JPS6134953A - 一括式ウエ−ハ立て替え装置 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は減圧ＣＶＤ装置、拡散装置などにおけるウェー
ハ、ボートなどの取扱いの自動化（以下オートローディ
ングという）に係わるウェーハ立て替え装置、特にウェ
ーハ収納用力セントと、前記各装置においてウェーハの
処理に使用されるボートとの間のウェーハの受け渡しく
立て替え）を一括して自動的に行える一括弐つェーハ立
て替え装置に関する。

〔従来技術〕

近年の半導体素子の高密度化に伴う、素子内パターンの
微細化（ＶＬＳＩ化）により、許容される塵埃の粒径お
よび量は厳しい制限を受けるため半導体製造ラインでは
、クリーンルームの高性能化と共に、製造中に発生する
塵埃の極少化に努めており、半導体ウェーハの取扱いの
自動化は単に高能率化という以上に、人間が介在する事
による塵埃の発生を避けるという面より求められて来て
いる。

減圧Ｃ，ＶＤ装置、装置製拡散装置も各種のウェーハオ
ートローディング技術が試みられて来ているが、以下に
述べるように、種々の制約条件があり、その実現が難し
く、決定的方法が固まっていないのが実情である。減圧
ＣＶＤ装置、拡散装置などでは数百度から十数百度（”
ｃ　）の高温化で半導体ウェーハの処理を行うため、ウ
ェーハは溶融石英（透明石英ガラス）、炭化ケイ素（Ｓ
ｉＣ）などの高純度耐熱材料製のボートに載せて反応室
に挿入されるが、これ等の材料は、もろく非常に欠は易
いため、その取扱は注意を要する。また、極めて硬質な
高融点材料であるため、加工上実現可能な形状その他に
制限が多い。これ等の装置では、均一な温度条件および
接ガス条件を与えるために、反応室内におけるウェーハ
およびボートの幾何学的寸法配置に制約を受け、この点
でもボート形状の自由度を低下している。一方最近のウ
ェーハの大口径化と多量チャージの要請は、取扱うウェ
ーハの総重量を増し、ますますボートの取扱を、難しく
している。

従来より試みられているウェーハの自動立て替え装置は
、大別するとウェーハを一枚ずつホートニ載せていく枚
葉式と、ボートに載せるウェーハの全数または何区分か
を一括して載せる一括式とになる。枚葉式のウェーハ立
て替え装置は、基本的には人手による立て替えと同様に
ウェーハおよびボートのチッピング（ボートの溝にウェ
ーハを挿入する際などに生じる微小な割れ）を避けるた
めの配慮を払うことが可能であるが静かな取扱を求めれ
ば立て替え時間が長くなり、生産性を低下しかねない。

逆に生成サイクル内になじむ時間内に立て替えを終了す
るためには、相当のスピードアップを求めねばならず、
ウェーハのダメージを低下出来るかどうか極めて疑わし
い。なお、枚葉式ウェーハ立て替えでは、ウェーハ裏面
を真空ビンセットで吸着して移送しボートの溝に挿入す
る例が多い。

一括式のウェーハ立て替え装置においては、ウェーハ一
枚毎の配慮を払うことは出来ないが、立て替えに要する
時間が短くて済むため、十分静かな動きで立て替えを実
現出来る可能性がある。また、枚葉式に比べ、メカニズ
ムの動作が圧倒的に少ないため、塵埃の発生も少なく出
来る利点がある。

第１図は従来の一括式つェーハ立て替え装置の一例であ
る。この方式では、ボート１の複数の溝１ａに対応する
複数のウェーハ収納用溝２を内側に有する一対の櫛状開
閉板２ａ、　２ｂをもった開閉式キャリヤ３を備え、こ
の一対の櫛状開閉板２ａ、　２ｂの開閉動作により、ボ
ート１上のウェーハ４を一対の櫛状開閉板２ａ、　２ｂ
の溝２内に挾んですくい上げ（受け取り）あるいは逆に
ボート１の溝１ａ内に引き渡す方法が採られている。こ
のようにキャリヤ自体にウェーハすくい上げの機能を存
するため、ボート１例の形状は比較的自由度がある半面
、ウェーハ４をすくい上げる際、キャリヤ３の一対の櫛
状開閉板２ａ、　２ｂの複数の溝２と、ボート１の複数
の溝ｌａ内に同時にウェーハ４が挟まれている瞬間があ
るため、自由度を失ったウェーハ４との摩擦により、ボ
ート１がはさみ込まれる危険性がある。これを回避する
ため、ホード１の講中を広くすれば、ウェーハ４の倒れ
の程度が大きくなり、立て替え動作そのものが実現困難
となりがねない。

