JP3927798B2 - 移載装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品(特に平板状物品)を空気吸引によってハンドに保持して移載する、移載装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、平板状物品(枚葉物)、例えばウエハや液晶用ガラスをハンド上に吸引保持して、ウエハ等を収納するカセットから取り出して検査装置や処理装置へ移載する、移載装置が知られている。
この移載装置においては、ハンドには、物品を吸引し保持するための吸引孔と、吸引手段に接続される空気孔と、該空気孔と前記吸引孔とを連通させる通り溝が備えられ、吸引手段によって空気を吸引することによって、ハンドに物品を保持する構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この構成において、物品をハンドに吸着させた状態で、例えば移載装置に電力を供給する電源部に何らかの異常が発生して、停電した場合を考える。この場合は、前記吸引手段の駆動も停止されて、ハンドの物品に対する吸着保持力が失われることになる。
ハンドが移載作業を行っていないときに停電した場合は、保持力が失われても物品がハンドに対しズレてしまうことはあまり考えられず、停電から復帰して再び吸引手段が駆動された場合は、物品はハンドに対して適正位置を保ったまま再び吸着保持されることになるから、物品を適正位置に調整するような作業は不要である。
一方、ハンドがまさに移載作業を行っている途中であり、特に物品を保持したまま加速中あるいは停止中に停電が起きたような場合は、慣性力が作用する物品がハンドから位置ズレすることも十分考えられる。この状態では、停電から復帰し吸引手段が再び駆動されても、物品はハンドに対して位置ズレして保持されることになって、このままでは他の装置に物品を適正に受渡しできないトラブルの原因となる。従って、この場合は、物品を適正な位置に戻してハンドに保持させる作業が必要になる。
【0004】
しかし、従来の移載装置は、物品がハンドに適正に保持されているかを検出するセンサをハンドに取り付けることが困難だったのである。即ち、平板状物品をカセット等に収納する場合は、収納スペースの節約のために短い間隔を置いて多数積層させた状態で収納するのが通例であり、そのような狭い空間に挿入して物品を取り出すハンドには必然的に高度のコンパクト性が要求され、センサをハンドに取り付けるスペースの余裕はなかったのである。
【0005】
従って、物品がハンドに適正な位置で保持されているのか、それとも停電発生時にズレが発生して不適正な位置で保持されているのかの確認が自動的にはできなかった。
結局このような場合は、作業者が移載装置のところまで赴いて、ハンドを目視可能な位置まで移動させた上で、物品がハンドに適正な位置で保持されているのか否かの確認をするほかなく、この確認作業が非常に煩雑だったのである。
【0006】
本発明はこの点に鑑みてされたものであり、その目的は、ハンドのコンパクト性を損なうことなく、ウエハや液晶用ガラス等の物品がハンドに適正に保持されているか否かを簡単に検出することができる移載装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項1においては、
ハンドによって物品を保持しながら移載する移載装置の使用方法であって、
該ハンドには、前記物品を吸引し保持するための第一吸引孔と、該第一吸引孔に通り溝を介して接続される第一空気孔と、が形成され、
更に該ハンドには、第二吸引孔と、該第二吸引孔に通り溝を介して接続される第二空気孔と、が形成され、
前記移載装置には、前記第一空気孔に接続される第一吸引手段と、前記第二空気孔に接続される第二吸引手段とが備えられると共に、前記第二吸引手段の吸引圧力を検出する第二圧力検出手段が設けられ、
前記ハンドによって前記物品が適正な位置に保持された場合に、前記第二吸引孔が、前記物品によって閉鎖されない位置であって、前記適正な位置に保持された物品の外郭線に近接し、前記適正な位置にある前記物品の外郭線の外側に前記物品がズレた場合には閉鎖される位置にあるようにする、ものである。
