JPH0781754A - クリーン搬送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】クリーンルーム内の半導体ウェハカセットを自
動搬送する自走式ロボットにおいて、ウェハカセットと
ロボットハンドの把持部分との接触により発生する塵埃
を低減し、クリーンルーム内のクリーン度を確保する。 【構成】クリーンルーム内の生産ラインに超音波洗浄器
５１と乾燥器５２とを有する自動洗浄・乾燥ステーショ
ン５、またはロボットハンド１２のハンド交換ユニット
６及びロボット位置姿勢を計測する装置７を有するステ
ーションを設けた。 【効果】人手を介することなく、自動的にロボットハン
ドを洗浄または交換することができ、クリーンルーム内
のクリーン度を維持し、延いては製品の歩留向上が図れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】クリーンロボットアームを装備し
た無人搬送車に代表される半導体ウェハの自走式工程内
搬送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造工場即ちクリーンルームの
中では、製品の歩留向上を図るため、従来、作業者が行
っていた半導体ウェハカセットを所定の処理を行う処理
装置に供給・排出する作業を機械に置き換えることによ
って、発塵の主要原因である作業者の関与を排除するよ
うに、自動化システムの導入が進められている。

【０００３】特に、工程内では、多自由度のクリーンロ
ボットを搭載した無人搬送車、即ち、自走式ロボットに
より自動化が進められている。

【０００４】ロボットは通常、図５に示すように、ロボ
ットアーム先端部１１にウェハ９０を収納するウェハカ
セット９１の耳部９２を把持するようなハンド１２を装
着している。ウェハカセットの非接触ハンドリングは非
常に難しく、従来は接触式で把持していた。即ち、ハン
ドでウェハカセットを把持する場合は毎回、ハンドの爪
部１３とウェハカセットの耳部９２とが接触してウェハ
カセット９１を把持することになるため、必然的にハン
ドの爪部１３あるいはウェハカセットの耳部９２の一部
分が微粒子となって剥離し、浮遊塵埃となってウェハ９
０に付着する可能性があった。これは製品の不良原因と
なる可能性があり、問題であったので、現場では定期的
に作業者がハンドの爪部１３を清掃していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】クリーンルーム内での
作業者の関与をなくすために導入した自走式ロボットを
運転するために、ロボットハンドの清掃のために作業者
の介入が必要となり、クリーンルーム内の所定のクリー
ン度の維持が困難となり、延いては、自動化による製品
の歩留向上の効果が十分に実現できないという問題があ
った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題を解決
するため、クリーンルーム内の特定場所に自走式ロボッ
トがウェハカセットを把持するためのハンドを定期的に
自動で洗浄及び乾燥、あるいはハンドの爪部を自動交換
して、交換後のロボット位置姿勢と交換前のロボット位
置姿勢とを計測するためのステーションを設けることと
した。

【０００７】

【作用】上記手段によれば、自走式ロボットのハンド清
掃作業のために作業者がクリーンルーム内に入ることな
く、ロボットがハンドを洗浄するステーションへ移動し
て、洗浄することができるので、作業者人がクリーンル
ーム内に入ることによって生じるクリーン度の低下を防
止し、延いては製品の歩留向上を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明によるクリーン搬送システムの
一実施例について説明する。

【０００９】図１は本発明による自走式ロボットが稼働
する半導体製造工程即ちクリーンルームのレイアウトを
示す平面図である。図１に示すように、自走式ロボット
１は半導体ウェハを各工程間でそれぞれ所定の処理を順
番に行うために、一時的に保管して置くためのウェハ保
管装置２と、工程内の各半導体処理装置３ａ〜３ｈとの
間を作業通路４に沿って走行し、カセット単位で半導体
ウェハを運搬するものである。洗浄ステーション４はク
リーンルーム内の隅に配置されている。

【００１０】図２に示すように、自走式ロボット１には
カセットを把持するためのハンド１２が具備されてい
る。洗浄ステーション５には、ロボットハンド１２のウ
ェハカセットを把持する部分、即ち爪部１３を洗浄すた
めの超音波洗浄器５１、及び洗浄後は爪部１３に付着し
た洗浄液を乾燥させるための乾燥器５２（例えば、温風
を吹出すドライヤ）とを備えている。さらに、必要に応
じて爪部１３を交換できるよう、ハンド交換ユニット６
及びロボット位置姿勢計測装置７を備えている。ロボッ
トハンド１２は、図示しないが、例えば市販の配管用継
手のように、ハンドの爪部１３の端部が有しているＶ形
状溝部にボールがバネにより押しつけられてハンド本体
１２に締結される構成であり、バネの保持力を解放すれ
ば、容易に脱着することができる。図３に示すように、
ハンド交換ユニット６は前記ハンドの爪部１３を保持す
るホルダ６１、６１’と、ロボットハンド１２のバネの
押しつけを解放するプッシャ６２、６２’を備えてい
る。

【００１１】なお、ロボットハンドの爪部１３は摩耗し
にくいプラスチック材料（例えば、テフロン等）を用い
ている。また、爪部１３の材質をウェハカセットより機
械的強度を弱くし、ウェハカセットを摩耗させることの
ないようにすることも重要である。

