JP2017175072A - 基板搬送ハンド及びロボット - Google Patents

Abstract

【課題】１枚のブレードに複数組の基板支持部を備えた基板搬送ハンドであって、安定した動作を実現するものを提供する。【解決手段】基板搬送ハンドは、ケーシングと、ケーシングにその基端部が結合された薄板状のブレードと、ブレードの先端部に設けられ、ブレードからの高さが互いに異なる基板の第１支持部及び第２支持部を有するフロントガイドと、ブレードの基端部に設けられ、フロントガイドの第１支持部とブレードからの高さが一致する部分を有する第１リアガイドと、ブレードの基端側に設けられ、フロントガイドの第２支持部とブレードからの高さが一致する部分を有する第２リアガイドと、ケーシング内に設けられ、ブレードに支持される基板に対して進退移動する出力端を有し、当該出力端と結合された第２リアガイドをブレードと当該ブレードの垂線方向に重ならない領域で移動させる駆動装置と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の基板を保持して搬送するための基板搬送ハンド、及びそれを備えるロボットに関する。

半導体ウエハやガラス基板等の基板を搬送する搬送ロボットは、その先端部にエンドエフェクタ、例えばハンドを有しており、このハンドにより基板を保持して搬送するように構成されている。基板を保持するハンドとしては、例えば、基板を把持する、エッジグリップハンドと呼ばれるものがある。ところで、半導体プロセスには、基板の洗浄プロセスのように、洗浄前の汚染された基板と、洗浄後の清浄な基盤が、同じプロセス中に混在する場合がある。このような場合に、搬送ロボットの１つのハンドで基板搬送を行うと、汚染された基板によってハンドが汚染され、その汚染されたハンドで保持された清浄な基板が汚染されてしまう。このような基板の汚染を防ぐためのハンドとして、例えば特許文献１に記載のハンドがある。

特許文献１には、基板を保持する複数の爪を二組有するハンドが記載されている（図１０等参照）。特許文献１に記載のハンドでは、一方の組の爪を汚染された基板用とし、他方の組の爪を清浄な基板用とすることで、上記のような基板の汚染を防いでいる。

特開２００７−０６７３４５号公報

特許文献１に記載のハンドにおいて、二組の複数の爪は、一方の組の爪に保持される基板が、他方の組の爪に保持される基板に比べてわずかに高くなるように構成されている。このようにハンドを構成することにより、薄くて、コンパクトな枚葉式ワーク把持装置を提供することが、特許文献１の目的である。

特許文献１に記載のハンドでは、ブレードの先端部に設けられた爪をスライドさせるための動力伝達部材として、ブレード基端側からブレード先端側に至る金属ベルトが使用されている。ところが、このような金属ベルトを通すための中空部がブレードに設けられると、この中空部によってブレードの強度が下がる。ブレードは薄板状の部材であり、強度低下により撓みが生じ易くなると、ハンドの動作の安定性が損なわれるおそれがある。

そこで本発明は、１枚のブレードに複数組の基板支持部を備えた基板搬送ハンドであって、安定した動作を実現するもの、及び、この基板搬送ハンドを備えるロボットを提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る基板搬送ハンドは、
ケーシングと、
前記ケーシングにその基端部が結合された薄板状のブレードと、
前記ブレードの先端部に設けられ、前記ブレードからの高さが互いに異なる基板の第１支持部及び第２支持部を有するフロントガイドと、
前記ブレードの基端部に設けられ、前記フロントガイドの前記第１支持部と前記ブレードからの高さが一致する部分を有する第１リアガイドと、
前記ブレードの基端側に設けられ、前記フロントガイドの前記第２支持部と前記ブレードからの高さが一致する部分を有する第２リアガイドと、
前記ケーシング内に設けられ、前記ブレードに支持される基板に対して進退移動する出力端を有し、当該出力端と結合された前記第２リアガイドを前記ブレードと当該ブレードの垂線方向に重ならない領域で移動させる駆動装置と、を備えることを特徴としている。ここで、「ブレードの垂線方向」とは、ブレードの主面を垂直に貫く方向及びそれと平行な方向をいう。

また、本発明の一態様に係るロボットは、アームと、前記アームの先端部に装着された上記基板搬送ハンドを備えることを特徴としている。

上記基板搬送ハンド及びそれを備えるロボットでは、ブレードの基端側に設けられた第２リアガイドがブレードに支持された基板に対して進退移動し、その駆動装置はケーシングに収容されている。つまり、第２リアガイド及びその駆動装置は、ハンドの基端部に集約して配置されている。そして、第２リアガイドは、ブレードと当該ブレードの垂線方向に重複しない領域で移動することから、ブレードを避けて第２リアガイド及びその駆動装置を設けることができる。よって、第２リアガイド及びその駆動装置を設けることに起因するブレードの強度低下が回避され、ハンドの動作の安定性が維持される。

