JP2017054970A - 支持装置および支持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持対象物の落下を防止することができる支持装置を提供する。
【解決手段】支持装置は、支持対象物を支持する支持装置において、ベース部材と、ベース部材に支持されるとともに、支持対象物に支持力を付与する支持力付与手段と、ベース部材に支持されるとともに、支持力付与手段で支持力を付与した支持対象物の外縁に当接して当該支持対象物における一方の面の面方向への移動を規制する移動規制手段とを備え、移動規制手段は、支持力付与手段で支持力を付与した支持対象物における一方の面の面方向外側へ凹むとともに、当該支持対象物の外縁部が入り込む凹部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、支持装置および支持方法に関する。

従来から、支持対象物の一方の面の面方向への移動を規制しつつ、当該一方の面側から支持対象物を支持する支持装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−１９５４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の基板処理装置（支持装置）では、スピンベース５（ベース部材）の下方に基板Ｗ（支持対象物）を位置させて当該基板Ｗを支持している最中に、何らかの要因で基板支持ヘッド７１（支持力付与手段）からの気体の吹き付けが停止して吸引力（支持力）がなくなると、当該基板Ｗが落下してしまうという不都合がある。

本発明の目的は、支持力がなくなっても支持対象物の落下を防止することができる支持装置および支持方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明は、支持対象物を支持する支持装置において、ベース部材と、前記ベース部材に支持されるとともに、前記支持対象物に支持力を付与する支持力付与手段と、前記ベース部材に支持されるとともに、前記支持力付与手段で支持力を付与した支持対象物の外縁に当接して当該支持対象物における一方の面の面方向への移動を規制する移動規制手段とを備え、前記移動規制手段は、前記支持力付与手段で支持力を付与した支持対象物における一方の面の面方向外側へ凹むとともに、当該支持対象物の外縁部が入り込む凹部を有することを特徴とする支持装置である。

前記支持力付与手段は、前記支持対象物の一方の面に向けて気体を吹き付けることで、当該支持対象物に支持力を付与することを特徴としてもよい。

前記移動規制手段は、弾性変形可能に設けられていることを特徴としてもよい。

前記支持力付与手段は、前記ベース部材に対して接離可能に設けられていることを特徴としてもよい。

前記凹部は、前記ベース部材に対して接離する方向に複数箇所に設けられていることを特徴としてもよい。

本発明の他の態様は、支持対象物を支持する支持方法において、前記支持対象物に支持力を付与する支持力付与工程と、前記支持力付与工程で支持力を付与した支持対象物の外縁に当接して当該支持対象物における一方の面の面方向への移動を移動規制手段で規制する移動規制工程とを含み、前記移動規制工程において、前記支持力付与工程で支持力を付与した支持対象物における一方の面の面方向外側へ凹む凹部を備えた前記移動規制手段に、当該支持対象物の外縁部を入り込ませる工程を備えていることを特徴とする支持方法である。

本発明によれば、移動規制手段に支持対象物の外縁部が入り込む凹部を設けたことで、支持力がなくなっても支持対象物の落下を防止することができる。
また、支持対象物の一方の面に向けて気体を吹き付けて当該支持対象物に支持力を付与する構成とすれば、支持対象物の外縁部以外には非接触で当該支持対象物を支持することができる。
さらに、移動規制手段が弾性変形可能に設けられていることで、支持対象物の外縁部を凹部に入り込みやすくすることができる。
また、支持力付与手段がベース部材に対して接離可能に設けられていることで、支持対象物の外縁部を凹部の位置に導きやすくすることができる。
さらに、凹部がベース部材に対して接離する方向に複数箇所に設けられていることで、支持対象物の外縁部をより確実に凹部に入り込みやすくすることができる。

