JPS6221644A - ウエハ搬送装置 - 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】 ［発明の属する分野］ 本発明はＩＣ，ＬＳＩ等の製造工程で用いられるウェハ
の搬送装置において、ウェハ収納箱（ウェハカセットと
略称）からのウェハの挿脱を直進型のハンドを用いて行
なうウェハ搬送装置に関する。

［従来の技＃Ｉ］ 従来、この種のウェハ搬送装置を用いた半導体露光装置
等は、ウェハカセットからベルト搬送によってウェハを
取り出し、位置決めビンにウェハを突き当ててチャック
上に落下させａ置させた侵、チャック上で先ずウェハの
オリエンテーションフラットの位置を合せるプリアライ
メントを行ない、ざらにウェハ上の専用マークを光電的
手法で位置合せする精アライメントを行なっていた。

このようにチャック上にウェハを落下させて載置させる
方式は、ウェハの取扱いがソフトでない為に大口径ウェ
ハ、例えば８′サイズではウェハを破損する危険性があ
った。

この改善の為にウェハ挿脱口側から直進型のハンドを挿
入する方式が提案された。

この方式の利点は、先ず第１にウェハカセットの任意の
部分から取出しが可能な事、第２にウェハを取出した後
また同じ位置にウェハを戻せる事である。従って供給カ
セットと回収カセットを別々に分けて設ける必要がなく
、全てのカセットを供給および回収兼用のカセットとす
る事ができる為、装置が小型化できるメリットがある。

しかしながら現在市場にある直進型ハンドは、ハンドに
生にウェハを載置するのみで吸着しないものが相当あり
、また吸着可能なハンドでも単に吸着用の溝を設けたの
みであり、また複雑、大型、高価である。

ウェハを吸着しないハンドには、搬送途中にウェハが撮
動、ｔｉ撃等によりハンドから落下する危険性が常につ
きまとう。

また、ハンドに単に吸着用の溝を設けただけのものはハ
ンドが薄板で構成される関係上、ウェハａ置面の面精度
を上げることが難かしく、ウェハを真空吸着してもウェ
ハ載置面とウェハとがピッタリ密着しないためにリーク
を起すという問題がある。

［発明の目的１ 本発明の目的は従来例の欠点に鑑み、直進型ハめのシー
ト状弾性部材を設けるという簡単な構造で高価なウェハ
をフィンガから落下させて破損するという事故を防ぐ事
が出来、かつウェハハンドリングの確実性をより増す事
が出来るウェハ搬送装置を提供することにある。

［実施例Ｊ 第１〜７図は、本発明の一実施例に係るウェハ搬送装置
を示す。

第１図において、１はウェハを載置するフィンガ、２は
ウェハカセット、３（３ａ〜３ｄ）はウェハである。ウ
ェハ３はウェハカセット２の内面に設けられた溝からな
る棚（不図示）上に支持されている。５は回転軸４に固
定した第２のハンドアーム（以下第２アームと略称する
）、７は連結軸６により第２アーム５と回動自在に連結
した第１のハンドアーム（以下第１アームと略称する）
、８は第１アーム７とフィンガ１を連結する連結軸、１
１はレーザ源、１２はレーザ源１１から照射されたレー
ザ光１５をミラー１３に向けて反射するハーフミラ−１
１４はミラー１３からの反射光を受けるホトダイオード
である。１６はフィンガ１をウェハカセット２に出し入
れするために軸４を回転させハンドアーム５および７を
伸縮させるハンドアーム伸縮用駆動部、１７はフィンガ
１面上に載置されたウェハ３の向きを変える為にハンド
ラを回転させる時に使用されるハンドラ回転用モータで
ある。１８はハンドラ昇降機構であり、ウェハカセット
２内に収容された任意の位置のウェハ３を取り出す為に
フィンガ１の高さを所望のレベルに変えるものである。

１９はウェハ整列用のブロック部材である。

次に第４図および第５図において説明する。

第４図は第１図における第１アーム７、第２アーム５お
よびフィンガ１の部分詳細図である。同図において、６
ａ　、６ｂは軸６，６を中心とするタイミングベルト用
ギヤーで、軸６と共に第１アーム７に固定されている。

８ａ　、８ｂは軸８，８を中心として相互にかみ合って
いる歯車で、それぞれ第１アーム７に固定されている。

９ａ　、　９ｂは軸４．４を中心とするタイミングベル
ト用ギヤーで、ハンドアーム伸縮用駆動部１６の外筐２
０に対して固定され、かつ軸４および第２アーム５に対
して回転自在になっている。なお、ギヤー５ａ。

