JPH11163090A

JPH11163090A - 薄型ワークの搬送ロボット

Info

Publication number: JPH11163090A
Application number: JP33207797A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kato; 克彦加藤
Original assignee: Asyst Japan Inc
Current assignee: Asyst Japan Inc
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】遠く離れた位置にあるワークを搬送するとと
もに多機能に構成された搬送ロボットを提供すること。【解決手段】ロボット１は機台３に対して回動可能な
アーム体５とアーム体５の先端上方に配置されるハンド
部９とを有して構成されている。アーム体５は下段から
第アーム６・第２アーム７・第３アーム８を有し、第１
アーム６と第２アーム７がそれぞれモータ６１・６５に
よって駆動される。さらにハンド部９には２個のハンド
とワーク有無検出センサを有してモータによって第３ア
ームに対して回動可能に配置されている。また、機台３
上にはＣＣＤセンサユニットと回転テーブルが機台３に
昇降可能に配置され搬送されたワークをロボット１上で
撮像してワークのアライメントを行なう。

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、シリコンウェハ
やガラス基板等の薄型ワークを搬送する搬送ロボットに
関し、さらにハンドが水平方向に長ストローク移動でき
る薄型ワークの搬送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にシリコンウェハやガラス基板等の
薄型ワークは半導体のチップとして使用されクリーンル
ーム内で処理されたり搬送されたりする。そのため、薄
型ワークを搬送するロボットもクリーンルーム内に設置
され、薄型ワークを所定の位置から処理される位置に搬
送するように構成されていた。従来、薄型ワークの搬送
ロボットは、クリーンルーム内に配置され薄型ワークを
支持するハンド部と前記ハンド部を回動あるいは昇降す
る駆動部とを有し、駆動部が機台内に配設されるように
構成されていた。図９に示す搬送ロボット２０は、一般
的によく知られていて、機台２１と機台２１に対して回
動または昇降するとともに屈伸可能なアーム体２２とア
ーム体２２の先端でアーム体２２に対して回動可能なハ
ンド２３とを有している。前記アーム体は２個のアーム
からなり、機台２１内に配置された図示しないモータで
機台２１に対して回動される第１アーム２４と、第１ア
ーム２４に隣接された別の第２アーム２５とが図示しな
いプーリ・ベルトで駆動伝達され、駆動伝達されること
によって第２アーム２５が第１アーム２４に対して回動
する。このアーム体２２とハンド２３を有するロボット
２０は、図示しないカセット内に収納されている薄型ワ
ークを吸着し直線的に移動することによって、薄型ワー
クをカセットの両端に接触させないで取り出したり取り
込んだりすることが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の搬送ロ
ボットはアーム２個の屈伸によりハンドの直線移動を行
なうように構成されているため、ハンドの移動位置が制
限されていた。そのため、ワークの処理加工が数多くあ
る場合、または一工程内でワークを遠距離まで移動する
場合には、ロボットの下方にレールを設置しロボット自
体をレールに沿って移動するようにしていた。しかしロ
ボット自体を移動することは、大きなスペースを必要と
するばかりでなく設備費用も増大する。さらに、ワーク
を数多くの工程に精度よく搬送するためには、ロボット
以外の装置（例えばワークアライメント装置やワーク検
出装置等）も付随的に設置されなければならない。この
ことはさらに設備費用を増大させてしまう。

【０００４】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、第１の目的は、ロボットを１箇所に固定してハン
ドを遠距離まで移動させることであり、第２の目的はロ
ボットを多機能化させることによって設備自体をコンパ
クトにすることであり、さらにワークの搬送時間を短縮
することにある。そしてそのために改良された搬送ロボ
ットを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる薄型
ワークの搬送ロボットでは、上記の課題を解決するため
に以下のように構成するものである。即ち、機台と、薄
型ワークを支持するハンド部と、前記機台に回動可能に
支持されるとともに前記ハンド部に連結され前記ハンド
部を所定位置に移動するアーム体と、前記アーム体を屈
伸可能に駆動する駆動部と、を有して構成される薄型ワ
ークの搬送ロボットであって、前記アーム体が少なくと
も３段に配置されたアームを有して屈伸可能に構成さ
れ、前記アームのうち少なくとも２個のアームがそれぞ
れの駆動源により回動可能に構成されていることを特徴
とするものである。

