(57)【要約】【課題】外周端部に反りのある基板保持リングであっても、水平姿勢を保って把持し、搬送することが出来る、基板保持リングの把持機構を提供する。【解決手段】環状かつ平板状のリングであって基板が粘着保持される粘着シートが張設された基板保持リングを把持する把持機構において、基板保持リングを下方から支持する支持手段と、基板保持リングを上方から押止する押止手段と、を備え、支持手段が基板保持リングの相対的に外周側を支持し、押止手段が基板保持リングの相対的に内周側を押止することによって、支持手段による支持領域と押止手段による押止領域とが水平方向にずれた状態で基板保持リングを把持するようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状かつ平板状のリングであって基板が粘着保持される粘着シートが張設された基板保持リングを把持する把持機構であって、
前記基板保持リングを下方から支持する支持手段と、
前記基板保持リングを上方から押止する押止手段と、
を備え、
前記支持手段が前記基板保持リングの相対的に外周側を支持し、前記押止手段が前記基板保持リングの相対的に内周側を押止することによって、前記支持手段による支持領域と前記押止手段による押止領域とが水平方向にずれた状態で前記基板保持リングを把持する、
ことを特徴とする基板保持リング把持機構。
【請求項２】
請求項１に記載の把持機構であって、
前記支持手段が、
前記基板保持リングの形状に応じた略弓形の形状を有し、前記基板保持リングの下面を支持する平坦な支持部と、
前記基板保持リングの前記外周端部に側方から当接する当接部と、
を備え、
前記押止手段が、前記支持手段に軸支された所定の回動軸に対して回動可能に設けられてなり、
前記基板保持リングが前記当接部に当接しつつ前記支持部によって支持された状態で、前記押止手段が前記基板保持リングを上方から付勢することで、前記基板保持リングを把持する、
ことを特徴とする基板保持リング把持機構。
【請求項３】
請求項２に記載の把持機構であって、
前記押止手段が、
前記回動軸が挿嵌された柱部と、
前記柱部に対して傾斜して設けられた平板部と、
前記平板部から延在し、前記基板保持リングを把持する際に前記基板リングを押止する押止爪と、
を備え、
前記柱部が略垂直姿勢にあるときに前記基板保持リングを把持する把持姿勢となる、
ことを特徴とする基板保持リング把持機構。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の把持機構であって、
前記支持領域と前記押止領域とが水平方向において重なりを有さない、
ことを特徴とする基板保持リング把持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状かつ平板状のリングであって基板が粘着保持される粘着シートが張設された基板保持リングを搬送する際に、基板保持リングを把持する把持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの電子デバイスや、発光素子、受光素子などの光デバイスといったデバイスを製造するプロセスは、一般に、成膜処理等が施された基板（母基板）を多数個の素片に分割する工程を含む。係る分割工程においては、通常、分割対象たる基板の保持部材として、環状かつ平板状のリングに粘着シートが張設された金属製の基板保持リング（ウェハリング、ダイシングリングなどとも称される）が用意され、基板を該粘着シートに貼り付けた状態の基板保持リングが、分割を行う装置へと搬送される。
【０００３】
そのような基板保持リングをマガジンなどと称される収容体に多段に収容しておき、基板に所望の処理を行うにあたって所定の搬送機構により搬出する態様、および、処理が終了した後にウェハリングを該搬送機構により収容体に収容するという態様が既に公知である（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
