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JPH11265926A - 薄い円板状物体の移送装置 - Google Patents

薄い円板状物体の移送装置

Info

Publication number
JPH11265926A
JPH11265926A JP10377811A JP37781198A JPH11265926A JP H11265926 A JPH11265926 A JP H11265926A JP 10377811 A JP10377811 A JP 10377811A JP 37781198 A JP37781198 A JP 37781198A JP H11265926 A JPH11265926 A JP H11265926A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
flat surface
guide arm
gas
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10377811A
Other languages
English (en)
Inventor
Willibald Pirker
ヴイリバルド・ピルケル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research AG
Original Assignee
SEZ AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEZ AG filed Critical SEZ AG
Publication of JPH11265926A publication Critical patent/JPH11265926A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
    • B65G47/911—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers with air blasts producing partial vacuum
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S414/00—Material or article handling
    • Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/141—Associated with semiconductor wafer handling includes means for gripping wafer

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄い円板状物体をその性質及び形状を損なう
ことなしにできるだけ大切に移送することができる装置
を提供する。 【構成】 薄い円板状物体の移送装置の平らな面１２を
持つ担体１０に、１つ又は複数の気体通路２０が形成さ
れ、気体通路２０が平らな面１２の方へ外方へ傾斜して
延び、その一端が気体出口開口を持つ平らな面１２に終
わり、その他端が気体供給導管２８へ接続可能であり、
気体出口開口の外側に隣接して少なくとも３つの案内腕
３０が設けられ、これらの案内腕３０が担体１０の平ら
な面１２から突出し、担体１０の平らな面１２に対して
半径方向に調節可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄い円板状物体の
移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造の際いわゆるウエーハ（シ
リコン円板）が使用され、このウエーハ上へまず交代す
る順序で数回前後して特に酸化物層、窒化物層、多シリ
コン層及び金属層が設けられる。引続く製造過程中にこ
れらのしばしば数ｎｍの厚さの層は、前面から大抵は部
分的に、また背面から大抵は完全にエツチングされる。
エツチングは乾式で又は液体で行うことができる。これ
に関していわゆるスピンエツチング技術（回転エツチン
グ法）が公知である。
【０００３】処理すべき円板状ウエーハは、そのために
