JPH0566021B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は例えば半導体ウエハを搬送用のキヤ
リアから電極板等の他の保持装置に自動移載する
際に使用されるウエハ移載用の吸着ハンドに関す
る。

（従来の技術） 現在半導体チツプを製造する工程において、半
導体ウエハを直接吸引保持して移載する装置が使
用されつつある。このウエハの移載装置は例えば
第５図に示されるように構成されており、一般的
に使用されているロボツト１のアーム２の先端に
吸着ハンド３が設けられている。

そして、キヤリア４に複数枚立掛けられたウエ
ハ５のうちの一枚を上記吸着ハンド３により吸着
保持し電極板６に移載するようになつている。

ここで、上記キヤリア４は複数枚のウエハ５を
一度に搬送するための保持具であり、また電極板
６はウエハ５を保持してプラズマCVD法による
蒸着を施す際の電極板である。

上述の吸着ハンド３は第６図に示されるように
構成されている。上記ロボツト１のアーム２の先
端に設けられたハンド本体７は矩形箱状に形成さ
れており、このハンド本体７の内部からは吸着体
としての吸着板８が延出されている。

この吸着板８は長手方向を有して第７図に示さ
れるように形成されており、先端部の表面には吸
着部としての吸着口９が形成されている。この吸
着口９は上記吸着板８の基端側に向つて同吸着板
８内に連通孔を形成して延長され、中途部で他側
面に開口されている。この開口部分には図示しな
いチユーブを通して制御弁を有するコンプレツサ
ーの吸込側に接続されている。これにより、上記
ウエハ５を吸着板８の表面に吸着するようになつ
ている。

そして、吸着板８は上記ハンド本体７に支軸１
０によつて支持され揺動できるようになつてお
り、この揺動の方向は吸着口９が開口される表面
が進退する方向である。

また、上記ハンド本体７内に位置される吸着板
８には、同吸着板８を挟んで対峙する第１および
第２の押圧手段１１，１２が設けられている。こ
れらの押圧手段１１，１２はそれぞれ同一型式の
コイルばね１３，１４によつて形成されており、
互いに同一の力で押圧するようになつている。さ
らに、上記吸着板８の上端部側には、同吸着板８
が揺動したことを検知して駆動側のスイツチ操作
を行なう２つのリミツトスイツチ１５，１６が設
けられている。

このように構成された吸着ハンド３は上記ロボ
ツトのアーム２が駆動されキヤリア４に保持され
たウエハ５を移載する場合、まず、同キヤリア４
の縁部に上記吸着板８の裏面側、つまり吸着口９
が開口された表面側に対する裏面側が第６図に示
されるように接触される。そして、この接触によ
り上記吸着板８が傾き上記２つのリミツトススイ
ツチ１５，１６のうちち、裏面側に対向して設け
られたリミツトスイツチ１６に接触される。この
スイツチ１６のスイツチ操作により、このロボツ
ト１の図示しない制御装置は上記キヤリア４の位
置を検知し、この検知位置をもとに上記キヤリア
４に載置されたウエハ５を吸着保持して電極板６
に移載する。なお、上記吸着板８は裏面側にも揺
動するように構成されているが、これは作業の教
示中において簡単なミスで破損することを防止す
るための逃げでもある。上記吸着板８は極力薄く
作られており、破損しやすいのでこのような逃げ
がある。

上述のようなウエハ５の移載装置は、吸着板８
が基準の位置に正確に復帰しなければウエハ５の
移載を正確に行なうことができないものである。
そして、現在までに製作されているものは上記コ
イルばね１３，１４の力のつり合いによつて吸着
板８の基準位置が決定されていた。これらのコイ
ルばね１３，１４の力のつり合いは不安定なもの
であり、繰返し移載作業を行なうと、吸着板８の
基準位置にずれを生じてしまうことがあつた。こ
のため、精度の高い位置決めができなくなり、キ
ヤリア４や電極板６に正確に収納および載置でき
なくなることがあつた。

