JPH06278806A - 基板支持アーム - Google Patents
基板支持アームInfo
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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Abstract
を保持しつつ搬送する。 【構成】 外縁支持体21a、21bが所定の遊びをも
って半導体ウェハ4の底面方向の位置を規制するよう
に、1組のガイド5a、5b相互間の開口長が調節され
る。半導体ウェハ4を保持しつつ搬送する過程で、半導
体ウェハ4の外縁には拘束力が殆ど作用しないので、外
縁からの発塵が最小限に抑えられる。更に、底面支持体
22a、22bは、半導体ウェハ4の底面の中の外縁部
分に当接するので、半導体ウェハ4の底面からの発塵や
底面の汚染も微量に抑えられる。発塵を抑えるために必
要な遊びの大きさには制限がないので、半導体ウェハ4
の支持位置に対して要求される精度に応じて遊びの大き
さを設定することができる。 【効果】 発塵を抑えかつ所定の位置精度をもって基板
を保持しつつ搬送し得る。
Description
ハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス
基板、光ディスク用基板などの基板を、発塵を抑えつつ
移動可能に支持する基板支持アームに関する。
板などの、高いクリーン度が要求される基板を保持しつ
つ搬送する際には、発塵を抑えるために、搬送に供する
装置が基板の裏面にできるだけ触らないことが望まし
い。また、1つの位置から他の位置へと、所定の位置精
度をもって基板を受け渡す必要があるので、搬送の過程
において基板は所定の精度をもって保持されることが要
求される。このため、例えば実公平3−18435号公
報には、基板の外縁を点接触でスプリングの弾性力をも
って挟持しつつ、基板を搬送する装置が開示されてい
る。
技術では、相当の大きさの弾力性をもって基板の外縁を
挟持するので、挟持する瞬間に基板の外縁に当接する部
分が削れて発塵するという欠点があった。さらにこの従
来技術では、基板の搬送の最中においても相当の弾性力
をもって基板を拘束することとなるので、外縁の点接触
する部分が削られることによって発塵し、基板にパーテ
ィクルが付着するという問題点があった。
点を解消することを目指したもので、発塵によるパーテ
ィクルの付着を最小限に抑え、しかも所定の位置精度を
もって基板を保持しつつ搬送する基板支持アームを提供
することを目的とする。
持アームは、水平および垂直に移動可能な移動体に取り
付けられ、移動可能に基板を支持する基板支持アームで
あって、(a)前記基板を支持する1組の支持部材であ
って、互いに対向して配置され互いの間隔が可変である
1組の支持部材、を備え、前記支持部材の各1は、(a
−1)前記基板の底面における外縁部分に当接して、当
該基板の前記底面に垂直な方向の位置を規制する底面支
持体と、(a−2)前記基板の外縁に当接して、当該基
板の前記底面に沿った方向の位置を規制する外縁支持体
と、を備え、(b)前記1組の支持部材の相互の前記間
隔を調整する開閉手段であって、当該1組の支持部材の
前記外縁支持体が、前記基板の前記底面に沿った方向の
位置を所定の遊びをもって規制するように前記間隔を調
整する開閉手段、を更に備える。
は、基板の底面の外周を成す輪郭線と、基板の底面にお
ける輪郭線近傍の領域との、いずれをも包含する概念で
ある。
り支持部材が開閉駆動され、基板を支持しているときに
おける支持部材間の間隔は、外縁支持体が所定の遊びを
もって基板の底面に沿った方向の位置を規制するよう
に、調節される。
持体が基板に当接することで、基板は所定位置、すなわ
ち遊びをもって狭められた両支持部材間の範囲の位置へ
動かされる。このとき基板の端外縁に加わる力は、基板
が、基板下面での摩擦力と、慣性力に抗して移動させら
れるだけのわずかな力である。つまり、支持部材は、基
板を挟持するまで狭められるのではなくて、遊びを残し
た間隔までしか狭められないので、遊びを残した範囲ま
で基板は移動すれば、それ以上には基板に力が加えられ
ない。したがって、移動時の摩擦力と慣性力に抗する力
でしか基板は支持部材との間では力を受けないので、基
板の外縁等を破損させて塵埃を発生させることはない。
板は両方の支持部材のうち少なくとも一方の外縁支持体
