基板把持機構
【課題】駆動源を必要とせず、単純な構成でシリコンウェハ等の基板を適切に把持する基板把持機構の提供。
【解決手段】開放端部において把持部材１１のそれぞれを支持するアーム部２１を有し、把持部材１１を基板１００の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構２０と、基板１００の中心軸を中心とする環状を呈するリング８と、アーム部２１にリング８をフローティングマウントするフローティングマウント機構３１１と、一端部にリング押え３１１ｂを支持し、アーム部２１の開放端部に揺動自在に支持された揺動部材３１２を有し、リング８に発生する慣性力を、把持部材１１の回転を開始又は停止する際に揺動部材３１２の他端部を基板１００の端縁から中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構３１と、を備える。
【解決手段】開放端部において把持部材１１のそれぞれを支持するアーム部２１を有し、把持部材１１を基板１００の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構２０と、基板１００の中心軸を中心とする環状を呈するリング８と、アーム部２１にリング８をフローティングマウントするフローティングマウント機構３１１と、一端部にリング押え３１１ｂを支持し、アーム部２１の開放端部に揺動自在に支持された揺動部材３１２を有し、リング８に発生する慣性力を、把持部材１１の回転を開始又は停止する際に揺動部材３１２の他端部を基板１００の端縁から中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構３１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の把持部材を用いてシリコンウェハ等の基板を把持する基板把持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造に用いられるシリコンウェハ等の円形薄型基板（以下、単に基板という。）には、製造プロセスにおいて必要とされる結晶方向を明示するため、予め基板の外周部に直線部分（オリフラ）又はＶ字状の切欠き（ノッチ）が形成されている。半導体の製造プロセスでは、一般に、複数枚の基板がカセットケースに収納されており、ロボットアームを介してカセットケースから１枚ずつ基板を取り出してプロセス装置に搬入される。
【０００３】
通常、カセットケースには、複数枚の基板が中心軸周りにおける互いの角度位置を統一せずに収納されているため、カセットケースから基板を取り出した後、プロセス装置に搬入する前に、オリフラ又はノッチを基準にして基板を中心軸周りにおける所定の角度位置に補正する必要がある。
【０００４】
そこで、複数のアーム部のそれぞれの開放端部に把持部材を備えた基板角度位置補正装置が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。基板は、搬送ロボットのハンドによって搬送され、この補正装置の基板受部に載置された後に複数の把持部材に把持される。具体的には、基板受部に載置された後に複数のアーム部の一つを基板の中心軸から離隔する方向に移動させつつ、基板の高さ位置まで上昇させ、且つ、その他のアーム部も基板の高さ位置まで上昇させる。その後、離隔したアーム部を離隔する前の当初の位置に戻すことで、このアーム部の開放端部に位置する把持部材を基板の端縁に当接させ、複数の把持部材の全体で基板の端縁を把持する。
【特許文献１】特開２００３−１６３２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、基板を把持するためにアーム部の一つを基板の中心軸から接離させる駆動源、この駆動源からの駆動力を伝達するための駆動機構が必要となるので、構成が複雑となり、またコストアップの要因となっていた。
【０００６】
この発明の目的は、駆動源を必要とせず、単純な構成で基板を適切に把持することができる基板把持機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）基板の端縁周りに位置する複数の把持部材を備え、
前記複数の把持部材のうちの少なくとも１つは、回転軸によって揺動自在に支持され、前記基板の端縁を複数の把持部材に載置した際に該基板の重量によって該基板の端縁から中心に向かう方向に揺動し、他の前記把持部材とともに該基板の端縁を把持することを特徴とする。
【０００８】
この構成においては、載置した基板の重量によって揺動する把持部材が少なくとも１つ含まれている。したがって、複数の把持部材に基板の端縁が載置された際、把持部材の少なくとも１つが揺動して基板の端縁を中心軸に向かって当接するので、他の把持部材に基板の端縁が当接し、複数の把持部材の全体で基板が把持される。
【０００９】
（２）前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記回転軸は、前記アーム部の開放端部に位置し、
前記回転軸が位置する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、を有し、
前記揺動自在な前記把持部材は、一端部に前記フローティングマウント機構の一部を支持し、他端部に前記基板の端縁が載置され、
前記フローティングマウント機構は、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に前記他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、載置した基板の重量によって揺動する把持部材が少なくとも１つ含まれる複数の把持部材のそれぞれが複数のアーム部の開放端部で支持されている。また、リングをアーム部にフローティングマウントするフローティングマウント機構に含まれる伝達機構によって、回転機構が複数の把持部材の回転を開始又は停止する際、把持部材の他端部が基板の端縁から中心軸に向かう方向に揺動する。
【００１１】
したがって、複数の把持部材の回転が開始又は停止する際、揺動する把持部材が基板の端縁にさらに強く当接する。
【００１２】
（３）前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記揺動自在な前記把持部材を支持する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、一端部に該フローティングマウント機構の一部を支持し、前記アーム部の開放端部に揺動自在に支持された揺動部材と、を有し、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に該揺動部材の他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を備え、
前記回転軸は、前記揺動部材の他端部に支持されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、載置した基板の重量によって揺動する把持部材が少なくとも１つ含まれる複数の把持部材のそれぞれが複数のアーム部の開放端部で支持されている。また、アーム部の開放端部で揺動自在に支持された揺動部材において、他端部に回転軸を介して把持部材が支持され、一端部に環状のリングをフローティングマウントしているフローティングマウント機構の一部が支持されている。この揺動部材を備えた伝達機構によって、回転機構が複数の把持部材の回転を開始又は停止する際、揺動部材の他端部とともに把持部材が基板の端縁から中心軸に向かう方向に揺動する。
