JPS63308928A - 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〕 この発明は半導体ウェハ（以下ウェハという）のＣＶＤ
処理工程やエツチング処理工程、あるいは検査工程等ｌ
こ用いられるウェハ搬送装置の構成に関する。

〔従来の技術〕

従来より、半導体製造装置に組み込まれウェハの搬送を
行うウェハ搬送装置の−っに第７図に示すものがある。

以下、図面をもとｌこその構成および作用を説明する。

第７図において、２はウェハ収納溝２ａを有するウェハ
カセットで、その内部には複数のウェハ１が一枚づつ表
面（プロセス処理側面）を上刃に向けて水平かつ等間隔
に収納されている。また、４は昇降ステージでその下部
には昇降ネジ軸５とガイ：’　Ｑ１１６が取り付けられ
ている。この昇降ネジ軸５は昇降駆動用のモータＭ１に
よって回転されるｒ！１車７と噛み合う歯車８のネジ切
り部８ａに係合し、歯］！８とベアリング９を介してベ
ース１０に支持されており、ガイド細６は、ベース１ｏ
の嵌合部１０　ａ　ＩＣ嵌合するようにして支持されて
いる。したがって、モータＭ１　が駆動されると、ネジ
の送り作用により、昇降ステージ４は上昇または下降す
る。なお、−単８には、ウェハカセット昇降ステージ４
が昇降したときの歯車８の回転角に対応するスリットを
切った円板３９が取り付けられており、このスリットを
光’ｒＪ！七７４１−、あるいは静ｗｔ容量型センサー
等の七ンサー４ｏで検出し、その信号をもとにモータＭ
１　を」劾、停止させることｌこよって、昇降ステージ
４がウェハカセット２のウェハ収納溝ピッチに和尚する
距離づつ昇降するようになっている。

一方、４１はウェハ１を支持するウェハ支持部である。

このウェハ支持部４１１こは真空吸着口４２とそれに連
通ずる環状孔４３とが設けられでいる。

また、４４はウェハ支持ｆＬＡ４１を水平面内で移動さ
せる移動手段で、ウェハ支持部４１の下部１こ取り付け
た方向Ｒ１ｉ＋用の回転アクチュエータ４５と、一端に
固着された歯Ｍ、４７を有し、回転アク千ユエータ４５
のネジ切り部４５ａに係合する送りネジ媚〕４６と、１
車４フイこ噛み合う歯Ｚｌｆｆｉ、４８を回転させる前
後駆動用のモータＭ２　とから構成されている。このた
め、モータＰｖ１□が厖肋されると、ウェハ支持部４１
は前進または後退する。

上述の如く構成されたウェハ搬送装置によって、次のよ
うにウェハ１の搬送が行われる。すなわち、まず、ウェ
ハカセット２の設置されている昇降ステージ４が最も上
昇した状四にセットされる。このとき、ウェハ支持部４
１上端の高さ位置は、ウェハカセット２に収納された最
下部のウェハ１の高さ位置より、ウェハ収納溝ピッチ分
だけ下に位置するように調整されている。次に、モータ
Ｍ２が駆動され、ウェハ支持部４１が送りネジ軸４６Ｉ
こ沿って前進をはじめ、ウェハカセット２内に進入し、
所定の位置で停止する。そして、モータＭ１が、駆動さ
れ、昇降ステージ４がウェハ収納溝ピッチ分だけ下降し
て停止すると、ウェハ１の裏面がウェハ支持部に当接す
る。ここで、ウェハ１により塞がれた真空吸着口４２内
の空気が環状孔４３から真空ポンプ（図示せず）等で排
気され、真空吸着口４２内が負圧になると、ウェハ１は
真空吸着口４２に吸着され、ウェハ支持部４１に固定さ
れる。この状態で、モータＭ２が逆回転駆動され、ウェ
ハ支持部４１が後退をはじめ、所定の位置で停止する。

さらに、回転アク千ユエータ４５が所定の角度だけ回転
することにより、ウェハ１は次のステーションへ搬送さ
れる。そこで、ウェハ１に化学的処理、あるいは物理的
処理等が施される。

以上の動作の繰り返しによつＣ、ウェハカセット２内の
複数のウェハ１を次のステーションへ搬送する。なお、
ウェハカセット２にウェハを収納する際には、上述の逆
動作により、ウェハカセット２のウェハ収納溝の量上段
から順次ウェハ１を挿入していくようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のような従来のウェハ搬送装置にお
いては、ウェハ１表面（プロセス処理側面）のプロセス
処理部がウェハ支持部４１に当接し汚損されることのな
いようζこ、表面を上刃１こ向けるようにしてウェハ１
を搬送していたが、搬送中のごみ等の落下によりウェハ
１表面のプロセス処理部が汚損されることがあった。ま
た、昇降ステージ４の昇降が、歯車８に取り付けた円板
３９のスリットをセンシングする七ン廿−４０からの信
号をもとにして行われるので、昇降ステージ４は、常に
ウェハ収納溝ピッチ分だけ移動したところで停止する。

