JPH07132482A - ウェハ把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 柔軟な動きによる、半導体製造装置におけ
る搬送機構に適したウェハ把持装置を提供する。 【構成】 機枠に固定された支軸を中心に回動可能に
設けられた円板と、機枠に固定されたボールスライド上
を摺動可能なスライド板とを有し、人工筋肉の伸縮によ
り円板を回動させ、円板に形成されたスリットの動きを
介してスライド板を摺動させることにより把持爪を開閉
してワークの周縁を把持・開放する。柔軟な動きにより
ワークに衝撃を与えず、簡単な制御でスムーズに動作で
き半導体ウェハの搬送に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリコンウェハのような
板状部材を無衝撃で把持するウェハ把持装置に関し、さ
らに詳細には柔軟運動が可能な直進形柔軟アクチュエー
タにより板状部材を柔軟に把持できるウェハ把持装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程では、写真露光装置、エ
ッチング装置、気相成膜装置等多くのウェハ処理装置を
無塵室内で使用するので、半導体基板であるシリコンウ
ェハをこれらの装置間で搬送しなければならない。従来
は、シリコンウェハを搬送するのに、排気ポンプ等を利
用した吸着パッドでウェハを把持し、これをモータ、ピ
ストン機構のような機械的運動要素で搬送していた。そ
して、把持しようとするウェハに吸着パッドをアプロー
チする際（以下、「ウェハアプローチ」という）にも機
械的運動要素による運動を利用していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸着パッドと
機械的運動要素とによる従来のウェハ把持装置は以下の
ような問題点を有していた。第一に、吸着パッドは排気
のためのロータリーポンプを必要とする。ロータリーポ
ンプは、シール等のためにオイルを使用するので、オイ
ルミストにより無塵室の清浄度を害するおそれがある。
また、吸着パッド自身、ウェハの吸着箇所を汚染する可
能性がある。通常はウェハの裏面を吸着するのである
が、工程中のウェハハンドリングによってはプロセス面
を吸着せざるを得ない場合があり、歩止まりの低下を招
く。

【０００４】第二に、モータ、ピストン等の機械的運動
要素による問題がある。即ちこれらは一般に剛性のある
構造とされ、かかる剛性によりミクロンオーダの運動と
位置決め精度を持ちうるように構成されている。このよ
うな剛的な運動要素が所定の運動をしている途中に他の
部材等に当たると、機械的衝撃を発生することになる。
以下これを「硬い動き」という。

【０００５】ところでシリコンウェハの場合、硬い動き
による機械的衝撃が加わると内部欠陥が発生してその電
気特性に影響することがある。更に、衝撃の程度によっ
ては脆性材料であるウェハ自体の破損・変形につながる
こともある。また、破損・変形の際に必然的に発生する
パーティクルは、ウェハ上に形成されるべき微細回路素
子の加工寸法よりも大きいことがあるので、他のウェハ
に付着すると必要な微細回路加工を妨害して歩止まりを
下げることになる。これらの理由により、ウェハへの機
械的衝撃は可能な限り排除すべきである。このため、ウ
ェハアプローチの際の動きにこのような硬い動きを用い
る場合には、極度に綿密な位置制御および速度制御によ
る微速駆動を行って、機械的衝撃の発生を抑える必要が
ある。しかし機械的運動要素であるピストンは、超低速
駆動を行なうと段付挙動を起こすので、位置精度が悪く
また瞬間速度はさほど遅くないため機械的衝撃を排除で
きない。

【０００６】一方近年では、ゴムのような伸縮性材料と
強化繊維のような非伸縮性材料とを組合せこれに圧縮空
気を供給することにより、硬い動きでない柔軟な動きが
可能なフレキシブルアクチュエータが種々提案されてい
る（田中、機械設計３６、８（１９９２−７）、３２〜
３９等）。フレキシブルアクチュエータは、伸縮性材料
と非伸縮性材料との組合せ方により直進・湾曲・屈曲・
ねじれ等の多彩な動きが可能である。このため、フレキ
シブルアクチュエータをウェハ把持装置のウェハアプロ
ーチに用いることにより、機械的衝撃の発生を排除した
ウェハ把持装置が実現されるものと考えられる。

