JP5727244B2

JP5727244B2 - 支持装置及び支持方法

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Publication number: JP5727244B2
Application number: JP2011015986A
Authority: JP
Inventors: 芳昭杉下
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JP2012156416A

Description

本発明は、板状部材の支持装置及び支持方法に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する場合がある）等の板状部材を支持する支持装置が広く利用されるに至っており、かかる支持装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１の支持装置５０は、図５及び図６に示されるように、ウエハＷの裏面外縁部が載置される凸部５１を有する円筒容器状の支持台５２を備えている。凸部５１上面には、真空ポンプ５３に接続される溝５４が形成され、真空ポンプ５３を作動して溝５４内を減圧することで、ウエハＷが凸部５１上で吸着支持される。

ところで、ウエハを搬送する装置として、例えば、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２の搬送装置６０は、図５及び図６に示されるように、移動可能なハンド６１と、このハンド６１に設けられた鉤状部を有する爪部材６２とを備えている。爪部材６２は、鉤状部がウエハＷの下方に入り込み、当該ウエハＷを左右方向から挟み込んで把持可能に設けられている。

特開平８−１２５０００号公報特開平１１−２２０００３号公報

しかしながら、特許文献１の支持装置５０の支持台５２は、ウエハＷに形成された回路面を傷付けないように、凸部５１ができるだけウエハＷの外縁寄りに接するようになっているため、特許文献２の搬送装置６０で把持したウエハＷを支持装置５０に載置しようとすると、爪部材６２と凸部５１とが干渉して当該ウエハＷを支持台５２の正確な位置に配置できない、という不都合が発生する。また、支持装置５０で支持されたウエハＷを特許文献２の搬送装置６０で把持して搬送しようとすると、爪部材６２がウエハＷの下方に入り込むことができず、搬送ができない、という不都合が発生する。かかる不都合を解消すべく、図５及び図６に示されるように、凸部５１に切欠５６を設け、支持台５２と爪部材６２との干渉を防止することも考えられるが、この場合、切欠５６の形成領域においてウエハＷ外縁が部分的に支持されなくなり、切欠５６の上方領域のウエハＷに歪み等が生じ、ウエハＷにストレスを与えてしまい、些細な荷重が加わるだけで当該ウエハＷが破損してしまうという不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明の目的は、板状部材との間に搬送装置を挿入することができ、ストレスを与えることなく確実に板状部材を支持することができる支持装置及び支持方法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、板状部材に接して当該板状部材を支持可能な支持面と、この支持面に接する板状部材の移動を規制可能な移動規制手段と、前記板状部材に気体を吹き付けて前記支持面に対する板状部材の着脱を補助可能な着脱補助手段と、前記板状部材の受け入れ及び離脱を補助可能な入出補助手段とを備え、
前記入出補助手段は、前記支持面の内側に向けて進退可能な出力軸を有する駆動機器を備え、前記出力軸が、前記板状部材と支持面との間に位置して当該板状部材の受け入れを補助するとともに、前記板状部材に対する支持面の反対側に位置して当該板状部材の離脱を補助する、という構成を採っている。

本発明において、前記板状部材を前記支持面の所定位置に導くガイド手段を備える、という構成を採ってもよい。

また、前記ガイド手段は複数設けられ、これらガイド手段を離間接近可能に支持する離間手段を備える、という構成も好ましくは採用される。

また、本発明の支持方法は、板状部材に気体を吹き付けて当該板状部材を支持面から離脱した状態とした後、板状部材に接した状態で当該板状部材の移動を規制して支持する支持方法において、
前記支持面の内側に向けて進退可能な出力軸を有する駆動機器を備えた入出補助手段を用い、前記出力軸が、前記板状部材と支持面との間に位置して前記支持面上への板状部材の受け入れを補助するとともに、前記板状部材に対する支持面の反対側に位置して前記支持面からの板状部材の離脱を補助する、という方法を採っている。

本発明によれば、板状部材に気体を吹き付けて支持面に対する板状部材の着脱を補助できるので、板状部材と支持面との間に隙間を形成し、当該隙間に搬送手段を入り込ませ、支持面上に板状部材を載置したり、支持面上から板状部材を把持して搬送することが可能となる。これにより、支持面に前述した切欠を設けなくてもよくなり、切欠に起因して板状部材にストレスが加わることを防止することが可能となる。

