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WO2020004572A1 - 基板搬送装置及びその運転方法 - Google Patents

基板搬送装置及びその運転方法 Download PDF

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WO2020004572A1
WO2020004572A1 PCT/JP2019/025667 JP2019025667W WO2020004572A1 WO 2020004572 A1 WO2020004572 A1 WO 2020004572A1 JP 2019025667 W JP2019025667 W JP 2019025667W WO 2020004572 A1 WO2020004572 A1 WO 2020004572A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
engagement member
gripping hand
movable guide
base
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/025667
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English (en)
French (fr)
Inventor
崇行 福島
真也 木下
翔吾 松岡
拓之 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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
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Priority to CN201980043224.1A priority patent/CN112368819B/zh
Priority to KR1020217001929A priority patent/KR102493184B1/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B25J11/0095Manipulators transporting wafers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01L21/687Apparatus 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
    • H01L21/68707Apparatus 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S414/00Material or article handling
    • Y10S414/135Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/137Associated with semiconductor wafer handling including means for charging or discharging wafer cassette
    • Y10S414/138Wafers positioned vertically within cassette

Definitions

  • the present invention relates to a substrate transfer device and an operation method thereof.
  • Semiconductor wafers are manufactured by performing a plurality of processes in a clean room. Further, the semiconductor wafer is transferred between the processes by a robot arranged in a clean room.
  • Patent Document 1 As a robot disposed in a clean room, a robot transfer device that grips and transfers a semiconductor wafer placed in a vertical posture is known (for example, see Patent Document 1).
  • the robot transfer device disclosed in Patent Document 1 in order to carry in and carry out a plurality of large semiconductor wafers in a vertical direction, an end effector whose tip is bent in a thickness direction of the wafer and in a direction along a peripheral edge on a back side.
  • a rear pad provided at the tip of the end effector; a lower front pad disposed below a straight line passing through a position where the rear pad contacts the wafer periphery and the center of the wafer;
  • an upper front side pad arranged on the upper side.
  • the rear side pad contacts the peripheral edge of the wafer, and then the lower front side pad and the upper front side pad move forward to contact the peripheral edge of the wafer.
  • the wafer is gripped by these pads.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a substrate transport device and a method of operating the same, which can suppress the substrate from falling as compared with the conventional substrate transport device.
  • a substrate transport apparatus is a substrate transport apparatus that grips and transports a substrate held in a vertical or inclined posture
  • the substrate transport apparatus includes a manipulator and A substrate gripping hand disposed at the tip of the manipulator, an actuator for rotating the substrate gripping hand around a roll axis, and a control device
  • the substrate gripping hand includes a plate-shaped base member, A first engaging member disposed at a lower portion of a base end portion of the base member, a second engaging member disposed at a lower portion of a distal end portion of the base member, and an upper portion at a distal end portion of the base member.
  • a movable guide member configured to be movable in the roll axis direction, wherein the control device holds the substrate by the substrate gripper.
  • A operating the manipulator so as to be held by the first engagement member and the second engagement member of the board, and after the (A), the main body on the side of the substrate facing the base member is actuated.
  • B operating the actuator such that a first main surface, which is a surface, is located above the base member and a normal line of the first main surface faces below a horizontal plane.
  • the guide member moves toward the distal end of the base member and presses the peripheral surface of the substrate, whereby the substrate is gripped by the second engagement member, the third engagement member, and the movable guide member.
  • the substrate is dropped. Can be suppressed.
  • a substrate transfer device is a substrate transfer device that grips and transfers a substrate held in a vertical or inclined posture, wherein the substrate transfer device is provided with a manipulator and a distal end of the manipulator.
  • a substrate gripping hand provided, an actuator for rotating the substrate gripping hand around a roll axis, a first detector for detecting whether or not the substrate is normally gripped by the substrate gripping hand, and a control device
  • the substrate gripping hand comprises a plate-shaped base member, a first engagement member disposed at a lower portion at a base end of the base member, and a lower portion at a distal end of the base member.
  • D operating the manipulator so that the substrate is held by the first engagement member and the second engagement member of the substrate gripping hand
  • the movable guide member moves to the tip end side of the base member and presses the peripheral surface of the substrate, whereby the second engagement member, the third engagement member, and the movable guide are moved.
  • E causing the substrate to be gripped by a member, and after the (E), when the first detector detects that the substrate is not normally gripped by the substrate gripping hand, the movable guide member sets the movable guide member to the position.
  • the substrate is moved to the base end side, and a first main surface, which is a main surface of the substrate facing the base member, is positioned above the base member, and the first main surface is formed by a method of the first main surface. Actuate so that the line points below the horizontal plane Operating the motor and (F), after the (F), is configured to perform said (E) again.
  • the substrate cannot be gripped normally, the contact of the movable guide member with the substrate is released, and the gripping operation (operation (E)) of the substrate is performed again, whereby the conventional substrate transporting operation is performed.
  • the substrate can be grasped more accurately than the device.
