JPH0332220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、シリコンウエハーのボート（棚状に
シリコンウエハーを収納した収納部）や各種処理
装置のステージに載置されたシリコンウエハー
を、自動搬送装置の吸着ハンドにより吸着する際
の吸着方法に関する。

＜従来の技術＞ シリコンウエハーに各種の処理を施したり、測
定器にかけてその性能を測定する場合、ボート内
に棚状に載置されたシリコンウエハーを、自動搬
送装置の吸着ハンドに吸着させ、処理装置等のス
テージまで搬送する搬送装置は、本発明者によ
り、特開昭62−93112号公報等において、すでに
提案されている。

IC等に使用されるシリコンウエハーは、非常
に歪みや傷や塵を嫌い、また歪みや傷が付きやす
いため、収納する際や、自動搬送装置を使用して
のシリコンウエハーの搬送には細心の注意を必要
とする。

＜発明が解決しようとする課題＞ このために、シリコンウエハーは、例えばボー
ト内において、表面に塵が載らないように裏面を
上にし、且つその端部を２〜３箇所で支持した状
態で水平に載置され、シリコンウエハーをハンド
リングする場合、その表面に触れないようにする
ために、上面となる裏面に吸着ハンドを吸着さ
せ、シリコンウエハーに衝撃がかからないよう
に、その吸着時の吸引力も必要最小限にしてい
る。

しかし、自動搬送装置の吸着ハンドによりシリ
コンウエハーを吸着する場合、理想的には吸着ハ
ンドをシリコンウエハーの僅か真上（例えば表面
から0.1mm上）で停止させ、この状態で吸着動作
を開始してシリコンウエハーを軽い吸引で吸着ハ
ンドの下面に吸着させることがベストであるが、
ボートやステージに載置されているシリコンウエ
ハーの位置にバラツキや大きな誤差があつたり、
シリコンウエハーが何らかの理由で少しでも傾斜
して載置されていた場合には、吸着ハンドでシリ
コンウエハーを押して傷付けてしまつたり、吸着
できなくなる恐れがあつた。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上記の課題を解決するためになされ
たもので、ボート等に水平に載置されたシリコン
ウエハーを、自動搬送装置の吸着ハンドにより、
押し付けて傷付けたりせず、確実に吸着すること
ができるシリコンウエハーの吸着方法を提供する
ことを目的とする。

このために、本発明の吸着方法は、下面に吸着
孔を持つ吸着ハンドとその吸着状態を検出するセ
ンサと吸着ハンドを昇降させる昇降機構を備えた
自動搬送装置が、水平に載置されたシリコンウエ
ハーを、吸着ハンドによつて吸着する吸着方法に
おいて、シリコンウエハーの真上に基準位置を設
定し、シリコンウエハーの載置位置が誤差として
最も高い位置にずれた場合の基準位置からその真
下のシリコンウエハーまでの距離を一定の下降距
離ｈと設定し、第一工程として吸着ハンドを基準
位置に位置させ、第二工程として吸着動作を開始
しながら下降距離ｈだけ吸着ハンドを水平に下降
させ、第三工程として吸着ハンドを再び基準位置
まで上昇させ、このとき、吸着ハンドがシリコン
ウエハーを吸着しいるか否かを検出し、第四工程
としての吸着ハンドがシリコンウエハーを吸着し
ていないことが検出された場合、前記下降距離ｈ
に微小距離ａを加えた距離を新たな下降距離ｈと
し、再び上記第一から第三工程を行い、吸着ハン
ドがシリコンウエハーを吸着できない場合、上記
の第一から第四工程を複数回繰り返すように構成
される。