との間に所定の遊びをもって支持されている。この遊び
があるために、基板を支持している過程すなわち基板を
保持しつつ搬送する過程で、基板の外縁には拘束力が殆
ど作用しないので、外縁からの発塵が最小限に抑えられ
る。更に、底面支持体によって基板の底面に作用する力
は、基板自体に作用する重力の程度であり、しかも底面
支持体は基板の底面の中の外縁部分に当接するので、基
板の底面からの発塵も微量に抑えられる。発塵を抑える
ために必要な遊びの大きさには制限がないので、基板の
支持位置に対して要求される精度に応じて遊びの大きさ
を設定することができる。このためこの発明では、発塵
を抑えかつ所定の位置精度をもって基板を保持しつつ搬
送することが可能である。
た搬送装置の構成を示す斜視図である。搬送装置1は、
図示しない駆動機構により水平および鉛直方向に移動可
能な移動台2と、その上に設置された基板支持アーム3
とを有している。移動台2は、例えば産業用ロボットの
ヘッド部でもよい。基板支持アーム3は、半導体ウェハ
(基板)4を支持する1組のガイド(支持部材)5a、
5bを有している。ガイド5a、5bは、半導体ウェハ
4を水平に支持し得る姿勢で、互いに対向して配置され
ている。ガイド5aは、支柱6aを介して可動台7に固
定的に支持されている。ガイド5b、レバー6b、支柱
6c、および可動台6dは互いに固定的に連結してお
り、可動台6dは、可動台7上に水平に敷設されたレー
ル8に摺動可能に支持されている。すなわちガイド5b
は、ガイド5aに常に対向する姿勢を保ちつつ、しかも
ガイド5aとの間の間隔を所定の範囲で任意に変えるこ
とができる。
平に敷設されたレール9に摺動可能に支持されている。
2種類のレール8、9は互いに平行に設けられている。
可動台7がレール9上を摺動することにより、ガイド5
a、5bは互いの間隔を一定に保ちつつ、移動台2に対
して水平面内の一方向X1 に移動する。この移動の方向
X1 は、ガイド5aがガイド5bに相対的に移動する方
向X2 と同一である。
に設けられている。アクチュエータ10は、可動台7に
固定的に設けられたレバー11を介して、可動台7をX
1 方向に駆動する。可動台7には、もう一つのアクチュ
エータ12が固定的に設けられている。アクチュエータ
12は、可動台6dに固定的に設けられたレバー13を
介して、可動台6dをX2 方向へ駆動する。可動台7の
移動台2に対する移動を所定の位置において規制するた
めのストッパ14が、移動台2の所定の位置に固定的に
設けられている。また同様に、可動台6dの可動台7に
対する移動を所定の位置において規制するためのストッ
パ15、16が、可動台7の所定の位置に固定的に設け
られている。アクチュエータ10、12は、例えばエア
シリンダ、油圧シリンダ、モータ等によって構成され
る。
面図(図2(a))、および部分的にA−A線で切断し
た部分断面正面図(図2(b))である。図2は、ガイ
ド5a、5bが半導体ウェハ4を支持した状態を描いて
いる。ガイド5a、5bは、好ましくは樹脂で構成され
る。ガイド5a、5bは、半導体ウェハ4の外縁4aに
当接することにより、半導体ウェハ4の底面4bに沿っ
た方向の位置を規制する面を有する外縁支持体21a、
21bを、それぞれ備えている。ガイド5a、5bは更
に、半導体ウェハ4の底面の外縁部分4cに当接して、
半導体ウェハ4の底面4bに垂直な方向の位置を規制す
る面を有する底面支持体22a、22bを、それぞれ備
えている。外縁支持体21aと底面支持体22aとは一
体に形成されており、同じく外縁支持体21bと底面支
持体22bとは一体に形成されている。
け取るべき半導体ウェハ4が、カセット31に収納され
ている場合がある。カセット31は、水平な溝32を内
側面に多数有しており、半導体ウェハ4は溝32の各1
に1枚ずつ収納される。基板支持アーム3がカセット3
1に収納される半導体ウェハ4を受け取る際には、ガイ
ド5a、5b、およびレバー6bが、隣接する半導体ウ
ェハ4の間の空間にカセット31の正面から挿入され
る。このため、ガイド5a、5b、およびレバー6b
は、この空間に挿入され得る形状および寸法を有する。
すなわち、隣接する半導体ウェハ4の間の間隙D、対向
する内側面の間の幅Wに対して、ガイド5a、5bの幅
W1 、W2 、およびレバー6bを含めたガイド5a、5
bの高さH(図2)は、数1の関係を満たしている。
板の搬入・搬出を行う正面とは反対側には、開口Kが形