  • the substrate can be held at a predetermined position by the first engagement member and the second engagement member. Therefore, when the gripping operation of the substrate is performed again, the second engagement member, the third engagement member, and the movable guide member can normally contact (contact) the substrate, and the substrate can be normally gripped. can do.
  • the method of operating a substrate transfer device is an operation method of a substrate transfer device that grips and transfers a substrate held in a vertical or inclined posture, wherein the substrate transfer device includes a manipulator, and A substrate gripping hand disposed at a distal end of the manipulator; and an actuator for rotating the substrate gripping hand around a roll axis, wherein the substrate gripping hand includes a plate-shaped base member and a base of the base member.
  • a first engaging member disposed at a lower portion at an end portion, a second engaging member disposed at a lower portion at a distal end portion of the base member, and a second engaging member disposed at an upper portion at a distal end portion of the base member.
  • a movable guide member configured to be movable in the roll axis direction, wherein the substrate is held by the first engagement member of the substrate gripping hand and the second engagement member.
  • the substrate is dropped. Can be suppressed.
  • an operation method of the substrate transfer apparatus is an operation method of a substrate transfer apparatus that grips and transfers a substrate held in a vertical or inclined posture
  • the substrate transfer apparatus includes a manipulator, A substrate gripping hand disposed at a distal end of the manipulator, an actuator for rotating the substrate gripping hand around a roll axis, and a first for detecting whether the substrate is normally gripped by the substrate gripping hand.
  • a detector wherein the substrate gripping hand includes a plate-shaped base member, a first engagement member disposed at a lower portion at a base end portion of the base member, and a lower portion at a distal end portion of the base member.
  • the second engagement member is disposed, the third engagement member is disposed at an upper portion of the distal end of the base member, and is configured to be movable in the roll axis direction.
  • (D) operating the manipulator so as to hold the substrate with the first engagement member and the second engagement member of the substrate gripping hand. Thereafter, the movable guide member moves to the tip end side of the base member and presses the peripheral surface of the substrate, whereby the second engagement member, the third engagement member, and the movable guide member move the movable guide member.
  • the movable guide member moves to the base member.
  • the substrate is moved to the base end side, and a first main surface, which is a main surface of the substrate facing the base member, is located above the base member, and a normal line of the first main surface is a horizontal plane. Operate the actuator so that it faces downward To the (F), wherein after the (F), comprising the (E) and the run again (G), the.
  • the substrate cannot be gripped normally, the contact of the movable guide member with the substrate is released, and the gripping operation (operation (E)) of the substrate is performed again, whereby the conventional substrate transporting operation is performed.
  • the substrate can be grasped more accurately than the device.
  • the substrate can be held at a predetermined position by the first engagement member and the second engagement member. Therefore, when the gripping operation of the substrate is performed again, the second engagement member, the third engagement member, and the movable guide member can normally contact (contact) the substrate, and the substrate can be normally gripped. can do.
  • the fall of the substrate can be suppressed as compared with the conventional substrate transfer device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate transfer system including the substrate transfer device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a right side view of the substrate gripping hand in the substrate transfer device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III shown in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV shown in FIG.
  • FIG. 6 is a right side view of the substrate gripping hand in the substrate transfer device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII shown in FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate transfer system including the substrate transfer device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a right side view of the substrate gripping hand
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of the substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the third embodiment.
  • FIG. 11A is a flowchart illustrating an example of an operation of the substrate transfer device according to the third embodiment.
  • FIG. 11B is a flowchart illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the third embodiment.
  • FIG. 11A is a flowchart illustrating an example of an operation of the substrate transfer device according to the third embodiment.
  • FIG. 11B is a flowchart illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the third embodiment
  • FIG. 15A is a flowchart illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15B is a flowchart illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the fourth embodiment.
  • the substrate transport device is a substrate transport device that grips and transports a substrate held in a vertical or inclined posture, and the substrate transport device is disposed at a manipulator and a distal end of the manipulator.
  • a movable guide member configured to be movable in the direction, and the control device operates the manipulator to hold the substrate with the first engagement member and the second engagement member of the substrate gripping hand.
  • the first main surface which is the main surface of the substrate facing the base member, is located above the base member, and the normal of the first main surface is a horizontal plane.
  • the actuator is operated so as to face downward
  • the movable guide member moves to the tip end side of the base member and presses the peripheral surface of the substrate, whereby the second engagement member and the third engagement member are moved.
  • C causing the substrate to be gripped by the engaging member and the movable guide member.
  • the substrate gripping hand is located at a lower portion of the distal end portion of the base member, below the second engagement member, and closer to the base end than the second engagement member.
  • the control device is configured to cause the substrate to be gripped by the third engagement member, the fourth engagement member, and the movable guide member in (C). Is also good.
  • control device causes the second engagement member, the third engagement member, the fourth engagement member, and the movable guide member to grip the substrate in (C). May be configured.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate transfer system including the substrate transfer device according to the first embodiment.
