JPH073831B2 - ウエハ把持装置 - Google Patents
ウエハ把持装置Info
- Publication number
- JPH073831B2 JPH073831B2 JP60250708A JP25070885A JPH073831B2 JP H073831 B2 JPH073831 B2 JP H073831B2 JP 60250708 A JP60250708 A JP 60250708A JP 25070885 A JP25070885 A JP 25070885A JP H073831 B2 JPH073831 B2 JP H073831B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- displacement
- lever
- piezoelectric element
- gripping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Feeding Of Workpieces (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロボツト先端に取付けられ、ワークを把持する
把持装置に係り、特にウエハ等の薄板形状のワークのハ
ンドリングや、クリーンルーム内で動作させるに好適な
把持装置に関する。
把持装置に係り、特にウエハ等の薄板形状のワークのハ
ンドリングや、クリーンルーム内で動作させるに好適な
把持装置に関する。
従来のウエハのハンドリングは、真空吸引を利用するも
のが主流であつたが、この方策ではウエハ吸着の際に、
浮遊物をウエハの表面および裏面に付着させることにな
る。このため、近年では特開昭58−155736号公報，特開
昭58−64041号公報に記載されているように、吸着を利
用せず、把持爪によりウエハを把持するものが提案され
ている。
のが主流であつたが、この方策ではウエハ吸着の際に、
浮遊物をウエハの表面および裏面に付着させることにな
る。このため、近年では特開昭58−155736号公報，特開
昭58−64041号公報に記載されているように、吸着を利
用せず、把持爪によりウエハを把持するものが提案され
ている。
上記従来例では把持爪を移動させる駆動手段に機械的な
摺動部を備えているため、この摺動部からの発塵によ
り、その把持装置の使用環境中の清浄度を低下させた
り、ウエハへのごみ付着を生じるものであつた。
摺動部を備えているため、この摺動部からの発塵によ
り、その把持装置の使用環境中の清浄度を低下させた
り、ウエハへのごみ付着を生じるものであつた。
本発明は塵埃の発生が少ない把持装置を提供することを
目的とする。
目的とする。
本発明の上記の目的は、ロボツトの先端に取付けられて
ウエハのハンドリング作業を行うためのウエハ把持装置
において、把持具本体に、ウエハを把持する一対の爪
と、その駆動源となる圧電素子と、その圧電素子の変位
を拡大して爪に伝達する変位拡大機構とを設けることに
より達成される。
ウエハのハンドリング作業を行うためのウエハ把持装置
において、把持具本体に、ウエハを把持する一対の爪
と、その駆動源となる圧電素子と、その圧電素子の変位
を拡大して爪に伝達する変位拡大機構とを設けることに
より達成される。
圧電素子の変位は変位拡大機構により拡大されて、爪に
伝えられる。これにより爪は開閉動し、ウエハを解放ま
たは把持する。このウエハ把持動作において圧電素子お
よび変位拡大機構は機械的摺動部を有しないので、発塵
量は少ないものである。
伝えられる。これにより爪は開閉動し、ウエハを解放ま
たは把持する。このウエハ把持動作において圧電素子お
よび変位拡大機構は機械的摺動部を有しないので、発塵
量は少ないものである。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明のウエハ把持装置の一実施例を示したも
のである。本発明の把持装置はロボツト本体（図示せ
ず）の先端11に取付けて使用し、各爪の動作等について
はロボツト本体の動作と協調して動作するものである。
のである。本発明の把持装置はロボツト本体（図示せ
ず）の先端11に取付けて使用し、各爪の動作等について
はロボツト本体の動作と協調して動作するものである。
本発明の把持装置は、積層型圧電素子１、力印加用のス
プリング５、変位拡大機構14、爪13、爪13の変位を検出
する非接触式変位検出器10などから構成され、積層型圧
電素子１の伸縮によりウエハ12を把持する爪13を動作さ
せてウエハ12の把持動作、解放の動作を行うものであ
る。
プリング５、変位拡大機構14、爪13、爪13の変位を検出
