JP2019197799A - 基板把持装置、基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適正な把持力により基板が把持されていることを確認することができ、基板を確実に把持や搬送することができること。【解決手段】実施形態に係る基板搬送装置の一例である第１の搬送ロボットは、複数の爪３２ａ、４２ａを有し、それらの爪３２ａ、４２ａを基板Ｗの端面に当接させてその基板Ｗを把持するハンド２１と、複数の爪３２ａ、４２ａを相対的に接近動させて基板Ｗの把持位置に位置付ける移動機構２１ｄと、複数の爪３２ａ、４２ａのうち少なくとも一つの爪４２ａが基板Ｗの端面に当接することで変形する変形部４２ｂと、変形部４２ｂの変形量を検知する検知部２１ｃと、移動機構２１ｄによって各爪４２ａが基板Ｗを把持すべき正常把持位置に位置付けられたはずであるという条件下で検知部２１ｃが検出した変化量から各爪４２ａによる基板Ｗの把持状態を判定する制御部を備える。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、基板把持装置、基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。

例えば、半導体や液晶パネルなどの製造工程において、ウェーハや液晶基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。この基板処理装置では、処理の均一性や再現性の面から、処理室で基板を１枚ずつ処理する枚葉方式が採用される。

前述の基板処理装置では、基板の搬送に搬送ロボットなどの基板搬送装置が用いられる。この基板搬送装置は、基板の端面（外周面）に複数の爪（チャック爪）を押し付け、それらの爪によって基板を把持するハンドを有している。

ところで、各爪が基板を把持する時点において、各爪が、必要とする把持力にて基板を把持していないと、例えば、搬送ロボットの旋回やハンドの反転、ハンドを支持するアームの伸縮などによって、基板がハンドから落下することがあり、基板の破損や汚染が発生してしまう。

特開２０１０−２８３３３４号公報

本発明が解決しようとする課題は、適正な把持力により基板が把持されていることを確認することができ、基板を確実に把持や搬送することができる基板把持装置、基板搬送装置及び基板搬送方法を提供することである。

実施形態に係る基板把持装置は、
複数の爪を有し、それらの爪を基板の端面に当接させてその基板を把持するハンドと、
前記複数の爪を相対的に接近動させて前記基板の把持位置に位置付ける移動機構と、
前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪が前記基板の端面に当接することで変形する変形部と、
前記変形部の変形量を検知する検知部と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記移動機構によって前記各爪が前記基板を把持すべき正常把持位置に位置付けられたはずであるという条件下で前記検知部が検出した変化量から前記各爪による前記基板の把持状態を判定することを特徴とする。

実施形態に係る基板搬送装置は、
基板を基板把持装置で把持して所定の移動路を搬送する基板搬送装置において、
前記基板把持装置は、前述の実施形態に係る基板把持装置であることを特徴とする。

実施形態に係る基板搬送方法は、
ハンドが有する複数の爪を基板の端面に当接させてその基板を把持する工程と、
前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪が前記基板の端面に当接することで変形する変形部の変形量を検知する工程と、
前記各爪が前記基板を把持すべき正常把持位置に位置付けられたはずであるという条件下での前記変形部の変形量から前記各爪による前記基板の把持状態を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする。

実施形態によれば、適正な把持力により基板が把持されていることを確認することができ、基板を確実に把持や搬送することができる。

実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。 実施形態に係る第２の搬送ロボット及び第２の移動機構を示す斜視図である。 実施形態に係る第１の搬送ロボット及び第１の移動機構を示す概略正面図である。 実施形態に係るハンドを示す斜視図である。 実施形態に係るハンドの一部を示す平面図である。 実施形態に係るハンドの変形部の非変形状態を示す図である。 実施形態に係るハンドの変形部の変形状態を示す図である。 実施形態に係る基板把持処理の流れを示すフローチャートである。

実施形態について図面を参照して説明する。

（基本構成）
図１に示すように、実施形態に係る基板処理装置１０は、複数の開閉ユニット１１と、第１の搬送ロボット（基板搬送装置）１２と、第１の移動機構１３と、バッファユニット１４と、第２の搬送ロボット（基板搬送装置）１５と、第２の移動機構１６と、複数の基板処理ユニット１７と、装置付帯ユニット１８とを備えている。この基板処理装置１０は、基板Ｗの表面（上面や下面）に処理液（例えば、レジスト剥離液やリンス液、洗浄液など）を供給し、基板Ｗの表面を処理する装置である。各基板処理ユニット１７は、複数種類の処理工程（例えば、レジスト剥離工程やリンス工程、洗浄工程など）を行う。

各開閉ユニット１１は、一列に並べられて設けられている。これらの開閉ユニット１１は搬送容器として機能する専用ケース（例えばＦＯＵＰ）のドアを開閉する。なお、専用ケースがＦＯＵＰである場合、開閉ユニット１１はＦＯＵＰオープナーと呼ばれる。この専用ケースには、複数の基板Ｗが所定間隔で水平状態に積層されて収納されている。

第１の搬送ロボット１２は、各開閉ユニット１１が並ぶ第１の搬送方向（図１における左右方向）に沿って移動するように開閉ユニット１１の列の隣に設けられている。この第１の搬送ロボット１２は、開閉ユニット１１によりドアが開けられた専用ケースから未処理の基板Ｗを、本実施形態の場合は４枚まとめて水平状態で搬出して旋回し、必要に応じて基板Ｗの上下面を反転させた後、バッファユニット１４内に搬入する。また、第１の搬送ロボット１２は、バッファユニット１４から処理済の基板Ｗを搬出して旋回し、必要に応じて基板Ｗの上下面を反転させた後、開閉ユニット１１によりドアが開けられた専用ケース内に搬入する。なお、第１の搬送ロボット１２の詳細については後述する。

