WO2017145986A1 - 基板把持ハンド及び基板搬送装置 - Google Patents

基板把持ハンド及び基板搬送装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017145986A1
WO2017145986A1 PCT/JP2017/006137 JP2017006137W WO2017145986A1 WO 2017145986 A1 WO2017145986 A1 WO 2017145986A1 JP 2017006137 W JP2017006137 W JP 2017006137W WO 2017145986 A1 WO2017145986 A1 WO 2017145986A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
pusher
gripping
claw
movable claw
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/006137
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇行 福島
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
Priority to CN201780011239.0A priority Critical patent/CN108604567B/zh
Priority to US16/080,108 priority patent/US10283395B2/en
Priority to KR1020187027211A priority patent/KR102081825B1/ko
Publication of WO2017145986A1 publication Critical patent/WO2017145986A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0014—Gripping heads and other end effectors having fork, comb or plate shaped means for engaging the lower surface on a object to be transported
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G49/00—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for
    • B65G49/05—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles
    • B65G49/07—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles for semiconductor wafers Not used, see H01L21/677
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67712—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrate being handled substantially vertically
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67718—Changing orientation of the substrate, e.g. from a horizontal position to a vertical position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67796—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations with angular orientation of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a substrate transfer apparatus including a chuck hand that can take out and supply a substrate in a vertical posture and take out and supply a substrate in a horizontal posture.
  • the chuck hand includes a flat plate member, at least one fixed engagement member that can be engaged with the edge of the substrate, at least one movable engagement member, and at least one auxiliary engagement member.
  • the movable engagement member and the auxiliary engagement member can reciprocate toward the center of the substrate, and are operated by independent drive units.
  • the auxiliary engagement member engages with the substrate at a position close to the engagement position of the movable engagement member with the substrate.
  • a substrate transport apparatus is characterized by including the above-described substrate gripping hand and a manipulator having the substrate gripping hand attached to a hand portion.
  • the pusher acts on the substrate until the substrate is regulated by the gripping claws (that is, Lifted up to the level of the gripping position).
  • the movable claw acts on the substrate thus moved to the gripping position, and the substrate is gripped by the cooperation of the movable claw and the fixed claw. Therefore, even if there is a vertical and / or horizontal position error between the substrate placed in the vertical groove and the gripping position specified for the substrate gripping hand, the position error is eliminated by the action of the pusher. Therefore, the movable claw acting on the substrate can generate a pressing force toward the center of the substrate. Accordingly, the substrate placed in the vertical groove in the vertical posture can be smoothly taken out from the groove without causing local distortion or twist in the substrate.
  • FIG. 1 is a side view of a substrate transfer apparatus showing a schematic configuration of the substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the substrate transfer apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a horizontal substrate container and a vertical substrate container.
  • FIG. 4 is a plan view of the substrate gripping hand.
  • FIG. 5 is a side view of the substrate gripping hand.
  • 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the movable claw.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a movable claw according to a modification.
  • FIG. 1 is a side view of a substrate transfer apparatus showing a schematic configuration of the substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the substrate transfer apparatus.
  • the manipulator 4 of the substrate transfer apparatus 1 is a horizontal articulated robot including a wrist 47 that can be turned.
  • the manipulator 4 is not limited to a horizontal articulated robot, and may be based on a vertical articulated robot.
  • the manipulator 4 includes servomotors 61 to 64 and a power transmission mechanism (not shown) as a drive unit for rotating each of the first link 43, the second link 45, the wrist 47, and the hand base 49 about the corresponding axis. Is further provided.
  • the manipulator 4 includes a servo motor 65 and a power transmission mechanism (not shown) as a drive unit for extending and retracting the lifting shaft 41 from the base 40.
  • the servo motors 61 to 65 operate based on the control signal output from the controller 6.
  • the pad 54 is parallel to the pad surface 541 inclined so as to gradually approach the surface R of the base plate 51 toward the gripping center CG and the surface R of the base plate 51 toward the gripping center CG.
  • An open groove 543 and a claw 544 that borders the groove 543 are integrally formed.
  • the pad surface 541 has a small inclination angle on the way to the gripping center CG.
  • the edge of the substrate 10 can be fitted into the groove portion 543.
  • the edge of the substrate 10 fitted in the groove portion 543 is locked by the claw portion 544 so as not to fall off the groove portion 543.
  • the two support claws 53 provided on the base end side B from the grip center CG of the base plate 51 are two pads 54 positioned below the center line C when the substrate grip hand 5 is in a vertical posture. .
  • the groove portion 543 and the claw portion 544 of the pad 54 exhibit a function as the support claw 53.
  • FIG. 8 is a sectional view of the movable claw showing the sectional shape of the tip of the movable claw 56.
  • the movable claw 56 has an action part 561 and a claw part 562 provided on the edge of the action part 561.
  • the action part 561 is a surface orthogonal to the surface R of the base plate 51.
  • the action portion 561 may be a slope inclined so as to face the surface extending the surface R of the base plate 51.
  • the action portion 561 can act on the edge of the substrate 10 at the gripping position G when the movable claw 56 moves to the distal end side F.
  • FIG. 12 is a side view showing a state of the substrate gripping hand 5 that grips the substrate 10 in a vertical posture.
  • the following processes (1-1) to (1-3) occur while the pusher 58 and the movable claw 56 move forward.
  • (1-1) When the pusher 58 moving forward to the front end F acts on the substrate 10, the movement of the substrate 10 is restricted by the fixed claws 52, 52, that is, until the substrate 10 reaches the level of the gripping position G. Lifted.
  • the substrate 10 moves upward on the distal end side F as the pusher 58 moves forward.

Abstract

基板把持ハンドは、中心線と把持位置とが規定されたベース板と、把持位置にある基板の縁と係合可能な、ベース板の先端側に設けられた少なくとも１つの固定爪と、把持位置にある基板の縁に作用可能な作用部を有し、把持位置よりも基端側において中心線上を往復移動する可動爪と、垂直姿勢の基板の中心よりも下方の縁に作用可能な作用部を有し、把持位置よりも基端側において中心線と平行に往復移動するプッシャと、可動爪及びプッシャを一体的に往復移動させるアクチュエータとを備える。先端側へ往動するプッシャで基板が把持位置まで持ち上げられてから、往動する可動爪及び固定爪の協動により基板が把持されるように、プッシャの作用部が可動爪の作用部よりも先端側に位置する。

