JPH10284576A - ウェハ搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省スペース化を図るとともにタクトタイムを
削減し、しかも容易な構造のウエハ搬送ロボットを備え
るウェハ搬送装置を提供すること。 【解決手段】 搬送装置Ｍ内に配置されたロボット１は
機台５に回動可能に配設されたアーム部９とアーム部９
に回動可能に配設されウエハＷを吸着把持するハンドア
ーム１１とを有している。アーム部９は主軸７に連結さ
れた第１アーム９Ａとハンドアーム１１に連結された第
２アーム９Ｂとを有し、その節点で屈伸可能に構成され
ている。第１アームの旋回中心位置にウェハＷを一時的
に保持する保持軸１３が上下可能に配設され、ウェハＷ
を保持軸１３上に支持した状態で、ウェハＷの上方で搬
送装置Ｍ内に配置されたＣＣＤカメラ１５がウェハＷの
全体像を撮像するように配置されている。ＣＣＤカメラ
１５で撮像されたウェハＷの全体像は、画像処理装置１
７で正規の位置と比較されその位置ずれ量が検出され
る。ウェハＷの位置ずれ量は制御装置２０を介してロボ
ット１に補正指令として入力されハンドアーム１１をそ
の補正量分移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウェハを搬送す
る搬送装置に関し、さらに、ウェハの位置ずれを補正す
るアライメント補正機能を有するウェハ搬送ロボットを
備えることに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウェハ搬送ロボット（以下、ロボ
ットという）は、カセット内に収納されたウェハを取り
出し、オリフラ位置合わせ機に搬送後、位置ずれの補正
が行なわれたウェハを再度カセットあるいは次工程に搬
送するために搬送装置内に配置されていた。

【０００３】またロボットは、機台に回動可能に配設さ
れ２個のアームを有して屈伸可能に配設されるアーム体
と、前記アーム体の先端に回動可能に配設されウェハを
吸着するハンドアームと、を有し、機台の内部に配設さ
れた駆動装置により駆動され、各々のアームをベルトあ
るいはチェーン等で駆動を伝えることによって、ウェハ
を直線的に移動するように構成されている。

【０００４】しかし、ウェハを基板にする半導体基板は
塵埃やゴミの付着を極度に嫌うためウェハの処理や搬送
は一般的にクリーンルーム内でその作業が行なわれる。
半導体基板の受注の増加に伴って、ウェハを処理する装
置が増えてくると各装置から発生する塵埃やゴミも多く
なりやすく、またクリーンルーム内のスペースが縮小さ
れる。そのため、ウェハを搬送する搬送装置内において
もクリーンルーム内での省スペース化が求められてい
た。この課題を解決するために、ウェハ搬送装置内に配
置されるロボット内にウェハの位置ずれを検出して補正
するいわゆるアライメント機能が装着された搬送ロボッ
トが図７に示されるように提案されている。

【０００５】この搬送ロボット２１は、機台２２の主軸
２３に接続されるアーム部２４とアームに接続されるハ
ンドアーム２５とを有し、アーム部２４が２個のアーム
を有して屈伸可能に構成され、ハンドアーム２５がアー
ム部２４に回動可能に構成されることにより、ハンドア
ーム２５の先端部に吸着把持されたウェハＷが直線的に
移動されるように構成される。一方、主軸２３内には保
持軸２６が貫通するように配置されるとともに、保持軸
２６の上端部にはウェハＷを吸着把持する支持面が形成
されている。保持軸２６はアーム２４の駆動と別の駆動
源に接続され、主軸２３内を上下方向・左右方向・前後
方向に移動される。また、主軸２３に連結されたアーム
は円盤状に形成され、前記アームの上面にオリフラ位置
検出装置２７が配設され、ハンドアーム２５に吸着把持
されて移動されたウェハＷが、保持軸２６の支持面に支
持されるとともにオリフラ位置検出装置２７でその位置
ずれが検出され、保持軸２６の補正移動により補正され
ると、ハンドアーム２５によって次工程に搬送されてい
た。これによって、従来のロボットと別に配置されるオ
リフラ位置合わせ装置が削除され、搬送装置内での省ス
ペース化を達成することが可能となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の搬送装
置内に配置される従来の搬送ロボット２１においては、
オリフラ位置検出装置２７をアーム部２４上に設置する
ことは、オリフラ位置検出装置２７そのものをコンパク
トに構成する必要があり、そのためその構成が複雑にな
り製造コストを高くするばかりでなく、アーム部２４の
上面のスペースをとるために、主軸に連結されたアーム
を特殊な形状に製作しなければならない。さらに、ハン
ドアーム２５がウェハＷを保持軸２６上に移動する際
に、オリフラ位置検出装置２７との干渉を避けるため、
ハンドアーム２５の余分な動きを必要とする。