＜作用＞ このようなシリコンウエハーの吸着方法では、
基準位置からシリコンウエハーまでの下降距離ｈ
を、予めシリコンウエハーの載置位置の誤差が最
高位置の場合つまり、シリコンウエハーが最も高
い位置にズレて載置された場合の距離となるよう
に設定しているため、吸着ハンドを第１回目に基
準位置から下降距離ｈだけ下降させた際、シリコ
ンウエハーの位置が上にズレていても、吸着ハン
ドがシリコンウエハーを押し付けて傷付けるよう
なことは防止できる。そして、シリコンウエハー
が傾斜していたり、低い位置にズレていた場合、
吸着ハンドはシリコンウエハーを吸着するために
下降する毎に、微小距離（例えば0.1mm）ずつシ
リコンウエハーに近づくことになり、吸着ハンド
がシリコンウエハーを押し付けずに吸着可能な位
置まで確実に下降し、最小の吸引力によりシリコ
ンウエハーに衝撃等を与えないようにしてこれを
吸着し、搬送することができる。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図はシリコンウエハーを搬送するための吸
着ハンドを備えた自動搬送装置を示している。こ
の図により搬送装置の概略構造を説明すると、本
体１の上部に水平移動部２が上昇、旋回可能に配
設され、水平移動部２内にはキヤリツジ３がその
上部を上に突出した状態で水平移動可能に配設さ
れる。そして、キヤリツジ３には吸着ハンド５が
回転軸４を介して水平方向に取着される。

水平移動部２は、本体１内に昇降可能に配設さ
れた昇降板７上に立設された円筒６の先端に取着
され、昇降板７は本体１内に回転可能に立設され
たボールねじ８に螺合し、ボールねじ８はステツ
プモータ９により回転駆動され、このステツプモ
ータ９の駆動により水平移動部２つまりキヤリツ
ジ３の吸着ハンド５が昇降動作する。また、本体
１内には、図示は省略されているが、円筒６を回
転駆動するためのモータが配設され、キヤリツジ
３を走行させるモータが昇降板７に取付けられ
る。

水平移動部２内には両端と中央にプーリが配設
され、これらのプーリ間に駆動用のワイヤがかけ
られ、ワイヤの一部がキヤリツジ３に連結され、
中央のプーリが円筒６内を通る回転軸に軸着さ
れ、このプーリが本体１内のモータにより回転駆
動されることにより、キヤリツジ３は水平移動部
２上を移動する。また、キヤリツジ３内には、吸
着ハンド反転用のモータが回転軸４を回転駆動す
るように配設され、このモータにより吸着ハンド
５は反転される。

第３図、第４図の示すように、吸着ハンド５内
には空気通路１０が設けられ、この空気通路の開
口部として吸着孔１１が吸着ハンド５の下面に設
けられ、空気通路の末端が図示しない真空ポンプ
等の吸気口に連通接続される。また、空気通路の
一部には吸気圧を検出するための圧力センサ１２
が設置され、この圧力センサ１２の検出圧力が一
定値以下になつたとき、吸着ハンド５がその下面
にシリコンウエハー１５を吸着したことが検出さ
れる。なお、吸着孔１１からの吸気をオンオフす
るために、空気通路１０等に第２図の電磁バルブ
２２が設置される。

上記構成の自動搬送装置は、CPU２０を主要
部とする制御回路により制御され、その制御回路
の概略を示す第２図のように、吸着用の吸気圧を
検出する圧力センサ１２の検出信号はCPU２０
に送られ、CPU２０から出力された吸着オンオ
フ用の駆動信号は駆動回路２１を介して電磁バル
ブ２２に送られ、吸着ハンド５を昇降させるため
の信号は駆動回路２３に送られ、この駆動回路２
３により昇降用のステツプモータ９が回転駆動さ
れる。

一方、シリコンウエハー１５はクリーンルーム
内のボート内に収納されるが、ボートは第３図、
第４図のように立設された３本の支持柱１６に一
定の間隔で溝１７を設けてなり、ウエハー１５は
裏を上側にし、その縁部を溝１７に係止するよう
に水平に載置されている。

