JPH01282834A - ウェハ移載用の吸着ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ェハを搬送用のキャリアから
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
ウェハ移載用の吸着ハンドに関する。

（従来の技術） 現在半導体チップを製造する工程において、半導体ウェ
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
。このウェ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、−射的に使用されているロボット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、キャリア４に複数枚立掛けられたウェハ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っている。

ここで、上記キャリア４は複数枚のウェハ５を一度に搬
送するための保持具であり、また電極板６はウェハ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。上記ロボット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の内部からは吸若体としての吸着板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
の基端側に向かって同吸着板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ューブを通して制御弁を有するコン
プレッサーの吸込側に接続されている。これにより、上
記ウェハ５を吸着板８の表面に吸着するようになってい
る。

そして、吸着板８は上記ハンド本体７に支軸１０によっ
て支持され揺動できるようになっており、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によっ
て形成されており、互いに同一の力で押圧するようにな
っている。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ッチ操作
を行なう２つのリミットスイッチ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は上記ロボット１の
アーム２が駆動されキャリア４に保持されたウェハ５を
移載する場合、まず、同キャリア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つのリミッ
トスイッチ１５．１６のうち、裏面側に対向して設けら
れたリミットスイッチ１６に接触される。このスイッチ
１６のスイッチ操作により、このロボット１の図示しな
い制御装置は上記キャリア４の位置を検知し、この検知
位置をもとに上記キャリア４に載置されたウェハ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。

上述のようなウェハ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ェハ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って吸着板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
とがあった。このため、精度の高い位置決めができなく
なり、キャリア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った。

そして、ウェハ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にウェハ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
ようにウェハ５を正確に移載することがでいなくなるも
のであった。

そして、ウェハ５が電極板６に密着されていないと蒸着
処理を行なっ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った。

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にウェハ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
なくなることがあった。

なお、第９図に示す電極板６の傾きは説明のため大きめ
に傾けである。

（発明が解決しようとする課題） ウェハの移載装置は、吸着体の基準位置を同一のコイル
ばねによって対向する二方向から押圧することで行なっ
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った。また、傾いた電極板に載
置する際には、ウェハを密着させる状態に載置できなく
なることがあった。

この発明は上記課題に着目してなされたものであり、ウ
ェハを正確に移載できるウェ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ができるウェハ移
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、ウェ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
ウェ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、表面にウェハ
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の抑圧手段を設け、
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の抑圧手段を上記吸着体を挟んで第１の抑圧手段に対
峙するように設け、この第２の抑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
けたウェ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
面にウェ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抑圧手段を対峙して設け、
上記吸着体が一対の抑圧手段によっ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ェハが吸着保
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ェ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
抑圧手段が設けられ、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の抑圧手段
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ェハを吸着したとき
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ェハを載置できる。

（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が設けられるロボッ
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
ないロボッ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。この吸着板１９の中途
部は上記ハンド本体１８に支軸２０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が開口さねており、この吸着口２１に連通ずる吸
引路２２が上記吸着板１９の内部に長手方向に沿って、
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ッ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
って駆動されることで、ウェハ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の抑圧手段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によって形成されてい
る。

そして、この第１の抑圧手段２４が設けられた吸着板１
９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によって形成されており、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ッ
ク２８が結合され、このスライドブロック２８を介し吸
着板１９を押圧するようになっている。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、上記スライドブロック２８は上記ハンド本体１
８に一体に形成されたスライドレール２９．３０に沿っ
て移動されるようになっており、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ック２８の端部前面
が当接する規制手段としてのストッパ部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
って円弧運動される方向に、それぞれ位置するリミット
スイッチ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２
４．２５を設け、押圧力の大きい第２の抑圧手段２５に
ストッパ部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ができる。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の抑圧手段２４によってのみ押圧され
ており、この第１の抑圧手段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っても常に正確に吸着板１
９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、ウェハ５、・・・が正確に整列されていない場合に
、吸着板がウェハを吸着できずにウェハ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、ウェハ５を割ることなくリミットスイ
ッチ清ニーを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の抑圧手段の押圧
力が第１の抑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って構成されていてもよ
い。また、リミットスイッチ本４、與＝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＋０により揺動できるようになっているがこれに
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
は図示しないロボッ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に連通ずる吸引路３８が
同吸着板３６の内部に長手方向に沿って延長され、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ッサーが制御弁
を介して接続され上記吸着口３７の開口された表面部分
でウェハ５を吸着保持できるようになっている。

また、吸着板３６の中途部は上記ハンド本体３５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
揺動するようになっている。

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３６を挟んで押圧
する第１および第２の押圧手段４０．４１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４２．４
３からなり、互いの押圧力がつり合うことによって上記
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４２．４３の
それぞれの上側にはリミットスイッチ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４
７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３６に対して直交するように設
けられたシリンダ４８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っている。

そして、上記シリンダ４８には上記図示しないコンプレ
ッ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ェハ移載装置はウェハを吸着
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
ウェハ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、ウェハ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
いキャリアから電極板６にウェハ５を移載する際には、
上記電極板６に対してつエバ５を傾けて移動し、同電極
板６の支持台４９の部分に上記ウェハ５の下側から当接
するように載置できるので、最初にウェハ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、ウェハ５を電極板６に密着状態に載置することが
できる。

このようにウェハ５を下部から載置できることにより、
電極板６にウェハ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
い半導体ウェハ５を得るのにを効である。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にウェハ５
を密着して載置することができる。さらに、ウェハ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
ウェハ５を吸着すると同時に傾き、ウェハ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
ようになっているので、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
斜駆動手段はウェハ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ェハ５の吸着
のためのコンプレッサーで共有して構造の合理化を図っ
ているが、これに限定されず、吸着板３６にウェハ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ェハ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の抑圧手段に対向し
て設けられ、同第２の抑圧手段よりも小さな力で上記吸
着体を押圧する第１の抑圧手段とにより、互いに押圧さ
れることで、基準位置に正確に復帰して、ウェハの正確
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、ウェハを吸着保持し
た吸着体を傾斜することで載置対象物に対してウェハを
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ＴＪｌ実施例で
あり、第１図は吸着ハンドの側断面図、′Ｍ２図は第２
図中に示される■−■線部分の断面図、第３図およびＭ
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図はウェハの移載装置の斜
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
極板にウェ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ェ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の抑圧手段
、３１．３２・・・ストッパ部（規制手段）、３３゜３
４・・・リミットスイッチ（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の抑圧手段（抑圧手段）
、４１・・・第２の抑圧手段（抑圧手段）、４４，４５
１０．リミットスイッチ（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）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第５図　　　　　　　第７図 第６図　　　　　　第８母　第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ェ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、上記吸着体を挾んで上記第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
   特徴とするウェハ移載用の吸着ハンド。
2. （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ェ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
   っ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ェハが吸着保持
   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ェハ移
   載用の吸着ハンド。