JPH029596A - ハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ハンドリング装置に関する。

（従来の技術） 自由度２を有するハンドリング装置においては。

被移載物を保持する保持部が一定の軌跡を通るようにそ
の保持部の運動を制御する必要がある場合がある６例え
ば、垂直軸に沿って昇降する昇降機構に回転軸を介して
ハンドアームが取付けられ。

このハンドアームの先端に、複数の半導体ウェハを収納
したウェハキャリアを保持するキャリア保持部が取付け
られたハンドリング装置がある。このハンドリング装置
を用いて、ウェハキャリアをクリーンストッカ内のロー
ディング／アンローディングテーブルと保持部との間を
移動させる場合。

ウェハキャリアの運動する空間を出来るだけ小さくする
ために、垂直軸と回転軸とを同期駆動させて、キャリア
保持部を上下動させると共に回動させ、それによってウ
ェハキャリアを水平移動させる必要がある。

この必要性を満たす手段として１通常は、垂直軸および
回転軸に設けられたエンコーダにより。

各駆動軸の初期位置からのインクリメントを検出し、こ
のインクリメントに基づいて垂直軸と回転軸との同期駆
動を制御する方式を採用している。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような従来のハンドリング装置は、各駆動
軸に設けられたエンコーダにより制御されているため、
ハードウェアまたはソフトウェアの異常等によ、リキャ
リア保持部の運動が所定の軌道から外れた場合、他の機
器と接触または衝突する可能性が充分にある。

また、各駆動軸は、各駆動軸の初期位置からのインクリ
メントに基づいて制御されているため、動作途中で停止
した場合などの原因で現在位置が見失われると、ハンド
リング装置自体のその後の動作が不可能になる等の問題
点がある。

本発明は上記点に対処してなされたもので、ハンドリン
グ機構が軌道を逸脱した場合に、即座に緊急停止させ、
もって、動作の安全を図り、しかも、停止後の動作にお
いても安全に、かつ確実に行なうことができるハンドリ
ング装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、被移載物を保持部に保持し、移動させるハン
ドリング装置において、上記保持部が移動すべき軌道を
表わす軌道被検出部を被移載物の移載近傍の固定位置に
配設すると共に、この軌道を検出するセンサを上記保持
部の適宜位置に設けたことを特徴とするハンドリング装
置を得るものである。

（作　用） 依って、本発明によると、ハンドリング装置を駆動させ
ると、被移載物を保持する保持部が、移載軌道域を移動
し、この移動を伴って、保持部に設けたセンサが、駆動
系とは別体に配置した固定側の軌道検出部に沿って移動
する。この状態のとき、ハンドリング装置の駆動系は、
正常に移動していることを確認できるが、−旦、センサ
が軌道検出部から逸脱すると、ハンドリング装置が緊急
停止する。その後、センサで軌道検出部を検出する位置
までコントロールしながら移動して正常な保持部の引き
抜き動作が行なわれる。

（実施例） 以下１本発明装置を半導体ウェハを格納したキャリアを
移載する場合に適用した一実施例につき。

図面を参照して説明する。

第１図Ａ及び第１図Ｂに示すように、ポジションＡから
ポジションＢまで被移載物１をハンドアーム２を用いて
移送する場合を考える。まず、ハンドアーム２の先端の
保持部３によりポジションＡにあるテーブル上の被移載
物１を掴む６次いで若干持上げた後、ハンドアーム２を
回転軸４を中心に回転させながらハンドアーム２を伸縮
させる。

所定の軌道を通り被移載物１がポジションＢに至った時
９回転及び伸縮を停止し、被移載物１を下げ４ポジシヨ
ンＢにあるテーブル上に載置する。

この場合、保持部３が所定の軌道を通る必要がある。し
かし、なんらかの原因で軌道を外れると、被移載物１や
保持部３が他の部材７と接触したり、またポジションＢ
以外の位置に被移載物１を運んでしまったりする。この
ような事態を避けるため。

ハンドアーム２の所定の箇所に光センサ５を設け。

かつハンドアーム２が動作した場合の光センサ５軌跡に
対応する固定位置に反射板６を設置している。即ち、ハ
ンドアーム２の動作中、常に光センサ５によりハンドア
ーム２の位置を検出しておき、ハンドアーム２の軌道が
外れた場合に光センサ５の位置が反射板６を外れ１発光
素子からの反射光を検出することができなくなると、ハ
ンドアーム２の動作を緊急停止するようにする。停止後
は。

