JP2002520240A

JP2002520240A - 識別機能を有する、ウェハ取り扱い装置及び方法

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Publication number: JP2002520240A
Application number: JP2000559579A
Authority: JP
Inventors: オーヴィル・レイ・ホルブルックス
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2002-07-09
Also published as: EP1097096A2; AU744586B2; US6167322A; US20030052498A1; TW440892B; US20030052497A1; US20030151268A1; KR20010071806A; CN1308585A; AU4849999A; WO2000003418A3; US6692049B2; WO2000003418A2; WO2000003418B1

Abstract

(57)【要約】ディスク、特に、半導体ウェハを取り扱う装置が開示されている。ウェハの端縁、位置及びサイズを検知するために光ビームが採用される。ウェハ・ハンド・アセンブリ部材１０１は、ウェハ１２２の下方にて又は平行な積み重ねたウェハの間にて摺動し、１つ以上の指１０５を硬いハンド・アセンブリ部材の平面に対して垂直な位置まで９０°回転させる。また、該ハンド・アセンブリは、該ハンド・アセンブリの表面に対して垂直に配置された１つ以上のポスト１０３も備えている。指及びポストは、その間にウェハを把持する３つの直立の突起を形成する。直動ソレノイド１１７は、固定ポストと可動の指との間にて制御された牽引力を加えて、他方の静止型指又はポストに向けて１つの指又はポストの横方向位置を制御する。牽引力は、直進ソレノイドに供給される駆動エネルギの量によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本出願は、１９９８年７月１０日付けで出願された、米国特許出願第０９／１
１３，８５７号の一部継続出願である。

【０００２】

【発明の背景】【技術分野】

本出願は、集積回路ウェハ及び同様の材料のような、硬いが可撓性の材料で出
来たディスク形状の平坦なシートを取り扱い且つ局部的に搬送する装置に関する
。特に、本発明は、インテリジェント（識別機能を有する）、集積回路ウェハの
位置決め及び取り扱い装置並びに当該ウェハの両側部を選択的に位置決めし且つ
加工する方法に関する。

【０００３】

【従来技術の説明】

半導体ウェハは、複雑な多数ステップの方法により製造される。１００ステッ
プ以上を含むことがしばしばである工程中に、ウェハから高度に複雑な集積回路
型の電子チップがもたらされる。これらステップの多くは、チップを極めて正確
に位置決めすることを必要とし、それは、チップの製造時に使用されるミクロン
以下の範囲の技術では、エラーが生じやすく、極めて精密な検査を必要とするか
らである。また、ウェハは、加工前、極めて高価であり、また、加工後により価
値あるものとなる。このため、関連するウェハの加工及び取り扱い方法を特に制
御することが極めて必要となる。

【０００４】集積回路の製造に必要とされる大量生産は、個々の回路が配置されるウェハが
迅速にバッチ処理されることを必要とする。加工される典型的なウェハは、約１
０．１６ｃｍ（約４インチ）乃至約３０．４８ｃｍ（約１２インチ）の範囲の直
径を有する。かかるウェハは、全体として、処理のために、密に積み重ねた垂直
な配置状態にてカセット又はキャディ内に収容される。

【０００５】加工は、全体として、当該ウェハの各々をそのハウジングカセットから除去し
且つそのウェハを利用される加工装置内に装填することを別個に行なうことを含
み、その後に、加工済みのウェハをカセット又はキャリアに戻す。受理するカセ
ットは第一のカセットと相違し、また、全体として、シリコン製であるウェハの
壊れ易い性質は更なる制約を課す。これら種々の寸法のウェハを除去し、加工し
且つ再位置決めするためには、これらウェハを加工するより効率的な装置及び方
法が永年の課題とされている。更に、ウェハは、薄く且つ弱体な材料にて製造さ
れているため、取り扱い装置によりウェハに付与される圧力は臨界的となり、取
り扱い中にウェハを落とすことを防止し得るように、ウェハを確実に把持するこ
とを保証しつつ、高価なウェハの曲がり、亀裂又は切損を最小にし得るように、
把持圧力を慎重に制御しなければならない。

【０００６】１９９２年４月１４日付けの米国特許第５，１０５，１４７号（「カラシコフ
（Ｋａｒａｓｉｋｏｖ）」及びその他の者）の「ウェハ検査装置（ＷＡＦＥＲ
ＩＮＳＰＥＣＴＩＯＮＳＹＳＴＥＭ）」は、既存の技術の少なくとも１つの
特徴の状態を示すものである。開示された装置は、シリコンウェハ上におけるプ
リント回路を半自動的に検査するためのものである。カラシコフの特許には、ウ
ェハの整合及び位置決め用の高度に精密な光スキャナを含む、浮動テーブル、ロ
ボットアーム及び光学的検査装置の組合せが含まれる。

【０００７】カラシコフの特許は、ウェハの外周における狭小な領域にて負圧を加えること
により、該当するウェハを除去することを含む。カラシコフの特許の機構は、本
発明の教示により緩和される加工上の間違いの多くの原因になる問題点を対象と
する。

【０００８】同様に、１９９６年４月２日付けで発行された、米国特許第５，５０４，３４
５号（「バートネック（Ｂａｒｔｕｎｅｋ）」及びその他の者）には、二重のビ
ームセンサ及び端縁検知装置並びにその方法が開示されている。該当するウェハ
のエッジを検知するために２つの光源、すなわち固体レーザが使用される。バー
トネックの特許は、例えば、ウェハ又は光学的ディスクの反射面を検知するため
にレーザが使用可能であることを基本的に示すものである。

【０００９】ウェハを取り扱うその他の公知の装置は、同様に、ウェハの位置決めの改良又
はウェハを取り扱う半自動の手段の改良の双方を対象とする。これら機能の双方
の性能を単一の装置内にて同時に向上させる能力を備えることは極めて好ましい
ことであろう。負圧利用の技術の欠点を伴うことなく、レーザの使用を活用する
ことは、永年に亙る多くの課題を解決することになろう。

【００１０】一例として、現在の技術では、しばしば、カセット内の個々のウェハを除去し
又は交換するためロボットアームに取り付けた負圧チャックを使用する。各カセ
ットの位置、及びカセット内の各ウェハの位置は、ユニークであり、何らかの基
準点に対する３つの座標面（「Ｘ、Ｙ、Ｚ」）内での各ディスクの位置をウェハ
を取り扱うロボットを制御する装置を駆動するソフトウェアに入力しなければな
らない。

【００１１】既存の方法は、各位置を機械的に測定し、その後に、利用されるソフトウェア
にデータを手動操作にて入力することを必要とする。これは、人間の間違う可能
性が大きいことで更に制限される、時間を消費する過程である。採用すべき各カ
セットを較正することが全体として必要とされるようにするのに十分な相違が公
知のカセット及びカセットホルダに存在する。

【００１２】更に、例えば、半持運び型の加工装置において、装置の任意の部品の位置を変
更するためには、新たな較正が必要とされることで、これらの制約は煩雑なもの
となる。