  • the front-rear direction and the up-down direction in the substrate transfer device are represented as the front-rear direction and the up-down direction in the figure.
  • the substrate transport system 100 includes the substrate transport device 101 according to the first embodiment and a container 102.
  • a container 102 In the container 102, a plurality of disk-shaped substrates 10 are arranged in parallel in a vertical posture.
  • the vertical posture refers to a state in which the main surface of the substrate 10 is oriented in the vertical direction (vertical direction).
  • the substrate 10 may be disposed in the container 102 in an inclined posture (a state in which the main surface is inclined).
  • the container 102 may be, for example, a boat.
  • the substrate 10 may be, for example, a circular thin plate that is a material of a substrate of a semiconductor device such as a semiconductor substrate and a glass substrate.
  • a semiconductor substrate for example, a silicon substrate, a sapphire (single crystal alumina) substrate, other various substrates, and the like may be used.
  • a glass substrate for FPD (Flat Panel Display), a glass substrate for MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), or the like may be used.
  • the substrate transfer apparatus 101 includes a substrate gripping hand 20, a manipulator 30, and a control device 110, and holds the substrate 10 by the substrate gripping hand 20. Then, it is configured to be conveyed.
  • the substrate transfer apparatus 101 may hold the substrate 10 in the vertical posture or the inclined posture, change the gripped substrate 10 to the horizontal posture, and transfer the substrate. Further, the substrate transport apparatus 101 may grip the substrate 10 placed in a horizontal posture, change the gripped substrate 10 to a vertical posture or an inclined posture, and transport the substrate 10.
  • the configuration in which the substrate is installed on the floor is employed, but the configuration is not limited to this, and a configuration in which the substrate is suspended from the ceiling may be employed.
  • a configuration of a horizontal articulated robot will be described as the manipulator 30.
  • the manipulator 30 is not limited to a horizontal articulated robot, and may be based on a vertical articulated robot.
  • the manipulator 30 includes a base 31, a first arm 32, a second arm 33, a third arm 34, a base 35, a support shaft 36, a first connection portion 37, a second connection portion 38, and a third connection portion 39. ing.
  • the support shaft 36 includes, for example, a ball screw mechanism, a drive motor, a rotation sensor that detects the rotational position of the drive motor, a current sensor that detects a current that controls the rotation of the drive motor, and the like (neither is shown). Thus, it is configured to expand and contract in the vertical direction and rotate.
  • the drive motor may be, for example, a servomotor that is servo-controlled by the control device 110.
  • the rotation sensor may be, for example, an encoder.
  • the base end of the first arm 32 is connected to the support shaft 36 so as to be rotatable around a rotation axis L1 passing through the axis of the support shaft 36.
  • the proximal end of the second arm 33 is connected to the distal end of the first arm 32 via a first connecting portion 37 so as to be rotatable around the rotation axis L2.
  • the rotation axis L1 and the rotation axis L2 are configured such that their axis points in a vertical direction.
  • the first connection unit 37 includes, for example, a drive motor, a rotation sensor that detects the rotational position of the drive motor, and a current sensor (not shown) that detects a current that controls the rotation of the drive motor.
  • the first arm 32 is configured to rotate (swing).
  • the drive motor may be arranged on the support shaft 36. Further, a servo motor that is servo-controlled by the control device 110 may be used as the drive motor. Further, the rotation sensor may be, for example, an encoder.
  • the base end of the third arm 34 is connected to the distal end of the second arm 33 via the second connecting portion 38 so as to be rotatable around the rotation axis L3.
  • the proximal end of the base 35 is connected to the distal end of the third arm 34 via a third connecting portion 39 so as to be rotatable around the rotation axis L4.
  • the substrate gripping hand 20 is connected to the distal end of the base 35.
  • the rotation axis L3 is configured so that its axis is oriented in the horizontal direction.
  • the rotation axis L4 is configured such that the axis thereof is oriented in the vertical direction.
  • the second connection unit 38 includes, for example, a drive motor (actuator) 40, a rotation sensor for detecting a rotation position of the drive motor, and a current sensor (not shown) for detecting a current for controlling the rotation of the drive motor.
  • the third arm 34 is configured to rotate (swing) around the rotation axis L3 (roll axis).
  • the third connection unit 39 includes, for example, a drive motor, a rotation sensor that detects the rotational position of the drive motor, and a current sensor (not shown) that detects a current that controls the rotation of the drive motor.
  • the base 35 is configured to rotate (swing) around the rotation axis L4.
  • the drive motor may be arranged on the second arm 33 or the third arm 34. Further, a servo motor that is servo-controlled by the control device 110 may be used as the drive motor. Further, the rotation sensor may be, for example, an encoder.
  • the control device 110 includes an arithmetic unit such as a microprocessor and a CPU, and a storage unit such as a ROM and a RAM (not shown).
  • the storage device stores information such as a basic program and various fixed data.
  • the arithmetic unit controls various operations of the substrate transport system 100 by reading and executing software such as a basic program stored in the storage device.