そして、ウエハ５が上記電極板６に載置される
場合には、第８図に示されるように上記電極板６
にウエハ５が密着することが必要である。ところ
が、上記電極板６は支持状態により、傾きを生じ
てしまい第９図中に示されるようにウエハ５を正
確に移載することがでいなくなるものであつた。
そして、ウエハ５が電極板６に密着されていない
と蒸着処理を行なつたときに形成されるシリコン
窒化膜の品質が低くなるという問題点があつた。
ここで、上記電極板６を垂直状態に調整すること
が難しく、多少の傾きを生じることが多いため、
上述のような問題を生じていた。このため電極板
６にウエハ５を密着させることができず、電極板
６に載置することすらできなくなることがあつ
た。なお、第９図に示す電極板６の傾きは説明の
ため大きめに傾けてある。

（発明が解決しようとする課題） ウエハの移載装置は、吸着体の基準位置を同一
のコイルばねによつて対向する二方向から押圧す
ることで行なつているが、コイルばねの押圧力は
繰返し作動することでむらを生じやすく、基準位
置が不安定となり正確な移載ができなくなること
があつた。また、傾いた電極板に載置する際に
は、ウエハを密着させる状態に載置できなくなる
ことがあつた。

この発明は上記課題に着目してなされたもので
あり、ウエハを正確に移載できるウエハ移載用の
吸着ハンドを提供することを目的とし、請求項第
１項記載の発明は吸着板を基準位置に正確に位置
させることとができるウエハ移載用の吸着ハンド
を提供することを目的とする。

また、請求項第２項の発明は、ウエハを傾いた
保持対象物に対して正確に密着するように移載す
ることができるウエハ移載用の吸着ハンドを提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 請求項第１項の発明はハンド本体を設け、表面
にウエハを吸着する吸着部を形成した吸着体を上
記ハンド本体内から延出するように設け、この吸
着体の一方の側面を所定の押圧力で弾性的に押圧
する第１の押圧手段を設け、この第１の押圧手段
よりも強い力で弾性的に押圧する第２の押圧手段
を上記吸着体を挟んで第１の押圧手段に対峙する
ように設け、この第２の押圧手段の押圧力を上記
吸着体の基準位置で規制する規制手段を設け、上
記吸着体が基準位置から移動したことを検知する
検知手段を設けたウエハ移載用の吸着ハンドにあ
る。

また、請求項第２項の発明はハンド本体を設
け、このハンド本体内から吸着体を延出して同吸
着体の延出部の表面にウエハを吸着する吸着部を
設け、上記吸着体を基準位置に押圧するように一
対の押圧手段を対峙して設け、上記吸着体が一対
の押圧手段によつて押圧される方向に円弧運動で
きるように同吸着体を支持する支持部を設け、上
記吸着体が基準位置から移動されたことを検知す
る検知手段を設け、上記吸着体の吸着部にウエハ
が吸着保持された状態で上記支持部を支点として
上記吸着体を傾ける傾斜駆動手段を設けたウエハ
の移載装置にある。

（作用） 請求項第１項の発明では、吸着体の一方の側面
に第１の押圧手段が設けられ、これに対向する他
方の側面には第２の押圧手段が設けられ、上記第
１の押圧手段よりも第２の押圧手段の押圧力を大
きくし、この第２の押圧手段の押圧力を上記吸着
体の基準位置で規制する規制手段を設けること
で、上記第１および第２の押圧手段に押圧力のむ
らが生じても正確に吸着体が基準位置に位置され
る。

請求項第２項の発明では吸着体がウエハを吸着
したときに同吸着体を傾斜する傾斜駆動手段を設
けることで、傾いた載置対象物に対しても正確に
ウエハを載置できる。

（実施例） この発明における第１実施例を第１図および第
２図を参照して説明するが、吸着ハンド１７が設
けられるロボツトのアーム等は従来のものと同様
に形成されているので吸着ハンド１７の構成につ
いてのみ説明する。