いわゆるウエーハカセツトから取出され、保護すべき側
を下方へいわゆるチヤツク（ウエーハ保持装置）上へ載
せられる。チヤツク中でエツチング過程が行われ、最近
の装置では、同じチヤツク中で異なる酸混合液で複数の
エツチング過程が順次に行われる。エツチング過程の終
了後ウエーハがチヤツクから取出され、別のカセットへ
降ろされる。
【０００４】前記のウエーハ（シリコン円板）は非常に
薄く（大抵は１．０ｍｍの厚さ以下、しばしば０．２ｍ
ｍの厚さ以下）、一般に円板として大量生産される。
【０００５】前述したように、全処理過程はもっとも清
潔な空間条件で行われる。なぜならば、最小の不純物で
もウエーハを使用不能にするからである。この条件のほ
かに、取扱い中（移送中）及び加工中にウエーハが機械
的に損傷したり曲がったりしないようにせねばならな
い。
【０００６】これに関しオーストリア国実用新案第００
０６４０号は、半導体ウエーハ及び他の円板状物体用の
つかみ機を提案しており、このつかみ機は本体に対して
半径方向内方及び外方へ移動可能に案内されるつかみ腕
を持つている。シリコン円板は縁を部分的につかみ腕に
より下からつかまれ、即ち円板は移送の際少なくとも部
分的につかみ腕上に載る。この場合特に非常に薄い円板
では、表面が損傷するか又は円板が歪む（しわ形成）す
ることがある。
【０００７】米国特許出願公開第４，１１８，０５８号
明細書によれば、円板を接触なしに移送する工具が提案
され、適当な担体が載せるべき円板用の案内面を縁に持
つている。その欠点は、移送すべき円板の僅かな寸法公
差でも、円板の制御不能な側方運動を生じるか又は円板
がもはや受入れられなくなることである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は、薄い円板状物体をその性質及び形状を損な
うことなしにできるだけ大切に移送することができる装
置を提供することである。その際装置が前記ウエーハの
移送に特に適しているようにする。しかし本発明は使用
限定を受けるものではない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の基本思想は、円
板状物体を大幅に無接触に（機械的接触個所なしに）移
送することである。その際本発明はベルヌーイの原理を
利用する。ここでは担体と取扱うべき物体との間に気体
クツシヨンが形成され、少なくとも部分的に担体と物体
との間に負圧が形成されて、担体の表面に対して一定の
間隔を維持しながら物体を担体の表面へ吸引するよう
に、気体の流れが行われる。
【００１０】従って気体は一方では圧力を受けて担体と
物体との間の空間へ入れられ、他方では負圧が形成され
るので、物体の無接触な移送が可能になる。
【００１１】担体に対する物体のできるだけ精確な位置
ぎめを確実にするため、付加的に案内腕が設けられ、担
体の表面から突出して、ウエーハの精確な心出しを可能
にし、こうして担体表面に対する物体の側方（半径方
向）移動を防止する。
【００１２】従ってこれらの案内腕は、（オーストリア
国実用新案第０００６４０号によるつかみ腕のように）
薄い円板状物体をつかむ役割を持つていない。案内腕
は、移送すべき物体用の調節可能な周辺の調節面、調節
線又は調節点を形成している。
【００１３】それにより本発明は、その一般的な実施形
態において、次の特徴を持つ薄い円板状物体（以下限定
的にではなく、ウエーハと称する）の移送装置に関す
る、即ち平らな面を持つ担体に、１つ又は複数の気体通
路が形成され、気体通路が平らな面の方へ外方へ傾斜し
て延び、その一端が気体出口開口を持つ平らな面に終わ
り、その他端が気体供給導管へ接続可能であり、気体出
口開口の外側に隣接して少なくとも３つの案内腕が設け
られ、これらの案内腕が担体の平らな面から突出し、担
体の平らな面に対して半径方向に調節可能である。
【００１４】気体通路は取扱い気体例えば窒素を担体表
面（平らな面）の範囲へ送るのに役立つ。気体通路は外
方へ傾斜して前記のベルヌーイ効果を生じる。移送すべ
き物体は、気体通路の気体出口開口を覆い、その際ウエ
ーハの外側縁範囲と担体の平らな面との間に気体クツシ
ヨンが形成され、一方ウエーハの中心部分と平らな面の
対応する部分との間には負圧が形成されて、ウエーハと
担体表面との間に前記の圧力状態が維持される限り、ウ
