(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物を静電吸着力により非接触状態で保持するための静電力発生用電極を備えた絶縁基板を立設してなる保持装置と、該保持装置の静電力発生用電極への印加電圧を調整する制御部と、前記被搬送物を支持する支持部材を備えてなり、該支持部材を前記保持装置に沿って移動させるスライド機構とを備え、前記被搬送物を前記支持部材とともに立設した状態で搬送することを特徴とする静電浮上型搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状や円筒状の被搬送物を静電吸着力により非接触の状態で支持しながら搬送する静電浮上型搬送装置に関するものであり、特に、半導体ウエハ、サファイア基板、ガラス基板、セラミック基板、プリンター用ドラム等の表面を傷付けることなく固定、搬送するのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造工程等では、半導体ウエハを所定の位置に移動させるために図５に示すような搬送装置が使用されている。
【０００３】
この搬送装置は、被搬送物５０１を保持する静電チャック５０２をハンド５０３に設け、第１関節５０４と第２関節５０５を第１アーム５０６にて結合してある。また、第２関節５０５と第３関節５０７は第２アーム５０８にて結合してあり、第３関節５０７は上下リフタ５０９と結合してある。更に、上下リフタ５０９はリスト関節５１０に結合され、いわゆる水平多関節の搬送装置を構成している。
【０００４】
また、上記静電チャック５０２の構造は図６に示すように、円盤状をした絶縁基体４０１の表面に半円状をした２枚の静電力発生用電極４０２，４０３を敷設するとともに、この静電力発生用電極４０２，４０３を覆うように絶縁基体４０１の表面を絶縁皮膜４０４で被覆し、その表面を吸着面４０５としたものであり、この吸着面４０５に被搬送物５０１を載置し、静電力発生用電極４０２，４０３間に高電圧を印加することで被搬送物５０１を分極させて帯電せしめ、その電荷と静電力発生用電極４０２，４０３との間に作用する静電吸着力でもって、被搬送物５０１を吸着面４０５に保持するようになっており、静電力発生用電極４０２，４０３間に印加する電圧を上げて、静電吸着力を高めることにより、被搬送物５０１と吸着面４０５との間の摩擦力を増大せしめ、搬送時や外部からの振動に対して位置ズレを生じることなく、所定の位置に被搬送物５０１を保持するようにしていた。
【０００５】
なお、上記搬送装置の各関節５０４，５０５，５０７や上下リフタ５０９には回転機構として回転ベアリング５１１や回転アクチュエータ５１２、あるいはリニアベアリング５１４やリニアアクチュエータ５１５をそれぞれ設けてあり、これらの駆動により発生する油分や粉体（パーティクル）が真空中に飛散することを防ぐために、各関節５０４，５０５，５０７には回転シール５１３を、上下リフタ５０９にはリニアシール５１６をそれぞれ設けてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような搬送装置による真空中の固定や搬送においては、以下のような問題点があった。
【０００７】
（１）被搬送物５０１を支持する場合、その底面の大部分が静電チャック５０２の吸着面４０５と接触することから、この接触により真空容器中を微小ながら汚染することが知られている。
【０００８】
また、関節５０４，５０５，５０７や上下リフタ５０９の回転シール５１３やリニアシール５１６からも、微量ながらパーティクルの発生が検出されることがあった。
【０００９】
一般的な例であるが、被搬送物５０１に８インチのシリコンウエハを用いた場合、静電チャック５０２ではチャック動作の１アクションで、０．０２ｍｇの粉体（パーティクル）が平均して飛散し、各関節５０４，５０５，５０７に備える回転シール５１３や上下リフタ５０９に備えるリニアシール５１６からは１アクションで、０．０５ｍｇの粉体と０．０３ｍｇのガス成分が平均して飛散していた。
【００１０】
（２）被搬送物５０１を常に水平にして保持する関係で、前述の飛散した粉体やガス成分が舞い上がり、被搬送物５０１の表面に付着する確率が高く、製造装置での歩留まりを大きく低下させているのが現状であった。
【００１１】
この確率は、製造装置の状態（清掃の有無等）で異なるが、真空中での処理に関する不良の原因を挙げると、その殆どが粉体（パーティクル）汚染であることが判っている。
【００１２】
