(57)【要約】【課題】キャリアに収納したウエハの半数を同時に別のキャリアに移し替えること（分離）、及び、半数ずつに分離されたウエハを同時に１つのキャリアに移し替えること（統合）を可能とする。【解決手段】分離の場合、複数のウエハ１が収納されたキャリア２ａを載置台３ａに、空のキャリア２ｂを載置台３ｂに載置し、キャリア２ａを所定の高さ上昇させて空のキャリア２ｂとの位置をずらし、ずらした残りのウエハ１を押し出し板９によってキャリア２ａから空のキャリア２ｂに一括して移し替える。統合の場合、複数のウエハが収納された２個のキャリアをそれぞれの載置台に載置し、他方のキャリアを所定の高さ上昇させて一方のキャリアとの位置をずらし、押し出し板を用いて一方のキャリアの全枚数を一括して他方のキャリアに移し替えし一方のキャリアのウエハと他方のキャリアのウエハとを統合させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを収納する溝が形成された同一形状の２個のキャリアをウエハが水平になるように対向させて別々に載置する２個の載置台と、それぞれの載置台を独立に上下させる駆動機構と、駆動機構を制御する制御部と、一方のキャリアに収納されたウエハを他方のキャリアへ押し出して移し替える押し出し板とを備え、複数枚のウエハが収納された一方のキャリアと空の他方のキャリアをそれぞれの載置台に載置し、一方のキャリアを所定の高さ上昇させて空の他方のキャリアとの位置をずらし、ずらした残りのウエハを押し出し板によって一方のキャリアから空の他方のキャリアに一括して移し替えし一方のキャリアのウエハを複数枚ずつの２つに分離させることを特徴とするウエハ移し替え装置。
【請求項２】
ウエハを収納する溝が形成された同一形状の２個のキャリアをウエハが水平になるように対向させて別々に載置する２個の載置台と、それぞれの載置台を独立に上下させる駆動機構と、駆動機構を制御する制御部と、一方のキャリアに収納されたウエハを他方のキャリアへ押し出して移し替える押し出し板とを備え、それぞれ複数枚のウエハが収納された２個のキャリアをそれぞれの載置台に載置し、他方のキャリアを所定の高さ上昇させて一方のキャリアとの位置をずらし、押し出し板を用いて一方のキャリアの全枚数を一括して他方のキャリアに移し替えし一方のキャリアのウエハと他方のキャリアのウエハとを統合させることを特徴とするウエハ移し替え装置。
【請求項３】
一方のキャリアに収納された複数枚のウエハを２つに分離する場合、空の他方のキャリアの上段側の溝を空けることなく一方のキャリアからのウエハを上詰めで一括して収納することを特徴とする請求項１記載のウエハ移し替え装置。
【請求項４】
一方のキャリアのウエハと他方のキャリアのウエハとを１つに統合させる場合、統合先のキャリアのウエハと統合元から移し替えるウエハとの間に空き溝を生じないように詰めて収納することを特徴とする請求項２記載のウエハ移し替え装置。
【請求項５】
一方のキャリアに収納され１ロットが偶数枚であるウエハを２つに分離する場合、１ロットを半数ずつに分離し分離元キャリアに残る半数と分離先キャリアに移し替えた半数とをそれぞれのキャリア内の同じ位置に収納し、分離元及び分離先キャリアのそれぞれの重心位置を同じにすることを特徴とする請求項３記載のウエハ移し替え装置。
【請求項６】
一方のキャリアに収納され１ロットが奇数枚であるウエハを２つに分離する場合、１枚差となるように２つに分離して分離元と分離先のそれぞれのキャリア内の一方向に詰めて収納し、分離元及び分離先キャリアのそれぞれの重心位置をほぼ同じにすることを特徴とする請求項３記載のウエハ移し替え装置。
【請求項７】
２つの載置台の上下駆動機構は、それぞれ制御部によりウエハの移し替え枚数に応じたキャリア溝の合計ピッチ分だけ上下に移動することを特徴とする請求項１または２記載のウエハ移し替え装置。
【請求項８】
移し替えウエハに接触する押し出し板の長さは、キャリア溝の総ピッチ数の半分の長さであることを特徴とする請求項１または２記載のウエハ移し替え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造工程において、一つのキャリアに収納したウエハを別のキャリアに移し替える際に使用するウエハ移し替え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程、特にウエハの製造工程では、ウエハに対し熱処理、エッチング、薄膜形成などの物理的あるいは化学的な種々の工程があり、これらの処理工程を経てウエハの表面に回路パターンが形成される。この処理工程の際には、複数枚のウエハをロットごとにキャリアと称するケースに収納し、ウエハを収納した状態でこのキャリアを次工程に搬送している。
