精密薄板材の搬送装置
【課題】本発明は、把持部材が精密薄板材のエッジ部を把持する際の衝突力を小さくし得る精密薄板材の搬送装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、精密薄板材（１５）のエッジを把持する複数の把持部材（１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３）の移動速度を、前記精密薄板材（１５）のエッジに接触する直前に減速させる減速手段７を設けたのである。
上記構成とすることで、把持部材の精密薄板材への接触直前の移動速度を遅くできるので、把持部材の精密薄板材に対する衝突力は小さくなり、その結果、衝突による精密薄板材からの損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【解決手段】本発明は、精密薄板材（１５）のエッジを把持する複数の把持部材（１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３）の移動速度を、前記精密薄板材（１５）のエッジに接触する直前に減速させる減速手段７を設けたのである。
上記構成とすることで、把持部材の精密薄板材への接触直前の移動速度を遅くできるので、把持部材の精密薄板材に対する衝突力は小さくなり、その結果、衝突による精密薄板材からの損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は精密薄板材の搬送装置に係り、特に、塵埃の付着を嫌う半導体装置のウェハやフラットパネルディスプレイ装置のガラス基板等の精密薄板材の製造装置や検査装置に用いられる精密薄板材の搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密薄板材に塵埃等が付着すると、精密薄板材上に加工される配線パターンが付着した塵埃によって途切れたり、短絡したりして不良品となる問題がある。そこで、塵埃の付着を嫌う精密薄板材の搬送装置として、例えば特許文献１に開示されているように、精密薄板材の板面に把持部材を接触させずに、精密薄板材のエッジを複数の把持部材で把持する搬送装置が、既に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３４５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているように、複数の把持部材で精密薄板材のエッジを把持する搬送装置は、精密薄板材の板面に把持部材を接触させていないことから、把持部材の精密薄板材の板面への接触による塵埃の付着を防止することができる。しかし、把持部材が精密薄板材のエッジに接触する際の衝突力によって、精密薄板材のエッジが僅かながら損傷し、精密薄板材のエッジから損傷粒子が飛散して精密薄板材の板面に付着する問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、把持部材が精密薄板材のエッジ部を把持する際の衝突力を小さくし得る精密薄板材の搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、精密薄板材のエッジを把持する複数の把持部材の移動速度を、前記精密薄板材のエッジに接触する直前に減速させる減速手段を設けたのである。
【０００７】
上記構成とすることで、把持部材の精密薄板材への接触直前の移動速度が遅くなるので、把持部材の精密薄板材に対する衝突力は小さくなり、その結果、衝突による精密薄板材からの損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本発明によれば、把持部材が精密薄板材のエッジ部を把持する際の衝突力を小さくし得る精密薄板材の搬送装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明による第１の実施の形態を、図１〜図４に基づいて説明する。ここで説明する精密薄板材は、半導体装置のウェハであり、精密薄板材の搬送装置は、ウェハを検査装置に搬送するためのウェハの搬送装置である。
【００１０】
本発明によるウェハの搬送装置１は、大きくは、搬送機器（図示せず）に固定されるベース２と、このベース２に固定された、例えばエアシリンダや真空シリンダ等からなるアクチュエータ３と、前記ベース２に固定され前記アクチュエータ３の駆動力を２方向に分けて伝達する動力変換機構４と、この動力変換機構４に連結された第１ハンドフレーム５及び第２ハンドフレーム６と、前記ベース２に固定され前記アクチュエータ３の駆動力を減速する減速手段７とから構成されている。
【００１１】
前記アクチュエータ３は、駆動軸８を一方向に進退するように突出しており、この駆動軸８には連結具９が設けられ、この連結具９を介して前記駆動軸８の進退動作を前記動力変換機構４に伝達している。前記動力変換機構４は、前記駆動軸８の一方向の進退動作を２つの逆方向の進退動作に変換するものであり、これら２つの逆方向の進退動作を前記第１ハンドフレーム５及び前記第２ハンドフレーム６に伝達することで、前記第１ハンドフレーム５及び前記第２ハンドフレーム６を、後述するウェハ１５の板面に沿ってかつ互いに逆向きに進退駆動している。
【００１２】
前記第１ハンドフレーム５は、Ｕ字状に形成されており、そのＵ字状の先端部に夫々円柱の中間部が括れた鼓状の把持爪１０Ａ，１０Ｂを固定している。また、前記第２ハンドフレーム６は、前記第１ハンドフレーム５よりも短いＣ字状に形成されており、前記第１ハンドフレーム５の上方に僅かな隙間をもって前記第１ハンドフレーム５と平行に配置されている。そして、前記第２ハンドフレーム６も、Ｃ字状の先端部に夫々円柱の中間部が括れた鼓状の把持爪１１Ａ，１１Ｂを固定している。尚、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂが本発明による把持部材となる。
【００１３】
前記減速手段７は、図３に示すように、前記駆動軸８の延長端に支持された第1磁石１２と、この第1磁石１２と対向する位置に配置された第２磁石１３と、この第２磁石1３を前記ベース２に固定する調整ベース１４とを備えている。前記第１磁石１２及び第２磁石１３は、例えば永久磁石からなり、ウェハ１５を把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂで把持する前は互いに離れた位置にあり（図３）、ウェハ１５を把持するときには互いが接近する（図４）ような位置関係にある。そして、第１磁石１２と第２磁石１３とは、磁気反発力が作用するように同極が対向するように、例えばＮ極同士（又はＳ極同士）が離れたり接近したりするように配置している。さらに、前記調整ベース１４は、第２磁石１３の固定位置を前記ベース２に対して前記駆動軸８の進退方向に調整することで、第１磁石１２との対向間隔を調整できるように構成されている。
【００１４】
上記構成のウェハの搬送装置１において、検査装置に搬送するためにウェハ１５の把持指令が発せられると、アクチュエータ３が作動し、駆動軸８を矢印A方向に駆動する。この駆動軸８の動きは、動力変換機構４を介して前記第１ハンドフレーム５を矢印Ｂ方向に、前記第２ハンドフレーム６を矢印Ｃ方向に、互いに向き合う方向に移動させる。これら第１ハンドフレーム５と第２ハンドフレーム６との矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向の移動により、把持爪１０Ａ，１０Ｂ及び把持爪１１Ａ，１１Ｂは間隔を狭め、ウェハ１５のエッジを把持する。反対に、ウェハ１５の把持を解除する場合には、駆動軸８を矢印Ａ方向とは逆方向に駆動することにより、各部品は逆方向に移動し、ウェハ１５の把持を開放する。
【００１５】
次に、以上のように構成されたウェハの搬送装置１によるウェハ１５の一連の把持動作を図５に基づいて説明する。
【００１６】
まず、図１及び図２の状態にあるウェハの搬送装置１は、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとの間隔がウェハ１５の直径よりも大きくなるように広げて待機しており、別な運搬機器（図示せず）で搬送されてきたウェハ１５を、図５（ａ）に示すように、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとの間に位置させる。この状態で、把持指令を出してアクチュエータ３を駆動すると、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとは間隔を狭める方向に駆動されて行き、図５（ｂ）に示すように、ウェハ１５のエッジに把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとが接する。
