JP2002141395A - 基板保持における基板有無確認方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コストを低減してスペースを広く取れるように
することができる基板有無確認方法を提供すること。 【解決手段】ロボットのハンド３は、アーム取り付け部
１０と基板保持部２０とを有し、アーム取り付け部１０
にはクランプシリンダ１５がプッシャー１７を移動でき
るように装着されている。基板保持部２０には、ウェハ
Ｗを保持する先端受け部２２と元部受け部２８とが形成
され、それぞれ緩斜面部２２１、２８１と先端受け部２
２に急斜面部２２２を有している。プッシャー１７は、
クランプ原点位置Ｐ１を確認した後、ウェハクランプ位
置Ｐ２でウェハＷをクランプすれば、「基板有」の信号
を発信し、ウェハクランプ位置Ｐ２を越えて移動すれば
「オーバーストローク位置Ｐ３」として「基板無」の信
号を発信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウェハやガラス
等の基板を保持して搬送することにおいて、基板の有無
を確認する方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウェハやガラス等の基板を保持し
て搬送する場合、通常、ロボットのハンドで基板の下面
を吸着することによって基板を保持し、ハンドを移動さ
せることによって基板を保持した状態で次工程に搬送す
るようにしていた。一般に、基板はカセットに上下方向
に複数段に配置されて収納され、ロボットのハンドがカ
セットに収納されている基板に接近して基板の下面を吸
着してカセット内から取り出すように行なわれていた。
さらに基板は、カセット内に収納される際、ランダムな
状態でおかれることから、カセット内から取り出される
基板は、通常、次工程に搬送される間に位置補正されて
いた。

【０００３】一方、ハンドでカセット内の基板を取り出
して搬送する際、ハンドには基板有無センサが装着され
ていて、ハンドで基板を取り出す前に、基板が所定の位
置にあるかどうかを確認していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ウェハやガラ
ス等の基板はパーティクルを嫌うことから、基板を保持
する際にパーティクルの発生しない状態で保持する方法
が求められていた。従来のように基板の下面を吸着する
方法では、吸着面に傷がついたりパーティクルを発生さ
せやすいので、最近では、ハンドが基板のエッジを保持
するように構成されてきた。

【０００５】この装置３０は、図１１に示すように、シ
リンダ３１のピストンロッド３２に装着されたプッシャ
ー３３が、ハンド３５に載置されたウェハＷのエッジＷ
Ｅを把持してクランプするように構成されていた。ハン
ド３５の先端側と元部側には、ウェハＷのエッジＷＥを
載置する一対のウェハ受け部３６、３７が形成されてい
る。ハンド３５の先端側のウェハ受け部３６は、ウェハ
Ｗを押圧するプッシャー３３と対向するように２か所の
ウェハ受け部３６、３６が形成され、ハンド３５の元部
側のウェハ受け部３７はプッシャー３３を間にして２か
所のウェハ受け部３７、３７が形成されている。

【０００６】さらに、ハンド３５の元部には、保持され
るウェハＷの一端を下方から光を投射して、ウェハＷの
有無を検出する検出センサ４０が一か所配置されてい
た。

【０００７】しかし、ハンド３５の元部側にはウェハＷ
を押圧してクランプするシリンダ３１が配置されること
から、シリンダ３１付近に検出センサ４０が配置される
ことは、狭いハンド３５内でスペース的に不利であり、
センサ４０に配線する電線がシリンダ３１の配線と一緒
になって混雑するとともに誤動作の原因となっていた。

【０００８】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、基板の有無を検出する検出センサを新たに設ける
ことなく、ハンドを広くして誤動作なく基板の有無を確
認できる方法と装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる基板
保持における基板有無確認方法では、上記の課題を解決
するために、以下のように行なうものである。すなわ
ち、基板のエッジを保持して構成される基板保持装置の
基板有無確認方法であって、前記基板保持装置は、前記
基板の一端を保持するハンド手段と、前記基板の他端を
押圧してクランプするクランプ手段と、を有して構成さ
れ、前記クランプ手段が、前記基板をクランプ移動する
前のクランプ原点位置と前記基板をクランプする基板ク
ランプ位置とに移動可能に配置され、前記クランプ手段
が、前記クランプ原点位置と前記基板クランプ位置とを
確認できた時には、「基板有」の信号を発信させ、前記
クランプ手段が、前記基板クランプ位置を越えて移動し
てオーバーストローク位置を確認した時には、「基板
無」の信号を発信させるようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１０】また好ましくは、前記クランプ手段が、シ
リンダで構成され、前記シリンダに２点位置を確認でき
る２点位置センサが装着されていればよい。

