JP2011125967A - Hand for wafer conveying robot, wafer conveying robot, and wafer conveying device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hand for conveying a wafer, reduced in size and weight, selecting the optimum sucking position free from causing a deflection and displacement of the wafer, and holding the wafer with different diameters so as to convey the wafer to a destination position, even with one hand. <P>SOLUTION: The hand for a wafer conveying robot is attached to an arm of the wafer conveying robot that conveys the wafers, and equipped with forks provided with vacuum sucking holes for sucking and holding the wafer. The forks are provided spinnably about the longitudinal direction of the forks. The upper surfaces constitute holding surfaces holding the wafer. Each holding surface is provided with the at least one vacuum sucking hole at a different position. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウェーハ搬送ロボット用のハンド、ウェーハ搬送ロボット及びそれを備えたウェーハ搬送装置に関する。   The present invention relates to a hand for a wafer transfer robot, a wafer transfer robot, and a wafer transfer apparatus including the same.

半導体製造装置や半導体検査装置等の上位装置にウェーハを供給、或いは上位装置からウェーハを回収するウェーハ搬送装置（ＥＦＥＭ：Equipment Front End Module）がある。ウェーハ搬送装置には、ウェーハ搬送ロボット、アライナ、及びウェーハ搬送ロボットとアライナを制御するコントローラが実装されている。ウェーハ搬送ロボットは、ウェーハを搬送するために、ウェーハを保持するハンドを備えている。   There is a wafer transfer apparatus (EFEM: Equipment Front End Module) that supplies a wafer to a host apparatus such as a semiconductor manufacturing apparatus or a semiconductor inspection apparatus or collects a wafer from the host apparatus. The wafer transfer apparatus is equipped with a wafer transfer robot, an aligner, and a controller that controls the wafer transfer robot and the aligner. The wafer transfer robot includes a hand for holding a wafer in order to transfer the wafer.

ウェーハ搬送装置では、ウェーハ搬送ロボットがハンドでウェーハ密閉容器（ＦＯＵＰ：Front Opening Unified Pod）からウェーハを取出し、アライナに供給する。アライナではウェーハのＶノッチ或いはオリフラの角度補正と水平方向の位置補正（偏芯補正）を行う。ウェーハは、アライナでの角度補正と位置補正の終了後、上位装置に搬送される。また、ウェーハ搬送ロボットは上位製造装置から処理後のウェーハを取出し、ＦＯＵＰに収納することも可能である。   In the wafer transfer apparatus, a wafer transfer robot takes out a wafer from a wafer closed container (FOUP: Front Opening Unified Pod) by hand and supplies it to the aligner. The aligner performs angle correction and horizontal position correction (eccentricity correction) of the V-notch or orientation flat of the wafer. The wafer is transferred to the host device after the angle correction and the position correction at the aligner are completed. The wafer transfer robot can also take out the processed wafer from the host manufacturing apparatus and store it in the FOUP.

ハンドには、ウェーハを載置した時にウェーハの位置ずれを防ぐために真空吸着部を備えウェーハ裏面を吸着保持する方式や、ウェーハ側面を機械式に把持してウェーハを保持する方式がある。一般に従来のウェーハ裏面を吸着保持するハンドは、ウェーハの口径ごとに特定の大きさの専用ハンドを使用しているが、１つのハンドで異なるウェーハ口径に対応してウェーハを保持するためには、ハンドをフォーク構造にしてウェーハ口径に合わせて、フォークを平行移動させて対応してきた（例えば、特許文献１参照）。   In order to prevent the wafer from being displaced when the wafer is placed, there are a method in which a vacuum suction unit is provided and the wafer back surface is sucked and held, and a method in which the wafer side surface is mechanically held to hold the wafer. In general, the hand that holds the backside of the wafer by suction uses a dedicated hand of a specific size for each wafer diameter, but in order to hold a wafer corresponding to different wafer diameters with one hand, To cope with this, the hand has a fork structure, and the fork is moved in parallel according to the wafer diameter (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６−２７２５２６号公報JP 2006-272526 A

しかしながら、口径の異なるウェーハの搬送に対応するべくフォークを平行移動させる機能を備えたハンドは、フォークを平行移動させるための走行軸の長さを、搬送されるウェーハのなかで一番大きな径幅のものに合わせて長くする必要があるため、ハンド自体が大型化してしまう。そのようなハンドを用いたウェーハ搬送ロボットは、ウェーハ搬送装置内での可動範囲が大きくなってしまうため、ウェーハ搬送装置を大きくせざるを得ない。また、上述のハンドは、ハンドの質量も大きくなり、ハンド停止振動の増大やスループットに大きな影響を与えてしまう。   However, a hand equipped with the function of moving the fork in parallel to handle wafers with different diameters, the length of the traveling axis for moving the fork in parallel is the largest diameter width of the wafers being transferred. Since it is necessary to lengthen it according to the thing, the hand itself will be enlarged. A wafer transfer robot using such a hand has a large movable range in the wafer transfer apparatus, and thus the wafer transfer apparatus must be enlarged. In addition, the above-described hand also increases the mass of the hand, greatly affecting hand stop vibration and throughput.

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、ウェーハの搬送ハンドを小型かつ軽量で構成でき、かつ、１つのハンドで口径の異なるウェーハを、ウェーハの撓みや位置ずれを生じさせない最適な吸着位置で保持することができるハンド及びそれを用いたウェーハ搬送ロボット、並びにそれを備えたウェーハ搬送装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to configure a wafer transfer hand in a small size and light weight, and an optimal suction position that does not cause wafer deflection or misalignment with a single hand. And a wafer transfer robot using the same, and a wafer transfer apparatus including the same.