  • the control device 110 may be configured by a single control device 110 that performs centralized control, or may be configured by a plurality of control devices 110 that perform distributed control in cooperation with each other. Further, the control device 110 may be configured by a microcomputer, and may be configured by an MPU, a PLC (Programmable Logic Controller), a logic circuit, or the like.
  • FIG. 2 is a right side view of the substrate gripping hand in the substrate transfer device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III shown in FIG.
  • the substrate is shown by a dashed line for easy understanding of the structure of the substrate gripping hand. In FIG. 3, a part of the substrate gripping hand is not shown.
  • the front-rear direction and the up-down direction in the substrate transfer device are represented as the front-rear direction and the up-down direction in the figure.
  • the front-rear direction and the left-right direction in the substrate transfer device are represented as the front-rear direction and the left-right direction in the figure.
  • the substrate gripping hand 20 includes a plate-shaped base member 50, a first engagement member 51, a second engagement member 52, a third engagement member 53, a movable guide member 60, It has a connecting member 70.
  • the base member 50 is formed in a substantially U-shape (substantially Y-shape) in a side view, and a base end thereof is connected to the base 35 via a connection member 70.
  • a first engaging member 51 is arranged below the base end of the base member 50, and a second engaging member 52 is arranged below the distal end of the base member 50. Further, a third engagement member 53 is disposed at an upper portion of the distal end portion of the base member 50.
  • the second engaging member 52 is configured to abut (engage) with the peripheral edge and the peripheral surface of the substrate 10 of the substrate 10 when the substrate 10 in the vertical posture or the inclined posture is picked up and held.
  • the third engagement member 53 is configured to abut (engage) with the peripheral edge and the peripheral surface of the substrate 10 when the movable guide member 60 moves and comes into contact with the peripheral surface of the substrate 10. .
  • the second engagement member 52 is configured to abut (engage) with the peripheral edge and the peripheral surface of the substrate 10 even when the movable guide member 60 moves and comes into contact with the peripheral surface of the substrate 10. It may be.
  • the fourth engagement member 54 may be arranged on the base member 50 below the second engagement member 52 and on the base end side of the second engagement member 52.
  • the fourth engagement member 54 may be configured to abut (engage) with the peripheral portion and the peripheral surface of the substrate 10 of the substrate 10 when the substrate 10 in the vertical position or the inclined position is picked up and held. Good.
  • the fourth engagement member 54 is configured to abut (engage) with the peripheral edge and the peripheral surface of the substrate 10 when the movable guide member 60 moves and comes into contact with the peripheral surface of the substrate 10. May be.
  • a fifth engagement member 55 may be arranged above the base end of the base member 50.
  • the fifth engagement member 55 may be configured to abut (engage) with the peripheral edge of the substrate 10 when the movable guide member 60 moves and contacts / disengages with the peripheral surface of the substrate 10. Good.
  • the third engaging member 53 and the fifth engaging member 55 are formed in a substantially hook shape (substantially J-shape), and have a peripheral surface of the substrate 10 and a peripheral edge of the main surface of the substrate 10. It is configured to abut (engage) with the section.
  • the first engaging member 51, the second engaging member 52, and the fourth engaging member 54 are also substantially hook-shaped (substantially J-shaped) similarly to the third engaging member 53 and the fifth engaging member 55. ), And is configured to abut (engage) with the peripheral surface of the substrate 10 and the peripheral portion of the main surface of the substrate 10.
  • the movable guide member 60 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and its front surface is formed in a tapered shape from the front end to the lower end.
  • the movable guide member 60 is configured to be movable in the front-rear direction by a linear motion actuator 80 disposed on the connection member 70.
  • the movable guide member 60 may be formed in a substantially columnar shape, and the peripheral surface may be formed in an arc shape. Further, the movable guide member 60 may be configured to be rotatable around its axis.
  • the linear motion actuator 80 when the linear motion actuator 80 operates, the movable guide member 60 comes into contact with the peripheral surface of the substrate 10 to reciprocate between the pressing position and the retracted position which is not in contact with the substrate 10. it can.
  • the linear motion actuator 80 is constituted by an air cylinder, and has a rod 81 and a sleeve 82 in which the rod 81 moves forward and backward.
  • the linear actuator 80 is not limited to an air cylinder, but may be, for example, a hydraulic cylinder, and includes a drive motor (electric motor; servo motor) and a power transmission mechanism such as a rack-and-pinion or a ball screw. May be.
  • the linear motion actuator 80 has a rail member 83, a slider member 84, and a movable member 85.
  • the rail member 83 is fixed to the connection member 70 and is configured to guide the telescopic orbit of the rod 81. Further, a rod 81 is fixed to the slider member 84, and the slider member 84 is configured to slide on the rail member 83.
  • the movable member 85 has a base end connected to the slider member 84 and a movable guide member 60 rotatably attached to the distal end. The linear actuator 80 is controlled by the control device 110.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the substrate transfer device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV shown in FIG. 2, and shows a state in which the process of step S105 shown in FIG. 4 is being executed.
