JP2011119347A - エッジグリップ装置、それを備える搬送ロボット及び半導体プロセス用ウエハの解放方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体プロセス用ウエハを解放した後における半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキをなくすことができるエッジグリップ装置を提供する。
【解決手段】 チャックハンド１は、第１受け部１３及び第２受け部１４が互いに対向する板状のハンド本体１２と、押圧面２１ａにより第１受け部１３に向かって半導体プロセス用ウエハ３のエッジを押して、第１受け部１３と共に把持する押圧機構１７とを有する。第２受け部１４は、第２支持面１６に段差１６ｃを有する。また、段差１６ｃは、押圧機構により把持される半導体プロセス用ウエハ３が解放されて押し戻されたときに半導体プロセス用ウエハ３のエッジに当たるように形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体プロセス用ウエハのエッジを把持するためのエッジグリップ装置、及びそれを備える搬送ロボットに関する。

また本発明は、半導体プロセス用ウエハのエッジを把持するためのエッジグリップ装置における半導体プロセス用ウエハの解放方法に関する。

半導体ウエハ、ガラス基板等の基板を搬送する搬送ロボットは、その先端部にエンドエフェクト、例えばハンドを有しており、このハンドにより基板を保持して搬送するように構成されている。基板を保持するハンドとしては、例えば、基板の下面を吸着してその基板を保持するものがあるが、吸着する際に基板の下面にパーティクルが付着することがある。基板は、パーティクルが付着することを嫌うので、パーティクルが付着しない別の方法で基板を保持することが好ましい。パーティクルが付着しない別の方法として基板を把持する方法がある。このような方法を実現するハンドとして、例えば特許文献１に記載の基板保持装置がある。

特許文献１に記載の基板保持装置は、ロボットのアームに連結されるアーム連結部を有する。アーム連結部には、基板保持部が取り付けられている。基板保持部は、先端側が二股状に構成されている。各々の先端部には、先端受け部が形成されている。また、基板保持部の元部には、一対の元部受け部が形成されている。一対の元部受け部は、一対の先端受け部に対向するように設けられており、一対の先端受け部と共に基板を支持するように構成されている。

また、アーム連結部には、クランプシリンダが設けられている。クランプシリンダ内には、ピストンロッドが進退可能に挿入されている。ピストンロッドの先端には、プッシャーが設けられている。プッシャーは、クランプシリンダにエアを供給することでピストンロッドにより押し出され、基板のエッジを一対の先端受け部の方に押圧するように構成されている。このように基板のエッジを押圧することで、プッシャーと一対の先端受け部とにより基板が把持される。即ち、基板保持装置により基板が保持される。

特開２００２−１３４５８６号公報

特許文献１に記載の基板保持装置では、プッシャーと前記一対の先端受け部とで基板を把持することで基板の位置決めも同時に行うように構成されている。しかし、基板を把持する際、プッシャーにより基板が押圧されることで、基板保持部の先端側が下側に反ってしまう。そのため、把持した基板を解放するためにプッシャーを後退させると、基板保持部が反りを戻そうとスプリングバックを起こす。このスプリングバックにより基板は、元部受け部の方へと押し戻される。スプリングバックを制御することは難しく、押し戻される量には、基板毎にバラツキがあり、基板を解放した後における基板の位置にバラツキが生じてしまう。

そこで本発明は、把持した半導体プロセス用ウエハを解放した後における該半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキがないエッジグリップ装置、それ備える搬送ロボット及び半導体プロセス用ウエハの解放方法を提供することを目的としている。

本発明のエッジグリップ装置は、互いに対向するように設けられ、半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する第１受け部と第２受け部とを有する板状のエッジグリップ本体と、押圧面により前記第１受け部側に向かって前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧して前記第１受け部と共に前記半導体プロセス用ウエハを把持し、且つ押圧面による前記半導体プロセス用ウエハのエッジの押圧を解除して前記半導体プロセス用ウエハを解放可能な押圧機構とを備えるエッジグリップ装置であって、前記第２受け部は、前記半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する支持面に段差を有し、前記段差は、前記押圧面の押圧方向において、前記半導体プロセス用ウエハを把持した状態における前記押圧面の位置と前記半導体プロセス用ウエハを解放した状態における前記押圧面の位置との間に形成されており、前記段差は、解放した状態で前記半導体プロセス用ウエハのエッジに当たるように形成されているものである。