上記目的を達成すべく本発明に係るハンドは、ウェーハを搬送するウェーハ搬送ロボットのアームに取り付けられ、ウェーハを吸着保持するための真空吸着穴が設けられたフォークを備えるウェーハ搬送ロボット用のハンドにおいて、前記フォークは、フォーク長手方向を回転軸として自転可能に設けられ、上面が前記ウェーハを保持する保持面を構成し、各保持面には少なくとも１つの真空吸着穴が互いに異なる位置に設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a hand according to the present invention is a hand for a wafer transfer robot, which is attached to an arm of a wafer transfer robot for transferring a wafer and includes a fork provided with a vacuum suction hole for holding the wafer by suction. The fork is provided so as to be rotatable about the longitudinal direction of the fork as a rotation axis, the upper surface constitutes a holding surface for holding the wafer, and at least one vacuum suction hole is provided at a different position on each holding surface. It is characterized by being.

また、本発明に係るウェーハ搬送ロボット及びウェーハ搬送装置は、上記のハンドを備えることを特徴とする。   A wafer transfer robot and a wafer transfer apparatus according to the present invention include the above-described hand.

本発明によれば、ハンド自体をコンパクトに質量を小さく構成し、かつ、１つのハンドで異なる径のウェーハを保持することができる。   According to the present invention, the hand itself can be made compact and have a small mass, and wafers having different diameters can be held by one hand.

本発明に係るウェーハ搬送ロボット用ハンドの第一の実施形態の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of 1st embodiment of the hand for wafer conveyance robots which concerns on this invention. ウェーハ搬送装置の構成を示す一部透明斜視図である。It is a partially transparent perspective view which shows the structure of a wafer conveyance apparatus. 図１のフォークの平面図である。It is a top view of the fork of FIG. 図３の４Ａ−４Ａ線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4A-4A in FIG. 3. 図１のハンドが小口径のウェーハを保持した状態の平面図と断面図である。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of a state in which the hand of FIG. 1 holds a small-diameter wafer. 図１のハンドが大口径のウェーハを保持した状態の平面図と断面図である。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of a state in which the hand of FIG. 1 holds a large-diameter wafer. 図１のハンドにおいて、真空吸着穴３の最適な位置とウェーハ口径との関係を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between an optimum position of a vacuum suction hole 3 and a wafer diameter in the hand of FIG. 1. 本発明に係るウェーハ搬送ロボット用ハンドの第二の実施形態の構成を示し、小口径のウェーハを保持した状態の平面図と断面図である。The structure of 2nd embodiment of the hand for wafer conveyance robots which concerns on this invention is shown, and the top view and sectional drawing of the state holding the small diameter wafer are shown. 中口径のウェーハを保持した状態の平面図と断面図である。It is the top view and sectional drawing of the state which hold | maintained the wafer of medium diameter. 大口径のウェーハを保持した状態の平面図と断面図である。It is the top view and sectional drawing of the state which hold | maintained the large diameter wafer.

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
［第一の実施形態］
まず、本実施形態のハンドを有するウェーハ搬送ロボットを用いたウェーハ搬送装置について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[First embodiment]
First, a wafer transfer apparatus using a wafer transfer robot having a hand according to this embodiment will be described.

図２はウェーハ搬送装置を示す一部透明斜視図である。図２に示すように、ウェーハ搬送装置１００は、筐体１０１と、筐体１０１内に供給されるウェーハ５０をクリーンな状態で収納する密閉容器であるＦＯＵＰ１０５と、ＦＯＵＰ１０５が設置されるロードポート１０２と、筐体１０１内に設けられＦＯＵＰ１０５、アライナ１０３及びウェーハ５０の搬送先である半導体製造装置や半導体製造装置（以下、「上位装置」と称する）１０８間のウェーハ５０の搬送を行うウェーハ搬送ロボット（以下、単に「搬送ロボット」と称する）１１０とを有する。筐体１０１の上部には、ファンフィルタユニット１０７が設けられ、ファンフィルタユニット１０７はクリーンエアを絶えず下方（筐体１０１内）に送り込むことにより筐体１０１内部をクリーンな環境に保持する。ウェーハ搬送装置１００は、搬送ロボット１１０の制御及び上位装置１０８との通信を行うコントローラ１０４を備える。コントローラ１０４は後述するハンド１が保持するウェーハ５０の口径に応じたバルブの切替え制御を行うと共に、ウェーハ５０の位置ずれ量、ウェーハ５０の有無やウェーハ５０の異常を検出する演算手段を有する。   FIG. 2 is a partially transparent perspective view showing the wafer transfer apparatus. As illustrated in FIG. 2, the wafer transfer apparatus 100 includes a housing 101, a FOUP 105 that is a sealed container that stores the wafer 50 supplied in the housing 101 in a clean state, and a load port 102 in which the FOUP 105 is installed. And a wafer transfer robot that transfers the wafer 50 between the semiconductor manufacturing apparatus or semiconductor manufacturing apparatus (hereinafter referred to as “higher level apparatus”) 108 that is provided in the housing 101 and is the transfer destination of the FOUP 105, aligner 103, and wafer 50. (Hereinafter simply referred to as “conveying robot”) 110. A fan filter unit 107 is provided in the upper part of the housing 101, and the fan filter unit 107 keeps the inside of the housing 101 in a clean environment by constantly sending clean air downward (inside the housing 101). The wafer transfer apparatus 100 includes a controller 104 that controls the transfer robot 110 and communicates with the host apparatus 108. The controller 104 has a calculation unit that performs valve switching control in accordance with the diameter of the wafer 50 held by the hand 1 to be described later, and detects a positional deviation amount of the wafer 50, presence / absence of the wafer 50, and abnormality of the wafer 50.

