(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面が重なり合うように直立し一定間隔にて配列された復数枚の基板を挾持して上下左右方向に搬送する搬送装置に併設され、基板を左右両側から挟持する一対の挟持アームを左右方向に平行に動作することにより挟持アームを平行動作して開閉する平行動作挟持機構であって、
該平行動作挟持機構は、前記一対の挟持アームをそれぞれ備えた左右一対のスライドブロックをスライドさせるスライド力付与手段とを有し、
前記スライド力付与手段が、空圧回転シリンダの円周上の一端に固定された偏心ピンと、該偏心ピンの回転力により前後方向に往復滑動させられる滑り子と、一端が前記滑り子に、他端が前記スライドブロックに枢軸され、前記滑り子の前後方向への滑動により前記スライドブロックを左右方向にスライドさせる少なくとも１対の揺動アームと、前記空圧回転シリンダの回転動力とからなり、
前記一対のスライドブロックは、その側面に穿設された孔部を挿貫したリニアシャフトにより移動方向を左右方向に規制され、前記一対の挟持アームは、前記一対のスライドブロックから前記滑り子の往復滑動方向に延設したパイプに縣下固定され、
前記滑り子が、該滑り子に設けたスリットに摺動自在に係合する前記偏心ピンの回転に伴う前後方向への偏位により前後方向へ往復滑動し、この往復滑動により、一端が該滑り子に枢軸された前記揺動アームの他端が、前記スライドブロックを左右の横方向にスライドさせて、前記挟持アームを横方向に平行に開閉させることを特徴とする挟持アームの平行動作挟持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体産業におけるシリコンウエハ等（本明細書では「基板」という）の洗浄装置の搬送装置に併設する基板挟持アームの平行動作挟持機構、特に、大口径化の基板を安定挾持し、信頼性に富む、平行動作挟持機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハの洗浄装置においては、一般に、半導体ウェハの搬送処理装置が具備され、これには半導体ウェハの把持装置が併設しており、その把持装置については、色々の構造のものが識られている。その一例を示すと、
第４図の装置（Ａ）は、搬送装置の支柱（Ｂ）の上端に装着されるもので、一対の把持アーム（Ｃ）（Ｃ）が本体（Ｄ）に揺動可能に軸支されている。この把持アーム（Ｃ）（Ｃ）は、カム（Ｅ）（Ｅ）を介して相互に連動可能に連結されると共に、一方のカム（Ｅ）がブラケット（Ｆ）と連結ロッド（Ｇ）を介して、エアシリンダ（Ｉ）のシリンダロッド（Ｊ）に連結されている。エアシリンダ（Ｉ）は、支柱（Ｂ）の上端の支持ブロック（Ｈ）に取付けられ、連結ロッド（Ｇ）は、支持ブロック（Ｈ）と本体（Ｄ）を支持する支持ブロック（Ｍ）を連結する連結パイプ（Ｋ）に内挿されている。
そして、エアシリンダ（Ｉ）のシリンダロッド（Ｊ）が往動すると、連結ロッド（Ｇ）、ブラケット（Ｆ）、カム（Ｅ）（Ｅ）を介して、把持アーム（Ｃ）（Ｃ）が閉じ、半導体ウェハを収容した容器（Ｚ）を把持する。これに対してシリンダロッド（Ｊ）が復動すると、把持アーム（Ｃ）（Ｃ）が開き、容器（Ｚ）を開放する。
【０００３】
しかしこのような構造のものは、カム（Ｅ）（Ｅ）の回転を円滑にして把持アーム（Ｃ）（Ｃ）を円滑に開閉するため、カム（Ｅ）（Ｅ）の周辺形状は丸みを有することが不可欠であり、そのため、把持アーム（Ｃ）（Ｃ）は全開状態で完全に静止することができないばかりでなく、全閉状態でも容器（Ｚ）を確実に把持した状態を保つことが難かしいことがあり、また、支柱（Ｂ）と本体の洗浄装置の構造上の点から、把持アーム（Ｃ）（Ｃ）の距離を大きくとらねばならず、エアシリンダ（Ｉ）と把持アーム（Ｃ）（Ｃ）との距離が大きくなり、その間に、複数の作動機構を装着せねばならず、把持アーム（Ｃ）（Ｃ）の動作や位置決めが困難でとなる。即ち、把持アーム（Ｃ）（Ｃ）の構造が複雑で、このような従来搬送装置では、シリコンウエハ等は、φ（直径）２００ｍｍまでのウエハの洗浄が一般的であり、それらウエハを５０枚洗浄のため挟持する場合、その合計重量が約３０００ｇ程度であったが、現在では、大口径化が進みφ３００ｍｍとなり、その５０枚の合計重量が約６５００ｇ程度となり、大口径化の基板を安定挾持する機能の信頼性に欠け、更に、把持装置自体の大型化と重量化は避けられず、それに伴い本体である洗浄装置の大型化と重量化を招くので、経済的にも、好ましくない。
また、従来、一般のパイプを回転させる挟持機構においては、パイプに多大なる捩じりモーメント荷重がかかるので、その分の強度をもたせるためパイプを太くする必要があった。
