JP2009111172A - ウエハ検出装置及びウエハ搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハ搬送用のハンドが１８０°回転する構成のウエハ搬送装置において、ハンドに設けられたウエハ検出用のセンサ部の検出情報を本体側に支障なく伝達することを可能にする。
【解決手段】ウエハ搬送装置１１は、本体１３に対して回動軸２１を介してハンド１４が回動可能に支持され、ハンド１４には第１光ファイバ及び第２光ファイバが、その第１端部が本体１３と対向する位置で、かつ回動軸２１に対して対称位置に配置され、第２端部が載置部１９に載置されたウエハに光を出射及び反射光を受光可能に設けられている。本体１３には、ハンド１４が第１状態又は第２状態に配置された状態において、前記両光ファイバの第１端部の端面と対向する位置に投光部３０及び受光部３１が配置されている。ウエハの検出手段は、受光部３１の受光量に基づいてウエハの検出を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウエハ検出装置及びウエハ搬送装置に関する。

半導体製造において、ダイシングの前の円盤状のウエハをハンドリングし、装置間若しくはポッドと装置間で搬送するために専用のロボットが使用される。そのロボットは、ウエハを着実にチャッキングし保持するためのウエハ保持部（ハンド）を有する。そのハンドには、ウエハを確実に載せたか否かを判断するためにウエハ検出用のセンサを装備することが求められている。

現在、そのセンサの仕様は多岐にわたり、光電式の他、圧力式、静電容量式、メカ式等が挙げられる。しかし、センサの設置に関しては、ハンド部には最低限の部品のみ配置し、検出部やアンプ部はロボット本体部分に設置し、その間を電線若しくはエアチューブ等で結んでいる構成が一般的である。

近年、ウエハ加工には薄厚化と裏面加工が求められてきており、搬送用ロボットの機能の一つとして、チャッキングしたウエハを１８０°反転させる機能が求められている。このような機能を備えた場合、ハンドが１８０°回転するため、センサを接続している電線等がねじれてハンドに絡まったり、電線等に負荷が繰り返し掛かったりして断線等の不具合が発生し、センサが機能不良となる。電線等の引き回し半径を大きく取ることで負荷を軽減し、不具合を回避する方法が考えられるが、周辺設備に引っ掛からないように保護カバーが必要となり、ハンド周辺部が大型化するデメリットがある。また、電線等の屈曲性を高めて耐久性を上げる方法も提案されているが、根本的な対策とは言えない。

従来、装置本体部に設けられた進退移動可能なアームで基板を保持し、当該基板を搬送する基板搬送装置において、アームに支持された治具に設けられた光センサヘッドの検出情報を、装置本体部に固定された光コネクタ及び治具に設けられた光コネクタを介して伝達する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、基板を搬送するため、機台上に配置されて回動軸で連結される少なくとも２個のアームを有して構成されるロボットに装着され、前記ロボットで搬送される基板を検出できるように前記ロボット内に配線される光ファイバを、前記回動軸内を挿通して配線する場合のねじれを防止する光伝導ファイバが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２においては、図９に示すように、光伝導ファイバ７１は、同一軸心上に配設された投光ファイバ７２と受光ファィバ７３とを有するとともに、中間位置の少なくとも一箇所において二体に分離されている。二体に分離された一方の単体光伝導ファイバ７１Ａは、分離位置において投光ファイバ７２Ａが受光ファイバ７３Ａの端面より突出して形成され、他方の単体光伝導ファイバ７１Ｂの投光ファイバ７２Ｂは、一方の投光ファイバ７２Ａと対向する面において他方の受光ファイバ７３Ｂの端面より内部に引き込まれている。そして、単体光伝導ファイバ７１Ａと単体光伝導ファイバ７１Ｂとは、非接触の状態で連結するようになっている。
特開２００１−１５６１５３号公報 特開２００２−４８９３６号公報

特許文献１に記載の基板搬送装置ではアームに支持された治具が１８０°回転することに関しては何ら記載がない。また、特許文献２の構成では、投光用光ファイバ及び受光用光ファイバが同軸ファイバとして構成されたものを使用し、回動軸内に挿通して使用するため、この構成をハンドに適用できれば、光ファイバがねじれることを回避できる。しかし、ハンドは、ウエハを保持した状態でウエハ載置部が下向きになるように回転させてもウエハが落下しないようにウエハを保持する必要がある。このような保持には吸着が比較的簡単であるが、本体と離れた状態のハンドに本体側から負圧を作用させるための通路（パイプ又はチューブ）が必要になり、パイプ又はチューブのねじれを防止する必要がある。そのため、ハンドを支持する回動軸にパイプ又はチューブを挿通する必要があり、同軸ファイバを回動軸に挿通することはできず、同軸ファイバが回動軸の回動の影響を回避することはできない。また、同軸ファイバを用いた場合、ハンド側と本体側との光結合において、損失を抑えるのが難しくなるという問題もある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的はウエハ搬送用のハンドが１８０°回転する構成のウエハ搬送装置において、ハンドに設けられたウエハ検出用のセンサ部の検出情報を本体側に支障なく伝達することができるウエハ検出装置及びそのウエハ検出装置を備えたウエハ搬送装置を提供することにある。