このような搬送機構による基板保持リングの搬送は、通常、搬送機構に備わる把持手段が、水平姿勢にある基板保持リングの外周端部を一側方から把持し、当該水平姿勢を保って搬送機構が移動することにより行われる。例えば、特許文献１の場合はクランプ作動部、特許文献２の場合はグリッパが、それぞれ、把持手段に該当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１０９７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板保持リングは通常、異なる基板の分割に繰り返し使用されるものである。それゆえ、反りのない一様に平坦な状態を保って使用され続けるのが理想的である。しかしながら、実際には、繰り返しの使用のなかで、あるいは、粘着シートの貼り替えが行われることで、基板保持リングに反りが生じてしまうことがある。係る反りは通常、粘着シートが貼り付けられた側の面が凸になる形態にて生じる。換言すれば、基板保持リングを粘着シートが下側にくる態様にて水平姿勢に保った場合、外周端部に向かうほど、上方に反った状態となる。
【０００７】
反りがなく一様に平坦な基板保持リングの場合、水平姿勢にある基板保持リングの外周端部を搬送機構の把持手段が一側方から把持したとしても、基板保持リングは水平姿勢に保たれる。これに対し、全体としては水平姿勢にあるものの上述のような反りがある基板保持リングの外周端部を同様に把持した場合、基板保持リングは、把持手段によって把持された部分は水平になるものの、当該把持部分とは反対側の外周端部に向かうほど、水平位置から浮き上がった姿勢となってしまう。
【０００８】
搬送機構が、このような姿勢にある基板保持リングを収容体との間で搬入もしくは搬出しようとすると、収容体の収容口の近傍に基板保持リングが衝突したり、あるいは収容体の内部に基板保持リングが接触したりするなどして、基板保持リングがさらに変形してしまうなどの不具合が生じうる。
【０００９】
なお、収容体の収容口のサイズや収容部の間隔を大きくすることで係る不具合を解消する対応も考えられるが、係る対応の場合、収容体の単位体積当たりの基板保持リングの収容個数（基板の収容枚数）が小さくなり、製造コストを増大させることとなるため現実的ではない。むしろ、製造コストの点からは、ある程度の範囲内の反りを許容しつつ、収容体の単位体積当たりの基板保持リングの収容個数を出来るだけ大きくすることが望ましい。
【００１０】
特許文献１および特許文献２には、このような反りのある基板保持リングの扱いについて、何らの開示も示唆もなされてはいない。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一様に平坦な基板保持リングのみならず、外周端部に反りのある基板保持リングであっても、水平姿勢を保って把持し、搬送することが出来る、基板保持リングの把持機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、環状かつ平板状のリングであって基板が粘着保持される粘着シートが張設された基板保持リングを把持する把持機構であって、前記基板保持リングを下方から支持する支持手段と、前記基板保持リングを上方から押止する押止手段と、を備え、前記支持手段が前記基板保持リングの相対的に外周側を支持し、前記押止手段が前記基板保持リングの相対的に内周側を押止することによって、前記支持手段による支持領域と前記押止手段による押止領域とが水平方向にずれた状態で前記基板保持リングを把持する、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の把持機構であって、前記支持手段が、前記基板保持リングの形状に応じた略弓形の形状を有し、前記基板保持リングの下面を支持する平坦な支持部と、前記基板保持リングの前記外周端部に側方から当接する当接部と、を備え、前記押止手段が、前記支持手段に軸支された所定の回動軸に対して回動可能に設けられてなり、前記基板保持リングが前記当接部に当接しつつ前記支持部によって支持された状態で、前記押止手段が前記基板保持リングを上方から付勢することで、前記基板保持リングを把持する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の把持機構であって、前記押止手段が、前記回動軸が挿嵌された柱部と、前記柱部に対して傾斜して設けられた平板部と、前記平板部から延在し、前記基板保持リングを把持する際に前記基板リングを押止する押止爪と、を備え、前記柱部が略垂直姿勢にあるときに前記基板保持リングを把持する把持姿勢となる、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の把持機構であって、前記支持領域と前記押止領域とが水平方向において重なりを有さない、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１ないし請求項４の発明によれば、従来は水平姿勢での搬送が困難であった反りのある基板保持リングについても、水平姿勢で把持し搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る基板保持リング把持機構１００が基板保持リング１を把持する様子を示す斜視図である。
