(57)【要約】      （修正有）【課題】接触部近傍隅部に洗浄水が残ることがないスピン乾燥機のためのワーク把持装置を提供する。【解決手段】スピン軸、支持枠、複数の回動駒４２、ワーク載置面４２１、ワーク挟持面４２２、コイルバネ４１４、および、押圧手段を兼ねる飛散防止カバーを備えており、飛散防止カバー上部６４１によって押圧受け部４２５が押圧されたとき、ワーク載置面４２１が窪んだ円錐面に沿うように傾斜した状態となることによって、この状態のワーク載置面４２１にワークＷがそのエッジ部にて載置され、飛散防止カバー上部６４１が押圧受け部４２５の押圧を解除するとき、ワークＷのエッジ部がワーク載置面４２１に沿ってせり上がり、ワーク挟持面４２２に接触して停止し、ワークが把持される。【選択図】図７
2007049005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に鉛直方向を中心線として回転するスピン軸、
上記スピン軸に取り付けられた支持枠、
上記支持枠に、水平方向の回動軸線回りに回動可能に、支持された複数の回動駒、
上記回動駒のそれぞれに備えられたワーク載置面、
上記ワーク載置面の上部であって、上記回動駒のそれぞれに備えられたワーク挟持面、
上記回動駒のそれぞれに備えられたアンクランプレバー、
上記アンクランプレバーに備えられた押圧受け部、
上記ワーク挟持面が上記スピン軸の中心線に向かうように上記回動駒を付勢する付勢手段、
上記ワーク挟持面が上記スピン軸の中心線から離れるように上記押圧受け部を押圧する押圧手段、
とを備えたスピン乾燥機のためのワーク把持装置であって、
上記ワーク載置面と上記ワーク挟持面とは、以下のＡ及びＢの動作をなす上記回動駒上の位置に設けられていること
を特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置。
Ａ  上記押圧手段によって上記押圧受け部が押圧されたとき、上記ワーク載置面が、上記スピン軸の中心軸に向かってわずかに低くなるように傾斜した状態となることによって、この状態のワーク載置面にワークがそのエッジ部にて載置されることが可能となる。
Ｂ  上記押圧手段が上記押圧受け部の押圧を解除するとき、上記付勢手段によって上記回動駒が回動されることにより、上記ワーク載置面に載置されたワークのエッジ部が上記ワーク載置面に沿ってせり上がり、更に、このエッジ部が上記ワーク挟持面に接触して停止することによってワークが把持される。
【請求項２】
請求項１に記載されたスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、
上記押圧手段は、飛散防止カバーと兼用されていること
を特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、
上記押圧手段と上記スピン軸とは相対的に上下動可能であること
を特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載されたスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、
上記付勢手段は、上記回動駒の回動軸線の下側を上記スピン軸の中心線から離れる方向に付勢するコイルバネであること
を特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載されたスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、
上記ワーク挟持面は円筒面であり、上記ワーク載置面は平面であること
を特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハを洗浄した後、ウェハを高速回転させ、付着した液滴を遠心力によって振り飛ばしながら乾燥させるタイプのスピン乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピン乾燥機では、ウェハは高速回転するウェハ載置枠上に保持される。ウェハ保持のために従来では外部からそのためのエネルギーを与えるような真空吸引式保持装置あるいは機械式保持装置が使用されてきた。近年では、構造が簡単で、しかも、スピン乾燥に必要な回転の遠心力を利用することにより、外部から特別なエネルギーを与えなくてもウェハを保持することができる遠心力式の把持手段（特開昭６２−１６６５１７号公報、特開平２−２０９７３１号公報等）や、バネの圧縮力を利用したスプリングロード式の把持装置（特開平９−１７１９８４号公報、特開平９−１９９４５６号公報等）が開発されている。
