JP2012115983A

JP2012115983A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2012115983A
Application number: JP2012012694A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nonaka; 英明野中; Miki Nakada; 幹中田; Kenji Kobayashi; 賢治小林
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2012-06-21

Abstract

【課題】板状部材を搬送する際の当該板状部材の外周部垂れ下がり打ち消して搬送することのできる搬送装置を提供すること。
【解決手段】先端にウエハＷの吸着アーム１４を備えた多関節型ロボットからなる搬送装置１０であり、当該搬送装置１０は、前記ウエハＷを保持したときの重さで吸着アーム１４が撓んでウエハＷが垂れ下がったときに、ウエハＷの外周部における垂れ下がり量及び基準線Ｌ方向のずれ量を打ち消すように吸着アーム１４を角度調整してウエハＷを略水平姿勢に保つように構成されている。ウエハＷの垂れ下がり量は、第１及び第２の測長器４０，４１による測長によって求めることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は搬送装置に係り、更に詳しくは、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）等の板状部材を搬送して所定箇所に移載する際に、前記板状部材の外周部垂れ下がりを解消して搬送することのできる搬送装置に関する。

従来より、ウエハには、その回路面を保護するための保護シートを貼付したり、裏面又は表面に感熱接着性の接着シートを貼付することが行われている。

このようなシートをウエハに貼り付ける構成としては、搬送装置を介してウエハカセットからウエハを一枚ずつ取り出し、当該ウエハをシート貼付装置に組み込まれた貼付テーブルに移載した後、ウエハ上面にシートを繰り出して押圧ローラによって押圧し、その後に、ウエハ外周縁に沿ってシートを切断するという構成が知られている。
係るシート貼付に用いられる搬送装置として、例えば、特許文献１には、アーム型のロボットが開示されている。

特開２００５−１２３５９５号公報

特許文献１に記載された搬送装置は、馬蹄形を備えた吸着アームをロボットアームの先端に備えて構成され、当該吸着アームに設けられた吸着部にてウエハを吸着保持する構成となっている。このような搬送装置は、ウエハカセットからウエハを取り出す際の各ウエハ間の隙間が狭いことから、吸着アームは薄型に構成されており、従って、ウエハを吸着保持したときに、当該吸着アーム自身の重さにウエハの重さが加わることによって吸着アームが撓む傾向をもたらし、この撓みによって、吸着アームの先端よりも更に先端に突出するウエハの外周部領域が吸着アームの基端側に対して相対的に垂れ下がるようになり、ウエハの平面形状に対応した水平精度を維持して搬送することが困難となる。

このようにウエハの外周部垂れ下がりが生じた状態で当該ウエハを貼付テーブルに移載したり、或いは、ウエハカセットにウエハを収納すると、垂れ下がった部分若しくは領域が載置面に先に当接して局所的な衝撃を受けたりして意図しないウエハの割れを発生させてしまう、という不都合を招来する。特に、裏面研削等によってウエハが極薄化された場合においては、かかる不都合は一層顕著なものとなる。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ウエハ等の板状部材を搬送する際の当該板状部材の外周部垂れ下がりを打ち消すようにして板状部材の割れ原因等を回避することのできる搬送装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、板状部材の面内若しくは外周部に位置して当該板状部材を保持する保持部材を含む搬送装置において、
前記保持部材が撓んで前記板状部材の外周部が所定の基準線に対して垂れ下がったときに、前記保持部材を角度調整することで、当該板状部材の外周部における垂れ下がり量及び前記基準線方向のずれ量を打ち消すように補正する、という構成を採っている。

本発明において、前記保持部材の基端側と先端側に対応する位置に配置された測長手段を含み、各測長手段によって検出された測長に基づいて前記角度調整が行われる、という構成を採ることができる。