筐体１０１内には、搬送ロボット１１０を一方向に往復移動させるための走行レール１０６が設けられ、搬送ロボット１１０は走行レール１０６上に設けられる。搬送ロボット１１０は基台１１１と基台１１１上に設けられたアーム１１２と、そのアーム１１２の先端に設けられウェーハ５０を保持するハンド１とを備える。アーム１１２は、旋回軸１１３と基台１１１内に設けられた旋回軸１１３を回転させる駆動手段とにより旋回運動可能であり、かつアーム軸１１４とアーム軸１１４を回転させる駆動手段とにより伸縮運動可能である。   A traveling rail 106 for reciprocating the transport robot 110 in one direction is provided in the housing 101, and the transport robot 110 is provided on the travel rail 106. The transfer robot 110 includes a base 111, an arm 112 provided on the base 111, and a hand 1 that is provided at the tip of the arm 112 and holds the wafer 50. The arm 112 can be swiveled by a swiveling shaft 113 and a driving means for rotating the swiveling shaft 113 provided in the base 111, and can be expanded and contracted by a driving means for rotating the arm shaft 114 and the arm shaft 114. It is.

アライナ１０３は、ウェーハ５０を回転させながら光学式センサで検出される光を基にウェーハ５０の向き（Ｖノッチやオリエンテーションフラットの位置）と偏芯量を検出し、ウェーハ５０の向きと位置を補正するものである。   The aligner 103 detects the orientation of the wafer 50 (the position of the V notch or orientation flat) and the amount of eccentricity based on the light detected by the optical sensor while rotating the wafer 50, and corrects the orientation and position of the wafer 50. To do.

ウェーハ搬送装置１００の動作について説明する。ウェーハ搬送装置１００では搬送ロボット１１０がハンド１でＦＯＵＰ１０５からウェーハ５０を取出し、アライナ１０３に供給する。アライナ１０３は、ウェーハ５０のＶノッチ或いはオリフラの角度補正（向きの補正）と水平方向の補正（偏芯量の補正）を行う。ウェーハ５０の向きと偏芯量の補正終了後、搬送ロボット１１０はウェーハ５０を上位装置に搬送する。搬送ロボット１１０は上位装置１０８で処理後のウェーハ５０を取出し、ＦＯＵＰ１０５に収納することもある。   The operation of the wafer transfer apparatus 100 will be described. In the wafer transfer apparatus 100, the transfer robot 110 takes out the wafer 50 from the FOUP 105 with the hand 1 and supplies it to the aligner 103. The aligner 103 performs V-notch or orientation flat angle correction (orientation correction) and horizontal correction (eccentricity correction) of the wafer 50. After the correction of the orientation and eccentricity of the wafer 50 is completed, the transfer robot 110 transfers the wafer 50 to the host device. The transfer robot 110 may take out the processed wafer 50 by the host device 108 and store it in the FOUP 105.

図１は、ハンド１の構成を示す斜視図である。図１に示すように、ハンド１は、ウェーハ５０を保持する１対のフォーク２（２ａ，２ｂ）を備える。フォーク２は、フォーク２を自転させるための機構部１０に取り付けられ、機構部１０は、搬送ロボット１１０のアーム１１２の先端に取り付けられる。フォーク２は、主にアルミナなどのセラミックスや炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）など縦弾性係数の高い材料で形成された厚さ２〜３ｍｍ程度のプレート体である。１対のフォーク２ａ，２ｂは、アーム１１２に取り付けられる側からハンド１の先端側に伸びる中心線１ａに対して線対称となるよう配置される。   FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the hand 1. As shown in FIG. 1, the hand 1 includes a pair of forks 2 (2 a and 2 b) that hold a wafer 50. The fork 2 is attached to the mechanism unit 10 for rotating the fork 2, and the mechanism unit 10 is attached to the tip of the arm 112 of the transfer robot 110. The fork 2 is a plate body having a thickness of about 2 to 3 mm mainly made of a material having a high longitudinal elastic modulus such as ceramics such as alumina or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). The pair of forks 2 a and 2 b are arranged so as to be symmetrical with respect to the center line 1 a extending from the side attached to the arm 112 to the front end side of the hand 1.

フォーク２には、ハンド１上に載置されるウェーハ５０を真空吸着保持させるための真空吸着穴３がフォーク２の一方の面（Ａ面とする）と他方の面（Ｂ面とする）の両面に設けられ、フォーク２の根元のシャフト軸８を中心軸として自転可能に機構部１０に設置されている。真空吸着穴３の開口位置について、１対のフォーク２ａ，２ｂ間では互いに同じ位置に配置され、１つのフォーク２においてＡ面とＢ面とでは互いに異なる位置に配置されている。   The fork 2 has a vacuum suction hole 3 for holding the wafer 50 placed on the hand 1 by vacuum suction on one surface (referred to as A surface) and the other surface (referred to as B surface) of the fork 2. It is provided on both surfaces and is installed in the mechanism unit 10 so as to be able to rotate about the shaft shaft 8 at the base of the fork 2 as a central axis. About the opening position of the vacuum suction hole 3, it arrange | positions in the mutually same position between one pair of forks 2a and 2b, and is arrange | positioned in the mutually different position in the A surface and B surface in one fork 2.

機構部１０は、フォーク２を回転させるための駆動源でありフォーク２と平行に搭載されたモータ４と、モータシャフト先端に取り付けられたモータプーリ７と、フォーク２のシャフト軸８に取り付けられたフォークプーリ６と、モータプーリ６の回転をフォークプーリ６へ伝達するベルト５とを備える。機構部１０は、１つのモータプーリ７に２つのフォークプーリ６が掛かる構成であり、モータ４の駆動により、左右のフォーク２ａ，２ｂを互いに同じ回転方向及び回転角度で自転させることができる。機構部１０の駆動により自転可能なフォーク２の上面が、ウェーハ５０を保持する保持面となる。   The mechanism unit 10 is a drive source for rotating the fork 2. The motor 4 is mounted parallel to the fork 2, the motor pulley 7 is attached to the tip of the motor shaft, and the fork is attached to the shaft 8 of the fork 2. A pulley 6 and a belt 5 that transmits the rotation of the motor pulley 6 to the fork pulley 6 are provided. The mechanism unit 10 has a configuration in which two fork pulleys 6 are hooked on one motor pulley 7, and the left and right forks 2 a and 2 b can rotate in the same rotation direction and rotation angle by driving the motor 4. The upper surface of the fork 2 that can rotate by driving of the mechanism unit 10 serves as a holding surface for holding the wafer 50.

