JP2016042556A - エッジクランプ搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】エッジクランプ搬送機構の径方向の大きさを変えることなく、１つのエッジクランプ搬送機構で２種類の外径のウエーハを搬送すると共に、ウエーハ製造工程の流れを変えないこと。
【解決手段】３つの保持爪（２）で円板状ワーク（Ｗ）の外周をクランプするエッジクランプ搬送機構（１）であって、保持爪から垂直に立ち上がり保持爪の回転中心となるシャフト（２０）と、シャフトを中心に３つの保持爪を同一角度で回転させる保持爪回転手段（５）と、を備え、保持爪は、２種類の外径が異なる円板状ワークのうち大きい径の樹脂シート（１０）の外周に接触する垂直面（２４）と、樹脂シートの下面に接触する板状部（２２）の上面（２３）と、樹脂シートより小さい径のウエーハ（１１）の外周に接触する垂直面（２５）と、ウエーハの下面に接触する傾斜面（２６）と、を備える構成にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、円板状ワークの外周を保持して搬送するエッジクランプ搬送機構に関し、特に、外径の異なる２種類の円板状ワークを搬送するエッジクランプ搬送機構に関する。

通常、円板状ワークを搬送する場合、円板状ワークの表面又は裏面に吸着パッドを接触させて吸引保持する方法が採られる。しかしながら、円板状ワークの表面又は裏面に吸着パッドが接触することで、円板状ワークに傷が生じることが想定される。そこで、円板状ワークに対する傷の防止を目的として、円板状ワークの外周部分（エッジ）をクランプして円板状ワークを搬送するエッジクランプ搬送機構が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のエッジクランプ搬送機構では、円板状ワークの周方向に等間隔に設けられた３つの保持爪を径方向に移動させ、保持爪を円板状ワークのエッジに接触させることで円板状ワークを保持する。これにより、円板状ワークの表面又は裏面に対する傷の発生を防止することができる。

また、半導体ウエーハの製造工程においては、ワイヤーソーで円柱状のインゴットを薄くスライスすることで円板状のアズスライスウエーハ（以下、単にウエーハと記す）が形成される。このウエーハの両面は、スライス加工によって凸凹に形成されている。この凸凹を除去するために、スライス後のウエーハの凸凹を研削する方法が提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。特許文献２及び特許文献３に記載の研削方法では、ウエーハの全面をチャックテーブルで吸着可能にするため、ウエーハより大きい円板状の樹脂シートの上面に樹脂が塗布され、樹脂の上にウエーハが載置される。樹脂を介してウエーハの一方の面の凸凹に樹脂シートが貼着されることで、平面が形成され、樹脂シートをチャックテーブルに全面吸着された状態で、ウエーハの他方の面の凸凹を研削することができる。

特許第４６３４９５０号公報 特許第５５４１６８１号公報 特許第４６６３３６２号公報

ところで、特許文献２及び特許文献３に記載のウエーハをエッジクランプ搬送機構で搬送する場合、ウエーハの他方の面の凸凹を研削する時は一方の面に貼着される樹脂シートを保持し、他方の面の凸凹が研削されたウエーハの一方の面を研削する時は、ウエーハを直接保持する。このように、一連のウエーハ製造工程において、搬送対象となるウエーハに貼着する樹脂シートの外径とウエーハの外径とが異なるため、それぞれの外径に対応したエッジクランプ搬送機構が必要となる。この場合、装置のコストが上がると共に、ウエーハ製造工程の流れを変えなくてはならないという問題があった。

また、外径サイズが異なる円板状ワークを１つのエッジクランプ搬送機構で搬送する場合、２種類の外径サイズに対応する必要があった。特許文献１に記載のエッジクランプ搬送機構では、１種類の外径サイズの円板状ワークを保持することができるものの、外径が異なる円板状ワークを１つのエッジクランプ搬送機構で搬送するには、保持爪の径方向の移動量を変更する等、設計変更をしなければならなかった。この場合、エッジクランプ搬送機構が円板状ワークの径方向に大きくなってしまうという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、エッジクランプ搬送機構の径方向の大きさを変えることなく、１つのエッジクランプ搬送機構で２種類の外径サイズの円板状ワークを搬送することができると共に、ウエーハ製造工程の流れを変えることがないエッジクランプ搬送機構を提供することを目的とする。

