JP5601331B2 - ロボットハンドおよびロボット - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、ロボットハンドおよびロボットに関する。
従来、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）と呼ばれる局所クリーン装置内に形成された空間において、ウェハなどの基板を半導体製造プロセスにおけるプロセス処理装置へ搬入出するロボットが知られている。
かかるロボットは一般に、アームと、アームの先端部に設けられたロボットハンドとを備えており、かかるロボットハンドを用いて基板を保持しながら、アームを水平方向などに動作させることによって基板を搬入出する。
なお、かかる搬入出の際のロボットハンドにおける基板の有無は、たとえば、ロボットハンドの先端部に対向配置された投光器および受光器の形成する光軸が、基板によって遮られているか否かによって検出される（たとえば、特許文献１参照）。
ところで、半導体製造プロセスには通常、成膜処理などの熱処理工程が含まれる。このため、前述のロボットは、かかる熱処理工程を経て高熱となった基板を搬送する場合も多い。
特開２００４−１１９５５４号公報
しかしながら、上記したロボットハンドを用いた場合には、高熱となった基板を搬送する際に、前述の投光器や受光器がかかる基板の放射熱の影響を受けてしまい、基板の有無を検出できないおそれがある。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、高熱の基板であっても確実に検出することができるロボットハンドおよびロボットを提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係るロボットハンドは、保持部と、基端部と、光センサと、複数の反射部材とを備える。前記保持部は、薄板状のワークを保持する。前記基端部は、先端部分に前記保持部を有し、末端部分がアームへ旋回可能に連結される。前記光センサは、前記基端部に設けられ、投光部および受光部を有する。前記反射部材は、前記保持部に設けられ、前記投光部からの光を反射することによって前記ワークの保持領域を通過させて前記受光部へ至らせる光路を形成する。また、前記保持部は、前記ワークへ接して該ワークを保持する複数の突起部を有する。また、前記反射部材は、前記突起部のうち少なくとも２つに設けられ、前記投光部からの光が少なくとも前記ワークの側面から入射して該ワークを横切るように前記光路を形成する。
実施形態の一態様によれば、高熱の基板であっても確実に検出することができる。
図１は、実施形態に係るロボットを備える搬送システムの全体構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係るロボットの構成を示す模式図である。 図３Ａは、第１の実施形態に係るハンドの模式上面図である。 図３Ｂは、第１の実施形態に係るハンドの模式側面図である。 図４Ａは、図３Ａに示すＭ１部の模式拡大図である。 図４Ｂは、基端側突起部の模式側面図である。 図４Ｃは、図４Ａに示すＡ−Ａ’線におけるウェハの端断面図である。 図５Ａは、ウェハの保持状態を示す図である。 図５Ｂは、第２の実施形態に係るハンドの模式側面図である。 図５Ｃは、第２の実施形態に係るハンドの模式側面図である。 図５Ｄは、第２の実施形態に係るハンドの模式側面図である。 図６は、第３の実施形態に係るハンドの模式上面図である。 図７Ａは、第４の実施形態の概要図である。 図７Ｂは、第４の実施形態に係るハンドの模式側面図である。 図７Ｃは、第４の実施形態に係るハンドの模式側面図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットハンドおよびロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下では、搬送対象物であるワークが基板であり、かつ、かかる基板が半導体ウェハである場合について説明することとし、かかる「半導体ウェハ」を「ウェハ」と記載する。また、エンドエフェクタである「ロボットハンド」については、「ハンド」と記載する。
（第１の実施形態）
まず、実施形態に係るロボットを備える搬送システムの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボットを備える搬送システム１の全体構成を示す模式図である。
