JPH11135599A - 静電浮上搬送装置 - Google Patents

静電浮上搬送装置

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JPH11135599A
JPH11135599A JP31449797A JP31449797A JPH11135599A JP H11135599 A JPH11135599 A JP H11135599A JP 31449797 A JP31449797 A JP 31449797A JP 31449797 A JP31449797 A JP 31449797A JP H11135599 A JPH11135599 A JP H11135599A
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Yasushi Yoshida
吉田  康
Iwao Sasaki
巌 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被搬送物の下面付近のパーティクルや浮遊イ
オンを吸着せずに、被搬送物をクリーンに搬送できる静
電浮上搬送装置を提供する。 【解決手段】 浮上用電極1a、1b、1c、1dを有する絶縁
基板2と、各浮上用電極と対向する被搬送物4 と、各浮
上用電極と被搬送物4 とのギャップを検出する変位セン
サ3a、3b、3c、3dと、各変位センサから得られた検出値
を目標値と比較してその偏差を演算処理することで各浮
上用電極への印加電圧を制御する制御器5と、を備え、
各浮上用電極への電圧の印加により被搬送物4 を静電吸
引力により吸引して無接触で保持して搬送を行い静電浮
上用搬送装置において、被搬送物4に対向して各浮上用
電極の反対側に設けられ、被搬送物4 と同電位になるよ
うな電圧を印加するようにしたダミー電極6 を配設し、
被搬送物4 とダミー電極6 の間に被搬送物4 の電位を計
測する電位計7 を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電吸引力を用い
た被搬送物の静電浮上搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体工業などの極めてクリーン
度の高い作業環境において、シリコンウエハなどの板状
の被搬送物を非接触で搬送するための静電浮上搬送装置
は、図5のようになっている。円形状の絶縁基板2上に
は、分離帯2a、2bを挟んで均等に分割された4つの
扇状の浮上用電極1a 、1b 、1c 、1d が配置されて
いる。これら4つの扇状の電極1a 、1b 、1c 、1d
に、正電圧と負電圧とが交互に印加される。この浮上用
電極1a 、1b 、1c 、1d と対向するように、被搬送
物4が配置される。その浮上用電極1a 、1b 、1c 、
1d と被搬送物4とのギャップは変位センサ3a 、3b
、3c 、3d により検出され、それをフィードバック
信号として制御器5に送られる。制御器5は各変位セン
サの入力信号と目標値を比較し、その偏差を演算処理
し、被搬送物4が目標位置に安定浮上できるのに必要な
電圧Va 、Vb 、Vc 、Vd を作りだし、それぞれを浮
上用電極1a 、1b 、1c、1d へ印加する。このよう
に、浮上用電極1a 、1b 、1c 、1d への印加電圧を
制御することによって、浮上用電極1a 、1b 、1c 、
1d と被搬送物4との間の静電吸引力を制御し、被搬送
物4を無接触で浮上搬送させる(例えば、特開平7- 2
57751号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、以下に示すような問題があった。 (1) 浮上前の被搬送物と浮上用電極の何れかの表面が相
対向する物体の表面に対して僅かに傾斜するような状態
にあったり、被搬送物と浮上用電極間のギャップが不均
一であったりすると、浮上時の浮上用電極の正と負の両
極の電圧にアンバランスが生じ、被搬送物が電位をも
ち、被搬送物の下面から電界が発生する。その結果、被
搬送物はその下面付近のパーティクルを吸着するため被
搬送物自体が汚染するという問題点があった。 (2) 被搬送物の下面付近において浮遊イオンも吸着する
ので、被搬送物は搬送後には浮上時の電位と逆極性の帯
