JP2019067948A - 基板搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ずれた基板が石英ボートの段部に引っ掛かることを抑制し、石英ボートの破損を抑制することができる、基板搬送装置を提供する。【解決手段】基板搬送装置１は、基板把持ハンド３と、基板把持ハンド３に設けられた。基板９を保持する爪部と、爪部を支持する支柱部とを有する保持部材４を備える。支柱部は、爪部にかかっている力を減少させるように屈曲する。これにより、ずれた基板が石英ボートの段部に引っ掛かることを抑制し、石英ボートの破損を抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、基板搬送装置に関する。
半導体ウエハ（半導体基板；以下、単にウエハ又は基板ということもある）は、クリーンルーム内で複数の処理がなされて、製造される。また、半導体ウエハは、各処理間をクリーンルーム内に配置されているロボットにより搬送される。
クリーンルーム内に配置されているロボットとして、石英ボートの段部に収納されている複数の半導体基板を、複数のプレートの基板載置面のそれぞれに載置して、カセットに移し替える搬送ロボットを有する、半導体製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示されている半導体製造装置では、搬送ロボットにおける、旋回動作及び前後（進退）方向の動作を行わない部分に、半導体基板が載置されていることを検出する第１センサと、半導体基板の位置ずれを検出する第２センサと、が設けられている。
特開２０１７−８５０１５号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示されている半導体製造装置では、搬送ロボットにおける、旋回動作及び前後（進退）方向の動作を行わない部分に半導体基板の位置ずれを検出する第２センサが設けられている。このため、石英ボートから半導体基板を取り出すときには、半導体基板の位置ずれが生じているか否かを検出することができない。
ここで、図２２は、半導体基板がずれた状態で、搬送ロボットに把持されて、当該搬送ロボットが前後方向の動作を行ったときの状態を示す模式図である。なお、図２２においては、搬送ロボットの一部を省略している。
図２２に示すように、半導体基板９００Ａがずれた状態で、搬送ロボット３００に把持されて、当該搬送ロボット３００が前後方向の動作を行うと、ずれた半導体基板９００Ａが、当該ずれた半導体基板９００Ａの上方に位置するプレート４００Ａと当接する。また、ずれた半導体基板９００Ａの下方に位置するプレート４００Ａと当接する場合がある。
そして、搬送ロボット３００が前後方向にさらに動作すると、ずれた半導体基板９００Ａが、石英ボート９１０の段部９１０Ａに引っ掛かって、石英ボート９１０が破損するおそれがあった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、従来の基板搬送装置に比して、ずれた基板が石英ボートの段部に引っ掛かることを抑制し、石英ボートの破損を抑制することができる、基板搬送装置を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る基板搬送装置は、基板把持ハンドと、前記基板把持ハンドに設けられ、基板を保持する爪部と、前記爪部を支持する支柱部と、を有する保持部材と、を備え、前記支柱部は、前記爪部に力がかかると、前記爪部にかかっている力を減少させるように屈曲する。
これにより、ずれた基板が、当該ずれた基板の上方又は下方に位置する爪部と当接したとしても、支柱部が屈曲することにより、当接している爪部がずれた基板から離間する。このため、従来の基板搬送装置に比して、ずれた基板が石英ボートの段部に引っ掛かることを抑制し、石英ボートの破損を抑制することができる。
本発明の基板搬送装置によれば、従来の基板搬送装置に比して、ずれた基板が石英ボートの段部に引っ掛かることを抑制し、石英ボートの破損を抑制することができる。
図１は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示す基板搬送装置の制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図３は、図１に示す基板搬送装置における基板把持ハンドの側面図である。 図４は、図１に示す基板搬送装置における保持部材の概略構成を示す斜視図である。 図５は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の一例を示す模式図である。 図６は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の一例を示す模式図である。 図７は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の一例を示す模式図である。 図８は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の一例を示す模式図である。 