なお、説明を分かりやすくするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向き（すなわち、「鉛直方向」）を負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。したがって、ＸＹ平面に沿った方向は、「水平方向」を指す。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。
また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの１個にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した１個とその他とは同様の構成であるものとする。
図１に示すように、搬送システム１は、基板搬送部２と、基板供給部３と、基板処理部４とを備える。基板搬送部２は、ロボット１０と、かかるロボット１０内部を配設する筐体２０とを備える。なお、基板供給部３は、かかる筐体２０の一方の側面２１に設けられ、基板処理部４は、他方の側面２２に設けられる。また、図中の符号１００は、搬送システム１の設置面を示している。
ロボット１０は、搬送対象物であるウェハＷを上下２段で保持可能なハンド１１を有するアーム部１２を備える。アーム部１２は、筐体２０の底壁部を形成する基台設置フレーム２３上に設置される基台１３に対して昇降自在、かつ水平方向に旋回自在に支持される。なお、ロボット１０の詳細については、図２を用いて後述する。
筐体２０は、いわゆるＥＦＥＭであり、上部に備えるフィルタユニット２４を介してクリーンエアのダウンフローを形成する。かかるダウンフローにより、筐体２０の内部は高クリーン度状態に保たれる。また、基台設置フレーム２３の下面には脚具２５が備えられており、筐体２０と設置面１００との間に所定のクリアランスＣを設けつつ筐体２０を支持する。
基板供給部３は、複数のウェハＷを高さ方向に多段に収納するフープ３０と、かかるフープ３０の蓋体を開閉して、ウェハＷを筐体２０内へ取り出せるようにするフープオープナ（図示せず）とを備える。なお、フープ３０およびフープオープナのセットは、所定の高さを有するテーブル３１上に所定の間隔をおいて複数セット並設することができる。
基板処理部４は、たとえば、洗浄処理や成膜処理、フォトリソグラフィ処理といった半導体製造プロセスにおける所定のプロセス処理をウェハＷに対して施すプロセス処理部である。基板処理部４は、かかる所定のプロセス処理を行う処理装置４０を備える。かかる処理装置４０は、筐体２０の他方の側面２２に、ロボット１０を挟んで基板供給部３と対向するように配置される。
また、筐体２０の内部には、ウェハＷのセンタリングやノッチ合わせを行うプリアライナ装置２６が設けられる。
そして、かかる構成に基づき、搬送システム１は、ロボット１０に昇降動作や旋回動作をとらせながら、フープ３０内のウェハＷを取り出させ、プリアライナ装置２６を介してウェハＷを処理装置４０へ搬入する。そして、処理装置４０において所定のプロセス処理を施されたウェハＷをふたたびロボット１０の動作によって搬出および搬送し、フープ３０へ再収納する。
次に、実施形態に係るロボット１０の構成について図２を用いて説明する。図２は、実施形態に係るロボット１０の構成を示す模式図である。
図２に示すように、ロボット１０は、ハンド１１と、アーム部１２と、基台１３とを備える。アーム部１２は、昇降部１２ａと、関節部１２ｂ、関節部１２ｄおよび関節部１２ｆと、第１アーム１２ｃと、第２アーム１２ｅとをさらに備える。
基台１３は、上述したように、基台設置フレーム２３（図１参照）上に設置されるロボット１０のベース部である。昇降部１２ａは、かかる基台１３から鉛直方向（Ｚ軸方向）にスライド可能に設けられ（図２の両矢印ａ０参照）、アーム部１２を鉛直方向に沿って昇降させる。
関節部１２ｂは、軸ａ１まわりの回転関節である（図２の軸ａ１まわりの両矢印参照）。第１アーム１２ｃは、かかる関節部１２ｂを介し、昇降部１２ａに対して旋回可能に連結される。
また、関節部１２ｄは、軸ａ２まわりの回転関節である（図２の軸ａ２まわりの両矢印参照）。第２アーム１２ｅは、かかる関節部１２ｄを介し、第１アーム１２ｃに対して旋回可能に連結される。
また、関節部１２ｆは、軸ａ３まわりの回転関節である（図２の軸ａ３まわりの両矢印参照）。ハンド１１は、かかる関節部１２ｆを介し、第２アーム１２ｅに対して旋回可能に連結される。
なお、ロボット１０には、モータなどの駆動源（図示略）が搭載されており、関節部１２ｂ、関節部１２ｄおよび関節部１２ｆのそれぞれは、かかる駆動源の駆動に基づいて回転する。
