JPWO2006057050A1 - Substrate gripping device - Google Patents
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Abstract
【課題】 狭い搬出入口への基板の受渡しが可能で、正確なセンタリングを行うことができる基板把持装置を提供する。【解決手段】 半導体ウエハ等の基板把持装置1が、スライダー13と、その進退機構10と、左右一対のブレード2a、2bと、スライダー13とブレード2a、2bの基端部とを左右各側において回動自在に連結するリンク機構21a、21bとを備えている。スライダー13が進退動すると、ブレード2a、2bが左右動して、互いに接近・離反する。進退機構10は、アクチュエータ11、12と、ばね16とを備え、スライダー13は、アクチュエータ11、12の作用力とばね16の付勢力との漸次減衰する合力により前進するが、ブレード2a、2bの両把持部が基板5と当接して停止しても、なお、漸次減衰する合力を受け続けて、それら両把持部が基板5を所定の強度で把持するようにする。【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate gripping device capable of delivering a substrate to a narrow carry-in / out entrance and performing accurate centering. A substrate gripping device 1 such as a semiconductor wafer includes a slider 13, an advancing / retreating mechanism 10, a pair of left and right blades 2a and 2b, and a slider 13 and a base end portion of the blades 2a and 2b on the left and right sides. Link mechanisms 21a and 21b that are rotatably connected are provided. When the slider 13 moves back and forth, the blades 2a and 2b move left and right to approach and separate from each other. The advancing / retracting mechanism 10 includes actuators 11 and 12 and a spring 16, and the slider 13 moves forward by a resultant force that gradually attenuates the acting force of the actuators 11 and 12 and the biasing force of the spring 16, but the blades 2 a and 2 b Even if both gripping portions come into contact with the substrate 5 and stop, the resultant gripping force continues to be gradually attenuated so that the gripping portions grip the substrate 5 with a predetermined strength. [Selection] Figure 2
Description
本願の発明は、基板把持装置に関し、特に半導体ウエハ等の基板を把持してカセットやアライナー、検査装置間で搬送するのに使用されるセンタリング方式の基板把持装置に関する。 The present invention relates to a substrate gripping device, and more particularly to a centering type substrate gripping device used for gripping a substrate such as a semiconductor wafer and transporting it between a cassette, an aligner, and an inspection device.
従来、半導体ウエハの把持には、ウエハの裏面を吸着保持する吸着ハンドと、ウエハの端縁を把持するエッジクランプハンドとがある。吸着ハンドは、ウエハの裏面に悪影響を与えるため、近年は、エッジクランプハンドがウエハの把持装置として使用されることが多くなった。 Conventionally, there are two types of gripping of a semiconductor wafer: a suction hand that holds the back surface of the wafer by suction and an edge clamp hand that grips the edge of the wafer. Since the suction hand adversely affects the back surface of the wafer, in recent years, the edge clamp hand is often used as a wafer gripping device.
ところで、このエッジクランプハンドには、一方を固定部とし、他方を可動部とした把持部材による挟み込みによる把持(いわゆる片寄せ方式。特開2004−6534号公報参照。)と、基板の外周端から均等に押さえ込む把持(いわゆるセンタリング方式。実公平6−37906号公報参照。)とがある。 By the way, in this edge clamp hand, gripping by sandwiching with a gripping member in which one is a fixed part and the other is a movable part (a so-called side-shifting method; see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-6534), and from the outer peripheral edge of the substrate. There is a grip (so-called centering method; refer to Japanese Utility Model Publication No. 6-37906) that presses evenly.
前者の把持動作は、ウエハ寸より大きく開いた把持部材がウエハの下からウエハを掬い上げるようにして接近し、一端固定部にウエハを当接させた後、可動部の移動によりウエハを挟み込むのであるが、この場合、位置決め装置等で芯出しが行われた状態のウエハを受け取るに際して、その把持動作により再び中心位置をずらしてしまうことになる。また、検査装置などの吸着保持部からウエハを受け取るに際しては、吸着解除のタイミングが悪いと、上手く把持することが困難となる。 In the former gripping operation, the gripping member that is larger than the wafer size approaches the wafer from the bottom of the wafer so that the wafer is brought into contact with one end fixing portion, and then the wafer is sandwiched by the movement of the movable portion. However, in this case, when a wafer having been centered by a positioning device or the like is received, the center position is shifted again by the gripping operation. In addition, when receiving a wafer from a suction holding unit such as an inspection apparatus, it is difficult to hold the wafer well if the suction release timing is poor.
後者の場合は、このような問題がないが、複数の把持部材がハンドの中心に向け、同等に移動する必要がある。実公平6−37906号公報に記載されているクランプ機構は、レバーの長孔に係合するピンがY字形とT字形の2つのレバーを互いに接近する方向に引き寄せることでセンタリング動作を行っているが、長孔には当然にガタがあるため、Y字形、T字形の各レバーの移動距離は、必ずしも同等だとは言えない。 In the latter case, there is no such problem, but the plurality of gripping members need to move equally toward the center of the hand. The clamp mechanism described in Japanese Utility Model Publication No. 6-37906 performs a centering operation by a pin engaging with a long hole of the lever pulling the two levers of Y shape and T shape toward each other. However, since the long holes naturally have backlash, the movement distances of the Y-shaped and T-shaped levers are not necessarily equal.
