JP6183301B2 - 自動ハンドリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリコンウェーハ等のワークを自動的に搬送する自動ハンドリング装置に関する。

従来、例えばシリコンウェーハ等の薄板状ワークの上下面を同時に平面加工する場合、両面研磨装置や両面ラップ装置などの両面加工装置が使用されている。例えば両面研磨装置は、発砲ウレタンや不織布からなる研磨パッドを貼り付けた上下定盤の間に、キャリアと呼ばれる円盤状の遊星ギアを配置する。ワークはこのキャリアの保持孔に貫通保持し、キャリアにかみ合うサンギアとインターナルギアとを相互に回転させることにより、キャリアの自転や、公転運動を発生させる。この自転、公転、及び上下定盤の回転とワークとの摺動によってワークの上下面を同時に研磨するものである。また、研磨を効率的に行うために、両面研磨中には上定盤に設けられた複数の穴から、研磨スラリーを供給する。

また、上定盤には上下に昇降する機構が備えられ、上定盤を上昇位置にしてから、下定盤上にキャリアをセットしたり、該セットしたキャリアにワークをセットしたりする。キャリアへのワークのセットは、作業者が手作業でキャリアのワーク保持孔に仕込む場合と、自動ハンドリング装置を使用して仕込む場合がある。このようにして、ワークが仕込まれた後、上定盤が下降し、上下定盤でワークとキャリアを挟み込む。そして、研磨スラリーを供給しながら、上述した上下定盤の回転とインターナルギアとサンギアの回転で得られるキャリアの自転、公転によりワークの研磨を行う。

特開２００５−２４３９９６号公報

例えばシリコンウェーハの加工プロセスにおいては、シリコンウェーハの加工プロセス装置への仕込みや取り出しを、作業者による処理からロボット等を利用した自動処理化することが一般に進められ、これによる人件費の低減が、シリコンウェーハの製造コスト削減に寄与している。

しかしながら、上記のような両面研磨装置や、それと非常に類似した機構を有する両面ラップ装置では、自動のワーク取り出しは比較的技術的難易度が低いものの、自動のワーク仕込みは高度な技術を要する。以下、その理由を詳しく説明する。
自動ハンドリング装置で、ワークをキャリアのワーク保持孔に仕込んだり、取り出したりする場合、多関節ロボット、スカラーロボット、旋回アーム、その他アクチュエータ等で、ウェーハハンドをあらかじめ記憶させておいた位置に移動させ、そこでワークを置いたり、掴んだりする。この搬送機構は、数百ミクロン以下の位置精度で制御できることが一般的であり、ワークの仕込み、取り出し作業への応用に十分対応することができる。

一方で、ワークが置かれたり、掴んだりする時のキャリアのワーク保持孔の位置については、その精度をあげるのには困難を伴う。このワーク保持孔の位置が不正確な理由は、下定盤上に置かれたキャリアの位置及び向きを一定にさせるのが難しいからである。
ところで、一般的な両面研磨装置や両面ラップ装置では、１つのキャリアでワークを１枚、もしくは複数枚保持でき、複数のキャリア、例えば５枚のキャリアが等間隔、すなわち７２°間隔で装置に設けられている場合が多い。

ワークをキャリアに保持する際には、複数のキャリアのうち、対象のキャリアを特定のワークの仕込み位置にインターナルギアとサンギアを回転させることで移動させる。この特定の仕込み位置に配置されたキャリアに対し、ワークを保持させる。この特定仕込み位置にあるキャリアのワーク保持が終了した後、インターナルギアとサンギアを７２°同じ方向に回転させることで、今度はすぐ隣のキャリアをワークの仕込み位置に移動させる（この動作をキャリアのインデックスと呼ぶことがある）。これらワークの保持とインデックスを５回繰り返すことで、５枚全てのキャリアにワークを保持させる。

このように、インターナルギアとサンギアを制御してキャリアの位置を所望の位置に停止させるが、これらのギアは通常バックラッシュを有しており、この大きさに応じた停止位置の不確定さが生じる。さらに、キャリアはサンギアとインターナルギアに噛合され装置にセットされるが、図１０に示すようにキャリアと両ギアの間にはクリアランスを設けることが一般的であり、これもキャリアの停止位置精度の正確性を低下させる要因である。