上記構成に従えば、前記半導体プロセス用ウエハを把持する際に、前記押圧機構が前記第１受け部側に向かって前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧することで、前記半導体プロセス用ウエハを前記段差から離すように前記エッジグリップ本体が反り返ってしまう。その結果、記半導体プロセス用ウエハを解放する際、前記エッジグリップ本体がスプリングバックして前記半導体プロセス用ウエハを前記段差の方に押し戻される。この押し戻された半導体プロセス用ウエハを段差に当てることにより押し戻し位置が一定になる。それ故、把持した半導体プロセス用ウエハを解放した後における半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキをなくすことができる。

上記発明において、前記段差は、前記半導体プロセス用ウエハを規定の位置に位置決めできるような位置及び形状に形成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、段差に当たった半導体プロセス用ウエハは、段差により規定の位置に位置決めされる。このように半導体プロセス用ウエハを規定の位置に位置決めすることで、半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキをなくし、且つ半導体プロセス用ウエハの位置精度を向上させることができる。

上記発明において、前記段差は、前記エッジグリップ本体の厚み方向から見て、前記半導体プロセス用ウエハの外形に沿った形状に形成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、スプリングバックにより押し戻された半導体プロセス用ウエハを段差に沿って配置される。これにより、把持した半導体プロセス用ウエハを解放した後における半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキをなくすことができる。

上記発明において、前記第２受け部の支持面は、第１支持領域と、第１支持領域より第１受け部側にあり且つ低い位置にある第２支持領域とを有し、前記段差は、前記第１支持領域と前記第２支持領域とを繋ぐように配置されていることが好ましい。

上記構成に従えば、第１支持領域又は第２支持領域でウエハのエッジが支持される。ウエハのエッジが第１支持領域にある場合、押圧機構によりウエハのエッジを押圧することでそのエッジが第２支持領域へと移動する。そして、この位置でウエハが把持される。第２支持領域にある場合、そのまま押圧機構によりウエハのエッジが押圧される。そしてウエハが把持される。第２支持領域の方が第１支持領域より第１受け部側にあり且つ第１支持領域よりも低い位置にあるので、段差が第１受け部の方に向いている。それ故、エッジグリップ本体がスプリングバックを起してウエハが段差の方へと押し戻されると、ウエハのエッジが段差に当る。そうすることで、ウエハの押し戻し位置が一定になる。このように、スプリングバックした後のウエハの押し戻し位置を一定にすることができるので、ウエハが解放された後におけるウエハの位置のバラツキをなくすことができる。

上記発明において、前記段差は、その高低差が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

上記構成に従えば、半導体プロセス用ウエハのエッジが第１支持領域から第２支持領域に落ちる際に半導体プロセス用ウエハに生じる衝撃を小さくすることができる。また、スプリングバックにより段差の方へと押し戻される半導体プロセス用ウエハのエッジが段差を乗り越えることを防ぐことができる。これにより、半導体プロセス用ウエハを段差の手前で止めることができ、半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキをなくすことができる。

本発明の搬送ロボットは、上記何れかの１つのエッジグリップ装置を備えるものである。

上記構成に従えば、前述のような作用効果を奏するエッジグリップ装置を備える搬送ロボットを実現することができる。

本発明の半導体プロセス用ウエハの解放方法は、互いに対向するように設けられ、半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する第１受け部と第２受け部とを有する板状のエッジグリップ本体と、押圧面により前記第１受け部側に向かって前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧して前記第１受け部と共に前記半導体プロセス用ウエハを把持し、且つ押圧面による前記半導体プロセス用ウエハのエッジの押圧を解除して前記半導体プロセス用ウエハを解放可能な押圧機構とを備え、前記第２受け部は、前記半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する支持面に段差を有し、前記段差は、前記押圧面の押圧方向において、前記半導体プロセス用ウエハを把持した状態における前記押圧面の位置と前記半導体プロセス用ウエハを解放した状態における前記押圧面の位置との間に形成されているエッジグリップ装置における半導体プロセス用ウエハの解放方法であって、前記押圧機構により前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧して前記第１受け部と共に前記半導体プロセス用ウエハを把持し、把持する前記半導体プロセス用ウエハのエッジへの押圧を解除して前記半導体プロセス用ウエハを解放し、解放することで前記段差に押し戻された前記半導体プロセス用ウエハのエッジを前記段差に当てる方法である。

