JPH11220003A - ウエハ把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ウエハ処理工程で生じたカセットの変形や各
ウエハの引掛かりにより、その収容位置にばらつきがあ
っても、それらウエハを確実に把持して取り出すように
する。 【解決手段】 ハンド１の前進により、可動爪支持体２
０の前端面にてウエハＷ外周縁部を押圧してウエハＷを
カセットＣの内奥面Ｃ１に当接する位置まで移動させ、
その状態で可動爪支持体２０が後退移動して、前側の板
ばね１９が前側発光部２５Ｆから前側受光部２７Ｆに至
る光路ＬＦを遮断せず、かつ後側の板ばね１９が後側発
光部２５Ｒから後側受光部２７Ｒに至る光路ＬＲを遮る
位置まで変位した状態を、各ウエハＷを把持可能な正常
位置と判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ把持装置に
関し、特に、カセット内に収容されたウエハを把持して
取り出すのに好適なものに関する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ウエハを把持して搬送するウ
エハ把持装置として、特開平７―２０１９４７号公報に
示されるように、ハンドの先端部に左右１対の固定爪を
固定する一方、ハンドの基端部の左右中央部に１つの可
動爪を前後移動可能に設けて、この可動爪のハンドに対
する相対的な前進によって固定爪との間にウエハを把持
するようにし、可動爪をばねによって前進側に付勢する
とともに、可動爪にリンク機構を介してリングに連結
し、ハンドの回転中心回りの回転動作に伴うリングの回
動によりリンク機構を介して可動爪をばねの付勢力に抗
して後退移動させるようにしたものが知られている。

【０００３】ところで、一般に、この種のウエハの処理
工程においては、そのウエハを収容するためにカセット
が用いられている。そして、このカセットの製造時の変
形歪みを検出する目的で、従来、例えば特開平５―４７
７２５号や特開平２―１５４１０５号の各公報に示され
ているものが提案されている。前者（特開平５―４７７
２５号公報）のものでは、カセットに収容するウエハと
同一形状の触知板をロボットハンドに設け、この触知板
を実際にカセットに挿入して、そのときの抵抗の有無に
基づいてカセット形状の良否を判定したり、カセットに
おけるウエハ収容用の溝部に光ビームを投射して、その
光ビームの減衰量から溝部の形状の良否を判定したりす
るようになされている。

【０００４】一方、後者（特開平２―１５４１０５号公
報）のものでは、カセットの左右両側にウエハ収容用の
棚ピッチに合わせてマークを付け、カセットと左右の光
センサとを相対移動させて光センサによりマークの位置
を検出し、左右両側の光センサからのパルス信号の一致
の有無に基づいてカセット形状の良否を判定するように
なされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のでは、いずれも、カセットそのものの変形歪みを検査
するものであるので、以下の問題を解決することは困難
である。すなわち、変形歪みの生じていない正常なカセ
ットであっても、これをウエハ処理工程でロボットによ
りハンドリングして所定位置に載置したり取り上げたり
していると、その繰返しによってカセットが徐々に変形
してくることがある。また、ロボットがカセットを無理
に押したり落下させたりしてもカセットが変形すること
もあり、このようなウエハ処理工程中のカセットの変形
に伴い、カセット内でのウエハの収容位置にばらつきが
生じる。従って、このカセット内にロボットの把持部を
挿入して、その内部に収容されているウエハをハンドに
より把持して取り出す場合、上記の如きウエハ収容位置
のばらつきがあると、そのカセット内のウエハを確実に
把持できないことがあり、ロボットの搬送作業の信頼性
が低下するという問題があった。

【０００６】また、変形歪みのない正常なカセットであ
っても、その内部に収容されるウエハが引掛ったりし
て、ウエハの位置がばらついていると、上記と同様にロ
ボットがウエハを確実に把持することはできない。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記のようなウエハ把持装置における
把持機構の構成を改良することで、カセットの変形歪み
やカセット内のウエハの引掛かりによりウエハの収容位
置がばらついていても、そのウエハを確実に把持して取
り出し得るようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、ロボットのハンドに可動爪を相対
移動可能に支持する可動爪支持体を利用し、ハンドの前
進動作により可動爪支持体でウエハを押圧してカセット
内の奥端部に押し付けるとともに、その押付け状態での
可動爪支持体の相対的な変位量に基づいてウエハが把持
可能であるかどうかを判別するようにした。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、カセッ
ト内に収容されているウエハを把持して取り出すロボッ
トに設けられるウエハ把持装置として、ロボットアーム
に連結されるハンドと、このハンドに設けられ、ハンド
先端側に固定された固定爪と、ハンド基端側に前後移動
可能に支持された可動爪とを有し、この固定爪及び可動
爪をウエハ外周部の間隔をあけた位置に係合させて該ウ
エハを把持する把持手段とを備えた構成とする。

