(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カセット内に収容された板状物を搬出し、または板状物をカセット内に搬入する搬出入装置であって、
板状物を吸引保持する保持部と、該保持部をカセット内に進入させまたはカセット内から退避させる屈曲アームとを少なくとも備え、
該保持部は、駆動部により該屈曲アームの進退方向を回転中心として所定角度回転可能に構成されると共に、俯方向及び仰方向に俯仰動可能に構成され、
該保持部は、少なくとも板状物を支持する第一の支持部と第二の支持部と該第一の支持部及び該第二の支持部に共通の基部を有し、該第一の支持部及び該第二の支持部には、板状物を検出する第一の板状物検出センサー及び第二の板状物検出センサーがそれぞれ配設され、該基部には板状物を検出する第三の板状物検出センサーが配設され、該第一の板状物検出センサー、該第二の板状物検出センサー及び該第三の板状物検出センサーによって板状物の存在を検出しながら該保持部の進退方向を中心とした回転角度及び俯仰角度が調整される搬出入装置。
【請求項２】
第一の板状物検出センサー、第二の板状物検出センサー及び第三の板状物検出センサーは、静電容量の変化によって板状物の存在を検出する静電検出センサーである請求項１に記載の搬出入装置。
【請求項３】
搬出入装置は制御装置によってコントロールされており、調整された回転角度及び俯仰角度が調整データとして該制御装置に備えた記憶手段に記憶され、該記憶された内容に基づき保持部の回転角度及び俯仰角度が調整される請求項１または２に記載の搬出入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カセット内に収容された半導体ウェーハ等の板状物の搬出及び板状物のカセット内への搬入を行う搬出入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が表面に複数形成された半導体ウェーハの裏面は、例えば図９に示す研削装置４０を用いて研削され所定の厚さとなる。
【０００３】
この研削装置４０は、研削前の半導体ウェーハを収容するカセット７０及び研削後の半導体ウェーハを収容するカセット７１が載置されるカセット載置台７３、７４と、カセット７０からの半導体ウェーハの搬出またはカセット７１への半導体ウェーハの搬入を行う搬出入装置４１と、半導体ウェーハを一定の位置に位置合わせする中心合わせテーブル４２と、半導体ウェーハＷを搬送する第一の搬送手段４３及び第二の搬送手段４４と、上部に半導体ウェーハを吸引保持する４つのチャックテーブル４５、４６、４７、４８を備えたターンテーブル４９と、各チャックテーブルに保持された半導体ウェーハＷを研削する研削手段５０、６０と、研削後の半導体ウェーハを洗浄する洗浄装置６２とを備えている。
【０００４】
カセット７０には、図１０に示すように研削前の半導体ウェーハＷ１、Ｗ２、・・・が複数収容されており、搬出入装置４１によって１枚ずつピックアップされて中心合わせテーブル４２に載置される。そして中心合わせテーブル４２において半導体ウェーハＷの位置合わせが行われた後、第一の搬送手段４３に吸着されると共に第一の搬送手段４３が旋回動することによってチャックテーブル４５の位置にあったチャックテーブル４６に半導体ウェーハＷが載置される。
【０００５】
次に、ターンテーブル４９が所要角度回転してチャックテーブル４６に保持された半導体ウェーハＷが図示のように研削手段５０の直下に位置付けられる。
【０００６】
研削手段５０はスライド部５１と連結されており、垂直方向に配設されたガイドレール５２にガイドされてスライド部５１がパルスモータ５３に駆動され上下動するのに伴って研削手段５０も上下動する構成となっている。
【０００７】
また、研削手段５０においては、駆動源５４と連結され垂直方向に配設されたスピンドル５５の先端にマウンタ５６を介して研削ホイール５７が装着されており、研削ホイール５７の下部には粗研削用の研削砥石５８が固着されている。そして、駆動源５４に駆動されてスピンドル５５が回転することにより研削砥石５８が回転しながら研削手段５０が下降し、回転する研削砥石５８が半導体ウェーハＷの裏面に接触して当該裏面が研削される。
