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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6013824
(24)【登録日】2016年9月30日
(45)【発行日】2016年10月25日
(54)【発明の名称】ワーク搬送装置
(51)【国際特許分類】
B25J 15/08 20060101AFI20161011BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20161011BHJP
B65G 49/07 20060101ALI20161011BHJP
【ＦＩ】
B25J15/08 P
H01L21/68 S
H01L21/68 A
B65G49/07 F
【請求項の数】4
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2012-166701(P2012-166701)
(22)【出願日】2012年7月27日
(65)【公開番号】特開2014-24161(P2014-24161A)
(43)【公開日】2014年2月6日
【審査請求日】2015年3月11日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100140109
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 新次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100114487
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 幸作
(74)【代理人】
【識別番号】100146710
【弁理士】
【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男
(74)【代理人】
【識別番号】100117411
【弁理士】
【氏名又は名称】串田 幸一
(72)【発明者】
【氏名】小菅 隆一
(72)【発明者】
【氏名】西田 弘明
(72)【発明者】
【氏名】曽根 忠一
(72)【発明者】
【氏名】相澤 英夫
(72)【発明者】
【氏名】田中 智裕
【審査官】
木原 裕二
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０２−０４５９５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１１４１８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０６−０８７５３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−１８８６１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０７−２９７２６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−０１６６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２０７６０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１４−５０３１２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１２／０１６９０７９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開平１０−２６４０７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１２／０６９２０８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許第０６２７９８８９（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２
Ｂ６５Ｇ ４９／０７
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板層および前記基板層の一部の上に被加工層を備えるワークを搬送するためのワーク搬送装置であって、前記ワーク搬送装置は、
前記ワークを把持および解放するように動作するように構成されるワーク把持機構を有し、前記ワーク把持機構は、前記被加工層が前記基板層の下に位置する状態で前記ワークの前記基板層を把持するように構成され、前記ワーク把持機構は、
把持されるワークの径方向内側から外側に向かって次第に高くなる第１傾斜面と、
把持されるワークの径方向外側から内側に向かって次第に高くなる第２傾斜面と、
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に位置し、ワークの基板層を把持するための接触面と、を有し、
