JPH1159896A - ハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造を簡単、小形軽量にする。 【解決手段】 移動装置で移動されるハンド２０の本体
２１の一端部には受け部２２が上方に直角に突設され、
本体２１の両端部にはシリコーン・ゴムや塩化ビニール
等で中空体に形成されたチューブ２４が添着されてい
る。チューブ２４にはチューブ２４内に流体を給排して
膨張および収縮させる流体給排装置２６が接続されてい
る。ハンド２０の受け部２２および左右の当て具２５、
２５がウエハ１の外周に対向した状態で、流体給排装置
２６の電磁切換弁２９が切り換えられてチューブ２４が
膨張されると、ウエハ１は受け部２２、チューブ２４で
挟持される。 【効果】 ウエハを保持するハンドを小形軽量化できる
ため、移動装置に作用する慣性モーメントを減少でき、
高速作動を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドリング技
術、特に、半導体ウエハや液晶パネル等の板状物をハン
ドリングする技術に関し、例えば、半導体製造工程にお
いて、半導体ウエハをハンドリングするのに利用して有
効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程において、ワークとして
の半導体ウエハ（以下、ウエハという。）はハンドリン
グ装置によってハンドリングされて、各種の半導体製造
装置に対して搬入搬出される。一般に、ウエハのハンド
リング装置は、ウエハを保持するハンドと、ハンドを移
動させる移動装置とを備えている。従来のウエハのハン
ドリング装置におけるハンドの構造は、次のように大別
される。第１は、ウエハを真空吸着保持する方式であ
る。第２は、ウエハを爪によって機械的に把持する方式
であり、爪を動かす手段としてシリンダ装置や電磁プラ
ンジャ装置、その他のアクチュエータが使用されてい
る。

【０００３】なお、ウエハを爪によって機械的に把持す
る技術を述べてある例として、特開平９−６９４７６号
公報がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウエハのハンドリング装置においては、ハンドの構造が
複雑で嵩張り易く大重量になるため、移動装置に作用す
る慣性モーメントが大きくなり、高速作動の実現が困難
になり、しかも、設備費用やランニングコストが高くな
るという問題点がある。また、シリンダ装置や電磁プラ
ンジャ装置、その他のアクチュエータは摺動する部分が
多くなるため、耐久性に対する信頼性が低いばかりでな
く、メンテナンスに手間がかかるという問題点がある。

【０００５】本発明の目的は、構造簡単にして小形軽量
化することができるハンドリング装置を提供することに
ある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００８】すなわち、板状物を保持するハンドと、こ
のハンドを移動させる移動装置とを備えているハンドリ
ング装置において、前記ハンドは前記移動装置に連結さ
れている本体と、この本体における前記板状物の外形線
の外側位置に支持されて膨張収縮可能なチューブと、こ
のチューブ内に流体を給排して膨張および収縮させる流
体給排装置とを備えていることを特徴とする。

【０００９】前記した手段において、チューブが板状物
の外周に対向されると、チューブ内には流体給排装置に
よって流体が供給される。流体が供給されたチューブは
膨張するため、板状物はチューブに挟まれた状態になっ
て保持される。チューブによる板状物の保持が解除され
る際には、流体給排装置によってチューブ内の流体が排
出され、チューブが収縮されるため、チューブは板状物
の挟持を解除した状態になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ハンドリング装置のハンドを示しており、（ａ）は一部
省略平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面
図である。図２はそのハンドリング装置を示す一部省略
斜視図である。図３は同じく一部切断平面図である。図
４は解除作用を説明するための説明図である。

【００１１】本実施形態において、本発明に係るハンド
リング装置は、板状物であるウエハを収納したカセット
からウエハを一枚ずつ取り出すものとして構成されてい
る。ウエハ１は、シリコン等の半導体によって円形の薄
板形状に形成されており、円周の一部にはノッチ３がＶ
字形状に切設されている。ウエハ１の半導体素子が作り
込まれる側の主面（以下、第１主面という。）２におけ
るノッチ３と反対側の位置には、識別対象物品としての
ウエハを識別するための識別コード４が各ウエハに固有
のものとして付されている。ハンドリング装置のワーク
としてのウエハ１は複数枚（例えば、１ロット分の２５
枚）ずつ、カセット５に収納される。すなわち、カセッ
ト５には保持溝（以下、スロットという。）が多数段
（通例、２５段）列設されており、このスロット内にウ
エハがそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ
が規則的に整列された状態で収納される。

