JPS61263533A - 半導体移換え装置 - Google Patents

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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、半導体移換え装置に関し、例えばバスケット
中に収納されているウェハをウェハカートリッジに移換
えるに好適な、半導体移換え装置に関する。

口、発明の背景 半導体ウェハ表面に酸化シリコン膜等の堆積膜を形成す
るためにＣＶＤ装置が汎用されているが、近時、多数の
半導体ウェハを上下に積み重ねる如くに配した状態で処
理する竪型炉と称される装置が注目されてきている。こ
の竪型炉は旧来の横型の炉とは異なって、半導体ウェハ
の装入及び取り出しが容易であり、作業に必要な占有面
積も少なくて済むという利点がある。

こうしたＣＶＤ装置を含む種々の処理装置において、多
数の半導体ウェハを円筒形のカートリッジ内に収納し、
カートリッジ毎に一括して処理することは有利である。

ウェハは、シリコン又はゲルマニウム等の半導体結晶の
インゴットを薄く切ったもので、厚さ０．２厘厘程度、
直１冬１シＩＧ〜６インチ（３０，２〜１５２．４ｍｍ
）の円板状を呈しており、通常、バスケットと呼ばれる
容器内に互いに間隙をおいて多数枚が収容されている。

旧来の横型炉にあっては、ウェハは縦にして横方向に並
んでバスケットに収容されていて、これらを一括して半
径方向から２個のレバーで挟み込んでバスケットから抜
き出し、向きを変えることなくカートリッジに移換えて
いた。

竪型炉にあっては、カートリッジ中にウェハを水平にし
て上下方向に互いに間隙をおいて多数枚収容し、一括し
て炉に装入するので、バスケットもカートリッジと同様
の状態でウェハを収容するようにするのが好都合である
。

ウェハをバスケットからカートリッジに移換えるに当た
り、ウェハがバスケットやカートリッジに衝突したり、
ウェハ同士が擦れ合って好ましくない悪が発生しないよ
う、留意する必要がある。

旧来の横型炉にあっては上記のような問題を回避するの
は比較的容易であるが、竪型炉にあっては、ウェハに掛
かる重力がその侭バスケット又はカートリッジに掛かる
ので、上記のような塵が発生し易い。

ウェハを水平にして上下方向に互いに間隙をおいて並べ
た状態の侭、塵を発生させることなく、正確に能率よく
一括してバスケットからカートリッジへ、或いはカート
リッジからバスケットへ移換える移換え装置は、未だ提
案されていないし、知られてもいない。

ハ、発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
一方の容器中に水平又は概ね水平に互いに間隙をおいて
収容されている複数の半導体を、一括して同様の状態を
保った侭で他の容器に移換える半導体移換え装置を提供
することを目的としている。

二、発明の構成 即ち、本発明は、半導体を支持する支持手段と、この支
持手段を第一の収容部及び第二の収容部に対して相対的
に往復動させる駆動手段とを有し、前記支持手段が、前
記第一の収容部へ往動してこの第一の収容部に設けられ
た開口部を介して前記第一の収容部に収容されている前
記半導体を支持して前記第一の収容部から離間せしめ、
このまま前記第二の収容部へ往動してこの第二の収容部
に設けられた開口部を介して前記半導体を前記第二の収
容部に移し、更に前記半導体の支持を解除してから元の
位置に復動する、半導体移換え装置に係る。

ホ、実施例 以下に実施例によって本発明を具体的に説明する。

第１３図は、ウェハ１６を収容したバスケット２を示し
、同図（ａｌは平面図、同図（ｂｌは同図（ａｌの］Ｉ
ｂ−］ｂ線に沿う矢視断面図である。

プラスチック製バスケット２の側壁２ａには内方へ突出
する多数のつば２ｂが設けられ、つば２ｂ上に例えば２
５枚のウェハ１６が一枚ずつその周縁が係止して上下方
向に載置されている。バスケント２は、ウェハ１６の出
入を可能にするよう、前面及び背面には壁を設けていな
い。

第１４図は、ウェハ１６を収納したカートリッジ１を示
し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＩ
ＩＶｂ　−Ｗｂ線に沿う矢視断面図である。

