の一側直線面（３０１）によって把持と同時に自動
的な整列がなされるようにする。
【００２８】ホルダ駆動機によってホルダ駆動用移動子
（１３２）が人差し指（１１０）の作動フック（１１
２）から離れれば、人差し指（１１０）が、引張スプリ
ンクの弾性力によってベアリング（１１１）を中心に回
転され、人差し指（１１０）がすぼまることになる。
【００２９】反対に、ホルダ駆動機（１３０）のホルダ
駆動用移動子が人差し指の作動フック（１１２）を押す
ときには、逆に人差し指（１１０）が開く。このときウ
ェハ（３００）が存在しないかあるいは人差し指（１１
０）の歪みでウェハ（３００）が捉えられない場合に
は、支持台（１００）上にある感知部である光センサー
（１６０）によってこれを感知することになる。ロボッ
トは、このような３個のホームで捉まえたウェハ（３０
０）を、工程モジュールの内部にあるウェハチャック
（２１０）の中央上側に図６（ａ）と同じく移して置く
のである。
【００３０】ここで、ホルダ駆動機（１３０）によって
ホルダ駆動用移動子が左側に引張られると人差し指（１
１０）の位置が図８のように開くためウェハ（３００）
は３個のウェハ接触用端部（１２０）から離れて、その
まま工程反応機の中央に置かれることになる。
【００３１】工程が済んだウェハ（３００）を工程反応
機からウェハカセットにふたたび移し置く方法は、ウェ
ハチャック（２１０）上にウェハ（３００）を置く時の
反対の順序となる。
【００３２】本発明において、ウェハと接触させるウェ
ハ接触用端部（１２０）の変形例として図３においての
同じ円形ホーム（１２１）がない代わりに、図４（ａ）
と同じくウェハ側面との摩擦力でウェハを捉える境遇を
挙げることができる。
【００３３】また、他の変形例としてはウェハチャック
（２１０）の大きさがウェハ（３００）より若干小さく
ても工程均一度に問題がない場合には、図４（ｂ）のよ
うにウェハ接触用端部（１２０）にホルダ顎（１２２）
を作ってウェハ（３００）の外側の下底面を捉えること
ができるし、この時にも工程反応機に三脚台と同じ補助
装置がなくてもウェハを放すか持ち上げることができ
る。
【００３４】その他の人差し指（１１０）の変形例とし
て、１個の人差し指を固定して残りの１個だけ駆動する
場合もある。
【００３５】また、中央にあるウェハ接触用端部（１２
０）の形態を、円柱形の代りに略直方体または２個の円
柱形端部に変更することで、図５のようにウェハをつか
まえるとき、ウェハの直線部分（flat）が自動的に整列
されるような構造に形成することができる。
【００３６】
【発明の効果】ウェハの側面をつかまえることができる
ように考案されたウェハ搬送装置を利用すると、工程反
応機から与えられる時に使用される三脚台のような装置
が必要なくなる。
【００３７】このような三脚台を除去することによって
装置全体を非常に簡単にすることができ、工程反応機と
三脚台との間の密封部位なるＯ−リング（５）からたま
に発生するガス漏泄問題を引き起こさないため、半導体
製造から非常に重要である。したがって、工程安定度を
改善することができる。
【００３８】また、真空反応機のすぐ下に、真空ポンプ
を設置でき、真空排気速度を向上できるだけでなく、工
程ガスの流れが軸対称に成り立ち、工程均一度が向上す
るという効果がある。特に、真空装備内には真空吸入力
を使用することができないため、ウェハを捉まえる方式
の観点から見れば、本発明によった搬送装置を非常に有
用に使用することができる。
【００３９】特に半導体製造装置が統合化（integratio
n）された装備においては一個のウェハ搬送装置を４〜
６台の工程反応機が共有しているので、本発明により工
程反応機がより安定化されて全体統合形装備の活用性が
もっと高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明のウェハホルダの略側面図お
よび略平面詳細図である。
【図２】 図２は、シリコンウェハの略側面状態図であ
る。
【図３】 図３（ａ）、（ｂ）は本発明のウェハホルダ
を利用してチャックからウェハを持ち出す原理を示す図
である。
【図４】 図４は、本発明のウェハホルダにおける他の
変形例を示す図であり、図４（ａ）は摩擦力によった把
持型を示す図、図４（ｂ）はホルダ顎形を示す図であ
る。
【図５】 図５は、本発明のウェハホルダを適用した工
程モジュール構造を示す図である。
【図６】 図６は、本発明のウェハホルダを利用したウ
ェハロード／アンロードの順序図である。
【図７】 図７は、本発明のウェハホルダでカセットか
らウェハを取り出す時の人差し指の位置を示す図であ
る。
【図８】 図８は、本発明のウェハホルダを置く時の人
差し指の位置を示す図である。
【図９】 図９は、半導体製造用統合形装備の構成状態
図である。
【図１０】 図１０は、既存の工程モジュールの構造を
示す図である。
【図１１】 図１１は、既存のウェハホルダの形態を示
す図である。
【図１２】 図１２は、既存方式のウェハホルダを利用
したウェハロード／アンロードの順序図である。
【符号の説明】
