JP2004193195A - 搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】厚さ100μm以下の薄いワークを破損することなく安全に搬送でき且つワークの位置決めを容易に行うことができる搬送装置を提供する。
【解決手段】厚さ100μm以下の薄いウェーハを、その載置箇所から他の箇所に搬送する搬送装置であって、該搬送装置には、移動可能で且つ回動可能に設けられた板状部材20と、板状部材20を移動し且つ回動する移動・回動手段とを具備し、板状部材20には、前記載置箇所に載置されているウェーハを、その全体を均等に持ち上げるリフト手段と、前記リフト手段で持ち上げられたウェーハを、その全体を均等に板状部材20のウェーハ吸着面20aに吸着して保持する保持手段とが併設され、且つ前記リフト手段としての複数個のベルヌーイノズル30,30・・と保持手段としての複数個の真空吸着ノズル32,32・・とが、板状部材20の外周縁近傍のウェーハ吸着面20aに、前記外周縁に沿って交互に開口されていることを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は搬送装置に関し、更に詳細にはウェーハ等の厚さ100μm以下の薄いワークを、その載置箇所から他の箇所に搬送する搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウェーハ等の薄いワークを、その載置箇所から他の箇所に搬送する際に、例えば下記に示す特許文献1に記載された搬送装置を用いることができる。
【0003】
【特許文献1】
米国特許第4,566,726号明細書(Fig.2A、Fig.2B)
【0004】
この特許文献1に記載された搬送装置を図8(a)(b)に示す。搬送装置は、ウェーハ等のワーク100を搬送する搬送装置であって、板状部材102の一面側102aの中央部にベルヌーイノズル104が開口されている。このベルヌーイノズル104は、ノズル部に邪魔板104aが配設されており、圧空吹出口104bが三日月状に形成されている。このため、ベルヌーイノズル104からの圧空は、図8(b)に示す様に、板状部材102の外周縁に設けられたストッパ106の方向に強く吹出す。
かかるベルヌーイノズル104によれば、いわゆるベルヌーイの定理に基づく揚力がワーク100に作用し、ワーク100は板状部材102の一面側102aに当接することなく持ち上げられる。
但し、ベルヌーイノズル104は、ストッパ106の方向に強く吹出すため、ベルヌーイノズル104で吸引されて持ち上げられたワーク100は、ストッパ106の方向に移動し、ワーク100の側面がストッパ106に当接する。
【0005】
また、板状部材102の一面側102aには、板状部材102の外周縁近傍に、外周縁に沿って3個の真空吸引ノズル108,108,108が配設されている。これらの真空吸引ノズル108,108,108は、図8(a)に示す様に、真空ポンプ等の真空発生装置(図示せず)と、チューブ112及び板状部材102内に形成された導管110を介して繋がれている。
かかる真空吸引ノズル108,108,108の各先端部は、図8(a)に示す様に、板状部材102の一面側102aから突出して設けられている。このため、ベルヌーイノズル104で持ち上げられてストッパ106に当接したワーク100は、板状部材102の一面側102aに当接することなく真空吸引ノズル108,108,108の各先端部に吸着される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図8に示す搬送装置によれば、ベルヌーイノズル104によって、板状部材102の一面側102aと非接触状態で持ち上げられたワーク100は、その周縁部近傍が真空吸引ノズル108,108,108の各先端部に吸着されているため、ワーク100を板状部材102に実質的に非接触状態で搬送できる。
また、真空吸引ノズル108,108,108の各先端部に吸着されたワーク100は、板状部材102に固定状態にあるため、板状部材102を回動することによって、ワーク100の位置決めを容易に行うことができる。