第１の移動機構１３は、第１の搬送方向に延伸しており、第１の搬送方向に平行な直線上で第１の搬送ロボット１２を移動させる機構である。第１の搬送ロボット１２は、第１の移動機構１３上に設けられており、第１の搬送方向に並ぶ各開閉ユニット１１の端から端まで移動可能になっている。第１の移動機構１３としては、例えば、リニアガイドを用いた移動機構を用いることが可能である。

バッファユニット１４は、第１の搬送ロボット１２が移動する第１のロボット移動路の中央付近に位置付けられ、その第１のロボット移動路の片側、すなわち各開閉ユニット１１とは反対の片側に設けられている。このバッファユニット１４は、第１の搬送ロボット１２と第２の搬送ロボット１５との間で基板Ｗの持ち替えを行うため、基板Ｗが一時的に置かれるバッファ台である。このバッファユニット１４には、未処理や処理済の基板Ｗが水平状態で所定間隔に積層されて収納される。

第２の搬送ロボット１５は、前述の第１の搬送方向に直交する第２の搬送方向（第１の搬送方向に交差する方向の一例）に移動するように設けられている。この第２の搬送ロボット１５は、バッファユニット１４から未処理の基板Ｗを搬出して旋回し、未処理の基板Ｗを所望の基板処理ユニット１７内に搬入する。また、第２の搬送ロボット１５は、基板処理ユニット１７から処理済の基板Ｗを搬出して旋回し、処理済の基板Ｗを他の基板処理ユニット１７あるいはバッファユニット１４内に搬入する。なお、第２の搬送ロボット１５としては、例えば、図２に示すロボットを用いることが可能である。

図２に示すように、第２の搬送ロボット１５は、第１のアームユニット１５ａと、第２のアームユニット１５ｂと、液受けカバー１５ｃと、昇降回転部１５ｄとを備えている。この第２の搬送ロボット１５は、二台のアームユニット１５ａ、１５ｂを上下二段に有するダブルアームロボットである。二台のアームユニット１５ａ、１５ｂは同じ構成を有する。

第１のアームユニット１５ａは、ハンド（基板把持部）１９と、アーム２０とを備えている。ハンド１９は、基板Ｗの把持及び把持の解除を行うことが可能に形成されている。アーム２０は、昇降回転部１５ｄ上に連結されており、昇降回転部１５ｄにより鉛直方向に沿って昇降可能に、さらに、鉛直方向の軸を中心として回転可能に形成されている。このアーム２０は伸縮可能に形成されており、ハンド１９を保持して水平な直線方向に移動させる。第１のアームユニット１５ａは、ハンド１９により基板Ｗを把持し、アーム２０の前進によりバッファユニット１４や処理室１７ａに基板Ｗを搬入し、また、アーム２０の後退によりそれらから基板Ｗを搬出する。ハンド１９、アーム２０、昇降回転部１５ｄは、電気的に制御ユニット１８ｂ（図１参照）に接続されており、その駆動が制御ユニット１８ｂにより制御される。

第２の移動機構１６は、直線レール１６ａと、移動ベース１６ｂとを備えている。直線レール１６ａは床面に設けられており、前述の第２の搬送方向に沿って延びるレールである。移動ベース１６ｂは、第２の搬送ロボット１５の昇降回転部１５ｄを支持し、直線レール１６ａに沿って移動可能に直線レール１６ａ上に設けられている。第２の移動機構１６は、移動ベース１６ｂと共に第２の搬送ロボット１５を直線レール１６ａに沿って移動させる。この第２の移動機構１６は電気的に制御ユニット１８ｂ（図１参照）に接続されており、その駆動が制御ユニット１８ｂにより制御される。第２の移動機構１６としては、例えば、リニアガイドを用いた移動機構を用いることが可能である。

基板処理ユニット１７は、第２の搬送ロボット１５が移動する第２のロボット移動路の両側に例えば４つずつ設けられている。基板処理ユニット１７は、処理室１７ａと、基板保持部１７ｂと、第１の処理液供給部１７ｃと、第２の処理液供給部１７ｄとを有している。基板保持部１７ｂ、第１の処理液供給部１７ｃ及び第２の処理液供給部１７ｄは、処理室１７ａ内に設けられている。

処理室１７ａは、例えば直方体形状に形成され、基板シャッタ１７ａ１を有している。基板シャッタ１７ａ１は、処理室１７ａにおける第２のロボット移動路側の壁面に開閉可能に形成されている。なお、処理室１７ａ内は、ダウンフロー（垂直層流）によって清浄に保たれており、また、外部よりも陰圧に保持されている。

基板保持部１７ｂは、ピン（図示せず）などにより基板Ｗを水平状態に保持し、基板Ｗの被処理面の略中央に垂直に交わる軸（基板Ｗの被処理面に交わる軸の一例）を回転中心として基板Ｗを水平面内で回転させる機構である。例えば、基板保持部１７ｂは、水平状態に保持した基板Ｗを、回転軸やモータなどを有する回転機構（図示せず）により回転させる。

