TW201526150A - 末端執行器及基板搬送機器人 - Google Patents

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Takayuki Fukushima
Ryosuke Kanamaru
Shinya Kinoshita
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Abstract

本發明提供一種末端執行器，其可簡化使基板保持器件自機器手基部之垂直方向之突出量可變更之機構。 該末端執行器(700)包括：機器手基部(701)，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板中之最下段之基板之下方或最上段之基板之上方；基板保持器件(702)，其設置於機器手基部(701)，且用以支持包含最下段之基板或最上段之基板之兩片以上之基板；以及突出量變更器件(703)，其用以變更基板保持器件(702)自包含與最下段之基板或最上段之基板對向之機器手基部(701)之表面之基準面之突出量。突出量變更器件(703)具有對基板保持器件(702)之整體賦予驅動力之單一之驅動源(706)。

Description

末端執行器及基板搬送機器人
本發明係關於一種機器人之末端執行器及包括該末端執行器之基板搬送機器人，尤其是關於一種可保持兩片以上之基板之末端執行器及包括該末端執行器之基板搬送機器人。
先前，為了搬送半導體製造用之晶圓或液晶面板製造用之玻璃基板等基板(板狀構件)，而使用包括末端執行器之基板搬送機器人。
基板搬送機器人係經由連接於機器人控制器之指示裝置而指示基板之搬送位置，於該被指示出之搬送位置間重複進行動作而搬送基板。例如自收納有複數片晶圓之基板收容部(例如FOUP(Front Opening Unified Pod，前開式晶圓盒))取出晶圓，並向另一基板收容部(例如FOUP)或晶圓處理裝置側搬送晶圓。
為了提高自搬送起點向搬送目的地搬送基板之效率，提出有一種保持並同時搬送複數片基板之末端執行器。此種末端執行器包括批次搬送式機器手，該批次搬送式機器手具有：機器手基部，其至少一部分進入至保持對象之複數片基板之下方；以及基板保持器件，其設置於該機器手基部，且可保持複數片基板。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-309166號公報
[專利文獻2]國際公開WO2013/021645
[專利文獻3]日本專利第2925329號公報
[專利文獻4]日本專利特開平5-235147號公報
[專利文獻5]日本專利特開平11-163096號公報
[專利文獻6]日本專利特開2001-118909號公報
[專利文獻7]日本專利特開2001-291759號公報
[專利文獻8]日本專利特開2005-340729號公報
[專利文獻9]日本專利特開昭61-152385號公報
[專利文獻10]日本專利特開2009-12088號公報
[專利文獻11]日本專利特開平4-92446號公報
然而，於同時保持兩片以上之基板之批次搬送式機器手中，為了可變換基板保持位置之上下間距等，而使基板保持器件自機器手基部之垂直方向之突出量可變更，為此需要複雜之機構。
因此，本發明之目的在於提供一種可簡化用於使基板保持器件自機器手基部之垂直方向之突出量可變更之機構之末端執行器及基板搬送機器人。
為了解決上述問題，本發明之第1態樣之特徵在於：其係可保持兩片以上之基板之末端執行器，且包括：機器手基部，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板中之最下段之基板之下方或最上段之基板之上方；基板保持器件，其設置於上述機器手基部，且用以支持包含上述最下段之基板或上述最上段之基板之上述兩片以上之基板；以及突出量變更器件，其用以變更上述基板保持器件自基準面之突出量，上述基準面包含與上述最下段之基板或上述最上段之基板對向之上述機器手基部之表面；上述突出量變更器件具有對上述基板 保持器件之整體賦予驅動力之單一之驅動源。
本發明之第2態樣係如第1態樣，其特徵在於：以如下方式構成，即：藉由利用上述突出量變更器件變更上述基板保持器件之突出量，而使得利用上述基板保持器件保持之上述兩片以上之基板之上下間距變化。
本發明之第3態樣係如第1或第2態樣，其特徵在於：上述基板保持器件具有設置於上述機器手基部之前端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組、及設置於上述機器手基部之基端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組，使上述機器手基部之前端側之上述基板支持部之左右之組相互連結，且使上述機器手基部之基端側之上述基板支持部之左右之組相互連結。
本發明之第4態樣係如第1至第3中之任一態樣，其特徵在於：進入至上述最下段之基板之下方或上述最上段之基板之上方之上述機器手基部之上述至少一部分係於左右方向具有小於300mm之寬度。
本發明之第5態樣係如第1至第4中之任一態樣，其特徵在於：上述機器手基部具有配置有上述基板保持器件之前方部分、及與上述前方部分一體地形成之後方部分，上述後方部分相較上述前方部分而上下方向之厚度較大。
本發明之第6態樣係如第1至第5中之任一態樣，其特徵在於：上述基板保持器件具有設置於上述機器手基部之前端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組、及設置於上述機器手基部之基端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組，於藉由上述基板保持器件保持上述兩片以上之基板之狀態下，前後對應之兩組上述基板支持部之組之沿左右方向傾斜之高度之傾斜方向彼此相反。
本發明之第7態樣係如第1至第6中之任一態樣，其特徵在於：上述基板保持器件係以支持上述兩片以上之基板各自之緣部之三個部位 之方式構成。
本發明之第8態樣係如第7態樣，其特徵在於：上述基板保持器件具有設置於上述機器手基部之前端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組、及設置於上述機器手基部之基端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組，上述前端側之上述左右兩組基板支持部之組係以利用各組支持不同基板之方式構成。
本發明之第9態樣係如第1至第8中之任一態樣，其特徵在於：上述基板保持器件具有用以支持上述基板之緣部之複數個基板支持部，用以支持上述兩片以上之基板中之最接近上述基準面之位置之基板的基板支持部固定於上述機器手基部。
本發明之第10態樣係如第1至第9中之任一態樣，其特徵在於：上述基板保持器件具有用以支持上述基板之緣部之複數個基板支持部，上述基板支持部或與其一體地形成之構件之至少一部分包含在受到衝擊力時容易變形之材料。
本發明之第11態樣係如第1至第10中之任一態樣，其特徵在於：上述基板保持器件具有：基板支持部，其設置於具有上述機器手基部之末端執行器本體之前端側，且包含支持上述基板之背面緣部之基板載置面；以及基板支持部連接機構，其以於對上述基板支持部施加外力時上述基板支持部相應於上述外力而移位之方式，將上述基板支持部連接於上述末端執行器本體之前端側。
本發明之第12態樣係如第11態樣，其特徵在於：上述基板支持部連接機構具有用以將上述基板支持部之基端部可旋動地連接於上述末端執行器本體之前端側之器件。
本發明之第13態樣係如第12態樣，其特徵在於：上述基板支持部連接機構具有阻力賦予器件，該阻力賦予器件係用於對上述基板支持部相對於上述末端執行器本體之旋動動作賦予阻力。
本發明之第14態樣係如第12或第13態樣，其特徵在於：上述基板支持部相對於上述末端執行器本體之旋動動作之旋轉軸線係配向於與上下方向正交之方向。
本發明之第15態樣係如第11至第14中之任一態樣，其特徵在於：進而包括移位禁止器件，該移位禁止器件係用於禁止對上述基板支持部施加上述外力時之上述基板支持部之移位。
本發明之第16態樣係如第15態樣，其特徵在於：上述移位禁止器件具有：抵接部，其可相對於上述基板支持部進退；以及抵接部驅動器件，其用以使上述抵接部於可到達處於移位前之位置之上述基板支持部之到達位置與遠離處於上述移位前之位置之上述基板支持部之遠離位置之間移動。
本發明之第17態樣係如第15或第16態樣，其特徵在於：進而包括基板支持部驅動器件，該基板支持部驅動器件係用以使上述基板支持部於上方位置與下方位置之間移動，根據上述基板支持部之上下方向之位置而切換利用上述移位禁止器件之上述基板支持部之移位之限制狀態與非限制狀態。
本發明之第18態樣係如第17態樣，其特徵在於：上述基板支持部可相應於上述外力而以其基端部為中心進行旋轉，上述移位禁止器件具有抵接部，該抵接部係於藉由上述基板支持部驅動器件使相應於上述外力而旋轉之上述基板支持部朝下方移動時，抵接於上述基板支持部，使上述基板支持部恢復至旋轉前之位置。
本發明之第19態樣係如第17或第18態樣，其包括分別配置於上下方向之不同位置之複數個上述基板支持部，且上述基板支持部驅動器件係用於變更複數個上述基板支持部之上下方向之間距之器件。
本發明之第20態樣係如第11至第19中之任一態樣，其特徵在於：上述基板支持部係相應於在使上述末端執行器朝自上述末端執行器之 基端側朝向前端側之前進方向移動時上述基板支持部與周圍之物體碰撞時所產生之上述外力而移位。
本發明之第21態樣係如第11至第20中之任一態樣，其特徵在於：進而包括移位偵測器件，該移位偵測器件係用以偵測由上述外力所引起之上述基板支持部之移位。
本發明之第22態樣之基板搬送機器人之特徵在於包括：如第1至第21中之任一態樣之末端執行器；以及多關節手臂，其於前端安裝有上述末端執行器。
又，以下表示本發明之各種參考例。
本發明之第1參考例之某一態樣之末端執行器裝置包括：機器手，其具有收納空間；以及複數個保持部，其以如下方式構成：設置於上述機器手，且以分別保持各板狀構件之周緣部之周向之互不相同之部位之方式分別保持複數個上述板狀構件； 各上述保持部包含：複數個支承部，藉由所有上述保持部以上述複數個板狀構件與1個平面大致平行且於與該1個平面大致正交之第1方向相互隔開間隔地配置之方式，分別支承該等複數個板狀構件之周緣部；以及間距變換機構，其以使該等複數個支承部分別於上述第1方向線性移動而變換上述間隔之方式構成； 與上述間距變換機構之上述複數個支承部一體地分別線性移動之複數個線性移動部以露出至上述機器手之外部之方式設置於該機器手， 分別驅動上述間距變換機構之上述複數個線性移動部之複數個驅動部收納於上述機器手之收納空間。
按照該構成，間距變換機構被區分為對應於各支承部之線性移動部及驅動部。線性移動部露出至機器手之外部，但線性移動部由於與支承板狀構件之支承部一同線性移動，故不與板狀構件摩擦，且由 於內部不包含作動機構，故不會產生微粒。另一方面，驅動部由於在內部包含作動機構，故可能產生微粒，但於作為板狀構件之配置方向之第1方向與支承板狀構件之支承部隔開且收納於機器手之內部。藉此，可防止板狀構件受到由間距變換機構所產生之微粒污染。
又，間距變換機構之驅動部存在於緊靠支承部之附近。藉此，可提高變換支承部之間隔之動作之精度。
進而，亦可為上述機器手包含：中空之本體部，其以於與上述1個平面大致平行之第2方向延伸之方式形成；以及中空之可動部，其可於上述第2方向前進及後退地連結於上述本體部之基端部； 上述複數個保持部包含：第1保持部，其設置於上述本體部之前端部；以及第2保持部，其設置於上述可動部。
按照該構成，板狀構件由於被第1保持部之支承部及第2保持部之支承部保持，故得以穩定地保持，上述第1保持部之支承部設置於機器手之本體部之前端部，上述第2保持部之支承部設置於機器手之可動部。
進而，亦可以如下方式構成：於上述可動部前進時，藉由上述第1保持部及上述第2保持部以夾持之方式保持上述複數個板狀構件之周緣部，且於上述可動部後退時，自上述第2固持部釋放上述複數個板狀構件之周緣部。
按照該構成，藉由第1保持部及第2保持部而固持複數個板狀構件，故而可防止於使機器手移動時板狀構件之位置偏移。
本發明之第1參考例可提供一種末端執行器裝置，其包括保持複數個板狀構件並且將所保持之板狀構件之間隔變換之間距變換機構，且可減輕板狀構件受到由該間距變換機構所產生之微粒污染之情況。
第1特徵之本發明之第2參考例之特徵在於：其係安裝於機器人手臂之末端執行器，且包括可分別獨立地驅動之第1機器手及第2機器 手，上述第1機器手係以如下方式構成：具有可插入至收容於基板收容部且上下鄰接之基板彼此之間之機器手本體，且保持插入至上述上下鄰接之基板彼此之間之上述機器手本體之正上方或正下方之基板，上述第2機器手具有：機器手基部，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板中之最下段之基板之下方或最上段之基板之上方；以及基板保持器件，其設置於上述機器手基部，且保持包含上述最下段之基板或上述最上段之基板之兩片以上之基板。
第2特徵之本發明之第2參考例係如第1特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述第1機器手及上述第2機器手可分別切換進入上述基板收容部時之供用位置、及未進入上述基板收容部時之退避位置。
第3特徵之本發明之第2參考例係如第1或第2特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述基板保持器件具有複數個基板支持部，該等複數個基板支持部係用於支持上述兩片以上之基板之各背面緣部，且至少於基板保持狀態下配置於上下方向之不同高度。
第4特徵之本發明之第2參考例係如第3特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述複數個基板支持部之上下間距可變，上述基板保持器件係以如下方式構成：其高度隨著上述複數個基板支持部之上述上下間距之變更而變化。
第5特徵之本發明之第2參考例係如第3或第4特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述複數個基板支持部配置於自上述基板支持部之移動方向觀察時至少一部分未相互重疊之位置。
第6特徵之本發明之第2參考例係如第5特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述複數個基板支持部之上下間距可變，且即便變更上述上下間距，自上述上下方向觀察時之上述複數個基板支持部之位置亦不變化。
第7特徵之本發明之第2參考例係如第1至第6中任一特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述第1機器手具有複數個上述機器手本體。
第8特徵之本發明之第2參考例係如第7特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述複數個機器手本體之上下間距可變。
第9特徵之本發明之第2參考例係如第1至第8中任一特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述基板之直徑為300mm，上述第2機器手之基板保持片數為5片，上述第2機器手整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於上述基板收容部之基板重疊之區域之部分之高度為60mm以下。
第10特徵之本發明之第2參考例係如第1至第8中任一特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述基板之直徑為450mm，上述第2機器手之基板保持片數為5片，上述第2機器手整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於上述基板收容部之基板重疊之區域之部分之高度為72mm。
第11特徵之本發明之第2參考例之基板搬送機器人之特徵在於包括：如第1至第10中任一特徵之本發明之第2參考例之末端執行器；以及機器人手臂，其安裝有上述末端執行器。
第12特徵之本發明之第2參考例之基板處理系統之特徵在於包括：基板搬送系統，其包含如第11特徵之基板搬送機器人；以及基板處理裝置，其用於處理利用上述基板搬送系統所搬送之基板。
第13特徵之本發明之第2參考例之特徵在於：其係包括如第11特徵之本發明之第2參考例之基板搬送機器人、及用以收容複數片基板之上述基板收容部之基板搬送系統，於將上述基板收容部之基板收容片數設為N，將藉由上述第1機器手自上述基板收容部之上下方向之一端部區域搬出之基板之片數設為M，將上述第2機器手之基板保持 片數設為n，將藉由上述第1機器手搬出M片基板時形成於上述基板收容部之上述一端部區域之空間之高度設為H，將上述第2機器手整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於上述基板收容部之基板重疊之區域之部分之高度設為h之情形時，H>h且(N-M)=n×(正整數)成立。
第14特徵之本發明之第2參考例之特徵在於：其係使用有如第11特徵之本發明之第2參考例之基板搬送機器人之基板搬送方法，且包括：第1搬送步驟，其係藉由上述第1機器手而搬出存在於搬送起點之上述基板收容部之上下方向之一端部區域之一片或複數片基板；第2搬送步驟，其係於藉由上述第1搬送步驟而被搬出上述一片或複數片基板之上述一端部區域，插入上述第2機器手而同時搬出複數片基板。
