JP2005109057A - 基板搬送器具 - Google Patents

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Toshihiro Ito
利洋 伊東
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Okamoto Machine Tool Works Ltd
株式会社岡本工作機械製作所
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Abstract

【課題】 反りのある半導体基板をある加工処理ステ−ジより次ぎの加工ステ−ジへ吸着ミスなく、脱落させることなく搬送できる吸着パッド機構の提供。
【解決手段】 外周縁底部に円環状突起枠4を有する剛体材料よりなるド−ム状基板押さえ枠3のド−ム天井板5下面に、該基板押さえ枠の軸芯を中心に同心円上に弾性ゴムよりなるラッパ状吸着Vリング6の複数が該吸着Vリングのラッパ状底部面が前記基板押さえ枠の天井板下面より0.1〜1mmの高さ突出し、かつ、このラッパ状底部面が前記基板押さえ枠の円環状突起枠底部面と面一の高さとなるように設けられ、前記基板押さえ枠の上部にア−ム14が固定されている基板搬送器具1。
【選択図】 図1

Description

本発明は、あるステ−ジ上に載置された半導体基板を真空吸着し、次ぎのステ−ジへと基板を搬送するのに用いる基板搬送器具に関する。
基板の研削装置、研磨装置、エッチング装置、洗浄装置等の加工処理機を用い、半導体基板を加工処理するにおいて、仮置台あるいは真空チャック等のステ−ジ上の基板を基板搬送器具の吸着パッド機構に吸着し、吸着パッド機構を回転移動および/または前後移動させて次ぎの加工処理ステ−ジへと搬送する、あるいは真空チャック上で加工処理された基板を基板搬送器具の吸着パッドに吸着し、仮置台または次ぎの加工処理ステ−ジへと搬送することが行なわれている。
かかる基板の搬送器具として、基板を保持する吸着パッドと、第一の平面に位置付けられるように該吸着パッドを支持する第一の支持機構と、第二の平面に位置付けられるように該吸着パッドを支持する第二の支持機構よりなる支持手段と、前記吸着パッドを前記第一の平面と第二の平面とに選択的に位置付ける進退機構と、前記支持手段を移動させる駆動手段とから構成させる基板搬送器具が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、弾性材からなるラッパ状の吸着Vリングの根元部外周に段差部を設け、該吸着Vリングを取り付けるハンド側ア−ム(ベ−ス部材)に、該吸着Vリング凹部およびこの凹部の底部に吸着Vリング先端突出孔を設け、上記吸着Vリング段差部が該吸着Vリング装着凹部の底部に当接シ−ルするように吸着Vリングを挿入し、その裏面から押さえブラケットを介して着脱自在の蓋体にて密閉し、この吸着Vリング装着凹部を空気吸引手段に連通させた基板搬送器具も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2003−158167号公報 特開2003−225879号公報
前記特許文献1に記載される基板搬送器具は、吸着パッド下面で基板を押し、基板を吸着パッドに吸着する構造であり、研削ステ−ジから研磨ステ−ジへと平坦な半導体基板を搬送するには適している。しかし、厚みが400〜1000μm、直径200〜450mm、反りの高さが1〜4mmもある半導体基板や、ボ−ルプラグやリ−ド線が施された反りのある半導体基板の搬送には基板が反っているため基板吸着時に基板が吸着パッドに吸着されないミスを生じたり、基板搬送時に吸着パッドより基板が落下し、基板を破損させる問題がある。
