【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウェハー搬送ロボットに係り、特に、多関節のアームを用いてウェハーを搬送すると共にウェハーのオリフラ合せを行う回転機構を有し、半導体製造装置のウェハー処理工程で利用されるウェハー搬送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置のウェハー搬送装置で用いられていた従来のウェハーアライメント・オリフラ合せ機構の構成を、図８と図９に示す。 図８は正面図、図９は平面図である。 従来のウェハー搬送装置において、
５１はウェハー搬送ロボット、５２がウェハーアライメントおよびオリフラ合せを行う専用ユニットである。 ウェハー搬送ロボット５１は、複数の関節を有するアーム５３を有し、その先端に例えば真空吸着機能を有するチャック部５４を備える。 チャック部５４はウェハー５５
を把持し、アーム５３は、かかるウェハー把持状態で動作し、ウェハー５５を任意の位置に移送する。 ウェハーアライメント・オリフラ合せ機能を有する専用ユニット５２は、隙間形態を有するウェハーセット部５６、ＸＹ
水平テーブル（図示せず）、回転駆動部５７を備える。
ウェハーセット部５６の上下箇所を利用して、セットされたウェハーの位置を検出するセンサユニット（図示せず）が配置される。 センサユニットは、例えば発光部と受光部を有する。

【０００３】上記ウェハー搬送装置では、搬送ロボット５１のチャック部５４で把持したウェハーを、アーム５
３を動作させることにより移動させ、専用ユニット５２
のウェハーセット部５６にセットする。 ウェハーのセット完了後、搬送ロボット５１は専用ユニット５２から離れる。 その後、専用ユニット５２では、水平テーブルおよび回転駆動部を用いてウェハーを動かし、ウェハーアライメントおよびオリフラ合せを行う。

【０００４】半導体製造装置に適用された従来のウェハー搬送装置では、上記のごとく搬送ロボット５１とは別に、ウェハーアライメントおよびオリフラ合せを行うための専用のユニット５２を独立に設ける構成であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】搬送ロボット５１を有する従来のウェハー搬送装置でウェハーアライメントおよびオリフラ合せを行えるようにするためには、複数の駆動装置、動力伝達機構、制御装置等を含む専用ユニット５２を、搬送ロボットとは別に独立に設ける必要があったので、装置の全体構成が複雑になり、構造的に無駄が生じ、専用スペースが必要となって大型となり、コストが高くなるという問題を有していた。

【０００６】またウェハーアライメント機構のみを備えた搬送ロボットは従来提案されているが、特に、搬送ロボット５１のアーム５３に複雑な動きを要求し、かつアームの動きを保証する広いスペースを必要とするオリフラ合せ機構を備えたウェハー搬送用のロボットは、現在のところ提案されていない。

【０００７】本発明の目的は、オリフラ合せ機構を備えるウェハー搬送ロボットであり、ウェハー搬送ロボットの本来有する機構および制御系を利用して当該オリフラ合せ機構を簡素に構成でき、低コストで作製でき、オリフラ合せの動作のため広いスペースを必要としないウェハー搬送ロボットを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るウェハー搬送ロボットは、先部にウェハーチャックを有する多関節アームと、このアームに伸縮、回転、昇降の各動作を行わせる駆動機構と、この駆動機構に制御指令を与えアームの前記各動作を制御する制御手段を本来的に備え、ウェハーチャックでウェハーをつかみ、アームの各動作に基づきウェハーを所望の位置に移動させる構成を有するものであり、さらに、ウェハーのセット箇所を有しこのセット箇所の周囲にセンサユニットを配設したセンサユニット取付け部と、アームに取り付けられ、駆動機構によって回転動作するウェハーテーブルとを付加し、これらの付加構成と本来有するロボットの構成を利用して実現され、センサユニット取付け部に配置されたウェハーをウェハーテーブルで回転させ、センサユニットを用いて前記ウェハーのオリフラ合せを行うように構成される。 ウェハーのオリフラ合せを行うための駆動機構は、
搬送ロボットに備わる駆動機構が利用される。 またオリフラ合せを行うための制御は、搬送ロボットの制御手段の内部にソフト的に実現されるオリフラ合せ手段によって行われる。

【０００９】前記の構成において、好ましくは、前述のオリフラ合せに加えて、センサユニットとウェハーテーブルを用いて、ウェハーアライメントを行うように構成される。 ウェハーアライメントを行うための制御は、搬送ロボットの制御手段の内部にソフト的に実現されるウェハーアライメント手段によって行われる。