前記ワークの基板層が前記接触面により把持されるときに、前記第２傾斜面と前記ワークの前記被加工層との間に所定の距離Ｒまたはそれ以上の大きさのクリアランスが存在するように構成される、ワーク搬送装置。
前記ワークを把持および解放するように動作するように構成されるワーク把持機構を有し、前記ワーク把持機構は、前記被加工層が前記基板層の下に位置する状態で前記ワークの前記基板層を把持するように構成され、前記ワーク把持機構は、
把持されるワークの径方向内側から外側に向かって次第に高くなる第１傾斜面と、
把持されるワークの径方向外側から内側に向かって次第に高くなる第２傾斜面と、
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に位置し、ワークの基板層を把持するための接触面と、を有し、
前記ワークの基板層が前記接触面により把持されるときに、前記第２傾斜面と前記ワークの前記被加工層との間に所定の距離Ｒまたはそれ以上の大きさのクリアランスが存在するように構成される、ワーク搬送装置。
【請求項2】
請求項１に記載のワーク搬送装置であって、
前記第２傾斜面の傾斜角度θｂは、θ３≦θｂ＜９０°およびθ３＝θ１＋θ２を満たし、
ここで、前記基板層と前記被加工層とに接する直線をＬ１とし、直線Ｌ１と前記基板層のなす角をθ１とし、直線Ｌ１と前記被加工物の接点を中心として半径Ｒの円を描いた場合に半径Ｒの円と前記基板層に接する直線をＬ２とし、直線Ｌ１と直線Ｌ２とがなす角をθ２とし、直線Ｌ２と被加工物の面に平行な直線とが形成する角をθ３とする、ワーク搬送装置。
前記第２傾斜面の傾斜角度θｂは、θ３≦θｂ＜９０°およびθ３＝θ１＋θ２を満たし、
ここで、前記基板層と前記被加工層とに接する直線をＬ１とし、直線Ｌ１と前記基板層のなす角をθ１とし、直線Ｌ１と前記被加工物の接点を中心として半径Ｒの円を描いた場合に半径Ｒの円と前記基板層に接する直線をＬ２とし、直線Ｌ１と直線Ｌ２とがなす角をθ２とし、直線Ｌ２と被加工物の面に平行な直線とが形成する角をθ３とする、ワーク搬送装置。
【請求項3】
基板層および前記基板層の一部の上に被加工層を備えるワークを搬送するためのワーク搬送装置であって、前記ワーク搬送装置は、
前記ワークを把持および解放するように動作するように構成されるワーク把持機構を有し、前記ワーク把持機構は、前記基板層を把持する少なくとも１つのワーク把持表面を有
し、
前記ワーク把持表面は、第１の寸法のワークを把持するための第１テーパー部と、第２の寸法のワークを把持するための第２テーパー部と、を有し、前記第１テーパー部と前記第２テーパー部とは傾斜角が異なり且つ連続して位置する、ワーク搬送装置。
前記ワークを把持および解放するように動作するように構成されるワーク把持機構を有し、前記ワーク把持機構は、前記基板層を把持する少なくとも１つのワーク把持表面を有
し、
前記ワーク把持表面は、第１の寸法のワークを把持するための第１テーパー部と、第２の寸法のワークを把持するための第２テーパー部と、を有し、前記第１テーパー部と前記第２テーパー部とは傾斜角が異なり且つ連続して位置する、ワーク搬送装置。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のワーク搬送装置を有する、ワーク研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェハなどのワークを処理する装置において、ワークを把持および搬送するための機構に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造工程において、一般に、半導体ウェハなどのワークを搬送するために様々な装置が使用される（たとえば特許文献１）。ガラス基板上に半導体ウェハを接着して、ガラス基板ごと半導体ウェハを搬送して、半導体ウェハに研磨等の処理が施されることがある。そのような場合、半導体ウェハを搬送する場合、ガラス基板のみを把持して搬送し、処理を施す半導体部分には搬送機構が接触しないようにすることが望ましい。
【0003】
また、半導体装置の製造においては、サイズの異なる半導体ウェハを搬送することが必要とされることがある。半導体ウェハの搬送機構は、処理するウェハの大きさに合わせて設計および調整がされるため、ウェハのサイズが異なると、適切に搬送できないことがある。たとえば、搬送機構が調整されているサイズよりも半導体ウェハサイズが小さい場合、把持力が弱くなり、また、ウェハを把持する箇所での隙間が過大になり、ウェハの位置決め精度が悪くなることがある。また、搬送機構が調整されているサイズよりも半導体ウェハサイズが大きい場合、把持力が過大になり、ウェハに過度なストレスを与えることがあり、また、ウェハを適切に把持できないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２００７／０９９９７６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ガラス基板上に接合された半導体ウェハを搬送する場合、搬送機構のウェハ把持機構がガラス基板にのみ接触して、半導体ウェハに接触しないように設計することが望ましい。しかし、ガラス基板上に半導体ウェハを接合するときの接合位置には誤差があり、常に一定の位置に接合されるとは限らない。半導体ウェハのガラス基板上の接合位置が、理想的な位置からずれた場合、搬送機構がガラス基板を把持するときに、半導体ウェハに接触し、半導体ウェハに損傷を与えることがある。そのため、半導体ウェハのガラス基板上の接合位置が理想的な位置からずれても、搬送機構の把持機構が半導体ウェハに接触しないようにすることが望まれる。
