(57)【要約】【課題】アームの撓みによるハンドの軌跡の誤差を効果的に補正してアームの軌跡精度を高められる搬送装置を提供すること。【解決手段】この搬送装置１は、アーム１１と、ハンド１２と、距離センサ１５と、補正制御部２１とを含み構成される。アーム１１は、駆動制御可能な複数のリンクから成り、一端を床部に固定される。ハンド１２は、アーム１１に固定設置され、搬送対象である半導体ウェハ１００を保持する。距離センサ１５は、ハンド１２に設置され、この設置位置から所定の目標位置までの距離情報を取得する。補正制御部２１は、この距離情報に基づきアーム１１を駆動して、半導体ウェハ１００に対するハンド１２の軌跡を補正する。【選択図】        図１
2005136280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動制御可能な複数のリンクから成るアームと、
前記アームに支持されると共に搬送対象を保持する保持手段と、
前記保持手段に設置されると共に、当該設置位置から所定の目標位置までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づき前記アームを駆動して、前記搬送対象に対する前記保持手段の軌跡を補正する補正手段と、
を含む搬送装置。
【請求項２】
前記距離情報取得手段が、前記保持手段の保持面上に設けられると共に、前記搬送対象の被保持面を前記目標位置とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記搬送対象が所定間隔で積層された薄型部材であり、且つ、当該薄型部材群の全部もしくは一部を一括して搬送するときは、
前記目標位置を、当該薄型部材群の外面もしくは外部に設定する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記距離情報取得手段が、前記目標位置に対して所定の設定距離に位置することを検出する第１検出部および第２検出部を含み、
前記第１検出部が、前記搬送対象の上方に設けられると共に前記搬送対象の上部に前記目標位置を有し、
前記第２検出部が、前記第１検出部と対向しつつ前記搬送対象の下方に設けられると共に前記搬送対象の下部に前記目標位置を有し、且つ、
前記補正手段が、前記第１検出部および前記第２検出部の検出結果に基づき前記アームの駆動を制御して、前記保持手段の軌跡を補正する請求項１〜３のいずれか１つに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記距離情報取得手段が、前記目標位置に対して所定の設定距離に位置することを検出する第１検出部および第２検出部を含み、
前記第１検出部および前記第２検出部が、相互に異なる前記設定距離を有すると共に前記搬送対象の同一面側に前記目標位置を有し、且つ、
前記補正手段が、前記第１検出部および前記第２検出部の検出結果に基づき前記アームを駆動制御して、前記保持手段の軌跡を補正する請求項１〜４のいずれか１つに記載の搬送装置。
【請求項６】
前記距離情報取得手段が、前記距離情報を検出する複数の検出部からなり、
これらの検出部が、前記保持手段の保持面側に設けられると共に、前記搬送対象の被保持面側に前記目標位置を有し、且つ、
前記補正手段が、検出された複数の前記距離情報に基づき前記アームを駆動して、前記被保持面に対する前記保持面のロール方向もしくはピッチ方向の傾斜を補正する請求項１〜５のいずれか１つに記載の搬送装置。
【請求項７】
駆動制御可能な複数のリンクから成るアームと、
前記アームに支持されると共に、搬送対象を保持する保持手段と、
前記保持手段をガイドして前記搬送対象に対する前記保持手段の軌跡を補正するガイド手段と、
を含む搬送装置。
【請求項８】
前記保持手段は、変形可能な可変接続部を介して前記アームに支持される請求項７に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アームの撓みによるハンドの軌跡の誤差を効果的に補正してアームの軌跡精度を高められる搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハを収納カセットから取り出して下流の生産ラインに搬送するロボットハンド型の搬送装置には、例えば、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の搬送装置は、駆動制御可能な複数のリンクから成るアームと、このアームに固定されたハンドと、アームを制御する制御手段とを含み構成される。従来の搬送装置では、制御手段によりアームを駆動してハンドの軌跡を制御していた。