上記構成に従えば、前記半導体プロセス用ウエハを把持する際に、前記押圧機構が前記第１受け部側に向かって前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧することで、前記半導体プロセス用ウエハを前記段差から離すように前記エッジグリップ本体が反り返ってしまう。その結果、記半導体プロセス用ウエハを解放する際、前記エッジグリップ本体がスプリングバックして前記半導体プロセス用ウエハを前記段差の方に押し戻される。段差の方まで押し戻された半導体プロセス用ウエハを段差に当たることにより押し戻し位置が一定になる。それ故、把持した半導体プロセス用ウエハを解放した後における半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキをなくすことができる。

本発明によれば、把持した半導体プロセス用ウエハを解放した後における半導体プロセス用ウエハの位置のバラツキをなくすことができる。

本発明に係るエッジグリップ装置の一実施形態のチャックハンドを備える搬送ロボットを示す斜視図である。 図１のチャックハンドを拡大して示す拡大平面図である。 （ａ）は、図２のチャックハンドを切断線Ａ−Ａで切断して見た断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のプッシャー２１の部分を拡大して示す拡大断面図である。 （ａ）は、チャックハンドが半導体プロセス用ウエハを把持している状態を図２のように拡大して示す拡大平面図であり、（ｂ）は、チャックハンドが半導体プロセス用ウエハを把持している状態を図３（ａ）のように切断線Ａ−Ａで切断して見た断面図である。 （ａ）は、半導体プロセス用ウエハが位置決めされている状態を図２のように拡大して示す拡大平面図であり、（ｂ）は、半導体プロセス用ウエハが位置決めされている状態を図３（ａ）のように切断線Ａ−Ａで切断して見た断面図である。 チャックハンドにより半導体プロセス用ウエハを位置決めする際の位置決め方法の手順を示すフローチャートである。

以下では、本発明に係るエッジグリップ装置の一実施形態であるチャックハンド１を備える搬送ロボット２について、図１乃至６を参照しつつ説明する。なお、以下に説明するチャックハンド１及び搬送ロボット２は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

［搬送ロボットの構成］
搬送ロボット２は、半導体プロセス用ウエハ３を搬送できるロボットであり、例えば半導体処理設備に備わっている。本発明において、半導体プロセス用ウエハは、半導体プロセスにおいて用いられる薄い板であり、半導体デバイスの基板の材料であると定義される。半導体プロセス用ウエハには、半導体ウエハとガラスウエハとが含まれる。半導体ウエハには、例えば、シリコンウエハ、その他の半導体単体のウエハ、化合物半導体のウエハ等が含まれる。ガラスウエハには、例えば、ＦＰＤ(Flat Panel Display)用ガラス基板、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)用ガラス基板、サファイヤ（単結晶アルミナ）ウエハ等が含まれる。半導体処理設備には、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理及び平坦化処理等のプロセス処理を施すための半導体処理装置（図示せず）が備わっている。搬送ロボット２は、図示しないフープに収容される半導体プロセス用ウエハ３を取って各半導体処理装置内の予め定められた収容位置に搬送するように構成されている。また、搬送ロボット２は、各半導体処理装置内に予め定められた収容位置に置かれた半導体プロセス用ウエハ３を取って、他の半導体処理装置内に搬送するように構成されている。

搬送ロボット２は、図１に示すような、いわゆる水平多関節型の３軸ロボットであり、半導体処理設備のケーシングに固定される基台４を有する。基台４には、上下方向（図１の矢符Ｂ）に伸縮する昇降軸５が設けられている。昇降軸５は、図示しないエアシリンダ等で伸縮可能に構成されている。このように伸縮可能な昇降軸５の上端部には、第１アーム６が取り付けられている。

第１アーム６は、水平方向に延びる長尺の部材であり、その長手方向の一端部は、昇降軸５に鉛直な軸線Ｌ１回りに回動可能に取り付けられている。第１アーム６は、図示しない電気モータにより回動駆動できるように構成されている。第１アーム６の長手方向他端部には、第２アーム７が取り付けられている。

第２アーム７もまた、水平方向に延びる長尺状の部材であり、その長手方向一端部が第１アーム６に鉛直な軸線Ｌ２回りに回動可能に取り付けられている。第２アーム７は、図示しない電気モータにより回動駆動できるように構成されている。第２アーム７の長手方向他端部には、チャックハンド１が鉛直な軸線Ｌ３回りに回動可能に取り付けられている。チャックハンド１は、図示しない電気モータにより回動駆動できるように構成されている。昇降軸５の昇降、並びに第１アーム６、第２アーム７及びチャックハンド１の回動は、図示しない制御装置により制御されている。