【0006】
また、サイズの異なる半導体ウェハを搬送する場合、ウェハを把持するアームなどの把持機構の動作範囲を変更することが行われることがある。しかし、把持機構の動作範囲を変更するには、製造工程を一時的に中断する必要があるので、時間がかかる。そのため、予め、複数のサイズの半導体ウェハを搬送できるようにすることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決する。本発明の一実施形態によれば、基板層および基板層の一部の上に被加工層を備えるワークを搬送するためのワーク搬送装置が提供される。このワーク搬送装置は、ワークを把持および解放するように動作するように構成されるワーク把持機構を有する。ワーク把持機構は、被加工層が基板層の下に位置する状態でワークの基板層を把持する、傾斜する少なくとも１つのワーク把持表面を有する。傾斜するワーク把持表面は、ワークがワーク把持機構により把持されるときに、ワーク把持表面とワークの被加工層との間に所定の距離Ｒまたはそれ以上の大きさのクリアランスが存在するように構成される。
【0008】
本発明の一実施形態によれば、ワーク把持表面は、第１の寸法のワークを把持するための第１表面と、第２の寸法のワークを把持するための第２表面と、を有する。本発明の一実施形態によれば、本発明によるワーク搬送装置を備えるワーク研磨装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態による例示的な研磨装置の全体構成を示す平面図である。
【図3】例示的なスイングトランスポータを示す斜視図である。
【図5】例示的なリニアトランスポータの正面図である。
【図8】例示的な反転機を示す斜視図である。
【図15】例示的なリフタを示す縦断面図である。
【図17】例示的な洗浄部４の搬送ユニットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を添付図面とともに説明する。一例として、国際公開第２００７／０９９９７６号パンフレット（特許文献１）に開示されるものと類似の半導体ウェハの研磨装置を取り挙げる。なお、添付図面において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、以下に説明される研磨装置において、ウェハの各搬送装置のウェハ把持機構に関する構造以外については、公知の構成または国際公開第２００７／０９９９７６号パンフレットに開示されている構成を採用できるので、それらの詳細な説明は省略する。
【0011】
図１は例示的な研磨装置の全体構成を示す平面図、図２は図１に示す研磨装置の概要を示す斜視図である。図１に示すように、研磨装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は隔壁１ａ，１ｂ，１ｃによってロード／アンロード部２と研磨部３（３ａ，３ｂ）と洗浄部４とに区画されている。これらのロード／アンロード部２、研磨部３ａ，３ｂ、および洗浄部４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気されるものである。
【0012】
ロード／アンロード部２は、多数の半導体ウェハをストックするウェハカセットを載置する２つ以上（本実施形態では４つ）のフロントロード部２０を備えている。これらのフロントロード部２０は、研磨装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポッド、またはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）を搭載することができる。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【0013】
研磨部３は、半導体ウェハの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット３０Ａと第２研磨ユニット３０Ｂとを内部に有する第１研磨部３ａと、第３研磨ユニット３０Ｃと第４研磨ユニット３０Ｄとを内部に有する第２研磨部３ｂとを備えている。これらの第１研磨ユニット３０Ａ、第２研磨ユニット３０Ｂ、第３研磨ユニット３０Ｃ、および第４研磨ユニット３０Ｄは、図１に示すように、装置の長手方向に沿って配列されている。
【0014】