第１の処理液供給部１７ｃは、基板保持部１７ｂ上の基板Ｗの被処理面の中央付近に第１の処理液を供給する。この第１の処理液供給部１７ｃは、例えば、処理液を吐出するノズルを有しており、ノズルを基板保持部１７ｂ上の基板Ｗの被処理面の中央付近に移動させて、そのノズルから処理液を供給する。第１の処理液供給部１７ｃには、第１の処理液が液供給ユニット１８ａから配管（図示せず）を介して供給される。

第２の処理液供給部１７ｄは、基板保持部１７ｂ上の基板Ｗの被処理面の中央付近に第２の処理液を供給する。この第２の処理液供給部１７ｄは、例えば、処理液を吐出するノズルを有しており、ノズルを基板保持部１７ｂ上の基板Ｗの被処理面の中央付近に移動させて、そのノズルから処理液を供給する。第２の処理液供給部１７ｄには、第２の処理液が液供給ユニット１８ａから配管（図示せず）を介して供給される。

装置付帯ユニット１８は、液供給ユニット１８ａと、制御ユニット（制御部）１８ｂとを有している。この装置付帯ユニット１８は、第２のロボット移動路の一端、すなわち第１の搬送ロボット１２とは反対側の端に設けられている。

液供給ユニット１８ａは、各基板処理ユニット１７に各種の処理液（例えば、レジスト剥離液やリンス液、洗浄液など）を供給する。この液供給ユニット１８ａは、各基板処理ユニット１７のそれぞれに複数の配管（図示せず）によって接続されている。

制御ユニット１８ｂは、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部（いずれも図示せず）を具備する。この制御ユニット１８ｂは、基板処理情報や各種プログラムに基づき、各開閉ユニット１１や第１の搬送ロボット１２、第１の移動機構１３、第２の搬送ロボット１５、第２の移動機構１６、各基板処理ユニット１７などの各部を制御する。

（第１の搬送ロボット及び第１の移動機構）
次に、前述の第１の搬送ロボット１２及び第１の移動機構１３について図３を参照して説明する。

図３に示すように、第１の搬送ロボット１２は、４つのハンド２１と、前後進部３０と、反転部４０と、昇降回転部５０とを備えている。４つのハンド２１は同じ構成を有する。

ハンド２１は、基板Ｗの把持及び把持の解除を行うことが可能に形成されている。前後進部３０は、シリンダなどを備えていて、４つのハンド２１を一体として、水平方向に前後進させる。前後進部３０は、反転部４０に支持される。反転部４０は、図示しないモータなどから構成され、前後進部３０を介して４つのハンド２１を、水平軸を中心に一体的に、例えば１８０度回転させて反転させることで、基板Ｗの上下面を反転させる。反転部４０は、昇降回転部５０上に連結される。反転部４０は、昇降回転部５０により鉛直方向に沿って昇降可能に、さらに、鉛直方向の軸を中心として回転可能に形成される。ハンド２１により基板Ｗを把持し、前後進部３０によってハンド２１が前進させられることで、専用ケースやバッファユニット１４に基板Ｗを搬入し、また、前後進部３０によってハンド２１が後退させられることにより、これらから基板Ｗを搬出する。ハンド２１、前後進部３０、反転部４０及び昇降回転部５０は、電気的に制御ユニット１８ｂ（図１参照）に接続されており、その駆動が制御ユニット１８ｂにより制御される。

第１の移動機構１３は、直線レール１３ａと、移動ベース１３ｂとを備えている。直線レール１３ａは床面に設けられており、前述の第１の搬送方向に沿って延びるレールである。移動ベース１３ｂは、第１の搬送ロボット１２の昇降回転部５０を支持し、直線レール１３ａに沿って移動可能に直線レール１３ａ上に設けられている。第１の移動機構１３は、移動ベース１３ｂと共に第１の搬送ロボット１２を直線レール１３ａに沿って移動させる。この第１の移動機構１３は電気的に制御ユニット１８ｂ（図１参照）に接続されており、その駆動が制御ユニット１８ｂにより制御される。第１の移動機構１３としては、例えば、リニアガイドを用いた移動機構を用いることが可能である。

（第１の搬送ロボットのハンド）
次に、前述のハンド２１について図４及び図５を参照して説明する。

図４及び図５に示すように、ハンド２１は、固定ハンド部材２１ａと、移動ハンド部材２１ｂと、複数（本実施形態では２つ）の検知部２１ｃと、移動機構２１ｄとを備えている。このハンド２１は、固定ハンド部材２１ａに対して移動ハンド部材２１ｂを移動機構２１ｄにより移動させ、固定ハンド部材２１ａ及び移動ハンド部材２１ｂによって基板Ｗの端面（外周面）から基板Ｗを挟み込んで把持する。

固定ハンド部材２１ａは、固定部材３１と、固定把持部材３２とを具備している。

固定部材３１は、前後進部３０（図３参照）に支持されており、固定把持部材３２を支持する。この固定部材３１の上面には、一対の直線レール３１ａが設けられている。これらの直線レール３１ａは互いに平行であり、水平な直線方向（図４における基板Ｗ側と、その反対側とに延びる直線方向、図５における上下方向）に延伸している。

固定把持部材３２は、二つの爪３２ａを有している。これらの爪３２ａは、固定把持部材３２の二つの先端に個別に設けられている。固定把持部材３２における各爪３２ａ側とは反対側の端が、固定部材３１に取り付けられている。

移動ハンド部材２１ｂは、移動部材４１と、二つの移動把持部材４２とを具備している。

移動部材４１は、各移動把持部材４２を連結して一体に支持する。この移動部材４１は、固定部材３１に設けられた一対の直線レール３１ａ上にスライド移動可能に設けられている。これにより、移動部材４１は、把持方向（図４における基板Ｗ側、図５における下方向）及び解除方向（図４における基板Ｗ側とは反対側、図５における上方向）に移動することが可能である。把持方向は基板Ｗを把持する方向であり、解除方向は基板Ｗの把持を解除する方向である。