【０００３】
【特許文献１】特願２００２−２０８９６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の搬送装置は、メンテナンス時における交換の容易性の観点から、人力で移動設置できるほどの軽量化が求められる。しかしながら、搬送装置を軽量化すればアームの剛性が低下し、アームの自重や半導体ウェハの重量によりアームが撓んで、ハンドの軌跡精度が低下するという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アームの撓みによるハンドの軌跡の誤差を効果的に補正してアームの軌跡精度を高められる搬送装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる搬送装置は、駆動制御可能な複数のリンクから成るアームと、前記アームに支持されると共に搬送対象を保持する保持手段と、前記保持手段に設置されると共に、当該設置位置から所定の目標位置までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、前記距離情報に基づき前記アームを駆動して、前記搬送対象に対する前記保持手段の軌跡を補正する補正手段とを含む。
【０００７】
この発明では、距離情報を取得する手段を、搬送対象を保持する保持手段に設け、取得した距離情報に基づきアームを駆動して、保持手段の軌跡を補正する。これにより、アームの撓みの影響を受けることなく保持手段と搬送対象との距離情報を取得できるので、保持手段の軌跡の誤差を的確に補正できる利点がある。具体的には、アームの撓みによる保持手段の軌跡のずれを、目標位置までの距離情報に基づき検知してアームの駆動をフィードバック制御し、保持手段の移動経路を適切に補正する。なお、搬送対象には、例えば、半導体ウェハ、電気光学機器を構成するガラス基板その他の薄型部材が含まれる。また、距離情報取得手段には、例えば、光学的な非接触式の距離センサ、超音波センサ、光電式もしくは光ファイバ式の近接スイッチその他の検出手段が含まれる。また、目標位置には、例えば、半導体ウェハの平面、このウェハを収容するカセット、このカセットが設置される床部等が含まれる。また、搬送対象が所定間隔で積層された半導体ウェハ等である場合には、この半導体ウェハ群の上面もしくは下面に目標位置を設定してもよい。また、距離情報には、例えば、計測された距離の数値や、距離が一定値に達したこと等が含まれる。また、保持手段の軌跡の補正には、保持手段の位置の補正が含まれる。
【０００８】
また、この発明にかかる搬送装置は、前記距離情報取得手段が、前記保持手段の保持面上に設けられると共に、前記搬送対象の被保持面を前記目標位置とする。
【０００９】
この発明では、保持手段の保持面上に距離情報取得手段を設けて、搬送対象の被保持面を前記目標位置とする。これにより、保持面から搬送対象までの距離情報を直接的に取得できるので、保持手段の軌跡制御を的確に行い得る利点がある。
【００１０】
また、この発明にかかる搬送装置は、前記搬送対象が所定間隔で積層された薄型部材であり、且つ、当該薄型部材群の全部もしくは一部を一括して搬送するときは、前記目標位置を、当該薄型部材群の外面もしくは外部に設定する。
【００１１】
この発明では、積層された薄型部材群を搬送対象として一括搬送するときは、距離情報の取得にあたり、目標位置を薄型部材群の外面もしくは外部に設定する。これにより、個々の薄型部材を目標位置とする場合と比較して、距離情報取得手段の設置数を低減できる利点がある。なお、薄型部材には、例えば、半導体ウェハや電気光学機器のガラス基板が含まれる。また、薄型部材群の外面には、例えば、薄型部材群の上面もしくは下面が含まれる。また、薄型部材群の外部には、例えば、薄型部材群を収容する収容手段、この収容手段が設置される棚部、床部その他の固定部が含まれる。
【００１２】
また、この発明にかかる搬送装置は、前記距離情報取得手段が、前記目標位置に対して所定の設定距離に位置することを検出する第１検出部および第２検出部を含み、前記第１検出部が、前記搬送対象の上方に設けられると共に前記搬送対象の上部に前記目標位置を有し、前記第２検出部が、前記第１検出部と対向しつつ前記搬送対象の下方に設けられると共に前記搬送対象の下部に前記目標位置を有し、且つ、前記補正手段が、前記第１検出部および前記第２検出部の検出結果に基づき前記アームの駆動を制御して、前記保持手段の軌跡を補正する。
【００１３】
