(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載されたような従来の方法では、ウエハを把持する把持力が大きいと、ウエハを破損させてしまうし、把持力が小さいと、ウエハを搬送中に落下させてしまうという不都合がある。
【0005】
本発明の目的は、被搬送物に与える負荷を極力小さくして当該被搬送物の位置決めをして搬送することができる搬送装置および搬送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明の搬送装置は、所定領域における不特定の位置にある被搬送物を保持して搬送する搬送装置において、前記被搬送物を保持面で保持する保持手段と、前記保持手段を移動させる移動手段とを備え、前記移動手段は、前記保持手段を前記保持面と平行な平面内で1つの直線方向に
往復移動させ、
前記被搬送物を前記直線方向に往復移動させるとともに、当該保持手段を前記被搬送物の外縁に当接させることで、当該被搬送物を前記所定領域内における特定の位置に配置し、当該特定の位置に配置された被搬送物を前記保持手段の基準位置に関連付けて保持して搬送するという構成を採用している。
【0007】
本発明の搬送装置において、前記保持手段は、前記被搬送物の外縁に当接させる当接手段を備えていることが好ましい。
本発明の搬送装置において、前記被搬送物に振動を付与する振動付与手段を有することが好ましい。
【0008】
一方、本発明の搬送方法は、所定領域における不特定の位置にある被搬送物を保持して搬送する搬送方法において、前記被搬送物を保持面で保持する保持手段を当該保持面と平行な平面内で1つの直線方向に
往復移動させ、
前記被搬送物を前記直線方向に往復移動させるとともに、当該保持手段を前記被搬送物の外縁に当接させることで、当該被搬送物を前記所定領域内における特定の位置に配置する工程と、前記特定の位置に配置された被搬送物を前記保持手段の基準位置に関連付けて保持して搬送する工程とを有するという構成を採用している。
【発明の効果】
【0009】
以上のような本発明によれば、被搬送物を把持する必要がないので、被搬送物に与える負荷を極力小さくして当該被搬送物の位置決めをして搬送することができる。
また、当接手段を備えることで、被搬送物を所定領域内で容易に移動させることができる。
さらに、振動付与手段を備えることで、被搬送物を所定領域内で一層容易に移動させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の第1実施形態および第2実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、各実施形態において、X軸、Y軸、Z軸は、それぞれが直交する関係にあり、X軸およびY軸は、所定平面内の軸とし、Z軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Y軸と平行な矢印D1方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がZ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がX軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がY軸の矢印方向、「後」がその逆方向とする。
第2実施形態以降において、第1実施形態で説明した同様の構成および同様の動作は、適宜省略または簡略化する。
【0012】
〈第1実施形態〉
図1、
図2において、搬送装置10は、所定領域としてのカセットCT内における不特定の位置にある被搬送物としてのウエハWFを保持して搬送する装置であって、ウエハWFを保持面21Aで保持する保持手段20と、保持手段20を移動させる移動手段30と、ウエハWFに振動を付与する振動付与手段50とを備え、カセットCTから取り出したウエハWFを位置決めし、当該搬送装置10に対して所定の位置にある作業テーブル60上に載置するようになっている。なお、カセットCTは、開口部CT1と、ウエハWFの左右両側を支持して当該ウエハWFを上下方向に多段積み可能な複数のリブCT2とを備え、当該搬送装置10に対して所定の位置にある載置台70上の所定の位置に位置決めして載置されるようになっている。
【0013】
保持手段20は、ウエハWFを保持する保持面21Aに減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない吸引手段に連通した吸引口21Bを有するとともに、所定の位置が基準位置HCとされた保持アーム21と、保持アーム21のネック部21C上に支持され、ウエハWFの外縁に当接する当接手段としての第1当接部材21Dおよび第2当接部材21Eとを備えている。