次に、このような自動搬送装置を用いて行うシ
リコンウエハーの吸着方法を、第５図のフローチ
ヤートに基づき説明する。

ボート内に載置されたシリコンウエハーを取出
して搬送する場合、自動搬送装置は、先ず原位置
にある吸着ハンド５を、第３図のように、ボート
内における搬出しようとするシリコンウエハー１
５の真上の基準位置まで移動させる（ステツプ
100）。この基準位置は、その位置からシリコンウ
エハー１５までの距離が、ｈ（例えば２〜３mm）
となる位置に設定され、且つその距離ｈは、シリ
コンウエハーの載置位置の誤差が最高位置の場合
つまり、シリコンウエハーが最も高い位置にズレ
て載置された最高誤差の距離に予め設定される。

次に、ステツプ110で、電磁バルブ２２が開か
れ、吸着ハンド５の吸着孔１１から吸気が始まり
その吸着動作が開始される。そして、ステツプ
120で、昇降用のステツプモータ９を回転させて
水平移動部２を下降させることにより、吸着ハン
ド５を距離ｈだけ下降させ（第３図）、次にステ
ツプ130で、ステツプモータ９を逆回転させて吸
着ハンド５を距離ｈだけ、つまり基準位置まで上
昇させる。

このとき、シリコンウエハー１５が適正状態で
溝１７に載置されていれば、吸着ハンド５が下降
した際、シリコンウエハー１５がその吸着孔１１
に吸着され、吸着ハンド５はシリコンウエハー１
５をその下面に吸着した状態で基準位置まで上昇
する。

この吸着ハンド５の吸着状態はステツプ140で
判定され、圧力センサ１２の検出信号が一定圧力
以下の場合、シリコンウエハー１５を吸着したも
のとして、次にステツプ150に進む。

ステツプ150では、キヤリツジ３を移動させる
などして、予め決められた原位置に、シリコンウ
エハー１５を吸着保持した吸着ハンド５を移動さ
せ、ステツプ160で、シリコンウエハー１５の吸
着保持を確認した後、図示しない処理装置のステ
ージ等の位置までシリコンウエハーを搬送する。

一方、シリコンウエハー１５に変形があり、或
は何らかの理由でシリコンウエハー１５が傾斜し
て載置されていて、吸着ハンド５とシリコンウエ
ハー１５間に予想以上の隙間が生じて、吸着に失
敗した場合、圧力センサ１２によりこれが検出さ
れ、ステツプ140からステツプ170に進む。ステツ
プ170では、距離ｈに一定の微小距離ａ（例えば
0.1mm）が加算されて新たな距離ｈが設定される。

そして、再びステツプ120に戻り、吸着ハンド
５が新たな距離ｈだけ基準位置から下降され、ス
テツプ130で、吸着ハンド５を再び基準位置の距
離ｈだけ上昇させる。そして、ステツプ140で、
再び吸着ハンド５がシリコンウエハー１５を吸着
したか否かを判定し、吸着した場合には、上記と
同様にステツプ150に進み、吸着ハンド５を原位
置に移動させ、なお吸着しない場合、もう一度ス
テツプ170で距離ｈに微小距離ａを加算し、ステ
ツプ120からステツプ140までの動作を繰り返す。

このように、ステツプ120〜ステツプ140とステ
ツプ170が繰り返えされることにより、吸着ハン
ド５が基準位置から下降する距離ｈが微小距離
0.1mmずつ増し、シリコンウエハー１５に変形や
姿勢不良があつて直ちに吸着ができない場合であ
れば、このような動作により、吸着ハンド５はシ
リコンウエハー１５を押し付けずに安全に吸着す
ることができる。

一方、吸着できない場合、このような動作を三
回まで繰り返した後、ステツプ180からステツプ
190に進み、電磁バルブ２２を閉鎖して吸着孔１
１からの吸着動作を停止し、ステツプ200で、吸
着ハンド５を原位置に戻し、ステツプ210でボー
トにおけるその棚位置に、シリコンウエハーが載
置されていないと認識する。そして、次のシリコ
ンウエハーの基準位置に吸着ハンド５を移動し、
その吸着処理に移行する。

