(57)【要約】【課題】半導体装置用基板等の各種部品を吸着搬送する際に用いることのできる吸着搬送装置において、例えば搬送対象物である基板へダメージを与えることがなく、かつ搬送信頼度が高く、さらに、搬送対象物による様々な制約条件が少なく、しかもメンテナンスフリーでなおかつ安価なものとする。【解決手段】吸着盤（１）の盤面に可撓性を有する吸着パッド（３）を設けるとともに、同吸着パッド（３）と前記吸着盤（１）との間にチャンバ（６）を形成し、同チャンバ（６）をエア通路（４）に連通した。【選択図】　　　図３
2004059197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着盤の盤面に可撓性を有する吸着パッドを設けるとともに、同吸着パッドと前記吸着盤との間にチャンバを形成し、同チャンバをエア通路に連通したことを特徴とする吸着搬送装置。
【請求項２】
吸着盤に多数の吸着パッドを設け、各吸着パッドと吸着盤との間にそれぞれチャンバを形成したことを特徴とする請求項１記載の吸着搬送装置。
【請求項３】
吸着パッドを常圧で平坦状となるように形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着搬送装置。
【請求項４】
吸着パッドを常圧で凹状となるように形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着搬送装置。
【請求項５】
吸着パッドを常圧で凸状となるように形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置用基板等の各種部品を吸着搬送する際に用いることのできる吸着搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の吸着搬送装置として、ノズル先端に真空吸着孔を設け、同真空吸着孔と真空ポンプなどからなる真空源とをエア通路で連通連結したノズル式のものや、セラミック板、ステンレス板などからなる吸着板に多数の真空吸着孔を設けるとともに、各真空吸着孔と真空ポンプなどからなる真空源とをエア通路で連通連結し、これを移動可能に構成したものが一般的に知られている。
【０００３】
すなわち、真空源、エア通路、真空吸着孔とからなる真空系によって、搬送対象物を直接的に真空吸引した状態で搬送する構成となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した構成からなる従来の吸着搬送装置には、下記のような問題が未だ解決されずに残されていた。
【０００５】
（１）基板へのダメージ及び搬送信頼度
従来の吸着搬送装置では、真空源に連通連結した各真空吸着孔と搬送対象物となる基板が直接接しており、基板は直接的に真空吸引された状態で保持されているために、基板にキズを付けたり、ダメージを与えるおそれがあるとともに、例えば基板に反りがあったり、うねりがあったりした場合、真空破壊が引き起こされ、搬送エラーを誘発しやすいものであった。すなわち、真空破壊が生じると直ちに保持力を失ってしまうので基板落下などにも繋がり、搬送信頼度の低下を招くおそれがあった。
【０００６】
（２）制約条件
また、半導体装置用の基板搬送時に真空破壊が生じると、真空破壊時のエアにより基板にダストが付着するおそれがあり、当然ながらクリーンルームなどの環境下でしか使用できず、さらに、動作原理的に、搬送対象物である基板などには穴がないことが要求されるとともに、段違い、曲面基板などには対応できないものがあるなど、基板搬送に用いるためには制約条件が多数存在していた。
【０００７】
（３）コスト及びメンテナンス性
また、吸着搬送装置そのものに平坦精度が要求されるので、高価な部品となっており、しかも、前記各真空吸着孔はバンド本体の表面に直接穿設されて外気に連通しているために、同真空吸着孔に連通したエア通路に異物が詰まることがあり、その場合はその都度通路内部を清掃しなければならないのでメンテナンス性にも問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することのできる吸着搬送装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【発明が解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明では、吸着盤の盤面に可撓性を有する吸着パッドを設けるとともに、同吸着パッドと前記吸着盤との間にチャンバを形成し、同チャンバをエア通路に連通した。