この発明では、距離情報取得手段を、目標位置に対して所定の設定距離に位置することを検出する第１検出部および第２検出部により構成し、これらの検出部が対向して搬送対象を上下方向から挟み込むように構成する。そして、これらの検出部の検出結果に基づきアームを駆動制御して、保持手段の軌跡を補正する。具体的には、例えば、保持手段を検出手段間で上下変位させてその上下方向の移動経路のずれを補正する。これにより、アームの撓みにより生ずる保持手段の軌跡の誤差を、適切に補正できる利点がある。なお、検出部には、光電式もしくは光ファイバ式の近接スイッチが含まれる。
【００１４】
また、この発明にかかる搬送装置は、前記距離情報取得手段が、前記目標位置に対して所定の設定距離に位置することを検出する第１検出部および第２検出部を含み、前記第１検出部および前記第２検出部が、相互に異なる前記設定距離を有すると共に前記搬送対象の同一面側に前記目標位置を有し、且つ、前記補正手段が、前記第１検出部および前記第２検出部の検出結果に基づき前記アームを駆動制御して、前記保持手段の軌跡を補正する。
【００１５】
この発明では、距離情報取得手段を、目標位置に対して所定の設定距離に位置することを検出する第１検出部および第２検出部により構成し、これらの検出部の目標位置が搬送対象の同一面側に位置するように構成する。そして、これらの検出部の検出結果に基づきアームを駆動制御して、保持手段の軌跡を補正する。具体的には、例えば、第１検出部と第２検出部とを略同一位置に設けると共にこれらの目標位置も略同一位置に設定し、且つ、これらの設定距離を相互に異ならせて設定する。そして、この設定位置の相違によりこれらの検出部の設定位置から目標位置までの距離範囲を規制し、保持手段と目標位置との距離がこの距離範囲内にあるように保持手段の軌跡を補正する。これにより、アームの撓みにより生ずる保持手段の移動経路のずれを、適切に補正できる利点がある。なお、検出部には、光電式もしくは光ファイバ式の近接スイッチが含まれる。
【００１６】
また、この発明にかかる搬送装置は、前記距離情報取得手段が、前記距離情報を検出する複数の検出部からなり、これらの検出部が、前記保持手段の保持面側に設けられると共に、前記搬送対象の被保持面側に前記目標位置を有し、且つ、前記補正手段が、検出された複数の前記距離情報に基づき前記アームを駆動して、前記被保持面に対する前記保持面のロール方向もしくはピッチ方向の傾斜を補正する。
【００１７】
この発明では、搬送対象の同一面側に目標位置を有する複数の検出部を設け、これらの検出部により複数の距離情報を取得する。そして、取得した距離情報に基づきアームを駆動して、搬送対象の被保持面に対する保持手段の保持面のロール方向もしくはピッチ方向の傾斜を補正する。これにより、搬送対象に対する保持手段の傾斜を適切に補正できる利点がある。
【００１８】
また、この発明にかかる搬送装置は、駆動制御可能な複数のリンクから成るアームと、前記アームに支持されると共に、搬送対象を保持する保持手段と、前記保持手段をガイドして前記搬送対象に対する前記保持手段の軌跡を補正するガイド手段とを含む。
【００１９】
この発明では、保持手段をガイドして搬送対象に対する保持手段の軌跡を補正する。これにより、ガイド手段がアームの撓みの影響を受けずに直接的に保持手段をガイドできるので、保持手段の移動経路のずれを的確に補正できる利点がある。なお、ガイド手段には、例えば、保持手段に固定されるロッド、キーその他の固定部と、この固定部を導きその移動経路を規制するレール、キー溝その他の規制部とが含まれる。また、保持手段の軌跡の補正には、保持手段の位置の補正が含まれる。
【００２０】
また、この発明にかかる搬送装置は、前記保持手段は、変形可能な可変接続部を介して前記アームに支持される。
【００２１】
この発明では、保持手段とアームとの中間に、変形可能な可変接続部を介在させた。これにより、ガイド手段によるガイドにあたり、保持手段を柔軟に変位させ得る利点がある。なお、可変接続部には、例えば、柔軟な変形が可能な蛇腹部、ゴム部、バネ部、ベローズ部その他の柔軟接続部が含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる搬送装置は、距離情報を取得する手段を、搬送対象を保持する保持手段に設け、取得した距離情報に基づきアームを駆動して、保持手段の軌跡を補正するので、アームの撓みの影響を受けることなく保持手段と搬送対象との距離情報を取得でき、保持手段の軌跡の誤差を的確に補正できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２４】
