JP4276810B2

JP4276810B2 - 無人搬送車

Info

Publication number: JP4276810B2
Application number: JP2002038343A
Authority: JP
Inventors: 収司秋山; 敬史中尾
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003237941A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、枚葉移載装置を搭載した半導体ウエハ等を搬送する無人搬送車の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハを収納するための棚を多数設けたカセットを移載するための移載装置を搭載した無人搬送車により、その搬送経路に沿って多数設けられた検査装置に当該カセットごと移載する無人搬送車システムが知られている。このシステムでは、各検査装置に、載置されたカセットからウエハを１枚ずつ取り出し、１枚毎に検査部に移載する枚葉移載装置がそれぞれ設けてあった。このため、システムが大規模になるほど検査装置が多く設けられるので、この枚葉移載装置がその分多く必要になるという問題があった。その上、多品種少量生産を行う場合、品種により検査する検査装置が異なるため、各検査装置には、検査するウエハが１〜２枚であっても、例えば２５枚を収納可能なカセットで供給する必要がある。このため、カセットも非常に多く必要になり、そのカセットを収納するストッカーが大きくならざるを得ないという問題があった。
そこで、ウエハを収納するための棚を多数設けたバッファカセットと、枚葉移載装置とを無人搬送車に搭載し、例えば、ストッカーのステーションに載置されたカセットから、ウエハを枚葉移載装置でバッファカセットに順次収納し、目的の検査装置まで搬送して、検査装置にウエハを直接移載することが検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシステムでは、例えば、停電などの異常が発生した場合、移載予定の検査装置の隣の検査装置のメンテナンスを作業者が行う際に、このメンテナンスしている隣の検査装置に載置されているウエハを人手で取り出して、無人搬送車のバッファカセット内に人手で仮置きすることがある。そして、時には、作業者がバッファカセットにウエハを仮置きしたことを忘れてシステムを復旧させてしまうことがある。このような場合、無人搬送車が、前記移載予定の検査装置に収納されていた検査済みのウエハを、前記隣の検査装置にあった仮置きされたウエハのある棚に収納してしまうと、ウエハ同士の接触によりウエハが破損してしまうことが起こる。そこで、バッファカセットの各棚にウエハが収納されているか否かを検査（マッピング）する必要がでてくる。このマッピングは一対の透過型のセンサを棚に沿って移動させることにより行われる。そして、このマッピングの際に、作業者がウエハを視認しやすいように多少バッファカセットの開口から、ウエハを飛び出した状態で棚に仮置きしていると、センサが仮置きしたウエハに接触して、そのウエハを破損させる恐れもある。
さらに、無人搬送車の走行中の加減速によりウエハが飛び出してしまうことがあり、飛び出したままでマッピングすると、センサがウエハに接触してウエハを破損させることがある。
そこで、本発明は、枚葉移載装置およびバッファカセットを搭載した無人搬送車において、バッファカセットに収納したウエハをマッピングする際に、ウエハを破損させることのない無人搬送車を提供する。
【０００４】
【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。
【０００５】
即ち、請求項１においては、ウエハを収納する多数の棚を備えたバッファカセットと、前記バッファカセットを上面に着脱自在に固定するバッファカセット台と、ウエハの移載を行う枚葉移載装置とを搭載する無人搬送車において、
前記バッファカセット台内に配設されたウエハ固定機構に上向きに設けられ、前記バッファカセットに収納されたウエハを前記カセットの開口部内の左右の中央付近にて開口側から奥側に押さえる位置と、前記開口部の左右の側壁近傍であってウエハの移載時にウエハに干渉しない位置と、の間で移動する押さえ部材と、
前記開口部内の左右側にて開口側から奥側に進入し、前記多数の棚に沿って移動して、各棚のウエハの有無を検出するセンサと、を備え、