カートリッジ１は、石英ガラス製であって、例えば４本
の支柱１ａとこれを支える天蓋ＩＣ及び底板１ｄとから
なっている。各支柱１ａにはウェハ１６を支持するため
の溝１ｂが例えば２５個設けられていて、ウェハ１６は
その縁部を溝１ｂに係止して水平に互いに間隙をおいて
カートリッジ１中に載置されている。支柱１ａは、ウェ
ハ１６の出入を可能にするよう、第１４図に於いて右側
半分にのみ設けられている。

１隻週上 第１図は、バスケット２中のウェハ１６を、互いに対向
するアーム３．４を使用してカートリッジ１に移換える
手順を示すフローチャートである。

第１図（ａ）に示すように、対向する一対のアーム３．
４の間に軸を一致させてウェハ１６を収容したバスケッ
ト２と空のカートリッジ１とを位置させ、同図（ｂ）に
示すように、アーム３．４を前進させてこれらの先端縁
部でウェハ１６を支持するようにし、同図（Ｃ）に示す
ように、その侭アーム３、４を図に於いて右方に移動さ
せてウェハ１６をカートリッジ１中に収容し、最後に同
図（ｄ）に示すように、アーム３．４を後退させる。

第１図（ａ）の状態におけるバスケット２、カートリッ
ジ１並びにアーム３及び４の位置関係は、第２図に斜視
図で示す通りである。

バスケット２の前面及び背面には、前述したように壁が
設けられておらず、アーム３．４が貫通できるように開
口部２ｃ、２ｄが形成されている。

また、カートリッジ１の前後共に支柱１ａはアーム３．
４が通過できるに充分な間隔をおいて設けられ、開口部
１ｅ、１ｆが形成されている。従って、アーム３．４は
、バスケット２及びカートリッジ１に対して、開口部２
ｃ、２ｄ、１ｅ、１〔を経由して挿入、離脱が可能にな
っていて、第１図（ａｌの状態から同図（ｂｌ、（Ｃ１
、（ｄｌの状態へと往復動が可能である。

第１図ｆｂ）の状態に於けるウェハ移換え装置を第３図
に平面図で、第４図に正面図（一部は断面）で示す。

雌ねじが螺設されたスライダ５にはアーム３が、雌ねじ
が蝙設されたスライダ６にはアーム４が夫々水平に固着
され、アーム３．４は互いに向合って位置している。

フレーム１１の側壁１１ａ、ｌｌｂには親ねじ９．１０
が平行に貫通していて、親ねじ９にはスライダ５が、親
ねじ１０にはスライダ６が夫々螺合し、親ねじ９はスラ
イダ６に、親ねじ１０はスライダ５に夫々接触すること
なく貫通していて、親ねじ９．１０の回動によってスラ
イダ５．６が別個に親ねじ９．１０に沿って往復動でき
るようにしである。７及び８はスライダ５．６の案内軸
である。

第３図及び第４図は、！１図（ａ）の状態から親ねじ９
．１０を回転させてスライダ５．６をウェハ１６に向か
って前進させ、第１図（ｂ）の状態とした時点を示して
いる。

フレーム１１は、２対のカム１４．１５上に載置され、
カム１４．１５の回転によってガイド１２．１３の間で
上下動するようにしである。

バスケット中に収容されているウェハをカートリッジに
移換えるに至るアームの運動は、部分断面図で第５図に
示す通りである。

第５図（ａ）はバスケット２中にウェハ１６が収容され
ている状態を示し、ウェハ１６はバスケット２のつば２
ｂ上に載置され、図示しない搬送手段によって対向する
一対のアーム３．４の間に搬送される（第１図（ａｌの
状態）。

ゝ□ この状態から、第５図（ｂｌに示すように、アーム４を
バスケット２内に移動させ、アーム４の端縁の支持部４
ａがウェハ１６の縁部間隙に位置するようにする。他方
、アーム３はバスケット２から突出しているウェハ１６
の縁部間隙に端縁の支持部３ａが位置するように移動す
る（第１図（ｂ）の状態）。アーム３．４の移動は第４
図の親ねじ９．１０の回動によってなされ、る７ 次に、第４図のカム１４．１５を９０゛回転させてフレ
ーム１１と共にアーム３．４を上昇させ、第５図ｔｅｌ
に示すように、ウェハ１６をアーム３．４の支持部３ａ
、４ｂに載置する。このとき、バスケント２のつば２ｂ
はウェハ１６から離れる。

