JP2012099621A - 基板搬送用ハンドおよびそれを備えた基板搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】カセットにおいて基板間ピッチが狭い状態で載置されている基板であっても、問題なく搬送できる基板搬送用ハンドを提供する。
【解決手段】吸着部3が、基板と接触して基板を吸着するパッド5と、フォーク1とパッド5との間に設けられ、吸着用流体をフォーク1とパッド5との間で連通させる吸着流路7を備えた弾性部材8と、を備え、弾性部材8の一部を変形させてパッド5のフォーク1からの突出量を変更可能なように構成した。
【選択図】図4

Description

本発明は、基板を吸着して保持する基板搬送用ハンドおよびそれを備えた基板搬送装置に関する。
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、半導体等の製造において使用されるガラスや半導体ウェハなどの薄板状の基板の搬送には、基板搬送装置が用いられている。基板搬送装置は、カセット内に収納された基板を取り出して基板処理装置へ渡したり、基板処理装置からの基板を受け取り、カセットに収納したりする場合に用いられることが多い。このような用途に用いられる基板搬送装置の多くは、基板を載せて搬送するための基板搬送用ハンドを備えている(例えば、特許文献1参照)。基板搬送用ハンドは、支持部材に対して複数本の棒状のフォークを有し、このフォーク上に基板を載置する。フォークの各々には、搬送するときに基板がずれないようにするための吸着部が設けられている。この吸着部によって基板を吸着して保持する。基板搬送装置は、例えば、カセット内にフォークを挿入し、フォーク上の吸着部で基板を吸着保持してから、基板処理装置などの目的の位置へと搬送する。
一方、生産性向上を目的として、カセットにおける基板の収納率を上げるために、カセット内の基板間ピッチ(基板どうしの間隔)は小さくなってきている。また、同じく生産性向上を目的として、基板は大きくなってきており、それに伴って基板は撓んで変形しやすくなっている。また、基板が大きくなることに伴って、フォークも長い棒状に形成される必要があるため、基板搬送装置が基板搬送用ハンドを動作させると、特にフォークの先端が大きく振動するようになってきている。従って、基板搬送用ハンドのフォークがカセット内に進入しづらくなってきており、フォークの厚みを薄くしながらも、フォークの剛性を向上させて振動を抑制する、などの様々な工夫がなされている。
特開2007−83322号公報
以上の背景からわかるように、吸着部は、基板のたわみや変形にならって密着する必要があるので微小な傾きが可能な構成でなければならない。このために、一般的には、吸着部はフォークの面より数ミリ程度突出し、傾きが可能なように構成されている。しかし、吸着部のフォークの面からの突出量が大きいと、上述したように、カセット内の基板間ピッチが小さい場合、フォークがカセットに進入できないという問題が発生する。また、フォークと吸着部が基板間ピッチに進入できる寸法であったとしても、フォークの振動を考慮するとフォークがカセットに進入できないことがある。つまり、フォークの面からの吸着部の突出量をいかに小さくするかが課題となっていた。
そこで、本発明は、カセットにおける基板間ピッチが狭くとも、基板を問題なく吸着可能な基板搬送用ハンドを提供する。
以上の課題を解決するため、本発明は以下のようにした。
すなわち、請求項1に記載するように、フォークと、前記フォークに設けられて基板を吸着する吸着部と、を備え、前記吸着部によって前記基板を吸着保持して搬送する基板搬送用ハンドにおいて、前記吸着部が、前記基板と接触して前記基板を吸着するパッドと、 前記フォークと前記パッドとの間に設けられ、吸着用流体を前記フォークと前記パッドとの間で連通させる吸着流路を備えた弾性部材と、を備え、前記弾性部材の一部を変形させて前記パッドの前記フォークからの突出量を任意に変更可能に構成された、基板搬送用ハンドとするものである。
また、請求項2に記載するように、前記弾性部材が、前記吸着流路と連通する吸着流路空間と、前記吸着流路とは独立した突出量調整空間と、を備え、前記フォークが、前記吸着用流体が供給される第1流路と第2流路とを備え、前記第1流路と前記第2流路は、各々別々に吸引可能であるよう構成され、前記第1流路と前記第2流路のいずれか一方が前記吸着流路空間に連通され、他方が前記突出量調整空間に連通され、前記突出量調整空間に連通された前記第1流路あるいは前記第2流路に前記吸着用流体を供給することで、前記吸着流路空間と前記突出量調整空間とを減少させて前記突出量を変更するとよい。
また、請求項3に記載するように、前記弾性部材が、前記パッドを支持するとともに前記吸着流路が形成されたパッド支持部と、前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部と前記フォークとの間で前記吸着流路空間を形成する第1環状脚部と、を備え、前記第1環状脚部が変形することで、前記突出量が変更されるとよい。
