JPH02116142A - シリコンウエハーの吸着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、シリコンウェハーのボート（棚状にシリコン
ウェハーを収納した収納部）や各種処理装置のステージ
に載置されたシリコンウェハーを、自動搬送装置の吸着
ハンドにより吸着する際の吸着方法に関する。

〈従来の技術〉 シリコンウェハーに各種の処理を施したり、測定器にか
けてその性能を測定する場合、ボート内に棚状に載置さ
れたシリコンウェハーを、自動搬送装置の吸着ハンドに
吸着させ、処理装置等のステージまで搬送する搬送装置
は、本発明者により特開昭６２−９３１１２号公報等に
おいて、すでに提案されている。

ＩＣ等に使用されるシリコンウェハーは、非常に歪みや
傷や塵を嫌い、また歪みや傷が付きやすいため、収納す
る際や、自動搬送装置を使用してのシリコンウェハーの
搬送には細心の注意を必要とする。

〈発明が解決しようとする課題〉 このために、シリコンウェハーは、例えばボート内にお
いて、表面に塵が載らないように裏面を上にし、且つそ
の端部を２〜３箇所で支持した状態で水平に載置され、
シリコンウェハーをハンドリングする場合、その表面に
触れないようにするために、上面となる裏面に吸着ハン
ドを吸着させシリコンウェハーに衝撃がかからないよう
に、その吸着時の吸引力も必要最小限にしている。

しかし、自動搬送装置の吸着ハンドによりシリコンウェ
ハーを吸着する場合、理想的には吸着ノ１ンドをシリコ
ンウェハーの僅か真上（例えば表面から　０．１ｍ＋ｎ
上）で停止させ、この状態で吸着動作を開始してシリコ
ンウェハーを軽い吸引で吸着ノ１ンドの下面に吸着させ
ることがベストであるが、ボートやステージに載置され
ているシリコンウェハーの位置にバラツキや大きな誤差
があったり、シリコンウェハーが何らかの理由で少しで
も傾斜して載置されていた場合には、吸着ハンドでシリ
コンウェハーを押して傷付けてしまったり、吸着できな
くなる恐れがあった。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので
、ボート等に水平に載置されたシリコンウェハーを、自
動搬送装置の吸着ハンドにより、押し付けて傷付けたり
せず、確実に吸着することができるシリ−コンウェハー
の吸着方法を提供することを目的とする。

このために、本発明の吸着方法は、水平に載置されたシ
リコンウェハーを、吸着ハンドを持つ自動搬送装置によ
り搬送する際、その吸着ハンドの下面で吸着させる吸着
方法において、そのシリコンウェハーの真上に基準位置
を決め、基準位置からその真下のシリコンウェハーまで
の距離を一定の下降圧１１ｈと設定し、第一工程として
吸着ハンドを基準位置に位置させ、第二工程として吸着
動作を開始しながら下降圧１１ｈだけ吸着ハンドを水平
に下降させ、第三工程として吸着ハンドを再び基準位置
まで上昇させ、このとき、吸着ハンドがシリコンウェハ
ーを吸着しているか否かを検出し第四工程としてその吸
着ハンドがシリコンウェハーを吸着していないことが検
出された場合、前記下降圧１ｈに微小距ａｌａを加えた
距離を新たな下降圧！Ｉｈ・とし、再び上記第一から第
三工程を行い、吸着ハンドがシリコンウェハーを吸着で
きない場合、上記の第一から第四工程を複数回繰り返す
ように構成される。