フォーク２の回転に利用するモータ４は、高分解能のエンコーダを搭載したものであり回転角の誤差は無視できるほど小さいことが望ましく、１つのモータ４で２つのフォーク２ａ，２ｂを同じ角度に同期して動作させている。機構部１０を構成する駆動源としては、モータ４の他に、圧縮空気で動作するシリンダや真空圧で動作するシリンダなど、フォーク２を任意の位置に回転させるものであれば他のものを用いてもよい。   The motor 4 used for the rotation of the fork 2 is equipped with a high-resolution encoder, and it is desirable that the error in the rotation angle be negligibly small. The two motors 2a and 2b are synchronized with the same angle by one motor 4. To make it work. As a drive source that constitutes the mechanism unit 10, in addition to the motor 4, other types such as a cylinder that operates with compressed air and a cylinder that operates with vacuum pressure can be used as long as the fork 2 is rotated to an arbitrary position. May be.

機構部１０は、フォークの根元を境にしてケース９で覆われている。ケース９内は、ケース９に設置された真空排気口１１から真空吸引することにより駆動部１０から発生したゴミをケース９の外部（ウェーハ搬送装置内）に流出するのを抑えてウェーハ５０へのゴミの付着を防いでいる。   The mechanism unit 10 is covered with a case 9 with the base of the fork as a boundary. The inside of the case 9 suppresses the dust generated from the driving unit 10 from flowing out to the outside of the case 9 (inside the wafer transfer device) by vacuum suction from the vacuum exhaust port 11 installed in the case 9, and is applied to the wafer 50. It prevents dust from adhering.

図３は、フォーク２の内部を説明するための平面図であり、図４は図３の４Ａ−４Ａ線断面図である。ただし、図４中、真空吸着穴３に配管１３を介して接続される電磁弁１４は、ブロックで示してある。図３及び図４に示すように、フォーク２には、フォーク２の一方の面（Ａ面）に開口する１つの真空吸着穴３ａと、他方の面（Ｂ面）に開口する２つの真空吸着穴３ｂ，３ｃが形成されている。真空吸着穴３ａ〜３ｃの周囲には、ウェーハ５０と当接する環状の凸部３１が設けられている。同じ面に開口する２つの真空吸着穴３ｂ，３ｃは、フォーク２の内部で連通し、互いに異なる面に開口する真空吸着穴３ａ，３ｂ（３ｃ）は互いに連通せず、それぞれ別の配管１３を介して電磁弁１４に接続され、それぞれ独立した真空経路を構成する。配管１３は、例えばゴム状のチューブで構成され、シャフト軸８からアーム１１２及び駆動軸１１４の内部を通り、搬送ロボット１１０外部に設けられた真空装置の電磁弁１４に接続されている。電磁弁１４の開閉は、コントローラ１０４によって制御され、電磁弁１４を開閉することにより、ウェーハ５０の真空吸着及びリリースを行う。すなわち、コントローラ１０４と電磁弁１４とで、ウェーハ５０の保持面（上面）側の真空吸着穴３を開閉する真空経路切替手段を構成する。また、真空経路（真空吸着穴３及び配管１４）は真空圧センサ（図示せず）に接続されており、コントローラ１０４が真空圧センサを監視することにより、ハンド１上にウェーハ５０が保持されているか否かの判定が可能である。   3 is a plan view for explaining the inside of the fork 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line 4A-4A in FIG. However, in FIG. 4, the electromagnetic valve 14 connected to the vacuum suction hole 3 via the pipe 13 is shown as a block. As shown in FIGS. 3 and 4, the fork 2 has one vacuum suction hole 3 a that opens on one surface (A surface) of the fork 2 and two vacuum suctions that open on the other surface (B surface). Holes 3b and 3c are formed. Around the vacuum suction holes 3 a to 3 c, an annular convex portion 31 that comes into contact with the wafer 50 is provided. The two vacuum suction holes 3b and 3c that open to the same surface communicate with each other inside the fork 2, and the vacuum suction holes 3a and 3b (3c) that open to different surfaces do not communicate with each other. Are connected to the electromagnetic valve 14 to form independent vacuum paths. The pipe 13 is made of, for example, a rubber-like tube, passes through the arm 112 and the drive shaft 114 from the shaft 8, and is connected to the electromagnetic valve 14 of the vacuum device provided outside the transfer robot 110. The opening and closing of the electromagnetic valve 14 is controlled by the controller 104, and the vacuum suction and release of the wafer 50 are performed by opening and closing the electromagnetic valve 14. That is, the controller 104 and the electromagnetic valve 14 constitute vacuum path switching means for opening and closing the vacuum suction hole 3 on the holding surface (upper surface) side of the wafer 50. The vacuum path (the vacuum suction hole 3 and the pipe 14) is connected to a vacuum pressure sensor (not shown), and the controller 104 monitors the vacuum pressure sensor, whereby the wafer 50 is held on the hand 1. It is possible to determine whether or not it exists.