【０００３】
これらの装置では、ワーク搬入時にワークを載置するため載置部材と把持時にワーク側面から把持するための把持部材とが備えられており、ワークの把持が完了したときでも、ワークはワーク載置部と接触している。このため、ウェハを高速回転させて遠心力を与えても、この接触部近傍隅部に入り込んだ洗浄水は、容易には振り飛ばすことができない。結果として、載置部材とワークの接触部近傍隅部には洗浄水が残るため、ワークを十分に乾燥させることができない。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１６６５１７号公報
【特許文献２】特開平２−２０９７３１号公報等
【特許文献３】特開平９−１７１９８４号公報
【特許文献４】特開平９−１９９４５６号公報
【特許文献５】特開平８−３３５６２４号公報
【特許文献６】特開平１１−２８６７９１号公報
【特許文献７】特開平１１−２５１２８４号公報
【特許文献８】特開２００３−２２９３９９号公報
【特許文献９】特開２００３−３３２２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上に述べたような接触部近傍隅部に洗浄水が残るという現象は、ワーク把持時（高速回転時）においてもワークとワーク載置部とが接触したままであることに原因があるから、本発明は、ワーク把持時（高速回転時）におけるワークとワーク載置部との接触面積を少なくすることにより、上に述べた問題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段によって解決される。すなわち、第１番の発明の解決手段は、実質的に鉛直方向を中心線として回転するスピン軸、上記スピン軸に取り付けられた支持枠、上記支持枠に、水平方向の回動軸線回りに回動可能に、支持された複数の回動駒、上記回動駒のそれぞれに備えられたワーク載置面、上記ワーク載置面の上部であって、上記回動駒のそれぞれに備えられたワーク挟持面、上記回動駒のそれぞれに備えられたアンクランプレバー、上記アンクランプレバーに備えられた押圧受け部、上記ワーク挟持面が上記スピン軸の中心線に向かうように上記回動駒を付勢する付勢手段、上記ワーク挟持面が上記スピン軸の中心線から離れるように上記押圧受け部を押圧する押圧手段、とを備えたスピン乾燥機のためのワーク把持装置であって、上記ワーク載置面と上記ワーク挟持面とは、以下のＡ及びＢの動作をなす上記回動駒上の位置に設けられていることを特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置である。
【０００７】
Ａ  上記押圧手段によって上記押圧受け部が押圧されたとき、上記ワーク載置面が、上記スピン軸の中心軸に向かってわずかに低くなるように傾斜した状態となることによって、この状態のワーク載置面にワークがそのエッジ部にて載置されることが可能となる。
【０００８】
Ｂ  上記押圧手段が上記押圧受け部の押圧を解除するとき、上記付勢手段によって上記回動駒が回動されることにより、上記ワーク載置面に載置されたワークのエッジ部が上記ワーク載置面に沿ってせり上がり、更に、このエッジ部が上記ワーク挟持面に接触して停止することによってワークが把持される。
【０００９】
第２番の発明の解決手段は、第１番目の発明のスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、上記押圧手段は、飛散防止カバーと兼用されていることを特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置である。
【００１０】
第３番の発明の解決手段は、第１番目又は第２番目のいずれかの発明のスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、上記押圧手段と上記スピン軸とは相対的に上下動可能であることを特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置である。
【００１１】