【００１１】また、この発明に係わる基板保持における
基板有無確認装置では、基板のエッジを保持して構成さ
れる基板保持装置におけるものであって、前記基板の一
端を保持するハンド手段と、前記ハンド手段で保持され
た基板の他端を押圧してクランプするクランプ手段と、
を有して構成され、前記ハンド手段が、前記基板を載置
する仮保持部と前記基板をクランプするクランプ保持部
とを有し、前記クランプ手段が、前記基板をクランプ移
動する前のクランプ原点位置と前記基板をクランプする
基板クランプ位置とに移動可能に配置されるとともに、
前記クランプ手段が、前記クランプ位置を越えて移動で
きるストロークを有して形成され、前記クランプ手段
が、前記クランプ原点位置と、前記基板クランプ位置と
を検出できる位置検出センサを有するとともに、前記基
板クランプ位置を越えた位置においてオーバーストロー
クを示すように制御されていることを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【発明の効果】本発明の基板保持における基板有無確認
方法は、ハンド上に載置された基板に対して、基板を把
持可能なクランプ手段が、クランプ原点位置と基板クラ
ンプ位置野センサを検出すると「基板有」の信号を発信
して基板のあることを伝達し、基板クランプ位置を越え
て移動すると「基板無」の信号を発信して基板のないこ
とを伝達するように行なわれることから、クランプ手段
とは別に、基板有無センサを設置する必要がなく、コス
トを低減させるとともに、ハンドにおけるスペースを広
く取ることができたり、複雑な配線による誤動作を発生
させることもない。

【００１３】また、この方法では、クランプ手段に２点
位置センサが装着されているエアシリンダが使用される
ことから、２点位置センサの、一方のセンサで、クラン
プ原点位置を検出し、他方のセンサでウェハクランプ位
置を検出するように設定すれば、新たな位置検出センサ
の設置を不要とすることが可能となり、コスト低減とな
るとともにスペースを広くして、配線を複雑にすること
もない。

【００１４】また、この基板保持における基板有無確認
装置では、基板をクランプするクランプ手段が、基板ク
ランプ位置を越えるストロークを有し、かつ、クランプ
手段に前記基板クランプ位置を越えたときにオーバース
トロークを示すように制御されていることから、基板の
有無を検出する際、移動可能なクランプ手段により、ク
ランプ原点位置を確認後、基板クランプ位置を越えるか
どうかを検出することで基板の有無を検出できる。従っ
て、ハンド上に新たな基板検出センサを設置する必要が
ないことから、ハンドを簡潔な状態で構成することがで
きて、複雑な配線による誤動作を発生させない装置を提
供することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。実施形態の基板有無確認方法は、
ウェハやガラス等の薄型状の基板を保持する装置（例え
ば、ロボットのハンド）に保持された基板の有無を確認
するものであり、図１〜２は、ウェハＷを搬送するロボ
ット１のハンド３を示している。

【００１６】ハンド３は、図示しないアームに回動可能
に連結されるアーム連結部１０と、基板（以下、ウェハ
Ｗで説明する。）を保持する基板保持部２０とを有して
構成され、アーム連結部１０は、図示しないロボット１
の回動アームから突出された軸５に枢着されて回動可能
に連結される機枠１１と機枠１１に支持されるクランプ
シリンダ１５とを有して形成されている。

【００１７】クランプシリンダ１５は、実施形態では、
２点位置センサの装着されたエアシリンダが使用され、
クランプシリンダ１５内を往復運動するピストンロッド
１６の先端に可動クランプとしてのプッシャー１７が取
り付けられている。プッシャー１７はピストンロッド１
６に軸支されるとともに、ピストンロッド１６に対して
回動防止するためにクランプシリンダ１５から軸心と平
行に突出された回り止めピン１８に連結されている。