更に、本発明は、前記保持部材の基端側と先端側に対応する位置にそれぞれ配置された測長手段と、これら基端側と先端側とを結ぶ直線を横切る仮想直線上の所定位置に配置された少なくとも一個の測長手段を含み、各測長手段によって検出された測長に基づいて前記角度調整が行われる、という構成を採ってもよい。

また、前記保持部材は大きさが異なる複数の保持部材を含み、前記板状部材の平面積の変化に応じて交換可能に設けられている。

本発明によれば、保持部材の撓みによって板状部材の外周部が基準線に対して垂れ下がったときに、当該垂れ下がりを打ち消すように構成されているため、板状部材を搬送して移載する際に、板状部材の一部に局所的な衝撃が加えられるような当接を回避することができ、これによって板状部材の損傷を防止することが可能となる。
また、測長手段を保持部材の基端側と先端側の対応位置に設けた構成により、図３（Ａ）に示されるような前向き垂れ下がりの補正（二次元補正）が容易に行え、板状部材を精度よく水平姿勢に保つことができる。
更に、測長手段を前記基端側と先端側に加え、これら二箇所を結ぶ直線を横切る仮想直線上の所定位置の少なくとも一箇所に測長器を更に配置し、少なくとも合計三個の測長器を配置した場合には、前向き垂れ下がりに加え、図３中手前側と奥行き側すなわち横向きの垂れ下がりを生じたときの補正（三次元補正）も行うことが可能となる。
また、複数サイズの保持部材が交換可能となっているため、板状部材の平面積に応じて最適な保持部材を採用でき、前述した撓み量をできるだけ少なくできる結果、大幅な角度調整が要求されることなく板状部材を略水平姿勢に保持して移載することができる。

本実施形態に係る搬送装置を示す概略斜視図。前記搬送装置の先端側拡大斜視図。吸着アームにウエハが支持されたときの部分的な垂れ下がり状態を示す側面図。搬送装置の側面図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る搬送装置がシート貼付装置に適用された概略斜視図が示されている。この図において、搬送装置１０は、板状部材としてのウエハＷを支持する貼付テーブル１１の側方に配置され、当該搬送装置１０には、多数のウエハＷを収容したウエハカセット１３と、サイズ又は形状の異なる複数種の保持部材としての吸着アーム１４を収容するストック装置１５が併設されている。この搬送装置１０は、ウエハカセット１３に収容されたウエハＷを一枚ずつ取り出して貼付テーブル１１に移載するとともに、図示しないカッター刃を先端に一時的に装着して後述するシート切断を行い、ウエハＷに保護シート等が貼付された後の当該ウエハＷを次工程に搬送する動作を行うように構成されている。

前記貼付テーブル１１に支持されたウエハＷの上面には、図示しないシート繰出装置から帯状のシートＳが繰り出されるようになっており、当該繰り出されたシートＳ上を押圧ローラ１７が回転しながらウエハＷ上を移動することでシートＳが貼付される。ここで、貼付テーブル１１は、ウエハＷに貼付されたシートＳをウエハＷの外周縁に沿ってカッター刃による切断を行うための溝Ｃが形成されているとともに、中央部には、ウエハＷを上昇させてテーブル面との間に吸着アーム１４の差し込み空間を形成するリフター１８が配置されている。

前記搬送装置１０は多関節ロボットにより構成されている。これを更に詳述すると、搬送装置１０は、図２ないし図４にも示されるように、ロボット本体２０と、当該ロボット本体２０の先端すなわち自由端側に支持される吸着アーム１４とを備えて構成されている。ロボット本体２０は、ベース部２２と、当該ベース２２部の上面側に配置されて矢印Ａ〜Ｆ方向（図４参照）に回転可能に設けられた第１アーム２３Ａ〜第６アーム２３Ｆと、第６アーム２３Ｆの先端側すなわちロボット本体２０の自由端側に取り付けられた工具保持チャック２５とを含む。第２、第３及び第５アーム２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｅは、図１中Ｙ×Ｚ面内で回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム２３Ａ、２３Ｄ、２３Ｆは、その軸周りに回転可能に設けられている。本実施形態における搬送装置１０はＮＣ（Numerical Control）制御されるものである。すなわち、対象物に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものとなっている。