尚、上記の距離ｈや微小距離ａは任意の値に設
定でき、また、吸着に失敗した際に繰り返し回数
も任意の回数に設定できる。さらに、上記のよう
な吸着方法は処理装置等のステージ上に載置され
たシリコンウエハーを吸着する際にも使用するこ
とができる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明のシリコンウエハ
ーの吸着方法によれば、下面に吸着孔を持つ吸着
ハンドとその吸着状態を検出するセンサと吸着ハ
ンドを昇降させる昇降機構を備えた自動搬送装置
が、水平に載置されたシリコンウエハーを、吸着
ハンドによつて吸着する吸着方法において、シリ
コンウエハーの真上に基準位置を設定し、シリコ
ンウエハーの載置位置が誤差として最も高い位置
にずれた場合の基準位置からその真下のシリコン
ウエハーまでの距離を一定の下降距離ｈとして設
定し、第一工程として吸着ハンドを基準位置に位
置させ、第二工程として吸着動作を開始しながら
下降距離ｈだけ吸着ハンドを水平に下降させ、第
三工程として吸着ハンドを再び基準位置まで上昇
させ、このとき、吸着ハンドがシリコンウエハー
を吸着しているか否かを検出し、第四工程として
吸着ハンドがシリコンウエハーを吸着していない
ことが検出されたとき、前記下降距離ｈに微小距
離ａを加えた距離を新たな下降距離ｈとし、再び
上記第一から第三工程を行い、吸着ハンドがシリ
コンウエハーを吸着できない場合、上記の第一か
ら第四工程を複数回繰り返すように構成した。

従つて、基準位置からシリコンウエハーまでの
下降距離ｈを、予めシリコンウエハーの載置位置
の誤差が最高位置の場合、つまり、シリコンウエ
ハーが最も高い位置にズレて載置された場合の距
離となるように設定しているため、吸着ハンドを
第１回目に基準位置から下降距離ｈだけ下降させ
た際、シリコンウエハーの位置が上にズレていて
も、吸着ハンドがシリコンウエハーを押し付けて
傷付けるようなことは防止できる。また、シリコ
ンウエハーが傾斜していたり、低い位置にズレて
いた場合、吸着ハンドはシリコンウエハーを吸着
するために下降する毎に、微小距離ずつシリコン
ウエハーに近づくことになり、吸着ハンドがシリ
コンウエハーを押し付けずに吸着可能な位置まで
確実に下降し、最小の吸引力によりシリコンウエ
ハーに衝撃等を与えないようにしてこれを吸着
し、搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図は自動搬
送装置の正面図、第２図は制御系のブロツク図、
第３図は吸着ハンドの吸着状態を示す正面図、第
４図はその平面図、第５図はシリコンウエハーの
吸着処理のフローチヤートである。 ５……吸着ハンド、１２……圧力センサ、１５
……シリコンウエハー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下面に吸着孔を持つ吸着ハンドとその吸着状
   態を検出するセンサと該吸着ハンドを昇降させる
   昇降機構を備えた自動搬送装置が、水平に載置さ
   れたシリコンウエハーを、該吸着ハンドによつて
   吸着する吸着方法において、 該シリコンウエハーの真上に基準位置を設定
   し、該シリコンウエハーの載置位置が誤差として
   最も高い位置にずれた場合の該基準位置からその
   真下のシリコンウエハーまでの距離を、一定の下
   降距離ｈとして設定し、 第一工程として前記吸着ハンドを基準位置に位
   置させ、 第二工程として吸着動作を開始しながら下降距
   離ｈだけ該吸着ハンドを水平に下降させ、 第三工程として該吸着ハンドを再び基準位置ま
   で上昇させ、このとき、該吸着ハンドがシリコン
   ウエハーを吸着しいるか否かを検出し、 第四工程として該吸着ハンドがシリコンウエハ
   ーを吸着していないことが検出されたとき、前記
   下降距離ｈに微小距離ａを加えた距離を新たな下
   降距離ｈとし、再び上記第一から第三工程を行
   い、吸着ハンドがシリコンウエハーを吸着できな
   い場合、上記の第一から第四工程を複数回繰り返
   すことを特徴とするシリコンウエハーの吸着方
   法。