JPS6265843A - 半導体ウエハ取出し装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、板状体取出し装置に関し、例えばウェハカー
トリッジに収容されている半導体ウェハをウェハカート
リッジから取出すに好適な板状体取出し装置に関する。

口、従来技術 半導体ウェハ表面に酸化珪素膜等の堆積膜を形成するた
めにＣＶＤ装置が汎用されているが、近時、多数の半導
体ウェハを上下に積み重ねる如くに配した状態で処理す
る竪型炉と称される装置が注目されてきている。ｑの竪
型炉は旧来、の横型の炉とは異なって、半導体ウェハの
装入及び取出しが容易であり、作業に必要な占有面積も
少なくて済むという利点がある。

こうしたＣＶＤ装置を含む種々の処理装置において、多
数の半導体ウェハを円筒形のカートリッジ内に収納し、
カートリッジ毎に一括して処理することは有利である。

半導体ウェハ（以下、単にウェハと呼ぶ。）は、珪素又
はゲルマニウム等の半導体結晶のインゴットを薄（切っ
たもので、例えば厚さ０．６鶴程度、直径１５０鶴程度
の円板状を呈しており、通常、バスケットと呼ばれる容
器内に互いに間隙をおいて多数枚が収容されている。

旧来の横型炉にあっては、ウェハは縦にして横方向に並
んでバスケットに収容されていて、これらを一括して半
径方向から２個のレバーで挟み込んでバスケットから抜
き出し、向きを変えることなくカートリッジに移換えて
いた。

竪型炉にあっては、カートリッジ中にウェハを水平にし
て上下方向に互いに間隙をおいて多数枚収容し、一括し
て炉に装入するので、バスケットもカートリッジと同様
の状態でウェハを収容するようにするのが好都合である
。

炉内でウェハを処理するに当たり、カートリッジとウェ
ハとの接触面積は、雰囲気ガスの流通を良好にするため
に、できるだけ小さいことが望ましい。その上、竪型炉
用カートリッジでは、ウェハをバスケットとの間で移換
えるために、横方向の少なくとも一方にウェハが通過で
きる開口部（空間部）を設ける必要があり、カートリッ
ジはこの開口部を避けた位置でウェハを支持することに
なる。そのため、カートリッジ１は、第８図に示すよう
に、図示しないウェハを水平に支持する２本の主柱１ａ
とこの水平支持を安定にする補助柱１ｂとを有し、主柱
１ａ及び補助柱１ｂにはウェハを支持するための溝１ｅ
を設けた構造とするのが良い。間中、１Ｃは天蓋、１ｄ
は底板、１ｆはウェハ出し入れのための空間部である。

また、カートリッジは、炉内でウェハと共に加熱される
ので、その材料には石英ガラスが好ましく使用される。

ハ０発明に至る経過 本発明者は、検討を重ねた結果、上記の竪型ＣＶＤ装置
用のカートリッジには、次のような問題があることを見
出した。

上記の主柱及び補助柱の溝は、ウェハが等間隔をおいて
互いに平行に支持されるよう、所定のピッチを以て設け
られているが、繰返し使用するうちに、炉内での処理に
よる加熱と炉外での放冷との繰返しによって、主柱及び
／又は補助柱が変形し、やがて溝のピッチが僅か乍ら狂
うようになる。

このようになると、第１０図又は第１１図に示すように
、主柱１ａ及び補助柱１ｂによって支持されているウェ
ハ２６は、主柱１ａ外に一突出た部分の先端では間隔が
不同になり、カートリッジ１からウェハ２６を取出すた
めにウェハ取出し具３４をウェハ２６間に挿入しようと
すると、ウェハ取出し具３４の先端がウェハ、２６に当
たるようになる。このような状態でウェハ取出し具３４
を前進させると、ウェハ２６が破損し、また、この破損
の結果、好ましくない塵が発生するようになる。

そのほか、他の部分の寸法誤差やウェハ取出し具の運動
の誤差によっても、上記のような問題が起こり得る。

このような問題を解消したウェハ取出し装置は、現在迄
のところ、未だ提案されておらず、知られてもいない。

本発明者は、鋭意研究の結果、上記の問題を解決して本
発明をなすに至った。

二０発明の目的 本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって
、板状体（例えばウェハ）の水平が保たれていない状態
でも、板状体を破損することなく、安全に板状体支持装
置（例えばカートリッジ）から板状体を取出す板状体取
出し装置を提供することを目的としている。

ホ８発明の構成 本発明は、板状体を挿入又は取出すための空間部から挿
入された前記板状体をその周辺部で支持する板状体支持
装置から、板状体取出し具によって前記板状体を取出す
板状体取出し装置であって、前記板状体支持装置のうち
前記空間部に臨む板状体支持位置の近傍から、前記板状
体取出し具が挿入されるように構成された板状体取出し
装置に係る。