【００１２】本実施形態において、ウエハ１が複数枚収
納されたカセット（以下、実カセットという。）５Ａ
は、ローディングステーションのエレベータ６の上に載
置されており、ウエハ１がこれから収納されるカセット
（以下、空カセットという。）５は、アンローディング
ステーションのエレベータ７の上に載置されている。ロ
ーディングステーションおよびアンローディングステー
ションは対称形に設定されており、ローディングステー
ションおよびアンローディングステーションのエレベー
タ６および７はその上に乗せられた実カセット５Ａおよ
び空カセット５を１ピッチずつ上昇または下降させるよ
うに構成されている。

【００１３】ハンドリング装置１０は板状物であるウエ
ハ１を保持するハンドと、ハンドを移動させる移動装置
とを備えている。移動装置１１はＸＹテーブル１２を備
えており、ＸＹテーブル１２の上にはロータリーアクチ
ュエータ１３が垂直方向上向きに搭載されている。ロー
タリーアクチュエータ１３の出力軸には旋回軸１４が垂
直方向上向きに固定されており、旋回軸１４は水平面内
において３６０度以上旋回されるようになっている。旋
回軸１４の上端部には水平に配置された第１アーム１５
の一端部が一体回転するように固定されている。第１ア
ーム１５の自由端部には平行に配置された第２アーム１
６の一端部が回転自在に軸支されており、第２アーム１
６は内蔵されたベルト伝動装置１７によって回転駆動さ
れるようになっている。第２アーム１６の他端部には水
平に配置されたハンド２０の一端部が回転自在に軸支さ
れており、ハンド２０は内蔵されたベルト伝動装置１８
によって回転駆動されるようになっている。

【００１４】図１に詳示されているように、ハンド２０
は移動装置１１に連結されている本体２１を備えてお
り、本体２１は平面視が略Ｔ字形の平板形状に形成され
ている。本体２１の外形寸法はウエハ１の直径よりも大
きくなるように設定されており、本体２１の縦片の一端
部には受け部２２が一方の主面（以下、上面とする。）
から直角に突設されている。受け部２２はウエハ１の外
周の一部に当接して後記するチューブの押し力の反力を
受けるように構成されている。

【００１５】本体１の上面における横片の両端部（以
下、左端部および右端部とする。）には、左右で一対の
支柱２３、２３が直角二等辺三角柱形状にそれぞれ突設
されており、両支柱２３、２３の斜辺を構成する側面に
は、シリコーン・ゴムまたは塩化ビニール等の弾性材料
が使用されて略立方体形の中空体に形成されたチューブ
２４がそれぞれ添着されている。左右のチューブ２４、
２４は受け部２２と本体２１の中心とを結ぶ線分の延長
線に対して左右対称形になるようにそれぞれ配設されて
おり、左右のチューブ２４、２４における本体２１の中
心との対向面には当て具２５がそれぞれ添着されてい
る。両当て具２５、２５はウエハ１の外周面に当接して
各チューブ２４の押し力を中心に向かわせるように構成
されている。

【００１６】各チューブ２４にはチューブ２４内に流体
を給排して膨張および収縮させる流体給排装置２６が接
続されている。流体給排装置２６は可撓性を有するホー
スから構成された給排路２７を備えており、給排路２７
は左右のチューブ２４、２４に接続されている。給排路
２７の他端は流体としてのエアを供給するコンプレッサ
等から構成されたエア源２８に接続されており、給排路
２７の途中には電磁切換弁２９が介設されている。

【００１７】次に、以上の構成に係るハンドリング装置
の作用を説明する。まず、図３に示されているように、
ローディングステーションのエレベータ６の上には、複
数枚のウエハ１が収納された実カセット５Ａがセットさ
れ、アンローディングステーションのエレベータ７の上
には空のカセット５がセットされる。ハンドリング装置
１０の第１アーム１５および第２アーム１６がロータリ
ーアクチュエータ１３およびベルト伝動装置１７、１８
によって伸長作動されて、ハンド２０が実カセット５Ａ
に挿入される。この際、ローディングステーションのエ
レベータ６がピッチ作動されることにより、コントロー
ラが指定したウエハ１がハンド２０の真上に対向され
る。

