JP7402946B2 - ウエハ位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明はウエハ位置決め装置に関するものであり、特に、搬送された半導体ウエハを所定のテーブルに受け渡す際に、半導体ウエハをテーブル上の所定位置に位置決めするためのウエハ位置決め装置に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、円板状の半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）の表面に、格子状の分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成した後、全ての分割予定ラインを切断（ダイシング）して、１枚のウエハから多数の半導体チップを得ている。このようにして得られた半導体チップは、樹脂封止によりパッケージングされ、携帯電話やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の各種電気・電子機器に広く用いられている。

また、例えばシリコンインゴット等からスライスされて切り出された薄層状のシリコンウエハ等のウエハは、各種の加工処理を経て最後に製品化される。そのウエハの処理では、ウエハを各種の処理工程へ順に搬送して処理するのが通常である。

ウエハを各種の処理工程へ順に搬送する場合、ウエハの移送を、真空吸着式のウエハ保持機構を備えた搬送手段で行っている場合がある。搬送手段が真空吸着式の場合では、ウエハ表面を吸着する。そのため、生産で繰り返し運用していると、吸着パッドにパーティクルが付着し、このパーティクルがウエハ表面に転写されて品質低下になる。

そのため、今日では、ウエハのロード／アンロードを行うときに、ウエハの外周縁（エッジ部）を保持して搬送し、ウエハ表面を汚染しないエッジクランプ方式を採用することが多くなって来ている。

しかしながら、エッジクランプ方式では、ウエハのロード／アンロードを行うときに、ウエハの表面を吸着して搬送していないので、ウエハのアンロード時にウエハの位置ずれが発生する。そのため、ウエハを設置する相手が吸着テーブルであるような場合、ウエハを正確な位置に位置決めすることが難しく位置ずれによるウエハ加工時の品質低下などが発生していた。

そこで、ウエハを設置するときに、ウエハの左右方向の移動を拘束するピンを用いる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の方式は、支持プレートの下面に下方に突出させて、ウエハの外周縁を支持する保持部材と、受け渡し時に支持プレートの水平を保つスペーサピンと、をウエハの外周面に各々位置させて、略等間隔にそれぞれ３個ずつ設けている。

特許第５１３７７４７号公報

特許文献１に記載されている、ウエハ拘束用のピンを用いる方式では、次の（１）～（３）に述べるような問題点があった。
（１）ウエハの左右方向の移動をある程度は拘束できるが、より正確な位置決め搬送ができない。
（２）また、位置決めの正確性を確保するために、スペーサピンでウエハを囲む内径を、ウエハ外径ぎりぎりに設定すると、クランプ動作時にスペーサピンをウエハに当ててしまうリスクが上がる。
（３）また、チャックテーブル側でのウエハの位置ずれによる真空低下を逃れるために、チャックテーブル側の吸着用ポーラス部を小さくすると、ウエハ外径のバタツキや、加工時のスラッジ水がチャックテーブル内に入り込み易くなる。このため、チャックテーブルと外部との間を電気的・機械的に連結している、ロータリジョイント要素部品の消耗が激しくなる。

また、エッジクランプ方式の場合も、エッジ部を押し当てることをなるべく避ける傾向にあり、さらに搬送時には他の部材がなるべくウエハに接触しないことが望まれている。

そこで、所定のテーブルにウエハを受け渡す際に、ウエハの位置がずれることなく、精度良く受け渡すことができる、ウエハ位置決め装置を提供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。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、ウエハ受け渡し装置が保持するウエハを所定のテーブルに搬送してリリースする際に前記ウエハを位置決めするためのウエハ位置決め装置であって、前記ウエハ受け渡し装置の保持部が前記ウエハを保持する際に前記ウエハと接触しない位置に配置され、前記保持部が前記ウエハを前記テーブルにリリースする際に前記ウエハと接触する位置に配置されるウエハガイド手段を備え、前記ウエハガイド手段は、背面が前記テーブルの上面に当接して前記ウエハと接触可能に前記テーブルと略垂直となり、前記ウエハを案内するガイド面を有する、ウエハ位置決め装置を提供する。

この構成によれば、ウエハが、所定のテーブルの上方の所定の位置に搬送されて来ると、ウエハガイド手段のガイド面がテーブルに対して略垂直な位置に配置される。そして、リリースされたウエハを、ウエハガイド手段のガイド面により、テーブル上に垂直に落下するように案内し、このガイド面の案内でウエハが所定のテーブル上の所定の位置に正確に位置決められて配置される。

