JP2002064130A

JP2002064130A - 非接触搬送装置

Info

Publication number: JP2002064130A
Application number: JP2001044173A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iwasaka; 斉岩坂; Hideyuki Tokunaga; 英幸徳永
Original assignee: Harmotec Corp
Current assignee: Harmotec Corp
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: JP3981241B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の製造コストを低減することができ、ま
た容易に小型化することができ、それにによって行動範
囲も広げることができ、さらに省エネ化も実現すること
ができる。【解決手段】この発明の非接触搬送装置１は、対象物
を非接触で保持し搬送する装置であり、内周面が円周状
もしくは多角形状の凹部３と、その凹部３開口側に形成
した、対象物９と対向する平坦状端面２ｂと、供給流体
を凹部３の内周面に臨む噴出口４から凹部３内へその凹
部３の内周方向に沿って吐出させる流体通路５と、を備
えることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、対象物の非接触
での保持や搬送、回転等に用いられる非接触搬送装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣカード、スマートカードなど
が普及し、またその製品も多様化しつつあるが、それに
伴い素材となるウェハも厚さが薄くなる一方、ウェハ径
は大きくなる傾向にある。

【０００３】このようなウェハをその製造段階におい
て、次工程へ搬送したり同一工程内で移動させたりする
場合、ウェハへの塵の付着防止のために、またウェハ径
の大型化や薄物化に伴い機械的なチャッキングや吸着が
困難となっているため、非接触搬送装置が提案されてい
る。この非接触搬送装置は、空気圧や窒素ガスを利用し
て非接触でウェハを保持し搬送する装置であり、既に各
種のものが実用化されつつある。

【０００４】例えば特開平１１−２５４３６９号公報で
は、空気の送入口に連通すると共に空気の旋回流が発生
する旋回室を設け、また旋回室と連通すると共に被搬送
物と対向する対向面を有するベルマウスを設け、このベ
ルマウスと被搬送物との間に発生する空気流によって生
じるベルヌーイ効果を利用して非接触で被搬送物を保持
するようにした無接触搬送装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した特開
平１１−２５４３６９号公報が提案する無接触搬送装置
では、確かに空気を旋回させることで被搬送物を吸引し
保持する力は向上しているものの、空気の送入口、旋回
室およびベルマウスが順に連通しているため、構造が複
雑化し、装置の製造コストが高くついていた。

【０００６】また、複雑な構造であるために、小型化が
困難であり、それだけ装置としての行動範囲が限定さ
れ、自由度が小さくなるという問題点を有していた。

【０００７】さらに、複雑な構造に帰因して空気流が受
ける通路抵抗が大きくなり、したがって、保持力を確保
するには、大量の空気を送り込む必要があり、エネルギ
効率が悪化し省エネ化が困難であった。

【０００８】この発明は上記に鑑み提案されたもので、
装置の製造コストを低減することができ、また容易に小
型化することができ、それにによって行動範囲も広げる
ことができ、さらに省エネ化も実現することができる非
接触搬送装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明の非接触搬送装置は、内周面
が円周状もしくは多角形状の凹部と、上記凹部開口側に
形成した、対象物と対向する平坦状端面と、供給流体を
凹部の内周面に臨む噴出口から凹部内へその凹部の内周
方向に沿って吐出させる流体通路と、を備えることを特
徴としている。

【００１０】また、請求項３に記載の発明の非接触搬送
装置は、内周面が円周状もしくは多角形状の凹部と、そ
の凹部開口側に形成した、対象物と対向する平坦状端面
と、供給流体を凹部の内周面に臨む噴出口から凹部内へ
その凹部の内周方向に沿って吐出させる流体通路とを有
する旋回流形成体を複数、基底面に着設して構成した、
ことを特徴としている。

【００１１】また、請求項４に記載の発明の非接触搬送
装置は、対象物に対向する平坦面を有する板状の基体の
少なくとも一箇所に、内周面が円周状もしくは多角形状
の凹部と、その凹部の内周面に臨む噴出口から凹部内へ
供給流体を内周方向に沿って吐出させる流体通路とを設
けて構成した、ことを特徴としている。

【００１２】さらに、請求項５に記載の発明は、上記し
た請求項１から４の何れかに記載の発明の構成に加え
て、イオン供給源を設け、当該装置が非接触で保持して
いる対象物にイオンを接触させる、ことを特徴としてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。先ず第１の実施形態を図
１および図２を用いて説明する。

【００１４】図１はこの発明の非接触搬送装置の構成を
示す斜視図で、（ａ）は斜め下方から、（ｂ）は斜め上
方からの斜視図である。図２はこの発明の非接触搬送装
置の断面図で、（ａ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、
（ｂ）は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。これ
らの図において、この発明の非接触搬送装置１は、対象
物（ここではウェハ９）を非接触で保持（懸垂浮揚）し
搬送する装置であり、略柱状の旋回流形成体２を用いて
構成されている。すなわち、この発明の非接触搬送装置
１は、内周面が円周状の凹部３と、その凹部３の開口側
に形成した、対象物と対向する平坦状端面２ｂと、供給
流体を凹部３の内周面に臨む噴出口４から凹部３内へそ
の凹部３の内周方向に沿って吐出させる流体通路５と、
を備えている。

【００１５】流体通路５は、旋回流形成体２の閉端面２
ａに設けた流体導入口６から、閉端面２ａに対して垂直
に穿設され、さらに水平に穿設されて、凹部３の内周面
に臨む噴出口４に達している。すなわち、流体通路５
は、流体導入口６と噴出口４とを連通し、供給流体を噴
出口４から凹部３内へその周方向に沿って吐出させてい
る。この供給流体により、凹部３内部には旋回流が発生
する。