【０００４】
基板の直径、重量が大きくなり、搬送中基板が揺動するような基板挟持装置にて保持し搬送すると、発塵や保持台への受け渡し不良につながり、保持する基板の数量（重量）が変わっても、一対の挟持アームの全閉寸法の変化が起こらないことがこの技術分野において期待される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、この分野の上記従来技術の現状に鑑み、基板を確実に把持でき、信頼性が高く、比較的簡単な構造で故障し難い、挟持アームの平行動作挟持機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の（１）「主面が重なり合うように直立し一定間隔にて配列された復数枚の基板（１）を挾持して上下左右方向に搬送する搬送装置に併設され、基板（１）を左右両側から挟持する一対の挟持アームを左右方向に平行に動作することにより挟持アーム（３）を平行動作して開閉する平行動作挟持機構であって、
該平行動作挟持機構は、前記一対の挟持アーム（３）をそれぞれ備えた左右一対のスライドブロック（５）をスライドさせるスライド力付与手段とを有し、
前記スライド力付与手段が、空圧回転シリンダ（１３）の円周上の一端に固定された偏心ピン（１１）と、該偏心ピン（１１）の回転力により前後方向に往復滑動させられる滑り子（１５）と、一端が前記滑り子（１５）に、他端（２３）が前記スライドブロック（５）に枢軸され、前記滑り子（１５）の前後方向への滑動により前記スライドブロック（５）を左右方向にスライドさせる少なくとも１対の揺動アーム（１７）と、前記空圧回転シリンダ（１３）の回転動力（１９）とからなり、
前記一対のスライドブロック（５）は、その側面に穿設された孔部（７）を挿貫したリニアシャフト（９）により移動方向を左右方向に規制され、前記一対の挟持アーム（３）は、前記一対のスライドブロック（５）から前記滑り子（１５）の往復滑動方向に延設したパイプ（３３）に縣下固定され、
前記滑り子（１５）が、該滑り子（１５）に設けたスリット（２５）に摺動自在に係合する前記偏心ピン（１１）の回転に伴う前後方向への偏位により前後方向へ往復滑動し、この往復滑動により、一端（２１）が該滑り子（１５）に枢軸された前記揺動アーム（１７）の他端（２３）が、前記スライドブロック（５）を左右の横方向にスライドさせて、前記挟持アーム（３）を横方向に平行に開閉させることを特徴とする挟持アームの平行動作挟持機構」、
（２）「主面が重なり合うように直立し一定間隔にて配列された復数枚の基板（１）を挾持して上下左右方向に搬送する搬送装置に併設され、基板を左右両側から挟持する一対の挟持アーム（３）をそれぞれ横方向に、接近移動させることにより閉じ、離間移動させることにより開く挟持アームの平行動作挟持機構であって、
該平行動作挟持機構は、前記一対の挟持アーム（３）がそれぞれ縣下固定された左右一対の移動ブロック（６）と、前記移動ブロック（６）の側面に穿かれた孔部（８）に嵌挿して左右方向に配設されることにより前記移動ブロック（６）の移動経路を形成するシャフト状のウォーム（１０）と、前記ウォーム（１０）上で前記移動ブロック（６）を横方向に移動させる移動力付与手段とを有し、前記移動ブロック（６）の側面に穿かれた孔部（８）内には前記ウォーム（１０）と歯合する螺旋条（１２）が設けられ、該ウォーム（１０）が回転することにより、該螺旋条（１２）を有する前記ブロック（６）が横方向に移動して、前記ブロック（６）に固定された前記挟持アーム（３）を横方向に開閉させることを特徴とする挟持アームの平行動作挟持機構」により達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面を参照し詳細に説明するが、本発明は、これら実施例になんら制限されるものではない。
ここで図１は、本発明の平行動作挟持機構を併設した搬送装置の作動図、図２は、本発明の平行動作挟持機構の原理を示す説明図、図３は、本発明の平行動作挟持機構例の概要を示す鳥観図、図４は、本発明の平行動作挟持機構例の平面、側面図、図５は、本発明の他の平行動作挟持機構例の概要を示す鳥観図、図６は、本発明の平行動作挟持機構を併設した搬送装置の全体図である。また図７は、従来の搬送装置例を説明する図である。
【０００８】