【図２】基板保持リング１をカセット３に収容する前後の様子を示す図である。
【図３】可動部２０の斜視図である。
【図４】基板保持リング１を把持した状態の基板保持リング把持機構１００の側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面における断面図である。
【図６】図５に示す部分Ｅの拡大図である。
【図７】基板保持リング１を保持した状態の基板保持リング把持機構１０００の上面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図９】外周部分が反り部分１ｆとなっている基板保持リング１を例示する図である。
【図１０】基板保持リング把持機構１００が反りのある基板保持リング１を把持した場合の、押止爪２３を通る位置での垂直断面図である。
【図１１】従来の基板保持リング把持機構１０００が反りのある基板保持リング１を把持した場合の、押止爪１０２３を通る位置での垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜基板保持リング把持機構１００の概略＞
図１は、本実施の形態に係る基板保持リング把持機構１００が基板保持リング１を把持する様子を示す斜視図である。
【００１９】
基板保持リング１は、環状かつ平板状をなす金属製のリングである本体１ａと、粘着シート１ｂとから構成される。基板保持リング１は、ウェハリング、ダイシングリングなどとも称される。より詳細には、粘着シート１ｂは、その粘着面が本体１ａの内周端１ｃに囲まれた円形の領域に露出して、平坦な基板保持領域１ｄをなすように、本体１ａの裏面に張設貼付されてなる。
【００２０】
基板保持リング把持機構１００は、概略、基板保持リング１を水平姿勢にて把持する機構である。なお、基板保持リング把持機構１００は、基板保持リング１を搬送する図示しない搬送機構の一部をなしている。すなわち、基板保持リング１を水平姿勢にて把持した状態で、当該搬送機構が図示しない駆動手段によって駆動されることで、基板保持リング１が搬送されるようになっている。
【００２１】
図２は、基板保持リング１の搬送の一態様を例示すべく、基板保持リング１をカセット３に収容する前後の様子を示す図である。なお、図２においては基板を保持しない基板保持リング１が搬送される様子を例示するが、基板保持リング１の搬送態様は、基板の保持の有無によらず同様である。図２（ａ）は、基板保持リング把持機構１００によって基板保持リング１をカセット３に収容する様子を示す上面図である。図２（ｂ）は、カセット３に基板保持リング１が収容された状態を示す断面図である。図２には、基板保持リング１の収容方向をｘ軸正方向とする右手系のｘｙｚ座標を付している（図４および図５においても同様）。
【００２２】
基板保持リング把持機構１００に把持された基板保持リング１は、水平姿勢で搬送されて、図２（ａ）において矢印ＡＲ１にて示すように、カセット３に収容される。カセット３は通常、水平方向の一方端側が開口部３ａとなっている。また、図２（ｂ）に示すように、カセット３には、図２（ａ）においては図示を省略している載置部３ｂが多段に設けられている。
【００２３】
基板保持リング１を把持した基板保持リング把持機構１００を含む搬送機構が、基板保持リング１を収容しようとする載置部３ｂの高さに合わせてカセット３内に侵入し、それぞれの載置部３ｂとの間で基板保持リング１の受け渡しを行うことで、基板保持リング１がカセット３に収容される。
【００２４】
その反対に、基板保持リング１を把持していない状態の基板保持リング把持機構１００を含む搬送機構をカセット３に侵入させ、載置部３ｂに載置されている基板保持リング１を基板保持リング把持機構１００によって把持した後、カセット３の外へと退避させることで、カセット３から基板保持リング１を搬出できる。
