JP2018120935A - ウエーハ保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの把持の際に、ウエーハが受け台から離間することを防止する機構を提供する。【解決手段】ウエーハを保持するウエーハ保持装置１において、ウエーハの外周を囲む様に配置され、当該ウエーハの外周エッジ部Ｅの下面側と接して当該ウエーハを下面側から支える下面側支え部材２と、下面側支え部材と対向する位置に配置され、ウエーハの外周エッジ部の上面側に近接することで当該ウエーハを上面側から押さえる上面側押さえ部材３と、下面側支え部材と上面側押さえ部材との間隔を近づけることでウエーハを狭持して保持するウエーハ狭持部４とを備える。下面側支え部材は、ウエーハの中心側に傾斜した当接部２０ａ〜２０ｃを有する。上面側押さえ部材は、ウエーハの中心側に傾斜した当接部３０ａ〜３０ｃを有する。上面側押さえ部材が、ウエーハの厚みの違いを許容する厚み吸収部５を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、シリコンやガラスなどの比較的厚みの薄い基板（つまり、ウエーハ）や、ウエーハ同士を貼り合わせたもの（いわゆる、積層ウエーハ）を保持する、ウエーハ保持装置に関するものである。

半導体デバイスに代表される電子部品は、１枚のウエーハ上に多数個が一括形成された後、個片化されて製品形態となり、各々電子機器等に組み込まれる。

ウエーハに半導体デバイス等を形成する際、ウエーハキャリアと呼ばれるカセットやフープ（ＦＯＵＰ）などの搬送具を用いて複数枚（例えば、１０枚前後）を一の搬送単位として、上流工程から下流工程へと搬送され、成膜、露光、エッチング、洗浄、検査など各工程で所定の処理が行われる。

なおウエーハは、機能領域（つまり、成膜、検査等の処理が行われる部位。接触禁忌部位とも言う）が予め規定されており、それより外側の外周部やウラ面（つまり、接触許容部位）を把持するように取り決められている。

そして、各工程では所定の処理を枚葉で行うために、ウエーハをカセット等から１枚ずつ取り出したり、処理後のウエーハを再びカセット等に戻したりする作業（つまり、ハンドリング）が行われている。また、ウエーハのハンドリングは、ロボットハンドやエンドエフェクタと呼ばれる機構により行われ、ウエーハのウラ面を負圧吸引して保持するもの（例えば、特許文献１）や、ウエーハの外周側面を内側に向かって押さえて保持（いわゆる、狭持）するものが用いられている（例えば、特許文献２，３）。

特開２００８−６４５９５号公報 特開２００７−３１８１３４号公報 特開平１１−２１９９９０号公報

特許文献１に開示されている様な、ウエーハの下面を負圧吸引する保持装置は、ウエーハの下面も機能領域とて処理したい場合や、透過光を用いて検査を行いたい場合には適用できない。

また、特許文献２，３に開示されている様な、ウエーハの側面を中心部に向かって狭持する保持装置では、ウエーハの外周部を外側から内側に向かって押し続けて狭持しているため、ウエーハの中心部に向けて外力が加わり続け、ウエーハに反りやたわみが生じ、割れや欠けが生じることがある。

さらに、ハンドリング対象であるウエーハの厚みが薄い場合や、厚い場合、或いは積層ウエーハである場合など、種々の形態が混在する場合、円筒状の押さえ部材で狭持する構成では、上下（すなわち、厚み方向）に位置ずれ（いわゆる、ガタつきが発生）してしまう。一方、テーパ状の押さえ部材でウエーハ側面を外側から内側に向かって狭持させると、上下方向のガタつきは解消されるものの、ウエーハの厚み違いにより狭持する位置が変動し、以下の様な問題を引き起こす。

具体的には、予め想定していた厚みよりもぶ厚いウエーハを把持しようとすると、外縁部に剪断応力が作用し、ウエハの端面に割れや欠けが生じるおそれがある。一方、予め想定していた厚みよりも薄いウエーハを把持しようとすると、ウエーハが受け台から離間して上方に持ち上がった状態となり、把持を解除する度にウエーハが受け台に落下することとなる。

