JP2015026752A - Transport system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送システムに関し、特にウェーハへの異物付着の低減を可能にする搬送システムに関する。 The present invention relates to a transfer system, and more particularly to a transfer system that can reduce adhesion of foreign matter to a wafer.
ウェーハによる半導体の製造プロセスにおいては、ウェーハへの微細な異物が、配線パターンの断線やショート、また半導体の特性の変化などさまざまな不具合を発生させる。そのため清浄なクリーンルーム内で生産が行われている。300ｍｍのウェーハにおいてはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）と呼ばれる清浄な雰囲気にて満たされた蓋付き密閉容器に収納されて装置間を搬送される。ＦＯＵＰは、ＦＯＵＰシェルとＦＯＵＰ蓋にて構成される。ＦＯＵＰ蓋にはパッキンを備え、ＦＯＵＰ内雰囲気と外気とが遮蔽される。 In a semiconductor manufacturing process using a wafer, fine foreign matter on the wafer causes various problems such as disconnection or short-circuiting of a wiring pattern and changes in semiconductor characteristics. Therefore, production is performed in a clean clean room. A 300 mm wafer is housed in a sealed container with a lid filled with a clean atmosphere called FOUP (Front Opening Unified Pod) and is transferred between apparatuses. The FOUP is composed of a FOUP shell and a FOUP lid. The FOUP lid is provided with a packing to shield the atmosphere inside the FOUP and the outside air.
装置にはロードポートと呼ばれるFOUPの蓋を開閉するオープナが設置される。ロードポートから検査や処理を行うチャンバやステージ間の大気搬送系においては、チャンバにより外気と遮断しファンフィルタユニットによるダウンフローによって局所的に清浄に管理されたミニエンバイロメント空間内を搬送ロボットにより搬送される。FOUPやロードポート,ミニエンバイロメントにより局所的に清浄に管理された雰囲気内を搬送されるため、クリーンルーム自体の清浄度を落とし、クリーンルームの稼動コストを抑えることができる。搬送ロボットでウェーハを搬送する際には、通常工程においては、ウェーハの裏面を吸着して搬送する裏面吸着ハンドと、裏面の異物を気にするベアウェーハを扱う工程においては、ウェーハの端面を保持して搬送するエッジクランプハンドがある。エッジクランプを必要とするベアウェーハを扱う工程は、特にウェーハへ付着する異物を厳しく管理する必要がある。本発明は、ウェーハへの異物付着が特に厳しく要求される、エッジクランプを採用したウェーハを搬送する搬送システムに属する。 The device is equipped with an opener called a load port that opens and closes the FOUP lid. In the atmospheric transfer system between chambers and stages where inspection and processing are performed from the load port, the transfer is performed by a transfer robot in a mini-environment space that is blocked from the outside air by the chamber and is locally cleanly managed by downflow by the fan filter unit. Is done. Since it is transported in a locally clean atmosphere controlled by FOUP, load port, and mini-environment, the cleanliness of the cleanroom itself can be reduced and the operating cost of the cleanroom can be reduced. When transporting wafers with a transport robot, in the normal process, the back end suction hand that attracts and transports the back side of the wafer, and in the process that handles bare wafers that care about foreign matter on the back side, the wafer end surface is held. Then there is an edge clamp hand that conveys. In the process of handling a bare wafer that requires an edge clamp, it is particularly necessary to strictly manage foreign matter adhering to the wafer. The present invention belongs to a transfer system for transferring a wafer adopting an edge clamp, in which adhesion of foreign matters to the wafer is particularly demanded.
エッジグリップハンドは、可動爪のみの構成、または固定爪と可動爪による構成でウェーハを保持する。可動爪を動作させる1つの方法として真空シリンダが使用されている。真空シリンダのピストンとシリンダチューブ間にばねが用意され、シリンダ内部が真空排気されるとばねが縮み、ピストンロッドが後退する。大気解放されるとばねの力でピストンロッドが前進する。大気解放時シリンダロッドが前進した状態でウェーハを保持することで、真空状態ではなくなった場合でも、ばねの力でウェーハ保持を維持できフェールセーフとなる利点がある。圧縮空気を動力源としているシリンダでは、配管からの漏れが発生した場合に、配管内は周囲よりも圧力が高いため、周囲へ異物を噴出してしまうが、真空を動力源としているシリンダは、真空と大気との圧力差により動作するため、周囲雰囲気より配管内の圧力が高くなることが無く、配管からの漏れが発生した場合においても、周囲雰囲気に異物を噴出する危険が低い利点がある。またシリンダ内にばねを設けた方法は1本の配管で動作させることが可能であり、駆動用の真空配管はロボットアーム内部を通すため、スペースを小さくできる利点がある。このような真空シリンダを使用したエッジクランプを採用する事例は特開2007-134526号公報（特許文献1）や特開2006-41423号公報（特許文献2）のように知られている。 The edge grip hand holds the wafer in a configuration having only a movable claw or a configuration having a fixed claw and a movable claw. A vacuum cylinder is used as one method of operating the movable claw. A spring is prepared between the piston of the vacuum cylinder and the cylinder tube. When the inside of the cylinder is evacuated, the spring contracts and the piston rod moves backward. When released to the atmosphere, the piston rod moves forward with the force of the spring. By holding the wafer with the cylinder rod moving forward when the atmosphere is released, there is an advantage that the wafer holding can be maintained by the force of the spring even when the vacuum state is lost, which is fail-safe. In a cylinder that uses compressed air as a power source, when a leak from the piping occurs, the pressure in the piping is higher than the surroundings, so foreign matter is ejected to the surroundings. Since it operates by the pressure difference between vacuum and air, the pressure in the piping does not become higher than the ambient atmosphere, and even when leakage from the piping occurs, there is an advantage that the risk of ejecting foreign matter to the ambient atmosphere is low . In addition, the method of providing a spring in the cylinder can be operated with a single pipe, and since the driving vacuum pipe passes through the inside of the robot arm, there is an advantage that the space can be reduced. Examples of employing an edge clamp using such a vacuum cylinder are known as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-134526 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-41423 (Patent Document 2).