また、このキャリヤ３の一対の櫛状開閉板２ａ、　２ｂ
の開閉動作のみでは、カセット５側でのウェーハ４の受
け渡しを行う事が出来ないため、補助機構としてカセッ
ト５内のウェーハ４を一対の櫛状開閉板２ａ、　２ｂに
受け渡すべく下方より押し上げあるいはウェーハ４を一
対の櫛状開閉板２ａ、　２ｂよりカセット５に引き渡す
べく下降するウェーハ押し上げ機構６が必要である。ボ
ート１とのウェーハ４の受け渡しはボート直近で行う必
要があるため、キャリヤ３の横移動時にキャリヤ３自体
がホード１とウェーハ４を避ける位置迄上昇する必要が
あり、近年のウェーハの大口径化を考慮すると、相応す
る大型のキャリヤ３に横移動機構の他に一対の櫛状開閉
板２ａ、　２ｂの開閉機構と昇降機構を設けねばならな
い。そのため、特にボート１上ではキャリヤ３がボート
１とウェーハ４の直上を昇降し、かつ一対の櫛状開閉板
２ａ、　２ｂが開閉しウェーハ４をすくい上げる結果と
なり、結局、その目的である塵埃の低減が機能実現の手
段において疑わしくなって来るという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の欠点に鑑みてなされたものであって、ウ
ェーハ立て替えの、最も基本的目的である塵埃の少ない
ハンドリングの実現のため、例えばボートとウェーハの
直上での昇降を行う機構や開閉を行う機構を設けねばな
らなかったなど従来のこの種の装置にありがちな、機能
実現の段階において、その目的に反して、塵埃の発生源
が減らせなかった点に着目し、ボートとウェーハの直上
・　　　での昇降を行わず、しかもよりシンプルな機構
動作による一括式つェーハ立て替え装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

本発明装置は上記の目的を達成するため減圧ＣＶＤ装置
、拡散装置等におけるカセット５とボート１との間のウ
ェーハ立て替えを行う装置において、 内側にウェーハ４を収納する複数の講１１を設けた一対
の櫛形板１１ａ、１１ｂを備え、その長い方の櫛形板１
１ａの各溝底面に外部信号で出入動作するウェーハ落ち
止め機構１２を有する上部ブロック７と、カセット５の
複数の溝５ａやボート１の複数の溝１ａを通して昇降す
るウェーハ押し上げ機構６を備えた下部ブロック８と、
この上、下部ブロック７．８間に所要の間隔りを設けて
上、下部ブロック７．８を連結する連結部１０とで構成
され、カセット５とのウェーハ受け渡し位置Ｐ１と、ボ
ート１とのウェーハ受け渡し位置Ｐ２の間を横移動する
ための横移動機構とを備えた構成とする。

〔実施例の構成〕

第２図は本発明装置の一実施例を示す構成説明図、第３
図はその動作説明図である。まず、その構成を説明する
。

本発明装置Ａは上部ブロック７と下部ブロック８及びこ
れらの上、下部ブロック７．８間に所要間隔りを設けて
上、下部ブロック７．８を連結する連結部１０とで構成
され、カセット５とのウェーハ受け渡し位置Ｐ、とボー
ト１とのウェーハ受け渡し位置Ｐ２の間を横移動するた
めの横移動機構（図示せず）を備えている。

上部ブロック７は、内側に複数のウェーハを収納する′
ａ１１を設けた一対の櫛形板１１ａ、　ｌｌｂを備えて
いる。溝１１の数は２５枚（１つのカセット５の溝数、
即ちウェーハ収納数）の整数倍の数を基本とし、溝１１
の間隔はボート１及びカセット５の溝間隔と同じ４．７
６關とする。

一方の櫛形板１１ａは長くして、その先端がカセット５
とのウェーハ受け渡し時にカセット５の」二端に近接し
、カセット５の複数の溝５ａの延長線上に一対の櫛形板
１１ａ、ｌｌｂの複数の溝１１が位置するようにし、か
つボート１とのウェーハ受け渡し時にはボート１の上端
に近接し、ボート１の複数の溝１ａの延長線上に一対６
櫛形板１１ａ、　１１ｂの複数の溝１１が位置するよう
にする。

この長い方の櫛形板１１ａの溝底部には外部信号で出入
動作するウェーハ落ち止め機構１２を有しており、これ
はウェーハ２５枚重位（カセット１個分）で単独に作動
可能な複数の機構になっている。

