JP2000260849A - Electrostatically levitated carrying device - Google Patents

Electrostatically levitated carrying device

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JP2000260849A
JP2000260849A JP6165799A JP6165799A JP2000260849A JP 2000260849 A JP2000260849 A JP 2000260849A JP 6165799 A JP6165799 A JP 6165799A JP 6165799 A JP6165799 A JP 6165799A JP 2000260849 A JP2000260849 A JP 2000260849A
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electrostatic levitation
electrode plate
electrostatic
levitation
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Yasushi Yoshida
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constantly maintain an initial gap between an object to be carried and an electrode for electrostatic levitation, without depending on positioning accuracy in robot control, when repeatedly carrying the object to be carried. SOLUTION: An applied voltage to electrodes 2a-2d for electrostatic levitating is controlled, based on the detection signal of displacement sensors 4a-4d for detecting the gap between the electrodes 2a-2d for electrostatic levitation and an object 3 to be carried, thus levitating and carrying the object 3 to be measured, using electrostatic force. In this case, the outer end part of the electrodes 2a-2d for electrostatic levitation is provided with a projection 7 for presetting the gap between the electrodes 2a-2d for electrostatic levitating the object 3 to be carried when lifting the object 3 to be measured, thus uniformly maintaining the initial gap between the electrodes 2a-2d for electrostatic levitation and the object 3 to be carried, and setting the levitating to a constant start voltage when levitating the object 3 to be carried.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば、シリコン
ウエハや液晶用ガラス基板などの被搬送物を、静電吸引
力により非接触に浮上させて搬送する静電浮上搬送装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic levitation transfer apparatus for transferring an object to be transferred such as a silicon wafer or a glass substrate for liquid crystal in a non-contact manner by electrostatic attraction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体工業などの極めてクリーン
度の高い作業環境において、シリコンウエハなどの板状
の被搬送物を非接触で搬送するための静電浮上搬送装置
は、図10のようになっている。図において、1は静電
浮上搬送装置、2は絶縁基板でできた円形状の電極プレ
ート、2a、2b、2c、2dは電極プレート2上の分
離帯Pを挟んで均等に分割された4つの扇状の静電浮上
用電極で、各々の電極に正電圧と負電圧が交互に印加さ
れる。3は静電浮上用電極2a、2b、2c、2dと対
向するように配置された被搬送物で、図ではシリコンウ
エハの場合を示している。4a、4b、4c、4dは静
電浮上用電極2a、2b、2c、2dと被搬送物3との
ギャップを測定する変位センサである。5は被搬送物3
が目標ギャップに浮上できるように静電浮上用電極2
a、2b、2c、2dへ印加する電圧を制御する制御
器、6は電極プレート2の上面を保持し、ハンドリング
により搬送するための搬送手段であって、図は多関節
(6軸)のロボットを示している。このような構成にお
いて、まず、ロボット6の先端部に保持された静電浮上
用電極2a、2b、2c、2dにより、被搬送物3と静
電浮上用電極2a、2b、2c、2dとの初期ギャップ
(例えば、400μm)が均一となるように、電極プレ
ート2の傾きを調整する。その後、静電浮上用電極2
a、2cに正のバイアス電圧+Vbiasを印加し、また、
静電浮上用電極2b、2dに負のバイアス電圧−Vbias
を印加する。その後、制御器5に内蔵された図示しない
タイマーにより、PID制御スタート信号を制御器5に
入力すると、各々の静電浮上用電極2a、2b、2c、
2dごとに独立したフィードバックループのPID制御
が開始される。PID制御開始後、被搬送物3は各々の
静電浮上用電極との間で静電力が働くため浮上を始め、
やがて変位センサ4a、4b、4c、4dによるギャッ
プ信号が目標ギャップ(例えば200μm)に一致した
位置で、浮上が安定する。このように被搬送物3を非接
触で浮上させた電極プレート2は、ロボット6により、
目的の処理プロセスの位置まで搬送される。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an extremely clean work environment such as the semiconductor industry, an electrostatic levitation transfer device for transferring a plate-like transferred object such as a silicon wafer in a non-contact manner as shown in FIG. Has become. In the figure, reference numeral 1 denotes an electrostatic levitation transfer device, 2 denotes a circular electrode plate made of an insulating substrate, 2a, 2b, 2c, and 2d denote four equally divided portions sandwiching a separation band P on the electrode plate 2. Positive and negative voltages are alternately applied to each electrode by fan-shaped electrostatic levitation electrodes. Reference numeral 3 denotes an object to be conveyed arranged so as to face the electrodes 2a, 2b, 2c and 2d for electrostatic levitation, and the figure shows the case of a silicon wafer. Reference numerals 4a, 4b, 4c, and 4d denote displacement sensors for measuring a gap between the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c, and 2d and the transferred object 3. 5 is the transferred object 3
Electrostatic levitation electrode 2 so that it can float to the target gap
a, a controller for controlling the voltage applied to 2b, 2c, 2d; and 6, a transfer means for holding the upper surface of the electrode plate 2 and transferring the electrode plate 2 by handling. The figure shows an articulated (6-axis) robot. Is shown. In such a configuration, first, the transported object 3 and the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c, 2d are connected to each other by the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c, 2d held at the distal end of the robot 6. The inclination of the electrode plate 2 is adjusted so that the initial gap (for example, 400 μm) is uniform. Then, the electrode 2 for electrostatic levitation
a, a positive bias voltage + V bias is applied to 2c,
A negative bias voltage -V bias is applied to the electrodes 2b and 2d for electrostatic levitation.
Is applied. Thereafter, when a PID control start signal is input to the controller 5 by a timer (not shown) built in the controller 5, each of the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c,
PID control of an independent feedback loop is started every 2d. After the start of the PID control, the transferred object 3 starts to float because electrostatic force acts between each of the electrostatic levitation electrodes,
Eventually, the levitation becomes stable at the position where the gap signal from the displacement sensors 4a, 4b, 4c, and 4d matches the target gap (for example, 200 μm). The electrode plate 2 on which the transported object 3 is levitated in a non-contact manner is moved by the robot 6
It is transported to the position of the target processing process.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、被搬送物を多関節のロボットに保持された電極プレ
ートにより何度も繰り返して非接触で浮上搬送させる
と、被搬送物と静電浮上用電極間の初期ギャップがばら
ついてしまい、ひどいときには最大数100μm程度変
化してしまう。これは、被搬送物と静電浮上用電極間の
初期ギャップの繰り返し精度がロボットを制御する際の
位置決め精度に依存しているためであり、このような初
期ギャップのばらつきに伴って、被搬送物が浮上を開始
する際の浮上開始電圧も最大数100V変化してしま
う。その結果、この初期ギャップが狭くなると、バイア
ス電圧を加えた瞬間に被搬送物が急速に浮上し静電浮上
用電極に接触してしまうという問題が発生した。また、
逆にこの初期ギャップが広いと、制御器にかかる制御電
圧が不足するため被搬送物が浮上しないという問題が発
生していた。このように上記の静電浮上搬送装置で被搬
送物を繰り返し浮上制御を行うと確実な浮上搬送を行う
ことができないという問題があった。そこで本発明は、
被搬送物を繰り返し搬送する際、ロボット制御時の位置
決め精度に依存することなく、被搬送物と静電浮上用電
極間の初期ギャップを一定に保つことができると共に、
確実で安定した浮上搬送が可能な静電浮上搬送装置を提
供することを目的とする。
However, in the prior art, when an object to be conveyed is levitated and conveyed by an electrode plate held by an articulated robot many times without contact, the object to be conveyed and electrostatic levitation The initial gap between the electrodes for use varies, and in severe cases, the maximum gap changes by about several 100 μm. This is because the repeatability of the initial gap between the transferred object and the electrode for electrostatic levitation depends on the positioning accuracy when controlling the robot. The floating start voltage when the object starts floating also changes by several hundred volts at the maximum. As a result, when the initial gap is narrowed, there is a problem that the transported object rapidly floats at the moment when the bias voltage is applied, and comes into contact with the electrostatic levitation electrode. Also,
Conversely, if the initial gap is wide, the control voltage applied to the controller is insufficient, so that there is a problem that the transferred object does not float. As described above, when the floating control is repeatedly performed on the object to be conveyed by the above-mentioned electrostatic levitation conveyance device, there is a problem that the levitation conveyance cannot be reliably performed. Therefore, the present invention
When repeatedly transporting the transferred object, the initial gap between the transferred object and the electrode for electrostatic levitation can be kept constant without depending on the positioning accuracy at the time of robot control,
It is an object of the present invention to provide an electrostatic levitation transfer device capable of performing stable and stable levitation transfer.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項1記載の本発明は、搬送手段の把持部に接続
され、かつ絶縁基板からなる電極プレートと、前記電極
プレート上に複数に分割配置された静電浮上用電極と、
前記静電浮上用電極と対向する被搬送物と、前記静電浮
上用電極と前記被搬送物とのギャップを検出する変位セ
ンサと、前記静電浮上用電極へ印加する電圧を制御する
制御器と、前記被搬送物を間に介して前記静電浮上用電
極の反対側に設けられ、かつ前記被搬送物を支持するス
テージとを備え、前記各々の変位センサの検出信号に基
づいて前記静電浮上用電極への印加電圧を制御すること
により、前記被搬送物を静電吸引力を用いて浮上・搬送
させる静電浮上搬送装置において、前記電極プレート上
に設けた静電浮上用電極の外縁部または前記ステージ上
の前記被搬送物が支持される位置の外縁部の少なくとも
何れか一方に、前記被搬送物を浮上させる際の前記静電
浮上用電極と前記被搬送物間のギャップを予め設定する
ための突起を設けたことを特徴とするものである。ま
た、請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の静電浮
上搬送装置において、前記搬送手段の把持部と前記電極
プレートとの間に、圧縮方向の力を伝達せずに引張方向
の力のみを伝達する張力伝達手段を設けたものである。
また、請求項3記載の本発明は、請求項2に記載の静電
