JP2805397B2

JP2805397B2 - ウエハの把持装置

Info

Publication number: JP2805397B2
Application number: JP9942691A
Authority: JP
Inventors: 尊三佐藤; 徳行穴井; 博文白石; 浩二原田; 隆之友枝
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH04310389A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハを
把持するための把持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に移載システムにおいて被移載体を
両側から挟んで把持する場合がある。このような把持を
行うためには、例えば一対のアームを片側にて支持し、
このアームをシリンダの伸縮等によって開閉する機構が
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウエ
ハを取り扱う場合、ウエハをキャリアに収納して、各処
理部やストッカの間を搬送するようにしているが、パー
ティクルの発生を抑え、微細な傷をつけないようにする
ため、通常の搬送システムに比べて非常に注意を払う必
要がある。

【０００４】ここに、本発明者は、搬送用のキャリアと
ウエハとを分離して夫々洗浄するというシステムを検討
中であるが、この場合キャリア内のウエハを一括して別
の場所へ移載することが効率的である。

【０００５】しかしながら多数のウエハを一括して把持
するために上述のような片持のアームを用いると、次の
ような問題がある。即ち、多数のウエハを一括して把持
するためには、アームを頑強な構造体としなければなら
ず、又、大きな自重のためアームの基端部にわずかなガ
タがあると振動し、先端部は大きく揺れてしまう。そし
て、例えば複数のキャリアを並べてこの中のウエハを一
度に持ち上げる場合にはアームがその分長くなるのでそ
の揺れは一層大きくなり、更にウエハの重量が加重され
るので把持動作が不安定になる。

【０００６】このようなアームの先端側の揺れは、当該
先端に開閉方向に伸びるガイドを設けることによってあ
る程度は抑えることができる。

【０００７】ここに倉庫の保管物のような通常の被移載
物であればアームのわずかな揺れなどは問題にならない
が、半導体ウエハの移載においては上述のように取り扱
いに相当の注意が必要であり、把持する場合にも各ウエ
ハに対してアームが高い精度で接離し、即ち各部が一様
に接近し、離間し、これにより把持及びその解除を高い
安定性をもって行うことが要求される。このことは、ウ
エハ径が８インチに移行しつつあるように大重量化して
くると、一層クローズアップされてくる。

【０００８】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、安定した把持動作を得ること
のできる把持装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、左右方向に開
閉自在な把持用の一対のアームと、これら一対のアーム
の夫々ガイドするためのガイド部と、左右方向に往復搬
送されるように前記一対のアームの一端側及び他端側に
夫々配置された第１の同期搬送手段及び第２の同期搬送
手段と、これら同期搬送手段を互に連動させるための伝
達手段と、前記一対のアームの一方のアームを左右方向
に駆動するための駆動部とを備え、一対のアームの一端
側において、一方のアーム及び他方のアームを第１の同
期搬送手段の往路側搬送部及び復路側搬送部に夫々取り
付けると共に、一対のアームの他端側おいて、一方のア
ーム及び他方のアームを第２の同期搬送手段の往路側搬
送部及び復路側搬送部に夫々取り付けたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】一対のアームの一方のアームを例えばボールネ
ジなどにより内方側に駆動すると、第１の同期搬送手段
が搬送されて一対のアームの一端同士が内方に向かうよ
う動作する。これと同時に第２の同期搬送手段が搬送さ
れるので、一対のアームの他端同士も内方に向かい、い
わば４輪駆動ともいえる同期動作によって、ガタつくこ
となく高い精度でウエハを把持する。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す斜視図、図２は
図１の装置の概略を示す平面図であり、この実施例で
は、窓１１を備えた基枠１に、一対の把持用のアーム２
組（２ａ，２ｂ），（３ａ，３ｂ）が横に並べて配設さ
れている。これら２組一対のアームは同一構造であるた
め、その一方について説明すると、アーム２ａ、２ｂは
コ字状に形成されていて、互に対向しており、その両端
側が夫々左右方向に伸びるガイド部としてのガイドレー
ルＧ１，Ｇ２にガイドされるようになっている。ただ
しガイドレールＧ１については後述の取り付け部材を介
してガイドしている。

【００１２】前記アーム２ａ，２ｂの互に対向する位置
には発塵しにくい材質例えばフッ素樹脂よりなる櫛歯状
のウエハ把持部４が前後（図２中上下）２カ所に取り付
けられている。前方側及び後方側の各把持部４は、キャ
リアのウエハの収納枚数分に対応していて、いずれも例
えば２５枚ウエハを把持できるように構成されており、
従って２個のキャリア内のウエハを一括して把持でき
る。

【００１３】また前記基枠１には、ガイドレールＧ１に
沿って左右方向に伸びるボールネジ５が設置されてお
り、このボールネジ５は、一方のアーム２ａに設けらけ
た結合部材２１ａにベアリングを介して螺合している。