第15特徵之本發明之第2參考例係如第14特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：藉由上述第2機器手而搬出於上述第1搬送步驟後殘留於搬送起點之上述基板收容部之所有基板。
第16特徵之本發明之第2參考例係如第14特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：於將在上述第1搬送步驟中藉由上述第1機器手搬出之基板之數量設為M，將上述基板收容部之基板收容片數設為N，將上述第2機器手之基板保持片數設為n時，滿足M=N-n×(正整數)。
第17特徵之本發明之第2參考例係如第16特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：M=5、n=5。
第18特徵之本發明之第2參考例係如第14至第17中任一特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：將於上述第1搬送步驟中自搬送起點之上述基板收容部之上述一端部區域搬出之基板搬入至搬送目的地之基板收容部之上下方向之一端部區域，搬送起點之上述基板收容部之 上述一端部區域與搬送目的地之上述基板收容部之上述一端部區域上下相反。
第19特徵之本發明之第2參考例係如第14特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：藉由上述第2機器手而搬出於上述第1搬送步驟後殘留於搬送起點之上述基板收容部之基板之一部分，藉由上述第2機器手而搬出於上述第1搬送步驟後殘留於搬送起點之上述基板收容部之上述基板之一部分，並搬送至搬送目的地之基板收容部之上下方向之中間區域，藉由上述第1機器手而搬出殘留於搬送起點之上述基板收容部之上下方向之另一端部區域之基板，並搬入至搬送目的地之上述基板收容部之上下方向之一端部區域，搬送起點之上述基板收容部之上述一端部區域與搬送目的地之上述基板收容部之上述一端部區域上下相反。
第20特徵之本發明之第2參考例係如第14至19中任一特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：上述末端執行器係如第4特徵之本發明之末端執行器，於上述第2搬送步驟中，於最初將上述第2機器手插入至搬送起點之上述基板收容部之上述一端部區域時，將上述基板保持器件之高度設定為低於其最大高度之高度。
第21特徵之本發明之第2參考例係如第20特徵之本發明之第2參考例，其特徵在於：於在上述第1搬送步驟之後將上述第2機器手插入至上述基板收容部之內部2次以上之情形時，於第2次之後插入時，使上述複數個基板支持部之上述上下間距為最大間距。
第22特徵之本發明之第2參考例之基板搬送機器人之特徵在於，包括：第1機器人手臂；第2機器人手臂，其可與上述第1機器人手臂分開地驅動；第1機器手，其安裝於上述第1機器人手臂；以及第2機器手，其可與上述第1機器手分開地驅動，且安裝於上述第2機器人手臂；上述第1機器手係以如下方式構成：具有可插入至收容於基板收 容部且上下鄰接之基板彼此之間之機器手本體，且保持插入至上述上下鄰接之基板彼此之間之上述機器手本體之正上方或正下方之基板，上述第2機器手具有：機器手基部，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板中之最下段之基板之下方或最上段之基板之上方；以及基板保持器件，其設置於上述機器手基部，且保持包含上述最下段之基板或上述最上段之基板之兩片以上之基板。
第23特徵之本發明之第2參考例之特徵在於：其係包括第1基板搬送機器人及第2基板搬送機器人之基板搬送系統，且上述第1基板搬送機器人具有安裝有第1機器手之第1機器人手臂，上述第1機器手係以如下方式構成：具有可插入至收容於基板收容部且上下鄰接之基板彼此之間之機器手本體，且保持插入至上述上下鄰接之基板彼此之間之上述機器手本體之正上方或正下方之基板，上述第2基板搬送機器人具有安裝有第2機器手之第2機器人手臂，上述第2機器手具有：機器手基部，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板中之最下段之基板之下方或最上段之基板之上方；以及基板保持器件，其設置於上述機器手基部，且保持包含上述最下段之基板或上述最上段之基板之兩片以上之基板。
第24特徵之本發明之第2參考例之特徵在於：其係安裝於機器人手臂之末端執行器，且包括可分別獨立地驅動之第1機器手及第2機器手，上述第1機器手係以如下方式構成：具有可插入至收容於基板收容部且上下鄰接之基板彼此之間之機器手本體，且保持插入至上述上下鄰接之基板彼此之間之上述機器手本體之正上方或正下方之基板，上述第2機器手具有：機器手基部，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板中之最下段之基板之下方或最上段之基板之上方；以及基板保持器件，其可於上述機器手基部之至少一部分配置於上述最下段之基板之下方或上述最上段之基板之上方之狀態下，遍及 包含收容於上述基板收容部之兩片以上之基板之範圍而於上下方向延伸。
第25特徵之本發明之第2參考例之特徵在於：可於上述機器手基部之至少一部分配置於上述最下段之基板之下方或上述最上段之基板之上方之狀態下，不使上述機器手基部於上下方向移動地達成上述基板保持器件遍及包含收容於上述基板收容部之兩片以上之基板之範圍而於上下方向延伸之狀態。
再者，於本說明書中，所謂「上(上側、上方)」及「下(下側、下方)」係指於與由末端執行器保持之基板之表面垂直之方向，將基板之正面側稱作「上(上側、上方)」，將基板之背面側稱作「下(下側、下方)」。
根據本發明之第2參考例，即便於根據基板收容部側之情況而批次搬送式機器手之使用存在限制之情形時，亦可順利地進行使用批次搬送式機器手之基板搬送。
本發明之第3參考例係一種安裝於機器人手臂之前端之末端執行器，其特徵在於包括：末端執行器本體，其連接於上述機器人手臂之前端，且配置於基板之背面側；基板支持部，其設置於上述末端執行器本體之前端側，且包含支持上述基板之背面緣部之基板載置面；以及基板支持部連接機構，其以於對上述基板支持部施加外力時上述基板支持部相應於上述外力而移位之方式，將上述基板支持部連接於上述末端執行器本體之前端側。
又，較佳為，上述基板支持部連接機構具有用以將上述基板支持部之基端部可旋動地連接於上述末端執行器本體之前端側之器件。
又，較佳為，上述基板支持部連接機構具有阻力賦予器件，該阻力賦予器件係用於對上述基板支持部相對於上述末端執行器本體之旋動動作賦予阻力。
又，較佳為，上述基板支持部相對於上述末端執行器本體之旋動動作之旋轉軸線配向於與上下方向正交之方向。
又，較佳為，進而包括移位禁止器件，上述移位禁止器件係用於禁止對上述基板支持部施加上述外力時之上述基板支持部之移位。
又，較佳為，上述移位禁止器件具有：抵接部，其可相對於上述基板支持部進退；以及抵接部驅動器件，其用以使上述抵接部於可到達處於移位前之位置之上述基板支持部之到達位置與遠離處於上述移位前之位置之上述基板支持部之遠離位置之間移動。
又，較佳為，進而包括基板支持部驅動器件，上述基板支持部驅動器件係用以使上述基板支持部於上方位置與下方位置之間移動，根據上述基板支持部之上下方向之位置而切換利用上述移位禁止器件之上述基板支持部之移位之限制狀態與非限制狀態。
又，較佳為，上述基板支持部可相應於上述外力而以其基端部為中心進行旋轉，上述移位禁止器件具有抵接部，該抵接部係於藉由上述基板支持部驅動器件使相應於上述外力而旋轉之上述基板支持部朝下方移動時，抵接於上述基板支持部，使上述基板支持部恢復至旋轉前之位置。
又，較佳為，包括分別配置於上下方向之不同位置之複數個上述基板支持部，且上述基板支持部驅動器件係用於變更複數個上述基板支持部之上下方向之間距之器件。
又，較佳為，上述基板支持部係相應於在使上述末端執行器朝自上述末端執行器之基端側朝向前端側之前進方向移動時上述基板支持部與周圍之物體碰撞時所產生之上述外力而移位。
又，較佳為，進而包括移位偵測器件，該移位偵測器件係用以偵測由上述外力所引起之上述基板支持部之移位。
本發明之第3參考例之基板搬送機器人之特徵在於包括：如上述 任一項之末端執行器；以及多關節手臂，其於前端安裝有上述末端執行器。
再者，於本說明書中，所謂「上(上側)」及「下(下側)」係指於與被末端執行器保持之基板之表面垂直之方向，將基板之正面側稱作「上(上側)」且將基板之背面側稱作「下(下側)」。
根據本發明之第3參考例，可感度良好地緩和末端執行器與周圍之構造物碰撞時之衝擊力。
根據本發明，可提供一種可簡化用以使基板保持器件自機器手基部之垂直方向之突出量可變更之機構之末端執行器及基板搬送機器人。
1‧‧‧末端執行器裝置
2‧‧‧板狀構件搬送用機器人
3‧‧‧機器手
4A‧‧‧第1保持部
4B‧‧‧第2保持部
5‧‧‧主滑動體
6‧‧‧四節連桿機構
7‧‧‧間距變換機構
8A‧‧‧第1連桿機構
8B‧‧‧第2連桿機構
8C‧‧‧第3連桿機構
8D‧‧‧第4連桿機構
9‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧手臂
21‧‧‧基台
22‧‧‧支持台
23‧‧‧手臂支持軸
24‧‧‧軸體
30‧‧‧本體部
31‧‧‧可動部
32‧‧‧對向面
33‧‧‧前壁
34‧‧‧長孔
35‧‧‧凹部
40A、40B、40C、40D‧‧‧線性移動體
41A‧‧‧第1線性移動部
41B‧‧‧第2線性移動部
41C‧‧‧第3線性移動部
41D‧‧‧第4線性移動部
42‧‧‧支承部
43‧‧‧水平片
44‧‧‧保護壁
45‧‧‧第1斜面
46‧‧‧第2斜面
50‧‧‧第1驅動片
51‧‧‧第2驅動片
52‧‧‧副滑動體
53‧‧‧連結連桿
60‧‧‧小連桿板
61‧‧‧連結軸
61a‧‧‧固定連結軸
61b‧‧‧被驅動連結軸
62‧‧‧連接板
63‧‧‧旋動輔助連桿板
67‧‧‧活塞
68‧‧‧氣缸
69‧‧‧殼體
70‧‧‧第1滑塊
71‧‧‧第2滑塊
72‧‧‧第3滑塊
73‧‧‧第4滑塊
74‧‧‧第5滑塊
80‧‧‧第1連桿構件
81‧‧‧第2連桿構件
82‧‧‧第3連桿構件
83‧‧‧第4連桿構件
84‧‧‧第5連桿構件
85‧‧‧第6連桿構件
88‧‧‧結合軸
89‧‧‧扭力彈簧
90‧‧‧晶圓搬送盒
100‧‧‧致動器
110‧‧‧殼體
120‧‧‧活塞
200‧‧‧第1連桿片
210‧‧‧第2連桿片
220‧‧‧第3連桿片
230‧‧‧第4連桿片
240‧‧‧第5連桿片
250‧‧‧第6連桿片
260‧‧‧第7連桿片
270‧‧‧第8連桿片
280‧‧‧鉸鏈
300‧‧‧從動滑塊
310‧‧‧擺動構件
320‧‧‧支點
330‧‧‧上下驅動致動器
340‧‧‧殼體
350‧‧‧上下移動活塞
401‧‧‧基板搬送機器人
402‧‧‧基台
403‧‧‧主軸
404‧‧‧機器人手臂
404A‧‧‧第1機器人手臂
404B‧‧‧第2機器人手臂
405‧‧‧末端執行器
406‧‧‧第1手臂構件
407‧‧‧第2手臂構件
408‧‧‧刀片式機器手(第1機器手)
409‧‧‧批次搬送式機器手(第2機器手)
410‧‧‧刀片式機器手之機器手本體
411‧‧‧批次搬送式機器手之機器手基部
412‧‧‧批次搬送式機器手之基板保持器件
413‧‧‧刀片式機器手之爪部
414‧‧‧刀片式機器手之機器手基部
415‧‧‧刀片式機器手之基板支持部
416‧‧‧刀片式機器手之固持器件
417‧‧‧刀片式機器手之抵接部
418‧‧‧刀片式機器手之可動構件
419‧‧‧刀片式機器手之驅動源
420‧‧‧批次搬送式機器手之基板支持部
421‧‧‧批次搬送式機器手之可動構件
422‧‧‧批次搬送式機器手之驅動源
423‧‧‧升降連桿機構
424‧‧‧升降構件
425‧‧‧滑塊
426‧‧‧FOUP(基板收容部)
427‧‧‧基板收容支架(基板收容部)
428‧‧‧機器手共用本體部
500‧‧‧基板搬送機器人
500A‧‧‧第1基板搬送機器人
500B‧‧‧第2基板搬送機器人
501‧‧‧基板搬送機器人
502‧‧‧機器人手臂
503‧‧‧末端執行器
504‧‧‧手臂支持軸
505‧‧‧支持台
506‧‧‧末端執行器本體
507‧‧‧末端執行器本體之固定部
508‧‧‧末端執行器本體之可動部
509‧‧‧可動部之致動器
510‧‧‧可動部之連桿機構
511‧‧‧前端側基板支持部
511a‧‧‧基板載置面
512‧‧‧基端側基板支持部
512a‧‧‧基板載置面
513‧‧‧升降連桿機構
514‧‧‧升降構件
515‧‧‧滑塊
516‧‧‧基板支持部驅動器件
517‧‧‧基板支持部連接機構
518‧‧‧旋轉心軸
519‧‧‧阻力賦予器件
520‧‧‧調整螺栓
521‧‧‧錐形構件
522‧‧‧移位禁止器件
523‧‧‧抵接部
524‧‧‧柱塞機構(抵接部驅動器件)
524a‧‧‧柱塞
525‧‧‧移位偵測器件
526‧‧‧導通偵測開關
526a、526b‧‧‧導通偵測開關之端子
527‧‧‧按壓式開關
528‧‧‧反射型光學距離感測器
600‧‧‧蓋部
601A~E‧‧‧間距變換機構之圓柱構件
602A~C‧‧‧滑輪
603A~C‧‧‧皮帶(可撓性構件)
604‧‧‧間距變換機構之驅動源
605‧‧‧第1升降構件
606‧‧‧第1垂直方向線性導軌
607‧‧‧機器手基部
608‧‧‧第1基板支持部
609‧‧‧第1齒條及小齒輪
610‧‧‧第1齒條及小齒輪之齒條
611‧‧‧第1齒條及小齒輪之小齒輪
612‧‧‧伺服馬達
613‧‧‧第2垂直方向線性導軌
614‧‧‧第2升降構件
615‧‧‧第2基板支持部
616‧‧‧第2齒條及小齒輪
617‧‧‧第2齒條及小齒輪之齒條
618‧‧‧第2齒條及小齒輪之小齒輪
619‧‧‧基板支持部
620‧‧‧升降構件
621‧‧‧輥
622‧‧‧機器手基部
623‧‧‧擺動驅動構件
624‧‧‧驅動源
625‧‧‧旋轉軸
626‧‧‧伺服馬達
627‧‧‧機器手基部
628‧‧‧機器手基部
629‧‧‧基板保持器件
630‧‧‧機器手基部之前方部分
631‧‧‧機器手基部之後方部分
700‧‧‧批次搬送式機器手(末端執行器)
701‧‧‧機器手基部
702‧‧‧基板保持器件
703‧‧‧突出量變更器件
704‧‧‧滑動板
705‧‧‧氣缸
706‧‧‧突出量變更器件之伺服馬達
707‧‧‧滑塊之前方突出部
708‧‧‧前方突出部之開口
709‧‧‧機器手基端側之滾珠螺桿
710‧‧‧機器手基端側之滾珠螺桿之螺母
711‧‧‧機器手基端側之滾珠螺桿之螺桿
712‧‧‧滾珠花鍵
713‧‧‧機器手前端側滾珠螺桿
714‧‧‧機器手前端側之滾珠螺桿之螺桿
715‧‧‧機器手前端側之滾珠螺桿之螺母
800‧‧‧批次搬送式機器手(末端執行器)
801‧‧‧機器手基部
802‧‧‧基板支持部
803‧‧‧前端側基板支持部
804‧‧‧前端側連結構件
805‧‧‧基端側基板支持部
806‧‧‧基端側連結構件
807‧‧‧前端側垂直導引構件
808‧‧‧基端側垂直導引構件
809‧‧‧滑動板
810‧‧‧氣缸
811‧‧‧前端側驅動構件
812‧‧‧基端側驅動構件
813‧‧‧前端側傾斜導軌
814‧‧‧基端側傾斜導軌
815‧‧‧前端側傾斜槽
816‧‧‧基端側傾斜槽
817‧‧‧滾珠螺桿
818‧‧‧伺服馬達
819‧‧‧滾珠螺桿之螺桿
820‧‧‧滾珠螺桿之螺母
821‧‧‧前後方向細長構件
822‧‧‧滑動片
900‧‧‧基板保持器件
901‧‧‧基板支持部
902‧‧‧基板支持部
903‧‧‧基板支持部
904‧‧‧基板支持部
A‧‧‧支持位置
A1‧‧‧方向
B‧‧‧支持位置
B1‧‧‧方向
C‧‧‧支持位置
C1‧‧‧方向
D‧‧‧寬度
D1‧‧‧方向
L1‧‧‧第1軸線
L2‧‧‧第2軸線
L3‧‧‧第3軸線
L4‧‧‧第4軸線
L5‧‧‧第5軸線
L6‧‧‧第6軸線
L7‧‧‧第7軸線
S‧‧‧基板(晶圓)
SM‧‧‧交界
W‧‧‧基板(晶圓)
X‧‧‧箭頭
圖1A係使用有本發明之第1參考例之實施形態之末端執行器裝置之板狀構件搬送用機器人之整體立體圖。
圖1B係使用有本發明之第1參考例之實施形態之末端執行器裝置之板狀構件搬送用機器人之整體立體圖。
圖2(a)、(b)係表示本體部與可動部之位置關係之俯視圖。
圖3(a)、(b)係第1保持部之立體圖。
圖4(a)、(b)、(c)係表示第1保持部及第2保持部保持半導體晶圓並升降之動作之一例之側視圖。
圖5係表示機器手之本體部之收納空間之俯視圖。
圖6係自A1方向觀察圖5之間距變換機構所得之側視圖。
圖7係自B1方向觀察圖5之間距變換機構所得之側視圖。
圖8係自C1方向觀察圖5之間距變換機構所得之側視圖。
圖9係自D1方向觀察圖5之間距變換機構所得之側視圖。
圖10係表示將4個第1滑塊同步地朝前後驅動之機構之俯視圖。
圖11(a)、(b)係表示第2驅動片與副滑動體之位置關係之俯視圖。
圖12(a)、(b)係表示間距變換機構之第1變化例之立體圖。
圖13(a)、(b)係表示間距變換機構之第2變化例之側視圖。
圖14(a)、(b)係表示間距變換機構之第3變化例之側視圖。
圖15(a)、(b)係表示支承部之變化例之側視圖。
圖16係表示本發明之第2參考例之一實施形態之基板搬送機器人之俯視圖。