【００１０】そして、上記把持手段は、さらに、ハンド
の基端部にハンドの移動方向に沿って相対移動可能に支
持された移動体と、この移動体にハンドの移動方向に沿
って相対移動可能に弾性支持され、上記可動爪を支持す
るとともに、ハンドの前進移動によりウエハの外周縁部
を押圧して該ウエハをカセットの内奥面に当接する位置
まで移動させる可動爪支持体とを有するものとする。

【００１１】また、上記ウエハがカセットの内奥面に当
接する位置まで移動した状態で、ハンドの前進移動に伴
って上記可動爪支持体がハンド後退方向に変位したこと
を検出する前後位置検出手段を備えた構成とする。

【００１２】上記の構成により、カセットに収容されて
いるウエハをハンドにより把持して取り出す場合、ハン
ドを前進させてその把持手段をカセット内のウエハ側方
に挿入する。そのとき、ハンドの前進に伴い、ハンドに
移動体を介して支持されている可動爪支持体がウエハの
外周縁部を押圧し、この可動爪支持体の押圧によってウ
エハがカセットの内奥面に当接する位置まで移動する。
この可動爪支持体はハンドの移動体に対し、ハンドの移
動方向に沿って相対移動可能に弾性支持されているの
で、上記カセットの内奥面に当接しているウエハから押
圧されると、それに伴ってハンド後退方向に変位し、こ
の変位が前後位置検出手段によって検出される。従っ
て、この前後位置検出手段による可動爪支持体の変位が
所定範囲にあると検出されたときには、ウエハ処理工程
で生じたカセットの変形歪みやカセット内のウエハの引
掛かり等により、カセット内のウエハの収容位置がばら
ついていても、そのウエハは把持手段によって把持可能
な位置にあることとなり、このウエハを確実に把持する
ことができる。

【００１３】また、上記可動爪支持体は、把持手段にお
いてウエハを把持するための可動爪を支持するものであ
るので、把持手段という既存の部材を用いてウエハを把
持可能かどうかを検出することができる。

【００１４】尚、この後、上記把持手段がウエハを把持
し、しかる後にハンドが後退し、ウエハが把持手段によ
り把持された状態でカセット内から取り出されて搬送さ
れる。よって、ロボットの搬送作業を中断せず信頼性よ
く行うことができる。

【００１５】請求項２の発明では、ハンドの少なくとも
左右中央の両側に、ウエハ前後方向の外周縁部の位置を
検出する左右位置検出手段を備えているものとする。こ
うすれば、例えばカセットの上部と下部とが左右にずれ
るように変形していても、その変形歪みに基づくウエハ
の左右方向のずれを左右位置検出手段の検出状態によっ
て判別でき、その変形歪みに伴うウエハの把持不能状態
を精度よく確実に検出することができる。

【００１６】請求項３の発明では、上記ハンドに複数の
把持手段をハンドの進退方向と直交する方向に並んで設
ける。こうすれば、カセット内に収容されている複数の
ウエハの収容位置がばらついていても、それらウエハの
全体を同時に可動爪支持体によって押圧移動させてカセ
ット内の奥端面に当接させることができる。そして、各
ウエハが、対応する把持手段によって把持不能の位置に
あると、その各ウエハに対応する把持手段の可動爪支持
体の変位が所定範囲外になるので、ウエハを把持不能と
判別できる。特に、この発明では、複数の把持手段によ
り把持される複数のウエハを可動爪支持体が個別に同時
に押圧するので、例えばカセットの上部が下部に比べて
反開口側に傾倒するように変形していても、その変形歪
みに伴うウエハの把持不能状態を精度よく確実に検出す
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の実施形態に
係るウエハ把持装置を示し、Ｃは図で右側が開口とされ
た矩形箱状のウエハ収容用カセットで、このカセットＣ
内には、同じ径及び厚さを有する円板形状の複数枚（例
えば２５枚）のウエハＷ，Ｗ，…が水平状態に段積みさ
れて収容され、これら複数のウエハＷ，Ｗ，…はカセッ
トＣ内の左右側壁面に対向して突設した支持棚（図示せ
ず）によって上下方向に一定間隔（例えば１０ｍｍ）を
あけて支持されている。