図１の挟持アームの平行動作挟持機構（３１）は、一対の挟持アーム（３ｂ）（３ｂ）を左右両側から中心方向に平行に移動動作することにより、基板（１）を左右両側から挟持して上下左右方向に搬送し、又は矢印の開方向に平行に移動することにより挟持を解く。挟持アーム（３ｂ）はパイプ（３３）を介して前記動作挟持機構（３１）に縣下固定されている。図１（イ）は、その正面図、図１（ロ）は、その側面図である。挟持アーム（３）を閉じたとき（図１（イ）の実線表示）、挟持アーム（３）の先端の２本のＶ溝付きバー挟持部材（３ａ）で基板（１）が挟持され、挟持アーム（３）を開いたとき（点線表示）は挟持解除となる。図１（ロ）においては、７枚の基板（１）を挟持しているが、本発明は基板（１）の枚数を制限するものではない。
【０００９】
図２の平行動作挟持機構の原理において、この平行動作挟持機構は、左右一対のスライドブロック（５）を平行方向に左右移動することにより、開状態（図２（イ））又は閉状態（図２（ロ））を形成する。
そしてこの平行動作挟持機構は、空圧回転シリンダ（１３）の円周上の一端に固定された偏心ピン（１１）と、該偏心ピン（１１）の回転力により前後方向に往復滑動させられる滑り子（１５）と、一端（２１）が滑り子（１５）に、他端（２３）がスライドブロック（５）に枢軸され、滑り子（１５）の前後方向への偏位により前記スライドブロック（５）を左右方向にスライドさせる少なくとも１対の揺動アーム（１７）と、空圧回転シリンダ（１３）の回転動力とからなり、滑り子（１５）には横長のスリット（２５）が設けられ、このスリット（２５）には偏心ピン（１１）が摺動自在に係合する。
【００１０】
ブロック（５）（５）の開状態における揺動アーム（１７）（１７）は直線状となり、このとき空圧回転シリンダ（１３）は前端死点を形成し、滑り子（１５）は前後方向に滑動し難いので、ブロック（５）（５）に縣下固定された枢動アーム（１７）（１７）にたとえ力が印加されても、滑り子（１５）により空圧回転シリンダ（１３）を回転させることができない。また閉状態における枢動アーム（１７）（１７）は最小の角度となり、このとき空圧回転シリンダ（１３）は後端死点を形成し、滑り子（１５）は前後方向に滑動し難いので、枢動アーム（１７）（１７）の一端（２１）（２１）側のブロック（５）（５）にたとえ力が印加されても、滑り子（１５）により空圧回転シリンダ（１３）を回転させることがほとんどできない。つまり、本発明の平行動作挟持機構は、開状態及び閉状態において滑り子（１５）が滑動し難い前端死点及び後端死点が形成されるので、この状態で不測の外力がブロック（５）（５）やこれに固定された挟持アーム（３）に印加されても、開状態及び閉状態を確実に保持することができる。この図２に示される挟持機構例においては、ブロック（５）（５）の開状態を空圧回転シリンダ（１３）の後端死点としているが、この代わりに、滑り子（１５）を前方向に揺動するようにして、前端死点で閉状態とし、後端死点で開状態とすることもむろん可能である。
【００１１】
図３に示されるように、一対の挟持アーム（３）がそれぞれ縣下固定された左右一対のスライドブロック（５）は、この側面に穿たれた孔部（７）を挿貫し該ブロック（５）の移動方向を左右方向に規制するリニアシャフト（９）を有することにより、前記スライド力付与手段でスライドブロック（５）をリニアシャフト（９）上で左右の横方向のみに正確にスライドさせることができる。そして、滑り子（１５）には、横長のスリット（２５）が設けられ、偏心ピン（１１）はこのスリット（２５）に摺動自在に係合する。偏心ピン（１１）の回転に伴う前後方向への偏位により滑り子（１５）が前後方向へ往復滑動し、この往復滑動により枢動アーム（１７）の他端（２３）が、スライドブロック（５）を左右の横方向にスライドさせて、前記スライドブロック（５）から前記滑り子（１５）の往復滑動方向に延設したパイプに縣下固定された前記挟持アーム（３）を横方向に平行に開閉させる。
【００１２】
図４は、前記平行動作挟持機構の平面及び側面を示す図であり、ここで図４（イ）は上部平面を、図４（ロ）は正面側面を、図４（ハ）は線ＡＢにおける断面側面を、図４（ニ）は左右端面における側面をそれぞれ表わす。この平行動作挟持機構はシーシング（２７）内に収容されており、滑り子（１５）がＡ方向（前後方向）に揺動することにより、揺動アーム（１７）（１７）によってブロック（５）（５）はＢ方向（左右方向）に開閉される。
【００１３】