本発明によれば、１枚のブレードに複数組の基板支持部を備えた基板搬送ハンドであって、安定した動作を実現するもの、及び、この基板搬送ハンドを備えるロボットを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る基板搬送ハンドを備える搬送ロボットを示す斜視図である。 基板搬送ハンドの拡大平面図である。 図２に示す基板搬送ハンドの概略側面図である。 図２に示す基板搬送ハンドの駆動系統の構成を示すブロック図である フロントガイドの側面図である。 図２のVI−VI矢視図である。 下のウエハを把持した基板搬送ハンドの様子を示す平面図である。 下のウエハを把持した基板搬送ハンドの様子を示す側面図である。 上のウエハを支持した基板搬送ハンドの様子を示す平面図である。 上のウエハを支持した基板搬送ハンドの様子を示す側面図である。 上のウエハを把持した基板搬送ハンドの様子を示す平面図である。 上のウエハを把持した基板搬送ハンドの様子を示す側面図である。 下段プッシャーのストロークと上段プッシャーのストロークとを説明する図である。 変形例１に係る基板搬送ハンドの拡大平面図である。 図１４のXV−XV矢視図である。 図１４の基板搬送ハンドが下のウエハを把持した様子を示す平面図である。 図１４の基板搬送ハンドが上のウエハを把持した様子を示す平面図である。 変形例２に係る基板搬送ハンドの拡大平面図である。 図１８のXIX−XIX矢視図である。 図１８の基板搬送ハンドが上のウエハを把持した様子を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［搬送ロボット２の構成］
まず、本発明の一実施形態に係る基板搬送ハンド１を備える搬送ロボット２の基本構成について、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態に係る基板搬送ハンド１を備える搬送ロボット２を示す斜視図であり、図２は基板搬送ハンド１の拡大平面図である。以下において、ブレード１１を水平にしたときに、基板３が載置される側を「上」とし、その反対側を「下」とする。また、基板搬送ハンド１から見たときに、基板搬送ハンド１の先端側を「前」とし、その反対側を「後」とする。

搬送ロボット２は、基板３を搬送するロボットであり、例えば、半導体処理設備に備わっている。基板３は、半導体プロセス等において用いられる薄い板である。基板には、例えば、半導体ウエハ、ガラスウエハ、サファイヤ（単結晶アルミナ）ウエハ等が含まれる。半導体ウエハには、例えば、シリコンウエハ、シリコン以外の半導体単体のウエハ、化合物半導体のウエハ等が含まれる。ガラスウエハには、例えば、ＦＰＤ(Flat Panel Display)用ガラス基板、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)用ガラス基板等が含まれる。以下、基板の一種である半導体プロセス用ウエハを搬送する搬送ロボット２を例にとって説明する。

半導体処理設備には、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理及び平坦化処理等のプロセス処理を施すための半導体処理装置（図示せず）が備わっている。搬送ロボット２は、図示しないフープに収容される半導体プロセス用ウエハ（基板３）を持って各半導体処理装置内の予め定められた収容位置に搬送するように構成されている。また、搬送ロボット２は、各半導体処理装置内に予め定められた収容位置に置かれた基板３を持って、他の半導体処理装置内に搬送するように構成されている。

搬送ロボット２は、いわゆる水平多関節型の３軸ロボットである。搬送ロボット２は、半導体処理設備のケーシングに固定される基台４と、基台４に支持されたアーム４０と、アーム４０の先端部に装着された基板搬送ハンド１とを備える。

基台４には、上下方向（図１の矢符Ｂ）に昇降する昇降軸５が設けられている。昇降軸５は、図示しない電動モータ等で昇降できるように構成されている。このように昇降可能な昇降軸５の上端部には、第１リンク６が取り付けられている。第１リンク６は、水平方向に延びる長尺の部材であり、その長手方向の一端部が昇降軸５に鉛直な軸線Ｌ１回りに回動可能に取り付けられている。第１リンク６は、図示しない電気モータにより回動駆動できるように構成されている。また、第１リンク６の長手方向他端部には、第２リンク７が取り付けられている。第２リンク７もまた、水平方向に延びる長尺状の部材であり、その長手方向一端部が第１リンク６に鉛直な軸線Ｌ２回りに回動可能に取り付けられている。第２リンク７は、図示しない電動モータにより回動駆動できるように構成されている。上記の昇降軸５、第１リンク６、及び第２リンク７などにより、アーム４０が構成されている。

第２リンク７の長手方向他端部には、基板搬送ハンド１の基端部が鉛直な軸線Ｌ３回りに回動可能に取り付けられている。基板搬送ハンド１は、図示しない電動モータにより回動駆動できるように構成されている。これら昇降軸５の昇降、並びに第１リンク６、第２リンク７及び基板搬送ハンド１の回動は、後述する制御装置８により制御されている。

［基板搬送ハンド１の概略構成］
基板搬送ハンド１は、基板３を把持して保持できるように構成されている。基板搬送ハンド１は、その基端部にケーシング９を有する。ケーシング９は、矩形状の中空の箱体である。ケーシング９の下面は、第２リンク７に取り付けられている。また、ケーシング９は、基板搬送ハンド１の先端側を向いた側面に開口部９ａを有している。

ケーシング９の開口部９ａには、ブレード１１の基端部が固定されている。ブレード１１は、先端側が二股に分かれており、ブレード１１の垂線方向（以下、「ブレード垂線方向」と表す）から視てＹ字状に形成された薄板状部材である。なお、ブレード垂線方向とは、ブレード１１の主面を垂直に貫く方向と、これに平行な方向とをいう。ブレード１１が水平のときは、ブレード垂線方向は垂直方向と一致する。

ブレード１１の二股に分かれた各々の先端部分には、フロントガイド１２が設けられている。また、ブレード１１の基端側には、一対のフロントガイド１２に対向するように二対のリアガイド１３，１３０が設けられている。一対のフロントガイド１２，１２と各対のリアガイド１３，１３０とは、基板３を支持する機能を有する。それ故、これらは、基板３の形状に応じて、当該基板３を適切に支持できるような位置及び形状に形成されている。基板３の形状は任意であるが、以下では、基板３の形状が円形として説明する。

更に、基板搬送ハンド１には、ブレード１１の基端側に、ブレード１１の中心線Ｌ４と平行に進退移動可能なプッシャー２５，２５０が設けられている。プッシャー２５，２５０の駆動機構（シリンダ１５，１５０（図３、参照））はケーシング９に内装されている。プッシャー２５，２５０は、リアガイド１３，１３０及びフロントガイド１２によってブレード１１の上面に支持された基板３を、一対のフロントガイド１２に押し付ける。これにより、プッシャー２５，２５０と一対のフロントガイド１２によって基板３が把持される。