図１に示すように、第１研磨ユニット３０Ａは、研磨面を有する研磨テーブル３００Ａと、半導体ウェハを保持しかつ半導体ウェハを研磨テーブル３００Ａに対して押圧しながら研磨するためのトップリング３０１Ａと、研磨テーブル３００Ａに研磨液やドレッシング液（例えば、水）を供給するための研磨液供給ノズル３０２Ａと、研磨テーブル３００Ａのドレッシングを行うためのドレッサ３０３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして、１または複数のノズルから研磨面に噴射するアトマイザ３０４Ａとを備えている。また、同様に、第２研磨ユニット３０Ｂは、研磨テーブル３００Ｂと、トップリング３０１Ｂと、研磨液供給ノズル３０２Ｂと、ドレッサ３０３Ｂと、アトマイザ３０４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３０Ｃは、研磨テーブル３００Ｃと、トップリング３０１Ｃと、研磨液供給ノズル３０２Ｃと、ドレッサ３０３Ｃと、アトマイザ３０４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット３０Ｄは、研磨テーブル３００Ｄと、トップリング３０１Ｄと、研磨液供給ノズル３０２Ｄと、ドレッサ３０３Ｄと、アトマイザ３０４Ｄとを備えている。
【0015】
第１研磨部３ａの第１研磨ユニット３０Ａおよび第２研磨ユニット３０Ｂと洗浄部４との間には、長手方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウェハを搬送する第１リニアトランスポータ５が配置されている。この第１リニアトランスポータ５の第１搬送位置ＴＰ１の上方には、ロード／アンロード部２の搬送ロボット２２から受け取ったウェハを反転する反転機３１が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ３２が配置されている。また、第２搬送位置ＴＰ２の下方には上下に昇降可能なプッシャ３３が、第３搬送位置ＴＰ３の下方には上下に昇降可能なプッシャ３４がそれぞれ配置されている。なお、第３搬送位置ＴＰ３と第４搬送位置ＴＰ４との間にはシャッタ１２が設けられている。
【0016】
また、第２研磨部３ｂには、第１リニアトランスポータ５に隣接して、長手方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェハを搬送する第２リニアトランスポータ６が配置されている。この第２リニアトランスポータ６の第６搬送位置ＴＰ６の下方にはプッシャ３７が、第７搬送位置ＴＰ７の下方にはプッシャ３８が配置されている。なお、第５搬送位置ＴＰ５と第６搬送位置ＴＰ６との間にはシャッタ１３が設けられている。
【0017】
洗浄部４は、研磨後の半導体ウェハを洗浄する領域であり、ウェハを反転する反転機４１と、研磨後の半導体ウェハを洗浄する４つの洗浄機４２〜４５と、反転機４１および洗浄機４２〜４５の間でウェハを搬送する搬送ユニット４６とを備えている。これらの反転機４１および洗浄機４２〜４５は、長手方向に沿って直列に配置されている。また、これらの洗浄機４２〜４５の上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、洗浄部４の内部は、研磨部３からのパーティクルの流入を防止するために研磨部３よりも高い圧力に常時維持されている。
【0018】
図１に示すように、第１リニアトランスポータ５と第２リニアトランスポータ６との間には、第１リニアトランスポータ５、第２リニアトランスポータ６、および洗浄部４の反転機４１の間でウェハを搬送するスイングトランスポータ（ウェハ搬送機構）７が配置されている。このスイングトランスポータ７は、第１リニアトランスポータ５の第４搬送位置ＴＰ４から第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５へ、第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５から反転機４１へ、第１リニアトランスポータ５の第４搬送位置ＴＰ４から反転機４１にそれぞれウェハを搬送できるようになっている。
【0019】
以下、それぞれの搬送機構について説明する。スイングトランスポータ
スイングトランスポータ７について説明する。図３は、洗浄部４の反転機４１とともにスイングトランスポータ７を示す斜視図である。図３に示すように、本実施形態におけるスイングトランスポータ７は、第１研磨部３ａの筐体のフレーム１０２に設置されており、上下に延びる断面略コ字状のフレーム１０２の内部に配置されたロボシリンダ１０４と、ロボシリンダ１０４上を上下動するベースブラケット１０６と、ロボシリンダ１０４を上下動させるモータ１０７と、ベースブラケット１０６に取り付けられたモータカバー１０８と、モータカバー１０８内に収容されたモータの回転軸に取り付けられた旋回アーム１１０と、旋回アーム１１０の先端に取り付けられたウェハ把持機構１１２とを備えている。
【0020】
ウェハ把持機構１１２は、ウェハＷの周縁を両側から把持する一対の把持部１１４と、把持部１１４のロッド１１４ａをウェハＷの径方向（矢印Ａ）に開閉させる開閉機構１１６とを備えている。一対の把持部１１４は、ウェハＷの中心を挟んで互いに対向するように配置されており、それぞれの把持部１１４の両端には、ウェハＷの外周部に点接触するコマ（チャック機構）１１８がそれぞれ２つ設けられている。これらのコマ１１８は把持部１１４の両端から下方に突出して設けられている。