本発明のエッジクランプ搬送機構は、外径が異なる２種類の円板状ワークの外周に接触して保持するエッジクランプ搬送機構であって、中心から垂直にシャフトを立設する保持プレートと、円板状ワークの中心を囲んで外周に接触する少なくとも３つの保持爪と、保持爪から保持プレートに向かって立ち上がり保持爪の回転中心となる保持爪回転軸と、保持爪回転軸を軸に少なくとも３つの保持爪を同一角度で回転させる保持爪回転手段と、を備え、保持爪は、外径が異なる２種類の円板状ワークのうち大きい径の第１の円板状ワークの外周に接触する第１の接触側面と、第１の円板状ワークの下面に接触する第１の支え面と、第１の円板状ワークより小さい径の第２の円板状ワークの外周に接触する第２の接触側面と、第２の円板状ワークの下面に接触する第２の支え面と、を備え、保持爪回転手段を用いて保持爪回転軸を軸に保持爪を回転させ、第２の接触側面と第２の支え面とを接触させ第２の円板状ワークを保持する状態と、第１の接触側面と第１の支え面とを接触させ第１の円板状ワークを保持する状態と、を切換え可能にしたことを特徴とする。

この構成によれば、第１の円板状ワークを保持する場合には、保持爪回転手段によって３つの保持爪が同一角度回転されることで、第１の円板状ワークの外周が第１の接触側面に接触し、第１の円板状ワークの下面が第１の支え面に接触する。これにより、第１の円板状ワークがエッジクランプされる。一方、第１の円板状ワークより小さい径の第２の円板状ワークを保持する場合には、３つの保持爪が同一角度回転されることで、第２の円板状ワークの外周が第２の接触側面に接触し、第２の円板状ワークの下面が第２の支え面に接触する。これにより、第２の円板状ワークがエッジクランプされる。このように、保持爪を回転させることで円板状ワークの外周をクランプすることにより、保持爪を径方向に移動させる構成に比べて、径方向の大きさを変えることなくエッジクランプ搬送機構を実現することができる。また、保持爪の回転角度を変えて、円板状ワークに対する保持爪の接触位置を変えることにより、外径の異なる２種類の円板状ワークを１つのエッジクランプ搬送機構で搬送することができる。よって、複数のエッジクランプ搬送機構を備える構成に比べて装置コストを削減することができると共に、ウエーハ製造工程の流れを変える必要もない。

また、本発明の上記エッジクランプ搬送機構において、保持爪回転手段は、保持爪の第１の接触側面が第１の円板状ワークの外周に接触する第１の回動角度と、保持爪の第２の接触側面が第２の円板状ワークの外周に接触する第２の回動角度とで保持爪の回転を停止させる。

本発明によれば、保持爪の回転角度を変えて、円板状ワークの外径に対する保持爪の接触位置を変えることにより、エッジクランプ搬送機構の径方向の大きさを変えることなく、１つのエッジクランプ搬送機構で２種類の外径の円板状ワークを搬送することができると共に、ウエーハ製造工程の流れを変えることがない。

本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構の分解斜視図である。 本実施の形態に係る保持爪の一例を示す斜視図である。 本実施の形態に係る保持爪で外径の異なる２種類の円板状ワークを保持したときの斜視図である。 本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構の動作説明図である。 本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構の動作説明図である。

以下、図１を参照して、本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構の分解斜視図である。なお、本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構は、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。また、図１においては、説明の便宜上、３つの保持爪のうち、１つのみを図示している。

図１に示すように、本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構１は、複数（本実施の形態では３つ）の保持爪２で円板状ワークＷ（図３参照）の外周をクランプすることで円板状ワークＷを保持するように構成されている。本実施の形態では、保持爪２が円板状ワークＷの外周に接触する位置まで保持爪２を回転させることで円板状ワークＷを保持することができる。また、保持爪２の回転角度を円板状ワークＷの外径に合わせて変化させることで外径の異なる２種類の円板状ワークの保持が可能になっている。なお、保持爪２の回転角度及び円板状ワークＷについては後述する。

エッジクランプ搬送機構１は、円板状の保持プレート３下面の外周側に３つの保持爪２を周方向で等間隔に取り付け、保持プレート３の面方向に水平な方向に延びる支持アーム４で保持プレート３の中心を支持して構成される。保持爪２は、側面視略Ｌ字状のブロックで形成されており、上面から保持プレート３に向かって円柱状のシャフト２０が立ち上がっている。シャフト２０の外周にはネジ部２０ａが形成されている。このシャフト２０は、保持爪２の回転中心となる保持爪回転軸を構成する。なお、保持爪２の詳細な構成については後述する。

保持プレート３の外周側には、周方向で等間隔に３つの貫通穴３ａ（図１では２つのみ図示）が形成されている。各貫通穴３ａには保持爪２のシャフト２０が挿通される。これにより、保持爪２は、シャフト２０を中心に回転可能に構成される。また、保持プレート３の上面中心には、上方が開口した円柱状のシャフト３１が垂直に突出しており、シャフト３１の軸中心となる開口部分には、ネジ穴３１ａが形成されている。