真空シリンダ及び可動爪を保持するガイドは防塵カバーで覆い、防塵カバー内部は排気されて動力部及びガイドからの異物の飛散を抑える。防塵カバーを排気する配管は、ロボットアーム内部を通すため配管径に制約が生まれ排気量が制限される。 The guide holding the vacuum cylinder and the movable claw is covered with a dust cover, and the inside of the dust cover is evacuated to suppress the scattering of foreign matter from the power unit and the guide. Since the piping for exhausting the dust cover passes through the inside of the robot arm, the piping diameter is restricted and the exhaust amount is limited.
また状態の検出方法としては、アクチュエータのストローク位置を検出してエッジクランプハンド上のウェーハの状態を判断している。ウェーハを保持した位置までアクチュエータが前進している状態を検出している場合はウェーハ保持状態、ウェーハが無いもしくはウェーハが保持爪から外れてアクチュエータがウェーハ保持位置よりも前進して前進端位置を検出している場合は、保持不良。アクチュエータが後退端位置を検出している場合は、開放状態とする。またそれ以外のストローク位置を異常状態と判断する。ウェーハを搬送する際には、アクチュエータのストローク位置状態をもとに判断して搬送を行っている。 As a state detection method, the stroke position of the actuator is detected to determine the state of the wafer on the edge clamp hand. If it is detected that the actuator is moving to the position where the wafer is held, the wafer is held, the wafer is not present or the wafer is released from the holding claw, and the actuator moves forward from the wafer holding position to detect the advanced position. If it is, retention failure. When the actuator detects the backward end position, the actuator is opened. Further, the other stroke positions are determined as abnormal states. When the wafer is transferred, it is transferred based on the stroke position of the actuator.
真空シリンダを駆動力とするエッジグリップハンドにおいて、チャック駆動部からの発塵の影響によるウェーハへの異物付着の問題と、チャックのための固定及び可動爪とウェーハとの摺動部からの発塵の影響によるウェーハへの異物付着の問題がある。 In the edge grip hand that uses a vacuum cylinder as the driving force, there is a problem of foreign matter adhering to the wafer due to the influence of dust generation from the chuck driving unit, and dust generation from the sliding part between the fixed and movable claw and the wafer for the chuck. There is a problem of foreign matter adhering to the wafer due to the influence of.
また、ハンド上のウェーハの状態をアクチュエータの状態をもとに判断しているので、正常に搬送が行われている場合は問題がないが、異常時は搬送状態をアクチュエータのストローク位置状態のみから判断できず、ウェーハを保護した処理ができなくなる問題がある。 In addition, since the state of the wafer on the hand is determined based on the actuator state, there is no problem if the transfer is performed normally. There is a problem that it is impossible to make a determination, and the processing that protects the wafer cannot be performed.
本発明は以下の構成を備える。シリンダチューブと、往復運動をするピストンと、前記ピストンと前記シリンダチューブ間の気密性を確保するピストンパッキンと、前記ピストンの往復運動をシリンダチューブ外部に伝達するピストンロッドと、前記ピストンと前記シリンダチューブ間に設置されたばねと、前記シリンダチューブに接続され真空引きを行う配管により構成されたシリンダを備えた搬送システムであって、ピストンロッド側のシリンダチューブ端面に、シリンダ内部雰囲気を吐出するための吐出口を持つことを特徴とする搬送システム。 The present invention has the following configuration. A cylinder tube, a reciprocating piston, a piston packing for ensuring airtightness between the piston and the cylinder tube, a piston rod for transmitting the reciprocating motion of the piston to the outside of the cylinder tube, and the piston and the cylinder tube A transfer system comprising a cylinder installed between a spring installed in between and a pipe connected to the cylinder tube for evacuation to discharge the atmosphere inside the cylinder to the end surface of the cylinder tube on the piston rod side. A transport system characterized by having an outlet.
本発明によれば真空シリンダを駆動力とするエッジグリップハンドにおいて、チャック駆動部からの発塵及び、ウェーハ摺動部からの発塵によるウェーハへの異物付着を抑えることができる。 According to the present invention, in an edge grip hand using a vacuum cylinder as a driving force, it is possible to suppress dust generation from the chuck driving unit and foreign matter adhesion to the wafer due to dust generation from the wafer sliding unit.
また、異常時においてもハンド上のウェーハの状態を正しく判断し、ウェーハを保護した搬送処理を行うことができる。 In addition, even when there is an abnormality, the state of the wafer on the hand can be determined correctly, and the transfer process can be performed while protecting the wafer.
