TWI654714B - Robot unit and transfer method - Google Patents

Robot unit and transfer method

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TWI654714B
TWI654714B TW106107406A TW106107406A TWI654714B TW I654714 B TWI654714 B TW I654714B TW 106107406 A TW106107406 A TW 106107406A TW 106107406 A TW106107406 A TW 106107406A TW I654714 B TWI654714 B TW I654714B
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Abstract

本發明提供一種機械手單元及移載方法，能夠利用一組機械手單元變更處理前及處理後的半導體晶圓的支承位置。所述機械手單元，是具有載置半導體晶圓之U字形載置部的機械臂的機械手單元，在所述載置部的一端側，具備：以第一支承高度支承所述半導體晶圓的第一支承部以及以第二支承高度支承所述半導體晶圓的第二支承部，在所述載置部的另一端側，具備：以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓的第三支承部以及以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓的第四支承部，所述機械手單元，更具備：使所述第三支承部及所述第四支承部的至少一方相對於所述第一支承部及所述第二支承部進退地移動的第一驅動單元。

Description

機械手單元及移載方法
本發明是關於移載半導體晶圓之機械臂的機械手單元。
在半導體製造製程中，為了在裝置之間搬運半導體晶圓，使用搬運裝置。搬運裝置具備機械臂，利用機械臂前端的機械手單元支承半導體晶圓並進行移載。根據半導體晶圓的處理內容，若在處理前和處理後使用相同的機械手單元，則有時會對半導體晶圓的品質帶來影響。例如，在清洗處理的情況下，若使處理前的機械手單元支承處理後的半導體晶圓，則殘留於機械手單元的垃圾會附著在清洗後的半導體晶圓上。
作為其對策，提出了如下方法：使用具備兩組機械臂及機械手單元的雙臂式的搬運裝置，在處理前和處理後對支承半導體晶圓的機械手單元進行切換。但是，在該方法中，搬運裝置的構造、動作控制變得複雜，並且也不能避免成本增加。因此，提出了一種機械手單元，該機械手單元是一組機械手單元，並且能夠變更半導體晶圓的支承位 置。
在專利文獻1中，公開了一種設置有兩處供半導體晶圓傾斜地載置的支承部位的叉式支承體。在專利文獻2中，公開了一種藉由使基板保持構件旋轉來改變半導體晶圓的支承部位的末端執行器。在專利文獻3中，公開了一種藉由使一對機械手元件開閉來改變半導體晶圓的支承部位的機械手。與專利文獻2和專利文獻3的結構相比，如專利文獻1那樣變更半導體晶圓的支承位置的結構有時能夠簡易地構成機構。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特許第4976811號公報
專利文獻2：日本特許第5698518號公報
專利文獻3：日本特許第5490860號公報
但是，半導體晶圓通常以水平姿態移載。若如專利文獻1那樣使半導體晶圓傾斜地進行支承，則在向裝置移載時，半導體晶圓會從傾斜狀態傾倒成水平姿態。這樣一來，有時會發生附著於裝置的載置台的粒子屑被捲起而附著在半導體晶圓上的情形。
本發明的目的在於能夠利用一組機械手單元來變更處理前及處理後的半導體晶圓的支承位置。
根據本發明，提供一種機械手單元，是具有載置半導體晶圓之U字形載置部的機械臂的機械手單元，其特徵在於：在所述載置部的一端側，具備：以第一支承高度支承所述半導體晶圓的第一支承部、以及以第二支承高度支承所述半導體晶圓的第二支承部，在所述載置部的另一端側，具備：以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓的第三支承部、以及以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓的第四支承部，所述機械手單元，更具備第一驅動單元，該第一驅動單元使所述第三支承部及所述第四支承部的至少一方相對於所述第一支承部及所述第二支承部進退地移動。