【0009】
請求項2においては、
更に、前記ハンドには、第三吸引孔を形成して、
該第三吸引孔を前記第一吸引手段に接続させ、前記移載装置には、該第一吸引手段の吸引圧力を検出する第一圧力検出手段を設け、
前記ハンドによって前記物品が適正な位置に保持された場合に、前記第三吸引孔が、前記物品によって閉鎖される位置であって、前記適正な位置に保持された物品の外郭線に近接し、前記適正な位置にある前記物品の外郭線の内側に前記物品がズレた場合には閉鎖される位置にあるようにする、ものである。
【0010】
請求項3においては、
前記移載装置において、前記第三吸引孔は前記第一空気孔に接続されるものとし、かつ、前記第一吸引孔と前記第一空気孔とを接続する前記通り溝の少なくとも一部が、前記第三吸引孔と前記第一空気孔とを接続する通り溝としても用いられるものである。
【0011】
請求項4においては、
前記移載装置において、前記第二吸引手段および前記第二圧力検出手段は、第一吸引手段への電力供給が断たれた後の前記物品の位置検出の際にのみ、作動させる、ものである。
請求項5においては、
前記移載装置において、前記第二吸引手段は、前記第一空気孔に接続される前記第一吸引手段を、バルブを介して前記第二空気孔に接続したものとする、ものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1はクリーンルーム内の無人搬送車の様子を示す斜視図である。
図2は無人搬送車の側面断面図、図3は同じく平面図である。
図4はウエハの平面図であり、(a)はオリフラを形成した構成のウエハを、(b)はノッチを有するウエハを、それぞれ示す。
【0013】
まず、本発明の移載装置を備える無人搬送車1の全体構成について説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、図1における矢視F方向を前方として説明する。
【0014】
図1に示すように、無人搬送車1は、クリーンルーム内の走行レール20・20上を自動走行する有軌道台車に構成され、車体本体2が前後左右四隅の各走行輪9により支持され、それぞれの走行輪9を駆動モータ8(図2)で駆動し、走行レール20・20上で四輪駆動にて走行させている。
【0015】
前記走行レール20・20に沿って、処理装置21・21・・・、ストッカ22が配設され、該ストッカ22上に複数のカセット23・23・・・が所定間隔を空けて並設されている。
各カセット23・23・・・は箱状に構成するとともに、その開口を走行レール20・20側へ向けて置かれ、該開口を挟んだ該カセット23の内面にはそれぞれ、ウエハ10の側端を保持する棚が上下方向に等間隔をおいて多数段設けられて、各棚にウエハ10・10・・・が水平に置かれて収納されている。
本実施例ではストッカ22を平置型としているが、この代わりに、カセット23の搬出入口と、多数の棚と、棚と搬出入口との間でカセット23を移載するスタッカークレーンとを備えた自動倉庫に構成しても構わない。
【0016】
図2及び図3に示すように、前記無人搬送車1の車体本体2の中央には、ウエハ10・10・・・を移載する枚葉移載装置3が配設され、それを挟むようにして前後に、姿勢合わせ装置4と、バッファカセット5が配置される。
姿勢合わせ装置4はウエハ10・10・・・の方向及び中心位置を揃えるためのものであり、バッファカセット5は、ウエハ10・10・・・を一時的に収納するためのものである。
前記枚葉移載装置3は、前記装置群21・22から受け取ったウエハ10をバッファカセット5内の棚に一時的に収納したり、バッファカセット5内の棚にあるウエハ10を取り出して、姿勢合わせ装置4にてウエハ10の位置や姿勢を調整した上で前記処理装置21に受け渡したり、といった移載作業に用いられる。
【0017】
前記ウエハ10は、シリコン単結晶からなる略円盤状に形成されている。
