JP5551878B2

JP5551878B2 - 半導体ウエハの搬送装置

Info

Publication number: JP5551878B2
Application number: JP2009007176A
Authority: JP
Inventors: 幸範村上
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: JP2010165882A

Description

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

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。