【００１４】
したがって、複数の把持部材の回転が開始又は停止する際、揺動する把持部材が基板の端縁にさらに強く当接する。
【００１５】
（４）前記リングは、外周面の一部に内側に凸なる湾曲部を呈し、
前記フローティングマウント機構は、前記湾曲部と、前記伝達機構を構成する前記リングの内周面に当接するリングガイドと、前記湾曲部に当接するリング押えと、を有し、
前記フローティングマウント機構の一部は、前記リング押えであることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、リングの内周面にリングガイドが当接し、リングの外周面の湾曲部にリング押えが当接されてリングがアーム部にフローティングマウントされている。そのため、アーム部が回転を始めた際、慣性力によりリングは静止し続けようとするので、湾曲部に当接しているリング押えが回転方向に湾曲形状に沿って摺動する。この時、リング押えは、摺動前よりも中心軸から遠ざかる方向にも移動する。
【００１７】
その後、回転が一定速度で安定している間は、リングがアーム部と等しい速度で回転しているので、リング押えは摺動する前に位置していた湾曲部の最も内側の位置に戻る。
【００１８】
一方、アーム部の回転が停止する際も、慣性力によりリングは回転し続けようとするため、湾曲部に当接しているリング押えが回転方向とは反対方向に湾曲形状に沿って摺動する。この時、リング押えは、摺動前よりも中心軸から遠ざかる方向にも移動する。その後、リング押えは摺動する前に位置していた湾曲部の最も内側の位置に戻る。
【００１９】
したがって、リング押えが把持部材の一端部又は揺動部材の一端部に位置しているので、複数の把持部材の回転が開始又は停止する際、把持部材の他端部又は揺動部材の他端部が基板の端縁から中心軸に向かう方向に揺動する。
【００２０】
（５）前記揺動自在な前記把持部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、把持部材の一端側に錘が配置され、複数の把持部材が回転していない間、錘の重量によってリング押えにリングを当接する当接力が付与され、複数の把持部材が回転している間、錘に作用する遠心力によって把持部材の他端部が基板を当接する当接力が付与される。
【００２２】
（６）前記揺動部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、揺動部材の一端側に錘が配置され、複数の把持部材が回転していない間、錘によってリング押えにリングを当接する当接力が付与され、複数の把持部材が回転している間、錘に作用する遠心力によって把持部材の他端部が基板を当接する当接力が付与される。
【発明の効果】
【００２４】
（１）載置した基板の重量によって揺動する把持部材を少なくとも１つ含んだ複数の把持部材を用いて基板の端縁を把持することによって、駆動源を用いることなく、単純な構成で容易に基板の端縁を把持することができる。
【００２５】
（２）リングの慣性力を揺動力に変換する伝達機構を備えることによって、把持された基板が最もずれ易い回転の開始及び停止の際に基板をより強く把持することができる。
【００２６】
（３）把持部材の一端部又は揺動部材の一端部に、リングをフローティングマウントしているリング押えを支持することによって、把持された基板が最もずれ易い回転の開始及び停止の際に単純な構成で基板をより強く把持することができる。
【００２７】
（４）把持部材の一端側又は揺動部材の一端側に錘を配置することによって、複数の把持部材が回転している間であっても基板の把持力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１はこの発明の実施形態に係る基板把持機構を適用した基板角度位置補正装置１０の構成を示す概略図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は側面図である。基板角度位置補正装置１０は、図示しないロボットアームによって搬入された基板１００の端縁に形成された単一のノッチを、基板１００の中心軸周りにおける所定の角度位置に位置させることで基板１００の角度位置が後の処理に適するように一定にする。
【００２９】
このため、基板角度位置補正装置１０は、３個の把持部材１１，１２，１３、回転機構２０、伝達機構３１，３２，３３、エンコーダ４、３個のノッチ検出器（以下、センサという。）５１，５２，５３、図示しない基板昇降ピン及び図示しない昇降モータを備えている。なお、以下において、基板１００の中心軸周りにおける角度位置を、回転角度位置という。
【００３０】
把持部材１１は、図２に示すように回転軸１１１において揺動自在に支持され、載置部１１２及び錘部１１３等から構成されている。
【００３１】
載置部１１２は、回転軸１１１の配置位置よりも基板１００の中心軸側に位置し、基板１００の端縁が載置される。錘部１１３は、回転軸１１１の配置位置よりも基板１００の中心軸から離れる位置にある。
【００３２】
そのため、基板１００の端縁が載置されてない状態においては、錘部１１３の重量により作用するモーメント力によって把持部材１１は図２において時計回りに揺動し、図示しないストッパーによって図２の２点鎖線に示す状態で停止している。逆に、基板１００の端縁が載置された状態においては、基板１００の重量により作用するモーメント力によって把持部材１１は図２において反時計回りに揺動し、図２の実線に示す状態で停止している。この時、載置部１１２が基板１００の端縁を基板１００の中心軸に向かう方向に当接する。
【００３３】
また、他の把持部材１２，１３も把持部材１１と同様に構成され、把持部材１１，１２，１３が全体で基板１００の端縁を当接し、把持する。
【００３４】
回転機構２０は、３つのアーム部２１，２２，２３、回転モータ２４等から構成され、把持された基板１００を回転させる。また。アーム部２１，２２，２３は、開放端部において把持部材１１，１２，１３を支持し、基板１００の中心軸周りに１２０度の角度間隔で配置されている。なお、本実施形態では、３つのアーム部２１，２２，２３及び把持部材１１，１２，１３を等角度間隔に配置しているが特にこれに限定されるものではなく、２以上のアーム部及び２以上の把持部材を等角度間隔に配置した構成であればよい。アーム部２１，２２，２３は、基部において支持板２５に固定されている。回転モータ２４は、アーム部２１，２２，２３を支持板２５とともに一体的に回転させる。
【００３５】
伝達機構３１は、図２に示すように、フローティングマウント機構３１１、揺動部材３１２等から構成されている。フローティングマウント機構３１１は、リングガイド３１１ａ、リング押え３１１ｂ等から構成され、リング８をアーム部２１にフローティングマウントする。
【００３６】
リングガイド３１１ａは、アーム部２１に支持され、リング８の内周面に当接している。リング押え３１１ｂは、揺動部材３１２の一端側に支持され、図３（Ａ），（Ｂ）に示すようにリング８の外周面の湾曲部８１に当接している。
【００３７】
揺動部材３１２は、回転軸３１４によってアーム部２１の開放端部において揺動自在に支持され、一端部にリング押え３１１ｂ及び錘３１３、他端部に把持部材１１を支持する回転軸１１１が支持されている。
【００３８】
