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JPH04146092A - Noncontact handling device and its method - Google Patents

Noncontact handling device and its method

Info

Publication number
JPH04146092A
JPH04146092A JP2266282A JP26628290A JPH04146092A JP H04146092 A JPH04146092 A JP H04146092A JP 2266282 A JP2266282 A JP 2266282A JP 26628290 A JP26628290 A JP 26628290A JP H04146092 A JPH04146092 A JP H04146092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holding
swing shaft
workpiece
holding surface
holding body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2266282A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fujio Terai
藤雄 寺井
Hiroshi Sato
博司 佐藤
Tomohiro Murayama
村山 知寛
Nobuyasu Shoda
鎗田 伸宜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2266282A priority Critical patent/JPH04146092A/en
Publication of JPH04146092A publication Critical patent/JPH04146092A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the carrying of a workpiece possible without its slipping largely or falling from a fixed position on the holding face of a holding body by detecting the position of a workpiece held on the holding face of the holding body in a noncontact state, and controlling the inclinating angle of the holding body on the detecting signal of the position of the workpiece. CONSTITUTION:This handling device is provided with a jetting section 27 which is provided on a holding body 23 to jet fluid for holding a plate-shaped workpiece 24 on a holding face 25 in a noncontact state, a supporting mechanism 9 to oscillatably support the holding body 23,and a driving means 14 for driving the supporting mechanism 9 to oscillate the holding body 23. A detecting means 26 for detecting the position of the workpiece 24 held on the holding face 25 in the non-contact state is provided on the holding face 25 of the holding body 23, and the driving means 14 is driven on the detecting signal issued from the detecting means 26 to control the inclinating angle of the holding body 23 through a control means 32.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は半導体ウェハなどの板状のワークを非接触で
保持搬送するための非接触ハンドリング装置およびその
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a non-contact handling device and method for holding and transporting a plate-shaped work such as a semiconductor wafer in a non-contact manner.

(従来の技術) たとえば、半導体装置の製造工程では、トレイなどの凹
部に収容された半導体ウェハを取出して所定箇所に移送
しなければならない工程がたくさんある。その一つとし
て、常圧CVD装置について説明すると、半導体ウェハ
を平板状のプレートにおいた状態で移送し、これを別の
ステーションに移し換える作業がある。そのような場合
、−数的には3つの爪を有したハンドで半導体ウェハの
エツジを把持する方法をとっている。
(Prior Art) For example, in the manufacturing process of semiconductor devices, there are many steps in which semiconductor wafers housed in recesses such as trays must be taken out and transferred to a predetermined location. As one example of this, in the case of an atmospheric pressure CVD apparatus, there is an operation in which a semiconductor wafer is transferred while being placed on a flat plate, and then transferred to another station. In such a case, a method is used in which the edge of the semiconductor wafer is gripped with a hand having three claws.

上記半導体ウェハの周縁部を保持すれば、上述した問題
は少なくなる。しかしながら、接触時に衝撃で半導体ウ
ェハに欠けが生じることもある。
By retaining the peripheral edge of the semiconductor wafer, the above-mentioned problems are reduced. However, the semiconductor wafer may be chipped due to impact upon contact.

そこで、半導体ウェハを非接触で保持搬送するハンドリ
ング装置が開発されている。このハンドリング装置は、
下面を保持面とし、中心部に噴出口が穿設された保持体
からなる。そして、上記保持体の保持面を半導体ウェハ
に接近させて上記噴出口から圧縮空気などの流体を噴出
させれば、ベルヌーイ効果により上記保持面と半導体ウ
ェハとの間に負圧が生じるため、その負圧によって上記
保持面に半導体ウェハを非接触で保持することができる
Therefore, handling devices that hold and transport semiconductor wafers in a non-contact manner have been developed. This handling device is
It consists of a holder with a lower surface serving as a holding surface and a spout hole drilled in the center. When the holding surface of the holding body is brought close to the semiconductor wafer and fluid such as compressed air is jetted out from the jet port, negative pressure is generated between the holding surface and the semiconductor wafer due to the Bernoulli effect. The semiconductor wafer can be held on the holding surface without contact by the negative pressure.

ところで、このようなハンドリング装置においては、半
導体ウェハは上記保持面に非接触状態で保持されている
から、これらの間には摩擦力がない。そのため、半導体
ウェハに上記保持面と平行方向の力が加わると、上記半
導体ウェハは容易に横方向に位置ずれを起こしてしまう
。つまり、上記保持面を重力の方向に対して常に直角に
しておかなければ、半導体ウェハに上記保持面と平行方
向の力が加わることになるから、半導体ウェハが位置ず
れを起こしてしまうことになる。
By the way, in such a handling device, since the semiconductor wafer is held on the holding surface in a non-contact state, there is no frictional force between them. Therefore, when a force is applied to the semiconductor wafer in a direction parallel to the holding surface, the semiconductor wafer easily shifts in position in the lateral direction. In other words, unless the holding surface is always perpendicular to the direction of gravity, a force will be applied to the semiconductor wafer in a direction parallel to the holding surface, causing the semiconductor wafer to become misaligned. .

しかしながら、上記保持面を重力の方向に対して直角の
状態に維持しても、その状態で半導体ウェハを搬送する
ために保持体を上記半導体ウェハに加速度が加わる速度
で移動させると、半導体ウェハには、移動方向への力が
加わわらないため、上記半導体ウェハが上記保持面の所
定位置から大きくずれてしまう。
However, even if the holding surface is maintained perpendicular to the direction of gravity, if the holding body is moved at a speed that applies acceleration to the semiconductor wafer in order to transport the semiconductor wafer in this state, the semiconductor wafer will Since no force is applied in the moving direction, the semiconductor wafer is largely displaced from the predetermined position on the holding surface.

このような半導体ウェハの位置ずれを防止するために、
上記保持面の周辺部にガイドビンを突設し、そのガイド
ビンに半導体ウェハを当てることで所定量以上ずれるの
を防止するということが行われている。しかしながら、
半導体ウェハをガイドビンに当てるようにすると、接触
時の衝撃によって半導体ウェハが欠けたり、その欠は屑
によるゴミの発生が問題となる。
To prevent such misalignment of semiconductor wafers,
A guide bin is provided protruding from the periphery of the holding surface, and the semiconductor wafer is placed in contact with the guide bin to prevent the semiconductor wafer from shifting by more than a predetermined amount. however,
If the semiconductor wafer is brought into contact with the guide bin, the semiconductor wafer may be chipped due to the impact upon contact, and the chipping may cause dust to be generated.

(発明が解決しようとする課題) このように、従来の非接触ハンドリング装置は、保持体
の保持面に非接触で保持されたワークの位置ずれを防止
することができないということがあった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional non-contact handling device is unable to prevent the workpiece held in a non-contact manner from being displaced on the holding surface of the holding body.

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、保持体の保持面に非接触状態で保持
されたワークが上記保持面の所定位置から大きくずれる
ようなことなく搬送できるようにした非接触ハンドリン
グ装置およびその方法を提供することにある。
This invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and its object is to prevent a workpiece held in a non-contact state from the holding surface of the holding body from being significantly displaced from a predetermined position on the holding surface. It is an object of the present invention to provide a non-contact handling device and a method thereof that allow transportation.

C発明の構成コ (課題を解決するための手段及び作用)上記課題を解決
するためにこの発明の第1の手段は、保持面を有する保
持体と、この保持体に設けられ板状のワークを上記保持
面に非接触で保持するための流体を噴出する噴出部と、
上記保持体を揺動自在に支持した支持機構と、この支持
機構を駆動して上記保持体を揺動させる駆動手段と、上
記保持体の保持面に設けられこの保持面に非接触で保持
された上記ワークの位置を検出する検出手段と、この検
出手段からの検出信号によって上記駆動手段を駆動して
上記保持体の傾斜角度を制御する制御手段とを具備した
ことを特徴とする非接触ハンドリング装置にある。
C Structure of the invention (Means and effects for solving the problem) In order to solve the above problem, the first means of the invention is to provide a holder having a holding surface and a plate-shaped workpiece provided on the holder. a spouting part that spouts fluid for holding the holding surface in a non-contact manner;
a support mechanism that swingably supports the holding body; a drive means that drives the support mechanism to swing the holding body; Non-contact handling characterized by comprising a detection means for detecting the position of the workpiece, and a control means for controlling the inclination angle of the holding body by driving the drive means based on a detection signal from the detection means. It's in the device.