搬送ロボット２は、制御装置８を備えている。制御装置８は、昇降軸５を昇降させる図示しない電動モータ、第１リンク６、第２リンク７及び基板搬送ハンド１を夫々回動させる図示しない電動モータに接続されている。制御装置８は、予め定められたプログラムに基づいて各電動モータを制御するように構成されている。また、制御装置８は、後述するように、上段リアガイド１３０、下段プッシャー２５、及びプッシャー２５０の駆動機構と接続されており、これらの動作を制御する。

このような制御装置８に制御される搬送ロボット２は、昇降軸５の昇降、第１リンク６、第２リンク７及び基板搬送ハンド１の回動によって基板搬送ハンド１を所望の位置へと動かし、基板搬送ハンド１により基板３を把持し、また把持した基板３を放す動作を行う。

［基板搬送ハンド１の構成］
以下では、本発明に係るハンドの一実施形態である基板搬送ハンド１について更に詳細に説明する。図３は図２に示す基板搬送ハンド１の概略側面図、図４は図２に示す基板搬送ハンド１の駆動系統の構成を示すブロック図、図５はフロントガイド１２の側面図、図６は図２のVI−VI矢視図である。

図２及び図３に示すように、ブレード１１の先端部には、一対のフロントガイド１２が設けられている。フロントガイド１２は、ブレード１１の一方の主面（上面）から突出するように設けられている。なお、各フロントガイド１２は、実質的に同一の構造を有するので、以下では一方のフロントガイド１２について説明し、他方の説明を省略する。

フロントガイド１２は、特に図５に詳細に示されるように、側面視で３段の階段状を呈している。フロントガイド１２は、上下二段の支持部１２ｃ，１２ｄを有している。上段支持部１２ｃ及び下段支持部１２ｄはいずれも上向きの面を有し、載置された基板３を支持することができる。また、フロントガイド１２は、上下二段の把持部１２ａ，１２ｂを有している。上段把持部１２ａ及び下段把持部１２ｂはいずれもブレード１１の基端側を向いた面を有している。上段支持部１２ｃと上段把持部１２ａは略直角を成し、上段支持部１２ｃに載置された基板３のエッジが、上段把持部１２ａに当接することができる。また、下段支持部１２ｄと下段把持部１２ｂは略直角を成し、下段支持部１２ｄに載置された基板３のエッジが下段把持部１２ｂに当接することができる。

上段支持部１２ｃのブレード１１の表面からの高さと下段支持部１２ｄのブレード１１の表面からの高さは異なり、上段支持部１２ｃは下段支持部１２ｄより高い。換言すれば、上段支持部１２ｃは、下段支持部１２ｄよりもブレード１１の表面から離れている。また、上段把持部１２ａは、下段把持部１２ｂより、ブレード１１の先端側に位置している。なお、支持部１２ｃ、１２ｄ及び把持部１２ａ，１２ｂは、１つの部材に形成されていてもよく、それぞれ別の部材に形成されていてもよい。

ブレード１１の基端側には、一対のフロントガイド１２に対向するように、一対の下段リアガイド１３が設けられている。下段リアガイド１３は上向きの支持部を有し、この支持部は、フロントガイド１２の下段支持部１２ｄの高さと一致する部分を有する。

また、ブレード１１の基端側には、一対のフロントガイド１２に対向するように一対の上段リアガイド１３０が設けられている。上段リアガイド１３０は上向きの支持部を有し、この支持部はフロントガイド１２の上段支持部１２ｃの高さと一致する部分を有する。

上段リアガイド１３０は、ブレード１１の中心線Ｌ４に沿って前後方向に移動可能に設けられている。ケーシング９内には、上段リアガイド１３０の駆動装置としてのシリンダ１３１が設けられている。シリンダ１３１には、中心線Ｌ４と平行に延びるロッド１３２が進退可能に挿入されている。ロッド１３２の一端部（出力端）には、リアガイド支持部材１３３が接続されている。リアガイド支持部材１３３には上段リアガイド１３０が固定されている。

上段リアガイド１３０は、最も後退しているときはケーシング９内にあり、最も前進しているときはケーシング９の開口部９ａよりも前方にある。そこで、ケーシング９の開口部９ａから前方へ進出した上段リアガイド１３０及びリアガイド支持部材１３３とブレード１１との干渉を避けるために、ブレード１１に開口部１１ａが形成されている。この開口部１１ａには、ブレード１１が存在せず、この開口部１１ａを貫いた物体の移動が可能である。本実施形態においては、ブレード１１の基端部が切り欠かれることによって、開口部１１ａが形作られている。但し、開口部１１ａの形成方法はこれに限定されない。

上記の開口部１１ａは、上段リアガイド１３０の移動領域のうちケーシング９の開口部９ａよりも前方の部分と、ブレード垂線方向に重なる範囲に亘って設けられている。つまり、上段リアガイド１３０の移動領域と、ブレード１１とは、ブレード垂線方向に重複しない。

上段リアガイド１３０の動作は制御装置８により制御される。より詳細には、図４に示すように、シリンダ１３１には、コンプレッサ等のエア供給装置１８が接続されている。エア供給装置１８とシリンダ１３１との間には、制御装置８によって制御される制御弁１３４が設けられている。そして、制御装置８が、制御弁１３４のエアの流量及び方向を切り替えることにより、ロッド１３２が伸びて上段リアガイド１３０が前進し、又は、ロッド１３２が縮んで上段リアガイド１３０が後退する。

