JP6559976B2 - 基板搬送ロボットおよび基板処理システム - Google Patents

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Description

本発明は、ロボットアームに基板保持装置が装着された基板搬送ロボットおよび同基板搬送ロボットを備えた基板処理システムに関する。
従来、半導体製造用ウェハなどの基板をロボットで搬送する技術が広く用いられている。ここで、半導体を製造する際には、ウェハの洗浄処理、成膜処理、加熱処理、エッチング処理など、各種の処理工程が実施される。各処理工程は、それぞれ異なる処理装置で実施されるため、複数の処理装置の間でウェハを搬送する必要ある。
上述のウェハ搬送にロボットが用いられ、半導体製造プロセスにおいては周囲雰囲気に高い清浄度が求められるため、ロボットの使用による無人化のメリットは大きい。
また、半導体製造のスループットをあげるために、ウェハ搬送時のタクトタイムを短縮することが求められている。ウェハ搬送時のタクトタイムを短縮するための技術として、ロボットアームに装着された１つのハンドで複数枚のウェハを同時に搬送するロボットがある。この種のロボットは、例えば、ＦＯＵＰ内に収容された多数のウェハから、１つのハンドによって複数枚のウェハを保持して同時に取り出し、処理装置側のウェハ載置棚に同時に搬送する（特許文献１）。
ところで、半導体製造時の各種の処理工程の中には、複数枚のウェハを同時に処理する工程（バッチ処理工程）と、ウェハを一枚ずつ処理する工程（枚葉処理工程）とがある。バッチ処理工程に関連してウェハを搬送する場合においては、複数枚のウェハを同時に搬送する上述のロボットが適している。
一方、枚葉処理工程に関連してウェハを搬送する場合には、処理工程がウェハ一枚毎に実施されるため、処理済みのウェハと未処理のウェハとをそれぞれ一枚ずつ搬送する方が有利な場合がある。この場合には、複数枚のウェハを同時に搬送する方式の上述のロボットは適していない。
特許文献２には、一枚の処理済み基板の搬出と一枚の未処理基板の搬入とを同時に行う技術として、上下方向の間隔を変更可能な一対のハンド（Ｕ字状のブレード部材）を備えた基板保持装置が記載されている。この基板保持装置は、下側のハンドをウェハ保持状態とし、上側のハンドをウェハ非保持状態として、ハンド同士の上下間隔を拡げることにより、下側のハンドで保持したウェハを下段の空の棚に載置し、これと同時に、上側の空のハンドで、上段の棚に載置されたウェハを受け取ることができる。
特開２００４−３１１８２１号公報 特開平７−２９７２５５号公報
ところで、ハンド上にウェハを固定して保持するための固定機構の一つとして、エッジグリップ方式の固定機構がある。このエッジグリップ方式の固定機構は、例えば、ハンドを構成するブレード部材に設けた固定挟持部と、ウェハを押圧して固定挟持部と共にウェハを挟持するための可動挟持部とを有している。
エッジリップ方式の固定機構を有するハンドを用いてウェハを受け取る際には、棚に載置されたウェハの下方にブレード部材を進入させる。このとき、ブレード部材の固定挟持部がウェハの遠位側の縁部の位置を僅かに超えるまでブレード部材を前進させる。
もし、ブレード部材の固定挟持部をウェハの遠位側の縁部の位置にぴったりと合せようとした場合、ロボットアームの撓みやティーチングの誤差などに起因して、固定挟持部がウェハの遠位側の縁部の位置よりも手前に位置決めされてしまう可能性がある。
このようにブレード部材の固定挟持部がウェハの遠位側の縁部の位置よりも手前に位置している状態で、ウェハを受け取るためにブレード部材を上昇させると、固定挟持部を形成するための突状部分の上にウェハが乗り上げてしまい、ウェハを受け取ることができない。
この点に関連して、特許文献２に記載の従来技術は、上述したように、下側のハンドで保持したウェハを下側の段に載置する基板載置動作と、上側の空のハンドで上側の段のウェハを受け取る基板受取り動作とを同時に行うものである。
もし仮に特許文献２の技術にエッジグリップ方式のハンドを適用した場合、棚へのハンド進入時において、基板受取り動作に適した位置に上側のハンドを位置決めしてしまうと、下側のハンドが基板載置動作に適した位置から遠位側に外れてしまい、逆に、基板載置動作に適した位置に下側のハンドを位置決めすると、上側のハンドが基板受取り動作に適した位置から近位側に外れてしまうという問題がある。
このように従来の技術では、エッジグリップ方式で基板を保持する基板保持装置を備えた基板搬送ロボットにおいて、基板搬送時のタクトタイムを短縮することができなかった。
本発明は、上述した従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであって、ロボットアームに装着された基板保持装置における基板の固定方式の種類にかかわらず、基板搬送時のタクトタイムを短縮することができる基板搬送ロボットおよび同ロボットを備えた基板搬送システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、基板を保持して搬送するための基板搬送ロボットであって、ロボットアームと、前記ロボットアームに装着された基板保持装置と、前記ロボットアームおよび前記基板保持装置を制御するための制御装置と、を備え、前記基板保持装置は、上下方向に配置され、それぞれが前記基板を保持できる一対のブレード部材と、前記一対のブレード部材のそれぞれに設けられ、前記基板の縁部に当接される固定挟持部と、前記基板を押圧して前記固定挟持部と共に前記基板を挟持するための可動挟持部と、前記一対のブレード部材の一方を前記一対のブレード部材の他方に対して上下方向に相対的に移動させるためのブレード昇降手段と、を有し、前記制御手段は、前記一対のブレード部材の一方を基板保持状態とし、前記一対のブレード部材の他方を基板非保持状態として、上段および下段を有する基板載置構造に前記一対のブレード部材を進入させるブレード部材進入動作と、前記上段および前記下段の一方に載置された前記基板を前記基板非保持状態にある前記ブレード部材で受け取る基板受取り動作と、前記基板保持状態にある前記ブレード部材の前記基板を前記上段および前記下段の他方に載置する基板載置動作と、を前記ロボットアームおよび前記基板保持装置に実施させ、前記基板受取り動作により前記基板を受け取るタイミングと、前記基板載置動作により前記基板を載置するタイミングとをずらす、ことを特徴とする。
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記制御装置は、前記基板受取り動作において、前記ブレード部材の前記固定挟持部が前記基板載置構造に載置された前記基板の遠位側の縁部の位置を超えるまで前記ブレード部材を前進させ、しかる後に前記基板非保持状態にある前記ブレード部材を上昇させて前記基板を前記ブレード部材で受け取るように、前記ロボットアームおよび前記基板保持装置を制御する、ことを特徴とする。
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、一対の前記可動挟持部は、互いに独立して駆動可能である、ことを特徴とする。
本発明の第４の態様は、第１乃至第３のいずれかの態様において、前記基板搬送ロボットは、さらに、前記一対のブレード部材を同時に昇降可能なサーボモータを有するＺ軸昇降手段を備え、前記基板受取り動作は、前記Ｚ軸昇降手段を用いて実施される、ことを特徴とする。