【００１３】従来の負圧チャックは、加工ステップに有害な人為的欠点を更に生じさせる。
これら人為的欠点の結果、生産効率が低下する可能性がある。採用した負圧チャ
ックのいかなる歪みは、空気が少し漏洩するため、作動不良の原因となる可能性
を引き起こす。負圧チャックは薄く且つ空気路を保持しなければならないから、
これら負圧チャックの製造は困難で且つコスト高である。更に、ウェハは、表面
によって保持されるため、ウェハは高速度加工時に必要とされる高加速度の下で
滑り易くなる。ディスクがアームに対して少しでも非整合状態となるならば、装
置がクラッシュする可能性がある。また、アーム自体による表面の汚染も警戒す
べき頻度にて生ずる。

【００１４】同様に、半導体ウェハの両側部に加工する方法が当然に必要となる。従来技術
において、関連する問題点に対する解決策の色々な試み及び加工すべくウェハを
取り扱う方法は、上述した制約を実際に課題とする特許が少ないことを示す。従
来技術は、本発明により教示されるような改良の必要性を明確に示す。

【００１５】ウェハを持ち上げる別の方法は、機械的グリッパを使用するものであり、１９
９６年１１月５日付けで発行された米国特許第５，５７０，９２０号（「クリス
マン（Ｃｒｉｓｍａｎ）」及びその他の者）は、ロボットの指を駆動するために
直流モータを利用する。本発明の教示と異なり、把持圧力を感知するため、また
、一度び作動させた後にモータを停止させるため、指の内面に設けられた歪み計
１７１、１７３、１７５を使用する。

【００１６】更なる一例として、１９９５年６月１３日付けで発行された米国特許第５，４
３５，１３３号（「ヤスハラ（Ｙａｓｕｈａｒａ）及びその他の者」）は、位置
決め信号に基づいてロボットの指を駆動するサーボモータを使用する。しかし、
把持力を表示し又は制御するセンサは何ら設けられていない。同様に、手部分の
複雑な取り付け／取り外し部分がヤスハラの開示の主題であり、この点にて、こ
の特許は本発明の教示と相違する。

【００１７】更に、１９９５年１月３日付けで発行された米国特許第５，３７８，０３３号
（「グオ（Ｇｕｏ）」及びその他の者）は、把持した物体に均一な力を付与し得
るように関連する機械的指の全てに対し単一の駆動機構を利用する。グオの特許
は、純然たる機械的ロボットハンド又は補綴具的ハンドを教示する。しかし、駆
動機構を制御する方法は明らかではなく、この点にて、グオの特許は本発明の教
示と相違する。

【００１８】１９９４年１月２５日付けで発行された米国特許第５，２８０，９８１号（「
シュルツ（Ｓｃｈｕｌｚ）」）は、荷重に応答可能な２速度の駆動アセンブリ及
びスリップ・クラッチを使用する。コラム９、６３行乃至コラム１０、２８行を
参照のこと。特に、シュルツの特許の指作動機構は、ソレノイドの使用、あるい
は、電流に直接的に比例する力が使用される電流発生手段の使用をも意図してい
ない。

【００１９】１９９２年２月２３日付けで発行された米国特許第５，１８８，５０１号（「
トミタ（Ｔｏｍｉｔａ）」及びその他の者）は、ウェハの持ち上げプラットフォ
ームとして機能するようにウェハの下方にて回動する一組みの爪を使用するウェ
ハ搬送装置に関するものである。このように、トミタの特許は、把持力を付与せ
ずにウェハを支える持ち上げ力を発生させることにより作用する点にて本発明の
教示と相違する。

【００２０】１９９２年１２月２２日付けで発行された（「ヤコブセン（Ｊａｃｏｂｓｅｎ
）」）の米国特許第５，１７２，９５１号は、張力を感知し又は制御する技術を
開示するものとは思われない。このロボット式把持装置（ＲＯＢＯＴＩＣＧＲ
ＡＳＰＩＮＧＡＰＰＡＲＡＴＵＳ）は、３自由度にて作動するが、本発明の対
象物であるようなウェハに優しい使用方法は開示していない。

【００２１】１９９２年４月４日付けで発行された米国特許第５，１０８，１４０号（「バ
ースオレット（Ｂａｒｔｈｏｌｅｔ）」）は、有効搭載量の位置を感知し又は制
御機構への入力を提供すべくその上面の上に触覚センサ又はその他のセンサを備
えるパーム・プレート及びグリッパを備える（コラム５、２０乃至３７行）。平
行な万力のような把持力が発生されるが、把持力を感知し又は制御する手段は何
ら提供されない。

【００２２】同様に、「ウルリッヒ（Ｕｌｒｉｃｈ）」の米国特許第５，５０１，４９号（
１９９６年３月２６日付けで発行）及び米国特許第４，９５７，３２０号（１９
９０年９月１８日付けで発行）の各々は、指及びパームのパーム表面に配置され
た触覚センサ２００、２１０を使用する。

【００２３】１９８２年９月２８日付けで発行された米国特許第４，３５４，５５３号（「
ロベッタ（Ｒｏｖｅｔｔｅ）」及びその他の者）は、指により加えられた力が指
の内面に沿って牽引ケーブル４２、４３、４４によって供給される３本の指によ
る把持装置が記載されており、指に加えられた張力により指は内方に回動し、保
持した物体に対して把持力を締め付ける。張力ケーブルに取り付けられた、ロベ
ッタの特許の図６に図示したセンサ８４、８５、８６により、加えられた牽引力
を感知し、この点にて、ロベッタの特許は本発明の教示と相違する。

【００２４】最後に、米国特許第４，６５４，７９３号（「ギノット（Ｇｕｉｎｏｔ）」）
は、指の上に歪み計２６、２８を備えるものである。従って、本発明により緩和される永年に亙る課題を十分に対象とするものは従
来技術には存在しないため、これら必要性に適合すべく、識別機能を有する、集
積回路ウェハ取り扱い装置を提案するものである。

【００２５】

【発明の目的及び概要】

従って、本発明の１つの目的は、チップを保持する装置及び技術に対する従来
技術の欠点を解消する装置を提供することである。

【００２６】簡単に説明すると、ウェハの両側部にて加工することを許容できる、硬いが可
撓性のディスク、特に、半導体ウェハの取り扱い装置が提供される。ウェハの端
縁を検知し且つウェハの位置を確認するため、光ビームが採用される。その他の
ロボット式位置決め装置に組み込まれる独得なロボット式ウェハハンド・アセン
ブリにより把持することが教示される。硬いウェハハンド・アセンブリ部材は、
該部材の長さに沿って中央に又は隔てて配置された１つ以上の作動ロッドを備え
ている。ウェハハンド・アセンブリ部材がウェハの下方にて摺動し又は平行に積
重ね且つ隔てたウェハの間にて摺動するとき、解放位置から開始する１つ以上の
回転指が９０°回転して部材のエッジから隔てられる。アームを通じて作用する
直動ソレノイドが指又は別個のポストに対しウェハを把持するための横方向への
動きを付与する。ロータソレノイド１０９は指を９０°回転させる。この組合せ
は、低い姿勢を提供し、このため、ウェハハンド・アセンブリ部材は、図８に図
示したトレー内で積み重ね且つ隔てたウェハの間にて頂部のウェハの下方に挿入
し又は１８０°回転させ、加工装置内に存在するウェハを取り上げることができ
る。ウェハの下方、上方又はウェハに並んで配置されたならば、指はロータソレ
ノイドにより垂直位置に回転させる。実施の形態に依存して、変換器ソレノイド
により指を引張り出し又はポストを押し込み、ウェハをポストと可動の指との間
に制御された牽引力にて把持する。また、本発明のシステムの装置を使用するた
めの方法も教示されている。