ケーシング９内には、ケーシング９から前方へ進出する下段プッシャー２５と、この下段プッシャー２５の駆動手段としてのシリンダ１５が設けられている。シリンダ１５のロッド１６の一端部（出力端）には、プッシャー２５が接続されている。下段プッシャー２５は、ブレード１１の先端側を向いた押圧面を有し、この押圧面はフロントガイド１２の下段把持部１２ｂと対向している。プッシャー２５の押圧面のブレード１１の表面からの高さは、フロントガイド１２の下段支持部１２ｄに支持された基板３のエッジを押すことができるように設定されている。すなわち、下段プッシャー２５の、少なくとも一部の高さは、フロントガイド１２の下段支持部１２ｄに支持された基板３の高さと一致するように設定されている。

下段プッシャー２５の動作は制御装置８により制御される。より詳細には、図４に示すように、シリンダ１５には、コンプレッサ等のエア供給装置１８が接続されている。エア供給装置１８とシリンダ１５との間には、制御装置８によって制御される制御弁１９が設けられている。そして、制御装置８が、制御弁１９のエアの流量及び方向を切り替えることにより、ロッド１６が伸びて下段プッシャー２５が前進し、又は、ロッド１６が縮んで下段プッシャー２５が後退する。

シリンダ１５には、ロッド１６の位置を検出するセンサ（図示せず）が設けられている。検出されたロッド１６の位置から、下段プッシャー２５の位置を求めることができる。このセンサからの情報を制御装置８で処理することにより、基板３の有無を判断できる。すなわち、制御装置８は、下段プッシャー２５がケーシング９から前方へ進出した状態で、下段プッシャー２５が所定の基板３を押す位置に保持されている場合は、基板３が下段支持部１２ｄ上に有ると判断できる。一方、制御装置８は、下段プッシャー２５が、所定の基板３を押す位置を行き過ぎている場合は、基板３が無いと判断できる。

ケーシング９内には、ケーシング９から前方へ進出する上段プッシャー２５０と、この上段プッシャー２５０の駆動手段としてのシリンダ１５０が設けられている。シリンダ１５０のロッド１６０の一端部（出力端）には、上段プッシャー２５０が接続されている。上段プッシャー２５０は、ブレード１１の先端側を向いた押圧面を有し、この押圧面はブレード１１の上段把持部１２ａと対向している。プッシャー２５０の押圧面のブレード１１の表面からの高さは、フロントガイド１２の上段支持部１２ｃに支持された基板３のエッジを押すことができるように設定されている。すなわち、上段プッシャー２５０の、少なくとも一部の高さは、上段支持部１２ｃに支持された基板３の高さと一致するように設定されている。

上段プッシャー２５０の動作は制御装置８により制御される。より詳細には、図４に示すように、シリンダ１５０には、コンプレッサ等のエア供給装置１８が接続されている。エア供給装置１８とシリンダ１５０との間には、制御装置８によって制御される制御弁１９０が設けられている。そして、制御装置８が、制御弁１９０のエアの流量及び方向を切り替えることにより、ロッド１６０が伸びて上段プッシャー２５０が前進し、又は、ロッド１６０が縮んで上段プッシャー２５０が後退する。

シリンダ１５０には、ロッド１６０の位置を検出するセンサ（図示せず）が設けられている。検出されたロッド１６０の位置から、上段プッシャー２５０の位置を求めることができる。このセンサからの情報を制御装置８で処理することにより、基板３の有無を判断できる。すなわち、制御装置８は、上段プッシャー２５０がケーシング９から前方へ進出した状態で、所定の基板３を押す位置にある場合は、基板３が有ると判断できる。一方、制御装置８は、上段プッシャー２５０が、所定の基板３を押す位置を行き過ぎている場合は、基板３が無いと判断できる。

図６は、図２に示される基板搬送ハンド１のVI−VI矢視図である。図６では、ブレード１１、プッシャー２５，２５０及びリアガイド１３，１３０以外の要素は省略されている。図６に示されている一点鎖線は、フロントガイド１２の下段支持部１２ｄと下段リアガイド１３によって支持される基板３（以下、特に区別するときには「下の基板３Ｌ」という。）と、フロントガイド１２の上段支持部１２ｃと上段リアガイド１３０によって支持される基板３（以下、特に区別するときには「上の基板３Ｕ」という。）である。

図６に示されているように、リアガイド支持部材１３３のブレード垂線方向の位置と、ブレード１１のブレード垂線方向の位置とは、一部で重なっている。言い換えると、リアガイド支持部材１３３の最下面は、ブレード１１の最上面より低い。このような構成でも、前記のように、リアガイド１３０とリアガイド支持部材１３３が前方へ移動する場合には、リアガイド１３０とリアガイド支持部材１３３は、開口部１１ａの範囲内、すなわち、ブレード１１と重ならない範囲内で移動する。よって、リアガイド支持部材１３３がブレード１１に干渉しない。このようにすることで、リアガイド支持部材１３３の厚みを大きくでき、上段リアガイド１３０が基板３を支持する場合のリアガイド支持部材１３３の変形量を小さくすることができる。なお、リアガイド支持部材１３３とリアガイド１３０が一体的に構成されている場合は、上段リアガイド１３０の最下面が、ブレード１１の最上面より低いことになる。

図６に示されているように、下段プッシャー２５と上段プッシャー２５０は、VI−VI矢視図において、段違いに構成されている。下段プッシャー２５は、上の基板３Ｕと重ならない高さとされていてもよく、上段プッシャー２５０は、下の基板３Ｌと重ならない高さとされていてもよい。このようにすることで、下段プッシャー２５が上の基板３Ｕと干渉せず、下段プッシャー２５が下の基板３Ｌと干渉しない。下段プッシャー２５は、上の基板３Ｕとも重なる高さとされていてもよく、上段プッシャー２５０は、下の基板３Ｌと重なる高さとされていてもよい。このようにした場合でも、後で説明するように、下段プッシャー２５と上段プッシャー２５０のストロークを調整することで、下段プッシャー２５が上の基板３Ｕと干渉せず、上段プッシャー２５０が下の基板３Ｌと干渉しないようにすることができる。ここで、プッシャー２５，２５０のストロークとは、プッシャー２５，２５０の移動範囲を意味し、プッシャー２５，２５０の、最も後方への移動位置と、最も前方への移動位置とによって規定される。

