こちらでは、クリーンルームにおけるロボットの基本用語をご紹介しています。
基礎知識の習得にご活用ください。
注目のキーワード
あ
- アクチュエータ
- エネルギー（電気・空気圧・油圧・磁力など）を直進や回転など何らかの機械的な動きに変換する駆動装置のことです。
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関連用語
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- 後工程
- 前工程で製作したウエハの裏面を削り、厚みを薄く加工します。次に、LSIをチップに切り出して、パッケージに貼り付け、配線、モールドなどの処理と検査を行い、CPU、DRAMなどの半導体を完成させます。
- アライナ
- 半導体ウエハの中心合わせとノッチ方向を合わせを行う装置
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関連用語
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- アライメント
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ウエハのセンターとノッチ方向の位置決めを行うこと。
ウエハと装置やテーブルの位置関係にズレが生じると、不良の発生や生産性の低下につながる恐れがあるため、ウエハの位置決めと正確なノッチ方向合わせが必要です。 -
関連用語
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- 位置決め精度
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アクチュエータを目標位置で止める動作を行ない、その目標位置と実際の停止位置との差の許容できる限界値（絶対値）を求めます。
この測定を原点から最大ストロークの範囲内の各点で行ない、求めた値の最大差を「位置決め精度」として値を示したものです。 -
関連用語
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- ウエハ
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高純度の原材料物質（単結晶シリコンなど）を円柱状に加工したインゴットを薄くスライスした円盤状の板。
製造工程で、マスキングや露光、エッチングなどの加工で表面に微細な配線や素子などの回路パターンを形成し、格子状に規則正しく並んだ状態の回路パターンが焼き付けられます。これをダイシング（切り出し）することにより、矩形のダイ（半導体チップ）を取り出すことができます。 一般のシリコンウエハの場合、外寸は業界団体で標準化されており、ウエハの向きを合わせるため、周上にノッチとよばれる切り欠きが設けられます。 -
関連用語
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- ウエハサイズ
- ウエハ自身の大きさは、４、５、６、８、12インチ、100mm、125mm、150mm、200mm、300mm等があります。シリコンウエハの場合、外寸は SEMIなどの業界団体で標準化されています。
- ウエハマッピング
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カセット内のどのスロットにウエハが存在するか、また、２枚入り、クロススロットなど間違いがないかを調べたり、スロットの位置情報などが一致するかを確認します。
光源(レーザ光、LED光)を機械的に昇降させながらウエハカセット中のウエハに光源を照射、その透過光或いは反射光の検出有無でウエハ有無スロット位置を把握します。 光源をロボットに搭載して、ウエハマッピングを実施する場合もあります。 - 関連製品 :
- エッジクランプ（エッジグリップ）
- ウエハの外周部を保持しながら搬送する機構のことです。ウエハ表面に触れずに複数の保持用の爪で挟み込んで保持しながら搬送します。主にウエハを容器からの出し入れ、位置決め、移送をする際に活用されます。
- 円筒座標ロボット
- 高さが異なるところで作業ができる上下の移動と伸縮が可能なアーム、360度回転することができる回転軸を持つロボットです。主に液晶や半導体の搬送に用いられることが多く、可動領域が広いメリットがあります。
- オリフラ
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オリフラとは、オリエンテーションフラットの略で、ウエハの結晶方位を示すために円盤の一部を直線的にカットした平部のことです。2インチから6インチの小口径ウエハに主にオリフラをつけています。
8インチからはノッチと呼ばれるV字型の切れ込みが主流となり、12インチはノッチのみとなります。 -
関連用語
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か
- 繰返し位置決め精度
- 任意の一点に停止させる動作を同じ方向から7回繰り返して位置を測定し、その停止位置の最大と最小の値の差を求めます。この測定方法を最大ストロークの範囲の中央および両端のそれぞれの位置で行ない、求めた値の最大差の1/2に±の符号を付けたものを繰返し位置決め精度とします。
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関連用語
