JP5990047B2 - 保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、保持装置、吸着体および吸着体装着装置に関する。

半導体の製造において、搬送装置が半導体のウェハを搬送する場合、ウェハは搬送装置に取り付けられた保持装置の先端に配置されたピックに載せられて搬送される。半導体の製造のスループットを向上させるために、ウェハの搬送速度を上昇させると、ピックに載せられたウェハがずれやすくなる。そのため、ピックに内部電極を設けて、内部電極による静電力によってウェハをピックに吸着することで、ウェハの搬送速度を上昇させてもピックに載せられたウェハのずれを抑制する搬送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許２０１１−７７２８８号公報 特許２００１−２６７２９５号公報 特許２００２−３２９７６６号公報 特開２０００−５８２９９号公報

しかし、上記従来の技術では、ウェハの搬送装置および保持装置の製造コストおよび修理コストを抑制する余地があった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、ウェハを保持する保持装置の製造および修理を容易にさせることで、保持装置の製造コストおよび修理コストを抑制することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［形態１］
本発明の一形態は、搬送装置において被吸着物を保持した状態で前記被吸着物と共に移動可能に構成された保持装置であって；前記被吸着物を吸着する吸着面と、前記吸着面に対向する他方の面と、内部に形成される吸着電極と、前記他方の面に配置され、前記吸着電極と電気的に接続される吸着体側給電部と、を有する吸着体と；前記他方の面と対向する載置面を有する載置部と、外部からの電力の供給を受ける給電口と、前記載置面に配置され、前記給電口と電気的に接続される本体側給電部と、を有する本体部と；を備え；前記吸着体は、前記載置部に着脱可能であり；前記本体側給電部は、前記吸着体側給電部に接続される本体側接続部を含み；前記吸着体側給電部は、前記本体側接続部に接続され、前記吸着体における前記吸着面に対向する他方の面に形成された凹部内に設けられた吸着体側接続部を含み；前記本体側接続部と前記吸着体側接続部とのうち少なくとも一方は、前記載置面に垂直な方向に伸縮自在である。
このような形態であれば、本体部の内部に吸着電極を形成しなくてもよいため、保持装置の製造を容易に行うことができ、保持装置の製造コストを抑制することができる。また、吸着体が破損して交換の必要がある場合に、吸着体のみを交換すれば本体部を交換する必要がないため、保持装置の修理コストを抑制することができる。さらに、本体側接続部と吸着体側接続部とのうち少なくとも一方は伸縮自在であるため、本体側接続部と吸着体側接続部との接触不良が少なく良好に接触するので、吸着体側給電部に効率良く給電することができる。
その他、本発明は、以下のような形態として実現することも可能である。

［適用例１］搬送装置において被吸着物を保持した状態で前記被吸着物と共に移動可能に構成された保持装置において、
前記被吸着物を吸着する吸着面と、前記吸着面に対向する他方の面と、内部に形成される吸着電極と、前記他方の面に配置され、前記吸着電極と電気的に接続される吸着体側給電部と、を有する吸着体と、
前記他方の面と対向する載置面を有する載置部と、外部からの電力の供給を受ける給電口と、前記載置面に配置され、前記給電口と電気的に接続される本体側給電部と、を有する本体部と、を備え、
前記吸着体は、前記載置部に着脱可能であることを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、本体部の内部に吸着電極を形成しなくてもよいため、保持装置の製造を容易に行うことができ、保持装置の製造コストを抑制することができる。また、吸着体が破損して交換の必要がある場合に、吸着体のみを交換すれば本体部を交換する必要がないため、保持装置の修理コストを抑制することができる。

［適用例２］適用例１に記載の保持装置において、前記載置部に前記吸着体が固定されたとき、前記吸着体側給電部と前記本体側給電部とが電気的に接続されることを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、吸着体が本体部に固定されると同時に電気的にも接続されて、吸着体は電力の供給を受けることができるので、簡単な構造によって吸着体に電力を供給することができる。また、吸着体は、電力の供給源を備える必要がないので小型化することができ、本体部から給電されるので設計の自由度が向上する。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載の保持装置において、前記載置部および前記本体側給電部を複数有することを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、本体部には複数の吸着体が載置されるため、被吸着物の大きさや形状に応じて必要な数の吸着体を本体部に載置でき、保持装置は強い吸着力でバランス良く被吸着物を保持することができる。

［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載の保持装置において、前記吸着電極は、正極と負極とから構成され、各前記吸着体において、前記吸着面側から見た前記正極の面積は、前記吸着面側から見た前記負極の面積と略均等であることを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、より小さい吸着電極の面積でも、より強い吸着力で被吸着物を効率良く吸着することができ、被吸着物を搬送する際のずれを抑制することができる。

［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の保持装置において、前記載置部は、載置面と、前記被吸着物を保持した状態で、前記載置面よりも前記被吸着物側に位置する対向面とを有し、前記載置面上に載置された前記吸着体における前記吸着面は、前記被吸着物を保持した状態で、前記対向面よりも前記被吸着物側に位置することを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、被吸着物は、吸着体の吸着面に吸着されて、本体部の対向面に接触することがない。そのため、本体部における対向面の精度が必要なく、対向面の加工コストを抑制することができる。また、本体部に付着しているパーティクルが被吸着物に付着するおそれが少なく、不良となる被吸着物の数を抑制することができる。また、本体部の材質に耐摩耗性の素材を選択しなくても良く、本体部のコストを抑制することができる。

［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の保持装置において、前記吸着体は、セラミックを用いて形成され、前記本体部は、前記吸着体とは異なる材料を用いて形成されることを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、保持装置をセラミックで一体で形成する必要がなく、本体部の材質を自由に選択できるので、本体部への加工を容易にすることができ、また、本体部の製造コストおよび修理コストを抑制することができる。

