JP4360961B2 - 基板搬送ロボットおよび基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を片持ち支持しながら搬送する基板搬送ロボットおよびそのロボットを組み込んだ基板処理装置に関する。

上記の基板を搬送する搬送ロボットには種々の方式のものが用いられているが、片持ちのハンドに基板を載置保持して搬送する方式のロボットが多く使用されている。このような方式の搬送ロボットにおいて、基板のなかでも特に大型のガラス基板を搬送する場合には、ハンド自体が大型化するためその自重によって撓みが生じ、そのハンドがガラス基板を載置するときにはさらに大きな曲げモーメント負荷によって大きく撓むこととなる。

このような搬送ロボットにおけるハンドの撓みを矯正するために、ハンド自体を弾性係数の大きな材料（例えばＣＦＲＰ）にて構成するとともに、ハンドをその撓み方向と逆方向に傾けるチルト機構をハンド根元に装備することが行われている（例えば、特許文献１参照）。また、ハンドに歪みゲージを添設し、その歪みゲージからの信号に基づいて変位量を補正するようにハンドの駆動部を制御する技術が特許文献２に開示されている。さらに、特許文献３には、ハンドをチルト機構によって傾けるとともに、ハンドの先端を常に一定の高さ位置に維持するようにロボット本体を上下動させることが開示されている。

図８は、従来の搬送ロボットにおけるハンドの撓みを示す概念図である。図８（ａ）に示す如く、大型ガラス基板用の搬送ロボットによって片持ちされるハンドＨＡはその自重および基板重量によって大きく撓む。この撓みを補正するために、図８（ｂ）に示すように、ハンドＨＡ全体をチルト機構によって撓み方向と逆方向に根元から傾け、ハンドＨＡの根元と先端とが水平となるようにしていた。

特開平７−９９２２５号公報 特開平８−１５０５８０号公報 特開２００３−１３６４４２号公報

基板のサイズが比較的小さい場合には、ハンドＨＡもそれほど大きくないため、ハンドＨＡの根元からチルト機構によって傾けることにより、ハンドＨＡ全体をほぼ水平状態にすることが可能であった。ところが、近年、液晶ガラス基板の大型化が急速に進展しており、第７世代（１８００ｍｍ×２２００ｍｍ）の大型ガラス基板が実用化されようとしている。これ程の大型ガラス基板を搬送する搬送ロボットのハンドは当然に相当大きなサイズを有するものとなり、弾性係数の大きな素材にて構成したとしても図８に示す如くサイズ相応の撓みが発生する。

そして、片持ちされる大型のハンドＨＡをチルト機構によって根元から傾けてその根元と先端とが水平となるようにしても、図８（ｂ）に示すようにハンドＨＡ全体はアーチ型に反った状態となる。このようなアーチ型に撓んだハンドＨＡを基板処理装置の処理室ＰＣにアクセスさせるためには、処理室ＰＣの開口ＯＰを高さ方向に大きくしなければならない。すると、処理室ＰＣ自体も必要以上に高さ方向に大型化することとなる。近年の基板処理装置は、フットプリントをなるべく小さくしてクリーンルーム内の装置設置面積を最小化するべく、処理室を縦方向に配置することが多くなっており、個々の処理室ＰＣの高さが必要以上に高くなることは問題である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ハンド全体をほぼ水平状態に維持することができる基板搬送ロボットおよび基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を片持ち支持しながら搬送する基板搬送ロボットにおいて、基板を載置するハンドと、前記ハンドを片持ち支持する支持手段と、前記支持手段によって片持ち支持される前記ハンドの基端部から先端部に沿って設置され、前記ハンドの撓みを補正する複数の撓み補正機構と、を備え、前記複数の撓み補正機構のうち最も前記先端部側に設置された撓み補正機構については前記ハンドにおける当該撓み補正機構の設置位置から前記先端部までを補正担当範囲として規定するとともに、当該撓み補正機構以外の各撓み補正機構については前記ハンドにおけるその撓み補正機構の設置位置から先端部側に隣接する撓み補正機構の設置位置までを補正担当範囲として規定し、前記複数の撓み補正機構のそれぞれに、その補正担当範囲の両端部が略水平となるように当該補正担当範囲を前記ハンドの撓み方向と逆方向に回動させている。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板搬送ロボットにおいて、前記ハンドに、その基端部から先端部に沿って分割された複数の分割体を連結軸を介して回動自在に順次に連結して備え、前記複数の撓み補正機構のそれぞれを前記連結軸の設置位置に設けている。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板搬送ロボットにおいて、基板を下面から支持する複数の支持ピンのそれぞれを前記複数の撓み補正機構の設置位置に設けている。

