(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の本体に基板支持ピンを配設して、前記基板支持ピン上に基板を載置する基板搬送用フォークにおいて、
円錐状のゴムからなる前記基板支持ピンの内部に、アモルファスワイヤと回路基板とを備え、
前記アモルファスワイヤは、その片端が前記回路基板から突出して前記円錐の頂点に向かうよう前記円錐の軸に沿って前記回路基板に接着され、かつ前記回路基板の上下端で電極に接続されて前記電極から高周波電流が供給され、
前記基板支持ピンに前記基板の荷重が加わったとき、前記アモルファスワイヤの両端のインピーダンスの変化を検出して、前記基板の有無を検出することを特徴とする基板搬送用フォーク。
【請求項２】
平板状の本体に基板支持ピンを配設して、前記基板支持ピン上に基板を載置する基板搬送用フォークにおいて、
円錐状のゴムからなる前記基板支持ピンの内部に、Ｎｉ−Ｆｅ合金が周囲にめっきされた銅ワイヤと回路基板とを備え、
前記銅ワイヤは、その片端が前記回路基板から突出して前記円錐の頂点に向かうよう前記円錐の軸に沿って前記回路基板に接着され、かつ前記回路基板の上下端で電極に接続されて前記電極から高周波電流が供給され、
前記基板支持ピンに前記基板の荷重が加わったとき、前記銅ワイヤの両端のインピーダンスの変化を検出して、前記基板の有無を検出することを特徴とする基板搬送用フォーク。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板搬送用フォークを備えたことを特徴とする搬送用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体や液晶基板の製造工程において、シリコンウェハや液晶基板など(以下、単に基板という)を搬送するロボットに取り付けられて、基板等を載置する基板搬送用フォークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体や液晶基板の製造工程においては、搬送用ロボットを用いて、シリコンや液晶の基板を各種処理装置の間で搬送している。
この種の搬送用ロボットにおいては、搬送時の誤動作を防止するために、搬送用フォーク上の基板の有無を検出する必要がある。しかも、基板の損傷や異物付着などを防止するために非接触で基板の有無を検出する必要がある。
そこで、従来の搬送用ロボットでは、基板の有無の検出を、基板搬送用フォークに装置した光透過型、光反射型あるいは静電容量型のセンサで行なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体あるいは液晶基板製造工程では材質や表面状態の異なる基板が混流して、同一の搬送用ロボットで搬送されることがあり、基板の種類によっては、従来のセンサでは基板の有無の検出ができないという問題があった。すなわち、ガラス基板のような透明体は光をそのまま透過させてしまうため、光透過型センサでは検出できない。また表面に窒化膜を成膜したシリコン基板は光を吸収してしまうので、光反射型センサでは検出できない場合がある。また、基板の表面に水滴や異物が付着した場合には、静電容量型センサが誤動作する可能性があるなどの問題である。
また、静電容量型センサは、基板検出のためにある程度の面積を必要とすることと、検出可能距離が１ｍｍ前後と短いため、搬送用フォーク設計の自由度が限定されるという問題もあった。
歪ゲージあるいは超磁歪素子によって基板の荷重を検出すれば、前述の問題は生じないが、歪ゲージはゲージ率が低く、基板の荷重検出用としては感度が不足しているし、超磁歪素子は素子の周囲に検出コイルが必要なため小型化が難しく、また、周囲の磁気ノイズに影響されやすいという問題があった。
そこで本発明は、基板の材質、表面状態あるいは装置周囲の雰囲気に影響されることなく、基板搬送用フォーク上で基板の有無を検出できるセンサを備えた基板搬送用フォークを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、平板状の本体に基板支持ピンを配設して、前記基板支持ピン上に基板を載置する基板搬送用フォークにおいて、円錐状のゴムからなる前記基板支持ピンの内部に、アモルファスワイヤと回路基板とを備え、前記アモルファスワイヤは、その片端が前記回路基板から突出して前記円錐の頂点に向かうよう前記円錐の軸に沿って前記回路基板に接着され、かつ前記回路基板の上下端で電極に接続されて前記電極から高周波電流が供給され、前記基板支持ピンに前記基板の荷重が加わったとき、前記アモルファスワイヤの両端のインピーダンスの変化を検出して、前記基板の有無を検出するものである。
また、請求項２の発明は、平板状の本体に基板支持ピンを配設して、前記基板支持ピン上に基板を載置する基板搬送用フォークにおいて、円錐状のゴムからなる前記基板支持ピンの内部に、Ｎｉ−Ｆｅ合金が周囲にめっきされた銅ワイヤと回路基板とを備え、前記銅ワイヤは、その片端が前記回路基板から突出して前記円錐の頂点に向かうよう前記円錐の軸に沿って前記回路基板に接着され、かつ前記回路基板の上下端で電極に接続されて前記電極から高周波電流が供給され、前記基板支持ピンに前記基板の荷重が加わったとき、前記銅ワイヤの両端のインピーダンスの変化を検出して、前記基板の有無を検出するものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の基板搬送用フォークを備えた搬送用ロボットとするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図1は本発明の第１の実施例