  • FIG. 6 is a right side view of the substrate gripping hand in the substrate transfer apparatus shown in FIG. 1, and shows a state in which the process of step S106 shown in FIG. 4 is being executed.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII shown in FIG.
  • FIGS. 5 and 7 the up-down direction and the left-right direction in the substrate transfer device are shown as the up-down direction and the left-right direction in the drawings.
  • the movable guide member 60 is located near the peripheral surface of the substrate 10 when the substrate 10 is in the retracted position and the substrate 10 is held by the first engagement member 51 and the second engagement member 52. (See FIG. 2).
  • the control device 110 operates the manipulator 30 to move the substrate gripping hand 20 until it is positioned in front of the container 102 (step S101).
  • the control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 enters the container 102 (step S102).
  • the control device 110 causes the substrate gripping hand 20 to enter the container 102 to a position where the first engagement member 51 and the second engagement member 52 of the substrate gripping hand 20 can place the substrate 10.
  • control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 moves upward, and the first engagement member 51 and the second engagement member 52 of the substrate gripping hand 20 contact the substrate 10.
  • the substrate 10 is brought into contact (engagement) and held (step S103; see FIG. 2).
  • the third engagement member 53 and the fourth engagement member 54 are not in contact with the peripheral surface of the substrate 10.
  • the fourth engagement member 54 may be configured to contact the peripheral surface of the substrate 10.
  • control device 110 operates the manipulator 30 to move the substrate gripping hand 20 out of the container 102 (step S104).
  • the control device 110 operates the manipulator 30 (drive motor 40) so that the substrate gripping hand 20 is inclined (step S105).
  • control device 110 determines that first main surface 10A, which is the main surface of substrate 10 facing base member 50, is located above base member 50, and that first main surface 10A
  • the drive motor 40 is driven so that the normal line (normal vector) 10C faces downward below the horizontal plane H (see FIG. 5).
  • the control device 110 determines that the angle ⁇ A formed between the first main surface 10A of the substrate 10 and the horizontal plane H is an acute angle
  • the second main surface 10B which is the main surface opposite to the first main surface 10A of the substrate 10
  • the drive motor 40 is operated so that the angle ⁇ B formed with the horizontal plane H is an obtuse angle.
  • control device 110 may execute the process of step S105 before executing the process of step S104. Further, control device 110 may simultaneously execute the processing of step S104 and the processing of step S105.
  • control device 110 operates the linear motion actuator 80 so that the movable guide member 60 is located at the operation position (step S106).
  • the front surface of the movable guide member 60 comes into contact with and presses the peripheral surface of the substrate 10.
  • a force acts on the substrate 10 to rotate upward about the position of engagement with the second engagement member 52 and / or the fourth engagement member 54.
  • the substrate 10 is pushed upward so as to rotate (swing) about the position of engagement with the second engagement member 52 and / or the fourth engagement member 54, and the third engagement member 53 (contact).
  • the substrate 10 is gripped by the second engagement member 52 and / or the fourth engagement member 54, the third engagement member 53, and the movable guide member 60 (see FIGS. 6 and 7).
  • control device 110 may execute the processing of steps S105 and S106 before executing the processing of step S104. In this case, the control device 110 may simultaneously execute the processing of step S105 and the processing of step S106. In addition, after executing the processing of step S104, the control device 110 may simultaneously execute the processing of step S105 and the processing of step S106.
  • control device 110 operates the manipulator 30 to transport the substrate 10 to a predetermined location, which is set in advance, and to place the substrate 10 at the predetermined location (step S107), and terminates the program. I do.
  • control device 110 controls the manipulator 30 and the manipulator 30 to move the movable guide member 60 in a state where the substrate gripping hand 20 is inclined.
  • the drive motor 40 is controlled.
  • the component force of the weight of the substrate 10 is directed to the base member 50, and therefore, any one of the second engagement member 52, the third engagement member 53, the fourth engagement member 54, and the movable guide member 60 is used. Even when such a member does not contact the substrate 10 accurately, the drop of the substrate 10 can be suppressed.
  • the substrate transport apparatus according to the second embodiment and the substrate transport system including the same have the same basic configuration as the substrate transport apparatus according to the first embodiment and the substrate transport system including the same. Description is omitted.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of the substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the second embodiment, and shows a state in which the process of step S102A shown in FIG. 8 is being performed.
  • the operation of the substrate transfer apparatus 101 according to the second embodiment is basically the same as the operation of the substrate transfer apparatus 101 according to the first embodiment. The difference is that the process of step S102A is performed during the process of S103.
  • control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 enters the container 102 (Step S102).
  • the control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 is positioned above the first main surface 10A of the substrate 10 (Step S102A (see FIG. 9)).
  • the first main surface 10A is a main surface on the side where the angle ⁇ A between the horizontal plane H and the horizontal plane H is an obtuse angle in the inclined posture of the substrate 10, and the second main surface 10B is the angle ⁇ B between the horizontal plane H and the horizontal plane H.
