JPS5954238A - 基板の搬送装置 - Google Patents

基板の搬送装置

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JPS5954238A
JPS5954238A JP16583182A JP16583182A JPS5954238A JP S5954238 A JPS5954238 A JP S5954238A JP 16583182 A JP16583182 A JP 16583182A JP 16583182 A JP16583182 A JP 16583182A JP S5954238 A JPS5954238 A JP S5954238A
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    • H01L21/6776—Continuous loading and unloading into and out of a processing chamber, e.g. transporting belts within processing chambers

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基板（半導体ウェハー、ガラス、セラミックな
ど）の搬送装置に係り、特に熱処理用ホットプレート上
を熱処理むらを生じさせることなく、且つゴミの発生や
基板変形なしに連続して５００℃及びそれ以上の高温熱
処理が行われるようになすことを目的とする。
従来、加熱処理を必要とする工程下で半導体ウェハーを
ホットプレート上で搬送する搬送機構としては、先に本
発明者の提案になる特開昭５７−１３６３３６号の長尺
搬送板か、エアー搬送が採用されている。
長尺搬送板による搬送は第１図に示す如くホットプレー
ト１に搬送用溝２を穿設し、その溝内に長尺状の搬送板
３を挿入させ、該搬送板３を最初に真空吸着用透孔４の
真空を切った状態で上方向に動かし、ホットプレート１
より半導体ウェハー（図示せず）を浮かし、次にホット
プレートの溝２に沿って搬送方向に長尺状の搬送板３を
移動させると長尺状の搬送板３の上に乗っている半導体
ウェハーも移動するのであり、次に長尺状の搬送板４を
下方向に動かし、半導体ウェハーをホットプレート１上
に乗せるようにする。この時真空吸着用透孔４が作用し
て半導体ウェハーがホットプレート１面上に吸着され、
その後搬送板３は上記移動方向と逆方向に移動するので
あり、斯有る動作を繰返えして半導体ウェハーを搬送す
る構成であるが、本装置を本発明者が前記目的とする即
ち５００℃及びそれ以上の高温熱処理用ホットプレート
に使用して実験したところ、搬送板３が長い構造のため
に熱膨脹によって曲がり、ホットプレート１上の搬送用
溝の側面と接触して円滑な作動が行われ難くゴミの附着
するなどの問題があった。
次にエアー搬送は第２図に示す如くホットプレート１内
に通孔６と空気通路７とを構成し、空気通路７に加圧空
気又は窒素を送風することにより、空気通路７を通った
空気又は窒素が通孔６より斜めに噴射することにより基
板を搬送するようになすものであるが、このエアー搬送
を使用して基板を搬送すると、エアー又は窒素を噴射し
て基板を搬送している時にホットプレート１の温度が下
る欠点があるのほか、ホットプレート１上に搬送されて
来た基板を停止させる方法によっては次の如き欠点があ
る。即ち、その一例はホットプレート１上に真空吸着用
透孔５を設け、搬送されて来た基板を真空により停止さ
せる方法であるが、この方法では基板が搬送されて真空
吸着用透孔５に到来するまでを真空で引いているため真
空系統に大きな放熱機構を取付けないと真空をオン・オ
フしている電磁弁を損傷させるのであり、且つ真空吸着
用透孔５より入って来る空気又は窒素によりホットプレ
ート１の温度を大きく低下させるのである。