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- クリーンルーム／クラス
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空気中に含まれる微粒子の数にある一定の制限を設け、室内の空気を適切な状態に保った部屋のことです。清浄度はパーティカルカウンタという空気中の粒子数を測定できる機器で把握が可能で、その清浄度を表す「クラス」は、各規格によってレベルに区分され基準が定められています。
2001年11月以降はISO規格に統一されているものの、日本では今でも古い基準のFED（アメリカ連邦規格）が慣習的に使われています。 ISO規格での洗浄度クラスはクラス1からクラス9までの9段階に分かれており、清浄度は1立方メートルの空気中に含まれる0.1μm以上の粒子により決定されます。
ex.クラス1は粒径0.1μmの粒子数10、クラス2は粒径0.1μmの粒子数100 クラスが小さいほど性能が高く、作る製品や工程に適したクラスのクリーンルームを導入することが重要です。半導体製造工場の場合、クラス3～5のクリーンルームが適しており（ISO規格基準）、FED規格ではクラス1～100相当します。
さ
- 最大可搬質量
- ロボットアームが持ち上げることのできる最大質量です。持ち運ぶ対象物だけでなくハンドの重さも含まれます。装置の仕様には可搬質量（ペイロード）を記載しているので確認することが必要です。
- サーボモーター
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位置、速度等を制御を必要とする用途に使用するモーターで、コントローラー、ドライバー、エンコーダ（回転検出器）で構成されます。高速に超精密な制御を行う産業機械の構成要素として重要な部品です。現在は交流で動くACサーボモータが主流になっています。種類としては、ステッピングモーター、コアレスモーター、DD（ダイレクトドライブ）モーターなどがサーボモーターの種類としてあります。
ダイヘンでは、ギアレスで高加速、高位置決めが可能なDD（ダイレクトドライブ）モーターを採用し、アーム動作時の振動を大幅に低減した、UT-VDX3000NSシリーズがあります。 -
関連用語
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- 関連製品 :
- シーケンス制御
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日本産業規格(JIS)のJIS Z
8116:1994では、シーケンス制御を『あらかじめ定められた順序又は手続に従って制御の各段階を逐次進めていく制御方式』と定義しています。
シーケンス制御には、①順序制御②時限制御③条件制御の3つの基本動作が存在しますがそれらをPLC方式で制御します。プログラムの表現方式は電気回路図を書く感覚でつくることができることもあり、ラダー方式が用いられることが多いようです。 -
関連用語
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- 真空ロボット
- 磁性流体シール
- 磁性流体シールは、磁石に引き寄せられる性質を利用し、鉄素材の回転シャフトと、そのシャフトを取り囲む筒状のハウジング部にNとSの円形磁石を組み込み、そのドーナッツ状の隙間に磁性流体を入れることで、空気の流れを遮断できる原理を応用し、大気と真空を遮断する真空シールとして利用している。
- 関連製品 :
- 気密性や防塵性に優れたクリーンルーム内での作業を行い、主に真空室内において基板単体を移送するために用いられる搬送ロボットです。ロボット自体に防塵対策・発ガス対策・潤滑油対策・放熱対策などがされています。
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関連用語
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- 垂直多関節型ロボット
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ロボット固定部から順に第１～第３軸を利用し、上下、左右方向の広範囲にアクセスが可能。
高所搬送に有利である。人間の脚部で例えると、脚首、膝、股関節部にモータが配置されている。
ウエハ搬送ロボットに適用する場合、直動タイプの昇降軸を持ったロボットに比べ、ロボットアーム内部から発生するパーティクルを各軸の関節部でシールすることが容易である。 - 関連製品 :
- スタンドアローン
- 装置機器やソフトウェアを、他の機器やシステムなどのリソースに依存せず、単独で機能することをいいます。ネットワーク接続によって、ウイルス感染や情報漏洩リスクを回避する際にもスタンドアローンを採用することがあります。
- スループット
- 単位時間あたりに処理できる作業量を指し、単位時間あたりの生産量と言い換えることができます。製造業の現場において、処理スピードが上がることで生産量が多くなり、リードタイムも短くなる場合に生産効率が上がりスループットが向上したといえます
- スカラロボット
- スカラ(SCARA)とはSelective Compliance Assembly Robot Armの略であり、SCARAロボット、或いは、スカラロボットと言われています。軸数は４軸以上あり、人間の腕で例えると、肩部、肘部、手首部に回転軸があり、更に、アーム部を上下に昇降させる軸があります。円筒座標型ロボットは放射線状にしかウエハを搬送できないのに対して、スカラロボットは、アームが届く範囲で自由に搬送することができます。その為、ティーチング作業が直感的に分かり難く、複雑となり、ルール化が必要となります。