以下、発明の実施例を図面にて説明する。 Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本発明が適用される一般的な半導体ウェーハ処理装置の大気搬送の概略構成を示す。図2は本発明が適用される一般的な半導体ウェーハ処理装置の大気搬送の動作シーケンスを示す。ウェーハ1はＦＯＵＰ2と呼ばれる清浄な雰囲気にて満たされた蓋付き密閉容器に収納されている。ＦＯＵＰ2は、ＦＯＵＰシェル3とＦＯＵＰ蓋5にて構成される。ＦＯＵＰ蓋5にはパッキン4を備え、ＦＯＵＰ2内雰囲気と外気とが遮蔽される。装置間の搬送において、ウェーハ1はＦＯＵＰ2に収納されて搬送されるため、クリーンルームの清浄度を落とし、クリーンルームの稼動コストを抑えることができる。ウェーハ1の処理や検査を行なう装置本体は、ファンフィルタユニット9を個々に備え、装置内のウェーハ搬送経路を清浄に維持する。ＦＯＵＰ2はオープナ6のマウントベース7に設置される。オープナ6はドア8によりＦＯＵＰ蓋5を保持開閉し、装置内のウェーハ搬送経路からＦＯＵＰ蓋5を退避させる。装置本体内の搬送ロボット12によりＦＯＵＰ2からウェーハ1が搬出され、処理が行われる。搬送ロボット12は、その先端部にハンド45を装備しておりこのハンド45によってウェーハ1を保持して搬送する。ハンド45にはウェーハ1の裏面部を吸着して保持する裏面吸着ハンドや、ウェーハ裏面部への異物の付着が懸念する工程においては、ウェーハの外周を利用して保持するエッジグリップハンドがある。 FIG. 1 shows a schematic configuration of atmospheric transfer of a general semiconductor wafer processing apparatus to which the present invention is applied. FIG. 2 shows an operation sequence of atmospheric transfer of a general semiconductor wafer processing apparatus to which the present invention is applied. The wafer 1 is stored in a closed container with a lid filled with a clean atmosphere called FOUP2. The FOUP 2 includes a FOUP shell 3 and a FOUP lid 5. The FOUP lid 5 is provided with a packing 4 to shield the atmosphere inside the FOUP 2 from the outside air. In the transfer between apparatuses, since the wafer 1 is stored and transferred in the FOUP 2, the cleanliness of the clean room can be reduced and the operation cost of the clean room can be suppressed. The apparatus main body for processing and inspecting the wafer 1 is individually provided with the fan filter unit 9 to keep the wafer transfer path in the apparatus clean. The FOUP 2 is installed on the mount base 7 of the opener 6. The opener 6 holds and opens the FOUP lid 5 by the door 8 and retracts the FOUP lid 5 from the wafer transfer path in the apparatus. The wafer 1 is unloaded from the FOUP 2 by the transfer robot 12 in the apparatus body, and processing is performed. The transfer robot 12 is equipped with a hand 45 at its tip, and the wafer 1 is held and transferred by the hand 45. The hand 45 includes a back surface suction hand that sucks and holds the back surface portion of the wafer 1, and an edge grip hand that uses the outer periphery of the wafer to hold in a process where there is a concern about adhesion of foreign matter to the wafer back surface portion.
搬送ロボット12には、図3に示すエッジグリップハンドが備えられている。エッジグリップハンドは、メインベース15上にグリッパー16を駆動する真空シリンダ17、グリッパー16の動作方向を拘束する直動ガイド18およびハンドベース19が設置されている。スライダー20は、直動ガイド18に設置され、真空シリンダ17とグリッパー16とを接続する。グリッパー16にはウェーハ1端面を保持する可動爪21が備えられる。ハンドベース19にはウェーハ1を置くためのベースコマ22とウェーハを載せて外周を保持する固定爪23が設置されている。ベースコマ22及び固定爪23は傾斜面でウェーハ1と接触し、ウェーハ1裏面と接触せずに、ウェーハ1端面にて接触する。メインベース15上の真空シリンダ17、直動ガイド18、スライダー20は、防塵カバー24に覆われている。防塵カバー24にはグリッパー16の開口部25及び、防塵カバー24内部雰囲気を排出するための排出口26が用意され排気チューブにより排気される。 The transfer robot 12 is provided with an edge grip hand shown in FIG. In the edge grip hand, a vacuum cylinder 17 that drives the gripper 16, a linear guide 18 that restricts the operation direction of the gripper 16, and a hand base 19 are installed on the main base 15. The slider 20 is installed on the linear guide 18 and connects the vacuum cylinder 17 and the gripper 16. The gripper 16 is provided with a movable claw 21 that holds the end face of the wafer 1. The hand base 19 is provided with a base piece 22 for placing the wafer 1 and a fixing claw 23 for placing the wafer and holding the outer periphery. The base piece 22 and the fixing claw 23 are in contact with the wafer 1 on the inclined surface, and are in contact with the end surface of the wafer 1 without being in contact with the back surface of the wafer 1. The vacuum cylinder 17, the linear motion guide 18, and the slider 20 on the main base 15 are covered with a dustproof cover 24. The dust cover 24 is provided with an opening 25 of the gripper 16 and a discharge port 26 for discharging the atmosphere inside the dust cover 24 and is exhausted by an exhaust tube.
図4に既存の真空シリンダ17の構成を示す。真空シリンダ17は、シリンダチューブ27、往復運動をするピストン28、ピストン28とシリンダチューブ27間の気密性を確保するピストンパッキン30、ピストン28の往復運動をシリンダチューブ27外部に伝達するピストンロッド29、ピストン28とシリンダチューブ27間に設置されたばね31、駆動用配管を接続する駆動接続口32で構成されている。ばね31はピストン28と駆動接続口32側のシリンダチューブ27の間に設置されている。真空シリンダ17は、駆動用配管が接続され制御弁によりシリンダチューブ27とピストン28で仕切られた領域が真空排気、大気解放される。 FIG. 4 shows the configuration of an existing vacuum cylinder 17. The vacuum cylinder 17 includes a cylinder tube 27, a piston 28 that reciprocates, a piston packing 30 that ensures airtightness between the piston 28 and the cylinder tube 27, a piston rod 29 that transmits the reciprocating motion of the piston 28 to the outside of the cylinder tube 27, A spring 31 is provided between the piston 28 and the cylinder tube 27, and a drive connection port 32 is connected to the drive pipe. The spring 31 is installed between the piston 28 and the cylinder tube 27 on the drive connection port 32 side. The vacuum cylinder 17 is connected to a driving pipe, and a region partitioned by the cylinder tube 27 and the piston 28 by a control valve is evacuated and released to the atmosphere.