また、この発明の第2の手段は、流体を噴出する噴出部
を有する保持体の保持面に、上記噴出部から流体を噴出
させることで生じる負圧によりワークを非接触で保持す
る非接触ハンドリング方法において、上記保持体の保持
面を上記ワークに接近させるとともに、上記噴出部から
流体を噴出させて上記保持体の保持面に上記ワークを非
接触で保持する第1の工程と、上記保持体を移動させた
ときに上記保持面に対する上記ワークの位置ずれを検出
する第2の工程と、上記ワークの上記保持面に対する位
置ずれに応じて上記保持体の傾斜角度を制御する第3の
工程とを具備したことを特徴とする非接触ハンドリング
方法にある。
Further, a second means of the present invention is non-contact handling in which a workpiece is held in a non-contact manner by a negative pressure generated by ejecting fluid from the ejecting part onto a holding surface of a holder having a ejecting part that ejects fluid. In the method, a first step of bringing a holding surface of the holding body close to the workpiece and jetting fluid from the jetting part to hold the workpiece on the holding surface of the holding body in a non-contact manner; a second step of detecting a positional deviation of the workpiece with respect to the holding surface when the workpiece is moved; a third step of controlling the inclination angle of the holding body according to the positional deviation of the workpiece with respect to the holding surface; A non-contact handling method is provided.

このような第1、第2の手段によれば、保持体の保持面
に対してワークにずれが生じたならば、そのずれに応じ
て保持体の傾斜角度を制御することで、上記ワークの上
記保持面に対するずれを修正することができる。
According to these first and second means, if a shift occurs in the workpiece with respect to the holding surface of the holder, the inclination angle of the holder is controlled according to the shift, so that the workpiece can be fixed. Misalignment with respect to the holding surface can be corrected.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図乃至第16図はこの発明の第1の実施例で、第2
図はロボット装置1を示す。このロボット装置1は基部
2を有する。この基部2の上面には第1の駆動源3によ
って回転駆動される回転体4が設けられている。この回
転体4は上記第1の駆動源3によって水平方向と直交す
る方向を中心にして回転駆動させるようになっている。
1 to 16 show the first embodiment of this invention, and the second embodiment
The figure shows a robot device 1. This robot device 1 has a base 2 . A rotating body 4 rotatably driven by a first drive source 3 is provided on the upper surface of the base 2 . This rotating body 4 is driven to rotate by the first drive source 3 about a direction orthogonal to the horizontal direction.

上記回転体4には、第1のアーム5の一端部が回動自在
に連結されている。この第1のアーム5は、上記回転体
4に設けられた第2の駆動@6によって第2図に矢印X
で示す方向に揺動駆動されるようになっている。上記第
1のアーム5の他端部には第2のアーム7の一端部が回
動自在に連結されている。この第2のアーム7は上記第
1のアーム5の他端部に設けられた第3の駆動源8によ
って第2図に矢印Yで示す方向に揺動駆動されるように
なっている。
One end portion of a first arm 5 is rotatably connected to the rotating body 4 . This first arm 5 is driven by a second drive @6 provided on the rotary body 4 as shown by the arrow X in FIG.
It is designed to be oscillated in the direction shown by. One end of a second arm 7 is rotatably connected to the other end of the first arm 5 . This second arm 7 is swing-driven in the direction indicated by arrow Y in FIG. 2 by a third drive source 8 provided at the other end of the first arm 5.

上記第2のアーム7の他端部には第3図と第4図とに示
す支持機構9が内蔵されている。この支持機構9は、上
記第2のアーム7に内蔵された断面コ字状の支持部本体
11を有する。この支持部本体11の両側壁には第1の
揺動軸12の両端部をそれぞれ回転自在に支持した第1
の軸受13が設けられている。上記第1の揺動軸12の
一端部は上記支持部本体11の一側壁外面に設けられた
第1のモータ14の駆動軸15に連結されている。
A support mechanism 9 shown in FIGS. 3 and 4 is built into the other end of the second arm 7. As shown in FIGS. This support mechanism 9 has a support main body 11 built into the second arm 7 and having a U-shaped cross section. On both side walls of the support main body 11 are first shafts that rotatably support both ends of the first swing shaft 12.
A bearing 13 is provided. One end of the first swing shaft 12 is connected to a drive shaft 15 of a first motor 14 provided on the outer surface of one side wall of the support body 11 .

したがって、上記第1の揺動軸12は上記第1のモータ
14によって揺動駆動されるようになっている。
Therefore, the first swing shaft 12 is driven to swing by the first motor 14.

上記第1の揺動軸12の中途部には矩形枠状に形成され
たブロック体16が設けられている。上記第1の揺動軸
12は第1の短軸12aと第2の短軸12bとに分割さ
れ、各短軸が上記ブロック体16の対向する一対の側壁
に突設されている。
A block body 16 formed in the shape of a rectangular frame is provided in the middle of the first swing shaft 12 . The first swing shaft 12 is divided into a first short shaft 12a and a second short shaft 12b, and each short shaft is provided protruding from a pair of opposing side walls of the block body 16.

上記ブロック体16の上記第1の揺動軸12の軸線と直
交する方向に沿う一対の側壁には、第2の揺動軸17の
両端部がそれぞれ第2の軸受18によって回転自在に支
持されて設けられている。つまり、第2の揺動軸17は
軸線を上記第1の揺動軸12g軸線と直交させて上記ブ
ロック体16に回転自在に支持されている。第2の揺動
軸17の軸方向一端側に位置するブロック体16の側壁
外面には、第2のモータ19が設けられている。この第
2のモータ19の駆動軸21は上記第2の揺動軸17の
一端部に連結されている。したがって、上記第2の揺動
軸17は上記第2のモータ19によって揺動駆動される
ようになっている。
Both ends of a second swing shaft 17 are rotatably supported by second bearings 18 on a pair of side walls of the block body 16 extending in a direction orthogonal to the axis of the first swing shaft 12. It is provided. That is, the second swing shaft 17 is rotatably supported by the block body 16 with its axis perpendicular to the axis of the first swing shaft 12g. A second motor 19 is provided on the outer surface of the side wall of the block body 16 located on one axial end side of the second swing shaft 17 . A drive shaft 21 of the second motor 19 is connected to one end of the second swing shaft 17. Therefore, the second swing shaft 17 is driven to swing by the second motor 19.

上記第2の揺動軸17の中途部には角柱状の取付軸22
の一端部が連結固定されている。この取付軸22の他端
は円盤状の保持体23の中心部の上面に固着されている
。この保持体23の下面は板状のワークとしての半導体
ウェハ24を後述するごとく非接触状態で保持する保持
面25となっている。この保持面25には、ここに非接
触状態で保持された半導体ウェハ24の位置を検出する
検出手段としての一対のラインセンサ26が所定の間隔
で離間して設けられている。このラインセンサ26は、
第5図に示すように細長い角柱状の本体部26aを有す
る。この本体部26aには高さ方向に貫通した取付溝2
6bが長手方向のほぼ全長にわたって形成されている。
A prismatic mounting shaft 22 is located in the middle of the second swing shaft 17.
One end is connected and fixed. The other end of this mounting shaft 22 is fixed to the upper surface of the central portion of a disc-shaped holder 23. The lower surface of this holder 23 is a holding surface 25 that holds a semiconductor wafer 24 as a plate-shaped workpiece in a non-contact manner as described later. A pair of line sensors 26 are provided on this holding surface 25 at a predetermined interval and serve as detection means for detecting the position of the semiconductor wafer 24 held here in a non-contact state. This line sensor 26 is
As shown in FIG. 5, it has an elongated prismatic body portion 26a. This main body part 26a has a mounting groove 2 that penetrates in the height direction.
6b is formed over almost the entire length in the longitudinal direction.

この取付溝26bにはたとえば多数の固体撮像素子を直
線状に配置してなる画像入力部26cがその入射側にシ
リンドリカルレンズ26dを介して設けられている。
In this mounting groove 26b, for example, an image input section 26c formed by arranging a large number of solid-state image sensors in a linear manner is provided on the incident side via a cylindrical lens 26d.

上記本体部26aには画像入力部26cの側方に投光器
26eが設けられている。この投光器26eから出射さ
れた出力光は保持面25に保持された半導体ウェハ24
の上面で反射して上記画像入力部26cに入射するよう
になっている。上記ラインセンサ26により半導体ウェ
ハ24の位置を検出する方法の詳細は後述する。
A projector 26e is provided on the side of the image input section 26c in the main body section 26a. The output light emitted from this projector 26e is transmitted to the semiconductor wafer 24 held on the holding surface 25.
The light is reflected from the upper surface of the image input section 26c and enters the image input section 26c. Details of the method for detecting the position of the semiconductor wafer 24 using the line sensor 26 will be described later.