【００１６】流体導入口６、流体通路５および噴出口４
は、２組設けられ、その２組の各噴出口４から噴出され
る流体（ここでは空気）は、周方向に沿って同一方向に
吐出され、相互に旋回流を強め合うようになっている。

【００１７】また、凹部３の開口縁は面取りにより傾斜
面３ａが形成されてラッパ状に拡径しており、凹部３で
発生した旋回流が、この傾斜面３ａによって凹部３から
速やかに流出できるようになっている。

【００１８】上記構成の非接触搬送装置１において、こ
こでは図示されていない空気供給装置から流体導入口６
へ空気が供給されると、その空気は、流体通路５を介し
て噴出口４から凹部３内へ吹き込まれ、凹部３の内部空
間で旋回流となって整流され、その後凹部３から流出す
る。その流出時に、旋回流形成体２の平坦状端面２ｂに
対向する位置にウェハ９が配されていると、空気は平坦
状端面２ｂに沿って高速流となって流出するので、平坦
状端面２ｂとウェハ９との間は、負圧になる。したがっ
て、ウェハ９は周囲の大気圧で押されて平坦状端面２ｂ
側に吸引され、一方、その平坦状端面２ｂとウェハ９と
に介在する空気により反発力を受け、そのバランスによ
り、ウェハ９は平坦状端面２ｂに対向した状態で非接触
で保持されるようになる。

【００１９】このように、この発明の第１の実施形態で
は、凹部３と平坦状端面２ｂと流体通路４とを設けるだ
けの旋回流形成体２単体で、ウェハ９を保持するように
したので、装置を簡単な構成のものとすることができ、
したがって、装置の製造コストを大幅に低減することが
できる。

【００２０】また装置の構成を簡単なものとすることが
できるので、小型化も容易となり、従来使用できなかっ
たスペースにも挿入して使用できるようになる。それに
より装置としての行動範囲を広げることができ、同一工
程、同一加工装置内での狭い領域での搬送移動も自在に
行えるようになる。

【００２１】また、凹部３に吹き込んだ空気はそのまま
内周面に沿って整流されて旋回流となるので、通路抵抗
をほとんど受けることなくスムーズに旋回流となすこと
ができ、エネルギ効率を向上させて省エネ化を実現する
ことができる。

【００２２】さらに、凹部３内の周方向に沿って空気を
噴出させ、旋回流を発生させるようにしたので、平坦状
端面２ｂとウェハ９との間の負圧による吸引力は、従来
のものに比して格段に強力となる。

【００２３】なお、上記の説明では、流体導入口６、流
体通路５および噴出口４を２組設けるようにしたが、１
組のみでもよいし、また３組以上設けるようにしてもよ
い。

【００２４】また、流体導入口６を個別に設けるように
したが、この流体導入口６を共通とし、そこから枝分か
れして流体通路５および噴出口４を設けるようにしても
よい。

【００２５】さらに、流体通路５を垂直経路と水平経路
との組み合わせで形成するようにしたが、このような経
路に限定されることはなく、流体通路５は、流体導入口
６から凹部３の周方向に沿って空気を噴出するように形
成すればよい。

【００２６】次にこの発明の非接触搬送装置の第２の実
施形態を図３および図４を用いて説明する。

【００２７】図３は第２の実施形態における非接触搬送
装置の構成を示す斜視図で、（ａ）は斜め下方から、
（ｂ）は斜め上方からの斜視図である。図４は第２の実
施形態における非接触搬送装置の構成を示す図で、
（ａ）は下面図、（ｂ）は図４（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ
線断面図である。この第２の実施形態において、上記し
た第１の実施形態における構成要素と略同一の構成要素
には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００２８】この第２の実施形態における非接触搬送装
置１１は、上記した第１の実施形態の旋回流形成体２を
複数個用いて構成したものである。すなわち、非接触搬
送装置１１は、基底部１３およびその基底部１３の外周
に垂設した周壁１４からなる支持体１２と、その支持体
１２の基底部１３に着設した４個の旋回流形成体２とを
備えている。

【００２９】４個の旋回流形成体２の各々は、閉端面２
ａ側で基底部１３の内面（基底面）に着設され、また平
坦状端面２ｂが互いに同一面となるように支持されてい
る。周壁１４の高さは、その端面１４０がこの平坦状端
面２ｂの各々と同一面となるように調整されている。さ
らに、周壁１４の端面１４０の内周部分には、２段の階
段状にラビリンスフィン１４１を形成してある。

【００３０】基底部１３の外面１３０には、旋回流形成
体２の各々に対応して流体供給口１５を設けてあり、基
底部１３の壁体内部には、この流体供給口１５と、対応
する旋回流形成体２の２つの流体導入口６，６の各々と
を連通する基底部内通路１３１が、流体供給口１５から
分岐して形成されている（図４（ｂ））。

【００３１】基底部１３の外面１３０には、上記の４個
の流体供給口１５の他に、さらに５個の流体排出口１６
を設けてあり、基底部１３の壁体内部には、この流体排
出口１６の各々と連通する排出通路１３２を貫設し、支
持体１２の内部空間と流体排出口１６とを接続してい
る。

【００３２】さらに、支持体１２の周壁１４には、所定
間隔で４箇所に取付片１７１を突設し、この取付片１７
１にはさらに棒状の離脱防止ガイド１７２を垂設してい
る。この離脱防止ガイド１７２の一端側は、面一となる
各平坦状端面２ｂや周壁１４の端面１４０に対して少し
突き出している。