ハンド１１は、ウェハＷを保持するエンドエフェクタであり、それぞれ高さ位置の異なる上段ハンド１１ａと下段ハンド１１ｂとの２個のハンドからなる。上段ハンド１１ａおよび下段ハンド１１ｂは、軸ａ３を共通の旋回軸として近接して設けられ、それぞれ独立して軸ａ３まわりに旋回することができる。
そして、実施形態に係る搬送システム１は、かかる上段ハンド１１ａおよび下段ハンド１１ｂのそれぞれにウェハＷを載置して、たとえば、２枚同時にロボット１０へ搬送させることによって、作業の効率化やスループットの向上などを図ることができる。
なお、上段ハンド１１ａおよび下段ハンド１１ｂの構成の詳細については後述するが、以下では、上段ハンド１１ａおよび下段ハンド１１ｂは同一構成であるものとし、まとめて「ハンド１１」の記載で説明を行う。なお、かかる点は、上段ハンド１１ａおよび下段ハンド１１ｂが同一構成であると限定するものではない。
また、ロボット１０が示すこととなる各種動作は、制御装置５０によって制御される。制御装置５０は、ロボット１０と相互通信可能に接続され、たとえば、筐体２０（図１参照）内部のロボット１０の懐（ふところ）や筐体２０の外部などに配設される。なお、ロボット１０と制御装置５０とが一体化していてもよい。
また、制御装置５０の行うロボット１０の各種動作の動作制御は、あらかじめ制御装置５０に格納されている教示データに基づいて行なわれるが、やはり相互通信可能に接続された上位装置６０からかかる教示データを取得する場合もある。また、上位装置６０は、ロボット１０（およびその各構成要素）の状態監視が逐次可能である。
次に、第１の実施形態に係るハンド１１の構成の詳細について、図３Ａおよび図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、第１の実施形態に係るハンド１１の模式上面図であり、図３Ｂは、第１の実施形態に係るハンド１１の模式側面図である。
なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、ハンド１１が、その先端部をＸ軸の正方向へ向けているところを示している。
図３Ａに示すように、ハンド１１は、プレート１１１（保持部）と、基端部１１２と、先端側突起部１１３Ｌ，１１３Ｒと、基端側突起部１１４Ｌ，１１４Ｒと、光センサ１１５とを備える。光センサ１１５は、投光部１１５ａと、受光部１１５ｂとをさらに備える。
プレート１１１は、ウェハＷが保持される領域（以下、「保持領域」と記載する）を含む部材である。なお、図３には、先端側が略Ｖ字状に成形されたプレート１１１を例示しているが、プレート１１１の形状を限定するものではない。
なお、高温のウェハＷを保持する場合を考慮して、プレート１１１の素材は、セラミックスや繊維強化プラスチックといった耐熱性素材であることが好適である。
基端部１１２は、ハンド１１の基端にあたる部材であり、その先端部分にはプレート１１１が連結される。また、基端部１１２の末端部分は、上記した関節部１２ｆを介して、軸ａ３まわりに旋回可能に第２アーム１２ｅへ連結される。
先端側突起部１１３Ｌ，１１３Ｒは、プレート１１１の先端側の対称位置に配設される。また、基端側突起部１１４Ｌ，１１４Ｒは、プレート１１１の基端側の対称位置に配設される。
そして、図３Ａに示すように、ウェハＷは、かかる先端側突起部１１３Ｌ，１１３Ｒおよび基端側突起部１１４Ｌ，１１４Ｒによって形成される保持領域Ｈにおいて保持される。
ここで、図３Ｂを参照しつつ、本実施形態におけるウェハＷの保持方式について説明する。なお、図３Ｂの上段にはウェハＷの保持前の状態を、図３Ｂの下段にはウェハＷの保持後の状態を、それぞれ示している。
図３Ｂに示すように、ハンド１１を側面方向からみた場合、先端側突起部１１３Ｒおよび基端側突起部１１４Ｒはそれぞれ台形状に成形されている。なお、図示略の先端側突起部１１３Ｌおよび基端側突起部１１４Ｌもこの点は同様である。
このように、先端側突起部１１３Ｌ，１１３Ｒおよび基端側突起部１１４Ｌ，１１４Ｒにプレート１１１の内側へ向けて傾斜する側面をもたせることによって、ハンド１１は、保持領域Ｈをプレート１１１から浮いた領域として形成することができる。
すなわち、図３Ｂの上段から下段にかけて示すように、ハンド１１は、ウェハＷをかかる保持領域Ｈへ落とし込むように載置することによって、ウェハＷをプレート１１１から浮かせた状態で下方から支持し、保持することができる。これにより、ウェハＷが高温であっても、かかるウェハＷの熱の影響をプレート１１１へ直接及ぼすことなく、かつ、安定的に、ウェハＷを保持することができる。