【０００８】
チャックテーブル４６に保持された半導体ウェーハＷは、粗研削の後はターンテーブル４９が所要角度回転することにより研削手段６０の直下に位置付けられ、研削手段６０の研削ホイール５９に固着された仕上げ研削用の研削砥石６１の作用を受けて裏面が仕上げ研削される。一方、チャックテーブル４５に保持された半導体ウェーハは研削手段５０の直下に位置付けられ、ここで研削手段５０の作用を受けて粗研削が行われる。
【０００９】
なおこのとき、ターンテーブル４９の回転前にチャックテーブル４６が位置していた位置にはチャックテーブル４５が自動的に位置付けられる。そして、カセット７０から次に研削する半導体ウェーハが搬出されて中心合わせテーブル４２に載置され、位置合わせがなされた後、第一の搬送手段４３によってチャックテーブル４５に搬送されて載置される。
【００１０】
このように、カセット７０から順次半導体ウェーハが取り出され、各チャックテーブルに半導体ウェーハが吸引保持されると共にターンテーブル４９が回転しながら研削手段５０、６０の作用を受けることにより次々と半導体ウェーハの裏面が研削されていく。
【００１１】
そして、仕上げ研削が終わった半導体ウェーハは、第二の搬送手段４４によって洗浄装置６２に搬送され、洗浄が行われた後、搬出入装置４１によってカセット７１に収容される。こうして研削後の半導体ウェーハＷはすべてカセット７１に収容される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
搬出入装置４１においては、図９及び図１１（Ａ）に示すように、保持部７７の表面に吸着部７５、７６が設けられている。そして、図１１（Ｂ）のように保持部７７がカセット７０内に進入して搬出しようとする半導体ウェーハＷ１の下方に位置付けられた後、図１１（Ｃ）のように保持部１１が若干上昇してその半導体ウェーハを吸着部７５、７６によって吸着し、図１１（Ｄ）のように保持部７７が後退することにより当該半導体ウェーハＷ１が搬出される構成となっている。従って、板状物の搬出及び搬入を確実かつ円滑に行うためには、搬出入装置４１の保持部７７と板状物とが平行となっていることが必要となる。
【００１３】
しかしながら、搬出入装置４１を研削装置４０に組み込む際には組み込み誤差が生じる場合があり、また、カセット載置台７３、７４に傾きがある場合もあり、これらに起因して搬出入装置４１の保持部７７とカセット７０内に収容された板状物とが平行にならない場合がある。このように保持部７７と板状物とが平行になっていない場合は板状物の搬入及び搬出を確実かつ円滑に行うことに支障が生じるため、保持部７７と板状物とが平行となるようにカセット載置台７３、７４または搬出入装置４１の設置状態を調整する等の煩雑な作業が必要となる。
【００１４】
また、洗浄装置６２において洗浄された板状物をピックアップして搬出入装置４１によってカセット７１に収容する場合には、洗浄装置６２において載置された板状物と保持部７７とが平行となっていることが必要とされるが、平行となっていない場合には洗浄装置６２の傾きを調整する必要があり、更に搬出入装置４１との相対的な位置関係の調整も必要となる。
【００１５】
このように、搬出入装置を用いて板状物を搬出または搬入する場合においては、板状物が収容される装置や搬出入装置の調整等の煩雑な作業をすることなく確実かつ円滑に板状物を搬出入することに課題を有している。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、カセット内に収容された板状物を搬出し、または板状物をカセット内に搬入する搬出入装置であって、板状物を吸引保持する保持部と、保持部をカセット内に進入させまたはカセット内から退避させる屈曲アームとを少なくとも備え、保持部は、駆動部により屈曲アームの進退方向を回転中心として所定角度回転可能に構成されると共に、俯方向及び仰方向に俯仰動可能に構成され、保持部は、少なくとも板状物を支持する第一の支持部と第二の支持部と第一の支持部及び第二の支持部に共通の基部を有し、第一の支持部及び第二の支持部には、板状物を検出する第一の板状物検出センサー及び第二の板状物検出センサーがそれぞれ配設され、基部には板状物を検出する第三の板状物検出センサーが配設され、第一の板状物検出センサー、第二の板状物検出センサー及び第三の板状物検出センサーによって板状物の存在を検出しながら保持部の進退方向を中心とした回転角度及び俯仰角度が調整される搬出入装置を提供する。