また、エッジクランプハンドの把持動作は、これら2つの公報に記載のもののように、ばねの付勢力を利用してウエハを把持し、アクチュエータの作動でばね力を抑えて把持の解除を行うものが多く、この場合、ばね力を越える力をもったシリンダ等が必要となるが、これをエッジクランプハンドの手首に収容すると、どうしてもその手首部分が大きくならざるを得ない。したがって、狭い搬出入口を持つ装置への基板の受渡しには、エッジクランプハンドは使用しにくいという問題を抱えていた。
本願の発明は、従来の基板把持装置が有する前記のような問題点を解決して、狭い搬出入口への基板の受渡しが可能で、正確なセンタリングを行うことができる基板把持装置を提供することを課題とする。 The invention of the present application solves the above-mentioned problems of the conventional substrate gripping device, and provides a substrate gripping device capable of delivering a substrate to a narrow carry-in / out entrance and performing accurate centering. Is an issue.
本願の発明によれば、前記のような課題は、次のような基板把持装置により解決される。
すなわち、その基板把持装置は、半導体ウエハ等の基板を把持して搬送するのに使用される基板把持装置であって、スライダーと、前記スライダーの進退機構と、前記基板を前記スライダーの進退方向とは直交する左右方向両側から把持する把持部を有する左右一対のブレードと、前記スライダーの左右両側端と前記左右一対のブレードの基端部とを左右各側において回動自在に連結するリンク機構とを備え、前記スライダーが進退動するとき、その進退動に連動して、前記左右一対のブレードが等量ずつ左右動して、互いに接近・離反することができるようにされており、前記スライダーの進退機構は、アクチュエータと、前記アクチュエータの作用力に干渉する付勢力を発揮する弾性体とを備え、前記スライダーは、前記アクチュエータの作用力と前記弾性体の付勢力との漸次減衰する合力により前進するが、前進して前記左右一対のブレードが互いに接近し、それらの把持部が前記基板にそれぞれ当接することにより停止しても、なお、前記漸次減衰する合力を受け続けて、前記左右一対のブレードの両把持部が前記基板を所定の強度で把持することができるようにされていることを特徴とする基板把持装置である。According to the invention of the present application, the above-described problems can be solved by the following substrate gripping apparatus.
That is, the substrate gripping device is a substrate gripping device used for gripping and transporting a substrate such as a semiconductor wafer, and includes a slider, a forward / backward mechanism of the slider, and a forward / backward direction of the slider. Is a pair of left and right blades having gripping portions gripping from both sides in the right and left direction orthogonal to each other, and a link mechanism for rotatably connecting the left and right side ends of the slider and the base end portions of the pair of left and right blades on the left and right sides When the slider moves forward and backward, the pair of left and right blades move left and right by an equal amount in conjunction with the forward and backward movement so that they can move toward and away from each other. The advance / retreat mechanism includes an actuator and an elastic body that exerts an urging force that interferes with the acting force of the actuator, and the slider includes the actuator Although it moves forward by the resultant force of the acting force and the urging force of the elastic body that gradually attenuates, it moves forward and the pair of left and right blades approach each other and stops when their gripping portions abut against the substrate respectively. The substrate gripping device is characterized in that the gripping portions of the pair of left and right blades can grip the substrate with a predetermined strength while continuing to receive the resultant force that gradually attenuates. .
この基板把持装置によれば、そのスライダーの前進動により、左右一対のブレードが等量ずつ左右動して互いに接近し、基板を左右方向両側から把持することができ、しかも、そのスライダーの前進動の推力は、アクチュエータの作用力と、これに干渉する弾性体の付勢力との漸次減衰する合力によっており、そのスライダーが前進して左右一対のブレードが互いに接近し、それらの把持部が基板にそれぞれ当接することによりスライダーが停止しても、なお、該漸次減衰する合力を受け続けて、左右一対のブレードの両把持部が基板を所定の強度で把持するようにすることができる。
また、逆に、単にアクチュエータの作動を解除して、その作用力を解消することにより、スライダーが弾性体の付勢力により後退して、左右一対のブレードが等量ずつ左右動して互いに離反し、基板の把持を解除することができる。According to this substrate gripping device, the pair of left and right blades move left and right by an equal amount and approach each other by the forward movement of the slider, and the substrate can be gripped from both sides in the left and right direction. The thrust is due to the resultant force of the actuator's acting force and the elastic member's urging force that interferes with this, and the slider advances so that the pair of left and right blades approach each other, and their gripping parts are brought into contact with the substrate. Even when the sliders stop by contacting each other, the gripping force of the pair of left and right blades can be held at a predetermined strength by continuing to receive the resultant force that gradually decreases.
