JPS624108A - 板状物の搬送装置 - 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、例えばＩＣ製造用の半導体ウェハ（以下「ウ
ェハ」と略す）や画像記録用ディスク、コンピュータ用
フロッピーディスクあるいは液晶ディスプレイ用電極基
板等のように、搬送時に清浄度を保つことが要求される
板状物の搬送装置に関するものである。

従来の技術 半導体素子はＶＬＳＩに代表されるように、記憶密度が
上昇するに伴ないパターン幅が狭くなり、歩留りを上げ
るためにサブミクロンの大きさのダストが問題視され、
ウェハにダストが付着しないように工場内はクリーン化
のために細心の配慮がなされている。

ところで、ＩＣを製造するには、リソグラフィー、ドラ
イエツチング、薄膜形成等数多くの工程を経るが、各装
置内でウェハを移動させる手段として、構造が簡単で信
頼性の高いベルトによる搬送が圧倒的に多く用いられて
いる。

これらの装置に用いられているベルトは、はとんどがゴ
ム弾性を有する、直径が２〜３−の丸ベルトであり、ウ
ェハはベルトで線接触で支持されながら、ベルトの回転
によって搬送されている。

発明が解決しようとする問題点 現在、各装置で搬送用ベルトとして用いられているベル
トの材質は、ポリウレタン系ニジストマー（以下ウレタ
ンゴムと称す）、ポリエステル系エラストマー、フッ、
素工ラストマー、ポリオルガノシロキサン（以下シリコ
ンゴムと称す）、ＮＢＡ等が多く用いられている（以下
、前記の様なゴム弾性を有する材質を総称してゴムと記
す）。

ところで、これらのゴムには加工性を良くするだめの可
塑剤、柔軟性を与えるための柔軟剤、加工時及び使用時
の劣化を防止するための安定剤や耐候性向上剤、加硫す
るための加硫剤や加硫促進剤、その他粘着付与剤、充填
剤１分散剤９着色剤等、さまざまな薬品が多量（数十係
以内で）に添加されている（例えば「工業材料」、ｖｏ
１１７゜、％１１．ＯＣＴ、１９６９．Ｅｌ刊工業新聞
社、「便覧ゴム・プラスチック配合薬品」、ラバーダイ
ジェスト社）。

これらの薬品は自然にゴム表面に拡散し移行する性質が
あり、したがってゴム表面には必ずこれらの薬品が付着
している。

上記の様なゴム、ベルトにウェハを乗せて搬送した場合
、ゴムベルト表面に着いている添加剤が必ずウェハに付
着し、ウェハ裏面を激しく汚染するために、工場内の作
業雰囲気をいくら清浄にしても、製造装置によって汚れ
る結果となっている。さらに、可塑剤は油脂質であるた
めにウニノーに強固に付着し、洗浄しても完全に除去で
きないのが現状である。

また、現在多く用いられているベルトの形状はほとんど
が最も単純な丸ベルトであり、ウニノーはベルトで線接
触で支持されながら搬送されるために、ウェハは線状に
汚染されてしまう。

この様にして、裏面が汚れたウニノ１を、例えば酸化炉
に入れて加熱すると付着物が燃焼あるいは炭化して、酸
化炉全体が汚れたシ、ウェア１表面の　。

酸化膜が局部的に異常成長し、製品の電気特性が非常に
悪くなったり、歩留シが低下する原因となっている。

この様な状況から、ウェハを１枚づつ移動させる搬送装
置（（枚葉で搬送する装置〕において、ベルトからウェ
ハに付着する汚染物の量を少なくすることが重要な課題
となっている。

本発明は上記問題点に鑑み、ウェハをゴムベルトに乗せ
て搬送してもウェハの汚染が非常に少なく、搬送直後に
酸化炉に入れて加熱しても酸化炉の石英チューブを汚し
たり、酸化膜厚に異常が発生せず電気特性に異常を生じ
ないＩＣ製造用のウェハ等の板状物の搬送装置を提供す
るものであん問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の搬送方法はウェ
ハを乗せて搬送するゴムベルトの表面に突起物をつける
とともに、その突起物の先端をプラスチックフィルムで
被覆したものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、ゴムベルトが直接ウェ
ハと接解することを防止し、さらに、ウェハの表面に他
の物質が接触する面積を小さくすることにより、汚染物
がウェハに付着することを極力抑制するものである。

