JP2002305233A - ウェハ搬送用アーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハの厚み毎にアームの高さ（搬入高さや
リフト量）を設定し直すことを不要にしたウェハ搬送用
アームを提供すること。 【解決手段】 平行に配置され、それぞれ少なくとも１
つのウェハ吸着部２３を有し、ウェハを吸着して搬送可
能な２つの腕部２２と、前記腕部を支持する腕支持部２
１とを備え、前記２つの腕部２２は、カセット１０内に
対向して設けられたウェハを支持するためのウェハ支持
部１１のそれぞれの近傍に挿入され、前記腕支持部は、
前記カセット内に挿入された時に当該カセット内のウェ
ハと衝突しないようにウェハ周辺部に対して当該アーム
の移動方向に所定の間隔をもってウェハを搬送するよう
に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハの搬送用ア
ームに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体製造工程で扱われるウェハ
の厚さは、携帯電話やＩＣカードの普及で裏面を研削し
１５０ミクロンから３００ミクロン程度にしたものがあ
る。

【０００３】このようなウェハを外観検査や表面処理の
ために、収納したカセットから、搬送装置でウェハを抜
き出し、かつ収納することが工程中何度か行われる。こ
のような搬送装置では、ウェハが収納されたカセットか
らウェハを搬出し、ウェハの検査機や加工機に渡し、そ
れらの工程が完了した時点で、元のカセットか他のカセ
ットに搬入するような動作が行われる。

【０００４】上記のような作業におけるウェハの搬送用
アーム（以下、「アーム」と称する）の動作には、次の
４種類がある。 ウェハ受け取りのために、空のアームをカセット内
に挿入する動作 ウェハ搬出のために、ウェハを保持したアームをカ
セットから抜き出す動作 ウェハ搬入のために、ウェハを保持したアームをカ
セット内に進入する動作 ウェハのカセットへの搬入後に、空のアームをカセ
ット内から引き出す動作 本明細書では、の動作時のアーム高さを「挿入高さ」
と称し、の動作時のアーム高さを「抜き出し高さ」と
称する。なお、通常は、の動作時のアームの高さは
の動作時の「抜き出し高さ」と同じ高さに設定し、の
動作時のアーム高さは、の動作時の「挿入高さ」と同
じ高さに設定する。この時、標準厚（６２５ミクロン）
と裏面が研削された標準厚のウェハよりも薄いウェハと
では、アームがウェハの中心部を保持する形状の場合に
は、アームの挿入高さをウェハの厚みに応じて変化させ
なければならない。なぜなら、ウェハが薄いとカセット
内でのウェハの保持がカセットのウェハ支持部における
両端自由支持となるためウェハに大きな撓みが発生し、
撓みはウェハの中心で最大となるので、アーム進入時に
アームとウェハが接触するおそれがあるからである。な
お、一般には、１５０ミクロン程度の厚さでは５ｍｍ程
度ウェハが撓むことが知られている。

【０００５】この場合において、ウェハ１２をカセット
１０から搬出するために、アーム２０がウェハ１２とウ
ェハ１２の中間位置に入り込むことになるが、この位置
（挿入高さ）は撓みの発生しない厚いウェハと撓む薄い
ウェハでは、図５に示すように、異なることになる。す
なわち、撓みのないウェハの場合には、アーム２０の挿
入位置（すなわち、挿入高さ）は図５の（ａ）の位置
（ウェハ裏面からの距離＝ｔ１）になる。一方、例えば
図５の最下段のウェハのように撓みのある場合には、ア
ーム２０の挿入位置は図５（ｂ）のようにする必要があ
る。この位置は、撓みのない場合に比べて（ｔ１′―ｔ
１）だけ低くなっている。

【０００６】なお、この高さにアーム２０が挿入された
後、はウェハ１２をアーム２０側に移載するためにカセ
ットを上下させるエレベータが下降し、アーム２０はウ
ェハ１２の抜き出し高さ（ウェハ支持部１１の中間位
置）に位置したときに停止する。

【０００７】ここで、ウェハが薄い場合でも、アーム２
０に支持された状態では撓みはほとんど生じないから、
ウェハの「抜き出し高さ」は、ウェハの厚さに関わらず
同じに設定してよい。従って、空のアーム２０がカセッ
ト内に挿入された状態で、ウェハをアームに移載するた
めにカセットを下降させる距離（アームのリフト量）
が、ウェハの厚さに応じて異なることになる。

【０００８】アームの形状として、例えば、特開２００
０−１９５９２６号公報に記載されているような、カセ
ット方向に開口をもった、ウェハの中心に対して同心上
の形状が一般的である。