また、請求項4に記載するように、前記弾性部材が、前記パッド支持部において前記パッド支持部と前記フォークとの間で前記突出量調整空間を形成する第2環状脚部をさらに備え、前記突出量調整空間の内部気体が吸引されることによって、前記第1環状脚部と前記第2環状脚部とが変形し、前記吸着流路空間が減少し、前記突出量が変更されるとよい。
また、請求項5に記載するように、前記第2環状脚部が、前記第1環状脚部と同心で、前記第1環状脚部の外側に形成され、前記第1環状脚部と前記第2環状脚部とで囲まれた空間を前記突出量調整空間として構成するとよい。
また、請求項6に記載するように、前記第2環状脚部が、前記第1環状脚部と同心で、前記第1環状脚部の外側に2重に形成されるとよい。
また、請求項7に記載するように、前記パッド支持部が、前記第1環状脚部を備える第1パッド支持部と、前記第2環状脚部を備える第2パッド支持部と、に分割されて構成されるとよい。
また、請求項8に記載するように、前記第2パッド支持部が、前記第1パッド支持部の周囲に複数形成されるとよい。
また、請求項9に記載するように、前記突出量調整空間と前記吸着流路空間を互いに代えて使えるよう、前記パッド支持部に、前記突出量調整空間に連通する予備吸着流路を備えるとよい。
また、請求項10に記載するように、前記弾性部材が、前記パッド支持部と前記パッドとの間に、前記吸着流路空間と連通する吸着流路補助空間を形成する第1補助環状脚部と、前記突出量調整空間と連通する突出量調整補助空間を形成する第2補助環状脚部と、をさらに備えるとよい。
また、請求項11に記載するように、本発明の基板搬送用ハンドと、前記基板搬送用ハンドを動かす動作機構と、前記基板搬送用ハンドを動かす位置を予め記憶するコントローラと、を備えた、基板搬送装置とするとよい。
また、請求項12に記載するように、基板を多段に収容するカセットから前記基板を搬出する基板の搬送方法において、フォークと、前記フォークに設けられて前記基板を吸着する吸着部と、を備え、前記吸着部が、前記基板と接触して前記基板を吸着するパッドと、前記フォークと前記パッドとの間に設けられ、吸着用流体を前記フォークと前記パッドとの間で連通させる吸着流路を備えた弾性部材と、を備え、前記弾性部材の一部を変形させて前記パッドの前記フォークからの突出量を任意に変更可能に構成された基板搬送用ハンドによって、前記カセット内の前記基板を吸着保持して搬出する基板搬送方法であって、前記突出量調整空間を吸引して前記弾性部材を変形させることによって、前記パッドの前記フォークからの突出量を減少させ、前記突出量を減少させた状態のまま、前記カセット内における搬出したい前記基板と、前記搬出したい基板と隣接する基板と、の間に前記フォークを挿入させ、前記挿入が完了後、前記突出量調整空間の吸引を停止させ、前記フォークを前記搬出したい基板に近づけて前記パッドと前記搬出したい基板とを接触させ、前記吸着流路に前記吸着用流体を供給して前記パッドに前記搬出したい基板を吸着させ、前記フォークを前記カセットから引き出す、基板搬送方法、とするとよい。
以上述べた通り、本発明の基板搬送用ハンドによれば、基板間ピッチが狭い状態にある基板を搬入・搬出することが可能となる。つまり、例えば、基板を収容するカセットは、基板間ピッチを狭い状態で収容することができるので、半導体や液晶の製造装置において、生産性の高い装置にすることができる。
本発明の基板搬送用ハンドを備えた基板搬送装置を示す斜視図 本発明の基板搬送用ハンドの一実施形態を示す図 本発明の基板搬送用ハンドがカセットから基板を搬出するときの図 本発明の基板搬送用ハンドの吸着部の第1実施形態を示す図 本発明の基板搬送用ハンドの吸着部の第2実施形態を示す図 本発明の基板搬送用ハンドの吸着部の第3実施形態を示す図 本発明の基板搬送用ハンドの吸着部の第4実施形態を示す図 本発明の基板搬送用ハンドの吸着部の第1変形例を示す図 本発明の基板搬送用ハンドの吸着部の第2変形例を示す図
図1は、本発明の基板搬送用ハンド4を備えた基板搬送装置22を示す斜視図である。図1が示すように、本実施形態における基板搬送装置22は、カセット27に収容された基板2を搬送するためのものである。カセット27は基板搬送装置22の動作範囲内、つまり基板搬送用ハンド4が到達できる範囲内に設置されている。カセット27は、本実施形態の場合、基板2の面を水平にして、これら基板2を垂直方向に多段に収容している。なお、カセット27は基板2の面をほぼ垂直にして収容する場合もある。基板搬送用ハンド4は基板搬送装置22によって動かされ、カセット27に収容されている基板2を吸着して搬送する。基板2は基板搬送用ハンド4のフォーク1によって支持されて搬送される。フォーク1は、例えば炭素繊維強化プラスチックで形成されている。フォーク1の基端は、支持部材23に支持されている。なお、支持部材23には、通常、複数本のフォーク1が支持されている。支持部材23は伸縮機構26の先端に支持されている。本実施形態の場合、伸縮機構26は複数のアームが互いに回転自在に連結された水平多関節アームである。従って、基板搬送用ハンド4は伸縮機構26によって水平方向に移動する。