JP2015026750A - ウエハ位置決め装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ウエハWを載置可能なウエハ載置板12と、ウエハ載置板12を自由回転あるいは所定旋回角だけの回動とに制御して動作可能な旋回装置30と、旋回装置30をウエハ載置板12とともに昇降可能な昇降装置20と、昇降装置20の複数の停止位置を検出するZ軸位置検出センサ25L、25、25Uと、旋回装置30での位置制御によって規定されたクランプ駆動ローラ41の旋回動作により、クランプレバー462を介して装置中心方向に向けて並進動作するウエハクランプ機構40とを備えた。
【選択図】 図1
Description
ウエハ載置板12の昇降装置20は、昇降装置20自体と旋回装置30とを、大気部ケーシング1内の所定高さ範囲で制御昇降させる装置である。図1に示すように、昇降装置20は装置固定支持板11に支持された図示しない駆動モータからタイミングベルト21を介して回転駆動力を受けるプーリ22と、このプーリ22が同軸に螺着されたボールネジ23と、ボールネジ23と螺合され、装置固定支持板11下面の所定位置に取り付けられたボールネジナット24とを有する。
ウエハ載置板12の旋回装置30の構成について、図1及び図3を参照して説明する。図3は、図1における大気部ケーシング1内に収容された旋回装置固定支持板19に支持された旋回モータ31と、旋回モータ31の回転軸31aに取り付けられた駆動プーリ32と、中心回転軸14に軸支された従動プーリ33との間に掛け渡されたタイミングベルト34により、中心回転軸14に所定の回転を付与し、中心回転軸14、ウエハ載置板12(図1)を回転することができる。回転速度等はモータ制御により適宜設定できる。また、図示したように中心回転軸14に取り付けられた旋回センサ用ドグ18により、中心回転軸14に所定の旋回角θ(図3)の規制を付与して、後述するウエハ位置決め機構40の動作を制御することができる。
ウエハWの位置決め機構40の構成について、図2、図4及び図5を参照して説明する。図2には星形形状をなした6本のウエハ受け部12aを有するウエハ載置板12の平面形状が示されている。各ウエハ受け部の先端にはウエハWをソフトに支持するパッド12pが設けられている。ウエハ載置板12の下面側には、中心回転軸14の上端を保持する台座板13が取り付けられている。この台座板13の中心点から所定距離の下面にクランプレバー駆動ローラ41が取り付けられている。ウエハ位置決め機構40のうちのウエハクランプ機構45の構成について、図4,図5を参照して説明する。このウエハクランプ機構45は、後述するように、4カ所に配置された受けピン42上に載置されたウエハWの中心位置出しを行う機能を有する。中心位置出し動作については後述するが、基本的に2個の駆動ローラクランプ46と中心点を挟んで対向位置にある従動側ローラクランプ47とで両側から等しい押圧力でウエハWを把持することで円形形状のウエハWの中心点を装置中心と一致させることができる。
本発明のウエハ位置決め装置では、その機能実現のために、ウエハ載置板12の位置(Z軸方向、旋回方向)を大きく以下の3位置を基本位置として設定している。
(1)ウエハ載置板自由旋回可能位置への制御動作(図1、図2、図8(a))
ウエハ載置板12が、受けピン42上に仮置きされたウエハWに接触せず、かつウエハ載置板12の下面に設けられたクランプレバー駆動ローラ41がクランプレバー462に干渉しないことがZ軸上での高さの条件となる。この高さ状態はZ軸原点センサ25がONであることで確認できる。このZ軸上の高さにおいて、ウエハ載置板12は旋回モータ31の回転駆動により自由に回転できる。さらに旋回方向原点の位置確認が行われる。すなわち、ウエハ載置板12を所定方向に回転させると、旋回原点センサ35がONとなる位置に来る。この旋回位置から所定角度旋回させた位置を旋回方向原点とする。この位置では、クランプレバー駆動ローラ41が接触する手前の旋回角度が設定されている。ウエハ載置板12がこの旋回方向原点に位置するときにのみ、昇降装置20のZ軸方向の下降が可能となる。そして昇降装置20は、クランプ位置高さ(ウエハ受け渡し可能高さ位置)まで移動させることができる。したがって、ウエハ位置決め装置10の装置起動時では、まず昇降装置20が動作し、そのときのZ軸位置からZ軸原点位置までの昇降(原点位置出し)が行われ、さらに旋回装置30が動作し、旋回方向原点の原点位置出しが行われる。その後、昇降装置20の下降動作により昇降可能部材をZ軸下限位置まで下降させる。この位置(Z軸方向原点、旋回方向原点)で装置は待機状態となり、ウエハWの受け渡しが可能となる。
ウエハWを上述したウエハクランプ機構45でクランプ可能な位置となるために、まず昇降装置20はZ軸方向の下限位置まで下降し、Z軸クランプ位置センサ25LがON状態となる。また、旋回可能位置として、旋回原点センサ35もON状態となっている。なお制御は、これら2個のセンサ25L、35のON状態がAND条件となって、旋回装置30が次動作に移ることができる。すなわち、以下の動作で受けピン42上にウエハWを載せた後にウエハWの中心合わせが行われる。図8(b)に示したように、待機状態にあるウエハ載置板12(図4)の下面に設けられたクランプレバー駆動ローラ41は、旋回モータ31の矢印方向A(図8(b))への回転により、クランプレバー462のローラ係止部462aに当接する。そしてさらに旋回することで、クランプレバー462がリニアガイド461に沿ってX軸方向にスライドする。この状態でクランプレバー462の後方に連結された第1スプリング463が駆動側スライドベースプレート467をリニアガイド461に沿って装置中心方向にスライドさせる。