図５及び図６は、ハンド１がそれぞれ口径の異なるウェーハを真空保持した状態を示す図であり、図５は小口径のウェーハ５０ａを真空保持した状態を示す図、図６は大口径のウェーハ５０ｃを真空保持した状態を示す図である。   5 and 6 are views showing a state in which the hand 1 holds wafers having different diameters in vacuum, FIG. 5 is a view showing a state in which a small-diameter wafer 50a is held in vacuum, and FIG. 6 is a large-diameter wafer. It is a figure which shows the state which hold | maintained 50c in vacuum.

図５に示すように、ハンド１は、１つのフォーク２に１つの真空吸着穴３ａが開口するＡ面が上面であるとき、小口径（例えば、直径２００ｍｍ）のウェーハ５０ｂを保持する。フォークＡ面には小口径ウェーハ５０ａを保持するための最適な位置に真空吸着穴３が設置されているため、信頼性の高い小口径ウェーハ５０ａの保持が可能となる。ウェーハ５０を保持するのに最適な真空吸着穴３の位置とは、ウェーハ５０を撓ませず、かつ位置ずれを生じさせにくい位置である。具体的には、ウェーハ５０は、フォーク２と垂直な方向の中心（中心線１ｂ）よりも先側の半円領域に、フォーク２の先端が位置するように保持され、ウェーハ５０のフォーク先端よりも先側の領域の重みにより、ウェーハの撓みが生じたり、真空吸着力よりも大きい重みによりウェーハの位置ずれが生じるのを防ぐ位置である。   As shown in FIG. 5, the hand 1 holds a wafer 50 b having a small diameter (for example, a diameter of 200 mm) when the A surface where one vacuum suction hole 3 a opens in one fork 2 is the upper surface. Since the vacuum suction hole 3 is installed on the fork A surface at an optimum position for holding the small-diameter wafer 50a, it is possible to hold the small-diameter wafer 50a with high reliability. The position of the vacuum suction hole 3 optimal for holding the wafer 50 is a position where the wafer 50 is not bent and misalignment is unlikely to occur. Specifically, the wafer 50 is held so that the tip of the fork 2 is positioned in a semicircular region ahead of the center (center line 1 b) in the direction perpendicular to the fork 2. This is a position to prevent the wafer from being bent due to the weight of the front side region and the wafer from being displaced due to the weight greater than the vacuum suction force.

上位装置１０８あるいはユーザーの操作より、小口径ウェーハ５０ａと異なるサイズの大口径ウェーハ５０ｃ（例えば、直径４５０ｍｍ）を搬送する指令が実行されると、コントローラ１０４からモータ４へ指令がなされ、モータ４が回転駆動してフォーク２が１８０度自転し、フォーク２のＢ面がウェーハを吸着保持する保持面となる。   When a command to transfer a large-diameter wafer 50c (for example, 450 mm in diameter) different from the small-diameter wafer 50a is executed by the host device 108 or the user's operation, the controller 104 issues a command to the motor 4, and the motor 4 The fork 2 rotates 180 degrees by being driven to rotate, and the B surface of the fork 2 becomes a holding surface for sucking and holding the wafer.

図６に示すように、１つのフォーク２のＢ面には２個の真空吸着穴３ｂ，３ｃが開口しており、それらの真空吸着穴３ｂ、３ｃは、大口径ウェーハ５０ｃを保持するための最適な位置に真空吸着穴３ｂ，３ｃが配置されているため、信頼性の高い大口径ウェーハ５０ｃの保持が可能となる。   As shown in FIG. 6, two vacuum suction holes 3b and 3c are opened on the B surface of one fork 2, and these vacuum suction holes 3b and 3c are for holding a large-diameter wafer 50c. Since the vacuum suction holes 3b and 3c are arranged at the optimum positions, the large-diameter wafer 50c with high reliability can be held.

図７は、フォークＢ面で小口径のウェーハ５０ａを保持した場合の状態を示す図である。図７に示すように、図７に示すように、小口径のウェーハ５０ａをフォークＢ面（真空吸着穴３ｂ，３ｃの位置が大口径ウェーハ５０ｃ用）で保持すると、真空吸着穴３ｃが小口径ウェーハ５０ａの外形から外れてしまい、真空圧力が上がらず小口径のウェーハ５０ａを吸着保持することができない。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state where a small-diameter wafer 50a is held on the fork B surface. As shown in FIG. 7, as shown in FIG. 7, when the small-diameter wafer 50a is held on the fork B surface (the positions of the vacuum suction holes 3b and 3c are for the large-diameter wafer 50c), the vacuum suction hole 3c becomes a small diameter. The wafer 50a is out of the outer shape, the vacuum pressure does not increase, and the small diameter wafer 50a cannot be sucked and held.

また、逆に、大口径のウェーハ５０ｃをフォークＡ面（真空吸着穴の位置が小口径ウェーハ５０ａ用）で保持すると、小口径ウェーハ５０ａを保持することは可能であるが、ウェーハ搬送ロボット１１０の動作中に大口径ウェーハ５０ｃのハンド１の根元側がたわんでしまい、大口径ウェーハ５０ｃと機構部１０とが接触しゴミの発生原因となってしまう。なお、撓みを最小にするようにウェーハ搬送ロボット１１０の動作速度を制限することも可能だが、スループットに大きく影響を及ぼしてしまう。   Conversely, if the large-diameter wafer 50c is held on the fork A surface (the position of the vacuum suction hole is for the small-diameter wafer 50a), the small-diameter wafer 50a can be held. During operation, the base side of the hand 1 of the large-diameter wafer 50c bends, and the large-diameter wafer 50c and the mechanism unit 10 come into contact with each other, causing dust. Although it is possible to limit the operation speed of the wafer transfer robot 110 so as to minimize the deflection, it greatly affects the throughput.