図９は、本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１０は、本実施の形態１における変形例２の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１１は、本実施の形態２に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１２は、本実施の形態２に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１３は、本実施の形態２における変形例１の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１４は、本実施の形態２における変形例１の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１５は、本実施の形態２における変形例２の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１６は、本実施の形態２における変形例２の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１７は、本実施の形態２における変形例２の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１８は、本実施の形態３に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図１９は、本実施の形態３に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図２０は、本実施の形態４に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図２１は、本実施の形態４に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。 図２２は、半導体基板がずれた状態で、搬送ロボットに把持されて、当該搬送ロボットが前後方向の動作を行ったときの状態を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
（実施の形態１）
本実施の形態１に係る基板搬送装置は、基板把持ハンドと、基板把持ハンドに設けられ、基板を保持する爪部と、爪部を支持する支柱部と、を有する保持部材と、を備え、支柱部は、爪部に力がかかると、当該爪部にかかっている力を減少させるように屈曲する。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、支柱部は、爪部に下方から上方に向かって、予め設定されている第１所定値より大きい力がかかると、当該爪部にかかっている力を減少させるように屈曲してもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、支柱部は、爪部に力がかかって屈曲した後、当該爪部にかかっている力が減少すると、元の状態に戻るように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、支持部には、先端部と基端部とを跨ぐように、弾性部材が配設されていてもよい。
さらに、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、支持部には、先端部と基端部とを跨ぐように、ヒンジ部材が配設されていてもよい。
以下、本実施の形態１に係る基板搬送装置の一例について、図１〜図８を参照しながら説明する。
［基板搬送装置の構成］
図１は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す基板搬送装置の制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。なお、図１においては、基板搬送装置における上下方向、前後方向、及び左右方向を図における上下方向、前後方向、及び左右方向として表している。
図１に示すように、本実施の形態１に係る基板搬送装置１は、マニピュレータ２と、基板把持ハンド３と、制御装置２００と、を備えていて、石英ボート９０（図５参照）内に収納されている基板９を保持部材４により、把持（保持）して、搬送するように構成されている。なお、保持部材４の構成についての詳細な説明は、後述する。
基板９は、例えば、半導体基板及びガラス基板等の半導体デバイスの基板の材料となる円形の薄板であってもよい。半導体基板としては、例えば、シリコン基板、サファイヤ（単結晶アルミナ）基板、その他の各種の基板等であってもよい。ガラス基板としては、例えば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用ガラス基板、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）用ガラス基板等であってもよい。
なお、以下においては、マニピュレータ２として、水平多関節ロボットの構成について説明するが、マニピュレータ２は、水平多関節ロボットに限定されず、垂直多関節ロボットをベースにしたものであってもよい。
マニピュレータ２は、アーム２０、基台２１、支持台２２、支持軸２３、及び軸体２４を備えている。支持台２２の内部には、制御装置２００が配置されている。なお、制御装置２００は、支持台２２の内部以外の場所に設けられていてもよい。
