JPS6141237Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は未処理ウエーハをカセツトから取出し
てボートに移し、このボートをウエーハ処理装置
に入れてウエーハを処理した後取出し、処理ウエ
ーハをボートからカセツトに戻すために用いるカ
セツトとボート間のウエーハ移し替え装置に関す
る。

半導体製造工程の中にウエーハの拡散処理、
CVD処理等の前処理工程がある。この前処理工
程では未処理ウエーハをカセツトからボートに移
すためと、前処理後に処理ウエーハをボートから
カセツトに移すためのウエーハ移し替え装置が必
要である。拡散処理等は１回の処理で150〜200枚
のウエーハを処理するため、カセツトとボート間
のウエーハの移し替えは、短時間で多くのウエー
ハを確実に移し替える必要があり、しかも、パタ
ーンの微細化に伴い、より清浄な雰囲気で行うこ
とが重要である。そのためウエーハの移し替えは
非能率的で、塵埃を発生する人手作業によらず、
能率的で、塵埃を殆んど発生しない自動装置によ
り自動的に行うことが要望されている。

従来、回転式カセツトストツカに複数個ずつ複
数段に配置された収納カセツトからボートにある
いはボートから各収納カセツトにボートが多少熱
変形していても１回に処理する多数枚のウエーハ
を１カセツト分ずつ順次一括して移し替える装置
は実用化されていない。

本考案はこの点に鑑みてなされたものであつ
て、回転式カセツトストツカに複数個ずつ複数段
に配置された収納カセツトとボートとの間で１回
に処理する多数枚のウエーハを１カセツト分ずつ
順次一括して移し替えることにより、多くのウエ
ーハの移し替えをボートが多少熱変形していても
短時間で確実に無塵下で行えるウエーハ移し替え
装置を提供することを目的とする。

以下上記の目的を達成する本考案を図面に示す
実施例について説明する。

第１図は本考案装置の一実施例を示す簡略斜視
図、第２図はその簡略平面図、第３図は同じくそ
の簡略正面図である。

まず、その構成を説明する。第１〜第３図にお
いて、１_１〜１_４は回転軸２に複数段、例えば４
段に固定されたテーブルで、この各テーブル１_１
〜１_４上に環状に複数個、例えば６個ずつ４段に
多数枚、例えば25枚のウエーハ３を水平状態だ収
納する収納カセツト４₁₁〜４₁₆，４₂₁〜４₂₆，４₃₁
〜４₃₆，４₄₁〜４₄₆が固定されて回転式カセツト
ストツカ５が構成される。各段の収納カセツトの
個数はこれらに収納されたウエーハ数が１回に処
理されるウエーハ数になる個数とする。この例で
は１回に処理されるウエーハ数は、25枚のウエー
ハを収納した収納カセツトが各段に６個配置され
ているから150枚である。この回転式カセツトス
トツカ５の回転軸２は設置台６上に回転自在に垂
設され、設置台６内のカセツトストツカ駆動部
（図示せず）により回転できるようになつてい
る。このカセツトストツカ駆動部は例えばモータ
を使用することができる。

回転式カセツトストツカ５に隣接して、25枚の
ウエーハ３を水平状態で収容する移し替えカセツ
ト７に連設した被動部７ａと、この被動部７ａを
ガイドレール８に沿つて移動させるためのカセツ
ト移動部９とよりなる移し替え機構１０が垂設さ
れている。カセツト移動部９としては例えば第４
図示のようにケース１１内に挿通孔１４を介して
収めた被動部７ａに設けられた送りナツト１５
と、ケース１１内に設けられ、この送りナツト１
５に螺合せしめた送りネジ１３と、被動部７ａを
これに挿通したガイドレール８に沿つて移動する
ためこの送りネジ１３を回転するためのモータ１
２とよりなる。ケース１１の基部は設置台１６に
設けられたモータ等一般公知の回転手段２７によ
つて回転される水平軸１６のフランジ１６ａに固
定されている。１６ｂは水平軸１６の軸受であ
る。

