JPH0632499A

JPH0632499A - 無接触保持装置

Info

Publication number: JPH0632499A
Application number: JP22774992A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kitamura; 昂北村
Original assignee: SUTETSUKU KK
Current assignee: SUTETSUKU KK
Priority date: 1992-07-13
Filing date: 1992-07-13
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ベルヌーイ効果に基いて作動する正圧と負圧
の均衡を生成する気体室の近傍を囲む位置に気体回収口
を配置し、積極的に排気を回収することで、クリーンル
ーム内の雰囲気の撹乱の防止する。また狭隘な空間に挿
入が可能のように出入可能の位置ぎめストッパを設けた
板状の無接触保持装置を得る。【構成】開口部に向けてその口径を拡大する気体噴出
口３１と、該気体噴出口３１の開口部周縁に連なる延長
壁と、延長壁の１または１群毎噴出口３１を囲う線上に
配置した排気回収口２２ａを備える。また延長壁の所要
の箇所に、延長壁面外に突出または板状部材２内に埋没
する位置に駆動する可動ピンストッパ装置を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状物、シート状物な
どを、無接触状態で保持する装置に関し、特に狭隘な空
間に対する装入または搬出を対象とするものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術として、本出願人が平
成４年１月２９日に出願した特願平４−４０１９４号特
許願に添付された明細書に開示されているベルヌーイ効
果に基づく無接触保持装置がある。カップ状凹部と該凹
部の円形開口部周縁から開口部平面に沿って延設された
延長壁とを備えたチャンバ部材と、このチャンバ部材の
開口部に臨んで位置する板状の保持対象物とチャンバ部
材とによって囲まれる気体室と、該チャンバ部材の底部
中心から前記気体室に気体を噴出すべき気体吹出口とを
備え、前記気体室に生成する正圧と負圧の均衡により保
持対象物を前記チャンバ部材に対して無接触で保持する
保持装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した無接触保持装
置においては、チャンバ部材の開口部から吹き出す気体
はチャンバ部材と保持対象物との間隙から高速で外部に
漏洩する。一般に半導体装置、液晶等の基板の加工工程
ではクリーンルーム内で行われる。クリーンルームで高
速の気体の移動があると、周囲の雰囲気を撹乱し、塵埃
を巻き上げてルーム内の空気を汚し、加工に悪影響を及
ぼす。

【０００４】他方、前記保持装置において対象物を保持
するとき、対象物は保持装置から噴出する気体と雰囲気
以外に物理的な接触をもたないから延長壁に平行な方向
の位置に対する保持力は０に近く、僅かな傾斜や外力で
容易に滑る。このため普通この種の保持装置には、対象
物の保持面に沿って横移動を阻止するためのストッパが
設けられる。しかし、上下方向に充分な移動空間が確保
できるハンドリングの場合は問題は少ないが、上下の移
動空間が充分でないハンドリング、例えばシリコンウエ
ハや液晶ガラス基板のハンドリングに用いられる搬送用
カセットのラックの場合、対象物が配置される間隔が極
めて狭いので、対象物の上部に保持装置本体とそのスト
ッパを挿入すべき空間が確保できない。したがって、こ
れを１枚づつ装入または取り出すことは不可能であっ
た。

【０００５】本発明は、前記した無接触保持装置の欠陥
を改善せんとするもので、その第１は、前記したベルヌ
ーイ効果に基づく無接触保持装置において、正圧と負圧
が均衡する気体室の近傍を囲む位置に気体回収口を配置
し、積極的に排気を回収することで、外部への気体の漏
洩を減少せしめ、クリーンルーム内の雰囲気の撹乱の防
止を目的とする。

【０００６】そしてその第２は、保持装置本体を対象物
の配置される狭隘な空間に挿入が可能のように薄板状に
形成せしめ、また対象物の配置空間に本体を挿入する
際、位置ぎめストッパが挿入の障害とならないよう構成
した無接触保持装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
１または複数の開口部に向けてその口径を拡大する気体
噴出口と、該気体噴出口の開口部周縁に連なる延長壁
と、前記気体噴出口と送気源に接続すべき給気ポートと
の間を連通する気体分配室とを含み、前記気体噴出口か
ら気体を噴出させることにより保持対象物と前記延長壁
との間に負圧と正圧とが均衡する空間を形成させて保持
対象物を無接触で保持する保持装置であって、前記延長
壁の１または１群毎噴出口を囲う線上に配置した排気回
収口と、該排気回収口と排気回収ポートとをつなぐ排気
回収回路とを備えていることを特徴とする無接触保持装
置にある。