前記ウエハの中央部前端位置を前記押さえ部材で押さえた状態で、前記センサを前記開口部内の左右側にて開口側から奥側に進入させ、各棚のウエハの有無を検出するものである。
【０００６】
請求項２においては、前記押さえ部材が、搬送時のウエハの飛び出し防止手段を兼ねるものである。
【０００７】
請求項３においては、前記センサが昇降機構を有する枚葉移載装置に配設されるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は無人搬送車の側面図、図２は無人搬送車の平面図、図３は枚葉移載装置の一部斜視図、図４はバッファカセットと押さえ部材とマッピングセンサの位置関係を示す斜視図である。
【０００９】
まず、本発明の実施の一形態の無人搬送車１の全体構成について図１および図２を用いて説明する。なお本発明はその性質上、走行レールを持たず、誘導線またはレーザー誘導装置により誘導される無人搬送車に対しても、他の実施の一形態である。
無人搬送車１はクリーンルーム内に敷設された二本の走行レール２・２上を走行する有軌道台車であり、一方の走行レール２に添設される給電線（図示せず）より非接触で給電し、走行輪３・３・・・を駆動する駆動モータ４・４・・・に電力を供給している。無人搬送車１の上面後部にはバッファカセット台６が配設され、バッファカセット台６の上面にはバッファカセット５が、その開口部５ａを無人搬送車１の前方へ向けて着脱自在に固定される。なお、説明の便宜上、無人搬送車１において、バッファカセット５の配置側を後方、後述のアライナー１０の配置側を前方とする。また、バッファカセット５の左右の内部には、上下にウエハ７・７・・・を多数配置可能とする左右一対の棚８・８・・・（図２中の斜線部）が多数段形成されている。棚８・８・・・は、バッファカセット５内の左右側壁に突設される。そして棚８・８・・・でウエハ７・７・・・の端部を支持することにより、バッファカセット５内には複数のウエハ７・７・・・が互いに接触しないように収納される。
バッファカセット５の前方には枚葉移載装置９、さらに前方にはアライナー（姿勢合わせ装置）１０が配置される。この枚葉移載装置９についての詳細は後述するが、該枚葉移載装置９はバッファカセット５に収納されたウエハ７を一枚ずつ取り出す。そしてアライナー１０にてウエハ７の結晶方位が一定方向となるように枚葉移載装置９の吸着位置を補正してから半導体製造装置やウエハ検査装置などの処理装置に移載される。また枚葉移載装置９は処理装置で処理後のウエハ７をバッファカセット５の空いた棚８に移載する。またアライナー１０には各ウエハ７の表面に記されたバーコードなどの製造履歴情報を読み取るＩＤリーダー（図示せず）も併設される。
なお、本実施例では無人搬送車１にはアライナー１０が配設されているが、アライナーが配設されない構成の無人搬送車も本発明の実施の一形態である。
【００１０】
次に、図１、図２および図３を用いて枚葉移載装置９の説明を行う。
枚葉移載装置９の基部は昇降機構１１であり、昇降機構１１は昇降自在に無人搬送車１に設けられる。昇降機構１１には上端部に、昇降機構１１本体に対して旋回可能な旋回台２７が設けられており、該旋回台２７上にアッパーアーム２０とロアアーム２１の二本の移載アームが設けられている。前記移載アームが二本設けられていることにより、ウエハ７・７・・・（図４に図示）の移載作業の迅速化が可能である。
アッパーアーム２０は第一アーム１２Ｕ、第二アーム１３Ｕ、アームブロック１４Ｕからなる。第一アーム１２Ｕの一端は旋回台２７に対して旋回可能に連結され、他端には第二アーム１３Ｕの一端が第一アーム１２Ｕに対して旋回可能に連結される。さらに第二アーム１３Ｕの他端にはアームブロック１４Ｕが第二アーム１３Ｕに対して旋回可能に連結される。このアッパーアーム２０は、第一アーム１２Ｕがθ回転すると、第二アーム１３Ｕが第一アーム１２Ｕの回転と逆方向の回転となる−２θ回転し、さらにアームブロック１４Ｕが第一アーム１２Ｕと同方向にθ回転するように構成されている。このため、アームブロック１４Ｕは、見かけ上直線運動するようになっている。
アームブロック１４Ｕは下板１５Ｕ、垂直部１６Ｕ、上板１７Ｕおよびピンセット１８Ｕなどで構成される。下板１５Ｕは第二アーム１３Ｕに対して旋回可能に連結される部位であり、該下板１５Ｕの端部より垂直部１６Ｕが立設される。該垂直部１６Ｕの上端には平面視略Ｌ字型の上板１７Ｕの一端が固定され、他端側にはピンセット１８Ｕが設けられている。ピンセット１８Ｕの先端付近上面には吸着口１９・１９が穿設されており、無人搬送車１に搭載されるエアーコンプレッサーやエジェクターなどからなる負圧発生機構（図示せず）が該吸着口１９・１９にエアー配管を介して連結される。