また、ウエハガイド手段のガイド面は、ウエハと接触しない位置に配置され、ウエハをテーブルにリリースする際に、テーブルと垂直な位置に移動をして、ウエハの受け渡しを案内するので、ウエハガイド手段のガイド面とウエハとの接触を最小限に留めることができる。このため、ガイド面とウエハの接触によるウエハの汚染が抑えられ、ウエハの品質低下をさらに防ぐことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記ウエハガイド手段は、前記ガイド面を有し、かつ、前記テーブルに対して略垂直方向に回動可能に構成され、前記ガイド面が前記テーブルと略垂直になるウエハガイド位置と、前記ガイド面が前記ウエハの外周側面に接触しない退避位置と、に切り替え可能な回動部材と、前記回動部材を、前記退避位置側に回動付勢させる付勢手段と、前記付勢手段により回動付勢されている前記回動部材の回動を前記退避位置で規制するストッパーと、を備え、前記テーブルは、前記回動部材と当接可能な位置に配設され、前記回動部材は、前記テーブルの上面に前記背面が当接することにより前記退避位置から前記ウエハガイド位置へ、前記付勢手段の付勢力に抗して回動される、ウエハ位置決め装置を提供する。

この構成によれば、ガイド面は回動部材に設けられている。そのガイド面を設けた回動部材は、ウエハと接触しない退避位置に配置されていて、ウエハがテーブル上に搬送されて来て、回動部材がテーブルと当接されると、回動部材のテーブルとの当接量に応じ、かつ、付勢手段の付勢力に抗して、回動部材が退避位置からウエハガイド位置側に回動されて行く。そして、ウエハがテーブル上方の所定の位置まで送られて来ると、ガイド面がテーブルと略垂直になるウエハガイド位置に回動部材が移動される。また、この状態でウエハがリリースされると、リリースされたウエハは、ガイド面に案内されて略垂直に落下し、テーブル上の所定の位置に配置される。これにより、ウエハをテーブル上の所定の位置に正確に位置決めて配置することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、前記ウエハガイド手段は、略等間隔に離間して３個以上設けられている、ウエハ位置決め装置を提供する。

この構成によれば、前記ウエハガイド手段を、略等間隔に離間して３個以上設けているので、ウエハのガイドが安定し、正確な位置決めができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の構成において、前記ウエハガイド手段は、樹脂材で形成されている、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のウエハ位置決め装置。

この構成によれば、前記ウエハガイド手段が、樹脂材で形成されているので、ウエハと接触したときにウエハに与えるダメージを抑えることができる。なお、樹脂材として、耐摩耗性、耐水性、高強度のものを使用すると、耐久性等を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３又は４に記載の構成において、前記ウエハガイド手段は、前記ガイド面と連続して形成した、前記リリースされたウエハを前記ガイド面側に向けて誘導する誘導面を有している、ウエハ位置決め装置を提供する。

この構成によれば、ウエハガイド手段のガイド面とリリースされたウエハとの間の位置に、多少のずれがあっても、リリースされたウエハは誘導面で受けられてガイド面に誘導され、その後、テーブル上に略垂直に落下される。これにより、ウエハガイド手段の寸法精度が多少ラフであってもウエハのガイドを確実に行うことができ、コスト低減を可能にする。

請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５に記載の構成において、前記ウエハガイド手段が前記テーブルに傾斜して当接した際に、ウエハガイド手段を略水平に姿勢を制御する姿勢制御調整機構を有する、ウエハ位置決め装置を提供する。

この構成によれば、各ウエハガイド手段の間で、テーブルに対するガイド面の傾き（テーブルに対する垂直性）にバラツキがあるとき、姿勢制御調整機構により、各ウエハガイド手段の傾きと同時に、ガイド面の傾きを調整することができる。そして、テーブルに対して全てのガイド面が垂直になるように調整して、受け渡し精度を向上させることができる。

発明によれば、テーブルにリリースされたウエハが、所定のテーブル上に略垂直に落下するように、ウエハガイド手段のガイド面により案内して、テーブル上の所定の位置にウエハを正確に位置決めて配置することができる。これにより、ウエハの受け渡し精度が向上するとともに、加工精度の向上にも寄与する。