基板を停止させる今１つの例はホットプレート２上にス
トッパーを設け、そのストッパーに基板を衝突させて停
止させるのであるが、この方法によれば基板の周縁部が
砕けたり、その砕けた微粉が基板やホットプレート１上
にごみとなって付着する結果、基板上に付着したごみは
歩留まりを低下させることとなり、またホットプレート
１上に付着したごみはホットプレートと基板に挟まれ、
基板がホットプレート１に真空吸着されないために、基
板とホットプレートの隙間を通して空気又は窒素が入り
込み、基板に温度むらが発生したり前例同様に真空吸着
用の電磁弁が損傷される欠点となるのである。
本発明は斯かる従来の欠点に鑑み、鋭意検討の結果、簡
単な構成でホットプレートを多数個連結できると共に、
ごみの発生や基板の損傷がなく、しかも確実な基板搬送
と効率の良い熱処理を低温から５００℃及びそれ以上の
高温度まで可能とする本発明に到達した。以下、本発明
実施の一例を添附図面にもとづいて説明する。
第３図は本発明装置の要部を示す前面斜視図であって１
０はホットプレート、１１及び１１′はそれを挟む状態
で左右位置に配設したテーブルであり、各テーブルは中
央内部に夫々れ案内溝１２及び１２′が穿設されて搬送
チャック１３及び１３′が図示しない機構により摺動す
るようになっている。
こゝに搬送チャック１３、１３′は表面に夫々れ真空吸
着用透孔１４、１４′が穿設されていて、基板をその表
面に吸着させるようになすのであり、前者１３は未処理
の基板１５を上記ホットプレート１０に向かって搬送移
動し、その隣接位置で待期させるようになすのであり、
これに対し前者１３′は熱処理後の基板１５′を次の箇
所へ搬出させるようになすためのものである。
１６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、１６′ｂはテーブル上の
一定高さ位置で夫々れが水平状態の対をなして設けしめ
た搬送腕であり、前者１６ａ、１６ｂは基板１５を搬送
チャック１３から受取りホットプレート上の位置まで移
送するためのもの、後者１６′ａ、１６′ｂは熱処理の
終了した基板１５′をテーブル１１′上の搬送チャック
１３′位置まで移送させるためのものであって、この作
用は次の構成によって行われる。
１７ａ、１７ｂはテーブル１１、１１′の前面側位置に
於ける装置床面Ｆに立設させた脇柱であって、その上下
位置にはレール１８ａ、１８ｂを平行架設せしめ、該レ
ール１８ａ、１８ｂを介して前記搬送腕１６ａ、１６ｂ
及び１６′ａ、１６′ｂを取付けるようになす垂直支柱
１９ａ、１９ｂ及び１９′ａ１９′ｂの夫々れを摺動自
在に支持せしめるのである。このさい対をなす各垂直支
柱はその隣り合う関係で互いに対応する垂直支柱間を、
即ち図示例では１９ａと１９′ａ間、並びに１９ｂと１
９′ｂ間を夫々れ等長Ｋの連結杆２０ａ及び２０ｂで連
結されるようなさしめると共に、垂直支柱１９ａ、１９
ｂ間には流体シリンダー２１を架設するようになすので
あり、２２ａはそのための垂直支柱１９ａ側に取付けら
れたブラケット板、２２ｂは垂直支柱１９ｂに取付けら
れたブラケット板であって、前者２２ａには流体シリン
ダー２１のピストンロッド先端２１ａを、後者２２ｂに
は流体シリンダー本体２１ｂを固定させるのである。
一方、垂直支柱１９ａ、１９ｂの下端前面位置には一定
長ｌの規制板２３を取付けるようになすのであって、こ
の取付けには規制板２３の左右方向両端縁に於ける長さ
方向には一定長ｉのスリット２４、２４′を穿設すると
共に、垂直支柱１９ａ、１９′ａに止着させてなる止め
ネジ２５、２５′を上記各スリット２４、２４′に対し
摺動可能の状態に嵌入させるのであり、該スリット２４
、２４′の左右両外側端、即ちｉ１、ｉ′１に止めネジ
２５、２５′が位置するときはテーブル上に於ける搬送
腕１６ａ、１６ｂの間隔Ｈは最も開いた状態で、しかも
