JP2002299415A - 半導体ウェハのハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単一の装置でウェハの表裏面や周面を処理する
ことを可能とし、 生産性及び量産性に優れ、しかもウェ
ハ表面に塵などの付着がなく清浄な状態を保持する半導
体ウェハのエッジハンドリング装置を提供する。 【解決手段】ハンドリング装置(1) のハンドリング部(1
0)は半導体ウェハ(1)の周面の一部を把持して搬送する
ベースプレート(11)を備えている。ベースプレート(11)
は前記ウェハ(1) の後端周面を把持する後端把持部(12)
と同ウェハ(1)の前端周面を把持する前端把持部(13)と
を有している。ベースプレート(11)は装置本体(8) の垂
直軸(8a)を中心として旋回可能に取り付けられたアーム
(9) の先端部に、表裏反転手段(20)、旋回手段(30)及び
上下傾斜手段(40)を介して装着されている。このため、
前記ウェハ(1) は前記各手段(20,30,40)を利用して表裏
の反転、水平方向の旋回及び上下方向に傾斜させること
ができ、任意の姿勢で様々な半導体加工工程に対応させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の技術分野】本発明は、半導体ウェハの周縁を
把持して、同ウェハの表裏を反転する機構を有してなる
半導体ウェハのハンドリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は、その基板である円盤状の
半導体ウェハにキャパシタ形成工程、トランジスタ形成
工程及び配線工程に大別され、各工程ごとに様々な処理
がなされるが、各工程の始めには酸化膜や窒化膜などの
成膜がなされる。それらの処理にあたっては、ウェハ表
面への僅かな塵の付着や傷付きが嫌われ、そのために処
理室内に限らず、各処理工程間のウェハの搬送にあたっ
ても細心の注意が払われている。

【０００３】処理工程間の半導体ウェハの搬送は、通
常、複数枚のウェハを専用の収納ケース内に収納してな
されるが、各処理工程では前記収納ケース内から所要の
ウェハを取り出して各種の処理を行い、処理後には再び
前記収納ケース内へと収納される。これらの収納ケース
内からの取出し、収納ケース内への収納、更には収納ケ
ース内から取り出されたウェハを処理工程の所定位置に
セットする操作は、例えばロボットに装設されたハンド
リング装置の操作により行っている。

【０００４】この種ハンドリング装置によれば、例えば
収納ケース内に重ねて収納された複数枚の半導体ウェハ
の間の挿入空間に挿脱される吸着手段を備えている。こ
の従来のハンドリングにあっては、前記吸着手段を前記
挿入空間に挿入して半導体ウェハの中央部裏面に吸着さ
せて把持する。半導体ウェハの裏面を把持したのち、収
納ケースの収納位置に残る他の半導体ウェハと平行に移
動させて、収納ケースから取り出す。

【０００５】取り出したウェハを上記処理工程や検査工
程の所定の位置にセットして様々な処理や検査を行った
のち、元の収納位置あるいは他の収納位置に戻すとき
も、前記吸着手段によりウェハを吸着把持した状態で所
望の収納位置まで搬入する。搬入後、前記吸着手段の吸
着を解除して同吸着手段を収納ケースから引き出し、ウ
ェハを前記収納位置に収納する。

【０００６】また、他のハンドリング装置が、例えば特
開平１０−２６１６９９号公報に開示している。同公報
に開示されたハンドリング装置は、収納ケース内に重ね
て収納された複数枚の半導体ウェハの間の挿入空間に挿
脱されるチャック用プレートの先端に、同プレートに沿
って取り付けられたワイヤとプーリを使いウェハの平面
に平行な位置と垂直な位置との間を回動可能に取り付け
られ、垂直位置で半導体ウェハの前端周面を把持する可
倒式把持部を設けると共に、同ベースプレートの基端側
にはウェハの前記可倒式把持部により把持される側とは
反対側の後端周面を起立状態で把持する固定把持部を設
けたハンドリング装置である。

【０００７】この従来のハンドリング装置によれば、半
導体ウェハの把持は、前記可倒式把持部を回動させて、
前記固定把持部及び可倒式把持部によってウェハ挿脱方
向の前後周面を把持することにより行われる。しかし
て、このハンドリング装置は、前記可倒式把持部と前記
固定把持部との間でウェハの周面を把持して、半導体ウ
ェハの表面を上に向けて単に収納ケースと加工位置との
間を把持搬送するに過ぎない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウェ
ハ両面の研削、その外周縁の面取り、キャパシタの形
成、トランジスタの形成及び配線の形成、並びに洗浄や
検査等がなされる半導体装置の製造工程において、更に
ウェハの表裏面や周面の所望の部位に所定の深さで記号
や番号等の識別コード、文字をレーザマーキングした
り、刻印された識別コードや文字を読み取ったり、ある
いはウェハに付着した付着微粒子や傷等の有無を検査す
る多様な処理がなされる。