ところで、近年、半導体装置に用いられるウェーハは薄化されつつあり、厚さ100μm以下のウェーハも市場に提供されつつある。
この様な薄いウェーハを、図8に示す搬送装置を用いて搬送すると、搬送途中にウェーハが割れる等の事態が発生し易いことが判明した。
そこで、本発明の課題は、厚さ100μm以下の薄いワークを破損することなく安全に搬送でき且つワークの位置決めを容易に行うことができる搬送装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、複数個のベルヌーイノズルと複数個の真空吸着ノズルとを、移動可能に設けた板状部材の外周縁近傍のワーク吸着面に、その外周縁に沿って交互に開口した板状部材を用いることによって、厚さ100μm以下の薄いワークを破損することなく安全に搬送でき且つワークの位置決めを容易に行うことができることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ウェーハ等の厚さ100μm以下の薄いワークを、その載置箇所から他の箇所に搬送する搬送装置であって、該搬送装置には、移動可能で且つ回動可能に設けられた板状部材と、前記板状部材を移動し且つ回動する移動・回動手段とを具備し、前記板状部材には、前記載置箇所に載置されているワークを、その全体を均等に持ち上げるリフト手段と、前記リフト手段で持ち上げられたワークを、その全体を均等に前記板状部材のワーク吸着面に吸着して保持する保持手段とが併設され、且つ前記リフト手段としての複数個のベルヌーイノズルが、前記板状部材の外周縁近傍のワーク吸着面に、前記外周縁に沿って開口されていることを特徴とする搬送装置にある。
【0008】
かかる本発明において、保持手段として、複数個の真空吸着ノズルを用い、リフト手段を構成する複数個のベルヌーイノズルと前記複数個の真空吸着ノズルとを、板状部材の外周縁近傍のワーク吸着面に、前記外周縁に沿って交互に開口することによって、板状部材を簡単な構造とすることができる。
この真空吸着ノズルの吸着パッドに多孔体を用いることにより、ワークに吸着痕を付けるおそれを解消できる。
また、保持手段として、1個又は複数個の静電吸着プレートを用い、前記静電吸着プレートを板状部材のワーク吸着面に設けることにより、静電吸着可能なワークの場合には、板状部材を更に簡単な構造とすることができる。
本発明においては、リフト手段と保持手段とを併用するため、両者の各々の駆動時期を制御する制御部を設けることにより、両手段の駆動・停止を予め定めた時期に正確に行うことができ、ワークの搬送を確実に行うことができる。
更に、板状部材の外周縁に、複数個のベルヌーイノズルによって持ち上げられたワークの一部が前記板状部材から外れることを防止する外れ防止部材を設けることにより、ワークを板状部材の一面側に確実に位置させることができる。
この外れ防止部材としては、その先端部を板状部材のワーク吸着面から突出する方向に弾性部材によって付勢することにより、板状部材のワーク吸着面から突出する外れ防止部材の突出長を弾性部材の付勢力の調整等によって容易に変更できる。
また、複数個のベルヌーイノズルから成るリフト手段で持ち上げられたワークを、保持手段による保持に切り換える際に、前記ワークの落下を防止するように、前記ワークの下方から圧空を吹出す複数個の圧空吹出ノズルが設けられている切換ステーションを具備することによって、リフト手段から保持手段への切り換えを、ワークが落下して損傷される事態を確実に防止できる。
【0009】
本発明によれば、載置箇所に載置されている厚さが100μm以下のワークを、板状部材の外周縁近傍のワーク吸着面に、この外周縁に沿って開口されている複数個のベルヌーイノズルによって、ワーク全体を板状部材のワーク吸着面に当接することなく均等に持ち上げることができる。
更に、持ち上げられたワークは、板状部材に設けられている保持手段によって、全体を均等に板状部材のワーク吸着面に吸着して保持する。