Description

基板把持ハンド及び基板搬送装置
　本発明は、円板状の基板の縁部を把持する基板把持ハンド、及びこれを備えた基板搬送装置に関する。
　従来から、半導体デバイスの基板の材料である半導体基板の縁部を把持するハンドと、このハンドが装着されたマニピュレータとを備えた基板搬送装置が知られている。この種の基板搬送装置において、基板を垂直姿勢で搬送するように構成されたものが、例えば、特許文献１で提案されている。ここで「垂直姿勢」とは、基板の主面が略水平を向いた（即ち、基板の主面が垂直である）姿勢をいう。
　特許文献１には、垂直姿勢の基板の取出し及び供給と、水平姿勢の基板の取出し及び供給とが可能なチャックハンドを備えた基板搬送装置が示されている。このチャックハンドは、平板部材と、基板の縁と係合可能な少なくとも１つの固定係合部材と、少なくとも１つの可動係合部材と、少なくとも１つの補助係合部材とを備えている。可動係合部材及び補助係合部材は、基板の中心に向かって往復移動可能であって、各々独立した駆動部によって動作される。また、補助係合部材は、可動係合部材の基板との係合位置と近接する位置で当該基板と係合する。
　上記構成のチャックハンドで垂直姿勢の基板を当該基板が置かれた溝から取り出す場合には、初めに、可動係合部材が基板の下部に位置するようにチャックハンドの姿勢が制御されるとともに、チャックハンドが基板に対応する位置まで移動させられる。ここで、可動係合部材の溝と基板の縁部とが誤差なく正対しているとは限らない。そこで、まず、固定係合部材と基板とを係合させ、この状態のままで補助係合部材を往動させて基板と係合させることにより、補助係合部材及び固定係合部材で基板を補助的に把持する。その後、可動係合部材を往動させることにより、可動係合部材及び固定係合部材で基板を把持する。このように、基板が置かれた溝と可動係合部材の溝との間に位置誤差があっても、これら溝の間に補助係合部材が介在することによって、基板に局所的なひずみを与えることなく、これらの溝の間で基板の授受を行うことができる。
特開２００２－１４１４０５号公報
　ところで、上記特許文献１に記載の基板搬送装置では、可動係合部材と補助係合部材とが独立して動作することから、各々に独立した駆動部が備えられている。そのため、各駆動部につき適正なタイミングで動作するように煩雑な制御が必要であり、また、各々にエネルギーの供給が必要である。これらの点において、特許文献１に記載の基板搬送装置には、改善の余地が残されている。
　本発明の一態様に係る基板把持ハンドは、円板状の基板を把持する基板把持ハンドであって、
基端側から先端側へ延びる中心線と、基板の中心が当該中心線上に位置するような把持位置とが規定されたベース板と、
前記把持位置にある前記基板の縁と係合可能な、前記ベース板の前記先端側に設けられた少なくとも１つの固定爪と、
前記把持位置にある前記基板の縁に作用可能な作用部を有し、前記把持位置よりも前記基端側において前記中心線上を往復移動する可動爪と、
垂直姿勢の前記基板の中心よりも下方の縁に作用可能な作用部を有し、前記把持位置よりも前記基端側において前記中心線と平行に往復移動するプッシャと、
前記可動爪及び前記プッシャを一体的に往復移動させるアクチュエータとを備え、
前記先端側へ往動する前記プッシャが垂直姿勢の前記基板に作用することによって前記基板が前記把持位置まで持ち上げられてから、往動する前記可動爪が前記基板に作用することによって前記可動爪及び前記固定爪の協動により前記基板が把持されるように、前記プッシャの作用部が前記可動爪の作用部よりも前記先端側に位置することを特徴としている。
　また、本発明の一態様に係る基板搬送装置は、上記の基板把持ハンドと、前記基板把持ハンドが手先部に装着されたマニピュレータとを備えることを特徴としている。
　上記基板把持ハンド及び基板搬送装置では、垂直姿勢で縦置き溝に置かれた基板を当該溝から取り出すときに、先ず、プッシャが基板に作用して、基板が把持爪に規制されるまで（即ち、把持位置のレベルまで）持ち上げられる。そして、このように把持位置まで移動した基板に可動爪が基板に作用して、可動爪と固定爪との協動により基板が把持される。従って、縦置き溝に置かれた基板と基板把持ハンドに規定された把持位置との間に垂直方向及び／又は水平方向の位置誤差があったとしても、プッシャの作用によってその位置誤差が解消されるので、基板に作用する可動爪は基板の中心へ向けて押圧力を発生させることができる。これにより、基板に局所的なひずみや捻れを発生させることなく、垂直姿勢で縦置き溝に置かれた基板を当該溝から円滑に取り出すことができる。
　また、可動爪とプッシャは一体的に動作するので、可動爪とプッシャとが基板に作用するタイミングは予め設定されており、可動爪とプッシャの動作の制御が単純となる。更に、可動爪とプッシャは一つのアクチュエータで駆動されるため、可動爪とプッシャの各々にアクチュエータを備える場合と比較して、アクチュエータのイニシャルコストや、消費エネルギーを削減することができる。更に、基板把持ハンドの構成要素を削減することにより、基板把持ハンドや基板搬送装置を小型化することができる。
　本発明によれば、従来の基板把持ハンド及び基板搬送装置と比較して、制御の単純化、及び、エネルギーの削減について、改善することができる。
図１は本発明の一実施形態に係る基板搬送装置の概略構成を示す基板搬送装置の側面図である。 図２は基板搬送装置の制御構成を示すブロック図である。 図３は基板横置き容器と基板縦置き容器の一例を示す図である。 図４は基板把持ハンドの平面図である。 図５は基板把持ハンドの側面図である。 図６は図４のVI－VI断面図である。 図７は図４のVII－VII断面図である。 図８は可動爪の断面図である。 図９は変形例に係る可動爪の断面図である。 図１０はプッシャの平面図である。 図１１は垂直姿勢の基板の取出し開始位置にある基板把持ハンドの様子を示す側面図である。 図１２は垂直姿勢の基板を把持した基板把持ハンドの様子を示す側面図である。 図１３は変形例に係る固定爪を備えた基板把持ハンドの平面図である。 図１４は変形例に係る支持爪を備えた基板把持ハンドの平面図である。
　次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る基板搬送装置１の概略構成を示す図であり、図２は基板搬送装置１の制御構成を示すブロック図である。また、図３は基板横置き容器２と基板縦置き容器３の一例を示す図であり、これらを平面的に見た図が示されている。本実施形態に係る基板搬送装置１は、基板横置き容器２内の横置き溝２２と基板縦置き容器３の縦置き溝３２との間で、円板状の基板１０を移送する装置である。
〔基板横置き容器２と基板縦置き容器３〕
　図３に示すように、基板横置き容器２と基板縦置き容器３は、複数の基板１０を一纏めにして搬送したり保管したり加工したりすることを目的としたキャリアである。なお、本発明において基板１０は、例えば、半導体基板及びガラス基板などの半導体デバイスの基板の材料となる円形の薄板である。半導体基板としては、例えば、シリコン基板、サファイヤ（単結晶アルミナ）基板、その他の各種の基板等がある。ガラス基板としては、例えば、ＦＰＤ（Flat　Panel　Display）用ガラス基板、ＭＥＭＳ（Micro　Electro　Mechanical　Systems）用ガラス基板等がある。また、基板横置き容器２又は基板縦置き容器３に格納された複数の基板１０に対して為される加工には、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理及び平坦化処理等の各種プロセス処理などがある。