【０００８】前記排気回収口は、噴出口を囲う線上に沿
って形成された連続または断続する凹溝であり、排気回
収回路は前記凹溝の底部の任意の箇所に設けられた開口
部と給気ポートと連絡する管路とすることができる。

【０００９】気体分配室および排気回収回路は、延長壁
および気体噴出口と一体若しくはこれを支持する板状部
材に所要のポートをつないで削設されたループ状の溝
と、該溝を施蓋する薄板部材とで形成された板状体から
なる。

【００１０】さらに本発明の第２の要旨は、開口部に向
けてその口径を拡大する気体噴出口と、該気体噴出口の
開口部周縁に連なる延長壁とを含み、前記気体噴出口か
ら気体を噴出させることにより保持対象物と前記延長壁
との間に負圧と正圧とが均衡する空間を形成させて保持
対象物を無接触で保持する保持装置であって、延長壁面
の任意の箇所に延長壁面外に突出可能なピンを備え、前
記ピンが前記板状部材内に埋没する位置から前記延長壁
面外に突出可能な範囲に駆動する駆動機構からなる可動
ピンストッパ装置を備えたことを特徴とする無接触保持
装置にある。

【００１１】可動ピンストッパ装置は、板状部材の延長
壁に沿って貫通する回転軸と、該回転軸の任意の箇所に
半径方向に植設されたピンと、前記回転軸の一方の端部
に設けられた前記ピンが前記板状部材内に埋没する位置
から前記延長壁面外に突出可能な範囲の回転角で反復回
転させる駆動機構からなる。

【００１２】また可動ピンストッパ装置は、延長壁面上
の任意の位置に該延長壁面に対し垂直の方向に配置され
た少なくとも１の外部制御可能の共通のポートに接続さ
れるプランジャ形エアシリンダで構成することもでき、
この場合、エアシリンダは、長くともその総長が縮小時
には板状体内に埋没し、伸長時にはその作動端が延長壁
面より突出する衝程と大きさを有する。

【００１３】

【作用】上記のように構成された保持装置によって、例
えばカセットのラックに搭載したシリコンウエハを、ウ
エハの加工機にローディングしようとする場合、まず本
保持装置をカセットのウエハの直上に位置させ、給気ポ
ート及び排気ポートから給気と排気が行われる。給気に
よって、前記気体噴出口から気体を噴出させることによ
り、ウエハと前記延長壁との間には、負圧と正圧とが均
衡する空間が形成されて、ウエハが無接触で保持され
る。噴出した気体は、ウエハと延長壁との間を流れ、外
側に向かうが、排気回収口が、延長壁面の各気体噴出口
を囲うように配置されているので、外部に漏洩する前に
その大部分が回収される。次に可動ピンストッパ装置を
作動させてウエハの横移動を防止して、カセットから引
き抜き、所定の位置に移動、給排気を止めて保持状態を
解除する。しかる後、可動ピンストッパ装置を作動さ
せ、ピンを保持装置内に収納し、再び前記した作業を待
機する。

【００１４】以下、図面に基づいて実施例の詳細を説明
する。

【００１５】

【実施例１】図１ないし図１１は、本発明の第１実施例
を示すものである。保持装置１は、板状体２、該板状体
２の下面であり保持対象物（図１および図２に仮想線で
示す。）７に対向する延長壁３および前記板状体２の一
端を支持し、かつロボットその他の移動装置に連結され
る継手４、該継手４に設けられ本保持装置と給気源また
は排気源（いずれも図示せず。）とをつなぐ給気ポート
５０および排気ポート５１を主要な構成単位とする。板
状体２は、ほぼ長方形をなす板状の支持部材２０とこれ
に周知の結合手段で貼付される支持部材２０と同形の周
縁形状をもつ薄板部材３０からなり、薄板部材３０の下
面は前記延長壁３を形成する。

【００１６】２１は、図４，図６の断面図または図５で
明らかなように、支持部材２０の下面より削設した凹溝
からなる気体分配室で、支持部材２０のほぼ中央より継
手４に至る範囲に形成される。２２は、前記気体分配室
２１を囲うように気体分配室２１と同様下面から削設さ
れた凹溝（図４，５，９参照）で排気回収路を司る。４
０は継手固定部材、４１は継手支持部材で４２の固定ボ
ルトで板状体２を継手支持部材４１に固定することで前
記継手４を構成している。また前記気体分配室２１の継
手側の端部２１ｂは継手固定部材４１に固設された給気
ポート５０に連絡し、前記排気回収路２２の気体分配室
２１の支持部材側の端部２２ａは、前記気体分配室２１
の端部２１ａを中心とする半径ｒの大きな円弧を形成、
排気回収路２２の他方の端部２２ｂは継手固定部材４１
に固設された排気ポート５１に連絡する。

