JP2004165276A - 吸着装置および搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ウェハ等の被吸着部材を吸着する吸着装置およびこの吸着装置を用いた搬送装置に関し、変形した被吸着部材を確実に吸着することを目的とする。
【解決手段】本発明の吸着装置は、本体部に形成され、吸引穴を有する吸着部と、吸着部に固定され被吸着部材に当接される平板状のパッドとを備え、パッドは、吸引穴に通じる穴部を有し、かつ、外周部に弾性変形部が形成されていることを特徴とする。また、本発明の搬送装置は、複数枚のウェハが収容されるカセット部内に移動可能であり、ウェハを吸着するための吸着部を有する搬送アームと、搬送アームの吸着部に固定されウェハに当接される平板状のパッドと、搬送アームを移動させウェハのカセット部からの搬出またはカセット部への搬入をする駆動手段とを備え、吸着部は吸引穴を有し、パッドは、吸引穴に通じる穴部を有し、かつ、外周部に弾性変形部が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハ等の被吸着部材を吸着する吸着装置およびこの吸着装置を用いた搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、ウェハの外観検査に用いられるウェハ外観検査装置では、目視によるマクロ検査、顕微鏡によるミクロ検査等のために、ウェハを吸着装置で吸着して搬送することが行われている。
そして、従来、ウェハを吸着する吸着装置は、搬送用のアーム部に、例えば、３カ所の吸着部を形成し、吸着部に配置されるパッドに、ウェハを真空吸着するように構成されている。
【０００３】
このような吸着装置では、ウェハを３カ所で吸着するため、ウェハを安定して確実に支持することができる。
なお、従来、搬送アームによりウェハを吸着して搬送する搬送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平１１−１２４２３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の吸着装置では、ウェハを複数カ所で吸着しているため、ウェハが変形しているとウェハを安定して支持することが困難になるという問題があった。
【０００５】
すなわち、近年、ウェハの肉厚が薄くなる傾向にあり、薄肉のウェハでは、自重やパターン焼き付けによる変形が生じやすく、かつ、その変形は、お椀型、円筒型、あるいは、これに捩れが加わったりしており、非常に多様である。
そして、このようにウェハが変形していると、ウェハに全てのパッドを当接させることができなくなり、一部のパッドとウェハとの間に間隙が生じ、ウェハを安定して吸着することが困難になる。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題を解決したもので、変形した被吸着部材を確実に吸着することができる吸着装置および搬送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の吸着装置は、本体部と、前記本体部に形成され、吸引穴を有する吸着部と、前記吸着部に固定され被吸着部材に当接される平板状のパッドとを備え、前記パッドは、前記吸引穴に通じる穴部を有し、かつ、外周部に弾性変形部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の吸着装置は、請求項１記載の吸着装置において、前記パッドの前記弾性変形部と前記本体部との間に、間隙が形成されていることを特徴とする。
請求項３の搬送装置は、複数枚のウェハが収容されるカセット部内に移動可能であり、前記ウェハを吸着するための吸着部を有する搬送アームと、前記搬送アームの前記吸着部に固定され前記ウェハに当接される平板状のパッドと、前記搬送アームを移動させ前記ウェハの前記カセット部からの搬出またはカセット部への搬入をする駆動手段とを備え、前記吸着部は吸引穴を有し、前記パッドは、前記吸引穴に通じる穴部を有し、かつ、外周部に弾性変形部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明が適用されるウェハ外観検査装置を示している。