【００１０】
また、請求項２記載の本発明では、上記吸着盤に多数の吸着パッドを設け、各吸着パッドと吸着盤との間にそれぞれチャンバを形成した。
【００１１】
また、請求項３記載の本発明では、上記吸着パッドを常圧で平坦状となるように形成した。
【００１２】
また、請求項４記載の本発明では、上記吸着パッドを常圧で凹状となるように形成した。
【００１３】
また、請求項５記載の本発明では、上記吸着パッドを常圧で凸状となるように形成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る吸着搬送装置は、移動可能とした吸着盤の盤面に可撓性を有する吸着パッドを設けるとともに、同吸着パッドと前記吸着盤との間にチャンバを形成し、同チャンバをエア通路に連通したものである。
【００１５】
例えば、基端を回動自在に軸支したアーム先端に上記吸着盤からなるハンドを取付けて、所定の個所から所定の個所へアームを回動させることにより搬送対象物を吸着搬送可能とした吸着搬送装置とすることができ、この場合、ハンドとなる吸着盤内に真空引き可能としたエア通路を形成し、同エア通路に連通連結したチャンバを前記吸着盤の表面に設け、同チャンバに可撓性を有する吸着パッドを取付けた構成とするものである。
【００１６】
なお、真空引きを可能とするためには、エア通路の基端に例えば真空ポンプなどの真空源を連通連結しておけばよい。
【００１７】
また、吸着搬送する対象物としては、例えば、半導体装置製造プロセスにおけるウェハーやその他の基板類、あるいは半導体チップやパッケージされた半導体装置そのものなど、様々なものを対象とすることが可能である。
【００１８】
上述したように、本実施の形態では、搬送対象物に対して、従来のように真空源、エア通路、真空吸着孔とからなる真空系によって直接的に真空吸着するのではなく、可撓性を有する吸着パッドの弾性変形による吸盤作用によって搬送対象物を吸着して搬送可能としているので、搬送対象物にキズを付けたり、ダメージを与えるおそれがなく、しかも、真空破壊を生じるおそれもないので、例えば搬送対象物に反りがあったり、うねりがあったりした場合でも安定した吸着搬送が可能となり、搬送信頼度を向上させることができる。また、吸着盤には高精度の平坦度は要求されず、コスト的にも有利となる。
【００１９】
また、エア通路の終端部は吸着パッドで閉塞されているので、エア通路に異物が詰まることがなく、通路内部の清掃も不要でメンテナンスフリーとすることができる。
【００２０】
ところで、吸着盤には多数の吸着パッドを設け、各吸着パッドと吸着盤との間にそれぞれチャンバを形成することが好ましい。
【００２１】
かかる構成とすることにより、搬送対象物に反りやうねり、あるいは段差、さらには孔や欠け部分などが存在していても多数の吸着パッドのうちいずれかが対象物を吸着して搬送することが可能となる。
【００２２】
また、それぞれ吸着パッドを有する多数のチャンバの吸着盤上での配置を適宜設定することにより、対象物の吸着させたくない部分を意図的に作り込むことができ、用途に最適な吸着搬送装置を提供することができる。
【００２３】
また、上記吸着パッドの形状としては、常圧で平坦状となるように形成してもよいし、常圧で凹状となるように形成してもよいし、さらには、常圧で凸状となるように形成してもよい。
【００２４】
（１）吸着パッドを常圧で平坦状とした場合は、先ず搬送対象物に吸着パッドを軽く接触させてエア通路を介して真空引きを開始する。真空引きによりチャンバが負圧になって吸着パッドが凹状に変形し、このときの吸盤作用により搬送対象物を吸着保持する。この状態で必要な搬送を行う。チャンバの真空破壊を行えば吸着パッドの変形が解除されて初期状態に復帰して搬送対象物の吸着も解除される。