なお、ウェハＷと接することとなる先端側突起部１１３Ｌ，１１３Ｒおよび基端側突起部１１４Ｌ，１１４Ｒは、たとえば、ポリイミド樹脂などの超耐熱性素材から形成されることが好適である。また、図３Ｂでは、側面方向からみた場合に台形状である先端側突起部１１３Ｌ，１１３Ｒおよび基端側突起部１１４Ｌ，１１４Ｒを示したが、少なくともプレート１１１の内側へ向けて傾斜する側面を有していれば、その形状は特に限定されない。
図３Ａの説明に戻り、光センサ１１５について説明する。光センサ１１５は、投光部１１５ａから受光部１１５ｂに至る光路Ｖを形成し、投光部１１５ａ側の光量と受光部１１５ｂ側の光量との差分に基づいてハンド１１におけるウェハＷの有無を検出する検出部である。なお、検出部は、かかる光量の差分が大きいほど、ウェハＷによって光路Ｖが遮られたこと、すなわち、ハンド１１にウェハＷがあることを確実に検出することができる。
投光部１１５ａは、発光素子などからなる光源である。また、受光部１１５ｂは、受光素子などからなり、投光部１１５ａからの光を受光する。
なお、図３Ａに示すように、投光部１１５ａおよび受光部１１５ｂは、基端部１１２に配設される。すなわち、投光部１１５ａおよび受光部１１５ｂをウェハＷの保持されるプレート１１１から所定量離れた基端部１１２に配設することで、ウェハＷの熱の影響を投光部１１５ａおよび受光部１１５ｂに及びにくくすることができる。言い換えれば、光センサ１１５の動作の信頼性を確保し、ウェハＷの有無を検出する確実性を上げることができる。
なお、図３Ａでは図示していないが、ハンド１１が、ウェハＷを把持する把持機構を備えることとしてもよい。かかる把持機構を備える場合の一例については、図７Ａ〜図７Ｃを用いて後述する。
次に、図３Ａに示したＭ１部の模式拡大図である図４Ａを用いて、投光部１１５ａおよび受光部１１５ｂほかの各部材が形成する光路Ｖの詳細について説明する。なお、図４Ａでは、説明の便宜から、投光部１１５ａおよび受光部１１５ｂほかの各部材を誇張してあらわすこととする。
図４Ａに示すように、基端側突起部１１４Ｌは、開口部１１４Ｌａ，１１４Ｌｂと、光路孔１１４Ｌｃと、反射部材１１４Ｌｄとを備える。同様に、基端側突起部１１４Ｒは、開口部１１４Ｒａ，１１４Ｒｂと、光路孔１１４Ｒｃと、反射部材１１４Ｒｄとを備える。
そして、図４Ａに示すように、開口部１１４Ｌａは、投光部１１５ａに対向して配設される。また、開口部１１４Ｒａは、受光部１１５ｂに対向して配設される。また、基端側突起部１１４Ｌ，１１４Ｒの模式側面図である図４Ｂに示すように、開口部１１４Ｌｂ，１１４Ｒｂの双方は、略同一の高さ位置にそれぞれ対向して配設される。
なお、かかる開口部１１４Ｌｂ，１１４Ｒｂの高さ位置は略同一でなくともよいが、この点については図５Ａ〜図５Ｃを用いて後述する。また、開口部それぞれの形状は、図４Ｂに示すような円状に限らなくともよい。
また、図４Ａに示すように、基端側突起部１１４Ｌの開口部１１４Ｌａ，１１４Ｌｂは、略Ｌ字状の光路孔１１４Ｌｃによって連通され、かかる光路孔１１４Ｌｃには、反射部材１１４Ｌｄが配設される。同様に、基端側突起部１１４Ｒの開口部１１４Ｒａ，１１４Ｒｂは、光路孔１１４Ｒｃによって連通され、かかる光路孔１１４Ｒｃには、反射部材１１４Ｒｄが配設される。
かかる構成により、図４Ａに示すように、投光部１１５ａから発せられた光は、基端側突起部１１４Ｌの開口部１１４Ｌａから侵入し、光路孔１１４Ｌｃを介しつつ反射部材１１４Ｌｄによってその向きを変え、開口部１１４Ｌｂから投出される。
また、開口部１１４Ｌｂから投出された光は、ウェハＷの保持領域Ｈを通過して基端側突起部１１４Ｒの開口部１１４Ｒｂから侵入し、光路孔１１４Ｒｃを介しつつ反射部材１１４Ｒｄによってその向きを変え、開口部１１４Ｒａから投出される。そして、開口部１１４Ｒａから投出された光は、受光部１１５ｂによって受光される。
すなわち、図４Ａに示すような、投光部１１５ａから保持領域Ｈをプレート１１１（図３Ａ参照）の延在方向と略垂直となるように通過して受光部１１５ｂへ至る略鈎状の光路Ｖが形成されることとなる。
なお、このような光路Ｖを形成した場合、光は、ウェハＷの側面からウェハＷの主面と略平行に入射することとなるが、かかる場合の利点について図４Ｃを用いて説明する。図４Ｃは、保持領域ＨにウェハＷが保持されている場合の、図４Ａに示すＡ−Ａ’線におけるウェハＷの端断面図である。なお、図４Ｃに示す矢印は、光を模式的に示したものである。