伸縮機構26の基端は旋回機構25に支持されている。旋回機構25は垂直方向の回転軸を中心として旋回動作が可能である。つまり、旋回機構25は、伸縮機構26および基板搬送用ハンド4を水平面において旋回させる。なお、旋回機構25には、さらに別の伸縮機構26が設けられていて、合計2つの伸縮機構26が備えられている。別の伸縮機構26の先端にも基板搬送用ハンド4が設けられている。なお、理解しやすくするため、別の伸縮機構26は途中から図示していない。2つの伸縮機構26および基板搬送用ハンド4を設けることにより、単位時間当たりの基板2の搬送枚数を増加させることができる。旋回機構25は昇降機構24に支持されている。昇降機構24は旋回機構25、伸縮機構26、基板搬送用ハンド4を垂直方向に昇降させる。本実施形態の場合、旋回機構25はリンク機構で構成されている。昇降機構24は基台に支持されている。基台は工場などのフロアに設置される。なお、基台は、図示しない走行機構の動作部分に支持される場合もある。走行機構に支持される場合は、基台がフロアを移動することができる。以上で説明した各機構は、図示しないサーボモータで駆動される。これらのサーボモータの動作を制御するのがコントローラ21である。コントローラ21には、基板搬送装置22が目的の動作を行なって基板搬送用ハンド4を所望の位置に動作させるため、予め各サーボモータの動作速度や回転位置などを教示するプログラムが格納されている。以上の構成によって、基板搬送装置22は、コントローラ21の指令に従い、基板2を基板搬送用ハンド4に載置して、ある位置から目的の位置まで搬送する。
図2は、本発明を適用した基板搬送用ハンドの一実施形態を示す図である。図2(a)は、基板搬送用ハンド4を上から見た平面図を示している。図2(b)は、図2(a)内の矢印X方向から見た側面図である。図2(c)は、後述する吸着部3のみの平面図を示している。図2(a)のように、本実施形態の場合、支持部材23には2本のフォーク1の基端が支持されている。支持部材23には、吸着用流体が通るためのチューブ37が配管されている。チューブ37は、図1における基台側から昇降機構24、旋回機構25、伸縮機構26の内部を配線されて支持部材23に到達する。チューブ37の基端側は、図示しないが、例えばポンプ等、吸着用流体の供給源に接続されている。フォーク1は、基端側から先端側までの内部に空洞を有するように形成されていて、本実施例の場合、この空洞にチューブ37が配管される。一方、フォーク1の平坦面には、複数の吸着部3が設けられている。吸着部3の詳細な構成については後述するが、吸着部3に上記のチューブ37が接続されて、基板2を任意に吸着できるよう構成されている。図2(c)のように、吸着部3には基板2と接触するパッド5が設けられていて、パッド5によって基板2を吸着する。パッド5は、例えば、樹脂で形成される。フォーク1の平坦面には、吸着部3とともに、複数の基板受け34が設けられている。基板受け34は、図2(b)が示すように、吸着部3が基板2を吸着支持した際、基板2が薄いために重力によって撓むような場合、基板2とフォーク1とが直接接触することを防ぐために設けられている。
吸着部3についてさらに詳しく説明する。本発明における基板搬送用ハンド4の吸着部3は、パッド5のフォーク1からの突出量が変更可能なように構成されている。従って、例えば、基板間ピッチが狭い状態で基板2がカセット27などに収容されていたとしても、パッド5のフォーク1からの突出量を小さくした状態でフォーク1をカセット27に進入させることで、問題なく吸着部3を基板2に接近させて、吸着および搬送を可能にする。図3は、本発明の基板搬送用ハンド4がカセット27から基板2を搬出するときの図を示している。図3は、複数本あるうちの、いずれか1本のフォーク1を先端側から見た側面図を示している。まず、図3(a)のように、基板搬送用ハンド4は、パッド5の突出量9を十分小さくした状態で、吸着して搬送したい搬送基板2bとその直下にある直下基板2cとの間に挿入される。このとき、パッド5の突出量9は十分小さいので、吸着部3のパッド5は搬送基板2bの下面に接触することはない。また、フォーク1の下面が直下基板2cに接触することもない。次に、図3(b)のように、搬送基板2bと直下基板2cとの間において、吸着部3の突出量9が通常状態に戻される。このとき、吸着部3のパッド5は搬送基板2bの下面に対して、接触するか、あるいは接触しない程度の高さに位置する。次に、図3(c)のように、基板搬送装置22によって基板搬送用ハンド4が少しだけ持ち上げられる。このとき、吸着部3のパッド5は、搬送基板2bの下面と接触して基板2を支持している。ここで搬送基板2bが撓んでいる場合、パッド5は搬送基板2bの撓みに倣って傾く。それから、吸着部3のパッド5が基板2を吸着する。その後、基板搬送装置22は基板搬送用ハンド4をカセット27から引き出す。つまり、直上基板2aと直下基板2cの間から搬送基板2bを引き出す。そして、基板搬送装置22は搬送基板2bを目的の位置まで搬送する。つまり、本発明の基板搬送用ハンド4によれば、フォーク1とフォーク1から突出する吸着部3との合計となる基板搬送用ハンド4の厚みを一時的に薄くできるので、基板間ピッチが狭い状態に置かれている基板2に対しても、問題なく基板搬送用ハンド4の吸着部3を基板2に近づけることができる。