【００１８】１は、上記カセットＣ内に収容されている
ウエハＷ，Ｗ，…をクリーンルームで取り出して搬送す
るロボット（図示せず）のアーム先端に連結されるハン
ドであって、このハンド１はハンド本体２を有する。こ
のハンド本体２には複数の把持機構４，４，…がハンド
１の進退方向と直交する方向である上下方向に並んで設
けられ、これらの把持機構４，４，…は後述の固定爪
７，７及び可動爪２２を上記各ウエハＷの外周縁部の間
隔をあけた位置に係合させて該ウエハＷをそれぞれ把持
するものである。

【００１９】上記複数の把持機構４，４，…は互いに同
じ構成のもので、いずれも、基端部がハンド本体２に固
定されかつ中央に軽量化のための開口５ａを有する薄板
状の支持板５を有する。この各支持板５先端部の左右両
側にはそれぞれ２つの固定爪７，７が取り付けられ、こ
の各固定爪７は、上側溝面が下側溝面よりも短くて略後
側に開放された断面Ｖ字状の係合溝８を有しており、こ
の両固定爪７，７によりその各係合溝８にて各ウエハＷ
のカセット内奥側の左右両側外周縁部を係合するように
している。また、各支持板５の基端寄りの左右両側には
各ウエハＷのカセット開口側の外周縁部を載置する左右
１対の載置板１０，１０が取り付けられている。

【００２０】一方、ハンド本体２の左右中央部には、そ
のハンド本体２から上記支持板５，５，…の基端寄りの
左右中央部に亘って上下方向に貫通する開口部１２が形
成され、この開口部１２内には中央に開口を有する矩形
枠状の移動体１４がハンド本体２の進退方向（前後方
向）に沿って相対移動可能に配置支持されている。この
移動体１４は、ハンド本体２に取付固定したアクチュエ
ータとしての前後方向に延びるシリンダ１５のピストン
ロッド１５ａに対し、左右方向に延びる連結板１６及び
前後方向に延びる連結ロッド１７を介して連結支持され
ており、シリンダ１５の伸縮作動により移動体１４をハ
ンド本体２に対し相対的に前後移動させ、シリンダ１５
の収縮作動により移動体１４を前進させる一方、シリン
ダ１５の伸長作動により移動体１４を後退させるように
している。

【００２１】上記移動体１４の左側の縦枠部には上記各
支持板５の下側に対応した位置に、それぞれ弾性手段と
しての前後１対の板ばね１９，１９の基端部が取付固定
されている。これら両板ばね１９，１９は移動体１４の
右側の縦枠部に向かって互いに平行に水平に延び、その
先端部には各支持板５の下側でかつ移動体１４内の開口
の左右中央に位置する矩形板状の可動爪支持体２０が取
付固定されている。つまり、この可動爪支持体２０は、
移動体１４に対しハンド１の進退方向に沿って相対移動
可能に弾性支持されており、ハンド１を前進移動させて
各把持機構４をカセットＣ内における各ウエハＷの上側
空間に挿入した際、可動爪支持体２０の先端面（前端
面）により、対応するウエハＷのカセット開口側の外周
縁部を押圧して複数のウエハＷ，Ｗ，…の全体を同時
に、カセットＣの内奥面Ｃ１に当接する位置まで移動さ
せ、さらに、この当接により各ウエハＷが移動規制され
た状態でハンド１を前進させると、可動爪支持体２０が
ウエハＷからの押圧によりハンド１の後退方向に変位す
るようになっている。

【００２２】また、上記各可動爪支持体２０の先端部
（前端部）上面には、支持板５の上側に位置する凹形ロ
ーラからなる１つの可動爪２２が上下方向に延びる支持
軸２１によって回転可能に支持されている。すなわち、
上記可動爪２２は移動体１４に対し板ばね１９，１９に
よってハンド本体２の進退方向に相対移動可能に支持さ
れている。また、この凹形ローラからなる可動爪２２の
外周面全体には、上記固定爪７の係合溝８と同じ高さ位
置に位置しかつ上側溝面が下側溝面よりも短い断面Ｖ字
状の凹溝２３が形成されており、この可動爪２２により
その外周面の凹溝２３にて各ウエハＷのカセット開口側
の外周縁部を係合するようにしている。