【００３３】上記構成の非接触搬送装置１１において、
空気供給装置（図示省略）からの空気が流体供給口１５
に送られると、その空気は、基底部内通路１３１、流体
導入口６および流体通路５を介して噴出口４から凹部３
内へ吹き込まれ、凹部３の内部空間で旋回流となって整
流され、その後凹部３から流出する。この旋回流の各々
は、ウェハ９を非接触で保持したときにウェハ９が回転
しないように、予め互いにその方向が調整されており、
例えば図４（ａ）に示すように、噴出口４の配置位置を
変えることで、二個の旋回流形成体２では時計方向に、
他の二個の旋回流形成体２では、反時計方向となるよう
に調整されている。

【００３４】そして、各旋回流の流出時に、旋回流形成
体２の平坦状端面２ｂに対向する位置にウェハ９が配さ
れていると、上記した第１の実施形態の場合と同様に、
ウェハ９は負圧による吸引力と、空気流による反発力と
を受けて、平坦状端面２ｂに対向した状態で非接触で保
持されるようになる。その保持状態で支持体１２を移動
させると、その移動とともにウェハ９も離脱防止ガイド
１７２でガイドされつつ移動する。すなわち、非接触搬
送装置１１は、ウェハ９を非接触で保持し搬送する。

【００３５】凹部３から平坦状端面２ｂを通って流出し
た空気流は、そのまま支持体１２の内部空間に入り、そ
の後排出通路１３２および流体排出口１６を通って、排
気装置（図示省略）によって強制的に排出される。ま
た、周壁１４に達した空気流は、ラビリンスフィン１４
１でその流れが乱され抵抗を受けるため、周壁１４の端
面１４０を乗り越えて流出する空気は少なくなり、大部
分が内部空間に滞留し、排出通路１３２および流体排出
口１６を通って、強制的に排出される。

【００３６】また、周壁１４のさらに外方に離脱防止ガ
イド１７２を設けたので、非接触で保持されたウェハ９
が水平方向に移動して逸脱しようとしても、離脱防止ガ
イド１７２でその移動を阻止することができ、安定して
搬送させることができる。

【００３７】このように、この発明の第２の実施形態で
は、上記した第１の実施形態の場合と同様に、簡単な構
成の旋回流形成体２を用いて構成したので、コストの低
減、小型化および省エネ化を実現することができ、ま
た、凹部３内に形成した旋回流によってウェハ９を吸引
させるようにしたので、その吸引力を格段に強力なもの
とすることができる。

【００３８】また、この旋回流を４箇所で発生させるよ
うにしたので、ウェハ９はさらに一層強力に、かつその
全体にわたって吸引されるようになり、したがって、ウ
ェハ９に反りがあったとしてもその反りを全体にわたっ
て矯正することが可能となり、その矯正力も強力なもの
となる。その結果、ウェハ９が大きな径を有し、しかも
反りを有する場合であっても、そのウェハを非接触で確
実に保持することができ、搬送も安定した状態で確実に
行うことができる。

【００３９】また、各旋回流形成体２は、凹部３に空気
を吹き込んで旋回流を直接的に形成する、シンプルな構
成となっているので、安定した旋回流となり、非接触で
の保持力も安定している。したがって、４箇所での個々
の旋回流形成体２はお互いにその保持力が略均一とな
り、従来やや不安定になりがちであったウェハ９の非接
触保持をバランスよく行うことができる。

【００４０】さらに、この非接触での保持力は強力であ
るので、非接触搬送装置１１の全体を反転させてもその
まま保持状態を維持することができ、ウェハ９を反転さ
せて次行程へ搬送することもできる。

【００４１】なお、上記の説明では、旋回流形成体２を
４個設ける構成としたが、４個に限定する必要はなく、
２個以上の任意の個数を設ける構成であってもよい。

【００４２】また、周壁１４のラビリンスフィン１４１
を階段状にしたが、空気抵抗を増す構造であればよく、
例えば溝形状としてもよい。

【００４３】さらに、流体供給口１５および流体排出口
１６は任意の個数を設けるようにしてもよく、離脱防止
ガイド１７２についても、少なくとも３箇所に設けるよ
うにすればよい。

【００４４】次にこの発明の非接触搬送装置の第３の実
施形態を図５、図６および図７を用いて説明する。

【００４５】図５は第３の実施形態における非接触搬送
装置の構成を示す正面断面図、図６はその平面図、図７
は図５のＩＶ−ＩＶ線断面図で、センタリング機構の作
用説明図である。この第３の実施形態において、上記し
た第２の実施形態における構成要素と略同一の構成要素
には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００４６】この第３の実施形態の非接触搬送装置２１
が、上記した第２の実施形態の非接触搬送装置１１と相
違している点は、非接触で保持したウェハ９の位置決め
用および離脱防止用にセンタリング機構２００を設けた
点である。

【００４７】このセンタリング機構２００は、基底部１
３の外面１３０に立設した支柱２０１で支持されたベー
ス板２０２上に載設したロータリアクチュエータ２０３
と、そのロータリアクチュエータ２０３のシャフト（図
示省略）に取り付けたフランジ２０４の外周縁に四方に
向けて設けたリンクアーム２０５とを備えている。この
リンクアーム２０５の各々は、屈曲した細長い板材から
なり、その一端はフランジ２０４の外周縁に枢設され、
他端側は水平状になっている。また、外面１３０から径
方向に突設した取付片２０９にガイド用溝２０６が設け
てある。そして、このリンクアーム２０５の他端側に設
けたボルト孔および取付片２０９のガイド用溝２０６
に、ボルトを挿通しそのボルトにセンタリングガイド
（センタリング用腕）２０７を螺着し垂設し、センタリ
ングガイド２０７はガイド用溝２０６に沿ってスライド
可能となっている。