へ、実施例 以下、本発明をウェハの取出しに適用した実施例につい
て図面を参照しながら説明する。

ウェハ取出し具は、第３図に示すような金属又はセラミ
ックス製の平板４を有する。平板４上には仮想線で示す
１枚のウェハ２６をその周縁部で支持する支持台５を対
向して設け、平板４を図示しないカートリッジに支持さ
れているウェハの間隔と同一間隔をおいて多数枚（カー
トリッジ中に支持されているウェハと同じ枚数）重合わ
せて使用する。

支持台５の円外側には、その対向方向にウェハ２６の位
置決めをするための、プラスチック等の軟質材料からな
り、支持台５よりも僅かに高い突起６を設けである。支
持台５及び突起６は、同図のように矩形状を呈するもの
のほか、ウェハ２６の外周に平行な円弧状のものでも良
い。

第３図の支持台５、突起６は角柱状のものを横にした状
態としているが、これらに替えて、第４図に示すように
、ビン状の支持台５−２、突起６−２としても良い。

第１図はカートリッジ１に支持されているウェハ２６の
間隙に平板４を挿入する状態を示す平面図で、平板４は
、その先端がカートリッジ１の空間部１ｆを経由して一
方の主柱１ａに近い位置から矢印で示すようにウェハ２
６に沿って往動し、カートリッジ１中に挿入されて一点
鎖線で示す位置で停止する。

第２図は第１図の状態を示す正面図で、平板４は、図示
省略したスペーサを挟んで多数枚が所定間隔で重合わさ
れ、平板把持部１４によって把持され、一体となってい
る。平板把持部１４は、台板２５上に設けられたラック
２３に歯合するピニオン２０の回動によって往復動する
ようにしである０図示しないＣＶＤ装置で処理を終了し
たウェハ２６を支持するカートリッジ１は、ハンドラ２
７−１上に載置され、所定の位置に停止している。

第６図は平板把持部１４を往復動させる機構を説明する
ためのウェハ取出し装置の部分斜視図である。

一端を中心として回動可能なレバー７には、担持部１２
がレバー７の軸方向に往復動可能に嵌装されている。レ
バー７の一端７ａには、台板２５に設けられたボス１１
に例えば冷し嵌め又は焼嵌めによって嵌着された軸９が
ベアリング８を介して嵌入していて、レバー７の一端７
ａは、ボス１１上にスラストベアリング１０を介して載
設され、レバー７は軸９の中心軸を中心として回動可能
になっている。

担持部１２上には角柱１３が固着し、角柱１３に嵌装さ
れた平板把持部１４が、担持部１２上に載設された昇降
用モータ１５とカム１６とによって昇降可能になってい
る。

担持部１２の下面には、案内軸１７が垂直に固着してい
て、案内軸１７には平歯車１９がベアリング１８を介し
て回動可能に嵌装されている。平歯車１９の下方にはこ
れと一体となったビニオン２０があり、ピニオン２０は
、台板２５に固着されて担持部１２を所定の方向に移動
させるラック２３と歯合する。

ビニオン２０とラック２３との歯合は、台板２５にラッ
ク２３と平行に削設されたガイド溝２４に案内軸１７が
挿入することによってなされる。

ラック２０は、担持部１２の下面に固着された駆動用モ
ーター２１とその軸に固着して平歯車１９と歯合する平
歯車２２とによって回動し、ガイド溝２４上を移動する
ようにしである。

担持部１２の移動時には、担持部１２は、レバー７の軸
方向にレバー７と摺動しながら移動する。

この摺動に於ける摩擦を殆ど無視できる程度に軽減して
担持部の移動を容易ならしめるよう、レバー７と担持部
１２との間には、図示しないボールスライドを介在させ
である。

第５図はウェハ取出し装置及びカートリッジの運動を示
す平面図である。但し、第６図に示したレバー７は図示
省略しである。

図示しないＣＶＤ装置の装入孔下には、カートリッジを
装入又は排出するためのエレベータテーブル２８が位置
していて、処理の終了したウェハをカートリッジと共に
ハンドラ２７−１に載置し、ハンドラ２７−１は図の位
置迄回動して停止する。