【０００７】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、従来のロボットと別に配置されていたオリフラ位
置合わせ装置を削除し、その機能をロボット側に配置す
ることによって、クリーンルーム内での省スペース化を
図るとともに、特殊なアームを製作することなく、タク
トタイムも最小限にできるアライメント補正機能付きウ
ェハ搬送ロボットを備えるウェハ搬送装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわるウェ
ハ搬送装置では、上記の課題を解決するために以下のう
ように構成するものである。即ち、機台に対して回動可
能に配設され屈伸可能なアーム部と、前記アーム部に回
動可能に配設されウェハを吸着把持するハンド部と、を
有して構成され、カセット内に収納されるウェハを次工
程に搬送するウェハ搬送ロボットを備えるウェハ搬送装
置であって、前記アーム部の回動中心位置に、上下動可
能にウェハ保持軸が配設され、前記保持軸が、前記ロボ
ットの近傍に配置されるＣＣＤカメラに前記ウェハの全
体像が撮像されるように前記ウェハを保持し、前記ＣＣ
Ｄカメラによって検出された前記ウェハの画像を、画像
処理装置を介して制御装置に出力し、制御装置からの補
正指令によって、前記ウェハの中心位置を正規の位置に
配置するように、前記ハンド部を移動することを特徴と
するウェハ搬送装置。

【０００９】また好ましくは、前記ＣＣＤカメラが前記
ウェハを、前記ウェハの上方から撮像するように配置さ
れていることを特徴とするものであればよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。

【００１１】ウェハ搬送ロボット１（以下、ロボット１
という）は、図１に示すように、ウェハ搬送装置（以
下、搬送装置という）Ｍ内に配置され、カセット２内に
収納されているウェハＷを取り出し、次工程カセット３
に搬送可能に配置されている。また、図２に示すよう
に、ロボット１には、機台５の中央部に、機台５に主軸
７を介して回動可能に連結されるアーム部９が配設さ
れ、アーム部９の先端にアーム部９に対して回動可能に
連結されるハンドアーム１１が配設されている。アーム
部９は主軸７に連結される第１アーム９Ａとハンドアー
ム１１に連結される第２アーム９Ｂからなり、その節点
で屈伸可能に構成されている。そして、第１アームが機
台５内に配置された図示しない駆動部により回動駆動さ
れると、アーム部９の屈伸によりハンドアーム１１はカ
セット２内のウェハＷを吸着把持し、ウェハＷを直線的
に搬送する。

【００１２】第１アーム９Ａに接続される主軸７には中
心軸部に沿って、貫通孔７ａが形成され、貫通孔７ａに
保持軸１３が挿通されている。保持軸１３は機台５内の
図示しない駆動手段により上下方向に移動できるように
駆動される。また保持軸１３の上部にはウェハＷが保持
されるようにボス部１３ａが保持軸１３より広めに形成
されている。ボス部１３ａの上面にはウェハＷを吸着す
るための吸気穴が穿設され、保持軸１３内に形成される
管路を介して図示しない吸気装置に接続されている。