１００ 支持台 １０２ 中央端支持台 １０３ ウェハローディング用停止部 １０４ 開放用停止部 １１０ 人差し指 １１１ ローラベアリング １１２ 作動フック １１３ 作動レバー １２０ ウェハ接触用端部 １２１ 原形ホーム １２２ ホルダ顎 １３０ ホルダ駆動機 １３１ ロード １３２ ホルダ駆動用移動子 １４０ 圧縮スプリンク １５０ 引張スプリンク １５１ スプリンク固定ピン １６０ 光センサー １７０ ロボット腕との連結用スロット １８０ 蓋 ２１０ ウェハチャック ２２０ 真空排気口 ２２１ 真空ポンプ ２３０ ガス供給器 ２４０ ゲートバルブ ２５０ 室壁 ３００ ウェハ ３０１ 直線面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 張 元翼 大韓民国大田廣域市儒城区魚隱洞ハンビッ トアパート127−1101 (72)発明者 張 基鎬 大韓民国大田廣域市儒城区魚隱洞ハンビッ トアパート115−703

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェハ（３００）の側面部位を捉えるこ
    とのできるように構成された把持手段と、上記把持手段
    を作動させる作動手段、および、上記把持手段の動作時
    誤動作を感知する感知手段を含むウェハ搬送装置と、上
    記ウェハ搬送装置によってウェハ移送作業が成り立ち、
    工程ガスの流れが軸対称性を維持することができるよう
    にウェハチャックの下部に真空排気口（２２０）が設置
    された真空反応機とを備えたことを特徴とするウェハ側
    面把持移送半導体製造装置。
  2. 【請求項２】 第１項において、 ウェハ搬送装置の把持手段が、作動手段により開くかす
    ぼまる人差し指（１１０）と、上記人差し指（１１０）
    の両側先端部および中央端支持台（１０２）に各々設置
    されたウェハ接触用端部（１２０）とを有することを特
    徴とするウェハ側面把持移送半導体製造装置。
  3. 【請求項３】 第１項または第２項において、 把持手段の人差し指（１１０）中の一方の側が固定さ
    れ、他の側のみが作動することを特徴とするウェハ側面
    移送半導体製造装置。
  4. 【請求項４】 第２項において、 ウェハ接触用端部（１２０）の下側には、ウェハ（３０
    ０）の側面を安定に捉えるように円形ホーム（１２１）
    が形成されることを特徴とするウェハ側面把持移送半導
    体製造装置。
  5. 【請求項５】 第２項において、 ウェハ接触用端部（１２０）の下側には、ウェハ（３０
    ０）の外側下底面を捉えることのできるニッパ顎（１２
    ２）が形成されることを特徴とするウェハ側面把持移送
    半導体製造装置。
  6. 【請求項６】 第２項において、 中央端支持台（１０２）に設置されたウェハ接触用端部
    （１２０）は、ウェハ（３００）を把持するとともに、
    その一方の側が直線面（３０１）を持つウェハ（３０
    ０）を自動的に整列させるように略直方体で構成するこ
    とを特徴とするウェハ側面把持移送半導体製造装置。
  7. 【請求項７】 第２項または第６項において、 中央端支持台（１０２）に設置されるウェハ接触用端部
    （１２０）が、ウェハ（３００）の整列を遂げるように
    ２個設置されたことを特徴とするウェハ側面把持移送半
    導体製造装置。
  8. 【請求項８】 第２項において、 人差し指（１１０）の幅は、ウェハ（３００）を積層す
    るカセットの内部幅より小さくすぼまることもでき、上
    記人差し指（１１０）の両側先端と中央端支持台（１０
    ２）に各々設置されたウェハ接触用端部（１２０）の厚
    さは、ウェハ（３００）の間の間隔よりも小さく構成さ
    れたことを特徴とするウェハ側面把持移送半導体製造装
    置。
  9. 【請求項９】 第２項において、 人差し指（１１０）の過度なる開きと過度なすぼまりを
    防止するように、支持台（１００）には、ウェハローデ
    ィング用停止部（１０３）および開放用停止部（１０
    ４）が設置されたことを特徴とするウェハ側面把持移送
    半導体製造装置。
  10. 【請求項１０】 第１項において、 ウェハ搬送装置の感知部が、人差し指（１１０）の作動
    レバー（１１）による光の遮断の有無を感知する光セン
    サー（１６０）を有することを特徴とするウェハ側面把
    持移送半導体製造装置。
  11. 【請求項１１】 第１項において、 ウェハ搬送装置の作動手段が、ホルダ駆動機（１３０）
    と、上記ホルダ駆動機（１３０）のロードによって直線
    運動するホルダ駆動用移動子と、上記ロードに挟まれた
    圧縮スプリンク（１４０）と、人差し指（１１０）の作
    動レバー（１１３）に連結された引張スプリンク（１５
    ０）とを有することを特徴とするウェハ側面把持移送半
    導体製造装置。
  12. 【請求項１２】 第１１項において、 作動手段のホルダ駆動機（１３０）がソレノイドである
    ことを特徴とするウェハ側面把持移送半導体製造装置。
  13. 【請求項１３】 第１項において、 真空反応機に設置されたウェハチャック（２１０）の鉛
    直下方に、真空排気口（２２０）および真空ポンプ（２
    ２１）が設置されたことを特徴とするウェハ側面把持移
    送半導体製造装置。
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