圖17係圖16所示之基板搬送機器人之側視圖。
圖18係表示圖16所示之基板搬送機器人之刀片式機器手(第1機器手)之俯視圖。
圖19係表示圖16所示之基板搬送機器人之批次搬送式機器手(第2機器手)之俯視圖。
圖20A係用以說明圖19所示之批次搬送式機器手之動作之模式圖。
圖20B係用以說明圖19所示之批次搬送式機器手之動作之另一模式圖。
圖21A係用以說明圖19所示之批次搬送式機器手之基板支持器件之動作之模式圖。
圖21B係用以說明圖19所示之批次搬送式機器手之基板支持器件之動作之另一模式圖。
圖22A係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之模式圖。
圖22B係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22C係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22D係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22E係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22F係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22G係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22H係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22I係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22J係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22K係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖22L係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出基板之製程之另一模式圖。
圖23係用以說明包含圖16所示之基板搬送機器人之基板搬送系統之模式圖。
圖24A係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人將自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出之基板搬入至搬送目的地之基板收容部之製程之模式圖。
圖24B係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人將自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出之基板搬入至搬送目的地之基板收容部之製程之另一模式圖。
圖24C係用以說明使用圖16所示之基板搬送機器人將自搬送起點之基板收容部(FOUP)搬出之基板搬入至搬送目的地之基板收容部之製程之另一模式圖。
圖25係用以說明圖24C所示之基板搬送製程之一變化例之模式圖。
圖26(a)、(b)係用以說明圖16所示之基板搬送機器人之機器手切換機構之模式圖。
圖27(a)、(b)係用以說明圖26所示之機器手切換機構之一變化例之模式圖。
圖28(a)、(b)係表示圖16所示之基板搬送機器人之末端執行器之一變化例之模式圖。
圖29(a)、(b)係用以說明圖28所示之末端執行器之刀片式機器手之間距變換動作之模式圖。
圖30係表示上述實施形態之一變化例之基板搬送機器人之側視圖。
圖31係表示上述實施形態之一變化例之基板搬送系統之側視圖。
圖32(a)、(b)係表示上述實施形態之一變化例之基板搬送機器人之機器手切換機構之模式圖。
圖33(a)、(b)係用以說明圖32所示之機器手切換機構之模式圖。
圖34係包括本發明之第3參考例之一實施形態之末端執行器之基板搬送機器人之立體圖。
圖35A係用以說明圖34所示之基板搬送機器人之動作之模式圖。
圖35B係用以說明圖34所示之基板搬送機器人之動作之另一模式圖。
圖36(a)係將圖34所示之基板搬送機器人之末端執行器之前端部 放大表示之局部剖面圖，(b)係表示(a)之一部分之仰視圖。
圖37係將圖36所示之末端執行器之前端側基板支持部之旋轉心軸之部分放大表示之局部剖面圖。
圖38A係用以說明圖36所示之末端執行器之動作之局部剖面圖。
圖38B係用以說明圖36所示之末端執行器之動作之另一局部剖面圖。
圖38C係用以說明圖36所示之末端執行器之動作之另一局部剖面圖。
圖38D係用以說明圖36所示之末端執行器之動作之另一局部剖面圖。
圖38E係用以說明圖36所示之末端執行器之動作之另一局部剖面圖。
圖39A係將本發明之第3參考例之另一實施形態之末端執行器之前端部放大表示之局部剖面圖。
圖39B係用以說明圖39A所示之末端執行器之動作之局部剖面圖。
圖39C係用以說明圖39A所示之末端執行器之動作之另一局部剖面圖。
圖40係用以說明本發明之第3參考例之各實施形態中之移位檢測器件之一例之模式圖。
圖41係用以說明本發明之第3參考例之各實施形態中之移位檢測器件之另一例之模式圖。
圖42係用以說明本發明之第3參考例之各實施形態中之移位檢測器件之又一例之模式圖。
圖43係以可觀察到機器手基部之內部之方式表示出本發明之一實施形態之批次搬送式機器手之模式性俯視圖。
圖44係用以說明圖43所示之批次搬送式機器手之上下間距變換動作之模式性俯視圖。
圖45係用以說明圖43所示之批次搬送式機器手之基板夾入動作之模式性俯視圖。
圖46係以可觀察到機器手基部之內部之方式表示出本發明之另一實施形態之批次搬送式機器手之模式性立體圖。
圖47係表示批次搬送式機器手之基板保持器件之間距變換機構之另一例之模式性剖面圖。
圖48A係表示批次搬送式機器手之基板保持器件之間距變換機構之另一例之模式性局部剖面圖。
圖48B係用以說明圖48A所示之間距變換機構之動作之模式性局部剖面圖。
圖49係表示批次搬送式機器手之基板保持器件之間距變換機構之另一例之模式圖。
圖50係表示批次搬送式機器手之基板保持器件之間距變換機構之另一例之模式圖。
圖51係用以說明本發明之另一實施形態之批次搬送式機器手之尺寸之模式性俯視圖。
圖52係用以說明本發明之另一實施形態之批次搬送式機器手之形狀之模式性側視圖。
圖53(a)、(b)係用以說明批次搬送式機器手之基板保持器件之另一例之模式圖。
圖54(a)、(b)係用以說明批次搬送式機器手之基板保持器件之另一例之模式圖。
圖55(a)、(b)係用以說明批次搬送式機器手之基板保持器件之另一例之模式圖。
以下，使用圖詳細敍述本發明之第1參考例之實施形態。再者，於以下之記載中，於所有圖式中對相同或相當之部分標註相同符號，省略重複之說明。又，於以下之記載中，所謂上下方向係指鉛垂方向。
<板狀構件搬送用機器人之整體構成>
本發明之第1參考例係關於一種安裝於板狀構件搬送用機器人之手臂之前端部之末端執行器裝置。首先說明板狀構件搬送用機器人之整體。又，作為板狀構件搬送用機器人所搬送之板狀構件，例示圓板狀之半導體晶圓，但板狀構件並不限定於該半導體晶圓。例如板狀構件亦可為藉由半導體製程進行處理之薄型液晶顯示器、有機EL(Electro Luminescence，電致發光)顯示器用之玻璃基板。又，半導體晶圓係半導體裝置之基板材料，包含矽晶圓、碳化矽晶圓、藍寶石晶圓等。
於本實施形態中，板狀構件搬送用機器人係如下所述包括間距變換機構，該間距變換機構係於將複數片半導體晶圓自晶圓搬送盒搬送至進行特定之處理之另一部位時，變換相鄰之半導體晶圓之上下間距。於以下之記載中，間距變換機構係進行如下動作：於將複數片半導體晶圓自晶圓搬送盒搬送至另一部位時使相鄰之半導體晶圓之上下間距擴大。
圖1A及圖1B係板狀構件搬送用機器人2之整體立體圖，圖1A係表示安裝有下述蓋部600之狀態，圖1B係表示將該蓋部600卸除之狀態。板狀構件搬送用機器人2係配置於半導體處理設備內並搬送複數片半導體晶圓之機器人，例如為所謂水平多關節型之機器人。該板狀構件搬送用機器人2例如包括：支持台22，其固定於地面；手臂支持軸23，其可升降及回旋地設置於該支持台22上；以及手臂20，其一端 部旋動自如地安裝於該手臂支持軸23之上端部並於水平方向延伸。於該手臂20之另一端部，與手臂20重疊地於水平方向延伸之基台21之一端部係設為可經由上下延伸之軸體24而於水平面內旋轉。板狀構件搬送用機器人2及下述末端執行器裝置1之動作係由未圖示之控制裝置控制。
於基台21上，設置有形成得較厚之機器手3。於半導體處理設備內，與機器手3之前端部對向地設置有將複數片半導體晶圓9上下隔開間隔地收納之晶圓搬送盒90。為了便於說明，於本實施形態中，設為於晶圓搬送盒90內在高度方向等間隔地收納有5片半導體晶圓9。手臂20以手臂支持軸23為中心於水平面內旋轉，且基台21以軸體24為中心進行旋轉，藉此，機器手3可接近及遠離晶圓搬送盒90。於以下之記載中，將機器手3接近晶圓搬送盒90之方向稱作前方向，將機器手3遠離晶圓搬送盒90之方向稱作後方向。又，將於水平面內與前後方向正交之方向稱作左右方向。進而，將機器手3朝前方向及後方向之移動分別稱作前進及後退。
此處，上述半導體處理設備亦可包括處理裝置及搬送裝置。處理裝置係對半導體晶圓進行特定之處理之裝置。搬送裝置係於晶圓搬送盒90與處理裝置之間搬送半導體晶圓之裝置。板狀構件搬送用機器人2既可配置於處理裝置內，亦可配置於搬送裝置內。
又，將驅動機器手3之機構稱作機器手驅動機構。於本實施形態中，機器手驅動機構包括手臂20、基台21、支持台22、支持軸23及軸體24。機器手驅動機構並不限定於該構成，可採用能夠驅動機器手3並搬送半導體晶圓之各種構成。例如可採用正交座標型、圓柱座標型、多關節型、平行連桿型之構成。
機器手3包括：本體部30，其以使長度方向與基台21一致之方式固定於基台21；以及2個可動部31，其等位於該本體部30之長度方向 之中央部兩側，且可於基台21上前進及後退地設置。該本體部30與可動部31形成為中空，於內部形成有由該中空部分構成之收納空間。於本體部30之前端部，形成有與保持半導體晶圓9之區域水平之對向面32，於該對向面32之周圍，設置有分別保持半導體晶圓9之周緣部之複數個保持部，於圖1A及圖1B中設置有4個。保持部包括：2個第1保持部4A，其等左右相互遠離地設置於本體部30之前端部；以及2個第2保持部4B，其等設置於各可動部31之前端部。即，藉由複數個第1保持部4A及第2保持部4B而保持半導體晶圓9之周緣部之互不相同之部位。藉由機器手3及兩保持部4A、4B而構成安裝於板狀構件搬送用機器人2之前端部之末端執行器裝置1之主要部分。
如圖1A所示，於本體部30之長度方向之中央部上，設置有蓋部600，如圖1B所示，於該蓋部600之內側，設置有平行四邊形狀之四節連桿機構6。
圖2(a)、(b)係表示本體部30與可動部31之位置關係之俯視圖。本體部30上之四節連桿機構6係以形成平行四邊形之方式利用4根連結軸61、61a、61b將4根小連桿板60連結而構成。於該四節連桿機構6之前方，設置有致動器100，該致動器100係將活塞120沿前後方向出沒自如地設置於殼體110內而構成。
該4根連結軸中之位於最靠後側之連結軸固定於本體部30，將該連結軸稱作固定連結軸61a。於相對於該固定連結軸61a而位於四節連桿機構6之對角線上之連結軸，安裝有致動器100之活塞120，藉此，該連結軸被朝前後驅動。將該連結軸稱作被驅動連結軸61b。4根連結軸中之除固定連結軸61a與被驅動連結軸61b以外之2根連結軸61分別經由於左右延伸之連接板62而連接於可動部31。
於本體部30與各可動部31之間，相互平行且於前後隔開地設置有將可動部31可前後移動地連結於本體部30之2根旋動輔助連桿板 63。即，本體部30、可動部31及2根旋動輔助連桿板63係以構成平行連桿之方式相互連結。
將相對於本體部30驅動第2保持部4B之機構稱作第2保持部驅動機構。於本實施形態中，第2保持部驅動機構包括上述四節連桿機構6、連接板62、旋動輔助連桿板63及可動部31。第2保持部驅動機構並不限定於該構成，可採用於本體部30固定有活塞且於第2保持部4B固定有殼體之氣缸等致動器。
如圖2(a)所示，於將活塞120拉回至殼體110內之狀態下，可動部31處於前進狀態，第2保持部4B保持半導體晶圓9之周緣部。若自該狀態如圖2(b)所示活塞120自殼體110突出，則被驅動連結軸61b朝後方移動。位於固定連結軸61a之兩側之2片小連桿板60以相互拉開之方式旋動，藉此，連接板62以固定連結軸61a為中心朝後方進行圓弧運動。再者，小連桿板60與旋動輔助連桿板63相互平行，利用小連桿板60及旋動輔助連桿板63構成平行四邊形。可動部31被旋動輔助連桿板63限制，朝各旋動輔助連桿板63之旋轉方向(圖2(a)之箭頭X方向)後退。如圖2(b)所示，第2保持部4B自半導體晶圓9之周緣部離開，解除半導體晶圓9之保持。
即，於自晶圓搬送盒90取出半導體晶圓9時，如圖2(a)所示，可動部31朝前進方向旋轉，第2保持部4B保持半導體晶圓9之周緣部。於將所取出之半導體晶圓9載置於進行特定之處理之另一部位時，使致動器100作動，如圖2(b)所示，使可動部31朝後退方向旋轉。第2保持部4B自半導體晶圓9之周緣部離開，解除半導體晶圓9之保持。
於小連桿板60進行旋轉時，小連桿板60彼此摩擦，其結果，有產生微粒之情況。為了防止該微粒飛散，而對四節連桿機構6蓋上蓋部600。因此，若將四節連桿機構6收納於本體部30內，則無需設置蓋部600。
於本實施形態中，第1保持部4A並未相對於本體部30於水平方向相對性地移位。另一方面，第2保持部4B相對於機器手3之本體部30於水平方向、更具體而言為前後方向相對性地移位。藉由如此構成，無需將上述第2保持部驅動機構之動作傳達至第1保持部4A，從而可簡單地構成驅動系統。再者，第1保持部4A之水平方向之動作係藉由利用上述機器手驅動機構驅動機器手3而實現。
圖3(a)、(b)係第1保持部4A之立體圖。於圖3(a)、(b)中表示自前方觀察本體部30之左側之第1保持部4A所得之狀態，但本體部30之右側之第1保持部亦為相同之構成。
第1保持部4A包括：4根線性移動體40A、40B、40C、40D，其等對應於必須固持並升降之半導體晶圓9之片數而沿著半導體晶圓9之周緣部相連；以及下述間距變換機構，其使各線性移動體40A、40B、40C、40D分別上升不同高度。所固持之半導體晶圓9為5片，相對於此，線性移動體40A、40B、40C、40D為4根，其原因在於：最下位之半導體晶圓9由固定於機器手3上之支承部42支持而無法升降。
4根線性移動體40A、40B、40C、40D可上下移動地設置，各線性移動體40A、40B、40C、40D係分別於作為縱長之板材之線性移動部41A、41B、41C、41D之前端部、即上端部設置支持半導體晶圓9之周緣部下表面之支承部42而構成。
支承部42係使保護壁44自水平片43之基端部朝上突出而形成，該水平片43支承並支持半導體晶圓9之周緣部下表面，保護壁44抵接於半導體晶圓9之周面。於第1保持部4A與第2保持部4B保持有半導體晶圓9之狀態下，藉由第1保持部4A之各支承部42之保護壁44與第2保持部4B之保護壁44而將半導體晶圓9向內、具體而言朝向半徑方向之中心推壓夾持(參照圖15(a))。即，藉由兩保持部4A、4B利用邊側插接(edge grip)固持半導體晶圓9。藉此，即便基台21及手臂20以高速旋 轉，亦可確實地固持半導體晶圓9。
如圖3(a)所示，4根線性移動部41A、41B、41C、41D係自各支承部42之高度於最下位對齊之狀態移動至如圖3(b)所示上升與支承部42應當支承之半導體晶圓9之配置高度位置對應之直線距離之狀態為止。線性移動部41A、41B、41C、41D係例如以沿著半導體晶圓9之周緣部依序變低之方式上升。即，線性移動部41A上升得最高，線性移動部41D上升得最低。藉此，可變換由各線性移動部41A、41B、41C、41D保持之複數片半導體晶圓9之上下間隔即間距。於以下之記載中，為了便於說明，將上升得最高之線性移動部設為第1線性移動部41A，以下，依照上升之高度較高之順序設為第2、第3、第4線性移動部41B、41C、41D。再者，第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之上升順序亦可與上述相反。
再者，第2保持部4B係與第1保持部4A同樣地包括以沿著半導體晶圓9之周緣部依序變高或變低之方式上升之4個線性移動部41A、41B、41C、41D、及間距變換機構之構成。藉由第1保持部4A之支承部42、及位於與該支承部42相同之高度之第2保持部4B之支承部42來保持半導體晶圓9。於被該支承部42保持之狀態下，半導體晶圓9位於與機器手3之對向面32大致平行之面內。即，對向面32相當於本發明之第1參考例中之「1個平面」，上下方向相當於本發明之第1參考例之「第1方向」。又，前後方向為本發明之第1參考例中之「第2方向」。
於圖3(a)、(b)所示之實施形態中，以自上方觀察時不相互重疊之方式配置1個第1保持部4A所包括之所有水平片43。藉由如此，水平片43彼此可不相互干涉地變換間距。又，藉由如此，如圖3(a)所示，各支承部42之高度可形成為於最下位對齊之狀態，故而可使將間距設為最小(包含0mm)之情形時之本體部30之前端部及第1保持部整體之高度變小。