真空シリンダ17のピストンロッド29が後退した状態（図4）では、駆動接続口32よりシリンダチューブ27とピストン28で仕切られた領域の大気が真空排気され、ばね31が縮み、ピストンロッド29が後退する。この際、シリンダチューブ27とピストンロッド29の隙間33から周囲雰囲気がシリンダチューブ27内に吸入される。ピストンロッド29の移動に伴い直動ガイド18に設置されたスライダー20が移動、グリッパー16が開く。 In the state where the piston rod 29 of the vacuum cylinder 17 is retracted (FIG. 4), the atmosphere in the region partitioned by the cylinder tube 27 and the piston 28 is evacuated from the drive connection port 32, the spring 31 is contracted, and the piston rod 29 is retracted. To do. At this time, the ambient atmosphere is sucked into the cylinder tube 27 through the gap 33 between the cylinder tube 27 and the piston rod 29. As the piston rod 29 moves, the slider 20 installed on the linear guide 18 moves, and the gripper 16 opens.
真空シリンダ17のピストンロッド29が前進した状態（図5）は、駆動接続口32よりシリンダチューブ27とピストン28で仕切られた領域が大気解放され、ばね31の力でピストン28が押し出されピストンロッド29が前進する。この際シリンダチューブ27とピストンロッド29の隙間33より内部の雰囲気が吐出する。シリンダチューブ27の断面積A1と比較して、シリンダチューブ27とピストンロッド29間の隙間33の断面積A2は非常に小さいため、吐出する流速は、ピストンロッド29の移動速度に対してA1/A2倍と高速となり、防塵カバー24内部に放出される。 In a state where the piston rod 29 of the vacuum cylinder 17 has advanced (FIG. 5), the area partitioned by the cylinder tube 27 and the piston 28 is released from the drive connection port 32 to the atmosphere, and the piston 28 is pushed out by the force of the spring 31 and the piston rod. 29 moves forward. At this time, the internal atmosphere is discharged from the gap 33 between the cylinder tube 27 and the piston rod 29. Compared with the cross-sectional area A1 of the cylinder tube 27, the cross-sectional area A2 of the gap 33 between the cylinder tube 27 and the piston rod 29 is very small, so the discharge flow rate is A1 / A2 relative to the moving speed of the piston rod 29. The speed is doubled and released into the dust cover 24.
図6はピストンロッド29を中心に垂直方向から見た断面図であり、シリンダ移動速度に対して、シリンダチューブ27とピストンロッド29間の隙間33より高速に吐出される様子を示す。排気されている防塵カバー24の開口部25から異物が放出されるリスクが高くなる。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the piston rod 29 as viewed from the vertical direction, and shows a state in which the cylinder rod 27 is discharged at high speed from the gap 33 between the cylinder tube 27 and the piston rod 29 with respect to the cylinder moving speed. The risk of foreign matter being released from the opening 25 of the dustproof cover 24 being exhausted increases.
図7はピストンロッド29を中心に水平方向から見た断面図であり、防塵カバー内部の流れの様子を示す。シリンダチューブ27とシリンダロッド29間の隙間33から吐出される高速の流れは防塵カバー24内から開口部25の方向にも流れており、異物が外部に放出する可能性がある。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the piston rod 29 as viewed from the horizontal direction, showing the flow inside the dust cover. The high-speed flow discharged from the gap 33 between the cylinder tube 27 and the cylinder rod 29 also flows from the inside of the dust-proof cover 24 toward the opening 25, and there is a possibility that foreign matter is discharged to the outside.
図8に、本発明品において使用する真空シリンダを示す。新たにシリンダチューブ27端面に、吐出口34を追加する。真空シリンダ17のピストンロッド29が後退した状態（図8）では、駆動接続口32よりシリンダチューブ27とピストン28で仕切られた領域の大気が真空排気され、ばね31が縮み、ピストンロッド29が後退する。この際、シリンダチューブ27とピストンロッド29間の隙間33及び、吐出口34より周囲雰囲気がシリンダチューブ27内に吸入される。ピストンロッド29の後退に伴い直動ガイド18に設置されたスライダー20が移動、グリッパー16が開く。 FIG. 8 shows a vacuum cylinder used in the product of the present invention. A discharge port 34 is newly added to the end face of the cylinder tube 27. In a state where the piston rod 29 of the vacuum cylinder 17 is retracted (FIG. 8), the atmosphere in the region partitioned by the cylinder tube 27 and the piston 28 is evacuated from the drive connection port 32, the spring 31 is contracted, and the piston rod 29 is retracted. To do. At this time, the ambient atmosphere is sucked into the cylinder tube 27 from the gap 33 between the cylinder tube 27 and the piston rod 29 and the discharge port 34. As the piston rod 29 moves backward, the slider 20 installed on the linear guide 18 moves, and the gripper 16 opens.
真空シリンダ17のピストンロッド29が前進した状態（図9）は、駆動接続口32よりシリンダチューブ27とピストン28で仕切られた領域が大気解放され、ばね31の力でピストン28が押し出されピストンロッド29が前進する。この際シリンダチューブ27とピストンロッド29間の隙間33及び吐出口34より内部の雰囲気が吐出する。 When the piston rod 29 of the vacuum cylinder 17 is moved forward (FIG. 9), the area partitioned by the cylinder tube 27 and the piston 28 is released to the atmosphere from the drive connection port 32, and the piston 28 is pushed out by the force of the spring 31 and the piston rod. 29 moves forward. At this time, the internal atmosphere is discharged from the gap 33 and the discharge port 34 between the cylinder tube 27 and the piston rod 29.