［基板搬送ハンド１の動作］
ここで、上記構成の基板搬送ハンド１の動作について説明する。なお、以下に説明する上段リアガイド１３０、下段プッシャー２５、及び上段プッシャー２５０の動作は、特に説明しないが制御装置８の制御を受けた対応するシリンダ１３１，１５，１５０の働きによって実現される。

図２及び図３には、一対のフロントガイド１２の下段支持部１２ｄと、下段リアガイド１３に支持された基板３（３Ｌ）が、一点鎖線で示されている。この基板３は、例えば、汚染された基板３である。ここで、上段リアガイド１３０、下段プッシャー２５及び上段プッシャー２５０は基板３から後退しており、これらは基板３と干渉していない。この状態から、下段プッシャー２５が前進すると、フロントガイド１２の下段支持部１２ｄと下段リアガイド１３に支持された基板３が、下段プッシャー２５によって前方へ押される。やがて、基板３の前側のエッジは一対の下段把持部１２ｂと当接する。このようにして、基板３のエッジが一対の下段把持部１２ｂと下段プッシャー２５との３点から押圧されることにより、基板搬送ハンド１に基板３が把持される（図７及び図８参照）。

制御装置８は、下段プッシャー２５が前進し始めてから、下段プッシャー２５の位置を検出するセンサ（図示せず）からの検出信号を監視している。図７及び図８の状態では、下段プッシャー２５が、所定の基板３を押す位置にあるので、制御装置８はブレード１１上に下の基板３（３Ｌ）が有ると判断する。

また、図９及び図１０には、一対のフロントガイド１２の上段支持部１２ｃと、上段リアガイド１３０に支持された基板３（３Ｕ）が一点鎖線で示されている。この基板３は、例えば、清浄な基板３である。上段リアガイド１３０は、基板３を支持できる位置まで前進した状態にある。ここで、下段プッシャー２５と上段プッシャー２５０は基板３のエッジから後退しており、基板３と干渉していない。この状態から、上段プッシャー２５０が前進すると、フロントガイド１２の上段支持部１２ｃと上段リアガイド１３０に支持された基板３が、上段プッシャー２５０によって前方へ押される。やがて、基板３の前側のエッジは一対の上段把持部１２ａと当接する。このようにして、基板３のエッジが一対の上段把持部１２ａと上段プッシャー２５０との３点から押圧されることにより、基板搬送ハンド１に基板３が把持される（図１１及び図１２参照）。

制御装置８は、上段プッシャー２５０が前進し始めてから、上段プッシャー２５０の位置を検出するセンサ（図示せず）からの検出信号を監視している。図１１及び図１２の状態では、上段プッシャー２５０が、所定の基板３を押す位置にあるので、制御装置８はブレード１１上に上の基板３（３Ｕ）が有ると判断する。

上記説明では、汚染された基板３が、一対のフロントガイド１２の下段支持部１２ｄ及び下段リアガイド１３によって支持され、一対のフロントガイド１２の下段把持部１２ｂ及び下段プッシャー２５によって把持される。また、清浄な基板３が、一対のフロントガイド１２の上段支持部１２ｃ及び上段リアガイド１３０によって支持され、一対のフロントガイド１２の上段把持部１２ａ及び上段プッシャー２５０によって把持される。このように汚染された基板と清浄な基板とで支持部及び把持部を使い分けることで、汚染された基板３によって基板搬送ハンド１が汚染され、その基板搬送ハンド１によって保持された、清浄な基板３が汚染されることを防止することができる。なお、基板搬送ハンド１に清浄な基板と汚染された基板とが高さをずらして保持される場合、これらのうち清浄な基板を高い位置で保持することが望ましい。汚染物質は、クリーン環境を保つための、ダウンフローと呼ばれる気流によって、上から下へ落ちるためである。

［プッシャー２５，２５０のストローク］
ここで、各プッシャー２５，２５０のストロークについて、図１３を参照しながら詳細に説明する。図１３は、下段プッシャー２５のストロークと上段プッシャー２５０のストロークとを説明する図である。

下段プッシャー２５のストロークは、シリンダ１５のロッド１６の進退距離や、基板搬送ハンド１に把持される基板３の位置とシリンダ１５の取り付け位置との関係や、必要に応じて設けられる下段プッシャー２５のストロークを調整するストッパ（図示せず）の取り付け位置や、ロッド１６に対する下段プッシャー２５の取り付け位置等によって調整される。一方、上段プッシャー２５０のストロークは、シリンダ１５０のロッド１６０の進退距離や、基板搬送ハンド１に把持される基板３の位置とシリンダ１５０の取り付け位置との関係や、必要に応じて設けられる上段プッシャー２５０のストロークを調整するストッパ（図示せず）の取り付け位置や、ロッド１６０に対する上段プッシャー２５０の取り付け位置等によって調整される。

以下、下段プッシャー２５が下の基板３Ｌを押す点のうちの１つを、「２５ｐｏｉｎｔ」といい、上段プッシャー２５０が上の基板３Ｕを押す点のうちの１つを、「２５０ｐｏｉｎｔ」という。図１３において、位置２５ａは下段プッシャー２５が最も後退している状態、位置２５ｂは下の基板３Ｌがブレード１１上に有り、かつ、下段プッシャー２５が下の基板３Ｌを押している状態、位置２５ｃは下の基板３Ｌがブレード１１上に無く、かつ、プッシャー２５が最も前進している状態、の各状態の２５ｐｏｉｎｔの位置を示している。また、図１３において、位置２５０ａは上段プッシャー２５０が最も後退している状態、位置２５０ｂは上の基板３Ｕがブレード１１上に有り、かつ、上段プッシャー２５０が上の基板３Ｕを押している状態、位置２５０ｃは上の基板３Ｕがブレード１１上に無く、かつ、上段プッシャー２５０が最も前進している状態、の各状態の２５０ｐｏｉｎｔの位置を示している。