次に、アーム３．４をウェハ１６を支承した侭カートリ
ッジ２へ向かって移動させ、第５図（ｄｌに示すように
、支柱１ａの溝１ｂ中にウェハ１６の縁部を侵入させる
（第１図（Ｃ１の状態）。

次に、第３図のカム１４．１５を９０゛回転させてフレ
ーム１１と共にアーム３．４を下降させ、第４図（８）
に示すように、ウェハ１６を支柱２ａの溝２ｂの底面に
載置させる。このとき、アーム３．４の支持部３ａ、４
ａはウェハ１６から離れる。

次に、アーム３．４を後退させ、第５図（ｆ）に示すよ
うに、これらをカートリッジ１及びバスケット２から外
す（第１図（ｄ）の状態）。

かくして、ウェハ１６はバスケット２からカートリッジ
１へ一括して移換えられ、カートリッジ１に収容された
ウェハ１６は、カートリッジ１と共に図示しない移送装
置によって図示しない処理装置へ移送され、処理が施さ
れる。

処理が終了したウェハは、カートリッジと共に移換え装
置に移送され、第５図（ａｌ〜（ｆ）の手順の逆の手順
に従ってバスケットに移換えられ、図示しない搬送手段
によって搬送される。

第６図は、アーム３．４の昇降に第４図のカム１４．１
５に替えて油圧シリンダを使用した例を示す。

床上にシリンダ１７を固定し、シリンダ１７に嵌装する
ラム１８にはフレーム１１が固着している。シリンダ１
７には、ラム１８を上昇させるためにシリンダ１７内に
油１９を供給する油供給孔２０と、その上方に所定高さ
でラム１８の上昇を停止させるための油排出孔２１とが
設けられている。ラム１８が最上位にあるときのシリン
ダ１７の上端面とフレーム１１の下面との距離によって
ラム】８の昇降寸法が決定される。

ラム１８を下降さヒるには、シリンダ１７の下部に設け
られた下降用油排出孔２２がらシリンダ１７内の油１９
を排出させる。

オイルタンク及びオイルポンプは図示省略しであるが、
小型のもので充分であり、適宜の場所に設置すれば良い
。油供給孔２０はオイルポンプに配管２０ａを経由して
接続され、油排出孔２１．２２はオイルタンクに配管２
１ａ、２２ａを経由して夫々接続されている。油１９の
シリンダ１８への供給及びこれからの排出は、通例のバ
ルブ操作によれば良い。

フレーム１１の昇降を上記のように油圧シリンダで行う
ようにすると、アーム３、４の昇降部を小型化でき、そ
の動作は静かであって、制御も簡単になる。

その他、フレーム１１に貫通孔を穿設し、この貫通孔に
接してフレーム１１に角ねじ又は台形ねじを螺設したナ
ンドを固着し、これに螺合する雄ねじを備えた軸を回動
させてフレーム１１を昇降させることもできる。昇降の
停止位置の制御はリミットスイッチによれば良い。

第７図は、第５図のアーム３の凹凸状支持部３ａ、アー
ム４の凹凸状支持部４ａに替えて、柔軟で平坦な弾性ゴ
ム製の支持部３ｂ、４ｂによってウェハ１６を挟持する
ようにした例を示す。アームをこのように構成すること
により、アームの製造が簡単になる。

また、アーム３．４は、前記のように直線往復運動させ
るに替えて、第８図に示すように、円弧状に往復運動さ
せるようにしても良い。

皇土皿１ この例は、前記実施例１に於けるアーム（第３図及び第
４図参照）に替えて、第９図に示す金属−一−−−又は
セラミックス製の平板２４上に仮想線で示す１枚のウェ
ハ１６をその周縁部で支持する支持台２５を対向して設
け、平板２４を間隙をおいて多数枚重ね合わせて使用す
る例である。