另外，根據本發明，提供一種機械手單元，是對半導體晶圓進行移載的機械臂的機械手單元，其特徵在於：所述機械手單元，具備：板狀的U字形機械手構件、及第一支承構件，其設置於所述機械手構件的前端側、及第二支承構件，其設置於所述機械手構件的根部側、及第三支承構件，其設置於所述機械手構件的所述根部側、以及 第一驅動單元，所述第一支承構件，具備：從所述機械手構件的表面以第一支承高度支承半導體晶圓的第一支承部、以及從所述表面以第二支承高度支承半導體晶圓的第二支承部，所述第二支承構件，具備從所述表面以所述第一支承高度支承半導體晶圓的第三支承部，所述第三支承構件，具備從所述表面以所述第二支承高度進行支承的第四支承部，所述第一驅動單元，是使所述第二支承構件和所述第三支承構件的至少一方相對於所述第一支承構件進退地移動。
另外，根據本發明，提供一種移載方法，是利用具有載置半導體晶圓之U字形載置部的機械臂的機械手單元來對半導體晶圓進行移載的移載方法，其特徵在於：所述機械手單元，具備：配置於所述載置部的一端側的第一支承部及第二支承部，該第一支承部以第一支承高度支承所述半導體晶圓，該第二支承部以第二支承高度支承所述半導體晶圓、以及配置於所述載置部的另一端側之支承所述半導體晶圓的第三支承部及第四支承部，所述移載方法，包括：第一移載製程，該第一移載製程對處理前的半導體晶圓進行移載、以及第二移載製程，該第二移載製程對處理後的半導體晶 圓進行移載，所述第一移載製程，包括：第一移動製程，該第一移動製程對所述第三支承部及所述第四支承部中的一方進行移動、以及第一支承製程，該第一支承製程利用所述第一支承部、和所述第三支承部及所述第四支承部中的另一方，以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓，所述第二移載製程，包括：第二移動製程，該第二移動製程對所述第三支承部及所述第四支承部中的所述一方進行移動、以及第二支承製程，該第二支承製程利用所述第二支承部、和所述第三支承部及所述第四支承部中的所述一方，以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓。
另外，根據本發明，提供一種移載方法，是利用具有載置半導體晶圓之U字形載置部的機械臂的機械手單元來對半導體晶圓進行移載的移載方法，其特徵在於：所述機械手單元，具備：配置於所述載置部的一端側的第一支承部及第二支承部，該第一支承部以第一支承高度支承所述半導體晶圓，該第二支承部以第二支承高度支承所述半導體晶圓、以及配置於所述載置部的另一端側之支承所述半導體晶圓的第三支承部及第四支承部，所述移載方法，包括：第一移載製程，該第一移載製程對處理前的半導體晶 圓進行移載、以及第二移載製程，該第二移載製程對處理後的半導體晶圓進行移載，所述第一移載製程，包括：第一配置變更製程，該第一配置變更製程變更所述第三支承部及所述第四支承部的相對的配置、以及第一支承製程，該第一支承製程利用所述第一支承部和所述第三支承部以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓，所述第二移載製程包括：第二配置變更製程，該第二配置變更製程變更所述第三支承部及所述第四支承部的相對的配置、以及第二支承製程，該第二支承製程利用所述第二支承部和所述第四支承部以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓。
根據本發明，能夠利用一組機械手單元抑制成本增加，並且能夠變更處理前及處理後的半導體晶圓的支承位置。
1‧‧‧搬運裝置
2‧‧‧機械臂
3‧‧‧機械手單元
4‧‧‧升降單元
5‧‧‧移動單元
20、21‧‧‧臂部
22‧‧‧支承單元
22a‧‧‧水平旋轉軸
30a‧‧‧前端部
30b‧‧‧根部
30c‧‧‧表面
30A‧‧‧機械手構件
30B‧‧‧基部單元
31~33‧‧‧支承構件
31a、31b、32a、33a‧‧‧支承部
31d‧‧‧抵接面
34‧‧‧保持構件
34a、34b‧‧‧保持部
35、36‧‧‧驅動單元
35a、36a‧‧‧驅動源
35b、36b‧‧‧傳遞機構
35c、36c‧‧‧支承構件
41‧‧‧升降軸
f‧‧‧指部
H1、H2‧‧‧支承高度
W‧‧‧半導體晶圓