浮上搬送装置において、前記張力伝達手段は、略コ字状
断面を有した係合部を備える第1ジグと、前記第1ジグ
の係合部と係合するT字状断面を有する第2ジグとから
なる継手で構成してあり、前記第1ジグと前記第2ジグ
の何れか一方を前記搬送手段の把持部に、他方を前記電
極プレートに接続したものである。また、請求項4記載
の本発明は、請求項1に記載の静電浮上搬送装置におい
て、前記搬送手段の把持部と前記電極プレートとの間
に、弾性部材を設けたものである。また、請求項5記載
の本発明は、請求項1から4までの何れか1項に記載の
静電浮上搬送装置において、前記電極プレートを別体の
支持プレートにより固定すると共に、前記支持プレート
と前記突起を一体成形したものである。また、請求項6
記載の本発明は、請求項1から5までの何れか1項に記
載の静電浮上搬送装置において、前記ステージの内部に
弾性部材を挿設したものである。上記手段により、被搬
送物を繰り返し搬送を行っても初期ギャップが常に一定
にセッテイングされるため、初期ギャップが狭くなり、
バイアス電圧を加えた瞬間に被搬送物が急速に浮上し静
電浮上用電極に接触してしまうという問題や、初期ギャ
ップが広くなり、制御電圧が不足し被搬送物が浮上しな
いという問題が発生せず、確実な浮上搬送がおこなえ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electrode plate connected to a holding portion of a transporting means and comprising an insulating substrate; Electrostatic levitation electrodes arranged separately,
An object to be conveyed facing the electrode for electrostatic levitation, a displacement sensor for detecting a gap between the electrode for electrostatic levitation and the object to be conveyed, and a controller for controlling a voltage applied to the electrode for electrostatic levitation And a stage provided on the opposite side of the electrostatic levitation electrode with the object to be transported therebetween, and supporting the object to be transported, wherein the static sensor is provided based on a detection signal of each of the displacement sensors. By controlling the voltage applied to the electrode for electro-levitation, in an electrostatic levitation transport device that levitates and transports the object to be transported using electrostatic attraction, the electrostatic levitation electrode provided on the electrode plate At least one of an outer edge portion and an outer edge portion of the position where the transferred object is supported on the stage, a gap between the electrostatic levitation electrode and the transferred object when floating the transferred object. Provide protrusions for presetting It is characterized in. According to a second aspect of the present invention, there is provided the electrostatic levitation transfer device according to the first aspect, wherein a force in a compression direction is not transmitted between a grip portion of the transfer means and the electrode plate in a tension direction. Is provided with a tension transmitting means for transmitting only the force of
According to a third aspect of the present invention, in the electrostatic levitation and transfer device according to the second aspect, the tension transmitting means includes a first jig including an engagement portion having a substantially U-shaped cross section, and It is constituted by a joint consisting of a second jig having a T-shaped cross section that engages with an engagement portion of one jig, and one of the first jig and the second jig is attached to a grip portion of the transporting means. And the other is connected to the electrode plate. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electrostatic levitation and transport device according to the first aspect, wherein an elastic member is provided between the grip portion of the transport means and the electrode plate. According to a fifth aspect of the present invention, in the electrostatic levitation transfer device according to any one of the first to fourth aspects, the electrode plate is fixed by a separate support plate, and the electrode plate is fixed to the support plate. The projection is formed integrally. Claim 6
According to the present invention, in the electrostatic levitation transfer device according to any one of the first to fifth aspects, an elastic member is inserted inside the stage. By the above means, even if the transported object is repeatedly transported, the initial gap is always set to be constant, so the initial gap becomes narrower,
There is a problem that the transferred object quickly floats and contacts the electrode for electrostatic levitation at the moment when the bias voltage is applied, and the problem that the initial gap is widened, the control voltage is insufficient, and the transferred object does not float. Floating transfer can be performed without any need.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。図1は、本発明の第1の実施形態を示す静
電浮上搬送装置の構成図である。図2は、電極プレート
の詳細を示すものであって、(a)は電極プレートに対
向してステージ上に被搬送物をセットした状態を示す側
面図、(b)は電極プレートの平面図である。従来と同
じ構成要素については同じ符号を付してその説明を省略
し、異なる点のみ説明する。すなわち、電極プレート2
上において、静電浮上用電極2a、2b、2c、2dの
外縁部を囲むようにリング状の突起7を設けた点であ
る。また、図2において、被搬送物3の下方に被搬送物
3を載置するためのステージ8を置いた場合、突起7の
高さhは、突起7がステージ8に接触したとき、各々の
静電浮上用電極2a、2b、2c、2dと被搬送物3と
の距離が均一な初期ギャップ(例えば400μm)にな
るように、各静電浮上用電極2a〜2dの厚みと被搬送
物3の厚みに初期ギャップをたし合わせた長さに設計さ
れている。次に動作を説明する。まず、電極プレート2
上の突起7がステージ8と接触する様に、ロボット6に
より電極プレート2の傾きを調整しながら、電極プレー
ト2をステージ8に向けて移動させる。ロボット6の位
置制御により、電極プレート2に設けた突起7とステー
ジ8の間が完全に接触した後、静電浮上用電極2a、2
b、2c、2dと被搬送物3とのギャップは、必然的に
400μmに設定される。この後、静電浮上用電極2
a、2cに正のバイアス電圧+Vbiasを、静電浮上用電
極2b、2dに負のバイアス電圧−Vbiasを印加する。
続いて、制御器5内のタイマーにより、PID制御スタ
ート信号が制御器5に入力されると、各静電浮上用電極
ごとに独立したフィードバックループのPID制御が開
始される。PID制御開始後、被搬送物3は浮上を始
め、やがて変位センサ4a、4b、4c、4dによるギ
ャップ信号が目標ギャップ(例えば200μm)に一致
した位置で、被搬送物3の浮上が安定する。そして、被
搬送物3の浮上後、電極プレート2に接続したロボット
6により、被搬送物3は目的の位置まで搬送される。第
1の実施形態はこのような構成にすることにより、繰り
返して被搬送物を搬送する際に、被搬送物と静電浮上用
電極間の初期ギャップがばらついてしまうことがなく、
均一な初期ギャップに保たれるので、被搬送物を浮上さ
せる時の浮上開始電圧を一定に設定できる。また、初期
ギャップが過小になった際、バイアス電圧を加えた瞬間
に被搬送物が急速に浮上して静電浮上用電極に接触する
という問題が解消される。あるいは逆に初期ギャップが
過大になった際、制御器にかかる制御電圧が不足するた
め被搬送物が浮上しないという問題が解消されることに
なり、このように本発明はより確実で安定した静電浮上
搬送を行うことができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an electrostatic levitation transfer device according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B show details of the electrode plate, wherein FIG. 2A is a side view showing a state in which an object to be conveyed is set on a stage so as to face the electrode plate, and FIG. 2B is a plan view of the electrode plate. is there. The same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different points will be described. That is, the electrode plate 2
The point is that a ring-shaped projection 7 is provided so as to surround the outer edges of the electrodes 2a, 2b, 2c, and 2d for electrostatic levitation. In FIG. 2, when a stage 8 on which the transferred object 3 is placed is placed below the transferred object 3, the height h of the projection 7 becomes The thickness of each of the electrostatic levitation electrodes 2a to 2d and the transported object 3 are set so that the distance between the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c, and 2d and the transported object 3 becomes a uniform initial gap (for example, 400 μm). It is designed to have a length that is obtained by adding the initial gap to the thickness. Next, the operation will be described. First, electrode plate 2
The electrode plate 2 is moved toward the stage 8 while the inclination of the electrode plate 2 is adjusted by the robot 6 so that the upper projection 7 contacts the stage 8. After the projection 7 provided on the electrode plate 2 and the stage 8 are completely contacted by the position control of the robot 6, the electrostatic levitation electrodes 2a, 2
The gap between b, 2c, 2d and the transferred object 3 is necessarily set to 400 μm. After that, the electrode 2 for electrostatic levitation
a, 2c are applied with a positive bias voltage + V bias and the electrostatic levitation electrodes 2b, 2d are applied with a negative bias voltage -V bias .
Subsequently, when a PID control start signal is input to the controller 5 by a timer in the controller 5, PID control of an independent feedback loop is started for each electrostatic levitation electrode. After the start of the PID control, the transferred object 3 starts to float, and the floating of the transferred object 3 is stabilized at a position where the gap signal from the displacement sensors 4a, 4b, 4c, and 4d matches the target gap (for example, 200 μm). Then, after the transferred object 3 floats, the transferred object 3 is transferred to a target position by the robot 6 connected to the electrode plate 2. With the first embodiment having such a configuration, the initial gap between the transferred object and the electrode for electrostatic levitation does not vary when the transferred object is repeatedly transferred,
Since the uniform initial gap is maintained, the floating start voltage when floating the transported object can be set to be constant. In addition, when the initial gap becomes too small, the problem that the transferred object rapidly floats and contacts the electrostatic levitation electrode at the moment when the bias voltage is applied is solved. Conversely, when the initial gap becomes excessively large, the problem that the transferred object does not float because the control voltage applied to the controller is insufficient is solved. Thus, the present invention is more reliable and stable. Electro-levitation transport can be performed.

