(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片側の表面にウェハ吸着面をもつ平板状のハンド本体（１３）と、
前記ハンド本体（１３）を、前記ハンド本体（１３）の平面形状における前記ウェハ吸着面から外れた所定部分（３０５）にて、ロボットアーム（１９）上で支持する支持装置（１５，１７）と
を備え、
前記支持装置（１５，１７）は、
前記ハンド本体（１３）に、前記ウェハ吸着面に垂直な第1方向へ第1の弾性力を加える第1の弾性装置（５２３）と、
前記ハンド本体（１３）の前記所定部分（３０５）に、前記第1方向とは反対の第２方向へ第２弾性力を加える第２の弾性装置（５２５）と
を有し、
前記ハンド本体（１３）を前記ロボットアーム（１９）に対して、前記ウェハ吸着面に垂直な方向へ移動可能なように弾性的に支持しており、
前記ハンド本体（１３）に他の外力が加わらない状態で、前記第１の弾性力と前記第２の弾性力との釣り合いにより、前記ハンド本体（１３）が所定の移動可能範囲内の所定位置で静止するようになっているウェハ搬送用ハンド（１１）。
【請求項２】
少なくとも片側の表面にウェハ吸着面をもつ平板状のハンド本体（１３）と、
前記ハンド本体（１３）を、前記ハンド本体（１３）の平面形状における前記ウェハ吸着面から外れた所定部分（３０５）にて、ロボットアーム（１９）上で支持する支持装置（１５，１７）と
を備え、
前記支持装置（１５，１７）は、前記ハンド本体（１３）を前記ロボットアーム（１９）に対して、前記ウェハ吸着面に垂直な方向へ移動可能なように弾性的に支持し、
前記ハンド本体（１３）を所定距離（７０９）まで前記垂直方向へ移動させることが可能であり、前記所定距離が、前記ウェハチャックの少なくとも１回のセルフカットによる削り深さ以上であり、
ウェハ加工装置のウェハチャックにウェハを受け渡すために使用されるウェハ搬送用ハンド（１１）。
【請求項３】
請求項１又は２記載のウェハ搬送ハンド（１１）において、
前記ウェハ搬送ハンド（１１）は、複数のウェハ（２１）を積載したカセットにウェハを受け渡すために使用され、
前記ハンド本体（１３）の厚さが、前記カセット内の隣り合うウェハ（２１，２１）間の隙間よりも薄いウェハ搬送用ハンド（１１）。
【請求項４】
請求項１又は２記載のウェハ搬送ハンド（１１）において、
前記ハンド本体（１３）は、
前記ウェハ吸着面に設けられた吸着孔（３０９，３１１）と、
前記ハンド本体（１３）内に設けられ、前記吸着孔（３０９，３１１）に接続する空気通路（３０７）と、
前記ハンド本体（１３）の一側の表面に設けられ、前記空気通路（３０７）を覆い且つこれが除去されると前記空気通路（３０７）が開くようになった蓋（３２３）と、
前記ハンド本体（１３）の前記一側の表面上に、蓋（３２３）を覆うように貼付されて、前記空気通路（３０７）の前記蓋（３２３）の周囲の隙間を封止する封止テープ（３２５）と
を有し、
前記封止テープ（３２５）は、前記ハンド本体（１３）を破壊すること無しに、前記ハンド本体（１３）から剥がすことができるようになったウェハ搬送用ハンド（１１）。
【請求項５】
請求項４記載のウェハ搬送ハンド（１１）において、
前記ハンド本体（１３）が、前記所定部分（３０５）にて、前記支持装置（１５，１７）に着脱可能に取り付けられているウェハ搬送用ハンド（１１）。
【請求項６】
請求項５記載のウェハ搬送ハンド（１１）において、
前記支持装置（１５，１７）が、
前記ハンド本体（１３）を前記支持装置（１５，１７）に取り付けるときに、前記ハンド本体（１３）と当接することで、前記ハンド本体（１３）の前記支持装置（１５，１７）に対する相対的位置を決定する位置決め部材（５１１）
を有するウェハ搬送用ハンド（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハのようなウェハつまり基板を搬送するためのロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの加工装置、例えばウェハの表面を砥石で研削する装置において、多数のウェハが積載されたカセットと研削台のウェハチャックとの間で各ウェハを移送するために、ロボットが用いられる。このようなロボットのハンドの多くは、ウェハを吸着することで、ウェハを把持し保持するように構成される。特許文献１には、ゴム製の吸着パッドを備えたロボットハンドや、通気性のある多孔質材料製の吸着部を備えたロボットハンドが開示されている。また、特許文献２にも、通気性のある多孔質材料を用いて構成されたロボットハンドが開示されている。