I、II、III‧‧‧剖面線代號
圖1是搬運裝置的立體圖。
圖2是本發明的一實施方式的機械手單元的立體圖。
圖3(A)及圖3(B)是表示半導體晶圓的支承形態的例子的立體圖。
圖4(A)是圖2的I-I線剖視圖，圖4(B)是圖2的II-II線剖視圖，圖4(C)及圖4(D)是支承高度的說明圖。
圖5是表示移載動作的例子的圖。
圖6是表示移載動作的例子的圖。
圖7是表示移載動作的例子的圖。
圖8是表示移載動作的例子的圖。
參照附圖對本發明的一實施方式的機械手進行說明。此外，在各圖中，箭頭X、Y表示相互正交的水平方向，箭頭Z表示上下方向(與X-Y平面正交的鉛垂方向)。
<搬運裝置的概要>
圖1是使用本發明的一實施方式的機械手單元3的搬運裝置1的立體圖。搬運裝置1例如是在匣盒與處理裝置之間搬運半導體晶圓的裝置。搬運裝置1具備機械臂2、對機械臂2進行升降的升降單元4和使升降單元4整體沿移動軸進行移動的移動單元5。
移動單元5例如具備在未圖示的軌道上進行移動的機構，在匣盒的配置位置與處理裝置之間進行移動。升降單元4具備在Z軸方向延伸的升降軸41，並具備使升降軸 41在Z軸方向移動的機構。在升降軸41上搭載有機械臂2，利用升降單元4對機械臂2及機械手單元3進行升降。
機械臂2具備臂部20、臂部21和支承單元22。臂部20及臂部21繞與Z軸平行的旋轉軸相互轉動自如地連結。臂部20的端部繞Z軸轉動自如地與升降軸41的上部連結。利用臂部20(上腕臂)相對於升降軸41的轉動和臂部21(前腕臂)相對於臂部20的轉動，機械臂2在水平面內進行伸縮及旋回。支承單元22設置於臂部21的前端側的端部，機械手單元3由支承單元22支承。支承單元22具有在水平方向延伸的水平旋轉軸22a，機械手單元3被支承於該水平旋轉軸22a。支承單元22具有使水平旋轉軸22a進行旋轉的機構，機械手單元3利用水平旋轉軸22a的旋轉，其表面和背面(上下)能夠翻轉。
利用以上的結構，能夠使機械手單元3以任意的高度沿任意的水平方向進退自如，並且，其表面和背面能夠翻轉。
<機械手單元>
參照圖2對機械手單元3進行說明。圖2是機械手單元3的立體圖。基於機械臂2的動作，機械手單元3的朝向多樣地變化，但為了便於說明，此處，對處於機械手單元3的長度方向(前端-跟前方向)朝向X方向、寬度方向朝向Y方向的狀態時的機械手單元3的結構進行說明。
機械手單元3具備機械手構件30A和基部單元30B。機械手構件30A是供半導體晶圓載置的板狀的構件，其表面30c側形成有供半導體晶圓載置的載置部。此外，在本實施方式的情況下，半導體晶圓並不是直接載置在機械手構件30A的表面30c上，而是載置在後述的支承構件31~33上。雖然機械手構件30A的表面30c被維持成與X-Y平面平行的水平姿態，但能夠利用上述支承單元22翻轉表面和背面。
機械手構件30A具備呈叉狀地在X方向延伸的一對指部f，作為整體呈U字形。機械手構件30A的長度方向的一端部是各指部f的前端部30a，另一端部是將指部f、f合在一起的根部30b。機械手構件30A在根部30b被支承於基部單元30B。
在機械手構件30A的表面30c側設置有對半導體晶圓進行支承的支承構件31~33。對於支承構件31~33而言，相對地，支承構件31被配置成位於前端部30a側，支承構件32及支承構件33被配置成位於根部30b側。在本實施方式的情況下，支承構件31在各前端部30a各設置有一個。支承構件31的個數可以是一個，也可以是三個以上。另外，支承構件31的位置可以是前端部30a的最前端的位置，也可以是從最前端的位置向根部30b側離開的位置。
支承構件32在Y方向分離地設置有兩個。支承構件32的個數可以是一個，也可以是三個以上。支承構件33 在Y方向分離地設置有兩個。支承構件33的個數可以是一個，也可以是三個以上。在本實施方式的情況下，若在Y方向觀察，則兩個支承構件33位於兩個支承構件32之間。但是，支承構件32和支承構件33的配置並不限定於此。例如，兩個支承構件32也可以位於兩個支承構件33之間。另外，支承構件32和支承構件33也可以在Y方向交替地被配置。
在本實施方式的情況下，支承構件32固定於機械手構件30A，支承構件33被配置成在機械手構件30A上能夠移動。但是，也可以將支承構件32配置成能夠移動而將支承構件33固定。或者，也可以將支承構件32和支承構件33這兩方配置成能夠移動。在本實施方式的情況下，支承構件33能夠在X方向移動，並且相對於支承構件31能夠進退地移動。在X方向，有時將支承構件33向支承構件31側移動的情形稱為前進或者進入，將從支承構件31側向根部30b側(基部單元30B側)移動的情形稱為後退或者退避。
