JPH11111817A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハ位置決め機構の昇降手段を簡素化す
るとともに、カセットステージの回転停止精度に関係な
くオリフラ／ノッチ合せが正確にできるようにする。 【解決手段】 カセットステージ２と独立して設けてい
たウェーハ位置決め機構３をカセットステージ２に一体
的に設ける。ウェーハ位置決め機構３をカセットステー
ジ２に一体的に設けるために、カセットステージ２にエ
アシリンダ５１を一体に取り付け、このエアシリンダ５
１にウェーハ位置決め機構３を取り付け、ウェーハ位置
決め機構３をカセットステージ２上に載置されたウェー
ハカセット１に対して進退できるようにする。これによ
りカセットステージ２の回転停止精度によらずに、ウェ
ーハ検知およびオリフラ／ノッチ合せができるようにな
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係
り、特にウェーハカセット内のウェーハを検知し、ウェ
ーハのオリフラ／ノッチ位置を揃えた後に、ウェーハカ
セットを反転して装置内部に搬送する半導体製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェーハを収納したウェーハカセット
は、半導体製造装置の外部のクリーンルームでは、ウェ
ーハの飛出しやずれを防止するために、ウェーハカセッ
ト内のウェーハが垂直姿勢となるようにして自走型搬送
車（ＡＧＶ）あるいは人手により搬送され、半導体製造
装置の内部では、ウェーハ搬送の都合上、ウェーハが水
平状態となるような姿勢にして搬送されて、カセット棚
に保管される。そのため、装置外部との間でウェーハカ
セットを授受するために装置前面部に設けられたカセッ
トステージで、ウェーハカセットを回転する必要があ
る。

【０００３】また、半導体製造工程では、製造装置内の
位置合せ作動を正しく行う必要があり、特にウェーハ毎
に処理のばらつきが出ないように、処理の前にウェーハ
カセット内のウェーハのオリフラ／ノッチをカセットの
背面部に合わせておくようになっている。そのためにウ
ェーハ位置決め機構が設けられる。

【０００４】図２に、ウェーハＷを収納したウェーハカ
セット１、ウェーハカセット１を授受するカセットステ
ージ２、カセットステージ２とは独立に設けられたウェ
ーハ位置決め機構３、およびウェーハ位置決め機構用の
昇降機構４を示す。（ａ）はウェーハ位置決め機構３を
上昇してウェーハ検知およびオリフラ／ノッチ合せをし
ている状態、(b) はウェーハ位置決め機構３を下降した
状態、(c) はカセット１を反転した状態をそれぞれ示
す。

【０００５】カセットステージ２は、内部ステージ２
１、外部ステージ２２、およびガイドステージ２３を備
えて全体がＴ字形をしており、カセットステージ回転軸
２４を中心に回転自在に設けられる。半導体製造装置外
部でウェーハカセット１の授受を行う場合は、外部ステ
ージ２２が水平状態で外部に露出し（図２(b) ）、半導
体製造装置内部でウェーハカセット１の授受を行う場合
は、内部ステージ２１が水平状態で図示しないカセット
棚に対峙するように、カセットステージ２が反転する
（図２(c) ）。

【０００６】ウェーハ位置決め機構３は、カセットステ
ージ２の下方に立設されたエアシリンダ４１のピストン
ロッド４２に取り付けられ、エアシリンダ４１に並設し
たスタンド４３に取り付けたガイドレール４４に沿って
昇降するようになっている。ピストンロッド４２は、上
方に位置するカセットステージ２と下方に位置するエア
シリンダ４１間の長距離を往復するためロングストロー
クとなる。ウェーハ位置決め機構３の昇降の際、カセッ
トステージ２は、そのガイドステージ２３がガイドレー
ル４４の延長線上に来るように回転を停止して、ガイド
ステージ２３がウェーハ位置決め機構３の延長ガイドレ
ールの役割を果たすようになっている。

【０００７】ウェーハ位置決め機構３は、上昇してウェ
ーハＷに接触し、ウェーハＷのオリフラ／ノッチ位置を
回転させて所望の位置に揃えるようになっている。ウェ
ーハ位置決め機構３は、その上部にウェーハ検知センサ
３１を付設しており、ウェーハ検知センサ３１がウェー
ハＷ間の隙間に挿入され、ウェーハＷの有無を検知する
ようになっている。