【００１７】
このとき、駆動軸８の動きを見ると、図３〜図４に示すように駆動される。即ち、図３の状態にある駆動軸８が駆動されると、駆動軸８の先端の第１磁石１２は第２磁石１３側に接近して行く。さらに、駆動軸８をそのまま駆動して行くと、第１磁石１２は第２磁石１３の磁界領域に接近し、第１磁石１２と第２磁石１３間に磁気反発力が生じる。継続して駆動軸８を駆動して第１磁石１２と第２磁石１３を接近させてゆくと、前記磁気反発力は次第に大きくなり、この磁気反発力が駆動軸８の移動、云い代えれば把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂの移動速度を減速させる力となる。その結果、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂの移動速度は、アクチュエータ３の駆動から把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂがウェハ１５との接触位置に向かって当初は速いが、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂがウェハ１５との接触位置に近づくにつれて減速される。したがって、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂはウェハ１５に静かに接触して把持できるので、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂが大きな力でウェハ１５に衝突することを回避することができる。
【００１８】
上記把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの動作とアクチュエータ３の動作を示したのが図６である。即ち、図６において「爪開位置」は図５（ａ）に相当し、アクチュエータ３を駆動すると、アクチュエータ３の駆動力が２点差線で示すように増加し、その後はほぼ一定の駆動力で駆動される。同時に、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの移動速度も実線で示すように上昇して行く。その後、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの移動速度は減速手段７によって減速されて低速度になり、ウェハ１５に静かに接触し、図６の「爪とウェハの接触位置」に至る。この位置が図５（ｂ）に相当する。そして、そのままアクチュエータ３を駆動しつづけると、第１磁石１２と第２磁石１３間に生じている磁気反発力が或る領域内に入ると弱まるので、アクチュエータ３による駆動力が磁気反発力の弱まった分各把持爪に作用する。その結果、図６の破線で示すように、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂにウェハ１５を把持する把持力が発生するので、ウェハ１５は脱落や把持位置が変位することなく把持される。
【００１９】
尚、図６の「爪閉位置（ウェハ無しの場合）」は、図５（ｃ）に相当し、ウェハ１５を把持しない状態でアクチュエータ３を矢印Ａ方向に駆動し続けた場合のストロークエンドを示す。図６の「爪とウェハの接触位置」から「爪閉位置（ウェハ無しの場合）」間では、減速手段７の機能は、各把持爪が速度制御から開放された状態にある。
【００２０】
以上により本実施の形態においては、把持部材である把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂをウェハ１５のエッジに静かに接触させて把持できるので、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂとウェハ１５のエッジとの衝突に起因するウェハ１５からの損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【００２１】
また、ウェハ１５は、通常、ウェハの搬送装置１に対して、別な運搬機器で搬送されてくるときに、例えば周方向の位置を決められた状態で搬送されてくる。しかし、ウェハの搬送装置１に別な運搬機器からウェハ１５を受け渡す際に、決められた位置が多少ずれることがある。このずれが規定された範囲内のずれの場合には、次の工程でウェハ１５の周方向の位置を再度調整することができる。しかしながら、ウェハ１５を複数の把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂで把持することから、各把持爪が同時にウェハ１５のエッジ部に当接することが少なく、時間差を持って接触する。そのため、ウェハ１５の周方向の位置がずれてウェハの搬送装置１に搬送された場合で、各把持爪の移動速度が大きく、各把持爪のウェハ１５への衝突力が大きいと、早く衝突した爪の衝突力によってウェハ１５の微少なずれを大きくしてウェハ１５を回転させてしまうことがある。ウェハ１５の回転によって周方向の位置が規定された範囲外にずれた場合には、次の工程での周方向の再度の調整が行えなくなり、その結果、大きく周方向の位置がずれたウェハ１５は、検査装置のラインから撤去されることになる。
【００２２】
しかし、本実施の形態においては、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂがウェハ１５に対して、移動速度を減速して静かに接触するので、衝突力も小さくでき、その結果、各把持爪が時間差を持ってウェハ１５に接触しても、再調整ができない程度までウェハ１５を回転させてしまうことを回避できる。
【００２３】
尚、ウェハ１５に対して把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂを静かに接触させるために、各把持爪の当初からの移動速度をウェハ１５への接触時の移動速度に合わせることも一考である。しかし、各把持爪の全ての移動速度をウェハ１５への接触時の移動速度に合わせた場合、ウェハ１５の把持指令からウェハ１５を把持し、さらにウェハ１５を開放させるまでの時間が長くなり、ウェハの搬送時間を長引かせることになり、搬送作業効率を大きく低下させる問題がある。したがって、本実施の形態のように、各把持爪の移動速度をウェハ１５に接触する直前に減速させることが望ましい。
【００２４】
この外、アクチュエータ３として例えばサーボモータとスクリューとの組合せを利用して複数の把持爪を駆動することも考えられるが、装置が大掛かりになると共にサーボモータの回転数や回転方向を制御する制御装置が必要となり、ウェハの搬送装置１の製造価格を増大させるので、本実施の形態のように僅かな費用で簡単に付加できる減速手段７を用いることが望ましい。
【００２５】
本実施の形態においては、第１磁石１２と第２磁石１３とを同極同士を対向させたものであるが、例えば図３及び図４の２点差線で示すように、第１磁石１２を第２磁石１３のＮ極に対して（Ｓ）極として磁気吸引力を発生させることで、各把持爪の移動速度を把持直前に減速させるようにしてもよい。即ち、駆動軸８の駆動当初は、図３に示すように、移動方向に磁気吸引力で引き付けられるようにし、各把持爪がウェハを把持する直前には、図４に示すように、移動方向とは反対向きに磁気吸引力が作用するようにすることで、各把持爪の移動速度は、当初は早く、把持直前に減速させることができる。
【００２６】
本実施の形態において、減速手段７を構成する第１磁石１２と第２磁石１３とが、本発明の把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の把持方向の移動に伴って磁気力を増大させる手段となる。
【００２７】
次に、本発明による第２の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。本実施の形態において第１の実施の形態と異なる構成は、減速手段７の構成であり、ウェハの搬送装置の基本構成は図１及び図２と同じである。したがって、図１〜図５と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００２８】
本実施の形態による減速手段７は、駆動軸８の先端部に設けた球状突起１６と、前記駆動軸８の進退によって前記球状突起１６と接触するプランジャノーズ１７と、このプランジャノーズ１７を前記球状突起１６側に押圧する圧縮ばね１８と、この圧縮ばね１８と前記プランジャノーズ１７を収納し前記プランジャノーズ１８を前記球状突起１６側に案内するプランジャ本体１９とを備えている。そして、プランジャ本体１９を前記ベース２（図１及び図２参照）に調整可能に取り付けることで、前記球状突起１６と前記プランジャノーズ１８との位置関係を調整している。