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関連用語
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- 関連製品 :
- 真空吸着
- 大気環境中でエンドエフェクタに載せたウエハは、真空吸着により把持されて、位置ずれすることなく、目的位置に搬送されます。エンドエフェクタには、ロボット下部からロボット体内を通してビニール配管が敷設・接続されており、ロボット下部の真空接続口には、工場から真空源が接続されています。ウエハ搬送時にロボットコントローラは、真空源を開閉する電磁弁を信号操作することで、ウエハを把持・解放します。
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関連用語
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- 関連製品 :
- 装置メーカ
- 半導体製造装置メーカ、或いは、FPD製造装置メーカを略して、装置メーカと言われています。
た
- ダイ
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ウエハ上に形成された集積回路を、ダイシングブレード（円形刃）でチップ状に切削された矩形の小片で、LSIチップとも言われ、一枚のウエハ上に数十から数百個作られます。
これに金属端子などを取り付け（ワイヤーボンディング）、樹脂でパッケージ（モールディング）します。最近はパッケージにせず直接にプリント基板などに取り付ける（ベア実装方式）こともあります。 -
関連用語
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- 大気ロボット
- クリーンルーム内での作業を行うロボットで、空気のある環境下で作業を行うロボットです。ロボット自体にも部品の磨耗によるホコリの発生を最小限に抑えるなど防塵対策がされています。
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関連用語
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- ダイシング
- ウエハ上に形成された集積回路を、ダイシングブレード（円形刃）でチップ状に切削する加工（ダイサー方式）工程のことです。レーザー光でチップに分割するレーザーダイシング方式もあります。
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関連用語
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- ダイレクトドライブモーター
- サーボモーターの一種で、減速機やベルト等の中間機構を介さずに直接結合するため、動力伝達系の剛性向上とバックラッシレスによる高速で精密な駆動が可能です。減速機構の摩擦による損失も最小限にすることができ、さらに省スペースで機械的な騒音を無くすこともできます。
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関連用語
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- タクトタイム
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生産目標を設定する際に使われることが多く、1つの製品の製造にかける時間のことです。
具体的には、以下の式で求めることができます。 タクトタイム（時間/個）＝稼働時間÷生産計画個数 タクトタイムが短いほど稼働時間に対して多くの製品を生産することができますが、必要な作業工程時間を算出することで、必要数量に合わせて生産ラインの標準化を目指します。 - 超高真空
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真空を圧力の範囲によって下記のように5段階に分類されています。
・低真空（low vacuum）：105Pa～102Pa ・中真空（medium vacuum）：102Pa～10-1Pa ・高真空（high vacuum）：10-1Pa～10-5Pa ・超高真空（ultra high vacuum）：10-5Pa～10-8Pa ・極高真空（extremely high vacuum ）10-8Pa以下 ※Pa：パスカル ※1気圧＝101325Pa 半導体製造工程（露光や成膜・エッチング・スパッタリングなど）でプラズマを発生させる際に、真空の状態である必要があり、微小な不純物がより少なく沸点が低い超高真空レベルの良質な真空環境が求められるようになっています。 - テフロンコート
- テフロンは米国デュポン社の登録商標ですが、化学名はPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）といいます。半導体製造プロセスは非常にクリーンな環境が求められるため、耐熱性、非粘着性、耐候性、化学的不活性などに優れたテフロンコートが半導体製造装置やウエハのカセットにも用いられています。
- 電磁障害 EMI
- 電子機器が放射する電磁波ノイズで、電子回路から導線を伝わる信号が電磁波となったり、信号が漏れることで誤動作や障害を引き起こすことの総称。電気通信機器の性能に障害を与える電磁エネルギーのことをいう場合もあります。