基部單元30B是與機械臂2連結的部分。基部單元30B內置有驅動單元35及驅動單元36。驅動單元35是使支承構件33相對於支承構件31進退地移動的單元。在本實施方式的情況下，驅動單元35具備驅動源35a、傳遞機構35b以及支承構件(被移動構件)35c。驅動源35a例如是馬達。傳遞機構35b將驅動源35a的驅動力向支承構件35c傳遞，並且將驅動力轉換為支承構件35c的往復 運動。傳遞機構35b例如是滾珠螺桿機構或齒條齒輪機構。支承構件35c呈T字形，其一方端部(基端部)與傳遞機構35b連接，在另一方端部(前端部)的各分歧部分別固定有支承構件33。
驅動單元36是使保持構件34相對於支承構件31進退地移動的單元。保持構件34是配置於根部30b側並與支承構件31一起保持半導體晶圓的構件。在本實施方式的情況下，保持構件34在Y方向分離地設置有兩個。保持構件34的個數可以是一個，也可以是三個以上。在本實施方式的情況下，若在Y方向觀察，則支承構件32及支承構件33位於兩個保持構件34之間。但是，保持構件34的位置不限定於此，例如，也可以配置於根部30b的Y方向中央部等。
在本實施方式的情況下，驅動單元36具備驅動源36a、傳遞機構36b以及一對支承構件36c。驅動源36a例如是馬達。傳遞機構36b將驅動源36a的驅動力向支承構件36c傳遞，並且將驅動力轉換為支承構件36c的往復運動。傳遞機構36b例如是滾珠螺桿機構或齒條齒輪機構。各支承構件36c呈T字形，並且在分歧部的前端分別具備突出部(臂)。支承構件36c的一方端部(基端部)與傳遞機構36b連接，保持構件34分別固定於突出部。兩個保持構件34同步地進行移動。因此，一對支承構件36c也可以是一體的構件。
接著，對半導體晶圓的支承形態及保持形態進行說 明。在本實施方式中，由於能夠變更半導體晶圓的支承位置，因此能夠對支承半導體晶圓的支承構件31~33的組合進行切換。對半導體晶圓進行支承的支承構件31~33的組合有支承構件31和支承構件32的組合、支承構件31和支承構件33的組合。
圖3(A)及圖3(B)示出了半導體晶圓W的支承形態的例子。半導體晶圓W作為透視圖進行圖示。圖3(A)示出了以支承構件31和支承構件32的組合對半導體晶圓W進行支承的形態，圖3(B)示出了以支承構件31和支承構件33的組合對半導體晶圓W進行支承的形態。在圖3(A)和圖3(B)中，支承構件33及保持構件34的位置不同。在圖3(A)的例子中，支承構件33相對於圖3(B)相對地位於基部單元30B側。有时將該位置称为退避位置。在圖3(B)的例子中，支承構件33相對於圖3(A)相對地位於支承構件31側。有時將該位置稱為前進位置。
在本實施方式中，利用支承構件33的位置變更，能夠變更半導體晶圓W的支承位置。支承構件33是在機械手單元3的構成零件中比較小型的零件，對於其移動而言不需要大的驅動力，即不需要輸出大的致動器。
在圖3(A)的例子中，保持構件34相對於圖3(B)相對地位於基部單元30B側。有時將該位置稱為後退位置。保持構件34還能夠位於基部單元30B側。有時將該位置稱為退避位置。在圖3(B)的例子中，保持構 件34相對於圖3(A)相對地位於支承構件31側。有時將該位置稱為前進位置。
對基於在圖3(A)中示出的支承構件31和支承構件32的組合的支承形態進行說明。圖4(A)是圖2的I-I線剖視圖，圖4(B)是圖2的II-II線剖視圖。此外，在圖2中，保持構件34位於前進位置，但圖4(B)是保持構件34位於後退位置時的剖視圖。
支承構件31具備半導體晶圓W相對於機械手構件30A的表面30c的支承高度不同的支承部31a、31b。支承部31a、31b也可以形成於別的構件，但在本實施方式的情況下，兩個支承部31a、31b形成於一個支承構件31。在本實施方式的情況下，支承部31a及支承部31b均是從下方支承半導體晶圓W的載置面，半導體晶圓W被載置在支承部31a或支承部31b上。支承部31a及支承部31b可以與表面30c平行，也可以稍微傾斜。在本實施方式的情況下，支承部31a具有朝向根部30b側而稍微下降的傾斜。支承部31b也可以具有倾斜。藉由使支承部31a、31b傾斜，能夠進一步減小機械手構件30A和半導體晶圓W的接觸面積。