【００２９】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は、図７の状態にあり、この状態でアクチュエータ３が動作して駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の球状突起１６がプランジャノーズ１７に接近し、ついには球状突起１６がプランジャノーズ１７に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図８に示すように、駆動軸８の先端の球状突起１６はプランジャノーズ１７を圧縮ばね１８に逆らってプランジャ本体１９内に押し込む。この動作、即ち、球状突起１６が圧縮ばね１８に逆らってプランジャ本体１９内にプランジャノーズ１７を押し込むことにより、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、球状突起１６がプランジャ本体１９を最大量押し込む時点、云い代えれば圧縮ばね１８の弾性力が最も低下して反発力が最大となり変形量が最小となるときを、各把持爪がウェハに接触するときに一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。そして、球状突起１６がプランジャノーズ１７を乗り越えることで、アクチュエータ３の駆動力が把持爪に伝達されてウェハを把持するので、ウェハを十分に把持することができる。
【００３０】
本実施の形態において、前記球状突起１６とプランジャノーズ１７とは、夫々固定された物体であり、そのために両者の接触抵抗が大きくなる。このような両者の接触抵抗を軽減するために、球状突起１６とプランジャノーズ１７のいずれか一方あるいは両方を回転体に代えることも可能である。また、圧縮ばね１８と前記プランジャ本体１９を含む前記プランジャノーズ１７を駆動軸８側に取り付け、球状突起１６をベース２に取り付けるようにしてもよい。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態においても、各把持爪の移動速度をウェハに接触直前に、減速することができるので、第１の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００３２】
本実施の形態において、球状突起１６、プランジャノーズ１７、圧縮ばね１８、プランジャ本体１９が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００３３】
次に、本発明による第３の実施の形態を図９及び図１０に基づいて説明する。本実施の形態において前記各実施の形態と異なる構成は、減速手段７の構成であり、ウェハの搬送装置の基本構成は図１及び図２と同じである。したがって、図１〜図５と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施の形態における減速手段７は、駆動軸８の先端部にゴム等の弾性体２０を設けた点と、弾性体２０と対向する位置に球状突起２１を設けた点である。そして球状突起２１を前記ベース２（図１及び図２参照）に調整可能に取り付けることで、弾性体２０と球状突起２１との位置関係を調整している。
【００３５】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は図９の状態にあり、この状態でアクチュエータ３により駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の弾性体２０が球状突起２１に接近し、ついには弾性体２０が球状突起２１に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図１０に示すように、弾性体２０は球状突起２１に押付けられ、弾性変形する。この動作、即ち、球状突起２１によって弾性体２０が弾性変形させる動作により、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、弾性体２０が最大量弾性変形する時点を、各把持爪がウェハに接触する時点に一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。そして、弾性体２０が球状突起２１を乗り越えることで、把持爪の減速は解除され、ウェハの把持力を発生するので、ウェハを十分に把持することができる。
【００３６】
本実施の形態において、ゴム等から構成された弾性体２０は、球状突起２１との間の摩擦力が大きくなる。大きな摩擦力を嫌う場合には、弾性体２０と接触する球状突起２１を回転体に代えることも可能である。また、球状突起２１を駆動軸８側に取り付け、弾性体２０をベース２に取り付けるようにしてもよい。
【００３７】
本実施の形態によっても、把持爪の移動速度を、ウェハを把持する直前に減速できることから、第１及び第２の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００３８】
本実施の形態において、弾性体２０と球状突起２１が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００３９】
図１１及び図１２は、図７及び図８の変形例を示す本発明による第４の実施の形態であり、図７及び図８と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００４０】
本実施の形態による減速手段７は、駆動軸８の先端部に設けた球状突起１６と、前記駆動軸８の進退によって前記球状突起１６と接触するローラ２２と、このローラ２２を一端に回転自在に支持し他端をベース２（図１参照）に支持した支軸２３に回転自在に連結したレバー２４と、このレバー２４と前記ベース２間に設置した圧縮ばね２５とを備えている。そして、支軸２３を前記ベース２に調整可能に取り付けることで、前記球状突起１６と前記ローラ２２との位置関係を調整している。
【００４１】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は、図１１の状態にあり、この状態で駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の球状突起１６がローラ２２に接近し、ついには球状突起１６がローラ２２に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図１２に示すように、駆動軸８の先端の球状突起１６は圧縮ばね２５を圧縮してローラ２２を下方に変位させる。この動作、即ち、球状突起１６が圧縮ばね２５に逆らってローラ２２を変位させることにより、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、球状突起１６がローラ２２を最大量変位させる点を、各把持爪がウェハに接触するときに一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。そして、球状突起１６がローラ２２を乗り越えることで、アクチュエータ３の駆動力が把持爪に伝達されてウェハを把持するので、ウェハを十分に把持することができる。
【００４２】
本実施の形態において、前記球状突起１６が駆動軸８に設けられ、ローラ２２がレバー２４に設けられているが、球状突起１６をレバー２４に設け、ローラ２２を駆動軸８に設けてもよく、さらに、球状突起１６を回転体に代えることも可能である。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態においても、各把持爪の移動速度をウェハに接触直前に、減速することができるので、第４の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００４４】
本実施の形態において、球状突起１６、ローラ２２、支軸２３、レバー２４、圧縮ばね２５が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００４５】
次に、本発明による第５の実施の形態を図１３及び図１４に基づいて説明する。尚、図１〜図５，図７〜図１４と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００４６】
本実施の形態における減速手段７は、駆動軸８の先端部に設けた押圧体２６と、前記駆動軸８の進退によって前記押圧体２６と接触する弾性体２７と、この弾性体２７をベース２（図１参照）の定位置に保持する保持部材（図示せず）とを備えている。そして、弾性体２７を前記ベース２に調整可能に取り付けることで、前記押圧体６と前記弾性体２７との位置関係を調整している。