【００１３】また、搬送装置Ｍ内に配置されロボット１
の近傍に立設された支持台にＣＣＤカメラ１５が取り付
けられている。ＣＣＤカメラ１５は保持軸１３の上方に
配置され、保持軸１３上に保持されたウェハＷの全体像
を撮像し、ＣＣＤカメラ１５に画像処理装置１７が接続
され、さらに画像処理装置１７は制御装置２０に接続さ
れている。従って、ＣＣＤカメラ１５によって撮像され
たウェハＷの全体像は、画像処理装置１７によってウェ
ハＷの現在位置が検出されると同時にウェハＷの正規の
位置に対する位置ずれが演算され、その信号を制御装置
２０に出力することになる。そして、制御装置２０内で
その補正量をロボット１に指令して、ハンドアーム１１
を、補正量分の角度をアーム部９の中心軸に対して旋回
させるとともに水平方向に補正移動させる。

【００１４】この作用を図３〜５に沿って説明する。

【００１５】図３は、主軸７が駆動されアーム部９（第
１アーム９Ａと第２アーム９Ｂ）が伸びてカセット装置
２に収納されたウェハＷを吸着把持して取り出す位置を
示している。この状態では保持軸１３のボス部１３ａの
上面は第１アーム９Ａの上面より僅かに下方の位置にあ
り、第２アームの旋回時に干渉しないように配置されて
いる。

【００１６】次に主軸７が上昇されるとともにハンドア
ーム１１が上昇されてウェハＷを持ち上げ、カセット２
からロボット１のアーム９の回転中心位置に配置される
保持軸１３に向かって搬送する。この移動時、ウェハ２
９はカセット装置３１に載置されていた位置から保持軸
１３に向かって直線的に移動する。

【００１７】ウェハＷが、図４に示されるように保持軸
１３上に達すると、ハンドアーム１１のウェハＷへの吸
着が解除されるとともに、保持軸１３が上方に移動する
ように駆動されウェハＷをハンドアーム１１より僅かに
上方に持ち上げる（図５参照）。このとき、Ｕ字形に形
成されているハンドアーム１１に対して、保持軸１３の
ボス部１３ａはＵ字形のハンドアームの中間部に挿入さ
れるためハンドアーム１１と干渉することはない。そし
て、ウェハＷは図示しない吸気装置の作動により保持軸
１３のボス部１３ａ上面に吸着保持される。そして、保
持軸１３はウェハＷを吸着把持したままさらに上昇して
停止する。

【００１８】ウェハＷが上記位置に達したときに、ＣＣ
Ｄカメラ１５がウェハＷの撮像を開始する（図２参
照）。そして、図６に示されるように、ＣＣＤカメラ１
５はウェハＷの全体像を捉え、その現状位置を検出する
ことができる。ウェハＷの全体像はそのまま画像処理装
置１７で処理され電気信号に変換して制御装置２０に送
られる。画像処理装置１７では、ウェハＷの基準中心位
置Ｐに対して、撮像されたウェハＷの現在の中心位置Ｐ
１を比較し、ＰとＰ１との位置ずれ△θと△Ｘを算出す
る。

【００１９】画像処理装置１７で算出されたウェハＷの
位置ずれは制御装置２０によってロボット１に補正指令
として出力され、ロボット１内のハンドアーム１１を補
正指令に従って、補正量△θをアーム部９の旋回中心に
対して旋回し、補正量△Ｘ分を水平方向に移動すること
になる。

【００２０】そして、保持軸１３がハンドアーム１１の
上面にウェハＷが当接する位置まで下降すると、保持軸
１３の吸着が解除され、代わりにハンドアーム１１の吸
着部が作用されウェハＷを吸着把持する。その後保持軸
１３は元の位置まで下降する。保持軸１３が最下端位置
に達するとハンドアーム１３は前述の位置ずれの補正量
（△θ、△Ｘ）移動した分元の位置に戻す。そして、ウ
ェハＷを次工程カセット３内に搬送し収納する。

【００２１】従って、ロボット１の第１アーム９Ａは、
特殊な形状にすることなくアライメント機能を設けるこ
とができる。また、ハンドアーム１１のウェハ搬送に伴
う動きは最小限に作用されタクトタイムを減少すること
ができる。

【００２２】なお、保持軸１３は上述のように、主軸７
の貫通孔７ａ内を挿通するように構成しなくても、保持
軸１３が第１アーム９Ａの旋回中心位置で上下動できれ
ばどのように構成してもよい。例えば、第１アーム９Ａ
内に上下駆動手段を設けてもよい。

