JP2013045912A - 搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理体の自重により被処理体を保持して搬送することが可能な搬送機構を提供する。
【解決手段】被処理体を搬送する搬送機構２４、６４において、屈伸及び旋回が可能になされたアーム部２６、２８、６６、６８と、アーム部の先端に設けられて処理体を保持するピック部３０、３２、７０、７２と、ピック部に設けられて被処理体の周縁部と当接して被処理体の自重により揺動して周縁部を保持する複数の保持部材３４とを備える。これにより、被処理体の自重により被処理体を保持して搬送可能する。
【選択図】図４

Description

本発明は、板状の半導体ウエハ等の被処理体を搬送するための搬送機構に関する。

一般に、半導体デバイス等を製造するためには、シリコン基板等の板状の半導体ウエハやガラス基板等の被処理体に対して、成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、改質処理等の各種の処理が繰り返し施される。例えば、枚葉式の処理装置を例にとって説明すれば、多角形状に成形されて内部が真空状態のトランスファチャンバの周囲に各種の処理を行うための複数の枚葉式の処理装置を連結して処理システムを構成している。

そして、外部より取り込んだ半導体ウエハを、上記トランスファチャンバに設けた例えば多関節の搬送機構により上記各処理装置間を渡り歩くように搬送させながらこのウエハに対して各種の処理が施されるようになっている（特許文献１）。この場合、上記搬送機構は、例えば屈伸及び旋回が可能になされており、この多関節アームの先端にウエハを保持するピック部を設け、この多関節アームを屈伸及び旋回等させることによって上記ウエハを搬送するようになっている（特許文献２、３）。

上記ピック部は、例えば図１０に示すように形成されている。図１０は従来の搬送機構に設けられる一般的なピック部の一例を示す図であり、ここでは２種類のピック部の平面図と側面図が示されている。図１０（Ａ）に示す場合には、２股状になされたピック部２の上面に複数、具体的には３つの支持ピン４を同一の円周上に配置し、この支持ピン４上に半導体ウエハＷの裏面の周縁部を支持するようになっている。

また、図１０（Ｂ）に示す場合には、２股状になされたピック部２の上面に複数、具体的には４つの円錐状の支持ピン６を同一の円周上に配置し、上記支持ピン６の斜面にウエハＷの周縁部の下面エッジ部を支持するようになっている。

特開２００９−２９３０６９号公報 特開２０００−００３９５１号公報 特開２００１−２０３２５１号公報

ところで、半導体デバイスの微細化及び動作の高速化の要請に伴ってスループットの更なる向上が求められており、このため、半導体ウエハの搬送時における動作速度を更に向上してプロセス時間全体の短縮化が要請されている。

しかしながら、図１０に示したような従来の搬送機構にあっては、ウエハＷに対する保持力が弱いことから、ウエハＷの旋回速度や搬送速度を大きくすると、ウエハＷに対する加速度が大きくなって支持ピン４、６に対してウエハＷが滑って位置ずれを生じたり、或いはピック部２から脱落してしまう、という問題があった。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、被処理体の自重により被処理体を保持して搬送することが可能な搬送機構である。

請求項１に係る発明は、被処理体を搬送する搬送機構において、屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に設けられて前記被処理体を保持するピック部と、前記ピック部に設けられて前記被処理体の周縁部と当接して前記被処理体の自重により揺動して前記周縁部を保持する複数の保持部材と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。

上記構成により、被処理体を搬送する搬送機構において、ピック部に設けた複数の保持部材に被処理体を載置することにより、前記保持部材が被処理体の自重により揺動して被処理体の周縁部を保持することが可能となる。

本発明に係る搬送機構によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体を搬送する搬送機構において、ピック部に設けた複数の保持部材に被処理体を載置することにより、前記保持部材が被処理体の自重により揺動して被処理体の周縁部を保持することができる。
従って、前記被処理体を自重により保持しているので、被処理体を高速で搬送することができ、その分、スループットを向上させることができる。

本発明に係る搬送機構を備えた一般的な処理システムの一例を示す概略平面図である。 図１に示す処理システムを示す概略断面図である。 搬送機構のピック部を示す平面図である。 ピック部に設けた保持部材の動きを示す拡大断面図である。 保持部材の揺動コマを示す図である。 揺動コマの第１変形実施例を示す図である。 揺動コマの第２変形実施例を示す図である。 揺動コマの第３変形実施例を示す図である。 揺動コマの第４変形実施例を示す図である。 従来の搬送機構に設けられる一般的なピック部の一例を示す図である。