本発明の一実施形態に係る支持装置を示す側面図。 本発明の一実施形態に係る支持装置の動作説明図。 変形例を示す図。

以下、本発明の一実施形態に係る支持装置を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、当該所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１の手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」が紙面に直交する手前方向であってＹ軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、搬送装置１０は、ベース部材２０と、ベース部材２０に支持されるとともに、支持対象物としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という場合がある）ＷＦの一方の面（上面）に向けて気体を吹き付けることで、当該ウエハＷＦに支持力を付与する支持力付与手段３０と、ベース部材２０に支持されるとともに、支持力付与手段３０で支持力を付与したウエハＷＦの外縁に当接して当該ウエハＷＦにおける一方の面の面方向への移動を規制する移動規制手段４０と、ベース部材２０を支持して移動させる移動手段５０とを備え、上面が載置面６０Ａとされた第１テーブル６０および、上面が載置面６１Ａとされた第２テーブル６１（図２（Ｄ）参照）の近傍に配置されている。なお、本実施形態におけるベース部材２０と、支持力付与手段３０と、移動規制手段４０とで本願発明の支持装置７０が構成される。

ベース部材２０は、ウエハＷＦの一方の面に対向可能な対向面２１と、当該対向面２１に形成された凹部２２とを備えている。

支持力付与手段３０は、凹部２２内に支持された駆動機器としての直動モータ３１の出力軸３１Ａに支持された吸引部材３２と、吸引部材３２に気体を供給する加圧ポンプやタービン等の図示しない気体供給手段とを備えている。なお、吸引部材３２は、ベルヌーイの定理を利用した所謂ベルヌーイチャックであり、吸引面３２Ａに形成された噴出孔３２ＢからウエハＷＦにおける一方の面の面方向外側に向けて気体を噴出することで、当該吸引面３２ＡとウエハＷＦとの間に減圧領域を形成して当該ウエハＷＦに支持力としての吸引力を付与して支持するものである。

移動規制手段４０は、対向面２１から離れるにつれて当該対向面２１の中心側から遠ざかるテーパ面４１と、テーパ面４１に設けられ、支持力付与手段３０で支持力を付与したウエハＷＦにおける一方の面の面方向外側へ凹むとともに、当該ウエハＷＦの外縁部が入り込む凹部４２と、凹部４２よりも対向面２１側に形成され、テーパ面４１の延長線よりも対向面２１の中心側に突出した直交方向規制部４３とを備えている。なお、移動規制手段４０は、少なくともテーパ面４１がゴムや樹脂等の弾性部材によって弾性変形可能に設けられている。

移動手段５０は、第１〜第６アーム５１Ａ〜５１Ｆを有し、第６アーム（作業アーム）５１Ｆで支持装置７０を保持し、当該支持装置７０で支持したものをその作業範囲内において何れの位置、何れの角度にでも変位可能な駆動機器としての多関節ロボット５１を備えている。

次に、本実施形態における搬送装置１０の動作について説明する。
先ず、各部材が図１中実線で示す初期位置で待機している搬送装置１０に対し、ウエハＷＦが第１テーブル６０の載置面６０Ａに他方の面が当接するように載置されると、移動手段５０が多関節ロボット５１を駆動し、同図中二点鎖線で示すように、対向面２１がウエハＷＦの一方の面から所定間隔離れた位置となるまで支持装置７０を移動させる。このとき、移動規制手段４０は、載置面６０Ａに当接していてもよいし、当接していなくてもよい。次いで、支持力付与手段３０が直動モータ３１を駆動し、吸引面３２ＡがウエハＷＦの一方の面から所定間隔離れた位置となるまで吸引部材３２を移動させる。なお、このときの吸引面３２ＡとウエハＷＦの一方の面との所定間隔は、吸引部材３２のベルヌーイ吸引の吸引力が及ぶ間隔以下に設定されている。

その後、支持力付与手段３０が図示しない気体供給手段を駆動し、図２（Ａ）に示すように、噴出孔３２ＢからウエハＷＦの一方の面に向けて気体を吹き付けることで、当該ウエハＷＦに支持力としての吸引力を付与する。次いで、支持力付与手段３０が直動モータ３１を駆動し、吸引部材３２を上昇させると、図２（Ｂ）に示すように、外縁がテーパ面４１に当接して自動調心が行われつつウエハＷＦが載置面６０Ａから浮上する。その後も吸引部材３２の上昇を継続させると、テーパ面４１がウエハＷＦの外縁によって弾性変形しつつ、図２（Ｃ）に示すように、当該ウエハＷＦの外縁部が凹部４２内に入り込む。なお、上昇されるウエハＷＦは、その外縁部が直交方向規制部４３に当接するので、凹部４２よりも上方に移動することはない。