【００１８】基板保持部２０は、ウェハＷのエッジＷＥ
を保持するように形成されるものであり、二股状に形成
された先端フォーク部２１とアーム連結部１０に取り付
けられる元部２５とを有し、先端フォーク部２１はウェ
ハＷの円周上のエッジＷＥを保持するために上方に突出
した先端受け部２２、２２を一対備えている。元部２５
は、クランプシリンダ１５に装着されるプッシャー１７
の移動ストロークを確保するために空間部２６を間にし
て二股に分岐された取付座２７、２７を一対有するとと
もに、ウェハＷを支持する位置に、空間部２６を間にし
て一対の元部受け部２８、２８を上方に突出するように
配置させている。

【００１９】先端受け部２２と元部受け部２８は、ウェ
ハＷの下面を受けずにエッジＷＥを受けるために、それ
ぞれ内方に向かって下方に傾斜する緩い傾斜面（以下、
緩斜面部という）２２１、２８１を有して形成されてい
る。先端受け部２２の緩斜面部２２１の上方には、図２
〜３に示すように、急斜面部２２２が緩斜面部２２１に
連接されて形成されて、固定クランプとして構成されて
いる。さらに緩斜面部２２１と急斜面部２２２との間の
連接部位は、ウェハＷのエッジＷＥ下端部を把持するク
ランプ部２２３として形成されている。

【００２０】また、元部受け部２８において、緩斜面部
２８１の上面は水平面２８２として形成され、水平面２
８２の高さは、先端受け部２２の緩斜面部２２１の上端
部、つまりクランプ部２２３より高い位置に形成され、
ウェハＷをクランプした状態でウェハＷのエッジはＷＥ
は一端が先端受け部２２のクランプ部２２３で支持さ
れ、他端が元部受け部２８の緩斜面部２８１のクランプ
部２２３と同一の高さ位置で支持されるように（つまり
水平状態を維持できるように）、元部受け部２８の位置
が設定されている。

【００２１】先端受け部２２の緩斜面部２２１と元部受
け部２８の緩斜面部２８１とは、クランプシリンダ１５
のプッシャー１７がウェハＷの一端を押圧する際に、ウ
ェハＷを移動しやすくするために水平面に対して４５°
以下であることが望ましく、また、プッシャー１７がク
ランプ解除したときに、ウェハＷがずれ落ちることがな
いようにするために、ウェハＷの両端エッジＷＥを支持
する先端受け部２２の緩斜面部２２１と元部受け部２８
の緩斜面部２８１が同一角度で形成されていることが望
ましい。

【００２２】さらに、先端受け部２２の急斜面部２８
は、移動したウェハＷの移動を規制することと、ウェハ
ＷのＺ移動（図３中、上下方向）の際に、ウェハＷのエ
ッジＷＥ部が固定クランプ（急斜面部２２２）の壁に摺
動することがないように、少なくとも４５°以上ででき
るだけ９０°に近く形成されることが望ましい。

【００２３】さらに、先端受け部２２の緩斜面部２２
１、急斜面部２２２と元部受け部２８の緩斜面部２８１
は、図１に示すように、平面視ウェハＷの円周面に沿っ
て円弧状、あるいは円周面に沿った直線状に形成されて
いる。

【００２４】可動クランプとしてのプッシャー１７に
は、ウェハＷのエッジＷＥを把持するために、図４に示
すように、ウェハＷ側に向かって下方に傾斜する傾斜面
１７１が形成されている。この傾斜面１７１は、先端受
け部２２の急斜面部２２２と同一角度で形成されること
が、ウェハＷをクランプするときにウェハＷの両エッジ
ＷＥを同一の分力で把持することになり、水平状態を維
持しやすくなることから望ましい。

【００２５】そして、プッシャー１７で先端受け部２２
と元部受け部２８とに載置されたウェハＷを一端から押
圧することによって、ウェハＷの他端エッジは緩斜面部
２２１から固定クランプとしての急斜面部２２２に沿っ
て移動され、クランプ部２２３において停止されてクラ
ンプされることとなる。