　基板横置き容器２は、前方が開放した箱状のシェル２１と、シェル２１の前方に設けられた開閉可能な扉（図示せず）とを備えている。基板横置き容器２の内部には、上下方向に等間隔（例えば、５～１５mm間隔）で並ぶ複数段の横置き溝２２が設けられている。複数段の横置き溝２２によって、基板１０を水平姿勢（即ち、主面が略水平な姿勢）で保持するための横置き棚が形成されている。
　基板縦置き容器３は、前方が開放した箱状のシェル３１と、シェル３１の前方に設けられた開閉可能な扉（図示せず）とを備えている。基板横置き容器２の内部には、略水平方向に略等間隔（例えば、５～１５mm間隔）で並ぶ複数列の縦置き溝３２が設けられている。複数列の縦置き溝３２によって、基板１０を垂直姿勢（即ち、主面が略垂直な姿勢）で保持するための縦置き棚が形成されている。
〔基板搬送装置１〕
　図１及び２に示すように、基板搬送装置１は、マニピュレータ４と、マニピュレータ４の手先部に装着されたエンドエフェクタである基板把持ハンド５と、基板搬送装置１の動作を制御するコントローラ６とを備えている。以下、基板搬送装置１の各構成要素について説明する。
　〔マニピュレータ４〕
　本実施形態に係る基板搬送装置１のマニピュレータ４は、旋回可能な手首４７を備えた水平多関節ロボットである。但し、マニピュレータ４は水平多関節ロボットに限定されず、垂直多関節ロボットをベースにしたものであってもよい。
　マニピュレータ４は、基台４０と、基台４０から上下方向に伸縮する昇降軸４１と、昇降軸４１の軸心を通る第１軸４２回りに当該昇降軸４１に回動可能に連結された第１リンク４３と、第１リンク４３の先端に第２軸４４回りに回動可能に連結された第２リンク４５と、第２リンク４５の先端に第３軸４６回りに回動可能に連結された手首４７と、手首４７の先端に第４軸４８回りに連結されたハンド基部４９とを備えている。このハンド基部４９に基板把持ハンド５が装着される。第１軸４２及び第２軸４４は垂直軸であり、第３軸４６は水平軸である。また、第４軸４８は第３軸４６と直交しており、定常姿勢は垂直である。
　マニピュレータ４は、第１リンク４３、第２リンク４５、手首４７、及びハンド基部４９の各々を対応する軸回りに回転移動させるための駆動部として、サーボモータ６１～６４及び動力伝達機構（図示せず）を更に備えている。また、マニピュレータ４は、昇降軸４１を基台４０から伸縮させるための駆動部として、サーボモータ６５及び動力伝達機構（図示せず）を備えている。サーボモータ６１～６５は、コントローラ６から出力された制御信号に基づいて動作する。
　〔基板把持ハンド５〕
　図４は、基板把持ハンド５の平面図であり、図５は基板把持ハンドの側面図である。図４及び図５に示すように、基板把持ハンド５は、その基礎となるベース板５１を備えている。ベース板５１には、基板把持ハンド５の基端側Ｂと先端側Ｆとを繋ぐ仮想の中心線Ｃが規定されている。基板把持ハンド５は、中心線Ｃを対称軸として概ね対称な形状を有している。また、ベース板５１には、基板１０の中心Ｏが中心線Ｃ上に位置するような仮想の把持位置Ｇが規定されている。把持位置Ｇの中心を把持中心ＣＧと表すこととする。把持位置Ｇにある基板１０の中心Ｏは把持中心ＣＧと一致する。なお、上記中心線Ｃ及び把持位置Ｇは基板把持ハンド５に規定されていてもよい。
　基板把持ハンド５は、ベース板５１に設けられた少なくとも一つの固定爪５２と、把持位置Ｇよりも基端側Ｂにおいて中心線Ｃ上を往復移動する可動爪５６と、把持位置Ｇよりも基端側Ｂにおいて中心線Ｃと平行に往復移動するプッシャ５８と、可動爪５６及びプッシャ５８を一体的に往復移動させるアクチュエータ５７とを、更に備えている。アクチュエータ５７の動作は、前述のコントローラ６によって制御される。
　上記ベース板５１は、薄く平らな箆状のものであって、中心線Ｃを通る先端部分が大きく切り欠かれることによって全体として概ねＹ字（Ｕ字）形状を呈している。ベース板５１の基端は、ハンド基部４９に締結具などによって固定されている。
　上記固定爪５２は、把持位置Ｇにある基板１０の縁と係合とすることができるように、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも先端側Ｆに配置されている。本実施形態に係る固定爪５２は、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも先端側Ｆにおいて、中心線Ｃを挟んで両側のそれぞれに設けられている。但し、固定爪５２の数や配置は本実施例に限定されるものではない。
　図６は、固定爪５２の断面形状を表す、図４のVI－VI断面図である。２つの固定爪５２は実質的に対応する形態的特徴を有しているので、２つの固定爪５２，５２のうち一方の固定爪５２について説明して他方の説明を省略する。図６に示すように、固定爪５２には、把持中心ＣＧへ向けてベース板５１の表面Ｒに近づくように傾いたパッド面５２１と、把持中心ＣＧへ向けてベース板５１の表面Ｒと平行に開口した溝部５２２と、溝部５２２を縁取る爪部５２３とが一体的に形成されている。溝部５２２には、把持位置Ｇにある基板１０の縁が嵌る。溝部５２２に嵌った基板１０の縁は、溝部５２２から落脱しないように爪部５２３によって係止される。
　上記パッド５４は、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも基端側Ｂであって、把持位置Ｇ及びその近傍にある基板１０の縁が接触可能な位置に設けられている。本実施形態では、基板把持ハンド５が垂直姿勢のときに、中心線Ｃよりも上方に１つのパッド５４が、中心線Ｃよりも下方に２つのパッド５４が設けられている。但し、パッド５４の数や配置は本実施例に限定されるものではない。
　図７は、パッド５４の断面形状を表す、図４のVII－VII断面図である。３つのパッド５４は実質的に対応する形態的特徴を有しているので、３つのパッド５４のうち一つについて説明して他方の説明を省略する。図７に示すように、パッド５４は、把持中心ＣＧへ向けてベース板５１の表面Ｒへ漸次近づくように傾いたパッド面５４１と、把持中心ＣＧへ向けてベース板５１の表面Ｒと平行に開口した溝部５４３と、溝部５４３を縁取る爪部５４４とが一体的に形成されている。パッド面５４１は、把持中心ＣＧへ向かう途中で傾斜角度が小さく変化している。溝部５４３には、基板１０の縁を嵌めることができる。溝部５４３に嵌った基板１０の縁は、溝部５４３から落脱しないように爪部５４４によって係止される。