プラスチックは、ゴムと同様に高分子化合物である以上
添加剤を皆無にすることは不可能であるが、ゴムと比較
すると反応性の高い二重結合が無いことや、分子量が小
さく加工が容易なことなどから添加する薬品の種類も量
も非常に少なくて済む。例えば、フッ素樹脂フィルムで
は加工性改良剤が一般［０，１％以下、ポリエチレンや
ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルムでは一般に
安定剤が１％以下しか含まれていないことから分るよう
に、添加剤の量はゴムの場合に比べて格段に少ない。

したがって、ゴムベルトをプラスチックフィルムで被覆
することで、ウニノ１がゴムベルトに接触するのを防止
できるとともに、プラスチックフィルムからウェハに付
着する汚染物の量はゴムベルトの場合に比べて非常に少
なくなる。

プラスチックフィルムの種類としては、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリアセテート、ポリビニルアセテー
ト、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリエステル
、ポリカーボネート、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリ塩
化ビニール、ポリメタアクリル酸メチル、セルロースア
セテート、セロファン及びこれらの誘導体あるいは共重
合体を用いたフィルムこれらのフィルムを重ね合わせた
ラミネートフィルムがある。本発明では上記のいかなる
フィルムを用いても支障はないが、フィルムに含まれる
添加剤の種類及び量が少ない程より適していることから
、ポル塩化ビニルを除く上記のフィルムがより適してい
る。

また、フィルムの製造方法としては、Ｔ形ダイス法、イ
ンフレーション法、溶液流延法、湿式キャスト法、カレ
ンｆ−法、エマルシヲン法、　粉末法、蒸着法等種々あ
るが、本発明に用いるフィルムの製造方法はいかなる方
法を用いても支障なく、成形後のフィルムの厚みも、ベ
ルトがベルト支持体の曲率に順応して走行し、ウニど１
をスムースに搬送できさえすれば、いかなる厚みでも支
障はない。しかし、ウェハ搬送ベルトの突起部をフィル
ムで加工する際の加工性の良否から、軟質のフィルムで
は１５０μｍ以下、さらに好ましくは、７０μｍ以下が
適しており、硬質のフィルムでは、１００μｍ以下、さ
らに好ましくは、６０μｍ以下のフィルムが適している
。

さらに、長期間の使用に際し、熱や０７児あるいは各種
薬品で劣化しないフィルムとしては、高分子鎖中に官能
基や活性中心が無いポリエチレンやフッ素樹脂のフィル
ムが適している。

一方、ウェハを搬送するベルトの形状で、現在量も一般
的に用いられているのは丸ベルトであるが、丸ベルトを
そのまま用いてウェハを支持すると、ウニ凸面に複数の
線状にダストが付着する。

ウェハに付着するダストを極力少なくする為には、接触
箇所を点接触あるいは接触長の短かい線接触とするのが
望ましい。現実には、断面がφ２の丸ベルトを用いてウ
ェハを搬送し、丸ベルトと接触した所をレーザ式表面検
査装置で観察すると、ベルト跡が０．６〜１．０１ｍ１
ｌ　の幅で認められることから、突起先端のウェハに接
触する所はφ１以下、さらに好ましくはφ０．５以下が
適している０また、突起の間隔は、搬送されるウェハの
大きさによって異なるが、ウェハとの全接触数が少なく
とも３点以上でなければならない。さらに、ウェハをベ
ルト間で移載する場合には全接触点数が６点以上で支持
することが望ましい。

この様なベルト表面の突起部を前記プラスチックフィル
ムで被覆する方法としては、 ■　細長いリボン状プラスチックフィルムを、ベルトの
外周に沿ってらせん状にベルト全体を巻き、突起をも巻
き込む方法、 ■　第１図のようにリボン状プラスチックフィルムを、
ベルトの突起がある部分にだけベルトの外周方向に巻く
方法、 ■　チューブ状プラスチックフィルムに突起付きベルト
を通して突起部を被覆する方法等があるが本発明ではど
の方法を用いてもよい。