【００２７】図８に概略図的に図示するように、ウェハは通常、トレーに入れて運ばれる。
トレー１５０の色々な異なる実施の形態において、円形のウェハは、トレーの側
部及びトレーの底部の双方又はその何れか一方に接触し且つ休止することができ
る。より具体的には、ウェハがトレー１５０内で休止するときのウェハの最下方
点は、トレー底部の中心の一点と接触する（図９参照）。１つの代替的なトレー
の設計において、ウェハはトレーの側部にのみ接触し、これにより、ウェハの底
部をトレーの底部から分離させる。更なる１つの代替例として、トレーの底部は
その長さに沿って１つの開口部を備えることができる。ウェハがトレー１５０の
底部から十分に分離したならば、又はトレーの底部に開放したスペースが存在す
るならば、中央に配置された回転可能な指を有する図１乃至図８のウェハ取り扱
い装置を使用することができる。しかしならが、ウェハがトレーの中心線に沿っ
てトレー１５０の底部に接触するならば、図９乃至図１１、特に図９の実施の形
態に図示するように、回転可能な指を取り扱い装置の前端縁１２４の中心から分
離しなければならない。

【００２８】本発明の１つの特徴によれば、ハンド・アセンブリと、取り扱うべき基板手段
を把持し、搬送し且つ戻す手段と、所望の作動順序をプログラム化し且つ実行す
る少なくとも１つの制御手段とを組み合わせて備える、ウェハ及び同様の基板手
段を取り扱う装置が提供される。この装置は、また、取り扱うべき基板手段の局
部的な位置及び方向を検知する別個の又は一体的な光学手段を備えることができ
る。

【００２９】この装置は、ウェハのサイズを決定し又は識別し、その後、可動の指の動作及
び位置決めを制御し且つ装置により把持されたウェハに付与される張力を制御す
るコンピュータ利用の識別較正及び制御手段と組み合わせて、光学的検知手段を
更に備えることができる。

【００３０】本発明の別の特徴によれば、その表面の完全性を損うことなく、ウェハ及び関
連するコンパクトな平面状装置を取り扱う方法であって、ａ）固定型又は可動とすることのできる少なくとも１つ又は２つ以上のポスト
と、回転指と、光学的感知手段とを備え、位置決めのため他のロボット装置に取
り付けられるロボット式ウェハハンド・アセンブリを提供するステップと、ｂ）複数のウェハの相対的位置及び方向に関する複数のデータを読み取るステ
ップと、ｃ）上記ロボットウェハの中央部分に配置された作動ロッドを使用することに
よりウェハを把持するステップと、ｄ）ウェハをポストと指との間にて係止するステップと、ｅ）ウェハの加工のためウェハを所望の位置に搬送するステップと、ｆ）上記ウェハを所望の位置に解放するステップ、及びｇ）その後のウェハに対し上記ステップの各々を繰り返すステップとを備える
方法が提供される。

【００３１】本発明の上記及びその他の特徴並びにそれら特徴を得る方法は、添付図面と共
に以下の説明を参照することにより、より明らかとなり且つ最も良く理解されよ
う。これら図面は、本発明の１つの典型的な実施の形態のみを示すものであり、
このため、その範囲を限定するものではない。これら図面は、具体的な特徴及び
詳細を明らかにする働きをする。

【００３２】本発明は、その完全な範囲が特許請求の範囲に規定されており、その好ましい
実施の形態に関して以下に説明する。

【００３３】

【本発明の詳細な説明】

半導体ウェハのような、平坦で硬いが可撓性のディスクを取り扱う装置が開示
されており、該装置は、取り扱うウェハの両側部を加工することを許容すること
ができる。この装置は、ウェハの端縁を検知し、従って、ウェハの位置を検知す
るため、光ビームを採用することができる。この装置は、また、把持手段により
付与された圧力を制御する手段も内蔵している。次に、手の長軸線の周りの３６
０°の回転、又は自然の手首の撓みと同程度の上下動又は手又は腕と同程度の回
転の角度動作を許容し得るような仕方にてユニークなロボット・ハンドがウェハ
を把持する。このロボット・ハンドの設計は、位置決めロボット内に挿入し又は
その他の方法で取り付けられるようなものとされている。このことは、迅速に形
態（例えば、サイズ）を相互に交換することを許容し且つメンテナンスのための
運転停止時間を最小にする。

【００３４】この装置は、全ての位置決め機能を制御するため、同様に、現在の技術のロボ
ットを採用する。これは、コンピュータ技術及び特殊なエレクトロニクスを含む
。必要な用途に特徴的な装置を駆動するソフトウェアが必要であるが、このソフ
トウェアは、既存の商業的に利用可能なソフトウェアと適合可能な構造とされて
いる。データの出力は、今日使用されている一般的な技術の任意のもの又はその
全てを含み、又は当業者の技術的知識に属するものを含むことができる。

【００３５】以下に詳細に説明するように、本発明の好ましい実施の形態において又は好ま
しい実施の形態と共に以下の少なくとも５つの主要な補助装置が使用される。１）ウェハを把持し且つウェハの両側部を加工するため、ウェハ３６０°回転
させることを許容するロボット式「ハンド」と、２）各ウェハの位置を正確に探知し、「ハンド」が、破損せずにウェハにアク
セスすることを可能にする光学的読み取り装置と、３）ハンド及び関係した機構を制御し且つ光学的補助装置により供給されたデ
ータに基づいて作動し得るようにデータを処理し且つ制御する装置と、４）ソフトウェアに付与される適正な圧力又は張力を選択する制御手段と、５）装置を駆動するソフトウェア及びファームウェアとである。

【００３６】本発明の装置は、ウェハの加工に使用されることに加えて、その他の用途にて
使用することもできる。これは、非限定的に、磁気ディスクの加工、ＣＤＲＯ
Ｍの加工及び全体として、これら特徴を備えるロボット式手を利用することので
きる任意の方法を含む。１つの部品を特徴的に位置決めし得る能力により、提案
された装置は、在庫管理、部品の追跡、アセンブリの数及び位置の追跡状態を保
つために必要とされ又は有益であるその他の全ての製造方法に例外的に且つ特徴
的に適用可能なものとなる。