吐出口34の断面積をA3とすると、吐出する流速は、ピストンロッド29の移動速度に対してA1/（A2+A3）となり吐出する流速を低下させることが可能となる。そして、駆動部からの異物が防塵カバー24より飛び出すことを低減することができる。図10はピストンロッド29を中心に垂直方向から見た断面図であり、シリンダ移動速度に対して吐出口34より吐出される様子を示す。シリンダチューブ27端面に用意する吐出口34の形状は図11に示すような形でも良い。 Assuming that the cross-sectional area of the discharge port 34 is A3, the discharge flow rate becomes A1 / (A2 + A3) with respect to the moving speed of the piston rod 29, and the discharge flow rate can be reduced. And it can reduce that the foreign material from a drive part jumps out of the dust-proof cover 24. FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the piston rod 29 as viewed from the vertical direction, and shows a state in which the piston rod 29 is discharged from the discharge port 34 with respect to the cylinder moving speed. The shape of the discharge port 34 prepared on the end face of the cylinder tube 27 may be as shown in FIG.
図12および図13に本発明品において使用する真空シリンダ17を示す。搬送ロボット12には、図12に示すエッジグリップハンドが備えられている。エッジグリップハンドは、メインベース15上にグリッパー16を駆動する真空シリンダ17、グリッパー16の動作方向を拘束する直動ガイド18およびハンドベース19が設置されている。スライダー20は、直動ガイド18に設置され、真空シリンダ17とグリッパー16とを接続する。グリッパー16にはウェーハ1端面を保持する可動爪21が備えられる。ハンドベース19にはウェーハ1を置くためのベースコマ22とウェーハ1を載せて外周を保持する固定爪23が設置されている。ベースコマ22及び固定爪23は傾斜面でウェーハ1と接触し、ウェーハ1裏面と接触せずに、ウェーハ1端面にて接触する。メインベース15上の真空シリンダ17、直動ガイド18、スライダー20は、防塵カバー24に覆われている。防塵カバー24にはグリッパー16の開口部25及び、防塵カバー24内部雰囲気を排出するための排出口26が用意され排気チューブより排気が行われる。 12 and 13 show a vacuum cylinder 17 used in the product of the present invention. The transfer robot 12 is provided with an edge grip hand shown in FIG. In the edge grip hand, a vacuum cylinder 17 that drives the gripper 16, a linear guide 18 that restricts the operation direction of the gripper 16, and a hand base 19 are installed on the main base 15. The slider 20 is installed on the linear guide 18 and connects the vacuum cylinder 17 and the gripper 16. The gripper 16 is provided with a movable claw 21 that holds the end face of the wafer 1. The hand base 19 is provided with a base piece 22 for placing the wafer 1 and a fixing claw 23 for placing the wafer 1 and holding the outer periphery. The base piece 22 and the fixing claw 23 are in contact with the wafer 1 on the inclined surface, and are in contact with the end surface of the wafer 1 without being in contact with the back surface of the wafer 1. The vacuum cylinder 17, the linear motion guide 18, and the slider 20 on the main base 15 are covered with a dustproof cover 24. The dust cover 24 is provided with an opening 25 of the gripper 16 and a discharge port 26 for discharging the atmosphere inside the dust cover 24, and exhaust is performed from the exhaust tube.
真空シリンダ17は、駆動接続口32に接続された制御弁により、真空排気、大気解放される。真空シリンダ17は、シリンダチューブ27、ピストン28、ピストンロッド29、ピストンパッキン30及びばね31で構成されている。シリンダチューブ27には、駆動接続口32がある。ばね31はピストン28と駆動接続口32側のシリンダチューブ27の間に設置されている。駆動接続口32より真空排気されると内部の大気が排出され、ばね31が縮み、ピストンロッド29が後退する。ピストンロッド29の移動に伴い直動ガイド18に設置されたスライダー20が移動、グリッパー16が開く。駆動接続口32より大気解放されると、ばね31の力でピストン28が押し出されピストンロッド29が前進する。 The vacuum cylinder 17 is evacuated and released to the atmosphere by a control valve connected to the drive connection port 32. The vacuum cylinder 17 includes a cylinder tube 27, a piston 28, a piston rod 29, a piston packing 30, and a spring 31. The cylinder tube 27 has a drive connection port 32. The spring 31 is installed between the piston 28 and the cylinder tube 27 on the drive connection port 32 side. When evacuated from the drive connection port 32, the internal atmosphere is discharged, the spring 31 contracts, and the piston rod 29 moves backward. As the piston rod 29 moves, the slider 20 installed on the linear guide 18 moves, and the gripper 16 opens. When the atmosphere is released from the drive connection port 32, the piston 28 is pushed out by the force of the spring 31, and the piston rod 29 moves forward.
本発明では、新たにピストンロッド29動作側のシリンダチューブ27端面を開放し、吐出口34とする。真空シリンダ17のピストンロッド29が後退した状態（図12）では、駆動接続口32よりシリンダチューブ27とピストン28で仕切られた領域の大気が真空排気され、ばね31が縮み、ピストンロッド29が後退する。この際、シリンダチューブ27の吐出口34より周囲雰囲気がシリンダチューブ27内に吸入される。ピストンロッド29の移動に伴い直動ガイド18に設置されたスライダー20が移動、グリッパー16が開く。 In the present invention, the end surface of the cylinder tube 27 on the operation side of the piston rod 29 is newly opened to form the discharge port 34. In the state in which the piston rod 29 of the vacuum cylinder 17 is retracted (FIG. 12), the atmosphere in the region partitioned by the cylinder tube 27 and the piston 28 is evacuated from the drive connection port 32, the spring 31 contracts, and the piston rod 29 retracts. To do. At this time, the ambient atmosphere is sucked into the cylinder tube 27 from the discharge port 34 of the cylinder tube 27. As the piston rod 29 moves, the slider 20 installed on the linear guide 18 moves, and the gripper 16 opens.