  • This is the main surface on the side with an acute angle.
  • the first principal surface 10A is a surface on which the normal 10C faces upward from the horizontal plane H.
  • the thus configured substrate transfer apparatus 101 according to the second embodiment also has the same operational effects as the substrate transfer apparatus 101 according to the first embodiment.
  • the substrate transfer device is a substrate transfer device that grips and transfers a substrate held in a vertical or inclined posture, and the substrate transfer device is disposed at a manipulator and a distal end of the manipulator.
  • a substrate gripping hand an actuator for rotating the substrate gripping hand around the roll axis, a first detector for detecting whether or not the substrate is normally gripped by the substrate gripping hand, and a control device.
  • the substrate gripping hand includes a plate-shaped base member, a first engagement member disposed below a base end of the base member, and a second engagement member disposed below a distal end of the base member.
  • a third engaging member disposed at an upper portion of the distal end portion of the base member; and a movable guide member configured to be movable in the roll axis direction.
  • (D) operating the manipulator so as to be held by the first engagement member and the second engagement member of the hand, and after (D), the movable guide member moves to the tip end side of the base member, and By pressing the peripheral surface of (2), the substrate is gripped by the second engagement member, the third engagement member, and the movable guide member (E).
  • the first detector normally operates on the substrate gripping hand.
  • the movable guide member When it is detected that the substrate is not gripped, the movable guide member is moved to the base end side of the base member, and the first main surface, which is the main surface of the substrate facing the base member, is higher than the base member. (F), and (E) is executed again after (F) when the actuator is operated so that the normal line of the first main surface is located below the horizontal plane. I have.
  • the substrate gripping hand is located at a lower portion of the distal end portion of the base member, below the second engagement member, and on the base end side.
  • the control device may further include an engagement member, and in (E), the substrate may be held by the third engagement member, the fourth engagement member, and the movable guide member.
  • control device causes the second engagement member, the third engagement member, the fourth engagement member, and the movable guide member to grip the substrate in (E). May be configured.
  • the substrate transport apparatus according to the third embodiment and the substrate transport system including the same have the same basic configuration as the substrate transport apparatus according to the first embodiment and the substrate transport system including the same. Description is omitted.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the third embodiment.
  • the substrate is shown by a dashed line for easy understanding of the configuration of the substrate gripping hand.
  • a part of the substrate gripping hand is not shown.
  • the front-rear direction and the up-down direction in the substrate transfer device are represented as the front-rear direction and the up-down direction in the drawing.
  • the substrate gripping hand 20 of the substrate transporting apparatus 101 according to the third embodiment has the same basic configuration as the substrate gripping hand 20 of the substrate transporting apparatus 101 according to the first embodiment.
  • the difference is that a first detector 90 for detecting whether the substrate 10 is normally gripped by the substrate gripping hand 20 is further provided.
  • the first detector 90 is constituted by a position sensor, and detects whether the substrate 10 is normally held by the substrate holding hand 20 by detecting the position of the movable guide member 60. Is configured to be detected. Specifically, the detection section 91 of the first detector 90 is fixed to the connection member 70, and the inspection section 86 is provided on the slider member 84. Then, the detecting unit 91 detects the position of the movable guide member 60 by detecting the position of the inspection target unit 86, and outputs the detected position information of the movable guide member 60 to the control device 110.
  • the control device 110 is configured to determine whether the substrate 10 is normally gripped by the substrate gripping hand 20 based on the position information of the movable guide member 60 output from the first detector 90. . In addition, based on the position information of the movable guide member 60 detected by the first detector 90, it is determined whether or not the substrate 10 is normally gripped by the substrate gripping hand 20, and the determination information is output to the control device 110. May be configured.
  • the first detector 90 detects the position of the movable guide member 60, but is not limited to this.
  • the first detector 90 may be configured by a position sensor that detects the position of the substrate 10.
  • the first detector 90 may be configured by a camera, and may output captured video information to the control device 110.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the third embodiment, and illustrates a state where the substrate is normally gripped.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a substrate gripping hand in the substrate transfer device according to the third embodiment, and illustrates a state where the substrate is not normally gripped.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along line XIV-XIV shown in FIG.
  • FIGS. 12 and 13 the substrate is indicated by a dashed line for easy understanding of the configuration of the substrate gripping hand. 12 and 13, a part of the substrate gripping hand is not shown. Further, in FIGS. 12 and 13, the front-back direction and the up-down direction in the substrate transfer device are represented as the front-back direction and the up-down direction in the drawings. In FIG. 14, the up-down direction and the left-right direction in the substrate transfer device are represented as the up-down direction and the left-right direction in the figure.
  • the movable guide member 60 is in the retracted position and holds the substrate 10 with the first engagement member 51 and the second engagement member 52. At this time, it is assumed that it is located near the peripheral surface of the substrate 10 (see FIG. 10).
  • the control device 110 operates the manipulator 30 to move the substrate gripping hand 20 until it is positioned in front of the container 102 (step S201).
  • the control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 enters the container 102 (step S202).