〈作用〉 このようなシリコンウェハーの吸着方法では、基準位置
からシリコンウェハーまでの下降圧ｌ！ｈを、予めシリ
コンウェハーの載置位置の誤差が最高位置の場合つまり
、シリコンウェハーが最も高い位置にズして載置された
場合の距離となるように設定しておけば、吸着ハンドを
第１回目に基準位置から下降圧＠ｈだけ下降させた際、
シリコンウェハーの位置が上にズしていても、吸着ハン
ドがシリコンウェハーを押し付けて傷付けるようなこと
は防止できる。そして、シリコンウェハーが傾斜してい
たり、低い位置にズしていた場合、吸着ハンドはシリコ
ンウェハーを吸着亥るために下降する毎に、微小距１１
（例えばＯ，ｌａ＋ｍ）ずつシリコンウェハーに近づく
ことになり、吸着ハントカシリコンウエハーを押し付け
ずに吸着可能な位置まで確実に下降し、最小の吸引力に
よりシリコンウェハーに衝撃等を与えないようにしてこ
れを吸着し、搬送することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はシリコンウェハーを搬送するための吸着ハンド
を備えた自動搬送装置を示している。この図により搬送
装置の概略構造を説明すると、本体１の上部に水平移動
部２が上昇、旋回可能に配設゛され、水平移動部２内に
はキャリッジ３がその上部を上に突出した状態で水平移
動可能に配設される。そして、キャリッジ３には吸着ハ
ンド５が回転軸４を介して水平方向に取着される。

水平移動部２は、本体１内に昇降可能に配設された昇降
板７上に立設された円筒６の先端に取着され、昇降板７
は本体１内に回転可能に立設されたボールねじ８に螺合
し、ボールねじ８はステップモータ９により回転駆動さ
れ、このステップモータ９の駆動により水平移動部２つ
まりキャリッジ３の吸着ハンド５が昇降動作する。また
、本体１内には、図示は省略されているが、円筒６を回
転駆動するためのモータが配設され、キャリッジ３を走
行させるモータが昇降板７に取付けられる水平移動部２
内には両端と中央にプーリが配設され、これらのプーリ
間に駆動用のワイヤがかけられ、ワイヤの一部がキャリ
ッジ３に連結され、中央のプーリが円筒６内を通る回転
軸に軸着されこのプーリが本体１内のモータにより回転
駆動されることにより、キャリッジ３は水平移動部２上
を移動する。また、キャリッジ３内には、吸着ハンド反
転用のモータが回転軸４を回転駆動するように配設され
、このモータにより吸着ハンド５は反転される。

第３図、第４図の示すように、吸着ハンド５内には空気
通路１０が設けられ、この空気通路の開口部として吸着
孔１１が吸着ハンド５の下面に設けられ、空気通路の末
端が図示しない真空ポンプ等の吸気口に連通接続される
。また、空気通路の一部には吸気圧を検出するための圧
力センサ１２が設置され、この圧力センサ１２の検出圧
力が一定値以下になったとき、吸着ハンド５がその下面
にシリコンウェハー１５を吸着したことが検出される。

なお、吸着孔１１からの吸気をオンオフするために、空
気通路１０等に第２図の電磁バルブ２２が設置される。

上記構成の自動搬送装置は、ＣＰＵ２０を主要部とする
制御回路により制御され、その制御回路の概略を示す第
２図のように、吸着用の吸気圧を検出する圧力センサ１
２の検出信号はＣＰＵ２０に送られ、ＣＰＵ２０から出
力された吸着オンオフ用の駆動信号は駆動回路２１を介
して電磁バルブ２２に送られ、吸着ハンド５を昇降させ
るための信号は駆動回路２３に送られ、この駆動回路２
３により昇降用のステップモータ９が回転駆動される。

一方、シリコンウェハー１５はクリーンルーム内のボー
ト内に収納されるが、ボートは第３図、第４図のように
立設された３本の支持柱１６に一定の間隔で溝１７を設
けてなり、ウェハー１５は裏を上側にし、その縁部を溝
１７に係止するように水平に載置されている。