［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれかに記載の保持装置において、前記吸着体は、ボルトを介して前記載置部に固定されることを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、簡便な構造によって吸着体を本体部に着脱可能な構成とすることができる。

［適用例８］適用例１ないし適用例７のいずれかに記載の保持装置において、前記本体側給電部は、前記吸着体側給電部に接続する本体側接続部を含み、前記吸着体側給電部は、前記本体側接続部に接続される吸着体側接続部を含み、前記本体側接続部と前記吸着体側接続部とのうち少なくとも一方は、伸縮自在であることを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、本体部の本体側接続部は、伸縮自在であるため、吸着体の吸着体側接続部との接触不良が少なく良好に接触するので、吸着体側給電部に効率良く給電することができる。

［適用例９］適用例１ないし適用例７のいずれかに記載の保持装置において、前記本体側給電部は、前記吸着体側給電部に接続する本体側接続部を含み、前記吸着体側給電部は、前記本体側接続部に接続される吸着体側接続部を含み、前記本体側接続部と前記吸着体側接続部とは、オス端子とメス端子との組み合わせであることを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、接触不良が少なく本体側接続部と吸着体側接続部とは良好な接触面を有するので、吸着体の吸着電極に効率良く給電され、被吸着物を搬送する際のずれを低減させることができる。

［適用例１０］適用例１ないし適用例７のいずれかに記載の保持装置において、前記本体側給電部は、前記吸着体側給電部に接続する本体側接続部を含み、前記吸着体側給電部は、前記本体側接続部に接続される吸着体側接続部を含み、前記吸着体側接続部と前記本体側接続部とが接続すると嵌合することを特徴とする、保持装置。

この保持装置では、吸着体を本体部に固定するのに、固定部品が必要ではなく、吸着体を簡便な方法で本体部に固定でき、保持装置の構成部品の数も減少するので、保持装置の製造コストを抑制することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、被吸着物を吸着する保持装置および保持方法、吸着体、吸着体を装着する吸着体装着装置、半導体製造装置および半導体搬送装置、被吸着物の搬送装置および搬送方法、等の形態で使用する事ができる。

本発明の実施形態における搬送装置１０の構成を示す説明図である。 保持装置２００の外観構成を示す説明図である。 保持装置２００の詳細構成を示す説明図である。 変形例における実施形態の保持装置２００ａの詳細構成を示す説明図である。 他の変形例における実施形態の保持装置２００ｂの外観構成を示す説明図である。 他の変形例における実施形態の吸着体３００の詳細構成を示す説明図である。

Ａ．実施形態：
図１は、本発明の実施形態における搬送装置１０の構成を示す説明図である。搬送装置１０は、制御部１００と、保持装置２００と、アーム機構７１０と、移動機構７２０と、吸着電極駆動部８３０と、を備える。搬送装置１０は、被吸着物９０を保持装置２００上に保持して搬送する。本実施形態では、搬送装置１０は、半導体製造装置の一部を構成する装置であり、被吸着物９０は、円板状の誘電体であるシリコン製のウェハである。

搬送装置１０の制御部１００は、アーム機構７１０、移動機構７２０および吸着電極駆動部８３０の各部の動作を制御する。本実施形態では、制御部１００の機能は、コンピュータプログラムに基づいてＣＰＵ（Central Processing Unit）が動作することによって実現される。なお、制御部１００の一部または全部の機能は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）がその回路構成に基づいて動作することによって実現されても良い。

搬送装置１０のアーム機構７１０は、保持装置２００と移動機構７２０との間を連結する機構であり、保持装置２００を移動機構７２０に対して相対的に移動させ、搬送装置１０の外部に対する被吸着物９０の受け渡しを行う。搬送装置１０の移動機構７２０は、保持装置２００およびアーム機構７１０を搭載し、搬送装置１０の外部に対して相対的に移動可能に構成された機構であり、保持装置２００に保持された被吸着物９０の移動を行う。

搬送装置１０の保持装置２００は、搬送装置１０において被吸着物９０を吸着して保持した状態で被吸着物９０と共に移動可能に構成されている。保持装置２００は、吸着電極駆動部８３０から電力の供給を受けることによって、誘電体である被吸着物９０を静電力で吸着可能に構成されている。

図２は、保持装置２００の外観構成を示す説明図である。図３は、保持装置２００の詳細構成を示す説明図である。図２には、相互に直交するＸＹＺ軸を図示した。図２のＸＹＺ軸は、図３をはじめとする他の図におけるＸＹＺ軸に対応する。図３には、図２におけるＡ−Ａ断面を示している。

図２に示すように、保持装置２００は、略Ｕ字形の板状のアーム２０５と、静電力によって被吸着物９０を吸着する４個の吸着体３００と、を有する。搬送装置１０における保持装置２００の使用状態において、保持装置２００におけるＵ字の横方向に沿った軸をＸ軸とし、Ｕ字の縦方向に沿った軸をＹ軸とし、重力方向に沿った軸をＺ軸とする。保持装置２００におけるＵ字の右側から左側に向かって＋Ｘ軸方向、その逆を−Ｘ軸方向とする。保持装置２００におけるＵ字の閉塞端から開放端に向かって＋Ｙ軸方向、その逆を−Ｙ軸方向とする。重力方向の下方から上方に向かって＋Ｚ軸方向、その逆を−Ｚ軸方向とする。本実施形態では、保持装置２００におけるＸ軸およびＹ軸に平行な面上に被吸着物９０が保持される。保持装置２００の厚さ方向は、Ｚ軸方向に対応する。なお、アーム２０５は本発明の本体部に相当する。