【０００９】収納ケース内から取り出されたウェハに刻
印される前記識別コード等は、各処理工程の間になされ
ることが望ましい。その刻印にあたっては、通常、ウェ
ハのマーキング領域を上方に向けた状態でレーザマーカ
のセット位置に位置決め支持される。ウェハに対する識
別コードである凹凸状をなすドットマークの書込みや読
取りは、専用装置によりウェハの一方の面だけをマーキ
ング用又は読取り用のレーザ光を走査させることにより
行われる。しかしながら、半導体装置の製造工程にあっ
て、ウェハの表面は加工液などにより堆積され、ドット
マークの形態が損なわれる。その結果、ウェハの表面側
に刻印されたドットマークは不鮮明となりやすく、読取
装置によりドットマークを読み取ることが不可能となる
場合がある。

【００１０】そこで、近年はウェハの表面だけではなく
ウェハの裏面や周面にもドットマークを書き込むことが
試みられている。ウェハの表裏面や周面に対するドット
マークの書込みや読取りは、一般的にウェハ表面の上方
からなされるものであるが、ウェハの裏面又は周面にド
ットマークの書込みや読取りがなされると、それぞれに
専用の各装置を使う必要が生じる。

【００１１】しかしながら、ウェハの表面、裏面又は周
面に対応する各装置の間に精度のばらつきがあるとき
は、例えばウェハの表裏面に対するドットパターンの位
置や寸法等に微小な誤差が生じてドットマークの書込み
や読取りに支障をきたす。また、いちいち各装置間を移
動してウェハを所定位置にセットすることを必要とする
ため、移動時間がかかることに相まって歩留まりが悪
く、量産性に乏しいという欠点がある。

【００１２】こうした各書込み位置や読取り位置の変動
に合わせた専用装置を準備することを避けるためには、
上記吸着手段を備えたハンドリング装置にあって、例え
ばウェハの裏面中央部を真空チャックで真空吸着させて
把持したまま、ウェハの表裏面を反転させる動作が必要
となる。

【００１３】しかるに、この反転動作の間に半導体ウェ
ハ、特に大型化した半導体ウェハでは真空チャックで把
持された中央面以外のウェハの周縁側平面部分が、その
自重による歪みを生じやすく、そのためにウェハの電気
的特性に変動を生じてウェハの品質や性能に影響を及ぼ
す場合がある。しかも、大型化した半導体ウェハの表裏
反転時には、ウェハの前記周縁側平面部分に風圧等の外
圧が加わり、ウェハの周縁側平面部分に外圧による歪み
を生じやすい。そのため、ウェハの電気的特性や品質等
に支障をきたす。

【００１４】また更に、ウェハ面には真空吸着の際に微
粒子等が付着しやすく、しかもウェハの裏面と真空チャ
ックとが直接接触するため、コンタミ等が発生しやす
く、しかもウェハの裏面には吸着した痕跡が残り、或い
は波打ち状となりやすく、ウェハの平坦性や平滑性が損
なわれることも起こり得る。

【００１５】本発明は、かかる従来の課題を解消すべく
なされたものであり、その具体的な目的は、単一の装置
でウェハの表裏面や周面を処理することを可能とし、 生
産性及び量産性に優れ、しかもウェハ表面に塵などの付
着がなく清浄な状態を保持する半導体ウェハのエッジハ
ンドリング装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段及び作用効果】前記目的
は、本件請求項１及び２に記載された各発明により効果
的に達成される。本件請求項１に係る発明は、半導体ウ
ェハの周縁の一部を把持して搬送する半導体ウェハのハ
ンドリング装置であって、前記半導体ウェハの後端周面
を把持する後端把持部と同ウェハの前端周面を把持する
前端把持部とを有するベースプレートを備え、同ベース
プレートは装置本体に垂直軸を中心として旋回可能に取
り付けられたアーム先端部に少なくとも表裏反転手段を
介して設けられてなることを特徴とする半導体ウェハの
エッジハンドリング装置にある。

【００１７】本発明による半導体ウェハのエッジハンド
リング装置によれば、先ずベースプレートの挿脱方向の
前端に設けられた半導体ウェハの前端周面を把持する前
端把持部を水平姿勢にして前記ベースプレートを半導体
ウェハの挿入空間の前面へと移動させて、前記挿入空間
に前記前端把持部と共に前記ベースプレートを挿入す
る。

【００１８】この挿入は、前記ベースプレートの挿脱方
向の後端に設けられた半導体ウェハの後端周面を把持す
る後端把持部が半導体ウェハの周面に当接するまで行わ
れる。この挿入完了時には、ベースプレートの前端把持
部が半導体ウェハの前端周面から外側に突出する。ここ
で、前記前端把持部をベースプレートと平行な姿勢を把
持姿勢に変え、ウェハの周面を前記後端把持部と前記前
端把持部との間で挟持状に把持する。次いで、この把持
状態を維持して半導体ウェハを収納ケースから抜き取
る。

