JPH06345261A

JPH06345261A - 自動搬送装置の搬送用ハンド

Info

Publication number: JPH06345261A
Application number: JP10226894A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Kushida; 敏和櫛田
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ハンドリングプレートの先端側の厚みを可
及的に薄くすることおよび高熱状態の被加工物の搬送に
適用できる搬送用ハンドを実現すること。【構成】自動搬送装置のアームに取付けられた搬送
用ハンド１０において、被加工物３０を位置決めして載
置するための先端側のハンドリングプレート１２とハン
ドの本体部１１とにより搬送用ハンド１０を形成し、ハ
ンドリングプレート１２に、上方に開口する開口部１４
Ｂとこの開口部を介してハンドの本体部側に対面する反
射面１３とを設け、かつハンドの本体部１１に、該反射
面１３に対向して被加工物用の載置面を横切る光路を形
成する投光器１８および受光器１９を配設したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動搬送装置に用いら
れる搬送用ハンドに関する。例えば、被加工物であるウ
エハを棚状のカセット等から取り出し、各種半導体製造
装置やウエハ検査装置等に搬送し、プロセス処理やウエ
ハ検査後にウエハをカセットに戻すように使用するウエ
ハなどの自動搬送装置における搬送用ハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ウエハを水平多段に収納したカ
セットからウエハを一枚ずつ取り出して各種処理装置ま
で搬送する装置として、水平移動部・回転部・昇降部を
持ち、また、ウエハを拘束するハンドを持ち、マイクロ
コンピュータにより自動制御される自動搬送装置が使用
されている。この場合、カセットからウエハを取り出す
際に、ウエハの有無検出方法としては、ウエハを、例え
ば、吸着時の吸気の圧力を圧力センサで検出して利用す
る方法や、あるいはまた、特開平２−１４８７５２号公
報に記載のごとく、透過型の一方の光ファイバをハンド
内に埋設すると共に、ハンドの本体部に他方の光ファイ
バを対向させて、この対をなす光ファイバの光路が、カ
セットに載置されたウエハによって遮られることを利用
して、ウエハの有無を検出する方法が提案されている。

【０００３】すなわち、特開平２−１４８７５２号公報
のものは、図１１および図１２に示すように、搬送用ハ
ンド１０´は、被加工物を位置決めして載置するための
先端側のハンドリングプレート１２´とハンドの本体部
１１´とにより形成され、ハンドリングプレート１２´
の上方に開口する吸着孔１５と、ハンドリングプレート
１２´の内部に形成されて、該吸着孔１５に連通する吸
着路１６とにより、いわゆる吸着機構が形成され、ハン
ドの本体部１１´に透過型の光電検出器１７が内蔵され
ている。この光電検出器１７には投光器１８と受光器１
９とが接続され、かつ投光器１８には第１光ファイバー
５０の末端が接続され、受光器１９には第２光ファイバ
ー５１の末端が接続されている。第２光ファイバー５１
の先端は、本体部１１´の先端に設けた孔に挿入され、
ハンドリングプレート１２´上の特定の位置に向けられ
ている。ハンドリングプレート１２´は本体プレート１
２Ａと裏板１２Ｂとからなり、本体プレート１２Ａには
投光用の長孔５２と、その長孔５２に連通するファイバ
ー配設用の溝とが形成され、その溝は本体部１１´から
始まり、途中でＵターンして長孔５２に連通するように
形成されている。そして、この溝内に第１光ファイバー
５０が敷設され、第１光ファイバー５０の先端は、長孔
５２を通して本体部先端の第２光ファイバー５１の先端
に対向するように配設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、ハンドに載置された被加工物、例えば、ウエハを検
出する方法として、吸気圧力を利用する方法では、熱な
どによるカセットあるいはウエハの歪等により、カセッ
ト内に水平に置かれていたウエハが水平の状態ではな
く、水平にカセット内に挿入されたハンドでウエハを取
り出す際に、ハンドとウエハと間に所定以上の間隙が生
じ、ウエハを吸着できずに、結果として被加工物、例え
ば、ウエハを検出できないことがある。

