JP2007329297A

JP2007329297A - 薄膜状物体の保持装置及び薄膜状物体を保持するためのハンド

Info

Publication number: JP2007329297A
Application number: JP2006159272A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Takeda; 英俊武田; Junichi Yamazaki; 順一山崎
Original assignee: Komatsu Machinery Corp
Current assignee: Komatsu Machinery Corp
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2007-12-20

Abstract

【課題】直径が異なる薄膜状物体を保持すると共に、保持したときにその薄膜状物体のエッジを破損しないようにする。
【解決手段】ユニバーサルハンド１は、略円形を有する小径ウェハ３１及び大径ウェハ３２を吸着して保持可能な吸着面１Ａを有する。吸着面１Ａは、小径ウェハ３１を吸着したときに、エッジ部３１Ａが吸着面１Ａに接触しないように凹部１３有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄膜状物体の保持装置に関し、特に、直径が異なる半導体ウェハなどの薄膜状物体を保持可能なユニバーサル型の保持装置に関する。

薄膜状物体、例えば半導体ウェハなどの搬送などに用いられる保持装置では、比較的薄いウェハを保持する場合は、ウェハのほぼ全面を真空吸着して保持するハンドが用いられている。このハンドの吸着部には、ポーラスセラミックスが用いられ、ウェハとハンドとが接触するときの衝撃や、傾きによる傷を防止するためにバネによって支持する構造が知られている（例えば、特許文献１）。

また、直径が異なるウェハを搬送するためには、それぞれのウェハの大きさに適したハンドを装着して行っており、そのためにハンドを簡単に着脱できる機構を備えている半導体ウェハの保持装置も知られている（例えば、特許文献２）。
特開平８−５５８９６号公報特開２００３−７７９８２号公報

近年、半導体技術の向上に伴ってウェハの薄膜化が進んでいる。ウェハの厚みが１００μｍ以上あるときは、ウェハとハンドとが接触したときの衝撃や、傾きによってウェハに微小な傷が発生しても、ウェハが割れることはなかった。ところが、最近ではウェハの厚みが５０μｍ以下になる場合もあり、この場合には微小な傷でもウェハが割れてしまうことがある。特に、バックグラインド加工をした極薄ウェハ（例えば厚さ５０μｍ以下）の場合、ウェハのエッジ部分が「ナイフエッジ」と呼ばれる鋭く尖った形状になる。この「ナイフエッジ」は、ハンドの吸着面と接触しただけでも破損しやすい。そこで、極薄ウェハであっても破損させずに保持するために、ハンドにもシビアなセッティングが求められている。

しかしながら、従来のようにウェハサイズが変わる毎にハンドを交換するとすれば、その度にハンドの微妙なセッティングがズレてしまい、ウェハを破損してしまう可能性が高くなる。

そこで、本発明の目的は、直径が異なる薄膜状物体を保持すると共に、保持したときにその薄膜状物体のエッジを破損しないようにするための技術を提供することである。

本発明の一実施態様に従う略円形を有する薄膜状物体の保持装置は、第１の薄膜状物体（３２）及び前記第１の薄膜状物体よりも直径の小さい第２の薄膜状物体（３１）を吸着して保持可能な吸着面（１Ａ）を有するハンド（１）を備える。そして、前記吸着面は、前記直径の小さい第２の薄膜状物体を吸着したときに、当該第２の薄膜状物体のエッジが前記吸着面に接触しないように凹部（１３）有するように構成されている。

これにより、大きさの異なる薄膜状物体を保持可能なユニバーサルハンドを有する保持装置が、小径の薄膜状物体を保持したときに、その物体のエッジ部が吸着面と当たらないようにすることができ、エッジ部の破損を防止できる。

好適な実施形態では、前記ハンドは、前記第１の薄膜状物体が前記吸着面に吸着されたときに、前記凹部と前記第１の薄膜状物体とで形成される空間が外気と連通するための連通孔（１４）を、さらに有していてもよい。

これにより、大径の薄膜状物体を保持したときに、凹部に負圧が発生して大径の薄膜状物体が撓んでしまうことを防止できる。

本発明の一実施態様に従う略円形を有する薄膜状物体を保持するためのハンド（１）は、第１の薄膜状物体（３２）及び前記第１の薄膜状物体よりも直径の小さい第２の薄膜状物体（３１）を吸着して保持可能な吸着面（１Ａ）を有し、前記吸着面は、前記直径の小さい第２の薄膜状物体を吸着したときに、当該第２の薄膜状物体のエッジが前記吸着面に接触しないように凹部（１３）を有するように構成されている。