ワークの取り出しにおいては、例えばシリコンウェーハの場合を考えると、サイズが直径２００ｍｍや直径３００ｍｍのウェーハが現在主流であるので、ウェーハハンドがウェーハをつかみに行く際のバックラッシュやキャリアとギアのクリアランスによるミリオーダーの位置精度低下は、ワークサイズと比較して十分小さいので問題とはならない場合が多い。
しかしながら、ワークの仕込みについては、キャリアのワーク保持孔の直径は、通常、ワークの直径よりせいぜい１ｍｍ大きい程度、もしくはそれ以下で設計されているので、前述のキャリア位置精度の不安定さが解消されない限り、繰り返し、正確にワークをワーク保持孔に仕込むことはできない。

このような問題に対し、例えば特許文献１では、光学的にキャリアの位置及びワーク保持孔の位置を測定し、その測定結果に応じた位置にワークを仕込む装置が考案されている。ところが、光学機器の導入、画像情報からのワーク保持孔の位置算出、それに応じたワーク仕込み位置の制御に必要なソフトウェアーには、多大な導入コストを要してしまう。

本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、安価で正確に、キャリアのワーク保持孔にワークを仕込むことができる自動ハンドリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、サンギアとインターナルギアに噛合して遊星歯車運動をするワーク保持用のキャリアを有するワークの両面加工装置において、前記キャリアのワーク保持孔にワークを搬入、または前記キャリアのワーク保持孔からワークを搬出する自動ハンドリング装置であって、前記ワークを吸着保持する吸着ヘッド、該吸着ヘッドに接続され、当該吸着ヘッドを移動させるアーム、前記キャリアのワーク保持孔に搬送されるワークを載置しておくステージを具備し、前記吸着ヘッドが、該吸着ヘッドの本体に対して水平面内で移動が可能な可動部を有し、該可動部は前記ワークを吸着保持でき、かつ鉛直下方向に延伸された複数の位置決めピンを有するものであり、前記複数の位置決めピンが、前記可動部で保持したワークを前記キャリアのワーク保持孔に仕込む際に、前記キャリアの外周におけるギアの歯底に密着して、前記可動部が水平面内で移動することで、前記キャリアを前記サンギア側に押しつけて、前記キャリアの位置及び向きを固定して、保持したワークを前記キャリアの保持孔内に搬入するものであることを特徴とする自動ハンドリング装置を提供する。

本発明の自動ハンドリング装置では、上記複数の位置決めピンによりキャリアをサンギア側に押しつけ、常に所定の位置及び向きにキャリアを固定してから、ワーク保持孔にワークを仕込むため、常に一定のワーク保持孔の位置でワークの仕込みができる。また、この自動ハンドリング装置は特別複雑な構造ではなく、且つ、高額な光学機器等を必要としない。そのため、光学機器や画像処理装置等の高価な機器を導入しなくとも、ワークをキャリアの保持孔に正確に仕込むことができ、安価で精度の高いワークの搬送を実現できるものとなる。

このとき、前記ステージは、前記複数の位置決めピンが前記キャリアの位置及び向きを固定する際に、前記可動部に保持された前記ワークの中心と前記キャリアのワーク保持孔の中心とが一致する位置に前記ワークを載置できる機構を備えたものであることが好ましい。

このように、予めステージ上で可動部に保持されたワークの中心とキャリアのワーク保持孔の中心とが一致するような機構を備えていれば、更に精度の高いワークの搬送ができるものとなる。

またこのとき、前記ステージは、前記可動部が、前記ステージ上に載置されたワークを吸着保持する時に、前記複数の位置決めピンが挿入される複数の位置決め穴を有しており、該複数の位置決め穴の位置は、前記複数の位置決めピンが挿入されたときに、前記可動部と前記ステージ上に載置されたワークとの相対位置が、前記複数の位置決めピンが前記キャリアの位置及び向きを固定する際に、前記可動部に保持された前記ワークの中心と前記ワーク保持孔の中心とが一致する位置で、前記可動部が前記ワークを保持できるように調整されているものとすることができる。

本発明の自動ハンドリング装置における、吸着ヘッドは、その可動部に位置決めピンを有しているため、このような位置決めピンを位置決め穴に挿入することで、より単純な構造で可動部に保持されたワークの中心とワーク保持孔の中心とが一致する位置でワークの保持が可能となり、より簡便に正確なワークの搬送を行うことができる。

