JP2003168718A

JP2003168718A - 枚葉移載装置

Info

Publication number: JP2003168718A
Application number: JP2001367463A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Fujita; 浩樹藤田
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】枚葉状の物品を空気吸引によってハンドに保
持して移載する移載装置において、容易に製造できるハ
ンドの構造を提供する。【解決手段】ハンド３１に、物品を吸着させる吸引孔
３４、吸引手段に接続させる空気孔４０、及び、ハンド
内部で空気孔３４と吸引孔４０とを連通させる通り溝４
３を形成し、該ハンド３１に枚葉状の物品を保持して移
載作業を行わせる枚葉移載装置であって、前記ハンド３
１は、第一の板材３１ａと第三の板材３１ｃとの間に第
二の板材３１ｂを挟んで接合して形成するものとし、前
記吸引孔４０を第一の板材３１ａに形成し、前記空気孔
４０を第一の板材３１ａ又は第三の板材３１ｃに形成
し、前記通り溝４３を第二の板材３１ｂに形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、枚葉状の物品を空
気吸引によってハンドに保持して移載する、移載装置の
構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から枚葉移載装置の技術は公知とさ
れ、この装置は、枚葉状の物品（例えば、半導体ウエハ
や液晶用のガラスなど）を支持するためのハンドを有
し、該ハンドは、その先端側に形成される吸引孔と、基
部側に形成される空気孔と、該空気孔と吸引孔とを接続
する通り溝と、を備えている。そして、該空気孔に真空
ポンプを接続して駆動することにより、ハンドがその吸
引孔に物品を吸着させて保持するように構成し、該ハン
ドを取り付けるアーム等の駆動によって、物品の移載作
業を行わせるものとしている。

【０００３】このハンドは例えばセラミック製とされて
おり、焼結にて一体成形されていたのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのハン
ドは、前記通り溝をハンド内部に形成する形状であるた
め、焼結による一体成形にはあまり適さない形状であ
り、一体成形が不可能とはいわないまでも通り溝の形状
の制約が大きかったのである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。

【０００６】即ち、請求項１においては、ハンドに、物
品を吸着させる吸引孔、吸引手段に接続させる空気孔、
及び、ハンド内部で空気孔と吸引孔とを連通させる通り
溝を形成し、該ハンドに枚葉状の物品を保持して移載作
業を行わせる枚葉移載装置であって、前記ハンドは、第
一の板材と第三の板材との間に第二の板材を挟んで接合
して形成するものとし、前記吸引孔を第一の板材に形成
し、前記空気孔を第一の板材又は第三の板材に形成し、
前記通り溝を第二の板材に形成したものである。

【０００７】請求項２においては、ハンドに形成される
空気孔の数が、前記吸引孔の数よりも少なく構成したも
のである。

【０００８】請求項３においては、ハンドに形成される
吸引孔の数が三つ以上であるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１はクリーンルーム内の無人
搬送車の様子を示す斜視図である。図２は無人搬送車の
側面断面図、図３は同じく平面図である。図４はウエハ
の平面図であり、（ａ）はオリフラを形成した構成のウ
エハを、（ｂ）はノッチを有するウエハを、それぞれ示
す。

【００１０】まず、本発明の移載装置を備える無人搬送
車１の全体構成について説明する。なお、以下の説明に
おいては、便宜上、図１における矢視Ｆ方向を前方とし
て説明する。

【００１１】図１に示すように、無人搬送車１は、クリ
ーンルーム内の走行レール２０・２０上を自動走行する
有軌道台車に構成され、車体本体２が前後左右四隅の各
走行輪９により支持され、それぞれの走行輪９を駆動モ
ータ８（図２）で駆動し、走行レール２０・２０上で四
輪駆動にて走行させている。