【特許文献１】特開平８−５５８９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
カセットには、多数のウェハが一定ピッチで積み重ねられており、ウェハ間の隙間はミリメートルオーダの狭さである（例えば５ミリメートル程度）。カセット内の任意の位置から／へウェハを出し入れできるようにするために、とりわけ、セイムフロー（カセットの或る位置からウェハを出した後、そのウェハを再び同じ位置に戻すこと）を可能にするためには、ロボットハンドはウェハ間の狭い隙間にウェハに当らずに挿入されなければならない。特に関節ロボットの場合、ハンドの移動軌跡は誤差により円弧になることがあるので、ハンドとウェハとの間に大きいクリアランスが必要である。そのため、そのハンドの厚みはウェハ間の狭い隙間よりかなり薄くなければならない（例えば２ミリメートル程度）。しかし、従来のゴム製の吸着パッドを備えたハンドや、多孔質材料製の吸着部を備えたハンドは、それ程の薄さに作ることが困難である。
【０００４】
また、ハンド内部の吸着負圧発生用の空気通路は、そこにウェハや砥石からの削り屑が入って目詰まりすることがある。そのため、空気通路のメンテナンスが容易であることが望まれる。しかし、従来のハンドでは、ハンドを破壊しない限り空気通路を完全に開くことができないから、空気通路のメンテナンスは容易ではない。とりわけ、多孔質材料製の空気通路の場合、そのメンテナンスは一層困難である。最悪の場合、空気通路が目詰まったハンドは、交換せざるを得ない。
【０００５】
また、チャックのウェハを吸着する面は常に砥石の表面に対して平行でなければならない。これを維持するために、時々、チャックのウェハ支持面に対してセルフカットが施される。１回のセルフカットによるチャックのウェハ支持面の削り深さは例えば１００〜２００μ程度である。セルフカットが行なわれると、チャックのウェハ支持面は削り深さ分だけ後退し、ロボットがウェハをチャックにセットするべき位置も同様にずれる。また、ウェハの厚みにもばらつきがある。そのため、ロボットに対する再ティーチングを適時に行なわないと、ロボットがウェハをチャックから離れた位置で落としたり、或いは、ウェハをチャックに押し付けすぎたりして、ウェハを破損する虞がある。しかし、再ティーチングを行なう都度、ウェハ加工装置の運転を止めなくてはならず、生産能率が落ちる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、ウェハ搬送用ハンドを非常に薄く作ることを可能にすることにある。
【０００７】
別の目的は、ハンド内の空気通路のメンテナンスを容易にすることにある。
【０００８】
また別の目的は、ウェハチャックのセルフカットの都度にロボットに再ティーチングを行なわなくても、ウェハ搬送ハンドが、ウェハを破損せずにチャックのウェハ支持面にセットできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第1の側面に従うウェハ搬送ハンドは、少なくとも片側の表面にウェハ吸着面をもつ平板状のハンド本体と、ハンド本体を、ハンド本体の平面形状におけるウェハ吸着面から外れた所定部分にて、ロボットアーム上で支持する支持装置とを備え、支持装置は、ハンド本体をロボットアームに対して、ウェハ吸着面に垂直な方向へ移動可能なように弾性的に支持する。
【００１０】
このウェハ搬送ハンドによると、ハンド本体は平板状であって、その平面形状におけるウェハ吸着面から外れた所定部分にて、ロボットアームに対して支持されるので、ハンド本体のウェハ吸着面の存在する部分は、これを十分に薄く作って、カセットのウェハとウェハとの間の隙間に挿入できるようにすることが可能である。そして、ハンド本体が、ウェハ吸着面に垂直な方向へ移動可能なように弾性的に支持されているので、ウェハの厚みのばらつきや、ウェハチャックのセルフカットによるウェハ支持面の位置の変化に対し、その移動で対応することができる。よって、ウェハチャックのセルフカットの都度にロボットに再ティ−チングをしなくても、ウェハを破損させずにウェハをウェハチャックに受け渡すことができ、その結果、ウェハ加工装置の長期の連続運転が可能になる。
【００１１】
