(57)【要約】【課題】反りの生じた基板を確実に吸着すること。【解決手段】実施形態に係る吸着構造は、固定ベース（プレート）と、パッドと、支持部と、真空室と、吸気孔とを備える。上記パッドは、被吸着物に接触する接触部を有する。上記支持部は、上記固定ベースに設けられて上記パッドを弾性支持する。上記真空室は、上記パッドおよび上記支持部によって形成される。上記吸気孔は、上記固定ベースに設けられて上記真空室を真空源に連通させる。【選択図】図３Ｆ
2015013358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ベースと、
被吸着物に接触する接触部を有するパッドと、
前記固定ベースに設けられて前記パッドを弾性支持する支持部と、
前記パッドおよび前記支持部によって形成される真空室と、
前記固定ベースに設けられて前記真空室を真空源に連通させる吸気孔と
を備えることを特徴とする吸着構造。
【請求項２】
前記支持部は、
略環状に形成された弾性体であること
を特徴とする請求項１に記載の吸着構造。
【請求項３】
前記支持部は、
前記吸気孔の外周部の位置で前記パッドを支持すること
を特徴とする請求項１または２に記載の吸着構造。
【請求項４】
前記支持部は、
前記パッドの外周部を支持すること
を特徴とする請求項１または２に記載の吸着構造。
【請求項５】
前記パッドは、
略オーバル形状に形成され、規定位置にある前記被吸着物の中心から放射状に伸びる方向に対して該パッドの長軸方向が略直交する向きとなるように配置されること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の吸着構造。
【請求項６】
前記支持部は、
前記放射状に伸びる方向に沿った部位の幅が、その他の部位の幅よりも大きいこと
を特徴とする請求項５に記載の吸着構造。
【請求項７】
前記支持部は、
前記放射状に伸びる方向に対して略直交する向きの切り欠きを有すること
を特徴とする請求項６に記載の吸着構造。
【請求項８】
前記支持部は、
前記固定ベースに対し、弾性接着層を介して接着されること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の吸着構造。
【請求項９】
前記固定ベースを基部とし、
請求項１〜８のいずれか一つに記載の吸着構造
を備えることを特徴とするロボットハンド。
【請求項１０】
請求項９に記載のロボットハンド
を備えることを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、吸着構造、ロボットハンドおよびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウェハやガラス基板といった薄板状の基板を搬送する基板搬送用のロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかるロボットは、たとえば、アームと、アームの先端部に設けられるロボットハンド（以下、「ハンド」と記載する）とを備え、かかるハンドを用いて基板を保持しつつ、アームを水平方向などに動作させることによって基板を搬送する。
【０００４】
なお、搬送中においては、確実に基板を保持して位置ずれを防ぐ必要があることから、ハンドに真空パッドなどを用いた吸着構造を有し、これにより吸着することで、搬送中の基板を固定するロボットも提案されている。
【０００５】
ところで、かかるロボットが半導体製造プロセスにおいて用いられるような場合、基板は、成膜処理などの熱処理工程を経ることから、この熱処理工程により高温となった基板を搬送することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術には、反りの生じた基板を確実に吸着するうえで更なる改善の余地がある。
【０００８】
具体的には、基板は、上述のような熱処理工程を経た後、熱の影響を受けて反りを生じる場合がある。このような場合、上述の真空パッドの表面と基板の表面との間に隙間が生じてしまい、真空吸着を行えずに基板を固定できないという問題点があった。
【０００９】
なお、これは、基板が薄型化した場合や大型化した場合、基板の材質による場合、または、処理工程上における基板の状態変化、たとえば、上述のように熱や成膜の影響等による場合などに生じうる共通の課題である。
【００１０】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、反りの生じた基板を確実に吸着することができる吸着構造、ロボットハンドおよびロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態の一態様に係る吸着構造は、固定ベースと、パッドと、支持部と、真空室と、吸気孔とを備える。前記パッドは、被吸着物に接触する接触部を有する。前記支持部は、前記固定ベースに設けられて前記パッドを弾性支持する。前記真空室は、前記パッドおよび前記支持部によって形成される。前記吸気孔は、前記固定ベースに設けられて前記真空室を真空源に連通させる。
【発明の効果】
【００１２】