図４Ｃに示すように、ウェハＷを側面方向（すなわち、Ｘ軸方向）からみた場合、ウェハＷの側面は平らではないのが通常である。したがって、かかるウェハＷの側面から光を入射させた場合、矢印２０１および矢印２０２に示すように、光の一部はウェハＷの平らではない側面によって曲がりやすい。
これは、言い換えれば、保持領域ＨにウェハＷが存在した場合に、ウェハＷを透過する光を減衰しやすくできるということである。すなわち、上記した光量の差分を明確化できるので、ウェハＷの有無を確実に検出できるというメリットを得ることができる。
なお、このように確実性の高い検出を行うための光路Ｖの形成にあたっては、反射部材１１４Ｌｄ，１１４Ｒｄは、耐熱性に優れ、かつ、反射率の高い素材を含んで形成されることが好適である。かかる素材としては、たとえば、鏡面研磨された石英ガラスなどを挙げることができる。
上述してきたように、第１の実施形態に係るハンドおよびロボットは、保持部と、基端部と、光センサと、反射部材とを備える。保持部は、薄板状のワークであるウェハを保持する。基端部は、先端部分に保持部が連結されており、末端部分がアームへ旋回可能に連結される。光センサは、基端部に設けられ、投光部および受光部を有する。反射部材は、保持部に設けられ、投光部からの光を反射することによってウェハの保持領域を通過させて受光部へ至らせる光路を形成する。
したがって、第１の実施形態に係るハンドおよびロボットによれば、高熱の基板であっても確実に検出することができる。
ところで、上述した第１の実施形態では、反射部材が、基端側突起部に備えられる場合について説明したが、これに限られるものではなく、基端側突起部（あるいは先端側突起部）とは別個にプレート上に備えられてもよい。
また、上述した第１の実施形態では、先端側突起部がプレートの先端側に１対配設され、基端側突起部がプレートの基端側に１対配設される場合を例に挙げて説明したが、それぞれの個数を限定するものではない。
たとえば、１対の先端側突起部と、１個の基端側突起部とによって、ウェハを３点で保持することとしてもよい。かかる場合、上述のように基端側突起部とは独立して反射部材を備えることとすれば、第１の実施形態に示した光路と同様の光路を容易に形成することが可能である。
また、上述した第１の実施形態では、先端側突起部および基端側突起部が台形状である場合を例に挙げて説明したが、その形状を問うものではない。たとえば、円柱状や直方体状であってもよい。かかる円柱状や直方体状である場合には、その上面にウェハを載置することで、第１の実施形態に示したのと同様にウェハをプレートから浮かせた状態で保持することができる。また、かかる場合には、上述のように反射部材を独立してプレート上に配設することが好適である。
なお、これらの点については、以下に示す他の実施形態についても同様とする。
また、上述した第１の実施形態では、ウェハの保持領域を通過する光路がウェハの主面と平行となるように反射部材を配設する場合について説明したが、これを、ウェハの主面と非平行となるようにしてもよい。そこで、以下に示す第２の実施形態では、かかる場合について、図５Ａ〜図５Ｄを用いて説明する。
なお、以下の第２の実施形態を含め、以降に示す各実施形態では、第１の実施形態と共通する説明を適宜省略する。
（第２の実施形態）
図５Ａは、ウェハＷ１，Ｗ２の保持状態を示す図である。また、図５Ｂ〜図５Ｄは、第２の実施形態に係るハンド１１Ａの模式側面図である。
図５Ａに示すように、熱処理工程を経て高温となったウェハＷ１は、反った状態でハンド１１上に保持される場合がある。また、図５Ａに示すように、反った状態でなくとも、やや斜めの状態で保持されるウェハＷ２のような場合も考えられる。
そこで、図５Ｂに示すように、第２の実施形態に係るハンド１１Ａは、それぞれ開口部（およびその内部の反射部材）の高さ位置が異なる基端側突起部１１４ＬＡ，１１４ＲＡを備える。
これにより、反ったウェハＷ１あるいは斜めのウェハＷ２が確実に遮ることとなる光路Ｖを形成することができるので、反ったウェハＷ１あるいは斜めのウェハＷ２であっても確実にその有無を検出することが可能となる。
なお、図５Ｃに示すように、それぞれ上下に２つの開口部を有した基端側突起部１１４ＬＢ，１１４ＲＢを備えることとしたうえで、斜めに交差する２つの光路Ｖ１，Ｖ２を形成することとしてもよい。
これにより、ウェハＷ１あるいはウェハＷ２が光路Ｖ１，Ｖ２を遮る確実性を増すことができるので、反ったウェハＷ１あるいは斜めのウェハＷ２であっても確実にその有無を検出することが可能となる。