【００２６】クランプシリンダ１５には、図１に示すよ
うに、クランプ原点確認オートスイッチ１５１と、ウェ
ハクランプ位置確認オートスイッチ１５２とが装着され
ていて、プッシャー１７がウェハＷを押し出す前の、移
動前の位置（クランプ原点位置Ｐ１）と、ウェハＷがプ
ッシャー１７によって押圧されて、一端が先端受け部２
２のクランプ部２２３の位置で停止されて、プッシャー
１７によってクランプ保持するように設定された位置
（ウェハクランプ位置Ｐ２）との２点位置を確認できる
ようになっている。そのため、ウェハＷがウェハクラン
プ位置Ｐ２を越えて所定の位置に達すると、オーバース
トローク位置Ｐ３となって、ウェハＷがハンド３上に配
置されていないことを確認することができることから、
新たな基板有無確認センサの設置を不要としている。

【００２７】次に、ハンド３で、例えば、カセット内に
収納されているウェハＷを取り出す作用を、図５〜１０
に沿って説明する。

【００２８】まず、図示しないカセットに収納されてい
るウェハＷを、ロボット１の指令によりハンド３で取り
出す。図５に示すように、ウェハＷの下面側に位置する
ようにハンド３を移動させる。この時点では、図６に示
すように、ウェハＷのエッジＷＥは、ウェハＷと先端受
け部２２のクランプ部２２３との間に隙間Ｈを有するよ
うに位置させる。つまり、ウェハ３は、ハンド３の先端
受け部２２の緩斜面部２２１と元部受け部２８の緩斜面
部２８１上に載置できるように予め設定しておく。

【００２９】そしてハンド３を上昇させて、ウェハ３を
緩斜面部２２１と２８１上に載置させると、図７に示す
ように、ウェハＷは、ウェハＷのエッジＷＥが先端受け
部２２と、元部受け部２８で仮に保持される。この位置
においては、ウェハ３の元部側エッジＷＥは、先端側エ
ッジＷＥより高い位置で元部受け部２８の緩斜面部２８
１で支持されている。しかし、この状態ではプッシャー
１７がウェハＷのエッジＷＥより離れた位置のクランプ
原点位置Ｐ１（図１参照）に有り、ウェハＷはクランプ
されていない。

【００３０】次に、クランプシリンダ１５が作動されて
プッシャー１７がウェハＷに向かって移動することとな
るが、ウェハＷがカセット内に収納されている場合に
は、カセット奥壁があることから、ウェハＷはプッシャ
ー１７に押圧されることによって、カセット奥には進む
ことができないので、図８に示すように、一旦、図７の
状態（ウェハＷがハンド３で仮保持されている状態）か
ら後方（図７における右方）に、所定量（少なくとも、
ウェハＷがプッシャー１７により押圧される移動量以
上、前述の隙間Ｈ分に相当）分、ハンド３を戻す作用を
制御装置のティーティングで行なう。

【００３１】そして、ハンド３が移動量Ｈ分戻った位置
において、図９に示すように、プッシャー１７がウェハ
Ｗに向かって移動される。プッシャー１７がウェハＷの
エッジＷＥに当接して押圧すると、ウェハＷは先端側エ
ッジＷＥを、先端受け部２２の緩斜面部２２１に沿って
上昇させ、元部側エッジＷＥを元部受け部２８の緩斜面
部２８１に沿って徐々に下降させる。

【００３２】そして、ウェハＷの先端側エッジＷＥが先
端受け部２２の緩斜面部２２１から急斜面部２２２に移
動すると、急斜面部２２２は、傾斜角度が４５°以上に
設定されていることから、ウェハＷのエッジＷＥが急斜
面部２２２で形成された壁に当たると、緩斜面部２２１
と急斜面部２２２との連接部位のクランプ部２２３の位
置で移動が停止される。クランプ部２２３は、固定クラ
ンプとしてウェハＷのエッジＷＥを把持し、一方、プッ
シャー１７は可動クランプとしてエッジＷＥを把持し手
ウェハＷをクランプすることとなる。この状態でウェハ
Ｗは水平状態に維持される。