第４番の発明の解決手段は、第１乃至３番目のいずれかの発明のスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、上記付勢手段は、上記回動駒の回動軸線の下側を上記スピン軸の中心線から離れる方向に付勢するコイルバネであることを特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置である。
【００１２】
第５番の発明の解決手段は、第１乃至４番目のいずれかの発明のスピン乾燥機のためのワーク把持装置において、上記ワーク挟持面は円筒面であり、上記ワーク載置面は平面であることを特徴とするスピン乾燥機のためのワーク把持装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以上の構成を備えるため、押圧手段によって押圧受け部が押圧されたとき、ワーク載置面が、スピン軸の中心軸に向かってわずかに低くなるように傾斜した状態となり、この状態のワーク載置面にワークがそのエッジ部にて載置され、押圧手段が押圧受け部の押圧を解除するとき、上記付勢手段によって回動駒が回動されることにより、ワーク載置面に載置されたワークのエッジ部がワーク載置面に沿ってせり上がり、更に、このエッジ部がワーク挟持面に接触して停止することによってワークが把持される。
【００１４】
このため、ワークは、実質的にワーク挟持面によってのみ支持されるので、ワーク把持時（高速回転時）におけるワークとワーク載置部との接触面積が少なくなり、接触部近傍隅部に洗浄水が残りにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一例であるワーク把持装置の平面図である。図２は、同ワーク把持装置のワーク把持時における正面断面図、図３は、同拡大図である。図４は、同ワーク把持装置において、ワークが把持されていない時の正面断面図、図５は、同拡大図である。
【００１７】
スピン乾燥機１の機台１０は、上下に上部壁１０１及び下部壁１０２を備え、その内部は空洞が形成されている。上部壁１０１には、上部壁１０１を貫くようにしてスピン軸支持筒１１が固定されている。このスピン軸支持筒１１にはスピン軸２が回転自在に支持されており、このスピン軸２の下端にはプーリ２３が設けられている。
【００１８】
機台１０の上部壁１０１には、空洞内側にモータ２４が固定されており、更に、モータ２４の出力軸にはプーリ２５が固定されている。２つのプーリ２３、２５間には、ベルト２６が掛けられており、モータ２４の回転は、プーリ２５、ベルト２６、プーリ２５を介してスピン軸２に伝達されて、スピン軸２が高速で回転する。
【００１９】
スピン軸２の上端には、支持枠３のボス部３１が固定されている。ボス部３１から放射状に複数の腕部３２が延びており、各腕部３２の先端には把持ユニット４が設けられている。把持ユニット４にはワーク（半導体ウェハ）Ｗが載置される。
【００２０】
この把持ユニット４は、アンクランプレバー４２３を備えており、このアンクランプレバー４２３の先端が下方に向けて押されるたとき、ワークＷはアンクランプ状態になり、この状態で、ワークの取り外しと装填が行われる。把持ユニット４の構造については後述する。
【００２１】
ボス部３１からは、ノズル３３が上に向かって延びており、ここから洗浄水あるいは乾燥エア（又は窒素ガス）がワークＷに向かって噴射される。
【００２２】
機台１０の下部壁１０２には、垂直上方に向かってシリンダー６１が固定されており、シリンダー６１のピストンロッドには水平な昇降板６２とこれに垂直に複数の昇降棒６３が固定されている。各昇降棒６３は、機台１０の上部壁１０１を貫いて、その上方に延びている。
【００２３】
各昇降棒６３の先端には、飛散防止カバー６４が固定されている。この飛散防止カバー６４は、支持枠３を囲むように設けられており、シリンダー６１によって昇降可能となっている。飛散防止カバー６４が上昇位置Ｈにあって、スピン軸２が回転するとき、飛散する洗浄水を受け止める。
【００２４】
更に、飛散防止カバー６４は、下降位置Ｌにあるとき、飛散防止カバー６４のカバー上部６４１がアンクランプレバー４２３の先端と係合して、これを押し下げることによって、ワークＷのクランプが解かれる。
【００２５】
以下、把持ユニット４の構造について説明する。図６は把持ユニットの斜視図である。図７は、ワーク載置面に載置されたウェハが回動駒の回動によってワーク載置面上をせり上がり、ワーク挟持面にて把持される過程を説明するための説明図であって、（１）はワークＷのクランプが解除された状態を示し、（２）はワークＷがクランプされた状態を示す。