【００１０】

【作用】本発明によるウェハー搬送ロボットでは、多関節アームにウェハーテーブルを設け、ロボット本体の周囲の任意箇所にセンサユニットを備える機構を設けることにより、ロボット本体が本来的に有する多関節アームの駆動機構と、付設したウェハーテーブルを利用して、
ウェハーをウェハーセット箇所に配置しかつその位置を移動させる構成を実現し、このウェハー移動構成を用いてウェハーのオリフラ合せを行う。 また、ウェハーアライメントを併せて行うようにすることもできる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は本発明に係るウェハー搬送ロボットの正面図、図２は同ロボットの平面図、図３はその要部斜視図である。 図１および図２において１はロボット基台、２は第１アーム、３は第２アーム、４はチャックアーム、５はチャック部である。 第１アーム２は、ロボット基台１内から垂直状態で延設された支柱６の上端に固定される。 支柱６は、ロボット基台１の内部に設けられた駆動装置および駆動力伝達機構によって、その軸回りに回転しかつＺ方向において往復移動するように構成される。 従って第１アーム２は、支柱６の回転作用によりＸＹ平面内で回転自在である。 第２アーム３は第１アーム２に対して連結軸部７によってＸＹ平面内で回転自在に取り付けられる。 チャックアーム４は第２アーム３に対して連結軸部８によってＸＹ平面内で回転自在に取り付けられる。 第２アーム３およびチャックアーム４は、
例えばその内部に動力伝達機構を有し、それぞれ駆動力を与えられて任意の回転量で回転動作する。 第１アーム２、第２アーム３、チャックアーム４のそれぞれの回転動作、回転方向、回転量は例えば独立に制御でき、そのため各アームの動作の組み合わせでチャック部５をＸＹ
平面内の可動範囲における任意位置に移動させることができる。

【００１３】チャック部５はウェハーを把持するための部材である。 チャック部５は、例えば真空吸着機能を有し、この機能でウェハーを水平状態に保持して把持する。

【００１４】上記のウェハー搬送ロボットの構成は、基本的に従来の搬送ロボットと同じ構成である。 上記の構成は一例であって、必要に応じて種々の搬送タイプのロボットが使用され、上記構成に限定されるものではない。

【００１５】上記構成に対し、さらに、チャックアーム３の上面の先端部にウェハーテーブル９が配設される。
ウェハーテーブル９は、図１中Ｚ軸に平行な軸の回りに回転する構成を有する。 ウェハーテーブル９を回転させる駆動機構は任意に構成できる。 ウェハーテーブル９を回転させる駆動力は、例えば各アームの内部に設けられた駆動力伝達機構を経由して与えることができる。 この場合、駆動装置はロボット基台１の内部に配設される。
ウェハーテーブル９の上面は、ウェハーを載置可能な面に形成される。 またウェハーテーブル９には、ウェハーを真空吸着する機能を有し、９ａは真空吸着用の孔である。 ウェハーテーブル９の上面にウェハーを配置した状態で、ウェハーテーブル９は任意の角度回転させることが可能である。

【００１６】上記ウェハー搬送ロボットにおける各アームの回転動作、ウェハーテーブル９の回転動作等は、コントローラ１０によって制御される。 コントローラ１０
の制御指令は、ロボット基台１の内部に設けられた各駆動装置に供給される。 コントローラ１０の内部には、ウェハー搬送ロボットの動作を制御するためのプログラムが内蔵される。 １１は、ウェハー搬送ロボットの搬送動作を決めるプログラムまたはその他の条件を入力するための入力装置である。

【００１７】１２はセンサユニット取付け用のフレームである。 フレーム１２は、その下部を例えばロボット基台１に固定され、その上部にセンサユニット取付け部１
３を備える。 センサユニット取付け部１３の斜視図を図３に示す。 センサユニット取付け部１３には、隙間形態を有するウェハーセット部１４と、図３中手前側の一端が開放された長溝上のスペース１５が形成される。 スペース１５の幅ａは、ウェハーテーブル９の最大直径よりも大きくなるように設定されている。 またウェハーセット部１４の下壁が形成するスペースの幅ｂは、チャックアーム４の幅よりも大きくなるように設定されている。
センサユニットは、ウェハーセット部１４の上下の箇所に取り付けられる。 図１において、１６はセンサを構成する発光素子および受光素子、１７はセンサ１６からの信号を入力し信号処理を行う検出回路である。 複数のセンサ１６と検出回路１７でセンサユニットが形成され、
このセンサユニットを用いてウェハーセット部１４に存在するウェハーの位置等を検出する。

【００１８】上記ウェハーテーブル９の駆動機構は、通常、搬送ロボットの各アーム２〜４等の駆動装置および駆動力伝達機構等を利用して構成することができるので、従来のウェハー搬送ロボットに対し比較的簡単な構成を付加するだけで、オリフラ合せ機能を有するウェハー搬送ロボットを実現することができる。

