JP2008147241A

JP2008147241A - ロボットハンド及びウェーハハンドリング装置

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Publication number: JP2008147241A
Application number: JP2006329524A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Takada; 和彦高田; Shinichi Nakamura; 慎一中村; Minoru Kushida; 稔櫛田; Shigeru Shibukawa; 滋渋川
Original assignee: Hitachi High Tech Control Systems Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Control Systems Corp
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】本発明は、構成が簡単で安価なウェーハハンドリングロボット装置およびロボットハンドを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられたアームと、前記アームに設けられ、ウェーハの搬送をするロボットハンドと、前記ロボット本体を制御する制御装置と、前記ロボット本体、および前記制御装置を載置する装置ベースと、前記装置ベースをアースに設置するアース手段を有し、前記ロボットハンドは、電気抵抗が１０^３〜１０^６Ωであることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は半導体ウェーハをハンドリングする装置に用いられるロボットハンドに関する。

半導体や液晶表示器の製造工程においては、薄型基板に帯電した静電気の放電により素子が破壊されたり、電磁波ノイズの発生によりプロセス装置やロボットが誤作動するなどの静電気障害が発生するおそれがある。

半導体ウェーハをロボットハンドでハンドリングして半導体製造装置や半導体検査装置へ搬送するウェーハ搬送装置では、上記の原因によりロボットハンドの制御装置に障害が発生し、ロボットハンドの誤作動や作動停止と言った問題があった。

これに対し、ロボットハンドがイオン化気体噴出口を有し、該イオン化気体噴出孔からイオン化気体が噴き出されることによって静電気除去機能をもたされる除電技術が例えば、特許文献１に知られている。

特開２０００−０８２７３２号公報

上記の特許文献１に示される静電気除去機能付きウェーハハンドリング装置は、イオン化気体を作るイオン化気体発生装置を必要とする。また、作ったイオン化気体をウェーハハンドに導き、噴出させる気体通路機構を設けなければならなく、ウェーハハンドリング装置としての構成が複雑で高価になる。

本発明は、上記の問題に鑑み、構成が簡単で安価なウェーハハンドリングロボット装置およびロボットハンドを提供することを目的とする。

本発明は、ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられ、ウェーハの搬送をするロボットハンドと、前記ロボット本体をアースに設置するアース手段を有し、前記ロボットハンドは、少なくとも表面の電気抵抗が、アース手段の電気抵抗を含めた前記ロボット本体側の電気抵抗よりも高いことを特徴とする。

本発明によれば、ウェーハ搬送においてウェーハが帯電していてもロボットハンドによりアース接地されたロボット本体を通してアースへ静電気を逃がすことができ、かつ、ロボットハンドの電気抵抗がアース手段の電気抵抗を含めた前記ロボット本体側の電気抵抗よりも高いので、ロボット本体や制御装置を静電気による誤動作や破壊から保護することができる。

また、静電気の除電と静電気からの装置保護には、特別な装置を必要としないので構成が簡単で安価にできる。

本発明の実施例について、図を引用して説明する。

まず、図１に沿ってウェーハハンドリングロボット装置の概要から説明する。

ウェーハ１６は、樹脂製ケース１７に収納されている。

この時、ウェーハ１６は、高い静電気電圧で帯電している場合がある。

ロボット本体１１は、伸縮自在なる多段のアーム１２と、アーム１２の先端に備えたロボットハンド１を有する。

帯電しているウェーハ１６の上げ下ろしは、ロボットハンド１に載せて行なわれる。この上げ下ろしに際しては、ウェーハ１６がロボットハンド１から落下しないように吸着（後述する）して行なわれる。

ウェーハ１６に帯電している静電気は、ロボットハンド１、多段アーム１２、ロボット本体１１、および制御装置１３、並びに装置ベース１４を介してアース１５（アース手段）へと流れ、除電される。

ウェーハ１６に接するロボットハンド１の表面電気抵抗を、ロボット本体１１ないし制御装置１３の電気抵抗より極めて高くする。これにより、ロボット本体１１ないし制御装置１３にかかる静電気の電圧を低くおさえるとともに放電される電流値を小さくして、ロボット本体１１ないし制御装置１３を静電気より保護する。