平板把持部１４は、既に説明したようにガイド溝２４に
沿って往動し、平板把持部１４及び平板は実線で示す位
置から第１図で説明したように往動して一点鎖線で示す
位置で停止する。この状態では、第２図及び第５図から
解るように、平板４の先端は、一方の主柱１ａの近傍か
らウェハ２６に沿ってカートリッジ１内に挿入されるの
で、ウェハ２６の水平が正確に保たれていない状態にあ
っても、ウェハ２６の間隙に挿入され、平板４がウェハ
２６に衝突することはない。ウェハ２６の水平が正確に
保たれていない場合、ときとして平板４は往動中にその
側縁部でウェハ２６の外周を擦ることがあるが、ウェハ
の破損や実質的に障害となる塵の発生を起こすことはな
い。

平板２の、一方の主柱１ａに最も接近する先端部４ａの
位置は、第１図に示す主柱１ａの外側側面からの角度θ
が４５゛以内とし、特に好ましくは１０゛以内とするの
が良い。

次に、カム１６（第６図参照）が９０゛回転して平板把
持部１４と共に平板４を上昇させ、平板４がウェハ２６
を支持し、カートリッジ１のウェハ支持は解除される。

次に、平板４がウェハ２６を支持した侭、平板把持部、
１４がガイド溝２４に沿って復動し、二点鎖線で示す位
置で停止する。

この間に、レバー２７が反時計方向に９０゛回転し、他
方のハンドラ２７−２上の未処理のウェハをカートリッ
ジ１−２と共にエレベータテーブル方向に９０゛回動し
、空のカートリッジ１は元の位置に戻る。

平板４は往復動経路（直線状の部分が好ましい。）にバ
スケット２を位置させるように、台板２５の外側に設け
られた軸３１を中心としてバスケット支持台３１−１．
３１−２が回転できるようにしである。バスケット支持
台３１−１が時計方向に９０゛回転して三点鎖線で示す
位置に空のバスケ・ノド２を位置させると、平板把持部
１４は二点鎖線で示す位置から往動し、平板４がバスケ
ット２中に侵入して（三点鎖線で示す。）からカム１６
（第６図参照）が回転して平板４が下降し、ウェハ２６
をバスケット２に支持させ、平板把持部１４は復動して
再び二点鎖線で示す位置に位置する。

次にバスケット支持台３１−１．３１−２を時計方向に
１８０°回転させてバスケット支持台３１−２上に載置
しである未処理のウェハを収容するバスケット２−２を
三点鎖線で示す位置に位置させ、平板把持部１４を往動
させて平板４をバスケット２−２中にｆ受人させ、カム
１６を回転させて平板４を上昇させ、バスケット２−２
中の未処理のウェハ２６−２を支持させる。この間、処
理済みのウェハを収容したバスケット２は、図示しない
搬送手段によって搬送され、代わりに未処理のウェハを
収容したバスケットがバスケット支持台３１−１上に載
置される。

次に、平板４は再び二点鎖線で示す位置に復動し、バス
ケット支持台３１−１．３１−２は時計方向に９０゛回
転して平板４の経路から退避し、米中に未処理のウェハ
２６−２を挿入し、カム１６が回転して平板４が下降し
、未処理のウェハ２６−２をカートリッジ１に支持させ
、平板４は復動してカートリッジ１から離説する。

る平板４にバスケット２．２−２が衝突しないよう、軸
３１は図示しない駆動装置によってガイド溝２４に平行
に移動できるようにしである。

バスケット２はプラスチック製で、第９図に示すように
、両側壁内側にはウェハが嵌入する溝２ａ及びウェハを
支持するつば２ｂが多数段けられ、少なくとも一方の他
の側にはウェハを出入させるように開口部２ｄを設けで
ある。

第５図に於いて、図示しないＣＶＤ装置に装入されたウ
ェハの処理が終了すると、レバー２７が反時計方向に９
０゛回動し、エレベータテーブル２８が処理済みのウェ
ハをカートリッジと共にハンドラ２７−２上に載置する
。

第５図中、破線ａ、ｂは、平板４の往復動でその先端の
両角の移動する軌跡を示している。

第７図はカートリッジ１に支持されているウェハ２６を
取出してバスケット２中に収容するステップを示す断面
図である。

同図（ａ）は、ウェハ２６がカートリッジ１の主柱１ａ
及び補助柱１ｂの溝１ｅに嵌入して主柱１ａ及び補助柱
１ｂに支持されている状態を示す。

同図（ｂｌは、ウェハ取出し装置の平板４がカートリッ
ジ１中に挿入された状態（第５図の一点鎖線で示す状態
）を示す。

同図（Ｃ）は、第６図のカム１６が回動して平板４が上
昇し、ウェハ２６が平板４の支持台５に載置され、カー
トリッジ１による支持が解除された状態を示す。

同図（ｄｌは、ウェハ２６を支持した平板４がカートリ
ッジから離脱し、バスケット２中に侵入してその溝１ａ
にウェハ２６が嵌入した伏！３（第５図の三点鎖線で示
す状態）を示す。