本発明の第５の態様は、第１乃至第４のいずれかの態様において、前記基板受取り動作は、前記一対のブレード部材のうちの上側のブレード部材で実施される、ことを特徴とする。
本発明の第６の態様は、第１乃至第５のいずれかの態様において、前記基板保持装置は、前記一対のブレード部材が上下方向に配置された第１稼働状態と、前記一対のブレード部材が上下方向から外れた位置に配置され、単一の前記ブレード部材を前記基板載置構造に進入可能とする第２稼働状態とを切り換え可能に構成されている、ことを特徴とする。
本発明の第７の態様は、第１乃至第６のいずれかの態様において、前記制御装置は、前記基板受取り動作および前記基板載置動作に先立って、前記一対のブレード部材の両方を基板非保持状態として、前記ブレード昇降手段によって下側の前記ブレード部材を上昇させることにより、前記基板載置構造の最下段に載置された前記基板を受け取る最下段基板受取り動作を、前記ロボットアームおよび前記基板保持装置に実施させる、ことを特徴とする。
本発明の第８の態様は、第１乃至第７のいずれかの態様において、前記一対のブレード部材の両方が、前記ブレード昇降手段によって昇降駆動される、ことを特徴とする。
本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記ブレード昇降手段は、前記一対のブレード部材のそれぞれを独立して昇降駆動することができる、ことを特徴とする。
本発明の第１０の態様は、第８または第９の態様において、前記ブレード昇降手段は、前記一対のブレード部材のそれぞれを昇降駆動するための一対の流体圧シリンダを有し、上側の前記ブレード部材のための前記流体圧シリンダは、そのピストンが下向きとなるように配置されており、下側の前記ブレード部材のための前記流体圧シリンダは、そのピストンが上向きとなるように配置されている、ことを特徴とする。
本発明の第１１の態様は、第１乃至第７のいずれかの態様において、前記一対のブレード部材のうちの一方のみが、前記ブレード昇降手段によって昇降駆動される、ことを特徴とする。
本発明の第１２の態様は、第１１の態様において、前記ブレード昇降手段は、前記一対のブレード部材のうちの一方を昇降駆動するための流体圧シリンダを有し、前記一対のブレード部材のうちの他方は、前記流体圧シリンダのピストンが位置する側と反対側に位置している、ことを特徴とする。
本発明の第１３の態様は、第１１または第１２の態様において、前記ブレード昇降手段によって昇降駆動されない前記ブレード部材の先端部に設けた基板センサを有する基板検出手段をさらに備えた、ことを特徴とする。
本発明の第１４の態様は、第１乃至第１３のいずれかの態様において、前記ブレード昇降手段によって昇降駆動される前記ブレード部材の先端部に設けた基板センサを有する基板検出手段をさらに備えた、ことを特徴とする。
本発明の第１５の態様は、第１乃至第１４のいずれかの態様において、前記基板保持装置は、上下方向に配置された一対のハンドを有し、前記一対のハンドのそれぞれが前記ブレード部材を有し、前記一対のハンドのそれぞれは、互いに上下間隔が固定された複数の前記ブレード部材を有する、ことを特徴とする。
本発明の第１６の態様は、第１乃至第１５のいずれかの態様による基板搬送ロボットと、種類の異なる複数の前記基板載置構造と、を備えた基板処理システムであって、複数の前記基板載置構造における基板載置ピッチが同一である、ことを特徴とする。
なお、上述の基板載置構造には、上下方向に少なくとも二枚の基板を載置できる各種の構造が含まれ、例えば、ＦＯＵＰなどの基板収容容器、処理装置ポートとしての基板載置棚（ウェハボード）、バッファ式アライナ、などが含まれる。ここで、バッファ式アライナとは、基板の回転機構の上方で次の基板を待機させるための基板昇降機構を備えたアライナである。
本発明によれば、ロボットアームに装着された基板保持装置における基板の固定方式の種類にかかわらず、基板搬送時のタクトタイムを短縮することができる基板搬送ロボットおよび同ロボットを備えた基板搬送システムを提供することができる。
本発明の一実施形態による基板搬送ロボットを模式的に示した斜視図。 図１に示した基板搬送ロボットのハンドの内部構造を説明するための模式的な断面図であって、上下ブレード部材の上下間隔を最大にした状態を示した図。 図１に示した基板搬送ロボットのハンドの内部構造を説明するための模式的な断面図であって、上下ブレード部材の上下間隔を最小にした状態を示した図。 図１に示した基板搬送ロボットの上ハンドを拡大して示した模式的な平面図。 図１に示した基板搬送ロボットの基板保持装置によって基板を保持した状態を説明するための模式的な平面図。 図１に示した基板搬送ロボットの基板保持装置が第２稼働状態にある様子を示した模式的な平面図であり、上ハンドが進入方向を向いた状態を示した図。 図１に示した基板搬送ロボットの基板保持装置が第２稼働状態にある様子を示した模式的な平面図であり、下ハンドが進入方向を向いた状態を示した図。 図１に示した基板搬送ロボットの一変形例の基板保持装置が第２稼働状態にある様子を示した模式的な平面図であり、上ハンドが進入方向を向いた状態を示した図。 図１に示した基板搬送ロボットの一変形例の基板保持装置が第２稼働状態にある様子を示した模式的な平面図であり、下ハンドが進入方向を向いた状態を示した図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、未処理の基板を載置し、処理済みの基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際のさらに他の動作を説明するための模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際のさらに他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際のさらに他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際のさらに他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際のさらに他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、基板載置構造の最下段の基板を受け取る際の動作を説明するための模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、基板載置構造の最下段の基板を受け取る際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、基板載置構造の最下段の基板を受け取る際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、基板載置構造の最下段の基板を受け取る際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、基板載置構造の最下段の基板を受け取る際の他の動作を説明するための模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、基板載置構造の最下段の基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットを用いて、基板載置構造の最下段の基板を受け取る際の他の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットの他の変形例の基板保持装置の構造を説明するための模式的な断面図。 