【０００９】従って、ウェハの撓みに応じてアームの高
さとリフト量が異なるように設定され、このような設定
は、パルスモーターとコントローラを用いて管理する
か、ウェハ支持部とのピッチと合わせて、挿入位置と抜
き出し位置をセンサーで読み取る櫛歯状のエンコーダプ
レートが用いられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、最近の
半導体製造工程で用いられるウェハの厚さは標準厚（６
００ミクロン）から１５０ミクロン程度までのものが使
用される。このようなウェハをその収納器であるカセッ
トから搬送装置で搬出搬入するとき、各厚さによって、
ウェハの撓み量が異なることにより、ウェハの厚み毎に
搬送装置のアームの挿入高さとリフト量を設定しなけれ
ばならない。

【００１１】本発明は、ウェハの厚み毎にアームの高さ
（搬入高さやリフト量）を設定し直すことを不要にした
ウェハ搬送用アームを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。本発明に係る
ウェハ搬送用アームは、ウェハが収納されたカセットに
対してウェハの搬出及び搬入を行う搬送装置に適用され
るウェハ搬送用アームにおいて、平行に配置され、それ
ぞれ少なくとも１つのウェハ吸着部を有し、ウェハを吸
着して搬送可能な２つの腕部と、前記腕部を支持する腕
支持部とを備え、前記２つの腕部は、前記カセット内に
対向して設けられたウェハを支持するためのウェハ支持
部のそれぞれの近傍に挿入され、前記腕支持部は、前記
カセット内に挿入された時に当該カセット内のウェハと
衝突しないようにウェハ周辺部に対して当該アームの移
動方向に所定の間隔をもってウェハを搬送するように構
成されたことを特徴とする。

【００１３】上記のウェハ搬送用アームの好ましい実施
態様は以下のとおりである。なお、以下の各実施態様
は、単独で適用しても良いし、適宜組み合わせて適用し
ても良い。 （１） 前記２つの腕部は、ウェハ支持部の間隔よりも
狭い間隔でカセット内に挿入されること。 （２） 前記２つの腕部の一方は１つの吸着部とウェハ
裏面が当接するウェハ載置部とを更に備え、前記１つの
吸着部と前記載置部と他方の腕部に設けられた吸着部の
３箇所を結んで作られる三角形内にウェハの中心が入る
ようにウェハが載置されること。

【００１４】（３） 前記ウェハ吸着部は、ウェハ吸着
時にウェハが密着する吸着パッドと、吸着穴が形成され
前記吸着パッドのウェハ吸着面よりも突出した高さを有
する弾性台とを備え、前記弾性台は、ウェハ吸着時には
窪み変形してウェハが前記吸着パッドの前記吸着面に密
着するようにしたこと。

【００１５】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図１に本発明に係るウェハ搬送用アーム
２０（以下、単に「アーム」と称する）とウェハ１２を収
納したカセット１０を示す。なお、図２は、図１の２−
２矢視図であるアーム２０の腕部の断面図であって、吸
着部２３の詳細を示す。また、図３は、本発明に係るア
ーム２０をカセット１０の搬出入口側から見た図であ
る。本発明に係るアーム２０の全体の形状は、従来に比
べて、大きなコの字型になっていることを特徴とする。
図１から図３を参照して本発明に係るアーム２０の詳細
な説明を行う。

【００１６】本発明に係るアーム２０は、腕支持部２１
と腕支持部２１に取り付けられた２つの腕部２２とによ
って構成される。２つの腕部２２はそれぞれ１個以上の
吸着部２３を備えている。吸着部２３は、ウェハ１２に
ごみが付着したり、傷がついたりしないようにウェハ１
２を搬送するための必要最小限の面積を有している。な
お、ウェハ１２の吸着に用いる吸気口は、特開２０００
−１９５９２６号公報に記載されているように薄いウェ
ハには小穴が良い。ただし、この吸気口の径は、特開２
０００−１９５９２６号公報に示すように、０．５ｍｍ
以下とする必要もない。

