(57)【要約】【課題】吸着力の分布にばらつきを少なくして半導体ウエハ等の薄板材料を安定して吸着し、搬送することのできる吸着搬送装置を提供すること【解決手段】半導体ウエハＷの平面に略対応する大きさの面を有する略円盤状の吸着パッド２５と、この吸着パッドを支持する略円盤状の支持体２６とにより吸着部材１７が構成されている。支持体の面内には、吸着部材１７が取り付けられるロボット本体１５の内部に設けられた減圧装置に連通する内側空気室３５及び外側空気室３６と、これらを相互に連通させる接続通路３７が形成されている。内側空気室と外側空気室は、略閉ループ状の軌跡に沿って略同心円上に設けられている。【選択図】          図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板材料を吸着して当該薄板材料を所定位置に移載若しくは搬送する吸着搬送装置において、
前記薄板材料の平面に略対応する大きさの面を有する吸着パッドと、この吸着パッドを支持する支持体とを備えた吸着部材を含み、
前記支持体の面内に、所定の減圧装置に連通する空気室を前記吸着パッドの面に沿って設けたことを特徴とする吸着搬送装置。
【請求項２】
薄板材料を吸着して当該薄板材料を所定位置に移載若しくは搬送する吸着搬送装置において、
前記薄板材料の平面に略対応する大きさの面を有する吸着パッドと、この吸着パッドを支持する支持体とを備えた吸着部材を含み、
前記吸着パッドの内側と外側に対応する支持体の面内に、所定の減圧装置に連通する空気室がそれぞれ形成されていることを特徴とする吸着搬送装置。
【請求項３】
平面形状が略円盤状となる半導体ウエハを吸着して当該半導体ウエハを所定位置に移載若しくは搬送する吸着搬送装置において、
前記半導体ウエハの平面に略対応する大きさの面を有する略円盤状の多孔質部材からなる吸着パッドと、この吸着パッドを支持する略円盤状の支持体とを備えた吸着部材を含み、
前記吸着パッドの内側と外側に対応する支持体の面内に、所定の減圧装置に連通する空気室が略閉ループ状の軌跡に沿ってそれぞれ形成されていることを特徴とする吸着搬送装置。
【請求項４】
前記空気室は、平面形状が相互に略相似する形状に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の吸着搬送装置。
【請求項５】
前記空気室は内側空気室と、この内側空気室と略同心円上に位置する外側空気室と、これら内側空気室及び外側空気室を相互に連通させる複数の接続通路とを含み、当該接続通路は、一端側が内側空気室の内方に延びて前記支持体の面内略中央部で相互に連なるとともに、他端側が放射方向外側に延びて前記外側空気室に連なる形状に設けられていることを特徴とする請求項２，３又は４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】
本発明は吸着搬送装置に係り、更に詳しくは、半導体ウエハなどの薄板材料を吸着して所定位置に移載若しくは搬送することのできる吸着搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体ウエハ等の薄板材料を移載若しくは搬送する場合には、当該半導体ウエハの面を吸着搬送装置で吸着することが行われている。この種の吸着搬送装置としては、ロボットアームの先端側に二股分岐状部を備えたタイプのものが知られており、当該二股分岐状部の面内に複数の吸着孔を設けて半導体ウエハの中央部を吸着し、搬送できるように設けられている。
【０００３】
しかしながら、最近の半導体ウエハは、板厚が数十μｍ程度となるように研削されて非常に薄いものが主流になりつつある。従って、前述した吸着搬送装置で半導体ウエハを吸着したときに、当該半導体ウエハの面に反り変形を与えてしまう他、割れ等を引き起こすという不都合を招来する。
【０００４】