電を生じてしてしまい、後工程での歩留まりを下げてし
まうという問題があった。そこで、本発明は、被搬送物
の下面から電界が発生することなく、その結果、被搬送
物の下面付近のパーティクル等を吸着せずに、被搬送物
の搬送後において浮上時の電位と逆極性の帯電を生じる
ことのない、また、後工程での歩留まりを下げてしまう
ことのない静電浮上搬送装置を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、次のような構成にしたものである。 (1) 請求項1記載の静電浮上用搬送装置は、分離帯を挟
んで複数に分割されて配置された正電圧と負電圧が交互
に印加される浮上用電極を有する絶縁基板と、前記浮上
用電極と対向する被搬送物と、前記浮上用電極と前記被
搬送物とのギャップを検出する変位センサと、前記変位
センサから得られた検出値を予め設定された目標値と比
較してその偏差を演算処理することにより前記被搬送物
が目標位置に浮上できるように前記浮上用電極への印加
電圧を制御する制御器と、を備え、前記浮上用電極への
電圧の印加により前記被搬送物を静電吸引力により吸引
して無接触で保持して搬送を行い、前記被搬送物が予定
された位置に至ると前記浮上用電極への電圧の遮断によ
り前記被搬送物を前記浮上用電極より離脱させる静電浮
上用搬送装置において、前記被搬送物を挟んで前記浮上
用電極と反対側に、前記被搬送物と同電位になるような
電圧を印加するダミー電極を設けたことを特徴とするも
のである。 (2) 請求項1記載の静電浮上搬送装置において、前記被
搬送物と前記ダミー電極の間に前記被搬送物の電位を計
測する電位計を設けたものである。 (3) 請求項1記載の静電浮上搬送装置において、前記ダ
ミー電極に印加される電圧は、前記浮上用電極に印加す
る全電圧としたものである。 (4) 請求項1から3までの何れか1項に記載の静電浮上
搬送装置において、前記ダミー電極は、前記被搬送物と
同時に移動する機構に取り付けられたものである。 (5) 請求項1から4までの何れか1項に記載の静電浮上
搬送装置において、前記被搬送物は、金属板もしくは半
導体ウエハまたはガラス板としたものである。上記手段
により、ダミー電極を浮上用電極と被搬送物との間に設
ける構成とし、ダミー電極を浮上用電極と同電位に制御
するようにしたので、本発明の静電浮上搬送装置で被搬
送物を搬送していくと、浮上用電極の電圧のアンバラン
スにより被搬送物が電位をもっても、被搬送物の下面と
ダミー電極にはさまれた空間は電気的に遮蔽された形と
なり同電位であるため、被搬送物とダミー電極間には電
界が発生しない。その結果、被搬送物の下面は周辺のパ
ーティクルを吸着せず、被搬送物をクリーンに搬送でき
る。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて詳細に説明する。ここで、従来例と同じ構成要素に
ついては同一符号を付してその説明を省略する。図1
は、本発明の第1の実施例を示す概略構成図である。本
発明が従来例と異なる点は、静電浮上搬送装置の被搬送
物4の下部に被搬送物4と同電位になるよう電圧を印加
したダミー電極6を設置したことを特徴とし、また、被
搬送物4とダミー電極6間に、被搬送物4の電位Ve
直接計測するための電位計7を設置したことを特徴とす
るものである。また、電位計7には振動容量型のものを
用い、電位計7のグランド(図示せず)をアースに落と
し、被搬送物の絶対電位Ve を求め、この電圧と等しい
電圧Vx を制御器5から、ダミー電極に印加するように
している。次に動作を説明する。本発明の静電浮上搬送
装置は、被搬送物4が目標位置に無接触で安定浮上でき
るように、 絶縁基板2上に均等に分割・配置された4つ
の扇状の浮上用電極1a、1b 、1c 、1d によって各
浮上用電極と被搬送物4とのギャップを、変位センサ3
a 、3b 、3c 、3d により検出し、それをフィードバ
ック信号として制御器5に送ると共に、 制御器5が各変
位センサの入力信号と目標値を比較しながら、その偏差
を演算処理し、必要な電圧Va 、Vb 、V c、Vd を作
りだして浮上用電極1a 、1b 、1c 、1d へ正電圧と
負電圧とで交互に印加制御することによって、各浮上用
電極1a 、1b 、1c 、1d と被搬送物4との間の静電