上記保持体23の中心部には噴出口27が厚さ方向に穿
設されている。この噴出口27は上記取付軸22に形成
された流路28の一端に連通している。この流路28の
他端は上記取付軸22の中途部外周面に開口している。
A spout 27 is bored in the center of the holder 23 in the thickness direction. This spout 27 communicates with one end of a flow path 28 formed in the mounting shaft 22 . The other end of this flow path 28 opens to the outer circumferential surface of a midway portion of the mounting shaft 22 .

この流路28の他端には可撓性のチューブ29の一端が
接続されている。このチューブ29の他端は圧縮空気の
供給源であるポンプ31に接続されている。
One end of a flexible tube 29 is connected to the other end of this flow path 28 . The other end of the tube 29 is connected to a pump 31 that is a compressed air supply source.

上記保持体23の噴出口27から圧縮空気を噴出させる
とともに、その保持面25を所定の箇所に載置された半
導体ウェハ24に接近させると、ベルヌーイ効果によっ
て上記保持面25と半導体ウェハ24との間が負圧にな
るから、その負圧によって上記半導体ウェハ24を上記
保持面25に非接触状態で保持することができる。
When compressed air is ejected from the spout 27 of the holder 23 and the holding surface 25 is brought close to the semiconductor wafer 24 placed at a predetermined location, the Bernoulli effect causes the contact between the holding surface 25 and the semiconductor wafer 24. Since there is a negative pressure between them, the semiconductor wafer 24 can be held on the holding surface 25 in a non-contact state by the negative pressure.

また、上記保持体23は、互いの軸線を直交させて設け
られた第1の揺動軸12と第2の揺動軸17とによって
揺動自在に支持されている。そのため、上記保持体23
は、上記第1の揺動軸12の揺動方向と、上記第2の揺
動軸17の揺動方向とに傾けることができる。つまり、
保持体23は、第1の揺動軸12と第2の揺動軸17と
の軸線がなす平面に対して任意の方向に傾斜させること
ができる。
Further, the holding body 23 is swingably supported by a first swing shaft 12 and a second swing shaft 17, which are provided with their axes orthogonal to each other. Therefore, the holding body 23
can be tilted in the swinging direction of the first swinging shaft 12 and the swinging direction of the second swinging shaft 17. In other words,
The holder 23 can be tilted in any direction with respect to a plane formed by the axes of the first swing shaft 12 and the second swing shaft 17.

上記一対のラインセンサ26によって上記保持体23の
保持面25に非接触状態で保持された半導体ウェハ24
の上記保持面25に対する位置が検出されると、その検
出信号は第1図に示すように演算装置32に入力される
。この演算装置32では、上記ラインセンサ26の検出
信号によって半導体ウェハ26の保持面25に対する位
置rやすべり速度ンが算出される。そして、この算出結
果にもとずいて上記半導体ウェハ24が上記保持面25
に対してずれていれば、そのずれを補正するため、上記
第1、第2のモータ14.19を駆動するために駆動部
33へ駆動信号が出力される。
Semiconductor wafer 24 held by the pair of line sensors 26 on the holding surface 25 of the holding body 23 in a non-contact state
When the position of the holding surface 25 is detected, the detection signal is input to the arithmetic unit 32 as shown in FIG. This arithmetic unit 32 calculates the position r and sliding speed n of the semiconductor wafer 26 with respect to the holding surface 25 based on the detection signal of the line sensor 26. Based on this calculation result, the semiconductor wafer 24 is attached to the holding surface 25.
If there is a deviation, a drive signal is output to the drive section 33 to drive the first and second motors 14, 19 to correct the deviation.

この駆動信号にもとずいて上記第1、第2のモータ14
.19が駆動されて上記第1、第2の揺動軸12.17
が所定の角度だけ揺動駆動されるから、保持体23が所
定の角度で傾斜する。保持体23が傾斜すれば、半導体
ウェハ24は保持面25の傾斜方向下側に向かってスラ
イドするから、上記保持面25に対するずれを補正する
ことができる。
Based on this drive signal, the first and second motors 14
.. 19 is driven to rotate the first and second swing shafts 12 and 17.
is driven to swing by a predetermined angle, so that the holding body 23 is tilted by a predetermined angle. When the holder 23 is tilted, the semiconductor wafer 24 slides downward in the direction of inclination of the holding surface 25, so that the deviation with respect to the holding surface 25 can be corrected.

上記駆動部33による第1、第2の揺動軸12.17を
駆動したときの回転角度θおよび回転速度θは上記演算
装置32にフィードバックされる。
The rotation angle θ and rotation speed θ when the first and second swing shafts 12.17 are driven by the drive unit 33 are fed back to the calculation device 32.

半導体ウェハ24を保持した保持体23をロボット装置
1の第11第2のアーム5.7を駆動して水平方向に移
動させる場合、半導体ウェハ24には移動方向の力が作
用しないため、半導体ウェハ24は保持面25の所定の
位置からずれてしまう。したがって、そのような場合、
上述したように保持体23の傾斜角度が制御されてその
保持面25の所定の位置に半導体ウェハ24を保持する
ようになっている。
When the holder 23 holding the semiconductor wafer 24 is moved in the horizontal direction by driving the eleventh second arm 5.7 of the robot device 1, no force in the moving direction acts on the semiconductor wafer 24, so the semiconductor wafer 24 is displaced from a predetermined position on the holding surface 25. Therefore, in such a case,
As described above, the inclination angle of the holder 23 is controlled so that the semiconductor wafer 24 is held at a predetermined position on the holding surface 25 thereof.

なお、保持体23を移動させるときには、半導体ウェハ
24のずれを少なくするため、上記保持体23はその保
持面25が移動方向に対して先端側が下向きになるよう
所定の角度で傾斜させられる。保持体23の傾斜角度は
、予め設定された保持体23の移動加速度などによって
決定することができる。したがって、上記演算装置32
に保持体23の移動速度などに応じた設定値Sを設定し
ておけば、保持体23がロボット装置1によって水平方
向に移動させられるときに、上記設定値Sに応じて上記
保持体23を所定の角度で傾斜させることができる。
When moving the holder 23, the holder 23 is tilted at a predetermined angle so that the holding surface 25 thereof faces downward with respect to the moving direction in order to reduce the displacement of the semiconductor wafer 24. The inclination angle of the holder 23 can be determined based on a preset movement acceleration of the holder 23. Therefore, the arithmetic device 32
If a set value S is set in accordance with the moving speed of the holding body 23 in It can be tilted at a predetermined angle.

しかしながら、保持体23を実際に移動させると、種々
の条件の変化によって半導体ウェハ24がずれることが
さけられない。そこで、保持体23を移動させるときに
は、上記保持体の傾斜角度θの制御は以下のごとく行わ
れる。
However, when the holder 23 is actually moved, it is inevitable that the semiconductor wafer 24 will shift due to changes in various conditions. Therefore, when moving the holder 23, the inclination angle θ of the holder is controlled as follows.

まず、第6図に示すように保持体23が角度θで傾斜し
た状態において、保持面25に対して半導体ウェハ24
がずれた位置を「、上記保持面25に対して正確に保持
されているべき所定の位置をr。、「と「。との差(ず
れ量)をe1半導体ウェハ24の質量をm1保持体23
の回転中心回りのイナーシャをJ11保持23の揺動半
径をpとする。また、保持体23の垂直線に対する揺動
角度をθ、その回転速度をδ、その加速度をi、半導体
ウェハ24のずれた位置rにおける移動速度(ずれ速度
)をelその加速度をe、重力加速度をg1駆動部33
への駆動入力をU、上記駆動部33における摩擦係数(
第1、第2のモータ14.19)をり、とおき、これら
の運動方程式%式% ・・・(1)式 ・・・(2)式 これら(1)式と(2)式とから線形方程式を求めると
、 となる。この線形方程式から状態方程式を求めると、 となる。したがって、上記演算装置32において、e1
θ、e1θに適当なフィードバックゲインを掛は合わせ
て適当な駆動人力Uを作り出すことで、上記(4)式の
系を安定化させることができる。
First, as shown in FIG. 6, in a state where the holder 23 is tilted at an angle θ, the semiconductor wafer 24 is
The position where the semiconductor wafer 24 is deviated is "r", the predetermined position that should be accurately held with respect to the holding surface 25 is r., the difference (displacement amount) between " and ". 23
Let p be the inertia around the center of rotation of J11 and the swing radius of the holding 23. Further, the swing angle of the holder 23 with respect to the vertical line is θ, its rotation speed is δ, its acceleration is i, the moving speed (shift speed) of the semiconductor wafer 24 at the shifted position r is el, its acceleration is e, and the gravitational acceleration The g1 drive section 33
The drive input to U is the friction coefficient (
The equations of motion of the first and second motors 14.19) are given by Equation (1)... Equation (2) From these equations (1) and (2), The linear equation is found as follows. The state equation obtained from this linear equation is as follows. Therefore, in the arithmetic unit 32, e1
By multiplying θ and e1θ by an appropriate feedback gain to create an appropriate driving force U, the system of equation (4) above can be stabilized.