前記特許文献2に記載される基板搬送器具は、吸着Vリングで基板を吸着する構造であり、吸着Vリングを複数取り付けた基板搬送器具はガラス基板のように基板が剛性が高く平坦なものであるときはよいが、上記反りを有する比較的剛性のある半導体基板の搬送においては、半導体基板を次ぎのステ−ジの真空チャック上へと搬送し、吸着Vリングの減圧を開放し、半導体基板を真空チャックに吸着しようとすると、真空チャックの外周縁の基板部分が反りにより浮き上がっているので半導体基板が真空チャックに完全に固定できない欠点があり、その状態で真空チャックの回転軸を回転させると遠心力により半導体基板が真空チャック上より放り出され、破損する欠点がある。
本発明は、厚みが20〜100μmと薄い可撓性基板や、厚みが100〜400mmの平坦な基板は勿論のこと、厚みが400〜1000μmと比較的剛性があり、かつ、反りの高さが1〜4mmの反りのある半導体基板であっても半導体基板の吸着を完全に行い、基板搬送時の基板脱落がなく、かつ、次ぎのステ−ジが真空チャックであっても該真空チャック上への半導体基板の固定を完全に行うことができる基板搬送器具を提供するものである。
請求項1の発明は、外周縁底部に円環状突起枠を有する剛体材料よりなるド−ム状の基板押さえ枠のド−ム天井板下面に、該基板押さえ枠の軸芯を中心に同心円上に弾性ゴムよりなるラッパ状吸着Vリングの複数が該吸着Vリングのラッパ状底部面が前記基板押さえ枠の天井板下面より0.1〜1mmの高さ突出し、かつ、このラッパ状底部面が前記基板押さえ枠の円環状突起枠底部面と面一の高さとなるように設けられ、前記基板押さえ枠の上部にア−ムが固定されていることを特徴とする基板搬送器具を提供するものである。
請求項2の発明は、前記基板搬送器具において、基板押さえ枠のド−ム天井板下面には、複数条の環状溝が設けられていることを特徴とする。
基板の吸着時に、ステ−ジ上の基板の外周部が基板押さえ枠の円環状突起枠に押さえられ、複数の吸着Vリングにより反った基板がフラット状に修復されて吸着されるため、および、吸着Vリング、円環状突起枠の底面と、吸着Vリングを支持するド−ム天井板下面間に高低差(段差)があることにより前記基板の吸着時に基板の伸縮分をこの段差により調整できることとなり、基板が強固に基板搬送器具に吸着される。よって、基板の吸着ミスは消滅するとともに、搬送時の基板の落下が防止される。また、半導体基板が次ぎのステ−ジである真空チャック上へ搬送された場合、反った半導体基板の外周縁が円環状突起枠により押さえられて浮き上がりが消滅されるので、真空チャックの減圧が十分に機能し、半導体基板の真空チャック上への固定を完全になすことができる。
複数条の環状溝の存在により、反った基板をラッパ状吸着Vリングが吸着したときにラッパ状吸着Vリングが伸縮して生じた内部歪応力が溝に吸収され、ラッパ状吸着Vリングの底部により基板面のシ−ルが強固になされる。また、半導体基板が次ぎのステ−ジへと搬送され、ラッパ状Vリングの減圧が開放された際、半導体基板のド−ム天井板に接触している面積が小さいのでラッパ状Vリングからの半導体基板の放れを容易とする。
(実施例1)
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図1は本発明の基板搬送器具の正面図、図2は本発明の基板搬送器具の平面図、図3は本発明の基板搬送器具の右側面図、図4は図1に示す基板搬送器具の吸着パッド機構部分を拡大した図、および、図5は基板搬送器具の吸着パッド機構部分を下側から見た図である。
図1乃至図5に示す基板搬送器具1において、2は吸着パッド機構、3は外周縁底部に円環状突起枠4を有する剛体材料よりなるド−ム状の基板押さえ枠、5はド−ム天井板、5aは窓、6はラッパ状吸着Vリング、7は結合材(ユニオン)7aは栓、8,9は気体通路連結管、10はラッパ状吸着Vリングの中空支持管、11は気体流路通気管、12は継手、13はポリウレタンコイルチュ−ブ、14はア−ム(柄)、15は固定部材、16はパッドサポ−ト板、17は調整部材、18はボルト、19は固定プレ−ト、20はボルトで前記固定プレ−ト19を調整部材17に固定している。