このように、厚み違いのウエーハを混在させて所定の処理を行うと、ウエーハが受け台に落下して異音が発生したり、ウエーハに割れや欠け、キズが生じたりするなど、種々の問題が発生するおそれがある。そのため、ウエーハの把持解除の際に、ウエーハが受け台に落下しないように把持させる構成の具現化が求められていた。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ウエーハの把持の際に、ウエーハが受け台から離間することを防止する機構を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
ウエーハを保持するウエーハ保持装置において、
ウエーハの外周を囲む様に配置され、当該ウエーハの外周エッジ部の下面側と接して当該ウエーハを下面側から支える下面側支え部材と、
下面側支え部材と対向する位置に配置され、ウエーハの外周エッジ部の上面側に近接することで当該ウエーハを上面側から押さえる上面側押さえ部材と、
下面側支え部材と上面側押さえ部材との間隔を近づけることでウエーハを狭持して保持するウエーハ狭持部とを備え、
下面側支え部材は、ウエーハの中心側に傾斜した当接部を有し、
上面側押さえ部材は、ウエーハの中心側に傾斜した当接部を有し、
上面側押さえ部材が、ウエーハの厚みの違いを許容する厚み吸収部を介してウエーハ狭持部に備えられていることを特徴としている。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る別の一態様は、
ウエーハを保持するウエーハ保持装置において、
ウエーハの外周を囲む様に配置され、当該ウエーハの外周エッジ部の下面側と接して当該ウエーハを下面側から支える下面側支え部材と、
ウエーハの外周を囲む様に複数箇所に配置され、互いの間隔が近づくことにより当該ウエーハを狭持して保持するウエーハ狭持部とを備え、
下面側支え部材は、ウエーハの中心側に傾斜した当接部を有し、
ウエーハ狭持部は、ウエーハの外周エッジ部の上面側及び下面側と接する側面押さえ部材を備え、
ウエーハの厚みおよび外径に応じて、下面側支え部材または側面押さえ部材の上下方向の位置を調節する狭持高さ調節機構を備えたことを特徴としている。

上記の発明によれば、ウエーハを把持する際にウエーハが受け台から離間することを防止することができ、ウエーハの把持を解除する際にウエーハが受け台に落下することを防止できる。

本発明を適用して保持されるウエーハＷの一例を示す斜視断面図である。 本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す斜視図である。 本発明を具現化する形態の一例の要部を示す側面図である。 本発明を具現化する各当接部の変形例を示す側面図である。 本発明を具現化する形態の変形例を示す平面図である。 本発明を具現化する形態の別の一例の全体構成を示す斜視図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。特に、Ｚ方向は矢印の方向を上、その逆方向を下と表現する。

図１は、本発明を適用して保持されるウエーハＷの一例を示す斜視断面図である。

ウエーハＷは、互いに平行で平坦な面（いわゆる、オモテ面やウラ面）を有しており、上側の面を上面Ｗｓ、下側の面を下面Ｗｂと呼ぶ。また、ウエーハＷは、上面Ｗｓおよび下面Ｗｂよりも外側に位置する外周エッジ部Ｅ（つまり、外端部。側面とも言う）を有しており、外周エッジ部Ｅと上面Ｗｓとの境界部ないしその外側を外周エッジ部Ｅの上面側Ｅｓ、外周エッジ部Ｅと下面Ｗｂとの境界部ないしその外側を外周エッジ部Ｅの下面側Ｅｂと呼ぶ。

（第１の形態）
図２は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す斜視図である。図２には、本発明に係るウエーハ保持装置１の概略が図示されており、保持されるウエーハＷの外周位置が破線Ｗ’で示されている。

ウエーハ保持装置１は、ウエーハＷを保持するものである。ウエーハ保持装置１は、下面側支え部材２と、上面側押さえ部材３と、ウエーハ狭持部４と、厚み吸収部５等を備えており、ウエーハＷ（詳しくは、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅ）を上面Ｗｓ側および下面Ｗｂ側から狭持させることで保持が行われる。

下面側支え部材２は、受け台とも言い、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅの下面側Ｅｂと接してウエーハＷを下面Ｗｂ側から支えるものであり、ウエーハＷの外周を囲む様に（具体的には、３ヶ所を例示する）に配置されている。さらに、下面側支え部材２は、ウエーハＷの中心Ｗｃ側に傾斜した当接部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ（以下、各当接部２０ａ〜ｃと呼ぶ）を有している。

各当接部２０ａ〜ｃは、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅの下面側Ｅｂと接し、ウエーハＷを所定の姿勢で支持するものである。具体的には、各当接部２０ａ〜ｃは、ウエーハＷの中心Ｗｃ側に傾斜した面で構成されており、ウエーハＷが保持される際の中心位置に近いほど下方に位置しており、中心位置から遠ざかるにつれて上方に位置している。つまり、下面側支え部材２は、くさび状の形状をしている。

支持部材２５は、下面側支え部材２を構成する各当接部２０ａ〜ｃの位置や方向、高さなどを一定の状態に保つためのものである。さらに、支持部材２５は、ウエーハＷの外周よりも大きな開口部Ｈを有しており、各当接部２０ａ〜ｃの下方側（つまり、先端側）が当該開口部に突出するように配置されている。