つまり、適当な駆動人力Uが駆動部33に入力されて保
持体23が傾けられることで、保持面25に対する半導
体ウェハ24のずれlieを零に近付けることができる
から、この半導体ウェハ24のずれ量eを所定の範囲内
に抑えることができる。
In other words, by inputting an appropriate driving force U to the drive unit 33 and tilting the holder 23, the deviation lie of the semiconductor wafer 24 with respect to the holding surface 25 can be brought close to zero, so that the amount of deviation of the semiconductor wafer 24 can be reduced. e can be kept within a predetermined range.

上記保持体23の保持面25に設けられた一対のライン
センサ26による半導体ウェハ24の位置検出はつぎの
ように行われる。上記一対のラインセンサ26の長さし
は、第7図に示すように半導体ウェハ24の半径をrと
すると、L>2r以上に設定されている。それによって
、1つのラインセンサ26で半導体ウェハ24上の位置
と、それ以外の位置との2つの境界点を検出することが
できる。第8図に示すように一方のラインセンサ26に
よって検出される2点をA、Bとし、他方のラインセン
サ26によって検出される2点をC1Dとすと、これら
4つの点の座標情報が検出される。
Detection of the position of the semiconductor wafer 24 by the pair of line sensors 26 provided on the holding surface 25 of the holder 23 is performed as follows. As shown in FIG. 7, the length of the pair of line sensors 26 is set to be greater than or equal to L>2r, where r is the radius of the semiconductor wafer 24. Thereby, one line sensor 26 can detect two boundary points between the position on the semiconductor wafer 24 and the other position. As shown in FIG. 8, if the two points detected by one line sensor 26 are A and B, and the two points detected by the other line sensor 26 are C1D, the coordinate information of these four points is detected. be done.

半導体ウェハ24には、第9図に示すように必ずオリフ
ラ24aが形成されているから、完全な円形とはならな
い。上記オリフラ24aの最大高さ寸法をpl、長さ寸
法をCとすると、一対のラインセンサ26の配置間隔す
は、(2r−j)、)>b>cに設定されている。つま
り、一対のラインセンサ26の間隔すは、これらライン
センサ26によって検出される4つの点A−Dのうち、
2つの点がオリフラ24aが含むことのない間隔に保た
れている。
Since the semiconductor wafer 24 always has an orientation flat 24a formed thereon as shown in FIG. 9, it does not have a perfect circular shape. Assuming that the maximum height dimension of the orientation flat 24a is pl, and the length dimension is C, the arrangement interval of the pair of line sensors 26 is set to (2r-j), )>b>c. In other words, the distance between the pair of line sensors 26 is, among the four points A-D detected by these line sensors 26,
The two points are kept at a distance that is not included in the orientation flat 24a.

上記4点の座標情報にもとすき、AB点の中点Mと、C
D間の中点M′を計算して比較すると、4点のうちのい
ずれかにオリフラ24aを含む場合は、MとM′とのY
座標が異なるから、そのことを判別することができる。
Based on the coordinate information of the above four points, the midpoint M of point AB and C
When the midpoint M' between D is calculated and compared, if any of the four points includes the orientation flat 24a, the Y between M and M' is
This can be determined because the coordinates are different.

上記保持体23の保持面25に対する半導体ウェハ24
の位置は、第10図に示すフローチャートにもとすき算
出される。まず、一対のラインセンサ26によって4点
の座標が検出されると、ABの中点MのY座標と、CD
の中点M゛のY座標とが算出される。− 上記4点にオリフラ24aが含まれずにM−M′の場合
、半導体ウェハ24の中心O゛の座標(pSq)が以下
のごとく計算される。まず、半導体ウェハ24のX座標
pを求めるには、第11図に示すようにAB間の長さを
gとし、A点とB点とを半導体ウェハ24の中心0′に
結んだ三角形ABO’を考える。この三角形ABO”は
AB間の長さがg1残りの二辺がrであり、長さgはA
点とB点との座標から既知であり、rも半導体ウェハ2
4の半径であるから、既知である。したがって、三角形
ABO″の面積Qはヘロンの公式Q =  s (s−
r) (s−r) (s−j )      ・= (
5)式で求めることができる。なお、5=(2r+4り
/2である。
Semiconductor wafer 24 against holding surface 25 of said holder 23
The position is calculated according to the flowchart shown in FIG. First, when the coordinates of four points are detected by a pair of line sensors 26, the Y coordinate of midpoint M of AB and CD
The Y coordinate of the midpoint M' is calculated. - If the orientation flat 24a is not included in the above four points and M-M', the coordinates (pSq) of the center O' of the semiconductor wafer 24 are calculated as follows. First, to find the X coordinate p of the semiconductor wafer 24, as shown in FIG. think of. In this triangle ABO'', the length between AB is g1, the remaining two sides are r, and the length g is A
It is known from the coordinates of point and point B, and r is also known from the coordinates of point B.
Since the radius is 4, it is known. Therefore, the area Q of triangle ABO'' is given by Heron's formula Q = s (s-
r) (s-r) (s-j) ・= (
5) can be obtained using the formula. Note that 5=(2r+4ri/2).

一方、三角形ABO−の面積Qは、同図に破線で示すよ
うに、その高さを中心O′のX座標pとすることができ
るから、 Q−pJ/2           ・・・(6)式%
式%(5) 式、(6)式より、 で求めることができる。
On the other hand, the area Q of the triangle ABO- can be expressed as Q-pJ/2...Equation (6)%, since its height can be taken as the X coordinate p of the center O', as shown by the broken line in the figure.
From formula % (5) and formula (6), it can be calculated as follows.

または、三平方の定理により、 p” + i/2)’−r2    ・・・(8)式%
式% p−±Vり2N−2−・・・(9)式 で求めることができる。なお、士の値は、ABとCDと
の長さを比較することによって判別可能である。上記(
8)式あるいは(9)式にもとずいて演算をすれば、半
導体ウェハ24の中心0゛のX座標を求めることができ
、またY座標はA点とB点との中点MのY座標と同じで
ある。したがって、上記半導体ウェハ24の中心座標(
p、q)が求められるから、それによって半導体ウェハ
24の中心O′と、保持体23の保持面25の中心との
ずれ量が算出される。そして、このずれ量に応じて上述
したように保持体23の傾斜角度が制御され、半導体ウ
ェハ24のずれが修正されることになる。
Or, according to the Pythagorean theorem, p" + i/2)'-r2 ... (8) formula%
Formula % p-±Vri2N-2- It can be determined by the formula (9). Note that the value of the distance can be determined by comparing the lengths of AB and CD. the above(
By performing calculations based on equation 8) or equation (9), the X coordinate of the center 0゛ of the semiconductor wafer 24 can be determined, and the Y coordinate is the Y coordinate of the midpoint M between points A and B. Same as coordinates. Therefore, the center coordinates of the semiconductor wafer 24 (
p, q) are determined, thereby calculating the amount of deviation between the center O' of the semiconductor wafer 24 and the center of the holding surface 25 of the holder 23. Then, as described above, the inclination angle of the holder 23 is controlled according to this amount of deviation, and the deviation of the semiconductor wafer 24 is corrected.

つぎに、A−Dの4点いずれかにオリフラ24aがかか
っている場合には、A、B点あるいはC1D点のいずれ
にオリフラ24aがかかっているかを判別する。その場
合には、−辺をAB、二辺をrとする二等辺三角形AB
O,と、−辺をCD。
Next, when the orientation flat 24a is applied to any of the four points A to D, it is determined which of the points A, B, or C1D the orientation flat 24a is applied to. In that case, an isosceles triangle AB with − side AB and two sides r
O, and -side CD.

二辺を「とする二等辺三角形ABO2とを考える。Consider an isosceles triangle ABO2 whose two sides are ``.

ここで、0.と02との座標は4点にオリフラ24aが
含まれない場合と同様、上記(6)式〜(9)式にもと
ずいて算出することができる。しかじな°がら、上記4
点A−Dのうち、いずれかにオリフラ24aが含まれて
いる場合には、各二等辺三角形の00点と02点との座
標は一致せず、逆に上記4点にオリフラ24aが含まれ
ない場合にはO8点と02点との座標は一致する。
Here, 0. The coordinates of and 02 can be calculated based on the above equations (6) to (9) as in the case where the orientation flat 24a is not included in the four points. Unfortunately, the above 4
If any of the points A to D includes the orientation flat 24a, the coordinates of the 00 and 02 points of each isosceles triangle will not match, and conversely, the orientation flat 24a will be included in the four points above. If not, the coordinates of point 08 and point 02 match.