【0006】次に、本発明の第2の実施形態を説明す
る。図3は、本発明の第2の実施形態を示す静電浮上装
置であって、(a)は電極プレートに対向してステージ
上に被搬送物をセットした状態を示す側面図、(b)は
ステージの平面図である。なお、本実施形態では図の説
明を簡単にするために制御器の図示を省略し、第3の実
施形態以降も同じとする。図において、第1の実施形態
との違いは、第1の実施形態で示した電極プレート2上
に突起を設けた構成に替えて、ステージ8上に載置して
ある被搬送物3の外縁部に半球状の突起9を等間隔に設
けた点であり、ここでは突起9を3個設けた例を示して
いる。突起9の高さhは、突起9が電極プレート2に接
触したとき、各々の静電浮上用電極2a、2b、2c、
2dと被搬送物3との距離が均一な初期ギャップ(例え
ば400μm)になるように、各々の静電浮上用電極の
厚みと被搬送物の厚みに初期ギャップをたし合わせた長
さに設計されている。次に動作を説明する。まず、電極
プレート2がステージ8上の突起9と接触するように、
ロボット6により電極プレート2の傾きを調整しなが
ら、電極プレート2をステージ8に向けて移動させる。
ロボット6の位置制御により、静電浮上用電極2a、2
b、2c、2dと被搬送物3とのギャップは、必然的に
400μmにセッテイングされる。なお、この後の浮上
制御に関する動作については、第1の実施例と同じなの
で説明を省略する。第2の実施形態はこのような構成に
することにより、第1の実施形態と同様に、繰り返して
被搬送物を搬送する際に、被搬送物と静電浮上用電極間
の初期ギャップがばらついてしまうことはなく、均一な
初期ギャップに保たれるので、被搬送物を浮上させる時
の浮上開始電圧を一定に設定することができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 3A and 3B show an electrostatic levitation device according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a side view showing a state in which an object to be carried is set on a stage so as to face an electrode plate, and FIG. Is a plan view of the stage. In the present embodiment, a controller is omitted for simplification of the drawing, and the same applies to the third and subsequent embodiments. In the figure, the difference from the first embodiment is that the outer edge of the transferred object 3 placed on the stage 8 is replaced with the configuration in which the projection is provided on the electrode plate 2 shown in the first embodiment. This is a point in which hemispherical projections 9 are provided at equal intervals in the portion, and here, an example in which three projections 9 are provided is shown. The height h of the projection 9 is such that when the projection 9 comes into contact with the electrode plate 2, each of the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c,
The thickness of each electrode for electrostatic levitation and the thickness of the object to be transported are designed so that the initial gap is added so that the distance between 2d and the object to be transported 3 becomes a uniform initial gap (for example, 400 μm). Have been. Next, the operation will be described. First, so that the electrode plate 2 comes into contact with the projection 9 on the stage 8,
The electrode plate 2 is moved toward the stage 8 while the inclination of the electrode plate 2 is adjusted by the robot 6.
By controlling the position of the robot 6, the electrostatic levitation electrodes 2a, 2a
The gap between b, 2c, 2d and the transferred object 3 is necessarily set to 400 μm. Note that the subsequent operation relating to the levitation control is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the second embodiment, with such a configuration, the initial gap between the transferred object and the electrode for electrostatic levitation varies when the transferred object is repeatedly transported, similarly to the first embodiment. Therefore, the initial gap is maintained at a uniform value, so that the floating start voltage for floating the transferred object can be set to be constant.

