JP2003100850A - ウェハのアライナー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハのエッジを確実に把持してウェハの位置
ずれを防止するとともに連続的にウェハの位置合わせを
行なえるアライナー装置を提供すること。 【解決手段】アライナー装置１は、機台１０と、ウェハ
３の受渡しアーム部２０と保持クランパー３０とを有し
て構成されている。受渡しアーム部２０は、下段爪部２
２１、２３１と上段爪部２２２、２３２とを有してバッ
ファステージを構成するとともにシフト角度回転駆動部
１３によって、所定角度回転できるように構成され、保
持クランパー３０は、昇降駆動部１５によって昇降可能
に構成されるとともに、昇降時に開閉駆動部１６によっ
て開閉可能に構成されている。これによってウェハ３の
エッジを把持または把持解除することができる。さらに
保持クランパー３０は回転駆動部１４によって回転可能
に構成され、検出部４０においてウェハ３のノッチまた
はオリフラ位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、大型化されたウ
ェハのノッチまたはオリフラを検出することに好適なウ
ェハのアライナー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、シリコンウェハには、ウ
ェハの円周方向における基準回転位置を表す目印とし
て、弦状にきりかかれたオリフラやＶ字状またはＵ字状
に切り欠かれたノッチまたはオリフラ等が外周部に形成
されている。そして、ウェハに対し半導体のゲート形成
等の処理を行なう際、個々のウェハは、そのオリフラ又
はノッチまたはオリフラの位置が基準回転位置と常に一
致している状態の下で処理ステージにセットされること
が要求されていた。

【０００３】カセットには通常ランダムな状態で複数枚
のウェハが上下方向に配置されて収納されている。この
ため、搬送ロボットによってカセットからウェハを取り
出し、直接、処理ステージにセットすることは、オリフ
ラ又はノッチの位置が基準回転位置と一致しない状態で
ウェハが処理ステージに設置されることになり、ウェハ
に対して所望の処理を行なえなくなっていた。

【０００４】そのため、カセットから取り出されたウェ
ハをオリフラ合わせ装置又はウェハのアライナー装置に
搬入し、このオリフラ合わせ装置又はウェハのアライナ
ー装置によってノッチまたはオリフラの位置を回転基準
に一致させた後、ウェハを処理ステージにセットする方
法が取られていた。

【０００５】従来のウェハのアライナー装置は、ウェハ
を、ウェハの裏面で吸着するように支持したり、又はウ
ェハを落し込んでウェハの裏面外周面を支持するように
構成されていた。例えば、図１３に示すウェハのアライ
ナー装置５０の場合、ウェハ３の外周面を支持する受け
部５２ａを有して形成される固定ステージ５１と、固定
ステージ５１の下方で上下移動及び回転可能な回転ステ
ージ５３とが、機台５５上に配置されている（特開２０
００−２１９５６号公報参照）。

【０００６】固定ステージ５１は、回転中心位置を基準
として等間隔に延設された３個のアーム５２を有して、
ロボットのハンドで保持されたウェハ３を、ハンドの下
降移動によって受け部５２ａの上方位置から下降させて
保持するように形成され、回転ステージ５３は、回転中
心位置を基準として等間隔に延設された３個のアーム５
４を有して固定ステージ５１に支持されているウェハ３
を持ち上げた後、１回転することによって、ノッチまた
はオリフラ位置を検出可能としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のよう
に、ウェハの裏面を吸着して支持する場合、ウェハの裏
面に傷をつけたりパーティクルが付着することから、ウ
ェハの裏面を吸着する方法が回避される傾向にあった。
また、上記の公報に示されるウェハのアライナー装置５
０は、ウェハ３裏面の外周面を支持することで、ウェハ
３を傷つけたりパーティクルの発生を極力少なくしてい
るものの、ウェハ３は落とし込みにより回転ステージ５
３のガイド部に支持されることから、ウェハ３の外周面
はガイド部によって押圧するように把持されていない。
そのため、ノッチまたはオリフラの位置検出のためにウ
ェハ３を回転させた時に、ウェハ３の外周面と回転ステ
ージ５３のアーム５４とウェハ受け５４ａの間で滑りが
発生し、回転方向の精度を確保することができなかっ
た。このことから精度を確保するために滑ることのない
程度のスピードで駆動させる必要があり、高速回転が制
限されていた。さらに、ウェハ３の外周面とアーム５４
のガイド部５４ｂとの間に僅かな隙間があることから回
転方向だけでなくＸ軸、Ｙ軸方向においても位置決め精
度を低下させることとなっていた。

【０００８】さらに、ノッチまたはオリフラの位置を検
出したウェハ３を固定ステージ５１に載置した状態で、
１枚のウェハごとハンドが搬入するまで待機することか
ら、待機時間を増大させることとなってスループットを
低下させていた。