移し替えカセツト７の反ストツカ側の出入口両
側には第４、第５図示のようにそれぞれ25枚のウ
エーハを閉持・開放するためのウエーハ抑え１７
ａ，１７ｂが抑え枢支軸１８ａ，１８ｂにより枢
支されている。移し替えカセツト７にはウエーハ
の閉持・開放を行うべく各抑え枢支軸１８ａ，１
８ｂをそれぞれ反対方向に回転するための抑え枢
支軸駆動機構１８が設けられている。この抑え枢
支軸駆動機構１８は例えばモータと、このモータ
の回転をそのままウエーハ抑え１７ａの抑え枢支
軸１８ａに伝達するための正回転伝達機構と、モ
ータの回転を逆方向に変えてウエーハ抑え１７ｂ
の抑え枢支軸１８ｂに伝達するための逆回転伝達
機構とよりなる。

収納カセツトと移し替えカセツトが対向した位
置には、両カセツト間で25枚のウエーハを一括し
て移し替えるためのロードプツシヤ１９とアンロ
ードプツシヤ２０が設けられている。このロード
プツシヤ１９は例えばシリンダ１９ａの作動によ
りプツシユロツド１９ｂを駆動し、またアンロー
ドプツシヤ２０はモータ２０ａによりプツシユロ
ツド２０ｂを回転して25枚のウエーハを一括して
移し替えることができるものである。ロードプツ
シヤ１９とアンロードプツシヤ２０は各段の収納
カセツト４₁₁〜４₁₆，……，４₄₁〜４₄₆にそれぞれ
１組ずつ設けてもよいが、これではその使用数が
多くなるので、ロードプツシヤ１９は第１〜第３
図示のように移し替え機構１０の設置位置付近に
収納カセツトの段数と同じ段数、この例では４段
に支持部（図示せず）により設置台６に支持し、
アンロードプツシヤ２０は移し替えカセツト７に
１個だけ設ける。

移し替え機構１０を垂直状態から90゜回転して
水平状態にした時、この水平状態の移し替え機構
１０の移し替えカセツト７の移動範囲に対向する
移し替え位置P₁とウエーハ処理装置、例えば拡散
処理装置２１より取出したボート２２の乗りかえ
位置P₂との間でボート２２の底部両端を水平に載
置し設置台６に形成した長孔２３に沿つて搬送す
るための移動アーム２４が設けられ、この移動ア
ーム２４に設置台６内に設けたボート移動機構
（図示せず）が連結されている。ボート移動機構
としては一般公知の往復動装置を用いることがで
き、また設置台６上を転動する形式のものでもよ
い。

移し替え位置P₁で移動アーム２４に水平に載置
されたボート２２の下方には、第５図示のように
各段の収納カセツト数と同じ数のブロツク部に分
けたボート２２の各ブロツク部２２_１〜２２_６に
それぞれ25枚のウエーハを一括して移し替える時
にボート２２の挿通孔を挿通して上動するウエー
ハホルダ２５_１〜２５_６（第６図参照）が配置さ
れ、このウエーハホルダ２５_１〜２５_６に設置台
６内に設けられた上下動機構（図示せず）が連結
されている。上下動機構は一般公知の機構を用い
ることができる。ウエーハホルダはボート２２の
各ブロツク部２２_１〜２２_６に共通の１個でもよ
い。

移し替え位置P₁にはボート２２の各ブロツク部
２２_１〜２２_６毎にボート２２のウエーハ保持溝
とウエーハホルダ２５_１〜２５_６のウエーハ保持
溝の位置ずれを検出し両ウエーハ保持溝の溝合せ
を行うべくボート移動機構を駆動するための信号
を出力するイメージセンサ等のセンサ２６_１〜２
６_６が設けられこれによりボート移動機構を移動
し、ウエーハホルダのウエーハ保持溝とボートの
ウエーハ保持溝を合わせることができるようにな
つている。