また、支持台２２には、支持軸２３が設けられている。支持軸２３は、例えば、ボールネジ機構、駆動モータ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ、及び駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ等（いずれも図示せず）を有していて、上下方向に伸縮し、かつ、回動するように構成されている。なお、駆動モータは、例えば、制御装置２００によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
支持軸２３の上端部には、当該支持軸２３の軸心を通る回転軸の軸回りに回動可能にアーム２０の下端部が接続されている。アーム２０の後端部には、軸体２４を介して、回動可能に基台２１の後端部が接続されている。また、基台２１の上面には、基板把持ハンド３が配設されている。
また、マニピュレータ２は、軸体２４の軸心回りに基台２１を回転移動させるための駆動モータ、動力伝達機構、回転センサ、及び電流センサ（いずれも図示せず）を有している。なお、駆動モータは、例えば、制御装置２００によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
図２に示すように、制御装置２００は、ＣＰＵ等の演算部２００ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部２００ｂと、サーボ制御部２００ｃと、を備える。制御装置２００は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。
記憶部２００ｂには、ロボットコントローラの基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部２００ａは、記憶部２００ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、マニピュレータ２の各種動作を制御する。すなわち、演算部２００ａは、マニピュレータ２の制御指令を生成し、これをサーボ制御部２００ｃに出力する。サーボ制御部２００ｃは、演算部２００ａにより生成された制御指令に基づいて、マニピュレータ２の支持軸２３及び軸体２４のそれぞれに対応する回転軸を回転させるサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
なお、制御装置２００は、集中制御する単独の制御装置２００によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置２００によって構成されていてもよい。また、本実施の形態１においては、記憶部２００ｂが、制御装置２００内に配置されている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部２００ｂが、制御装置２００と別体に設けられている形態を採用してもよい。
次に、基板把持ハンド３の構成について、図１及び図３を参照しながら、詳細に説明する。
図３は、図１に示す基板搬送装置における基板把持ハンドの側面図である。なお、図３においては、基板把持ハンドの後端側の一部を省略している。また、図３においては、基板搬送装置における上下及び前後方向を図における上下及び前後方向を示している。
図１及び図３に示すように、基板把持ハンド３は、基台２１の前端側に配置されている第１筐体３１と、基台２１の後端側に配置されている第２筐体３０と、を有している。第１筐体３１と第２筐体３０は、それぞれの内部空間が連通するように接続されている。
また、第１筐体３１の上面には、前端（先端）側の左右の端部と後端（基端）側の左右の端部のそれぞれに、保持部材４が設けられている。保持部材４は、図示されない駆動器により、前後、及び上下方向に移動可能に構成されている。各端部に設けられている保持部材４は、それぞれ、複数個（ここでは、５個）設けられている。なお、以下において、各保持部材４を区別して説明する場合には、各保持部材をそれぞれ、保持部材４Ａ〜４Ｅと称する。
ここで、保持部材４について、図３及び図４を参照しながら、詳細に説明する。
図４は、図１に示す基板搬送装置における保持部材の概略構成を示す斜視図である。
図４に示すように、保持部材４は、爪部４１と柱状（ここでは、四角柱）の支柱部４２を有していて、支柱部４２の先端部に、爪部４１が配設されている。爪部４１は、水平方向から見て、略Ｌ字状に形成されている。換言すると、爪部４１は、底面４１Ａと上面４１Ｂを有するように、段状に形成されている。また、爪部４１の底面４１Ａには、基板９の下面の周縁部が載置される。
支柱部４２は、爪部４１に鉛直方向の力がかかると、当該爪部４１にかかっている力を減少させるように屈曲する。より詳細には、支柱部４２は、爪部４１に下方から上方に向かって、予め設定されている第１所定値より大きい力がかかると、屈曲するように構成されている。また、支柱部４２は、爪部４１に鉛直方向の力がかかって、屈曲した後に、当該爪部４１にかかっている力が減少すると、直立状態に戻るように構成されていてもよい。
具体的には、支柱部４２は、先端部４２Ａと基端部４２Ｂを有している。支柱部４２には、先端部４２Ａと基端部４２Ｂを跨ぐように弾性部材４３が配設されている。なお、弾性部材４３は、支柱部４２の外面（基板搬送装置１の外方）側の部分に配設されていてもよい。
