JPH0719150Y2 - ウェハ搬送ハンド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えばクリーンルーム内あるいは真空槽内で
作動する半導体製造装置のウェハハンドリングに係るウ
ェハ搬送ハンドに関する。

（従来の技術） 従来のウェハ搬送ハンドの一例の正面図，側断面図を第
６図（ａ），（ｂ）に表わす。

少なくとも下半部が円板状に形成されたウェハ１を搬送
するとハンドとしてのアルミ製座20には、ウェハ１の外
周の一部円弧に沿った支持形状をなし、ウェハ１を挟持
するように溝部30が配設され、この溝部30にウェハ１の
外周部を挿入し、アルミ製座20の移動によってウェハ１
の搬送を行なう。

つまり、従来例はウェハ１をつかまずに、ウェハ１の円
弧に合わせた溝30を設けたアルミ製座20を動作させるこ
とにより、ウェハ１面が極力その座20に触れないように
持ち上げ、搬送する手段が一般的に用いられている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の従来の方法では次のような欠点が
ある。

アルミ製の座20では硬いウェハ１を載せた場合に、
少しの振動で騒音が発生し、かつ振動の減衰性が悪く、
また振動の振幅が大きくなる。

ウェハ１が挿入される溝30とウェハ１の厚みには隙
間が必要である。それは、ウェハ１自体の厚みと溝30の
溝幅のバラッキの吸収だけでなく、ウェハ１を溝30に挿
入する際に溝30の内面にウェハ１を接触させてウェハ１
に傷を付かせないようにするためである。ウェハ１の厚
みと溝30の溝幅が正確に製作されても、ウェハ１は溝30
への挿入時に溝30の内面にどうしても接触するので、ウ
ェハ１は傷付きやすいのである。

このようにして、溝30とウェハ１の厚みには隙間が必要
であるが、これによりウェハ１は溝30方向に傾く。その
態様を第７図の側断面図で示し、ウェハ１の厚みd,座30
の幅l,溝幅ｌ′とすると ｌ′−ｄが隙間である。

このため、溝30方向が垂直である場合はウェハ１の傾き
はどちらになるか分からない。第７図（ａ）は左に傾
き、第７図（ｂ）では右に傾斜する。

一方、溝30が傾いている場合〔第７図（ｃ）〕ウェハ１
の溝30方向に対する傾きは、その自重Ｗにより一段と傾
く。その傾きＬは幅ｌより大きい。したがって、ウェハ
１を支持する座30の幅ｌよりウェハ１の端部がはみ出し
てしまい、狭い経路の通過には好ましくない。また、ウ
ェハ１の傾きがばらつくと、受け渡し時にハンドリング
ミス、あるいはウェハ搬送ハンドの軌跡の一定化ができ
ないなどの不具合を生じる。

第８図に表わすように、ウェハ１の外周部を形成す
る円弧1aのばらつき、あるいは定位置にあるウェハ中心
1cとウェハ搬送ハンド20の中心20cが同一でないなどの
理由があるとき、すなわちウェハ１の円弧1aとウェハ搬
送ハンド20に設けた受座の円弧20aが合わない状態で、
ウェハ１を持ち上げた場合は〔第８図（ａ）〕、ウェハ
外周円弧1aに受け座20の円弧20aが片当りするので、ウ
ェハ１は回動する〔第８図（ｂ）〕。これによりウェハ
１の向きが変わり、後工程に不都合を生じる。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記不都合を除去し、ウェハを傷付けたりする
ことなく安定かつ円滑に搬送しうるウェハ搬送ハンドを
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案のウェハ搬送ハンド
は、少なくとも下半部が円板状に形成されたウェハを受
ける中央部の受け座とその両サイドの受け座を柔軟性に
富む低摩擦材で一体構成し、両サイドの受け座はウェハ
の外周と同じ円弧の溝底をなし、ウェハの厚みより僅か
に広い幅の溝を形成して、ウェハをその水平な直径線よ
り下部の外周円弧の両サイドで支持し、中央部の受け座
はウェハの外周より外側に溝底部を有すると共に、溝幅
調整可能な溝部として構成され、両サイドの受け座と中
央部の受け座との間に、ウェハとハンド相互間に隙間を
形成する空間を持たせる切り欠き部を有し、両サイドの
受け座および中央部の受け座に形成された溝部は外側に
向かって溝幅が広がる溝傾斜部として構成され、ウェハ
を垂直より僅かに傾斜させて搬送するときに、ウェハの
荷重がかかる中央部の受け座の側壁に補強材を備え、中
央部の受け座の溝底部の近くの位置で補強材にネジ穴を
形成し、このネジ穴に中央部の受け座の両側壁を貫通し
て頭付ネジを螺合し、中央部の受け座の溝部の溝幅を調
整しうることを特徴とするものである。