各移動把持部材４２は、それぞれ爪４２ａ及び変形部４２ｂを有している。これらの移動把持部材４２の一つが移動部材４１の一端に固定されており、もう一つが移動部材４１の他端に固定されている。なお、各移動把持部材４２は、それらの延伸方向が、把持方向に沿って互いに平行になるように移動部材４１に設けられている。

爪４２ａは、移動把持部材４２の先端に設けられている。移動把持部材４２における爪４２ａ側とは反対側の端は、移動部材４１に取り付けられている。各移動把持部材４２の個々の爪４２ａは、各移動把持部材４２が移動部材４１と共に把持方向にスライド移動すると、基板Ｗの端面に当接して基板Ｗを押す。各爪４２ａにより押された基板Ｗは把持方向に移動するため、その基板Ｗにおける、各爪４２ａが当接している端面とは反対側の端面は、固定把持部材３２の各爪３２ａに当接する。これにより、基板Ｗは、各爪３２ａ及び各爪４２ａによって、その両側から挟み込まれることになる。

変形部４２ｂは、移動把持部材４２の爪４２ａが基板Ｗの端面に当接することで変形するように移動把持部材４２に形成されている。この変形部４２ｂは、変形により変化する隙間を有する形状、一例として、片持ち梁５１及び固定梁５２（図５参照）を有する片持ち梁構造（例えば、「コ」の字形状、Ｕ−Ｓｈａｐｅｄ）に形成されている。なお、片持ち梁５１の一端と固定梁５２の一端とが連結されており、片持ち梁５１と固定梁５２とが互いに平行に所定距離だけ離れて、詳細には、移動把持部材４２の延伸方向に対して直交する方向に沿った隙間を有して対向している。移動把持部材４２の爪４２ａに微小な力がかかると、それに応じて、変形部４２ｂは、例えば、数μｍ以上から数十μｍ以下程度変形し、片持ち梁５１と固定梁５２との隙間が変化する（本実施形態の場合は縮まる）。なお、前述の片持ち梁構造を採用することで、爪４２ａにかかる力（負荷）が微小（例えば７Ｎ）であっても、変形部４２ｂはある程度大きく（所望の変形量分）変形するようになる。

検知部２１ｃは、変形部４２ｂの変形量を検知する。この検知部２１ｃは、変形部４２ｂにおける片持ち梁５１と固定梁５２との隙間の変化量を検知することが可能に片持ち梁５１に設けられている。例えば、検知部２１ｃは、片持ち梁５１に形成された貫通孔５１ａ（図５参照）に挿入されて固定されている。この検知部２１ｃの取付位置は、片持ち梁５１と固定梁５２との隙間の変化量を検知することが可能であれば、特に限定されるものではない。検知部２１ｃとしては、例えば、接触センサや反射センサなどを用いることが可能である。なお、接触センサとしては、ａ接点及びｂ接点のどちらのセンサを用いても良い。検知部２１ｃは電気的に制御ユニット１８ｂ（図１参照）に接続されており、検出信号を制御ユニット１８ｂに送信する。

移動機構２１ｄは、固定部材３１に支持されている。この移動機構２１ｄは、移動部材４１に連結されており、移動部材４１を把持方向及び解除方向に移動させる機構である。移動機構２１ｄとして、本実施形態では、シリンダを有している。このシリンダのピストンロッド２１ｄ１が、スプリング部材を介して移動部材４１に連結されている。移動機構２１ｄは電気的に制御ユニット１８ｂ（図１参照）に接続されており、その駆動が制御ユニット１８ｂにより制御される。

ここで、移動機構２１ｄは、各移動把持部材４２の個々の爪４２ａが基板Ｗの端面に対して水平方向に接離するよう、すなわち近づく方向又は離れる方向に移動部材４１を移動させる。これにより、各移動把持部材４２の個々の爪４２ａが基板Ｗの端面に当接して基板Ｗを押し、押された基板Ｗの端面が固定把持部材３２の各爪３２ａに当接することで、各爪３２ａ及び各爪４２ａが基板Ｗを把持する。逆に、各爪４２ａが離れる方向に移動することで、基板Ｗの把持が解除される。そして、移動機構２１ｄを構成するシリンダのピストンロッド２１ｄ１が、予め設定された基板Ｗ側の突出端に位置した時、各爪３２ａ、４２ａと基板Ｗとの位置関係が正常であれば、各爪４２ａは、各爪３２ａとの間で、予め設定された必要とする所望の把持力（適正な把持力）で基板Ｗを把持する位置（「正常把持位置」ともいう。）に位置付けられ得るようになっている。

なお、基板Ｗを把持するとき、各移動把持部材４２の個々の爪４２ａが基板Ｗの端面に当接したとしても、ピストンロッド２１ｄ１が基板Ｗ側の突出端に位置するまで、移動部材４１の移動は移動機構２１ｄによって継続される。前述のように基板Ｗの端面が固定把持部材３２の各爪３２ａに当接している状態において、基板Ｗの端面に当接している各爪４２ａはそれ以上移動しないが、それら各爪４２ａが基板Ｗの端面を押す力は徐々に大きくなる。これに応じて、各移動把持部材４２の個々の変形部４２ｂが変形することになる。