上記二等辺三角形ABO,とCDO,とにより、2つの
円の方程式を定めることができる。すなわち、0.の座
標を(p+ 、q+ ) 、02の座標を(p2・q2
)とすると、 三角形ABO+の座標から作られる円の方程式(X−p
+ ) + (y−Q+ ) −r 2− (10)式
また、三角形CD○2の座標から作られる円の方程式は
、 (x−p2) + (y−q2) −r 2     
・・・(11)式で定まる。上記(10)式に0点とD
点との座標をそれぞれ代入し、上記(10)式が満足す
れば、0点とD点とはオリフラ24aがないことになり
、0点あるいはD点のいずれかの点で満足しなければ、
その点は円周上にないと判断できる。
The equations of two circles can be determined by the isosceles triangles ABO and CDO. That is, 0. The coordinates of 02 are (p+, q+), and the coordinates of 02 are (p2・q2
), then the equation of the circle made from the coordinates of triangle ABO+ (X-p
+ ) + (y-Q+) -r 2- Equation (10) Also, the equation of the circle created from the coordinates of triangle CD○2 is (x-p2) + (y-q2) -r 2
...determined by equation (11). In the above equation (10), 0 point and D
By substituting the coordinates with the points, if the above equation (10) is satisfied, the 0 point and the D point mean that there is no orientation flat 24a, and if either the 0 point or the D point is not satisfied,
It can be determined that the point is not on the circumference.

同様に、上記(11)式にA点とB点との座標を代入し
、上記(11)式が満足するか否やかを判別すれば、A
点あるいはB点にオリフラ24aが含まれているかどう
かを求めることができる。
Similarly, by substituting the coordinates of point A and point B into the above equation (11) and determining whether or not the above equation (11) is satisfied, A
It can be determined whether the orientation flat 24a is included in the point or the point B.

すなわち、上記(10)式と(11)式とによってA−
d点のどの点にオリフラ24aが掛かっているか否やか
を求めることができる。
That is, by the above equations (10) and (11), A-
It is possible to determine at which point of point d the orientation flat 24a is applied or not.

下表(1)は0点あるいはD点にオリフラ24aがかか
っている場合の判別結果を示す。
Table (1) below shows the determination results when the orientation flat 24a is applied to the 0 point or the D point.

オリフラ24aがA−D点のうちの2点に同時にかから
ないということが条件であるがら、この場合の例では、
中心座標を02と定めた上記(11)式が上記条件に矛
盾することになる。したがって、半導体ウェハ24の中
心座標0はol(p+ 、Q+ )であると判別するこ
とができる。
Although the condition is that the orientation flat 24a does not touch two points A-D at the same time, in this example,
The above equation (11) in which the center coordinate is set to 02 contradicts the above condition. Therefore, it can be determined that the center coordinate 0 of the semiconductor wafer 24 is ol(p+, Q+).

第8図は、オリフラ24aが0点にかがっている場合に
、その位置(回転角)を検出する方法について説明して
いる。つまり、半導体ウェハ24の中心点を0′とした
ときに、この0′とオリフラ24aの中点Mとを結ぶ直
線0−Nと、X軸とがなす角度θを求める。一方のライ
ンセンサ26とオリフラ24aとの交点をC′とすると
、角度φは、 より求めることができる。したがって、オリフラ24a
がX軸となす角度θは、 ・・・(13)式 で求めることができる。
FIG. 8 explains a method for detecting the position (rotation angle) when the orientation flat 24a is bent at the 0 point. That is, assuming that the center point of the semiconductor wafer 24 is 0', the angle θ between the straight line 0-N connecting 0' and the midpoint M of the orientation flat 24a and the X axis is determined. Assuming that the intersection point between one line sensor 26 and the orientation flat 24a is C', the angle φ can be determined as follows. Therefore, the orientation flat 24a
The angle θ between the

一方、点C′と線分0−Nに対して線対称な位置にある
C″との区分をする場合、中心0′を中心にして半導体
ウェハ24を反時計方向に回転させ、線分C″Dの変化
を検出する。線分C−Dが増加すればオリフラ24aは
点C″控あったことになり、減少すればC=にあったこ
とになる。
On the other hand, when separating point C' from point C'' which is line-symmetrical to line segment 0-N, the semiconductor wafer 24 is rotated counterclockwise around center 0', and line segment C'' is separated from point C'. Detect a change in D. If the line segment CD increases, it means that the orientation flat 24a is at point C'', and if it decreases, it means that it is at C=.

C″がオリフラ24aとの境界である場合には、角度θ
は、 θ ・・・(14)式 %式% つぎに、第12図と第13図を参照してこの実施例にお
ける一対のラインセンサ26による11定可能な範囲を
説明する。測定可能な範囲とは、半導体ウェハ24の中
心座標O゛がその範囲内にある限り、半導体ウェハ24
の中心位置O′と回転姿勢を算出することができる範囲
である。なお、上下対称と考え、上半分について説明す
る。
When C'' is the boundary with the orientation flat 24a, the angle θ
θ...(14) Formula % Formula % Next, the range that can be determined by the pair of line sensors 26 in this embodiment will be explained with reference to FIGS. 12 and 13. The measurable range means that as long as the center coordinate O of the semiconductor wafer 24 is within that range, the semiconductor wafer 24
This is the range in which the center position O' and the rotational attitude of can be calculated. Note that the upper half will be explained assuming that it is vertically symmetrical.

第12図に示すように、一方のラインセンサ26を示す
直線をAとしたとき、この直線Aと半導体ウェハ24の
外周との交点と半導体ウェハ24の中心O゛を結ぶ線分
と、X軸とがなす角度をθとすると、θの範囲は、0く
θくθ1.3である。つまり、他方のラインセンサ26
がY軸上にあり、一対のラインセンサ26の間隔をbと
すると、半導体ウェハ24が他方のラインセンサ26か
ら外れることのない状態で最も右側に寄ったときがθ−
θ1.8となり、一方のラインセンサ26からは外れる
ことのない状態で最も左側に寄ったときがθ−0となる
。θ−θ1161のとき、(r cos θmaw =
 b  r )であるから、θmhx −cos −’
 (b  r / r )  −(15)式となる。セ
ンシング可能範囲を示すために、上記(15)式の評価
式を考えると、 pm (L/2)−rsln θ   −(1B)式た
だし、pは第12図に示すようにラインセンサ26の半
導体ウェハ24にかからない部分の長さである。
As shown in FIG. 12, when a straight line indicating one line sensor 26 is defined as A, a line segment connecting the intersection of this straight line A and the outer periphery of the semiconductor wafer 24 with the center O' of the semiconductor wafer 24 and the X-axis The range of θ is 0, θ, and θ1.3. In other words, the other line sensor 26
is on the Y axis, and the distance between the pair of line sensors 26 is b, then when the semiconductor wafer 24 moves to the rightmost side without coming off the other line sensor 26, θ-
The value is θ1.8, and the value θ-0 is when the sensor is moved to the leftmost side without coming off from one line sensor 26. When θ-θ1161, (r cos θmaw =
b r ), so θmhx −cos −′
(br/r)-(15). In order to show the sensing range, considering the evaluation formula (15) above, pm (L/2) - rsln θ - (1B) where p is the semiconductor of the line sensor 26 as shown in Fig. 12. This is the length of the portion that does not cover the wafer 24.