また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る基板搬送ロボットにおいて、前記複数の撓み補正機構のそれぞれに圧電素子を含ませている。

また、請求項５の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理装置において、前記所定の処理を行う処理部と、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る基板搬送ロボットと、を備える。

請求項１の発明によれば、複数の撓み補正機構のそれぞれが、その補正担当範囲の両端部が略水平となるように当該補正担当範囲をハンドの撓み方向と逆方向に回動させているため、各補正担当範囲の高低差を低減してハンド全体をほぼ水平状態に維持することができる。

また、請求項２の発明によれば、複数の撓み補正機構のそれぞれをハンドの分割体の連結軸の設置位置に設けているため、各撓み補正機構は分割体をスムースに回動させて補正担当範囲の補正を容易に行うことができる。

また、請求項３の発明によれば、複数の支持ピンのそれぞれを複数の撓み補正機構の設置位置に設けているため、複数の支持ピンを同一水平面内に配列することができ、基板を安定して水平姿勢にて支持することができる。

また、請求項４の発明によれば、複数の撓み補正機構のそれぞれが圧電素子を含むため、迅速かつ正確な撓み補正を行うことができる。

また、請求項５の発明によれば、所定の処理を行う処理部と、請求項１から請求項５のいずれかの発明に係る基板搬送ロボットと、を備えるため、基板処理装置においてハンド全体をほぼ水平状態に維持することができ、その結果、処理部の開口高さを必要最小限とすることができ、処理部の高さ増大を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる基板処理装置の構成を示す図である。この基板処理装置は、複数の処理ユニットを接続して一貫した処理を可能にしたコータ／デベロッパ装置であって、露光機５０、タイトラー６０、およびエッジ露光機７０と接続し、フォトリソグラフィー工程においてレジスト塗布前洗浄からレジスト塗布・露光・現像までを連続して行えるようにするものである。なお、本実施形態の基板処理装置による処理対象となる基板は液晶ガラス基板である。

基板処理装置は、主として、インデクサー部２、洗浄ユニット１０、脱水ベークユニット２０ａ，２０ｂ、レジスト塗布ユニット３０、プリベークユニット４０ａ，４０ｂ、現像ユニット８０およびポストベークユニット９０ａ，９０ｂ、空冷ユニット９９の各処理部と、搬送ロボット４ａ〜４ｅとを備えている。図１の紙面下側に示すインデクサー部２から露光機５０までの行きラインには、洗浄ユニット１０、ポストベークユニット９０ｂ、脱水ベークユニット２０ａ、レジスト塗布ユニット３０、プリベークユニット４０ａ等が配置される。一方、図１の紙面上側に示す露光機５０からの帰りラインには、プリベークユニット４０ｂ、現像ユニット８０、脱水ベークユニット２０ｂ、ポストベークユニット９０ａ、空冷ユニット９９等が配置される。

また、搬送ロボット４ｅの近傍には、露光機５０に対して基板を受け渡す際の受け渡し場所あるいは一時的な待避場所となるバッファ部８ａ〜８ｃが設けられている。この基板処理装置はユニカセット方式であり、インデクサー部２に載置されたカセット３から液晶ガラス基板を取り出して各処理部へ送り出し、各処理工程を終えた基板を同じカセット３に収納する。カセット３からの取り出しおよびカセット３への収納は、基板を保持して旋回可能なアームを備えカセット３の列に沿って移動可能なインデクサーロボット２ａによって行う。

洗浄ユニット１０は、連続枚葉式の処理部であって、搬入部１２、洗浄部１３、液滴除去部１４および搬出部１５からなる。また、搬入部１２の上部には、ＵＶオゾン洗浄室１１が設けられている。すなわち、洗浄ユニット１０の上にＵＶオゾン洗浄室１１が重ねられている。ＵＶオゾン洗浄室１１から搬入部１２まではインデクサーロボット２ａにより基板を搬送する。搬入部１２から搬出部１５までは、コンベアによって基板を搬送しつつ、洗浄や液滴除去等の処理を行う。洗浄部１３では、純水あるいは薬液を用いたブラシ，超音波，高圧スプレー等による洗浄が行われる。なお、コンベアはクリーンルーム内に対応した発塵性の少ないローラコンベアを採用している。

