JPH09191044A - ウエハ移替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハの収納ピッチが異なるカセット間でも、
移し替え作業が可能なウエハ移替装置を提供することに
ある。 【解決手段】カセットに縦に並べて収納されている複数
枚のウエハを別のカセットへ移し替えるウエハ移替装置
であって、カセットに収納されているウエハの主表面と
平行な方向に開閉動作をすることにより各ウエハを掴ん
だり手離したりする複数のウエハ掴みハンドと、各ウエ
ハ掴みハンドの間に出し入れされその挿入度で隣接する
ウエハ掴みハンド間のピッチを変更する傾斜面を持った
複数のピッチ調整用スペ−サと、各ウエハ掴みハンド間
に挿入した各ピッチ調整用スペ−サをその挿入度を維持
する手段と、各ウエハ掴みハンドと各ウエハ掴みハンド
間に挿入した各ピッチ調整用スペ−サをその挿入度を維
持したまま一方のカセットのところから他方のカセット
のところへ移動させる搬送手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハの
製造工程などにおいて工程と工程との間で発生する専用
治具とカセットの間、あるいはカセットとカセットの間
（以下、カセット間と略記）でのウエハの移し替え作業
などに使用されるウエハ移替装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のウエハ移替装置は、カセット単位
でウエハを掴むハンドをハンド移動アームによって、移
し替え元のカセット位置まで移動させ、等しいピッチで
縦に並べてカセット内に収納されている複数枚のウエハ
を掴み、同ピッチの移し替え先のカセットへ収納すると
いう１カセットずつの移し替え作業をしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、ウ
エハ掴みハンドが一体構造の為、移し替え元のカセット
と移し替え先のカセットとのウエハ収納ピッチが同一で
なければならず、おのずと使用可能なカセットが限定さ
れてしまう。そのため、装置の使用範囲を広げることが
不可能であった。

【０００４】本発明の目的は、ウエハの収納ピッチが異
なるカセット間でも、移し替え作業が可能なウエハ移替
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、カセットに縦に並べて収納されている複数枚のウエ
ハを別のカセットへ移し替えるウエハ移替装置におい
て、カセットに収納されているウエハの主表面と平行な
方向に開閉動作をすることにより各ウエハを掴んだり手
離したりする複数のウエハ掴みハンドと、各ウエハ掴み
ハンドの間に出し入れされその挿入度で隣接するウエハ
掴みハンド間のピッチを変更する傾斜面を持った複数の
ピッチ調整用スペーサと、各ウエハ掴みハンド間に挿入
した各ピッチ調整用スペーサの挿入度を維持する手段
と、各ウエハ掴みハンドと各ウエハ掴みハンド間に挿入
した各ピッチ調整用スペーサをその挿入度を維持したま
ま一方のカセットのところから他方のカセットのところ
へ移動させる搬送手段とを有することにある。

【０００６】一方のカセットのところで各ウエハ掴みハ
ンドにウエハを掴せる。ピッチ調整用スペーサの挿入度
を他方のカセットのウエハ収納ピッチに合わせて変える
と、各ウエハ掴みハンドがウエハを掴んだままウエハ掴
みハンド間ピッチが変わる。そこで、その状態を維持さ
せたまま他方のカセットのところで各ウエハ掴みハンド
からウエハを離させると、各ウエハはそのまま他方のカ
セットに収納される。

【０００７】ピッチ調整用スペーサの挿入度でウエハ掴
みハンド間ピッチを自由に変えることが可能である。特
定の収納ピッチのカセットに限定されることなく任意各
種の収納ピッチを持つカセットについてウエハの移し替
えを行うことができ、装置の使用範囲を拡大することが
できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の１実施例によるウ
エハ移替装置を図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】図１は、ウエハ移替装置の概略構成を示す
正面図、図２は、ウエハ移替装置の斜視図である。両図
において、１００は本発明の実施例によるウエハ移替装
置である。１は複数枚のウエハ２を掴むウエハ掴みユニ
ットで、後述するように、その掴みハンドの開閉動作に
よってウエハ２を保持（把持）したり開放（手離）した
りする。なお、図１では４個のウエハ掴みユニット１が
示されているが、その数は任意に増減してよい。なお、
図２では、ウエハ掴みユニット１の図示を省略してい
る。