図１は、この発明の実施例１にかかる搬送装置を示す構成図である。この搬送装置１は、ロボットハンド型のマニピュレータ１０と、このマニピュレータ１０を制御するコントローラ２０とを含み構成される。マニピュレータ１０は、駆動制御可能な６軸リンク機構から成るアーム１１と、このアーム１１の先端に固定設置されたハンド１２とを含み、アーム１１の付け根１３を床部に固定して設置される。アーム１１は、複数の関節１４を回転変位させてハンド１２を自在に移動させる。コントローラ２０は、これらの関節１４を駆動して、ハンド１２の軌跡を制御する。ハンド１２の移動経路は、初期状態にて教示（ティーチング）によりプログラミングされ、これにより、マニピュレータ１０は、一定の軌跡精度をもってハンド１２を移動させ、半導体ウェハ１００を収納カセット１０１に出し入れする。
【００２５】
一方、搬送対象である半導体ウェハ１００は、棚部１０２に固定設置された収容カセット１０１に、複数枚、一定間隔を空けて積層される。搬送装置１は、これらの半導体ウェハ１００、１００間の隙間にハンド１２を挿入して、半導体ウェハ１００を下方から持ち上げる。図２−１は、図１に記載したハンドの保持状況を示す平面図である。また、図２−２は、図１に記載したハンドの保持状況を示す側面図である。ハンド１２は、二股形状の先端を有する板状部材から成り、それぞれの先端に突起部１５を有すると共に、その付け根側に進退可能に設けられた爪部１６を有する。半導体ウェハ１００、１００間に挿入されたハンド１２は、半導体ウェハ１００を、その下方から保持面１２ａにて持ち上げ、突起部１５、１５と爪部１６との間に爪部１６を進退させて挟み込み保持する（図１および図２−１，２参照）。
【００２６】
ところで、搬送装置１は、半導体ウェハ１００の積層間隔が狭いため、接触による干渉を防止する観点から、高い軌跡精度にてハンド１２を半導体ウェハ１００、１００間に挿入しなければならない。しかしながら、この搬送装置１は、従来の搬送装置と比較して大幅に軽量化されているため、アーム１１の剛性が低く、アーム１１の自重や半導体ウェハ１００の重量によりアーム１１が鉛直方向に撓む。すると、ハンド１２の軌跡制御に誤差が生じて、ハンド１２を半導体ウェハ１００間に挿入するにあたりハンド１２が下方の半導体ウェハ１００に干渉したり、ハンド１２の停止位置がずれて半導体ウェハ１００の保持に不具合が生じたりする等の種々の問題が生じる。発明者らの研究によれば、半導体ウェハ１００の積層間隔が一般に１０ｍｍ弱と狭いため、アーム１１の撓みが僅か１〜２ｍｍ程度であっても、かかる問題が生じることが判明している。なお、かかる撓みによるアーム１１の先端位置のずれは、公知の補正ソフトウェア等によりある程度補正が可能であるため、ハンド１２を半導体ウェハ１００間に挿入する程度の軌跡精度は確保できる。また、ハンド１２自体は、当初から半導体ウェハ１００の重量を想定して設計されるため、撓まない。
【００２７】
上記問題に鑑み、この実施例１にかかる搬送装置１は、ハンド１２の軌跡を補正する補正手段を有する。図３は、かかる補正手段の機能を示す制御ブロック図である。この補正手段は、光学的な非接触式の距離センサ１５と、コントローラ２０の一部を構成する補正制御部２１とを含み構成される（図１〜図３参照）。距離センサ１５は、ハンド１２の保持面１２ａの先端に突起部１５を兼用して設けられ、半導体ウェハ１００の底面を目標位置として、保持面１２ａからこの目標位置までの距離を計測する。この計測は、ハンド１２を半導体ウェハ１００間に挿入した直後から、ハンド１２が所定の停止位置に至るまでリアルタイムで行われ、計測された距離は、距離情報として補正制御部２１に送られる。補正制御部２１は、この距離情報を基準距離にフィードバックしてアーム１１の撓み方向（主として鉛直方向）の位置補正量Δｚを算出する。
【００２８】
コントローラ２０は、この位置補正量Δｚをアーム１１の駆動制御に反映させて、ハンド１２の保持面１２ａの軌跡を最適化する。具体的には、保持面１２ａが、半導体ウェハ１００の底面に対して一定距離を維持しつつ、半導体ウェハ１００間にて直線的に停止位置まで挿入されるように、ハンド１２の軌跡を制御する。これにより、撓みの影響によるハンド１２の軌跡誤差を適切に補正して、ハンド１２と半導体ウェハ１００との干渉を効果的に抑制できる利点がある。なお、補正制御部２１が有する基準距離は、ハンド１２の保持面１２ａと半導体ウェハ１００の底面との距離や、ハンド１２とその下方側の半導体ウェハ１００とのクリアランス等を考慮して事前に設定される。この基準距離は、当業者自明の範囲内で適宜その設定を変更してもよい。また、アーム１１の駆動制御は、関節１４に設けられたモータ１４ａの回転角を制御して行われ、この回転角は、関節１４に設けられたレゾルバ、エンコーダその他の位置検出器にて検出されてフィードバック制御される（図３参照）。