このように構成することにより、ピンセット１８Ｕ上にすくい取られたウエハ７の盤面が、吸着口１９・１９によるエアー吸引によりピンセット１８Ｕ上に吸着されて、移載時にウエハ７がピンセット１８Ｕ上から脱落しない。またピンセット１８Ｕを薄板状に形成することにより、バッファカセット５への進入時に、吸着するウエハ７以外のウエハに接触しない構成となっている。
ロアアーム２１は第一アーム１２Ｌ、第二アーム１３Ｌ、アームブロック１４Ｌからなり、その構成はアッパーアーム２０と略同様であるが、図３に示すようにロアアーム２１の垂直部１６Ｌはアッパーアーム２０の垂直部１６Ｕよりも背が低く、ロアアーム２１の上板１７Ｌの上面よりもアッパーアーム２０の上板１７Ｕの下面が常に高い位置にあるため、アッパーアーム２０とロアアーム２１が互いに接触しない構成となっている。
【００１１】
また、ロアアーム２１の上板１７Ｌの後面には投光部２２と受光部２３とを備えた透過型の光センサであるマッピングセンサ２４が突設され、投光部２２の先端から投光された赤外光などの光を受光部２３の先端で受光する。
なお、投光部２２と受光部２３の配置は左右逆になっても同様の効果を奏するため、本実施例に限定されない。また、マッピングセンサ２４は、透過型の光センサに限定されるものではなく、ウエハの有無が検出できれば他のセンサでも良い。
【００１２】
例えば、停電等によりシステムが停止し、復旧した場合、作業者が検査装置や無人搬送車１のメンテナンスの際に、検査装置のウエハ載置部や無人搬送車１の移載装置上のウエハをバッファカセット５の空棚に仮置きしたまま放置した状態で復旧した場合、無人搬送車１はウエハが仮置きされた棚を空棚と誤認識している恐れがある。そこで、復旧直後にバッファカセット５の各棚にウエハがあるかどうかを検知して、該バッファカセット５の各棚におけるウエハの有無を、無人搬送車１は再認識する必要がある。そして、バッファカセット５に収納されているウエハ７・７・・・の有無を確認する際には、まず前記マッピングセンサ２４がバッファカセット５の開口部５ａの正面に来るように枚葉移載装置９を旋回させる。
次にロアアーム２１を作動させ、図４に示すようにマッピングセンサ２４の先端を、バッファカセット５の奥側へ進入させる。ウエハ７は円盤状に形成されているので、平面視で、投光部２２と受光部２３との間に形成される光経路が、ウエハ７を横切りながら、マッピングセンサ２４がウエハ７と接触しない程度に、バッファカセット５の奥側へマッピングセンサ２４を進入させることが可能である。このような位置にマッピングセンサ２４を進入させた状態で昇降機構１１を作動させることにより、ロアアーム２１に設けたマッピングセンサ２４を昇降移動させ、バッファカセット５の各棚８におけるウエハ７の有無を検知する。そして、ある高さの棚においてマッピングセンサ２４の投光部２２より投光される光がウエハ７の端部により遮られたことを受光部２３が検知すると、その位置にはウエハ７が存在することが検知される。このようにして、バッファカセット５の各棚８におけるウエハ７の有無が確認されて、その後、ウエハ７が載置されていない棚８に、ロアアーム２１またはアッパーアーム２０でウエハ７を収納するように制御する。
またウエハ７がバッファカセット５の開口部５ａ側から見て斜めに収納されている（例えば、ウエハ７の左右の端部がそれぞれ異なる棚８に収納されている）場合、等速度で枚葉移載装置９が上昇、あるいは下降しているときに投光部２２の光が遮断される時間が長くなる、あるいは光の遮断されている昇降高さの幅が大きくなることから、ウエハ７がバッファカセット５に所定の姿勢で収納されているかどうかも併せて確認可能である。このような斜めに収納されている棚８を検知した場合、その棚８に、ロアアーム２１またはアッパーアーム２０でウエハ７を収納しないように制御する。
そして、マッピングセンサ２４が棚に沿って移動している時ウエハ７・７・・・が、メンテナンス作業の都合上視認しやすいように開口部５ａから飛び出した状態で、作業者が棚８に仮置きしてそのまま放置した場合のように、バッファカセット５内の所定の収納位置よりも開口部５ａ側にずれていると、マッピングセンサ２４が該ウエハ７と接触し、ウエハ７を破損させる可能性がある。