上面側押さえ部材３は、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅの上面側Ｅｓに近接することでウエーハＷを上面Ｗｓ側から押さえるものであり、下面側支え部材２と対向する位置（具体的には、３ヶ所を例示する）に配置されている。さらに、上面側支え部材３は、ウエーハＷの中心Ｗｃ側に傾斜した当接部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（以下、各当接部３０ａ〜ｃと呼ぶ）を有している。

各当接部３０ａ〜ｃは、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅの上面側Ｅｓに近接し、ウエーハＷを下方に押すものである。具体的には、各当接部３０ａ〜ｃは、ウエーハＷの中心Ｗｃ側に傾斜した面で構成されており、ウエーハＷが保持される際の中心位置に近いほど上方に位置しており、中心位置から遠ざかるにつれて下方に位置している。つまり、上面側押さえ部材３は、くさび状の形状をしている。

さらに、各当接部３０ａ〜ｃは、表面ないし全体が、金属や樹脂などの硬質材料で構成されている。

ウエーハ狭持部４は、下面側支え部材２と上面側押さえ部材３との間隔を近づけることでウエーハＷを狭持して保持するものである。

具体的には、ウエーハ狭持部４は、アクチュエータ４０ａ〜ｃと、アーム部４２ａ〜ｃと、駆動力伝達部４３ａ〜ｃと、サポート部４４ａ〜ｃと、揺動支点部４５ａ〜ｃを備えて構成されている。

図３は、本発明を具現化する形態の一例の要部を示す側面図である。図３には、ウエーハ狭持部４を構成する各部を代表して、１組のアクチュエータ４０ａと、アーム部４２ａと、駆動力伝達部４３ａと、サポート部４４ａと、揺動支点部４５ａが図示されている。

アクチュエータ４０ａは、アーム部４２ａを揺動（傾動とも言う）させるための駆動力を発生させるものである。

具体的には、アクチュエータ４０ａは、ソレノイド、エアシリンダ、ボールスプライン機構などで構成されており、可動部４１ａ〜ｃを所定距離だけ往復動作させるものである。

より具体的には、アクチュエータ４０ａの本体部（つまり、非可動部）が下面側支え部材２と並設するように支持部材２５に取り付けられており、制御用コントローラ等の外部機器から出力される制御信号や駆動用エアなどにより、可動部４１ａを上方に移動（つまり、上昇）させたり下方に移動（つまり、下降）させて、可動部４１ａを上下方向に往復動作させるよう構成されている。

アーム部４２ａは、アクチュエータ４０ａの往復動作に応じて、厚み吸収部５および上面側押さえ部材３を上下ないし斜め上下に揺動させるものである。

具体的には、アーム部４２ａは、上面側押さえ部材３が取り付けられる一端（先端とも言う）とは反対側の端部（他端とも言う）には貫通長穴ないし溝状の凹みが設けられており、スライド可能な状態でアクチュエータ４０ａの可動部４１ａと連結されている。ここを、駆動力伝達部４３ａと呼ぶ。
また、アーム部４２ａは、本体中央部付近に貫通穴や凹みが設けられており、回転可能な状態でサポート部４４ａと連結されている。ここを、揺動支点部４５ａと呼ぶ。

サポート部４４ａは、アーム部４２ａを揺動（傾動とも言う）させるための揺動中心（つまり、揺動支点部４５ａ）を定位置に維持させるものである。具体的には、サポート部４４ａは、柱状の部材で構成されており、下端側が支持部材２５に取り付けられ、上端側に配置された揺動支点部４５ａには、支持シャフトなどを介してアーム部４２ａが揺動可能に連結されている。

この様な構成をしているため、ウエーハ狭持部４は、アクチュエータ４０ａの可動部４１ａを、矢印４ｖに示す方向に動作させることで、揺動支点部４５ａを回転中心としてアーム部４２ａの先端が矢印３ｖに示す方向に揺動させることができる。また、ウエーハ狭持部４は、アクチュエータ４０ａの可動部４１ａを、矢印４ｖに示す方向と逆方向に動作させることで、揺動支点部４５ａを回転中心としてアーム部４２ａの先端が矢印３ｖに示す方向と逆方向にも揺動させることができる。つまり、アーム部４２ａの先端を上方ないし斜め上方から、下方ないし斜め下方に向かって、さらにその逆方向に、円弧を描くように揺動（つまり、往復移動）させることができる。

なお、ウエーハ狭持部４を構成する他の各部４０ｂ，ｃ〜４５ｂ，ｃについては、上述の各部４０ａ〜４５ａと同様の構成をしているため詳細な説明は省略するが、これら各部はウエーハＷの外周を囲む様に（具体的には、３ヶ所を例示する）に配置されている。