錘３１３は、揺動部材３１２の一端部におけるリング押え３１１ｂに対向する位置にある。また、錘３１３は、把持部材１１，１２，１３の回転が停止している間、揺動部材３１２に時計回り方向（リング押え３１１ｂがリング８に当接する方向）のモーメント力を作用させる。逆に、把持部材１１，１２，１３が回転している間、揺動部材３１２に反時計回り方向（把持部材１１が基板１００の端縁に当接する方向）にモーメント力を作用させる。伝達機構３２，３３も伝達機構３１と同様に構成されている。
【００３９】
リング押え３１１ｂは、湾曲部８１の範囲内で摺動自在に当接している。そのため、把持部材１１，１２，１３の回転が停止している際（基板１００が載置されている状態を含む。）、リング押え３１１ｂは、図３（Ａ）に示すように湾曲部８１の最も内側に位置する。この時、把持部材１１は、図２の２点鎖線及び実線に示す状態となる。
【００４０】
把持部材１１，１２，１３の回転が開始される際、リング８には停止し続けようとする慣性力が発生しているので、リング押え３１１ｂは、図３（Ｂ）に示すようにリング８よりも先に回転を開始し、湾曲部８１上を把持部材１１，１２，１３の回転方向に摺動する。この時、把持部材１１は、図２の２点鎖線及び実線に示す状態から反時計回りに揺動して図２の点線に示す状態となる。
【００４１】
さらに、把持部材１１，１２，１３の回転が停止される際についても、リング８には回転し続けようとする慣性力が発生しているので、リング押え３１１ｂは、リング８よりも先に減速（停止）し、把持部材１１，１２，１３の回転方向とは逆方向に摺動する。この時、把持部材１１は、図２の実線に示す状態から反時計回りに揺動して図２の点線に示す状態となる。
【００４２】
これによって、把持された基板が最もずれ易い回転の開始及び停止の際に単純な構成で基板１００をより強く把持することができる。
【００４３】
なお、錘３１３は、リング押え３１１ｂの摺動範囲が湾曲部８１内となるような当接力を付与でき、且つ、回転時及び回転停止時に関わらず常にリング８が脱落しないよいうにリング押え３１１ｂの当接力を維持することができる重量であればよい。
【００４４】
また、錘３１３は、回転時に遠心力が働いて揺動部材３１２を反時計回りに揺動させるので、把持部材１１，１２，１３が回転している間であっても基板１００の把持力を向上させることができる。
【００４５】
エンコーダ４は、回転モータ２４の回転軸に取り付けられており、アーム部２１，２２，２３の回転角度位置を検出する。
【００４６】
センサ５１，５２，５３は、基板１００の中心軸周りに１２０度の角度間隔で配置されている。なお、本実施形態では、３つのアーム部２１，２２，２３及び３つの把持部材１１，１２，１３を用いているので３つのセンサ５１，５２，５３を等角度間隔に配置しているが特にこれに限定されるものではなく、アーム部及び把持部材と同数且つ等角度間隔が同一になるように複数のセンサを配置した構成であればよい。
【００４７】
センサ５１は、発光部５１Ａと受光部５１Ｂ等から構成されている。発光部５１Ａは、上リング９０に固定されている。発光部５１Ａは、例えば、ライン式レーザ、ＬＥＤ又は光ファイバを用いることができる。受光部５１Ｂは、一例として、ＣＣＤラインセンサによって構成されており、下リング９５に固定されている。受光部５１Ｂには、カメラを用いることもできる。発光部５１Ａと受光部５１Ｂとは、基板１００の端縁を上下に挟んで対向している。センサ５２，５３は、センサ５１と同様に構成されている。なお、発光部５１Ａを下リング９５に固定し、受光部５１Ｂを上リング９０に固定することもできる。
【００４８】
また、センサ５１は、接続された図示しない制御部に検出信号を出力する。制御部は、基板角度位置補正装置１０全体の動作を制御する。
【００４９】
図４に示すように、基板１００の周縁の一部にノッチ１０１が形成されている。一例として、ノッチ１０１がセンサ５１に対向した場合、制御部は、センサ５１の検出信号に基づいて、ノッチ１０１の谷部の回転角度位置を算出する
基板昇降ピンは、図示しない支持板に配置されている。昇降モータは、図示しない昇降機構を介して基板昇降ピンを上下に移動させる。基板昇降ピンは、昇降範囲の上限位置において、上リング９０の底面と把持部材１１，１２，１３の上面との間隙Ｄ内に位置する基板１００の端縁に当接する。基板昇降ピンは、下限位置において、把持部材１１，１２，１３に把持された基板１００の底面から離間する。
【００５０】
基板１００は、図示しないロボットアームを介して間隔Ｄ内に水平方向に搬入される。このとき、基板１００の中心軸は支持板２５、上リング９０及び下リング９５の中心軸に一致する。
【００５１】
図５は、上記基板角度位置補正装置１０の制御部における処理手順を示すフローチャートである。また、図６は上記基板角度位置補正装置１０におけるアーム部２１，２２，２３の回転角度位置の変化状態を示す平面図であり、図６（Ａ）は基板１００の搬入時の状態を示し、図６（Ｂ）は基板１００の回転前の状態を示す図である。
【００５２】
制御部は、基板１００が搬入される前に、予め、アーム部２１，２２，２３の開放端部における把持部材１１，１２，１３をセンサ５１，５２，５３のいずれにも検出されない回転角度位置である搬入時位置（例えば、図６（Ａ）に示す位置）に停止させておく（Ｓ１）。
【００５３】
基板１００が搬入されると、制御部は、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを上昇させ、基板昇降ピン上に基板１００を載置させる（Ｓ２，Ｓ３）。次いで、制御部は、センサ５１，５２，５３の検出結果を読み取り（Ｓ４）、基板１００のノッチ１０１がセンサ５１，５２，５３の何れかによって検出されているか否かを判別する（Ｓ５）。
【００５４】
この時、センサ５１，５２，５３の何れかが基板１００のノッチ１０１を検出している場合には、制御部は、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを下降させ、把持部材１１，１２，１３によって基板１００を支持させる（Ｓ６）。
【００５５】
なお、図示しないロボットハンドによって基板１００が搬入された時点でセンサ５１，５２，５３によるノッチの検出を行い、この後に把持部材１１，１２，１３を回転させて基板昇降ピンを上昇させてもよい。
【００５６】
Ｓ５において、センサ５１，５２，５３の何れかもが基板１００のノッチ１０１を検出していない場合には、制御部は、図６（Ｂ）に示すように、センサ５１，５２，５３が把持部材１１，１２，１３を検出する支持時位置まで、回転モータ２４を駆動して把持部材１１，１２，１３を一体的に回転させる（Ｓ７）。把持部材１１，１２，１３の回転位置は、エンコーダ４の出力信号に基づいて管理することもできる。センサ５１，５２，５３が把持部材１１，１２，１３を検出すると、制御部は回転モータ２４の駆動を停止し、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを下降させ、把持部材１１，１２，１３によって基板１００を支持させる（Ｓ８）。そして、制御部は、センサ５１，５２，５３の何れかが基板１００のノッチ１０１を検出するまで、回転モータ２４を駆動して把持部材１１，１２，１３とともに基板１００を回転させる（Ｓ９，Ｓ１０）。
【００５７】
センサ５１，５２，５３の何れかが基板１００のノッチ１０１を検出すると、制御部は、回転モータ２の駆動を停止し、センサ５１，５２，５３の何れかの検出結果に基づいてノッチ１０１の正確な制御回転角度を測定する（Ｓ１１）。この制御回転角度は、例えば、図示しないプロセス装置に基板１００を搬入する際に、ノッチ１０１が位置すべき回転角度位置を原点として、平面視における時計方向の回転を＋、反時計方向を−とした基板１００の中心軸周りの角度である。