【００４８】上記した構成の下で、非接触搬送装置２１
のセンタリング機構２００は、次のように動作する。先
ず、ロータリアクチュエータ２０３の駆動空気挿入口２
０８に空気が送り込まれると、ロータリアクチュエータ
２０３が動作し、その動作に応じてフランジ２０４が、
図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態まで矢印２２で
示す方向に所定角度だけ回転し、その回転に応じて各リ
ンクアーム２０５も移動する。このとき、リンクアーム
２０５の他端側に垂設されているセンタリングガイド２
０７は、取付片２０９のガイド用溝２０６に案内され
て、直進運動を行い、基底部１３の中心方向にそれぞれ
所定距離だけ移動して停止する。このセンタリングガイ
ド２０７の中心方向の移動により、非接触搬送装置２１
によって非接触で保持されているウェハ９は、その外周
が四方から規制され、ウェハ９の中心が支持体１２の内
部空間の中心に一致するようになり、ウェハ９は位置決
めされる。一方、ウェハ９に対する規制を解除するとき
は、ロータリアクチュエータ２０３によってフランジ２
０４を矢印２２とは逆方向に回転させる。それによりセ
ンタリングガイド２０７は、基底部１３の中心方向から
離れる方向に移動し、ウェハ９は自由状態となる。

【００４９】このように、センタリングガイド２０７
は、ロータリアクチュエータ２０３に対する操作に応じ
てそれぞれ同一距離だけ周壁１４に対して離隔／接近
し、非接触で保持されているウェハ９をその内側に収め
るとともにその位置決めを高精度で行う。したがって、
ウェハ９を搬送し、所定の位置にセッティングする場合
に、高精度でセッティングすることができ、したがっ
て、次工程も、精度良く円滑に作業を進めることができ
る。

【００５０】次に、この発明の非接触搬送装置の第４の
実施形態を図８および図９を用いて説明する。

【００５１】図８は第４の実施形態における非接触搬送
装置の構成を示す斜め上方からの斜視図、図９は第４の
実施形態における非接触搬送装置の構成を示す図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＶ−Ｖ線断面図
である。この第４の実施形態において、上記した第２の
実施形態における構成要素と略同一の構成要素には、同
一の符号を付し、その説明を省略する。

【００５２】この第４の実施形態の非接触搬送装置３１
では、中心に配する旋回流形成体３２と、周囲に配する
旋回流形成体２とを異なる構成としている。周囲に配置
した２個の旋回流形成体２は、上記した第１〜第３の実
施形態で使用したものと略同一の構成を有しているが、
中心に配置した旋回流形成体３２は、下記のような構成
を有している。

【００５３】すなわち、この旋回流形成体３２は、凹部
３３の内部に周壁３３ａを設けて旋回流通路３８を形成
するとともに、中央に貫通孔３２１を設けたものであ
る。また、旋回流形成体３２の外周面に臨むように流体
導入口３６が設けられ、流体通路３５は、この流体導入
口３６から水平に旋回流形成体３２の厚肉部分に穿設さ
れ、旋回流通路３８に臨むように形成した噴出口３４に
達している。空気は、この噴出口３４から旋回流通路３
８内にその周方向に沿って吐出され、旋回流通路３８に
案内されつつ旋回流となる。流体導入口３６、流体通路
３５および噴出口３４は、２組設けられ、その２組の各
噴出口３４から噴出される空気は、周方向に沿って同一
方向に吐出され、相互に旋回流を強め合うようになって
いる。

【００５４】また、基底部１３に設ける流体供給口１５
は、図９（ｂ）に示すように、中心に配した旋回流形成
体３２の２つの流体導入口３６に対応させてそれぞれ設
けられ、また周囲に配した旋回流形成体２の各々には、
第２の実施形態の場合と同様に、１個ずつ設けられる。

【００５５】そして、周囲に配した旋回流形成体２の各
々は、旋回流の回転方向が互いに逆になるように構成さ
れている。

【００５６】この第４の実施形態では、その旋回流形成
体３２，２で発生した旋回流によりウェハ９を非接触で
保持し、上記の各実施形態の場合と同様の効果を奏する
とともに、次のような固有の作用効果を発揮する。

【００５７】すなわち、中心に配した旋回流形成体３２
に旋回流通路３８を設けたので、この旋回流通路３８を
流れる空気は、より一層整流化された高速旋回流とな
り、したがって、非接触で保持しているウェハ９を回転
させようとする回転力がより強化され、ウェハ９は従来
の旋回流では達成することができなかったほどの高速で
回転するようになる。この旋回流形成体３２によるウェ
ハ９の高速回転を利用して、例えば洗浄工程でウェハ９
に付着した水分を遠心分離させ、乾燥させる装置を構成
できるし、またウェハ９に付着している異物を、非接触
のままで何らキズを付けることなく跳ね飛ばして洗浄す
る洗浄機としても構成することができる。また、ウェハ
のオリエンテーションフラットまたはＶノッチを検出す
る時の回転駆動装置、ウェハの外観検査時の回転駆動装
置、ウェハエッチング時の回転駆動装置等、多岐にわた
って使用することができる。

【００５８】そして、旋回流形成体３２の両サイドに旋
回流形成体２を配置したので、その両サイドの旋回流形
成体２における旋回流の方向と強度を、供給空気量で制
御することにより、中央の旋回流形成体３２によるウェ
ハ９の高速回転を適正な回転速度に制御することがで
き、したがって、乾燥装置や洗浄機として適切に使用す
ることができるようになる。