【００２３】上記移動体１４の上側横枠部下面には下方
に発光する前側発光部２５Ｆが、また後面には同様の後
側発光部２５Ｒがブラケット２６を介してそれぞれ取付
固定されている。一方、移動体１４の下側横枠部上面に
は上記前側発光部２５Ｆの真下の位置に、前側発光部２
５Ｆからの光が入射される前側受光部２７Ｆが、また横
枠部後面には上記後側発光部２５Ｒの真下の位置に、後
側発光部２５Ｒからの光が入射される後側受光部２７Ｒ
がブラケット２８を介してそれぞれ取付固定されてお
り、前側発光部２５Ｆから前側受光部２７Ｆに至る光路
ＬＦは、上記湾曲していない状態の前側の板ばね１９の
真上位置を、また後側発光部２５Ｒから後側受光部２７
Ｒに至る光路ＬＲは、同様の状態の後側板ばね１９の真
後ろの位置をそれぞれ通るように設定されている（尚、
各発光部２５Ｆ，２５Ｒを移動体１４の下側に、また各
受光部２７Ｆ，２７Ｒを移動体１４上側にそれぞれ逆転
させてもよい）。

【００２４】上記発光部２５Ｆ，２５Ｒ及び受光部２７
Ｆ，２７Ｒは共に前後位置検出手段を構成しており、上
記のように、各ウエハＷがカセットＣの内奥面Ｃ１に当
接する位置まで移動した状態で、上記ハンド１のさらな
る前進移動に伴って可動爪支持体２０がハンド後退方向
に変位したとき、そのことを発光部２５Ｆ，２５Ｒ及び
受光部２７Ｆ，２７Ｒで検出し、可動爪支持体２０の適
正な変位により、前側発光部２５Ｆから前側受光部２７
Ｆに至る光路ＬＦの位置から前側の板ばね１９が外れ
て、前側発光部２５Ｆからの光が前側受光部２７Ｆによ
り受光され、かつ後側発光部２５Ｒから受光部２７Ｒに
至る光路ＬＲを後側の板ばね１９が遮断して、後側発光
部２５Ｒからの光を後側受光部２７Ｒが受光しなかった
とき、その状態を正常状態として検出する。一方、可動
爪支持体２０が変位せずに、後側発光部２５Ｒから後側
受光部２７Ｒに至る光路ＬＲの位置から後側の板ばね１
９が外れて、後側発光部２５Ｒからの光が後側受光部２
７Ｒにより受光され、かつ前側発光部２５Ｆから前側受
光部２７Ｆに至る光路ＬＦを前側の板ばね１９が遮断し
て、前側発光部２５Ｆからの光を前側受光部２７Ｆが受
光しなかったとき、或いは、可動爪支持体２０の過度の
変位により、前側発光部２５Ｆから前側受光部２７Ｆに
至る光路ＬＦの位置から前側の板ばね１９が、また後側
発光部２５Ｒから後側受光部２７Ｒに至る光路ＬＲの位
置から後側の板ばね１９がそれぞれ外れて、前側及び後
側発光部２５Ｆ，２５Ｒからの光が共にそれぞれ前側及
び後側受光部２７Ｆ，２７Ｒにより受光されたとき、そ
の状態をいずれも異常状態として検出し、この検出信号
によりロボットの搬送動作を停止したり、ウエハＷの把
持不良の警告を行ったりするようにしている。

【００２５】さらに、上記移動体１４の上側横枠部上面
には前側に延びる板状ブラケット３１の後端部が取付固
定され、この板状ブラケット３１の前端部下面には下方
に発光する４つの発光部３２，３２，…（図２に２つの
みを示している）が各把持機構４の支持板５に対し適正
位置にあるウエハＷの後端側外周縁部の位置に対応する
ようにハンド１の左右中央に対し対称にかつ円弧状に取
り付けられている。また、移動体１４の下側横枠部下面
には同様に前側に延びる板状ブラケット３３の後端部が
取付固定され、この板状ブラケット３３の前端部上面に
は上記発光部３２，３２，…に上下に対応した位置（支
持板５上の適正位置にあるウエハＷの後端側外周縁部の
位置に対応した円弧上の位置）に、該発光部３２，３
２，…からの光がそれぞれ入射される受光部３４，３
４，…が取付固定されており、各発光部３２ら対応する
各受光部３４に至る光路Ｌは、上記各支持板５上の適正
位置にあるウエハＷの後端側外周縁部の位置を通るよう
に設定されている（尚、この場合も各発光部３２を移動
体１４の下側に、また各受光部３４を移動体１４上側に
それぞれ逆転させてもよい）。