【００１４】更に前記基枠１の前縁側において、左右両
端に夫々プーリＰ１、Ｐ２が設置され、これらプーリＰ
１、Ｐ２の間には、第１の同期搬送手段であるエンドレ
スベルト６が前記ボールネジ５に沿って左右方向に往復
搬送されるように張架されている。このエンドレスベル
ト６の往路側例えば下部側には、取り付け部材２２ａを
介して一方のアーム２ａが取り付けられると共に、復路
側例えば上部側には、取り付け部材２２ｂを介して他方
のアーム２ｂが取り付けられている。

【００１５】前記他方の一対のアーム３ａ、３ｂについ
ても同様にガイドレールＧ１、Ｇ２に沿ってガイドさ
れ、また一方のアーム３ａは結合部材３１ａを介してボ
ールネジ５により駆動されるようになっており、両アー
ム３ａ、３ｂは夫々取り付け部材３２ａ、３２ｂを介し
てエンドレスベルト６の下方側、上方側に取り付けられ
ている。

【００１６】前記ボールネジ５は、駆動ベルト５１を介
してモータＭに連結されており、このモータＭを駆動す
ることによりボールネジ５が回動し、アーム２ａとアー
ム３ａとを駆動する。

【００１７】また前記基枠１の後縁側においても、左右
両端に夫々プーリＰ３Ｐ４が設置され、これらプーリＰ
３、Ｐ４の間には第２の搬送手段であるエンドレスベル
ト７が左右方向に往復搬送されるように張架されてい
る。そして各対のアーム（２ａ、２ｂ）、（３ａ、３
ｂ））のうち、一方のアーム２ａ、３ａは夫々取付部材
２３ａ、３３ａを介してエンドレスベルト７の往路側
（下部側）に取り付けられると共に、他方のアーム２
ｂ、３ｂは夫々取付部材２３ｂ、３３ｂを介してエンド
レスベルト７の復路側（上部側）に取り付けられてい
る。

【００１８】前記基枠１には、アーム２ｂに沿って前後
方向（図２中上下方向）に伸びるように長尺な伝達軸８
が伝達手段として設けられており、この伝達軸８の前端
部及び後端部は、夫々前記プーリＰ１、Ｐ３にその回動
軸として連結されており、従って双方のエンドレスベル
ト６、７は連動して動作することになる。

【００１９】次に上述実施例の作用について述べる。今
図２に示すように、実施例の把持装置の下方側の所定位
置に、２個を一列として２列に並べた４個のウエハキャ
リアＡ〜Ｄが設置され、図３に示すように下からプッシ
ャー９によりキャリアＡ〜Ｄ内のウエハＷ群が立設状態
で突き上げられたとする。

【００２０】これらウエハＷを把持するためには、モー
タＭを駆動して、ボールネジ５を回動すると、２組のア
ーム（２ａ，２ｂ）、（３ａ，３ｂ）のうちの一方のア
ーム２ａ、３ａが内方（図２中左方）に向かって駆動さ
れる。このとき、当該アーム２ａ、３ａはエンドレスベ
ルト６の下部側に固定されているのでこれを左方に向か
って搬送させ、この結果エンドレスベルト６の上部側が
右方に向かって搬送される。そして当該上部側には２組
のアームのうちの他方のアーム２ｂ、３ｂが固定されて
いるから、これらも内方（図２中右方）に駆動され、従
ってエンドレスベルト６の動作を介して２組のアーム
（２ａ、２ｂ）、（３ａ、３ｂ）が互に同期しながら閉
じていく。

【００２１】一方この第１のエンドレスベルト６の動作
は伝達軸８を介して第２のエンドレスベルト７に伝達さ
れ、当該エンドレスベルト７についても同様に、下部側
が左方に向かって、また上部側が右方に向かって夫々搬
送される。ここで２組のアーム（２ａ、２ｂ）、（３
ａ、３ｂ）は、当該第２のエンドレスベルト７に対し
て、前記第１のエンドレスベルト６と同様の関係で固定
されているから、結局２組のアーム（２ａ、２ｂ）、
（３ａ、３ｂ）は、その前後両端において各アームが夫
々エンドレスベルト６，７により駆動され、ガイドレー
ルＧ１、Ｇ２にガイドされながらかつ同期しながら閉じ
ていく。従って従来の片持ちのアームによる把持の場合
のようなガタや不安定な動作はなく、ウエハＷを傷つけ
たりすることはない。

【００２２】そして各キャリアＡ〜Ｄからプレッシャー
９により突き上げられたウエハＷ群の周縁部を、対応す
るアームの把持部４、４により両側から櫛歯に挟み込ん
で把持状態とし、その後例えばプッシャー９が押し下げ
られる。続いて把持装置の下方側の各キャリアＡ〜Ｄが
別のもの例えば洗浄用キャリアに交換された後、再びプ
ッシャー９が図３の位置まで押し上げられ、その後ウエ
ハＷの把持が解除されてウエハＷ群をプレッシャー９に
移す。この解除にあたっては、モータＭによりボールネ
ジ５を逆方向に回動することにより、２組のアーム（２
ａ、２ｂ）、（３ａ、３ｂ）は、先述の閉じ動作とは逆
の動作、つまりエンドレスベルト６、７により前端側、
後端側が駆動されて、同期しながら開いていく。

