JPH019166Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ウエハーをラツピング装置に自動的
に供給または排出するためのローデイング装置に
関する。

従来技術 この種のラツピング装置は、ウエハーの表面を
鏡面加工するために用いられる、この加工工程で
は、ウエハーが供給位置からラツピング装置の加
工位置に供給され、またその加工完了後にその加
工位置から排出位置へと移動する。最近のラツピ
ング装置は、殆どキヤリヤを備えている。このキ
ヤリヤは、複数のウエハーを位置決め状態で収納
し、自転しながら公転することにより、ウエハー
の表面おび裏面を上下の定盤に接触させて研磨し
て行く。

このようなウエハーのローデイング装置は、例
えば実公昭57−30860号の公報に記載されている。
その公報の取上げ−および取下し装置は、多数の
ウエハーを運動装置により、所定の位置へ自動的
に搬送する。しかし、その装置は、キヤリヤを備
えたラツピング装置を使用対象としていないた
め、停止位置の検出および停止角度検出機能が無
く、したがつてキヤリヤ付のラツピング装置に使
用できない。

一方、このようなウエハーの停止位置は、ラツ
ピング装置の停止タイミングにより、自転角度上
および公転軌跡上で不定であるが、視覚センサー
などを用いれば測定できる。しかし、この種のラ
ツピング装置では、上下の定盤のスペースが狭い
ため、カメラなどの視覚センサーが組み込めず、
また組み込めたとしても、視覚センサー装置が高
価となるため、採算性が悪く、実用化が困難であ
る。

考案の目的 したがつて、本考案の目的は、不定位置のウエ
ハーの位置を検出し、その検出位置で複数のウエ
ハーを自動的に供給または排出できるようにする
ことである。

考案の概要 そこで、本考案は、ローデイング動作を多関節
型のマニプユレータによつて行い、その第１アー
ムを旋回して、その先端部をラツピング装置の回
転中心上で止めて、その位置の駆動軸と結合させ
るとともに、この駆動軸を中心として、第２アー
ムを回転させることにより、センサーによつてキ
ヤリヤの中心位置を検出し、このキヤリヤの中心
線上で第２アームを停止させ、かつこのキヤリヤ
の回転中心を中心として、第２アームの先端のヘ
ツドを回転させて、センサーによりキヤリヤの停
止角度を検出し、ウエハーの位置を割り出すよう
にしている。このような割り出しの後に、上記第
１アーム、第２アームおよびヘツドは、旋回運動
および上下運動を行うことにより、ウエハーのロ
ーデイング動作を行う。

考案の構成 以下、本考案の構成を第１図および第２図に基
づいて具体的に説明する。

本考案のウエハーのローデイング装置１は、ラ
ツピング装置２の近く例えその側方の支持台３の
上に取付けられる。この支持台３は、第１アーム
４を垂直方向の第１軸５により旋回可能な状態で
支持している。この第１アーム４は、支持台３の
内部に設けられた駆動源としての第１ギヤモータ
６によつて回転角上で位置決め可能な状態で駆動
される。

上記第１アーム４は、その先方の部分で第２ア
ーム７を垂直方向の第２軸８により旋回自在に支
持するとともに、その第２軸８の下方部分でテー
パ軸などの係合部９を上下動自在に支持してい
る。そして、上記第２軸８は、第１軸５の軸線上
で第１アーム４の基端部分の上面に取付けられた
駆動源としての第２ギヤモータ１０によつて駆動
される関係にある。なお、この第２ギヤモータ１
０の回転は、第１アーム４の内部で巻掛けられた
タイミングプーリ・ベルト１１によつて伝達され
る。また上記係合部９は、ラツピング装置２の駆
動軸１３の上面に形成されたテーパ孔１４と対応
しており、第２軸８の内部に設けられたシリンダ
１２のピストンロツド１２ａによつて上下動自在
に支持されている。このシリンダ１２は、第１の
上下動手段を構成している。ちなみに上記第１軸
５および第２軸８は、中空であり、内部で電気系
および空圧系の配管を通過させる。