【００１９】半導体ウェハの加工面領域は、一般にはウ
ェハの表裏面である。本発明のハンドリング装置によ
り、前述の加工面領域のうち表面領域に加工を施す場合
には、半導体ウェハの上記抜取りが完了すると、上記装
置本体の垂直軸を中心として旋回可能に取り付けられた
アームを水平方向に回転動作させて、表面側を上方に露
呈した状態で半導体ウェハの周面を把持したベースプレ
ートを処理工程に向けて移動させ、処理位置にてウェハ
の把持を解除してセットする。

【００２０】また、半導体ウェハの裏面領域に加工を施
す場合には、ウェハの上記抜取りが完了すると、上記表
裏反転手段を介して、前記ベースプレートを上記アーム
の中心軸線を中心に反転させて半導体ウェハの裏面を上
方に向ける。この状態で、前記アームを水平方向に回転
動作させて前記ベースプレートを処理工程の所望の処理
位置へと移動させる。ここで、ウェハの把持を解除して
処理工程の所定位置に裏面を上方に向けてセットする。

【００２１】このときの前記表裏反転手段の駆動制御は
マイクロコンピュータによりなされる。マイクロコンピ
ュータには、処理工程間の半導体ウェハを収容ケースか
ら取り出し、前記処理工程の処理位置に搬送してセット
するまでの各種搬送データが書き込まれており、この書
き込まれた各種データに基づき予め定められたプログラ
ムに従って各部の動作を制御する。

【００２２】また、前記収納ケース内にウェハを戻すと
きには、ウェハの表面領域に加工を施した場合には、本
発明のエッジハンドリング装置を使って、前記処理工程
のセット位置にある処理済みの半導体ウェハを、ベース
プレートの前記後端把持部と前端把持部との間で把持
し、ウェハの所定の収納空間に前記ベースプレートを挿
入し、予め決められた収納位置にウェハを収納する。収
納ケース内に前記半導体ウェハを収納したのち、同ウェ
ハの把持を解除する。ウェハの把持を解除したのち、前
記ベースプレートを前記収納空間から引き出す。

【００２３】ウェハの裏面領域に加工を施した場合に
は、上述の操作のごとく、前記処理工程のセット位置に
ある処理済みの半導体ウェハをベースプレートの前記後
端把持部と前端把持部との間で把持したのち、上記表裏
反転手段を介して、ウェハの表裏を反転させる。その反
転が終了したのち、ウェハ収納ケースの所定の収納空間
に前記ベースプレートを挿入し、予め決められた収納位
置にウェハを収納する。以降の操作は上記操作と同様に
行われる。

【００２４】本発明のエッジハンドリング装置は少なく
とも前記ベースプレートの表裏反転手段を利用して、前
記ベースプレートを介してウェハの表裏面を反転可能に
取り付けているため、従来のごときウェハの表面、裏面
又は周面に対して各専用装置を用いる必要がなく、単一
の装置でウェハの表面、裏面又は周面に対するドットパ
ターンの形成、その読取り、或いはウェハ表面への塵の
付着や傷付きの検出等が、正確に且つ円滑に、しかも迅
速に行うことができる。また、塵芥の発生する真空チャ
ック装置をなくすことができるため、処理室内をクリー
ンな状態に保持することができる。

【００２５】更に、本発明のエッジハンドリング装置は
固定把持部と可倒式把持部とによりウェハの周面を複数
箇所で挟着把持するため、半導体ウェハの素子形成領域
に歪みを発生させることがなく、またその表裏の反転操
作時にも、特に大型化した半導体ウェハであっても、そ
の周縁平面部が風圧などにより変形を生じることはな
く、平坦性や平滑性を保持することができる。従って、
ウェハの品質や性能が維持できる。

【００２６】請求項２に係る発明は、前記アーム先端部
に、更にベースプレートの旋回手段及び上下傾斜手段を
有していることを規定している。この発明に係るエッジ
ハンドリング装置によれば、例えば半導体ウェハの周面
領域のうち裏面側周縁の傾斜面からなる面取り部領域に
加工を施す場合には、その加工軸線を前記面取り部領域
に正確に向けなければならない。そのため、半導体ウェ
ハを収容ケースから抜き取ったのち、上記表裏反転手段
を介して半導体ウェハの裏面を上方に向けさせることが
必要となる。

【００２７】また、同時に上記上下傾斜手段を作動させ
て、半導体ウェハの加工面である裏面側の面取り部分
が、例えば予めセットされたドットマーク書込み装置の
レーザ光軸と直交するように、ベースプレート、つまり
半導体ウェハを所定の角度に傾斜させる。この状態で、
ベースプレートの前記旋回手段を介して、ベースプレー
トを旋回させて加工面である前記面取り部分を、加工機
の加工軸線に対して直交させて対設する。