【０００５】また、特開平２−１４８７５２号公報のも
のでは、第１光ファイバ５０がハンドリングプレート１
２´に埋設されているため、ウエハプロセス処理後の高
熱のウエハを保持部に受けた場合、熱により検出性能の
変化及びファイバ表皮の劣化を招く課題がある。勿論、
ハンドリングプレート１２´の内部に検出用のファイバ
ーケーブル５０を埋設するため、ハンドリングプレート
１２´の厚みは、埋設するファイバーケーブル５０の厚
みよりも薄くすることはできない。例えば、ＳＥＭＩ規
格（半導体製造装置等の標準化を目的とする規格）のカ
セットでは、多段状に収納されたウエハとこのウエハの
上部及び下部に位置するウエハとの間隙は、わずか約
４．１ｍｍしかない。ところで、カセット前部からウエ
ハの間隙にハンドを挿入する際、発塵を防止するために
は、ハンドとウエハが擦れないことが必要であるが、ハ
ンドリングプレートの厚みが大である程、カセット及び
ウエハの歪によるハンド挿入部の間隙の減少に対して、
余裕を持たせることができない。すなわち、ハンド挿入
時に、ハンドリングプレート１２´とウエハ３０とが擦
れて、発塵を起こすという課題がある。更に、第１光フ
ァイバー５０がその先端を上面に露出させているため、
第１光ファイバー５０の先端が汚染され易く、検出が不
安定になり検出ミスを犯すという課題がある。

【０００６】勿論、上記課題は、液晶用基板、プリント
基板あるいは磁気ディスクや光ディスクなどのような薄
板の基板を搬送する場合にも、共通する課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本第１の発明は、自動搬
送装置のアームに取付けられた搬送用ハンドに適用され
る。その特徴とするところは、被加工物を位置決めして
載置するための先端側のハンドリングプレートとハンド
の本体部とにより搬送用ハンドを形成し、ハンドリング
プレートに、上方に開口する開口部とこの開口部を介し
てハンドの本体部側に対面する反射面とを設け、かつハ
ンドの本体部に、該反射面に対向して被加工物用の載置
面を横切る光路を形成する投光器および受光器を配設し
たことである。本第２の発明は、本第１の発明におい
て、反射面が平面に形成されたことを特徴としている。
本第３の発明は、本第１の発明において、反射面が曲面
に形成されたことを特徴としている。本第４の発明は、
本第１乃至３の発明において、投光器および受光器がハ
ンドの本体部に水平方向に離設されたことを特徴として
いる。本第５の発明は、本第１乃至３の発明において、
投光器および受光器がハンドの本体部に上下に配設され
たことを特徴としている。本第４の発明は、本第１乃至
５の発明において、被加工物を位置決めするために、ハ
ンドリングプレートの上面に吸着孔を設けるとともに、
吸着孔に連通する吸着路をハンドリングプレートの内部
に形成したことを特徴としている。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図１は、従来から使用されているロボット１
の関節腕２に取り付けられたハンド１０が、被加工物、
例えば、カセット４０内のウエハ３０を搬出する状態を
説明するための自動搬送装置の概略図である。ロボット
１は、例えば、ＰＴＰ制御やＣＰ制御などにより、適宜
に制御される。例えば、円筒座標系の、いわゆる水平多
関節形のロボットであり、関節腕２の屈伸によりハンド
１０を直線Ｘに沿って動かす。また、肩３を昇降するこ
とによってハンド１０を直線Ｚと平行に動かす。直線Ｘ
と直線Ｚは直交している。ロボット１は、肩３（円筒座
標の中心）を中心として旋回することによって、肩３と
ハンド１０との距離を半径とした円周方向に沿ってハン
ド１０を動かす。カセット４０は、正面からのみウエハ
３０の出し入れが可能であり、正面はロボット１側に向
いており、正面と直線Ｘとは垂直となるように設置し、
かつ、各々のウエハ３０群の中心を結ぶ線Ｚ_１は、直線
Ｘと直交するように設置するとともに、ウエハ３０とハ
ンド１０とは平行となるように配置されている。