- ティーチペンダント
- ロボットを動作させるためには、事前に、動作させたい位置を「ティーチング」する必要があります。リモートコントロール装置の一種であり、数値を入力してロボットに実際の作業と同じ動作をさせて、微調整を加えていきながら関節や末端部の位置・角度を記憶させます。ティーチペンダント（ティーチングペンダント）を使用して、ロボットを低速で動かしながら動作させたい位置を記憶することをオンラインティーチングと言います。
な
- ノッチ
- 結晶方向の位置合わせを行うために、ウエハの外周に設けられたV形状の切りかき。８インチまでは、オリフラが形成されていましたが、製造できるチップ数を増やすため、後に、８インチと300mmウエハでは、ノッチが形成されています。
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関連用語
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- 関連製品 :
は
- パーティクル
- ウエハ製造プロセスでのナノレベルの塵を意味します。発生はウエハに対するプロセス時、機械の擦れ、ウエハ移載時のウエハ設置面での擦れなど様々です。ウエハ上にナノレベルのパーティクルが混在するだけで、そのウエハは不良品となってしまい、歩留まりを悪化させます。そのため、パーティクルを極限まで低減させることが半導体製造プロセスに求められています。
- バックラッシ(バックラッシュ)
- 歯車が互いに噛み合って運動している際に、運動方向に意図して設けられた「隙間」や「遊び」のことです。ある方向に回転していたものを反対方向に回転させた時、位置ずれ、衝撃や振動が生じる事があり、ウエハ搬送の位置決め精度を低下させる原因になります。バックラッシの数値が小さいほど、不感帯に類する差（ガタ）が少ないということになります。
- 関連製品 :
- パッケージング工程
- 後工程に含まれるパッケージング工程において、近年、パッケージング技術を進化させることで、ムーアの法則に沿って高集積化を継続する取り組みが行われている。具体的には、CPU、ロジック、メモリなどを同一パッケージに積層する3Dパッケージング技術である。
- パスライン
- ウエハを搬送する高さを規定しています。かつて、真空チャンバー内でのウエハ搬送では、搬送ロボットにＺ軸が無いことがありました。Ｚ軸が無い為、各ステージの高さを合わせなければ、確実に搬送が出来ないことがあります。そこで、パスラインの考えを取り入れ、搬送高さを取り決めていました。現在は、Ｚ軸付ロボットにより、搬送高さのばらつきは吸収できるようになっています。
- ホスト通信
- ウエハを搬送するロボットは、半導体製造プロセス装置内に設置されており、ホストと呼ばれる装置全体を制御するコントローラと動作指令のコマンドを受けて、ウエハを要求位置に搬送します。ホストとロボットは、TCP/IPで接続され、IPアドレスが振当てられています。ホストと接続し、動作コマンドを受けて、装置を運用する行為をホスト通信と呼びます。
ま
- 前工程
- ウエハ製造工程で作られたシリコンベアウエハに対して、各種プロセス装置を使用して、数百個のIC、或いは、LSIを作る工程のことです。
や
- 有機EL / OLED
- OLEDとは、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）を利用したディスプレイのことです。発光素子に電圧を掛けることで発光する為、LCDのように、バックライトが不要であり、低い消費電力で高い輝度とコントラストを出力できます。
ら
わ
0-9 A-Z
- Device Maker
- CPU、DRAMなどの半導体デバイスを製造するメーカをDevice Makerと言われています。調達したベアウエハに、設備導入している半導体製造装置を使用し、各種液体、ガス、及び、電気のエネルギーを使用して、半導体デバイスを製造します。
- FA（ファクトリー・オートメーション）
- 生産工程の自動化を図るシステムの総称です。機械による自動化を進めることで、生産性が飛躍的に向上し、人間による作業ミスの削減、安全性の向上を図ると同時に生産コストを抑え、品質の安定化させることが出来ます。さらには収益力の強化につながります。
- FFU（ファンフィルタユニット）
- ファンと高性能防塵フィルタをセットで筐体に組み込んだユニットのことです。EFEM装置の天井に設置し、ファンで吸い込んだ空気がフィルタで清浄化され、クリーンエアーとして送り出されます。FFUは、その他にクリーンルームやクリーンブースの天井に設置されることが多く、設置位置や数を変えることにより、製造工程毎に異なる広さの空間に対応します。
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関連用語
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- FOUP（Front Opening Unify Pod）
- FOUP（フープ）とは、半導体装置メーカーの業界団体であるSEMIによって規格化されたウエハ格納用カセット（ポッド）のこと。主に300mmウエハ用の密閉型カセットで、半導体工場において、OHTでウエハを別工程へ搬送したり保管するための密閉型容器で、容器の前面に開閉機構を持ち、ウエハを半導体製造装置に出し入れするインターフェース部（ロードポート）を有します。