このため、ウェハカセット２内のウェハ１が欠落してい
る場合には空搬送が行われろ。この事が、ロスタイムを
発生させ、ワークコストを上げる原因となっていた。

この発明は上述の問題点に話みなされたもので、表面を
下方に向けた状態でウェハを支持し、プロセス処理部を
汚損することなくウェハを次のステーションへ搬送する
ことが可能で、力）つ、空搬送のおそれ（／、）　ｌｌ
：い−クエハ搬送装（１！１を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決する１こめの手段〕 上述の問題点を解決するために、この発明によれば、表
面（プ［！セス処理側面）を下方に向けた４１数のウェ
ハを一枚づつ水平に収納するウェハカセットと；　Ｍｆ
ｗ記ウェハを固定下る固定手段を有し、前記固定手段に
ウェハの表面の外周部が当接するようにして前記ウェハ
を支持するウェハ支持部と、前記ウェハ支持部を水平面
内で移動させ、ウェハ支持部をウェハカセット内に進入
・離脱させる移動手段とからなるウェハハンドラと′、
前記ウェハカセットを昇降させる昇降手段と；　前記ウ
ェハカセット内の搬送すべきウェハの位置を検出し、前
記移動手段にウェハ支持部をウェハカセット内に進入さ
せる（駆動信号を送出する第１の検出手段と１前記ウエ
ハが前記ウェハ支持部の所定位置に支持されていること
を検知し、前記昇降手段の昇降を停止させ前記移動手段
にウェハ支持部をウェハカセットから離脱させる駆動信
号を送出する第２の検出手段と５からウェハ搬送装置を
構成する。

〔作用〕

上述の如く構成された本発明にょるウェハ搬送装置にお
いては、複数のウェハが表面（プロセス処理側面）を下
方に向けるようにして、一枚づつ水平ｉｃウェハカセッ
トに収納されており、第１の検出手段がウェハカセット
内の搬送すべきウェハの位ｉｔヲ検出すると、ウェハカ
セットとウェハハンドラとの間でのウェハの受は渡し位
置が設定される。それにもとづいてウェハハンドラのｓ
ｂ手段が作動し、ウェハ支持部がウェハカセット内の搬
送すべきウェハの真下に移動される。次に、ウェハカセ
ットを列降させる昇降手段が作動し、ウェハとウェハ支
持部とが当接すると、ウェハは固定手段１こより表面を
下方ｌこ回げた状態で、ウェハ支持部の所定位置に固定
される。同時１こ、ウェハがウェハ支持部の所定位］１
こ支持されたことを第２の検出手段が検知すると、昇降
手段が停止する。

なお、ウェハ支持部は、ウェハの表面の外周部に当接す
るよう番こしてウェハを支持するものであるから、ウェ
ハの表面のブローヒス処理部が汚］慣されることはない
。そして、ウェハ支持部に支持されたウェハは、表面を
下方（こ向けたままの状態で、〔実施例〕 以下１本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。第
１図は１本発明によるウェハ搬送装舒の構成図である。

第１図において、２は表面（プロセス処理側面）を下方
に向けた複数のウェハ１を一枚づつ水平に収納するウェ
ハカセットで、第２図（矢印方向から見たウェハカセッ
ト２の正面図）に示すように、その内部にはウェハ１を
収納するためのウェハ収納溝２ａが等間隔１こ設けられ
ている。

また、３は昇降手段で次のように構成されている。すな
わち、ウエハカセッｌ−２が設置される昇降ステージ４
の下部に昇降ネジ軸５とガイド軸６が取り付けられてお
り、昇降ネジ軸５が昇降片、動用のモータＭ、によっ−
Ｃ回転される歯車７と噛み合う歯車８のネジ切り部６ａ
（こ係合し、歯車８とベアリング９を介しＣベース１０
に支持され、ガイド１ｌｉ）ｉｔ　６がベース】Ｏの一
１合部１０ａに嵌合するようにして支持されている。こ
のため、モータＭ１が駆動されると、ネジの迂り作用１
こより、昇降スモータ４が上昇または下降する。