また、ガイド手段を有するので、板状部材を支持面の所定位置で支持することができる上、板状部材が支持面から離脱した状態で、当該支持面上から板状部材が脱落すること回避することができる。

更に、離間手段を備えたことで、板状部材の受け入れや排出を行い易くなり、例えば、板状部材の受け入れ時に、当該板状部材が搬送されてくる位置が少々ずれていたとしても、確実に板状部材を受け入れることができる。

また、入出補助手段を有するので、板状部材の支持面への受け入れや、支持面からの排出をスムーズに行うことができる。

実施形態に係る支持装置の概略平面図。前記支持装置の要部部分断面図。（Ａ）〜（Ｄ）は、板状部材の支持要領の説明図。（Ａ）は、板状部材に接着シートを貼付する要領の説明図、（Ｂ）は、板状部材を支持する中途段階の説明図。従来例に係る支持装置の平面図。従来例に係る支持装置の正面断面図。

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。
なお、本明細書において、特に明示しない限り、「上」、「下」、「右」、「左」は、図２を基準として用いる。

図１及び図２において、支持装置１０は、板状部材としてのウエハＷ下面に接する支持面１１を有するテーブル１２と、支持面１１上のウエハＷの移動を規制可能な移動規制手段１４と、支持面１１に対するウエハＷの着脱を補助可能な着脱補助手段１５と、平面視でテーブル１２の周方向約１２０°間隔毎に３体設けられたガイド手段１７とを備えて構成されている。

前記テーブル１２は、平面視でウエハＷと略同一形状の円形に形成されるとともに、上方を開放する円筒容器状に設けられている。支持面１１は、テーブル１２の上端面に円形の閉ループ状に形成され、ウエハＷの外縁に隣接する所定幅領域だけに接して支持可能となっている。

前記支持面１１には、テーブル１２の周方向所定間隔毎に孔２０が形成され、これらの孔２０にテーブル１２内を延びる通路２１と配管２２とを介して切替弁としての電磁弁２３が接続されている。電磁弁２３は、減圧手段としての減圧ポンプ２５及び加圧手段としての加圧ポンプ２６に接続されている。従って、電磁弁２３を切り替えて孔２０に減圧ポンプ２５を連通させることで、支持面１１に接するウエハＷを吸着支持可能に設けられ、電磁弁２３を切り替えて孔２０に加圧ポンプ２６を連通させることで、支持面１１上のウエハＷに気体を吹き付けて隙間Ｃを形成可能に設けられる。ここにおいて、孔２０、通路２１、配管２２、電磁弁２３及び減圧ポンプ２５を含んで前記移動規制手段１４が構成され、孔２０、通路２１、配管２２、電磁弁２３及び加圧ポンプ２６を含んで前記着脱補助手段１５が構成される。

前記各ガイド手段１７は、上下方向に延びる円筒状に形成され、テーブル１２の外周面にそれぞれ隣接している。各ガイド手段１７は、支持面１１上に載置されたウエハＷの外縁３箇所に接するようになり、当該ウエハＷの左右方向への移動規制と、上下方向の移動の案内が可能になっている。

前記ガイド手段１７は、ウエハＷを受け入れたときに当該ウエハＷを支持面の所定位置に導くことができる。ガイド手段１７の下端側は、駆動機器であって離間手段としての回動モータ３２の出力軸３２Ａに連結されている。この回動モータ３２は、ガイド手段１７の軸線が上下方向に向けられる位置と、上端側がウエハＷから離れる外方に傾く位置との間で回動可能に設けられ、ウエハＷの受け入れや排出を行い易くすることができる。なお、回動モータ３２は、駆動機器としての直動モータ３４のスライダ３５に連結されており、当該直動モータ３４を作動することで、回動モータ３２及びガイド手段１７が上下方向に移動する。

前記各ガイド手段１７の内部には、入出補助手段３７がそれぞれ設けられている。入出補助手段３７は、ガイド手段１７の外面から出力軸３９Ａを支持面１１の上方に出没可能な駆動機器としてのエアシリンダ３９と、このエアシリンダ３９を上下動させる駆動機器としての直動モータ４０とを備えている。