以下に、本発明に係る搬送機構の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る搬送機構を備えた一般的な処理システムの一例を示す概略平面図、図２は図１に示す処理システムを示す概略断面図、図３は搬送機構のピック部を示す平面図、図４はピック部に設けた保持部材の動きを示す拡大断面図、図５は保持部材の揺動コマを示す図であり、図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は断面図である。尚、図２中において、４つの処理装置１４Ａ〜１４Ｄを代表して処理装置１４Ａを示しており、この中に載置台２２Ａが設けられている。また２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂを代表してロードロック装置２０Ａを示している。

まず、本発明に係る搬送機構を備えた処理システムの一例について説明する。図１及び図２に示すように、この処理システム１２は、真空引き可能になされた４つの処理装置１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを有している。これらの処理装置１４Ａ〜１４Ｄとしては、成膜処理やエッチング処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理装置が適用される。これらの処理装置１４Ａ〜１４Ｄは、真空引き可能になされた六角形状のトランスファチャンバ１６の周囲にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。また、この処理システム１２は、上記トランスファチャンバ１６内に対して、この真空を破ることなく被処理体としての半導体ウエハＷを搬送するためのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂを有しており、両ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂは上記トランスファチャンバ１６にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。

そして、上記各処理装置１４Ａ〜１４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台２２Ａ〜２２Ｄがそれぞれ設けられている。また、上記トランスファチャンバ１６内には、半導体ウエハＷを搬送するために屈伸及び旋回可能になされた本発明に係る第１の搬送機構２４が設けられ、各処理装置１４Ａ〜１４Ｄ間及びこれらと各ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂとの間で半導体ウエハＷを移載できるようになっている。

具体的には、この第１の搬送機構２４は、上述のように屈伸及び旋回が可能になされた一対のアーム部２６、２８と、各アーム部２６、２８の先端に設けられたピック部３０、３２と、これらのピック部３０、３２に設けられた本発明の特徴とする保持部材３４とにより主に構成されている。これらのピック部３０、３２上に半導体ウエハＷを保持して、上述のように搬送できるようになっている。

上記各アーム部２６、２８は、それぞれ第１アーム２６Ａ、２８Ａ、第２アーム２６Ｂ、２８Ｂ及び第３アーム２６Ｃ、２８Ｃを直列的に屈伸自在に連結しており、各第３アーム２６Ｃ、２８Ｃの先端に上記各ピック部３０、３２を連結している。各アーム部２６、２８の基端部は、共通の回転台３６に取り付けられて、旋回可能になされている。従って、上記各アーム部２６、２８を屈伸させることにより、全体が前進及び後退可能になされている。上記トランスファチャンバ１６内は、不活性ガス、例えば窒素ガスの減圧雰囲気になされている。上記保持部材３４については後述する。

また各ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂ内には、半導体ウエハＷを一時的に保持するための保持台３８Ａ、３８Ｂがそれぞれ設けられている。上記２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂは全く同様に構成されているで、ここでは一方のロードロック装置２０Ａの構成について説明する。

まず、このロードロック装置２０Ａは、例えばアルミニウム合金等により箱状に成形されたロードロック用容器３９を有している。このロードロック用容器３９内に設けられる上記保持台３８Ａは、容器底部より起立された支柱４０の上端に取り付けられている。ここでは上記保持台３８Ａは、半導体ウエハＷのサイズよりも少し大きな厚肉の円板状に形成されている。また、この保持台３８Ａには、半導体ウエハＷの搬出入時にこの半導体ウエハＷを昇降させるリフタ機構４２が設けられる。

具体的には、このリフタ機構４２は、３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン４４を有しており、各昇降ピン４４の下端部は円弧状になされた昇降板４６により共通に支持されている。そして、この昇降板４６は、容器底部を貫通させて設けた昇降ロッド４８の上端で支持されると共に、この昇降ロッド４８は、アクチュエータ５０により昇降可能になされている。また上記昇降ロッド４８の貫通部には、上記ロードロック用容器３９内の気密性を維持しつつこの昇降ロッド４８の昇降を許容するために伸縮可能になされた金属性のベローズ５２が設けられる。