【００５９】次に、この発明の非接触搬送装置の第５の
実施形態を図１０、図１１および図１２を用いて説明す
る。

【００６０】図１０は第５の実施形態における非接触搬
送装置およびその使用状況を示す斜視図、図１１は第５
の実施形態における非接触搬送装置の構成を示す平面図
で、ウェハカセットに挿入した状態を示す図、図１２は
第５の実施形態における非接触搬送装置の水平断面図で
ある。これらの図において、非接触搬送装置４１は、ウ
ェハ９に対向する平坦面４２ｂを有する板状の基体（旋
回流形成体）４２に、内周面が円周状の凹部４３と、そ
の凹部４３の内周面に臨む噴出口４４から凹部４３内へ
空気を内周方向に沿って吐出させる流体通路４５とを設
けて構成されている。

【００６１】基体４２は、基部４２１とその基部４２１
から二股状に分岐する二つの腕部４２２とからなってい
る。基部４２１の一端側にはこの基体４２を移動可能と
するための把持部４９が固着されている。凹部４３は、
腕部４２２の各々に複数個ずつ、ここでは３個ずつ列状
に設けられている。また、各腕部４２２他端側には、突
状の離脱防止ガイド４８が設けられている。

【００６２】流体通路４５は、図１２に示すように、把
持部４９の側面に開口する二つの流体導入口４６から二
系列となって二つの腕部４２２まで延設され、各系列の
流体通路４５は、凹部４３に臨む噴出口４４に分岐して
いる。

【００６３】上記構成の非接触搬送装置４１において、
空気供給装置（図示省略）からの空気が流体導入口４６
に送られると、その空気は、流体通路４５を介して噴出
口４４から各凹部４３内へ吹き込まれ、凹部４３の内部
空間で旋回流となって整流され、その後凹部４３から流
出する。この旋回流の各々は、ウェハ９を非接触で保持
したときにウェハ９が回転しないように、予め互いにそ
の方向が調整されており、例えば図１２に示すように、
噴出口４４の配置位置を変えることで、一方の腕部４２
２の３個の凹部４３では時計方向に、他方の腕部４２２
の３個の凹部４３では反時計方向となるように調整され
ている。

【００６４】そして、各旋回流の流出時に、基体４２の
平坦面４２ｂに対向する位置にウェハ９が配されている
と、上記した各実施形態の場合と同様に、ウェハ９は、
旋回流の流出による負圧と、空気流による反発力とのバ
ランスにより、平坦面４２ｂに対向した状態で非接触で
保持されるようになる。その保持状態で把持部４９を掴
み基体４２を移動させると、その移動とともにウェハ９
は、離脱防止ガイド４８でガイドされつつ移動する。す
なわち、非接触搬送装置４１は、ウェハ９を非接触で保
持し搬送する。

【００６５】この非接触搬送装置４１の基体４２は板状
に薄く構成されているので、図１０および図１１に示す
ように、ウェハカセット８０の各棚８１に段積みされて
いるウェハ９に対しても、その上下で隣り合うウェハ
９，９間の狭い空隙に挿入可能となる。

【００６６】このように、この発明の第５の実施形態で
は、上記した各実施形態の場合と同様に、各凹部４３内
に形成した旋回流によってウェハ９を吸引させるように
したので、その吸引力を強力なものとすることができ、
基体４２を板状とした場合でも、ウェハを保持する力を
十分に確保することができる。したがって、非接触搬送
装置４１を板状に構成できるようになり、従来段積みさ
れているためアクセスすることが困難であったウェハカ
セット８０内のウェハ９に対し、その何れの段のウェハ
に対しても自在にアクセス可能となり、ウェハカセット
８０からのウェハ９の搬送を、よりスムーズにかつ自在
に行えるようになった。また、ウェハカセット８０にウ
ェハを収納し段積みする際にも、自在に所望の位置に搬
入することができる。すなわち、ウェハカセット８０か
らの搬出、またウェハカセット８０への搬入を自在に行
うことができ、作業効率も大幅に向上させることができ
る。

【００６７】さらに、この非接触での保持力は強力であ
り、旋回流も複数箇所で形成されているので、反りを有
するウェハ９であってもその反りを矯正した状態での非
接触保持が可能となる。また、非接触搬送装置４１の全
体を反転させてもそのまま保持状態を維持することがで
き、ウェハ９を反転させてウェハカセット８０に段積み
させることもできるし、反転させて次行程へ搬送するこ
ともできる。

【００６８】なお、上記の説明では、板状の基体４２を
二股状とし、それぞれに３個ずつ列状に凹部４３を設け
る構成としたが、その態様は任意でよく、用途に合わせ
て適した構成を持たせればよく、例えば二股状でなく一
本の腕とし、その腕にただ１個の凹部を設けるように構
成してもよい。また、把持部４９を設けたが、この把持
部４９も必要に応じて設けるようにすればよい。

【００６９】次に、この発明の非接触搬送装置の第６の
実施形態を図１３を用いて説明する。

【００７０】図１３は第６の実施形態における非接触搬
送装置を示す斜視図である。図において、非接触搬送装
置５１は、内周面が円周状の凹部５３を有する旋回流形
成体５２と、細長い柱状の把持部５７と、この把持部５
７の内部を貫通しその一端に旋回流形成体５２が固定さ
れている流体配管５８とを備えている。