脱水ベークユニット２０ａ，２０ｂは、静止式の処理室、コンベア室（搬送室）および通過室が多段に積み上げられたユニットである。脱水ベークユニット２０ａは、下から、冷却室、搬入用コンベア室、搬出用コンベア室、冷却室、密着強化室の順で多段に室が重ねられたユニットである。脱水ベークユニット２０ｂは、搬送ロボット４ｂを挟んで脱水ベークユニット２０ａと反対側の帰りラインに配置されており、下から、冷却室、通過室、バッファ室、２つの加熱室の順で多段に室が重ねられたユニットである。バッファ室内には、複数の基板を保管することができるように、複数の載置部が設けられている。搬入用コンベア室、搬出用コンベア室および通過室には、それぞれコンベアが配備されている。脱水ベークユニット２０ａの搬入用コンベア室の高さレベルは、洗浄ユニット１０の搬出部１５の高さレベルと同じである。

レジスト塗布ユニット３０は、枚葉式の処理部であって、搬入部３１、スピンコータ部３２、レベリング処理部３３、エッジリンス部３４および搬出部３５からなる。搬入部３１の高さレベルは、脱水ベークユニット２０ａの搬出用コンベア室の高さレベルと同じである。搬入部３１から搬出部３５までは、基板を隣接する処理部へ順送りしてゆくスライダー５ａ〜５ｄによって基板を搬送する。

プリベークユニット４０ａ，４０ｂは、静止式の処理室および搬送室が多段に積み上げられたものである。図２にプリベークユニット４０ａ，４０ｂの構成を示す。プリベークユニット４０ａは、下から、冷却室（ＣＰ）４３ａ、空室、搬入用コンベア室（ＩＮ Ｃ／Ｖ）４１、冷却室（ＣＰ）４３ｂ、加熱室（ＨＰ）４２ａの順で多段に室が重ねられたユニットである。プリベークユニット４０ｂは、搬送ロボット４ｃを挟んでプリベークユニット４０ａと反対側の帰りラインに配置されており、下から、冷却室（ＣＰ）４３ｃ、通過室（ＴＨＲＯＵＧＨ Ｃ／Ｖ）４４、空室、２つの加熱室（ＨＰ）４２ｂ，４２ｃの順で多段に室が重ねられたユニットである。搬入用コンベア室４１および通過室４４には、それぞれコンベアが配備されている。プリベークユニット４０ａの搬入用コンベア室４１の高さレベルは、レジスト塗布ユニット３０の搬出部３５の高さレベルと同じである。

現像ユニット８０は、連続枚葉式の処理部であって、搬入部８１、現像部８２、水洗部８３、乾燥部８４および搬出部８５からなる。搬入部８１から搬出部８５までは、コンベアによって基板を水平方向に搬送する。搬入部８１の高さレベルは、プリベークユニット４０ｂの通過室４４の高さレベルと同じである。

ポストベークユニット９０ａ，９０ｂは、静止式の処理室、搬送室および通過室が多段に積み上げられたユニットである。ポストベークユニット９０ａは、下から、冷却室、搬入用コンベア室、搬出用コンベア室、２つの加熱室の順で多段に室が重ねられたユニットである。ポストベークユニット９０ｂは、搬送ロボット４ａを挟んでポストベークユニット９０ａと反対側の行きラインに配置されており、下から、冷却室、通過室、バッファ室、空室、加熱室の順で多段に室が重ねられたユニットである。バッファ室内には、複数の基板を保管することができるように、複数の載置部が設けられている。搬入用コンベア室、搬出用コンベア室および通過室には、それぞれコンベアが配備されている。ポストベークユニット９０ａの搬入用コンベア室の高さレベルは、脱水ベークユニット２０ｂの通過室、現像ユニット８０の搬出部８５およびプリベークユニット４０ｂの通過室４４の高さレベルと同じである。また、ポストベークユニット９０ａの搬出用コンベア室の高さレベルは、空冷ユニット９９の高さレベルと同じである。