１１は、ウェハカセット２内の搬送すべきウェハ１の位
置を検出する第１の検出手段で、ベース１０上に固定さ
れたセンサー支え１２の上端に取り付けられている。な
お、第１の検出手段として。

例えば、光電センサーあるいは靜１容量型センサーなど
が用いられる。

１３は、ウェハ支持部１４と移動手段２３とからなるウ
ェハハンドラで１通常、真空容器３８内に取り付けられ
る。

ウェハ支持部１４には、第３図に示すように。

内側に下降傾斜する案内面１６ａとウェハ１の外周に整
合する底面１６ｂを有するテーパ状の第１の凹部１６と
、前記底面１６ｂに円形加工を施すことによって形成さ
れた第２の凹部１７とからなる固定手段１５が設けられ
ている。これにより。

ウェハカセット２とウェハ支持部（、Ｑ？との間でウェ
ハ１の受は渡しをする際、ウェハ１は案内面１６ａ（こ
当接すると、案内面１６ａに泪って下方１こ滑り洛ち、
ウェハ１の外周に整合する底面１６ｂに位置決めされる
。底面１６ｂには第２の凹部１７が設けられているので
、ウェハ１は表面の外周部だけを支持されることになり
、プロセス処理部が汚損されることはない。通常、ウェ
ハ１の各種処理工程では、ウェハ１に処理を施す際、ウ
ェハ１の位置合わせを必要とするので、この種のウェハ
搬送装置においては、常にウェハ１をウェハ支持部１４
の所定位置で支持するよう（こして搬送することが重要
である。しかし、ウニバカセント２内のウェハ１は各々
１前後、左右に不揃いな状１報で収納されているので、
上述のような固定手段１５により、ウェハ１をウェハ支
持部１４の所定の位桁に位置決ぬし、固定する必要があ
る。な名、フラット部１８は、ウェハカセット２から突
出して収納されているウェハ１を押し込み、ウェハ１を
案内面１６ａに当接させるためのものである。また、第
１図および第３図中の２２は、ウェハ１がウェハ支持部
１４の所定位置に支持されているか否かを検知するため
の第２の検出手段で１例えば光電センサーあるいは静電
容量型センサーなどである。

一万、移動手段２３は、一般にメカニカルパンタグラフ
機構と呼ばれるもので、以下、第４図および第５図にも
とづいて、その構成および動作を詳細に説明する。第４
図において、２４は、伸縮率動用のモータＭ２により回
転される回転軸で。

ブー１＋　−２５と歯車２６が固着されている。この回
転軸２４の中央部はヘアリングを介して本体２７に支持
され、上端部はヘアリングを介して第１のｒ−ム２８の
一端に連結されている。２９は歯車３１が固着された連
結軸３２と、プーリー３３が固着された連結軸３４を有
する第２のアームで。

連結軸３２はウェハ支持部１４（こ、連結軸３４は第１
のアーム２８に、それぞれベアリングを介して連結され
ている。また、３５）まブーＩＪ　−２５の小動力をプ
ーリー３３に伝達するためのタイミングベルトである。

なお、第１のアーム２８と第２のアーム２９とからなる
アーム部′、３０は対をなすようにして設けられており
、一対の歯車３１と３１゜および一対の歯車２６と２６
が互いに噛み合うように配置されているので、モータＭ
、が駆動されると、アーム部３０は、第５図（ａ）〜（
Ｃ）に示すような伸縮動を行う。すなわち、第５（ａ）
図はアーム部３０を完全に伸ばした状態、第５（ｂ）図
はアーム部３０が縮んでい（状態、第５（Ｃ）図はｒ−
ム部３０が完全に縮んだ状態を示すものである。さら（
こ。

本体２７がベアリングを介して、（全容δ＝　：３　ｓ
　！こ固定されたサポート３Ｇ＋こ支持され２本体２７
の最下部ζこ形成された歯車２７ａが旋回駆動用のモー
タＭ、により回転される歯車３７と・噛み合っているの
でモータＭ３を駆動させることにより、本体２７が回転
し、アーム部３０は見回を行う。したがって、モータＭ
、およびモータＭ、の駆動を仙御すれば、ウェハ支持部
１４を一定範囲の水′ｆ而面で移動させることが可能で
ある。なお、駆肋掠となる七−夕としては、パルス七−
夕あるいはインダクションモータ等が用いられる。