そして、上記保持台３８Ａには、上記昇降ピン４４を挿通させるためのピン挿通孔５４が設けられており、半導体ウエハＷの搬出入時に上記昇降ピン４４を昇降させて、このピン挿通孔５４より出没させることができるようになっている。またロードロック用容器３９の底部には、ガス導入口５６が設けられている。このガス導入口５６からは、必要に応じて不活性ガスとして例えばＮ_２ ガスを供給できるようになっている。

また容器底部には排気口５８が設けられており、この排気口５８を介してロードロック用容器３９内の雰囲気を真空引きできるようになっている。このロードロック用容器３９内は、ウエハの搬送に伴って真空雰囲気と大気圧雰囲気とが繰り返し実現される。また上記ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂの反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードモジュール６０が取り付けられ、このロードモジュール６０の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート６２が設けられている。そして、このロードモジュール６０内には、屈伸及び旋回可能になされた第２の搬送機構６４が設けられている。

具体的には、この第２の搬送機構６４は、先の第１の搬送機構２４と同様に構成されており、屈伸及び旋回が可能になされた一対のアーム部６６、６８と、各アーム部６６、６８の先端に設けられたピック部７０、７２と、これらのピック部７０、７２に設けられた本発明の特徴とする保持部材３４とにより主に構成されている。これらのピック部７０、７２上に半導体ウエハＷを保持して、上述のように搬送できるようになっている。

上記各アーム部６６、６８は、それぞれ第１アーム６６Ａ、６８Ａ、第２アーム６６Ａ、６８Ｂ及び第３アーム６６Ｃ、６８Ｃを直列的に屈伸自在に連結しており、各第３アーム６６Ｃ、６８Ｃの先端に上記各ピック部７０、７２を連結している。各アーム部６６、６８の基端部は、共通の回転台７４に取り付けられて、旋回可能になされている。従って、上記各アーム部６６、６８を屈伸させることにより、全体が前進及び後退可能になされている。

また、この第２の搬送機構６４は案内レール７５に沿ってその長手方向へ移動可能になされている。そして、このロードモジュール６０の一端には、半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うオリエンタ７６が設けられており、処理装置１４Ａ〜１４Ｄに半導体ウエハＷを搬入する前に、ここで半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うようになっている。このロードモジュール６０内は、窒素ガスにより、或いは清浄空気によりほぼ大気圧雰囲気になされている。

＜処理装置＞
ここで図２を参照して各処理装置について説明する。この処理装置１４Ａは、例えばアルミニウム合金等により箱状に成形された処理容器８０を有している。この処理容器８０内に設けられる上記載置台２２Ａは、容器底部より起立された支柱８２の上端に取り付けられている。この載置台２２Ａ内には、例えば抵抗加熱ヒータよりなる加熱手段８４が埋め込むようにして設けられており、載置台２２Ａ上に載置した半導体ウエハＷを所定の温度に加熱し得るようになっている。また、この載置台２２Ａ上には、半導体ウエハＷの搬出入時にこの半導体ウエハＷを昇降させるリフタ機構８６が設けられる。

具体的には、このリフタ機構８６は、３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン８８を有しており、各昇降ピン８８の下端部は円弧状になされた昇降板９０により共通に支持されている。そして、この昇降板９０は、容器底部を貫通させて設けた昇降ロッド９２の上端で支持されると共に、この昇降ロッド９２は、アクチュエータ９４により昇降可能になされている。また上記昇降ロッド９２の貫通部には、上記処理容器８０内の気密性を維持しつつこの昇降ロッド９２の昇降を許容するために伸縮可能になされた金属性のベローズ９６が設けられる。

そして、上記載置台２２Ａには、上記昇降ピン８８を挿通させるためのピン挿通孔９８が設けられており、半導体ウエハＷの搬出入時に上記昇降ピン８８を昇降させて、このピン挿通孔９８より出没させることができるようになっている。また処理容器８０の天井部には、例えばシャワーヘッドよりなるガス供給手段１００が設けられており、処理容器８０内に必要なガスを供給するようになっている。このガス供給手段１００は、シャワーヘッドに限定されないのは勿論である。

また容器底部には排気口１０２が設けられており、この排気口１０２には、処理容器８０内の雰囲気を排気するために圧力調整弁や真空ポンプを有する排気手段１０４が接続されており、処理容器８０内の雰囲気を真空引きしつつ圧力調整できるようになっている。このように形成された処理装置１４Ａ内で、例えば成膜処理を行うようになっている。