搬送ロボット４ａ〜４ｅは、基板Ｗを片持ち支持しながら搬送するロボットであり、旋回することはできるが水平方向に移動するような機構は有していない、いわゆるクラスタタイプのロボットである。図３は、搬送ロボット４ｃの平面図である。搬送ロボット４ｃは、旋回と昇降が可能な胴部５１と、胴部５１から延びて屈伸動作を行うセグメント部５２と、セグメント部５２の先端に装着され基板Ｗを載置して保持するハンド５３とを有している。胴部５１が図３の矢印ＡＲ３１に示すように旋回することによってハンド５３がプリベークユニット４０ａまたはプリベークユニット４０ｂに正対する。また、胴部５１が昇降することによってハンド５３が図２の矢印ＡＲ２１に示すように多段に積層された各室の高さ位置に昇降する。さらに、セグメント部５２が屈伸動作を行うことによってハンド５３が図３の矢印ＡＲ３２に示すように水平方向に進退移動を行う。このような各動作によって、搬送ロボット４ｃは、プリベークユニット４０ａ，４０ｂに多段に積層された各室に対して旋回と昇降の動作をして正対し、ハンド５３の進退移動および胴部５１の上下動により基板Ｗの取り替えまたは受渡しの動作をして基板Ｗを移動させる。なお、搬送ロボット４ｃは、２つのハンド５３を上下に所定の間隔を隔てて備え、それぞれを共通の胴部５１に設けられた別個のセグメント部５２によって相互に独立に進退移動させる、いわゆるダブルアームタイプの構成を採用している（図２参照）。また、他の搬送ロボット４ａ，４ｂ，４ｄ，４ｅについても搬送ロボット４ｃと同様の構成を備えており、同様の動作を行う。

スライダー５ａ〜５ｄは、矩形運動により基板Ｗの位置を一方向に対して所定距離だけスライドさせるものであり、レジスト塗布ユニット３０の各部間に設けられている。例えば、搬入部３１とスピンコータ部３２との間に配置されるスライダー５ａは、両腕を広げて搬入部３１から基板Ｗをすくい上げ、スピンコータ部３２に水平移動して基板Ｗを下ろす。これをスライダー５ａ〜５ｄが繰り返すことによって、搬入部３１から搬出部３５まで基板Ｗが順次搬送される。

次に、搬送ロボット４ａ〜４ｅのハンド構成についてさらに詳細に説明する。図４は、搬送ロボット４ｃの要部側面図である。なお、同図においては、搬送ロボット４ｃがセグメント部５２を伸長させている状態、つまりプリベークユニット４０ａ，４０ｂのいずれかの室にアクセスしている状態を示している。また、以下は搬送ロボット４ｃを例示して説明するが、他の搬送ロボット４ａ，４ｂ，４ｄ，４ｅについても同様の構成を備えている。

ハンド５３は、セグメント部５２の先端にハンド支持部５４を介して取り付けられている。すなわち、セグメント部５２の先端に直接装着されているのはハンド支持部５４であり、そのハンド支持部５４によってハンド５３が片持ち支持されている。

図５は、ハンド支持部５４およびハンド５３の部分拡大図である。本実施形態において、ハンド５３はその基端部から先端部に沿って５つのハンド分割体５３ａ〜５３ｅに分割されている。なお、図３に示すように、ハンド５３は４本のフィンガーを備えており、各フィンガーごとに５つのハンド分割体５３ａ〜５３ｅに分割されている。但し、ハンド５３の基端部に位置するハンド分割体５３ａについては４本のフィンガーに共通の部材として設けられている。すなわち、ハンド５３の基端部を構成するハンド分割体５３ａは櫛歯状部材であり、そのハンド分割体５３ａの４本の櫛歯のそれぞれに４つの長尺状のハンド分割体５３ｂ〜５３ｅが連設されている。

ハンド分割体５３ａの基端部は、支持軸５４ａによってハンド支持部５４に回動自在に軸着されている。また、ハンド支持部５４にはボールネジ５４ｃを回転駆動するモータ５４ｂが内蔵されている。そして、このボールネジ５４ｃは、傾斜面を有するスライド部材５５に連結されたナット５５ａと螺合している。従って、モータ５４ｂがボールネジ５４ｃを正逆回転させることにより、スライド部材５５が矢印ＡＲ５１に示すように水平方向に沿ってスライド移動する。一方、ハンド分割体５３ａの下部には傾斜面を有するカムプレート５６が固設されている。このカムプレート５６の傾斜面とスライド部材５５の傾斜面とは摺動自在に当接している。このような構成により、モータ５４ｂがボールネジ５４ｃを正逆回転させてスライド部材５５を水平方向にスライド移動させることにより、スライド部材５５の傾斜面に沿ってカムプレート５６が摺動して昇降する。その結果、図５の矢印ＡＲ５２にて示すように、ハンド分割体５３ａが支持軸５４ａを中心にして鉛直面内にて回動する。

本実施形態においては、支持軸５４ａによってハンド支持部５４にハンド分割体５３ａを回動自在に軸着するとともに、カムプレート５６と当接するスライド部材５５をスライド移動させることによってハンド５３全体の傾きを修正するチルト機構６１を実現している。つまり、ハンド５３の最も基端部側にはカム機構を備えてハンド５３全体の傾きを補正するチルト機構６１が設けられている。なお、このチルト機構６１は、ハンド分割体５３ａの撓み補正機構としても機能するのであるが、これについてはさらに後述する。

