JPS62208619A - ウエハ移載装置 - 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】 〔離業上の利用分野〕 本発明はカセットに収納されている半導体ウェハをたと
えはプラズマ窒化膜を形成するためのウェハ取付治具に
移載し、あるいはこの逆の移載を行うためのウェハ移載
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体製造工程において、人体からの発塵による悪影響
を少なくするため、各種自動化がなされている。しかし
、人はどではないが、自動機械からの発塵も問題となる
。これ壕での自動機械では、たとえはその主要要素であ
るロボットからの発塵を少なくすることにのみ注目し、
それとその周辺要素との相対的な配置関係等についての
配慮が不足している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は半導体ウェハの移載対象となるウェハ収納用の
カセットならびにウェハ処理用のウェハ取付治具の周辺
における清浄度を向上させるだめのものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においてはダウンフロー形のクリーンベンチと、
その作業エリアに配置さｈた移載装置本体とを備える。

移載装置本体は水平な仕切り板と、この仕切り板上の所
定位置に配置されるウェハ収納用のカセットならびにウ
ェハ処理用のウェハ取付治具と、半導体ウェハを前記カ
セットから治具へ、あるいは治具からカセットへ移載す
るためのロボットを備える。前記ロボットにおける横行
縦行部レマ前記仕切り板の下側に配置される。萱だ、こ
の横行縦行部に対して上下に動くロボット上下！１］部
の少な（とも上端側は前記仕切り板の上側に所在する。

前記仕切り板における片側寄りの位置には、前記上下動
部を仕切り板上に突出させ、またその慣行縦行の動きを
許容するための動作窓が形成されている。前記上下動部
における上端片側には少なくとも２種類の回転動作がと
もなう複数自由度の関節形手首を設ける。この関節形手
首はそこに取付けられたウェハ用のハンドの姿勢を制御
するためのものであって、前記上下動部から前記カセッ
ト、治具の方へ延在する。このカセット。

治具は仕切り板上にあるが、それらは前記動作窓とは反
対のもう一方の片側に寄せて配置されている。

〔作用〕

ロボットは横行縦行部、上下動部の直交座標系部分と、
関節形平角の関節座標系部分を含む。相対的には前者が
高発塵部であり、後者が低発塵部である。半導体ウェハ
を出し入れするカセットならびに治具は嫌塵領域となる
が、その近くに低発塵部が所在し、高発塵部の方は遠方
に所在する。

高発展部のほとんどは仕切り板の下側にあり、１だ嫌塵
領域はその上側にあり、その間が仕切り板で仕切られて
いる。クリーンベンチにおける清浄空気の流れはダウン
フローでわっで、高所の謙塵・　３　・ 領域から高発塵部の方に流れる。一方、嫌頭領域が仕切
り板における左側寄りであれば、ロボットの高発塵部な
いしは動作窓は右側をりとなるように配置される。この
ように、以上の両者は上下にも左右にもほぼ対称の配置
となる。仕切り板には清浄空気を補集してその動作窓を
通過させる一種の補集作用がともなう。この補集作用は
動作窓を介して塵埃が仕切り板上へ飛散するのを防止す
る。

〔実施例〕

以下、図示の実施例について説明する。この実施例は半
導体ウエノ１としてのシリコン基板にプラズマ窒化膜を
形成するための作業工程の中で使われるウェハ移載装置
である。装置全体は第１図に示すようにダウンフロー形
のクリーンベンチ１０００とその作業エリア１００２に
配置された移載装置本体２０００とからなる。クリーン
ベンチ１０００上部における下向きの吹出口１００４か
ら清浄空気１００６か吹出される。吹出さｒした清浄空
気１００６は移載装置本体２０００に吹き寄せ、１だそ
の一部は吸込口１００６から吸引てれる。

・　４　・ 移載装置本体２０００は架台ないしはフレーム１００に
形成されたものであって、その少なくとも最上面側１０
２は開放しており、そこから清浄空気１００６を取込む
。フレーム１００におけるほぼ中程度の高さのところに
水平な仕切り板２００が設けられる。この仕切り板２０
０における一方側寄りのところに動作窓２０２が形成さ
れ、ここで上下に連通ずる。

３００は半導体ウェハである。これはシリコン製のほぼ
円板状のものである。４００は複数枚の半導体ウェハ３
００を収納するためのカセットである。ここには各半導
体ウェハ３００が所定間隔如て水平にセットされている
。カセット４００は全部で４個であり、それら、が仕切
り板２００上に、しかも仕切り板２００における動作窓
２０２とは反対の片側に寄せて配置されている。１０４
はフレームエＯＯと一体となったカセツ）４００のため
の載置台である。