【００１０】３は、図２に矢印イで示すように互いに異
なるピッチのウエハ収納カセット４、５間でウエハ掴み
ユニット１を移動させる移動アームである。１ａはウエ
ハ掴みユニット１がウエハ収納カセット４、５間を移動
するに当り、移替先のウエハ収納カセットの位置に合わ
せてウエハ掴みユニット１を矢印ロで示す方向に移動さ
せるため各ウエハ掴みユニット１に設けられた位置合わ
せ手段である。

【００１１】図１で各ウエハ掴みユニット１は矢印ハで
示す方向に上下するが、煩雑化を避けるべくその昇降手
段の図示記載は省略している。６は本装置の操作パネル
で、移替方向の選択、移替ピッチの設定等各種運転操作
を行う。尚、本装置の制御装置は、シーケンス制御を行
うものであり、マイクロプロセッサを用いてもかまわな
いが、複雑な演算処理を必要としないので公知のプログ
ラマブルコントローラ（シーケンサ）で構成している。

【００１２】次に、ピッチ可変のウエハ掴みユニット１
の構成について説明する。図３（Ａ）はウエハ掴みユニ
ット１の正面図、図３（Ｂ）はウエハ掴みユニット１の
要部斜視図、図４はウエハ掴みユニット１に用いられる
掴みハンド７の斜視図である。なお、図３（Ａ）では、
正面側の構成のみが図示されているが、図３（Ｂ）に示
すように紙面に関して対称構造の掴みハンド７が背面側
にも備えられ、対を組んでウエハを両側から保持できる
ように配置されている。図３（Ｂ）に示すように、掴み
ハンド７の一対の組は、１つの駆動機構（たとえば、ス
テッピングモータ）で、基準プレート１８を介して一対
の組のスペーサ１４を上下に移動させることによってピ
ッチが調整され、１つの駆動機構（たとえばエアーシリ
ンダ）１９で矢印方向の移動を制御される。

【００１３】図３（Ａ）において、１０はコ字型のベー
ス、１１は図４に示す掴みハンド７を連結しているスラ
イドシャフトで、掴みハンド７に設けた貫通孔７ａの内
部にはスライドシャフト１１に対する横方向スライドの
摺動性を良好なものとするためにスライドベアリング等
の機構が設けてある。

【００１４】１２ａ、１２ｂはスライドシャフト１１を
両端側から支持し図３（Ａ）の紙面に垂直な方向に移動
させるベース１０に設けたスライドガイドで、紙面に垂
直な方向の移動はベース１０に設けたエアーシリンダ１
３などのアクチュエータによって実行される。正面側と
背面側の１対のスライドシャフト１１が、紙面に垂直な
方向に関しては互いに逆方向に移動される。

【００１５】掴みハンド７は図４（Ａ）に示すようにウ
エハを支持（保持）する溝７ｂを有する。溝７ｂはウエ
ハの円周部を時計で云えば３〜５時と７〜９時の方向か
ら支持するような周端面７ｃを持っている。図４（Ｂ）
に示すように、一対の掴みハンド７−１、７−２が共同
して１枚のウエハ２を支持する。

【００１６】図４（Ｂ）においては、掴みハンド７−
１、７−２が閉じた状態を太い実線で、開いた状態を２
点鎖線で示す。掴みハンド７−１、７−２が閉じた状態
では、Ｓで示すようにウエハ２が溝の周端面７ｃによっ
て支持される。なお、掴みハンド７−１、７−２は、溝
の周端面７ｃよりも内側まで張り出した案内部Ｇを有す
る。ハンド７−１、７−２が開いた時、案内部Ｇがウエ
ハ２の倒れを防ぐ。

【００１７】１４は楔状の下端部１４ａを持つ摩擦係数
が低いポリテトラフルオロエチレン（テフロン）などの
ピッチ調整用スペーサで、掴みハンド７と同様、ベース
１０に設けたスライドガイド１６ａ、１６ｂに両端側を
支持されたスライドシャフト１５で連結されている。た
とえば、ピッチ調整用スペーサ１４の肉厚部は、掴みハ
ンド７と同じ厚さを有する。また、ピッチ調整用スペー
サ１４の貫通孔内部にはスライドシャフト１５に対する
横方向スライドの摺動性を良好なものとするためにスラ
イドベアリング等の機構が設けてある。

【００１８】ピッチ調整用スペーサ１４の左端には基準
プレート１８を設けている。この基準プレート１８はス
ライドシャフト１５に対して固定されている。スライド
ガイド１６ａにはエアーシリンダ１９が固定されてお
り、その主軸先端部１９ａが常に右端のピッチ調整用ス
ペーサ１４を左側に向けて押圧している。

【００１９】スライドガイド１６ａ、１６ｂはベース１
０に設置したステッピングモータ１７によってピッチ調
整用スペーサ１４、スライドシャフト１５、基準プレー
ト１８およびエアーシリンダ１９を一体として矢印ニで
示すように上下させる。ステッピングモータ１７でスラ
イドガイド１６ａ、１６ｂを下方に押すと、各ピッチ調
整用スペーサ１４は隣接した掴みハンド７間に挿入さ
れ、間隔を拡げる。基準プレート１８が左端に位置する
ので、ピッチ調整用スペーサ１４は、エアーシリンダ１
９の押圧力に抗して矢印ホで示すように順次右側に向け
てスライドする。

【００２０】以上のような構成のウエハ掴みユニット１
は対称構成のものが移動アーム３にウエハ収納カセット
対４、５毎に設置されている。図５は図２に示した装置
カバー１００ａの内側で各ウエハ収納カセット４の下に
設置されているウエハサポート８を示している。ウエハ
収納カセット５の下にも同様なウエハサポート９が設置
されている。ウエハサポート８はその頂部にウエハを受
ける溝８ａを有する。溝８ａのピッチはウエハ収納カセ
ット４のウエハ収納ピッチに一致し、ウエハサポート９
の溝はウエハ収納カセット５のウエハ収納ピッチに一致
している。ウエハサポート８、９はシリンダ８ｂ、９ｂ
で矢印ヘのように上下に駆動される。

【００２１】図６は、本装置によるウエハ移替作業状況
を示している。同図において、移替元をウエハ収納カセ
ット４とし、移替先をウエハ収納カセット５とする。先
ず、図示していない移動アーム３によってウエハ収納カ
セット４の位置にウエハ掴みユニット１がセットされ
る。この時、掴みハンド７はエアーシリンダ１３によっ
て開いた状態にある。

【００２２】掴みハンド７の溝７ａにウエハ２を挿入す
るため、ウエハ収納カセット４の下側から装置カバー１
００ａの内側に置かれたウエハサポート８を上昇させ、
ウエハ２を押上げる。ウエハサポート８の溝８ａ内にカ
セット４内のウエハの下端が挿入される。ウエハサポー
ト８をさらに上昇させると、ウエハ２はカセット４から
離れ、ウエハサポート８によって上方に押し上げられ
る。やがて各ウエハ２が掴みハンド７の溝７ｂ内に挿入
される。

【００２３】挿入完了後、エアーシリンダ１３によって
掴みハンド７が閉じられ、円弧状溝７ｃでウエハ２を保
持する。保持完了後、ウエハサポート８は下降する。そ
して、移動アーム３はウエハ収納カセット５の位置にウ
エハ掴みユニット１を移動させる。この時、ウエハ収納
カセット５側のウエハサポート９はウエハ２の受取位置
まで上昇して待機している。ウエハ２をウエハサポート
９で支持できる状態とし、掴みハンド７を開くと、ウエ
ハはウエハサポート９の溝９ａに移る。

【００２４】ウエハサポート９を装置カバー１００ａの
内側に向かって下降させて行くと、カセット５内にウエ
ハ２が収納される。このようにして移替作業は完了す
る。なお、移動アーム３のアクチュエータには、サーボ
モータ等を使用している。

【００２５】上記ウエハの移替作業において、移動アー
ム３がウエハ収納カセット５の上方に来たところで、隣
接した掴みハンド７間の間隔がウエハ収納カセット５に
おけるウエハ収納ピッチに合うようにピッチ調整用スペ
ーサ１４によって変更（ピッチ調整）される。ピッチ調
整用スペーサ１４の掴みハンド７間への挿入深さによっ
てウエハ２のピッチが変更される。