以下、本発明の略円形を有する薄膜状物体の保持装置の一実施形態として、半導体ウェハの保持装置について、図面を参照して説明する。

図１及び図２は、半導体ウェハの保持装置において、図示しないアームの先端に取り付けられ、実際に半導体ウェハを吸着して保持するためのハンドの構成を示す。本実施形態に係るハンドは、直径が異なる半導体ウェハを保持可能なユニバーサルハンドである。

図１は、ハンド１の半導体ウェハを吸着するための吸着面１Ａを示し、図２は、ハンド１のＡ−Ａ断面図を示す。

ハンド１の吸着面１Ａには、同心状に区分けされている中央吸着部１１及び外周吸着部１２の吸着部と、中央吸着部１１と外周吸着部１２との間に設けられた凹部１３とが設けられている。凹部１３には、ハンド裏面１Ｂへ連通する連通孔１４が設けられている。

ハンド裏面１Ｂには、中央吸着部１１を吸引する中央吸引口１５と、外周吸着部１２を吸引する外周吸引口１６と、中央吸着部１１及び外周吸着部１２を保持している緻密部１７とを備える。

中央吸着部１１は、吸着面１Ａの中央に配置された、半導体ウェハ３１，３２を吸着するための円形の吸着部であり、中央吸引口１５から吸引されることにより、ウェハ３１，３２を真空吸着する。

外周吸着部１２は、中央吸着部１１の外縁から凹部１３を隔てて配置された、リング形状の吸着部である。そして、中央吸着部１１と同様に、外周吸引口１６から吸引されることにより、ウェハ３２を真空吸着する。

中央吸着部１１及び外周吸着部１２は、例えば、セラミック製またはカーボン製のポーラス体により構成されている。

凹部１３は、吸着面１Ａにおいて、中央吸着部１１と外周吸着部１２との間に設けられた、リング状の溝である。

ところで、本実施形態に係るハンド１は、異なる径を有する半導体ウェハ３１，３２を保持可能なユニバーサルハンドである。ここでは、直径が小さい小径ウェハ３１と直径が大きい大径ウェハ３２とが保持可能である（図１では、それぞれのウェハ３１，３２の大きさを破線で示す）。

凹部１３が設けられている位置は、中央吸着部１１が小径ウェハ３１を吸着して保持したときのウェハ３１のエッジ部分３１Ａが来る位置である。これは、ウェハ３１のエッジ部分３１Ａは鋭く尖ったナイフエッジになっており、破損しやすいので、エッジ部分３１が吸着面１Ａと接触しないようにするためである。

図３は、小径ウェハ３１を吸着したときの、エッジ３１Ａ近傍の拡大図である。

同図に示すように、中央吸着部１１によって小径ウェハ３１が吸着されているときに、エッジ３１Ａが凹部１３のところに位置するので、エッジ３１Ａが吸着面１Ａと接触しないようになっている。これにより、エッジ３１Ａの破損を防止できる。

再び図１を参照すると、ハンド１の直径は、大径ウェハ３２の直径よりもわずかに小さくなっている。これは、大径ウェハ３２を吸着して保持した場合も同様に、大径ウェハ３２のエッジ部分３２Ａが吸着面１Ａと接触しないようにして、破損を防止するためである。

図４は、大径ウェハ３２を吸着したときの、エッジ３２Ａ近傍の拡大図である。

同図に示すように、中央吸着部１１及び外周吸着部１２によって大径ウェハ３２が吸着面１Ａに吸着されているときに、大径ウェハ３２のエッジ３２Ａがハンド１の外側に突出するようになっている。これにより、エッジ３２Ａが吸着面１Ａと接触することがないので、エッジ３２Ａの破損を防止できる。