拡散処理装置２１の出入口より搬送手段（図示
せず）により取出されたボート２２を載置するた
めのエレベータアーム２８がボートの乗りかえ位
置P₂に設けられている。このエレベータアーム２
８はボートの乗りかえ位置P₂でボート２２を移動
アーム２４より受け取り、または移動アーム２４
に受け渡すためのものである。ボート２２の授受
を行うためエレベータアーム２８はボート２２の
両端を支えるようになつている。

次に上記の構成において本考案の動作を説明す
る。

４段目の６個の収納カセツト４₄₁〜４₄₆とボー
ト２２の各ブロツク部２２_１〜２２_６との間でウ
エーハ３の移し替えを行う場合を詳述する。ま
ず、回転式カセツトストツカ５を回転し収納カセ
ツト４₄₁が移し替えカセツト７に対向した位置
（第１、第２図参照）で停止させる。次にカセツ
ト移動部９のモータ１２によりネジ軸１３を回転
し、これを螺合した送りナツト１５を設けた被動
部７ａ及びこれに連結した移し替えカセツト７を
ガイドレール８に沿つて移動させ、移し替えカセ
ツト７が収納カセツト４₄₁に対向した位置（第１
〜第３図参照）で停止させる。次いでロードプツ
シヤ１９により収納カセツト４₄₁内の25枚のウエ
ーハ３を押して移し替えカセツト７に一括して移
し替える。記すまでもないが、両カセツト４₄₁、
７のウエーハ保持溝のピツチは同一であつて移し
替えに支障はきたさない。

移し替えカセツト７に25枚のウエーハ３を一括
して移し替えた後、カセツト移動部９により移し
替えカセツト７を少し下動させてから水平軸１６
を回転手段２７により90゜回転させて移し替え機
構１０を垂直状態から水平状態にする。移し替え
カセツト７が水平になつたところで該カセツト７
をカセツト移動部９により少し右へ移動させ、ウ
エーハホルダ２５_１に対向する位置で停止させ
る。この時、ボート２２は移動アーム２４に水平
に載置された状態で移し替え位置P₁にある。

しかる後、ウエーハホルダ２５_１を第５図ａの
位置よりボート２２の挿通孔を通して上動させ、
その上限位置まで上動したところで停止させる。
次いでウエーハ抑え１７ａ，１７ｂをそれぞれ抑
え枢支軸１８ａ，１８ｂを中心に時計、反時計方
向に回転させて移し替えカセツト７の反ストツカ
側の出入口を開放し、25枚のウエーハ３をウエー
ハホルダ２５_１に一括して移す。そしてウエーハ
ホルダ２５_１を第５図ｂ示の位置より下降させ、
第５図ｃ示のように25枚のウエーハ３をボート２
２の最初のブロツク部２２_１に一括して移し替え
る。第５図ｂは25枚のウエーハ３を保持したウエ
ーハホルダ２５_１の下降途中の状態を、第５図ｃ
は25枚のウエーハ３をウエーハホルダ２５_１より
ボート２２の最初のブロツク部２２_１に一括して
移し替えた瞬間の状態を示している。以上で１カ
セツト分のウエーハの移し替えを終了する。

続いて移し替え機構１０を90゜回転させて垂直
状態に戻し、回転式カセツトストツカ５を回転さ
せ、収納カセツト４₄₂が移し替えカセツト７に対
向した位置で停止させる。以下は上記と全く同様
に収納カセツト４₄₂より移し替えカセツト７に25
枚のウエーハ３を一括して移し、移し替えカセツ
ト７を一段分より少し下動させてから移し替え機
構１０を再び水平状態にし、次いで移し替えカセ
ツト７よりボート２２の次のブロツク部２２_２に
移し替え、かくして６個の収納カセツト４₄₁〜４
₄₆内のウエーハ３をボート２２の各ブロツク部２
２_１〜２２_６に１カセツト分ずつ順次移し替え
る。