そして、ウエーハ狭持部４の各アーム部４２ａ〜ｃの先端側には、それぞれ上面側押さえ部材３が厚み吸収部５を介して備えられている。

厚み吸収部５は、ウエーハＷの厚みの違いを許容するものである。

具体的には、厚み吸収部５は、ウエーハ狭持部４が把持解除状態から把持状態に移行する際に、ウエーハＷの厚み方向に弾性変形することで、異なる厚みのウエーハＷであっても上面側押さえ部材３をウエーハＷの外周エッジ部Ｅの上面側Ｅｓに当接させ、ウエーハ狭持部４のアーム部４２ａ〜ｃの先端側がさらに揺動を続けても下面側支え部材２と上面側押さえ部材３とでウエーハＷを狭持する状態を継続させる構成をしている。

より具体的には、厚み吸収部５は、バネ、ゴム、エアダンパーなどの弾性変形する部材で構成されており、二点鎖線Ｗ’と二点鎖線Ｗ”で例示するウエーハＷの厚みの違いがあっても、下述の様なふるまいをする。
（１）先ず、ウエーハ狭持部４の各可動部４１ａ〜ｃが把持解除側のストローク端から把持する側のストローク端に向かって移動し、それに連動して可動部４１ａ〜ｃに連結されたアーム４２ａ〜ｃも揺動ストローク端に向かって移動する。そして、把持側のストローク端に達する途中で、当接部２０ａ〜ｃがウエーハWの外周エッジ部Ｅ接触する。
（２）その後、ウエーハ狭持部４の各可動部４１ａ〜ｃやアーム４２ａ〜ｃは、この位置から更に把持側のストローク端に向かって移動を続けるが、上面側押さえ部材３は、アーム４２ｂに厚み吸収部５を介して取り付けられているため、把持側のストローク端までは下降せず、ウエーハと当接する位置（つまり、破線Ｗ’やＷ”に示す）で下降が規制される。このとき、厚み吸収部５が弾性変形することで、当接部２０ａ〜ｃの移動ストロークが吸収されるが、ウエーハを下向きに押し付ける力ははたらき続ける。
（３）そのため、ウエーハＷの厚みが異なる（例えば、破線Ｗ’と破線Ｗ”で図示するように、端部位置が相違する）場合でも、厚み吸収部５がウエーハＷの厚み違いを許容し、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅの下面側Ｅｂと、下面側押さえ部材３とは接触した状態が続き、互いに離間しない。

つまり、厚み吸収部５は、ウエーハ狭持部４のアーム部４２ａ〜ｃの角度や位置に応じて加わる外力を受けてそれ自身が弾性変形することでウエーハＷの厚みの違いを許容し、上面側押さえ部材３の当接部３０ａ〜ｃがウエーハＷの外周エッジ部Ｅの上面側Ｅｓを下方ないし斜め下方に押さえる力を維持させることができる。

なお、図２には、ウエーハ狭持部４がウエーハを狭持している場合の各部の姿勢等が図示されているが、ウエーハ狭持部４が把持解除端にあるとき、下面側支え部材２と上面側押さえ部材３との間をウエーハＷが通過できる程度にクリアランスが設定されており、把持作動端にあるときに下面側支え部材２と上面側押さえ部材３との距離がウエーハＷの外周エッジ部Ｅの厚みよりも小さくなるように設定されている。

そのため、ウエーハ狭持部４は、アクチュエータ４０ａ〜ｃを駆動させて可動部４１ａを下降（つまり、下面側支え部材２と上面側押さえ部材３とを離間）させた状態で保持対象となるウエーハＷを破線Ｗｘで示す位置から破線Ｗ’で示す位置に移載（受け渡すとも言う）し、その後、アクチュエータ４０ａ〜ｃを制御して各可動部４１ａ〜ｃを上昇させ、ウエーハＷを狭持して保持させることができる。また、所定の処理が済めば、ウエーハＷの保持を解除して、ウエーハＷを破線Ｗ’で示す位置から破線Ｗｘで示す位置に移載し、次の処理対象となるウエーハＷを受け渡す。つまり、矢印Ｍで示す方向にウエーハＷの移載が行われる。

本発明に係るウエーハ保持装置１は、この様な構成をしているため、ウエーハＷを把持する際にウエーハＷが受け台（つまり、下面側支え部材２）から離間することを防止することができ、ウエーハの把持を解除する際にウエーハが受け台に落下すること（ひいては、落下に起因する異音の発生や、割れや欠けなどの問題）を防止できる。

さらに、ウエーハ保持装置１は、厚み吸収部５があるため、ウエーハＷが水平方向に位置ずれした状態で載置されたとしても、段取り替えなどすること無く保持することができる。