また、他の処理装置１４Ｂ〜１４Ｄとしては、必要に応じて半導体ウエハＷに対して施すべき種々の処理に対応した処理装置が用いられ、またプラズマ処理装置も用いることができる。また、上記各処理装置１４Ａ〜１４Ｄに連結されるトランスファチャンバ１６は前述したように、例えばＮ_２ ガス等の不活性ガスが供給可能になされると共に、この内部雰囲気も真空引き可能になされているが、動作時には真空雰囲気に常時維持されている。

＜ピック部の保持部材＞
ここで上記第１及び第２の搬送機構２４、６４の各ピック部３０、３２、７０、７２に設けた本発明の特徴とする保持部材３４について図３乃至図５も参照して説明する。各保持部材３４は同じ構造なので、ここではピック部の代表として第１の搬送機構２４のアーム部２６に設けたピック部３０を例にとって説明する。

上記アーム部２６の第３アーム２６Ｃの先端に取り付けられる２股状のピック部３０の全体は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレススチール、石英、アルミナ等のセラミック材により形成されている。このピック部３０の厚さは、２〜６ｍｍ程度である。そして、このピック部３０の上面側に上記保持部材３４が複数個、ここでは例えば４つ設けられている。この保持部材３４は、ピック部３０に保持されるウエハＷの周縁部に対応させて、分散させて配置されている。

この保持部材３４は、ウエハＷの周縁部と当接して、このウエハＷの自重により揺動してウエハの周縁部を保持するものである。具体的には、この保持部材３４は、上記ピック部３０に設けた収容部１０６（図４参照）内に、その一部が収容されて揺動可能に支持された揺動コマ１０８と、この揺動コマ１０８の一部に設けられてウエハＷの周縁部と当接するための所定の開き角度θになされた受け部１１０とを有している。

ここでは、図５にも示すように、上記揺動コマ１０８は、全体が円柱状に成形され、その円柱状の一部が断面扇状に切り欠かれており、ここに上記受け部１１０を形成している。この受け部１１０は、上述のように開き角度θになされた受け面１１０Ａよりなっている。上記受け部１１０を含めて円柱状になされた揺動コマ１０８の両端には、支持軸１１２が突出させて設けられている。この支持軸１１２は、揺動コマ１０８の端面を円形と仮定した場合にその中心より突出させて設けている。そして、この支持軸１１２は、上記ピック部３０の上面より起立させて設けた一対の支持突起１１４に回動自在に支持されている。これにより揺動コマ１０８は回転自在、或いは揺動自在に支持されることになる。

ここで、上記収容部１０６は、断面円弧形状になるように凹部状に形成されており、上記揺動コマ１０８の下端部を非接触で収容するようになっている。この場合、図４に示すように上記揺動コマ１０８の重心Ｇ１は、支持軸１１２に対して受け部１１０の位置とは反対側に偏心した所に位置することになる。従って、揺動コマ１０８に何ら荷重が加えられていないフリーの状態では、図４（Ａ）に示すように支持軸１１２の直下に重心Ｇ１が位置し、受け部１１０は上方に向けて開いた状態で停止することになる。この状態が初期位置となる。

そして、上記受け部１１０に対してウエハＷが降下してくると、揺動コマ１０８はウエハＷにより押されて図４（Ｂ）に示すように所定の角度だけ回転（揺動）し、上記受け部１１０の受け面１１０ＡでウエハＷの周縁部（エッジ部）を支持し自重により保持できるようになっている。この場合、上記受け部１１０の開き角度θは、ウエハＷの下面がピック部３０の上面に接しないようにし、且つウエハＷの周縁部を確実に捉えるようにするために、例えば９０〜１５０度の範囲内が好ましく、１２０〜１４０度の範囲内に設定するのが更に好ましい。また、ここでは上記ウエハＷを保持して揺動する揺動コマ１０８の回転を停止させるストッパ部材１１６を設けている。