図５は、本発明の他の平行動作挟持機構例を示すものであり、この例の平行動作挟持機構は、一対の挟持アーム（３）がそれぞれ縣下固定された左右一対の移動ブロック（６）と、移動ブロック（６）の側面に穿かれた孔部（８）に嵌挿して左右方向に配設されることにより移動ブロック（６）の移動経路を形成するシャフト状のウォーム（１０）と、ウォーム（１０）上で移動ブロック（６）を横方向に移動させる移動力付与手段とを有し、前記移動ブロック（６）の側面に穿かれた孔部（８）内には前記ウォーム（１０）と歯合するウォーム歯車様の螺旋条（１２）が設けられ、ウォーム（１０）が回転することにより、該螺旋条（１２）を有するブロック（６）が横方向に移動して、前記ブロック（６）に固定された前記挟持アーム（３）を横方向に開閉させるものである。したがって図５(ロ)に示されるように、左右のウォームは逆のネジ巻き方向を有する。または回転方向を逆にしてもよい。図５(ハ)に示されるようにネジ山のピッチ間隔を変えて開閉速度及び開閉に要する力を変化させたものとすることもできる。
【００１４】
図６の本発明の平行動作挟持機構を併設した搬送装置全体の構成例において、洗浄用薬液槽又は純水洗浄槽（４１）は、上下左右搬送機（３７）と平行に複数台設置してあり、純水洗浄槽（４１）には基板保持台（４３）が配置され、この基板保持台（４３）は上下動をして、純水（３９）中に浸漬した基板を純水（３９）の上に半分以上が出るように掲げ、純水（３９）の上に露出し乾燥した基板部分を、本発明の平行動作挟持機構（３１）により動作する挟持アーム（３ｂ）（３ｂ）で挟持することができる。挟持アーム（３ｂ）（３ｂ）の下端は挟持部材（３ａ）の両端に軸支されていて、この一対の挟持部材（３ａ）（３ａ）は、洗浄槽（４１）上にほぼ水平になるように配置されている。上下左右搬送機（３７）は、並列して設けている複数の洗浄槽（４１）に沿って移動して平行動作挟持機構（３１）を搬送し、所望の洗浄槽（４１）に誘導し、支柱の上昇・下降により、一対の挟持アーム（３ｂ）（３ｂ）の上昇・下降と連動するようになっている。
【００１５】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明においては、空圧回転シリンダ（１３）はブロック（５）（５）の開状態において前（後）端死点を、閉状態において後（前）端死点を、それぞれ形成し、滑り子（１５）は前後方向に滑動し難いので、ブロック（５）（５）に縣下固定された枢動アーム（１７）（１７）にたとえ力が印加されても、滑り子（１５）により空圧回転シリンダ（１３）を回転させることができず、開状態及び閉状態において滑り子（１５）が滑動し難い前端死点及び後端死点が形成されるので、この状態で不測の外力がブロック（５）（５）やこれに固定された挟持アーム（３）に印加されても、開状態及び閉状態を確実に保持することができるため、挟持アームに基板重量がかかり、挟持アームが、その重量によって、開く力が働いても機構上の死点のため、その影響を全く受けないという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平行動作挟持機構を併設した搬送装置の作動図である。
【図２】本発明の平行動作挟持機構の原理を示す説明図である。
【図３】本発明の平行動作挟持機構例の概要を示す鳥観図である。
【図４】本発明の平行動作挟持機構例の平面、側面図である。
【図５】本発明の他の平行動作挟持機構例の概要を示す鳥観図である。
【図６】本発明の平行動作挟持機構を併設した搬送装置の全体図である。
【図７】従来の搬送装置例を説明する図である。
【符号の説明】
１    基板
３    挟持アーム
３ａ  挟持部材
３ｂ  挟持アーム
５    スライドブロック
６    移動ブロック
７    孔部
８    孔部
９    リニアシャフト
１０  ウォーム
１１  偏心ピン
１２  螺旋条
１３  空圧回転シリンダ
１５  滑り子
１７  揺動アーム
１９  回転動力源
２１  揺動アーム一端
２３  揺動アーム他端
２５  スリット
２７  動作挟持機構ケーシング
２９  延設パイプ
３１  平行動作挟持機構
３３  パイプ
３７  上下左右搬送機
３９  純水
４１  洗浄槽
４３  基板支持台
Ａ    半導体ウェハの搬送装置
Ｂ    支柱
Ｃ    把持アーム
Ｄ    本体
Ｅ    カム
Ｆ    ブラケット
Ｇ    連結ロッド
Ｈ    支持ブロック
Ｉ    エアシリンダ
Ｊ    シリンダロッド
Ｋ    連結パイプ
Ｍ    支持ブロック
Ｚ    容器
【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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【図６】
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【図７】
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