シリコンの結晶には方位性があるので、その方向を識別するための手段が形成されている。例えば、図4(a)に示すように、ウエハ10の外周の一部を直線状に切り欠いて形成されるオリエンテーションフラット(オリフラ)10aを有するようにしたり、図4(b)に示すように、ウエハ10の外周の一部を切り欠いたノッチ10bを有するようにしたりしている。
いずれの場合でも、その表面又は裏面における周部に、ウエハの製造履歴等、ウエハ情報を符号化したIDマーク11が刻印されている。このIDマーク11は前述の姿勢合わせ装置4内に設置される適宜のマーク読取装置によって読み取られ、これによって無人搬送車1はウエハの情報を得ることができる。
【0018】
次に、前記移載装置3について説明する。
図2及び図3に示すように、移載装置3は、移載アーム30M・30S、基台38、ターンテーブル39等から成る。
基台38は車体本体2中央に埋設され、図示しない昇降機構にて昇降自在に構成されている。該基台38上面にターンテーブル39が回転自在に取り付けられ、該ターンテーブル39上に一対の移載アーム30M・30Sが取り付けられている。
【0019】
前記移載アーム30M(30S)は、移載ハンド31と、第一アーム32と、第二アーム33とでリンク機構が組まれたスカラーアーム式のロボットハンドであり、図示せぬサーボモータにより伸縮自在に構成されている。
【0020】
前記移載ハンド31は平板状に形成され、その二股に分かれた先端部にはそれぞれ吸引孔34・34が設けられ、真空ポンプで吸引して移載ハンド31に物品たるウエハ10を吸着・保持するように構成されている。この詳細な構成は詳述する。
【0021】
一方の移載アーム30Mには、移載ハンド31の吸引孔34・34とは反対側の端部に、マッピングセンサ35が取り付けられている。
このマッピングセンサ35は、先端が二股に分かれた平面視「V」字状の形状で、その先端が光電センサ35a・35aとなっている。この構成で、前記基台38を上昇させて該移載アーム30Mを屈伸させ、該マッピングセンサ35をバッファカセット5に近接させた上で、基台38を下降させながら光電センサ35a・35aでバッファカセット5の各棚を探知することで、各棚にウエハ10が載置されているか否かを検出することができる。
【0022】
次に、本発明の移載ハンド31の構造を説明する。
図5は移載ハンドの斜視図、図6は移載ハンドにおけるウエハの位置検出を説明する斜視図である。
【0023】
移載ハンド31は長方形平板状に構成され、その長手方向一側(移載ハンド31先端側)がU字状に欠設され、先端側が対称状に二股に分岐される如きの形状とされている。そして、分岐されたそれぞれの先端の上面に、前記ウエハ10を吸着して移載ハンド31に保持するための吸着孔34・34を形成してある。この一対の吸着孔34・34は本発明における第一吸引孔に相当するものである。
【0024】
吸着孔34を形成した側と長手方向で反対側に位置する部位において、移載ハンド31の上面には第一空気孔40を形成してある。この第一空気孔40にはエアパイプ50の一端が接続され、このエアパイプ50は前記第一アーム32・第二アーム33内部を通された上で、その他端側に吸引手段たる第一真空ポンプ41が接続される。また、該エアパイプ50には第一圧力検出スイッチ42が接続されて第一真空ポンプ41による吸引圧力を検出できるようにし、該第一圧力検出スイッチ42は無人搬送車1の図示せぬ制御装置に接続されている。
【0025】
前記移載ハンド31の内部には第一通り溝43が形成される。該第一通り溝43は平面視「コ」字状に形成され、その両端には前記吸着孔34が接続されるとともに、その中途部において前記第一空気孔40が接続される。この構成によって第一通り溝43は、単一の前記第一空気孔40と二つの吸着孔34とを相互連通することになる。
【0026】
さらに、前記移載ハンド31の長手方向中途部には、一対の位置ズレ検出孔44・44が形成される。この位置ズレ検出孔44・44は、移載ハンド31上にウエハ10を適正な位置で保持した場合に、平面視において該ウエハ10と重複しない位置に設けられている。ただし、位置ズレ検出孔44・44が形成される箇所は、適正位置に保持されたウエハ10の外郭線に近接した箇所としている。