【００１７】
そしてこの搬出入装置は、第一の板状物検出センサー、第二の板状物検出センサー及び第三の板状物検出センサーは、静電容量の変化によって板状物の存在を検出する静電検出センサーであること、搬出入装置は制御装置によってコントロールされており、調整された回転角度及び俯仰角度が調整データとして制御装置に備えた記憶手段に記憶され、記憶された内容に基づき保持部の回転角度及び俯仰角度が調整されることを付加的な要件とする。
【００１８】
このように構成される搬出入装置では、板状物を吸着する保持部を屈曲アームの進退方向を回転中心として所要角度回転可能に構成すると共に俯方向及び仰方向に俯仰動可能に構成したため、搬出しようとする板状物と保持部とが平行でない場合には保持部を回転及び／または俯仰動させることにより板状物と平行な状態になるように調整することができる。
【００１９】
また、少なくとも２つの板状物検出センサーを保持部に設けたことにより、一方向における板状物と保持部との傾きを検出することができ、更に基部にもう一つの板状物検出センサーを設けることにより、二方向における板状物と保持部との傾きを検出することができる。
【００２０】
更に、各板状物検出センサーを静電容量センサーとすることにより、誤認識がなくなり、板状物の検出を確実に行うことができる。
【００２１】
また、保持部が調整された際の回転角度及び俯仰角度を調整データとして制御装置に備えた記憶手段に記憶させておけば、制御装置によって保持部をコントロールすることができるため、複数の板状物の搬出入、複数のカセットとのあいだでの板状物の搬出入の際にその都度カセットや搬出入装置を動かして機械的に調整する必要がない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、図１に示す搬出入装置１０を例に挙げて説明する。なお、従来例と同様に構成される部位については同一の符号を付して説明する。
【００２３】
この搬出入装置１０は、板状物を保持する保持部１１と、保持部１１を駆動する駆動部１２と、第一アーム１３及び第二アーム１４とこれらを連結すると共に第一アーム１３を旋回動させる第一アーム旋回動手段１５とからなる屈曲アーム１６と、第二アーム１４を旋回動させる第二アーム旋回動手段１７と、屈曲アーム１６を上下方向に駆動する上下動手段１８とから構成される。
【００２４】
保持部１１は平面状に形成され、基部１９から第一の支持部２０と第二の支持部２１とが同方向に突出した構成となっており、図２にも示すように、第一の支持部２０及び第二の支持部２１の表面には、板状物を吸引保持する第一の吸引部２２及び第二の吸引部２３を備えると共に、第一の板状物検出センサー２４及び第二の板状物検出センサー２５を備えている。また、基部１９には第三の板状物検出センサー２６を備えている。
【００２５】
ここで、第一の板状物検出センサー２４、第二の板状物検出センサー２５及び第三の板状物検出センサー２６としては、例えば板状物の接近によって静電容量が変化し、その変化に基づいて板状物の存在を検出する静電検出センサーを用いることができる。また、フォトカプラ等の発光素子と受光素子との組からなるフォトセンサーを用いることもできるが、この場合は板状物の表面輝度または散乱光によって誤認識が生じることがあるため、このような問題がなく確実に板状物の存在を検出することができる静電検出センサーを用いるのが望ましい。
【００２６】