【００５８】
制御部は、エンコーダ４の検出結果を参照しつつ回転モータ２４を駆動し、把持部材１１，１２，１３とともに基板１００を制御回転角度だけ回転させ、基板１００の回転角度位置を補正する（Ｓ１２）。この後、制御部は、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを上昇させ、基板昇降ピン上に基板１００を載置させる。次いで、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを下降させて基板１００を把持できる位置に挿入された図示しないロボットアームに基板１００を渡す（Ｓ１３）。
【００５９】
なお、本実施形態では、本発明に係る基板１００の重量によって揺動する構成及び伝達機構３１，３２，３３を備えた構成の把持部材１１，１２，１３を用いたが、少なくとも１つの把持部材が、上記構成を有していればよい。
【００６０】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と略同様の構成であるが、把持部材２０１，２０２，２０３によって基板１００の端縁が把持される。把持部材２０１は、一端部にリング押え３１１ｂ及び錘３１３が支持され、他端部に載置部１１２及び錘部１１３が形成されている。把持部材２０１は、アーム部２１において回転軸２２１によって揺動自在に支持され、載置部１１２に基板１００の載置することで反時計回りに揺動する。把持部材２０２，２０３も把持部材２０１と同様に構成されているので、揺動により把持部材２０１，２０２，２０３の全体で基板１００を把持する。
【００６１】
また、把持部材２０１は、把持部材２０１，２０２，２０３の回転の開始及び停止の際、リング押え３１１ｂの湾曲部８１上での摺動によって、反時計回りに揺動する。これにより、さらに強く載置部１１２が基板１００の端縁に当接する。つまり、回転軸２２１が、第１実施形態における回転軸１１１，３１４の機能を果たす。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１実施形態のように揺動部材が用いられておらず、本実施形態における伝達機構３１，３２，３３は、フローティングマウント機構３１１，３２１，３３１に含まれた状態となる。
【００６３】
これによって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、本発明に係る基板１００の重量によって揺動する構成及びフローティングマウント機構３１１，３２１，３３１を備えた構成の把持部材２０１，２０２，２０３を用いたが、少なくとも１つの把持部材が、上記構成を有していればよい。
【００６４】
第１実施形態及び第２実施形態では、基板把持機構を備えた基板角度位置補正装置１０について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、スピンコートを実施する装置等にも適用可能である。また、本発明の基板の重量によって複数の把持部材で基板の端縁を把持する構成は、回転機構を備えた装置に限定されず、回転機構を備えていない基板を搬送するロボットハンド等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の実施形態に係る基板角度位置補正装置１０の構成を示す概略の平面図及び側面図である。
【図２】図１（Ｂ）の斜線部を拡大した拡大側面図である。
【図３】上記基板角度位置補正装置１０のフローティングマウント機構３１の動作を示す拡大下面図である。
【図４】センサ５１によるノッチ１０１の検出状態を示す図である。
【図５】上記基板角度位置補正装置１０の制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図６】上記基板角度位置補正装置１０における基板１００の搬入時及び基板１００の回転前の把持部材１１，１２，１３の回転角度位置の変化状態を示す平面図である。
【図７】アーム部２１の開放端部周辺の構成を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
８ リング
１０ 基板角度位置補正装置
１１，１２，１３ 把持部材
２０ 回転機構
２１，２２，２３ アーム部
３１，３２，３３ 伝達機構
８１ 湾曲部
１００ 基板
１１１，２２１,３１４ 回転軸
３１１ フローティングマウント機構
３１１ａ リングガイド
３１１ｂ リング押え
３１２ 揺動部材
３１３ 錘
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の把持部材を用いてシリコンウェハ等の基板を把持する基板把持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造に用いられるシリコンウェハ等の円形薄型基板（以下、単に基板という。）には、製造プロセスにおいて必要とされる結晶方向を明示するため、予め基板の外周部に直線部分（オリフラ）又はＶ字状の切欠き（ノッチ）が形成されている。半導体の製造プロセスでは、一般に、複数枚の基板がカセットケースに収納されており、ロボットアームを介してカセットケースから１枚ずつ基板を取り出してプロセス装置に搬入される。
【０００３】
通常、カセットケースには、複数枚の基板が中心軸周りにおける互いの角度位置を統一せずに収納されているため、カセットケースから基板を取り出した後、プロセス装置に搬入する前に、オリフラ又はノッチを基準にして基板を中心軸周りにおける所定の角度位置に補正する必要がある。
【０００４】
そこで、複数のアーム部のそれぞれの開放端部に把持部材を備えた基板角度位置補正装置が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。基板は、搬送ロボットのハンドによって搬送され、この補正装置の基板受部に載置された後に複数の把持部材に把持される。具体的には、基板受部に載置された後に複数のアーム部の一つを基板の中心軸から離隔する方向に移動させつつ、基板の高さ位置まで上昇させ、且つ、その他のアーム部も基板の高さ位置まで上昇させる。その後、離隔したアーム部を離隔する前の当初の位置に戻すことで、このアーム部の開放端部に位置する把持部材を基板の端縁に当接させ、複数の把持部材の全体で基板の端縁を把持する。
【特許文献１】特開２００３−１６３２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、基板を把持するためにアーム部の一つを基板の中心軸から接離させる駆動源、この駆動源からの駆動力を伝達するための駆動機構が必要となるので、構成が複雑となり、またコストアップの要因となっていた。
【０００６】
この発明の目的は、駆動源を必要とせず、単純な構成で基板を適切に把持することができる基板把持機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）基板の端縁周りに位置する複数の把持部材を備え、
前記複数の把持部材のうちの少なくとも１つは、回転軸によって揺動自在に支持され、前記基板の端縁を複数の把持部材に載置した際に該基板の重量によって該基板の端縁から中心に向かう方向に揺動し、他の前記把持部材とともに該基板の端縁を把持することを特徴とする。
【０００８】