半導体ウェハ24が完全な円であるとき、θ−0では、 p −L / 2            ・・・(1
7)式となる。また、θ−θ□、のときには、pm (
L/2)−rslnθsem −(L/2)−rシ丁ニー彊1l−=7− (L/2)
−1箇巧・・・(18)式第14図に示すようにオリフ
ラ24aと一方のラインセンサ26とが平行に重なった
ときには、角度θ′の最小値は、(r slnθ= −
c / 2 )であるから、 sin θ−−c/2 r       ・=(19)
式この(19)式を上記(17)式に代入すれば、p 
−(L/2) −(c/2)−(L−C)/ 2−(2
0)式第15図に示すように半導体ウェハ24の中心座
標O′が(b/2)上にある場合、(r cos θM
−b/2)より、 p−(L/2)−rslnθM −(L/2)−rJ〒イ丁乃r ) 2−−<L/2)
−rv’τlr’−b万/2r−(L/2)−V「ν1
刀12  ・・・(21)式第16図に示すようにウェ
ハ24が他方のラインセンサ26からはずれることのな
い状態で最大の右側に寄ったときには、そのときに角度
θ゛′が最大となるから、pを求める式は上記(18)
式で求めθ−θ□8の時と同様になる。
When the semiconductor wafer 24 is a perfect circle, at θ-0, p - L / 2 ... (1
7) Equation becomes. Also, when θ−θ□, pm (
L/2)-rslnθsem-(L/2)-rshidingneeji1l-=7- (L/2)
-1 Equation...Equation (18) When the orientation flat 24a and one line sensor 26 overlap in parallel as shown in FIG. 14, the minimum value of the angle θ' is (r slnθ= −
c/2), so sin θ−−c/2 r ・=(19)
Substituting this equation (19) into the above equation (17), we get p
-(L/2) -(c/2)-(L-C)/2-(2
0) Equation When the center coordinate O' of the semiconductor wafer 24 is on (b/2) as shown in FIG. 15, (r cos θM
-b/2), p-(L/2)-rslnθM-(L/2)-rJ〒Ichonor) 2--<L/2)
-rv'τlr'-b10,000/2r-(L/2)-V'ν1
Sword 12...Formula (21) As shown in FIG. 16, when the wafer 24 moves to the maximum right side without coming off from the other line sensor 26, the angle θ'' becomes the maximum at that time. From this, the formula for finding p is the above (18)
It is determined by the formula and becomes the same as when θ-θ□8.

第13図は測定可能な範囲を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the measurable range.

同図中曲線AはY軸から距離す離れて設けられた一方の
ラインセンサ26による測定可能範囲を示し、曲線Bは
Y軸上に位置する他方のラインセンサ26゛による測定
可能範囲を示す。したがって、一対のラインセンサ26
による測定可能範囲は、同図中斜線で示す範囲となる。
In the figure, curve A shows the measurable range by one line sensor 26 located a distance from the Y-axis, and curve B shows the measurable range by the other line sensor 26 located on the Y-axis. Therefore, the pair of line sensors 26
The measurable range is the shaded area in the figure.

すなわち、この斜線で示す測定可能範囲内に半導体ウエ
ノ\24の中心があれば、その中心の位置と回転姿勢と
を算出し、それに応じて半導体ウニ/124を非接触で
保持した保持体23の傾斜角度を制御することができる
。つまり、半導体ウエノ\24の中心が保持体23の中
心に一致するよう、この保持体23の傾斜角度が制御さ
れる。
That is, if the center of the semiconductor urchin \24 is within the measurable range shown by the diagonal line, the position and rotational attitude of the center are calculated, and the holding body 23 that holds the semiconductor urchin \24 in a non-contact manner is calculated accordingly. The tilt angle can be controlled. That is, the inclination angle of the holder 23 is controlled so that the center of the semiconductor wafer 24 coincides with the center of the holder 23.

第17図と第18図は支持機構9aの変形例を示すこの
発明の第2の実施例である。この実施例においては、支
持部本体11aが円盤状をなしていて、その下面中央部
には凹球面からなる受は部41が形成されている。この
受は部41には揺動軸42の一端部に形成された球形部
43が揺動自在に支持されている。この揺動軸42の他
端は保持体23の上面に連結されている。上記揺動軸4
2には保持体23の噴出口27から圧縮空気を噴出させ
るための流路28aが形成されている。
FIGS. 17 and 18 show a second embodiment of the present invention showing a modification of the support mechanism 9a. In this embodiment, the support main body 11a has a disk shape, and a receiving portion 41 made of a concave spherical surface is formed at the center of the lower surface thereof. A spherical part 43 formed at one end of a swing shaft 42 is swingably supported on this receiver part 41. The other end of this swing shaft 42 is connected to the upper surface of the holder 23. The above swing axis 4
2 is formed with a flow path 28a for jetting out compressed air from the jet port 27 of the holder 23.

また、上記保持体23は磁性材料で作られている。Further, the holder 23 is made of a magnetic material.

上記支持部本体11aの下面には周方向に等間隔で3つ
の電磁石44と、同じく3つの変位センサ45とが設け
られている。上記3つの電磁石44に供給される電流は
、上記保持体23の保持面25に非接触状態で保持され
た半導体ウェハ24の位置によって制御される。この制
御は第1の実施例に示される演算装置32によって行わ
れる。
Three electromagnets 44 and three displacement sensors 45 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the lower surface of the support body 11a. The currents supplied to the three electromagnets 44 are controlled by the position of the semiconductor wafer 24 held on the holding surface 25 of the holding body 23 in a non-contact manner. This control is performed by the arithmetic unit 32 shown in the first embodiment.

各電磁石44に供給される電流値が制御されることで、
これら電磁石44に生じる電磁力が異なるから、これら
の電磁力の差に応じて保持体23が吸着される。それに
よって、保持体23は揺動軸42を揺動させながら傾斜
する。
By controlling the current value supplied to each electromagnet 44,
Since the electromagnetic forces generated in these electromagnets 44 are different, the holding body 23 is attracted according to the difference in these electromagnetic forces. Thereby, the holding body 23 is tilted while swinging the swing shaft 42.

保持体23が傾斜すると、3つの変位センサ45によっ
て上記保持体23の傾斜状態である揺動角度と回転速度
とが検出される。各変位センサ45による検出信号は上
記演算装置32にフィードバックされる。
When the holder 23 is tilted, the three displacement sensors 45 detect the swing angle and rotational speed of the holder 23, which indicates the inclination state of the holder 23. Detection signals from each displacement sensor 45 are fed back to the arithmetic unit 32.

第19図と第20図は支持機構9bの変形例を示すこの
発明の第3の実施例である。この実施例においては、支
持部本体11bが下面が開口した筒状に形成されていて
、その上壁下面に凹球面からなる受は部51が形成され
ている。この受は部51には揺動軸52の一端部に形成
された球形部53が揺動自在に支持されている。この揺
動軸52は磁性材料で作られ、その他端が保持体23の
上面に連結されている。
FIGS. 19 and 20 show a third embodiment of the present invention showing a modification of the support mechanism 9b. In this embodiment, the support main body 11b is formed into a cylindrical shape with an open bottom surface, and a receiving portion 51 made of a concave spherical surface is formed on the bottom surface of the upper wall thereof. A spherical part 53 formed at one end of a swing shaft 52 is swingably supported on this receiver part 51 . This swing shaft 52 is made of a magnetic material, and the other end is connected to the upper surface of the holder 23 .

保持体23の噴出口27に圧縮空気を供給するための流
路54は、上記揺動軸52の軸方向全長に亘って穿設さ
れ、その一端が上記噴出口27に連通している。上記流
路54の他端は上記支持部本体11bに流路54よりも
大きな口径で穿設された連通路55に連通している。圧
縮空気はこの連通路55から流路54に供給され、上記
噴出口27から噴出されるようになっている。
A flow path 54 for supplying compressed air to the spout 27 of the holder 23 is provided along the entire length of the swing shaft 52 in the axial direction, and one end thereof communicates with the spout 27 . The other end of the flow path 54 communicates with a communication path 55 that is bored in the support body 11b and has a larger diameter than the flow path 54. Compressed air is supplied from this communication path 55 to the flow path 54 and is ejected from the ejection port 27.

上記支持部本体11bの内周面には、周方向に等間隔で
3つの電磁石56と、3つの変位センサ57とが設けら
れている。各電磁石56に供給される電流値は第1の実
施例に示された演算装置32によって制御される。それ
によって、揺動軸52は上記第2の実施例と同様、各電
磁石56に発生する磁力に応じた方向に揺動し、保持体
23を傾斜させる。このときの揺動角度と回転速度とは
上記変位センサ57によって検出され、演算装置32に
フィードバックされる。
Three electromagnets 56 and three displacement sensors 57 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the support body 11b. The current value supplied to each electromagnet 56 is controlled by the arithmetic unit 32 shown in the first embodiment. As a result, the swing shaft 52 swings in a direction corresponding to the magnetic force generated in each electromagnet 56, and tilts the holding body 23, as in the second embodiment. The swing angle and rotational speed at this time are detected by the displacement sensor 57 and fed back to the arithmetic unit 32.

第21図と第22図は支持機構90の変形例を示すこの
発明の第4の実施例である。この実施例は、上記第2の
実施例とほぼ構成が同じなので、同一部分には同一記号
を付して説明を省略する。
21 and 22 show a fourth embodiment of the present invention showing a modification of the support mechanism 90. FIG. This embodiment has almost the same configuration as the second embodiment, so the same parts are given the same symbols and the explanation will be omitted.

