JP2005012033A

JP2005012033A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2005012033A
Application number: JP2003175655A
Authority: JP
Inventors: Aomine Yamashita; 青峰山下
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】変形した基板も確実に搬送することができる搬送装置を提供する。
【解決手段】半導体ウエハを搬送するための搬送アーム１０を備えている搬送装置において、搬送アーム１０のアーム本体１１の先端に半導体ウエハを真空吸着するための吸着孔１３を有する先端部１２を回転可能に設けた。アーム本体１１を支持する支持部に配置されたモータ５７を駆動して半導体ウエハの変形状態に応じて先端部１２を回転させる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は搬送装置に関し、特に大口径の半導体ウエハを搬送する搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造プロセスでは半導体ウエハを自動的に搬送する搬送装置が用いられている。
【０００３】
搬送装置としては半導体ウエハを搬送するための搬送アームを備えるものが知られている。
【０００４】
この搬送装置では、半導体ウエハの下面を真空吸着し、回路パターンが形成されている上面を上向きにして半導体ウエハが搬送される。
【０００５】
半導体ウエハの吸着は搬送アームの先端部に設けられた吸着孔によって行われる。
【０００６】
【特許文献】
特開平１１−３３９４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の半導体ウエハの大型化に伴い、吸着力を高めるために半導体ウエハに対する吸着孔の面積を大きくしたり、吸着孔の数を増加させたりすることが行われている。
【０００８】
しかし、半導体ウエハの製造工程では、薄膜を形成する際にゆがみが生じたり半導体ウエハを薄くするために下面を削る際に加工変形が生じたりすることを避けることはできない。特に、ウエハが大径の場合には変形が発生し易いという傾向がある。
【０００９】
例えば、半導体ウエハが円弧状に反っている場合、半導体ウエハの下面と搬送アームの先端部の上面との間に隙間が生じ、半導体ウエハの下面を真空吸着することができなくなるというおそれがあった。
【００１０】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は変形した基板も確実に搬送することができる搬送装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、基板を搬送するための搬送アームを備えている搬送装置において、前記搬送アームが、アーム本体と、このアーム本体の先端に回転可能に設けられ、前記基板を真空吸着するための吸着孔を有する先端部と、前記先端部の前記基板と接触する面と直交する軸回りに前記先端部を回転駆動させる回転駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の搬送装置において、前記回転駆動手段は、前記先端部に固定され、前記先端部の前記基板と接触する面と直交する軸回りに回転可能に前記アーム本体に支持された固定軸と、前記アーム本体を支持する支持部に配置されたモータと、前記固定軸と前記モータの回転軸との間に架け渡されたベルトとを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一実施形態に係る搬送装置の斜視図である。
【００１５】
この搬送装置は、搬送アーム１０、ウエハカセット２０、ＸＹステージ３０等を備えている。
【００１６】
ウエハカセット２０には被搬送物である複数の半導体ウエハ（基板）２１が水平に保持された状態で収容されている。このウエハカセット２０には半導体ウエハ２１が存在するか否かを検出するため、カセット挿入口２２の近傍にウエハマッピングセンサ２３が配置されている。
【００１７】
このウエハマッピングセンサ２３は、例えば反射型又は透過型の光センサである。このウエハマッピングセンサ２３はウエハカセット２０内の半導体ウエハ２１の有無を検出し、この検出信号を電気信号（例えば直流レベルのＨｉ／Ｌｏ信号）として制御部５０（図４参照）に出力する。
【００１８】