光センサ５が反射板６からの光を検出可能な位置までハ
ンドアーム２を戻し、その後、光センサ５により位置を
検出しつつハンドアーム２を動作させる。

以上が本発明の基本的動作原理である。

本発明のハンドリング装置は、駆動系により駆動されな
い固定位置に軌道被検出部を設け、これをセンサにより
常に検出しつつ動作させることを特徴とする。このよう
な本発明のハンドリング装置を動作させると、被移載物
を保持する保持手段が所定の領域を運動し、この運動に
従ってセンサが軌道被検出部に沿って移動する。この状
態のとき、駆動系が正常に動作していることが確認出来
る。一方、センサが軌道被検出部から逸脱すると、駆動
系は緊急停止される。その後、センサにより軌道被検出
部を検出可能な位置まで保持手段を制御して移動させ、
そして保持手段は初期位置まで戻される。

第２図は、上記したハンドリング装置が組込まれた、ウ
ェハキャリアを収納するクリーンストッカを示す一部切
り欠き斜視図である。

垂直軸フレーム１１内には、ボールスクリュー１８が配
置されており、このボールスクリュー１８は垂直駆動軸
１５により回転駆動される。ボールスクリュー１８には
ナツト２１が取付けられ、このナツト２１に取付けられ
たベース１３に、回転軸１４が取付けられている。

垂直軸フレーム１１の先端には、上下のガイド１１間に
配置されたキャスター１２が取付けられ、このキャスタ
ー１２には水平軸駆動軸１６が取付けられている。ガイ
ド１７とキャスター１２とはラック・アンド・ビニオン
により接続されており、水平軸駆動軸１６からキャスタ
ー１２にトルクが伝達されることにより、垂直軸フレー
ム１１が水平に移動される。

以上説明した回転軸１４、垂直駆動軸１５．および水平
軸駆動軸１６の動作により、ローディング／アンローデ
ィングテーブル１９に置かれたウェハキャリアが保管部
２０に順次収容される。

第３図は、第２図に示すハンドリング装置の一部を拡大
して示す斜視図である。

モータ（図示せず）からの出力がハーモニックドライブ
２９（商品名）のような減速機を介して回転出力軸２８
に伝達される。この回転出力軸２８にはハンドアーム２
２が固定されており、ハンドアーム２２の先端にウェハ
キャリアを保持する３個のキャリア保持部２３ａ、２３
ｂ、２３ｃが取付けられている。

キャリア保持部２３ａの端部にはローディング／アンロ
ーディングテーブル１９側の軌道確認センサ２５が設け
られている。また、ハンドアーム２２には、センサアー
ム３０が取付けられ、センサアーム３０の先端には保管
部側の軌道確認センサ２４が設けられている。

駆動系とは別の固定された部材、例えば保管部２０には
、センサアーム３０に対向して反射板２６が取付けられ
ている０反射板２６には、先非反射領域である切り欠き
が形成されており、その輪郭は、それに沿ってセンサ２
４が辿る光反射領域である軌道検出ライン２７どなって
いる。

第４図は軌道確認センサ２４．２５を示す図である。

軌道確認センサ２４．２５には、夫々発光、受光センサ
からなる３個の反射型光センサ３１．３２．３３が設け
られている。

第５図は、ウェハキャリアが取扱われる状態を示す図で
ある。

保管部２０には、その上にウェハキャリアが載置される
複数のスタンド３４が垂直方向に配設されている。保管
部２０には、前述のように反射板２６が設けられている
が、同様にローディング／アンローディングテーブル１
９側には、第４図に示すセンサ２５に対向して反射板３
５が取付けられている０反射板３５には、切り欠きが形
成されており、その輪郭は、それに沿ってセンサ２５が
辿る軌道検出ライン３６となっている。

ウェハキャリア３７は、ハンドアーム垂直軸に沿った上
下動およびそれと同期した回転出力軸２８の回りの回転
によって、ローディング／アンローディングテーブル１
９と保管部２０との間を適宜移し替えられる。

第６図は、保管部２０内のスタンド３４上にウェハキャ
リアを載置する場合の、ハンドアーム２２およびウェハ
キャリア３７の運動の軌跡を示す、スタンド３４の上部
空間が狭いため、ウェハキャリア３７は上方の他のスタ
ンドと接触しないように水平にかつ直線的に移動させる
必要がある。また、スタンド３４上にウェハキャリアを
載置した後は、ハンドアームのキャリア保持部を水平に
かつ直線的に引抜く必要がある。このような動作を行な
うときの軌道確認センサ２４の中央部は１反射板２６の
切り欠きの輪郭をなす軌道検出ライン２７に沿って移動
させる必要がある。そのためには、ハンドアーム２２が
それに沿って上下動する垂゛直軸とハンドアーム２２が
そこを中心として回転する回転軸との同期駆動を制御す
る必要があり、その手段として、垂直軸および回転軸に
設けられたエンコーダにより、各駆動軸の初期位置から
のインクリメントを検出し、このインクリメントに基づ
いて垂直軸と回転軸との同期駆動を制御している。