本発明の一実施形態に係るウエハ位置決め装置を適用したウエハ受け渡し装置の一部を模式的に示した断面側面図である。 前工程の所定のチャックテーブルからウエハを受け取る過程を模式的に示した一部断面側面図であって、（ａ）はウエハ搬送機構が前工程の所定のチャックテーブル上に配置され、かつ、ウエハ搬送機構を、爪部が前工程の所定のチャックテーブルの側面と対向する位置まで下降させている状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態時における回動部材の回動位置を示す図、（ｃ）真空運転中で、かつ、アーム部を内側に移動させ、爪部をウエハの外周下側に進入させている状態を示す図、（ｄ）ブロー運転中で、ウエハをチャックテーブルから浮上させている状態を示す図、（ｅ）爪部がウエハを捉えて上昇し、後工程への搬送を開始している状態を示す図である。 後工程の所定のチャックテーブルにウエハを受け渡す過程を模式的に示した一部断面側面図であって、（ａ）は爪部がウエハを捉えて、ウエハ搬送機構が後工程のチャックテーブルの上方まで移動され、その後、ウエハが後工程のチャックテーブルの吸着部と対向する位置まで、ウエハ搬送機構が下降されている状態を示す図、（ｂ）は爪部がウエハをリリースする前で、ウエハ搬送機構が更に下降して、回動部材が後工程のチャックテーブルの上面に当接された状態を示す図、（ｃ）はチャックテーブルの上面と回動部材が当接されてガイド面がウエハガイド位置に配置された状態を示す図、（ｄ）は後工程のチャックテーブルが真空運転中で、かつ、爪部が外側に移動され、爪部がウエハをリリースし、ウエハがチャックテーブル上に落下して吸着固定された状態を示す図、（ｅ）は後工程のチャックテーブルが真空運転中で、ウエハ搬送機構が後工程のチャックテーブルから離れて上昇した状態を示す図である。 ウエハ搬送機構を上面側より見た斜視図である。 ウエハ搬送機構を上面側より見た平面図である。 図５のＣ－Ｃ線に沿って見たウエハガイド手段の一部拡大断面側面図である。 図５のＤ－Ｄ線に沿って見た爪部の一部拡大断面側面図である。 図７の一部構成を拡大して示す斜視図である。 平衡子機構の概略構成を模式的に示した断面側面図で、（ａ）はチャックテーブルに対してウエハ搬送機構のレベルが合っていない状態を示す図、（ｂ）はウエハ搬送機構のチャックテーブルに対するレベルが平衡子機構により調整された状態を示す図である。

本発明は、所定のテーブルにウエハを受け渡す際に、ウエハの位置がずれることなく、精度良く受け渡すことができるウエハ位置決め装置を提供するという目的を達成するために、ウエハを所定のテーブルに位置決めするためのウエハ位置決め装置であって、前記ウエハと接触しない位置に配置され、前記ウエハを前記テーブルにリリースする際に、前記テーブルと略垂直な位置に移動をして、前記ウエハを案内するガイド面を有するウエハガイド手段を備える構成にしたことにより実現した。

以下、本発明の実施形態に係る一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において、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。

また、以下の説明において、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明のウエハ位置決め装置の各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。また、実施例の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。

図１～図３は本発明の一実施形態に係るウエハ位置決め装置を適用したウエハ受け渡し装置１０の一実施例を模式的に示した図で、図１はウエハ受け渡し装置１０の一部を模式的に示した断面側面図、図２は前工程における所定のチャックテーブルＡ１１からウエハＷを受け取る過程を示す一部断面側面図、図３は後工程における所定のチャックテーブルＢ１１にウエハＷを受け渡す過程を示す一部断面側面図である。

図１～図３において、ウエハ受け渡し装置１０は、図２に示す前工程に配置されたチャックテーブルＡ１１の上に載置されているウエハＷを、図３に示す後工程に配置されたチャックテーブルＢ１１の上方に搬送し、その搬送して来たウエハＷを所定のチャックテーブルＢ１１上に載置させて受け渡すもので、ウエハＷの搬送を行うためのウエハ搬送機構１２を備えている。

チャックテーブルＡ１１及びチャックテーブルＢ１１は、枠体１３の上面１３ａに多孔質材料で形成された吸着部１４を嵌合したものであり、真空運転されると吸着部１４の上側の空気吸引し、吸着部１４の水平な上面（載置面）１４ａにウエハＷを吸着、保持することができる。また、吸着部１４は、真空運転とは逆に、下側（内側）から空気が供給されて、吸着部１４の上方に向けて空気を噴き上げてウエハＷを吸着部１４の上面１４ａから剥がすブロー運転も可能になっている。

さらに、チャックテーブルＡ１１の吸着部１４の外径Ｄ２は、図２の（ａ）に示すようにウエハＷの外径よりも小さく形成されている。一方、チャックテーブルＢ１１側は、図７の（ｂ）に示すように、吸着部１４の外径Ｄ２は、ウエハＷの外径ＷＤよりも小さく、かつ、枠体１３の外径Ｄ１よりも大きく形成されている。