吸引力を制御するようにしている。もし、仮に被搬送物
4と浮上用電極1a 、1b 、1c 、1d の何れかの表面
の平行度が低い状態にあったり、被搬送物4と浮上用電
極1a 、1b 、1c 、1d 間のギャップが不均一な状態
であって、浮上時の浮上用電極1a 、1b 、1c 、1d
の正と負の両極の電圧にアンバランスが生じて被搬送物
4が電位をもったとしても、被搬送物4とダミー電極6
とが同電位になるため、被搬送物4の下面とダミー電極
6間には電界が発生することはない。そのため、被搬送
物4の下面付近のパーティクルが電界により被搬送物下
面に吸着することがなくなる。また、被搬送物4の下面
付近において浮遊イオンを吸着することもなく、被搬送
物4は搬送後には浮上時の電位と逆極性の帯電を生じる
ことがなく、後工程での歩留まりを下げてしまうことは
ない。次に、本発明の静電浮上搬送装置を用いて、従来
装置との特性比較を行うためその特性を確認した。被搬
送物4に半導体ウエハを用いた例によると浮上前の浮上
用電極1a 、1b、1c 、1d の平行度が電極の両端で
数10μm異なった場合、浮上時の浮上用電極の印加電圧
にアンバランスが生じ、被搬送物4は約+100V程度
の電位をもつことが確認されている。従来技術のように
ダミー電極を用いない場合には、この被搬送物4の電位
により、被搬送物4の下面から電界が発生し、パーティ
クルが被搬送物4に吸着する力が発生する。ところが、
図1に示す本静電浮上搬送装置を用いた場合、浮上時の
被搬送物4は約+100Vあるが、ダミー電極6の電位
を被搬送物4と同じ約+100Vに制御することによ
り、被搬送物4の下面とダミー電極6間に電界が発生せ
ず、パーティクルが被搬送物4に吸着する力が発生しな
いため、被搬送物4にパーティクルが吸着せず、搬送後
の被搬送物4の表面を光学顕微鏡で観察したところ、従
来技術のダミー電極を用いない場合に較べ、本発明のダ
ミー電極を用いた場合のパーティクルの量は数%程度に
なっていた。なお、電位計7のグランドをアースに落と
す代わりにダミー電極に落とし、被搬送物とダミー電極
の電位差が0となるようにフィードバックループを形成
しても良い。また電位計は、振動容量型のほかにチョッ
パ型等の方式のものでも良い。
【0006】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は、本発明の第2の実施例を示す概略構成図
である。図2に示される実施例では、各浮上用電極1a
、1b 、1c 、1d に印加した電圧の総和Vxを制御
器5で求めることで被搬送物の電位が推定できる。この
総和電位Vxを被搬送物4の下部に設置したダミー電極
6に印加する。被搬送物に半導体ウエハを用いた実験に
よると被搬送物は+110V程度の電位をもった場合、
各浮上用電極1a 、1b 、1c 、1d に印加した電圧の
総和も約+100V程度の電圧を示した。そこで、図2
の構成で実験を行うと、図1に示した第1の実施例と同
じ結果が得られた。なお、図1、2の実施例を製造ライ
ンで用いた時の具体例として、図3に示すように、被搬
送物4の搬送に伴って同時に移動可能なダミー電極の場
合について説明する。ロボット8の旋回軸80に取り付
けられた上腕81の先端に絶縁基板2を設け、同じく旋
回軸80に取り付けられた下腕82の先端にダミー電極
6を設けるようにした構成である。(a) において、絶縁
基板2の浮上電極により、前工程作業台9に予め載置さ
れた被搬送物4を静電吸引し、その後、被搬送物4の下
面にダミー電極6を移動させる。(b) において、被搬送
物4を静電吸引したまま無接触で保持して搬送を行う。
(c) において、被搬送物4を予定された位置にある後工
程作業台10上まで搬送し、ダミー電極6を被搬送物4
の対向位置から離間させるようにして、絶縁基板2の浮
上用電極への電圧遮断により被搬送物4を浮上用電極よ
り離脱させる。また、その他の実施例として、図4に示
すように絶縁基板2の下方に対向して、四角形状のダミ
ー電極61を固定するようにしても良い。ダミー電極6
1は、ダミー電極61と同一形状の絶縁台12の上面に
固定されて配置したものである。絶縁基板2 はダミー電
極61の長手方向に対向して移動させるように絶縁基板
2と同じ水平面内に設けたスライダ11に支持されてい
る。このような構成で、ダミー電極61に電圧を印加
