JPS6062477A - ウェハ−カセット搬送ロボット - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はロボットに係り、特に半導体製造工場における
クリーンルームでのウェハーカセットの搬送に好適なウ
ェハーカセット搬送ロボットに関するものである。

〔発明の背景〕

従来、半導体製造工場においてクリーンルーム内でのウ
ェハーカセットの搬送は人手によっているため、コスト
茜となり作業の信頼性が低く、通常は３交代制で２４時
間稼動のため作業者の負担が大きい等の問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来の人手による搬送作業を機械化し
、クリーンルーム内での発塵を防曵゛ことにある。

〔発明の概要〕

近年、無人化工場を建設するに当り、各工程間の継ぎを
する部品搬送ロボットが各種市場に出てきている。本発
明による搬送ロボットは、ＩＯ生産を行なうクリーンル
ームにてウェハーカセットを搬送させることに機能を限
定し、単純な構成で非使用時に場所をとらず、中央コン
ピュータの指令により搬送作業を行ない得ることをねら
って、ロッカー形状に一つのアーム、ビデオカメラ、光
空間通信機を備えた構成としたものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は本発明によるロボットの外観を示すものである
。本体１はロッカー状の箱であって、その内部には正面
側に開孔部を持つ棚２が１例えば横４列高さ６段で合計
２４ケ配置されている。棚２と本体１との間には講３が
形成されており、アーム１９が溝３に沿って上下する構
造となっている。

本体ｌ下部の４隅には車輪４が４ケ配置されており、車
輪４はそれぞれ独立して正転、逆転および操舵が可能で
ある。棚２にはウェハーカセット１８のほか１作業用途
に応じた各種のハンド１７や装置駆動のための電池が収
納される。

第４図はアーム１９の外観を示すものである。アーム胛
はサイドアームシャフト校、サイドアーム１１　、サイ
ドスライダー１３　、ミニアーム１４．Ｅニスライダー
１５およびアームエンド１６により構成される。サイド
アーム１１はサイドアームシャフト１２を中心にして回
転可能である。サイドアームシャフト校は講３内に設け
られたガイドレール５に対して上下に移動可能であり、
サイドスライダー１３はサイドアーム１１に対して左右
に移動可能である。

ミニアーム１４はサイドスライダー１３に対して水平面
内で回転可能であり、ミニスライダー１５はミニアーム
１４に対して前後に移動可能であり、また。

アームエンド１６はミニスライダー１５に対して垂直面
内で回転可能である。アームエンド１６＠方には前方向
を視野とするビデオカメラ加が装着され。

さらに、ハンド１７が取付けられてウェハーカセット１
８をハンド１７で保持することができる。ハンド１７は
アームエンド１６と簡単に接続、離脱ができる。

サイドスライダー１３には光空間通信窓２１が前方を向
いて設置され、各種の床に設置された設備との間で情報
を通信する。

上記のような構成により、アームエンド１６は上下、左
右１前後の移動および上下軸、左右軸１前後軸の回転が
可能である。

第５図は本体１の右上部を示すものである。フラノシャ
ーηはロボット５１が方向を変える場合に点滅し、ヘッ
ドライト例は図において右方向に進行する場合に点灯す
る。マイクロホン５は人間の声をとらえ、スピーカ一部
は人間に対して応答や注意を与える。バンパー刀は例え
ば発泡性樹脂により形成され、表面に導電性ゴムシート
を使った接触スイッチを取付けて人や物が当ったことな
検出する。カバー３１は透明プラスチックが使用され。

カバー３１の内方′には溝３内に折りたたまれたアーム
胛に取付けたビデオカメラかが右方向を向き、１０ボツ
ト５１の走行）１すに走行方向の前方を監視する。

しかして、光空間通信窓２１は上方を向いた状態となり
、天井に配＋［Ｖされた光空間通信機４１（第６図）と
の間で情報を通信する。

第６図は上記のように構成された搬送ロボットのシステ
ム構成を示すものである。ビデオカメラ加より入力した
映像情報は、映像パターン認識回路４３により２値ｆヒ
されて制御部４９に入力される。

同じ（マイクロホン部より入力した音声信号は、音声パ
ターン認識回路ａにより２値化されて制御部４９に入力
される。バンパー幻の接触スイッチからの信号は制御部
４９に入力さｎ、アームの角度や位貿（０４１報はアー
ム苅に取付けられたエンコーダー４５により制御部４９
に入力される。また、ハンド１７の圧力センサー４６か
らの圧力信号は制御部４９に入力され、ハンド重置セン
サー４７からの重量信号も制御部４９に人力される。