保持装置２００のアーム２０５は、基端部２０６と、第１突出部２０７と、第２突出部２０８と、から構成されている。また、保持装置２００のアーム２０５は、基端面２１１と、基端側面２１３，２１４と、上面２１５と、底面２１６と、貫通孔２１８と、先端面２２２，２２３と、外側面２２４，２２５と、内側面２２１，２２６，２２７と、上面２１５に形成された４つの凹部２３０と、を有する。

アーム２０５の基端面２１１は、Ｘ軸およびＺ軸に平行であって−Ｙ軸方向を向いた面である。基端面２１１は、アーム２０５における−Ｙ軸方向の端に位置し、搬送装置１０に取り付けられる側の端である基端部を構成する。基端面２１１は、基端側面２１３，２１４、上面２１５および底面２１６の各面に繋がる。

アーム２０５の基端側面２１３は、−Ｘ軸方向および−Ｙ軸方向を向いたＺ軸に平行な面であり、基端面２１１と外側面２２４との間に形成されている。アーム２０５の基端側面２１４は、＋Ｘ軸方向および−Ｙ軸方向を向いたＺ軸に平行な面であり、基端面２１１と外側面２２５との間に形成されている。

アーム２０５の上面２１５は、Ｘ軸およびＹ軸に平行であって＋Ｚ軸方向を向いた面である。上面２１５は、アーム２０５の全体形状と同じ略Ｕ字形の面であり、基端面２１１、基端側面２１３，２１４、先端面２２２，２２３、外側面２２４，２２５および内側面２２１，２２６，２２７の各面に繋がる。

アーム２０５の底面２１６は、Ｘ軸およびＹ軸に平行であって−Ｚ軸方向を向いた面である。底面２１６は、アーム２０５の全体形状と同じ略Ｕ字形の面であり、基端面２１１、基端側面２１３，２１４、先端面２２２，２２３、外側面２２４，２２５および内側面２２１，２２６，２２７の各面に繋がる。

アーム２０５の先端面２２２，２２３は、Ｚ軸に平行であって＋Ｙ軸方向に凸状の円弧面である。先端面２２２，２２３は、アーム２０５における＋Ｙ軸方向の端に位置する。先端面２２２は、−Ｘ軸方向側に位置し、先端面２２３は、＋Ｘ軸方向側に位置する。先端面２２２は、底面２１６、外側面２２４、内側面２２６および上面２１５に繋がる。先端面２２３は、底面２１６、外側面２２５、内側面２２７および上面２１５に繋がる。

アーム２０５の外側面２２４は、Ｙ軸およびＺ軸に平行であって−Ｘ軸方向を向いた面であり、先端面２２２と基端側面２１３との間に形成されている。アーム２０５の外側面２２５は、Ｙ軸およびＺ軸に平行であって＋Ｘ軸方向を向いた面であり、先端面２２３と基端側面２１４との間に形成されている。外側面２２４，２２５は、アーム２０５の外周を形成する外周部である。

アーム２０５の内側面２２１は、Ｚ軸に平行であって＋Ｙ軸方向に対して凹状の円弧面であり、内側面２２６と内側面２２７との間に形成されている。アーム２０５の内側面２２６は、Ｙ軸およびＺ軸に平行であって＋Ｘ軸方向を向いた面であり、先端面２２２と内側面２２１との間に形成されている。アーム２０５の内側面２２７は、Ｙ軸およびＺ軸に平行であって−Ｘ軸方向を向いた面であり、先端面２２３と内側面２２１との間に形成されている。内側面２２１，２２６，２２７は、アーム２０５の外周を形成する外周部である。

アーム２０５における基端部２０６は、基端面２１１と、基端側面２１３，２１４と、上面２１５と、底面２１６と、内側面２２１と、で形成されている。また、アーム２０５における第１突出部２０７は、上面２１５と、底面２１６と、先端面２２３と、外側面２２５と、内側面２２７と、で形成されているＵ字の分かれている部分における＋Ｘ軸方向に位置する部分である。アーム２０５における第２突出部２０８は、上面２１５と、底面２１６と、先端面２２２と、外側面２２４と、内側面２２６と、で形成されているＵ字の分かれている部分における−Ｘ軸方向に位置する部分である。

アーム２０５の貫通孔２１８は、上面２１５と底面２１６との間をＺ軸に沿って貫通する。本実施形態では、アーム２０５は、貫通孔２１８を用いてアーム機構７１０に取り付けられる。本実施形態では、貫通孔２１８の個数は２個であるが、他の実施形態では、１個であっても良いし、３個以上であっても良い。

アーム２０５の凹部２３０は、Ｚ軸に平行な中心軸を有する略円筒状の凹部であり、＋Ｚ軸に略直交する凹部底面２３２と、凹部底面２３２と上面２１５との間に形成されたＺ軸に平行な凹部側面２３４と、で構成されている。凹部２３０の凹部底面２３２には、吸着体３００が載置される。なお、アーム２０５の上面２１５は本発明における載置面に相当し、凹部２３０は本発明の載置部に相当し、凹部底面２３２は本発明の載置面に相当する。また、凹部２３０の凹部底面２３２は、上面２１５の一部を構成する。

