(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを把持して反転させるウエハ反転装置であって、
前記ウエハを把持する爪部を有する把持部と、
動力源の出力軸の動力がネジリバネを介して伝達されて回転動作する第１プーリと、動力源の出力軸からの動力が伝達されて回転動作するカムと、を有する駆動部と、
前記カムの動きに連動して前記爪部に把持された前記ウエハの把持を解放させるリンク部と、を有し、
前記駆動部が動作して前記第１プーリと前記カムが回転した状態において、前記第１プーリの動作に応じて前記把持部を反転させ、
前記把持部が回転を規制するストッパに当接することで、前記第１プーリの回転を停止させ、
前記第１プーリが停止した状態で前記ネジリバネの付勢力により前記カムを回転させ、前記カムの回転動作が前記リンク部の動作と連動することにより前記爪部に把持された前記ウエハの把持を解放する、
ウエハ反転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハを把持して反転させるウエハ反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程において、ウエハの一面側を処理した後、ウエハを反転させて他面側を処理する工程がある。処理が終了した後は、再度ウエハを反転させて一面側が表面となるようウエハを反転させて元に戻す。特許文献１には、ウエハを反転させることができるウエハ反転装置が記載されている。このウエハ反転装置は、ウエハを把持する爪部と、ウエハを反転させる反転部とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０３４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたウエハ反転装置は、ウエハを把持する爪部の動力源と、ウエハを反転させる反転部の動力源との２個の動力源を必要とする。従って、このウエハ反転装置は、装置構成が複雑化して装置を小型化しようとする際に課題がある。
本発明は、装置構成を簡略化して装置を小型化することができるウエハ反転装置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】
【０００５】
本発明の一態様は、ウエハを把持して反転させるウエハ反転装置であって、
前記ウエハを把持する爪部を有する把持部と、
動力源の出力軸からの動力が伝達される第１プーリとカムとを有する駆動部と、
前記カムの動きに連動して前記爪部に把持された前記ウエハの把持を解放させるリンク部と、を有し、
前記駆動部は、前記動力が伝達される状態で前記第１プーリの回転に連動させて前記把持部を反転させた後に停止させ、その状態で前記カムを動作させて前記リンク部を連動させることにより前記爪部に把持された前記ウエハの把持を解放する、
ウエハ反転装置である。
【０００６】
本発明は、ウエハを把持する爪部を解放させる動力源と把持部を反転させる動力源とを駆動部の第１プーリとカムとに伝達される動力の１系統に集約している。第１プーリは、動力がかけられた状態で把持部を反転させた後、把持部が反転された状態で停止する。カムは、第１プーリの停止後にも動力がかけられることで動作してリンク部を動作させる。これにより、リンク部は、爪部を前記ウエハから解放することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるウエハ反転装置によると、装置構成を簡略化して装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態にかかるウエハ反転装置の斜視図である。
【図２】ウエハ反転装置の内部機構を示した斜視図である。
【図３】第１プーリとカムの構成を示した図である。
【図４】第１プーリとカムの動作状態を示した図である。
【図５】リンク部の構成を説明した図である。
【図６】リンク部の構成の一部の拡大図である。
【図７】リンク部の構成の一部の異なる状態の拡大図である。
【図８】リンク部の動作の途中を示した図である。
【図９】リンク部の動作の途中を示した図である。
【図１０】リンク部の動作の途中を示した図である。
【図１１】リンク部の動作が完了した状態を示した図である。
【図１２】ウエハ反転装置の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明にかかるウエハ反転装置の実施形態について説明する。
【００１０】
図１に示されるように、ウエハ反転装置１は、ウエハＷを把持しつつ反転させ、その後、ウエハＷの把持を解放する装置である。ウエハ反転装置１は、ウエハＷを把持する把持部２と、把持部２を反転させる駆動部１０とを有する。把持部２は、本体フレームＦの正面側に設けられている。駆動部１０は、本体フレームＦの背面側に設けられている。
【００１１】
