JP2008113031A - 物体搬送装置および物体搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送時の衝突に起因する不具合を防止することができる物体搬送装置および物体搬送方法を提供することを目的とする。
【解決手段】搬送対象の物体であるウェハホルダ４を保持部１５によって保持してチップ供給部１とマガジン９との間を目標位置に向かって搬送する物体搬送装置において、ウェハホルダ４をチャックする保持部１５をアーム１６を介してエアシリンダ１７のロッド１７ａに結合し、エアシリンダ１７を移動手段１１によって移動するブラケット１４に装着する。搬送動作においてウェハホルダ４が異物に衝突した場合には、保持部１５が目標位置への離反方向へ移動してロッド１７ａが突出または没入方向へ移動することにより衝突時の衝撃を緩和するとともに、エアシリンダ１７に備えられたシリンダ動作検出センサ１８によって衝突を検知して搬送動作を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハなどの物体を搬送する物体搬送装置および物体搬送方法に関するものである。

半導体ウェハからチップを取り出すチップ供給装置においては、半導体ウェハはウェハシートに貼着された状態で板状のウェハホルダに保持されて取り扱われる。そしてウェハホルダはマガジンから取り出され、位置決め装置に位置決めされた状態でチップの取り出しが行われ、半導体チップの取り出しが終えたウェハホルダは再びマガジン内へ戻し入れられる。このウェハホルダの搬送は、ウェハホルダを把持した搬送アームを移動させて、ウェハホルダをスリット状の装着隙間内に差し込み、また引き出すことにより行われる（例えば特許文献１参照）。
特開平１０−２７０５３２号公報

しかしながら、従来より板状のウェハホルダを装着隙間内に差し込む上述のウェハ搬送動作においては、ウェハホルダが搬送アームに保持された状態での位置ずれによって、ウェハホルダがマガジン内のガイド部材などに衝突し破損する搬送不具合が生じる場合があった。

そこで本発明は、搬送時の衝突に起因する不具合を防止することができる物体搬送装置および物体搬送方法を提供することを目的とする。

本発明の物体搬送装置は、搬送対象の物体を保持部によって保持して目標位置に搬送する物体搬送装置であって、圧縮性流体によって作動し前記保持部に結合されたロッドを有する流体シリンダであって前記ロッドを突没させることにより前記保持部を前記目標位置への接近方向またはこれと逆方向の離反方向へ移動させ、且つ前記ロッドの突没動作において出戻り限界に到達したことを検出する検出手段を備えた流体シリンダと、この流体シリンダを前記接近方向または離反方向へ移動させる移動手段と、前記物体が前記目標位置へ移動するように前記移動手段の移動動作および前記流体シリンダのロッド突没動作を制御する制御部であって前記移動動作において前記移動手段による前記流体シリンダの移動方向と同じ方向に前記ロッドが突出または没入するように制御する制御部とを備えた。

本発明の物体搬送方法は、搬送対象の物体を保持する保持部と、圧縮性流体によって作動し前記保持部に結合されたロッドを有する流体シリンダであって前記ロッドを突没させることにより前記保持部を前記目標位置への接近方向またはこれと逆方向の離反方向へ移動させ、且つ前記ロッドの突没動作において出戻り限界に到達したことを検出する検出手段を備えた流体シリンダと、この流体シリンダを前記接近方向または離反方向へ移動させる移動手段と、前記物体が前記目標位置へ移動するように前記移動手段の移動動作および前記流体シリンダのロッド突没動作を制御する制御部であって前記移動動作において前記移動手段による前記流体シリンダの移動方向と同じ方向に前記ロッドが突出または没入するように制御する制御部とを備えた物体搬送装置によって物体を目標位置に搬送する物体搬送方法であって、前記移動手段を駆動して前記流体シリンダを前記接近方向へ移動させる工程と、前記流体シリンダを駆動して前記保持部に保持された前記物体を前記接近方向へ移動させる工程とを含む。

本発明によれば、物体を保持した保持部が移動する搬送動作において移動手段による流体シリンダの移動方向と同じ方向にロッドが突出または没入するように制御することにより、物体が異物に衝突した場合にロッドが離反方向へ移動して衝突の衝撃を緩和して、搬送時の衝突に起因する不具合を防止することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のウェハ供給マガジンの構造説明図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図４、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作を示すフロー図、図５、図６，図７、図９，図１０、図１１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作の動作説明図、図１２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図である。