５００はウェハ処理用のウェハ取付治具である。

カセット４００からウェハ取付治具５００に移載された
半導体ウェハ３００は治具５００ごと図外の反応管の中
に移動され、そこで目的とするプラズマ窒化膜を形成す
る処理が施され、処理後にやはり治具５００ごと本移載
装置に戻される。ウェハ取付治具５００もカセット４０
０とは廼同様にセットされるが、カセット４００と較べ
るとやや下方であり、１だ、やや動作窓２０２の方に寄
っている。本移載装置本体２０００の中ではウェハ取付
治具５００は第１図における符号５００で示す定位置か
ら符号５００′で示す位置筐で移動可能である。この移
動はウェハ取付治具５００を載置する移動台５０２によ
ってなされる。５０４は移動台５０２の駆動機構部であ
る。ウェハ取付治具５００は５００′の位置において、
第２図に示すフォーク５０６によって搬出される。１だ
、ウェハ処理後に半導体ウェハ３００はウェハ数句治具
５００ごとフォーク５０６によって搬入され、もと通り
に戻される。

６００は半導体ウェハ３００をカセット４００から定位
置のウェハ取付治具５００へ移載し、あるいはその逆の
移載を行うだめのロボットである。

このロボット６００の主要構成要素は水平方向に勤〈横
行部６１０．横行部６１０とは直交する水平方向に横行
部６１０に対して動く縦行部６２０゜縦行部６２０に対
して上下方向に動く上下動部６３０、上下動部６３０の
上端片側に形成された関節形手首６４０．関節形手首６
４０に取付けられたウェハ用のハンド６５０を含む。本
明細書では横行部６１０．縦行部６２０の全体を総称し
て、特に横行縦行部６１０，６２０と云う。

ロボット６００の横行縦行部６１０，６２０はフレーム
１００Ｖこおける仕切り板２００の下方側に配置さ力て
いる。第５図の６１２はサーボモータ、６】４はその回
転出力で回わされるボールネジであって、これにより横
行部６１０は横行する。

６２２はサーボモータ、６２４はその回転出力で回わさ
れるボールネジであって、これにより縦行部６２０は縦
行する。上下動部６３０付近の構造は第６図、第７図に
詳しく示されている。６３２は縦行部６２０に設けられ
たサーボモータ、６３４・　７　・ はその回転出力で回わされるボールネジ、６３６はボー
ルネジ６３４に沿って上下する支柱であって、上下動部
６３０と一体になって動く。上下動部６３０の上端は仕
切り板２００の片側寄りの位置に形成された動作窓２０
２を介してその板上に突出する。この動作窓２０２は上
下動部６３０の上下の動きはもとより、その横行、縦行
の動きをも許容する程度の大きさのものである。

上下動部６３０の上下の動きＫともなって、それと縦行
部６２０との間に形成される内容積が変化し、そこに一
種の呼吸作用が営まれる。６２６は縦行部６２０に形成
されたそのだめの通気孔で、第１図におけるフレーム１
００の排気ダクト１１０と連通する。排気ダクト１１０
の先には図外のポンプが設置さｔ、上下動部６３０の内
部を負圧に保つ。縦行部６２０に形成された内筒６２８
と上下動部６３０の外筒６３８は内外に接して摺動する
が、この間はラビリンス構造となっている。これにとも
ない内筒６２８の外周には螺旋溝が刻１れているが、そ
の図示は省略しである。以上のよ・　８　・ うに、上下動部６３０の内部を負圧に保ち、１だラビリ
ンス構造とするのはボールネジ６３４等の拗作にともな
って生ずる汚染空気が仕切り板２００上に排出しないよ
うにするためである。

第６図、第８図に示されているように、上下動部６３０
の上端片側に関節形手首６４０が設けられており、その
先はカセット４００ないしはウェハ取付治具５００の方
に延在する。６４１はサーボモータで、歯車６４２．　
６４３を介して手先部６４４を水平軸回わりに回転させ
る。６４５は別のサーボモータで、タイミングベルト６
４６．調和形減速機６４７％を介して、最終的には手先
部６４４における第６図の曲げ軸６４８を回転させる。

関節形手首６４０とくにその手先部６４４には半導体ウ
ェハ３００をつかむためのハンド６５０が形成さ力てい
るが、これは前記した手先部６４４の直伝ないしは曲は
軸６４８の回転にともなって、第２図の矢印ｃ、　　ｄ
のように動く。６４９は関節形手首６４０の内部をシー
ルするためのシール材、１２０は排気ダクトであって手
首内を負圧に保つ。