【００１７】この吸着部２３のほかに、ウェハ１２をア
ーム２０上で安定して載置するための吸着機能を有しな
いウェハ載置部２４を設け、ウェハ１２を３点支持する
場合が多い。もちろん、吸着部２３が３個であっても良
い。なお、吸着部が大きい場合は、２つの吸着部のみの
２点支持でも良い。そして、腕部２２は、これらの３点
で作られる三角形内に、載置されるウェハ１２の中心が
入るように構成される。この理由は、アーム２０がウェ
ハ１２を受け取った後に、ウェハ１２の吸着を開始する
為で、このようにしておかないと、アーム２０がウェハ
１２を受け取る時点で、ウェハ１２がアーム２０から離
脱する可能性があるからである。また、本発明において
は、２つの腕部２２でウェハ１２をカセット１０から抜
き出す場合に、腕支持部２１とウェハ１２の外周部（最
前部）との間隔Ａが所定以上になるように制御される。
これにより、ウェハ１２が大きく撓んでいても、ウェハ
１２の前側側面と腕支持部２１とが衝突することがな
く、ウェハ１２の損傷を防ぐことができる。

【００１８】本発明によれば、ウェハ１２の両側のウェ
ハ支持部１１付近で、腕部２２によりウェハ１２を支持
するようにしたので、ウェハ１２が撓んでも、撓み量の
少ない位置にアーム２０を挿入できる。ウェハ１２の厚
さが変わっても、ウェハ支持部１１付近ではウェハの位
置はそれほど変化しないので、アーム２０の挿入高さを
変える必要が無くなり、作業者がウェハに応じてアーム
の位置設定を変更する必要がなくなるので、容易かつ間
違いのない操作が可能となる．ところで、薄いウェハ１
２での心配は、このアーム２０がウェハ１２を受け取り
にウェハ１２下に入り込んでから、ウェハ１２を受け取
るためにカセットが下降したときに、アーム２０のウェ
ハ１２受け取り面が水平面であると、撓んだウェハ１２
との間に角度が発生しているために上手くウェハ１２を
受け取れるかと言う問題が考えられる。そこで、ウェハ
１２受け取り部に斜面をつけることも考えられるが、そ
れでは厚いウェハ１２には使えないことになるが、実際
には、薄いウェハの場合には、真空をＯＮすると、ウェ
ハ１２が平面のウェハ１２受け取り面に倣い、吸着可能
になる。もちろん、薄いウェハ１２のみを搬送対象とす
る場合は吸着部２３が斜面で良いことはもちろんであ
る。

【００１９】また、ウェハの種類によっては、例えば表
面に保護膜がついている等の理由により大きく反ってい
るものがある。そりの大きなウェハでは、ウェハがアー
ム上に載置された際に吸着部との隙間が大きくあいて吸
着不能になる場合がある。このようなウェハに対して
は、吸着部を図２のものに代えて図４に示すように弾性
台を設けたものを用いることが好ましい。

【００２０】図４に示す吸着部は、吸着パッドの中央部
に大きな穴が形成され、そこから例えばゴムなどからな
る弾性台が突出した構造になっている。ウェハが大きく
反っていた場合でも、この弾性台の頂部がウェハ裏面に
接するため、ウェハの吸着が可能になる。ウェハが吸着
されると、弾性台それ自身は窪み変形し、ウェハ裏面が
吸着パッドに密着したところで吸着完了となる。

【００２１】上記のアーム２０を適用した搬送例を説明
する。カセット１０を上下に動かして、ウェハ１２の搬
送高さを変化させ、ウェハ搬送用アーム２０の高さは固
定としたタイプの搬送機がよく用いられる。この搬送機
は、ウェハ１２をカセット１０から抜き取る搬送機と、
マクロ検査機と呼ばれる、ウェハ１２の表面目視検査機
とウェハ１２の裏面目視検査機、及び、顕微鏡にウェハ
１２を受け渡す本発明に係るアーム２０からなる。

【００２２】まず、図示しないカセットエレベータが動
き出し、１枚日のウェハ１２を搬出するための「挿入高
さ」の位置に停止する。するとウェハ搬送用アーム２０
がカセット１０内の一枚目のウェハ１２に下に入り込
む。アーム２０が停止すると、エレベータが下降しウェ
ハ１２をウェハ搬送用アーム２０に載せ換え、抜き出し
高さの位置に停止する。また、エレベータの下降開始と
同時にウェハ１２のアーム２０ヘの吸着が開始される。

【００２３】吸着完了後、アーム２０はウェハ１２を図
示しないマクロ台上方に搬送し、停止後吸着をＯＦＦに
する。すると、ウェハのセンタ出しを行うチャック部材
がウェハ１２を挟み込むように動き、ウェハ１２中心と
マクロ台の回転軸とを一致させる。この後、アーム２０
は下降しウェハ１２をマクロ台に載せ変える。再び、吸
着が開始されを、ウェハ１２をマクロ台上で固定したマ
クロ台が上昇と回転を行う。作業者はウェハ１２上の異
物やキズを観察し、Ｇ／ＮＧを判断する。