まず図１、図２を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１において、チップ供給部１は、Ｘ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙを組み合わせた位置決めテーブル２上に、ウェハ保持テーブル３を装着した構成となっており、ウェハ保持テーブル３の上面にはウェハホルダ４が保持されている。ウェハホルダ４は複数の半導体チップが作りこまれた半導体ウェハを保持する。

電子部品実装装置は水平移動および上下動自在な移載ヘッド５を備えており、移載ヘッド５は吸着ツール５ａによってウェハ保持テーブル３上のウェハホルダ４から半導体チップ８をピックアップし、基板搬送レール６によって搬送・位置決めされた基板７上に半導体チップ８を実装する。

チップ供給部１の側方にはマガジン９が配設されており、図２に示すようにマガジン９はマガジン昇降部１０によって昇降自在となっている。マガジン９にはウェハホルダ４が収納される収納部９ａが多段に設けられており、収納部９ａは半導体チップ８を取り出す前のウェハホルダ４および半導体チップ８を取り出した後のウェハホルダ４を収納する。

次にチップ供給部１とマガジン９との間で搬送対象の物体であるウェハホルダ４を保持部によって保持して目標位置に搬送する物体搬送装置について説明する。この物体搬送装置は、ウェハホルダ４を保持する保持部１５を移動手段１１によって移動させる構成となっている。図１に示すように、移動手段１１はモータ１２によって回転駆動される送りねじ１３および送りねじ１３によって往復動するブラケット１４を備えており、ブラケット１４には圧縮性流体であるエアによって作動するエアシリンダ１７（流体シリンダ）が装着されている。

エアシリンダ１７のロッド１７ａにはアーム１６を介して保持部１５が結合されている。保持部１５は、チップ供給部１においてウェハ保持テーブル３上に載置されたウェハホルダ４およびマガジン９内に収納されたウェハホルダ４を、保持チャック１５ａによって挟み込んで保持する。エアシリンダ１７は、ロッド１７ａをチップ供給部１とマガジン９との間の搬送方向に一致させて配置されており、ロッド１７ａを突没させることにより、保持部１５を搬送動作における目標位置への接近方向またはこれと逆方向の離反方向へ移動させることができる。

なお、エアシリンダ１７は、必ずしもロッド１７ａの方向を物体の搬送方向に一致させて配置される必要はない。例えばエアシリンダ１７を搬送方向に直交して配置し、ロッド
１７ａの突没動作による力をリンク機構等によって搬送方向に伝達するようにしてもよい。

マガジン９からウェハホルダ４を取り出す際、およびマガジン９にウェハホルダ４を収納する際には、マガジン昇降部１０を駆動して取り出し又は収納の対象となる収納部９ａを保持部１５の作業高さに合わせる。移動手段１１によるウェハホルダ４の搬送動作においては、任意のタイミングでロッド１７ａの突没動作を行わせることが可能となっている。エアシリンダ１７はロッド１７ａの突没動作において出戻り限界に到達したことを検出する検出手段であるシリンダ動作検出センサ１８を備えており、出側センサ１８ａ、戻り側センサ１８ｂがそれぞれＯＮすることにより、ロッド１７ａが出側・戻り側の限界に到達したことが検出される。

次に図３を参照して制御系の構成を説明する。保持部駆動部２４、移動手段駆動部２５、シリンダ駆動部２６は、保持部１５、移動手段１１、エアシリンダ１７をそれぞれ駆動する。ヘッド駆動部２７、基板搬送機構駆動部２８、チップ供給部駆動部２９およびマガジン昇降機構駆動部３０は、移載ヘッド５、基板搬送レール６、チップ供給部１、マガジン昇降部１０をそれぞれ駆動する。