【００１８】この状態で、ウエハ１が下降すると、図４
に想像線に示されているように、ハンド２０の受け部２
２および左右の当て具２５、２５がウエハ１の外周に対
向した状態になる。そこで、流体給排装置２６の電磁切
換弁２９が切り換えられると、図１に示されているよう
に、左右のチューブ２４、２４が膨張するため、左右の
当て具２５、２５はウエハ１の外周を受け部２２の方向
に押す。これにより、ウエハ１は受け部２２、左右のチ
ューブ２４、２４によって挟持された状態になるため、
ハンド２０に保持された状態になる。

【００１９】ハンド２０がウエハ１を保持すると、移動
装置１１の第１アーム１５および第２アーム１６がロー
タリーアクチュエータ１３およびベルト伝導装置２７、
２８によって短縮作動されて、ウエハ１がハンド２０に
よって実カセット５Ａから引き出され、所定の場所に移
送される。

【００２０】その後、ウエハ１はハンドリング装置１０
によってハンドリングされた状態でアンローディングス
テーョンに移送され、空カセット５の指定されたスロッ
トにアンローディングされる。

【００２１】前記実施形態によれば次の効果が得られ
る。 （１） 流体の供給によって膨張させたチューブの押さ
え力によってウエハを保持することにより、ウエハを保
持するハンドを小形軽量化することができるため、移動
装置に作用する慣性モーメントを減少させることがで
き、高速作動を実現させることができる。

【００２２】（２） 小形軽量化だけでなく構造の簡単
化を図ることができるため、部品点数および加工工数を
減少することができ、設備費用を低減することができ
る。

【００２３】（３） また、構造を簡単化することがで
きるため、耐久性を高めることができるとともに、制御
のし易さにより、信頼性を高めることができる。

【００２４】（４） 流体の供給によって膨張させたチ
ューブの押さえ力によってウエハを保持することによ
り、ウエハをソフトタッチで確実に保持することができ
るため、ウエハの破損を防止しつつ、ハンドリング装置
の保持性能ないし信頼性を高めることができる。

【００２５】図５は本発明の実施形態２であるハンドリ
ング装置のハンドを示しており、（ａ）は一部省略平面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図であ
る。

【００２６】本実施形態２が前記実施形態１と異なる点
は、ハンド２０Ａの本体２１ＡがＹ字形の平板形状に形
成されており、一対の受け部２２、２２がＹ字の上端部
にそれぞれ形成されているとともに、チューブ２４が一
基、Ｙ字の下端部に形成されている点にある。

【００２７】本実施形態２においても、チューブ２４が
膨張されてウエハ１を左右の受け部２２、２２に押接さ
せることにより、ウエハ１がハンド２０Ａによりソフト
タッチで確実に保持されるため、前記実施形態１と同様
の効果が得られる。

【００２８】図６は本発明の実施形態３であるハンドリ
ング装置のハンドを示しており、（ａ）は一部省略平面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図であ
る。

【００２９】本実施形態３が前記実施形態１と異なる点
は、ハンド２０Ｂの本体２１Ｂが円形のリング形状に形
成されており、本体２１Ｂの内周にチューブ２４が３
基、周方向に等間隔に配置されている点にある。

【００３０】本実施形態３においても、３基のチューブ
２４が膨張されてウエハ１を回転対称の位置で押接する
ことにより、ウエハ１がハンド２０Ｂによってソフトタ
ッチで確実に保持されるため、前記実施形態１と同様の
効果が得られる。

【００３１】図７は本発明の実施形態４であるハンドリ
ング装置のハンドを示しており、（ａ）は一部省略平面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図であ
る。

【００３２】本実施形態４が前記実施形態１と異なる点
は、ハンド２０Ｃの本体２１Ｃが円形のリング形状に形
成されており、円形リング形状に丸められたチューブ２
４Ｃがこの本体２１Ｃの内周に添着されている点にあ
る。

【００３３】本実施形態４においても、円形リング形状
に丸められたチューブ２４Ｃが膨張されてウエハ１を全
周にわたって押接することにより、ウエハ１がハンド２
０Ｃによってソフトタッチで確実に保持されるため、前
記実施形態１と同様の効果が得られる。さらに、チュー
ブ２４Ｃがウエハ１に全周にわたって押接することによ
り、チューブ２４Ｃがウエハ１の上面側空間と下面側空
間とを仕切った状態になるため、ウエハの上面または下
面にウエット処理やエア洗浄を実施することができる。