好適な実施形態にかかるウェハ搬送ハンドでは、支持装置は、ハンド本体に、ウェハ吸着面に垂直な第1方向へ第1の弾性力を加える第1の弾性装置と、第1方向とは反対の第２方向へ第２弾性力を加える第２の弾性装置とを有する。そして、ハンド本体に他の外力が加わらない状態で、上記第１の弾性力と第２の弾性力との釣り合いにより、ハンド本体が所定の移動可能範囲内の所定位置で静止するようになっている。そのため、ハンド本体に吸着されたウェハに外力が加わってハンド本体がウェハ吸着面に垂直は方向へ移動するとき、ウェハに加わる外力は、上記弾性力よりずっと弱く抑えられるので、ウェハを効果的に保護できる。
【００１２】
また、好適な実施形態にかかるウェハ搬送ハンドでは、ハンド本体は、ウェハ吸着面に設けられた吸着孔と、ハンド本体内に設けられ、吸着孔に接続する空気通路と、ハンド本体の一側の表面に設けられ、空気通路を覆い且つこれが除去されると空気通路が開くようになった蓋と、ハンド本体の前記一側の表面上に蓋を覆うように貼付されて、空気通路の蓋の周囲の隙間を封止する封止テープとを有する。そして、封止テープは、ハンド本体を破壊すること無しに、ハンド本体から剥がすことができるようになっている。
【００１３】
これにより、封止テープを剥がして蓋を取り外すことで、空気通路が簡単に開くことができ、空気通路のメンテナンスが容易である。また、封止テープの厚さは非常に薄いものでよいから、ハンド本体を非常に薄く作ることが容易である。
【００１４】
さらに、好適な実施形態にかかるウェハ搬送ハンドでは、ハンド本体が支持装置に着脱可能に取り付けられている。そのため、ハンド本体の空気通路のメンテナンスが一層容易である。さらに、好適な実施形態にかかるウェハ搬送ハンドでは、ハンド本体を支持装置に取り付けるときに、支持装置に設けられた位置決め部材がハンド本体と当接することで、ハンド本体の支持装置に対する相対的位置が自ずと決定されるようになっている。そのため、メンテナンスのための分解後の組み立ても容易である。
【００１５】
本発明の別の側面に従うウェハ搬送ハンドは、ウェハ吸着面をもつ平板状のハンド本体を備え、このハンド本体は、ウェハ吸着面に設けられた吸着孔と、ハンド本体内に設けられ、吸着孔に接続する空気通路と、ハンド本体の一側の表面に設けられ、空気通路を覆い且つこれが外れると空気通路が開くようになった蓋と、ハンド本体の一側の表面上に蓋を覆うように貼付されて、空気通路の蓋の周囲の隙間を封止する封止テープとを有する。そして、封止テープは、ハンド本体を破壊すること無しに、ハンド本体から剥がすことができるようになっている。
【００１６】
このウェハ搬送ハンドによれば、ハンド本体の空気通路のメンテナンスが容易であり、ハンド本体の寿命が長い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の側面によれば、ウェハ搬送用ハンドのウェハを吸着する部分を非常に薄く作ることが容易になり、また、ウェハチャックのセルフカットの都度にロボットに再ティ−チングをしなくても、ウェハを破損させずにウェハをウェハチャックに受け渡すことが容易になる。
【００１８】
本発明の第２の側面によればウェハ搬送用ハンド内の空気通路のメンテナンスが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態にかかるウェハ搬送用ハンドの上面図であり、図２は同ハンドの側面図、および、図３は同下面図である。また、図４は、図３のA-A線に沿った同ハンドのフィンガーの断面図である。この実施形態にかかるウェハ搬送用ハンドは、ウェハ研削装置またはその他のウェハ加工装置において、多数のウェハを積載したカセットと加工台のウェハチャックとの間で個々の半導体ウェハを移送する用途に好適である。
【００２１】
図１から図３に示すように、本発明の一実施形態にかかるウェハ搬送用ハンド（以下、単に「ハンド」という）１１は、ハンド本体１３と、ハンド本体１３が取り付けられたヒールブロック１５と、ヒールブロック１５が取り付けられたリストブラケット１７とを有する。リストブラケット１７は、ロボットアーム１９（その主要部分は図示省略され、図示されているのは先端部である）に固定される。ハンド本体１３は、厚みの薄い平板状の部材であり、この明細書では、ハンド本体１３の平面形状における、ほぼ中央の領域に相当する部分３０１を「パーム」と呼び、パーム３０１より前方（図中右方向）へ延びた２本の平行な細長い部分３０３，３０３を「フィンガー」と呼び、パーム３０１より後方（図中左方向）の領域に相当する部分３０５を「ヒール」と呼ぶ。図１に示すように、ハンド本体１３のパーム３０１とフィンガー３０３，３０３の片側の主面（図２中の上面）は、半導体ウェハ２１を吸着して把持および保持するためのウェハ吸着面となっている。ハンド本体１３のヒール３０５（つまり、ハンド本体１３の平面形状においてウェハ吸着面から外れた部分）は、ヒールブロック１５内に挿入されてヒールブロック１５に固定される。ヒールブロック１５とリストブラケット１７は、ハンド本体１３をヒール３０５にてロボットアーム１９上で支持するための支持装置を構成する。この支持装置は、後述するように、ハンド本体１３をロボットアーム１９に対して、ウェハ吸着面に垂直な方向へ移動させ得るように弾性的に支持する。