成されている。開口Kの横幅WK及びガイド5bの幅W
2とは、ガイド5bが開口Kに出入り可能となるよう、
数2の関係を満たしている。
いる半導体ウェハ4を受け取る際には、ガイド5a、5
b、レバー6bがカセット31の正面から内部へ挿入さ
れ、半導体ウェハ4を受け取り得る所定の位置で制止す
る。この動作は、アクチュエータ10の働きで可動台7
がレール9上を前進し、かつストッパ14によって可動
台7の動きが所定の位置で制止されることにより行われ
る。基板支持アーム3全体のカセット31に対する相対
位置は、レール9の軸の方向X1 が、カセット31の正
面に対して垂直になるように、かつカセット31との間
に所定の距離を有するように、移動台2によってあらか
じめ調節されている。また、ガイド5a、5bの高さ
は、受け取るべき半導体ウェハ4の位置に応じて、同じ
く移動台2によってあらかじめ調節されている。
板支持アーム3の動作を説明する平面図である。カセッ
ト31内において、半導体ウェハ4はある程度の遊びを
もって収納されている。すなわち、カセット31内に収
納されている半導体ウェハ4の水平方向の位置には、一
定範囲の誤差がある。このため、カセット31に収納さ
れた半導体ウェハ4を受け取る際には、ガイド5a、5
bの開口長(間隔)Lは、半導体ウェハ4の直径Daよ
りもあらかじめ幾分大きく設定される。すなわち、収納
位置が誤差の範囲にある全ての半導体ウェハ4を受け取
り得るように、誤差の範囲に対応して直径Daよりも余
分に大きくガイド5a、5bが開口する(図3
(a))。この開口の大きさの設定は、アクチュエータ
12によって駆動される可動台6dを、ストッパ15が
所定の位置で規制することにより実行される(図1)。
は、その後移動台2の上昇に伴って、所定の高さだけ上
昇する。これによって、半導体ウェハ4がカセット31
による支持状態を脱して、余裕をもって開口したガイド
5a、5bの底面支持体22a、22bの上面に載置さ
れる。このとき、半導体ウェハ4の中心C1 は、一般に
ガイド5a、5bが規定する円弧の中心C2 からずれた
位置にある(図3(a))。
取った後、ガイド5a、5bの開口長Lは狭められる。
この過程で、外縁支持体21a、21bが半導体ウェハ
4の外縁4aに当接して半導体ウェハ4をガイドするの
で、半導体ウェハ4の中心C1 は中心C2 に接近する。
開口長Lは、外縁支持体21a、21bが半導体ウェハ
4の水平方向の位置を所定の遊びをもって規制する大き
さにまで狭められる。すなわち、最終的な開口長Lの大
きさは、半導体ウェハ4の直径Daよりも僅かに大きな
値に設定される。この設定された大きさにまで開口長L
が狭められることにより、半導体ウェハ4の中心C1
は、中心C2 にほぼ一致する。このとき、半導体ウエハ
4と、両方のガイド5a、5bの外縁支持体22a、2
2bとは、半導体ウエハ4の中心C1 をガイド5a、5
bが規定する円弧の中心C2 に位置させるように位置決
めするために当接した一部分で接触していることはあっ
ても、その一部分以外のところでは接触しておらず、所
定の遊びを保っている。したがって、半導体ウエハ4の
外縁には拘束力が殆ど作用しない。遊びの大きさは小さ
い方には殆ど制限がないので、要求される半導体ウェハ
4の位置精度に応じて設定することができる。このた
め、半導体ウェハ4は十分な位置精度をもって基板支持
アーム3に支持される。
においては、半導体ウエハ4はガイド5a、5bの全幅
にわたって外縁支持体22a、22bと接触しているよ
うに描かれているが、これは遊びが半導体ウエハ4等の
大きさと比べてごく小さいためであって、実際には半導
体ウエハ4と、両方のガイド5a、5bの外縁支持体2
2a、22bとは、前述のように一部分で接触している
ことはあっても、その一部分以外の大部分のところでは
接触していない。
て駆動される可動台6dを、ストッパ16が所定の位置
で規制することにより実行される(図1)。その後、開
口長Lは半導体ウェハ4の搬送が終了するまで、この設
定された大きさに維持される。
フラットと呼ばれる切り落とし部4d(図3)を通常有
している。カセット31に収納される半導体ウェハ4の
オリエンテーション・フラット4dの方向は、定まって
いないのが通常である。このため、ガイド5a、5bの
幅W1 、W2 は、オリエンテーション・フラット4dの
長さSに対して、数3の関係を満たしている。
テーション・フラット4dがどの方向にあっても、所定
