JP2007053313A - 基板吸着装置とそれを用いた基板搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】厚みが薄く、かつ、傾動可能で防塵機能を有する基板吸着装置とそれを用いた基板搬送装置を提供する。
【解決手段】基板支持体１は、上方に開口した上部から見て円形の凹部２と、凹部２の中央部に設けた筒状の凸部３と、吸気通路６と連通する第１の吸気孔４とを有し、パッド８は、略円盤状の形状を有する弾性体で構成され、外周部に設けた、下部から上部に向かって径が小さくなるように傾斜する傾斜部９と、上面の外周部に設けたリング状の凸部１０からなる吸着面１１と、上面から見た中央部に設けた第２の吸気孔１２と、下面に設けた筒状部１３とを有し、かつ、基板支持体１の凹部２の側壁２ａ内周面に、パッド８の傾斜部９と接する傾斜面１６を有する防塵用のリング１５を取り付けている。
【選択図】図１
【解決手段】基板支持体１は、上方に開口した上部から見て円形の凹部２と、凹部２の中央部に設けた筒状の凸部３と、吸気通路６と連通する第１の吸気孔４とを有し、パッド８は、略円盤状の形状を有する弾性体で構成され、外周部に設けた、下部から上部に向かって径が小さくなるように傾斜する傾斜部９と、上面の外周部に設けたリング状の凸部１０からなる吸着面１１と、上面から見た中央部に設けた第２の吸気孔１２と、下面に設けた筒状部１３とを有し、かつ、基板支持体１の凹部２の側壁２ａ内周面に、パッド８の傾斜部９と接する傾斜面１６を有する防塵用のリング１５を取り付けている。
【選択図】図１
Description
本発明は、基板吸着装置、およびそれを用いた基板搬送装置に関するものである。
従来の基板吸着装置は、図４に示すように、上側部材２１と下側部材２２とで２段に構成されたパッド２３の吸着面２４に形成された吸気孔２５から吸気することにより、図示していない半導体ウエハや液晶パネル用ガラス基板等（以下、総じて基板という）をパッド２３の吸着面２４に接触させて吸着し、基板を搬送している。また、コイルスプリング２６とＯリング２７を上側部材２１と下側部材２２間に備えることにより所定角度の範囲内でパッド２３を傾斜可能にさせている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２２９８６６号公報（図５）
しかしながら、このような従来技術においては、次のような問題があった。
（１）コイルスプリングとＯリングと多部材の構造によって、吸着パッドの構成が厚くなるため、半導体ウエハのカセットのピッチが狭く、プロセス装置のウエハ搬送入口が狭い場合には搬送することができない。
（２）コイルスプリングを用いた場合、粉塵が堆積されるので、基板の裏面に粉塵が付着し汚れとなる。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、厚みが薄く、かつ、傾動可能で防塵機能を有する基板吸着装置とそれを用いた基板搬送装置を提供することを目的とするものである。
（１）コイルスプリングとＯリングと多部材の構造によって、吸着パッドの構成が厚くなるため、半導体ウエハのカセットのピッチが狭く、プロセス装置のウエハ搬送入口が狭い場合には搬送することができない。
（２）コイルスプリングを用いた場合、粉塵が堆積されるので、基板の裏面に粉塵が付着し汚れとなる。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、厚みが薄く、かつ、傾動可能で防塵機能を有する基板吸着装置とそれを用いた基板搬送装置を提供することを目的とするものである。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、基板支持体と、前記基板支持体の上面に設けられるとともに吸気孔を有するパッドと、前記吸気孔と連通し前記基板支持体内に設けられ吸気通路とを有し、前記パッドの上面で基板を吸着する基板吸着装置において、前記基板支持体は、前記基板支持体の上面に形成されるとともに、上方に開口した上部から見て円形の凹部と、前記凹部の中央部に設けた筒状の凸部と、前記凸部に形成し、前記吸気通路と連通する第１の吸気孔とを有し、前記パッドは、略円盤状の形状を有する弾性体で構成され、外周部に設けた、下部から上部に向かって径が小さくなるように傾斜する傾斜部と、上面の外周部に設けたリング状の凸部からなる吸着面と、上面から見た中央部に設けた前記第１の吸気孔と連通する第２の吸気孔と、下面に設けた、前記第２の吸気孔の周囲に形成され、かつ内部に前記基板支持体の凸部を収納する筒状部とを有し、かつ、前記基板支持体の凹部の側壁内周面に、前記パッドの傾斜部と接する傾斜面を有する防塵用のリングを取り付けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