基板Ｗを把持していない状態（各爪３２ａ及び各爪４２ａが基板Ｗの端面に当接していない状態）では、図６に示すように、変形部４２ｂは変形していない。一方、ピストンロッド２１ｄ１が、予め設定された基板Ｗ側の突出端に位置した時、基板Ｗを把持している状態では、図７に示すように、変形部４２ｂは変形している。このとき、片持ち梁５１と固定梁５２との隙間は図６に比べて狭くなる。各爪３２ａ、４２ａと基板Ｗとの位置関係が正常であれば、爪４２ａが移動機構２１ｄによって、正常把持位置に位置付けられると、変形部４２ｂの変形量が所定量（またはそれ以上）となり、いずれの検知部２１ｃもオン状態となる。これにより、各爪４２ａに対応する変形部４２ｂの変形量が所定量（またはそれ以上）となったことが検知部２１ｃにより検知される。

一方、移動機構２１ｄを構成するピストンロッド２１ｄ１が、予め設定された基板Ｗ側の突出端に位置し、各爪４２ａが、予め設定された必要とする所望の把持力で基板Ｗを把持し得る位置に位置付けられたはずにもかかわらず、少なくとも一方の検知部２１ｃがオン状態になっていない場合、制御ユニット１８ｂは、ハンド２１（爪３２ａと爪４２ａ）による基板Ｗに対する把持力が不足している、つまり把持状態は不十分と判定する。たとえば、各爪３２ａと爪４２ａによる、基板Ｗの把持位置がずれているなどの理由で把持状態が異常となる場合、一方の検知部２１ｃはオン状態であるが、他方の検知部２１ｃはオフ状態という場合である。この場合、ハンド２１による基板Ｗの把持状態は不十分と判定される。ただし、各爪３２ａ、４２ａへの過負荷は、ピストンロッド２１ｄ１と移動部材４１との間に介在させた、前述のスプリング部材によって吸収される。なお、変形部４２ｂの変形量と、把持力と、の相関関係を予め実験等で求めておくことで、変形部４２ｂの変形量に基づいて爪４２ａによる把持力を検知することも可能となる。これにより、ピストンロッド２１ｄ１が基板Ｗ側の突出端に位置した時の、各爪４２ａによる把持力、より正確には、各爪３２ａと各爪４２ａとで基板Ｗを把持している時の把持力が、必要とする所望の把持力（例えば７Ｎ）に達しているか否か、さらには、各変形部４２ｂの変形量から、爪４２ａによる把持力自体を検知し、確認することもできる。

（基板処理工程）
次に、前述の基板処理装置１０が行う基板処理（基板搬送処理を含む）の流れについて説明する。なお、基板Ｗに対して２種類の処理を行う場合には、図１において、上下に延びる第２のロボット搬送路を挟んで左側の４つの処理室１７ａ（以下、第１の処理室１７ａとすることがある）と、右側の４つの処理室１７ａ（以下、第２の処理室１７ａとすることがある）が異なる処理を行うように設定されている。異なる処理を行う場合、第１の処理室１７ａは、第１処理が行われる処理室であり、第２の処理室は、第１処理の次の処理（第２処理）が行われる処理室１７ａである。

（全体の基板処理の流れ）
まず、全体の基板処理の流れについて図１を参照して説明する。一例として、第１の処理室１７ａと、その第１の処理室１７ａに対向する第２の処理室１７ａが一組にされ、一枚の基板Ｗに対して第１処理及び第２処理が組ごとに実行される。なお、第１の搬送ロボット１２及び第２の搬送ロボット１５は、前述のように、必要に応じて移動することがあるが、それらの移動の説明については省略する。

第１の搬送ロボット１２は、開閉ユニット１１内の専用ケースから未処理の基板Ｗを４枚同時に搬出し、基板Ｗの裏面処理を行う場合は、必要に応じて反転部４０による基板Ｗの反転動作が行われた後、旋回して未処理の基板Ｗをバッファユニット１４内に搬入する。これにより、バッファユニット１４には、未処理の基板Ｗが収納される。

第２の搬送ロボット１５は、バッファユニット１４内から未処理の基板Ｗを順次搬出し、旋回して未処理の基板Ｗを所望の第１の処理室１７ａ内に搬入する。これにより、第１の処理室１７ａ内に未処理の基板Ｗがセットされる。その後、第１の処理室１７ａにおいて基板Ｗに第１処理が行われる。

前述の第１の処理室１７ａでの第１処理が終了すると（以下、第１処理が終了した基板を「第１処理済の基板」という。）、第２の搬送ロボット１５は、第１の処理室１７ａ内から第１処理済の基板Ｗを搬出し、１８０度旋回して第１処理済の基板Ｗを第２の処理室１７ａ内に搬入する。これにより、第２の処理室１７ａ内に第１処理済の基板Ｗがセットされる。その後、第２の処理室１７ａにおいて基板Ｗに第２処理が行われる。

第２の処理室１７ａでの第２処理が終了すると（以下、第２処理が終了した基板を「第２処理済の基板」という。）、第２の搬送ロボット１５は、第２の処理室１７ａ内から第２処理済の基板Ｗを搬出し、旋回して第２処理済の基板Ｗをバッファユニット１４内に搬入する。これにより、バッファユニット１４には第２処理済の基板Ｗが収納される。

第１の搬送ロボット１２は、バッファユニット１４内から第２処理済の基板Ｗを搬出し、旋回して処理済の基板Ｗを所望の専用ケース内に搬入する。なお、必要に応じて基板Ｗの上下面を反転させた後、専用ケース内に搬入するようにしても良い。これにより、専用ケースには、第２処理済の基板Ｗが収納される。