本発明の自動ハンドリング装置であれば、必ずしも高額な光学機器や画像処理装置が必要では無く、安価で、正確にワークをキャリアのワーク保持孔に仕込むことができる。

両面加工装置における、本発明の自動ハンドリング装置の一例を示した概略図である。 両面加工装置において、キャリアの歯底に位置決めピンを密着させた際の本発明の自動ハンドリング装置の態様の一例を示した概略図である。 両面加工装置におけるキャリアのθ方向への傾きを説明する図である。 両面加工装置において、吸着ヘッドの可動部が移動し、全ての位置決めピンがキャリアの歯底に密着した際の本発明の自動ハンドリング装置の態様の一例を示した概略図である。 本発明の自動ハンドリング装置における、アーム及び吸着ヘッドの構成の一例を示す（ａ）上面図、（ｂ）側面図である。 （ａ）本発明の自動ハンドリング装置における、吸着ヘッドの第２のエアーシリンダーが伸びた状態の一例を示す側面図である。（ｂ）本発明の自動ハンドリング装置における、吸着ヘッドの第２のエアーシリンダーが縮んだ状態の一例を示す側面図である。 （ａ）本発明の自動ハンドリング装置における、吸着ヘッドの可動部が水平面内で移動した状態の一例を示す上面図である。（ｂ）本発明の自動ハンドリング装置における、吸着ヘッドの可動部が移動していない状態の一例を示す上面図である。 本発明の自動ハンドリング装置におけるステージの構成の一例を示す上面図である。 本発明の自動ハンドリング装置を使用したワークの取り出し動作を説明する図である。 両面加工装置におけるサンギア及びインターナルギアの両ギアとキャリアとの間のクリアランスを説明する図である。

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記のように、両面研磨装置や両面ラップ装置等の両面加工装置におけるキャリアのワーク保持孔にワークを仕込む際、サンギア及びインターナルギアの両ギアとキャリアとの間のクリアランスが原因でキャリアの位置や向きが一定でないために、正確にワークを仕込むことができないという問題がある。また、キャリアの位置及びワーク保持孔の位置を光学的に測定し、その測定結果に応じた位置にワークを仕込む装置が考案されているが、光学機器等に多大な導入コストを要してしまうという問題がある。

そこで、本発明者等はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、ワークを仕込む際に、位置決めピンによりキャリアの位置及び向きを固定することができる自動ハンドリング装置であれば、単純な構造で安価に精度の高いワークの搬送ができることに想到し、本発明を完成させた。

以下、本発明の自動ハンドリング装置について、図を参照して詳しく説明する。
図１に示すように、本発明の自動ハンドリング装置１は、下定盤２５上にサンギア２１とインターナルギア２２に噛合して遊星歯車運動をするワーク保持用のキャリア２３を有する両面加工装置２０において、キャリア２３のワーク保持孔２４にワークＷを搬入、またはワーク保持孔２４からワークＷを搬出するものである。
この自動ハンドリング装置１はワークＷを吸着保持する吸着ヘッド２、該吸着ヘッド２に接続され、当該吸着ヘッド２を移動させるアーム３、両面加工装置２０におけるキャリア２３のワーク保持孔２４に搬送されるワークＷを載置しておくステージ４を具備している。尚、ステージ４には、ワーク保持孔２４から取り出された加工終了後のワークＷを載置することもできる。また、図１において、キャリアの枚数が５枚の両面加工装置２０を例示しているが、当然キャリアの枚数は５枚に限定されない。

このような自動ハンドリング装置１では、基本的に、ステージ４上に載置されたワークＷを、まず吸着ヘッド２で吸着保持する。そして、アーム３により吸着ヘッド２をキャリア２３の上方まで移動させ、ワーク保持孔２４の上方にワークＷを位置させた後、吸着ヘッド２による吸着保持を解除し、ワーク保持孔２４にワークＷを仕込む。