【００３４】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３５】例えば、ハンドを移動させる移動装置は、
前記実施形態に係る移動装置のように構成するに限ら
ず、その他の二次元ロボットや三次元ロボット等の移動
装置を使用してもよい。

【００３６】また、チューブを膨張収縮させるための流
体給排装置も前記実施形態のように構成するに限らず、
その他の流体給排装置を使用してもよい。その場合、流
体としては、エアを使用するに限らず、窒素ガス等の気
体を使用してもよいし、作動油等の液体を使用してもよ
い。但し、エア等の気体を使用すると、ハンドの重量を
軽減することができる。

【００３７】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるウエハ
の識別技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、液晶パネルやガラス板、フロ
ッピィディスク、ハードディスク、コンパクトディスク
等の板状物のハンドリング技術全般に適用することがで
きる。

【００３８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００３９】流体の供給によって膨張させたチューブの
押さえ力によって板状物を保持することにより、板状物
を保持するハンドを構造簡単にして小形軽量化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるハンドリング装置の
ハンドを示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）
は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図である。

【図２】そのハンドリング装置を示す一部省略斜視図で
ある。

【図３】同じく一部切断平面図である。

【図４】解除作用を示しており、（ａ）は一部省略平面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図であ
る。

【図５】本発明の実施形態２であるハンドリング装置の
ハンドを示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）
は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図である。

【図６】本発明の実施形態３であるハンドリング装置の
ハンドを示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）
は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図である。

【図７】本発明の実施形態４であるハンドリング装置の
ハンドを示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）
は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図である。

【符号の説明】

１…ウエハ（板状物）、２…第１主面、３…ノッチ、４
…識別コード、５…カセット、５Ａ…実カセット、６…
ローディングステーションのエレベータ、７…アンロー
ディングステーションのエレベータ、１０…ハンドリン
グ装置、１１…移動装置、１２…ＸＹテーブル、１３…
ロータリーアクチュエータ、１４…旋回軸、１５…第１
アーム、１６…第２アーム、１７、１８…ベルト伝動装
置、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…ハンド、２１、２
１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ…本体、２２…受け部、２３…支
柱、２４、２４Ｃ…チューブ、２５…当て具、２６…流
体給排装置、２７…給排路、２８…エア源、２９…電磁
切換弁。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状物を保持するハンドと、このハンド
   を移動させる移動装置とを備えているハンドリング装置
   において、 前記ハンドは前記移動装置に連結されている本体と、こ
   の本体における前記板状物の外形線の外側位置に支持さ
   れて膨張収縮可能なチューブと、このチューブ内に流体
   を給排して膨張および収縮させる流体給排装置とを備え
   ていることを特徴とするハンドリング装置。
2. 【請求項２】 前記チューブが一対、前記本体における
   前記板状物の外形線の外側に配置された受け部の反対側
   位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項
   １に記載のハンドリング装置。
3. 【請求項３】 前記チューブが一基、前記本体における
   前記板状物の外形線の外側に配置された一対の受け部の
   反対側位置に配置されていることを特徴とする請求項１
   に記載のハンドリング装置。
4. 【請求項４】 前記チューブが複数基、前記本体におけ
   る前記板状物の外形線の外側に環状に配置されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。
5. 【請求項５】 前記本体が前記板状物の外形線よりも大
   きいリング形状に形成されており、前記複数基のチュー
   ブがこの本体の内周に環状に配置されていることを特徴
   とする請求項４に記載のハンドリング装置。
6. 【請求項６】 前記チューブがリング形状に形成されて
   前記本体における前記板状物の外形線に沿って配置され
   ていることを特徴とする請求項１に記載のハンドリング
   装置。
7. 【請求項７】 前記本体が前記板状物の外形線よりも大
   きいリング形状に形成されており、前記リング形状のチ
   ューブがこの本体の内周に添着されていることを特徴と
   する請求項６に記載のハンドリング装置。
8. 【請求項８】 前記チューブの前記板状物との対向面に
   当て具が取り付けられていることを特徴とする請求項
   １、２、３、４、５、６または７に記載のハンドリング
   装置。
9. 【請求項９】 前記流体が気体であることを特徴とする
   請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載のハ
   ンドリング装置。
10. 【請求項１０】 前記板状物が半導体ウエハであること
    を特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８または
    ９に記載のハンドリング装置。