記基板支持体の凹部の側壁内周面を、下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させるとともに、前記リングの前記凹部の側壁内周面と接する面を下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記第１の吸気孔と吸気通路との間に、前記第１の吸気孔よりも径の大きな吸気経路を設けたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、基板搬送装置を産業用ロボットで構成し、請求項１から３のいずれかの項に記載の基板吸着装置をロボットアームに取り付けたことを特徴とするものである。
請求項１に記載の発明は、基板支持体と、前記基板支持体の上面に設けられるとともに吸気孔を有するパッドと、前記吸気孔と連通し前記基板支持体内に設けられ吸気通路とを有し、前記パッドの上面で基板を吸着する基板吸着装置において、前記基板支持体は、前記基板支持体の上面に形成されるとともに、上方に開口した上部から見て円形の凹部と、前記凹部の中央部に設けた筒状の凸部と、前記凸部に形成し、前記吸気通路と連通する第１の吸気孔とを有し、前記パッドは、略円盤状の形状を有する弾性体で構成され、外周部に設けた、下部から上部に向かって径が小さくなるように傾斜する傾斜部と、上面の外周部に設けたリング状の凸部からなる吸着面と、上面から見た中央部に設けた前記第１の吸気孔と連通する第２の吸気孔と、下面に設けた、前記第２の吸気孔の周囲に形成され、かつ内部に前記基板支持体の凸部を収納する筒状部とを有し、かつ、前記基板支持体の凹部の側壁内周面に、前記パッドの傾斜部と接する傾斜面を有する防塵用のリングを取り付けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記基板支持体の凹部の側壁内周面を、下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させるとともに、前記リングの前記凹部の側壁内周面と接する面を下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記第１の吸気孔と吸気通路との間に、前記第１の吸気孔よりも径の大きな吸気経路を設けたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、基板搬送装置を産業用ロボットで構成し、請求項１から３のいずれかの項に記載の基板吸着装置をロボットアームに取り付けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）請求項１から３に記載の発明によると、基板吸着装置を、簡単な構成で薄くすることができるので、半導体ウエハのカセットのピッチが狭く、あるいはプロセス装置のウエハ搬送入口が狭い場合にもウエハを搬送することができる。また、基板をパッドに吸着する際に、基板が傾いていたり変形したりしていても、パッドが基板に沿って撓むことができるので、基板の吸着を良好に行うことができる。また、万一、基板支持体とパッドの製造に誤差が生じても、基板の吸着を良好に行うことができる。さらに、パッドとリングが接触することによってシール効果が生じるので、紛塵の侵入と堆積を防止することができる。
（１）請求項１から３に記載の発明によると、基板吸着装置を、簡単な構成で薄くすることができるので、半導体ウエハのカセットのピッチが狭く、あるいはプロセス装置のウエハ搬送入口が狭い場合にもウエハを搬送することができる。また、基板をパッドに吸着する際に、基板が傾いていたり変形したりしていても、パッドが基板に沿って撓むことができるので、基板の吸着を良好に行うことができる。また、万一、基板支持体とパッドの製造に誤差が生じても、基板の吸着を良好に行うことができる。さらに、パッドとリングが接触することによってシール効果が生じるので、紛塵の侵入と堆積を防止することができる。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例における基板吸着装置を示す側断面図である。図２は図１における平面図である。