本考案は上記要旨構成に対応し、第１図に示すように、 ウェハ１を支える受け座2a,2b,2aを、弾性があり低
摩擦材でもあるポリテトラフルオロエチレン、例えばテ
フロン（商品名）で構成する。

ウェハ１の円弧の中央部付近に位置する受け座2bの
溝部３の溝幅を調整可能に形成する［第３図示］。

ウェハ１をハンド２により持ち上げた際、ウェハ１
厚み方向の端面とサイド溝底部５［第２図示］との接触
点を、ハンドの両端２箇所のみ〔第４図に図示するB,B
である〕とし、中央部の受け座2bに設けるセンタ溝底部
９［第３図示］はウェハ１厚み方向端面とは接触しない
ようにする。

ウェハ１を、第４図に図示するウェハ１の水平な直
径1bより下部の、外周円弧の両サイドB,Bで支持し、 両サイドおよび中央部の受け座2a,2b,2aに形成した
溝部３に外側に向かって溝幅が広がっている溝傾斜部４
を設ける。

（作用） したがって本考案はつぎのように作用する。

ウェハ１を持ち上げる際、硬いウェハ１に対し、受
け座2a,2b,2aは自己潤滑性があるので、ウェハ１と受け
座2a,2b,2aが接触しても、ウェハ１に傷をつけず微小損
失もない。またウェハ１を完全に持ち上げて搬送する
際、ハンド２の動くことによる振動に対して受け座2a,2
b,2aに適当な弾力があるので、ウェハ１と溝部３とのぶ
つかり騒音、反発力は低減できる。

前記のようなハンド２で第５図（ａ）に示すように
ウェハ１を垂直方向に立てて搬送する場合、第５図
（ｂ）の支点Ａ二個所でウェハ１の荷重を支える。な
お、この場合、ウェハ１の倒れを少なくするためには、
ウェハ１の外周円弧中心付近を押えればよい。さらに、
ウェハ１を傾斜して搬送する場合も、重力方向とは反対
側のウェハ１の外周円弧中心を押えれば、ウェハ１の傾
き程度を修正できる。第５図（ｃ）の側断面図，第５図
（ｄ）の平面図で表わすように、ウェハ１の荷重Ｗによ
って生ずる支点Ｂを中心とする回転モーメントを、支点
Ａ′で押えることで打ち消している。これにより、その
ウェハ１の持ち上げ角度に応じた傾き補正，がた調整は
簡単にできる。

定位置にあるウェハ１を持ち上げようとする場合
は、持ち上げ方向に対して、例えばウェハ１の中心とハ
ンド２の中心が少し狂っていても、ウェハ１の回転量は
２点B,Bの支えであるため少ない。これが全面接触であ
ると、持ち上げる際だけでなく、搬送中の僅かな振動で
も接点箇所が変わり、だんだん回転していく［第８図
（ｂ）図示］。

（実施例） 本考案の一実施例における構成を第１図の全体図に表わ
す。

第１図（ａ）はウェハ１挿入前の平面図、第１図（ｂ）
は側面図である。また、第１図（ｃ）はウェハ１挿入後
の平面図、第１図（ｄ）は側面図である。

第２図はハンド受け座2aの側断面図、第３図はハンド中
央部のハンド受け座2bの溝幅調整機構を示す要部の側断
面図である。

第１図において、ウェハ１は何らかの手段で例えば15°
傾けて固定され、自動搬送機の先端（図示せず）に取り
付けたハンド２により、下から掬い上げることが可能に
なっている。