この様に、板状部材のワーク吸着面に吸着したワークの位置状態を容易に認識でき、その認識に基づいて板状部材を、移動・回動手段によって移動及び/又は回動してワークの位置決めを行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に搬送装置の一例を図1に示す。図1は、基台10の載置箇所に載置されているカセット12に、層間紙を挟んで積層されている複数枚のワークとしての厚さ100μm以下のシリコンウェーハ14(以下、単にウェーハ14と称することがある)を、カセット12から取り出し位置決めして接着リング16に貼られたテープに貼着する搬送装置を示す。
図1に示す搬送装置では、多関節ロボット18が設けられた基台10の周囲に、カメラ22aが設けられている位置測定エリア22と、接着リング16に貼られたテープに位置決めされたウェーハ14を貼付する貼付エリア24と、貼られたテープにウェーハ14が貼付された接着リング16を次工程に送るレール26,26とが設けられている。
【0011】
この多関節ロボット18の先端部には、板状部材20が回動自在に装着されており、この板状部材20によって、カセット12に積層されている複数枚のウェーハ14,14・・のうちから一枚のウェーハ14を取り出す。
板状部材20により取り出されたウェーハ14は、多関節ロボット18による板状部材20の移動によって、位置測定エリア22に移動する。この位置測定エリア22では、取り出されたウェーハ14の位置を認識する。
次いで、多関節ロボット18によって板状部材20を貼付エリア24上に移動し、位置測定エリア22で認識されたウェーハ14の位置データに基づいて板状部材20を回動してウェーハ14を位置決めした後、接着リング16のテープに載置して貼着する。
その後、テープにウェーハ14が貼付された接着リング16は、裏返しにされてレール26,26上に載置されて次工程に搬送される。
この搬送装置では、カセット12にウェーハ14,14・・の間に挟まれていた層間紙は、板状部材20によってカセット12の隣の基台10上に載置されている容器28に搬送される。
【0012】
多関節ロボット18の先端部の回転軸19に装着され、ウェーハ14をカセット12から取り出し搬送する板状部材20には、カセット12に積層されているウェーハ14を持ち上げるリフト手段と、このリフト手段で持ち上げられたウェーハ14を板状部材20のワーク吸着面に吸着し保持する保持手段とが併設されている。
かかる板状部材20を図2(a)(b)に示す。図2(a)(b)に示す板状部材20には、板状部材20の外周縁に沿って、リフト手段としての複数個のベルヌーイノズル30,30・・の開口部30aの各々と、保持手段としての複数個の真空吸着ノズル32,32・・の吸着部32aの各々とが、板状部材20の外周縁近傍のウェーハ吸着面20aに開口されている。
【0013】
この様に、板状部材20の外周縁近傍のウェーハ吸着面20aに、ベルヌーイノズル30,30・・の開口部30aの各々を開口することによって、ウェーハ14の全体をベルヌーイノズル30,30・・により均等に持ち上げることができる。このため、図8に示す板状部材102の中央部に開口部104bが開口されたベルヌーイノズル104によってウェーハ14を持ち上げた場合の如く、持ち上げたウェーハ14に発生する反りを可及的に小さくできる。
従って、ベルヌーイノズル30,30・・を駆動して厚さ100μm以下の薄いウェーハ14を、カセット12から持ち上げる際に、ウェーハ14が反ることに因る割れ等の破壊を防止できる。
【0014】
ベルヌーイノズル30は、図3に示す様に、板状部材20のウェーハ吸着面20aにテーパ状の開口部30aが開口されており、いわゆるベルヌーイの定理に基づく揚力がウェーハ14に作用する。
つまり、図3に示すテーパ状の開口部30aからは円錐状の空気流が吹き出される。この円錐状の空気流のうち、開口部30aの傾斜面に沿って吹き出される空気流は、開口部30aの中心部から吹き出される空気流よりも高速となる。この開口部30aの中心部から吹き出される空気流は、高速に吹き出される開口部30aの傾斜面に沿って吹き出される空気流側に引っ張られるため、円錐状の空気流の中心部近傍(開口部30aの真下部分)は負圧となり、ウェーハ14は持ち上げられる。