【０００７】しかしながら、従来のフレキシブルアクチ
ュエータは半導体製造工程に適用するには未だ不十分で
あった。例えば、図９に示す湾曲形のフレキシブルアク
チュエータの場合、アクチュエータ自体は基本的に剛性
のないゴムチューブを主体に構成されるので、単独でウ
ェハ等把持対象物（以下、「ワーク」という）を把持す
ると、ワークの重量によりチューブの変形や振動が発生
し、必要な位置精度が得られない。また、この種の湾曲
アクチュエータは、ゴムチューブと強化繊維との組合せ
により構成されている。従って、強化繊維の貼着位置に
ずれがあると実際の変形挙動もこれを忠実に反映するの
で、このことも湾曲アクチュエータの位置精度を低下さ
せる。

【０００８】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためになされたものであり、ウェハ汚染の原因となる吸
着パッドを使用せず、直進形フレキシブルアクチュエー
タを利用することによりウェハアプローチの際の衝撃を
排除してウェハのような脆性対象物を柔軟に把持し、か
つ複雑な制御機構なくして高い位置精度を実現できる、
半導体製造分野への適用に適したウェハ把持装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため本出願の請求項１に記載する発明のウェハ把持装
置は、機枠と、機枠に固定して形成された支軸と、支軸
を中心に回動可能に設けられた円板と、機枠と円板とに
より挟持された伸縮手段とを有する把持装置において、
前記円板に形成された３個以上のスリットと、前記機枠
に固定して設けられた３個以上のボールスライドと、各
ボールスライドに摺動可能に設けられたスライド板と、
各スライド板に固定して設けられた把持爪と、各スライ
ド板に固定して設けられ前記各スリットに嵌合するピン
とを有し、前記伸縮手段が人工筋肉であり、人工筋肉の
伸縮により前記円板の角度を変更して各スリットに嵌合
されたピンを駆動して各スライド板を摺動させることに
より各把持爪の位置を変更してウェハ等の薄板状対象物
を把持または開放する構成とされる。

【００１０】また、請求項２に記載する発明のウェハ把
持装置は、シャシと、シャシに固定して形成された支点
と、支点を中心に回動可能に設けられたアームと、シャ
シとアームとにより挟持された伸縮手段とを有する把持
装置において、前記伸縮手段が人工筋肉であり、人工筋
肉の伸縮により前記アームの角度を変更してウェハ等の
薄板状対象物を把持または開放する構成とされる。

【００１１】

【作用】前記構成を有する請求項１のウェハ把持装置で
は、伸縮手段である人工筋肉に加圧すると、人工筋肉が
柔軟に伸長する。人工筋肉の一端は機枠に取り付けられ
ているので人工筋肉の他端が円板を押す。このため円板
が支軸を中心に回動し、円板に形成されている各スリッ
トの機枠に対する角度を変える。このとき各スリットに
より各スライド板に形成されたピンが牽引され、各スラ
イド板はボールスライド上を摺動して移動する。この結
果各スライド板に形成された把持爪がその位置を変え
る。人工筋肉に印加した圧力を開放すると、人工筋肉が
短縮して円板を引く。このため円板は支軸を中心に回動
し各スリットが元の角度に戻る。これにより各スライド
板がボールスライド上を摺動して各把持爪が元の位置に
戻る。かくして各把持爪により脆性の薄板状ワークを柔
軟に把持し、また開放することができる。