ウエハ搬送機構１２は、図４～図７にその細部構成を示す。なお、図４はウエハ搬送機構１２を上面側より見た斜視図、図５はウエハ搬送機構１２を同じく上面側より見た平面図、図６は図５のＣ－Ｃ線に沿って見たウエハガイド手段の一部拡大断面側面図、図７は図５のＤ－Ｄ線に沿って見た爪部の一部拡大断面側面図、図８は図７の一部構成を拡大して示す斜視図である。

次に、図１～図３に図４～図８を加えて、ウエハ搬送機構１２の構成を更に説明する。ウエハ搬送機構１２は、図４及び図５で詳細に示すように、本体部１６と、本体部１６に取り付けられた保持手段１７及びウエハガイド手段１８と、ウエハ検出手段１９と、を具備している。

本体部１６は、図示せぬロボットアームに枢軸１５を介して取り付けられている。また、本体部１６と枢軸１５の間には、枢軸１５に対して、本体部１６が上下の方向に傾斜してウエハガイド手段１８を略水平に姿勢を制御する姿勢制御機構として、図示しない平衡子機構（又は「ジンバル機構」とも言う）３０が設けられている。平衡子機構３０は、図９に概略構成を示すように、例えば同図（ａ）に示すように、チャックテーブルＢ１１の上面１３ａに対する本体部１６の姿勢（平行度）レベルが合っていない状態で、ウエハ搬送機構１２が下降され、ウエハガイド手段１８の下面（後述するストッパーの下面１８ｇ）がチャックテーブルＢ１１の上面１３ａに当接されると、枢軸１５を支点として、本体部１６を上下方向に自由に揺動させて、同図（ｂ）に示すように本体部１６とチャックテーブルＢ１１の上面１３ａとの間の平行度が自動的に得られるようになっている。

保持手段１７は、図４、図５に示すように、本体部１６の外周側面から２方向に延ばされた状態にして、本体部１６に水平移動可能に取り付けられている、一対のアーム部１７ａ、１７ｂを有している。一対のアーム部１７ａ、１７ｂは、本体部１６内に配設された図示しないシリンダの切り替えにより、図５中のＸａ－Ｘｂ方向（内側Ｘａ方向と外側Ｘｂ方向）にスライド移動可能になっている。なお、シリンダによる切り替えは、一対のアーム部１７ａ、１７ｂが互いに外側Ｘｂ方向に移動するリリース移動と、互いに内側Ｘａ方向に移動するクランプ移動の、２つの移動に択一的に切り替えられる。

また、各アーム部１７ａ、１７ｂの先端側は２つのアーム１７ａ１、１７ａ２、１７ｂ１、１７ｂ２に分岐されており、その各アーム１７ａ１、１７ａ２、１７ｂ１、１７ｂ２の先端部にはそれぞれ、その先端部から下側に向かって略垂直に突出した状態にして配設された爪部２０が取り付けられている。

各爪部２０は、図６に示すように、ウエハＷの外周面と対向する面側に、本体部１６に向かって突出している係止爪２１を各々有している。係止爪２１は、下面２１ａ側がアーム１７ａ１、１７ｂ１の下面と略平行な平面で形成され、上面側が先端から根元側に向かって上方に傾斜しているテーパー面２１ｂで形成されている。

そして、それら爪部２０は、シリンダにより各アーム部１７ａ、１７ｂをＸａ－Ｘｂ方向にスライド移動させることにより、図６に示すように、係止爪２１がウエハＷの配置領域Ｓの外側から内側の領域内に移動したクランプ位置２２（図６の実線で示す位置）と、係止爪２１がウエハＷの配置領域Ｓの内側（クランプ位置２２）から外側の領域に移動したリリース位置２３（図６の１点鎖線で示す位置）とに、択一的に切り替え移動させることが可能になっている。

なお、係止爪２１がクランプ位置２２に移動した状態では、爪部２０の垂直内面２１ｃは、ウエハＷの配置領域Ｓよりも外側に配置され、配置領域Ｓに配置されているウエハＷの外周側面との間に隙間ｍが形成されるように調整される。これは、ウエハＷが係止爪２１にクランプされて搬送されるとき、図６に示しているように、ウエハＷの略直角な下側の外周縁がテーパー面２１ｂ上に略線接触しただけで載置されるようにしたもので、ウエハＷと爪部２０との接触をできるだけ少なくすることにより、ウエハＷが汚れるのを防ぐためである。本実施例では、例えばウエハＷの外径ＷＤが３００ｍｍの場合、４つの爪部２０の垂直内面２１ｃで囲まれる内側の領域の外径を３０２ｍｍに調整し、設定されている。