実施形態の一態様によれば、反りの生じた基板を確実に吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るロボットの斜視模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るハンドの平面模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１の実施形態に係るパッドの平面模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示すＡ−Ａ’線略断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、第１の実施形態に係るパッドの可撓性を示す模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、第１の実施形態に係る支持部の斜視模式図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、第１の実施形態に係るパッドの取り付け構造を示す略断面図（その１）である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、第１の実施形態に係るパッドの取り付け構造を示す略断面図（その２）である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、第１の実施形態に係るパッドの配置例を示す平面模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その１）である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その２）である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、第１の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その３）である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、第１の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その４）である。
【図５Ａ】図５Ａは、第２の実施形態に係るパッドの平面模式図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示すＢ−Ｂ’線略断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第２の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その１）である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第２の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その２）である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第２の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その３）である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、第２の実施形態に係るパッドの動きを示す模式図（その４）である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の変形例に係る支持部の平面模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第２の変形例に係る支持部の平面模式図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第３の実施形態に係るパッドの平面模式図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示すＣ−Ｃ’線略断面図（その１）である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ａに示すＣ−Ｃ’線略断面図（その２）である。
【図９】図９は、第３の実施形態の変形例に係るパッドの平面模式図である。
【図１０】図１０は、弾性接着層を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する吸着構造、ロボットハンドおよびロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
また、以下では、ロボットが、被搬送物としてウェハを搬送する基板搬送用ロボットである場合を例に挙げて説明を行う。ウェハには、符号「Ｗ」を付す。また、以下では、「機械構造を構成し、互いに相対運動可能な個々の剛体要素」を「リンク」とし、かかる「リンク」を「アーム」と記載する場合がある。
【００１６】
また、図１〜図４Ｄを用いた説明では、パッドが吸気孔の外周まわりのみにおいて弾性支持される場合を例に挙げた第１の実施形態について、図５Ａ〜図６Ｄを用いた説明では、パッドがパッド自体の外周まわりのみにおいて弾性支持される場合を例に挙げた第２の実施形態について、それぞれ説明する。
【００１７】
