JP2005251948A - 非接触保持装置および非接触保持搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１個でもワーク等保持対象物の回転を防止した状態で非接触保持することができる低騒音で安価な非接触保持装置を提供する。
【解決手段】流体を噴出させる噴出口３ｂおよびこの噴出口に向けて漸次拡開するテーパ状面３ｃを有する噴出凹部３を形成した本体２と、本体の噴出凹部のテーパ状面を臨む位置にて穿設されて、流体をテーパ状面に沿って軸方向に吐出させる吐出口１０と、吐出口に連通して流体を供給する流体供給流路７と、噴出凹部のテーパ状面に形成されて、吐出口から吐出された流体の流れを噴出凹部中心から放射状外方へ案内する放射状通風ガイド１１と、本体の噴出口の外縁部に一体に連成されて、噴出口に対向するワーク５の対向面と対向し、ワーク５の対向面外方へ流体の流れを案内する平坦状端面４と、を具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウエハやＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用ガラス板等のワークを含む保持対象物に、空気等の流体を吹き付けて、この保持対象物を非接触で保持する非接触保持装置およびその保持対象物を非接触保持状態で搬送することが可能な非接触保持搬送装置に関する。

従来、この種の非接触保持装置は、シリコンウエハや半導体ウエハ等のワークを、その製造段階において次工程へ搬送したり、同一工程内で搬送する場合、ワークへの塵埃の付着や損傷の防止のため、またはワークの大形化や薄形化に伴って機械的かつ直接的な保持が著しく困難になっている。

そこで、従来から、ワークに、所定圧のエアーや窒素ガスを吹き付けて、正圧と負圧とのバランスによりワークを非接触で保持する非接触保持装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−６４１３０号公報

しかしながら、このような従来の非接触保持装置では、その噴出口からワークへ吹き付けるエアー等の流体の噴出流が旋回流であるために、１個の非接触保持装置によりワークを非接触保持する場合には、ワークがエアーの旋回流に伴って少しずつ回転し、静止状態で保持できないという不具合がある。

この不具合を解決するためには、図１８で示すパネル形非接触保持装置Ａのように旋回流の方向が、例えば時計方向（ＣＷ）と反時計方向（ＣＣＷ）等のように相互に異なる少なくとも２個の非接触保持装置ＣＷ，ＣＣＷを相互に隣り合うようにパネルＢ上に並設する必要があった。

しかし、これでは、非接触保持装置の個数が増えるうえに、隣り合う２個の非接触保持装置の旋回流同士がワークの非接触保持面上で衝突し、相殺し合うので、風切り音等の騒音が発生するうえに、エアーの供給量と供給圧とが浪費される。また、これら２個の非接触保持装置の両旋回流に強弱差（圧力差）がある場合には、その高い圧力側によりワークが回転してしまうので、隣り合う非接触保持装置ＣＷ，ＣＣＷに供給するエアーの供給量と圧力がほぼ均等になるように適切に制御しなければならず、その制御に高精度が要求されるという課題がある。

また、これら隣り合う両旋回流の圧力がほぼ均衡している場合にも、相互に押し合う力がワークに作用するので、ワークに歪みが発生し、ワークの厚さが薄い場合には、その厚さ方向にワークが歪み振動して騒音が発生するうえにワークのストレスが増大するという課題がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、１個でもワークの回転を防止した状態で非接触保持することができる低騒音で安価な非接触保持装置および非接触保持搬送装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、流体を噴出させる噴出口およびこの噴出口に向けて漸次拡開する側面を有する噴出凹部を形成した本体と、この本体の上記噴出凹部の側面を臨む位置にて穿設されて、上記流体を上記側面に沿って軸方向に吐出させる吐出口と、この吐出口に連通するように上記本体に穿設されて、この吐出口に流体を供給する流体供給路と、上記本体の噴出口の外縁部に一体に連成されて、この噴出口に対向する保持対象物の対向面と対向し、この保持対象物の対向面外方へ流体の流れを案内する平坦状端面と、を具備していることを特徴とする非接触保持装置である。

請求項２に係る発明は、上記噴出凹部の側面は、上記吐出口から吐出された流体の流れを噴出凹部の内底面中心から遠心方向外方へ放射状に案内する放射状通風ガイドを形成していることを特徴とする請求項１記載の非接触保持装置である。

請求項３に係る発明は、上記流体供給路は、上記吐出口から上記噴出凹部側面に吐出される流体の流れをこの噴出凹部側面の軸方向に案内する軸方向通風ガイドを、具備していることを特徴とする請求項１または２記載の非接触保持装置である。

請求項４に係る発明は、上記流体供給路は、その途中にて流体を所要量溜める流体溜を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の非接触保持装置である。

請求項５に係る発明は、上記吐出口は、上記噴出凹部の内底面中心回りの対称位置にて複数配設され、上記放射状通風ガイドは、上記各吐出口から噴出口まで形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の非接触保持装置である。