上記目的を達するため、請求項１に記載の発明は、ウエハを載置する載置部を備えたハンドと、前記ハンドを支持する本体とを備え、前記ハンドは、ウエハの載置部を上向きにした第１状態と、ウエハの載置部を下向きにした第２状態との間で、前記本体に対して回動可能に設けられたウエハ搬送装置に装備されて、前記ウエハの載置部に載置されたウエハの検出を行うウエハ検出装置であって、前記ハンドには、第１光ファイバ及び第２光ファイバが、その第１端部が前記本体と対向する位置で、かつ前記ハンドの回動軸に対して対称位置に配置されるように設けられるとともに第２端部が前記載置部に載置されたウエハに光を出射及び反射光を受光可能に設けられ、前記本体には、前記ハンドが前記第１状態又は前記第２状態に配置された状態において、前記第１光ファイバ及び第２光ファイバの第１端部の端面と対向する位置に投光部及び受光部が配置され、前記受光部の受光量に基づいて前記ウエハの検出を行う検出手段を備えている。

この構成によれば、ハンドに設けられた第１光ファイバ及び第２光ファイバは、その第１端部がハンドの回動軸に対して対称位置において本体と対向する位置に配置されているので、ハンドが回動（回転）しても本体側の投光部及び受光部と第１光ファイバ及び第２光ファイバの端部とは対向状態が維持され、光の伝達が損なわれることはない。また、ハンドが回転しても光ファイバが絡まることがなく、回転前及び回転後のいずれにおいてもウエハの検出が正確に行われる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１光ファイバ及び第２光ファイバは、前記第１端部側の先端に、入射光又は出射光を平行光とするレンズが取り付けられており、前記投光部には出射光を平行光とするレンズが、前記受光部には入射光を平行光とするレンズがそれぞれ取り付けられている。この構成によれば、第１光ファイバ及び第２光ファイバの回動軸に対する対称性の精度が多少悪くても、本体側とハンド側との間における光の伝達のロスを低減させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ハンドにはその両面にウエハの載置部が設けられ、前記第１光ファイバ及び第２光ファイバの第２端部は前記ハンドに対して、前記ハンドの回動軸に対して対称に、かついずれか一方の端部からのウエハへの出射光の反射光が他方の端部に入射可能に配置されている。この構成によれば、ハンドが１８０°回転して本体の投光部及び受光部に対して、第１光ファイバ及び第２光ファイバの対向状態が逆になった場合も、第１光ファイバ及び第２光ファイバの第２端部がハンドの回動軸に対して対称に配置されているので、ウエハの検出に悪影響を及ぼすことが無い。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、
前記ハンドは、前記本体側において軸受により回動可能に支持され、かつ回動手段により回動される回動軸の先端側に固定され、前記回動軸には、前記ハンドに前記ウエハを吸着保持するために設けられた吸着部に対して、前記本体に設けられた負圧源の負圧を作用させる通路が形成されている。この構成によれば、ハンドがウエハを吸着保持する構成と、ウエハ検出用の光ファイバによる検出情報を本体側に支障なく伝達する構成とを両立させることが容易になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のウエハ検出用センサを備えたウエハ搬送装置であって、前記ハンドの回動位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された前記ハンドの位置が前記第１状態及び前記第２状態のいずれかの状態以外のとき、前記検出手段の検出結果を無効化する無効化手段と、前記検出手段により前記ウエハが検出されたときに、前記ウエハの搬送を許可する制御手段とを備えている。

この構成によれば、ハンドの回転中、即ち第１光ファイバ及び第２光ファイバが本体側の投光部及び受光部と対向していない状態では、ハンド側の光ファイバは本体側の投光部及び受光部と光結合状態に無いため、ウエハの検出を正確に行うことができない。しかし、位置検出手段の検出信号に基づき、ハンドの回転中はウエハ検出を行う検出手段の検出結果を無効化することにより、ウエハ搬送の誤動作を防止することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記ハンドは、前記本体に対して交換可能に複数備えられるとともに、そのうちの一つのハンドが選択されて使用され、前記各ハンドには、前記ウエハ検出装置を構成する前記第１光ファイバ及び第２光ファイバが設けられている。この構成によれば、ウエハ搬送装置の用途によって、同じウエハを同じ方法で保持して搬送するだけでなく、異なる大きさのウエハを搬送したり、同じ大きさのウエハでも異なる方法で保持したりするために、複数種のハンドの中から適正なものを選択して使用する場合、ハンドの変更が容易になる。

