JPH0160945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ウエハの搬送機構に関し、特に、
ほぼ等しい高さにある２つの位置のある場所から
他の場所へと吸着回動アームを用いて半導体ウエ
ハ（以下単にウエハ）を搬送するウエハ搬送機構
に関する。

［従来の技術］ 吸着回動アームを用いた搬送機構としては、フ
ロツピーデイスクの製造装置とか、検査装置をは
じめとして、ウエハの露光装置等において使用さ
れている。

特に、ウエハの露光装置におけるＸ−Ｙステー
ジのプリアライメント位置にセツトされたウエハ
を真空チヤツク上のアライメント位置にセツトす
る場合に、前記のような吸着回動アームによる搬
送機構が使用される。

第３図は、このような従来のウエハ搬送機構の
概要図であつて、ベルト搬送（図示せず）されて
来たウエハ１がＸ−Ｙステージ２上のプリアライ
メント部３にエアーベアリングにより移送されて
セツトされ、ウエハ１のオリフラが所定の位置に
位置付けられることにより、プリアライメントが
なされる。

次に、ウエハ搬送機構４により、プリアライメ
ント部３にセツトされたウエハ１は、Ｘ−Ｙステ
ージ２上の中心部に位置する真空チヤツク６上の
アライメント部５に移送される。

ここで、ウエハ搬送機構４は、吸着プレート４
２を回動アーム４０の先端部４１において平行出
し支持機構４３を介して支持している。この平行
出し支持機構４３は、回動アーム４０の先端部４
１側を支持点として、一方向のみ傾きが自由な自
由度をもつ一対の支持ピンを90゜ずらして２つ配
置した、いわゆる相互に直交する２方向自由度
の、４点にて枢着支持する構成を採る。このよう
な支持構造によりウエハをプリアライメント部３
或はアライメント部５のウエハ載置台に載置する
際に第４図の矢印で示すような方向にウエハが載
置台から力を受けて載置台に平行になるように上
下動して平行出しが行われる。

その結果、プリアライメント部３とアライメン
ト部５との平行度が十分でなく、ウエハ１が傾斜
状態に載置されていても又は傾斜状態で載置する
ような場合でも、ウエハ１を確実に吸着して移送
できる。

ウエハ搬送機構４の動作について説明すると、
まず、回動アーム４０の先端側に取り付けられた
吸着プレート４２がウエハ１の位置に来るまで回
動アーム４０が降下する。そして吸着プレート４
２のほぼ三角形状の各頂点部に相当する位置に配
置された吸着孔４３ａ，４３ｂ，４３ｃによりウ
エハ１の周辺部が負圧吸着され、ウエハ１が吸着
プレート４２に保持される。

次に、回動アーム４０が所定量上昇して、ウエ
ハ１が吸着プレート４２に保持された状態で、ほ
ぼ90゜回動して、アライメント部５の上の位置に
位置付けられる。ここで、回動アーム４０が降下
して、アライメント部５の位置まで降りたところ
で、吸着プレート４２の吸着孔４３ａ，４３ｂ，
４３ｃが大気圧とされて、ウエハ１が解放され
る。しかる後に、回動アーム４０は、上昇し、ウ
エハ１をアライメント部５に残して、プリアライ
メント部３側へと回動して戻り、プリアライメン
ト部３の上部の待機位置に復帰する。

以下、同様な処理を繰り返して、プリアライメ
ント部３にセツトされたウエハ１をアライメント
部５へと搬送する。

このような従来の２方向自由度を持つ直交４点
枢着支持の平行出し支持構造にあつては、第４図
に見るように回動アーム４０の先端部４１を中心
とし、かつ、吸着プレート４２側の支持点を回動
中心として吸着プレート４２が90度ずれた方向で
それぞれ上下方向に回動（第４図の矢印白と黒参
照）することにより前後方向及び左右方向の載置
台の傾斜に対応して追従し、いわゆる平行出しが
行われる。