【００２８】このように、請求項２に係る発明のエッジ
ハンドリング装置は、必要に応じて前記半導体ウェハの
表裏面を表裏反転させることを可能にすることに加え
て、前記ベースプレートを含む平面内の水平方向に旋回
させると共に上下方向に傾斜できるようにしている。そ
のため、前記ベースプレートは旋回手段及び上下傾斜手
段を利用して、任意の姿勢で半導体ウェハを把持してあ
らゆる処理工程のセット位置に位置決めすることがで
き、半導体ウェハの加工処理を安定して行うことができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて具体的に説明する。図１及び図２
は本発明の代表的な第１実施形態である半導体ウェハの
エッジハンドリング装置を概略的に示しており、図１は
同エッジハンドリング装置のハンドリング部を示す分解
斜視図であり、図２は同ハンドリング部をアームに装着
した装置全体を示す概略側面図である。

【００３０】本発明のエッジハンドリング装置１は、装
置本体８、同装置本体の上面中央部を旋回軸として旋回
するアーム９、及び同アーム９の旋回端に装着されるハ
ンドリング部１０を備えている。なお、図示実施形態で
は半導体ウェハＷのエッジハンドリング装置１を例に挙
げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えばハードディスクやガラス基盤などのエッジハ
ンドリング装置にも適用される。

【００３１】これらの図において、本発明の代表的な第
１実施形態であるエッジハンドリング装置１のハンドリ
ング部１０は、長尺状の薄板部材からなるベースプレー
ト１１を備えている。同ベースプレート１１は装置本体
８の垂直軸８ａを中心として水平旋回可能に取り付けら
れたアーム９の旋回端部に、本発明の特徴部をなす表裏
反転手段２０を介して装着されている。このハンドリン
グ部１０は、図示せぬ収納ケース内に所要の間隔をおい
て重ねて収納される円盤状の薄板部材からなる複数枚の
半導体ウェハＷから任意の一枚の周面を把持して挿脱す
る。前記ベースプレート１１は半導体ウェハＷの後端周
面を把持する後端把持部である固定把持部１２と、反対
側に位置する半導体ウェハＷの前端周面を把持する前端
把持部である可倒式把持部１３とを有している。

【００３２】本発明の特徴部をなす表裏反転手段２０は
第１関節部材２１を有している。同第１関節部材２１の
後端部には円筒軸部２１ａが形成されている。前記装置
本体８のアーム９の先端部には、前記円筒軸部２１ａを
回転自在に摺嵌支持する円筒軸受部９ａを有している。
前記円筒軸部２１ａには内歯２３が形成されている。一
方、前記アーム９の前記軸受部９ａの中央部内面には第
１のパルスモータ２２が取り付けられており、前記第１
関節部材２１の前記円筒軸部２１ａの前記内歯２３に関
連させて第１〜第３の歯車２４〜２６が配されている。

【００３３】前記第１歯車２４は前記第１パルスモータ
２２の駆動軸２２ａに固着されて、前記円筒軸部２１ａ
の中央部に配され、この第１歯車２４と前記円筒軸部２
１ａの前記内歯２３との間に上記第２及び第３歯車２
５，２６が対偶位置に配されて、それぞれが第１歯車２
４及び前記内歯２３に噛合している。従って、前記第１
パルスモータ２２を制御回転させることにより、前記ア
ーム９の中心軸線を中心として前記ベースプレート１１
の固定把持部１２と可倒式把持部１３との間で把持され
たウェハＷは、表裏面を反転させる。なお、前記第２及
び第３歯車２５，２６を回転自在に支持する各軸は、前
記アーム９に設けられている図示せぬ支持部材により支
持されている。

【００３４】更に、第１実施形態によれば、前記第１関
節部材２１は本発明の特徴部をなす前記ベースプレート
１１の旋回手段３０を有している。前記第１関節部材２
１の前端部には、その上下端縁部から平行に延設された
一対の軸受片２１ｂ，２１ｂを有している。前記第１関
節部材２１の前端部の中央部内面には一側方に偏位して
第２のパルスモータ２７が固着されており、前記第１関
節部材２１の軸受片２１ｂの間に形成された空間内に前
記第２パルスモータ２７の駆動軸２７ａが突設されてい
る。

【００３５】同駆動軸２７ａに固着されたウォーム２８
と噛合する歯車２９が、前記ベースプレート１１の上下
後端縁部から平行に延設された各軸片１１ａ，１１ａの
中心部に固定軸２９ａを介して固着されている。同固定
軸２９ａは前記第１関節部材２１の軸受片２１ｂに回転
自在に軸支され、前記ベースプレート１１のウェハ挿脱
方向の後端部を水平方向に旋回させる。