また、図８Ａ〜図９を用いた説明では、パッドが側方から弾性支持される場合を例に挙げた第３の実施形態について説明する。また、その他の図面を用いた説明では、適宜変形例について説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るロボット１の構成について図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係るロボット１の斜視模式図である。
【００１９】
なお、説明を分かりやすくするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。したがって、ＸＹ平面に沿った方向は、「水平方向」を指す。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。
【００２０】
また、以下では、説明の便宜上、ロボット１の旋回位置や手先の向きが図１に示す状態であるものとして、ロボット１における各部位の位置関係を説明する。
【００２１】
また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの一部にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した一部とその他とは同一の構成であるものとする。
【００２２】
図１に示すように、ロボット１は、基台２と、昇降部３と、第１関節部４と、第１アーム５と、第２関節部６と、第２アーム７と、第３関節部８と、ハンド１０とを備える。
【００２３】
基台２は、ロボット１のベース部であり、床面や壁面と固定されるほか、ベース部上面にて、装置と固定されることもある。昇降部３は、かかる基台２から鉛直方向（Ｚ軸方向）にスライド可能に設けられ（図中の両矢印ａ０参照）、ロボット１のアーム部を鉛直方向に沿って昇降させる。
【００２４】
第１関節部４は、軸ａ１まわりの回転関節である。第１アーム５は、かかる第１関節部４を介し、昇降部３に対して回転可能に連結される（図中の軸ａ１まわりの両矢印参照）。
【００２５】
また、第２関節部６は、軸ａ２まわりの回転関節である。第２アーム７は、かかる第２関節部６を介し、第１アーム５に対して回転可能に連結される（図中の軸ａ２まわりの両矢印参照）。
【００２６】
また、第３関節部８は、軸ａ３まわりの回転関節である。ハンド１０は、かかる第３関節部８を介し、第２アーム７に対して回転可能に連結される（図中の軸ａ３まわりの両矢印参照）。
【００２７】
なお、ロボット１には、モータなどの駆動源（図示略）が搭載されており、第１関節部４、第２関節部６および第３関節部８のそれぞれは、かかる駆動源の駆動に基づいて回転する。
【００２８】
ハンド１０は、ウェハＷを真空吸着して保持するエンドエフェクタである。ハンド１０の構成の詳細については、図２以降を用いて後述する。なお、図１では、ロボット１が１個のハンド１０を備える場合を図示しているが、ハンド１０の個数を限定するものではない。
【００２９】
たとえば、軸ａ３を同心として重ねて設けられ、それぞれ独立して軸ａ３まわりに回転可能となるようにハンド１０を複数個設けてもよい。
【００３０】
そして、ロボット１は、昇降部３による昇降動作、各アーム５，７およびハンド１０の回転動作を組み合わせることによって、ウェハＷを搬送する。なお、これら各種動作は、通信ネットワークを介してロボット１と相互通信可能に接続された制御装置２０からの指示によって行われる。
【００３１】
制御装置２０は、ロボット１の動作制御を行うコントローラである。たとえば、制御装置２０は、上述の駆動源の駆動を指示する。そして、ロボット１は、かかる制御装置２０からの指示に従って駆動源を任意の角度だけ回転させることで、アーム部を回転動作させる。
【００３２】
なお、かかる動作制御は、あらかじめ制御装置２０に格納されている教示データに基づいて行なわれるが、やはり相互通信可能に接続された上位装置３０から教示データを取得する場合もある。
【００３３】
次に、ハンド１０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係るハンド１０の平面模式図である。なお、図２には、規定位置にあるウェハＷを二点鎖線で示している。かかる規定位置にあるウェハＷの中心には、以下、符号「Ｃ」を付す。
【００３４】
図２に示すように、ハンド１０は、第２アーム７の先端部において、第３関節部８を介し、軸ａ３まわりに回転可能に設けられる。ハンド１０は、プレート支持部１１と、プレート１２と、パッド１３と、真空路１４とを備える。
【００３５】
プレート支持部１１は、第３関節部８に連結され、プレート１２を支持する。プレート１２は、ハンド１０の基部にあたる部材であり、セラミックス等により形成される。なお、図２には、先端側が二股に分かれた形状のプレート１２を例示しているが、プレート１２の形状を限定するものではない。
【００３６】
パッド１３は、ウェハＷを真空吸着することでハンド１０上へ保持する部材である。本実施形態では、かかるパッド１３が、図２に示す位置に３個設けられ、ウェハＷを３点で吸着して保持するものとする。なお、パッド１３の個数は限定されるものではなく、たとえば、３個以上設けられてもよい。また、図２に示すように、パッド１３は、角丸長方形状に形成される。なお、パッド１３の構成の詳細については、図３Ａ以降を用いて詳しく述べる。
【００３７】