第７図Ａおよび第７図Ｂは、垂直軸と回転軸とを同期駆
動させた場合の軌道確認センサ２４と反射板２６との位
置関係を示す、第７図Ａは、ハンドアーム２２が正常に
運動している場合を示し、第７図Ｂは、ハンドアーム２
２の運動が異常である場合を示す、即ち、第７図Ａにお
いては１反射型光センサの３１．３２の間に軌道検出ラ
イン２７が位置している。一方、第７図Ｂにおいては１
反射型光センサ３１．３２がいずれも反射板２６側か又
は切り欠き側にあり、反射型光センサ３１，３２の間に
軌道検出ライン２７が位置していない、この場合１反射
型光センサの３１．３２，３３により常に軌道検出ライ
ン２７を検出しておき、何等かの異常により軌道確認セ
ンサ２４が軌道検出ライン２７を逸脱したときには、安
全対策のため、垂直軸と回転軸の駆動が緊急に停止され
る。

各駆動軸は、その初期位置からのインクリメントを検出
し、このインクリメントに基づいてその駆動が制御され
ているので、緊急停止等により現在位置が見失われた場
合、保管部２０からのハンドアーム２２の引抜き動作は
次のようにして行われる。

即ち、軌道確認センサ２４により現在位置を検出し。

ハンドアーム２２が、保管部２ｏ内の他の部品と接触し
ないように、軌道確認センサ２４の位置を反射板２６の
軌道検出ライン２７まで戻し、次いで軌道確認センサ２
４により軌道検出ライン２７を検出しながら、保管部２
０からハンドアーム２２を引抜き、その後イニシャライ
ズを行なう６つまり、軌道検出ライン２７を有する反射
板と、その軌道検出ライン２７を検出するセンサとを駆
動系とは別に設けることにより、ハンドアームの動作の
安全の確認と、現在位置を見失った場合のハンドアーム
の引抜き動作を支障なく行なうことが可能である。

以上、光反射領域と先非反射領域を形成する如く切り欠
きを有する反射板を用いた例について説明したが、本発
明はこれに限らず、反射光により位置が確認可能であれ
ば、どのような反射板を用いることも可能である１例え
ば、切り火きが設けられていない所定の形状の反射板で
あってもよく。

また１反射率が異なる二つの領域を有する反射板であっ
てもよい。

また、センサとして光センサを用いた場合について説明
したが、必ずしもこれに限らず、超音波センサ等を使用
することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明のハンドリング装置による
と、保持手段が所定の軌道から逸脱して運動した場合、
駆動手段とは異なる固定位置に設けられた軌道被検出部
と、保持手段に設けられたセンサとによって、保持手段
の異常な運動を検出することが可能である。保持手段の
異常な運動を検出すると、駆動手段を緊急停止し、それ
によって保持手段が他の部品等と接触する事態を回避す
ることが出来、その結果、ハンドリング装置の動作の安
全を図ることが出来る。また、停止後は、正常な位置に
戻した後、所定の軌道に沿って、動作を行なうことが可
能である。このように、ハンドリング手段が異常に動作
した場合の一連の操作を、センサにより位置を検出しつ
つ安全かつ確実に行なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の動作原理を説明するためのハンド
リング装置の構成図、第２図は本発明装置の一実施例を
説明するためのクリーンストッカの構成図、第３図は第
２１ｉｉ！Ｉのハンドリング装置の説明図、第４図は第
３図の軌道確認センサの説明図、第５図及び第６図は第
３図ハンドリング装置の動作説明図、第７図は第３図の
軌道確認センサと反射板との位置関係の説明図である。 ２２・・・ハンドアーム ２３・・・保持部 ２４．２５・・・軌道確認センサ ２７．３６・・・軌道検出ライン ３７・・・ウェハキャリア 特許出願人　東京エレクトロン株式会社第 図Ａ 第 図 第 図 第 図 第 図Ａ 第 図Ｂ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被移載物を保持部に保持し、移動させるハンドリング装
   置において、上記保持部が移動すべき軌道を表わす軌道
   被検出部を被移載物の移載近傍の固定位置に配設すると
   共に、この軌道を検出するセンサを上記保持部の適宜位
   置に設けたことを特徴とするハンドリング装置。