図中に示す吸着ハンド１７のハンド本体１８は
矩形箱状に形成されており、このハンド本体１８
の上部は図示しないロボツトのアームの先端に結
合されている。

また、ハンド本体１８の下面中央部からは吸着
体としての吸着板１９が延出されている。この吸
着体１９の中途部は上記ハンド本体１８に支軸２
０により回動自在に支持されている。この吸着板
１９は下端部の表面部に吸着口２１が開口されて
おり、この吸着口２１に連通する吸引路２２が上
記吸着板１９の内部に長手方向に沿つて、上記支
軸２０の下部まで延長され裏面側に接続部２３を
有して開口されている。この接続部２３には図示
しない制御弁を介してコンプレツサーが接続され
ている。ここで、上記吸着板１９は図示しない制
御弁が制御装置によつて駆動されることで、ウエ
ハ５を吸着保持し、また開放するように制御され
る。

一方、上記吸着板１９のハンド本体１８内に位
置する上部には第１および第２の押圧手段２４，
２５が設けられている。このうち第１の押圧手段
２４は吸着板１９の吸着口２１が開口された表面
側上部を押圧するように設けられており第１のコ
イルばね２６によつて形成されている。

そして、この第１の押圧手段２４が設けられた
吸着板１９の裏面側には、第１の押圧手段２４に
対向されるように上記吸着板１９を挟んで第２の
押圧手段２５が設けられている。この第２の押圧
手段２５は２本の第２のコイルばね２７，２７に
よつて形成されており、これらの第２のコイルば
ね２７，２７の先端部にはスライドブロツク２８
が結合され、このスライドブロツク２８を介し吸
着板１９を押圧するようになつている。ここで、
第２のコイルばね２７，２７の押圧力は上記第１
のコイルばね２６の押圧力よりも大きく設定され
ている。

そして、上記スライドブロツク２８は上記ハン
ド本体１８は一体に形成されたスライドレール２
９，３０に沿つて移動されるようになつており、
上記吸着板１９が基準位置にある状態で上記スラ
イドブロツク２８の端部前面が当接する規制手段
としてのストツパ部３１，３２が形成されてい
る。ここで、基準位置は吸着板１９が例えばば垂
直状態にあるときの姿勢位置である また、上記吸着板１９の上端部には、上記支軸
２０によつて円弧運動できる方向に、それぞれ位
置するリミツトスイツチ３３，３４が設けられて
いる。

このように押圧力の異なる第１および第２の押
圧手段２４，２５を設け、押圧力の大きい第２の
押圧手段２５にストツパ部３１，３２を設けるこ
とにより、吸着板１９の基準位置への付勢を正確
に行なうことできる。つまり、上記第２の付勢手
段２５は第１の付勢手段２４による押圧力では後
退しないので、吸着板１９が基準位置にある場合
には第１の押圧手段２４によつてのみ押圧されて
おり、この第１の押圧手段２４に押圧力のむらを
生じても、吸着板１９の位置には変化を生じるこ
とがないので、移載工程を繰返して行なつても常
に正確に吸着板１９が基準の位置に復帰される。
これにより移載作業を高精度で行なうことができ
る。また、ウエハ５、…が正確に整されていない
場合に、吸着板がウエハを吸着できずにウエハ５
方向にそのまま進んだ場合、上記コイルばね１３
の押圧力が弱く設定されているので、ウエハ５を
割ることなくリミツトスイツチ３３をONするこ
とができる。

なお、上記第１実施例では、第１および第２の
押圧手段２４，２５は第１および第２のコイルば
ね２６，２７，２７であるが、これに限定されず
第２の押圧手段の押圧力が第１の押圧手段の押圧
力が第１の押圧手段の押圧力よりも大きく設定さ
れていればよく、例えば板ばね等によつて構成さ
れていてもよい。また、リミツトスイツチ３３，
３４は接触式であるが非接触式のものを使用して
もよい。さらに、吸着板８は支軸２０により揺動
できるようになつているがこれに限定されず、平
行に移動する機構でも同様の効果を得ることがで
きる。