［チャックハンドの構成］
エッジグリップ装置であるチャックハンド１は、図２に示すように取付板１１を有する。取付板１１は、平面視で大略的に矩形に形成された板部材である。取付板１１の長手方向一端側の部分は、第２アーム７の上面に回動可能に取り付けられている。また、取付板１１の長手方向他端側の部分には、ハンド本体１２が取り付けられている。

エッジグリップ本体であるハンド本体１２は、先端側が二股に分かれており、平面視でＹ字状に構成されている。ハンド本体１２の基端部は、取付板１１に固定されている。またハンド本体１２において、二股に分かれた各々の先端部分には、第１受け部１３が設けられている。また、ハンド本体１２の基端部には、これら一対の第１受け部１３，１３に対向するように一対の第２受け部１４、１４が設けられている。一対の第１受部１３，１３と一対の第２受部１４，１４とは、半導体プロセス用ウエハ３を支持する機能を有する。それ故、これらは、半導体プロセス用ウエハ３の形状に応じて、当該半導体プロセス用ウエハ３を適切に支持できるような位置及び形状に形成されている。半導体プロセス用ウエハ３の形状は任意であるが、以下では、半導体プロセス用ウエハ３の形状が円形である例を示す。

図３（ａ）に示すように、一対の第１受け部１３，１３の各々は、ハンド本体１２の先端側にクランプ部１３ａを有している。このクランプ部１３ａは、上方に延在しており、後述するプッシャー２１に対向している。また、第１受け部１３のクランプ部１３ａ以外の部分の上面は、第１支持面１５となっている。第１支持面１５は、チャックハンド１に載せられた半導体プロセス用ウエハ３のエッジを支持するように構成されている。このように構成される第１支持面１５は、ハンド本体１２の基端側からクランプ部１３ａに向かって上方に傾斜し、平面視において（ハンド本体１２の厚み方向から見て）半導体プロセス用ウエハ３のエッジの形状に合わせて円弧状に湾曲している。

他方、一対の第２受け部１４は、ハンド本体１２の幅方向に離れて夫々設けられている。一対の第２受け部１４の各々の上面は、第２支持面１６となっている。以下では、図３（ｂ）も参照しつつ説明する。第２支持面１６は、チャックハンド１に載せられた半導体プロセス用ウエハ３のエッジを支持するように構成されている。第２支持面１６は、ハンド本体１２の基端側にある第１支持領域１６ａと、この第１支持領域１６ａよりも第１受け部１３側にある第２支持領域１６ｂとを有している。第２支持領域１６ｂは、第１支持領域１６ａよりも低い位置に配置されている。この第２支持領域１６ｂと第１支持領域１６ａとを繋ぐように段差１６ｃが形成されている。

第１支持領域１６ａ及び第２支持領域１６ｂは、夫々、段差１６ｃに向かって下方及び上方に傾斜している。即ち、第２支持面１６は、第１受け部１３側の先端からハンド本体１２の基端側に向かって上方に傾斜している。逆に、第１支持面１５は、第２支持面１６側からハンド本体１２の先端側に向かって上方に傾斜している。それ故、第１支持面１５及び第２支持面１６は、ハンド本体１２の中央付近に向かってテーパ状に傾斜している。そのため、第１支持面１５及び第２支持面１６は、その上に載せられた半導体プロセス用ウエハ３のエッジを点接触にて支持することができる。

また、第１支持領域１６ａ及び第２支持領域１６ｂの間に介在する段差１６ｃは、半導体プロセス用ウエハ３の厚みの略半分ぐらいの高低差を有している。段差１６ｃの高低差は、好ましくは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。このような高低差を有する段差１６ｃの段面は、クランプ部１３ａに対向する対向面１６ｄを成している。一方、クランプ部１３ａの、この対向面１６ｄに対向する面が対向面１３を成している。段差１６の対向面１６ｄ及びクランプ部１３ａの対向面１３ｂは、共に上下方向に延在している。このように上下方向に延在する段差１６の対向面１６ｄ及びクランプ部１３ａの対向面１３ｂは、半導体プロセス用ウエハ３のエッジに対応する形状（即ち、円弧状）になっており、それらの間に半導体プロセス用ウエハ３が嵌まり込むように構成されている。