本実施形態において、下段プッシャー２５のストロークは、２５ｐｏｉｎｔが位置２５ｃにある状態で、下段プッシャー２５が上の基板３Ｕよりも後方にあるように設定されている。言い換えると、下段プッシャー２５のストロークは、下段プッシャー２５が最も前進している状態で、基板搬送ハンド１に互いに前後方向（及び上下方向）にずらして保持される２つの基板３のうち前方にある基板３と下段プッシャー２５とが干渉しないように設定されている。このようにすることで、下段プッシャー２５の位置に関わらず、互いに前後方向にずらして保持される２つの基板３のうち前方にずれた基板３と、下段プッシャー２５との干渉を避けることができる。

また、上段プッシャー２５０のストロークは、２５０ｐｏｉｎｔが位置２５０ａにある場合に、上段プッシャー２５０が下の基板３Ｌよりも後方にあるように設定されている。言い換えると、上段プッシャー２５０のストロークは、上段プッシャー２５０が最も後退している状態で、基板搬送ハンド１に互いに前後方向（及び上下方向）にずらして保持される２つの基板３のうち後方にある基板３と、上段プッシャー２５０とが干渉しないように設定されている。このようにすることで、上段プッシャー２５０を、最も後退させれば、互いに前後方向にずらして保持される２つの基板３のうち後方にある基板３と上段プッシャー２５０との干渉を避けることができる。

以上に説明したように、本実施形態に係る基板搬送ハンド１は、ケーシング９と、ケーシング９にその基端部が結合された薄板状のブレード１１と、ブレード１１の先端部に設けられ、ブレード１１からの高さが互いに異なる基板３の下段支持部（第１支持部）１２ｄ及び上段支持部（第２支持部）１２ｃを有するフロントガイド１２と、ブレード１１の基端部に設けられ、フロントガイド１２の下段支持部１２ｄとブレード１１からの高さが一致する部分を有する下段リアガイド（第１リアガイド）１３と、ブレード１１の基端側に設けられ、フロントガイド１２の上段支持部１２ｃとブレード１１からの高さが一致する部分を有する上段リアガイド（第２リアガイド）１３０と、ケーシング９内に設けられ、ブレード１１に支持される基板に対して進退移動する出力端を有し、当該出力端と結合された上段リアガイド１３０をブレード１１と当該ブレード垂線方向に重ならない領域で移動させるシリンダ（駆動装置）１３１とを備える。

また、本実施形態に係る搬送ロボット２は、アーム４０と、アーム４０の先端部に装着された基板搬送ハンド１とを備える。

上記基板搬送ハンド１及びそれを備える搬送ロボット２では、基板搬送ハンド１の基端側に設けられた上段リアガイド１３０がブレード１１に支持された基板３に対して進退移動し、その駆動装置であるシリンダ１３１はケーシング９に収容されている。つまり、上段リアガイド１３０及びその駆動装置は、基板搬送ハンド１の基端部に集約して配置されている。そして、上段リアガイド１３０は、ブレード１１と当該ブレードの垂線方向に重複しない領域で移動することから、ブレード１１を避けて上段リアガイド１３０及びその駆動装置を設けることができる。よって、上段リアガイド１３０及びその駆動装置であるシリンダ１３１を設けることに起因するブレード１１の強度低下が回避される。つまり、ブレード１１は適切な強度を有しており、基板搬送ハンド１の動作の安定性は損なわれない。

また、上記実施形態に係る基板搬送ハンド１では、下段支持部（第１支持部）１２ｄのブレード１１からの高さが、上段支持部（第２支持部）１２ｃのブレード１１からの高さより低い。

このように、下段支持部１２ｄが上段支持部１２ｃよりも低いことは、即ち、下段リアガイド１３が上段リアガイド１３０よりも低いことを意味する。上記構成の基板搬送ハンド１では、下段リアガイド１３と下段支持部１２ｄの協動により基板３が支持されているときに、上段リアガイド１３０は基板３から後退させることができる。つまり、上段リアガイド１３０を汚染源から遠ざけることができる。汚染物質は上から下へ落ちるので、汚染源から遠ざけることの可能なリアガイド（上段リアガイド１３０）を上に他方を下に配置すれば、上方に配置されたリアガイド（上段リアガイド１３０）の清浄性をより高めることができる。なお、このような基板搬送ハンド１では、下段リアガイド１３と下段支持部１２ｄの組合わせで汚染された基板３を支持し、上段リアガイド１３０と上段支持部１２ｃの組合わせで清浄な基板３を支持するとよい。

〔変形例１〕
次に、上記実施形態の変形例１を、図１４〜図１７を参照しながら説明する。図１４は変形例１に係る基板搬送ハンド１Ａの拡大平面図、図１５は図１４のXV−XV矢視図、図１６は図１４の基板搬送ハンド１Ａが下の基板３Ｌを把持した様子を示す平面図、図１７は図１４の基板搬送ハンド１Ａが上の基板３Ｕを把持した様子を示す平面図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

変形例１に係る基板搬送ハンド１Ａは、上記実施形態に係る基板搬送ハンド１と比較して、下段プッシャー２５と上段プッシャー２５０の構成が異なり、余の構成は実質的に同一である。そこで、以下では、変形例１に係る基板搬送ハンド１Ａの下段プッシャー２５Ａと上段プッシャー２５０Ａの構成について詳細に説明し、余の構成の説明は省略する。