この構成においては、載置した基板の重量によって揺動する把持部材が少なくとも１つ含まれている。したがって、複数の把持部材に基板の端縁が載置された際、把持部材の少なくとも１つが揺動して基板の端縁を中心軸に向かって当接するので、他の把持部材に基板の端縁が当接し、複数の把持部材の全体で基板が把持される。
【０００９】
（２）前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記回転軸は、前記アーム部の開放端部に位置し、
前記回転軸が位置する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、を有し、
前記揺動自在な前記把持部材は、一端部に前記フローティングマウント機構の一部を支持し、他端部に前記基板の端縁が載置され、
前記フローティングマウント機構は、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に前記他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、載置した基板の重量によって揺動する把持部材が少なくとも１つ含まれる複数の把持部材のそれぞれが複数のアーム部の開放端部で支持されている。また、リングをアーム部にフローティングマウントするフローティングマウント機構に含まれる伝達機構によって、回転機構が複数の把持部材の回転を開始又は停止する際、把持部材の他端部が基板の端縁から中心軸に向かう方向に揺動する。
【００１１】
したがって、複数の把持部材の回転が開始又は停止する際、揺動する把持部材が基板の端縁にさらに強く当接する。
【００１２】
（３）前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記揺動自在な前記把持部材を支持する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、一端部に該フローティングマウント機構の一部を支持し、前記アーム部の開放端部に揺動自在に支持された揺動部材と、を有し、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に該揺動部材の他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を備え、
前記回転軸は、前記揺動部材の他端部に支持されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、載置した基板の重量によって揺動する把持部材が少なくとも１つ含まれる複数の把持部材のそれぞれが複数のアーム部の開放端部で支持されている。また、アーム部の開放端部で揺動自在に支持された揺動部材において、他端部に回転軸を介して把持部材が支持され、一端部に環状のリングをフローティングマウントしているフローティングマウント機構の一部が支持されている。この揺動部材を備えた伝達機構によって、回転機構が複数の把持部材の回転を開始又は停止する際、揺動部材の他端部とともに把持部材が基板の端縁から中心軸に向かう方向に揺動する。
【００１４】
したがって、複数の把持部材の回転が開始又は停止する際、揺動する把持部材が基板の端縁にさらに強く当接する。
【００１５】
（４）前記リングは、外周面の一部に内側に凸なる湾曲部を呈し、
前記フローティングマウント機構は、前記湾曲部と、前記伝達機構を構成する前記リングの内周面に当接するリングガイドと、前記湾曲部に当接するリング押えと、を有し、
前記フローティングマウント機構の一部は、前記リング押えであることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、リングの内周面にリングガイドが当接し、リングの外周面の湾曲部にリング押えが当接されてリングがアーム部にフローティングマウントされている。そのため、アーム部が回転を始めた際、慣性力によりリングは静止し続けようとするので、湾曲部に当接しているリング押えが回転方向に湾曲形状に沿って摺動する。この時、リング押えは、摺動前よりも中心軸から遠ざかる方向にも移動する。
【００１７】
その後、回転が一定速度で安定している間は、リングがアーム部と等しい速度で回転しているので、リング押えは摺動する前に位置していた湾曲部の最も内側の位置に戻る。
【００１８】
一方、アーム部の回転が停止する際も、慣性力によりリングは回転し続けようとするため、湾曲部に当接しているリング押えが回転方向とは反対方向に湾曲形状に沿って摺動する。この時、リング押えは、摺動前よりも中心軸から遠ざかる方向にも移動する。その後、リング押えは摺動する前に位置していた湾曲部の最も内側の位置に戻る。
【００１９】
したがって、リング押えが把持部材の一端部又は揺動部材の一端部に位置しているので、複数の把持部材の回転が開始又は停止する際、把持部材の他端部又は揺動部材の他端部が基板の端縁から中心軸に向かう方向に揺動する。
【００２０】
（５）前記揺動自在な前記把持部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、把持部材の一端側に錘が配置され、複数の把持部材が回転していない間、錘の重量によってリング押えにリングを当接する当接力が付与され、複数の把持部材が回転している間、錘に作用する遠心力によって把持部材の他端部が基板を当接する当接力が付与される。
【００２２】
（６）前記揺動部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、揺動部材の一端側に錘が配置され、複数の把持部材が回転していない間、錘によってリング押えにリングを当接する当接力が付与され、複数の把持部材が回転している間、錘に作用する遠心力によって把持部材の他端部が基板を当接する当接力が付与される。
【発明の効果】
【００２４】
（１）載置した基板の重量によって揺動する把持部材を少なくとも１つ含んだ複数の把持部材を用いて基板の端縁を把持することによって、駆動源を用いることなく、単純な構成で容易に基板の端縁を把持することができる。
【００２５】
（２）リングの慣性力を揺動力に変換する伝達機構を備えることによって、把持された基板が最もずれ易い回転の開始及び停止の際に基板をより強く把持することができる。
【００２６】
（３）把持部材の一端部又は揺動部材の一端部に、リングをフローティングマウントしているリング押えを支持することによって、把持された基板が最もずれ易い回転の開始及び停止の際に単純な構成で基板をより強く把持することができる。
【００２７】
（４）把持部材の一端側又は揺動部材の一端側に錘を配置することによって、複数の把持部材が回転している間であっても基板の把持力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１はこの発明の実施形態に係る基板把持機構を適用した基板角度位置補正装置１０の構成を示す概略図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は側面図である。基板角度位置補正装置１０は、図示しないロボットアームによって搬入された基板１００の端縁に形成された単一のノッチを、基板１００の中心軸周りにおける所定の角度位置に位置させることで基板１００の角度位置が後の処理に適するように一定にする。
【００２９】
このため、基板角度位置補正装置１０は、３個の把持部材１１，１２，１３、回転機構２０、伝達機構３１，３２，３３、エンコーダ４、３個のノッチ検出器（以下、センサという。）５１，５２，５３、図示しない基板昇降ピン及び図示しない昇降モータを備えている。なお、以下において、基板１００の中心軸周りにおける角度位置を、回転角度位置という。
