JP2007216329A

JP2007216329A - ハンド

Info

Publication number: JP2007216329A
Application number: JP2006038581A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Osada; 厚長田; Hitoshi Iwasaka; 斉岩坂
Original assignee: Harmotec Corp; Winz Corp
Current assignee: Harmotec Corp; Winz Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】厚さが比較的薄い半導体ウエーハと通常厚さの半導体ウエーハなどといった、相反する性質を持つ２種類の半導体ウエーハを、ハンドの構成部品をその都度交換することなく搬送することができるハンドを提供する。
【解決手段】ハンド１４の一方側面３８Ａに設けられた第１非接触保持部４０により半導体ウエーハＷが非接触の状態で保持される。また、同時に、ハンド１４の他方側面３８Ｂに設けられた第２非接触保持部６０により半導体ウエーハＷが非接触の状態で保持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に半導体製造装置に設けられフープ又はフープに収納されていた半導体ウエーハを搬送するハンドに関する。

従来の半導体製造装置には、半導体ウエーハが複数収納されたフープが載置されるフープオープナと、フープオープナに載置（又は保持）されたフープ内部の半導体ウエーハを搬送させるハンドと、が設けられている。

フープがフープオープナに載置されると、フープに収納されていた半導体ウエーハがハンドの一方の面に載置（又は保持）された状態で１枚ずつ半導体製造装置の内部にある処理部に搬送される。そして、この処理部において、半導体ウエーハに対して所定の処理が施される。

特開２００２−６４１３０号公報

ところで、最近では、比較的厚さが薄い半導体ウエーハを収納したフープが複数枚積層された（積層型フープ）も流通している。この場合、積層されたフープ群のうち下方に位置するフープに収納された半導体ウエーハからロボットハンドにより順次取り出す必要がある。このため、各フープの載置面に載置された各半導体ウエーハをすくい上げて（又は保持させて）処理部に搬送させる従来のハンドで、この積層型フープに載置された各半導体ウエーハを取り扱うことができなかった。このため、一方の面に半導体ウエーハを非接触で保持させるハンドが開発されており、比較的厚さが薄い半導体ウエーハを搬送させる場合には、これを用い、非接触で保持させる面を下向きにして、半導体ウエーハを上方から保持するケースが増えている。しかし、処理部に搬送させた後、処理部に半導体ウエーハを受け渡す際には、処理部の直上でハンドの保持力を解除させ、半導体ウエーハを落下させる必要がある。このことは比較的厚さが薄い半導体ウエーハの場合には影響が少ないかもしれないが、通常厚さの半導体ウエーハの場合にはパーティクルや物理的なダメージなどが発生する可能性がある。これに対して、すくい上げて搬送させる従来のハンドの場合では、処理部に半導体ウエーハを受け渡す際には、リフターピンなどを介して処理部上に載置できるため、ダメージなどを回避することが可能であった。