【０００６】また好ましくは、前記ハンド部に、ワーク
を支持するハンドが少なくとも２個配設されていること
を特徴とするものであればよい。

【０００７】さらに、前記機台に、前記ワークを支持し
前記機台に対して昇降可能な回転テーブルと、前記回転
テーブルに支持されたワークを撮像する撮像手段とが配
設され、ワークの現状位置と正規の位置を比較してその
位置の修正が、前記ハンド部の位置の修正を行なうこと
によって制御されることを特徴とするものであればなお
好ましい。

【０００８】また、前記ハンドにカセットに収納された
ワークの有無を検知する検出センサが配設されているこ
とを特徴とするものであってもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１０】本形態の搬送ロボット（以下、ロボットと
いう）１は、図１〜２に示すように、機台３と機台３の
上方に配置され機台３に対して回動可能なアーム体５と
アーム体５の先端に上方に配置されるハンド部９とを有
して構成されている。アーム体５はそれぞれ中空状に形
成される第１アーム６・第２アーム７・第３アーム８か
らなり、下方から３段に配置され上下に隣接するアーム
どうしがそれぞれの節点で回動することによってアーム
体５が伸張したり屈曲したりする。

【００１１】第１アーム６の一端は機台３に対して昇降
可能な支柱１０に軸支されるとともに支柱１０の内部で
支柱１０に支持されるモータ６１によって減速器６２を
介して回動可能に配置され、他端に第２アーム７の一端
に固着される軸６４が、第１アーム６の下方に取り付け
られているモータ６５によって減速器６６を介して回動
可能に取り付けられている。また、軸６４の上部外周に
は第２アーム７の内部に位置するとともに下部に第１ア
ーム６に固着された第１プーリ７１が回動可能に支持さ
れ、第２アーム７の他端に軸支される第２プーリ７３と
ベルト７４を介して駆動連結されている。第２プーリ７
３は第２アーム７に回動可能に固着支持される軸７５に
軸受けを介して回動可能に嵌合され、軸７５の上部が第
３アーム８の一端に固着され第２プーリ７３の回転によ
り第３アーム８が共に回転することになる。第３アーム
８の他端には、図３に示すように、モータ８１が上方に
向かって外ケース８２の内部に囲まれて配置され、モー
タ８１の出力軸８３に第３アーム８に固着されたシャフ
ト８５が減速器８４を介して固着されている。モータ８
１は外ケース８２と共に取り付けブラケット８６に固着
され、取り付けブラケット８６にハンド部９が第３アー
ム８の軸部８ａに回動可能に配置されている。従って、
モータ８１が作動すると、固定している出力軸８３の回
りをモータ８１の本体・外ケース８２及びハンド部９が
一体的に回転することになる。

【００１２】ハンド部９は、図２に示すように１２０度
間隔で３個の脚部９１を有する台座９２と前述の脚部９
１の２個に取り付けられウェハＷを吸着支持するハンド
９３Ａ・９３Ｂと、１個の脚部９１に配置される検出セ
ンサ９５とを有し、前述のようにモータ８１と共に回動
可能に構成されている。検出センサ９５は反射型センサ
で目的物（ワーク）に光を発射して反射された光を受光
することによって有無を検知する。それぞれのハンド９
３Ａ・９３Ｂにはワークを吸着するための３個の吸着孔
９３ａ・９３ｂが形成されている。

【００１３】また、機台３の一部に、機台３に対して昇
降可能なＣＣＤセンサユニット３１と回転テーブル３２
とが配置され、ハンド９３Ａ・９３Ｂによって搬送され
たワークを回転テーブル３２上に支持した後、回転され
たワークをＣＣＤセンサユニット３１に配置されたＣＣ
Ｄカメラで撮像できるように構成している。ＣＣＤカメ
ラはワークの外周面を撮像してワークの現位置を確認し
た後、正規の位置に対するずれを制御装置に送り、制御
装置の指令でハンド９３Ａ（９３Ｂ）の位置を修正する
ことによってワークのアライメントを行なうことにな
る。

【００１４】上記のように構成されたロボット１は、図
４に示すように、複数の処理装置１２を有するワーク処
理システムＳ内に配置される。図４においてはワークは
ウェハＷであり処理装置１２は８個配置されている。例
えば、このうち１２ＣはウェハＷが収納されているカセ
ットであり、１２Ｈは加工処理されたウェハＷを収納す
るからカセットとする。そして、カセット１２Ｃに収納
されているウェハＷを吸着して取り出し、処理装置１２
Ａに搬送して加工された後カセット１２Ｈに収納すると
する。

