JPH10172928A

JPH10172928A - 対象物のハンドリング装置

Info

Publication number: JPH10172928A
Application number: JP33359296A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Ugawa; 和久鵜川; Shunsuke Matsui; 俊輔松井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送経路にある対象物を作業者の人手を介す
ることなく対象物の向きを変えることで対象物の目視検
査を行うことができる対象物のハンドリング装置を提供
すること。【解決手段】対象物Ｗを保持して、観察者が対象物を
観察するための対象物Ｗのハンドリング装置１０であ
り、搬送経路９０にある対象物を着脱可能に保持する保
持手段４０と、対象物保持手段４０の位置を搬送経路９
０側の第１位置Ｐ１から観察用の第２位置Ｐ２に位置を
変更するための位置変更手段５０と、第２位置Ｐ２にお
いて保持された対象物の向きを複数の方向にそって移動
するための移動手段６０と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウェ
ハーのような対象物を保持して、観察者が対象物の各部
位を十分に観察するために用いる対象物のハンドリング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハーは、例えばシリコンによ
り作られており、その表面には鏡面研磨を施す工程があ
る。この場合に、ウェハーの一方の面には保護用のテー
プを貼り、他方の面を表面研磨機により鏡面研磨を行
う。このようなテープをウェハーの一方の面に貼った時
には、そのテープがウェハーの一方の面に密着して凹凸
なくきれいに貼られているかどうかを検査する必要があ
る。その検査は、作業者が搬送経路に流れているテープ
接着済みのシリコンを一枚一枚ピンセットで取り出し
て、作業者の目の近くまで持ってきて目視確認すること
で行う。また他方の面を鏡面研磨した後には、その鏡面
研磨５の品質をチェックするために、やはり作業者が搬
送経路で搬送されているウェハーを一枚一枚ピンセット
で取り出して、作業者の目の近くまで持ってきて鏡面研
磨面の品質を検査している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、作業者がテ
ープ貼り付け後の工程や鏡面研磨後の工程においてウェ
ハーを一枚一枚ピンセットで取り出す従来の方式では、
ウェハーを誤って落としたりあるいはピンセットで取り
出すことからウェハーの表面を汚染する恐れがある。そ
こで本発明は上記課題を解消し、搬送経路にある対象物
を作業者の人手を介することなく対象物の向きを変える
ことで対象物の目視検査を行うことができる対象物のハ
ンドリング装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、対象物を保持して、観察者が対象物を観察する
ための対象物のハンドリング装置であり、搬送経路にあ
る対象物を着脱可能に保持する保持手段と、対象物の保
持手段を、搬送経路側の第１位置から観察用の第２位置
に変更するための位置変更手段と、第２位置において保
持された対象物の向きを複数の方向にそって移動するた
めの移動手段と、を備える対象物のハンドリング装置に
より、達成される。

【０００５】本発明では、対象物を保持して、観察者が
対象物を観察する場合に、保持手段が、搬送経路にある
対象物を着脱可能に保持する。位置変更手段は、対象物
の保持手段の位置を搬送経路側の第１位置から、観察用
の第２位置に位置を変更する。移動手段は、第２位置
において保持された対象物の向きを複数の方向に沿って
移動する。これにより、対象物の向きをいろいろ変え
て、観察者が対象物の各部分を目視して観察できるよう
にする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【０００７】図１は、本発明の対象物ハンドリング装置
１０，１０が装備された半導体ウェハーの研磨装置１０
０を示している。図２は、図１の研磨装置１００の各部
の機能を示しており、図１と図２において研磨装置１０
０は、ローダ１２、研磨部１４、アンローダ１６、２つ
の対象物ハンドリング装置１０，１０を有している。ロ
ーダ１２には、ウェハーＷを複数枚、例えば２５枚収容
できるカセットＣを備えている。カセットＣ内のウェハ
ーＷは一枚ずつ、ローディング用のローラ２０により矢
印Ｘ方向に送ることで、ウェハーＷはローダ１２側から
対象物ハンドリング装置１０側に送り込むことができ
る。対象物ハンドリング装置１０は、このローダ１２と
研磨部１４の間に配置されている。ローダ１２の中で
は、ウェハーＷの一方の面Ｆ１に対して保護テープＰＴ
を貼り付けるようになっている。このように保護テープ
ＰＴを一方の面Ｆ１に貼り付けるのは、ウェハーＷの他
方の面Ｆ２が荒研磨や仕上げ研磨を行う場合に、一方の
面Ｆ１に研磨粉が付着したり、傷が付いたりするのを防
止するためである。

