JPS62293630A - ウエハチヤツク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はウェハチャック装置に係り、特にウェハをソフ
ト普こ把持するのに好適なウェハチャック装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、例えば特開昭５８−１５５７３６号に記
載のように、ウェハを保持するための溝を有する腕と、
腕を開閉動作させるエアーシリンダとで構成され、エア
ーシリンダを駆動させて、腕を開閉させてウェハを両側
から把持していた。

また、特開昭５８−６４０４１号に記載のように、内側
と外側の二重にチューブを設け、内側のチューブを膨張
させて爪を外側に向って動かし開動作させ、外側のチュ
ーブを膨張させて爪を内側に向って動かし閉動作させて
ウェハの把持を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ウェハの把持力について考慮されてお
らず、ウェハを把持する際に生じる衝撃力によって、ウ
ェハにチッピングまたは破損を生じるという問題があっ
た。

本発明の目的はチッピングまたは破損を生じさせること
なくウェハを把持して、搬送系の信頼性を向上できるウ
ェハチャック装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ウェハを把持する爪と、一方に前記爪を取
り付け他方を回転自在に固定したアームと、該アームを
閉じ前記爪と把持力を付与するばねと、前記把持力を調
整する把持力可変手段とを設けることにより達成される
。

〔作　　用〕

把持力可変手段を動作させて、アームの閉動作を直接抑
制したり、または、アームに閉動作の力を与えるばねの
支持点距離な可変してばね力を抑Ｌ＆ 制し、チッピングまたはｔ損を生じさせることな（ウェ
ハを把持して、搬送系の信頼性を向上できる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明す
る。

第１図に、ウェハチャック装置の構成を示す。

ウェハチャック装置は、ウェハ８の外周を把持する爪９
と、爪９に把持力な与えるばね１０と、爪９を開閉動作
する圧電素子１１と、圧電素子１１の変位量を爪９の開
閉量に変換するアーム鵞と、アーム臆を固定するシャフ
ト１３と、シャフト１３の両端をベアリング１４を介し
て支持するブラケット１５と、ばね１０および圧電素子
１１を固定するベース１０により構成される。

次に爪９の開閉動作について第２図、第３図により説明
する。まず、圧電素子１１に電圧を印加すると、第３図
に示すように圧電素子１１が矢印ａのように変形して、
アーム１２が外側に向って回転して、ばね力に打ち勝っ
て爪９が開動作する。この動作によりウェハを解放する
。

次側こ、圧電素子１１に印加する電圧をＯボルトまで徐
々に変化させると、第３図に示すように圧電素子１１が
矢印すのように変形し、アーム１２がばね力によって逆
回転して、初期の位置まで戻り爪９が閉動作する。この
動作によりウェハ８を所定の把持力で把持する。

次に、爪を１開閉動作する場合の圧電素子１１の印加電
圧パターン含第４因により説明する。まず、電圧を０ボ
ルトからＶボルトまでステップ状に印加して爪９を開動
作する。その後、ウェハの材質人またはＢ（この場合、
機械的強度はＡ＞Ｂ）に応じて勾配を変化させて電圧を
０ボルトまで直線的に下げる。このようにすることによ
り勾の閉動作速度を可変にしてウェハを把持する。

以上本−実施例によれば、爪の閉動作速度をウェハの材
質に応じて調整することができるので、ウェハに衝撃力
を加えることな（ソフトに把持することが可能であり、
ウェハにチッピングまたは破損を生じることなくウェハ
を把持でき、搬送系の信頼性を向上できるという効果が
ある。

次に、本発明の第２の実施例を第５図〜第８図により説
明する。第５図において、前記第１図と同符号は同一部
材を示し、本図が第１図と異なる点は、圧電素子１１の
代わりにカム１７を設けて、カム１７の駆動用にソレノ
イド１８を設けている点である。

上記構成において爪の開閉動作を説明する。まず、ソレ
ノイド１８を駆動させてカム１７を回転し、カム１７に
よってアーム鵞を押してシャフト１３を中心にし、ばね
力に打ち勝ってアーム氏を回転させ爪を開動作する。ま
た、ソレノイド１８を初期の位置まで逆回転させること
により、爪を閉動作させる。