【００１２】また、請求項２のウェハ把持装置では、伸
縮手段である人工筋肉に加圧すると、人工筋肉が柔軟に
伸長する。人工筋肉の一端はシャシに取り付けられてい
るので人工筋肉の他端がアームを押す。このためアーム
は、支点を中心に回動してシャシに対する角度を変え
る。人工筋肉に印加した圧力を開放すると、人工筋肉が
短縮してアームを引く。このためアームは、支点を中心
に回動して元の角度に戻る。かくしてアームにより脆性
の薄板状ワークを柔軟に把持し、また開放することがで
きる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のウェハ把持装置を具体化した
いくつかの実施例を図面を参照して説明する。まず、本
発明の第１の実施例であるウェハ把持装置１について図
１ないし図３を参照して説明する。ウェハ把持装置１
は、基本的に人工筋肉４の伸縮によりワークを柔軟に把
持するものであり、特にシリコンウェハのような脆性か
つ略円形平板状のワークの周縁を把持することを考慮し
たものである。

【００１４】ウェハ把持装置１は、図１（上方からの透
視図）及び図２（側方からの透視図）に示されるよう
に、略偏平円筒形状の外形をなす機枠８０内に人工筋肉
４等の構成要素等を収納してなるものである。機枠８０
内部の中心には支軸８１が形成されている。また、機枠
８０上面側中心にはヘッド８２が突設されており、ヘッ
ド８２を通して機枠８０内部の人工筋肉４に圧縮空気を
印加・開放するエアホースや、リニアポテンショメータ
６０の信号を出力するケーブル等が出入りしている。ま
た、機枠８０下面には３個の長円形の孔８５が相互に１
２０゜、かつ中心から等距離の位置（以下、「３回対称
位置」という）に形成されている。

【００１５】機枠８０内部には、円板８３が支軸８１に
対して回動可能に設置されている。そして、人工筋肉４
は基端ホルダ４１を機枠８０に、先端ホルダ４２を円板
８３にそれぞれ取り付けられている。従って、人工筋肉
４の伸縮に伴い円板８３は支軸８１を中心に回動する。
円板８３には、３個のスリット８４が３回対称位置に形
成されている。機枠８０の下面の裏面（機枠８０内部）
には、３個（図中には作図上１個のみ表示）のボールス
ライド８６が近接する孔８５と平行に、かつ３回対称位
置に配置されている。そして、各ボールスライド８６上
には略「ケ」字状のスライド板８７が配設されている。
各スライド板８７はボールスライド８６の働きにより孔
８５と平行に摺動することができる。各スライド板８７
の一端には、棒状の把持爪８８が下向きに取り付けられ
ている。各把持爪８８は、孔８５を通して機枠８０の外
部へ突出している。

【００１６】また、各スライド板８７の別の一端には、
棒状のピン８９が上向きに取り付けられている。各ピン
８９は、円板８３のスリット８４に嵌合されている。こ
のため、円板８３が回動すると、各スリット８４の位置
が変わることに伴い、各ピン８９が移動され、結局各ス
ライド板８７がボールスライド８６上を摺動する。各把
持爪８８、各ピン８９はそれぞれ中心から等距離にあ
る。尚、３つのピン８９の内の１つには、その先端にス
テー９０を介してリニアポテンショメータ６０の可動端
６１が取り付けられている。これにより、ピン８９の位
置をモニタすることができる。

【００１７】ここで、人工筋肉４について説明する。人
工筋肉４は基本的に、伸縮チューブ４０の両端を基端ホ
ルダ４１と先端ホルダ４２とにより保持して構成され
る。伸縮チューブ４０は、図８に外観図（ａ）と断面図
（ｂ）とを示すように柔軟性のあるフレキシブルチュー
ブ５１の周方向に非伸縮性の強化繊維５２を貼着接合し
てなるものである。伸縮チューブ４０の内部に圧縮空気
を印加すると、容積増加のためにフレキシブルチューブ
５１は弾伸されるのであるが、強化繊維５２が周方向に
貼着されているため半径方向への伸拡ができず、伸縮チ
ューブ４０は長さ方向にのみ伸長する。