図１に示した基板搬送ロボットの他の変形例の基板保持装置の構造を説明するための模式的な断面図。 図１に示した基板搬送ロボットの他の変形例の基板保持装置を説明するための模式的な断面図。 図１に示した基板搬送ロボットの他の変形例の基板保持装置および基板検出手段を説明するための模式的な断面図。 図１８に示した基板搬送ロボットの基板保持装置および基板検出手段を説明するための模式的な平面図。 図１８および図１９に示した基板搬送ロボットを用いて単一の基板を検出する際の動作を説明するための模式的な断面図。 図１８および図１９に示した基板搬送ロボットを用いて単一の基板を検出する際の動作を説明するための他の模式的な断面図。 図１に示した基板搬送ロボットの他の変形例の基板保持装置および基板検出手段を説明するための模式的な断面図。 図２１に示した基板搬送ロボットを用いて複数の基板を検出する際の動作を説明するための模式的な断面図。 図２１に示した基板搬送ロボットを用いて複数の基板を検出する際の動作を説明するための他の模式的な断面図。 図１に示した基板搬送ロボットの他の変形例の基板保持装置および基板検出手段を説明するための模式的な断面図。 図１に示した基板搬送ロボットの他の変形例の基板保持装置を説明するための模式的な断面図。 図２４に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための模式的な図。 図２４に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図２４に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図２４に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図２４に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための他の模式的な図。 図１に示した基板搬送ロボットと、種類の異なる基板載置構造とを備えた基板処理システムを示した模式的な平面図。 処理装置のステージを上下二段の基板載置構造に切り換え可能な構成の一例を、上段を下げた状態で模式的に示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。 図２７に示した基板載置構造を、上段を上げた状態で模式的に示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。 処理装置のステージを上下二段の基板載置構造に切り換え可能な構成の他の例を、上段を上げた状態で模式的に示した斜視図。 図２７および図２８に示した基板載置構造において、図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための図。 図２７および図２８に示した基板載置構造において、図１に示した基板搬送ロボットを用いて、処理済みの基板を受け取り、未処理の基板を載置する際の動作を説明するための図。
以下、本発明の一実施形態による基板搬送ロボットについて、図面を参照して説明する。なお、本実施形態による基板搬送ロボットは、特に半導体製造用のウェハ（円形基板）の搬送に適したものである。
図１に示したように、本実施形態による基板搬送ロボット１は、基台２を有する。基台２には、旋回主軸３が第１回転軸線Ｌ１に沿って昇降可能に設けられている。
旋回主軸３の上端にはロボットアーム４の基端が接続されている。ロボットアーム４は、基端に第１回転軸線Ｌ１を有すると共に先端に第２回転軸線Ｌ２を有する第１リンク部材５と、基端に第２回転軸線Ｌ２を有すると共に先端に第３回転軸線Ｌ３を有する第２リンク部材６と、を有する。第２リンク部材６の先端には、第３回転軸線Ｌ３周りに回転可能に基板保持装置７が設けられている。
旋回主軸３の昇降動作および回転動作は、それぞれ、基台２の内部に設けられたＺ軸昇降駆動源８および旋回駆動源９により行われる。回転主軸３が第１回転軸線Ｌ１周りに回転することにより、第１リンク部材５が旋回主軸３と一体に第１回転軸線Ｌ１周りに回転する。
第１リンク部材５に対する第２リンク部材６の回転動作は、第１リンク部材５の内部に設けられた駆動源１０により行われる。第２リンク部材６に対する基板保持装置７の回転動作は、第２リンク部材６の内部に設けられた駆動源１１により行われる。
上述のＺ軸昇降駆動源８は、本発明におけるＺ軸昇降手段を構成しており、Ｚ軸昇降駆動源８によってロボットアーム４を昇降させることにより、基板保持装置７を昇降させることができる。駆動源８、９、１０、１１は、例えばサーボモータで構成することができる。
各駆動源８、９、１０、１１は、ロボットコントローラ（制御装置）１２によって制御され、これにより、基板保持装置７を有するロボットアーム４の昇降動作および回転動作が制御される。
なお、本発明による基板搬送ロボットのロボットアームおよびその駆動手段の構成は、図１に示した上述の構成に限られるものではなく、搬送対象の基板に対して基板保持装置を位置決めできる構成であれば良い。
図２および図３に示したように、ロボットアーム４の先端に装着された基板保持装置７は、共通の回転軸線として第３回転軸線Ｌ３を有して上下方向に配置された上ハンド１３および下ハンド１４を有する。上ハンド１３は、第３回転軸線Ｌ３に沿って延在する内側手首軸１５を有し、下ハンド１４は、内側手首軸１５の外側を第３回転軸線Ｌ３に沿って延在する外側手首軸１６を有する。上ハンド１３および下ハンド１４は、それぞれが手首軸駆動源１７、１８を有しており、第３回転軸線Ｌ３周りに互いに独立して回転可能である。手首軸駆動源１７、１８は、サーボモータで構成することができる。
上ハンド１３は、内側手首軸１５の上端に接続された中空部材から成る上ハンド基部１９を有し、下ハンド１４は、外側手首軸１６の上端に接続された中空部材から成る下ハンド基部２０を有する。上ハンド基部１９の内部には、そのピストン２１Ａを下向きとして上側昇降エアシリンダ２１が設けられており、下ハンド基部２０の内部には、そのピストン２２Ａを下向きとして下側昇降エアシリンダ２２が設けられている。
上側昇降エアシリンダ２１のピストン２１Ａの先端には、上側昇降部材２３が接続されており、下側昇降エアシリンダ２２のピストン２２Ａの先端には、下側昇降部材２４が接続されている。上側昇降部材２３には、基板Ｓを保持する上ブレード部材２５の基端部が接続されており、下側昇降部材２４には、基板Ｓを保持する下ブレード部材２６の基端部が接続されている。上側昇降エアシリンダ２１、下側昇降エアシリンダ２２、上側昇降部材２３、および下側昇降部材２４は、本発明におけるブレード昇降手段を構成している。
上側昇降エアシリンダ２１および下側昇降エアシリンダ２２は、ロボットコントローラ１２によって、互いに独立に駆動可能である。このため、上ブレード部材２５と下ブレード部材２６との上下方向の配置に関し、４つの状態を適宜切り換えることができる。すなわち、上ブレード部材２５が下位置にあり、下ブレード部材２６が上位置にある第１配置状態（最小ピッチ）、上ブレード部材２５が上位置にあり、下ブレード部材２６が下位置にある第２配置状態（最大ピッチ）、上ブレード部材２５が下位置にあり、下ブレード部材２６が下位置にある第３配置状態（下側中間ピッチ）、および上ブレード部材２５が上位置にあり、下ブレード部材２６が上位置にある第４配置状態（上側中間ピッチ）の４つの状態を適宜切り換えることができる。