第２図は第１図（ｃ）のＡ−Ａ断面を示している。

ハンド２の材料は、比重と摩擦係数が小さく柔軟性に富
んだポリテトラフルオロエチレン、例えばテフロン（商
品名）材から成っている。

このハンド２の両サイドの受け座2a,2aの溝の形状は、
持ち上げ搬送するウェハ１の厚みより僅かに広い幅の溝
部３と、外側に向かって溝幅が広がっている溝傾斜部
４、およびウェハ１の外周円弧と同一円弧に加工してあ
るサイド溝底部５から構成される。

このＡ−Ａ断面が支点となり、ウェハ１を支える。

ところで、これら２つの支点［第４図示B,B］はウェハ
１の水平な直径線1b［第４図示］より下部の外周円弧の
両サイドB,Bで支持し、ウェハ１のハンド２への挿入・
取出しの自由度を増加させるようにしている。

補強板６はハンド２の形状に合わせた形でハンド２に接
着され、テフロン材の薄肉部が、ウェハ１の重量Ｗがか
かったとき、撓まないようにしてある。

第３図は第１図（ｃ）のＢ−Ｂ断面を表わしており、両
サイドの受け座2a,2aと中央部の受け座2bの間には切り
欠き部７が設けてある。切り欠き部７とウェハ１の外周
円弧とはウェハ１を載せた状態で、接触しない程度の隙
間８を有している。

また、中央部の受け座2bのセンタ溝底部９も同様に、ウ
ェハ１の外周円弧に触れない深さとなっており、ウェハ
１を載せた状態で外周円弧とセンタ溝底部９に触れない
位置に、サラネジ10が取り付けられるようにしてある。

受け座部2a,2bはいずれもバカ穴で、補強板６にネジ穴1
1が設けてあり、頭付ネジ例えばサラネジ10を締め付け
ることにより、補強板６のない受け座の枠12は撓み、溝
３の溝幅は狭くなる。また、サラネジ10は補強板６側に
設けた回り止めバネ16により、調整後のゆるみを防止し
てある。

また、中央部の受け座枠12は別ピースで製作しても、同
じ機能をすることができる。

そこでこのハンド２の搬送動作を説明する。

第１図（ａ），（ｂ）に示すような位置関係にウェハ１
とハンド２があり、自動搬送機先端のハンド２が第１図
（ｂ）の矢印で示すように上の方向に向かって動作し
て、ウェハ１を掬い上げる作業において、ハンド２の両
サイドとセンタ部の受け座2a,2b,2aの溝の間口は広くな
っており、かつ受け座2a,2bの材料は柔軟性に富んだ摩
擦係数の小さいポリテトラフルオロエチレン材であるの
で、少しのウェハ支持角度とハンド２の動作角度にばら
つきがあっても、溝傾斜部４の間口の幅以内の振れなら
ば、ウェハ１を確実かつスムーズに溝３の溝内に案内す
ることは可能である。

ハンド２が上の方向に動作する動きにしたがって、ウェ
ハ１の外周部は溝傾斜部４を滑って、溝部３まで入る。

両サイドの受け座2a,2aの溝底部５はウェハ１の外周の
円弧と同じ円弧形状としているので、このサイド溝底部
５にウェハ１の外周が触れたときに、ウェハ１は持ち上
げられる。持ち上げられると、ウェハ１が傾いている方
向にモーメントが働き、溝部３の幅がウェハ１より少し
広いため設定傾斜角度（例えば15°）よりさらに傾く。

中央部の受け座2bのセンタ溝底部９はウェハ１の外周に
対して深くしてあり、かつその溝部３にサラネジ10を渡
しているので、補強材６のない受け座枠12はネジ10の締
め付けにより内側に撓ませることができる。

両サイドの受け座2aにおける13で示すモーメント支点Ｉ
はウェハ１の重量Ｗ支え14を基準として、サラネジ10の
締め付けを調整することにより、僅かに押え点15の位置
を変えれば、ウェハ１の傾斜は必要とする角度にするこ
とができる。

両サイド受け座2a,2aと中央部受け座2bとの間2a〜2b〜2
aには切り欠き部７を設けてあるので、この調整による
撓みの影響は両サイドの受け座2a,2aにはでてこない。