【0021】
開閉機構１１６は、例えばエアシリンダにより構成されており、把持部１１４を互いに近接する方向に移動させてウェハＷを把持し、把持部１１４を互いに離間する方向に移動させてウェハＷをリリースする。図４は、把持部１１４を示す図であり、図４（ａ）は把持部１１４の上面図、図４（ｂ）は把持部１１４の側面図、図４（ｃ）はコマ１１８の拡大側面図である。なお、図４において、図示および説明の明瞭化のために、把持部１１４以外の構造を省略している。図４（ｃ）に示されるように、コマ１１８は異なる傾斜角のテーパー部１２０ａ、１２０ｂが形成されており、それぞれのテーパー部１２０ａ、１２０ｂにおいて、寸法の異なるウェハ（Ｗ１、Ｗ２）を支持することができる。そのため、かかる実施形態のスイングトランスポータ７においては、寸法の異なるウェハを搬送することができる。なお、本実施形態では、それぞれの把持部１１４に２つのコマ１１８を設けた例を説明したが、これに限られるものではなく、それぞれの把持部１１４に３つ以上のコマ１１８を設けてもよい。
【0022】
このように、本実施形態のスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２は、一対の把持部１１４を１方向に互いに反対向きに移動することによってウェハＷの把持とリリースとを行っているため、確実にウェハＷを把持することができる。
【0023】
ロボシリンダ１０４内にはボールねじとスライドガイドが設けられており、モータ１０７の駆動によりロボシリンダ１０４上のベースブラケット１０６が上下動するようになっている（矢印Ｂ）。これによりベースブラケット１０６とともにウェハ把持機構１１２が上下動するようになっており、フレーム１０２に沿ってウェハ把持機構１１２を上下動させる上下動機構がロボシリンダ１０４およびベースブラケット１０６によって構成されている。
【0024】
また、旋回アーム１１０は、モータカバー１０８内のモータの駆動により該モータの回転軸を中心として旋回するようになっている（矢印Ｃ）。これにより、ウェハ把持機構１１２が、第１リニアトランスポータ５、第２リニアトランスポータ６、および洗浄部４の反転機４１の間で移動されるようになっており、フレーム１０２に隣接するモータ１０８の回転軸を中心としてウェハ把持機構１１２を旋回させる旋回機構がモータカバー１０８内のモータおよび旋回アーム１１０によって構成されている。なお、本実施形態では、フレーム１０２に隣接するモータカバー１０８内のモータの回転軸を中心としてウェハ把持機構１１２を旋回する例を説明したが、これに限られるものではなく、フレーム１０２を中心としてウェハ把持機構１１２を旋回してもよい。
【0025】
ウェハＷを把持する場合には、把持部１１４を開いた状態で、把持部１１４のコマ１１８がウェハＷの下方に位置するまでベースブラケット１０６を下降させる。そして、開閉機構１１６を駆動して把持部１１４を互いに近接する方向に移動させ、把持部１１４のコマ１１８の最内周部をウェハＷの最外周よりも内側に位置させる。この状態で、ベースブラケット１０６を上昇させ、ウェハＷを把持部１１４のコマ１１８に把持した状態で持ち上げる。本実施形態では、コマ１１８とウェハＷとが点接触し、ウェハＷの接触面積を極力小さくすることができるので、ウェハを把持する際にウェハＷの表面に付着するごみを低減することができる。リニアトランスポータ
次に、第１研磨部３ａの第１リニアトランスポータ５について説明する。図５は第１リニアトランスポータ５の正面図、図６は図５の平面図である。図５および図６に示すように、第１リニアトランスポータ５は、直線往復移動可能な４つの搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４を備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、下段には第１搬送ステージＴＳ１、第２搬送ステージＴＳ２、第３搬送ステージＴＳ３が配置され、上段には第４搬送ステージＴＳ４が配置されている。
【0026】
下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と上段の搬送ステージＴＳ４とは、図６の平面図上では同じ軸上を移動するが、設置される高さが異なっているため、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と上段の搬送ステージＴＳ４とは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第１搬送ステージＴＳ１は、反転機３１とリフタ３２とが配置された第１搬送位置ＴＰ１とプッシャ３３が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第２搬送位置ＴＰ２との間でウェハを搬送し、第２搬送ステージＴＳ２は、第２搬送位置ＴＰ２とプッシャ３４が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第３搬送位置ＴＰ３との間でウェハを搬送し、第３搬送ステージＴＳ３は、第３搬送位置ＴＰ３と第４搬送位置ＴＰ４との間でウェハを搬送する。また、第４搬送ステージＴＳ４は、第１搬送位置ＴＰ１と第４搬送位置ＴＰ４との間でウェハを搬送する。