【0007】次に本発明の第3の実施形態を説明する。
図4は、本発明の第3の実施形態を示す静電浮上搬送装
置の構成図、図5は図4に示した静電浮上搬送装置のう
ち、電極プレートに対向してステージ上に被搬送物をセ
ットした状態を示す側面図である。図において、第1、
第2の実施形態との違いは、以下のとおりである。電極
プレート2の外周と静電浮上用電極2a、2b、2c、
2dの外縁部との間に円周方向に沿って、半球状の突起
10を等間隔に設けた点であり、突起10の高さhにつ
いては、第1の実施形態と同様に突起10がステージ8
に接触した場合を考慮した高さに設定している。また、
ロボットは第1、第2の実施形態で用いた垂直多関節型
のロボットに替えて、水平面内での旋回運動と昇降運動
の二つの運動機能を有するθ―Z型のロボット61を用
いたものである。把持部6aはロボット61に設けた昇
降軸12と旋回アーム13を介して間接的に昇降および
回転するようになっている。さらに、電極プレート2と
ロボット61を接続する把持部6aとの間に、電極プレ
ート2に対する圧縮方向の力を伝えず、且つ電極プレー
ト2に対して引張方向の力のみを伝達する張力伝達手段
となる継手11を設けた点である。この継手11の構造
は、図5に示すように、ロボット61の把持部6aに接
続されると共に下向きに開口した係合部を備え、略コ字
状断面を有する第1ジグ11aと、電極プレート2に接
続されると共に、第1ジグ11aの係合部と係合するT
字状断面を有する第2ジグ11bとからなる。この継手
11の二つのジグ間に張力が加わると。第2ジグ11b
のB点と第1ジグ11aのA点が接触し力を伝達する
が、逆に、二つのジグ間において、第1ジグ11aから
電極プレート2に向かって圧縮力が働くと、第2ジグ1
1bのB点と第1ジグ11aのA点が離れ力を伝達しな
い仕組みになっている。次に動作を図6に基づいて説明
する。図6は、電極プレートにより被搬送物を浮上させ
る動作プロセスを示す図であって、(a)は動作プロセ
スのステップ1、(b)は動作プロセスのステップ2、
(c)は動作プロセスのステップ3、(d)は動作プロ
セスのステップ4である。 (ステップ1)ロボット61により、電極プレート2を
ステージ8上に移動させる。 (ステップ2)ロボット61の把持部6aを徐々に下げ
ていくと、やがて電極プレート2上の突起10とステー
ジ8が接触し、第2ジグ11bのB点と第1ジグ11a
のA点が離れる。この時点で、電極プレート2の突起1
0がステージ8に接触した状態となり、静電浮上用電極
2a、2b、2c、2dと被搬送物3とのギャップは、
必然的に400μmにセッテイングされる。 (ステップ3)静電浮上用電極2a、2cに正のバイア
ス電圧+Vbiasを、静電浮上用電極2b、2dに負のバ
イアス電圧−Vbiasを印加する。その後、図示しない制
御器内のタイマーにより、PID制御スタート信号が制
御器(図示せず)に入力されると、各静電浮上用電極ご
とに独立したフィードバックループのPID制御が開始
される。PID制御開始後、被搬送物3は浮上を始め、
やがて図示しない変位センサによるギャップ信号が目標
ギャップ(例えば200μm)に一致した位置で、被搬
送物3の浮上が安定する。 (ステップ4)被搬送物3の浮上後、ロボットの把持部
6aを徐々に上方に上げていくと、再び継手11の第2
ジグ11bのB点と第1ジグ11aのA点が接触し、電
極プレート2も上昇を始める。その後、接続した図示し
ないロボットにより、被搬送物3は目的の位置まで搬送
される。第3の実施形態はこのような構成にすることに
より、第1および第2の実施形態と同様に、繰り返して
被搬送物を搬送する際に、被搬送物と静電浮上用電極間
の初期ギャップがばらついてしまうことがなく、均一な
初期ギャップに保たれるので、被搬送物を浮上させる時
の浮上開始電圧を一定に設定することができる。また、
第1および第2の実施形態と比較して、電極プレートと
把持部との間に継手を挿入したことにより、電極プレー
トと被搬送物間の初期ギャップのセッティングの際、ロ
ボットによる電極プレートの傾き調整を行う手間が省け
るので、搬送手段として自由度の少ない安価なロボット
を用いることができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a configuration diagram of an electrostatic levitation transport apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic view of the electrostatic levitation transport apparatus shown in FIG. It is a side view which shows the state which set the thing. In the figure, the first,
The differences from the second embodiment are as follows. The outer periphery of the electrode plate 2 and the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c,
It is a point that hemispherical protrusions 10 are provided at equal intervals along the circumferential direction between the outer periphery of the protrusions 2d and the height h of the protrusions 10 as in the first embodiment. Stage 8
The height is set in consideration of the case of contact with. Also,
Instead of the vertical articulated robot used in the first and second embodiments, the robot uses a θ-Z type robot 61 having two motion functions of a turning motion and a vertical motion in a horizontal plane. It is. The gripper 6a is configured to indirectly move up and down and rotate via an elevating shaft 12 and a turning arm 13 provided on the robot 61. Further, between the electrode plate 2 and the grip portion 6a connecting the robot 61, a tension transmitting means for transmitting no force in the compression direction to the electrode plate 2 and transmitting only a force in the tension direction to the electrode plate 2; In that the joint 11 is provided. As shown in FIG. 5, the structure of the joint 11 includes a first jig 11a having a substantially U-shaped cross section, having an engaging portion connected to the grip portion 6a of the robot 61 and opening downward, and an electrode plate. 2 and is engaged with the engagement portion of the first jig 11a.
And a second jig 11b having a U-shaped cross section. When tension is applied between the two jigs of the joint 11. 2nd jig 11b
Point B contacts point A of the first jig 11a to transmit the force. Conversely, when a compressive force acts from the first jig 11a toward the electrode plate 2 between the two jigs, the second jig 1
The point B of 1b and the point A of the first jig 11a do not transmit a separating force. Next, the operation will be described with reference to FIG. FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an operation process in which an object is levitated by an electrode plate, wherein FIG. 6A shows step 1 of the operation process, FIG.
(C) is step 3 of the operation process, and (d) is step 4 of the operation process. (Step 1) The robot 61 moves the electrode plate 2 onto the stage 8. (Step 2) As the gripping portion 6a of the robot 61 is gradually lowered, the projection 10 on the electrode plate 2 comes into contact with the stage 8 until the point B of the second jig 11b and the first jig 11a.
Point A leaves. At this point, the protrusions 1 on the electrode plate 2
0 comes into contact with the stage 8, and the gap between the electrostatic levitation electrodes 2a, 2b, 2c, 2d and the object 3 is
It is inevitably set to 400 μm. (Step 3) A positive bias voltage + V bias is applied to the electrostatic levitation electrodes 2a and 2c, and a negative bias voltage -V bias is applied to the electrostatic levitation electrodes 2b and 2d. Thereafter, when a PID control start signal is input to a controller (not shown) by a timer in a controller (not shown), PID control of an independent feedback loop is started for each electrostatic levitation electrode. After the start of the PID control, the transferred object 3 starts to float,
Eventually, at a position where the gap signal from the displacement sensor (not shown) matches the target gap (for example, 200 μm), the floating of the transferred object 3 becomes stable. (Step 4) After the transferred object 3 has floated, the gripping portion 6a of the robot is gradually raised upward, and the second
The point B of the jig 11b comes into contact with the point A of the first jig 11a, and the electrode plate 2 also starts to rise. Thereafter, the transferred object 3 is transferred to a target position by the connected robot (not shown). In the third embodiment, by adopting such a configuration, similar to the first and second embodiments, when the object to be transported is repeatedly transported, the initial distance between the object to be transported and the electrode for electrostatic levitation is reduced. Since the gap does not vary and the uniform initial gap is maintained, the floating start voltage for floating the transported object can be set constant. Also,
Compared to the first and second embodiments, the insertion of the joint between the electrode plate and the gripper allows the robot to tilt the electrode plate when setting the initial gap between the electrode plate and the object to be transferred. Since the trouble of performing the adjustment can be omitted, an inexpensive robot having a small degree of freedom can be used as the transfer means.