アーム２０５の上面２１５における４つの凹部２３０の配置は、第１突出部２０７の基端面２１１側および先端面２２３側と、第２突出部２０８の基端面２１１側および先端面２２２側と、にそれぞれ１つの凹部２３０が位置する配置である。各凹部２３０には、同一の吸着体３００が載置されている。吸着体３００は、各凹部２３０におけるＺ軸に平行な中心軸と各吸着体３００におけるＺ軸に平行な中心軸とが重なるように各凹部２３０の凹部底面２３２に載置されている。また、Ｘ軸およびＹ軸に平行な面（ＸＹ平面）において、吸着体３００は、各凹部２３０の凹部底面２３２に載置された場合に各吸着体３００における中心を直線で結んで構成される形状が正方形となるように載置されている。

各吸着体３００は、４本のボルト３３０によって保持装置２００の各凹部２３０の凹部底面２３２に固定されている。吸着体３００を固定している４本のボルト３３０は、吸着体３００のＸＹ平面における中心から同一円周上に配置されている。各ボルト３３０は、隣接するボルト３３０と９０度ずらされて配置されている。吸着体３００は、ボルト３３０を取り外すことにより保持装置２００から取り外すことができる。すなわち、吸着体３００は、ボルト３３０によってアーム２０５と着脱可能に構成されている。本実施形態では、各吸着体３００を固定するボルト３３０の数は４本であるが、他の実施形態では、３本以下であっても良いし、５本以上であっても良い。また、吸着体３００ごとに、固定するボルト３３０の数が異なっていても良い。なお、吸着体３００の詳細構成については後述する。

図２に示すように、アーム２０５は、給電口２４０，２５０と配線２４５，２５５とを備える。アーム２０５の給電口２４０，２５０は、相互に極性が反転した電位となる電力の供給を吸着電極駆動部８３０からそれぞれ受け付ける。本実施形態では、給電口２４０，２５０は、上面２１５から＋Ｚ軸方向に突出した円筒状の導電性金属端子をロウ付けして形成されており、吸着電極駆動部８３０に接続されたケーブルの端子（図示しない）を固定可能に構成されている。

アーム２０５の配線２４５，２５５は、給電口２４０，２５０が外部から供給される電力を各吸着体３００に給電するための配線である。図３に示すように、配線２４５，２５５は、アーム２０５の凹部底面２３２に載置された吸着体３００に電力を給電するために、各凹部２３０の凹部底面２３２に配置された端子２４２，２５２と並列に接続されている。本実施形態では、端子２４２，２５２は、メス端子である。なお、配線２４５，２５５および端子２４２，２５２は、本発明における本体側給電部に相当し、端子２４２，２５２は、本体側接続部に相当する。

吸着体３００は、吸着電極３２０と、吸着電極３２０を内部に有するセラミック本体３０５と、給電パッド３２３，３２４と、給電パッド３２３，３２４に形成された端子３３３，３３４と、給電パッド３２３，３２４と端子３３３，３３４との間に形成された配線３２７，３２８と、を備えている。

吸着体３００の吸着電極３２０は、正極３２１と負極３２２とから構成されている。正極３２１および負極３２２は、ＸＹ平面と平行であって半円状の平板形状の電極である。ＸＹ平面と平行な面における正極３２１の面積は、ＸＹ平面と平行な面における負極３２２の面積と同一になるように形成されている。

本実施形態では、セラミック本体３０５は、酸化アルミニウム（アルミナ）（Ａｌ₂Ｏ）を主成分として形成されている。他の実施形態において、セラミック本体３０５は、酸化イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、またはガラスセラミック（例えば、アルミナとホウケイ酸ガラスとの混合物）を主成分として形成されていても良い。

セラミック本体３０５は、被吸着物９０を吸着する吸着面３１０と、吸着面３１０の反対側の面である吸着体側対向面３１５と、を有している。セラミック本体３０５の吸着体側対向面３１５は、ＸＹ平面に平行であって−Ｚ軸方向を向いた面である。アーム２０５に吸着体３００が載置された場合に、吸着体側対向面３１５は、アーム２０５の凹部２３０における凹部底面２３２と対向する。なお、吸着体側対向面３１５は、本発明における吸着面に対向する他方の面に相当する。

セラミック本体３０５の吸着面３１０は、ＸＹ平面に平行であって＋Ｚ軸方向を向いた面である。各凹部底面２３２に載置された吸着体３００の吸着面３１０は、凹部２３０の凹部側面２３４におけるアーム２０５から吸着体３００を取り外す＋Ｚ軸方向に沿った凹部側面２３４の端面よりも突出している。また、本実施形態では、アーム２０５において、当該凹部側面２３４の端面は、上面２１５と同一平面上に位置するように形成されているので、各凹部底面２３２に載置された吸着体３００における吸着面３１０は、＋Ｚ軸方向に沿って上面２１５よりも突出している。また、吸着体３００は、各吸着体３００における吸着面３１０がＺ軸方向において同一平面上に位置するように、アーム２０５の各凹部底面２３２に載置されている。なお、本発明における「同一平面」とは、吸着体３００の直径がＤである場合に、ＸＹ平面からの距離が±Ｄ／１０００の範囲内の空間に含まれる平面をいう。

給電パッド３２３，３２４は、アーム２０５における給電口２４０，２５０が受け付けた電力を給電されるために、セラミック本体３０５における吸着面３１０とは反対側の表面に形成されている。給電パッド３２３，３２４は、吸着電極３２０に給電するために、配線３２７，３２８を介して吸着電極３２０に接続されている。また、給電パッド３２３，３２４は、アーム２０５に配置された端子２４２，２５２と接続する端子３３３，３３４と結合している。なお、端子３３３，３３４は、アーム２０５におけるメス端子の端子２４２，２５２と接続するオス端子である。吸着体３００の端子３３３，３３４とアーム２０５の端子２４２，２５２とが接続することにより、吸着体３００の吸着電極３２０は、アーム２０５の給電口２４０，２５０から電力が給電されて、静電力によって被吸着物９０を吸着面３１０に吸着することができる。なお、端子３３３，３３４と配線３２７，３２８と給電パッド３２３，３２４とは、本発明における吸着体側給電部に相当し、端子３３３，３３４は、吸着体側接続部に相当する。