本発明によれば、ウエハ搬送用のハンドが１８０°回転する構成のウエハ搬送装置において、ハンドに設けられたウエハ検出用のセンサ部の検出情報を本体側に支障なく伝達することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、ウエハ搬送装置１１は、多関節アーム１２を備えた本体１３と、多関節アーム１２に支持されるとともにウエハＷ（図６にのみ図示）を保持するハンド１４とを備えている。多関節アーム１２は、基台１５に設けられた図示しない昇降手段に回動可能に支持された第１アーム１６と、第１アーム１６の先端に回動可能に支持された第２アーム１７と、第２アーム１７の先端に回動可能に支持された第３アーム１８とを備え、図示しないモータにより水平面内で回動されるようになっている。

ハンド１４は、平面形状略Ｙ字状に形成され、先端にウエハＷを載置する載置部１９が設けられている。この実施形態では、載置部１９はウエハＷと平面部で接するように構成されている。ハンド１４は、ウエハＷの載置部１９を上向きにした第１状態と、ウエハＷの載置部１９を下向きにした第２状態との間で、第３アーム１８に対して回動可能、即ち本体１３に対して回動可能に設けられている。ハンド１４には載置部１９にウエハＷを吸着保持するための吸着部２０が複数設けられている。各吸着部２０は、図示しない通路を介してハンド１４の基端側から負圧を作用させることが可能に構成されている。

図２に示すように、第３アーム１８には回動軸２１が軸受２２により回動可能に支持され、回動軸２１の先端側にハンド１４の基端側が固定されている。回動軸２１には、ハンド１４に設けられた吸着部２０に対して、本体１３に設けられた図示しない負圧源の負圧を作用させる通路２１ａが形成されている。回動軸２１は負圧源に連通するパイプ２３にシールリング２４を介して連通されている。シールリング２４は例えばポリテトラフロロエチレン製で回動軸２１との摺動による摩耗が抑制されるようになっている。

回動軸２１には傘歯車２５が一体回転可能に固定されている。第３アーム１８の上壁外面にはハンド回動用モータ２６が固定されており、第３アーム１８内に突出するその駆動軸２６ａには傘歯車２５に噛合する傘歯車２７が一体回転可能に固定されている。そして、ハンド回動用モータ２６の駆動により、傘歯車２７を介して傘歯車２５と共に回動軸２１が回動される。ハンド回動用モータ２６及び傘歯車２５，２７は回動軸２１を回動する回動手段を構成する。

次に載置部１９に載置されたウエハＷの検出を行うウエハ検出装置の構成を説明する。ハンド１４には第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９が、その第１端部が本体１３と対向する位置、この実施形態では第３アーム１８の先端と対向する位置に配置されるように設けられている。また、図３に示すように、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の第１端部は、回動軸２１に対して対称位置に配置されるように設けられている。この実施形態では両光ファイバ２８、２９の第１端部及び回動軸２１が載置部１９と平行な平面上に位置するように配置されている。

本体１３、この実施形態では第３アーム１８の先端には、ハンド１４が第１状態又は第２状態に配置された状態において、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の第１端部の端面と対向する位置に投光部３０及び受光部３１が配置されている。即ち、投光部３０及び受光部３１は回動軸２１を含む水平面上で回動軸２１に対して対称位置に配置されている。

第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９は、第１端部側の先端に、入射光又は出射光を平行光とするレンズ３２が取り付けられており、投光部３０には出射光を平行光とするレンズ３３が、受光部３１には入射光を平行光とするレンズ３４がそれぞれ取り付けられている。

第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９は、第２端部が載置部１９に載置されたウエハＷに光を出射及び反射光を受光可能に設けられている。この実施形態では、両光ファイバ２８，２９の第２端部はセンサヘッド本体３５に接続されている。センサヘッド本体３５は特開２００４−２９４２９１号公報に開示されたものと同様に構成されている。図４（ａ），（ｂ）に示すように、センサヘッド本体３５の前端側に投光用及び受光用の透光部材３６が一対設けられている。透光部材３６は凸レンズ部３６ａ、反射面３６ｂ及び対向端面３６ｃを有し、図４（ａ）に示すように、対向端面３６ｃが第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の第２端面と対向するように配置されている。凸レンズ部３６ａから入射した光は反射面３６ｂで反射して対向端面３６ｃから出射し、対向端面３６ｃから入射した光は反射面３６ｂで反射して凸レンズ部３６ａから出射するようになっている。