【０００８】ウェーハカセット１内のウェーハＷを検知
し、オリフラ／ノッチ位置を揃えた後に、ウェーハカセ
ット１を反転して装置内部に搬送するには、ウェーハ位
置決め機構３を矢印方向に上昇し、ウェーハ検知センサ
３１をウェーハＷ間に挿入してウェーハ検知をする。ま
た、ウェーハＷを回転させ、オリフラ／ノッチをウェー
ハカセット１の背面（図２では下方）に揃える（図２
(a) ）。

【０００９】ウェーハ検知とオリフラ／ノッチ合せ後、
ウェーハ位置決め機構３を矢印方向に下降して、カセッ
トステージ２の回転時にカセットステージ２と干渉しな
い待機位置にもってくる（図２(b) ）。ウェーハ位置決
め機構３を待機位置まで下降した後、カセットステージ
回転軸２４を中心にカセットステージ２を９０°矢印方
向に回転することによりウェーハカセット１を反転し
て、外部ステージ２２から内部ステージ２１上に載せ変
え、ウェーハＷが水平状態になるようにして、矢印方向
に搬送する（図２(c) ）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来のウェーハ位置決め機構３には、次のような問題点
があった。

【００１１】(1) オリフラ／ノッチ合せ時にはウェーハ
位置決め機構３をカセットステージまで上昇し、カセッ
ト反転時には回転するカセットステージ２と干渉しない
待機位置まで下降させる必要があり、そのためにロング
ストロークのエアシリンダ４１を使わなければならない
ため、昇降機構が非常に大掛かりで複雑になる。

【００１２】(2) カセットステージ２とウェーハ位置決
め機構３とは独立して設けられているため、ウェーハ検
知およびオリフラ／ノッチ合せ時に、カセットステージ
のウェーハ位置決め機構に対する位置合せに高い精度が
要求される。特にカセットステージ２の回転の停止精度
が悪いと、オリフラ／ノッチ合せミスや、ウェーハ位置
決め機構３に付設されたウェーハ検知センサ３１がウェ
ーハＷと接触を起こすおそれがある。

【００１３】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、構成が簡単で、カセットステージの回転
停止精度に関係なくオリフラ／ノッチ合せやウェーハ検
知が可能となる半導体製造装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、装置外部から
供給されるウェーハカセットをカセットステージに載置
して、前記ウェーハカセット内のウェーハを検知し、前
記ウェーハのオリフラ／ノッチ位置を揃えた後に、前記
カセットステージを回転することによりウェーハカセッ
トを反転して装置内部に搬送する半導体製造装置におい
て、前記ウェーハを検知するとともに前記ウェーハのオ
リフラ／ノッチ位置を揃えるためのウェーハ位置決め機
構を、前記カセットステージに一体的に取り付けたもの
である。

【００１５】カセットステージに対してウェーハ位置決
め機構が独立して設けられている場合には、両者の位置
を正確に一致させないと、ウェーハのオリフラ／ノッチ
合せミスや、ウェーハとの接触を起こすおそれがある。
これに対して本発明は、カセットステージにウェーハ位
置決め機構が一体的に取り付けられているので、取付け
位置が正確でありさえすれば、カセットステージの回転
停止精度に関係なく、ウェーハ位置決め機構によるオリ
フラ／ノッチ合せやウェーハ検知が正確に行え、オリフ
ラ／ノッチ合せミスや、ウェーハとの接触は起こらな
い。また、ウェーハ位置決め機構がカセットステージの
回転に干渉しないので、ウェーハ位置決め機構を干渉し
ない位置に待機させる必要もない。

【００１６】なお、カセットステージにウェーハ位置決
め機構を一体的に取り付けるには、カセットステージ
に、これに載置されるウェーハカセットに対してウェー
ハ位置決め機構を進退させる駆動手段を一体に取り付
け、この駆動手段にウェーハ位置決め機構を取り付ける
ようにすることが好ましい。駆動手段によりウェーハ位
置決め機構を前進させることでウェーハを検知してウェ
ーハのオリフラ／ノッチ位置を揃え、反転して搬送する
ときはウェーハとの干渉を避けるためにウェーハ位置決
め機構を後退させる。