真空路１４は、パッド１３それぞれから真空源（図示略）に延びる吸気経路であり、一例として図２に示すように、プレート１２の内部に形成される。なお、真空源は、パッド１３にウェハＷが置かれることでかかる真空路１４を介して吸引を行い、パッド１３にウェハＷを吸着させる。なお、真空路１４は、真空源からの吸引が可能な形態であれば、どこに形成されてもよい。
【００３８】
ところで、ウェハＷに生じる反りの態様としては、中心Ｃにかけて徐々に盛り上がったいわゆる「ドーム型」や、中心Ｃにかけて徐々にへこんだいわゆる「椀型」、またウェハＷ内にてこれら両方の変形を併せ持ったランダム変形がある。ただし、実際の変形でのパッド１３上の局所的部分においては、「ドーム型」あるいは「椀型」のいずれかを想定しておけば十分であるため、以下では、これら「ドーム型」および「椀型」の場合を例に挙げて、パッド１３の挙動を説明する。
【００３９】
すなわち、ウェハＷは、径方向をたわみ方向とする反りの態様をとるといえる。本実施形態を含む各実施形態は、このような反りを生じたウェハＷであっても、かかるウェハＷにパッド１３を倣わせ、確実に真空吸着するものである。
【００４０】
次に、第１の実施形態に係るパッド１３の構成について詳細に説明する。なお、以下の説明では、図２に示したパッド１３のうち、閉曲線Ｐ１で囲まれたパッド１３を主たる例に挙げる。
【００４１】
図３Ａは、第１の実施形態に係るパッド１３の平面模式図である。また、図３Ｂは、図３Ａに示すＡ−Ａ’線略断面図である。また、図３Ｃは、第１の実施形態に係るパッド１３の可撓性を示す模式図である。
【００４２】
図３Ａに示すように、パッド１３は、接触部１３ａと、主面部１３ｂと、吸気孔１３ｃとを備える。
【００４３】
接触部１３ａは、被吸着物であるウェハＷに接触する部材である。主面部１３ｂは、パッド１３のいわば基板にあたる部材であり、その外周を接触部１３ａによって囲まれる。なお、本実施形態では、主面部１３ｂが、図３Ａに示すように角丸長方形状であるものとするが、主面部１３ｂの形状を限定するものではない。
【００４４】
また、主面部１３ｂは、中央部に吸気孔１３ｃが形成される。吸気孔１３ｃは、接触部１３ａに囲まれ、接触部１３ａがウェハＷに接触することで真空室となる空間を、後述する支持部１５（図３Ｄ等参照）を通って真空源に連通させる。
【００４５】
また、図３Ｂに示すように、パッド１３は、シール壁１３ａａを有する。シール壁１３ａａは、接触部１３ａにあってかかる接触部１３ａがウェハＷに接触することによって主面部１３ｂとともに真空室を形成する。
【００４６】
このようなパッド１３は、樹脂等の種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、その材料は、ウェハＷの変形に倣うことができるという点から言えば、可撓性を有するものが好ましい。
【００４７】
また、高温状態のウェハＷに接触するという点からは、耐熱性に優れるものが好ましい。したがって、一例としては、ポリイミド樹脂等を好適に用いることができる。本実施形態では、パッド１３が、かかるポリイミド樹脂を用いて一体成形されているものとする。
【００４８】
これにより、まずパッド１３自体が、図３Ｃに示すように、たわむことができるという性質を有する。なお、図３Ｃ中の矢印３０１は、パッド１３の可撓性を模式的に示すものであり、パッド１３のたわみ方向を限定するものではない。
【００４９】
次に、パッド１３の取り付け構造について説明する。図３Ｄは、第１の実施形態に係る支持部１５の斜視模式図である。また、図３Ｅおよび図３Ｆは、第１の実施形態に係るパッド１３の取り付け構造を示す略断面図（その１）および（その２）である。なお、図３Ｅおよび図３Ｆは、図３Ａに示したＡ−Ａ’線に対応している。
【００５０】
支持部１５は、プレート１２に設けられてパッド１３を弾性支持する部材である。すなわち、支持部１５は、たとえば、図３Ｄに示すように略環状に形成された弾性体であって、たとえば、シリコン樹脂やゴム等を用いて形成される。
【００５１】
また、図３Ｅに示すように、プレート１２には、真空路１４に連なる吸気孔１２ａと、環状壁部１２ｂとがあらかじめ形成される。すなわち、プレート１２は、本実施形態に係る吸着構造の固定ベースである。
【００５２】
支持部１５は、かかるプレート１２の環状壁部１２ｂに囲まれた空間に設けられる。具体的には、支持部１５は、かかる支持部１５の内周が吸気孔１２ａの外周を取り囲むように固定される。そして、パッド１３は、支持部１５に対して、吸気孔１３ｃの外周が支持部１５の内周に取り囲まれるように固定される。なお、支持部１５、パッド１３それぞれの固定には接着剤等が用いられる。
【００５３】
すなわち、支持部１５は、吸気孔１３ｃ，１２ａの間を封止する。これにより、図３Ｆに示すように、パッド１３および支持部１５によって真空室１６が形成される。また、支持部１５は、吸気孔１３ｃの外周まわりのみにおいて、言い換えれば吸気孔１３ｃの外周部の位置で、パッド１３を支持している。
【００５４】
なお、ここでは、プレート１２に環状壁部１２ｂが形成され、かかる環状壁部１２ｂに囲まれた空間に支持部１５が設けられる一例を示したが、プレート１２をくぼませて環状壁部１２ｂを形成することなく、プレート１２の表面に支持部１５を設けてもよい。
【００５５】
