JP2004303796A

JP2004303796A - ウェハのアライナー装置

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Publication number: JP2004303796A
Application number: JP2003092134A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kirihata; 直史桐畑
Original assignee: ASSIST JAPAN KK
Current assignee: ASSIST JAPAN KK
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP4277092B2

Abstract

【課題】ウェハを確実に把持することによってウェハの位置ずれを防止するとともにウェハの裏面を傷つけないように構成す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、受け渡しアーム部２０と保持クランパ３０とを有して構成する。受渡しアーム部２０の爪部２２１におけるウェハ載置面を傾斜面２２１ｂとし、保持クランパ３０の爪部３３１におけるウェハ載置面を傾斜面３３１ｂとして、傾斜させることによってウェハ３の裏面に当接させないようにする。受渡しアーム部２０の爪部２２１及び保持クランパ３０の爪部３３１は、回転中心部に対して水平方向に移動可能としてウェハ３の投入する際に開閉可能に構成する。ウェハ３が受渡しアーム部２０に保持された後、保持クランパ３０が上昇して受渡しアーム部２０からウェハを受け取り、さらに上昇してウェハ３を１回転させてノッチ又はオリフラの位置を検出する。
【選択図】図４

Description

【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し、さらにウェハを精度よく位置決めするように改良された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、弦状に切り欠かれたオリフラや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ウェハのアライナー装置に搬入し、この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基準回転位置に一致させた後、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したりするように構成されていた。例えば、図１１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の下方に配置されて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（特許文献１参照）。
【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５４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】
【特許文献１】
特開２０００−２１９５６公報（第５〜８ページ、図１〜２参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、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したりすることから、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従来のウェハのアライナー装置５０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たりしているものの、ウェハ３は落とし込みにより回転ステージ５３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るわけではない。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ることとなっていた。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。
【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たりせず、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うことの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、
請求項１記載の発明では、ウェハを保持して回転可能に配置される昇降可能なウェハ保持手段と、ロボットから搬送されたウェハを保持して前記ウェハ保持手段に受渡しするウェハ受渡し手段と、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、前記ウェハ受渡し手段は、前記ウェハを保持するウェハ保持部を備え、前記ウェハ保持手段が、前記ウェハ保持部に保持されたウェハを受け取るウェハ把持部を備え、前記ウェハ保持手段が、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回動可能に構成されたウェハのアライナー装置であって、
前記ウェハ受渡し手段のウェハ保持部は、前記ウェハのエッジを把持できるように第１の開閉駆動手段によって前記ウェハの径方向に移動可能に構成されるとともに、前記ウェハの載置面が内方に向かって下傾する傾斜面に形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、請求項２記載の発明に示すように、前記ウェハ受渡し手段が、軸心に対して対向する位置に一対の受渡しアーム部を備え、前記各受け渡しアーム部にそれぞれ一対のウェハ保持部が配設されていればよい。
【００１２】
さらに、請求項３記載の発明では、前記第１の開閉駆動手段が、カム部材と前記カム部材に係合可能な一対のローラ部材とを備え、前記ローラ部材のストローク移動により前記受渡しアーム部が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している。
【００１３】
また、請求項４記載の発明では、前記ウェハ保持手段のウェハ把持部は、前記ウェハのエッジを把持できるように第２の開閉駆動手段によって前記ウェハの径方向に移動可能に構成されるとともに、前記ウェハの載置面が内方に向かって下傾する傾斜面に形成されていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明のウェハのアライナー装置によれば、ロボットのハンドで搬送されてきたウェハを、ウェハ保持部を開いた状態のウェハ受渡し手段に投入し、ウェハが所定位置に移動されると、ウェハ受渡し手段の第１の開閉駆動手段が作動してウェハ保持部でウェハのエッジを把持する。この際、ウェハ保持部のウェハ載置面は傾斜面に形成されていることから、ウェハのエッジはウェハ保持部に対して線接触で当接されることとなって、ウェハの裏面に接触することなく保持される。
【００１５】
ウェハが受渡し手段で保持されると、ウェハ保持手段が昇降して、ウェハ受渡し手段からウェハを受け取りウェハ把持部でウェハのエッジを保持する。そしてウェハ保持手段のウェハ把持部が、ウェハ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まで回転することとなる。
【００１６】
従って、この発明では、ウェハのエッジを把持して回転することから、ウェハはウェハ保持手段のウェハ把持部との間ですべることがなく、ウェハのずれを発生させずに回転することができる。そのため、位置決め精度を向上できるとともに高速回転を可能とすることができる。さらに、ウェハ受渡し手段ではウェハの裏面を当接することなく保持することから、パーティクルを付着させたり傷をつけたりすることもない。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、ロボットのハンドでウェハ受渡し手段のウェハ保持部に移載されたウェハは、ウェハ保持部が軸心に対して対向する位置に一対配設された受け渡しアーム部に支持される。一対の受渡しアーム部には一対のウェハ保持部が配置されていることから、ウェハはウェハの対向する面においてそれぞれ２点支持されることからウェハ受渡し手段に安定して支持されることとなる。