【００７１】旋回流形成体５２には、その外周面に開口
する流体導入口５６と、凹部５３に臨む噴出口５４と、
この流体導入口５６と噴出口５４とを連通する流体通路
５５とが設けられている。流体配管５８はこの流体導入
口５６に接続され、流体配管５８から供給された空気
は、流体導入口５６および流体通路５５を通って噴出口
５４から凹部５３内にその周方向に沿って吐出され、凹
部５３の内部で旋回流となる。

【００７２】把持部５７からは２本の折曲されたガイド
アーム５９１，５９２が、凹部５３の両側を通って延出
し、各先端側でさらに垂直に折り曲げられている。一方
のガイドアーム５９２は、把持部５７近傍に、折曲して
形成された押し込み部分５９２ａを有し、把持部５７を
掴んだ手でこの押し込み部分５９２ａを押し込むと、そ
の動作に応じて、他方の固定されているガイドアーム５
９１から離れる方向に移動し、押し込み動作を解除する
と、また元の位置に戻るようになっている。

【００７３】また、把持部５７には、流体配管５８の通
路を開閉する開閉スイッチ５７１が設けられている。

【００７４】上記構成の非接触搬送装置５１は、上記し
た各実施形態の場合と同様に、凹部５３内に形成した旋
回流の流出を利用して、ウェハ９を非接触で保持するも
のであるが、その吸引力が強力なものとなるため、旋回
流形成体５２が１個であっても、ウェハ９を保持するこ
とができる。したがって、その１個の旋回流形成体５２
を流体配管５８の一端に固定し、把持部５７を掴んで手
で操作することで、ピンセットのように自在にウェハ９
を保持し、所望の位置まで搬送できるようになる。その
際に、ガイドアーム５９１，５９２を設けるようにした
ので、ウェハ９を捕らえようとするときには、押し込み
部分５９２ａを押し込んでガイドアーム５９２を図１３
の２点鎖線の位置まで移動させ、ウェハ９を捕らえやす
くし、その状態でウェハ９に凹部５３を近づけ、非接触
での保持を行わせる。その後、搬送時には押し込み部分
５９２ａの押し込みを解除してガイドアーム５９２を元
の位置に戻し、２つのガイドアーム５９１，５９２の一
端側に形成した垂直折り曲げ部分で、ウェハ９が離脱す
るのを防止し、安定した姿勢でウェハ９を搬送すること
ができる。このように、この第５の実施形態での非接触
搬送装置５１は、ピンセットのように、ウェハ９を自在
に捕らえて搬送できるようになっている。

【００７５】なお、上記各実施形態では、流体として空
気を用いるようにしたが、空気以外の気体あるいは液体
を使用するようにしてもよい。

【００７６】また、非接触で保持する対象物は、ウェハ
であるとして説明したが、ウェハに限らず、部品その他
の任意のものを対象物としてもよい。

【００７７】また、各凹部３，３３，４３，５３を円周
状のものとして説明したが、円周状に限定することな
く、例えば多角形状に形成するようにしてもよい。

【００７８】次に、この発明の非接触搬送装置の第７の
実施形態を図１４を用いて説明する。

【００７９】図１４は第７の実施形態における非接触搬
送装置の構成を部分的に示す正面断面図である。この第
７の実施形態において、上記した第２の実施形態におけ
る構成要素と略同一の構成要素には、同一の符号を付
し、その説明を省略する。

【００８０】この第７の実施形態の非接触搬送装置６１
が、上記した第２の実施形態の非接触搬送装置１１と相
違している点は、旋回流形成体２の各々に２つの流体供
給口１５を設けるとともに、その各々を超音波周波数の
振動を有するエアを発生する超音波エア源６１０に連通
した点、また新たにイオン発生源６００を旋回流形成体
２の凹部３の内部に臨むように設けた点である。

【００８１】このイオン発生源６００は、図１４に示す
ように、電極針６０１と、この電極針６０１に高電圧を
印加する高電圧電源６０２とを有している。この電極針
６０１は、基底部１３に設けた通孔６０３からその先端
が旋回流形成体２の凹部３の内部空間に臨むように設け
られ、高電圧を印加させることで、針先端部分の周囲に
イオンを発生するようになっている。また、流体供給口
１５からは、超音波エア源６１０から供給された超音波
エアが供給流体として供給されている。

【００８２】この電極針６０１は、印加する電圧の極性
に応じてプラスイオンまたはマイナスイオンを発生し、
そのイオンは流体供給口１５から供給される超音波エア
に運ばれて、非接触で保持するウェハ９の表面を通過
し、真空源６１１に連通する流体排出口１６に吸引さ
れ、真空源６１１を通って外部に排出される。

【００８３】通常、ウェハ９が帯電しているとき、その
ウェハ表面には塵（パーティクル）が付着しやすく、一
旦付着するとその除去が困難となる。この第７の実施形
態では、上記のように、このウェハ９の表面にイオンを
吹きかけ接触させるので、ウェハ９はその帯電が中和さ
れ、静電気によるパーティクルの付着が弱められる。し
たがって、流体供給口１５からの供給流体は、この付着
力が弱められたパーティクルを容易に除去することがで
き、ウェハ９の表面をクリーンなものとすることができ
る。その除去したパーティクルは、供給流体とともに流
体排出口１６から排出される。

【００８４】そして、この第７の実施形態では、その供
給流体を超音波エアとしている。この超音波の振動エア
は、ウェハ表面近くの空気層を振動させて表面に付着し
パーティクルをその表面から剥離する作用を有してい
る。したがって、パーティクル除去の作用効果はより一
層強められ、より確実にパーティクルを除去することが
できる。また、イオンでウェハ９を中和するので、その
後の帯電によるウェハ９へのパーティクル付着を確実に
防止することができる。