ウエハＷＦの外縁部が凹部４２内に入り込んだことがカメラ等の撮像手段や光学センサ等の図示しない検知手段に検知されると、支持力付与手段３０が図示しない気体供給手段の駆動を停止する。その後、移動手段５０が多関節ロボット５１を駆動し、図２（Ｄ）中実線で示すように、支持装置７０で支持したウエハＷＦを搬送し、同図中二点鎖線で示すように、対向面２１が第２テーブル６１の載置面６１Ａ上から所定間隔離れた位置となるまで支持装置７０を移動させる。このとき、移動規制手段４０は、第２テーブル６１の載置面６１Ａに当接していてもよいし、当接していなくてもよい。そして、支持力付与手段３０が図示しない気体供給手段および直動モータ３１を駆動し、ウエハＷＦの一方の面に気体を吹き付けながら吸引部材３２を下降させて、当該ウエハＷＦの外縁部を凹部４２内から脱出させ、当該ウエハＷＦを第２テーブル６１の載置面６１Ａ上に載置する。次いで、支持力付与手段３０が図示しない気体供給手段の駆動を停止した後、支持力付与手段３０および移動手段５０が直動モータ３１および多関節ロボット５１を駆動し、吸引部材３２および支持装置７０を初期位置に復帰させ、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような本実施形態によれば、移動規制手段４０にウエハＷＦの外縁部が入り込む凹部４２を設けたことで、支持力がなくなってもウエハＷＦの落下を防止することができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、支持力付与手段は、ベース部材に支持されるとともに、支持対象物に支持力を付与することが可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。

ベース部材２０は、支持力付与手段３０と移動規制手段４０とを支持できる限りどのような形状であってもよいし、凹部２２が形成されていなくてもよい。
ベース部材２０は、支持力付与手段３０を支持する部位と、移動規制手段４０を支持する部位とが分かれていてもよい。

支持力付与手段３０は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段や、サイクルトロン吸引部材等でウエハＷＦに支持力としての吸引力を付与する構成でもよいし、その他の支持力として、接着剤や粘着剤等の接着力、永久磁石や電磁石等の磁力、静電チャック等のクーロン力等を支持対象物に付与して支持する構成でもよい。
支持力付与手段３０は、単数でもよいし複数でもよく、複数の場合、等間隔または不等間隔で配置されていてもよいし、所定のパターンで配置されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。
支持力付与手段３０は、ウエハＷＦの外縁部が凹部４２内に入り込んでも、図示しない気体供給手段の駆動を停止しなくてもよい。
直動モータ３１は、ベース部材２０の上面に支持され、その出力軸３１Ａがベース部材２０に形成された貫通孔を介して吸引部材３２を支持する構成としてもよい。
吸引部材３２は、ベース部材２０に対して接離しない構成としてもよい。
気体供給手段は、窒素ガス、酸素ガス、希ガス等の単体ガス、混合ガス、大気等の気体を供給するものを採用することができる。