【００３０】
把持部材１１は、図２に示すように回転軸１１１において揺動自在に支持され、載置部１１２及び錘部１１３等から構成されている。
【００３１】
載置部１１２は、回転軸１１１の配置位置よりも基板１００の中心軸側に位置し、基板１００の端縁が載置される。錘部１１３は、回転軸１１１の配置位置よりも基板１００の中心軸から離れる位置にある。
【００３２】
そのため、基板１００の端縁が載置されてない状態においては、錘部１１３の重量により作用するモーメント力によって把持部材１１は図２において時計回りに揺動し、図示しないストッパーによって図２の２点鎖線に示す状態で停止している。逆に、基板１００の端縁が載置された状態においては、基板１００の重量により作用するモーメント力によって把持部材１１は図２において反時計回りに揺動し、図２の実線に示す状態で停止している。この時、載置部１１２が基板１００の端縁を基板１００の中心軸に向かう方向に当接する。
【００３３】
また、他の把持部材１２，１３も把持部材１１と同様に構成され、把持部材１１，１２，１３が全体で基板１００の端縁を当接し、把持する。
【００３４】
回転機構２０は、３つのアーム部２１，２２，２３、回転モータ２４等から構成され、把持された基板１００を回転させる。また。アーム部２１，２２，２３は、開放端部において把持部材１１，１２，１３を支持し、基板１００の中心軸周りに１２０度の角度間隔で配置されている。なお、本実施形態では、３つのアーム部２１，２２，２３及び把持部材１１，１２，１３を等角度間隔に配置しているが特にこれに限定されるものではなく、２以上のアーム部及び２以上の把持部材を等角度間隔に配置した構成であればよい。アーム部２１，２２，２３は、基部において支持板２５に固定されている。回転モータ２４は、アーム部２１，２２，２３を支持板２５とともに一体的に回転させる。
【００３５】
伝達機構３１は、図２に示すように、フローティングマウント機構３１１、揺動部材３１２等から構成されている。フローティングマウント機構３１１は、リングガイド３１１ａ、リング押え３１１ｂ等から構成され、リング８をアーム部２１にフローティングマウントする。
【００３６】
リングガイド３１１ａは、アーム部２１に支持され、リング８の内周面に当接している。リング押え３１１ｂは、揺動部材３１２の一端側に支持され、図３（Ａ），（Ｂ）に示すようにリング８の外周面の湾曲部８１に当接している。
【００３７】
揺動部材３１２は、回転軸３１４によってアーム部２１の開放端部において揺動自在に支持され、一端部にリング押え３１１ｂ及び錘３１３、他端部に把持部材１１を支持する回転軸１１１が支持されている。
【００３８】
錘３１３は、揺動部材３１２の一端部におけるリング押え３１１ｂに対向する位置にある。また、錘３１３は、把持部材１１，１２，１３の回転が停止している間、揺動部材３１２に時計回り方向（リング押え３１１ｂがリング８に当接する方向）のモーメント力を作用させる。逆に、把持部材１１，１２，１３が回転している間、揺動部材３１２に反時計回り方向（把持部材１１が基板１００の端縁に当接する方向）にモーメント力を作用させる。伝達機構３２，３３も伝達機構３１と同様に構成されている。
【００３９】
リング押え３１１ｂは、湾曲部８１の範囲内で摺動自在に当接している。そのため、把持部材１１，１２，１３の回転が停止している際（基板１００が載置されている状態を含む。）、リング押え３１１ｂは、図３（Ａ）に示すように湾曲部８１の最も内側に位置する。この時、把持部材１１は、図２の２点鎖線及び実線に示す状態となる。
【００４０】
把持部材１１，１２，１３の回転が開始される際、リング８には停止し続けようとする慣性力が発生しているので、リング押え３１１ｂは、図３（Ｂ）に示すようにリング８よりも先に回転を開始し、湾曲部８１上を把持部材１１，１２，１３の回転方向に摺動する。この時、把持部材１１は、図２の２点鎖線及び実線に示す状態から反時計回りに揺動して図２の点線に示す状態となる。
【００４１】
さらに、把持部材１１，１２，１３の回転が停止される際についても、リング８には回転し続けようとする慣性力が発生しているので、リング押え３１１ｂは、リング８よりも先に減速（停止）し、把持部材１１，１２，１３の回転方向とは逆方向に摺動する。この時、把持部材１１は、図２の実線に示す状態から反時計回りに揺動して図２の点線に示す状態となる。
【００４２】
これによって、把持された基板が最もずれ易い回転の開始及び停止の際に単純な構成で基板１００をより強く把持することができる。
【００４３】
なお、錘３１３は、リング押え３１１ｂの摺動範囲が湾曲部８１内となるような当接力を付与でき、且つ、回転時及び回転停止時に関わらず常にリング８が脱落しないよいうにリング押え３１１ｂの当接力を維持することができる重量であればよい。
【００４４】
また、錘３１３は、回転時に遠心力が働いて揺動部材３１２を反時計回りに揺動させるので、把持部材１１，１２，１３が回転している間であっても基板１００の把持力を向上させることができる。
【００４５】
エンコーダ４は、回転モータ２４の回転軸に取り付けられており、アーム部２１，２２，２３の回転角度位置を検出する。
【００４６】
センサ５１，５２，５３は、基板１００の中心軸周りに１２０度の角度間隔で配置されている。なお、本実施形態では、３つのアーム部２１，２２，２３及び３つの把持部材１１，１２，１３を用いているので３つのセンサ５１，５２，５３を等角度間隔に配置しているが特にこれに限定されるものではなく、アーム部及び把持部材と同数且つ等角度間隔が同一になるように複数のセンサを配置した構成であればよい。
【００４７】
センサ５１は、発光部５１Ａと受光部５１Ｂ等から構成されている。発光部５１Ａは、上リング９０に固定されている。発光部５１Ａは、例えば、ライン式レーザ、ＬＥＤ又は光ファイバを用いることができる。受光部５１Ｂは、一例として、ＣＣＤラインセンサによって構成されており、下リング９５に固定されている。受光部５１Ｂには、カメラを用いることもできる。発光部５１Ａと受光部５１Ｂとは、基板１００の端縁を上下に挟んで対向している。センサ５２，５３は、センサ５１と同様に構成されている。なお、発光部５１Ａを下リング９５に固定し、受光部５１Ｂを上リング９０に固定することもできる。
【００４８】
また、センサ５１は、接続された図示しない制御部に検出信号を出力する。制御部は、基板角度位置補正装置１０全体の動作を制御する。
【００４９】
図４に示すように、基板１００の周縁の一部にノッチ１０１が形成されている。一例として、ノッチ１０１がセンサ５１に対向した場合、制御部は、センサ５１の検出信号に基づいて、ノッチ１０１の谷部の回転角度位置を算出する
基板昇降ピンは、図示しない支持板に配置されている。昇降モータは、図示しない昇降機構を介して基板昇降ピンを上下に移動させる。基板昇降ピンは、昇降範囲の上限位置において、上リング９０の底面と把持部材１１，１２，１３の上面との間隙Ｄ内に位置する基板１００の端縁に当接する。基板昇降ピンは、下限位置において、把持部材１１，１２，１３に把持された基板１００の底面から離間する。
【００５０】
基板１００は、図示しないロボットアームを介して間隔Ｄ内に水平方向に搬入される。このとき、基板１００の中心軸は支持板２５、上リング９０及び下リング９５の中心軸に一致する。
【００５１】