以上の如く構成された本発明からなる・″フェノ＼搬送
装置によって１次のようにウエノ人の搬送が付われる。

ウェハ１の搬送（こあたっては、まず、火、ｊを下方に
向けた複数のウェハ１を収納しているウェハカセット２
を昇降ステージ４Ｉこ設置するととべ もに、アール部３０を縮めた状態でウェハハンドラ１３
をウェハーｈセット２に対向させておく。いま、第１の
検出手段１１が、ウェハカセット２内に収納されている
最下部のウェハ１の位置を検出すると、ウェハカセット
２とウェハハンドラ１３との間でのウェハ１の受は浬し
位置が設定され。

τクエハ支持部１４が搬送すべきウェハｌよりやや下方
に位はするように、ウェハカセット２とウェハハンドラ
１３の高さ位置関係が調整される。ここで、移動手段２
３のｊＫ駆動源′あるモータＭｔ　が駆動され、アーム
部３０が伸びることにより、ウェハ支持部１４はウェハ
カセット２内に進入するが、搬送すべきウェハ１の下方
の所定位置まで進むと、モータＭ、が停止され、ウェハ
支持部１４はその位置に位は決めされる。次に、昇降手
段３の駆動源であるモータＭ１　が駆動され、昇降ステ
ージ４が下降することにより、ウェハ１はウェハ３、、
、お、４８や５．。１１ケゆえ（ル、。よ。

ウェハ支持部１４の所定位置に固定される。同時１こ、
この事を第２の検出手段２２が検知して、モータＭ、を
停止させる。このようにして、ウェハ１がウェハ支持部
１４に固定されると、モータＭ。

が前記とは逆方向に回転駆動され、アーム部３゜が縮む
ことにより、ウェハ支持部１４は後退するが、予め設定
された所定の位置まで後退するとモータＭ、が停止され
、ウェハ支持部１４はその位置で停止する。続いて、モ
ータＭ、が駆動され。

アーム部３０が節回することにより、ウェハ支持部１４
は次のステーションに向かい節回をはじめ、ウェハ支持
部１４がウェハ１を搬出すべき方向に向くと、モータＭ
、が停止され、ウェハ支持部１４はその位置で停止する
。そして、再び、モータＭ！が駆動され、アーム部３０
が伸びることにより。

ウェハ支持部１４に支持されているウェハ１は次ＣＤ　
ス−ｊ−−ジョンへ搬送される。ウェハ１の搬送力完了
すると、ウェハハンドラ１３はウェハカセット２と対向
する初期の状態にもどる。なお、この状態でウェハ１取
り出し用の制御信号が入ると。

ウェハ搬送装置は上述の動作を繰り返し、ウェハカセッ
ト２内のウェハ１は最下部のものから、順次１次のステ
ーションへと搬送されていく。

次に、ウェハ１をウェハカセット２へ搬送し収納する場
合の本装置ｔの動作について説明する。ウェハ１の収納
（こあたっては、まず、ウェハカセット２に対向するウ
ェハハンドラ１３のウェハ支持部１４にウェハ１を載置
するとともに、ウェハ１がウェハカセット２に設けられ
た最上段のウェハ収納溝２ａの中心部に挿入されるよう
に、ウェハカセット２とウェハハンドラ１３との高さ位
置関係を調整してお（。なお、このとき、第２の検出手
段２２は、ウェハ支持部１４の所定位置（こ支持されて
いるウェハｌを検知している。いま、ウェハ１収納用の
制御信号が入ると、ウェハ支持部１４はウェハ１を最上
段のウェハ収納溝２ａに挿入しなからウェハカセット２
内に進入し、所定の位置で停止する。次に、昇降ステー
ジ４が上昇し、ウェハ収納ｒ４２ａがウェハ支持部１４
上のウェハ１を持ちあげる。そして、ウェハ１がウェハ
支持部１４から浮上し、第２の検出手段２２がウェハ１
を検知できなくなると、昇降ステージ４が停止するとと
もに、ウェハ支持部１４が後退をはじめる。

ウェハ支持部１４が初期の状態にもどると、再び、昇降
ステージ４は上昇をはじめるが、最上段のウェハ収納溝
２ａに挿入されたウェハ１が、ウェハう− 支持部１４よりウェハ収納溝ビック分だけ上方に位置し
たことを第１の検出手段１１が検知した時点で停止する
。このため１次にウェハカセット２内に収納されるウェ
ハ１は、」二から二段目のウェハ収納ｎ　２　ａに挿入
されることになる。上述の動作の繰り返しにより、ウェ
ハ１は最上段のウェハ収納１’／４２３から、順次、挿
入され、ウェハカセット２に収納される。