Conversely, by simply releasing the actuator and releasing its acting force, the slider retracts due to the biasing force of the elastic body, and the pair of left and right blades move left and right by an equal amount and move away from each other. The holding of the substrate can be released.
したがって、従来のセンタリング方式の基板把持装置のように、ばねの付勢力を利用して基板を把持し、アクチュエータの作動でばねの付勢力を抑えて基板の把持の解除を行うようにするものではないので、アクチュエータの作用力は小さくて済み、アクチュエータの小型化が可能になり、これを基板把持装置の手首部分に収納するとして、その手首部分が大型化することがない。これにより、狭い搬出入口を持つ装置への基板の受渡しにも、本基板把持装置を良好に使用することができる。 Therefore, unlike the conventional centering type substrate gripping device, the substrate is gripped by using the biasing force of the spring, and the gripping of the substrate is released by suppressing the biasing force of the spring by the operation of the actuator. Therefore, the acting force of the actuator can be small, and the actuator can be miniaturized. If this is housed in the wrist portion of the substrate gripping device, the wrist portion will not be enlarged. Thereby, this board | substrate holding apparatus can be used favorably also for delivery of the board | substrate to the apparatus with a narrow carrying in / out opening.
また、基板の把持をアクチュエータの作用力のみで行おうとすると、基板には製造上の寸法誤差があるので、基板を割ってしまう虞があるが、前記のとおり、アクチュエータの作用力は、スライダーが前進して左右一対のブレードが互いに接近し、それらの把持部が基板にそれぞれ当接することによりスライダーが停止した後も、干渉弾性体の付勢力で漸次緩和されるので、それらの合力である基板の把持力も、把持が進むほど緩和されて、左右一対のブレードの両把持部が基板を所定の強度で把持するようにすることができ、基板を割ってしまう虞が解消される。 In addition, if the substrate is gripped only with the acting force of the actuator, there is a possibility that the substrate may be broken because there is a dimensional error in manufacturing the substrate, but as described above, the acting force of the actuator depends on the slider. Even after the pair of left and right blades move forward and approach each other, and the slider stops due to their gripping portions coming into contact with the substrate, the interference elastic body gradually relaxes by the biasing force of the interference elastic body. The gripping force is also reduced as the gripping progresses, so that the gripping portions of the pair of left and right blades can grip the substrate with a predetermined strength, thereby eliminating the possibility of breaking the substrate.
また、1つのアクチュエータの作動で左右一対のブレードに基板を挟み込む動作を行わせ、しかも、これら左右一対のブレードの各ブレードの全ての把持点が基板の中心位置に向けて同じタイミングで、同じ距離を正確に移動することができるので、芯出しされた状態の基板を受け取るに際して、その把持動作により再び中心位置をずらしてしまうといったことがない。 In addition, the operation of one actuator causes the substrate to be sandwiched between the pair of left and right blades, and all the gripping points of each blade of the pair of left and right blades are directed to the center position of the substrate at the same timing and at the same distance. Therefore, when the substrate in the centered state is received, the center position is not shifted again by the gripping operation.
好ましい実施形態では、その左右一対のブレードの各把持部が、基板の端縁を迎え入れる凹部を有し、偏心軸を中心に固定位置を可変にされた偏心受け座からなるようにされる。これにより、基板把持装置を組み立てる際、左右一対のブレード上の全ての把持部の配置が円形等所定形状の基板の輪郭形状に合致して、これをガタなく把持することができるように偏心受け座を回転させることで、把持部の位置調整をすることが容易になる。 In a preferred embodiment, each grip portion of the pair of left and right blades is formed of an eccentric receiving seat having a concave portion for receiving the edge of the substrate and having a fixed position variable about the eccentric shaft. As a result, when assembling the substrate gripping device, the positions of all the gripping portions on the pair of left and right blades match the contour shape of the substrate of a predetermined shape such as a circle, and can be gripped without play. By rotating the seat, it is easy to adjust the position of the grip portion.
また、他の好ましい実施形態では、その弾性体が、ばねからなるものとされる。これにより、汎用の弾性体材料を使用しつつ、これをアクチュエータとスライダーとの間に介装して、スライダーの前進動の推力をなす、アクチュエータの作用力と弾性体の付勢力との漸次減衰する合力を得る構成を簡易になし得る。 In another preferred embodiment, the elastic body is made of a spring. As a result, while using a general-purpose elastic material, this is interposed between the actuator and the slider, and the thrust of the actuator and the urging force of the elastic body are gradually attenuated. It is possible to simplify the configuration for obtaining the resultant force.