このウェハ外観検査装置は、カセット載置部１１、マクロ検査部１３、ミクロ検査部１５を有している。
【００１０】
カセット載置部１１には、図２に示すように、複数のウェハ１７が格納されるウェハカセット１９が載置される。
マクロ検査部１３では、ウェハ１７が目視で検査される。
ミクロ検査部１５では、ウェハ１７が顕微鏡２１を用いて検査される。
マクロ検査部１３には、吸着装置である第１の搬送アーム２３、ウェハ保持アーム２５、第２の搬送アーム２７が配置されている。
【００１１】
第１の搬送アーム２３は、ウェハカセット１９とマクロ検査部１３との間のウェハ１７の受け渡しを行う。
ウェハ保持アーム２５は、マクロ検査部１３において、例えば、ウェハ１７の裏面を検査する時に使用される。
【００１２】
第２の搬送アーム２７は、マクロ検査部１３とミクロ検査部１５との間のウェハ１７の受け渡しを行う。
第１の搬送アーム２３、ウェハ保持アーム２５および第２の搬送アーム２７には、それぞれ３カ所に吸着手段２９が配置されている。
上述したウェハ外観検査装置では、第１の搬送アーム２３がウェハカセット１９内に挿入されることにより、ウェハカセット１９内に収容されているウェハ１７が、第１の搬送アーム２３により吸着保持され、マクロ検査部１３に搬送される。
【００１３】
マクロ検査部１３において、操作者により、マクロ検査を行うための指示がなされると、図示しない駆動手段により、ウェハ保持アーム２５が上昇され、吸着を解除された第１の搬送アーム２３上のウェハ１７が、ウェハ保持アーム２５上に載置されウェハ保持アーム２５に吸着される。
ウェハ１７を吸着したウェハ保持アーム２５は、所定の高さで上昇を停止され、操作者の指示に基づいて、図示しない駆動手段により、任意の方向に回転され、マクロ検査が行われる。
【００１４】
マクロ検査の終了の指示が、操作者によってなされると、ウェハ保持アーム２５は、ウェハ１７のパターン面を上にして、ウェハ１７を水平状態にして、下降を開始する。
ウェハ保持アーム２５が所定の高さとなった時点で、ウェハ保持アーム２５は、ウェハ１７の吸着を解除して下降を停止する。
【００１５】
この後、操作者により、ミクロ検査を行うための指示がなされると、第２の搬送アーム２７が、ウェハ保持アーム２５より下の位置から上昇し、吸着を解除されたウェハ保持アーム２５上のウェハ１７が、第２の搬送アーム２７上に載置され、第２の搬送アーム２７に吸着される。
ウェハ１７を吸着した第２の搬送アーム２７は、所定の高さで上昇を停止され、図示しない駆動手段により、図１の矢符方向に移動される。
【００１６】
そして、ウェハ１７の吸着を解除した後、ミクロ検査部１５のＸＹステージ３１にウェハ１７が受け渡され、顕微鏡２１を用いて、ウェハ１７のミクロ検査が行われる。
ミクロ検査の終了の指示が操作者によってなされると、第２の搬送アーム２７は、ミクロ検査部１５のＸＹステージ３１の位置より低い位置から上昇し、ＸＹステージ３１上のウェハ１７を吸着する。
【００１７】
ウェハ１７を吸着した第２の搬送アーム２７は、図１の矢符と逆の方向に移動した後、所定位置まで下降し、ウェハ１７の吸着を解除する。
この時、第２の搬送アーム２７より低い位置にある第１の搬送アーム２３は、上昇を開始し、第２の搬送アーム２７上のウェハ１７を吸着して、ウェハカセット１９に、検査されたウェハ１７を搬送する。
【００１８】
図３は、上述した第１の搬送アーム２３の詳細を示すもので、図３（ａ）は第１の搬送アーム２３の上面図、図３（ｂ）は側面図である。
第１の搬送アーム２３の本体部であるアーム部３３には、その３カ所に吸着手段２９が配置されている。
３カ所の吸着手段２９は、吸着されるウェハ１７の中心となる位置Ｏから、所定の角度を置いて、ほぼ同心状に配置されている。
【００１９】
アーム部３３の吸着手段２９が配置された面と反対側の面には、真空引き用のチューブ３５が接続されている。
図４は、吸着手段２９の詳細を示すもので、この吸着手段２９は、アーム部３３に形成される吸着部３７と、吸着部３７に配置されるパッド３９とを有している。