【００３３】なお、プッシャー１７の傾斜面１７１は、
先端受け部２２の急斜面部２２２と同一の角度で形成さ
れていることから、把持されたウェハＷは両エッジ部で
同等の分力を受け水平状態を維持するように作用され
る。そして、このときのプッシャー１７の位置はウェハ
クランプ位置Ｐ２（図１参照）にある。

【００３４】従って、クランプシリンダ１５は、プッシ
ャー１７がクランプ原点位置Ｐ１にあることを確認した
後、ウェハクランプ位置Ｐ２で停止することが確認でき
ると、ウェハＷを把持したとしてウェハＷがあることを
認識する。そして、図示しない制御装置に情報を伝達す
ると、ウェハＷを保持したハンド３が、図１０に示すよ
うに、ロボット１の回転中心側に移動されて、ウェハＷ
をカセットから取り出して次工程に搬送することとな
る。

【００３５】もし、クランプシリンダ１５が、プッシャ
ー１７のクランプ原点位置Ｐ１を確認した後、移動され
たプッシャー１７が、設定されたウェハクランプ位置Ｐ
２を越えて、オーバーストローク位置Ｐ３に達すること
を確認すると、プッシャー１７は、ウェハＷを把持しな
いとしてウェハＷがハンド上にないことを認識する。そ
してこの情報を制御装置に伝達すると、ハンド３は、ウ
ェハを取り出しに行く前の元の位置に復帰する。そし
て、プッシャー１７も元の位置に戻ることとなり、新た
に、カセットの下段にある次のウェハＷを取り出すため
に移動されることになる。

【００３６】上述のように、ハンド３上に載置されたウ
ェハＷに対して、ウェハＷを把持可能なクランプシリン
ダ１５が、クランプ原点位置Ｐ１を確認した後、設定さ
れたウェハＷの位置（ウェハクランプ位置Ｐ２）で移動
が停止すると「ウェハ有」の信号を発信してウェハＷの
あることを伝達し、設定されたウェハＷの位置（ウェハ
クランプ位置Ｐ２）を越えて移動すると「ウェハ無」の
信号を発信してウェハＷのないことを伝達するように行
なわれることから、クランプシリンダ１５とは別に、ウ
ェハ有無センサを設置する必要がなく、ハンド３におけ
るクランプシリンダ１５のスペースを広く取ることがで
きたり、複雑な配線による誤動作を発生させることもな
い。

【００３７】また、この方法では、クランプシリンダ１
５に２点位置センサが装着されているエアシリンダ１５
が使用されることから、２点位置センサの、一方のセン
サ１５１で、クランプ原点位置Ｐ１を検出し、他方のセ
ンサ１５２でウェハクランプ位置Ｐ２を検出するように
設定すれば、新たな位置検出センサを設置することが不
要となり、コスト低減となるとともにスペースを広くし
て、配線を複雑にすることもない。

【００３８】また、このウェハ保持におけるウェハ有無
確認装置では、ウェハＷをクランプするクランプシリン
ダ１５が、ウェハクランプ位置Ｐ２を越えるストローク
を有し、かつ、クランプシリンダ１５に前記ウェハクラ
ンプ位置Ｐ２を越えたときにオーバーストロークを示す
ように制御されていることから、ウェハＷの有無を検出
する際、移動可能なクランプシリンダ１５のプッシャー
１７により、クランプ原点位置Ｐ１を確認後、ウェハク
ランプ位置Ｐ１を越えるかどうかを検出することでウェ
ハＷの有無を検出できる。従って、従来のように、ハン
ド３上に新たなウェハ検出センサを設置する必要がない
ことから、ハンド３を簡潔な状態で構成することができ
て、複雑な配線による誤動作を発生させない装置を提供
することが可能となる。

【００３９】なお、上述の形態における基板有無確認装
置は、ロボットのハンド３として構成しているが、これ
に限定するものではなく、例えば、ウェハの位置合わせ
を行なうオリフラ装置のウェハを保持する部位に使用す
ることができる。