【００３７】本発明の好ましい実施の形態の用途の特別な例は、異なる加工ステップのため
ウェハを色々なカセット又はキャディ内に配置することである。これら一例とし
ての実施の形態は、以下に本発明の作用モデルの一例を示すものとして説明する
が、本発明の特許請求の範囲に記載した主題を限定することを意図するものでは
ない。従って、これらの実施の形態は、特許請求の範囲に記載した主題を表わす
一方、これらは、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

【００３８】次に、図１を参照すると、ロボット式ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１は、
製造が容易であるように用途に適した材料にて形成された、薄く硬い単一の部材
を形成し得るように共に固着された２つの薄く硬い部材から成るパドル１００で
あって、該パドル上に配置された２つの固定圧力ポスト１０３と、ポスト１０３
と反対側のパドルの端部に設けられた回転する指１０５とを備えている。指１０
５を回転させ且つ光学素子取付け部１０７を配置し且つ位置決めする作動機構が
ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１に取り付けられている。

【００３９】ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１の設計は、ハンド取り付け部１１０又は業
界で一般的なその他の適当な取付け手段１１５又は接続手段を使用して、光学素
子の取付け部１０７に近接する第一の端部にてロボットアーム（図示せず）に挿
入し又はその他の方法で取り付けることが可能なようにされている。また、ハン
ドを制御装置に取り付けるために電気的手段及びデータ接続手段も含めてある。
このことは、修理のために迅速に取り外すことを許容する。また、例えば、寸法
が相違するような、ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１の色々な形態を最小の時
間にて相互に交換することが可能である。公知の装置とのかかる組み合わせ及び
互換性は、かかる装置を使用する当業者に公知であり、このため、その装置に関
する更なる詳細は省略してある。

【００４０】一度び所望の光学的測定値が得られ、実行すべき作動のプログラム化した順序
が確認されたならば、持ち上げハンド（ウエハ・ハンド・アセンブリ）１０１が
ディスクの３つの点にてウェハを把持する。これら３つの点のうちの２つの点１
０３は、周方向線上の隔てた一定の位置にあり、その半径はウェハの半径に略等
しい。各点には、ウェハの端縁を保持する小さい溝１２０を有する小さいポスト
１０３がある。第三の持上げ点は、持ち上げるための締め付け動作を提供する可
動の指１０５である。

【００４１】ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１は、指１０５が引っ込んだ状態にてウェハ
まで動く。引っ込んだ位置において、指１０５は９０°回転し（このとき、指は
その他のポストと同一方向となる）、他の２つの保持点１０３に向けて後方に引
き出される。このことは、ウェハをポスト１０３と手１０５との間にて締め付け
ることになる。

【００４２】指の回転はエレクトロメカニカル的に又は単に機械的にカムによって実現する
ことができる。カムの作動はエレクトロニクスを簡略化するが、磨耗、潤滑及び
汚染因子に曝される。更に、より多くの機械加工が必要となろう。指１０５は、
その引っ込んだ位置において、図２ａに図示した軸線に対して垂直ではなくて、
ハンド１０１の軸線に沿って且つ手１０１の平面内にて方向決め可能であると考
えられる。

【００４３】次に、図２ａ、図２ｂ、図２ｃ及び図３を参照すると、本発明の実施の形態に
よる回転する指１０５及び２つの固定圧力ポスト１０３の一方の詳細図が図示さ
れている。ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１の部材は、その中央部分に配置さ
れた作動ロッド１１１を備えている（図７参照）。アセンブリ１０１が２つの材
料シートにて形成される場合、作動ロッドは、外部に露出しないように、２つの
材料シートの間で通路内に配置することができる。図２ａに図示したウェハ・ハ
ンド・アセンブリ１０１は、ウェハ１２２の下方にて摺動し又は積重ね体中の２
つのウェハ（図８）と回転する指１０５との間にて９０°回転して、図２ｂに示
す位置となる。この箇所にて、指１０５は、ウェハのハンド・アセンブリ１０１
の前端縁１２４から隔てられる。次に、指は、図２ｃに図示するように、ウェハ
ハンド・アセンブリの端縁１２４に向けて駆動されて、図６に図示するように、
ウェハ１２２を指１０５とポスト１０３との間にて把持する。

【００４４】図１及び図４乃至図７を参照すると、直動（並進）ソレノイド１１７は、アー
ム１１９を通じて、指１０５を外方に位置決めする一方、ロータソレノイド１０
９、モータ又は同様の直進（並進）且つ／又は回転装置は指１０５を９０°回転
させて、低い姿勢を提供し、これにより、ウェハハンド・アセンブリ１０１の部
材をウェハの間に挿入し又は１８０°回転させ、ウェハを頂部から取り上げる。
ウェハ１２２の下方、上方又はウェハ１２２の間に一度び配置されたならば、指
１０５をロータソレノイド１０９により垂直位置に回転させ（図２ｂ参照）、次
に、直進ソレノイド１１７により引っ込ませる（図２Ｃ参照）。

【００４５】指直動（並進）ソレノイド１１７、指回転ソレノイド１１９及び指作動ロッド
１１１は、以下に詳細に説明するように、協働可能に作動して、ウェハ（又は保
持すべき同様の基板部材の物品）を効果的に把持し且つ解放し、ウェハを破損又
は落下させ、又は許容可能な限界値以上に曲げることなく、１つの加工位置から
別の位置まで搬送し得るようにウェハを一定の位置に保持する。同様に、その解
放した位置から１８０°の位置にて基板の部材を解放し且つ取り上げることがで
きる。

【００４６】指作動ロッド１１１は、以下に更に詳細に説明するように、指直動ソレノイド
１１７及び指回転ソレノイド１１９により励起され且つ制御された磁気コイルに
より駆動される。

【００４７】ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１の部材は、その中央部分に配置された作動
ロッド１１１を備えている。直動ソレノイド１１７は、該ソレノイドに取り付け
られたアーム１１９を通じて指１０５を押して出し入れさせる一方、ロータソレ
ノイド１０９は、指１０５を９０°回転させて、低い姿勢を提供し、これにより
、ウェハ・ハンド・アセンブリ１０１の部材をウェハ１２２の間に挿入し又は１
８０°操作してウェハ１２２を頂部又は底部から取り上げることができる。一度
びウェハ１２２の下方に又はウェハの上方に或いはウェハ１２２に沿って配置さ
れたならば、指１０５は、ロータソレノイド１０９２より垂直位置（図２ｂ）に
回転され、次に、直進ソレノイド１１７により引っ込ませ（図２ｃ）、図６に図
示するように、ウェハ１２２を固定したポスト１０３と指１０５との間にて係止
する。

【００４８】ウェハを固定ポスト１０３に対して押し付けるために、指１０５を使用して把
持動作が行なわれる。これは、指に対して保持された一つの物体に抵抗可能な親
指にて圧力を加えた状態で、人間の手による自然な把持動作と極めて類似してい
る。同様に、上述し且つ以下に詳細に説明するように、ウェハ・ハンド・アセン
ブリ１０１と人間の腕との類似点は、人間の腕の位置が頂側部が上向きの位置か
ら頂側部が下向きの位置まで変化するときの人間の手首の動作と同様であること
を特徴とし又はその動作と同様に制御される、１８０°の回転を含む。