このストッパ部材１１６は、上記揺動コマ１０８の外周に沿って形成されたストッパ溝１１６Ａと、ピック部３０の収容部１０６の上面から上記ストッパ溝１１６Ａ内に向けて上方に突出させて設けたストッパ突起１１６Ｂとよりなっている。上記ストッパ溝１１６Ａは揺動コマ１０８の揺動方向乃至回転方向に沿って所定の長さに設定されており、所定の角度だけ回転するとストッパ突起１１６Ｂがストッパ溝１１６Ａの端部に当たって揺動コマ１０８の回転を停止するようになっている。この時、図４（Ｂ）に示すように、ウエハＷの下面は、ピック部３０の上面よりも僅かに上方に位置する状態となっている。すなわち、ここでは上記ストッパ溝１１６Ａの長さは、少なくとも上記揺動コマ１０８が図４（Ａ）に示す状態から図４（Ｂ）に示す状態まで回転することができるような長さに設定されている。尚、上記ストッパ溝１１６Ａを収容部１０６側に設け、ストッパ突起１１６Ｂを揺動コマ１０８側に設けるようにしてもよい。

ここで上記揺動コマ１０８及び支持軸１１２の材料は、アルミニウム、アルミニウム合金、アルミナ等のセラミック、石英、テフロン（登録商標）やポリ塩化ビニルに代表される樹脂、ベスペル（登録商標）等を用いることができる。また上記揺動コマ１０８の直径は、５〜１０ｍｍ程度、長さは５〜１０ｍｍ程度である。尚、上記支持軸１１２を受ける支持突起１１４側に軸受けを設けて揺動コマ１０８の回転（揺動）を円滑にさせるようにしてもよい。

＜動作説明＞
次に、以上のように、構成された処理システム１２における動作について説明する。まず、Ｉ／Ｏポート６２に設置されたカセット容器（図示せず）からは、未処理の半導体ウエハＷが第２の搬送機構６４によりロードモジュール６０内に取り込まれ、この取り込まれた半導体ウエハＷはロードモジュール６０の一端に設けたオリエンタ７６へ搬送されて、ここで位置決め及び方向付けがなされる。上記半導体ウエハＷは例えばシリコン基板よりなる。

位置決め等がなされた半導体ウエハＷは、上記第２の搬送機構６２により再度搬送され、２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入される。このロードロック装置内が真空引きされた後に、予め真空引きされたトランスファチャンバ１６内の第１の搬送機構２４を用いて、上記ロードロック装置内の半導体ウエハＷがトランスファチャンバ１６内に取り込まれる。

そして、このトランスファチャンバ１６内へ取り込まれた未処理の半導体ウエハは、第１の搬送機構２４によって各処理装置１４Ａ〜１４Ｄへ必要に応じて順次搬送され、各処理装置１４Ａ〜１４Ｄ内においてそれぞれ所定の処理が施されることになる。例えば半導体ウエハＷに対して、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等が施されることになる。

このようにして施すべき各種の処理が全て施されて処理済みとなった半導体ウエハＷは、第１の搬送機構２４により２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入される。この処理済みの半導体ウエハＷを収容している真空状態のロードロック装置内を大気圧復帰した後に、このロードロック装置内の半導体ウエハＷは第２の搬送機構６４を用いてロードモジュール６０内へ再度取り込まれ、更に、Ｉ／Ｏポート６２の処理済み半導体ウエハ用のカセット容器（図示せず）内へ収容されることになる。上記各搬送機構２４、６４の各ピック部と載置台２２Ａ〜２２Ｄ又は保持台３８Ａ、３８Ｂとの間のウエハＷの受け渡しは、昇降ピン４４、８８の上下動によってウエハＷを昇降させることによって行う。

ここで、第１及び第２の搬送機構２４、６４を用いてウエハＷを搬送する時の状況について説明する。前述したように、第１及び第２の搬送機構２４、６４の各ピック部３０、３２、７０、７２における各保持部材３４の動作は同じなので、ここでは前述と同様に第１の搬送機構２４の一方のアーム部２６に設けたピック部３０を例にとって説明する。

まず、図４（Ａ）に示すように、ウエハＷをピック部３０に載置しないで、ウエハＷがピック部３０の上方に位置している場合には、保持部材３４の揺動コマ１０８は、その受け部１１０が上方に向けて停止した初期位置の状態となっている。この場合、図４（Ａ）に示されるように支持軸１１２の下方に揺動コマ１０８の重心Ｇ１が位置する。従って、ウエハＷの端部（エッジ部）の直下は、所定の角度θで開かれた受け部１１０の内側に対応するようになっている。