【００２９】
この実施例１によれば、距離センサ１５をハンド１２に設けたので、アーム１１の撓みの影響を受けること無くハンド１２と半導体ウェハ１００との正確な距離情報を取得でき、この距離情報に基づきハンド１２の軌跡誤差を適切に補正できる利点がある。また、距離センサ１５をハンド１２の保持面１２ａ上に設けたので、保持面１２ａと半導体ウェハ１００との距離を確実に計測できる利点がある。また、距離センサ１５をハンド１２の突起部１５に兼用して設けたので、ハンド１２の保持面１２ａ上を省スペース化できる利点がある。また、上記補正制御により、アーム１１の剛性の低下をある程度許容できるので、従来の搬送装置と比較して、アーム１１をより軽量化できる利点がある。
【００３０】
また、マニピュレータは、一般に個体差を有するため、ハンド１２の軌跡にも個体差が有る。このため、従来の搬送装置では、メンテナンス等によるマニピュレータの交換にあたり、再度教示を実施する必要があった。この点において、この実施例１にかかる搬送装置１では、ハンド１２を半導体ウェハ１００間に挿入さえできれば、ハンド１２の軌跡を上記補正制御により補正できるので、再度の教示が不要となる利点がある。すなわち、マニピュレータ１０の教示をある程度ルーズに実施できるので、ハンド１２と半導体ウェハ１００との干渉をも考慮した教示が不要となる利点がある。
【００３１】
なお、この実施例１では、６軸マニピュレータ１０を用いたが、これに限らず、冗長マニピュレータを用いてもよいし、５軸以下のマニピュレータを用いてもよい。また、搬送対象は、半導体ウェハ１００に限定されず、例えば、電気光学機器を構成するガラス基板その他の薄型部材に適用してもよい。これにより、同様の効果を得られる利点がある。また、距離センサ１５をハンド１２の先端に設けたのは、撓みによる軌跡の誤差が最も顕著に現れ、また、周囲の半導体ウェハ１００と干渉し易いのがハンド１２の先端だからである。これにより、撓みの影響を最も受け易い部分にて距離情報を取得できる利点がある。
【００３２】
また、この実施例１では、距離情報を取得する手段として、距離センサ１５を用いたが、これは、ハンド１２の保持面１２ａと半導体ウェハ１００の底面との距離を数値にて計測できるので、ハンド１２の軌跡に対する補正制御のバリエーションが増加すると共に、正確かつ適切な補正制御が可能となる点で好ましい。しかし、これに限らず、距離情報を取得する手段として、超音波センサ、光電式もしくは光ファイバ式の近接スイッチを用いてもよい。
【００３３】
（変形例１）
また、距離情報を取得する手段として、距離センサ１５に代えて、近接スイッチを用いてもよい。図４−１は、この実施例１の変形例１にかかる搬送装置の要部を示す平面図である。また、図４−２は、この実施例１の変形例１にかかる搬送装置の要部を示す側面図である。また、図４−３は、この実施例１の変形例１にかかる搬送装置の説明図である。これらの図において、上記実施例１の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この変形例１では、実施例１の距離センサ１５に代えて光電式もしくは光ファイバ式の近接スイッチ３０、３１を用いる。これらの近接スイッチ３０、３１は、一体化して形成されてハンド１２の突起部１５を構成する。近接スイッチ３０、３１は、ハンド１２の保持面１２ａに設けられ、ハンド１２を半導体ウェハ１００間に挿入するにあたり、保持面１２ａと半導体ウェハ１００の底面との距離が所定の設定距離に達したときに、これを検知する。
【００３４】
この設定距離は、近接スイッチ３０、３１相互で異なり、この設定距離の相異により、ハンド１２の鉛直方向における軌跡の上限および下限を規制する。すなわち、図４−３において、近接スイッチ３０は、ハンド１２の鉛直方向の位置が搬送対象である半導体ウェハ１００の底面に所定距離まで近づいたときにこれを検知し、近接スイッチ３１は、逆にハンド１２の位置が半導体ウェハ１００の底面から所定の位置まで遠ざかったときにこれを検知する。補正制御部２１は、これらの近接スイッチ３０、３１からの距離情報に基づき、アーム１１の駆動を補正制御し、ハンド１２の位置を鉛直方向に上下変位させて、ハンド１２の保持面１２ａが所定の設定距離の範囲内に有るようにハンド１２の軌跡をフィードバック制御する。これにより、ハンド１２が、上下の半導体ウェハ１００、１００に干渉する事態を防止できる利点がある。また、近接スイッチ３０、３１は、距離センサ１５と比較して一般に安価なので、搬送装置１の生産コストを低減できる利点がある。なお、この設定距離は、半導体ウェハ１００、１００間の隙間、ハンド１２の厚さ、近接スイッチ３０、３１の高さ等を考慮して、当業者自明の範囲内にて適宜設計変更してよい。