又，若以自上方觀察時不相互重疊之方式配置1個第1保持部4A所包括之複數個水平片43中之至少2個水平片43，則至少該2個水平片43彼此可不相互干涉地變換間距。
圖4(a)、(b)、(c)係表示第1保持部4A及第2保持部4B保持半導體晶圓9並升降之動作之一例之側視圖，但保持半導體晶圓9並升降之動作並不限定於此。於圖4(b)、(c)中，為了便於圖示，未圖示晶圓搬送盒90。本實施形態之板狀構件搬送用機器人2係自晶圓搬送盒90一次取出高度位置互不相同之5片半導體晶圓9，使相鄰之半導體晶圓9之間距擴大。於該狀態下搬送至必須進行處理之另一部位。支承最下位之半導體晶圓9之支承部42設置於機器手3上，第1保持部4A及第2保持部4B使剩餘4片半導體晶圓9上升。
於機器手3與晶圓搬送盒90對向之狀態下(參照圖1B)，可動部31處於相對於本體部30朝後方離開之圖2(b)所示之狀態。自該狀態，手臂支持軸23下降，手臂20及基台21於水平面內旋轉，機器手3前進。機器手3通過晶圓搬送盒90之下側，如圖4(a)所示，第1保持部4A位於晶圓搬送盒90內之半導體晶圓9之下側前方，第2保持部4B位於晶圓搬送盒90內之半導體晶圓9之下側後方。第1保持部4A及第2保持部4B處於各支承部42於最下位對齊之圖3(a)所示之狀態。
此後，手臂支持軸23上升，並且第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之支承部42分別上升不同高度，到達與各支承部42之水平片43所對應之半導體晶圓9之下表面對應之高度(稍低之位置)。手臂20及基台21於水平面內旋轉，機器手3稍稍後退並達到與第1保持部4A之各支承部42所對應之半導體晶圓9之周緣部接觸之圖4(b)所示之狀態。於該狀態下，第2保持部4B位於半導體晶圓9之後方。
此後，如圖2(a)所示，致動器100之活塞120拉回至殼體110內，可動部31朝前進方向旋轉，而使得第2保持部4B與半導體晶圓9之周 緣部接觸。於該狀態下，手臂支持軸23稍稍上升，第1保持部4A及第2保持部4B將半導體晶圓9自晶圓搬送盒90稍稍提起。手臂20及基台21於水平面內旋轉，機器手3後退，從而可自晶圓搬送盒90取出半導體晶圓9。
於自晶圓搬送盒90取出半導體晶圓9之後，第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之支承部42進而分別上升不同高度，如圖4(c)所示，可擴大相鄰之半導體晶圓9間之間距。手臂20及基台21於水平面內旋轉，間距已擴大之複數片半導體晶圓9被搬送至進行處理之另一部位。再者，假定於所有線性移動部41A、41B、41C、41D之支承部42上升完畢之狀態下，相鄰之線性移動部之支承部42間之高度差全部相等。以下，對使各線性移動部41A、41B、41C、41D之支承部42分別上升不同高度之間距變換機構7進行說明。
<間距變換機構之構成及動作>
圖5係表示機器手3之本體部30之收納空間之俯視圖，表示上述間距變換機構7。圖6係自A1方向觀察圖5之間距變換機構7所得之側視圖，且未圖示出基台21。第1保持部4A與第2保持部4B分別包括相同之間距變換機構7，為了便於說明，於圖5中表示在圖1B中位於機器手3之左側之第1保持部4A之間距變換機構7。
間距變換機構7包括如下構件而形成，即：上述各線性移動部41A、41B、41C、41D；第1滑塊70，其於本體部30內前後滑動；以及第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D，其等連結於該第1滑塊70與各線性移動部41A、41B、41C、41D，將該第1滑塊70之前後移動變換為上下移動，且配置於本體部30內之收納空間。即，關於間距變換機構7係第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D位於本體部30之外部，第1滑塊70與第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D位於本體部30之收納空間內。又，如圖1B所示，半導體晶圓9位於本體部30之上 方，故而間距變換機構7之第1滑塊70與第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D存在於緊靠保持半導體晶圓9之支承部42之附近。藉由第1滑塊70與第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D而構成本發明之第1參考例之「驅動部」。
於圖5中，將位於本體部30之最內側之連桿機構設為第1連桿機構8A，隨著接近外側而分別設為第2、第3、第4連桿機構8B、8C、8D。第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D連接於對應之第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D。
如圖6所示，第1連桿機構8A包括：第1連桿構件80，其係設置於第1滑塊70之一側部且基端部可旋動地安裝於第1滑塊70之長條板；第2連桿構件81，其前端部以可繞位於該第1連桿構件80之長度方向中央部之結合軸88旋動之方式安裝，基端部可旋動地安裝於本體部30之底面；以及第2滑塊71，其可旋動地安裝於第1連桿構件80之前端部，且固定於第1線性移動部41之下端部。第1連桿構件80係以與第1滑塊70之安裝部位之中心即於左右方向延伸之第1軸線L1為中心進行旋動，結合軸88係以與第1軸線L1平行之第2軸線L2為中心。又，第2連桿構件81向本體部30之底面之安裝部位係以與第1軸線L1及第2軸線L2平行之第3軸線L3為中心。第2滑塊71係以與第1軸線L1及第2軸線L2平行之第4軸線L4為中心。第2軸線L2與第3軸線L3之間之距離實質上和第1軸線L1與第2軸線L2之間之距離以及第2軸線L2與第4軸線L4之間之距離相等。又，第1軸線L1、第2軸線L2及第4軸線L4實質上位於同一面上。
第2滑塊71嵌入至開設於作為本體部30之前端部之前壁33之縱長之長孔34，且前後移動被限制而僅被容許上下移動。
再者，如圖5所示，於第1滑塊70之側部、即與設置有第1連桿構件80之側為相反側之一側，安裝有長條板即短於第1連桿構件80之第3 連桿構件82之基端部，該第3連桿構件82設置成可以第1軸線L1為中心旋動。又，上述結合軸88係與第1軸線L1平行地延伸並連接於第3連桿構件82。如下所述，若第1連桿構件80與第2連桿構件81旋動，則第3連桿構件82亦經由結合軸88而旋動。
於第1滑塊70後退之狀態下，如圖6中一點鏈線所示般，第1連桿構件80及第2連桿構件81均處於大致水平位置，第2滑塊71及第1線性移動部41A之支承部42位於最下位。
如圖6中實線所示，當第1滑塊70前進時，由於第2滑塊71無法前後移動而僅被容許上下移動，故而第1連桿構件80係以第1軸線L1為中心，以第2滑塊71朝上之方式旋動。第2連桿構件81亦以第3軸線L3為中心，以結合軸88朝上之方式旋動。若第1滑塊70前進特定距離，則第2滑塊71及第1線性移動部41之支承部42到達最上位。若自該狀態第1滑塊70後退，則第1線性移動部41A參照與上述相反之動作而下降。再者，第2連桿構件81係輔助第1連桿構件80之旋動者，故而亦可將其省略。
再者，若自第1連桿構件80及第2連桿構件81處於大致水平位置之狀態，第1滑塊70前進，則兩連桿構件80、81有上頂而不朝上旋動之可能性。換言之，若結合軸88之第2軸線L2位於第1連桿構件80及第2連桿構件81之死點位置，則兩連桿構件80、81有上頂而不朝上旋動之可能性。
因此，亦可繞結合軸88設置圖6中一點鏈線所示之扭力彈簧89，將該扭力彈簧89之腳片設置於第1連桿構件80與第2連桿構件81，而將該結合軸88朝上彈推。即，該扭力彈簧89構成本發明之第1參考例之「向與死點為相反方向彈推之彈推機構」。又，若於第2滑塊71位於最下位之狀態下，第2軸線L2位於較第1軸線L1及第3軸線L3更靠上側，則可消除於第1滑塊70前進時兩連桿構件80、81上頂之可能性。
圖7係自B1方向觀察圖5之間距變換機構7所得之側視圖，表示第2連桿機構8B。第2連桿機構8B包括：上述第1連桿構件80；第4連桿構件83，其一端部旋動自如地安裝於該第1連桿構件80之前端部；以及第3滑塊72，其可旋動地安裝於該第4連桿構件83之另一端部，且固定於第2線性移動部41B之下端部。第4連桿構件83與第3滑塊72之安裝部位係以第5軸線L5為中心，該第5軸線L5與上述第4軸線L4平行且相互實質上位於相同鉛垂面上。該第4連桿構件83安裝於與第1連桿構件80上安裝有第2連桿構件81之面為相反側之面。
於第1滑塊70後退之狀態下，如圖7中一點鏈線所示，第1連桿構件80及第4連桿構件83均處於大致水平位置，第3滑塊72及第2線性移動部41B之支承部42位於最下位。
如圖7中實線所示，若第1滑塊70前進，則如上所述，第1連桿構件80以第1軸線L1為中心以第3滑塊72朝上之方式旋動。若第1滑塊70前進特定距離，則第4連桿構件83因第2線性移動部41B之重量而以另一端部朝下之方式傾斜，第3滑塊72及第2線性移動部41B之支承部42到達最上位。
圖8係自C1方向觀察圖5之間距變換機構7所得之側視圖，表示第3連桿機構8C。第3連桿機構8C包括：上述第3連桿構件82；第5連桿構件84，其一端部旋動自如地安裝於該第3連桿構件82之前端部；以及第4滑塊73，其可旋動地安裝於該第5連桿構件84之另一端部，且固定於第3線性移動部41C之下端部。第5連桿構件84與第4滑塊73之安裝部位係以與第4軸線L4平行且位於上述鉛垂面上之第6軸線L6為中心。
於第1滑塊70後退之狀態下，如圖8中一點鏈線所示，第3連桿構件82及第5連桿構件84均處於大致水平位置，第4滑塊73及第3線性移動部41C之支承部42位於最下位。
如圖8中實線所示，若第1滑塊70前進，則如上所述，第3連桿構件82以第1軸線L1為中心以第4滑塊73朝上之方式旋動。若第1滑塊70前進特定距離，則第5連桿構件84因第3線性移動部41C之重量而以另一端部朝下之方式傾斜，第4滑塊73及第3線性移動部41C之支承部42到達最上位。
圖9係自D1方向觀察圖5之間距變換機構7所得之側視圖，表示第4連桿機構8D。第4連桿機構8D包括：上述第3連桿構件82；第6連桿構件85，其一端部旋動自如地安裝於該第3連桿構件82之前端部；以及第5滑塊74，其可旋動地安裝於該第6連桿構件85之另一端部，且固定於第4線性移動部41D之下端部。第6連桿構件85與第5滑塊74之安裝部位係以與第4軸線L4平行且位於上述鉛垂面上之第7軸線L7為中心。該第6連桿構件85安裝於與第3連桿構件82上安裝有第5連桿構件84之面為相反側之面。
於第1滑塊70後退之狀態下，如圖9中一點鏈線所示，第3連桿構件82及第6連桿構件85均處於大致水平位置，第5滑塊74及第4線性移動部41D之支承部42位於最下位。
如第1滑塊70前進，則如圖9中實線所示，第3連桿構件82係如上所述，以第1軸線L1為中心且以第5滑塊74朝上之方式旋動。若第1滑塊70前進特定距離，則第6連桿構件85因第4線性移動部41D之重量而以另一端部朝下之方式傾斜，第5滑塊74及第4線性移動部41D之支承部42到達最上位。
亦可將上述扭力彈簧89嵌入至結合軸88，將該扭力彈簧89之腳片安裝於第3連桿構件82及第6連桿構件85，將該結合軸88朝上彈推。
再者，於上述記載中，對設置於本體部30之第1保持部4A之間距變換機構7進行了說明，但設置於可動部31之第2保持部4B亦具有與上述相同之構成之間距變換機構7。因此，保持有半導體晶圓9之兩保 持部4A、4B之支承部42可藉由間距變換機構7而改變高度。第1保持部4A與第2保持部4B之合計4個間距變換機構7被同步地驅動，即4個間距變換機構7之第1滑塊70被同步地驅動。同步地驅動該4個第1滑塊70之構成係於下文敍述。
如上所述，升降驅動第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之各連桿構件81、83、84、85與滑塊71、72、73、74之各安裝部位係以全部位於同一鉛垂面上之第4至第7軸線L4~L7為中心。即，該等複數個安裝部位係於前後方向全部位於相同之位置。
又，第1連桿構件80與第3連桿構件82係藉由通過第2軸線L2之結合軸88而相互同步地旋動。即，關於各第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D，第1連桿構件80及第3連桿構件82處於水平狀態下之第1軸線L1與第2軸線L2之間之第1距離和第2軸線L2與第4至第7軸線L4~L7之間之第2距離的和為相互相同之距離。
又，關於第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D，第1連桿構件80上之各第2連桿構件81、第4連桿構件83之安裝部位、及第2連桿構件82上之第5連桿構件84、第6連桿構件85之安裝部位均位於前後方向不同之位置。因此，關於各第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D，第1連桿構件80及第3連桿構件82上升旋動時之第2軸線L2與第4至第7軸線L4~L7之間之第2距離互不相同。即，關於各第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D，作為第1滑塊70之前進距離之特定距離相同，故而關於第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D，第1連桿構件80及第3連桿構件82上升旋動時之第2距離相對於特定距離之比率互不相同。
藉此，可使第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之支承部42上升之高度互不相同。即，可根據各第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之支承部42必須保持之半導體晶圓9之高度位置，而較佳地實現使第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D上升之連桿 機構。
為了變換上下相鄰之半導體晶圓9之間距，如上述般使第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D之構成構件旋轉，但此時連桿機構之構成構件彼此摩擦，其結果，有產生微粒之情況。若該微粒附著於半導體晶圓9，則牽涉到半導體晶圓9之品質不良。
於本實施形態中，第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D配置於機器手3之本體部30及可動部31之收納空間內，故而該微粒不會到達本體部30及可動部31之外部，該微粒不可能附著於半導體晶圓9。進而，為了使微粒不到達本體部30及可動部31之外部，本體部30及可動部31之收納空間內被設定為負壓。
又，間距變換機構7位於各線性移動體40A、40B、40C、40D之支承部42之正下方。藉此，可提高變換支承部42之間隔之動作之精度。
<第1滑塊之驅動機構>
圖10係表示將4個第1滑塊70同步地朝前後驅動之機構之俯視圖，利用一點鏈線表示構成機器手3之本體部30與可動部31。於本體部30之收納空間內，作為前後延伸之剛性體之主滑動體5可前後移動地設置。該主滑動體5係於前端部具有沿著本體部30之左右方向隔開之一對第1驅動片50，於後端部具有沿著本體部30之左右方向隔開之一對第2驅動片51。於各第1驅動片50之前端部安裝有構成上述第1保持部4A之間距變換機構之第1滑塊70。
氣缸68與各第2驅動片51之後方相對向，該氣缸68係將活塞67出沒自如地設置於殼體69內而構成。該活塞67之前端部連結於第2驅動片51，主滑動體5由兩氣缸68朝前後驅動。再者，設為主滑動體5由2個氣缸68驅動，但亦可由1個氣缸68驅動。
於各可動部31內，前後延伸之副滑動體52可前後移動地設置， 各副滑動體52係藉由於水平面內旋動之一對連結連桿53而與第2驅動片51連結。於各副滑動體52之前端部，設置有構成上述第2保持部4B之間距變換機構7之第1滑塊70。
圖11(a)、(b)係表示第2驅動片51與副滑動體52之位置關係之俯視圖，未圖示出間距變換機構7之構成及可動部31之第2保持部4B。圖11(a)係與圖2(a)對應地表示可動部31朝前進方向旋轉之位置。圖11(b)係與圖2(b)對應地表示可動部31朝後退方向旋轉之位置。於副滑動體52之前端部，設置有驅動第2保持部4B之第1滑塊70，該第2保持部4B設置於可動部31，故而若可動部31朝前後方向旋轉，則副滑動體52亦朝前後移動。為了實現即便於主滑動體5停止之狀態下，副滑動體52亦可前後移動，各副滑動體52係利用上述連結連桿53而與主滑動體5連結。
再者，連結連桿53、上述旋動輔助連桿板63及小連桿板60相互平行，且於該等連桿之間構成平行四邊形。
若上述四節連桿機構6(參照圖2(a)、(b))作動，可動部31自圖11(a)所示之狀態如圖11(b)所示般朝後退方向旋轉，則連結連桿53係以與第2驅動片51之安裝部位為中心旋動，從而容許副滑動體52在主滑動體5停止之狀態下後退。藉此，第2保持部4B之支承部42自半導體晶圓9之周緣部離開(參照圖2(b))。
