JP2012183620A

JP2012183620A - 基板移載装置

Info

Publication number: JP2012183620A
Application number: JP2011049461A
Authority: JP
Inventors: Akira Maeda; 晃前田; Hideaki Nakanishi; 秀明中西
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-07
Also published as: JP5660316B2

Abstract

【課題】ベルヌーイチャックで吸引保持した基板を、規制体で所定姿勢に位置保持する基板移載装置において、規制体の規制機能の回復をより少ない手間で簡便に行うことができるようにする。
【解決手段】基板Ｗの表面に平行な方向の滑り移動を規制するガイド５３をガイド取付部材５１に対して着脱自在に構成する。これにより、規制体５０の全体の交換を要することなく、ガイド５３のみを交換するだけで、規制体５０の規制機能を回復することができる。従って、規制体５０の全体を交換する形態に比べて、規制体５０の規制機能の回復に要する費用や手間を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を移載するための装置、なかでもパラレルメカニズムを移載機構にして、そのハンド部に設けたベルヌーイチャックで基板を非接触状態で捕捉して移載する装置に関する。基板としては、例えば太陽電池用の矩形状のシリコンウエハー、或いはリチウムイオン電池をはじめとする二次電池用の電極やセパレータなどを挙げることができる。

本発明では、ベルヌーイチャックで吸引保持した基板を、規制体で所定姿勢に位置保持するが、この種の規制体を備えた移載装置は特許文献１に開示がある。特許文献１では、下向きに開口する円筒状の支持体の内面に４個のベルヌーイチャックが配置され、支持体の周面４箇所に、規制体として丸棒状のガイドピンが固定されている。各ベルヌーイチャックで同時に吸引保持された円形の基板は、その周面がガイドピンで受け止められており、したがって、移載運動時に基板が吸着面に沿って移動するのをガイドピンで規制できる。

特許文献２には、ガイド体の下部に設けた傾斜面で基板の周縁を受け止めて、ベルヌーイチャックで吸着した基板が水平方向（基板の表面に平行な方向）へ移動するのを規制する移載装置が開示されている。特許文献２における規制体は、チャックベース（板状物保持部材）に形成された長穴に移動可能に装着される直方体状の移動ブロックと、移動ブロックの下面に形成された傾斜面に固定されたラバーシートとからなる。長穴内において移動ブロックは、その上方から差し込まれる調整ボルトにより固定されている。傾斜面およびラバーシートは、ベルヌーイチャックの吸着平面と交差する状態で設けられている。

本発明では、移載装置の主要部をパラレルメカニズムで構成するが、パラレルメカニズムの基本構造は、本出願人の出願に係る特許文献３に公知である。そこでは、ベースに配置される３個の駆動モーターと、各駆動モーターで駆動操作される３組のアームユニットと、アームユニットで支持されるハンド部と、ハンド部に設けた旋回軸に回転動力を伝動する旋回駆動軸などでパラレルメカニズムを構成している。

特開２００５−０５１２６０号公報（段落番号００４４、図３）特開２００４−０８３１８０号公報（段落番号００３２、図２）国際公開第２００８／０５９６５９号パンフレット（段落番号００１８、図１）

この種の基板移載装置では、移載対象である基板との接触によって規制体が摩耗して規制機能が損なわれると、規制体を交換して規制機能の回復を図る必要がある。しかし、特許文献１の基板移載装置は、支持体に丸棒状のガイドピンが固定された形態であり、規制機能を回復させることは全く予定されていない。

特許文献２の移載装置における規制体は、調整ボルトで長穴内に固定される直方体状の移動ブロックと、移動ブロックの下面に形成された傾斜面に固定されたラバーシートとで構成される。このため、調整ボルトを緩めて、移動ブロックを交換することで、ラバーシートを含めた規制体の全体を交換して規制機能を回復させることができる。しかし、移動ブロックの交換作業の前後において、長穴内の同一位置に移動ブロックを取り付けることは極めて困難である。このため、特許文献２の形態では、移動ブロックの交換作業後に、長穴内における移動ブロックの取り付け位置の位置調整作業を再度実行することが不可欠であり、規制体の規制機能の回復に多くの手間と時間が必要となる。

本発明の目的は、ベルヌーイチャックで吸引保持した基板を、規制体で所定姿勢に位置保持する基板移載装置において、規制体の規制機能の回復をより少ない手間で簡便に行うことができるようにすることにある。

本発明は、パラレルメカニズムのハンド部５に、基板Ｗを非接触状態で吸引保持するベルヌーイチャック１０と、該ベルヌーイチャック１０の周囲を囲む状態で配置される複数個の規制体５０とが設けられている基板移載装置を対象とする。ベルヌーイチャック１０は、チャックベース３２と、該チャックベース３２の下面に設けられたチャックユニット３３とを備える。規制体５０は、チャックベース３２に対して位置調整可能に構成されたガイド取付部材５１と、該ガイド取付部材５１の装着部５２に着脱自在に装着されたガイド５３と、該ガイド取付部材５１を移動不能にロック固定するロック固定具５４とを含む。ガイド５３は、断面真円状の外周面を有する樹脂部品であり、ガイド５３を装着部５２に装着したとき、傾斜するガイド５３の外周面６７が基板Ｗの周縁を点接触状に受け止めることで、基板Ｗの表面に平行な方向の滑り移動を規制する。