する非接触式変位検出器10などから構成され、積層型圧
電素子１の伸縮によりウエハ12を把持する爪13を動作さ
せてウエハ12の把持動作、解放の動作を行うものであ
る。
積層型圧電素子１はその一端を取付具３に取付けられ、
ビス４を介して把持具本体８に固定される。他端は変位
拡大機構の第１作用点として接触子２を介してレバ16に
接触している。
ビス４を介して把持具本体８に固定される。他端は変位
拡大機構の第１作用点として接触子２を介してレバ16に
接触している。
積層型圧電素子１は外部から電圧を印加すると、その極
性により積層方向の寸法が伸縮する。圧電素子１の伸び
る方向に電圧を印加した場合、レバ16を押し、レバ16は
ヒンジ18を支点として回転変位する。レバ17はレバ16が
変位するため、ヒンジ19を介してヒンジ20を支点として
変位する。同様の動作で爪13はヒンジ22を中心として変
位するため、結果的にウエハ12を把持する方向に変位す
る。この機構を左右一対で構成することによってウエハ
12は挾持される。
性により積層方向の寸法が伸縮する。圧電素子１の伸び
る方向に電圧を印加した場合、レバ16を押し、レバ16は
ヒンジ18を支点として回転変位する。レバ17はレバ16が
変位するため、ヒンジ19を介してヒンジ20を支点として
変位する。同様の動作で爪13はヒンジ22を中心として変
位するため、結果的にウエハ12を把持する方向に変位す
る。この機構を左右一対で構成することによってウエハ
12は挾持される。
一方、圧電素子１の収縮する方向に電圧を印加すれば、
前記と逆の動作でそれぞれの爪13はウエハ12を解放する
ように変位する。この際、力印加用スプリング５がレバ
16に作用しているため、接触子２とレバ16は常に接触状
態を保ち、圧電素子１の伸縮と同時に爪13は開閉する。
力印加用のスプリング５が作用しない場合は、圧電素子
１の伸びの動作の時のみ爪13が閉方向ウエハ12を挾持す
る方向）に変位するのみであり、スプリング５を作用さ
せた時の半分の変位となつてしまう。
前記と逆の動作でそれぞれの爪13はウエハ12を解放する
ように変位する。この際、力印加用スプリング５がレバ
16に作用しているため、接触子２とレバ16は常に接触状
態を保ち、圧電素子１の伸縮と同時に爪13は開閉する。
力印加用のスプリング５が作用しない場合は、圧電素子
１の伸びの動作の時のみ爪13が閉方向ウエハ12を挾持す
る方向）に変位するのみであり、スプリング５を作用さ
せた時の半分の変位となつてしまう。
スプリング５を用いず圧電素子１の伸縮の両方向とも爪
13の変位に生かすために、圧電素子１を直接レバ16に取
付けてしまうことも考えられる。しかし、この方法で
は、それぞれの爪13が何等かの外力を受けた際変位拡大
機構14が逆に作用し、外力を拡大して圧電素子１に作用
する。圧電素子１は通常、セラミツクで作られており、
そのため曲げの力や引張力に対する強度は低い。したが
つて、圧電素子１に引張力等の外力が伝わるのを断つた
めに、接触子２を介してレバ16に接する構成とした。な
お、スプリング５は、特にコイル形状である必要はな
く、接触子２とレバ16が常に接触状態を保つ働きをする
ものであれば、形状はどんなものでもよい。調整ねじ８
はスプリング５の押付力を調整するためのものである。
13の変位に生かすために、圧電素子１を直接レバ16に取
付けてしまうことも考えられる。しかし、この方法で
は、それぞれの爪13が何等かの外力を受けた際変位拡大
機構14が逆に作用し、外力を拡大して圧電素子１に作用
する。圧電素子１は通常、セラミツクで作られており、
そのため曲げの力や引張力に対する強度は低い。したが
つて、圧電素子１に引張力等の外力が伝わるのを断つた
めに、接触子２を介してレバ16に接する構成とした。な
お、スプリング５は、特にコイル形状である必要はな
く、接触子２とレバ16が常に接触状態を保つ働きをする
ものであれば、形状はどんなものでもよい。調整ねじ８
はスプリング５の押付力を調整するためのものである。
第２図は本発明の装置に用いる変位拡大機構14の一例を
拡大して示すもので、この図において、圧電素子１の変
位は、接触子２によりレバ16に伝えられる。レバ16はヒ
ンジ18を支点とするてこであるためレバ16の長さの比
（L1＋L2）／L1分だけ変位が拡大され、レバ17に伝えら
れる。同様にしてレバ17では（L3＋L4）／L3に拡大さ
れ、最終レバである爪13のウエハ12の挾持点では（L5＋
L6）／L5となり、これ等全部を掛け合せた値（L1＋L2）
／L1×（L3＋L4）／L3×（L5＋L6）／L5が変位拡大率と
なる。したがつて、L1,L3,L5を小さくし、L2,L4,L6を大
