JPH08316181A - 基板移載装置及び基板移載方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数枚の基板を所定の向きで効率良くキャリ
アケースに移載できるようにする。 【構成】 その表面と裏面が互いに向かい合う状態で移
載元のキャリアケース４に収容された複数枚の基板５
を、その表面と表面及び裏面と裏面が互いに向かい合う
ように移載先のキャリアケースに移し換える基板移載装
置であって、移載元のキャリアケース４に収容された複
数枚の基板５を一枚おきに挟持可能な基板ホルダ２を有
する移載用チャック１に加えて、移載用チャック１と移
載先のキャリアケースの向きを相対的に反転させる反転
機構を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、その表面と裏面が互い
に向かい合う状態で移載元のキャリアケースに収容され
た複数枚の基板を、その表面と表面及び裏面と裏面が互
いに向かい合うように移載先のキャリアケースに移し換
える際に用いて好適な基板移載装置及び基板移載方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウエハの洗浄処理に際し
ては、物流用のキャリアケースに収容された所定枚数
（通常は２５枚）の基板（ウエハ）を洗浄用のキャリア
ケースに移し換えてから処理を行うことが多い。キャリ
アケース間で基板を移載する場合、従来では、先ず図７
（ａ）に示すように、物流用のキャリアケース５０に収
容された複数枚の基板５１を突き上げプレート５２で所
定の高さまで突き上げ、これを移載用チャック５３で一
括して挟持する。次に、図７（ｂ）に示すように、突き
上げプレート５２を下降させてから、移載用チャック５
３を洗浄用のキャリアケース５５上に移動する。続い
て、図７（ｃ）に示すように、突き上げプレート５６を
上昇させて、移載用チャック５３から基板５１を受け取
る。最後は、図７（ｄ）に示すように、突き上げプレー
ト５６の下降によって洗浄用のキャリアケース５５に基
板５１を収容するとともに、移載用チャック５３を物流
用のキャリアケース５０上に戻して、一連の基板移載動
作を終了する。

【０００３】ところで、半導体ウエハの処理工程では、
規定枚数のウエハがその表面と裏面を互いに向かい合わ
せた状態、つまり一方向に向きを揃えた状態でキャリア
ケースに収容され、物流される。ところが、ウエハを搬
送する場合やウエハをステージ等に固定する場合はその
殆どが裏面吸着や裏面接触によって行われるため、ウエ
ハ裏面には無数のパーティクルが付着した状態となって
いる。したがって、洗浄液中にキャリアケースごとウエ
ハを浸漬させるウエハ洗浄処理に際しては、図８に示す
ように、ウエハの裏面に付着していたパーティクルの多
くがこれに隣接するウエハ表面に転写されてしまい、十
分な洗浄効果が得られないという不都合があった。

【０００４】そこで従来技術の中には、図９に示すよう
に、隣接するウエハ６０の表面６０ａと表面６０ａ及び
裏面６０ｂと裏面６０ｂを対向させてウエハキャリア６
１に収容し、この状態でウエハ６０をウエハキャリア６
１ごと洗浄液６２中に浸漬して洗浄するウエハ洗浄方法
が、特開平４−１５１８３３号公報にて開示されてい
る。このウエハ洗浄方法では、洗浄時に汚染源となるウ
エハ裏面を互いに向かい合わせることで、ウエハ裏面か
らウエハ表面への汚染物質の転写を防止するようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、キャリアケースに収容されたウエハの向きを
一枚ごとに反転させるための具体的な手段が開示されて
おらず、またソフトウエア的に対処する場合でも、ウエ
ハの向きを一枚ずつ順に反転させながら移載したのでは
時間がかかり過ぎて実用的とは言えなかった。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、複数枚の基板を所定の向きで
効率良くキャリアケースに移載することができる基板移
載装置及び基板移載方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、その表面と裏面が互いに
向かい合う状態で移載元のキャリアケースに収容された
複数枚の基板を、その表面と表面及び裏面と裏面が互い
に向かい合うように移載先のキャリアケースに移し換え
る基板移載装置であって、移載元のキャリアケースに収
容された複数枚の基板を一枚おきに挟持可能な基板ホル
ダを有する移載用チャックと、この移載用チャックと移
載先のキャリアケースの向きを相対的に反転させる反転
機構とを備えた構成を採っている。