また、現在、通常厚さの半導体ウエーハが複数枚積層された状態で収納されている従来型フープの他、比較的厚さが薄い半導体ウエーハを１枚ずつ収納したフープが複数積層されている積層型フープも取り扱うことができるフープオープナが開発されており、これに合わせて、どちらのフープからも搬送できるハンドを開発する必要があった。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、厚さが比較的薄い半導体ウエーハと通常厚さの半導体ウエーハといった、相反する性質を持つ２種類の半導体ウエーハを、ハンドの構成部品をその都度交換することなく搬送することができるハンドを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被搬送物を保持した状態で搬送するハンドであって、一方側に位置する一方側面と、前記一方側面に設けられ前記被搬送物を非接触の状態で保持する第１非接触保持部と、前記一方側面と対向する側に位置する他方側面と、前記他方側面に設けられ前記被搬送物を非接触の状態で保持する第２非接触保持部と、を含んで構成されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、一方側面に設けられた第１非接触保持部により被搬送物が非接触の状態で保持される。また、同時に、他方側面に設けられた第２非接触保持部により被搬送物が非接触の状態で保持される。このように、簡易な構成で、１つのハンドの両側の面で２つの搬送物を同時に保持することができ、被搬送物の搬送効率を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、被搬送物を保持した状態で搬送するハンドであって、一方側に位置する一方側面と、前記一方側面に設けられ前記被搬送物を非接触の状態で保持する非接触保持部と、前記一方側面と対向する側に位置する他方側面と、前記他方側面に設けられ前記被搬送物を載置させる載置部と、を含んで構成されたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、一方側面に設けられた非接触保持部により被搬送物が非接触の状態で保持される。また、同時に、他方側面に設けられた載置部により被搬送物が載置される。このように、簡易な構成で、厚さが比較的薄い半導体ウエーハと通常厚さの半導体ウエーハといった、相反する性質を持つ２種類の半導体ウエーハを、ハンドの構成部品をその都度交換することなく搬送することができ、半導体製造装置の稼動効率を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のハンドにおいて、前記被搬送物の有無を検知する検知部が設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、被搬送物の有無を検知する検知部が設けられていることにより、被搬送物の有無を容易に検出することができる。これにより、ハンドにより被搬送物が保持又は載置されているか否かを容易に認識することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハンドにおいて、半導体ウエーハが複数枚積層された状態で収納された従来型フープに収納されている前記半導体ウエーハ、又は比較的厚さが薄い半導体ウエーハを１枚ずつ収納したフープが複数積層されてなる積層型フープの前記フープに収納されている前記半導体ウエーハであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、被搬送物は従来型フープ又は積層型フープに収納されている半導体ウエーハであることにより、従来型フープに収納されている半導体ウエーハでも、積層型フープに収納されている半導体ウエーハでも同一のハンドにより搬送することができる。これにより、特に、従来型フープと積層型フープが混載された装置の場合でも、上方に位置する半導体ウエーハと下方に位置する半導体ウエーハとを同一のハンドにより同時に搬送することができる。

本発明によれば、厚さが比較的薄い半導体ウエーハと通常厚さの半導体ウエーハといった、相反する性質を持つ２種類の半導体ウエーハを、ハンドの構成部品をその都度交換することなく搬送することができる。

次に、本発明の第１実施形態に係るハンドについて、図面を参照して説明する。

先ず、本実施形態のハンドが設けられている半導体製造装置について説明する。図１に示すように、半導体製造装置１０は、半導体ウエーハＷを収納したフープＦが載置されるフープオープナ１２と、ハンド１４が収納されている第１チャンバ１６と、半導体ウエーハＷに対して所定の処理を施す第２チャンバ１８と、をそれぞれ備えている。

フープオープナ１２は、水平面が形成された載置台２０と、脚部２２と、開口部２４が形成されたチャンバ区画壁２６と、開口部２４を開放又は閉塞するシャッター部２８と、を備えている。

図２及び図３に示すように、ハンド１４は、第１処理部１６の内部に配置された土台部３０を備えている。この土台部３０の上面には、モータなどの駆動源により回転する回転駆動軸３２が設けられている。この回転駆動軸３２には、回転駆動軸３２の回転により所定の方向に伸縮するリンク機構３４が設けられている。また、リンク機構３４の端部には、ハンド本体部３６が取り付けられている。

ハンド本体部３６は、平面視にてコ字状となるように一対の支持部３８を備えている。この支持部３８の上面（一方側面）３８Ａには、半導体ウエーハＷを非接触状態で保持する複数の第１非接触保持部４０が設けられている。

ここで、図４及び図５に示すように、第１非接触保持部４０は、内周面が円周状の凹部４４と、この凹部４４の開口側に形成され被搬送物である半導体ウエーハＷと対向する平坦状端面４６と、供給流体を凹部４４の内周面に臨む噴出口４８から凹部４４内へその凹部４４の内周方向に沿って吐出させる流体通路５０と、を備えている。

流体通路５０は、旋回流形成体５２の閉端面５４に設けた流体導入口５６から、閉端面５４に対して垂直に穿設され、さらに水平に穿設されて、凹部４４の内周面に臨む噴出口４８に達している。すなわち、流体通路５０は流体導入口５６と噴出口４８とを連通し、供給流体を噴出口から凹部４４内へその周方向に沿って吐出させている。この供給流体により、凹部４４内部には旋回流が発生する。