それは基板１５の直径Ｒより外方に位置する状態にあり
、これに対し止めネジ２５、２５′が各スリット２４、
２４′の内側溝、即ちｉ２、ｉ′２と接するときは、基
板１５の直径Ｄより少し狭くなって位置するようになっ
ている。
他方、２６は今１つの流体シリンダーで該シリンダー本
体２６ａは装置本体床面に固定されたＬ字状ブラケット
２７に止着され、これに対しピストンロッド先端２６ａ
は上記規制板２３の前面側に固定したＬ字状ブラケット
２８に取付けられてなる。
なお、ホットプレート１０の上面には基板１５を吸着す
るための真空吸着用透孔４が穿設されてあり、該透孔４
は図示しない真空吸引手段と図示しない管を介して連結
し、熱処理中吸引手段の作用で基板１５をホットプレー
ト１０の表面に密着させるようになすのである。また、
ホットプレート１０の後面側の中央部位置には基板１５
の直径Ｄより小なる間隔ｅ（第４図参照）で端縁部から
中心部に向う２条の溝２９ａ、２９ｂを穿設し、各溝内
には前記基板１５を下面部から支持することを可能とな
す支持杆３０ａ、３０ｂを没入状態に設けしめてあり、
これら支持杆３０ａ、３０ｂは第４図Ａに示す如く取付
けホルダー３１を旋回軸３２に対し一体的に取付けたり
、或は同図Ｂに示す如くガイド３３を介し上下方向に摺
動する摺動杆３４に取付けせしめ、夫々れ図示しない駆
動手段で前者３２は１５°前後回動させることにより、
後者３４は１０ｍｍ程度昇下降させることにより基板１
５（１５′）を内方から支持した状態でホットプレート
上面に対する離接触動作が行われるようになすのである
。なお、３５はホットプレート１０上面の一定高さ位置
に設けしめてなる放熱防止カバーである。
第５図Ａ〜Ｉは上記構成の本発明装置に係る作用説明図
であって、同図Ａでは未処理の基板１５は搬送チャック
１３に吸着された状態でテーブル１１のホットプレート
寄りで待期しており、他の基板１５′はホットプレート
１０上で熱処理が行われている状態である。この状態で
は各流体シリンダー２１、２６のピストンロッド２１ａ
、２５ａは押し出された状態にあり、規制板２３の両端
縁に穿設したスリット２４、２４′の外側端ｉ１、ｉ′
１に垂直支柱１９ａ、１９ｂの止めネジ２５、２５′が
夫々接して停止されている状態で各搬送腕１６ａ、１６
ｂ及び１６′ａ、１６′ｂは基板１５及び１５′の外方
に位置している。
ところで、今必要な時間の熱処理が終了すると、ホット
プレート１０上に於ける真空吸着用透孔４の真空を切る
と共に同図Ｂに示す如く搬送チャック１３及び支持杆３
０ａ、３０ｂを少し上昇させて未処理の基板１５と熱処
理の終了した基板１５′とを、その外方に位置する搬送
腕１６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、１６′ｂより少し上方
となる高さ位置に持上げるようになす。
しかして、同図Ｃに示す如く流体シリンダー２１の押し
出されていたピストンロッド２１ａを引込め、これによ
り垂直支柱１９ａ、１９ｂの止めネジ２５、２５′を規
則板２３のスリット２４、２４′に案内させて内側端ｉ
２、ｉ′２と接する所まで縮ませるようになすのであり
、この状態では搬送腕１６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、１
６′ｂが各基板１５、１５′の下方内周縁と対応位置す
るようになるのであり、従ってこの状態で同図Ｄに示す
如く搬送チャック１３に於ける吸着用透孔の真空を切っ
て搬送チャック１３及び支持杆３０ａ、３０ｂを下降さ
せるようになすと基板１５及び１５′は夫々れ搬送腕１
６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、１６′ｂ上に載置されるよ
うになるのである。
次に同図Ｅに示す如く流体シリンダー２６の押し出され