また、係止爪２１の下面２１ａ（図６参照）の位置は、図７及び図８を用いて後述する、ウエハガイド手段１８の取付ブラケット１８ｂに設けられるストッパー１８ｆの下面１８ｇよりも高い位置に設定される。これは、後工程のチャックテーブルＢ１１における枠体１３の上面１３ａに、ストッパー１８ｆの下面１８ｇが当接しても、係止爪２１の下面２１ａは枠体１３の上面１３ａと接触していない状態でクランプ位置２２とリリース位置２３とに切り替えできるようにして、係止爪２１の下面２１ａと枠体１３の上面１３ａとの間の摩擦を無くし、爪部２０の開閉動作がスムーズになるようにしている。

ウエハガイド手段１８は、図４及び図５に示すように、本体部１６を中心として、その本体部１６の周囲に略等間隔に離間し、またウエハ搬送機構１２の爪部２０と重ならないように、爪部２０に対して周方向に所定の角度ずらして３個設けられている。各ウエハガイド手段１８は、本体部１６から外側に向かって放射状に略水平に設けられているアーム部１８ａと、図７に示すように、アーム部１８ａの外側先端部から下側に向かって略垂直に突出した状態に配設されている取付ブラケット１８ｂと、取付ブラケット１８ｂの左右側面の中の一方の側面１８ｂ１に、取付軸１８ｃを介して上下方向（チャックテーブルＢ１１の上面に対して垂直方向）に回転可能に取り付けられている回動部材１８ｄと、取付軸１８ｃに装着されて回動部材１８ｄを下方向に回動付勢している付勢手段としてのコイルバネが１８ｅと、を各々備えている。

取付ブラケット１８ｂは、図７で詳細に示し、また図８でその図７の要部を斜視図で示しているように、ブロック状をした小片である。取付ブラケット１８ｂの下端部には、回動部材１８ｄを収納配置している回動部材収納凹部１８ｈと、その回動部材収納凹部１８ｈの下面側に傾斜して設けられているストッパー１８ｐが形成されている。ストッパー１８ｐは、回動部材１８ｄの背面１８ｄ１と当接されて、回動部材１８ｄの下方への回動量を規制する。

回動部材１８ｄは、図７及び図８に示すように、一端側が回動部材収納凹部１８ｈ内に取付軸１８ｃで取り付けられ、その取付軸１８ｃを支軸として略垂直（上下）方向に回動可能に配設されている。そして、取付軸１８ｃには付勢手段としてのコイルバネ１８ｅが装着されている。そのコイルバネ１８ｅは、一方のコイル端部を取付ブラケット１８ｂに掛け止め固定するとともに、他方のコイル端部を回動部材１８ｄに掛け止め固定し、回動部材１８ｄをストッパー１８ｐ側に回動付勢させた状態にして取り付けられている。これにより、回動部材１８ｄは、コイルバネ１８ｅの付勢力により、回動部材１８ｄの他端側の背面１８ｄ１がストッパー１８ｐと当接する方向に回動付勢されている。したがって、回動部材１８ｄがフリーの状態では、図７の（ａ）に実線で示すように、回動部材１８ｄはストッパー１８ｐと当接された退避位置Ｏに配置されるようになっている。また、図８も退避位置Ｏに配置された状態で示している。なお、退避位置Ｏに配置された回動部材１８ｄは、コイルバネ１８ｅの付勢力に抗して背面１８ｄ１側が上方に向かって押されると上方に回動し、図７の（ｂ）に１点鎖線で示すウエハガイド位置Ｇまで移動できるようになっている。

また、回動部材１８ｄの他端側には、図７及び図８に示すように、ガイド面１８ｄ２と誘導面１８ｄ３とが形成されている。ガイド面１８ｄ２は、回動部材１８ｄがウエハガイド位置Ｇに回動切り替えされている状態において、ウエハＷの外周側面Ｗａと略平行（垂直）、すなわちチャックテーブルＢ１１の上面１４ａと略直角となるように形成されている。一方、誘導面１８ｄ３は、ガイド面１８ｄ２の上端側と連続して形成されており、図７に１点鎖線で示すように、回動部材１８ｄがウエハガイド位置Ｇに回動切り替えされている状態において、ガイド面１８ｄ２の上端から上方に向かうに従い回動部材１８ｄの一端側(取付軸１８ｃ側)に徐々に近づくように傾斜して設けられている。そして、誘導面１８ｄ３は、ガイド面１８ｄ２とウエハＷの外周側面Ｗａとの間に、水平方向における位置のずれが多少存在しても、その誘導面１８ｄ３の傾斜で、ウエハＷの位置を中央側に誘導してガイド面１８ｄ２に沿うように修正し、ウエハＷの落下による受け渡しが常に垂直方向からできるようにしている。なお、誘導面１８ｄ３は、必ずしも設ける必要はない。