ここで、流体導入口５６、流体通路５０および噴出口４８は、２組設けられ、その２組の各噴出口４８から噴出される流体（例えば、空気）は、周方向に沿って同一方向に吐出され、相互に旋回流を強め合うようになっている。

また、凹部４４の開口縁は面取りにより傾斜面５８が形成されてラッパ状に拡大しており、凹部４４で発生した旋回流が、この傾斜面５８によって凹部４４から速やかに流出できるようになっている。

なお、流体導入口５６は図示しない空気供給装置と接続されており、空気供給装置から流体導入口５６に空気が供給されるように構成されている。

また、図２及び図３に示すように、支持部３８の上面（一方側面）３８Ａには、第１非接触保持部４０により非接触で保持されている半導体ウエーハＷなどの被搬送物の有無を検知する第１検知センサ４２が設けられている。第１検知センサ４２は、光を発光する発光素子と発光した光を受光する受光素子を有している。これにより、第１非接触保持部４０により半導体ウエーハＷなどの被搬送物が保持されていれば、被搬送物で反射した光を受光素子で受光することにより被搬送物が存在すると識別でき、第１非接触保持部４０により半導体ウエーハＷなどの被搬送物が保持されていなければ、受光素子で光を受光することがないので被搬送物は存在しないと識別できる。

また、図２に示すように、この支持部３８の下面（他方側面）３８Ｂには、半導体ウエーハＷなどを非接触状態で保持する複数の第２非接触保持部６０が設けられている。なお、第２非接触保持部６０の構成は、第１非接触保持部４０の構成と同様である。

また、支持部３８の下面（他方側面）３８Ｂには、第２非接触保持部６０により非接触で保持されている半導体ウエーハＷなどの被搬送物の有無を検知する第２検知センサ６２が設けられている。なお、第２検知センサ６２の構成は、第１検知センサ４２の構成と同様である。

次に、本実施形態に係るハンド１４の作用について説明する。

図２乃至図５に示すように、例えば、フープオープナ１２の載置台２０に載置されたフープＦに収納されている半導体ウエーハＷをハンド１４の支持部３８の上面及び下面で保持して搬送する場合には、空気供給装置から第１非接触保持部４０を構成する流体導入口５６と第２非接触保持部６０を構成する流体導入口に空気がそれぞれ供給される。空気供給装置から第１非接触保持部４０を構成する流体導入口５６と第２非接触保持部６０を構成する流体導入口に空気がそれぞれ供給されると、その空気は、第１非接触保持部４０を構成する流体通路５０を介して噴出口４８から凹部４４内へ吹き込まれ、凹部４４の内部空間で旋回流となって整流され、その後凹部４４から流出する。このとき、同様にして、第２非接触保持部６０を構成する流体通路を介して噴出口から凹部内へ吹き込まれ、凹部の内部空間で旋回流となって整流され、その後凹部から流出する。

そして、その流出時に、第１非接触保持部４０を構成する旋回流形成体５２の平坦状端面４６に対向する半導体ウエーハＷが配されていると、空気は平坦状端面４６に沿って高速流となって流出するので、平坦状端面４６と半導体ウエーハＷとの間は、負圧になる。また、同様にして、第２非接触保持部６０を構成する旋回流形成体の平坦状端面に対向する半導体ウエーハＷが配されていると、空気は平坦状端面に沿って高速流となって流出するので、平坦状端面と半導体ウエーハＷとの間は、負圧になる。

したがって、半導体ウエーハＷは周囲の大気圧で押されて、第１非接触保持部４０を構成する平坦状端面４６側に吸引されるとともに、その平坦状端面４６と半導体ウエーハＷとに介在する空気により反発力を受け、そのバランスにより、半導体ウエーハＷは平坦状端面４６に対向した状態で非接触にて保持されるようになる。なお、同様にして、半導体ウエーハＷは、第２非接触保持部６０を構成する平坦状端面側に吸引されるとともに、その平坦状端面と半導体ウエーハＷとに介在する空気により反発力を受け、そのバランスにより、半導体ウエーハＷは平坦状端面に対向した状態で非接触にて保持されるようになる。