弾性部材４３は、爪部４１に下方から上方に向かって、第１所定値未満の力がかかっている場合、又は爪部４１に力がかかっていない場合には、支柱部４２を直立状態に維持するように構成されている。そして、爪部４１に下方から上方に向かって、第１所定値以上の力がかかると、弾性部材４３は屈曲するように構成されている。これにより、爪部４１に下方から上方に向かって、第１所定値以上の力がかかると、弾性部材４３を介して、支柱部４２が屈曲する。また、支柱部４２が屈曲した後に、爪部４１にかかっている力が減少すると、弾性部材４３の復元力によって、支柱部４２は元の状態（直立状態）に戻る。
弾性部材４３としては、例えば、板バネ、捩じりバネ、ゴム等を用いてもよい。また、第１所定値は、予め実験等により設定することができ、石英ボート９０の段部９１の損傷を抑制する観点から、０Ｎであってもよい。
なお、本実施の形態１においては、保持部材４は、保持部材４Ａ〜４Ｅの順で、その高さが小さくなるように配置されている。また、本実施の形態１においては、保持部材４Ａ〜４Ｅのそれぞれに、弾性部材４３が配設されている形態を採用したが、これに限定されない。例えば、保持部材４Ａ〜４Ｄには、弾性部材４３が配設されていて、保持部材４Ｅには、弾性部材４３が配設されていない形態を採用してもよい。
また、本実施の形態１においては、支柱部４２に、先端部４２Ａと基端部４２Ｂを跨ぐように弾性部材４３が配設されている形態を採用したが、これに限定されない。支柱部４２に、先端部４２Ａと基端部４２Ｂを跨ぐようにヒンジ部材が配設されている形態を採用してもよい。ヒンジ部材は、屈曲点を有し、当該屈曲点で折れ曲がるように構成されていれば、どのような材質で構成されていてもよい。具体的には、ヒンジ部材は、金属製のヒンジ又は布ヒンジで構成されていてもよく、樹脂等の軟質部材で構成されていてもよい。
さらに、支柱部４２に、先端部４２Ａと基端部４２Ｂを跨ぐようにヒンジ部材が配設されている場合には、支柱部４２は、当該支柱部４２が屈曲した後に、爪部４１にかかっている力が減少すると、爪部４１の自重により、元の状態（直立状態）に戻るように構成されていてもよい。
［基板搬送装置の動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係る基板搬送装置１の動作及び作用効果について、図１〜図８を参照しながら説明する。なお、基板搬送装置１のマニピュレータ２が、複数の工程からなる一連の作業を行う動作については、公知のマニピュレータと同様に実行されるため、その詳細な説明は省略する。また、以下の動作は、制御装置２００の演算部２００ａが、記憶部２００ｂに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図５〜図８は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の一例を示す模式図である。なお、図５〜図８においては、基板搬送装置における上下及び前後方向を図における上下及び前後方向を示している。また、図５〜図８においては、石英ボート９０の一部と、基板把持ハンド３の一部を省略している。
図５に示すように、基板搬送装置１が配置されている作業空間（例えば、クリーンルーム）内には、石英ボート９０が配置されている。石英ボート９０には、複数の段部９１が設けられていて、当該段部９１には、基板９が載置されている。
そして、制御装置２００に、オペレータから図示されない入力装置を介して、一連の作業を実行することを示す指示情報が入力されたとする。すると、制御装置２００は、マニピュレータ２を動作させて、基板把持ハンド３が石英ボート９０の前方に位置するまで移動させる。このとき、制御装置２００は、基板把持ハンド３が、把持する基板９が載置されている部分よりも下方に位置するように、マニピュレータ２を動作させる。
次に、制御装置２００は、基板把持ハンド３が石英ボート９０内の基板９の下方に位置するまで、マニピュレータ２を動作させる。このとき、制御装置２００は、基板把持ハンド３のガイド部分で基板９を載置できる位置にまで、基板把持ハンド３を石英ボート９０内に進入させる。
次に、制御装置２００は、基板把持ハンド３が上方に移動するように、マニピュレータ２を動作させ、基板９を保持部材４における爪部４１の底面４１Ａに載置させて、基板９をすくい上げ、基板９を基板把持ハンド３で保持させる。このとき、図５に示すように、正常に基板９が底面４１Ａに載置されると、基板把持ハンド３を後方に移動させても、問題が生じることがない。
一方、図６に示すように、例えば、保持部材４Ａの底面４１Ａに基板９Ａが正常に載置されずに、基板９Ａの前方側端部が、下方に落ちてしまったとする。このような場合に、基板把持ハンド３は、基板９Ａが段部９１Ａと接触した状態で後方に移動する。そして、更に、基板把持ハンド３が後方に移動すると、基板９Ａの前方端部が、保持部材４Ａの爪部４１の下面と接触し、基板９Ａが段部９１Ａに引っ掛かり、段部９１Ａが破損するおそれが生じる。
しかしながら、本実施の形態１に係る基板搬送装置１では、爪部４１に下方から上方に向かって、第１所定値以上の力がかかると、支柱部４２が屈曲するように構成されている。このため、図７に示すように、保持部材４Ａの弾性部材４３が屈曲することで、支柱部４２が屈曲し、爪部４１の下面と基板９Ａとの接触が解放され、基板９Ａの前方側端部が上方に移動する。これにより、基板９Ａの段部９１Ａへの引っ掛かりが解消され、段部９１Ａの破損を抑制することができる。