６ｂおよびギヤー９ａ　、９ｂの直径は１：２の比率で
ある。１０はタイミングベルトである。２０は真空吸着
用パイプ２１とフィンガ１を連結する連結ブロックで、
真空吸着用パイプ２１からフィンガ１に通じる穴２０ａ
が設けられている。連結ブロック２０と真空吸着用パイ
プ２１は接着され、また連結ブロック２０とフィンガ１
とは空気漏れを防ぐためのゴムパツキン２３を介して不
図示のネジで締結されている。２２は柔軟性のあるビニ
ール系のチューブである。

第５図は、第４図のＡ−Ａ−におけるフィンガ１の断面
図である。同図において、１ａはリング状の溝で、溝１
８内側の凸部には吸気孔１ｄが設けられ、ざらに略中心
に開孔を有するシート状弾性部材である吸着板２５の周
辺を除く部分が該開孔を吸気孔１ｄに合わせて接着され
ている。なお、該吸着板２５の周辺部は溝１８内で若干
の上下動が可能である。

１ｂ、　１ｃは溝で遮蔽板２４をフィンガ１に密着させ
ることにより吸気孔１ｄから溝１ｂ、さらに溝１０まで
の空気の通り路を形成する。さらに、溝１Ｇは前記連結
ブロック２０内の穴２０ａとゴムパツキン２３を介して
通じている。

従って真空吸着時、空気は吸気孔１ｄより流入し溝１ｂ
、溝ＩＣ，穴２０ａさらに真空吸着用パイプ２１を通っ
てチューブ２２の中を流れる。

この先は不図示であるが、圧力スイッチを介して電磁弁
に連結される。

以上の構成からなるハンドラの動作を第１図において説
明する。ウェハカセット２からウェハ３を取り出すに先
立ち、昇降装置１８でバンタハンドの全体ユニットを上
下させ、フィンガ１を差し込む為の適正位置にセットす
る。これは、ミラー１３で反射されたレーザ光１５をハ
ーフミラ−１２を介しホトダイオード１４で検知して行
なう。この時、ハンドアーム５，７は、第３図に示づ′
ようにウェハカレット２ど反対の方向に伸びた状態にあ
る。この状態はフィンガを引っこめた状態であり、従来
のハンドアーム５，７が９０°しか回転しないハンドに
対応して以下ハンドの１縮んだ」状態という。

次に、ハンドアーム伸縮用駆動部１６によって２個の軸
４を駆動させると、タイミングベルト１０の作用によっ
て（第４図参照）、軸６は軸４と反対方向に軸４の回転
角゛の２倍回転し、第１アーム７と第２アーム５とはｎ
に逆方向に同一角度ずつ回転する。これにより、軸６お
よび第１アーム７は軸４に対し１８０°回転動作可能に
なり、ハンドは第３図の「縮んだ」状態から第２図に示
すような「伸びたＪ状態になって、ウェハカセット２内
にフィンガ１が挿入される。

この時、もし取り出そうとするウェハがウェハカセット
内から少しでも飛び出していると、フィンガ１上に設け
られたブロック部材１９がそのウェハの端部に当接し、
該ウェハはウェハカセット内の所定位置に押し込まれる
。従って、取り出そうとするウェハは、所定位置からず
れていれば全てブロック部材により位置決めされる為、
フィンガ１に対しある程度の位置精度が保証される。こ
のときウェハは、まだフィンガの上に載置されておらず
ウェハカセットの棚上に載っているので、該棚上を滑る
ことになる。

第２図は第１図においてへ方向から見た図で整列部材１
９がウェハ３に略接触している。

次に、この高さのままフィンガ１が進入方向とは逆方向
にある母だけ戻り、昇降装置１８で全体ユニットを少し
上に持上げてフィンガ１上にウェハ３を載置し、真空吸
着を行なう。

この時の状態を第４図、第５図において説明する。フィ
ンガ１上にウェハが載置されると真空吸着が行なわれ、
吸着板２５の周辺部がウェハ裏面にピッタリと密着する
。この際、フィンガ１の上面が凸凹していてウェハ裏面
がフィンガ１に密着していない場合であっても、吸着板
２５の周辺部が持ち上がりウェハ裏面に合わせて変形し
て密着するためウェハは確実に吸着される。このように
吸着板２５はウェハに確実に密着するので、真空吸引力
が有効に作用する。

またフィンガ１の厚さむは非常に源く構成する事ができ
る為ウェハ間のスペースのないウェハカセットにも用い
る事ができる。

ウェハを吸着した事の確認は不図示の差圧型の圧力スイ
ッチを上述真空系に設置し、該スイッチのオン・オフに
よって行なわ牲る。

カセットからのウェハ取出し準備を完了した状態が第６
図である。

第７図は、第６図においてＢ方向より児に図である。

この後、ハンドアーム伸縮用駆動部１６によって２個の
軸４を進入時と逆方向に回転駆動させると、再び第４図
に示すタイミングベルト１０の作用によって軸６が軸４
に対し回転動作に入り、進入方向と反対側にハンドアー
ム５および７が折れ曲る（第３図参照）。次に昇降装置
１８によってウェハは最上部に持上げらる。次にウェハ
はハンドラ回転用モータ１７によって回転され、この位
置において不図示のセンリ・によりオリフラ位置が検出
されプリアライメントされる。