【００３６】以上のごとく構成された本発明のエッジハ
ンドリング部１０を駆動する第１及び第２パルスモータ
２２，２７の駆動制御は図示せぬＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ等を有するマイクロコンピュータによりなされる。マ
イクロコンピュータのソフトウェア制御は従来から広く
知られた周知の方式を採用することができる。マイクロ
コンピュータは処理工程間の半導体ウェハＷを図示せぬ
収納ケース内からの取り出し、同収納ケース内への収
納、更には半導体ウェハＷを処理工程の所定位置に搬送
して設置する各種搬送データが書き込まれている。この
書き込まれた各種データは予め定められたプログラムに
従って図示せぬ信号処理部で信号処理されたのちに各部
の動作を制御する。

【００３７】本実施形態による半導体ウェハＷのエッジ
ハンドリング部１０によれば、先ずベースプレート１１
の可倒式把持部１３を水平姿勢にして前記ベースプレー
ト１１を半導体ウェハＷの挿入空間の前面へと移動さ
せ、前記挿入空間に前記可倒式把持部１３と共に前記ベ
ースプレート１１を挿入する。この挿入は前記ベースプ
レート１１の固定把持部１２が半導体ウェハＷの周面に
当接するまで行われる。この挿入完了時には、ベースプ
レート１１の可倒式把持部１３が半導体ウェハＷの周面
から外側に突出する。そして、前記可倒式把持部１３を
ベースプレート１１と平行な姿勢から把持姿勢に変え、
半導体ウェハＷの周面を前記固定把持部１２と前記可倒
式把持部１３との間で挟持状に把持する。次いで、この
把持状態を維持して半導体ウェハＷを図示せぬ収納ケー
スから引き出す。

【００３８】ここで、前記エッジハンドリング部１０に
より半導体ウェハＷの表面領域に加工を施す場合には、
ウェハＷの抜取りが完了すると、上記装置本体８の垂直
軸８ａを中心として旋回可能に取り付けられたアーム９
を水平方向に回転動作させて、表面側を上方に露呈した
状態でウェハＷの周面を把持したベースプレート１１を
処理工程へと移動させ、その処理位置にてウェハＷの把
持を解除して設置する。

【００３９】また、加工面領域のうち半導体ウェハＷの
裏面領域に加工を施す場合には、半導体ウェハＷの抜取
りが完了すると、上記第１パルスモータ２２が作動し、
前記ベースプレート１１を前記アーム９の中心軸線を中
心に１８０°反転させてウェハＷの裏面を上方に向け
る。この状態で、前記アーム９を水平方向に旋回させて
前記ベースプレート１１を処理工程の所望の処理位置へ
と移動させる。移動が完了すると、ウェハＷの把持を解
除して裏面を上方に向けた状態で、同処理工程の前記処
理位置にセットする。

【００４０】一方、本実施形態にあっては、更に前記ア
ーム９の旋回動作とは独立して、上記旋回手段３０の第
２パルスモータ２７を駆動回転させれば、前記ベースプ
レート１１を任意の角度旋回させることができる。い
ま、仮に次回の加工位置が前記アーム９とベースプレー
ト１１の長さの和よりも短くなったときにも、前述のご
とく第２パルスモータ２７を駆動回転させてベースプレ
ート１１を任意の角度旋回させれば、前記アーム９と前
記ベースプレート１１との旋回半径の総和を短くして旋
回させることができるようになる。その結果、装置本体
８を移動させることなく、装置本体８と加工位置との間
の移動間隔に影響されることなく、円滑に且つ迅速に半
導体ウェハＷを多様な加工位置へと搬送することができ
る。

【００４１】図３及び図４は本発明におけるエッジハン
ドリング部１０の第２実施形態を示している。なお、こ
れらの図において上記第１実施形態と実質的に同じ部材
には同一の符号と部材名を付している。従って、それら
の詳しい説明は省略する。

【００４２】図示例にあっては、前記エッジハンドリン
グ部１０が前記ベースプレート１１の前記表裏反転手段
２０と前記旋回手段３０とを連結する第１関節部材２１
に加えて、第２関節部材４１を有しており、この第２関
節部材４１が本発明の特徴部をなすベースプレート１１
の上下傾斜手段４０の一部を構成する。

【００４３】前記第２関節部材４１の後端部には、その
左右端縁部から平行に延設された一対の軸片４１ａ，４
１ａを有している。この軸片４１ａ，４１ａには固定軸
４２ａを介して歯車４２が固着されている。前記装置本
体８の垂直軸８ａを介して水平旋回可能に取り付けられ
たアーム９は、その先端部の左右に平行に突設された一
対の軸受片９ｂ，９ｂを有しており、前記第２関節部材
４１に設けられた歯車４２の固定軸４２ａが前記アーム
９の各軸受片９ｂの中心部に回転自在に軸支される。