［当接部の変形例］
なお上述では、下面側支え部材２および上面側押さえ部材３の具体的な形状として、くさび状の形状を例示し、各当接部２０ａ〜ｃ，３０ａ〜ｃが図２に示した様な平面形状で構成されている形態を例示した。この場合、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅと各当接部２０ａ〜ｃ，３０ａ〜ｃとはそれぞれ点接触となるが、下面側支え部材２および上面側押さえ部材３は、比較的単純な形状であり、容易に製作できる。

しかし、本発明を具現化する上で、下面側支え部材２の各当接部２０ａ〜ｃおよび上面側押さえ部材３の各当接部３０ａ〜ｃは、この様な形状（つまり、平面形状）に限らず、曲面形状で構成されていても良い。

図４は、本発明を具現化する各当接部の変形例を示す側面図であり、図４（ａ）〜（ｃ）には、下面側支え部材２と上面側押さえ部材３が図示されており、保持されるウエーハＷの外縁が破線Ｗ’で示されている。
例えば、図４（ａ）に図示するように、上述の下面側支え部材２の各当接部２０ａ〜ｃ（つまり、平面形状）に代えて、曲面形状の各当接部２１ａ〜ｃを備えた構成であっても良い。或いは、図４（ｂ）に図示するように、上述の上面側押さえ部材３の各当接部３０ａ〜ｃ（つまり、平面形状）に代えて、曲面形状の各当接部３１ａ〜ｃを備えた構成であっても良い。或いは、図４（ｃ）に図示するように、下面側支え部材２と上面側押さえ部材３の双方とも、曲面形状の各当接部２１ａ〜ｃ，３１ａ〜ｃを備えた構成であっても良い。

［下面側支え部材と上面側押さえ部材の変形例］
なお上述では、下面側支え部材２と、それに対向配置された厚み吸収部５および上面側押さえ部材３が、ウエーハＷの外周を囲む位置に３ヶ所、それぞれがウエーハＷの中心Ｗｃを基準にして概ね等間隔で備えられている構成を例示した。しかし、下面側支え部材２と厚み吸収部５および上面側押さえ部材３とは、ウエーハＷの中心Ｗｃを基準にして等間隔に配置された構成でも良いし、不等間隔に配置されている構成であっても良いし、３ヶ所以外に配置されていている構成であっても良い。

図５は、本発明を具現化する形態の変形例を示す平面図であり、図５（ａ）〜（ｂ）には、下面側支え部材２と上面側押さえ部材３の変形例がそれぞれ図示されている。

例えば、図５（ａ）に図示するように、下面側支え部材２、上面側押さえ部材３、ウエーハ狭持部４が５箇所、等間隔に配置された構成のウエーハ保持装置１Ｂであっても良い。或いは、図５（ｂ）に図示するように、下面側支え部材２、上面側押さえ部材３、ウエーハ狭持部４が４箇所に配置された構成のウエーハ保持装置１Ｃであっても良い。

また、支持部材２５は、上述の様に円形のリング状の形状に限定されず、楕円形や矩形などのリング状であっても良いし、リングの一部が開放した形状（例えば、Ｃの字状）であっても良い。

［ウエーハ狭持部の変形例］
なお上述では、ウエーハ狭持部４は、アクチュエータ４０ａ〜ｃがサポート部４４ａ〜ｃよりも外側（つまり、ウエーハの中心Ｗｃ側から遠い位置）に配置されている構成を例示した。しかし、ウエーハ狭持部４はこの様な配置に限定されず、これらの配置を逆にしつつ、アクチュエータ４０ａ〜ｃの可動部４１ａ〜ｃを上昇させてウエーハＷの把持を解除し、可動部４１ａ〜ｃを下降させてウエーハＷを把持する構成であっても良い。

また上述では、ウエーハ狭持部４として、直動式のアクチュエータ４０ａ〜ｃを備えた構成を例示したが、この様な構成に限定されず、回転式のアクチュエータ（いわゆる、ロータリアクチュエータ）を備えた構成であっても良い。

また上述では、揺動支点部４５ａ〜ｃ揺動中心として、ウエーハ狭持部４のアーム部４２ａ〜ｃを揺動させて上面側支え部材３を上下方向に往復移動させる構成を例示したが、この様な構成に限定されず、アクチュエータ４０ａ〜ｃの可動部４１ａ〜ｃの上下方向に伴ってアーム部４２ａ〜ｃも一体的に上下方向に平行移動（つまり、往復移動）させる構成とし、厚み吸収部５および上面側支え部材３も上下方向に平行移動（つまり、往復移動）する構成であっても良い。