エーハを担体の表面に対して離して保持する。
【００１５】
【発明の実施の形態】１つの実施形態によれば、担体が
２分割に構成されている。担体の両方の部分の間に、前
記の幾何学的規定に従って（平らな面の方へ広がる）円
錐状に形成される気体通路が構成されている。
【００１６】この場合担体部分の間に機械的結合部が存
在せねばならないことは明らかである。この結合部は、
例えば環状間隙（気体通路）を構成しながら両方の部分
を所望の相互間隔に保つボルトにより構成することがで
きる。このボルトは同時に側方開口を持つ気体供給管と
して役立つことができ、これらの側方開口を経て気体が
回転対称に気体通路へ流入する。
【００１７】別の実施形態では、一体の担体を持つ装置
が考慮される。この場合多数の気体通路が担体に設けら
れ、互いに離れて気体出口開口の中心縦軸線に対してほ
ぼ回転対称に設けられている。その際気体通路はなるべ
く僅かな相互間隔で星形に延びているので、こうしても
ほぼ連続的な気体薄層を形成することができる。
【００１８】特に通常のように回転対称な特に丸いウエ
ーハを移送する場合、案内腕も担体の中心縦軸線に対し
て回転対称に設けられている。
【００１９】案内腕の構成及び配置に関して、本発明は
種々の解決策を提供する。１つの実施形態によれば、案
内腕が担体に枢着され、かつ担体から担体の中心縦軸線
に対してほぼ直角に延びる第１の内側区域と、この内側
区域の自由端に続く外側区域とから成り、この外側区域
が担体の平らな面から突出している。この場合案内腕は
くもの足のように形成されている。案内腕の外側区域は
担体の中心縦軸線に対してほぼ平行に延びている。
【００２０】ウエーハの外面と案内腕との接触範囲をで
きるだけ小さく保つため、案内腕の外側区域が円筒とし
て構成されている。この円筒は担体の中心縦軸線に対し
て精確に平行に（従って担体の平らな面に対して直角
に）延びていると、ウエーハの外面が底面に対して直角
に延びている時、ウエーハの縁範囲と円筒との最大で線
状の接触が行われるか、又はウエーハの外面（周面）が
面取りされている時、点状の接触が行われる。
【００２１】案内腕の外側区域が特に球のように湾曲し
た表面を持つように形成され、ウエーハが球の中心の高
さに精確に位置せしめられると、いずれにせよウエーハ
と案内腕との間に点状接触個所が生じる。その際環状円
板では、例えば１２０°の角をなして互いにずれて設け
られる３つの案内腕を設ければ充分である。しかしもっ
と多くの案内腕例えば６つの案内腕を互いに６０°の角
をなして設けることも直ちに可能である。
【００２２】別の構造的構成によれば、案内腕が平らな
面の縁範囲にしかも気体通路外に設けられる。その際こ
れらの案内腕は、前記の案内腕の外側区域と同様に、例
えば星形、円筒状又は球状に構成することができる。
【００２３】案内腕が担体表面に対して平行な面内で調
節可能であるように、案内腕を調節可能にする。これに
よりウエーハの形状寸法又は寸法公差に案内腕の位置を
合わせることが可能になる。案内腕は、担体の中心縦軸
線に対して直角に又は半径方向に可動である。
【００２４】案内腕又はそのウエーハへ作用する区域が
ピン状に形成されている実施形態では、これを例えば偏
心移動（揺動）によって行うことができる。案内腕は、
内方（ウエーハの縁範囲の方）へ非常に僅かな引張り力
で引張り荷重をかけられて設けられることができる。
【００２５】上述したベルヌーイ効果は、気体通路が気
体出口側端部へ向かって先細に形成されている時、最適
化される。前述した環状ノズルの場合、このノズルはス
リツトノズルのように構成されている。個々の気体通路
の場合、これらの気体通路は、その気体出口側端部に、
例えば円錐台形状を持つか、又は同様にスリツト状に形
成されている。
【００２６】装置の重要な利点は、ウエーハがもはや締
付けられないことである。従ってウエーハはもはや曲が
ったり又はしわを生じることもない。しかも容易に歪む
ウエーハがこの装置で再び平らになることがわかった。
別の利点は、ウエーハが気体クツシヨンを介して担体表
面に対し所定の間隔で無接触に保持されることである。
その際重要なことは、ウエーハと担体表面との間に一定
の僅かな間隔が形成されることである。
【００２７】本発明のそれ以外の特徴は、従属請求項及