ここで、本発明の自動ハンドリング装置１の吸着ヘッド２は、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、吸着ヘッドの本体８に対して水平面内で移動が可能な可動部５を有し、可動部５はワークＷを吸着保持でき、かつ鉛直下方向に延伸された複数の位置決めピン６を有するものである。
そして、この吸着ヘッド２は、図２に示すように、ワークＷをワーク保持孔２４に仕込む前に、複数の位置決めピン６が、キャリア２３とインターナルギア２２、及び下定盤２５に挟まれた空間に挿入される。そして、ワークＷをワーク保持孔２４に仕込む際、複数の位置決めピン６がキャリア２３をサンギア２１側に押しつけることができる。このキャリア２３をサンギア２１側へ押しつける動作で、サンギア２１とキャリア２３の隙間を、ほぼ無くすことができる（即ち、図２におけるｘ方向（下定盤２５の中心方向）のキャリア位置が決まる）。

しかし単純に、図２に示すｘ方向へキャリア２３を押すだけでは、図３に示すようにインターナルギア２２側のクリアランスの範囲で、キャリア２３の向きが決まらない。即ち、図３のθ方向（下定盤２５の外周方向）の位置が決まらない。
これに対し、本発明の自動ハンドリング装置は、図４に示すように、吸着ヘッド２に、キャリア２３をサンギア２１側へ押し当てた際、吸着ヘッド２の本体に対して可動部５が水平面内で移動し、全ての位置決めピン６がキャリア２３を同じ位置、具体的には位置決めピン６がキャリア２３の歯底に密着するよう、キャリア２３の向きθに応じて、吸着ヘッド２の可動部５もθだけ傾くように移動することが可能である。

この機構により、全ての位置決めピン６が、常にキャリア２３の同じ位置に密着しており、また位置決めピン６は可動部５に固定されていることから、ワークを吸着する可動部５とキャリア２３の位置及び向きの関係は常に同じにすることができる。

このような吸着ヘッド２を具備する本発明の自動ハンドリング装置であれば、キャリアの停止位置精度が十分でなくても、ワークを吸着する可動部５とキャリア２３の位置及び向きの関係は常に同じであるため、正確にワークの仕込みができる。また、この自動ハンドリング装置は、高額な光学機器等によるワーク保持孔の位置の測定を必要としない。そのため、光学機器等を導入しなくとも、ワークをキャリアの保持孔に正確に仕込むことができ、安価で精度の高いワークの仕込みを実現できるものとなる。

以下、本発明の自動ハンドリング装置における吸着ヘッド及びアームの構造の一例を、具体的に詳述する。
図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、吸着ヘッド２は旋回可能なアーム３に取り付けられており、このアーム３には第１のエアーシリンダー７による伸縮機能が付加されている。ワーク保持孔２４からのワークＷの取り出しは、アーム３が縮んだ状態で行われ、ワークＷの仕込みはアーム３が伸びた状態で行われる。

また、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、吸着ヘッド２はアーム３に固定されている上部（吸着ヘッドの本体８）と、吸着ヘッドの本体８に滑り軸受け９を介して接続された下部（可動部５）の、２段構造となっており、可動部５は本体８に対し水平面内で移動が可能となっている。この場合、実際にワークＷを吸着保持する部分は可動部５であり、可動部５の下側表面には吸着パッド１０が貼り付けられており、この吸着パッド１０でワークＷを真空吸着し保持する。そして、この可動部５は、可動部５に固定されたプレートを有しており、そのプレートには、鉛直下方向に延伸された複数の位置決めピン６が取り付けられている。尚、図５では位置決めピン６が２本の場合を例示しているが、もちろん位置決めピン６の本数は３本以上であってもよい。

吸着ヘッドの本体８に対し水平面内で可動域を有する可動部５と位置決めピン６が取り付けられたプレートは一体構造のため、可動部５が本体８に対し移動するとき、位置決めピン６もそれに連動して移動することができる。
また、吸着ヘッドの本体８には、一体構造となっている可動部５と位置決めピン６を、アーム３の根元方向へ滑り軸受け９の可動範囲で移動させる第２のエアーシリンダー１１が配設されている。また、可動部５の可動領域の範囲において、可動部５をアーム３の先端方向で矯正保持できるように、吸着ヘッド２の先端側で、吸着ヘッド２の本体８と可動部５が、伸びた状態（バネ１２がアーム３の先端方向に縮まる力を有した状態）のバネ１２を介して接続されている。第２のエアーシリンダー１１が伸びた状態では、可動部５は第２のエアーシリンダー１１の先端に接触し、且つ、バネ１２によりアーム３の先端方向に引っ張られることで、吸着ヘッドの本体８に対して固定される。また、第２のエアーシリンダー１１が伸びていない状態、即ち第２のエアーシリンダー１１により可動部５が固定されていない状態では、可動部５は、滑り軸受け９の範囲で移動することができる。