以上の調整を一回だけ行えば、後は連続的にそのままの
状態で作業を続行することができる。

ウェハ搬送時は、重力Ｗ支えは両サイド受け座2a,2aの
二点間距離2a〜2aを広く配設してあるので、ウェハ１は
横方向に触れ難い。

〔考案の効果〕

かくして本考案によれば、次に掲げる数多くの格段の効
果が得られ、工業的に益するところ著しい。

１）弾性があり、低摩擦材で受け座を構成しているの
で、ウェハを傷付けず、ゴミを発生しにくく、また振動
しても騒音が発生しないし、振動は直ぐ収斂する。

２）ウェハ搬送時のウェハの傾きを自在に補正できるの
で、狭い場所での自動搬送機の経路上におけるウェハの
受け渡し時に、作業がスムーズに全く支障なく行える。

３）ウェハの支え点が二ケ所で、かつその距離を比較的
長くとってあるので、ウェハ搬送中の微振動でウェハが
回転することはなくなる。すなわち、受け座上での回転
はなくなりウェハの位置決めになる。また、ウェハ中心
とハンド中心が合致していない場合の掬い上げ時は、回
転量を最少限に抑えることができる。

４）受け座とウェハの接触部は僅かで、かつ接触場所は
ウェハ外周付近に限られ、ウェハの摩耗損失が妨げ、ウ
ェハの品質の信頼性が向上する。

５）両サイドおよび中央部の受け座に形成した溝部に外
側に向かって溝幅が広がっている溝傾斜部を設けている
から、ウェハの搬送時のウェハの安定がすこぶるよい。

６）ウェハをウェハの水平な直径線より下部の外周円弧
の両サイドで支持し、ウェハ搬送ハンドへのウェハの挿
入・取出しが極めて自由となり、作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における平面図と側面図、第
２図はハンド受け座の側断面図、第３図はハンド中央部
の溝幅調整機構を示す側断面図、第４図，第５図は本考
案の特長を表わす説明図、第６図ないし第８図は従来例
の説明図である。 １……ウェハ、２……ハンドで2aは両サイドの受け座,2
bは中央部の受け座、３……溝部、４……溝傾斜部、５
……サイド溝底部、６……補強板、７……切り欠き部、
８……隙間、９……センタ溝底部、10……サラネジ、11
……ネジ穴、12……受け座枠、13……支点Ｉ、14……重
量支え、15……押え点、16……回り止めバネ。

フロントページの続き (72)考案者 湯山 純平 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (56)参考文献 実開 昭60−133630（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−59262（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも下半部が円板状に形成されたウ
   ェハ（１）を立姿勢で受ける中央部の受け座（2b）とそ
   の両サイドの受け座（2a,2a）を柔軟性に富む低摩擦材
   で一体構成し、 両サイドの受け座（2a,2a）はウェハ（１）の外周と同
   じ円弧の溝底をなし、ウェハ（１）の厚みより僅かに広
   い幅の溝を形成して、ウェハ（１）をその水平な直径線
   （1b）より下部の外周円弧の両サイド（B,B）で支持
   し、 中央部の受け座（2b）はウェハ（１）の外周より外側に
   溝底部（９）を有すると共に、溝幅調整可能な溝部
   （３）として構成され、 両サイドの受け座（2a,2a）と中央部の受け座（2b）と
   の間に、ウェハ（１）とハンド（２）相互間に隙間
   （８）を形成する空間を持たせる切り欠き部（７）を有
   し、 両サイドの受け座（2a,2a）および中央部の受け座（2
   b）に形成された溝部（３）は外側に向かって溝幅が広
   がる溝傾斜部（４）として構成され、 ウェハ（１）を垂直より僅かに傾斜させて搬送するとき
   に、ウェハ（１）の荷重がかかる中央部の受け座（2b）
   の側壁に補強材（６）を備え、 中央部の受け座（2b）の溝底部（９）の近くの位置で補
   強材（６）にネジ穴（11）を形成し、このネジ穴（11）
   に中央部の受け座（2b）の両側壁を貫通して頭付ネジ
   （10）を螺合し、中央部の受け座（2b）の溝部（３）の
   溝幅を調整しうる ことを特徴とするウェハ搬送ハンド。
2. 【請求項２】ウェハ（１）の受け座（2a,2b,2a）をポリ
   テトラフルオロエチレン材で形成した実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のウェハ搬送ハンド。