保持プレート３の上面側には、保持爪２を回転可能にするための保持爪回転手段５が設けられる。保持爪回転手段５は、駆動源となるエアシリンダ５０と、複数の部材からなるリンク機構とで構成される。エアシリンダ５０は、円筒状の本体内部でエアーにより水平方向に進退可能なピストンロッド５１を有している。ピストンロッド５１の先端（エアシリンダ５０の一端）には、ネジ穴５１ａが形成されている。エアシリンダ５０の他端は、ネジ５２によって保持プレート３の外周側に設けられるネジ穴３ｂに取り付けられ、エアシリンダ５０はネジ５２を中心に保持プレート３の面方向に揺動可能になっている。一方、ピストンロッド５１の先端がリンク機構に連結される。

また、エアシリンダ５０は、保持プレート３の半径方向に対してピストンロッド５１の進退方向が交差するように設けられる。本実施の形態では、エアシリンダ５０によるピストンロッド５１の進退運動が、リンク機構を介して保持爪２の回転運動に変換される。詳細は後述するが、エアシリンダ５０は、第１の円板状ワークの外周に保持爪２が接触するまで保持爪２を回転させることができ、そのときの保持爪２の回転角度（第１の回転角度）でピストンロッド５１を停止させることができる。さらに、エアシリンダ５０は、第１の円板状ワークより小径の第２の円板状ワークの外周に保持爪２が接触するまで保持爪２を回転させることができ、そのときの保持爪２の回転角度（第２の回転角度）でピストンロッド５１を停止させることができる。

リンク機構は、保持プレート３のシャフト３１に挿通される環状の回動プレート６と、回動プレート６に連結される３つのリンクアーム７と、リンクアーム７及び保持爪２を保持プレート３を介して連結する３つの連結部材８とを備えている。回動プレート６は、環状のスペーサ６２を介して保持プレート３のシャフト３１に挿通される。また、回動プレート６は、環状に形成される環状部６０の外周の所定箇所から径方向に突出する突出部６１を備えている。突出部６１の先端には、ピストンロッド５１に連結するための貫通穴６１ａが形成されている。貫通穴６１ａにはネジ６３が挿通され、ネジ６３はワッシャ６４を介してピストンロッド５１のネジ穴５１ａにねじ込まれる。これにより、エアシリンダ５０と回動プレート６が揺動可能に連結される。また、回動プレート６の上面には、周方向で等間隔に３つのリンクアーム７がピン７１によって揺動可能に連結されている。

リンクアーム７は、水平方向に延びる長尺体で構成され、一端が回動プレート６に連結される一方、他端は連結部材８に連結される。リンクアーム７の他端には、連結部材８を連結するための貫通穴７ａが形成されている。連結部材８は、上面視長円（楕円）形状のプレートで形成され、両端にネジ穴８ａ、８ｂが形成されている。リンクアーム７の貫通穴７ａにはネジ７２が挿通され、ネジ７２はワッシャ７３を介して連結部材８の一方のネジ穴８ａにねじ込まれる。これにより、リンクアーム７と連結部材８とが揺動可能に連結される。また、連結部材８の他方のネジ穴８ｂには、ワッシャ８１を介して保持プレート３の貫通穴３ａに挿通される保持爪２のシャフト２０がねじ込まれる。これにより、保持爪２と連結部材８とが一体固定される。なお、詳細は後述するが、連結部材８の長辺部と保持爪２の長辺部とが上面視において直角を成すように、連結部材８と保持爪２とが連結される。

また、保持爪回転手段５の上には、水平方向に延びる支持アーム４が設けられている。支持アーム４の先端側には、保持プレート３及び保持爪回転手段５を取り付けるためのネジ４１を挿通する貫通穴４ａが形成されている。ネジ４１は、貫通穴４ａに挿通され、保持プレート３のシャフト３１に形成されたネジ穴３１ａにねじ込まれる。これにより、支持アーム４と保持プレート３とが一体固定される。以上のようにして、エッジクランプ搬送機構１が構成される。

このように構成されたエッジクランプ搬送機構１では、エアシリンダ５０によってピストンロッド５１が進退されることで、回動プレート６が回転される。回動プレート６の回転によってリンクアーム７が長手方向に移動され、連結部材８が回転される。これにより、連結部材８に一体固定された保持爪２は、シャフト２０を中心に回転される。このように、エアシリンダ５０によるピストンロッド５１の進退運動が、リンク機構を介して保持爪２の回転運動に変換される。保持爪２が回転されることで、円板状ワークＷに対して保持爪２を接触及び離反させることができる。この結果、円板状ワークＷの保持状態及び非保持状態を切換えることができる。

次に、図２を参照して、保持爪の詳細な構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る保持爪の一例を示す斜視図である。