上記の通り、上側昇降エアシリンダ２１のピストン２１Ａを下向きとし、下側昇降エアシリンダ２２のピストン２２Ａを上向きとしたので、長尺のエアシリンダを使用した場合でも、図３に示したように、上ブレード部材２５と下ブレード部材２６との上下方向の最小間隔（最小ピッチ）を小さくすることができる。
図４および図５に示したように、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６のそれぞれの先端部には、基板Ｓの縁部に当接される一対の固定挟持部２７が設けられている。上ブレード部材２５および下ブレード部材２６のそれぞれの基端部の上面には、基板Ｓの底面を支持する一対の底面支持部２８が設けられている。
図２および図３に示したように、上側昇降部材２３の上面には、そのピストン２９Ａを前向きとして上側押圧エアシリンダ２９が設けられており、下側昇降部材２４の下面には、そのピストン３０Ａを前向きとして下側押圧エアシリンダ３０が設けられている。
上側押圧エアシリンダ２９のピストン２９Ａの先端には、基板Ｓを押圧して固定挟持部２７と共に基板Ｓを挟持するための可動挟持部３１が設けられている。同様に、下側押圧エアシリンダ３０のピストン３０Ａの先端には、基板Ｓを押圧して固定挟持部２７と共に基板Ｓを挟持するための可動挟持部３１が設けられている。
上側押圧エアシリンダ２９および下側押圧エアシリンダ３０は、ロボットコントローラ１２によって、互いに独立に駆動可能である。従って、上ハンド１３の可動挟持部３１および下ハンド１４の可動挟持部３１は、互いに独立して駆動可能である。
また、上側押圧エアシリンダ２９および下側押圧エアシリンダ３０は、それぞれ、上側昇降部材２３および下側昇降部材２４に設けられており、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６も、それぞれ、上側昇降部材２３および下側昇降部材２４に設けられているので、各ブレード部材２５、２６の昇降動作に連動して各可動挟持部３１が昇降する。
基板保持装置７は、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６が上下方向に配置された第１稼働状態と、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６が上下方向からはずれた位置に配置され、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６のいずれか一方のみをＦＯＵＰなどの基板載置構造に進入可能とする第２稼働状態とを切り換え可能に構成されている。
第２稼働状態においは、図６に示したように、上ハンド１３を稼働位置としたままで下ハンド１４を非稼働位置まで退避させ、或いは、図７に示したように、下ハンド１４を稼働位置としたままで上ハンド１３を非稼働位置まで退避させることができる。ここで「稼働位置」とは、ハンドをＦＯＵＰなどの基板載置構造に進入可能な位置であり、「非稼働位置」とは、稼働位置にある一方のハンドによる基板搬送動作の邪魔にならないように他方のハンドを退避させた位置である。
なお、変形例としては、図８および図９に示したように、上ハンド１３および下ハンド１４の一方を、他方に対して後方に移動させて非稼働位置に配置するようにしても良い。
図６および図７に示した回転退避型においても、図８および図９に示した直動退避型においても、稼働位置にあるハンドの第３回転軸線Ｌ３の位置が変化しないので、アームの実効長が変化しない。このため、上ハンド１３および下ハンド１４の稼働位置／非稼働位置の切り換えに際して、自重によるロボットアーム４の垂れに差が生じないという利点がある。この、自重によるロボットアーム４の垂れの差は、特にダブルアームタイプの場合に問題となる。
次に、上述したロボットコントローラ１２によってロボットアーム４および基板保持装置７を駆動して、基板載置構造の上段から処理済み基板を受け取り、基板載置構造の下段に未処理基板を載置する際の動作について、図１０Ａ乃至図１０Ｇを参照して説明する。
なお、図１０Ａ乃至図１０Ｇに示した基板載置構造１００は、例えばバッファ式アライナであり、基板載置構造１００の下段がアライナの回転機構を構成し、基板載置構造１００の上段が、回転機構の上方で次の基板を待機させる基板昇降機構を構成する。
まず、図１０Ａに示したように、上ブレード部材２５を基板非保持状態とし、下ブレード部材２６を基板保持状態とする。
次に、ロボットアーム４を駆動して、図１０Ｂに示したように、基板載置構造１００の上段と下段との間に、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を進入させる（ブレード部材進入動作）。このとき、上ブレード部材２５の固定挟持部２７が基板載置構造１００の上段に載置された基板Ｓの遠位側の縁部の位置を僅かに超えるまで、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を前進させる。
次に、上ハンド１３の可動挟持部３１を非挟持位置まで後退させた状態で、図１０Ｃに示したように、上側昇降エアシリンダ２１を駆動して上ブレード部材２５を上昇させ、上ブレード部材２５で基板Ｓを受け取る（基板受取り動作）。このとき、上ブレード部材２５の固定挟持部２７は、基板載置構造１００の上段に載置された基板Ｓの遠位側の縁部を僅かに超えた位置に配置されているので、固定挟持部２７を構成する突状部分の上に基板Ｓが乗り上げることがない。
次に、上側押圧エアシリンダ２９を駆動して上ハンド１３の可動挟持部３１を前進させ、図１０Ｄに示したように上ハンド１３の可動挟持部３１と固定挟持部２７とで基板Ｓを挟持して保持する。これにより、上ハンド１３による基板Ｓの保持動作が完了する。
そして、上述した基板受取り動作と一緒に、或いは基板受取り動作の完了後に、ロボットアーム４を駆動して上ハンド１３および下ハンド１４を僅かに後退させ、図１０Ｄに示したように、下ブレード部材２６で保持した基板Ｓを、基板載置構造１００の下段の載置位置の上方に配置する。
次に、図１０Ｅに示したように、下側押圧エアシリンダ３０を駆動して、下ハンド１４の可動挟持部３１を非挟持位置まで後退させる。次に、下側昇降エアシリンダ２２を駆動して、図１０Ｆに示したように下ブレード部材２６を下降させ、基板載置構造１００の下段に基板Ｓを載置する。これにより、下ハンド１４による基板載置動作が完了する。
次に、ロボットアーム４を駆動して、図１０Ｇに示したように上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を後退させ、他の基板載置構造に処理済み基板Ｓを搬送する。
以上、図１０Ａ乃至図１０Ｇを用いて説明したように、本実施形態による基板搬送ロボット１を用いて処理済み基板Ｓの受取りと未処理基板Ｓの載置を実施する際には、基板受取り動作により処理済み基板Ｓを受け取るタイミングと、基板載置動作により未処理基板Ｓを載置するタイミングとをずらしている。これにより、基板受取り動作において、固定挟持部２７を構成する突状部分の上に基板Ｓが乗り上げないように、上ブレード部材２５を僅かに前方（遠位方向）に行き過ぎた位置に配置することが可能となる。
また、処理済み基板Ｓが洗浄済み基板である場合には、処理済み基板Ｓを常に上ブレード部材２５で保持するようにすることで、半導体製造エリアにおける清浄度を確保するためのダウンフローによる基板Ｓへのパーティクルの付着を防止することができる。