　基板把持ハンド５は、ベース板５１に設けられた少なくとも１つの支持爪５３を更に備えている。この支持爪５３は、把持位置Ｇよりも下方且つ基端側Ｂに位置する垂直姿勢の基板１０を下方から支持するためのものである。支持爪５３は、上記の固定爪５２やパッド５４とは別に設けられてもよいし、固定爪５２やパッド５４に支持爪５３としての機能が併せ備えられていてもよい。本実施形態においては、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも先端側Ｆに１つ、ベース板５１の把持中心ＣＧより基端側Ｂに２つの合計３つの支持爪５３が設けられている。但し、支持爪５３の数や配置は本実施例に限定されるものではない。
　ベース板５１の把持中心ＣＧより先端側Ｆに設けられた支持爪５３は、２つの固定爪５２のうち基板把持ハンド５が垂直姿勢のときに下方となる固定爪５２の直ぐ下方に設けられている。この支持爪５３は、前述の固定爪５２と実質的に対応する形態的特徴を有している。即ち、支持爪５３は、パッド面５３１と、溝部５３２と、爪部５３３とを有している。
　また、ベース板５１の把持中心ＣＧより基端側Ｂに設けられた２つの支持爪５３は、基板把持ハンド５が垂直姿勢のときに中心線Ｃよりも下方に位置する２つのパッド５４である。これらのパッド５４の溝部５４３と爪部５４４が支持爪５３としての機能を発揮する。
　図８は、可動爪５６の先端部の断面形状を表す、可動爪の断面図である。図８に示すように、上記可動爪５６は、作用部５６１と、作用部５６１の縁に設けられた爪部５６２とを有している。作用部５６１は、ベース板５１の表面Ｒに対し直交する面である。但し、図９に示すように、作用部５６１が、ベース板５１の表面Ｒを延長した面と対向するように傾いた斜面であってもよい。作用部５６１は、可動爪５６が先端側Ｆへ移動したときに、把持位置Ｇにある基板１０の縁に作用することができる。
　図１０は、プッシャ５８の平面図である。図１０に示すように、上記プッシャ５８は、作用部５８１と、作用部５８１の縁に設けられた爪部５８２とを有している。作用部５８１は、先端側Ｆ且つ中心線Ｃ側を向いた作用面を有している。この作用部５８１は、プッシャ５８が先端側Ｆへ移動するときに、垂直姿勢の基板１０の中心Ｏよりも下方の縁に作用することができる。そして、プッシャ５８の作用部５８１が先端側Ｆ且つ中心線Ｃ側を向いた作用面を有することにより、プッシャ５８が中心線Ｃと平行に往動することによって、垂直姿勢の基板１０が先端側Ｆ且つ中心線Ｃ側（即ち、斜め上方）へ持ち上げられるように移動する。
　可動爪５６とプッシャ５８は、単一のアクチュエータ５７で駆動される。実施形態に係るアクチュエータ５７は、ハンド基部４９に支持されたエアシリンダである。但し、アクチュエータ５７はエアシリンダに限定されず、例えば、電動モータとラック・アンド・ピニオン又はボールねじなどの動力伝達機構、空気圧シリンダ、油圧シリンダなどのうち選択された１つであってよい。アクチュエータ５７の動作は、コントローラ６によって制御される。
　アクチュエータ５７は、連結板７１と連結されたロッド７２と、ロッド７２が進退するスリーブ７３とを備えている。ロッド７２の延伸方向が中心線Ｃと平行となり、且つ、ロッド７２が中心線Ｃの延長線上に配置されるように、スリーブ７３がハンド基部４９に固定されている。これにより、ロッド７２と可動爪５６が中心線Ｃ及びその延長線上に並び、ロッド７２から可動爪５６を介して基板１０へ伝達される押圧力を基板１０の中心Ｏへ向けて生じさせることができる。
　可動爪５６とプッシャ５８は連結板７１（連結部材）によって一体的に連結されており、この連結板７１にロッド７２の先端側Ｆの端部が結合されている。なお、ロッド７２の先端側Ｆの端部は可動爪５６に結合されていてもよい。アクチュエータ５７によるロッド７２の伸縮動作により、可動爪５６とプッシャ５８とが一体的に中心線Ｃと平行に往復移動する。ロッド７２が縮んでいるとき、可動爪５６とプッシャ５８は退避位置にある。ロッド７２が伸長することにより、可動爪５６とプッシャ５８が往動し、やがて可動爪５６が作用位置に至る。そして、ロッド７２が短縮することにより、可動爪５６とプッシャ５８が往動し、やがて退避位置に戻る。
　ロッド７２の伸縮軌道は、ガイド７４によって案内される。ガイド７４は、ハンド基部４９に固定されたレール部材７４１と、ロッド７２に固定されたスライダ部材７４２とから構成されている。そして、スライダ部材７４２がレール部材７４１を滑動することによって、ロッド７２が中心線Ｃと平行に伸縮するように案内される。このようにロッド７２の軌道が案内される結果、ロッド７２に連結された可動爪５６及びプッシャ５８の往復移動の軌道の振れが抑制される。
　上記のように往復移動する可動爪５６の位置は、位置センサ７５により検出される。本実施形態においては、位置センサ７５の検出部７５１がハンド基部４９に固定されており、被検出部７５２がスライダ部材７４２に一体的に設けられている。なお、検出部７５１は、接触式又は非接触式の物体検出装置であって、被検出部７５２の位置を検出することにより、可動爪５６の位置を検出している。位置センサ７５の検出信号は、コントローラ６へ出力される。
〔基板搬送装置１の動作〕
　ここで、基板搬送装置１の動作について、特に、基板把持ハンド５の動作に重点をおいて説明する。以下では、特に記載しないが、マニピュレータ４及び基板把持ハンド５の動作はコントローラ６によって制御されている。
　〔垂直姿勢の基板１０の取出し〕
　初めに、基板縦置き容器３に垂直姿勢で収容されている基板１０を、基板縦置き容器３の縦置き溝３２から取り出す動作について説明する。
　先ず、マニピュレータ４が動作して、縦置き溝３２に置かれた垂直姿勢の基板１０と対応する取出し開始位置へ、垂直姿勢の基板把持ハンド５が移動する。図１１は、垂直姿勢の基板１０の取出し開始位置にある基板把持ハンド５の様子を示す側面図である。図１１に示すように、取出し開始位置に移動した基板把持ハンド５では、３つの支持爪５３によって垂直姿勢の基板１０が下方から支持されている。可動爪５６及びプッシャ５８は退避位置にあり、プッシャ５８の作用部５８１が基板１０の縁と当接しているか又は僅かに離れて対峙している。
　次に、アクチュエータ５７が動作して、プッシャ５８と可動爪５６が中心線Ｃと平行に先端側Ｆへ往動する。図１２は、垂直姿勢の基板１０を把持した基板把持ハンド５の様子を示す側面図である。図１１及び図１２に示すように、プッシャ５８と可動爪５６が往動する間に、次の（１－１）～（１－３）の過程が生じる。
（１－１）先端側Ｆへ往動するプッシャ５８が基板１０に作用することによって、基板１０の動きが固定爪５２，５２に規制されるまで、即ち、基板１０が把持位置Ｇのレベルまで、持ち上げられる。ここで、基板１０は、プッシャ５８の往動に伴って先端側Ｆ上方へ移動する。
（１－２）基板１０が把持位置Ｇのレベルに到達してから、又は、到達する直前に、先端側Ｆへ往動する可動爪５６が基板１０に作用することによって、可動爪５６と固定爪５２の協動により基板１０が把持される。
（１－３）可動爪５６が基板１０に作用すると同時に又は作用した後に、プッシャ５８の作用部５８１は基板１０の縁から離れる。
　上記（１－１）～（１－２）の過程で、プッシャ５８と可動爪５６が基板１０に作用するように、プッシャ５８の作用部５８１は可動爪５６の作用部５６１よりも先端側Ｆに位置する。なお、プッシャ５８の作用部５８１と可動爪５６の作用部５６１との中心線Ｃと平行な方向の距離は、プッシャ５８と可動爪５６との中心線Ｃと直交する方向の距離や、基板１０の大きさなどに基づいて、適宜設定される。