図２に示すように、本実施に形態に係る保持爪２は、外径が異なる円板状ワークＷ（図３参照）を一種類の保持爪２でエッジクランプできるように構成されている。詳細は後述するが、保持爪２は、比較的大きい外径を有する第１の円板状ワーク（図３で示す樹脂シート１０が貼着されたウエーハ１１）と、比較的小さい外径を有する第２の円板状ワーク（図３で示すウエーハ１１）とを保持するように構成される。

保持爪２は、略直方体状の本体部２１と、本体部２１の下端から水平方向に延びる（突出する）板状部２２とを備えた側面視略Ｌ字状に形成されている。本体部２１の上面において、板状部２２が突出する方向の後端側から、円柱状のシャフト２０が垂直に立ち上がっている。このシャフト２０は、保持爪２の回転中心となる保持爪回転軸を構成する。また、板状部２２の先端において、一方の角部（図１に示す径方向内側の角部）には、面取り２２ａが形成されている。この面取り２２ａは、保持爪２が回転して板状部２２の先端が円板状ワークＷの下面に入り込むときに、円板状ワークＷの下面が板状部２２のエッジ部分で傷つけられるのを防止する役割を果たす。

本体部２１の板状部２２側には、板状部２２の上面２３に対して垂直な垂直面２５が形成されている。垂直面２５は、板状部２２が突出する方向に対して上面視で直角を成している。板状部２２の上面２３と垂直面２５との間には、上面２３側から垂直面２５側に向かって傾斜する傾斜面２６が形成されている。傾斜面２６は、板状部２２側に向かって傾斜面２６が小さくなるように形成されている

また、上面２３の面積に対して、傾斜面２６の面積は小さく設定されている。詳細は後述するが、傾斜面２６では、第２の円板状ワークの下面の接触する部分を可能な限り少なくするために、傾斜面２６の面積を小さくすると共に傾斜する構成にしている。これにより、第２の円板状ワークのエッジ部分だけで傾斜面２６に接触することができる。傾斜面２６に接触する部分を少なくすることで、第２の円板状ワークの下面に傷が付くのを防止することができる。なお、傾斜面２６はウエーハに接触する接触部分を可能な限り少なくするために傾斜させているが、第２の円板状ワークの保持を確実にするために板状部２２の上面２３に平行な面を形成してもよい。

本体部２１の板状部２２側の一方の角部は、面取りが施されており、垂直面２５に対して傾斜（図２では、上面視４５度）すると共に、板状部２２の上面２３に対して垂直な垂直面２４が形成される。このように、保持爪２では、板状部２２側の本体部２１の一方の角部側に、傾斜面２６を介して板状部２２の上面２３に連なる垂直面２５が形成され、他方の角部側に、垂直面２５と上面２３とに連なる垂直面２４が形成されている。

以上のように構成される保持爪２において、垂直面２４は、第１の円板状ワークの側面に接触する第１の接触側面を構成し、板状部２２の上面２３は、第１の円板状ワークの下面に接触する第１の支え面を構成する。また、垂直面２５は、第１の円板状ワークより小径の第２の円板状ワークの外周に接触する第２の接触側面を構成し、傾斜面２６は、第２の円板状ワークの下面に接触する第２の支え面を構成する。

また、シャフト２０の中心軸から垂直面２４までの距離Ｌ１に対して、シャフト２０の中心軸から垂直面２５までの距離Ｌ２が大きく設定されている。また、シャフト２０に対する垂直面２４の角度と、シャフト２０に対する垂直面２５の角度とが異なっている。すなわち、シャフト２０に対する第１の接触側面（垂直面２４）の距離Ｌ１及び角度と、シャフト３１に対する第２の接触側面（垂直面２５）の距離Ｌ２及び角度とが異なるように、保持爪２の垂直面２４及び垂直面２５とが形成されている。

このように、保持爪回転軸から円板状ワークＷの外周に接触する面までの距離を異ならせることにより、保持爪２の接触角度（回転角度）を変えるだけで、円板状ワークＷに対する保持爪２の接触位置を変えることができる。よって、外径の異なる２種類の円板状ワークＷの保持状態を切換えることができる。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る円板状ワークと、外径サイズの異なる２種類の円板状ワークを保持する際の円板状ワーク及び保持爪２の接触位置の関係と、について説明する。図３は、本実施の形態に係る保持爪２で外径の異なる２種類の円板状ワークを保持したときの斜視図である。図３Ａは第１の円板状ワークを保持した状態を示し、図３Ｂは第２の円板状ワークを保持した状態を示す。