前記工具保持チャック２５は、略円筒状をなす受容体３０と、当該受容体３０の周方向略１２０度間隔を隔てた位置に配置されて吸着アーム１４又は図示しないカッター刃を選択的に着脱自在に保持する三つのチャック爪３１とを備えて構成されている。各チャック爪３１は、内方端が鋭角に形成されており、空圧によって受容体３０の中心に対して径方向に進退可能となっている。

前記吸着アーム１４は、軸状をなすアームホルダ１４Ａと、このアームホルダ１４Ａに取り付けられるとともに先端側に図示しない減圧装置に連通するバキューム穴１４Ｃを備えたフレーム部１４Ｂとからなる。ここで、フレーム部１４Ｂは、ウエハＷの一部面内に位置する大きさとなっている。なお、ストック装置１５内には、図１に示されるように形状の違うＩ型、丸型等の用途に応じたアームや、サイズの違うウエハを吸着するためのアームであって、８インチ、１２インチ等の半導体ウエハに対応する吸着アームをストックできるようになっており、これにより、ウエハＷの平面積の変化や用途に応じて用いる吸着アーム１４が交換可能に設けられている。

前記吸着アーム１４がウエハカセット１３からウエハＷを取り出した位置の上方には、図３に示されるように、測長手段としての第１の測長器４０及び第２の測長器４１が配置されている。これら第１及び第２の測長器４０，４１は、特に限定されるものではないが、反射型センサにより構成されている。第１の測長器４０は、フレーム部１４Ｂの基端部側上方に位置する一方、第２の測長器４１はフレーム部１４Ｂの先端よりも更に前方におけるウエハＷの上方に位置するように配置され、各測長器４０，４１によるウエハＷまでの距離を求めることにより、吸着アーム１４に保持されたウエハＷの図３中左端側部分若しくは領域が、当該ウエハＷの重さによって基準線としての水平線Ｌに対して下方に垂れ下がった長さが検出されるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。なお、シートＳの貼付方法は、本出願人によって既に提出された特願２００５−２２６３３４号と実質的に同一であり、従って、ここでは、シート貼付方法の説明を省略する。

初期動作において、搬送装置１０は工具保持チャック２５を介して吸着アーム１４を保持しており、当該吸着アーム１４によってウエハカセット１３からウエハＷを一枚ずつ吸着保持して取り出した後、測長器４０，４１の下方所定位置に移動する。この状態では、吸着アーム１４にウエハＷが支持されているため、吸着アーム１４自身の重さにウエハＷの重さが加わるのでフレーム部１４Ｂは先端側が前記水平線Ｌに対して下方に垂れ下がる状態となっている（図３（Ａ）参照）。

このような状態で第１及び第２の測長器４０，４１による測長が行われ、それら測長の値が所定値になるように搬送装置１０の各アーム２３Ａ〜２３Ｆを制御して図３（Ｂ）に示されるようにウエハＷの角度調整が行われ、前記垂れ下がり量を打ち消すように補正動作が行われ、この位置を図示しない制御装置が記憶することによってこれ以降のウエハＷの搬送を略水平姿勢に保って行うことができるようになっている。なお、ウエハカセット１３から取り出されるウエハＷが先行して取り出されたウエハＷと同一サイズであって吸着アーム１４も同一のものが用いられる限り、最初の角度調整動作時の前記記憶に基づいて制御することで、以後のウエハＷ毎に前記測長を行うことを省略することも可能である。これは、対象とするウエハＷの重さによって垂れ下がり量が大きく異なることがないと見なせるためである。