　また、上記（１－３）の過程が生じるように、即ち、把持位置Ｇにある基板１０の縁とプッシャ５８とが接触しないように、プッシャ５８は可動爪５６から中心線Ｃと直交する方向へ離間されている。プッシャ５８と可動爪５６との中心線Ｃと直交する方向の距離は、プッシャ５８の作用部５８１と可動爪５６の作用部５６１との中心線Ｃと平行な方向の距離や、基板１０の大きさなどに基づいて、適宜設定される。
　なお、可動爪５６が往動する過程で、基板１０に押圧力を与えている部材がプッシャ５８から可動爪５６へ切り替わることによって、把持位置Ｇにある基板１０に一か所から押圧力が加えられることとなり、基板１０のひずみや捻れの発生が抑制される。但し、可動爪５６及び固定爪５２による基板１０の把持が達成されていれば、可動爪１０が基板１０作用したあともプッシャ５８が基板に作用し続けてもよい。
　〔垂直姿勢の基板１０の供給〕
　続いて、垂直姿勢の基板１０を、基板縦置き容器３の縦置き溝３２へ供給する動作について説明する。
　先ず、マニピュレータ４が動作して、垂直姿勢の基板１０を把持した基板把持ハンド５を縦置き溝３２の供給開始位置へ移動させる。供給開始位置に移動した基板把持ハンド５では、１つの可動爪５６と２つの固定爪５２とで基板１０が把持されている。プッシャ５８の作用部５８１は、基板１０の縁から僅かに離れて対峙している。
　次に、アクチュエータ５７が動作して、プッシャ５８と可動爪５６が中心線Ｃと平行に基端側Ｂへ復動する。プッシャ５８と可動爪５６が復動する間に、次の（２－１）～（２－３）の過程が生じる。
（２－１）可動爪５６が基端側Ｂへ復動することによって、基板１０の把持が解除される。
（２－２）把持から解放された基板１０は自由落下しようとするが、基板１０の縁がプッシャ５８の作用部５８１に当接して、基板１０の動きが規制される。即ち、プッシャ５８の基端側Ｂへの復動に伴い、基板１０はプッシャ５８に下方から支持されながら基端側Ｂ下方へ移動する。
（２－３）基板１０の縁は、基端側Ｂ下方へ移動するうちに支持爪５３と当接し、一旦、支持爪５３に支持されてから、縦置き溝３２に落下する。
　上記の垂直姿勢の基板１０の供給動作では、支持爪５３に支持されている基板１０は、当該基板１０の主面を貫く方向の動きが規制されていないため、例え、基板把持ハンド５の把持位置Ｇと縦置き溝３２に水平方向の位置誤差があっても、基板１０は拗れることなく円滑に縦置き溝３２へ落下する。
　〔水平姿勢の基板１０の取出し〕
　基板把持ハンド５は、垂直姿勢の基板１０をハンドリングするだけでなく、水平姿勢の基板１０をハンドリングすることもできる。ここで、水平姿勢の基板１０を、基板横置き容器２の横置き溝２２から取り出す動作について説明する。
　先ず、マニピュレータ４が動作して、水平姿勢の基板把持ハンド５を横置き溝２２の取出し開始位置へ移動させる。横置き溝２２の取出し開始位置は、横置き溝２２の直ぐ下方の位置である。更に、取出し開始位置にある基板把持ハンド５が微量に上昇して、取り出そうとする基板１０をベース板５１で掬い上げる。ベース板５１で掬い上げられた基板１０の縁は、固定爪５２のパッド面５２１、支持爪５３のパッド面５３１、及びパッド５４のパッド面５４１と接触する。
　次に、アクチュエータ５７が動作して、プッシャ５８と可動爪５６が退避位置から中心線Ｃと平行に先端側Ｆへ移動する。ここで、基板１０の中心Ｏが中心線Ｃ又はその延長線上にある場合は、プッシャ５８は基板１０に作用せず、可動爪５６が基板１０を先先端側Ｆへ押圧して、やがて、可動爪５６と固定爪５２との協動により基板１０が把持される。また、基板１０の中心Ｏが中心線Ｃ又はその延長線上にない場合は、プッシャ５８と可動爪５６が往動する間に、次の（３－１）～（３－３）の過程が生じる。
（３－１）往動するプッシャ５８が基板１０に作用することによって、基板１０が把持位置Ｇまで動かされる。
（３－２）基板１０が把持位置Ｇに到達してから、又は、到達する直前に、往動する可動爪５６が基板１０に作用することによって、可動爪５６と固定爪５２の協動により基板１０が把持される。
（３－３）可動爪５６が基板１０に作用すると同時に又は作用した後に、プッシャ５８は基板１０の縁から離れる。但し、可動爪５６及び固定爪５２による基板１０の把持が達成されていれば、可動爪１０が基板１０作用したあともプッシャ５８が基板に作用し続けてもよい。
　上記の水平姿勢の基板１０の取出し動作では、ベース板５１で掬い上げられた基板１０と把持位置Ｇとの間に水平方向の位置誤差があっても、プッシャ５８の作用によりその位置誤差が修正されてから、基板１０に可動爪５６が作用する。よって、可動爪５６を、把持位置Ｇにある基板１０の中心線Ｃを通る縁に作用させることができる。そして、このように基板１０に作用する可動爪５６は、基板１０の中心Ｏへ向けて押圧力を発生させることができる。これにより、基板１０に局所的なひずみや捻れを発生させることなく、横置き溝２２に置かれた基板１０を当該溝２２から円滑に取り出すことができる。
　〔水平姿勢の基板１０の供給〕
　続いて、水平姿勢の基板１０を、基板横置き容器２の横置き溝２２へ供給する動作について説明する。
　先ず、マニピュレータ４が動作して、水平姿勢の基板１０を把持した基板把持ハンド５を横置き溝２２の供給開始位置へ移動させる。横置き溝２２の供給開始位置は、基板１０を置こうとする横置き溝２２の直上である。供給開始位置に移動した基板把持ハンド５では、可動爪５６は作用位置にあり、１つの可動爪５６と２つの固定爪５２とによって基板１０が把持されている。
　次に、アクチュエータ５７が動作して、プッシャ５８と可動爪５６が中心線Ｃと平行に基端側Ｂへ移動する。このようにプッシャ５８と可動爪５６が復動する間に、次の（４－１）～（４－３）の過程が生じる。
（４－１）可動爪５６が復動することによって、基板１０の把持が解除される。
（４－２）把持から解放された基板１０は自由落下して、固定爪５２のパッド面５２１、パッド５４、支持爪５３に当接してこれらに支持される。
　最後に、基板把持ハンド５が微量に降下することによって、基板１０が横置き溝２２に置かれる。ここで、基板１０の動きは拘束されていないため、基板把持ハンド５の把持位置Ｇと横置き溝２２に水平方向の位置誤差があっても、基板１０は拗れることなく円滑に横置き溝２２へ収まる。
　以上に説明したように、本実施形態に係る基板把持ハンド５は、基端側Ｂから先端側Ｆへ延びる中心線Ｃと、基板１０の中心Ｏが当該中心線Ｃ上に位置するような把持位置Ｇとが規定されたベース板５１と、把持位置Ｇにある基板１０の縁と係合可能な、ベース板５１の先端側Ｆに設けられた少なくとも１つの固定爪５２と、把持位置Ｇにある基板１０の縁に作用可能な作用部５６１を有し、把持位置Ｇよりも基端側Ｂにおいて中心線Ｃ上を往復移動する可動爪５６と、垂直姿勢の基板１０の中心よりも下方の縁に作用可能な作用部５８１を有し、把持位置Ｇよりも基端側Ｂにおいて中心線Ｃと平行に往復移動するプッシャ５８と、可動爪５６及びプッシャ５８を一体的に往復移動させるアクチュエータ５７とを備えている。そして、先端側Ｆへ往動するプッシャ５８が垂直姿勢の基板１０に作用することによって基板１０が把持位置Ｇまで持ち上げられてから、往動する可動爪５６が基板１０に作用することによって可動爪５６及び固定爪５２の協動により基板１０が把持されるように、プッシャ５８の作用部５８１が可動爪５６の作用部５８１よりも先端側Ｆに位置する。