ていたピストンロッド２６ａを縮めるようになすのであ
り、これにより垂直支柱１９ａ、１９ｂ及び１９′ａ、
１９′ｂは共に図示例で右方向に一定距離移動されて、
即ち基板１５を支持してなる搬送腕１６ａ、１６ｂはホ
ットプレート１０上位置に、これに対し基板１５′を支
持してなる搬送腕１６′ａ、１６′ｂはテーブル１１′
上の搬送チャック１３′上に位置するのである。そして
、このあと支持杆３０ａ、３０ｂ及び搬送チャック１３
′を上昇させると共に吸引手段を作用せしめ、且つ搬送
腕１６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、１６′ｂより少し高い
位置で停止させることにより、これら上面位置に基板１
５及び１５′を載置させることを可能となすのであり（
同Ｆ図参照）、斯くして該基板１５及び１５′支持の交
代が行われると流体シリンダー２１のピストンロッド２
１ａを突出させて搬送腕１６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、
１６′ｂを各基板１５、１５′の下方内周縁からその外
方へ逃がすようになすのであり（同Ｇ図参照）、あと支
持杆３０ａ、３０ｂ及び搬送チャック１３は元の下方位
置に復帰させるのである（同Ｈ図参照） 次に同Ｉ図に示す如く、流体シリンダー２６のピストン
ロッド２６ａを押出すようになすのであり、これにより
垂直支杆１９ａ、１９ｂ及び１９′ａ、１９′ｂは前者
がテーブル１１の側へ、また後者はホットプレート１０
の側へ移動させて初めの状態に戻るようになすのであり
、このさい搬送チャック１３′は熱処理の終了した基板
１５′を支持した状態でテーブル１１′上を右方向に移
動する。これに対し搬送チャック１３はテーブル１１上
を左方向に移動して新しい被処理基板１５を取りに行く
のであり、この間ホットプレート１０上面では基板１５
の熱処理が行われて、以下は同用の繰返し作用（Ａ〜Ｉ
）となるのである。
上記実施例ではホットプレート１０の背面位置に、搬送
腕１６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、１６′ｂとは別体の支
持杆３０ａ、３０ｂを設けて基板１５のホットプレート
１０に対する離接触作用を行わしめるものについて説明
したが、第６図に示す如く前記構成の搬送腕１６ａ、１
６ｂ及び１６′ａ、１６′ｂを左右方向の移動のみでな
く、別に一定高さの上下動を可能ならしめて上記支持杆
３０ａ、３０ｂの構成を省略するようになすことができ
る。これについて説明すれば流体シリンダー２６は装置
本体の床面Ｆに固定させることなく、即ち脇柱１７ｂに
対しブラケット板３７を取付け、これを介して一体的に
固定させるようになすのほか、前記脇柱１７ａ、１７ｂ
は何れも装置本体の床面Ｆに固定させることなく、即ち
別に装置本体の床面に１対の親柱３８ａ、３８ｂを対向
設置し、対向内面の高さ方向にはレール３９ａ、３９ｂ
を取付け、且つ各支柱１７ａ、１７ｂの夫々れ上下位置
にはスライダー４０、４０′を取付け、これらスライダ
ーを介してレール３９ａ、３９ｂの各両側面を抱くよう
になすのであり、またこれら脇柱１７ａ、１７ｂの下端
は親柱３８ａ、３８ｂ間を架橋した軸４１に対し一体的
に取付けた偏心カム４２上に乗さしめ、他方軸４１は親
柱３８ａ、３８ｂの外端でクランクアーム４３を取付け
、該クランクアーム４３を介して装置本体床面Ｆ上に設
けしめた流体シリンダー４４のピストンロッド４４ａ先
端と自由連結し、流体シリンダー４４の作動でクランク
アーム４３を矢印（イ）（ロ）方向に扇形回動させるこ
とにより垂直支杆１９ａ、１９ｂ及び１９′ａ、１９′
ｂを偏心カム４２の偏心量に相当する上下動を行わしめ
るようになすのである。
第７図Ａは上記実施例の場合に於ける搬送腕を示すもの
であり、この場合の搬送腕は対向する内面側に４箇の引