第1、第2当接部材21D、21Eは、保持アーム21の基準位置HCを通って当該保持アーム21の延出方向に延びる基準線HLに対して線対象に配置され、それぞれがウエハWFの外縁における任意の2点に当接することで、当該ウエハWFの中心WCを基準線HL上に位置させることができるようになっている。
【0014】
移動手段30は、振動付与手段50を介して作業アーム31Aで保持手段20を支持し、その作業範囲内において支持した保持手段20を何れの位置、何れの角度にでも変位可能な駆動機器としての所謂6軸ロボットである多関節ロボット31を備えている。
【0015】
振動付与手段50は、保持アーム21および第1、第2当接部材21D、21Eの少なくとも一方に振動を付与する駆動機器としての振動子51を備えている。
【0016】
以上の搬送装置10を用いて、ウエハWFの搬送手順を説明する。
先ず、人手または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送機器がリブCT2上の不特定の位置にウエハWFが収納されたカセットCTを載置台70上に載置する。次いで、オペレータが操作パネルやパーソナルコンピュータ等の図示しない入力手段を介してウエハWFの円周部の直径寸法等を入力した後、自動運転開始の信号を入力する。すると、移動手段30が多関節ロボット31を駆動し、
図2(A)に示すように、保持アーム21をウエハWFの下方に差し入れて当該ウエハWFをリブCT2から離間させた後、
図2(B)に示すように、カセットCT内で保持アーム21を前方向に所定距離移動させる。このとき、保持手段2は、吸引口21BでウエハWFを吸着保持してもよいし、吸着保持しなくてもよい。その後、移動手段30が多関節ロボット31を駆動し、保持アーム21を下方に下げてウエハWFをリブCT2で支持させる。
【0017】
次いで、移動手段30が保持手段20を保持面21Aと平行な平面内で1つの直線方向としてのY軸方向における後方向に移動させ、第1、第2当接部材21D、21EをウエハWFの外縁に当接させることで、当該ウエハWFをカセットCT内における特定の位置に配置する。すなわち、移動手段30が多関節ロボット31を駆動し、保持手段20を後方向に移動させ、
図2(C)に示すように、ウエハWFを第1、第2当接部材21D、21Eによって押し戻す。そして、第1、第2当接部材21D、21EそれぞれにウエハWFの外縁が当接したことを光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段が検知すると、ウエハWFの中心WCが基準線HL上に位置することとなるので、当該ウエハWFが特定の位置に配置に配置されたことになる。その後、特定の位置に配置されたウエハWFを保持手段20の基準位置HCに関連付けて保持する。すなわち、移動手段30が多関節ロボット31を駆動し、基準位置HCとウエハWFの中心WCとが平面視(上方から下方を見た視線)で合致するように保持面21AをウエハWFに当接させた後、保持手段20が図示しない減圧手段を駆動し、当該ウエハWFを吸着保持する(
図2(D)参照)。ウエハWFの中心WCは、入力手段を介して入力されたウエハWFの円周部の直径寸法で解る。なお、保持アーム21を移動させてウエハWFを移動させるときに、振動付与手段50が振動子51を駆動し、ウエハWFが移動し易くしてもよい。
【0018】
そして、移動手段30が多関節ロボット31を駆動し、ウエハWFをカセットCTから取り出し、当該ウエハWFを上下反転させた後、保持アーム21の基準位置HC、すなわち、ウエハWFの中心WCを作業テーブル60の中心TCに一致させて載置する。次いで、保持手段20が図示しない吸引手段の駆動を停止した後、移動手段30が多関節ロボット31を駆動し、保持アーム21をウエハWFの上方から退避させ、以降上記同様の動作が繰り返される。
【0019】
以上のような第1実施形態によれば、ウエハWFを把持する必要がないので、ウエハWFに与える負荷を極力小さくして当該ウエハWFの位置決めをして搬送することができる。
【0020】
〈第2実施形態〉
図3において、搬送装置10Aは、第1実施形態の搬送装置10における保持手段20の代わりに、保持手段20Aが採用されている点が異なっている。保持手段20Aは、ウエハWFを保持する保持面22Aに減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない吸引手段に連通した図示しない吸引口を有する保持アーム22を備えている。保持アーム22は、保持面22Aの反対側の面に支持された2体の駆動機器としての直動モータ22Bと、各直動モータ22Bのそれぞれの出力軸22Cに支持されたブラケット22Dの左右両端に支持され、保持面22Aの開口部22Eから突出した当接手段としての前側ピン22Fおよび後側ピン22Gとを備えている。前側ピン22Fおよび後側ピン22Gは、それぞれがウエハWFの外縁における任意の2点当接することで、当該ウエハWFの中心WCを保持アーム22の基準位置HCを通る基準線HL上に位置させることができるようになっている。なお、カセットCTAは、開口部CT1と、ウエハWFの左右両側を支持して当該ウエハWFを上下方向に多段積み可能な複数のリブCT2と、開口部CT1の反対側である後側に形成された開口部CT3とを備えている。
