JPH03203347A - ウエーハハンドラ - 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、ウェーハ搬送装置に用いられ、主としてウェ
ーハカセット内で半導体ウェー八を挟持したり離したり
するウェーハハンドラに関する。

【従来の技術】

第４図は、ウェーハハンドラが適用された従来のウェー
ハ搬送装置（ロボット）１０のウェーハ搬送装置を示す
（特開昭６２−３６２２９号公報）。 このウェーハ搬送装置１０は、半導体ウエーノ＼１２が
多数枚収容されたウェーハカセット１４から半導体ウェ
ーハ１２を取り出して他の不図示の装置の所定位置へ搬
送し、又はその逆の作業を行うためのものである。ウェ
ーハ搬送装置１０は、ボデー１６に対しネック１８が昇
降可能に設けられ、ネック１８の上端に、ネック１８の
中心軸の回りに回転可能にアーム２０が取り付けられ、
アーム２０に形成された案内溝２２に沿って直線移動可
能にウェーハハンドラ２４が取り付けられて構成されて
いる。ウェーハハンドラ２４の先端部上面には、真空吸
着用の空気吸込口２６が形成されている。 ウェーハハンドラ２４をその先端側へ移動させて半導体
ウェーハエ２間に挿入し、不図示の真空ポンプを駆動さ
せながらネック１８をわずか上昇させることによりウェ
ーハハンドラ２４の先端部上面に半導体ウェーハ１２の
下面を吸着し、この状態でウェーハハンドラ２４をその
基端側へ直線移動させることにより、半導体ウェーハ１
２がウェーハカセット１４から取り出される。 ここで、ウェーハカセット１４は、その内壁に、高さ方
向に一定のピッチで、水平方向に延びた半導体ウェーハ
１２縁邪受は用のリブが多数突設されている。このリブ
のピッチは、４．７６ｍｍに規格化されている（１９８
５年版、ＳＢＭＩ　ＳＴＡＮＤＡＲＤＳＥＱｔＪＩＰＭ
ＥＮＴ　（ＷＡＦＩＥＲＣＡＲＲＩＥＲＳ））。半導体
ウエーノ１１２の厚さは例えばｌ　ｍｎ＋であり、この
場合、収納された半導体ウェーハ１２の間隔は３．７６
ｍｍと狭い。このため、ウェーハハンドラ２４の厚さは
２ｍｒｎ程度になっている。

【発明が解決しようとする課題】

このような真空吸着法による半導体ウエーノ飄１２の取
り出しは、−見、半導体ウエーノ＼１２に塵埃を付着さ
せないようにある。ところが、塵埃検査を行なうと、半
導体ウェーハ１２上にはウェーハハンドラ２４との接触
部分に多数の塵埃が検出される。半導体ウェーハ１２は
、通常、その表面を上へ向けてウェーハカセット１４内
へ収納されているが、中には、半導体ウェーハ１２が逆
向きに収納されている場合がある。この場合には特に、
上記吸着により半導体ウェーハ１２の表面に付着した塵
埃は、製造される半導体装置の品質を悪化させる。 本発明の目的は、このような問題点に鑑み、半導体ウェ
ーハの表面又は裏面に塵埃を付着させることなく、狭い
リブピッチのウェーハカセットから半導体ウェーハを取
り出し又は半導体ウェー八をウェーハカセットへ収納す
ることができるウェーハハンドラを提供することにある
。