前記のとおり、本願の発明の基板把持装置によれば、従来のセンタリング方式の基板把持装置のように、ばねの付勢力を利用して基板を把持し、アクチュエータの作動でばねの付勢力を抑えて基板の把持の解除を行うようにするものではないので、アクチュエータの作用力は小さくて済み、アクチュエータの小型化が可能になり、これを基板把持装置の手首部分に収納するとして、その手首部分が大型化することがない。これにより、狭い搬出入口を持つ装置への基板の受渡しにも、本基板把持装置を良好に使用することができる。 As described above, according to the substrate gripping device of the present invention, as in the conventional centering type substrate gripping device, the substrate is gripped using the biasing force of the spring, and the biasing force of the spring is suppressed by the operation of the actuator. Therefore, it is not necessary to release the grip of the board, so that the acting force of the actuator can be small, and the actuator can be miniaturized, and this wrist part is stored in the wrist part of the board gripping device. Does not increase in size. Thereby, this board | substrate holding apparatus can be used favorably also for delivery of the board | substrate to the apparatus with a narrow carrying in / out opening.
また、基板の把持をアクチュエータの作用力のみで行おうとすると、基板には製造上の寸法誤差があるので、基板を割ってしまう虞があるが、アクチュエータの作用力は、スライダーが前進して左右一対のブレードが互いに接近し、それらの把持部が基板にそれぞれ当接することによりスライダーが停止した後も、干渉弾性体の付勢力で漸次緩和されるので、それらの合力である基板の把持力も、把持が進むほど緩和されて、左右一対のブレードの両把持部が基板を所定の強度で把持するようにすることができ、基板を割ってしまう虞が解消される。 If the substrate is gripped only by the actuator's acting force, there is a risk of breaking the substrate because the substrate has a manufacturing dimensional error. Even after the slider is stopped by the pair of blades approaching each other and their gripping portions abutting on the substrate, the interference elastic body is gradually relaxed by the biasing force of the interference elastic body. As the gripping progresses, it is relaxed and both gripping portions of the pair of left and right blades can grip the substrate with a predetermined strength, and the possibility of breaking the substrate is eliminated.
また、1つのアクチュエータの作動で左右一対のブレードに基板を挟み込む動作を行わせ、しかも、これら左右一対のブレードの各ブレードの全ての把持点が基板の中心位置に向けて同じタイミングで、同じ距離を正確に移動することができるので、芯出しされた状態の基板を受け取るに際して、その把持動作により再び中心位置をずらしてしまうといったことがない。 In addition, the operation of one actuator causes the substrate to be sandwiched between the pair of left and right blades, and all the gripping points of each blade of the pair of left and right blades are directed to the center position of the substrate at the same timing and at the same distance. Therefore, when the substrate in the centered state is received, the center position is not shifted again by the gripping operation.
さらに、左右一対のブレードの各把持部が、基板の端縁を迎え入れる凹部を有し、偏心軸を中心に固定位置を可変にされた偏心受け座からなるものとされる場合には、基板把持装置を組み立てた際、左右一対のブレード上の全ての把持部の配置が円形等所定形状の基板の輪郭形状に合致して、これをガタなく把持することができるように偏心受け座を回転させることで、把持部の位置調整をすることが容易になる。
その他、前記したような効果を奏することができる。Further, when each of the gripping portions of the pair of left and right blades has a recess for receiving the edge of the substrate and is made up of an eccentric receiving seat whose fixed position is variable about the eccentric shaft, When the device is assembled, the eccentric receiving seat is rotated so that the arrangement of all the gripping portions on the pair of left and right blades matches the contour shape of the substrate of a predetermined shape such as a circle and can be gripped without any play. This makes it easy to adjust the position of the gripping portion.
In addition, the effects as described above can be achieved.
1…基板把持装置、2a、2b…左右一対のブレード、3…駆動機構、4…偏心受け座、4a…上方逆円錐台部、4b…円錐台部、4c…凹部、4d…偏心軸、5…ウエハ、6…支持プレ−ト、6a…突出囲壁、6b…後方突出部分、6c…底面、10…スライダー進退機構、11…エアシリンダ、12…ピストンロッド、13…スライダー、13a…凹部、14…係合部材、14a…円孔、15…ばね抑え部材、16…ばね、17…推進部材、19…案内レ−ル、20…運動変換機構、21a、21b…左右一対のリンク機構、22a、22b…左右一対のスライド機構、23a−1、23a−2…前後一対の案内レ−ル、23b−1、23b−2…前後一対の案内レ−ル、24…走行ブロック体、30…ウエハ在席センサ。
DESCRIPTION OF
半導体ウエハ等の基板を把持して搬送するのに使用される基板把持装置が、スライダーと、スライダーの進退機構と、基板をスライダーの進退方向とは直交する左右方向両側から把持する把持部を有する左右一対のブレードと、スライダーの左右両側端と左右一対のブレードの基端部とを左右各側において回動自在に連結するリンク機構とを備え、スライダーが進退動するとき、その進退動に連動して、左右一対のブレードが等量ずつ左右動して、互いに接近・離反することができるようにされている。 A substrate gripping device used for gripping and transporting a substrate such as a semiconductor wafer has a slider, a slider advancement / retraction mechanism, and a gripper for gripping the substrate from both sides in the left-right direction perpendicular to the slider advance / retreat direction. Provided with a pair of left and right blades, and a link mechanism that pivotally connects the left and right side ends of the slider and the base end of the pair of left and right blades on both the left and right sides. Then, the pair of left and right blades move left and right by an equal amount so that they can approach and separate from each other.