【００１７】一方、支持部材２０に皿小ねじ２３その他
の適宜な結合手段によって貼付された薄板部材３０は、
図５の底面図及び図６の断面図に明らかなように、気体
分配室２１の端部２１ａに対応する部分に下面に向けて
径を拡大する円錐状の気体噴出口３１が形成され、また
排気回収路２２の端部２２ａの円弧状部分に対応する部
分は、同形に切り抜かれて下面に解放する。したがっ
て、前記２１ａ，２２ａを除く支持部材２０に削設され
た凹溝の他の部分の下面は、全て閉鎖施蓋され給気又は
排気のための管路を形成する。４３は、給気または排気
の各ポートと気体分配室又は排気回収路との連絡部と外
部とを密封するシール部材である。

【００１８】気体噴出口３１の開口部を前記で円錐状と
したが、底部を円弧状にした椀を伏せたような形状が望
ましい。しかし、保持装置全体が薄い板状という形状的
な制約からその実施は困難であるが、可能な限りその口
径を大きくしこれに近付けたい。図７のように、少なく
とも噴出口周辺の凹溝を反対側から削設し、これを施蓋
して開口部の肉厚を確保すれば、若干ではあるが改善で
きる。

【００１９】６０は、Ｌ字形支持金具６１を介して継手
３の両側に取り付けられた圧縮空気またはその他の圧力
流体で作動するロータリアクチェータからなる駆動機構
で、その出力軸６０ａには、軸継手６２を介して回転軸
６３が連結される。回転軸６３は、板状体１の両側を板
状体１の延長方向に沿って回転可能に貫通し、駆動機構
６０の入力ポート６０ｂに接続された圧力源（図示せ
ず。）を制御することによって、９０°回動可能に構成
されている。２４は、回転軸６３の対象物７の周縁の外
郭に相当する箇所にカラー２５等を介して植設されたピ
ンで、駆動機構６０の作動に伴って、図１０に示すよう
な延長壁３に平行な位置と垂直な位置との間を往復する
反復動作をなす。２６は、ピン２４の作動を許す空間の
ための板状体２のピン２４に対応する位置に設けられた
切り欠きである。

【００２０】図１１は、図１に示す実施例の気体噴出口
３１の変形例で、図１で噴出口が１個であるのに対し、
気体分配室２１の一方の端部２１ａをＸ字状に分岐さ
せ、４個としたものである。このことにより面積が大き
く保持が不安定な対象物に適応させている。図示例は、
噴出口を４個としているが、保持対象物の形状または大
きさに合わせて適宜の数と配置に増減させることができ
る。また前記回転軸６３の駆動機構にロータリアクチェ
ータを使用したが、他の回転装置、例えば直動エアシリ
ンダとラック歯車またはクランク等の組み合わせ或は直
接減速電動機で駆動させることも可能である。

【００２１】

【実施例２】前記実施例における可動ピンガイド装置と
は異なった実施例を図１２ないし図１５に示す。図中、
前実施例と同一の構成部分は同一符号を付し、その説明
の詳細を省略する。

【００２２】図中８０は、板状体２の延長方向に沿って
支持部材２０の両側縁に、前記凹溝２１，２２とは逆の
上面側から削設した凹溝からなる分配路、該分配路８０
の継手部４側の端部８０ｂには、これと端部を重複させ
て両側の分配路８０を連絡し、その中間が継手部４を迂
回する支持部材２０の下面より削設された凹溝からなる
連絡路８１が設けられる。この上面から削設された分配
路８０には、該凹溝の溝幅より若干幅広の上蓋材８２で
施蓋、また連絡路８１は、前記給気路２１または排気路
２２と同様、薄板部材３０によって施蓋され、共通の管
路を形成している。分配路８０のほぼ両端、すなわち一
方の前記凹溝の重複部近傍と、他方の端部には、延長壁
３に垂直な方向に作動するプランジャ８３，８３，８
３，８３を備え、継手部４に至る部分の連絡路８１に
は、ストッパ制御ポート９０が設けられている。