を示す基板搬送用フォーク１の斜視図である。図において、１１は基板搬送用フォーク１の本体である。本体１１はフォークの名の通り、先端がフォーク状に二股になった平板である。本体１１の上面には円錐状のゴムからなる基板支持ピン１２が３個配置されている。３個の基板支持ピン１２の内、１個には後述する応力インピーダンス素子が装置されている。１３は基板であり、基板支持ピン１２で支持される。図示を省略したが、本体１１には基板１３を固定するためのクランプや吸着装置を取り付ける場合もある。
【０００６】
図２は、本発明の第１の実施例を示す基板支持ピンの内部構成図である。基板支持ピン１２は円錐状のゴム製の弾性体２１の内部に応力インピーダンス素子２２を備えている。応力インピーダンス素子２２は直径３０μｍのＣｏ−Ｓｉ−Ｂ系アモルファスワイヤであり、回路基板２３に片端が回路基板２３から突出する状態で接着されている。応力インピーダンス素子２２は回路基板２３の上下端部付近で銅の電極２４、２５に半田付けされており、電極２４，２５にはリード線２６，２７が接続され、リード線２６，２７は図示しない増幅回路および電源回路に接続されている。
【０００７】
応力インピーダンス素子は毛利佳年雄氏らによって見いだされたもので（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，３３，ｐ３３５５，１９９７年、あるいは特開平１０−１７０３５５号公報に詳述されている）、特殊な熱処理を施したアモルファスワイヤの両端に高周波電流を通電した状態でワイヤに応力が印加されると、磁歪効果によりワイヤ表面層の磁化ベクトルが変化するためにワイヤ両端のインピーダンスが変化することを利用したものであり、ゲージ率が１２００以上となる。また、このアモルファスワイヤと同様の応力インピーダンス効果は、導電性材料から成る芯部の外周に磁歪を有する材料をメッキしたワイヤでも得られることが、本願発明者によって見出されているので（特願２００１−２３１８７１参照）、応力インピーダンス素子２２をアモルファスワイヤに代えて、導電性材料から成る芯部の外周に磁歪を有する材料をメッキしたワイヤとしてもよい。
【０００８】
基板搬送用フォーク１に基板１３が載置されると、基板支持ピン１２は3個あるので、各基板支持ピン１２に基板１３の約3分の1の荷重が印加される。
応力インピーダンス素子２２を内蔵した基板支持支持ピン１２は、この基板による荷重により弾性変形するので、内蔵した応力インピーダンス素子２２も歪む。この時、応力インピーダンス素子２２には電源回路から高周波電流が供給されており、基板１３の荷重による歪によって応力インピーダンス素子２２の電極２４、２５間のインピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化量があらかじめ設定したしきい値を越えると、基板検出信号が出力される。異なる種類の基板を搬送する場合は、最も軽量の基板を基準にして基板検出のしきい値を設定しておけばよい。
【０００９】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。この第２の実施例は、応力インピーダンス素子２２を第１の実施例で使用したアモルファスワイヤに代えて、直径80μｍの銅ワイヤの周囲にＮｉ−Ｆｅ合金を約5μｍの厚さでめっきしたものとしたものである。
【００１０】
表１は、本発明の第１および第２の実施例の基板搬送用フォークの効果を従来のセンサを備えた基板搬送用フォークと比較実験した結果を示したものである。実験は、本発明の第１の実施例、第２の実施例、光透過型センサを備えたフォーク、光反射型センサを備えたフォーク、および静電容量型センサを備えたフォークを用いて、未処理のシリコン基板、表面に窒化膜を約８００ｎｍ形成したシリコン基板および石英ガラス基板を対象に検出を試みたときの誤動作の有無、およびフォークに霧吹きで水滴を付着させたときの誤動作の有無を確認するものである。
【００１１】
【表１】
0004055200.tif 000002
【００１２】
表１に示すように、第１および第２の実施例はいずれの場合も誤動作がなかった  。一方、光透過型は石英ガラス基板で、光反射型は窒化膜付基板で、静電容量型は水滴付着実験でそれぞれ誤作動が認められた。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の基板搬送用フォークは、基板支持ピンに内蔵された応力インピーダンス素子で基板の荷重を検出するので、フォークと基板の接触面積は従来と変わらず、基板の材質、基板の表面状態、水滴や異物の有無に影響されることなく、基板の有無を確実に検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す基板搬送用フォークの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す基板支持ピンの内部構造図である。
【符号の説明】
１：基板搬送用フォーク、１１：本体、１２：基板支持ピン、１３：基板、
２１：弾性体、  ２２：応力インピーダンス素子、２３：回路基板、
２４，２５：電極、２６，２７：リード線
【図１】
0004055200.tif 000003
【図２】
0004055200.tif 000004