JP5551878B2 - 半導体ウエハの搬送装置 - Google Patents

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本発明は、半導体ウエハの搬送装置に係り、更に詳しくは、トレイに載せられた半導体ウエハを搬送することができる半導体ウエハの搬送装置に関する。
近時、半導体ウエハ(以下、単に、「ウエハ」と称する)にあっては、ウエハ直径が大型化する反面、極薄研削が求められる。このため、極薄に研削されたウエハの搬送において、ウエハはその自重によって外周側が垂れ下がったような状態で搬送されるため、当該ウエハはストレスを与えられるだけでなく、割れてしまうという不都合がある。ここで、かかる不都合を回避すべく、半導体ウエハをトレイに載せた状態で搬送することが行われている。また、前記不都合を回避し得る搬送装置として、例えば、特許文献1に開示されている。同文献では、可動アームに取り付けられた吸着板によりウエハを吸着して搬送するようになっている。
特開2003−133390号公報
しかしながら、特許文献1にあっては、半導体ウエハをトレイに載せた状態で搬送できる構成とはなっていないので、搬送先で別のトレイを用意することが不可欠となる、という不都合がある。ここで、特許文献1のような装置で半導体ウエハをトレイに載せた状態で当該トレイの下方から支持して搬送することも考えられるが、この場合、ウエハを天地反転すべくトレイを回転させると、トレイからウエハが落下するためにウエハの反転が不可能になる、という不都合を招来する。
[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、ウエハの垂れ下がり変形を回避でき、ウエハを天地反転させたとしても当該ウエハが落下することなく確実に搬送することができる半導体ウエハの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、半導体ウエハを保持するための保持手段と、この保持手段を移動することで半導体ウエハを搬送する移動手段とを備えた半導体ウエハの搬送装置において、
前記保持手段は、半導体ウエハを厚み方向に挟み込み可能な一対のトレイを厚み方向に挟み込み可能に設けられたクランプ手段を備え、当該一対のトレイを介して前記半導体ウエハを搬送可能に設けられ、
前記一対のトレイは受け面をそれぞれ備え、一方のトレイの受け面に段差を介して連なる外周を他方のトレイの受け面に段差を介して連なる外周に当接させて前記半導体ウエハを挟み込んだときに、一方のトレイの受け面が半導体ウエハの表面に接触するとともに、他方のトレイの受け面が半導体ウエハの裏面に接触し、これら受け面間の距離が前記半導体ウエハの厚みと同一に設定され、
前記保持手段は、前記他方のトレイが半導体ウエハを支持した状態で当該他方のトレイに被せられる一方のトレイを保持可能なトレイ保持手段を更に備える、という構成を採っている。
本発明によれば、一対のトレイのよってウエハを挟み込むので、搬送中にウエハが垂れ下がるように変形することを防止することができる。しかも、一対のトレイでウエハを挟み込んだまま当該ウエハを天地反転することで、トレイによる保持を維持することが可能となる。これにより、ウエハの損傷等を未然に防ぐことができ、且つ、ウエハが落下しないように安定して搬送することが可能となる。
また、クランプ手段により一対のトレイを挟み込むので、搬送中の各トレイによるウエハの挟み込みを安定して維持することができる。
更に、トレイ保持手段を設けた場合、下方のトレイだけで支持されているウエハに対して、上方からトレイを被せるようにして一対のトレイでウエハを挟み込んで搬送することができる上、搬送先では、上方に位置するトレイだけを取り外すことができる。
実施形態に係る搬送装置の概略平面図。 (A)〜(C)は図1のa矢視部分断面図であって、搬送装置の動作説明図。 トレイの概略斜視図。
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。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、特に明示しない限り、「前」は図1中上側、「後」は同図中下側について用いる。また、「左」、「右」は、図1を基準とし、「上」、「下」は、図2を基準として用いる。