【００２３】プランジャ８３は、図１５の断面図に明ら
かなように、ナイロンその他の低摩擦樹脂材料で製作さ
れた大小２段の直径を有する円柱からなり、大径部８３
ａは支持部材２０に穿孔されたシリンダ穴８４に摺動可
能に収容、小径部８３ｃは、薄板部材３０を遊合可能に
貫通する。さらに大径部８３ａの端面には、突起８３ｂ
を備える。ここで小径部８３ｃは、対象物７の位置を規
制すると共に、大径部との段差は、薄板部材３０の貫通
孔に係合してプランジャ８３の衝程を規定する。また突
起８３ｂは、プランジャ８３の受圧面を確保する。

【００２４】前記ストッパ制御ポート９０には、図示し
ないが前記給気ポート５０および排気ポート５１ト共に
その給，排気を制御する気体制御回路を経て、所要の気
体圧力源ないし真空源に接続され、加圧または減圧され
た気体は、連絡路８１，分配路８０を経てシリンダ穴８
４に至り、プランジャ８３ヲ押し出し、または後退させ
る。そして、プランジャ８３とシリンダ穴８４の長さと
深さは、加圧時に小径部８３ｃの先端が延長壁３より突
出し、減圧時は、その先端が板状体２内に埋没するよう
設計的に決定する。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上記したような構成を有する
ことで、以下に記載するような効果を奏する。

【００２６】延長壁の１または１群毎噴出口を囲う線上
に排気回収口を配置し、該排気回収口と排気回収ポート
とをつなぐ排気回収回路を経て強制的に気体噴出口から
の噴出気体を回収しているので、クリーンルーム等の周
囲の雰囲気の撹乱を防止できる。

【００２７】さらに前記排気回収口を、噴出口を囲う線
上に沿って形成された連続又は断続する凹溝とすること
により、噴出気体を効率的に回収できるばかりでなく、
噴出口を複数備えるような場合、噴出気体相互の干渉に
伴う作用面積の減少を抑制する効果が期待できる。

【００２８】そして気体分配室および排気回収回路を、
延長壁および気体噴出口と一体若しくはこれを支持する
板状部材に所要のポートをつないで削設されたループ状
の溝と、該溝を施蓋する薄板部材とで形成しているの
で、保持装置本体の高さを極めて小さく抑えることがで
きるので、加工機械の狭隘なスペースまたはカセットの
ラック等のハンドリングにも対応できる。

【００２９】また、延長壁面の任意の箇所に延長壁面外
に突出可能なピンと該ピンが前記板状部材内に埋没する
位置から前記延長壁面外に突出可能な範囲に駆動する駆
動機構を備えていることから、保持対象物の置かれてい
る残余の狭隘な空間にも容易に挿入でき、かつ挿入後に
ピンを操作することで、対象物の位置決めを行うことが
できるので、前記した本体の高さを抑えることのできる
効果と相俟って狭隘空間に対する効果が顕著となる。

【００３０】この可動ピンストッパ装置を、板状部材の
延長壁に沿って貫通する回転軸に設けたピンがを板状部
材内に埋没する位置から前記延長壁面外に突出可能な範
囲の回転角で反復回転させることで、実施することが可
能となる。

【００３１】さらに、この可動ピンストッパ装置を、総
長が縮小時には板状体内に埋没し、伸長時にはその作動
端が延長壁面より突出する衝程と大きさを有するプラン
ジャ形エアシリンダとすることで、前記した可動ピンス
トッパ装置より単純な構成とすることができるが、プラ
ンジャの材料に、高頻度の反復動作に耐えられるナイロ
ンその他の低摩擦樹脂材料等を使用する等の配慮が必要
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無接触保持装置の第１実施例を示す平面図であ
る。