請求項６に係る発明は、上記放射状通風ガイドおよび軸方向通風ガイドは、溝または凸部により形成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の非接触保持装置である。

請求項７に係る発明は、上記放射状通風ガイドは、上記各吐出口から噴出口に向けて幅が漸次拡開する一方、深さが漸次浅くなって噴出口ないしその近傍でその周囲の側面と面一となる末広溝であることを特徴とする請求項５記載の非接触保持装置である。

請求項８に係る発明は、本体は、石英ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の非接触保持装置である。

請求項９に係る発明は、上記本体の流体供給路を流体供給源に接続する外部流体供給路の途中に配設されて、流体を所要量貯溜する流体貯溜タンクと、この流体貯溜タンク内に貯溜された流体の温度を制御する流体温度制御装置と、を具備していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の非接触保持装置である。

請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の非接触保持装置と、この非接触保持装置を備えた保持部と、この保持部に配設された把持可能の把持体と、この把持体に配設されて、上記非接触保持装置により非接触で保持されたワークの外側周面をその外方への変位を規制するストッパと、を具備していることを特徴とする非接触保持装置である。

請求項１１に係る発明は、上記把持体は、移動可能な移動体に着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１０記載の非接触保持装置である。

請求項１２に係る発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の非接触保持装置の複数個を配設したパネルと、このパネルを水平方向へ可逆的に移動可能に支持する移動部と、この移動部を備えた搬送可能の搬送装置と、を具備していることを特徴とする非接触保持搬送装置である。

本発明によれば、ワーク等の保持対象物に吹き付ける流体が旋回流ではなく、放射流であるので、１個の非接触保持装置でもワークを回転させずに静止状態で非接触保持することができる。このために、非接触保持装置自体の設置個数の節約と保持対象物のストレスおよび振動を低減させることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。

［第１実施形態］
図１は図２のＩ−Ｉ線に沿う切断部の縦断面図、図２は本発明の第１実施形態に係る非接触保持装置の外観俯瞰図、図３は同仰視図である。

これらの図に示すように非接触保持装置１は、石英ガラス等の硬質ガラス、アルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）等の金属、アルミナ等のセラミックス、合成樹脂等により有蓋円柱形や角柱形等に形成された本体２の底部に、例えば円錐台状（または多角錐台状）の所要深さの噴出凹部３を形成している。

噴出凹部３は、その内底面３ａに対向する一端側を、例えば円形の噴出口３ｂとして開口し、この噴出凹部３ａの側周面（側面）を、内底面３ａから噴出口３ｂへ向けて、外方に若干膨出の湾曲面、により漸次拡開するテーパ状面３ｃに形成している。なお、このテーパ状面３ｃは吊鐘やカップ等の内面の湾曲面に形成してもよく、もしくは、直線状のテーパ面に形成してもよい。

本体２は、その噴出口３ｂ側の外周縁部を、平坦状端面４に一体に連成している。この平坦状端面４は、保持対象物の一例であるシリコンウエハや半導体ウエハ等のワーク５に対し、所要の間隙を置いて非接触で保持された状態で対向する対向面に対してほぼ平行をなす平坦面に形成されている。なお、保持対象物としては、上記ワーク５の外に、ＬＣＤ（液晶）やＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用等のガラス板（クオーツ板を含む）、自動車部品等の精密部品、医療用容器等、人手により直接接触することが規制されているものを含む。

本体２は、その下部外側面に、例えば左右一対の流体供給口６，６を穿設する一方、これら流体供給口６，６に連通する２本の流体供給路７，７を本体２の内部に形成している。

流体供給路７，７は、本体２の中心軸部にて同心状かつ軸方向に形成された環状流路７ａ（図４参照）と、この環状流路７ａの図１中上端部を上記左右一対の流体供給口６，６にそれぞれ連通する左右一対の上方斜行路７ｂ，７ｂと、環状流路７ａの下端部に連通する下部環状流路７ｃとを一体に連成することにより構成されている。これら流体供給路７，７は、流体供給口６，６に図示しないコネクタを介して一体に連成されて外部流体供給路を形成するエアー供給ホースＨの径よりも小径に形成されている。このために、エアー供給ホースＨから流体供給口６，６に供給されるエアーまたは窒素ガス等の流体の圧力を流体供給路７，７により昇圧し得るようになっている。

そして、このエアー供給ホースＨには、図示しない流体貯溜タンクの一例であるエアータンクを介して、流体供給源の一例であるエアーコンプレッサ装置を接続しており、このエアーコンプレッサ装置から所定圧のエアーをエアータンク内で所定量貯溜しつつ非接触保持装置１の流体供給口６，６へ供給するようになっている。