さて、このような状態で昇降ピン８８又は４４を降下させて（図４は図示せず）ウエハＷを下げると、ウエハＷの周辺部の下面が揺動コマ１０８の所定の開き角度θで開いている受け部１１０の先端に当接し、更にウエハＷを降下させると、各揺動コマ１０８は、支持軸１１２を支点として図４（Ｂ）中の矢印１２０に示すように内側に向けて回転又は揺動して行く。そして、ストッパ部材１１６のストッパ突起１１６Ｂがストッパ溝１１６Ａの一端に当接すると、揺動コマ１０８の回転が停止されて図４（Ｂ）に示すような状態となる。このようにして、最終的に、図４（Ｂ）に示すように、ウエハＷの周辺部は、受け部１１０の受け面１１０Ａで保持される。

すなわち、ウエハＷの自重により、ウエハＷの周縁部が支持されることになる。この際、上述のようにストッパ部材１１６のストッパ突起１１６Ｂによって揺動コマ１０８の回転は停止されており、ウエハＷの下面は、ピック部３０の上面に達しておらず、これより僅かな隙間Ｌ１（図４（Ｂ）参照）だけ上方に位置している。

このように、ウエハＷの周辺部は、揺動コマ１０８の受け部１１０により保持されているので、このアーム部２６を旋回させたり、屈伸させてウエハＷを搬送する際、この動作を高速で行ってもウエハＷがピック部３０に対して位置ずれしたり、或いはこれより飛び出すことを防止することができる。従って、ウエハＷの搬送速度を高くできる分だけスループットを向上させることが可能となる。換言すれば、揺動コマ１０８は、ウエハＷの自重によりストッパ突起１１６Ｂに対して押し付けられて固定された状態となっているのでウエハＷは上記揺動コマ１０８の受け部１１０に確実に保持された状態となっている。また、ウエハＷをピック部３０の揺動コマ１０８に接触させて保持させる際に、揺動コマ１０８が揺動するので両者間に擦れが生じることがなく、この結果、パーティクルの発生を抑制することができる。

ここではピック部３０について説明したが、前述したように他のピック部３２、７０、７２においても同様にウエハＷは保持部材３４によりウエハＷの自重で保持されることになる。また、ウエハＷを目的地まで搬送して、ウエハＷを昇降ピン４４又は８８で上方へ持ち上げると、上記揺動コマ１０８は、図４（Ｂ）中の矢印１２０とは反対方向へ自重で揺動又は回転し、図４（Ａ）に示すような初期位置に戻ることになる。

このように、本発明によれば、被処理体、例えば半導体ウエハＷを搬送する搬送機構において、ピック部３０、３２、７０、７２に設けた複数の保持部材３４に被処理体を載置することにより、上記保持部材３４が被処理体の自重により揺動して被処理体の周縁部を保持することができる。従って、上記被処理体を自重により保持しているので、被処理体を高速で搬送することができ、その分、スループットを向上させることができる。

尚、上記実施例では、支持軸１１２を、揺動コマ１０８の端面において、受け部１１０を含めて円形の中心に位置させたが、これに限定されず、重心Ｇ１側へシフトさせた位置に偏心させて支持軸１１２を設けるようにしてもよい。

また、上記実施例では、支持軸１１２を、ピック部３０の上面より起立させた支持突起１１４（図５（Ｂ）参照）で支持させるようにしたが、これに限定されず、図６に示す揺動コマの第１変形実施例に示すようにピック部３０の収容部１０６を深く凹部状に削り取って、この収容部１０６を区画するピック部３０の側壁に回動（揺動）自在に支持させるようにしてもよい。

また、上記実施例では、揺動コマ１０８は、受け部１１０を含めて円柱状に成形したが、これに限定されず、図７に示す揺動コマの第２変形実施例のように受け部１１０を含めて球形状に成形してもよい。すなわち、この場合には、球体の一部に、所定の開き角度θの受け部１１０を形成することにより、受け面１１０Ａを設ける。そして、上記受け部１１０に沿って球体の例えば直径方向に向けて支持軸１１２を突出させるようにして設けるようにする。

また、上記各実施例では、各支持軸１１２は、揺動コマ１０８から外側へ突出させるようにして設けたが、これに限定されず、この支持軸１１２を支持突起１１４側、或いはピック部３０側から突出させて設け、揺動コマ１０８に支持突起１１４の先端を挿入して揺動自在に支持する凹部を設けるようにしてもよい。