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関連用語
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- EFEM（イーフェム）
- Equipment Front End Moduleの略称で、FFU（Fan Filter Unit）を備えたフレーム内に大気搬送ロボット、アライナーを設置し、前面にFOUPを受け渡すロードポートを持つモジュール機器。プロセス装置の前面に設置される。
- 関連製品 :
- End User
- 携わる立場により対象は変化しますが、ウエハ搬送ロボットを販売するロボットメーカの立場では、直接のお客様は、装置メーカであり、End Userは、Device Makerとなります。半導体デバイスを使用し、プリント基板を製作して、テレビなどを製造するエレクトロニクス機器メーカまでは至りません。
- END EFFECTOR（エンドエフェクタ）
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ウエハ搬送ロボットの先端に取り付けられ、ウエハを把持する際に使用する。
半導体業界では、ハンド、ピック、ブレード、ツイーザと呼ばれることがある。 - FC-BGA基板
- Flip Chip-Ball Grid Arrayの略で、先端デバイス（CPU、GPU、FPGA）の高速化を実現するために作られた高密度パッケージ基板です。
- FOUPカセット
- 300mmウエハを複数枚収納する容器。
- FPD
- Flat Panel Displayの略称です。昭和の時代のパソコンモニターはブラウン管（CRT）が使用されていましたが、1990年代に入ると、PCを持ち運べるようにする為、Desktopパソコンから、Laptopパソコン、Notebookへと移行してきました。その際に重要な役割を果たしたのがFPDです。モノクロ画面からカラー画面となり、軽量化の為により薄型化し、画面サイスは大型化し、より鮮明になってきました。現在は、LCD（液晶ディスプレイ）とOLED（有機ELディスプレイ）が主流となっています。
- LCD
- Liquid Crystal Displayの略で、液晶ディスプレイのことです。
- MEMS（メムス）
- Micro Electro Mechanical Systemsの略で、半導体基板にセンサを回路やアクチュエータなどと一体化した微細デバイスのことを言います。MEMSは主に小型化や省力化、低コスト化を実現するデバイスで、主に自動車や情報機器、家電、医療機器、バイオ分野など幅広い分野に用いられており、小型化するほどコストメリットが出ると言われています。
- ＮＬ（ノルマルリットル）
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大気圧0.1013MPa、温度０℃、相対湿度0%の条件下で測定された場合、
1NL = 1.0L（大気圧0.1013MPa、温度0℃、相対湿度0%） となるが、一般的な環境（温度20℃、相対湿度65%）では、 1NL ≒ 1.079L（大気圧0.1013MPa、温度20℃、相対湿度65%） となる。 - 関連製品 :
- PLC
- PLC（Programmable Logic Controller、プログラマブルロジックコントローラ）は、シーケンサーと言われている。半導体業界では、上位装置としてPLCを使用されることがあり、下位装置とは、主にI/Oで接続し、パラレル制御として利用している。
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関連用語
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- Si（ケイ素、シリコン）ウエハ
- ケイ素（シリコン）の円筒状棒（インゴット）を厚さ1 mm以下にスライスして、シリコンウエハを製造し、このウエハに半導体素子を形成します。不純物がほとんどない高純度に製造されたSiウエハは、その結晶性の特徴ゆえに非常に脆いため、ミスなく自動的に作業することができるロボットが主に取り扱いをします。
- SiC（炭化ケイ素、シリコンカーバイド）ウエハ
- SiC（炭化ケイ素、シリコンカーバイド）は、ケイ素（Si）と炭素（C）の化合物でこれらを使った半導体は化合物半導体といい、シリコンの次の世代を担うことが期待されるということから、次世代パワー半導体材料として急速に需要が高まっています。シリコンに比べて効率よく電力を変換でき熱伝導率がよいことが特徴で、省エネ化や冷却機構を含めた機器の大幅な小型化が可能になります。
- SEMI
- 国際半導体製造装置材料協会のことで、Semiconductor Equipment and Materials Internationalの略です。1970年に設立され、アメリカ（本部はカリフォルニア州）を中心に、各国に拠点をおきます。このSEMIが半導体製造装置業界の自主規格であるSEMIスタンダードを制定しています。そのため半導体製造装置を使用する際は、SEMIが定める規格に基づいて設計しなければなりません。
- Solar Panel
- 太陽光による光エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスを設置しやすくするために四角状のパネルにしたもの。半導体デバイス製造工程、並びに、FPD製造工程の応用で、Solar Panelが製造される。
- WPH(Wafers Per Hour)
- 1時間当たりのウェハ処理枚数