ここで旋回可能なアーム３の代わりに多関節ロボットを使用したアームとしても良い。その場合、アーム３の伸縮機能、即ち第１のエアーシリンダー７は無くても良い。また、可動部５をアーム根元側に押し出す第２のエアーシリンダー１１は、モーターやマグネットによる機構のシリンダーとしても良い。あるいは、可動部５の固定時に根元側に可動部５を移動させることができる、コンプライアンスユニットを利用した機構を使用しても良い。

次にワークの仕込み動作について説明する。

上述したように、図１に示すような両面加工装置２０においては、まず、サンギア２１とインターナルギア２２の停止位置を制御することにより、キャリア２３をワーク仕込み位置で待機させる。次に、アーム３を旋回させ、吸着ヘッド２に吸着されたワークＷをこのキャリア２３上方に進入させる。次に、図６の（ａ）に示すように、第２のエアーシリンダー１１を伸ばし、可動部５を固定してから、ワークＷを保持した可動部５を、ワークＷがキャリア２３表面から僅かに高い位置まで下降させる。この時、複数の位置決めピン６は、図１における下定盤２５、キャリア２３及びインターナルギア２２のいずれにも触らない位置に取り付けてあり、それらの隙間に挿入される。

次に、図６の（ｂ）に示すように、第２のエアーシリンダー１１を縮ませることにより、可動部５および位置決めピン６は、アーム３の根元方向に押し込まれた状態から解放され、バネ１２により引っ張られて相対的にアーム先端方向、すなわち図１におけるサンギア２１方向へ移動し、位置決めピン６とキャリア２３の隙間は縮まる、もしくは接触を開始する。位置決めピン６とキャリア２３が接触を開始すると、位置決めピン６によりキャリア２３はサンギア２１側へ押され、キャリア２３とサンギア２１側のクリアランスが小さくなる、もしくはゼロになる。

そして、更にバネ１２の力により引っ張られて、図７の（ａ）に示すように、可動部５及び位置決めピン６は、図７の（ｂ）の状態から更にサンギア側へ傾きつつ移動する。ここで、吸着ヘッドの本体８と可動部５は滑り軸受け９を介して接続されているので、仮にキャリア２３がθ方向の傾きをともなう位置で置かれたとしても、複数の位置決めピン６がキャリア２３の外周のギアの歯底に密着するように、可動部５が傾きながら移動する。この時、さらに縮もうとするバネ１２の力でキャリア２３は、サンギア２１側へ押され、キャリア２３とサンギア２１の間のクリアランスはゼロとなる。すなわちキャリア２３の位置及び向きは、サンギア２１と複数の位置決めピン６で固定される。

この状態で、さらにワークＷがキャリア２３のワーク保持孔２４内に置かれるまでアーム３と吸着ヘッド２を下降させ、吸着保持を解放することにより、正確にワークＷをワーク保持孔２４に仕込むことができる。その後、ワークの吸着保持を解除した吸着ヘッド２は、僅かに上昇した後、第２のエアーシリンダー１１を伸ばし、可動部５をアーム３の根元方向へ移動させ、位置決めピン６とキャリア２３の接触状態を解除し、クリアランスを発生させた後、さらに上昇し、次に搬入するワークを吸着保持すべく、ステージ４に移動する。両面加工装置２０は、キャリア２３を７２°インデックスし、次のワークの仕込みに備える。これらの動作を５回繰り返すことにより、キャリア５枚全てにワークを仕込むことができる。

次に、ステージ４の構造と該ステージ上でのワーク吸着動作について説明する。
本発明の自動ハンドリング装置における、ステージ４は、吸着ヘッド２が、キャリア２３のワーク保持孔２４に搬入するワークＷを吸着するとき、複数の位置決めピン６がキャリア２３の位置及び向きを固定する際に、可動部５に保持されたワークＷの中心とキャリア２３のワーク保持孔２４の中心とが一致する位置にワークＷを載置できる機構を備えたものであることが好ましい。