【００１２】前記走行レール２０・２０に沿って、処理
装置２１・２１・・・、ストッカ２２が配設され、該ス
トッカ２２上に複数のカセット２３・２３・・・が所定
間隔を空けて並設されている。各カセット２３・２３・
・・は箱状に構成するとともに、その開口を走行レール
２０・２０側へ向けて置かれ、該開口を挟んだ該カセッ
ト２３の内面にはそれぞれ、ウエハ１０の側端を保持す
る棚が上下方向に等間隔をおいて多数段設けられて、各
棚にウエハ１０・１０・・・が水平に置かれて収納され
ている。本実施例ではストッカ２２を平置型としている
が、この代わりに、カセット２３の搬出入口と、多数の
棚と、棚と搬出入口との間でカセット２３を移載するス
タッカークレーンとを備えた自動倉庫に構成しても構わ
ない。

【００１３】図２及び図３に示すように、前記無人搬送
車１の車体本体２の中央には、ウエハ１０・１０・・・
を移載する枚葉移載装置３が配設され、それを挟むよう
にして前後に、姿勢合わせ装置４と、バッファカセット
５が配置される。姿勢合わせ装置４はウエハ１０・１０
・・・の方向及び中心位置を揃えるためのものであり、
バッファカセット５は、ウエハ１０・１０・・・を一時
的に収納するためのものである。前記枚葉移載装置３
は、前記装置群２１・２２から受け取ったウエハ１０を
バッファカセット５内の棚に一時的に収納したり、バッ
ファカセット５内の棚にあるウエハ１０を取り出して、
姿勢合わせ装置４にてウエハ１０の位置や姿勢を調整し
た上で前記処理装置２１に受け渡したり、といった移載
作業に用いられる。

【００１４】前記ウエハ１０は、シリコン単結晶からな
る略円盤状に形成されている。シリコンの結晶には方位
性があるので、その方向を識別するための手段が形成さ
れている。例えば、図４（ａ）に示すように、ウエハ１
０の外周の一部を直線状に切り欠いて形成されるオリエ
ンテーションフラット（オリフラ）１０ａを有するよう
にしたり、図４（ｂ）に示すように、ウエハ１０の外周
の一部を切り欠いたノッチ１０ｂを有するようにしたり
している。いずれの場合でも、その表面又は裏面におけ
る周部に、ウエハの製造履歴等、ウエハ情報を符号化し
たＩＤマーク１１が刻印されている。このＩＤマーク１
１は前述の姿勢合わせ装置４内に設置される適宜のマー
ク読取装置によって読み取られ、これによって無人搬送
車１はウエハの情報を得ることができる。

【００１５】次に、前記移載装置３について説明する。
図２及び図３に示すように、移載装置３は、移載アーム
３０Ｍ・３０Ｓ、基台３８、ターンテーブル３９等から
成る。基台３８は車体本体２中央に埋設され、図示しな
い昇降機構にて昇降自在に構成されている。該基台３８
上面にターンテーブル３９が回転自在に取り付けられ、
該ターンテーブル３９上に一対の移載アーム３０Ｍ・３
０Ｓが取り付けられている。

【００１６】前記移載アーム３０Ｍ（３０Ｓ）は、移載
ハンド３１と、第一アーム３２と、第二アーム３３とで
リンク機構が組まれたスカラーアーム式のロボットハン
ドであり、図示せぬサーボモータにより伸縮自在に構成
されている。

【００１７】前記移載ハンド３１は平板状に形成され、
その二股に分かれた先端部にはそれぞれ吸引孔３４・３
４が設けられ、真空ポンプで吸引して移載ハンド３１に
物品たるウエハ１０を吸着・保持するように構成されて
いる。この詳細な構成は詳述する。

【００１８】一方の移載アーム３０Ｍには、移載ハンド
３１の吸引孔３４・３４とは反対側の端部に、マッピン
グセンサ３５が取り付けられている。このマッピングセ
ンサ３５は、先端が二股に分かれた平面視「Ｖ」字状の
形状で、その先端が光電センサ３５ａ・３５ａとなって
いる。この構成で、前記基台３８を上昇させて該移載ア
ーム３０Ｍを屈伸させ、該マッピングセンサ３５をバッ
ファカセット５に近接させた上で、基台３８を下降させ
ながら光電センサ３５ａ・３５ａでバッファカセット５
の各棚を探知することで、各棚にウエハ１０が載置され
ているか否かを検出することができる。