これにより、駆動側スライドベースプレート467上の駆動側ローラクランプ464が、第2スプリング469の付勢力に抗して、ウエハWをクランプする方向に移動する。駆動側スライドベースプレート467がクランプ方向に移動すると駆動側リンクアーム468もリニアガイド466に沿って装置中心方向にスライドする。駆動側リンクアーム468のスライドに対応して、その先端位置にある連係リンク機構480が動作し、従動側リンクアーム478を装置中心側にリニアガイド476を介してスライドさせる。これにより従動側スライドベースプレート477全体がリニアガイド476を介して装置中心方向へスライドし、その上面に設けられた従動側ローラクランプ474は、駆動側ローラクランプ464との間を狭めるように、閉じる方向に移動する。この結果、2個の駆動側ローラクランプ46と、2個の従動側ローラクランプ47とがウエハWの外周縁に当接し、ウエハWを挟み込む。ウエハWと当接するローラクランプ46、47は自由回転可能なローラ形状であるため、ウエハWとローラとの間の摩擦力はほとんど発生せず、その結果、4個のローラクランプ46,47でウエハWをソフトに挟み込んで、ウエハ中心をウエハ載置板12の回転中心位置に位置決めすることができる。
ウエハ中心が位置決めされ、ローラクランプ46、47が解放され、旋回モータ31(図6)の駆動によりウエハ載置板12が旋回原点位置に戻った状態で、昇降装置20の動作により昇降可能な部材はZ軸方向の上限リミッタ25Uの高さまで上昇される。この位置はZ軸の上限リミッタONで判断される。ウエハWは、ウエハ載置板12のパッド12p上に載置されており、パッド12pの摩擦力によって円周方向に滑らない安定した状態にある。この状態でウエハ載置板12は自由回転可能であり、オリフラまたはノッチ(図示せず)の検出のために、中心回転軸14の制御された回転方向に回転される。検出手段としては、本実施形態では、図6、図8(c)に示したように、ノッチ検出センサとして光透過センサ50が用いられている。センサ光55は図示しない光ファイバーによって光透過センサ50に導かれ、発光50s側から鉛直下方の受光側センサ50rに向けて照射される。センサ光55のラインは、通常はウエハ外周縁付近で遮光されるが、オリフラまたはノッチ箇所で受光側センサ50rに到達できるように、鉛直に光軸設定されている。光透過センサ50がONでウエハ積載板12でウエハWを回転させながら、センサ光55が透過し始める位置と遮光し始める位置とを検出する。同時にウエハ載置板12を回転駆動する中心回転軸14に固定されたエンコーダ17のパルス情報を記憶する。これらの情報からオリフラまたはノッチの角度位置を演算する。そして、たとえば透過開始時のパルス情報と遮光開始時のパルス情報の中心位置情報をオリフラまたはノッチの中心位置として定義して位置検出する。その後、エンコーダ17の回転状態の情報をもとに、あらかじめ設定されている角度位置までウエハ載置板12を旋回し、オリフラまたはノッチの角度に最終的に位置決めする。オリフラまたはノッチ位置決め完了後にウエハ載置板12をZ軸原点位置まで下降させ、ウエハWをウエハ載置板12から受けピン42に載置させる。その後、中心回転軸14を旋回原点位置まで旋回させ、一連のウエハ位置決め動作を終了させる。その後、図示しない搬送装置によりウエハWの受け渡しを行うことができる。
2 真空チャンバー
10 ウエハ位置決め装置
12 ウエハ載置板
14 中心回転軸
17 エンコーダ
18 旋回センサ用ドグ
20 昇降装置
25 Z軸原点センサ
25L Z軸クランプ位置センサ
25U 上限リミッタ
30 旋回装置
31 旋回モータ
40 ウエハ位置決め機構
41 クランプレバー駆動ローラ
42 受けピン
45 ウエハクランプ機構
460 駆動側クランプ機構
462 クランプレバー
470 従動側クランプ機構
46(464) 駆動側ローラクランプ
47(474) 従動側ローラクランプ
480 連係リンク機構
50 ノッチ検出センサ(光透過センサ)
55 センサ光
Claims (5)
- ウエハを載置可能なウエハ載置板と、
該ウエハ載置板を自由回転あるいは所定旋回角だけの回動とに制御して動作可能な旋回駆動手段と、
該旋回駆動手段を前記ウエハ載置板とともに昇降可能な昇降手段と、
該昇降手段の複数の停止位置を検出する位置検出手段と、
前記旋回手段の位置制御によって規定された駆動動作により、装置中心方向に向けて並進動作するウエハクランプ機構と、
を備えたことを特徴とするウエハ位置決め装置。 - 前記ウエハ載置板の下面に、前記ウエハクランプ機構の駆動側スライド手段の一部に係止して、前記旋回手段の規定された旋回角度に応じて前記駆動側スライド手段に、装置中心方向への並進動作を付与する旋回駆動部材が設けられた、請求項1に記載のウエハ位置決め装置。
- 前記ウエハクランプ機構は、駆動側スライド手段と、該駆動側スライド手段と装置の中心回転軸に関して対向して配置され、その一部がリンク機構で前記駆動側スライド手段と連係された従動側スライド手段とを備え、前記リンク機構を介して前記駆動側スライド手段の装置中心方向への並進動作に連係して前記従動スライド手段も装置中心方向に沿ってスライドして前記ウエハをクランプする、請求項1または請求項2に記載のウエハ位置決め装置。
- 前記ウエハクランプ機構は、駆動側スライド手段と、従動側スライド手段に設けられたローラクランプでウエハをクランプする、請求項3に記載のウエハ位置決め装置。
- 前記昇降手段の停止位置は、前記ウエハ載置板および旋回駆動部材に規定された動作に対応して設定される、請求項2に記載のウエハ位置決め装置。
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