【００４７】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は、図１３の状態にあり、この状態で駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の押圧体２６が弾性体２７に接近し、ついには押圧体２６が弾性体２７に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図１４に示すように、押圧体２６は弾性体２７を圧縮して変形させる。この動作、即ち、押圧体２６が弾性体２７を変形させることにより、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、押圧体２６が弾性体２７を最大量変位させる点を、各把持爪がウェハに接触するときに一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。
【００４８】
尚、前記弾性体２７は、ゴム製の中実ボールでも、環状のばねでもよく、さらに、ゴム製の中空ボールに圧縮空気を封入したものでもよい。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態においても、各把持爪の移動速度をウェハに接触直前に、減速することができるので、第４の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００５０】
本実施の形態において、押圧体２６と弾性体２７が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００５１】
この外、図示はしないが、例えば油やゲル状、あるいはゼリー状の流動物質を、前記駆動軸８の移動に伴って駆動軸８の先端部で流動させ、その流動物質を流路の中間に設けた小断面流路を通過させることで、駆動軸８の移動速度、云い代えれば把持部材の移動速度を減速させるようにしてもよい。
【００５２】
この実施の形態の場合、流動物質と、小断面流路を有する流動物質の流路とが、本発明による減速手段、把持部材の移動を抑制する抵抗部材となる。
【００５３】
次に、各形態における把持爪の移動時間を図１５に基づいて説明する。図１５に示した実線Ａは本実施形態によるもの、破線Ｂは従来によるもの、点線Ｃは従来において移動速度を遅くしたもの、２点差線Dは本実施の形態で移動速度を早くしたものを示す。
【００５４】
図１５に示すように、本実施の形態による搬送装置（実線Ａ）によれば、ウェハの把持指令から把持までに要する把持爪の移動時間Ｔ０は、従来の搬送装置（破線Ｂ）と同じである。しかし、前述のようにウェハ把持までの把持爪の移動速度を早くし、把持直前で減速することで、把持爪のウェハへの衝突力を小さくできるので、ウェハからの損傷粒子の飛散を少なくすることができる。
【００５５】
また、従来において、移動速度を遅くすると点線Cに示すように、ウェハ把持までの把持爪の移動速度T２が長くなり、搬送効率を低下させることになる。しかし、本実施の形態において、ウェハ把持までの把持爪の移動速度をさらに早くすることで、２点鎖線Dで示すように、移動時間T２は短縮されて搬送効率を高めることができる。
【００５６】
以上説明したように本発明によれば、把持爪によるウェハの把持時に、把持爪の移動速度を減速することで、ウェハへの把持爪の衝突力を低減できるので、把持爪の衝突力二よりウェハから飛散する損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【００５７】
ところで上述のウェハの搬送装置１は、互いに逆方向に駆動される第１ハンドフレーム５及び第２ハンドフレーム６と、これらに設けられた中間部が括れた鼓状の把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂとでウェハを把持しているが、図１６及び図１７に示すウェハの搬送装置３０にも本発明を適用することができる。
【００５８】
即ち、図１６及び図１７に示すウェハの搬送装置３０は、搬送機器（図示せず）に固定されるベース２と、このベース２に固定された、例えばエアシリンダや真空シリンダ等からなるアクチュエータ３と、このアクチュエータ３から突出し一方向に進退する駆動軸８と、前記ベース２に固定されＵ字状に形成された固定ハンドフレーム３１と、この固定ハンドフレーム３１のＵ字状の先端部に夫々固定された円柱の中間部が括れた鼓状の固定把持爪３２Ａ，３２Ｂと、前記駆動軸８に連結され前記固定把持爪３２Ａ，３２Ｂとほぼ同形状をなし固定把持爪３２Ａ，３２Ｂとの間隔を拡縮する可動把持爪３３と、この可動把持爪３３に連結された速度制御棒３４と、この速度制御棒３４の移動速度を減速する減速手段７とから構成されている。
【００５９】
上記構成のウェハの搬送装置３０は、ウェハ１５を把持するときには、可動把持爪３３のみ矢印A方向に移動させて固定把持爪３２Ａ，３２Ｂとの間でウェハ１５のエッジを把持する。そして、前記減速手段７は、既述の各減速手段と同じ構成とする。しかし、前記ウェハの搬送装置１の各減速手段７は、駆動軸８が減速手段７内に入り込む動作時に機能するように構成されているので、駆動軸８と連動する制御棒３４が把持動作時に減速手段７から突出するウェハの搬送装置３０では、制御棒３４が減速手段７から突出するときに、機能するように構成することが必要である。
【００６０】
また、上記説明は、ウェハの検査装置に用いられる搬送装置を例に説明したが、これらに限定されるものではなく、フラットパネルディスプレイ装置のガラス基板等の精密薄板材の製造装置や検査装置に用いられる精密薄板材の搬送装置にも適用できるのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による精密薄板材の搬送装置の第１の実施の形態を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断側面図。
【図３】図１に用いた減速手段の待機状態を示す概略側面図。
【図４】図１に用いた減速手段の把持状態を示す概略側面図。
【図５】（ａ）〜(ｃ)は、図１の精密薄板材の搬送装置の各時点の把持爪の位置を示す平面図。
【図６】図１の精密薄板材の搬送装置の把持爪の位置と力及び移動速度を示す線図。
【図７】本発明による精密薄板材の搬送装置の第２の実施の形態を示す側面図。
【図８】図７の把持位置を示す側面図。
【図９】本発明による精密薄板材の搬送装置の第３の実施の形態を示す側面図。
【図１０】図９の把持位置を示す側面図。
【図１１】本発明による精密薄板材の搬送装置の第４の実施の形態を示す側面図。
【図１２】図１１の把持位置を示す側面図。
【図１３】本発明による精密薄板材の搬送装置の第５の実施の形態を示す側面図。
【図１４】図１３の把持位置を示す側面図。
【図１５】把持爪の移動時間と速度との関係を示す比較線図。
【図１６】本発明による精密薄板材の搬送装置の別な構成を示す平面図。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ線に沿う縦断側面図。
【符号の説明】
【００６２】
１，３０…ウェハの搬送装置、３…アクチュエータ、５…第１ハンドフレーム、６…第２ハンドフレーム、７…減速手段、８…駆動軸、１０Ａ，１０Ｂ１１Ａ，１１Ｂ…把持爪、１２…第１磁石、１３…第２磁石、１６，２１…球状突起、１７…プランジャノーズ、１８，２５…圧縮ばね、２０，２７…弾性体、２２…ローラ、３１…固定ハンドフレーム、３２Ａ，３２Ｂ…固定把持爪、３３…可動把持爪、３４…速度制御棒。
【技術分野】
【０００１】
本発明は精密薄板材の搬送装置に係り、特に、塵埃の付着を嫌う半導体装置のウェハやフラットパネルディスプレイ装置のガラス基板等の精密薄板材の製造装置や検査装置に用いられる精密薄板材の搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密薄板材に塵埃等が付着すると、精密薄板材上に加工される配線パターンが付着した塵埃によって途切れたり、短絡したりして不良品となる問題がある。そこで、塵埃の付着を嫌う精密薄板材の搬送装置として、例えば特許文献１に開示されているように、精密薄板材の板面に把持部材を接触させずに、精密薄板材のエッジを複数の把持部材で把持する搬送装置が、既に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３４５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているように、複数の把持部材で精密薄板材のエッジを把持する搬送装置は、精密薄板材の板面に把持部材を接触させていないことから、把持部材の精密薄板材の板面への接触による塵埃の付着を防止することができる。しかし、把持部材が精密薄板材のエッジに接触する際の衝突力によって、精密薄板材のエッジが僅かながら損傷し、精密薄板材のエッジから損傷粒子が飛散して精密薄板材の板面に付着する問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、把持部材が精密薄板材のエッジ部を把持する際の衝突力を小さくし得る精密薄板材の搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、精密薄板材のエッジを把持する複数の把持部材の移動速度を、前記精密薄板材のエッジに接触する直前に減速させる減速手段を設けたのである。