また、基板９Ａが上方に移動すると、爪部４１にかかる力が減少して、第１所定値未満になると、弾性部材４３及び支柱部４２が直立状態に戻る。これにより、図８に示すように、基板９Ａが保持部材４Ａの爪部４１の底面４１Ａ又は上面４１Ｂ（図４参照）に載置される。このため、基板把持ハンド３を正常に後方に移動させることができ、段部９１Ａの破損を抑制することができる。
［変形例１］
次に、本実施の形態１に係る基板搬送装置の変形例について、説明する。
本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置は、支柱部は、爪部に上方から下方に向かって、予め設定されている第２所定値以上の力がかかると、爪部にかかっている力を減少させるように屈曲する。
以下、図９を参照しながら、本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置の一例について、説明する。
図９は、本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。
図９に示すように、本変形例１の基板搬送装置１は、実施の形態１に係る基板搬送装置１と基本的構成は同じであるが、弾性部材４３が、保持部材４の内面（内方側）に配設されている点が異なる。
また、弾性部材４３が、第２所定値未満の力が爪部４１にかかっている場合、又は爪部４１に力がかかっていない場合には、支柱部４２を直立状態に維持するように構成されている。そして、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかると、弾性部材４３は屈曲するように構成されている。
これにより、爪部４１に、上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかると、弾性部材４３を介して、支柱部４２が屈曲する。また、支柱部４２が屈曲した後に、爪部４１にかかっている力が減少すると、弾性部材４３の復元力によって、支柱部４２は元の状態（直立状態）に戻る。
なお、第２所定値は、予め実験等により設定することができ、石英ボート９０の段部９１の損傷を抑制する観点から、１枚の基板９の荷重であってもよく、複数枚の基板９の荷重であってもよく、１０枚の基板９の荷重であってもよい。
このように構成された、本変形例１の基板搬送装置１では、支柱部４２が、内方側に屈曲することができる。このため、例えば、基板把持ハンド３が上昇するときに、爪部４１が石英ボート９０の段部９１等と接触して、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかった場合に、支柱部４２が内方側に屈曲することで、石英ボート９０の段部９１等の破損を抑制することができる。
［変形例２］
図１０は、本実施の形態１における変形例２の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。
図１０に示すように、本変形例２の基板搬送装置１は、実施の形態１に係る基板搬送装置１と基本的構成は同じであるが、弾性部材４３が、保持部材４の外面と内面の両方に配設されている点が異なる。
具体的には、支柱部４２が、先端部４２Ａ、中間部４２Ｃ、及び基端部４２Ｂに分かれていて、先端部４２Ａと中間部４２Ｃを跨ぐように、支柱部４２の外面側に弾性部材４３Ａが配設されている。また、中間部４２Ｃと基端部４２Ｂを跨ぐように、弾性部材４３Ｂが配設されている。
これにより、本変形例２の基板搬送装置１では、支柱部４２が、外方側だけでなく、内方側にも屈曲することができる。このため、例えば、基板把持ハンド３が上昇するときに、爪部４１が石英ボート９０の段部９１等と接触して、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかった場合に、支柱部４２が内方側に屈曲することで、石英ボート９０の段部９１等の破損を抑制することができる。
このように構成された本変形例２の基板搬送装置１であっても、実施の形態１に係る基板搬送装置１と同様の作用効果を奏する。また、上述したように、本変形例２の基板搬送装置１では、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかった場合に、支柱部４２が内方側に屈曲することで、石英ボート９０の段部９１等の破損を抑制することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る基板搬送装置は、実施の形態１に係る基板搬送装置において、支柱部が屈曲したことを検知するセンサをさらに備える。
以下、本実施の形態２に係る基板搬送装置の一例について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
図１１及び図１２は、本実施の形態２に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。
図１１及び図１２に示すように、本実施の形態２に係る基板搬送装置１は、実施の形態１に係る基板搬送装置１と基本的構成は同じであるが、支柱部４２が屈曲したことを検知し、当該検知情報を制御装置２００に出力するように構成されている、センサ５０をさらに備えている点が異なる。
具体的には、センサ５０は、本実施の形態２においては、リミットセンサで構成されていて、センサ本体５１、レバー５２、センサピン５３、及び弾性部材５４を備えている。センサ本体５１は、第１筐体３１の内部空間に配置されている。また、センサ本体５１には、レバー５２が設けられていて、レバー５２の先端部には、センサピン５３が回動自在に接続されている。