【００２２】
図２に示すように、ハンド本体１３の厚さは非常に薄く（例えば２ｍｍ程度）、そのため、ハンド本体１３は、カセット（図示省略）内に積載された半導体ウェハ２１，２１の間の隙間（例えば５ミリメートル程度）の中に、両側の半導体ウェハ２１，２１に対して十分な大きさのクリアランス（例えば１．５ｍｍ程度）をもって、挿入することができる。ハンド本体１３のヒール３０５は、ヒールブロック１５の中に挿入され、ヒールブロック１５に固定される。ハンド本体１３の基体（図４参照）３２７の材料には、高い剛性と小さい比重をもつ材料、例えばセラミックス、を使用することが好ましい。剛性が高いほど、上記のように非常に薄くなっていても変形しし難く、また、比重が小さいほど、運動の慣性力が小さく、その運動を制御し易い。しかし、他の材料、例えばアルミニウムやステンレス鋼などを使用することもできる。
【００２３】
図１および図３に示すように、ハンド本体１３の内部には、２本の空気通路３０７，３０７が形成されている。これらの空気通路３０７，３０７は、それぞれ、２本のフィンガー３０３，３０３からパーム３０１を経由してヒール３０５まで伸びる。図３と図４から分かるように、各空気通路３０７は、ハンド本体１３の基体３２７内に形成された下面側に開口する溝３２９と、この溝３２９の下面側開口の周囲に形成された凹部３３１にはめ込まれて溝３２９の下面側開口を塞いでいる蓋３２３とにより画成される。図４に示すように、各空気通路３０７は、単純な空洞であるから、従来の多孔質材料を用いた空気通路に比べて、ハンド本体１３をより薄く作ることを容易にし、また、そこに削り屑が詰まり難い。
【００２４】
図１に示すように、フィンガー３０３，３０３の上面における、空気通路３０７，３０７の先端部に相当する２箇所に、それぞれ、吸着孔３０９，３０９が開口している。また、パーム３０１の上面における、空気通路３０７，３０７の中央部に相当する２箇所にも、それぞれ吸着孔３１１，３１１が開口している。ヒール３０５の上面における、空気通路３０７，３０７の後端部に相当する２箇所には、それぞれ接続孔３１３，３１３が開口し、これら接続孔３１３，３１３にて、空気通路３０７，３０７は、ヒールブロック１５内に形成された一つの空気通路５０５に接続する。ヒールブロック１５内で、空気通路５０５は別の空気通路に５０７に接続し、空気通路５０７は、ヒールブロック１５の外部から来るフレキシブルな空気吸引管（図示省略）に接続する。この外部の空気吸引管により空気通路３０７，３０７内の空気が吸引されると、ハンド本体１３の上面の吸着孔３０９，３０９，３１１，３１１に負圧が生じて半導体ウェハ２１を吸着することができる。
【００２５】
図１に示すように、ハンド本体１３の上面（つまり、ウェハ吸着面）における、吸着孔３０９，３０９，３１１，３１１の周囲の領域には、それぞれ、保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７が貼付されている。保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７は、ハンド本体１３を破壊すること無しに剥がすことができるような接着力で、ハンド本体１３に貼付されている。保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７は、ハンド本体１３が半導体ウェハ２１を吸着するときに、ハンド本体１３の堅い材料製の基体が半導体ウェハ２１に直接接触することを防止して半導体ウェハ２１を保護する役目をもつ。この役目のために、保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７の表面の材料には、半導体ウェハ２１の材料より柔らかくかつ汚れのつきにくい材料、例えばフッ素樹脂やその他の適当な合成樹脂を使用することができる。保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７の厚さは、ハンド本体１３の厚さ（例えば２ｍｍ程度）より遥かに薄いことが望ましい（例えば０．１−０．２ｍｍ程度）。例えば、中興化成工業株式会社から提供されるチューコーフロー（登録商標）粘着テープが、保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７として好適である。