［解決しようとする問題点］ したがつて、このような平行出しの支持構造に
おいては、ウエハ載置台の前後左右方向の傾斜は
吸収できるが、プリアライメント部３とアライメ
ント部５との載置面に高さに差が生じている場
合、すなわち、移送元における回動アーム４０の
待機位置とプリアライメント部３との高さh₁と、
移送先における回動アーム４０の待機位置とアラ
イメント部５との高さh₂とにある程度の差ｓ（ｓ
＝h₁−h₂＞ｍ；ｍは、高さ方向の追従誤差の限界
値）があるときは、前記のように可動中心が固定
されいる構造では、高さ方向の追従ができない。
そのため高さの差の吸収ができないことになる。
特に、この差がある程度以上になるとウエハをウ
エハ載置台に置いた際に位置ずれが生じる。一
方、アライメント部５に載置されるウエハの位置
決め精度は厳しいものであつて、いわゆる、Ｘ−
Ｙ方向の位置ずれが多少でも起こると搬送ミスと
なり、搬送をやり直すか、位置を補正することが
必要になつて、位置決め作業効率が悪くなる。

このようなことを解決するために、吸着プレー
トの支持として平行出し支持機構と上下可動機構
とを合わせて設けることも考えられるが、回動ア
ームの先端側にこのような機構を組込むスペース
が十分ない。一方、吸着部の支持をピボツト軸構
造とすることも考えられるが、吸着面積を十分に
確保できない欠点がある。また、高さ方向の差を
吸収するためにばね等により吸着プレートを吊る
ことも考えられるが、吊つた先端側でのぶれが大
きく、ウエハを載置する際に載置台上でのウエハ
の位置決め精度が出ない欠点がある。

しかも、このような各種の機構は、機構の大き
さもさることながら、多くの場合、塵埃を発生し
て装置に悪影響を与えることになる。

また、回動アーム自体での上下移動制御で位置
を吸収するとなると、特別な制御機構を必要と
し、かつ微小な高さの制御はし難い。

［発明の目的］ この発明は、このような従来技術の問題点を解
決するとともに、搬送元と搬送先の高さが相違し
ても、また、これらにおいて平行度が十分出ない
場合であつても、ウエハを吸着して高い位置決め
精度でウエハ載置台に置くことができるウエハ搬
送機構を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明のウ
エハ搬送機構の構成は、吸着板が移動アームの先
端側に３点以上でそれぞれ板ばね部材を介して支
持され、これらそれぞれの板ばね部材がその一端
が固定されている吸着板側の支持点とその他端が
固定されている移動アームの先端側の支持点とで
それぞれ平面からみて所定角度だけ相対的に回転
してずれていて、かつ、相互に干渉しないように
配置されているものである。

［作 用］ このように、板ばねを用いることにより、コイ
ルばね等を使用する場合と異なり、上下方向以外
に撓ませる力が加わつても撓み難いのでＸ−Ｙ方
向（水平面方向）での位置ずれをほとんど発生せ
ずに上下方向でのみ吸着板を移動させることがで
き、高さの差の吸収ができる。しかも、それぞれ
の板ばね部材は、その一端が固定されている吸着
板側の支持点とその他端が固定されている移動ア
ームの先端側の支持点とでそれぞれ平面からみて
所定角度だけ相対的に回転してずれているので、
高さ方向に板ばねを長く伸ばして吸着板を支持し
なくても済み、しかも、板ばねの長さが長く採れ
るためコイルばね等で上から吊る場合と異なり、
先端側でのばね撓みによるＸ−Ｙ方向のずれを抑
えることができ、かつ、ばねに加わる力が支持点
を回転させてずらせていることで相互に影響し難
くなり、さらに、平行出し機構として上下方向に
おいて大きな高さの差を吸収することができる。
その結果、ばね支持を用いていてもＸ−Ｙ方向で
の位置ずれがほとんど発生しないで済む。

このような平行出し機構で平行出しを行えば、
位置決め中心に対する位置ずれがほとんどなくな
り、ウエハをその載置台に載置する位置決め精度
を高く保てる。しかも、相互干渉しないように複
数の板ばねを配置することによりコイルばね等を
使用した場合のように相互に擦れることがなく、
塵埃がほとんど発生しない。