【０００８】研磨部１４は、荒研磨砥石１４ａと仕上げ
研磨砥石１４ｂを有している。荒研磨砥石１４ａは、ウ
ェハーＷの他方の面Ｆ２を荒研磨し、仕上げ研磨砥石１
４ｂは、荒研磨後に他方の面Ｆ２を仕上げ研磨をする。
研磨部１４において研磨されたウェハーＷは、乾燥工程
ＤＬを経て、次の対象物ハンドリング装置１０に運ばれ
る。この対象物ハンドリング装置１０においては、作業
者がウェハーＷの研磨面の研磨後の様子、すなわち焼け
の状態や傷の状態があるかどうかを検査する部分であ
る。検査終了後、研磨が良好で良品のウェハーＷは、ア
ンローダ１６において、保護テープＰＴを剥離する剥離
部１８において、保護テープＰＴがウェハーＷから剥離
される。保護テープＰＴが剥離された研磨後のウェハー
Ｗは、アンローダ１６のカセットＣ内に納められる。カ
セットＣ内が所定の枚数、例えば２５枚のウェハーを収
容した場合には、そのカセットＣは次の工程に送られ
る。

【０００９】次に、図１の対象物ハンドリング装置１
０，１０について詳しく説明する。図１と図２に示す前
段側の対象物ハンドリング装置１０は、ローダ１２と研
磨部１４の間に位置されている。また後段の対象物ハン
ドリング装置１０は、研磨部１４とアンローダ１６の間
に位置されている。前段の対象物ハンドリング装置１０
は、ローダ１２において保護テープＰＴがウェハーＷの
一方の面Ｆ１に対してぴったりと凹凸なく貼られている
かどうかを、作業者が目視で検査する部分である。この
ように保護テープＰＴがぴったりとウェハーＷの一方の
面Ｆ１にぴったりと貼られているかどうかを検査するの
は、次の理由からである。すなわち、保護テープＰＴは
ウェハーＷの一方面Ｆ１の保護をするが、この保護テー
プＰＴがウェハーＷの一方の面Ｆ１にぴったりと密着し
て貼られていないと、研磨部１４においてウェハーＷの
他方の面Ｆ２を研磨する場合に研磨量に変化を起こして
しまい問題となる。

【００１０】そこで、保護テープＰＴはウェハーＷの一
方の面Ｆ１にぴったりと規定通りに貼られていなければ
ならないので、研磨前に前段の対象物ハンドリング装置
がその検査を行うのである。これに対して後段の対象物
ハンドリング装置１０は、既に述べたように研磨後のウ
ェハーＷの他方の面Ｆ２の研磨状態を、作業者が目視で
検査する部分である。前段及び後段の対象物ハンドリン
グ装置１０，１０は、図３と図４に示すような構造とな
っている。前段と後段の対象物ハンドリング装置１０，
１０は、同じ構造を有しており、テーブル３０、保持手
段４０、位置変更手段５０、移動手段６０を有してい
る。

【００１１】テーブル３０はローラ３１を有しており、
移動可能になっている。テーブル３０の上には、上述し
た保持手段４０、位置変更手段５０、移動手段６０を備
えている。保持手段４０は、図５に示すように、チャッ
ク板４１に対して、真空吸引源４２が接続されている。
制御部２００の指令によりこの真空吸引源４２が作動す
ると、チャック板４１に載せられたウェハーＷを吸着し
て保持することができる。この真空吸引源４２の作動を
解除すれば、チャック板４１はウェハーＷの保持を開放
する。つまり保持手段４０は、ウェハーＷを着脱自在に
しっかりと保持することができる。