【００１９】次に、移載ハンド３１の構成を説明する。
図５は移載ハンドの斜視図である。

【００２０】この移載ハンド３１は図５に示すように長
方形平板状に構成され、その長手方向一側（移載ハンド
３１先端側）がＵ字状に欠設され、先端側が対称状に二
股に分岐される如きの形状とされている。そして、分岐
されたそれぞれの先端の上面に、枚葉状物品としての前
記ウエハ１０を吸着して移載ハンド３１に保持するため
の吸引孔３４・３４を形成してある。

【００２１】吸引孔３４のそれぞれと対応させて、該吸
引孔３４を形成した側と長手方向で反対側に位置する部
位において、移載ハンド３１の上面には一対の空気孔４
０を形成してある。各空気孔４０にはエアパイプ５０の
一端が接続され、このエアパイプ５０は前記第一アーム
３２・第二アーム３３内部を通された上で、その他端側
には吸引手段たる真空ポンプ４１が接続される。なお、
吸引手段は、真空ポンプに限るものではなく、真空イン
ジェクター等の吸引装置でも良い。

【００２２】前記移載ハンド３１の内部には、二本の通
り溝４３が移載ハンド３１の長手方向に沿って互いに平
行に形成される。各通り溝４３は、その一端に前記吸引
孔３４を、他端に空気孔４０を、それぞれ接続させてい
る。

【００２３】なお、真空ポンプ４１と空気孔４０との間
にはバルブ４２が介在されており、この構成で一旦ウエ
ハ１０を移載ハンド３１に吸着させた後にバルブ４２を
閉じるようにすることで、真空ポンプ４１を停止させて
も、エアパイプ５０・５０や通り溝４３・４３の真空状
態を保ち、ウエハ１０を移載ハンド３１の吸引孔３４に
保持させ続けることができる。この結果、真空ポンプ４
１を必要なときのみ駆動させることで消費電力を節約で
きるとともに、真空ポンプ４１からの排気も抑制される
から、クリーンルーム内に塵挨を巻き上げる悪影響も低
減されることになる。なお、前記の吸着保持を解除して
ウエハ１０を移載ハンド３１から離すには、真空ポンプ
４１を駆動させない状態で前記バルブ４２を開くように
すればよい。

【００２４】次に、以上の構成とした移載ハンド３１の
製造方法について説明する。図６は三枚の薄板を貼り合
わせて移載ハンドを構成する様子を示した斜視図であ
る。

【００２５】前記移載ハンド３１は図６に示すように、
以下に説明する三枚の板材たる薄板３１ａ・３１ｂ・３
１ｃを、互いに積層させ貼り合わせて構成される。

【００２６】三枚の薄板３１ａ・３１ｂ・３１ｃはステ
ンレス素材により構成され、それぞれの外郭線は、前記
移載ハンド３１の外郭線と一致させてある。なお、ステ
ンレス素材が採用されているので、セラミック製の移載
ハンドで必要とされるような帯電防止加工（例えば、フ
ッ素樹脂コーティング加工）は不要である。そして、こ
の三枚の薄板３１ａ・３１ｂ・３１ｃを貼り合わせる前
の段階で、第一の薄板３１ａと第三の薄板３１ｃとに挟
まれる第二の薄板３１ｂに、通り溝４３・４３を打ち抜
いて形成し、また、第一の薄板３１ａには前記吸引孔３
４・３４を打ち抜いて開口する。加えて、前記第一の薄
板３１ａには、前記空気孔４０・４０をも打ち抜いてお
く。なお、第一の薄板３１ａにおいて前記吸引孔３４・
空気孔４０を打ち抜く位置は、前記通り溝４３の両端に
相当する位置とする。

【００２７】以上のとおり、これら通り溝４３、吸引孔
３４、空気孔４０を形成する加工は、前記薄板３１ａ・
３１ｂに対する簡単な打ち抜き加工を採用し、これによ
って生産コストや工数が低減される。なお、薄板３１ａ
・３１ｂの加工は、打ち抜き加工に限るものではなく、
レーザー加工等でも良い。レーザー加工にすることで、
より薄い板材を、より精度良く加工することができる。

