JPH07201947A - ウェハー搬送用のロボットハンドおよびこのロボットハンドによるウェハーの保持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、ウェハーを正確に位置決め保持
できるとともに、搬送中にウェハーにダメージや汚染等
を生じさせないウェハー搬送用のロボットハンドを提供
することを目的とする。 【構成】 ハンド本体１０に先端部には一対の固定爪１
１、１１が突設されている。そして、ハンド本体１０の
他端側には、一対の固定爪１１、１１とともにウェハー
Ｗを内包するように可動爪１２が配設されている。この
可動爪１２は、ウェハーＷのオリフラ部Ｗ１に当接しつ
つウェハーＷを固定爪１１側に加圧するように構成され
ている。そこで、ウェハーＷは一対の固定爪１１、１１
と可動爪１２とにより、径方向に加圧されて機械的に位
置決め把持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造装置にお
いて使用されるウェハー搬送用のロボットハンド、およ
びこのロボットハンドによるウェハーの保持方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のウェハー搬送用のロボット
ハンドの一例を示す断面図である。図において、１００
はウェハーＷを保持して搬送する保持台である。この保
持台１００の一端部上面に、ウェハーＷを載置して、こ
のウェハーＷの径方向への移動を拘束する凹部１００ａ
が形成されている。

【０００３】図３は従来のウェハー搬送用のロボットハ
ンドの他の例を示す断面図である。図において、１１０
はウェハーＷを吸着保持して搬送する吸着プレートであ
る。この吸着プレート１１０のウェハーＷ側には、真空
吸着用の吸引口１１０ａが形成されている。１１１は吸
着プレート１１０の真空引き用真空ポンプ、１１２は吸
着プレート１１０の吸引口１１０ａ周りの真空状態を解
除する大気開放弁である。

【０００４】つぎに、これらのロボットハンドの動作に
ついて説明する。まず、図２で示されるロボットハンド
では、ウェハーＷは保持台１００の凹部１００ａ内に載
置された状態で、例えば成膜装置の所定の場所から成膜
形成用のステージ上まで搬送される。この場合、ウェハ
ーＷは保持台１００との摩擦力により、この保持台１０
０に対する移動が拘束され、搬送時の加速力がこの摩擦
力を上回る場合には、ウェハーＷは凹部１００ａによっ
て移動が拘束される。

【０００５】つぎに、図３で示されるロボットハンドで
は、ウェハーＷは吸着プレート１１０に真空吸着された
状態で、例えば成膜装置の所定の場所から成膜形成用の
ステージ上まで搬送される。そして、ウェハーＷを吸着
プレート１１０から離す場合には、大気開放弁１１２が
開けられ、吸着プレート１１０の吸引口１１０ａ側に空
気が導入される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２で
示されるロボットハンドでは、ウェハーＷを摩擦力に依
存して保持台１００上に位置決めしているため、ウェハ
ーＷが保持台１００上で動いてしまい、このウェハーＷ
を例えば成膜装置のステージ上に正確に位置決めできな
いという課題があった。このため、ウェハーＷが成膜装
置のステージ上に正確に位置決めされず、成膜時にステ
ージ側にも膜を形成してしまうという不都合が生じる。
また、このロボットハンドではウェハーＷの搬送時の加
速度が大きい場合、ウェハーＷが保持台１００から落下
したり、ウェハーＷが保持台１００上を摺動することに
より、ウェハーＷにダメージや摩耗粉が発生してしまう
という課題があった。