【００２６】上記発光部３２，３２，…及び受光部３
４，３４，…は共に左右位置検出手段を構成しており、
上記のようにハンド１の前進移動に伴うウエハＷ，Ｗ，
…からの押圧により可動爪支持体２０のハンド後退方向
への変位を検出してウエハＷ，Ｗ，…の前後方向の位置
を判定した後にハンド１を後退させる際、発光部３２，
３２，…から対応する受光部３４，３４，…への光の入
射がいずれかのウエハＷ，Ｗ，…によって遮断されてい
る状態から、ハンド１の後退によって各発光部３２から
の光が各受光部３４へ入射開始される状態のタイミング
を検出し、この検出タイミングが予め設定されている基
準値よりも所定以上ずれていないときには、その状態を
正常状態として検出する一方、検出タイミングが設定基
準値よりも所定以上ずれているときには、その状態を異
常状態として検出し、この検出信号によりロボットの搬
送動作を停止し、或いはウエハＷの把持不良の警告を行
うようにしている。

【００２７】尚、予めカセットＣの内奥面Ｃ１に当接す
る位置に存在するウエハＷについては、可動爪支持体２
０により移動はしない。また、カセットＣの内奥部には
ウエハＷの外周縁部が当接した状態でも、その左右両側
に固定爪７，７を収容可能なスペースが設けられてい
る。

【００２８】次に、上記実施形態１の作動について説明
する。カセットＣ内に収容されている複数のウエハＷ，
Ｗ，…をロボットの搬送ハンドにより把持して取り出し
搬送する場合、まず、ハンド本体２のシリンダ１５が伸
長作動して移動体１４がハンド本体２に対し相対的に後
退し、この移動体１４に板ばね１９，１９及び可動爪支
持体２０によって弾性支持されている各可動爪２２も後
退する。この状態では、各把持機構４における可動爪２
２が支持板５先端部の固定爪７，７から離れて、これら
固定爪７，７及び可動爪２２は各々の間に各ウエハＷを
嵌挿配置可能な開いた状態とされている。

【００２９】この後、図１及び図２に示すように、ハン
ド１が前進して、その各把持機構４の支持板５がそれに
対応するカセットＣ内の各ウエハＷの上側空間に挿入さ
れる。このようなハンド１の前進に伴い、まず、ハンド
本体２に支持されている上記可動爪支持体２０が先端面
（前端面）にて対応する各ウエハＷのカセット開口側の
外周縁部を左右中央の１か所で押圧し、この可動爪支持
体２０の押圧によって各ウエハＷがカセットＣの内奥面
Ｃ１に当接する位置まで移動する。このことで、カセッ
トＣ内でウエハＷ，Ｗ，…の当初の収容位置がばらつい
ていても、そのウエハＷ，Ｗ，…はいずれも上記可動爪
支持体２０の押圧移動により、常にカセットＣの内奥面
Ｃ１に対して所定の許容収容位置に位置付けられること
となる。

【００３０】この後、さらにハンド１が前進するが、各
ウエハＷはカセットＣの内奥面Ｃ１に当接して移動規制
されているので、ハンド１の前進に伴い、今度は逆に上
記可動爪支持体２０がウエハＷから押されて板ばね１
９，１９を湾曲させながら相対的にハンド１の後退方向
に変位する。そして、この各可動爪支持体２０の変位に
より、前側発光部２５Ｆから前側受光部２７Ｆに至る光
路ＬＦの位置から前側の板ばね１９が外れて、前側発光
部２５Ｆからの光が前側受光部２７Ｆにより受光され、
かつ、後側発光部２５Ｒから後側受光部２７Ｒに至る光
路ＬＲを後側の板ばね１９が遮断して、後側発光部２５
Ｒからの光を後側受光部２７Ｒが受光しなかったとき、
その状態が正常状態と判定される。すなわち、この前側
受光部２７Ｆが受光状態にありかつ後側受光部２７Ｒが
受光遮断状態にあると、ウエハ処理工程で生じたカセッ
トＣの変形歪みやカセットＣ内のウエハＷ，Ｗ，…の引
掛かり等により、カセットＣ内のウエハＷ，Ｗ，…の収
容位置がばらついていても、そのウエハＷ，Ｗ，…は把
持機構４，４，…によって把持可能な位置にあることが
検出される。