図３に示すように、本実施の形態に係る円板状ワークＷは、円板状の樹脂シート１０の上面に樹脂１２（図４参照）が塗布され、樹脂１２の上に円板状のウエーハ１１が載置される。樹脂シート１０の外径は、ウエーハ１１の外径より大きく形成されている。このため、樹脂１２の上にウエーハ１１が載置されると、ウエーハ１１の外周から樹脂１２がはみ出て、樹脂シート１０の外周側の上面に樹脂が露出された状態になっている（図４参照）。このように、本実施の形態では、樹脂シート１０（より具体的には、ウエーハ１１に貼着した樹脂シート１０）が第１の円板状ワークを構成し、ウエーハ１１（より具体的には樹脂シート１０を剥離させたウエーハ１１）が第２の円板状ワークを構成する。

ウエーハ１１は、ワイヤーソーでインゴットを薄くスライスして形成され、例えば、シリコン、ガリウムヒ素、セラミック、ガラス、サファイアで構成される。樹脂１２は、紫外線硬化型の樹脂や熱硬化型の樹脂等で構成される。樹脂シート１０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のプラスチック材料で構成される。スライス後のウエーハ１１の両面は凸凹に形成されており、樹脂１２を介してウエーハ１１に樹脂シート１０が貼着されることで、ウエーハ１１の一方の面側が平面に形成される。これにより、樹脂シート１０をチャックテーブル９（図４参照）が全面吸着された状態で、ウエーハ１１の他方の面の凸凹を研削することができる。

このように構成される円板状ワークＷをエッジクランプ搬送機構１（図１参照）で搬送する場合、図３Ａに示すように、樹脂シート１０を保持する際には、３つの保持爪２がそれぞれ同一角度で回転される。これにより、樹脂シート１０の外周が第１の接触側面（垂直面２４）に接触し、樹脂シート１０の下面が第１の支え面（板状部２２の上面２３）に接触する。これにより、樹脂シート１０がセンタリングされた状態でエッジクランプされる。なお、樹脂シート１０を保持する際は、必ずしもセンタリングされなくてもよい。

一方、樹脂シート１０より小さい外径を有するウエーハ１１を保持する際には、図３Ｂに示すように、３つの保持爪２がそれぞれ同一角度で樹脂シート１１を保持する時に比べてさらに回転される。これにより、ウエーハ１１の外周が第２の接触側面（垂直面２５）に接触し、ウエーハ１１の下面が第２の支え面（傾斜面２６）に接触する。これにより、ウエーハ１１がセンタリングされた状態でエッジクランプされる。ウエーハ１１をエッジクランプする場合には、ウエーハ１１をカセット（不図示）に収納するまでエッジクランプで搬送したいため、このように、エッジクランプでセンタリングすることにより、ウエーハ１１を所定の位置に搬送することを可能にしている。

このように、保持爪２を回転させることで円板状ワークＷの外周をクランプすることにより、保持爪２を径方向に移動させる構成に比べて、径方向の大きさを変えることなくエッジクランプ搬送機構１を実現することができる。また、保持爪２の回転角度を変えて外周に対する保持爪２の接触位置を変えることにより、第１の円板状ワークの保持状態と、第２の円板状ワークの保持状態とを切換えることができる。よって、外径の異なる２種類の円板状ワークＷを１つのエッジクランプ搬送機構１で搬送することができる。よって、複数のエッジクランプ搬送機構を備える構成に比べて装置コストを削減することができると共に、ウエーハ製造工程の流れを変える必要もない。

次に図４及び図５を参照して、本実施の形態に係るエンジクランプ搬送機構１の動作について説明する。図４及び図５は、本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構１の動作説明図である。図４Ａ及び図５Ａは円板状ワークを保持する前の状態を示し、図４Ｂ及び図５Ｂは樹脂シートが貼着されたウエーハを保持したときの状態を示し、図４Ｃ及び図５Ｃはウエーハを単体で保持したときの状態を示している。また、図４Ａから図４Ｃの右側の図は、エッジクランプ搬送機構１を側面から見たときの状態を示し、図４Ａから図４Ｃの左側の図は、そのときの保持爪の角度と円板状ワークとの関係を表す上面図を示している。

なお、図４においては、研削装置のチャックテーブルに対して円板状ワークを搬入出する場合について説明するが、この構成に限定されない。本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構１は、円板状ワークを搬入出することができればよく、どのような装置にも適用可能である。図５は、エッジクランプ搬送機構１を上面から見たときの状態を示しており、説明の便宜上、支持アームを省略している。

先ず、図４を参照して、側面から見たときのエッジクランプ搬送機構１の保持動作について説明する。図４に示すように、研削装置（不図示）のチャックテーブル９は、円板形状を有しており、上面に円板状ワークＷを吸着保持する保持面９０が形成されている。チャックテーブル９は、図示しない吸引源に接続されており、保持面９０に生じる負圧によって円板状ワークＷを吸着保持する。また、チャックテーブル９は、図示しないエアー供給源に接続されており、保持面９０から上方に向かってエアーを吹き上げることで保持面９０上に載置された円板状ワークＷを保持面９０から浮上させることが可能になっている。

