JP6842948B2 - 位置決め装置および位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置決め装置および位置決め方法に関する。

従来、弾性変形する吸引部材で保持された位置決め対象物を位置決め部材で所定の位置に位置決めする板状部品保持装置（位置決め装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−７７９９１号公報

特許文献１に記載されたような従来の位置決め装置では、ＰＤＰパネル（位置決め対象物）を吸着した状態で、当該位置決め対象物にガイドプレートを介して位置決めピン（位置決め部材）を当接させて位置決めすると、位置決め対象物の移動に伴って吸着パッド（吸引部材）が弾性変形し、位置決め部材による位置決め状態を解除すると、吸引部材の復元力（元の位置に戻ろうとする力）により位置決め対象物が元の位置に戻ってしまうため、吸引部材での保持を解除した状態で位置決め部材による位置決めを行わなければならず、装置の動作制御が複雑になるという不都合がある。

本発明の目的は、装置の動作制御が複雑になることを防止することができる位置決め装置および位置決め方法を提供することにある。

本発明は、各請求項に記載した構成を採用した。

本発明によれば、吸引部材の支持面が、位置決め対象物を吸着した状態での当該位置決め対象物の滑りが許容されているので、支持面で位置決め対象物を吸着した状態で、当該位置決め対象物の位置決めを行うことができ、吸引部材での保持を解除した状態で位置決め部材による位置決めを行う必要がなくなり、装置の動作制御が複雑になることを防止することができる。

（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る位置決め装置の側面図および動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１中手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸と平行な図１中手前方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、位置決め装置１０は、弾性変形する吸引部材としての吸着パッド２３の支持面２３Ａで位置決め対象物としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」ともいう）ＷＦを支持して吸着する吸着手段２０と、吸着パッド２３で吸着されたウエハＷＦに位置決め部材としての位置決めピン３２を当接させ、当該ウエハＷＦを所定の位置に位置決めする位置決め手段３０と、ウエハＷＦに設けられたノッチやオリエンテーションフラット等の図示しない方位印を検出するカメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等の検出手段４０とを備えている。

吸着手段２０は、駆動機器としての回動モータ２１の出力軸２１Ａに支持された支持面２２Ａを有するテーブル２２と、テーブル２２に形成された複数の凹部２２Ｂ内にそれぞれ配置された複数の吸着パッド２３と、配管２４Ａおよびテーブル２２内に形成された吸引孔２２Ｃを介して吸着パッド２３に吸引力を付与する減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段２４とを備えている。
吸着パッド２３は、ゴムや樹脂等の弾性部材で形成され、当該吸着パッド２３の支持面２３Ａは、ウエハＷＦを吸着した状態での当該ウエハＷＦの滑りが許容される造りとなっており、このような造りとしては、例えば、フッ素樹脂コーティングやシリコンコーティング等の潤滑処理により構成することができる。このような構成により、位置決め手段３０は、支持面２３ＡでウエハＷＦを吸着した状態で、当該ウエハＷＦの位置決めを行うことができるようになっている。

位置決め手段３０は、駆動機器としての直動モータ３１の出力軸３１Ａに支持された位置決めピン３２を備えている。直動モータ３１および位置決めピン３２は、これらを１組としてテーブル２２の外周に複数並設されている。

以上の位置決め装置１０において、ウエハＷＦを位置決めする手順について説明する。
先ず、各部材が初期位置に配置された図１（Ａ）で示す状態の位置決め装置１０に対し、当該位置決め装置１０の使用者（以下、単に「使用者」という）または、多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段により、吸着パッド２３上にウエハＷＦを載置すると、吸着手段２０が減圧手段２４を駆動し、吸着パッド２３でウエハＷＦを吸着保持する。この際、吸着パッド２３内の圧力が下ることで、図１（Ｂ）に示すように、吸着パッド２３が収縮してテーブル２２にウエハＷＦを引き付ける。

次に、位置決め手段３０が直動モータ３１を駆動し、ウエハＷＦの外縁に位置決めピン３２を当接させ、図１（Ｃ）に示すように、当該位置決めピン３２でウエハＷＦを所定の位置に移動させた後、位置決めピン３２を初期位置に復帰させる。これにより、ウエハＷＦの中心ＷＣと回動モータ２１の回転中心軸ＭＣとが合致する。この際、吸着パッド２３の支持面２３Ａは、ウエハＷＦを吸着した状態での当該ウエハＷＦの滑りが許容される造りとなっているので、吸着パッド２３がウエハＷＦの移動に伴って弾性変形することがなく、所定の位置に移動されたウエハＷＦが吸着パッド２３の復元力によって移動することはない。