【００２８】そして、第一の薄板３１ａと第二の薄板３
１ｂの互いに対向する面、及び、第二の薄板３１ｂと第
三の薄板３１ｃの互いに対向する面に、接着剤を万遍な
く塗布し、第二の薄板３１ｂが第一の薄板３１ａと第三
の薄板３１ｃとに挟まれる形で、互いに貼り合わせて接
着する。このとき、吸引孔３４は通り溝４３の一端に接
続され、空気孔４０は通り溝４３の他端に接続される。
なお、三枚の薄板３１ａ・３１ｂ・３１ｃを接着剤によ
り接着させることで、通り溝４３の気密性を十分優れた
ものとすることができ、空気漏れを防止してウエハ１０
に対する吸着保持力の低下を回避している。このように
して、移載ハンド３１内部の通り溝４３にて吸引孔３４
と空気孔４０同士が連通される構成の移載ハンド３１
が、簡単に製造できるのである。

【００２９】なお、前記空気孔４０は、吸引孔３４を形
成した側の薄板３１ａに打ち抜くこととしているが、他
側の薄板（即ち、第三の薄板３１ｃ）に打ち抜く構成と
しても構わない。この場合は、空気孔４０は移載ハンド
３１の下面に開口される構成となり、該空気孔４０にエ
アパイプ５０を接続することになる。

【００３０】以上が移載ハンド３１の構成であるが、前
述したように通り溝４３の形状をそのまま打ち抜き状に
前記第二の薄板３１ｂに形成する構成であるから、前記
通り溝４３の形状の制約が少なく、様々な通り溝４３の
形状を現出できる利点がある。このメリットを活用した
変形例が図７及び図８に示され、以下これについて説明
する。図７は変形例の移載ハンドの斜視図、図８は三枚
の薄板を貼り合わせて変形例の移載ハンドを構成する様
子を示した斜視図である。

【００３１】変形例の移載ハンド３１’について、前述
した移載ハンド３１の構成と異なる点を中心に説明す
る。図７に示すように、空気孔４０は移載ハンド３１’
に一箇所のみ形成される構成とし、また、ウエハ１０を
吸着させる一対の前記吸引孔３４・３４のほかに、もう
一つの吸引孔３４’が開口されている。

【００３２】そして本移載ハンド３１’における通り溝
４３’は平面視「Ｙ」字状に形成され、一端側には前記
空気孔４０が、二股に分岐された他端側の端部には前記
吸引孔３４・３４が、分岐部分に前記もう一つの吸引孔
３４’が、それぞれ接続されている。

【００３３】空気孔４０は前述の移載ハンド３１と同様
に、エアパイプ５０を介して真空ポンプ４１に接続され
る。なお、空気孔４０を単一としているから、エアパイ
プ５０が一本で済んで部品点数が削減されるとともに、
（一般に空気漏れが生じ易い）該エアパイプ５０と空気
孔４０との接続箇所も一つで済むので、空気漏れの心配
が少ない構成となっている。

【００３４】この通り溝４３’は前述の移載ハンド３１
の通り溝４３に比して、分岐部や曲線部を含む点で複雑
な形状ではあるけれども、これも打ち抜き加工の型の形
状を通り溝４３’の形状に応じていったん製作すれば、
この型を使用した打ち抜き加工により、図８に示す如く
第二の薄板３１ｂに通り溝４３’の形状を単に打ち抜く
のみであるから、製造コストの上昇要因にはほとんどな
らない。

【００３５】また、変形例の移載ハンド３１’において
は、ウエハ１０を吸着させるための吸引孔は三箇所（３
４・３４・３４’）形成されており、二箇所３４・３４
に形成するのみの前述の移載ハンド３１に比して、ウエ
ハ１０をより多くのポイントで吸着保持できることとな
るから、移載作業時におけるウエハ１０の挙動が安定す
ることになる。従って、ウエハ１０を保持させた状態の
移載ハンド３１’を高速で移動／停止させるような場合
でも、ウエハ１０は移載ハンド３１’に対して確実に吸
着保持される。従って、高速での移載作業に特に適した
構成となる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。