なお、ウエハマッピングセンサ２３としては機械的に作動するスイッチ等であってもよく、要はウエハカセット２０内に半導体ウエハ２１が有るときには「ウエハ有り」を示す信号を、半導体ウエハ２１が無いときには「ウエハ無し」を示す信号を出力するものであればよい。
【００１９】
搬送アーム１０は、アーム本体１１と、このアーム本体１１の先端に回転可能に設けられ、半導体ウエハ２１を真空吸着するための吸着孔１３を有する先端部１２とを有する。先端部１２はほぼ二等辺三角形であり、その上面の各頂部に吸着孔１３が開口している。
【００２０】
吸着孔１３はバキューム配管（図示せず）を介して真空ポンプ（図示せず）に接続され、半導体ウエハ２１の下面を真空吸着する。
【００２１】
バキューム配管の途中には真空センサ（図示せず）が設けられている。真空センサは真空吸着時の真空圧を検出し、検出信号を制御部５０に出力する。吸着孔１３、バキューム配管及び真空ポンプで図４の吸着機構部５２が構成される。
【００２２】
アーム本体１１の後端部は円筒状の支持部１４に支持されている。支持部１４は支持台１５に形成された溝１６に摺動可能に収容されている。なお、支持部１４は支持部本体１４ａと支持部本体１４ａに対して出没可能な入れ子部１４ｂとで構成されている。
【００２３】
ＸＹステージ３０は、架台３１上をＸ方向及びＹ方向へ移動させるＸＹ方向駆動部（図示せず）とＸＹステージを上下方向へ移動させるＺ方向駆動部（図示せず）とを有する。ＸＹステージ３０の上面には半導体ウエハ２１が載置される。
【００２４】
ＸＹステージ３０には、半導体ウエハ２１を搬送アーム１０からＸＹステージ３０の上面に渡すため、先端部１２を受入れ可能な切欠部（図示せず）が形成されている。
【００２５】
また、搬送装置はそれぞれモータ、アクチュエータ等の駆動部品で構成される上下動機構、水平動機構及び回転機構を有する。各機構の動作は制御部５０によって制御される。なお、各機構と搬送アーム１０とで図４の搬送系アーム５１が構成される。
【００２６】
上下動機構は入れ子部１４ｂを支持部本体１４ａに対してＺ軸方向へ移動させることによって水平方向へ延びる搬送アーム１０をＺ軸方向へ移動させる。
【００２７】
水平動機構は溝１６に沿って支持部１４を移動させることによって待機位置（図１に示す位置）とウエハ吸着位置との間で搬送アーム１０をＹ軸方向へ移動させる。上下動機構及び水平動機構は半導体ウエハ２１を受け取るために使用される。
【００２８】
回転機構は搬送アーム１０を支持部１４を中心として水平方向に回転させる。回転機構は受け取った半導体ウエハ２１をＸＹステージ３０に載置するために使用される。
【００２９】
図２（ａ）は搬送アームの部分拡大平面図、図２（ｂ）は搬送アームの一部を断面で示した概念図である。
【００３０】
搬送アーム１０は先端部１２の半導体ウエハ２１と接触する面と直交する軸回りに先端部１２を回転駆動させる回転機構部（回転駆動手段）５５を有する。
【００３１】
回転機構部５５は固定軸５６とモータ５７とベルト５８とで構成される。
【００３２】
この固定軸５６の一端は先端部１２に固定されている。また、固定軸５６の他端はアーム本体１１に先端部１２の半導体ウエハ２１と接触する面と直交する軸回りに回転可能に支持されている。
【００３３】
モータ５７はアーム本体１１を支持する支持部１４内に配置されている。
【００３４】
ベルト５８は固定軸５６に固定されたプーリ５６ａとモータ５７の回転軸に固定されたプーリ５７ａとの間に架け渡されている。
【００３５】
図３は先端部を回転させた状態を示す搬送アームの部分拡大平面図である。
【００３６】
モータ５７を時計方向へ駆動させたとき、駆動力はベルト５８を介して固定軸５６に伝達され、先端部１２が矢印ａに示す方向へ回転する。
【００３７】
図４は搬送装置の駆動系を説明するための示すブロック図である。
【００３８】
制御部５０はウエハマッピングセンサ２３から出力される検出信号によってウエハカセット２０に半導体ウエハ２１が存在するか否かを判断する。
【００３９】
ウエハマッピングセンサ２３から出力される検出信号がＨｉであるとき、制御部５０はウエハカセット２０に半導体ウエハ２１が存在すると判断し、所定のシーケンスで搬送系アーム５１、回転機構部５５及び吸着機構部５２を制御して搬送動作を行わせる。
【００４０】
次に、円弧状に反った半導体ウエハ２１を搬送する場合を説明する。
【００４１】
図５（ａ）は先端部に半導体ウエハの下面が密着できないときの先端部と半導体ウエハとの位置関係を示す斜視図、図５（ｂ）は先端部に半導体ウエハの下面が密着できるときの先端部と半導体ウエハとの位置関係を示す斜視図である。
【００４２】