ハンド分割体５３ａの４本の櫛歯のそれぞれの先端にはハンド分割体５３ｂ〜５３ｅが連結軸５７を介して順次に回動自在に連結されている。すなわち、ハンド分割体５３ａの先端部にはハンド分割体５３ｂの基端部が回動自在に連結され、ハンド分割体５３ｂの先端部にはハンド分割体５３ｃの基端部が回動自在に連結され、以下同様に、ハンド分割体５３ｃの先端部にはハンド分割体５３ｄの基端部が回動自在に連結され、ハンド分割体５３ｄの先端部にはハンド分割体５３ｅの基端部が回動自在に連結される。そして、それぞれの連結部では連結軸５７を介して二つのハンド分割体が蝶着されてヒンジ構造に構成されている。

図６は、２つのハンド分割体の連結部を下面から視た図である。同図は、ハンド分割体５３ａとハンド分割体５３ｂとの連結部を示しているが、他のハンド分割体の連結部についても同様である。図６に示すように、ハンド分割体５３ａおよびハンド分割体５３ｂの互いの凹凸を嵌合させてその嵌合部分を１本の連結軸５７によって横貫し、当該連結軸５７に２つのハンド分割体５３ａ，５３ｂを回動自在に軸着している。これにより、２つのハンド分割体５３ａ，５３ｂは互いに開閉自在に蝶着されることとなる。

このような蝶着構造を有する２つのハンド分割体５３ａ，５３ｂのそれぞれの下面にはその幅方向のほぼ中央部に挟持部材５８ａ，５８ｂが相対向するように立設されている。２つの挟持部材５８ａ，５８ｂの間には圧電素子５９が挟持されている。圧電素子５９は、電圧を印加することによって機械的ひずみを生ずる素子であり、例えばＰＺＴ（チタン酸鉛とジルコン酸鉛とを混合したセラミックス）等を用いることができる。圧電素子５９には、図示を省略する電気配線を介して所定の電圧を印加することができる。

電圧が印加された圧電素子５９は、その印加電圧に応じて図５の矢印ＡＲ５３にて示すように高い応答速度にて伸長する。圧電素子５９が伸長すると２つの挟持部材５８ａ，５８ｂの間隔が押し拡げられ、蝶着構造にて接続された２つのハンド分割体５３ａ，５３ｂが矢印ＡＲ５４にて示すように下を凸とするように回動する。

また、２つのハンド分割体５３ａ，５３ｂのそれぞれの下面にはその幅方向に沿って圧電素子５９の両側にストッパ６５ａ，６５ｂが相対向するように設置されている（図６）。２つのハンド分割体５３ａ，５３ｂが上を凸とするように回動するときには、ストッパ６５ａ，６５ｂが互いに当接することによってハンド分割体５３ａ，５３ｂの回動を規制し、両ハンド分割体５３ａ，５３ｂが一定角度以上に上を凸として回動することを防止している。

また、ハンド分割体５３ａ，５３ｂの上面のうち圧電素子５９の設置位置の直上に基板Ｗを下面から支持する支持ピン６６が立設されている。ここの例では、ハンド分割体５３ａの先端凸部の上面に支持ピン６６が立設されている。

このような圧電素子５９を有する撓み補正機構６２は、ハンド分割体５３ａ，５３ｂ間だけでなく、ハンド分割体５３ｂ，５３ｃ間、ハンド分割体５３ｃ，５３ｄ間およびハンド分割体５３ｄ，５３ｅ間のそれぞれの連結部（連結軸５７の設置位置）に配置されている。すなわち、ハンド支持部５４によって片持ち支持されるハンド５３の基端部から先端部に沿って撓み補正機構として機能するチルト機構６１および４つの撓み補正機構６２が設置されることとなる（なお、正確には、チルト機構６１は１つであるが、撓み補正機構６２は４本のフィンガーのそれぞれに４つずつ設けられている）。そして、各撓み補正機構６２はハンド分割体５３ａ〜５３ｅの連結部のそれぞれに設けられることとなる。したがって、ハンド分割体５３ａ，５３ｂ間、ハンド分割体５３ｂ，５３ｃ間、ハンド分割体５３ｃ，５３ｄ間およびハンド分割体５３ｄ，５３ｅ間のそれぞれを下を凸とするように回動させることができる。また、ハンド分割体５３ａ，５３ｂ間、ハンド分割体５３ｂ，５３ｃ間、ハンド分割体５３ｃ，５３ｄ間およびハンド分割体５３ｄ，５３ｅ間のそれぞれの下面には回動規制部材たるストッパ６５ａ，６５ｂが設置され、上面には支持ピン６６が立設されている（図４）。

