JP4176564B2 - ウェハ移載装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウェハをキャリアとボートの間でバッチ式に移し替える際に用いるウェハ移載装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術を図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は要部の正面図であり、図１３はウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図である。
【０００３】
図１２及び図１３において、拡散工程やＣＶＤ工程等で用いる半導体ウェハ移載装置は、装置本体２の内部の所定位置から外部所定高さ位置までの間を昇降動作する第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４が離間して備えられており、さらに第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４の間にウェハ把持移送機５が備えられている。また第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４には、それぞれの図示しない昇降駆動部により駆動される昇降軸６の上端に櫛歯部材７が設けられている。櫛歯部材７は、それぞれ２つの略対称形状をなす櫛状材８，９が、櫛歯開口端を上方にし、歯列方向を水平方向として対向するように設けられたものとなっている。
【０００４】
また、ウェハ把持移送機５は、装置本体２の上方側にＴ字形状をなす支持柱１０と、この支持柱１０上部の水平腕部材１１に沿って第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４の直上の間を往復動するウェハ把持部材１２を備えている。なお、ウェハ把持部材１２は、下部に把持動作をする対をなす把持材１３ａ，１３ｂを設けてなる把持部１４と、上部に把持部１４の把持動作と水平腕部材１１に沿っての往復動をするための駆動部１５を有するものとなっている。
【０００５】
そして、上記のように構成された装置での移載動作は次のようなものとなる。すなわち、先ず装置本体２内部に第１及び第２のウェハ昇降機３，４の櫛歯部材７が位置するようにし、半導体ウェハ１６が複数の溝１７に立てた状態でそれぞれ収容されたキャリア１８を、第１のウェハ昇降機３の櫛歯部材７直上に位置するよう装置本体２の上面上に載せる。また、移送された半導体ウェハ１６を収容しようとする空のボート１９を、同じく第２のウェハ昇降機４の櫛歯部材７の直上に位置するよう装置本体２の上面上に載せる。
【０００６】
次に、第１のウェハ昇降機３の昇降軸６を上昇させ、キャリア１８に収容された半導体ウェハ１６を、櫛歯部材７の対向する櫛状材８，９の櫛歯部分に一枚ずつ保持する。さらに、ウェハ把持移送機５のウェハ把持部材１２をキャリア１８の直上方に位置させ、把持材１３ａ，１３ｂを開き把持可能状態にしておき、第１のウェハ昇降機３の昇降軸６により櫛歯部材７をウェハ把持部材１２による把持位置まで上昇させる。続いて、把持材１３ａ，１３ｂによって半導体ウェハ１６を把持すると共に、第１のウェハ昇降機３の櫛歯部材７を下降させる。
【０００７】
その後、半導体ウェハ１６を把持したウェハ把持部材１２をボート１９の直上方位置に水平移動させる。そして、第２のウェハ昇降機４の昇降軸６により櫛歯部材７を上昇させ、櫛状材８，９の櫛歯部分に半導体ウェハ１６を一枚ずつ保持可能な状態にする。続いて、ウェハ把持部材１２による半導体ウェハ１６の把持を解除し、第２のウェハ昇降機４の櫛歯部材７に半導体ウェハ１６を保持させる。
【０００８】
次に、第２のウェハ昇降機４の櫛歯部材７を下降させ、櫛歯部材７を装置本体２内部にまで下降させることでボート１９内に半導体ウェハ１６を移し、キャリア１８からボート１９への半導体ウェハ１６の移載を終了する。この後、ボート１９に収容された半導体ウェハ１６は、例えば図示しない拡散炉やＣＶＤ装置等に搬送され、所定の加工が施される。また、加工を終えた半導体ウェハ１６は、ボート１９に収容された状態で半導体ウェハ移載装置に掛けられ、上記過程の略逆の過程を経てキャリア１８に移載、収容される。
【０００９】
しかしながら上記の従来技術においては、例えばキャリア１８の半導体ウェハ１６を立てた状態で収容する溝１７の位置と、第１のウェハ昇降機３の櫛歯部材７の対向する櫛状材８，９の櫛歯開口位置が正確に一致するように、予め位置合わせ、そのための正確な調整が必要であり、位置調整に手間がかかり時間を要するものであった。
【００１０】
また、こうした位置調整が不十分であったり、半導体ウェハ１６に熱加工による反りがあって変形していたり、さらにキャリア１８及びボート１９に製作誤差があったりして、櫛歯部材７の櫛状材８，９の櫛歯部分に円滑に収容できず、半導体ウェハ１６が櫛状材８，９の櫛歯やキャリア１８の溝１７壁と擦れあい、それによって発塵の虞が生じ、また半導体ウェハ１６の疵付き、割れなどの問題を起こす虞があった。
【００１１】
また、半導体ウェハ１６の厚さが厚いものと薄いものとでは、キャリア１８の溝１７に収容した場合に同じ溝幅であると、半導体ウェハ１６の倒れる角度が異なるため櫛歯開口位置が一致せず、それぞれの場合に合わせて正確に位置合わせする必要が有り、半導体ウェハ１６の厚さが厚いものと薄いものとの装置共用ができなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところはウェハ搬送体の溝位置と櫛歯部材の櫛歯位置の位置合わせが比較的簡単で、手間を要することがなく、またウェハに変形等が有っても疵付きや割れなどの問題を起こす虞がなく、さらにウェハの厚さに関係なく共用することができるウェハ移載装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のウェハ移載装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法は、第１のウェハ搬送体と第２のウェハ搬送体との間で、一方のウェハ搬送体の溝内に立てた状態で保持された複数枚のウェハを他方のウェハ搬送体に、前記ウェハを保持する櫛歯部材を備えた第１及び第２のウェハ昇降機とウェハ把持移送機を用いて移載する装置であって、前記第１及び第２のウェハ搬送体に対応して設けられた前記第１及び第２のウェハ昇降機は、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持されたウェハに対応して前記櫛歯部材の位置を位置修正する位置修正機構を備えており、該位置修正機構が、前記櫛歯部材の歯列方向の動きをガイドするガイド部材と、前記櫛歯部材を歯列方向互いに逆となる方向に引張するよう付勢された弾性部材とを備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持されたウェハが前記櫛歯部材に接触することによって歯列方向に往復動して位置修正を行うものであり、且つ、位置修正動した後に前記弾性部材により前記櫛歯部材を元位置に自動復帰させる復帰機能を有しているものであることを特徴とするものであり、
また、第１のウェハ搬送体と第２のウェハ搬送体との間で、一方のウェハ搬送体の溝内に立てた状態で保持された複数枚の半導体ウェハを、前記半導体ウェハを保持する櫛歯部材を備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体に対応して設けられた第１及び第２のウェハ昇降機とウェハ把持移送機により他方のウェハ搬送体に移載するウェハ移載装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記ウェハ移載装置が、前記第１及び第2のウェハ昇降機に、前記櫛歯部材の歯列方向の動きをガイドするガイド部材と、前記櫛歯部材を歯列方向互いに逆となる方向に引張するよう付勢された弾性部材とを備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持された半導体ウェハが該櫛歯部材に接触することにより歯列方向に往復動して前記櫛歯部材の位置を位置修正すると共に、位置修正後に前記弾性部材により前記櫛歯部材を元位置に自動復帰させる復帰機能を有する位置修正機構を備えていることを特徴とする方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は斜視図であり、図２は要部の正面図であり、図３はウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図であり、図４は位置修正機構の平面図であり、図５は位置修正機構の正面図であり、図６は位置修正機構の側面図であり、図７はウェハ移載の第１の工程を示す要部の正面図であり、図８はウェハ移載の第２の工程を示す要部の正面図であり、図９はウェハ移載の第３の工程を示す要部の正面図であり、図１０はウェハ移載の第４の工程を示す要部の正面図であり、図１１はウェハ移載の第５の工程を示す要部の正面図である。
【００１５】
図１乃至図１１において、２１は拡散工程やＣＶＤ工程等で用いる半導体ウェハ移載装置で、この半導体ウェハ移載装置２１には、装置本体２２に離間して第１のウェハ昇降機２３と第２のウェハ昇降機２４が備えられ、さらに両ウェハ昇降機２３，２４の間にはウェハ把持移送機２５が備えられている。そして、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４は、共に装置本体２２の上部の長方形の第１昇降開口２６、第２昇降開口２７を内部の所定位置から外部所定高さ位置までの間を、装置本体２２の内部に設けられた図示しない駆動部によって矢印Ａで示すように昇降動すると共に、装置本体２２の前後方向である開口長手方向に、矢印Ｂで示すように往復動するものとなっている。
【００１６】
さらにウェハ把持移送機２５も、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４の前後方向の往復動に同期して、同じく装置本体２２の内部に設けられた図示しない駆動部によって装置本体２２の上部の長方形の移送開口２８を前後方向である開口長手方向に、矢印Ｂで示すように往復動するものとなっている。
【００１７】
また、第１のウェハ昇降機２３と第２のウェハ昇降機２４は、それぞれ駆動部によって昇降及び往復駆動される昇降軸２９の上端部分に、位置修正機構３０を間に介在させて櫛歯部材３１が設けられている。櫛歯部材３１は、それぞれ２つの略対称形状をなす櫛状材３２，３３が、多数の先端に向って拡開するよう形成された櫛歯開口３４を上方にし、歯列方向を水平方向として対向するように設けられたものとなっている。なお、櫛歯開口３４の底部部分は、片方側の櫛歯方向に傾斜したものとなっている。
【００１８】
また、位置修正機構３０は、基板３５上の相対する位置に二つのリニアガイド部材３６，３７を、そのガイド方向が互いに平行となるように備えており、さらにガイド部材３６，３７の上には、略Ｔ字形状をなす対称形状をなす２つの櫛状材取付台３８，３９が、それぞれ互いの突出部分４０を対向するようにして固定されている。そして、櫛状材取付台３８，３９上には櫛状材３２，３３が、互いの対応する櫛歯開口３４を対向させ、歯列方向とガイド部材３６，３７によるガイド方向を一致させた状態で固定される。また基板３５上には、ガイド部材３６，３７のガイド方向の両方側に、固定金具４１ａ，４１ｂが固定ねじによりねじ止めされている。
【００１９】
さらに、固定金具４１ａ，４１ｂと櫛状材取付台３８，３９の突出部分４０の対向する面との間には、引張弾性部材、例えば引張りコイルスプリング４２が、調整ねじ等を設けることにより付勢力を調整可能にして取り付けられている。これによって櫛状材取付台３８，３９が、その中央をガイド部材３６，３７によるガイド範囲略中央となる基板３５の略中央位置を中立点として配置される。なお、固定金具４１ａ，４１ｂには、規制位置調整可能な位置規制部材としてストッパボルト４３が設けられており、櫛状材取付台３８，３９の移動範囲が所定の範囲となるようにしている。そして、このように構成された位置修正機構３０は、昇降軸２９の上端の取付部材４４に取付ねじにより取着される。