【００１３】
そこで本発明では開口部５ａに押さえ部材２５を設け、マッピングする際に該押さえ部材２５によりウエハ７・７・・・の端部のうち最も開口部５ａに近い位置（平面視でウエハ７の中央部前端位置）でバッファカセット５の奥側へウエハ７・７・・・を押し付けるようにしている。
なお、バッファカセット５内のウエハ７が棚８の開口部５ａから飛び出す状態となるのは、作業者の人手による載置だけでなく、無人搬送車１の走行中の加減速による場合も考えられる。このため、本実施の形態の無人搬送車１では、押さえ部材２５によるウエハ７・７・・・の押さえつけは、搬送中およびマッピングセンサ２４によるウエハ７の確認作業時に行われる。そして、マッピングセンサ２４によるウエハ７の有無確認を、ウエハ７・７・・・の前端位置を押さえ部材２５によりウエハ７を所定の位置に保持した状態で行って、ウエハ７・７・・・がマッピングセンサ２４と接触して破損することがないようにしている。
【００１４】
押さえ部材２５は本体２５ａ、当接部２５ｂ、枢着体２５ｃ、およびロッド２５ｄで構成されている。本体２５ａの後端面には当接部２５ｂが配設される。当接部２５ｂは押さえ部材２５でウエハ７・７・・・を固定する時に、該ウエハ７・７・・・と接触する部位である。当接部２５ｂは導電性樹脂などの弾性体からなり、ウエハ７・・・の端部を損傷・汚染させることなくバッファカセット５の奥側に押し付けるとともに、一般的に半導体ウエハなどが嫌う静電気を無人搬送車１に逃がす機能も兼ねている。本体２５ａの中央部には枢着体２５ｃが回動自在に枢着され、該枢着体２５ｃの下端よりロッド２５ｄが下方に突設される。また、ロッド２５ｄはバッファカセット台６内に配設されたウエハ固定機構２６に設けられている。ウエハ固定機構２６には、エアーシリンダー等の駆動手段が設けられており、ロッド２５ｄをウエハ７の移載時に干渉しない位置と、ウエハ７をバッファカセット５の棚に位置固定できる位置との両方の間を、開口部５ａに穿ったＬ型の溝に沿って移動可能にしている。そのため、ロッド２５ｄに設けられる押さえ部材２５をウエハ７・７・・・の前端部に押し付けたり、あるいはウエハ７・７・・・の移載の邪魔にならない開口部５ａ側壁近傍（図４中の点線で示す位置）に逃がすといった操作を可能としている。この押さえ部材２５は、マッピング中のウエハ７とマッピングセンサ２４との接触を防止するとともに、ウエハ７をバッファカセット５の所定の位置に保つために設けられるものである。このため、開口部５ａの左右の中央付近に設けられることが好ましいが、マッピングセンサ２４に干渉しない範囲で左右どちらかにずれていても良い。
なお、ウエハ７・７・・・がバッファカセット５の開口側から飛び出すのを規制する手段としては、本実施例の押さえ部材２５に限定されない。マッピングセンサ２４によるバッファカセット５内のウエハ７・７・・・の有無を確認する際に、ウエハ７を固定した状態でマッピングセンサ２４の昇降の妨げにならず、ウエハ７の移載時には取出・収納を阻害しない位置に避難可能な構成であれば、他の構成でもよい。
【００１５】
バッファカセット５内のウエハ７・７・・・の有無の確認は、停電等の異常発生時の復旧直後のみならず、例えば通常の移載作業開始前に行われる。そして、ウエハ７・７・・・を押さえ部材２５で押さえた状態でマッピングセンサ２４を昇降させる。
以上のように構成することにより、マッピングセンサ２４がウエハ７・７・・・に接触して破損するトラブルの防止が可能であり、移載作業前のバッファカセット５内のウエハ７・７・・・の有無の確認を確実に行うことが可能である。
また、押さえ部材２５でウエハ７・７・・・を押さえた状態で搬送することにより、搬送中の無人搬送車１の加減速によって、ウエハ７・７・・・がバッファカセット５の開口部５ａより飛び出すことを防止できる。さらに、マッピングセンサ２４を枚葉移載装置９に配設することにより、枚葉移載装置９に備えた昇降機構１１を利用して、マッピングセンサ２４の昇降動作が可能である。したがって、マッピングセンサ２４を上下に昇降させるための動作部を新たに設ける必要がなく、装置構成を簡略化可能である。