ガイド取付部材５１は、上下方向に長い四角柱状の金属成形品であり、その下端の基板Ｗと対峙する側面５５には傾斜面５６が形成されている。装着部５２は、ガイド取付部材５１の傾斜面５６に開設された基板Ｗ側の開口７０と、ガイド取付部材５１の下端に開設された下端側の開口７１の二つの開口を有し、ガイド５３の外周面６７の一部を嵌合状に保持する、断面部分真円弧状の溝である。ガイド５３を装着部５２に装着した状態において、ガイド５３の外周面６７の一部が基板Ｗ側の開口７０を介して傾斜面５６から外面に露出しており、該傾斜面５６から露出するガイド５３の外周面６７が基板Ｗの周縁を受け止めることで、基板Ｗの表面に平行な方向の滑り移動を規制することができるように構成されている。

ガイド取付部材５１が、チャックベース３２に形成されたスライド溝５９に沿って該チャックベース３２表面に沿った一方向にスライド移動可能に、且つ該スライド溝５９内で回転不能に構成されており、該スライド溝５９に沿った任意の調整位置でロック固定具５４によりロック固定されている。

ガイド取付部材５１は、装着部５２に装着されたガイド５３を抜け止め保持するためのストッパー８０を備える。ストッパー８０は、ガイド取付部材５１の外面に沿うアーム部８１と、該アーム部８１の下端に設けられて、装着部５２に装着されたガイド５３の下端を受け止める受部８２とを備える。取付用のボルト８４を、アーム部８１に設けられて上下方向に伸びる長穴状の挿通穴８３を介してガイド取付部材５１に設けられたねじ穴８５に締結させることで、ストッパー８０が該ガイド取付部材５１に固定されている。ストッパー８０は、アーム部８１がボルト８４によりガイド取付部材５１に固定されるとともに、受部８２がガイド５３の下端を受け止めて装着部５２からの該ガイド５３の脱落を防ぐ固定状態と、ボルト８４が緩められてアーム部８１が該ボルト８４まわりに揺動回転可能となる自由状態との間で、ガイド取付部材５１に対して状態変更可能に構成されている。

ガイド取付部材５１の一側面６１に、保持状態におけるアーム部８１のボルト８４まわりの揺動回転を規制するためのアーム規制要素９０が設けられている。

本発明においては、パラレルメカニズムのハンド部５にベルヌーイチャック１０と複数個の規制体５０とを設けて、基板Ｗの表面に対して非接触状態で基板Ｗを吸引保持できるようにした。また、規制体５０を、チャックベース３２に対して位置調整可能に構成されたガイド取付部材５１と、ガイド取付部材５１の装着部５２に着脱自在に装着されて、基板Ｗの表面に平行な方向の滑り移動を規制するガイド５３と、ガイド取付部材５１を移動不能にロック固定するロック固定具５４とを含むものとした。

上記のように、基板Ｗの表面に平行な方向の滑り移動を規制するガイド５３をガイド取付部材５１に対して着脱自在に構成すると、規制体５０の全体の交換を要することなく、ガイド５３のみを交換するだけで、規制体５０の規制機能を回復させることができる。従って、本発明によれば、規制体５０の全体を交換する形態に比べて、規制体５０の規制機能の回復に要する費用を抑えて、パラレルメカニズムのランニングコストの増加を抑えることができる。

加えて、本発明においては、ガイド５３のみをガイド取付部材５１に対して着脱自在に構成したので、規制機能の回復作業に伴って、規制体５０のチャックベース３２に対する配置位置が変更されることはない。従って、ガイド５３の交換作業に伴う規制体５０の配置位置の再設定作業等は不要であり、より迅速且つ簡単にガイド５３の交換作業を進めることができる。

本発明においては、ガイド５３を断面真円状の外周面６７を有する樹脂部品として、該外周面６７が基板Ｗの周縁を点接触状に受け止めることで基板Ｗの表面に平行な方向の滑り移動を規制するようした。これによれば、ガイド５３の装着部５２に対する装着方向を気にすること無く、より少ない手間でガイド５３の交換作業を進めることができる。つまり、ガイド５３の装着部５２に対する姿勢や方向とは無関係に、該ガイド５３を装着部５２に装着するだけで規制機能を回復させることができる。従って、ガイド５３の交換をより迅速且つ簡単に進めることができる。