次に、上述したロボットコントローラ１２によってロボットアーム４および基板保持装置７を駆動して、基板載置構造１００の下段に未処理基板Ｓを載置し、基板載置構造１００の上段から処理済み基板Ｓを受け取る際の他の動作について、図１１Ａ乃至図１１Ｈを参照して説明する。
まず、図１１Ａに示したように、上ブレード部材を基板非保持状態とし、下ブレード部材を基板保持状態とする。
次に、ロボットアーム４を駆動して、図１１Ｂに示したように、基板載置構造１００の上段と下段との間に、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を進入させる（ブレード部材進入動作）。このとき、下ブレード部材２６で保持された基板Ｓが基板載置構造１００の下段の基板載置位置に対応する位置に配置されるように、下ブレード部材２６および上ブレード部材２５を前進させる。
次に、図１１Ｃに示したように、下側押圧エアシリンダ３０を駆動して下ハンド１４の可動挟持部３１を非挟持位置まで後退させる。次に、下側昇降エアシリンダ２２を駆動して、図１１Ｄに示したように下ブレード部材２６を下降させ、基板載置構造１００の下段に基板Ｓを載置する。これにより、下ハンド１４による基板載置動作が完了する。
次に、ロボットアーム４を駆動して、図１１Ｅに示したように、上ブレード部材２５の固定挟持部２７が、基板載置構造１００の上段に載置された基板Ｓの遠位側の縁部の位置を僅かに超えるまで、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を前進させる。
次に、上ハンド１３の可動挟持部３１を非挟持位置まで後退させた状態で、図１１Ｆに示したように、上側昇降エアシリンダ２１を駆動して上ブレード部材２５を上昇させ、上ブレード部材２５で基板Ｓを受け取る。このとき、上ブレード部材２５の固定挟持部２７は、基板載置構造１００の上段に載置された基板Ｓの遠位側の縁部を僅かに超えた位置に配置されているので、固定挟持部２７を構成する突状部分の上に基板Ｓが乗り上げることがない。
次に、上側押圧エアシリンダ２９を駆動して上ハンド１３の可動挟持部３１を前進させ、図１１Ｇに示したように上ハンド１３の可動挟持部３１と固定挟持部２７とで基板Ｓを挟持して保持する。これにより、上ハンド１３による基板Ｓの保持動作が完了する。
次に、ロボットアーム４を駆動して、図１１Ｈに示したように、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を後退させ、他の基板載置構造に処理済み基板Ｓを搬送する。
以上、図１１Ａ乃至図１１Ｈを用いて説明したように、本実施形態による基板搬送ロボット１を用いて未処理基板Ｓの受渡しと処理済み基板Ｓの載置を実施する際には、基板載置動作により未処理基板Ｓを載置するタイミングと、基板受取り動作により処理済み基板Ｓを受け取るタイミングとをずらしている。これにより、基板受取り動作において、固定挟持部２７を構成する突状部分の上に基板Ｓが乗り上げないように、上ブレード部材２５を僅かに前方（遠位方向）に行き過ぎた位置に配置することが可能となる。
また、処理済み基板Ｓが洗浄済み基板である場合には、処理済み基板Ｓを常に上ブレード部材２５で保持するようにすることで、半導体製造エリアにおける清浄度を確保するためのダウンフローによる基板Ｓへのパーティクルの付着を防止することができる。
次に、上述したロボットコントローラ１２によってロボットアーム４、基板保持装置７、およびＺ軸昇降駆動源８を駆動して、基板載置構造１００の上段から処理済み基板Ｓを受け取り、基板載置構造１００の下段に未処理基板Ｓを載置する際の他の動作について、図１２Ａ乃至図１２Ｅを参照して説明する。
まず、図１２Ａに示したように、上ブレード部材２５を基板非保持状態とし、下ブレード部材２６を基板保持状態として、基板載置構造１００の上段と下段との間に、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を進入させる（ブレード部材進入動作）。このとき、上ブレード部材２５の固定挟持部２７が、基板載置構造１００の上段に載置された基板Ｓの遠位側の縁部の位置を僅かに超えるまで、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を前進させる。
次に、上ハンド１３の可動挟持部３１を非挟持位置まで後退させた状態で、図１２Ｂに示したように、サーボモータを有するＺ軸昇降駆動源８を駆動して、上ハンド１３および下ハンド１４を上昇させ、上ブレード部材２５で基板Ｓを受け取る（基板受取り動作）。このとき、上ブレード部材２５の固定挟持部２７は、基板載置構造１９９の上段に載置された基板Ｓの遠位側の縁部を僅かに超えた位置に配置されているので、固定挟持部２７を構成する突状部分の上に基板Ｓが乗り上げることがない。
この基板受取り動作においては、Ｚ軸昇降駆動源８による上ハンド１３および下ハンド１４の上昇動作に合せて、下側昇降エアシリンダ２２を駆動して、下ブレード部材２６を下降させる。これにより、下ブレード部材２６で保持した未処理基板Ｓが、基板載置構造１００の下段に接触しないようにする。
次に、上側押圧エアシリンダ２９を駆動して上ハンド１３の可動挟持部３１を前進させ、図１２Ｃに示したように上ハンド１３の可動挟持部３１と固定挟持部２７とで基板Ｓを挟持して保持する。これにより、上ハンド１３による基板Ｓの保持動作が完了する。
上述した基板受取り動作と一緒に、或いは基板受取り動作の完了後に、ロボットアーム４を駆動して上ハンド１３および下ハンド１４を僅かに後退させ、図１２Ｃに示したように、下ハンド１４で保持した基板Ｓを、基板載置構造１００の下段の載置位置の上方に配置する。
次に、図１２Ｄに示したように、下側押圧エアシリンダ３０を駆動して、下ハンド１４の可動挟持部３１を非挟持位置まで後退させる。次に、Ｚ軸昇降駆動源８を駆動して、図１２Ｅに示したように上ハンド１３および下ハンド１４を下降させ、下ブレード部材２６上の未処理基板Ｓを基板載置構造１００の下段に載置する。これにより、下ハンド１４による基板載置動作が完了する。
この基板載置動作においては、Ｚ軸昇降駆動源８による上ハンド１３および下ハンド１４の下降動作に合せて、上側昇降エアシリンダ２１を駆動して、上ブレード部材２５を上昇させる。これにより、上ブレード部材２５で保持した処理済み基板Ｓが、基板載置構造１００の上段に接触しないようにする。
以上、図１２Ａ乃至図１２Ｅを用いて説明したように、本実施形態による基板搬送ロボット１を用いて処理済み基板Ｓの受取りと未処理基板Ｓの載置を実施する際には、サーボモータを有するＺ軸昇降駆動源８を用いて基板受取り動作を実施するようにしたので、基板受取り時の処理済み基板Ｓへの衝撃を最小化しつつ基板受取り動作を実施することができる。このため、例えばアライナによるアライメント処理を施した処理済み基板Ｓの、基板受取り時の位置ずれを確実に防止しつつ、処理済み基板Ｓを保持することができる。
また、基板受取り動作および基板載置動作にサーボモータを有するＺ軸昇降駆動源８を用いるので、基板載置構造１００毎にその基板載置ピッチが異なる場合でも、より柔軟に対応することができる。
なお、本実施形態による基板搬送ロボット１においては、上述したように上ブレード部材２５および下ブレード部材２６の上下方向の配置状態について、最大ピッチ、最小ピッチ、下側中間ピッチ、および上側中間ピッチの４つを適宜切り換えることができるので、基板受取り動作および／または基板載置動作にＺ軸昇降駆動源８を用いない場合でも、基板載置ピッチの異なる複数種類の基板載置構造１００に柔軟に対応することができる。