【０００７】
上記構成とすることで、把持部材の精密薄板材への接触直前の移動速度が遅くなるので、把持部材の精密薄板材に対する衝突力は小さくなり、その結果、衝突による精密薄板材からの損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本発明によれば、把持部材が精密薄板材のエッジ部を把持する際の衝突力を小さくし得る精密薄板材の搬送装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明による第１の実施の形態を、図１〜図４に基づいて説明する。ここで説明する精密薄板材は、半導体装置のウェハであり、精密薄板材の搬送装置は、ウェハを検査装置に搬送するためのウェハの搬送装置である。
【００１０】
本発明によるウェハの搬送装置１は、大きくは、搬送機器（図示せず）に固定されるベース２と、このベース２に固定された、例えばエアシリンダや真空シリンダ等からなるアクチュエータ３と、前記ベース２に固定され前記アクチュエータ３の駆動力を２方向に分けて伝達する動力変換機構４と、この動力変換機構４に連結された第１ハンドフレーム５及び第２ハンドフレーム６と、前記ベース２に固定され前記アクチュエータ３の駆動力を減速する減速手段７とから構成されている。
【００１１】
前記アクチュエータ３は、駆動軸８を一方向に進退するように突出しており、この駆動軸８には連結具９が設けられ、この連結具９を介して前記駆動軸８の進退動作を前記動力変換機構４に伝達している。前記動力変換機構４は、前記駆動軸８の一方向の進退動作を２つの逆方向の進退動作に変換するものであり、これら２つの逆方向の進退動作を前記第１ハンドフレーム５及び前記第２ハンドフレーム６に伝達することで、前記第１ハンドフレーム５及び前記第２ハンドフレーム６を、後述するウェハ１５の板面に沿ってかつ互いに逆向きに進退駆動している。
【００１２】
前記第１ハンドフレーム５は、Ｕ字状に形成されており、そのＵ字状の先端部に夫々円柱の中間部が括れた鼓状の把持爪１０Ａ，１０Ｂを固定している。また、前記第２ハンドフレーム６は、前記第１ハンドフレーム５よりも短いＣ字状に形成されており、前記第１ハンドフレーム５の上方に僅かな隙間をもって前記第１ハンドフレーム５と平行に配置されている。そして、前記第２ハンドフレーム６も、Ｃ字状の先端部に夫々円柱の中間部が括れた鼓状の把持爪１１Ａ，１１Ｂを固定している。尚、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂが本発明による把持部材となる。
【００１３】
前記減速手段７は、図３に示すように、前記駆動軸８の延長端に支持された第1磁石１２と、この第1磁石１２と対向する位置に配置された第２磁石１３と、この第２磁石1３を前記ベース２に固定する調整ベース１４とを備えている。前記第１磁石１２及び第２磁石１３は、例えば永久磁石からなり、ウェハ１５を把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂで把持する前は互いに離れた位置にあり（図３）、ウェハ１５を把持するときには互いが接近する（図４）ような位置関係にある。そして、第１磁石１２と第２磁石１３とは、磁気反発力が作用するように同極が対向するように、例えばＮ極同士（又はＳ極同士）が離れたり接近したりするように配置している。さらに、前記調整ベース１４は、第２磁石１３の固定位置を前記ベース２に対して前記駆動軸８の進退方向に調整することで、第１磁石１２との対向間隔を調整できるように構成されている。
【００１４】
上記構成のウェハの搬送装置１において、検査装置に搬送するためにウェハ１５の把持指令が発せられると、アクチュエータ３が作動し、駆動軸８を矢印A方向に駆動する。この駆動軸８の動きは、動力変換機構４を介して前記第１ハンドフレーム５を矢印Ｂ方向に、前記第２ハンドフレーム６を矢印Ｃ方向に、互いに向き合う方向に移動させる。これら第１ハンドフレーム５と第２ハンドフレーム６との矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向の移動により、把持爪１０Ａ，１０Ｂ及び把持爪１１Ａ，１１Ｂは間隔を狭め、ウェハ１５のエッジを把持する。反対に、ウェハ１５の把持を解除する場合には、駆動軸８を矢印Ａ方向とは逆方向に駆動することにより、各部品は逆方向に移動し、ウェハ１５の把持を開放する。
【００１５】
次に、以上のように構成されたウェハの搬送装置１によるウェハ１５の一連の把持動作を図５に基づいて説明する。
【００１６】
まず、図１及び図２の状態にあるウェハの搬送装置１は、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとの間隔がウェハ１５の直径よりも大きくなるように広げて待機しており、別な運搬機器（図示せず）で搬送されてきたウェハ１５を、図５（ａ）に示すように、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとの間に位置させる。この状態で、把持指令を出してアクチュエータ３を駆動すると、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとは間隔を狭める方向に駆動されて行き、図５（ｂ）に示すように、ウェハ１５のエッジに把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂとが接する。
【００１７】
このとき、駆動軸８の動きを見ると、図３〜図４に示すように駆動される。即ち、図３の状態にある駆動軸８が駆動されると、駆動軸８の先端の第１磁石１２は第２磁石１３側に接近して行く。さらに、駆動軸８をそのまま駆動して行くと、第１磁石１２は第２磁石１３の磁界領域に接近し、第１磁石１２と第２磁石１３間に磁気反発力が生じる。継続して駆動軸８を駆動して第１磁石１２と第２磁石１３を接近させてゆくと、前記磁気反発力は次第に大きくなり、この磁気反発力が駆動軸８の移動、云い代えれば把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂの移動速度を減速させる力となる。その結果、把持爪１０Ａ，１０Ｂと把持爪１１Ａ，１１Ｂの移動速度は、アクチュエータ３の駆動から把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂがウェハ１５との接触位置に向かって当初は速いが、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂがウェハ１５との接触位置に近づくにつれて減速される。したがって、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂはウェハ１５に静かに接触して把持できるので、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂが大きな力でウェハ１５に衝突することを回避することができる。
【００１８】
上記把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの動作とアクチュエータ３の動作を示したのが図６である。即ち、図６において「爪開位置」は図５（ａ）に相当し、アクチュエータ３を駆動すると、アクチュエータ３の駆動力が２点差線で示すように増加し、その後はほぼ一定の駆動力で駆動される。同時に、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの移動速度も実線で示すように上昇して行く。その後、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの移動速度は減速手段７によって減速されて低速度になり、ウェハ１５に静かに接触し、図６の「爪とウェハの接触位置」に至る。この位置が図５（ｂ）に相当する。そして、そのままアクチュエータ３を駆動しつづけると、第１磁石１２と第２磁石１３間に生じている磁気反発力が或る領域内に入ると弱まるので、アクチュエータ３による駆動力が磁気反発力の弱まった分各把持爪に作用する。その結果、図６の破線で示すように、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂにウェハ１５を把持する把持力が発生するので、ウェハ１５は脱落や把持位置が変位することなく把持される。