  • the control device 110 causes the substrate gripping hand 20 to enter the container 102 to a position where the first engagement member 51 and the second engagement member 52 of the substrate gripping hand 20 can place the substrate 10.
  • control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 moves upward, and the first engagement member 51 and the second engagement member 52 of the substrate gripping hand 20 contact the substrate 10.
  • the substrate 10 is brought into contact (engagement) and held (step S203; see FIG. 10).
  • the third engagement member 53 and the fourth engagement member 54 are configured not to contact the peripheral surface of the substrate 10.
  • the fourth engagement member 54 may be configured to contact the peripheral surface of the substrate 10.
  • control device 110 operates the manipulator 30 to cause the substrate gripping hand 20 to retreat outside the container 102 (step S204).
  • the linear motion actuator 80 is operated so that the movable guide member 60 is located at the operation position (Step S205). Note that when there is sufficient space in the container 102, the control device 110 may execute the processing of step S205 before executing the processing of step S204.
  • the front surface of the movable guide member 60 comes into contact with and presses the peripheral surface of the substrate 10. Along with this, a force acts on the substrate 10 to rotate upward about the position of engagement with the second engagement member 52 and / or the fourth engagement member 54.
  • the substrate 10 is pushed upward so as to rotate (swing) about the position of engagement with the second engagement member 52 and / or the fourth engagement member 54, and the third engagement member 53 (contact).
  • the substrate 10 is gripped by the second engagement member 52 and / or the fourth engagement member 54, the third engagement member 53, and the movable guide member 60 (see FIG. 12).
  • the movable guide when the substrate 10 is not properly placed in the container 102, or when the substrate 10 cannot be normally held by the first engagement member 51 and the second engagement member 52, the movable guide The front surface of the member 60 and the peripheral surface of the substrate 10 may not normally contact.
  • the movable guide member 60 may be moved further forward than the operation position by the linear motion actuator 80, and the substrate 10 may ride on the third engagement member 53 (see FIGS. 13 and 14). ).
  • the control device 110 is configured to determine whether or not the substrate 10 is properly placed.
  • the control device 110 acquires the position information (the position information of the movable guide member 60) of the inspection target 86 detected by the detection unit 91 of the first detector 90. Then, the control device 110 determines whether or not the substrate gripping hand 20 normally grips the substrate 10 based on the position information of the movable guide member 60 acquired in Step S206 (Step S207).
  • control device 110 determines that the substrate gripping hand 20 is not gripping the substrate 10 normally (No in step S207), the manipulator 30 (drive motor 40) is tilted so that the substrate gripping hand 20 is inclined. Is operated (step S208 (see FIG. 11B)). Specifically, similarly to the substrate transfer device 101 according to the first embodiment, the control device 110 determines that the first main surface 10A of the substrate 10 is located above the base member 50 and the first main surface The drive motor 40 is driven so that the normal to the surface 10A faces downward from the horizontal plane H.
  • the control device 110 operates the linear motion actuator 80 so that the movable guide member 60 is located at the retracted position (step S209).
  • the substrate 10 is released from being pushed up from the movable guide member 60, so that the substrate 10 also moves rearward with the retreat of the movable guide member 60, and the first engagement member 51 of the substrate gripping hand 20. And the second engagement member 52.
  • the component force of the weight of the substrate 10 is directed to the base member 50, even when the substrate 10 moves backward, it is possible to suppress the substrate 10 from falling from the substrate gripping hand 20.
  • the controller 110 executes the process of step S208 and then executes the process of step S209.
  • the present invention is not limited to this.
  • the control device 110 may adopt a form in which the processing in step S208 and the processing in step S209 are performed simultaneously, and the control apparatus 110 may perform the processing in step S209 and then perform the processing in step S208. May be.
  • control device 110 returns to step S205, and operates the linear motion actuator 80 so that the movable guide member 60 is located at the operation position. Then, the control device 110 acquires again the position information (the position information of the movable guide member 60) of the inspection target 86 detected by the detection unit 91 of the first detector 90 (Step S206), and Until it is determined that the substrate 10 is normally gripped, the processing of steps S205 to S209 is executed.
  • control device 110 determines that the substrate gripping hand 20 normally grips the substrate 10 (Yes in step S207)
  • the controller 110 operates the manipulator 30 to set the substrate 10 in advance.
  • the substrate 10 is transported to a predetermined location, and the substrate 10 is placed at the predetermined location (step S210), and the program ends.
  • the control device 110 tilts the substrate gripping hand 20.
  • the linear actuator 80 is operated.
  • the control device 110 when the substrate 10 cannot be normally gripped, the control device 110 causes the linear motion actuator 80 to retract the movable guide member 60 to the retracted position. Let it work.
  • the substrate 10 is released from being pushed up from the movable guide member 60, so that the substrate 10 also moves rearward with the retreat of the movable guide member 60, and the first engagement member 51 of the substrate gripping hand 20. And the second engaging member 52.
  • the control device 110 releases the contact of the movable guide member 60 with the substrate 10.