【0008】次に、本発明の第4の実施形態を説明す
る。図7は、本発明の第4の実施形態を示す静電浮上搬
送装置の構成図である。図において、静電浮上用電極2
a〜2dの外縁部に設けた突起の構成並びに突起の高さ
の設定については第3の実施形態と同じである。第4の
実施形態が、第3の実施形態との異なる点は、電極プレ
ート2とロボット61の把持部6aの間において、二つ
の金属製の剛体である連結部材15と、連結部材15間
に挟まれたゴムからなる弾性部材16を挿設したもので
ある。つぎに動作を説明する。ロボット61により、ロ
ボットの把持部6aに保持された電極プレート2を、ス
テージ8に向かって徐々に下げて移動させる。この時、
電極プレート2上の突起10の少なくとも1つがステー
ジ8に接触すると、ゴム16が圧縮される。そして、ロ
ボットの把持部6aが十分降下すると、ゴム16の全体
が圧縮され、電極プレート2上の突起10の全てがステ
ージ8に接触する。この時点で、静電浮上用電極2a、
2b、2c、2dと被搬送物3とのギャップは、必然的
に400μmにセッテイングされる。なお、この後の浮
上制御に関する動作については、第3の実施形態と同じ
なので説明を省略する。第4の実施形態はこのような構
成にすることにより、第1〜第3の実施形態と同様に、
繰り返して被搬送物を搬送する際に、被搬送物と静電浮
上用電極間の初期ギャップがばらついてしまうことがな
く、均一な初期ギャップに保たれるので、被搬送物を浮
上させる時の浮上開始電圧を一定に設定することができ
る。また、第1〜第3の実施例と比較して、電極プレー
トと把持部との間に弾性部材を挿入したことにより、電
極プレートと被搬送物間の初期ギャップのセッティング
の際、ロボットによる電極プレートの傾き調整を行う手
間が省けるので、搬送手段として自由度の少ない安価な
ロボットを用いることができる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a configuration diagram of an electrostatic levitation transfer device according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the electrostatic levitation electrode 2
The configuration of the protrusions provided on the outer edges of a to 2d and the setting of the height of the protrusions are the same as those in the third embodiment. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that between the electrode plate 2 and the holding portion 6a of the robot 61, there are two connecting members 15 which are rigid bodies made of metal, and between the connecting members 15. The elastic member 16 made of rubber sandwiched is inserted and provided. Next, the operation will be described. The robot 61 moves the electrode plate 2 held by the holding portion 6 a of the robot by gradually lowering it toward the stage 8. At this time,
When at least one of the protrusions 10 on the electrode plate 2 contacts the stage 8, the rubber 16 is compressed. When the gripper 6a of the robot is sufficiently lowered, the entire rubber 16 is compressed, and all the protrusions 10 on the electrode plate 2 come into contact with the stage 8. At this time, the electrostatic levitation electrodes 2a,
The gap between 2b, 2c, 2d and the transferred object 3 is necessarily set to 400 μm. Note that the subsequent operation relating to the levitation control is the same as in the third embodiment, and a description thereof will be omitted. In the fourth embodiment, by adopting such a configuration, similar to the first to third embodiments,
When transporting the transported object repeatedly, the initial gap between the transported object and the electrode for electrostatic levitation does not vary, and the uniform initial gap is maintained. The flying start voltage can be set constant. Also, compared to the first to third embodiments, the insertion of the elastic member between the electrode plate and the gripper allows the robot to use the electrode when setting the initial gap between the electrode plate and the transferred object. Since the trouble of adjusting the inclination of the plate can be omitted, an inexpensive robot having a small degree of freedom can be used as the transfer means.

【0009】次に、本発明の第5の実施形態を説明す
る。図8は、第5の実施形態を示す静電浮上装置の断面
図である。図において、静電浮上用電極2a〜2dの外
縁部に設けた突起の構成並びに突起の高さの設定につい
ては第3、第4の実施形態と同じである。第5の実施形
態が、第3、第4の実施形態との異なる点は、ステージ
8の間にゴムからなる弾性部材17を設けたものであ
る。次に動作を説明する。ロボット6により、電極プレ
ート2をステージ8上に移動させる。ロボットの把持部
6aを徐々に下げていくと、やがて電極プレート2上の
突起10の少なくとも1つがステージ8に接触し、ゴム
17の一部が圧縮される。続いて、ロボット6の把持部
6aが十分降下すると、ゴム17全体が圧縮され、電極
プレート2上の突起10の全てがステージ8に接触す
る。この時点で、静電浮上用電極2a、2b、2c、2
dと被搬送物3とのギャップは、必然的に400μmに
セッテイングされる。なお、この後の浮上制御に関する
動作については、第3の実施例と同じなので説明を省略
する。第5の実施形態はこのような構成にしたので、第
1〜第4の実施形態と同様に、繰り返して被搬送物を搬
送する際に、被搬送物と静電浮上用電極間の初期ギャッ
プがばらついてしまうことがなく、均一な初期ギャップ
に保たれるので、被搬送物を浮上させる時の浮上開始電
圧を一定に設定することができる。また、ステージ内部
に敷設したゴムにより、初期ギャップ設定時における、
電極プレートの突起がステージに接触した際の圧縮力を
緩和することができるため、電極プレートの突起の損傷
を防止し、信頼性の高い静電浮上搬送を行うことができ
る、なお、上記第1の実施形態乃至第5の実施形態にお
いて、以下のような構成にしても構わない。 (1)電極プレート側にリング状の突起を有するものに
替えて、複数の半球状の突起を靜電浮上用電極の外縁部
に設けても構わない。 (2)ステージ側に半球状の突起を有するものは、これ
に替えてリング状の突起を靜電浮上用電極の外縁部に設
けても構わない。 (3)電極プレートにリング状または半球状の突起を有
するものは、電極プレートの上方に、電極プレートを支
持する絶縁体あるいは導体からなる支持プレートを配置
し、この支持プレート上に初期ギャップ設定用の前述の
突起を一体形成しても構わない。 (4)半球状の突起を電極プレートもしくはステージに
設けた場合、突起の数は好ましくは3個であるが、必要
に応じてそれ以外の数にしても構わない。 (5)被搬送物をシリコンウエハとして説明を行った
が、誘電体である液晶用ガラスなどを被搬送物として用
いる場合は、静電浮上用電極の形状をたとえば矩形状の
ものに変更すればよい。 (6)被搬送物と静電浮上用電極の平行度を繰り返して
セッテイングする時に、電極プレートの傾き調整を行う
手間が簡略されることから、高価な多関節ロボットを使
わずにθ−Zロボットや、スライダを用いても良い。 (7)被搬送物をシリコンウエハの他に、液晶用ガラス
板、Al−Ti−カーバイトウエハを用いても構わずこ
れに限定されない。 (8)電極プレートの傾き調整時に、ロボットの位置制
御に替えて力制御をおこなってもかまわない。また、第
3の実施形態において、張力伝達手段としては柔軟で可
撓性のある化学繊維状の紐、ワイヤ、ロープまたはその
他チェーン等のものでも構わない。また、第4、5実施
形態において、ゴムに替えて、コイルバネまたは板バ
ネ、ベローズのような弾力性のある機械部品をもちいて
も構わない。さらに、特に第4実施例において、弾性部
材を間に挟む二つの剛体の少なくとも一方を省略し、ゴ
ムを直接ロボットの把持部もしくは電極プレートに取り
付けても構わない。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of the electrostatic levitation device according to the fifth embodiment. In the figure, the configuration of the protrusions provided on the outer edges of the electrostatic levitation electrodes 2a to 2d and the setting of the heights of the protrusions are the same as in the third and fourth embodiments. The fifth embodiment is different from the third and fourth embodiments in that an elastic member 17 made of rubber is provided between the stages 8. Next, the operation will be described. The electrode plate 2 is moved on the stage 8 by the robot 6. As the gripper 6a of the robot is gradually lowered, at least one of the protrusions 10 on the electrode plate 2 comes into contact with the stage 8 and a part of the rubber 17 is compressed. Subsequently, when the gripper 6 a of the robot 6 is sufficiently lowered, the entire rubber 17 is compressed, and all the protrusions 10 on the electrode plate 2 come into contact with the stage 8. At this time, the electrodes 2a, 2b, 2c, 2
The gap between d and the transferred object 3 is necessarily set to 400 μm. Note that the subsequent operation relating to the levitation control is the same as that of the third embodiment, and a description thereof will be omitted. Since the fifth embodiment has such a configuration, similar to the first to fourth embodiments, when the object to be transported is repeatedly transported, the initial gap between the object to be transported and the electrode for electrostatic levitation is set. Since the initial gap is maintained without variation, the floating start voltage when floating the transported object can be set to be constant. In addition, the rubber laid inside the stage allows
Since the compression force when the projection of the electrode plate comes into contact with the stage can be reduced, damage to the projection of the electrode plate can be prevented, and highly reliable electrostatic levitation conveyance can be performed. In the fifth to fifth embodiments, the following configuration may be adopted. (1) A plurality of hemispherical protrusions may be provided on the outer edge of the electrode for electrostatic levitation instead of having a ring-shaped protrusion on the electrode plate side. (2) If the stage has a hemispherical projection on the stage side, a ring-shaped projection may be provided on the outer edge of the electrode for electrostatic levitation instead. (3) If the electrode plate has a ring-shaped or hemispherical projection, a support plate made of an insulator or a conductor for supporting the electrode plate is arranged above the electrode plate, and an initial gap setting is formed on the support plate. May be integrally formed. (4) When hemispherical projections are provided on the electrode plate or stage, the number of projections is preferably three, but may be any other number as needed. (5) Although the description has been made on the assumption that the transferred object is a silicon wafer, when a liquid crystal glass or the like, which is a dielectric, is used as the transferred object, the shape of the electrode for electrostatic levitation may be changed to, for example, a rectangular shape. Good. (6) When setting by repeatedly setting the parallelism between the transferred object and the electrode for electrostatic levitation, the trouble of adjusting the inclination of the electrode plate is simplified, so that the θ-Z robot can be used without using an expensive articulated robot. Alternatively, a slider may be used. (7) In addition to a silicon wafer, a glass plate for liquid crystal or an Al-Ti-carbide wafer may be used as the transferred object, and the present invention is not limited thereto. (8) When adjusting the inclination of the electrode plate, force control may be performed instead of position control of the robot. Further, in the third embodiment, the tension transmitting means may be a flexible and flexible chemical fiber string, wire, rope or other chain. Further, in the fourth and fifth embodiments, an elastic mechanical part such as a coil spring or a leaf spring or a bellows may be used instead of rubber. Further, particularly in the fourth embodiment, at least one of the two rigid bodies sandwiching the elastic member may be omitted, and the rubber may be directly attached to the grip portion or the electrode plate of the robot.