なお、図５Ｃに示した例の場合、ハンド１１Ａは、その基端部に、光路Ｖ１および光路Ｖ２にそれぞれ対応する投光部および受光部のセットを備えることが好ましい。
また、図５Ｄに示すように、水平方向に略平行ではあるが相当幅を有する光路Ｖ３を形成可能な基端側突起部１１４ＬＣ，１１４ＲＣを備えることとしてもよい。かかる光路Ｖ３は、相当量の光の出力が可能な投光部や、高い反射率を有する反射部材などを組み合わせることによって形成することができる。
これにより、ウェハＷ１あるいはウェハＷ２が光路Ｖ３を遮る確実性を増すことができるので、反ったウェハＷ１あるいは斜めのウェハＷ２であっても確実にその有無を検出することが可能となる。
なお、図５Ａ〜図５Ｄでは、反ったウェハＷ１あるいは斜めのウェハＷ２を主として例に挙げているが、水平方向に略平行に保持されたウェハＷ（図４Ｃ参照）に対しても適用できることは言うまでもない。
上述したように、第２の実施形態に係るハンドおよびロボットは、保持部と、基端部と、光センサと、反射部材とを備える。保持部は、ウェハを保持する。基端部は、先端部分に保持部が連結されており、末端部分がアームへ旋回可能に連結される。光センサは、基端部に設けられ、投光部および受光部を有する。反射部材は、保持部に設けられ、投光部からの光を反射することによってウェハの保持領域をウェハの主面と非平行に通過させて受光部へ至らせる光路を形成する。
したがって、第２の実施形態に係るハンドおよびロボットによれば、基板の保持状態に関わらず、また、高熱の基板であっても、確実に検出することができる。
ところで、上述した各実施形態では、主に基端側突起部によって光路を形成する場合について説明したが、これを、先端側突起部を含めて形成することとしてもよい。そこで、以下に示す第３の実施形態では、かかる場合について、図６を用いて説明する。
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係るハンド１１Ｂの模式上面図である。図６に示すように、ハンド１１Ｂは、反射部材（図示略）を有する先端側突起部１１３ＲＡを備える点が、上述した各実施形態のハンド１１およびハンド１１Ａとは異なる。
そして、ハンド１１Ｂは、投光部１１５ａから基端側突起部１１４ＬＤを介して保持領域Ｈの中心Ｐの近傍を通過し、さらに先端側突起部１１３ＲＡおよび基端側突起部１１４ＲＤを介して受光部１１５ｂへ至る光路Ｖ４を形成する。すなわち、かかる光路Ｖ４は、基端側突起部１１４ＬＤから先端側突起部１１３ＲＡを経て基端側突起部１１４ＲＤへ至る順に保持領域Ｈを通過することとなる。
これにより、たとえば、ウェハＷが、ハンド１１Ｂの先端側と基端側とでやや高さ位置を異ならせて斜めに保持されている場合であっても、ウェハＷに確実に光路Ｖ４を遮らせることができる。すなわち、ウェハＷの有無を確実に検出することができる。
なお、図６に示したハンド１１Ｂの基端側突起部１１４ＲＤにおいては、Ｘ軸方向に沿った開口部および光路孔のみを形成し、反射部材を備えずに光のみを通過させればよい。そして、かかる点は、図６に示したように、基端側突起部１１４ＲＤが、先端側突起部１１３ＲＡおよび受光部１１５ｂを結ぶ直線上に配設される場合を指すが、これら各部材の配置関係を限定するものではない。
したがって、たとえば、基端側突起部１１４ＲＤを前述の直線上に配設しなくともよく、かかる場合には、基端側突起部１１４ＲＤに対して反射部材（図示略）を備えることとしたうえで、基端側突起部１１４ＲＤにおいても光を反射させればよい。また、かかる場合に、必ずしも基端側突起部１１４ＲＤを介さなくともよい。すなわち、投光部１１５ａから基端側突起部１１４ＬＤを介して先端側突起部１１３ＲＡへ至った後、かかる先端側突起部１１３ＲＡから直接受光部１１５ｂへ至る光路を形成してもよい。
また、これまで先端側の突起部については先端側突起部１１３ＲＡを例に挙げたが、先端側突起部１１３ＬＡに対して反射部材（図示略）を備えることとし、かかる先端側突起部１１３ＬＡを介して光路Ｖ４と同様の光路を形成してもよい。
上述したように、第３の実施形態に係るハンドおよびロボットは、保持部と、基端部と、光センサと、反射部材とを備える。保持部は、ウェハを保持する。基端部は、先端部分に保持部が連結されており、末端部分がアームへ旋回可能に連結される。光センサは、基端部に設けられ、投光部および受光部を有する。反射部材は、保持部に設けられ、投光部からの光を反射することによってウェハの保持領域の中心近傍を通過させて受光部へ至らせる光路を形成する。