図1には、実施形態に係る搬送装置の概略平面図が示され、図2には、図1のa矢視部分断面図が示されている。これらの図において、搬送装置10は、ウエハWを保持する保持手段11と、この保持手段11を移動することでウエハWを搬送可能な移動手段12とを備えて構成されている。ここで、移動手段12は、自由端側に保持チャック13を有する多関節型のロボットアーム等からなり、例えば、特開2007−149928に開示されたロボット本体20と同等のものを採用することができるため、詳細な説明は省略する。
前記保持手段11は、ウエハWの上下に配置された一対のトレイ15を厚み方向に挟み込み可能に設けられたクランプ手段18と、このクランプ手段18を支持するフレーム19とを備えている。フレーム19の基部側には、保持チャック13を嵌め込み可能なチャックホルダ20が設けられ、フレーム19が移動手段12に支持されるようになっている。
前記各トレイ15は、同一構造のものが用いられ、図2(B)、(C)に示されるように、上下対象になるように配置されてウエハWを上下から挟み込み可能となっている。各トレイ15は、図3にも示されるように、リング状に形成されており、その外径がウエハWの外径より大径とされ、且つ、内径がウエハWの外径より小径に設定されている。また、各トレイ15は、ウエハWの厚みの約半分の高さとなる段差形成面15Aと、この段差形成面15Aに連なってウエハWの表面又は裏面に接触する受け面15Bとを備えている。なお、受け面15B上に弾性部材を設けてウエハWを挟み込むように構成してもよい。
前記クランプ手段18は、前フレーム23を介して相互に連結される左右一対の前爪24と、後フレーム25を介して相互に連結される左右一対の後爪26と、前爪24及び後爪26を連動させるためのリンク機構29と、フレーム19上に設けられてリンク機構29に連結される直動モータ30とを備えて構成されている。
前記各前爪24及び各後爪26は、それぞれ台座24B及び26Bに取り付けられるとともに、L字状に設けられて先端に向かうに従って下降する傾斜縁24A、26Aをそれぞれ備えている。また、各前爪24及び各後爪26は、それぞれ台座24B及び26B側から前フレーム23及び後フレーム25に取り付けられ、下方がフレーム19の前後両側に形成されたスロット19Aを貫通している。これにより、各前爪24及び各後爪26の前後方向の移動が可能となり、前爪24及び後爪26は相互に接近して、各トレイ15を前後から挟み込みつつフレーム19の下面に押さえ付け、各トレイ15を厚み方向すなわち上下方向に挟み込み可能となっている。
前記リンク機構29は、フレーム19の左右方向中央部でリンクピン40Aによって回動可能に支持される第1リンクシャフト35と、この第1リンクシャフト35と前フレーム23とをそれぞれリンクピン40B及び40Cで連結する第2リンクシャフト36と、第1リンクシャフト35と後フレーム25とそれぞれリンクピン40D及び40Eで連結する第3リンクシャフト37と、このリンクピン40Eを介して直動モータ30に連結する第4リンクシャフト38とを備えている。これにより、第1ないし第3リンクシャフト35〜37は、直動モータ30の出力軸を作動させることで回動し、前爪24及び後爪26を離間接近するように前後に移動可能に設けられている。
前記フレーム19の下面には、複数の吸引孔を有するポーラス体等からなり、減圧ポンプ等に接続されてトレイ15の上面を吸着可能なトレイ保持手段32が設けられている。当該トレイ保持手段32は、フレーム19の下面におけるトレイ15の上面が接する領域に設けられる。
次に、前記搬送装置10によるウエハWの搬送方法について説明する。
ウエハWは、トレイ15上に載置された状態で、多段式のウエハキャリアC(図1参照)に収容されている。この状態から、移動手段12を作動し、トレイ保持手段32によってトレイ15を吸着保持した状態で、保持手段11をウエハキャリアC内に入り込ませる(図2(A)参照)。そして、図2(B)に示されるように、トレイ保持手段32によって吸着保持されたトレイ15をウエハWが載置されたトレイ15上に当接させる。次いで、直動モータ30の出力軸を前進させることによって、図2(C)に示されるように、リンク機構29を介して前フレーム23及び後フレーム25が接近し、前爪24及び後爪26の傾斜縁24A、26Aが下方のトレイ15の下部に当接される。これにより、各トレイ15が各爪24、26によって前後から挟み込まれるとともに、各爪24、26とフレーム19の下面とにより上下からも挟み込まれ、各トレイ15を介してウエハWが保持手段11に保持される。