　また、本実施形態に係る基板搬送装置１は、基板把持ハンド５と、基板把持ハンド５が手先部に装着されたマニピュレータ４とを備えている。
　上記基板搬送装置１及び基板把持ハンド５では、垂直姿勢の基板１０を縦置き溝３２から取り出す際に、プッシャ５８の基板１０への作用により、基板１０が把持位置Ｇのレベルへ持ち上げられてから、可動爪５６が基板１０に作用する。したがって、例え、縦置き溝３２に置かれた基板１０と基板把持ハンド５に規定された把持位置Ｇとの間に垂直方向及び／又は水平方向の位置誤差があったとしても、プッシャ５８の作用によってその位置誤差が解消されるので、可動爪５６を基板１０の上下中心の縁に作用させることができる。そして、このように基板１０に作用する可動爪５６は、基板１０の中心Ｏへ向けて押圧力を発生させることができる。これにより、基板１０に局所的なひずみや捻れを発生させることなく、垂直姿勢で縦置き溝３２に置かれた基板１０を当該溝３２から円滑に取り出すことができる。
　更に、可動爪５６とプッシャ５８は一体的に動作するので、可動爪５６とプッシャ５８とが基板１０に作用する上記のタイミングは予め設定されていることとなる。よって、可動爪５６の動作とプッシャ５８の動作とを各々制御する必要はなく、可動爪５６及びプッシャ５８の動作の制御が単純となる。更に、可動爪５６とプッシャ５８は一つのアクチュエータ５７で駆動されるため、可動爪５６とプッシャ５８の各々にアクチュエータ５７を備える場合と比較して、アクチュエータ５７のイニシャルコストや、消費エネルギーを削減することができる。そして、このような基板把持ハンド５の構成要素の削減は、基板把持ハンド５や基板搬送装置１の小型化に寄与することができる。
　また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５において、プッシャ５８の作用部５８１が、先端側Ｆ且つ中心線Ｃ側を向いた作用面を有している。
　これにより、プッシャ５８の中心線Ｃと平行な往動によって、基板１０を先端側Ｆ且つ中心線Ｃ側へ移動させることができる。
　また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５において、プッシャ５８が、把持位置Ｇにある基板１０の縁と接触しないように、可動爪５６から中心線Ｃと直交する方向へ離間されている。
　これにより、把持位置Ｇにある基板１０には可動爪５６から押圧力が付与されることとなり、基板１０での局所的なひずみや捻れの発生を抑えることができる。
　また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５において、可動爪５６とプッシャ５８が連結板７１（連結部材）によって一体的に連結されており、アクチュエータ５７は、中心線Ｃの延長線上に配置され、連結板７１と結合されたロッド７２を有している。
　これにより、ロッド７２と、可動爪５６と、把持位置Ｇにある基板１０の中心Ｏが、中心線Ｃ及びその延長線上に並び、局所的なひずみや捻れの発生を発生させることなく可動爪５６と固定爪５２により基板１０が把持される。
　また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５は、把持位置Ｇよりも下方且つ基端側Ｂに位置する垂直姿勢の基板１０を支持する、ベース板５１に設けられた少なくとも１つの支持爪５３を更に備えている。
　これにより、垂直姿勢の基板１０が置かれた縦置き溝３２と、把持位置Ｇでの固定爪５２と可動爪５６による把持との間に、支持爪５３による拘束されない支持を介在させることができる。これにより、縦置き溝３２と基板把持ハンド５の把持位置Ｇとの間に位置誤差が生じていても、これを緩衝することができる。
　また、上記実施形態において、支持爪５３の少なくとも１つが、把持位置Ｇの中心（把持中心ＣＧ）に向けてベース板５１の表面Ｒへ漸次近づくように傾いたパッド面を有する。このパッド面には、支持爪５３のパッド面５３１を形成している面、パッド５４のパッド面５４１が該当する。
　これにより、基板把持ハンド５に置かれた基板１０は、その縁がパッド面５４１やパッド面５３１に当接して、基板１０の表裏面はベース板５１や支持爪５３（パッド５４）と接触しない。よって、基板１０の汚染を抑えることができる。更に、支持爪５３（パッド５４）にパッド面５３１（パッド面５４１）が設けられることで、支持爪５３とパッドの機能を一つの部材に備えることができ、部品点数を削減することができる。
　以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
　上記実施形態に係る基板把持ハンド５では、複数の固定爪５２が設けられているが、固定爪５２は１つであってもよい。例えば、図１３に示すように、ベース板５１の先端側Ｆの部分に１つの固定爪５２を設けることができる。
　また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５では、複数の支持爪５３が設けられているが、支持爪５３は１つであってもよい。例えば、図１４に示すように、垂直姿勢のベース板５１の下部に１つの支持爪５３を設けることができる。
　また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５では、連結板７１に可動爪５６とプッシャ５８とがそれぞれ結合されることにより、可動爪５６とプッシャ５８とが一体的とされている。但し、可動爪５６、プッシャ５８、及び連結板７１は、一体的に成形されたものであってもよい。この場合、例えば、可動爪５６、プッシャ５８、及び連結板７１が、樹脂による一体成形品であってよい。
　また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５では、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも先端側Ｆに設けられた固定爪５２と支持爪５３とは、それぞれ独立した部材である。但し、、固定爪５２と支持爪５３とに代えて、これらの機能を併せ備えた一つの部材がベース板５１に設けられてもよい。
　以上の説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
１　　　：基板搬送装置
２　　　：基板横置き容器
３　　　：基板縦置き容器
４　　　：マニピュレータ
５　　　：基板把持ハンド
６　　　：コントローラ
１０　　：基板
２２　　：横置き溝
３２　　：縦置き溝
４９　　：ハンド基部
５１　　：ベース板
５２　　：固定爪
５３　　：支持爪
５４　　：パッド
５６　　：可動爪
５７　　：アクチュエータ
５８　　：プッシャ
７１　　：連結板
７２　　：ロッド
７４　　：ガイド
７５　　：位置センサ
５６１　：作用部
５６２　：爪部
５８１　：作用部
５８２　：爪部
Ｂ　　　：基端側
Ｃ　　　：中心線
Ｆ　　　：先端側
Ｇ　　　：把持位置
Ｏ　　　：中心