【0021】
以上の搬送装置10Aを用いて、ウエハWFの搬送手順を説明する。
先ず、第1実施形態と同様にして、自動運転開始の信号を入力すると、
図3(A)に示すように、保持アーム22をウエハWFの下方に差し入れた後、保持手段20Aが各直動モータ22Bを駆動し、
図3(B)に示すように、前側、後側ピン22F、22Gを接近させる。このとき、前側、後側ピン22F、22Gで形成される内接円の直径は、ウエハWFの直径よりも大きくなるように設定されており、例えば、ウエハWFの直径が300mmの場合、当該内接円の直径は、303mm等になるように設定されている。これにより、前側、後側ピン22F、22GのいずれかにウエハWFが当接したとしても、当該ウエハWFに把持力が付与されることはない。なお、前側、後側ピン22F、22Gの間隔は、当該前側、後側ピン22F、22GでウエハWFを移動させるときに、当該ウエハWFが通り抜けない間隔であればよく、内接円が描けない配置でもよい。
【0022】
次いで、移動手段30が多関節ロボット31を駆動し、
図3(C)に示すように、保持手段20Aを後方向に移動させ、ウエハWFを前側ピン22Fによって押し戻す。そして、各前側ピン22FそれぞれにウエハWFの外縁が当接したことを光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段が検知すると、ウエハWFの中心WCが基準線HL上に位置することとなるので、当該ウエハWFが特定の位置に配置に配置されたことになる。その後、移動手段30および保持手段20が多関節ロボット31および図示しない減圧手段を駆動し、基準位置HCとウエハWFの中心WCとが平面視で合致するようにして保持面21AでウエハWFを吸着保持する(
図3(E)参照)。
【0023】
以上の第2施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0024】
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。
【0025】
第1、第2当接部材21D、21EそれぞれにウエハWFの外縁が当接したことを検知する検知手段は、
図4(A)に示すように、第1、第2当接部材21D、21Eを電気的に絶縁させた状態で保持アーム21に支持させ、それらの導通を検出する導通チェッカや抵抗器等の導通検出手段80を採用してもよい。この場合、第1、第2当接部材21D、21Eそれぞれに導電性を有する被搬送物の外縁が当接することで、当該被搬送物の中心が保持アーム21の基準線HL上に位置したことを検出することができ、位置決めの完了を判断することができる。このような導通検出手段80は、第2実施形態の前側、後側ピン22F、22Gに採用してもよい。
【0026】
当接手段は、
図4(B)および
図4(C)に示すように、ウエハWFとの当接面が当該ウエハWFの外縁の形状に倣った第3、第4当接部材21F、21Gであってもよい。
第3当接部材21Fの場合、図示のように、その円弧の径を所定の径とすることで、当該所定の径寸法を有したウエハWFAに専用に用いてもよいし、当該直径寸法よりも大きな直径寸法のウエハWFBに対してその2つの端部21FAを当接させて用いてもよい。
第4当接部材21Gの場合、角部の角度を異ならせて、六角形以外の多角形の被搬送物に対応させてもよし、ウエハWFの収まり性を向上させるために、角部に開口や穴等の逃げ部21GAを設けてもよい。
図4(D)に示すように、保持アーム21の先端部21HをウエハWFの外縁に当接させて当該ウエハWFを特定の位置に配置するようにしてもよく、この場合、保持手段にわざわざ当接手段を設ける必要がなくなる。
【0027】
保持手段20、20Aは、被搬送物を磁着、接着、粘着、静電チャック、ベルヌーイ吸着装置等で保持可能に構成されていてもよい。
保持手段20、20Aの基準位置HCは、どのような位置でもよく、支持面21A、22Aの内部でもよいし、支持面21A、22Aの外部でもよい。
保持アーム21、22の形状は、I型、Y型、丸型等何ら限定されることはない。