【００２５】
（２）吸着パッドを常圧で凹状とした場合は、先ずエア通路にエアを送りチャンバ内を加圧する。加圧力としては、吸着パッドが平坦になる程度とする。吸着パッドが平坦になると、同吸着パッドを搬送対象物に軽く接触させ、加圧を解除する。吸着パッドは復元力により元の凹状に変形しようとし、このとき吸盤作用によって搬送対象物を吸着保持する。この状態で必要な搬送を行う。次いで、エア通路にエアを送り、チャンバ内を加圧する。加圧力としては、吸着パッドがわずかに凸状になる程度とすると、搬送対象物の吸着が解除される。
【００２６】
（３）吸着パッドを常圧で凸状とした場合は、先ず吸着パッドを搬送対象物に軽く接触させてエア通路を介して真空引きを開始し、チャンバ内を吸着パッドがわずかに凹状になる程度まで負圧にする。吸着パッドが凹状に変形しようとするときの吸盤作用によって搬送対象物を吸着保持する。この状態で必要な搬送を行う。チャンバの真空破壊を行えば吸着パッドの変形が解除されて初期状態の凸状に復帰して搬送対象物の吸着も解除される。
【００２７】
以下、添付図に基づいて、本発明に係る吸着搬送装置の構成及び作用をより具体的に説明する。
【００２８】
は半導体装置の製造工程の概略フローを示す説明図、図２は実施の形態に係る吸着搬送装置の要部となる吸着盤を示す斜視図、図３は同吸着盤の断面視による説明図である。
【００２９】
図１に示すように、半導体装置の製造工程としては、概ねウェハー製造工程（ａ）、一般に前工程とされるウェハープロセス（ｂ）、一般に後工程とされる組立工程（ｃ）及び試験工程（ｄ）、製品出荷（ｅ）の流れとなる。
【００３０】
本吸着搬送装置は、上記各工程において、ウェハープロセス（ｂ）や組立工程（ｃ）におけるウェハーを含む各種基板類、さらに試験工程（ｄ）における半導体装置そのものなど、あらゆるものを搬送対象物とすることができ、各工程のラインに適宜配設することができる。
【００３１】
本実施の形態では、吸着搬送装置を基板吸着搬送ハンドとして説明する。この基板吸着搬送ハンドは、基端を回動自在に軸支したアーム（図示せず）先端に、図２に示すハンド本体となる吸着盤１を取付けて、所定の個所から所定の個所へ前記アームを回動させることにより搬送対象物である基板２を所望する場所まで吸着搬送可能としたものである。
【００３２】
吸着盤１は、図２に示すように、矩形板状に形成され、表面には可撓性を有する多数の吸着パッド３を配設している。なお、吸着盤１の材料としては、セラミックスあるいはステンレスを用いているが、必ずしも限定するものではない。
【００３３】
図３に吸着盤１の一例を断面視により示す。図示するように、吸着盤１の内部には、エア通路４が形成されており、同エア通路４は吸着盤１の表面に多数形成した連通孔５に連通している。
【００３４】
また、エア通路４の終端４０は、吸着盤１の端部１０で閉塞されており、始端１１は図示しない真空ポンプに連通連結している。
【００３５】
本実施の形態における多数の吸着パッド３は、吸着盤１の表面に接着されたゴム素材などからなるシート状基体３０上に、十分な可撓性が得られる薄さで、かつ常圧で平坦状となるように、プレス加工などで一体成形されている。
【００３６】
シート状基体３０に形成された各吸着パッド３の配置は、それぞれ前記連通孔５に対応するように位置しており、吸着パッド３の裏面側には、連通孔５に連通するチャンバ６が凹状に一体的に形成されることになる。なお、本実施の形態では、チャンバ６の高さ方向の幅を０．３ｍｍ程度としている。
【００３７】
また、上記シート状基体３０は、少なくともチャンバ６が大気と通じることのないように、吸着盤１表面に密着させている。
【００３８】
かかる構成により、本基板吸着搬送ハンドにおける真空系は、真空ポンプ（真空源）、エア通路４、チャンバ６から構成され、吸着盤１内の閉じた系となっている。
【００３９】
したがって、基板２を直接真空吸着するのではなく、可撓性を有する吸着パッド３を介して、このパッド３の弾性変形による吸盤作用によって基板２を吸着搬送することができるので、基板にキズを付けたり、ダメージを与えるおそれがない。