【００３１】一方、上記可動爪支持体２０が変位しなか
ったり、或いは過度に変位したりすると、後側発光部２
５Ｒから後側受光部２７Ｒに至る光路ＬＲの位置から後
側の板ばね１９が外れて後側発光部２５Ｒからの光が後
側受光部２７Ｒにより受光され、かつ前側発光部２５Ｆ
から前側受光部２７Ｆに至る光路ＬＦが前側の板ばね１
９で遮断されるか、或いは、前側発光部２５Ｆから前側
受光部２７Ｆに至る光路ＬＦの位置から前側の板ばね１
９が、また後側発光部２５Ｒから後側受光部２７Ｒに至
る光路ＬＲの位置から後側の板ばね１９がそれぞれ外れ
て、前側及び後側発光部２５Ｆ，２５Ｒからの光がそれ
ぞれ前側及び後側受光部２７Ｆ，２７Ｒにより受光され
る。このときには異常状態と判定され、この異常検出信
号によりロボットの搬送動作が停止されたり、ウエハＷ
の把持不良の警告が行われる。

【００３２】上記カセットＣ内のウエハＷ，Ｗ，…の前
後位置が把持可能な位置にあることが検出されると、引
き続きハンド１が後退して、一旦カセットＣから抜き出
される。

【００３３】そして、このようにハンド１が後退する
際、それまでは、上側の板状ブラケット３１の４つの発
光部３２，３２，…から対応する４つの受光部３４，３
４，…へそれぞれ入射される光の光路Ｌ，Ｌ，…が各ウ
エハＷによって遮断されているが、ハンド１の後退に伴
い、各発光部３２から対応する各受光部３４への光の入
射が開始される。これら４つの受光部３４，３４，…の
光の入射タイミングが検出されて、予め設定されている
基準値と比較され、入射タイミングが基準値よりも所定
以上ずれていないときには、その状態が正常状態として
検出される。一方、検出タイミングが設定基準値よりも
所定以上ずれているときには、その状態は異常状態と検
出され、この検出信号によりロボットの搬送動作が停止
され、或いはウエハＷの把持不良の警告が行われる。例
えば、いずれかのウエハＷが左側にずれているときに
は、右側の受光部３４，３４の受光タイミングが左側の
受光部３４，３４よりも相対的に早くなるので、そのこ
とをいずれかのウエハＷの左側へのずれとして検出する
ことができる。

【００３４】具体的には、４つの受光部３４，３４，…
のうちから組み合わされる３つの受光部３４，３４，…
の受光タイミングからウエハＷに関して４種類の円の外
径とその中心位置とを求め、その中でずれが最大である
最も悪い情報の外径及び中心位置をそれぞれ基準値と比
較して、その差が許容範囲にあるかどうかが判定され
る。

【００３５】このようにしてウエハＷ，Ｗ，…の把持可
能状態が判定されると、ハンド１が若干下方に移動した
後に再度前進し、その各把持機構４の支持板５がそれに
対応する各ウエハＷの下側空間に再挿入される。このハ
ンド１は、図３に示すように、各把持機構４における支
持板５先端部の左右固定爪７，７がウエハＷのカセット
内奥側の外周縁部よりも少しカセットＣの内奥側に移動
するまで前進して、各把持機構４の開き状態にある固定
爪７，７及び可動爪２２間にそれぞれウエハＷが位置付
けられる。

【００３６】その後、ハンド１が若干上昇して、各ウエ
ハＷがカセットＣの図示しない各支持棚から持ち上げら
れる。この状態では、左右の固定爪７，７の係合溝８，
８の下側溝面上に各ウエハＷのカセット内奥側の左右外
周縁部が、また各支持板５の基端側寄りの左右両側に取
り付けた載置板１０，１０上にウエハＷのカセット開口
側の左右外周縁部がそれぞれ載置される。