これらの各駆動部は制御部２０によって制御され、これにより、ウェハホルダ４が目標位置へ移動するように、移動手段１１の移動動作およびエアシリンダ１７のロッド突没動作が制御される。これらのうち、移動手段駆動部２５、シリンダ駆動部２６は、制御部２０に設けられた移動手段駆動制御部２１、シリンダ駆動制御部２２によって制御される。またシリンダ動作検出センサ１８の信号は、制御部２０に設けられたシリンダ動作検出部２３によって検出される。シリンダ動作検出部２３の検出結果は移動手段駆動制御部２１に送られ、これにより、移動手段１１の移動動作をシリンダ動作検出センサ１８の検出結果に基づいて制御可能となっている。

制御部２０には操作・入力部３１、表示部３２、記憶部３３が接続されている。操作・入力部３１はマウスやキーボードなどの入力手段であり、操作指令やデータなどの入力を行う。表示部３２はディスプレイ装置であり、操作入力時の案内画面や動作異常報知などを表示する。記憶部３３には搬送動作プログラムなどの各種処理プログラムやデータを記憶する。

次にこの電子部品実装装置の動作において、ウェハホルダ４を目標位置に搬送する物体搬送方法について説明する。まず図４のフローおよび図５〜図７を参照して、チップ供給部１からマガジン９へウェハホルダ４を収納する場合の搬送動作について説明する。まず図５（ａ）に示すように、移動手段１１によって保持部１５が待機位置からチップ供給部１へ移動を開始する（ＳＴ１）。そして保持部１５がチップ供給部１にあるウェハホルダ４をつかむ（ＳＴ２）。

次いで図５（ｂ）に示すように、保持部１５が目標位置（マガジン９の位置）へ移動を開始する（ＳＴ３）。すなわち、移動手段１１を駆動して、エアシリンダ１７をマガジン９への接近方向へ移動させる。この移動の途中において、図６（ａ）に示すように、エアシリンダ１７を駆動してロッド１７ａがマガジン方向に没入する（ＳＴ４）。これにより保持部１５に保持されたウェハホルダ４が目標位置への接近方向へ移動する。そして図６（ｂ）に示すように、移動手段１１により保持部１５が目標位置へ到着し（ＳＴ５）、マガジン９の所定の収納部９ａ内にウェハホルダ４を収納する。

図７はこの搬送動作において、保持部１５に保持されたウェハホルダ４がマガジン９に衝突した場合を示している。すなわちマガジン昇降部１０によるマガジン９の昇降時に、
収納部９ａが保持部１５の動作高さに正しく位置合わせされなかったような場合には、図７（ａ）に示すようにウェハホルダ４の先端がマガジン９に衝突する。

この場合には、図７（ｂ）に示すように、保持部１５が目標位置から離反する離反方向へ移動してロッド１７ａが突出方向へ移動することにより、衝突時の衝撃が緩和される。そしてこのロッド１７ａの突出によりエアシリンダ１７の出側センサ１８ａがＯＮとなり、シリンダ動作検出センサ１８によって衝突が検知される。

次に図８のフローおよび図９〜図１１を参照して、マガジン９からチップ供給部１へウェハホルダ４を供給する場合の搬送動作について説明する。まず図９（ａ）に示すように、保持部１５がマガジン９にあるウェハホルダ４をつかむ（ＳＴ１１）。次に図９（ｂ）に示すように、移動手段１１によって保持部１５が目標位置（チップ供給部１の位置）へ移動を開始する（ＳＴ１２）。すなわち、移動手段１１を駆動して、エアシリンダ１７をチップ供給部１への接近方向へ移動させる。

この移動の途中において、図１０（ａ）に示すように、エアシリンダ１７を駆動してロッド１７ａをチップ供給部１の方向へ突出する（ＳＴ１３）。これにより保持部１５に保持されたウェハホルダ４が目標位置への接近方向へ移動する。そして図１０（ｂ）に示すように、保持部１５が目標位置へ到着し（ＳＴ１４）、保持部１５がウェハホルダ４を放し（ＳＴ１５）、次いで保持部１５が待機位置へ到着して搬送動作を完了する（ＳＴ１６）。

図１１はこの搬送動作において保持部１５に保持されたウェハホルダ４がウェハ保持テーブル３の端部に衝突した場合を示している。この場合においても、図７に示す場合とほぼ同様に衝撃が緩和されるとともに、衝突が検知される。すなわちウェハホルダ４の端部がウェハ保持テーブル３の端面に衝突すると、図１１（ｂ）に示すように、アーム１６に結合されたロッド１７ａが没入して衝撃が緩和され、このロッド１７ａの没入は戻り側センサ１８ｂによって検出される。