搬送動作を開始するとき、制御部５０は先端部１２がウエハカセット２０の半導体ウエハ２１と対向する位置へ移動するように、搬送系アーム５１を制御する。
【００４３】
その後、制御部５０は搬送アーム１０の先端部１２にウエハカセット２０内の半導体ウエハ２１が乗るように、搬送系アーム５１を駆動させる。
【００４４】
制御部５０は吸着機構部５２の真空ポンプを駆動させて半導体ウエハ２１を先端部１２に吸着させるとともに、真空センサから出力される検出信号の大きさが所定レベルに達したか否かを判断する。
【００４５】
先端部１２と半導体ウエハ２１とが図５（ａ）に示す位置関係にあるとき（上方から見て軸ＡＸ１と軸ＡＸ２とが交差するとき）、吸着孔１３と半導体ウエハ２１との間に隙間が生じるため、先端部１２に半導体ウエハ２１の下面が真空吸着できず、真空センサの検出信号の大きさが所定レベルに達しない。
【００４６】
このとき、制御部５０は、搬送アーム１０が待機位置へ戻り、モータ（回転機構部５５）を駆動して先端部１２が例えば矢印ｂに示すように所定角度だけ回転するように、搬送系アーム５１を制御する。制御部５０は検出信号の大きさが所定レベルに達するまで上記制御を実行する。
【００４７】
半導体ウエハ２１と先端部１２とが図５（ｂ）に示す位置関係になったとき（上方から見て軸ＡＸ１と軸ＡＸ２とが重なったとき）、半導体ウエハ２１の下面と３つの吸着孔１３とのそれぞれの距離の差が最小になり、先端部１２に半導体ウエハ２１の下面が真空吸着され易くなる。
【００４８】
半導体ウエハ２１が真空吸着され、真空センサの検出信号の大きさが所定レベルに達したとき、制御部５０は半導体ウエハ２１がウエハカセット２０から取り出され、搬送アーム１０が待機位置まで戻るように、搬送系アーム５１を制御する。
【００４９】
その後、制御部５０は搬送アーム１０が所定角度だけ回転して待機位置からＸＹステージ３０へ半導体ウエハ２１を搬送し、ＸＹステージ３０の上面に載置するように、搬送系アーム５１を制御する。
【００５０】
この実施形態によれば、半導体ウエハ２１を先端部１２の上面に常に面接触に近い状態で吸着させることができるため、変形した半導体ウエハ２１も確実に搬送することができる。
【００５１】
また、モータ５７がアーム本体１１を支持する支持部１４内に配置されているので、先端部１２を薄くできるとともに、軽くすることができる。
【００５２】
なお、上記実施形態では吸着孔１３の数は３個であるが、この数に限られるものではなく、例えば４個以上であってもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では先端部１２の形状はほぼ二等辺三角形であるが、これに限られるものではなく、例えば矩形のような多角形であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明によれば、変形した基板であっても確実に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る搬送装置の斜視図である。
【図２】図２（ａ）は搬送アームの部分拡大平面図、図２（ｂ）は搬送アームの一部を断面で示した概念図である。
【図３】図３は先端部を回転させた状態を示す搬送アームの部分拡大平面図である。
【図４】図４は搬送装置の駆動系を説明するための示すブロック図である。
【図５】図５（ａ）は先端部に半導体ウエハの下面が密着できないときの先端部と半導体ウエハとの位置関係を示す斜視図、図５（ｂ）は先端部に半導体ウエハの下面が密着できるときの先端部と半導体ウエハとの位置関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０搬送アーム
１１アーム本体
１２先端部
１３吸着孔
１４支持部
２１半導体ウエハ（基板）
５５回転機構部（回転駆動手段）
５６固定軸
５７モータ
５８ベルト

Claims

基板を搬送するための搬送アームを備えている搬送装置において、
前記搬送アームが、
アーム本体と、
このアーム本体の先端に回転可能に設けられ、前記基板を真空吸着するための吸着孔を有する先端部と、
前記先端部の前記基板と接触する面と直交する軸回りに前記先端部を回転駆動させる回転駆動手段と
を有することを特徴とする搬送装置。
前記回転駆動手段は、
前記先端部に固定され、前記先端部の前記基板と接触する面と直交する軸回りに回転可能に前記アーム本体に支持された固定軸と、
前記アーム本体を支持する支持部に配置されたモータと、
前記固定軸と前記モータの回転軸との間に架け渡されたベルトと
を有することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。