JP2007221031A - 搬送装置及び搬送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウエハ等の板状部材が仮想平面に対して傾いている状態であっても、確実に吸着保持して搬送できる搬送装置及び搬送方法を提供すること。
【解決手段】第１ないし第６のアーム１５Ａ〜１５Ｆを備えて各アームが数値制御される多関節型のロボットにより構成された搬送装置１０であり、当該搬送装置１０の自由端側には半導体ウエハＷを吸着保持する吸着アーム１２が設けられている。吸着アーム１２は、先端側に吸着部１２Ｃを備え、アーム１５Ａ〜１５Ｆを介して直交三軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）方向に移動可能に設けられているとともに、仮想平面Ｓに対して傾斜する方向に回転可能に設けられている。従って、半導体ウエハＷが仮想平面Ｓに対して傾いていても、吸着アーム１２の角度変位により吸着部１２Ｃを半導体ウエハＷにぴったりと接触させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は搬送装置及び搬送方法に係り、更に詳しくは、テーブル等の上面に載置された半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）等の板状部材を搬送する際に、その面が仮想平面（例えば、水平面）に対して傾いた状態であっても、当該板状部材を確実に吸着保持して搬送することのできる搬送装置及び搬送方法に関する。
ウエハ処理工程においては、裏面研削工程や、リングフレームへのマウント工程等、種々の工程が含まれる。各工程における処理を実行する場合には、ウエハを吸着して保持する保持手段を備えた搬送装置を用いてテーブル相互間若しくはウエハストッカ等の間でウエハを搬送することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
前記特許文献に記載された搬送装置は、図４に概略的に示されるように、ロボット本体５０と、このロボット本体５０に昇降可能に支持された昇降体５１と、この昇降体５１に水平面内で回転可能に支持された基部アーム５２と、この基部アーム５２に中間アーム５３を介して水平面内で回転可能に連結された先端アーム５４と、当該先端アーム５４の自由端側に取り付けられた吸着アーム５６とを備えて構成され、吸着アーム５６に設けられた図示しなし吸着部が第１のテーブル６０に支持されたウエハＷを吸着保持することで、ウエハＷを第１のテーブル６０から第２のテーブル６１に、或いはその反対に搬送して移載できるようになっている。
特開２００５−１２３５９５号公報
しかしながら、特許文献１に開示された搬送装置における吸着アーム５６は、前記昇降体５１の昇降に伴う上下方向と、各アーム５２〜５４が水平面内で旋回する水平方向に移動（回転）できるにすぎず、水平面に対して吸着アーム５６を傾斜させることができないものとなっている。
そのため、例えその装置内で基準（水平基準）を設けて搬送装置をセットしたとしても、他の装置と組み合わせた場合、装置の個体差によって水平の基準が少しずれている場合がある（図４中θ参照）。このような場合、他の装置のウエハＷを吸着アームが吸着できないため、セッティング時に他の装置または、自らの装置をどちらかの傾斜に合わせて基準合わせをし直さなければならず、大変面倒で大掛かりな作業を伴う、という不都合を生ずる。
［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ウエハ等の板状部材が仮想平面に対して傾きを有している状態であっても、当該板状部材を確実に吸着保持して搬送することのできる搬送装置及び搬送方法を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、複数の関節を備えているとともに、各関節が数値制御される多関節型のロボットを含む搬送装置において、
前記ロボットの自由端側に板状部材を保持する保持手段が設けられ、当該保持手段は、直交三軸方向に移動可能に設けられているとともに、仮想平面に対して所定角傾斜し、前記板状部材に接触可能に設けられる、という構成を採っている。
また、本発明は、複数の関節を備えているとともに、各関節が数値制御される多関節型のロボットを含む搬送装置において、
前記ロボットの自由端側に、半導体ウエハを吸着保持する吸着アームが設けられ、当該吸着アームは、直交三軸方向に移動可能に設けられているとともに、仮想平面に対して所定角傾斜し、前記半導体ウエハに接触可能に設けられて前記半導体ウエハに吸着部を接触させる、という構成を採っている。