【００２６】
把持ユニット４は、駒台４１及び駒台４１に回動可能に支持される回動駒４２を備えている。駒台４１は、２つの側壁部４１１とこれらを結ぶ横部材４１２を備えており、側壁部４１１には、それぞれ同軸の軸孔が形成されている。この軸穴と上記回動駒４２の軸穴とには駒軸４１６が通されており、これによって回動駒４２が回動可能になっている。
【００２７】
回動駒４２には、駒軸４１６より上側に平面のワーク載置面４２１、及び、更にその上側に円筒面をなすワーク挟持面４２２が形成されている。更に、回動駒４２は、駒軸４１６より下側であって横に突き出るようにしてアンクランプレバー４２３が備えており、その途中と先端にそれぞれ付勢受け部４２４、押圧受け部４２５が形成されている。押圧受け部４２５は、飛散防止カバー６４が下降位置にあるときカバー上部６４１の下側の面と係合する。
【００２８】
駒台４１の横部材４１２には、上記付勢受け部４２４に向かう横穴が設けられており、この横穴内には、押圧子４１３とコイルバネ４１４が摺動可能に、また、調整ねじ４１５が横穴内の雌ねじに螺合して、設けられている。押圧子４１３は、コイルバネ４１４に押されて付勢受け部４２４と係合し、回動駒４２を図７で見て反時計方向に回動するような付勢力を与える。調整ねじ４１５を回すことによりこの付勢力の大きさが調整される。
【００２９】
以下、このワーク把持装置の作用・動作を説明する。図７（１）、図４、図５は、いずれもワークＷのクランプが解除された状態（最初の状態）を示しているが、このとき、シリンダー６１は、縮小しており、この縮小により昇降板６２、昇降棒６３、飛散防止カバー６４は下降位置Ｌに在る。これによりカバー上部６４１は、アンクランプレバー４２３の押圧受け部４２５を下方に押し下げている。このとき、付勢受け部４２４がコイルバネ４１４の力に押し勝って、押圧子４１３をより中まで押し込んでいる。
【００３０】
カバー上部６４１によって押圧受け部４２５が押し下げられることにより、回動駒４２は、時計方向に回転し、ワーク挟持面４２２が外側に移動している。このため、代わってワーク載置面４２１が上昇しているので、ワークＷはワーク挟持面４２２から離れ、ワーク載置面４２１上に単に置かれた状態になっている。
【００３１】
なお、このとき、ワーク載置面４２１はわずかに傾斜しているため、つまり、ワーク載置面４２１が、スピン軸２の中心軸に向かってわずかに低くなるように傾斜しているため、ワークＷはエッジ部でワーク載置面４２１上に置かれた状態となっている。
【００３２】
この状態で、ワークＷは取り外され、新しいワークＷが装填される。新しいワークＷの装填の最初は、ワーク載置面４２１上にワークＷを置くだけである。このときもワークＷはエッジ部でワーク載置面４２１上に置かれた状態となる。
【００３３】
次に、シリンダー６１を作動させ、昇降板６２、昇降棒６３、飛散防止カバー６４を上昇位置Ｈまで上昇させると、それまでカバー上部６４１が押し下げていた押圧受け部４２５が上昇し、代わって、コイルバネ４１４の力が押し勝ようになるので、回動駒４２が反時計方向に回動する。
【００３４】
回動駒４２の回動運動により、相対的に見たとき、ワーク載置面４２１上に載っていたワークＷのエッジ部がワーク載置面４２１上をせり上がるようになる。そのまませり上がりが続くと、ついにはワークＷのエッジ部はワーク挟持面４２２に接触し、せり上がりが停止する。なお、図７に、このせり上がり距離ｄ、及び、回動駒４２の回動角度αを示す。
【００３５】
このとき、図７（２）に示されるように、ワークＷは、実質的にワーク挟持面４２２のみによって挟持された状態となり、ワークＷの把持が完了する。実質的にワーク挟持面４２２のみによってワークＷが把持されることから、接触面積が少なくなり、接触部近傍隅部に洗浄水が残りにくくすることができる。
【００３６】
この状態でスピン軸２を回転させ、ワークＷの洗浄と乾燥を行う。乾燥が終了し、スピン軸２の回転を停止させた後、シリンダー６１を下降させると飛散防止カバー６４がアンクランプレバー４２３の押圧受け部４２５を押し下げる。これにより、回動駒４２が回動し、ワークＷのエッジは、ワーク挟持面４２２から離れ、ワーク載置面４２１上に載置された状態になる。これで最初の状態に還ったことになり、以下同様の動作を繰り返す。
【００３７】
以上に示した例では、上記飛散防止カバー６４が、洗浄水の飛散防止の機能とアンクランプレバー４２３の押圧機能とを兼用するものであるが、このような兼用の代わりに、それぞれ独立の部材によってこれらの機能を実現することも可能である。