【００２０】
一方、ウェハ把持移送機２５は、装置本体２２の上方側に延出し、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４の対応昇降開口２６，２７の往復動に同期して移送開口２８を往復動するＴ字形状をなす支持柱４５と、この支持柱４５上部の水平腕部材４６に沿って第１のウェハ昇降機２３と第２のウェハ昇降機２４の直上との間を往復動するウェハ把持部材４７を備えている。なお、ウェハ把持部材４７は、下部に把持動作をする対をなす把持材４８ａ，４８ｂを設けてなる把持部４９と、上部に把持部４９の把持動作と水平腕部材４６に沿っての往復動をするための駆動部５０を有するものとなっている。また把持材４８ａ，４８ｂには、半導体ウェハ５１を把持するために、櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４と同ピッチの図示しない把持溝が刻設されている。
【００２１】
そして、上記のように構成された装置での移載動作は次のようなものとなる。先ず図７に示す第１の工程において、装置本体２２の内部の動作開始位置である所定位置に第１のウェハ昇降機２３の櫛歯部材３１が位置するようにする。そして、半導体ウェハ５１がそれぞれ複数の溝５２に立てた状態で収容された複数の第１のウェハ搬送体であるキャリア５３を、第１昇降開口２６をまたぐように装置本体２２の上面上に載せ、開口長手方向に配列させる。これにより半導体ウェハ５１は、その主面が第１昇降開口２６の長手方向に直交し、最初に移載を行うキャリア５３に収容された半導体ウェハ５１は、第１のウェハ昇降機２３の櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４の略直上に配置される。
【００２２】
また、ウェハ把持移送機２５のウェハ把持部材４７を最初に移載を行うキャリア５３の直上方に位置させ、把持材４８ａ，４８ｂを開き把持可能状態にする。さらに、図示しないが第２のウェハ昇降機２４を、その櫛歯部材３１が装置本体２２の内部の所定位置に位置させる。また移送された半導体ウェハ５１を収容しようとする第２のウェハ搬送体である空のボート５４を、その図示しない複数の溝に半導体ウェハ５１を立てた状態で収容した際に主面が第２昇降開口２７の長手方向に直交し、第２のウェハ昇降機２４の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４の略直上に配置されるよう装置本体２２の上面上に載せる。なお、キャリア５３に形成されている溝５２及びボート５４の溝は、櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４と同ピッチのものとなっている。
【００２３】
次に、図８に示す第２の工程において、第１のウェハ昇降機２３の昇降軸２９を上昇動作させて櫛歯部材３１を装置本体２２の内部の所定位置から上昇させ、キャリア５３に収容された半導体ウェハ５１を、櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４に一枚ずつ保持する。その後、第１のウェハ昇降機２３の昇降軸２９をさらに上昇動作させて、半導体ウェハ５１を保持した櫛歯部材３１を、把持材４８ａ，４８ｂを開き把持可能状態にしたウェハ把持部材４７による把持位置まで上昇させる。
【００２４】
また、櫛歯部材３１に半導体ウェハ５１を保持する際、半導体ウェハ５１の一部に変形等して位置ずれした状態でキャリア５３に収容されているものがあると、位置ずれしている半導体ウェハ５１に櫛状材３２，３３の拡開した櫛歯開口３４の先端部分が当接し、さらに櫛歯部材３１の上昇によって櫛状材３２，３３が、中立状態にあるコイルスプリング４２の片方をさらに引張するようにして図３に２点鎖線で示すように歯列方向に移動し、位置修正機構３０が働いて櫛歯開口３４に、各半導体ウェハ５１がそれぞれ無理な力が働くことなく円滑に保持される。なお、２点鎖線で示すように歯列方向に移動した櫛歯部材３１は、その後に引張された片方のコイルスプリング４２の付勢力によって、元の位置に戻る。
【００２５】
続いて、図９に示す第３の工程において、ウェハ把持部材４７の駆動部５０を作動させ把持部４９を把持動作させて、把持溝を有する把持材４８ａ，４８ｂにより半導体ウェハ５１を把持した後、第１のウェハ昇降機２３の昇降軸２９を下降動作させて、櫛歯部材３１を装置本体２２の内部の所定位置まで下降させる。
【００２６】
次に、図１０に示す第４の工程において、ウェハ把持部材４７の駆動部５０を作動させ、半導体ウェハ５１を把持したウェハ把持部材４７を水平腕部材４６に沿ってボート５４の直上方位置に水平移動させる。続いて、第２のウェハ昇降機２４の昇降軸２９を上昇動作させて、櫛歯部材３１を装置本体２２の内部の所定位置からウェハ把持部材４７により半導体ウェハ５１が把持されている把持位置まで上昇させる。
【００２７】
そして、ウェハ把持部材４７に把持された半導体ウェハ５１を、櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４に一枚ずつ保持可能な状態にする。続いて、ウェハ把持部材４７による半導体ウェハ５１の把持を解除し、第２のウェハ昇降機２４に設けられた櫛歯部材３１の櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４に半導体ウェハ５１を保持させる。この時、上記の第２の工程と同様に、ウェハ把持部材４７が把持する半導体ウェハ５１の位置が、変形等により位置ずれしていると、位置修正機構３０が働いて櫛歯部材３１の櫛状材３２，３３の各櫛歯開口３４に、半導体ウェハ５１がそれぞれ無理な力が働くことなく円滑に保持される。
【００２８】