【００４４】前記各軸受片９ｂ，９ｂの間の下方に偏位
させて第３パルスモータ４４が配されており、その駆動
軸４４ａは各軸受片９ｂ，９ｂに平行に前方に突出して
いる。この駆動軸４４ａには、前記第２関節部材４１の
歯車４２に噛合するウォーム４３が取り付けられてい
る。前記第３パルスモータ４４の駆動回転は、前記ウォ
ーム４３を介して前記第２関節部材４１の歯車４２に伝
達されて、同第２関節部材４１を介して前記ベースプレ
ート１１を上下方向に傾斜させる。

【００４５】前記第２関節部材４１の前端部は、上記第
１実施形態におけるアーム９の先端部と同様に円筒をな
す軸受部４１ｂにより構成されている。上記第１関節部
材２１の後端部に形成された円筒軸部２１ａが、上記第
１実施形態と同様に、前記円筒軸受部４１ｂに嵌合して
回転自在に支持される。従って、前記第２関節部材４１
の円筒軸受部４１ｂの中央部内面には第１パルスモータ
２２が取り付けられている。上記第１実施形態と同様
に、前記第１パルスモータ２２の駆動回転は前記第１関
節部材２１の内部に配された各歯車２４〜２６及び内歯
２３に伝達されて前記ベースプレート１１を反転させ
る。

【００４６】この第２実施形態にあっては、エッジハン
ドリング部１０が、必要に応じて前記半導体ウェハＷの
表裏面を反転可能とすると共に前記ベースプレート１１
を含む平面内を水平方向に旋回可能とすることに加え
て、更に前記ベースプレート１１を上下方向に傾斜でき
るようにしている。そのため、ベースプレート１１は上
記表裏反転手段２０、上記旋回手段３０を作動させると
共に、前記上下傾斜手段４０を作動させれば、後述する
ように任意の姿勢で半導体ウェハＷを把持して多様な処
理工程のセット位置に位置決めすることができ、半導体
ウェハＷの加工処理を安定して行うことができる。

【００４７】いま、例えば半導体ウェハＷの周面領域の
うち裏面側周縁の傾斜面からなる面取り部領域に加工を
施そうとする場合には、先ず上記旋回手段３０の第２パ
ルスモータ２７を作動させて半導体ウェハＷの旋回半径
を決めたのち、上記表裏反転手段２０の第１パルスモー
タ２２を作動して、半導体ウェハＷの表裏を反転させ
る。

【００４８】ここで、前記面取り部分の傾斜加工面を加
工軸に位置合わせする必要がある。そのため、本実施形
態における上記上下傾斜手段の第３パルスモータ４４を
作動する。この第３パルスモータ４４の作動により、上
記第２関節部材４１、つまりベースプレート１１がアー
ム９に対して所望の角度だけ傾斜する。このときの傾斜
角を適正に設定すれば、半導体ウェハＷの加工面である
裏面側の面取り部分を、例えば予め設置されているレー
ザマーカのレーザ光軸と直交するように、前記ベースプ
レート１１に挟持されたウェハＷを所定の角度に傾斜さ
せることができる。

【００４９】従って、半導体ウェハＷを加工領域に搬送
する前に、予め上述の操作を行っておけば加工領域に搬
送したのちに、改めて同ウェハＷの姿勢を変更させる必
要がなく、直ちに加工に入ることができる。

【００５０】この実施形態にあって、前記収納ケース内
に加工済みの半導体ウェハＷを戻すときには、上述の操
作とは逆な操作を行ってウェハＷの把持姿勢を、表面を
上方に向けた水平姿勢としてアーム９を旋回させたの
ち、装置本体８を移動させて前記収納ケースの所定の収
納空間に前記ベースプレート１１を挿入し、予め決めら
れた収納位置にウェハＷを収納する。この収納にあたっ
ても、本実施形態によれば装置本体８を移動させること
なく、収納ケースに加工済みの半導体ウェハＷを収納す
ることが可能である。

【００５１】すなわち、加工終了後にアーム９とベース
プレート１１の角度を固定したまま、上記表裏反転手段
２０を作動させて加工済みの半導体ウェハＷを反転させ
たのち、アーム９及びベースプレート１１をウェハ挿入
位置まで旋回させる。次いで、上記垂直軸８ａを制御回
転させると共に、同期して上記旋回手段３０を作動し
て、アーム９とベースプレート１１が一直線となるま
で、それぞれを独立して制御旋回させる。この制御回転
と共にベースプレート１１に把持された前記ウェハＷは
収納ケースの挿入空間に挿入され、前記旋回の終了時に
所定の収納位置に収納される。

【００５２】収納ケース内に前記半導体ウェハＷを収納
したのち、同ウェハＷの把持を解除する。ウェハＷの把
持を解除したのち、前記ベースプレート１１を前記収納
空間から引き出す。