【０００９】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、ウェハに傷をつけたりパーティクルを発生させ
ず、ウェハのエッジを確実に把持することによって位置
決め精度を向上させるとともに、高速回転でノッチまた
はオリフラの位置検出を行ない、しかもスループットを
向上できるウェハのアライナー装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわるウェ
ハのアライナー装置では、上記の課題を解決するため
に、以下のように構成するものである。即ち、ウェハを
保持して回転可能に配置される保持手段と、ロボットか
ら搬送されたウェハを保持して前記保持手段に受渡しす
る受渡し手段と、前記ウェハの回転中にノッチまたはオ
リフラ位置を検出する検出手段と、を備え、前記ウェハ
のノッチまたはオリフラ位置を基準回転位置に一致させ
るように構成されたウェハのアライナー装置であって、
前記受渡し手段は、前記ウェハ保持部を２段に有すると
ともに、第１回転駆動手段によって所定角度回転可能に
構成され、さらに、前記保持手段を、前記ウェハ保持部
の上方と下方の間で昇降できるように第１開閉駆動手段
によって開閉可能に構成され、前記保持手段は、前記受
渡し手段のウェハ保持部を間にして昇降可能なウェハ把
持部を有して第２回転駆動手段によって回転可能に構成
され、かつ昇降駆動手段によって、前記ウェハを前記受
渡し手段のウェハ保持位置を間にして下方の位置から上
方の位置まで移動可能に構成されるとともに、前記ウェ
ハのエッジを把持または把持解除するための第２開閉駆
動手段によって開閉可能に構成されていることを特徴と
するものである。

【００１１】また好ましくは、前記第１回転駆動手段
が、前記保持手段と前記受渡し手段とのオーバーラップ
を回避するためのシフト角度分回転可能に構成されてい
るものであればよい。

【００１２】さらに、前記第１回転駆動手段が、偏心カ
ムと、前記偏心カムに係合可能なカムローラを有する揺
動レバーとを有して構成されていればなおよい。

【００１３】また、前記受渡し手段が、少なくとも２個
のウェハ保持アームを有し、前記ウェハ保持アームが、
第１カム手段と前記第１カム手段に係合可能な第１ロー
ラ手段を備える前記第１開閉駆動手段により軸心に対し
て接近離隔する方向に、移動可能に構成されていればよ
い。

【００１４】また、前記保持手段が、回転中心から放射
線方向に配設される複数のクランプアームを有し、前記
各クランプアームが、前記ウェハのエッジを把持する把
持部を有するとともに、少なくとも１個のクランプアー
ムが前記第２開閉駆動手段によって水平方向に移動可能
に構成されていることが望ましい。

【００１５】さらに、前記第２開閉駆動手段が、垂直方
向に形成されたカム部を有する第２カム手段と、前記第
２カム手段に係合可能に配置され前記カム部に沿って移
動可能な第２ローラ手段とを有して構成されていればな
およい。

【００１６】

【発明の効果】本発明のウェハのアライナー装置は、ロ
ボットのハンドで搬送されてきたウェハを、開閉可能に
構成された受渡し手段で把持すると、ウェハを把持する
ために開閉可能な保持手段が昇降して、ウェハ把持部で
ウェハのエッジを保持し、保持手段のウェハ把持部が、
受渡し手段のウェハ保持部を越えて上昇することによっ
て、ウェハを回転可能な位置に移動させた後ウェハを１
回転させる。ウェハを把持して回転させることによっ
て、ウェハのノッチまたはオリフラ位置を検出手段で検
出し、ノッチまたはオリフラ位置を基準回転位置に合わ
せることとなる。従って、ウェハのエッジを把持して回
転することから、ウェハのずれを発生させずに回転する
ことができ、確実に位置決め精度を向上させるとともに
高速回転を可能とすることができる。

【００１７】また、受渡し手段が２段のウェハ保持部を
有していることから、一方のウェハ保持部（例えば、上
段のウェハ保持部）をバッファステージとして構成で
き、ノッチまたはオリフラ位置を検出したウェハをバッ
ファステージに待機させることによって、ウェハのノッ
チまたはオリフラの位置検出作業を連続して行なうこと
ができスループットを向上することができる。

【００１８】さらに、ウェハの裏面を吸着して保持する
ことがないためにパーティクルを付着させることもな
い。

【００１９】また、昇降する保持手段が、受渡し手段と
オーバラップする位置にある時には、つまり、保持手段
のウェハ把持部と受渡し手段のウェハ保持部が同じ角度
で一致する位置にある場合には、保持手段のウェハ把持
部は昇降することによって受渡し手段のウェハ保持部に
干渉することから、第１回転駆動手段が、受渡し手段に
対してオーバーラップを回避する所定角度分移動させる
ことになり、保持手段のウェハ把持部と受渡し手段のウ
ェハ保持部とが干渉しない位置で、保持手段が昇降して
ウェハを受渡し手段に保持させることができる。

【００２０】この際、第１回転駆動手段は、偏心カムと
カムローラを有する揺動レバーを備えていることから、
偏心カムによって揺動レバーを所定角度揺動させること
ができ、その結果、受渡しアーム部を所定角度揺動させ
て、保持手段と受渡し手段の干渉を回避することがで
き、容易な構成でオーバーラップを回避させることがで
きる。