なお、第２受け部１３において湾曲しているのは、段差１６ｃの対向面１６ｄだけでなく、第２支持面１６全体が半導体プロセス用ウエハ３のエッジに合わせてハンド本体１２の基端側に突出するように円弧状に湾曲している。また、第１受け部１３おいて湾曲しているのもクランプ部１３ａだけでなく、第１支持面１５全体が半導体プロセス用ウエハ３のエッジに合わせてハンド本体１２の先端側へ突出するように円弧状に湾曲している。

このように各々の対向面１３ｂ，１６ｄの間に嵌まり込んだ半導体プロセス用ウエハ３は、各々の対向面１３ｂ，１６ｄに半導体プロセス用ウエハ３のエッジが当たっていることが理想的である。しかし、第１受け部１３及び第２受け部１４の加工精度及び位置精度、並びに半導体プロセス用ウエハ３の加工精度等により、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが２つ又は３つの対向面１３ｂ，１６ｄしか当たらないこともあり、また全ての対向面１３ｂ，１６ｄに当たらない場合もある。しかし、そのような場合においても、段差１６ｃの対向面１６ｄによって半導体プロセス用ウエハ３のハンド本体１２の基端側における位置が規制されるので、段差１６ｃが存在しない場合に比べて、半導体プロセス用ウエハ３の位置精度が向上する。

このように対向面１３ｂ，１６ｄの間に半導体プロセス用ウエハ３を載せることができるチャックハンド１の取付板１１には、押圧機構１７が設けられている。押圧機構１７は、半導体プロセス用ウエハ３をクランプ部１３ａの対向面１３ｂに向かって押圧できるように構成されている。具体的には、押圧機構１７は、シリンダ１８を有している。シリンダ１８は、取付板１１の中間部に設けられている。シリンダ１８内には、ロッド１９が進退可能に挿入されている。ロッド１９の一端部には、ピストン２０が形成されている。ピストン２０は、シリンダ１８内を第１及び第２空間１８ａ，１８ｂの２つの空間に分けている。ロッド１９は、第１空間１８ａにエアを供給することで前進する。また、ロッド１９は、第２空間１８ｂにエアを供給すること後退するようになっている。このように進退するロッド１９の他端部には、プッシャー２１が設けられている。

プッシャー２１は、大略的に直方体に形成されている。プッシャー２１の一側面は、ロッド１９に固定されている。また、プッシャー２１の一側面と反対側の面は、押圧面２１ａになっている。押圧面２１ａは、下方に向かって広がるように傾斜している。このように構成されるプッシャー２１は、一対の第２受け部１４の間に形成される貫通溝２２内に配置されている。この貫通溝２２は、ハンド本体１２の基端から先端側へと延びている。プッシャー２１は、この貫通溝２２内をロッド１９の進退に伴って進退するように配置されている。

このように構成されるプッシャー２１の押圧面２１ａは、ロッド１９が最も後退した状態で段差１６ｃよりもハンド本体１２の基端側、即ち後方に配置される。つまり、押圧面２１ａは、ロッド１９が最も後退した状態で第１支持領域１６ａまで下がるように構成されている。逆に、ロッド１９が最も前進した状態では、押圧面２１ａが段差１６ｃよりもハンド本体１２の先端側、即ち前方に配置される。つまり、押圧面２１ａは、ロッド１９が最も前進した状態で第２支持領域１６ｂまで出ているように構成されている。

このように進退する押圧面２１ａは、ロッド１９が前進すると、一対の第１支持面１５及び一対の第２支持面１６に支持された半導体プロセス用ウエハ３のエッジに当たるように構成されている。プッシャー２１は、ロッド１９を更に前進させることで、一対の第１受け部１３のクランプ部１３ａに向かって半導体プロセス用ウエハ３を押し、このクランプ部１３ａと共に半導体プロセス用ウエハ３を把持するように構成されている。

このように把持する際、ハンド本体１２の二股に分かれた先端側は、半導体プロセス用ウエハ３の周方向に互いに離れるように変形する。また、プッシャー２１が半導体プロセス用ウエハ３を介して第１受け部１３の上面を下方に押すことで、ハンド本体１２の先端側は、下方に反り返るように変形する。このようにハンド本体１２が反り返ることで、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが段差１６から離れるか、より離れてしまう（図４（ｂ）参照）。図４（ｂ）において、反り返る前の半導体プロセス用ウエハ３の状態を２点鎖線に示す。