また、エアータンクには、このエアータンク内に貯溜されるエアーの温度を制御する温度制御装置を設けており、非接触保持装置１に供給するエアーをエアータンク内に一旦貯溜し、エアーの温度をこの温度制御装置により所要温度に適宜制御し得るように構成されている。温度制御装置としはて、例えばヒートポンプ式の冷凍サイクル装置を使用してもよい。

これにより、非接触保持装置１からワーク５へ吹き付けるエアーの温度を、ワーク５の結露やスポット等のダメージを未然に防止し得る温度に制御することができる。

図４の平断面図に示すように環状流路７ａは、その図中上下一対の仕切壁８，８により図中左右の半円状流路に画成されている。これら仕切壁８，８は環状流路７ａおよび下部環状流路７ｃの軸方向全長に亘って形成されており、左右一対の流体供給口６，６から環状流路７ａへそれぞれ供給されたエアーや窒素ガス等の流体同士が環状流路７ａで合流して旋回流が発生するのを防止するために画成している。

また、環状流路７ａは、例えばその内周面に、周方向対称位置にて、軸方向通風ガイドである複数の軸方向通風ガイド溝９，９，９，…をそれぞれ形成している。これら軸方向通風ガイド溝９，９，…は、環状流路７ａと下部環状流路７ｃとを軸方向で連結する軸部の軸方向全長に亘って形成されている。これら軸方向通風ガイド溝９，９，…は、環状流路７ａと下部環状流路７ｃの軸方向に対する横断面形状が矩形に形成されているが、三角形やＶ字形、多角形、円弧でもよく、さらに、これら流路７ａ，７ｃの内方側へ突出する突条等凸部でもよい。この凸部の横断面形状も三角形やＶ字形、多角形、円弧形でもよい。

そして、図５に示すように、噴出凹部３は、その内底面３ａの外周部にて、例えば円形の複数の吐出口１０，１０，…を周方向に等ピッチで穿設している。

各吐出口１０は、噴出凹部３の内底面３ａにおいて、テーパ状面３ｃを臨む位置にて、そのテーパ状面３ｃに向けて、その軸方向にエアー等の流体を吐出し、テーパ状面３ｃに沿って軸方向に送風するように形成されている。

すなわち、各吐出口１０は、下部環状流路７ｃに一体に連通し、下部環状流路７ｃは、その図１中上端部を環状流路７ａの下端部に一体に連通している。

そして、噴出凹部３は、そのテーパ状面３ｃに、各吐出口１０に連通すると共に、各吐出口１０の直径とほぼ等しい幅で所要深さの放射状通風ガイドである放射状通風ガイド溝１１をそれぞれ形成している。これら放射状通風ガイド溝１１は内底面３ａの中心から遠心方向外方へ放射状に形成されており、各吐出口１０から吐出されたエアーが噴出凹部３のテーパ状面３ｃに付着して軸方向へ放射状に通風されるようになっている。

なお、これら放射状通風ガイド溝１１は、図６で示すように各吐出口１０から噴出口３ｂへ向けて末広状に漸次拡開する末広溝１２にそれぞれ置換してもよい。また、吐出口１０の個数は図５，図６に示すように８個に限定されるものではなく、２，３，４，５，６，７，９，１０個でもよく、１１個以上でもよい。さらに、吐出口１０は、これら複数本の吐出口１０同士を内底面３ａの周方向で一体に連結した環状形でもよい。

各末広溝１２は、その吐出口１０側から噴出口３ｂ側に向けて、その溝深さを漸次浅くして行き、噴出口３ｂないしその近傍にて深さがゼロ、すなわち、隣り合う末広溝１２，１２同士間の間隙のテーパ状面３ｃとほぼ面一になるように形成されている。これら末広溝１２も噴出凹部３の内底面３ａの中心から遠心方向へ向けて放射状に配設されている。

非接触保持装置１はこのように構成されているので、左右一対の流体供給口６，６へ所定圧のエアー等の流体が供給されると、各上方斜行路７ｂを通って昇圧されながら環状流路７ａの上端部にそれぞれ流入し、これら両エアーは隔壁８，８により合流しないように規制される。さらに、エアーはこの各半円状の環状流路７ａの各軸方向通風ガイド溝９に案内されて環状流路７ａ内を軸方向に流下し、下部環状流路７ｃを経て各吐出口１０から噴出凹部３のテーパ面３ｃに向けて本体２の軸方向へ吐出される。

そして、テーパ状面３ｃでは放射状通風ガイド溝１１が形成されているので、このテーパ状面３ｃに向けて吐出されたエアーは、その粘性によりテーパ状面３ｃに付着して放射状通風ガイド溝１１に案内されて噴出口３ｂへ向けて軸方向に送風される。

これにより、噴出凹部３内の所定圧のエアーが、その粘性によりテーパ状面３ｃに付着した状態で軸方向に通風し、噴出口３ｂから外部へ矢印で示すように放射流となって噴出される。