【課題解決手段及びその作用効果】

この目的を達成するために、本発明に係るウェーハハン
ドラでは、棒状物の先端側部に挟持部が設けられ、該挟
持部には半導体ウェーハ縁部が嵌められる第１凹部が該
棒状物の基端側へむけて形成された可動フィンガと、該
可動フィンガをその軸方向へ移動自在に案内するガイド
と、該可動フィンガをその軸方向へ駆動する手段と、該
可動フィンガをその軸の回りに所定角回転させる手段と
、該可動フィンガの基端側に配置され、半導体ウェーハ
縁部が嵌められる第２凹部が該第１凹部と反対側へ向け
て形成された挟持片と、を有している。 ウェーハカセットからの半導体ウェーへの取り出しは、
次のようにして行なう。 可動フィンガをその軸の回りに回転させて挟持部を半導
体ウェー八と平行にしく倒し）、かつ、可動フィンガを
前記と逆方向へ、即ちその軸先端側へ移動させる。この
状態で、ウェーハハンドラを半導体ウェー八に平行に移
動させることにより、可動フィンガを半導体ウェーハ間
の狭い隙間に挿入する。次に、可動フィンガをその軸の
回りに回転させて挟持部を半導体ウェー八と直角な方向
にしく起こし）、かつ、可動フィンガをその軸基端側へ
移動させる。これにより、半導体ウェーハの縁部が可動
フィンガの挟持部の凹部と挟持片の凹部とで挟持される
。かかる可動フィンガ及び挟持片の状態で、ウェーハハ
ンドラ全体を半導体ウェー八に平行に移動させることに
より、半導体ウェーハをウェーハカセットから取り出す
。 ウェーハカセットへ半導体ウェー八を収納する場合には
、上記取り出しと逆の動作をする。 本発明によれば、可動フィンガをその軸の回りに回転さ
せて挟持部を倒した状態で、ウェーハカセットに収納さ
れた半導体ウェーハの間に可動フィンガを挿入するので
、狭いリブピッチのウェーハカセットから半導体ウェー
ハを取り出し又は半導体ウェーハをウェーハカセットへ
収納することができる。また、半導体ウェーへの縁部を
挟持するので、この挟持により半導体ウェーへの表面又
は裏面に塵埃が付着したり、半導体ウェーへの表面又は
裏面に異物が接触して半導体ウェー八を汚染したりする
ことがない。 前記可動フィンガ駆動手段は、例えば、モータと、該モ
ータの回転運動を電線運動に変換する手段と、一端が前
記可動フィンガの基端側に連結され、他端が該運動変換
手段の直線運動部に連結され、該直線運動を該可動フィ
ンガに伝達するコイルスプリングと、を有して構成され
る。 この構成によれば、半導体ウェーハの縁部を可動フィン
ガの挟持部の凹部と挟持片の凹部とで挟持する際、コイ
ルスプリングが引張状態となり、その弾性力により挟持
するので、半導体ウェーハに無理な力が加わるのを防止
することができる。 また、この引張りにより、挟持部及び挟持片と半導体ウ
ェーハの縁部との間に隙間ができないので、半導体ウェ
ーハを挟持した状態でウェーハハンドラを急に移動させ
又はウェーハハンドラを移動させたのち急停止させても
、挟持部及び挟持片と半導体ウェーハの縁部とが衝突し
ない。したがって、このような加速により半導体ウェー
ハの縁部が欠けるのを防止することができ、高速搬送が
可能となる。 前記運動変換手段は、例えば、前記モータの回転を減速
させるギヤと、該ギヤの出力軸に固定され、一定角の範
囲内で回転される回転部材と、中心軸を該出力軸に平行
にして該回転部材に取り付けられたローラと、該可動フ
ィンガの軸方向と平行方向に案内され、該可動フィンガ
の軸方向と直角な方向へ該ローラを案内するスライダと
、を有して構成される。 この構成によれば、複数の可動フィンガをｉつのモータ
で駆動することができる。 前記構成において、前記モータを一定速度で回転させ、
前記コイルスプリングが引張状態になりその引張力が大
きくなるほど該スライダの直線移動速度が遅くなるよう
に、前記回転部材を前記ギヤの出力軸に固定すれば、次
の効果が生ずる。 すなわち、半導体ウェーハを挟持する際、スライダ移動
速度が徐々に小さくなるので、半導体ウェーハに衝撃が
加わるのを防止できる。このため、簡単なモータ制御（
オン・オフ制御）で、半導体ウェー八と挟持部及び挟持
片との接触部分が、挟持の際に欠けるのを防止すること
ができる。 前記可動フィンガ回転手段は、例えば、前記ガイドに形
成され、該可動フィンガの軸方向に平行な部分と該軸方
向に沿って旋回する螺旋部分とが連なった溝と、一端に
該可動フィンガの基端部が固定され、他端に前記可動フ
ィンガ駆動手段が連結され、該ガイドに案内されるスラ
イドピースと、該スライドピースの側面に突設され、線
溝に嵌められ、線溝に沿って案内される突片と、を有す
ることにより構成される。 この構成によれば、可動フィンガを回転させるための特
別なモータ等を用いる必要がないので、構成が極めて簡
単になる。