掛爪４５ａ、４５ｂ、４５′ａ、４５′ｂを平行設置し
、これら引掛爪を介して基板を支持するようになすので
あり、かつ基板の熱処理中各引掛爪は同図Ｂに示す如く
ホットプレート１０に穿設した溝４６ａ、４６ｂ、４６
′ａ、４６′ｂ内に没入されているようになすのである
。
同図ＣはＢに於ける一点鎖線部分の部分詳細破断図であ
る。
上記各実施例ではホットプレート１０を１箇設けた場合
のものであるが、本発明装置はテーブル１１、１１′で
挟まれる内部に複数個のホットプレートを全く同様の構
成で配設することができるのであり、第８図はこの状態
を示すものである。本図では４個のホットプレート１０
、１０′、１０″、１０″′を配設してをり、このよう
に多数のホットプレートを配設させることはホットプレ
ートの温度を段階的に高温度へと上昇させて行き、あと
段階的に下降させると言う円滑な熱処理が行われるので
ある。
なお、同図で３５、３５′、３５″、３５″′は各ホッ
トプレート上面の放熱防止カバーである。
本発明は以上の如く構成せしめるものであって、搬送腕
による基板の搬送時、ホットプレートと基板を離す距離
は比較的に小さくて済むのであり、且つこのことはホッ
トプレート上に搬送腕と基板を挟んで放熱防止カバーの
隙間を小さくして設置できるのであり、搬送腕の温度は
ホットプレート温度即ち基板の温度と近い温度となって
、基板の搬送時に基板と搬送板の温度差による基板の割
れ、曲り等が発生せず、且つ基板の温度低下も少ないも
のとなるのである。そして又、搬送機構部がホットプレ
ートより下側となるため、基板に対するゴミの付着が無
く、特に半導体ウェハーなどの熱処理に於いて均一性の
高い高品質の熱処理を可能ならしめるのである。
本発明装置に於いてホットプレートには本発明者が先に
提案した長尺搬送板による搬送装置のように溝が設けて
あり、また該溝には支持杆や搬送腕の引掛爪が没入され
るようになされるのであるが、このさいに於ける支持杆
の長さや引掛爪の長さは比較的に短かいのであり、また
これらの上下移動量も少ないことから温度変化が極めて
少ないのであり、従ってその曲りは非常に小さいのであ
って溝の側面に接触してゴミを発生したり、また出入動
作が困難となって基板搬送に支障を生じせしめるような
ことのないものである。
本発明の実施にさいし本発明者はホットプレートの加熱
用にセラミックヒーターを使用すると共に、基板と接す
るホットプレート上面は熱伝導の良い炭化珪素セラミッ
クを使用し、支持杆や搬送腕などは耐熱衝撃性の良い珪
素セラミックを使用して５０℃〜６００℃までの低温処
理から高温処理を均一で安定した高精度の熱処理を短時
間で効率良く行える半導体ウェハー熱処理装置を搬送方
式で初めて完成させることのできたものである。
なお、本発明の搬送方式で基板を搬送するとき、基板に
対して一対の搬送腕１６ａ、１６ｂ及び１６′ａ、１６
′ｂが基板に向って縮むため、これら搬送腕に対し第９
図に示す如き基板の中心位置を出すための位置決めフッ
クを４７ａ、４７ｂ、４７′ａ、４７′ｂを取付けてお
くことにより、簡単に基板位置合せができるのであり、
例えば半導体ウェハー処理装置を例にとれば、スクラバ
ー、乾燥そしてレジスト塗布とプレベーク熱処理などの
一連の工程を本発明の搬送方式を多数個連ねるだけの簡
単な構成となして確実な全自動装置の製作を可能となす
のであり、また５００℃、６００℃の高温までをホット
プレートを使用して連続熱処理できることは従来使用の
筒状電気炉やコンベヤー炉と異なり、遥かに均一性に優
れしかもコンパクトな自動熱処理装置の提供を可能とす
る上で大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明者が先に提案した長尺搬送板による基板
搬送装置を示す斜視図、第２図は従来のエアー搬送を示
す斜視図、第３図は本発明装置の破断斜視図、第４図Ａ
