JPH0249720Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、半導体基板やマスク用ガラス基板等
の薄板状の基板（以下、ウエハという）、又はウ
エハを収容した容器（以下、カセツトという）を
挟持し、所要位置へ搬送する基板搬送用挟持装置
に関し、特に、基板を処理液を満たした槽内に浸
漬して、表面処理を行う装置における挟持装置に
関する。

［従来の技術］ 表面処理装置において、ウエハを搬送し、所要
の液槽に浸漬させるなどのハンドリングを行う装
置としては、特開昭52−150974号公報（発明の名
称「半導体ウエーハ処理装置」）、実開昭60−
49636号公報（考案の名称「薄片把持装置」）、実
開昭60−91388号公報（考案の名称「搬送機用の
チヤツク機構」）等が知られている。

これらの従来手段について概説すると、第１の
装置は、左右のＬ型アームのチヤツクをリンク機
構により対称形に開閉するようにし、エアシリン
ダの伸縮作動によりリンク機構を作動させるもの
であり、第２の装置は、左右のチヤツクを直接、
ネジ送り機構により対向移動させるものである。

また、第３の装置は、第９図示のようにウエハ
１を収容したカセツト２を、対向して開閉する一
対のＬ型のアーム３，４により挟持するもので、
アーム３，４のガイド部を軸受５，５に挿設し、
ガイド部に立設したピン６，６を、軸７に揺動可
能に装着したリンク８の長孔に係合させ、リンク
８の一端をロツド１０を介してクランク９によ
り、往復駆動するようにしたもので、クランク９
を図の実線示の位置から、矢印方向に回転させる
と、リンク８が鎖線位置に揺動し、一対のアーム
３，４が、鎖線示のように容器２を保持する位置
に移動する。

［考案が解決しようとする問題点］ 上述第１の装置は、挟持搬送中に、万一、停電
あるいはエアシリンダ作動用の空気圧低下等のト
ラブルが発生すると、チヤツクが挟持位置からず
れて、被搬送物を取落す事故のおそれがある。

第２の装置は、ネジ駆動によりチヤツクを開閉
するので、停電の際にも、チヤツクが挟持位置か
らずれるおそれはないが、被搬送物の寸法に応じ
た所要間隔の位置にチヤツクを正確に停止させる
のが難しいことや、また、ウエハを直接挟持する
場合に、ウエハに過度の圧力が加わつたり、当接
時のシヨツクのためにウエハの欠損を生じる等の
トラブルを防止するには、微妙な調整が要求さ
れ、実用上、問題が多い。

第３の装置（第９図示）は、被搬送物を挟持中
にクランク９が回転すると、チヤツク３，４が開
いて被搬送物を取落すことになる。かかる事故
は、挟持搬送中に停電したときに、クランク９が
自由回転する場合とか、あるいは停電状態から回
復して通電開始時に、クランク駆動装置が作動す
るような場合に発生する。

［問題を解決するための手段］ 本考案は、被搬送物を対向して挟持するアーム
を、カムによりリンク機構を介して開閉させる装
置において、アームの間隔が被搬送物に対応する
寸法に閉じた状態で、カムの位置ないし姿勢があ
る範囲内で変化しても、アームが移動しないよう
に、カムの形状を選定することにより、上述従来
手段に見られる不都合を解消させるものである。

カムの形状を、回転型カムでは、所要角度範囲
を回転軸を中心とする円弧面に形成し、また、直
進型カムでは、所要長範囲をカムの移動方向に平
行面に形成する。

［作用］ 選定範囲内では、カムが移動しても、リンク機
構及びアームが定位置に静止しており、カムの停
止位置に誤差があつたり、あるいは停電時ないし
停電からの回復時に、カムが不用意に移動して
も、その移動量が選定範囲の限度内であれば、ア
ームの作動に影響しない。