図４Ａに示すように、チャックテーブル９の上方には、本実施の形態に係るエッジクランプ搬送機構１が位置付けられている。このとき、保持爪２の最下端がチャックテーブル９の保持面９０より僅かに高い位置に位置付けられている。また、保持爪２の角度は、板状部２２の突出する方向がウエーハ１１の接線方向に向けられている。また、保持プレート３の下面には、ウエーハ１１と略同径で環状に形成されるクッション部材３２が設けられている。クッション部材３２は、例えば、ゴムや樹脂等の弾性体で構成される。このクッション部材３２は、円板状ワークＷが浮上された際に、ウエーハ１１の上面が保持プレート３の下面に接触してウエーハ１１破損するのを防止する浮上制限パッドとして機能する。

図４Ａに示す状態では、ウエーハ１１の上面が研削装置によって研削され、ウエーハ１１の一方の面の凸凹が除去された結果、表面が平坦に形成されている。このような円板状ワークＷをチャックテーブル９から搬出する際には、先ず、保持面９０から上方に向かってエアーが吹き上げられる。エアーが吹き上げられると、円板状ワークＷは、エアーの力によって保持面９０から浮上する。このとき、エアーの力が強すぎても、ウエーハの上面がクッション部材３２に接触することで円板状ワークＷの浮上高さが制限され、ウエーハ１１の上面が傷つくことはない。なお、円板状ワークＷの浮上高さは、保持爪２が回転するときに、板状部２２が、樹脂シート１０の下面と保持面９０との隙間に入り込むことができる高さであることが好ましい。

円板状ワークＷが浮上された状態で、エアシリンダ５０（図１参照）が駆動されると、エアシリンダ５０の進退運動がリンク機構によって保持爪２の回転運動に変換され、図４Ｂに示すように、保持爪２が矢印の方向に回転される。このとき、浮上された円板状ワークＷと保持面９０との隙間に保持爪２の板状部２２が入り込む。そして、３つの保持爪２の垂直面２４（第１の接触側面）が樹脂シート１０（第１の円板状ワーク）の外周に接触した位置（第１の回転角度）で、保持爪２の回転が停止される。

この場合、仮に円板状ワークＷが浮上したときにエッジクランプ搬送機構１に対する円板状ワークＷの中心位置がずれたとしても（図４Ａ参照）、３つの保持爪２の垂直面２４が樹脂シート１０の外周に接触することで、エッジクランプ搬送機構１に対する円板状ワークＷの中心を位置合わせすることができる。また、保持爪２の回転が停止されることで、保持爪２が樹脂シート１０を径方向内側に押し付けすぎることがない。よって、保持爪２によって樹脂シート１０が撓んでウエーハ１１から剥離するのを防止することができる。

そして、保持面９０に対するエアーの供給が解除され、円板状ワークＷは自重によって落下し、樹脂シート１０の下面が板状部２２の上面２３（第１の支え面）に接触する。上述したように、保持爪２の回転が停止されることで、保持爪２が樹脂シート１０を径方向内側に押し付けすぎることがないため、円板状ワークＷの自重落下が妨げられることはない。また、このとき、板状部２２は、樹脂シート１０の下方だけに入り込むのではなく、板状部２２（上面２３）の先端がウエーハ１１の下方にも入り込む。このため、樹脂シート１０が円板状ワークＷの重みによって撓むことなく、安定的に円板状ワークＷを支持することができる。

以上のように、３つの保持爪２の垂直面２４と樹脂シート１０の側面とを接触させ、板状部２２の上面２３と樹脂シート１０の下面とを接触させることで、円板状ワークＷを保持してチャックテーブル９から搬出することができる。

チャックテーブル９から円板状ワークＷを搬出した後、円板状ワークＷから樹脂１２及び樹脂シート１０が剥離される。樹脂１２及び樹脂シート１０が剥離された結果、ウエーハ１１のみとなった円板状ワークＷ（以下、ウエーハ１１と記す）は、ウエーハ１１の他方の面の凸凹を上方に向けて再び研削装置に搬入され、チャックテーブル９の保持面９０に載置される。そして、ウエーハ１１が再度研削され、ウエーハ１１の他方の面の凸凹も除去された結果、ウエーハ１１の両面が平坦に形成される。以下、図４Ｃでは、両面の凸凹が除去された後のウエーハ１１を、チャックテーブル９から搬出する際の動作について説明する。