ボート２２へのウエーハの移し替えが終了した
ら、ボート２２を載置した移動アーム２４を移し
替え位置P₁よりボートの乗りかえ位置P₂まで移動
してボート２２の搬送を行う。ボートの乗りかえ
位置P₂でエレベータアーム２８を上昇させ、エレ
ベータアーム２８によりボート２２の両端を支
え、移動アーム２４よりエレベータアーム２８に
ボート２２を移す。しかる後、ボート２２をエレ
ベータアーム２８により各炉口の入口まで搬送
し、その後ボートローダなどにより拡散処理装置
２１内に入れ、ボート２２上の150枚のウエーハ
３の処理を行い、処理後、ボート２２を拡散処理
装置２１よりボートローダなどにより取出し、各
炉口の入口でボート２２よりエレベータアーム２
８に移しかえ、エレベータアーム２８によりボー
トの乗りかえ位置P₂まで搬送する。P₂の位置では
更にエレベータアーム２８を下降して移動アーム
２４に移す。そして移動アーム２４をボートの乗
りかえ位置P₂より移し替え位置P₁まで移動してボ
ート２２の搬送を行う。

ボート２２（石英製）はウエーハ３を処理する
ため約1100℃位の高温雰囲気中に、拡散処理の場
合、短くて30分／バツチ、長くて約10時間／バツ
チの間、さらされる。そのためボート２２が熱変
形してくる。この熱変形によりボート２２のウエ
ーハ保持溝とウエーハホルダ２５_１のウエーハ保
持溝が位置ずれし、この位置ずれをセンサ２６_１
により検出し、ボート移動機構を移動してボート
のウエーハ保持溝とウエーハホルダのウエーハ保
持溝を合わせる。両溝が合つたことを確認した
後、ウエーハホルダ２５_１を第５図ｃ示のように
上動させ、ボート２２のブロツク部２２_１のウエ
ーハ保持溝に保持されている25枚のウエーハ３を
ウエーハホルダ２５_１のウエーハ保持溝に一括し
て移し、（第５図ｂ参照）更に移し替えカセツト
７のウエーハ保持溝に移す。しかる後、移し替え
カセツト７のウエーハ抑え１７ａ，１７ｂをそれ
ぞれ抑え枢支軸１８ａ，１８ｂを中心に反時計、
時計方向に回転して25枚のウエーハ３を保持す
る。（第５図ａ参照）次いでウエーハホルダ２５
_１を下限位置まで下動させる。

次にウエーハ移し替え機構１０を90゜回転させ
て水平状態より垂直状態にし、アンロードプツシ
ヤ２０により移し替えカセツト７内の25枚のウエ
ーハ３を押して収納カセツト４₄₁に一括して移し
替える。以上で１カセツト分のウエーハの移し替
えを終了する。

続いて移し替えカセツト７を１段分下動させて
から移し替機構１０を90゜回転させて垂直状態よ
り水平状態に戻し、ボート２２の次のブロツク部
２２_２より移し替えカセツト７に25枚のウエーハ
３を一括して移し、移し替え機構１０を90゜回転
させて再び垂直状態に戻し、移し替えカセツト７
を４段目まで上動させる。次に回転式カセツトス
トツカ５を回転させて次の収納カセツト４₄₂が移
し替えカセツト７と対向した位置で停止させ、移
し替えカセツト７より収納カセツト４₄₂に25枚の
ウエーハ３を一括して移し替える。かくしてボー
ト２２の各ブロツク部２２_１〜２２_６内のウエー
ハ３を６個の収納カセツト４₄₁〜４₄₆に１カセツ
ト分ずつ順次移し替えることができる。