【図２】無接触保持装置の第１実施例を示す正面図であ
る。

【図３】無接触保持装置の第１実施例を示す側面図であ
る。

【図４】無接触保持装置の第１実施例を示す底面図であ
る。

【図５】図１のＡ−Ａで破断し拡大して示した断面図で
ある。

【図６】図１のＢ−Ｂで破断し拡大して示した断面図で
ある。

【図７】気体噴出口の図６とは別の形成例を示す。

【図８】図１のＣ−Ｃで破断し拡大して示した断面図で
ある。

【図９】図１のＤ−Ｄで破断し拡大して示した断面図で
ある。

【図１０】図１のＥ−Ｅで破断し拡大して示した断面図
である。

【図１１】体噴出口を４個とした図１と同様の平面図で
ある。

【図１２】無接触保持装置の第２実施例を示す平面図で
ある。

【図１３】無接触保持装置の第２実施例を示す正面図で
ある。

【図１４】図１１のＡ−Ａで破断し拡大して示した断面
図である。

【図１５】図１１のＢ−Ｂで破断し拡大して示した断面
図である。

【符号の説明】

１保持装置２板状体２０支持部材２１気体分配室２２排気回収回路２２ａ排気回収口２４ピン２５切り欠き３延長壁３０薄板部材３１気体噴出口４継手４０継手固定部材４１継手支持部材５０給気ポート５１排気回収ポート６０駆動機構６２回転軸７保持対象物８３プランジャ８３ｂスペーサ９０ストッパ制御ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ 8418−4Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１または複数の開口部に向けてその口径
を拡大する気体噴出口と、該気体噴出口の開口部周縁に
連なる延長壁と、前記気体噴出口と送気源に接続すべき
給気ポートとの間を連通する気体分配室とを含み、前記
気体噴出口から気体を噴出させることにより保持対象物
と前記延長壁との間に負圧と正圧とが均衡する空間を形
成させて保持対象物を無接触で保持する保持装置であっ
て、前記延長壁の１または１群毎噴出口を囲う線上に配
置した排気回収口と、該排気回収口と排気回収ポートと
をつなぐ排気回収回路とを備えていることを特徴とする
無接触保持装置。
【請求項２】排気回収口は、噴出口を囲う線上に沿っ
て形成された連続又は断続する凹溝であり、排気回収回
路は前記凹溝の底部の任意の箇所に設けられた開口部と
給気ポートと連絡する管路である請求項１に記載の無接
触保持装置。
【請求項３】気体分配室および排気回収回路は、延長
壁および気体噴出口と一体若しくはこれを支持する板状
部材に所要のポートをつないで削設されたループ状の溝
と、該溝を施蓋する薄板部材とで形成した板状体からな
ることを特徴とする請求項１に記載の無接触保持装置。
【請求項４】開口部に向けてその口径を拡大する気体
噴出口と、該気体噴出口の開口部周縁に連なる延長壁と
を含み、前記気体噴出口から気体を噴出させることによ
り保持対象物と前記延長壁との間に負圧と正圧とが均衡
する空間を形成させて保持対象物を無接触で保持する保
持装置であって、延長壁面の任意の箇所に延長壁面外に
突出可能なピンを備え、前記ピンが前記板状部材内に埋
没する位置から前記延長壁面外に突出可能な範囲に駆動
する駆動機構からなる可動ピンストッパ装置を備えたこ
とを特徴とする無接触保持装置。
【請求項５】可動ピンストッパ装置は、板状部材の延
長壁に沿って貫通する回転軸と、該回転軸の任意の箇所
に半径方向に植設されたピンと、前記回転軸の一方の端
部に設けられた前記ピンが前記板状部材内に埋没する位
置から前記延長壁面外に突出可能な範囲の回転角で反復
回転させる駆動機構からなることを特徴とする請求項４
に記載の無接触保持装置。
【請求項６】可動ピンストッパ装置は、延長壁面上の
任意の位置に該延長壁面に体し垂直の方向に配置された
少なくとも１の外部制御可能の共通のポートに接続され
るプランジャ形エアシリンダであり、該エアシリンダ
は、長くともその総長が縮小時には板状体内に埋没し、
伸長時にはその作動端が延長壁面より突出する衝程と大
きさを有する請求項４に記載の無接触保持装置。
【請求項７】任意の箇所の延長壁面に向けて解放した
板状部材の厚さ方向に穿孔された盲孔と、該盲孔と給気
ポートとを連絡する溝と、前記盲孔に軸方向に摺動可能
に挿入され全長が盲孔の深さにほぼ近く延長壁面側の端
部に小径部を形成せしめたプランジャと、該プランジャ
の他方の端部と前記盲孔底部との間の微小長さのスペー
サとを備え、前記薄板部材はプランジャの位置と小径部
直径に対応した小孔を有し、前記プランジャの脱落防止
と前記溝の施蓋を兼ねる請求項６に記載の無接触保持装
置。
【請求項８】プランジャは、ナイロンその他の低摩擦
樹脂材料からなり、スペーサは小径部と反対の端面に形
成した小突起である請求項７に記載の無接触保持装置。