また、処理済み基板Ｓが洗浄済み基板である場合には、処理済み基板Ｓを常に上ブレード部材２５で保持するようにすることで、半導体製造エリアにおける清浄度を確保するためのダウンフローによる基板Ｓへのパーティクルの付着を防止することができる。
次に、図１３Ａ乃至図１３Ｄを参照して、本実施形態による基板搬送ロボット１を用いて上述した基板受取り動作および基板載置動作を行う際の前工程について説明する。この前工程は、特にＦＯＵＰのように多数の基板Ｓを収容した基板載置構造１００からの基板Ｓの搬入および搬出の際に有効である。
上述した基板受取り動作および基板載置動作に先立って、図１３Ａに示したように上ハンド１３を非稼働位置とした状態で、図１３Ｂに示したように、ロボットアーム４を駆動して下ブレード部材２６を、基板載置構造１００の最下段の基板Ｓの下方に進入させる。
次に、図１３Ｃに示したように、Ｚ軸昇降駆動源８を駆動して上ハンド１３および下ハンド１４を上昇させ、下ブレード部材２６で最下段の基板Ｓを受け取る（最下段基板受取り動作）。次に、ロボットアーム４を駆動して、図１３Ｄに示したように上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を後退させ、基板載置構造１００から最下段の基板Ｓを搬出する。
これにより基板載置構造１００の最下段が空になるので、上述した基板受取り動作および基板載置動作によって、基板載置構造１００に収容された未処理基板Ｓの搬出と、処理済み基板Ｓの基板載置構造１００への搬入とを、順次実施することが可能となる。
なお、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を基板載置構造１００に進入させる際に、下ブレード部材２６に保持された処理済み基板ＳがＦＯＵＰ等の基板載置構造１００の背面壁に接触する可能性がある場合には、下ハンド１４の可動挟持部３１を予め非挟持位置まで後退させておくようにする。
次に、図１４Ａ乃至図１４Ｃを参照して、本実施形態による基板搬送ロボット１を用いて上述した基板受取り動作および基板載置動作を行う際の前工程の他の例について説明する。
上述した基板受取り動作および基板載置動作に先立って、図１４Ａに示したように、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６の両方を基板非保持状態として、ロボットアーム４を駆動して、上ブレード部材２５と下ブレード部材２６と間に基板載置構造１００の最下段の基板Ｓが位置するように、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を前進させる。
次に、下側昇降エアシリンダ２２を駆動して下ブレード部材２６を上昇させることにより、基板載置構造１００の最下段に載置された基板Ｓを下ブレード部材２６で受け取る（最下段基板受取り動作）。次に、ロボットアーム４を駆動して、図１４Ｃに示したように上ブレード部材２５および下ブレード部材２６を後退させ、基板載置構造１００から基板Ｓを搬出する。
これにより基板載置構造１００の最下段が空になるので、上述した基板受取り動作および基板載置動作によって、基板載置構造１００に収容された未処理基板Ｓの搬出と、処理済み基板Ｓの基板載置構造への搬入とを、順次実施することが可能となる。
次に、上述した基板搬送ロボット１の一変形例について、図１５を参照して説明する。
本変形例による基板搬送ロボットは、図１５に示したように単一のハンド３２を有し、単一のハンド３２が上ブレード部材２５および下ブレード部材２６の両方を備えている。
単一のハンド３２のハンド基部３３の内部には、単一の昇降エアシリンダ３４が設けられている。単一の昇降エアシリンダ３４のピストン３４Ａは下向きに配置されており、その下端に下側昇降部材２４が接続されている。一方、上ブレード部材２５はハンド基部３２に固定されている。すなわち、本変形例においては、下ブレード部材２６のみがハンド基部３３に昇降可能に装着されている。
上ブレード部材２５は、昇降エアシリンダ３４のピストン３４Ａが位置する側と反対側に位置している。これにより、長尺のエアシリンダを使用した場合でも、ハンド基部３３の厚みの増大を抑制することができる。
図１６は、図１５に示した変形例とは逆に、上ブレード部材２５を可動とし、下ブレード部材２６を固定とした例を示している。単一のエアシリンダ３４のピストン３４Ａは上向きに配置されている。この例においても、長尺のエアシリンダを使用した場合でも、ハンド基部３３の厚みの増大を抑制することができる。
図１５および図１６に示した各例による基板搬送ロボットにおいても、Ｚ軸昇降駆動源８を用いることにより、上述した基板受取り動作および基板載置動作を実施することができる。
次に、上述した基板搬送ロボット１の他の変形例について、図１７を参照して説明する。
本変形例による基板搬送ロボットにおいては、上ハンド１３は図１に示した基板搬送ロボット１の場合と同様である。一方、下ハンド１４については、下側昇降エアシリンダ２２が設けられておらず、下ブレード部材２６がハンド基部２０に固定されている。
本変形例による基板搬送ロボットにおいても、Ｚ軸昇降駆動源８を用いることにより、上述した基板受取り動作および基板載置動作を実施することができる。
次に、上述した基板搬送ロボットの他の変形例について、図１８乃至図２０Ｂを参照して説明する。
本変形例による基板搬送ロボットは、図１７に示した基板搬送ロボットにおいて、上ハンド１３に基板検出手段３５を設けたものである。基板検出手段３５は、可動の上ブレード部材２５の先端部に設けた基板センサ３６と、この基板センサ３６に接続されたセンサアンプ３７とを有する。基板センサ３６は、例えば透過型の光センサまたは反射型の光センサにより構成することができる。
本変形例による基板搬送ロボットによれば、図２０Ａおよび図２０Ｂに示したように、上側昇降エアシリンダ２１を駆動して上ブレード部材２６を上下方向に移動させることにより、単一の基板Ｓの近位側の縁部を基板センサ３６によって検出することができる。そのため、例えばロボットアーム４を狭い開口部１０１に挿入した状態において、ロボットアーム４自体の昇降動作ができない場合であっても、上ブレード部材２５の昇降動作によって単一の基板Ｓの有無を検出することができる。
図２１は、図１８に示した例とは逆に、固定の下ブレード部材２６を有する下ハンド１４に基板検出手段３５を設けた例を示している。この例においては、図２２Ａおよび図２２Ｂに示したように、Ｚ軸昇降駆動源８によって下ブレード部材２６を昇降させることにより、基板載置構造１００に載置された複数の基板Ｓの有無を検出することができる（マッピング可能）。
固定の下ブレード部材２６に基板センサ３６を設けることにより、基板センサ３６とセンサアンプ３７との間の光ファイバの取り回しを容易化できると共に、光量（検出精度）の安定化を図ることができる。
図２３は、上ハンド１３および下ハンド１４の両方に基板検出手段３５を設けた例を示している。この例においては、図１８に示した例における単一基板Ｓの検出と、図２１に示した例における複数基板の検出Ｓの両方を実施することができる。
なお、図１８に示した例においても、Ｚ軸昇降駆動源８を駆動することにより、可動の上ブレード部材２５に設けた基板センサ３６を用いて複数の基板Ｓを検出することができる。