【００１８】フレキシブルチューブ５１の材質としては
シリコーンゴム、生ゴム等適度な柔軟性と伸縮性を備え
るものであれば何でもよい。強化繊維５２の材質として
は、金属繊維や炭素繊維の他、絹糸等でもよいが、フレ
キシブルチューブ５１や接着剤とのなじみがよく、湾曲
方向にのみ柔軟性が高く伸縮方向には柔軟性が低いもの
を使用するのがよい。そしてこれらを接合する接着剤と
しては、フレキシブルチューブ５１と同質のものを用い
るのがよい。基端ホルダ４１には通気孔が形成されてお
り、伸縮チューブ４０内に圧縮空気を導入することがで
きる。

【００１９】上記構成を有するウェハ把持装置１は、以
下のように動作する。まず、人工筋肉４に圧縮空気が印
加されない状態、即ち人工筋肉４が縮状態にある場合に
ついて説明する。図１はこの状態を示している。図１の
状態では、各スライド板８７のピン８９は、各スリット
８４における外端に位置している。従って各スライド板
８７も、ボールスライド８６上の外端位置にあり各把持
爪８８も孔８５における外端位置にある。従って各把持
爪８８の相互間隔が大きく、ウェハ把持装置１はワーク
を把持しない状態にある。

【００２０】人工筋肉４に圧縮空気を印加すると、人工
筋肉４が伸長する。このため人工筋肉４の先端ホルダ４
２が矢印Ａのように円板８３を押し、円板８３は支軸８
１を中心に矢印Ｂの向きに回動する。これに伴い各スリ
ット８４も移動する。そして、各スリット８４の移動に
随動して各ピン８９も移動する。このため各スライド板
８７がボールスライド８６上を摺動して矢印Ｃの向きに
移動する。従って各把持爪８８が孔８５に沿って内側方
向に移動する。この状態を図３に透視図で示す。かくし
て各把持爪８８の相互間隔が狭まりウェハ把持装置１は
ワークを把持する。人工筋肉４に印加した圧縮空気を開
放すると、人工筋肉４が縮状態に戻るためウェハ把持装
置１は図１の状態に戻り、ワークの把持を解除する。ま
た、上記動作において、リニアポテンショメータ６０の
出力信号により圧縮空気の供給圧制御等の手段を介して
把持爪８８の位置制御を行なってもよい。

【００２１】ここにおいて、把持爪８８の動きが人工筋
肉４の伸縮により駆動されることにより、以下の効果が
存在する。即ち、人工筋肉４は前記のように基本的にフ
レキシブルチューブ５１により構成され、これを空気圧
で伸縮させるものであるから、機械的運動要素のような
硬い動きでなく、柔軟な動きである。このため、人工筋
肉４の伸長により把持爪８８がワークにアプローチする
際に衝撃を与えることがなく脆性のワークの破損等を防
ぐことができる。また、人工筋肉４の伸縮チューブ４０
が強化繊維５２を有しているので、圧縮空気印加時にお
いても伸縮チューブ４０の半径方向への伸拡がない。従
って、圧力印加による伸縮チューブ４０の容積増加が効
率よく伸縮動に変換されるので、過大な圧縮空気圧を必
要とすることはない。また、伸縮チューブ４０の外面が
円板８３等に接触することもなく動作はスムーズであ
る。

【００２２】また、スリット８４の長さにより動きの両
限が制限されるので人工筋肉４の劣化や破裂が防止され
る。また、ウェハ把持装置１では、３つの把持爪８８の
相対位置が機械的に決定されているので、ワークを把持
したときの位置精度に優れている。尚、円板８３におけ
るスリット８４の位置と人工筋肉４の取付位置との関係
等を変更すれば、人工筋肉４の伸縮と把持爪８８の開閉
との関係を逆にすることもできる。更に、孔８５、ボー
ルスライド８６、スライド板８７、把持爪８８、ピン８
９、スリット８４の個数は、３個に限られることはなく
４個以上としてもよい。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４は第２の実施例であるウェハ把持装置１０の
構成を示す図である。図４に示すウェハ把持装置１０
は、基本的にシャシ部分２と手指部分３とにより構成さ
れている。シャシ部分２には、中空筒状のシリンダ２１
が掘設されている。シリンダ２１内には人工筋肉４が埋
装されている。また、人工筋肉４に圧縮空気を導入する
ための通気ポート２６が穿設されている。そして、シリ
ンダ２１の底部２５に穿設された孔２３を通して人工筋
肉４の先端ホルダ４２のロッド部分４６が突出してお
り、その先端にはピン３６が形成されている。また、シ
ャシ部分２の図４中シリンダ２１下には、ポテンショメ
ータ６０が埋設されている。