保持部１１及び駆動部１２は、第一アーム旋回動手段１５に駆動されて第一アーム１３が旋回動すると共に第二アーム旋回動手段１７に駆動されて第二アーム１４が旋回動し、更に上下動手段１８による屈曲アーム１６の上下動により所望の位置、高さに位置付けることができる。
【００２７】
また、保持部１１は駆動部１２に駆動され、図３に示す仰方向Ａ及び俯方向Ｂに俯仰動可能であると共に、図４に示す回転方向である正回転方向Ｐ及び逆回転方向Ｑの方向に回転可能となっている。
【００２８】
ここで、駆動部１２の内部には、図５に示すように、保持部１１を図４に示した正回転方向Ｐ及び逆回転方向Ｑの方向に回転させる駆動源である第一のモータ２７と、保持部１１を図３に示した俯方向Ａ及び仰方向Ｂの方向に俯仰動させる駆動源である第二のモータ２８とが配設されている。
【００２９】
第一のモータ２７の回転軸２９は回転部３０と連結されており、回転軸２９が第一のモータ２７に駆動されて回転するのに伴い回転部３０が回転する構成となっている。また、回転部３０には第二のモータ２８が固定され、第二のモータ２８の回転軸にはボールネジ３１が連結されており、このボールネジ３１の先端部３１ａは丸みを帯びて形成されている。
【００３０】
回転部３０は保持部１１と一体に形成されたヒンジ３２と係合部３３において回動可能に係合し、更に回転部３０とヒンジ３２とはバネ３４によって連結されており、バネ３４はヒンジ３２を押す方向に付勢されている。
【００３１】
第二のモータ２８が駆動されない状態では、図５に示すように、先端部３１ａが当接部３２ａに当接すると共にバネ３４による付勢によりバランスが保たれ、保持部１１が水平な状態となる。
【００３２】
一方、図６に示すように、第二のモータ２８の駆動によりボールネジ３１が引かれる方向に移動すると、バネ３４の力によってヒンジ３２の下部が押し出され、それに伴い保持部１１が仰方向Ａの方向に仰動し、逆に、ボールネジ３１が押し出される方向に移動すると、先端部３１ａが当接部３２ａに当接しながら押していくことによりヒンジ３２の上部が押し出され、それに伴い保持部１１が俯方向Ａの方向に俯動する。このように、ヒンジ３２が係合部３３を中心としていずれかの方向に回動し、それに伴い保持部１１が俯仰動する構成となっている。
【００３３】
ヒンジ３２及び保持部１１の内部には第一の吸引部２２及び第二の吸引部２３に連通する吸引路３５が形成されており、吸引路３５は回転部３０においてロータリージョイント３６を介して吸引源に連通している。
【００３４】
図１に示したカセット７０に収容された半導体ウェーハを搬出する際は、通常は、最下位にある半導体ウェーハから順次搬出していき最後に最上位にある半導体ウェーハＷ１を搬出するが、カセット７０内の所望の半導体ウェーハを搬出する場合もあるので、ここでは半導体ウェーハＷ１を搬出する場合について説明する。
【００３５】
まず、図１に基づいて説明すると、カセット７０から半導体ウェーハＷ１を搬出しようとする場合は、保持部１１を半導体ウェーハＷ１の下方に進入させる。そして、第一の板状物検出センサー２４と第二の板状物検出センサー２５とが同時に半導体ウェーハＷ１の存在を検出したときは、半導体ウェーハＷ１と保持部１１とが平行になっており、保持部１１を調整する必要がない。
【００３６】
しかし、カセット載置台７３に傾きがあったり搬出入装置１０が傾いて設置されていたりすることにより、例えば図８（Ａ）に示すように、カセット７０に収容された半導体ウェーハと保持部１１とがＸ軸方向において平行になっていない場合がある。図示の例では理解を容易とするために傾斜を誇張して示しているが、半導体ウェーハＷ１の＋Ｘ方向の端部が−Ｘ方向の端部より若干上がって傾いた状態となっている。
【００３７】