次に、吸着部3における、パッド5のフォーク1からの突出量9を変更するための具体的な実施形態について説明する。以下に説明するいくつかの実施形態の共通する事項を言えば、例えば第1実施形態を示す図4が示すように、吸着部3が、基板2と接触して基板2を吸着するパッド5と、フォーク1とパッド5との間に設けられ、吸着用流体をフォーク1とパッド5との間で連通させる吸着流路7を備えた弾性部材8と、を備え、弾性部材8の一部を変形させることで、パッド5のフォーク1からの突出量9を変更するよう構成されている。さらに詳しく言うと、弾性部材8が、吸着流路空間20と、吸着流路空間20とは独立した突出量調整空間10と、を備え、フォーク1が、吸着用流体6が供給される第1流路11と第2流路12とを備え、第1流路11と第2流路12は、各々別々に吸引可能であるよう構成され、第1流路11と第2流路12のいずれか一方が突出量調整空間10に連通され、他方が吸着流路空間20に連通され、突出量調整空間10に連通された第1流路11あるいは第2流路12に吸着用流体6を供給することで、突出量調整空間10と吸着流路空間20とを減少させて突出量9を変更する。つまり、以下に説明するいくつかの実施形態では、基板2の吸着のために使用する吸着用流体6について、パッド5の突出量9を変更することに利用する構成について示している。さらに詳しく言うと、弾性部材8が、パッド5を支持するとともに吸着流路7が形成されたパッド支持部13と、パッド支持部13に形成され、パッド支持部13とフォーク1との間で吸着流路7に連通する吸着流路空間20を形成する第1環状脚部16と、を備え、第1環状脚部16が変形し、第1環状脚部16が減少することで、突出量9が変更されるよう構成されている。また、さらに詳しく言うと、弾性部材8が、パッド支持部13において第1環状脚部16とは別に形成され、パッド支持部13とフォーク1との間で突出量調整空間10を形成する第2環状脚部17をさらに備え、突出量調整空間10の内部気体が吸引されることによって、第1環状脚部16と第2環状脚部17とが変形し、吸着流路空間20が減少し、突出量9が変更されるよう構成されている。なお、後述するように、パッド支持部13が、第1環状脚部16を備える第1パッド支持部14と、第2環状脚部17を備える第2パッド支持部15と、に分割されて構成されてもよい。
まず、吸着部3の第1実施形態について説明する。図4は、本発明の基板搬送用ハンド4の吸着部3の第1実施形態を示す図を示している。図4(a)はパッド5が通常状態にある場合のフォーク1および吸着部3の側断面図を示している。図4(b)はパッド5の突出量9が、図4(a)よりも減少している状態を示している。図4(a)(b)が示すように、フォーク1の表面には、表面よりも低い段差面が形成されていて、その低い段差面上には、弾性部材8が載置されている。弾性部材8には、パッド支持部13が形成されていて、パッド5に固定あるいは嵌合されている。パッド支持部13におけるパッド5の反対側には、第1環状脚部16が形成されている。第1環状脚部16は傾斜面31を有するようにパッド支持部13から垂れ下がって環状に形成されている。第1環状脚部16は、例えば、薄い弾性体によって形成されている。なお、パッド支持部13も第1環状脚部16と同じ材料によって一体的に形成されることが望ましいが、これに限らない。第1環状脚部16の端部は、フォーク1の段差面と接触している。
パッド支持部13において、第1環状脚部16の外側には、第1環状脚部16を取り囲むように、第2環状脚部17が第1環状脚部16と同心となる位置に形成されている。第2環状脚部17は、第1環状脚部16と同様に、傾斜面31を有するようにパッド支持部13から垂れ下がって環状に形成されている。第2環状脚部17も、第1環状脚部16と同様に、薄い弾性体によって形成されている。第2環状脚部17の端部は、第1環状脚部16の端部と同様に、フォーク1の面と接触している。
第1環状脚部16と第2環状脚部17は、上述したように、フォーク1に対して傾斜面31を有するように形成されている。これは、後述するように、第1環状脚部16と第2環状脚部17と変形しやすいように作用する。しかし、傾斜面31のような形状ではなく、例えば、蛇腹状に形成されているなど、少なくとも第1環状脚部16と第2環状脚部17は、突出量調整空間10と吸着流路空間20を形成でき、変形しやすいものであればよい。以上のように、パッド5は、弾性部材8の第1環状脚部16と第2環状脚部17とによってフォーク1に対して弾性的に支持された状態にある。