【0027】
図６に示すように、各搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４には、それぞれ４本のピン５０が固定されており、このピン５０により搬送ステージに載置されたウェハの外周縁がガイドされて位置決めされた状態でウェハが搬送ステージ上に支持されるようになっている。これらのピン５０は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成される。また、各搬送ステージには、透過型センサなどによりウェハの有無を検知するセンサ（図示せず）が構成されており、各搬送ステージ上のウェハの有無を検知することができるようになっている。
【0028】
図７は、搬送ステージＴＳを示す図である、図７（ａ）は搬送ステージＳＴの上面図、図７（ｂ）は搬送ステージＳＴの側面図、図７（ｃ）は搬送ステージＳＴのピン５０の拡大側面図である。図７（ｃ）に示されるように、ピン５０は異なる傾斜角のテーパー部５０ａ、５０ｂが形成されており、それぞれのテーパー部５０ａ、５０ｂおいて、寸法の異なるウェハ（Ｗ１、Ｗ２）を支持することができる。そのため、かかる実施形態のリニアトランスポータ５においては、寸法の異なるウェハを搬送することができる。反転機
次に、第１研磨部３ａの反転機３１について説明する。第１研磨部３ａの反転機３１は、ロード／アンロード部２の搬送ロボット２２のハンドが到達可能な位置に配置され、研磨前のウェハを搬送ロボット２２から受け取り、このウェハの上下を反転してリフタ３２に渡すものである。
【0029】
図８は反転機３１を示す斜視図、図９は図８の平面図、図１０は図８の側面図である。図８から図１０に示すように、反転機３１は、ウェハＷの周縁を両側から把持する一対の円弧状の把持部３１０と、把持部３１０に取り付けられたシャフト３１４と、シャフト３１４をその軸方向に移動させ把持部３１０を開閉させる開閉機構３１２とを備えている。一対の把持部３１０は、ウェハＷの中心を挟んで互いに対向するように配置されており、それぞれの把持部３１０の両端には、ウェハＷの外周部に線接触するチャック部３１１がそれぞれ２つ設けられている。なお、本実施形態では、それぞれの把持部３１０に２つのチャック部３１１を設けた例を説明するが、これに限られるものではなく、それぞれの把持部３１０に３つ以上のチャック部３１１を設けてもよい。
【0030】
図１１は、反転機３１の開閉機構３１２を示す縦断面図である。図１１に示すように、開閉機構３１２は、それぞれのシャフト３１４および把持部３１０を閉方向に付勢する圧縮ばね３１５と、それぞれのシャフト３１４に連結されたスライド式エアシリンダ３１３とを備えている。この開閉機構３１２は、圧縮ばね３１５により把持部３１０を互いに近接する方向に移動させてウェハＷを把持するようになっており、このときエアシリンダ３１３の可動部３１３ａはメカストッパ３１７に当接するようになっている。また、開閉機構３１２は、エアシリンダ３１３の駆動により把持部３１０を互いに離間する方向に移動させてウェハＷをリリースするようになっている。このときの状態を図１２に示す。
【0031】
すなわち、ウェハＷを把持する場合には、片方のエアシリンダ３１３を加圧し、他方のエアシリンダ３１３は圧縮ばね３１５の付勢力のみによって閉じられる。このとき、加圧されたエアシリンダ３１３の可動部３１３ａのみがメカストッパ３１７に押し付けられ、その位置に固定される。このとき、圧縮ばね３１５によって付勢される他方のエアシリンダ３１３に接続された把持部３１０の位置がセンサ３１９により検出される。ウェハＷがない場合には、加圧されない方のエアシリンダ３１３はフルストローク位置にあり、センサ３１９の応答がないため、ウェハＷが把持されていないことが検出される。
【0032】
上述したように、圧縮ばね３１５をウェハＷの把持に用い、エアシリンダ３１３をウェハＷのリリースに用いることにより、エアシリンダ３１３の空気圧によりウェハＷが破損することを防止することができる。
【0033】
図８から図１０に示すように、開閉機構３１２には、ウェハＷの中心軸と垂直な軸周りに回転する回転軸３１６が取り付けられている。この回転軸３１６は反転機構３１８に連結されており、反転機構３１８により回転されるようになっている。したがって、反転機構３１８が駆動されると、回転軸３１６を中心として開閉機構３１２および把持部３１０が回転し、把持部３１０に把持したウェハＷが反転されるようになっている。
【0034】