この第4の実施例が第2の実施例と異なる部分は以下の
通りである。つまり、第22図に示すように支持部本体
11aの下面の一端側には、周方向に所定間隔で離間し
て一対の電磁石61が設けられている。この支持部本体
11aの他端側には、周方向に所定間隔で離間した一対
のコイルばね62の一端が連結されている。これらコイ
ルばね62は引張力が付与された状態で他端が保持体2
3の上面に連結されている。そのため、保持体2の一端
側はコイルばね62の復元力によって上昇方向に付勢さ
れている。保持体23の下面には上記コイルばね62の
近傍にそれぞれ変位センサ63が配置されている。
The differences between this fourth embodiment and the second embodiment are as follows. That is, as shown in FIG. 22, a pair of electromagnets 61 are provided on one end side of the lower surface of the support body 11a, spaced apart from each other at a predetermined interval in the circumferential direction. One end of a pair of coil springs 62 spaced apart from each other at a predetermined interval in the circumferential direction is connected to the other end side of the support body 11a. These coil springs 62 have their other ends connected to the holder 2 when tension is applied.
It is connected to the top surface of 3. Therefore, one end side of the holder 2 is biased in the upward direction by the restoring force of the coil spring 62. Displacement sensors 63 are arranged on the lower surface of the holder 23 near the coil springs 62, respectively.

このような構成においては、一対の電磁石61に上記コ
イルばね62の復元力と釣り合う電磁力が発生するよう
所定の電流が供給された状態で保持体23が水平である
揺動角度Oの状態(この状態を初期状態とする)に保た
れる。この初期状態に比べて一対の電磁石61に供給す
る電流を増大させて電磁力を強くすれば、保持体23は
コイルばね62の復元力に抗して上記電磁石61に吸引
されて傾斜する。一対の電磁石61のどちらか一方にだ
け供給する電流を増大させれば、保持体23はその電磁
石61の方向が高く傾斜する。
In such a configuration, the holding body 23 is in a horizontal state at a swing angle O ( This state is the initial state). If the current supplied to the pair of electromagnets 61 is increased to strengthen the electromagnetic force compared to this initial state, the holder 23 is attracted to the electromagnets 61 against the restoring force of the coil spring 62 and tilts. If the current supplied to only one of the pair of electromagnets 61 is increased, the direction of the electromagnet 61 of the holder 23 is tilted higher.

また、一対の電磁石61に供給する電流値を初期状態に
比べて減少させれば、保持体23はコイルばね62の復
元力によってコイルばね62側の端部が高く傾斜する。
Furthermore, when the current value supplied to the pair of electromagnets 61 is decreased compared to the initial state, the end of the holder 23 on the coil spring 62 side is tilted higher due to the restoring force of the coil spring 62.

また、一対の電磁石61のどちらか一方に供給する電流
値だけを減少させれば、保持体23はその電磁石61に
対応する端部が低くなる方向に傾斜する。すなわち、保
持体23は一対の電磁石61に供給する電流値を変える
ことで所定の方向に傾斜させることができる。
Furthermore, if only the current value supplied to one of the pair of electromagnets 61 is decreased, the holder 23 is tilted in such a direction that the end corresponding to the electromagnet 61 becomes lower. That is, the holder 23 can be tilted in a predetermined direction by changing the current value supplied to the pair of electromagnets 61.

第23図は、支持機構9dの変形例を示すこの発明の第
5の実施例である。この実施例は、支持部本体11cが
円盤状に形成されている。この支持部本体11cの下面
には周方向に等間隔で3つ以上のリニアアクチュエータ
71の一端が取着されている。このリニアアクチュエタ
71は圧電素子などによって柱状に形成されている。
FIG. 23 shows a fifth embodiment of the present invention showing a modification of the support mechanism 9d. In this embodiment, the support body 11c is formed into a disk shape. One ends of three or more linear actuators 71 are attached to the lower surface of the support body 11c at equal intervals in the circumferential direction. This linear actuator 71 is formed into a columnar shape using a piezoelectric element or the like.

一方、保持体23の上面中心部には上記支持部本体11
Cとほぼ同径の円柱部72が設けられている。支持部本
体11cは、その円柱部72の端面を上記リニアアクチ
ュエータ71の下端面に接合させている。上記円柱部7
2と支持部本体11Cとの間にはコイルばね73が張設
され、このコイルばね73の付勢力によって上記保持体
23が弾性的に保持されている。
On the other hand, the support body 11 is located at the center of the upper surface of the holder 23.
A cylindrical portion 72 having approximately the same diameter as C is provided. The support main body 11c has an end surface of a columnar portion 72 joined to a lower end surface of the linear actuator 71. The above cylindrical part 7
A coil spring 73 is stretched between the support body 2 and the support body 11C, and the holder 23 is elastically held by the biasing force of the coil spring 73.

上記保持体23の円柱部72には噴出口27に連通ずる
流路74が形成され、この流路74から圧縮空気が供給
されるようになっている。
A flow path 74 communicating with the jet nozzle 27 is formed in the cylindrical portion 72 of the holder 23, and compressed air is supplied from this flow path 74.

このような構成によれば、各リニアアクチュエータ71
は供給される電圧に応じて長さが変化するから、それに
よって保持体23を所定の方向に傾斜させることができ
る。保持体23の揺動角度は、上記第2乃至第4の実施
例のごとく変位センサによって検出してもよいが、各リ
ニアアクチュエータ71に供給される電圧値から演算し
てもよい。
According to such a configuration, each linear actuator 71
Since the length changes depending on the supplied voltage, the holding body 23 can be tilted in a predetermined direction. The swing angle of the holding body 23 may be detected by a displacement sensor as in the second to fourth embodiments, or may be calculated from the voltage values supplied to each linear actuator 71.

第24図と第25図はこの発明の検出手段の変形例を示
す第6の実施例である。この実施例においては、保持体
23の保持面25には、噴出口27と対応する中心部を
除くほぼ全体にわたって小さなチップ型の多数の圧力セ
ンサ81をマトリックス状に配置されている。
FIGS. 24 and 25 show a sixth embodiment showing a modification of the detection means of the present invention. In this embodiment, a large number of small chip-type pressure sensors 81 are arranged in a matrix on almost the entire holding surface 25 of the holding body 23 except for the central portion corresponding to the ejection port 27 .

上記噴出口27から圧縮空気が噴出されて半導体ウェハ
24が上記保持面25に非接触状態で保持されると、上
記圧力センサ81は半導体ウェハ24と対向する部分が
負圧となり、対向しない部分は大気圧となる。したがっ
て、圧力センサ81が検出する圧力によって保持面25
に対する半導体ウェハ24の位置を検出することができ
る。
When compressed air is ejected from the ejection port 27 and the semiconductor wafer 24 is held in a non-contact state on the holding surface 25, the pressure sensor 81 has a negative pressure in the part facing the semiconductor wafer 24, and in the part not facing the semiconductor wafer 24. Atmospheric pressure. Therefore, the pressure detected by the pressure sensor 81 causes the holding surface 25 to
It is possible to detect the position of the semiconductor wafer 24 relative to the position of the semiconductor wafer 24 .