【実施例】

以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。 第１図はウェーハハンドラの平面図であり、第２図は第
１図の■−■線断面図であり、第３図は第１図の背面図
である。 このウェーハハンドラは、第１図横方向中央線を通る紙
面垂直な平面に関し対称構造となっている。ウェーハハ
ンドラは、ベース３０の両側部に同一構成のスライド回
転部４０が配置され、ベース３０の中央部に駆動部７０
が配置され、ベース３０の後部に、駆動部７０とスライ
ド回転８４０とを連結する回転運動／直線運動変換部８
０が配置されている。 このスライド回転部４０は次のように構成されている。 すなわち、第２図にも示す如く、ねじ４２でガイドピー
ス４４がベース３０上に螺着されている。ガイドピース
４４の軸心部には、断面円形のガイドホール４６が貫通
形成されている。ガイドホール４６内には、円柱形のス
ライドピース４８が挿入され、このスライドピース４８
の軸心部にはねじ５０が蝋質されている。スライドピー
ス４８から突出したねじ５０の先端部には、コイルスプ
リング５２の一端が係止されており、ねじ５０はコイル
スプリング５２の引張力調整用となっている。コイルス
プリング５２の他端は、ねじ５５ａの頭部に対し回転自
在なりラッチ５５ｂに係止されている。ねじ５５ａは、
スライドピース５４の一端に螺着されている。このスラ
イドピース５４は、スライドピース４８と同様に、円柱
形で、ガイドホール４６内に挿入されている。スライド
ピース５４の他端部には丸棒５８の基端部が植設されて
おり、スライドピース５４の側面から螺入されたねじ５
Ｂで、丸棒５８がスライドピース５４に固定されている
。丸棒５８の直径は、例えば２ｎ＋＋ｎである。丸棒５
８の先端部には、合成樹脂型の挟持片６Ｄが接着されて
いる。挟持片６０には、半導体ウェーハ１２の縁部が嵌
められる台形の凹部６１が、丸棒５８の基端側へ向けて
形成されている。これら丸棒５８と挟持片６０とで可動
フィンガが構成されている。 挟持片６０の寸法は、例えば、厚さｔ　＝　２　ｍｍ。 高さｈ＝３ｍｍ、凹部６１の底面の長さ１ｍｍ。 凹部６１の開口端の長さ１．５ｍｍである。 スライドピース５４の側面には、これに垂直にビン６２
が螺着されている。一方、ガイドピース４４には、この
ピン６２を案内するための案内溝６４が形成されている
。案内溝６４は、ガイドピース４４の上部にガイドピー
ス４４の軸方向へ形成された後部６４ａと、ガイドピー
ス４４の側部にガイドピース４４の軸方向へ形成された
前部６４ｃと、これら後部６４ａと前部６４ｃとの間を
結ぶ螺旋形中間部６４ｂとからなる。 スライド回転部４０の前端部側面には、第１図に示す如
く、合成樹脂型の挟持片６６がねじ６７で螺着されてい
る。挟持片６６の先端部には、半導体ウェーハ１２の縁
部が嵌められる、凹部６１と同一形状の凹部（不図示）
が、凹Ｂ６１と反対方向へ向けて形成されている。また
、スライド回転部４０の上部かつ後部には、回転運動／
直線運動変換部８０を案内するための案内溝６８が、ス
ライド回転部４０の軸方向に形成されている。 駆動Ｂ７０は、ブラケット７２の下端部がねじ７４でペ
ース３０に螺着され、ブラケット７２の上端部にギヤド
モータ７６が、その駆動軸７８をベース３０に垂直な方
向へ向けて固定されて、構成されている。 回転運動／直線運動変換Ｂ８０は次のように構成されて
いる。すなわち、アーム８２の一端部に垂直に駆動軸７
８が固定され、アーム８２の他端部には、ローラ８４を
回転自在に支持する支軸８６がナツト８８で固定されて
いる。ローラ８４は、横板９０の両側部に制限板９２が
立設されて形成された案内溝９３内に配置されている。 橋板９０の両側部下面には、連結片９４がねじ９６で固
定されている。この連結片９４は、ガイドピース４４の
案内溝６８内に、案内溝６８の長手方向に沿って移動自
在に嵌められている。この状態では、案内溝９３の長平
方向は、スライド回転部４０の軸方向と直角になってい
る。 上記の如く構成されたウェーハハンドラは、例えば、第
４図に示すウェーハハンドラ２４と同様に、アーム２０
にその長手方向へ移動可能に取り付けられ、又は、半導
体ウェーハ１２を反転可能な構成とするために、第１図
横方向中央線の回りにウェーハハンドラを回転させる装