【０００７】また、図３で示されるロボットハンドで
は、真空を解除する場合の空気により気流が乱れ、異物
を舞い上げてしまったり、異物が混入した空気を導入す
ることにより、ウェハーＷに対する汚染確率を増加させ
てしまうという課題があった。また、このロボットハン
ドは、真空吸着によりウェハーＷを保持しているため、
真空中では使用できないという課題もあった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、どのような場所でも、ウェハーを
正確に位置決め保持できるとともに、搬送中にウェハー
にダメージや汚染等を生じさせないウェハー搬送用のロ
ボットハンド、およびこのロボットハンドによるウェハ
ーの把持方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、ウェハーを保持して搬送するウェハー搬送用のロボ
ットハンドにおいて、ウェハーを径方向に加圧して把持
する複数の把持爪を有し、かつ、この把持爪のうち少な
くとも１個が、ウェハーのオリフラ部に当接する位置決
め爪となっているとともに、把持爪のうち少なくとも１
個が、他の把持爪側にウェハーを加圧する可動爪となっ
ていることである。

【００１０】この発明の第２の発明は、上記第１の発明
において、位置決め爪がウェハーのオリフラ部と面接触
することである。

【００１１】この発明の第３の発明は、ウェハーを保持
して搬送するウェハー搬送用のロボットハンドによるウ
ェハーの把持方法において、ウェハーを内包するように
配置されて可動爪を有する複数の把持爪の内側に、ウェ
ハーの外周部が遊嵌するようにウェハーを載置するウェ
ハーの載置工程と、このウェハーの載置工程の後、可動
爪を動作させて、ウェハーのオリフラ部に把持爪のいづ
れかを当接させつつ、複数の把持爪によりこのウェハー
を径方向に加圧して位置決め把持するウェハーの把持工
程とを有したことである。

【００１２】

【作用】この発明の第１および第２の発明では、ウェハ
ーの搬送にあたり、複数の把持爪でウェハーを径方向に
加圧して保持している。この場合、少なくとも１個の把
持爪が位置決め爪として、ウェハーのオリフラ部に当接
しているため、ウェハーは回動等することなく正確に位
置決め保持される。また、この場合、少なくとも１個の
把持爪が可動爪となっているため、この把持爪によるウ
ェハーの保持も容易になされる。

【００１３】この発明の第３の発明では、ウェハーの外
周部が可動爪を有した複数の把持爪内に遊嵌するように
ウェハーを載置した後、可動爪を動作させて、把持爪の
いづれかをウェハーのオリフラ部に当接させつつ、この
複数の把持爪によりウェハーを径方向に加圧して位置決
め把持するようにしている。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例に係るウェハー搬送用の
ロボットハンドを示す平面図である。

【００１５】図において、１０は上下、左右および前後
方向等に移動可能なロボットアーム（図示せず）の先端
に回動可能に取り付けられ、先端部にＵ状のカット部１
０ａが形成されているハンド本体、１１はハンド本体１
０の先端部に突設され、ウェハーＷを把持する際にウェ
ハーＷの外周部に当接する把持爪としての一対の固定
爪、１２は固定爪１１，１１に対向するハンド本体１０
の他端側に固定爪１１、１１とともにウェハーＷを内包
するように配設され、ウェハーＷを固定爪１１，１１と
の間で径方向に加圧して把持する把持爪としての可動爪
である。この可動爪１２はウェハーＷを径方向に加圧し
て把持する際にウェハーＷのオリエンテーションフラッ
ト（以下オリフラ部Ｗ１という）に面接触の状態で当接
し、ウェハーＷをハンド本体１０に対して正確に位置決
めする位置決め爪としての機能も有している。

【００１６】１３はハンド本体１０に摺動自在に支持さ
れ、可動爪１２を矢印Ａ方向に移動させて、この可動爪
１２をウェハーＷのオリフラ部Ｗ１に係脱させるスライ
ダ、１４はハンド本体１０に支点Ｐを中心に回動自在に
支持され、スライダ１３に係合して、このスライダ１３
を矢印Ａ方向に移動させる第１リンク、１５は第１リン
ク１４を時計回り方向に回転するよう付勢する引張りバ
ネ、１６はハンド本体１０に支点Ｑを中心に回動自在に
支持され、一端側が第１リンク１４に係合する第２リン
クである。