当接手段は、駆動機器としての回動モータを介して保持アーム21のネック部21C上に支持させてもよく、この回動モータを振動付与手段として機能させたり、被搬送物の外縁の形状に合わせて当接部材同士で形成する角度を変更させたりしてもよい。
第2実施形態における前側ピン22Fおよび後側ピン22Gは、1本でもよいし、3本以上でもよいし、基準線HLに直交する方向に移動できる構成としてもよい。
【0028】
移動手段30が保持手段20、20Aおよび当接手段の少なくとも一方を介してウエハWFに振動を付与するようにしてもよく、この場合、移動手段30が振動付与手段となる。
移動手段30は、保持アーム22をX軸方向に移動させ、ウエハWFをカセットCT内における特定の位置に配置するようにしてもよく。この場合、当接手段は、保持アーム21をウエハWFの下方に差し入れたときに、当該ウエハWFの左右の少なくとも一方に配置されるように構成すればよい。
移動手段30は、第1実施形態において、
図2(A)〜(C)で示した位置決め動作を1回だけ行っても、第1、第2当接部材21D、21EそれぞれにウエハWFの外縁が当接しなかった場合、それらが当接するまで当該位置決め動作を複数回繰り返してもよい。
移動手段30は、第2実施形態において、保持アーム22を後方向に移動させても、各前側ピン22FそれぞれにウエハWFの外縁が当接しなかった場合、
図3(D)に示すように、保持アーム21を前方向に移動させ、後側ピン22GそれぞれにウエハWFの外縁を当接させてもよい。なお、それでも後側ピン22GそれぞれにウエハWFの外縁が当接しなかった場合、前側ピン22Fそれぞれまたは、後側ピン22GそれぞれにウエハWFの外縁が当接するまで、前方向と後方向との移動を繰り返し行ってもよい。
移動手段30が保持アーム21、22を前方または後方に移動させる距離は、作業者が任意に決定することができ、それら距離は、同じ距離でもよいし、異なる距離でもよい。
移動手段30は、例えば、基準位置HCとウエハWFの中心WCとが、基準線HL方向および当該基準線HLに直交する方向の少なくとも一方の方向に所定距離ずれた状態で、保持面21AでウエハWFを保持してもよい。このような場合でも、ずれて保持したウエハWFの中心WCが基準位置HCに対してどの方向にどれだけずれているかが解るように、ウエハWFを基準位置HCに関連付けて保持できていれば、搬送先でウエハWFを所定の位置に載置することができる。
移動手段30は、例えば、三角形や四角形以上の多角形の被搬送物における1つの角部や、被搬送物に形成された目印等を基準位置HCに関連付けて保持手段20、20Aで保持するようにしてもよい。
【0029】
振動付与手段50は、ウエハWFの大きさや重量等に応じて振動の振幅を調整可能な振幅調整手段を備えてもよい。
振動子51は、所定の振幅および周波数でウエハWFに振動を付与可能に設けられ、例えば、圧電素子を利用した圧電型や、回転型の電動モータの回転軸に偏心錘を取り付けたアンバランスマス型、駆動コイルに電流を流すことで発生する力を利用した動電型、さらには公知の超音波振動発生装置、電動モータやエアを利用した公知のバイブレータなど、任意の原理で振動するものを採用することができ、ウエハWFに対して直接的または間接的に振動を付与できるものであればよい。
振動付与手段50は、保持手段20および当接手段の少なくとも一方に設けてもよいし、省略してもよい。
【0030】
カセットCTは、ウエハを1体だけまたは、複数体収納できるものでもよい。
所定領域は、カセットCT以外の部材の中や載置台70の上面等でもよい。
第1、第2実施形態にいて、第1、第2当接部材21D、21Eそれぞれ、前側ピン22Fそれぞれまたは、後側ピン22GそれぞれとウエハWFの外縁とが当接したことを検知する検知手段は設けなくてもよい。このような場合、保持アーム21、22の前方向への移動と後方向への移動とを何回繰り返すと、それらにウエハWFの外縁が当接するかを統計的に導き出しておき、移動手段30がその回数分前方向への移動と後方向への移動とを繰り返すように構成してもよい。
【0031】
被搬送物は、材質、種別、形状等何ら限定されることはなく、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。
【0032】
本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、保持手段は、被搬送物を保持面で保持可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない(他の手段および工程についての説明は省略する)。
【0033】
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的または間接的に組み合せたものを採用することもできる(実施形態で例示したものと重複するものもある)。