センサピン５３は、第１筐体３１の上面に設けられている貫通孔３１１、及び当該貫通孔３１１と連通するように基端部４２Ｂに設けられている貫通孔４２１を挿通するように配置されている。
また、基端部４２Ｂには、貫通孔４２１と連通するように、内部空間４２２が設けられている。内部空間４２２には、センサピン５３を上方に付勢するように構成されている弾性部材５４が配置されている。弾性部材５４としては、例えば、圧縮ばね等を用いてもよい。
そして、図１１に示すように、支柱部４２が直立状態のときには、センサピン５３の先端部は、先端部４２Ａの下面と当接している。これにより、センサピン５３が上方に移動できないため、センサピン５３の基端部（下端部）に接続されているレバー５２がＯＦＦの状態となり、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知することがない。
一方、図１２に示すように、爪部４１に第１所定値以上の力がかかり、支柱部４２が屈曲すると、先端部４２Ａの下面が上方に移動する。これにより、センサピン５３の先端部が解放されるので、弾性部材５４により、センサピン５３が上方に移動する。これに伴い、レバー５２がＯＮの状態となり、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知することができる。そして、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知した検知情報を制御装置２００に出力する。
なお、センサ５０から検知情報が入力されると、制御装置２００は、基板９の位置ずれが生じたと判定して、当該位置ずれ情報を作業者等に報知してもよい。報知方法としては、例えば、「基板の位置ずれが生じています」等の文字情報をモニタに表示する方法であってもよく、また、当該文字情報をスピーカから音声で出力する方法であってもよく、サイレンを鳴らすことで作業者等に報知する方法であってもよい。
また、本実施の形態２においては、センサ５０として、リミットセンサを用いる形態を採用したが、これに限定されない。センサ５０として、例えば、圧力センサ（歪みセンサ）を用いる形態を採用してもよい。この場合、センサ５０は、基端部４２Ｂの上端面と先端部４２Ａの下端面との間に配置されていてもよい。
このように構成された、本実施の形態２に係る基板搬送装置１であっても、実施の形態１に係る基板搬送装置１と同様の作用効果を奏する。
［変形例１］
次に、本実施の形態２に係る基板搬送装置１の変形例について、説明する。
図１３及び図１４は、本実施の形態２における変形例１の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。
図１３及び図１４に示すように、本実施の形態２における変形例１の基板搬送装置１は、実施の形態２に係る基板搬送装置１と基本的構成は同じであるが、弾性部材４３が保持部材４の内面（内方側）に配設されている点が異なる。
また、弾性部材４３が、第２所定値未満の力が爪部４１にかかっている場合、又は爪部４１に力がかかっていない場合には、支柱部４２を直立状態に維持するように構成されている。そして、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかると、弾性部材４３は屈曲するように構成されている。
これにより、爪部４１に、上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかると、弾性部材４３を介して、支柱部４２が屈曲する。また、支柱部４２が屈曲した後に、爪部４１にかかっている力が減少すると、弾性部材４３の復元力によって、支柱部４２は元の状態（直立状態）に戻る。
このように構成された、本変形例１の基板搬送装置１では、支柱部４２が、内方側に屈曲することができる。このため、例えば、基板把持ハンド３が上昇するときに、爪部４１が石英ボート９０の段部９１等と接触して、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかった場合に、支柱部４２が内方側に屈曲することで、石英ボート９０の段部９１等の破損を抑制することができる。
［変形例２］
図１５〜図１７は、本実施の形態２における変形例２の基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。
図１５〜図１７に示すように、本実施の形態２における変形例２の基板搬送装置１は、実施の形態２に係る基板搬送装置１と基本的構成は同じであるが、保持部材４の内面にも弾性部材４３が配設されている点と、センサ５０が、支柱部４２の外方側の屈曲と内方側の屈曲の両方を検知するように構成されている点と、が異なる。
具体的には、支柱部４２が、先端部４２Ａ、中間部４２Ｃ、及び基端部４２Ｂに分かれていて、先端部４２Ａと中間部４２Ｃを跨ぐように、支柱部４２の外面側に弾性部材４３Ａが配設されている。中間部４２Ｃと基端部４２Ｂを跨ぐように、弾性部材４３Ｂが配設されている。
また、中間部４２Ｃには、基端部４２Ｂの貫通孔４２１と連通するように、貫通孔４２３が設けられている。貫通孔４２３には、センサピン５５が挿通されている。中間部４２Ｃの貫通孔４２３の途中には、当該貫通孔４２３と連通するように内部空間４２４が設けられている。内部空間４２４には、センサピン５５を上方に付勢するように構成されている弾性部材５６が配置されている。弾性部材５６としては、例えば、圧縮ばね等を用いてもよい。