さらに、プラスチックフィルムをベルトに固定する方法
としては、 ■　プラスチックフィルムの内面とベルトを接着剤で固
定する方法、 ■　プラスチックフィルムとベルトを溶着する方法、 ■　熱収縮性のチューブ状プラスチックフィルムで突起
部を包み込むようにして熱収縮させて、突起を利用して
固定する方法、 等があり、本発明ではプラスチックフィルム以外の物が
ウェハに接触しなければどの様な方法を用いてもよい。

実施例 以下、本発明の第１の実施例について説明する。

本発明の第１の実施例に用いるベルトとして、直径２Ｍ
、長さ５００閤の熱可塑性ウレタンゴム製丸ベルト（以
下ウレタン丸ベルトと記す）０（三星ベルト（株）製、
ゴム硬度８０度）を、第３図に示す金型の溝９に入れ、
上型１ｏと下型１１で固定して溶融したウレタンゴムを
〜４０−ピッチで穴をあけた上型１０の穴１２から型内
に流し込んだ後、溶融したウレタンゴムを冷却固化させ
て上型１０からはみ出したウレタンゴムを取り除いた後
、ベルトを金型から取りはずし、第４図に示す様な丸ベ
ルト１３の上に突起１４がほぼ一直線状に付いたベルト
１３を作製した。突起１４の高さは１ｆｆｉｌ！である
。

次いで、一方向に熱収縮性のポリエチレンフィルム（厚
さ７０μｍ）を、収縮方向を長手方向にして８ｇＸ１６
ｍｍの大きさに裁断し、ポリエチレンフィルムの収縮方
向を丸ベルト１３の円周方向にして、突起１４を包み込
むように巻きつけた。そして、熱収縮性ポリエチレンフ
ィルムに１４０℃の熱風を与えてポリエチレンフィルム
を収縮させて突起付きウレタン丸ベルト１３に密着させ
、さらにしばらくの間熱風を与えつづけてポリエチレン
フィルムを半溶融状態にしてポリエチレンフィルムを溶
着して第１図の様なポリエチレンフィルム２で突起の部
分を被覆した突起付き丸ベルトを作り、そのベルトの両
端を溶着して、リング状にした。

上記の様にして作製したベルトを支持し、走行させるベ
ルト駆動手段は以下に示す。すなわち、２本のベルト３
を第２図に示すように丸溝を堀った２本のＰＶＣ製ロー
ラ４間に、ベルトの突起部１４がローラ４に当たらない
ように張り、モータ６でローラ４と共にポリエチレンフ
ィルムで被覆した突起付きベルト３を走行させた。この
時、ローラ４とポリエチレンフィルムで被覆した突起付
きベルト３間でスヘリハ無く、ベルト３はスムーズに回
転しつづけ搬送に全く支障が無いことがわかった。

さらに、ＩＣ製造用の６インチのシリコンウェハ（以下
単にウェハと称す。）の鏡面がポリエチレンフィルムで
被覆したベルト３の突起の部分に接触する様に静置し、
ウェハ６を２００ＩＩＩＩＩ＋搬送した。搬送中、ウェ
ハ６はベルト３の突起先端で支えられ、その他の部分に
は一切接触しなかった。