Claims (4)

  1. 　円板状の基板を把持する基板把持ハンドであって、
    　基端側から先端側へ延びる中心線と、基板の中心が当該中心線上に位置するような把持位置とが規定されたベース板と、
    　前記把持位置にある前記基板の縁と係合可能な、前記ベース板の前記先端側に設けられた少なくとも１つの固定爪と、
    　前記把持位置にある前記基板の縁に作用可能な作用部を有し、前記把持位置よりも前記基端側において前記中心線上を往復移動する可動爪と、
    　垂直姿勢の前記基板の中心よりも下方の縁に作用可能な作用部を有し、前記把持位置よりも前記基端側において前記中心線と平行に往復移動するプッシャと、
    　前記可動爪及び前記プッシャを一体的に往復移動させるアクチュエータとを備え、
    　前記先端側へ往動する前記プッシャが垂直姿勢の前記基板に作用することによって前記基板が前記把持位置まで持ち上げられてから、往動する前記可動爪が前記基板に作用することによって前記可動爪及び前記固定爪の協動により前記基板が把持されるように、前記プッシャの作用部が前記可動爪の作用部よりも前記先端側に位置する、
    基板把持ハンド。
  2. 　前記プッシャが、前記把持位置にある前記基板の縁と接触しないように、前記可動爪から前記中心線と直交する方向へ離間された、
    請求項１に記載の基板把持ハンド。
  3. 　前記把持位置よりも下方且つ前記基端側に位置する垂直姿勢の前記基板を支持する、前記ベース板に設けられた少なくとも１つの支持爪を更に備える、
    請求項１又は２に記載の基板把持ハンド。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の基板把持ハンドと、
    　前記基板把持ハンドが手先部に装着されたマニピュレータとを備える、
    基板搬送装置。
PCT/JP2017/006137 2016-02-26 2017-02-20 基板把持ハンド及び基板搬送装置 WO2017145986A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780011239.0A CN108604567B (zh) 2016-02-26 2017-02-20 基板把持手及基板搬送装置
US16/080,108 US10283395B2 (en) 2016-02-26 2017-02-20 Substrate gripping hand and substrate transfer apparatus
KR1020187027211A KR102081825B1 (ko) 2016-02-26 2017-02-20 기판 파지 핸드 및 기판 반송 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-036034 2016-02-26
JP2016036034A JP6630591B2 (ja) 2016-02-26 2016-02-26 基板把持ハンド及び基板搬送装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017145986A1 true WO2017145986A1 (ja) 2017-08-31

