JPS62196240A - 半導体ウエハ搬送装置 - 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、半導体ウェハの搬送装置に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の装置は、第４図に示すように、カセット
４１にパターン面を上方に向けた水平姿勢で収納された
ウェハ４２が水平になるようにカセット４１を移動装置
４３にセットし、その後移動装置４３を下降するとウェ
ハ４２の裏面が丸ベルト４４に接し、丸ベルトを駆動す
るとウェハ４２が１枚取り出され、取り出されたウェハ
４２は丸ベルト４４によりパターン面を上方に向けて搬
送されるという、供給収納搬送手段を用いていた。

また従来のウェハ搬送装置のウェハカセットの配置は、
複数の未処理ウェハを収納したカセット（供給専用カセ
ット）と、それと同数の空のキャリア（回収専用カレン
ト）とを備え、供給側カセットから１枚ずつ取り出した
ウェハを、露光などの処理後に回収側カセットに収納す
るようにし、かつカセットは装置に対して左右に供給用
と回収用とが分割されて設置されているもの、あるいは
供給用と回収用カセットが前後に配置されている装置構
成であったため、以下のような数々の欠点があった。

（１）半導体製造装置はクリーンエアが上から下に流れ
る環境に設置されているため、エアの流れがカセットの
最上面およびウェハのパターン面に当たり、これによっ
てエアの流れが乱されるのでダストを巻き込みやすく、
ウェハのパターン面にダストを付着させる。

（２）今後ダストを嫌う半導体製造工場は無人化が進み
、カセットの自動供給が導入されつつある。カセットの
自動供給を行なう場合、カセットはウェハが縦になるよ
うな姿勢で自動供給されるため装置上でカセットを第４
図のカセット４１の姿勢と合致するよう自動供給装置が
カセットを９０゜回転させて起こしたうえでセットする
必要があり、自動供給装置が複雑になる原因となってい
る。

またこれに関連して、仝ウェハ処理後のカセット交換時
に、処理済ウェハで満された回収側にあるカセットの回
収動作、空力セットの供給側位置から回収側位置の移１
７ＪＩ７１作、および新たな未処理ウェハを構成したカ
セットの供給動作の合計三動作が必要であり、自動供給
装置が大型化あるいは複雑化する欠点があった。

（３）搬送ラインに供給専用ラインと回収専用ラインが
必要なため、インライン時にウェハの供給口と回収口と
が固定され、冗長性が乏しくなる。

（４）また上記のような両前用ラインを個々に有するこ
とと、回収側に一組の余分な空キャリアを要することと
、ウェハを水平にして搬送することにより、ウェハ大口
径化とそれに伴なうカセットの大型化に対して装置占有
面積の拡大が懸念され、工場の面積利用効率の向上に悪
影響を及ぼす欠点がある。

（５）丸ベルトで搬送しているため、Ｆｊ擦現象により
ウェハ表面へダストが付着し、ウェハチャックに吸着し
た際、ウェハ平面精度をそこなう欠点があった。

（６）搬送中、ウェハのパターン面が上方を向いている
ため、搬送中にダストが落下してパターン面に付着し、
パターン面が汚染される欠点があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、前述の従来技術の諸欠点を除去して、カセッ
トをウェハが縦姿勢のままセットしてつエバを極力縦姿
勢のままハンドリングし、カセットの自動供給姿勢との
整合とクリーンエアの上下方向の流れに対するダスト付
着対策およびカセットハンドリング操作の簡略化を含め
て装置全体の小形化を達成することのできる半導体ウェ
ハの搬送装置を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 前；ボの目的を達成するため、本発明の半導体ウェハの
搬送装置では、ウェハが縦になるように設置されたカセ
ット内の任意のカセットを縦姿勢のままカレット外へ移
動させ或いはカセット外の縦姿勢のウェハをカセット内
へ収納する第１の搬送手段と、この第１の搬送手段との
間で縦姿勢のウェハの受け渡し受け取りを行うと共にそ
の位置と別の一個所以上の位置との間のウェハの搬送を
行い且つ前記別の位置におけるウェハの水平姿勢での受
【プ渡し受け取りを行なう第２の搬送手段とを備えてい
る。