【００１７】１７はハンド本体１０側にＲ点を中心に回
動自在に支持され、第１突起部１７ａが第２リンク１６
を介して第１リンク１４に係合するリング部材である。
１８はロボットアーム側に取り付けられ、ハンド本体１
０がこのロボットアームに対してＲ点を中心に時計回り
方向に回動した場合に、リング部材１７の第２突起部１
７ｂに係合して、このリング部材１７を反時計回り方向
に回動させるストッパである。

【００１８】つぎに、このロボットハンドの動作につい
て説明する。ロボットアームに対してハンド本体１０を
Ｒ点を中心に所定角度だけ時計回り方向に回動させて位
置決めすると、リング部材１７の第２突起部１７ｂとス
トッパ１８とが係合し、このリング部材１７は所定角度
だけ反時計回りに回動される。このことにより、リング
部材１７の第１突起部１７ａが第２リンク１６を時計回
り方向に回動させるとともに、この第２リンク１６を介
して第１リンク１４を反時計回り方向に回動させる。し
たがって、スライダ１３は第１リンク１４により矢印Ａ
１方向に移動され、可動爪１２が固定爪１１側から遠ざ
かるように位置決めされる。この状態で、ハンド本体１
０上に、オリフラ部Ｗ１を可動爪１２側に向けるように
して、ウェハーＷの外周部が固定爪１１、１１と可動爪
１２との愛だに遊嵌するようにウェハーＷを載置する。

【００１９】つぎに、ロボットアームに対してハンド本
体１０をＲ点を中心に所定角度だけ反時計回り方向に回
動させる。このことにより、リング部材１７の第２突起
部１７ｂとストッパ１８との係合が解除されるため、引
張りバネ１５は第１リンク１４を支点Ｐを中心に時計回
り方向に回転させ、スライダ１３を矢印Ａ２方向に移動
させる。したがって、可動爪１２はウェハーＷのオリフ
ラ部Ｗ１に当接しつつ移動し、このウェハーＷを固定爪
１１，１１側に加圧して把持する。この時、可動爪１２
はウェハーＷのオリフラ部Ｗ１に面接触の状態で係合
し、ウェハーＷを位置決めする。すなわち、ウェハーＷ
は可動爪１２と固定爪１１，１１とで径方向に加圧さ
れ、このロボットハンドに位置決めされて把持された状
態となる。

【００２０】この状態で、ロボットアームを上下、前
後、左右方向等に移動して、ロボットハンドを、例えば
成膜装置の成膜形成用のステージ側に移動した後、ハン
ド本体１０をＲ点を中心に所定角度だけ反時計回り方向
に回動させて位置決めし、この位置決めとともに可動爪
１２をウェハーＷから離間させる。このことにより、ウ
ェハーＷはロボットハンドから取り出し自在な状態とな
って、例えば別の把持装置等によりこのステージ上に正
確に位置決め載置される。

【００２１】以上のように、このロボットハンドでは、
可動爪１２を固定爪１１，１１側に移動させ、この可動
爪１２と固定爪１１，１１とでウェハーＷを径方向に加
圧するようにして保持しているので、ウェハーＷが搬送
中にハンド本体１０に対して移動してしまうことはな
い。したがってこのロボットハンドにて保持されたウェ
ハーＷは、つぎの装置（例えば成膜装置のステージ）に
精度よく位置決めされる。また、このロボットハンドに
よるウェハーＷの搬送加速度が大きい場合でも、ウェハ
ーＷがハンド本体１０から落下したり、ハンド本体１０
上で摺動して、傷付いたり摩耗したりすることはない。