若四節連桿機構6作動，可動部31自圖11(b)所示之狀態如圖11(a)所示般朝前進方向旋轉，則第2保持部4B之支承部42與半導體晶圓9之周緣部接觸，由第1保持部4A及第2保持部4B之支承部42保持半導體晶圓9(參照圖2(a))。
於可動部31朝前進方向旋轉並藉由兩保持部4A、4B之支承部42而保持半導體晶圓9之圖11(a)所示之狀態下，氣缸68將主滑動體5朝前方驅動。第1驅動片50及第2驅動片51前進，於連結連桿53未旋轉之 狀態下副滑動體52亦經由該連結連桿53而前進。由於主滑動體5與副滑動體52連動地移動，故而4個第1滑塊70同步地前進。藉此，第1保持部4A與第2保持部4B之第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D同步地上升。由於4個第1滑塊70僅前進相互相同之距離，故而保持1片半導體晶圓9之4個線性移動體僅上升相同之高度。藉此，半導體晶圓9保持水平姿勢上升。
於本實施形態之末端執行器裝置1中，僅藉由第1滑塊70之前後移動動作，使所有間距變換機構7之第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D升降。藉此，使第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D升降驅動之機構變得簡單。
<間距變換機構之第1變化例>
圖12(a)、(b)係表示間距變換機構7之第1變化例之立體圖。於本變化例中，第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D自圖之左側向右側排列。藉此，第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D亦自圖之左側向右側排列。於本變化例中，第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D之構成與上述連桿機構之構成不同。
具體而言，如圖12(a)所示，第1連桿機構8A包括：第1連桿片200，面朝上地以水平姿勢被前後驅動；以及第5連桿片240，其利用鉸鏈280而可上下旋動地連接於該第1連桿片200之前端部。
同樣地，第2連桿機構8B包括：第2連桿片210，其較第1連桿片200長；以及第6連桿片250，其利用鉸鏈280而可上下旋動地連接於該第2連桿片210之前端部，且較第5連桿片240短。第3連桿機構8C包括：第3連桿片220，其較第2連桿片210長；以及第7連桿片260，其利用鉸鏈280而可上下旋動地連接於該第3連桿片220之前端部，且較第6連桿片250短。第4連桿機構8D包括：第4連桿片230，其較第3連桿片220長；以及第8連桿片270，其利用鉸鏈280而可上下旋動地連接於該 第4連桿片230之前端部，且較第7連桿片260短。
第5至第8連桿片240、250、260、270之前端部抵接於前壁33，藉此，第5至第8連桿片240、250、260、270被限制前進。第5至第8連桿片240、250、260、270分別通過開設於前壁33之縱長之長孔34，且連接於對應之第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D。第1至第4連桿機構8A、8B、8C、8D由共同之第1滑塊(未圖示)前後驅動。
若自圖12(a)所示之姿勢下，第1滑塊將第1至第4連桿片200、210、220、230向前方推壓，則第5至第8連桿片240、250、260、270之前端部抵接於前壁33而被限制前進，故而如圖12(b)所示，第5至第8連桿片240、250、260、270係以鉸鏈280為中心以連結於第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之前端部上升之方式旋動。藉此，第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之支承部(於圖12(a)、(b)中未圖示)可支承半導體晶圓9之周緣部並上升。
<間距變換機構之第2變化例>
圖13(a)、(b)係表示間距變換機構7之第2變化例之側視圖。於本變化例中，間距變換機構7包括分別連接於第1至第4線性移動部41A、41B、41C、41D之第1至第4連桿機構，但該連桿機構之構成與上述連桿機構之構成不同。為了便於說明，僅圖示第1連桿機構8A。
第1連桿機構8A包括：從動滑塊300，其於本體部30之底面滑動；第1連桿構件80，其基端部可旋動地安裝於從動滑塊300；第2滑塊71，其可旋動地安裝於第1連桿構件80之前端部，且固定於第1線性移動部41之下端部；以及長條狀之擺動構件310，其一端部旋動自如地安裝於第1連桿構件80之前端部。
第2滑塊71與上述相同之處在於嵌入至開設於作為本體部30之前端部之前壁33之縱長之長孔34且僅被容許上下移動。擺動構件310係由本體部30內之支點320支持長度方向上之任意一點而進行擺動，該 擺動構件310之另一端部與配置於本體部30之上下驅動致動器330對向。該上下驅動致動器330係於殼體340內上下出沒自如地設置上下移動活塞350而構成，該上下移動活塞350之前端部連接於擺動構件310之另一端部。
於圖13(a)所示之狀態下，上下移動活塞350上升而使得第1線性移動部41A位於最下位。若自該狀態上下移動活塞350下降，則如圖13(b)所示，擺動構件310以支點320為中心擺動，擺動構件310之一端部及第1連桿構件80之前端部抬升。藉此，第1線性移動部41A之支承部42到達最上位。
<間距變換機構之第3變化例>
圖14(a)、(b)係表示間距變換機構7之第3變化例之側視圖。於本變化例中，第1至第4連桿機構之構成亦與上述連桿機構之構成不同。為了便於說明，僅圖示第1連桿機構8A。
如圖14(a)所示，第1連桿機構8A包括：從動滑塊300，其於本體部30之底面滑動；第1連桿構件80，其係基端部可旋動地安裝於該從動滑塊300之長條板；第2連桿構件81，其前端部可繞位於該第1連桿構件80之長度方向中央部之結合軸88旋動地安裝，基端部可旋動地安裝於本體部30之底面；以及第2滑塊71，其可旋動地安裝於第1連桿構件80之前端部，且固定於第1線性移動部41A之下端部。
於本體部30之底面形成有凹部35，於該凹部35內配置有與第1連桿構件80之基端部下表面對向之上下移動致動器330。該上下驅動致動器330係如上所述於殼體340內上下出沒自如地設置上下移動活塞350而構成，上下移動活塞350之前端部連接於第1連桿構件80之基端部。
於圖14(a)所示之狀態下，第1線性移動部41A位於最下位。若自該狀態上下移動活塞350上升，則第1連桿構件80以與從動滑塊300之 安裝部為中心旋動，且從動滑塊300前進。第1連桿構件80之前端部及第2連桿構件81之前端部抬升。藉此，第1線性移動部41A之支承部42到達最上位。
<支承部之變化例>
於上述記載中，如圖15(a)所示，設為半導體晶圓9係由支承部42之水平片43支持周緣部下表面。然而，亦可取而代之，如圖15(b)所示，以內表面之第1斜面45與斜率較該第1斜面45平緩之第2斜面46連續之方式形成支承部42，利用兩斜面45、46之交界SM支持半導體晶圓9之周緣。
若為圖15(b)所示之構成，則半導體晶圓9係於被支承部42保持時，於支承部42之第1斜面45滑動而載置於交界SM。藉此，半導體晶圓9之水平位置及水平姿勢經矯正而穩定地保持。又，支承部42與半導體晶圓9線接觸，故而支承部42與半導體晶圓9之接觸面積較小。藉此，向半導體晶圓9之異物附著減少。
於本說明書中，半導體晶圓9之保持意指成為可藉由機器手3搬送半導體晶圓9之狀態，除上述實施態樣以外，亦可為裝載或吸附等之態樣。於該情形時，例如上述支承部42可僅由水平片43構成或由該水平片43及吸附墊構成。
(將本案發明用於大徑之半導體晶圓時之優點)
於半導體業界中階段性地使用直徑較大之半導體晶圓。具體而言，以往使用直徑為150mm左右之半導體晶圓，但亦可使用直徑為200mm或300mm左右之半導體晶圓，將來可能使用直徑為450mm左右之半導體晶圓。
然而，於上述專利文獻2中，記載有如下構成：將於基端部得到支持之複數個基板保持構件插入至複數片基板之間而搬送基板。若欲藉由此種先前技術之構成搬送大型化之半導體晶圓，則相應於半導體 晶圓大型化之量，隨著半導體晶圓之大型化而大型化之機器人之彎曲或半導體晶圓自身之彎曲變大。藉此，基板保持構件與半導體晶圓干涉之問題增大。
若使配置有複數個之半導體晶圓之間隔足夠大則可避免該問題。然而，為了裝置之省空間化，較佳為以儘可能小之間隔配置複數個半導體晶圓。該間隔較佳為例如自1個半導體晶圓下表面至鄰接之半導體晶圓下表面為止為5mm~10mm、較佳為6mm之間隔。就該方面而言，根據本案發明之構成，無需將如上述先前技術中之基板保持構件般之板狀構件插入至複數個半導體晶圓之間。因此，可減輕機器手與半導體晶圓干涉之問題。
如此，可將本案發明應用於固持大型之半導體晶圓(尤其是直徑為450mm以上之半導體晶圓)之機器手。又，可將本案發明應用於作為包含晶圓搬送盒90或另一部位之基板載置部，且至少具有1個配置有複數個之半導體晶圓之間隔為5mm~10mm、較佳為6mm者之處理裝置、搬送裝置或半導體處理設備。
於上述記載中，第1保持部4A與第2保持部4B分別設置有2個，但只要分別設置1個以上即可。然而，為了將半導體晶圓9於水平面內定位，必須利用3個以上之點支持半導體晶圓9之周緣，故而第1保持部4A與第2保持部4B必須設置成以合計3點以上支持半導體晶圓9之周緣。
又，於上述記載中，設為間距變換機構7係於將複數片半導體晶圓9自晶圓搬送盒90搬送至另一部位時使相鄰之半導體晶圓9之上下間距擴大，但亦可使該上下間距縮小。
於上述圖10等中表示4個第1滑塊70同步地前後驅動之實施形態，但各間距變換機構7之第1滑塊70未必一定物理性地連接。例如亦可針對各間距變換機構7之每個第1滑塊70個別地設置氣缸等致動器。 於該情形時，較理想為使個別地設置之氣缸等致動器之動作時序同步。
以下，參照圖式對包括本發明之第2參考例之一實施形態之基板搬送機器人之基板搬送系統及基板搬送方法進行說明。
再者，本實施形態係關於半導體製造用之晶圓(基板)之搬送，但被設為本發明之第2參考例之基板搬送機器人之搬送對象之基板並不限定於半導體製造用之晶圓，亦包含液晶面板製造用之玻璃基板等各種基板(板狀構件)。
如圖16及圖17所示，本實施形態之基板搬送機器人401包括：基台402；主軸403，其可沿第1軸線L1升降地設置於基台402；機器人手臂404，其基端部連接於主軸403之上端部；以及末端執行器405，其連接於機器人手臂404之前端部。機器人手臂404具有：第1手臂構件406，其包含機器人手臂404之基端部；以及第2手臂構件407，其包含機器人手臂404之前端部；且第1手臂構件406之前端部與第2手臂構件407之基端部可繞第2軸線L2旋轉地連接。
末端執行器405具有：刀片式機器手(第1機器手)408，其可繞第3軸線L3旋轉地連接於第2手臂構件407之前端部；以及批次搬送式機器手(第2機器手)409，其同樣可繞第3軸線L3旋轉地連接於第2手臂構件407之前端部。再者，於本例中，將批次搬送式機器手409配置於上方，將刀片式機器手408配置於下方，但亦可使兩者之上下位置逆轉。
刀片式機器手408具有機器手本體410，該機器手本體410可插入至收容於基板收容部且上下鄰接之基板彼此之間。再者，於本實施形態中利用板狀體構成機器手本體410，但構成機器手本體之構件並不限定於板狀體，例如亦可由棒狀體等構成，且廣泛地包含可插入至收容於基板收容部且上下鄰接之基板彼此之間之構件。
批次搬送式機器手409具有：機器手基部411，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板之下方；以及基板保持器件412，其設置於機器手基部411，且可保持複數片基板(晶圓)S。
如圖17所示，批次搬送式機器手409之機器手基部411與刀片式機器手408之機器手本體410相比，其厚度相當厚，具有通常無法插入至收容於FOUP等基板收容部且上下鄰接之基板彼此之間之厚度。
再者，如圖16及圖17所示，本實施形態係以利用刀片式機器手408及批次搬送式機器手409之各自之上表面側保持基板S之方式構成，此種構成例如對於如半導體晶圓般欲防止微粒附著之情形特別有效。
刀片式機器手408與批次搬送式機器手409可分別繞第3軸線L3獨立地驅動。藉此，刀片式機器手408及批次搬送式機器手409之各者可切換進入基板收容部時之供用位置、及未進入基板收容部時之退避位置。
如圖18所示，刀片式機器手408具有：機器手本體410，其於前端側形成有一對爪部413；以及機器手基部414，其連接有機器手本體410之基端部。於一對爪部413之各前端部，設置有用以支持基板S之背面緣部之基板支持部415。於機器手本體410之基端部之左右兩側亦設置有用以支持基板S之背面緣部之基板支持部415。
進而，刀片式機器手408包括用以固持載置於基板支持部415之基板S之固持器件416。固持器件416具有：可動構件418，其包含抵接於基板S之側面之左右一對抵接部417；以及驅動源(例如氣缸)419，其將可動構件418朝前後驅動。使可動構件418朝前方移動並將抵接部417推壓至基板側面，藉此，可利用一對抵接部417及前端側之一對基板支持部415之垂直壁部分夾持基板S。
如圖19所示，批次搬送式機器手409之基板保持器件412係於機 器手基部411之前端側包括左右一對基板支持部之組，且隔著基板S於相反側包括左右一對基板支持部之組，上述基板支持部之組包括用以支持複數片(於本例中為5片)基板S之各背面緣部之複數個(於本例中為5個)基板支持部420。偏靠機器手基部411之基端側之基板支持部420之組可與可動構件421一體地前後移動地設置。可動構件421係由驅動源(例如氣缸)422朝前後驅動。
如圖20A及圖20B所示，屬於各組之複數個(於本例中為5個)基板支持部420至少於基板保持狀態下配置於上下方向之不同高度。
於藉由前端側之基板支持部420與偏靠基端側之基板支持部420固持基板S時，藉由驅動源422使可動構件421朝前方移動，將偏靠基端側之基板支持部420之垂直壁部分朝基板側面推壓。藉此，利用偏靠基端側之基板支持部420之垂直壁部分與前端側之基板支持部420之垂直壁部分夾持基板S。
於本實施形態中，屬於各組之複數個基板支持部420之上下間距可變。具體而言，如圖21A及圖21B所示，基板支持部420之下端部連接於升降構件424，該升降構件424連接於設置於機器手基部411之內部之升降連桿機構423。利用滑塊425驅動升降連桿機構423，藉此，升降構件424一面維持其水平延伸狀態，一面與基板支持部420一體地升降。
升降連桿機構423、升降構件424及滑塊425構成用以使基板支持部420於上方位置與下方位置之間移動之基板支持部驅動器件。可藉由基板支持部驅動器件而變更複數個基板支持部420之上下方向之間距。
又，於本實施形態中，以如下方式構成：包括複數個基板支持部420之各基板保持器件412之高度、即自機器手基部411之上表面至位於最高位置之基板支持部420之上端為止之距離隨著屬於各組之複 數個基板支持部420之上下間距之變更而變化。各基板保持器件412之高度係若使複數個基板支持部420之上下間距變小則變低(圖20A)，若使複數個基板支持部420之上下間距變大則變高(圖20B)。
藉由使屬於各組之所有基板支持部420分別為最低位置，能夠以於自與上下方向正交之至少1個方向觀察時複數個基板支持部420之至少一部分相互重疊之方式，配置複數個基板支持部420。此時，較佳為，複數個基板支持部420中之位於最高位置之基板支持部420之上端成為與機器手基部411之上表面大致相同之高度(參照圖21A)或低於機器手基部411之上表面之高度。再者，於使屬於各組之所有基板支持部420分別為最低位置時，亦可使屬於各組之所有基板支持部420之上端成為同一平面。
於本實施形態中，如圖19所示，屬於各組之複數個基板支持部420配置於自基板支持部420之移動方向觀察時至少一部分未相互重疊之位置。具體而言，自上下方向觀察時之複數個基板支持部420之位置於基板S之周向相互錯開。進而，自上下方向觀察時之複數個基板支持部420之位置係即便使複數個基板支持部420之上下間距變更亦不會變化。
此處，亦可將自基板支持部420之移動方向觀察時未相互重疊之部分設為基板支持部420中之與基板(晶圓)S接觸之部分。又，屬於各組之複數個基板支持部420亦可於至少分別成為最低位置之情形時，配置於自基板支持部420之移動方向觀察時至少一部分未相互重疊之位置。進而，屬於各組之複數個基板支持部420亦可配置於在動作中之所有動作範圍內自基板支持部420之移動方向觀察時至少一部分未相互重疊之位置。
其次，參照圖式對使用本實施形態之基板搬送機器人401搬送基板S之方法進行說明。
例如於半導體製造製程中，於各種處理裝置中對基板(晶圓)S實施特定之處理(熱處理或成膜處理等)，此時，藉由基板搬送機器人401進行向處理裝置側搬入未處理基板及自處理裝置側搬出經處理之基板。具體而言，藉由基板搬送機器人401而將收容於作為搬送起點之基板收容部之FOUP內之未處理基板自FOUP搬出，並搬入至配置於處理裝置側之搬送目的地之基板收容部。經處理之基板係由基板搬送機器人401自處理裝置側搬出，並搬入至FOUP。
再者，收容直徑為300mm之晶圓之FOUP之基板收容間距為10mm，晶圓之厚度為775μm。又，收容直徑為450mm之晶圓之FOUP之基板收容間距為12mm，晶圓之厚度為925μm。