【００３５】
（変形例２）
図５−１は、この実施例１の変形例２にかかる搬送装置を示す平面図である。また、図５−２は、この実施例１の変形例２にかかる搬送装置を示す側面図である。また、図５−３は、この実施例１の変形例２にかかる搬送装置の説明図である。これらの図において、上記実施例１の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この変形例２では、上記実施例１の搬送装置１と比較して、ハンド１２の保持面１２ａの先端に突起部１５を兼用する距離センサ３５、３６を設け、さらに、保持面１２ａの略中央に距離センサ３７を埋設する点に特徴を有する。これらの距離センサ３５〜３７は、半導体ウェハ１００の底面を目標位置として、ハンド１２の保持面１２ａ上からこの目標位置までの距離をハンド１２の挿入過程にてリアルタイムで計測し、この計測結果を距離情報としてコントローラ２０の補正制御部２１に送る。
【００３６】
補正制御部２１は、距離センサ３５〜３７にて計測した３点の距離情報に基づき、半導体ウェハ１００に対する保持面１２ａのロール方向およびピッチ方向の傾斜を算出し、ハンド１２の補正角度を決定する。そして、この補正角度に基づきアーム１１を駆動制御して半導体ウェハ１００に対する保持面１２ａの傾斜を所定の範囲内に補正する。これにより、ハンド１２を半導体ウェハ１００間に略平行に挿入できるので、ハンド１２の挿入時におけるハンド１２と半導体ウェハ１００との干渉を効果的に抑制できる利点がある。なお、距離センサ３７を埋設して、保持面１２ａ上に突出しないように設けたのは、距離センサ３７と半導体ウェハ１００との接触を防止するためである。
【実施例２】
【００３７】
図６および図７は、この発明の実施例２にかかる搬送装置を示す構成図（図６）および制御ブロック図（図７）である。これらの図において、上記実施例１の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この搬送装置２は、上記実施例１の搬送装置１と比較して、マニピュレータ４０が、複数のハンド１２を積層して成る積層ハンド４１を備える点に特徴を有する。この積層ハンド４１は、収容カセット１０１内における半導体ウェハ１００の積層間隔に対応させて、複数のハンド１２を積層して成る。搬送装置２は、この積層ハンド４１により、収容カセット１０１内の半導体ウェハ１００の全部もしくは一部を一括して取り出し、搬送する。具体的には、収容された半導体ウェハ１００間に積層ハンド４１を挿入して、半導体ウェハ１００の１枚１枚を下方から保持し、収容カセット１０１から取り出して下流の製造ライン（図示省略）に搬送する。
【００３８】
ここで、この積層ハンド４１には、一般的な突起部（図示省略）が設けられ、距離センサ４２は、積層ハンド４１の下面側先端にのみ設けられる（図６参照）。距離センサ４２は、棚部１０２の上面を目標位置として、この棚部１０２と積層ハンド４１の下面との距離を、積層ハンド４１の挿入過程にてリアルタイムで計測し、この計測結果を距離情報としてコントローラ２０の補正制御部２１に送る。なお、距離センサ４２を積層ハンド４１の下面側先端に設けたのは、ハンド１２の１枚１枚に距離センサ４２を設けるとコスト的に高く付くためである。したがって、コスト面に問題がなければ、ハンド１２の１枚１枚に距離センサ４２を設け、個々のハンド１２にて距離情報を取得して、上記実施例１と同様に、ハンド１２の軌跡を補正制御してもよい。
【００３９】
補正制御部２１は、この距離情報を基準距離にフィードバックしてアーム１１の撓み方向（主として鉛直方向）の位置補正量Δｚを算出する。そして、この位置補正量Δｚをアーム１１の駆動制御に反映させて、積層ハンド４１の軌跡を最適化する。具体的には、積層ハンド４１を構成するハンド１２が、上下の半導体ウェハ１００に干渉しないように半導体ウェハ１００、１００間に挿入され、直線的に停止位置まで移動するように、積層ハンド４１の軌跡を制御する。これにより、一括搬送にあたり、撓みの影響による積層ハンド４１の軌跡誤差を適切に補正して、積層ハンド４１と半導体ウェハ１００との干渉を効果的に抑制できる利点がある。なお、補正制御部２１が有する基準距離は、積層ハンド４１と半導体ウェハ１００とが干渉しないときの、積層ハンド４１の下面と棚部１０２の上面との距離である。ただし、この基準距離は、当業者自明の範囲内で適宜その設定を変更してもよい。