この場合は、図８（Ｂ）に示すように、保持部１１を半導体ウェーハＷ１の下方に進入させても、第三の板状物検出センサー２６によっては半導体ウェーハＷ１を検出できても第一の板状物検出センサー２４及び第二の板状物検出センサー２５によっては半導体ウェーハＷ１を検出できないため、図６に示した駆動部１２を構成する第二のモータ２８の駆動により、保持部１１と半導体ウェーハＷ１とが平行になるまで、即ち第三の板状物検出センサー２６だけでなく第一の板状物検出センサー２４及び第二の板状物検出センサー２５によっても半導体ウェーハＷ１を検出するまで保持部１１の先端部を仰方向Ａの方向に仰動させ、図８（Ｃ）に示すように、保持部１１を上昇させて第一の吸引部２２及び第二の吸引部２３によって半導体ウェーハＷ１を吸着し、図８（Ｄ）に示すように搬出する。
【００３８】
一方、図８（Ａ）〜（Ｄ）の例とは逆に、半導体ウェーハＷ１の＋Ｘ方向の端部が−Ｘ方向の端部より下がって傾いている場合（図示せず）は、保持部１１を俯方向Ｂの方向に俯動させることにより保持部１１と半導体ウェーハＷ１とを平行な状態としてから吸着して搬出する。
【００３９】
また、カセット７０に収容された半導体ウェーハと保持部１１とがＹ軸方向において平行になっていない場合もある。この場合は、図５に示した第一のモータ２７の駆動により、図４に示した正回転方向Ｐまたは逆回転方向Ｑの方向に保持部１１を回転させることにより半導体ウェーハと保持部１１とを平行にしてから吸着して搬出する。
【００４０】
更に、半導体ウェーハと保持部１１とが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方において平行でない場合もある。この場合は、適宜保持部１１を図４に示した正回転方向Ｐまたは逆回転方向Ｑの方向に回転させると共に、図３に示した仰方向Ａまたは俯方向Ｂの方向に俯仰動させることにより、半導体ウェーハＷ１と保持部１１とを平行にすることができる。
【００４１】
図１に示したように、搬出入装置１０には制御装置３７が接続されており、この制御装置３７によって保持部１１の回転や俯仰動、上下動、進退を一括してコントロールすることができると共に、制御装置３７にはメモリ等の記憶手段３８を備えているため、保持部１１の回転及び／または俯仰動させた角度を調整データとして記憶させることができる。従って、半導体ウェーハＷ２、Ｗ３、・・・についてはその記憶させた角度だけ保持部１１を回転及び／または俯仰動させながら搬出を行うことにより、生産性を向上させることができる。
【００４２】
また、例えば従来例において示した図９の研削装置４０においては、搬出のみでなく、研削、洗浄後の半導体ウェーハをカセット７１に搬入するという作業も必要となるが、このカセット７１の傾きも上記カセット７０と同様に、カセット７１に収容された半導体ウェーハと保持部１１とが平行になるように保持部１１を回転及び／または俯仰動させてその情報を制御装置３７の記憶手段３８に記憶させておけば、その記憶内容に基づき保持部１１を俯仰動及び／または回転させながら搬入作業を行うことにより、カセット７１の傾きを調整する等の煩雑な作業を行うことなく搬入作業を効率的に行うことができる。
【００４３】
なお、第一の板状物検出センサー２４、第二の板状物検出センサー２５及び第三の板状物検出センサー２６による半導体ウェーハＷの存在の有無の判断の結果については、モニター３９に表示させることができる。例えば、第一の板状物検出センサー２４と第二の板状物検出センサー２５と第三の板状物検出センサー２６との判断結果が同じ場合は「ＯＫ」と表示し、判断結果が異なる場合は「ＮＧ」と表示すれば、半導体ウェーハと保持部１１とが水平かどうかをオペレータが容易に知ることができる。「ＮＧ」の場合には警告音を発したりするようにしてオペレータに確実に知らせるようにすることが望ましい。
【００４４】
本実施の形態においては、半導体ウェーハを搬出入する場合を例に挙げて説明したが、半導体ウェーハ以外の板状物についても本発明を適用できる。また、カセットからの搬出及びカセットへの搬入のみならず、図９に示した洗浄装置６２において半導体ウェーハを保持するスピンナーテーブルが傾いており、半導体ウェーハと保持部１１とが平行でない場合にも本発明を適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る搬出入装置は、板状物を吸着する保持部を屈曲アームの進退方向を回転中心として所要角度回転可能に構成すると共に俯方向及び仰方向に俯仰動可能に構成したため、搬出しようとする板状物と保持部とが平行でない場合には保持部を回転及び／または俯仰動させることにより板状物と平行な状態になるように調整することができる。従って、板状物や、板状物が収容されるカセット等の設置状態を調整する等の煩わしい作業が不要となり、生産性も向上する。
