JP2005051260A - 非接触搬送装置 - Google Patents

Abstract

【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。
【解決手段】対象物９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を備える。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

例えば特許文献１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。

しかし、上記した特許文献１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。

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。

さらに、複雑な構造に起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。
特開平１１−２５４３６９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

以下に説明するような効果を奏することができる。
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

流体通路５は、旋回流形成体２の閉端面２ａ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。

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。

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。

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に対向した非接触状態で保持されるようになる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

４個の旋回流形成体２の各々は、閉端面２ａ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。

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））。

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。

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１７１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。

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。

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に対向して非接触状態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。

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１４１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

このセンタリング機構２００は、基底部１３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。

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２０８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２０７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２０４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。

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。

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。

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。

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。

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３８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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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４２２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。

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に対向して非接触状態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。

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。

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。

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。

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。

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。

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５７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。

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。

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５９１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

なお、この実施形態では、イオン供給源６００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。

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。

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。

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。

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１５１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。

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。

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６０１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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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
６１…非接触搬送装置
７１…非接触搬送装置
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 (8)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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