【００４０】
なお、この実施例２では、距離センサ４２を積層ハンド４１の下面側先端に設けたが、これは、個々のハンド１２上に距離センサ４２を設ける場合と比較して、半導体ウェハ１００の積層間隔の狭さによる制限が無いため、任意の厚さを有する距離センサ４２を設置できる点で好ましい。また、かかる構成は、アーム１１の撓みの影響を受け易い積層ハンド４１の下面側先端における距離情報を効率的かつ直接的に取得でき、また、棚部１０２を距離情報にかかる目標位置として設定し易いという点で好ましい。また、この観点から、棚部１０２は、床部その他の固定部であってもよい。また、変形例として、距離センサ４２を積層ハンド４１の上面側先端に設け、収容カセット１０１の天井部を目標位置として設定して、距離情報を取得してもよい。かかる構成によっても積層ハンド４１の軌跡を適切に補正できる利点がある。その他、距離センサ４２は、積層ハンド４１上に設けられればよい。これにより、アームの撓みの影響を受けることなく、積層ハンド４１と目標位置との距離情報を的確に取得できる利点がある。
【００４１】
また、この実施例２では、距離情報を取得する手段として、距離センサ４２を用いたが、これに代えて近接スイッチ３０、３１を積層ハンド４１の下面に設けた構成としてもよい。そして、これらの近接スイッチ３０、３１にて取得した位置情報に基づきアーム１１の駆動を補正制御して、積層ハンド４１の軌跡を、近接スイッチ３０、３１の設定距離の範囲により上下方向に規制する構成としてもよい。かかる構成によっても、積層ハンド４１と半導体ウェハ１００との干渉を効果的に抑制できる利点がある。
【実施例３】
【００４２】
図８および図９は、この発明の実施例３にかかる搬送装置を示す構成図（図８）および制御ブロック図（図９）である。これらの図において、上記実施例１および２に記載する搬送装置１、２と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この搬送装置３は、上記実施例１および２に記載する搬送装置１、２と比較して、マニピュレータ５０が、積層ハンド４１の上面先端に近接スイッチ５１を有し、下面先端に近接スイッチ５２を有する点に特徴を有する。これらの近接スイッチ５１、５２は、収納カセット１０１の天井部および収納カセット１０１が設置された棚部１０２の上面を目標位置として、それぞれ所定の設定距離を有する。
【００４３】
そして、近接スイッチ５１、５２は、積層ハンド４１の移動過程にて、積層ハンド４１の上下面から各目標位置までの距離情報をリアルタイムで取得する。ここで、この距離情報は、積層ハンド４１の上下面から各目標位置までの距離が所定の設定距離に達したことに関する検出結果である。また、近接スイッチ５１、５２の設定距離は、積層ハンド４１が移動過程にて半導体ウェハ１００に干渉しない範囲内にて設定される。具体的には、上面側の近接スイッチ５１にて積層ハンド４１の軌跡の上限を規制し、下面側の近接スイッチ５２にて軌跡の下限を規制する。これにより、近接スイッチ５１、５２が反応しない範囲内では、積層ハンド４１が半導体ウェハ１００に干渉しないことが保証される。
【００４４】
次に、取得された距離情報は、コントローラ２０の補正制御部２１に送られ、補正制御部２１は、これに基づき積層ハンド４１の軌跡の補正方向を判断して、アーム１１の駆動をフィードバック制御する。具体的には、上面側の近接スイッチ５１が反応した場合には、積層ハンド４１を上面側に上昇させ、下面側の近接スイッチ５２が反応した場合には、積層ハンド４１を下面側に下降させる。これにより、積層ハンド４１の移動過程にて、積層ハンド４１と半導体ウェハ１００とのクリアランスを適切に維持できる利点がある。
【実施例４】
【００４５】
図１０は、この発明の実施例４にかかる搬送装置を示す構成図である。同図において、上記実施例１〜３の搬送装置１〜３と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この搬送装置４は、上記実施例１〜３の搬送装置１〜３と比較して、積層ハンド４１をガイドして、半導体ウェハ１００に対する積層ハンド４１の軌跡を補正するガイド手段を有する点に特徴を有する。ガイド手段は、ハンド６１に固定されたロッド６１と、このロッド６１を導くレール６２とを含み構成される。ロッド６１は、テーパ状の先端部を有する剛性の棒状部材から成り、積層ハンド４１の下方に固定して設けられる。レール６２は、収納カセット１０２が固定された棚部１０２に設けられ、ロッド６１を嵌め込む溝部を有することにより、ロッド６１の並進方向および回転方向の変位を拘束する。