一方、ウェーハ14が開口部30aの傾斜面に沿って吹き出される空気流を遮るまで持ち上げられると、円錐状の空気流の中心部近傍に生じた負圧が解消され、持ち上げられたウェーハ14は降下する。しかし、ウェーハ14が降下し、開口部30aの傾斜面に沿って吹き出される空気流が再現し、円錐状の空気流の中心部近傍に負圧が再生されると、ウェーハ14は再度持ち上げられる。このため、ウェーハ14は、板状部材20のウェーハ吸着面20aに当接することなく所定高さに持ち上げられる。
かかるベルヌーイノズル30,30・・によって持ち上げられたウェーハ14は、ウェーハ吸着面20aに固定されておらず板状部材20のウェーハ吸着面20aに沿って流れる空気流によって移動する。このため、ウェーハ14が、板状部材20の一部がウェーハ吸着面20aから外れないように、板状部材20の側壁面には、外れ防止部材としての板体34,34・・が設けられている。
尚、ベルヌーイノズル30,30・・によれば、カセット12に積層されたウェーハ14の間の層間紙も持ち上げることができ、カセット12から容器28に搬送できる。
【0015】
唯、ベルヌーイノズル30,30・・のみでは、ウェーハ14を板状部材20のウェーハ吸着面20aに固定できず移動するため、位置測定エリア22でウェーハ14の位置を認識できず、ウェーハ14の位置決めを行うことができない。
このため、図2に示す板状部材20では、板状部材20の外周縁に沿って、真空吸着ノズル32,32・・の吸着部32aの各々を、板状部材20の外周縁近傍のウェーハ吸着面20aに開口している。このため、ベルヌーイノズル30,30・・によって持ち上げられたウェーハ14を、真空吸着ノズル32,32・・によって板状部材10のウェーハ吸着面20aに固定し、位置測定エリア22で認識したウェーハ14の位置データに基づいて板状部材20を回動して、ウェーハ14の位置決めを行うことができる。
【0016】
図2に示す板状部材20の真空吸着ノズル32の吸着部32aには、図4に示す様に、吸着パッドとしての多孔体32bが装着されている。かかる多孔体32bを吸着パッドに用いることによって、吸着痕を付けることなくウェーハ14を吸着できる。この多孔体32bとしては、例えばセラミック製の多孔体を好適に用いることができる。
更に、真空吸着ノズル32の吸着部32aは、板状部材20のウェーハ吸着面20aに開口され、多孔体32bの端面もウェーハ吸着面20aと面一に吸着部32aに装着されている。このため、ウェーハ14は、板状部材20のウェーハ吸着面20aに密着されて吸着される。
この様に、図2に示す板状部材20では、真空吸引ノズル108の先端部が、板状部材102の一面側102aから突出して設けられた図8に示す板状部材102の如く、真空吸引ノズル108の先端部の先端部に吸着されたワーク100と板状部材102の一面側102aとの間に隙間が存在しない。
従って、真空吸着ノズル32,32・・によって板状部材20のウェーハ吸着面20aに吸着したウェーハ14に発生する反りを可及的に少なくでき、ウェーハ14の反りに因る割れ等の破壊を解消できる。
【0017】
しかも、図2に示す板状部材20では、ベルヌーイノズル30,30・・の各開口部30aと、真空吸着ノズル32,32・・の各吸着部32aとが、板状部材20の外周縁近傍のウェーハ吸着面20aに交互に開口されている。
このため、板状部材20の外周縁近傍に、ベルヌーイノズル30,30・・の各開口部30aを均等に分散配置できると共に、真空吸着ノズル32,32・・の各吸着部32aも均等に分散配置できる。その結果、ベルヌーイノズル30,30・・によるウェーハ14の持ち上げ及び真空吸着ノズル32,32・・によるウェーハ吸着面20aの吸着を、ウェーハ14の全体に更に均等に行うことができ、ウェーハ14の割れ等の破壊を更に一層防止できる。
【0018】