さらに、パッド5の最外周部には、係止部33が、パッド5の全周または一部に設けられている。この係止部33をフォーク1に対して押さえ込むようにしてパッド押さえ32が設けられている。パッド押さえ32はリング状に形成されていて、フォーク1の段差面に収まるようにフォーク1に対して固定される。パッド押さえ32は、そのリングの内周部によってパッド5の係止部33を押さえ込む。パッド押さえ32は、パッド5が弾性部材8によって弾性的に支持されている状態から、若干量だけパッド5の係止部33を押さえ込み、第1環状脚部16や第2環状脚部17の端部がフォーク1と確実に接触できるようにしている。また、パッド押さえ32は、係止部33とフォーク1との間に一定量の隙間を有する状態となるようにパッド5を押さえ込んでいる。この隙間によって、係止部33がフォーク1に接触するまでの範囲で、パッド5がフォーク1に対して傾くこと、後述する図4(b)のようにパッド5がフォーク1に接近して下降すること、を許容している。
一方、フォーク1には第1流路11と第2流路12とが形成されている。第1流路11と第2流路12には、上記で説明したチューブ37によって吸着用流体6が供給される。図示しないが、チューブ37の途中には、例えば、ソレノイドバルブなどが設けられていて、第1流路11と第2流路12に対して、必要に応じて各々個別に吸着用流体6が供給できるようになっている。第1流路11は、第1環状脚部16と第2環状脚部17とフォーク1とパッド支持部13とで囲まれた吸着流路空間20へと連通している。第2流路12は、第2環状脚部17とフォーク1とパッド支持部13とで囲まれた突出量調整空間10へと連通している。さらに、パッド支持部13には吸着流路7が形成されている。吸着流路7は、吸着流路空間20へと連通している。吸着流路7はパッド5へと連通している。本実施形態の場合、パッド5には吸着流路7と連通する吸着穴38が形成されており、基板2がパッド5と接触しているとき、第1流路11に吸着用流体6が供給されると、基板2がパッド5に吸着される。ただし、例えば、パッド5がセラミックスなど、多孔質の材料で製作されていれば、パッド5には吸着流路7と連通する穴を必ずしも形成する必要は無い場合がある。
以上の構成における動作作用について説明する。
(1)まず、図4(a)の状態において、つまり、基板2が吸着部3に吸着されていない状態で、第2流路12に吸着用流体6を供給する。すると、突出量調整空間10内の気体が第2流路12へ吸引される。すると、第1環状脚部16と第2環状脚部17が弾性変形し、それぞれの傾斜面31がフォーク1に接触して図4(b)の状態になる。つまり、突出量調整空間10と吸着流路空間20とが減少し、弾性部材8がフォーク1に近づいてフォーク1に張り付くように動作する。すると、パッド支持部13に固定支持されているパッド5もフォーク1に近づくように動作する。このとき、パッド5のフォーク1からの突出量9は、第2流路12に吸着用流体6を供給する前よりも減少する。
(2)この状態において、その後、図3で説明したように、基板搬送用ハンド4は、基板間ピッチが狭い状態に置かれている基板2に対して、吸着部3を基板2に近づける。つまり、基板搬送用ハンド4は、例えば、図1のカセット27のように基板間ピッチが狭い状態に置かれている基板2の直下の隙間に侵入する。ここで、パッド5のフォーク1からの突出量9が減少しているので、この侵入動作は問題なく行なわれる。
(3)その後、つまり吸着部3と基板2が接近した状態で、第2流路12に対する吸着用流体6の供給を停止する。すると、第1環状脚部16と第2環状脚部17の弾性体の復元力によって、再び図4(a)の状態へと戻る。この状態では、パッド5は弾性部材8によって弾性的に支持されているので、係止部33がパッド押さえ32と接触するまでの範囲において、フォーク1に対して傾斜と接近が可能な状態にある。
(4)この状態において、その後、図3で説明したように、基板搬送用ハンド4を動作させて基板2をパッド5に載置させると、例えば、基板2が、図2(b)のように撓んでいても、パッド5は、基板2の面に倣って傾斜しながら、基板2と接触する。
(5)その状態で、その後、第1流路11に吸着用流体6を供給すると、パッド5は確実に基板2を吸着する。このとき、吸着流路空間20の内部の気体が吸引されることになるので、パッド5および弾性部材8は、再び図4(b)の状態になる。また、このとき、基板2は、パッド5および弾性部材8に倣って、フォーク1の面に対してほぼ平行になってパッド5に吸着される。
(6)その後、基板搬送用ハンド4は、基板2を吸着したまま、これを所定の位置へと搬送する。
なお、例えば、基板2が図2(b)のように撓んでいない場合など、パッド5を基板2に倣わせる必要が無ければ、上記(3)において、第2流路12に対する吸着用流体6の供給を停止する前に、あるいは第2流路12に対する吸着用流体6の供給を行ないながら、第1流路11への吸着用流体6の供給を開始し、基板搬送用ハンド4を動作させて基板2をパッド5に吸着させてもよい。
以上のように、図4が示す第1実施形態では、弾性部材8のパッド支持部13に第1環状脚部16と第2環状脚部17が形成されている。図4(c)は弾性部材8のみの下面図を示している。図4(c)がよく示すように、第1環状脚部16と第2環状脚部17は、同心円上となるよう形成されている。つまり、第1環状脚部16と第2環状脚部17は、共通のパッド支持部13に形成されており、この第1実施形態では、突出量調整空間10は、第1環状脚部16と第2環状脚部17との間の空間を利用している。従って、この第1実施形態によれば、以下に示す第2実施形態などとは異なり、小型の吸着部3として構成できる。つまり、狭いスペースしかないフォーク1に対して使用するのに適している。