この位置ズレ検出孔44・44は、本発明における第二吸引孔に相当するものである。
【0027】
一方、前記第一空気孔40に近い箇所において前記移載ハンド31には第二空気孔45が設けられる。この第二空気孔45にはエアパイプ51の一端が接続され、このエアパイプ51は前記第一アーム32・第二アーム33内部を通された上で、その他端側に吸引手段たる真空ポンプ46が接続される。また、該エアパイプ51には第二圧力検出スイッチ47が接続されて真空ポンプ46による吸引圧力を検出できるようにし、該第二圧力検出スイッチ47は無人搬送車1の図示せぬ制御装置に接続されている。
なお、この真空ポンプ46は常時駆動されるものではなく、後述するように、停電等が発生した後のウエハ10の位置検出の際にのみ用いられる。
【0028】
前記移載ハンド31の内部には第二通り溝48が形成される。該第二通り溝48は平面視「コ」字状に形成され、前記第一通り溝43に平行にかつその内側に配置されている。第二通り溝48の両端には前記位置ズレ検出孔44・44が接続され、その中途部には前記第二空気孔45が接続される。この構成によって第二通り溝48は、単一の前記第二空気孔45と二つの位置ズレ検出孔44・44とを相互連通することになる。
【0029】
さらに、前記移載ハンド31の長手方向中途部には、一対の位置ズレ確認孔49・49が形成される。この位置ズレ確認孔49・49は、移載ハンド31上にウエハ10を適正な位置で保持した場合に、平面視において該ウエハ10と重複する位置に設けられている。ただし、位置ズレ確認孔49・49が形成される箇所は、適正位置に保持されたウエハ10の外郭線に近接した箇所としている。
この位置ズレ確認孔49・49は、本発明における第三吸引孔に相当するものである。
【0030】
前記位置ズレ確認孔49・49は、前述した第一通り溝43の中途部に連通され、該第一空気孔40と接続されている。これは言い換えれば、吸着孔34と第一空気孔40とを繋ぐ第一通り溝43の一部が、位置ズレ確認孔49と第一空気孔40とを繋ぐ通り溝として兼用されていることを意味する。
【0031】
以上の構成の作用を、図6を参照して説明する。
図6において実線で示されているウエハ10の位置Aは、移載ハンド31上のウエハ10の適正保持位置である。通常はこの位置にウエハ10をおいて、前記第一真空ポンプ41を駆動させて真空を発生させ、吸着孔34で吸着させて保持し、この状態で移載装置3による移載作業を行わせる。
ウエハ10が適正位置Aにて移載ハンド31に保持されているときは、図6に示すように、移載ハンド31の前記位置ズレ確認孔49・49はウエハ10によって閉鎖される一方、位置ズレ検出孔44・44は閉鎖されない。
【0032】
この構成において、ウエハ10を移載ハンド31に吸着させた状態で、例えば移載装置3に電力を供給する電源部に何らかの異常が発生して、停電した場合を考える。この場合は、前記第一真空ポンプ41に対する電力供給も断たれて、移載ハンド31のウエハ10に対する吸着保持力が失われることになる。
ここで、移載ハンド31が移載作業を行っていないようなときに停電したような場合は、保持力が失われてもウエハ10が移載ハンド31に対し前記適正位置Aからズレてしまうことはあまり考えられず、停電から復帰して再び第一真空ポンプ41が駆動された場合は、ウエハ10は移載ハンド31に対し適正位置を保ったまま再び吸着保持されることになるから、停電からの復帰にあたって、ウエハ10を適正位置に調整するような作業は不要である。
一方、移載ハンド31がまさに移載作業を行っている途中であり、特にウエハ10を保持したまま加速中あるいは停止中に停電が起きたような場合は、慣性力が作用するウエハ10が移載ハンド31から位置ズレするようなことも十分考えられる。この状態では、停電から復帰し第一真空ポンプ41が再び駆動されても、ウエハ10は鎖線で示すように、前記適正位置からズレた位置(例えば、位置Bや位置C)に移動した状態で保持されることになって、このままでは他の装置に対しウエハ10を適正に受渡しできないトラブルの原因となる。従って、この場合は、ウエハ10を適正な位置に戻して移載ハンド31に保持させる作業が必要になる。