ところで、特許文献１には、吸着部材の吸着面を半導体ウエハの平面サイズに対応させた大きさとすることで、当該半導体ウエハを全面的に吸着できるようにした吸着搬送装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１９５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された吸着搬送装置は、略円盤状をなす吸着パッドを支持する支持体の中心部に一個の空気通路を設けた構成となっている。従って、半導体ウエハを吸着したときの吸着力の分布が内側と外側で大きくばらつく傾向をもたらし、平面積が大きい半導体ウエハの場合には、中央部に吸着力が強く発揮される一方、外周側に十分な吸着力を付与し難くなる、という不都合がある。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、吸着力の分布にばらつきを少なくして半導体ウエハ等の薄板材料を安定して吸着し、搬送することのできる吸着搬送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、薄板材料を吸着して当該薄板材料を所定位置に移載若しくは搬送する吸着搬送装置において、
前記薄板材料の平面に略対応する大きさの面を有する吸着パッドと、この吸着パッドを支持する支持体とを備えた吸着部材を含み、
前記支持体の面内に、所定の減圧装置に連通する空気室を前記吸着パッドの面に沿って設ける、という構成を採っている。このように構成することで、吸着パッドの面内において局所的に吸着力が強く生ずる領域を無くし、吸着力の分布のバラツキを解消して薄板材料を安定して吸着し、搬送することが可能となる。
【０００９】
具体的には、薄板材料を吸着して当該薄板材料を所定位置に移載若しくは搬送する吸着搬送装置において、
前記薄板材料の平面に略対応する大きさの面を有する吸着パッドと、この吸着パッドを支持する支持体とを備えた吸着部材を含み、
前記吸着パッドの内側と外側に対応する支持体の面内に、所定の減圧装置に連通する空気室がそれぞれ形成される、という構成を採っている。
【００１０】
また、本発明は、平面形状が略円盤状となる半導体ウエハを吸着して当該半導体ウエハを所定位置に移載若しくは搬送する吸着搬送装置において、
前記半導体ウエハの平面に略対応する大きさの面を有する略円盤状の多孔質部材からなる吸着パッドと、この吸着パッドを支持する略円盤状の支持体とを備えた吸着部材を含み、
前記吸着パッドの内側と外側に対応する支持体の面内に、所定の減圧装置に連通する空気室が略閉ループ状の軌跡に沿ってそれぞれ形成される、という構成を採り、これにより、前述した目的をより良く達成しようとしたものである。
【００１１】
前記空気室は、平面形状が相互に略相似する形状に設けられる、という構成を採ることが好ましい。このような構成とすれば、外側に位置する空気室の平面積が内側に位置する空気室の平面積よりも大きな状態となる。従って、薄板材料の反りを確実に防止することができる。
【００１２】
前記空気室は内側空気室と、この内側空気室と略同心円上に位置する外側空気室と、当該内側空気室及び外側空気室を相互に連通させる複数の接続通路とを含み、これら接続通路は、一端側が内側空気室の内方に延びて前記支持体の面内略中央部で相互に連なるとともに、他端側が放射方向外側に延びて前記外側空気室に連なる形状に設けられる、という構成を採ることができる。これにより、各空気室における空気流通を促進することができ、広い面積における吸着を分布よく行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１には、本実施形態の概略斜視図が示されている。この図において、薄板材料としての半導体ウエハＷは多段式カセットケース１０に収容されている。このカセットケース１０の近傍位置には吸着搬送装置１１が配置され、当該吸着搬送装置１１を介して前記カセットケース１０に収容された半導体ウエハＷを一枚ずつ取り出して隣接配置されたテーブル１２の上面に移載できるようになっている。
【００１５】
前記半導体ウエハＷは、一方の面に保護シートＳを貼着して数十μｍ程度の板厚となる極薄に研削加工されている。この半導体ウエハＷは、本実施形態では、特に限定されるものではないが、上面側に保護シートＳが位置する状態でカセットケース１０内に配置され、その保護シートＳ側が被吸着面となって吸着搬送装置１１で吸着し、搬送される。
【００１６】