の位置精度をもって半導体ウェハ4を誤りなく支持する
ことが可能となる。
ェハ4を支持しつつカセット31の外に搬出する。この
動作は、アクチュエータ10の働きで可動台7がレール
9上を後退することにより行われる。その後、基板支持
アーム3は、移動台2の移動に伴って移動することによ
り、半導体ウェハ4を支持しつつ搬送する。
出される過程で、カセット31の溝32の表面と接触す
ることなくカセット31の外部に取り出されるので、半
導体ウェハ4と溝32との摩擦による発塵の恐れがな
い。また、外縁支持体21a、21bは、所定の遊びを
もって半導体ウェハ4の水平方向の位置を規制するの
で、搬送の過程で半導体ウェハ4に異常に高い加減速度
を水平方向に印加しない限り、半導体ウェハ4の外縁4
aには拘束力が作用しない。このため、外縁4aからの
発塵が殆ど起こらない。更に、底面支持体22a、22
bは、単に半導体ウェハ4の自由落下を防止するもので
あるため、半導体ウェハ4の底面4bに作用する力は、
半導体ウェハ4の重力に相当する大きさに限られる。し
かも、その力は外縁部分4cにのみ作用する。このた
め、半導体ウェハ4の底面支持体22a、22bとの当
接部分からの発塵も低く抑えられる。
口長Lには、高い精度が要求される。これに対し、半導
体ウェハ4を受け取るときの開口長Lに要求される精度
は相対的に低い。このため、ストッパ14、15、およ
び16の中で、ストッパ16以外は設けずに、半導体ウ
ェハ4を受け取るときの可動台7の位置、および開口長
Lを調整する手段として、アクチュエータ10、12自
身の動作ストロークの限度を利用して定めるように構成
することも可能である。なお、その精度さえ許せば、半
導体ウエハ4を支持するときの開口長Lを調整する手段
として、ストッパ6も設けることなく、アクチュエータ
12自身の動作ストロークの限度を利用して定めるよう
に構成しても良い。
4(a)に示すようなネジ機構を用いることもできる。
エアシリンダよりなるアクチュエータ12には、その本
体から出入して伸縮動作をしてその動作をレバー13に
伝達するロッド12aが備わり、ロッド12aには雄ネ
ジ12bが形成されている。この雄ネジ12bには雌ネ
ジを有する係止部材17a、17bが螺合し、かつこの
係止部材17a、17bは、ピン17c、17dによっ
て自由な回転を抑止して所望の位置に固定できるよう構
成されている。ロッド12aは、可動台7に固定された
係止部材17の貫通孔17eを遊貫している。アクチュ
エータ12が動作して係止部材17a、17bが係止部
材17の壁面に当接することにより、レバー13の位置
が規制され、開口長Lが設定される。ピン17c、17
dによる拘束を解除して係止部材17a、17bを移動
させることにより、任意の規制位置を設定することが可
能となる。
Lを調整する手段として、図4(b)に示すような構成
を用いることもできる。可逆転モータよりなるアクチュ
エータ30の回転軸30aが可動台7に固定された軸受
31に軸支され、回転軸30aには雄ネジ30bが形成
されている。雄ネジ30bには図4(a)に示したもの
と同様の係止部材17a、17bが螺合されている。可
動台6dと一体的に形成されたレバー32には雌ネジ3
2aが形成され、雌ネジ32aは係止部材17a、17
bの間の位置で回転軸30aの雄ネジ30bと螺合して
いる。アクチュエータ30の回転軸30aが回転するこ
とにより可動台6dが移動してガイド5a、5bが開閉
され、レバー32が係止部材17a、17bに当接する
ことにより開口長Lの大きさが調整される。
0、12、30を、たとえばサーボ制御系、あるいはパ
ルス発生装置とパルスモータ等により構成することで、
ストッパ14、15、16、あるいは係止部材17a、
17b等を設けることなく、可動台7または可動台6d
を所定の位置に高い精度で制止するように構成してもよ
い。
bは、半導体ウェハ4に面接触により当接する構造であ
った。面接触の代わりに、点接触あるいは線接触により
当接する構造とすることも可能である。図5はガイド5
bに関するそれらの例を示す。ガイド5aの構造も同様
であるので図示を略する。図5(a)は、外縁支持体2
1bおよび底面支持体22bにそれぞれ半球状の突起2
3、24が配列された例を示す。この構成では、ガイド
5bは突起23、24の頂点における点接触によって半
導体ウェハ4に当接する。図5(b)に示す例では、外
縁支持体21bおよび底面支持体22bにそれぞれ半円