本発明は、上記問題点を除去し、粉体（パーティクル）の発生を低減するために、被搬送物を水平方向に対して傾斜させた状態で非接触に支持するとともに、この状態を保持しながら搬送することが可能な静電浮上型搬送装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、静電浮上型搬送装置において、被搬送物を静電吸着力により非接触状態で保持するための静電力発生用電極を備えた絶縁基板を立設してなる保持装置と、この保持装置の静電力発生用電極への印加電圧を調整する制御部と、前記被搬送物を支持する支持部材を備えてなり、この支持部材を前記保持装置に沿って移動させるスライド機構とを備え、前記被搬送物を前記支持部材とともに立設した状態で搬送するようにしたものである。
【００１４】
このように構成した静電浮上型搬送装置は、被搬送物を支持部材だけで支持することができるため、被搬送物との接触面積を飛躍的に小さくでき、接触摩擦により発生する粉体（パーティクル）の総量を、無視できるほど小さくすることができる。しかも、被搬送物は立設させた保護装置により非接触の状態で保持するようにしたことから、処理室内に飛散した粉体やガス成分が被搬送物の表面に付着する確率を大幅に低減することが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態の一例を示す静電浮上型搬送装置の斜視図である。
【００１７】
この静電浮上型搬送装置は、一主面２０３に静電力発生用電極２０４を備えた絶縁基体２０２からなる保持装置２０１を立設させるとともに、この保持装置２０１の一主面２０３と平行にスライド装置として浮上リニアモータ２０７を並設してあり、この浮上リニアモータ２０７の可動部２０８には被搬送物５０１の外周面を２点で支持する支持部材２０６を設けてある。
【００１８】
さらに、保持装置２０１の一主面２０３と反対側の面には、被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との間隔を計測する検出部として複数個の三角測量式変位センサ２０５を等間隔に並設し、絶縁基体２０２に設けた貫通穴２０２ａより計測するようにしている。
【００１９】
上記静電力発生用電極２０４に印加する電圧値を調整する制御部は、図２に示すように、上記三角測量式変位センサ２０５からの出力信号１０６と基準信号１０７とを比較する比較演算器１０８と、ＰＩＤ演算器１０９、及び高電圧増幅器１１０とから構成してあり、被搬送物５０１を静電力発生用電極２０４と、ある一定の隙間を設けて保持するようにしてある。
【００２０】
例えば、被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との隙間が大き過ぎ、三角測量式変位センサ２０５からの出力信号１０６が基準信号１０７より大きい場合、比較演算器１０８には正の電圧が出力され、ＰＩＤ演算器１０９にて応答を調整し、静電力発生用電極２０４に加える電圧を高くすることで、静電吸着力を高めて被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との隙間を小さくし、逆に被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との隙間が小さ過ぎ、三角測量式変位センサ２０５からの出力信号１０６が基準信号１０７より小さい場合、比較演算器１０８には負の電圧が出力され、ＰＩＤ演算器１０９にて応答を調整し、静電力発生用電極２０４に加える電圧を低くすることで、静電吸着力を弱めて被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との隙間を大きくするというように、被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との隙間を所定値に制御することができる。そして、この一連の動作は、三角測量式変位センサ２０５からの出力信号１０６が基準信号１０７に等しくなるか、あるいは許容値になるまで自動的に追従（サーボ）することから、常に一定の間隔を保って保持することができる。
【００２１】
そのため、被搬送物５０１を倒立させた状態で支持部材２０６上に配置し、絶縁基体２０２の静電力発生用電極２０４に電圧を印加すると、被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との間に静電吸着力が発生する。そして、三角測量式変位センサ２０５により被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との隙間を計測し、制御部にて静電力発生用電極２０４に印加する電圧値を調整して被搬送物５０１と静電力発生用電極２０４との隙間が所定値となるように保持することができる。
【００２２】
そして、浮上リニアモータ２０７の可動部２０８を移動させれば、被搬送物５０１を静電力発生用電極２０４と、ある一定の間隔を保った状態で搬送することができる。
【００２３】