図４（ｂ）に示すように、両透光部材３６は、それぞれの凸レンズ部３６ａの中心軸がセンサヘッド本体３５上方の所定の位置で互いに交差するように、内向きに傾いた状態で配置されている。そして、投光側の透光部材３６から出射された光がウエハＷの表面で反射して他方の透光部材３６に入射するようになっている。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、投光部３０に連続する光ファイバ３７ａと、受光部３１に連続する光ファイバ３７ｂは第３アーム１８内に設けられた検出コントロール部３８に接続されている。なお、図６（ａ）は、ハンド１４が第１状態に配置された場合の第１及び第２光ファイバ２８，２９と投光部３０及び受光部３１との関係を示す模式図であり、図６（ｂ）は、ハンド１４が第２状態に配置された場合の模式図であり、回動軸２１やハンド回動用モータ２６等を省略している。

図５に示すように、検出コントロール部３８には、光ファイバ３７ａに光を出射する投光素子（発光素子）３９ａと、光ファイバ３７ｂから出射される光を受光する受光素子３９ｂと、投光素子駆動回路４０と、受光素子３９ｂの検出信号を増幅する増幅回路４１とが設けられている。投光素子３９ａとしては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用され、受光素子３９ｂとしてはフォトダイオードが使用されている。第１光ファイバ２８、第２光ファイバ２９、投光部３０、受光部３１、センサヘッド本体３５、光ファイバ３７ａ，３７ｂ及び検出コントロール部３８によりウエハＷの検出を行う検出手段が構成されている。

本体１３にはハンド１４の回動位置を検出する位置検出手段４２が設けられている。位置検出手段４２は、図２に示すように、例えば、第３アーム１８の先端に設けられた反射式センサ４２ａと、ハンド１４に設けられた反射板４２ｂとで構成されている。反射式センサ４２ａは１個設けられ、反射板４２ｂは２個設けられている。反射板４２ｂは、ハンド１４が第１状態又は第２の状態に配置された際に、いずれか一方の反射板４２ｂが反射式センサ４２ａと対向する位置に設けられている。

図５に示すように、多関節アーム１２、ハンド回動用モータ２６及び検出コントロール部３８を制御する制御装置Ｃは、ＣＰＵ４３及びメモリ４４を有し、図示しない入出力インターフェイスを介して検出コントロール部３８及び反射式センサ４２ａに接続されている。ＣＰＵ４３は検出コントロール部３８からの出力信号が予め設定された所定レベル以上の時にウエハＷが載置部１９上に保持されていると判断する。

ＣＰＵ４３は、反射式センサ４２ａの検出信号に基づいて、ハンド１４の位置が第１状態及び第２状態のいずれかの状態以外の時は、検出コントロール部３８の検出結果を無効にする。即ち、ＣＰＵ４３は、位置検出手段４２の検出信号に基づいてハンド１４の位置が第１状態及び第２状態のいずれかの状態以外のときに、検出手段の検出結果を無効化する無効化手段として機能する。また、ＣＰＵ４３は、検出手段によってウエハＷが検出されたときに、ウエハＷの搬送を許可する制御手段として機能する。

また、ＣＰＵ４３は、図示しない入出力インターフェイス及び駆動回路を介してハンド回動用モータ２６及び多関節アーム１２を駆動するアーム駆動手段４５や負圧源に連通するパイプ２３の途中に設けられた図示しない電磁弁を制御するようになっている。ＣＰＵ４３は、検出手段によってウエハＷが検出された状態において、多関節アーム１２の駆動を制御するようになっている。

次に前記のように構成されたウエハ搬送装置１１の作用を説明する。
ウエハ搬送装置１１が、例えば、ウエハＷをカセットから取り出して処理装置に搬送する場合、制御装置Ｃは、ハンド１４が第１状態、即ち載置部１９が上を向いている状態でウエハＷの下方に位置するように多関節アーム１２を移動させた後、多関節アーム１２を上昇させる。また、電磁弁を駆動させて各吸着部２０に吸引作用を発生させる。その後、検出コントロール部３８にウエハ検出を行う指令信号を出力する。検出コントロール部３８はウエハ検出を行う指令信号を入力すると、投光素子駆動回路４０を介して投光素子３９ａを駆動させる。投光素子３９ａから出射した光は光ファイバ３７ａを介して投光部３０から第１光ファイバ２８へ出射される。投光部３０から出射された光は第１光ファイバ２８の第１の端部に入射し、第１光ファイバ２８によりセンサヘッド本体３５へ導かれ、一方の透光部材３６からウエハＷに向けて出射される。ウエハＷに向けて出射された光はウエハＷで反射して他方の透光部材３６に入射し、第２光ファイバ２９を通ってその第１端部から出射して受光部３１に入射する。