【００２１】さらに、ノッチまたはオリフラの位置を検
出されたウェハを、保持手段が保持した状態で上段のバ
ッファステージに移載する際、受渡し手段には、第１カ
ム手段と第１ローラ手段により２本のウェハ保持アーム
を開閉するように構成されていることから、保持手段の
ウェハ把持部が受渡し手段のウェハ保持部に干渉するこ
となく昇降できることとなる。

【００２２】また、保持手段が複数のクランプアームを
有し、１個のクランプアームが水平方向に移動できるこ
とから、保持手段はウェハの外径より大きく開いてウェ
ハの把持可能な位置に移動して受渡しを可能とし、さら
に閉じることによってウェハのエッジを確実に把持する
ことができる。

【００２３】また、第２開閉駆動手段が、垂直方向に形
成された第１カム手段と、第１カム手段に沿って移動可
能な第１ローラ手段を有することから、保持手段が昇降
すると同時に開閉可能に形成されることとなって、保持
手段がウェハの高さ位置に移動してウェハのエッジを把
持することが可能となる。しかもカム手段が垂直方向に
形成されていることから、横方向のスペースを小さくし
てコンパクトに構成されたアライナー装置を提供するこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。本発明のウェハのアライナー装
置（以下、アライナー装置という。）は、ロボットのハ
ンドで移載されたウェハをそのエッジを把持することに
よって位置精度を向上した状態で、ウェハに形成された
ノッチまたはオリフラを検出して基準回転位置に位置合
わせするように構成されている。

【００２５】実施形態のアライナー装置１は、図１〜２
に示すように、機台１０と、ロボットのハンド５で移載
されたウェハ３を一旦支持する受渡し手段としての受渡
しアーム部２０と、受渡しアーム部２０に支持されたウ
ェハ３を把持してノッチまたはオリフラの位置を検出す
るために回転可能に構成される保持手段としての保持ク
ランパー３０と、機台１０の一端から上方に向かって突
設されるとともに、保持クランパー３０で把持されて回
転されるウェハ３のノッチまたはオリフラの位置を検出
する検出手段としての検出部４０とを備えて構成されて
いる。

【００２６】機台１０は筐体状に形成され、中心部に、
機台１０の底部に固着されて底部から機台１０上に突出
する回転中心軸部１１を立設するとともに、機台１０上
に受渡しアーム部２０と保持クランパー３０が突出する
ように配置されている。

【００２７】機台１０には、図３に示すように、受渡し
アーム部２０を開閉する開閉駆動部１２と、受渡しアー
ム部２０を軸心に対して所定角度回転させるシフト角度
回転駆動部１３と、保持クランパー３０を回転駆動する
回転駆動部１４と、保持クランパー３０を昇降させる昇
降駆動部１５と、保持クランパー３０を開閉駆動する開
閉駆動部１６とを内蔵している。

【００２８】受渡しアーム部２０は、機台１０の上方に
突出して軸受２４を介して回転可能に支持された中空状
の回転軸部２１と、回転軸部２１上に装着されて左右対
称的に延設されるＬ字形の２本のロアアーム部２２、２
３とを有し、各ロアアーム部２２、２３の上端にはウェ
ハ３を載置するとともに、それぞれ２か所のウェハ受け
部２２１ａ、２３１ａを有する下段爪部２２１、２３１
と、ウェハ３のバッファステージとして形成されるウェ
ハ受け部２２２ａ、２３２ａを有する上段爪部２２２、
２３２とが配置され、回転軸部２１の下端面に１本の揺
動レバー２５が先端にカムローラ２６（図４参照）を有
して配置されている。さらに、ロアアーム部２２、２３
は、図５に示すように、それぞれ回転軸部２１に内嵌さ
れたカム部材２７に係合する一対のカムローラ２８、２
８に支持され、一対のカムローラ２８、２８の移動に伴
い、カム部材２７の中心（回転中心軸部１１）に対して
接近離隔する方向に直線的に移動される。

【００２９】保持クランパー３０は、図２及び３に示す
ように、回転中心軸部１１を覆って回転中心軸部１１に
回転可能に配置される筒状軸部３１と、筒状軸部３１の
上端部に形成されて放射線状に３方向に腕を延設する頭
部３２からそれぞれ延設する３本のアッパアーム部３
３、３４、３５を有している。３本のアッパアーム部３
３、３４、３５は、それぞれ先端部にウェハ３を上面部
で把持する爪部３３１、３４１、３５１が配置され、そ
のうち１本のアッパアーム部３３は回転中心軸部１１に
対して水平方向に接近離隔するように配置されている。

【００３０】つまり、アッパアーム部３３は、頭部３２
に対してリニアガイド３６を介して移動可能に装着さ
れ、他の２本のアッパアーム部３４、３５は頭部３２に
一体的に形成されるかまたはねじ等により固着されてい
る。移動可能なアッパアーム部３３の元部は筒状軸部３
１の上端部の一方に形成された切欠溝３１１に挿入され
て下端部にカムローラ３３２を備えるとともに、頭部３
２に対してコイルばね３３３を掛止することによって、
常時、アッパアーム部３３を頭部３２側に付勢してい
る。