【００２４】手指部分３は、Ｌ字形をした２本の把持ア
ーム３１Ａ、３１Ｂを有している。把持アーム３１Ａの
一端にはピボット孔３２Ａが形成され、ピボット孔３２
Ａと屈折部との中間位置には、長円形のピン孔３３Ａが
形成されている。そして、ピボット孔３２Ａの反対側が
把持爪３７Ａとなっている。把持アーム３１Ｂにも同様
にピボット孔３２Ｂとピン孔３３Ｂが形成されており、
ピボット孔３２Ｂの反対側が把持爪３７Ｂとなってい
る。また、シャシ部分２の背部から、支点ステー３４が
延設されており、支点ステー３４には支点軸３５Ａ、３
５Ｂが設けられている。そして、把持アーム３１Ａ、３
１Ｂのピボット孔３２Ａ、３２Ｂが、それぞれ支点軸３
５Ａ、３５Ｂに回動可能に嵌持されている。そして、ピ
ン孔３３Ａ、３３Ｂには、ピン３６が嵌挿されている。
即ち、人工筋肉４の伸縮によりピン３６が図中左右移動
すると把持爪３７Ａ、３７Ｂの間隔が広がったり狭まっ
たりする。

【００２５】本実施例における人工筋肉４は、先端ホル
ダ４２にロッド部分４６及びピン３６が形成されている
点を除き、前記第１実施例におけるものと同様のもの
で、基端ホルダ４１がシャシ部分２に固定され、伸縮動
により把持アーム３１Ａ、３１Ｂを駆動して開閉動をさ
せるものである。

【００２６】基端ホルダ４１はシリンダ２１内に固定し
て嵌装される略円柱形状の部材であり、伸縮チューブ４
０を嵌持する嵌持ヘッド４４と、外部と伸縮チューブ４
０の内部とを連通するための通孔４７とが形成されてい
る。従って、通気ポート２６から通孔４７を経由して伸
縮チューブ４０内に圧縮空気を導入することができる。
先端ホルダ４２は略笠状の部材であって、伸縮チューブ
４０を嵌持する嵌持ヘッド４５と、前記したロッド部分
４６と、鍔部分４３とを有している。ロッド部分４６は
シリンダ２１の孔２３に対して摺動可能となっており、
その先端には前述のようにピン３６が形成されている。
鍔部分４３の径はシリンダ２１の内面より小さく、また
前述の嵌持ヘッド４５の反対側にシリンダ２１の底部２
５に当接する当接面４８が形成されている。

【００２７】続いて、前記構成を有するウェハ把持装置
１０の動作を説明する。まず、通気ポート２６から圧縮
空気の導入をしない場合には、図４に示すように伸縮チ
ューブ４０が縮状態にあり、従って人工筋肉４が縮状態
にある。このため先端ホルダ４２が図中右方向に移動し
ており、これに伴いピン３６も右方向に移動している。
これにより、把持アーム３１Ａ、３１Ｂは、それぞれピ
ン孔３３Ａ、３３Ｂのある側が右方向に牽引され、従っ
て、把持アーム３１Ａは支点軸３５Ａを中心に反時計方
向に、把持アーム３１Ｂは支点軸３５Ｂを中心に時計方
向に回動し、この結果把持爪３７Ａ、３７Ｂの間隔が広
がっている。即ち、ウェハ把持装置１０はワークを開放
する状態にある。