保持手段11により各トレイ15を保持した後、移動手段12を介して保持手段11を移動させ、各トレイ15により挟み込まれたままのウエハWを所定位置に搬送して載置する。その後、直動モータ30の出力軸を後退させることで、前爪24及び後爪26が離間し、これらの挟み込みを解除させる。このとき、トレイ保持手段32による吸着を維持したままとすると、下方のトレイ15とウエハWが搬送先に載置され、上方のトレイ15がフレーム19と共にウエハW上から除去される。
なお、搬送先で前爪24及び後爪26の挟み込みを解除するとともに、トレイ保持手段32の吸着を解除すれば、各トレイ15によってウエハWを挟み込んだ状態のまま、これらが搬送先に載置される。なお、ウエハWを天地反転させて搬送先に載置したり、搬送先に載置した後トレイ保持手段32の吸着を解除し、ウエハWの上側に位置するトレイ15をトレイ保持手段32で吸着保持し直してウエハW上から当該トレイ15を取り除くような制御としてもよい。
従って、このような実施形態によれば、一対のトレイ15によりウエハWが挟み込まれるので、搬送中にウエハWが垂れ下がることを防止してストレスを与えることを回避することができる。また、ウエハWを天地反転させても、ウエハWがトレイ15から脱落することがない上、搬送先において別のトレイを用意することがなく、ウエハWをトレイ15に載せた状態とすることが可能となる。
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。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、各トレイ15は、異なる構造のものを組み合わせて用いてもよいが、同一構造の一対のトレイ15を用いることで、各トレイ15を天地反転させても、反転前と同様に利用できる点で有利となる。
また、クランプ手段18は、各トレイ15を挟み込み可能である限りにおいて、種々の変更が可能であり、例えば、上下方向に離間接近するチャック等としてもよい。但し、前記実施形態の構成とすれば、各トレイ15に対して前後方向及び上下方向から挟み込み力を付与でき、且つ、フレーム19の端部領域を薄く構成できるため、ウエハキャリアのような上下方向の隙間が小さい収納手段であっても、入り込んでウエハWを取り出すことができる利点がある。
更に、前記トレイ保持手段32は、トレイ15を磁性を帯びる素材により形成して保持手段11側に磁着させたり、粘着性を有する部材を介してトレイ15を保持したりする等、種々の設計変更が可能である。
また、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。
10 搬送装置
11 保持手段
12 移動手段
15 トレイ
18 クランプ手段
32 トレイ保持手段
W 半導体ウエハ

Claims (1)

  1. 半導体ウエハを保持するための保持手段と、この保持手段を移動することで半導体ウエハを搬送する移動手段とを備えた半導体ウエハの搬送装置において、
    前記保持手段は、半導体ウエハを厚み方向に挟み込み可能な一対のトレイを厚み方向に挟み込み可能に設けられたクランプ手段を備え、当該一対のトレイを介して前記半導体ウエハを搬送可能に設けられ、
    前記一対のトレイは受け面をそれぞれ備え、一方のトレイの受け面に段差を介して連なる外周を他方のトレイの受け面に段差を介して連なる外周に当接させて前記半導体ウエハを挟み込んだときに、一方のトレイの受け面が半導体ウエハの表面に接触するとともに、他方のトレイの受け面が半導体ウエハの裏面に接触し、これら受け面間の距離が前記半導体ウエハの厚みと同一に設定され、
    前記保持手段は、前記他方のトレイが半導体ウエハを支持した状態で当該他方のトレイに被せられる一方のトレイを保持可能なトレイ保持手段を更に備えていることを特徴とする半導体ウエハの搬送装置。
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