【０００８】

【作用】本発明の基板移載装置においては、移載元のキ
ャリアケースに収容された複数枚の基板を移載用チャッ
クの基板ホルダにて一枚おきに取り出したのち、移載用
チャックと移載先のキャリアケースの向きを反転機構を
もって相対的に反転させることにより、個々の基板の向
きを一枚ずつ順に反転させることなく、移載元のキャリ
アケース側の残された基板とその前に取り出された基板
とを一括して表裏反転させ、移載先のキャリアケースに
収容することが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。図１は本発明に係わる基板移載装
置の一実施例を説明する図である。先ず、本実施例の基
板移載装置には、開閉駆動式の移載用チャック１が備え
られている。この移載用チャック１の下端部には、図１
（ａ）に示すように、断面凹状の基板ホルダ２が所定の
ピッチで並列状態に取り付けられている。各々の基板ホ
ルダ２は、左右一対のチャックハンド部分に互いに向か
い合うように取り付けられ、しかも隣合うホルダ間のピ
ッチＰは、図示せぬキャリアケースに収容された基板間
のピッチ（基板収容ピッチ）の２倍に設定されている。
また、隣合う基板ホルダ２間の隙間は、移載時に基板と
の衝突を避けるため基板の厚さよりも十分に広く確保さ
れている。さらに、個々の基板ホルダ２には、移載対象
となる基板の厚さよりも若干広めのチャック溝３が形成
されており、このチャック溝３に基板周縁部が嵌合され
るようになっている。

【００１０】これに対し、図１（ｂ）に示すように、キ
ャリアケース４がセットされるキャリアステージ６の下
方には、昇降自在な突き上げ機構が設けられている。こ
の突き上げ機構は、図示のごとくキャリアケース４に収
容された複数枚の基板５を下方から一括して突き上げる
もので、これは、上面に基板受け溝７が形成された突き
上げプレート８と、この突き上げプレート８の下面に連
結された複数本の突き上げロッド９とを備えている。ま
た、突き上げプレート８上に形成された基板受け溝７
は、キャリアケース４での基板収容ピッチと同じピッチ
で基板収容枚数分だけ形成されている。

【００１１】さらに基板移載装置には、移載用チャック
１と移載先のキャリアケース（不図示）の向きを相対的
に反転させる反転機構が具備されている。この反転機構
としては、いずれも鉛直方向の軸を中心として、例えば
移載用チャック１をモータ等の駆動力をもって回転可能
に支持する構成や、移載先のキャリアケースがセットさ
れるキャリアステージ（不図示）を回転可能に支持する
構成などを採用することができる。

【００１２】続いて、本実施例の基板移載装置の動作手
順について説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、
予め決められた位置に移載元のキャリアケース４をセッ
トする。移載元のキャリアケース４には、その表面と裏
面が互いに向かう状態、つまり一方向に向きを揃えて複
数枚の基板５が収容されている。ここでは、基板５の表
面が図中手前側を向いて収容されているものとする。こ
の移載元のキャリアケース４がセットされると、突き上
げロッド９とともに突き上げプレート８が上昇し、その
上昇途中で、移載元のキャリアケース４に収容されてい
る全ての基板５を上記基板受け溝７に嵌め込み、そのま
ま所定の高さまで突き上げる。このとき、突き上げプレ
ート８によって突き上げられた基板５は、キャリアケー
ス４の真上に開状態で待機している移載用チャック１の
チャッキング位置に配置される。

【００１３】次に、移載用チャック１の閉動作によって
各基板ホルダ２のチャック溝３（図１参照）が基板５の
周縁部に嵌合する。ここで、各々の基板ホルダ２間のピ
ッチはキャリアケース４の基板収容ピッチの２倍に設定
されているため、突き上げプレート８に持ち上げられた
複数枚の基板５は、それぞれ一枚おきに基板ホルダ２に
よって挟持されることになる。また、移載用チャック１
の基板ホルダ２にて一枚おきに基板５を挟持した状態で
は、チャック対面距離が基板５の直径以上に確保されて
いる。したがって、チャック閉動作後に突き上げプレー
ト８を下降させると、基板ホルダ２で挟持された基板５
だけが移載用チャック１に受け渡され、残りの基板５は
移載用チャック１をすり抜けて突き上げプレート８の下
降とともに再び移載元のキャリアケース４に収容され
る。