本発明においては、傾斜するガイド５３の外周面６７で基板Ｗの周縁を点接触状に受け止めるようにしたので、ベルヌーイチャック１０を基板Ｗに対して位置決めするときの位置座標に関して、傾斜するガイド５３の外周面６７の水平成分に相当する余裕隙間を見込むことができる。つまり、パラレルメカニズムによりベルヌーイチャック１０を基板Ｗの上方に移動させ、吸着可能な所定距離だけ基板Ｗから離れた高さまで下降させた際に、位置決めした状態のガイド５３と吸引前の基板Ｗとが僅かにずれていたとしても、ずれ寸法が先の余裕寸法の範囲内にある限り、ガイド５３が基板Ｗに当接することはなく、その分だけガイド５３の取付精度、および寸法精度を含む位置精度を緩やかにできる。また、基板Ｗに対する要求位置決め精度が緩やかな分だけ、ベルヌーイチャック１０の位置決めをより迅速に行なえる。したがって、本発明の基板移載装置によれば、ベルヌーイチャック１０で基板Ｗを吸引保持するときに、ハンド部５に要求される位置決め精度を緩やかなものとして、非接触状態での基板Ｗの移載を高速度で能率よく行なうことができる。さらに、基板Ｗをベルヌーイチャック１０で吸引保持する過程で、基板Ｗの周縁を傾斜するガイド５３の外周面６７で案内して、基板Ｗとベルヌーイチャック１０のずれを矯正するので、基板Ｗを高い位置精度で移載先へ移載することができる。

本発明においては、傾斜するガイド５３の外周面６７で基板の周縁を点接触状に受け止めるようにした。これによれば、ベルヌーイチャック１０で吸引保持した状態の基板Ｗの周縁を、傾斜するガイド５３の外周面６７で受け止めて、基板Ｗを常に適正な姿勢に矯正した状態で吸引保持することができる。従って、非接触状態で吸引保持された基板Ｗを移送するとき、基板Ｗに作用する空気抵抗により基板Ｗが揺れ動くのを防止できる。また、基板Ｗをガイド５３の外周面６７で適正な姿勢に保持した状態で移載するので、基板Ｗを高い位置精度で移載先へ移載することができる。加えて、空気抵抗を受けた基板Ｗが、ベルヌーイチャック１０の吸着面側へ押し付けられるような場合に、基板Ｗの周縁を傾斜するガイド５３の外周面６７で受け止めて、基板Ｗが限界位置を越えて移動するのを規制することができる。以上より、本発明に係る基板移載装置によれば、基板Ｗがベルヌーイチャック１０に接触して傷つくことを確実に防ぐことができる。

装着部５２を、ガイド取付部材５１の傾斜面５６に開設された基板Ｗ側の開口７０と、ガイド取付部材５１の下端に開設された下端側の開口７１の二つの開口を有し、ガイド５３の外周面６７の一部を嵌合状に保持する断面部分真円弧状の溝とすることができる。これによれば、下端側の開口７１から溝内にガイド５３を差し込み装着するだけで、ガイド５３を適正な姿勢状態に保持することができる。従って、ガイド５３のガイド取付部材５１に対する取り付けや取外しを、ガイド取付部材５１の下方から簡便に行え、ガイド５３の交換に要する手間を軽減できる。

ガイド取付部材５１が、チャックベース３２に形成されたスライド溝５９に沿ってチャックベース３２表面に沿った一方向にスライド移動可能に、且つ該スライド溝５９内で回転不能に構成されており、該スライド溝５９に沿った任意の調整位置でロック固定具５４によりロック固定されている形態を採ることができる。このように、ガイド取付部材５１をスライド溝５９内で回転不能に構成していると、ガイド取付部材５１が回転することに伴って、ガイド５３と基板Ｗとの余裕隙間がずれることを防いで、ガイド５３の取付精度を厳密に規定できる。すなわち、本発明によれば、ガイド取付部材５１をスライド溝５９内で回転不能に構成したので、ロック固定具５４の固定作業に伴ってガイド取付部材５１が回転することを防いで、ガイド取付部材５１を最適位置にロック固定することができる。

装着部５２に装着されたガイド５３を抜け止め保持するためのストッパー８０を設ける。このストッパー８０は、ガイド取付部材５１の外面に沿うアーム部８１と、該アーム部８１の下端に設けられて、装着部５２に装着されたガイド５３の下端を受け止める受部８２とを備えるものとする。また、取り付け用のボルト８４を、アーム部８１に設けられて上下方向に伸びる長穴状の挿通穴８３を介してガイド取付部材５１に設けられたねじ穴８５に締結させることで、ストッパー８０がガイド取付部材５１に固定される形態とする。これらによれば、ガイド５３の交換時には、取り付け用のボルト８４を緩操作して自由状態とするだけで、長穴状の挿通穴８３の分だけアーム部８１を下方に移動させて、受部８２によるガイド５３の受け止め状態を解除することができ、かかる解除状態で、ガイド５３を装着部５２から取り外し、新たなガイド５３を装着部５２に取り付けることができる。以上のように、取り付け用のボルト８４を緩操作して、ストッパー８０の姿勢状態を変更するだけの簡単な操作でガイド５３の交換作業を進めることができるので、例えば、ガイド５３が直接的にボルトにより固定されるような形態に比べて、より少ない手間でガイド５３の交換を簡便に行うことができる。

ガイド取付部材５１の一側面に、保持状態におけるアーム部８１のボルト８４まわりの揺動回転を規制するためのアーム規制要素９０を設けることができる。これによれば、ボルト８４を締操作する際にアーム部８１が回転することを防ぐことができる。従って、保持状態におけるアーム部８１を適正姿勢に保持することが容易となり、より少ない手間でガイド５３の交換を簡便に行うことができる。