【００２８】次に、通気ポート２６から圧縮空気を導入
すると、図５に示す状態となる。即ち、導入された圧縮
空気により伸縮チューブ４０内が高圧となり伸縮チュー
ブ４０は軸方向に伸長する。従って、人工筋肉４が伸状
態となり当接面４８がシリンダ２１の底部２５に当接す
るまで先端ホルダ４２が図中左方向に移動し、これに伴
いピン３６も左方向に移動する。これにより、把持アー
ム３１Ａ、３１Ｂは、それぞれピン孔３３Ａ、３３Ｂの
ある側が左方向に押出される。従って、把持アーム３１
Ａは支点軸３５Ａを中心に時計方向に、把持アーム３１
Ｂは支点軸３５Ｂを中心に反時計方向に回動し、この結
果把持爪３７Ａ、３７Ｂの間隔が狭まる。即ち、ウェハ
把持装置１０はワークを把持する状態となる。

【００２９】ここで、当接面４８が底部２５に当接する
ことにより人工筋肉４の伸長が所定位置で停止されるの
で、把持爪３７Ａ、３７Ｂの間隔が過度に狭まることが
防がれ、またフレキシブルチューブ５１が過伸長して劣
化・破損することが防止されている。通気ポート２６か
ら圧縮空気を開放すると、ウェハ把持装置１０は図４の
状態に戻る。尚、上記動作において、ポテンショメータ
６０により人工筋肉４の伸長動をモニタし、圧縮空気の
供給圧制御等の手段により把持爪３７Ａ、３７Ｂの位置
制御を行なってもよい。

【００３０】上記したウェハ把持装置１０の動作は人工
筋肉４の伸縮動によるものであるから、その動きは第１
実施例と同様に柔軟な動きであり、アプローチの際にも
ワークに衝撃を与えることはない。また、過大な圧縮空
気圧を要せず効率よく作動する。また、当接面４８によ
り人工筋肉４の伸長が制限されるので劣化や破裂が防止
される。また、人工筋肉４の伸縮チューブ４０が強化繊
維５２を有しているので、圧縮空気印加時においても伸
縮チューブ４０の半径方向への伸拡がない。従って、圧
力印加による伸縮チューブ４０の容積増加が効率よく伸
縮動に変換されるので、過大な圧縮空気圧を必要とする
ことはない。また、伸縮チューブ４０の外面がシリンダ
２１に接触することもなく動作はスムーズである。かか
るウェハ把持装置１０は、プロセス済みのウェハをダイ
シングしたチップを把持するのに適している。

【００３１】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図６は、第３の実施例にかかるウェハ把持装置１
１の構成を示す図である。ウェハ把持装置１１は、基本
的にシャシ部分２と手指部分７とにより構成されてい
る。シャシ部分２は前記第２実施例のウェハ把持装置１
０におけるシャシ部分２と同様の内部構成を有するので
詳細な説明は省略する。手指部分７は、ピボット孔とピ
ン孔との位置関係を変えることにより、第２実施例のウ
ェハ把持装置１０における手指部分７とは逆の開閉動を
行なうようにしたものである。

【００３２】即ち手指部分７は、Ｌ字形をした２本の把
持アーム７１Ａ、７１Ｂを有しているが、ピボット孔７
２Ａ、７２Ｂは、把持アーム７１Ａ、７１Ｂの端部では
なく屈折部に形成されている。そして、把持アーム７１
Ａ、７１Ｂの短い方の端部には、ピン溝７３Ａ、７３Ｂ
が形成されている。そして、ピン溝７３Ａ、７３Ｂの反
対側が把持爪７７Ａ、７７Ｂとなっている点では第２実
施例の場合と同様である。また、シャシ部分２の背部か
ら、支点ステー７４が延設され、支点ステー７４には支
点軸７５Ａ、７５Ｂが設けられている点、把持アーム７
１Ａ、７１Ｂのピボット孔７２Ａ、７２Ｂが、それぞれ
支点軸７５Ａ、７５Ｂに回動可能に嵌持されている点、
そして、ピン溝７３Ａ、７３Ｂには、人工筋肉４の可動
ホルダ４２に形成されるピン７６が嵌挿されている点も
第２実施例の場合と同様である。