移動規制手段４０は、単数でもよいし複数でもよく、単数の場合、円形環状、楕円形環状、三角形や四角形以上の多角形環状、不定形環状等の環状であってもよいし、直線と曲線とが組み合わされた環状であってもよく、複数の場合、それらの環状が断続された形状であってもよいし、それらの間隔は等間隔でもよいし、不等間隔でもよい。
移動規制手段４０は、全体がゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材で構成されていてもよいし、樹脂、金属、ガラス等の弾性変形不能な部材で構成されていてもよく、弾性変形不能な部材で構成されている場合、支持対象物が弾性変形してその外縁部が凹部４２内に入り込んでもよいし、移動規制手段４０を対向面２１の中心方向にバネやゴム等の弾性部材で付勢しておき、当該移動規制手段４０全体が支持対象物の外側に一旦広がってから縮まる構成としてもよい。
凹部４２には、フッ素やシリコン等を含むコーティング層を積層していてもよいし、凹部４２自体または移動規制手段４０全体をフッ素樹脂やシリコン樹脂等で形成してもよい。これにより、凹部４２にウエハＷＦの外縁部が貼り付くことを防止することができる。
直交方向規制部４３には、フッ素やシリコン等を含むコーティング層を積層していてもよいし、直交方向規制部４３自体または移動規制手段４０全体をフッ素樹脂やシリコン樹脂等で形成してもよい。これにより、直交方向規制部４３にウエハＷＦの一方の面が貼り付くことを防止することができる。
凹部４２は、図３（Ａ）に示すように、ベース部材２０に対して接離する方向に複数箇所（２箇所以上でもよい）に設けられていてもよい。
図３（Ｂ）に示すように、凹部４２をつなぐ面４４は、対向面２１に直交またはほぼ直交する面でもよいし、図３（Ｃ）に示すように、対向面２１から離れるにつれて当該対向面２１の中心側に近付くテーパ面としてもよいし、それらの面を組み合わせた面としてもよい。この場合、直交方向規制部４３は、つなぐ面４４の延長線よりも対向面２１の中心側に突出した構成としてもよい。
凹部４２の断面形状または平面形状は、ウエハＷＦの外縁部の断面形状または平面形状と同じ形状に凹んでいてもよいし、異なる形状に凹んでいてもよい。
直交方向規制部４３は、対向面２１から離れるにつれて当該対向面２１の中心側から遠ざかるテーパ面としてもよく、この場合、支持対象物の外縁部を凹部４２内に入り込ませるときに、当該支持対象物の中央部が対向面２１に接近する凸状に変形させやすくなり、これにより、当該支持対象物外縁部間距離が縮んで凹部４２内に入り込みやすくなる。なお、直交方向規制部４３は、対向面２１と平行でもよいし、対向面２１から離れるにつれて当該対向面２１の中心側に近付くテーパ面としてもよいし、それらの面を組み合わせた面としてもよい。
直交方向規制部４３は、弾性変形可能な部材で構成されてもよいし、弾性変形不能な部材で構成されてもよいし、なくてもよい。

搬送装置１０は、天地反転して配置したり横置きにしたりして、ウエハＷＦを搬送するように構成してもよい。

本発明における支持対象物等の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、支持対象物としては、例えば、接着シート、樹脂シート、ゴムシート、紙、樹脂板、木板、鉄板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、銅板等の金属板、ガラス板、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、電極基板、光ディスク等の情報記録基板または陶器等の単体、またはそれらを２以上積層した複合体であってもよい。

また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

２０・・・ベース部材
３０・・・支持力付与手段
４０・・・移動規制手段
４２・・・凹部
７０・・・支持装置
ＷＦ・・・ウエハ（支持対象物）

Claims (6)

1. 支持対象物を支持する支持装置において、
   ベース部材と、
   前記ベース部材に支持されるとともに、前記支持対象物に支持力を付与する支持力付与手段と、
   前記ベース部材に支持されるとともに、前記支持力付与手段で支持力を付与した支持対象物の外縁に当接して当該支持対象物における一方の面の面方向への移動を規制する移動規制手段とを備え、
   前記移動規制手段は、前記支持力付与手段で支持力を付与した支持対象物における一方の面の面方向外側へ凹むとともに、当該支持対象物の外縁部が入り込む凹部を有することを特徴とする支持装置。
2. 前記支持力付与手段は、前記支持対象物の一方の面に向けて気体を吹き付けることで、当該支持対象物に支持力を付与することを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
3. 前記移動規制手段は、弾性変形可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の支持装置。
4. 前記支持力付与手段は、前記ベース部材に対して接離可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の支持装置。
5. 前記凹部は、前記ベース部材に対して接離する方向に複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の支持装置。
6. 支持対象物を支持する支持方法において、
   前記支持対象物に支持力を付与する支持力付与工程と、
   前記支持力付与工程で支持力を付与した支持対象物の外縁に当接して当該支持対象物における一方の面の面方向への移動を移動規制手段で規制する移動規制工程とを含み、
   前記移動規制工程において、前記支持力付与工程で支持力を付与した支持対象物における一方の面の面方向外側へ凹む凹部を備えた前記移動規制手段に、当該支持対象物の外縁部を入り込ませる工程を備えていることを特徴とする支持方法。

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