次に、このような自動搬送装置を用いて行うシリコンウ
ェハーの吸着方法を、第５図のフローチャートに基づき
説明する。

ボート内に載置されたシリコンウェハーを取出して搬送
する場合、自動搬送装置は、先ず原位置にある吸着ハン
ド５を、第３図のように、ボート内における搬出しよう
とするシリコンウェハー１５の真上の基準位置まで移動
させる（ステップ１００）、この基準位置は、その位置
からシリコンウェハー１５までの距離が、ｈ（例えば２
〜３ＩＩｍ）となる位置に設定され、且つその距離りは
、シリコンウェハーの載置位置の誤差が最高位置の場合
つまり、シリコンウェハーが最も高い位置にズして載置
された最高誤差の距離に予め設定される次に、ステップ
１１０で、電磁バルブ２２が開かれ、吸着ハンド５の吸
着孔１１から吸気が始まりその吸着動作が開始される。

そして、ステップ１２０で、昇降用のステップモータ９
を回転させて水平移動部２を下降させることにより、吸
着ハンド５を距１ｈだけ下降させ（第３図）、次にステ
ップ１３０で、ステップモータ９を逆回転させて吸着ハ
ンド５を距１ｈだけ、つまり基準位置まで上昇させる。

このとき、シリコンウェハー１５が適正状態で溝１７に
載置されていれば、吸着ハンド５が下降した際、シリコ
ンウェハー１５がその吸着孔１１に吸着され、吸着ハン
ド５はシリコンウェハー１５をその下面に吸着した状態
で基準位置まで上昇する。

この吸着ハンド５の吸着状態はステップ１４０で判定さ
れ、圧力センサ１２の検出信号が一定圧力以下の場合、
シリコンウェハー１５を吸着したものとして、次にステ
ップ１５０に進む。

ステップ１５０では、キャリッジ３を移動させるなどし
て、予め決められた原位置に、シリコンウェハー１５を
吸着保持した吸着ハンド５を移動させ、ステップ１６０
で、シリコンウェハー１５の吸着保持を確認した後、図
示しない処理装置のステージ等の位置までシリコンウェ
ハーを搬送する。

一方、シリコンウェハー１５に変形があり、或は何らか
の理由でシリコンウェハー１５が傾斜して載置されてい
て、吸着ハンド５とシリコンウェハー１５間に予想以上
の隙間が生じて、吸着に失敗した場合、圧力センサ１２
によりこれが検出され、ステップ１４０からステップ１
フ０に進む。

ステップ１７０では、距１ｌｉｈに一定の微小圧１ｅａ
（例えば０．１ｍｍ）が加算されて新たな距ｓｔｈが設
定される。

そして、再びステップ１２０に戻り、吸着ハンド５が新
たな距＠ｈだけ基準位置から下降され、ステップ１３０
で、吸着ハンド５を再び基準位置へ距１ｈだけ上昇させ
る。そして、ステップ１４０で、再び吸着ハンド５がシ
リコンウェハー１５を吸着したか否かを判定し、吸着し
た場合には、上記と同様にステップ１５０に進み、吸着
ハンド５を原位置に移動させ、なお吸着しない場合、も
う−度ステップ１７０で距ａｈに微小圧＠ａを加算し、
ステップ１２０からステップ１４０までの動作を繰り返
す。

このように、ステップ１２０〜ステツプ１４０とステッ
プ１７０が繰り返えされることにより、吸着ハンド５が
基準位置から下降する距＠ｈが微小距１１０．１ｍ諺ず
つ増し、シリコンウェハー１５に変形や姿勢不良があっ
て直ちに吸着ができない場合であれば、このような動作
により、吸着ハンド５はシリコンウェハー１５を押し付
けずに安全に吸着することができる。

一方、吸着できない場合、このような動作を三回まで繰
り返した後、ステップ１８０からステップ１９０に進み
、電磁バルブ２２を閉鎖して吸着孔１１からの吸着動作
を停止し、ステップ２００で、吸着ハンド５を原位置に
戻し、ステップ２１０でボートにおけるその棚位置に、
シリコンウェハーが載置されていないと認識する。そし
て、次のシリコンウェハーの基準位置に吸着ハンド５を
移動し、その吸着処理に８行する。