以上説明したように、本実施形態の保持装置２００では、アーム２０５は、吸着体３００の吸着面３１０に対向する面に上面２１５を有し、凹部底面２３２に載置された吸着体３００の吸着電極３２０に対する電力の供給を受け付ける給電口２４０，２５０を有する。また、アーム２０５は、給電口２４０，２５０と接続して吸着体３００に給電する本体側給電部２４２，２４５，２５２，２５５を上面２１５に有している。吸着体３００は、内部に吸着電極３２０を有し、静電力によって吸着面３１０に被吸着物９０を吸着することができ、アーム２０５と着脱可能である。また、吸着体３００は、吸着面３１０の他方の面に吸着電極３２０と電気的に接続されて本体側給電部２４２，２４５，２５２，２５５から給電される吸着体側給電部３２３，３２４，３２７，３２８，３３３，３３４を有する。本実施形態によれば、アーム２０５の内部に吸着電極３２０を形成しなくてもよいため、保持装置２００の製造を容易に行うことができ、保持装置２００の製造コストを抑制することができる。また、本実施形態によれば、吸着体３００が破損して交換の必要がある場合に、吸着体３００のみを交換すればアーム２０５を交換する必要がないため、保持装置２００の修理コストを抑制することができる。

また、保持装置２００は、凹部２３０に吸着体３００が固定されたとき、吸着体側給電部３２３，３２４，３２７，３２８，３３３，３３４と本体側給電部２４２，２４５，２５２，２５５とが電気的に接続される。本実施形態によれば、吸着体３００がアーム２０５に固定されると同時に電気的にも接続されて、吸着体３００は電力の供給を受けることができるので、簡単な構造によって吸着体３００に電力を供給することができる。また、吸着体３００は、電力の供給源を備える必要がないので小型化することができ、アーム２０５から給電されるので設計の自由度が向上する。

また、保持装置２００は、４つの凹部２３０と、その４つの各凹部２３０には本体側給電部２４２，２４５，２５２，２５５と、を有している。本実施形態によれば、アーム２０５には複数の吸着体３００が載置されるため、被吸着物９０の大きさや形状に応じて必要な数の吸着体３００をアーム２０５に載置でき、保持装置２００は強い吸着力でバランス良く被吸着物９０を保持することができる。

また、保持装置２００は複数の吸着体３００を備え、吸着体３００における吸着電極３２０は正極３２１と負極３２２とから構成されている。各吸着体３００において、正極３２１における吸着面３１０と平行な面積は、負極３２２における吸着面３１０と平行な面の面積と同一である。本実施形態によれば、より小さい吸着電極３２０の面積でも、より強い吸着力で被吸着物９０を効率良く吸着することができ、被吸着物９０を搬送する際のずれを抑制することができる。

また、アーム２０５は、上面２１５上に凹部２３０を有している。被吸着物９０を吸着した状態で、凹部底面２３２に載置された吸着体３００における吸着面３１０は、アーム２０５における上面２１５よりも被吸着物９０に近い方に突出している。本実施形態によれば、被吸着物９０は、吸着体３００の吸着面３１０に吸着されて、アーム２０５の上面２１５に接触することがない。そのため、アーム２０５における上面２１５の精度が必要なく、上面２１５の加工コストを抑制することができる。また、アーム２０５に付着しているパーティクルが被吸着物９０に付着するおそれが少なく、不良となる被吸着物９０の数を抑制することができる。また、本体部の材質に耐摩耗性の素材を選択しなくても良く、本体部のコストを抑制することができる。なお、上面２１５は本発明の対向面に相当する。

また、吸着体３００はセラミックを用いて形成され、アーム２０５は吸着体３００とは異なる材料を用いて形成されている。たとえば、アーム２０５が樹脂や金属を用いて形成されている。アーム２０５が金属の場合は、内部の配線は絶縁膜で挟んだものが内蔵されている。本実施形態によれば、保持装置２００をセラミックで一体で形成する必要がなく、アーム２０５の材質を自由に選択できるので、アーム２０５への加工を容易にすることができ、また、アーム２０５の製造コストおよび修理コストを抑制することができる。

また、吸着体３００は、ボルト３３０によってアーム２０５に固定されている。本実施形態によれば、簡便な構造によって吸着体３００をアーム２０５に着脱可能な構成とすることができる。

また、アーム２０５における本体側給電部２４２，２４５，２５２，２５５は、吸着体３００の吸着体側給電部３２３，３２４，３２７，３２８，３３３，３３４に接続する端子２４２，２５２を含んでいる。吸着体３００における吸着体側給電部３２３，３２４，３２７，３２８，３３３，３３４は、アーム２０５の本体側給電部２４２，２４５，２５２，２５５に接続する端子３３３，３３４を含んでいる。端子２４２，２５２と端子３３３，３３４とは、オス端子とメス端子との組み合わせである。本実施形態によれば、接触不良が少なく端子２４２，２５２と端子３３３，３３４とは良好な接触面を有するので、吸着体３００の吸着電極３２０に効率良く給電され、被吸着物９０を搬送する際のずれを低減させることができる。

また、アーム２０５は、上面２１５に複数の吸着体３００を載置される。本実施形態によれば、保持装置２００は、複数の吸着体３００を組み合わせることで、被吸着物９０の大きさや保持装置２００の用途に応じて最適な吸着体３００の配置を選択されることができ、被吸着物９０を搬送する際のずれを低減することができる。