この搬送装置によれば、被搬送物５０１を支持部材２０６のみで支持することができ、保持装置２０１とは非接触であることから、被搬送物５０１との接触面積を飛躍的に小さくでき、接触摩擦により発生する粉体（パーティクル）の総量を、無視できるほど小さくすることができる。しかも、被搬送物５０１は水平方向に対して傾斜させた状態で支持するようにしてあることから、処理室内に飛散した粉体やガス成分が被搬送物５０１の表面に付着する確率を大幅に低減することができる。
【００２４】
例えば、８インチのシリコンウエハを搬送する場合、接触部の面積比率を理論的に１／５００００以下にまで小さくすることができ、実際発生した粉体（パーティクル）の総量は１００回のアクションでも皆無であり、浮上リニアモータ２０７におけるパーティクルの発生も１００回のアクションにおいて皆無とすることができる。なお、上記の計測は搬送装置をクリーンな処理室に配置し、この処理室内をパーティクルカウンタにて計測した結果である。
【００２５】
次に、本発明の他の実施形態を図３及び図４に示す。
【００２６】
図３に示す静電浮上型搬送装置は、保持装置２０１の絶縁基板２０２にＬ字状のガイド壁２０９を一体に形成したものであり、上記ガイド壁２０９の各内面には長手方向に沿って縦縞状に細分化した静電力発生用電極３０２，３０３をそれぞれ形成するとともに、これらの静電力発生用電極３０２，３０３間に電圧を印加することで支持体３０１と静電的に浮上させるようにしたものである。また、上記支持体３０１の先端部にはＶ溝３０１ａを形成してあり、このＶ溝３０１ａで被搬送物５０１の外周面を支持するようにしてある。
【００２７】
この実施形態によれば、スライド装置を保持装置２０１に一体的に形成してあることから、静電浮上型搬送装置をより小型化することができるとともに、被搬送物５０１の外周面を支持する支持体３０１を静電的に浮上させ、縦縞状の静電力発生用電極３０２，３０３に印加する電圧を順次移行させることにより駆動力を発生させ、支持体３０１とともに被搬送物５０１を長手方向に沿って搬送することができる。
【００２８】
図４に示す静電浮上型搬送装置は、静電力発生用電極２０４を縦縞状に細分化するとともに、スライド装置として可動部３０８に被搬送物５０１の外周面を２点で支持する支持部材３０６を備えたリニアガイド３０７を用いたものであり、その他は図１と同様の構造をしたものである。
【００２９】
この実施形態によれば、縦縞状の静電力発生用電極２０４に印加する電圧を順次移行させることにより駆動力を発生させ、支持部材３０６により支持された被搬送物５０１を保持装置２０１の一主面に沿って非接触の状態で搬送することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、被搬送物を静電吸着力により非接触状態で保持するための静電力発生用電極を備えた絶縁基板を立設してなる保持装置と、この保持装置の静電力発生用電極への印加電圧を調整する制御部と、前記被搬送物を支持する支持部材を備えてなり、この支持部材を前記保持装置に沿って移動させるスライド機構とから静電浮上型搬送装置を構成したことから、被搬送物との接触面積を飛躍的に小さくでき、接触摩擦で発生する粉体（パーティクル）の総量を、無視できるほど小さくすることができるとともに、被搬送物は水平方向に対して傾斜させた状態で保持することができるため、処理室内に飛散した粉体やガス成分が被搬送物の表面に付着する確率を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の一例である静電浮上型搬送装置を示す斜視図である。
【図２】  本発明の実施形態の一例である静電浮上型搬送装置の制御部を示す制御回路図である。
【図３】  本発明の他の実施形態である静電浮上型搬送装置を示す斜視図である。
【図４】  本発明の他の実施形態である静電浮上型搬送装置を示す斜視図である。
【図５】  従来の搬送装置を示す斜視図である。
【図６】  従来の搬送装置に有する静電チャックを示す断面図である。
【符号の説明】
１０６ 出力信号
１０７ 基準信号
１０８    比較演算器
１０９    ＰＩＤ演算器
１１０    高電圧増幅器
２０１    保持装置
２０２    絶縁基体
２０２ａ    貫通穴
２０３ 一主面
２０４，３０２，３０３    静電力発生用電極
２０５    三角測量式変位センサ
２０６，３０６    支持部材
２０７    浮上リニアモータ
２０８，３０８    可動部
２０９    Ｌ字状のガイド壁
３０１    支持体
３０１ａ    Ｖ溝
３０７    リニアガイド
５０１    被搬送物
【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】
0003936015.tif 000006
【図６】
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