このような基板処理の流れが前述の第１の処理室１７ａとそれに対向する第２の処理室１７ａの組ごとに実行されるが、第１の処理室１７ａと第２の処理室１７ａとでは、処理内容が異なるため、処理時間も異なる。また、生産性を向上させるため、各処理室１７ａにおいて、処理完了次第、処理済の基板Ｗが取り出され、次の処理対象の基板Ｗがセットされる。このため、実際の基板処理の流れは、前述の基板処理の流れよりも複雑となる。

（基板把持処理の流れ）
次に、前述の基板処理において第１の搬送ロボット１２が基板Ｗを把持する基板把持処理（基板把持工程）の流れについて図８を参照して説明する。なお、繰り返し回数（図８中では「３」）などの処理条件はあらかじめ制御ユニット１８ｂに設定されているが、操作者によって任意に変更可能である。また、初期条件として「Ｎ＝０」が制御ユニット１８ｂに設定されている。また、第１の搬送ロボット１２は、同じ機能を有するハンド２１を４つ備えているが、以下の説明では、１つのハンド２１に着目して説明する。

図８に示すように、ステップＳ１において、ハンド２１により基板Ｗを把持するため、移動ハンド部材２１ｂを把持方向に移動させる動作がハンド２１の移動機構２１ｄにより開始される。次いで、ステップＳ２において、移動機構２１ｄを構成するピストンロッド２１ｄ１が、基板Ｗ側の突出端に達したか否かが制御ユニット１８ｂにより判断される。ピストンロッド２１ｄ１が突出端に達したと判断されると（ＹＥＳ）、処理がステップＳ３に進められる。一方、ステップＳ２において、ピストンロッド２１ｄ１がまだ突出端に達していないと判断されると（ＮＯ）、ピストンロッド２１ｄ１が突出端に達するまで移動が継続される。

ステップＳ３において、全ての検知部２１ｃがオン状態であるか否かが制御ユニット１８ｂにより判断される。全ての検知部２１ｃがオン状態であると判断されると（ＹＥＳ）、ハンド２１により基板Ｗが適正な把持力で正常に把持されたと判定され、この判定結果を条件として、ステップＳ４において、必要に応じて反転部４０による基板Ｗの反転動作が行われた後、ステップＳ５において、基板Ｗの搬送（ロボットの旋回や移動など）が第１の搬送ロボット１２により開始される。つまり、ステップＳ５における第１の搬送ロボット１２による基板Ｗの搬送開始も、ステップＳ３において全ての検知部２１ｃがオン状態であると判断されたことを条件として実行されることになる。なお、基板Ｗの反転動作が必要な場合、基板Ｗの搬送後にその反転動作が行なわれるようにしても良い。

ここで、各検知部２１ｃは、前述のように、基板Ｗの把持力が、予め設定された必要とする所望の把持力に達しているとオン状態になるようにそれぞれ設定されている。このため、各検知部２１ｃが全てオン状態になると、基板Ｗの把持力が適正であると判定され、処理はステップＳ４に進められる。

一方、ステップＳ３において、少なくとも１つ検知部２１ｃがオン状態でないと判断されると（ＮＯ）、処理はステップＳ６に進められる。ステップＳ６において、Ｎが３であるか否かが制御ユニット１８ｂにより判断される。初期条件でＮ＝０であるため、Ｎが３でないと判断され（ＮＯ）、ステップＳ７において、第１の搬送ロボット１２による基板Ｗの把持動作（第１の搬送ロボット１２の基板把持動作）がやり直され、さらに、Ｎが１にされる（Ｎ＝１）。その後、処理がステップＳ１に戻される。なお、第１の搬送ロボット１２の基板把持動作のやり直しでは、移動ハンド部材２１ｂが初期位置に戻される。つまり、ピストンロッド２１ｄ１が、突出端側とは反対側の収縮端に位置付けられる。

再び、ステップＳ２において、ピストンロッド２１ｄ１が突出端に達したと判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ３において、少なくとも１つ検知部２１ｃがオン状態でないと判断されると（ＮＯ）、前述でＮが１となっているため、ステップＳ６においてＮが３でないと判断され（ＮＯ）、再度、ステップＳ７において、第１の搬送ロボット１２の基板保持動作がやり直され、さらに、Ｎが２にされる（Ｎ＝２）。その後、処理がステップＳ１に戻される。

再び、ステップＳ２において、ピストンロッド２１ｄ１が突出端に達したと判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ３において、少なくとも１つ検知部２１ｃがオン状態でないと判断されると（ＮＯ）、前述でＮが２となっているため、ステップＳ６においてＮが３でないと判断され（ＮＯ）、再度、ステップＳ７において、第１の搬送ロボット１２の基板保持動作がやり直され、さらに、Ｎが３にされる（Ｎ＝３）。その後、処理がステップＳ１に戻される。

再び、ステップＳ２において、ピストンロッド２１ｄ１が突出端に達したと判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ３において、少なくとも１つ検知部２１ｃがオン状態でないと判断されると（ＮＯ）、前述でＮが３となっているため、ステップＳ６においてＮが３であると判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ８において警報が発せられ、さらに、Ｎが０にされる（Ｎ＝０）。警報は、例えば、ランプやスピーカ、ディスプレイなどの報知部（図示せず）により報知される。