、Ｂはホットプレートの部分斜視図、第５図Ａ〜Ｉは作
用説明図、第６図は他の例の破断斜視図、第７図Ａは第
６図で使用される搬送腕の部分斜視図、同Ｂは第６図に
於けるホットプレートの部分斜視図、同Ｃは同Ｂに於け
る一点鎖線部分の拡大詳細図、第８図はホットプレート
を多数（４個）配列したときの正面図、第９図は搬送腕
に位置決めフックを取付けた斜視図である。 １・・・長尺搬送板　２・・・ホットプレート４・・・
搬送板　５・・・真空吸着用透孔１０・・・ホットプレ
ート　１１、１１′・・・テーブル１３、１３′・・・
搬送チャック　１４、１４′・・・真空吸着用透孔１５
、１５′・・・基板　１７ａ、１７ｂ・・・脇柱１６ａ
、１６ｂ、１６′ａ、１６′ｂ・・・搬送腕１９ａ、１
９ｂ、１９′ａ、１９′ｂ・・・垂直支柱２１・・・流
体シリンダー　２３・・・規制板２４、２４′・・・ス
リット　２５・・・流体シリンダー３０ａ、３０ｂ・・
・支持杆　３５・・・放熱防止カバー４２・・・偏心カ
ム　４３・・・クランクアーム４４・・・流体シリンダ
ー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）装置床面上の一定高さ位置に１個若しくは複数個
    のホットプレートを挟む状態で左右位置にテーブルを設
    け、各テーブルには案内溝を穿設すると共に片方には未
    処理の基板を真空吸着した搬送チャックを、他方には熱
    処理の終了した基板を真空吸着した搬送チャックを夫々
    れ移動可能とし、一方ホットプレートの中央部分には基
    板を吸着するための真空吸着用透孔と基板の直径Ｄより
    小なる間隔で複数の溝を穿設し、各溝内には基板裏面部
    を下方から支持するようになす支持杆若しくは搬送腕の
    引掛爪を没入させ、他方装置床面上の前面側には対をな
    す垂直支柱を複数対並設させると共に、各垂直支柱上端
    には基板の移送方向を直角によぎる如くなした搬送腕を
    水平状態に取付け、且つ各対の垂直支柱は隣り合う関係
    で互いに対応する垂直支柱間を等長の連結杆で連結させ
    るようになさしめると共に、１つの対の垂直支柱間を流
    体シリンダーで連結するのほか該下端縁は両端部に一定
    長のスリットを穿設した規制板を取付けせしめ、該スリ
    ット内には垂直支柱に止着させた止めネジを係合状態に
    嵌入させ、且つ止めネジがスリットの外端縁と接触する
    ように移動したときは対をなす搬送腕が基板の直径Ｄよ
    り大なる間隔に拡がり、これに対し逆方向に移動すると
    きは上記間隔が縮められるようになるのであり、また前
    記規制板には該板と平行状態に別の流体シリンダーを取
    付け、該流体シリンダーの作動で搬送腕の垂直支柱を基
    板の移送方向へ一定距離間の移動が行われるように構成
    したことを特徴とする基板の搬送装置。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に於て対をなす垂直支柱が
    レールに摺動自在の状態で支持されてなり、且つレール
    を固定してなる脇柱下端を軸に固定した偏心カム上に乗
    せ、軸の回動で垂直支柱が偏心カムの偏心量相当分上昇
    させられるように構成されていることを特徴とした基板
    の搬送装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62102537A (ja) * 1985-10-29 1987-05-13 Canon Inc 基板処理方法
CN105151777A (zh) * 2015-06-08 2015-12-16 广州惠伟智能科技有限公司 自动上料机械手

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