［実施例］ 第１図は本考案の１実施例装置の概略を示す正
面図、第２図は同装置を基板浸漬処理装置に適用
した状態を示す斜視図である。

第２図示装置は、複数個の被処理ウエハ１１を
収容したカセツト１２を、列設された複数個の処
理液槽１３，１３……に順次浸漬して、所要の表
面処理を行うものであり、処理液槽１３の列設方
向に沿つて左右方向のレール１４を配置し、これ
に載置したサドル１５を、レール１４に平行な駆
動ネジ１６により摺動させる。

サドル１５に、垂直方向のレール１７を立設
し、これに昇降台１８を装着し、レール１７に平
行な駆動ネジ１９により昇降させる。

昇降台１８には、処理液槽１３の上部に向け
て、一対の回転軸２０，２０が突設され、それぞ
れに前後一対の挟持アーム２１，２１……が固着
垂設してある。各挟持アーム２１の下端には、第
１図示のように内側を向く爪２２が形成され、対
向する挟持アーム２１が所要間隔に閉じたとき、
被搬送カセツト１２の肩部に形成した張出し部に
係合して、カセツト１２を保持する。

第１図に鎖線で示す昇降台１８の内部で、各回
転軸２０にそれぞれアーム２１に対して対称側
に、バネかけ２３が付設してあり、これにスプリ
ング２４を架設して、各挟持アーム２１を外方へ
開く方向に付勢する。

また、同じく昇降台１８内で、各回動軸２０に
内方に向くレバー２５をそれぞれ固着し、各レバ
ー２５の先端部には、ローラ２６を軸支する。

各ローラ２６は、ガイド軸２８により昇降可能
に支持された昇降板２７の上面に当接載置されて
おり、昇降板２７の下面は、その下方に軸２９に
より回転する偏心カム３０の上縁に当接してい
る。偏心カム３０は、その最大半径部が昇降板２
７の下面に当接する実線示の位置で、挟持アーム
２１が挟持すべきカセツトの幅に対応する間隔に
なるように、選定してある。

かつ、上記最大半径部は、第３図示のように、
角度θの範囲（図示のＢ−Ｃ間）で、回転軸２９
の中心Ｏを中心とする半径Ｒの円弧で形成され、
その他の部分は、Ｏから距離ｄ離間した点を中心
とする半径ｒの円弧で形成してある。なお、Ａ点
は最小半径部である。

ただし、半径ｒの円弧部は、かならずしも円弧
でなくても、中心Ｏからの距離がＲから漸減する
ような形状であればよく、任意の曲線を適用する
ことができる。

第１図の実線は、偏心カム３０の最大半径部の
中間点が、昇降板２７に当接して、昇降板が最高
位に上昇した状態を示し、この位置から偏心カム
３０が回転すると、昇降板２７との当接点が第３
図におけるθの角度範囲内では、カム３０の外縁
が回転中心から半径Ｒの等距離にあるため、昇降
板２７は最高位に保持される。

さらに偏心カム３０が回転して、当接点がθの
角度範囲を越えると、回転中心からの距離が漸減
するため、昇降板２７は自重及びスプリング２４
で下方に付勢されるローラ２６の押圧力により、
カム３０の外縁に当接しながら下降する。

昇降板２７の下降にともない、レバー２５が下
降して回転軸２０を回転させ、それに固着されて
いる挟持アーム２１を外方へ開く。第１図の鎖線
は、偏心カム３０の最小半径部が上方に向いて、
昇降板２７が最下位に下降し、挟持アーム２１が
一杯に開いた状態を示す。

第４図は、偏心カム３０の回転量と昇降板２７
との関係を示すグラフで、カム３０の最小半径部
Ａ点が当接しているときに昇降板２７が最下位に
あり、カム３０が回転して当接部の半径が増加す
るにともなつて、昇降板２７が上昇し、最大半径
部の始点であるＢ点に到つて最高位に達し、その
後、Ｃ点までカム３０が回転する間は、その位置
に保持され、カム３０がＣ点を越えて回転すると
漸次下降して、元のＡ点に至つて最下位に到るこ
とを示す。この場合、昇降板２７の移動量ｈは、
偏心カム３０の最大半径長Ｒと最小半径長ｒとの
差になることは、云うまでもない。

