JP2001298066A

JP2001298066A - ロボットハンド

Info

Publication number: JP2001298066A
Application number: JP2000114558A
Authority: JP
Inventors: Akira Narizumi; 顕成住; Koichi Sugano; 菅野　　孝一; Yoshihisa Shitani; 佳久志谷
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】フォトマスク等の製品をロボット搬送する
際、パーティクルのフォトマスク等の製品への付着が起
こりずらい、更には、製品の高クリーンが確保でき、設
備投資が高コストとならない搬送方法を提供する。詳し
くは、フォトマスク等の製品をロボット搬送する際、低
クリーン環境下においても、製品を高クリーン度に維持
できるロボットハンドを提供する。【解決手段】クリーンルーム内において、フォトマス
ク、マスクブランクス、ガラス基板、ウエハ等の薄板状
の製品を、ロボット搬送するロボットハンドであって、
製品をその上に保持する、製品受け治具を備え、該製品
受け治具上に、カバーを設けている。更に、カバーに、
製品上部にクリーンなエアーを送るファンと、パーティ
クルを除去するフィルタ部を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を製作
する際に用いられる、フォトマスク、マスクブランク
ス、ガラス基板、ウエハ等の薄板状の製品を、クリーン
ルーム内において、ロボット搬送するロボットハンドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子（チップ）の高密度化
は激しく、０．３５μｍ設計ルールの６４ＭＤＲＡＭの
量産もすでに始められ、０．２５μｍ設計ルールの２５
６ＭＤＲＡＭの時代へと移ろうとしている。更に、最近
では、コスト低減を目指したチップ縮小が著しく、６４
ＭＤＲＡＭを０．２５設計ルールまで微細化して、ある
いは、２５６ＭＤＲＡＭを０．１８設計ルールまで微細
化してチップ縮小化を行っている。仮に、６４ＭＤＲＡ
Ｍを０．２μｍ設計ルールとすると、約１６ＭＤＲＡＭ
と同じチップ寸法となり、ビットコストは１６Ｍの約１
／４になる。０．１８μｍ設計ルールは開発完了し、２
０００年には０．１５μｍ設計ルールが開発完了予定と
されている。このような中、ウエハへ直接縮小投影する
ためのレチクルについても、ますます高精度、高品質の
ものが求められるようになってきた。

【０００３】このため、半導体素子を形成するためのレ
チクル、およびこれらを製作するためのマスク（以降、
これらを総称してフォトマスク呼ぶ）や、これに用いら
れるマスクブランクス、ガラス基板については、その保
管、搬送についても、品質的に悪影響がでない方法が求
められるようになってきた。そして、人手を用いずに、
ロボット搬送することも行われるようになってきた。例
えば、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、フォトマ
スク等の四角状の製品の対向する２辺部を、その支持部
５５５にて保持した状態で、保管（一次保管）している
バスケット５５０から、図５（ａ）に示すようなロボッ
トハンドを有するロボットで取り出し、これを他の場所
に搬送することが、行われている。尚、図５（ｃ）のＤ
１−Ｄ２における断面図が図５（ｂ）で、図５（ａ）に
おける製品５８０は、製品５８０を製品受け治具５３２
に搭載する直前の状態を示している。図５（ａ）に示す
ロボットハンド５３０は、製品の対向する２辺に沿い相
対して設けられた、２組み４個の受け部５３２Ａ，５３
２Ｂ，５３２Ｃ、５３２Ｄからなる製品受け治具５３２
により、前記製品の対向する２辺の下エッジ部を支持し
て、製品を保持するものである。受け部５３２Ａ，５３
２Ｂ，５３２Ｃ、５３２Ｄは、それぞれ、製品５８０の
下側エッジ部と接し、製品を保持するための、製品の内
側に向かい下がるテーパ部と、前記テーパー部からほぼ
鉛直方向に設けられた面を持つ段部とを備えており、各
受け部の段部間に搭載する製品を落とし込み、各受け部
のテーパ部にて製品のエッジ部と接し、製品を保持する
ものである。（尚、受け治具５３２の形状や、製品搭載
状態等については、後述する実施の形態例や、図１
（ｂ）を参照）そして、バスケット５５０からの製品５
８０の取り出しは、以下のように、行われていた。ロボ
ットハンド５３０は、バスケット５５０の製品５８０を
その対向する２辺部で保持する２つの支持部５５５の間
を通り、目的とする製品５８０の下側から、製品に触れ
ずに、ベース５３１をほぼ製品に平行な状態で所定の位
置まで、バスケット５５０内に入れ、ベース５３１を上
側に移動し、製品受け治具に落とし込む。次いで、更
に、ベース５３１を上側に移動し、製品５８０をバスケ
ット５５０の支持部５５５から浮かせ、製品受け治具の
みで製品を保持した状態とし、この状態で、ベース部５
３１全体をバスケット５５０に触れないように、引き出
す。尚、ロボット本体５１０は、ロボットハンド部５３
０をアーム５２０を介して移動することにより、製品を
所定の場所に搬送移動できる。また、他のバスケット中
に製品を移動する場合には、上記取り出し動作とほぼ逆
の動作をロボットを制御して行っていた。