同図（ｅ）は、第６図のカム１６が回動して平板４が下
降し、バスケット２のつば２ｂ上にウェハ２６が支持さ
れ、平板４による支持が解除された状態を示す。

同図（ｆｌは、平板４がバスケット２から離脱した状態
（平板４が第５図の二点鎖線で示す位置に再び位置した
状態）を示す。

バスケット中に収容されている未処理のウェハをこのバ
スケントから取出し、空のカートリッジに収容して支持
させる手順は、上記とは逆に、第７図の（ｆ）、（ｅ）
、（ｄｌ、（Ｃ１、（ｂ）、（ａ）の順に行えば良い。

平板４の昇降はカムによって行っているが、これに替え
てねじジヤツキ、油圧シリンダ、其他適宜の手段によっ
て良いことは言う迄もない。また、平板把持部１４の往
復動は、上記のラック、ピニオンの機構によるほか、軌
条上を移動させる等地の適宜の手段によることができる
。

上記の例はウェハ取出し装置を使用してカートリッジと
バスケットとの間でウェハを移換える例であるが、ウェ
ハ取出し装置は、上記のように使用されるには限られる
ものではなく、例えば、カートリッジから処理済みのウ
ェハを取出し、これを次の処理工程に直接搬送するのに
使用することもできる。

また、本発明に基づく板状体取出し装置は、半導体ウェ
ハのほか、他の板状体、例えば板状ガラス製品其他の板
状物品の取出しにも同様に通用可能である。

また、板状体は、必ずしも水平又は略水平に支持されて
いる必要はなく、垂直、或いは傾斜した状態で支持され
ていても良い。また、板状体取出し具は、上記の例のよ
うに板状体を支承してこれを支持する以外に、吸着其他
の方法でこれを支持するようにしても良い。

ト０発明の詳細 な説明したように、本発明に基づく板状体数の近傍から
、板状体取出し具が板状体支持装置に挿入されるように
構成されているので、板状体支持装置の寸法精度が低下
して板状体の位置が正確に保たれない状態であっても、
板状体の位置的誤差の最も小さい位置の近傍から板状体
取出し具が挿入されるようになる。従って、板状体取出
し具が板状体に衝突するようなことはなり、板状体を破
損することが避けられ、板状体支持装置から板状体を安
全に取出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は平板をカートリッジに挿入する状態を示す部分
平面図、 第２図は平板をカートリッジに挿入する状態を示す部分
正面図、 第３図及び第４図は平板の部分斜視図、第５図は半導体
ウェハ取出し具の運動を示す平面図、 第６図は半導体ウェハ取出し装置の部分斜視図、第７図
（ａ＞、（ｂ）、（Ｃ）、ｆｄ）、［ｅ）及び（ｆｌは
カートリッジ中の半導体ウェハをバスケットに移換える
手順を示す断面図、 第８図はカートリッジの斜視図、 第９図はバスケットの斜視図 である。 第１０図及び第１１図は比較の半導体ウェハ取出し装置
によって半導体ウェハ取出し具をカートリッジに挿入し
ようとする状態を示す部分正面図である。 なお、図面に示された符号に於いて、 １・・・・・・・・・カートリッジ １ａ・・・・・・・・・主柱 １ｂ・・・・・・・・・補助柱 １ｅ・・・・・・・・・溝 １ｆ・・・・・・・・・空間部 ２・・・・・・・・・バスケット ２ａ・・・・・・・・・溝 ２ｂ・・・・・・・・・つば ２ｄ・・・・・・・・・開口部 ４・・・・・・・・・平板 ７・・・・・・・・・レバー ７ａ・・・・・・・・・レバーの一端 ９・・・・・・・・・軸 １２・・・・・・・・・担持部 １４・・・・・・・・・平板把持部 １６・・・・・・・・・カム １７・・・・・・・・・案内軸 １９．２２・・・・・・・・・平歯車 ２０・・・・・・・・・ピニオン ２３・・・・・・・・・ラック ２４・・・・・・・・・ガイド溝 ２５・・・・・・・・・台板 ２６．２６−２・・・・・・・・・半導体ウェハ３１−
１．３１−２・・・・・・・・・バスケット支持台であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、板状体を挿入又は取出すための空間部から挿入され
   た前記板状体をその周辺部で支持する板状体支持装置か
   ら、板状体取出し具によって前記板状体を取出す板状体
   取出し装置であって、前記板状体支持装置のうち前記空
   間部に臨む板状体支持位置の近傍から、前記板状体取出
   し具が挿入されるように構成された板状体取出し装置。