以上のような構成を有するハンド５３においても、ハンド支持部５４によって片持ち支持される方式であるため撓みが生じる。この撓みの内容をより細分化すると、ハンド５３全体の傾きと、ハンド５３自身の自重およびハンド５３が基板Ｗを載置したときの基板Ｗの重みに起因した撓みとに分解される。このうち、ハンド５３全体の傾きについてはハンド５３の基端部に設けられたチルト機構６１によって補正される。

一方、ハンド５３の自重および被搬送基板Ｗの重量に起因した撓みについては以下のように補正している。まず、ハンド５３が基板Ｗを保持していないときにも自重によってハンド５３に撓みが生じるのであるが、補正機構として機能するチルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれがハンド５３の撓み方向と逆方向に、つまり各ハンド分割体間の下が凸となるようにハンド分割体５３ａ〜５３ｅを回動させている。具体的には、チルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれに補正担当範囲が設定されており、チルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれは、その補正担当範囲の両端部が水平となるように当該補正担当範囲をハンド５３の撓み方向と逆方向に回動させる。

ここで、ハンド５３の最も先端部側に設置された撓み補正機構６２（ハンド分割体５３ｄとハンド分割体５３ｅとの間の撓み補正機構６２）については、ハンド５３における当該撓み補正機構６２の設置位置からハンド５３の先端部までが補正担当範囲として設定される。つまり、ハンド分割体５３ｅが当該最先端部側の撓み補正機構６２の補正担当範囲として設定される。一方、上記最先端部側の撓み補正機構６２以外の撓み補正機構６２およびチルト機構６１のそれぞれについてはハンド５３におけるその撓み補正機構６２またはチルト機構６１の設置位置から先端部側に隣接する撓み補正機構６２の設置位置までが補正担当範囲として設定される。つまり、チルト機構６１についてはハンド分割体５３ａが補正担当範囲として設定され、ハンド分割体５３ａ，５３ｂ間の撓み補正機構６２についてはハンド分割体５３ｂが、ハンド分割体５３ｂ，５３ｃ間の撓み補正機構６２についてはハンド分割体５３ｃが、ハンド分割体５３ｃ，５３ｄ間の撓み補正機構６２についてはハンド分割体５３ｄが、それぞれ補正担当範囲として設定される。そして、チルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれは、その補正担当範囲（各ハンド分割体）の両端部が水平となるように当該補正担当範囲をハンド５３の撓み方向と逆方向に回動させることによって、図７に示すように、ハンド５３の撓みを補正してハンド５３をほぼ水平な状態に維持することができる。なお、かかる補正を行ってハンド５３全体をほぼ水平な状態に維持したとしてもハンド分割体５３ａ〜５３ｅの個々においては若干の撓みが生じ、図７では理解容易のためそれら個々の撓みを誇張して記載している。

ところで、ハンド５３の自重および材質は一定であるため、その撓み量もほぼ一定となる。従って、各ハンド分割体の両端部が水平となるような回動量を予め実験やシミュレーション等によって求めておき、その回動量を実現することができるスライド部材５５の移動量および圧電素子５９への印加電圧を基板不支持状態の設定値として搬送ロボット４ｃの制御部のメモリに記憶させておき、ハンド５３が基板Ｗを載置していないときにはその設定値に従って該制御部がチルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれを制御することにより、ハンド５３の撓みを補正してハンド５３をほぼ水平な状態に維持することができる。なお、基板不支持状態の設定値を実際に搬送ロボット４ｃを稼働させる前のティーチングによって修正できることは勿論である。

次に、上述のようにしてほぼ水平な状態に維持されたハンド５３が基板Ｗを載置保持したときには、基板Ｗの重量によってハンド５３に新たな曲げモーメントが作用し、ハンド５３がさらに撓もうとする。このときにもチルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれが、その補正担当範囲（各ハンド分割体）の両端部が水平となるように当該補正担当範囲をハンド５３の撓み方向と逆方向にさらに回動させることによってハンド５３の撓みを補正してハンド５３をほぼ水平な状態に維持することができる。