使用有本實施形態之基板搬送機器人401之基板搬送方法包括：第1搬送步驟，其係藉由刀片式機器手408而搬出存在於FOUP(基板收容部)之下方端部區域之1片或複數片基板(晶圓)；以及第2搬送步驟，其係於藉由第1搬送步驟而被搬出1片或複數片基板S之FOUP之下方端部區域，插入批次搬送式機器手409而同時搬出複數片基板S。
圖22A至圖22L係表示使用基板搬送機器人401將收容於作為搬送起點之基板收容部之FOUP426內之25片基板(晶圓)S搬出之情況。
如圖22A及圖22B所示，於第1搬送步驟中，將末端執行器405之刀片式機器手408設為供用位置，將批次搬送式機器手409設為退避位置。繼而，將位於供用位置之刀片式機器手408插入至FOUP426內，最先搬出收納於FOUP426之最下方之位置之基板S。繼而，依序逐片搬出自下方起第2片、第3片、第4片、第5片之基板。藉由該第1搬送步驟，如圖22B所示，於FOUP426內部之下方端部區域形成空間。
其次，於第2搬送步驟中，如圖22C所示，將刀片式機器手408與批次搬送式機器手409之位置切換，使批次搬送式機器手409為供用位置，並且使刀片式機器手408為退避位置。又，將批次搬送式機器手 409之基板保持器件412之高度設定為低於其最大高度之高度、較佳為最低之高度。於該狀態下，如圖22D所示，將批次搬送式機器手409插入至FOUP426內部之下方端部區域之空間。
繼而，如圖22E所示，使基板搬送器件412之高度變高，並使複數個基板支持部420之上下間距與收納於FOUP426內之複數片基板S之上下間距一致擴大。較佳為，複數個基板支持部420之最大間距對應於收納於FOUP426內之複數片基板S之上下間距。而且，如圖22F所示，利用複數個基板支持部420保持複數片基板S，並自FOUP426內同時搬出。
繼而，於使用批次搬送式機器手409之第2次之後之搬送中，如圖22G所示，預先使基板保持器件412之高度變高，於該狀態下，如圖22H所示般將批次搬送式機器手409插入至FOUP426內。繼而，使末端執行器405上升，如圖22J所示般保持並同時搬出複數片基板S。
於向FOUP426插入之前預先使基板保持器件412之高度變高，藉此，不再需要FOUP426內之基板保持器件426之高度變更動作，而可縮短作業時間。
圖22K係表示利用批次搬送式機器手409之第3次之搬送，圖22L係表示利用批次搬送式機器手409之第4次之搬送，該等搬送亦可藉由與圖22G至圖22J所示之利用批次搬送式機器手409之第2次之搬送相同之動作實施。
於本實施形態中，藉由批次搬送式機器手409搬送於第1搬送步驟後殘留於FOUP426內之所有基板S。
於包含本實施形態之基板搬送機器人401及FOUP426之基板搬送系統中，如圖23所示，於將在第1搬送步驟中藉由刀片式機器手408搬出之基板S之數量設為M，將FOUP426之基板收容片數設為N，將批次搬送式機器手之基板保持片數設為n時，滿足M=N-n×(正整數)。藉 此，可使設置於搬送目的地之基板收容部之下方端部區域之批次搬送式機器手409用之插入空間最小化。
又，於將藉由刀片式機器手408搬出M片基板S時形成於FOUP426之下方端部區域之空間之高度設為H，將批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度(於高度可變之情形時為最小高度)設為h之情形時，H>h。
作為為了容許批次搬送式機器手409之厚度且滿足H>h之較佳之例，基板S之直徑為300mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為3、4、6片中之任一者，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為20mm以下。例如高度h為10mm以上且20mm以下。
作為同樣較佳之另一例，基板S之直徑為300mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為5片，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為60mm以下。例如高度h為50mm以上且60mm以下。
作為同樣較佳之另一例，基板S之直徑為300mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為7片，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為50mm以下。例如高度h為40mm以上且50mm以下。
作為同樣較佳之另一例，基板S之直徑為300mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為6或9片，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為80mm以下。例如高度h為70mm以上且80mm 以下。
作為同樣較佳之另一例，基板S之直徑為450mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為3、4、6片中之任一者，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為24mm以下。例如高度h為12mm以上且24mm以下。
作為同樣較佳之另一例，基板S之直徑為450mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為5片，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為72mm以下。例如高度h為60mm以上且72mm以下。
作為同樣較佳之另一例，基板S之直徑為450mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為7片，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為60mm以下。例如高度h為49mm以上且60mm以下。
作為同樣較佳之另一例，基板S之直徑為450mm，批次搬送式機器手409之基板保持片數為6或9片，批次搬送式機器手409整體中之於基板搬送時通過自上下方向觀察時與收容於FOUP426之基板S重疊之區域之部分之高度h為96mm以下。例如高度h為84mm以上且96mm以下。
再者，於如FOUP426般基板收容片數為25片之情形時，特別理想的是批次搬送式機器手409之基板保持片數n為5片。於將批次搬送式機器手409之基板保持片數n設為5片之情形時，藉由批次搬送式機器手409搬送之基板片數為n×(正整數)=5×4=20片，藉由刀片式機器手408搬出之基板片數M為5片。即，利用末端執行器405之基板搬送次 數之合計係將刀片式機器手之5次與批次搬送式機器手之4次合計為9次。
相對於此，若使批次搬送式機器手409之基板保持片數n為4片，則藉由批次搬送式機器手409搬送之基板片數為n×(正整數)=4×5=20片，藉由刀片式機器手408搬出之基板片數M為5片。即，利用末端執行器405之基板搬送次數之合計係將刀片式機器手408之5次與批次搬送式機器手409之5次合計為10次，與n=5片之情形相比，搬送次數增加1次。
又，若使批次搬送式機器手409之基板保持片數n為6片，則藉由批次搬送式機器手409搬送之基板片數為n×(正整數)=6×3=18片，藉由刀片式機器手408搬出之基板片數M為7片。即，利用末端執行器405之基板搬送次數之合計係將刀片式機器手408之7次與批次搬送式機器手409之3次合計為10次，與n=5片之情形相比，搬送次數仍增加1次。
如上所述，於如FOUP426般基板收容片數為25片之情形時，將利用批次搬送式機器手409之基板保持片數n設定為5片，藉此，可使利用末端執行器405之基板S之合計搬送次數最小化。
其次，參照圖24A至圖24C，對將自搬送起點之FOUP426搬出之基板S收容於搬送目的地(處理裝置側)之基板收容支架(基板收容部)427之動作進行說明。
於本實施形態中，如圖24A所示，將於上述第1搬送步驟中藉由刀片式機器手408自搬送起點之FOUP426之下方端部區域搬出之基板S搬入至搬送目的地之基板收容支架427之上方端部區域。
其次，如圖24B所示，將於上述第2搬送步驟中藉由批次搬送式機器手409自搬送起點之FOUP426之中間區域及上方端部區域搬出之基板S搬入至搬送目的地之基板收容支架427之上方端部區域之下方。
此處，於本例中，於搬送起點之FOUP426與搬送目的地之基板收容支架427中，處於收容狀態之複數片基板S之上下間距不同。即，搬送目的地之基板收容支架427之基板收容間距小於搬送起點之FOUP426之基板收容間距。
因此，於在第2搬送步驟中藉由批次搬送式機器手409自搬送起點之FOUP426搬出複數片基板S之後，使複數個基板支持部420之上下間距與搬送目的地之基板收容支架427之基板收容間距一致縮小。藉此，可於基板收容間距不同之基板收容部彼此之間順利地搬送複數片基板S。
再者，亦有搬送目的地之基板收容支架427之收容片數多於搬送起點之FOUP426之基板收容片數(=25片)之情形。例如於搬送目的地之基板收容支架427之收容片數為100片之情形時，自4台FOUP426依序搬出基板S，並搬入至搬送目的地之基板收容支架427。
於該情形時，搬入至搬送目的地之基板收容支架427之上方端部區域之基板S為自第1台FOUP426之下方端部區域搬出之基板S。另一方面，搬入至搬送目的地之基板收容支架427之下方端部區域之基板S為自第4台FOUP426之上方端部區域搬出之基板S。自第1台FOUP426之中間區域．上方端部區域、第2台FOUP426之全部區域、第3台FOUP426之全部區域、第4台FOUP426之下方端部區域．中間區域之各者搬出之基板被搬入至搬送目的地之基板收容支架427之中間區域。
再者，於本例中，如圖24C所示，由於可於搬送目的地之基板收容支架427之下方端部區域確保空間，故而可利用該空間將批次搬送式機器手409插入至基板收容支架427之下方端部區域。
作為上述實施形態之一變化例之基板搬送方法，可藉由批次搬送式機器手409搬出在上述第1搬送步驟後殘留於搬送起點之FOUP426之基板S之一部分而非全部。
例如藉由批次搬送式機器手409搬出在第1搬送步驟後殘留於搬送起點之FOUP426之基板S之一部分，並搬送至搬送目的地之基板收容支架427之上下方向之中間區域。
繼而，如圖25所示，藉由刀片式機器手408而非批次搬送式機器手409逐片搬出殘留於搬送起點之FOUP426之上方端部區域之基板S，並依序搬入至搬送目的地之基板收容支架427之下方端部區域。
如此，即便於在搬送目的地之基板收容支架427之下方端部區域無法確保用以插入批次搬送式機器手409之空間之情形時，亦可將基板S順利地搬入至基板收容支架427之最下段。
再者，於上述末端執行器405中，如圖26所示，刀片式機器手408與批次搬送式機器手409可繞共同之軸線(第3軸線L3)相互獨立地旋轉。藉此，可適當地切換將批次搬送式機器手409設為供用位置且將刀片式機器手408設為退避位置之狀態(圖26(a))與將刀片式機器手408設為供用位置且將批次搬送式機器手409設為退避位置之狀態(圖26(b))。
相對於此，作為一變化例，如圖27所示，亦能夠以可使用線性導軌等相互獨立地朝前後移動之方式構成刀片式機器手408及批次搬送式機器手409。
於該構成中，可適當切換如下兩種狀態：使批次搬送式機器手409前進而形成供用位置且使刀片式機器手408後退而形成退避位置之狀態(圖27(a))；以及使刀片式機器手408前進而形成供用位置且使批次搬送式機器手409後退而形成退避位置之狀態(圖27(b))。
作為上述實施形態之另一變化例，如圖28所示，亦可於刀片式機器手408設置複數個機器手本體410。藉由如此於刀片式機器手408設置複數個機器手本體410，可於上述第1搬送步驟中自FOUP426同時搬出複數片基板S。藉此，可減少第1搬送步驟中之基板搬送次數，而 可縮短搬送時間。
又，於該例中，較佳為如圖29所示般複數個機器手本體410之上下間距可變。藉由使複數個機器手本體410之上下間距可變，於搬送起點之基板收容間距與搬送目的地之基板收容間距不同之情形時亦可順利地應對。
如上所述，根據本發明之上述實施形態及其變化例，末端執行器405包括刀片式機器手408及批次搬送式機器手409之兩者，於無法將批次搬送式機器手409插入至基板收容部內之情形時，可使用刀片式機器手408將基板S搬出而確保批次搬送式機器手409之插入空間。 藉此，即便於根據基板收容部側之情況而批次搬送式機器手409之使用存在限制之情形時，亦可使用批次搬送式機器手409順利地同時搬送複數片基板。
再者，於上述說明中，將搬送起點之基板收容部設為FOUP426，將搬送目的地之基板收容部設為處理裝置側之基板收容支架427，但亦可與此相反，將搬送目的地設為FOUP426，將搬送起點設為處理裝置側之基板收容支架427。於在作為搬送起點之處理裝置側之基板收容支架427之下方端部區域無法確保用以插入批次搬送式機器手409之足夠之空間之情形時特別有效。
又，於上述實施形態中，對利用刀片式機器手408及批次搬送式機器手409之各自之上表面側保持基板S之構成進行了說明，但亦可代替此而採用利用刀片式機器手408及批次搬送式機器手409之各自之下表面側保持基板S之構成。
於本例中，於在第1搬送步驟中藉由刀片式機器手自搬送起點之基板收容部搬出基板時，自搬送起點之基板收容部之上方端部區域搬出基板，將基板搬入至搬送目的地之基板收容容器之下方端部區域。同樣地，於第2搬送步驟中，將自搬送起點之基板收容部之中間區域 及下方端部區域搬出之基板搬入至搬送目的地之基板收容部之中間區域及上方端部區域。
再者，安裝上述末端執行器405之機器人手臂404之構成並不特別限定於此，亦可將上述末端執行器安裝於正交座標型、圓柱座標型、極座標型、水平多關節型或垂直多關節型等各種機器人手臂。
又，批次搬送式機器手409之構成亦並不限定於上述構成，例如可適當採用專利文獻1-3中所揭示之構成。
又，作為另一變化例，如圖30所示，於包括第1機器人手臂404A及可與第1機器人手臂404A分開地驅動之第2機器人手臂404B之基板搬送機器人500中，亦可將上述刀片式機器手(第1機器手)408安裝於第1機器人手臂404A，將上述批次搬送式機器手(第2機器手)409安裝於第2機器人手臂404B。
於本變化例之基板搬送機器人500中，亦與上述實施形態同樣地，於無法將批次搬送式機器手409插入至基板收容部內之情形時，可使用安裝於第1機器人手臂之刀片式機器手408將基板S搬出而確保批次搬送式機器手409之插入空間。藉此，即便於根據基板收容部側之情況而批次搬送式機器手9之使用存在限制之情形時，亦可使用批次搬送式機器手409順利地同時搬送複數片基板。
又，作為另一變化例，如圖31所示，於包括第1基板搬送機器人500A及第2基板搬送機器人500B之基板搬送系統中，亦可將上述刀片式機器手(第1機器手)408安裝於第1基板搬送機器人500A之第1機器人手臂404A，將上述批次搬送式機器手(第2機器手)409安裝於第2基板搬送機器人500B之第2機器人手臂404B。
於本變化例之基板搬送系統中，亦與上述實施形態同樣地，於無法將批次搬送式機器手409插入至基板收容部內之情形時，可使用第1基板搬送機器人500A之刀片式機器手408將基板S搬出而確保批次 搬送式機器手409之插入空間。藉此，即便於根據基板收容部側之情況而批次搬送式機器手409之使用存在限制之情形時，亦可使用批次搬送式機器手409順利地同時搬送複數片基板。
又，作為另一變化例，如圖32及圖33所示，亦可將刀片式機器手(第1機器手)408與批次搬送式機器手(第2機器手)409可相互獨立地滑動地設置於可繞第3軸線L3旋轉地設置之機器手共用本體部428。
又，於上述實施形態中，如圖21A及圖21B所示，將構成批次搬送式機器手409之基板保持器件412之基板支持部420設為可升降之構成，使鄰接之基板支持部420彼此之間隔可變，但作為一變化例，亦可使鄰接之基板支持部420彼此之間隔固定。於該情形時，可省略升降連桿機構423等而使構造簡化。
又，於上述實施形態中，如圖19所示，以自上方向觀察時不重疊之方式配置鄰接之基板支持部420彼此，但作為一變化例，亦可以自上方向觀察時重疊之方式配置鄰接之基板支持部420彼此。
以下，參照圖式對包括本發明之第3參考例之一實施形態之末端執行器之基板搬送機器人進行說明。
如圖34所示，本實施形態之基板搬送機器人501為所謂之水平多關節型機器人，可同時保持並搬送複數片晶圓(基板)W。
再者，可應用本發明之第3參考例之基板搬送機器人並不限定於以下所說明之特定之基板搬送機器人，例如可對逐片搬送晶圓而非同時搬送複數片晶圓之類型之基板搬送機器人等各種基板搬送機器人應用本發明之第3參考例。
本實施形態之基板搬送機器人501具有多關節之機器人手臂502，於機器人手臂502安裝有末端執行器503。機器人手臂502之基端部連接於可升降及回旋之手臂支持軸504之上端，手臂支持軸504由支持台505支持。
末端執行器503具有較厚地形成之末端執行器本體506。末端執行器本體506包括：固定部507，其固定於機器人手臂502；以及一對可動部508，其等位於末端執行器本體506之長度方向之中央部兩側且可於機器人手臂502上進退。可動部508係由致動器509及連桿機構510進退驅動。