【００４６】
積層ハンド４１は、ロッド６１およびレール６２により、半導体ウェハ１００に対する軌跡を拘束され、レール６２に導かれるロッド６１の変位に伴って、半導体ウェハ１００間に挿入される。ロッド６１およびレール６２は、この積層ハンド４１の挿入にあたり、積層ハンド４１が半導体ウェハ１００に干渉しないように配置される。これにより、積層ハンド４１の軌跡を拘束してアーム１１の撓みによる影響を排除し、積層ハンド４１を高い軌跡精度にて移動できる利点がある。また、ロッド６１の先端をレール６２に嵌め込みさえすれば、ロッド６１を介して積層ハンド４１の軌跡を拘束できるので、マニピュレータ６０の教示をある程度ルーズに設定できる。これにより、積層ハンド４１と半導体ウェハ１００との干渉を考慮した教示が不要となる利点がある。また、積層ハンド４１の軌跡をガイド手段６１、６２にて拘束するので、アーム１１は、積層ハンド４１を動かせる程度の駆動力が有れば足りる。これにより、アーム１１の剛性を低減できるので、搬送装置４を軽量化できる利点がある。なお、ロッド６１の先端をテーパ状としたのは、ロッド６１をレールに嵌め込み易くするためである。
【００４７】
なお、この実施例４では、積層ハンド４１の軌跡をガイドする手段として、ロッド６１とレール６２とを設けたが、これらに代えて、積層ハンド４１に設けたキー部と、棚部１０２に設けたキー溝部とによりガイド手段を構成してもよい（図示省略）。その他、かかる関係にある当業者自明のガイド手段を適宜採用してもよい。また、この実施例４では、積層ハンド４１側にロッド６１を設けたが、逆に、棚部１０２側にロッド６１を設け、積層ハンド４１側にレール６２を設けてもよい。かかる構成でも、同様の作用効果を得られる利点がある。
【００４８】
また、この実施例４において、積層ハンド４１は、ゴム製の柔軟接続部６３を介してアーム１１の先端に固定される。この柔軟接続部６３は、積層ハンド４１の挿入にあたり、主として鉛直平面方向の積層ハンド４１の変位に対して柔軟に変形し、ガイド手段６１、６２による積層ハンド４１の変位を許容する。これにより、積層ハンド４１の柔軟な変位が可能となり、また、この変位に伴うアーム１１への負荷を軽減できる利点がある。なお、柔軟接続部６３は、蛇腹部、バネ部、ベローズ部等により構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、この発明にかかる搬送装置は、半導体ウェハを収納カセットから取り出して下流の生産ラインに搬送するロボットハンド型の搬送装置に有用であり、特に、アームの撓みによるハンドの軌跡の誤差を効果的に補正してアームの軌跡精度を高めるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施例１にかかる搬送装置を示す構成図である。
【図２−１】図１に記載したハンドの保持状況を示す平面図である。
【図２−２】図１に記載したハンドの保持状況を示す側面図である。
【図３】補正手段の機能を示す制御ブロック図である。
【図４−１】この実施例１の変形例１にかかる搬送装置の要部を示す平面図である。
【図４−２】この実施例１の変形例１にかかる搬送装置の要部を示す側面図である。
【図４−３】この実施例１の変形例１にかかる搬送装置の説明図である。
【図５−１】この実施例１の変形例２にかかる搬送装置を示す平面図である。
【図５−２】この実施例１の変形例２にかかる搬送装置を示す側面図である。
【図５−３】この実施例１の変形例２にかかる搬送装置の説明図である。
【図６】この発明の実施例２にかかる搬送装置を示す構成図である。
【図７】この発明の実施例２にかかる搬送装置を示す制御ブロック図である。
【図８】この発明の実施例３にかかる搬送装置を示す構成図である。
【図９】この発明の実施例３にかかる搬送装置を示す制御ブロック図である。
【図１０】この発明の実施例４にかかる搬送装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，２，３，４  搬送装置
１０，４０，５０，６０  ロボットアーム
１２  ハンド
４１  積層ハンド
１５，３０，３１  距離センサ
５１，５２  近接スイッチ
２０  コントローラ
２１  補正制御部
６１  ロッド
６２  レール
６３  柔軟接続部
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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