【００１２】次に、位置変更手段５０について説明す
る。この位置変更手段５０は、図５の保持手段４０を、
図６の第１位置Ｐ１の状態から図７に示す第２位置Ｐ２
の状態に変更する手段である。この位置変更手段５０
は、モータＭを有しており、このモータＭの作動によ
り、ギヤ５１が回転するようになっている。このギヤ５
１はベース５２のギヤ５３に噛み合っている。このベー
ス５２は、例えば扇型状の部材であり、中心軸５４を中
心としてＣＷ方向に移動できるものである。従ってモー
タＭが作動すると、ギヤ５１とギヤ５３の噛み合いによ
り、ベース５２は、中心軸５４を中心としてＣＷ方向に
図６の第１位置Ｐ１から図７の第２位置Ｐ２に上昇させ
ることができる。モータＭを逆に作動することで、ベー
ス５２は、図７の第２位置Ｐ２から図６の第１位置Ｐ１
に変更できる。このベース５２は、図５の保持手段４０
を保持している。この様子は図３と図４にも示してい
る。図３では、図７に対応するように、ベース５２及び
保持手段４０が、第２位置Ｐ２に位置決めされている。
図４では、ベース５２と保持手段４０が、第１位置Ｐ１
に位置決めされている。

【００１３】図４に示す第１位置Ｐ１は、保持手段４０
の収納位置であり、保持手段４０は、ウェハーＷの搬送
経路９０で運ばれているウェハーＷを受け取ることがで
きる位置である。これに対して図３の第２位置Ｐ２は、
保持手段４０が、作業者ＯＰ側に持ち上げられた状態で
あり、観察用の位置である。図６と図７に示すモータＭ
は、制御部２００の指令によりその回転方向やオンオフ
の制御を行う。

【００１４】次に、図８〜図１０を参照して、図３に示
す移動手段６０について説明する。移動手段６０は、保
持手段のチャック板４１と、そのチャック板４１に吸着
されているウェハーＷを、Ｒ１方向とＲ２の方向に向き
を変えることができる部分である。この移動手段６０
は、図３のベース５２の上面部５２ａに装着されてお
り、図８はその移動手段６０の構造例を示している。移
動手段６０は、２つのモータＭ１，Ｍ２、操作部６１等
を有している。移動手段６０の操作リング６２は、軸受
６３，６４により支持されている。従って、モータＭ１
が作動すると、操作リング６２は、回転軸６５を中心と
してＲ１方向に回転して位置決めすることができる。こ
の操作リング６２の中には、チャック板４１が軸６６，
６７を用いて回転可能に支持されている。つまりモータ
Ｍ２が作動すると、このチャック板４１は、回転軸６８
を中心としてＲ２の方向に回転して位置決めすることが
できる。

【００１５】操作部６１は、作業者が手で操作棒６９を
操作することにより制御部２００に対して、モータＭ
１，Ｍ２の動作移動量を指示することができる。この操
作部６１は、通常用いられているジョイスティックのよ
うな装置を用いることができる。操作部６１の構造例と
しては図９と図１０に示している。操作棒６９の下端に
は電気的な接点６９ａを有している。一方、テーブル３
０の内部には、連続接点３５，３６が設けられている。
連続接点３５は、Ｒ１方向に形成されており、もう一つ
の連続接点３６は、図１０に示す様にＲ２の方向に形成
されている。これにより、作業者が操作棒６９を図９の
ようにＲ１方向に走査すると、操作棒６９の接点６９ａ
は、連続接点３５のいずれかの接点に電気的に接続され
る。同様にして、作業者が操作棒６９を図１０のように
Ｒ２の方向に操作すると、操作棒６９の接点６９ａは、
連続接点３６のいずれかの接点に電気的に接続される。
連続接点３５と３６からはそれぞれ制御部２００に対し
て指令信号Ｓ１とＳ２を送ることができる。制御部２０
０は、モータ動作指令信号Ｓ１に基づいて、モータＭ１
を作動する。また制御部２００は、モータ動作指令信号
Ｓ２に基づいて、モータＭ２を作動する。

【００１６】次に、上述した対象物のハンドリング装置
１０，１０を含む図１の研磨装置１００の動作例を説明
する。図２のようにローダ１２内には、カセットＣが置
かれる。カセットＣ内には所定枚数のウェハーＷが収容
されている。カセットＣ内のウェハーＷが一枚ずつ、ロ
ーダ１２のローラ２０によりウェハーＷの一方の面Ｆ１
に保護テープＰＴが貼られ、ローダ１２から、前段の対
象物ハンドリング装置１０に移動される。ローダ１２か
らウェハーＷが送られてくる場合には、図４に示すよう
に前段の対象物ハンドリング装置１０の保持手段４０
は、第１位置Ｐ１に位置決めされており、運ばれてきた
ウェハーＷは、図示しないロボットアームによりチャッ
ク板４１の上に置かれ、図５に示す真空吸引源４２が作
動することで、チャック板４１がウェハー吸着溝４３ａ
に形成された穴４３を介してウェハーＷをしっかりと保
持する。