受光部３１に入射した光は光ファイバ３７ｂを通って受光素子３９ｂに入射する。受光素子３９ｂは入射する光の強度に対応する電圧信号を増幅回路４１に出力し、増幅回路４１はその信号を増幅して出力する。ＣＰＵ４３は、増幅回路４１の出力信号、即ち検出コントロール部３８の出力信号が設定値以上になるとウエハＷが存在すると判断する。そして、ウエハＷが存在する場合は、ウエハＷの搬送を行う。

ウエハ搬送装置１１は、ハンド１４の載置部１９が上向きの状態、即ち第１状態に限らず、下向きの状態即ち第２状態にしてウエハＷを搬送する場合がある。ハンド１４を反転させる場合は、多関節アーム１２が停止した状態で、ハンド回動用モータ２６を駆動させて回動軸２１を１８０°回動させる。ハンド１４が回動中は、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の第１端部は投光部３０及び受光部３１と対向しないため、ウエハＷの検出を行うことができない。そのため、仮に検出コントロール部３８の出力が設定値以上になってもそれは第２光ファイバ２９からの出射光に基づく検出信号ではない。ＣＰＵ４３は、反射式センサ４２ａからハンド１４が第１状態又は第２状態にあることの検出信号が出力されている状態以外のときは、検出コントロール部３８の検出結果を無効にするため、ハンド１４の回動中にウエハ搬送装置１１がウエハＷの搬送を開始することはない。

図６（ａ）に示す状態（第１状態）からハンド１４が回動されるとともに１８０°回動されてハンド１４の反転が完了すると、図６（ｂ）に示す状態（第２状態）になる。第２状態では第１光ファイバ２８の第１端部が受光部３１と、第２光ファイバ２９の第１端部が投光部３０と対向する状態になる。そして、投光部３０から出射された光は第２光ファイバ２９の第１の端部に入射し、第２光ファイバ２９によりセンサヘッド本体３５へ導かれ、他方の透光部材３６からウエハＷに向けて出射される。ウエハＷに向けて出射された光はウエハＷで反射して一方の透光部材３６に入射し、第１光ファイバ２８を通ってその第１端部から出射して受光部３１に入射する。したがって、ウエハＷが検出され、ＣＰＵ４３はウエハ搬送装置１１によるウエハＷの搬送を許可し、多関節アーム１２を駆動制御する。そして、多関節アーム１２が駆動されてウエハＷが所定位置に搬送される。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ウエハ検出装置は、本体１３に対して回動軸２１を介してハンド１４を回動可能に支持したウエハ搬送装置１１に装備され、ウエハＷを載置する載置部１９に載置されたウエハＷの検出を行う。ハンド１４には、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９が、その第１端部が本体１３と対向する位置で、かつ回動軸２１に対して対称位置に配置されるように設けられるとともに、第２端部が載置部１９に載置されたウエハＷに光を出射及び反射光を受光可能に設けられている。本体１３には、ハンド１４が第１状態又は第２状態に配置された状態において、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の第１端部の端面と対向する位置に投光部３０及び受光部３１が配置され、受光部３１の受光量に基づいてウエハＷの検出を行う検出手段を備えている。したがって、ハンド１４に設けられた第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９は、ハンド１４が回動（回転）しても本体１３側の投光部３０及び受光部３１と第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の端部とは対向状態が維持され、光の伝達が損なわれることはない。また、ハンド１４が回転しても光ファイバが絡まることがなく、回転前及び回転後のいずれにおいてもウエハＷの検出が正確に行われる。

（２）第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９は、第１端部側の先端に、入射光又は出射光を平行光とするレンズ３２が取り付けられており、投光部３０には出射光を平行光とするレンズ３３が、受光部３１には入射光を平行光とするレンズ３４がそれぞれ取り付けられている。したがって、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の回動軸２１に対する対称性の精度が多少悪くても、本体１３側とハンド１４側との間における光の伝達のロスを低減させることができる。

（３）ハンド１４が回転して載置部１９が反転してもウエハＷを落下しないように保持する構成としてウエハＷを吸着保持する構成を採用し、ハンド１４に設けられた吸着部２０に負圧を作用させる通路２１ａが回動軸２１に形成されている。したがって、負圧供給用のチューブやパイプのねじれを抑制することができる。

（４）ハンド１４は、本体１３側において軸受２２により回動可能に支持され、かつ回動手段により回動される回動軸２１の先端側に固定され、回動軸２１には、ハンド１４にウエハＷを吸着保持するために設けられた吸着部２０に対して、本体１３に設けられた負圧源の負圧を作用させる通路２１ａが形成されている。したがって、ハンド１４がウエハＷを吸着保持する構成と、ウエハ検出用の光ファイバによる検出情報を本体側に支障なく伝達する構成とを両立させることが容易になる。