【００４９】解放モードにおいて、指１０５は、ハンド１０１の平面内にある。指１０５の
位置決めは、ハンド１０１の「手首」（又は基端）における制御機構を介して行
なわれる。特に、指１０５を位置決めするため、音声コイル又はモータ／エンコ
ーダの組合せ体が使用される。

【００５０】ハンド１０１は、解放モードにある間に、参照番号１１７にて概略図的に示し
た光学系を通じて選択されたウェハの下方に配置される。この点にあるとき、表
面をウェハの端縁に対して取り付け得るように指１０５を回転させる。次に、制
御機構が指１０５をウェハの中心に向けて引っ張り、これにより、ウェハを直径
方向に対向した固定ポスト１０３に対して押し付ける。直動ソレノイド１１７を
駆動する駆動コイルに付与された電流を正確に制御することを通じて圧力が正確
に維持される一方、該ソレノイド１１７により、作動ロッド１１１はハンド１０
１の長さに沿って移動する。制御装置への導線１２３が中央プロセッサ（図示せ
ず）からハンド１０１に情報を伝達する。モデルＢＬＡ１３−１２−００Ａのソ
レノイドに対し約３１０ｍＡ乃至３６０ｍＡの電流を供給すると、装置内に保持
された２００ｎｍｇ（約３０．４８ｃｍ（約１２インチ））のウェハに対し適正
な把持圧力が付与されることが分かった。

【００５１】典型的に、指直動（並進）ソレノイド１１７及び指回転ソレノイド１０５によ
り行なわれる指の動作は、１つの用途に特有の基礎に基づいてプログラム化され
る。同様に、この指の動作は、音声コイルを流れる電流を正確に制御し、且つ必
要な場合に、ストッパ及びカムを採用することにより行なうことができる。しか
し、適用可能である場合、動作の制御分野で使用される機構の任意のものを使用
することができる。一度びウェハを把持したならば、ハンド１０１は、そのウェ
ハをロボットが指定する任意の位置に搬送することができる。この把持方法の一
例としての特徴は、この方法が、ウェハを落下せずに、ハンドがウェハを完全に
３６０°回転させて、ウェハをキャリア機構の付近に配置することを許容するこ
とである。このように、回転する能力はウェハの両側部を加工することを許容す
る。更に、ウェハはポスト１０３と指１０５との間に捕捉されるため、該ウェハ
は、負圧ピックアップにて可能な場合よりも速い加速度及び速度にて動かし、こ
れにより、加工時間を短縮することができる。追加的な利点として、端縁のみが
手と接触するため、ウェハの表面は汚染されない。このことは、生産収率を向上
させることになろう。

【００５２】図９及び図１０を参照すると、ウェハ取扱いアセンブリ２０１の更なる実施の
形態は、硬い部材すなわちパドル２００を備えており、該パドル２００は、パド
ル２００の制御端部２０４の中央に配置された単一の可動ポスト２０３と、その
間にてウェハ２２２を把持し得るように三角形の３つの隅部を形成し得るように
パドルの他端に設けられた２つの回転可能な指２０５とを備えている。ウェハ取
扱いアセンブリ２０１には、各々が指２０５に接続された２つの回転コイル２０
９と、直動コイルとが取り付けられている。該直進コイルは、ポスト２０３と指
２０５との間にてウェハ２２２を所望の張力にて把持し得るように、アセンブリ
２０１の中心軸線２０６に沿って十分な距離だけポスト２０３を駆動する。上述
の実施の形態におけるように、アセンブリ２０１は、配置及び位置決め光学素子
と関連する制御装置とを保持することもできる。

【００５３】以前の実施の形態と相違して、図９及び図１０の実施の形態において、作動ロ
ッド２１１に回転力が加えられる結果、分離した２本の指２０５は、パドル２０
０の平面からパドルの表面に対して垂直な位置まで回転する。しかし、該指は長
手方向には直進しない。その代わり、単一のポスト２０３はパドル２００の中心
軸線２０６に沿って駆動され、ウェハを把持する。把持圧力をウェハ２２２に付
与すべくポスト２０３を駆動する直進ロッド２１８を介して作動する直進コイル
又はソレノイド２１７に印加される電流によってウェハ２２２の張力が制御され
る。その他の点にて、この実施の形態は上述した実施の形態と同様に機能する。
パドル２００は、ウェハ２２２の隣の位置に配置される。作動ロッド２１１を介
して作動する回転可能なソレノイド２０９により指２０５はウェハが指２０５に
接触した状態にてその垂直位置まで移動する。直進ロッド２１８を介して作動す
る直進ソレノイド２１７は、ウェハ２２２を把持するポスト２０３を駆動する。

【００５４】当業者は、上記の説明に基づいて光学的検知装置及び位置決め装置を含む、最
初に説明した実施の形態の補助的な機能の全てが上述した更なる実施の形態にて
使用可能であることが理解されよう。

【００５５】図１１は、可撓性の作動ロッド３１１に付与された回転力に起因して指が回転
する、図９及び図１０の実施の形態の１つの改変例のウェハ取り扱い装置３０１
の図である。図１１に図示するように、ロッド３１１は、直線状ではなく、可撓
性であり、このため、回転可能なソレノイド２０９（図１１に図示せず）から指
２０５まで等しい整合状態を保つことができる。その他の点にて、図１１の改変
例は、図９の実施の形態と等しく機能する。

【００５６】ウェハは、通常、カセット又はキャディ内に装填されており、また、溝内に積
み重ねられ、該溝はウェハを側部にて保持する。本発明の装置は、ウェハの端縁
を検知すべく光ビーム及び光センサを採用することにより、各ウェハの位置を高
精度まで位置決めする。端縁からの反射光の変化が、光学的検知装置がウェハの
端縁を決定し、従って、ウェハに対する手の位置を決定することを可能にする。
キャディの全体を走査することができ、また、仕損じたウェハがあると、間隔順
序に異常が発生するため、その仕損じたウェハを含んで全ての位置が決定される感知光学素子の取付け部１０７は、図１及び図４に図示するように、ハンド１
０１の「手首」端部中央に取り付けられるか、又は図６に図示するように、一方
の側部にずらして取り付けられる。好ましい実施の形態における光学素子系は、
例えば、レーザ、ＩＲダイオード等のような光学的トランスミッタと、例えば、
フォトダイオード、ＣＣＤ’Ｓ、フォトトランジスタ等のような光学的レシーバ
と、ウェハの端縁にて照射ビームを向け且つ反射光を受け取るのに必要な関係す
る機械的装置とから成っている。ビームは、手の指端部から最適な距離に収束さ
れ、正確で且つ高信頼性の位置決定を可能にする。ビームはバックグランドノイ
ズの効果を少なくし且つ端縁の検知を向上させ得るように、強度及び位置が調節
可能である。位置決めに役立ち得るように、アセンブリの面の他端縁における同
様の位置に第二の装置（図示せず）を設けるといった、１つ以上の感知光学素子
取付け部１０７を使用することができる。また、ウェハ１２２のサイズを正確に
測定するのに役立ち得るようにハンド１０１の色々な位置に追加的な光センサ１
３０を配置することができる。