びその他の出願書類からわかる。本発明が実施例により
以下に説明される。
【００２８】
【実施例】図１において、符号１０は装置の担体を示し
ている。担体１０はチヤツク即ち表面１２を持つてい
る。この表面１２は、２つの範囲即ち外側環状範囲１４
及び内側円形範囲１６から成つている。円形範囲１６
は、環状間隙２０を形成しながら担体１０の本体２２の
対応する凹所２４に設けられる挿入体１８の表面をなし
ている。挿入体１８は、３つのねじ２６により案内腕３
０に結合されている。
【００２９】環状間隙２０は気体通路を形成し、表面１
２に終るその端部はスリツト状に先細に構成され、その
他端は本体２２に形成される気体供給導管２８に流れ技
術的に接続され、この気体供給導管は圧力気体源（図示
せず）に接続可能である。
【００３０】挿入体１８又は本体２２の表面従って円形
範囲１６及び環状範囲は、互いに精確に同一面をなし、
一緒になって担体１０の平らな表面１２を形成してい
る。
【００３１】図１及び２を概観してわかるように、それ
ぞれ互いに６０°の角をなす６つの案内腕３０が本体２
２を通って延びている。各案内腕３０は、担体１０の中
心縦軸線Ｍに対してほぼ直角に担体１０から延びる第１
の内側区域３２と、内側区域３２の自由端３４に続く外
側区域３６とから成っている。外側区域３６は、内側区
域３２に対して直角に従って表面１２に対して直角に又
は担体１０の中心縦軸線Ｍに対して平行に延びている。
外側区域３６は、その円筒状端部３８が表面１２から突
出するように設けられている。
【００３２】案内腕３０の内側区域３２は、本体２２に
固定されるスリーブ４０により案内されている。内側区
域３２の内側端部４２は対応する摺動体４４に固定され
ている。本体２２の凹所４６内にある摺動体４４と本体
２２の対向する内壁４８との間で、内側区域３２上に圧
縮ばね５０が設けられている。摺動体４４は内側に凹所
５２を持ち、これらの凹所にローラ５４が設けられて、
楔状調節体５６と共同作用し、これらの調節体は本体２
２の上部区域にある押し棒５８の作用を受けることがで
きる。
【００３３】押し棒５８の軸線方向移動により、調節体
５６が担体１０の中心縦軸線Ｍの方向に動かされ、表面
１２の方へ移動の際、案内腕３０がそれに応じて半径方
向外方へ動かされる。押し棒５８が戻されると、圧縮ば
ね５０により案内腕３０が再び内方へ戻される。
【００３４】担体１０は、担体１０を所望の位置及び他
の位置へもたらすマニピユレータ（図示せず）に取付け
られ、所望の位置でウエーハが受入れられ、他の位置で
ウエーハが再び降ろされる。
【００３５】装置の動作は次の通りである。例えばチヤ
ツク上にあるウエーハ６０が、図１に示すように装置に
より覆われる。気体供給が開始され、気体が気体供給導
管２８及び気体通路としての環状間隙２０から流出す
る。環状間隙２０の斜め外方へ傾く形状に応じて、気体
も表面１２に対し鋭角αをなしてウエーハ６０の方へ流
れる。こうしてウエーハ６０はまず表面１２から離され
る。同時に現状の気体薄層内従って特に円形範囲１６と
ウエーハ６０の対応する区域に、負圧が形成されて（い
わゆるベルヌーイ効果）、表面１２に対してウエーハ６
０を所定の間隔に保つか又は表面１２へ引付ける。
【００３６】今やマニピユレータを介して担体を持ち上
げることができ、その際担体は無接触でウエーハを連行
する。マニピユレータは、なるべく電子制御される任意
のいかなる装置、例えばいわゆる取扱いロボットであっ
てもよい。
【００３７】案内腕３０又は（場合によっては適当な調
節後）ウエーハ６０の縁を区画してウエーハ６０の側方
移動を防止する円筒状端部３８が、安全のために役立
つ。通常の場合ウエーハ６０の縁範囲と円筒状端部３８
とは、力を伝達するように接触しない。しかし（ウエー
ハを上から覆う間又は移送中に）ウエーハ６０が半径方
向へ離れるように動くことがあると、ウエーハが最大で
点状に円筒状端部３８におだやかに接することができ
る。続いてウエーハは例えばカセツトへ降ろされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移送装置の縦断面図である。
【図２】装置の平面図である。
【符号の説明】 １０ 担体 １２ 平らな面 ２０ 気体通路 ２８ 気体供給導管 ３０ 案内腕