【００１８】
また、請求項３記載の発明によれば、ウェハ受渡し手段のウェハ保持部は、カム部材とローラ部材により開閉可能に構成されることから、カム部材によってストローク移動されるローラ部材を受渡しアーム部に連結するように構成することによって、一対のアーム部はウェハのエッジに向かって接近したり、ウェハのエッジから離隔したりするように開閉移動を行うことができる。従って、カム部材とローラ部材の簡素な構成で受渡しアーム部を開閉駆動できることから、スペースを大きくとることなくコンパクトに構成することができる。
【００１９】
さらに請求項４記載の発明によれば、ウェハ保持手段を開閉可能に構成することによって、ウェハ保持手段のウェハ把持部でウェハのエッジを把持することができ、さらにウェハ把持部が、ウェハの載置面を傾斜して形成していることから、ウェハの裏面に当接することなくウェハのアライメントを行うことができる。従って、ウェハにパーティクルを付着させたり傷つけたりすることがなく搬送することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
実施形態のアライナー装置１は、図１〜３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を一旦支持するウェハ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ウェハ保持手段としての保持クランパ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。
【００２２】
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３０が突出するように配置されている。
【００２３】
機台１０には、図３に示すように、受渡しアーム部２０を回転中心軸部１１に対して接近離隔する方向に移動させる第１の開閉駆動部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３０を回転駆動する回転駆動部１４と、保持クランパ３０を昇降させる昇降駆動部１５と、保持クランパ３０を開閉駆動する第２の開閉駆動部１６とを内蔵している。
【００２４】
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、２３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を有する爪部２２１、２３１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６参照）を有して配置されている。
【００２５】
ウェハ受け部２２１ａ、２３１ａは、図４に示すように、機台１０の中心軸に向かって下傾する傾斜面２２１ｂ、２３１ｂと、傾斜面２２１ｂ、２３１ｂから立ち上がる把持面２２１ｃ、２３１ｃとを有し、爪部２２１、２３１が開いている際には、傾斜面２２１ｂ、２３１ｂがウェハ３のエッジ下端部に線接触して支持し、爪部２２１，２３１を閉じる際には、把持面２２１ｃ、２３１ｃでウェハ３のエッジを把持することとなる。
【００２６】
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、２８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移動される。
【００２７】
保持クランパ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３３、３４、３５を有している。３本のアッパアーム部３３、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方向に移動可能に配置されている。
【００２８】
つまり、１本のアッパアーム部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又はねじ結合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３１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３２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。
【００２９】
図４に示すように、爪部３３１、３４１、３５１には、ウェハ受け部３３１ａ、３４１ａ、３５１ａが形成され、ウェハ受け部３３１ａ、３４１ａ、３５１ａは、機台１０の中心軸に向かって下傾する傾斜面３３１ｂ、３４１ｂ、３５１ｂと、傾斜面３３１ｂ、３４１ｂ、３５１ｂから立ち上がる把持面３３１ｃ、３４１ｃ、３５１ｃとが配置されている。爪部３３１、３４１、３５１が開いている際には、傾斜面３３１ｂ、３４１ｂ、３５１ｂがウェハ３のエッジ下端部に線接触して支持し、爪部３３１、３４１、３５１を閉じる際には、把持面３３１ｃ、３４１ｃ、３５１ｃでウェハ３のエッジを把持することとなる。
【００３０】
受渡しアーム部２０を開閉駆動する第１の開閉駆動部１２は、図３及び５に示すように、ロボットのハンドで投入されたウェハ３を、受け渡しアーム部２０でウェハ３の裏面に当接することなくウェハ３のエッジを把持するように構成するものであり、前述のカム部材２７とカム部材２７の対向する対称位置で係合する一対のカムローラ２８、２８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１２２に歯合されてカム部材２７の下方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、半径方向における凸部２７１と凹部２７２との高さ変移分が、カムローラ２８のストローク長さとして形成され、カムローラ２８はストローク長さ分移動される。
【００３１】
そして、このカムローラ２８、２８の移動によりロアアーム部２２、２３が移動されて受渡しアーム２０の開閉移動となる。
【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３０がウェハ３のノッチまたはオリフラ位置を検出して基準回転位置に移動した時に、保持クランパ３０におけるアッパアーム部３３、３４、３５の爪部３３１、３４１、３５１が上昇する際に、受渡しアーム部２０のロアアーム部２２、２３の爪部２２１、２３１との干渉を回避するために駆動されるものであって、図３及び６に示すように、機台１０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１３２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°程度に設定されることが望ましい。
【００３４】
保持クランパ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１５２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１５５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。
【００３６】
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。
【００３７】
保持クランパ３０の開閉を駆動する第２の開閉駆動部１６は、回転中心軸部１１の上部に大径部１１１ａと小径部１１１ｂとを有して垂直方向に形成されたカム面１１１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。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１１１の大径部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４２と受光部４３とを一対装着するセンサ４４と、を有している。センサ４４の投光部４２がウェハ３のエッジに向かって光線を発射できる位置に投光部４２・受光部４３がそれぞれブラケット４１内に配置される。
【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１〜８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の爪部２２１、２３１の上方から、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。