つまり、フォークＡ面には小口径ウェーハ５０ａの保持に最適な真空吸着穴を設け、フォークＢ面には大口径ウェーハ５０ｃの保持に最適な真空吸着穴３を設け、ウェーハ５０の口径に合わせてフォーク２の保持面を選択し、機構部１０によりフォーク２を自転させて最適な保持面でウェーハ５０を保持することにより、スループットを落とさず、信頼性の高いウェーハ搬送を可能にしている。   That is, the vacuum suction hole optimal for holding the small-diameter wafer 50a is provided on the fork A surface, and the vacuum suction hole 3 optimal for holding the large-diameter wafer 50c is provided on the fork B surface. By selecting the holding surface of the fork 2 and rotating the fork 2 by the mechanism unit 10 to hold the wafer 50 on the optimal holding surface, the wafer can be transported with high reliability without reducing the throughput.

なお、フォーク２のＢ面に開口する真空吸着穴３ｂ，３ｃについて、真空吸着穴３ｂをウェーハ吸着用とし、真空吸着穴３ｃをウェーハの支え保持のみとした場合は、図７のように、フォークＢ面（大口径ウェーハ５０ｃ用の位置）が上面になっている状態において、小口径ウェーハ５０ａと大口径ウェーハ５０ｃの両方とも保持可能となる。ただし、この場合、真空吸着穴３ｂと真空吸着穴３ｃが互いに独立した真空経路を介して電磁弁１４に接続される構成とする必要がある。   As for the vacuum suction holes 3b and 3c opened on the B surface of the fork 2, when the vacuum suction hole 3b is used for wafer suction and the vacuum suction hole 3c is used only for supporting and holding the wafer, as shown in FIG. In a state where the B surface (position for the large diameter wafer 50c) is the upper surface, both the small diameter wafer 50a and the large diameter wafer 50c can be held. However, in this case, it is necessary that the vacuum suction hole 3b and the vacuum suction hole 3c be connected to the electromagnetic valve 14 through a mutually independent vacuum path.

本ハンド１を備える搬送ロボット１１０及びウェーハ搬送装置１００の動作について説明する。ウェーハサイズ切替え指令が上位装置１０８あるいはユーザー操作により実行されると、指令が実行された時点でコントローラ１０４は、ウェーハ搬送ロボット１１０のハンド１のフォーク２上面にウェーハ５０が載置しているかどうかを判定する。ウェーハ５０の載置判定方法は、ウェーハ搬送ロボット１１０を停止させた状態で、フォーク２の上面の真空吸着穴３を空吸いさせてウェーハ５０の有無を判定する。   Operations of the transfer robot 110 including the hand 1 and the wafer transfer apparatus 100 will be described. When the wafer size switching command is executed by the host apparatus 108 or user operation, the controller 104 determines whether the wafer 50 is placed on the upper surface of the fork 2 of the hand 1 of the wafer transfer robot 110 when the command is executed. judge. The wafer 50 placement determination method determines whether or not the wafer 50 is present by sucking the vacuum suction hole 3 on the upper surface of the fork 2 while the wafer transfer robot 110 is stopped.

コントローラ１０４は、フォーク２上面にウェーハ５０が存在すると判定した場合、載置しているウェーハ５０の搬送シーケンスを続行させて、ＦＯＵＰ１０５に収納するまで待つか、強制的にＦＯＵＰ１０５を収納させるなど、フォーク２上のウェーハ５０の処理をどうするかという指令をユーザーに選択させる。ウェーハ５０無しの判定がなされると、コントローラ１０４は搬送ロボット１１０のアーム１１２位置などの現在位置情報を収集し、ハンド１のフォーク２を回転させても干渉など起きない安全な場所に搬送ロボット１１０が位置しているかを判定する。搬送ロボット１１０が危険な位置（フォーク２が干渉する位置）にいる判定がされた時は、ハンド１を安全位置に退避させる。フォーク２が自転可能な安全位置にあることが確認されたと判定すると、コントローラ１０４は機構部１０のモータ４に駆動指令を行い、フォーク２をウェーハ５０の径に合わせた任意の位置に回転させて指定のウェーハ５０を搬送することが可能となる。   When the controller 104 determines that the wafer 50 is present on the upper surface of the fork 2, it continues the transfer sequence of the mounted wafer 50 and waits until it is stored in the FOUP 105 or forcibly stores the FOUP 105. 2 allows the user to select an instruction on what to do with the wafer 50 on top. If it is determined that there is no wafer 50, the controller 104 collects current position information such as the position of the arm 112 of the transfer robot 110, and the transfer robot 110 is moved to a safe place where interference does not occur even if the fork 2 of the hand 1 is rotated. Determine if is located. When it is determined that the transfer robot 110 is in a dangerous position (a position where the fork 2 interferes), the hand 1 is retracted to the safe position. If it is determined that the fork 2 is in a safe position where the fork 2 can rotate, the controller 104 issues a drive command to the motor 4 of the mechanism unit 10 to rotate the fork 2 to an arbitrary position according to the diameter of the wafer 50. The designated wafer 50 can be transferred.

本実施形態のハンドによれば、１対のフォーク２間の間隔を変えることなく、フォーク２の自転により保持面の真空吸着穴３の位置を変更する構成を備えたことにより、ハンド１を小型、軽量で構成し、かつ、口径の異なるウェーハを撓ませたり位置ずれを生じさせることなく保持することができ、スループットを落とさず、信頼性の高いウェーハ搬送を実現することができる。   According to the hand of the present embodiment, the hand 1 is reduced in size by having a configuration in which the position of the vacuum suction hole 3 on the holding surface is changed by the rotation of the fork 2 without changing the distance between the pair of forks 2. It is possible to hold a wafer having a small diameter and having a different diameter without bending or causing a positional shift, and realizing a highly reliable wafer transfer without reducing the throughput.