支持台２５の両外側には、その対向方向にウェハ１６の
位置決めをするための、プラスチック等の軟質材料から
なり、支持台２５よりも僅かに高い突起２６を設けであ
る。支持台２５及び突起２６は、同図のように矩形状を
呈するもののほか、ウェハ１６の外周に平行な円弧状の
ものでも良い。

平板２４は、第１０図に示すように、スペーサ２７を挟
んで所定間隔に例えば２５枚重ね合わされていて、その
一端はキャンプ２８中にスペーサ２７と共に嵌着されて
一体となっており、互いに平行に位置している。キャッ
プ２８にはベアリング２９を介して、ボールねじ用雄ね
じ３０ａが螺設された送り軸３０が回動可能に取付けで
ある。

送り軸３０は軸受３６に内装されたボールねしく図示省
略す）の雌ねじに螺合していて、送り軸３０の回動によ
って平板２４が図示しないガイドに案内されて往復動で
きるようにしである。また、軸受３６を担持する軸受担
持台３１は、カム３４．３５上に載置され、ガイド３２
．３３間でカム３４．３５の回転によって所定寸法だけ
昇降するようになっている。この昇降手段は、第６図と
同様に、カムに替えて油圧シリンダを使用することもで
きる。

このような装置を使用してバスケットからカートリッジ
ヘウエハを移換える手順は、第１１図に示す通りである
。

第１１図（ａ）はバスケット２中にウェハ１６が収容さ
れている状態を示し、ウェハ１６はバスケット２のつば
２ｂ上に載置されている。

先ず、第１０図の送り軸３０を回転させて平板２４をバ
スケット２中のウェハＩ６の間隙に送り込み、第１１図
（ｂｌに示す状態とする。

次に、第１０図のカム３４．３５を９０゛回転させて平
板２４を上昇させ、第１１図（Ｃ）に示すように、支持
台２５でウェハ１６を支持する。このとき、バスケット
２のつば２ｂはウェハ１６から離れる。

次に、第１０図の送り軸３０を回転させて図に於いて右
方に位置するカートリッジ内へ平板２４と共にウェハ１
６を送り込み、第１１図［ｄ）に示す状態とする。この
とき、ウェハ１６の縁部はカートリッジの支柱１ａの溝
１ｂに浮いた状態で挿入される。

次に第１０図のカム３４．３５を９０゛回転させて平板
２４を下降させ、第１１図（ｅｌに示すように、カート
リッジの支柱１ａの溝１ｂの底面でウェハ１６を支持さ
せる。このとき、それ迄ウェハ１６を支持していた支持
台２５は、ウェハ１６から離れ、突起２６もウェハ１６
の下面よりも下に位置する。

最後に、第１０図の送り軸３０を逆回転させて平板２４
を図において左方向に移動させ、第１１図（ｆ）に示す
ように、平板２４をカートリッジから抜き・出す。

かくしてウェハはバスケットからカートリッジに移換え
られる。

上記以降のウェハの処理は−、前記実施例１に於ける□
と同様である。

この例のような構造とすることにより、装置を小型化す
ることができる。

第９図の支持台２５、突起２６は角柱状のものを横にし
た状態としているが、これらに替えて、第１２図に示す
ように、ピン状の支持台４５、突起４６としても良い。

上記突起２６．４６は、前述したようなウェハの位置決
め用として機能するほか、次のような機能をも果たす。

第１１図（Ｃ）の状態（バスケット２中で平板２４が上
昇して支持台２５上にウェハ１６が載置された状態）で
、バスケット２のつば２ｂのピンチに狂いが生じている
場合、一部のウェハが支持台２５に支持されずに、なお
バスケットのつば２ｂに支持された侭の状態にあること
がある。

このような場合、平板２４を移動させて同図（ｄ）の状
態に移行する際に、ウェハ１６の外側には平板２４上に
支持台２５よりも僅かに高い突起２６が設けであるので
、突起２６がこのウェハ１６の外周に掛ってこのウェハ
１６を平板２４と共に移動−させ、このウェハ１６はバ
スケット２のつば２ｂから離れると支持台２５上に載置
されてバスケット２中に取り残されることがない。突起
２６によって移動させられるウェハは、その周縁部の一
部がバスケット２のつば２ｂに対して摺動することとな
るが、この摺動は軽微であって、実用上問題になる程度
ではない。また、カートリッジはウェハの処理中にウェ
ハと共に加熱されるので、カートリッジの変形による溝
のピッチが狂うことがあるが、処理済みのウェハをカー
トリッジからバスケットに移換える場合も前記と同様で
ある。第１２図の突起４６についても同様であることは
言う迄もない。