また、アーム２０５は、上面２１５に３個以上の吸着体３００が載置される。吸着体３００が上面２１５上に載置された際に、複数の吸着体３００のうちある１個の吸着体３００における重心と他の吸着体３００における重心とを結んだ第１の直線は、ある１個の吸着体３００における重心とさらに異なる吸着体３００における重心とを結んだ第２の直線と異なる。本実施形態によれば、保持装置２００では、アーム２０５の上面２１５に載置された複数の吸着体３００が一直線上に配置されないので、被吸着物９０を搬送する際のずれを低減させることができる。

また、アーム２０５の上面２１５に吸着体３００が載置された際に、各吸着体３００における吸着面３１０は、同一平面上に位置する。本実施形態によれば、各吸着体３００における吸着面３１０は、被吸着物９０を吸着した際に被吸着物９０との距離が等しくなるため、被吸着物９０をバランス良く保持することができる。

また、アーム２０５は、給電口２４０，２５０と各吸着体３００における本体側給電部２４２，２４５，２５２，２５５とを並列に接続する配線２４５，２５５を有する。本実施形態によれば、給電口２４０，２５０から給電された電力が各吸着体３００に並列に給電されるため、アーム２０５において吸着体３００が載置されていない凹部底面２３２があっても、他の凹部底面２３２に載置された吸着体３００には電力を供給することができ、用途に応じた吸着体３００の配置を選択することができる。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形例における実施形態も可能である。

Ｂ１．変形例１：
図４は、変形例における実施形態の保持装置２００ａの詳細構成を示す説明図である。図４には、他の実施形態における図２のＡ−Ａ断面を示している。この変形例における実施形態のアーム２０５ａは、上記実施形態のアーム２０５と比較して、上記実施形態におけるメス端子の端子２４２，２５２がプローブピン（以下、「ポゴピン」とも呼ぶ）２４８，２５８であることが異なる。また、この変形例における実施形態の吸着体３００ａは、上記実施形態の吸着体３００と比較して、吸着部３０２と押さえリング部３４０とから構成されていること、給電パッド３２３，３２４に端子３３３，３３４が形成されていないこと、とが異なる。

アーム２０５ａは、凹部２３０の凹部底面２３２に固定された吸着体３００ａに電力を給電するために配線２４５，２５５と接続されているポゴピン２４８，２５８を有する。ポゴピン２４８，２５８は、Ｚ軸方向に平行な略円筒型の形状であり、Ｚ軸方向に沿って伸縮可能に形成されている。図４には、アーム２０５ａの凹部底面２３２に載置された吸着体３００ａにおいて、ポゴピン２４８，２５８が給電パッド３２３，３２４と接触してＺ軸方向に沿って最も縮まった状態を示している。

吸着体３００ａの吸着部３０２は、吸着部本体３０３と、吸着電極３２０と、給電パッド３２３，３２４と、配線３２７，３２８と、を備えている。吸着部３０２は、吸着電極３２０を内部に有し、被吸着物９０を吸着面３１０に吸着する。吸着部３０２の吸着部本体３０３は、アルミナを主成分として形成されている。吸着部本体３０３は、吸着体３００ａがアーム２０５ａに固定された際に、押さえリング部３４０と接触する＋Ｚ軸方向を向いて円周上に形成される接触面３０６を有する。

吸着体３００ａの押さえリング部３４０は、吸着体３００ａのＺ軸方向と平行な中心軸を中心として中空のドーナツ形状をしており、ボルト３３０によってアーム２０５ａに固定される。押さえリング部３４０は、絶縁体である樹脂で形成されている。押さえリング部３４０は、アーム２０５ａに固定された際に、吸着部３０２と接触する−Ｚ軸方向を向いて円周上に形成される接触面３４２を有する。押さえリング部３４０が４本のボルト３３０によってアーム２０５ａに固定されると、押さえリング部３４０の接触面３４２から吸着部３０２の接触面３０６へとボルト３３０の締付力が伝わり、吸着部３０２はアーム２０５ａに固定される。なお、押さえリング部３４０は、本発明における固定部に相当する。

以上説明したように、変形例における実施形態の保持装置２００ａでは、吸着体３００ａは、吸着電極３２０を内部に有する吸着部３０２と押さえリング部３４０とを有している。押さえリング部３４０は、ボルト３３０によってアーム２０５ａに固定されると共に、吸着部３０２と接触してボルト３３０の締付力によって吸着部３０２とアーム２０５ａとの相対位置を固定する。変形例における実施形態によれば、吸着電極３２０を内部に有する吸着部３０２をアーム２０５ａに固定するための加工を行う必要がなく、吸着体３００ａの製造コストを抑制することができ、また、吸着体３００ａが破損した場合の修理コストを抑制することができる。

また、変形例における実施形態の保持装置２００ａでは、アーム２０５ａの本体側給電部２４５，２４８，２５５，２５８は吸着体側給電部３２３，３２４，３２７，３２８に接続するポゴピン２４８，２５８を含み、吸着体側給電部３２３，３２４，３２７，３２８はポゴピン２４８，２５８に接続される給電パッド３２３，３２４を含んでいる。ポゴピン２４８，２５８と給電パッド３２３，３２４とのうち少なくとも一方のポゴピン２４８，２５８は、伸縮自在である。変形例における実施形態によれば、アーム２０５ａのポゴピン２４８，２５８は、伸縮自在であるため、吸着体３００ａの給電パッド３２３，３２４との接触不良が少なく良好に接触するので、給電パッド３２３，３２４に効率良く給電することができる。