真空シリンダ17のピストンロッド29が前進した状態（図13）は、駆動接続口32よりシリンダチューブ27とピストン28で仕切られた領域が大気解放され、ばね31の力でピストン28が押し出されピストンロッド29が前進する。この際シリンダチューブ27の吐出口34より雰囲気が吐出する。 When the piston rod 29 of the vacuum cylinder 17 has advanced (FIG. 13), the region partitioned by the cylinder tube 27 and the piston 28 is released from the drive connection port 32 to the atmosphere, and the piston 28 is pushed out by the force of the spring 31 and the piston rod. 29 moves forward. At this time, the atmosphere is discharged from the discharge port 34 of the cylinder tube 27.
吐出口34の断面積をA4とすると、吐出する流速は、ピストンロッド29の移動速度に対してA1/A4 A1＝A4となり吐出する流速は、ピストンロッド29の移動速度と等価速度となり防塵カバー24内部に放出される。排気されている防塵カバー24の開口部25から異物が放出されるリスクが小さくなる。 Assuming that the cross-sectional area of the discharge port 34 is A4, the discharge flow rate is A1 / A4 A1 = A4 with respect to the movement speed of the piston rod 29, and the discharge flow speed is equivalent to the movement speed of the piston rod 29. Released inside. The risk of foreign matter being released from the opening 25 of the dust cover 24 being exhausted is reduced.
ウェーハ1を搬入する際の動作を図14に示す。ウェーハ1はグリッパー16によって保持され、固定爪23、可動爪21及びベースコマ22により保持されている。ウェーハ1を置く際にはロボットアーム46が搬送位置へ伸び、グリッパー16を開く。この際、ウェーハ1は固定爪23及びベースコマ22上に保持される。搬送ロボット12は、ウェーハ1を可動爪21から固定爪23の方向にロボットアーム46を伸ばしながら下降させる。ウェーハ1は置き台38に設置される。このとき固定爪23はウェーハ1端面から離れながら、下降することでウェーハ1と接触した固定爪23の端面とウェーハ1端面が擦ることが無い。 FIG. 14 shows the operation when the wafer 1 is loaded. The wafer 1 is held by a gripper 16, and is held by a fixed claw 23, a movable claw 21, and a base piece 22. When placing the wafer 1, the robot arm 46 extends to the transfer position and opens the gripper 16. At this time, the wafer 1 is held on the fixed claw 23 and the base piece 22. The transfer robot 12 lowers the wafer 1 while extending the robot arm 46 in the direction from the movable claw 21 to the fixed claw 23. The wafer 1 is placed on the table 38. At this time, the fixing claw 23 descends while being separated from the end surface of the wafer 1, so that the end surface of the fixing claw 23 contacting the wafer 1 does not rub against the end surface of the wafer 1.
固定爪23は、図15に示すように傾斜面でウェーハ1と接触していても良い。固定爪23に傾斜面を設けると、搬送時の非常停止等で急停止した場合にもウェーハ1を安全に保持しやすい等の利点がある。その際に固定爪23から離れる可動爪21から固定爪23の方向にロボットアーム46を伸ばしながら下降する動作軌跡の角度47は、ウェーハ1端面と傾斜面を擦らないように、固定爪23の傾斜面の角度48よりも2°以上小さくなる（図15）。 The fixing claw 23 may be in contact with the wafer 1 on an inclined surface as shown in FIG. Providing the inclined surface on the fixing claw 23 has an advantage that it is easy to safely hold the wafer 1 even when it is suddenly stopped due to an emergency stop during transfer. At this time, the angle 47 of the movement trajectory descending while extending the robot arm 46 in the direction from the movable claw 21 to the fixed claw 23 away from the fixed claw 23 is inclined so that the edge of the wafer 1 and the inclined surface are not rubbed. It is smaller than the surface angle 48 by 2 ° or more (Fig. 15).
エッジグリップハンド（図3）は、メインベース15上にグリッパー16を駆動する真空シリンダ17、グリッパー16の動作方向を拘束する直動ガイド18およびハンドベース19が設置されている。スライダー20は、直動ガイド18に設置され、真空シリンダ17とグリッパー16とを接続する。グリッパー16にはウェーハ1端面を保持する可動爪21が備えられる。ハンドベース19にはウェーハ1を置くためのベースコマ22とウェーハ1を載せて外周を保持する固定爪23が設置されている。ベースコマ22及び固定爪23は傾斜面でウェーハ1と接触し、ウェーハ1裏面と接触せずに、ウェーハ1端面にて接触する。メインベース15上の真空シリンダ17、直動ガイド18、スライダー20は、防塵カバー24に覆われている。防塵カバー24にはグリッパー16の開口部25及び、防塵カバー24内部雰囲気を排出するための排出口26が用意され排気チューブにより排気が行われる。 In the edge grip hand (FIG. 3), a vacuum cylinder 17 that drives the gripper 16, a linear guide 18 that restrains the operation direction of the gripper 16, and a hand base 19 are installed on the main base 15. The slider 20 is installed on the linear guide 18 and connects the vacuum cylinder 17 and the gripper 16. The gripper 16 is provided with a movable claw 21 that holds the end face of the wafer 1. The hand base 19 is provided with a base piece 22 for placing the wafer 1 and a fixing claw 23 for placing the wafer 1 and holding the outer periphery. The base piece 22 and the fixing claw 23 are in contact with the wafer 1 on the inclined surface, and are in contact with the end surface of the wafer 1 without being in contact with the back surface of the wafer 1. The vacuum cylinder 17, the linear motion guide 18, and the slider 20 on the main base 15 are covered with a dustproof cover 24. The dust-proof cover 24 is provided with an opening 25 of the gripper 16 and a discharge port 26 for discharging the atmosphere inside the dust-proof cover 24, and exhaust is performed by an exhaust tube.
