JPS62150737A - 移換装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移換装置、たとえば、石英治具と運搬用のカセ
ットとの間におけるウェハの移し換えを行う移換装置に
関する。

〔従来の技術〕

ウェハ移換技術については、工業調査会発行「自動化技
術ｊｌ’９８５年４月号、昭和６０年４月１日発行、Ｐ
８０〜Ｐ８６に記載されている。その概要は、半導体デ
バイスがＬＳＩから超ＬＳＩに進むにつれて、ウェハプ
ロセス作業環境の清浄度化は人手の介在を許さぬほど厳
しくなってきていることから、拡散炉における石英ボー
トヘウエハを移載する作業を、汎用マイコンを利用した
ウェハ移載ロボットで、一枚ずつキャリア・カセットか
ら石英ボートへ移すものである。

また、ウェハを収容するカセット（カートリッジ）間に
おけるウェハの移し換えは、たとえば、工業調査会発行
［自動化技術Ｊ　１９８２年５月号、昭和５７年５月１
日発行、Ｐ２３〜Ｐ２８に記載されているように、ダン
プトランスファ等の方法で行われている。この方法は、
上方のカートリッジから下方のカートリッジにウェハを
自重落下によって移し換えるに際して、ウェハの落下の
衝撃を解消すべく、ウェハを支えながら降下させて移し
換えを行うものである。なお、この方法ではウェハの収
容ピッチは、移換前後ともに変化せず一定である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

半導体装置の製造において、ウェハのハンドリングの良
否は、半導体装置の品質および歩留りに大きく影響する
。このため、ウェハに傷を付けたりあるいは異物を付着
させたりしないようにするため、ウェハを直接金属ピン
セントや真空ピンセットで取り扱う方法は敬遠されつつ
あり、前述のような自動移換技術が開発されている。

ところで、キャリア・カセットはウェハを単に収容する
ものであることから、ウェハを収容する収容ピッチは効
率的に収容すべく密な構造となっている。しかし、近年
、特性量上等の目的から、たとえば浅い接合等を形成す
る拡散にあっては、より木目の細かい収容ピッチ制御が
必要となってきた。このため、ウェハの収容ピッチを大
きくして均一かつ高精度な拡散を行う必要が生じている
。

本発明の目的は、相互に物品の収容ピッチが異なる治具
間での物品の自動移換が可能な移換装置を提供すること
にある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の移載装置は、キャリア・カセッＩ・
を載置するテーブルと石英治具を載置するテーブルとの
間を２台の移送機構が移動可能となっている。前記移送
機構は下方からキャリア・カセットおよび石英治具内に
入りその上面にウェハを支持できる受台と、受台に支持
されたウェハを保持できるハンドとからなっている。ま
た、移送機構の一方のハンドは、ウェハ収容ピッチが３
／１６インチ、他方は１２／１６インチと一方が他方の
整数倍ピッチの間隔となっている。したがって、ウェハ
の収容が３／１６インチの石英治具にウェハを移換する
際は、ウェハの収容ピッチが３／１６インチのハンドを
有する移送機構を用い、受台をキャリア・カセット内に
突き上げてウェハを支持させた後、これらウェハを３／
１６インチの収容ピッチのハンドで保持させ、その後、
移送機構を石英治具側に移動させ、再び受台を石英治具
内に下方から突入させてウェハを収容しているハンドの
下方に臨ませ、ついで、ハンドの保持解放によって受台
上にウェハを受け、受台の下降によって石英治具内にウ
ェハを自動的に移換させる。

また、石英治具のウェハ収容ピッチが１２／１６インチ
の場合は、ウェハ収容ピッチが１２／１６インチのハン
ドを有する移送機構でウェハの移換を行うことによって
、ウェハの収容ピッチが異なる治具間でのウェハの移換
作業を自動的に行うことができる。この場合、単一のキ
ャリア・カセットからウェハ収容ピッチが１２／１６イ
ンチとなる複数の石英治具にウェハを移換できることに
もなる。