したがって、図１，図２に示すように非接触保持装置１の噴出口３ｂを、この噴出口３ｂからエアーを噴出させた状態でワーク５の一面上に近接対向させると、噴出口３ｂから噴出されたエアーの放射流がワーク５の対向面に吹き付けられ、さらに、エアーは、このワーク５の対向面上をその対向面に沿って外方へ放射状に通風するので、この噴出口３ｂとワーク５の対向面との間隙では、ワーク５にエアーの放射流が吹き付けられる正圧領域Ｐと、その放射流の内側の負圧領域Ｍとがそれぞれ形成される。

このために、噴出口３ｂの外周部の正圧領域Ｐでエアーによりワーク５を噴出口３ｂよりも外方（図１では下方）へ押し出す押圧力が作用する一方、噴出口３ｂの中心部の負圧領域Ｍでは、ワーク５を噴出口３ｂ側へ吸着しようとする吸着力が作用し、これら吸着力と押圧力の均衡によりワーク５を非接触で保持することができる。

したがって、この非接触保持装置１によれば、ワーク５をチャック等により機械的に保持した場合や吸着パッドにより直接吸着保持した場合に、ワーク５に発生する圧痕や機械的損傷を防止することができる。

また、この非接触保持装置１によれば、ワーク５に、エアーの放射流を吹き付け、旋回流を吹き付けないので、ワーク５を回転させずに静止状態で非接触保持することができる。このために、非接触保持装置１によりワーク５を、非接触で保持した状態で他所へ搬送し、所定位置へ載置する場合の位置決め精度を、ワーク５が回転する場合よりも向上させることができる。

また、この非接触保持装置１によれば、１台の非接触保持装置１により、ワーク５を静止状態で非接触保持できるので、上述した従来の旋回流型の非接触保持装置のように、少なくとも２台並設してワーク５の回転を静止させる必要がない。このために、非接触保持装置１の設置台数自体の削減を図ることができるうえに、旋回流型非接触保持装置を２台並設したときの気流の衝突や相殺による風切り音等の騒音を低減できるうえに、エアーの供給流量ないし圧力の低減を図ることができ、エアー供給ホース１１を介してエアーを供給する図示しないエアーコンプレッサ装置等の動力費の低減を図ることができる。

さらに、この非接触保持装置１によれば、１台の非接触保持装置１によりワーク５を静止状態で非接触保持できるので、上述した従来例のように旋回方向が異なる２つ以上の旋回流をワーク５に吹き付けることにより、ワーク５に発生する応力と振動を低減することができる。これにより、ワーク５の健全性向上とさらなる騒音の低減も図ることができる。

そして、この非接触保持装置１によれば、環状流路７ａを仕切壁８，８により半円状に仕切ることにより、左右一対の流体供給口６，６から供給されたエアー同士がこの環状流路７ａで合流して旋回流が発生するのを防止することができるうえに、各半円状の環状流路７ａを通風するエアーを、軸方向通風ガイドである軸方向通風ガイド溝９により軸方向へ通風するように案内し、エアーに旋回流が発生しないように強制的に規制している。

さらに、各吐出口１０から噴出凹部３内へ吐出されたエアーの流れを、テーパ状面３ｃに形成された放射状通風ガイド１１により放射流に規制するので、エアーに旋回流が発生するのを防止ないし低減することができ、乱流の発生を防止ないし低減することができる。

また、噴出口３ｂの外周縁部を平坦状端面４に形成したので、噴出口３ｂからワーク５側へ噴出されてその外方へ通風する放射流の抜け（通風）を向上させることができ、エアーの浪費を低減することができるうえに、万一、何らかの理由によりワーク５が平坦状端面４に衝当した場合にも、その損傷を低減することができる。

そして、この非接触保持装置１によれば複数の吐出口１０を本体２の中心軸回りの対称位置に配設したので、噴出口３ｂからワーク５に吹き付けられるエアーの放射流量ないし圧力を噴出口３ｂの周方向でほぼ均等に分布させることができる。

これにより、ワーク５に左右する吸着力や押圧力の分布を均等にすることができるので、ワーク５の非接触保持状態での傾斜を防止ないし低減することができる一方、自己調芯機能を奏することができる。

すなわち、仮に非接触保持装置１によりワーク５を、その中心が噴出口３ｂの中心からずれた状態で非接触保持すると、そのワーク５のずれた側の正圧と負圧領域Ｐ，Ｍが作用する面積の方が、その反対側よりも増大するので、ワーク５が傾斜し、その傾斜による移動モーメントにより噴出口３ｂの中心に一致するように移動する。

また、本体２を石英ガラスにより形成する場合には、この石英ガラスからは汚染ガスが放出されず、あるいは極微量であるので、半導体ウエハやシリコンウエハ等の汚染を防止ないし低減することができる。

