JP4189663B2 - ウエハ把持装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハのノッチ合わせ装置や、枚葉洗浄装置などに係り、特に、ウエハの外周面を把持して回転するウエハ把持装置に関するものである。

従来、半導体ウエハのノッチ合わせ装置や、枚葉洗浄装置などのように、ウエハを回転させて各種の処理を行う装置のウエハ把持装置として、ウエハの外周面を把持爪で把持するものがある（特許文献１参照）。
特許文献１におけるノッチ合わせ装置は、ウエハに形成されたノッチを検出して基準回転位置に位置合わせするものであり、機台と、機台の中心位置で回動可能なクランパー部と、クランパー部でウエハを把持して回転させるクランパー駆動部と、前記クランパーの下方で機台に配置された一対の検出部とを有して構成されている。
前記クランパー部は、ソレノイドブラケット内に収納されて配置されるソレノイドシリンダと、ソレノイドシリンダの下方で駆動軸に装着されたテーパ面を有するレバー作動ピンと、レバー作動ピンのテーパ面に当接されて回転中心から等間隔に３方向に延設する３個のクランプレバーと、を有して構成されている。
各クランプレバーは、ソレノイドシリンダのロッドを伸縮して、レバー作動ピンを上下に移動させることにより、放射線方向に沿って移動し、ウエハ外周面を把持する。
このように、従来のウエハ把持装置は、上記クランプレバーに相当する把持爪と、上記ソレノイドシリンダに相当する把持爪を駆動するための駆動部と、を備え、駆動部を回動可能に支持して、ウエハの把持と、回転を行うように構成されている。
特開２００２−０４３３９３号公報

しかしながら、従来のウエハ把持装置は、把持爪を駆動するための駆動部が回転部に搭載された構成になっているため、把持爪の駆動部用に給電ケーブルを回転部へ這いまわす必要がある。このため、回転範囲が制限されるという問題や、給電ケーブルの捩れによる破損の問題があった。
把持爪の駆動をソレノイドシリンダで行うのではなく、エアシリンダで行う場合も同様であり、給電ケーブルに替わり、エアチューブを回転部へ這いまわす必要があるため、回転範囲が制限されるという問題や、エアチューブの捩れによる破損の問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、回転部へ給電ケーブルやエアチューブを這いまわすことなく、ウエハの外周面を把持して回転することができるウエハ把持装置を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、本発明は、ウエハの外周面を把持して、ウエハを回転させるウエハ把持装置において、中空部を有し、回転可能に支持された回転ベースと、前記回転ベースの中空部の内側に配置され、前記回転ベースに対して回転可能に支持された内シャフトと、前記回転ベースの外周部に配置されて、前記回転ベースに対して回転可能に支持された把持爪と、前記把持爪の回転中心から偏心した位置に設けられた爪部と、前記内シャフトの回転を前記把持爪に伝達するための動力伝達手段と、前記回転ベースと前記内シャフトを各々独立して回転駆動する２つの駆動源とを備え、前記回転ベースを回転駆動する駆動源と前記内シャフトを回転駆動する駆動源とを同時に駆動し、前記回転ベースの回転速度と前記内シャフトの回転速度とに回転速度差を生じさせることにより、前記回転ベースに対して前記把持爪を相対回転させて前記爪部をウエハの外周面に当接または解除させ、前記回転ベースを回転駆動する駆動源と前記内シャフトを回転駆動する駆動源とを同時に駆動し、前記回転ベースと前記内シャフトとの回転の正負と回転速度を互いに同じにすることにより、前記回転ベースに対する前記把持爪の回転状態を維持するようにしたものである。

本発明のウエハ把持装置によれば、把持爪の駆動源を固定部側に配置し、回転部側へは給電ケーブルやエアチューブを這いまわす必要がないため、給電ケーブルやエアチューブによって回転範囲が制限されることがなく、また、給電ケーブルやエアチューブが破損するということもない。したがって、ウエハの外周面を把持して、無限回転することができるという効果がある。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施例を示すウエハ把持装置の平面図であり、図２は、図１における切断線Ｘ−Ｏ−Ｘに沿う側断面図である。
図において、１は中空部を有し、回転可能に支持された回転ベースで、底板１ａ、天板１ｂ、および、底板１ａと天板１ｂを連結する支柱１ｃより構成されている。２は回転ベース１の中空部の内側に配置され、回転ベース１に対して回転可能に支持された内シャフト、３は回転ベース１の外周部に配置されて、回転ベース１に対して回転可能に支持された把持爪で、本実施例では、３個の把持爪３を回転ベース１の円周上に均等に配置している。各把持爪３には、その上面にウエハＷを載置するための突起部３ａと、把持爪３の回転中心Ｃから所定の量ｅだけ偏心した位置に、略円柱状で、ウエハＷの外周面に当接する爪部３ｂが設けてある。４は内シャフト２の回転を把持爪３に伝達するための動力伝達手段で、タイミングベルト４ａ、プーリ４ｂ、４ｃより構成されている。５は回転ベース１を回転駆動するための駆動源で、タイミングベルト７ａを介して回転ベース１を駆動する。６は内シャフト２を回転駆動するための駆動源で、タイミングベルト８ａを介して内シャフト２を駆動する。
上記のように構成されたウエハ把持装置において、駆動源５および６を、それぞれ独立して駆動し、回転ベース１の回転速度と、内シャフト２の回転速度とに回転速度差を設けた場合は、回転ベース１に対して内シャフト２が回転することになるので、動力伝達手段４によって、回転ベース１に対して把持爪３も回転する。したがって、各爪部３ｂが回転中心Ｃに対して円弧状の軌跡を描いて移動して、ウエハＷの把持動作、あるいは解除動作を行う。ウエハＷの把持動作と、解除動作の切り替えは、回転ベース１の回転速度と、内シャフト２の回転速度とに設けた回転速度差の正・負を逆転させればよい。また、各爪部３ｂの移動速度は、回転ベース１の回転速度と、内シャフト２の回転速度とに設けた回転速度差の大きさを変えることで調整することができる。
一方、駆動源５、および、６を、それぞれ、独立して駆動し、回転ベース１の回転速度と、内シャフト２の回転速度とに回転速度差が無いようにした場合は、回転ベース１に対して内シャフト２が回転しないので、回転ベース１に対して把持爪３も回転しない。したがって、把持爪３の爪部３ｂが移動せず、ウエハＷの把持状態、あるいは、解除状態を維持する。
このように、本実施例においては、回転部側に駆動源を搭載することなく、固定部側に駆動源５および６を配置して、ウエハＷの把持動作、あるいは解除動作を行うことができる。