図１および図２において、１は基板支持体で、基板搬送装置としての産業用ロボット（図示せず）のアームの先端に取り付けられている。２は前記基板支持体１の上面に形成された凹部で、側壁２ａを備えて上方に開口している。前記凹部２は、上部から見て円形をしており、側壁２ａ内周面を、下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させている。３は前記凹部２の中央部に設けた筒状の凸部、４は前記凸部に形成した第１の吸気孔、５は前記第１の吸気孔に連通するように前記基板支持体１に形成された吸気経路で、前記第１の吸気孔４よりも大きな径で構成されている。６は前記基板支持体１に形成された吸気通路で、前記吸気経路に連通している。７は前記吸気経路を密閉するためのシールプレート、８はパッドで、ゴムや弾性を有する樹脂などの弾性体で構成され、略円盤状の形状をしている。９は前記パッドの外周部に設けた傾斜部で、下部から上部に向かって径が小さくなるように傾斜している。１１は基板Ｗと接する吸着面で、前記パッド８の上面の外周部に設けたリング状の凸部１０の上面で構成されている。１２は第２の吸気孔で、前記パッド８の上面から見た中央部に設けられており、前記第１の吸気孔４と連通している。１３は筒状部で、前記パッド８の下面に設けられており、前記第２の吸気孔１２の周囲に形成される。この筒状部１３は、内部に前記基板支持体１の凸部３を収納し、前記凸部との径方向の隙間１４内に接着剤介在させてパッド８を基板支持体１に接着固定する。１５は防塵用のリングで、前記基板支持体１の凹部２の側壁２ａ内周面に例えば接着剤などで取り付けられ、前記パッド８の傾斜部９と接する傾斜面１６を有している。また、前記リング１４は、薄くても基板支持体１への取付けが強固になるようにするために、下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させた前記基板支持体１の側壁２ａの内周面に合わせて、前記側壁２ａの内周面と接する面を下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させて、両者の接触面積を大きくしている。
このような構成において、産業用ロボットからなる基板搬送装置による基板の搬送は、例えば次のようにして行う。
図１に示すように、まず、産業用ロボット（図示せず）のアームを可動させて基板支持体１を、例えばウエハカセット内に収納されている基板Ｗの下に位置させる。
次に、基板支持体１を徐々に上げて搬送する基板Ｗを持ち上げる。このとき、吸気通路６、吸気経路５、第１の吸気孔４、および第２の吸気孔１２を通して吸気を行い、基板Ｗをパッド８の吸着面１１に吸着固定する。基板Ｗをウエハカセットから浮かせた状態で基板Ｗを吸着面１１に吸着固定すると、そのままの状態で産業用ロボットのアームを可動させて基板Ｗを所定位置に向けて搬送する。このとき、パッド８の傾斜部９とリング１４の傾斜面１６は接触して密閉された状態になっており、基板支持体１の凹部２内に紛塵が侵入し堆積することはない。
また、図３に示すように、前記パッド８で基板Ｗを吸着する際に、基板Ｗの下面とパッド８の吸着面が一致しておらず隙間１７が生じているような場合は、弾性を有するパッド８の前記基板Ｗと先に接した側の部分が、基板Ｗの重さによって矢印の方向に傾動するように撓み、吸着面１１全体が基板Ｗに接触する。これにより、基板Ｗをパッド８の吸着面１１に吸着固定することができる。なお、万一、基板支持体１とパッド８の製造に誤差が生じてパッド８が少し傾いていても、同様にして基板Ｗをパッド８の吸着面１１に吸着固定することができる。
図１および図２において、１は基板支持体で、基板搬送装置としての産業用ロボット（図示せず）のアームの先端に取り付けられている。２は前記基板支持体１の上面に形成された凹部で、側壁２ａを備えて上方に開口している。前記凹部２は、上部から見て円形をしており、側壁２ａ内周面を、下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させている。３は前記凹部２の中央部に設けた筒状の凸部、４は前記凸部に形成した第１の吸気孔、５は前記第１の吸気孔に連通するように前記基板支持体１に形成された吸気経路で、前記第１の吸気孔４よりも大きな径で構成されている。６は前記基板支持体１に形成された吸気通路で、前記吸気経路に連通している。７は前記吸気経路を密閉するためのシールプレート、８はパッドで、ゴムや弾性を有する樹脂などの弾性体で構成され、略円盤状の形状をしている。９は前記パッドの外周部に設けた傾斜部で、下部から上部に向かって径が小さくなるように傾斜している。１１は基板Ｗと接する吸着面で、前記パッド８の上面の外周部に設けたリング状の凸部１０の上面で構成されている。１２は第２の吸気孔で、前記パッド８の上面から見た中央部に設けられており、前記第１の吸気孔４と連通している。１３は筒状部で、前記パッド８の下面に設けられており、前記第２の吸気孔１２の周囲に形成される。この筒状部１３は、内部に前記基板支持体１の凸部３を収納し、前記凸部との径方向の隙間１４内に接着剤介在させてパッド８を基板支持体１に接着固定する。１５は防塵用のリングで、前記基板支持体１の凹部２の側壁２ａ内周面に例えば接着剤などで取り付けられ、前記パッド８の傾斜部９と接する傾斜面１６を有している。また、前記リング１４は、薄くても基板支持体１への取付けが強固になるようにするために、下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させた前記基板支持体１の側壁２ａの内周面に合わせて、前記側壁２ａの内周面と接する面を下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させて、両者の接触面積を大きくしている。