〔作用〕。

上記した手段によれば、ウェハの収容ピッチが３／１６
インチおよび１２／１６インチとなるハンドを有してい
るため、キャリア・カセットから石英冶具にウェハを移
換する際、３／１６インチのハンドを用いれば３／１６
インチの収容ピッチを有する石英治具に、１２／１６イ
ンチのハンドを用いれば１２／１６インチの収容ピッチ
を有する石英治具にウェハを自動的に移換することがで
き、収容ピッチ変更移換の自動化が達成できるものであ
る。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による移換装置の要部を示す
斜視図、第２図は同じくカセットに収容されたウェハを
受台で押し上げた状態を示す模式図、第３図は同じく石
英治具とこの石英冶具上でウェハを保持するハンドを示
す模式図、第４図は同じくハンドから石英治具にウェハ
を移し換える状態を示す模式図、第５図は同じくハンド
におけるウェハの収容溝を示す部分的斜視図、第６図は
同じく第５図のＶｌ−Ｖｌ線における断面図、第７図は
同じく収容溝ピッチの異なる他のハンドを示す部分的斜
視図である。

この移換装置は、第１図に示されるように、平行に２台
のテーブル（第１テーブル）■が配設されている。この
テーブル１は右端がコラム２に支持される構造となり、
テーブルｌの下方に後述する移送機構の受台３が入り込
めるような空間となっている。また、これらテーブル１
はその延在方向に沿って複数のキャリア・カートリッジ
（第１の治具）４を直列に載置できるようになっている
。

キャリア・カートリッジ４は、移換される物品であるウ
ェハ５が複数平行に林立した状態で収容されている。こ
の゛キャリア・カートリッジ４のウェハの収容ピッチは
３／１６インチとなっていて、定ピッチでウェハ５を収
容するようになっている。

また、ウェハ５は、第２図に示されるように、対面する
１対の側板６の内壁面に設けられた収容溝７に、周縁部
分を入れるようにして収容される。

ウェハ５はキャリア・カートリッジ４にその上方から入
れられ、上方から引き抜かれる。また、キャリア・カー
トリッジ４の底は開口しており、後述する移送機構の受
台３がキャリア・カートリッジ４内に進入可能となって
いる。また、前記受台３がテーブル１に載置されたキャ
リア・カートリッジ４内に下方から進入できるように、
テーブル１のキャリア・カートリッジ４の載置個所には
透孔８が設けられている。。

一方、前記キャリア・カートリッジ４の延在方向延長側
には拡散用の石英治具９　（第２の治具）を載置するテ
ーブル（第２テーブル）１０が配設されている。テーブ
ル１０も前記テーブル１と同様にコラム１１によって支
持され、後述する移送機構の受台３等がテーブル１０の
下方に入り込めるようになっている。石英治具９は第３
図および第４図に示すように、石英丸棒を枠組みした構
造となっていて、逆台形の各頂点に位置する４本の石英
丸棒に収容溝１２が設けられている。ウェハ５は前記４
本の石英丸棒の収容溝１２に周縁を入れるようにして収
容される。また、ウェハ５は前記キャリア・カートリッ
ジ４と同様に上方から収容され、上方から取り出される
。また、石英冶具９は枠組構造であることから、後述す
る移送機構の受台３がその下方から石英治具９内に進入
できるようになっている。また、この受台３が石英冶具
９の下方からの進入できるように、石英治具９を載置す
るテーブル１０には、透孔１３が設けられている。

他方、前記テーブル１とテーブル１０間には移送機構が
配設されている。この移送機構は、この実施例では２台
配設されている。移送機構は平面ＸＹ方向に移動制御可
能な移動本体１４に取り付けられた受台３と、この移動
本体１４と同期して移動するハンド１５とを主な構成体
としている。

前記移動本体１４はそれぞれＹ方向に移動本体１４を案
内するＹレール１６上に載り、Ｙレール１６に沿って移
動制御できるようになっている。また、Ｙレール１６は
Ｘ方向に沿ってＹレール１６を移動制御するＸテーブル
１７上に取り付けられている。したがって、前記Ｘテー
ブル１７によるＸ方向の移動制御、移動本体１４自身に
よるＹ方向の移動制御によってＸＹ方向の移動制御が行
われる。

前記移動本体１４の上中央には、支持板１８が垂直に配
設されている。この支持板１８には、昇降モータ１９の
正逆回転によって臂降する昇降軸２０が配設されている
。また、この昇降軸２０の上端には、受台３が取り付け
られている。この受台３は上昇あるいは下降して、前記
テーブルｌ上のキャリア・カートリッジ４あるいはテー
ブル１０上の石英治具９内に進入あるいは後退できるよ
うな大きさとなるとともに、第２図および第４図に示さ
れるように、治具である前記キャリア・カートリッジ４
および石英冶具９内に収容されているウェハ５を、総て
その上面の図示しない収容溝に林立状態で支持できるよ
うになっている。