〔発明の効果] 以上述べたようにこの発明は、保持体の保持面に非接触
状態で保持されたワークの位置を検出し、その検出信号
で上記保持体の傾斜角度を制御するようにした。したが
って、ワークを保持体によって搬送するような場合、上
記ワークが上記保持体の保持面の所定位置から大きくず
れたり、落下するようなことなく搬送することができる
[Effects of the Invention] As described above, the present invention detects the position of the workpiece held in a non-contact state on the holding surface of the holder, and controls the inclination angle of the holder using the detected signal. . Therefore, when a workpiece is to be transported by the holder, the workpiece can be transported without being significantly displaced from a predetermined position on the holding surface of the holder or falling.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第16図はこの発明の第1の実施例を示し、
第1図は保持体の姿勢を制御するための回路図、第2図
はロボット装置の概略図、第3図は支持機構の縦断面図
、第4図は同じく横断面図、第5図はラインセンサの拡
大断面図、第6図は保持体が傾いた状態において半導体
ウェハがずれた状態を説明するための図、第7図と第8
図はラインセンサと半導体ウェハとの関係を説明するだ
めの図、第9図は半導体ウェハに形成されたオリイフラ
を説明するための図、第10図は半導体ウェハの中心位
置とオリフラの回転角度を求めるためのフローチャート
、第11図は半導体ウェハの中心を求めるための説明図
、第12図は一対のラインセンサによる測定可能範囲を
説明するための図、第13図は同じく測定可能範囲を示
す図、第14図乃至第16図は一対のラインセンサと半
導体ウェハのオリフラとの位置関係の説明図、第17図
はこの発明の第2の実施例の支持機構の側面図、第18
図は同じく第18図のX■−X■線に沿う断面図、第1
9図はこの発明の第3の実施例を示す支持機構の側面図
、第20図は同じく第19図のxx−xX線に沿う断面
図、第21図はこの発明の第4の実施例を示す支持機構
の側面図、第22図は同じく第21図のxxn−xxn
線に沿う断面図、第23図はこの発明の第5の実施例を
示す支持機構の側面図、第24図はこの発明の第6の実
施例を示す保持体の断面図、第25図は同じく保持体の
保持面の平面図である。 9.9a〜9d・・・支持機構、14・・・第1のモー
タ(駆動手段)、19・・・第2のモータ(駆動手段)
、33・・・駆動部(駆動手段)、23・・・保持体、
24・・・半導体ウェハ(ワーク)、25・・・保持面
、26・・・ラインセンサ(検出手段)、27・・・噴
出口(噴出部)、32・・・演算装置(制御手段)。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 17@2の旧会用袖 第3図 第4図 第5図 e 第6図 第10図
1 to 16 show a first embodiment of this invention,
Fig. 1 is a circuit diagram for controlling the posture of the holding body, Fig. 2 is a schematic diagram of the robot device, Fig. 3 is a vertical cross-sectional view of the support mechanism, Fig. 4 is a cross-sectional view, and Fig. 5 is a schematic diagram of the robot device. An enlarged cross-sectional view of the line sensor, FIG. 6 is a diagram for explaining the state in which the semiconductor wafer is shifted when the holder is tilted, and FIGS.
The figure is a diagram to explain the relationship between the line sensor and the semiconductor wafer, Figure 9 is a diagram to explain the orientation flat formed on the semiconductor wafer, and Figure 10 is a diagram to explain the center position of the semiconductor wafer and the rotation angle of the orientation flat. Flowchart for finding the center of the semiconductor wafer, FIG. 12 is a diagram for explaining the measurable range by a pair of line sensors, and FIG. 13 is a diagram showing the measurable range as well. , FIGS. 14 to 16 are explanatory diagrams of the positional relationship between a pair of line sensors and an orientation flat of a semiconductor wafer, FIG. 17 is a side view of a support mechanism according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is also a cross-sectional view taken along the line X■-X■ in Figure 18.
FIG. 9 is a side view of a support mechanism showing a third embodiment of the invention, FIG. 20 is a sectional view taken along line xx-x in FIG. 19, and FIG. The side view of the support mechanism shown in FIG. 22 is also xxn-xxn in FIG. 21.
23 is a side view of a support mechanism showing a fifth embodiment of the invention, FIG. 24 is a sectional view of a holder showing a sixth embodiment of the invention, and FIG. 25 is a sectional view taken along the line. It is a top view of the holding surface of a holding body similarly. 9.9a to 9d... Support mechanism, 14... First motor (driving means), 19... Second motor (driving means)
, 33... Drive unit (drive means), 23... Holder,
24...Semiconductor wafer (work), 25...Holding surface, 26...Line sensor (detection means), 27...Ejection port (ejection part), 32...Arithmetic device (control means). Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 17 @ 2's old meeting sleeve Figure 3 Figure 4 Figure 5 e Figure 6 Figure 10

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)保持面を有する保持体と、この保持体に設けられ
板状のワークを上記保持面に非接触で保持するための流
体を噴出する噴出部と、上記保持体を揺動自在に支持し
た支持機構と、この支持機構を駆動して上記保持体を揺
動させる駆動手段と、上記保持体の保持面に設けられこ
の保持面に非接触で保持された上記ワークの位置を検出
する検出手段と、この検出手段からの検出信号によって
上記駆動手段を駆動して上記保持体の傾斜角度を制御す
る制御手段とを具備したことを特徴とする非接触ハンド
リング装置。
(1) A holder having a holding surface, a spout section provided on the holder that spouts fluid for holding a plate-shaped workpiece without contacting the holding surface, and supporting the holder in a swingable manner. a support mechanism that drives the support mechanism to swing the holding body; and a detection device that is provided on a holding surface of the holding body and detects the position of the workpiece that is held in a non-contact manner on the holding surface. A non-contact handling device characterized by comprising: a control means for controlling the inclination angle of the holding body by driving the drive means in response to a detection signal from the detection means.
(2)上記支持機構は、支持部本体と、この支持部本体
に回動自在に支持された第1の揺動軸と、この第1の揺
動軸と一体的かつ軸線を上記第1の揺動軸の軸線と直交
させて回動自在に設けられているとともに上記保持体が
取着された第2の揺動軸とから構成されていることを特
徴とする請求項(1)に記載の非接触ハンドリング装置
(2) The support mechanism includes a support main body, a first swing shaft rotatably supported by the support main body, and a first swing shaft that is integral with the first swing shaft and whose axis is connected to the first swing shaft. According to claim (1), the second swing shaft is rotatably provided perpendicular to the axis of the swing shaft and has the holding body attached thereto. non-contact handling equipment.
(3)上記支持機構を駆動する上記駆動手段は、上記第
1の揺動軸を駆動する第1のモータと、上記第2の揺動
軸を駆動する第2のモータとからなることを特徴とする
請求項(2)に記載の非接触ハンドリング装置。
(3) The driving means for driving the support mechanism includes a first motor that drives the first swing shaft and a second motor that drives the second swing shaft. The non-contact handling device according to claim (2).
(4)上記支持機構は、支持部本体と、この支持部本体
に一端部が球面軸受けによって揺動自在に支持され他端
に上記保持体が設けられた揺動軸とから構成されている
ことを特徴とする請求項(1)に記載の非接触ハンドリ
ング装置。
(4) The support mechanism is composed of a support body and a swing shaft, one end of which is swingably supported by a spherical bearing and the other end of which is provided with the holder. The non-contact handling device according to claim 1, characterized in that:
(5)上記支持機構を駆動する上記駆動手段は、上記支
持部本体の上記保持体と対向する部位に設けられ上記保
持体を電磁力によって吸引して上記揺動軸を揺動させる
電磁石からなることを特徴とする請求項(4)に記載の
非接触ハンドリング装置。
(5) The driving means for driving the support mechanism includes an electromagnet that is provided at a portion of the support main body facing the holding body and attracts the holding body by electromagnetic force to swing the swing shaft. The non-contact handling device according to claim 4, characterized in that:
(6)上記支持機構を駆動する上記駆動手段は、上記支
持部本体の上記揺動軸と対向する部位に設けられ上記揺
動軸を電磁力によって吸引して揺動させる電磁石からな
ることを特徴とする請求項(4)に記載の非接触ハンド
リング装置。
(6) The drive means for driving the support mechanism comprises an electromagnet that is provided at a portion of the support main body facing the swing shaft and attracts the swing shaft using electromagnetic force to swing the swing shaft. The non-contact handling device according to claim (4).
(7)上記検出手段は、上記保持体の保持面に所定の間
隔で平行に離間して設けられた一対のラインセンサから
なることを特徴とする請求項(1)に記載の非接触ハン
ドリング装置。
(7) The non-contact handling device according to claim (1), wherein the detection means comprises a pair of line sensors provided parallel to each other at a predetermined interval on the holding surface of the holding body. .
(8)上記検出手段は、上記保持体の保持面とこの保持
面に保持されたワークとの間に生じる負圧を検出する圧
力センサからなることを特徴とする請求項(1)に記載
の非接触ハンドリング装置。
(8) The detection means comprises a pressure sensor that detects negative pressure generated between the holding surface of the holding body and the workpiece held on this holding surface. Non-contact handling equipment.
(9)流体を噴出する噴出部を有する保持体の保持面に
、上記噴出部から流体を噴出させることで生じる負圧に
よりワークを非接触で保持する非接触ハンドリング方法
において、上記保持体の保持面を上記ワークに接近させ
るとともに、上記噴出部から流体を噴出させて上記保持
体の保持面に上記ワークを非接触で保持する第1の工程
と、上記保持体を移動させたときに上記保持面に対する
上記ワークの位置ずれを検出する第2の工程と、上記ワ
ークの上記保持面に対する位置ずれに応じて上記保持体
の傾斜角度を制御する第3の工程とを具備したことを特
徴とする非接触ハンドリング方法。
(9) In a non-contact handling method in which a workpiece is held in a non-contact manner by negative pressure generated by ejecting fluid from the ejection part on a holding surface of the holder having an ejection part that ejects fluid, the holding body is A first step of bringing the surface close to the workpiece and ejecting fluid from the jetting part to hold the workpiece on the holding surface of the holding body without contact; and a first step of holding the workpiece in a non-contact manner on the holding surface of the holding body. The present invention is characterized by comprising a second step of detecting a positional deviation of the workpiece with respect to the holding surface, and a third step of controlling the inclination angle of the holding body according to the positional deviation of the workpiece with respect to the holding surface. Non-contact handling method.
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