スライダーの進退機構は、アクチュエータと、アクチュエータの作用力に干渉する付勢力を発揮するばねとを備え、スライダーは、アクチュエータの作用力とばねの付勢力との漸次減衰する合力により前進するが、前進して左右一対のブレードが互いに接近し、それらの把持部が基板にそれぞれ当接することにより停止しても、なお、漸次減衰する合力を受け続けて、左右一対のブレードの両把持部が基板を所定の強度で把持することができるようにされている。
左右一対のブレードの各把持部は、基板の端縁を迎え入れる凹部を有し、偏心軸を中心に固定位置を可変にされた偏心受け座から構成する。The slider advance / retreat mechanism includes an actuator and a spring that exerts an urging force that interferes with the acting force of the actuator, and the slider moves forward by a resultant force that gradually attenuates the acting force of the actuator and the urging force of the spring. Even if the pair of left and right blades approach each other and stop when their gripping portions come into contact with the substrate, the gripping portions of the pair of left and right blades continue to receive the resultant force. It can be gripped with a predetermined strength.
Each grip part of the pair of left and right blades has a recess for receiving the edge of the substrate, and is composed of an eccentric receiving seat whose fixed position is variable about the eccentric shaft.
次に、本願の発明の一実施例について説明する。
図1は、本実施例の基板把持装置の全体構成のあらましを示す図であって、(a)は、その駆動部のカバーを取り除いて示す平面図、(b)は側断面図、図2は、同駆動部の斜視図であって、片方のブレードを除去して示す図、図3は、同駆動部のスライダー進退機構部分の分解斜視図、図4は、同基板把持装置のブレード上に固定される基板把持部を構成する偏心受け座を示す図であって、(a)は、その側面図、(b)は平面図、図5は、同駆動部の作動状態を経時的に説明するための図である。なお、以下においては、スライダーの進退方向を前後方向とし、これと直交する方向を左右方向とする。Next, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing an overview of the overall configuration of the substrate gripping apparatus according to the present embodiment, in which (a) is a plan view showing the drive unit removed, (b) is a side sectional view, and FIG. FIG. 3 is a perspective view of the drive unit, with one blade removed, FIG. 3 is an exploded perspective view of a slider advance / retreat mechanism portion of the drive unit, and FIG. FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an eccentric receiving seat that constitutes a substrate gripping portion fixed to FIG. 5A, FIG. 5B is a side view thereof, FIG. 5B is a plan view, and FIG. It is a figure for demonstrating. In the following description, the forward / backward direction of the slider is defined as the front / rear direction, and the direction orthogonal thereto is defined as the left / right direction.
本実施例の基板把持装置(エッジクランプハンド)1は、半導体ウエハ等の基板を把持してカセットやアライナー、検査装置間で搬送するのに使用される。その構成のあらましは、図1及び図2に図示されるように、左右一対のブレード2a、2bと、その駆動機構3とからなっている。左右一対のブレード2a、2bは、正確に左右対称に構成されている。
The substrate gripping device (edge clamp hand) 1 of this embodiment is used to grip a substrate such as a semiconductor wafer and transport it between a cassette, an aligner, and an inspection device. As shown in FIGS. 1 and 2, the outline of the configuration is composed of a pair of left and
左右一対のブレード2a、2b上には、その先端部に1個と、その根元部に2個、合計3個の偏心受け座4が、それぞれボルト締結により固定されている。ブレード2a、2bの根元部に各2個の偏心受け座4を装着するのは、ウエハ5のノッチ等が根元部の偏心受け座に当接する場合に、そのうちの1個を補助として使用するためである。
On the pair of left and