すなわち、偏心カム３０のＢ点からＣ点までの
部分が当接している間は、昇降板２７は最高位に
上昇した位置に保持され、挟持アーム２１は、そ
の間、カセツト１２を挟持する姿勢に維持され
る。この状態は、カム３０の昇降板２７への当接
点が、Ｂ点とＣ点との間、第３図の角度θの範囲
内であれば、カム３０の姿勢の変化に影響されな
い。したがつて、挟持アーム２１を所要のカセツ
トを保持させるための、偏心カム３０の位置決め
には、角度θの範囲が許容され、制御操作がきわ
めて容易になる。

かつ、カセツト保持中に停電等の事故が生じ
て、偏心カム３０の駆動制御が不能になつた場
合、カム３０と昇降板２７との連動関係は、不可
逆性であるため、カム３０は回転せず、昇降板２
７は最高位に保持され、挟持アーム２１を閉じた
位置に保持するので、挟持しているカセツトを取
落すおそれがない。

さらに、事故回復後の通電開始時に、駆動装置
の状態により、偏心カム３０が不用意に回転した
場合にも、カム３０の昇降板２７への当接点が、
Ｃ点を越えて回転するまでは、昇降板２７が最高
位に保持され、挟持アーム２１が開くことがない
ので、対処のための時間的余裕を持つことがで
き、カセツト落下の事故を未然に防止できる。

以上は、第１図示実施例に基いて説明したが、
本考案は上述内容に限られるものではなく、各種
の変形応用が可能である。

たとえば第１図示装置では、昇降板２７を回転
偏心カム３０により昇降させているが、これを第
５，第６両図に示す直線運動をするカム装置に代
えてもよい。

この装置は、昇降板２７の下面に垂設した軸受
３１に、カムホーロワとしてローラ３２を軸支
し、その下方にガイドレール３３に沿つて往復移
動する台形状のカム３４を配置し、このカム３４
をロツド３５によりクランク３６に連接して、往
復駆動するようにしてある。

カム３４の上面は、図示のようにＡ点からＢ点
に向けて上向き傾斜する面と、移動方向に平行な
Ｂ−Ｃ点間の面とで構成され、ローラ３２がこの
面に当接して転動する。

クランク３６が回転すると、カム３４は第６図
矢印のように往復移動し、カムのＡ点側がローラ
３２の直下に移動したとき、ローラ３２及び昇降
板２７は、Ａ−Ｂ間の斜面に沿つて鎖線示の位置
に下降し、挟持アームを開く。

カム３４のＢ−Ｃ点間にローラ３２が当接する
位置では、昇降板２７は最高位に保持され、挟持
アームをカセツトを挟持する位置に保持しつづけ
る。この状態は、停電時、あるいは通電開始時に
発生するおそれがあるカセツト取落し等の事故を
防止できることは、前記と同様である。

また、第１図示実施例では、挟持アーム２１を
外方へ付勢する手段を、左右の回転軸２０に付設
したバネかけ２３に、１本のスプリング２４を架
設するようにしたが、これを第７図示のように、
回転軸２０にレバー２５の対称側に突設したバネ
かけ３７と、昇降台１８の天井部適所との間に、
スプリング３８を架設するようにしてもよい。

また、第１図示実施例は、複数個の被処理ウエ
ハ１１を収容したカセツト１２を挟持する装置と
して説明したが、カセツトを使用せず、ウエハ単
体を直接挟持する場合にも、本考案装置を適用す
ることができる。第８図はその１例を示すもの
で、挟持アーム２１の先端部に、第１図示のカセ
ツト保持用の爪２２に代えて、被処理ウエハ１１
の形状に適合する溝部３９を形成したものであ
る。