支承部31a形成從表面30c以支承高度H1支承半導體晶圓W的面，並利用支承部31a和支承構件32的組合以支承高度H1支承半導體晶圓W。支承構件32具有支承部32a。支承部32a作為整體具有圓錐形狀，並且具備支承半導體晶圓W的下表面的載置面(圓錐部的傾斜 面)。支承部32a也可以形成為與表面30c平行或者稍微傾斜的程度。但是，藉由如本實施方式的支承部32a那樣形成大地傾斜的傾斜面，能夠易於應對以不同的支承高度支承半導體晶圓W的情形，並且能夠進一步減小支承構件32和半導體晶圓W的接觸面積。
支承構件31具備利用其與保持構件34的協作來保持(夾緊)半導體晶圓W的抵接面31c、31d。抵接面31c、31d也可以形成於別的構件，而且，也可以與支承部31a、支承部31b形成於別的構件，但在本實施方式的情況下，兩個支承部31a、31b和兩個抵接面31c、31d設置於一個支承構件31。
保持構件34具備保持半導體晶圓W的保持部34a、34b。在本實施方式的情況下，保持部34a、34b形成為具有與半導體晶圓W的端緣抵接的抵接面的槽狀。半導體晶圓W由抵接面31c和保持部34a的組合或者抵接面31d和保持部34b的組合夾持地進行保持。
抵接面31c及保持部34a以支承高度H1保持半導體晶圓W。因此，抵接面31c和保持部34a相對於表面30c位於相同的高度。抵接面31c是與支承部31a的前端部30a側的端緣連續，並且從支承部31a向上方立起而形成的。抵接面31c也可以是垂直面，但在本實施方式的情況下，從垂直面以角度θ向根部30b側傾斜。換言之，抵接面31c是從支承部31a朝向根部30b側傾斜的上升傾斜面。藉由該結構，支承部31a與抵接面31c交叉的部分成 為其截面形狀為楔形的空間。在利用抵接面31c和保持部34a夾持半導體晶圓W時，由於半導體晶圓W嵌入該楔形的空間，因此，半導體晶圓W的保持力提高。
接著，對基於在圖3(B)中示出的支承構件31和支承構件33的組合的支承形態進行說明。圖4(C)是圖2的III-III線剖視圖，支承構件33位於前進位置。圖4(D)相當於圖2的II-II線剖視圖，示出了保持構件34位於前進位置的情況。
支承部31b形成從表面30c以支承高度H2支承半導體晶圓W的面，並利用支承部31b和支承構件33的組合以支承高度H2支承半導體晶圓W。支承高度H2比支承高度H1高。支承部31b比支承部31a位於更近前端部30a側。因此，半導體晶圓W的支承位置在圖3(A)的支承形態和圖3(B)的支承形態中，不僅高度不同而且水平位置也不同。在圖3(B)的支承形態的情況下，與圖3(A)的支承形態相比，半導體晶圓W的支承位置向前端部30a側偏移。
支承構件33具有支承部33a。在本實施方式的情況下，支承構件32和支承構件33是相同的零件，支承部33a與支承部32a同樣地具備支承半導體晶圓W的下表面的載置面(圓錐部的傾斜面)。支承構件32和支承構件33也可以是不同的零件，但藉由使它們為相同的零件，能夠減少零件種類。
抵接面31d及保持部34b以支承高度H2保持半導體 晶圓W。因此，抵接面31d和保持部34b相對於表面30c位於相同的高度。抵接面31d是與支承部31b的前端部30a側的端緣連續，並且從支承部31b向上方立起而形成的。抵接面31d也可以是垂直面，但在本實施方式的情況下，與抵接面31c同樣地，從垂直面向根部30b側傾斜。換言之，抵接面31d是從支承部31b朝向根部30b側傾斜的上升傾斜面。利用該結構，支承部31b與抵接面31d交叉的部分成為其截面形狀為楔形的空間。在利用抵接面31d和保持部34b夾持半導體晶圓W時，由於半導體晶圓W嵌入該楔形的空間，因此，半導體晶圓W的保持力提高。
<移載例>
參照圖5~圖8對基於搬運裝置1的半導體晶圓W的移載例進行說明。此處，對在從未圖示的匣盒取出半導體晶圓W並搬運到未圖示的清洗裝置後，從該清洗裝置向未圖示的另外的匣盒搬運半導體晶圓W時的機械手單元3的動作進行說明。如已述的那樣，在搬運處理期間，機械手單元3的朝向多樣地變化，但為了便於說明，對處於機械手單元3的長度方向(前端-跟前方向)朝向X方向、寬度方向朝向Y方向的狀態時的機械手單元3的動作進行說明。
圖5的狀態ST1~圖6的狀態ST6示出了從匣盒取出半導體晶圓W而向清洗裝置搬運的製程。在本實施方式 的情況下，清洗處理前以支承高度H1支承半導體晶圓W，清洗處理後以支承高度H2進行支承。該關係也可以是相反的，但由於在清洗處理前從半導體晶圓W附著於機械手單元3的污垢等難以附著於清洗處理後的半導體晶圓W，因此，在清洗處理後較理想是以更高的位置即支承高度H2進行支承。