また、図８に示す揺動コマの第３変形実施例に示すように構成してもよい。図８（Ａ）では円柱状の揺動コマを示し、図８（Ｂ）では球形状の揺動コマを示す。この場合には、各揺動コマ１０８に、上記支持軸１１２を設ける部分に対応させて反対側に抜ける貫通孔１２４を設け、この貫通孔１２４に反対側に突き抜ける長さの長尺な支持軸１１２を挿通させるようにして、揺動コマ１０８を揺動、或いは回転自在に支持する。そして、この場合には、この支持軸１１２の両端を支持突起１１４やピック部３０側に固定する。この場合にも、先の実施例と同様な作用効果を発揮することができる。

また上記各実施例では、揺動コマ１０８に支持軸１１２を設けたが、揺動コマ１０８が円柱状の場合には、図９に示す揺動コマの第４変形実施例に示すように、支持軸を設けないようにしてもよい。すなわち、この場合には、円柱状の揺動コマ１０８の断面方向の半分以上が収容部１０６内に収まるように収容部１０６を少し深く形成する。そして、揺動コマ１０８の周辺部には、上記揺動コマ１０８の飛び出しを防止するために環状になされた飛び出し防止リング１２２を設けている。この飛び出し防止リング１２２は、収容部１０６を区画するピック部３０側に固定される。また飛び出し防止リング１２２の内径は、揺動コマ１０８の直径よりも僅かに小さく設定されており、上述のように揺動コマ１０８の飛び出しを防止する。

この場合には、収容部１０６の底部は、揺動コマ１０８の円形よりも大きな円弧形状に成形されており、揺動コマ１０８は、受け部１１０を上方に向けた状態でこの円弧形状の底部上を揺動、或いは回動することになる。また上記各実施例では、搬送機構２４、６４のアーム部としては、アームを複数個屈伸可能に連結した構造を例にとって説明したが、これに限定されず、アームをスライド可能にした構造のアーム部にも本発明を適用できるのは勿論である。

また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。

２４ 第１の搬送機構
２６，２８，６６，６８ アーム部
２６Ａ，２８Ａ 第１アーム
２６Ｂ，２８Ｂ 第２アーム
２６Ｃ，２８Ｃ 第３アーム
３０，３２，７０，７２ ピック部
３４ 保持部材
６４ 第２の搬送機構
１０６ 収容部
１０８ 揺動コマ
１１０ 受け部
１１０Ａ 受け面
１１２ 支持軸
１１４ 支持突起
１２２ 飛び出し防止リング
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (9)

1. 被処理体を搬送する搬送機構において、
   屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、
   前記アーム部の先端に設けられて前記被処理体を保持するピック部と、
   前記ピック部に設けられて前記被処理体の周縁部と当接して前記被処理体の自重により揺動して前記周縁部を保持する複数の保持部材と、
   を備えたことを特徴とする搬送機構。
2. 前記保持部材は、前記ピック部に設けられた収容部内に、その一部が収容されて揺動可能に支持された揺動コマと、前記揺動コマの一部に設けられて前記被処理体の周縁部と当接して受けるために所定の開き角度になされた受け部とを有することを特徴とする請求項１記載の搬送機構。
3. 前記被処理体を保持して揺動する前記揺動コマの回転を停止させるストッパ部材を有することを特徴とする請求項２記載の搬送機構。
4. 前記揺動コマは、支持軸により前記ピック部に揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項２又は３記載の搬送機構。
5. 前記支持軸は、前記ピック部の上面に起立させて設けた支持突起により支持されていることを特徴とする請求項４記載の搬送機構。
6. 前記揺動コマの周辺部には、前記揺動コマの飛び出しを防止するために環状になされた飛び出し防止リングが設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の搬送機構。
7. 前記受け部の開き角度は、前記被処理体を保持した時に前記被処理体の下面が前記ピック部の上面に接しないように９０〜１５０度の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の搬送機構。
8. 前記揺動コマは、前記被処理体が前記揺動コマから離れた時に前記揺動コマが揺動して初期の状態に戻るようにその重心の位置が設定されていることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の搬送機構。
9. 前記揺動コマは、前記受け部の部分を含めて球形状又は円柱状に成形されていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載の搬送機構。

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