【００２２】さらに、このロボットハンドでは、ウェハ
ーＷのオリフラ部Ｗ１に可動爪１２を面接触の状態で当
接させるようにしているため、ウェハーＷがハンド本体
１０に対して回動等することなく正確に位置決めされ、
この点からもウェハーＷを次の装置側に精度よく位置決
めできることとなる。また、このロボットハンドでは、
ハンド本体１０をその位置決めようにＲ点を中心に回動
させることにより、可動爪１２を進退させることができ
るので、可動爪１２の動作用に特別なアクチュエータを
設ける必要がなく、装置の小型化、低コスト化を図るこ
とができる。さらに、このロボットハンドは、ウェハー
Ｗを機械的なバネ力で保持しているため、真空中でも使
用可能であり、かつ、何らかの原因で電力等の動作源が
停止された場合でも、ウェハーＷの保持を解除すること
はないというメリットを有している。

【００２３】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２４】この発明の第１の発明によれば、ウェハー
を保持して搬送するウェハー搬送用のロボットハンドに
おいて、ウェハーを径方向に加圧して把持する複数の把
持爪を有し、かつ、この把持爪のうち少なくとも１個
が、ウェハーのオリフラ部に当接する位置決め爪となっ
ているとともに、把持爪のうち少なくとも１個が、他の
把持爪側にウェハーを加圧する可動爪となっているの
で、ウェハーを正確に位置決め保持できるとともに、搬
送中にウェハーにダメージや汚染等を生じさせることも
ない。この場合、ウェハーＷはロボットハンドに機械的
に保持されるため、真空中においても、ウェハーＷは精
度良く位置決めされた状態で搬送される。

【００２５】この発明の第２の発明によれば、上記第１
の発明において、位置決め爪がウェハーのオリフラ部と
面接触するので、上記第１の発明の効果に加えて、ウェ
ハーＷはさらに正確にロボットハンドに位置決め保持さ
れる。

【００２６】この発明の第３の発明によれば、ウェハー
を保持して搬送するウェハー搬送用のロボットハンドに
よるウェハーの把持方法において、ウェハーを内包する
ように配置されて可動爪を有する複数の把持爪の内側
に、ウェハーの外周部が遊嵌するようにウェハーを載置
するウェハーの載置工程と、このウェハーの載置工程の
後、可動爪を動作させて、ウェハーのオリフラ部に把持
爪のいづれかを当接させつつ、複数の把持爪によりこの
ウェハーを径方向に加圧して位置決め把持するウェハー
の把持工程とを有したので、上記第１の発明と同様な効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るロボットハンドを示
す平面図である。

【図２】従来のロボットハンドの一例を示す断面図であ
る。

【図３】従来のロボットハンドの他の例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１ 固定爪（把持爪） １２ 可動爪（把持爪、位置決め爪） Ｗ ウェハー Ｗ１ オリフラ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハーを保持して搬送するウェハー搬
   送用のロボットハンドにおいて、 前記ウェハーを径方向に加圧して把持する複数の把持爪
   を有し、 かつ、この把持爪のうち少なくとも１個が、前記ウェハ
   ーのオリフラ部に当接する位置決め爪となっているとと
   もに、前記把持爪のうち少なくとも１個が、他の把持爪
   側に前記ウェハーを加圧する可動爪となっていることを
   特徴とするウェハー搬送用のロボットハンド。
2. 【請求項２】 位置決め爪がウェハーのオリフラ部と面
   接触することを特徴とする請求項１記載のウェハー用ロ
   ボットハンド。
3. 【請求項３】 ウェハーを保持して搬送するウェハー搬
   送用のロボットハンドによるウェハーの保持方法におい
   て、 前記ウェハーを内包するように配置されて可動爪を有す
   る複数の把持爪の内側に、前記ウェハーの外周部が遊嵌
   するように前記ウェハーを載置するウェハーの載置工程
   と、 このウェハーの載置工程の後、前記可動爪を動作させ
   て、前記ウェハーのオリフラ部に前記把持爪のいづれか
   を当接させつつ、複数の把持爪によりこのウェハーを径
   方向に加圧して位置決め把持するウェハーの把持工程と
   を有したことを特徴とするウェハー搬送用のロボットハ
   ンドによるウェハーの把持方法。