なお、本実施例では、外周径が３００ｍｍのウエハＷを使用した場合であり、この場合は、３つの回動部材１８ｄのガイド面１８ｄ２で囲まれる内側の領域の外周径が３００．４ｍｍとなるように調整し、設定されている。

また、回動部材１８ｄは、ウエハＷと接触したときにウエハＷにダメージを与えないようにするために、樹脂材で作られている。ここでの樹脂材は、耐摩耗性、耐水性、及び、高強度の樹脂が好ましい。

ウエハ検出手段１９は、前行程の所定のチャックテーブルＡ１１上にウエハＷが存在しているか否かを検出するセンサである。ウエハ検出手段１９で使用するセンサは、例えば静電容量式、光電式、シリンダの位置よる光電式検出、等を用いる。

次に、図２に示す前工程における所定のチャックテーブルＡ１１の上に載置されているウエハＷを、図３に示す後工程における所定のチャックテーブルＢ１１の上方に搬送し、その所定のチャックテーブルＢ１１上に載置させて受け渡す場合を一例として、本発明に係るウエハ受け渡し装置１０の作用を説明する。

図２は、ウエハ搬送機構１２が前工程におけるチャックテーブルＡ１１からウエハＷを受け取る過程を示している。

図２の（ａ）に示すように、真空運転中における前工程のチャックテーブルＡ１１上に、ウエハＷが配置されているとき、ウエハ搬送機構１２の一対のアーム部１７ａ、１７ｂは、シリンダの動作により図５に示す外側方向（Ｘｂ方向）に移動され、保持手段１７の爪部２０もウエハの配置領域Ｓ（図６参照）の外側の位置、すなわちリリース位置２３に配置されている。そして、この状態で、ウエハ搬送機構１２は、保持手段１７の爪部２０がチャックテーブルＡ１１の側面と対向する所定の位置まで下降される。なお、チャックテーブルＡ１１上におけるウエハＷの有無は、チャックテーブルＡ１１側の図示しない圧力センサによる圧力状態と、ウエハ検出手段１９からの信号で検出される。また、ウエハ搬送機構１２がチャックテーブルＡ１１からウエハＷを受け取る過程では、コイルバネ１８ｅで付勢されているウエハガイド手段１８の回動部材１８ｄは、図２の（ｂ）及び図７の（ａ）に実線で示しているように、ストッパー１８ｐで位置規制されて退避位置Ｏに配置されている。

ウエハ搬送機構１２が所定の位置まで下降されたら、次に、一対のアーム部１７ａ、１７ｂが、シリンダの動作により図５に示す内側方向（Ｘａ方向）に移動され、保持手段１７における爪部２０の係止爪２１の一部が、図２の（ｃ）及び図６に実線で示すようにウエハの配置領域Ｓの内側の配置、すなわちクランプ位置２２に配置される。

保持手段１７の爪部２０がクランプ位置２２に配置されると、チャックテーブルＡ１１がブロー運転に切り替えられ、図２の（ｄ）に示すように、吸着部１４に真空保持されていたウエハＷがチャックテーブルＡ１１のチャックから解放される。

また、ウエハ搬送機構１２は、図２の（ｅ）に示すように、爪部２０の係止爪２１がウエハＷを捉えて上昇し、後工程のチャックテーブルＢ１１の上方に移動する。ここでの係止爪２１によるウエハＷのチャックは、図６に示すように爪部２０の垂直内面２１ｃとウエハＷの外周側面との間に隙間ｍが形成され、また、ウエハＷの略直角な外周縁の下端側がテーパー面２１ｂ上に略線接触しただけで載置される。

図３は、ウエハ搬送機構１２が後工程におけるチャックテーブルＢ１１にウエハＷを受け渡す過程を示している。

図３の（ａ）に示すように、ウエハＷを捉えて前行程から移動されたウエハ搬送機構１２は、後工程におけるチャックテーブルＢ１１の上方に配置される。この状態では、コイルバネ１８ｅで回動付勢されているウエハガイド手段１８の回動部材１８ｄは、図２の（ｂ）及び図７の（ａ）に実線で示すように、ストッパー１８ｐで位置規制されて退避位置Ｏに回動配置されている。