前記基板押さえ枠3のド−ム天井板5の下面には深さ1〜3mm、幅2〜5mmの環状の溝5aが複数条設けられている。この複数条の環状溝5aの存在により、反った基板をラッパ状吸着Vリング6が吸着したときにラッパ状吸着Vリングが伸縮して生じた内部歪応力が溝5aに吸収され、ラッパ状吸着Vリングの底部により基板面のシ−ルが強固になされるとともに、溝5aを構成する幅1〜3mmの立リブ5bが天井板5を補強する効果がある。また、天井板5の一部には、吸着パッド機構2を軽量化するため窓5cを複数設けても良い。窓5cを設けることによりド−ム天井板5は撓み易くなり、半導体基板wを押さえたときのて天井板5に伝わる応力の分散が容易となり、ラッパ状Vリング6の底部の半導体基板への密着も良好となる。
前記ラッパ状吸着Vリング6は基板押さえ枠の外周縁円環状突起枠内のド−ム天井板下面に、該基板押さえ枠の軸芯中心に同心円上に3〜12個(図3では6個)と複数設けられる。同心円は1重でもよいし、2重、あるいは3重であってもよい。
この弾性ゴムよりなるラッパ状吸着Vリング6のラッパ状底部面6aは前記基板押さえ枠3の天井板5下面より0.1〜1mmの高さ(h)突出し、かつ、このラッパ状底部面6aが前記基板押さえ枠の円環状突起枠底部4a面と面一の高さとなるように設けられる。また、、
ド−ム状の基板押さえ枠3、天井板5を構成する剛性材料としては、いわゆるテフロン(デュポン社の登録商標)と呼ばれるポリ(四弗化エチレン)、ポリ(ジフロロ−ジクロロエチレン)、ナイロン6、ナイロン6,10、ポリアセタ−ル、ガラス繊維補強エポキシ樹脂、ガラス繊維補強ポリブチレンテレフタレ−ト、セラミック、アルミニウム、ステンレス、等のロックウエル硬度がD50以上のものが好ましい。なかでも、摩擦係数の小さい、ロックウエル硬度がD50〜D55のポリ(四弗化エチレン)が好ましい。外周縁円環状突起4の幅は、3〜12mm、高さは3〜30mm、天井材の厚みは、2.9〜11.9mmが好ましい。
ラッパ状吸着Vリング6素材の弾性ゴムとしては、シリコンゴム、ニトリルゴム(NR系)、クロロプレンゴム(CR系)、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体ゴム(EPDM系)およびこれらの発泡体が好ましい。特に、弾性ゴムのC硬度(SRIS 0101)が5〜60、見掛け密度(SRIS 0101)が0.12〜0.30g/cmの発泡体が好ましい。ラッパ状吸着Vリング6の底部6aの直径は15〜50mm、拡径したラッパ状の環状リング底部6aの厚みは0.1〜1.0mm、好ましくは0.5〜0.8mmである。
ポリウレタンコイルチュ−ブ13は、図1に示すように継手21に結合され、図示されていない真空ポンプに連結されている。この継手21はスクエアFシリンダ22の後方の上部に設けた支持板23を介してボルトで固定されている。このポリウレタンコイルチュ−ブ13を真空ポンプで減圧することによりラッパ状吸着Vリング6と基板wに囲まれる室は減圧され、基板はラッパ状吸着Vリング6の底部6aに吸着される。
吸着パッド機構2を支持するア−ム14はスクエアFシリンダ22により図1で示される左右方向に進退可能となっている。このスクエアFシリンダ22の上部をステッピングモ−タ33の下部に設けたア−ムホルダ25に固定する。
前記ア−ムホルダ25中央にはア−ム軸が設けられている。ア−ム軸は小ア−ム軸28、大ア−ム軸34部分よりなる。小ア−ム軸28の上部はステッピングモ−タ33のベアリングケ−ス32下部で軸受け33される。小ア−ム軸28の上部には大ア−ム軸34が連結され、前記下部軸受33と上部軸受35により回転可能に軸受けされている。大ア−ム軸34の上部はステッピングモ−タ33の回転軸36に連結されている。ステッピングモ−タ33の駆動によりア−ム軸28,34が回動され、ホルダ25は小ア−ム軸28回りに回動する。ホルダ25の回動によりホルダに固定されているスクエアFシリンダ22も小ア−ム軸28回りに回動する。よって、スクエアFシリンダ22に支持されている吸着パッド機構2のア−ム14も小ア−ム軸28回りに回動することとなる。
吸着パッド機構2のア−ム14の上下方向の昇降は、ステッピングモ−タ33を固定するスライダ37をシリンダ38で上下に移動することにより行なわれる。
