(57)【要約】【課題】比較的小型のワークを非接触で懸垂保持することを可能にした非接触搬送装置を提供する。【解決手段】非接触搬送装置は多数の透孔４および中心孔５を備えたノズル１と、ノズル１全体を取り囲みノズルの周りにエアチャンバ３を形成するように設けられたケース２と、ケース２の上面に設けられた補助ケース７とを備える。補助ケース７はチャンバ７を有する。ノズル１の透孔４はエアチャンバ３とワークＷ上面の空間とを連通し、ノズル１の中心孔５はワークＷ上面の空間とチャンバ７とを連通している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の透孔および中心孔を備えたノズルと、前記ノズル全体を取り囲み前記ノズルの周りにエアチャンバを形成するように設けられたケースと、前記ケースの上面に設けられ、チャンバを有する補助ケースとを備え、前記ノズルの透孔は前記エアチャンバとワーク上面との間の空間とを連通すると共に、前記ノズルの中心孔はワーク上面の空間と前記チャンバとを連通している非接触搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、水晶製品などの製造工程において比較的小型のワークを非接触状態で懸垂保持して搬送する非接触搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶ウェハの製造、あるいは水晶振動子などの水晶製品の組立て・検査におけるワークの搬送もしくはハンドリングにおいてウェハやワークに異物が付着してその除去に手間取り、また、ワークに損傷を与えて使用不能に陥ることがある。これは、たとえば、ワークの搬送場面ではワークとそれを掴み取る吸着手段とが直接接触するために吸着手段に付着している異物などがワークに移り、あるいはワークの脱着の際に吸着手段が強くワークと接触してその表面を傷つけることで発生する。
【０００３】
こうした不具合は、たとえば、作業員がワークの搬送中に十分に注意するように努めても、ワークと吸着手段とが直接接触するので、その発生を抑えることには限界があり、不具合をなくすことは難しい。この対策としてワークに異物を付着させない、また損傷を与えにくい吸着手段に変更することも試みられているが、これまでの対策は幾分の効果はあるものの十分なものが見出されていない。
【０００４】
ところで、半導体の製造工程においては極薄いウェハの搬送またはハンドリングで異物による汚れからウェハを護り、変形や損傷を与える可能性をなくすために非接触搬送装置が用いられる。これは、たとえば、５０μｍという、極薄いウェハを全く変形させず、また表面を傷つけることなく、搬送するために空中に浮遊した状態で懸垂保持することを可能にしたもので、図４に示すようなフロートチャックと呼ばれる手段でなし遂げられる（非特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、フロートチャックは搬送されるウェハWaと対峙する作動面Ｆを有する。空気は中心孔５１から流入し、偏向器５２で直角に偏向されて装置の外周域に向かって流動する。ウェハWaとの距離が大きいとき、クッション室５３は真空室として機能し、内部が負圧状態に保たれ、ウェハWaを吸引する。この吸引でウェハWaとの距離が小さくなると、エアクッション効果でクッション室５３内の圧力が急上昇してウェハWaを遠ざける。この平衡が維持された距離でウェハWaを浮遊した非接触状態で懸垂保持することが可能になる。この装置は作動面Ｆを流れた空気を回収する機構５４を備える。
【０００６】
ちなみに、非接触搬送装置として構成するときは、図５に示すように、このフロートチャックについて、たとえば、４個を同一平面に装着して使用する。
【非特許文献１】「生産技術技術実用化便覧」初版、株式会社工業調査会、2000年12月25日、ｐ．７５８−７６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、水晶振動子など水晶製品の小型化への要求は非常に強くなっており、製造工程で使用される搬送手段もそれに見合って比較的小型のワークを扱うのに有利な形態を備えていなければならない。
【０００８】
上記の半導体製造工程で多用されるフロートチャックは極薄いウェハに直接空気を吹き出すようにしたとき、垂直方向に働く圧力でウェハが局部的にたわむことで、気流をウェハに直接空気を吹き出すことができず、偏向器で気流の向きをウェハ面にほぼ平行になるように偏向させている。このため、高速気流はウェハには向かわないで、隣接する吸収手段にかけて流れる。
【０００９】
しかしながら、気流制御のために偏向器を複数の吸収手段と共に組み込んだ場合、これらの手段のために装置が複雑化することが避けられず、大きな搬送装置になってしまう。ワークの小型化が進む中で比較的小型の搬送装置で搬送またはハンドリングを担うには大きい装置は不利で、小型化した搬送装置が求められている。
【００１０】
そこで、本発明の目的は比較的小型のワークを非接触で懸垂保持することを可能にした非接触搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による非接触搬送装置は多数の透孔および中心孔を備えたノズルと、ノズル全体を取り囲みノズルの周りにエアチャンバを形成するように設けられたケースと、ケースの上面に設けられ、チャンバを有する補助ケースとを備え、ノズルの透孔はエアチャンバとワーク上面との間の空間とを連通すると共に、ノズルの中心孔はワーク上面の空間とチャンバとを連通するものである。
【００１２】
上記構成からなる非接触搬送装置においては、図２に示すように、図示しないエアチャンバに流入した空気はノズル１の各透孔４を通って高速気流となってワークＷに吹き出し、この高速気流でワークＷが浮遊し、ワークＷとの距離ｄが小さくなる。同時に、一部空気は負圧状態にある中心孔５を通ってチャンバ（図示せず）に流れるためにワークＷが浮遊状態を保ち続ける。また、一部空気は作動面ＦとワークＷとの間の空間を通り、装置の外周域にかけて流動する。