【０００４】しかし、ますますの半導体素子の高集積化
に伴い、パーティクルのフォトマスク等の製品への付着
の面から、図５に示すロボット搬送作業においては、広
い容積全体を高クリーン（クラス１００以上の高クリー
ン）とする必要があり、設備投資が高コストとなるとい
う問題が、最近浮上してきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、近年の半
導体素子の高集積化に伴い、フォトマスク等の製品をロ
ボット搬送する際、図５に示すロボット搬送作業におい
ては、パーティクルのフォトマスク等の製品への付着の
面から、設備投資が高コストとなるという問題がある。
本発明は、これに対応するもので、フォトマスク等の製
品をロボット搬送する際、パーティクルのフォトマスク
等の製品への付着が起こりずらい、更には、製品の高ク
リーンが確保でき、設備投資が高コストとならない搬送
方法を提供しようとするものであり、詳しくは、フォト
マスク等の製品をロボット搬送する際、低クリーン環境
下においても、製品を高クリーン度に維持できるロボッ
トハンドを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のロボットハンド
は、クリーンルーム内において、フォトマスク、マスク
ブランクス、ガラス基板、ウエハ等の薄板状の製品を、
ロボット搬送するロボットハンドであって、製品をその
上に保持する、製品受け治具を備え、該製品受け治具上
に、カバーを設けていることを特徴とするものである。
そして、上記において、カバーに、製品上部にクリーン
なエアーを送るファンと、パーティクルを除去するフィ
ルタ部を備えていることを特徴とするものである。そし
てまた、上記において、フィルタ部に化学物質を除去す
るフィルタを備えたことを特徴とするものである。ま
た、上記において、カバーは取り外し機構を設けている
ことを特徴とするものである。また、上記において、製
品受け治具は、製品のエッジ部と接し、製品を保持する
ための、製品の内側に向かい下がるテーパ部と、前記テ
ーパー部からほぼ鉛直方向に設けられた面を持つ段部と
を備えた受け部を、少なくとも２個、各段部で製品を挟
むように配置したもので、各受け部の段部間に搭載する
製品を落とし込み、各受け部のテーパ部にて製品のエッ
ジ部と接し、製品を保持するものであることを特徴とす
るものである。また。上記製品受け治具の各受け部に
は、製品サイズに対応した、製品を保持するテーパ部と
段部とを、それぞれ、複数組み設けていることを特徴と
するものである。

【０００７】

【作用】本発明のロボットハンドは、このような構成に
することにより、フォトマスク等の製品をロボット搬送
する際、パーティクルのフォトマスク等の製品への付着
が起こりずらい、更には、製品の高クリーンが確保で
き、設備投資が高コストとならない搬送方法の提供を可
能とするもので、詳しくは、フォトマスク等の製品をロ
ボット搬送する際、低クリーン環境（低クリーンのクリ
ーンルーム）下においても、製品を実質的に高クリーン
度に維持できるロボットハンドの提供を可能としてい
る。具体的には、クリーンルーム内において、フォトマ
スク、マスクブランクス、ガラス基板、ウエハ等の薄板
状の製品を、ロボット搬送するロボットハンドであっ
て、製品をその上に保持する、製品受け治具を備え、該
製品受け治具上に、カバーを設けていることにより、更
には、カバーに、製品上部にクリーンなエアーを送るフ
ァンと、パーティクルを除去するフィルタ部を備えてい
ることにより、これを達成している。即ち、カバーを設
けることにより、ロボットハンドの製品搭載領域のみ、
パーティクル付着が起こりずらい構造とし、カバーに、
製品上部にクリーンなエアーを送るファンと、パーティ
クルを除去するフィルタ部を備えていることにより、カ
バー内を局部的に、高クリーンとしている。ファンフィ
ルタユニットを使うことにより、クリーン対策をより積
極的に行なうことができる。