次に、露光または検査等の処理の済んだウェハ３がウェ
ハカセット２に戻される過程について説明する。ウェハ
処理装置は不図示であるが第１図において紙面に垂直方
向、即ちウェハカセット２に対し９０°回転した方向に
あるものとする。この位置でウェハをチャックからバン
クハンドのフィンガ１上に回収し、次にバンクハンドユ
ニット全体をハンドラ回転用モータ１７によって９０°
回転して、フィンガ１がウェハカセット２に対し対向す
る位置で停止する。

次にハンドアーム昇降装置１８によってウェハを取り出
した元の位置（高さ）までバンクハンドユニットを下降
させる。この位置は本装置の不図示の記憶回路により記
憶されているものとする。この状態が第３図である。こ
の位置でフィンガ１およびウェハ３をウェハカセット２
内の所定位置まで挿入する（第６図参照）。この状態で
真空吸着を解除してウェハ３をフリーにする。この時、
真空吸着が自然解除しないならば空気を送ってもよい。

さらにハンドアーム昇降装置１８でバンクハンドユニッ
トを、ウェハ３とフィンガ１とが完全に分離する位置ま
で降下させウェハ３をウェハカセット２の棚に載置する
。この後、ハンドアーム５゜７は収縮動作に入りフィン
ガ１はウェハカセット２より脱出する。

さらに、次のウェハ取り出し位置までハンドは上下し、
以下ウェハ挿脱動作が繰り返される。

［実施例の変形例］ 本発明では直進型ハンドとしてパンタグラフ方式のハン
ドを例にあげたが、パンタグラフ方式でなくとも例えば
ガイド棒にハンドを設はハンドにタイミングベルトを連
結した直進型ハンドを使用することも可能である。

また、上記実施例中、ハンドのウェハ載置面に設けた吸
気口と、該吸気口を取巻き、かつウェハ載置面より低い
位置に平坦な頂部を有する環状凸部と、該環状凸部を取
巻く凹部とは同心円状になつでいるが、むろんこれらは
同心円状に限るものではなく、他の形状とすることも可
能である。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば簡易に薄型に構成で
き、かつシート状の弾性板でウェハを着実に保持してい
る為にウェハが自然落下するという事故がなくなりウェ
ハ載置面の水平面に対する平行度を従来程高精度に保つ
必要がなくなる。また、フィンガを高速度で動かしても
ウェハが落下するという様な事がなくなる。

さらに、真空吸着圧力が従来程高い自圧力である必要が
ない為に、供給源圧力が相当変動しても問題ない。また
、弾性板の周辺部がウェハ裏面に密着するのでフィンガ
の面精度を厳しく押える必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る一実施例のウェハ搬送用ハンド
ラの横方向から見た全体外観図、第２図は、第１図の装
置を六方向より見た上面図、 第３図は、第１図の装置においてウェハがウェハカセッ
トより搬送された時のハンドラのハンドアームの状態の
上面図、 第４図は、第１図の装置の第１アーム、第２アームおよ
びフィンガの詳細図、 第５図は、第４図のＡ−Ａ＝における断面図、第６図は
、第１図の装置においてフィンガ上にウェハを載置せし
めた状態の全体外観図、第７図は、第６図の装置をＢ方
向より見た上面図である。 １：フィンガ、１ａ：溝、１ｄ：吸気孔、２：ウェハカ
セット、３：ウェハ、５：第２アーム、７：第１アーム
、８ａ、　８ｂ：歯車、１１：レーザ源、１７：ハンド
ラ回転用モータ、１８：ハンドラ胃降機格、１９：ウェ
ハ整列用ブロック部材、２２：チューブ、２５：吸着板
。 第２図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハカセットのウェハ挿脱口側からウェハと対向
   する位置に直進型ハンドを設け、該ハンドをカセット内
   に挿入して該ハンド上にウェハを載置せしめ該ハンドを
   カセット外に脱出せしめてウェハを取り出すウェハ搬送
   装置であつて、上記ハンドのウェハ載置面にシート状弾
   性部材を設けたことを特徴とするウェハ搬送装置。 ２、ウェハカセットのウェハ挿脱口側からウエハと対向
   する位置に直進型ハンドを設け、該ハンドをカセット内
   に挿入して該ハンド上にウェハを載置せしめ該ハンドを
   カセット外に脱出せしめてウェハを取り出すウェハ搬送
   装置であつて、上記ハンドの吸気部を第１の板と第２の
   板を離隔して積層したことを特徴とするウェハ搬送装置
   。