【００２６】ウエハ掴みユニット１での掴みハンド７と
ピッチ調整用スペーサ１４の関係は図７に概略的に示す
通りである。一対の掴みハンド群７に対して一対のピッ
チ調整用スペーサ群１４が設けられ、同期して駆動され
る。各ピッチ調整用スペーサ１４は隣接する掴みユニッ
ト７間に挿入される。

【００２７】ピッチ調整状況について図８を参照して説
明する。図８（Ａ）はピッチ調整用スペーサ１４がステ
ッピングモータ１７によって上方に引き上げられている
状態を示す。ピッチ調整用スペーサ１４の先端は楔状で
各掴みハンド７と各ピッチ調整用スペーサ１４は交互に
配置されている。エアーシリンダ１９によってピッチ調
整用スペーサ１４は基準プレート１８側に押されている
ので、ウエハ収納ピッチＬａは狭いものとなっている。

【００２８】ステッピングモータ１７がスライドシャフ
ト１５を押し下げると、ピッチ調整用スペーサ１４はそ
の低摩擦係数によって掴みハンド７の間に挿入されてい
く。この時、基準プレート１８が左端で踏ん張ってお
り、ピッチ調整用スペーサ１４に押されてエアーシリン
ダ１９の先端部１９ａが右側に押されて後退する。各掴
みハンド７はピッチ調整用スペーサ１４の挿入度に応じ
て順次右側に摺動（スライドあるいはシフト）して、図
８（Ｂ）のように広い収納ピッチＬｂを持つようにな
る。

【００２９】収納ピッチの変化はピッチ調整用スペーサ
１４における先端楔状の拡がり角θとピッチ調整用スペ
ーサ１４の挿入深度ｘによって調節することができる。
エアーシリンダ１９の先端部１９ａは、常に右端のピッ
チ調整用スペーサ１４を左方向に押している。ステッピ
ングモータ１７がスライドシャフト１５を引き上げれ
ば、その度合いに応じてエアーシリンダ１９がピッチ調
整用スペーサ１４を押し戻し、各掴みハンド７は左側に
スライドして、その時のピッチ調整用スペーサ１４の挿
入深度ｘに応じた狭い収納ピッチに戻る。

【００３０】従って、図６の各矢印と反対の方向、つま
り、ウエハ収納カセット５からウエハ収納カセット４へ
向かう方向にウエハ２を移し替えることもできる。以上
説明したように、本装置ではウエハの収納ピッチが異な
るカセット間でも、ウエハの移替作業が可能である。ピ
ッチ調整用スペーサ１４の挿入深度ｘと先端楔状の拡が
り角θで決まる最大の収納ピッチの範囲までウエハ収納
ピッチが異なったウエハ収納カセットに対応できる。こ
の場合、ウエハサポート８、９はウエハ収納カセットの
ウエハ収納ピッチに見合ったピッチの溝８ａ、９ａを持
つものと交換するだけで済む。ピッチ調整用スペーサ１
４がウエハ収納カセット４、５のウエハ収納ピッチに合
わない場合には、挿入深度ｘと先端楔状の拡がり角θを
変えたピッチ調整用スペーサ１４を使用すれば良い。

【００３１】以上述べた実施例の他に、下記の態様でも
本発明は実施できる。

【００３２】（１）ピッチ調整用スペーサの変わりに、
熱膨張量や給排気量で厚さを制御できるスペーサなどを
各掴みハンド７間に組込み、ピッチを変更するもの。 （２）ステッピングモータ１７に代えて、エアーシリン
ダあるいは、サーボモータとしたもの。 （３）エアーシリンダ１９に代えて、スプリングの伸張
力を利用したもの。 （４）エアーシリンダ１３に代えて、サーボモータとし
たもの。