他方の櫛形板１１ｂはボート１と該ボート１の複数の溝
１ａに立て替えられたウェーハ４を避けて本発明装置Ａ
が横移動できるよう長さを短くしである。

下部ブロック８は、上部ブロック７の櫛形板１１ａ。

１１ｂの溝１１に対応し、ウェーハ２５枚毎に独立して
作動可能な複数のウェーハ押し上げ機構６を有している
。

〔実施例の作用〕

まずカセット５からウェーハ４を受け取る場合を説明す
る。この場合、本発明装ＷＡはカセット５とのウェーハ
受け渡し位置Ｐ、にある。本発明装置（Ａの上、下部ブ
ロック７．８間に最初のカセット５をその横移動装置９
を作動させて紙面と直角方向に横移動させ、上部ブロッ
ク７の一対の櫛形板１１ａ、ｌｌｂの溝１１と最初のカ
セット５のｓ５ａが一致した位置で停止させる。

次に下部ブロック８の最初のカセット５に対応するウェ
ーハ押し上げ機構６を上昇させ、最初のカセット内の２
５枚のウェーハ４を、カセット５の溝５ａと、この延長
上にある上部ブロック７内の一対の櫛形板１１ａ、　１
１ｂの溝１１に沿って押し上げる。

次いで上部ブロック７内の最初のカセット５に対応する
ウェーハ落ち止め機構１２を突出させて最初のカセット
５より取出された２５枚のウェーハ４を支えてからウェ
ーハ押し上げ機構６を下降させて下部ブロック８内に戻
す。次にカセット横移動装置９を作動させ、以下２番目
以降のカセット５についても上記した一連の動作を繰り
返し行い、カセット全数のウェーハを上部ブロック７の
一対の櫛形板１１ａ、１１ｂのａｌｌに順次収納後、カ
セット横移動装置９を上、下部ブロック７．８間より退
避させる。

かくして全ウェーハ４を上部ブロック７の一対の櫛形板
１１ａ、ｌｌｂの１１ｌに移すことができる。

次にこの受け取ったウェーハ４をボー１弓へ引き渡す（
立て替える）場合を述べる。

予めボート位置決め装置（図示せず）により位置められ
た空のボート１が上、下部ブロック７゜８間に位置する
ように本発明装置Ａをボー１−１とのウェーハ受け渡し
位置Ｐ２まで横移動させる。この時、ポー１−１のａｌ
ａと上部ブロック７の一対の櫛形板１１ａ、　ｌｌｂの
′ａ１１は一致している。

下部ブロック８よりボート１の溝１ａを通してウェーハ
押し上げ機構６を上昇させて、上部ブロック７内のウェ
ーハ４の全数または２５枚を若干押し上げる。次にこの
ウェーハ４に対応する落ち止め機構１２を引っ込め、押
し上げ機構６に移されたウェーハ４を該押し上げ機構６
の下降と共に上部ブロック７の一対の櫛形板１１ａ、１
１ｂの？８１１と、この延長上にあるボート１の溝１ａ
に沿って下部させ、ボート１の溝ｌａ内に立て替える。

なお、この立て替え動作は、シーケンス選定により全数
一括またはカセットとのウェーハ受け渡しの場合と同様
２５枚毎に行う事が出来る。２５枚毎の場合は上記動作
を順次くり返すことになる。

ボート１へ立て替えられたウェーハ４はボート１と共に
反応炉内に入れられて目的の処理を行う。

目的の処理を終了したウェーハ４を載せたボート１は再
び立て替え装置（本発明装置Ａ）とのウェーハ受け渡し
位置Ｐ２の所定部位に戻され位置決め装置により位置決
めされる。

本発明装置ＡがＰ２位置にない時は、本発明装置Ａをそ
の横移動機構によりＰ２位置まで横移動させ、上部ブロ
ック７の一対の櫛形板１１ａ、１１ｂの溝１１とボート
１のａｌａが一致する位置で静かに止める。

この時ポート１上のウェーハ４は、ボート１の溝巾とウ
ェーハ４の厚さの差により許容される分だけ不規則な傾
きを持っているが、上部ブロック７の長い方の櫛形板１
１ａの各溝１１はボート１の溝１ａの延長上に位置する
ように接近し、しかもウェーハ４は円形のため、上部半
円の先端はど外周が櫛形板から遠くなる。従って、櫛形
板１１ａ、　ｌｌｂの溝１１の側面に傾斜面を設けてお
けば、ウェーハ４を溝１１内に導入するのに支障はない
。