搬送を終ったウェハ６の鏡面に付着した汚染物の数をレ
ーザ一式表面検査装置（日立電子エンジニアリング社製
　ＨＬＤ−２００）で測定した。

その結果、ウェハ６表面にはベルト３と接触したこん跡
が小さな斑点としてしか認められなかった。

本実施の実験中に測定した汚染物の数を、実施例の末尾
に掲載する第１表に示す。

以下本発明の第２の実施例について説明する。

幅２　ｆｆ１ｆｆｌ　ｓ厚さ１ｆｆｌｌ！ｌの熱可塑性
ウレタンゴム製平ベルト（ゴム硬度８０度）の中央に、
先端を熱で溶融させた同材質の丸ベルトを４０ａＩＩ１
１間隔で押しつけた後、冷却固化させて、平ベルトの表
面から１１１Ｉａ＋の高さで丸ベルトを切シ、第６図に
示す様な平ベルト１５の中央部に突起１５ａがほぼ一直
線上に並んだベルトを作製し、端部を熱溶着して突起が
外側についたリング状ベルトを得た。この様にして得た
突起付き平ベルトに、幅１５ｆｆｌ！Ｄ、厚さ６０μｍ
の四７ツ化ポリエチレン樹脂フィルムを、端部が約４（
財）重なるよう例して、らせん状に巻き付けて、フッ素
樹脂フィルムで被覆した突起付き平ベルトを得た。

このベルトを本発明の第１の実施例で用いたウェハ搬送
装置に取り付けて直径６インチのウェハを搬送したが、
回転ムラやスベリが無くスムーズに搬送できた。

以下本発明の第３の実施例について図面を参照しながら
説明する。

直径２−２長さ４０ｆｆｉｆｆｉのシリコンゴム製丸ベ
ルト１６（ゴム硬度８０度）と、これと同質の直径３ｆ
ｆｉｌｌｌのシリコンゴムベルトを長さ１１ＩＩｆｆｌ
の円盤状に切断した円板状シリコンゴム１７を多数準備
し、円板状シリコンゴム１７の両端にシリコンゴム丸ベ
ルト１６を、第６図に示すようにベルト下部が平らにな
るようにして常温硬化型エポキシ樹脂で接合した。この
様にして得たベルトの突起部１７に、熱収縮性二フフ化
ポリエチレン樹脂チューブ（熱収縮後の径が２．７．）
をかぶせた後、１４０°Ｃの熱風で熱収縮チューブを収
縮させ、突起部１７を二フフ化ポリエチレン樹脂フィル
ムで被覆した。

このベルトを第１の実施例で用いたウェハ搬送装置にと
シつけて、ウェハを搬送したところ、ＰｖＣ製ローラの
溝の側面がベルトの突起１７の横の出張りと当たシ、多
少回転ムラが生じたが、ウェハの搬送には支障なかった
。

以下本発明の第４の実施例を説明する。

断面が台形状のＶ型（断面寸法は、上底辺６ＩＩＩＩ１
１゜下底辺３１１１１１．高さ３１ＩＩＩＩ＋の台形状
）熱可塑性ウレタンベルトの上底辺に、半円形（直径６
ａＩｍ、厚さ１ｍｍ）の熱可塑性ウレタン成形品を熱溶
着し、第７図に示す様な半円形突起を有するＶベルトを
得た（突起間隔４０　ｍｍ　）。

この突起付きＶベルトの突起１８に、巾２１１１１１１
．長さ２１−のポリエチレンテレフタレート製フィルム
（厚さ３０μｍ）を巻き、常温硬化型エポキシ接着剤で
、フィルムの端部がはがれないように、また、Ｖベルト
とフィルムがズレしないように接着した。

実施例１で用いたウェハ搬送装置のＰＶＣ製ロー２４に
Ｖ型溝を掘り、上記で得た突起付きＶベルトを張って、
ウェハ搬送実験を行なったところ、Ｖベルトの回転はス
ムーズでウェハの搬送に全く支障なかった。

以下本発明の第６の実施例を説明する。

実施例２〜４で得た各種の突起付きベルトで、実施例１
と同じ様にウェハの鏡面がベルトの突起部に接触する様
にして実施例１の搬送装置を用いて２００．搬送し、鏡
面に付着したダスト数を測定した。その結果を第１表に
併記する。

次にポリウレタン製丸ベルト、シリコンゴム製丸ベルト
及びフッ素系エラストマー製ベルト（いずれも直径３ａ
ｕｎ）を用いて、実施例６と同様にウェハを２００．搬
送し、ウェハ鏡面に付着するダスト数を測定した。その
結果を第１表に併記する。