［作　用］ 本発明による半導体ウェハ搬送装置では、つエバをカセ
ットに対して縦姿勢のまま出し入れし、縦姿勢のウェハ
を別の位置の例えばプリアライメントステージに搬送し
て水平姿勢で受け渡し、また別の位置の例えば露光用Ｘ
Ｙステージから水平姿勢で受け取ったウェハをカセット
直前位置に搬送して該位置に縦姿勢で位置させるので、
カセットの自動供給及び回収に際してウェハが縦向きの
姿勢のままであってその起倒のための回動操作は不要で
あり、またカセット内での待磯中を含めてその搬送工程
の殆んどについてウェハを縦姿勢のままハンドリングす
るようにして、クリーンエアの流れに沿った向きにウェ
ハ姿勢を保ってゴミの付着の確率を極小にするものであ
る。また本発明による搬送装置の第１の搬送手段はカセ
ッ１−のウェハ積層方向への移動とカセット内外へのウ
ェハの移動との最低２自由度のウェハ殴送手段で構成さ
れればよく、また第２の搬送手段はカセット直前位置と
少なくとも一個所の別の位置との間で縦姿勢のウェハを
移動させ、前記別の位置で縦姿勢のウェハを水平姿勢に
して別の装置に受け渡し或いは逆に水平姿勢で受け取っ
たウェハを縦￥１勢にするものであるので、やはり最低
２自由度のもので構成ずればよく、前記別の位置または
カセットが複数の場合は自由度を１つ増加して最低３自
由度のもので構成すればよい。従って単一の第２の搬送
手段を用いてカセットから取り出したウェハを別の位置
ｒ処理した後、再び同じカセットに戻すことも、別のカ
セットに収納することもいずれでも可能である。このこ
とは、運用の仕方によってカセット交換動作の簡略化や
、ウェハ供給・回収位置の冗長性を増やずことなど、フ
レキシビリティの向上が可能であることを意味する。

本発明の以上の特徴およびその他の特徴を一層明確にす
るために、本発明の好適な実施例を投影露光装置、例え
ば、縮小投影レンズを用いたステップアンドリピートタ
イプの投影露光装置（所謂ステッパ）に適用した場合を
例にとって図面と共に説明すれば以下の通りである。

［実施例コ 第１図は本発明の実施例を一部切欠いて示す斜視図で、
パターン焼付用半導体ウェハ９を複数枚収納したカセッ
ト８ａは、・ウェハ９を縦にした姿勢のまま開口部を上
に向けて供給・収納装間（第１の搬送手段）ｌａの傾動
可能な載置台１１ａ上にセットされる。同様に供給・収
納装間１ｂの傾動可能な載置台１１ｂ上にセラ１〜され
ているのは別のカセット８ｂであり、同様の姿勢で開口
部を上にしている。これらカセットはいずれを供給側ま
たは回収側にしてもよく、或いは同一カセットでウェハ
の供給・回収をしてもよく、この場合は供給・回収装置
は１台でよい。

供給・回収装！１ａ、１ｂは同じ構造を持ち、第２図に
断面図で示すように、カセットのウェハ積層方向くＹ方
向）に沿ったガイド１２ａ　、　１２ｂ上を移動可能な
昇降装置１３ａ　、　１３ｂと、この昇降装置によって
上下方向（Ｚ方向）にＵＨ台上へ突出・退去するハンド
装置１４ａ　、　１４ｂとを備え、各ハンド装置の先端
にはウェハ９のパターン面以外の部分を吸着するための
吸着パット（図示せず）が取り付けられている。