【００５７】端縁の表面を渡って小さい焦点をパニングすることは、端縁の頂点、従ってウ
ェハ自体を正確に位置決めすることを可能にする。ウェハの端縁は複合面を表す
ため、表面からの反射光は、レシーバに到達し又は到達しないこともある。ビー
ムを端縁に沿ってパニングすることは、検知の確率を増し且つ精度を向上させ、
それは、ハンドの長い軸線に沿って整合されたウェハの半径線は最大の反射光を
生ずるからである。この情報は、ロボットがウェハに対してハンドの最良の整合
状態とすることを可能にする。

【００５８】この装置は、用途に又は過程に必要な形態のロボットによって駆動される。位
置、速度、加速度及び全体として変位及び動作に関係する全てのパラメータを決
定するために使用されるデジタル／アナログ技術の任意のものを特定の過程に適
用可能なものとして使用することができる。本発明のこの装置は、過程に特定の
エレクトロメカニカル、空圧及び液圧装置と組み合わせてコンピュータ装置を使
用し、所望の作用を実現することを更に具体化する。

【００５９】同様に、本発明の教示の範囲内で使用される制御装置は、光源を方向決めし且
つ調節し、光検出器を位置決めし、反射光の変化を表わす検知器からのデータを
分析し、所望に応じて装置を位置決めすべく処理したデータを使用して動作制御
装置を方向決めし、また、補正信号を決定するため、動作制御装置からのフィー
ドバックデータを処理する働きをする。

【００６０】この装置と共に使用される更なる機構は、必要とされる任意の警報、信号及び
／又はベル音を発生させ、また、ビデオ、プリント、音響、電話、遠隔測定法又
はその他の必要な通信技術の任意のものとして必要なデータのフォーマットを形
成し且つ出力する。

【００６１】本発明の装置は、広範囲な用途を有するため、この装置の製造に使用される材
料は当然に多岐に亙る。この材料は、非限定的に、金属、プラスチック、セラミ
ック、ガラス、木及び化合物及び混合体を含む、あらゆる各種の合金、等級、組
成、化合物及びそれらの色々な種類を含む。特定の用途及び環境が使用される実
際の材料を決定する。

【００６２】上述したように、本発明の教示により関連する改良点は、レーザ測定装置を採
用する動的な自動化装置により従来の教示技術を置換することを含む。同様に、
本発明により、負圧に頼らず且つ確実な持上げ及び保持装置を提供するエレクト
ロメカニカル又はガス作動装置により既存の「負圧チャック」技術を置換するこ
とも考えられる。

【００６３】現代のレーザ距離測定装置は、極めて精密に測定することができる。適宜に位
置決めする１つ以上のレーザ読み取りヘッドが加工装置内でウェハを正確に位置
決めし且つサイズを設定するのに必要な全ての情報を提供する。典型的に、２軸
線の取付け部上に基準点として配置されたレーザヘッドは、カセット内の列状の
ウェハを掃引する。

【００６４】図示した位置は、光センサの位置又は数を制限することを意図するものではな
い。個々のディスクからの反射光は、基準点からの視線距離を提供する。更に、
ハンド１０１の中心線上に配置された第二の光センサ１３０からの測定値は、ポ
スト１０３の既知の位置と組み合わせたとき、円形のウェハディスクの端縁の正
確な位置を感知し、次に、緊張ソレノイドに供給される電流を設定すべく使用さ
れるディスクの正確な直径を決定するために使用することができる。

【００６５】軸線取付け部内のエンコーダは、同様に、当業者に公知であるように、方位角
の情報を提供する効果がある。中央プロセッサに送られた組み合わさった情報か
ら基準点に対する各ウェハの正確な位置を高精度にて決定することができる。こ
れと同一の方法は、各ウェハの目標位置に適用される。次に、プロセッサはその
情報を利用してカセット又はキャディ内で必要とされるようにウェハを正確に配
置する。

【００６６】本発明の教示に従い、異なる金属及びプラスチックが使用される。環境が装置
を使用すべき場合を決定する。異なる型式のロボットに対する機械的相互接続面
により機械的設計は多数の異なるものとなる。これは、インテリジェントな集積
型ウェハ取り扱い装置の円滑な作動に何ら影響を与えることはない。

【００６７】持ち上げるべきウェハの曲がり又は亀裂を防止するため、可動の指１０５によ
り付与される圧力程度を正確に制御しなければならない。上述した本発明の実施
の形態は、ディスク上に必要な程度の保持力を提供すべく音声コイル型のアクチ
ュエータを利用する。このことは、コイルを流れる電流を正確に制御することに
より行なわれる。この場合にも、特定の型式及びサイズのウェハに対する正確な
パラメータが中央制御装置に入力される。このことは、破損せずにウェハを極め
て正確に且つ反復可能に持ち上げる方法を提供する。更に、ウェハは２つのポス
ト及び指内に「捕捉」されるため、１つの加工点から別の加工点までウェハを搬
送する間、速い加速度に起因する動き何ら生じない。

【００６８】同様に、本発明の教示に従い、この装置は、ガス（例えば、乾燥空気又は乾燥
窒素）又は液体被駆動機構と共に液圧を使用して具体化することもできる。指の
締め付け動作は、可変ニードル弁のような装置を使用して制御し且つ弁駆動体に
供給される電流を変化させ、又は弁の開放率を制御するといった、関連する弁作
用を介して制御することが可能である。

【００６９】装置の全体的な制御は、行なわれる実際の作動を規定するソフトウェアを保持
する主中央処理装置（ＣＰＵ）を介して行なわれる。ＣＰＵは、必要な機能にと
って最適とされた特別設計のインターフェース部を介して色々な取扱い及び処理
機構と相互に接続する。この装置は、全体として、色々な過程を表わす個々の部
分から成っている。該部分の各々は、取り扱い装置へのアクセスを許容し得るよ
うに配置されている。

【００７０】異なる環境は、当然に、色々な処理部分の異なる配置を必要とする。このこと
は、一方、異なるソフトウェアを必要とすることになろう。生じる可能性のある
ソフトウェアの多くの相違に対応するため、処理ステーションの各々は、全体的
な制御殻体内のサブプログラムとして作動する。次に、各部分により必要とされ
る特徴的なデータは、「較正データ」として入力される。この較正データは、個
々の部分と主要本体との間を容易に通る。このことは、各部分が他方に比して自
主的に作動するため、操作の完全な自由さ及び容易さを許容する。