図４Ｃに示すように、チャックテーブル９の保持面９０からエアーが吹き上げられ、ウエーハ１１はエアーによって浮上される。このときのウエーハ１１の浮上高さは、保持爪２の垂直面２５と傾斜面２６との連接部分よりウエーハ１１の下面が高い位置であることが好ましい。この状態で、エアシリンダ５０（図１参照）が駆動されると、保持爪２が矢印の方向に回転される。このとき、浮上されたウエーハ１１と保持面９０との隙間に保持爪２の板状部２２が入り込む。そして、３つの保持爪２の垂直面２５（第２の接触側面）がウエーハ１１（第２の円板状ワーク１１）の外周に接触する位置（第２の回転角度）で、保持爪２の回転が停止される。

この場合、仮にウエーハ１１が浮上したときにエッジクランプ搬送機構１に対するウエーハ１１の中心位置がずれたとしても、３つの保持爪２の垂直面２５がウエーハ１１の外周に接触することで、エッジクランプ搬送機構１に対するウエーハ１１の中心を位置合わせすることができる。また、保持爪２の回転が停止されることで、保持爪２がウエーハ１１を径方向内側に押し付けすぎることがない。よって、ウエーハ１１の破損を防止することができる。

そして、保持面９０に対するエアーの供給が解除され、ウエーハ１１は自重によって落下し、ウエーハ１１の下面が保持爪２の傾斜面２６（第２の支え面）に接触する。上述したように、保持爪２の回転が停止されることで、保持爪２がウエーハ１１を径方向内側に押し付けすぎることがないため、ウエーハ１１の自重落下が妨げられることはない。また、このとき、ウエーハ１１下面のエッジ部分と保持爪２の傾斜面２６とが線接触する。このため、ウエーハ１１の下面と傾斜面２６との接触部分を最小限に抑えることができ、ウエーハ１１の下面に傷が付くのを防止することができる。

以上のように、３つの保持爪２の垂直面２５とウエーハ１１の側面とを接触させ、３つの保持爪２の傾斜面２６とウエーハ１１の下面とを接触させることで、ウエーハ１１を保持してチャックテーブル９から搬出することができる。

次に、図５を参照して、上面から見たときのエッジクランプ搬送機構の保持動作、具体的には、保持爪回転手段の動作について説明する。図５Ａに示すように、円板状ワークＷを保持する前の状態においては、保持爪２の板状部２２の突出方向が円板状ワークＷの接線方向に向いている。先ず、樹脂シート１０が貼着されたウエーハ１１を搬送する際の保持動作について説明する。

図５Ｂに示すように、保持爪回転手段５の一部を構成するエアシリンダ５０が駆動され、ピストンロッド５１が後退される（縮む）と（矢印参照）、回動プレート６はシャフト３１を中心にピストンロッド５１の後退に伴って回転する。回動プレート６が回転すると、３つのリンクアーム７は、長手方向に沿って径方向外側に押し出される。これにより、連結部材８及び連結部材８と一体固定される保持爪２とは、互いの成す角度（直角）を維持しながら、シャフト２０（保持爪回転軸）を中心に矢印方向へ回転する。ここで、連結部材８と保持爪２との成す角度とは、連結部材８の長手方向と、保持爪２の板状部２２の突出方向とが成す角度を示している。本実施の形態においては、上面視において、連結部材８の長手方向と保持爪２の板状部２２の突出方向とが成す角度が直角となるように、連結部材８と保持爪２とが連結（一体固定）されている。

このとき、保持爪２は、板状部２２の先端が円板状ワークＷの径方向内側に入り込むように回転する。そして、保持爪２の垂直面２４（第１の接触側面）が樹脂シート１０の外周に接触する位置（第１の回転角度）まで保持爪２が回転したところで、エアシリンダ５０の駆動が停止される。この結果、エッジクランプ機構に対する円板状ワークＷ（樹脂シート１０）の中心位置が位置合わせ（センタリング）され、円板状ワークＷがエッジクランプされる。

図５Ｃに示すように、ウエーハ１１から樹脂１２（図４参照）及び樹脂シート１０が剥離され、ウエーハ１１（第２の円板状ワーク）を単体で搬送する場合、保持爪２は、上述した第１の回転角度よりさらに回転される。そして、保持爪２の垂直面２５（第２の接触側面）がウエーハ１１の外周に接触する位置（第２の回転角度）まで保持爪２が回転したところで、エアシリンダ５０の駆動が停止される。この結果、エッジクランプ機構に対するウエーハ１１の中心位置が位置合わせ（センタリング）され、ウエーハがエッジクランプされる。