【００８５】なお、この実施形態では、イオン供給源６
００と超音波エア源６１０とを併用したが、その何れか
一方のみを用いるように構成してもよく、その場合でも
パーティクル除去の効果を発揮させることができる。例
えば、流体供給口にイオン供給源を設けることなく、超
音波エア源を連通させ、供給流体を超音波エアとしても
よいし、また流体供給口にイオン供給源のみを設け、供
給流体を超音波エアでなく通常の流体としてもよい。そ
のいずれの場合でも、パーティクル除去の効果を発揮さ
せることができる。

【００８６】そして、この第７の実施形態の非接触搬送
装置６１は、本来、非接触で対象物を保持し搬送する装
置であるが、この実施形態のように、イオン供給源を設
けることで、静電気を中和する静電気除去装置、さらに
はパーティクル除去を行うクリーン装置をも兼ねること
ができるようになる。また、この非接触搬送装置の供給
流体に超音波エアを用いるだけで、パーティクル除去を
行うクリーン装置を兼ねることができるようなる。さら
には、この装置にイオン供給源を設けるとともにその供
給流体を超音波エアとすることで、この装置は、静電気
除去装置およびクリーン装置の双方を兼ねることができ
るようになり、多機能な非接触搬送装置を実現すること
ができる。

【００８７】図１５は第８の実施形態における非接触搬
送装置の構成を部分的に示す正面断面図である。この第
８の実施形態において、上記した第７の実施形態におけ
る構成要素と略同一の構成要素には、同一の符号を付
し、その説明を省略する。

【００８８】この第８の実施形態の非接触搬送装置７１
が、上記した第７の実施形態の非接触搬送装置６１と相
違している点は、超音波エア源６００の電極針６０１を
旋回流形成体２に設けるのではなく、非接触で保持して
いるウェハ９に臨むように設けた点である。すなわち、
電極針６０１を、旋回流形成体２以外の基底部１３に設
け、電極針６０１の先端を、非接触で保持されているウ
ェハ９に臨ませている。また、この通孔６０４には、超
音波エア源６１０に連通する流体供給口１５１が臨んで
いる。

【００８９】このように構成することで、電極針６０１
から発生したイオンは、ウェハ９の表面に接触するの
で、上記した第７の実施形態の場合と同様の作用効果を
発揮する。なお、この場合、渦流形成体２の２つの流体
供給口１５以外に、超音波エアを供給する流体供給口１
５１を設けているが、この超音波エアの流量は、イオン
がウェハ９の表面に到達する程度の流量であれば十分で
あり、渦流形成体２に供給される流体によるウェハ９の
非接触保持に何ら影響を及ぼすものではない。

【００９０】また、このイオンと超音波エアによって除
去されたパーティクルは、基底部１３の複数箇所に設け
た流体排出口１６から速やかに排出される。

【００９１】なお、上記の第７および第８の実施形態で
は、超音波エア源６１０からの超音波エアを電極針６０
１でイオン化するように構成したが、先ずエアを電極針
でイオン化し、そのイオン化したエアに超音波エア源を
用いて超音波振動を与えるように構成してもよく、最終
的に、非接触で保持する対象物に、超音波エア中のイオ
ンが与えられ接触するのであれば、どちらの構成でも採
用することができる。

【００９２】以上、この発明を図面の実施の形態に基づ
いて説明したが、この発明は上記の各実施形態に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更
しない限りどのようにでも実施することができる。

【００９３】

【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。

【００９４】請求項１に記載の発明では、凹部と平坦状
端面と流体通路とを設けるだけで、対象物の非接触保持
を行えるようにしたので、装置を簡単な構成のものとす
ることができ、したがって、装置の製造コストを大幅に
低減することができる。

【００９５】また装置の構成を簡単なものとすること
で、小型化も容易となり、従来使用できなかったスペー
スにも挿入して使用できるようになる。それにより装置
としての行動範囲を広げることができ、同一工程、同一
加工装置内での狭い領域での搬送移動も自在に行えるよ
うになる。

【００９６】また、凹部に吹き込んだ空気はそのまま内
周面に沿って整流されて旋回流となるので、通路抵抗を
ほとんど受けることなくスムーズに旋回流となすことが
でき、エネルギ効率を向上させて省エネ化を実現するこ
とができる。

【００９７】さらに、凹部内の周方向に沿って空気を噴
出させ、旋回流を発生させるようにしたので、平坦状端
面と対象物との間の負圧による吸引力は、従来のものに
比して格段に強力となり、強力に非接触での保持を行わ
せることができる。

【００９８】請求項３に記載の発明では、凹部内の複数
箇所で形成した旋回流によって対象物を吸引させるよう
にしたので、その吸引力を格段に強力なものとすること
ができ、対象物は一層強力に、かつその全体にわたって
吸引されるようになり、したがって、対象物（例えばウ
ェハ）に反りがあったとしてもその反りを全体にわたっ
て矯正することが可能となる。その結果、対象物が大き
な径を有し、しかも反りを有する場合であっても、その
対象物を非接触で確実に保持することができ、搬送も安
定した状態で確実に行うことができる。

【００９９】請求項４に記載の発明では、板状の基体に
凹部を形成し、旋回流を形成して非接触保持を行わせる
ようにしたので、従来段積みされているためアクセスす
ることが困難であったウェハカセット内のウェハに対
し、その何れの段のウェハに対しても自在にアクセス可
能となり、ウェハカセットからのウェハの搬送をよりス
ムーズにかつ自在に行えるようになる。また、ウェハカ
セットにウェハを収納し段積みする際にも、自在に所望
の位置に搬入することができる。すなわち、ウェハカセ
ットからの搬出、またウェハカセットへの搬入を自在に
行うことができ、作業効率も大幅に向上させることがで
きる。