前記吸着搬送装置１１は、図２ないし図５に示されるように、内部に図示しない減圧装置及びこれに連なる吸引路を備えたロボット本体１５と、当該ロボット本体１５の上端に連結された多関節型のアーム１６と、このアーム１６の先端側に着脱自在に設けられた吸着部材１７とを備えて構成されている。ロボット本体１５は、図示しない排気口を備えた支柱型のベース２０と、このベース２０に沿って上下方向に移動可能に設けられた略円筒状の昇降ブロック２１とからなる。また、アーム１６は、基部アーム１６Ａ、中間アーム１６Ｂ及び先端アーム１６Ｃを備え、それぞれが略水平面内で相対回転可能となる状態で相互に連結されている。これらのアーム１６Ａ〜１６Ｃの内部には、相互に連通する状態で図示しない吸引路が形成され、この吸引路は、前記ロボット本体１５内に設けられた吸引路に連通可能となっている。
【００１７】
前記吸着部材１７は、前記半導体ウエハＷの平面に略対応する大きさの面を有する吸着パッド２５と、この吸着パッド２５を支持する支持体２６とにより構成されている。吸着パッド２５は、平面形状が略円盤状をなし、例えば、ポーラス体のような多孔質素材により構成されている。また、支持体２６は、吸着パッド２５の直径よりも若干大きな直径を有する円盤状部２８と、この円盤状部２８の外周部分から略同一平面内の外側に突出した連結用の把手部２９とからなる。
【００１８】
前記円盤状部２８には、図６に拡大して示されるように、吸着パッド２５の厚みに略対応した深さとなる段部３０を介して凹状の受容部３１が形成されている。この受容部３１の底面３２には、部分的に段落ち形成して平面形状が略閉ループ状となり、且つ、前記吸着パッド２５の面に沿う凹溝状の内側空気室３５と、当該内側空気室３５と略同心円上に位置し、且つ、略相似形状となる凹溝状の外側空気室３６と、これら内側空気室３５及び外側空気室３６を相互に連通させる凹溝状の複数の接続通路３７が形成されている。接続通路３７は、円盤状部２８の略放射方向に沿って三つ設けられている。これらの接続通路３７は、一端が前記内側空気室３５よりも内側に延びて円盤状部２８の略中心部で相互に合流して一つの円形凹部３９を形成する一方、他端が前記外側空気室３６に連なる形状に設けられ、これにより、内側空気室３５及び外側空気室３６が相互に連通するようになっている。なお、各接続通路３７は、円盤状部２８の周方向略１２０度間隔位置に設けられている。
【００１９】
前記円盤状部２８において、前記把手部２９の近傍位置となる外側空気室３６の面内には貫通穴４０が形成されている。そして、この貫通穴４０を含む一定領域と、把手部２９の一部に跨る領域において、前記受容部３１の形成位置と反対側に凹部４１が形成されている。この凹部４１は、深さ方向の中間部に段部４２を設けた二段凹部であり、当該段部４２に板片状のキャップ４３を嵌め込むことにより、当該キャップ４３と凹部４１の底面４４との間に、前記外側空気室３６に連通するスロット状の隙間Ｃが形成されるようになっている。また、キャップ４３において、把手部２９側には、貫通穴４６が形成され、当該貫通穴４６は、吸着部材１７を前記先端アーム１６Ｃに連結したときに、当該先端アーム１６Ｃ内の吸引路に連通可能となっている。なお、図２中、符号４８はねじ挿入用穴を示し、把手部２９を前記先端アーム１６Ｃの先端に差し込んだ位置で、ねじ止め可能に設けられている。
【００２０】
以上の構成において、カセットケース１０内に収容された多数の半導体ウエハＷは、最上位の半導体ウエハＷから一枚ずつ取り出される。吸着搬送装置１１は、アーム１６が予めティーチングされた移動軌跡に沿ってカセットケース１０内の吸着位置と、テーブル１２の上面に半導体ウエハＷを移載する位置との間で移動可能となっている。
【００２１】
ロボット本体１５内の減圧装置を作動させた状態で吸着搬送装置１１が作動し、カセットケース１０内に吸着部材１７が入り込んで半導体ウエハＷの保護シートＳ側を吸着する。この吸着に際しては、前述した内側空気室３５、外側空気室３６及び接続通路３７を介して吸着力が吸着パッド２５の面内に広く分散して吸着力が全面的に及ぶこととなる。
【００２２】
このようにしてカセットケース１０から取り出された半導体ウエハＷは、前記テーブル１２の上面に移載され、当該上面に半導体ウエハＷが移載されたときに、吸着搬送装置１１は半導体ウエハＷに対する吸着力を解除する。この際、テーブル１２の上面に移載された半導体ウエハＷは、当該テーブル１２に形成された図示しないバキューム穴を通じて吸着され、図示しない剥離装置を介して上面側の保護シートＳを剥離することとなる。
【００２３】