筒状の突起25、26が配列されている。この構成で
は、ガイド5bは突起25、26の頂点における線接触
によって半導体ウェハ4に当接する。図5(c)に示す
例では、円筒形状の当接部材27、28を配列すること
によって外縁支持体21bおよび底面支持体22bが構
成されている。この構成では、ガイド5bは突起27、
28の頂点における線接触によって半導体ウェハ4に当
接する。これらの例では、半導体ウェハ4の外縁4a、
底面4bにおいて当接する部分が、面接触に比べて更に
狭く限定されれるので、より効果的に発塵や半導体ウエ
ハ4の汚染が抑制される。
関するもう1つの例を示す正面断面図である。この例で
は、半導体ウエハ4の外縁部分4cを支持する底面支持
体22a、22bの面は水平ではなく、半導体ウェハ4
の外縁4aに近いほど高くなるように傾斜している。こ
のため、底面支持体22a、22bは、半導体ウェハ4
の底面4bの輪郭線4eにおいて線接触により当接す
る。このため、面接触により当接する図2に示した実施
例の構成に比べて、より効果的に発塵や半導体ウエハ4
の汚染が抑制される。なお、この発明では前述のよう
に、輪郭線4eをも含めて外縁部分4cと称している。
持体が所定の遊びをもって基板の底面に沿った方向の位
置を規制するように、支持部材間の間隔が調節される。
遊びの大きさは、基板の支持位置に対して要求される精
度に応じて設定することができる。このためこの発明
は、発塵を抑えしかも所定の位置精度をもって基板を保
持しつつ搬送し得る効果を有する。
えた搬送装置の構成を示す斜視図である。
構造図である。
作を説明する平面図である。
を示す斜視図である。
造を示す斜視図である。
造を示す斜視図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 水平および垂直に移動可能な移動体に取
り付けられ、移動可能に基板を支持する基板支持アーム
であって、 (a)前記基板を支持する1組の支持部材であって、互
いに対向して配置され互いの間隔が可変である1組の支
持部材、を備え、前記支持部材の各1は、(a−1)前
記基板の底面における外縁部分に当接して、当該基板の
前記底面に垂直な方向の位置を規制する底面支持体と、
(a−2)前記基板の外縁に当接して、当該基板の前記
底面に沿った方向の位置を規制する外縁支持体と、を備
え、 (b)前記1組の支持部材の相互の前記間隔を調整する
開閉手段であって、当該1組の支持部材の前記外縁支持
体が、前記基板の前記底面に沿った方向の位置を所定の
遊びをもって規制するように前記間隔を調整する開閉手
段、を更に備える基板支持アーム。
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|---|---|---|---|
| JP05095293A JP3097720B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 基板支持アーム |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP05095293A JP3097720B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 基板支持アーム |
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| JP3097720B2 JP3097720B2 (ja) | 2000-10-10 |
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ID=14133735
Family Applications (1)
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| JP05095293A Expired - Fee Related JP3097720B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 基板支持アーム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3097720B2 (ja) |
Cited By (5)
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