きくなるように構成すれば、大きな拡大率が得られる。
本実施例ではそれぞれ７×４×20となるように構成し、
ウエハ12を十分把握する変位量が得られた。
拡大して示すもので、この図において、圧電素子１の変
位は、接触子２によりレバ16に伝えられる。レバ16はヒ
ンジ18を支点とするてこであるためレバ16の長さの比
（L1＋L2）／L1分だけ変位が拡大され、レバ17に伝えら
れる。同様にしてレバ17では（L3＋L4）／L3に拡大さ
れ、最終レバである爪13のウエハ12の挾持点では（L5＋
L6）／L5となり、これ等全部を掛け合せた値（L1＋L2）
／L1×（L3＋L4）／L3×（L5＋L6）／L5が変位拡大率と
なる。したがつて、L1,L3,L5を小さくし、L2,L4,L6を大
きくなるように構成すれば、大きな拡大率が得られる。
本実施例ではそれぞれ７×４×20となるように構成し、
ウエハ12を十分把握する変位量が得られた。
上述の実施例では、多位拡大機構14の各ヒンジ部が引張
力と曲げを主に受ける状態に構成したものについて説明
したが、第３図に示すようにそれぞれのヒンジ25〜29が
主に圧縮力と曲げ力を受けるように構成してもよい。こ
の場合も前記と同様な結果が得られた。
力と曲げを主に受ける状態に構成したものについて説明
したが、第３図に示すようにそれぞれのヒンジ25〜29が
主に圧縮力と曲げ力を受けるように構成してもよい。こ
の場合も前記と同様な結果が得られた。
変位拡大機構14の各ヒンジは、材料のもつ弾性で変位を
伝えるため発塵がなく、無発塵機構として最適なもので
ある。通常これらの部分は、アーム16,17,爪13と同一材
料で作製されることが多い。しかし、この部分は変形が
多くなるため寸法の影響が大きく、加工も難しい。その
ため、ヒンジ部分とアーム部分を別々に製作し、後に両
者を組合せて構成してもよい。この場合は、アーム部分
とヒンジ部分の材質を最適なものにできるので、小型，
軽量，経済性を目的とした場合に望ましい。
伝えるため発塵がなく、無発塵機構として最適なもので
ある。通常これらの部分は、アーム16,17,爪13と同一材
料で作製されることが多い。しかし、この部分は変形が
多くなるため寸法の影響が大きく、加工も難しい。その
ため、ヒンジ部分とアーム部分を別々に製作し、後に両
者を組合せて構成してもよい。この場合は、アーム部分
とヒンジ部分の材質を最適なものにできるので、小型，
軽量，経済性を目的とした場合に望ましい。
第４図は本発明の装置に用いる圧電素子の特性の一例を
示したもので、外部印加電圧E0に対する変位量δと発生
する力Ｆとの関係を示すものである。この関係があらか
じめ判つていれば、圧電素子１の変位量δ０を知ること
によつてその時の力Ｆ０を知ることができる。第１図で
示した非接触式変位検出器10はこのためのものである。
圧電素子１の変位を拡大した後に検出する方式である。
ウエハを把持した後の変位を変位検出器10で検出すれ
ば、前述のようにウエハを把持している時の力を知るこ
とができる。印加電圧を徐々を高低するようにしておけ
ば、一定の把持力でウエハ12を把持することも可能であ
り、脆弱はウエハ，変形し易いウエハなどのワークの把
持に最適となる。
示したもので、外部印加電圧E0に対する変位量δと発生
する力Ｆとの関係を示すものである。この関係があらか
じめ判つていれば、圧電素子１の変位量δ０を知ること
によつてその時の力Ｆ０を知ることができる。第１図で
示した非接触式変位検出器10はこのためのものである。
圧電素子１の変位を拡大した後に検出する方式である。
ウエハを把持した後の変位を変位検出器10で検出すれ
ば、前述のようにウエハを把持している時の力を知るこ
とができる。印加電圧を徐々を高低するようにしておけ
ば、一定の把持力でウエハ12を把持することも可能であ
り、脆弱はウエハ，変形し易いウエハなどのワークの把
持に最適となる。
なお、上述の実施例においては、変位拡大機構を構成す
る複数のレバを爪の軸線と平行に配置したが、この配置
に限定されるものでないことは勿論である。
る複数のレバを爪の軸線と平行に配置したが、この配置
に限定されるものでないことは勿論である。
以上述べた本発明の実施例によれば、摺動部構成が少な
く、発塵量が少ないので、クリーンルーム内での使用に
好適である。また、爪の変位を検出することにより、ワ
ーク把持力を検出し得るので、脆弱なワーク，変形の大
きなワークの把持に適するものである。
く、発塵量が少ないので、クリーンルーム内での使用に
好適である。また、爪の変位を検出することにより、ワ
ーク把持力を検出し得るので、脆弱なワーク，変形の大
きなワークの把持に適するものである。
本発明によれば、摺動部の少ない把持装置を構成するこ