第１図における９００はロボッ）６００等の制御盤であ
る。ここにはロボット６ｏｏを予め教示した通りに制御
するための？ｆｆ１１？ｍ手段が保有されており、また
教示データを格納する記憶手段もともなう。第９図はこ
れによるロポッ）６００の動作態様を一枚の半導体ウェ
ハ３００の動きとして示したものである。この第９図に
おいて、カセット４００に水平に収納された半導体ウェ
ハ３００は■のようＫその中から引出される。その後、
必要に応じて■のように半転される。これによって、そ
の上下の面が入れ替る。その後、■のように下向きに修
正され、その後■のように再び前進する。

その後における■の下向き動作にともなって、半導体ウ
ェハ３００はウェハ取付治具５００の中に垂直にセット
される。逆の移載を行う際にはこの逆の動きとなる。■
■の動きはロボッ）６００における縦行部６２０の動作
である。Ｑ）の動きは手先５６４４の回転であり、■の
動きは曲は軸６４８の（ロ）転である。動きＱ）、■は
カセッ）４００．　　ウェハ取付治具５００に至近した
関節形手首６４０の動作による。これらの動きΩ）、■
は第９図のようにカセツ）４００．　　ウェハ取付治具
５００よりもラインｔを越えて後退した反対側領域にお
いて営まハる。この理由は以上の動き■、■にともなう
カセット４００あるいはウェハ取付治具５００内の他の
半導体ウェハ３００の汚染チャンスを低減するためであ
る。

第１図におけるＡはカセット４００あるいはウェハ取付
治具５００近傍の嫌塵領域である。一般にロボット６０
０の関節座標系部分６４０は密封が各局であって、低発
塵部となる。半面、その直交座標系部分６１０，６２０
，６３０は摺動作用のともなう密封の難しい部分であっ
て高発塵部となる。このうち、低発塵部は前記嫌塵領域
Ａに近いが、第】図にＢとして示す高発塵部はそのより
遠方に所在する。クリーンペンチ１０００における吹出
口１００４から吹出された清浄空気１００６の一部は嫌
塵領域Ａを通り、仕切り板２００に沿って補集され、動
作窓２０２を介し、高発塵部Ｂを通って排気ダクト１１
０から排出される。この・１１　・ ため、嫌塵領域Ａは高発塵部Ｂの風上となる。

〔発明の効果〕

本発明によれは半導体ウェハの移載対象となるウェハ収
納用のカセットならびにウェハ処理用のウェハ取付治具
の周辺における清浄度を特に効果的に向上させることが
でき、半導体製造の歩留りが高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に相当するウェハ移載装置の
正面図、第２図はその要部斜視図、第３図はその平面図
、第４図はその側面図、第５図はこれに使うロボットの
斜視図、第６図はその要部を示す一部切欠き正面図、第
７図は第６図の線Ａ＋　Ａ７における断面図、第８図は
その関節形手首の断面図、第９図は移載動作の説明図で
ある。 １０００はクリーンベンチ、１００２はその作業エリア
、２０００は移載装置本体、２００は仕切り板、３００
は半導体ウェハ、４００はカセット、５００はウェハ取
付治具、６００はロホット、９００は制御盤である。 代理人　　弁坤士　小　　川　　勝　　男・　１２゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ダウンフロー形クリーンベンチと、その作業エリアに配
   置された移載装置本体を備え、前記移載装置本体は水平
   な仕切り板と、この仕切り板上の所定位置に配置される
   ウェハ収納用のカセットならびにウェハ処理用のウェハ
   取付治具と、半導体ウェハを少なくとも前記カセットか
   ら前記治具に移載するためのロボットとを備え、前記ロ
   ボットは前記仕切り板の下側に配置され、水平方向に横
   行しかつ縦行する横行縦行部と、前記横行縦行部に対し
   て上下に動く上下動部と、この上下動部の上端片側に設
   けられた少なくとも２種類の回転動作がともなう複数自
   由度の関節形手首と、この関節形手首に設けられたウェ
   ハ用のハンドとを備え、前記仕切り板の片側寄りの位置
   に、前記上下動部の上端を仕切り板上に突出させ、かつ
   その横行縦行の動きを許容するための動作窓を形成し、
   前記カセットならびに治具を前記仕切り板上における他
   方の片側に寄せて配置し、前記関節形手首を前記上下動
   部上端片側から前記カセット、治具の方へ延在するよう
   に配置したことを特徴とするウェハ移載装置。