【００３７】即ち、請求項１に示す如く、ハンドに、物
品を吸着させる吸引孔、吸引手段に接続させる空気孔、
及び、ハンド内部で空気孔と吸引孔とを連通させる通り
溝を形成し、該ハンドに枚葉状の物品を保持して移載作
業を行わせる枚葉移載装置であって、前記ハンドは、第
一の板材と第三の板材との間に第二の板材を挟んで接合
して形成するものとし、前記吸引孔を第一の板材に形成
し、前記空気孔を第一の板材又は第三の板材に形成し、
前記通り溝を第二の板材に形成したので、第二の板材に
通り溝の形状の溝を形成するという簡単な方法で通り溝
を構成でき、製造工数やコストの低減を図れる。特に、
打ち抜き加工にて第二の板材に通り溝を形成する方法を
採ることも可能で、この場合は製造工数・コストの低減
効果は顕著である。また、通り溝の形状の加工の制約が
少ないので、通り溝の形状を様々に構成できることにな
る。

【００３８】請求項２に示す如く、ハンドに形成される
空気孔の数が、前記吸引孔の数よりも少ないので、空気
孔を少なくすることで空気漏れの箇所が少なくなり、ハ
ンドの物品に対する吸着力が良好である。また、吸引孔
を多くすることは、ハンドに物品を多数のポイントで吸
着保持できることを意味するから、物品はハンドにしっ
かりと確実に保持され、ハンドによる実際の移載作業に
おいても物品の挙動は安定する。空気孔の数が吸引孔の
数よりも少ないから、空気孔と吸引孔とを繋ぐ通り溝の
形状は、例えば曲線部や折曲部や分岐部等を有する、複
雑な形状となることが多い。しかしながら前述したとお
り、第二の板材に通り溝をそのまま形成するという方法
で通り溝を構成でき、通り溝の形状の加工の制約が少な
いので、このような複雑な形状の通り溝を構成するのも
容易である。

【００３９】請求項３に示す如く、ハンドに形成される
吸引孔の数が三つ以上であるので、吸引孔が二つ以下の
構成に比し、物品はハンドにしっかりと確実に保持さ
れ、ハンドによる移載作業においても物品の挙動が安定
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーンルーム内の無人搬送車の様子を示す斜
視図。

【図２】無人搬送車の側面断面図。

【図３】同じく平面図。

【図４】ウエハの平面図。

【図５】移載ハンドの斜視図。

【図６】三枚の薄板を貼り合わせて移載ハンドを構成す
る様子を示した斜視図。

【図７】変形例の移載ハンドの斜視図。

【図８】三枚の薄板を貼り合わせて変形例の移載ハンド
を構成する様子を示した斜視図。

【符号の説明】

３枚葉移載装置３１移載ハンド（ハンド）３１ａ第一の薄板（板材）３１ｂ第二の薄板（板材）３１ｃ第三の薄板（板材）３４・３４吸引孔４０空気孔４３通り溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C007 DS01 FS01 FT10 FT11 NS13 3F022 AA08 BB09 CC02 EE05 KK10 LL07 QQ11 5F031 CA02 CA05 DA01 DA17 GA08 GA24 GA26 GA32 GA33 GA35 GA36 GA43 GA47 GA49 GA50 GA58 JA05 JA13 JA23 JA34 JA35 JA50 KA11 KA12 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンドに、物品を吸着させる吸引孔、吸
引手段に接続させる空気孔、及び、ハンド内部で空気孔
と吸引孔とを連通させる通り溝を形成し、該ハンドに枚
葉状の物品を保持して移載作業を行わせる枚葉移載装置
であって、前記ハンドは、第一の板材と第三の板材との間に第二の
板材を挟んで接合して形成するものとし、前記吸引孔を第一の板材に形成し、前記空気孔を第一の
板材又は第三の板材に形成し、前記通り溝を第二の板材
に形成したことを特徴とする、枚葉移載装置。
【請求項２】請求項１に記載の枚葉移載装置であっ
て、ハンドに形成される空気孔の数は、前記吸引孔の数
よりも少ないことを特徴とする、枚葉移載装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の枚葉移載
装置であって、ハンドに形成される吸引孔の数が三つ以
上であることを特徴とする、枚葉移載装置。