【００４１】
ハンド５が受渡しアーム部２０に投入する際、受渡しアーム部２０の爪部２２１、２３１は開状態に置かれている。つまりウェハ３のエッジは、ウェハ受け部２２１ａ、２３１ａの傾斜面２２１ｂ、２３１ｂの中間位置に線接触で載置された状態にある。そして、この位置では一対のカムローラ２８、２８はカム部材２７の凸部２７１と係合する位置にあり、モータ１２１の作動によりカム部材２７が一方の方向に回転することによって、カムローラ２８、２８は、カム部材２７の凹部２７２に係合する位置に移動する。これによってカムローラ２８、２８はカム部材２７の中心部に向かって移動することになり、爪部２２１、２３１はウェハ３のエッジに向かって移動することとなる。そして、爪部２２１、２３１の把持面２２１ｃ、２３１ｃがウェハ３のエッジを両側から把持することとなる。
【００４２】
そして、受渡しアーム部２０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、保持クランパ３０の昇降を行うカムローラ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。
【００４３】
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７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。
【００４４】
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８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、３５側に当接させてウェハ３のエッジを３点にて把持する。
【００４５】
この持ち上げられたウェハ３の高さ位置は、図１の二点鎖線で示すウェハ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３０を１回転させる。
【００４６】
保持クランパ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、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４０のセンサ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する。
【００４７】
ノッチまたはオリフラ位置が検出されたウェハ３は、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により所定の角度分回転して、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。
【００４８】
この際、もし、保持クランパ３０のアッパアーム３３、３４、３５のいずれかの爪部３３１、３４１、３５１が、図９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の爪部２２１、２３１とオーバーラップした位置にある場合、図１０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。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１０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とのオーバーラップを回避することとなる。
【００４９】
受渡しアーム部２０と保持クランパ３０とのオーバーラップが回避されると、ウェハ３を把持している保持クランパ３０を降下するとともに、１本のアッパアーム部３３を開くことによって、ウェハ３を受渡しアーム部２０の爪部２２１、２３１上に移載する。
【００５０】
ウェハ３が受渡しアーム部２０の爪部２２１、２３１上に移載されると、ハンド５がウェハの下方の位置に移動してウェハ３を保持する。そしてウェハ３がハンド５によって搬出される。これによって、１サイクルが終了する。
【００５１】
上記のように、実施形態のアライナー装置１は、ウェハ３をアライナー装置１に投入する際、受渡しアーム部２０がウェハ３のエッジを把持できるように開閉可能に構成されていることから、ウェハ３の裏面を当接させることなく把持できてパーティクル付着や損傷を防止でき、また、ウェハ３のノッチまたはオリフラ位置を検出する際に、ウェハ３のエッジをアッパアーム部３３、３４、３５で把持できるように構成されていることから、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。さらに、受渡しアーム部２０のウェハ受け部２２１ａ、２３１ａと、保持クランパ３０のウェハ受け部３３１ａ、３４１ａ、３５１ａのウェハ載置面が、それぞれ傾斜面２２１ｂ、２３１ｂ及び３３１ｂ、３４１ｂ、３５１ｂに形成されていることから、ウェハ３のエッジを線接触で支持することとなって、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傷を付けることもない。
【００５２】
また、保持クランパ３０の１本のアッパアーム部３３は、昇降時に水平方向に移動できることから、保持クランパ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。
【００５３】
また、昇降する保持クランパ３０が、受渡しアーム部２０とオーバーラップする位置にあるときには、シフト角度回転駆動部１３が、受渡しアーム部２０に対してオーバーラップを回避できるように所定角度分回転させることができることから、保持クランパ３０と受渡しアーム部２０とが干渉しない位置で、保持クランパ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。
【００５４】
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、受渡しアーム部２０の第１の開閉駆動部１２の構成、又はシフト角度回転駆動部１３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。
【００５５】
また、第２の開閉駆動部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。
【００５６】
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。
【００５７】
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】受渡しアーム部及び保持クランパの各爪部を示す要部拡大図である。
【図５】図３におけるＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図３におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】保持クランパ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８】保持クランパ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９】保持クランパ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１０】保持クランパ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１１】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
１２第１の開閉駆動部
１３…シフト角度回転駆動部
１３２…偏心カム
１４…回転駆動部
１５…昇降駆動部
１６…第２の開閉駆動部
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
２２１、２３１、２３２爪部
２２１ａ、２３１ａウェハ受け部
２２１ｂ、２３１ｂ、２４１ｂ傾斜面
２５…揺動アーム
２６…カムローラ
２７カム部材
２８カムローラ
３０…保持クランパ（保持手段）
３１…筒状軸部
３３、３４、３５…アッパアーム部
３３１、３４１、３５１…爪部
３３１ａ、３４１ａ、３５１ａウェハ受け部
３３１ｂ、３４１ｂ、３５１ｂ傾斜面
３３２…カムローラ
４０…検出部（検出手段）
４２…投光部
４３…受光部
４４…センサ