この偏心受け座4は、ウエハ5の把持部をなす部分であり、樹脂材料から作られ、図4に図示されるように、中央がV字状にくびれた凹部4cを有する座部材からなる。この座部材は、中央の等径の凹部4cを境にして、その上方に上方逆円錐台部4a、下方に下方円錐台部4bを有している。下方円錐台部4bは、上方逆円錐台部4aよりも径が大きい。これは、ウエハ5の把持を行う際、先ず、ウエハ5の端縁下面を下方円錐台部4bの裾野部に乗せ、そこから滑らかに上らせていき、定位置(凹部4c)に至ったところで把持を行うようにするためである。
The eccentric receiving
また、この偏心受け座4は、平面視円形であるが、これをブレード2a、2b上に固定するに際しては、その固定部を円形中心から偏心させてある。したがって、ボルト締結等によるその固定を緩め、それを偏心軸4dを中心に所望量回転させて、再び固定すれば、偏心受け座4の固定位置を所望の回転位置に変更することができる。このようにすることにより、基板把持装置1の組立時、各偏心受け座4の固定位置をウエハ5の輪郭形状に合わせるために調整する必要が生じた場合にも、その調整を容易に行うことができる。このような調整を通じて、基板把持装置1は、ウエハ5を均等に把持することができるようになる。
The eccentric receiving
次に、駆動機構3について、図2及び図3を参照しつつ、詳細に説明する。
駆動機構3は、スライダー進退機構10と、このスライダー進退機構10の作動によるスライダー13の進退動を左右一対のブレード2a、2bの左右動に変換するための運動変換機構20とからなっている。運動変換機構20は、スライダー13の左右両側端と左右一対のブレード2a、2bの基部とを左右各側において回動自在に連結する左右一対のリンク機構21a、21bと、左右一対のブレード2a、2bの左右動を円滑に行わせるための左右一対のスライド機構22a、22bとからなっている。その他に、左右一対のブレード2a、2b上にウエハ5が在席することを検知するウエハ在席センサ30が設けられている。Next, the
The
スライダー進退機構10は、スライダー13と、該スライダー13を進退動させるアクチュエータと、該アクチュエータの作用力に干渉する付勢力を発揮するばね16とを主要構成要素として構成されている。ばね16としては、コイルばねが使用されている。
スライダー13は、図3から理解されるように、正面視ひの字状の凹部13aを有する形状に形成されたブロック体からなり、支持プレ−ト6上に前後方向に敷設された案内レ−ル19上に載置されていて、この案内レ−ル19上を、アクチュエータの作用力と干渉ばね16の付勢力との合力により押されて、あるいは押し戻されて、後述するピストンロッド12及びばね抑え部材15との干渉を避けながら、進退動する。The slider advance /
As understood from FIG. 3, the
アクチュエータは、スライダー進退機構10の駆動源となる部分であり、シリンダ・ピストン機構により構成されており、エアシリンダ11と、ピストンロッド12とを備える。エアシリンダ11は、支持プレ−ト6の中央部上面に固定されており、ピストンロッド12は、エアシリンダ11から前方に突出している。ピストンロッド12の先端には、円板状のばね抑え部材15が固着されていて、ピストンロッド12は、このばね抑え部材15を介してばね16に圧縮力を加え、また、ばね16から復元力を受けることができる。
The actuator is a portion serving as a drive source of the slider advance /
ばね16は、スライダー13のひの字状の凹部13aに収容されていて、その後端は、ばね抑え部材15に接するとともに、その前端は、係合部材14の背面に接している。この係合部材14は、スライダー13のエアシリンダ11とは反対側の側面に、スライダー13のひの字状の凹部13aを塞ぐようにして、ボルト留めされており、その中央部分には円孔14aを有している。
The
したがって、今、アクチュエータが作動して、ピストンロッド12が前進すると、その前進動は、圧縮変形するばね16を介して係合部材14に伝達され、係合部材14と一体のスライダー13が案内レ−ル19上を前方方向に走行する。もし、スライダー13が何らかの理由で停止し、ピストンロッド12がさらに前進すると、ばね抑え部材15は、スライダー13の凹部13a内に進入し、ピストンロッド12は、ばね16の復元力を受けながらも前進し、スライダー13は、その走行方向に押され続ける。
Therefore, now, when the actuator is operated and the
推進部材17は、その前方端の鍔部を除く円筒状本体部分が係合部材14の中央部分に貫通形成された円孔14aに摺動自在に挿通されるとともに、コイル状のばね16の内部を抜けて、ばね抑え部材15の前面に衝合し、そこに軸心を同じくして固着されている。推進部材17の円筒状本体部分の長さは、ばね16の自然状態の長さよりも十分に長い。したがって、ピストンロッド12が後退すると、推進部材17の鍔部が係合部材14に当接し、スライダー13を後退させる。この時のばね16は、推進部材17の円筒状本体部分の長さがばね16の自然状態の長さよりも十分に長いので、圧縮されることはない。
The
前記したところから明らかなとおり、左右一対のブレード2a、2bがスライダー13の前進とともに互いに接近し、それらブレード2a、2b上の偏心受け座4がウエハ5の対応する端縁部分に当接したことでスライダー13が停止した後にあっても、ピストンロッド12は、ばね16を圧縮しつつ、なお、わずかな距離を前進することができる。その最大前進位置は、アクチュエータ(シリンダ・ピストン機構)の作用力とばね16の圧縮変形に基づく付勢力(反発力)との合力が零となる位置である。この合力は、漸次減衰するので、左右一対のブレード2a、2bの把持部がウエハ5を把持する時には、その把持力は緩和されていて、ウエハ5を所定の適切な強度で把持することができる大きさになっており、ウエハ5を破損から守ることができる。
As apparent from the above, the pair of left and
次に、運動変換機構20について、図2及び図5を参照しつつ、詳細に説明する。
運動変換機構20は、前記のとおり、スライダー進退機構10の作動によるスライダー13の進退動を左右一対のブレード2a、2bの左右動に変換するためのものである。このために、運動変換機構20は、スライダー13の左右両側端と左右一対のブレード2a、2bの基部とを左右各側において回動自在に連結する左右一対のリンク機構21a、21bと、左右一対のブレード2a、2bの左右動を円滑に行わせるための左右一対のスライド機構22a、22bとを備えている。Next, the
As described above, the