そして、図１５に示すように、支柱部４２が直立状態のときには、センサピン５５の先端部は、先端部４２Ａの下面と当接している。また、センサピン５３の先端部は、センサピン５５の基端部と当接している。
これにより、センサピン５３が上方に移動できないため、センサピン５３の基端部（下端部）に接続されているレバー５２がＯＦＦの状態となり、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知することがない。
一方、図１６に示すように、爪部４１に下方から上方に向かって、第１所定値以上の力がかかり、先端部４２Ａが中間部４２Ｃに対して屈曲すると、先端部４２Ａの下面が上方に移動する。これにより、センサピン５５の先端部が解放されるので、弾性部材５４により、センサピン５３が上方に移動する。これに伴い、レバー５２がＯＮの状態となり、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知することができる。そして、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知した検知情報を制御装置２００に出力する。
また、図１７に示すように、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかり、中間部４２Ｃが基端部４２Ｂに対して屈曲すると、中間部４２Ｃの下面及びセンサピン５５の基端部が上方に移動する。これにより、センサピン５３の先端部が解放されるので、弾性部材５４により、センサピン５３が上方に移動する。これに伴い、レバー５２がＯＮの状態となり、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知することができる。そして、センサ５０は、支柱部４２の屈曲を検知した検知情報を制御装置２００に出力する。
なお、センサ５０から検知情報が入力されると、制御装置２００は、基板９の位置ずれが生じたと判定して、当該位置ずれ情報を作業者等に報知してもよい。
このように構成された、本変形例２の基板搬送装置１であっても、実施の形態２に係る基板搬送装置１と同様の作用効果を奏する。
また、本変形例２の基板搬送装置１では、爪部４１に上方から下方に向かって、第２所定値以上の力がかかった場合に、支柱部４２が内方側に屈曲することで、石英ボート９０の段部９１等の破損を抑制することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態３に係る基板搬送装置は、基板把持ハンドと、基板把持ハンドに設けられ、基板を保持する爪部と、爪部を支持する支柱部と、を有する保持部材と、を備え、支柱部は、爪部に力がかかると、先端部が基端部から外れるように構成されている。
また、本実施の形態３に係る基板搬送装置では、支柱部は、爪部に下方から上方に向かって、予め設定されている第１所定値より大きい力がかかると、先端部が基端部から外れるように構成されていてもよい。
以下、本実施の形態３に係る基板搬送装置の一例について、図１８及び図１９を参照しながら、説明する。
図１８及び図１９は、本実施の形態３に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。
図１８及び図１９に示すように、本実施の形態３に係る基板搬送装置１は、実施の形態１に係る基板搬送装置１と基本的構成は同じであるが、爪部４１に力がかかると、支柱部４２の先端部４２Ａが、基端部４２Ｂから外れるように構成されている点が異なる。より詳細には、支柱部４２は、爪部４１に下方から上方に向かって、予め設定されている第１所定値より大きい力がかかると、支柱部４２の先端部４２Ａが、基端部４２Ｂから外れるように構成されている。
具体的には、先端部４２Ａの下端面に凸部４２５が形成されていて、基端部４２Ｂの上端面に凹部４２６が形成されている。凸部４２５と凹部４２６は、嵌合されていて、爪部４１に下方から上方に向かって、第１所定値以上の力がかかると、凸部４２５が凹部４２６から外れるように構成されている。
なお、本実施の形態３においては、先端部４２Ａの下端面に凸部４２５を形成し、基端部４２Ｂの上端面に凹部４２６を形成する形態を採用したが、これに限定されない。先端部４２Ａと基端部４２Ｂが嵌合するように形成されていればよく、その形状は任意である。例えば、基端部４２Ｂの上端面に凸部４２５を形成し、先端部４２Ａの下端面に凹部４２６を形成する形態を採用してもよい。
また、第１筐体３１の上面には、貫通孔３１１が設けられていて、基端部４２Ｂには、当該貫通孔３１１と連通するように貫通孔４２１が設けられている。凸部４２５の下端部には、糸部材５７の一端が固定されている。糸部材５７は、貫通孔４２１及び貫通孔３１１を挿通するように配置されていて、その他端が、第１筐体３１の適所に固定されている。
また、糸部材５７は、第１筐体３１内において、貫通孔４２１から当該糸部材５７を引き出すことができるように、所定の長さの遊び部分を有するように配置されている。
このように構成された、本実施の形態３に係る基板搬送装置１では、図１９に示すように、爪部４１に下方から上方に向かって、第１所定値以上の力がかかると、先端部４２Ａが基端部４２Ｂから外れるように構成されている。これにより、実施の形態１に係る基板搬送装置１と同様に、基板９の段部への引っ掛かりが解消され、当該段部の破損を抑制することができる。