【0033】
本実施例では、ウエハ10の位置が適正位置Aにあるか否かの検出を、以下のようにして行うものである。
停電から復帰して電力が供給される。すると、停電を検知していた移載装置3の制御装置は電力の再供給を検知し、先ず二つの真空ポンプ41・46を駆動して、二つの圧力検出スイッチ42・47が検出する圧力を調べる。
【0034】
ウエハ10の位置が適正位置Aにあれば、位置ズレ確認孔49はウエハ10によって塞がれて(吸着孔34が塞がれているのは勿論である)、第一圧力検出スイッチ42は真空圧になる。一方、位置ズレ検出孔44は開放されるので、第二圧力検出スイッチ42は大気圧を検出することになる。
【0035】
一方、ウエハ10の位置が前方にズレた位置Bにあれば、位置ズレ確認孔49及び位置ズレ検出孔44がともに開放されるので、二つの圧力検出スイッチ42・47はいずれも大気圧を検出することになる。
【0036】
一方、ウエハ10の位置が後方にズレた位置Cにあれば、位置ズレ確認孔49及び位置ズレ検出孔44が閉鎖されるので、二つの圧力検出スイッチ42・47はいずれも真空圧を検出することになる。
【0037】
従って、制御装置は、停電から復帰後、二つの圧力検出スイッチ42・47が検出する圧力をそれぞれ調べて、第一圧力検出スイッチ42が真空圧を検出し、第二圧力検出スイッチ47が大気圧を検出することをもって、ウエハ10が適正位置Aからズレていないものと判断する。
一方、前述の二つの圧力検出スイッチ42・47の検出値の組合せが前述のもの以外である場合には、ウエハ10の位置ズレが生じているものと判断する。
【0038】
移載装置3の制御装置は無人搬送車システムのコントローラと信号のやり取りが可能とされており、前記ウエハ10の位置ズレが生じているか否か等の信号を、コントローラに伝達できるようになっている。
コントローラは、無人搬送車1についてウエハ10の位置ズレが発生していることを、ランプやブザー等の報知手段によってオペレータに知らせることができるように構成してある。
従って、上述のように停電から復帰させた場合には、オペレータはウエハ10が適正位置に保持されているか否かをその都度目視で点検する必要がなくなる。オペレータは、ウエハ10の位置ズレが発生したことをコントローラから知らされたときにのみ、無人搬送車1の場所まで赴いて、ウエハ10の位置調整作業を行えば足りる。
このため、停電の都度オペレータが目視で点検した場合に比し、移載装置3の移載作業をより早く再開させることができる。この結果、無人搬送車システムをより効率良く運用することができる。
【0039】
なお、本実施例では、第一空気孔40と第二空気孔45とを別々の真空ポンプにより接続しているが、共通の真空ポンプに接続するようにしても良い。例えば、真空ポンプ41からバルブを介して第二空気孔45に接続するようにし、停電時等ウエハ10の位置ズレを確認する場合に、バルブを開けるようにしても良い。
また、本実施例では、吸引手段として真空ポンプ41・46を用いているが、真空ポンプに限るものではなく、例えば、真空イジェクタ−等他の吸引手段でもよい。
さらに、本実施例では、ウエハ10の位置ズレの確認は、停電時等特別な場合であるが、ウエハ10を載置する度に確認しても良く、常時確認するようにしても良い。
【0040】
なお、実際には、移載ハンド31によりウエハ10を受け渡される相手側の装置(処理装置21等)は、該ウエハ10の受渡し位置の若干の誤差を許容するので、その許容範囲を考慮して、前記位置ズレ検出孔44や位置ズレ確認孔49の開口位置を調整することとする。これにより、ウエハ10が前記適正位置Aに厳密に位置していなくても、該適正位置10を中心とした一定の範囲(前記許容範囲に相当する範囲)内に位置していれば、制御装置は位置ズレなしと判断して、オペレータに対しウエハ10の位置調整の必要を報知しないようになっている。
【0041】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【0042】
即ち、請求項1においては、