ここで、テーブル１２へのウエハＷの搬送は、図１及び図２中二点鎖線で示される搬送装置Ｂを用いて行われる。搬送装置Ｂは、二股状に形成されたハンドＢ１と、このハンドＢ１の下面側に設けられ、左右方向に移動可能に設けられた爪部材Ｂ２とを備えている。ハンドＢ１は、図示しない多関節型のロボットアーム等により支持される。爪部材Ｂ２は、ウエハＷの下方に入り込み、当該ウエハＷを左右方向から挟み込んで把持可能に設けられている。

次に、本実施形態におけるウエハＷの支持方法について説明する。

ウエハＷを搬送する前に、図３（Ａ）に示されるように、回動モータ３２を作動して各ガイド手段１７を相互に離間させておく。また、直動モータ４０を作動して各エアシリンダ３９を上方に移動させ、当該エアシリンダ３９の出力軸３９Ａを各ガイド手段１７から突出させた状態としておく。

この状態で、ハンドＢ１をテーブル１２の上方に移動させ、爪部材Ｂ２で把持したウエハＷを出力軸３９Ａ上に載置する。このとき、ガイド手段１７が相互に離間しているので、搬送されて来るウエハＷの位置が少々ずれていたとしても、当該ウエハＷがガイド手段１７に接触することなく、確実に受け入れることができる。次いで、爪部材Ｂ２によるウエハＷの把持を解除した後、ハンドＢ１をテーブル１２上から退避させる。

次に、図３（Ｂ）に示されるように、回動モータ３２を作動してガイド手段１７を上下方向に向け、ウエハＷの外縁にガイド手段１７を接触させて、その面方向の移動を規制する。この状態から、直動モータ４０を作動してウエハＷを下降させることで、ウエハＷの受け入れを補助するとともに、電磁弁２３を作動して孔２０と加圧ポンプ２６とを連通させる。次いで、エアシリンダ３９の出力軸３９Ａをガイド手段１７内に収納すると、図３（Ｃ）に示されるように、ウエハＷは、気体の吹き付けによって上方に付勢され、ウエハＷと支持面１１との間に隙間Ｃが生じた状態が保たれる。

その後、図示しない電空レギュレータ等の緩衝手段を作動し、孔２０から吹き付ける気体の量を次第に少なくすることにより、ウエハＷを支持面１１にゆっくりと近付け、当該支持面１１にウエハＷが載置される。このとき、ウエハＷの外縁にガイド手段１７が接触するので、ウエハＷが面方向に位置ずれすることなく、当該ウエハＷを支持面１１の所定位置に正確に載置させることができる。この状態から、電磁弁２３を作動して孔２０と減圧ポンプとを連通させ、図３（Ｄ）に示されるように、孔２０から気体を吸引することで、支持面１１上でウエハＷの移動が規制される。なお、ガイド手段１７とウエハＷとの間隔に余裕がないときは、ウエハＷを支持面１１に載置した後であって、支持面１１上でウエハＷを吸着支持する前にガイド手段１７を上下方向に向けるようにすれば、ウエハＷの下降がスムーズに行える。

ここで、ウエハＷへの所定の処理として、例えば図４（Ａ）に示されるように、支持面１１上に支持されたウエハＷ上面に接着シートＳを貼付する場合、直動モータ３４を作動し、ガイド手段１７の上端を支持面１１より下方に位置させることで、ウエハＷ上面上に接着シートＳをフラットに配置でき、また、ガイド手段１７が邪魔になることなく、接着シートＳ上面にプレスローラＰＲを転動させて貼付を行えるようになる。

ウエハＷへの所定の処理が完了した後、テーブル１２上のウエハＷを離脱する場合、電磁弁２３を作動して吸着を解除し、加圧ポンプ２６と図示しない電空レギュレータとを介して孔２０から気体を徐々にウエハＷに吹き付け、ウエハＷと支持面１１との間に隙間Ｃを形成することで、ウエハＷの支持面１１からの離脱を行う。次いで、隙間Ｃにエアシリンダ３９の出力軸３９Ａを位置させ、直動モータ４０を作動してウエハＷを上昇させることで、ウエハＷの排出を補助する。これにより、隙間Ｃが拡大され、搬送手段を入り込ませ易くすることができる。その後、回動モータ３２を作動してガイド手段１７を相互に離間した後、搬送装置Ｂに受け渡す。なお、ガイド手段１７とウエハＷとの間隔に余裕がないときは、支持面１１でのウエハＷの吸着支持を解除した後であって、孔２０を加圧ポンプに連通する前にガイド手段１７を相互に離間するようにすれば、ウエハＷの上昇がスムーズに行える。なお、各ガイド手段１７を上下方向に向けてから搬送装置Ｂに受け渡たすことで、ウエハＷの正確な受け渡しができる。