なお、カム１７は第７図に示すように初期位５ｔからＣ
方向に回転する場合とｄ方向に回転する場合で半径の変
化する割合（Ｃ方向に回転する場合くｄ方向に回転する
場合）が異っており、爪９を開動作するためにカム１７
をＣ方向に回転する場合あるいはｄ方向に回転する場合
によりて爪９の開閉動作速度（Ｃ方向に回転する場合く
ｄ方向に回転する場合）を可変できる。

また、爪を開閉動作するために加えるソレノイド１８の
入力パルスの極性をウェハの材質Ａ、Ｂ（機械的強度Ａ
＞Ｂ　）に応じて第８図に示すように変化させ、ソレノ
イド１８の回転方向を変えることにより、ウニへの材質
に応じた閉動作速度で把持する。

以上末男２の実施例によれば、爪閉動作速度なウェハの
材質に応じて可変することができるので、前記一実施例
と同様の効果が得られる。

次に、本発明の第３の実施例を第９因〜第１１図（こよ
り説明する。

本図において、第１図と同符号は同一部材を示す。本図
が第１図と異なる点は、一方をアーム氏に取り付けられ
たばね１０の他端な直接に圧電素子１１で支持するよう
にベース１６に設けた点と、アーム校と圧電素子１１と
の間にガイド（９）を設けた点と、アームｎの反爪側の
他端と接触するストッパー１９をベース１６に設けた点
である。

上記構成において、まず圧電素子１１に電圧を印加する
と、第９図に示すように圧電素子１１が矢印ｅのように
変形して、ガイド（９）に当たりガイド冗を押して、ア
ームνが外側に向って回転し爪９が開動作する。この動
作によりウェハを解放する。

次に、圧電素子１１に印加する電圧の極性を逆にするこ
とにより、第１０図に示すように圧電素子１１が矢印ｆ
のように逆に変形して、アーム丘がばね力によって逆回
転しストッパー１９に当たるまで回転して、爪が閉動作
する。この動作によりウェハ８を把持する。

次に、爪を１開閉動作する場合の圧電素子１１の印加電
圧パターンを第１１因により説明する。まず、電圧をＯ
ボルトからＶボルトまでステップ状に印加して爪９を開
動作する。その後、ウェハの材質ＡまたはＢ（機械的強
度はＡ＞Ｂ　）に応じて電圧なＶから−■１＋または−
ｖ２までステップ状に変化させる。このようにすること
により第１０図に示すように爪９に把持力を与えるばね
１０の変形量Ｘをｘｌまたはｘ２に変化でき、ウェハの
把持力をＦｌ（＝ＫＸ１）またはＦ２　（＝ＫＸ２）　
　（Ｋ　：ばね定数）に可変にして、ウェハを把持する
。

以上末男３の実施例によれば、爪の把持力をウェハの材
質に応じて調整することができるので、ウェハを最適な
把持力で把持することが可能であり、ウェハにチッピン
グまたは破損を生じることな鳴ウェハを把持でき、搬送
系の信頼性を向上できるという効果がある。

また、第３の実施例の圧電素子の代わり裔こカムを用い
ても、同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、チッピングまたは破損を生じさせるこ
とな炙ウェハを把持できるので、搬送系の信頼性を向上
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウェハチャックｇ装置
を示す側面図、第２図および第３図は第１図の動作を示
す側面図、第４図は第２図、第３図における圧電素子に
印加する電圧を示す図、第５図は本発明の第２の実施例
であるウェハチャック装置を示す側面図、第６図は第５
図をアープから見た正面図、第７図は第呑図のカム１７
の詳細図、第８図は第５図のソレノイド１８を駆動する
ソレノイドへの入カバターン図、第９図および第１０図
は本発明の第３の実施例であるウェハチャック装置を示
す側面図、第１１図はｍ９図、第１０図の圧電素子に印
加する電圧を示す図である。 ９・・・・・・爪、１０・・・・・・ばね、１１・・・
・・・圧電素子、丘・・・才１図 才２図　　　　　才３図 才４図 碕ｆｆ１（２）” Ｗｒ屑α）　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ウェハを把持する爪と、一方に前記爪を取り付け他
   方を回転自在に固定したアームと、該アームを閉じ前記
   爪に把持力を付与するばねと、前記把持力を調整する把
   持力可変手段とから成ることを特徴とするウェハチャッ
   ク装置。