なお、上記実施例１．２共に、バスケット及びカートリ
ッジを固定しておいて、ウェハを支持する支持Ｉ部又は
支持台を備えたアーム又は平板を往復動及び上下動させ
ているが、アーム又は平板を固定しておいて、バスケッ
ト及びカートリッジを往復動及び上下動させるようにし
ても良い。

上記実施例１．２共に、バスケットに収容されているウ
ェハを、擦ったり衝突させたりすることなく、一括して
静かにカートリッジに移換えることができ、ウェハの破
損や望ましくない塵の発生の虞れもない。

へ、発明の詳細 な説明したように、本発明に基づく半導体移換え装置は
、第一の収容部及び第二の収容部に対して、両者に設け
られた開口部を介して相対的に往復動可能な半導体支持
手段を備え、半導体の第一の収容部からの離間と支持手
段からの支持解除とをするようにしであるので、第一の
収容部、第二の収容部及び半導体支持手段の間の位置制
御が正確、かつ容易にできる。

その結果、第一の収容部に収容された半導体を擦ったり
衝突させたりすることなく第二の収容部に移換えること
ができ、半導体の破損や望ましくない塵が発生する虞れ
がない。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第１図（ａｌ、（ｂ）、（Ｃ）及び（ｄ）は半導体移換
えの手順の概要を示す概略平面図、 第２図は第１図Ｔａ）の概略部分斜視図、第３図は半導
体移換え装置の要部平面図、第４図及び第６図は半導体
移換え装置の要部正面図、 第５図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ１、（ｄ）、（８１及び（
ｆ）は半導体移換えの手順を示す断面図、 第７図は半導体支持の一例を示す断面図、第８図は半導
体移換えの他の方法を示す概略平面図、 第９図は半導体支持手段の他の例を示す斜視図、第１０
図は他の半導体移換え装置の要部正面図、第１１図（ａ
ｌ、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅｌ及び（ｆ）は半導
体移換えの他の手順を示す断面図、 第１２図は半導体支持手段の更に他の例を示す斜視図、 第１３図（ａ）はバスケットの平面図、同図（ｂｌは同
図（ａｌのｍｂ　−Ｘ［ｂ矢視断面図、　・第１４図（
ａ）はカートリッジの平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＩ［Ｖｂ　−ｆｆｂ線矢視断面図である。 なお、図面に示された符号に於いて、 １・・・・・・・・・カートリッジ １ａ・・・・・・・・・カートリッジの支柱１ｂ・・・
・・・・・・溝 １ｅ、１ｆ・・・・・・・・・カートリッジの開口部２
・・・・・・・・・バスケット ２ｂ・・・・・・・・・つば ２ｃ、２ｄ・・・・・・・・・バスケットの開口部３．
４・・・・・・・・・アーム ３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ・・・・・・・・・支持部５．
６・・・・・・・・・スライダ ９．１０・・・・・・・・・親ねし １１・・・・・・・・・フレーム １４．１５．３４．３５・・・・・・・・・カム１６・
・・・・・・・・ウェハ １７・・・・・・・・・シリンダ １８・・・・・・・・・ラム ２４・・・・・・・・・平板 〜　　　　　２５．４６・・・・・・・・・支持台３０
・・・・・・・・・ボールねじの軸である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　半導体を支持する支持手段と、この支持手段を第一
   の収容部及び第二の収容部に対して相対的に往復動させ
   る駆動手段とを有し、前記支持手段が、前記第一の収容
   部へ往動してこの第一の収容部に設けられた開口部を介
   して前記第一の収容部に収容されている前記半導体を支
   持して前記第一の収容部から離間せしめ、このまま前記
   第二の収容部へ往動してこの第二の収容部に設けられた
   開口部を介して前記半導体を前記第二の収容部に移し、
   更に前記半導体の支持を解除してから元の位置に復動す
   る、半導体移換え装置。