JP7335076B2

JP7335076B2 - ワーク載置台

Info

Publication number: JP7335076B2
Application number: JP2019014917A
Authority: JP
Inventors: 孝好桑原
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2023-08-29
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: JP2023154077A; JP2020123677A

Description

本発明は、ワークを載置するワーク載置台に関するものである。

従来より、半導体ウェハ等のワークの製造装置では、機器間でワークを移送する際に、ワークをワーク載置台に仮置きする構成が知られている。

例えば、特許文献１には、ロード・アンロード部３と研磨ヘッド４２との間でウェハ１０を移送する際に、ウェハ１０を仮置きするウェーハ転置台４３１、４３２を備えたウェハ研磨装置１が開示されている。なお、符号は特許文献１における符号である。

特許第３５１９１７７号公報

ところで、ワーク載置台には、ワークが載置されているか否かを判定する在荷センサが設けられている。このような在荷センサとしては、反射型又は透過型のものが一般的である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク１００の在荷検知を反射型の在荷センサで行う場合、トレイ１０１に一対のファイバーセンサ１０２、１０３を設け、一方のファイバーセンサ１０２から照射された光がワーク１００で反射し、この反射光を他方のファイバーセンサ１０３で受光し、受光光量が所定閾値を超えたときに、ワーク１００がトレイ１０１に載置されていることを検知する。

一方、図５（ｃ）に示すように、ワーク１００がトレイ１０１に載置されていない場合には、ファイバーセンサ１０３の受光光量が所定閾値を超えないため、ワーク１００がトレイ１０１に載置されていないと判断する。

また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク１００の在荷検知を透過型の在荷センサで行う場合、トレイ１０４に設けられたファイバーセンサ１０５に向けて光を照射する照明１０６を配置し、照明１０６から照射された光がワークＷで遮られ、受光光量が所定閾値を下回ったときに、ワーク１００がトレイ１０４に載置されていることを検知する。

一方、図６（ｃ）に示すように、ワーク１００がトレイ１０４に載置されていない場合には、ファイバーセンサ１０５の受光光量が所定閾値を超えて、ワーク１００がトレイ１０４に載置されていないと判断する。

しかしながら、上述したような反射型の在荷センサを用いる場合には、ワーク１００が梨地面を有していたりワーク１００に水やスラリー等の薬液が付着する等してワーク１００で反射した反射光が乱反射すると、反射光がファイバーセンサ１０３に戻らず、また、図５（ｄ）に示すように、ワーク１００とファイバーセンサ１０２との間が水で満たされていると、光が界面で反射せずにワーク１００を透過してしまい、ワーク１００がトレイ１０１に載置されているにもかかわらず、ワークの在荷を検知できないという問題があった。

また、透過型の在荷センサを用いる場合には、透過性を有するワーク１００に対しては、照明１０６から照射された光がワーク１００を透過してしまい、また、図６（ｄ）に示すように、ワーク１００とファイバーセンサ１０５との間が水で満たされていると、透過光の光量が増えてしまうため、ワーク１００がトレイ１０４に載置されているにもかかわらず、ワークの在荷を検知できないという問題があった。

そこで、多種多様なワークの在荷検知に対応するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るワーク載置台は、液体がワークに付着し得る環境下において前記ワークがトレイに載置されたことを検知する在荷検知手段を備えたワーク載置台であって、前記在荷検知手段は、前記ワークを支持する支持部材と、前記支持部材に接続された状態で前記支持部材と前記トレイとの間に介装され、前記ワークの自重に応じて弾性変形可能な接続部材と、前記接続部材の弾性変形に追従して移動する被検知体と、前記トレイを挟んで前記被検知体の反対側に埋設され、前記被検知体が所定距離まで接近したことを検知する近接センサと、を備えた支持機構と、前記近接センサが前記被検知体の接近を検知すると、前記ワークが前記トレイ及び支持部材に載置されていると判定する制御部と、を備えている。

この構成によれば、ワークが支持部材に載置されると、ワークの自重によって接続部材が下方に弾性変形することにより、近接センサが被検知体の接近を検知するため、ワークの種類やトレイの使用環境にかかわらず、ワークの自重に応じてワークの在荷検知を行うことができる。

さらに、水や薬品が付着することに起因する近接センサの劣化や故障を抑制することができる。

また、本発明に係るワーク載置台は、前記支持機構が、前記トレイの径方向に移動可能に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、支持機構がワークの外径に応じてトレイの径方向に移動可能に構成することにより、異なる径のワークに対応することができる。