【００２６】
図３および図４に示すとともに既に説明したように、ハンド本体１３の下面（つまり、ウェハ吸着面とは反対側の面）における、空気通路３０７，３０７に沿った凹部３３１，３３１に、それぞれ、蓋３２３，３２３がはめ込まれている。これらの蓋３２３，３２３は、空気通路３０７，３０７の全長にわたって、空気通路３０７，３０７（溝３２９，３２９）の下面側開口を塞いでいる。蓋３２３，３２３の厚さは、ハンド本体１３の厚さ（例えば２ｍｍ程度）より遥かに薄いことが好ましい（例えば０．２−０．３ｍｍ程度）。さらに、ハンド本体１３の下面の全域に、封止テープ３２５が貼付されている。封止テープ３２５は、ハンド本体１３の下面における、上述した蓋３２３，３２３の領域とその周囲の領域を完全に覆っている。封止テープ３２５の厚さは、ハンド本体１３の厚さ（例えば２ｍｍ程度）より遥かに薄いことが好ましい（例えば０．１−０．２ｍｍ程度）。封止テープ３２５は、蓋３２３，３２３の脱落を防止し、かつ、蓋３２３，３２３の外縁の隙間を、そこから空気が漏れないよう封止する。
【００２７】
封止テープ３２５は、ハンド本体１３を破壊すること無しにハンド本体１３から剥がすことができるような接着力で、ハンド本体１３に貼り付けられている。そのため、封止テープ３２５は、空気通路３０７，３０７のメンテナンスを容易にする。すなわち、封止テープ３２５を剥がせば、蓋３２３，３２３を取り外し、空気通路３０７，３０７をその全長にわたり開くことができる。従って、空気通路３０７，３０７が目詰まりを起こした場合、空気通路３０７，３０７を開いて詰まった屑を除去することが容易である。
【００２８】
蓋３２３，３２３の材料には、上記のように非常に薄くても蓋としての十分な強度を維持できる高い剛性を有し、かつ、交換しても問題のない低コストの材料、例えばアルミニウムまたはステンレススティールなどが好ましい。また、封止テープ３２５の材料には、その表面が半導体ウェハ２１の材料より柔らかくて汚れがつきにくく、かつ、空気を通さない材料、例えばフッ素樹脂やその他の適当な合成樹脂を使用することができる。例えば、上述したチューコーフロー（登録商標）粘着テープが、封止テープ３２５としても好適である。
【００２９】
図１および図３に示すように、ハンド本体１３の半導体ウェハ２１が載る領域内の所定箇所に、ハンド本体１３を上面から下面へと貫通する窓３１９が形成されている。この窓３１９は、後述するように、ハンド本体１３の上面（吸着面）の近傍に半導体ウェハ２１が存在するか否かを検出するための光ビームの通り孔として使用される。
【００３０】
図２に示すように、ヒールブロック１５は、上ブロック５０１と下ブロック５０３とを有し、上ブロック５０１と下ブロック５０３はボルト締めにより互いに堅く結合されている。下ブロック５０３の上ブロック５０１に臨む上部に、ヒール室５０９が形成されており、このヒール室５０９内に、ハンド本体１３のヒール３０５が収容される。下ブロック５０３と上ブロック５０１とを上記のようにボルトで締結することにより、ハンド本体１３のヒール３０５は、ヒール室５０９内にて、下ブロック５０３と上ブロック５０１とに強く挟まれて固定される。ヒール室５０９の後部の所定の２箇所に、２本の位置決めピン５１１，５１１が配置されている。ハンド本体１３のヒール３０５の後端の２つのコーナ部には、直角L字形に凹んだ切り欠き３２１，３２１が設けられている。ヒール３０５がヒール室５０９の内奥へ単に深く挿入されるだけで、ヒール３０５の切り欠き３２１，３２１のコーナにヒール室５０９内の位置決めピン５１１，５１１が当接してはまり込み、それにより、ヒールブロック１５に対するハンド本体１３の位置が一定位置に決定される。下ブロック５０３と上ブロック５０１を結合するボルトを緩めれば、ヒールブロック１５からハンド本体１３を簡単に外すことができる。
【００３１】