（５）ウエハ搬送装置１１は、ハンド１４の回動位置を検出する位置検出手段４２と、位置検出手段４２によって検出されたハンド１４の位置が第１状態及び第２状態のいずれかの状態以外のとき、検出手段の検出結果を無効化する無効化手段と、検出手段によりウエハＷが検出されたときに、ウエハＷの搬送を許可する制御手段とを備えている。したがって、ウエハＷの検出を正確に行うことができない状態においてはウエハ検出を行う検出手段の検出結果を無効化することにより、ウエハ搬送の誤動作を防止することができる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図７を参照しながら説明する。この実施形態は、ウエハ搬送装置１１が交換可能に複数のハンド１４を備えるとともに、そのうちの一つのハンド１４が選択されて使用される点と、ハンド１４が取り外し可能に構成され、選択されたハンド１４が回動軸２１に一体回転可能に取り付けられる点が前記第１の実施形態と大きく異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同じであるため異なる部分について説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

図７（ｂ）はハンド１４の基端部と回動軸２１との関係を示す概略断面図であり、図７（ａ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。ハンド１４の基端部は円柱状に形成されるとともに中心部に回動軸２１の挿通孔４６が形成されている。挿通孔４６は、大径部４６ａ及び小径部４６ｂを有し、ハンド１４の基端側に大径部４６ａが、奥側に小径部４６ｂが位置し、大径部４６ａ及び小径部４６ｂは縮径部を介して連続し、小径部４６ｂに連通するようにパイプ４７が設けられている。パイプ４７の端部にはシールリング４８が配置され、回動軸２１は先端がシールリング４８に当接する状態で、挿通孔４６に挿入される。ハンド１４の基端部には大径部４６ａに連通する溝４９ａ，４９ｂが、周方向の間隔がほぼ同じとなる放射状に形成され、一つの溝４９ａは他の２つの溝４９ｂより幅広に形成されている。各溝４９ａ，４９ｂには掛止片５０ａ，５０ｂが基端側に設けられた軸を介して溝４９ａ，４９ｂ内で回動可能に支持されている。各掛止片５０ａ，５０ｂは基端側から先端側に向かって挿通孔４６の中心からの距離が大きくなる斜面が設けられるとともに、先端に掛止部５１が形成されている。各掛止片５０ａ，５０ｂは、一端がリング部材５２の内面に固定されたばね５３により、先端が挿通孔４６の中心に向かうように付勢されている。

回動軸２１は、外径が小径部４６ｂに嵌挿可能に形成されるとともに、外周部の溝４９ａ，４９ｂと対応する部分に、掛止片５０ａ，５０ｂに当接する係止部５４が形成され、掛止片５０ａに当接する係止部５４と反対側にキー部５５が形成されている。回動軸２１のキー部５５が、挿通孔４６の縮径部に形成されたキー溝５６と係合することにより、ハンド１４が回動軸２１と確実に一体回転するようになっている。

この実施形態のハンド１４は、図７（ａ）に示すように、回動軸２１の先端が挿通孔４６に挿通されて、３個の掛止片５０ａ，５０ｂが係止部５４を介して回動軸２１の抜け止めを図った状態で回動軸２１に支持される。そして、回動軸２１が回動されると、ハンド１４が回動軸２１と一体に回動される。ハンド１４に、その先端側に向かって作用する力、即ち図７（ａ）における右方向へ作用する力が、ばね５３の付勢力に抗する大きさになると、掛止片５０ａ，５０ｂが、係止部５４から離間する方向に回動されて、掛止片５０ａ，５０ｂと係止部５４との掛け止め状態が解除されて、ハンド１４が回動軸２１から取り外される。

また、ハンド１４を回動軸２１に装着する場合は、ハンド１４の挿通孔４６の中心と、回動軸２１の中心とが同軸上になる状態で、かつキー溝５６とキー部５５が対応する状態で、ハンド１４と回動軸２１とを相対移動させて回動軸２１を挿通孔４６に挿入する。挿入途中で係止部５４が掛止片５０ａ，５０ｂを回動させて移動し、更に移動すると図７（ｂ）の状態になる。

したがって、この実施形態においては、第１の実施形態における効果（１）〜（５）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（６）ウエハ搬送装置１１の本体１３に交換可能に複数のハンド１４が備えられるとともに、そのうちの一つのハンド１４が選択されて使用される。この構成によれば、ウエハ搬送装置１１の用途によって、同じウエハＷを同じ方法で保持して搬送するだけでなく、異なる大きさのウエハＷを搬送したり、同じ大きさのウエハＷでも異なる方法で保持したりするために、複数種のハンド１４の中から適正なものを選択して使用する場合、ハンド１４の変更が容易になる。