以上のように、３つの保持爪２を回転させ、円板状ワークＷの外周に保持爪２を接触させることにより、円板状ワークＷをエッジクランプすることができる。これにより、保持爪２を径方向に移動させる構成に比べて、径方向の大きさを変えることなくエッジクランプ搬送機構１を実現することができる。また、第１の回転角度より第２の回転角度を大きくしたことにより、第１の回転角度では、比較的大きい外径の第１の円板状ワーク（樹脂シート１０）をエッジクランプすることができる。一方、第２の回転角度では、比較的小さい外径の第２の円板状ワーク（ウエーハ１１）をエッジクランプすることができる。このように、保持爪２の回転角度によって、円板状ワークＷに対する保持爪２の接触位置を異ならせたことにより、複数種類の外径の円板状ワークＷをエッジクランプすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、本実施の形態では、シャフト２０（保持爪回転軸）が垂直に立ち上がる構成としたが、この構成に限定されない。シャフト２０は斜めに立ち上がってもよい。

また、本実施の形態では、保持爪２が３つ設けられる構成としたが、この構成に限定されない。保持爪２は、少なくとも３つあればよく、４つ以上設けられてもよい。

また、本実施の形態では、エアシリンダ５０の進退運動をリンク機構で保持爪２の回転運動に変換する構成としたが、この構成に限定されない。リンク機構を用いずに、３つの保持爪２をそれぞれ別の駆動源で直接回転させてもよい。

また、本実施の形態では、チャックテーブル９から円板状ワークＷを搬出する場合について説明したが、これに限定されない。チャックテーブル９の上方にエッジクランプ搬送機構１を位置付けた後、エアシリンダ５０のピストンロッド５１を前進させる（伸ばす）ことにより、保持爪２が円板状ワークＷの外周から退避する方向に回転する。これにより、エッジクランプ搬送機構１を、円板状ワークＷの保持状態が解除された非保持状態に切換えることができる。

また、本実施の形態では、外径の異なる２種類の円板状ワークをエッジクランプする構成について説明したが、この構成に限定されない。保持爪２の回転角度に合わせて円板状ワークに対する保持爪２の接触位置を異ならせることにより、外径の異なる３種類以上の円板状ワークをエッジクランプする構成にしてもよい。

また、本実施の形態では、エアシリンダ５０によって進退運動を実現する構成としたが、この構成に限定されない。進退する機構であれば電動で進退する電動シリンダを用いてもよい。また、回動プレート６を回動させることで保持爪２を回転させているので、回動プレート６をモータで回動させる構成としてもよい。

以上説明したように、本発明は、エッジクランプ搬送機構の径方向の大きさを変えることなく、１つのエッジクランプ搬送機構で２種類の外径のウエーハを搬送することができると共に、ウエーハ製造工程の流れを変えることがないという効果を有し、特に、外径の異なる２種類の円板状ワークを搬送するエッジクランプ搬送機構に有用である。

Ｗ 円板状ワーク
１ エッジクランプ搬送機構
１０ 樹脂シート（第１の円板状ワークの一部）
１１ ウエーハ（第２の円板状ワーク）
２ 保持爪
２０ シャフト（保持爪回転軸）
２３ 板状部の上面（第１の支え面）
２４ 垂直面（第１の接触側面）
２５ 垂直面（第２の接触側面）
２６ 傾斜面（第２の支え面）
３ 保持プレート
５ 保持爪回転手段

Claims (2)

1. 外径が異なる２種類の円板状ワークの外周に接触して保持するエッジクランプ搬送機構であって、
   中心から垂直にシャフトを立設する保持プレートと、
   円板状ワークの中心を囲んで外周に接触する少なくとも３つの保持爪と、
   該保持爪から該保持プレートに向かって立ち上がり該保持爪の回転中心となる保持爪回転軸と、
   該保持爪回転軸を軸に該少なくとも３つの該保持爪を同一角度で回転させる保持爪回転手段と、を備え、
   該保持爪は、
   外径が異なる２種類の円板状ワークのうち大きい径の第１の円板状ワークの外周に接触する第１の接触側面と、
   該第１の円板状ワークの下面に接触する第１の支え面と、
   該第１の円板状ワークより小さい径の第２の円板状ワークの外周に接触する第２の接触側面と、
   該第２の円板状ワークの下面に接触する第２の支え面と、を備え、
   該保持爪回転手段を用いて該保持爪回転軸を軸に該保持爪を回転させ、該第２の接触側面と該第２の支え面とを接触させ該第２の円板状ワークを保持する状態と、該第１の接触側面と該第１の支え面とを接触させ該第１の円板状ワークを保持する状態と、を切換え可能にしたエッジクランプ搬送機構。
2. 該保持爪回転手段は、該保持爪の該第１の接触側面が該第１の円板状ワークの外周に接触する第１の回動角度と、該保持爪の該第２の接触側面が該第２の円板状ワークの外周に接触する第２の回動角度とで該保持爪の回転を停止させることを特徴とする請求項１記載のエッジクランプ搬送機構。

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