３段目、２段目、１段目の収納カセツトとボー
トの各ブロツク部との間のウエーハの移し替えも
上記と同様に移し替えることができることは明ら
かである。

以上詳細に説明したことから明らかなように本
考案によれば、回転式カセツトストツカ５に複数
個ずつ複数段に配置された収納カセツト４₁₁〜４
₁₆，４₂₁〜４₂₆，……，４₄₁〜４₄₆とボート２２と
の間で１回に処理する多数枚のウエーハ３を１カ
セツト分ずつ順次一括して移し替えることができ
るので、多くのウエーハの移し替えをボート２２
が多少熱変形していても短時間で確実に無塵下で
行うことができ、装置の自動化と製品の歩留りの
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す簡略斜視
図、第２図はその簡略平面図、第３図は同じくそ
の簡略正面図、第４図は本考案における移し替え
機構の説明図、第５図ａ〜ｃは本考案における移
し替えカセツトとボートとの間のウエーハ移し替
え動作の説明図、第６図は本考案におけるウエー
ハホルダの一例を示す斜視図である。 １_１〜１_４……テーブル、２……回転軸、３…
…ウエーハ、４₁₁〜４₁₆，４₂₁〜４₂₆，……，４₄₁
〜４₄₆……収納カセツト、５……回転式カセツト
ストツカ、６……設置台、７……移し替えカセツ
ト、７ａ……被動部、８……ガイドレール、９…
…カセツト移動部、１０……移し替え機構、１６
……水平軸、１７ａ，１７ｂ……ウエーハ抑え、
１８ａ，１８ｂ……抑え枢支軸、１８……抑え枢
支軸駆動機構、１９……ロードプツシヤ、２０…
…アンロードプツシヤ、P₁……移し替え位置、P₂
……ボートの乗せかえ位置、２１……拡散処理装
置（ウエーハ処理装置）、２２……ボート、２２
_１〜２２_６……ボート２２のブロツク部、２４…
…移動アーム、２５_１〜２５_６……ウエーハホル
ダ、２６_１〜２６_６……センサ、２７……移し替
え機構１０の回転手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多数枚のウエーハを水平状態で収納する収納カ
   セツトを複数個ずつ複数段に配置した回転式カセ
   ツトストツカに隣接して、多数枚のウエーハを水
   平状態で収容する移し替えカセツトに連設した被
   動部と、この被動部をガイドレールに沿つて移動
   させるためのカセツト移動部とよりなる移し替え
   機構を垂設し、この移し替え機構の基部を、回転
   手段によつて回転される水平軸に固定し、移し替
   えカセツトの反ストツカ側の出入口両側にそれぞ
   れ多数枚のウエーハを閉持・開放するためのウエ
   ーハ抑えを抑え枢支軸により枢支し、移し替えカ
   セツトにウエーハの閉持・開放を行うべく各抑え
   枢支軸をそれぞれ反対方向に回転するための抑え
   枢支軸駆動機構を設け、収納カセツトと移し替え
   カセツトが対向した位置に、両カセツト間で多数
   のウエーハを一括して移し替えるためのロードプ
   ツシヤとアンロードプツシヤを設け、移し替え機
   構を垂直状態から90゜回転して水平状態にした
   時、この水平状態の移し替え機構の移し替えカセ
   ツトの移動範囲に対向する移し替え位置とウエー
   ハ処理装置より取出したボートの乗りかえ位置と
   の間でボートの両端部を水平に載置して搬送する
   ための移動アームを設け、この移動アームにボー
   ト移動機構を連結せしめ、移し替え位置で移動ア
   ームに水平に載置されたボートの下方には各段の
   収納カセツト数と同じ数のブロツク部に分けたボ
   ートの各ブロツク部にそれぞれ多数枚のウエーハ
   を一括して移し替える時にボートの挿通孔を挿通
   して上動するウエーハホルダを配置し、このウエ
   ーハホルダに上下動機構を連結すると共に、移し
   替え位置にはボートの各ブロツク部毎にボートの
   ウエーハ保持溝とウエーハホルダのウエーハ保持
   溝の位置ずれを検出し両ウエーハ保持溝の溝合せ
   を行うべくボート移動機構を駆動するための信号
   を出力するセンサを設けてなるウエーハ移し替え
   装置。