以上のように、本実施形態のハンド１４によれば、支持部３８の上面３８Ａに設けられた第１非接触保持部４０により半導体ウエーハＷなどの被搬送物が非接触の状態で保持され、同時に、支持部３８の下面３８Ｂに設けられた第２非接触保持部６０によっても半導体ウエーハＷなどの被搬送物が非接触の状態で保持される。このように、簡易な構成で、１つのハンド１４の両側の面３８Ａ、３８Ｂで２つの半導体ウエーハＷを同時に保持することができ、被搬送物の搬送効率を向上させることができる。

特に、半導体ウエーハＷなどの被搬送物の有無を検知する各検知センサ４２、６２が設けられていることにより、被搬送物の有無を容易に検出することができる。これにより、ハンド１４により被搬送物が保持されているか否かを容易に認識することができる。

なお、上記実施形態のハンド１４では、支持部３８の上面３８Ａに第１非接触保持部４０が設けられ、その下面３８Ｂに第２非接触保持部６０が設けられている構成を示したが、この構成に限られるものではない。

例えば、図６に示すように、支持部３８の上面３８Ａに第１非接触保持部４０に替えて水平面状や凹部状の載置部３９を形成し、支持部３８の下面３８Ｂに非接触保持部４１を設けるようにしてもよい。なお、この非接触保持部４１の構成は、上述した第１非接触保持部４０及び第２非接触保持部６０の構成と同様である。

この変形例によれば、支持部３８の上面３８Ａに設けられた載置部３９に通常厚さの半導体ウエーハＷ２などが載置され、同時に、支持部３８の下面３８Ｂに設けられた非接触保持部４１によって厚みの比較的薄い半導体ウエーハＷ１などが非接触の状態で保持される。このように、簡易な構成で、厚さが比較的薄い半導体ウエーハＷ１と通常厚さの半導体ウエーハＷ２といった、相反する性質を持つ２種類の半導体ウエーハＷ１、Ｗ２を、ハンド１４の構成部品をその都度交換することなく搬送することができ、半導体製造装置の稼動効率を向上させることができる。

本発明のハンドが半導体製造装置に設けられた状態を示す概略構成図である。本発明の第１実施形態に係るハンドの側面図である。本発明の第１実施形態に係るハンドの平面図である。（Ａ）は本発明のハンドを構成する各非接触保持部の斜め下方からの斜視図であり、（Ｂ）はその斜め上方からの斜視図である。本発明のハンドを構成する各非接触保持部の断面図であり、（Ａ）は図４（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。本発明の第１実施形態に係るハンドの変形例を示す側面図である。

符号の説明

１４ハンド
３８Ａ上面（一方側面）
３８Ｂ下面（他方側面）
３９載置部
４０第１非接触保持部
４１非接触保持部
４２第１検知センサ（検知部）
６０第２非接触保持部
６２第２検知センサ（検知部）
Ｗ半導体ウエーハ（被搬送物）
Ｗ１半導体ウエーハ（被搬送物）
Ｗ２半導体ウエーハ（被搬送物）

Claims

被搬送物を保持した状態で搬送するハンドであって、
一方側に位置する一方側面と、
前記一方側面に設けられ前記被搬送物を非接触の状態で保持する第１非接触保持部と、
前記一方側面と対向する側に位置する他方側面と、
前記他方側面に設けられ前記被搬送物を非接触の状態で保持する第２非接触保持部と、
を含んで構成されたことを特徴とするハンド。
被搬送物を保持した状態で搬送するハンドであって、
一方側に位置する一方側面と、
前記一方側面に設けられ前記被搬送物を非接触の状態で保持する非接触保持部と、
前記一方側面と対向する側に位置する他方側面と、
前記他方側面に設けられ前記被搬送物を載置させる載置部と、
を含んで構成されたことを特徴とするハンド。
前記被搬送物の有無を検知する検知部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のハンド。
前記被搬送物は、半導体ウエーハが複数枚積層された状態で収納された従来型フープに収納されている前記半導体ウエーハ、又は比較的厚さが薄い半導体ウエーハを１枚ずつ収納したフープが複数積層されてなる積層型フープの前記フープに収納されている前記半導体ウエーハであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハンド。