JPH04101795A - Holding device for wafer - Google Patents

Holding device for wafer

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JPH04101795A
JPH04101795A JP21424590A JP21424590A JPH04101795A JP H04101795 A JPH04101795 A JP H04101795A JP 21424590 A JP21424590 A JP 21424590A JP 21424590 A JP21424590 A JP 21424590A JP H04101795 A JPH04101795 A JP H04101795A
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JP
Japan
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wafer
force
claws
gripping
claw
Prior art date
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Pending
Application number
JP21424590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Azuma
人士 東
Takamichi Suzuki
鈴木 高道
Toyohide Hamada
浜田 豊秀
Masayasu Akaiwa
正康 赤岩
Noriyuki Dairoku
範行 大録
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH04101795A publication Critical patent/JPH04101795A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the rubging of a wafer with its pushing, and to damage no wafer, nor dusting, even in case of there being the misregistrations of wafer and gripper, in the wafer holding, by providing a piezoelectric element for opening and closing a claw and a detection means which detects the holding force of the wafer and claw. CONSTITUTION:The displacements of piezoelectric elements 12-15 are transmitted to claws 17, 18, the contact force with two claws 17, 18 and a wafer 1 is detected simultaneously, the contact force is increased in the range that the wafer 1 is not moved, with the claw of a weaker contact force being displaced further, the contact force is increased with this being performed alternately, and the wafer 1 is held. Consequently, the wafer 1 can be held, without moving the wafer 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造工程におけるウェハの把持・ハン
ドリング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a wafer gripping and handling device in a semiconductor manufacturing process.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体製造工程では、デバイスの高集積化に伴って、微
細な塵埃が、デバイスの品質に増々影響するようになっ
た。従って、現場では、クリーンルームのクリーン度を
高め、クリーンルーム内の発塵源を防止すると共に、ウ
ェハへの塵埃付着の防止を行う工夫が増々必要になって
いる。
In the semiconductor manufacturing process, as devices become more highly integrated, fine dust particles increasingly affect the quality of the devices. Therefore, in the field, it is increasingly necessary to improve the cleanliness of the clean room, to prevent dust generation in the clean room, and to prevent dust from adhering to wafers.

ウェハ把持用のグリッパも発塵防止策が必要で、特開昭
62−111440号公報に記載された圧電素子を用い
た方式もその一つである。この方式は、圧電素子の変位
を変位拡大機構で拡大させ、爪に伝えて、爪の開閉を行
うもので、機械的しゆう動面がないので、発塵しないこ
とを特徴としている。
Grippers for gripping wafers also require measures to prevent dust generation, and one such method is a method using a piezoelectric element described in Japanese Patent Application Laid-open No. 111440/1983. This method uses a displacement amplification mechanism to magnify the displacement of the piezoelectric element and transmits it to the claws to open and close the claws.Since there is no mechanical sliding surface, this method is characterized by the fact that no dust is generated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来例は、ウェハと爪との接触における発塵につい
て考慮されていない。つまり、爪がウェハに接触する瞬
間には、二本の爪の片方が先に接触し、ウェハを押して
、後にもう片方が接触するようになる。そうすると、ウ
ェハの表面は台と擦れ、発埃することになる。
The above-mentioned conventional example does not take into consideration dust generation due to contact between the wafer and the nail. In other words, at the moment when the claws come into contact with the wafer, one of the two claws comes into contact first, pushing the wafer, and then the other one comes into contact. In this case, the surface of the wafer will rub against the table, causing dust to be generated.

本発明の目的は、ウェハを把持する時に、ウェハを動か
さずに把持し、塵埃の発生をなくしたウェハ把持装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a wafer gripping device that grips a wafer without moving the wafer and eliminates the generation of dust.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明はロボットの先端に
取付け、ウェハのハンドリング作業を行うためのウェハ
把持装置において、ウェハを把持する一対もしくは二対
の爪と、その開閉用の駆動源となる圧電素子と、ウェハ
と爪との接触力を検出する力検出手段と、力検出データ
を演算処理する演算処理手段とを含むことを特徴とする
In order to achieve the above object, the present invention is a wafer gripping device that is attached to the tip of a robot and used for handling wafers, which includes one or two pairs of claws for gripping the wafer and a drive source for opening and closing the claws. It is characterized in that it includes a piezoelectric element, a force detection means for detecting the contact force between the wafer and the claw, and an arithmetic processing means for processing the force detection data.

〔作用〕[Effect]

圧電素子の変位は爪に伝わり、同時にウェハと二本の爪
との接触力が検出され、接触力の弱い方の爪がさらに変
位して、ウェハを動かさない範囲で接触力を増し、これ
を交互に行って接触力を増し、ウェハを把持していく。
The displacement of the piezoelectric element is transmitted to the claws, and at the same time the contact force between the wafer and the two claws is detected, and the claw with the weaker contact force is further displaced to increase the contact force without moving the wafer. Do this alternately to increase the contact force and grip the wafer.

従って、ウェハを動かすことなく、ウェハを把持するこ
とができる。
Therefore, the wafer can be gripped without moving the wafer.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本発明のウェハ把持装置の一実施例の概略を示
したものである0本発明のウェハ把持装置はロボット本
体(図示せず)の先端11に取付けて使用する。
FIG. 2 schematically shows an embodiment of the wafer gripping device of the present invention. The wafer gripping device of the present invention is used by being attached to the tip 11 of a robot body (not shown).

本発明の把持装置の主な構成は、バイモルフ形圧電素子
(以後圧電素子と称す)が四個12ないし15と、圧電
素子を固定しているベース16と、ウェハ1を把持する
一対の爪17・18よりなっている。
The main components of the gripping device of the present invention include four bimorph piezoelectric elements (hereinafter referred to as piezoelectric elements) 12 to 15, a base 16 that fixes the piezoelectric elements, and a pair of claws 17 that grip the wafer 1.・Consists of 18.

ウェハ1は、対向した二箇所から爪17・18によって
把持され、爪17・18は、圧電素子13・15に取す
付いている。圧電素子13.15は、さらに圧電素子1
2.14に取り付き、L字形に構成する。
The wafer 1 is gripped by claws 17 and 18 from two opposing locations, and the claws 17 and 18 are attached to piezoelectric elements 13 and 15. Piezoelectric element 13.15 further includes piezoelectric element 1
Attach to 2.14 and form an L-shape.

圧電素子13ないし18は外部から電圧を印すると、そ
の極性により、第3図に示すように、弓形(破線で示し
た形状)となる、すなわち、二枚のセラミックス21.
22を二枚重ね合わせ、一方に十電極、もう一方に一電
極を接続し、電圧を印加すると、+電極を接続した側に
、変位する。従って、第2図に示した構成で、爪17.
18の開閉が可能となる。
When a voltage is applied to the piezoelectric elements 13 to 18 from the outside, depending on the polarity of the voltage, the piezoelectric elements 13 to 18 take on an arcuate shape (shape indicated by a broken line) as shown in FIG.
When two sheets of 22 are placed one on top of the other, ten electrodes are connected to one electrode, and one electrode is connected to the other, and a voltage is applied, the electrode is displaced to the side to which the + electrode is connected. Therefore, with the configuration shown in FIG.
18 can be opened and closed.

次に、本発明の把持装置を駆動させる制御回路の構成を
第1図を用いて説明する。21は力検出センサーで、爪
17に取り付け、ウェハ1の把持力を検出する。23は
加算器で、21の力検出センサから力検出回路を経て、
得られたデータと、コンピュータよりD/A (デジタ
ル/アナログ)変換器を経て、送信された力目標値f1
との差を演算し、駆動制御回路に送信する。駆動制御回
路では、加算器24から送られてきたデータを基に、予
め決められている爪17の駆動指令を、圧電素子12と
圧電素子13の駆動回路に送信し、圧電素子12と圧電
素子13を駆動する。また、駆動制御回路には、加算器
24から送られてきたデータにより、力検出センサ21
のデータが、力目標値f、に到達していると判断した場
合は、コンピュータに送信して、爪17の駆動を完了し
たことを知らせる。コンピュータは、次に、爪18を駆
動させるために、爪18駆動制御回路に指令を送る。爪
18駆動制御回路では、予め決められている駆動指令を
圧電素子14の駆動回路と圧電素子15の駆動回路に送
信し、圧電素子14.15を駆動する。その後、力検出
センサ22により、ウェハ1の把持力を検出する。以降
は、今まで述べた制御回路と同様であるので省略する。
Next, the configuration of a control circuit for driving the gripping device of the present invention will be explained with reference to FIG. A force detection sensor 21 is attached to the claw 17 and detects the gripping force of the wafer 1. 23 is an adder, which passes from the force detection sensor 21 to the force detection circuit;
The obtained data and the force target value f1 sent from the computer via the D/A (digital/analog) converter
The difference is calculated and sent to the drive control circuit. In the drive control circuit, based on the data sent from the adder 24, a predetermined drive command for the claw 17 is sent to the drive circuit for the piezoelectric element 12 and the piezoelectric element 13, and the piezoelectric element 12 and the piezoelectric element 13. The drive control circuit also uses the force detection sensor 21 based on the data sent from the adder 24.
If it is determined that the data has reached the force target value f, the data is sent to the computer to notify that the driving of the claw 17 has been completed. The computer then sends commands to the pawl 18 drive control circuit to drive the pawl 18. The claw 18 drive control circuit sends a predetermined drive command to the piezoelectric element 14 drive circuit and the piezoelectric element 15 drive circuit to drive the piezoelectric elements 14 and 15. Thereafter, the force detection sensor 22 detects the gripping force of the wafer 1. The subsequent steps are the same as the control circuits described above, and will therefore be omitted.

次に本発明の把持装置の操作手順を説明する。Next, the operating procedure of the gripping device of the present invention will be explained.

力検出センサ21から加算器23に送られた値をちとす
ると、加算器23で、力目標値f1と検出データf!と
の差が計算される。力目標値f1は、ウェハ台31上の
ウェハ1を爪17が押しても動かない範囲で、しかも、
力検出センサ22のデータf3よりも大きい値で決定さ
れる。すなわち、 f s < f t≦f4 の関係となる。ここで、f4とは、ウェハ1をウェハ台
31が支持することによって、ウェハ支持台31とウェ
ハ1の間で摩擦抵抗が発生し、静摩擦抵抗から動摩擦抵
抗になる瞬間の力検出センサ21の値である。
When the value sent from the force detection sensor 21 to the adder 23 is calculated, the adder 23 outputs the force target value f1 and the detection data f! The difference between The force target value f1 is within a range in which the wafer 1 on the wafer stand 31 does not move even if the claw 17 pushes it, and
The value is determined to be larger than the data f3 of the force detection sensor 22. That is, the relationship f s < f t≦f4 holds true. Here, f4 is the value of the force detection sensor 21 at the moment when frictional resistance is generated between the wafer support stand 31 and the wafer 1 when the wafer 1 is supported by the wafer stand 31, and the static frictional resistance changes from the dynamic frictional resistance. It is.

爪17駆動制御回路は、f、−f、の値から、カ目標値
に到達したが、さらに圧電素子を駆動するがどうかを判
断する。これ以後の手順は、制御回路で述べた通りであ
るから省略する。
The claw 17 drive control circuit determines from the values of f and -f whether or not to further drive the piezoelectric element, although the force has reached the target value. The subsequent steps are the same as described for the control circuit, so they will be omitted.

次に、ウェハ1を目標把持力まで、把持する状態を第4
図を用いて説明する。第4図は、横軸に時間、縦軸に把
持力を示しており、センサ21の出力がウェハ1のずれ
ない範囲で、爪21の把持力を高める。次に、爪22の
把持力を、やはり、ウェハlが動かない範囲で、センサ
22で検出しつつ高める。このようにして、交互に把持
力を増していき、目標の把持力に到達した時点で、把持
動作は完了する。
Next, hold the wafer 1 to the target gripping force in the fourth state.
This will be explained using figures. FIG. 4 shows time on the horizontal axis and gripping force on the vertical axis, and the gripping force of the claws 21 is increased within a range where the output of the sensor 21 does not shift the wafer 1. Next, the gripping force of the claws 22 is increased while being detected by the sensor 22 within a range where the wafer l does not move. In this way, the gripping force is increased alternately, and when the target gripping force is reached, the gripping operation is completed.

このようにして、ウェハを動がすことなく、把持でき、
ウェハを傷付けたり、発塵させることがない。
In this way, the wafer can be gripped without moving.
It does not damage the wafer or generate dust.

本発明の把持装置では、ウェハを把持状態から、開放す
る場合にも、同様な手順によって行い、ウェハを傷付け
たり、発塵させることはない。
In the gripping device of the present invention, the same procedure is used to release the wafer from the gripped state, so that the wafer is not damaged or dust is generated.

また、ウェハ置き台に力検出センサを設け、圧電素子を
変位させて、力検出センサがらのデータを検出しつつ、
ウェハ置き台に載せていくことによって、置くときの衝
撃をなくすこともでき、同様の効果を得られる。
In addition, a force detection sensor is installed on the wafer table, and the piezoelectric element is displaced to detect data from the force detection sensor.
By placing the wafer on a wafer stand, it is possible to eliminate the shock when placing the wafer, and a similar effect can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ウェハ把持において、ウェハとグリッ
パの位置ずれがあっても、ウェハを押して擦ることはな
いので、ウェハを傷付けたり1発塵することはない。
According to the present invention, even if there is a misalignment between the wafer and the gripper when gripping the wafer, the wafer will not be pushed and rubbed, so the wafer will not be damaged or any dust will be emitted.

また、放すときにも、爪開放のタイミングがずれること
により、ウェハを押して擦ることはないので、ウェハを
傷付けたり、発塵することはない。
Moreover, even when releasing, the wafer is not pushed and rubbed due to the timing of the claw opening being shifted, so the wafer is not damaged or dust is generated.

また、ウェハを置くときにも、ウェハに衝撃を与えるこ
とはないので、同様の効果が得られる。
Further, when placing the wafer, no impact is applied to the wafer, so the same effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の把持装置制御ブロック図、第2図は
本発明の斜視図、第3図はパイモル形圧電素子の変位前
の状態(実線)と変位後の状態(破線)を示す説明図、
第4図は、本発明の把持装置で把持するときの目標把持
力に到達するまでのステップを示す説明図である。 1・・・・・・・・・・・・・・・・・・ウェハ12、
13.14.15・・・バイモルフ形圧電素子17.1
8・・・・・・・・・・・・爪21.22・・・・・・
・・・・・・力検出センサ!if’i1図
FIG. 1 is a control block diagram of the gripping device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the present invention, and FIG. 3 shows the state before displacement (solid line) and the state after displacement (broken line) of the pimol type piezoelectric element. Explanatory diagram,
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the steps to reach the target gripping force when gripping with the gripping device of the present invention. 1...Wafer 12,
13.14.15...Bimorph type piezoelectric element 17.1
8・・・・・・・・・Claw 21.22・・・・・・
...Force detection sensor! if'i1 diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ウェハのハンドリング作業を行うための、ウェハ把
持装置において、 前記ウェハを把持する一対もしくは二対の爪と、前記爪
を開閉するための圧電素子と、前記ウェハと前記爪との
把持力を検出する検出手段を設けたことを特徴とするウ
ェハ把持装置。 2、請求項1において、前記爪の開閉用には、バイモル
フ形圧電素子をL形に連結し、前記ウェハの上方から把
持する構成としたウェハ把持装置。 3、請求項1において、一対の前記爪によるウェハの把
持装置の二本の独立に運動可能な第一爪と第二爪の構成
で、前記第一爪に作用する把持力を検出し、それが所定
の力目標値となる様に圧電素子を変位させる駆動制御回
路と、前記第二爪に作用する把持力を検出し、それが所
定の力目標値となる様に圧電素子を変位させる駆動制御
回路を設けたウェハ把持装置。 4、請求項1において、ウェハ置き台に力検出手段を設
け、それが所定の力目標値となるように、前記圧電素子
を変位させる駆動制御回路を設けたウェハ把持装置。
[Claims] 1. A wafer gripping device for handling a wafer, comprising: a pair or two pairs of claws for gripping the wafer; a piezoelectric element for opening and closing the claws; A wafer gripping device characterized by being provided with a detection means for detecting a gripping force with a claw. 2. The wafer gripping device according to claim 1, wherein bimorph piezoelectric elements are connected in an L shape to open and close the claws, and the wafer is gripped from above. 3. In claim 1, the wafer gripping device using a pair of said claws has a configuration of two independently movable first and second claws, and the gripping force acting on said first claw is detected; a drive control circuit that displaces the piezoelectric element so that the force reaches a predetermined target force value; and a drive control circuit that detects the gripping force acting on the second claw and displaces the piezoelectric element so that the grip force reaches a predetermined force target value. Wafer gripping device equipped with a control circuit. 4. The wafer gripping device according to claim 1, further comprising a force detecting means on the wafer table and a drive control circuit for displacing the piezoelectric element so that the force detecting means reaches a predetermined force target value.
JP21424590A 1990-08-15 1990-08-15 Holding device for wafer Pending JPH04101795A (en)

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JP (1) JPH04101795A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6368049B1 (en) * 1999-04-07 2002-04-09 Kokusai Electric Co., Ltd. Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus
JP2007276112A (en) * 2007-07-23 2007-10-25 Toyota Motor Corp Robot hand device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6368049B1 (en) * 1999-04-07 2002-04-09 Kokusai Electric Co., Ltd. Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus
JP2007276112A (en) * 2007-07-23 2007-10-25 Toyota Motor Corp Robot hand device
JP4600445B2 (en) * 2007-07-23 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 Robot hand device

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