したがって、第３の実施形態に係るハンドおよびロボットによれば、基板の保持状態に関わらず、また、高熱の基板であっても、確実に検出することができる。
ところで、上述した各実施形態では、水平方向のみに沿った光路を形成する場合について説明したが、これを、水平方向以外の方向を組み合わせることとしてもよい。そこで、以下に示す第４の実施形態では、かかる場合について、図７Ａ〜図７Ｃを用いて説明する。なお、図７Ａは、第４の実施形態の概要図であり、図７Ｂおよび図７Ｃは、第４の実施形態に係るハンド１１Ｃの模式側面図である。
（第４の実施形態）
図７Ａに光路Ｖ５として示すように、投光部１１５ａから投出された光は、たとえば、途中で鉛直方向に沿ってその向きを変えつつ、受光部１１５ｂへ至ることとしてもよい。
これは、次のような場合に有効となる。たとえば、図７Ｂに示すように、ハンド１１Ｃは、基端部１１２に把持機構１１６を備える。把持機構１１６は、押圧部１１６ａを有しており、かかる押圧部１１６ａを矢印３０１に示す方向へ突出させ、ウェハＷをかかる押圧部１１６ａと先端側突起部１１３Ｌ（および１１３Ｒ）との間に挟み込むことで把持する機構である。
かかる把持機構１１６は、ウェハＷが高温などの非常温でない場合に、ウェハＷを確実にハンド１１Ｃにおいて把持するうえで有用となる。ここで、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、かかる把持機構１１６のような機構を基端部１１２に備える場合に、配設スペースの都合上、投光部１１５ａおよび受光部１１５ｂを把持機構１１６の下段に配設する必要があるものとする。
かかる場合、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、ハンド１１Ｃには、プレート１１１の内部に反射部材１１１Ｌ，１１１Ｒを備えることができる。また、さらに下方向に開口され、プレート１１１の内部と連通した基端側突起部１１４ＬＥ，１１４ＲＥを備えることで、図７Ａに示した光路Ｖ５を形成することが可能となる。
これにより、投光部１１５ａおよび受光部１１５ｂの配設位置に関わらず、ウェハＷの有無を確実に検出可能な光路Ｖ５を形成することができる。
なお、ここでは、水平方向に対して鉛直方向を組み合わせて形成した光路Ｖ５を例に挙げて説明したが、鉛直方向に限られるものではなく、たとえば、斜め方向であってもよい。
上述したように、第４の実施形態に係るハンドおよびロボットは、保持部と、基端部と、光センサと、反射部材とを備える。保持部は、ウェハを保持する。基端部は、先端部分に保持部が連結されており、末端部分がアームへ旋回可能に連結される。光センサは、基端部に設けられ、投光部および受光部を有する。反射部材は、保持部に設けられ、投光部からの光を反射することによって受光部へ至らせる、投光部および受光部の配設位置に応じた光路を形成する。
したがって、第４の実施形態に係るハンドおよびロボットによれば、投光部および受光部の配設位置に関わらず、また、高熱の基板であっても、確実に検出することができる。
なお、上述した各実施形態では、主に高熱のウェハを保持する場合を例に挙げて説明したが、高温でない常温のウェハを検出する場合に適用できることは言うまでもない。
また、上述した各実施形態では、ウェハを保持部であるプレートの上面において保持する場合を例示したが、これに限られるものではない。たとえば、プレートの下面において吸着することによってウェハを保持することとしてもよい。また、かかる場合には、反射部材は、かかるプレートの下面におけるウェハの側面を通過する光路を形成することとすればよい。
また、上述した各実施形態では、反射部材が、板状の形状である場合を例示したが、反射部材の形状を限定するものではない。また、反射部材は、単体でなくともよい。また、反射部材は、たとえば、上述した光路孔の壁面と一体化していてもよい。
また、上述した各実施形態では、単腕に相当する１つのアームの先端部に２個のハンドが設けられている場合を例に挙げて説明したが、ハンドの個数を限定するものではなく、１個、もしくは、３個以上設けられていてもよい。
また、上述した各実施形態では、単腕ロボットを例に挙げて説明したが、双腕以上の多腕ロボットに適用することとしてもよい。
また、上述した各実施形態では、ワークが基板であり、かかる基板が主にウェハである場合を例に挙げて説明したが、基板の種別を問わず適用できることは言うまでもない。たとえば、液晶パネルディスプレイのガラス基板などであってもよい。また、薄板状のワークであれば、基板でなくともよい。