【００１３】
中心孔５に向かう流れでワークＷが吸引され、作動面ＦとワークＷとの間の距離ｄが小さくなると、作動面Ｆ内側の圧力はに急激に上昇し、ワークＷを作動面Ｆから遠ざける。この平衡が維持された距離でワークＷを空中に浮遊した非接触状態で懸垂保持することができる。
【００１４】
このように非接触搬送装置によれば、比較的小型のワークを非接触状態で懸垂保持することが可能で、吸着手段のような直接ワークを保持する手段を用いないでワークを懸垂保持することができる。これにより、搬送またはハンドリングにおいて異物がワークに付着するのを抑制し、また、着脱操作中、ワークに損傷を与えるミスを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明による非接触搬送装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１において、本発明の非接触搬送装置はワークＷを懸垂保持するノズル１を有する。ノズル１はノズル全体を取り囲む円筒状のケース２内に収容されており、ケース２と嵌合するノズル上端と下端とは高い気密を保っている。ケース２内部は使用時に空気で満たされるエアチャンバ３として形成される。
【００１６】
ノズル１には外周に近い箇所に極めて微小な口径の透孔４を多数穿っている。各透孔４はエアチャンバ３とワークＷ上面の空間とを連通している。このノズル１の軸心に沿って比較的大きい口径の中心孔５を穿っている。本実施の形態のケース２はワークと対向する作動面Ｆに沿って形成される圧力室６を有する。
【００１７】
ケース２は上面に円筒状の補助ケース７を備える。この補助ケース７内部は使用時に負圧状態を維持するように高い気密を保つチャンバ８として形成される。補助ケース７とケース２との接触面にはチャンバ８の気密を保持するためのパッキン９が介装される。また、補助ケース７は複数のビス（図示せず）によってケース２に固着される。上記のノズル１の中心孔５はワークＷ上面の空間とチャンバ８とを連通している。
【００１８】
ケース２の側面にはテーパねじ１０を刻設している。また、補助ケース７の側面にはテーパねじ１１を刻設している。
【００１９】
この非接触搬送装置は、使用時、エアチャンバ３に空気を送給するために空気圧縮機を備えた空気供給装置１２が接続される。また、チャンバ８の器内圧力を下げるためにチャンバ８内の空気を抽出する真空ポンプを備えた空気抽出装置１３が接続される。空気供給装置１２と空気抽出装置１３とはそれぞれのコネクタをテーパねじ１０とテーパねじ１１とにそれぞれ連結して非接触搬送装置と連絡する。
【００２０】
図２に示すように、ノズル１は周方向に等間隔に穿たれる多数の透孔４を有する。各透孔４は気流を真っ直ぐワークＷに向けるために作動面Ｆと垂直に穿っている。透孔４は図において誇張して示されるが、０．０５ｍｍという、微小口径である。また、ノズル１は軸心に沿って穿たれた中心孔５を有する。この中心孔５は作動面Ｆと垂直に穿っている。この中心孔５の口径は０．２７ｍｍである。
【００２１】
上記構成からなる非接触搬送装置においてはエアチャンバ３に流入した空気はノズル１の透孔４を通って高速気流となってワークＷに吹き出す。この高速気流でワークＷは浮遊し、ワークＷとの距離が大きくなる。同時に、一部空気は負圧状態にある中心孔５を通ってチャンバ８に流れるためにワークＷは浮遊したままになる。また、一部空気は作動面ＦとワークＷとの間の空間を通り、装置外に流れる。
【００２２】
中心孔５に向かう流れでワークＷが吸引され、作動面ＦとワークＷとの間の距離が小さくなると、圧力室６内部の圧力は急激に上昇し、ワークＷを作動面Ｆから遠ざける。この平衡が維持された距離でワークＷを空中に浮遊した非接触状態で懸垂保持することができる。
【００２３】
本発明による非接触搬送装置は通常１個の装置で小型のワークを懸垂保持するが、ワーク形状が大きいときには２個ないしそれ以上の装置でワークを保持するようにしてもよい。また、この非接触搬送装置では搬送中に水平方向にワークの移動を阻止する手段を持たないので、正確な位置決めなどが必要な場合、ワークの移動を抑えるガイド部材などの機構を使用する。このガイド部材は各方向に１個ずつ配置すことが望ましい。
【００２４】
このように本実施の形態においては比較的小型のワークについて吸着手段のような直接ワークを保持する手段を用いないで懸垂保持することができる。これにより、搬送またはハンドリングにおいて異物がワークに付着するのを抑制し、また、着脱操作中、ワークに損傷を与えるミスを回避することができる。
【００２５】
さらに、ノズル１とケース２との簡素な組み合わせで搬送装置を構成することが可能で、気流の制御ための手段を組み込まないので、搬送装置を極めて小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による非接触搬送装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る搬送装置の動作を説明する図式的表示である。
【図３】図１に示されるノズルを示すもので、（ａ）はノズルの正面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【図４】従来の非接触搬送装置の一例を示す構成図である。
【図５】従来の複数の非接触搬送装置を備える搬送装置の一例を示す配置図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…  ノズル
２…  ケース
３…  エアチャンバ
４…  透孔
５…  中心孔
７…  補助ケース
８…  チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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