物品がハンド上の適正位置にあるか否かを、目視によらず第二吸引孔の吸引圧力を圧力検出手段によって検出することによって判断できるので、オペレータは目視の確認作業を頻繁に強いられることがなくなる。
また、物品を吸着させるためのエア圧力を用いて物品がハンド上の適正位置にあるか否かを判定することになるから、ハンド上に特別のセンサを設ける構成に比べ、ハンドのコンパクト性が良好である。
【0043】
請求項2においては、
物品が適正位置から一方にズレたときは第二吸引孔が開かれ、他方にズレたときは第三吸引孔が塞がれる。これを圧力検出手段に検出することで、物品がいずれの方向にズレたときも、そのズレを的確に検出することができる。
【0044】
請求項3においては、
通り溝の構造を簡素化でき、製造コストの低減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クリーンルーム内の無人搬送車の様子を示す斜視図。
【図2】無人搬送車の側面断面図。
【図3】同じく平面図。
【図4】ウエハの平面図。(a)はオリフラを形成した構成のウエハを、(b)はノッチを有するウエハを、それぞれ示す。
【図5】移載ハンドの斜視図。
【図6】移載ハンドにおけるウエハの位置検出を説明する斜視図。
【符号の説明】
3 移載装置
10 ウエハ(物品)
31 移載ハンド(ハンド)
34 吸着孔(第一吸引孔)
40 第一空気孔
41 第一真空ポンプ(吸引手段)
42 第一圧力検出スイッチ(圧力検出手段)
43 通り溝
44 位置ズレ検出孔(第二吸引孔)
45 第二空気孔
46 第二真空ポンプ(吸引手段)
47 第二圧力検出スイッチ(圧力検出手段)
48 通り溝
49 位置ズレ確認孔(第三吸引孔)
Claims (5)
- ハンドによって物品を保持しながら移載する移載装置の使用方法であって、
該ハンドには、前記物品を吸引し保持するための第一吸引孔と、該第一吸引孔に通り溝を介して接続される第一空気孔と、が形成され、
更に該ハンドには、第二吸引孔と、該第二吸引孔に通り溝を介して接続される第二空気孔と、が形成され、
前記移載装置には、前記第一空気孔に接続される第一吸引手段と、前記第二空気孔に接続される第二吸引手段とが備えられると共に、前記第二吸引手段の吸引圧力を検出する第二圧力検出手段が設けられ、
前記ハンドによって前記物品が適正な位置に保持された場合に、前記第二吸引孔が、前記物品によって閉鎖されない位置であって、前記適正な位置に保持された物品の外郭線に近接し、前記適正な位置にある前記物品の外郭線の外側に前記物品がズレた場合には閉鎖される位置にあるようにする、
ことを特徴とする移載装置の使用方法。 - 更に、前記ハンドには、第三吸引孔を形成して、
該第三吸引孔を前記第一吸引手段に接続させ、前記移載装置には、該第一吸引手段の吸引圧力を検出する第一圧力検出手段を設け、
前記ハンドによって前記物品が適正な位置に保持された場合に、前記第三吸引孔が、前記物品によって閉鎖される位置であって、前記適正な位置に保持された物品の外郭線に近接し、前記適正な位置にある前記物品の外郭線の内側に前記物品がズレた場合には閉鎖される位置にあるようにする、
ことを特徴とする請求項1に記載の移載装置の使用方法。 - 前記移載装置において、前記第三吸引孔は前記第一空気孔に接続されるものとし、かつ、前記第一吸引孔と前記第一空気孔とを接続する前記通り溝の少なくとも一部が、前記第三吸引孔と前記第一空気孔とを接続する通り溝としても用いられることを特徴とする、
請求項2に記載の移載装置の使用方法。 - 前記移載装置において、前記第二吸引手段および前記第二圧力検出手段は、第一吸引手段への電力供給が断たれた後の前記物品の位置検出の際にのみ、作動させることを特徴とする、
請求項1から請求項3のいずれかに記載の移載装置の使用方法。 - 前記移載装置において、前記第二吸引手段は、前記第一空気孔に接続される前記第一吸引手段を、バルブを介して前記第二空気孔に接続したものとすることを特徴とする、
請求項1から請求項4のいずれかに記載の移載装置の使用方法。
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