図2に示す板状部材20に設けられたベルヌーイノズル30,30・・と真空吸着ノズル32,32・・との駆動時期は、図2に示す制御部36によって制御されている。
つまり、カセット12からウェーハ14を持ち上げる際には、制御部36からベルヌーイノズル30,30・・を駆動する信号を発すると共に、真空吸着ノズル32,32・・の駆動を停止する信号を発する。
次いで、ベルヌーイノズル30,30・・によって持ち上げられたウェーハ14を、真空吸着ノズル32,32・・によって板状部材20のウェーハ吸着面20aに吸着する際には、真空吸着ノズル32,32・・を駆動する信号を発すると共に、ベルヌーイノズル30,30・・の駆動を停止する信号を発する。
このベルヌーイノズル30,30・・と真空吸着ノズル32,32・・との駆動切り換えのタイミングは、ベルヌーイノズル30,30・・で持ち上げられたウェーハ14が落下することがなければ、真空吸着ノズル32,32・・の駆動と同時にベルヌーイノズル30,30・・の駆動を停止してもよいが、両者が重複して駆動する時間を設けた後、ベルヌーイノズル30,30・・の駆動を停止することが安全である。
【0019】
かかるベルヌーイノズル30,30・・と真空吸着ノズル32,32・・との駆動切り換えの際に、持ち上げられたウェーハ14の落下を確実に防止するには、図1に示すカセット12と位置測定エリア22との間に切換ステーション38を設けることが好ましい。この切換ステーション38には、図5に示す様に、板状部材20のベルヌーイノズル30,30・・によって持ち上げられているウェーハ14の下方から圧空を吹出す複数個の圧空吹出ノズルが設けられた板状のステーション部40が配設されている。このステーション部40には、複数個の圧空吹出ノズルに圧空を供給する供給配管42が接続されている。
かかる切換ステーション38上でベルヌーイノズル30,30・・と真空吸着ノズル32,32・・との駆動切り換えを行うことによって、両者の駆動切り換えのタイミングがズレても、ウェーハ14の落下を確実に防止できる。
【0020】
図1〜図5に示す板状部材20に設けられた外れ防止部材としての板体34,34・・は、板状部材20の側壁面に固着されている。このため、板状部材20の真空吸着ノズル32,32・・によってウェーハ吸着面20aに吸着されたウェーハ14を、図1に示す貼付エリア24で真空吸着ノズル32,32・・の駆動を停止して取り出して載置面に載置する際に、板体34,34・・の各先端が貼付エリア24の載置面に当接し、板状部材20のウェーハ吸着面20aと載置面との間に所定の間隙が形成される。このため、真空吸着ノズル32,32・・の駆動を停止すると、ウェーハ14が所定距離落下して載置面に当接する。
かかる板状部材20のウェーハ吸着面20aと載置面との間の間隙を可及的に少なくするには、図6に示す様に、板体34を、その先端部が板状部材20のウェーハ吸着面20aから突出する方向に弾性部材としてのバネ44によって付勢する外れ防止部材を用いることが好ましい。
図6に示す外れ防止部材によれば、板体34の先端が貼付エリア24の載置面に当接したとき、バネ44の付勢力に抗して板状部材20を載置面に近接することができ、ウェーハ吸着面20aと貼付エリア24の載置面との間の間隙を可及的に少なくできるからである。
この様に、ウェーハ吸着面20aと貼付エリア24の載置面との間の間隙を可及的に短縮できれば、ウェーハ14の落下距離を短縮でき、ウェーハ14が貼付エリア24の載置面に当接した際の衝撃も小さくできる。
【0021】
また、図1〜図5に示す板状部材20には、真空吸着ノズル32,32・・を保持手段として用いているが、ウェーハ14が静電気を用いて問題ない場合には、図7に示す様に、保持手段として静電吸着プレート46をウェーハ吸着面20aに配設できる。
かかる静電吸着プレート46は、ウェーハ14の全体を均等に吸着することを要するため、図7に示す様に、板状部材20の中央部を含む部分を覆うように一枚の静電吸着プレート46を配設してもよく、図2(b)に示す複数の吸着部32a,32a・・に代えて、複数枚の静電吸着プレートを配設してもよい。この場合も、複数個のベルヌーイノズル30,30・・の各開口部30aと複数枚の静電吸着プレートを、板状部材20の外周縁近傍のウェーハ吸着面20aに、外周縁に沿って交互に設ける。