次に、吸着部3の第2実施形態について説明する。図5は、本発明の基板搬送用ハンド4の吸着部3の第2実施形態を示す図を示している。図5(a)は、パッド5が通常状態にある場合のフォーク1および吸着部3の側断面図を示している。図5(b)は、パッド5の突出量9が図5(a)よりも減少している状態を示している。つまり、パッド5がフォーク1側に吸い寄せられている状態を示している。図5(c)は、弾性部材8の下面のみを示している。なお、図5(c)の弾性部材8は、図5(a)や図5(b)の弾性部材8よりも尺度を変えて小さく記載している。図5では、上記の第1実施形態と同じ部位については同番号を付しているので、それらの詳細な説明は省略する。以下、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第2実施形態は、共通のパッド支持部13に対して第1環状脚部16と第2環状脚部17が形成されている点では第1実施形態と同じであるが、第2環状脚部17の形状が異なる。つまり、第2環状脚部17について、第1実施形態では突出量調整空間10を形成するのに第1環状脚部16を利用していたが、第2実施形態では第1環状脚部16と第2環状脚部17との間に、さらに別の第2環状脚部17aをさらに備えている。つまり、第2環状脚部17が2重になるよう備えられている。そして、突出量調整空間10を形成する2重の第2環状脚部17と第2環状脚部17aとが、第1環状脚部16と同心円上に設けられている。すなわち、第1実施形態と比較すると、弾性部材8の一部に突出量調整空間10と吸着流路空間20が形成されている点は同じであるが、吸着流路空間20を形成するにあたって第1環状脚部16を利用していない構成になっている。第2実施形態によれば、第1実施形態よりも突出量調整空間10の空間容積が大きくできるので、突出量調整空間10を吸引したときのパッド5の突出量9の減少を確実なものにできる。また、第1実施形態よりも、より確実な弾性部材8の復元力が期待できる。
次に、吸着部3の第3実施形態について説明する。図6は、本発明の基板搬送用ハンド4の吸着部3の第3実施形態を示す図を示している。図6(a)は、パッド5が通常状態にある場合のフォーク1および吸着部3の側断面図を示している。図6(b)は、パッド5の突出量9が図6(a)よりも減少している状態を示している。つまり、パッド5がフォーク1側に吸い寄せられている状態を示している。図6(c)は、弾性部材8の下面のみを示している。図6では、上記の第1や第2の実施形態と同じ部位については同番号を付しているので、それらの詳細な説明は省略する。以下、第1や第2実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第3実施形態では、パッド支持部13が、第1パッド支持部14と第2パッド支持部15とに分割されている点が、第1や第2実施形態と大きく異なる。つまり、第1や第2実施形態では、第1環状脚部16と第2環状脚部17が、共通のパッド支持部13に形成されていたが、第3実施形態では、第1パッド支持部14に第1環状脚部16が形成され、第1パッド支持部14とは独立した第2パッド支持部15に第2環状脚部17が形成されている。さらに、図6(c)がよく示すように、第3実施形態では、第2パッド支持部15が複数備えられていて、第1環状脚部16を備える第1パッド支持部14を取り囲むように周囲に配置されている。第2パッド支持部15および第2環状脚部17は、第2流路12に吸着用流体6を供給したときに、パッド5が傾くことなく均一にフォーク1に対して近づくようにすることができれば、第1パッド支持部14および第1環状脚部16の数は本質的には制限などない。第3実施形態では、複数の突出量調整空間10が各々独立して存在することになるので、例えば、いずれかの突出量調整空間10を形成する第2環状脚部17が破損し、第2流路12からの吸着用流体6によって吸引できなくなった場合であっても、その他の突出量調整空間10によって吸引できる可能性が高くなる。
次に、吸着部3の第4実施形態について説明する。図7は、本発明の基板搬送用ハンド4の吸着部3の第4実施形態を示す図を示している。図7(a)は、パッド5が通常状態にある場合のフォーク1および吸着部3の側断面図を示している。図7(b)は、パッド5の突出量9が図7(a)よりも減少している状態を示している。つまり、パッド5がフォーク1側に吸い寄せられている状態を示している。図7(c)は、弾性部材8の下面のみを示している。図7(d)は、第1パッド支持部14および第1環状脚部16と、第2パッド支持部15および第2環状脚部17とを表す側断面図である。図7では、上記の第1、第2、第3の実施形態と同じ部位については同番号を付しているので、それらの詳細な説明は省略する。