具体的には、可動部５が、ステージ４上に載置されたワークＷを吸着保持する時に、複数の位置決めピン６が挿入される複数の位置決め穴を有していることが好ましい。そして、該複数の位置決め穴の位置は、複数の位置決めピン６が挿入されたときに、可動部５とステージ４上に載置されたワークＷとの相対位置が、複数の位置決めピン６がキャリア２３の位置及び向きを固定する際に、可動部５に保持されたワークＷの中心とワーク保持孔２４の中心とが一致する位置で、可動部５がワークＷを保持できるように調整されているものであることが好ましい。

このようなステージの構造の一例について図８を参照に説明する。
図８に示すように、ワーク保持孔２４に搬入されるワークを載置しておくステージには、ワークのセンタリング機構が設けられ、そこに手動、もしくは自動で置かれたワークＷの位置が常に同じになるようにしておくことができる。図８に示すステージ４では、複数のワーク支持部１３の上に置かれたワークを、例えばエアーシリンダー等から構成されているプッシャー１４が一方向へ押し、プッシャー１４と反対側のワークを保持しているワーク支持部１３とでワークＷを固定することで、常に同じワークＷの位置を得ている。

更に、このステージ４には、吸着ヘッド２の具備する複数の位置決めピン６が挿入される複数の位置決め穴１５が設けてある。これらの位置決め穴１５は、吸着ヘッド２が下降してきたときに、図６の（ａ）、（ｂ）に示した第２のエアーシリンダー１１の伸縮位置に関わらず、位置決めピン６が挿入されるように、位置決めピン６の直径よりも大きい直径を有している。またこの位置決め穴１５は第２のエアーシリンダー１１が縮み、可動部５が、バネ１２によりアーム３の先端方向へ引っ張られたとき、複数の位置決めピン６がこれら複数の位置決め穴１５の内壁と接触する位置に設置されている。

さらにこの状態で、可動部５がワークＷを吸着したとき、ワークＷの中心が、前述のワーク仕込み動作における位置決めピン６とキャリア２３が接触したときのワーク保持孔２４の中心と一致するように、位置決め穴１５の位置は調整されている。
このステージ４上に旋回してきた吸着ヘッド２は、第２のエアーシリンダー１１が伸びた状態で下降する。吸着ヘッド２の吸着面がワークＷの表面の僅か上方に達した時点で下降を停止し、第２のエアーシリンダー１１を縮める。第２のエアーシリンダー１１から解放された可動部５は、バネ１２の力により、アーム３の先端方向へ引っ張られ、複数の位置決めピン６は、位置決め穴１５の内壁と完全に接触する。そしてワークＷを吸着保持し、上昇した後にワーク仕込み位置へ旋回移動する。ここから前述のワーク仕込み動作で、キャリア２３のワーク保持孔２４にワークＷは仕込まれる。

以上のように、吸着ヘッドの位置決めピンに対応した位置決め穴を有するステージを具備する自動ハンドリング装置であれば、単純なステージの構造で可動部に保持されたワークの中心とワーク保持孔の中心とが一致する位置でワークの保持が可能となり、より簡便に、かつ、正確にワークを仕込むことができる。

次に、両面加工装置２０における加工が終了した後に、キャリア２３のワーク保持孔２４に保持されているワークＷを取り出して搬出する取り出し動作について説明する。
まず、ワークＷを保持したキャリア２３を、仕込み動作と同様に、ワーク仕込み位置で待機させる。次に、アーム３を旋回させることで、このワークＷの上方に吸着ヘッド２を導入する。このとき、第１のエアーシリンダー７は縮んだ状態にしておくことができる。
ここで、第１のエアーシリンダー７が縮んだ状態であれば、仕込み動作の際と比較し、吸着ヘッド２はインターナルギア２２側に位置することとなるが、依然ワークＷの上方に位置する。この状態では吸着ヘッド２の可動部５は、バネ１２に引っ張られただけの状態なので、第２のエアーシリンダー１１を伸ばし、可動部５を固定する。このとき、図９に示すように、仕込み動作で使用した位置決めピン６は、インターナルギア２２の外側に位置することとなる。