ブレード１１の基端側には、一対の下段プッシャー２５Ａが設けられている。一対の下段プッシャー２５Ａは、ブレード１１の中心線Ｌ４を介して対称に配置されている。一対の下段プッシャー２５Ａは、ブレード１１の中心線Ｌ４と直交する方向に円弧状に延びるプッシャー支持部材１１１の両端部に取り付けられている。プッシャー支持部材１１１の中央部は、ロッド１６の先端部と連結されている。

また、ブレード１１の基端側には、一対の上段プッシャー２５０Ａが設けられている。一対の上段プッシャー２５０Ａは、ブレード１１の中心線Ｌ４を介して対称に配置されている。一対の上段プッシャー２５０Ａは、ブレード１１の中心線Ｌ４と直交する方向に円弧状に延びるプッシャー支持部材１１０の両端部に取り付けられている。プッシャー支持部材１１０の中央部は、ロッド１６０の先端部と連結されている。

上段プッシャー２５０Ａからブレード１１の中心線Ｌ４までの距離は、下段プッシャー２５Ａからブレード１１の中心線Ｌ４までの距離よりも小さい。つまり、中心線Ｌ４を中央としたときに、一対の下段プッシャー２５Ａの内側に一対の上段プッシャー２５０Ａが配置されている。また、これらのプッシャー２５Ａ，２５０Ａからブレード１１の中心線Ｌ４までの距離は、リアガイド１３，１３０からブレード１１の中心線Ｌ４までの距離よりも大きい。つまり、中心線Ｌ４を中央としたときに、リアガイド１３，１３０の外側にプッシャー２５Ａ，２５０Ａが配置されている。

プッシャー支持部材１１１とプッシャー支持部材１１０は、下段リアガイド１３や上段リアガイド１３０よりブレード１１の表面から高い位置に配置されている。そして、一対の下段プッシャー２５Ａは、プッシャー支持部材１１１から垂下するように、プッシャー支持部材１１１に取り付けられている。この一対の下段プッシャー２５Ａは、ブレード１１の先端側を向いた押圧面を有し、この押圧面はフロントガイド１２の下段把持部１２ｂと同じレベルにあり且つ対向している。また、一対の上段プッシャー２５０Ａは、プッシャー支持部材１１０から垂下するように、プッシャー支持部材１１０に取り付けられている。一対の上段プッシャー２５０Ａは、ブレード１１の先端側を向いた押圧面を有し、この押圧面はブレード１１の上段把持部１２ａと同じレベルにあり且つ対向している。なお、これらのプッシャー２５Ａ，２５０Ａは、ブレード１１の底面よりも高い位置に配置されている。このようにすることで、別の基板搬送ハンド１（図示せず）を、基板搬送ハンド１Ａの下に設けることによって、いわゆる、ダブルハンドの搬送ロボット２とする場合に、２つの基板搬送ハンド１の干渉を防止することができる。

上記のように、プッシャー２５Ａ又は２５０Ａによって基板３のエッジを二か所で押圧することによって、より安定して基板３を押圧することができる。また、プッシャー支持部材１１１，１１０は細長い部材であるので、プッシャー２５Ａ，２５０Ａによって基板３を押す際に、プッシャー支持部材１１１，１１０が弾性変形して、より柔軟に基板３を把持することができる。

〔変形例２〕
次に、上記実施形態の変形例２を、図１８〜図２０を参照しながら説明する。図１８は変形例２に係る基板搬送ハンド１Ｂの拡大平面図、図１９は図１８のXIX−XIX矢視図、図２０は図１８の基板搬送ハンド１Ｂが上の基板３Ｕを把持した様子を示す平面図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

変形例２に係る基板搬送ハンド１Ｂは、上記実施形態に係る基板搬送ハンド１と比較して、上段リアガイド１３０や、リアガイド支持部材１３３の配置や構成が異なり、余の構成は実質的に同一である。そこで、以下では、変形例２に係る基板搬送ハンド１Ｂの上段リアガイド１３０Ｂとリアガイド支持部材１３３Ｂの構成について詳細に説明し、余の構成の説明は省略する。

上記実施形態に係る基板搬送ハンド１では、ブレード１１の中心線Ｌ４を中央としたときに、一対の上段リアガイド１３０は一対の下段リアガイド１３よりも内側に配置されている。これに対し、変形例２に係る基板搬送ハンド１Ｂでは、ブレード１１の中心線Ｌ４を中央としたときに、一対の上段リアガイド１３０Ｂは一対の下段リアガイド１３よりも外側に配置されている。更に、一対の上段リアガイド１３０Ｂはブレード１１よりも外側に配置されている。

上記構成を実現するために、本変形例では、シリンダ１３１のロッド１３２と上段リアガイド１３０との間にリアガイド支持部材１３３Ｂが設けられている。このリアガイド支持部材１３３Ｂは、上段リアガイド１３０を、ブレード１１と当該ブレードの垂線方向に重ならない領域（ここでは、ブレード１１の両脇）へ持ち出すための部材である。

リアガイド支持部材１３３Ｂは、ハンド本体の中心線Ｌ４と直交する方向に延びる第１部材２００と、第１部材２００の両端に結合された第２部材２０１とから構成されている。第１部材２００は、ハンド本体の中心線Ｌ４を挟んで両側へブレード１１の外側まで延びている。また、第１部材２００は、下段プッシャー２５、上段プッシャー２５０及び下段リアガイド１３より高い位置となるように、ロッド１３２に接続されている。第２部材２０１は、第１部材２００と接合される鉛直部と、上段リアガイド１３０Ｂが取り付けられる水平部とにより、Ｌ字状に形成されている。第２部材２０１に取り付けられた上段リアガイド１３０Ｂは、上向きの支持部を有し、この支持部はフロントガイド１２の上段支持部１２ｃの高さと一致する部分を有する。