次いで、吸着手段２０が回動モータ２１を駆動し、テーブル２２を回転させた後、検出手段４０が撮像手段等を駆動し、ウエハＷＦに設けられた図示しない方位印を検出し、当該方位印を所定の方角に向けてテーブル２２を停止させ、ウエハＷＦを所定の姿勢とさせる。次いで、図示しない搬送手段がウエハＷＦを支持すると、吸着手段２０が減圧手段２４の駆動を停止し、図示しない搬送手段が当該ウエハＷＦを次工程に搬送し、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、吸着パッド２３の支持面２３Ａが、ウエハＷＦを吸着した状態での当該ウエハＷＦの滑りが許容されているので、支持面２３ＡでウエハＷＦを吸着した状態で、当該ウエハＷＦの位置決めを行うことができ、吸着パッド２３での保持を解除した状態で位置決めピン３２による位置決めを行う必要がなくなり、装置の動作制御が複雑になることを防止することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

例えば、吸着手段２０は、回動モータ２１がなくてもよいし、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤、粘着剤、磁力、ベルヌーイ吸着、駆動機器等でウエハＷＦを支持して吸着する構成を採用してもよいし、保持する構成がなくてもよいし、テーブル２２の支持面２２ＡもウエハＷＦを吸着可能とし、吸着パッド２３の支持面２３Ａと同様に、ウエハＷＦを吸着した状態での当該ウエハＷＦの滑りが許容される造りとしてもよいし、凹部２２Ｂがなく、支持面２２Ａで吸着パッド２３を支持するテーブル２２を採用してもよいし、吸引部材として、弾性変形する静電チャックや磁石等を採用してもよいし、ウエハＷＦの滑りが許容される造りとして、ウエハＷＦとの摩擦を低減するシート、フィルム、テープ、樹脂、金属等を採用したり、ウエハＷＦに対する接触面積を減らしてウエハＷＦとの摩擦を低減させたりしてもよい。

位置決め手段３０は、直動モータ３１の出力軸３１Ａを位置決め部材としてもよいし、位置決め部材として位置決めピン３２以外に、位置決め板等を採用してもよい。

検出手段４０は、方位印の代わりに、ウエハＷＦに刻印された製造番号、回路パターン、カーフ、またはストリート等を検出するものでもよいし、ウエハＷＦ以外の場合でも、所定の法則性をもって位置決め対象物の位置を特定できる目印となるもの検出するものであれば何ら限定されるものではないし、位置決め装置１０に備わっていなくてもよい。

また、本発明における位置決め対象物の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。位置決め対象物としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、位置決め手段は、吸引部材で吸着された位置決め対象物に位置決め部材を当接させ、当該位置決め対象物を所定の位置に位置決め可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０ 位置決め装置
２０ 吸着手段
２３ 吸着パッド（吸引部材）
２３Ａ 支持面
３０ 位置決め手段
３２ 位置決めピン（位置決め部材）
ＷＦ ウエハ（位置決め対象物）

Claims (2)

1. 弾性変形する吸引部材の支持面で位置決め対象物を支持して吸着する吸着手段と、
   前記吸引部材で吸着された位置決め対象物に位置決め部材を当接させ、当該位置決め対象物を所定の位置に位置決めする位置決め手段とを備え、
   前記吸引部材の支持面は、前記位置決め対象物を吸着した状態での当該位置決め対象物の滑りが許容され、
   前記吸着手段は、前記吸着によって前記吸引部材を収縮させ、当該吸引部材とともに前記位置決め対象物を支持するテーブルの支持面に前記位置決め対象物を引き付け、
   前記位置決め手段は、前記吸引部材の支持面で前記位置決め対象物を吸着して当該位置決め対象物を前記テーブルの支持面に引き付けた状態で、当該位置決め対象物の位置決めを行うことを特徴とする位置決め装置。
2. 弾性変形する吸引部材の支持面で位置決め対象物を支持して吸着する吸着工程と、
   前記吸引部材で吸着された位置決め対象物に位置決め部材を当接させ、当該位置決め対象物を所定の位置に位置決めする位置決め工程とを備え、
   前記吸引部材の支持面は、前記位置決め対象物を吸着した状態での当該位置決め対象物の滑りが許容され、
   前記吸着工程は、前記吸着によって前記吸引部材を収縮させ、当該吸引部材とともに前記位置決め対象物を支持するテーブルの支持面に前記位置決め対象物を引き付け、
   前記位置決め工程は、前記吸引部材の支持面で前記位置決め対象物を吸着して当該位置決め対象物を前記テーブルの支持面に引き付けた状態で、当該位置決め対象物の位置決めを行うことを特徴とする位置決め方法。

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