【００３１】受渡しアーム部２０を開閉駆動する開閉駆
動部１２は、図３または図５に示すように、保持クラン
パー３０のアッパアーム部３３、３４、３５で把持され
たウェハ３をバッファステージとしての上段爪部２２
２、２３２を間にして昇降する際に、ウェハ３と上段爪
部２２２、２３２との干渉を回避するために開閉するも
のであり、前述のカム部材２７とカム部材２７の対称位
置に係合する一対のカムローラとを有し、カム部材２７
を回転駆動するモータ１２１と、モータ１２１の駆動軸
に装着された小ギア１２２と、小ギアに歯合されてカム
部材２７の下部に装着された大ギア１２３とから構成さ
れる。カム部材２７のカム形状は、図５に示すように、
軸心に対して対称位置に形成される一対の凸部２７１と
一対の凹部２７２を有して形成され、凸部２７１と凹部
２７２との直線状におけるストローク差分カムローラ２
８が移動され、それに伴い、ロアアーム部２２、２３が
移動されることとなる。

【００３２】受渡しアーム部２０を所定角度回転するシ
フト角度回転駆動部１３は、保持クランパー３０がウェ
ハ３のノッチまたはオリフラ位置を検出した後、基準回
転位置に移動した時に、保持クランパー３０におけるア
ッパアーム部３３、３４、３５の爪部３３１、３４１、
３５１が上昇して、受渡しアーム部２０におけるロアア
ーム部２２、２３の下段爪部２２１、２３１と干渉する
位置に設定された場合に、その干渉を回避するために駆
動されるものであって、図３〜４に示すように、機台１
０内に支持されるモータ１３１と、モータ１３１の駆動
軸に装着された偏心カム１３２と、揺動レバー２５の一
端に装着されて偏心カム１３２の外周面に係合可能なカ
ムローラ２５とで構成されている。

【００３３】従って、モータ１３１の駆動で偏心カム１
３２が回転することによって、偏心カム１３２に係合す
るカムローラ１３２が移動される。カムローラ１３２は
他端が回転軸部２１に固着した揺動レバー２５の一端に
装着されていることから、揺動レバー２５が回転中心に
対して揺動して回転軸部２１を、回転軸部２１の中心に
対して所定角度回転することになる。この角度は、受渡
しアーム部２０と保持クランパー３０とがオーバーラッ
プした時の回避角度を示すものであり、５〜７°に設定
されることが望ましい。

【００３４】保持クランパー３０を回転駆動する回転駆
動部１４は、図３に示すように、機台１０内に支持され
たモータ１４１と、モータ１４１の駆動軸に装着された
小プーリ１４２と、ベルト１４３を介して筒状軸部３１
と一体的に固着された大プーリ１４４とを有して構成さ
れている。従って、モータ１４１が回転駆動すると、小
プーリ１４２からベルト１４３を介して大プーリ１４４
を回転させることから、大プーリ１４４に固着された筒
状軸部３１が回転中心軸部１１の回りを回転することと
なる。

【００３５】保持クランパー３０の昇降を駆動する昇降
駆動部１５は、機台１０内に支持されたモータ１５１
と、モータ１５１の駆動軸に装着された駆動プーリ１５
２と、駆動プーリ１５２にベルト１５３を介して連結さ
れた従動プーリ１５４と、機台１０内に支持されて従動
プーリ１５４の回転とともに回転可能なボールねじ１５
５と、ボールねじ１５５に螺合されて昇降可能なナット
部材１５６と、一端がナット部材１５６に固着されて中
心部を筒状軸部３１に軸受１５７を介して支持される昇
降プレート１５８とを有して構成されている。昇降プレ
ート１５８と筒状軸部３１とは一体的に昇降するように
構成される。従って、モータ１５１が回転駆動すると、
駆動プーリ１５２、従動プーリ１５４を介してボールね
じ１５５が回転し、それに伴ってナット部材１５６が昇
降することによって筒状軸部３１を昇降させてアッパア
ーム部３３、３４、３５を昇降させることとなる。

【００３６】保持クランパー３０の開閉を駆動する開閉
駆動部１６は、回転中心軸部１１の上部に、下部大径部
１１１ａと下部大径部１１１ａの上方に位置する小径部
１１１ｂと、小径部１１１ｂの上方に位置する上部大径
部１１１ｃとを有して垂直方向に形成されたカム面１１
１と、カム面１１１に係合するアッパアーム部３３のカ
ムローラ３３２とからなり、昇降駆動部１５が駆動源と
して構成される。

【００３７】つまり、昇降駆動部１５の駆動で筒状軸部
３１が昇降することによってアッパアーム部３３が昇降
すると、アッパアーム部３３の昇降に伴い、カムローラ
３３２が同時に昇降する。カムローラ３３２は、カム面
１１１に沿って垂直方向に昇降することから、カム面１
１１の下部大径部１１１ａに係合する際に、アッパアー
ム部３３が回転中心軸部１１から離隔する方向に移動
し、カムローラ３３２が小径部１１１ｂに係合すると回
転中心軸部１１に接近する方向に移動し、カムローラ３
３２がさらに上昇して上部大径部１１１ｃに係合すると
回転中心軸部１１から離隔する方向に移動することによ
って開閉駆動が行なわれることとなる。