ここでハンド本体１２の先端側の変形及び反り返りは、ハンド本体１２が板体であり、かつハンド本体１２が片持ち状にロボットアームに支持されていて、ハンド本体１２の先端が自由端となっていることに起因する。また、このハンド本体１２の先端側の変形及び反り返りの大きさは、押圧機構１１による半導体プロセス用ウエハ３の把持力（押圧力）の強さに応じて増大する。それ故、押圧機構１１の押圧力により、このハンド本体１２の先端側の変形及び反り返りが現実には生じてしまう。

このように、プッシャー２１は、ロッド１９が前進することで、ハンド本体１２の先端側を下方に反り返して半導体プロセス用ウエハ３のエッジを段差１６ｃから離すか、より離れてしまう。なお、図４（ｂ）では、説明の便宜上、ハンド本体１２が大きく反った状態を誇張して示しているが、実際には、ハンド本体１２の反り具合は、僅かである。但し、反り具合は、上述のように、ハンド本体１２の剛性や利用者等に依存して定まるものであり、必ずしも僅かである必要はない。

また、プッシャー２１は、ロッド１９が後退すると、把持していた半導体プロセス用ウエハ３を解放するように構成されている。解放する際、プッシャー２１は、段差１６ｃより後方の位置まで素早く後退させられる（例えば、３００ｍ／ｓｅｃ）。ハンド本体１２は、プッシャー２１を素早く後退させることで、反り返ったハンド本体１２の先端側を撥ねるように起きてしまう。つまり、ハンド本体１２は、スプリングバックを生じる。

ハンド本体１２でスプリングバックが生じると、半導体プロセス用ウエハ３は、第１受け部１３により段差１６ｃに向かって押し戻される。このスプリングバックによる半導体プロセス用ウエハ３の押し戻し量は、プッシャー２１の後退の速さに応じて増大する。それ故、押圧機構１１によって、このスプリングバックによる半導体プロセス用ウエハ３の押し戻しが結果的に生じてしまう。段差１６ｃは、この押し戻された半導体プロセス用ウエハ３が当たるように構成されている。また、段差１６ｃは、前述の通り円弧状に形成されており、後で詳述するように半導体プロセス用ウエハ３を規定の位置に案内して半導体プロセス用ウエハ３を規定の位置又はその近傍にて位置決めする（図５参照）。

［搬送ロボット及びチャックハンドの動作（半導体プロセス用ウエハの解放方法］
以下では、図４乃至６を参照しつつ、このように構成される搬送ロボット２により把持した半導体プロセス用ウエハ３を解放する方法について、搬送ロボット２が半導体プロセス用ウエハ３を把持しにいくところから説明する。まず、図示しない制御装置は、搬送ロボット２の昇降軸５、第１アーム６、第２アーム７及びチャックハンド１を動かして、チャックハンド１を半導体プロセス用ウエハ３の下方に配置する（ステップＳ１）。この際、制御装置は、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが第１支持面１５及び第２支持面１６の上方に配置されるように搬送ロボット２を動かす。

半導体プロセス用ウエハ３の下方にチャックハンド１が配置されると、制御装置は、昇降軸５を伸長させてチャックハンド１を上昇させ、半導体プロセス用ウエハ３のエッジを第１支持面１５及び第２支持面１６に夫々載せる（ステップＳ２）。載せられた半導体プロセス用ウエハ３は、第１支持面１５及び第２支持面１６により４点で支持される。このように支持される半導体プロセス用ウエハ３のエッジは、前述したように第１支持面１５及び第２支持面１６が傾斜しているため、第１支持面１５及び第２支持面１６にて点接触（又は線接触）している。それ故、第１支持面１５及び第２支持面１６に付着するパーティクルが半導体プロセス用ウエハ３に付いてしまうことが抑制され、また半導体プロセス用ウエハ３のエッジが第１支持面１５及び第２支持面１６上を摺動しやすくなっている。