於固定部507之左右之前端部，分別設置有複數個前端側基板支持部511。同樣地，於左右一對可動部508之前端亦分別設置有複數個基端側基板支持部512。
如圖35A及圖35B所示，複數個前端側基板支持部511之基板載置面511a及複數個基端側基板支持部512之基板載置面512a可配置於上下方向之不同位置，且可適當變更上下方向間距。
自圖35A所示之狀態，驅動致動器509而使複數個基端側基板支持部512前進並插入至複數片晶圓W之背面緣部之下方，繼而使末端執行器503上升，藉此，利用前端側基板支持部511及基端側基板支持部512各自之基板載置面511a、512a支持複數片晶圓W之背面緣部。藉此，可藉由末端執行器503而同時保持複數片(於本例中為5片)晶圓W。
又，亦可於保持有複數片晶圓W之狀態下變更間距，而成為圖35B所示之大間距之狀態，故而可進行自間距小之晶匣向間距大之晶匣之搬送或與此相反之搬送。
其次，參照圖36及圖37對作為本實施形態之末端執行器之特徵部分之基板支持部連接機構及移位禁止器件進行說明。
如圖36所示，設置於末端執行器本體506之前端側之前端側基板支持部511之基端部可旋動地連接於升降構件514，該升降構件514連接於設置在末端執行器本體506內之升降連桿機構513。藉由利用滑塊515驅動升降連桿機構513，升降構件514與前端側基板支持部511一體 地升降。
升降連桿機構513、升降構件514及滑塊515構成用以使前端側基板支持部511在上方位置與下方位置之間移動之基板支持部驅動器件516。可藉由基板支持部驅動器件516而變更複數個前端側基板支持部511之上下方向之間距。
圖37係表示將前端側基板支持部511之基端部可旋動地連接於升降構件514之基板支持部連接機構517。基板支持部連接機構517係經由旋轉心軸518將前端側基板支持部511之基端部連接於升降構件514，以使得於對前端側基板支持部511施加外力時，前端側基板支持部511相應於外力而旋轉。
前端側基板支持部511相對於末端執行器本體56之旋動動作之旋轉軸線、即旋轉心軸518之軸線方向配向於與上下方向正交之方向。藉此，前端側基板支持部511係於使末端執行器503朝前進方向移動時相應於前端側基板支持部511與周圍之構造物碰撞時所產生之外力而順利地旋轉，上述前進方向係指自末端執行器503之基端側朝向前端側。
又，基板支持部連接機構517具有阻力賦予器件519，該阻力賦予器件519係用以對前端側基板支持部511相對於末端執行器本體506之旋動動作賦予阻力。具體而言，藉由將圖37所示之調整螺栓520適度擰緊，設置於調整螺栓520之環狀之錐形構件521產生楔效應(wedge effect)。藉由該楔效應，可於前端側基板支持部511之旋轉心軸518與錐形構件521之間產生旋轉時之適度之滑動阻力。藉此，可防止前端側基板支持部511因振動等而意外地旋轉移位。
再者，作為用以對前端側基板支持部511之旋動動作賦予阻力之阻力賦予器件，並不限定於使用上述環狀之錐形構件521之機構，例如可採用利用將球頭柱塞壓抵於前端側基板支持部511之旋轉心軸518 而賦予阻力或與前端側基板支持部511之旋轉心軸521一體地旋轉之旋轉凸緣、及於與該旋轉凸緣之間產生摩擦阻力之固定凸緣而賦予阻力等各種機構。
進而，如圖36所示，本實施形態之末端執行器503包括移位禁止器件522，該移位禁止器件522係用於在藉由基板支持部驅動器件516而成為小間距狀態之末端執行器503中，禁止對前端側基板支持部511施加有外力時之前端側基板支持部511之移位。移位禁止器件522係於其前端部具有由輥構件構成之抵接部523。
其次，參照圖38A至圖38E，對基板支持部連接機構517及移位禁止器件522之作用進行說明。
圖38A係表示藉由基板支持部驅動器件516使末端執行器503成為小間距狀態之情形，於該小間距狀態下，移位禁止器件522之抵接部523抵接於前端側基板支持部511之上下方向之中央部。藉由如此利用移位禁止器件522之抵接部523約束前端側基板支持部511之移位，可確實地防止前端側基板支持部511因振動等而意外地旋轉移位。
圖38B係表示藉由基板支持部驅動器件516使末端執行器503成為大間距狀態之情形，於該大間距狀態下，將移位禁止器件522之抵接部523自前端側基板支持部511卸除。
如此，根據前端側基板支持部511之上下方向之位置(大間距或小間距)而切換利用移位限制器件522之前端側基板支持部511之移位之限制狀態與非限制狀態。
而且，若於大間距狀態(圖38B)下，前端側基板支持部511與周圍之構造物碰撞而作用有外力，則如圖38C所示，前端側基板支持部511以旋轉心軸518為中心旋轉移位。藉此，可防止因作用於前端側基板支持部511之外力而導致前端側基板支持部511或與其連結之基板支持部驅動器件516受到損傷。又，亦可防止前端側基板支持部511所碰撞 到之周圍構造物之損傷。
再者，即便於在圖38B所示之大間距狀態下，對前端側基板支持部511施加有振動等之情形時，由於藉由阻力賦予器件519對前端側基板支持部511之旋動動作賦予阻力，故而前端側基板支持部511不會意外地旋轉移位。
若於圖38C所示之因碰撞而導致前端側基板支持部511旋轉移位之狀態下，藉由基板支持部驅動器件516將末端執行器503之間距自大間距狀態變換為小間距狀態，則如圖38D所示，移位禁止器件522之抵接部523抵接於下降之前端側基板支持部511。若使前端側基板支持部511進一步下降，則如圖38E所示，藉由移位禁止器件522之抵接部523而使前端側基板支持部511恢復至正常之位置(直立狀態)。
如上所述，移位禁止器件522可確實地防止小間距狀態下之前端側基板支持部511之意外之旋轉移位，並且可使於大間距狀態下因碰撞而旋轉移位之前端側基板支持部511在對末端執行器503進行間距變換(自大間距成為小間距)時自動地恢復至正常的位置。
其次，參照圖39A至圖39C對本發明之第3參考例之另一實施形態之末端執行器503之移位禁止器件522進行說明。再者，對與上述實施形態相同之構件標註相同符號並省略說明。
於本實施形態中，移位禁止器件522包括柱塞機構(抵接部驅動器件)524，於柱塞機構524之柱塞524a之前端，設置有由輥構件構成之抵接部523。柱塞機構524例如可包括氣缸。
柱塞機構524係以如下方式構成：於小間距狀態下，使抵接部於可到達處於移位前之位置之前端側基板支持部511之到達位置與遠離位於移位前之位置之前端側基板支持部511之遠離位置之間移動。
如此，本實施形態之移位禁止器件522包括可相對於處於小間距狀態之前端側基板支持部511進退之抵接部523，藉由如圖39A所示般 使抵接部523為遠離位置，前端側基板支持部511之旋轉移位變得自由。若於該狀態下前端側基板支持部511與周圍之構造物碰撞而施加有外力，則如圖39B所示般，前端側基板支持部511旋轉移位。
藉此，對於處於小間距狀態之末端執行器503，亦可防止因作用於前端側基板支持部511之外力而導致前端側基板支持部511或與其連結之基板支持部驅動器件516受到損傷，又，亦可防止前端側基板支持部511所碰撞到之周圍之構造物之損傷。
於使因碰撞而旋轉移位之前端側基板支持部511恢復至正常之位置時，如圖39C所示，使柱塞524a進出而使抵接部523移動至到達位置，利用抵接部523推壓前端側基板支持部511而使其恢復至正常之位置。
柱塞524a之退避操作係於實施預計周圍之構造物與前端側基板支持部511碰撞之機器人動作之前進行。另一方面，於無需碰撞對策之狀況下，使柱塞524a進出而使抵接部523抵接於前端側基板支持部511，藉此，可確實地防止因振動等所導致之前端側基板支持部511之意外之旋轉移位。
又，於在大間距狀態下前端側基板支持部511因碰撞而移位之情形時，若於使柱塞524a進出之狀態下自大間距狀態變換為小間距狀態，則與圖38C至圖38E所示之最初之實施形態同樣地，可使前端側基板支持部511自動地恢復至正常之位置。
或，亦可藉由於變換為小間距狀態之後使柱塞524a進出，而推壓已旋轉移位之前端側基板支持部511並使其恢復至正常之位置。
進而，於上述各實施形態之末端執行器503中，可設置用以偵測因外力所致之前端側基板支持部511之移位之移位偵測器件。
例如圖40所示，將導通偵測開關526之一端子526a安裝於前端側基板支持構件511，並且將另一端子526b固定並設置於末端執行器本 體506側。
於前端側基板支持部511處於正常之位置時，導通偵測開關525之端子526a、526b彼此連接而處於導通狀態，當因碰撞而導致前端側基板支持部511旋轉移位時，兩端子526a、526b分離而成為切斷狀態。藉此，可檢測前端側基板支持部511之旋轉移位。
又，亦可如圖41所示，將按壓式之開關527於前端側基板支持部511之旋轉移位方向固定並設置於末端執行器本體506側，利用已旋轉移位之前端側基板支持部511按壓開關527，藉此，使處於切斷狀態之開關527切換為導通狀態。
又，亦可如圖42所示，將反射型光學距離感測器528固定並設置於末端執行器本體506側，利用反射型光學距離感測器528檢測至前端側基板支持部511為止之距離。若前端側基板支持部511因碰撞而旋轉移位，則反射型光學距離感測器528之檢測距離變化，故而可藉此檢測前端側基板支持部511之旋轉移位。
根據上述各實施形態之末端執行器503，當於機器人動作時前端側基板支持部511與周圍之構造物碰撞時，僅質量相對較小之前端側基板支持部511移位，而非末端執行器503之整體移位，故而可感度良好地緩和碰撞時之衝擊力。
又，由於碰撞時之變形不會波及末端執行器503整體，將變形僅限定於前端側基板支持部511，故而即便於必須更換之情形時，亦可使得零件更換簡單且成本降低。
又，根據上述各實施形態之末端執行器503，由於包括移位禁止器件522，故而可確實地防止前端側基板支持部511之意外之移位，並且可使因碰撞而移位之前端側基板支持部511恢復至正常之位置。
其次，參照圖式對作為本發明之末端執行器之一實施形態之批次搬送式機器手進行說明。
圖43係以可觀察到本實施形態之批次搬送式機器手700之機器手基部701之內部方式表示之模式性俯視圖。批次搬送式機器手700包括突出量變更器件703，該突出量變更器件703係用於變更基板保持器件702自包含與收容於FOUP等之基板收容部之複數片基板中之最下段之基板對向之機器手基部701之表面之基準面(與圖1A之對向面32對應之面)之突出量。
基板保持器件702例如相當於圖1A所示之實施形態之保持部4A、4B，又，相當於圖16及圖17所示之實施形態之基板保持器件412，或相當於圖34所示之基板支持部511、512。
藉由利用突出量變更器件703變更基板保持器件702之突出量，由基板保持器件702保持之基板之上下間距變化。突出量變更器件703可包括上述各種實施形態中之各種連桿機構等，例如可設為圖21A及圖21B所示之包含升降連桿機構423、升降構件424及滑塊425之構成。
機器手前端側之左右之升降連桿機構423分別連接於可相對於機器手基部701前後移動地設置之單一之滑塊425之左右端部。機器手基端側之左右之升降連桿機構423連接於另一單一之滑塊425之左右端部之各者。另一單一之滑塊425係可相對於滑動板704前後移動地設置於可相對於機器手基部701前後移動地設置之滑動板704上。於滑動板704連接有氣缸705之活塞之前端，藉由驅動氣缸705使活塞進行進退動作，可使滑動板704相對於機器手基部701前後移動。
於滑動板704之中央部設置有伺服馬達706，伺服馬達706係與滑動板704一體地前後移動。於可前後移動地配置於滑動板704上之滑塊425，一體地形成有向機器手前端側突出之前方突出部707，於形成於滑塊425之前方突出部707之中央之開口708中配置有伺服馬達706。前方突出部708之中央之開口708係以如即便使滑動板704相對於機器手 基部701前後移動，開口708之緣部亦不與伺服馬達706接觸之尺寸形成。
於與滑塊425一體地形成之前方突出部707，固定有機器手基端側之滾珠螺桿709之螺母710。滾珠螺桿709之螺桿711之後端部連接於伺服馬達706之輸出軸。於滾珠螺桿709之前方部分，經由滾珠花鍵712而連接有機器手前端側之滾珠螺桿713之螺桿714之後端部。機器手前端側之滾珠螺桿713之螺母715固定於機器手前端側之滑塊425之中央部。
伺服馬達706、滾珠螺桿709、713、滾珠花鍵712與升降連桿機構423、升降構件424、滑塊425一併構成突出量變更器件703。
伺服馬達706構成對基板保持器件702之整體賦予驅動力之單一之驅動源。即，如圖44所示，若驅動伺服馬達706並使其輸出軸旋轉，則機器手前端側之滾珠螺桿713與機器手基端側之滾珠螺桿709被一體地驅動。藉此，機器手前端側之滑塊452與機器手前端側之螺母715一體地前後移動，與此同時，機器手基端側之滑塊425與機器手基端側之螺母710一體地前後移動。因此，機器手前端側之左右兩組基板保持器件702與機器手基端側之左右兩組基板保持器件702之合計4組基板保持器件702全部由作為單一之驅動源之伺服馬達706驅動。
如此，於本實施形態之批次搬送式機器手700中，可藉由作為單一之驅動源之伺服馬達706而對基板保持器件702之整體賦予驅動力，故而可均等地變換複數個基板之上下間距。藉此，可確實地防止如下情況：於在利用批次搬送式機器手700保持複數片基板之狀態下進行間距變換時，基板傾斜。
又，於藉由本實施形態之批次搬送式機器手700進行基板之夾入動作時，如圖45所示，驅動氣缸705並將其活塞拉回，藉此，使滑動板704朝前方移動。藉此，機器手基端側之左右兩組基板保持器件702 與滑動板704一體地朝前方移動。此時，由於在機器手基端側之螺桿711與機器手前端側之螺桿714之間設置有滾珠花鍵712，故而即便機器手基端側之螺桿711隨著滑動板704及伺服馬達706向前方移動而向前方移動，向前方之驅動力亦不會傳遞至機器手前端側之螺桿714。
其次，參照圖46對上述批次搬送式機器手800之另一實施形態進行說明。
如圖46所示，於該批次搬送式機器手800中，機器手基部801之前端側基板支持部803之左右之組係藉由4個前端側連結構件804而相互連結。同樣地，機器手基部801之基端側基板支持部805之左右之組亦藉由4個基端側連結構件806而相互連結。
前端側連結構件804及基端側連結構件806分別為於水平方向延伸之大致U字狀之構件，且以藉由前端側垂直導引構件807及基端側垂直導引構件808而引導垂直方向之移動之方式構成。於前端側連結構件804連接有前端側基板支持部803，於基端側連結構件806連接有基端側基板支持部805，故而前端側及基端側基板支持部803、805伴隨前端側及基端側連結構件804、806之升降動作而升降。
前端側垂直導引構件803固定並設置於機器手基部801。另一方面，基端側垂直導引構件808固定並設置於可相對於機器手基部801在前後方向移動之滑動板809。
於滑動板809，連接有設置於機器手基部801之氣缸810之活塞。藉由驅動氣缸810並使該活塞進行進退動作，滑動板809朝前後移動。於滑動板809，固定有基端側垂直導引構件808，藉由基端側垂直導引構件808而支持基端側基板支持部805使之可升降，故而可藉由使滑動板809前後移動，而實現利用基端側基板支持部805之前進動作所進行之基板夾入動作。
對前端側連結構件804之升降驅動力係經由可相對於機器手基部 801朝左右方向移動地設置之前端側驅動構件811而賦予。對基端側連結構件806之升降驅動力係經由可相對於滑動板809朝左右方向移動地設置之基端側驅動構件812而賦予。
前端側驅動構件811具有對應於4個前端側連結構件804之4個前端側傾斜導軌813。同樣地，基端側驅動構件812具有對應於4個基端側連結構件806之4個基端側傾斜導軌814。前端側傾斜導軌813及基端側傾斜導軌814分別可滑動地嵌合於形成於前端側連結構件804及基端側連結構件806之各者之前端側傾斜槽815及基端側傾斜槽816。
前端側傾斜導軌813及基端側傾斜導軌814分別相對於垂直方向傾斜，故而藉由使前端側及基端側驅動構件811、812於左右方向移動，可沿著前端側及基端側傾斜導軌813、814對前端側及基端側連結構件804、806進行升降驅動。
4個前端側傾斜導軌813之各者相對於垂直方向之傾斜角度不同。同樣地，4個基端側傾斜導軌814之各者相對於垂直方向之傾斜角度不同。前端側及基端側傾斜導軌813、814相對於垂直方向之傾斜角度越大，前端側及基端側基板支持部803、805之升降動作之距離越小。於支持同一基板之前端側及基端側基板支持部803、805中，將前端側及基端側傾斜導軌813、814相對於垂直方向之傾斜角度設定為相同。藉此，於間距變換動作中，支持同一基板之前端側及基端側基板支持部803、805始終維持同一高度。因此，於在保持有基板之狀態下進行間距變換動作之情形時，可確實地防止於間距變換動作中基板傾斜。
於機器手基部801，滾珠螺桿817沿左右方向延伸地設置。鄰接於滾珠螺桿817將伺服馬達818設置於機器手基部801，伺服馬達818之輸出軸連接於滾珠螺桿817之螺桿819之一端。滾珠螺桿817之螺母820固定於前後方向細長構件821之中央部，該前後方向細長構件821係可 相對於機器手基部801沿左右方向移動地設置。
前端側驅動構件811固定於前後方向細長構件821之前方端部。於前後方向細長構件821之後方端部，設置有可相對於前後方向細長構件821沿前後方向滑動之滑動片822。進而，滑動片822係可相對於滑動板809沿左右方向滑動地設置，於滑動片822之上表面固定有基端側驅動構件812。