ここで、図４（Ｂ）に示されるように、気体をウエハＷに吹き付けて支持面１１から離脱させるときに、ウエハＷ上面側に出力軸３９Ａを位置させてもよく、これにより、離脱されたウエハＷの上下位置を調整することが可能となる。

従って、このような実施形態によれば、気体の吹き付けによりウエハＷを支持面１１から離脱して隙間Ｃを形成できるので、当該隙間Ｃに搬送装置Ｂの爪部材Ｂ２を入り込ませ、支持面１１上のウエハＷを支持して搬送させることが可能となる。これにより、支持面１１に切欠等を設ける必要がなくなるので、切欠に起因してウエハＷにストレスが加わることを防止することができる。

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、ガイド手段１７の設置数を増減したり省略したりしてもよいし、設置位置を変更してもよい。更に、ガイド手段１７全てに離間手段を設ける必要もない。
また、前記実施形態では、ウエハＷの外縁に隣接する所定幅領域だけに接してウエハＷを支持可能な支持面１１を例示したが、支持面は、ウエハＷの全面または一部領域を支持可能なものであればよく、ウエハＷに気体を吹き付けて当該ウエハＷを支持面から着脱可能であれば足りる。
更に、隙間ＣにウエハＷを吸着保持可能な搬送手段を入り込ませ、ウエハＷの下方から当該ウエハＷを支持する構成としてもよい。
また、移動規制手段１４は、静電気や磁力によって板状部材の移動を規制するものであってよい。
更に、着脱補助手段は、板状部材を支持手段１２から浮上できるものであれば何ら限定されることはなく、気体としては大気の他に、窒素やネオン等のガス又は混合気を噴出するもの以外に、水や液化化合物等の液体を噴出するものや、静電気や磁石等を採用してもよい。
また、離間手段は、ガイド手段１７の軸線が上下方向に向けられた状態のまま、当該ガイド手段１７を離間接近可能に構成してもよい。

更に、着脱補助手段１５による気体の吹付けで形成された隙間Ｃに搬送手段を入り込ませる構成としてもよい。

また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

更に、本発明において、板状部材は、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の被着体も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハであってもよい。

１０支持装置
１１支持面
１４移動規制手段
１５着脱補助手段
１７ガイド手段
３２回動モータ（離間手段）
３７入出補助手段
Ｃ隙間
Ｗ半導体ウエハ（板状部材）

Claims

板状部材に接して当該板状部材を支持可能な支持面と、この支持面に接する板状部材の移動を規制可能な移動規制手段と、前記板状部材に気体を吹き付けて前記支持面に対する板状部材の着脱を補助可能な着脱補助手段と、前記板状部材の受け入れ及び離脱を補助可能な入出補助手段とを備え、
前記入出補助手段は、前記支持面の内側に向けて進退可能な出力軸を有する駆動機器を備え、前記出力軸が、前記板状部材と支持面との間に位置して当該板状部材の受け入れを補助するとともに、前記板状部材に対する支持面の反対側に位置して当該板状部材の離脱を補助することを特徴とする支持装置。
前記板状部材を前記支持面の所定位置に導くガイド手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の支持装置。
前記ガイド手段は複数設けられ、これらガイド手段を離間接近可能に支持する離間手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の支持装置。
板状部材に気体を吹き付けて当該板状部材を支持面から離脱した状態とした後、板状部材に接した状態で当該板状部材の移動を規制して支持する支持方法において、
前記支持面の内側に向けて進退可能な出力軸を有する駆動機器を備えた入出補助手段を用い、前記出力軸が、前記板状部材と支持面との間に位置して前記支持面上への板状部材の受け入れを補助するとともに、前記板状部材に対する支持面の反対側に位置して前記支持面からの板状部材の離脱を補助することを特徴とする支持方法。