また、チャックハンド１に載せられる半導体プロセス用ウエハ３は、通常、クランプ部１３ａの対向面１３ｂと段差１６ｃの対向面１６ｄとの間に入るようになっている。しかし、半導体プロセス用ウエハ３の位置精度、及びステップＳ１におけるチャックハンド１の制御精度に応じて、半導体プロセス用ウエハ３が載置されるハンド本体１２の位置にバラツキが生じることがある。それ故、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが、必ずしも前記対向面１３ｂ、１３ｄの間に入らない場合がある。その場合、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが第１支持領域１６ａに載ってしまう。半導体プロセス用ウエハ３を把持するとき、半導体プロセス用ウエハ３のエッジは、第２支持面１６の第２支持領域１６ｂにある。それ故、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが第１支持領域１６ａに載置されてしまうと、後述するステップＳ３で半導体プロセス用ウエハ３を把持する際、前記半導体プロセス用ウエハ３のエッジを第１支持領域１６ａから第２支持領域１６ｂの方に落さなければならない。このとき、半導体プロセス用ウエハ３に衝撃が生じる。しかし、前述の通り段差１６ｃの高低差が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるので、その衝撃を抑えることができる。

半導体プロセス用ウエハ３の載置後、制御装置は、押圧機構１７と第１受け部１３とにより半導体プロセス用ウエハ３を把持する（ステップＳ３）。ここでは、まずシリンダ１８内の第１空間１８ａにエアが供給される。これにより、プッシャー２１がハンド本体１２の先端側に向かって前進する。前進すると、やがてプッシャー２１の押圧面２１ａが半導体プロセス用ウエハ３のエッジに当たる。さらに前進させることで、プッシャー２１が半導体プロセス用ウエハ３のエッジを第１受け部１３のクランプ部１３ａの方へと押していく。そうすると、やがて半導体プロセス用ウエハ３が第１受け部１３のクランプ部１３ａに当たる。半導体プロセス用ウエハ３のエッジがクランプ部１３ａに当たった後も、更にプッシャー２１を前進させ続けると、プッシャー２１がクランプ部１３ａに半導体プロセス用ウエハ３のエッジを押圧する。これにより、半導体プロセス用ウエハ３は、クランプ部１３ａとプッシャー２１とによって把持され、チャックハンド１に保持される。

把持する際、プッシャー２１が半導体プロセス用ウエハ３を押圧すことで、第１受け部１３の上面が半導体プロセス用ウエハ３を介して下方に押される。これにより、ハンド本体１２の先端側が下方に反り返るように変形する。このようにハンド本体１２の先端側が下方に反り返ることで、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが段差１６ｃから離されるか、より離される（図４（ｂ）参照）。このように半導体プロセス用ウエハ３を把持した後、制御装置は、搬送ロボット２の昇降軸５、第１アーム６、第２アーム７及びチャックハンド１を動かして、半導体プロセス用ウエハ３を所定位置の上方まで搬送する（ステップＳ４）。

次に、制御装置は、半導体プロセス用ウエハ３のエッジにかかる押圧を解除して半導体プロセス用ウエハ３を解放する（ステップＳ５）。ここでは、まず、制御装置がシリンダ１８内の第２空間１８ｂにエアを供給させて、押圧機構１７のプッシャー２１を後退させる。これにより、半導体プロセス用ウエハ３が解放される。解放する際に、制御装置は、第２空間１８ｂにエアを素早く供給する。これにより、プッシャー２１が素早く後退し、ハンド本体１２でスプリングバックが生じる。このスプリングバックにより、半導体プロセス用ウエハ３が第１受け部１３により段差１６ｃに向かって押し戻される。

このように半導体プロセス用ウエハ３が押し戻されることで、半導体プロセス用ウエハ３のエッジが段差１６ｃに当たる（ステップＳ６）。段差１６ｃは、その高低差が半導体プロセス用ウエハ３の厚みの半分程度、具体的には０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に構成されている。それ故、段差１６ｃは、そこに向かってくる半導体プロセス用ウエハ３のエッジに当たる。段差１６ｃに当たった半導体プロセス用ウエハ３は、段差１６ｃにより規定位置へと案内され、その規定の位置又はその近傍にて止められる。このように段差１６ｃが半導体プロセス用ウエハ３を止めることで、半導体プロセス用ウエハ３により押し戻される量が規制される。つまり、押し戻される位置が一定となり、解放した後の半導体プロセス用ウエハ３の位置のバラツキがなくなる。また、段差１６ｃにより規定の位置又はその近傍にて止められることで、半導体プロセス用ウエハ３が規定の位置にて位置決めされる。ここで、規定の位置での位置決めには、半導体プロセス用ウエハ３が規定の位置にて配置されることだけでなく、半導体プロセス用ウエハ３が規定の位置の近傍に配置されることも含む。