【００３８】ウェハ３のノッチまたはオリフラ位置を検
出する検出部４０は、図１に示すように、機台１０の側
部一端からアッパアーム部３３の外方を通って、上端を
アッパアーム部３３及びロアアーム部２２の上方に位置
するように配置されるコ字形のブラケット４１と、ブラ
ケット４１内のウェハ３を挟んで上下の位置に投光部４
２と受光部４３とを一対装着する位置検出センサ４４
と、バッファステージのウェハの有無を確認して投光部
４５、受光部４６とを備えるウェハ有無センサ４７とを
有している。位置検出センサ４４の投光部４２が下段の
ウェハ３のエッジ部に向かって光線を発射できる位置
に、投光部４２・受光部４３とがそれぞれブラケット４
１内に配置され、ウェハ有無センサ４７の投光部４５が
上段のウェハ３のエッジ部に向かって光線を発射できる
位置に、投光部４５、受光部４６とがそれぞれブラケッ
ト４１内に配置されている。

【００３９】次に、上記のように構成されたアライナー
装置１の作用について、図１〜１２に基づいて説明す
る。

【００４０】実施形態のウェハのアライナー装置１に対
するウェハ３の搬入及び搬出は、搬送ロボットのハンド
５によって行なわれ、ハンド５は、図２における受渡し
アーム部２０の長手方向に対して直交する方向から出入
することになる。ハンド５は、ウェハ３を受渡しアーム
部２０の下段爪部２２１、２３１の上方から、下段爪部
２２１、２３１のウェハ受け部２２１ａ、２３１ａ上に
降下させて載置することによって、ウェハ３をアライナ
ー装置１上に移載することになる。そして、アライナー
装置１上にウェハ３を搬入した後、ハンド５がアライナ
ー装置１上から図示しないロボット側に移動する。この
状態では、アッパアーム部３３、３４、３５は、図３に
示す高さ位置にあり、カムローラ３３２は回転中心軸部
１１に形成されたカム面１１１の大径部１１１ａの下方
に位置されている。

【００４１】ウェハ３が受渡しアーム部２０に載置され
ると、保持クランパー３０の昇降駆動部１５が作動し
て、ボールねじ１５５に螺合するナット部材１５６及び
昇降プレート１５８に伴って筒状軸部３１を上昇させ
る。これに伴い、図６に示すように、カムローラ３３２
がカム面１１１の大径部１１１ａに向かって上昇する。
すると、アッパアーム部３３は、回転中心軸部１１から
離隔する方向に移動して爪部３３１をウェハ３のエッジ
より外方に移動させながら、爪部３３１をウェハ３のエ
ッジの高さ位置まで上昇する。他のアッパアーム３４、
３５は、開閉することなく同様の高さ位置まで上昇する
ことになる。

【００４２】さらに、昇降駆動部１５が作動されてカム
ローラ３３２が筒状軸部３１と共に上昇すると、図７に
示すように、カムローラ３３２はカム面１１１の小径部
１１１ｂに到達してアッパアーム部３３、３４、３５を
受渡しアーム部２０の下段爪部２２１、２３１上方の位
置に移動させるとともに、コイルばね３３３の付勢力に
よってアッパアーム部３３を回転中心軸部１１側に接近
させ、ウェハ３のエッジを他のアッパアーム部３４、３
５側に当接させてウェハ３のエッジを３点にて把持す
る。

【００４３】このウェハ３の高さ位置は、図１の二点鎖
線で示すウェハのうち、下方に配置されたウェハ３の位
置に一致することとなり、次に、この高さ位置で保持ク
ランパー３０を１回転させる。

【００４４】保持クランパー３０の回転駆動する回転駆
動部１４の駆動モータ１４１を作動して、図２の矢印に
示すように、筒状軸部３１を１回転させる。アッパアー
ム部３３、３４、３５の爪部３３１、３４１、３５１に
把持されているウェハ３は、筒状軸部３１の１回転に伴
って機台１０に対して１回転する。検出部においては、
検出部４０の位置検出センサ４４は、ウェハ３の回転と
同時にウェハ３のエッジに向かって投光部４２から受光
部４３に向かって光を発射することによりウェハ３のノ
ッチまたはオリフラ位置を検出し、ウェハ有無センサ４
７では、投光部４５を受光部４６に向かって光を発射す
ることにより上段爪部２２２、２３２に保持されたウェ
ハ３の有無を検出することとなる。

【００４５】ノッチまたはオリフラ位置が検出されたウ
ェハ３は、ノッチまたはオリフラ位置を回転基準位置と
して一致するために１回転した位置から、図示しない制
御装置で演算されて駆動された前述のモータ１４１によ
り所定の角度回転してノッチまたはオリフラ位置を基準
回転位置に合わせる。