【００７１】上述した装置は、中央ＣＰＵにより制御される個々のウェハ加工部分を利用す
る。部分の各々は本体のソフトウェアの全ての監督の下、自主的に作動するため
、物理的な環境の必要性に対応し得るように装置を異なる配置とすることが許容
される。

【００７２】上記の説明は、本発明の範囲を限定するものではなく説明することを意図する
ものである。実際上、当業者は、不必要な実験を行なうことなく、本明細書の教
示に基づいて更なる実施の形態を容易に案出し且つ形成することが可能である。

【００７３】例えば、本発明の色々な構成要素をアセンブリの一側部に又はアセンブリの内
部に取り付けた状態で図示したが、本発明は、これら構成要素をアセンブリのロ
ボットアーム端部の一側部に配置し又はそのロボットアームの端部から伸びるよ
うにすることも考えられる。

【００７４】また、上述したように、本発明は半導体ウェハに関連して説明したが、本発明
は、セラミック又はガラス皿又はプレート、培養媒質を保持するペトリ皿、ＣＤ
プレーヤのコンパクトディスク、コンピュータ装置の除去可能な記憶媒体又はデ
ィスク状製品の除去、搬送又は取り扱いを必要とする任意のその他の機械的装置
のような所定の寸法を有する平坦で、硬い板状の任意の構造体を取り扱うために
使用することができる。また、ウェハにおける把持圧力を制御するため、色々な
技術を使用することができる。しかし、指１０５及びポスト２０３の双方又はそ
の何れか一方への駆動力を変化させ且つ設定することにより張力は制御され、張
力は実際に付与される力を測定することを必要としない。

【００７５】本発明は、１つ又は２つの回転する指又は１つ又は２つの固定又は可動（直進
可能）のポストを有するものとして説明したが、その他の組み合わせ又は追加的
なポスト及び／又は指とすることも考えられる。

【００７６】本発明は、その必須の特徴から逸脱せずに他の特定の形態にて具体化すること
ができる。上述した実施の形態は、全ての点にて単に一例にしか過ぎず、限定的
なものではないと見なすべきである。このため、本発明の範囲は、上記の説明で
はなくて特許請求の範囲によって規定される。特許請求の範囲と均等の意義及び
範囲に属する全ての変更は、本発明の範囲に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態によるロボット式ウェハハンド・アセンブリの第一
の型式の斜視図的な平面図である。

【図２】２ａは、回転する指を１つの位置にて示す、図１の拡張部分の詳細図である。２ｂは、図２ａと相違する位置にある回転する指を示す詳細図である。２ｃは、図２ａと相違する位置にある回転する指を示す詳細図である。

【図３】固定した圧力ポストの１つを示す、図１の拡大詳細図である。

【図４】指作動ロッドと、指直進ソレノイドと、指回転ソレノイドとを示す、図１に図
示した本発明の一つの実施の形態によるロボット式ウェハハンド・アセンブリの
更なる斜視図的な底面図である。

【図５】特定の構成要素をアセンブリの頂部に再配置した、本発明の一つの実施の形態
による改変した型式のロボット式ウェハハンド・アセンブリの側面図である。

【図６】ウェハがその上に配置され、ウェハの下方の構造体を示す、本発明の一つの実
施の形態によるロボット式ウェハハンド・アセンブリを示す図５の実施の形態の
平面図である。

【図７】パドルが透明であるかのように、パドル上方及び下方における説明し且つ特許
請求の範囲に加えた要素の各々の協働可能な相互作用を示す、本発明の一つの実
施の形態によるロボット式ウェハハンド・アセンブリの斜視図的な概略平面図で
ある。