また、本実施形態では、フォーク２を自転させる機構部１０をケース９内に収容した構成とすることにより、モータ４、ベルト５、フォークプーリ６及びシャフト軸８の摩擦等により発生する可能性があるゴミや粉塵をケース９内に留め、ハンド１とウェーハ５０の吸着面以外の接触によるゴミの発生や、ウェーハ５０の吸着力不足によるウェーハ５０の落下や破損を防ぐことができる。
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態を図８〜図１０に基づいて説明する。本実施形態のウェーハ搬送ロボット用ハンド８１の基本的な構成部分は、上述した図１のハンド１とほぼ同様であるが、フォーク８２がほぼ正三角柱形状に形成され、各側面に開口する真空吸着穴が設けられた点において異なる。 In the present embodiment, the mechanism 10 that rotates the fork 2 is housed in the case 9, so that there is a possibility that the mechanism 4 may be generated due to friction of the motor 4, the belt 5, the fork pulley 6, and the shaft 8. A certain amount of dust or dust can be retained in the case 9 to prevent generation of dust due to contact other than the suction surface of the hand 1 and the wafer 50, or to prevent the wafer 50 from dropping or breaking due to insufficient suction power of the wafer 50.
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The basic components of the wafer transfer robot hand 81 of the present embodiment are substantially the same as those of the hand 1 of FIG. 1 described above, but a fork 82 is formed in a substantially triangular prism shape, and vacuum suction is opened on each side surface. The difference is that a hole is provided.

図８〜図１０は、本実施形態のハンド８１の上面図及び断面図であり、特に、図８は小口径のウェーハ５０ａを保持したときの図、図９は中口径のウェーハ５０ｂを保持したとき図、図１０は大口径のウェーハ５０ｃを保持したときの図である。   8 to 10 are a top view and a cross-sectional view of the hand 81 according to the present embodiment. In particular, FIG. 8 is a view when holding a small-diameter wafer 50a, and FIG. 9 is a view showing holding a medium-diameter wafer 50b. FIG. 10 is a view when a large-diameter wafer 50c is held.

図８〜図１０に示すように、本実施形態では、フォーク８２は、ほぼ正三角柱形状（断面が正三角形）に形成され、それぞれの側面にはウェーハ５０を真空吸着保持させるための真空吸着穴３が設けられている。１本のフォーク８２について、３つの側面をそれぞれＣ面、Ｄ面、Ｅ面とすると、Ｃ面には１つの真空吸着穴３ｄが形成され、Ｄ面には２つの真空吸着穴３ｅ，３ｆが形成され、Ｅ面にはＤ面とは異なる配置の２つの真空吸着穴３ｇ，３ｈが形成されている。また、各側面に開口する真空吸着穴３ｄ〜３ｈは、各側面ごとに互いに独立した真空経路を構成し、それぞれ保持対象とするウェーハ５０の口径に最適な位置に配置される。１対のフォーク８２，８２は互いに同じ構成であり、モータ４の回転によりフォーク８２，８２が回転したとき、互いに同じ真空吸着穴３が配置された面が上面になるよう構成される。   As shown in FIGS. 8 to 10, in this embodiment, the fork 82 is formed in a substantially triangular prism shape (the cross section is a regular triangle), and vacuum suction holes for holding the wafer 50 by vacuum suction are provided on the respective side surfaces. 3 is provided. If one fork 82 has three side surfaces as a C surface, a D surface, and an E surface, one vacuum suction hole 3d is formed on the C surface, and two vacuum suction holes 3e and 3f are formed on the D surface. The two vacuum suction holes 3g and 3h are formed on the E surface and are arranged differently from the D surface. Further, the vacuum suction holes 3d to 3h opened on the respective side surfaces constitute independent vacuum paths for the respective side surfaces, and are arranged at positions optimal for the diameter of the wafer 50 to be held. The pair of forks 82, 82 have the same configuration, and when the forks 82, 82 are rotated by the rotation of the motor 4, the surfaces on which the same vacuum suction holes 3 are arranged are the upper surfaces.

この構成により、図８に示すようにフォーク８２のＣ面が上面にあるとき、小口径ウェーハ５０ａを最適に保持でき、図９に示すようにフォーク８２のＤ面が上面にあるとき、中口径ウェーハ５０ｂを最適に保持でき、図１０に示すように、フォーク８２のＥ面が上面にあるとき、大口径ウェーハ５０ｃを最適に保持できる。   With this configuration, the small-diameter wafer 50a can be optimally held when the C surface of the fork 82 is on the upper surface as shown in FIG. 8, and when the D surface of the fork 82 is on the upper surface as shown in FIG. The wafer 50b can be held optimally, and the large-diameter wafer 50c can be optimally held when the E surface of the fork 82 is on the upper surface as shown in FIG.

また、フォーク８２の太さについて、複数枚のウェーハ５０はＦＯＵＰ１０５内で所定間隔（例えば９ｍｍ程度）を空けて保持されているので、フォーク８２は、ウェーハ５０間の隙間に挿入可能な程度の厚さとしてウェーハ間の間隔よりも十分に細く形成されている。   Further, with respect to the thickness of the fork 82, since the plurality of wafers 50 are held in the FOUP 105 with a predetermined interval (for example, about 9 mm), the fork 82 is thick enough to be inserted into the gap between the wafers 50. As a result, it is sufficiently narrower than the distance between the wafers.

本ハンド８１でも、上記のハンド１と同様に、上位装置１０８或いはユーザー操作により異なるサイズのウェーハを搬送する指令が実行されると、コントローラ１０４よりハンド８１のモータ４へ指令がなされ、搬送されるウェーハ口径に最適な面が上面（保持面）となるようにモータ４が駆動し、フォーク２を６０度又は１２０度自転させることによって、ウェーハ５０を撓ませたり位置ずれを生じさせることなく保持することができる。   Also in the hand 81, as in the case of the hand 1, when a command for transporting wafers of different sizes is executed by the host device 108 or a user operation, a command is given from the controller 104 to the motor 4 of the hand 81 and transported. The motor 4 is driven so that the surface optimal for the wafer diameter becomes the upper surface (holding surface), and the fork 2 is rotated by 60 degrees or 120 degrees, thereby holding the wafer 50 without bending or causing a positional shift. be able to.