また上述では、ウエーハ狭持部４が、厚み吸収部５および上面側支え部材３を上下方向ないし斜め上下方向に往復移動させる構成を例示したが、この様な構成に限定されず、水平方向（つまり、ウエーハＷの内側または外側に向かう方向）にこれらを往復移動させる構成でも良い。この様な構成においても、厚み吸収部５が弾性変形することでウエーハＷの厚み違いを許容し、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅの下面側Ｅｂと、下面側押さえ部材３とは接触した状態が続き、互いに離間しない。つまり、ウエーハＷの把持を解除する際にウエーハＷが受け台に落下することを防止できる。

（第２の形態）
なお上述では、下面側支え部材２と、厚み吸収部５を介して取り付けられた上面側押さえ部材３とでウエーハＷを狭持して保持する形態のウエーハ保持装置１を例示した。しかし、本発明を具現化する上では、この様な形態に限定されず、下述の様にウエーハＷを保持する形態であっても良い。

図６は、本発明を具現化する形態の別の一例の全体構成を示す斜視図である。図６には、本発明に係るウエーハ保持装置１００の概略が図示されており、保持されるウエーハＷの外周位置が破線Ｗ’で示されている。

ウエーハ保持装置１００は、ウエーハＷの外周エッジＥを外側から内側に向かって狭持することで、ウエーハＷを保持するものである。さらにウエーハ保持装置１００は、下面側支え部材２とウエーハ狭持部４Ｂと、側面側押さえ部材６と、狭持高さ調節機構７と、情報登録部８と、制御部９等を備えている。

下面側支え部材２は、ウエーハの外周を囲む様に配置され、当該ウエーハの外周エッジ部の下面側と接して当該ウエーハを下面側から支えるものである。なお、下面側支え部材２は、上述のウエーハ保持装置１におけるものと同様の構成をしているため、詳細な説明は省略する。

ウエーハ狭持部４Ｂは、ウエーハＷの外周を囲む様に複数箇所に配置され、互いの間隔が近づくことによりウエーハＷを狭持して保持するものである。

具体的には、ウエーハ狭持部４Ｂは、ウエーハＷの外周を囲む様に複数箇所に配置された下面側支え部材２の互いの間隔が近づけることによりウエーハＷを狭持して保持するものである。

より具体的には、ウエーハ狭持部４Ｂは、アクチュエータ４６ａ〜ｃを備えて構成されている。

アクチュエータ４６ａ〜ｃは、側面押さえ部材６の当接部６０ａ〜ｃを互いに近づけたり遠ざけたり（いわゆる、往復動作）させるための駆動力を発生させるものである。

具体的には、アクチュエータ４６ａ〜ｃは、ソレノイド、エアシリンダ、ボールスプライン機構などで構成されており、可動部４７ａ〜ｃを所定距離だけ往復動作させるものである。

より具体的には、アクチュエータ４６ａ〜ｃの本体部（つまり、非可動部）が狭持高さ調節機構７を介して支持部材２６に取り付けられており、アクチュエータ４６ａ〜ｃの可動部４７ａ〜ｃには側面押さえ部材６が取り付けられている。そして、アクチュエータ４６ａ〜ｃは、制御用コントローラ等の外部機器から出力される制御信号や駆動用エアなどにより、可動部４７ａ〜ｃをウエーハＷの中心Ｗｃないし内側に向かって突出させたりその逆方向に引き戻したりさせる（つまり、往復動作）させるよう構成されている。

側面押さえ部材６は、ウエーハＷの外周エッジ部Ｅの上面側Ｅｓ及び下面側Ｅｂと接する部材であり、当接部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ（以下、各当接部６０ａ〜ｃと呼ぶ）を備えている。

具体的には、側面押さえ部材６の各当接部６０ａ〜ｃは、ウエーハＷの中心Ｗｃ側に傾斜した形状をしている。

より具体的には、側面押さえ部材６は、略Σの字状（或いは、略Ｍ字状とも言う）の外縁形状を有する部材で構成されており、略Ｖの字状の凹み部側が各当接部６０ａ〜ｃを構成している。

狭持高さ調節機構７は、ウエーハＷの厚みおよび外径に応じて、下面側支え部材２と側面押さえ部材６との上下方向（Ｚ方向）の相対的な位置を調節するものである。

具体的には、狭持高さ調節機構７は、下面側支え部材２が取り付けられている支持部材２６に取り付けられており、ウエーハ狭持部４Ｂを上下方向（Ｚ方向）に移動させ、所定の高さで静止させるものである。