【００３８】
また、この例では、スピン軸２が上下方向に関して固定されており、飛散防止カバー６４が上下動するようにしているが、逆に、スピン軸２を上下動可能とし、飛散防止カバー６４を固定するような構造をとることも可能である。
【００３９】
また、コイルバネ４１４は押圧子４１３に対する付勢手段として機能しているが、このコイルバネ４１４を他の形式の付勢手段、例えば、エアーシリンダなど、を採用することも可能である。
【００４０】
また、ワーク挟持面４２２を円筒面として、ワーク載置面４２１を平面として示したが、これらは幾何学的に厳密な意味ではなく、実質的にこれらに近い形状であればよく、特にこれらに限定されるものではない。例えば、ワーク挟持面４２２を円筒面は、ワークとの接触部のみが部分的な円筒面あるいはこれに近い形状であってもよく、また、ワーク載置面４２１の平面はなだらかな円筒面の一部であってもよい。
【００４１】
以上まとめると、本発明のスピン乾燥機のためのワーク把持装置は、実質的に鉛直方向を中心線として回転するスピン軸、上記スピン軸に取り付けられた支持枠、上記支持枠に、水平方向の回動軸線回りに回動可能に支持された複数の回動駒、上記回動駒のそれぞれに備えられたワーク載置面、上記ワーク載置面の上部であって、上記回動駒のそれぞれに備えられたワーク挟持面、上記回動駒のそれぞれに備えられたアンクランプレバー、上記アンクランプレバーに備えられた押圧受け部、上記ワーク挟持面が上記スピン軸の中心線に向かうように上記回動駒を付勢する付勢手段、上記ワーク挟持面が上記スピン軸の中心線から離れるように上記押圧受け部を押圧する押圧手段、とを備えたスピン乾燥機のためのワーク把持装置であって、上記ワーク載置面と上記ワーク挟持面とは、以下のＡ及びＢの動作をなす上記回動駒上の位置に設けられているものである。
【００４２】
Ａ  上記押圧手段によって上記押圧受け部が押圧されたとき、上記ワーク載置面が、上記スピン軸の中心軸に向かってわずかに低くなるように傾斜した状態となることによって、この状態のワーク載置面にワークがそのエッジ部にて載置されることが可能となる。
【００４３】
Ｂ  上記押圧手段が上記押圧受け部の押圧を解除するとき、上記付勢手段によって上記回動駒が回動されることにより、上記ワーク載置面に載置されたワークのエッジ部が上記ワーク載置面に沿ってせり上がり、更に、このエッジ部が上記ワーク挟持面に接触して停止することによってワークが把持される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一例であるワーク把持装置の平面図である。
【図２】同ワーク把持装置のワーク把持時における正面断面図である。
【図３】同拡大図である。
【図４】同ワーク把持装置において、ワークが把持されていない時の正面断面図である。
【図５】同拡大図である。
【図６】把持ユニットの斜視図である。
【図７】ワーク載置面に載置されたウェハが回動駒の回動によってワーク載置面上をせり上がり、ワーク挟持面にて把持される過程を説明するための説明図であって、（１）はワークＷのクランプが解除された状態を示し、（２）はワークＷがクランプされた状態を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１  スピン乾燥機
１０  機台
１０１  上部壁
１０２  下部壁
１１  スピン軸支持筒
２  スピン軸
２３  プーリ
２４  モータ
２５  プーリ
２６  ベルト
３  支持枠
３１  ボス部
３２  腕部
３３  ノズル
４  把持ユニット
４１  駒台
４１１  側壁部
４１２  横部材
４１３  押圧子
４１４  コイルバネ
４１５  調整ねじ
４１６  駒軸
４２  回動駒
４２１  ワーク載置面
４２２  ワーク挟持面
４２３  アンクランプレバー
４２４  付勢受け部
４２５  押圧受け部
６１  シリンダー
６２  昇降板
６３  昇降棒
６４  飛散防止カバー
６４１  カバー上部
Ｈ  上昇位置
Ｌ  下降位置
Ｗ  ワーク
【図１】
2007049005.tif 000003
【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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