以下、この発明における第２実施例を第３図お
よび第４図を参照して説明する。図中に示される
ハンド本体３５は図示しないロボツトのアームの
先端に設けられており、矩形箱状に形成されてい
る。このハンド本体３５の中央下部からは吸着体
としての吸着板３６が延出されている。この吸着
板３６は下端部の表面側に吸着口３７が開口され
ており、この吸着口３７に連通する吸引路３８が
同吸着板３６の内部に長手方向に沿つて延長さ
れ、裏面側に接続部２３を形成して開口されてい
る。この接続部２３には図示しないコンプレツサ
ーが制御弁を介して接続され上記吸着口３７の開
口された表面部分でウエハ５を吸着保持できるよ
うになつている。

また、吸着板３６の中途部は上記ハンド本体３
５側に支軸３９により回動自在に支持され、同吸
着板３６は吸着口３７が開口された表面側とこれ
に対応する裏面側とに揺動するようになつてい
る。

さらに、上記支軸３９の上部に位置する吸着板
３６には、上記揺動方向から互いに上記吸着板３
６を挟んで押圧する第１および第２の押圧手段４
０，４１が設けられている。これらの第１および
第２の押圧手段４０，４１は２つの同一型式の第
１および第２のコイルばね４２，４３からなり、
互いの押圧力がつり合うことによつて上記吸着板
３６が基準位置にあるように支持している。

さらに、上記第１および第２のコイルばね４
２，４３のそれぞれの上側にはリミツトスイツチ
４４，４５がそれぞれ設けられている。

また、上記吸着板３６の支軸３９の近傍には後
述する傾斜駆動手段としてのピストン４６に連結
された連接棒４７の端部が連結されている。そし
て、上記ピストン４６は基準位置にある吸着板３
６に対して直交するように設けられたシリンダ４
８内に設けられており、このシリンダ４８に対し
てピストン４６が進退することにより上記吸着板
３６を揺動方向に移動できるようになつている。
そして、上記シリンダ４８には上記図示しないコ
ンプレツサーに接続される真空回路が接続されて
いる。

上述のように構成されたウエハ移載装置はウエ
ハを吸着することにより上記吸引路３８に続く真
空回路中が負圧状態となり、上記ピストン４６を
吸引する。これによりウエハ５を吸着保持した状
態においては上記吸着板３６の下端側は上記シリ
ンダ４８が設けられた方向に傾けられる。

このように構成されることで、ウエハ５を吸着
保持した状態では吸着板３６が傾斜されるので、
例えば図示しないキヤリアから電極板６にウエハ
５を移載する際には、上記電極板６に対してウエ
ハ５を傾けて移動し、同電極板６の支持台４９の
部分に上記ウエハ５の下側から当接するように載
置できるので、最初にウエハ５の下部が上記支持
台４９の隅に当接させることができ、その後、電
極板６側に吸着板３６が移動しながら吸着を開放
することで、ウエハ５を電極板６に密着状態に載
置することができる。

このようにウエハ５を下部から載置できること
により、電極板６にウエハ５を気密に当接できる
ので、例えばプラズマCVD法等による蒸着を行
なう場合には品質の高い半導体ウエハ５を得るの
に有効である。これは電極板６が傾いていない場
合でも安定して電極板６にウエハ５を密着して載
置することができる。さらに、ウエハ５を吸着保
持するための吸引力を利用するため、特別の駆動
源を必要とせず、また吸着板３６を傾けるタイミ
ングもウエハ５を吸着すると同時に傾き、ウエハ
５をはなすと第１のコイルばね４２の押圧力によ
り基準の位置に戻るようになつているので、単純
な機構で傾斜駆動ができる。