【００１７】駆動手段には、エアシリンダや油圧シリン
ダなどの直動アクチュエータ、モータなどを使った回動
アクチュエータさらには、クランク機構を使った揺動ア
クチュエータ等を用いることができる。特に直動アクチ
ュエータを用いた場合には、ショートストロークにでき
るので、占有領域が小さく、小形化が図れる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は縦型拡散・ＣＶＤ装置などで構成される半
導体製造装置のカセットステージ２、ウェーハ位置決め
機構３、および昇降機構５を示す構成図であり、(a) は
ウェーハ位置決め機構３を上昇してオリフラ／ノッチ合
せをしている状態、(b) はＡ方向矢視図、(c) はウェー
ハ位置決め機構３を下降した状態、(d) はウェーハカセ
ット１を反転した状態をそれぞれ示す。

【００１９】ウェーハカセット１は、多数のウェーハＷ
を並行に並べて収容する。このウェーハカセット１を授
受するカセットステージ２は、内部ステージ２１、これ
と直角な外部ステージ２２、および外部ステージ２２と
直角で内部ステージ２１の反対側に延設したガイドステ
ージ２３を備えて全体がＴ字形をしており、Ｔ字形の付
根に水平に設けたカセットステージ回転軸２４を中心に
回転自在に設けられる。半導体製造装置の外部でウェー
ハカセット１の授受を行う場合は、外部ステージ２２が
水平状態で外部に露出し（図１(c) ）、半導体製造装置
内部でウェーハカセット１の授受を行う場合は、内部ス
テージ２１が水平状態で図示しないカセット棚に対峙す
るように、カセットステージ２が回転する（図１(d)
）。

【００２０】ウェーハ位置決め機構３はカセットステー
ジ２に一体的に取り付けられる。具体的には、図１(b)
に示すように、カセットステージ２を構成する外部ステ
ージ２２の裏面に一体に取り付けられた位置決め機構用
取付板５３にエアシリンダ５１を取り付け、そのエアシ
リンダ５１にエアシリンダ５１によって昇降するウェー
ハ位置決め機構３が取り付けられる。外部ステージ２２
の中間部はウェーハ位置決め機構３の通過を許容するた
めに窓２５が開いており、この窓２５を介してウェーハ
位置決め機構３の上部がウェーハカセット１の開放され
た底部に進入する。エアシリンダ５１は、カセットステ
ージ２上の極く短い距離を往復するだけでよいためショ
ートストロークでよい。ショートストロークであるた
め、ウェーハ位置決め機構３のガイドは不要となる。

【００２１】ウェーハ位置決め機構３は、ウェーハカセ
ット１内のウェーハＷを回転させる駆動ローラ３２と、
制御部であるコントローラ（図示略）と、アラームメッ
セージ等を表示する表示部（図示略）とを備えており、
ウェーハ位置決め機構３を上昇して駆動ローラ３２をウ
ェーハＷに接触させ、ウェーハＷのオリフラ／ノッチ位
置を回転して所望の位置に揃えるようになっている。ウ
ェーハ位置決め機構３は、その上部に櫛歯状に並んだウ
ェーハ検知センサ３１を付設しており、ウェーハ検知セ
ンサ３１がウェーハＷ間の隙間に挿入され、ウェーハＷ
の有無を検知するようになっている。

【００２２】次に装置外部からウェーハカセット１を供
給されて装置内部に受け渡す動作を説明する。外部ステ
ージ２２上にウェーハＷを垂直状態にして載置されてい
るウェーハカセット１に向けてウェーハ位置決め機構３
が上昇すると、ウェーハ検知センサ３１が、ウェーハＷ
に接触せずに確実にウェーハＷ間の隙間に挿入され、収
容部毎のウェーハＷの有無が検知される。これととも
に、駆動ローラ３２がウェーハＷと接触してオリフラ／
ノッチを合せる（図２(a) 、(b) ）。この際、カセット
ステージ２を僅かに傾斜させているのは、ウェーハＷが
自重で全て一方側に片寄り、全部のウェーハＷが一定の
姿勢で等間隔に整列させるためである。