把持部２は、例えば、円板状のウエハＷを把持するよう構成されている。把持部２は、正転方向Ｐ及び反転方向Ｑに１８０度ずつ回転する回転フレーム３と、ウエハＷを上下方向から把持する爪部４とを有する。回転フレーム３は、矩形の板状体である。回転フレーム３は、本体フレームＦの正面側に軸線Ｈを中心に回転自在に設けられている。回転フレーム３は、鉛直方向（Ｚ方向）の面に対して回転する。回転フレーム３の両端には、前方（Ｘ方向）に突出して一対の爪部４が設けられている。
【００１２】
爪部４は、前方に突出した爪用フレーム５と、爪用フレーム５に回転自在に設けられた一対のフォーク６とを有する。一対のフォーク６は、上下方向に並置されている。一対のフォーク６の間には、ウエハＷの外周形状に合致するよう形成されたガイド８が配置されている。フォーク６には、軸線Ｇ方向に並置された一対の爪７が設けられている。上側のフォーク６に設けられた一対の爪７は、ウエハＷの下面を把持するよう屈曲して形成されている。
【００１３】
一方、下側のフォーク６に設けられた一対の爪７は、ウエハＷの上面を把持するよう屈曲して形成されている。即ち、一対の爪７は、鋏のように交差して回転するよう形成されている。これにより、下側のフォーク６が軸線Ｇを中心に回転すると、上側の一対の爪７がウエハＷの上面を把持したり解放したりする。一対の爪７の把持及び解放は、回転フレーム３を回転させる駆動力に連動する。一対の爪７の把持及び解放の詳しい動作は後述する。回転フレーム３を回転させる駆動力は、本体フレームＦの背面の駆動部１０によって伝達される。
【００１４】
図２に示されるように、駆動部１０のカバー１１（図１参照）を取り除くと、駆動部１０を構成する装置構成が現れる。駆動部１０と、把持部２との間には、駆動部１０に連動して一対の爪部４を動作させるリンク部２５とが設けられている。駆動部１０は、駆動源となる動力を発生するモータＭと、モータＭの動力を減速して出力方向を変えるギヤボックス１２と、ギヤボックス１２の出力軸Ｒから出力される回転動力を把持部２に伝達する回転機構部１３とを有する。
【００１５】
回転機構部１３は、出力軸Ｒの回転動力を伝達する第１プーリ１４と、第１プーリ１４の回転動力をベルトＢによって把持部２に伝達する第２プーリ１５と、出力軸Ｒの回転動力で動作するカム１７とを有する。ベルトＢには、テンショナＴによって張力が与えられる。
【００１６】
第２プーリ１５と第１プーリ１４との減速比は、例えば、５対３に設定される。従って、出力軸Ｒが５４°回転すると第１プーリ１４は５４°回転し、第２プーリ１５は９０°回転する第２プーリ１５は、把持部２の回転フレーム３と同心に配置される。第２プーリ１５の回転により把持部２は回転する。把持部２の回転は、回転フレーム３に設けられたストッパ３ａ（図５参照）が本体フレームＦに設けられた突起Ｄ（図５参照）に当接することにより１８０°毎の正転及び反転の回転に規制される。
【００１７】
第１プーリ１４と本体フレームＦとの間にはカム１７が設けられている。カム１７は、出力軸Ｒに連動して回転する。カム１７には、一対のローラ１８が設けられている。ローラ１８は、リンク部２５のリンク板２６にカム１７の動きを円滑に伝達する。
【００１８】
図３に示されるように、カム１７は出力軸Ｒに固定され、出力軸Ｒに連動して回転する。出力軸Ｒには、更に、ネジリバネＳが巻き付けられて固定され、ネジリバネＳは出力軸Ｒに連動して回転する。第１プーリ１４は、出力軸Ｒに挿通されており、出力軸Ｒに対して回転する。第１プーリ１４には、カム１７側に突出する一対のピン１４ａ，１４ｂが設けられている。一対のピン１４ａ，１４ｂには、ネジリバネＳが引っ掛けられている。これにより、出力軸Ｒが回転すると、ネジリバネＳを介して第１プーリ１４も連動して回転する。従って、出力軸Ｒが回転すると、カム１７及び第１プーリ１４が回転する。
【００１９】
図４に示されるように、回転方向Ｑに出力軸Ｒからの回転動力が伝達されている状態で、第１プーリ１４に回転を停止させる力が働くと、ネジリバネＳの働きにより第１プーリ１４が停止した状態でカム１７は回転方向Ｑに回転を続けることができる。このカム１７の回転は、カム１７に設けられたストッパ１７ａがピン１４ｂ（１４ａ）に当接することにより規制される。第１プーリ１４及びカム１７は、反対方向の回転についても同様に動作する。
【００２０】
図５には、回転機構部１３とリンク部２５との関係が概略で示されている。カム１７は、回転により、リンク部２５を動作させる。リンク部２５は、上下に摺動自在なリンク板２６と、リンク板２６の上下動に連動して回転する複数の爪用カム２７とを有する。リンク板２６は、カム１７の上方に配置されている。複数の爪用カム２７は、把持部２の回転フレーム３の背面側に４個設けられている。爪用カム２７は、爪部４のフォーク６（図６参照）の回転軸Ｇに設けられている。
【００２１】
第１プーリ１４が停止して、カム１７が上方に回転した状態において（図４参照）、カム１７は、リンク板２６の一対の脚部２６ａの一方に当接して押し上げた状態となる。この時、リンク板２６の上方に設けられた一対の腕部２６ｂは、下側の一対の爪用カム２７を上方に回転させた状態となる。この時、下側のフォーク６が回転し、上側の一対の爪７が解放された状態となる（図６参照）。
【００２２】