【００１９】次に、図４〜図７を参照して、上記ウェハー搬送ロボットの動作について説明する。 図４〜図７では、説明の便宜上、細部を簡略して示している。

【００２０】図４に示すように、ウェハー搬送ロボットのアーム２〜４全体が支柱６の上昇動作で上方（Ｚ方向）に移動しかつ多関節のアーム２〜４が全体として外方に伸び、先端のチャック部５がウェハーカセット１８
に挿入され、所定のウェハーをチャック部５に載せて取出す。 このときのチャックアーム４の位置の状態を図２
におけるＢの状態で示す。 アーム２〜４の動作では必要に応じ各連結軸部における回転動作も生じる。 次に図５
に示すように、アーム２〜４が全体として縮む動作を行い、取り出したウェハー１９を、ウェハーセット部１４
にウェハー１９を移動させ、センサ部の中心にウェハー１９を位置させる。 この時、支柱６は所要の高さまで上昇する。 ウェハー１９がセンサ部の中心位置にウェハー１９が位置した後、アーム全体を下降させて、ウェハー１９をウェハーセット部１４に仮置きする。 このときのチャックアーム４の位置の状態を図２におけるＣの状態で示す。 状態Ｃをさらに詳しく示した図７で明らかなように、アーム２〜４が下降しても、ウェハーテーブル９
等のアーム上の箇所がセンサユニット取付け部１３にぶつかることはない。

【００２１】次に、図６に示すように、ウェハーテーブル９がセンサ部の中心位置に来るようにアーム全体を動作させ、ウェハーテーブル９の上面でウェハー１９支持しこれを持ち上げる。 ウェハーテーブル９がその上面にウェハー１９を載置した状態で、オリフラ合せを行う。
このときのチャックアーム４の位置の状態を図２におけるＢの状態で示す。 図１に示すように、検出回路１４から供給されるウェハーの位置に関する検出信号を用いて、ウェハー１９の状態を見ながらオリフラ合せを行う。 オリフラ合せのための制御は、従来の方法と同じである。 オリフラ合せのための制御手段は、コントローラ１０の中にソフト的に組み込まれる。 本実施例によるウェハー搬送ロボットでは、センサユニット取付け部１３
およびウェハーテーブル９を設けるだけで、搬送ロボット自体が有する駆動装置および駆動機構、制御機能を利用してオリフラ合せを行うことができる。

【００２２】上記の動作に引き続いてウェハーアライメントを行うように構成することも可能である。 この場合にも、センサユニット取付け部１３、ウェハーテーブル９、センサユニット、搬送ロボット自体が有する駆動装置および駆動機構、制御機能が利用される。

【００２３】上記のウェハー１９についてオリフラ合せが終了した後は、他のウェハーについて、上記と同様に、ウェハー搬送ロボット等を用いてオリフラ合せ等が行われる。

【００２４】本発明の他の実施例としては、ウェハーアライメントのための機構は、オリフラ合せ機構とは別の構成として設けることもできる。 またオリフラ合せのための上下動作については、アーム部を上下させる代りに、センサユニット取り付け部１３等の側の機構を上下させるように構成することもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によれば、従来のウェハー搬送ロボットにウェハーテーブルやセンサユニット取付け部等を付設するだけで、ウェハー搬送ロボット自体のアーム、駆動機構、制御系を利用してオリフラ合せを行うことができ、簡素な構成でおよび低コストでオリフラ合せ装置を作ることができる。 また、オリフラ合せ装置を専用装置ではなく、ウェハー搬送ロボットと一体になるように構成したため、不要スペースを大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェハー搬送ロボットの構成を示す図である。

【図２】本発明に係るウェハー搬送ロボットの平面図である。

【図３】センサユニット取付け部の斜視図である。

【図４】ウェハー搬送ロボットにおけるウェハー取出しの動作状態を示す図である。

【図５】ウェハー搬送ロボットにおけるウェハーセットの動作状態を示す図である。

【図６】ウェハー搬送ロボットにおけるオリフラ合せの動作状態を示す図である。

【図７】状態Ｃを詳しく示した部分平面図である。

【図８】従来のウェハー搬送ロボットを示す正面図である。

【図９】従来のウェハー搬送ロボットの平面図である。

【符号の説明】

１ …ロボット基台 ２ …第１アーム ３ …第２アーム ４ …チャックアーム ５ …チャック部 ６ …支柱 ７，８ …連結軸部 ９ …ウェハーテーブル １０ …コントローラ １１ …入力装置 １３ …センサユニット取付け部 １４ …ウェハーセット部 １５ …スペース １９ …ウェハー