【0010】[0010]

【実施例】第1の実施例として、図1、図2に示す第1
の実施形態を用いて、シリコンウエハの静電浮上搬送を
実施した。突起7はアルミニウムでできており、電極プ
レート2に固定した。なお、突起7の電極プレート面か
らの高さは、シリコンウエハの厚さ725±25μm、
設定初期ギャップ400μm、静電浮上用電極の厚さ3
5μmから、次式の計算を行い、1160μmとした。
浮上時の目標ギャップは200μmに設定した。 (725±25)+400+35=1160±25 実際に6軸の産業用ロボットを用いることにより、繰り
返し浮上試験を200回おこなった。変位センサ4a、
4b、4c、4dで確認した初期ギャップのばらつき
は、±25μm以内であった。このばらつきは、主にシ
リコンウエハの厚さのばらつきによるものであったが、
浮上試験の結果、被搬送物が静電浮上用電極に接触した
り、逆に被搬送物が浮上しないという問題は一度も発生
せず、確実な浮上搬送がおこなえた。また、他の実施例
として、図9に示すように、この静電浮上搬送装置にお
いて、電極プレート2の上方にアルミからなる支持プレ
ート18を設け、突起7を支持プレート18から削り出
しにより一体加工したものを製作したが、この場合も静
電浮上による確実なシリコンウエハの搬送をおこなえ
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a first embodiment, the first embodiment shown in FIGS.
The electrostatic levitation transfer of the silicon wafer was carried out using the embodiment. The protrusion 7 is made of aluminum and fixed to the electrode plate 2. The height of the protrusion 7 from the electrode plate surface is 725 ± 25 μm, which is the thickness of the silicon wafer.
Initial setting gap 400μm, Electrostatic levitation electrode thickness 3
The following equation was calculated from 5 μm, and was set to 1160 μm.
The target gap during flying was set to 200 μm. (725 ± 25) + 400 + 35 = 1160 ± 25 Using a 6-axis industrial robot, a floating test was repeated 200 times. Displacement sensor 4a,
The variation of the initial gap confirmed in 4b, 4c, and 4d was within ± 25 μm. This variation was mainly due to variation in the thickness of the silicon wafer,
As a result of the levitation test, the problem that the transferred object was in contact with the electrode for electrostatic levitation and that the transferred object did not float on the contrary never occurred, and the levitation transfer was reliably performed. As another embodiment, as shown in FIG. 9, in this electrostatic levitation transfer device, a support plate 18 made of aluminum is provided above the electrode plate 2, and the projections 7 are cut out of the support plate 18 to be integrally processed. In this case, the silicon wafer was transported reliably by electrostatic levitation.

【0011】第2の実施例として、図3に示す第2の実
施形態を用いて、シリコンウエハの静電浮上搬送を実施
した。突起9は直径1200μmの金属製で半球状のボ
ール3つを等間隔に配置して、ステージ8に接着した。
そのため、設定初期ギャップは、シリコンウエハの厚さ
725±25μm、静電浮上用電極の厚さ35μmか
ら、次式の計算を行い、440±25になった。浮上時
の目標ギャップは200μmに設定した。 1200−(725±25)−35=440±25 搬送手段6としては、6軸の産業用ロボットを用いた。
実際に、繰り返し浮上試験を200回おこなった。変位
センサ4a、4b、4c、4dで確認した初期ギャップ
のばらつきは、±25μm以内であった。このばらつき
は、主にシリコンウエハの厚さのばらつきによるもので
あったが、浮上試験の結果、被搬送物が静電浮上用電極
に接触したり、逆に被搬送物が浮上しないという問題は
一度も発生せず、確実な浮上搬送がおこなえた。
As a second example, an electrostatic levitation transfer of a silicon wafer was performed using the second embodiment shown in FIG. The protrusion 9 was made of metal having a diameter of 1200 μm and three hemispherical balls were arranged at equal intervals, and bonded to the stage 8.
Therefore, the following formula was calculated from the thickness 725 ± 25 μm of the silicon wafer and the thickness 35 μm of the electrode for electrostatic levitation, and the initial gap set was 440 ± 25. The target gap during flying was set to 200 μm. 1200− (725 ± 25) −35 = 440 ± 25 As the transfer means 6, a 6-axis industrial robot was used.
Actually, the floating test was repeated 200 times. The variation of the initial gap confirmed by the displacement sensors 4a, 4b, 4c, and 4d was within ± 25 μm. This variation was mainly due to the variation in the thickness of the silicon wafer.However, as a result of the floating test, the problem that the transferred object comes into contact with the electrode for electrostatic levitation or that the transferred object did not float was confirmed. It never occurred once, and it was possible to carry out levitation reliably.

【0012】第3の実施例として、図4〜図6に示す第
3の実施形態を用いて、シリコンウエハの静電浮上搬送
を実施した。突起10は直径1200μmの金属製で半
球状のボール3つを電極プレート2に接着した。そのた
め、設定初期ギャップは、シリコンウエハの厚さ725
±25μm、静電浮上用電極の厚さ35μmから、次式
の計算を行い、440±25になった。浮上時の目標ギ
ャップは200μmに設定した。 1200−(725±25)−35=440±25 搬送手段6としては、θ−Zロボットを用いた。ここで
は、ロボット61の把持部に接続された継手11を介し
て電極プレート2により、実際に、繰り返し静電浮上試
験を200回おこなった。変位センサ4a、4b、4
c、4dで確認した初期ギャップのばらつきは、±25
μm以内であった。このばらつきは、主にシリコンウエ
ハの厚さのばらつきによるものであったが、浮上試験の
結果、第1、第2の実施例同様、被搬送物が静電浮上用
電極に接触したり、逆に被搬送物が浮上しないという問
題は一度も発生しなかった。また、初期ギャップのセッ
テイング時に、ロボットによる電極プレートの傾き調整
を行うことなく、確実な浮上搬送がおこなえた。
As a third example, electrostatic levitation transfer of a silicon wafer was performed using the third embodiment shown in FIGS. The protrusion 10 was formed by bonding three hemispherical balls made of metal having a diameter of 1200 μm to the electrode plate 2. Therefore, the set initial gap is set to the thickness 725 of the silicon wafer.
The following equation was calculated from ± 25 μm and the thickness of the electrode for electrostatic levitation of 35 μm, and was 440 ± 25. The target gap during flying was set to 200 μm. 1200− (725 ± 25) −35 = 440 ± 25 As the transfer means 6, a θ-Z robot was used. Here, the electrostatic levitation test was actually repeated 200 times by the electrode plate 2 via the joint 11 connected to the holding portion of the robot 61. Displacement sensors 4a, 4b, 4
c, variation of the initial gap confirmed in 4d is ± 25
It was within μm. This variation was mainly due to the variation in the thickness of the silicon wafer. However, as a result of the floating test, as in the first and second embodiments, the transferred object came into contact with the electrostatic levitation electrode, The problem that the conveyed object does not float at all has never occurred. Also, during the setting of the initial gap, reliable floating conveyance was performed without adjusting the inclination of the electrode plate by the robot.