【００３３】かかる構成を有するウェハ把持装置１１
は、第２実施例のウェハ把持装置１０とは逆の動作をす
る。即ち、通気ポート２６から圧縮空気を導入すること
により人工筋肉４が伸長し、圧縮空気を開放することに
より人工筋肉４が元の状態に戻る点では同じであるが、
人工筋肉４の伸縮と把持爪７７Ａ、７７Ｂの開閉との関
係が逆なのである。

【００３４】まず、圧縮空気を印加していない状態につ
いて説明する。この状態では、第２実施例と同様人工筋
肉４が縮状態にある。このため先端ホルダ４２が図中右
方向に移動しており、これに伴いピン７６も右方向に移
動している。これにより、把持アーム７１Ａ、７１Ｂ
は、それぞれピン溝７３Ａ、７３Ｂのある側が右方向に
牽引され、従って、把持アーム７１Ａは支点軸７５Ａを
中心に反時計方向に、把持アーム７１Ｂは支点軸７５Ｂ
を中心に時計方向に回動し、この結果把持爪７７Ａ、７
７Ｂの間隔が狭まっている。即ち、ウェハ把持装置１１
は第２実施例と逆にワークを把持する状態にある。図６
はこの状態を示している。

【００３５】次に、通気ポート２６から圧縮空気を導入
すると、図７に示す状態となる。即ち、導入された圧縮
空気により第２実施例と同様に人工筋肉４が伸状態とな
り当接面４８がシリンダ２１の底部２５に当接するまで
先端ホルダ４２が図中左方向に移動し、これに伴いピン
７６も左方向に移動する。これにより、把持アーム７１
Ａ、７１Ｂは、それぞれピン溝７３Ａ、７３Ｂのある側
が左方向に押出される。従って、把持アーム７１Ａは支
点軸７５Ａを中心に時計方向に、把持アーム７１Ｂは支
点軸７５Ｂを中心に反時計方向に回動し、この結果把持
爪７７Ａ、７７Ｂの間隔が広がる。即ち、ウェハ把持装
置１１は第２実施例と逆にワークを開放する状態とな
る。

【００３６】ここで、第２実施例と同様に当接面４８が
底部２５に当接することにより人工筋肉４の伸長が所定
位置で停止されるので、把持爪７７Ａ、７７Ｂの間隔が
過度に広がることが防がれ、またフレキシブルチューブ
５１が過伸長して劣化・破損することが防止されてい
る。通気ポート２６から圧力を開放すると、ウェハ把持
装置１１は図６の状態に戻る。尚、上記動作において、
第２実施例と同様ポテンショメータ６０により把持爪７
７Ａ、７７Ｂの位置制御を行なってもよい。

【００３７】ここにおいて、上記のウェハ把持装置１１
の動きは第２実施例と同様人工筋肉４の伸縮により駆動
されるものであるから、把持爪７７Ａ、７７Ｂは柔軟な
動きによりワークにアプローチし、衝撃を与えずワーク
の破損等が防がれる。また、伸縮チューブ４０が強化繊
維５２を有している点も第２実施例と同様なので、過大
な圧縮空気圧を必要せず効率よくスムーズに動作でき
る。ウェハ把持装置１１も第２実施例と同様、プロセス
済みのウェハをダイシングしたチップを把持するのに適
している。