【００２５】
＜基板保持リング把持機構１００の詳細構成＞
さらに、基板保持リング把持機構１００の構成について、より詳細に説明する。
【００２６】
図１および図２（ａ）に示すように、基板保持リング把持機構１００は、主に、基板保持リング１を下方から支持し、かつ、搬送機構と連続する基部１０と、基部１０に対して回動可能に設けられた可動部２０とから構成される。基部１０と可動部２０とはいずれも金属製であるのが好ましい。
【００２７】
図３は、可動部２０の斜視図である。また、図４は、基板保持リング１を把持した状態の基板保持リング把持機構１００の側面図である。
【００２８】
基部１０は、把持に際して基板保持リング１を裏面側から支持する平坦な支持部１１と、支持部１１に支持された基板保持リング１の側部が（より具体的には基板保持リング１の外周端１ｅが）当接する少なくとも１つの当接部１２とを備える。
【００２９】
支持部１１は、平面視において基板保持リング１の略円形の形状に沿った略弓形の形状を有する。当接部１２は、支持部１１から垂直に（ｚ軸正方向に）突出する突出部として設けられてなり、把持に際して基板保持リング１の水平面内における位置を定める位置決め部材としての役割を担っている。当接部１２は、基板保持リング１の外周端１ｅの形状に応じた位置に設けられてなる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、平面視円形状をなす４つの当接部１２が支持部１１の形状に沿って互いに離間して備わる態様を例示しているが、これは必須の態様ではなく、基板保持リング１を好適に当接固定できる限りにおいて、形状、配置、および個数の異なる支持部１１および当接部１２が用いられる態様であってもよい。
【００３１】
可動部２０は、主に、略矩形状の厚板からなる部位である平板部２１と、平板部２１の裏面側から延在する略角柱状の部位である柱部２２と、平板部２１の水平方向の２つの端部のそれぞれから若干の傾斜を持って延在する２つの押止爪２３とを備える。図２（ａ）などに示すように、平板部２１と押止爪２３とは全体として、上面視コの字型の形状をなしている。
【００３２】
押止爪２３は、基板保持リング１に対し上方から接触し、これを押止することにより、支持部１１との間で基板保持リング１を把持する部位である。図３に示すように、可動部２０において実際に基板保持リング１を押止する押止爪２３の先端部２３ａには滑り止め加工が施されてなる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、可動部２０が２つの押止爪２３を備える構成となっているが、これは必須の態様ではない。例えば、平板部２１が一様な直線状の端部を有し、該端部全体が押止部となって基板保持リング１を押止するようになっていてもよい。あるいは、可動部２０が１つまたは３つ以上の押止爪２３を有していてもよい。
【００３４】
柱部２２は先端部（平板部２１からもっとも離れた位置）に円筒形の貫通孔２２ａを有する。貫通孔２２ａは、２つの押止爪２３が離間する方向と平行に設けられてなる。図４に示すように、係る貫通孔２２ａには略円柱状の部材である回動軸２２ｂが挿嵌されている。該回動軸２２ｂは、先端に円柱状の突起部２２ｃを有しており、該突起部２２ｃが基部１０の裏面側に備わる軸受１３にて軸支されてなる。これにより、可動部２０は、回動軸２２ｂの周りにおいて回動可能な状態で基部１０と一体になっている。
【００３５】
基板保持リング把持機構１００においては、支持部１１の上面１１ａを水平にした状態で、可動部２０を回動軸２２ｂ周りで適宜に回動させることによって、可動部２０の姿勢を、支持部１１との間で基板保持リング１を把持する把持姿勢と、基板保持リング１を把持しない（基板保持リング１を把持状態から解放する）非把持姿勢との間で自在に切り替えられるようになっている。なお、支持部１１の上に実際に基板保持リング１が存在しなくとも、可動部２０の姿勢が把持状態のときと同じであれば、このときの可動部２０は把持姿勢にあると称し、非把持状態のときと同じであれば、このときの可動部２０は把持姿勢にあると称するものとする。
【００３６】