前記ハンド１５は移動本体１４と同期して移動し、テー
ブルｌ上のキャリア・カートリッジ４上あるいはテーブ
ル１０上の石英冶具９上方に臨むようになっている。ま
た、ハンド１５はウェハ群を両側から接近して挟持でき
る１対の爪板２１を有している。そして、この１対の爪
板２１の内壁面にはウェハ５を収容することのできる収
容溝２２を有している。この収容溝２２は、第５図およ
び第６図に示されるように、ウェハ５の周縁を入れる細
い長溝となっているとともに、ウェハ５が入り易いよう
に、溝の入口部分は徐々に拡開した案内面２３を有して
いる。この案内面２３は収容Ｙ＃２２の中央部分が最も
太き（、両端（上下端）に向かうにつれて徐々に小さく
なっている。この結果、キャリア・カートリッジ４等の
治具内でのウェハ５のズレがあっても、確実に挟持でき
ることになる。

また、一方の移送機構の収容溝２２のウェハの収容ピッ
チは３／１６インチ間隔となり、他方の移送機構の収容
溝２２のウェハの収容ピッチは１２／１６インチ間隔と
なっている。すなわち、一方のハンド１５、たとえば、
第１図において手前側となるハンド１５は、第５図に示
されるように、収容溝２２の収容ピッチａはキャリア・
カートリッジ４のウェハの収容ピッチと同様に３／１６
インチ間隔となっているが、後方のハンド１５における
収容ピッチｂは、第７図に示されるように、前記密収容
ハンドのピッチａの整数倍、すなわち４倍となる１　２
／１６インチ間隔となっている。

なお、ビ・７チｂの粗収容ハンドにあっては、３／１６
インチピッチで並ぶウェハ５の中から３枚置きの４枚目
に相当するウェハ５のみを保持しかつ、その間の３枚の
ウェハ５を損傷させることのないように、ピッチｂを構
成する収容溝２２間の爪板２１の内壁面領域は一段窪ん
でいる。

つぎに、このような移換装置におけるキャリア・カート
リッジ４から石英治具９にウェハ５を移し換える動作に
ついて説明する。最初に受台３がテーブル１上に載置さ
れている所定のキャリア・カートリッジ４に下方から上
昇して進入し、第２図に示されるように、受台３上にウ
ェハ５を支持してキャリア・カートリッジ４上方にウェ
ハ５を位置させる。すると、このウェハ５に対して、ハ
ンド１５の爪板２１が接近し、第３図に示されるような
状態に、収容溝２２にウェハ５の周縁を入れるようにし
てウェハ５を保持する。つぎに、受台３は下降してテー
ブルｌから外れるとともに、移送機構はテーブル１０側
に移動する。この結果、ウェハ５を挟持したハンド１５
は、第３図に示されるように、テーブル１０上に載置さ
れた石英治具９の真上に臨む。この状態で、受台３は上
昇し、爪板２１に保持されているウェハ５の下縁近傍で
静止する。つぎに、爪板２１は矢印で示すように開く。

この爪板２１の開動作、すなわちハンド１５の解放動作
によって、ウェハ５は受台３上に移る。また、ハンド１
５の解放動作後、第４図に示されるように、受台３は下
降してテーブル１０から下方に外れる。この受台３の下
降動作によって、受台３上に載っていたウェハ５は石英
治具９に収容され、ウェハ５の移換作業が終了する。な
お、石英治具９からキャリア・カートリッジ４ヘウエハ
５を移換する場合には、前記動作は逆となる。

ところで、石英治具９のウェハの収容ピッチが３／１６
インチの場合は、ウェハの収容ピッチが３／１６インチ
のハンド１５が移換作業を受は持ち、ウェハの収容ピッ
チが３／１６インチのキャリア・カートリッジ４に収容
されているウェハ５を石英治具９に、あるいは石英冶具
９に収容されているウェハ５をキャリア・カートリッジ
４に移換する。また、石英冶具９のウェハの収容ピッチ
が１２／１６インチの場合には、ウェハの収容ピッチが
１２／１６インチのハンド１５が移換作業を受は持ち、
ウェハの収容ピッチが３／１６インチのキャリア・カー
トリッジ４に収容されているウェハ５を石英治具９に、
あるいは石英治具９に収容されているウェハ５をキャリ
ア・カートリッジ４に移換する。この場合、ウェハの収
容ピッチが１２／１６インチのハンド１５は、−回のウ
ェハの保持枚数が少ないことから、１個のキャリア・カ
ートリッジ４から４個の石英治具９にウェハ５を移換す
ることができる。また、石英治具９からキャリア・カー
トリッジ４にウェハ５を移換する場合は、４個の石英冶
具９に収容されているウェハ５が１個のキャリア・カー
トリッジ４に収容されることになる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明の移換装置によって、自動的にウェハの移
し換えが行えるため、作業人員の低減が達成できるとい
う効果が得られる。