以上、ウェーハ搬送ロボット用のハンドについて説明してきたが、搬送対象はウェーハのみならず、ガラス基板や薄板等を搬送する搬送ロボットのハンドにも適用することができる。また、上述の実施形態では、２種及び３種の口径のウェーハ５０を吸着保持可能なハンドについて説明したが、フォークを四角柱以上の多角柱状に形成し、各側面に真空吸着穴３を設けて４種以上の口径の異なるウェーハにも対応することができる。   Although the wafer transfer robot hand has been described above, the transfer target can be applied not only to a wafer but also to a transfer robot hand that transfers a glass substrate, a thin plate, or the like. Further, in the above-described embodiment, the hand capable of sucking and holding the wafers 50 of two kinds and three kinds of diameters has been described. It is possible to cope with four or more types of wafers having different diameters.

１ ハンド
２ フォーク
３ 真空吸着穴
４ モータ
５ ベルト
１０ 機構部
５０ ウェーハ
１００ ウェーハ搬送装置
１０４ コントローラ
１１０ ウェーハ搬送ロボット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hand 2 Fork 3 Vacuum suction hole 4 Motor 5 Belt 10 Mechanism part 50 Wafer 100 Wafer transfer apparatus 104 Controller 110 Wafer transfer robot

Claims (7)

ウェーハを搬送するウェーハ搬送ロボットのアームに取り付けられ、ウェーハを吸着保持するための真空吸着穴が設けられたフォークを備えるウェーハ搬送ロボット用のハンドにおいて、
前記フォークは、フォーク長手方向を回転軸として自転可能に設けられ、上面が前記ウェーハを保持する保持面を構成し、各保持面には少なくとも１つの真空吸着穴が互いに異なる位置に設けられていることを特徴とするウェーハ搬送ロボット用のハンド。 In a hand for a wafer transfer robot, which is attached to an arm of a wafer transfer robot for transferring a wafer and includes a fork provided with a vacuum suction hole for holding the wafer by suction,
The fork is provided so as to be able to rotate about the longitudinal direction of the fork as a rotation axis, the upper surface constitutes a holding surface for holding the wafer, and each holding surface is provided with at least one vacuum suction hole at different positions. A hand for a wafer transfer robot. 請求項１記載のウェーハ搬送ロボット用のハンドにおいて、前記フォークは、角柱状或いはプレート状に形成され、前記角柱体の各側面及び前記プレートの両面にそれぞれ少なくとも１つ以上の真空吸着穴が設けられていることを特徴とするウェーハ搬送ロボット用のハンド。   The hand for a wafer transfer robot according to claim 1, wherein the fork is formed in a prismatic shape or a plate shape, and at least one vacuum suction hole is provided on each side surface of the prismatic body and on both surfaces of the plate. A hand for a wafer transfer robot. 請求項１又は２記載のウェーハ搬送ロボット用のハンドにおいて、前記フォークを自転させるための機構部を備え、該機構部は、モータと、モータの回転を前記フォークへ伝達するベルトとを備えることを特徴とするウェーハ搬送ロボット用のハンド。   The hand for a wafer transfer robot according to claim 1 or 2, further comprising a mechanism for rotating the fork, the mechanism including a motor and a belt for transmitting rotation of the motor to the fork. A hand for a wafer transfer robot. 請求項３記載のウェーハ搬送ロボット用のハンドにおいて、前記機構部は、前記機構部を前記ウェーハに対して遮断するケース内に収容されていることを特徴とするウェーハ搬送ロボット用のハンド。   4. A hand for a wafer transfer robot according to claim 3, wherein the mechanism is housed in a case that blocks the mechanism from the wafer. 請求項１乃至４のいずれか１項記載のウェーハ搬送ロボット用のハンドにおいて、互いに異なる面に開口する前記真空吸着穴は、前記フォーク内部で互いに連通せずに形成されて各々別の真空経路を構成し、真空経路を切り替える真空経路切替手段に接続されていることを特徴とするウェーハ搬送ロボット用のハンド。   5. The wafer transfer robot hand according to claim 1, wherein the vacuum suction holes opened to different surfaces are formed in the fork without communicating with each other, and each has a different vacuum path. A hand for a wafer transfer robot, characterized in that the hand is connected to a vacuum path switching means for switching a vacuum path. 基台と、基台上に設けられ旋回自在かつ伸縮自在なアームと、そのアームの先端に設けられウェーハを保持するハンドとを備えたウェーハ搬送ロボットにおいて、請求項１乃至５のいずれか１項記載のハンドを備えたことを特徴とするウェーハ搬送ロボット。   6. A wafer transfer robot comprising a base, a pivotable and extendable arm provided on the base, and a hand for holding a wafer provided at a tip of the arm. A wafer transfer robot comprising the described hand. ウェーハの搬送先或いは搬送元に取り付けられる筐体と、その筐体に設けられウェーハを収納する容器と、前記容器内のウェーハを搬送先に供給するまたは前記搬送元のウェーハを前記容器に回収するウェーハ搬送ロボットと、搬送されるウェーハの位置及び向きを補正するアライナを備えたウェーハ搬送装置において、請求項６記載のウェーハ搬送ロボットを備えたことを特徴とするウェーハ搬送装置。   A case attached to the transfer destination or transfer source of the wafer, a container provided in the case for storing the wafer, a wafer in the container being supplied to the transfer destination, or the wafer at the transfer source being collected in the container 7. A wafer transfer apparatus comprising a wafer transfer robot and an aligner for correcting the position and orientation of the transferred wafer.

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