ところで、図８に示すフローチャートにおいては、１つのハンド２１に着目して説明した。本実施形態のように４つ（複数）のハンド２１を有する第１の搬送ロボット１２の場合であって、４枚（複数枚）の基板Ｗを一度に搬送する場合、図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３とＳ４との間に、４つの各ハンド２１が有する全ての検知部２１ｃがオン状態であるかを判断することが好ましい。この場合、４つの各ハンド２１が有する全ての検知部２１ｃがオン状態であることを条件に、ステップＳ４での基板反転や、ステップＳ５での基板搬送を行なうようにすると好ましい。

前述の基板把持工程によれば、移動機構２１ｄとしてのピストンロッド２１ｄ１が、予め設定された基板Ｗ側の突出端に位置した時、各変形部４２ｂの変形量が個々の検知部２１ｃによって検知される。すなわち、上記した実施形態は、検知部２１ｃの検知量に基づいてピストンロッド２１ｄ１の移動停止を制御するものとは異なり、ピストンロッド２１ｄ１が突出端に位置付けられた時、つまり、爪４２ａが移動機構２１ｄによって、予め設定された必要とする所望の把持力で基板Ｗを把持し得る位置（正常把持位置）に位置付けられたはずであるという条件下において、各検知部２１ｃでの検知状態が確認される。この時、各検知部２１ｃがオン状態になっていれば、変形部４２ｂの変形量が所定量になったことが検知される。これにより、基板Ｗは、正常把持位置に位置する爪２３ａと爪４２ａによって、適正な把持力で把持されたことを確認することができる。したがって、適正な把持力で基板Ｗを把持することが可能であり、基板Ｗがハンド２１から落下して基板Ｗの破損や汚染が発生すること、を抑えることができる。また、ハンド２１により基板Ｗを裏返す（基板Ｗの上下面を反転させる）ことも可能であるが（ハンド２１の反転）、この場合でも、適正な把持力で基板Ｗを把持しているので、基板Ｗがハンド２１から落下して基板Ｗの破損や汚染が発生すること、を抑えることができる。

また、検知部２１ｃにより検知された変形部４２ｂの変形量に応じて、第１の搬送ロボット１２の基板把持動作がやり直される。これにより、変形部４２ｂの変形量に応じて処理を完全に中断する場合に比べ、処理の中断を回避することが可能になるので、処理を継続させて稼働率を向上させることができる。また、適正な把持力による基板把持を確実に行うことができる。

また、複数のハンド２１が存在する場合でも、ハンド２１ごとに検知部２１ｃや変形部４２ｂを設けることで、ハンド２１ごとに基板Ｗを把持する把持力を検知することが可能であり、個別に基板Ｗの把持状態を確認することができる。また、１つのハンド２１に対して検知部２１ｃが２つあることで、基板把持確認の信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、実施形態によれば、複数の爪３２ａ、４２ａのうち一つの爪４２ａが基板Ｗの端面に当接することで変形する変形部４２ｂと、その変形部４２ｂの変形量を検知する検知部２１ｃが設けられている。これにより、変形部４２ｂの変形量が検知されるので、その変形量から基板Ｗを把持する把持力を把握することが可能となる。そして、爪４２ａが、移動機構２１ｄによって、予め設定された必要とする所望の把持力で基板Ｗを把持し得る位置（正常把持位置）に位置付けられたはずであるという条件下で、全検知部２１ｃがオン状態であれば、適正な把持力で基板Ｗが把持されたことを確認することができる。なお、変形部４２ｂと検知部２１ｃを爪３２ａ側に設けても良いし、両方の爪３２ａと４２ａのそれぞれに対応して設けるようにしてもかまわない。

＜他の実施形態＞
前述の説明では、第１の搬送ロボット１２の構成を例示したが、第２の搬送ロボット１５が有するハンド１９を第１の搬送ロボット１２のハンド２１と同じ構成にしても良く、また、異なる構成にしても良い。

また、前述の説明では、固定ハンド部材２１ａに対して移動ハンド部材２１ｂだけを移動させることを例示したが、これに限るものではなく、例えば、二つのハンド部材の両方を移動させるようにしても良い。

また、前述の説明では、１つのハンド２１に２つの検知部２１ｃを設けることを例示したが、その数は限定されるものではなく、少なくとも一つ以上であれば良い。また、１つのハンドが例えば３つの爪を有する場合、図４に示したような変形部４２ｂと検知部２１ｃとを全ての爪にそれぞれ対応させて設けるようにしても良いが、少なくとも２つの爪のそれぞれに対応させて設けるようにしても良い。これは、２つの爪による把持状態が十分であると判定されれば、残りの１つの爪による把持状態も十分であると推定できるからである。

また、検知部２１ｃを片持ち梁５１に設けたが、固定梁５２に設けても良い。片持ち梁５１あるいは固定梁５２における検知部２１ｃの取り付け位置に関しても、図５に示した例では、移動把持部材４２の延伸方向に沿う中心軸に関して、変形部４２ｂ側にずらして配置したが、中心軸上に設けても、あるいは中心軸に関して変形部４２ｂとは反対側にずらして設けても良い。なお、検知部２１ｃを変形部４２ｂ側に近づけて配置する程、その配置部分における片持ち梁５１と固定梁５２との隙間の変化量は少なくなる。従って、検知部２１ｃの取り付け位置は、適正な把持力が得られている時の変形部４２ｂの変形量や、検知部２１ｃの感度などを考慮して決定される。