また、上記第２アーム７は、先方の部分で第２
の上下動手段としてのシリンダ１５を垂直方向に
支持しており、そのピストンロツド１６でヘツド
１７を回り止め状態で上下動自在に支持してい
る。またこのヘツド１７は、垂直方向のロール軸
１８の下端部分で円板状のチヤツク支持体１９を
回転自在に支持している。このロール軸１８は、
ヘツド１７の側方位置に取付けられた駆動源とし
てのギヤモータ２０およびそれらの間に設けられ
たタイミングプーリ・ベルト２１によつて駆動さ
れるようになつている。

さらに、上記チヤツク支持体１９は、ラツピン
グ装置２のキヤリア２２に収納された複数例えば
５つのウエハー２３と対応する位置で、ウエハー
保持用の例えば真空式のチヤツク２４をホルダー
２５によりスプリング２６で下向きに付勢した状
態で保持している。また、上記ロール軸１８の中
心位置に第１センサー２７が下向きに取付けられ
ており、またその偏心位置に第２センサー２８が
取付けられている。これらの第１センサー２７お
よび第２センサー２８は、それぞれキヤリヤ２２
の中心孔２９および偏心孔３０と対応している。
この第１センサー２７および中心孔２９は、キヤ
リヤ２２の位置を求めるためのものであり、また
第２センサー２８および偏心孔３０は、ウエハー
２３の回転位置を割り出すために設けられてい
る。

なお、これらのキヤリヤ２２はラツピング装置
２の下定盤３１に対し回転自在に支持されてお
り、外側のギヤ３２の部分で駆動軸１３のギヤ３
３および外側の太陽ギヤ３４にそれぞれかみ合つ
ている。また上記下定盤３１に対し上定盤３５が
上下動自在に支持されている。これらの下定盤３
１および上定盤３５は、対向する面に研磨材を備
えており、キヤリヤ２２に収納されたウエハー２
３の上面および裏面に接し、それらの表面を鏡面
状に加工する。またこのラツピング装置２の側方
位置に、ウエハー２３の供給テーブル３６およ排
出テーブル３７が設けられている。これらの供給
テーブル３６および排出テーブル３７は、各ウエ
ハー２３を位置決めし、かつ一定の回転角度で割
り出しながら、待機している。

考案の作用 次に、上記ウエハーのローデイング装置１の作
用をアンロード動作の例について説明する。

ラツピング装置２は、そのキヤリヤ２２の孔部
分で５つのウエハー２３を収納し、これを下定盤
３１および上定盤３５により挟み込んでいる。こ
の状態で駆動軸１３が回転すると、キヤリヤ２２
は、その中心を回転中心として、自転しながら、
その駆動軸１３を中心として、駆動軸１３の回転
方向と同じ方向に公転する。このとき、キヤリヤ
２２の内部のウエハー２３は、下定盤３１および
上定盤３５の間にあつて、摩擦的に研磨される。

このような研磨工程では、第１アーム４および
第２アーム７は、退避位置に移動しており、アン
ロード動作を待機している。

ラツピング加工が完了すると、上定盤３５が自
動的に上昇し、ラツピング装置２は、駆動軸１３
の回転を停止させる。このとき、キヤリヤ２２の
停止位置は、既に記述したように、不定である。

この状態で、第１ギヤモータ６が起動し、第１
軸５を中心として、第１アーム４の先端すなわち
第２軸８を駆動軸１３の中心位置まで旋回させ
る。このため、第１アーム４の有効長は、第１軸
の中心と第２軸８の中心間の距離に設定されてい
る。この回動量の制御は、第１ギヤモータ６の回
転量を制御することによつて、正確に設定でき
る。

その後に、シリンダ１２がそのピストンロツド
１２ａを下降させることにより、係合部９を駆動
軸１３のテーパ孔１４の内部に進出させる。この
ようにして、第１アーム４は、駆動軸１３と位置
合わせ状態で連結され、片持ち状態から両持ち状
態となる。