【００１２】ロボット位置姿勢計測装置７はハンド交換
後、ハンドの各部寸法が加工精度及び組立精度等のばら
つきにより、ロボットへのハンドの取付状態に交換前と
の相違が発生しても、予め記憶している作業点の位置姿
勢のデータ即ち教示データがそのまま使えるようにする
ためのものある。即ち、ロボット位置姿勢計測装置７は
図４に示すように、ロボットハンド１２で把持される部
分の被計測体７１と、洗浄ステーション５のベース５０
上に設置される部分である計測部７２とで構成され、被
計測体７２には互いに直交する三面の計測面７３と、ロ
ボットハンド１２で把持できるように実際のカセットと
同じ形状の耳部７４とが形成されている。また、計測部
７２には前記計測面７３の位置と傾きとを非接触で計測
できるようにレーザー式距離計７５が各々三面の計測面
に３個ずつ合計９個装備されている。したがって、ハン
ド交換前にロボットのハンドにより被計測体の耳部７４
を把持し、そのとき計測装置で計測・算出したロボット
の位置姿勢データと、ハンド交換後のデータとの差に基
づいて、ロボット１とハンド１２との取り付き状態を数
式（行列）で表現した座標変換式の各成分であるハンド
パラメータを修正すれば、ロボットが持っている全ての
教示データをそのまま使用することができる。

【００１３】即ち、ハンドの爪部１３の交換が必要にな
ったときには、ロボット１は洗浄ステーション５まで移
動し、まず、ロボット位置姿勢計測装置７の被計測体７
１を把持し、計測部７２のところへ位置決め停止する。
ここで、ロボット位置姿勢計測装置７によりロボットの
現在の位置姿勢が計測される。その後、ロボット１はハ
ンドをハンド交換ユニット６へ位置決めする。ハンド交
換ユニット６はハンドの爪部１３をホルダ６１で保持
し、プッシャ６２でバネを解放すると同時にホルダ６１
を引き込み、爪部１３をハンド１２から離脱させる。そ
こで、予め用意してある新しい爪部１３’をハンド１２
に挿入してプッシャ６２を後退させる。これで、新しい
爪部１３’がハンド１２に装着されたので、再び、ロボ
ット１はロボット位置姿勢計測装置のところへ位置決め
する。ここで、ハンド交換後のロボット位置姿勢が計測
され、ハンド交換前に計測したデータと交換ご計測した
データとの差に基づいてハンドパラメータを修正する。
これを例えば赤外線通信器のような非接触のデータ通信
装置７６により、ロボットコントローラへ転送して、い
ままで持っていたハンドパラメータを書き換える。した
がって、従来では、ハンド交換後のハンド寸法の狂いが
生じたため、ロボットに対して再度教示を行ない、作業
が滞りなく行われるように対処していたが、人手を介す
ることなく、自動的に教示データをそのまま使えるよう
にできる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるクリ
ーン搬送システムによれば、クリーンルーム内の半導体
ウェハを自動で搬送するロボットを使用する場合、接触
式でウェハカセットをハンドリングするときでも、そこ
で発生する塵埃が浮遊しないうちにハンドを自動で洗浄
することができ、また、長い間の使用で変形等したハン
ドを交換するとともに、ハンドの交換によってハンドの
寸法に変化が生じても、すでに記憶している教示データ
が全て変更することなく使える。したがって、作業者を
介することなく、ロボットを稼働できるので、クリーン
ルーム内のクリーン度の低下を防止し、延いては、製品
の歩留まり向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の半導体製造工程のレイ
アウト図である。

【図２】本発明による一実施例の洗浄ステーションの構
成図である。

【図３】本発明による一実施例のハンド交換ユニットの
構成図である。

【図４】本発明による一実施例のロボット位置姿勢計測
装置の斜視図である。

【図５】半導体ウェハカセットを取扱うロボットを一般
的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１…自走式ロボット、 ２…ウェハ保管装置、 ３ａ〜３ｈ…半導体処理装置、 ５…洗浄ステーション、 ６…ハンド交換ユニット、 ７…ロボット位置姿勢計測装置、 １２…ハンド、 １３…ハンドの爪部、 ５１…超音波洗浄器、 ５２…乾燥器、 ６１、６１’…ホルダ、 ６２、６２’…プッシャ、 ７１…被計測体、 ７２…計測部、 ７３…計測面、 ７５…レーザ式距離計、 ７６…データ通信装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 正 東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式 会社日立製作所武蔵工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウェハカセットを載置・搬送する走
   行機構とウェハカセットをハンドリングするロボットア
   ーム機構から成る自走式ロボットと、ウェハ保管装置
   と、半導体処理装置等によって構築される半導体の工程
   内搬送システムにおいて、ロボットハンドを洗浄・乾燥
   するためのステーションを設けたことを特徴とするクリ
   ーン搬送システム。
2. 【請求項２】請求項１において、ロボットハンドを交換
   する手段と、ある特定点でのロボットの位置姿勢を計測
   する計測装置と、ハンド交換前と交換後とのロボット位
   置姿勢の差に基づいてロボットのハンドパラメータを較
   正するためのステーションを設けたことを特徴とするク
   リーン搬送システム。