制御部４９は、入力信号を判断し適切な出力信号を出す
。すなわち、制御部４９はヘッドライト例およびフラッ
シャ−ｎを点滅信号を送る。また、制御部４９からの命
令信号により、音声合成回路侶で音声信号を発生しスピ
ーカ一部を鳴らす。さらに、制御部４９は車輪４に正逆
転、速度指示および操舵指示の信号を送り、アーム坦お
よびハンド１７に駆動指示の信号を送る。天井に設置さ
れた光空間通信９．４１と光空間通信窓２１との間では
光信号の授受が行われ、光空間通信窓２１からの信号は
制御部４９に入力され、一方、制御部４９から光空間通
信窓２１に信号が送られる。光空間通信窓２１は光空間
通信機 槻４１だはでなく、各種の床に設置された設備４２との
間とも光空間通信を行う。

第７図は本搬送ロボットの作業場所を示すものである。

まず、ロボット５１の作業を説明する。駐車場５２には
多数のロボット５１が整列している。ロボット５１は箱
型の形状であり、アーム胛はサイドアームシャフト校を
中心に上方に回転させる二とにより棚２の上部の溝３に
収納されるため、ロボノド５１同士は密接した状態で整
列している。

すべてのロボット５１を統轄する中央コンピューターか
らの指示は、通路５７の天井や駐車場５２の天井に多数
配置された光空間通信機４１から各ロボット５１の光空
間通信窓２１に光信号で与えられる。作業指示を受けた
ロボット５１は車輪４を駆動して移動する。最初にハン
ド置場５３に行き、作業に必要なハンド１７をアームエ
ンド１６に装着する。複数の異ったハンド１７を必要と
する作業の場合には、必要なハンド１７を棚２に収納す
る。次に、作業待ちのウェハを収納したウェハーカセッ
ト置場図に行き、ウェハーカセット１８を数個棚２に収
納して目設備５５からは、処理済のウェハーカセット１
８を取り出し棚２に収納する。一方、運んできたウェハ
ーカセット１８は棚２から出してウェハー処理設備５５
にセットする。処理済のウェハーカセット１８は次のウ
ェハー処理設備５５にセットしたり、作業待ちのウェハ
ーカセット置場図に戻したりする。

動力源の電池が放電してきた場合の交換を説明する。電
池置場５６に移動し、使用していたノ１ノド１７を棚２
に収納する。そして、電装置ｋＪｋ５６の電池をつかむ
専用のハンド１７をアームエンド１６に装着し、このハ
ンド１７で棚２に収納している複数の電池のうち放電し
たものを電池置場５６に戻し、充電された電池を棚２に
収納する。電池を棚２にセントするとコネクターが接続
され、ロボット５１に給電可能となる。作業路ｒ後は充
電された電池を積み、駐車場５２に戻る。

上述のウェハーカセット１８を棚２に入れるｉＲ＃作を
詳しく説明する。ウェハーカセット置場５４の目的とす
るウェハーカセット１８の位置は、光を間通信機４１で
与えられている。そこで、車輪４を駆動操舵し、ジェノ
１−カセット置場図の所定位ｉｉ’＜、　＋こ口Ｉ ボット５１を停止させる。そして、サイドアームを第５
図の収納位置より回転して棚２の上部から引き出し、所
定の高さまでガイドレール５に沿ってサイドアーム１１
を上下させる。次に所定の左右位置までサイトスライタ
ー１３を左右させて、ビデオカメラ加によりウェハーカ
セット置場図内のウェハーカセット１８をとらえる。サ
イドアームシャフト１２とサイドアーム１１　、サイト
スライタ゛−１３とミニアーム１４．ミニスライダー１
５とアームエンド１６をそれぞれ相対的に回転させるこ
とをこより、アームエンド１６をウェハーカセットド１
８と平行にする。

そして、サイドアーム１１　、サイドスライダー１３゜
ミニアーム１４．アームエンド１６を上下、左右、左右
軸の回転、上下軸の回転２前後軸の回転によＩ）わずか
に移■υノすることによりノ）ノド１７はウェハ−カセ
ット１８がつかみやすい位置となる。ミニスライダー１
５を前進させノ１ノド１７を閉じること：こよって、ウ
ェハーカセット１８を把握する。サイドアーム１１をガ
イドレール５に対してわずか上方：こ持上げてミニスラ
イダー１５を後進させる。サイドアームシャフト１２と
サイドアーム１１．サイトスライタ゛−１３とミニアー
ム１４　、ミニスライダー１５とアームエンド１６をそ
れぞれ若干回転させることによ１ノアームエンド１６を
棚２と平行ｉこする。し力）る後に、ミニアーム１４を
１８０°回転させてノ＼ノド１７で把握したウェハーカ
セット１８と棚２を対向させる。サイドアーム１１．サ
イトスライター１３を移動させ目的の棚２にウェハーカ
セット１８を対向させ、ミニスライダー１５を前進させ
るとウェハ−カセット１８は目的の棚２に入れられ、そ
の後サイドアーム１１景を計る重量センサ４７の信号が
、／％ンノド７カメ軽４なったことを指示した時にサイ
ドアーム１１をイ亭」Ｅさせ、ハンド１７を左右に関し
）てミニスライダ゛−１５を後進させる。そして、ミニ
アーム１４を１８０°回転させる。これにより、ウエノ
１−カセ・ノド１８を棚２にいれる一工程が終Ｙする。