【００１４】続いて、突き上げプレート８から所定枚数
の基板５を受け取った移載用チャック１は、図２（ｃ）
に示すように、移載元のキャリアケース４から移載先の
キャリアケース１０上に移動する。そうすると、移載先
のキャリアケース１０の下方から上記同様の突き上げプ
レート１１が突き上げロッド１２とともに上昇し、その
突き上げプレート１１に基板５が載った時点で移載用チ
ャック１が開く。これにより移載用チャック１にて搬送
された基板５は一括して突き上げプレート１１に受け渡
され、その後、突き上げプレート１１の下降とともに移
載先のキャリアケース１０に収容される。

【００１５】次に、図２（ｄ）に示すように、移載用チ
ャック１は移載元のキャリアケース４に残っている基板
５を受け取るべく、再び移載元のキャリアケース４上に
移動し、そこで開状態のまま待機する。そうすると、図
３（ａ）に示すように、再度、突き上げプレート８の上
昇によって移載元のキャリアケース４から残りの基板５
が突き上げられ、これが移載用チャック１のチャッキン
グ位置に配置される。このとき、突き上げプレート８上
の基板５の位置と基板ホルダ２の位置とは、図３（ｂ）
に示すように、基板整列方向Ｘに対して基板収容ピッチ
分だけずれた状態となっているため、そのまま移載用チ
ャック１を閉じても残りの基板５を基板ホルダ２で挟持
することはできない。そこで、図３（ｃ）に示すよう
に、移載用チャック１を開状態に保持したまま、移載用
チャック１及び移載元のキャリアケース４のいずれか一
方、例えば移載用チャック１側を図中Ｘ１方向に基板収
容ピッチ分だけ移動させる。これにより、突き上げプレ
ート８上の基板５の位置と基板ホルダ２の位置とが一致
（整合）した状態となるため、この状態で移載用チャッ
ク１を閉じて突き上げプレート８を下降させることによ
り、図３（ｄ）に示すように、移載元のキャリアケース
４に残っていた基板５は全て移載用チャック１に受け渡
される。

【００１６】続いて、図３（ｄ）に示す状態から図示せ
ぬ反転機構をもって移載用チャック１を矢印方向に１８
０°回転させる。これにより、基板ホルダ２にて挟持さ
れた基板５の向きが反転し、その表面が図中奥側を向
き、その裏面（ハッチング面）が図中手前側を向くよう
になる。このとき、移載用チャック１の回転動作の前後
では基板５相互の位置がチャック回転中心を基点に反転
することになるが、反転前後における基板５の相対的な
位置にずれが生じてしまうと、移載先のキャリアケース
１０に対する位置の整合がとれなくなるため、ここでは
基板整列方向の両端に位置する二枚の基板５の中間地点
にチャック回転中心を設定しておく。

【００１７】次いで、図４（ａ）に示すように、移載用
チャック１を移載先のキャリアケース１０上に移動し、
そこで再び突き上げプレート１１を上昇させる。これに
より先に移載先のキャリアケース１０に収容された基板
５も突き上げプレート１１によって突き上げられるが、
この時点では移載用チャック１に挟持された基板５と移
載先のキャリアケース１０に収容された基板５の位置が
基板収容ピッチ分だけずれているため、双方とも互いに
干渉し合うことなくスムーズに交差する。そして、図４
（ｂ）に示すように、移載用チャック１に挟持された基
板５が突き上げプレート１１に載った時点で移載用チャ
ック１が開き、この時点で全ての基板５が一枚ごとに向
きを反転した状態で突き上げプレート１１に受け渡され
る。

【００１８】最後は、図４（ｃ）に示すように、突き上
げプレート１１の下降によって全ての基板５が移載先の
キャリアケース１０に収容されるとともに、移載用チャ
ック１が移載元のキャリアケース４上に移動して、一連
の移載動作が終了する。これにより、最初は移載元のキ
ャリアケース４に表面と裏面が向かい合う状態で収容さ
れていた複数枚の基板５が、図４（ｄ）に示すように、
その表面５ａと表面５ａ及び裏面５ｂと裏面５ｂが互い
に向かい合う状態、つまり一枚ごとに基板の向きが表裏
反転した状態で移載先のキャリアケース１０に収容され
ることになる。