ロボットハンドは、ウェーハの裏面を吸着するタイプと、ウェーハの周囲エッジを掴むエッジチャックタイプがある。いずれも、ウェーハと直に接する表面電気抵抗を高めることを静電気に対する保護が行なわれる。

図２−Ａ、図２−Ｂ、図２−Ｃ、図２−Ｄを引用し、吸着式のロボットハンドについて説明する。

ロボットハンド１は、ウェーハを吸着する吸着面４、吸着する為の真空孔５、真空を通す真空路６、真空を供給する真空口７を有す。

図２−Ｃに示すロボットハンド１の材料は、内側の基材材料３と表面の表面材料２からなる。基材材料３は、金属やセラミック、又は、その複合材からなる。

また、図２−Ｄに示すロボットハンド１の材料は、基材材料３からなる。基材材料３は、金属やセラミック、又は、その複合材からなるとともに基材材料３の表面電気抵抗が１０^３Ω〜１０^６Ωの導電材である。

また、機械的な硬度が十分であれば、全体を表面基材２と同じ材料で構成しても良い。

次に、ウェーハハンドリングロボット装置の電気抵抗に関する電気的モデル図（図３）を引用して説明する。

ウェーハ１６に帯電した静電気は、ロボットハンド１の電気抵抗値Ｒ２２へ静電気電圧Ｖｓ２１として入力される。ロボットハンド１のもつ電気抵抗値１０^３Ω〜１０^６Ωにより制御装置１３に印加される電圧は、ロボットハンド１の持つ表面電気抵抗Ｒ２２とロボット本体１１の電気抵抗値Ｒ２３と制御装置１３の電気抵抗値Ｒ２４との合成電気抵抗との分圧比だけ小さくなる。

アース接地されたロボット本体１１の電気抵抗値Ｒ２３と制御装置１３の電気抵抗値Ｒ２４の各接地電気抵抗値は、Ｒ２３、Ｒ２４とも０．１Ωとすると、合成電気抵抗で０．０５Ωとなる。

ロボット本体１１の電気抵抗値Ｒ２３と制御装置１３に電気抵抗値Ｒ２４にかかる電圧Ｖ２６は、Ｖ２６＝Ｖｓ２１×（（Ｒ２３・Ｒ２４／（Ｒ２３＋Ｒ２４）／（Ｒ２２＋（（Ｒ２３・Ｒ２４）／（Ｒ２３＋Ｒ２４）））となる。

静電気電圧Ｖｓ２１を２５ｋＶとすると電圧Ｖ２６は、０．０１２５Ｖとなりロボット本体１１、制御装置１３に使用される電子部品を静電気による破壊や誤動作から保護できる。ロボット本体１１内に制御装置がある場合も同様に保護される。

また全電流Ｉ２５はＩ２５＝Ｖｓ／（Ｒ２２＋（（Ｒ２３・Ｒ２４）／（Ｒ２３＋Ｒ２４）））となりアース１５へと流れ除電する。

このように、ロボット本体１１側（ロボット本体１１、装置ベース１４、アース手段を含む）の電気抵抗は、ロボットハンド１の少なくとも表面の電気抵抗値に比べ、格段に低く、ロボット本体１１や制御装置１３にかかる電圧が低くなる。

このため、ロボット本体１１や制御装置１３の電気部品は静電気による破壊や誤動作から保護される。

図４は、本実施例の仕様決定（電気抵抗値、印加電圧、放電時間）表を示す。

ロボットハンドの表面電気抵抗値は、図４により決定した。図４は、静電気がロボットハンド１に印加された時、制御装置に印加される電圧と除電されるまでの時間を表す。

制御部（制御装置１３やロボット本体１１内に制御回路）への印加電圧３１は、ロボットハンド表面電気抵抗値が１０^３Ω以上の場合１．２５Ｖ以下となり、ＩＣを破壊や誤動作を発生させる電圧よりも低い。

放電時間３２は、ロボットハンド表面電気抵抗値が１０^６Ω以下の場合１０^−３ｓ以下となり除電時間が短く、除電効果が高いことを示す。

制御部への印加電圧３１の囲部と放電時間３２の囲部がクロスした範囲がロボットハンド１に最適な表面電気抵抗値３３である。

次に、図５を引用して他の実施例に係るウェーハハンドリングロボット装置について説明する。

ウェーハ１６は、樹脂製ケース１７に収納されている。この時、ウェーハ１６は高い静電気電圧で帯電している場合がある。ロボット１１は、多段のアーム１２を伸ばし、ロボットハンドで帯電しているウェーハ１６を吸着して樹脂製ケース１７より取出す。