そして、上記エアーホースＨには図示しないエアータンクを介してエアーコンプレッサ等のエアー供給源を接続しているので、仮に非接触保持装置１によりワーク５を非接触保持している最中に、何らかの理由によりエアーコンプレッサの運転が停止した場合でも、エアータンク内の貯溜エアーを所定時間引き続き非接触保持装置１へ供給できるので、その間、ワーク５を所定の載置台等へ載置する等により、ワーク５を突然落下させて破損させる等の不測の事態に対して対応することができる。

また、非接触保持装置１に供給するエアーの温度を、エアータンク内の温度制御装置により適宜制御することによりワーク５に結露が発生するのを防止ないし低減することができる。

なお、上記第１実施形態では、軸方向通風ガイド溝９，…を環状流路７ａの内周面側に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば環状流路７ａの外周面側に形成してもよく、さらに、これら内外両周面にそれぞれ形成してもよい。また、上記放射状通風ガイド１１は吐出口１０から噴出口３ｂまで全長に亘って形成せずに、吐出口１０周辺のみ、または噴出口３ｂ周辺のみのように部分的に形成してもよい。

さらに、上記第１実施形態では、軸方向通風ガイド溝９と放射状通風ガイド１１の両者を形成する場合について説明したが、本発明は、その一方のみを設けてもよく、さらに、これら両ガイド９，１１を設けなくてもよい。すなわち、軸方向通風ガイド溝９と放射状通風ガイド１１の両者を設けない場合でも、噴出凹部３の吐出口１０がテーパ状面３ｃに対して、その軸方向にエアーを吐出するので、エアーの粘性によりテーパ状面３ｃを軸方向に通風させることができる。

図７〜図１２は上記非接触保持装置１の第１変形例に係る非接触保持装置１Ａ〜第５変形に係る非接触保持装置１Ｅの各縦断面図である。

図７に示すように第１変形例に係る非接触保持装置１Ａは、上記図１で示す非接触保持装置１において、左右一対の流体供給口６，６の一方と、これ流体供給口６，６にそれぞれ接続される左右一対の上方斜行流路７ｂ，７ｂの一方と、図４で示す環状流路７ｂの一対の仕切壁８，８と、をそれぞれ省略したことに特徴があり、これら以外の構成は図１で示す非接触保持装置１と同様である。

したがって、この非接触保持装置１Ａによれば、図１で示す非接触保持装置１とほぼ同様の作用効果を奏することができるうえに、一対の流体供給口６，６、上方斜行流路７ｂ，７ｂ、一対の仕切壁８，８の一方を省略した分、構成の簡単化を図ることができ、その分、加工の容易性を向上させることができる。

また、環状流路７ａの一対の仕切壁８，８を省略したので、この環状流路７ａ内でエアーの旋回流が発生する可能性があるが、その旋回流は軸方向通風ガイド溝９により防止ないし低減することができるうえに、テーパ面３ｃの放射状通風ガイド溝１１により、エアーの旋回流をさらに防止ないし低減することができる。

図８で示す第２変形例に係る非接触保持装置１Ｂは、図１で示す非接触保持装置１において、１つの流体供給口６を本体２の図中上端部中央部に穿設し、この１つの流体供給口６からのエアーを複数の軸方向流路７ｄ，７ｄ，…に分流し、これら軸方向流路７ｄ，７ｄにそれぞれ連通する複数の吐出口１０，１０，…からテーパ状面３ｃに向けて吐出させるように構成した点に特徴がある。

図９で示す第３変形例に係る非接触保持装置１Ｃは、上記図８で示す第２変形例に係る非接触保持装置１Ｂにおいて、その流体供給口６を、本体２の上端部図中にて複数並設した点に特徴がある。

図１０で示す第４変形例に係る非接触保持装置１Ｄは、本体２内に、例えば楕円球状のエアー溜１３を設けた点に主な特徴がある。

このエアー溜１３は、１個の流体供給口６を、噴出凹部３で開口する複数の吐出口１０，１０，…に連通するエアー供給流路７の途中に介在されている。

すなわち、エアー溜１３は１個の流体供給口６に連通する横流路７ｅの先端に連通する一方、複数股分岐流路７ｆ，７ｆの合流流路７ｇに連通し、これら複数股分岐流路７ｆ，７ｆの先端（図１０中下端）が吐出口１０，１０，…にそれぞれ連通している。

この第４変形例に係る非接触保持装置１Ｄによれば、エアー溜１３があるので、流体供給口６からエアー供給流路７へ供給されるエアーの脈動を防止ないし低減して静圧を回復し得ると共に、エアーコンプレッサ装置の運転停止の際には、このエアー溜１３からエアーを吐出口１０へ所定時間引き続き供給することができる。これにより、エアーコンプレッサ装置の運転停止と同時に、今まで保持していたワーク５の保持が停止して落下するのを防止できる。

図１１で示す第５変形例に係る非接触保持装置１Ｅは、図１０で示す第４変形例に係る非接触保持装置１Ｄにおいて、エアー溜１３に連通する横流路７ｅと流体供給口６を図１１中、左右一対設けた点に特徴がある。