【００２３】また、ＣＣＤカメラ１５の設置位置は保持
軸１３に保持されたウェハＷの上方でなくても、ロボッ
ト１内に配置されウェハＷの下方からウェハＷの周縁部
の一部を撮像するように設置してもよい。この場合、保
持軸１３をその中心に対して軸回りに回転させるように
構成すれば、ウェハＷの全円周縁を撮像することができ
位置ずれが検出できる。

【００２４】さらに、従来のように、保持軸１３をアー
ム部９の駆動と別の駆動によって、主軸７の貫通孔７ａ
内を水平方向に移動することも可能であり、この場合、
ウェハＷの位置ずれを保持軸１３の水平移動により補正
することになり、ハンドアーム１１の補正を必要としな
い。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、ウェハ搬送装置は、機
台に対して回動可能に配設され屈伸可能なアーム部と、
前記アーム部に回動可能に配設されウェハを吸着把持す
るハンド部と、を有して構成され、カセット内に収納さ
れるウェハを次工程に搬送するウェハ搬送ロボットを備
えるものであり、前記アーム部の回動中心位置に、上下
動可能に保持軸が配設され、前記保持軸が、前記ロボッ
トの近傍に配置されるＣＣＤカメラに前記ウェハの全体
像が撮像されるように前記ウェハを保持するように構成
されている。そして前記ＣＣＤカメラによって検出され
た前記ウェハの画像を、画像処理装置を介して制御装置
に出力し、制御装置からの補正指令によって、前記ウェ
ハの中心位置を正規の位置に配置するように、前記ハン
ド部を移動するため、従来のオリフラ位置合わせ装置を
別に設ける必要がなく省スペース化を図ることができ
る。また、第１アームを特殊な形状にしなくてもよいた
め、コストも廉価にでき、しかも、ハンドアームを補正
移動させるので、従来のような保持軸を駆動させる複雑
な構成を必要としない。

【００２６】また、ウェハの位置ずれを上方からＣＣＤ
カメラによって撮像するため、第１アーム上にはウェハ
を保持する保持軸以外には余分な部品あるいは装置がな
い。そのため、ハンドを保持軸上に受け渡す際の障害物
がないので、ハンドアームの動きを最小限にすることが
可能となり、タクトタイムを削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態の搬送装置を示す簡略平面図

【図２】図１におけるロボットのアライメント状態を示
す概略正面図

【図３】図１におけるロボットのウェハ搬送工程を示す
図

【図４】同上

【図５】同上

【図６】ウェハの位置ずれ状態を示す図

【図７】従来の搬送ロボットを示す概略図

【符号の説明】

Ｍ…搬送装置 １…ロボット ２…カセット ３…次工程カセット ５…機台 ９Ａ…第１アーム（アーム部） ９Ｂ…第２アーム（アーム部） １１…ハンドアーム １３…保持軸 １５…ＣＣＤカメラ １７…画像処理装置 ２０…制御装置 Ｗ…ウェハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機台に対して回動可能に配設され屈伸可
   能なアーム部と、前記アーム部に回動可能に配設されウ
   ェハを吸着把持するハンド部と、を有して構成され、カ
   セット内に収納されるウェハを次工程に搬送するウェハ
   搬送ロボットを備えるウェハ搬送装置であって、 前記アーム部の回動中心位置に、上下動可能に保持軸が
   配設され、 前記保持軸が、前記ロボットの近傍に配置されるＣＣＤ
   カメラに前記ウェハの全体像が撮像されるように前記ウ
   ェハを保持し、 前記ＣＣＤカメラによって検出された前記ウェハの画像
   を、画像処理装置を介して制御装置に出力し、制御装置
   からの補正指令によって、前記ウェハの中心位置を正規
   の位置に配置するように、前記ハンド部を移動すること
   を特徴とするウェハ搬送装置。
2. 【請求項２】 前記ＣＣＤカメラが前記ウェハを、前記
   ウェハの上方から撮像するように配置されていることを
   特徴とする請求項１記載のウェハ搬送装置。