左右一対のスライド機構22a、22bは、支持プレ−ト6の底面6cの左半部分及び右半部分の各前方と後方とにそれぞれ敷設された前後一対の案内レ−ル23a−1、23a−2、23b−1、23b−2と、これらの案内レール上に滑動自在に装着された各2個の走行ブロック体24とからなっている。左右一対のブレード2a、2bは、その基部の前方部分と後方部分との各2個所、合計4個所において、これらの走行ブロック体24に連結・固着されていて、これら4個の走行ブロック体24に乗って、前後一対の案内レ−ル23a−1、23a−2、23b−1、23b−2上を、それぞれ左右に滑らかに移動する。
The pair of left and
したがって、今、スライダー13が前進するとき、リンク機構21a、21bは、ブレード2a、2bもスライダー13の前進動に随伴して前進するようにさせようとするが、ブレード2a、2bは、スライド機構22a、22bに従って左右動することしかできないので、ブレード2a、2bを左右動させて互いに接近させつつ、それぞれのリンク長を維持しようとする。したがって、ブレード2a、2bの接近量、換言すれば、スライダー13の前進量は、ウエハ5の径に対応しており、ばね16の圧縮力を調節することにより、ウエハ5の把持力を調節することが可能である。
Therefore, now, when the
スライダー13が後退するときには、ブレード2a、2bは、逆方向に左右動して、互いに離反し、把持していたウエハ5を解放する。このスライダー13の後退動は、単にアクチュエータの作動を解くことにより、ピストンロッド12が後退し、ばね16の圧縮力が解放されつつ、ピストンロッド12と一体の推進部材17が、その前方端の鍔部でスライダー13を係合部材14を介して係止して後退することによって、可能となる。
When the
支持プレ−ト6は、平面視凸字形状の板状をなし、その後方突出部分6bを除く部分の周囲には、突出囲壁6aが形成されており、この突出囲壁6a及び後方突出部分6bの壁体により囲まれた内部の底面6c上には、前記した案内レ−ル19、左右一対のスライド機構22a、22b等が設置されている。エアシリンダ11は、支持プレ−ト6の後方突出部分6bの面上から底面6c上に跨がって設置されている。これら駆動機構3を構成する部品は全て、図示されないカバーにより覆われている。
The
次に、左右一対のブレード2a、2bの動作を、図5を参照しつつ、詳細に説明する。
今、アクチュエータ(シリンダ・ピストン機構)を作動させると、ピストンロッド12が前進する。これにより、ピストンロッド12は、抑え部材15を介して推進部材17を前進させる。そうすると、スライダー13も、抑え部材15と係合部材14とに挟まれたばね16に推されて前進する。スライダー13は、ブレード2a、2bにリンク機構21a、21bにより連結されているので、スライダー13の前進により、ブレード2a、2bは、内側に向かってそれぞれ左右動する(図5(a)、(b))。Next, the operation of the pair of left and
Now, when the actuator (cylinder / piston mechanism) is operated, the
スライダー13がさらに前進して、左右一対のブレード2a、2bが互いに接近し、それらの上の偏心受け座4がウエハ5の対応する端縁部分に当接すると、スライダー13が停止する(図5(c))。
When the
他方、スライダー13が停止しても、ピストンロッド12は、抑え部材15と係合部材14とに挟まれたばね16が許容する限り、なお、推進部材17を推すので、推進部材17は前進を続行し、ピストンロッド12は、ばね16を介してスライダー13を押圧し続ける。しかしながら、ピストンロッド12が推進部材17を推す力、すなわち、アクチュエータの作用力とばね16の圧縮変形に基づく反発力との合力は、漸次減衰し、やがて零となるので、推進部材17の前進は停止し、ピストンロッド12のばね16を介したスライダー13の押圧も、最大押圧力を保持したまま停止する。これにより、ブレード2a、2bがウエハ5を把持する力の増加も停止する。
On the other hand, even if the
ウエハ5の把持は、機械的な力で抑え付けるように行うと、割れが発生してしまうが、逆に、接触するだけの把持では、ウエハ5を落とす虞もある。そこで、ウエハ5の把持は、前記のようにして、アクチュエータの推進力による機械的な力のみで行わず、ばね16の力により軽減させつつ、行うようにするのが良い。
If the
本実施例の場合、アクチュエータの理論推力は、約0.57kgであるが、このとき、ばね16の反発力によって、約0.46kgまでに軽減される。この力がブレード2a、2bに分散され、1つのブレードからウエハ5に掛かる荷重は、約294gとなる(一般に、ウエハ5に対する荷重は、300gまでとされている。)。なお、ばね16の伸縮量は、自由状態で23mm、装置への組込み時で10.5mm、アクチュエータの推進力が作用している最終時の圧縮された状態で8.5mm程度である。
In this embodiment, the theoretical thrust of the actuator is about 0.57 kg. At this time, the theoretical thrust is reduced to about 0.46 kg by the repulsive force of the
本実施例の基板把持装置1は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
従来のセンタリング方式の基板把持装置のように、ばねの付勢力を利用して基板を把持し、アクチュエータの作動でばねの付勢力を抑えて基板の把持の解除を行うようにするものではないので、アクチュエータの作用力は小さくて済み、アクチュエータの小型化が可能になり、これを基板把持装置1の手首部分に収納するとして、その手首部分が大型化することがない。これにより、狭い搬出入口を持つ装置へのウエハ5の受渡しにも、本基板把持装置1を良好に使用することができる。Since the
Unlike conventional centering-type substrate gripping devices, the substrate is gripped using the biasing force of the spring, and the gripping of the substrate is released by suppressing the biasing force of the spring by the operation of the actuator. The acting force of the actuator can be small, and the actuator can be miniaturized. If this is housed in the wrist portion of the substrate