なお、上段リアガイド１３０Ｂ又はリアガイド支持部材１３３Ｂの第２部材２０１の少なくとも一部分のブレード垂線方向の位置と、ブレード１１のブレード垂線方向の位置とが、重複していてもよい。つまり、上段リアガイド１３０Ｂ又はリアガイド支持部材１３３Ｂの第２部材２０１の少なくとも一部分とブレード１１とが、同じレベルにあってもよい。このようにすれば、リアガイド支持部材１３３Ｂを含む基板搬送ハンド１の厚みを抑えることができ、特に、基板搬送ハンド１が複数のハンドを備える場合に有用である。

上記構成の上段リアガイド１３０Ｂは、ブレード１１の中心線Ｌ４に沿って前進及び後退する。上段リアガイド１３０Ｂが前進する場合には、上段リアガイド１３０Ｂとリアガイド支持部材１３３Ｂは、ブレード１１とブレード垂線方向に重ならない範囲内で移動する。なお、この上段リアガイド１３０Ｂの動作は、前述の実施形態と同様に制御装置８により制御されるシリンダ１３１の働きによって実現される。

以上に本発明の好適な実施の形態（及び変形例１，２）を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態において、ブレード１１はブレード垂線方向から視てＹ字状を呈しているが、ブレード１１は、先端側が二股に分かれていなくてもよい。また、ブレード１１は、複数の部材から構成されていてもよい。

また、上記実施形態において、上段リアガイド１３０とリアガイド支持部材１３３とを別部材としたが、上段リアガイド１３０とリアガイド支持部材１３３とが一体的に構成されていてもよい。また、上段リアガイド１３０とリアガイド支持部材１３３との間に他の要素が介在してもよい。更に、上段リアガイド１３０がシリンダ１３１のロッド１３２に直接設けられてもよい。要するに、エアシリンダ１３１のロッド１３２の動きが上段リアガイド１３０に伝達され、かつ、リアガイド１３０が適切な位置に配置される構成であればよい。

また、上記変形例１において、プッシャー２５Ａ，２５０Ａとプッシャー支持部材１１１，１１０とを別部材としたが、プッシャー２５Ａ，２５０Ａとプッシャー支持部材１１１，１１０とが一体的に構成されていてもよい。また、プッシャー２５Ａ，２５０Ａとプッシャー支持部材１１１，１１０との間に他の要素が介在してもよい。要するに、エアシリンダ１５，１５０のロッド１６，１６０の動きがプッシャー２５Ａ，２５０Ａに伝達され、かつ、プッシャー２５Ａ，２５０Ａが適切な位置に配置される構成であればよい。

また、上記実施形態において、プッシャー２５，２５０やリアガイド１３０は、シリンダとロッド以外の移動手段によって移動されてもよい。プッシャー２５，２５０やリアガイド１３０を移動させる移動手段の出力端の移動方向は、ブレード１１の前後方向に限定されず、ブレード１１に支持される基板３に対して進退できる方向であれば、どのような方向でもよい。プッシャー２５，２５０やリアガイド１３０を移動させる移動手段の出力端の移動経路は直線に限られず、円形でも曲線でも、これらの組み合わせでもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

１，１Ａ，１Ｂ ：基板搬送ハンド
２ ：搬送ロボット
３，３Ｌ，３Ｕ ：基板
８ ：制御装置
９ ：ケーシング
１１ ：ブレード
１１ａ ：開口部
１２ ：フロントガイド
１２ａ ：上段把持部
１２ｂ ：下段把持部
１２ｃ ：上段支持部
１２ｄ ：下段支持部
１３ ：下段リアガイド
１５ ：シリンダ
１６ ：ロッド
１８ ：エア供給装置
１９ ：制御弁
２５，２５Ａ ：下段プッシャー
１１０ ：プッシャー支持部材
１１１ ：プッシャー支持部材
１３０ ：上段リアガイド
１３１ ：シリンダ（駆動装置）
１３２ ：ロッド
１３３，１３３Ｂ ：リアガイド支持部材
１５０ ：シリンダ
１６０ ：ロッド
２５０，２５０Ａ ：上段プッシャー

Claims (6)

1. ケーシングと、
   前記ケーシングにその基端部が結合された薄板状のブレードと、
   前記ブレードの先端部に設けられ、前記ブレードからの高さが互いに異なる基板の第１支持部及び第２支持部を有するフロントガイドと、
   前記ブレードの基端部に設けられ、前記フロントガイドの前記第１支持部と前記ブレードからの高さが一致する部分を有する第１リアガイドと、
   前記ブレードの基端側に設けられ、前記フロントガイドの前記第２支持部と前記ブレードからの高さが一致する部分を有する第２リアガイドと、
   前記ケーシング内に設けられ、前記ブレードに支持される基板に対して進退移動する出力端を有し、当該出力端と結合された前記第２リアガイドを前記ブレードと当該ブレードの垂線方向に重ならない領域で移動させる駆動装置と、を備える、
   基板搬送ハンド。
2. 前記第１支持部の前記ブレードからの高さが、前記第２支持部の前記ブレードからの高さより低い、請求項１に記載の基板搬送ハンド。
3. 前記ブレードに、前記第２リアガイドの移動領域と前記ブレードの垂線方向に重なる範囲に亘る開口部が形成されている、
   請求項１又は２に記載の基板搬送ハンド。
4. 前記駆動装置と前記第２リアガイドの間に、前記第２リアガイドを前記ブレードと当該ブレードの垂線方向に重ならない領域へ持ち出すリアガイド支持部材が設けられた、
   請求項１又は２に記載の基板搬送ハンド。
5. 前記第２リアガイド又は前記リアガイド支持部材の少なくとも一部と前記ブレードとの前記ブレードの垂線方向の位置が重複している、
   請求項４に記載の基板搬送ハンド。
6. アームと、
   前記アームの先端部に装着された、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板搬送ハンドとを備える、
   ロボット。

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