この後、搬送装置１０は、ウエハＷを貼付テーブル１１上に移載する。この際、従来のようにウエハ先端部が先に貼付テーブル１１に接触して当該ウエハを割ってしまうことはない。そして、当該ウエハＷを吸着保持した状態で、ウエハＷ上にシートＳが貼付される。

なお、前記搬送装置１０は、ウエハＷをウエハカセット１３から貼付テーブル１１に移載した後に、吸着アーム１４をストック装置１５に一時的に戻し、図示しないカッター刃を装着してウエハＷ上に貼付されたシートＳをウエハＷの外周に沿って切断する機能を備えており、当該切断を終了した後に、前記吸着アーム１４を再び装填してシート貼付済みのウエハＷを次工程に移載するようになっている。

従って、このような実施形態によれば、ウエハＷの重さで吸着アーム１４の先端から更に前方に突出するウエハＷの外周部分が相対的に垂れ下がるように変形しても、これが略水平姿勢となるように角度調整して打ち消されるので、貼付テーブル１１にウエハＷを移載する際に、当該ウエハＷの一部が貼付テーブル１１の上面に先に当接して局所的な衝撃を受ける等の不都合が解消でき、これによってウエハＷの割れ等を効果的に防止できる、という効果を得る。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、ウエハＷをシート貼付装置に搬送する例を示したが、その他研磨装置、切削装置、紫外線照射装置、アライメント装置、シート剥離装置等あらゆる装置での搬送に応用が可能である。

また、測長器はフレーム部１４Ｂの基端部側と、先端側二箇所に設けたが、これら二箇所を結ぶ直線を横切る仮想直線上の所定位置の少なくとも一箇所に測長器を更に配置し、少なくとも合計三個の測長器を設けて三次元制御ができるように構成してもよい。

更に、ウエハＷを転地反転させて他のテーブル等に載置する場合には、垂れ下がり量が変化する可能性があるため、このような場合は再度測長器４０，４１による測長を行い角度調整してから載置するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、測長器４０，４１を反射型のセンサとしたが、反射型のセンサとしては光反射型、超音波反射型等、測長できるセンサであれば使用可能である。また、画像処理装置（カメラ）による測長も可能である。

更に、測長をＯＮ／ＯＦＦセンサによって行うこともできる。この場合、センサとしては所定距離に到達するとＯＮ／ＯＦＦするセンサを使用し、ウエハＷがＯＮするまで接近させ、ＯＦＦするまで遠ざける制御とすれば測長が可能である。

また、前記実施形態では、ウエハＷの面内に保持部材が位置する場合を図示、説明したが、本発明は、ウエハ外周部を保持部材が保持する場合も含む。

更に、前記実施形態では、板状部材としてウエハＷを対象としたが、本発明における板状部材は半導体ウエハＷに限定されるものではなく、ガラス、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。また板状部材は、円形のものに限らず、多角形状であってもよい。

１０搬送装置
１４吸着アーム（保持部材）
４０第１の測長器（測長手段）
４１第２の測長器（測長手段）
Ｗウエハ（板状部材）
Ｌ水平線（基準線）

Claims

板状部材の面内若しくは外周部に位置して当該板状部材を保持する保持部材を含む搬送装置において、
前記保持部材が撓んで前記板状部材の外周部が所定の基準線に対して垂れ下がったときに、前記保持部材を角度調整することで、当該板状部材の外周部における垂れ下がり量及び前記基準線方向のずれ量を打ち消すように補正することを特徴とする搬送装置。
前記保持部材の基端側と先端側に対応する位置に配置された測長手段を含み、各測長手段によって検出された測長に基づいて前記角度調整が行われることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
前記保持部材の基端側と先端側に対応する位置にそれぞれ配置された測長手段と、これら基端側と先端側とを結ぶ直線を横切る仮想直線上の所定位置に配置された少なくとも一個の測長手段を含み、各測長手段によって検出された測長に基づいて前記角度調整が行われることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。