【００４６】次に、位置合わせしたウェハ３は、さらに
上昇して、図８〜９に示すように、バッファステージに
移載される。つまり、昇降駆動部１５のモータ１５１の
作動によってボールねじ１５５が回転され、ナット部材
１５６及び昇降プレート１５８の上昇により筒状軸部３
１の上昇とともにカムローラ３３２が上昇してカム面１
１１の上部大径部１１１ｃに係合する。カムローラ３３
２が上部大径部１１１ｃに係合することによって、保持
クランパー３０のアッパアーム部３３、３４、３５は受
渡しアーム部２０の上段爪部２２２、２３２より僅かに
上昇した位置に移動するとともに、アッパアーム部３３
は回転中心軸部１１に対して離隔することから保持クラ
ンパー３０はウェハ３の外径より大きく開かれる。しか
しながらウェハ３はアッパアーム部３３の爪部３３１の
底面に保持されていることから保持クランパー３０から
脱落することはない。

【００４７】なお、保持クランパー３０の上昇時、受渡
しアーム部２０は、ウェハ３または受渡しアーム部２０
との干渉を回避するために開閉駆動部１２によって、ロ
アアーム部２２、２３が開く。この作用は、モータ１２
１を作動させてカム部材２７を回転することによって、
図５に示すように、一対のカムローラ２８、２８をカム
部材２７の凹部２７２、２７２から凸部２７１、２７１
に係合移動させ、これによってロアアーム部２２、２３
を回転中心軸部１１より離隔する方向に移動させること
となる。

【００４８】そして、ウェハ３が受渡しアーム部２０の
上段爪部２２２、２３２より上方に移動すると、カム部
材２７をさらに回転させ一対のカムローラ２８、２８
を、カム部材２７の凸部２７１、２７１から凹部２７
２、２７２に係合移動させる。これによって、図９に示
すように、ロアアーム部２２、２３の上段爪部２２２、
２３２はそれぞれ回転中心軸部１１側に接近させて、ウ
ェハ３の保持できる位置に移動されることとなる。

【００４９】この状態で、保持クランパー３０を降下さ
せると、保持クランパー３０は開いた状態に有る（アッ
パアーム部３３がウェハ３の外径より外方に移動してい
る）ことから、図１０に示すように、ウェハ３は受渡し
アーム部２０の上段爪部２２２、２３２上に移載され、
バッファステージに収納されることとなる。保持クラン
パー３０がさらに降下して、アッパアーム３３、３４、
３５の爪部３３１、３４１、３５１を、受渡しアーム部
２０の下段爪部２２１、２３１より下方に位置させる。

【００５０】この保持クランパー３０の降下の際、も
し、保持クランパー３０のアッパアーム３３、３４、３
５のいずれかの爪部３３１、３４１、３５１（図例では
爪部３５１）が、図１１に示すように、受渡しアーム部
２０のロアアーム部２２または２３の下段爪部２２１、
２３１（図例では下段爪部２３１）とオーバーラップし
た位置にある場合、保持クランパー３０は受渡しアーム
部２０と干渉して降下できないことから、図３〜４に示
すように、受渡しアーム部２０をロアアーム部２２また
は２３の下段爪部２２１、２３１とアッパアーム部３３
または３４または３５の爪部３３１、３４１、３５１に
干渉しない位置に所定角度回転させる。

【００５１】この作動は、受渡しアーム部２０のシフト
角度回転駆動部１３によって行なわれる。つまり、モー
タ１３１を作動させると偏心カム１３２が回転し、偏心
カム１３２の偏心ストローク分カムローラ２６を移動さ
せることになり、カムローラ２６を装着している揺動レ
バー２５が、図１２に示すように、回転中心に対して揺
動し回転軸部２１を５〜７°回転させることとなって、
ロアアーム部２２または２３の下段爪部２２１、２３１
とアッパアーム部３３または３４または３５の爪部３３
１、３４１、３５１とのオーバーラップを回避すること
となる。

【００５２】受渡しアーム部２０と保持クランパー３０
とのオーバーラップが回避されると、保持クランパー３
０を降下させて、次のウェハ３がハンド５で搬入される
のを待つことになる。

【００５３】次のウェハ３がハンド５で搬入されて受渡
しアーム部２０の下段爪部２２１、２３１上に移載され
ると、ハンド５が再びロボット側に復帰移動されて、前
述の作用の通り下段爪部２２１、２３１に保持されたウ
ェハ３の位置合わせを行なう。つまり、この状態では、
バッファステージに位置合わせを終了したウェハ３が待
機されている状態で、次のウェハ３は保持クランパー３
０で把持されてウェハ３のノッチまたはオリフラの位置
合わせを行なうことができる。

【００５４】そして、位置合わせが終了した次のウェハ
３が、保持クランパー３０から受渡しアーム部２０の下
段爪部２２１、２３１に移載すると、ハンド５が搬入さ
れて、受渡しアーム部２０の上段爪部２２２、２３２上
に待機されているウェハ（バッファステージ上のウェ
ハ）３と下段爪部２２１、２３１上に移載されたウェハ
を順次搬出する。そして、再び新しいウェハを搬入して
新たにウェハの位置合わせを行なうこととなる。これに
よって、１サイクルが終了する。