尚、上記の距１ｈや微小圧１１１ａは任意の値に設定で
き、また、吸着に失敗した際の繰り返し回数も任意の回
数に設定できる。さらに、上記のような吸着方法は処理
装置等のステージ上に載置されたシリコンウェハーを吸
着する際にも使用することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明のシリコンウェハーの吸着
方法によれば、水平に載置されたシリコンウェハーを、
吸着ハンドを持つ自動搬送装置により搬送する際、その
吸着ハンドの下面で吸着させる吸着方法において、その
シリコンウェハーの真上に基準位置を決め、基準位置か
らその真下のシリコンウェハーまでの距離を一定の下降
圧１ｈと設定し、第一工程として吸着ハンドを基準位置
に位置させ、第二工程として吸着動作を開始しながら下
降圧ｇｈだけ吸着ハンドを水平に下降させ、第三工程と
して吸着ハンドを再び基準位置まで上昇させ、このとぎ
、吸着ハンドがシリコンウェハーを吸着しているか否か
を検出し、第四工程としてその吸着ハンドがシリコンウ
ェハーを吸着していないことが検出された場合、前記下
降圧＠ｈに微小圧１１ａを加えた距離を新たな下降距離
りとし、再び上記第一から第三工程を行い、吸着ハンド
がシリコンウェハーを吸着できない場合、上記の第一か
ら第四工程を複数回繰り返すように構成した。

従って、基準位置からシリコンウェハーまでの下降圧１
ｌｌＩｌｈを、予めシリコンウェハーの載置位置の誤差
が最高位置の場合、つまり、シリコンウェハーが最も高
い位置にズして載置された場合の距離となるように設定
しておけば、吸着ハンドを第１回目に基準位置から下降
圧＋ｍｈだけ下降させた際、シリコンウェハーの位置が
上にズしていても、吸着ハンドがシリコンウェハーを押
し付けて傷付けるようなことは防止できる。また、シリ
コンウェハーが傾斜していたり、低い位置にズしていた
場合、吸着ハンドはシリコンウェハーを吸着するために
下降する毎に、微小距離ずつシリコンウェハーに近づく
ことになり、吸着ハンドがシリコンウェハーを押し付け
ずに吸着可能な位置まで確実に下降し、最小の吸引力に
よりシリコンウェハーに衝撃等を与えないようにしてこ
れを吸着し、搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、 第１図は自動搬送装置の正面図、 第２図は制御系のブロック図、 第３図は吸着ハンドの吸着状態を示す正面図、第４図は
その平面図、 第５図はシリコンウェハーの吸着処理のフローチャート
である。 ５・・・吸着ハンド、 １２・・・圧力センサ、 １５・・・シリコンウェハー 特　　許　　出　　願　　人 第１ 図 、ノ 第　３　Ｂ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水平に載置されたシリコンウェハーを、吸着ハンドを持
   つ自動搬送装置により搬送する際、その吸着ハンドの下
   面で吸着させる吸着方法において該シリコンウェハーの
   真上に基準位置を決め、基準位置からその真下のシリコ
   ンウェハーまでの距離を一定の下降距離ｈと設定し、 第一工程として前記吸着ハンドを基準位置に位置させ、 第二工程として吸着動作を開始しながら下降距離ｈだけ
   該吸着ハンドを水平に下降させ、 第三工程として該吸着ハンドを再び基準位置まで上昇さ
   せ、このとき、該吸着ハンドがシリコンウェハーを吸着
   しいるか否かを検出し、 第四工程として該吸着ハンドがシリコンウェハーを吸着
   していないことが検出されたとき、前記下降距離ｈに微
   小距離ａを加えた距離を新たな下降距離ｈとし、再び上
   記第一から第三工程を行い、吸着ハンドがシリコンウェ
   ハーを吸着できない場合、上記の第一から第四工程を複
   数回繰り返すことを特徴とするシリコンウェハーの吸着
   方法。