次に、第２アーム７が第２ギヤモータ１０の回
転を受けて、駆動軸１３を回転中心として旋回
し、第３図のように、キヤリヤ２２の中心孔２９
を探知し、その中心孔２９の位置で自動的に停止
する。この第２アーム７が旋回しているとき、第
１センサー２７が中心孔２９と対向すると、その
中心孔２９の内径と対応するパルス幅の信号を発
生する。これによつて、中心孔２９は、このパル
ス幅すなわち経過時間の変化によつて他の部分と
区別して検出できる。この第２アーム７の旋回運
動は、第２ギヤモータ１０によつて行われ、第１
センサー２７の信号は、その第２ギヤモータ１０
に対する停止指令信号となつている。このように
して、ヘツド１７の中心線は、キヤリヤ２２の中
心位置と正確に一致する。ここでも、第２アーム
７の有効長、つまり第２軸８の中心からヘツド１
７の中心までの長さは駆動軸１３の中心からキヤ
リヤ２２の中心孔２９の中心までの距離に等しく
設定されている。

その後に、ギヤモータ２０が起動し、ロール軸
１８を回転させるため、チヤツク支持体１９は、
キヤリヤ２２の中心線上でゆつくり回転し、これ
とともに回転する第２センサー２８によつてキヤ
リヤ２２の偏心孔３０を探知する。この第２セン
サー２８が中心孔２９と対応すると、第２センサ
ー２８がギヤモータ２０に対する停止指令信号を
発生するためその一致時点でチヤツク支持体１９
は、チヤツク２４を全てのウエハー２３の中心と
対応させた状態で停止する。

続いて、シリンダ１５が作動し、ヘツド１７を
下降させることによつて、すべてのチヤツク２４
を対応のウエハー２３の上面にスプリング２６に
よつて軽く接触させる。このとき、チヤツク２４
が真空による吸引作用によつて、それぞれのウエ
ハー２３を保持する。なお、このチヤツク支持体
１９にウエハー２３の状態すなわちその有無や破
損などを確認するためのセンサーが付設されてお
れば、このチヤツク支持体１９の回転時に、ウエ
ハー２３の状態が同時に確認できる。

このようにしてチヤツク２４がウエハー２３を
保持した後、シリンダ１５は、ヘツド１７を上昇
させ、続いてシリンダ１２は、係合部９を駆動軸
１３とテーパ孔１４から引き上げた後、第１アー
ム４および第２アーム７は、対応の第１ギヤモー
タ６および第２ギヤモータ１０によつて駆動さ
れ、ヘツド１７を排出テーブル３７の真上まで移
動させ、そこでチヤツク支持体１９を下降させる
ことによつて、保持中のウエハー２３を排出テー
ブル３７の上に位置決め状態で置く。このように
して排出動作が完了する。

続いて、この第１アーム４および第２アーム７
は、ロード動作に移り、ヘツド１７を供給テーブ
ル３６の位置まで移動させ、そこでチヤツク２４
によりウエハー２３を保持し、これらのウエハー
２３を排出後のキヤリヤ２２の位置まで移動させ
る。このときの、ヘツド１７とキヤリヤ２２との
位置合わせおよびキヤリヤ２２に対するチヤツク
２４の回転位置の割り出しは、上記排出動作時と
同一であるから、予め記憶させておくことによつ
て、必要とされない。

このようにして、ローデイング装置１は、他の
キヤリヤ２２についても同様の排出動作およ供給
動作を繰り返す。

なお、最初のキヤリヤ２２についてその中心孔
２９およ偏心孔３０が求められると、ギヤ３２，
３３および太陽ギヤ３４とのかみ合い関係から、
他のキヤリヤ２２の停止位置およびそれぞれのキ
ヤリヤ２２についてのウエハー２３の回転位置が
演算により割り出されるため、他のキヤリヤ２２
についての排出および供給動作時の中心位置の割
り出しおよび回転角の割り出しは演算により求め
られるため、特に必要とされない。