次に、上述した実施形態の他の変形例による基板搬送ロボットについて、図２４乃至図２５Ｅを参照して説明する。
本例による基板搬送ロボットにおいては、上ハンド１３の上側昇降部材２３に、互いに上下間隔が固定された複数（本例では３つ）の上ブレード部材２５が接続されている。同様に、下ハンド１４の下側昇降部材２４にも、互いに上下間隔が固定された複数（本例では３つ）の下ブレード部材２６が接続されている。
本例による基板搬送ロボットを用いて、処理済み基板Ｓを基板載置構造１００に搬入し、未処理基板Ｓを基板載置構造１００から搬出する際には、まず、図２５Ａに示したように複数の下ブレード部材２６で複数の処理済み基板Ｓを保持した状態で、ロボットアーム４を駆動して、図２５Ｂに示したように複数の下ブレード部材２６および複数の上ブレード部材２５を前進させて基板載置構造１００内に進入させる。
次に、図２５Ｃに示したように、上側昇降エアシリンダ２１を駆動して複数の上ブレード部材２５を上昇させ、複数の上ブレード部材２５で複数の未処理基板Ｓを保持する。続いて、図２５Ｄに示したように、下側昇降エアシリンダ２２を駆動して複数の下ブレード部材２６を下降させ、複数の下ブレード部材２６で複数の処理済み基板Ｓを基板載置構造１００に載置する。次に、図２５Ｅに示したように、ロボットアーム４を駆動して、複数の上ブレード部材２５および複数の下ブレード部材２６を後退させ、基板載置構造１００から複数の未処理基板Ｓを搬出する。
本例においては、複数の処理済み基板Ｓを基板載置構造１００に同時に搬入し、複数の未処理基板Ｓを基板載置構造１００から同時に搬出することができるので、基板搬送時のタクトタイムをさらに短縮することができる。
なお、通常は上ブレード部材２５の設置数と下ブレード部材２６の設置数を同一とすることが望ましいが、使用目的に応じて、両者の設置数を異ならせても良い。
次に、上述した実施形態または各変形例による基板搬送ロボット１と、種類の異なる複数の基板載置構造１００とを備えた基板処理システムについて、図２６を参照して説明する。
この基板処理システム５０は、基板載置構造１００として、ＦＯＵＰ１００Ａ、アライナ１００Ｂ、および処理装置ポート１００Ｃを備えている。そして、本実施形態においては、これらの基板載置構造１００における基板載置ピッチが、同一に設定されている。ここで、アライナ１００Ｂは、基板（ウェハ）Ｓを回転させる載置部の他に、基板Ｓを仮置きする載置部を有している（図示しない）。
このように本実施形態においては、複数種類の基板載置構造１００において、それらの基板載置ピッチを同一に設定したので、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６の上下方向の相対移動距離を最小化することができる。
なお、上述した実施形態及び各変形例においては、基板載置構造１００の上段から処理済み基板Ｓを受け取り、基板載置構造１００の下段に未処理基板Ｓを置く場合について説明したが、これとは逆に、基板載置構造１００の下段から処理済み基板を受け取り、基板載置構造１００の上段に未処理基板を置くようにしても良い。
この場合には、上ブレード部材２５と下ブレード部材２６との上下間隔を最大（全ピッチ）として、基板保持状態にある上ブレード部材２５を基板載置構造１００の上段の上方に進入させ、基板非保持状態にある下ブレード部材２６を基板載置構造１００の下段の下方に進入させる。そして、上ブレード部材２５の下降動作によって基板載置構造１００の上段に基板Ｓを置き、下ブレード部材２６の上昇動作によって基板載置構造１００の下段から基板Ｓを受け取る。
また、第１の基板載置構造１００から受け取った処理済み基板Ｓを第２の基板載置構造１００に載置する際には、第１の基板載置構造１００における基板受取り動作・基板載置動作とは逆の動作によって、第２の基板載置構造１００に処理済み基板Ｓを載置し、新たな未処理基板Ｓを受け取るようにしても良い。
例えば、第１の基板載置構造１００において、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６の上下間隔を拡大することにより基板受取り動作・基板載置動作を実施する場合には、第２の基板載置構造１００においては、上ブレード部材２５および下ブレード部材２６の上下間隔を縮小することにより基板受取り動作・基板載置動作を実施しても良い。
図２７（ａ）、（ｂ）および図２８（ａ）、（ｂ）は、処理装置のステージ４０を上下二段の基板載置構造１００に切り換え可能な構成の一例を示している。ステージとしては、レジスト塗布工程における回転台や熱処理工程におけるホットプレートが考えられるがこれに限らず、上下二段となっていない基板載置構造に広く適用することができる。
この基板載置構造１００は、下段を構成する３本の下段可動ピン３８と、上段を構成する３本の上段可動ピン３９とを有する。上段可動ピン３９は、図２７（ａ）、（ｂ）に示したように、ステージ４０の基板載置面と同じ高さ、またはそれよりも下方に退避させた状態と、図２８（ａ）、（ｂ）に示したように上方に持ち上げた状態とを切り換えることができる。下段可動ピン３８も、ステージ４０の基板載置面と同じ高さ、またはそれよりも下方に退避させることができる。
下段可動ピン３８および上段可動ピン３９を持ち上げた状態においては、図２８（ｂ）に示したように、下段可動ピン３８および上段可動ピン３９のそれぞれに基板Ｓを載置することができる。
また、上段可動ピン３９は、その長手軸線周りに回転させて、ピン上端に設けた基板支持片を半径方向内向きと半径方向外向きとで切り換えることができる。これにより、図２８（ａ）の状態から、上段可動ピン３９の上端に設けた基板支持片を、ステージ４０上または下段可動ピン３８上に載置された基板Ｓを回避させながら、図２７（ａ）に示した退避位置まで下げることができる。逆に、上段可動ピン３９の上端に設けた基板支持片を、図２７（ａ）に示した退避位置から、下段可動ピン３８上に載置された基板Ｓを回避させながら、図２８（ａ）の状態に持ち上げることができる。
図２９は、処理装置のステージ４０を上下二段の基板載置構造１００に切り換え可能な構成の他の例を示している。この例においては、３本の下段可動ピン３８と３本の上段可動ピン３９とが同一円周上に配置されている。本例においても、上段可動ピン３９を昇降および回転駆動することにより、図２７（ａ）、（ｂ）および図２８（ａ）、（ｂ）に示した例と同様の機能を達成することができる。
また、図２７（ａ）、（ｂ）および図２８（ａ）、（ｂ）に示した例、および図２９に示した例においては、可動ピンの回転動作に代えて、半径方向への前後動作を用いて基板を回避するようにしても良い。
図３０は、図２７および図２８に示した基板載置構造１００において、図１に示した基板搬送ロボット１を用いて、処理済みの基板Ｓを受け取り、未処理の基板Ｓを載置する際の動作を示している。
図３１は、図２７および図２８に示した基板載置構造１００において、図１に示した基板搬送ロボット１を用いて、処理済みの基板Ｓを受け取り、未処理の基板Ｓを載置する際の他の動作を示している。
図３０および図３１に示したように、処理済みの基板Ｓを上段可動ピン３９または下段可動ピン３８で持ち上げて上下二段とすることにより、基板搬送ロボット１を用いて処理済み基板Ｓと未処理基板Ｓとを迅速に入れ替えることができる。
なお、一方のブレード部材をエアシリンダ等で上下に駆動し、他方のブレード部材をZ軸用モータで駆動する場合に、 エアシリンダの動作速度を検出し、その動作速度に基づいてZ軸用モータの駆動速度を調整してもよい。この際、エアシリンダの動作速度が所定値より高い／低い場合に、何らかのアラームを発するようにしてもよい。