また、本発明に係るワーク載置台は、前記接続部材が、基端が前記トレイに固定され、先端に前記支持部材が設けられた板バネであることが好ましい。

この構成によれば、ワークの自重に応じた板バネの弾性変形量が簡便に調節可能なため、ワークの軽重に応じて被検知体の移動量を適切に設定することができる。

また、本発明に係るワーク載置台は、前記支持部材の前記ワークに接触する支持面が、上方に向かって凸状に湾曲して形成されていることが好ましい。

この構成によれば、支持部材がワークを省面積で接触するため、ワークの損傷を抑制することができる。

本発明は、ワークが支持部材に載置されると、ワークの自重によって接続部材が下方に弾性変形することにより、近接センサが被検知体の接近を検知するため、ワークの種類やトレイの使用環境にかかわらず、ワークの自重に応じてワークの在荷検知を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係るワーク載置台を模式的に示す平面図、縦断面図及び要部拡大断面図。ワークを載置した状態を示すワーク載置台の縦断面図及び要部拡大断面図。変形例に係るワーク載置台の要部拡大断面図。第２の実施形態に係るワーク載置台を示す平面図及び縦断面図。反射式在荷センサを用いた従来のワーク載置台を示す平面図及び縦断面図。透過式在荷センサを用いた従来のワーク載置台を示す平面図及び縦断面図。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るワーク載置台１を模式的に示す斜視図である。ワーク載置台１は、半導体製造装置においてワークを移送する際に、ワークを仮置きするものであり、例えば、搬送ロボットと研磨装置との間に設けられるワーク転置台や、複数の搬送ロボットの間でワークを受け渡しする際に用いられるワーク受け台等である。

ワーク載置台１は、トレイ２と、支持機構３と、を備えている。トレイ２は、被検知体３３が近接センサ３４に近接した際に検出可能な樹脂材料からなり、円板状に形成される。トレイ２の表面側には、ワークＷの裏面周縁を受ける３つの受け部２１が設けられている。

支持機構３は、ワークＷの自重でワークＷの在荷検知を行うものである。支持機構３と３つの受け部２１とは、平面から視て同心円状に互いに等間隔に離間して配置されている。支持機構３は、支持部材３１と、接続部材３２と、被検知体３３と、近接センサ３４と、を備えている。

支持部材３１は、接続部材３２の先端に設けられており、ワークＷの裏面周縁を支持する。支持部材３１の支持面３１ａは、上方に向かって凸状に湾曲して形成されている。これにより、支持部材３１は、ワークＷと省面積で支持可能である。支持部材３１は、樹脂製であり、特に発塵性の低く耐薬品性を示すものが好ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が考えられる。

接続部材３２は、基端側をトレイ２に接合されている。具体的には、トレイ２の外周に設けられた上下一対の把持部２２に接続部材３２の基端側が把持された状態で、把持部２２及び接続部材３２をボルト３５で締結することにより、接続部材３２がトレイ２に一体化されている。一対の把持部２２には、クサビ状の空間Ａが形成されている。

接続部材３２は、金属又は樹脂製であり、特に耐薬品性を示し膨潤し難いものが好ましく、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ等が考えられる。接続部材３２は、ワークＷの重量に応じて適切に弾性変形するように構成されている。これにより、接続部材３２は、支持部材３１にワークＷが載置されると、空間Ａ内において把持部２２に把持された部分を中心として下方に撓むように弾性変形する。

例えば、数ｇ程度のワークＷであれば、接続部材３２の厚みを０．２ｍｍ程度とすることが考えられる。接続部材３２の追従性を確保するためには、一枚の接続部材３２の厚みは０．２～０．４ｍｍ程度が好ましく、それ以上の厚みでは剛性が過度に増大し、ワークＷの自重で変形しにくくなる。したがって、比較的重いワークＷに応じて接続部材のバネ定数を変更する場合には、一枚の肉厚の接続部材３２を適用するよりも、複数の薄い接続部材３２を重ねるように構成するのが好ましい。

被検知体３３は、接続部材３２を挟んで支持部材３１の反対側に設けられている。また、被検知体３３は、接続部材３２の先端に固着されており、ワークＷの自重に応じて接続部材３２と一体で上下動可能に構成されている。被検知体３３は、近接センサ３４で検知可能な金属体である。被検知体３３は、ステンレス等の錆びにくい金属が好ましい。また、金属イオンの溶出を抑制するために、被検知体３３の表面をテフロンで被覆しても構わない。

近接センサ３４は、被検知体３３の下方でトレイ２に埋設されている。具体的には、近接センサ３４は、接続部材３２がワークＷの自重で下限まで弾性変形した際に被検知体３３を検知可能な位置に設けられている。なお、近接センサ３４の検知範囲は、回転式の調節トリマ等で任意に変更可能である。近接センサ３４は、トレイ２の裏面側に埋設されており、水や薬品の付着に起因する近接センサ３４の劣化や故障を抑制することができる。近接センサ３４は、被検知体３３の接近を検知すると、検知信号を制御部４に送る。