【００４６】
また、少なくとも２つの板状物検出センサーを保持部に設けたことにより、一方向における板状物と保持部との傾きを検出することができ、更に基部にもう一つの板状物検出センサーを設けることにより、二方向における板状物と保持部との傾きを検出することができる。従って、検出結果に基づき自動的に保持部と板状物とが平行になるように調整することができる。
【００４７】
更に、各板状物検出センサーを静電容量センサーとすることにより、誤認識がなくなり、板状物の検出を確実に行うことができるため、信頼性が高くなる。
【００４８】
また、保持部が調整された際の回転角度及び俯仰角度を調整データとして制御装置に備えた記憶手段に記憶させておけば、制御装置によって調整データに基づいて対応するカセットごとに保持部をコントロールすることができるため、複数の板状物の搬出入、複数のカセットとのあいだでの板状物の搬出入が円滑に行われ、予めカセットや搬出入装置を動かして機械的に調整する必要がなく、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る搬出入装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】同搬出入装置を構成する保持部及び駆動部を示す平面図である。
【図３】同搬出入装置を構成する保持部の俯仰動を示す側面図である。
【図４】同搬出入装置を構成する保持部の回転を示す正面図である。
【図５】同搬出入装置を構成する保持部及び駆動部の内部構造を示す説明図である。
【図６】同搬出入装置を構成する保持部が仰方向に仰動した状態を示す説明図である。
【図７】同搬出入装置を構成する保持部が俯方向に俯動した状態を示す説明図である。
【図８】Ｘ軸方向に水平でない状態のカセットに収容された半導体ウェーハを搬出する手順を示す説明図である。
【図９】研削装置を示す斜視図である。
【図１０】半導体ウェーハを収容したカセットを示す斜視図である。
【図１１】従来の搬出入装置を用いてカセットに収容された半導体ウェーハを搬出する手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…搬出入装置  １１…保持部  １２…駆動部
１３…第一アーム  １４…第二アーム
１５…第一アーム旋回動手段  １６…屈曲アーム
１７…第二アーム旋回動手段  １８…上下動手段
１９…基部  ２０…第一の支持部  ２１…第二の支持部
２２…第一の吸引部  ２３…第二の吸引部
２４…第一の板状物検出センサー
２５…第二の板状物検出センサー
２６…第三の板状物検出センサー
２７…第一のモータ  ２８…第二のモータ
２９…回転軸  ３０…回転部  ３１…ボールネジ
３２…ヒンジ  ３３…係合部  ３４…バネ
３５…吸引路  ３６…ロータリージョイント
３７…制御装置  ３８…記憶手段  ３９…モニター
４０…研削装置  ４１…搬出入装置
４２…中心合わせテーブル  ４３…第一の搬送手段
４４…第二の搬送手段
４５、４６、４７、４８…チャックテーブル
４９…ターンテーブル  ５０、６０…研削手段
５１…スライド部  ５２…ガイドレール
５３…パルスモータ  ５４…駆動源  ５５…スピンドル
５６…マウンタ  ５７、５９…研削ホイール
５８、６１…研削砥石  ６２…洗浄装置
７０、７１…カセット  ７３、７４…カセット載置台
７５、７６…吸着部  ７７…保持部
【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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