【００１９】なお、上記の動作説明の中では、図３
（ｄ）に示すように、移載用チャック１側を１８０°回
転させることで基板５の向きを表裏反転するようにした
が、これ以外にも、例えば移載用チャック１を回転させ
ずに移載先のキャリアケース１０を回転させるようにし
ても、最終的に図４（ｄ）に示す向きで移載用キャリア
ケース１０に基板５を収容することができる。

【００２０】ところで、半導体ウエハの洗浄工程では、
物流用のキャリアケースから洗浄用のキャリアケースに
ウエハを移し換えてから洗浄処理を行う以外にも、物流
用のキャリアケースをそのまま利用して洗浄処理を行う
場合がある。そこで、移載元のキャリアケースと移載先
のキャリアケースとが同じ一個のキャリアケースである
場合の基板の移載手順について以下に説明する。

【００２１】先ず、図５（ａ）に示すように、その表面
と裏面が互いに向かい合う状態でキャリアケース４に収
容された複数枚の基板５を突き上げプレート８の上昇と
ともに所定の高さまで突き上げ、これを移載用チャック
１の基板ホルダ２で一枚おきに挟持したのち、突き上げ
プレート８を下降させて、移載用チャック１に挟持され
なかった残りの基板５をキャリアケース４に戻す。

【００２２】次に、図５（ｂ）に示すように、移載用チ
ャック１を１８０°回転させる。これにより、移載用チ
ャック１に挟持された基板５はキャリアケース４に残さ
れた基板５に対して表裏反転した状態となる。このと
き、移載用チャック１の回転動作の前後では基板５相互
の位置がチャック回転中心を基点に反転することになる
が、反転前後における基板５の相対的な位置にずれが生
じてしまうと、元のキャリアケース４に対する位置の整
合がとれなくなるため、ここでは基板整列方向の両端に
位置する二枚の基板５の中間地点にチャック回転中心を
設定しておく。

【００２３】その後、図５（ｃ）に示すように、再び突
き上げプレート８を上昇させて、キャリアケース４に残
された基板５を突き上げ、そのまま移載用チャック１に
挟持された基板５を突き上げプレート８に載せる。続い
て、図５（ｄ）に示すように、移載用チャック１を開い
て全ての基板５を突き上げプレート８に受け渡し、この
状態から突き上げプレート８を下降させて、元のキャリ
アケース４に基板５を収容する。これにより、移載元の
キャリアケースと移載先のキャリアケースが同じ場合で
あっても、より簡略化された移載手順をもって、複数枚
の基板５をその表面と表面及び裏面と裏面が互いに向か
い合うように元のキャリアケース４に収容することがで
きる。

【００２４】続いて、本発明に係わる基板移載装置の他
の実施例をその動作手順とともに図６を参照しつつ説明
する。図６に示す基板移載装置では、先の実施例で述べ
た基板ホルダ２付きの移載用チャック１の他に、全ての
基板５を一括して挟持する移載用チャック（従来同様）
１３を備えた構成となっている。また、各々の移載用チ
ャック１，１３は、いずれも図示せぬ昇降ユニットによ
って昇降自在に支持されている。

【００２５】この基板移載装置を用いて移載元のキャリ
アケース４から移載先のキャリアケース１０に基板５を
移し換える場合は、先ず、図６（ａ）に示すように、移
載元のキャリアケース４に収容された全ての基板５を突
き上げプレート８によって所定の高さまで突き上げ、こ
の状態で移載用チャック１を閉じて突き上げプレート８
上の基板５を一枚おきに基板ホルダ２にて挟持する。さ
らに、一枚おきに挟持した基板５を移載用チャック１と
ともに上昇させて、一旦、突き上げプレート８上の基板
５間から完全に抜き取り、その状態で移載用チャック１
を１８０°回転させて、抜き取った基板５の向きを反転
させたのち、再び移載用チャック１を下降させて、先に
表裏反転させた基板を突き上げプレート８に戻す。