Family

ID=59686158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/006137 WO2017145986A1 (ja) 2016-02-26 2017-02-20 基板把持ハンド及び基板搬送装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10283395B2 (ja)
JP (1) JP6630591B2 (ja)
KR (1) KR102081825B1 (ja)
CN (1) CN108604567B (ja)
TW (1) TWI639493B (ja)
WO (1) WO2017145986A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004572A1 (ja) * 2018-06-29 2020-01-02 川崎重工業株式会社 基板搬送装置及びその運転方法
JP7469561B2 (ja) 2020-09-11 2024-04-16 北京北方華創微電子装備有限公司 マニピュレーター

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016056041A1 (ja) * 2014-10-10 2016-04-14 川崎重工業株式会社 ウエハ搬送方法及び装置
JP7002347B2 (ja) * 2018-01-19 2022-01-20 株式会社東京精密 ワークの搬送装置、及び、ワークの搬送方法
JP7236527B2 (ja) * 2018-01-19 2023-03-09 株式会社東京精密 ワークの保持装置、及び、ワークの保持方法
KR102193865B1 (ko) * 2018-08-13 2020-12-22 세메스 주식회사 기판처리장치
JP2020077699A (ja) * 2018-11-06 2020-05-21 川崎重工業株式会社 ロボットハンド及びそれを備えるロボット
US10953539B2 (en) * 2018-12-27 2021-03-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate transfer robot and automatic teaching method
US11964383B2 (en) * 2019-01-16 2024-04-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot hand and robot having the same
CN111660309A (zh) * 2020-06-05 2020-09-15 中国科学院微电子研究所 一种用于转移晶圆的机器臂
US11654578B2 (en) * 2020-09-17 2023-05-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot system and offset acquisition method
CN112109095A (zh) * 2020-09-21 2020-12-22 芯导精密(北京)设备有限公司 一种新型机械臂
CN112542412A (zh) * 2020-12-07 2021-03-23 长江存储科技有限责任公司 一种机械手臂及晶圆抓取装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10209243A (ja) * 1997-01-23 1998-08-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板搬送装置およびそれを用いた基板搬送方法ならびに基板姿勢変換装置
JP2000260858A (ja) * 1999-03-12 2000-09-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd ウェハ搬送用ハンド、及び、これを用いたウェハ搬送方法
JP2001093968A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Olympus Optical Co Ltd 円板状部材の保持装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3724361B2 (ja) * 2000-10-31 2005-12-07 ダイキン工業株式会社 基板搬送装置
US20020071756A1 (en) * 2000-12-13 2002-06-13 Gonzalez Jose R. Dual wafer edge gripping end effector and method therefor
US6623235B2 (en) 2001-04-11 2003-09-23 Pri Automation, Inc. Robot arm edge gripping device for handling substrates using two four-bar linkages
JP2003037160A (ja) * 2001-07-23 2003-02-07 Kondo Seisakusho:Kk ウエハ搬送用ハンド
JP2003142572A (ja) * 2001-11-01 2003-05-16 Kondo Seisakusho:Kk ウエハ搬送用ハンド
US6678581B2 (en) * 2002-01-14 2004-01-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd Method of calibrating a wafer edge gripping end effector
JP3962609B2 (ja) 2002-03-05 2007-08-22 東京エレクトロン株式会社 搬送装置
US7300082B2 (en) * 2003-07-21 2007-11-27 Asyst Technologies, Inc. Active edge gripping and effector
JP2005044938A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Foi:Kk アライナ付き基板移載装置
JP2005209954A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Kawasaki Heavy Ind Ltd 基板保持装置
JP2010165998A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Rorze Corp 円盤状物把持装置並びに搬送機、移載装置及び搬送方法。
JP2011018794A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Sumco Corp ウェーハ搬送装置及びウェーハ搬送方法
JP5491834B2 (ja) * 2009-12-01 2014-05-14 川崎重工業株式会社 エッジグリップ装置、及びそれを備えるロボット。
US8801069B2 (en) * 2010-02-26 2014-08-12 Brooks Automation, Inc. Robot edge contact gripper
JP5589790B2 (ja) * 2010-03-31 2014-09-17 株式会社安川電機 基板搬送用ハンドおよび基板搬送ロボット
JP6024267B2 (ja) * 2012-08-01 2016-11-16 三星ダイヤモンド工業株式会社 基板保持リング把持機構
US9779977B2 (en) * 2015-04-15 2017-10-03 Lam Research Corporation End effector assembly for clean/dirty substrate handling

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10209243A (ja) * 1997-01-23 1998-08-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板搬送装置およびそれを用いた基板搬送方法ならびに基板姿勢変換装置
JP2000260858A (ja) * 1999-03-12 2000-09-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd ウェハ搬送用ハンド、及び、これを用いたウェハ搬送方法
JP2001093968A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Olympus Optical Co Ltd 円板状部材の保持装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004572A1 (ja) * 2018-06-29 2020-01-02 川崎重工業株式会社 基板搬送装置及びその運転方法
JP2020004916A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 川崎重工業株式会社 基板搬送装置及びその運転方法
CN112368819A (zh) * 2018-06-29 2021-02-12 川崎重工业株式会社 基板搬送装置及其运转方法
TWI722464B (zh) * 2018-06-29 2021-03-21 日商川崎重工業股份有限公司 基板搬送裝置及其運轉方法
JP7205966B2 (ja) 2018-06-29 2023-01-17 川崎重工業株式会社 基板搬送装置及びその運転方法
CN112368819B (zh) * 2018-06-29 2024-04-05 川崎重工业株式会社 基板搬送装置及其运转方法
JP7469561B2 (ja) 2020-09-11 2024-04-16 北京北方華創微電子装備有限公司 マニピュレーター

Also Published As

Publication number Publication date
CN108604567B (zh) 2022-07-22
KR20180118690A (ko) 2018-10-31
US10283395B2 (en) 2019-05-07
KR102081825B1 (ko) 2020-02-26
JP2017152639A (ja) 2017-08-31
TWI639493B (zh) 2018-11-01
TW201742723A (zh) 2017-12-16
JP6630591B2 (ja) 2020-01-15
US20190067075A1 (en) 2019-02-28
CN108604567A (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017145986A1 (ja) 基板把持ハンド及び基板搬送装置
KR102198236B1 (ko) 기판 파지 핸드 및 기판 반송 장치
US10109515B2 (en) Hand unit and transfer method
WO2018054383A1 (zh) 晶圆传输装置
JP6314157B2 (ja) エンドエフェクタおよび基板搬送ロボット
WO2019136996A1 (zh) 一种瓷砖桁架机械手及其行走方式
TWI631648B (zh) Substrate transfer hand and robot
KR101940184B1 (ko) 웨이퍼 반송 방법 및 장치
TWI627040B (zh) Substrate transfer robot and its end effector
JPWO2014103300A1 (ja) エンドエフェクタ装置
JP4511605B2 (ja) 搬送ロボット
JP2006281269A (ja) ワーク搬送装置
US20040102858A1 (en) Soft-touch gripping mechanism for flat objects
JP3760212B2 (ja) アライメント処理方法およびアライメント処理装置
JP4230973B2 (ja) 基板搬送装置
CN116142745A (zh) 一种轴叉姿态调整装置
JP2022070311A (ja) ロボットハンド及びピッキングシステム
JPH11881A (ja) クリーンロボット
JP2005026290A (ja) ワーク受取装置およびそれを備えてなるロボット

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187027211

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17756424

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17756424

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1