置を介して、アーム２０にその長手方向へ移動可能に取
り付けられる。 第４図に示すウェーハカセット１４から半導体ウェーハ
１２を取り出す場合には、このウェーハハンドラを次の
ように動作させる。 すなわち、ギヤドモータ７６を作動させて、第１図に示
す状態からアーム８２を、駆動軸７８を中心として時計
回りまたは反時計回りへ９０°回転させる。この際、連
結片９４は案内溝６８に沿って案内され、橋板９０は２
点鎖線で示す位置まで前進する。また、スライドピース
４８、コイルスプリング５２、スライドピース５４及び
丸棒５８は、回転運動／直線運動変換部８０と一体的に
前進する。ピン６２は、案内溝６４の後Ｒ６４ａ。 中間部６４ｂ１次いで前部６４ｃに案内されるので、ス
ライドピース５４及び丸棒５８は、第２図に示す状態か
ら前進しながらその中心軸の回りに９０°回転する。し
たがって、丸棒５８及び挟持片６０は、第１図及び第２
図実線で示す状態から２点鎖線で示す状態になり、挟持
片６０（厚さ２ｍ　ｍ　）の広い面が半導体ウェーハ１
２と平行（厚さ２ｍｍ）、すなわち、挟持片６０が倒れ
た状態になる。 この状態で、ウェーハハンドラをウェーハカセット１４
　（第４図）へ向けて前進させ、丸棒５８を半導体ウェ
ーハ１２間（間隔３．７６ｍｍ）に挿入して、半導体ウ
ェーハ１２との関係を第１図及び第２図の２点鎖線で示
す如くする。次に、ウェーハハンドラの移動を固定した
状態で、ギヤドモータ７６を逆転作動させてアーム８２
を元の位置側へ９０°回転させる。この際、丸棒５８及
び回転運動／直線運動変換部８０は、前記と逆方向に動
作する。すなわち、丸棒５８は後退しながら９０°回転
して起き上がり（先端部高さ５ｍｍ）挟持片６０の凹部
６１に半導体ウェーハ１２の縁部が嵌められる。半導体
ウェーハ１２は、挟持片６０に押されて、ベース３０側
へ移動し、挟持片６０と反対側の半導体ウェーハ１２の
縁部が挟持片６６の凹部（不図示）に嵌められる。この
状態からスライドピース４８が更に後退すると、コイル
スプリング５２が引張状態となり、半導体つ工−ハ１２
に無理な力が加わることなく、半導体ウェーハ１２が挟
持片６０と６６により確実に挟持される。駆動軸７８の
回転速度は一定であるが、挟持の際には、回転運動／直
線運動変換部８０の後退速度が徐々に小さくなるので、
半導体ウェーハ１２に衝撃が加わるのを防止でき、半導
体ウェーハ１２と挟持片６０及び６６との接触部分が欠
けるのを防止することができる。 第４図に示すウェーハカセット１４に半導体ウェーハ１
２を収納する場合には、ウェーハハンドラを上記と逆に
動作させる。 このようなウェーハハンドラは、半導体ウェーハ１２の
表面及び裏面と非接触であるので、つ工−ハカセット１
４への半導体ウェーハ１２の収納又はウェーハカセット
１４からの半導体ウェーハ１２の取り出しのみならず、
半導体ウェーハ１２の継続した搬送または保持にも有効
である。 なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。 例えば、半導体ウェーハ１２は３箇所で安定に挟持する
ことができるので、構成要素４０及び５８〜６１．又は
、６６は、−組であってもよい。 また、コイルスプリング５２を用いずに、挟持片６６を
ガイドでその軸方向へ移動可能とし、挟持片６６をばね
を介して固定した構成であっても、上記同様の効果が得
られる。 さらに、回転運動を直線運動に変換する機構は、ラック
とピニオン等の公知の構成を用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係り、第１図は
ウェーハハンドラの平面図、 第２図は第１図の■−■線断面図、 第３図は第１図の背面図である 第４図は従来のウェーハハンドラ２４が適用されたウェ
ーハ搬送装置１０のウェーハ搬送状態を示す斜視図であ
る。 図中、 １２は半導体ウェーハ ３０はベース ４０はスライド回転部 ４４はガイドピース ４６はガイドホール ４８．５４はスライドピース ５２はコイルスプリング ５８は丸棒 ６０．６６は挟持片 ２２．６４．６８．９３は案内溝 ７０は駆動部 ７２はブラケット ７６はギヤドモータ ８は駆動軸 ０は回転運動／直線運動変換部 ４はローラ ０は横板 ２は制限板 ４は連結片

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、棒状物（５８）の先端側部に挟持部（６０）が設
   けられ、該挟持部には半導体ウェーハ（１２）の縁部が
   嵌められる第１凹部（６１）が該棒状物の基端側へむけ
   て形成された可動フィンガ（５８、６０）と、 該可動フィンガをその軸方向へ移動自在に案内するガイ
   ド（４４）と、 該可動フィンガをその軸方向へ駆動する手段（７０、８
   ２〜９４、４８〜５２）と、 該可動フィンガをその軸の回りに所定角回転させる手段
   （５４、６２、６４）と、 該可動フィンガの基端側に配置され、半導体ウェーハ縁
   部が嵌められる第２凹部が該第１凹部と反対側へ向けて
   形成された挟持片（６６）と、を有することを特徴とす
   るウェーハハンドラ。 ２）、前記可動フィンガ駆動手段は、 モータ（７０）と、 該モータの回転運動を直線運動に変換する手段（８２〜
   ９６、４８、５０、５２、６８）と、一端が前記可動フ
   ィンガの基端側（５５）に連結され、他端が該運動変換
   手段の直線運動部（５０）に連結され、該直線運動を該
   可動フィンガに伝達するコイルスプリング（５２）と、 を有することを特徴とする請求項１記載のウェーハハン
   ドラ。 ３）、前記運動変換手段は、 前記モータの回転を減速させるギヤと、 該ギヤの出力軸（７８）に固定され、一定角の範囲内で
   回転される回転部材（８２）と、 中心軸を該出力軸に平行にして該回転部材に取り付けら
   れたローラ（８２）と、 該可動フィンガの軸方向と平行方向に案内され、該可動
   フィンガの軸方向と直角な方向へ該ローラを案内するス
   ライダ（９０〜９６、４８、６８）と、 を有することを特徴とする請求項２記載のウェーハハン
   ドラ。 ４）、前記モータは一定速度で回転され、 前記コイルスプリングが引張状態になりその引張力が大
   きくなるほど該スライダの直線移動速度が遅くなるよう
   に、前記回転部材が前記ギヤの出力軸に固定されている
   ことを特徴とする請求項３記載のウェーハハンドラ。 ５）、前記可動フィンガ回転手段は、 前記ガイド（４４）に形成され、該可動フィンガの軸方
   向に平行な部分（６６ａ、６６ｃ）と該軸方向に沿って
   旋回する螺旋部分（６６ｂ）とが連なった溝（６６）と
   、 一端に該可動フィンガの基端部が固定され、他端に前記
   可動フィンガ駆動手段が連結され、該ガイドに案内され
   るスライドピース（５４）と、該スライドピースの側面
   に突設され、該溝に嵌められ、該溝に沿って案内される
   突片（６２）と、を有することを特徴とする請求項１乃
   至４に記載のウェーハハンドラ。