【０００９】図２及び図３は、本発明の第１の実施例を
示す図であって、搬送用ハンド１０の詳細図を示してい
る。搬送用ハンド１０は、被加工物を搭置するための先
端側のハンドリングプレート１２と、光電検出器を収納
するハンド本体部１１とからなる。なお、２０は裏蓋で
ある。ハンドリングプレート１２には、上面に開口する
吸着孔１５が設けられ、かつハンドリングプレート１２
の内部には、該吸着孔１５に連通する吸着路１６が形成
されている。この吸着路１６は、図示しない吸気路に接
続される。ハンド本体部１１には光電検出器１７が内蔵
され、この光電検出器１７には、投光器１８と受光器１
９とが接続されている。

【００１０】ハンドリングプレート１２には、上方に開
口する開口部１４Ｂと、この開口部１４Ｂを介してハン
ドの本体部側に対面する反射面１３とが形成されてい
る。例えば、開口部１４Ｂは、図２に示されるごとく、
扇状に形成されている。投光器１８および受光器１９
は、反射面１３に対向して、かつ被加工物の載置面の一
部に開口した開口部１４Ｂを横切る光路を形成するよう
に取付けられている。

【００１１】図３は、本発明の主要部分の拡大図であ
り、投光器１８及び受光器１９の配置場所と、投光され
た光が反射面１３で反射されて受光されるまでの光路と
を表した詳細図である。すなわち、反射面１３は、反射
光量を減衰させぬよう鏡面状に磨かれ、反射光が受光器
１９の受光位置で集光するような反射面、例えば、曲面
としている。図示の場合、投光器１８は、光路用溝１４
Ａを経て反射面１３にいたり、反射面１３で反射された
光が開口部１４Ｂを経て、受光器１９の受光位置に集光
される。すなわち、光路用溝１４Ａと開口部１４Ｂとに
より光路１４が確保される。

【００１２】図４及び図５は、搬送時におけるカセット
４０とハンド１０との位置関係を示す図である。ハンド
１０を用いた搬送動作を説明すると、旋回動作及び昇降
動作をして、図４（Ａ）に示すように、例えば、搬出し
ようとするウエハ３０の裏面に擦れない高さにハンド１
０を構え、関節腕２を伸ばして、図４（Ｂ）及び図５
（Ａ）に示すように、ハンド１０を前進させて、ハンド
リングプレート１２の先端部をウエハ３０の下に挿入す
る。次に、図４（Ｃ）及び図５（Ｂ）に示すように、ハ
ンド１０を上昇させ、ハンドリングプレート１２上にウ
エハ３０を載置し、吸着孔１５からの吸気によりウエハ
を吸着する。その時、光電検出器１７によりウエハの有
無が検出される。すなわち、光路１４を通過する光がウ
エハ３０により遮光された場合、光電検出器１７から遮
光状態の信号が出力され、自動搬送装置はウエハがハン
ドに載置されたと判断して、関節腕２を曲げ、図４
（Ｄ）に示すようにハンド１０を後退させて、図示しな
い処理装置等に搬送する。

【００１３】一方、目的の棚位置でウエハ３０を検出し
ない場合、その棚位置にはウエハが入っていないと自動
搬送装置は判断し、ハンド１０をその上の次の棚まで上
昇させ、以後、上記と同様の制御を行う。

【００１４】処理装置で処理された後、ウエハは、該当
カセットの同じ棚位置に戻されるが、そのウエハが高熱
状態でも投光器１８及び受光器１９にダメージを与える
事なく搬送することができる。

【００１５】上記構造とすれば、投光器１８及び受光器
１９をハンドリングプレート１２の基部側に取付けるた
め、ハンドリングプレート１２の先端側の厚みを可及的
に薄くすることができる。したがって、カセット４０の
ウエハ３０、３０間に挿入するためのハンドリングプレ
ート１２の先端部を薄くすることができる。このため、
ウエハ３０とハンドリングプレート１２とが擦れて発塵
するということがなく、カセットに対してハンドを自在
に挿入および取出しが可能である。すなわち、上下方向
に狭少な空間に対して被加工物を搬送することができ
る。