より詳細にいえば、可動部２０においては平板部２１さらには押止爪２３が柱部２２に対し傾斜している。そして、水平に配置された支持部１１の上面１１ａの上に水平な基板保持リング１が配置された状態においては、柱部２２が略垂直な姿勢にあれば、可動部２０の自重が付勢力（トルク）となって押止爪２３が基板保持リング１を上方から付勢することで、基板保持リング１が安定的に把持される。係る場合、把持姿勢においては平板部２１さらには押止爪２３の厚みや柱部２２に対する傾斜の程度は、この付勢力が基板保持リング１に対して上方から好適に作用するように定められる。あるいは、可動部２０が図示しない付勢手段によって付勢され、その付勢力によって支持部１１との間で基板保持リング１を把持するように構成されていてもよい。
【００３７】
いずれの場合も、可動部２０においては、定常の状態では柱部２２が略垂直姿勢となった把持姿勢となるように付勢力が作用し、係る付勢力に反する外力が加えられることで、把持姿勢から非把持姿勢へと切り替わるようになっている。具体的には、平板部２１の上方から特にその上部側を押し下げるように外力が加えられると、可動部２０は回動軸２２ｂの周りで回動して把持姿勢から非把持姿勢へと切り替わり、係る外力が解除されると、非把持姿勢から把持姿勢へと復帰する。なお、可動部２０の回動は、把持姿勢の場合と、平板部２１に対して外力が作用して平板部の２１の裏面が基部１０と当接する場合との間に規制される。
【００３８】
＜支持部と押止爪との配置関係＞
以上のような構成要素を有する基板保持リング把持機構１００においては、支持部１１と押止爪２３との配置関係が特徴的である。以下、この点について説明する。
【００３９】
図５は、図２のＡ−Ａ断面における断面図である。図６は、図５に示す部分Ｅの拡大図である。
【００４０】
図２（ａ）、図５、および図６に示すように、基板保持リング把持機構１００は、上面１１ａが水平な支持部１１と可動部２０との間で基板保持リング１を把持する際、支持部１１の弓形状端部１１ｂが基板保持リング１の内周端１ｃよりも外側に（外周端１ｅ寄りに）位置する一方、可動部２０の押止爪２３は基板保持リング１のうち支持部１１によって支持される位置よりも内周側に当接するように、構成されてなる。すなわち、本実施の形態に係る基板保持リング把持機構１００において、基板保持リング１の把持は、基板保持リング１の外周側を支持部１１が支持し、基板保持リング１の内周側を押止爪２３が押止することによって実現されてなる。換言すれば、基板保持リング１は、支持部１１による支持位置と押止爪２３による押止位置とが水平方向においてずれた状態で、把持されるようになっている。
【００４１】
より詳細にいえば、図６に示すように、基板保持リング把持機構１００は、基板保持リング１のうち支持部１１によって支持される支持領域ＲＥ１の中心位置Ｃ１よりも、基板保持リング１のうち押止爪２３によって押止される押止領域ＲＥ２の中心位置Ｃ２の方が、基板保持リング１の内周端１ｃ寄りに位置するように、構成されてなる。また、図６に示す場合においては、基板保持リング把持機構１００は、支持領域ＲＥ１と押止領域ＲＥ２とが重なりを有さないように構成されてなる。
【００４２】
加えて、図６に示すように、基板保持リング把持機構１００においては、押止爪２３が基板保持リング１を押止している状態にあるとき、押止爪２３よりも基板保持リング１の外周側において基板保持リング１との間にギャップＧが形成されるようになっている。
【００４３】
なお、図５および図６に示す一断面だけに着目すると、以上のように支持部１１による支持位置と押止爪２３による押止位置とがずれた状態では基板保持リング１は好適に把持されないようにも見受けられる。しかしながら、実際には、基板保持リング１は、その外周端１ｅを当接部１２に当接されつつ、外周方向に沿って延在する支持部１１によって下方を支持されており、かつ、押止爪２３によって相異なる２箇所を押止されているので、その把持状態は安定的なものとなっている。
【００４４】
基板保持リング把持機構１００が上述のような構成を有することの作用効果を、従来の基板保持リング把持機構１０００と対比しつつ説明する。図７は、基板保持リング１を保持した状態の基板保持リング把持機構１０００の上面図である。図８は、図７のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【００４５】