この場合、ウエハ１１を挟持する状態に閉じた
ときの挟持アーム２１の間隔は、昇降板２７が最
高位に上昇した位置により定まり、それ以上に狭
まることがないため、各部の寸法関係を適用すべ
きウエハのサイズに合わせて選定することによ
り、ウエハに過度の保持圧をかけることなく、い
わゆるソフトタツチで挟持することができ、か
つ、挟持状態では、前述のように不用意にアーム
が開いてウエハを取落す事故を防止することがで
きる。

なお、第８図では、１枚のウエハ１１を挟持す
るようにしているが、複数枚のウエハを一括して
挟持できるように、複数対の溝部３９を並列に切
設してもよいことは云うまでもない。

［考案の効果］ (1) 被搬送物を挟持した状態では、挟持アームを
開閉する駆動源の変位が、ある範囲内であれ
ば、その変位は挟持アームの位置には影響しな
いので、被搬送物を取落す事故を確実に防止で
きる。

(2) 挟持状態における挟持アームの間隔が、一定
に規制され、被搬送物を確実に挟持するととも
に、過度の挟持圧がかからないので、被搬送物
を損傷することがない。

(3) 従来技術のような摺動部がなく、ころがりを
利用しているため、発塵が少ない。

(4) 比較的簡易な構造で、コストが低く、故障が
少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例装置を示す正面図、
第２図は本考案を実施した基板浸漬処理装置の概
要を示す斜視図、第３図は偏心カムの正面図、第
４図は第３図示カムによるカム回転量と移動量の
関係を示すグラフ、第５図は直線運動カムを用い
た１実施例の正面図、第６図は同じく側面図、第
７図は挟持アーム付勢手段の１実施例、第８図は
ウエハを直接挟持するアームの１実施例、第９図
は従来装置の１例を示す図である。 １……ウエハ、２……カセツト、３，４……挟
持アーム、５……軸受、８……リンク、９……ク
ランク、１１……ウエハ、１２……カセツト、１
３……処理液槽、１４……レール、１５……サド
ル、１７……レール、１８……昇降台、２０……
回転軸、２１……挟持アーム、２２……爪、２３
……バネかけ、２４……スプリング、２５……レ
バー、２６……ローラ、２７……昇降板、２８…
…ガイド、２９……カム回転軸、３０……偏心カ
ム、３１……軸受、３２……ローラ、３３……ガ
イドレール、３４……カム、３６……クランク、
３７……バネかけ、３８……スプリング、３９…
…溝部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被搬送物を、対向して開閉する一対又は複数
   対の挟持アームにより挟持する搬送用挟持装置
   において、 前記挟持アームを軸支し、回転により挟持ア
   ームを開閉する左右一対の回転軸と、 該回転軸を、前記挟持アームが外方へ開く方
   向に回転するよう付勢する付勢手段と、 前記回転軸に、それぞれ内方に向けて突出す
   るように固着された左右一対のレバーと、 該一対のレバーの先端部下面に当接して昇降
   する昇降板と、 該昇降板の下方に配置され、変位により昇降
   板を昇降させるカムとよりなり、 前記カムを、前記昇降板を最高位に上昇させ
   る領域が、変位ストローク中に所要範囲にわた
   つて存在する形状に形成したことを特徴とする
   搬送用挟持装置。 (2) カムが、所要角度範囲では回転中心を中心と
   する円弧と、該円弧部の両端から、漸次上記回
   転中心からの距離が減少する曲線とで、輪郭を
   形成した回転型偏心カムである実用新案登録請
   求の範囲第(1)項に記載の搬送用挟持装置。 (3) カムが、移動方向に平行な面と、該平行な面
   の一端から下降傾斜する斜面とで、形成された
   往復駆動される直進型カムである実用新案登録
   請求の範囲第(1)項に記載の搬送用挟持装置。