図１３は、チャック３１１の側面図である。図１３（ａ）は、ガラス基板Ｇに張り合わせた半導体ウェハＷを反転する前の状態を示したており、図１３（ｂ）は、反転した後の状態を示している。図１３に示すように、反転機３１のチャック部３１１は、ウェハＧ，Ｗの径方向内側から外側に向かって次第に高くなる傾斜面３１１ａ（下側突起部）と、ウェハＷの半径方向外側から内側に向かって次第に高くなる傾斜面３１１ｂとを備える。これらの傾斜面３１１ａ、３１１ｂの間にウェハＧ，Ｗが位置決めされる。図１３においては、ウェハＷはガラス基板Ｇ上に接着されている。図１３（ａ）に示される反転前の状態では、ウェハＷはガラス基板Ｇの上側に位置し、図１３（ｂ）に示される反転後の状態では、ウェハＷはガラス基板Ｇの下側に位置する。このとき、ウェハＷがチャック３１１の傾斜面３１１ａ、３１１ｂに接触しないようにすることが望ましい。そこで、チャック３１１の傾斜面３１１ａ、３１１ｂは以下のように設定される。
【0035】
図１４は、チャック３１１の傾斜面３１１ｂの傾斜角度θｂを決定する方法を説明するための図である。図１４は、ガラス基板上ＧにウェハＷが接着されたワークの断面を示している。ウェハＧ，Ｗの断面において、ガラス基板Ｇと半導体ウェハＷに接する直線をＬ１とする。Ｌ１とガラス基板のなす角をθ１とする。Ｌ１とウェハＷの接点を中心とし、半径Ｒの円を描く。この半径Ｒは、設計値として確保したい、傾斜面３１１ｂとウェハＷとの間のクリアランスである。Ｒは、ウェハＷをガラス基板Ｇ上へ接着するときの位置決め誤差を考慮して決められる。半径Ｒの円とガラス基板Ｇに接する直線をＬ２とする。Ｌ１とＬ２とがなす角をθ２とする。Ｌ２とウェハＷの面に平行な直線が形成する角をθ３とする。このときに、傾斜面３１１ｂの傾斜角度θｂをθ３以上９０°未満（θ３≦θｂ＜９０°）に設定する。このようにθｂを設定することで、傾斜面３１１ｂとウェハＷとの間には、かならず設計値Ｒ以上のクリアランスが形成される。Ｒは、ウェハＷをガラス基板Ｇ上へ接着するときの位置決め誤差を考慮して決定されるので、ウェハＷをガラス基板Ｇ上へ接着するときに位置決め誤差があっても、傾斜面３１１ｂがウェハＷに接触することはない。なお、傾斜面３１１ａについても傾斜面３１１ｂと同様の考え方で決定できる。また、傾斜角度θｂが９０°以上となると、図１３（ｂ）の状態では、傾斜面３１１ｂによりウェハＷが支持されずにウェハＷが反転機から落下する。よって、ウェハＷの反転機からの落下防止のために、θｂは９０°未満にする。
【0036】
また、洗浄部４の反転機４１についても、ウェハ保持構造を研磨部３の反転機３１と同様に構成することができる。リフタ
次に、第１研磨部３ａのリフタ３２について説明する。第１研磨部３ａのリフタ３２は、搬送ロボット２２および第１リニアトランスポータ５がアクセス可能な位置に配置されており、これらの間でウェハを受け渡す受け渡し機構として機能する。すなわち、反転機３１により反転されたウェハを第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１または第４搬送ステージＴＳ４に受け渡すものである。
【0037】
図１５は、リフタ３２を示す縦断面図である。図１６（ａ）はリフタ３２のステージ３２２の上面図、図１６（ｂ）はステージ３２２の側面図、図１６（ｃ）はステージ３２２の爪３２５の部分拡大側面図である。リフタ３２は、ウェハを載置するステージ３２２と、ステージ３２２の上昇下降動作を行うシリンダ３２３とを備えており、シリンダ３２３とステージ３２２とはスライド可能なシャフト３２４で連結されている。図１６（ａ）に示されるように、ステージ３２２は複数の爪３２５に分かれていて、それぞれの爪３２５はオリフラ付きウェハを載置した場合でも搬送に影響しない範囲内にウェハを保持できるような間隔で配置される。この爪３２５は反転機３１のチャック部３１１と位相が一致しない向きに配置されている。つまりチャック部３１１がウェハを保持する第１のウェハエッジ部と、リフタ３２の爪３２５が保持する第２のウェハエッジ部は一致しない。また、反転機３１や第１リニアトランスポータ５とのウェハ受け渡しを行う爪３２５にはウェハが載置される面があり、それより上方はウェハが載置される際に搬送位置決め誤差を吸収し、ウェハを求芯するようにテーパ状になっている。
【0038】
図１６（ｃ）に示されるように、爪３２５はウェハ支持部材３２６を備える。好ましくは、ウェハ支持部材３２６は、エラストマ材料から形成されることが好ましい。より好ましくは、ウェハ支持部材３２６はデュロメータＤスケール３０から５０、最も好ましくは４０の硬度のエラストマ材料から形成することができる。洗浄部の搬送ユニット
次に、洗浄部４の搬送ユニット４６について説明する。図１７は、搬送ユニット４６を示す斜視図である。図１７に示すように、搬送ユニット４６は、洗浄機内のウェハを着脱自在に把持するウェハ把持機構としての４つのチャッキングユニット４６１〜４６４を備えており、これらのチャッキングユニット４６１〜４６４は、メインフレーム４６５から水平方向に延びるガイドフレーム４６６に取り付けられている。メインフレーム４６５には、鉛直方向に延びるボールねじ（図示せず）が取り付けられており、このボールねじに連結されたモータ４６８の駆動により、チャッキングユニット４６１〜４６４が上下に昇降するようになっている。したがって、モータ４６８およびボールねじは、チャッキングユニット４６１〜４６４を上下動させる上下動機構を構成する。