【００２０】
吸着部３７には、円形状の吸引穴３３ａが形成されている。
この吸引穴３３ａは、アーム部３３に形成される断面矩形状の連通穴３３ｂを介して、チューブ３５に連通されている。
アーム部３３における吸引穴３３ａの周縁には、円環状のスペーサ４１が接着等により固定されている。
【００２１】
このスペーサ４１は、例えば、０．１ｍｍ程度の肉厚を有しており、金属，接着剤，両面テープ等により形成されている。
なお、このスペーサ４１は、アーム部３３に直接突出部を形成し、アーム部３３と一体に形成してもよく、あるいは、パッド３９と一体成形でもよい。
スペーサ４１には、円形状のパッド３９が接着等により固定されている。
【００２２】
パッド３９の中央には、アーム部３３の吸引穴３３ａと同一径の吸引穴３９ａが形成され、吸引穴３９ａの周縁が、スペーサ４１に固定されている。
なお、パッド３９の吸引穴３９ａは、アーム部３３の吸引穴３３ａと同一径でなくてもよい。吸引穴３９ａの径は、吸引穴３３ａの径より小さくてもよい。さらに、パッド３９の吸引穴３９ａとしては、小さい径の穴を複数設けてもよい。
【００２３】
パッド３９は、平板状をしており、スペーサ４１の外側が弾性変形部３９ｂとされている。
パッド３９は、例えば、０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の薄肉をしており、弾性材料により形成されている。
弾性材料には、例えば、樹脂系，ゴム系，金属系等の材料を使用することができる。
【００２４】
樹脂系の弾性材料としては、ポリミド樹脂，アセタール樹脂，ポリエーテルエーテルケトン等が好適する。
また、ゴム系の弾性材料としては、フッ素ゴムが、金属系の弾性材料としては、ステンレススティール，アルミ合金等が好適する。
そして、パッド３９の弾性変形部３９ｂとアーム部３３との間には、スペーサ４１の肉厚に対応する寸法の間隙Ｗが形成されている。
【００２５】
なお、この実施形態では、ウェハ保持アーム２５および第２の搬送アーム２７に形成される吸着手段２９も第１の搬送アーム２３に形成される吸着手段２９と同様に形成されている。
図５は、変形したウェハ１７を、第１の搬送アーム２３の吸着手段２９により吸着する時の状態を示している。
【００２６】
このウェハ１７は、円盤状をしており、例えば、外径を２００ｍｍ、肉厚を２５０μｍとされている。
従って、一般の半導体製造関連で規定されるウェハの標準的な肉厚に対し約１／３から１／４になっており、それに比例して重量も軽くなっている。
また、このウェハ１７は、肉厚が薄いため、例えば、前加工の研磨加工により、比較的大きな変形が生じている。
【００２７】
この変形は、例えば、鞍状をしており、平面に対する最大変形量が、例えば、１ｍｍ程度とされている。
図５において、アーム部３３に形成される連通穴３３ｂには、チューブ３５が連通されている。
チューブ３５は、真空制御弁４３を介して、真空源４５に接続されている。
【００２８】
真空制御弁４３は、２位置切替電磁弁からなり、吸着部３７への空気供給を、真空側および大気側に切り替える。
これにより、吸着部３７で、ウェハ１７の吸着と吸着の解除との切り替えが行われる。
図５では、ウェハ１７の変形に起因して、吸着手段２９にウェハ１７を単に載置した状態では、ウェハ１７の一部のみが、吸着手段２９のパッド３９の外周の片側にのみ当接され、パッド３９の外周の他側とウェハ１７との間に間隙Ｌが形成されている。
【００２９】
この状態で、真空制御弁４３を、真空側に切り替えると、吸着部３７が真空引きされ、パッド３９とウェハ１７との間の空間部４７の圧力が低下し、パッド３９のウェハ１７側の面３９ｃ（以下上面という）と反対側の面３９ｄ（以下下面という）との間に圧力差が生じる。
この実施形態では、図４に示したように、パッド３９の弾性変形部３９ｂと第１の搬送アーム２３のアーム部３３との間に、スペーサ４１により間隙Ｗが形成されているため、この間隙Ｗからパッド３９の下面３９ｄ側に大気が確実に流入しており、パッド３９の下面３９ｄ側の圧力は大気圧となっている。
【００３０】