【0013】第4の実施例として、図7に示す第4の実
施形態を用いて、シリコンウエハの静電浮上搬送を実施
した。突起10は直径1200μmの金属製で伴球状の
ボール3つを電極プレート2に接着した。そのため、設
定初期ギャップは、シリコンウエハの厚さ725±25
μm、静電浮上用電極の厚さ35μmから、次式の計算
を行い、440±25になった。浮上時の目標ギャップ
は200μmに設定した。 1200−(725±25)−35=440±25 ロボットの把持部と電極プレート間において、二つのア
ルミ製の剛体15間にゴム16を挟んだものを接続し
た。ゴム16の厚さは100mmある。初期ギャップセ
ッテイング時において、ロボット61の把持部6aが、
継手11を介して電極プレート2に対して接触し、十分
降下すると、ゴム16が数mm程度圧縮された。ここで
は、実際に繰り返し浮上試験を200回おこなった。変
位センサ4a、4b、4c、4dで確認した初期ギャッ
プのばらつきは、±25μm以内であった。このばらつ
きは、主にシリコンウエハの厚さのばらつきによるもの
であったが、浮上試験の結果、第1〜第3の実施例同
様、被搬送物が静電浮上用電極に接触したり、逆に被搬
送物が浮上しないという問題は一度も発生しなかった。
また、初期ギャップのセッテイング時に、ロボットによ
る電極プレートの傾き調整を行うことなく、確実な浮上
搬送がおこなえた。
As a fourth example, a silicon wafer was electrostatically levitated and transported using the fourth embodiment shown in FIG. The protrusion 10 was formed by bonding three spherical balls made of metal having a diameter of 1200 μm to the electrode plate 2. Therefore, the set initial gap is 725 ± 25 of the thickness of the silicon wafer.
The following equation was calculated based on μm and the thickness of the electrostatic levitation electrode of 35 μm, and the result was 440 ± 25. The target gap during flying was set to 200 μm. 1200− (725 ± 25) −35 = 440 ± 25 Between the gripping part of the robot and the electrode plate, the one in which rubber 16 was sandwiched between two aluminum rigid bodies 15 was connected. The thickness of the rubber 16 is 100 mm. At the time of the initial gap setting, the gripper 6a of the robot 61
When it came into contact with the electrode plate 2 via the joint 11 and descended sufficiently, the rubber 16 was compressed by about several mm. Here, the floating test was actually repeated 200 times. The variation of the initial gap confirmed by the displacement sensors 4a, 4b, 4c, and 4d was within ± 25 μm. This variation was mainly due to the variation in the thickness of the silicon wafer. However, as a result of the levitation test, as in the first to third embodiments, the transferred object came into contact with the electrostatic levitation electrode, or the reverse. The problem that the conveyed object does not float at all has never occurred.
Also, during the setting of the initial gap, reliable floating conveyance was performed without adjusting the inclination of the electrode plate by the robot.

【0014】第5の実施例として、図8に示す第5の実
施形態を用いて、シリコンウエハの静電浮上搬送を実施
した。突起10は直径1200μmの金属製で伴球状の
ボール3つを電極プレート2に接着した。そのため、設
定初期ギャップは、シリコンウエハの厚さ725±25
μm、静電浮上用電極の厚さ35μmから、次式の計算
を行い、440±25になった。浮上時の目標ギャップ
は200μmに設定した。 1200−(725±25)−35=440±25 アルミ製のステージ8と鉄製のベース18の間にゴム1
7を敷設した。ゴム17の厚さは100mmであるが、
ステージ8の重さのために数ミリ圧縮されている。初期
ギャップセッテイング時にロボット6の把持部6aが電
極プレートに向かって十分降下すると、ゴム17はさら
に数mm程度圧縮された。実際に、繰り返し浮上試験を
200回おこなった。変位センサ4a、4b、4c、4
dで確認した初期ギャップのばらつきは、±25μm以
内であった。このばらつきは、主にシリコンウエハの厚
さのばらつきによるものであるが、浮上試験の結果、第
1〜第4の実施例同様、被搬送物が静電浮上用電極に接
触したり、逆に被搬送物が浮上しないという問題は一度
も発生しなかった。また、初期ギャップのセッテイング
時に、ロボットによる電極プレートの傾き調整を行うこ
となく、確実な浮上搬送がおこなえた。
As a fifth example, an electrostatic levitation transfer of a silicon wafer was performed using the fifth embodiment shown in FIG. The protrusion 10 was formed by bonding three spherical balls made of metal having a diameter of 1200 μm to the electrode plate 2. Therefore, the set initial gap is 725 ± 25 of the thickness of the silicon wafer.
The following equation was calculated based on μm and the thickness of the electrostatic levitation electrode of 35 μm, and the result was 440 ± 25. The target gap during flying was set to 200 μm. 1200− (725 ± 25) −35 = 440 ± 25 Rubber 1 between the aluminum stage 8 and the iron base 18
7 was laid. The thickness of the rubber 17 is 100 mm,
Several millimeters have been compressed due to the weight of the stage 8. When the gripper 6a of the robot 6 was sufficiently lowered toward the electrode plate during the initial gap setting, the rubber 17 was further compressed by several mm. Actually, the floating test was repeated 200 times. Displacement sensors 4a, 4b, 4c, 4
The variation of the initial gap confirmed in d was within ± 25 μm. This variation is mainly due to the variation in the thickness of the silicon wafer. As a result of the levitation test, as in the first to fourth embodiments, the transferred object comes into contact with the electrode for electrostatic levitation or, conversely, The problem that the transferred object does not float has never occurred. Also, during the setting of the initial gap, reliable floating conveyance was performed without adjusting the inclination of the electrode plate by the robot.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、静
電浮上搬送装置において、電極プレート上に設けた静電
浮上用電極の外縁部またはステージ上に設けた被搬送物
の外縁部の何れか一方に、静電浮上用電極が被搬送物に
接触しないように、静電浮上用電極と被搬送物間のギャ
ップを予め設定するための突起を設けた構成にしたの
で、繰り返して被搬送物を搬送する際に、被搬送物と静
電浮上用電極間の初期ギャップがばらついてしまうこと
がない。これにより均一な初期ギャップに保たれるの
で、被搬送物を浮上させる時の浮上開始電圧を一定に設
定できる。また、初期ギャップが過小になった際、バイ
アス電圧を加えた瞬間に被搬送物が急速に浮上して静電
浮上用電極に接触するという問題が解消される。あるい
は逆に初期ギャップが過大になった際、制御器にかかる
制御電圧が不足するため被搬送物が浮上しないという問
題が解消されることになり、このように本発明はより確
実で安定した静電浮上搬送を行うことができる効果があ
る。また、電極プレートとロボットの把持部との間に継
手を挿入したり、電極プレートと把持部との間に弾性部
材を挿入したことにより、電極プレートと被搬送物間の
初期ギャップのセッティングの際、ロボットによる電極
プレートの傾き調整を行う手間が省けるので、搬送手段
として自由度の少ない安価なロボットを用いることがで
きる効果がある。
As described above, according to the present invention, in the electrostatic levitation transport device, the outer edge of the electrostatic levitation electrode provided on the electrode plate or the outer edge of the transferred object provided on the stage. In any one, so that the electrode for electrostatic levitation does not contact the object to be transported, so as to have a configuration provided with a projection for presetting the gap between the electrode for electrostatic levitation and the object to be transported, repeatedly When the transported object is transported, the initial gap between the transported object and the electrode for electrostatic levitation does not vary. As a result, the uniform initial gap is maintained, so that the floating start voltage for floating the transported object can be set to be constant. In addition, when the initial gap becomes too small, the problem that the transferred object rapidly floats and contacts the electrostatic levitation electrode at the moment when the bias voltage is applied is solved. Conversely, when the initial gap becomes excessively large, the problem that the transferred object does not float because the control voltage applied to the controller is insufficient is solved. Thus, the present invention is more reliable and stable. There is an effect that electro-levitation transport can be performed. In addition, by inserting a joint between the electrode plate and the gripper of the robot, or by inserting an elastic member between the electrode plate and the gripper, the initial gap between the electrode plate and the transferred object can be set. This eliminates the need for the robot to adjust the inclination of the electrode plate, so that an inexpensive robot with a small degree of freedom can be used as a transport means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を示す静電浮上搬送装
置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrostatic levitation transfer device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】電極プレートの詳細を示すものであって、
(a)は電極プレートに対向してステージ上に被搬送物
をセットした状態を示す側面図、(b)は電極プレート
の平面図である。
FIG. 2 shows details of an electrode plate,
(A) is a side view which shows the state which carried the to-be-transferred object on the stage facing an electrode plate, (b) is a top view of an electrode plate.