両供給・回収装Ｚｌａ、１ｂの間には、Ｙ方向に沿って
ガイドレール２１が敷設され、その他端は別の位置に設
けられたプリアライメントステージ３とＸＹステージ４
の間に達している。ガイドレール２１上には搬送キャリ
ッジ２２が配置され、ガイドレール２１上を移動できる
ようになされている。

キャリッジ２２上にはＺ軸まわりに回転可能なポスト２
３が取付けられ、ポスト２３の上部にはｚ軸方向に伸縮
可能なアーム２４が取付けられ、さらにこのアーム２４
の先端にはＺ軸方向と直交するＸ軸まわりに回転可能な
吸着ハンドＶ装置２５が取付けられ、このハンド装置２
５でウェハ９を吸着できるようになっている。尚、これ
らガイドレール２１、キャリッジ２２、ポスト２３、ア
ーム２４、ハンド装置２５により第２の搬送手段２を構
成している。

プリアライメントステージ３はその上で水平姿勢のウェ
ハ９のプリアライメントをする周知の装置であり、プリ
アライメン１へ完了後のウェハ９をプリアライメントス
テージ３上からＸＹステージ４のウェハチャック５に搬
送するための供給ハンド装置３１を有し、この供給ハン
ド装置３１はウェハ９をＺ軸方向およびＸ軸方向に移動
させる。

ＸＹステージ４はその上のウェハチャック５をプリアラ
イメントステージ３とＸ軸上に整列させる位置（受け渡
し位置）に停止可能であり、またその位置から図示しな
い焼付位置ヘウエハを移動させ、焼付中のウェハの送り
動作をも行なうものである。このＸＹステージ４に付属
して、前記受け渡し位置上には、パターン焼付後のウェ
ハをｒウェハチャック５から回収移動させるために、ウ
ェハを吸着してＺ軸方向に移動させ且つＺ軸まわりの回
転によりＸＹ平面内でウェハを円弧状に移動するために
回転中心と吸着ウェハの中心とにオフセット距離を有し
た中継ハンド装置６が上方から軸７により吊持されてい
る。

以上の構成からなる搬送装置によるウェハ搬送の手順を
順に説明すると次の通りである。

カセット８ａを載置台１１ａにセットし、設置台１１ａ
　ｆ　Ｙ　Ｚ平面内で微小角度傾斜ざぜて、力計ツｔ−
８ａ内の各収納段の一方の面側ヘウエハ９を落ちつかせ
、ウェハ９の裏面を真空吸着してカセット外へ持も上げ
るために即し上げ用ハンド１４ａを所定ｆｆ１Ｙ方向に
移動させ、ウェハ９を吸着したのらＺ方向に押し上げて
カセット外部に位置させる。

次に前記カセット外に押し上げられたウェハ９の裏面を
搬送・回収用ハンド２５で真空吸着してウェハ９をハン
ド１４ａからハンド２５に受け渡し、ハンド１４ａは下
降させて元に復帰させ、ウェハ９はそのままの姿勢でプ
リアライメントステージ３の直１ｎまで搬送回収ハンド
２５で吸着したままキャリッジ２２で搬送し、その位置
でウェハ９を吸着したハンド２５を２軸と直交する軸ま
わりに回転させ、ウェハ９を水平姿勢にしたのち、アー
ム２４の伸縮等によりアリアライメントステージ３に受
け渡す。

その侵プリアライメントステージ３でウェハ９をパター
ン焼付位置に整合するように位置決めし、供給ハンド３
１で受け渡し位置にあるＸＹステージ４のウェハチャッ
ク５に送り込む。一方プリアライメントステージ３にウ
ェハ９を渡した搬送・回収ハンド２５は、キャリッジ２
２の移動、ボスト２３の回転等によりただちに回収位置
（ｆウェハチャック５上の受け渡し位置）へ移動し、回
収姿勢をとる。