ウェーハ１６に帯電している静電気は、ロボットハンドを通り高い電気抵抗に樹脂スペーサ１８を通り、多段アーム１２を経て、ロボット１１の本体で制御装置１３と並列になり装置ベース１４を通って、アース１５へと流れて除電される。

高い電気抵抗の樹脂スペーサ１８により静電気電圧により流れる電流は、小さくなる。高い電気抵抗の樹脂スペーサ１８は、ロボットハンドと多段のアーム１２の間に挟んで使用する。

高い電気抵抗の樹脂スペーサ１８を使用するのは、ロボットハンドの表面電気抵抗値が１０^２Ω以下の場合に適用する。

この実施例は、高い電気抵抗のスペーサをロボットハンドと多段のアームを間に介在したところが特徴である。こうすることにより、ロボットハンドを金属の材料だけで形成でき、表面の電気抵抗を考慮する必要がないメリットがある。

本発明の実施例に係わるもので、ウェーハハンドリングロボット装置示す図。本発明の実施例に係わるもので、ロボットハンドの平面図。本発明の実施例に係わるもので、ロボットハンドの側面図。本発明の実施例に係わるもので、図２−ＡのＡ−Ａ断面図。本発明の実施例に係わるもので、図２−ＡのＡ−Ａ断面図で図２−Ｃとは違う材料のものを示す。本発明の実施例に係わるもので、ウェーハハンドリングロボット装置の電気抵抗に関する電気的モデル図。本発明の実施例に係わるもので、本実施例の仕様決定（電気抵抗値、印加電圧、放電時間）表を示す図。本発明の他の実施例に係るウェーハハンドリングロボット装置を示す図。

符号の説明

１…ロボットハンド、２…基材表面、３…基材材料、４…吸着面、５…真空孔、６…真空路、７…真空口、１１…ロボット本体、１２…多段アーム、１３…制御装置、１４…装置ベース、１５…アース、１６…ウェーハ、１７…樹脂製ケース、１８…高い電気抵抗の樹脂スペーサ、２１…静電気電圧Ｖｓ、２２…ロボットハンド１の電気抵抗値Ｒ、２３…ロボット１１の電気抵抗値Ｒ、２４…制御装置１３の電気抵抗値Ｒ、２５…全電流、２６…制御装置１３の電気抵抗値Ｒ２４にかかる電圧Ｖ、３１…制御部への印加電圧、３２…放電時間、３３…最適な表面電気抵抗値。

Claims

ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられ、ウェーハの搬送をするロボットハンドと、前記ロボット本体をアースに設置するアース手段を有し、
前記ロボットハンドは、少なくとも表面の電気抵抗がアース手段の電気抵抗を含めた前記ロボット本体の電気抵抗よりも高いことを特徴とするウェーハハンドリングロボット装置。
ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられ、ウェーハの搬送をするロボットハンドと、前記ロボット本体をアースに設置するアース手段を有し、
前記ロボットハンドは、少なくとも表面の電気抵抗が１０^３〜１０^６Ωであることを特徴とするウェーハハンドリングロボット装置。
ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられ、ウェーハの搬送をするロボットハンドと、前記ロボット本体をアースに設置するアース手段を有し、
前記ロボットハンドは、内側になる基材材料と、表面の表面材料とを有し、
前記表面材料の電気抵抗が１０^３〜１０^６Ωであることを特徴とするウェーハハンドリングロボット装置。
ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられたアームと、前記アームに設けられ、ウェーハの搬送をするロボットハンドと、前記ロボット本体を制御する制御装置と、前記ロボット本体、および前記制御装置を載置する装置ベースと、前記装置ベースをアースに設置するアース手段を有し、
前記ロボットハンドは、少なくとも表面の電気抵抗が１０^３〜１０^６Ωであることを特徴とするウェーハハンドリングロボット装置。
アースされているロボット本体に設けられ、ウェーハの搬送をするウェーハハンドリングロボット装置のロボットハンドにおいて、
ロボットハンドは、少なくとも表面の電気抵抗が１０^３〜１０^６Ωであることを特徴とするウェーハハンドリングロボット装置のロボットハンド。