【図８】キャリア内の一連のウェハの斜視図的な概略平面図である。

【図９】２つの回転する指と、単一の可動のポストとを備える更なる実施の形態の平面
図である。

【図１０】図９の実施の形態の側面図である。

【図１１】可撓性の回転可能な作動ロッドを備える、図９の実施の形態の改変例の平面図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷＦターム(参考） 5F031 CA01 CA02 DA01 FA01 FA07 FA11 FA19 FA20 FA21 GA06 GA10 GA14 GA15 GA36 GA38 JA01 JA02 JA06 JA13 JA17 JA23 JA32 JA36 JA40 KA02 KA11 LA11 LA15 PA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェハの取り扱い装置において、ハンド・アセンブリと、取り扱うべき前記ウェハを把持し、搬送し且つ解放する前方及び後方伸長部で
あって、ハンド・アセンブリの平面に対して平行な位置と該平面に対して垂直な
位置との間にて前方把持手段が逆転可能に回転可能である、前方及び後方伸長部
と、所望の作動順序をプログラム化し且つ実行する制御手段と、前方及び後方伸長部の少なくとも一方に作用可能に接続された電子式作動のソ
レノイドにより制御される、前方及び後方伸長部によりウェハに付与される把持
圧力であって、ソレノイドに供給される電流を所定のレベルに設定することによ
り制御される把持圧力とを組み合わせて備える、ウェハの取り扱い装置。
【請求項２】請求項１の装置において、取り扱うべきウェハの局部的な位
置及び方向を検知する光学的手段を更に備える、装置。
【請求項３】請求項１の装置において、前方伸長部がハンド・アセンブリ
の平面に対して平行であるとき、該前方伸長部がハンド・アセンブリの平面内に
位置する、装置。
【請求項４】請求項１の装置において、前記ウェハを把持し、搬送し且つ
解放する前記後方及び前方伸長部が、各々がハンド・アセンブリに対して実質的に垂直な中心軸線を有する一対の後
方ポストと、可動の指状の突出部材である前方伸長部と、可動の指状突出部材の軸線を、ポストの軸線に対して垂直な位置から、ポスト
の軸線に対して平行な位置まで、逆転可能に位置決めする手段とを更に備える、
装置。
【請求項５】請求項４の装置において、ウェハの寸法を決定する測定手段
を更に備える、装置。
【請求項６】請求項４の装置において、指状突起の軸線を固定のポストの
軸線に対して平行に逆転可能に位置決めする前記手段が、指直動ソレノイドを備
える、装置。
【請求項７】指状突起の軸線を逆転可能に位置決めする指回転ソレノイド
を備える請求項６の装置において、指状突起の軸線と、直動可能なソレノイド及
び指を作用可能に接続する作動ロッドを備えるポストの軸線との間の距離を短縮
する手段を更に備える、装置。
【請求項８】請求項１の装置において、前記ウェハを把持し、搬送し且つ
解放する前記手段が、ハンド・アセンブリに対して実質的に垂直な中心軸線を有する少なくとも１つ
の直動可能なポストと、該直動ポストの前方に隔てられた少なくとも１つの回転可能な指状突出部材と
、ハンド・アセンブリの表面に対して垂直な位置からハンド・アセンブリの表面
に対して平行な位置まで指状突出部材の軸線を位置決めする手段と、前記ポストがその垂直な方向にあるとき、直進可能なポストの軸線を回転可能
なポストの間で且つ該回転可能なポストの軸線から隔たった点に向けて逆転可能
に駆動する手段とを備える、装置。
【請求項９】請求項８の装置において、ウェハを光学的に位置決めする手
段を更に備える、装置。
【請求項１０】薄い平面状の装置を該装置の表面の完全性を損うことなく
取り扱う方法において、ウェハ・ハンド・アセンブリの平面に対して垂直に配置された少なくとも３つ
のポストを有するロボット式ウェハ・ハンド・アセンブリであって、前記ポスト
の少なくとも前側がウェハハンド・アセンブリの平面に対して平行な位置からウ
ェハハンド・アセンブリの平面に対して垂直な位置まで回転可能であり、ポスト
の少なくとも１つが１つ以上の他のポストに向けて可動であり、その間にてウェ
ハの端縁を把持し、位置決めのためロボット装置に取り付け可能であるロボット
式ウェハ・ハンド・アセンブリを提供するステップと、複数のウェハの相対位置及び方向に関する複数のデータを集めるステップと、ウェハを前記ロボット式ウェハの中央位置にてポストの間で把持するステップ
と、ウェハをポストの間にて係止するステップと、ウェハを所望の位置まで搬送するステップと、ウェハを加工するステップと、ウェハを第二の位置まで駆動し且つ該ウェハを該第二の位置にて解放するステ
ップと、後続のウェハに対し前記ステップの各々を繰り返すステップと、ウェハの端縁に付与される把持圧力が、ソレノイドに対し所定の電流を印加す
ることにより制御されることと、前記ソレノイドが少なくとも１つの可動のポストに作用可能に接続され、該可
動のポストを動かしてウェハの端縁と接触させ、該ウェハが前記把持圧力により
ポストの間に保持されるようにするステップとを備える、方法。
【請求項１１】請求項１０の方法において、前記把持ステップが、前記ロボット式ウェハ・ハンド・アセンブリをウェハの平面に対して平行に動
かすステップと、ウェハ・ハンド・アセンブリの平面における１つの位置からウェハ・ハンド・
アセンブリの平面に対して実質的に垂直な位置まで前記ポストを動かし、ウェハ
がポストの間に位置決めされるようにするステップとを更に備える、方法。
【請求項１２】請求項１０の方法において、前記係止するステップが、ロ
ータソレノイドを介して前側ポストを９０°回転させるステップと、前記ロボッ
ト式ウェハ・ハンド・アセンブリをウェハに隣接する位置に配置するステップと
を更に備える、方法。
【請求項１３】請求項１０の方法において、前記係止するステップが、少
なくとも１つの前側ポストを所定の位置に固定された他のポストに向けて移動さ
せるステップと、所定の位置に固定されたポストとウェハに所定の圧力が付与さ
れてた前側ポストとの間にてウェハが捕捉されるようにするステップとを更に備
える、方法。
【請求項１４】請求項１０の方法において、前記係止するステップが、直
進可能なポストである１つのポストを回転ポストの間の中央に配置された１つの
箇所に向けて動かし、直進可能なポストとウェハに所定の張力が付与された回転
ポストとの間にてウェハが捕捉されるようにするステップを更に備える、方法。
【請求項１５】請求項１０の方法において、前記係止するステップが前側
ポストを直進可能なソレノイドを介して動かすステップを更に備える、方法。
【請求項１６】請求項１３の方法において、ウェハに付与された張力が、
直進ソレノイドに付与される電流を変化させることにより制御され、該電流が前
側ポストに取り付けられた作動ロッドの横方向への動きを制御する、方法。
【請求項１７】請求項１４の方法において、ウェハに付与された張力が、
前記ソレノイドに供給される電流を変化させることにより制御され、前記ソレノ
イド内のロッドが直進可能なポストに取り付けられ且つ前側ポストに向けた該直
進可能なポストの横方向への動きを制御する、方法。
【請求項１８】ウェハ等の基板手段の取り扱い装置において、ハンド・アセンブリと、取り扱うべき前記基板手段を把持し、搬送し且つ解放する、把持手段と、所望の作動順序を実行する少なくとも１つの制御手段と、前記把持手段に作用可能に取り付けられた直動ソレノイドに供給された電流に
のみ依存する把持圧力の制御手段とを備え、前記把持手段が、ハンド・アセンブ
リに取り付けられた少なくとも３つのポストを備え、少なくとも前側ポストがハ
ンド・アセンブリの平面内のある位置からハンド・アセンブリの平面に対して垂
直な位置まで可動であり、残りのポストがハンド・アセンブリの平面に対して垂
直な方向に固定され、該ポストの少なくとも１つがハンド・アセンブリの平面に沿って他のポストに
向けて直進可能に可動である、装置。
【請求項１９】平坦で薄いディスク状の媒質の外周の端縁に沿った少なく
とも３つの分離した箇所に圧力を加えることにより、該媒質を把持する装置にお
いて、ａ）１つの平面を画定し、前側部分と、後側部分と、上面と、下面とを有する
ハンド・アセンブリと、ｂ）該ハンド・アセンブリの上面に取り付けられ且つ該上面の上方を伸び、更
に、該上面に対して垂直な少なくとも３つの伸長部であって、後端部分における
少なくとも１つのポストと、前側部分における少なくとも１本の可動の指とを備
える少なくとも３つの伸長部分と、ｃ）少なくとも１本の可動の指が、ハンド・アセンブリの平面内のある位置か
らハンド・アセンブリの上面に対して垂直で且つ該上面の上方を伸びる方向まで
回転可能であることと、ｄ）伸長部の少なくとも１つが横方向に可動の伸長部であり、該横方向に可動
の伸長部が他の伸長部の方向に全体として可動であり、少なくとも３つの伸長部
の全てがその間に配置された平坦で薄いディスク状媒質の外周に接触するように
することと、横方向に可動の伸長部の前記動きが、該横方向に可動の伸長部に作用可能に接
続された駆動手段に対し電流を印加することにより行われ、平坦で薄いディスク
状媒質の外周に付与される圧力が、駆動手段に印加される電流の量によってのみ
制御されることとを備える、装置。
【請求項２０】請求項１９の装置において、駆動手段がソレノイドであり
、該ソレノイドが電流を流すと磁石として機能する線コイルと、コイルにより取
り巻かれた中央開口部内に設けられた直進可能なロッドとを備え、該ロッドが横
方向に可動の伸長部に取り付けられ、コイルに印加された電流によりロッドがハ
ンド・アセンブリの平面内で移動し、コイルに印加された電流の量が、伸長部に
より平坦で薄いディスク状媒質の端縁に付与される圧力を決定する、装置。
【請求項２１】請求項１９の装置において、可動の指が直進可能な伸長部
でもあり、該装置が、後側部分に設けられた２つのポストを有し、該ポストが上
面の後方部分に恒久的に取り付けられる、装置。
【請求項２２】請求項１９の装置において、２本の可動の指と、後方部分
に設けられた１つの伸長部とを備え、後方部分に設けられた伸長部が直進可能な
ポストである、装置。
【請求項２３】請求項１９の装置において、少なくとも１つのポストが直
進可能な伸長部である、装置。