【００１９】
尚、図６の「爪閉位置（ウェハ無しの場合）」は、図５（ｃ）に相当し、ウェハ１５を把持しない状態でアクチュエータ３を矢印Ａ方向に駆動し続けた場合のストロークエンドを示す。図６の「爪とウェハの接触位置」から「爪閉位置（ウェハ無しの場合）」間では、減速手段７の機能は、各把持爪が速度制御から開放された状態にある。
【００２０】
以上により本実施の形態においては、把持部材である把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂをウェハ１５のエッジに静かに接触させて把持できるので、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂとウェハ１５のエッジとの衝突に起因するウェハ１５からの損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【００２１】
また、ウェハ１５は、通常、ウェハの搬送装置１に対して、別な運搬機器で搬送されてくるときに、例えば周方向の位置を決められた状態で搬送されてくる。しかし、ウェハの搬送装置１に別な運搬機器からウェハ１５を受け渡す際に、決められた位置が多少ずれることがある。このずれが規定された範囲内のずれの場合には、次の工程でウェハ１５の周方向の位置を再度調整することができる。しかしながら、ウェハ１５を複数の把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂで把持することから、各把持爪が同時にウェハ１５のエッジ部に当接することが少なく、時間差を持って接触する。そのため、ウェハ１５の周方向の位置がずれてウェハの搬送装置１に搬送された場合で、各把持爪の移動速度が大きく、各把持爪のウェハ１５への衝突力が大きいと、早く衝突した爪の衝突力によってウェハ１５の微少なずれを大きくしてウェハ１５を回転させてしまうことがある。ウェハ１５の回転によって周方向の位置が規定された範囲外にずれた場合には、次の工程での周方向の再度の調整が行えなくなり、その結果、大きく周方向の位置がずれたウェハ１５は、検査装置のラインから撤去されることになる。
【００２２】
しかし、本実施の形態においては、把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂがウェハ１５に対して、移動速度を減速して静かに接触するので、衝突力も小さくでき、その結果、各把持爪が時間差を持ってウェハ１５に接触しても、再調整ができない程度までウェハ１５を回転させてしまうことを回避できる。
【００２３】
尚、ウェハ１５に対して把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂを静かに接触させるために、各把持爪の当初からの移動速度をウェハ１５への接触時の移動速度に合わせることも一考である。しかし、各把持爪の全ての移動速度をウェハ１５への接触時の移動速度に合わせた場合、ウェハ１５の把持指令からウェハ１５を把持し、さらにウェハ１５を開放させるまでの時間が長くなり、ウェハの搬送時間を長引かせることになり、搬送作業効率を大きく低下させる問題がある。したがって、本実施の形態のように、各把持爪の移動速度をウェハ１５に接触する直前に減速させることが望ましい。
【００２４】
この外、アクチュエータ３として例えばサーボモータとスクリューとの組合せを利用して複数の把持爪を駆動することも考えられるが、装置が大掛かりになると共にサーボモータの回転数や回転方向を制御する制御装置が必要となり、ウェハの搬送装置１の製造価格を増大させるので、本実施の形態のように僅かな費用で簡単に付加できる減速手段７を用いることが望ましい。
【００２５】
本実施の形態においては、第１磁石１２と第２磁石１３とを同極同士を対向させたものであるが、例えば図３及び図４の２点差線で示すように、第１磁石１２を第２磁石１３のＮ極に対して（Ｓ）極として磁気吸引力を発生させることで、各把持爪の移動速度を把持直前に減速させるようにしてもよい。即ち、駆動軸８の駆動当初は、図３に示すように、移動方向に磁気吸引力で引き付けられるようにし、各把持爪がウェハを把持する直前には、図４に示すように、移動方向とは反対向きに磁気吸引力が作用するようにすることで、各把持爪の移動速度は、当初は早く、把持直前に減速させることができる。
【００２６】
本実施の形態において、減速手段７を構成する第１磁石１２と第２磁石１３とが、本発明の把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の把持方向の移動に伴って磁気力を増大させる手段となる。
【００２７】
次に、本発明による第２の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。本実施の形態において第１の実施の形態と異なる構成は、減速手段７の構成であり、ウェハの搬送装置の基本構成は図１及び図２と同じである。したがって、図１〜図５と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００２８】
本実施の形態による減速手段７は、駆動軸８の先端部に設けた球状突起１６と、前記駆動軸８の進退によって前記球状突起１６と接触するプランジャノーズ１７と、このプランジャノーズ１７を前記球状突起１６側に押圧する圧縮ばね１８と、この圧縮ばね１８と前記プランジャノーズ１７を収納し前記プランジャノーズ１８を前記球状突起１６側に案内するプランジャ本体１９とを備えている。そして、プランジャ本体１９を前記ベース２（図１及び図２参照）に調整可能に取り付けることで、前記球状突起１６と前記プランジャノーズ１８との位置関係を調整している。
【００２９】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は、図７の状態にあり、この状態でアクチュエータ３が動作して駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の球状突起１６がプランジャノーズ１７に接近し、ついには球状突起１６がプランジャノーズ１７に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図８に示すように、駆動軸８の先端の球状突起１６はプランジャノーズ１７を圧縮ばね１８に逆らってプランジャ本体１９内に押し込む。この動作、即ち、球状突起１６が圧縮ばね１８に逆らってプランジャ本体１９内にプランジャノーズ１７を押し込むことにより、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、球状突起１６がプランジャ本体１９を最大量押し込む時点、云い代えれば圧縮ばね１８の弾性力が最も低下して反発力が最大となり変形量が最小となるときを、各把持爪がウェハに接触するときに一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。そして、球状突起１６がプランジャノーズ１７を乗り越えることで、アクチュエータ３の駆動力が把持爪に伝達されてウェハを把持するので、ウェハを十分に把持することができる。
【００３０】
本実施の形態において、前記球状突起１６とプランジャノーズ１７とは、夫々固定された物体であり、そのために両者の接触抵抗が大きくなる。このような両者の接触抵抗を軽減するために、球状突起１６とプランジャノーズ１７のいずれか一方あるいは両方を回転体に代えることも可能である。また、圧縮ばね１８と前記プランジャ本体１９を含む前記プランジャノーズ１７を駆動軸８側に取り付け、球状突起１６をベース２に取り付けるようにしてもよい。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態においても、各把持爪の移動速度をウェハに接触直前に、減速することができるので、第１の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００３２】
本実施の形態において、球状突起１６、プランジャノーズ１７、圧縮ばね１８、プランジャ本体１９が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００３３】