次に、図１１に示す第５の工程において、第２のウェハ昇降機２４の昇降軸２９を下降動作させ、櫛歯部材３１を把持位置から装置本体２２の内部の所定位置まで下降させる。この下降過程で櫛歯部材３１に保持された各半導体ウェハ５１は、装置本体２２上に載せられているボート５４の対応する溝に収容される。このときボート５４の溝と櫛歯部材３１に保持された各半導体ウェハ５１の位置がずれている場合、上記第２の工程と同様に位置補正機構３０が働き、ウェハ５１は無理な力が働くことなく、円滑にボート５４に収納される。
【００２９】
以上の工程を経て、最初のキャリア５３に収容された複数の半導体ウェハ５１を一度にボート５４に移載した後、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４、ウェハ把持移送機２５を駆動部によって、次の移載を行うキャリア５３位置まで矢印Ｂで示す方向に移動させる。そして、上記第１の工程から第５の工程までの各工程をキャリア５３を変えながら繰り返すことで、装置本体２２上に載せられている各キャリア５３からボート５４への半導体ウェハ５１の移載を行うことができる。
【００３０】
この後、ボート５４に収容された半導体ウェハ５１は、例えば図示しない拡散炉やＣＶＤ装置等に搬送され、所定の加工が施される。また、加工を終えた半導体ウェハ５１は、ボート５４に収容された状態で半導体ウェハ移載装置２１に掛けられ、上記工程の略逆の工程を繰り返し行うことでキャリア５４に移載、収容される。
【００３１】
以上の通り、上記構成とすることで、例えば半導体ウェハ５１を収容あるいは把持するキャリア５３の溝５２やボート５４の溝、ウェハ把持部材４７の把持溝の位置と、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４の櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４の位置が正確に位置合わせされておらず、微少のずれがある場合でも、位置修正機構３０によって位置を自動的に調節しながら確実に半導体ウェハ５１を収容あるいは把持することができ、その後も元の位置に自動復帰するため、予め行う位置合わせでの位置調整等に手間をかけたり、時間を多くかけたりしなくてもよく、取り扱いが簡単である。
【００３２】
また、半導体ウェハ５１に反り等の変形があったり、キャリア５３やボート５４、ウェハ把持部材４７に製作誤差があったりする場合でも、位置修正機構３０により位置を自動的調節するため、半導体ウェハ５１を円滑に収容、把持することができ、半導体ウェハ５１と溝壁との擦れによる発塵の虞が減少し、また半導体ウェハ５１の疵付き、割れなどの発生を抑制することができる。
【００３３】
さらに、半導体ウェハ５１の厚さが異なっていて、キャリア５３の溝５２やボート５４の溝、ウェハ把持部材４７の把持溝に収容、把持した際に倒れる角度が異なるような場合でも、位置修正機構３０により自動的に位置調節するため、厚さの異なる半導体ウェハ５１においても装置を共用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ウェハ搬送体等の溝位置と櫛歯部材の櫛歯位置の位置合わせが比較的簡単に行え、手間を要せず、またウェハに変形等が有る場合でも疵付きや割れなどの問題を起こす虞がなく、さらにウェハの厚さに関係なく共用することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における要部の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における位置修正機構の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態における位置修正機構の正面図である。
【図６】本発明の一実施形態における位置修正機構の側面図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第１の工程を示す要部の正面図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第２の工程を示す要部の正面図である。
【図９】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第３の工程を示す要部の正面図である。
【図１０】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第４の工程を示す要部の正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第５の工程を示す要部の正面図である。
【図１２】従来技術の要部の正面図である。
【図１３】従来技術におけるウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図である。
【符号の説明】
２２…第１ウェハ昇降機
２３…第２のウェハ昇降機
２４…ウェハ把持移送機
３０…位置修正機構
３１…櫛歯部材
３２，３３…櫛状材
３４…櫛歯開口
３６…リニアガイド部材
４２…コイルスプリング
５１…半導体ウェハ
５２…溝
５３…キャリア
５４…ボート
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウェハをキャリアとボートの間でバッチ式に移し替える際に用いるウェハ移載装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術を図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は要部の正面図であり、図１３はウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図である。
【０００３】
図１２及び図１３において、拡散工程やＣＶＤ工程等で用いる半導体ウェハ移載装置は、装置本体２の内部の所定位置から外部所定高さ位置までの間を昇降動作する第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４が離間して備えられており、さらに第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４の間にウェハ把持移送機５が備えられている。また第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４には、それぞれの図示しない昇降駆動部により駆動される昇降軸６の上端に櫛歯部材７が設けられている。櫛歯部材７は、それぞれ２つの略対称形状をなす櫛状材８，９が、櫛歯開口端を上方にし、歯列方向を水平方向として対向するように設けられたものとなっている。