なお、本実施例ではマッピングセンサ２４をロアアーム２１の上板１７Ｌ側面に配設したが、マッピングセンサ２４がバッファカセット５内の所定の位置に来るように構成されておればよく、枚葉移載装置９のどの部位に配設するかは限定されない。またマッピングセンサ２４は、枚葉移載装置９以外に設けても良く、例えば、開口部５ａにバッファカセット５の棚８に沿って上下に昇降自在な昇降ユニットを設け、そこに配置するようにしても良い。またマッピングセンサ２４の形状についても、バッファカセット５やウエハ７・７・・・に接触せずに昇降可能な形状であれば同様の効果を奏する。
【００１６】
【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。
【００１７】
即ち、請求項１に示す如く、ウエハを収納する多数の棚を備えたバッファカセットと、前記バッファカセットを上面に着脱自在に固定するバッファカセット台と、ウエハの移載を行う枚葉移載装置とを搭載する無人搬送車において、前記バッファカセット台内に配設されたウエハ固定機構に上向きに設けられ、前記バッファカセットに収納されたウエハを前記カセットの開口部内の左右の中央付近にて開口側から奥側に押さえる位置と、前記開口部の左右の側壁近傍であってウエハの移載時にウエハに干渉しない位置と、の間で移動する押さえ部材と、前記開口部内の左右側にて開口側から奥側に進入し、前記多数の棚に沿って移動して、各棚のウエハの有無を検出するセンサと、を備え、前記ウエハの中央部前端位置を前記押さえ部材で押さえた状態で、前記センサを前記開口部内の左右側にて開口側から奥側に進入させ、各棚のウエハの有無を検出するので、
バッファカセットの各棚に収納されたウエハの有無を検出することで、既にウエハが収納されている棚にウエハを移載して、ウエハが破損するのを防ぐことができる。さらに、ウエハの有無を検出する際に、押さえ部材でウエハを押さえることができる。このため、棚に収納されたウエハが仮に開口側に飛び出していても、押さえ部材でウエハを奥側に移動させることができ、センサの移動によるウエハの破損を防ぐことができる。また、押さえ部材によりウエハを所定位置に配置して、その状態を保持することができ、より確実にウエハの有無を検出することができる。
【００１８】
請求項２に示す如く、前記押さえ部材が、搬送時のウエハの飛び出し防止手段を兼ねるので、
無人搬送車を走行させてウエハを搬送する際に、無人搬送車の加減速によりバッファカセットからウエハが飛び出したり、位置のずれを防ぐことができる。このため、走行中であっても、ウエハをバッファカセットの棚の所定位置に保つことができる。
【００１９】
請求項３に示す如く、前記センサが昇降機構を有する移載装置に配設されるので、
移載装置に備えた昇降機構を利用して、マッピングセンサの昇降動作が可能である。したがって、マッピングセンサを上下に昇降させるための動作部を新たに設ける必要がなく、装置構成を簡略化可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】無人搬送車の側面図。
【図２】無人搬送車の平面図。
【図３】枚葉移載装置の一部斜視図。
【図４】バッファカセットと押さえ部材とマッピングセンサの位置関係を示す斜視図。
【符号の説明】
１無人搬送車
５バッファカセット
５ａ開口部
７ウエハ
９枚葉移載装置
１１昇降機構
２２投光部
２３受光部
２４マッピングセンサ
２５押さえ部材

Claims

ウエハを収納する多数の棚を備えたバッファカセットと、前記バッファカセットを上面に着脱自在に固定するバッファカセット台と、ウエハの移載を行う枚葉移載装置とを搭載する無人搬送車において、
前記バッファカセット台内に配設されたウエハ固定機構に上向きに設けられ、前記バッファカセットに収納されたウエハを前記カセットの開口部内の左右の中央付近にて開口側から奥側に押さえる位置と、前記開口部の左右の側壁近傍であってウエハの移載時にウエハに干渉しない位置と、の間で移動する押さえ部材と、
前記開口部内の左右側にて開口側から奥側に進入し、前記多数の棚に沿って移動して、各棚のウエハの有無を検出するセンサと、を備え、
前記ウエハの中央部前端位置を前記押さえ部材で押さえた状態で、前記センサを前記開口部内の左右側にて開口側から奥側に進入させ、各棚のウエハの有無を検出する、ことを特徴とする無人搬送車。
前記押さえ部材が、搬送時のウエハの飛び出し防止手段を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
前記センサが昇降機構を有する枚葉移載装置に配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無人搬送車。