より具体的には、狭持高さ調節機構７は、アクチュエータ７０ａ〜ｃを備えて構成されている。

アクチュエータ７０ａ〜ｃは、ウエーハ狭持部４Ｂのアクチュエータ４６ａ〜ｃの本体部を所定の高さまで上昇または下降させ、所定の高さで静止させるよう構成されている。

具体的には、アクチュエータ４６ａ〜ｃは、ソレノイド、エアシリンダ、リニアモータやピエゾ機構などのほか、ステッピングモータやサーボモータとボールネジなどを組み合わせた１軸スライダー機構（ステージ機構とも言う）を備えたものが例示できる。また、ウエーハ狭持部４Ｂを所定の高さで静止させる手段としては、摩擦力などにより上下動を制限するブレーキ機構のほか、駆動力や保持力を利用したもの（例えば、サーボロック状態）で具現化することができる。

情報登録部８は、保持対象となるウエーハＷの厚み情報、外径情報又は当該ウエーハＷと側面押さえ部材６との当接位置情報の少なくとも１つを含む情報（いわゆる、品種情報）を予め登録しておくものである。

具体的には、情報登録部８は、品種情報を狭持高さと紐付けて登録するためのものであり、制御用コンピュータＣＮのレジスタやメモリ、記憶装置などで構成されている。

なお、情報登録部８に登録される品種情報と狭持高さとの紐付けは、実際に保持するウエーハＷの厚みの中心（つまり、上下方向の中心）の高さと側面押さえ部材６の凹み部の高さとが合致するように予め把持確認テストをするなどして設定すれば良い。

制御部９は、情報登録部８に登録された品種情報に基づいて狭持高さ調節機構７を制御して側面押さえ部材６の上下方向の位置を調節するものである。

具体的には、制御部９は、保持対象となるウエーハＷの品種情報に対応する狭持高さ情報を取得し、当該狭持高さ情報に基づいて狭持高さ調節機構７を所定の高さに移動させ静止させることで、ウエーハ狭持部４Ｂおよび側面押さえ部材６の上下方向の位置が調節できるよう構成されている。

より具体的には、制御部９は、制御用コンピュータＣＮやプログラマブルロジックコントローラなどの制御機器（つまり、ハードウェア）とその実行プログラム（つまり、ソフトウェア）とで構成されており、位置決め制御ユニットや制御信号の入出力ユニットなどを介してアクチュエータ７０ａ〜ｃと接続されている。さらに制御部９は、品種情報取得部を備えている。

品種情報取得部は、保持対象となるウエーハＷの厚み情報、外径情報又は当該ウエーハＷと側面押さえ部材６との当接位置情報の少なくとも１つを含む情報（いわゆる、品種情報）に関する代表値（いわゆる、パラメータ）を取得するものである。

具体的には、品種情報取得部は、ウエーハＷを載置する際に、上流工程の装置で取得した厚み情報を受信したり、ウエーハＷを搬送する過程でセンサなどを用いて厚みを検出したりするように構成されている。

本発明に係るウエーハ保持装置１００は、この様な構成をしているため、予め保持対象となるウエーハＷの品種情報を登録しておくことで、ウエーハＷの厚みや外形などの違いがあっても、それに応じて側面押さえ部材の上下方向の位置を調節することができる。そのため、ウエーハ保持装置１００は、ウエーハＷを把持する際にウエーハＷが受け台（つまり、下面側支え部材２）から離間することを防止することができ、ウエーハの把持を解除する際にウエーハが受け台に落下すること（ひいては、落下に起因する異音の発生や、割れや欠けなどの問題）を防止できる。

［変形例］
なお上述では、ウエーハ保持装置１００には情報登録部８と制御部９が備えられ、処理対象とするウエーハＷの品種情報に応じて、制御部９から出力される制御信号に基づいて狭持高さ調節機構７が制御され、下面側支え部材２または側面押さえ部材６の上下方向の位置が調節される構成を例示した。
この様な構成であれば、作業者を介在させる必要がなくなり、自動的に異品種対応（つまり、自動切替）が行われ、好ましい。

しかし、本発明を具現化する上でウエーハ保持装置は、情報登録部８と制御部９を備えていない構成であっても良い。この場合、処理対象とするウエーハＷの厚みや外形などの違いに応じて、作業者が狭持高さ調節機構７を手動操作または遠隔操作し、下面側支え部材２または側面押さえ部材６の上下方向の位置の調節ができるような構成とする。

なお上述では、下面側支え部材２が取り付けられている支持部材２６に取り付けられた狭持高さ調節機構７により、ウエーハ狭持部４Ｂおよび側面押さえ部材６を上下方向に高さ調節する構成を例示した。しかし、本発明を具現化する上でウエーハ保持装置は、この様な構成に限定されず、支持部材や装置フレームなどにウエーハ狭持部４Ｂのアクチュエータ４６ａ〜ｃと狭持高さ調節機構を取り付け（すなわち、固定状態とし）、狭持高さ調節機構に下面側支え部材２を取り付け、下面側支え部材２が上下方向に位置調整される構成としても良い。そうすることで、下面側支え部材２と側面押さえ部材６との上下方向の相対的な位置を調節できる。