本発明の基板搬送装置1を用い、あるステ−ジ上に載置された基板を次ぎのステ−ジへと搬送するには、ステッピングモ−タ33の駆動によりラッパ状吸着Vリング6を備える吸着パッド機構2のア−ム14を回動させ、基板上にラッパ状吸着Vリング6を位置させ、スクエアFシリンダ22でア−ム14を前進させつつ、シリンダ36でスライダ35に固定されているステッピングモ−タ33を下降させることにより結果としてア−ム14を下降させてド−ム状の基板押さえ枠3および複数のラッパ状吸着Vリング6およびを基板wに接触させ、ついで、ポリウレタンコイルチュ−ブ13内を減圧することにより基板を複数のラッパ状吸着Vリング6に吸着する。
ついで、シリンダ38によりスライダ37を上昇させることによりア−ム14をステ−ジから離れるように上昇させ、更に、ステッピングモ−タ33を駆動して吸着パッド機構2のア−ム14を回動させ、ついで、スクエアFシリンダ22でア−ム14を後退させつつ、ステッピングモ−タ33を駆動して吸着パッド機構2を回動させて次ぎの加工ステ−ジ上へと吸着パッド機構2を導き、シリンダ38の駆動により吸着パッド機構2を下降させて基板を次ぎの加工ステ−ジ上へ位置させ、ついで、ポリウレタンリングコイル13内の減圧を停止することにより基板をステ−ジ上に載置する。
基板が搬送された次ぎのステ−ジが真空チャックであるときは、真空チャック上に載置された基板の外周縁が基板搬送器具の基板押さえ枠3の円環状突起枠4により真空チャック面に押さえられている間に真空チャックを減圧し、基板を真空チャック上に完全に固定させる。
本発明の基板搬送器具は、直径200〜450mm、反りの高さが1〜4mmと大きい半導体基板であっても、吸着パッド機構の基板押さえ枠でステ−ジ上の基板を押さえ、複数のラッパ状吸着Vリングで吸着固定するので、基板の吸着ミス無く行い、次ぎの加工ステ−ジへの搬送を基板の脱落・破損なしに行うことができる。
本発明の基板搬送器具の正面図である。(実施例1) 本発明の基板搬送器具の平面図である。 本発明の基板搬送器具の右側面図である。 図1に示す基板搬送器具の搬送パッド部分を拡大した図である。 基板搬送器具の搬送パッド部分を下側から見た図である。
符号の説明
1 基板搬送器具
w ワ−ク
2 吸着パッド機構
3 ド−ム状の基板押さえ枠
4 円環状突起枠
5 ド−ム天井板
5a 環状溝
6 ラッパ状吸着Vリング
7 結合材(ユニオン)
13 ポリウレタンコイルチュ−ブ
14 ア−ム(柄)
22 スクエアFシリンダ
33 ステッピングモ−タ
37 スライダ
38 シリンダ

Claims (2)

  1. 外周縁底部に円環状突起枠を有する剛体材料よりなるド−ム状の基板押さえ枠のド−ム天井板下面に、該基板押さえ枠の軸芯を中心に同心円上に弾性ゴムよりなるラッパ状吸着Vリングの複数が該吸着Vリングのラッパ状底部面が前記基板押さえ枠の天井板下面より0.1〜1mmの高さ突出し、かつ、このラッパ状底部面が前記基板押さえ枠の円環状突起枠底部面と面一の高さとなるように設けられ、前記基板押さえ枠の上部にア−ムが固定されていることを特徴とする、基板搬送器具。
  2. 基板押さえ枠のド−ム天井板下面には、複数条の環状溝が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の基板搬送器具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007335687A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Asap:Kk 基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法
KR20150144713A (ko) 2014-06-17 2015-12-28 가부시기가이샤 디스코 반송 장치
JP2018074119A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 株式会社東京精密 ウエハの搬送保持装置
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