ここで、大径ウェハ３２が吸着面１Ａに吸着されているときは、吸着面１Ａは大径ウェハ３２によって完全に覆われるので、凹部１３の開口部分も大径ウェハ３２で覆われることになる。このとき、もし連通孔１４が存在しないとすれば、凹部１３と大径ウェハ３２とで形成される空間が閉空間になる。また、凹部１３と中央吸着部１１及び外周吸着部１２とは、緻密部１７で隔てられているが、中央吸着部１１及び外周吸着部１２が、それぞれ中央吸引口１５及び外周吸引口１６から吸引されると、この影響で凹部１３と大径ウェハ３２で形成される閉空間もわずかに負圧となる。このため、極めて薄い大径ウェハ３２は、凹部１３において撓んでしまい、破損の原因となりやすい。

そこで本発明では、凹部１３を連通孔１４により、ハンド裏面１Ｂにおいて外部と連通するようにしたので、凹部１３が大径ウェハ３２で覆われたときでも、凹部１３と大径ウェハ３２とで囲まれた空間を大気圧に保つことができ、撓みの発生を防止できる。

次に、図５は、一つの変形例を示す。

図４の例では、凹部１３と中央吸着部１１及び外周吸着部１２とは、緻密部１７で隔てられているのに対して、図５の例では中央吸着部１１のポーラス体と外周吸着部１２のポーラス体とは、ハンド１の内部で一体となっていて、分離されていない。このため、凹部１３もポーラス体によって形成されているので、凹部１３の領域と吸着部１１，１２とを分離するために、ハンド１の内部には樹脂などでできた仕切り板２１，２２が内蔵されている。

これにより、中央吸着部１１及び外周吸着部１２を真空引きするときに、凹部１３の領域も仕切り板２１，２２の下端からわずかに空気が引かれるが、連通孔１４によりほぼ大気圧に保つことができるので、ウェハ３２の撓みを防止できる。

なお、図示していないが、中央吸着部１１及び外周吸着部１２の真空引きをするための中央吸引口１５及び外周吸引口１６は、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

本実施形態のユニバーサルハンドによれば、直径の異なるウェハを、ハンドを交換することなく保持することができると共に、どの大きさのウェハを保持したときでも、ウェハのエッジ部がハンドと接触することがないので、エッジの破損を防止できる。

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

例えば、上述の実施形態では、小径ウェハ及び大径ウェハの大きさが異なる２種類のウェハを保持できるユニバーサルハンドについて説明したが、本発明は、大きさが異なる３種類のウェハを保持できるユニバーサルハンドにも適用できる。

本発明の一実施形態に係るユニバーサルハンドの吸着面を示す。本発明の一実施形態に係るユニバーサルハンドのＡ−Ａ断面図を示す。小径ウェハを吸着したときの、エッジ近傍の拡大図である。大径ウェハを吸着したときの、エッジ近傍の拡大図である。ユニバーサルハンドの変形例を示す図である。

符号の説明

１ユニバーサルハンド
１Ａ吸着面
１１中央吸着部
１２外周吸着部
１３凹部
１４連通孔
１５中央吸引口
１６外周吸引口
１７緻密部
３１小径ウェハ
３２大径ウェハ
３１Ａエッジ部
３２Ａエッジ部

Claims

略円形を有する薄膜状物体の保持装置であって、
第１の薄膜状物体（３２）及び前記第１の薄膜状物体よりも直径の小さい第２の薄膜状物体（３１）を吸着して保持可能な吸着面（１Ａ）を有するハンド（１）を備え、
前記吸着面は、前記直径の小さい第２の薄膜状物体を吸着したときに、当該第２の薄膜状物体のエッジが前記吸着面に接触しないように凹部（１３）有するように構成されている、薄膜状物体の保持装置。
前記ハンドは、前記第１の薄膜状物体が前記吸着面に吸着されたときに、前記凹部と前記第１の薄膜状物体とで形成される空間が外気と連通するための連通孔（１４）を、さらに有する請求項１記載の薄膜状物体の保持装置。
略円形を有する薄膜状物体を保持するためのハンド（１）であって、
第１の薄膜状物体（３２）及び前記第１の薄膜状物体よりも直径の小さい第２の薄膜状物体（３１）を吸着して保持可能な吸着面（１Ａ）を有し、
前記吸着面は、前記直径の小さい第２の薄膜状物体を吸着したときに、当該第２の薄膜状物体のエッジが前記吸着面に接触しないように凹部（１３）を有するように構成されている、薄膜状物体を保持するためのハンド。