【０００３】
しかし、ロットの分離、統合やウエハの表裏反転など、処理工程の途中でウエハを別のキャリアに移し替える必要に迫られる。この移し替えには種々の場合が考えられ、例えば、移し替え元のキャリアと移し替え先のキャリアのピッチが同じ場合には、元のキャリア内のウエハを分離して別々のキャリアに移し替えるのか、あるいは逆に別々のキャリアから一つのキャリアに統合するのかなどによって、その都度、移し替え装置を使い分けなければならない。また、キャリアのピッチが異なる場合には、ウエハをバッチ処理できないため一枚ずつ移し替えなければならず、大掛かりな設備と時間を必要とする。
【０００４】
さらに、ピッチが同じであっても形状の異なるキャリアに移し替えなければならない場合もある（例えば、引用文献１。）。これに使用する立て替え装置は、図１０の斜視図に示すように立て替え先のキャリアの載置面が３つあり、ハンドルを回し必要な載置面を選択することによって同一のピッチで形状の異なる複数種のキャリアを同一立て替え装置に設置することができる。しかし、この立て替え装置では、一括移し替えはできるもののウエハ半数のみの移し替えができない。そのため、ロットの分離、統合ができず、ウエハ処理時間が必要以上に長くかかる。このウエハ半数のみの移し替えができない理由は、移載元と移載先のキャリアの上下位置がそれぞれ固定され、また、対応するそれぞれのキャリアの溝同士も固定されているため、上下位置の異なる溝同士間のウエハ移載ができないためである。例えば、移載元キャリアの上から４、５、６番目の溝に収納したウエハを、移載先のキャリアの上から１、２、３番目の溝に移し替えることができない。
【０００５】
また、ピッチも形状も同じキャリアであってもウエハを１枚ずつ移載しなければならない場合もある（例えば、引用文献２。）。これに使用する立て替え装置は、図１１の平面図に示すように一つのキャリアからウエハを１枚ずつ吸着手段と移送アームによって３つのキャリアに分割収納することができ、また、逆に３つのキャリア内のウエハを一つのキャリアに統合することができる。しかし、この立て替え装置では、複数枚のウエハを同時に一括して移し替えることはできない。そのため、ウエハの移し替えに必要な時間は移し替えるウエハ数に比例して長くなり、ウエハ移し替え作業に余分な時間を取られることになる。その理由は、ウエハを移載する手段がウエハを１枚ずつ吸着し移送するアーム移送であるため、複数のウエハを同時に移し替えできないことによる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０４−３０７７５４（［０００８］、第１図）
【特許文献２】
特開平０３−０２９３０９（第３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、半導体装置の製造工程において、キャリアに収納したウエハの半数を同時に別のキャリアに移し替えること（分離）、及び、分離された半数ずつのウエハを同時に１つのキャリアに移し替えること（統合）を可能としたウエハ移し替え装置を提供することによって、ウエハ処理時間の短縮を図り、生産効率を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のウエハ移し替え装置は、ウエハを収納する溝が形成された同一形状の２個のキャリアをウエハが水平になるように対向させて別々に載置する２個の載置台と、それぞれの載置台を独立に上下させる駆動機構と、駆動機構を制御する制御部と、一方のキャリアに収納されたウエハを他方のキャリアへ押し出して移し替える押し出し板とを備え、複数枚のウエハが収納された一方のキャリアと空の他方のキャリアをそれぞれの載置台に載置し、一方のキャリアを所定の高さ上昇させて空の他方のキャリアとの位置をずらし、ずらした残りのウエハを押し出し板によって一方のキャリアから空の他方のキャリアに一括して移し替えし一方のキャリアのウエハを複数枚ずつの２つに分離させるようにしたものである。
【０００９】
また、本発明のウエハ移し替え装置は、ウエハを収納する溝が形成された同一形状の２個のキャリアをウエハが水平になるように対向させて別々に載置する２個の載置台と、それぞれの載置台を独立に上下させる駆動機構と、駆動機構を制御する制御部と、一方のキャリアに収納されたウエハを他方のキャリアへ押し出して移し替える押し出し板とを備え、それぞれ複数枚のウエハが収納された２個のキャリアをそれぞれの載置台に載置し、他方のキャリアを所定の高さ上昇させて一方のキャリアとの位置をずらし、押し出し板を用いて一方のキャリアの全枚数を一括して他方のキャリアに移し替えし一方のキャリアのウエハと他方のキャリアのウエハとを統合させるようにしたものである。
【００１０】
また、本発明において、一方のキャリアに収納された複数枚のウエハを２つに分離する場合、空の他方のキャリアの上段側の溝を空けることなく一方のキャリアからのウエハを上詰めで一括して収納するようにし、また、一方のキャリアのウエハと他方のキャリアのウエハとを１つに統合させる場合、統合先のキャリアのウエハと統合元から移し替えるウエハとの間に空き溝を生じないように詰めて収納するようにしている。
【００１１】
また、本発明において、一方のキャリアに収納され１ロットが偶数枚であるウエハを２つに分離する場合、１ロットを半数ずつに分離し分離元キャリアに残る半数と分離先キャリアに移し替えた半数とをそれぞれのキャリア内の同じ位置に収納し、分離元及び分離先キャリアのそれぞれの重心位置が同じになるようにし、また、一方のキャリアに収納され１ロットが奇数枚であるウエハを２つに分離する場合、１枚差となるように２つに分離して分離元と分離先のそれぞれのキャリア内の一方向に詰めて収納し、分離元及び分離先キャリアのそれぞれの重心位置がほぼ同じになるようにしている。
【００１２】
また、本発明において、２つの載置台の上下駆動機構は、それぞれ制御部によりウエハの移し替え枚数に応じたキャリア溝の合計ピッチ分だけ上下に移動するようにし、また、移し替えウエハに接触する押し出し板の長さは、キャリア溝の総ピッチ数の半分の長さにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明のキャリア移し替え装置における一実施の形態を示す構成図で、ロット分離前の状態を示す図である。図１に示すように、本実施の形態は、ウエハ１を収納する複数の溝を有する２個の同一形状のキャリア２ａ、２ｂをそれぞれ対向して載置する載置台３ａ、３ｂと、この載置台をそれぞれ支える支柱４ａ、４ｂと、この支柱をそれぞれ上下させるラック５ａ、５ｂ、歯車６ａ、６ｂ、モーター７ａ、７ｂと、モーター駆動を制御する制御部８と、キャリア２ａからキャリア２ｂへウエハを押し出す押し出し板９を備えた押し出し部１０とから構成され、収納したウエハ１が水平となるようにキャリア２ａ、２ｂを載置している。なお、図示していないが押し出し部１０には押し出し板９を水平方向に往復運動させる機構が内蔵されており、この機構は駆動源を備えた自動機構でもよいし、あるいは単に手動機構でもよい。また、制御部８には、駆動操作のための押しボタンが設けられている。
【００１４】
また、本実施の形態では、説明の都合上、使用するキャリア２ａ、２ｂはそれぞれ満杯にした時に１２枚のウエハが収納できるものを用い、ウエハは１ロットが６枚の場合を例示している。また、ウエハをキャリアから押し出す際、ウエハと接触する押し出し板９の長さは、キャリア内の溝の総ピッチである１２Ｐの半分の長さ６Ｐである。また、キャリアの背の部分は、押し出し板９が通過可能な開口となっている。
【００１５】
次に、本実施の形態の動作について説明する。図１〜図４は、本発明のウエハ移し替え装置におけるロット分離動作を順に説明する図である。また、図５〜図８は、本発明のウエハ移し替え装置におけるロット統合動作を順に説明する図である。
【００１６】
まず、図１〜図４を使用し、ロット分離の動作を説明する。図１において、キャリア２ａとキャリア２ｂは、それぞれ載置台３ａ、３ｂ上に同じ高さでかつウエハを出し入れする側を対向させてセットされている。キャリア２ａ内の溝には１ロット６枚のウエハ１が上から順に６枚収納されている。
【００１７】
次に、図２に示すように、キャリア２ａ内の６枚のうち半数の３枚をキャリア２ｂに移し替えて３枚ずつに分離する場合には、制御部８の「Ｂ」ボタンを押し続いて１ロットの枚数を示す「６」ボタンを押すと、溝のピッチ３Ｐだけキャリア２ａを上昇させるための計算処理を制御部８で実施し、モーター７ａ、歯車６ａが駆動し、ラック５ａのある支柱４ａが上昇し、載置台３ａが溝のピッチ３Ｐだけ上昇する。
【００１８】
次に、図３に示すように、押し出し板９をキャリア２ａからキャリア２ｂの方向に水平移動させ、キャリア２ａ内の上から４、５、６番目にある３枚のウエハ１を押し出してキャリア２ｂに収納する。この時、キャリア２ａ内の上から１、２、３番目にある３枚のウエハ１は、そのままキャリア２ａ内に残っている。
【００１９】
次に、図４に示すように、３枚のウエハ１をキャリア２ｂに収納後、押し出し板９を初期位置まで戻す。押し出し板９が初期位置まで戻ったことを位置センサー（図示しない）が認識し、位置センサーからの信号に基づいて載置台３ａは支柱４ａを駆動するモーター７ａ、歯車６ａ、ラック５ａによって駆動され、載置台３ａは下降して初期の高さに戻る。以上の動作で１ロット６枚のウエハ１が３枚ずつに分離され、それぞれを同一形状の２つのキャリア２ａ、２ｂの同一位置に収納することができる。