（７）ハンド１４側に設けられ、ばね５３により付勢されるとともに放射方向に回動可能な掛止片５０ａ，５０ｂと、回動軸２１側に設けられた係止部５４とでハンド１４の回動軸２１からの抜け止め手段が構成されている。したがって、所定の大きさ以上の力を回動軸２１の軸方向で、かつ回動軸２１から遠ざかる方向にハンド１４に作用させることで回動軸２１から容易に取り外すことができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
・ハンド１４の両面にウエハＷの載置部１９を設けてもよい。この場合、いずれの載置部でウエハＷを載置した場合でも、両第１及び第２光ファイバ２８，２９及びセンサヘッド本体３５を共用できる構成が好ましい。そのような構成として、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すセンサヘッド本体３５がある。センサヘッド本体３５は、第１の実施形態の透光部材３６に代えて、対向端面３６ｃと垂直な面に対して、凸レンズ部３６ａ及び反射面３６ｂが面対称に形成された透光部材５７を２個備えている。そして、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の第２端部はハンド１４に対して、回動軸２１に対して対称に、かついずれか一方の端部からのウエハＷへの出射光の反射光が他方の端部に入射可能に配置されている。この構成によれば、ハンド１４が１８０°回転して本体１３の投光部３０及び受光部３１に対して、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の対向状態が逆になった場合も、第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９の第２端部がハンド１４の回動軸２１に対して対称に配置されるので、ウエハＷの検出に悪影響を及ぼすことが無い。

・ハンド１４の載置部１９に載置されたウエハＷを保持する構成は、ウエハＷを負圧の吸引作用で吸着保持する構成に限らない。例えば、ウエハＷを静電吸着により吸着保持したり、把持位置と解放位置とに移動可能な把持片でウエハＷを把持して保持したりする構成としてもよい。静電吸着により吸着保持を行う場合は、静電吸着のための電源供給用の配線を回動軸２１の通路２１ａからハンド１４側に導くことにより、ハンド１４が１８０°回動しても支障がない。静電吸着でウエハＷを吸着保持する場合、載置部１９はウエハＷと面接触して吸着するのではなく、複数の突起状の点接触体でウエハＷと接触して吸着保持する。把持片でウエハＷを把持して保持する構成では、載置部１９は面接触する状態でウエハＷを支持する。そして、例えば、複数の把持片を、把持位置と解放位置とに移動可能に設けるとともに、ばねで把持側あるいは解放側に付勢し、その付勢力に抗して負圧あるいは圧縮エアを作用させて把持片を作動させる構成や、把持片を電磁ソレノイドで作動させる構成が採用される。

・ハンド１４の両面に載置部１９を設ける場合、ウエハＷの保持方法に吸着方法を用いると、ウエハＷを吸着しない側の吸着部２０からエアが吸引されることにより、ウエハＷを吸着している側の吸着力が低下する。したがって、ウエハＷの保持方法としては、静電吸着による吸着保持や把持片による把持が好ましい。

・ウエハ検出装置は、ハンド１４の載置部１９上に載置されたウエハＷを検出する場合に限らず、カセットに収容されているウエハＷの位置を認識するために行うマッピング操作の際に使用するマッピング用のセンサに適用してもよい。例えば、載置部１９に載置されたウエハ検出用のセンサの他にマッピング用のセンサをハンド１４に設けてもよい。マッピング用のセンサは、光をウエハＷの周面に向かって出射し、その反射光を受光可能にするため、ハンド１４の先端に設けられる。この場合、ハンド１４には２組の光ファイバを配置し、本体１３側には２組の投光部及び受光部を設ける必要があるが、２組の光ファイバの互いに対応する組同士の第１端部を回動軸２１に対して対称位置に配置することにより、ハンド１４が１８０°回動しても支障なく検出が可能になる。

・第１及び第２光ファイバ２８，２９の各第１端部を回動軸２１に対して対称位置に配置する場合、各第１端部及び回動軸２１が載置面（載置部）と平行な平面上に位置する配置に限らず、各第１端部が回動軸２１に対して対称位置であればよく、例えば、載置面と直交する平面上に位置する配置であってもよい。

・第１光ファイバ２８及び第２光ファイバ２９を凸レンズ部３６ａや反射面３６ｂを有する透光部材３６を備えたセンサヘッド本体３５を介してウエハＷに光を出射して反射光を受光（入射）する構成に限らない。例えば、センサヘッド本体３５を設けずに、第１及び第２光ファイバ２８，２９の第２端部の端面から直接ウエハＷに光を出射し、反射光を入射するようにしたり、第２端部に凸レンズを取り付けるようにしたりしてもよい。また、光ファイバを用いるセンサの方式は、反射型に限らず透過型やミラー反射型にしてもよい。しかし、透過型やミラー反射型は、ウエハを挟んで光出射部と反対側に受光部あるいはミラーを設ける必要があり、反射型に比較して構造が複雑になる。