【００１７】ベース５２が、図４の第１位置Ｐ１から図
３の第２位置Ｐ２に位置変更手段５０の作動により上昇
して位置決めされる。この状態では、保持手段４０のウ
ェハーＷは、テーブル３０の前に座っている作業者ＯＰ
にほぼ対面する。この状態で、作業者ＯＰは操作部６１
の操作棒６９を、Ｒ１方向やＲ２の方向に移動操作する
ことで、移動手段６０の図８に示すモータＭ１，Ｍ２が
その指令に基づいて作動することから、作業者が望む方
向にウェハーＷの向きを変更することができる。このよ
うにして、作業者ＯＰは、ウェハーＷの隅々までウェハ
ーＷに貼り付けられた保護テープＰＴの貼り付け状態を
隅々まで目視により観察して確認することができる。

【００１８】次に、このように保護テープＰＴの貼り付
け状態を確認でき、良品のウェハーＷであると判断した
場合には、図２の研磨部１４にそのウェハーＷが移動し
て反転される。この場合には、保護テープＰＴが研磨部
１４のインデックステーブル１４ｊの上に載るようにし
てウェハーＷが置かれ他方の面Ｆ２は上を向いている。
インデックステーブル１４ｊが回転して、ウェハーＷの
他方の面Ｆ２が荒研磨砥石１４ａに対面すると、荒研磨
砥石１４ａは、他方の面Ｆ２を荒研磨する。更にインデ
ックステーブル１４ｊが回転すると、ウェハーＷの他方
の面Ｆ２が仕上げ研磨砥石１４ｂに対面する。仕上げ研
磨砥石１４ｂは、他方の面Ｆ２を仕上げ研磨する。以上
のようにして研磨されたウェハーＷは、取出されて乾燥
工程を経て図１の後段の対象物ハンドリング装置１０に
送られる。

【００１９】後段の対象物のハンドリング装置１０で
は、前段の対象物ハンドリング装置１０と同様の動作を
行い、ウェハーＷの研磨面（他方の面Ｆ２）の研磨の仕
上げ程度を、作業者ＯＰが観察する。この場合において
も、ウェハーＷの研磨面は、図３に示すようにＲ１，Ｒ
２の方向に向きを変えることができる。つまり作業者Ｏ
Ｐが操作部６１の操作棒６９をＲ１，Ｒ２に操作するだ
けで、ウェハーＷの研磨面の隅々まで研磨時の焼けや傷
等の観察を充分に行うことができる。研磨面の検査が終
了した後には、図２のように、ウェハーＷの向きが移動
して反転されて、保護テープＰＴ側が上に向く。そして
剥離部１８の剥離テープがこの保護テープＰＴをウェハ
ーＷの他方の面Ｆ１から剥離して除去する。保護テープ
ＰＴが剥離されたウェハーＷは、アンローダ１６のカセ
ットＣ内に順次収容されていく。所定枚数が収容された
カセットは、このアンローダ１６から次の工程に送られ
る。

【００２０】以上のように、本発明の対象物のハンドリ
ング装置１０を採用することで、作業者が目視でウェハ
ーのような対象物を検査しようとする工程を、図１や図
２に示すような例えばウェハーの研磨工程においてイン
ラインで設定することができ、検査工程の自動化が図れ
る。しかも、従来のように作業者がウェハーのような対
象物をピンセットのようなもので保持して目視で検査す
るのに比べて、保持手段４０がウェハーＷをしっかりと
保持してかつ観察する時には、位置変更手段５０がベー
ス５２を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に変更すること
で、作業者はウェハーＷとほぼ対面した状態で観察する
ことができる。そして移動手段６０が、ウェハーＷの向
きを作業者の意思に合わせて自由に設定できることか
ら、作業者ＯＰはウェハーＷの隅々まで確実にしかもウ
ェハーＷを直接手にすることなく観察することができ
る。そして観察作業が過ぎれば、位置変更手段５０がベ
ース５２及び保持手段４０を、図３の第２位置Ｐ２から
図４の第１位置Ｐ１に戻すことができるので、保持手段
４０に保持されているウェハーＷは、ロボットハンド等
を用いて図４に示すような搬送経路９０に再び戻すこと
ができる。このように検査もしくは観察工程を、研磨装
置のような製造工程にインラインで設定できるので、生
産時におけるリードタイムの短縮が図れる。また、不良
品の発見がすぐ出来、多量の不良品を出さなくてすむ。