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平らな面（１２）を持つ担体（１０）
    に、１つ又は複数の気体通路（２０）が形成され、気体
    通路（２０）が平らな面（１２）の方へ外方へ傾斜して
    延び、その一端が気体出口開口を持つ平らな面（１２）
    に終わり、その他端が気体供給導管（２８）へ接続可能
    であり、気体出口開口の外側に隣接して少なくとも３つ
    の案内腕（３０）が設けられ、これらの案内腕（３０）
    が担体（１０）の平らな面（１２）から突出し、担体
    （１０）の平らな面（１２）に対して半径方向に調節可
    能であることを特徴とする、薄い円板状物体の移送装
    置。
  2. 【請求項２】 二分割の担体（１８，２２）及びこれら
    の担体部分（１８，２２）の間に気体通路としてほぼ円
    錐状に形成される環状間隙（２０）が設けられているこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 一体の担体（１０）が多数の気体通路を
    持ち、これらの気体通路が互いに離れかつ担体（１０）
    の中心縦軸線（Ｍ）に対してほぼ回転対称に設けられて
    いることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 案内腕（３０）が担体（１０）の中心縦
    軸線（Ｍ）に対して回転対称に設けられていることを特
    徴とする、請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 案内腕（３０）が担体（１０）に枢着さ
    れ、かつ担体（１０）から担体（１０）の中心縦軸線
    （Ｍ）に対してほぼ直角に延びる第１の内側区域（３
    ２）と、この内側区域（３２）の自由端に続く外側区域
    （３６）とから成り、この外側区域（３６）が担体（１
    ０）の平らな面（１２）から突出していることを特徴と
    する、請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 案内腕（３０）の外側区域（３６）が担
    体（１０）の中心縦軸線（Ｍ）に対してほぼ平行に延び
    ていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 外側区域（３６）が円筒形状を持つてい
    ることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 外側区域が球形状を持つていることを特
    徴とする、請求項５に記載の装置。
  9. 【請求項９】 案内腕が平らな面の縁範囲から気体通路
    外へ突出していることを特徴とする、請求項１に記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】 案内腕が少なくともその自由端に円筒
    形状又は球形状を持つていることを特徴とする、請求項
    ９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 案内腕（３０）が担体（１０）の中心
    縦軸線（Ｍ）の方へ可動に設けられていることを特徴と
    する、請求項１に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 案内腕（３０）が担体（１０）の中心
    縦軸線（Ｍ）の方へ揺動可能に設けられていることを特
    徴とする、請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 案内腕（３０）が引張り荷重を受けて
    設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の
    装置。
  14. 【請求項１４】 担体（１０）が円形の平らな面（１
    ４，１６）を持つていることを特徴とする、請求項１に
    記載の装置。
  15. 【請求項１５】 気体通路が気体出口開口の範囲でスリ
    ツト状に形成されていることを特徴とする、請求項１に
    記載の装置。
JP10377811A 1997-12-16 1998-12-14 薄い円板状物体の移送装置 Pending JPH11265926A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19755694.9 1997-12-16
DE19755694A DE19755694C2 (de) 1997-12-16 1997-12-16 Handhabungsvorrichtung für dünne, scheibenförmige Gegenstände

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11265926A true JPH11265926A (ja) 1999-09-28

Family

ID=7851971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10377811A Pending JPH11265926A (ja) 1997-12-16 1998-12-14 薄い円板状物体の移送装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6152507A (ja)
EP (1) EP0924148B1 (ja)
JP (1) JPH11265926A (ja)
KR (1) KR100567496B1 (ja)
AT (1) ATE198585T1 (ja)
DE (2) DE19755694C2 (ja)
TW (1) TW415912B (ja)

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