・ウエハＷの検出やウエハ搬送装置に限らず、液晶パネル、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルの基板のように薄いガラス板や樹脂板等の板状部材の検出や搬送装置に適用してもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
・請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、ウエハに代えてフラットディスプレイパネルの基板の検出を行うようにした基板検出装置。

（ａ）はウエハ搬送装置の概略斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。 回動軸の支持状態とハンド基端との関係を示す断面図。 （ａ）は図２のＡ−Ａ線における断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線における断面図。 （ａ）はセンサヘッド本体と光ファイバの関係を示す断面図、（ｂ）は一対の透光部材の関係を示す上ケースを外した状態の断面図。 制御装置と検出手段、位置検出手段等との関係を示すブロック図。 （ａ）はハンドが第１状態の場合の投光部及び受光部と第１及び第２光ファイバとの関係を示す模式図、（ｂ）はハンドが第２状態の場合の同様の模式図。 第２の実施形態を示し、（ａ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、（ｂ）はハンドの基端部と回動軸との関係を示す概略断面図。 別の実施形態におけるセンサヘッド本体を示し、（ａ）は図４（ａ）に対応する断面図、（ｂ）は図４（ｂ）に対応する断面図。 従来技術の断面図。

符号の説明

Ｗ…ウエハ、１１…ウエハ搬送装置、１３…本体、１４…ハンド、１９…載置部、２０…吸着部、２１…回動軸、２１ａ…通路、２２…軸受、２８…第１光ファイバ、２９…第２光ファイバ、３０…投光部、３１…受光部、３２，３３，３４…レンズ、３５…検出手段を構成するセンサヘッド本体、３７ａ，３７ｂ…同じく光ファイバ、３８…同じく検出コントロール部、４２…位置検出手段。

Claims (6)

1. ウエハを載置する載置部を備えたハンドと、前記ハンドを支持する本体とを備え、前記ハンドは、ウエハの載置部を上向きにした第１状態と、ウエハの載置部を下向きにした第２状態との間で、前記本体に対して回動可能に設けられたウエハ搬送装置に装備されて、前記ウエハの載置部に載置されたウエハの検出を行うウエハ検出装置であって、
   前記ハンドには、第１光ファイバ及び第２光ファイバが、その第１端部が前記本体と対向する位置で、かつ前記ハンドの回動軸に対して対称位置に配置されるように設けられるとともに第２端部が前記載置部に載置されたウエハに光を出射及び反射光を受光可能に設けられ、前記本体には、前記ハンドが前記第１状態又は前記第２状態に配置された状態において、前記第１光ファイバ及び第２光ファイバの第１端部の端面と対向する位置に投光部及び受光部が配置され、前記受光部の受光量に基づいて前記ウエハの検出を行う検出手段を備えていることを特徴とするウエハ検出装置。
2. 前記第１光ファイバ及び第２光ファイバは、前記第１端部側の先端に、入射光又は出射光を平行光とするレンズが取り付けられており、前記投光部には出射光を平行光とするレンズが、前記受光部には入射光を平行光とするレンズがそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のウエハ検出装置。
3. 前記ハンドにはその両面にウエハの載置部が設けられ、前記第１光ファイバ及び第２光ファイバの第２端部は前記ハンドに対して、前記ハンドの回動軸に対して対称に、かついずれか一方の端部からのウエハへの出射光の反射光が他方の端部に入射可能に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエハ検出装置。
4. 前記ハンドは、前記本体側において軸受により回動可能に支持され、かつ回動手段により回動される回動軸の先端側に固定され、前記回動軸には、前記ハンドに前記ウエハを吸着保持するために設けられた吸着部に対して、前記本体に設けられた負圧源の負圧を作用させる通路が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のウエハ検出装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のウエハ検出装置を備えたウエハ搬送装置であって、
   前記ハンドの回動位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段の検出信号に基づいて前記ハンドの位置が前記第１状態及び前記第２状態のいずれかの状態以外のときに、前記検出手段の検出結果を無効化する無効化手段と、
   前記検出手段により前記ウエハが検出されたときに、前記ウエハの搬送を許可する制御手段と
   を備えることを特徴とするウエハ搬送装置。
6. 前記ハンドは、前記本体に対して交換可能に複数備えられるとともに、そのうちの一つのハンドが選択されて使用され、前記各ハンドには、前記ウエハ検出装置を構成する前記第１光ファイバ及び第２光ファイバが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のウエハ搬送装置。

Images