【０００８】また、カバーに取り付けたフィルタ部に、
所定の化学物質を除去するフィルタを備えたことによ
り、所定の化学物質で汚染されるのを防止できる。ま
た、カバーが取り外し可能に設けられていることによ
り、要求クリーン度によるカバーの脱着を可能にしてい
る。

【０００９】また、製品受け治具は、製品のエッジ部と
接し、製品を保持するための、製品の内側に向かい下が
るテーパ部と、前記テーパー部からほぼ鉛直方向に設け
られた面を持つ段部とを備えた受け部を、少なくとも２
個、各段部で製品を挟むように配置したもので、各受け
部の段部間に搭載する製品を落とし込み、各受け部のテ
ーパ部にて製品のエッジ部と接し、製品を保持するもの
であることにより、保持や搬送によるパーティクルの発
生をほぼ防止できるものとしている。また、製品受け治
具の各受け部には、複数の製品サイズに対応し、製品を
保持するテーパ部、製品を落とし込む段部とを、それぞ
れ、複数組み設けていることにより、異種類サイズの製
品を同一ハンドで搬送できるものとしている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の例を挙げて
説明する。図１（ａ）は本発明のロボットハンドの実施
の形態の第１の例の概略図で、図１（ｂ）は製品を製品
受け治具に搭載した状態の断面図で、図２は本発明のロ
ボットハンドの実施の形態の第２の例の概略図で、図３
はカバー取り外し機構を説明するための図で、図４はバ
スケットからの製品取り出しを説明するための図であ
る。尚、図１（ａ）における製品１８０は、製品１８０
を製品受け治具１３２のに搭載する直前の状態を示して
いる。また、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ１−Ｂ２から
見た図で、図４（ａ）は図４（ｂ）のＢ３−Ｂ４から見
た図で、バスケット１５０、製品１８０との位置関係を
分かり易くするため、バスケット１５０内部部について
は透視して、製品１８０のみを示している。図１〜図４
中、１１０はロボット本体、１２０はアーム、１３０は
ロボットハンド、１３１はベース（基材）、１３１ａは
嵌合凹部、１３２は製品受け治具、１３２Ａ，１３２
Ｂ、１３２Ｃ，１３２Ｄは受け部、１３２ａはテーパ
部、１３２ｂは段部、１３３はカバー、１３３Ａは側面
カバー、１３３ａは嵌合凸部、１３４はファンフィルタ
ユニット、１３６は隙間、１５０はバスケット、１５５
は支持部、１８０、１８０Ａ、１８０Ｂは製品、１８１
は側面、１８２はエッジ部である。

【００１１】本発明のロボットハンドの実施の形態の第
１の例を、以下、図１に基づいて説明する。本例は、ク
リーンルーム内において、フォトマスク、マスクブラン
クス、ガラス基板等の四角状の薄板製品を、ロボット搬
送するロボットハンドで、製品をその上に保持する、製
品受け治具１３２を備え、該製品受け治具１３２上に、
カバー１３３を設けているロボットハンドであり、ファ
ンとパーティクルを除去するフィルタ部を備えた、製品
１８０上部にクリーンなエアーを送るファンフィルタユ
ニット１３４を、製品受け治具１３２の上側のカバー１
３３に設けている。

【００１２】ベース１３１は、ロボットハンドの一部で
あり、ロボットアーム１２０に取り付けられている。ベ
ース部１３１には、製品受け冶具１３２、カバー１３３
が取りつけられ、製品１８０を載せ、全体の荷重を支え
る。ベース部１３１には、製品１８０、製品受け治具１
３２、カバー１３３の荷重が直接かかるため軽量、高剛
性が望ましい。軽量、高剛性化を考慮し、ＦＲＰ（Ｆｉ
ｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃの略）
などのガラス繊維強化プラスチックが望ましい。製品１
８０が静電気などを嫌う場合は、炭素パウダ、繊維を混
ぜ込んで導電性を持たせても良い。