以下、第1、第2、第3の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第4実施形態では、パッド支持部13が、第1パッド支持部14と第2パッド支持部15とに分割されている点は第3実施形態と同じであるが、第2パッド支持部15の形状が第3実施形態と異なる。つまり、第3実施形態では、第2パッド支持部15および第2環状脚部17を複数備えていたが、第4実施形態では、第2パッド支持部15および第2環状脚部17をドーナツ型に形成し、第1パッド支持部14および第1環状脚部16に対して同心上で、その周囲を取り巻くように配置している。この第4実施形態は、図5で説明した第2実施形態において、そのパッド支持部13を第1パッド支持部14と第2パッド支持部15とに分割したものに相当する。第4実施形態によれば、第3実施形態よりも第2パッド支持部15および第2環状脚部17の部品数が削減できる。さらに、第2パッド支持部15および第2環状脚部17、あるいは、第1パッド支持部14および第1環状脚部16のいずれかが損傷を受けた場合、そのいずれかのみを交換できる。
次に、以上で説明した第1〜第4実施形態に適用することができる第1変形例について説明する。第1変形例について、図4で説明した第1実施形態に適用した場合を説明する。図8がその第1変形例を示す吸着部3の側断面図である。この第1変形例を簡単に言うと、第1〜第4実施形態で説明した突出量調整空間10と吸着流路空間20について、その使い方を逆にすることである。この第1変形例では、図4〜図7で言えば突出量調整空間10に相当する空間と連通する予備吸着流路35を、弾性体8に予め形成している。そして、パッド5の吸着穴38を、予備吸着流路35に対応する位置に変更したものを使用している。予備吸着流路35を弾性部材8の製作時に予め備えておけば、本変形例の場合とそうではない場合において弾性部材8を交換する必要がなく、部品を共通して使える。予備吸着流路35については、図5、図6、図7にも作図している。
このようにすれば、第1〜第4実施形態において、突出量調整空間10として使用していた空間を吸着流路空間20として使い、吸着流路空間20として使用していた空間を突出量調整空間10として使うことができる。つまり、このことは、第1〜第4実施形態において、必ずしも上述した実施形態どおりに突出量調整空間10と吸着流路空間20を使う必要が無いことを示している。
さらに、上述した第1〜第4実施形態に適用することができる第2変形例について説明する。第2変形例について、図4で説明した第1実施形態と、図6で説明した第3実施形態とに適用した場合を説明する。図9(a)が第1実施形態に適用した場合、図9(b)が第3実施形態に適用した場合、のそれぞれの吸着部3の側断面図を示している。この第2変形例を簡単に言うと、第1〜第4実施形態で説明した弾性部材8について、突出量9を増大させるための構成を開示するものである。この第2変形例では、パッド支持部13(あるいは第1パッド支持部14や第2パッド支持部15)と、パッド5との間に、吸着流路空間20と連通する吸着流路補助空間28を形成する第1補助環状脚部18と、突出量調整空間10と連通する突出量調整補助空間29を形成する第2補助環状脚部19とをさらに備えている。また、これに伴い、突出量調整空間10と突出量調整補助空間29とを連通させておくための連通路36も備えている。
このようにすれば、第1〜第4実施形態において、第1補助環状脚部18と第2補助環状脚部19の作用によって、パッド5の突出量9の変更量が増大する。つまり、突出量調整空間10を吸引すると突出量調整補助空間29も吸引されて空間容積が減少することによって、突出量9の変更量が増大する。
なお、今回開示された実施形態ならびに変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。また、今回開示された実施形態ならびに変形例を適宜組み合わせたものも、あわせて開示されたものと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態ならびに変形例の説明ではなく、別途記載した特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
1 フォーク
2 基板
2a 直上基板
2b 搬送基板
2c 直下基板
3 吸着部
4 基板搬送用ハンド
5 パッド
6 吸着用流体
7 吸着流路
8 弾性部材
9 突出量
10 突出量調整空間
11 第1流路
12 第2流路
13 パッド支持部
14 第1パッド支持部
15 第2パッド支持部
16 第1環状脚部
17 第2環状脚部
18 第1補助環状脚部
19 第2補助環状脚部
20 吸着流路空間
21 コントローラ
22 基板搬送装置
23 支持部材
24 昇降機構
25 旋回機構
26 伸縮機構
27 カセット
28 吸着流路補助空間
29 突出量調整補助空間

31 傾斜面
32 パッド押さえ
33 係止部
34 基板受け
35 予備吸着流路
36 連通路
37 チューブ
38 吸着穴

Claims (12)