更に、本発明は、複数の関節を備えて各関節が数値制御される多関節型のロボットの自由端側に、板状部材を吸着保持する吸着アームが直交三軸方向に移動可能に設けられた搬送装置を介して板状部材を搬送する搬送方法において、
前記吸着アームで板状部材を吸着する際に、当該板状部材が仮想平面に対して傾いているときに、その傾きに合わせて吸着アームを傾斜させるとともに当該吸着アームの吸着部を板状部材の面に接触させ、
次いで、吸着部にて板状部材を吸着した状態で当該板状部材を搬送する、という方法を採っている。
本発明によれば、吸着アーム等からなる保持手段が直交三軸方向と、仮想平面に対して傾斜する方向ないし姿勢に移動できる構成であるため、例えば、ウエハ等の板状部材が傾いたテーブルに支持されていても、吸着アームの吸着部が板状部材の面に対してぴったりと接触するように角度変位若しくは姿勢変位して保持できるようになり、これにより、板状部材を確実に吸着して搬送することができる。
また、板状部材を複数工程に亘って移載する場合において、各テーブルの水平精度が維持されていなくても、その傾きに応じた角度調整を行うように保持手段を制御すれば対応可能となるため、他の装置との基準合わせを行うといった大掛かりな作業は不要となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、本実施形態に係る搬送装置がウエハ搬送装置に適用された概略斜視図が示され、図２には、その側面図が示されている。これらの図において、搬送装置１０は、複数の関節を備えた多関節型のロボットにより構成され、ウエハＷを上面に載置する第１のテーブルＴ１を備えた装置Ａに組み込まれ、第２のテーブルＴ２が組み込まれた装置Ｂに隣接して配置されている。
前記搬送装置１０は、ロボット本体１１と、当該ロボット本体１１の自由端側に支持されるとともに直交三軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）方向に移動可能に設けられた保持手段としての吸着アーム１２とを備えて構成されている。ロボット本体１１は、ベース部１４と、当該ベース部１４の上面側に配置されて図２中矢印Ａ〜Ｆ方向に回転可能に設けられた複数の関節をなす第１アーム１５Ａ〜第６アーム１５Ｆと、第６アーム１５Ｆの先端側すなわちロボット本体１１の自由端側に取り付けられた工具保持チャック１９とを含む。第２、第３及び第５アーム１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｅは、図２中Ｙ×Ｚ面内で回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム１５Ａ、１５Ｄ、１５Ｆは、その軸周りに回転可能に設けられている。従って、吸着アーム１２は、前記工具保持チャック１９に保持された状態で、前述した直交三軸方向への移動に加え、仮想平面Ｓ（図３参照）に対して傾斜可能であるとともに任意の位置へ移動可能となる。本実施形態における仮想平面Ｓは水平面であり、また、搬送装置１０は数値制御（Numerical Control）により制御されるものである。すなわち、ウエハＷに対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものである。
前記吸着アーム１２は、前記工具保持チャック１９に支持される軸状のアームホルダ１２Ａと、このアームホルダ１２Ａに支持された略Ｙ型のアーム１２Ｂとからなり、当該アーム１２Ｂの各先端側に、吸着部１２Ｃを備えたものが採用されている。なお、吸着アーム１２は、ウエハＷのサイズに応じて大小様々となる複数種が用意され、図示しないアームストッカに収納されているとともに、ウエハの大きさに対応した吸着アームを自動的に付け替えられるようになっている。
前記工具保持チャック１９は、略円筒状をなして前記吸着アーム１２のアームホルダ１２Ａを受容する受容体２０と、当該受容体２０の周方向略１２０度間隔を隔てた位置に配置されて前記アームホルダ１２Ａを周方向から締め付けて保持する三つのチャック爪２１とを備えて構成されている。各チャック爪２１は、空圧によって受容体２０の中心に対して径方向に進退可能となっている。
次に、本実施形態の作用について説明する。ここでは、装置Ｂによって所定の処理が施されたウエハＷが第２のテーブルＴ２上に払い出され、装置Ａに組み込まれた第１のテーブルＴ１にウエハＷを移載する場合について説明する。
図２に示されるように、装置Ｂに隣接して装置Ａをセットすることとなるが、装置Ａにおいては第１のテーブルＴ１と搬送装置１０との平行度は正確に調整されているが、装置Ｂは、先にセットが完了しているため、その第２のテーブルＴ２の水平度は不明である。
次いで、吸着アーム１２を装置Ｂの第２のテーブルＴ２上へ搬送装置１０の各関節の所定移動によって接近させる。そして、吸着部１２Ｃより吸引を行ってウエハＷを吸着保持ができるかどうかの確認を行う。