【００４０】
しかも、閉じた真空系なので、真空破壊を生じるおそれもがなく、基板２に反りがあったり、うねりがあったりした場合でも安定した吸着搬送が可能となり、搬送信頼度を向上させることができる。また、吸着盤１が直接基板２に接するわけではないので、吸着盤１には高精度の平坦度は要求されず、コスト的にも有利となる。
【００４１】
本実施の形態における基板吸着搬送ハンドを用いて実際に基板２を吸着搬送する場合は、以下のように行えばよい。
【００４２】
すなわち、本実施の形態では、上述したように吸着パッド３を常圧で平坦状としているので、先ず、基板２に吸着パッド３を軽く接触させてエア通路４を介して真空引きを開始する。真空引きによりチャンバ６が負圧になって吸着パッド３が凹状に変形し、このときの吸盤作用により基板２を吸着保持する。この状態で例えば次工程への受け継ぎなどの必要な搬送を行う。そして、真空ポンプをオフにするなどしてチャンバ６の真空破壊を行えば、吸着パッド３の変形が解除されて初期状態の平坦状に復帰して基板２の吸着が解除され、搬送を終了することができる。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、エア通路４の終端部は吸着パッド３で閉塞されているので、エア通路４内に異物が詰まることがなく、エア通路４の内部の清掃も不要となり、メンテナンスフリーとすることができるので、半導体装置製造工場などで使用する場合にきわめて効率的な運用が可能となる。
【００４４】
また、吸着盤１にはチャンバ６及び吸着パッド３が多数設けられているので、たとえ基板２に反りやうねり、あるいは段差、さらには孔や欠け部分などが存在していても、多数の吸着パッド３のうちいずれかが基板２を吸着することができるので、基板２の搬送に支障がない。
【００４５】
また、吸着パッド３及びチャンバ６の吸着盤１上での配置を適宜設定することにより、基板２に吸着させたくない部分があっても、それを回避する構成を意図的に作り込むことができ、各種の基板２に応じた最適な基板吸着搬送ハンドを提供することができる。
【００４６】
ところで、本実施の形態では、吸着パッド３及びチャンバ６をシート状基体３０により一体成形したものとして説明したが、必ずしもかかる構成に限定するものではない。例えば、吸着盤１上に略扁平筒状のボス部を設け、かかるボス部の開放上面に吸着パッド３を取付ける構成であってもよい。
【００４７】
次に、図４を参照しながら吸着盤１の変形例について説明する。
【００４８】
図４に示すように、ここで異なるのは、吸着パッド３を常圧で凹状となるように形成したことにある。しかも、この場合、エア通路４には真空源ではなく、例えば送気ポンプなどの加圧源を連通連結した構成としている。なお、その他の構成は前述した吸着盤１と同一構成なのでここでの説明は省略する。
【００４９】
基板２の吸着搬送に際し、先ずエア通路４に送気ポンプからエアを送り、チャンバ６内を加圧する。加圧力としては、吸着パッド３が平坦になる程度とする。吸着パッド３が平坦になった状態で、同吸着パッド３を基板２に軽く接触させ、チャンバ６内からエアを抜いて加圧を解除する。吸着パッド３は復元力により元の凹状に変形しようとし、このとき吸盤作用によって基板２が吸着保持される。そして、この状態で必要な搬送を行う。
【００５０】
次いで、エア通路４にエアを送り、チャンバ６内を再度加圧する。ここでの加圧力としては、吸着パッド３がわずかに凸状になる程度とし、基盤２の吸着が解除されて容易に脱落し搬送を終了することができる。
【００５１】
この場合においても、従来のように搬送対象物に直接真空引きを作用させる真空系を用いた吸着搬送装置に比べて、前述したような多様な効果を奏するとともに、真空ポンプなどが不要となる。
【００５２】
さらなる変形例を、図５を参照しながら説明する。
【００５３】
図５に示すように、ここで異なるのは、吸着パッド３を常圧で凸状となるように形成したことにある。なお、その他の構成は前述した吸着盤１と同一構成なのでここでの説明は省略する。
【００５４】