そこで、例えば、搬送元と搬送先の載置台同士
で平行度が異なつていたとしてもそれらを吸収で
き、かつ板ばねで支持すること自体により上下方
向の相違についても吸収できる。

その結果、搬送元と搬送先との調整誤差等によ
り高さにある程度差が生じてもその高さ吸収がで
き、搬送ミスがほとんど発生せず、安定した搬送
動作が可能である。

また、機構が単純であるため、移動アーム、特
に回動アームの先端側のスペースを採らず、機構
も大型化せず、かつ板ばねの変形を利用している
ので摺動部がなく、塵埃を発生しない構造とな
る。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を用い
て詳細に説明する。

第１図は、この発明の物品の搬送機構を適用し
たウエハ搬送機構の回動アームを中心とした概要
図であり、第２図ａ及びｂは、それぞれその吸着
プレートの動作についての説明図である。なお、
第３図と同一のものは、同一の符号で示す。

第１図において、吸着プレート４２は、回動ア
ーム４０の先端部４１に円板状の板ばね部材１０
を介して支持されていて、この板ばね部材１０の
支持で平行出し構造及び上下可動構造を構成して
いる。

円板状の板ばね部材１０は、大小２段の径を持
つ連続した円弧状の線条空間１１ａ，１１ｂ，１
１ｃが打ち抜かれて、これにより渦巻き状に配列
された３つの円弧状の条片部１２ａ，１２ｂ，１
２ｃと、これら条片部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの
周囲の端部側に連続して形成されたリング部１０
ａ、そしてこれら条片部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
の円板中心部の端部側に連続して形成された円板
部１０ｂとからなる。

これら線条片部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの両端
の支持は、ほぼ120゜間隔で設けられた３点で行わ
れ、吸着プレート４２側の支持部４２ａ，４２
ｂ，４２ｃと回動アーム４０の先端部４１側の支
持部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとがほぼ90゜ずれて
いる。そしてこれら吸着プレート４２側の支持部
４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それぞれ円板状の板
ばね部材１０の外側のリング部１０ａにより連結
され、回動アーム４０の先端部４１側の支持部４
１ａ，４１ｂ，４１ｃは、それぞれ中心部に形成
された円板部１０ｂにより結合されていて、これ
らが一体化された構造となつている。

ここで、外側リング部１０ａは、吸着プレート
４２に設けられた中央部の開口部４４の縁に接着
剤等により固定され、内側の円板部１０ｂは、回
動アーム４０の先端部４１の下面に同様に接着剤
等により固定され、このことにより吸着プレート
４２の板ばね１０による支持構造が形成される。

ところで、吸着プレート４２側の支持部と回動
アーム４０側の支持部とを対抗位置とせずに、そ
の位置を相互にずらせているのは、板ばね（条片
部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）による変形ストロー
クをかせぐためである。

以上のような支持構造とすることにより、回動
アーム４０の先端部４１を中心として吸着プレー
ト４２側の支持部４２ａ，４２ｂ，４２ｃがそれ
ぞれ上下方向に変動することにより、第２図ａに
見るように前後左右方向の傾斜に対して追従する
ことができる。したがつて、搬送元と搬送先の平
行度が相違していても、安定した状態でウエハ１
を搬送することができる。

また、回動アーム４０の先端部４１を中心とし
て吸着プレート４２側の支持部４２ａ，４２ｂ，
４２ｃがともに上側又は下側に移動することによ
り、第２図ｂに見るように上下方向の変化に対し
て追従することができる。

したがつて、搬送元と搬送先との据付誤差、調
整誤差等により高さにある程度の差があつても、
安定した状態でウエハ１の搬送ができる。

以上説明してきたが、実施例では、円板状の板
ばねに空間を打ち抜き形成した一体化構造となつ
ているが、これは、単に、条片部が板ばね部材で
あればよく、個別的な複数の板ばねにより支持す
るものでもよい。必ずしも、一体化されていなく
てよい。