【００３７】次いで、ハンド１がカセットＣから若干後
退した後、上記シリンダ１５が収縮作動して移動体１４
がハンド本体２に対し相対的に前進し、この移動体１４
に弾性支持された各可動爪２２が前方向に移動する。こ
のことで、可動爪２２が支持板５先端部の固定爪７，７
に近付いて固定爪７，７及び可動爪２２間が閉じ、これ
ら各爪７，７，２２間に各ウエハＷがその外周縁部を固
定爪７の係合溝８及び可動爪２２の凹溝２３の各溝底部
に係合した状態で把持される。この把持状態では、各可
動爪２２を弾性支持している板ばね１９，１９が後側に
撓んで、そのばね力によって可動爪２２が前側に付勢さ
れた状態となり、この付勢力によってウエハＷが固定爪
７，７側に押し付けられて把持される。

【００３８】その際、上記可動爪２２は回転可能な凹形
ローラであるので、ウエハＷが把持時に左右に移動した
としても可動爪２２が転動するようになり、その可動爪
２２とウエハＷとの間は転がり摩擦状態となる。このた
め、上記と同様に、可動爪２２とウエハＷとの間が摺動
摩擦状態である場合に比べて発塵を低減することがで
き、ウエハＷの製造行程での発塵性を抑えることができ
る。

【００３９】こうして複数のウエハＷ，Ｗ，…をそれぞ
れ対応する把持機構４，４，…によって把持した後、ハ
ンド本体２が後退移動し、複数のウエハＷ，Ｗ，…が把
持機構４，４，…により把持された状態でカセットＣ内
から取り出され、しかる後に他の所定工程に搬送され
る。

【００４０】したがって、この実施形態においては、上
記のように、カセットＣ内の複数のウエハＷ，Ｗ，…を
それぞれ把持機構４，４，…により把持する前に、その
カセットＣ内のウエハＷ，Ｗ，…がいずれも常にカセッ
トＣの内奥面Ｃ１に当接した位置に位置付けられる。し
かも、ウエハ処理工程で生じたカセットＣの変形歪みや
カセットＣ内のウエハＷの引掛かり等により、カセット
Ｃ内のウエハＷ，Ｗ，…の収容位置がばらついていて
も、受光部２７Ｆ，２７Ｒ，３４，３４への発光部２５
Ｆ，２５Ｒ，３２，３２からの光の受光又は受光遮断状
態が適正に検出されさえすれば、そのウエハＷ，Ｗ，…
は把持機構４，４，…によって把持可能な位置にあるこ
ととなる。このため、ロボットは、把持機構４，４，…
が上記カセットＣの内奥面Ｃ１に当接した位置を基準と
してウエハＷ，Ｗ，…を把持するように作動制御すれば
必ずウエハＷ，Ｗ，…を把持できることとなり、そのウ
エハＷ，Ｗ，…を確実に把持して取り出すことができ、
ロボットの搬送作業を中断せず信頼性よく行うことがで
きる。

【００４１】また、上記可動爪支持体２０は、各把持機
構４においてウエハＷを把持するための可動爪２２を支
持するものであるので、既存の把持機構４の構成部材を
用いてウエハＷを把持可能かどうかを検出することがで
きる。

【００４２】また特に、この実施形態の場合、複数の把
持機構４，４，…により把持される複数のウエハＷ，
Ｗ，…をそれぞれ可動爪支持体２０，２０，…が個別に
同時に押圧するので、仮にカセットＣの上部が下部に比
べて反開口側に傾倒するように変形していても、その変
形に伴うウエハＷ，Ｗ，…の把持不能状態を精度よく確
実に検出することができる。

【００４３】尚、上記実施形態では、左右位置検出手段
として、発光部３２及び受光部３４の対をハンド１の左
右にそれぞれ２つずつ合計４つ設けているが、この発光
部３２及び受光部３４の対をハンド１の左右に少なくと
も１つずつ（合計２つ）設ければよい。

【００４４】また、上記実施形態では、カセットＣ内に
収容されている複数のウエハＷ，Ｗ，…を一挙に取り出
す場合について説明しているが、本発明は、カセットＣ
に収容されている複数のウエハＷ，Ｗ，…の中の１枚を
取り出す場合や、カセットが１枚のウエハＷを収容する
タイプで、その１枚のウエハＷを取り出す場合にも適用
することができる。