伺服馬達818構成對包含前端側及基端側基板支持部803、805之基板保持器件之整體賦予驅動力之單一之驅動源。即，若驅動伺服馬達818並使滾珠螺桿817之螺桿819旋轉，則滾珠螺桿817之螺母820沿左右方向移動。藉此，前端側及基端側驅動構件811、812全部同時沿左右方向移動，沿著前端側及基端側傾斜導軌813、814升降驅動前端側及基端側連結構件804、806。因此，左右兩組前端側基板支持部803之組與左右兩組基端側基板支持部805之組之合計4組基板支持部803、805全部由作為單一之驅動源之伺服馬達818驅動。
如此，於本實施形態之批次搬送式機器手800中，可藉由作為單一之驅動源之伺服馬達818而對包含前端側及基端側基板支持部803、805之基板保持器件之整體賦予驅動力，故而可均等地變換複數片基板之上下間距。藉此，可確實地防止於在利用批次搬送式機器手800保持複數片基板之狀態下進行間距變換時，基板傾斜。
以下，將所謂倍進給機構(倍行程機構、倍速機構)用於基板保持器件之間距變換機構之實施例進行說明。
圖47係表示上述基板保持器件之間距變換機構之另一例。於該例中，5個圓柱構件601A、601B、601C、601D、601E成為嵌套構造(可伸縮)。於自內側起第2個、第3個、第4個各圓柱構件601B、601C、601D之上端，設置有各滑輪602A、602B、602C。於各滑輪602A、602B、602C架設有各皮帶(可撓性構件)603A、603B、603C。 各皮帶603A、603B、603C係將中間隔著設置有各滑輪602A、602B、602C之各圓柱構件601B、601C、601D之一對圓柱構件彼此連結。
利用氣缸等驅動源604將自外側起第2個圓柱構件601D向上方驅動。藉此，自外側起第2個圓柱構件601D之滑輪602C上升，經由皮帶603C而將自外側起第3個圓柱構件601C提昇。若自外側起第3個圓柱構件601C被提昇，則設置於該圓柱構件601C之滑輪602B上升，經由皮帶603B而將自外側起第4個圓柱構件601B提昇。同樣地，自外側起第4個圓柱構件601B之滑輪602A上升，經由皮帶603A而將最內側之圓柱構件601A提昇。
於各圓柱構件601A、601B、601C、601D、601E設置有各基板保持部(例如圖20A及圖20B所示之基板保持部20)，各基板保持部20與各圓柱構件601A、601B、601C、601D、601E一體地進行升降動作，藉此，可執行間距變換。
圖48A及圖48B係表示上述基板保持器件之間距變換機構之另一例。於該例中，第1升降構件605係設為可經由第1垂直方向線性導軌606而相對於機器手基部607沿垂直方向移動，且於該第1升降構件605之上端設置有第1基板支持部608。於第1升降構件605，設置有第1齒條及小齒輪(rack and pinion)609之齒條610，第1齒條及小齒輪609之小齒輪611固定於設置在機器手基部607之伺服馬達612之輸出軸。
於第1升降構件605之外側，經由第2垂直方向線性導軌613而設置有第2升降構件614，於第2升降構件614之上端設置有第2基板支持部615。於第2升降構件614，設置有第2齒條及小齒輪616之齒條617，第2齒條及小齒輪616之小齒輪618固定於設置在機器手基部607之伺服馬達612之輸出軸。
雖然省略圖示，但同樣地，於第2升降構件之外側設置有第3升降構件，於第3升降構件之外側設置有第4升降構件。於第3升降構件 之上端設置有第3基板支持部，於第4升降構件之上端設置有第4基板支持部。
第2齒條及小齒輪616之小齒輪618具有大於第1齒條及小齒輪609之小齒輪611之直徑(齒數較多)。第3齒條及小齒輪之小齒輪具有大於第2齒條及小齒輪616之小齒輪618之直徑(齒數較多)。第4齒條及小齒輪之小齒輪具有大於第3齒條及小齒輪之小齒輪之直徑(齒數較多)。
若使伺服馬達612之輸出軸自圖48A所示之狀態旋轉，則如圖48B所示般，各升降構件605、614上升。此處，齒條及小齒輪之小齒輪之直徑(齒數)針對每個升降構件有所不同，故而針對每個升降構件，上升速度有所不同。因此，如圖48B所示，可將各升降構件605、614及其上端之各基板支持部608、615分別配置於不同高度。
圖49係表示上述基板保持器件之間距變換機構之另一例。於該例中，於在上端具有基板支持部619之各升降構件620之下端設置有輥621。各升降構件620可沿垂直方向移動地由線性導軌(省略圖示)支持。
擺動驅動構件623之一端可旋動地連接於機器手基部622，藉此，擺動驅動構件623可相對於機器手基部622擺動。各升降構件620之各輥621可滾動地抵接於擺動驅動構件623之上表面。利用氣缸等驅動源624驅動擺動驅動構件623之自由端側，使擺動驅動構件623之傾斜角度變更，藉此，可將各升降構件620及其上端之各基板支持部619分別配置於不同高度。
又，如圖50所示，亦可藉由利用伺服馬達626旋轉驅動設置於擺動驅動構件623之基端側之旋轉軸625，而使擺動驅動構件623之傾斜角度變更。
又，作為其他間距變換機構之另一變化例，亦可針對每個升降構件設置氣缸，利用各氣缸個別地驅動各升降構件。
又，作為上述各實施形態之變化例，如圖51所示，關於進入至最下段之基板之下方或最上段之基板之上方之機器手基部627之至少一部分，亦可將其左右方向之寬度D設定為小於300mm。
又，如圖52所示，機器手基部628具有配置有基板保持器件629之前方部分630、及與前方部分630一體地形成之後方部分631，後方部分631之上下方向之厚度亦可大於前方部分630之上下方向之厚度。於厚度較大之後方部分631，可於其內部配置基板保持器件之驅動源(伺服馬達、氣缸等)等。又，藉由如此，可減輕機器手基部628之下垂。
又，作為另一變化例，於藉由突出量變更器件使基板保持器件之突出量為最小之狀態下，複數個基板支持部之高度既可相同亦可不相同。
又，作為另一變化例，亦可於預先決定之兩值之間切換基板保持器件之突出量之變更。例如第1突出量可設為對應於上下間距6mm之值，第2突出量可設為對應於上下間距10mm之值。
又，作為另一變化例，亦可為於藉由突出量變更器件使基板保持器件之突出量為最小之狀態下，使複數個基板支持部之整體不自機器手基部之基準面(對應於圖1A之對向面32之面)突出，或亦可為複數個基板支持部之至少一部分自基準面突出。
又，作為另一變化例，突出量變更器件係以僅變更機器手基部之前端側之複數個基板支持部之突出量之方式構成，機器手基部之基端側之複數個基板支持部之突出量亦可設為不變。
又，作為另一變化例，亦可將用以支持利用批次搬送式機器手保持之兩片以上之基板中之最接近機器手基部之基準面之位置之基板的基板支持部固定於機器手基部。藉此，可簡化間距變換機構。
又，作為另一變化例，亦可為基板支持部或與其一體地形成之 構件(升降構件等)之至少一部分包括當受到衝擊力時容易變形之材料、例如樹脂、金屬板、鋁等。此處，所謂「容易變形」意指因較機器手基部之內部之驅動機構損傷之力更小之力而變形。藉此，可防止因對基板支持部等施加之衝擊力傳遞而導致機器手基部之內部之驅動機構損傷。
又，作為另一變化例，如圖53(a)所示，於藉由基板保持器件900保持複數片(於本例中為三片)基板之狀態下，前後對應之兩組基板支持部之組901、903與組902、904之沿左右方向傾斜之高度之傾斜方向彼此相反。進而，左右對應之兩組基板支持部之組901、902與組903、904之沿左右方向傾斜之其等之高度之傾斜方向彼此相反。
若使前端側及基端側之基板支持部之組之傾斜方向如圖53(a)般，則對各基板之4個支持位置係如圖53(b)所示。即，由圖53(b)可知，以被保持於最高位置之基板之4個支持位置A為頂點之四邊形與以被保持於最低位置之基板之4個支持位置C為頂點之四邊形相同。以被保持於中央之高度之基板之4個支持位置B為頂點之四邊形雖然與利用支持位置A或支持位置C所形成之四邊形不同，但差異並不大。因此，可抑制因每個基板之基板支持位置之差異所引起之每個基板之保持狀態之差異。
又，如圖54(a)所示，亦可使左右對應之兩組基板支持部之組901、902與組903、904之沿左右方向傾斜之其等之高度之傾斜方向相互相同。如此，如圖54(b)所示，以被保持於最高位置之基板之4個支持位置A為頂點之四邊形、以被保持於中央之高度之基板之4個支持位置B為頂點之四邊形、及以被保持於最低位置之基板之4個支持位置C為頂點之四邊形全部相同。因此，可進而抑制每個基板之保持狀態之差異。
又，作為上述各種實施形態之變化例，亦可使基板保持器件支 持各基板之緣部之三個部位。例如圖55所示，前端側亦可以僅由基板支持部901支持之方式構成。
又，於上述各實施形態中，機器手基部之基端側之基板支持部之組可相對於機器手基部朝前後移動，機器手基部之前端側之基板支持部之組無法相對於機器手基部朝前後移動。
因此，於利用前端側及基端側之基板支持部之組夾入基板時，基端側之基板支持部之組係利用機器手基部內之驅動源而驅動並移動至基板側，並且前端側之基板支持部之組係藉由機器人之動作而機器手整體上移動至基板側。
藉由如此利用機器人之動作，即便未於前端側之基板支持部之組設置特別之驅動機構，亦可順利地進行基板之夾入動作。
又，作為基板之夾入動作之變化例，亦可採用利用使基板支持部之各組繞垂直方向之旋轉軸線旋轉之動作之方式、或使基板支持部之各組相對於垂直方向傾動而使基板支持部位於基板之下之方式。
又，於使用圖16及圖17所示之包括刀片式機器手408及批次搬送式機器手409之末端執行器405搬送基板之情形時，亦可使利用刀片式機器手408自圖24A等所示之FOUP426抽出基板後殘留於FOUP426內之基板之片數與利用刀片式機器手408將基板放入至基板搬送目的地之基板收容支架27之後之空槽段數之公約數成為批次搬送式機器手409之基板保持片數。
如此，可使自FOUP426向基板收容支架27之基板搬送次數最小化。
再者，於本說明書中，基板之保持意指成為可藉由機器手搬送基板之狀態，亦可為藉由機器手裝載、吸附或夾持基板之狀態。
上述各種實施形態及變化例可於本發明之範圍內適當組合。例如可將圖36所示之基板支持部連接機構517應用於圖1A所示之第1保 持部4A、圖43所示之基板保持器件702、或圖46所示之前端側基板支持部803。又，於圖16所示之基板搬送機器人401中，可代替批次搬送式機器手409而採用圖1A所示之機器手3、或圖34所示之末端執行器503。
423‧‧‧升降連桿機構
424‧‧‧升降構件
425‧‧‧滑塊
700‧‧‧批次搬送式機器手(末端執行器)
701‧‧‧機器手基部
702‧‧‧基板保持器件
703‧‧‧突出量變更器件
704‧‧‧滑動板
705‧‧‧氣缸
706‧‧‧突出量變更器件之伺服馬達
707‧‧‧滑塊之前方突出部
708‧‧‧前方突出部之開口
709‧‧‧機器手基端側之滾珠螺桿
710‧‧‧機器手基端側之滾珠螺桿之螺母
711‧‧‧機器手基端側之滾珠螺桿之螺桿
712‧‧‧滾珠花鍵
713‧‧‧機器手前端側滾珠螺桿
714‧‧‧機器手前端側之滾珠螺桿之螺桿
715‧‧‧機器手前端側之滾珠螺桿之螺母

Claims (22)

  1. 一種末端執行器，其可保持兩片以上之基板，且包括：機器手基部，其至少一部分進入至收容於基板收容部之複數片基板中之最下段之基板之下方或最上段之基板之上方；基板保持器件，其設置於上述機器手基部，且用以支持包含上述最下段之基板或上述最上段之基板之上述兩片以上之基板；以及突出量變更器件，其用以變更上述基板保持器件自基準面之突出量，上述基準面包含與上述最下段之基板或上述最上段之基板對向之上述機器手基部之表面；且上述突出量變更器件具有對上述基板保持器件之整體賦予驅動力之單一之驅動源。
  2. 如請求項1之末端執行器，其以如下方式構成：藉由利用上述突出量變更器件變更上述基板保持器件之突出量，而使得利用上述基板保持器件保持之上述兩片以上之基板之上下間距變化。
  3. 如請求項1或2之末端執行器，其中上述基板保持器件具有設置於上述機器手基部之前端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組、及設置於上述機器手基部之基端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組，使上述機器手基部之前端側之上述基板支持部之左右之組相互連結，且使上述機器手基部之基端側之上述基板支持部之左右之組相互連結。
  4. 如請求項1至3中任一項之末端執行器，其中進入至上述最下段之基板之下方或上述最上段之基板之上方之上述機器手基部之上述至少一部分係於左右方向具有小於300mm之寬度。
  5. 如請求項1至4中任一項之末端執行器，其中上述機器手基部具有配置有上述基板保持器件之前方部分、及與上述前方部分一體地形成之後方部分，上述後方部分相較上述前方部分而上下方向之厚度較大。
  6. 如請求項1至5中任一項之末端執行器，其中上述基板保持器件具有設置於上述機器手基部之前端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組、及設置於上述機器手基部之基端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組，於藉由上述基板保持器件保持上述兩片以上之基板之狀態下，前後對應之兩組上述基板支持部之組之沿左右方向傾斜之高度之傾斜方向彼此相反。
  7. 如請求項1至6中任一項之末端執行器，其中上述基板保持器件係以支持上述兩片以上之基板各自之緣部之三個部位之方式構成。
  8. 如請求項7之末端執行器，其中上述基板保持器件具有設置於上述機器手基部之前端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組、及設置於上述機器手基部之基端側以支持上述基板之緣部之左右兩組基板支持部之組，上述前端側之上述左右兩組基板支持部之組係以利用各組支持不同基板之方式構成。
  9. 如請求項1至8中任一項之末端執行器，其中上述基板保持器件具有用以支持上述基板之緣部之複數個基板支持部，用以支持上述兩片以上之基板中之最接近上述基準面之位置之基板的基板支持部固定於上述機器手基部。
  10. 如請求項1至9中任一項之末端執行器，其中上述基板保持器件具有用以支持上述基板之緣部之複數個基板支持部， 上述基板支持部或與其一體地形成之構件之至少一部分包含在受到衝擊力時容易變形之材料。
  11. 如請求項1至10中任一項之末端執行器，其中上述基板保持器件具有：基板支持部，其設置於具有上述機器手基部之末端執行器本體之前端側，且包含支持上述基板之背面緣部之基板載置面；以及基板支持部連接機構，其以於對上述基板支持部施加外力時上述基板支持部相應於上述外力而移位之方式，將上述基板支持部連接於上述末端執行器本體之前端側。
  12. 如請求項11之末端執行器，其中上述基板支持部連接機構具有用以將上述基板支持部之基端部可旋動地連接於上述末端執行器本體之前端側之器件。
  13. 如請求項12之末端執行器，其中上述基板支持部連接機構具有阻力賦予器件，該阻力賦予器件係用於對上述基板支持部相對於上述末端執行器本體之旋動動作賦予阻力。
  14. 如請求項12或13之末端執行器，其中上述基板支持部相對於上述末端執行器本體之旋動動作之旋轉軸線係配向於與上下方向正交之方向。
  15. 如請求項11至14中任一項之末端執行器，其進而包括移位禁止器件，該移位禁止器件係用於禁止對上述基板支持部施加上述外力時之上述基板支持部之移位。
  16. 如請求項15之末端執行器，其中上述移位禁止器件具有：抵接部，其可相對於上述基板支持部進退；以及抵接部驅動器件，其用以使上述抵接部於可到達處於移位前之位置之上述基板支持部之到達位置與遠離處於上述移位前之 位置之上述基板支持部之遠離位置之間移動。
  17. 如請求項15或16之末端執行器，其進而包括基板支持部驅動器件，上述基板支持部驅動器件係用以使上述基板支持部於上方位置與下方位置之間移動，根據上述基板支持部之上下方向之位置而切換利用上述移位禁止器件之上述基板支持部之移位之限制狀態與非限制狀態。
  18. 如請求項17之末端執行器，其中上述基板支持部可相應於上述外力而以其基端部為中心進行旋轉，上述移位禁止器件具有抵接部，該抵接部係於藉由上述基板支持部驅動器件使相應於上述外力而旋轉之上述基板支持部朝下方移動時，抵接於上述基板支持部，使上述基板支持部恢復至旋轉前之位置。
  19. 如請求項17或18之末端執行器，其具有分別配置於上下方向之不同位置之複數個上述基板支持部，且上述基板支持部驅動器件係用於變更複數個上述基板支持部之上下方向之間距之器件。
  20. 如請求項11至19中任一項之末端執行器，其中上述基板支持部係相應於在使上述末端執行器朝前進方向移動時上述基板支持部與周圍之物體碰撞時所產生之上述外力而移位，上述前進方向係指自上述末端執行器之基端側朝向前端側。
  21. 如請求項11至20中任一項之末端執行器，其進而包括移位偵測器件，該移位偵測器件係用以偵測由上述外力所引起之上述基板支持部之移位。
  22. 一種基板搬送機器人，其包括：如請求項1至21中任一項之末端執行器；以及多關節手臂，其於前端安裝有上述末端執行器。
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