次に、パッド１３の配置例について説明する。図３Ｇは、第１の実施形態に係るパッド１３の配置例を示す平面模式図である。
【００５６】
図３Ｇに示すように、一例としてパッド１３は、規定位置にあるウェハＷの径方向に対して、パッド１３の長軸方向が略直交する向きとなるように配置される。言い換えれば、パッド１３の長軸方向が、規定位置にあるウェハＷの中心Ｃから仮想的に描かれる同心円の接線方向を向くように配置される。
【００５７】
これにより、ドーム型や椀型といった径方向をたわみ方向とする反りの態様をとるウェハＷに対して、パッド１３を短軸方向において倣わせることができる。具体的には、ウェハＷは、径方向に略直交する向きでは反り量が小さく、径方向では反り量が大きくなるが、パッド１３は短軸方向を径方向に沿わせるので、パッド１３上ではウェハＷの反り量は小さくなる。すなわち、パッド１３が大きく変形しなくともウェハＷに倣うことができる。したがって、真空吸着におけるリークを起こりにくくすることができる。
【００５８】
次に、本実施形態に係るパッド１３の動きについて、図４Ａ〜図４Ｄを用いて説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、第１の実施形態に係るパッド１３の動きを示す模式図（その１）〜（その４）である。
【００５９】
なお、図４Ａ〜図４Ｃは、説明を分かりやすくするために、パッド１３およびその周辺を簡略化して図示したうえで、その動きについても実際の動きより誇張した表現としている。この点は、後に第２の実施形態の説明で用いる図６Ａ〜図６Ｄにおいても同様である。
【００６０】
既に述べたように、パッド１３は、弾性体である支持部１５によって吸気孔１３ｃの外周まわりのみを弾性支持される。これにより、図４Ａに示すように、パッド１３は、支持部１５が変形することによって、プレート１２に対して上下に昇降する動きが可能となる（図中の矢印４０１参照）。
【００６１】
また、図４Ｂに示すように、パッド１３は、支持部１５が変形することによって、プレート１２に対して傾動する動きが可能となる（図中の矢印４０２参照）。そして、かかる図４Ａおよび図４Ｂに示す動きは、方向自在に組み合わされる。
【００６２】
すなわち、支持部１５の弾性支持により、パッド１３をウェハＷの反りに倣いやすくすることができる。また、支持部１５は、パッド１３の吸気孔１３ｃの外周まわりのみを支持するので、パッド１３の主面部１３ｂにおいて支持されていない領域を広くとることができる。
【００６３】
すなわち、パッド１３自体においてたわみ可能となる部位を大きく確保することができるので、パッド１３自体を大きくたわませることができる。言い換えれば、支持部１５の弾性とパッド１３自体の可撓性とを相乗的に作用させ、パッド１３を確実にウェハＷへ倣わせることが可能となる。
【００６４】
具体例を図４Ｃおよび図４Ｄに示す。なお、図４Ｃおよび図４Ｄを用いた説明では、パッド１３の主面部１３ｂのうち、径方向外側寄りの面を「外寄り面１３ｂａ」と記載する。また、同様に、径方向内側寄りの面を「内寄り面１３ｂｂ」と記載する。
【００６５】
また、支持部１５のうち、径方向外側寄りの部位を「支持部外寄り側１５ａ」と記載する。また、同様に、径方向内側寄りの部位を「支持部内寄り側１５ｂ」と記載する。
【００６６】
図４Ｃに示すように、ドーム型に反ったウェハＷを吸着するものとする。かかる場合、まず、外寄り面１３ｂａ側の接触部１３ａにウェハＷが接触し（図中の閉曲線４０３参照）、ウェハＷの荷重により、支持部外寄り側１５ａが縮み変形する。そして、外寄り面１３ｂａ側をプレート１２側に傾動させる（図中の矢印４０４参照）。このとき、外寄り面１３ｂａ自体もたわんでいる。
【００６７】
そして、主面部１３ｂは一体成形であるので、かかる外寄り面１３ｂａ側の傾動により、内寄り面１３ｂｂはウェハＷ側へ持ち上げられる（図中の矢印４０５参照）。このとき、支持部内寄り側１５ｂの伸び変形もあわせて作用する。
【００６８】
そして、かかる内寄り面１３ｂｂ側の接触部１３ａがウェハＷに接触することで真空室１６が形成される（図中の塗りつぶし領域参照）。
【００６９】
そして、真空源による吸引が行われ、真空室１６が負圧空間になると、大気圧との気圧差によってパッド１３は下方からウェハＷへさらに強く押し付けられる（図中の矢印４０６参照）。これにより、ドーム型に反ったウェハＷであってもパッド１３がこれに倣い、確実に吸着することができる。
【００７０】
また、図４Ｄに示すように、椀型に反ったウェハＷを吸着するものとする。かかる場合、まず、内寄り面１３ｂｂ側の接触部１３ａにウェハＷが接触し（図中の閉曲線４０７参照）、ウェハＷの荷重により、支持部内寄り側１５ｂが縮み変形する。そして、内寄り面１３ｂｂ側をプレート１２側に傾動させる（図中の矢印４０８参照）。このとき、内寄り面１３ｂｂ自体もたわんでいる。
【００７１】
そして、主面部１３ｂは一体成形であるので、かかる内寄り面１３ｂｂ側の傾動により、外寄り面１３ｂａはウェハＷ側へ持ち上げられる（図中の矢印４０９参照）。このとき、支持部外寄り側１５ａの伸び変形もあわせて作用する。
【００７２】
そして、かかる外寄り面１３ｂａ側の接触部１３ａがウェハＷに接触することで真空室１６が形成される（図中の塗りつぶし領域参照）。
【００７３】