【０００４】
また、ウェハ把持移送機５は、装置本体２の上方側にＴ字形状をなす支持柱１０と、この支持柱１０上部の水平腕部材１１に沿って第１のウェハ昇降機３と第２のウェハ昇降機４の直上の間を往復動するウェハ把持部材１２を備えている。なお、ウェハ把持部材１２は、下部に把持動作をする対をなす把持材１３ａ，１３ｂを設けてなる把持部１４と、上部に把持部１４の把持動作と水平腕部材１１に沿っての往復動をするための駆動部１５を有するものとなっている。
【０００５】
そして、上記のように構成された装置での移載動作は次のようなものとなる。すなわち、先ず装置本体２内部に第１及び第２のウェハ昇降機３，４の櫛歯部材７が位置するようにし、半導体ウェハ１６が複数の溝１７に立てた状態でそれぞれ収容されたキャリア１８を、第１のウェハ昇降機３の櫛歯部材７直上に位置するよう装置本体２の上面上に載せる。また、移送された半導体ウェハ１６を収容しようとする空のボート１９を、同じく第２のウェハ昇降機４の櫛歯部材７の直上に位置するよう装置本体２の上面上に載せる。
【０００６】
次に、第１のウェハ昇降機３の昇降軸６を上昇させ、キャリア１８に収容された半導体ウェハ１６を、櫛歯部材７の対向する櫛状材８，９の櫛歯部分に一枚ずつ保持する。さらに、ウェハ把持移送機５のウェハ把持部材１２をキャリア１８の直上方に位置させ、把持材１３ａ，１３ｂを開き把持可能状態にしておき、第１のウェハ昇降機３の昇降軸６により櫛歯部材７をウェハ把持部材１２による把持位置まで上昇させる。続いて、把持材１３ａ，１３ｂによって半導体ウェハ１６を把持すると共に、第１のウェハ昇降機３の櫛歯部材７を下降させる。
【０００７】
その後、半導体ウェハ１６を把持したウェハ把持部材１２をボート１９の直上方位置に水平移動させる。そして、第２のウェハ昇降機４の昇降軸６により櫛歯部材７を上昇させ、櫛状材８，９の櫛歯部分に半導体ウェハ１６を一枚ずつ保持可能な状態にする。続いて、ウェハ把持部材１２による半導体ウェハ１６の把持を解除し、第２のウェハ昇降機４の櫛歯部材７に半導体ウェハ１６を保持させる。
【０００８】
次に、第２のウェハ昇降機４の櫛歯部材７を下降させ、櫛歯部材７を装置本体２内部にまで下降させることでボート１９内に半導体ウェハ１６を移し、キャリア１８からボート１９への半導体ウェハ１６の移載を終了する。この後、ボート１９に収容された半導体ウェハ１６は、例えば図示しない拡散炉やＣＶＤ装置等に搬送され、所定の加工が施される。また、加工を終えた半導体ウェハ１６は、ボート１９に収容された状態で半導体ウェハ移載装置に掛けられ、上記過程の略逆の過程を経てキャリア１８に移載、収容される。
【０００９】
しかしながら上記の従来技術においては、例えばキャリア１８の半導体ウェハ１６を立てた状態で収容する溝１７の位置と、第１のウェハ昇降機３の櫛歯部材７の対向する櫛状材８，９の櫛歯開口位置が正確に一致するように、予め位置合わせ、そのための正確な調整が必要であり、位置調整に手間がかかり時間を要するものであった。
【００１０】
また、こうした位置調整が不十分であったり、半導体ウェハ１６に熱加工による反りがあって変形していたり、さらにキャリア１８及びボート１９に製作誤差があったりして、櫛歯部材７の櫛状材８，９の櫛歯部分に円滑に収容できず、半導体ウェハ１６が櫛状材８，９の櫛歯やキャリア１８の溝１７壁と擦れあい、それによって発塵の虞が生じ、また半導体ウェハ１６の疵付き、割れなどの問題を起こす虞があった。
【００１１】
また、半導体ウェハ１６の厚さが厚いものと薄いものとでは、キャリア１８の溝１７に収容した場合に同じ溝幅であると、半導体ウェハ１６の倒れる角度が異なるため櫛歯開口位置が一致せず、それぞれの場合に合わせて正確に位置合わせする必要が有り、半導体ウェハ１６の厚さが厚いものと薄いものとの装置共用ができなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところはウェハ搬送体の溝位置と櫛歯部材の櫛歯位置の位置合わせが比較的簡単で、手間を要することがなく、またウェハに変形等が有っても疵付きや割れなどの問題を起こす虞がなく、さらにウェハの厚さに関係なく共用することができるウェハ移載装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のウェハ移載装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法は、第１のウェハ搬送体と第２のウェハ搬送体との間で、一方のウェハ搬送体の溝内に立てた状態で保持された複数枚のウェハを他方のウェハ搬送体に、前記ウェハを保持する櫛歯部材を備えた第１及び第２のウェハ昇降機とウェハ把持移送機を用いて移載する装置であって、前記第１及び第２のウェハ搬送体に対応して設けられた前記第１及び第２のウェハ昇降機は、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持されたウェハに対応して前記櫛歯部材の位置を位置修正する位置修正機構を備えており、該位置修正機構が、前記櫛歯部材の歯列方向の動きをガイドするガイド部材と、前記櫛歯部材を歯列方向互いに逆となる方向に引張するよう付勢された弾性部材とを備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持されたウェハが前記櫛歯部材に接触することによって歯列方向に往復動して位置修正を行うものであり、且つ、位置修正動した後に前記弾性部材により前記櫛歯部材を元位置に自動復帰させる復帰機能を有しているものであることを特徴とするものであり、