【００１６】勿論、投光器１８及び受光器１９は、ウエ
ハの保持部から離れたハンドリングプレート１２の基部
側に配設されているため、例えば高熱の被加工物、例え
ばウエハを取扱う場合に、被加工物の高熱に対して、投
光器及び受光器がダメージを与えられる事なく搬送作業
を行なうことができる。

【００１７】更に、図３からも分かるように、投光器１
８および受光器１９は、ハンドの本体部１１の内部に収
納されているため、外的部材に当接されて損傷されると
いう虞がない。

【００１８】さらに、反射面１３を曲面１３とすれば、
光の反射領域が広いため、曲面１３で反射した光は受光
位置で集光され、従って曲面１３が多少汚染されても、
投光された光を受光側で確実に集光される。

【００１９】なお、受光器１９の位置をハンドリングプ
レート１２の上面より高くし、曲面１３で光は斜め上方
に反射させているため、載置するウエハが多少傾斜して
いても検出することができる。

【００２０】図６および図７は、本発明の第２の実施例
を示す図であって、図２および図３示されるものにおい
て、ハンドの本体部１１に配設される投光器１８および
受光器１９が、水平方向に離設されている。その他の配
置は、図２および図３に示されるものと同様であるた
め、説明を割愛する。

【００２１】図６および図７に示されるごとく、ハンド
の本体部１１に配設される投光器１８および受光器１９
が水平方向に離設されていれば、図３における光路用溝
１４Ａが不用となるため、ハンドリングプレート１１の
高さ寸法を小さくすることができる。したがって、上下
方向により狭少な空間に対して被加工物を搬送すること
ができる。

【００２２】図８および図９は、本発明の第３の実施例
を示す図であって、図２および図３に示されるものにお
いて、ハンドの本体部１１に配設される投光器１８およ
び受光器１９が、水平方向に離設され、かつハンドリン
グプレート１２に載置する被加工物を位置決めするため
に、ハンドリングプレート１２に上方に突出する複数の
位置決め片２１，２２，…，…が配設されている。その
他の配置は、図２および図３に示されるものと同様であ
るため、説明を割愛する。

【００２３】図８および図９に示されるごとく構成すれ
ば、本第２の実施例に示されるものに比べて、ハンドリ
ングプレート１２の高さが幾分大となるが、被加工物の
吸着機構の代わりに、いわゆる機械的係合により被加工
物を位置決めするため、ハンドリングプレート１２に対
する被加工物の取込み・取出しの作業を迅速に行なうこ
とができる。

【００２４】勿論、図２および図３に示されるものにお
いて、被加工物の吸着機構の代わりに、図８および図９
に示されるごとく、複数の位置決め片２１，２２，…，
…を配設することができる。さらに、図８および図９に
示されるものにおいて、投光器１８及び受光器１９を、
図２および図３に示されるごとく、上下に配設すること
ができる。

【００２５】なお、本発明の夫々の実施例において、投
光器１８及び受光器１９の位置を相互に逆にすることが
できる。

【００２６】また、本発明の夫々の実施例において、投
光器１８及び受光器１９に光ファイバを接続して、光の
通路をハンドの本体部側へ延長すること、すなわち、投
光器１８及び受光器１９をハンドリングプレートから離
設することにより、例えば、被加工物が高熱の場合に対
処することができる。

【００２７】さらに、本発明の夫々の実施例において、
反射面１３を曲面１３とすれば、光の反射領域が広いた
め、曲面１３が多少汚染されても、投光された光を受光
側で確実に集光されるが、これにも拘わらず、ハンドの
本体部１１に配設される投光器１８および受光器１９
は、所望の位置に取付けられるため、反射面１３を平面
に形成することができる。