ワーク載置台１の動作は、制御部４によって制御される。制御部４は、ワーク載置台１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御部４は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御部４の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作するものにより実現されても良い。

また、制御部４は、近接センサ３４に接続されており、近接センサ３４の検知信号（センサＯＮ）を受信すると、ワークＷがワーク載置台１に載置されているとして在荷を検知する。

これにより、ワーク載置台１は、ワークＷが支持部材３１に載置されると、ワークＷの自重によって接続部材３２が下方に弾性変形することにより、近接センサ３４が被検知体３３の接近を検知するため、ワークＷの種類やトレイの使用環境にかかわらず、ワークＷの自重に応じてワークＷの在荷検知を行うことができる。

次に、本実施形態の変形例に係るワーク載置台１について、図３に基づいて説明する。本変形に係るワーク載置台１は、上述したワーク載置台１の構成と比較して、接続部材３２がコイルバネ状に形成されている点で相違する。以下では、第１の実施形態に係るワーク載置台１と共通する構成については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本変形例に係るワーク載置台１では、支持部材３１、被検知体３３及び接続部材３２がこの順で上から重ねるように設けられている。接続部材３２の上端部は、被検知体３３に接合され、接続部材３２の下端部は、トレイ２に取り付けられている。

ワークＷが支持部材３１に載置されると、ワークＷの自重で接続部材３２が縮み、近接センサ３４が、被検知体３３の接近を検知する。そして、制御部４が、近接センサ３４の検知信号（センサＯＮ）を受信すると、ワークＷがワーク載置台１に載置されているとして在荷を検知する。

このような構成のワーク載置台１は、上述した板バネ状のものと比較して、コイルバネ状の接続部材３２は弾性変形し難いため、重たいワークＷに好適である。

次に、本発明の第２の実施形態に係るワーク載置台１について、図４に基づいて説明する。本実施形態に係るワーク載置台１は、上述した実施形態に係るワーク載置台１の構成と比較して、異なる外径のワークＷに対応可能に構成されている点で相違する。以下では、第１の実施形態に係るワーク載置台１と共通する構成については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

ワーク載置台１は、トレイ２の中央に脱着自在なアダプター３６を備えている。アダプター３６は、トレイ２より小径のリング状に形成されている。例えば、トレイ２が８インチのワークＷに対応する場合、アダプター３６は、６インチのワークＷに対応する。アダプター３６は、ワークＷを支持する３つの受け部３７を備えている。

支持機構３は、トレイ２に対してトレイ２の径方向に移動可能に構成されている。具体的には、把持部２２がトレイ２に対して径方向に摺動可能に構成され、近接センサ３４が、把持部２２の裏面側に埋設されている。これにより、把持部２２がアダプター３６まで摺動すれば、支持機構３は把持部２２と一体となって径方向に移動可能である。したがって、アダプター３６の脱着及び把持部２２の摺動によって、異なる径のワークＷに対応することができる。

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

１・・・ワーク載置台
２・・・トレイ
２１・・・受け部
２２・・・把持部
３・・・支持機構
３１・・・支持部材
３１ａ・・・支持面
３２・・・接続部材
３３・・・被検知体
３４・・・近接センサ
３５・・・ボルト
３６・・・アダプター
３７・・・受け部
４・・・制御部
Ａ・・・空間
Ｗ・・・ワーク

Claims

液体がワークに付着し得る環境下において前記ワークがトレイに載置されたことを検知する在荷検知手段を備えたワーク載置台であって、
前記在荷検知手段は、
前記ワークを支持する支持部材と、
前記支持部材に接続された状態で前記支持部材と前記トレイとの間に介装され、前記ワークの自重に応じて弾性変形可能な接続部材と、
前記接続部材の弾性変形に追従して移動する被検知体と、
前記トレイを挟んで前記被検知体の反対側に埋設され、前記被検知体が所定距離まで接近したことを検知する近接センサと、
を備えた支持機構と、
前記近接センサが前記被検知体の接近を検知すると、前記ワークが前記トレイ及び支持部材に載置されていると判定する制御部と、
を備えていることを特徴とするワーク載置台。
前記支持機構は、前記トレイの径方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載のワーク載置台。
前記接続部材は、基端が前記トレイに固定され、先端に前記支持部材が設けられた板バネであることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク載置台。
前記支持部材の前記ワークに接触する支持面は、上方に向かって凸状に湾曲して形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のワーク載置台。