メインベース15上にフォトセンサA35及びフォトセンサB36が設置され、スライダー20に遮光板37が設置されている。またハンドベース19には、図18に示す透過センサ39が一対配置されて、ハンド45上のウェーハ1の有無を確認する。透過センサ39は、異常時ウェーハ1保持爪への乗り上げ状態においてウェーハ1同一面に配置した場合は検出が不安定となるため、一方をウェーハ1上方に、もう一方をウェーハ1下方に設置し、異常時ウェーハ1保持爪への乗り上げ状態への影響を取り除く。この際ハンド45上にウェーハ1がどこの位置に載せられた場合でも、センサ光軸がウェーハ1に掛る位置とする。基本的には光軸は正常チャック時のウェーハ1の中心を通る。 A photosensor A35 and a photosensor B36 are installed on the main base 15, and a light shielding plate 37 is installed on the slider 20. Further, a pair of transmission sensors 39 shown in FIG. 18 are arranged on the hand base 19, and the presence or absence of the wafer 1 on the hand 45 is confirmed. If the transmission sensor 39 is placed on the same surface of the wafer 1 in the state of running on the wafer 1 holding claw at the time of abnormality, the detection becomes unstable, so one is placed above the wafer 1 and the other is placed below the wafer 1, Eliminates the effect on the running state on the wafer 1 holding claw at the time of abnormality. At this time, the position where the optical axis of the sensor is applied to the wafer 1 is set regardless of where the wafer 1 is placed on the hand 45. Basically, the optical axis passes through the center of the wafer 1 during normal chucking.
図16、図17に、スライダー20の位置におけるフォトセンサ検出方法、検出位置及び状態を示す。フォトセンサA35はスライダー20のストロークの前進端及び後進端位置を検出する。フォトセンサB36はスライダー20のストロークの後進端位置及びウェーハ1チャック位置を検出する。フォトセンサA35、フォトセンサB36の組み合わせによりスライダー20の位置及び前進端、ウェーハ保持、後進端位置を判断する。圧力センサ49は真空シリンダ17の大気圧及び真空圧状態を検出する。ウェーハ有無センサは透過でウェーハの有無を検出する。これらのセンサの検出状態の組み合わせにより、グリッパー16が開き、ハンド45上にウェーハ1が置かれた状態を開状態（ウェーハ有）、グリッパー16が開き、ハンド45上にウェーハが無い状態をハンド開状態（ウェーハ無）、グリッパー16が前進しハンド45上でウェーハ1を保持している状態をハンド閉（ウェーハ把持）状態、ハンド45上でウェーハ1がウェーハ保持位置から前進し保持爪より外れている状態をミスクランプ（ウェーハ乗り上げ）状態、それ以外の状態を不定状態として検出する。 16 and 17 show a photosensor detection method, a detection position, and a state at the position of the slider 20. FIG. The photo sensor A35 detects the forward end position and the reverse end position of the stroke of the slider 20. The photo sensor B36 detects the backward end position of the stroke of the slider 20 and the wafer 1 chuck position. The position of the slider 20 and the forward end, wafer holding, and reverse end positions are determined by the combination of the photosensor A35 and the photosensor B36. The pressure sensor 49 detects the atmospheric pressure and the vacuum pressure state of the vacuum cylinder 17. The wafer presence sensor detects the presence or absence of a wafer through transmission. Depending on the combination of the detection states of these sensors, the gripper 16 opens and the wafer 1 is placed on the hand 45 in the open state (with a wafer), and the gripper 16 opens and the hand 45 is open with no wafer. State (no wafer), gripper 16 moves forward and holds wafer 1 on hand 45. Hand closed (wafer gripping) state. Wafer 1 moves forward from wafer holding position on hand 45 and disengages from holding claw. Is detected as a misclamp (wafer mounted) state, and other states are detected as indefinite states.
図19に、透過センサ39の代わりに反射センサ40を使用した事例を示す。ハンドベース19には、ウェーハ1の下方に反射板41が用意され、ハンドベース19のウェーハ1上方の反射センサ40が設置されている。ウェーハ1がハンドベース19上に載せられている状態において反射センサ40は、ハンドベース19に反射板41と一対で設置される。異常時ウェーハ1保持爪への乗り上げ状態においては、ウェーハ1同一面に配置した場合は、検出が不安定となるため、反射センサ40をウェーハ1上方に、反射板41をウェーハ1下方に設置し、異常時ウェーハ1保持爪への乗り上げ状態の影響を取り除く。反射センサ40自体をウェーハ1下方ハンドベース19内に設置することは、実装上困難となるため、上記の配置方法が有効となる。この際ハンド45上にウェーハ1がどこの位置に載せられた場合でも、センサ光軸がウェーハ1に掛る位置とする。基本的には光軸は正常チャック時のウェーハ1の中心を通る。 FIG. 19 shows an example in which the reflection sensor 40 is used in place of the transmission sensor 39. In the hand base 19, a reflection plate 41 is prepared below the wafer 1, and a reflection sensor 40 above the wafer 1 of the hand base 19 is installed. In a state where the wafer 1 is placed on the hand base 19, the reflection sensor 40 is installed on the hand base 19 as a pair with the reflection plate 41. In the state of riding on the wafer 1 holding claw at the time of abnormality, the detection becomes unstable if it is placed on the same surface of the wafer 1, so the reflection sensor 40 is installed above the wafer 1 and the reflection plate 41 is installed below the wafer 1. In the event of an abnormality, remove the influence of the riding state on the wafer 1 holding claw. Since it is difficult to mount the reflection sensor 40 itself in the lower hand base 19 of the wafer 1, the above arrangement method is effective. At this time, the position where the optical axis of the sensor is applied to the wafer 1 is set regardless of where the wafer 1 is placed on the hand 45. Basically, the optical axis passes through the center of the wafer 1 during normal chucking.