し、ダミー電極61上と絶縁基板2の間に設けた被搬送
物4を静電吸引力により浮上させ、直線状に伸びる搬送
経路に沿って移動させても構わない。
【0007】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、浮
上前の被搬送物または浮上用電極が水平でなかったり、
被搬送物と浮上用電極間のギャップが均一でない場合で
も被搬送物の下面に設置した被搬送物と同電位のダミー
電極により、被搬送物とダミー電極間にはさまれた空間
は、電気的に遮断された形になり空間内には電界が発生
しない。そのため、被搬送物の下面は周辺のパーティク
ルを吸着せず、被搬送物をクリーンに搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1 の実施例を示す静電浮上搬送装置
の概略構成図である。
【図2】本発明の第2 の実施例を示す静電浮上搬送装置
の概略構成図である。
【図3】静電浮上搬送装置とロボットを組み合わせた搬
送の一例を示す模式図である。
【図4】静電浮上搬送装置と直動駆動機構を組み合わせ
た搬送の一例を示す模式図である。
【図5】従来の静電浮上搬送装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1a 、1b 、1c 、1d :浮上用電極 2:絶縁基板 2a 、2b :分離帯 3a 、3b 、3c 、3d :変位センサ 4:被搬送物 5:制御器 6、61:ダミー電極 7:電位計 8:ロボット 80:旋回軸 81:上腕 82:下碗 9:前工程作業台 10:後工程作業台 11:スライダ 12:絶縁台 13:パーティクル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分離帯を挟んで複数に分割されて配置さ
    れた正電圧と負電圧が交互に印加される浮上用電極を有
    する絶縁基板と、前記浮上用電極と対向する被搬送物
    と、前記浮上用電極と前記被搬送物とのギャップを検出
    する変位センサと、前記変位センサから得られた検出値
    を予め設定された目標値と比較してその偏差を演算処理
    することにより前記被搬送物が目標位置に浮上できるよ
    うに前記浮上用電極への印加電圧を制御する制御器と、
    を備え、 前記浮上用電極への電圧の印加により前記被搬
    送物を静電吸引力により吸引して無接触で保持して搬送
    を行い、前記被搬送物が予定された位置に至ると前記浮
    上用電極への電圧の遮断により前記被搬送物を前記浮上
    用電極より離脱させる静電浮上用搬送装置において、 前記被搬送物を挟んで前記浮上用電極と反対側に、前記
    被搬送物と同電位になるような電圧を印加するダミー電
    極を設けたことを特徴とする静電浮上搬送装置。
  2. 【請求項2】 前記被搬送物と前記ダミー電極の間に前
    記被搬送物の電位を計測する電位計を設けた請求項1記
    載の静電浮上搬送装置。
  3. 【請求項3】 前記ダミー電極に印加される電圧は、前
    記浮上用電極に印加する全電圧とした請求項1記載の静
    電浮上搬送装置。
  4. 【請求項4】 前記ダミー電極は、前記被搬送物と同時
    に移動する機構に取り付けられた請求項1から3の何れ
    か1項に記載の静電浮上搬送装置。
  5. 【請求項5】 前記被搬送物は、金属板もしくは半導体
    ウエハまたはガラス板である請求項1から4までの何れ
    か1項に記載の静電浮上搬送装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100316535B1 (ko) * 1999-12-31 2001-12-12 박종섭 웨이퍼 정전 리프팅 장치
KR101401774B1 (ko) * 2011-11-30 2014-06-02 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 정전 척 로봇 시스템

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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