【００１３】製品受け治具１３２は、図１（ｂ）に示す
ように、製品１８０のエッジ部１８２と接し、製品を保
持するための、製品の内側に向かい下がるテーパ部１３
２ａと、前記テーパー部からほぼ鉛直方向に設けられた
面を持つ段部１３２ｂとを備えた受け部１３２を、少な
くとも２個、各段部１３２ｂで製品１８０を挟むように
配置したもので、各受け部１３２の段部間に搭載する製
品を落とし込み、各受け部１３２のテーパ部１３２ａに
て製品１８０のエッジ部１８２と接し、製品１８２を保
持するものである。本例の場合、図１（ｂ）に示すよう
に、製品受け治具の各受け部１３２には、製品サイズに
対応した、製品を保持するテーパ部１３２ａと段部１３
２ｂとを、それぞれ、複数組み設けている。図１（ｂ）
は大サイズの製品１８０Ａを搭載した状態を示している
が、小サイズの製品１８０の場合は、点線で示すように
搭載される。製品１８０と接触する部分は算術平均粗さ
が（Ｒａ＝１. ６）以上であることが望ましい。製品１
８０との支持をエッジ部１８２のみとし、製品との摩擦
によるパーティクルの発生を抑え、製品１８０へのパー
ティクル付着を防ぐ。製品受け冶具１３２の材料には、
軽量、耐磨耗性の高いＰＥＥＫ（ＰｏｌｙＥｔｈｅｒ
ＥｔｈｅｒＫｅｔｏｎ）が望ましい。製品１８０が静
電気などを嫌う場合は、炭素パウダ、繊維を混ぜ込んで
導電性を持たせても良い。

【００１４】カバー１３３は、製品搬送領域上からのパ
ーティクル付着を防止するための、上部を覆うヒサシ状
である。軽量、高剛性化を考慮し、ＦＲＰなどのガラス
繊維強化プラスチックが望ましい。製品が静電気などを
嫌う場合は、炭素パウダ、繊維を混ぜ込んで導電性を持
たせても良い。カバー１３３は、図３に示すように、は
め込み式で、クリーン度により脱着可能である。本例で
は、はめ込み式であるが、ベース部にネジ止めにより、
脱着可能としても良い。

【００１５】ファンフィルタユニット１３４は、フィル
タ部とファンから構成されている。要求クリーン度によ
りフィルタとファンの容量は変更できる。パーティクル
汚染に対しては、要求クリーン度によって、ＨＥＰＡフ
ィルタ，ＵＬＰＡフィルタを用いる。所定の化学物質の
汚染に対しては、ケミカルフィルタを用い、所定の化学
物質を除去することもできる。ケミカルフィルタとして
は、高砂熱学製ＴＩＯＳフィルタ等が知られている。

【００１６】バスケットに載置された製品の取り出しに
ついては、上側のカバー１３３がバスケット上外に出た
状態で、図５に示す従来のロボット搬送と、同様に行わ
れる。

【００１７】そして、例えば、ロボットハンド上に製品
が載置されると、カバー１３３に搭載されたファンフィ
ルタユニット１３４が動作し、高クリーン環境を保った
まま製品１８０を次工程へ搬送する。通常、工程間は遮
蔽ドア（図示していない）によって区切られているた
め、ドア等の仕切りをくぐる際に落下してくるパーティ
クルを上側のカバー１３３によって防ぐことができる。
また、ハンドのカバー１３３に囲まれる領域はファンフ
ィルタユニット１３４によって陽圧になっており、パー
ティクルは製品１８０に近づけない。ファンフィルタユ
ニット１３４はクリーン度を維持するため、搬送終了後
も動作を継続することができる。また搬送中のみクリー
ン度を維持したい場合は、搬送が終了した時点でファン
を停止することもできる。