次いで、ウエハ搬送機構１２が下降する。ウエハ搬送機構１２が所定の位置まで下降すると、ウエハガイド手段１８の回動部材１８ｄの背面１８ｄ１がチャックテーブルＢ１１における枠体１３の上面１３ａに当接する。また、更にウエハ搬送機構１２が下降すると、回動部材１８ｄはコイルバネ１８ｅの付勢力に抗し、かつウエハ搬送機構１２の下降量に応じた量だけ、図７の（ａ）に１点鎖線で示すウエハガイド位置Ｇに向かって回動する。そして、ウエハガイド手段１８におけるストッパー１８ｆの下面１８ｇが枠体１３の上面１３ａと当接するまで下降すると、回動部材１８ｄは図７の（ｂ）に実線で示すウエハガイド位置Ｇに到達する。なお、係止爪２１の下面２１ａの位置は、ウエハガイド手段１８のストッパー１８ｆの下面１８ｇよりも高い位置に設定されているので、ストッパー１８ｆの下面１８ｇが枠体１３の上面１３ａに当接しても、係止爪２１の下面２１ａは枠体１３の上面１３ａと接触していない状態で図６に実線で示すクランプ位置２２に配置されている。

チャックテーブルＢ１１における枠体１３の上面１３ａにストッパー１８ｆの下面１８ｇが当接するまで、ウエハ搬送機構１２が下降されると、図３の（ｄ）に示すようにチャックテーブルＢ１１が真空運転される。そして、保持手段１７における爪部２０の係止爪２１が、ウエハの配置領域Ｓの外側の配置、すなわちリリース位置２３に配置される。同時に、係止爪２１からリリースされたウエハＷは、真空運転中のチャックテーブル１１Ｂにおける吸着部１４の上面１４ａに落下されて真空保持される。すなわち、チャックテーブル１１Ｂの所定の位置(吸着部１４の上面１４ａ)に受け渡される。

この爪部２０の係止爪２１のリリースは、係止爪２１の下面２１ａと枠体１３の上面１３ａとが接触していないので、下面２１ａと上面１３ａとの間に摩擦抵抗が発生することなく、スムーズに開放する。また、回動部材４８ｄのガイド面１８ｄ２が、ウエハＷの配置領域Ｓの外周部に略等間隔離間して配置されているので、係止爪２１からリリースされたウエハＷは、ガイド面１８ｄ２に案内されて垂直に落下し、チャックテーブルＢ１１の吸着部１４の上面に１４ａに吸着保持される。なお、リリースされたウエハＷの位置が若干ずれていた場合は、誘導面１８ｄ３と当接し、誘導面１８ｄ３でガイド面１８ｄ２側に位置誘導されてガイド面１８ｄ２を通って吸着部１４の上面１４ａに落下する。

ウエハＷがリリースされたら、図３の（ｅ）に示すように、ウエハ搬送機構１２が上昇を開始し、所定の位置まで戻る。また、ウエハ搬送機構１２が上昇すると、その上昇に伴い、ウエハガイド手段１８におけるストッパー１８ｆの下面１８ｇが枠体１３の上面１３ａから離れる。同時に、回動部材１８ｄがコイルバネ１８ｅのバネ力により図２の（ｂ）及び図７の（ａ）に実線で示す退避位置Ｏに向かって回動を開始する。そして、回動部材１８ｄの背面１８ｄ１がストッパー１８ｐにぶつかると図７の（ａ）に実線で示す状態、すなわち退避位置Ｏに回動復帰され、退避位置Ｏで保持される。以下、この動作を繰り返す。

したがって、本実施例で説明したウエハ受け渡し装置１０によれば、保持手段１７で保持されたウエハＷが、チャックテーブルＢ１１の上方の所定の位置（枠体１３の上面１３ａに回動部材１８ｄのストッパー１８ｆが当接された位置）に搬送されて来ると、ウエハガイド手段１８のガイド面１８ｄ２がウエハＷの外周側面と略平行な位置、すなわちチャックテーブルＢ１１に対して略垂直なウエハガイド位置に配置される。そして、保持手段１７からリリースされたウエハＷを、ウエハガイド手段１８のガイド面１８ｄ２により所定のチャックテーブルＢ１１の上に向けて垂直に落下するように案内する。これにより、チャックテーブルＢ１１の所定の位置、すなわち吸着部１４の上面１４ａにウエハＷを正確に位置決めて配置することができるので、ウエハＷの受け渡し精度が向上するとともに、加工精度の向上にも寄与する。