本発明に係る基板移載装置の要部の縦断面図である。本発明に係る基板移載装置が適用されるパラレルメカニズムの正面図である。パラレルメカニズムの底面図である。ベルヌーイチャックの縦断面図である。ベルヌーイチャックの縦断面図である。ベルヌーイチャックの分解斜視図である。ベルヌーイチャックの底面図である。チャックユニットの底面図である。治具を使った規制体の位置決め作業を説明するための図である。規制体の縦断面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。規制体の斜視図である。ベルヌーイチャックの縦断面図である。ガイドの別実施例を示す斜視図である。ガイドの別実施例を示す斜視図である。ガイドの別実施例を示す斜視図である。

（実施例）図１から図１３は本発明に係る基板移載装置の実施例を示す。図２において基板移載装置は、コンベアを跨ぐ高剛性の架台１を基体にして構成したパラレルメカニズムを備える。移載対象の基板Ｗとしては、太陽電池を構成する矩形のシリコンウエハー、或いはリチウムイオン電池をはじめとする二次電池用の電極やセパレータなどを挙げることができる。図２に示すように、パラレルメカニズムは、架台１に固定されるベース２と、ベース２の下面に配置される３個の電動モーター３と、各モーター３で駆動される３組のアームユニット４と、各アームユニット４で支持されるハンド部５などで構成する。ハンド部５には旋回駆動軸６を介して旋回駆動される旋回軸７が設けられている。ハンド部５の下方にはジョイント体８が固定され（図４参照）、ジョイント体８の下方には、ジョイントプレート９を介してベルヌーイチャック１０が固定されている。

電動モーター３はモーターブラケットを介してベース２に組み付けられており、その出力軸にアームユニット４の上端が連結されている。電動モーター３は、サーボモーターと減速機とを一体に備え、減速機で減速された往復旋回動力をアームユニット４に出力する。

図２および図３に示すように、アームユニット４は、駆動アーム１３と、駆動アーム１３の旋回動作をハンド部５に伝える一対の平行なロッド１４とで構成する。ロッド１４の上端および下端は、それぞれボール継手１５を介して駆動アーム１３およびハンド部５に連結されている。両ロッド１４はばねユニット１６で互いに接近する向きに付勢されている。各アームユニット４を電動モーター３で駆動することにより、ハンド部５を所定の３次元空間内で自由に変位操作することができる。

図２に示すように、ハンド部５の３次元変位に追随しながら旋回動力を伝動するために、伸縮自在なボールスプライン軸１８と、その上下端に連結したユニバーサルジョイント１９とで旋回駆動軸６を構成する。上側のユニバーサルジョイント１９はモーター２０の出力軸に、下側のユニバーサルジョイント１９は旋回軸７にそれぞれ連結されている。旋回駆動軸６を駆動する電動モーター２０は、先の電動モーター３と同様にサーボモーターと減速機とで構成されている。また、電動モーター２０はベース２の上面に配置されている。

図３および図５に示すようにハンド部５は、三又状の板状ブロックからなり、その中央部に前記の旋回軸７がクロスローラーベアリング２１で回転自在に軸支されている。旋回軸７の下面にジョイント体８が固定され、ジョイント体８の下方にジョイントプレート９が固定され、さらにジョイントプレート９の下方にベルヌーイチャック１０が固定されている。ジョイント体８は円柱状に形成されており、その筒壁の下端には、ジョイントプレート９を固定するためのボルト２２が締結されるねじ穴２３と、後述する位置決め用のピン穴２８に挿入されるピン２４とが設けられている。

図５および図６に示すように、ジョイントプレート９は、四角形状に形成された樹脂或いは金属成形品であり、その盤面中央には、上向きの受面２５を有する陥没穴２６が形成されている。受面２５には、ボルト２２用の通穴２７と、位置決め用のピン穴２８とが開設されている。この位置決め用のピン穴２８には、ジョイント体８のピン２４が挿入されている。ジョイントプレート９の盤面四隅には、後述するスペーサ３０取付用のボルト３１の挿通を許す通穴２９が開設されている。ジョイント体８のピン２４とジョイントプレート９のピン穴２８とを位置合わせしたうえで、ジョイント体８の下端を陥没穴２６内に差し込む。この状態で、通穴２７を介してボルト２２を下方からねじ穴２３に締結することで、ジョイントプレート９をジョイント体８に固定することができる。尤も、以上のようなジョイントプレート９のジョイント体８への締結固定作業は、先にジョイントプレート９にベルヌーイチャック１０を組み付けたうえで行われる。

図４から図７に示すように、ベルヌーイチャック１０は、ジョイントプレート９の下面に、スペーサ３０を介して所定間隔を置いて平行状に締結固定されたチャックベース３２と、チャックベース３２の下面に固定される４個のチャックユニット３３などで構成される。図５および図１３に示すように、チャックユニット３３への空気配管は、図外の圧縮空気供給源に連結されたエアホース３５と、チャックベース３２の上面に固定されてチャックユニット３３の空気チャンバー４２に連通するＬ字状の継手３６とからなり、圧縮空気供給源から供給された空気は、これらエアホース３５および継手３６を介してチャックユニット３３の空気チャンバー４２へ送られる。