基板Ｗの重量はそのサイズが同じである限りほぼ一定であるため、基板Ｗを載置することによってハンド５３に作用する新たな曲げモーメント量もほぼ一定となる。よって、ハンド５３が基板Ｗを載置保持したときにも各ハンド分割体の両端部が水平となるような回動量を予め実験やシミュレーション等によって求めておき、その回動量を実現することができるスライド部材５５の移動量および圧電素子５９への印加電圧を基板載置状態の設定値として搬送ロボット４ｃの制御部のメモリに記憶させておき、ハンド５３が基板Ｗを載置した時点でその基板載置状態の設定値に切り替えて該制御部がチルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれを制御することにより、ハンド５３が基板Ｗを載置保持したときにもその撓みを補正してハンド５３をほぼ水平な状態に維持することができる。なお、基板載置状態の設定値を実際に搬送ロボット４ｃを稼働させる前のティーチングによって修正できることは勿論である。

以上のように、本実施形態においては、ハンド５３をその基端部から先端部に沿って複数のハンド分割体５３ａ〜５３ｅに分割するとともに、それぞれのハンド分割体を連結軸５７を介して回動自在に順次に連結している。また、ハンド５３の基端部にチルト機構６１を設けるとともに、ハンド分割体５３ａ〜５３ｅの連結部のそれぞれに撓み補正機構６２を配置している。そして、チルト機構６１および４つの撓み補正機構６２のそれぞれがその補正担当範囲（各ハンド分割体５３ａ〜５３ｅ）の両端部が水平となるように当該補正担当範囲をハンド５３の撓み方向と逆方向に回動させることによって、ハンド５３の撓みを補正してハンド５３全体をほぼ水平な状態に維持している。換言すれば、ハンド５３の基端部に設けられたチルト機構６１だけでなく、複数の撓み補正機構６２によってハンド５３の撓み補正を細分化して行っているのである。このため、図７に示した如く、各ハンド分割体５３ａ〜５３ｅのそれぞれは若干アーチ型に撓むものの、その高低差は従来のように基端部のチルト機構のみによって撓み補正を行った場合に生じるハンド全体の高低差（図８（ｂ）参照）に比較して著しく小さくすることができ、ハンド５３全体としてはほぼ水平な状態を維持することができる。その結果、アクセス対象となる処理ユニットの処理室の開口を必要最小限にすることができ、処理室自体の高さが必要以上に大きくなるのを抑制することができ、ひいては処理室の縦方向への配置数を多くして基板処理装置全体のフットプリントを小さくすることができる。

また、本実施形態では、支持ピン６６を撓み補正機構６２のそれぞれの設置位置に設けている。各撓み補正機構６２の設置位置はその基端部側に隣接する撓み補正機構６２の補正担当範囲の先端部に相当するため、すべての撓み補正機構６２は同一水平面内に位置することとなる。従って、支持ピン６６は同一水平面内に配列されることとなり、基板Ｗを安定して確実に水平姿勢にて載置保持することができる。

また、各撓み補正機構６２を応答速度が速く変位量が正確な圧電素子５９にて構成しているため、ハンド５３が基板Ｗを保持したときにも迅速かつ正確にハンド５３をほぼ水平な状態に維持することができる。

また、ストッパ６５ａ，６５ｂによって各ハンド分割体が下を凸とするように回動するのを防止しているため、圧電素子５９に大きな応力が作用して破損するのを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、ハンド５３を基端部から先端部に沿って５つのハンド分割体５３ａ〜５３ｅに分割するとともに、それぞれの分割位置に撓み補正機構６２を設けるようにしていたが、ハンド５３の分割数は搬送対象となる基板Ｗのサイズに応じて任意のものとすることができる。ハンド５３の分割数を多くするほど、各ハンド分割体の撓み量を少なくしてハンド５３全体をより水平な状態に維持できることとなるが、撓み補正機構自体の重量が増加するとともに構成が複雑となるため、処理室の開口を必要最小限にすることができる程度の分割数とすることが好ましい。

また、ハンド５３のフィンガー数（分岐数）も搬送対象となる基板Ｗのサイズに応じて任意のものとすることができる。

また、上記実施形態においては、ハンド５３を基端部から先端部に沿って複数のハンド分割体５３ａ〜５３ｅに分割していたが、ハンド５３を一体の部材としてその下面に基端部から先端部に沿って複数の圧電素子５９を埋設するようにしても良い。その埋設位置は上記実施形態における撓み補正機構６２の設置位置と同じとして良い。このようにしても、各圧電素子５９がそれよりも先端側に隣接する圧電素子５９までの補正担当範囲の両端部が水平となるように伸長することによってハンド５３をほぼ水平な状態に維持することができる。