【0039】
また、メインフレーム４６５には、洗浄機４２〜４５の並びと平行に延びるボールねじ４６９が取り付けられており、このボールねじ４６９に連結されたモータ４７０の駆動により、メインフレーム４６５およびチャッキングユニット４６１〜４６４が水平方向に移動するようになっている。したがって、モータ４７０およびボールねじ４６９は、チャッキングユニット４６１〜４６４を洗浄機４２〜４５の配列方向（チャッキングユニット４６１〜４６４の配列方向）に沿って移動させる移動機構を構成する。
【0040】
本実施形態では、洗浄機４２〜４５と同数のチャッキングユニットを用いている。チャッキングユニット４６１，４６２とチャッキングユニット４６３，４６４とは基本的に同一構造であり、メインフレーム４６５に対して対称であるため、以下ではチャッキングユニット４６１，４６２についてのみ説明する。
【0041】
チャッキングユニット４６１は、ウェハＷを保持する開閉自在の１対のアーム４７１ａ，４７１ｂを備え、チャッキングユニット４６２は１対のアーム４７２ａ，４７２ｂを備えている。それぞれのチャッキングユニットのアームには、少なくとも３つ（本実施形態では４つ）のチャックコマ４７３が設けられている。これらのチャックコマ４７３によりウェハＷの周縁部を挟み込んで保持し、ウェハを次の洗浄機に搬送できるようになっている。チャックコマ４７３の構造を図とともに説明する。図１８は、チャックコマ４７３を説明する図である。図１８（ａ）は取り付け前のチャックコマ４７３を単体で示す斜視図である。図１８（ｂ）はチャックコマ４７３の上面図、図１８（ｃ）は図１８（ｂ）の線分Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図１８（ｃ）に示されるように、チャックコマ４７３は、寸法の異なるウェハを支持するための傾斜面４７３ａ、４７３ｂが形成される。そのため、アームの可動範囲を調整することなく、寸法の異なるウェハＷを搬送することができる。
【0042】
図１７に示すように、ガイドフレーム４６６には、チャッキングユニット４６１のアーム４７１ａ，４７１ｂとチャッキングユニット４６２のアーム４７２ａ，４７２ｂとを互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉するためのエアシリンダ４７４が設けられている。また、詳細には説明しないがエアシリンダ４７４の運動をアーム４７１ａ、４７１ｂ、４７２ａ、４７２ｂへ伝達するリンク機構などが設けられる。したがって、エアシリンダ４７４によりアーム４７１ａ，４７１ｂ，４７２ａ，４７２ｂを閉じることにより、ウェハＷの端面をアーム４７１ａ，４７１ｂ，４７２ａ，４７２ｂに挟み込んでウェハＷを保持することができるようになっている。このように、エアシリンダ４７４は、各チャッキングユニット４６１〜４６４のアームを互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉する開閉機構を構成する。なお、各チャッキングユニットは、エアシリンダのストロークを検知することによってウェハの有無を検知可能となっている。なお、真空吸着によりウェハを保持することとしてもよく、この場合には、真空圧力を測定することによってウェハ有無の検知を行うことができる。
【0043】
また、チャッキングユニット４６１のアーム４７１ａ，４７１ｂとチャッキングユニット４６２のアーム４７２ａ，４７２ｂは、ガイドフレーム４６６に回転可能に設けられた回転軸４７５に取り付けられている。また、ガイドフレーム４６６には、回転軸４７５を中心としてこれらのアーム４７１ａ，４７１ｂ，４７２ａ，４７２ｂを回転させるエアシリンダ４７６が設けられている。このエアシリンダ４７６のロッドの先端にはピン４７７を中心として回転可能なリンク部材４７８が設けられている。このリンク部材４７８はロッド４７９を介して回転軸４７５に連結されている。このように、エアシリンダ４７６、リンク部材４７８、およびロッド４７９は、各チャッキングユニット４６１〜４６４のアームを回転軸４７５を中心として回転させる回転機構を構成する。
【0044】
以上のように、本願発明の実施形態を説明してきたが、本願発明は以上の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述のスイングトランスポータ、リニアトランスポータ、反転機、リフタ、洗浄部の搬送ユニット等におけるウェハの把持機構の実施形態は、互いに矛盾しない限り交換可能である。
【0045】
たとえば、反転機の傾斜面３１１ｂの傾斜角度θｂを決定する方法は、上述のスイングトランスポータ７のコマ１１８のテーパー部１２０ａ、１２０ｂの傾斜角度、リニアトランスポータ５のピン５０のテーパー部５０ａ、５０ｂの傾斜角度、搬送ユニット４６のチャッキングコマ４７３の傾斜部４７３ａ、４７３ｂの傾斜角度を決定する際に同様に適用できる。それぞれの傾斜角度をこのように決定することで、反転機の例で説明したのと同様に、ウェハＷがガラス基板上に接合されている場合において、把持機構がウェハＷに接触しないようにすることができる。