【００４０】また、クランプシリンダ１５は、エアシリ
ンダに限定するものではなく、油圧シリンダでもよく、
ウェハの一端を押圧してクランプできるもので有れば、
例えば、ラックとピニオンを使用したメカニカルな構成
のものでもよい。

【００４１】さらに、プッシャー１７におけるウェハへ
の押圧面に、先端受け部２２のクランプ部２２３と同様
の高さ位置で水平保持部を形成してもよく、また傾斜面
を形成しなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態のハンドの構成を示す平面図で
ある。

【図２】図１におけるII−II断面図である。

【図３】図１におけるハンドの先端受け部と元部受け部
を示す拡大図である。

【図４】プッシャーを示す部分拡大図である。

【図５】ハンドがウェハを取りに行く状態を示す作用図
である。

【図６】ハンドがウェハの下方に移動した状態を示す作
用図である。

【図７】ハンドが上昇してウェハを仮保持した状態を示
す作用図である。

【図８】ハンドが所定量Ｈ分戻り作用をした状態を示す
作用図である。

【図９】仮保持したウェハをプッシャーでクランプする
状態を示す作用図である。

【図１０】ウェハを保持したハンドがウェハを次工程に
搬送する状態を示す作用図である。

【図１１】ウェハ有無検出センサを有する従来のハンド
を示す平面図である。

【符号の説明】

１…ロボット ３…ハンド １０…アーム連結部 １５…クランプシリンダ １６…ピストンロッド １７…プッシャー １７１…傾斜面 ２０…基板保持部 ２２…先端受け部 ２２１…緩斜面部 ２２２…急斜面部 ２２３…クランプ部 ２５…元部 ２６…空間部 ２８…元部受け部 ２８１…緩斜面部 Ｗ…ウェハ ＷＥ…エッジ Ｐ１…クランプ原点位置 Ｐ２…ウェハクランプ位置 Ｐ３…オーバーストローク位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C007 DS01 ES02 ET08 EV07 EV23 HS12 KS30 NS09 3F061 AA01 BA02 BB08 BD01 BE12 BE43 DB04 DD03 5F031 CA02 CA05 FA01 FA02 FA07 GA06 GA10 GA14 GA15 GA36 GA38 JA01 JA22 KA03 LA15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板のエッジを保持して構成される基板
   保持装置の基板有無確認方法であって、 前記基板保持装置は、前記基板の一端を保持するハンド
   手段と、前記基板の他端を押圧してクランプするクラン
   プ手段と、を有し、 前記クランプ手段が、前記基板をクランプ移動する前の
   クランプ原点位置と前記基板をクランプする基板クラン
   プ位置とに移動可能に配置され、 前記クランプ手段が、前記クランプ原点位置と前記基板
   クランプ位置とを確認できた時には、「基板有」の信号
   を発信させ、 前記クランプ手段が、前記基板クランプ位置を越えて移
   動してオーバーストローク位置を確認した時には、「基
   板無」の信号を発信させるようにしたことを特徴とする
   基板保持における基板有無確認方法。
2. 【請求項２】 前記クランプ手段が、シリンダで構成さ
   れ、前記シリンダに２点位置を確認できる２点位置検出
   センサが装着されていることを特徴とする請求項１記載
   の基板保持における基板有無確認方法。
3. 【請求項３】 基板のエッジを保持して構成される基板
   保持装置の基板有無確認装置であって、 前記基板の一端を保持するハンド手段と、前記ハンド手
   段で保持された基板の他端を押圧してクランプするクラ
   ンプ手段と、を有して構成され、 前記ハンド手段が、前記基板を載置する仮保持部と前記
   基板をクランプするクランプ保持部とを有する基板保持
   部を有して形成され、 前記クランプ手段が、前記基板をクランプ移動する前の
   クランプ原点位置と前記基板をクランプする基板クラン
   プ位置とに移動可能に配置されるとともに、 前記クランプ手段が、前記クランプ位置を越えて移動で
   きるストロークを有して形成され、 前記クランプ手段が、前記クランプ原点位置と、前記基
   板クランプ位置とを検出できる位置検出センサを有する
   とともに、前記基板クランプ位置を越えた位置において
   オーバーストロークを示すように制御されていることを
   特徴とする基板保持における基板有無確認装置。