エアホース３５は、先のスペーサ３０により、ジョイントプレート９とチャックベース３２との間に形成された間隙Ｓに配されている。すなわち、エアホース３５を含む空気配管は、スペーサ３０によりジョイントプレート９とチャックベース３２との間に形成された配管間隙Ｓに配置されている。このように、ジョイントプレート９とチャックベース３２との間に配管間隙Ｓを形成して、該配管間隙Ｓにエアホース３５を配していると、各チャックユニット３３に至るエアホース３５を配管間隙Ｓに集約配置することができるので、一群のエアホース３５を予め一まとめにまとめて取り扱うことが可能となり、配管作業を容易化できる。また、各チャックユニット３３に至る各々のエアホース３５が、チャックベース３２の外側（水平方向の外側）に張り出すことを抑えて、ハンド部５の移動、或いはベルヌーイチャック１０の回転に伴いエアホース３５がばたついて、周辺部材に接触することを防ぐことができる。また、エアホース３５のばたつきに起因するハンド部５およびベルヌーイチャック１０の運動慣性力の増加を抑えることもできる。

図７に示すように、チャックベース３２は、基板Ｗよりひとまわり小さな略正方形に形成されている。図６に示すように、各チャックユニット３３は、チャックベース３２の上方から締結された計８個のボルト３７により固定される。このボルト３７は、軽量化を目的として、合成樹脂製（具体的には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂製、或いはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂製など）とすることができる。なお、図８において、符号３８は、チャックユニット３３の筒壁に形成されたボルト３７を締結固定するためのねじ穴を示す。チャックベース３２の外周縁を構成する各辺の中央部には、後述する規制体５０を締結するための締結座３９が張り出し形成されている。

図１３に示すように、チャックユニット３３の下面には、下向きに開口する浅い円筒形状のチャック凹部４０が形成され、チャック凹部４０の開口周縁に連続して平坦面４１が形成されている。図８に示すように、空気チャンバー４２とチャック凹部４０とは、８個のノズル穴４３を介して連通されている。図８および図１３に示すように、ノズル穴４３は、空気チャンバー４２の側からチャック凹部４０の周縁隅部の側へ向かって下り傾斜する状態で、しかもノズル穴４３の中心軸線がチャック凹部４０の中心軸に対して互いに軸対称となるように形成されている。これにより、ノズル穴４３から吹き出される空気流の中心軸は、チャック凹部４０の開口縁に沿いつつ下方へ指向する。

上記のように、浅いチャック凹部４０の開口縁の下方を指向する状態で、圧縮空気を複数個所のノズル穴４３から吹き出すと、空気流がチャック凹部４０の開口周縁と平坦面４１との境界角部を通過する際の流速が速くなり、チャック凹部４０の中央部側の圧力を負圧にすることができる。この負圧作用によって移載対象の基板Ｗを吸引保持できる。なお、平坦面４１を含むチャック凹部４０の開口面をベルヌーイチャック１０の吸着面とするとき、吸引保持された基板Ｗと吸着面とは、図１３に示すように僅かな隙間Ｅを介して上下に対向している。ノズル穴４３から吹き出された空気流は、旋回しつつ先の隙間Ｅを介して大気中に排出される。

ベルヌーイチャック１０で吸引した状態の基板Ｗは、ベルヌーイチャック１０が吸着面に沿う方向には何ら力を発生させないため、僅かでも水平方向に力が働けば、ベルヌーイチャック１０と相対移動してしまい保持できない。このような基板Ｗの滑り移動を規制して基板Ｗを確実に移載するために、図７に示すように、チャックベース３２の各辺部に８個の規制体５０を下向きに突出する状態で固定している。詳しくは、四角形状のチャックベース３２の各辺の中央部に張り出し形成された締結座３９の下面に、規制体５０が二つずつ固定されている。

図１、図９、および図１２に示すように、規制体５０は、チャックベース３２に対して位置調整可能に構成されたガイド取付部材５１と、該ガイド取付部材５１の装着部５２に着脱自在に装着されて、基板Ｗの滑り移動を規制するガイド５３と、ガイド取付部材５１を移動不能にロック固定するためのロック固定具５４とを備える。ガイド取付部材５１は、上下方向に長い四角柱状のアルミニウム成形品であり、基板Ｗと対峙する側面５５の下端には傾斜面５６が形成されている。

図１に示すように、ガイド取付部材５１は、チャックベース３２の締結座３９の下面に形成されたスライド溝５９に沿って水平方向にスライド移動可能に、且つ該スライド溝５９内で回転不能に構成されており、該スライド溝５９に沿った任意の調整位置でロック固定具５４によりロック固定されている。具体的には、締結座３９には、四角形状のチャックベース３２の各辺の伸び方向と直交する方向に、スライド溝５９とロック固定具５４の挿入を許す長穴５７とが形成されており、該スライド溝５９に沿ってガイド取付部材５１は移動可能に構成されている。ガイド取付部材５１の上側の端面には、ねじ穴５８が形成されている。スライド溝５９内に下方よりガイド取付部材５１の上端部を挿入したうえで、上方よりロック固定具５４であるボルトを長穴５７に挿入したのち、ねじ穴５８に締結することで、スライド溝５９内の任意の位置にガイド取付部材５１をロック固定することができる。図１０に示すように、ガイド取付部材５１をスライド溝５９内に挿入したとき、スライド溝５９の長さ方向に伸びる二つの内側面に、当該内側面に対向するガイド取付部材５１の二つの側面６０・６０の上端部が各々当接する。これにて、ねじ穴５８の中心軸まわりにガイド取付部材５１が不用意に回転することを防ぐことができる。特に、ロック固定具５４であるボルトを回転操作したときに、ガイド取付部材５１が不用意に回転することを防ぐことができる。