パターン焼付完了後、処理済ウェハ９は、×Ｙステージ
４のウェハチャック５の上から、上方よりつり下げられ
た中継ハンド６によりすくい上げられ、パターン面以外
の面で保持される。中継ハンド６は、その侵ウェハ９の
Ｚ軸まわりの回転及びＺ方向の移動を行ない、所定位置
へ定置せしめる。その後この定置位置で処理済ウェハ９
が再び搬送・回収ハンド２５に受け渡され、搬送・回収
ハンド２５は処理済ウェハ９のパターン面以外の面を真
空吸着して、アーム２４の伸縮による昇降（Ｚ方向）、
ボスト２３の回転とハンド２５自体の回転運動（Ｘ軸ま
わり、Ｚ軸まわり）、キャリッジ２２による水平移動（
Ｙ方向）を行い、これによりウェハ９はカセット直前の
設定位置へ搬送され、ウェハを収納すべき所定位置に対
応するカセット外位置に持ち来たされる。その模、押し
上げハンド１４ａにウェハ９を受け渡し、次に押し上げ
ハンド１４ａはウェハ９をカセット８ａ内の所定の位置
に収納する。

第３図は、勺−マルチセンバ１０で被った前記投影露光
装置全体の外観図で、矢印で示すカセット自動供給回収
Ｖ装置搬送経路に対し、装置の単−而（＠面）に一対の
カセット８ａ　、８ｂを同方向にそろえて図示の通りに
起重している。この例によればカセットの自動供給回収
に整合性よく対応させることが可能である。

尚、図示の実施例において第２の搬送手段２は４自由度
のものであるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば単一のカセットとプリアライメントステージ
間のみの搬送用にはＹ方向移動と７方向移動およびＺ軸
と直交する軸まわりの回転とをウェハに与える３自由度
のものでもよい。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明にＪ：れば、その搬送工程
中の殆んどとカセット内での待機中においてウェハを縦
姿勢のままに維持できるので、上下方向に流れるクリー
ンエアの環境下でウェハ而へのゴミ付着の可能性が極め
て少なくなり、常にウェハ而に沿ってクリーンエアが流
れる状況を極力確保することが可能である。

また本発明によれば、カセットを複数用いる場合に各カ
セットをカセット自動供給回収ラインに而して同一方向
にそろえて並列設置でき、カセットの起し動作も不要で
あって、カセット交換動作も単純且つ簡略化でき、自動
化に対するフレキシビリティが向上するものである。

さらに本発明によれば第２の搬送手段が複数のカセット
および複数の対象装置（例えばプリアライメントステー
ジとＸＹステージ）に一台で共用でき、本質的な小形構
造と相俟って装置の占有スペースの節減に効果的である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を一部切欠いて示す斜視図、
第２図は要部の断面図、第３図は装置仝休の外観図、第
４図は従来例を示す説明図である。 １ａ、１ｂ：供給収納装置ｉｆｆ　（第１の搬送手段）
、２：第２の搬送手段、３：アリアライメントステージ
、４：ＸＹステージ、５：ウェハチャック、６：中継ハ
ンド装置、８ａ、８ｂ＝カセツト、９：ウェハ、１２ａ
　、　１２ｂ　ニガイド、１３ａ　、　１３ｂ　：昇降
装置、１４ａ　、　１４ｂ　：　ハンド装置、２１ニガ
イドレール、２２：搬送キャリッジ、２３：ボスト、２
４：アーム、２５：吸着ハンド装置、３１：供給ハンド
装置。 ６Ｓ）６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウェハが縦になるように設置されたカセット内の任意の
   ウェハを縦姿勢のままカセット外へ移動させ或いはカセ
   ット外の縦姿勢のウェハをカセット内へ収納する第１の
   搬送手段と、この第１の搬送手段との間で縦姿勢のウェ
   ハの受け渡し受け取りを行うと共にその位置と別の一個
   所以上の位置との間のウェハの搬送を行ない且つ前記別
   の位置におけるウェハの水平姿勢での受け渡し受け取り
   を行なう第２の搬送手段とを備えたことを特徴とする半
   導体ウェハ搬送装置。