なお、第１表においては、ポリウレタン製丸ベルトを比
較例１、シリコン製丸ベルトを比較例２、フッ素系エラ
ストマー製ベルトを比較例３として記載している。

以下本発明の第６の実施例を説明する。

第１〜第４の実施例及び比較例１〜３で使用したベルト
からそれぞれの突起に巻かれているプラスチックフィル
ムを取り除いたベルトと、第１の実施例のウェハ搬送装
置を用いて、ウェハを２００閤搬送後、酸化炉に投入し
て９００　”Ｑでウェハを加熱しウェハ面に茶かっ色の
焼きつき（酸化膜の異常成長）が発生するか否かを観測
した。なお、実験にはベルト１種類につき、１０枚のウ
ェハを搬送実験した。

また、実験に用いたウェハは、フッ酸でウェハ表面の自
然酸化膜を完全に除去した後、十分に水洗し、乾燥した
撥水性のウェハを用いた。

その結果、突起にプラスチックフィルムを巻いたベルト
で搬送したウェハは、焼きつきが全く認められなかった
。これに対し、プラスチックフィルムを巻いていない突
起付きベルトで搬送したウェハは、ベルトの形状や加工
法等に関係なく、全種類のベルトで４〜５点（ウェハ１
ｏ枚で）の小さな茶かっ色の焼きつきが認められた。

さらに、比較例１〜３の丸ベルトで搬送したウェハは、
全種類のベルトで、４〜８枚（ウェハ１゜枚で）スジ状
の焼きつきが認められた。

第１表 発明の効果 以上のように本発明は、搬送用のベルトに突起物を設け
、その突起物の少なくとも先端部分にプラスチックフィ
ルムを被覆することにより、■　ウェハ等の被搬送物が
ベルトからうける汚染が非常に少なくなる。

■　被搬送物の汚染が少ないことから、酸化膜の異常成
長が起こらず、均質な製品が得られム■　被搬送物の汚
染が少ないことから、酸化炉等のＩＣ製造装置が汚れ難
く、装置のクリーニング等の手間がかからなくなる。

■　上記の諸効果から、歩留シが向上しかつ、装置の稼
動率が良くなる。

等の優れた効果を有する板状物の搬送装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるポリエチレンフ
ィルムで突起部を被覆した突起付きポリウレタン丸ベル
トの斜視図、第２図は本発明の第１の実施例における搬
送装置の平面図、第３図は本発明の第１の実施例におけ
るポリウレタン丸ベルトに突起を付けるために用いた金
型の斜視図、第４図は第３図の金型を用いてポリウレタ
ン丸ベルトに突起を付けた状態を示す説明図、第５図は
本発明の第２の実施例における平ベルトに突起を付けた
状態を示す斜視図、第６図は実施例３における丸ベルト
と円板状ゴムを接着した後の状態を示す□斜視図、第７
図は実施例４におけるＶベルトに上に突起物を溶着した
後の状態を示す斜視図である。 １・・・・・・ポリウレタン丸ベルト、２・・・・・・
ポリエチレンフィルム、３・・・・・・突起付きベルト
、４・・・・・・Ｐ　Ｖ　Ｃｊ　製ｏ　−ラ、５・・・
・・・５インチウェハ、６・・・・・・モータ、７・・
・・・・駆動用ベルト、８・・・・・・搬送装置ケース
、１３・・・・・・ポリウレタン丸ベルト、１４゜１５
ａ、１８・・・・・・突起、１５・・・・・・平ベルト
、１６・・・・・・シリコンゴム丸ベルト。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＠　
　１　　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　イ止ホ１り九タン丸７−ルド２−
−−ｎフィノｔ／諷 第３図 第４図 １３一本°リク／／′ｙン丸↑ルＹ ｆ４−−一償μζ ｆ５−ｍ−も１ルＹ 第　　５　　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　ｊ！；ｇ、−−−ｙ、°す゛′グ
′史刷”ｓ 第　７　図　　　　　　　　　　　　　　　　　１８一
定起ｆδ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベルトと、前記ベルトを支持し、前記ベルトを走行させ
   るためのベルト駆動手段から成る搬送装置において、前
   記ベルトの表面は複数の突起物を有し、かつ突起物の少
   なくとも先端部分がプラスチックフィルムで被覆されて
   いることを特徴とする板状物の搬送装置。