【００４５】また、把持機構４は、上記実施形態のよう
に支持板５先端部の左右２つの固定爪７，７と、移動体
１４に弾性支持した１つの可動爪２２とを有する構造に
限定されず、固定爪７，７や可動爪２２の数を増減させ
ることもできる。要は、固定爪及び可動爪を有してい
て、これら固定爪及び可動爪をウエハＷの外周縁部に係
合させてウエハＷを把持するものであればよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、カセット内に収容されているウエハをロボット
のハンドにより把持して取り出す場合に、ハンド先端側
に固定された固定爪と、ハンド基端側に前後移動可能に
支持された可動爪と、ハンドの基端部にハンドの移動方
向に沿って相対移動可能に支持された移動体と、この移
動体にハンドの移動方向に沿って相対移動可能に弾性支
持され、上記可動爪を支持するとともに、ハンドの前進
移動によりウエハの外周縁部を押圧して該ウエハをカセ
ットの内奥面に当接する位置まで移動させる可動爪支持
体とを有する把持手段を設け、ウエハがカセットの内奥
面に当接する位置まで移動した状態で、ハンドの前進移
動に伴って可動爪支持体がハンド後退方向に変位したこ
とを前後位置検出手段により検出するようにしたことに
より、ウエハの処理工程で生じたカセットの変形歪みや
カセット内のウエハの引掛かりによりウエハの収容位置
がばらついていても、そのウエハを把持手段により確実
に把持して取り出すことができ、ロボットの搬送作業の
信頼性を向上させることができる。

【００４７】請求項２の発明によると、ハンドの少なく
とも左右中央の両側に、ウエハ前後方向の外周縁部の位
置を検出する左右位置検出手段を設けたことにより、例
えばカセットの上部と下部とが左右にずれるように変位
していても、その歪みに伴うウエハの把持不能状態を精
度よく確実に検出することができる。

【００４８】請求項３の発明によると、ハンドに複数の
把持手段をハンド進退方向と直交する方向に並んで設け
たことにより、カセット内に収容されている複数のウエ
ハの収容位置がばらついていても、それらウエハを同時
に可動爪支持体によって押圧移動させてカセット内の奥
端面に当接させるとともに、複数のウエハのうちの１つ
でも把持手段によって把持不能の位置にある場合に、そ
のウエハの把持不能状態を精度よく検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態においてハンドの把持機構に
おける可動爪支持体がカセット内のウエハを押圧する状
態を示す平面断面図である。

【図２】把持機構の可動爪支持体がウエハを押圧する状
態を示す側面断面図である。

【図３】把持機構がウエハを把持するための状態を示す
平面断面図である。

【符号の説明】

Ｃ カセット Ｃ１ 内奥面 Ｗ ウエハ １ ウエハ搬送用ハンド ２ ハンド本体 ４ 把持機構（把持手段） ５ 支持板 ７ 固定爪 ８ 係合溝 １４ 移動体 １９ 板ばね ２０ 可動爪支持体 ２２ 可動爪 ２３ 凹溝 ２５Ｆ，２５Ｒ 発光部（前後位置検出手段） ２７Ｆ，２７Ｒ 受光部（前後位置検出手段） ３２ 発光部（左右位置検出手段） ３４ 受光部（左右位置検出手段） ＬＦ，ＬＲ，Ｌ 光路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カセット内に収容されているウエハを把
   持して取り出すロボットに設けられるウエハ把持装置で
   あって、 ロボットアームに連結されるハンドと、 上記ハンドに設けられ、ハンド先端側に固定された固定
   爪と、ハンド基端側に前後移動可能に支持された可動爪
   とを有し、上記固定爪及び可動爪をウエハ外周部の間隔
   をあけた位置に係合させて該ウエハを把持する把持手段
   とを備え、 上記把持手段は、ハンドの基端部にハンドの移動方向に
   沿って相対移動可能に支持された移動体と、 上記移動体にハンドの移動方向に沿って相対移動可能に
   弾性支持され、上記可動爪を支持するとともに、ハンド
   の前進移動によりウエハの外周縁部を押圧して該ウエハ
   をカセットの内奥面に当接する位置まで移動させる可動
   爪支持体とを有しており、 上記ウエハがカセットの内奥面に当接する位置まで移動
   した状態で、ハンドの前進移動に伴って上記可動爪支持
   体がハンド後退方向に変位したことを検出する前後位置
   検出手段を備えたことを特徴とするウエハ把持装置。
2. 【請求項２】 請求項１のウエハ把持装置において、 ハンドの少なくとも左右中央の両側に、ウエハ前後方向
   の外周縁部の位置を検出する左右位置検出手段を備えて
   いることを特徴とするウエハ把持装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のウエハ把持装置におい
   て、 ハンドに複数の把持手段がハンドの進退方向と直交する
   方向に並んで設けられていることを特徴とするウエハ把
   持装置。