この非接触保持装置１Ｅもエアー溜１３を具備しているので、図１０で示す非接触保持装置１Ｄとほぼ同様の作用効果を奏することができる。なお、上記非接触保持装置１Ｂ〜１Ｅの流体供給路７とこれに連通する吐出口１０の個数は各々２個以上であればよく、各吐出口１０は噴出凹部３の内底面３ａ中心に対して対称位置に設ければよい。

［第２実施形態］
図１２は本発明の第２実施形態に係るハンド形非接触保持装置２１の使用状態を示す斜視図である。

ハンド形非接触保持装置２１は、上記非接触保持装置１，１Ａ〜１Ｅのいずれか、例えば１の複数個を、例えばほぼＵ字状薄板よりなる基板２２の一面上に配設し、ウエハカセット２３内に収容されている半導体ウエハやシリコンウエハ等のワーク５を非接触保持して外部に取り出し、あるいは挿入するものである。

基板２２は、基端部２２ａと、この基端部２２ａから２股に分岐する分岐部２２ｂ，２２ｃとを一体に連成してほぼＵ字状に形成される保持部とを備えている。これら分岐部２２ｂ，２２ｃの一平坦面（図１２では上面）上にて、複数個の上記非接触保持装置１を、その噴出口３ｂを図１２中上面上に向けて左右対称位置に設けており、ウエハカセット２３内に段積みされている隣り合うワーク５の間隙内に挿脱できる厚さに形成されている。

基板２２は、そのワーク５を保持する保持面（図１２では上面）上の隅角部にて、例えば４個の凸状ストッパ２４，２４，２４，２４を突設している。すなわち、各ストッパ２４はワーク５の外側周面を、その周方向等分位置の例えば４箇所で若干の遊びをもって囲み、支持するように配設されている。

ハンド形非接触保持装置２１は、その基板２２の基端部２２ａの外側面に、把持部としてグリップ部２５を一体ないし一体的に形成している。図１３にも示すように、グリップ部２５は、その根元部側面に、２本のエアー供給ホースＨ，Ｈをそれぞれ接続するためのエアー導入口２６，２６をそれぞれ形成している。

各エアー導入口２６，２６は、Ｕ字状基板２２の内部に形成された２本のエアー供給路２７，２７をそれぞれ介して各非接触保持装置１の流体供給口６にそれぞれ連結されている。

グリップ部２５は作業員の手により握持できる大きさと形状等に形成されている。但し、このグリップ部２５を、図示しない移動体の一例である移動可能のロボットの可動アームに着脱可能に構成してもよい。但し、その場合、エアー供給ホースＨ，Ｈの位置は必要に応じて適宜変更する。そして、グリップ部２５には、各非接触保持装置１に供給するエアーの供給量を制御する制御弁を操作する図示しない操作部を備えている。

なお、ウエハカセット２３はシリコン等のウエハを収容する角筒状のカセット筐体２３ａの一側面をウエハ挿脱口として開口させる一方、カセット筐体２３ａの内面に、ウエハを挿脱可能に収容する複数の収容溝２３ｂを軸方向に所要のピッチで形成している。

ハンド形非接触保持装置２１は、このように構成されているので、作業員はグリップ部２５を手で握り、図１２に示すように各非接触保持装置１の噴出口３ｂ側を上方に向けた状態で、Ｕ字状基板２２をウエハカセット２３内で段積みされているワーク５同士間の間隙内に挿入して所要のワーク５の下面に位置決めする。この後、図示しない制御弁操作部を操作して非接触保持装置１へのエアー供給を開始させ、所要のワーク５の下面を非接触保持させてウエハカセット２３から外部へ取り出す。

これとは逆に、ワーク５をウエハカセット２３内の収容溝２３ｂ内に挿入し、収容する場合は、図１２に示すようにハンド形非接触保持装置２１によりワーク５を非接触保持したワーク５を、ウエハカセット２３内の所要の収容溝２３ａ内へ挿入し、エアー供給の停止等の制御により載置する。この後、この基板２２のみをウエハカセット２３から引き出す。

すなわち、ハンド形非接触保持装置２１により手作業でウエハカセット２３から所要のワーク５を取り出す一方、挿入することができる。また、このハンド形非接触保持装置２１のグリップ部２５をロボットのアームに装着することにより、ハンド形非接触保持装置２１によりワーク５を非接触保持した状態でロボットによりワーク５を搬送することができる。

そして、このハンド形非接触保持装置２１に設けた各非接触保持装置１は、上述したようにその噴出口３ｂから噴出されるエアーが旋回流ではなく、放射流であるので、基板２２上にて隣り合うように配設される非接触保持装置１のエアーの旋回流が相互に逆向きになるように配慮する必要がないので、ハンド形非接触保持装置２１の製造容易性の向上やワーク５の振動、騒音の低減等、上記非接触保持装置１と同様の作用効果を奏することができる。