次に、本発明による第３の実施の形態を図９及び図１０に基づいて説明する。本実施の形態において前記各実施の形態と異なる構成は、減速手段７の構成であり、ウェハの搬送装置の基本構成は図１及び図２と同じである。したがって、図１〜図５と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施の形態における減速手段７は、駆動軸８の先端部にゴム等の弾性体２０を設けた点と、弾性体２０と対向する位置に球状突起２１を設けた点である。そして球状突起２１を前記ベース２（図１及び図２参照）に調整可能に取り付けることで、弾性体２０と球状突起２１との位置関係を調整している。
【００３５】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は図９の状態にあり、この状態でアクチュエータ３により駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の弾性体２０が球状突起２１に接近し、ついには弾性体２０が球状突起２１に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図１０に示すように、弾性体２０は球状突起２１に押付けられ、弾性変形する。この動作、即ち、球状突起２１によって弾性体２０が弾性変形させる動作により、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、弾性体２０が最大量弾性変形する時点を、各把持爪がウェハに接触する時点に一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。そして、弾性体２０が球状突起２１を乗り越えることで、把持爪の減速は解除され、ウェハの把持力を発生するので、ウェハを十分に把持することができる。
【００３６】
本実施の形態において、ゴム等から構成された弾性体２０は、球状突起２１との間の摩擦力が大きくなる。大きな摩擦力を嫌う場合には、弾性体２０と接触する球状突起２１を回転体に代えることも可能である。また、球状突起２１を駆動軸８側に取り付け、弾性体２０をベース２に取り付けるようにしてもよい。
【００３７】
本実施の形態によっても、把持爪の移動速度を、ウェハを把持する直前に減速できることから、第１及び第２の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００３８】
本実施の形態において、弾性体２０と球状突起２１が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００３９】
図１１及び図１２は、図７及び図８の変形例を示す本発明による第４の実施の形態であり、図７及び図８と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００４０】
本実施の形態による減速手段７は、駆動軸８の先端部に設けた球状突起１６と、前記駆動軸８の進退によって前記球状突起１６と接触するローラ２２と、このローラ２２を一端に回転自在に支持し他端をベース２（図１参照）に支持した支軸２３に回転自在に連結したレバー２４と、このレバー２４と前記ベース２間に設置した圧縮ばね２５とを備えている。そして、支軸２３を前記ベース２に調整可能に取り付けることで、前記球状突起１６と前記ローラ２２との位置関係を調整している。
【００４１】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は、図１１の状態にあり、この状態で駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の球状突起１６がローラ２２に接近し、ついには球状突起１６がローラ２２に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図１２に示すように、駆動軸８の先端の球状突起１６は圧縮ばね２５を圧縮してローラ２２を下方に変位させる。この動作、即ち、球状突起１６が圧縮ばね２５に逆らってローラ２２を変位させることにより、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、球状突起１６がローラ２２を最大量変位させる点を、各把持爪がウェハに接触するときに一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。そして、球状突起１６がローラ２２を乗り越えることで、アクチュエータ３の駆動力が把持爪に伝達されてウェハを把持するので、ウェハを十分に把持することができる。
【００４２】
本実施の形態において、前記球状突起１６が駆動軸８に設けられ、ローラ２２がレバー２４に設けられているが、球状突起１６をレバー２４に設け、ローラ２２を駆動軸８に設けてもよく、さらに、球状突起１６を回転体に代えることも可能である。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態においても、各把持爪の移動速度をウェハに接触直前に、減速することができるので、第４の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００４４】
本実施の形態において、球状突起１６、ローラ２２、支軸２３、レバー２４、圧縮ばね２５が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００４５】
次に、本発明による第５の実施の形態を図１３及び図１４に基づいて説明する。尚、図１〜図５，図７〜図１４と同一符号は同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００４６】
本実施の形態における減速手段７は、駆動軸８の先端部に設けた押圧体２６と、前記駆動軸８の進退によって前記押圧体２６と接触する弾性体２７と、この弾性体２７をベース２（図１参照）の定位置に保持する保持部材（図示せず）とを備えている。そして、弾性体２７を前記ベース２に調整可能に取り付けることで、前記押圧体６と前記弾性体２７との位置関係を調整している。
【００４７】
本実施の形態において、各把持爪がウェハを把持する前は、図１３の状態にあり、この状態で駆動軸８が矢印Ａ方向に駆動されると、その先端の押圧体２６が弾性体２７に接近し、ついには押圧体２６が弾性体２７に接触する。さらに、駆動軸８の駆動を続けると、図１４に示すように、押圧体２６は弾性体２７を圧縮して変形させる。この動作、即ち、押圧体２６が弾性体２７を変形させることにより、駆動軸８の移動速度、云い代えれば各把持爪の移動速度を減速させ、把持爪のウェハへの接触を低速度で行うことができる。尚、押圧体２６が弾性体２７を最大量変位させる点を、各把持爪がウェハに接触するときに一致させることで、ウェハに接触する時点での把持爪の移動速度を最も遅くすることができる。
【００４８】
尚、前記弾性体２７は、ゴム製の中実ボールでも、環状のばねでもよく、さらに、ゴム製の中空ボールに圧縮空気を封入したものでもよい。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態においても、各把持爪の移動速度をウェハに接触直前に、減速することができるので、第４の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００５０】
本実施の形態において、押圧体２６と弾性体２７が、本発明による把持部材の移動を抑制する抵抗部材、把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段、弾性体の反発力を増大させる手段、弾性体の変軽量を小さくさせる手段となる。
【００５１】
この外、図示はしないが、例えば油やゲル状、あるいはゼリー状の流動物質を、前記駆動軸８の移動に伴って駆動軸８の先端部で流動させ、その流動物質を流路の中間に設けた小断面流路を通過させることで、駆動軸８の移動速度、云い代えれば把持部材の移動速度を減速させるようにしてもよい。
【００５２】
この実施の形態の場合、流動物質と、小断面流路を有する流動物質の流路とが、本発明による減速手段、把持部材の移動を抑制する抵抗部材となる。
【００５３】
次に、各形態における把持爪の移動時間を図１５に基づいて説明する。図１５に示した実線Ａは本実施形態によるもの、破線Ｂは従来によるもの、点線Ｃは従来において移動速度を遅くしたもの、２点差線Dは本実施の形態で移動速度を早くしたものを示す。
【００５４】
図１５に示すように、本実施の形態による搬送装置（実線Ａ）によれば、ウェハの把持指令から把持までに要する把持爪の移動時間Ｔ０は、従来の搬送装置（破線Ｂ）と同じである。しかし、前述のようにウェハ把持までの把持爪の移動速度を早くし、把持直前で減速することで、把持爪のウェハへの衝突力を小さくできるので、ウェハからの損傷粒子の飛散を少なくすることができる。
【００５５】