Claims

ウェハを保持して回転可能に配置される昇降可能なウェハ保持手段と、ロボットから搬送されたウェハを保持して前記ウェハ保持手段に受渡しするウェハ受渡し手段と、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、前記ウェハ受渡し手段は、前記ウェハを保持するウェハ保持部を備え、前記ウェハ保持手段が、前記ウェハ保持部に保持されたウェハを受け取るウェハ把持部を備え、前記ウェハ保持手段が、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回動可能に構成されたウェハのアライナー装置であって、
前記ウェハ受渡し手段のウェハ保持部は、前記ウェハのエッジを把持できるように第１の開閉駆動手段によって前記ウェハの径方向に移動可能に構成されるとともに、前記ウェハの載置面が内方に向かって下傾する傾斜面に形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。
前記ウェハ受渡し手段が、軸心に対して対向する位置に一対の受渡しアーム部を備え、前記各受け渡しアーム部にそれぞれ一対のウェハ保持部が配設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。
前記第１の開閉駆動手段が、カム部材と前記カム部材に係合可能な一対のローラ部材とを備え、前記ローラ部材のストローク移動により前記受渡しアーム部が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２記載のウェハのアライナー装置。
前記ウェハ保持手段のウェハ把持部は、前記ウェハのエッジを把持できるように第２の開閉駆動手段によって前記ウェハの径方向に移動可能に構成されるとともに、前記ウェハの載置面が内方に向かって下傾する傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のウェハのアライナー装置。