【００５５】なお、ハンド５が位置合わせを終了した上
下２枚のウェハを搬出する際には、例えば、ハンドが２
段に配置されたロボットを設置すれば、同時に２枚のウ
ェハを搬出することができて、スループットさらに向上
することができる。

【００５６】上記のように、実施形態のアライナー装置
１は、ウェハ３のエッジを把持して回転することから、
ウェハ３のずれを発生させずに回転することができ、確
実に位置決め精度を向上させるとともに高速回転を可能
とすることができる。

【００５７】また、受渡しアーム部２０が２段の爪部
（下段爪部２２１、２３１と上段爪部２２２、２３２）
を有していることから、一方の爪部（例えば、上段爪部
２２２、２３２）をバッファステージとして構成でき、
ノッチまたはオリフラ位置を検出したウェハ３をバッフ
ァステージに待機させた状態で、ウェハ３のノッチまた
はオリフラの位置検出作業を連続して行なうことができ
スループットを向上することができる。

【００５８】さらに、ウェハ３の裏面を吸着して保持す
ることがないためにパーティクルを付着させることもな
い。

【００５９】また、昇降可能に構成された保持クランパ
ー３０が、受渡しアーム部２０とオーバラップする位置
にある時には、つまり、保持クランパー３０の爪部３３
１、３４１、３５１のいずれかと、受渡しアーム部２０
の下段爪部２２１、２３１のいずれかが同じ角度で一致
する位置にある場合には、保持クランパー３０の爪部３
３１、３４１、３５１は、昇降することによって受渡し
アーム部２０の下段爪部２２１、２３１に干渉すること
から、回転駆動部１３が、受渡しアーム部２０に対して
オーバーラップを回避する所定角度分移動させることに
なり、保持クランパー３０の爪部３３１、３４１、３５
１と受渡しアーム部２０の下段爪部２２１、２３１とが
干渉しない位置で、保持クランパー３０が昇降してウェ
ハ３を受渡しアーム部２０に保持させることができる。

【００６０】この際、回転駆動部１３は、偏心カム１３
２と、カムローラ２６を有する揺動レバー２５を備えて
いることから、偏心カム１３２によって揺動レバー２５
を所定角度揺動させることができ、その結果、受渡しア
ーム部２０を所定角度揺動させて、保持クランパー３０
と受渡しアーム部２０との干渉を回避することができ、
容易な構成でオーバーラップを回避させることができ
る。

【００６１】さらに、ノッチまたはオリフラの位置を検
出されたウェハ３を、保持クランパー３０が保持した状
態で、上段爪部２２２、２３２（バッファステージ）に
移載する際、受渡しアーム部２０には、カム部材２７と
一対のカムローラ２８、２８により２本のロアアーム部
２２、２３を開閉するように構成されていることから、
ウェハ３は受渡しアーム部２０の上段爪部２２２、２３
２に干渉することなく昇降できることとなる。

【００６２】また、保持クランパー３０が少なくとも３
個のアッパアーム部３３、３４、３５を有し、１個のア
ッパアーム部３３が水平方向に移動できることから、保
持クランパー３０はウェハ３の外径より大きく開いてウ
ェハ３の把持可能な位置に移動して受渡しを可能とし、
さらに閉じることによってウェハ３のエッジを確実に把
持することができる。

【００６３】また、開閉駆動部１６が、垂直方向に形成
されたカム面１１１と、カム面１１１に沿って移動可能
なカムローラ３３２を有することから、保持クランパー
３０が昇降すると同時に開閉可能に形成されることとな
って、保持クランパー３０がウェハ３の高さ位置に移動
してウェハ３のエッジを把持することが可能となる。し
かもカム面１１１が垂直方向に形成されていることか
ら、横方向のスペースを小さく形成することができてコ
ンパクトに構成されたアライナー装置１を提供すること
ができる。

【００６４】なお、アライナー装置１の構成は上記に限
定するものではなく、例えば、シフト角度回転駆動部１
３の構成は、上記のように偏心カムとカムローラで行な
うことに限定するものではなく、他のカム機構、例えば
溝カムとカムローラまたは異形のカム形状を使用したカ
ム機構、あるいはカム機構でなくてもシリンダを使用し
たシリンダ機構であってもよい。

【００６５】また、開閉駆動部１６も上記のようなカム
機構でなく、他のカム機構でもよくさらには、シリンダ
機構であってもよい。

【００６６】さらに、昇降駆動部１５の昇降駆動は、ボ
ールねじ機構でなくシリンダ機構でもよく、またカム機
構あるいはクランク機構を使用してもよい。

【００６７】また、受渡しアーム部２０を構成するロア
アーム部２２、２３は、２本でなく放射線状に等角度で
形成したものであれば３本以上であってもよい。この場
合、ハンドが出入できるように設計されればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態によるウェハのアライナー装置
を示す正面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】図１における検出部を除いたアライナー装置を
示す正面断面図である。