上記のようにして、ウエハー２３の排出動作お
よび供給動作が自動的に行われる。全てのキヤリ
ヤ２２についての新たのウエハー２３の供給動作
が完了した時点で、第１アーム４および第２アー
ム７は、再び退避位置に戻り、次の動作に備え
る。

考案の変形例 上記実施例は、中心孔２９および偏心孔３０毎
に第１センサー２７および第２センサー２８を設
けているが、この第２センサー２８は、１つの第
１センサー２７によつて兼用することもできる。
この場合、第１センサー２７は、第４図に示すよ
うに、中心孔２９の検知後、例えばエアシリンダ
３８によつて、偏心量だけ移動し、偏心孔３０と
対応する位置に設定される。なお、中止孔２９お
よび偏心孔３０は、光源や磁性体などの被検知体
であつてもよい。

また上記実施例のチヤツク支持体１９は、１つ
のキヤリヤ２２についての全てのウエハー２３と
対応する数のチヤツク２４を備えているが、この
チヤツク２４は、チヤツク支持体１９に対し１個
だけ、または２個対称に設けられていてもよい。
その場合、ウエハー２３の供給および排出動作
は、１個または２個のウエハー２３毎に行われ
る。これらのウエハー２３は、キヤリヤ２２に対
し所定の角度毎に設けられているから、キヤリヤ
２４は、順次その回転角だけ移動し、対応のウエ
ハー２３を把持し、必要な動作を行うことにな
る。もちろんこのチヤツク２４は、真空式のもの
に限らず、機械式のものであつてもよい。また上
下動手段は、シリンダの他に、送りねじユニツト
などで構成することもできる。

考案の効果 本考案では、片持ち状態の第１アームがその動
作時にその先端の係合部で駆動軸と係り合い、い
わゆる両持ち状態となるため、第２アームのヘツ
ドの中心線が旋回時にキヤリヤの中心線上を正確
に移動する他、第１センサーがキヤリヤの停止位
置を検出し、かつ第２センサーがそのキヤリヤの
ウエハーの位置を割り出すため、供給および排出
時に、チヤツクがウエハーの位置に自動的に割り
出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のウエハーのローデイング装置
の一部破断側面図、第２図は同装置の平面図、第
３図はキヤリヤと第１センサーの移動軌跡の平面
図、第４図はセンサー部分の他の実施例の一部の
側面図である。 １……ウエハーのローデイング装置、２……ラ
ツピング装置、３……支持台、４……第１アー
ム、６……駆動源としての第１ギヤモータ、７…
…第２アーム、９……係合部、１０……駆動源と
しての第２ギヤモータ、１２……第１の上下動手
段としてのシリンダ、１３……駆動軸、１５……
第２の上下動手段としてのシリンダ、１７……ヘ
ツド、１９……チヤツク支持体、２０……駆動源
としてのギヤモータ、２２……キヤリヤ、２３…
…ウエハー、２４……チヤツク、２７……第１セ
ンサー、２８……第２センサー、２９……中心
孔、３０……偏心孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 支持台に回転自在に支持され駆動源により回動
   する第１アームと、この第１アームの先方に回転
   自在に支持され駆動源により回動する第２アーム
   と、上記第１アームの先方に設けられ上記第２ア
   ームの回転中心上に位置する第１の上下動手段
   と、この第１の上下動手段に支持されラツピング
   装置の中心軸部とにはまり合う係合部と、上記第
   ２アームの先方に設けられた第２の上下動手段
   と、この第２の上下動手段により上下動するヘツ
   ドと、このヘツドに回転自在に支持され駆動源に
   より回動するチヤツク支持体と、このチヤツク支
   持体に設けられた複数のウエハー保持用のチヤツ
   クと、上記チヤツク支持体に設けられ上記ラツピ
   ング装置のキヤリヤの中心位置およびウエハーの
   位置を検出するセンサーとを具備することを特徴
   とするウエハーのローデイング装置。