図５は、上記基板角度位置補正装置１０の制御部における処理手順を示すフローチャートである。また、図６は上記基板角度位置補正装置１０におけるアーム部２１，２２，２３の回転角度位置の変化状態を示す平面図であり、図６（Ａ）は基板１００の搬入時の状態を示し、図６（Ｂ）は基板１００の回転前の状態を示す図である。
【００５２】
制御部は、基板１００が搬入される前に、予め、アーム部２１，２２，２３の開放端部における把持部材１１，１２，１３をセンサ５１，５２，５３のいずれにも検出されない回転角度位置である搬入時位置（例えば、図６（Ａ）に示す位置）に停止させておく（Ｓ１）。
【００５３】
基板１００が搬入されると、制御部は、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを上昇させ、基板昇降ピン上に基板１００を載置させる（Ｓ２，Ｓ３）。次いで、制御部は、センサ５１，５２，５３の検出結果を読み取り（Ｓ４）、基板１００のノッチ１０１がセンサ５１，５２，５３の何れかによって検出されているか否かを判別する（Ｓ５）。
【００５４】
この時、センサ５１，５２，５３の何れかが基板１００のノッチ１０１を検出している場合には、制御部は、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを下降させ、把持部材１１，１２，１３によって基板１００を支持させる（Ｓ６）。
【００５５】
なお、図示しないロボットハンドによって基板１００が搬入された時点でセンサ５１，５２，５３によるノッチの検出を行い、この後に把持部材１１，１２，１３を回転させて基板昇降ピンを上昇させてもよい。
【００５６】
Ｓ５において、センサ５１，５２，５３の何れかもが基板１００のノッチ１０１を検出していない場合には、制御部は、図６（Ｂ）に示すように、センサ５１，５２，５３が把持部材１１，１２，１３を検出する支持時位置まで、回転モータ２４を駆動して把持部材１１，１２，１３を一体的に回転させる（Ｓ７）。把持部材１１，１２，１３の回転位置は、エンコーダ４の出力信号に基づいて管理することもできる。センサ５１，５２，５３が把持部材１１，１２，１３を検出すると、制御部は回転モータ２４の駆動を停止し、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを下降させ、把持部材１１，１２，１３によって基板１００を支持させる（Ｓ８）。そして、制御部は、センサ５１，５２，５３の何れかが基板１００のノッチ１０１を検出するまで、回転モータ２４を駆動して把持部材１１，１２，１３とともに基板１００を回転させる（Ｓ９，Ｓ１０）。
【００５７】
センサ５１，５２，５３の何れかが基板１００のノッチ１０１を検出すると、制御部は、回転モータ２の駆動を停止し、センサ５１，５２，５３の何れかの検出結果に基づいてノッチ１０１の正確な制御回転角度を測定する（Ｓ１１）。この制御回転角度は、例えば、図示しないプロセス装置に基板１００を搬入する際に、ノッチ１０１が位置すべき回転角度位置を原点として、平面視における時計方向の回転を＋、反時計方向を−とした基板１００の中心軸周りの角度である。
【００５８】
制御部は、エンコーダ４の検出結果を参照しつつ回転モータ２４を駆動し、把持部材１１，１２，１３とともに基板１００を制御回転角度だけ回転させ、基板１００の回転角度位置を補正する（Ｓ１２）。この後、制御部は、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを上昇させ、基板昇降ピン上に基板１００を載置させる。次いで、昇降モータを駆動して基板昇降ピンを下降させて基板１００を把持できる位置に挿入された図示しないロボットアームに基板１００を渡す（Ｓ１３）。
【００５９】
なお、本実施形態では、本発明に係る基板１００の重量によって揺動する構成及び伝達機構３１，３２，３３を備えた構成の把持部材１１，１２，１３を用いたが、少なくとも１つの把持部材が、上記構成を有していればよい。
【００６０】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と略同様の構成であるが、把持部材２０１，２０２，２０３によって基板１００の端縁が把持される。把持部材２０１は、一端部にリング押え３１１ｂ及び錘３１３が支持され、他端部に載置部１１２及び錘部１１３が形成されている。把持部材２０１は、アーム部２１において回転軸２２１によって揺動自在に支持され、載置部１１２に基板１００の載置することで反時計回りに揺動する。把持部材２０２，２０３も把持部材２０１と同様に構成されているので、揺動により把持部材２０１，２０２，２０３の全体で基板１００を把持する。
【００６１】
また、把持部材２０１は、把持部材２０１，２０２，２０３の回転の開始及び停止の際、リング押え３１１ｂの湾曲部８１上での摺動によって、反時計回りに揺動する。これにより、さらに強く載置部１１２が基板１００の端縁に当接する。つまり、回転軸２２１が、第１実施形態における回転軸１１１，３１４の機能を果たす。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１実施形態のように揺動部材が用いられておらず、本実施形態における伝達機構３１，３２，３３は、フローティングマウント機構３１１，３２１，３３１に含まれた状態となる。
【００６３】
これによって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、本発明に係る基板１００の重量によって揺動する構成及びフローティングマウント機構３１１，３２１，３３１を備えた構成の把持部材２０１，２０２，２０３を用いたが、少なくとも１つの把持部材が、上記構成を有していればよい。
【００６４】
第１実施形態及び第２実施形態では、基板把持機構を備えた基板角度位置補正装置１０について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、スピンコートを実施する装置等にも適用可能である。また、本発明の基板の重量によって複数の把持部材で基板の端縁を把持する構成は、回転機構を備えた装置に限定されず、回転機構を備えていない基板を搬送するロボットハンド等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の実施形態に係る基板角度位置補正装置１０の構成を示す概略の平面図及び側面図である。
【図２】図１（Ｂ）の斜線部を拡大した拡大側面図である。
【図３】上記基板角度位置補正装置１０のフローティングマウント機構３１の動作を示す拡大下面図である。
【図４】センサ５１によるノッチ１０１の検出状態を示す図である。
【図５】上記基板角度位置補正装置１０の制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図６】上記基板角度位置補正装置１０における基板１００の搬入時及び基板１００の回転前の把持部材１１，１２，１３の回転角度位置の変化状態を示す平面図である。
【図７】アーム部２１の開放端部周辺の構成を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
８ リング
１０ 基板角度位置補正装置
１１，１２，１３ 把持部材
２０ 回転機構
２１，２２，２３ アーム部
３１，３２，３３ 伝達機構
８１ 湾曲部
１００ 基板
１１１，２２１,３１４ 回転軸
３１１ フローティングマウント機構
３１１ａ リングガイド
３１１ｂ リング押え
３１２ 揺動部材