【０１００】また、この非接触での保持力は強力であ
り、非接触搬送装置の全体を反転させてもそのまま保持
状態を維持することができ、ウェハを反転させてウェハ
カセットに段積みさせることもできるし、反転させて次
行程へ搬送することもできる。

【０１０１】また、請求項５に記載の発明では、イオン
供給源からのイオンを対象物に接触させるようにしたの
で、対象物はその帯電が中和され、静電気によるパーテ
ィクルの付着が弱められる。したがって、供給流体は、
この付着力が弱められたパーティクルを容易に除去する
ことができ、対象物をクリーンなものとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の非接触搬送装置の構成を示す斜視図
で、（ａ）は斜め下方から、（ｂ）は斜め上方からの斜
視図である。

【図２】この発明の非接触搬送装置の断面図で、（ａ）
は図１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は図１（ａ）の
ＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】第２の実施形態における非接触搬送装置の構成
を示す斜視図で、（ａ）は斜め下方から、（ｂ）は斜め
上方からの斜視図である。

【図４】第２の実施形態における非接触搬送装置の構成
を示す図で、（ａ）は下面図、（ｂ）は図４（ｂ）のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図５】第３の実施形態における非接触搬送装置の構成
を示す正面断面図である。

【図６】第３の実施形態における非接触搬送装置の構成
を示す平面図である。

【図７】図５のＩＶ−ＩＶ線断面図で、センタリング機
構の作用説明図である。

【図８】第４の実施形態における非接触搬送装置の構成
を示す斜め上方からの斜視図である。

【図９】第４の実施形態における非接触搬送装置の構成
を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＶ
−Ｖ線断面図である。

【図１０】第５の実施形態における非接触搬送装置およ
びその使用状況を示す斜視図である。

【図１１】第５の実施形態における非接触搬送装置の構
成を示す平面図で、ウェハカセットに挿入した状態を示
す図である。

【図１２】第５の実施形態における非接触搬送装置の水
平断面図である。

【図１３】第６の実施形態における非接触搬送装置を示
す斜視図である。

【図１４】第７の実施形態における非接触搬送装置の構
成を部分的に示す正面断面図である。

【図１５】第８の実施形態における非接触搬送装置の構
成を部分的に示す正面断面図である。

【符号の説明】

１非接触搬送装置２旋回流形成体２ａ閉端面２ｂ平坦状端面３凹部４噴出口５流体通路６流体導入口９ウェハ１１非接触搬送装置１２支持体１３基底部１３０外面１３１基底部内通路１３２排出通路１４周壁１４０周壁の端面１４１ラビリンスフィン１５流体供給口１６流体排出口２１非接触搬送装置３１非接触搬送装置３２旋回流形成体３３凹部３４噴出口３５流体通路３６流体導入口３８旋回流通路４１非接触搬送装置４２旋回流形成体４２ｂ平坦面４３凹部４４噴出口４５流体通路４６流体導入口４９把持部５１非接触搬送装置５２旋回流形成体５３凹部５４噴出口５５流体通路５６流体導入口５７把持部５８流体配管８０ウェハカセット８１棚１５１超音波エア用流体供給口１７１取付片１７２離脱防止ガイド２００センタリング機構２０１支柱２０２ベース板２０３ロータリアクチュエータ２０４フランジ２０５リンクアーム２０６ガイド用溝２０７センタリングガイド２０８駆動空気挿入口３２１貫通孔４２１基部４２２腕部５７１開閉スイッチ５９１ガイドアーム５９２ガイドアーム５９２ａ押し込み部分６１非接触搬送装置６００イオン発生源６０１電極針６０２高電圧電源６０３，６０４通孔６１０超音波エア源６１１真空源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面が円周状もしくは多角形状の凹部
と、上記凹部開口側に形成した、対象物と対向する平坦状端
面と、供給流体を凹部の内周面に臨む噴出口から凹部内へその
凹部の内周方向に沿って吐出させる流体通路と、を備えることを特徴とする非接触搬送装置。
【請求項２】上記凹部の内部に周壁を設けて旋回流通
路を形成した、請求項１に記載の非接触搬送装置。
【請求項３】内周面が円周状もしくは多角形状の凹部
と、その凹部開口側に形成した、対象物と対向する平坦
状端面と、供給流体を凹部の内周面に臨む噴出口から凹
部内へその凹部の内周方向に沿って吐出させる流体通路
とを有する旋回流形成体を複数、基底面に設けて構成し
た、ことを特徴とする非接触搬送装置。
【請求項４】対象物に対向する平坦面を有する板状の
基体の少なくとも一箇所に、内周面が円周状もしくは多
角形状の凹部と、その凹部の内周面に臨む噴出口から凹
部内へ供給流体を内周方向に沿って吐出させる流体通路
とを設けて構成した、ことを特徴とする非接触搬送装置。
【請求項５】イオン供給源を設け、当該装置が非接触
で保持している対象物にイオンを接触させる、請求項１
から４の何れかに記載の非接触搬送装置。
【請求項６】上記イオン供給源を凹部内に臨むように
設けた、請求項５に記載の非接触搬送装置。
【請求項７】上記イオン供給源を凹部外に、当該装置
が非接触で保持している対象物に臨むように設けた、請
求項５に記載の非接触搬送装置。
【請求項８】上記供給流体は超音波周波数の振動を有
する流体である、請求項１から７の何れかに記載の非接
触搬送装置。