【００２８】なお、図１０に示されるごとく、被加工物
３０の表面と検出用の光路１４とのなす角度：αは鋭角
であるため、例えば、被加工物３０がガラス基板のよう
に、光が透過する材料であっても、被加工物３０の表面
に鋭角：αで入射する光の殆どが反射される。このた
め、ガラス基板のような、光が透過する材料からなる被
加工物であっても、被加工物の有無を有効に検出するこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】上記のように本発明に係る搬送用ハンド
を用いれば、ハンドリングプレート上の被加工物の検出
だけでなく、ハンドリングプレートを薄くできる為、ハ
ンドリングプレートを動作させて、上下方向に狭少な空
間に対して被加工物を搬送することができる。勿論、被
加工物がウエハである場合、上下方向に狭少な空間のカ
セットに対するウエハの搬出及び搬入時に、ハンドリン
グプレートとウエハが擦れることがなく、発塵を起こす
ことがないため、特に有効である。。

【００３０】また、投光器１８及び受光器１９は、被加
工物の載置部から離れた、ハンドリングプレート１２の
基部側に配設されているため、高熱の被加工物、例えば
ウエハを取扱う場合に、被加工物の高熱に対して、投光
器及び受光器がダメージを与えられる事なく搬送作業を
行なうことができる。

【００３１】更に、投光器１８及び受光器１９はハンド
の本体部１１の内部に収納されているため、外的部材に
当接されて損傷されるという虞がない。

【００３２】勿論、反射面１３を曲面とすれば、光の反
射領域が広いため、曲面１３で反射した光は受光位置で
有効に集光され、従って、曲面１３が多少汚染されても
問題なく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象とする自動搬送装置の概略図

【図２】本発明の実施例を示す平面図

【図３】図２のIII −III 線断面拡大図

【図４】搬送用ハンドの動作説明図

【図５】カセット内における搬送用ハンドの動作位置を
示す正面図

【図６】本発明の他の実施例を示す平面図

【図７】図６のVII −VII 線断面拡大図

【図８】本発明の他の実施例を示す平面図

【図９】図８のIX−IX線断面拡大図

【図１０】本発明における光の入射および反射状態説明
図

【図１１】従来の吸着ハンドの平面図

【図１２】図１１のXII −XII 線断面拡大図

【符号の説明】

１自動搬送装置２ロボット関節腕３ロボット肩１０搬送用ハンド１１ハンドの本体部１２ハンドリングプレート１３反射面１４光路１７光電検出器１８投光器１９受光器２１，２２被加工物の位置決め片３０被加工物４０カセット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動搬送装置のアームに取付けられた搬
送用ハンドにおいて、被加工物を位置決めして載置する
ための先端側のハンドリングプレートとハンドの本体部
とにより搬送用ハンドを形成し、ハンドリングプレート
に、上方に開口する開口部とこの開口部を介してハンド
の本体部側に対面する反射面とを設け、かつハンドの本
体部に、該反射面に対向して被加工物用の載置面を横切
る光路を形成する投光器および受光器を配設したことを
特徴とする自動搬送装置の搬送用ハンド。
【請求項２】前記反射面は、平面に形成されてなる請
求項１記載の自動搬送装置の搬送用ハンド。
【請求項３】前記反射面は、曲面に形成されてなる請
求項１記載の自動搬送装置の搬送用ハンド。
【請求項４】前記投光器および受光器は、ハンドの本
体部に、水平方向に離設されてなる請求項１乃至３のい
ずれかに記載の自動搬送装置の搬送用ハンド。
【請求項５】前記投光器および受光器は、ハンドの本
体部に、上下に配設されてなる請求項１乃至３のいずれ
かに記載の自動搬送装置の搬送用ハンド。
【請求項６】被加工物を位置決めするために、前記ハ
ンドリングプレートの上面に吸着孔を設けるとともに、
該吸着孔に連通する吸着路をハンドリングプレートの内
部に形成してなる請求項１乃至５のいずれかに記載の自
動搬送装置の搬送用ハンド。