【００２３】ここでウエハを、通常の搬送用のキャリア
から洗浄用のキャリアに移し変えて、洗浄すると共に、
搬送用のキャリアについても別途洗浄し、洗浄後のキャ
リアに洗浄後のウエハを収納するシステムに上述の把持
装置を適用する場合には、２組の一対のアームのうちそ
の一方（２ａ、２ｂ）を洗浄前のウエハを、他方（３
ａ、３ｂ）を洗浄後のウエハを把持するための専用のも
のとすればウエハの移し替え時のクロスコンタミネーシ
ョンを避けることができる。そしてこの移し替えについ
ては、例えば一方の一対のアーム（２ａ、２ｂ）によ
り、洗浄前の搬送用のキャリア内のウエハを把持し、こ
れを洗浄用のキャリアに移し替えると共に、他方の一対
のアーム（３ａ、３ｂ）により洗浄用のキャリア内の洗
浄済みウエハを把持し、これを洗浄後の搬送用のキャリ
ア内に移し変えることによって実現される。以上にお
いて本発明では、駆動源としてボールネジを用いる代り
にエアシリンダなどを用いてもよいし、またエンドレス
ベルト６の動作をエンドレスベルト７に伝達するための
伝達手段としては、伝達軸８を用いる代りに、ベルトや
傘歯車などを用いることもできるし、それらを左右両側
に設けることもできる。

【００２４】また、第１あるいは第２のエンドレスベル
トを構成するにあたっては、夫々を２つのエンドレスベ
ルトに分割してその一つをアーム（２ａ、２ｂ）に取り
付け、他の一つをアーム（３ａ、３ｂ）に取り付け、こ
れらを互に連動させるようにして一つのエンドレスベル
トと同等の機能を確保することもできる。

【００２５】更にまた本発明では、同期搬送機構として
エンドレスベルトに限定されるものではなく、例えばラ
ックとピニオンの組み合わせを用いることもでき、この
場合には、例えばラック同士を連結杆で結合して伝達機
構とすればよい。

【００２６】なお、本発明の把持の対象となるウエハは
半導体ウエハに限らずＬＳＤ基板のようなガラス等の他
の材質であってもよい。

【００２７】また、上述実施例では、一対のアームを２
組設けた構成としているが、本発明では、１組であって
もよいし、３組以上であってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、一対の把
持用アームの一端側及び他端側に夫々例えばエンドレス
ベルトを配置して、これらが互に連動するようにし、そ
してアームの両端側をこれらエンドレスベルトに取り付
けると共に、その一端側を駆動することにより、エンド
レスベルトを介して同期開閉するようにしている。この
ため、本発明装置は、アームの両端を同時に駆動する、
いわば４輪駆動型の機能をもっているので、アームの一
端側が浮いた、片持の把持装置に比べて、ガタなくウエ
ハに接離し、従って把持すべきウエハの数が多くなって
アームの長さが大きくなっても極めて高い安定性をもっ
てウエハを把持あるいは解除することができる。な
お、アームの両端を駆動するために、単に両側にボール
ネジ等の駆動部を設ける場合には、その同期をとること
が実質上非常に困難であり、ウエハの把持に要求される
精度を得ることはできない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の装置を概略的に示す平面図である。

【図３】図１の装置の作用を示す説明図である。

【符号の説明】

１基枠２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂアーム４把持部５ボールネジ６、７エンドレスベルトＧ１、Ｇ２ガイドレール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白石博文熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社内 (72)発明者原田浩二熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社内 (72)発明者友枝隆之熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社内 (56)参考文献実開昭64−46185（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−52892（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B25J 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】左右方向に開閉自在なウエハ把持用の一
対のアームと、これら一対のアームの一端側、他端側を
左右方向に夫々ガイドするためのガイド部と、互に同期
しながら左右方向でかつ逆向きに搬送される一対の往路
側搬送部及び復路側搬送部を備え、前記一対のアームの
一端側及び他端側に夫々配置された第１の同期搬送手段
及び第２の同期搬送手段と、これら同期搬送手段を互に
連動させるための伝達手段と、前記一対のアームの一方
のアームを左右方向に駆動するための駆動部とを備え、
一対のアームの一端側において、一方のアーム及び他方
のアームを第１の同期搬送手段の往路側搬送部及び復路
側搬送部に夫々取り付けると共に、一対のアームの他端
側において、一方のアーム及び他方のアームを第２の同
期搬送手段の往路側搬送部及び復路側搬送部に夫々取り
付けたことを特徴とするウエハの把持装置。