首先，機械手單元3被移動至取出半導體晶圓W的水平位置及高度。在狀態ST1下，進行變更支承構件32的支承部32a和支承構件33的支承部33a的相對的配置的配置變更處理。如上所述，由於清洗處理前以支承高度H1支承半導體晶圓W，所以支承構件31和支承構件32支承半導體晶圓W。因此，對驅動單元35進行驅動，在狀態ST1下如箭頭所示，使支承構件33向退避位置移動。另外，保持構件34位於退避位置。
在狀態ST2下，利用搬運裝置1對機械手單元3進行移動，使得機械手構件30A位於半導體晶圓W的下方。此時，機械手單元3被移動到支承部31a和半導體晶圓W的周緣部上下重疊的位置。接著，利用搬運裝置1使機械手單元3上升，從匣盒的載置部抓取半導體晶圓W，半導體晶圓W從匣盒移載至機械手單元3。此時，半導體晶圓W以支承高度H1並以水平姿態被載置在支承部31a及支承部32a上。
在狀態ST3下，對驅動單元36進行驅動，保持構件34向後退位置移動。由此，使支承部31a上的半導體晶 圓W朝向抵接部31c水平移動，最終能夠被保持成夾持在抵接部31c與保持構件34的保持部34a之間，並進行半導體晶圓W的高速搬運、翻轉動作(基於機械手單元3的表面和背面的翻轉而進行的半導體晶圓W的表面和背面的翻轉)。
接著，利用搬運裝置1將半導體晶圓W朝向清洗裝置進行搬運。狀態ST4示出了半導體晶圓W被搬運到清洗裝置的載置部上方的狀態。在狀態ST5下，對驅動單元36進行驅動，保持構件34向退避位置移動。由此，半導體晶圓W的保持被解除。接著，利用搬運裝置1使機械手單元3下降，將半導體晶圓W從機械手單元3向清洗裝置移載，半導體晶圓W被載置在清洗裝置的載置部上。然後，如狀態ST6所示，利用搬運裝置1使機械手單元3沿箭頭方向移動，機械手單元3從清洗裝置退避。藉由以上過程，完成半導體晶圓W的從匣盒到清洗裝置的搬運。
在半導體晶圓W的清洗結束時，接著，將半導體晶圓W從清洗裝置向匣盒搬運。圖7的狀態ST7~圖8的狀態ST12示出了從清洗裝置取出半導體晶圓W而向匣盒搬運的製程。
首先，機械手單元3被移動至取出半導體晶圓W的水平位置及高度。在狀態ST7下，進行變更支承構件32的支承部32a和支承構件33的支承部33a的相對的配置的配置變更處理。如上所述，由於清洗處理後以支承高度 H2支承半導體晶圓W，所以支承構件31和支承構件33支承半導體晶圓W。因此，對驅動單元35進行驅動，在狀態ST7下如箭頭所示，使支承構件33向前進位置移動。另外，保持構件34位於退避位置。
在狀態ST8下，利用搬運裝置1對機械手單元3進行移動，使得機械手構件30A位於半導體晶圓W的下方。此時，機械手單元3被移動到支承部31b和半導體晶圓W的周緣部上下重疊的位置。接著，利用搬運裝置1使機械手單元3上升，從清洗裝置的載置部抓取半導體晶圓W，半導體晶圓W從清洗裝置移載至機械手單元3。此時，半導體晶圓W以支承高度H2並以水平姿態被載置在支承部31b及支承部33a上。
在狀態ST9下，對驅動單元36進行驅動，保持構件34向前進位置移動。由此，使支承部31b上的半導體晶圓W朝向抵接部31d水平移動，最終能夠被保持成夾持在抵接部31d和保持構件34的保持部34b之間，並進行半導體晶圓W的高速搬運、翻轉動作。
接著，利用搬運裝置1將半導體晶圓W朝向匣盒進行搬運。狀態ST10示出了半導體晶圓W被搬運到匣盒的載置部上方的狀態。在狀態ST11下，對驅動單元36進行驅動，保持構件34向退避位置移動。由此，半導體晶圓W的保持被解除。接著，利用搬運裝置1使機械手單元3下降，將半導體晶圓W從機械手單元3向匣盒移載，半導體晶圓W被載置在匣盒的載置部上。然後，如狀態 ST12所示，利用搬運裝置1使機械手單元3沿箭頭方向移動，機械手單元3從匣盒退避。藉由以上過程，完成從清洗裝置到匣盒的半導體晶圓W的搬運。之後，藉由重複同樣的順序，進行處理。
如上所述，根據本實施方式的機械手單元3，能夠在使用一組機械手單元3的同時，在例如清洗處理前和清洗處理後改變半導體晶圓W的支承位置。由此，即使在清洗處理前存在從半導體晶圓W附著於機械手單元3的污垢等，在將清洗處理後的半導體晶圓W再次移載到機械手單元3上時，該污垢也不會附著於半導體晶圓W。