【００２６】続いて、移載用チャック１を開いて上昇さ
せたのち、移載元のキャリアケース４上にもう一方の移
載用チャック１３を移動して、突き上げプレート８上の
基板５を移載用チャック１３で一括して挟持する。その
後、図６（ｂ）に示すように、突き上げプレート８を移
載元のキャリアケース４の下方に退避させてから移載用
チャック１３を移載先のキャリアケース１０上に移動
し、そこで突き上げプレート１１を上昇させて、移載用
チャック１３に挟持された基板５を突き上げプレート１
１に受け渡す。最後は、移載用チャック１３を開いた状
態で突き上げプレート１１を下降させることにより、基
板５が一枚ごとに表裏反転した状態で移載先のキャリア
ケース１０に収容される。

【００２７】なお、本発明に係わる基板移載装置及び基
板移載方法は、半導体ウエハの洗浄工程やウエットエッ
チング工程などのウエハ処理プロセスへの適用に限定さ
れるものではなく、例えば基板の搬送形態や処理形態に
よって、移載対象となる複数枚の基板を、その表面と表
面及び裏面と裏面が互いに向き合うようにキャリアケー
スに移し換える必要がある場合に適用して好適なもので
ある。

【００２８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
移載元のキャリアケースに収容された複数枚の基板を一
枚おきに挟持可能な基板ホルダを有する移載用チャック
と、この移載用チャックと移載元のキャリアケースの向
きを相対的に反転させる反転機構とを備えた構成となっ
ているため、移載元のキャリアケースに収容された複数
枚の基板を移載用チャックの基板ホルダにて一枚おきに
取り出したのち、移載用チャックと移載先のキャリアケ
ースの向きを反転機構をもって相対的に反転させるよう
にすれば、わざわざ個々の基板の向きを一枚ずつ順に反
転させながら移載する必要がなく、移載元のキャリアケ
ース側の残された基板とその前に取り出された基板とを
一括して表裏反転させ、移載先のキャリアケースに収容
することができる。これにより、キャリアケース間での
基板の移し換え作業がきわめて短時間で済むようになる
ため、特に、半導体ウエハの洗浄工程やウェットエッチ
ング工程に適用した場合には、ウエハ移載に伴う処理時
間の大幅増加を招くことなく、ウエハ表面へのパーティ
クル転写やコンタミネーションを効果的に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる基板移載装置の一実施例を説明
する図である。

【図２】実施例での基板移載手順を説明する図（その
１）である。

【図３】実施例での基板移載手順を説明する図（その
２）である。

【図４】実施例での基板移載手順を説明する図（その
３）である。

【図５】キャリアケースが一個の場合の基板移載手順を
説明する図である。

【図６】本発明の他の実施例を説明する図である。

【図７】従来の基板移載手順を説明する図である。

【図８】基板の向きによる不具合を説明する図である。

【図９】従来技術の一例を説明する図である。

【符号の説明】

１ 移載用チャック ２ 基板ホルダ ４ キャリアケース（移載元） ５ 基板 １０ 移載先のキャリアケース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その表面と裏面が互いに向かい合う状態
   で移載元のキャリアケースに収容された複数枚の基板
   を、その表面と表面及び裏面と裏面が互いに向かい合う
   ように移載先のキャリアケースに移し換える基板移載装
   置であって、 前記移載元のキャリアケースに収容された複数枚の基板
   を一枚おきに挟持可能な基板ホルダを有する移載用チャ
   ックと、 前記移載用チャックと前記移載先のキャリアケースの向
   きを相対的に反転させる反転機構とを備えたことを特徴
   とする基板移載装置。
2. 【請求項２】 前記移載元のキャリアケースと前記移載
   先のキャリアケースとが同じ一個のキャリアケースであ
   ることを特徴とする請求項１記載の基板移載装置。
3. 【請求項３】 その表面と裏面が互いに向かい合う状態
   で移載元のキャリアケースに収容された複数枚の基板
   を、その表面と表面及び裏面と裏面が互いに向かい合う
   ように移載先のキャリアケースに移し換える基板移載方
   法であって、 先ず、前記移載元のキャリアケースに収容された複数枚
   の基板の中から一枚おきに基板を取り出し、 その後、前記移載元のキャリアケース側に残された基板
   とその前に取り出された基板とを表裏反転させた状態で
   移載先のキャリアケースに収容することを特徴とする基
   板移載方法。
4. 【請求項４】 前記移載元のキャリアケースと前記移載
   先のキャリアケースとが同じ一個のキャリアケースであ
   ることを特徴とする請求項３記載の基板移載方法。