しかし、図３に示されるように、第２のテーブルＴ２が仮想平面Ｓに対して角度θ分だけ傾いていると、吸着部はウエハＷの上面に接触できない状態となって当該ウエハＷを吸着保持することができない。
そこで、搬送装置１０によって、吸着アーム１２の先端側が基部側よりも低い姿勢となるように、例えば、第４、第５アーム１５Ｄ、１５ＥをＹ−Ｚ面内で相互に所定角度回転させ、吸着部１２ＣがウエハＷの上面にぴったりと接するように角度調整を行い、これにより、ウエハＷを確実に吸着保持できるように調整する。そして、この吸着保持できる吸着アーム１２の位置のデータは制御装置に入力され、以後、吸着アーム１２は、第２のテーブルＴ２上に払い出されるウエハＷに近接し、前記入力された所定角度分傾斜することによってウエハＷに接触し、確実且つ、自動的に吸着保持することができる。
従って、このような実施形態によれば、テーブルＴ１，Ｔ２の水平精度にバラツキが生じてウエハＷの上面が仮想平面Ｓに対して傾いた状態であっても、テーブルＴ１，Ｔ２の水平精度を調整することなく、ウエハＷを吸着保持することができ、予め設定された順序に従ってウエハＷを搬送することができる、という効果を得る。
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、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
例えば、前記実施形態では、吸着アーム１２は、第２のテーブルＴ２上に払い出されるウエハＷに近接し、前記入力された所定角度分傾斜することによってウエハＷに接触し吸着保持するように動作を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吸着アーム１２を予め所定角度分傾斜させておいてからウエハＷに近接し、接触するようにしてもよい。また、所定角度分傾斜しながらウエハＷに近接して接触するようにしてもよい。
更に、吸着アーム１２のアーム１２Ｂが平面視略Ｙ型となる形状について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｉ型、ウエハＷと略同型等、ウエハＷの大きさに応じて種々変更することができる。
また、本発明における仮想平面とは水平面に限定されるものではなく、鉛直面、傾斜面をも含むものである。従って、板状部材を鉛直面内に支持する設計が採用されている場合には、板状部材が鉛直面に対して、何らかの誤差により傾いている場合であっても、前述した動作原理により吸着保持されることとなる。
更に、本発明における板状部材は半導体ウエハＷに限定されるものではなく、シートが貼付されたガラス、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができる。
本実施形態に係る搬送装置を示す概略斜視図。 前記搬送装置の正面図。 吸着アームによる吸着動作時の作用説明図。 従来構造を説明するための搬送装置の正面図。
符号の説明
１０ 搬送装置
１１ ロボット本体
１２ 吸着アーム（保持手段）
１２Ｃ 吸着部
１５Ａ〜１５Ｆ 第１〜第６アーム
Ｓ 仮想平面（水平面）
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (3)

  1. 複数の関節を備えているとともに、各関節が数値制御される多関節型のロボットを含む搬送装置において、
    前記ロボットの自由端側に板状部材を保持する保持手段が設けられ、当該保持手段は、直交三軸方向に移動可能に設けられているとともに、仮想平面に対して所定角傾斜し、前記板状部材に接触可能に設けられていることを特徴とする搬送装置。
  2. 複数の関節を備えているとともに、各関節が数値制御される多関節型のロボットを含む搬送装置において、
    前記ロボットの自由端側に半導体ウエハを吸着保持する吸着アームが設けられ、当該吸着アームは、直交三軸方向に移動可能に設けられているとともに、仮想平面に対して所定角傾斜し、前記半導体ウエハに接触可能に設けられて前記半導体ウエハに吸着部を接触させることを特徴とする搬送装置。
  3. 複数の関節を備えて各関節が数値制御される多関節型のロボットの自由端側に、板状部材を吸着保持する吸着アームが直交三軸方向に移動可能に設けられた搬送装置を介して板状部材を搬送する搬送方法において、
    前記吸着アームで板状部材を吸着する際に、当該板状部材が仮想平面に対して傾いているときに、その傾きに合わせて吸着アームを傾斜させるとともに当該吸着アームの吸着部を板状部材の面に接触させ、
    次いで、吸着部にて板状部材を吸着した状態で当該板状部材を搬送することを特徴とする搬送方法。
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