なお、上記実施例では吸着板３６を傾斜させる
ための傾斜駆動手段はウエハ５を吸着保持するた
めの真空回路にシリンダ４８を接続することで駆
動源をウエハ５の吸着のためのコンプレツサーで
共有して構造の合理化を図つているが、これに限
定されず、吸着板３６にウエハ５を吸着した状態
で同吸着板３６を傾斜させるものであればよく。
さらに、電極板６等の載置対象物にウエハ５を載
置するときにのみ吸着板３６を傾斜させる構造で
もよい。

〔発明の効果〕

請求項第１項の発明によれば、吸着体の基準位
置で規制される第２の押圧手段と、この第２の押
圧手段に対向して設けられ、同第２の押圧手段よ
りも小さな力で上記吸着体を押圧する第１の押圧
手段とにより、互いに押圧されることで、基準位
置に正確に復帰して、ウエハの正確な移載の安定
を可能にできる。

また請求項第２項の発明によれば、ウエハを吸
着保持した吸着体を傾斜することで載置対象物に
対してウエハを密着して正確に載置することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明における第１実
施例であり、第１図は吸着ハンドの側断面図、第
２図は第２図中に示される−線部分の断面
図、第３図および第４図はこの発明における第２
実施例であり、第３図は吸着ハンドの側断面図、
第４図は吸着板が傾斜状態にある吸着ハンドの側
断面図、第５図はウエハの移載装置の斜視図、第
６図は従来の吸着ハンドの側断面図、第７図は吸
着板の構造を断面を形成して示す斜視図、第８図
は電極板にウエハを載置する状態を示す即断面
図、第９図は傾いて設置された電極板にウエハを
載置しようとする状態を示す側断面図である。 １８…ハンド本体、１９…吸着板（吸着体）、
２４…第１の押圧手段、２５…第２の押圧手段、
３１，３２…ストツパ部（規制手段）、３３，３
４…リミツトスイツチ（検知手段）、３５…ハン
ド本体、３６…吸着板（吸着体）、３９…支軸
（支持部）、４０…第１の押圧手段（押圧手段）、
４１…第２の押圧手段（押圧手段）、４４，４５
…リミツトスイツチ（検知手段）、４６…ピスト
ン（傾斜駆動手段）、４７…連接棒（傾斜駆動手
段）、４８…シリンダ（傾斜駆動手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンド本体と、このハンド本体内から延出さ
   れこの延出部の表面にウエハを吸着する吸着部が
   形成された吸着体と、上記ハンド本体内に位置す
   る吸着体の吸着部が設けられた側面を所定の押圧
   力で弾性的に押圧する第１の押圧手段と、上記吸
   着体を挟んで上記第１の押圧手段に対峙するよう
   に設けられ上記吸着体を上記第１の押圧手段より
   も強い力で弾性的に押圧する第２の押圧手段と、
   この第２の押圧手段を上記吸着体の基準位置で規
   制する押圧力の規制手段と、上記吸着体が上記基
   準位置から移動したことを検知する検知手段とを
   具備することを特徴とするウエハ移載用の吸着ハ
   ンド。 ２ ハンド本体と、このハンド本体内から延出さ
   れこの延出部の表面にウエハを吸着する吸着部が
   形成された吸着体と、上記ハンド本体内に位置す
   る吸着体を挟んで対峙するように設けられ上記吸
   着体を基準位置に押圧する一対の押圧手段と、上
   記吸着体が一対の押圧手段によつて押圧される方
   向に円弧運動できるように同吸着体を支持する支
   持部と、上記吸着体が移動したことを検知する検
   知手段と、上記吸着体の吸着部にウエハが吸着保
   持された状態で上記支持部を支点として上記吸着
   体を傾ける傾斜駆動手段とを具備することを特徴
   とするウエハ移載用の吸着ハンド。