図３は、本発明の第２実施例を示すウエハ把持装置の平面図であり、図４は、図３における切断線Ｘ−Ｏ−Ｘに沿う側断面図である。第１実施例と共通する同じ構成要素には同一の符号を付したので、説明を省略する。
３は回転ベース１の外周部に配置されて、回転ベース１に対して回転可能に支持された把持爪で、本実施例では、把持爪３は１個のみである。９は回転ベース１の外周部に配置されて、回転ベース１に対して固定された２個の固定爪である。本実施例では、1個の把持爪３と、２個の固定爪９を回転ベース１の円周上に均等に配置している。把持爪３には、第１実施例と同様に、その上面にウエハＷを載置するための突起部３ａと、把持爪３の回転中心Ｃから所定の量ｅだけ偏心した位置に、略円柱状で、ウエハＷの外周面に当接する爪部３ｂが設けてある。同様に、固定爪９には、その上面にウエハＷを載置するための突起部９ａと、固定爪９の中心Ｃ’から所定の量ｅ’だけ偏心した位置に、略円柱状で、ウエハＷの外周面に当接する爪部９ｂが設けてある。
上記のように構成されたウエハ把持装置において、第１実施例と同様に、回転ベース１に対して把持爪３を回転させると、爪部３ｂが回転中心Ｃに対して円弧状の軌跡を描いて移動するので、ウエハＷを固定爪９側に押し付けてウエハＷを把持することができる。
このように、本実施例においては、回転する把持爪３を１個としたので、動力伝達手段４も１組とすることができ、第１実施例に比べて、装置の構造を簡略化することができる。

本発明の第１実施例を示すウエハ把持装置の平面図である。 図１における切断線Ｘ−Ｏ−Ｘに沿う側断面図である。 第２実施例を示すウエハ把持装置の平面図である。 図３における切断線Ｘ−Ｏ−Ｘに沿う側断面図である。

符号の説明

１ 回転ベース
１ａ 底板
１ｂ 天板
１ｃ 支柱
２ 内シャフト
３ 把持爪
３ａ、９ａ 突起部
３ｂ、９ｂ 爪部
４ 動力伝達手段
４ａ、７ａ、８ａ タイミングベルト
４ｂ、４ｃ、７ｂ、７ｃ、８ｂ、８ｃ プーリ
５ 回転ベース駆動源
６ 内シャフト駆動源
９ 固定爪
Ｗ ウエハ
Ｃ 把持爪３の回転中心
ｅ 把持爪３の爪部３ｂの偏心量
Ｃ’ 固定爪９の中心
ｅ’ 固定爪９の爪部９ｂの偏心量

Claims (3)

1. ウエハの外周面を把持して、ウエハを回転させるウエハ把持装置において、
   中空部を有し、回転可能に支持された回転ベースと、前記回転ベースの中空部の内側に配置され、前記回転ベースに対して回転可能に支持された内シャフトと、前記回転ベースの外周部に配置されて、前記回転ベースに対して回転可能に支持された把持爪と、前記把持爪の回転中心から偏心した位置に設けられた爪部と、前記内シャフトの回転を前記把持爪に伝達するための動力伝達手段と、前記回転ベースと前記内シャフトを各々独立して回転駆動する２つの駆動源とを備え、
   前記回転ベースを回転駆動する駆動源と前記内シャフトを回転駆動する駆動源とを同時に駆動し、前記回転ベースの回転速度と前記内シャフトの回転速度とに回転速度差を生じさせることにより、前記回転ベースに対して前記把持爪を相対回転させて前記爪部をウエハの外周面に当接または解除させ、
   前記回転ベースを回転駆動する駆動源と前記内シャフトを回転駆動する駆動源とを同時に駆動し、前記回転ベースと前記内シャフトとの回転の正負と回転速度を互いに同じにすることにより、前記回転ベースに対する前記把持爪の回転状態を維持することを特徴とするウエハ把持装置。
2. 請求項１記載のウエハ把持装置を備えたことを特徴とするウエハのノッチ合わせ装置。
3. 請求項１記載のウエハ把持装置を備えたことを特徴とするウエハの枚葉洗浄装置。

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