１ 基板搬送ロボット
２ 基台
３ 旋回主軸
４ ロボットアーム
５ 第１リンク部材
６ 第２リンク部材
７ 基板保持装置
８ Ｚ軸昇降駆動源（Ｚ軸昇降手段）
９ 旋回駆動源
１０ 第２リンク部材の回転動作の駆動源
１１ 基板保持装置の回転動作の駆動源
１２ ロボットコントローラ（制御手段）
１３ 上ハンド
１４ 下ハンド
１５ 内側手首軸
１６ 外側手首軸
１７、１８ 手首軸駆動源
１９ 上ハンド基部
２０ 下ハンド基部
２１ 上側昇降エアシリンダ
２２ 下側昇降エアシリンダ
２３ 上側昇降部材
２４ 下側昇降部材
２５ 上ブレード部材
２６ 下ブレード部材
２７ 固定挟持部
２８ 底面支持部
２９ 上側押圧エアシリンダ
３０ 下側押圧エアシリンダ
３１ 可動挟持部
３２ 単一のハンド
３３ 単一のハンドのハンド基部
３４ 単一の昇降エアシリンダ
３５ 基板検出手段
３６ 基板センサ
３７ センサアンプ
３８ 下段可動ピン
３９ 上段可動ピン
４０ 処理装置のステージ
５０ 基板処理システム
１００ 基板載置構造
１００Ａ ＦＯＵＰ
１００Ｂ アライナ
１００Ｃ 処理装置ポート
Ｓ 基板（ウェハ）

Claims (16)

  1. 基板を保持して搬送するための基板搬送ロボットであって、
    ロボットアームと、前記ロボットアームに装着された基板保持装置と、前記ロボットアームおよび前記基板保持装置を制御するための制御装置と、を備え、
    前記基板保持装置は、共通の回転軸線を有して上下方向に配置され、それぞれが前記基板を保持できる一対のブレード部材と、前記一対のブレード部材のそれぞれに設けられ、前記基板の縁部に当接される固定挟持部と、前記基板を押圧して前記固定挟持部と共に前記基板を挟持するための可動挟持部と、前記一対のブレード部材の一方を前記一対のブレード部材の他方に対して上下方向に相対的に移動させるためのブレード昇降手段と、を有し、
    前記制御装置は、前記一対のブレード部材の一方を基板保持状態とし、前記一対のブレード部材の他方を基板非保持状態として、上段および下段を有する基板載置構造に前記一対のブレード部材を進入させるブレード部材進入動作と、前記上段および前記下段の一方に載置された前記基板を前記基板非保持状態にある前記ブレード部材で受け取る基板受取り動作と、前記基板保持状態にある前記ブレード部材の前記基板を前記上段および前記下段の他方に載置する基板載置動作と、を前記ロボットアームおよび前記基板保持装置に実施させ、
    前記基板受取り動作により前記基板を受け取るタイミングと、前記基板載置動作により前記基板を載置するタイミングとをずらす、ことを特徴とする基板搬送ロボット。
  2. 前記制御装置は、前記基板受取り動作において、前記ブレード部材の前記固定挟持部が前記基板載置構造に載置された前記基板の遠位側の縁部の位置を超えるまで前記ブレード部材を前進させ、しかる後に前記基板非保持状態にある前記ブレード部材を上昇させて前記基板を前記ブレード部材で受け取るように、前記ロボットアームおよび前記基板保持装置を制御する、請求項１記載の基板搬送ロボット。
  3. 一対の前記可動挟持部は、互いに独立して駆動可能である、請求項１または２に記載の基板搬送ロボット。
  4. 前記基板搬送ロボットは、さらに、前記一対のブレード部材を同時に昇降可能なサーボモータを有するＺ軸昇降手段を備え、
    前記基板受取り動作は、前記Ｚ軸昇降手段を用いて実施される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  5. 前記基板受取り動作は、前記一対のブレード部材のうちの上側のブレード部材で実施される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  6. 前記基板保持装置は、前記一対のブレード部材が上下方向に配置された第１稼働状態と、前記一対のブレード部材が上下方向から外れた位置に配置され、単一の前記ブレード部材を前記基板載置構造に進入可能とする第２稼働状態とを切り換え可能に構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  7. 前記制御装置は、前記基板受取り動作および前記基板載置動作に先立って、前記一対のブレード部材の両方を基板非保持状態として、前記ブレード昇降手段によって下側の前記ブレード部材を上昇させることにより、前記基板載置構造の最下段に載置された前記基板を受け取る最下段基板受取り動作を、前記ロボットアームおよび前記基板保持装置に実施させる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  8. 前記一対のブレード部材の両方が、前記ブレード昇降手段によって昇降駆動される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  9. 前記ブレード昇降手段は、前記一対のブレード部材のそれぞれを独立して昇降駆動することができる、請求項８記載の基板搬送ロボット。
  10. 前記ブレード昇降手段は、前記一対のブレード部材のそれぞれを昇降駆動するための一対の流体圧シリンダを有し、
    上側の前記ブレード部材のための前記流体圧シリンダは、そのピストンが下向きとなるように配置されており、
    下側の前記ブレード部材のための前記流体圧シリンダは、そのピストンが上向きとなるように配置されている、請求項８または９に記載の基板搬送ロボット。
  11. 前記一対のブレード部材のうちの一方のみが、前記ブレード昇降手段によって昇降駆動される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  12. 前記ブレード昇降手段は、前記一対のブレード部材のうちの一方を昇降駆動するための流体圧シリンダを有し、
    前記一対のブレード部材のうちの他方は、前記流体圧シリンダのピストンが位置する側と反対側に位置している、請求項１１記載の基板搬送ロボット。
  13. 前記ブレード昇降手段によって昇降駆動されない前記ブレード部材の先端部に設けた基板センサを有する基板検出手段をさらに備えた、請求項１１または１２に記載の基板搬送ロボット。
  14. 前記ブレード昇降手段によって昇降駆動される前記ブレード部材の先端部に設けた基板センサを有する基板検出手段をさらに備えた、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  15. 前記基板保持装置は、上下方向に配置された一対のハンドを有し、前記一対のハンドのそれぞれが前記ブレード部材を有し、
    前記一対のハンドのそれぞれは、互いに上下間隔が固定された複数の前記ブレード部材を有する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
  16. 請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の基板搬送ロボットと、
    種類の異なる複数の前記基板載置構造と、を備えた基板処理システムであって、
    複数の前記基板載置構造における基板載置ピッチが同一である、基板処理システム。
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