さらに１本発明の他の実施例を第６図を用いて説明する
。第６図は、真空吸着機構１９を付加したウェハ支持部
１４を示すものである。この真空吸着機構１９は、ウェ
ハ１外周部と当接する底面１６ｂに設けた真空吸着ｎｋ
　２０と、それに連通ずる環状孔２１と、真空ポンプ（
図示せず〕とから構成され、ウェハ１が底面１６ｂに当
接すると同時に真空ポンプの運転を開始し、ウェハ】の
外周部を吸着するようにし−ご確実にウェハ１を固定Ｃ
るものである。なお、このような真空吸着’ａ　ｆ４１
９を俯えたウェハ支持部１４を用いれば　ｅ）エバ１の
表面を下方に向けた状態で、ウェハ１の裏面を吸着する
ようにして支持することも可能である。

以上説明した本発明によるウェハ搬送ｉ装置においては
、ウェハハンドラ１３とウェハカセット２との間でウェ
ハ１の受は渡しを行う際、ウェハカセット２を昇降させ
る昇降手段３５：用いて、ウェハ１の受は渡しを行うよ
うにしているが、ウェハハンドラ１３を昇降させる別の
昇降手段を用い−Ｃ、ウェハ１の受は渡しを行うように
しても何ら問題はない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように１本発明によるウェハ搬
送装りにおいＣは、ウェハ１の表面の外周部に当接する
ようにしてウェハ１を支持するウェハ支持部１４で、ウ
ェハカセット２ζこ収納されている表面を下方に向けた
ウェハ１を支持し、その状態で移動手段２３１こより、
ウェハ１を次のステーションへ搬送するので、搬送中の
ごみ等の落下のために、ウェハ１のプロセス処理部が汚
損されるということが防止される。さらに、ウェハカセ
ット２とウェハハンドラ１３との間でウェハ１の受は渡
しを行う際（こ、第１の検出手段１１で。

直接ウェハ１の位置を検出し、それをもとにしてウェハ
１の受は渡し位置を設定するようにしたので、ウェハカ
セット２内のウェハ１が欠落している場合の空搬送が防
止され、ワークコストの点でも改善が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は不発Ｆ、：、！’ｉの実施例を示
すもので、第１図はウェハ搬送装置ａの構成図、第２図
はウェハカセットの正面図、第３図はウェハ支持部の側
面図、第４図はウェハハンドラの構成図。 第５図はウェハハンドラの動作態様図であり、第６図は
本発明の他の実施例を示すウェハ支持部の側面図である
。また、第７図は従来のウェハ搬送１：ウエハ、２：ウ
エハカセット、３：昇降手段、１１：第１の検出手段、
１３：ウェハハンドラ、１４：ウェハ支持部、１５：固
定手段、２２：第２の検出手段、２３：移動手段。 ７５ｕ￥斗祿 窩　３　喝 ノ３７エババンドラ 聞　４　区 第　５　、・ｚ ／９美ｑ俵看利す先 箋ム　閃 爾　７　区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）表面（プロセス処理側面）を下方に向けた複数のウ
   ェハを一枚づつ水平に収納するウェハカセットと；前記
   ウェハを固定する固定手段を有し、前記固定手段にウェ
   ハの表面の外周部が当接するようにして前記ウェハを支
   持するウェハ支持部と、前記ウェハ支持部を水平面内で
   移動させ、ウェハ支持部をウェハカセット内に進入・離
   脱させる移動手段とからなるウェハハンドラと；前記ウ
   ェハカセットを昇降させる昇降手段と；前記ウェハカセ
   ット内の搬送すべきウェハの位置を検出し、前記移動手
   段にウェハ支持部をウェハカセット内に進入させる駆動
   信号を送出する第１の検出手段と；前記ウェハが前記ウ
   ェハ支持部の所定位置に支持されていることを検知し、
   前記昇降手段の昇降を停止させ前記移動手段にウェハ支
   持部をウェハカセットから離脱させる駆動信号を送出す
   る第２の検出手段と；を備えたことを特徴とするウェハ
   搬送装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載のウェハ搬送装置におい
   て、移動手段は伸縮および施回可能なメカニカルパンタ
   グラフ機構からなることを特徴とするウェハ搬送装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載のウェハ搬送装置におい
   て、固定手段は、内側に下降傾斜する案内面と前記ウェ
   ハの外周に整合する底面を有する第１の凹部と、前記底
   面と前記ウェハのプロセス処理部とが当接することを防
   止する第２の凹部とからなることを特徴とするウェハ搬
   送装置。 ４）特許請求の範囲第１項記載のウェハ搬送装置におい
   て、第１の検出手段および第２の検出手段は、光電セン
   サーあるいは静電容量型センサーであることを特徴とす
   るウェハ搬送装置。