図９に示すように、スライド溝５９内におけるガイド取付部材５１の位置決めは、位置決め用の治具６５を使って決定することができる。本実施形態に示す治具６５は、チャックユニット３３の平坦面４１とチャックベース３２のスペーサ３０の取付穴（通穴２９）とを利用して、ベルヌーイチャック１０との相対位置を一意に決めることができるようになっている。さらに、基板Ｗの外形寸法に対して所定量移動させた位置に設定された基準面６６を備える四角枠状に形成されており、該基準面６６にガイド取付部材５１の基板Ｗ側に指向する側面５５を当接することで、ガイド取付部材５１の位置決めを図ることができる。これにより、ガイド５３の外周面６７と基板Ｗとが、全ての対向する位置で所定量の隙間が確保されるよう基準面６６の位置を設定することができる。すなわち、基板Ｗ側に指向する側面５５を当り面として、この当り面を治具６５の基準面６６に当てることで、スライド溝５９内におけるガイド取付部材５１の配置位置を決定することができる。次いで、ロック固定具５４であるボルトをガイド取付部材５１に締結することで、ガイド取付部材５１を固定することができる。

図１１に示すように、ガイド５３は断面真円状の外周面を有する樹脂部品であり、図１に示すように傾斜する外周面６７が基板Ｗの周縁を点接触状に受け止めることにより、基板Ｗの水平方向（基板Ｗの表面に平行な方向）の滑り移動を規制する。ガイド５３の外周面（筒壁）の上端には、上窄まりテーパー状のガイド面６８が形成されている。ガイド５３を形成するプラスチック材としては、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ＡＢＳなどのプラスチック材を用いることが好ましい。超高分子量ポリエチレンやポリイミドは射出成形が困難であるので、棒状の素材に旋削加工を施して形成すると、寸法精度に優れたガイド５３を低コストで簡単に形成できる。特に、超高分子量ポリエチレンは、分子量が大きいため摩耗した場合でも細かなパーティクルが生じにくく、基板Ｗ上へのパーティクルの落下のおそれが少ない点で優れている。

図９および図１２に示すように、装着部５２は、ガイド取付部材５１の傾斜面５６に開設された基板Ｗ側の開口７０と、ガイド取付部材５１の下端に開設された下端側の開口７１の二つの開口を有し、ガイド５３の外周面６７の一部を嵌合状に保持する、断面部分真円弧状の溝である。図１２に示すように、溝の奥端面の円中心と、下端側開口の円中心とで規定される溝の軸線方向（ｄ１）と、傾斜面５６の側縁で規定される傾斜面５６の伸び方向（ｄ２）とは、同一方向に設定されている。図１に示すように、ガイド面６８の側からガイド５３を装着部５２に装着した状態において、ガイド５３の外周面６７の一部が基板Ｗ側の開口７０を介して傾斜面５６から露出する。そして、傾斜面５６から露出するガイド５３の外周面６７が基板Ｗの周縁を点接触状に受け止めることで、基板Ｗの表面に平行な方向の滑り移動を規制することができる。

上記のように、装着部５２を構成する溝の伸び方向（ｄ１）と傾斜面５６の伸び方向（ｄ２）とは、同一方向に設定されている。従って、装着部５２にガイド５３を装着したとき、基板Ｗ側の開口７０を介して傾斜面５６から露出するガイド５３の外周面６７の母線は傾斜面５６の伸び方向と一致する。

図１、図７および図９から図１２に示すように、ガイド取付部材５１の基板Ｗと反対側に位置する側面６１には、装着部５２に装着されたガイド５３を抜け止め保持するためのストッパー８０が設けられている。ストッパー８０は、断面略Ｌ字状の金属部品（ＳＵＳ板金部品）であり、ガイド取付部材５１の側面に沿うアーム部８１と、アーム部８１の下端に設けられて、装着部５２に装着されたガイド５３の下端を受け止める受部８２とで構成される。図９、図１０、および図１２に示すように、アーム部８１の中央部には、上下方向に伸びる長穴状の挿通穴８３が設けられている。この挿通穴８３を介して、取付用のボルト８４をガイド取付部材５１に設けられたねじ穴８５に締結させることにより、ストッパー８０をガイド取付部材５１の任意の高さ位置に固定することができる。