また、検知部２１ｃは、片持ち梁５１と固定梁５２との隙間の変化量を求めるものとしたが、変化量を逐次検知するものに限らず、接触センサを例としてあげたように、変化量が所定値を超えるまではオフ状態で、所定値を超えた段階でオン状態となるような検知部もこの概念に含まれる。

また、前述の説明では、基板Ｗを把持すために二つの爪３２ａ及び二つの爪４２ａを用いて、爪数を四つとすることを例示したが、その数は限定されるものではなく、少なくとも二つ以上であれば良い。

また、前述の説明では、変形部４２ｂを変形により変化する隙間を有する形状に形成することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、変形部４２ｂとしてゴムやスプリングなどの弾性体を用いることも可能である。

また、実施形態では、移動把持部材４２の移動機構２１ｄとしてシリンダを用いたが、爪３２ａと爪４２ａとを相対的に接近動させ得るものであればよく、例えばモータであっても良い。図４の実施形態にモータを採用した場合には、モータの回転量と、爪４２ａの移動量と、の相関関係を事前に測定しておき、モータの回転量を制御することで、各爪４２ａが、各爪３２ａとの間で、予め設定された必要とする所望の把持力で基板Ｗを把持する位置（前述した正常把持位置）に位置付けられ得るように構成するとよい。この場合、駆動源であるモータと、移動部材４１と、の間に、スプリング部材などの緩衝部材を介在させておくと好ましい。なお、実施形態では、４つのハンド２１のそれぞれに移動機構２１ｄを設け、ハンド２１ごとに開閉動作を行なえるように構成したが、複数のハンド２１に対して１つの移動機構を兼用させるようにしてもよい。複数のハンド２１による基板Ｗの把持動作と解除動作とが、それぞれ同時に行なわれることになる。

また、図８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２において、ピストンロッド２１ｄ１がまだ突出端に達していないと判断されたとき（ＮＯ）、いずれかの検知部２１ｃがオン状態であるか否かを判断するステップを介在させても良い。この場合、全ての検知部２１ｃがオン状態ではないと判断されると処理をステップＳ２に戻し、少なくとも１つ検知部２１ｃがオン状態であると判断されると、ステップＳ６に進ませるようにしても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１２ 第１の搬送ロボット（基板搬送装置）
１５ 第２の搬送ロボット（基板搬送装置）
１８ｂ 制御ユニット（制御部）
２１ ハンド
２１ａ 固定ハンド部材
２１ｂ 移動ハンド部材
２１ｃ 検知部
２１ｄ 移動機構
２１ｄ１ ピストンロッド
３０ 前後進部
３２ 固定把持部材
３２ａ 爪
４０ 反転部
４２ 移動把持部材
４２ａ 爪
４２ｂ 変形部
５０ 昇降回転部
５１ 片持ち梁
５２ 固定梁
Ｗ 基板

Claims (10)

1. 複数の爪を有し、それらの爪を基板の端面に当接させてその基板を把持するハンドと、
   前記複数の爪を相対的に接近動させて前記基板の把持位置に位置付ける移動機構と、
   前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪が前記基板の端面に当接することで変形する変形部と、
   前記変形部の変形量を検知する検知部と、
   制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記移動機構によって前記各爪が前記基板を把持すべき正常把持位置に位置付けられたはずであるという条件下で前記検知部が検出した変化量から前記各爪による前記基板の把持状態を判定することを特徴とする基板把持装置。
2. 前記変形部は、変形により変化する隙間を有する形状に形成されており、
   前記検知部は、前記隙間の変化量を検知することを特徴とする請求項１に記載の基板把持装置。
3. 前記ハンドは、
   前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪を有する固定ハンド部材と、
   前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪を有する移動ハンド部材と、
   を具備し、
   前記変形部は、前記移動ハンド部材の前記爪が前記基板の端面に当接することで変形するように前記移動ハンド部材に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板把持装置。
4. 前記制御部は、前記把持状態が不十分と判定した場合、前記ハンドに対し、前記基板を把持する把持動作をやり直させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板把持装置。
5. 前記把持状態が不十分とは、前記爪による前記基板の把持力が不足している状態であることを特徴とする請求項４に記載の基板把持装置。
6. 基板を基板把持装置で把持して所定の移動路を搬送する基板搬送装置において、
   前記基板把持装置は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の基板把持装置であることを特徴とする基板搬送装置。
7. ハンドが有する複数の爪を基板の端面に当接させてその基板を把持する工程と、
   前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪が前記基板の端面に当接することで変形する変形部の変形量を検知する工程と、
   前記各爪が前記基板を把持すべき正常把持位置に位置付けられたはずであるという条件下での前記変形部の変形量から前記各爪による前記基板の把持状態を判定する判定工程と、
   を有することを特徴とする基板搬送方法。
8. 前記変形部は、変形により変化する隙間を有する形状に形成されており、
   前記検知する工程では、前記隙間の変化量を検知することを特徴とする請求項７に記載の基板搬送方法。
9. 前記ハンドは、
   前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪を有する固定ハンド部材と、
   前記複数の爪のうち少なくとも一つの爪を有する移動ハンド部材と、
   を具備し、
   前記変形部は、前記移動ハンド部材の前記爪が前記基板の端面に当接することで変形するように前記移動ハンド部材に形成されており、
   前記検知する工程では、前記移動ハンド部材の前記爪が前記基板の端面に当接することで変形する前記変形部の変形量を検知することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の基板搬送方法。
10. 前記判定工程において、前記把持状態が不十分と判定した場合、前記ハンドに対し、前記基板を把持する把持動作をやり直させる工程を有することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の基板搬送方法。

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