そして、真空源による吸引が行われ、真空室１６が負圧空間になると、ドーム型の場合と同様に、大気圧との気圧差によってパッド１３は下方からウェハＷへさらに強く押し付けられる（図中の矢印４１０参照）。これにより、椀型に反ったウェハＷであってもパッド１３がこれに倣い、確実に吸着することができる。
【００７４】
上述してきたように、第１の実施形態に係る吸着構造は、固定ベース（プレート）と、パッドと、支持部と、真空室と、吸気孔とを備える。上記パッドは、被吸着物に接触する接触部を有する。上記支持部は、上記固定ベースに設けられて上記パッドを弾性支持する。上記真空室は、上記パッドおよび上記支持部によって形成される。上記吸気孔は、上記固定ベースに設けられて上記真空室を真空源に連通させる。
【００７５】
したがって、第１の実施形態に係る吸着構造によれば、反りの生じたウェハＷを確実に吸着することができる。
【００７６】
ところで、これまでは、パッドが吸気孔の外周まわりのみにおいて弾性支持される場合を例に挙げたが、パッドがパッド自体の外周まわりのみにおいて弾性支持されてもよい。かかる場合を第２の実施形態として、図５Ａ〜図６Ｄを用いて説明する。
【００７７】
（第２の実施形態）
図５Ａは、第２の実施形態に係るパッド１３Ａの平面模式図である。また、図５Ｂは、図５Ａに示すＢ−Ｂ’線略断面図である。なお、第２の実施形態では、主に第１の実施形態と異なる構成要素についてのみ説明する。
【００７８】
図５Ａに示すように、第２の実施形態に係るパッド１３Ａは、第１の実施形態に係るパッド１３に加えて、接触部１３ａの外周まわりに庇状に張り出した鍔（つば）部１３ｄをさらに備える。
【００７９】
かかる鍔部１３ｄは、図５Ｂに示すように、主面部１３ｂに同じ高さで連ねて設けられる。支持部１５は、かかる鍔部１３ｄの外周まわりのみにおいてパッド１３Ａを弾性支持する。
【００８０】
次に、本実施形態に係るパッド１３Ａの動きについて、図６Ａ〜図６Ｄを用いて説明する。図６Ａ〜図６Ｄは、第２の実施形態に係るパッド１３Ａの動きを示す模式図（その１）〜（その４）である。
【００８１】
既に述べたように、パッド１３Ａは、弾性体である支持部１５によって鍔部１３ｄの外周まわりのみを弾性支持される。これにより、図６Ａに示すように、パッド１３Ａは、支持部１５が変形することによって、プレート１２に対して上下に昇降する動きが可能となる（図中の矢印６０１参照）。
【００８２】
また、図６Ｂに示すように、パッド１３Ａは、支持部１５が変形することによって、プレート１２に対して傾動する動きが可能となる（図中の矢印６０２参照）。そして、かかる図６Ａおよび図６Ｂに示す動きは、方向自在に組み合わされる。
【００８３】
すなわち、パッド１３ＡをウェハＷの反りに倣いやすくすることができる。また、支持部１５は、パッド１３Ａの鍔部１３ｄの外周まわりのみを支持するので、パッド１３Ａ自体においてたわみ可能となる部位を大きく確保することができる。
【００８４】
したがって、第１の実施形態と同様に、支持部１５の弾性とパッド１３Ａ自体の可撓性とを相乗的に作用させ、パッド１３Ａを確実にウェハＷへ倣わせることが可能となる。
【００８５】
具体例を図６Ｃおよび図６Ｄに示す。なお、上述の図４Ｃおよび図４Ｄを用いた説明と同様に、「外寄り面１３ｂａ」、「内寄り面１３ｂｂ」、「支持部外寄り側１５ａ」および「支持部内寄り側１５ｂ」の記載をここでも用いることとする。また、「外寄り面１３ｂａ」および「内寄り面１３ｂｂ」には、それぞれ鍔部１３ｄも含まれるものとする。
【００８６】
図６Ｃに示すように、ドーム型に反ったウェハＷを吸着するものとする。かかる場合、まず、外寄り面１３ｂａ側の接触部１３ａにウェハＷが接触し（図中の閉曲線６０３参照）、ウェハＷの荷重により、支持部外寄り側１５ａが縮み変形する。そして、外寄り面１３ｂａ側をプレート１２側に傾動させる（図中の矢印６０４参照）。このとき、外寄り面１３ｂａ自体もたわんでいる。
【００８７】
そして、主面部１３ｂは一体成形であるので、かかる外寄り面１３ｂａ側の傾動により、内寄り面１３ｂｂはウェハＷ側へ持ち上げられる（図中の矢印６０５参照）。このとき、支持部内寄り側１５ｂの伸び変形もあわせて作用する。
【００８８】
そして、かかる内寄り面１３ｂｂ側の接触部１３ａがウェハＷに接触することで真空室１６が形成される（図中の塗りつぶし領域参照）。
【００８９】
そして、真空源による吸引が行われ、真空室１６が負圧空間になると、大気圧との気圧差によって、パッド１３ＡおよびウェハＷは真空室１６側へさらに強く引き付けられる（図中の矢印６０６参照）。これにより、ウェハＷは、確実に吸着されることとなる。すなわち、ドーム型に反ったウェハＷであってもパッド１３Ａがこれに倣い、確実に吸着することができる。
【００９０】
また、図６Ｄに示すように、椀型に反ったウェハＷを吸着するものとする。かかる場合、まず、内寄り面１３ｂｂ側の接触部１３ａにウェハＷが接触し（図中の閉曲線６０７参照）、ウェハＷの荷重により、支持部内寄り側１５ｂが縮み変形する。そして、内寄り面１３ｂｂ側をプレート１２側に傾動させる（図中の矢印６０８参照）。このとき、内寄り面１３ｂｂ自体もたわんでいる。
【００９１】
そして、かかる内寄り面１３ｂｂ側の傾動により、外寄り面１３ｂａはウェハＷ側へ持ち上げられる（図中の矢印６０９参照）。このとき、支持部外寄り側１５ａの伸び変形もあわせて作用する。
【００９２】