すなわち上述のウェハホルダ４の搬送動作においては、ウェハホルダ４が異物に衝突した場合に、保持部１５が目標位置への離反方向へ移動してロッド１７ａが突出または没入方向へ移動することにより衝突時の衝撃を緩和するとともに、検出手段によって衝突を検知する。そしてこの検知結果が移動手段駆動制御部２１に送られることにより、移動手段駆動制御部２１は移動手段１１の移動を停止するように移動手段駆動部２５を制御するとともに、表示部３２によって動作異常を報知する。この衝突時処理により、破損しやすいウェハホルダ４を対象として、搬送時の衝突に起因する不具合を防止することができる。

図１２は、ブラケット１４にエアシリンダ１７を装着する際のロッド１７ａの方向を図１と反対の方向に設定した例を示している。この場合においても、エアシリンダ１７の突没動作の順序を逆転させることにより上述例と同様に衝突時の衝撃緩和の効果を得ることができる。

また、移動手段を駆動して流体シリンダを接近方向へ移動させる工程の実行中に、流体シリンダを駆動して保持部に保持された物体を接近方向へ移動させる工程を実行すれば、２つの工程が並行して実行されることによって、物体の搬送タクトを短縮することができる。

本発明の物体搬送装置および物体搬送方法は、搬送時の衝突に起因する不具合を防止することができるという効果を有し、半導体ウェハなどの破損しやすい物体を搬送する物体
搬送装置および物体搬送方法に利用可能である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のウェハ供給マガジンの構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作を示すフロー図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作を示すフロー図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるウェハホルダ搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図

符号の説明

１ チップ供給部
３ ウェハ保持テーブル
４ ウェハホルダ
９ マガジン
１１ 移動手段
１５ 保持部
１７ エアシリンダ
１７ａ ロッド
１８ シリンダ動作検出センサ
２０ 制御部

Claims (3)

1. 搬送対象の物体を保持部によって保持して目標位置に搬送する物体搬送装置であって、圧縮性流体によって作動し前記保持部に結合されたロッドを有する流体シリンダであって前記ロッドを突没させることにより前記保持部を前記目標位置への接近方向またはこれと逆方向の離反方向へ移動させ、且つ前記ロッドの突没動作において出戻り限界に到達したことを検出する検出手段を備えた流体シリンダと、この流体シリンダを前記接近方向または離反方向へ移動させる移動手段と、前記物体が前記目標位置へ移動するように前記移動手段の移動動作および前記流体シリンダのロッド突没動作を制御する制御部であって前記移動動作において前記移動手段による前記流体シリンダの移動方向と同じ方向に前記ロッドが突出または没入するように制御する制御部とを備えたことを特徴とする物体搬送装置。
2. 搬送対象の物体を保持する保持部と、圧縮性流体によって作動し前記保持部に結合されたロッドを有する流体シリンダであって前記ロッドを突没させることにより前記保持部を前記目標位置への接近方向またはこれと逆方向の離反方向へ移動させ、且つ前記ロッドの突没動作において出戻り限界に到達したことを検出する検出手段を備えた流体シリンダと、この流体シリンダを前記接近方向または離反方向へ移動させる移動手段と、前記物体が前記目標位置へ移動するように前記移動手段の移動動作および前記流体シリンダのロッド突没動作を制御する制御部であって前記移動動作において前記移動手段による前記流体シリンダの移動方向と同じ方向に前記ロッドが突出または没入するように制御する制御部とを備えた物体搬送装置によって物体を目標位置に搬送する物体搬送方法であって、前記移動手段を駆動して前記流体シリンダを前記接近方向へ移動させる工程と、前記流体シリンダを駆動して前記保持部に保持された前記物体を前記接近方向へ移動させる工程とを含むことを特徴とする物体搬送方法。
3. 前記移動手段を駆動して前記流体シリンダを前記接近方向へ移動させる工程の実行中に、前記流体シリンダを駆動して前記保持部に保持された物体を前記接近方向へ移動させる工程を並行して実行することを特徴とする請求項２記載の物体搬送方法。