また、実施例では、渦巻き状に配置した板ばね
による３点支持を採用しているが、これは、複数
点で支持すればよく、渦巻き形状を採る必要はな
い。

さらに、渦巻き形状を採る場合には、対抗する
支持部が90゜ずれた状態の渦巻き状としているが、
このずれ量は、何度であつてもよく、360゜以上ず
らして、螺旋状の板ばね支持機構を採用すること
もできる。

また、実施例では、ウエハの搬送を中心として
説明しているが、この発明は、ウエハの搬送に限
定されるものではなく、先端に吸着部を有する回
動アームを用いた一般の搬送機構に適用できるこ
とはもちろんである。

さらに、実施例では、回動アームを用いている
が、回動は、回転を含むものであり、これは回動
アームでもよく、また、アームは、回転のほか、
搬送元と搬送先の間を移動するもの（移動アー
ム）であればよい。

［発明の効果］ 以上の説明から理解できるように、この発明に
あつては、板ばねを用いることにより上下方向以
外に撓ませる力が加わつても撓み難いのでＸ−Ｙ
方向での位置ずれをほとんど発生せずに上下方向
でのみ吸着板を移動させることができ、高さの差
の吸収ができる。しかも、それぞれの板ばね部材
は、その一端が固定されている吸着板側の支持点
とその他端が固定されている移動アームの先端側
の支持点とでそれぞれ平面からみて所定角度だけ
相対的に回転してずれているので、高さ方向に板
ばねを長く伸ばして吸着板を支持しなくても済
み、しかも、板ばねの長さが長く採れるため先端
側でのばね撓みによるＸ−Ｙ方向のずれを抑える
ことができ、かつ、ばねに加わる力が支持点を回
転させてずらせていることで相互に影響し難くな
り、さらに、平行出し機構として上下方向におい
て大きな高さの差を吸収することができる。その
結果、ばね支持を用いていてもＸ−Ｙ方向での位
置ずれがほとんど発生しないで済む。

したがつて、これにより平行出しを行えば、位
置決め中心に対する位置ずれがほとんどなくな
り、ウエハをその載置台に載置する位置決め精度
を高く保てる。しかも、相互干渉しないように複
数の板ばねを配置することによりコイルばね等を
使用した場合のように相互に擦れることがなく、
塵埃がほとんど発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の物品の搬送機構を適用し
たウエハ搬送機構の回動アームを中心とした概要
図、第２図ａ及びｂは、それぞれその吸着プレー
トの動作についての説明図、第３図は、従来のウ
エハ移送機構の概要図、第４図は、その吸着プレ
ートの動作についての説明図である。 １……ウエハ、２……Ｘ−Ｙステージ、３……
プリアライメント部、４……ウエハ搬送機構、５
……アライメント部、１０……板ばね部材、１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ……円弧状の線条空間、１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ……円弧状の条片部、４０…
…回動アーム、４１……回動アームの先端部、４
２……吸着プレート、４３……平行出し支持機
構、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４２ａ，４２ｂ，
４２ｃ……支持部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウエハをその周辺部において吸着する吸着板
   を移動アームの先端側に有し、この移動アームが
   吸着したウエハをウエハ載置台の所定の位置決め
   された位置に載置するウエハの搬送機構におい
   て、前記吸着板は前記移動アームの先端側に３点
   以上でそれぞれ板ばね部材を介して支持され、こ
   れらそれぞれの板ばね部材はその一端が固定され
   ている前記吸着板側の支持点とその他端が固定さ
   れている前記移動アームの先端側の支持点とがそ
   れぞれ平面からみて所定角度だけ相対的に回転し
   てずれ、かつ、相互に干渉しないように配置され
   ていることを特徴とするウエハ搬送機構。 ２ 複数点は、３点であり、複数の板ばね部材
   は、円形板ばね部材において円弧状の線条空間が
   打ち抜かれて３つの円弧状の条片部として一体的
   に形成され、所定角度はほぼ120度であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウエハ搬
   送機構。