なお、ハンド形非接触保持装置２１は図１４で示すハンド形非接触保持装置２１Ａに示すように、左右一対の分岐部２２ｂ，２２ｃの長手方向中間部を一体に連結するクロスプレート２２ｄを一体に連成し、このクロスプレート２２ｄの中央部に非接触保持装置１を配設してもよい。

このハンド形非接触保持装置２１Ａによれば、ワーク５のほぼ中央部に相当する部分にも非接触保持装置１を配設することができるので、ワーク５の非接触保持の安定性と確実性とを共に向上させることができる。また、基板２２を単なる矩形もしくは円形に形成してもよい。

［第３実施形態］
図１５は本発明の第３実施形態に係るピンセット形非接触保持装置２８の正面図である。このピンセット形非接触保持装置２８は、小形棒状の本体２９の一端部を作業員の手の指等により把持可能な把持部２９ａに構成し、本体２９の軸方向中間部に、上記非接触保持装置１，１Ａ〜１Ｅのいずれか、例えば１を配設している。また、本体２９の一面には、ワーク５の直径方向両端部側面を直径方向で挟持する複数のストッパピン３０，３０，…を配設している。把持部２９ａは、その根元部にて、図示省略したエアー導入口に接続されるエアー供給ホースＨを接続し、このエアー導入口を非接触保持装置１の流体供給口に接続する図示しないエアー供給流路を本体２９の内部に形成している。また、本体２９には、エアー供給ホースＨから非接触保持装置１に供給するエアーの供給量を制御する制御弁を操作する操作部（図示せず）を具備している。

このピンセット形非接触保持装置２８によれば、小口径のシリコンウエハや半導体ウエハ、小形の精密部品等小形のワーク５等の保持対象物を非接触保持し、搬送することができる。

また、図示しない制御弁操作部の所要の操作により非接触保持装置１に供給するエアー供給量を適宜制御することにより、非接触保持する保持対象物の大きさや形状に種々適合させることができる。

なお、上記ピンセット形非接触保持装置２８の本体２９を、鉛筆やシャープペンシル等筆記具とほぼ同様の形状や寸法に形成してペンシル形に形成してもよく、また、そのペンシル形本体２９の先端部を所要角度屈曲し、その先端面に非接触保持装置１を設けてもよい。

［第４実施形態］
図１６は本発明の第４実施形態に係る非接触保持搬送装置３１の側面図である。この非接触保持搬送装置３１は図１７で示すパネル形非接触保持装置３２を水平方向に移動可能に支持する移動部としての移動テーブル３３と、ベルトコンベア等の搬送路３４上を往復動可能に搬送されるシャトル、またはこの搬送路を自走装置により自走する自走装置等の搬送装置３５と、を具備している。

図１７に示すようにパネル形非接触保持装置３２は、例えば矩形板のパネル３２ａの一面上に、上記非接触保持装置１，１Ａ〜１Ｅのいずれか、例えば１の複数個を、例えば３行３列で配列し、ワーク５を非接触保持するように構成されている。

図１６に示すように移動テーブル３３は、パネル形非接触保持装置３２を着脱自在に載置する一方、搬送装置３５上に、水平方向移動可能に搭載され、搬送装置３５が所定位置へ移動したときに、水平方向に摺動等により移動して、パネル形非接触保持装置３２を水平方向に移動させることにより、このパネル形非接触保持装置３２により非接触保持されているワーク５を、次の加工工程や検査工程等の次工程へ引き渡すようになっている。

この非接触保持搬送装置３１によれば、搬送装置３５により、ワーク５を、その次工程引渡し場所まで搬送することができ、さらに、移動テープル３３によりパネル形非接触保持装置３２を水平方向へ移動させることにより、ワーク５を次工程へ引き渡すことができる。

このワーク５を次工程へ引き渡した後は、移動テーブル３３を搬送装置３５の原状位置に復帰させ、その後、搬送装置３５が搬送路上を搬送して原状位置に戻り、再びパネル形非接触保持装置３２によりワーク５を非接触保持し、搬送装置３５により再び次工程の引渡し場所へ移動する。これら動作の繰返しにより、複数のワーク５を非接触保持した状態で次工程等所要場所へ搬送することができる。

また、この非接触保持搬送装置３１によれば、ワーク５を非接触保持する非接触保持装置として本発明に係る非接触保持装置１，１Ａ〜１Ｅのいずれかを使用しているので、これら非接触保持装置１，１Ａ〜１Ｅとほぼ同様の作用効果を奏することができる。

なお、上記搬送路３４は工場内の天井等に架設された、例えばモノレールでもよく、この場合、搬送装置３５はこのモノレール上を往復するゴンドラに構成される。この場合、ワーク５はパネル形非接触保持装置３２により下向きに非接触保持されるが、パネル形非接触保持装置３２はワーク５を下向きでも落下させることなく、非接触保持することができ、さらにワーク５を垂直でも非接触保持することができる。