図２に示すように、下ブロック５０３内のヒール室５０９の下方に、センサ室５１３が形成されており、このセンサ室５１３内に、ウェハ検出センサ５１５が固定されている。ウェハ検出センサ５１５は、投光回路と受光回路をもつ反射型の光学的な物体センサである。ウェハ検出センサ５１５の投光回路は、ハンド本体１３の窓３１９を下面側から上面側へと通過する所定方向に光ビーム５２７を発射する。半導体ウェハ２１がハンド本体１３の上面の近傍に存在し、かつ、ハンド本体１３と平行である場合、投光回路からの光ビーム５２７は半導体ウェハ２１の下面で反射され、その反射ビーム５２９は、窓３１９の壁３２０で反射されて、ウェハ検出センサ５１５の受光回路に入射する。こうして、ウェハ検出センサ５１５は、ハンド本体１３の上面の近傍に半導体ウェハ２１が存在するか否かを検出する。ウェハ検出センサ５１５の出力信号は、信号ケーブル（図示省略）を通じてヒールブロック１５の外部へ送られる。
【００３２】
図１および図２に示すとともに既に説明したように、ヒールブロック１５の上ブロック５０１内には、ハンド本体１３内の空気通路３０７，３０７に接続する空気通路５０５と、この空気通路５０５に接続するもう一つの空気通路５０７とがある。後者の空気通路５０７は、ヒールブロック１５の外部の空気吸引管（図示省略）に接続される。
【００３３】
図１、図２および図３に示すように、上ブロック５０１の左右の両側の外側面には、それぞれ、レール５１７，５１７が設けられている。これらのレール５１７，５１７は、リストブラケット１７の左右両側の内側面にそれぞれ形成されたガイド溝７０５，７０５に、がたつき無くフィットしかつスライド可能な状態ではめ込まれている。レール５１７，５１７とガイド溝７０５，７０５は、ハンド本体１３の上面（吸着面）に垂直な方向へ直線的に伸びている。レール５１７，５１７がガイド溝７０５，７０５に対してスライドすることにより、ヒールブロック１５とこれに固定されたハンド本体１３とが、リストブラケット１７に対して、ハンド本体１３の上面（吸着面）に垂直な方向つまり上下方向へ平行移動する。ヒールブロック１５が上下方向に平行移動することで、ヒールブロック１５に固定されたハンド本体１３も、上下方向に平行移動する。
【００３４】
上ブロック５０１の背面には、後方へ突出した上顎５１９が固定されており、また、下ブロック５０３の背面には同じく後方へ突出した下顎５２１が固定されている。上顎５１９と下顎５２１は、リストブラケット１７を上下両側から囲んでいる。上顎５１９とリストブラケット１７との間には、ある程度の間隔が空いており、下顎５２１とリストブラケット１７との間にも、ある程度の間隔が空いている。従って、ヒールブロック１５は、リストブラケット１７に対して、上顎５１９とリストブラケット１７間の間隔および下顎５２１とリストブラケット１７間の間隔にそれぞれ相当する距離だけ、上下方向へ移動することができる。
【００３５】
上顎５１９内には、複数のスプリングプランジャ５２３，５２３，５２３が設けられている。スプリングプランジャ５２３，５２３，５２３に内蔵されたスプリングの作用により、スプリングプランジャ５２３，５２３，５２３の先端部が、上顎５１９の下面から下方へ突出してリストブラケット１７の上面に接し、これを弾性的に下方へ押している。下顎５２１内にも、複数のスプリングプランジャ５２５，５２５，５２５が設けられている。スプリングプランジャ５２５，５２５，５２５に内蔵されたスプリングの作用により、スプリングプランジャ５２５，５２５，５２５の先端部が、下顎５２１の上面から上方へ突出してリストブラケット１７の下面に接し、これを弾性的に上方へ押している。
【００３６】
従って、ハンド本体１３に外力が加わっていない状態では、ハンド本体１３は、上側のプランジャ５２３，５２３，５２３からの弾性力と、下側のプランジャ５２５，５２５，５２５からの弾性力とが釣り合ったニュートラル位置（図２に示すように、リストブラケット１７が上顎５１９にも下顎５２１にも接触してない位置）で静止する。ハンド本体１３に下方または上方向きの外力が加わると、ハンド本体１３は、下方または上方へスムーズに平行移動する。その外力が除かれると、ハンド本体１３は、再び上述したニュートラル位置へ自動的に戻る。
【００３７】
図１、図２および図３に示すように、リストブラケット１７は、ヒールブロック１５の背面側に配置されて左右方向に伸びるバックフレーム７０１と、バックフレーム７０１の左右の両端部からヒールブロック１５の側面に沿って前方へ伸び出る２つのサイドウィング７０３，７０３とを有する。２つのサイドウィング７０３，７０３は、ヒールブロック１５を左右の両側から囲んでおり、そして、サイドウィング７０３，７０３のそれぞれの内側面に、上述したガイド溝７０５，７０５が形成されている。また、バックフレーム７０１が、上述したヒールブロック１５の上顎５１９と下顎５２１の間に配置されており、また、ロボットアーム１９に固定されている。