また、ウエハ5の把持をアクチュエータの作用力のみで行おうとすると、ウエハ5には製造上の寸法誤差があるので、ウエハ5を割ってしまう虞があるが、アクチュエータの作用力は、左右一対のブレード2a、2bが互いに接近し、それらの上の偏心受け座4がウエハ5の対応する端縁部分に当接することでスライダー13が停止した後も、干渉ばね16の付勢力で漸次緩和されるので、それらの合力であるウエハ5の把持力も、把持が進むほど緩和されて、左右一対のブレード2a、2bの両把持部がウエハ5を所定の適切な強度で把持するようにすることができ、ウエハ5を割ってしまう虞が解消される。
Further, if the
また、1つのアクチュエータの作動で左右一対のブレード2a、2bにウエハ5を挟み込む動作を行わせ、しかも、これら左右一対のブレード2a、2bの各ブレードの全ての把持点がウエハ5の中心位置に向けて同じタイミングで、同じ距離を正確に移動することができるので、芯出しされた状態のウエハ5を受け取るに際して、その把持動作により再び中心位置をずらしてしまうといったことがない。
Further, the operation of sandwiching the
さらに、左右一対のブレードブレード2a、2bの各把持部が、ウエハ5の端縁を迎え入れる凹部4cを有し、偏心軸4dを中心に固定位置を可変にされた偏心受け座4からなるものとされているので、基板把持装置1を組み立てた際、左右一対のブレード2a、2b上の全ての把持部の配置が円形等所定形状のウエハ5の輪郭形状に合致して、これをガタなく把持することができるように、把持部の位置調整をすることが容易になる。
Further, each gripping portion of the pair of left and
なお、本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
The invention of the present application is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
Claims (3)
スライダーと、
前記スライダーの進退機構と、
前記基板を前記スライダーの進退方向とは直交する左右方向両側から把持する把持部を有する左右一対のブレードと、
前記スライダーの左右両側端と前記左右一対のブレードの基端部とを左右各側において回動自在に連結するリンク機構と
を備え、
前記スライダーが進退動するとき、その進退動に連動して、前記左右一対のブレードが等量ずつ左右動して、互いに接近・離反することができるようにされており、
前記スライダーの進退機構は、
アクチュエータと、
前記アクチュエータの作用力に干渉する付勢力を発揮する弾性体と
を備え、
前記スライダーは、前記アクチュエータの作用力と前記弾性体の付勢力との漸次減衰する合力により前進するが、前進して前記左右一対のブレードが互いに接近し、それらの把持部が前記基板にそれぞれ当接することにより停止しても、なお、前記漸次減衰する合力を受け続けて、前記左右一対のブレードの両把持部が前記基板を所定の強度で把持することができるようにされている
ことを特徴とする基板把持装置。A substrate gripping device used to grip and transport a substrate such as a semiconductor wafer,
A slider,
An advance / retreat mechanism of the slider;
A pair of left and right blades having gripping portions for gripping the substrate from both sides in the left-right direction perpendicular to the advancing and retreating direction of the slider;
A link mechanism that rotatably connects the left and right side ends of the slider and the base end portions of the pair of left and right blades on the left and right sides;
When the slider moves forward and backward, the pair of left and right blades move left and right by the same amount in conjunction with the forward and backward movement, so that they can approach and separate from each other.
The advance / retreat mechanism of the slider is:
An actuator,
An elastic body that exerts an urging force that interferes with the acting force of the actuator,
The slider advances by a resultant force that gradually attenuates the acting force of the actuator and the urging force of the elastic body. However, the slider moves forward so that the pair of left and right blades approach each other, and their gripping portions respectively contact the substrate. Even when stopped by contact, the gripping portion of the pair of left and right blades can grip the substrate with a predetermined strength while continuing to receive the resultant force that gradually attenuates. A substrate gripping device.
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