【００２０】
このように本発明は、分離の場合に、分離先キャリアの上段側の溝を空けることなく複数のウエハを上詰めで同時に収納することが可能である。すなわち、本発明の装置によりロット分離を行なうことによって、２つのキャリアのウエハ枚数及び収納する溝位置を同じにできるので、２つのキャリアの重心を等しくすることができる。従って、２つのキャリアの重心を等しくした上でキャリアをセットする必要のある半導体製造装置の場合にも、本発明の装置によって分離した２つのキャリアをセットすることによって同時処理が可能となり、生産効率を高めることができる。
【００２１】
ここで、１ロットのウエハ枚数が奇数の場合には、分離した２つのキャリア内におけるウエハ枚数の差が１枚となりウエハ１枚分だけ重心がずれるが、前記半導体製造装置においてはウエハ１枚の差による重心のずれは許容範囲である。この場合のボタン操作は、例えば、移送元キャリア内の７枚のうち上３枚を残して下４枚を移し替える場合には、「Ｂ」、「７」、「３」の順にボタンを押すことによって移送元キャリアが３Ｐ分だけ上昇するように、あらかじめプログラムしておけばよい。
【００２２】
また、分離することによって２つのキャリアのウエハ枚数、収納する溝位置を同じにすることができない場合には、例えば、図１において、分離元キャリアの上から４、５、６番目の溝に収納したウエハを、分離先キャリアでも同じく上から４、５、６番目の溝に移し替えると、分離先キャリアの１、２、３番目の溝にはウエハがなく、分離先キャリアの重心は分離元キャリアの重心より下方にあることになる。従来は、このような重心の違う２つのキャリアを上記の半導体製造装置にセットし処理を行うと装置内部でウエハが割れ、歩留低下や装置停止による生産効率の低下を招く。しかし本発明では、分離しても重心が同じであるためこのような事態を解消することができる。
【００２３】
次に、図５〜図８を使用し、ロット統合の動作を説明する。図５において、キャリア２ａとキャリア２ｂは、それぞれ載置台３ａ、３ｂ上に同じ高さでかつ開口部を対向させてセットされている。キャリア２ａ内の上から１、２、３番目の溝には３枚のウエハ１が収納され、また、キャリア２ｂ内の上から１、２、３番目の溝には３枚のウエハ１が収納されている。
【００２４】
次に、図６に示すように、キャリア２ａの３枚のウエハ１をキャリア２ｂに移し替えし統合する場合には、図１で示した制御部８の「Ｔ」ボタンを押し続いて１ロットの枚数である「６」ボタンを押すと、溝のピッチ３Ｐだけキャリア２ｂを上昇させるための計算処理を制御部８で実施し、モーター７ｂ、歯車６ｂが駆動し、ラック５ｂのある支柱４ｂが上昇し、載置台３ｂがキャリア２ｂ内に３枚のウエハ１を収納したまま溝のピッチ３Ｐ分だけ上昇する。
【００２５】
次に、図７に示すように、押し出し板９をキャリア２ａからキャリア２ｂの方向に水平移動させ、キャリア２ａ内の上から１、２、３番目にある３枚のウエハ１を押し出してキャリア２ｂ内の上から４、５、６番目の溝に収納する。その結果、キャリア２ｂ内の溝には上から順に６枚のウエハ１が収納される。
【００２６】
次に、図８に示すように、押し出し板９を初期位置まで戻す。押し出し板９が初期位置まで戻ったことを位置センサー（図示しない）が認識し、位置センサーからの信号に基づいて載置台３ｂは支柱４ｂを駆動するモーター７ｂ、歯車６ｂ、ラック５ｂによって駆動され、載置台３ｂは下降して初期の高さに戻る。以上の動作によって３枚ずつ別々のキャリアに収納されていたウエハは、一つのキャリアの上方に１ロット６枚に統合される。
【００２７】
さらに本発明は、統合の場合に、統合先キャリアにおいてウエハが収納されていない部分の最上段の溝から必要枚数に該当する下方の溝までに、統合元キャリアから複数のウエハを同時に移し替えることができるため、容易に統合先キャリア内のウエハ間に空き溝がない状態にすることが可能である。統合先キャリアのウエハ間に空き溝があると、その溝にダミーウエハを挿入する作業が追加されたり、次工程の半導体製造装置が枚様式である場合に空き溝をウエハの欠損と装置が認識し停止したりする、といった生産効率の低下を招く。しかし、本発明では、空き溝が発生しないのでこのような事態を解消することができる。
【００２８】