また、上述した各実施形態では、基板の搬送システムが備えるロボットを例に挙げて説明を行ったが、アームに設けられたハンドを用いて薄板状のワークを保持するロボットであれば、かかるロボットが備えられるシステムの種別を問うものではない。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 搬送システム
２ 基板搬送部
３ 基板供給部
４ 基板処理部
１０ ロボット
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ ハンド
１１ａ 上段ハンド
１１ｂ 下段ハンド
１２ アーム部
１２ａ 昇降部
１２ｂ 関節部
１２ｃ 第１アーム
１２ｄ 関節部
１２ｅ 第２アーム
１２ｆ 関節部
１３ 基台
２０ 筐体
２１、２２ 側面
２３ 基台設置フレーム
２４ フィルタユニット
２５ 脚具
２６ プリアライナ装置
３０ フープ
３１ テーブル
４０ 処理装置
５０ 制御装置
６０ 上位装置
１００ 設置面
１１１ プレート
１１１Ｌ、１１１Ｒ 反射部材
１１２ 基端部
１１３Ｌ、１１３Ｒ 先端側突起部
１１３ＬＡ、１１３ＲＡ 先端側突起部
１１４Ｌ、１１４Ｒ 基端側突起部
１１４ＬＡ、１１４ＲＡ 基端側突起部
１１４ＬＢ、１１４ＲＢ 基端側突起部
１１４ＬＣ、１１４ＲＣ 基端側突起部
１１４ＬＤ、１１４ＲＤ 基端側突起部
１１４ＬＥ、１１４ＲＥ 基端側突起部
１１４Ｌａ、１１４Ｌｂ、１１４Ｒａ、１１４Ｒｂ 開口部
１１４Ｌｃ、１１４Ｒｃ 光路孔
１１４Ｌｄ、１１４Ｒｄ 反射部材
１１５ 光センサ
１１５ａ 投光部
１１５ｂ 受光部
１１６ 把持機構
１１６ａ 押圧部

Claims (8)

  1. 薄板状のワークを保持する保持部と、
    先端部分に前記保持部を有し、末端部分がアームへ旋回可能に連結される基端部と、
    前記基端部に設けられ、投光部および受光部を有する光センサと、
    前記保持部に設けられ、前記投光部からの光を反射することによって前記ワークの保持領域を通過させて前記受光部へ至らせる光路を形成する複数の反射部材と
    を備え、
    前記保持部は、
    前記ワークへ接して該ワークを保持する複数の突起部を有し、
    前記反射部材は、
    前記突起部のうち少なくとも２つに設けられ、前記投光部からの光が少なくとも前記ワークの側面から入射して該ワークを横切るように前記光路を形成することを特徴とするロボットハンド。
  2. 前記反射部材は、
    耐熱性を有する素材を含むこと
    を特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
  3. 前記反射部材は、
    前記ワークの保持領域を通過する光路が、前記ワークの主面と平行となるように設けられること
    を特徴とする請求項１または２に記載のロボットハンド。
  4. 前記反射部材は、
    前記ワークの保持領域を通過する光路が、前記ワークの主面と非平行となるように設けられること
    を特徴とする請求項１または２に記載のロボットハンド。
  5. 前記反射部材は、
    前記ワークの保持領域を通過する光路が、前記ワークを上面視した場合の中心近傍を通過するように設けられること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットハンド。
  6. 前記突起部は、
    該突起部の内部で連通する２つの開口部を側面に有するとともに、前記保持部の基端側の対称位置に１対が設けられ、
    前記反射部材は、
    前記光路が前記保持部の延在方向と垂直となるように前記開口部の連通する部位へ設けられること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットハンド。
  7. 前記突起部は、
    前記保持部の先端側に少なくとも１つと、該保持部の基端側に１対とが設けられ、
    前記反射部材は、
    前記基端側の前記突起部の一方から前記先端側の前記突起部を経て前記基端側の前記突起部の他方へ至る順に前記光路が通過するように設けられること
    を特徴とする請求項５に記載のロボットハンド。
  8. 請求項１〜７のいずれか一つに記載のロボットハンド
    を備えることを特徴とするロボット。
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