【００２４】マクロ検査が終了すると、マクロ台は元の
位置に戻り、その後オリフラ合わせが行われる。マクロ
台上で回転するウェハ１２の外周の近傍にはオリフラ方
向を検出するセンサーが設けられ、カセット１０に対
し、オリフラの向きを指定の角度で設定する。その後、
図示しない裏面検査や顕微鏡検査に移行する。

【００２５】検査の全てが終了すると、取り出しとは逆
のシーケンスでウェハ１２がカセット１０に収納され
る。収納時は、アーム２０がカセット１０のスロットの
中間位置にウェハ１２を挿入し、停止する。このとき、
ウェハ１２の吸着はＯＦＦにされ、カセット１０が上昇
し、ウェハ１２をカセット１０に渡す。その後、アーム
２０が引き抜かれる。

【００２６】本発明は、上記の発明の実施の形態に限定
されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で
種々変形して実施できるのは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、腕部によるウェハの支
持をカセットのウェハ支持部付近で行うようにしたの
で、ウェハは支持部の近くではほとんど撓まないため、
同一形状のカセットであるなら、ウェハの厚さの違いに
よるウェハ搬送用アームの高さを調整することなく、確
実にウェハを搬送できる。このことにより、調整ミスに
よるトラブル、例えば、ウェハとアームの干渉によるウ
ェハの破損をなくすことが可能である。また、ウェハが
最も撓むウェハ中心部の下側に腕部が入り込まないよう
にしたので、ウェハと腕部との干渉もしなくなる。

【００２８】更に、アームの腕支持部がウェハを取り出
す際に、ウェハと腕支持部との間に間隔をあけるように
したので、たとえウェハが薄くて大きく撓んでいたとし
ても、ウェハと腕支持部との衝突を避けることができる
ので、ウェハの破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るウェハ搬送用アームとウェハを
収納したカセットを示す図。

【図２】 図１の２−２矢視図であるアームの腕部の断
面図。

【図３】 本発明に係るアームをカセットの搬出入口側
から見た図。

【図４】 吸着部の他の例を示す図。

【図５】 従来技術の説明図。

【符号の説明】

１０…カセット １１…ウェハ支持部 １２…ウェハ ２０…ウェハ搬送用アーム ２１…腕支持部 ２２…腕部 ２３…吸着部 ２４…ウェハ載置部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C007 DS01 ES17 FS01 FT06 FT11 NS13 3F022 AA08 CC02 EE05 JJ20 KK10 5F031 CA02 DA01 FA01 FA07 FA11 GA05 GA08 GA30 GA32 GA46 HA13 HA58 HA59 JA01 JA28 JA34 KA13 MA33 PA13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハを収納するカセットに対してウェ
   ハの搬出及び搬入を行う搬送装置に適用されるウェハ搬
   送用アームにおいて、 平行に配置され、それぞれ少なくとも１つのウェハ吸着
   部を有し、ウェハを吸着して搬送可能な２つの腕部と、 前記腕部を支持する腕支持部とを備え、 前記２つの腕部は、前記カセット内に対向して設けられ
   たウェハを支持するためのウェハ支持部のそれぞれの近
   傍に挿入され、 前記腕支持部は、前記カセット内に挿入された時に当該
   カセット内のウェハと衝突しないようにウェハ外周部に
   対して当該アームの移動方向に所定の間隔をもってウェ
   ハを搬送するように構成されたことを特徴とするウェハ
   搬送用アーム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のウェハ搬送用アームにお
   いて、前記２つの腕部は、ウェハ支持部の間隔よりも狭
   い間隔でカセット内に挿入されることを特徴とするウェ
   ハ搬送用アーム。
3. 【請求項３】 請求項１記載のウェハ搬送用アームにお
   いて、前記２つの腕部の一方は１つの吸着部とウェハ裏
   面が当接するウェハ載置部とを更に備え、前記１つの吸
   着部と前記載置部と他方の腕部に設けられた吸着部の３
   箇所を結んで作られる三角形内にウェハの中心が入るよ
   うにウェハが載置されることを特徴とするウェハ搬送用
   アーム。
4. 【請求項４】 請求項１記載のウェハ搬送用アームにお
   いて、前記ウェハ吸着部は、ウェハ吸着時にウェハが密
   着する吸着パッドと、吸着穴が形成され前記吸着パッド
   のウェハ吸着面よりも突出した高さを有する弾性台とを
   備え、 前記弾性台は、ウェハ吸着時には窪み変形してウェハが
   前記吸着パッドの前記吸着面に密着するようにしたこと
   を特徴とするウェハ搬送用アーム。