また、ウエハＷの外周縁（エッジ部）を保持して搬送するエッジクランプ方式を採用しているので、ウエハＷのロード／アンロードを行うときに、爪部２０のウエハ表面との接触を無くすことができ、これによりウエハ表面における汚染を防止し、品質の低下を防ぐことができる。

なお、上記実施例では、保持手段１７における爪部２０の係止爪２１は、一対のアーム部１７ａ、１７ｂをシリンダにより図５中のＸａ－Ｘｂ方向に直線移動させて開閉するようにした構造を開示したが、開閉動作は旋回式であってもよい。

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を成すことができ、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。

１０ ウエハ受け渡し装置
Ａ１１ 前工程のチャックテーブル
Ｂ１１ 後工程のチャックテーブル
１２ ウエハ搬送機構
１３ 枠体
１３ａ 上面
１４ 吸着部
１４ａ 上面（載置面）
１５ 枢軸
１６ 本体部
１７ 保持手段
１７ａ、１７ｂ アーム部
１８ ウエハガイド手段
１８ａ アーム部
１８ｂ 取付ブラケット
１８ｂ１ 側面
１８ｃ 取付軸
１８ｄ 回動部材
１８ｄ１ 背面
１８ｄ２ ガイド面
１８ｄ３ 誘導面
１８ｅ コイルバネ（付勢手段）
１８ｆ ストッパー
１８ｇ ストッパーの下面
１８ｈ 回動部材収納凹部
１８ｐ ストッパー
１９ ウエハ検出手段
２０ 爪部
２１ 係止爪
２１ａ 下面
２１ｂ テーパー面
２１ｃ 垂直内面
２２ クランプ位置
２３ リリース位置
３０ 平衡子機構（姿勢制御機構）
Ｄ１ 枠体の外径
Ｄ２ 吸着部の外径
Ｏ 退避位置
Ｇ ウエハガイド位置
Ｓ ウエハの配置領域
ｍ 隙間
Ｗ ウエハ
Ｗａ ウエハの外周側面
ＷＤ ウエハの外径
Ｘａ－Ｘｂ 一対のアーム部の移動方向

Claims (6)

1. ウエハ受け渡し装置が保持するウエハを所定のテーブルに搬送してリリースする際に前記ウエハを位置決めするためのウエハ位置決め装置であって、
   前記ウエハ受け渡し装置の保持部が前記ウエハを保持する際に前記ウエハと接触しない位置に配置され、前記保持部が前記ウエハを前記テーブルにリリースする際に前記ウエハと接触する位置に配置されるウエハガイド手段を備え、
   前記ウエハガイド手段は、背面が前記テーブルの上面に当接して前記ウエハと接触可能に前記テーブルと略垂直となり、前記ウエハを案内するガイド面を有する、ことを特徴とするウエハ位置決め装置。
2. 前記ウエハガイド手段は、
   前記ガイド面を有し、かつ、前記テーブルに対して略垂直方向に回動可能に構成され、前記ガイド面が前記テーブルと略垂直になるウエハガイド位置と、前記ガイド面が前記ウエハの外周側面に接触しない退避位置と、に切り替え可能な回動部材と、
   前記回動部材を、前記退避位置側に回動付勢させる付勢手段と、
   前記付勢手段により回動付勢されている前記回動部材の回動を前記退避位置で規制するストッパーと、
   を備え、
   前記テーブルは、前記回動部材と当接可能な位置に配設され、
   前記回動部材は、前記テーブルの上面に前記背面が当接することにより前記退避位置から前記ウエハガイド位置へ前記付勢手段の付勢力に抗して回動される、ことを特徴とする請求項１に記載のウエハ位置決め装置。
3. 前記ウエハガイド手段は、略等間隔に離間して３個以上設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のウエハ位置決め装置。
4. 前記ウエハガイド手段は、樹脂材で形成されている、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のウエハ位置決め装置。
5. 前記ウエハガイド手段は、前記ガイド面と連続して形成した、前記リリースされたウエハを前記ガイド面側に向けて誘導する誘導面を有している、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のウエハ位置決め装置。
6. 前記ウエハガイド手段が前記テーブルに傾斜して当接した際に、ウエハガイド手段を略水平に姿勢を制御する姿勢制御機構を有する、ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のウエハ位置決め装置。

Images