次に下部ブロック８０ウェーハ押し上げ機構６を上昇さ
せて、上部ブロック７の一対の櫛形板１１ａ、ｌｌｂの
溝内にウェーハ４を押し上げる。この動作は、シーケン
スの組み方で全数一括または２５枚単位で行うことが出
来る。上部ブロック７の一対の櫛形板１１ａ、　ｌｌｂ
のａｌｌに移されたウェーハ４はウェーハ落ち止め機構
１２を突出させて支えた後、押し上げ機構６を下部ブロ
ック８に戻す。２５枚単位でウェーハの受け取りを行う
場合はこの動作をくり返すことになる。

次に、ボート１から一対の櫛形板１１ａ、ｌｌｂの溝１
１で受け取ったウェーハ４を空のカセット５に引き渡す
場合を説明する。

本発明装置Ａをその横移動機構によりボート１とのウェ
ーハ受け渡し位置Ｐ２からカセット５とのウェーハ受け
渡し位置Ｐ１まで横移動させる。次に上、下部ブロック
７．８間に空のカセット５をその横移動装置９により横
移動させ、上部ブロック７の一対の櫛形板１１ａ、　ｌ
ｌｂのａｌｌと最初のカセット５の溝５ａが一致した位
置で停止させる。

以下上記ウェーハの受け取りの場合とは逆の動作を順次
繰り返し、各カセット５内に２５枚ずつウェーハ４を引
き渡し収゛納する。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、ウェーハの立て替えを行
う機構の全てが一体に構成された上部ブロック７、下部
ブロック８および連結部１０に集約されており、精度を
要する組立および調整は、この装置単体として行う事が
可能となるため容易になり、かつ精度の維持も容易であ
る。

ウェーハ４とボート１等の直上に、昇降機構を持たす、
しかも機構の数も少なく特に従来の一対の櫛状開閉板と
その開閉機構に替えてより簡単な一対の櫛形板１１ａ、
　ｌｌｂとその長い方の櫛形板１１ａの溝底面に外部信
号で出入動作するウェーハ落ち止め機構１２を用いたの
で、クリーンなダウンフローの場に本装置を設置する事
も容易なため自動化の目的であるクリーン度の達成が容
易である。

本発明装置Ａは別に設ける横移動機構により、ボート１
とのウェーハ受け渡し位置Ｐ２とカセット５とのウェー
ハ受け渡し位置２８間を往復する形式のため、カセット
横移動装置をこの軌道と直交するように配置すれば良く
、その数を任意に決定する事により、減圧ＣＶＤ装置、
拡散装置等の反応炉の段数、生成膜の種類および使用上
の様々な管理目的に容易に対応出来る。また、本発明装
置Ａの配置及びその横移動機構の軌道長を適当に選ぶ事
で複数の生成装置のカセットとボートとの間の受け渡し
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を示す構成及び動作説明図、第
２図は本発明装置の一実施例を示す構成説明図、第３図
はその動作説明図である。 Ａ・・・・・・本発明装置、１・・・・・・ボート、４
・・・・・・ウェーハ、５・・・・・・カセット、５ａ
・・・・・・溝、６・・・・・・ウェーハ押し上げ機構
、７・・・・・・上部ブロック、８・・・・・・下部ブ
ロック、９・・・・・・カセット横移動機構、１０・・
・・・・連結部、ｌｌａ、　ｌｌｂ・・・・・・櫛形板
、１１・・・・・・溝、１２・・・・・・ウェーハ落ち
止め機構。 一三τ子ニ ーｊ＋ 代理人弁理士　　石　戸　　、ち１．・。 、　　二五。 ら− とニー−′ 答１目 箋２目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　減圧ＣＶＤ装置、拡散装置等におけるカセット５とボ
   ート１との間のウェーハ立て替えを行う装置において、 内側にウェーハ４を収納する複数の溝１１を設けた一対
   の櫛形板１１ａ、１１ｂを備え、その長い方の櫛形板１
   １ａの各溝底面に外部信号で出入動作するウェーハ落ち
   止め機構１２を有する上部ブロック７と、カセット５の
   複数の溝５ａやボート１の複数の溝１ａを通して昇降す
   るウェーハ押し上げ機構６を備えた下部ブロック８と、
   この上、下部ブロック７、８間に所要の間隔Ｌを設けて
   上、下部ブロック７、８を連結する連結部１０とで構成
   され、カセット５とのウェーハ受け渡し位置Ｐ＿１と、
   ボート１とのウェーハ受け渡し位置Ｐ＿２の間を横移動
   するための横移動機構とを備えたことを特徴とする一括
   式ウェーハ立て替え装置。