図２のＩ−Ｉ線に沿う切断部の断面図。 本発明の第１実施形態に係る非接触保持装置の外観俯瞰図。 図２で示す非接触保持装置の外観仰視図。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う切断部の断面図。 図１，図２等で示す非接触保持装置の底面図。 本発明の第１実施形態に係る放射状通風ガイドの他の例の底面図。 本発明の第１実施形態における第１変形例の縦断面図。 本発明の第１実施形態における第２変形例の縦断面図。 本発明の第１実施形態における第３変形例の縦断面図。 本発明の第１実施形態における第４変形例の縦断面図。 本発明の第１実施形態における第５変形例の縦断面図。 本発明の第２実施形態に係るハンド形非接触保持装置の斜視図。 図１２で示すハンド形非接触保持装置の平面図。 図１２で示すハンド形非接触保持装置の変形例の平面図。 本発明の第３実施形態に係るピンセット形非接触保持装置の正面図。 本発明の第４実施形態に係る非接触保持装置の側面図。 図１６で示すパネル形非接触保持搬送装置の平面図。 従来のパネル形非接触保持装置の平面図。

符号の説明

１ 非接触保持装置
２ 本体
３ 噴出凹部
３ｂ 噴出口
３ｃ テーパ状面
４ 平坦状端面
５ ワーク
６ 流体供給口
７ 流体供給路
９ 軸方向通風ガイド溝
１０ 吐出口
１１ 放射状通風ガイド溝
１２ 放射状通風末広ガイド溝
１３ エアー溜
２１ ハンド形非接触保持装置
２２ ハンド形非接触保持装置の基板
２３ ウエハカセット
２４ ストッパ
２５ グリップ部
２８ ピンセット形非接触保持装置
２９ ピンセット形非接触保持装置の本体
３１ 非接触保持搬送装置
３２ パネル形非接触保持装置
３３ 移動テーブル
３４ 搬送路
３５ 搬送装置

Claims (12)

1. 流体を噴出させる噴出口およびこの噴出口に向けて漸次拡開する側面を有する噴出凹部を形成した本体と、
   この本体の上記噴出凹部の側面を臨む位置にて穿設されて、上記流体を上記側面に沿って軸方向に吐出させる吐出口と、
   この吐出口に連通するように上記本体に穿設されて、この吐出口に流体を供給する流体供給路と、
   上記本体の噴出口の外縁部に一体に連成されて、この噴出口に対向する保持対象物の対向面と対向し、この保持対象物の対向面外方へ流体の流れを案内する平坦状端面と、
   を具備していることを特徴とする非接触保持装置。
2. 上記噴出凹部の側面は、上記吐出口から吐出された流体の流れを噴出凹部の内底面中心から遠心方向外方へ放射状に案内する放射状通風ガイドを形成していることを特徴とする請求項１記載の非接触保持装置。
3. 上記流体供給路は、上記吐出口から上記噴出凹部側面に吐出される流体の流れをこの噴出凹部側面の軸方向に案内する軸方向通風ガイドを、
   具備していることを特徴とする請求項１または２記載の非接触保持装置。
4. 上記流体供給路は、その途中にて流体を所要量溜める流体溜を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の非接触保持装置。
5. 上記吐出口は、上記噴出凹部の内底面中心回りの対称位置にて複数配設され、上記放射状通風ガイドは、上記各吐出口から噴出口まで形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の非接触保持装置。
6. 上記放射状通風ガイドおよび軸方向通風ガイドは、溝または凸部により形成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の非接触保持装置。
7. 上記放射状通風ガイドは、上記各吐出口から噴出口に向けて幅が漸次拡開する一方、深さが漸次浅くなって噴出口ないしその近傍でその周囲の側面と面一となる末広溝であることを特徴とする請求項５記載の非接触保持装置。
8. 本体は、石英ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の非接触保持装置。
9. 上記本体の流体供給路を流体供給源に接続する外部流体供給路の途中に配設されて、流体を所要量貯溜する流体貯溜タンクと、
   この流体貯溜タンク内に貯溜された流体の温度を制御する流体温度制御装置と、
   を具備していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の非接触保持装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の非接触保持装置と、
    この非接触保持装置を備えた保持部と、
    この保持部に配設された把持可能の把持体と、
    この把持体に配設されて、上記非接触保持装置により非接触で保持されたワークの外側周面をその外方への変位を規制するストッパと、
    を具備していることを特徴とする非接触保持装置。
11. 上記把持体は、移動可能な移動体に着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１０記載の非接触保持装置。
12. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の非接触保持装置の複数個を配設したパネルと、
    このパネルを水平方向へ可逆的に移動可能に支持する移動部と、
    この移動部を備えた搬送可能の搬送装置と、
    を具備していることを特徴とする非接触保持搬送装置。

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