【００５３】図５〜図７は、以上のごとく構成された本
発明におけるエッジハンドリング部１０のベースプレー
ト１１の一例を示している。図５及び図６はベースプレ
ート１１を概略的に表しており、図７はベースプレート
１１の先端部を拡大して示している。

【００５４】これらの図において、ベースプレート１１
の前記固定把持部１２及び前記可倒式把持部１３は、そ
れぞれ円柱をなす棒状部材からなり、半導体ウェハＷの
周面を４点支持する。前記固定把持部１２は所定の間隔
をおいてベースプレート１１に立設されており、前記可
倒式把持部１３はベースプレート１１を含む平面内の軸
線を中心に弾性部材１４を介して起伏自在に取り付けら
れている。前記ベースプレート１１は半導体ウェハＷの
所定の収納間隔に挿脱可能な厚さ寸法を有している。前
記固定把持部１２及び前記可倒式把持部１３には半導体
ウェハＷの周縁を保持する保持用Ｖ溝１２ａ，１３ａが
設けられており、同Ｖ溝１２ａ，１３ａを形成する２つ
の斜面により半導体ウェハＷを保持する。

【００５５】本実施形態にあっては、前記弾性部材１４
は３枚の第１〜第３板バネ片１４ａ，１４ｂ，１４ｃ間
をＵ字状に形成すると共に、その基端同士を結合した基
端連結部１４ｄを有している。最も外側に配される第１
板バネ片１４ａには前記可倒式把持部１３が固着されて
おり、最も内側に配される第３バネ片１４ｃは前記ベー
スプレート１１の前端面に固着されている。板バネ片１
４の材質はナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂
又はステンレス鋼等からなる。

【００５６】板バネ片１４の板厚及びその板バネ片１４
同士の弾性変形する部分である基端連結部１４ｄの厚さ
寸法を板バネ片１４間で適宜変更することにより各板バ
ネ片１４の弾力が変更できる。このため、その弾力の違
いを利用すれば、各板バネ片１４の作動を制御すること
ができる。各板バネ片１４の弾力を変更することによ
り、前記可倒式把持部１３の起伏速度を、例えば可倒式
把持部１３の起立動作時の前半は速く、その後半を遅く
するように段階的な制御動作をさせることができる。な
お、前記弾性部材１４は略Ｕ字状をなす２つの板バネを
互いに固着することができる。

【００５７】かかる構成によれば、単に前記弾性部材１
４の付勢力を利用し、前記ベースプレート１１を含む平
面内の軸線を中心に前記可倒式把持部１３を起伏可能と
しているため、従来のごときモータやプーリ等を介して
回動軸回りを回動させるような複雑な機構を用いる必要
がなく、前記可倒式把持部１３を起伏させるための部品
同士に摩擦抵抗が発生せずに、半導体ウェハＷの周面所
定位置を正確に且つ円滑に、しかも迅速に把持すること
ができる。更に、従来の前記回動手段に比して部品点数
が少なく、部品点数を削減して構造の簡略化及び軽量化
を達成することにより塵芥の溜まる部分をなくすことが
でき、可倒式把持部１３の起伏動作を保証すると共に、
ベースプレート１１の動作制御の設計も容易となる。

【００５８】前記可倒式把持部１３はワイヤ１５を介し
て図示せぬエッジハンドリング操作部に連結されてい
る。前記ワイヤ１５の一端はエッジハンドリング操作部
に連結されており、その他端は二股に分岐して前記ベー
スプレート１１に形成された中空部１１ｂから各板バネ
片１４に穿設された通孔１４ｅを介して２つの前記可倒
式把持部１３，１３にそれぞれ固着されている。前記エ
ッジハンドリング操作部を操作することにより、前記可
倒式把持部１３は前記弾性部材１４の弾力を利用して前
記ベースプレート１１の挿入方向と直交する把持位置と
前記ベースプレート１１の挿入方向に対して水平となる
挿入位置とに切り替えることができる。

【００５９】すなわち、前記エッジハンドリング操作部
を操作して前記ワイヤ１５を伸ばして各板バネ片１４の
弾力に対する抗力を解除すると、先ず可倒式把持部１３
に固着された第１板バネ片１４ａが弾性復帰を開始し、
略等しい離間間隔をおいて第１板バネ片１４ａに追随し
て他の板バネ片１４ｂ，１４ｃも弾性的に復元しながら
互いの先端が離間する方向へと弾性復帰する。全ての板
バネ片１４が完全に原形の開いた状態に復元されると同
時に、前記可倒式把持部１３が前記ベースプレート１１
に対して直角に起立する。