ウェハーカセット１８を棚２から１＋３す動（′ｐ　＋
１上古己のほぼ逆となる。次に、走行中の前方Ｖ章害物
の発見を説明する。第５図のＩｆｆ　ｆｌ　ｌこあるア
ーム甲こ取付けられたビデオカメラ加で通路５７およＵ
４也のロボット５１を認識する。異常な映像をとらえた
ｌＩｔ＋よ、中央コンピューターに光通信でその位置を
こ才ｄｌする標準映像を要求し、異常な映像と標準映（
象とをロボット５１が比較してそれぞれの映像を認識す
る。

ロボット５１が認識不能の場合は中央コンピューターが
監視員に報告し、ロボットのビデオカメラ加の映像を光
通信で伝送し監視員がビデオモニタ、−で認識する。ロ
ボット５１は監視員の操作によりリモートコントロール
が可能である。上記標準映像は施設の配置変更をした場
合に、ロボット５１を走行させて撮影するものである。

光空間通信機４１は散乱形のＴ・ＥＤとＰＤにより構成
され、床面に対し全方向に同一の照度で光を発光し、受
光は全方向の床面から受光可能である。

また、光空間通信窓２１は集束形のｆ、　ＥＤとＰＤに
より構成され、一方向のみにＬＥＤから光を放射し、同
一方向の光だけを受光するもので１、光強度最大となる
ように自動方向調整をし、その方向が光空間通信機４１
に向（ようになっている。

ロボット５１の作業場所である半導体製造工場のクリー
ンルームは次のような特徴がある。（１）ごみがないの
でビデオカメラ２０．ＩＰ先光空間通信窓１が汚れるこ
とはな（、室内は明るくその照度は安定しているため映
像認識が容易で外乱光の影響を受けにくい。（２）床面
が平らなため走行装置が単純でよい。（３）外部と隔離
されているため、ロボット５１暴走時に無関係の人に危
害を加えない。り４）ごみがな（温度が一定のため、ロ
ボット５１の寿命が長い。

（５）天井が低くほぼ一定の高さのため、天井に光空間
通信機４１を設置しやすい。

本実施例によれば、上記クリーンルーム用として比較的
安価にウェハーカセット搬送ロボットを提供でき、クリ
ーンルーム内の人間による発塵を低減し１人間による作
業ミスを減少させウェハーカセットが現在ど二にあるか
を中央コンピューターで管理でき、■０生産コストに占
める人件費。

空調費を大幅に低減できるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ウェハーカセットの搬送作業が機械化
され、クリーンルーム内での発塵を防く゛ことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明による搬送ロボットの一実施例を示
すそれぞれ正面図、側面図および下面図。 第４図はアームを右斜上方より見た鳥畝図、第５図は走
行状態における搬送ロボットの右斜上方より見た鳥敞図
第６図はシステム構成図、第７図は搬送ロボットの作業
場所の鳥緻図である。 １・・・・本体、２・・・・・棚、３・・・・溝、４・
・・・・・車輪５・・・・　ガイドレール、１１　・・
・・・サイドアーム、１２・・・サイドアームシャフト
、１３・・・・　サイドスライダー。 １４・・・・・　ミニアーム、１５・・・・・ミニスラ
イター、１６・・・アームエンド、１７・・・・・・ハ
ンド、１８・・−・ウェハーカセット、１９・・・・・
アーム、２０川・・ビデオカメラ、２１・・・・光空間
通信窓、ｎ・・・・・・フラッシャ−１久・・・・バン
パー、必・・・・　ヘッドライト、部・・・・　マイク
ロホン、漢・・・・スピーカー、３１・・・カバー、４
１・・・・・光空間通信機、４２・・・・設備、祁・・
・・・映像パターン認識回路、赫・・・・・音声パター
ン認識回路、４５・・・・・エンコーダー、４６・・・
・　圧力センサー、４７・・・・・・重量センサー、４
８・・・・・・音声合成回路、４つ・・・・・制御部、
５１　・・・・ロボット、５２・・・・・駐車場、５３
・・・・ハンド置場、５４　・・・・ウェハーカセット
置場、５５・・・・・ウェハー処理設備、関・・・・・
電池に場、５７・・・・・　通路十Ｂ２１　＋２図 才４図 才５図 才６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ウェハーカセットをつかむハンドとビデオカメラと
   光空間通信機を備え、これらが３次元に自由なイ装置を
   とれるアームと、ウェハーカセットを収納する棚と、走
   行車輪とよりなり、かつ、上記各部材を制御する制御部
   を有することを特徴とするウェハーカセット搬送ロボッ
   ト。