【００２１】なお、ローダ１２側から図４と図３の保持
手段４０に対してウェハーＷを載せる方式としては、ア
ーム型のロボットハンド等を用いることができる。この
ロボットハンドは、例えば真空吸着式のものが採用で
き、保持手段４０の上へのウェハーＷのロードと、保持
手段４０からのウェハーＷのアンロードを行う。そして
別のロボットハンドは、研磨部１４で研磨が済んだ後
に、後段の対象物ハンドリング装置１０の保持手段４０
へのウェハーＷのロードと、保持手段４０からのウェハ
ーＷのアンロードを行う。以上のようにして、作業者Ｏ
Ｐは、対象物のハンドリング装置１０を用いることで、
人手によりウェハー等の対象物をつかむ必要がないの
で、ウェハーの落下やウェハーの破損を防ぐことができ
る。しかも、単に作業者ＯＰが操作部６１の操作棒６９
を操作するだけで、ウェハーの向きを変えることができ
るので、観察作業を容易にし、かつ疲労の軽減を図るこ
とができる。

【００２２】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れない。上述した実施形態では、ウェハー製造工程にお
ける、例えばウェハーの研磨工程での作業者のウェハー
の目視用に本発明の対象物ハンドリング装置が用いられ
ているが、これに限らず他のウェハーの製造工程、ある
いは異なる分野の対象物の検査あるいは観察用の工程に
おいて、本発明の対象物ハンドリング装置が適用でき
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送経路にある対象物を作業者の人手を介することなく
対象物の向きを変えることで対象物の目視検査を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象物ハンドリング装置を有するウェ
ハーの研磨装置を示す斜視図。

【図２】図１の装置の機能を示す斜視図。

【図３】対象物のハンドリング装置を示し、ウェハーが
第２位置（観察位置）に保持された状態を示す図。

【図４】ウェハーが第１位置（収納位置）に位置決めさ
れた状態を示す図。

【図５】ウェハーの保持手段の一例を示す図。

【図６】ウェハーの位置変更手段を示し、ウェハーが第
１位置Ｐ１に位置決めされている状態を示す図。

【図７】ウェハーの位置変更手段を示し、ウェハーが第
２位置Ｐ２に位置決めされている状態を示す図。

【図８】ウェハーの移動手段の一例を示す斜視図。

【図９】ウェハーの移動手段の操作部の構造例を示す
図。

【図１０】ウェハーの移動手段の操作部の構造例を示す
図。

【符号の説明】

１０・・・対象物のハンドリング装置、４０・・・保持
手段、４２・・・真空吸引源（吸引手段）、４４・・・
吸引パッド（吸引手段）、５０・・・位置変更手段、６
０・・・移動手段、６１・・・操作部、６９・・・操作
棒、９０・・・搬送経路、Ｗ・・・ウェハー（対象
物）、ＯＰ・・・作業者、Ｒ１，Ｒ２・・・対象物の移
動方向、Ｐ１・・・第１位置、Ｐ２・・・第２位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物を保持して、観察者が対象物を観
察するための対象物のハンドリング装置であり、搬送経路にある対象物を着脱可能に保持する保持手段
と、対象物の保持手段を、搬送経路側の第１位置から観察用
の第２位置に変更するための位置変更手段と、第２位置において保持された対象物の向きを複数の方向
にそって移動するための移動手段と、を備えることを特
徴とする対象物のハンドリング装置。
【請求項２】対象物は半導体ウェハーである請求項１
に記載の対象物のハンドリング装置。
【請求項３】保持手段は、対象物を着脱可能に吸着す
る吸着手段を備える請求項１に記載の対象物のハンドリ
ング装置。