従って、このような実施の形態によれば、カセットケース１０からテーブル１２に半導体ウエハＷを移載するに際し、当該半導体ウエハＷを全面的に確実に吸着保持することができ、半導体ウエハＷの反り変形等を防止しつつテーブル１２への移載精度を高精度に行うことが可能となる。
【００２４】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、形状、材料、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００２５】
例えば、前記実施形態では、内側空気室３５と外側空気室３６がそれぞれ一つずつである場合を図示、説明したが、更に複数設けてそれらを同心円上に配置するようにしてもよく、また、接続通路３７の数も増加、減少させることができる。また、これらの各空気室３５〜３７の溝幅は、任意に変更することができる。具体的には、外側に位置する空気室の溝幅を内側に位置する空気室の溝幅に対して大きく設定することが例示できる。
【００２６】
また、図７（Ａ），（Ｂ）に示されるように、支持体２６の面内において、放射方向に延びる平面視略扇状の溝を形成して吸着パッド２５の面に沿う複数の空気室５０を設け、把手部２９側の図示しない隙間に連通する貫通穴５１を設ける構成を採用しても良い。
【００２７】
更に、図８（Ａ），（Ｂ）に示されるように、支持体２６の面内に複数の凸部５２を設けるとともに、把手部２９側に連通する貫通穴５３を設け、各凸部５２間が吸着パッド２５の面に沿う空気室５４として作用するように構成することもできる。
【００２８】
また、図９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、支持体２６の面内において、外周部を除く円形凹部を形成して吸着パッド２５の面に沿う空気室５６とし、把手部２９側に連通する貫通穴５７を設ける構成も採用可能である。なお、この例では、吸着パッド２５の面積が大きくなるにつれて吸着時に吸着パッド２５の撓み変形が生じ得るため、硬質の多孔質素材を用いることが好ましい。また、これに替えて、中央部位置に、吸着パッド２５の撓み変形を阻止する適当な支持部を介在させることでもよい。
【００２９】
更に、前記実施形態では、吸着パッド２５及び支持体２６が略円盤状の平面形状に設けられた場合を示したが、その他の平面形状とすることを妨げない。要するに、本発明は、吸着力の分布のバラツキを無くすことができるように空気室が形成されていれば足りる。
また、吸着される対象物としては、半導体ウエハに限らず、ガラス等、その他の薄板材料を対象とすることでもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸着パッドの面内において局所的に吸着力が強く生ずる領域を無くし、吸着力の分布のバラツキを解消して薄板材料の反り変形や割れの原因を回避しつつ安定して薄板材料を吸着保持することが可能となる、という従来にない優れた作用、効果を奏する吸着搬送装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の全体構成を示す概略斜視図。
【図２】吸着部材の概略斜視図。
【図３】図２の一部分解斜視図。
【図４】前記吸着部材を反転させた状態を示す概略斜視図。
【図５】図４の一部分解斜視図。
【図６】図４のＡ−Ａ線に沿う矢視拡大断面図。
【図７】（Ａ）は変形例を示す平面図、（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図８】（Ａ）は他の変形例を示す平面図、（Ｂ）は図８（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図９】（Ａ）は更に他の変形例を示す平面図、（Ｂ）は図９（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１１  吸着搬送装置
１７  吸着部材
２５  吸着パッド
２６  支持体
３５  内側空気室
３６  外側空気室
３７  接続通路
５０，５４，５６  空気室
Ｗ  半導体ウエハ（薄板材料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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