とができるので、発塵量も少なく、クリーンルーム内で
使用に好適な装置を提供することができる。
とができるので、発塵量も少なく、クリーンルーム内で
使用に好適な装置を提供することができる。
第１図は本発明の把持装置を一部断面にて示す正面図、
第２図は第１図に示す本発明の装置に用いられる変位拡
大機構を拡大して示す図、第３図は本発明の装置に用い
られる変位拡大機構の他の実施例を示す図、第４図は本
発明の装置に用いられる力検出方法を説明する特性図で
ある。 １…積層型圧電素子、２…接触子、５…スプリング、６
…接触子、８…把持具本体、９…カバ、10…非接触変位
検出器、11…ロボツト先端部、12…ワーク、13…爪、14
…変位拡大機構、15…外ワク、16,17…レバ、18〜22…
弾性ヒンジ、25〜29…弾性ヒンジ。
第２図は第１図に示す本発明の装置に用いられる変位拡
大機構を拡大して示す図、第３図は本発明の装置に用い
られる変位拡大機構の他の実施例を示す図、第４図は本
発明の装置に用いられる力検出方法を説明する特性図で
ある。 １…積層型圧電素子、２…接触子、５…スプリング、６
…接触子、８…把持具本体、９…カバ、10…非接触変位
検出器、11…ロボツト先端部、12…ワーク、13…爪、14
…変位拡大機構、15…外ワク、16,17…レバ、18〜22…
弾性ヒンジ、25〜29…弾性ヒンジ。
Claims (1)
- 【請求項１】把持具本体に設けた一対の爪によって、塵
埃の付着を嫌うウエハを把持するウエハ把持装置におい
て、前記一対の爪の基部を弾性ヒンジによって前記把持
具本体に開閉動可能に一体的に連結し、複数個のレバと
これらのレバを連結する複数の弾性ヒンジとで構成され
た変位拡大機構における一方のレバを弾性ヒンジによっ
て前記一対の爪に一体的に連結し、前記変位拡大機構に
おける他方のレバの一方の面に接触する接触子を設け、
この接触子と前記把持具本体との間に圧電素子を設け、
前記変位拡大機構における他方のレバの他方の面と前記
把持具本体との間にばねを設けたことを特徴とするウエ
ハ把持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250708A JPH073831B2 (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 | ウエハ把持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250708A JPH073831B2 (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 | ウエハ把持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111440A JPS62111440A (ja) | 1987-05-22 |
| JPH073831B2 true JPH073831B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=17211864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60250708A Expired - Lifetime JPH073831B2 (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 | ウエハ把持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073831B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5646949Y2 (ja) * | 1977-11-30 | 1981-11-02 | ||
| JPS5945165A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-13 | Nec Corp | インパクト印字ヘツド |
| JPS59175982A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-05 | キヤノン株式会社 | 駆動装置 |
-
1985
- 1985-11-11 JP JP60250708A patent/JPH073831B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62111440A (ja) | 1987-05-22 |
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