そして、かかる外寄り面１３ｂａ側の接触部１３ａがウェハＷに接触することで真空室１６が形成される（図中の塗りつぶし領域参照）。
【００９３】
そして、真空源による吸引が行われ、真空室１６が負圧空間になると、ドーム型の場合と同様に、大気圧との気圧差によって、パッド１３ＡおよびウェハＷは真空室１６側へさらに強く引き付けられる（図中の矢印６１０参照）。これにより、椀型に反ったウェハＷであってもパッド１３がこれに倣い、確実に吸着することができる。
【００９４】
したがって、第２の実施形態に係る吸着構造によれば、反りの生じたウェハＷを確実に吸着することができる。
【００９５】
ところで、上述した各実施形態では、支持部が略環状である場合を例に挙げたが、支持部の形状を限定するものではない。そこで、支持部の変形例について、図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。
【００９６】
図７Ａは、第１の変形例に係る支持部１５’の平面模式図である。また、図７Ｂは、第２の変形例に係る支持部１５’’の平面模式図である。
【００９７】
図７Ａに示すように、第１の変形例に係る支持部１５’は、その外周部に、規定位置にあるウェハＷの径方向に対して略直交する向きの切り欠き１５’ａを有する。これにより、支持部１５’は、径方向に沿って変形しやすくなるので（図中の矢印７０１参照）、径方向に沿った反りの態様をとるウェハＷに対し、パッド１３（１３Ａを含む）を倣わせやすくすることができる。
【００９８】
また、図７Ｂに示すように、第２の変形例に係る支持部１５’’は、径方向に沿った部位の幅Ｗ１が、その他の部位の幅Ｗ２よりも大きくなるように形成される。これは、図７Ｂに示すようにたとえば、外周を略円形状とし、内周を角丸長方形状や楕円形状とすることにより形成可能である。
【００９９】
これにより、支持部１５’’は、径方向に沿って変形しやすくなるので（図中の矢印７０２参照）、径方向に沿った反りの態様をとるウェハＷに対し、やはりパッド１３（１３Ａを含む）を倣わせやすくすることができる。
【０１００】
ところで、上述した各実施形態では、パッドが下方から弾性支持される場合を例に挙げたが、側方から弾性支持されてもよい。かかる場合を第３の実施形態として、図８Ａ〜図９を用いて説明する。
【０１０１】
（第３の実施形態）
図８Ａは、第３の実施形態に係るパッド１３Ｂの平面模式図である。また、図８Ｂおよび図８Ｃは、図８Ａに示すＣ−Ｃ’線略断面図（その１）および（その２）である。
【０１０２】
なお、第３の実施形態では、主に第１および第２の実施形態と異なる構成要素についてのみ説明する。また、パッド１３Ｂ自体の形状は、第２の実施形態に係るパッド１３Ａと略同一とする。
【０１０３】
図８Ａに示すように、第３の実施形態に係るパッド１３Ｂは、その外周を側方から弾性支持する支持部１５Ａを備える。
【０１０４】
具体的には、図８Ｂに示すように、支持部１５Ａは、パッド１３Ｂの外周を、プレート１２に形成された環状壁部１２ｂの内壁に側面方向から弾性支持する。ここで、支持部１５Ａは、略環状に形成された弾性体であって、パッド１３Ｂの外周を取り囲んで設けられてプレート１２に固定され、パッド１３Ｂの外周と環状壁部１２ｂの内壁との間を封止する。
【０１０５】
これにより、環状壁部１２ｂは、パッド１３Ｂとともに真空室１６を形成することとなる。真空室１６は、プレート１２の吸気孔１２ａを介して真空源に連通される。
【０１０６】
また、図８Ｂに示すように、支持部１５Ａは、パッド１３Ｂの側端部と真空室１６の底面との間に隙間ｉを設けた状態で、パッド１３Ｂを支持する。
【０１０７】
かかる第３の実施形態に係る吸着構造によって次のような効果を得ることができる。すなわち、側方からパッド１３Ｂを支持するので、水平方向におけるパッド１３Ｂの移動を規制する必要がなく、パッド１３Ｂの位置決めをする必要もない。
【０１０８】
また、隙間ｉを設けた状態で支持部１５Ａによって側方から弾性支持されるので、水平方向だけでなく、垂直方向にも柔軟に接触部１３ａを傾動させることができ、パッド１３ＢをウェハＷに対して確実に倣わせることができる。
【０１０９】
また、上述の隙間ｉを設けることで、ウェハＷが載置されてパッド１３Ｂがプレート１２に対して昇降する動きが可能となる。
【０１１０】
なお、図８Ｃに示すように、主面部１３ｂの裏面側が、吸気孔１３ｃに向けて上り勾配となった形状のパッド１３Ｂ’を備えることとしてもよい。
【０１１１】
また、支持部１５Ａの所定の部位の幅を他と異ならせてもよい。図９は、第３の実施形態の変形例に係るパッド１３Ｂ’’の平面模式図である。図９に示すように、パッド１３Ｂ’’を側方から支持する支持部１５Ａ’は、径方向に沿った部位の幅Ｗ３が、その他の部位の幅Ｗ４よりも大きくなるように形成される。
【０１１２】
これにより、支持部１５Ａ’は、径方向に沿って大きく変形しやすくなるので、径方向に沿った反りの態様をとるウェハＷに対し、パッド１３Ｂ’’を倣わせやすくすることができる。すなわち、反りの生じたウェハＷを確実に吸着することが可能となる。
【０１１３】
上述してきたように、第３の実施形態に係る吸着構造は、固定ベース（プレート）と、パッドと、環状壁部と、吸気孔と、支持部とを備える。上記パッドは、被吸着物に接触する接触部を有する。上記環状壁部は、上記固定ベースに設けられ上記パッドとともに真空室を形成する。上記吸気孔は、上記固定ベースに設けられ上記真空室を真空源に連通させる。上記支持部は、上記パッドの外周を上記環状壁部の内壁に側面方向から弾性支持する。