【００２３】ウェーハ検知とオリフラ／ノッチ位置を回
転して揃えた後、ウェーハ位置決め機構３をわずかに下
降して、カセットステージ２の回転時にウェーハＷと干
渉しない待機位置にもってくる（図２(c) ）。ウェーハ
位置決め機構３を待機位置まで下降した後、カセットス
テージ回転軸２４を中心にウェーハカセット１を９０°
反転させて外部ステージ２２から内部ステージ２１上に
載せ変えて、ウェーハＷを水平状態とする（図２( ｄ)
）。このとき、一体的に取り付けられたウェーハ位置
決め機構３も一緒に反転して、水平状態となる。

【００２４】上述したように実施の形態によれば、ウェ
ーハ位置決め機構３をカセットステージ２と一体化する
ことで、カセットステージ２を回転させてもウェーハ位
置決め機構３がカセットステージ２と干渉することがな
いので、ウェーハステージ回転時にウェーハ位置決め機
構３をカセットステージ２に干渉しない位置に待機させ
る必要がない。ウェーハ位置決め機構３は、ウェーハカ
セット１の回転時にウェーハＷとの干渉を回避する距離
だけ退避させれば十分である。また、オリフラ／ノッチ
合せ時にもウェーハ位置決め機構３をカセット１の位置
までわずかに移動するだけでよいため、昇降機構５はシ
ョートストロークのエアシリンダ５１でよく、したがっ
て昇降機構を小形化でき、従来必要としたスタンドやガ
イドを必要としない。さらに、従来、ウェーハ位置決め
機構用の昇降機構を設置するために使用していたカセッ
トステージ２の下方の空間を空けることができるので、
他の用途に有効利用できる。

【００２５】また、カセットステージ２とウェーハ位置
決め機構３とは一体的に設けられているため、カセット
ステージ２上にウェーハ位置決め機構３を一度正確に取
り付けてしまえば、カセットステージ２の回転の停止精
度にかかわらず、オリフラ／ノッチ合せや、ウェーハ検
知センサ３１の挿入位置が正確に行われるので、オリフ
ラ／ノッチ合せミスや、ウェーハ位置決め機構３に付設
されたウェーハ検知センサ３１とウェーハＷとの接触を
起こすおそれがない。

【００２６】なお、実施の形態のカセットステージ２は
ガイドステージ２３を備えているが、カセットステージ
回転軸２４をずらせば、これを省略できる。ウェーハに
設けられる位置合せ面はオリフラ／ノッチと表記したよ
うにオリフラでもノッチでもよい。位置決め機構用取付
板は外部ステージ２２に取り付けたが、ガイドステージ
を省略しない場合には、これに取り付けるようにしても
よい。また、ピストンロッド５２を位置決め機構用取付
板５３に固定し、エアシリンダ５１の本体にウェーハ位
置決め機構３を取り付けるようにしたが、逆にウェーハ
位置決め機構３をピストンロッド５２に取り付け、エア
シリンダ５１の本体を位置決め機構用取付板５３に取り
付けるようにしてもよい。さらに昇降機構５は、エアシ
リンダに限定されず、油圧シリンダ、その他の駆動機構
または進退手段でもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ウェーハ位置決め機構
をカセットステージに一体的に取り付けたので構成が簡
単となり、カセットステージの回転停止精度に関係なく
高精度にオリフラ／ノッチ合せやウェーハ検知が行え、
ウェーハとの接触も生じないので、装置の信頼性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の半導体製造装置を構成するカセッ
トステージ、ウェーハ位置決め機構、昇降機構の構成図
である。

【図２】従来のカセットステージ、ウェーハ位置決め機
構、昇降機構の構成図である。

【符号の説明】

１ ウェーハカセット ２ カセットステージ ３ ウェーハ位置決め機構 ２４ カセットステージ回転軸 ３１ ウェーハ検知センサ ５１ エアシリンダ Ｗ ウェーハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置外部から供給されるウェーハカセット
   をカセットステージに載置して、前記ウェーハカセット
   内のウェーハを検知し、前記ウェーハのオリフラ／ノッ
   チ位置を揃えた後に、前記カセットステージを回転する
   ことによりウェーハカセットを反転して装置内部に搬送
   する半導体製造装置において、 前記ウェーハを検知するとともに前記ウェーハのオリフ
   ラ／ノッチ位置を揃えるためのウェーハ位置決め機構
   を、前記カセットステージに一体的に取り付けたことを
   特徴とする半導体製造装置。