図１に示すように、ボルト８４をねじ穴８５に締結させたとき、ストッパー８０のアーム部８１はガイド取付部材５１に固定された固定状態にある。かかる固定状態においては、受部８２がガイド５３の下端を受け止めることにより、ガイド５３の装着部５２からの抜け止めを図ることができる。固定状態からボルト８４が緩操作されると、図１２に示すように、ストッパー８０はボルト８４まわりに揺動回転可能となる自由状態となる。以上のように、ボルト８４を緩操作することで、ストッパー８０を固定状態と自由状態との間で、状態を変更することができる。

図１１に示すように、ガイド取付部材５１の側面６１には、アーム部８１の幅寸法よりも僅かに大きな幅寸法を有して、固定状態におけるアーム部８１のボルト８４まわりの揺動回転を規制するための規制溝９０（アーム規制要素）が刻設されている。規制溝９０は上下方向に走る長溝であり、規制溝９０に沿うように装着されたアーム部８１の側縁を溝壁で受け止めることにより、アーム部８１の揺動回転を規制する（図１０参照）。これにて、ボルト８４の締操作（回転操作）時に、ストッパー８０が不用意に従動回転して、斜め姿勢となることを防ぐことができるので、固定状態において、常に図１に示すような適正姿勢でガイド５３の装着部５２からの抜止を図ることができる。

装着部５２からガイド５３を取り外す際には、ボルト８４を緩操作してストッパー８０を自由状態とする。かかる自由状態においては、図９に示すように、長穴状の挿通穴８３の分だけストッパー８０を下方へ移動させることができる。また、図１２に示すように、自由状態においては、ストッパー８０をボルト８４まわりに回転操作させることにより、装着部５２へガイド５３を着脱操作する際のガイド５３の挿脱着軌跡から受部８２を退避させることができる。以上のような退避姿勢においては、装着部５２の下面側の開口７１からガイド５３を取り外すことが可能であり、加えて、開口７１から新たなガイド５３を装着部５２に差し込み装着することができる。ガイド５３を装着部５２に差し込み装着したのちに、規制溝９０にアーム部８１を沿わしたうえで、受部８２がガイド５３の下端面に接触するまで、規制溝９０に沿ってアーム部８１を上方へ移動させる。次に受部８２がガイド５３の下端面に接触する状態でボルト８４を締操作して、ストッパー８０を固定状態とする。ストッパー８０のアーム部８１の側縁が規制溝９０の溝壁で受け止められた状態で、ボルト８４を締操作することができるため、ストッパー８０が不用意に回転して斜め姿勢となることは無い。以上により、ガイド５３が基板Ｗと繰り返し接触することにより摩耗したとしても、これを新たなガイド５３と交換することにより、規制体５０の規制機能を回復することができる。尤も、ガイド５３を交換することなく装着部５２内で一定量回転させて、外周面６７の異なる位置で基板Ｗと対向するように、ガイド５３を再度装着することによっても、規制体５０の規制機能を回復することが可能である。

基板Ｗをベルヌーイチャック１０で吸引保持する際には、ハンド部５およびベルヌーイチャック１０の基板Ｗに対する位置精度が問題になる。位置精度が不十分で、ガイド５３が基板Ｗの上面に強制的に接触させられた場合は、基板Ｗを傷つけるのはもちろん、基板Ｗを吸引保持することが不可能となる。半面、位置精度が高いほど基板Ｗを的確に吸引できるものの、位置精度の確保のために、ハンド部５の移動速度を落としたり、減速時の加速度により発生する慣性力に起因する機構の振動が収まるまで停止したりすると、ハンド部５およびベルヌーイチャック１０の位置決めに時間が掛かり、移載作業を効率よく行なえなくなる。本実施形態では、基板Ｗを囲むように規制体５０を設けるとともに、該規制体５０を構成するガイド５３の外周面６７を下方に行くに従って基板Ｗから遠ざかる方向に傾斜させたため、ハンド部５およびベルヌーイチャック１０の基板Ｗに対する位置精度を緩やかなものとして、基板Ｗの移載作業をより迅速に行なうことができる。

ガイド５３と基板Ｗとに僅かなずれがあり、且つ図１３の距離Ｅより離間した状態において、ベルヌーイチャック１０で基板Ｗを吸着すると、ベルヌーイチャック１０の中心に対して偏寄している側の基板Ｗの周縁が、他に先行してガイド５３の斜めの外周面６７に点接触状に当接する。さらに、基板Ｗがベルヌーイチャック１０の吸着面へ接近するのに伴って、基板Ｗの周縁をガイド５３の斜めの外周面６７で先の偏寄方向とは逆向きに案内して、基板Ｗとベルヌーイチャック１０とのずれを修復することができる。そのため、基板Ｗを常に偏りのない姿勢に矯正した状態で吸引保持できる。さらに、移送時に周縁に作用する空気抵抗の違いで基板Ｗが揺れ動くのを解消できる。

基板Ｗとの接触によってガイド５３が摩耗した場合には、上述の手順でガイド５３のみを交換すればよい。従って、ガイド５３の交換作業に伴って、規制体５０の配置位置が一切変更されることはなく、簡単且つ確実にガイド５３を最適位置に配置して、規制体５０の規制機能を回復することができる。また、ガイド５３の交換作業に伴って、治具６５を使った規制体の配置位置の再設定作業等は不要であり（図９参照）、より迅速且つ簡単にガイド５３の交換作業を進めることが可能である。尤も、移載対象である基板Ｗの形状等が変更された場合には、変更に合わせて基準面６６の位置を変更した治具６５を使ってスライド溝５９内におけるガイド取付部材５１の配置位置を再設定すればよい。