【００１５】各処理装置１２のほぼ中央位置に配置され
ているロボット１のハンド部９は、アーム体５が屈曲さ
れて機台３の中央部上方に位置されている。まず図示し
ない駆動モータで支柱１０と共にアーム体５及びハンド
部９を上昇させる。支柱１０の上昇とともにモータ６１
（図１参照）を作動して第１アーム６をカセット１２Ｃ
に向かうように回転させ、さらに、第１アーム６の他端
下部に配置されたモータ６５（図１参照）を作動させ
る。するとモータ６５は第２アーム７を回転させ、第２
アーム７の回転とともにその駆動はプーリ７１・ベルト
７４と第２プーリ７３（図１参照）に伝達され第３アー
ム８を回転させる。この回転角度は定められたカセット
１２Ｃの位置が確認されているため、予め指令装置によ
り入力されている。

【００１６】そして、まず、検出センサ９５がカセット
１２Ｃに対向する位置に移動するようにモータ８１によ
って作動され、検出センサ９５を昇降させながらカセッ
ト１２Ｃに収納された全てのウェハＷの端面に光を投射
させてウェハＷの「有無」を検出する。「有」を確認さ
れたウェハＷに対してハンド９３Ａをカセット１２Ｃに
対向する位置まで回転させる。そしてハンド９３Ａをウ
ェハＷの下方に移動した後ハンド９３Ａを上昇してウェ
ハＷを吸着し、一旦カセット１２Ｃの外に移動する。そ
してハンド９３ＢをカセットＣに対向するように回転さ
せ、「有」を確認された次のウェハＷを前述と同様にハ
ンド９３Ｂで吸着して取り出す。なお、カセット１２Ｃ
に収納されるべきウェハＷがなく「無」を確認された時
は、ハンドはその位置を通過し「有」が確認された次の
ウェハＷの位置に移動される。従って、このロボットに
おいては、ロボット１自体にワークの有無検出センサが
取り付けられているので、ロボットと別に設置されるワ
ーク有無検出装置を必要としない。

【００１７】２個のハンド９３Ａ・９３ＢにウェハＷを
吸着したロボット１は、再び、モータ６１・モータ６５
を作動させてアーム体５を屈伸させながら機台３の上方
の位置に復帰する。ウェハＷ機台３の上方の位置に移動
される間に、機台３に配置されたＣＣＤセンサユニット
３１と回転テーブル３２が機台３内から機台３上に上昇
する。そして、ハンド９３Ａに吸着されたウェハＷを回
転テーブル３２の中心位置に載置させハンド９３Ａをウ
ェハＷより下方に移動させた後、回転テーブル３２を回
転させ、ウェハＷの外周縁部をＣＣＤセンサユニット３
１に配置されたＣＣＤカメラで撮像してウェハＷの現状
位置を検出する。撮像が終了したウェハＷをハンド９３
Ａで吸着した後、続いて、ハンド９３Ｂに吸着されてい
るウェハＷの外周縁部を同様に撮像し位置の検出を行な
う。検出したウェハＷの現状位置は、図示しない制御装
置にその信号として送られ、制御装置が正規の位置に対
するずれを演算する。そしてそのずれに対する補正をハ
ンド９３Ａ（９３Ｂ）の角度変化により行なう。従っ
て、このロボットにおいては、従来別のアライメント装
置で行なっていたアライメント作用をロボット１自体で
行なうことができるので、例えばワークがウェハの場合
においてはオリフラ合わせ装置を別に設置する必要がな
い。

【００１８】このようにアライメントされたウェハＷ
は、次に処理装置１２Ａに向かって移動され処理され
る。処理装置１２Ａに搬送する手順は、アーム体５を伸
張させハンド９３Ａに吸着されているウェハＷをまず処
理装置１２Ａに搬入する。そして処理終了後、ハンド部
９を回転させてハンド９３Ｂに吸着されているウェハＷ
を次に搬入して処理を行なう。両方のウェハＷの処理が
終了するとアーム体５を屈伸させながら、空カセット１
２Ｈに対向するように移動する。そして、ハンド９３Ａ
・９３Ｂに吸着されているウェハＷを順次空カセット１
２Ｈ内に収納し、終了後再びカセット１２Ｃに収納され
ている別のウェハＷを吸着搬送するために前述と同様の
作動を繰り返すことになる。