【００１８】本発明のロボットハンドの実施の形態の第
２の例を、以下、図２に基づいて説明する。第２の例
は、図１に示す第１の例のロボットハンドにおいて、図
２に示すように、カバー１３３に側面を覆うカバー部１
３３Ａを更に付け加えたものである。カバー１３３Ａと
ベース１３１との間には、隙間１３６が設けられ、ファ
ンフィルタユニット１３４からの気体の流れを制御して
いる。本例のロボットハンドの場合の、バスケットに載
置された製品の取り出しを、図４に基づいて簡単に説明
する。ロボットハンドは、バスケットの製品１８０をそ
の対向する２辺部で保持する２つの支持部１５５の間を
通り、目的とする製品１８０の下側から、製品に触れず
に、ベース１３１をほぼ製品に平行な状態で所定の位置
まで、バスケット１５０内に入れ、ベース１３１を上側
に移動し、製品受け治具に落とし込む。本例のロボット
ハンドの場合、側面のカバー１３３Ａとベース１３１の
側面との間に、バスケットへの出し入れができる隙間１
３６が設けられており、この隙間１３６に、バスケット
１５０の支持部１５５を支える壁部を、接触せず嵌め込
むようにして、ベース１３１をバスケット１５０内に移
動できる。次いで、更に、ベース１３１を上側に移動
し、製品１８０をバスケット１５０の支持部１５５から
浮かせ、製品受け治具のみで製品を保持した状態とす
る。そして、この状態で、ベース部１３１全体をバスケ
ット１５０に触れないように、引き出す。このようにし
て、バスケット１５０からの製品の取り出しは行われ
る。この後、ロボットは、ロボットハンド部を移動し、
製品を所定の位置に移動する。他のバスケット中に製品
を移動する場合には、取り出し動作とほぼ逆の動作をロ
ボットを制御して行えば良い。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上記のように、フォトマスク
等の製品をロボット搬送する際、パーティクルのフォト
マスク等の製品への付着が起こりずらい、更には、製品
の高クリーンが確保でき、設備投資が高コストとならな
い搬送が行える、ロボットハンドの提供を可能とした。
即ち、低クリーン環境においても、フォトマスク等の製
品をロボット搬送する際、製品を高クリーン度に維持で
きるロボットハンドの提供を可能とした。これにより、
ロボットが作業するクリーンルーム自体を高クリーンル
ームに維持する必要がないため、初期投資、ランニング
コストの低減が図れる。また、製品受け治具を交換せず
に、異種サイズの製品を扱うことができるため、治具交
換の手間が省ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明のロボットハンドの実施の
形態の第１の例の概略図で、図１（ｂ）は製品を製品受
け治具に搭載した状態の断面図である。

【図２】本発明のロボットハンドの実施の形態の第２の
例の概略図

【図３】カバー取り外し機構を説明するための図

【図４】バスケットからの製品取り出しを説明するため
の図

【図５】図５（ａ）は従来のロボットハンドの概略図
で、図５（ｂ）はバスケットからの製品取り出しを説明
するための図である。

【符号の説明】

１１０ロボット本体１２０アーム１３０ロボットハンド１３１ベース（基材）１３１ａ嵌合凹部１３２製品受け治具１３２Ａ，１３２Ｂ、１３２Ｃ，１３２Ｄ受け部１３２ａテーパ部１３２ｂ段部１３３カバー１３３Ａ側面カバー１３３ａ嵌合凸部１３４ファンフィルタユニッ
ト１３６隙間１５０バスケット１５５支持部１８０、１８０Ａ、１８０Ｂ製品１８１側面１８２エッジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者志谷佳久東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 3C007 DS01 ES02 EV05 EV24 EW00 NS09 NS17 3F061 AA01 BA02 BE05 BE44 BF00 DB04 DB06 5F031 CA05 CA07 FA01 FA02 FA04 FA07 FA11 GA02 GA05 GA06 GA35 GA48 GA49 NA02 NA17 PA23 PA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クリーンルーム内において、フォトマス
ク、マスクブランクス、ガラス基板、ウエハ等の薄板状
の製品を、ロボット搬送するロボットハンドであって、
製品をその上に保持する、製品受け治具を備え、該製品
受け治具上に、カバーを設けていることを特徴とするロ
ボットハンド。
【請求項２】請求項１において、カバーに、製品上部
にクリーンなエアーを送るファンと、パーティクルを除
去するフィルタ部を備えていることを特徴とするロボッ
トハンド。
【請求項３】請求項２において、フィルタ部に化学物
質を除去するフィルタを備えたことを特徴とするロボッ
トハンド。
【請求項４】請求項１ないし３において、カバー取り
外し機構を設けていることを特徴とするロボットハン
ド。
【請求項５】請求項１ないし４において、製品受け治
具は、製品のエッジ部と接し、製品を保持するための、
製品の内側に向かい下がるテーパ部と、前記テーパー部
からほぼ鉛直方向に設けられた面を持つ段部とを備えた
受け部を、少なくとも２個、各段部で製品を挟むように
配置したもので、各受け部の段部間に搭載する製品を落
とし込み、各受け部のテーパ部にて製品のエッジ部と接
し、製品を保持するものであることを特徴とするロボッ
トハンド。
【請求項６】請求項５において、製品受け治具の各受
け部には、製品サイズに対応した、製品を保持するテー
パ部と段部とを、それぞれ、複数組み設けていることを
特徴とするロボットハンド。