【００３３】また、本発明装置はシリコンウエハ等の半
導体ウエハの移し替えに限られるものではなく、ロット
で生産管理が行われる液晶表示装置のガラス基板などの
移し替えにも適用できる。さらに、図２の矢印イの方向
に移し替えるだけでなく、図１に示した位置合わせ手段
１ａの移動範囲を拡げて、斜めの方向のウエハ収納カセ
ットに対しても移し替えることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
エハの収納ピッチが異なるカセット間でも、移し替え作
業が可能なウエハ移替装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すウエハ移替装置の正面
図である。

【図２】図１に示したウエハ移替装置の斜視図である。

【図３】図１に示したウエハ移替装置におけるウエハ掴
みユニットの正面図である。

【図４】図３に示したウエハ掴みユニットにおける掴み
ハンドの斜視図である。

【図５】図１に示したウエハ移替装置におけるウエハサ
ポートの斜視図である。

【図６】図１に示したウエハ移替装置でのウエハ移替作
業状況を示す図である。

【図７】図３に示したウエハ掴みユニットでの掴みハン
ドとピッチ調整用スペーサの関係を示す斜視図である。

【図８】図３に示したウエハ掴みユニットでの掴みハン
ドのピッチがピッチ調整用スペーサの挿入度で調整され
る状況を示す図である。

【符号の説明】

１００・・・・・・・・・・ ウエハ移替装置 １・・・・・・・・・・・・
・・ ウエハ掴みユニット １ａ・・・・・・・・・・・・ 位置合わせ手段 ２・・・・・・・・・・・・
・・ ウエハ ３・・・・・・・・・・・・・・ 移動アーム ４、５・・・・・・・・
・・ ウエハ収納カセット ６・・・・・・・・・・・・・・ 操作パネル ７・・・・・・・・・・・・
・・ 掴みハンド ８、９・・・・・・・・・・ ウエハサポート １０・・・・・・・・・・
・・ ベース １１、１５・・・・・・ スライドシャフト １２ａ、１２ｂ
・・ スライドガイド １３、１９・・・・・・ エアーシリンダ １４・・・・・・・・・・
・・ ピッチ調整用スペーサ １６ａ、１６ｂ・・ スライドガイド １７・・・・・・・・・・
・・ ステッピングモータ １８・・・・・・・・・・・・ 基準プレート １９・・・・・・・・・・
・・ エアーシリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カセットに縦に並べて収納されている複数
   枚のウエハを別のカセットへ移し替えるウエハ移替装置
   において、 カセットに収納されているウエハの主表面と平行な方向
   に開閉動作をすることにより各ウエハを掴んだり手離し
   たりする複数のウエハ掴みハンドと、 各ウエハ掴みハンドの間に出し入れされその挿入度で隣
   接するウエハ掴みハンド間のピッチを変更する傾斜面を
   持った複数のピッチ調整用スペーサと、 各ウエハ掴みハンド間に挿入した各ピッチ調整用スペー
   サの挿入度を維持する手段と、 各ウエハ掴みハンドと各ウエハ掴みハンド間に挿入した
   各ピッチ調整用スペーサをその挿入度を維持したまま一
   方のカセットのところから他方のカセットのところへ移
   動させる搬送手段とを有することを特徴とするウエハ移
   替装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のウエハ移替装置におい
   て、各ピッチ調整用スペーサの挿入度を維持する手段
   は、並んだピッチ調整用スペーサの一方の端のピッチ調
   整用スペーサを基準として他方の端のピッチ調整用スペ
   ーサ側から押圧力を付加するものを含むことを特徴とす
   るウエハ移替装置。
3. 【請求項３】カセットに縦に並べて収納されている複数
   枚のウエハを別のカセットへ移し替えるウエハ移替装置
   において、 カセットに収納されているウエハの主表面と平行な方向
   に開閉動作をすることにより各ウエハを掴んだり手離し
   たりする複数のウエハ掴みハンドと、 各ウエハ掴みハンドの間に置かれ隣接するウエハ掴みハ
   ンド間のピッチを変更する複数のピッチ調整用スペーサ
   と、 各ウエハ掴みハンドと各ウエハ掴みハンド間に挿入した
   各ピッチ調整用スペーサを維持したまま一方のカセット
   のところから他方のカセットのところへ移動させる搬送
   手段とを有することを特徴とするウエハ移替装置。