また、変形例における実施形態では、ポゴピン２４８，２５８の伸縮方向はＺ軸に平行であるとしたが、伸縮方向については種々変形可能である。例えば、吸着体３００ａは、アーム２０５ａに対してＺ軸に平行な中心軸を中心として回転させられて凹部２３０に固定される場合に、ポゴピン２４８，２５８の伸縮方向をＸＹ平面において当該回転方向の円周方向に伸縮する構成としても良い。

Ｂ２．変形例２：
図５は、他の変形例における実施形態の保持装置２００ｂの外観構成を示す説明図である。図５に示す保持装置２００ｂは、上記実施形態の保持装置２００と比較して、アーム２０５ｂの形状と、アーム２０５ｂに固定された吸着体３００ｂの数と、吸着体３００ｂをアーム２０５ｂに固定するボルト３３０がないことと、が異なり、その他の点は上記実施形態と同様である。

保持装置２００ｂのアーム２０５ｂは、３方向に延びた板状の形状に形成されており、３方向に延びた板状の先端に吸着体３００ｂが載置される３つの凹部２３０ｂの凹部底面２３２ｂが形成されている。各凹部２３０ｂの凹部底面２３２ｂには、同じ吸着体３００ｂが載置されている。ＸＹ平面において、吸着体３００ｂは、各吸着体３００ｂにおける中心を直線で結んで構成される形状が正三角形となるように載置されている。各吸着体３００ｂの吸着電極３２０は、アーム２０５ｂの給電口２４０，２５０と配線２４５ｂ，２５５ｂを介して接続されている。配線２４５ｂと配線２５５ｂとは、接続しないようにアーム２０５ｂの内部に形成されている。

また、図示していないが、アーム２０５ｂにおけるメス端子の端子２４２ｂ，２５２ｂは、吸着体３００ｂにおけるオス端子の端子３３３ｂ，３３４ｂと接続していると共に、各端子に形成された凹凸によって嵌合している。そのため、吸着体３００ｂは、端子２４２ｂ，２５２ｂと端子３３３ｂ，３３４ｂとによってアーム２０５ｂに固定されている。他の変形例における実施形態によれば、吸着体３００ｂをアーム２０５ｂに固定するのに、ボルト３３０のような固定部品が必要ではなく、吸着体３００ｂを簡便な方法でアーム２０５ｂに固定でき、保持装置２００ｂの構成部品の数も減少するので、保持装置２００ｂの製造コストを抑制することができる。なお、アーム２０５ｂの端子２４２ｂ，２５２ｂと吸着体３００ｂの端子３３３ｂ，３３４ｂとの接続方法および嵌合方法については種々変形可能である。

Ｂ３．変形例３：
図６は、他の変形例における実施形態の吸着体３００の詳細構成を示す説明図である。図６には、上記実施形態とは異なり、吸着電極３２０における正極３２１および負極３２２の形状が異なる吸着体３００ｃ，３００ｄを示している。

図６（ａ）では、ＸＹ平面において、正極３２１ｃは、吸着体３００ｃの中心を中心として吸着面３１０よりも小さい正円の板状に形成されている。また、負極３２２ｃは、ＸＹ平面において、吸着体３００ｃの中心を中心として正極３２１ｃの径よりも大きい径の正円を中空としたドーナツ形状に形成されている。なお、ＸＹ平面において、正極３２１ｃの面積は、負極３２２ｃの面積と同一になるように形成されている。

図６（ｂ）では、ＸＹ平面において、正極３２１ｄと負極３２２とは、吸着体３００ｄの中心を中心として点対称なジグザグの所定の幅を有する直線によって吸着電極３２０ｄを分割するように形成されている。なお、ＸＹ平面において、正極３２１ｄの面積は、負極３２２ｄの面積と同一になるように形成されている。

他の変形例における実施形態における吸着体３００ｃ，３００ｄでは、正極３２１と負極３２２との形状が異なっているものの、正極３２１の面積が負極３２２の面積と同じになるように形成されている。そのため、他の変形例における実施形態の吸着体３００ｃ，３００ｄでは、より小さい吸着電極３２０ｃ，３２０ｄの面積でも、より強い吸着力で被吸着物９０を効率良く吸着することができ、被吸着物９０を搬送する際のずれを低減することができる。なお、正極３２１および負極３２２の形状は種々変形可能であり、上記実施形態に限られない。また、ＸＹ平面において、正極３２１の面積は、負極３２２ｃの面積と同一になるように形成されているが、異なる面積であっても良い。なお、ＸＹ平面において、吸着電極３２０が効率良く被吸着物９０を吸着するために、正極３２１の面積は、負極３２２の面積の９５％以上１０５％以下であることが好ましい。

また、吸着体３００の形状は、上記実施形態の形状に限られず、種々変形可能である。図２および図３に示すように、上記実施形態では、吸着体３００の形状は、円板状の形状であるが、例えば、四角形状であっても良いし、球形状であっても良い。吸着体３００の形状は、アーム２０５および凹部２３０の形状に応じて種々変形可能である。

Ｂ４．変形例４：
また、上記実施形態では、アーム２０５の形状について具体的な形状を示したが、アーム２０５の形状は種々変形可能であり、上記実施形態の形状に限定されない。例えば、アーム２０５の形状は、略Ｕ字形の板状や、３方向に延びた板状に限定されず、円形、三角形、四角形、多角形など種々の形状であっても良い。また、保持装置２００が保持した被吸着物９０のずれを少なくするために、例えば、被吸着物９０の形状に応じてアーム２０５の上面２１５に被吸着物９０を固定するための段差および爪等を設けて、吸着体３００の静電力に加えて物理的な形状によって被吸着物９０を保持しても良い。