また、従来において、移動速度を遅くすると点線Cに示すように、ウェハ把持までの把持爪の移動速度T２が長くなり、搬送効率を低下させることになる。しかし、本実施の形態において、ウェハ把持までの把持爪の移動速度をさらに早くすることで、２点鎖線Dで示すように、移動時間T２は短縮されて搬送効率を高めることができる。
【００５６】
以上説明したように本発明によれば、把持爪によるウェハの把持時に、把持爪の移動速度を減速することで、ウェハへの把持爪の衝突力を低減できるので、把持爪の衝突力二よりウェハから飛散する損傷粒子の発生を少なくすることができる。
【００５７】
ところで上述のウェハの搬送装置１は、互いに逆方向に駆動される第１ハンドフレーム５及び第２ハンドフレーム６と、これらに設けられた中間部が括れた鼓状の把持爪１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂとでウェハを把持しているが、図１６及び図１７に示すウェハの搬送装置３０にも本発明を適用することができる。
【００５８】
即ち、図１６及び図１７に示すウェハの搬送装置３０は、搬送機器（図示せず）に固定されるベース２と、このベース２に固定された、例えばエアシリンダや真空シリンダ等からなるアクチュエータ３と、このアクチュエータ３から突出し一方向に進退する駆動軸８と、前記ベース２に固定されＵ字状に形成された固定ハンドフレーム３１と、この固定ハンドフレーム３１のＵ字状の先端部に夫々固定された円柱の中間部が括れた鼓状の固定把持爪３２Ａ，３２Ｂと、前記駆動軸８に連結され前記固定把持爪３２Ａ，３２Ｂとほぼ同形状をなし固定把持爪３２Ａ，３２Ｂとの間隔を拡縮する可動把持爪３３と、この可動把持爪３３に連結された速度制御棒３４と、この速度制御棒３４の移動速度を減速する減速手段７とから構成されている。
【００５９】
上記構成のウェハの搬送装置３０は、ウェハ１５を把持するときには、可動把持爪３３のみ矢印A方向に移動させて固定把持爪３２Ａ，３２Ｂとの間でウェハ１５のエッジを把持する。そして、前記減速手段７は、既述の各減速手段と同じ構成とする。しかし、前記ウェハの搬送装置１の各減速手段７は、駆動軸８が減速手段７内に入り込む動作時に機能するように構成されているので、駆動軸８と連動する制御棒３４が把持動作時に減速手段７から突出するウェハの搬送装置３０では、制御棒３４が減速手段７から突出するときに、機能するように構成することが必要である。
【００６０】
また、上記説明は、ウェハの検査装置に用いられる搬送装置を例に説明したが、これらに限定されるものではなく、フラットパネルディスプレイ装置のガラス基板等の精密薄板材の製造装置や検査装置に用いられる精密薄板材の搬送装置にも適用できるのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による精密薄板材の搬送装置の第１の実施の形態を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断側面図。
【図３】図１に用いた減速手段の待機状態を示す概略側面図。
【図４】図１に用いた減速手段の把持状態を示す概略側面図。
【図５】（ａ）〜(ｃ)は、図１の精密薄板材の搬送装置の各時点の把持爪の位置を示す平面図。
【図６】図１の精密薄板材の搬送装置の把持爪の位置と力及び移動速度を示す線図。
【図７】本発明による精密薄板材の搬送装置の第２の実施の形態を示す側面図。
【図８】図７の把持位置を示す側面図。
【図９】本発明による精密薄板材の搬送装置の第３の実施の形態を示す側面図。
【図１０】図９の把持位置を示す側面図。
【図１１】本発明による精密薄板材の搬送装置の第４の実施の形態を示す側面図。
【図１２】図１１の把持位置を示す側面図。
【図１３】本発明による精密薄板材の搬送装置の第５の実施の形態を示す側面図。
【図１４】図１３の把持位置を示す側面図。
【図１５】把持爪の移動時間と速度との関係を示す比較線図。
【図１６】本発明による精密薄板材の搬送装置の別な構成を示す平面図。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ線に沿う縦断側面図。
【符号の説明】
【００６２】
１，３０…ウェハの搬送装置、３…アクチュエータ、５…第１ハンドフレーム、６…第２ハンドフレーム、７…減速手段、８…駆動軸、１０Ａ，１０Ｂ１１Ａ，１１Ｂ…把持爪、１２…第１磁石、１３…第２磁石、１６，２１…球状突起、１７…プランジャノーズ、１８，２５…圧縮ばね、２０，２７…弾性体、２２…ローラ、３１…固定ハンドフレーム、３２Ａ，３２Ｂ…固定把持爪、３３…可動把持爪、３４…速度制御棒。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
精密薄板材の板面に沿って移動させて前記精密薄板材のエッジを把持する複数の把持部材を備えた精密薄板材の搬送装置において、前記把持部材の移動速度を前記精密薄板材のエッジに接触する直前に減速させる減速手段を設けたことを特徴とする精密薄板材の搬送装置。
【請求項２】
前記減速手段は、前記把持部材の移動を抑制する抵抗部材であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項３】
前記抵抗部材は、前記把持部材の移動に伴って流動する流動物質と、その流動物質の流路に設けた小断面流路で構成されていることを特徴とする請求項２記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項４】
前記減速手段は、前記把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項５】
前記減速手段は、前記把持部材の把持方向の移動に伴って磁気力を増大させる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項６】
前記減速手段は、前記把持部材の把持方向の移動に伴って弾性体の反発力を増大させる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項７】
前記減速手段は、前記把持部材の把持方向の移動に伴って弾性体の変形量を小さくさせる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項１】
精密薄板材の板面に沿って移動させて前記精密薄板材のエッジを把持する複数の把持部材を備えた精密薄板材の搬送装置において、前記把持部材の移動速度を前記精密薄板材のエッジに接触する直前に減速させる減速手段を設けたことを特徴とする精密薄板材の搬送装置。
【請求項２】
前記減速手段は、前記把持部材の移動を抑制する抵抗部材であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項３】
前記抵抗部材は、前記把持部材の移動に伴って流動する流動物質と、その流動物質の流路に設けた小断面流路で構成されていることを特徴とする請求項２記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項４】
前記減速手段は、前記把持部材の移動に伴って弾性力を低下させる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項５】
前記減速手段は、前記把持部材の把持方向の移動に伴って磁気力を増大させる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項６】
前記減速手段は、前記把持部材の把持方向の移動に伴って弾性体の反発力を増大させる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【請求項７】
前記減速手段は、前記把持部材の把持方向の移動に伴って弾性体の変形量を小さくさせる手段であることを特徴とする請求項１記載の精密薄板材の搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−４１４２３（Ｐ２００６−４１４２３Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２３０２０（Ｐ２００４−２２３０２０）
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（０００２３３５４９）日立那珂エレクトロニクス株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（０００２３３５４９）日立那珂エレクトロニクス株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
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