また、ハンド５３は片持ち支持されているため、通常ハンド５３が基板Ｗを載置した瞬間に自由振動が生じる。このときに、圧電素子５９に印加する電圧を当該自由振動を打ち消すことができるような固有の波形とすることにより、ハンド５３の振動を減衰させて安定した基板Ｗの搬送を行うことができる。

また、撓み補正機構６２としては圧電素子５９に限定されるものではなく、例えば磁歪素子等の他の電気機械変換素子を用いるものであっても良い。採用する素子としては、圧電素子の如く、応答速度が速く変位量を正確に制御することができるものが好ましい。

また、チルト機構６１としては上記実施形態の如きカム機構を利用したものに限定されず、公知の種々の回動機構を採用することができる。

また、上記実施形態においては、ハンド５３に基板Ｗを載置していない段階から圧電素子５９に電圧を印加するようにしていたが、基板Ｗを載置していないときには圧電素子５９自体の寸法を調節してハンド５３をほぼ水平な状態に維持し、基板Ｗを載置してより大きな曲げモーメントがハンド５３に作用したときにのみ圧電素子５９に電圧を印加するようにしても良い。

また、本発明に係る搬送ロボットを組み込む装置は上記実施形態の基板処理装置に限定されるものではなく、基板Ｗに所定の処理を行う処理ユニットを備えた任意の装置に本発明に係る搬送ロボットを組み込むことができる。

さらに、本発明に係る搬送ロボットによって搬送対象となる基板Ｗは液晶ガラス基板に限定されるものではなく、半導体ウェハであっても良い。

本発明にかかる基板処理装置の構成を示す図である。 図１の基板処理装置のプリベークユニットの構成を示す図である。 図１の基板処理装置の搬送ロボットの平面図である。 図１の基板処理装置の搬送ロボットの要部側面図である。 ハンド支持部およびハンドの部分拡大図である。 ２つのハンド分割体の連結部を下面から視た図である。 ハンドの撓み補正を細分化した状態を示す図である。 従来の搬送ロボットにおけるハンドの撓みを示す概念図である。

符号の説明

２ インデクサー部
１０ 洗浄ユニット
２０ａ，２０ｂ 脱水ベークユニット
３０ レジスト塗布ユニット
４０ａ，４０ｂ プリベークユニット
５３ ハンド
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ ハンド分割体
５４ ハンド支持部
５５ スライド部材
５６ カムプレート
５７ 連結軸
５９ 圧電素子
６１ チルト機構
６２ 撓み補正機構
６６ 支持ピン
８０ 現像ユニット
９０ａ，９０ｂ ポストベークユニット
９９ 空冷ユニット
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 搬送ロボット
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 基板を片持ち支持しながら搬送する基板搬送ロボットであって、
   基板を載置するハンドと、
   前記ハンドを片持ち支持する支持手段と、
   前記支持手段によって片持ち支持される前記ハンドの基端部から先端部に沿って設置され、前記ハンドの撓みを補正する複数の撓み補正機構と、
   を備え、
   前記複数の撓み補正機構のうち最も前記先端部側に設置された撓み補正機構については前記ハンドにおける当該撓み補正機構の設置位置から前記先端部までが補正担当範囲として規定されるとともに、当該撓み補正機構以外の各撓み補正機構については前記ハンドにおけるその撓み補正機構の設置位置から先端部側に隣接する撓み補正機構の設置位置までが補正担当範囲として規定され、
   前記複数の撓み補正機構のそれぞれは、その補正担当範囲の両端部が略水平となるように当該補正担当範囲を前記ハンドの撓み方向と逆方向に回動させることを特徴とする基板搬送ロボット。
2. 請求項１記載の基板搬送ロボットにおいて、
   前記ハンドは、その基端部から先端部に沿って分割された複数の分割体を連結軸を介して回動自在に順次に連結して備え、
   前記複数の撓み補正機構のそれぞれを前記連結軸の設置位置に設けることを特徴とする基板搬送ロボット。
3. 請求項１または請求項２記載の基板搬送ロボットにおいて、
   基板を下面から支持する複数の支持ピンのそれぞれを前記複数の撓み補正機構の設置位置に設けることを特徴とする基板搬送ロボット。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板搬送ロボットにおいて、
   前記複数の撓み補正機構のそれぞれは圧電素子を含むことを特徴とする基板搬送ロボット。
5. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
   前記所定の処理を行う処理部と、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板搬送ロボットと、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。

Images