【００６０】前記エッジハンドリング操作部を操作して
前記ワイヤ１５を引張ると、先ず前記可倒式把持部１３
に固着された第１板バネ片１４ａが単独で弾力に抗して
前記ベースプレート１１に対して直交する方向に弾性変
形を開始する。このあと、前記第１板バネ片１４ａが前
記第２板バネ片１４ｂに当接する間、同第２板バネ片１
４ｂもその弾力に抗して僅かに弾性変形し、遂に第１板
バネ片１４ａが当接すると、当接したままの状態で前記
第２板バネ片１４ｂが大きく弾性変形して前記第３板バ
ネ片１４ｃに当接して弾性変形を終了する。このとき、
前記可倒式把持部１３はベースプレート１１の平面を含
む延長空間に納まる挿入位置となる。

【００６１】このように、前記弾性部材１４の付勢力を
利用して前記可倒式把持部１３を簡単に且つ正確に操作
できるため、半導体ウェハＷの周面所定位置を安定した
把持力で確実に保持と開放とができて、半導体ウェハＷ
の損傷を未然に防ぐことができる。

【００６２】以上の説明からも明らかなように、本発明
の半導体ウェハのエッジハンドリング装置によれば、少
なくとも前記ベースプレートの表裏反転手段を利用し
て、前記ベースプレートを介してウェハの表裏面を反転
可能に取り付けているため、従来のごときウェハの表
面、裏面又は周面に対して各専用装置を用いる必要がな
く、単一の装置でウェハの表面、裏面又は周面に対する
ドットパターンの形成、その読取り、或いはウェハ表面
への塵の付着や傷付きの検出等が、正確に且つ円滑に、
しかも迅速に行うことができる。また、従来のごとき塵
芥の発生する真空チャック装置をなくすことができるた
め、処理室内を清浄な状態に保持することができる。

【００６３】更に、本発明のエッジハンドリング装置は
固定把持部と可倒式把持部とによりウェハの周面を複数
箇所で挟着把持するため、半導体ウェハの素子形成領域
に歪みを発生させることがなく、また、ウェハ表裏の反
転操作時にも、特に大型化した半導体ウェハであって
も、その周縁平面部が風圧などにより変形を生じること
はなく、平坦性や平滑性を保持することができる。従っ
て、半導体ウェハの品質や性能が維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な第１実施形態である半導体ウ
ェハのエッジハンドリング装置の要部を概略的に示す分
解斜視図である。

【図２】同ハンドリング部をアームに装着した装置全体
を示す概略側面図である。

【図３】本発明の第２実施形態であるハンドリング装置
の要部を概略的に示す分解斜視図である。

【図４】第２実施形態であるハンドリング装置における
ハンドリング部をアームに装着した装置全体を示す概略
側面図である。

【図５】本発明におけるハンドリング装置におけるベー
スプレートを概略的に示す平面図である。

【図６】同側面図である。

【図７】同装置における可倒式把持部を概略的に示す部
分拡大図である。

【符号の説明】

１ エッジハンドリング装置 ８ 装置本体 ８ａ 垂直軸 ９ アーム ９ａ，４１ｂ 円筒軸受部 ９ｂ，２１ｂ 軸受片 １０ ハンドリング部 １１ ベースプレート １１ａ，４１ａ 軸片 １１ｂ 中空部 １２ 後端把持部 １２ａ，１３ａ Ｖ溝 １３ 前端把持部 １４ 弾性部材（板バネ） １４ａ〜１４ｃ 第１〜第３板バネ片 １４ｄ 基端連結部 １４ｅ 通孔 １５ ワイヤ ２０ 表裏反転手段 ２１，４１ 第１〜第２関節部材 ２１ａ 円筒軸部 ２２, ２７, ４４ 第１〜第３パルスモータ ２２ａ,27a, 44a 駆動軸 ２３ 内歯 ２４〜２６ 第１〜第３歯車 ２８，４３ ウォーム ２９，４２ 歯車 ２９ａ，４２ａ 固定軸 ３０ 旋回手段 ４０ 上下傾斜手段 Ｗ 半導体ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 洋三 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究本部内 Ｆターム(参考） 3C007 AS24 BS15 BT05 BT09 DS01 ES02 EV03 NS09 NS13 5F031 CA02 CA05 FA01 FA02 FA07 FA11 FA21 GA02 GA15 GA42 GA47 LA14 PA18 PA23

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェハの周縁の一部を把持して搬
   送する半導体ウェハのハンドリング装置であって、 前記半導体ウェハの後端周面を把持する後端把持部と同
   ウェハの前端周面を把持する前端把持部とを有するベー
   スプレートを備え、 同ベースプレートは装置本体に垂直軸を中心として旋回
   可能に取り付けられたアーム先端部に少なくとも表裏反
   転手段を介して設けられてなることを特徴とする半導体
   ウェハのエッジハンドリング装置。
2. 【請求項２】 前記アーム先端部に、更にベースプレー
   トの旋回手段及び上下傾斜手段を有してなる請求項１記
   載のエッジハンドリング装置。