また、上記実施形態では、アーム２０５の上面２１５に形成した凹部２３０の凹部底面２３２に吸着体３００を載置する構成としたが、上面２１５に吸着体３００を載置する態様については種々変形可能である。例えば、上面２１５に凹部２３０を形成しないで、上面２１５と同一平面上に吸着体３００が載置されて固定されても良い。また、アーム２０５と吸着体３００とを嵌合させるために、吸着体３００に爪を形成して、アーム２０５に当該爪に嵌合する溝を形成する構成としても良い。

また、アーム２０５は、給電口２４０，２５０以外の構成を有するとしても良い。アーム２０５は、例えば、被吸着物９０を真空チャックするために負圧を導く負圧連通路、保持した被吸着物９０との間に形成される空間に熱伝導率を向上させるためのガスを導くガス連通路、被吸着物９０を加熱および冷却するための熱電体および冷却水路等、を内部に形成される態様としても良い。

Ｂ５．変形例５：
また、上記実施形態では、保持装置２００の吸着体３００の配置について具体的に示したが、吸着体３００の配置は種々変形可能である。上記実施形態では、ＸＹ平面において、吸着体３００の中心は、直線で結ぶと正方形または正三角形を構成する態様としたが、アーム２０５に載置される吸着体３００の数を増やしてその他の多角形を構成しても良い。例えば、ＸＹ平面において、アーム２０５の５つの凹部２３０の凹部底面２３２に載置された吸着体３００は、４つの吸着体３００が正方形を構成して、当該正方形の中心に残りの１個の吸着体３００を配置する、すなわちサイコロの５の目のような吸着体３００の配置としても良い。また、アーム２０５に配置された複数の吸着体３００が一直線上に並ぶ構成としても良い。

また、上記実施形態では、保持装置２００の各吸着体３００における各吸着面３１０は、同一平面状に位置したが、種々変形可能である。例えば、被吸着物９０の形状、各吸着体３００における吸着面３１０の大小の差、搬送装置１０における保持装置２００が使用される重力方向との角度等によって、各吸着体３００の各吸着面３１０が位置する平面に差をつけた態様としても良い。

また、上述した実施形態における本発明の構成要素のうち、独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略、または、組み合わせが可能である。

１０…搬送装置
９０…被吸着物
１００…制御部
２００…保持装置
２０５…アーム
２０６…基端部
２０７…第１突出部
２０８…第２突出部
２１１…基端面
２１３…基端側面
２１４…基端側面
２１５…上面
２１６…底面
２１８…貫通孔
２２１…内側面
２２２…先端面
２２３…先端面
２２４…外側面
２２５…外側面
２２６…内側面
２２７…内側面
２３０…凹部
２３２…凹部底面
２３４…凹部側面
２４０…給電口
２４２…端子
２４５…配線
２４８…ポゴピン
２５０…給電口
２５２…端子
２５５…配線
３００…吸着体
３０２…吸着部
３０３…吸着部本体
３０５…セラミック本体
３０６…接触面
３１０…吸着面
３１５…吸着体側対向面
３２０…吸着電極
３２１…正極
３２２…負極
３２３…給電パッド
３２４…給電パッド
３２７…配線
３２８…配線
３３０…ボルト
３３３…端子
３３４…端子
３４０…押さえリング部
３４２…接触面
７１０…アーム機構
７２０…移動機構
８３０…吸着電極駆動部

Claims (7)

1. 搬送装置において被吸着物を保持した状態で前記被吸着物と共に移動可能に構成された保持装置において、
   前記被吸着物を吸着する吸着面と、前記吸着面に対向する他方の面と、内部に形成される吸着電極と、前記他方の面に配置され、前記吸着電極と電気的に接続される吸着体側給電部と、を有する吸着体と、
   前記他方の面と対向する載置面を有する載置部と、外部からの電力の供給を受ける給電口と、前記載置面に配置され、前記給電口と電気的に接続される本体側給電部と、を有する本体部と、を備え、
   前記吸着体は、前記載置部に着脱可能であり、
   前記本体側給電部は、前記吸着体側給電部に接続される本体側接続部を含み、
   前記吸着体側給電部は、前記本体側接続部に接続され、前記吸着体における前記吸着面に対向する他方の面に形成された凹部内に設けられた吸着体側接続部を含み、
   前記本体側接続部と前記吸着体側接続部とのうち少なくとも一方は、前記載置面に垂直な方向に伸縮自在であることを特徴とする、保持装置。
2. 請求項１に記載の保持装置において、
   前記載置部に前記吸着体が固定されたとき、前記吸着体側給電部と前記本体側給電部とが電気的に接続されることを特徴とする、保持装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
   前記載置部および前記本体側給電部を複数有することを特徴とする、保持装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の保持装置において、
   前記吸着電極は、正極と負極とから構成され、
   各前記吸着体において、前記吸着面側から見た前記正極の面積は、前記吸着面側から見た前記負極の面積と略均等であることを特徴とする、保持装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の保持装置において、
   前記載置部は、載置面と、前記被吸着物を保持した状態で、前記載置面よりも前記被吸着物側に位置する対向面とを有し、
   前記載置面上に載置された前記吸着体における前記吸着面は、前記被吸着物を保持した状態で、前記対向面よりも前記被吸着物側に位置することを特徴とする、保持装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の保持装置において、
   前記吸着体は、セラミックを用いて形成され、
   前記本体部は、前記吸着体とは異なる材料を用いて形成されることを特徴とする、保持装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の保持装置において、
   前記吸着体は、ボルトを介して前記載置部に固定されることを特徴とする、保持装置。

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