また、第１のウェハ搬送体と第２のウェハ搬送体との間で、一方のウェハ搬送体の溝内に立てた状態で保持された複数枚の半導体ウェハを、前記半導体ウェハを保持する櫛歯部材を備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体に対応して設けられた第１及び第２のウェハ昇降機とウェハ把持移送機により他方のウェハ搬送体に移載するウェハ移載装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記ウェハ移載装置が、前記第１及び第2のウェハ昇降機に、前記櫛歯部材の歯列方向の動きをガイドするガイド部材と、前記櫛歯部材を歯列方向互いに逆となる方向に引張するよう付勢された弾性部材とを備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持された半導体ウェハが該櫛歯部材に接触することにより歯列方向に往復動して前記櫛歯部材の位置を位置修正すると共に、位置修正後に前記弾性部材により前記櫛歯部材を元位置に自動復帰させる復帰機能を有する位置修正機構を備えていることを特徴とする方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は斜視図であり、図２は要部の正面図であり、図３はウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図であり、図４は位置修正機構の平面図であり、図５は位置修正機構の正面図であり、図６は位置修正機構の側面図であり、図７はウェハ移載の第１の工程を示す要部の正面図であり、図８はウェハ移載の第２の工程を示す要部の正面図であり、図９はウェハ移載の第３の工程を示す要部の正面図であり、図１０はウェハ移載の第４の工程を示す要部の正面図であり、図１１はウェハ移載の第５の工程を示す要部の正面図である。
【００１５】
図１乃至図１１において、２１は拡散工程やＣＶＤ工程等で用いる半導体ウェハ移載装置で、この半導体ウェハ移載装置２１には、装置本体２２に離間して第１のウェハ昇降機２３と第２のウェハ昇降機２４が備えられ、さらに両ウェハ昇降機２３，２４の間にはウェハ把持移送機２５が備えられている。そして、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４は、共に装置本体２２の上部の長方形の第１昇降開口２６、第２昇降開口２７を内部の所定位置から外部所定高さ位置までの間を、装置本体２２の内部に設けられた図示しない駆動部によって矢印Ａで示すように昇降動すると共に、装置本体２２の前後方向である開口長手方向に、矢印Ｂで示すように往復動するものとなっている。
【００１６】
さらにウェハ把持移送機２５も、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４の前後方向の往復動に同期して、同じく装置本体２２の内部に設けられた図示しない駆動部によって装置本体２２の上部の長方形の移送開口２８を前後方向である開口長手方向に、矢印Ｂで示すように往復動するものとなっている。
【００１７】
また、第１のウェハ昇降機２３と第２のウェハ昇降機２４は、それぞれ駆動部によって昇降及び往復駆動される昇降軸２９の上端部分に、位置修正機構３０を間に介在させて櫛歯部材３１が設けられている。櫛歯部材３１は、それぞれ２つの略対称形状をなす櫛状材３２，３３が、多数の先端に向って拡開するよう形成された櫛歯開口３４を上方にし、歯列方向を水平方向として対向するように設けられたものとなっている。なお、櫛歯開口３４の底部部分は、片方側の櫛歯方向に傾斜したものとなっている。
【００１８】
また、位置修正機構３０は、基板３５上の相対する位置に二つのリニアガイド部材３６，３７を、そのガイド方向が互いに平行となるように備えており、さらにガイド部材３６，３７の上には、略Ｔ字形状をなす対称形状をなす２つの櫛状材取付台３８，３９が、それぞれ互いの突出部分４０を対向するようにして固定されている。そして、櫛状材取付台３８，３９上には櫛状材３２，３３が、互いの対応する櫛歯開口３４を対向させ、歯列方向とガイド部材３６，３７によるガイド方向を一致させた状態で固定される。また基板３５上には、ガイド部材３６，３７のガイド方向の両方側に、固定金具４１ａ，４１ｂが固定ねじによりねじ止めされている。
【００１９】
さらに、固定金具４１ａ，４１ｂと櫛状材取付台３８，３９の突出部分４０の対向する面との間には、引張弾性部材、例えば引張りコイルスプリング４２が、調整ねじ等を設けることにより付勢力を調整可能にして取り付けられている。これによって櫛状材取付台３８，３９が、その中央をガイド部材３６，３７によるガイド範囲略中央となる基板３５の略中央位置を中立点として配置される。なお、固定金具４１ａ，４１ｂには、規制位置調整可能な位置規制部材としてストッパボルト４３が設けられており、櫛状材取付台３８，３９の移動範囲が所定の範囲となるようにしている。そして、このように構成された位置修正機構３０は、昇降軸２９の上端の取付部材４４に取付ねじにより取着される。
【００２０】
一方、ウェハ把持移送機２５は、装置本体２２の上方側に延出し、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４の対応昇降開口２６，２７の往復動に同期して移送開口２８を往復動するＴ字形状をなす支持柱４５と、この支持柱４５上部の水平腕部材４６に沿って第１のウェハ昇降機２３と第２のウェハ昇降機２４の直上との間を往復動するウェハ把持部材４７を備えている。なお、ウェハ把持部材４７は、下部に把持動作をする対をなす把持材４８ａ，４８ｂを設けてなる把持部４９と、上部に把持部４９の把持動作と水平腕部材４６に沿っての往復動をするための駆動部５０を有するものとなっている。また把持材４８ａ，４８ｂには、半導体ウェハ５１を把持するために、櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４と同ピッチの図示しない把持溝が刻設されている。
【００２１】