そして、パッド３９の上面３９ｃ側に作用する圧力が大気圧より小さくなり、下面３９ｄ側には、大気圧が作用するため、パッド３９の弾性変形部３９ｂは、その圧力差により、ウェハ１７側に向けて図に破線で示すように弾性変形する。パッド３９の弾性変形部３９ｂが、このようにしてウェハ１７側に弾性変形すると、弾性変形部３９ｂとウェハ１７との間隙がより小さくなり、パッド３９とウェハ１７との間の空間部４７に流入する大気が減少し、空間部４７の圧力がより低下する。
【００３１】
これにより、パッド３９の上面３９ｃ側と下面３９ｄ側との圧力差がより増大し、図に二点鎖線で示すように弾性変形部３９ｂが、ウェハ１７に密着され、ウェハ１７が吸着部３７に確実に吸着される。
一方、この吸着状態で、真空制御弁４３を、真空側から大気側に切り替えると、吸着部３７に大気が流入し、パッド３９とウェハ１７との間の空間部４７の圧力が大気圧となり、パッド３９の上面３９ｃと下面３９ｄとの圧力が同じになる。
【００３２】
そして、パッド３９の弾性変形部３９ｂの弾性により、弾性変形部３９ｂが図の実線の位置に戻り、ウェハ１７の吸着部３７への吸着が解除される。
上述した第１の搬送アーム２３（請求項１および請求項２の吸着装置の実施形態に対応する）では、平板状のパッド３９の弾性変形部３９ｂが、パッド３９のウェハ１７側の面３９ｃと反対側の面３９ｄとの間の圧力差により、ウェハ１７側に変形して密着するため、変形したウェハ１７を確実に吸着することができる。
【００３３】
そして、ウェハ１７を複数カ所で吸着する場合に、ウェハ１７が変形していても、ウェハ１７に全てのパッド３９を密着させることが可能になり、ウェハ１７を安定して支持することができる。
また、パッド３９の弾性変形部３９ｂと第１の搬送アーム２３のアーム部３３との間に、スペーサ４１により、間隙Ｗを形成したので、間隙Ｗからパッド３９の下面３９ｄ側に大気が確実に流入し、これによりパッド３９の弾性変形部３９ｂをウェハ１７側に確実に変形させることができる。
【００３４】
そして、上述したウェハ外観検査装置（請求項３の搬送装置の実施形態に対応する）では、第１の搬送アーム２３の吸着部３７に配置される平板状のパッド３９の弾性変形部３９ｂが、パッド３９のウェハ１７側の面３９ｃと反対側の面３９ｄとの間の圧力差により、ウェハ１７側に変形して密着するため、変形したウェハ１７を確実に吸着することができる。
【００３５】
また、パッド３９が肉厚の薄い平板状をしているため、パッド３９の厚みにアーム部３３の厚みを加えた、第１の搬送アーム２３の厚みを小さくすることができる。
そして、第１の搬送アーム２３の厚みを小さくすることが可能になるため、ウェハ１７の収納間隔の狭いウェハカセット１９内からのウェハ１７の搬出およびウェハカセット１９内へのウェハ１７の搬入を確実に行うことができる。
【００３６】
すなわち、図６は、ウェハカセット１９の一部を示しており、このウェハカセット１９では、左右の支持部材４９の内面には、上下方向に所定間隔Ｌ１を置いて凹部４９ａが形成され、この凹部４９ａにウェハ１７の外周部が支持されている。
従って、支持部材４９に形成される凹部４９ａの間隔が狭くなると、ウェハ１７の間に搬送アームを挿入することが困難になる。
【００３７】
しかしながら、上述した第１の搬送アーム２３では、第１の搬送アーム２３の厚みＡを小さくすることができるため、凹部４９ａの間隔Ｌ１が狭くなった場合にも、ウェハ１７の間に第１の搬送アーム２３を挿入することができる。
また、ウェハカセット１９内に収容されるウェハ１７に変形が生じている場合には、搬送アームの厚みが大きいと、搬送アームがウェハ１７に衝突するおそれがあるが、第１の搬送アーム２３の厚みＡを小さくすることにより、第１の搬送アーム２３がウェハ１７に衝突するおそれを解消することができる。
【００３８】
図７は、パッドの他の例を示すもので、このパッド３９Ａでは、パッド３９Ａに形成される吸引穴３９ａが、パッド３９Ａの中心からずれた位置に形成されている。
すなわち、パッド３９Ａの中心Ｏ１および吸引穴３９ａの中心Ｏ２を通る直線Ｓ上において、吸引穴３９ａの中心Ｏ２から外周までの距離が異なる長さｃ，ｄとされている。
【００３９】