另外，本實施方式的機械手單元3由於以水平姿態移載半導體晶圓W，因此在移載時，不會產生由半導體晶圓W的傾斜帶來的粒子屑。
另一方面，在半導體製造製程中，在基於搬運裝置1的半導體晶圓W的搬運中途，有時使機械手單元3繞水平軸旋轉而使機械手單元3上的半導體晶圓W進行表面和背面的翻轉。此時，對於僅接觸支承半導體晶圓的外緣的機械手單元而言，在使機械手單元旋轉時，半導體晶圓會落下。
然而，對於本實施方式的機械手單元3而言，在利用抵接面31c和保持部34a(或者抵接面31d和保持部34b)夾持半導體晶圓W時，半導體晶圓W的抵接面31c(或者抵接面31d)側的上面端緣嵌入楔形的空間部。並且，半導體晶圓W的抵接面31c(或者抵接面31d)側的 上面端緣處於利用該空間部向機械手構件30A的表面30c側施力的狀態。因此，半導體晶圓W在這樣的狀態下利用機械手單元3進行夾持，所以即便使機械手單元3進行表面和背面的翻轉，也不可能導致半導體晶圓W從機械手單元3落下。

Claims (12)

  1. 一種機械手單元，是具有載置半導體晶圓之U字形載置部的機械臂的機械手單元，其特徵在於：在所述載置部的一端側，具備：以第一支承高度支承所述半導體晶圓的第一支承部、以及以與所述第一支承高度不同的第二支承高度支承所述半導體晶圓的第二支承部，在所述載置部的另一端側，具備：以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓的第三支承部、以及以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓的第四支承部，在所述另一端側，更具備：以所述第一支承高度保持所述半導體晶圓的第一保持部、以及以所述第二支承高度保持所述半導體晶圓的第二保持部；所述機械手單元，更具備第一驅動單元，該第一驅動單元使所述第三支承部及所述第四支承部的至少一方相對於所述第一支承部及所述第二支承部進退地移動。
  2. 如請求項1所述的機械手單元，其中，所述第一支承部及所述第二支承部分別具備：支承所述半導體晶圓的下表面的載置面、以及與所述半導體晶圓的端緣抵接的抵接面，所述第三支承部及所述第四支承部分別具備：支承半導體晶圓的下表面之成傾斜的載置面。
  3. 如請求項1所述的機械手單元，其中，更具備第二驅動單元，該第二驅動單元使所述第一保 持部及所述第二保持部相對於所述第一支承部及所述第二支承部進退地移動。
  4. 如請求項2所述的機械手單元，其中，所述抵接面，是與所述載置面的所述一端側連續且朝向所述另一端側向上方傾斜的傾斜面。
  5. 一種機械手單元，是對半導體晶圓進行移載的機械臂的機械手單元，其特徵在於：所述機械手單元，具備：板狀的U字形機械手構件、及第一支承構件，其設置於所述機械手構件的前端側、及第二支承構件，其設置於所述機械手構件的根部側、及第三支承構件，其與所述第二支承構件不同地設置於所述機械手構件的所述根部側、以及第一驅動單元，所述第一支承構件，具備：從所述機械手構件的表面以第一支承高度支承半導體晶圓的第一支承部、以及從所述表面以與所述第一支承高度不同的第二支承高度支承半導體晶圓的第二支承部，所述第二支承構件，具備從所述表面以所述第一支承高度支承半導體晶圓的第三支承部，所述第三支承構件，具備從所述表面以所述第二支承高度支承半導體晶圓的第四支承部， 所述第一驅動單元，是使所述第二支承構件和所述第三支承構件的至少一方相對於所述第一支承構件進退地移動，使該進退移動方向的所述第二支承構件與所述第三支承構件的相對配置變更。
  6. 如請求項5所述的機械手單元，其中，更具備設置於所述根部側的保持構件，所述保持構件，具備從所述表面以所述第一支承高度保持所述半導體晶圓的第一保持部以及從所述表面以所述第二支承高度保持所述半導體晶圓的第二保持部。
  7. 如請求項6所述的機械手單元，其中，更具備第二驅動單元，該第二驅動單元使所述保持構件相對於所述第一支承構件進退地移動。