なお上述では、側面押さえ部材６の当接部６０ａ〜ｃが、直線的な略Ｖの字状の凹み部側を備えた構成を図示して例示した。しかし、側面押さえ部材６の当接部は、この様な形状に限定されず、上下共にないし上下どちらかが曲線的な形状の凹み部であっても良い。

なお上述では、下面側支え部材２と側面押さえ部材６とが互いに隣接して配置されている構成のウエーハ保持装置１００を図示して例示した。しかし、本発明を具現化する上でウエーハ保持装置は、この様な構成に限定されず、下面側支え部材２と側面押さえ部材６とが離間して配置されていても良い。

１ ウエーハ保持装置（第１の形態）
２ 下面側支え部材
３ 上面側押さえ部材
４ ウエーハ狭持部
５ 厚み吸収部
６ 側面押さえ部材
７ 狭持高さ調節機構
８ 情報登録部
９ 制御部
２０ａ〜ｃ 当接部
２１ａ〜ｃ 当接部（変形例）
３１ａ〜ｃ 当接部（変形例）
２５ 支持部材
３０ａ〜ｃ 当接部
４０ａ〜ｃ アクチュエータ
４１ａ〜ｃ 可動部
４２ａ〜ｃ アーム部
４３ａ〜ｃ 連結部
４４ａ〜ｃ サポート部
４５ａ〜ｃ 揺動支点部
Ｗ ウエーハ
Ｗ’ 破線（保持されるウエーハＷの外周位置）
Ｗ” 破線（保持される厚み違いのウエーハの外周位置）
Ｗｘ ウエーハが移載される際に経由する位置
Ｗｓ 上面
Ｗｂ 下面
Ｗｃ 中心
Ｅ 外周エッジ部（外端部、側面）
Ｅｓ 外周エッジ部の上面側
Ｅｂ 外周エッジ部の下面側
３ｖ 矢印（狭持方向）
４ｖ 矢印（駆動方向）
Ｍ 矢印（ウエーハの移載方向）
１００ ウエーハ保持装置（第２の形態）
２Ｂ，２Ｃ 下面側支え部材
３Ｂ，３Ｃ 上面側押さえ部材
２６ 支持部材
４６ａ〜ｃ アクチュエータ
４７ａ〜ｃ 可動部
６０ａ〜ｃ 当接部
７０ａ〜ｃ アクチュエータ
ＣＮ 制御用コンピュータ

Claims (3)

1. ウエーハを保持するウエーハ保持装置において、
   前記ウエーハの外周を囲む様に配置され、当該ウエーハの外周エッジ部の下面側と接して当該ウエーハを下面側から支える下面側支え部材と、
   前記下面側支え部材と対向する位置に配置され、前記ウエーハの外周エッジ部の上面側に近接することで当該ウエーハを上面側から押さえる上面側押さえ部材と、
   前記下面側支え部材と前記上面側押さえ部材との間隔を近づけることで前記ウエーハを狭持して保持するウエーハ狭持部とを備え、
   前記下面側支え部材は、前記ウエーハの中心側に傾斜した当接部を有し、
   前記上面側押さえ部材は、前記ウエーハの中心側に傾斜した当接部を有し、
   前記上面側押さえ部材が、前記ウエーハの厚みの違いを許容する厚み吸収部を介して前記ウエーハ狭持部に備えられていることを特徴とする、ウエーハ保持装置。
2. ウエーハを保持するウエーハ保持装置において、
   前記ウエーハの外周を囲む様に配置され、当該ウエーハの外周エッジ部の下面側と接して当該ウエーハを下面側から支える下面側支え部材と、
   前記ウエーハの外周を囲む様に複数箇所に配置され、互いの間隔が近づくことにより当該ウエーハを狭持して保持するウエーハ狭持部とを備え、
   前記下面側支え部材は、前記ウエーハの中心側に傾斜した当接部を有し、
   前記ウエーハ狭持部は、前記ウエーハの外周エッジ部の上面側及び下面側と接する側面押さえ部材を備え、
   前記ウエーハの厚みおよび外径に応じて、前記下面側支え部材と前記側面押さえ部材との上下方向の相対的な位置を調節する狭持高さ調節機構を備えた
   ことを特徴とする、ウエーハ保持装置。
3. 前記保持対象となるウエーハの厚み情報、外径情報又は当該ウエーハと前記側面押さえ部材との当接位置情報の少なくとも１つを含む情報を予め登録しておく情報登録部と、
   前記情報登録部に登録された前記情報に基づいて前記狭持高さ調節機構を制御して前記側面押さえ部材の上下方向の位置を調節する制御部を備えた
   ことを特徴とする、請求項２に記載のウエーハ保持装置。

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