【００３８】
既に述べたように、ヒールブロック１５はリストブラケット１７に対して、リストブラケット１７のサイドウィング７０３，７０３のガイド溝７０５，７０５に沿って、ハンド本体１３のウェハ吸着面に垂直な方向へ移動可能である。その移動可能範囲は、ヒールブロック１５の上顎５１９がリストブラケット１７のバックフレーム７０１の上面に当たる位置から、下顎５２１がバックフレーム７０１の下面に当たる位置までの範囲である。ハンド本体１３に他の外力が加わっていない状態では、上顎５１９のスプリングプランジャ５２３，５２３，５２３から下向きの弾性力と下顎５２１のスプリングプランジャ５２５，５２５，５２５から上向きの弾性力の釣り合い作用により、ヒールブロック１５は上記移動可能範囲の中央付近のニュートラル位置で静止する。
【００３９】
本発明の一実施形態にかかるウェハ搬送ハンド１１の上述した構成によると、ハンド本体１３内の空気通路３０７，３０７は、多孔質材料ではなく、単純な空洞として形成される。また、空気通路３０７，３０７からの空気漏れも防ぐためのシール方法として、ハンド本体１３の基体３２７より遥かに薄い封止テープ３２５をハンド本体１３の表面に貼るという方法が採用されている。さらに、ハンド本体１３の基体３２７の材料に、高い剛性と小さい比重をもつ材料、例えばセラミックス、が使用される。その結果、ハンド本体１３は、その厚みが例えば２ｍｍ程度というように、非常に薄く作ることができる。ハンド本体１３の移動軌跡が誤差により円弧になることがあるような関節ロボットを用いた場合であっても、図２に示すように、薄いハンド本体１３は、カセット（図示省略）に積載された隣り合う半導体ウェハ２１、２１間の狭い隙間（例えば、５ｍｍ程度）内に、半導体ウェハ２１、２１に衝突することなく挿入されて、一つの半導体ウェハ２１を吸着して取り出すことが可能である。
【００４０】
また、ハンド本体１３の上述した構成によると、空気通路３０７，３０７のメンテナンスが容易である。すなわち、ヒールブロック１５の上ブロック５０１と下ブロック５０３のボルトによる結合を緩めることで、ハンド本体１３をヒールブロック１５から簡単に外すことができる。そして、ハンド本体１３の表面から封止テープ３２５を剥がせば、蓋３２３，３２３を取り外して空気通路３０７，３０７をその全長にわたり開くことができる。従って、空気通路３０７，３０７の目詰まりを解消することが容易である。その後、空気通路３０７，３０７に蓋３２３，３２３を被せ、その上から新たな封止テープ３２５を貼り付け、そして、ハンド本体１３をヒールブロック１５に挿入して位置決めピン５１１，５１１で正しい位置にセットし、ヒールブロック１５の上ブロック５０１と下ブロック５０３の再び結合し固定することで、元のウェハ搬送ハンド１１が簡単に組立てられる。従って、ウェハ搬送ハンド１１の寿命が非常に長い。
【００４１】
また、ハンド本体１３の上述した構成によると、半導体ウェハ２１との接触面にも、保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７が貼られており、保護テープ３１５，３１５，３１７，３１７が汚れたり傷がついたりしたならば、これを剥がして交換することが可能である。この点でも、ハンド本体１３のメンテナンスは容易であり、ウェハ搬送ハンド１１の寿命は長い。
【００４２】
また、本発明の一実施形態にかかるウェハ搬送ハンド１１の上述した構成によると、ハンド本体１３を支持するヒールブロック１５と、ロボットアーム１９の先端に固定されたリストブラケット１７との間のスライド機構により、ハンド本体１３は、ロボットアーム１９に対して、ハンド本体１３のウェハ吸着面に垂直な方向へ、一定の移動可能範囲内で移動することができる。ハンド本体１３は、これに他の外力が加わらない自然な状態では、両側のスプリングプランジャ５２３，５２３，５２３とスプリングプランジャ５２５，５２５，５２５からの互いに逆方向の弾性力の釣り合いにより、上記移動可能範囲の中央付近のニュートラル位置で静止しており、ウェハ吸着面に垂直方向の外力が加わると、ニュートラル位置から前進または後退することができ、その後、外力が無くなれば、再び上記弾性力の釣り合い作用によりニュートラル位置に戻るようになっている。このようにハンド本体１３がニュートラル位置にて弾性的に支持されて、その位置からウェハ吸着面に垂直な方向へ移動することができるので、半導体ウェハ２１の厚みのばらつきや、チャックのウェハ支持面のセルフカットによる位置変化があっても、ロボットに再ティーチングをすることなしに、半導体ウェハ２１を破損することなくこれをチャックと受け渡しすることができる。ロボットの再ティーチングが省略できることにより、ウェハ加工装置を長期間にわたり連続運転することが可能である。