  8. 一種移載方法，是利用具有載置半導體晶圓之U字形載置部的機械臂的機械手單元來對半導體晶圓進行移載的移載方法，其特徵在於：所述機械手單元，具備：配置於所述載置部的一端側的第一支承部及第二支承部，該第一支承部以第一支承高度支承所述半導體晶圓，該第二支承部以與所述第一支承高度不同的第二支承高度支承所述半導體晶圓、以及配置於所述載置部的另一端側之以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓的第三支承部、及配置於所述載置部的所述另一端側之以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓的第四支承部， 設置有所述第四支承部的構件，與設置有所述第三支承部的構件為不同構件；所述移載方法，包括：第一移載製程，該第一移載製程對處理前的半導體晶圓進行移載、以及第二移載製程，該第二移載製程對處理後的半導體晶圓進行移載，所述第一移載製程，包括：第一移動製程，該第一移動製程對所述第三支承部及所述第四支承部中的一方進行移動、以及第一支承製程，該第一支承製程利用所述第一支承部、和所述第三支承部，以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓，所述第二移載製程，包括：第二移動製程，該第二移動製程對所述第三支承部及所述第四支承部中的所述一方進行移動、以及第二支承製程，該第二支承製程利用所述第二支承部、和所述第四支承部，以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓。
  9. 一種移載方法，是利用具有載置半導體晶圓之U字形載置部的機械臂的機械手單元來對半導體晶圓進行移載的移載方法，其特徵在於：所述機械手單元，具備：配置於所述載置部的一端側的第一支承部及第二支承 部，該第一支承部以第一支承高度支承所述半導體晶圓，該第二支承部以與所述第一支承高度不同的第二支承高度支承所述半導體晶圓；以及配置於所述載置部的另一端側之以所述第一支承高度支承所述半導體晶體的第三支承部、及配置於所述載置部的所述另一端側之以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓的第四支承部，設置有所述第四支承部的構件，與設置有所述第三支承部的構件為不同構件；所述移載方法，包括：第一移載製程，該第一移載製程對處理前的半導體晶圓進行移載；以及第二移載製程，該第二移載製程對處理後的半導體晶圓進行移載，所述第一移載製程，包括：第一配置變更製程，該第一配置變更製程變更所述第三支承部及所述第四支承部的相對的配置，使所述第三支承部相對於所述第四支承部相對位在所述第一支承部及所述第二支承部側、以及第一支承製程，該第一支承製程利用所述第一支承部和所述第三支承部以所述第一支承高度支承所述半導體晶圓，所述第二移載製程，包括：第二配置變更製程，該第二配置變更製程變更所述第 三支承部及所述第四支承部的相對的配置，使所述第四支承部相對於所述第三支承部相對位在所述第一支承部及所述第二支承部側、以及第二支承製程，該第二支承製程利用所述第二支承部和所述第四支承部以所述第二支承高度支承所述半導體晶圓。
  10. 如請求項8所述的移載方法，其中，在所述第一移載製程中，處理前的所述半導體晶圓被支承在：所述載置部上的第一水平位置，在所述第二移載製程中，處理後的所述半導體晶圓被支承在：相對於所述第一水平位置向所述一端側偏移後之所述載置部上的第二水平位置，在所述第一移動製程中，所述第三支承部及所述第四支承部中的所述另一方是位於與所述第一水平位置對應的位置，在所述第二移動製程中，所述第三支承部及所述第四支承部中的所述一方是位於與所述第二水平位置對應的位置。
  11. 如請求項8或9所述的移載方法，其中，所述第二支承高度是相對於所述第一支承高度向鉛垂方向側偏移後的高度。
  12. 如請求項8或9所述的移載方法，其中，所述機械手單元，更具備：第一保持部，該第一保持部是配置於所述載置部的所述另一端側，並以所述第一支承高度保持所述半導體晶 圓、以及第二保持部，該第二保持部是配置於所述載置部的所述另一端側，並以所述第二支承高度保持所述半導體晶圓，所述第一移載製程，包括：第一夾持製程，該第一夾持製程是使所述第一保持部朝向所述第一支承部進入，並利用所述第一支承部和所述第一保持部對被所述第一支承部和所述第三支承部或所述第四支承部的一方支承於所述第一支承高度的半導體晶圓進行夾持，所述第二移載製程，包括：第二夾持製程，該第二夾持製程是使所述第二保持部朝向所述第二支承部進入，並利用所述第二支承部和所述第二保持部對被所述第二支承部和所述第三支承部或所述第四支承部的另一方支承於所述第二支承高度的半導體晶圓進行夾持。
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