基板保持リング把持機構１０００は、支持部１１による基板保持リング１の支持位置と押止爪１０２３による基板保持リング１の押止位置とが鉛直方向において一致するように、押止爪１０２３が設けられた以外は、本実施の形態に係る基板保持リング把持機構１００と同一の構成を有する。係る構成を有する基板保持リング把持機構１０００においては、基板保持リング１の外周寄りを把持するようになっている。
【００４６】
基板保持リング１が一様に水平な形状を有してなる場合、基板保持リング把持機構１００と基板保持リング把持機構１０００とはともに、基板保持リング１を水平姿勢にて好適に把持することが可能である。しかしながら、基板保持リング１は、常に一様水平な形状を有するのが理想的ではある。しかしながら、実際には、繰り返しの使用のなかで、あるいは、粘着シート１ｂの貼り替えが行われることで、粘着シート１ｂを貼付した側が凸になるように、外周部分に反りが生じてしまうことがある。
【００４７】
図９は、外周部分が反り部分１ｆとなっている基板保持リング１を例示する図である。図９（ａ）は上面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。また、図１０は、本実施の形態に係る基板保持リング把持機構１００がそのような反りのある基板保持リング１を把持した場合の、押止爪２３を通る位置での垂直断面図である。一方、図１１は、従来の基板保持リング把持機構１０００がそのような反りのある基板保持リング１を把持した場合の、押止爪１０２３を通る位置での垂直断面図である。
【００４８】
図１０と図１１とを対比すると、図１１に示すように、基板保持リング１の外周寄りを上下から把持する従来の基板保持リング把持機構１０００の場合、反り部分１ｆを把持することになるため、この反り部分１ｆは水平となるものの、基板保持リング１全体としては傾斜した姿勢となってしまう。すなわち、外周部分に反りが生じた基板保持リング１を水平姿勢で把持しかつ搬送することは困難である。
【００４９】
これに対して、本実施の形態に係る基板保持リング把持機構１００の場合、図１０に示すように、反り部分１ｆを支持部１１によって下方から支持する一方で、押止爪２３は、係る反り部分１ｆよりも内周側の平坦性の高い部分を押止する。これにより、外周部分に反りのある基板保持リング１であったとしても、水平姿勢で把持することが出来るようになっている。これは、別の見方をすれば、反り部分１ｆの水平方向からのずれを図６に示したギャップＧのところで吸収することで、水平姿勢での把持を可能にしているともいえる。
【００５０】
係る対比結果によれば、本実施の形態に係る基板保持リング把持機構１００は、従来は水平姿勢での搬送が困難であった反りのある基板保持リング１についても、水平姿勢で把持し搬送することができるという、優れた作用効果を奏するものであるといえる。係る作用効果は、支持部１１による支持位置が基板保持リング１の外周側となり、押止爪２３による押止位置が基板保持リングの内周側となるように、基板保持リング把持機構１００が構成されていることに由来するものである。
【００５１】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、基板保持リング把持機構を、支持部による支持位置が基板保持リングの外周側となり、押止爪による押止位置が基板保持リングの内周側となるように構成することで、従来は水平姿勢での搬送が困難であった反りのある基板保持リングについても、水平姿勢で把持し搬送することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  基板保持リング
１ａ  （基板保持リングの）本体
１ｂ  粘着シート
１ｃ  （基板保持リングの）内周端
１ｄ  基板保持領域
１ｅ  （基板保持リングの）外周端
１ｆ  （基板保持リングの）反り部分
３  カセット
３ａ  （カセットの）開口部
３ｂ  （カセットの）載置部
１０  基部
１１  支持部
１１ａ  （支持部の）上面
１１ｂ  （支持部の）弓形状端部
１２  当接部
１３  軸受
２０  可動部
２１  平板部
２２  柱部
２２ａ  貫通孔
２２ｂ  回動軸
２２ｃ  突起部
２３、１０２３  押止爪
２３ａ  先端部
１００、１０００  基板保持リング把持機構
ＲＥ１  支持領域
ＲＥ２  押止領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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