（２）本発明の移換装置によれば、作業者不在状態下で
自動的にウェハの移し換えが行えるため、作業者が介在
するためによって起きるウェハの汚染・破損が低減され
ることから、歩留り向上が達成できるという効果が得ら
れる。

（３）本発明の移換装置によれば、作業者不在状態下で
自動的にウェハの移し換えが行えるため、作業者が介在
するためによって起きるウェハの汚染が低減されること
から品質向上が達成できるという効果が得られる。

（４）本発明の移換装置によれば、収容ピッチの異なる
冶具間でのウェハの移換も可能となり、作業性が向上す
るという効果が得られる。

（５）本発明の移換装置によれば、１対の治具において
物品の収容ピッチが整数倍ピッチの関係にある場合、単
一の治具から複数の治具に物品を移換できるという効果
が得られる。

（６）本発明の移換装置によれば、その構造からして、
大口径のウェハの移換作業も自動的にかつ正Ｔｌｆｕｌ
ｌ実に行えるという効果が得られる。

（７）上記（１１〜（６）により、本発明の移換装置に
よれば、製造工数低減１人員削減２品質向上１歩留り向
上から、安価な半導体装置を提供することができるとい
う相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である拡散技術におけるウ
ェハの移換技術に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではなく、たとえば、ウェハ表面に
設けられたホトレジスＩ−を除去するだめのアッシャ技
術におけるウェハの移換技術などに適用できる。

本発明は少なくとも冶具に定ピッチで収容されている物
品の冶具間での移換技術には適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明の移換装置は、治具間でのウェハの移換が人手を
介さず自動的に行えることにより、ウェハの汚染、破損
を防止できる。さらに、ピッチの異なるハンドを有して
いるため、石英冶具を任意の・ピッチでウェハを移換で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による移換装置の要部を示す
斜視図、 第２図は同じくカセットに収容されたウェハを受台で押
し上げた状態を示す模式図、 第３図は同じく石英冶具とこの石英冶具上でウェハを保
持するハンドを示す模式図、 第４図は同じくハントから石英冶具にウェハを移し換え
る状態を示す模式図、 第５図は同じくハンドにおけるウェハの収容溝を示す部
分的斜視図、 第６図は同じく第５図のＶＴ−ＶＴ線における断面図、 第７図は同じく収容溝ピッチの異なる他のハントを示す
部分的斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ定ピッチに物品を収容する治具間で物品を
   移し換える移換装置であって、第１の治具を載置する第
   １テーブルと、第２の治具を載置する第２テーブルと、
   前記第１テーブルと第２テーブルとの間に亘って移動で
   きるとともに、前記第１テーブルおよび第２テーブル上
   の治具に収容されている物品を押し上げて支持する受台
   と、前記受台に同期し前記受台によって治具上方に位置
   した物品を保持できるハンドと、を有することを特徴と
   する移換装置。 ２、それぞれ定ピッチに物品を収容する治具間で物品を
   移し換える移換装置であって、第１の治具を載置する第
   １テーブルと、第２の治具を載置する第２テーブルと、
   前記第１テーブルと第２テーブルとの間に亘って移動で
   きるとともに、前記第１テーブルおよび第２テーブル上
   の治具に収容されている物品を押し上げて支持する受台
   と、前記受台に同期し前記受台によって治具上方に位置
   した物品を保持できるハンドと、を有するとともに、前
   記受台とハンドとからなる移送機構は、複数配設されか
   つ前記複数の移送機構のハンドにおいては、物品を収容
   するピッチが一方のハンドは他方の移送機構のハンドの
   ピッチの整数倍の間隔となっていることを特徴とする移
   換装置。 ３、少なくとも前記第１テーブルあるいは第２テーブル
   の一方は複数の治具を載置可能となっていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の移換装置。