このような構成において、産業用ロボットからなる基板搬送装置による基板の搬送は、例えば次のようにして行う。
図１に示すように、まず、産業用ロボット（図示せず）のアームを可動させて基板支持体１を、例えばウエハカセット内に収納されている基板Ｗの下に位置させる。
次に、基板支持体１を徐々に上げて搬送する基板Ｗを持ち上げる。このとき、吸気通路６、吸気経路５、第１の吸気孔４、および第２の吸気孔１２を通して吸気を行い、基板Ｗをパッド８の吸着面１１に吸着固定する。基板Ｗをウエハカセットから浮かせた状態で基板Ｗを吸着面１１に吸着固定すると、そのままの状態で産業用ロボットのアームを可動させて基板Ｗを所定位置に向けて搬送する。このとき、パッド８の傾斜部９とリング１４の傾斜面１６は接触して密閉された状態になっており、基板支持体１の凹部２内に紛塵が侵入し堆積することはない。
また、図３に示すように、前記パッド８で基板Ｗを吸着する際に、基板Ｗの下面とパッド８の吸着面が一致しておらず隙間１７が生じているような場合は、弾性を有するパッド８の前記基板Ｗと先に接した側の部分が、基板Ｗの重さによって矢印の方向に傾動するように撓み、吸着面１１全体が基板Ｗに接触する。これにより、基板Ｗをパッド８の吸着面１１に吸着固定することができる。なお、万一、基板支持体１とパッド８の製造に誤差が生じてパッド８が少し傾いていても、同様にして基板Ｗをパッド８の吸着面１１に吸着固定することができる。
１ 基板支持体
２ 凹部
２ａ 側壁
３ 凸部
４ 第１の吸気孔
５ 吸気経路
６ 吸気通路
７ シールプレート
８ パッド
９ 傾斜部
１０ 凸部
１１ 吸着面
１２ 第２の吸気孔
１３ 筒状部
１４ 隙間
１５ 防塵用のリング
１６ 傾斜面
１７ 隙間
２１ 上側部材
２２ 下側部材
２３ パッド
２４ 吸着面
２５ 吸気孔
２６ コイルスプリング
２７ Ｏリング
Ｗ 基板
２ 凹部
２ａ 側壁
３ 凸部
４ 第１の吸気孔
５ 吸気経路
６ 吸気通路
７ シールプレート
８ パッド
９ 傾斜部
１０ 凸部
１１ 吸着面
１２ 第２の吸気孔
１３ 筒状部
１４ 隙間
１５ 防塵用のリング
１６ 傾斜面
１７ 隙間
２１ 上側部材
２２ 下側部材
２３ パッド
２４ 吸着面
２５ 吸気孔
２６ コイルスプリング
２７ Ｏリング
Ｗ 基板
Claims (4)
- 基板支持体と、前記基板支持体の上面に設けられるとともに吸気孔を有するパッドと、前記吸気孔と連通し前記基板支持体内に設けられ吸気通路とを有し、前記パッドの上面で基板を吸着する基板吸着装置において、
前記基板支持体は、
前記基板支持体の上面に形成されるとともに、上方に開口した上部から見て円形の凹部と、
前記凹部の中央部に設けた筒状の凸部と、
前記凸部に形成し、前記吸気通路と連通する第１の吸気孔とを有し、
前記パッドは、
略円盤状の形状を有する弾性体で構成され、
外周部に設けた、下部から上部に向かって径が小さくなるように傾斜する傾斜部と、
上面の外周部に設けたリング状の凸部からなる吸着面と、
上面から見た中央部に設けた前記第１の吸気孔と連通する第２の吸気孔と、
下面に設けた、前記第２の吸気孔の周囲に形成され、かつ内部に前記基板支持体の凸部を収納する筒状部とを有し、
かつ、前記基板支持体の凹部の側壁内周面に、前記パッドの傾斜部と接する傾斜面を有する防塵用のリングを取り付けたことを特徴とする基板吸着装置。 - 前記基板支持体の凹部の側壁内周面を、下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させるとともに、前記リングの前記凹部の側壁内周面と接する面を下部から上部に向かって径が大きくなるように傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の基板吸着装置。
- 前記第１の吸気孔と吸気通路との間に、前記第１の吸気孔よりも径の大きな吸気経路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の基板吸着装置。
- 産業用ロボットで構成され、請求項１から３のいずれかの項に記載の基板吸着装置をロボットアームに取り付けたことを特徴とする基板搬送装置。
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