そして、点線で示す吸引穴３９ａの周縁部が、アーム部３３のスペーサ４１に固定される。
このパッド３９Ａは、ウェハ１７の板厚が薄く、アーム部３３における３カ所の吸着手段２９の位置により、例えば、図５に示したように、同一の吸着手段２９に、常に同じ傾向をもってウェハ１７が載置されるような場合に好適する。
【００４０】
すなわち、このパッド３９Ａでは、吸引穴３９ａの中心Ｏ２から外周までの距離が大きい方（距離ｄ側）の弾性変形部３９ｂが、より大きく撓むことができるため、変形の大きいウェハ１７をより確実に吸着することができる。
なお、上述した実施形態では、パッド３９，３９Ａの全体を弾性部材で形成し、スペーサ４１の外側を弾性変形部３９ｂとした例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、パッドを２種類の素材により形成し、スペーサ４１の外側に位置する部分のみを弾性部材により形成しても良い。
【００４１】
また、上述した実施形態では、ウェハ１７の吸着に本発明の吸着装置を適用した例について説明したが、本発明の吸着装置はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、樹脂，金属等からなる部材の吸着に広く適用することができる。
さらに、上述した実施形態では、第１の搬送アーム２３に配置される３カ所の吸着手段２９の全てに本発明のパッド３９を配置した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、１カ所の吸着手段２９にのみ本発明のパッド３９を配置しても良い。
【００４２】
そして、この場合には、他の２カ所の吸着手段のアーム部にパッドの厚みと同一の厚みの受座を形成するのが望ましい。
また、上述した実施形態では、パッド３９，３９Ａを円形状にした例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、楕円形状等にしても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、平板状のパッドの弾性変形部を、パッドの被吸着部材側の面と反対側の面との間の圧力差により、被吸着部材側に変形させて密着させることができるため、変形した被吸着部材を確実に吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送装置の一実施形態を示す上面図である。
【図２】図１の搬送装置を示す正面図である。
【図３】図１の第１の搬送アームを示す説明図である。
【図４】図３の第１の搬送アームのＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図４の吸着部に変形したウェハを吸着している状態を示す説明図である。
【図６】図２のウェハカセットの一部を示す説明図である。
【図７】図４のパッドの他の例を示す上面図である。
【符号の説明】
１７ ウェハ
１９ ウェハカセット
２３ 第１の搬送アーム
３３ アーム部
３７ 吸着部
３９ パッド
３９ｂ 弾性変形部
Ｗ 間隙

Claims (3)

1. 本体部と、
   前記本体部に形成され、吸引穴を有する吸着部と、
   前記吸着部に固定され被吸着部材に当接される平板状のパッドとを備え、
   前記パッドは、前記吸引穴に通じる穴部を有し、かつ、外周部に弾性変形部が形成されていることを特徴とする吸着装置。
2. 請求項１記載の吸着装置において、
   前記パッドの前記弾性変形部と前記本体部との間に、間隙が形成されていることを特徴とする吸着装置。
3. 複数枚のウェハが収容されるカセット部内に移動可能であり、前記ウェハを吸着するための吸着部を有する搬送アームと、
   前記搬送アームの前記吸着部に固定され前記ウェハに当接される平板状のパッドと、
   前記搬送アームを移動させ前記ウェハの前記カセット部からの搬出またはカセット部への搬入をする駆動手段とを備え、
   前記吸着部は吸引穴を有し、前記パッドは、前記吸引穴に通じる穴部を有し、かつ、外周部に弾性変形部が形成されていることを特徴とする搬送装置。

Images