図１４〜図１６は、ガイド５３の別実施例を示す。図１４には中空円筒状のガイド５３を、図１５には円錐状のガイド５３を、図１６には円錐台形状のガイド５３を示す。以上のように、本発明におけるガイド５３は、断面真円状の外周面６７を有する樹脂成形品であれば良く、上記実施形態に示すような円柱状に限られない。このように、ガイド５３を断面真円状の外周面６７を有する樹脂部品とし、且つ、ガイド取付部材５１の装着部５２をガイド５３の側面に合わせた形状とすれば、該外周面６７で基板Ｗの周縁を点接触状に受け止めることができる。

上記実施形態では、計４個のチャックユニット３３でベルヌーイチャック１０を構成したが、チャックユニット３３の個数はこれに限られない。規制体５０の個数も上記実施形態に示した個数（８個）に限られず、例えば基板Ｗが四角形状である場合には、少なくとも４個の規制体５０で基板Ｗの四辺部分を受止めることができれば足りる。また、規制体５０の総数は４個以上であれば適宜増やすことができる。

５パラレルメカニズムのハンド部
１０ベルヌーイチャック
３２チャックベース
３３チャックユニット
５０規制体
５１ガイド取付部材
５２装着部
５３ガイド
５４ロック固定具
５６ガイド取付部材の傾斜面
５９スライド溝
６７ガイドの外周面
７０装着部の基板側の開口
７１装着部の下端側の開口
８０ストッパー
８１ストッパーを構成するアーム部
８２ストッパーを構成する受部
８３アーム部の挿通穴
８４ボルト
８５ガイド取付部材のねじ穴
９０アーム規制要素（規制溝）
Ｗ基板

Claims

パラレルメカニズムのハンド部に、基板を非接触状態で吸引保持するベルヌーイチャックと、該ベルヌーイチャックの周囲を囲む状態で配置される複数個の規制体とが設けられている基板移載装置であって、
前記ベルヌーイチャックは、チャックベースと、該チャックベースの下面に設けられたチャックユニットとを備え、
前記規制体は、前記チャックベースに対して位置調整可能に構成されたガイド取付部材と、該ガイド取付部材の装着部に着脱自在に装着されたガイドと、該ガイド取付部材を移動不能にロック固定するロック固定具とを含み、
前記ガイドは、断面真円状の外周面を有する樹脂部品であり、該ガイドを前記装着部に装着したとき、傾斜する該ガイドの外周面が前記基板の周縁を点接触状に受け止めることで、該基板の表面に平行な方向の滑り移動を規制することができるように構成されていることを特徴とする基板移載装置。
前記ガイド取付部材は、上下方向に長い四角柱状の金属成形品であり、その下端の前記基板と対峙する側面には、傾斜面が形成されており、
前記装着部は、前記ガイド取付部材の前記傾斜面に開設された前記基板側の開口と、前記ガイド取付部材の下端に開設された下端側の開口の二つの開口を有し、前記ガイドの外周面の一部を嵌合状に保持する、断面部分真円弧状の溝であり、
前記ガイドを前記装着部に装着した状態において、該ガイドの外周面の一部が前記基板側の開口を介して前記傾斜面から外面に露出しており、該傾斜面から露出する該ガイドの外周面が前記基板の周縁を受け止めることで、該基板の表面に平行な方向の滑り移動を規制することができるように構成されている、請求項１記載の基板移載装置。
前記ガイド取付部材が、前記チャックベースに形成されたスライド溝に沿って該チャックベース表面に沿った一方向にスライド移動可能に、且つ該スライド溝内で回転不能に構成されており、該スライド溝に沿った任意の調整位置で前記ロック固定具によりロック固定されている、請求項１又は２記載の基板移載装置。
前記ガイド取付部材は、前記装着部に装着された前記ガイドを抜け止め保持するためのストッパーを備えており、
前記ストッパーは、前記ガイド取付部材の外面に沿うアーム部と、該アーム部の下端に設けられて、前記装着部に装着された前記ガイドの下端を受け止める受部とを備えており、
取付用のボルトを、前記アーム部に設けられて上下方向に伸びる長穴状の挿通穴を介して前記ガイド取付部材に設けられたねじ穴に締結させることで、前記ストッパーが該ガイド取付部材に固定されており、
前記ストッパーは、前記アーム部が前記ボルトにより前記ガイド取付部材に固定されるとともに、前記受部が前記ガイドの下端を受け止めて前記装着部からの該ガイドの脱落を防ぐ固定状態と、前記ボルトが緩められて前記アーム部が該ボルトまわりに揺動回転可能となる自由状態との間で、前記ガイド取付部材に対して状態変更可能に構成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板移載装置。
前記ガイド取付部材の一側面に、前記保持状態における前記アーム部の前記ボルトまわりの揺動回転を規制するためのアーム規制要素が設けられている、請求項４記載の基板移載装置。