【０１１４】
したがって、第３の実施形態に係る吸着構造によれば、反りの生じたウェハＷを確実に吸着することができる。
【０１１５】
なお、上述した各実施形態では、支持部の弾性とパッドの可撓性とを相乗的に作用させてウェハにパッドを倣いやすくさせる例を挙げたが、さらに接着剤の弾性を利用することとしてもよい。この点について、図１０を用いて説明する。
【０１１６】
図１０は、弾性接着層１７を示す模式図である。たとえば、図１０に示すように、プレート１２と支持部１５との間や、支持部１５とパッド１３との間に、弾性接着剤等を用いて弾性接着層１７を形成することとしてもよい。
【０１１７】
これにより、支持部１５の弾性とパッド１３の可撓性とに加えて、弾性接着層１７の弾性を作用させることができるので、パッド１３をウェハＷに対してしなやかに倣わせることが可能となる。したがって、反りの生じたウェハＷを確実に吸着することができる。
【０１１８】
また、上述した各実施形態では、パッドの主面部が角丸長方形状である場合を例に挙げたが、かかる角丸長方形状や楕円形状等を含む略オーバル形状であればよい。また、略オーバル形状に限らず、略円形状などであってもよい。
【０１１９】
また、上述した各実施形態では、単腕ロボットを例に挙げて説明したが、双腕以上の多腕ロボットに適用することとしてもよい。
【０１２０】
また、上述した各実施形態では、被吸着物がウェハである場合を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、薄板状の基板であればよい。ここで、基板の種別を問うものではなく、たとえば、液晶パネルディスプレイのガラス基板などであってもよい。
【０１２１】
なお、ガラス基板などの場合、上述してきた径方向は、被吸着物の中心から仮想的に描かれる同心円の径方向、あるいは、被吸着物の中心から放射状に伸びる方向ということになる。
【０１２２】
また、被吸着物は、薄板状のワークであれば基板でなくともよい。
【０１２３】
また、上述した各実施形態では、ロボットが、ウェハ等の基板を搬送する基板搬送用ロボットである場合を例に挙げたが、搬送作業以外の作業を行うロボットであってもよい。たとえば、吸着構造を備えたハンドを用いて薄板状のワークを真空吸着しながら所定の組立作業を行う組立ロボット等であってもよい。
【０１２４】
また、上述した各実施形態によって、ロボットの腕の数やハンドの数、軸数などが限定されるものではない。
【０１２５】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１    ロボット
２    基台
３    昇降部
４    第１関節部
５    第１アーム
６    第２関節部
７    第２アーム
８    第３関節部
１０    ハンド
１１    プレート支持部
１２    プレート
１２ａ  吸気孔
１２ｂ  環状壁部
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｂ’、１３Ｂ’’  パッド
１３ａ  接触部
１３ａａ  シール壁
１３ｂ  主面部
１３ｂａ  外寄り面
１３ｂｂ  内寄り面
１３ｃ  吸気孔
１３ｄ  鍔部
１４    真空路
１５、１５’、１５’’、１５Ａ、１５Ａ’  支持部
１５’ａ  切り欠き
１５ａ  支持部外寄り側
１５ｂ  支持部内寄り側
１６    真空室
１７    弾性接着層
２０    制御装置
３０    上位装置
Ｃ      規定位置にあるウェハの中心
Ｗ      ウェハ
【図１】
2015013358.tif 000003
【図２】
2015013358.tif 000004
【図３Ａ】
2015013358.tif 000005
【図３Ｂ】
2015013358.tif 000006
【図３Ｃ】
2015013358.tif 000007
【図３Ｄ】
2015013358.tif 000008
【図３Ｅ】
2015013358.tif 000009
【図３Ｆ】
2015013358.tif 000010
【図３Ｇ】
2015013358.tif 000011
【図４Ａ】
2015013358.tif 000012
【図４Ｂ】
2015013358.tif 000013
【図４Ｃ】
2015013358.tif 000014
【図４Ｄ】
2015013358.tif 000015
【図５Ａ】
2015013358.tif 000016
【図５Ｂ】
2015013358.tif 000017
【図６Ａ】
2015013358.tif 000018
【図６Ｂ】
2015013358.tif 000019
【図６Ｃ】
2015013358.tif 000020
【図６Ｄ】
2015013358.tif 000021
【図７Ａ】
2015013358.tif 000022
【図７Ｂ】
2015013358.tif 000023
【図８Ａ】
2015013358.tif 000024
【図８Ｂ】
2015013358.tif 000025
【図８Ｃ】
2015013358.tif 000026
【図９】
2015013358.tif 000027
【図１０】
2015013358.tif 000028