図20に、近接センサ50によりウェーハ1の有無を検出する事例を示す。近接センサ50は、ハンドベース19上のウェーハ1の下方に設置される。この際ハンド45上にウェーハ1がどこの位置に載せられた場合でも、センサ光軸がウェーハ1に掛る位置とする。基本的には光軸は正常チャック時のウェーハ1の中心を通る。 FIG. 20 shows an example in which the proximity sensor 50 detects the presence or absence of the wafer 1. The proximity sensor 50 is installed below the wafer 1 on the hand base 19. At this time, the position where the optical axis of the sensor is applied to the wafer 1 is set regardless of where the wafer 1 is placed on the hand 45. Basically, the optical axis passes through the center of the wafer 1 during normal chucking.
1：ウェーハ、2：FOUP、3：FOUPシェル、4：パッキン、5：FOUP蓋、6：オープナ、7：マウントベース、8：ドア、9：ファンフィルタユニット、10：ファン、11：フィルタ、12：搬送ロボット、13：処理チャンバ、14：フレーム、15：メインベース、16：グリッパー、17：真空シリンダ、18：直動ガイド、19：ハンドベース、20：スライダー、21：可動爪、22：ベースコマ、23：固定爪、24：防塵カバー、25：開口部、26：排出口、27：シリンダチューブ、28：ピストン、29：ピストンロッド、30：ピストンパッキン、31：ばね、32：駆動接続口、33：隙間、34：吐出口、35：フォトセンサA、36：フォトセンサB、37：遮光板、38：置き台、39：透過センサ、40：反射センサ、41：反射板、42：シリンダの真空排気、43シリンダの大気解放、44：ウェーハ搬出動作、45：ハンド、46：ロボットアーム、47：動作軌跡の角度、48：固定爪テ―パ角度、49：圧力センサ、50：近接センサ、51：ハンド開位置、52：ウェーハ保持位置、53：ハンド閉（ミスクランプ）位置 1: Wafer, 2: FOUP, 3: FOUP shell, 4: Packing, 5: FOUP lid, 6: Opener, 7: Mount base, 8: Door, 9: Fan filter unit, 10: Fan, 11: Filter, 12 : Transfer robot, 13: Processing chamber, 14: Frame, 15: Main base, 16: Gripper, 17: Vacuum cylinder, 18: Linear motion guide, 19: Hand base, 20: Slider, 21: Moving claw, 22: Base frame , 23: fixed claw, 24: dust cover, 25: opening, 26: discharge port, 27: cylinder tube, 28: piston, 29: piston rod, 30: piston packing, 31: spring, 32: drive connection port, 33: Gap, 34: Discharge port, 35: Photo sensor A, 36: Photo sensor B, 37: Shading plate, 38: Stand, 39: Transmission sensor, 40: Reflection sensor, 41: Reflection plate, 42: Cylinder Vacuum exhaust, 43 cylinder air release, 44: Wafer unloading operation, 45: Hand 46: Robot arm, 47: Motion trajectory angle, 48: Fixed claw taper angle, 49: Pressure sensor, 50: Proximity sensor, 51: Hand open position, 52: Wafer holding position, 53: Hand closed (misclamp) )position
Claims (5)
ピストンロッド側のシリンダチューブ端面に、シリンダ内部雰囲気を吐出するための吐出口を持つことを特徴とする搬送システム。
A cylinder tube, a reciprocating piston, a piston packing for ensuring airtightness between the piston and the cylinder tube, a piston rod for transmitting the reciprocating motion of the piston to the outside of the cylinder tube, and the piston and the cylinder tube A conveying system comprising a cylinder installed between a spring installed in between and a pipe connected to the cylinder tube for evacuation;
A conveying system characterized by having a discharge port for discharging the atmosphere inside the cylinder on the end surface of the cylinder tube on the piston rod side.
前記シリンダのシリンダチューブ端面が、解放されていることを特徴とした搬送システム。
The transport system according to claim 1, wherein
The conveying system characterized by the cylinder tube end surface of the said cylinder being open | released.
試料を置く際に、前記可動爪を開き試料を解放し下降すると共に前記可動爪から見て前記固定爪の方向へ移動しながら、試料を置く動作を行うことを特徴とした搬送システム。
In the device that conveys the sample by gripping the end face of the sample with the fixed claw and the movable claw,
When placing a sample, the transporting system is characterized in that when the sample is placed, the movable claw is opened, the sample is released and lowered, and the sample is placed while moving in the direction of the fixed claw as viewed from the movable claw.
前記固定爪のウェーハ接触面に対して、試料を置く際に下降すると共に前記可動爪から見て前記固定爪の方向へ移動しながら、試料を置く動作軌跡の角度が2°以上逃げていることを特徴とした搬送システム。
In claim 3,
When the specimen is placed with respect to the wafer contact surface of the fixed claw, it moves downward in the direction of the fixed claw as viewed from the movable claw, and the angle of the movement locus for placing the sample escapes by 2 ° or more. Conveying system characterized by
を特徴とした搬送システム Information detected by the two photo sensors for the forward and backward ends of the slider stroke that holds and releases the sample, information detected by the pressure sensor for the supply pressure to the vacuum cylinder, and the presence or absence of the sample on the hand A conveyance system characterized by detecting a mounting state of a sample on the hand based on a combination of information detected by a pair of transmission sensors.
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