この様に、静電吸着プレート46を用いることによって、真空吸着ノズル32,32・・を用いる場合の様に、真空ポンプ等の配設を省略でき、搬送装置の簡略化を可能にできる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、厚さ100μm以下の薄いワークを破損することなく安全に搬送でき且つワークの位置決めを容易に行うことができる。このため、ワークの薄化の進展に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る搬送装置の一例の概略を説明する概略図である。
【図2】図1で用いる板状部材20を説明する正面図及び底面図である。
【図3】図2の板状部材20に設けられたベルヌーイノズル30を説明する部分断面図である。
【図4】図2の板状部材20に設けられた真空吸着ノズル32を説明する部分断面図である。
【図5】図1に示す切換ステーション38の構造を説明する正面図である。
【図6】外れ防止部材の他の例を説明する部分正面図である。
【図7】板状部材20の他の例を説明する底面図である。
【図8】従来の板状部材を説明する部分断面正面図及び部分底面図である。
【符号の説明】
14 ウェーハ(ワーク)
18 多関節ロボット
20 板状部材
20a ウェーハ吸着面(ワーク吸着面)
30 ベルヌーイノズル
30a ベルヌーイノズルの開口部
32 真空吸着ノズル
32a 真空吸着ノズルの吸着部
32b 多孔体
34 板体
36 制御部
38 切換ステーション
40 ステーション部
42 供給配管
44 バネ(弾性部材)
46 静電吸着プレート

Claims (8)

  1. ウェーハ等の厚さ100μm以下の薄いワークを、その載置箇所から他の箇所に搬送する搬送装置であって、
    該搬送装置には、移動可能で且つ回動可能に設けられた板状部材と、前記板状部材を移動し且つ回動する移動・回動手段とを具備し、
    前記板状部材には、前記載置箇所に載置されているワークを、その全体を均等に持ち上げるリフト手段と、前記リフト手段で持ち上げられたワークを、その全体を均等に前記板状部材のワーク吸着面に吸着して保持する保持手段とが併設され、
    且つ前記リフト手段としての複数個のベルヌーイノズルが、前記板状部材の外周縁近傍のワーク吸着面に、前記外周縁に沿って開口されていることを特徴とする搬送装置。
  2. 保持手段が、複数個の真空吸着ノズルから構成され、リフト手段を構成する複数個のベルヌーイノズルと前記複数個の真空吸着ノズルとが、板状部材の外周縁近傍のワーク吸着面に、前記外周縁に沿って交互に開口されている請求項1記載の搬送装置。
  3. 真空吸着ノズルの吸着パッドに、多孔体が用いられている請求項2記載の搬送装置。
  4. 保持手段が、1個又は複数個の静電吸着プレートから構成され、前記静電吸着プレートが板状部材のワーク吸着面に設けられている請求項1記載の搬送装置。
  5. リフト手段と保持手段との駆動時期を制御する制御部が設けられている請求項1〜4のいずれか一項記載の搬送装置。
  6. 板状部材の外周縁に、複数個のベルヌーイノズルによって持ち上げられたワークの一部が前記板状部材から外れることを防止する外れ防止部材が設けられている請求項1〜5のいずれか一項記載の搬送装置。
  7. 外れ防止部材が、その先端部が板状部材のワーク吸着面から突出する方向に弾性部材によって付勢されている請求項6記載の搬送装置。
  8. 複数個のベルヌーイノズルから成るリフト手段で持ち上げられたワークを、保持手段による保持に切り換える際に、前記ワークの落下を防止するように、前記ワークの下方から圧空を吹出す複数個の圧空吹出ノズルが設けられている切換ステーションを具備する請求項1〜7のいずれか一項記載の搬送装置。
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