  1. フォークと、前記フォークに設けられて基板を吸着する吸着部と、を備え、前記吸着部によって前記基板を吸着保持して搬送する基板搬送用ハンドにおいて、
    前記吸着部が、
    前記基板と接触して前記基板を吸着するパッドと、
    前記フォークと前記パッドとの間に設けられ、吸着用流体を前記フォークと前記パッドとの間で連通させる吸着流路を備えた弾性部材と、を備え、
    前記弾性部材の一部を変形させて前記パッドの前記フォークからの突出量を任意に変更可能に構成された、基板搬送用ハンド。
  2. 前記弾性部材が、
    前記吸着流路と連通する吸着流路空間と、
    前記吸着流路とは独立した突出量調整空間と、を備え、
    前記フォークが、
    前記吸着用流体が供給される第1流路と第2流路とを備え、
    前記第1流路と前記第2流路は、各々別々に吸引可能であるよう構成され、
    前記第1流路と前記第2流路のいずれか一方が前記吸着流路空間に連通され、他方が前記突出量調整空間に連通され、
    前記突出量調整空間に連通された前記第1流路あるいは前記第2流路に前記吸着用流体を供給することで、前記吸着流路空間と前記突出量調整空間とを減少させて前記突出量を変更する、請求項1記載の基板搬送用ハンド。
  3. 前記弾性部材が、
    前記パッドを支持するとともに前記吸着流路が形成されたパッド支持部と、
    前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部と前記フォークとの間で前記吸着流路空間を形成する第1環状脚部と、を備え、
    前記第1環状脚部が変形することで、前記突出量が変更される、請求項1記載の基板搬送用ハンド。
  4. 前記弾性部材が、
    前記パッド支持部において前記パッド支持部と前記フォークとの間で前記突出量調整空間を形成する第2環状脚部をさらに備え、
    前記突出量調整空間の内部気体が吸引されることによって、前記第1環状脚部と前記第2環状脚部とが変形し、前記吸着流路空間が減少し、前記突出量が変更される、請求項3記載の基板搬送用ハンド。
  5. 前記第2環状脚部が、前記第1環状脚部と同心で、前記第1環状脚部の外側に形成され、前記第1環状脚部と前記第2環状脚部とで囲まれた空間を前記突出量調整空間として構成する、請求項4記載の基板搬送用ハンド。
  6. 前記第2環状脚部が、前記第1環状脚部と同心で、前記第1環状脚部の外側に2重に形成された、請求項4記載の基板搬送用ハンド。
  7. 前記パッド支持部が、
    前記第1環状脚部を備える第1パッド支持部と、
    前記第2環状脚部を備える第2パッド支持部と、に分割されて構成された、請求項4記載の基板搬送用ハンド。
  8. 前記第2パッド支持部が、前記第1パッド支持部の周囲に複数形成された、請求項7記載の基板搬送用ハンド。
  9. 前記突出量調整空間と前記吸着流路空間を互いに代えて使えるよう、前記パッド支持部に、前記突出量調整空間に連通する予備吸着流路を備えた、請求項4記載の基板搬送用ハンド。
  10. 前記弾性部材が、前記パッド支持部と前記パッドとの間に、
    前記吸着流路空間と連通する吸着流路補助空間を形成する第1補助環状脚部と、
    前記突出量調整空間と連通する突出量調整補助空間を形成する第2補助環状脚部と、をさらに備えた、請求項4乃至8いずれかに記載の基板搬送用ハンド。
  11. 請求項1記載の基板搬送用ハンドと、
    前記基板搬送用ハンドを動かす動作機構と、
    前記基板搬送用ハンドを動かす位置を予め記憶するコントローラと、を備えた、基板搬送装置。
  12. 基板を多段に収容するカセットから前記基板を搬出する基板の搬送方法において、
    フォークと、前記フォークに設けられて前記基板を吸着する吸着部と、を備え、
    前記吸着部が、
    前記基板と接触して前記基板を吸着するパッドと、
    前記フォークと前記パッドとの間に設けられ、吸着用流体を前記フォークと前記パッドとの間で連通させる吸着流路を備えた弾性部材と、を備え、
    前記弾性部材の一部を変形させて前記パッドの前記フォークからの突出量を任意に変更可能に構成された基板搬送用ハンドによって、前記カセット内の前記基板を吸着保持して搬出する基板搬送方法であって、
    前記突出量調整空間を吸引して前記弾性部材を変形させることによって、前記パッドの前記フォークからの突出量を減少させ、
    前記突出量を減少させた状態のまま、前記カセット内における搬出したい前記基板と、前記搬出したい基板と隣接する基板と、の間に前記フォークを挿入させ、
    前記挿入が完了後、前記突出量調整空間の吸引を停止させ、
    前記フォークを前記搬出したい基板に近づけて前記パッドと前記搬出したい基板とを接触させ、
    前記吸着流路に前記吸着用流体を供給して前記パッドに前記搬出したい基板を吸着させ、
    前記フォークを前記カセットから引き出す、基板搬送方法。
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