ここから、吸着ヘッド２は吸着パッド１０がワークＷと接触する位置まで下降し、ワークＷを吸着保持する。位置決めピン６はインターナルギア２２の外側にあるので、インターナルギア２２やキャリア２３に接触すること無く、下降することができる。続いて、ワークを吸着した吸着ヘッド２は上昇し、自動ハンドリング装置側へ旋回させ、ワークＷをステージ４上に置いた後、ワークをリリースする。この時、図９に示すように、アーム３は縮んでいる状態で動作しているので、ワークＷをステージ４に置くためにアーム３が下降した際、位置決めピン６は、ステージ４の位置決め穴１５の外側に下降させることができる。次に、アーム３と吸着ヘッド２を上昇させ、キャリア２３をインデックスし、次のワークＷの取り出し位置に移動させる。これらの動作を５回繰り返すことで、全てのワークＷの取り出しを終了する。

以下、本発明の実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示すような本発明の自動ハンドリング装置１を使用して、上述のワークの仕込み動作及び取り出し動作に従って、両面研磨装置２０のキャリアのワーク保持孔へのシリコンウェーハの搬入及び両面研磨加工後のシリコンウェーハのワーク保持孔からの搬出を繰り返し行い、合計３０００枚の直径３００ｍｍのシリコンウェーハの搬出入を行った。
この際、ステージは位置決め穴を有しており、該位置決め穴は可動部に保持されたシリコンウェーハの中心とワーク保持孔の中心とが一致する位置で、吸着ヘッドの可動部がワークを保持できるように調整されているものを使用した。

その結果、３０００枚全てのシリコンウェーハをキャリアのワーク保持孔に正しく仕込むことができ、また、両面研磨加工後のシリコンウェーハの取り出しにおいてもエラーの発生件数はゼロであった。
このように、本発明の自動ハンドリング装置であれば、高価な機器を使用することなく、安価に正確にワークを搬送、搬出できることが確認できた。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１…自動ハンドリング装置、 ２…吸着ヘッド、 ３…アーム、
４…ステージ、 ５…可動部、 ６…位置決めピン、
７…第１のエアーシリンダー、 ８…吸着ヘッドの本体、 ９…滑り軸受け、
１０…吸着パッド、 １１…第２のエアーシリンダー、 １２…バネ、
１３…ワーク支持部、 １４…プッシャー、 １５…位置決め穴、
２０…両面加工装置、 ２１…サンギア、 ２２…インターナルギア、
２３…キャリア、 ２４…ワーク保持孔、 ２５…下定盤、
Ｗ…ワーク。

Claims (3)

1. サンギアとインターナルギアに噛合して遊星歯車運動をするワーク保持用のキャリアを有するワークの両面加工装置において、前記キャリアのワーク保持孔にワークを搬入、または前記キャリアのワーク保持孔からワークを搬出する自動ハンドリング装置であって、
   前記ワークを吸着保持する吸着ヘッド、該吸着ヘッドに接続され、当該吸着ヘッドを移動させるアーム、前記キャリアのワーク保持孔に搬送されるワークを載置しておくステージを具備し、
   前記吸着ヘッドが、該吸着ヘッドの本体に対して水平面内で移動が可能な可動部を有し、
   該可動部は前記ワークを吸着保持でき、かつ鉛直下方向に延伸された複数の位置決めピンを有するものであり、
   前記複数の位置決めピンが、前記可動部で保持したワークを前記キャリアのワーク保持孔に仕込む際に、前記キャリアの外周におけるギアの歯底に密着して、前記可動部が水平面内で移動することで、前記キャリアを前記サンギア側に押しつけて、前記キャリアの位置及び向きを固定し、保持したワークを前記キャリアの保持孔内に搬入するものであることを特徴とする自動ハンドリング装置。
2. 前記ステージは、前記複数の位置決めピンが前記キャリアの位置及び向きを固定する際に、前記可動部に保持された前記ワークの中心と前記キャリアのワーク保持孔の中心とが一致する位置に前記ワークを載置できる機構を備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の自動ハンドリング装置。
3. 前記ステージは、前記可動部が、前記ステージ上に載置されたワークを吸着保持する時に、前記複数の位置決めピンが挿入される複数の位置決め穴を有しており、
   該複数の位置決め穴の位置は、前記複数の位置決めピンが挿入されたときに、前記可動部と前記ステージ上に載置されたワークとの相対位置が、前記複数の位置決めピンが前記キャリアの位置及び向きを固定する際に、前記可動部に保持された前記ワークの中心と前記ワーク保持孔の中心とが一致する位置で、前記可動部が前記ワークを保持できるように調整されているものであることを特徴とする請求項２に記載の自動ハンドリング装置。

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