【００３８】以上の説明から、前記各実施例のウェハ把
持装置においては、人工筋肉の伸縮により把持爪を柔軟
に駆動して、アプローチの際にもワークに衝撃を与えず
に把持することができ、ワークの破損等が防止されてい
る。また、人工筋肉はフレキシブルチューブと強化繊維
とにより構成されるものであるから、通常使用される圧
縮空気で十分であり、作動もスムーズである。また、第
１実施例のウェハ把持装置では把持するワークの位置精
度にも優れている。これにより、衝撃を嫌う半導体製造
装置のウェハ搬送にも適用できるすぐれたウェハ把持装
置が実現されている。なお、前記実施例は本発明を限定
するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々の変形、改良が可能であることはもちろんで
ある。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のウェハ把持装置では、機枠に固定して形成された支
軸を中心に回動可能に設けられた円板を人工筋肉の伸縮
により回動させ、円板に形成されたスリットの動きを介
してスライド板をボールスライド上で摺動させ、以て把
持爪を開閉してワークの周縁を把持・開放することとし
たので、アプローチの際にもワークに衝撃を与えずに把
持することができ脆性のワークの破損等が防止され、把
持位置の精度も優れている。また、人工筋肉はフレキシ
ブルチューブと強化繊維とにより構成されるものである
から、通常使用される圧縮空気で十分であり作動もスム
ーズで、複雑な駆動制御を必要としない。これにより、
半導体製造装置のウェハ搬送にも適用できるすぐれたウ
ェハ把持装置を提供することができる。

【００４０】また、本発明のウェハ把持装置では、シャ
シに固定して形成された支点を中心に回動可能にアーム
を設け、人工筋肉の伸縮によりアームの角度を変更し、
把持爪を開閉してワークを把持・開放することとしたの
で、アプローチの際にもワークに衝撃を与えずに把持す
ることができ、脆性のワークの破損等が防止されてい
る。また、人工筋肉はフレキシブルチューブと強化繊維
とにより構成されるものであるから、通常使用される圧
縮空気で十分であり作動もスムーズで、複雑な駆動制御
を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェハ把持装置の上方からの透視
図である。

【図２】図１に示すウェハ把持装置の側方からの透視図
である。

【図３】図１に示すウェハ把持装置のワークを把持して
いる状態を示す図である。

【図４】本発明に係る別のウェハ把持装置の構成図であ
る。

【図５】図４に示すウェハ把持装置のワークを把持して
いる状態を示す図である。

【図６】本発明に係る更に別のウェハ把持装置の構成図
である。

【図７】図６に示すウェハ把持装置のワークを開放して
いる状態を示す図である。

【図８】本発明に係るウェハ把持装置に使用する人工筋
肉の伸縮チューブの構成を示す図である。

【図９】従来の柔軟アクチュエータの一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、１０、１１ 板状部材把持装置 ２ シャシ部分 ３１Ａ、３１Ｂ、７１Ａ、７１Ｂ アーム ３５Ａ、３５Ｂ、７５Ａ、７５Ｂ 支点 ４ 人工筋肉 ８０ 機枠 ８１ 支軸 ８３ 円板 ８４ スリット ８６ ボールスライド ８７ スライド板 ８８ 把持爪 ８９ ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機枠と、 機枠に固定して形成された支軸と、 支軸を中心に回動可能に設けられた円板と、 機枠と円板とにより挟持された伸縮手段とを有する把持
   装置において、 前記円板に形成された３個以上のスリットと、 前記機枠に固定して設けられた３個以上のボールスライ
   ドと、 各ボールスライドに摺動可能に設けられたスライド板
   と、 各スライド板に固定して設けられた把持爪と、 各スライド板に固定して設けられ前記各スリットに嵌合
   するピンとを有し、 前記伸縮手段が人工筋肉であり、 人工筋肉の伸縮により前記円板を回動させて各スリット
   に嵌合されたピンを駆動して各スライド板を摺動させる
   ことにより各把持爪の位置を変更してウェハ等の薄板状
   対象物を把持または開放することを特徴とするウェハ把
   持装置。
2. 【請求項２】 シャシと、 シャシに固定して形成された支点と、 支点を中心に回動可能に設けられたアームと、 シャシとアームとにより挟持された伸縮手段とを有する
   把持装置において、 前記伸縮手段が人工筋肉であり、 人工筋肉の伸縮により前記アームの角度を変更してウェ
   ハ等の薄板状対象物を把持または開放することを特徴と
   するウェハ把持装置。