【図４】図３におけるIV−IV断面図である。

【図５】図３におけるV −V 断面図である。

【図６】保持クランパーがウェハの把持位置に上昇して
開いた状態を示す図である。

【図７】保持クランパーがさらに上昇してウェハを把持
する状態を示す図である。

【図８】保持クランパーがさらに上昇してウェハをバッ
ファステージの上方に移動して開いた状態を示す図であ
る。

【図９】保持クランパーが図８の状態から降下してウェ
ハをバッファステージに載置させる状態を示す図であ
る。

【図１０】保持クランパーが図９の状態から、元の下方
に移動した状態を示す図である。

【図１１】保持クランパーと受渡しアーム部とがオーバ
ーラップした状態を示す平面図である。

【図１２】保持クランパーと受渡しアーム部とがオーバ
ーラップを解除した状態を示す平面図である。

【図１３】従来のウェハのアライナー装置を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１…ウェハのアライナー装置 ３…ウェハ ５…ハンド １０…機台 １１…回転中心軸部 １１１…カム面（第２カム手段） １２…開閉駆動部（第１開閉駆動手段） １３…シフト角度回転駆動部（第１回転駆動手段） １３２…偏心カム １４…回転駆動部（第２回転駆動手段） １５…昇降駆動部（昇降駆動手段） １６…開閉駆動部（第２開閉駆動手段） ２０…受渡しアーム部（受渡し手段） ２１…回転軸部 ２２、２３…ロアアーム部（ウェハ保持アーム） ２２１、２３１…下段爪部 ２２２、２３２…上段爪部（バッファステージ） ２５…揺動アーム ２６…カムローラ ２７…カム部材（第１カム手段） ２８…カムローラ（第１ローラ手段） ３０…保持クランパー（保持手段） ３１…筒状軸部 ３３、３４、３５…アッパアーム部（クランプアーム） ３３１、３４１、３５１…爪部（ウェハ把持部） ３３２…カムローラ（第２ローラ手段） ４０…検出部（検出手段） ４４…位置検出センサ ４７…ウェハ有無センサ

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Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハを保持して回転可能に配置される
   保持手段と、ロボットから搬送されたウェハを保持して
   前記保持手段に受渡しする受渡し手段と、前記ウェハの
   回転中にノッチまたはオリフラ位置を検出する検出手段
   と、を備え、前記ウェハのノッチまたはオリフラ位置を
   基準回転位置に一致させるように構成されたウェハのア
   ライナー装置であって、 前記受渡し手段は、前記ウェハ保持部を２段に有すると
   ともに、第１回転駆動手段によって所定角度回転可能に
   構成され、さらに、前記保持手段を、前記ウェハ保持部
   の上方と下方の間で昇降できるように第１開閉駆動手段
   によって開閉可能に構成され、 前記保持手段は、前記受渡し手段のウェハ保持部を間に
   して昇降可能なウェハ把持部を有して第２回転駆動手段
   によって回転可能に構成され、かつ昇降駆動手段によっ
   て、前記ウェハを前記受渡し手段のウェハ保持位置を間
   にして下方の位置から上方の位置まで移動可能に構成さ
   れるとともに、前記ウェハのエッジを把持または把持解
   除するための第２開閉駆動手段によって開閉可能に構成
   されていることを特徴とするウェハのアライナー装置。
2. 【請求項２】 前記第１回転駆動手段が、前記保持手段
   と前記受渡し手段とのオーバーラップを回避するための
   シフト角度分回転可能に構成されることを特徴とする請
   求項１記載のウェハのアライナー装置。
3. 【請求項３】 前記第１回転駆動手段が、偏心カムと、
   前記偏心カムに係合可能なカムローラを有する揺動レバ
   ーとを有して構成されることを特徴とする請求項２記載
   のウェハのアライナー装置。
4. 【請求項４】 前記受渡し手段が、少なくとも２個のウ
   ェハ保持アームを有し、前記ウェハ保持アームが、第１
   カム手段と前記第１カム手段に係合可能な第１ローラ手
   段を備える前記第１開閉駆動手段により軸心に対して接
   近離隔する方向に、移動可能に構成されていることを特
   徴とする請求項１記載のウェハのアライナー装置。
5. 【請求項５】 前記保持手段が、回転中心から放射線方
   向に配設される複数のクランプアームを有し、前記各ク
   ランプアームが、前記ウェハのエッジを把持する把持部
   を有するとともに、少なくとも１個のクランプアームが
   前記第２開閉駆動手段によって水平方向に移動可能に構
   成されることを特徴とする請求項１記載のウェハのアラ
   イナー装置。
6. 【請求項６】 前記第２開閉駆動手段が、垂直方向に形
   成されたカム部を有する第２カム手段と、前記第２カム
   手段に係合可能に配置され前記カム部に沿って移動可能
   な第２ローラ手段とを有して構成されていることを特徴
   とする請求項５記載のウェハのアライナー装置。