そして、上記のように構成された装置での移載動作は次のようなものとなる。先ず図７に示す第１の工程において、装置本体２２の内部の動作開始位置である所定位置に第１のウェハ昇降機２３の櫛歯部材３１が位置するようにする。そして、半導体ウェハ５１がそれぞれ複数の溝５２に立てた状態で収容された複数の第１のウェハ搬送体であるキャリア５３を、第１昇降開口２６をまたぐように装置本体２２の上面上に載せ、開口長手方向に配列させる。これにより半導体ウェハ５１は、その主面が第１昇降開口２６の長手方向に直交し、最初に移載を行うキャリア５３に収容された半導体ウェハ５１は、第１のウェハ昇降機２３の櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４の略直上に配置される。
【００２２】
また、ウェハ把持移送機２５のウェハ把持部材４７を最初に移載を行うキャリア５３の直上方に位置させ、把持材４８ａ，４８ｂを開き把持可能状態にする。さらに、図示しないが第２のウェハ昇降機２４を、その櫛歯部材３１が装置本体２２の内部の所定位置に位置させる。また移送された半導体ウェハ５１を収容しようとする第２のウェハ搬送体である空のボート５４を、その図示しない複数の溝に半導体ウェハ５１を立てた状態で収容した際に主面が第２昇降開口２７の長手方向に直交し、第２のウェハ昇降機２４の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４の略直上に配置されるよう装置本体２２の上面上に載せる。なお、キャリア５３に形成されている溝５２及びボート５４の溝は、櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４と同ピッチのものとなっている。
【００２３】
次に、図８に示す第２の工程において、第１のウェハ昇降機２３の昇降軸２９を上昇動作させて櫛歯部材３１を装置本体２２の内部の所定位置から上昇させ、キャリア５３に収容された半導体ウェハ５１を、櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４に一枚ずつ保持する。その後、第１のウェハ昇降機２３の昇降軸２９をさらに上昇動作させて、半導体ウェハ５１を保持した櫛歯部材３１を、把持材４８ａ，４８ｂを開き把持可能状態にしたウェハ把持部材４７による把持位置まで上昇させる。
【００２４】
また、櫛歯部材３１に半導体ウェハ５１を保持する際、半導体ウェハ５１の一部に変形等して位置ずれした状態でキャリア５３に収容されているものがあると、位置ずれしている半導体ウェハ５１に櫛状材３２，３３の拡開した櫛歯開口３４の先端部分が当接し、さらに櫛歯部材３１の上昇によって櫛状材３２，３３が、中立状態にあるコイルスプリング４２の片方をさらに引張するようにして図３に２点鎖線で示すように歯列方向に移動し、位置修正機構３０が働いて櫛歯開口３４に、各半導体ウェハ５１がそれぞれ無理な力が働くことなく円滑に保持される。なお、２点鎖線で示すように歯列方向に移動した櫛歯部材３１は、その後に引張された片方のコイルスプリング４２の付勢力によって、元の位置に戻る。
【００２５】
続いて、図９に示す第３の工程において、ウェハ把持部材４７の駆動部５０を作動させ把持部４９を把持動作させて、把持溝を有する把持材４８ａ，４８ｂにより半導体ウェハ５１を把持した後、第１のウェハ昇降機２３の昇降軸２９を下降動作させて、櫛歯部材３１を装置本体２２の内部の所定位置まで下降させる。
【００２６】
次に、図１０に示す第４の工程において、ウェハ把持部材４７の駆動部５０を作動させ、半導体ウェハ５１を把持したウェハ把持部材４７を水平腕部材４６に沿ってボート５４の直上方位置に水平移動させる。続いて、第２のウェハ昇降機２４の昇降軸２９を上昇動作させて、櫛歯部材３１を装置本体２２の内部の所定位置からウェハ把持部材４７により半導体ウェハ５１が把持されている把持位置まで上昇させる。
【００２７】
そして、ウェハ把持部材４７に把持された半導体ウェハ５１を、櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４に一枚ずつ保持可能な状態にする。続いて、ウェハ把持部材４７による半導体ウェハ５１の把持を解除し、第２のウェハ昇降機２４に設けられた櫛歯部材３１の櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４に半導体ウェハ５１を保持させる。この時、上記の第２の工程と同様に、ウェハ把持部材４７が把持する半導体ウェハ５１の位置が、変形等により位置ずれしていると、位置修正機構３０が働いて櫛歯部材３１の櫛状材３２，３３の各櫛歯開口３４に、半導体ウェハ５１がそれぞれ無理な力が働くことなく円滑に保持される。
【００２８】
次に、図１１に示す第５の工程において、第２のウェハ昇降機２４の昇降軸２９を下降動作させ、櫛歯部材３１を把持位置から装置本体２２の内部の所定位置まで下降させる。この下降過程で櫛歯部材３１に保持された各半導体ウェハ５１は、装置本体２２上に載せられているボート５４の対応する溝に収容される。このときボート５４の溝と櫛歯部材３１に保持された各半導体ウェハ５１の位置がずれている場合、上記第２の工程と同様に位置補正機構３０が働き、ウェハ５１は無理な力が働くことなく、円滑にボート５４に収納される。
【００２９】
以上の工程を経て、最初のキャリア５３に収容された複数の半導体ウェハ５１を一度にボート５４に移載した後、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４、ウェハ把持移送機２５を駆動部によって、次の移載を行うキャリア５３位置まで矢印Ｂで示す方向に移動させる。そして、上記第１の工程から第５の工程までの各工程をキャリア５３を変えながら繰り返すことで、装置本体２２上に載せられている各キャリア５３からボート５４への半導体ウェハ５１の移載を行うことができる。
【００３０】
この後、ボート５４に収容された半導体ウェハ５１は、例えば図示しない拡散炉やＣＶＤ装置等に搬送され、所定の加工が施される。また、加工を終えた半導体ウェハ５１は、ボート５４に収容された状態で半導体ウェハ移載装置２１に掛けられ、上記工程の略逆の工程を繰り返し行うことでキャリア５４に移載、収容される。
【００３１】