また、本実施の形態３に係る基板搬送装置１では、先端部４２Ａに糸部材５７が取付けられているため、基端部４２Ｂから外れた先端部４２Ａ及び爪部４１の紛失を抑制することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態４に係る基板搬送装置は、実施の形態３に係る基板搬送装置において、支柱部の先端部が基端部から外れたことを検知するセンサをさらに備える。
以下、本実施の形態４に係る基板搬送装置の一例について、図２０及び図２１を参照しながら、説明する。
図２０及び図２１は、本実施の形態４に係る基板搬送装置の保持部材の概略構成を示す模式図である。
図２０及び図２１に示すように、本実施の形態４に係る基板搬送装置１は、実施の形態３に係る基板搬送装置１と基本的構成は同じであるが、先端部４２Ａが基端部４２Ｂから外れたことを検知し、当該検知情報を制御装置２００に出力するように構成されている、センサ５０をさらに備えている点が異なる。
具体的には、センサ５０は、本実施の形態４においては、リミットセンサで構成されている。なお、センサ５０については、実施の形態２に係る基板搬送装置１と同様に構成されているので、その詳細な説明は省略する。
このように構成された、本実施の形態４に係る基板搬送装置１であっても、実施の形態３に係る基板搬送装置１と同様の作用効果を奏する。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は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。
本発明の基板搬送装置は、従来の基板搬送装置に比して、ずれた基板が石英ボートの段部に引っ掛かることを抑制し、石英ボートの破損を抑制することができるため、産業ロボットの分野において有用である。
１ 基板搬送装置
２ マニピュレータ
３ 基板把持ハンド
４ 保持部材
４Ａ 保持部材
４Ｂ 保持部材
４Ｃ 保持部材
４Ｄ 保持部材
４Ｅ 保持部材
９ 基板
９Ａ 基板
２０ アーム
２１ 基台
２２ 支持台
２３ 支持軸
２４ 軸体
３０ 第２筐体
３１ 第１筐体
４１ 爪部
４１Ａ 底面
４１Ｂ 上面
４２ 支柱部
４２Ａ 先端部
４２Ｂ 基端部
４２Ｃ 中間部
４３ 弾性部材
４３Ａ 弾性部材
４３Ｂ 弾性部材
５０ センサ
５１ センサ本体
５２ レバー
５３ センサピン
５４ 弾性部材
５５ センサピン
５６ 弾性部材
５７ 糸部材
９０ 石英ボート
９１ 段部
９１Ａ 段部
２００ 制御装置
２００ａ 演算部
２００ｂ 記憶部
２００ｃ サーボ制御部
３００ 搬送ロボット
３１１ 貫通孔
４００Ａ プレート
４２１ 貫通孔
４２２ 内部空間
４２３ 貫通孔
４２４ 内部空間
４２５ 凸部
４２６ 凹部
９００Ａ 半導体基板
９１０ 石英ボート
９１０Ａ 段部

Claims (10)

  1. 基板把持ハンドと、
    前記基板把持ハンドに設けられ、基板を保持する爪部と、前記爪部を支持する支柱部と、を有する保持部材と、を備え、
    前記支柱部は、前記爪部に力がかかると、前記爪部にかかっている力を減少させるように屈曲する、基板搬送装置。
  2. 前記支柱部は、前記爪部に下方から上方に向かって、予め設定されている第１所定値より大きい力がかかると、前記爪部にかかっている力を減少させるように屈曲する、請求項１に記載の基板搬送装置。
  3. 前記支柱部は、前記爪部に上方から下方に向かって、予め設定されている第２所定値以上の力がかかると、前記爪部にかかっている力を減少させるように屈曲する、請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
  4. 前記支柱部は、前記爪部に力がかかって屈曲した後、前記爪部にかかっている力が減少すると、元の状態に戻るように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
  5. 前記支持部には、先端部と基端部とを跨ぐように、弾性部材が配設されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
  6. 前記支持部には、先端部と基端部とを跨ぐように、ヒンジ部材が配設されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
  7. 前記支柱部が屈曲したことを検知するセンサをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
  8. 基板把持ハンドと、
    前記基板把持ハンドに設けられ、前記基板を保持する爪部と、前記爪部を支持する支柱部と、を有する保持部材と、を備え、
    前記支柱部は、前記爪部に力がかかると、先端部が基端部から外れるように構成されている、基板搬送装置。
  9. 前記支柱部は、前記爪部に下方から上方に向かって、予め設定されている第１所定値より大きい力がかかると、先端部が基端部から外れるように構成されている、請求項８に記載の基板搬送装置。
  10. 前記支柱部の前記先端部が前記基端部から外れたことを検知するセンサをさらに備える、請求項８又は９に記載の基板搬送装置。


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