【００１９】なお、上述の作動は一形態であり、ウェハ
Ｗの処理過程においては必要に応じてウェハＷを他の処
理装置１２に搬送して適宜処理を行なうことができる。
いずれにしても、複数の処理装置が設置され遠距離を搬
送する場合でも、アーム体を３段に構成し、３段のアー
ムの内少なくとも２段のアームをそれぞれの単独で駆動
させるようにしているので、アーム体の自由度を増やす
ことができ、その伸張距離を長くすることが可能とな
る。

【００２０】また、本発明のロボットの構成は上記に限
らず他の形態で行なうこともできる。例えば、アーム体
を構成するアームの数を増やし、増加したアームを単独
に駆動させてもよく、またハンド部を構成するハンド
は、もちろん１個でもよく、逆に増やすこともできる。
そして、ハンドにウェハ有無検出センサを配置すれば、
ハンドがウェハに対向する位置に移動する際にウェハの
有無検出を行なうことができ、さらにタクトタイムを短
縮することができる。

【００２１】なお、ウェハの有無検出センサを、ウェハ
の端面に投射するのでなく、ウェハの下面から上方に向
かって投射するものであってもよい。

【００２２】

【発明の効果】上述のように本発明の薄型ワークの搬送
ロボットは、機台と、薄型ワークを支持するハンド部
と、前記機台に回動可能に支持されるとともに前記ハン
ド部に連結され前記ハンド部を所定位置に移動するアー
ム体と、前記アーム体を屈伸可能に駆動する駆動部と、
を有して構成されるものであり、前記アーム体が少なく
とも３段に配置されたアームを有して屈伸可能に構成さ
れ、前記アームのうち少なくとも２個のアームがそれぞ
れの単独の駆動源により回動可能に構成されている。そ
のため、前記アーム体を長く伸張させしかもハンド部の
自由度を増やしてワークを搬送できるので、数多い処理
装置が配置されたシステム内においても、従来のように
ロボットの下方にレールを設置してロボット自体を移動
させることなく１箇所に固定することが可能となる。

【００２３】また、ハンド部を構成するハンドを少なく
とも２個以上に配置すれば、１回の搬送で複数個のワー
クを移動することができタクトタイムを短縮することが
できる。

【００２４】さらにロボット自体にワーク有無検出セン
サあるいはワークの撮像手段を設ければ、ロボット自体
が多機能化され、それに伴う別のワーク有無検出装置や
ワークアライメント装置を必要としないので、ワーク搬
送システムをコンパクトにするとともに、設備費用を廉
価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による搬送ロボットを示
す一部断面図

【図２】図１におけるロボットの平面図

【図３】図１のＡ部の詳細を示す拡大断面図

【図４】図１におけるロボットを搬送システム内に使用
した状態を示す平面図

【図５】従来のロボットを示す正面図

【符号の説明】

１…ロボット３…機台５…アーム体６…第１アーム７…第２アーム８…第３アーム９…ハンド部１０…支柱３１…ＣＣＤセンサユニット（撮像手段）３２…回転テーブル６１・６５・８１…モータ（駆動源）９３Ａ・９３Ｂ…ハンド９５…検出センサＷ…ウェハ（ワーク）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機台と、薄型ワークを支持するハンド部
と、前記機台に回動可能に支持されるとともに前記ハン
ド部に連結され前記ハンド部を所定位置に移動するアー
ム体と、前記アーム体を屈伸可能に駆動する駆動部と、
を有して構成される薄型ワークの搬送ロボットであっ
て、前記アーム体が少なくとも３段に配置されたアームを有
して屈伸可能に構成され、前記アームのうち少なくとも
２個のアームがそれぞれの単独の駆動源により回動可能
に構成されていることを特徴とする薄型ワークの搬送ロ
ボット。
【請求項２】前記ハンド部に、ワークを支持するハン
ドが少なくとも２個配設されていることを特徴とする請
求項１記載の薄型ワークの搬送ロボット。
【請求項３】前記機台に、前記ワークを支持し前記機
台に対して昇降可能な回転テーブルと、前記回転テーブ
ルに支持されたワークを撮像する撮像手段とが配設さ
れ、ワークの現状位置と正規の位置を比較してその位置
の修正が、前記ハンド部の位置の修正を行なうことによ
って制御されることを特徴とする請求項１記載の薄型ワ
ークの搬送ロボット。
【請求項４】前記ハンド部にカセットに収納されたワ
ークの有無を検知する検出センサが配設されていること
を特徴とする請求項１，２または３記載の薄型ワークの
搬送ロボット。