この場合は、先ず吸着パッド３を基板２に軽く接触させ、エア通路４を介して真空引きを開始し、チャンバ６内を吸着パッド３がわずかに凹状になる程度まで負圧にする。吸着パッド３が凹状に変形しようとするときの吸盤作用によって基板２を吸着保持する。この状態で必要な搬送を行う。
【００５５】
次いで、チャンバ６の真空破壊を行えば吸着パッド３の変形が解除されて初期状態の凸状に復帰し、基板２の吸着も解除されるとともに、凸状変形時の反発力によって基板２を放して搬送を終了することができる。
【００５６】
この場合においても、従来のように搬送対象物に直接真空引きを作用させる真空系を用いた吸着搬送装置に比べて、前述したような多様な効果を奏するとともに、加圧源などを用いなくとも、吸着していた基板２を吸着パッド３自体の反発力によって確実に放すことができる。
【００５７】
以上、本実施の形態では、本発明に係る吸着搬送装置について、吸着パッド３を多数有する基板吸着搬送ハンドとして説明したが、本発明は、単一の吸着パッド３を用いたノズルタイプの吸着搬送装置にも適用することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明してきたような形態で実施され、以下の効果を奏する。
【００５９】
（１）請求項１記載の本発明によれば、吸着盤の盤面に可撓性を有する吸着パッドを設けるとともに、同吸着パッドと前記吸着盤との間にチャンバを形成し、同チャンバをエア通路に連通したことにより、可撓性を有する吸着パッドの弾性変形による吸盤作用によって搬送対象物を吸着搬送することができる。したがって、従来のように搬送対象物にキズを付けたり、ダメージを与えるおそれがなく、しかも、真空破壊を生じるおそれもないので、例えば搬送対象物に反りがあったり、うねりがあったりした場合でも安定した吸着搬送が可能となり、搬送信頼度を向上させることができる。また、吸着盤には高精度の平坦度は要求されず、コスト的にも有利となる。さらに、エア通路の終端部は吸着パッドで閉塞されているので、エア通路に異物が詰まることがなく、通路内部の清掃も不要でメンテナンスフリーとすることができる。
【００６０】
（２）請求項２記載の本発明では、上記吸着盤に多数の吸着パッドを設け、各吸着パッドと吸着盤との間にそれぞれチャンバを形成したことにより、搬送対象物に反りやうねり、あるいは段差、さらには孔や欠け部分などが存在していても、多数の吸着パッドのうちいずれかが対象物を吸着して搬送することが可能となる。また、それぞれ吸着パッドを有する多数のチャンバの吸着盤上での配置を適宜設定することにより、搬送対象物の吸着させたくない部分を意図的に作り込むことができ、搬送対象物に応じた最適な吸着搬送装置を提供することができる。
【００６１】
（３）請求項３記載の本発明では、上記吸着パッドを常圧で平坦状となるように形成したことにより、例えば、可撓性を有するシートをプレス加工などして、可撓性を有する吸着パッドを容易に一体成形することができる。
【００６２】
（４）請求項４記載の本発明では、上記吸着パッドを常圧で凹状となるように形成したことにより、真空ポンプなど不要とすることができる。
【００６３】
（５）請求項５記載の本発明では、上記吸着パッドを常圧で凸状となるように形成したことにより、送気ポンプなどを用いることなく、搬送後に吸着盤から搬送対象物を確実に放すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体装置の製造工程の概略フローを示す説明図である。
【図２】実施の形態に係る吸着搬送装置の要部となる吸着盤を示す斜視図である。
【図３】同吸着盤の断面視による説明図である。
【図４】吸着盤の変形例を示す断面視による説明図である。
【図５】吸着盤の変形例を示す断面視による説明図である。
【符号の説明】
１　吸着盤
２　基板
３　吸着パッド
４　エア通路
５　連通路
６　チャンバ
【図１】
2004059197.tif 000003
【図２】
2004059197.tif 000004
【図３】
2004059197.tif 000005
【図４】
2004059197.tif 000006
【図５】
2004059197.tif 000007