図６に示されるように、爪用カム２７は、基端が軸線Ｇを中心に回転する。爪用カム２７の先端には、腕部２６ｂの先端の当接を円滑にするローラ２８が設けられている。腕部２６ｂがカム１７によって上方に押し上げられると、腕部２６ｂの先端は、ローラ２８に当接しながら爪用カム２７を上方に回転させる。爪用カム２７は、回転軸に巻かれたネジリバネ３０によってフォーク６の爪７がウエハＷを把持する方向に付勢されている。ネジリバネ３０の一端は、爪用カム２７に設けられたピンに引っ掛けられている。ネジリバネ３０は、例えば、５０°の回転角で付勢されている。
【００２３】
ネジリバネ３０の他端は、回転フレーム３に設けられた溝（不図示）に引っ掛けられている。これにより、上下の一対の爪用カム２７は、一対のネジリバネ３０によって互いに離間して回転する方向に付勢されている。爪用カム２７の回転は回転フレーム３に突出して設けられたストッパＪによって、規制されている。従ってこの状態では、下側の爪７は、ウエハＷを載置できるよう閉じた状態となっており、上側の爪７は、腕部２６ｂの押し上げによって上方に解放されている。
【００２４】
図７に示されるように、ウエハＷが下側の爪７に載置された後、出力軸Ｒを０°から１２°まで反転させると、ネジリバネＳの付勢力により、第１プーリ１４が停止した状態でカム１７（図４、図５参照）が下方に回転する。そうすると、リンク板２６が下降し、下側の爪用カム２７が下方に回転する。そして、把持部２が停止した状態を保ったままウエハＷは一対のフォーク６に把持される。そして、出力軸Ｒを１２°から３６°まで回転させると、第１プーリ１４も回転を始める。これに連動して第２プーリ１５が回転し、把持部２も回転を始める。即ち、上記構成により、ウエハ反転装置１は、ウエハＷの把持の動作と把持部２の回転動作のタイミングをずらすことができる。
【００２５】
図８に示されるように、出力軸Ｒを３６°から９０°まで回転させると、上述した第２プーリ１５と第１プーリの減速比により、把持部２は、９０°回転する。これに連動してリンク板２６は下降する。
【００２６】
図９に示されるように、出力軸Ｒを９０°から１４４°まで回転させると、ストッパ３ａが突起Ｄに当接し、把持部２の回転が停止する。回転を停止させる力は、第２プーリ１５及びベルトＢを介して第１プーリ１４に伝わり、第１プーリ１４を停止させる。この時、リンク板２６は、カム１７に上方に持ち上げられる。
【００２７】
図１０に示されるように、出力軸Ｒを１４４°から１６８°まで回転させると、第１プーリ１４が停止したままカム１７は回転し、リンク板２６の一対の腕部２６ｂは、下側に来た一対の爪用カム２７の一対のローラ２８に当接する。
【００２８】
図１１に示されるように、出力軸Ｒを１６８°から１８０°まで回転させると、第１プーリ１４が停止したままカム１７は更に回転し、リンク板２６の一対の腕部２６ｂは、下側に来た一対の爪用カム２７を押し上げることにより上側の爪７を上方に解放し、把持部２に把持されたウエハＷを解放する。そして、ウエハ反転装置１は、上記と反対方向の回転を出力軸Ｒに与えることにより、上記と同じ動作を実現することができる。
【００２９】
上述したように、ウエハ反転装置１によると、ウエハＷを把持する爪部４を解放させる動力源と把持部を反転させる動力源とを駆動部１０の第１プーリ１４とカム１７とに伝達されるモータＭから出力される動力の１系統に集約している。これにより、ウエハ反転装置１は、装置構成を簡略化し、小型化することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図１２に示されるように、モータＭの取り付け位置を変更してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…ウエハ反転装置  ２…把持部  ３…回転フレーム  ３ａ…ストッパ  ４…爪部  ５…爪用フレーム  ６…フォーク  ７…爪  ８…ガイド  １０…駆動部  １１…カバー  １２…ギヤボックス  １３…回転機構部  １４…プーリ  １４ａ，１４ｂ…ピン  １４ｂ…ピン  １５…プーリ  １７…カム  １７ａ…ストッパ  １８…ローラ  ２５…リンク部  ２６…リンク板  ２６ａ…脚部  ２６ｂ…腕部  ２７…爪用カム  ２８…ローラ  ３０…ネジリバネ  Ｂ…ベルト  Ｄ…突起  Ｆ…本体フレーム  Ｇ…回転軸  Ｇ…軸線  Ｈ…軸線  Ｊ…ストッパ  Ｍ…モータ  Ｐ…正転方向  Ｑ…反転方向  Ｒ…出力軸  Ｓ…ネジリバネ  Ｔ…テンショナ  Ｗ…ウエハ  
【図１】
0006521892.tif 000002
【図２】
0006521892.tif 000003
【図３】
0006521892.tif 000004
【図４】
0006521892.tif 000005
【図５】
0006521892.tif 000006
【図６】
0006521892.tif 000007
【図７】
0006521892.tif 000008
【図８】
0006521892.tif 000009
【図９】
0006521892.tif 000010
【図１０】
0006521892.tif 000011
【図１１】
0006521892.tif 000012
【図１２】
0006521892.tif 000013