３１３ 錘
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の端縁周りに位置する複数の把持部材を備え、
前記複数の把持部材のうちの少なくとも１つは、回転軸によって揺動自在に支持され、前記基板の端縁を複数の把持部材に載置した際に該基板の重量によって該基板の端縁から中心に向かう方向に揺動し、他の前記把持部材とともに該基板の端縁を把持することを特徴とする基板把持機構。
【請求項２】
前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記回転軸は、前記アーム部の開放端部に位置し、
前記回転軸が位置する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、を有し、
前記揺動自在な前記把持部材は、一端部に前記フローティングマウント機構の一部を支持し、他端部に前記基板の端縁が載置され、
前記フローティングマウント機構は、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に前記他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板把持機構。
【請求項３】
前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記揺動自在な前記把持部材を支持する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、一端部に該フローティングマウント機構の一部を支持し、前記アーム部の開放端部に揺動自在に支持された揺動部材と、を有し、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に該揺動部材の他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を備え、
前記回転軸は、前記揺動部材の他端部に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の基板把持機構。
【請求項４】
前記リングは、外周面の一部に内側に凸なる湾曲部を呈し、
前記フローティングマウント機構は、前記湾曲部と、前記伝達機構を構成する前記リングの内周面に当接するリングガイドと、前記湾曲部に当接するリング押えと、を有し、
前記フローティングマウント機構の一部は、前記リング押えであることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板把持機構。
【請求項５】
前記揺動自在な前記把持部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の基板把持機構。
【請求項６】
前記揺動部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の基板把持機構。
【請求項１】
基板の端縁周りに位置する複数の把持部材を備え、
前記複数の把持部材のうちの少なくとも１つは、回転軸によって揺動自在に支持され、前記基板の端縁を複数の把持部材に載置した際に該基板の重量によって該基板の端縁から中心に向かう方向に揺動し、他の前記把持部材とともに該基板の端縁を把持することを特徴とする基板把持機構。
【請求項２】
前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記回転軸は、前記アーム部の開放端部に位置し、
前記回転軸が位置する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、を有し、
前記揺動自在な前記把持部材は、一端部に前記フローティングマウント機構の一部を支持し、他端部に前記基板の端縁が載置され、
前記フローティングマウント機構は、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に前記他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板把持機構。
【請求項３】
前記基板の中心軸から延びたアーム部であって開放端部において前記複数の把持部材のそれぞれを支持する複数のアーム部を有し、前記複数の把持部材を前記基板の中心軸回りに一体的に回転させる回転機構と、
前記中心軸を中心とする環状を呈するリングと、
前記揺動自在な前記把持部材を支持する前記アーム部に前記リングをフローティングマウントするフローティングマウント機構と、一端部に該フローティングマウント機構の一部を支持し、前記アーム部の開放端部に揺動自在に支持された揺動部材と、を有し、前記リングに発生する慣性力を、前記回転機構が前記複数の把持部材の回転を開始又は停止する際に該揺動部材の他端部を前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向に揺動させる揺動力に変換する伝達機構と、を備え、
前記回転軸は、前記揺動部材の他端部に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の基板把持機構。
【請求項４】
前記リングは、外周面の一部に内側に凸なる湾曲部を呈し、
前記フローティングマウント機構は、前記湾曲部と、前記伝達機構を構成する前記リングの内周面に当接するリングガイドと、前記湾曲部に当接するリング押えと、を有し、
前記フローティングマウント機構の一部は、前記リング押えであることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板把持機構。
【請求項５】
前記揺動自在な前記把持部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の基板把持機構。
【請求項６】
前記揺動部材に、前記複数の把持部材の回転が停止している間は前記リング押えが前記リングの外周面から前記中心軸に向かう方向のモーメント力を作用させ、前記複数の把持部材が回転している間は前記他端部が前記基板の端縁から前記中心軸に向かう方向にモーメント力を作用させる錘を、前記一端部側に配置したことを特徴とする請求項４に記載の基板把持機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３１２２２５（Ｐ２００６−３１２２２５Ａ）
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３６６４９（Ｐ２００５−１３６６４９）
【出願日】平成１７年５月９日（２００５．５．９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り ２００４年１２月１日から１２月３日 ＳＥＭＩジャパン主催の「セミコン・ジャパン２００４」に出品
【出願人】（０００１０８７５３）タツモ株式会社 (73)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月９日（２００５．５．９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り ２００４年１２月１日から１２月３日 ＳＥＭＩジャパン主催の「セミコン・ジャパン２００４」に出品
【出願人】（０００１０８７５３）タツモ株式会社 (73)
【Ｆターム（参考）】
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