以上の通り、上記構成とすることで、例えば半導体ウェハ５１を収容あるいは把持するキャリア５３の溝５２やボート５４の溝、ウェハ把持部材４７の把持溝の位置と、第１及び第２のウェハ昇降機２３，２４の櫛歯部材３１の対向する櫛状材３２，３３の櫛歯開口３４の位置が正確に位置合わせされておらず、微少のずれがある場合でも、位置修正機構３０によって位置を自動的に調節しながら確実に半導体ウェハ５１を収容あるいは把持することができ、その後も元の位置に自動復帰するため、予め行う位置合わせでの位置調整等に手間をかけたり、時間を多くかけたりしなくてもよく、取り扱いが簡単である。
【００３２】
また、半導体ウェハ５１に反り等の変形があったり、キャリア５３やボート５４、ウェハ把持部材４７に製作誤差があったりする場合でも、位置修正機構３０により位置を自動的調節するため、半導体ウェハ５１を円滑に収容、把持することができ、半導体ウェハ５１と溝壁との擦れによる発塵の虞が減少し、また半導体ウェハ５１の疵付き、割れなどの発生を抑制することができる。
【００３３】
さらに、半導体ウェハ５１の厚さが異なっていて、キャリア５３の溝５２やボート５４の溝、ウェハ把持部材４７の把持溝に収容、把持した際に倒れる角度が異なるような場合でも、位置修正機構３０により自動的に位置調節するため、厚さの異なる半導体ウェハ５１においても装置を共用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ウェハ搬送体等の溝位置と櫛歯部材の櫛歯位置の位置合わせが比較的簡単に行え、手間を要せず、またウェハに変形等が有る場合でも疵付きや割れなどの問題を起こす虞がなく、さらにウェハの厚さに関係なく共用することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における要部の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における位置修正機構の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態における位置修正機構の正面図である。
【図６】本発明の一実施形態における位置修正機構の側面図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第１の工程を示す要部の正面図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第２の工程を示す要部の正面図である。
【図９】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第３の工程を示す要部の正面図である。
【図１０】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第４の工程を示す要部の正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態におけるウェハ移載の第５の工程を示す要部の正面図である。
【図１２】従来技術の要部の正面図である。
【図１３】従来技術におけるウェハ昇降機の櫛歯部材で半導体ウェハを保持する状態を示す図である。
【符号の説明】
２２…第１ウェハ昇降機
２３…第２のウェハ昇降機
２４…ウェハ把持移送機
３０…位置修正機構
３１…櫛歯部材
３２，３３…櫛状材
３４…櫛歯開口
３６…リニアガイド部材
４２…コイルスプリング
５１…半導体ウェハ
５２…溝
５３…キャリア
５４…ボート
Claims (3)
- 第１のウェハ搬送体と第２のウェハ搬送体との間で、一方のウェハ搬送体の溝内に立てた状態で保持された複数枚のウェハを他方のウェハ搬送体に、前記ウェハを保持する櫛歯部材を備えた第１及び第２のウェハ昇降機とウェハ把持移送機を用いて移載する装置であって、前記第１及び第２のウェハ搬送体に対応して設けられた前記第１及び第２のウェハ昇降機は、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持されたウェハに対応して前記櫛歯部材の位置を位置修正する位置修正機構を備えており、該位置修正機構が、前記櫛歯部材の歯列方向の動きをガイドするガイド部材と、前記櫛歯部材を歯列方向互いに逆となる方向に引張するよう付勢された弾性部材とを備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持されたウェハが前記櫛歯部材に接触することによって歯列方向に往復動して位置修正を行うものであり、且つ、位置修正動した後に前記弾性部材により前記櫛歯部材を元位置に自動復帰させる復帰機能を有しているものであることを特徴とするウェハ移載装置。
- 前記第１及び第２のウェハ昇降機と前記ウェハ把持移送機は、複数のウェハを同時に保持、移送するものであることを特徴とする請求項１記載のウェハ移載装置。
- 第１のウェハ搬送体と第２のウェハ搬送体との間で、一方のウェハ搬送体の溝内に立てた状態で保持された複数枚の半導体ウェハを、前記半導体ウェハを保持する櫛歯部材を備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体に対応して設けられた第１及び第２のウェハ昇降機とウェハ把持移送機により他方のウェハ搬送体に移載するウェハ移載装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記ウェハ移載装置が、前記第１及び第２のウェハ昇降機に、前記櫛歯部材の歯列方向の動きをガイドするガイド部材と、前記櫛歯部材を歯列方向互いに逆となる方向に引張するよう付勢された弾性部材とを備え、前記第１及び第２のウェハ搬送体の溝内に保持された半導体ウェハが前記櫛歯部材に接触することにより歯列方向に往復動して前記櫛歯部材の位置を位置修正すると共に、位置修正後に前記弾性部材により前記櫛歯部材を元位置に自動復帰させる復帰機能を有する位置修正機構を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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