このように位置決めされると、制御装置は、昇降軸５を収縮させてチャックハンド１を下降させて、半導体プロセス用ウエハ３を所定位置に載置し（ステップＳ７）、処理が終了する。

本実施形態では、チャックハンド１は、一対の第１受け部１３，１３及び一対の第２受け部１４，１４の４つの部材で半導体プロセス用ウエハ３を支持するようになっているが、必ずしも４つの部材で支持する必要はない。たとえば、２つ又は３つの部材で支持するようにしてもよく、また５つ以上の部材で支持するようになっていてもよい。

本発明は、半導体プロセス用ウエハのエッジを把持するためのエッジグリップ装置、及びそれを備える搬送ロボットに適用することができる。

また、本発明は、半導体プロセス用ウエハのエッジを把持するためのエッジグリップ装置における位置決め方法に適用することができる。

１ チャックハンド
２ 搬送ロボット
３ 半導体プロセス用ウエハ
１２ ハンド本体
１３ 第１受け部
１４ 第２受け部
１６ 第２支持面
１６ａ 第１支持領域
１６ｂ 第２支持領域
１６ｃ 段差
１７ 押圧機構

Claims (7)

1. 互いに対向するように設けられ、半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する第１受け部と第２受け部とを有する板状のエッジグリップ本体と、
   押圧面により前記第１受け部側に向かって前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧して前記第１受け部と共に前記半導体プロセス用ウエハを把持し、且つ押圧面による前記半導体プロセス用ウエハのエッジの押圧を解除して前記半導体プロセス用ウエハを解放可能な押圧機構とを備えるエッジグリップ装置であって、
   前記第２受け部は、前記半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する支持面に段差を有し、
   前記段差は、前記押圧面の押圧方向において、前記半導体プロセス用ウエハを把持した状態における前記押圧面の位置と前記半導体プロセス用ウエハを解放した状態における前記押圧面の位置との間に形成されており、
   前記段差は、解放した状態で前記半導体プロセス用ウエハのエッジが該段差に当たるように形成されていることを特徴とするエッジグリップ装置。
2. 前記段差は、前記半導体プロセス用ウエハを規定の位置に位置決めできるような位置及び形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエッジグリップ装置。
3. 前記段差は、前記エッジグリップ本体の厚み方向から見て、前記半導体プロセス用ウエハの外形に沿った形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエッジグリップ装置。
4. 前記第２受け部の前記支持面は、第１支持領域と、該第１支持領域より前記第１受け部側にあり且つ低い位置にある第２支持領域とを有し、
   前記段差は、前記第１支持領域と前記第２支持領域とを繋ぐように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエッジグリップ装置。
5. 前記段差の高低差が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のエッジグリップ装置。
6. 請求項１乃至４の何れか１つに記載のエッジグリップ装置を備えることを特徴とする搬送ロボット。
7. 互いに対向するように設けられ、半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する第１受け部と第２受け部とを有する板状のエッジグリップ本体と、
   押圧面により前記第１受け部側に向かって前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧して前記第１受け部と共に前記半導体プロセス用ウエハを把持し、且つ押圧面による前記半導体プロセス用ウエハのエッジの押圧を解除して前記半導体プロセス用ウエハを解放可能な押圧機構とを備え、
   前記第２受け部は、前記半導体プロセス用ウエハのエッジを支持する支持面に段差を有し、
   前記段差は、前記押圧面の押圧方向において、前記半導体プロセス用ウエハを把持した状態における前記押圧面の位置と前記半導体プロセス用ウエハを解放した状態における前記押圧面の位置との間に形成されているエッジグリップ装置における半導体プロセス用ウエハの解放方法であって、
   前記押圧機構により前記半導体プロセス用ウエハのエッジを押圧して前記第１受け部と共に前記半導体プロセス用ウエハを把持し、
   把持する前記半導体プロセス用ウエハのエッジへの押圧を解除して前記半導体プロセス用ウエハを解放し、
   解放することで前記段差に押し戻された前記半導体プロセス用ウエハのエッジを前記段差に当てることを特徴とする半導体プロセス用ウエハの解放方法。
   

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