【図3】本発明の第2の実施形態を示す静電浮上装置で
あって、(a)は電極プレートに対向してステージ上に
被搬送物をセットした状態を示す側面図、(b)はステ
ージの平面図である。
FIG. 3 is an electrostatic levitation apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which (a) is a side view showing a state in which an object to be conveyed is set on a stage so as to face an electrode plate, and (b). Is a plan view of the stage.

【図4】本発明の第3の実施形態を示す静電浮上搬送装
置の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an electrostatic levitation transfer device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図4に示した静電浮上搬送装置のうち、電極プ
レートに対向してステージ上に被搬送物をセットした状
態を示す側面図である。
5 is a side view showing a state in which an object to be transferred is set on a stage so as to face an electrode plate in the electrostatic levitation transfer device shown in FIG. 4;

【図6】電極プレートにより被搬送物を浮上させる動作
プロセスを示す図であって、(a)は動作プロセスのス
テップ1、(b)は動作プロセスのステップ2、(c)
は動作プロセスのステップ3、(d)は動作プロセスの
ステップ4である。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an operation process in which an object is levitated by an electrode plate, wherein FIG. 6A is step 1 of the operation process, FIG. 6B is step 2 of the operation process, and FIG.
Is step 3 of the operation process, and (d) is step 4 of the operation process.

【図7】本発明の第4の実施形態を示す静電浮上搬送装
置の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an electrostatic levitation transfer device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施形態を示す静電浮上装置の
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of an electrostatic levitation device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】第1の実施例のうち、別の実施例を示す静電浮
上搬送装置の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an electrostatic levitation and conveyance device showing another embodiment of the first embodiment.

【図10】従来例を示す静電浮上搬送装置の構成図であ
る。
FIG. 10 is a configuration diagram of an electrostatic levitation transfer device showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:静電浮上搬送装置 2:電極プレート 2a、2b、2c、2d:静電浮上用電極 3:被搬送物 4a、4b、4c、4d:変位センサ 5:制御器 6:搬送手段(ロボット) 7:突起 8:ステージ 8:突起 10:突起 11:継手 11a:第1ジグ 11b:第2ジグ 12:昇降軸 13:旋回アーム 15:連結部材 16:弾性部材(ゴム) 17:弾性部材(ゴム) 18:支持プレート 1: Electrostatic levitation transport device 2: Electrode plate 2a, 2b, 2c, 2d: Electrostatic levitation electrode 3: Transferred object 4a, 4b, 4c, 4d: Displacement sensor 5: Controller 6: Transport means (robot) 7: Projection 8: Stage 8: Projection 10: Projection 11: Joint 11a: First jig 11b: Second jig 12: Elevating shaft 13: Swivel arm 15: Connecting member 16: Elastic member (rubber) 17: Elastic member (rubber) 18) Support plate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】搬送手段の把持部に接続され、かつ絶縁基
板からなる電極プレートと、前記電極プレート上に複数
に分割配置された静電浮上用電極と、前記静電浮上用電
極と対向する被搬送物と、前記静電浮上用電極と前記被
搬送物とのギャップを検出する変位センサと、前記静電
浮上用電極へ印加する電圧を制御する制御器と、前記被
搬送物を間に介して前記静電浮上用電極の反対側に設け
られ、かつ前記被搬送物を支持するステージとを備え、
前記各々の変位センサの検出信号に基づいて前記静電浮
上用電極への印加電圧を制御することにより、前記被搬
送物を静電吸引力を用いて浮上・搬送させる静電浮上搬
送装置において、 前記電極プレート上に設けた静電浮上用電極の外縁部ま
たは前記ステージ上の前記被搬送物が支持される位置の
外縁部の少なくとも何れか一方に、前記被搬送物を浮上
させる際の前記静電浮上用電極と前記被搬送物間のギャ
ップを予め設定するための突起を設けたことを特徴とす
る静電浮上搬送装置。
An electrode plate connected to a grip portion of a transporting means and formed of an insulating substrate; an electrode for electrostatic levitation divided and arranged on the electrode plate; and an electrode facing the electrode for electrostatic levitation. The transferred object, a displacement sensor that detects a gap between the electrostatic levitation electrode and the transferred object, a controller that controls a voltage applied to the electrostatic levitation electrode, and the transferred object A stage provided on the opposite side of the electrostatic levitation electrode, and supporting the transferred object,
By controlling the voltage applied to the electrode for electrostatic levitation based on the detection signal of each of the displacement sensors, in the electrostatic levitation transport device to levitate and transport the transported object using electrostatic suction force, The static movement at the time of floating the transferred object to at least one of the outer edge of the electrode for electrostatic levitation provided on the electrode plate and the outer edge of the position on the stage where the transferred object is supported. An electrostatic levitation transport device, wherein a projection for presetting a gap between an electrode for electrolevitation and the object to be transported is provided.
【請求項2】前記搬送手段の把持部と前記電極プレート
との間に、圧縮方向の力を伝達せずに引張方向の力のみ
を伝達する張力伝達手段を設けた請求項1に記載の静電
浮上搬送装置。
2. The static electricity transmission device according to claim 1, further comprising a tension transmission means for transmitting only a force in a tension direction without transmitting a force in a compression direction, between the grip portion of the transport means and the electrode plate. Electro-levitation transfer device.
【請求項3】前記張力伝達手段は、略コ字状断面を有し
た係合部を備える第1ジグと、前記第1ジグの係合部と
係合するT字状断面を有する第2ジグとからなる継手で
構成してあり、前記第1ジグと前記第2ジグの何れか一
方を前記搬送手段の把持部に、他方を前記電極プレート
に接続した請求項2に記載の静電浮上搬送装置。
3. A first jig having an engaging portion having a substantially U-shaped cross section, and a second jig having a T-shaped cross section engaged with the engaging portion of the first jig. 3. The electrostatic levitation transfer according to claim 2, wherein one of the first jig and the second jig is connected to a grip portion of the transfer means and the other is connected to the electrode plate. apparatus.
【請求項4】前記搬送手段の把持部と前記電極プレート
との間に、弾性部材を設けた請求項1に記載の静電浮上
搬送装置。
4. The electrostatic levitation transfer device according to claim 1, wherein an elastic member is provided between a grip portion of the transfer means and the electrode plate.
【請求項5】前記電極プレートを別体の支持プレートに
より固定すると共に、前記支持プレートと前記突起を一
体成形した請求項1から4までの何れか1項に記載の静
電浮上搬送装置。
5. The electrostatic levitation transfer device according to claim 1, wherein the electrode plate is fixed by a separate support plate, and the support plate and the projection are integrally formed.
【請求項6】前記ステージの内部に弾性部材を挿設した
請求項1から5までの何れか1項に記載の静電浮上搬送
装置。
6. The electrostatic levitation transfer device according to claim 1, wherein an elastic member is inserted inside the stage.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013086240A (en) * 2011-10-21 2013-05-13 Ihi Corp Chuck device
JP2013187404A (en) * 2012-03-08 2013-09-19 Toray Eng Co Ltd Chip delivery jig and chip delivery method

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