【００４３】
この観点から、ハンド本体１３のニュートラル位置から後退することが可能な距離、すなわち、図２に示される下顎５２１とバックフレーム７０１間の間隔７０９は、チャックのウェハ支持面の１回以上（好ましくは複数回）のセルフカットによるトータルの削り深さ以上の寸法に設定されることが、好ましい。例えば、１回のセルフカットによるウェハ支持面の削り深さが１００〜２００μ程度である場合、上記後退可能距離７０９は、例えば５回のセルフカット分のトータル削り深さに相当する０．５〜１ｍｍ程度かそれ以上の寸法に設定することができる。そうすることで、上記回数以下の回数のセルフカットしかまだ実施されていない期間中は、ロボットへのチャックへのウェハセット位置の再ティーチングが省略できる。なお、ハンド本体１３のニュートラル位置から前進することが可能な距離、すなわち、図２に示される上顎５１９とバックフレーム７０１間の間隔７０７も、同様の寸法に設定することができる。
【００４４】
また、この点に関連して、ハンド本体１３には、片側のスプリングプランジャ５２３，５２３，５２３からの一方向の弾性力と、他側のスプリングプランジャ５２５，５２５，５２５からの逆方向の弾性力との釣り合いによりニュートラル位置で支持されている。そのため、ハンド本体１３がニュートラル位置から後退または前進するとき、ハンド本体１３が押し返す力は、どちらか片方の側にのみスプリングプランジャを設ける場合（すなわち、上側のスプリングプランジャ５２３，５２３，５２３のみか、下側のスプリングプランジャ５２５，５２５，５２５のみしか存在しない場合）に比べて、ずっと弱い力である。そのため、ハンド本体１３が半導体ウェハ２１を例えばチャックに押し当てたような場合、半導体ウェハ２１に大きいストレスかけることなくハンド本体１３が後退し、半導体ウェハ２１が効果的に保護される。
【００４５】
以上のように、ハンド本体１３のメンテナンスが容易であり、また、ロボットへのチィーチングが省略できることにより、ウェハ加工装置のメンテナンスやティーチングによるダウンタイムが削減され、生産効率が向上する。
【００４６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるウェハ搬送用ハンドの上面図である。
【図２】同ハンドの側面図である。
【図３】同ハンドの下面図である。
【図４】図３のA-A線に沿った同ハンドのフィンガーの断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１    ウェハ搬送ハンド
１３    ハンド本体
１５    ヒールブロック
１７    リストブラケット
１９    ロボットアーム
２１    半導体ウェハ
２１    半導体ウェハ
３０１    ハンド本体１３のパーム
３０３    ハンド本体１３のフィンガー
３０５    ハンド本体１３のヒール
３０７    空気通路
３０９，３１１    吸着孔
３１３    接続孔
３１５，３１７    保護テープ
３１９    窓
３２０    壁
３２３    蓋
３２５    封止テープ
３２７    基体
３２９    溝
３３１    凹部
５０１    ヒールブロック１５の上ブロック
５０３    ヒールブロック１５の下ブロック
５０３    ブロック
５０３    下ブロック
５０５，５０７    空気通路
５０９    ヒール室
５１１    位置決めピン
５１３    センサ室
５１５    ウェハ検出センサ
５１７    レール
５１９    上顎
５２１    下顎
５２３，５２５    スプリングプランジャ
５２７    光ビーム
５２９    反射ビーム
７０１    リストブラケット１７のバックフレーム
７０３    リストブラケット１７のサイドウィング
７０５    ガイド溝
７０７    間隔（前進可能距離）
７０９    間隔（後退可能距離）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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