次に、本発明における他の実施の形態について説明する。図９の構成図に示すように本実施の形態は、キャリア載置台３ａ、３ｂと、それを支持する支柱４ａ、４ｂと、それぞれの載置台に載置し対向するキャリア２ａ、２ｂの両側（背側）に配置したウエハの押し出し部１０ａ、１０ｂと、支柱４ａ、４ｂをそれぞれ独立に上下させるラック５ａ、５ｂ及び歯車６ａ、６ｂからなる上下機構と、支柱４ａ、４ｂの上昇距離を設定して支柱の上昇及び初期高さへの下降を手動で行うダイヤル１１ａ、１１ｂとで構成されている。
【００２９】
まず、キャリア２ａに収納されたウエハのロット分離動作を行う場合は、片方の支柱上下機構と押し出し部１０ａで行い、キャリア２ａ、２ｂに収納されたウエハのロット統合動作を行う場合は、もう片方の支柱上下機構と押し出し部１０ｂで行う。各ダイヤル１１ａ、１１ｂでは、あらかじめロットのウエハ枚数に合わせた目盛りがあり、その目盛りにダイヤルを回すことによって歯車、ラック等を介してキャリアが上昇し、押し出し部を押すことでロット分離またはロット統合が可能になる。押し出し部を初期位置に戻した後、ダイヤルを初期位置に回すと上昇していたキャリアは初期の高さに下降する。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、一つのキャリア内ウエハの半数を別なキャリアに同時に分離収納し、また、２つのキャリアに分離した複数のウエハを１つのキャリアに同時に統合することができるため、分離及び統合動作を簡単に行うことができる。
【００３１】
すなわち、ロット分離時は、分離元のキャリアをウエハの存在する溝のピッチ（図１では６Ｐ）の半分のピッチ（図２では３Ｐ）だけ上昇させる機構があるため、ウエハ数の半分を同時に移し替え可能となる。また、ロット統合時は、統合先のキャリアをウエハの存在する溝のピッチ（図５では６Ｐ）の半分のピッチ（図６では３Ｐ）だけ上昇させる機構があるため、複数のウエハを１つのキャリアに同時に移し替え可能となる。また、ウエハを押し出すための押し出し板の長さがキャリア内溝の総ピッチ１２Ｐの半分６Ｐの長さであるため、ロット分離時には半数のウエハを残したまま残りの複数のウエハを同時に移し替え可能であり、ロット統合時には統合先のキャリア載置台やキャリア下部枠に押し出し板が当たることなく複数のウエハを同時に移し替え可能である。
【００３２】
このように本発明は、バッチ処理による分離、統合が可能であることから処理時間の短縮を図ることができると同時に、分離の場合には、分離先キャリアの上段側の溝を空けることなく複数のウエハを上詰めで同時に収納することが可能となるため、２つのキャリアの重心を等しくすることができる。従って、半導体製造装置の稼動率が向上し生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態においてロット分離前の状態を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態において移送元キャリアを上昇させる状態を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態においてロットを分離させる状態を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施の形態においてロット分離が完了した状態を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施の形態においてロット統合前の状態を示す構成図である。
【図６】本発明の一実施の形態において移送先キャリアを上昇させる状態を示す構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態においてロットを統合させる状態を示す構成図である。
【図８】本発明の一実施の形態においてロット統合が完了した状態を示す構成図である。
【図９】本発明の他の実施の形態を示す構成図である。
【図１０】従来の構成を示す斜視図である。
【図１１】従来の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１    ウエハ
２ａ、２ｂ    キャリア
３ａ、３ｂ    載置台
４ａ、４ｂ    支柱
５ａ、５ｂ    ラック
６ａ、６ｂ    歯車
７ａ、７ｂ    モーター
８    制御部
９    押し出し板
１０、１０ａ、１０ｂ    押し出し部
１１ａ、１１ｂ    ダイヤル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004356418.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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