  • the substrate 10 can be gripped more accurately than the conventional substrate transport device.
  • the movable guide member 60 is retracted to the retracted position to move the substrate 10 backward, but the present invention is not limited to this.
  • the substrate gripping hand 20 is configured to rotate around the pitch axis
  • the movable guide member 60 is retracted to the retracted position
  • the substrate gripping hand 20 is rotated (oscillated) around the pitch axis to rotate the substrate 10. May be moved backward.
  • the substrate transfer apparatus according to the fourth embodiment is the same as the substrate transfer apparatus according to the third embodiment, except that the substrate is held in an inclined posture.
  • the manipulator is operated so as to be located above the surface (D1), after (D1), the manipulator is operated so that the substrate is held by the first engagement member and the second engagement member of the substrate gripping hand. (D2), the program is executed.
  • the substrate transfer apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 15A and 15B.
  • the substrate transport apparatus according to the fourth embodiment and the substrate transport system including the same have the same basic configuration as the substrate transport apparatus according to the first embodiment and the substrate transport system including the same. Description is omitted.
  • FIGS. 15A and 15B are flowcharts illustrating an example of the operation of the substrate transfer device according to the fourth embodiment.
  • the operation of the substrate transfer apparatus 101 according to the fourth embodiment is basically the same as the operation of the substrate transfer apparatus 101 according to the third embodiment.
  • the difference is that the process of step S202A is executed between the process and the process of step S203.
  • control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 enters the container 102 (Step S202).
  • the control device 110 operates the manipulator 30 so that the substrate gripping hand 20 is located above the first main surface 10A of the substrate 10 (step S202A (see FIG. 9)).
  • the first main surface 10A is a main surface on the side where the angle ⁇ A between the horizontal plane H and the horizontal plane H is an obtuse angle in the inclined posture of the substrate 10, and the second main surface 10B is the angle ⁇ B between the horizontal plane H and the horizontal plane H.
  • This is the main surface on the side with an acute angle.
  • the first principal surface 10A is a surface on which the normal 10C faces upward from the horizontal plane H.
  • the thus configured substrate transfer apparatus 101 according to the fourth embodiment has the same operation and effect as the substrate transfer apparatus 101 according to the third embodiment.
  • the substrate transfer device and the method of operating the substrate transfer device of the present invention can suppress the substrate from falling as compared with the conventional substrate transfer device, and thus are useful in the field of industrial robots.

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Abstract

マニピュレータ(30)と、基板把持ハンド(20)と、基板把持ハンド(20)をロール軸回りに回転させるアクチュエータ(40)と、基板(10)を基板把持ハンド(20)の第1係合部材(51)と第2係合部材(52)で保持するように、マニピュレータ(30)を動作させる(A)と、(A)の後、基板(10)の第1主面(10A)がベース部材(50)よりも上方に位置し、かつ、第1主面(10A)の法線が水平面(H)よりも下方を向くように、アクチュエータ(40)を動作させる(B)と、可動ガイド部材(60)がベース部材(50)の先端部側に移動して、第2係合部材(52)と第3係合部材(53)と可動ガイド部材(60)で基板(10)を把持させる(C)と、を実行するように構成されている、制御装置(110)と、を備える、基板搬送装置。

Description

基板搬送装置及びその運転方法
 本発明は、基板搬送装置及びその運転方法に関する。
 半導体ウエハ(半導体基板;以下、単にウエハ又は基板ということもある)は、クリーンルーム内で複数の処理がなされて、製造される。また、半導体ウエハは、各処理間をクリーンルーム内に配置されているロボットにより搬送される。
 クリーンルーム内に配置されているロボットとして、垂直姿勢で載置されている半導体ウエハを把持して、搬送するロボット搬送機が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されているロボット搬送機では、複数の大型半導体ウエハを縦方向に搬入、搬出するために、先端がウエハの厚み方向、かつ、奥側の周縁に沿う方向に曲がったエンドエフェクタと、エンドエフェクタの先端に設けられている奥側パッドと、奥側パッドがウエハ周縁に接触する位置とウエハ中心とを通る直線の下側に配置されている下部手前側パッドと、その直線の上側に配置されている上部手前側パッドと、を備えている。
 そして、特許文献1に開示されているロボット搬送機では、奥側パッドがウエハの周縁と接触し、その後、下部手前側パッドと上部手前側パッドが前方に移動して、ウエハの周縁と接触し、これらのパッドでウエハを把持する。
特開2010-165998号公報
 しかしながら、上記特許文献1に開示されているロボット搬送機であっても、各パッドが正確にウエハの周縁と接触しなければ、ウエハを正確に把持することができず、ウエハを落下させるおそれがあった。
 本発明は、上記従来の課題を解決するもので、従来の基板搬送装置に比して、基板の落下を抑制することができる、基板搬送装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
 上記従来の課題を解決するために、本発明に係る基板搬送装置は、垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置であって、前記基板搬送装置は、マニピュレータと、前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、制御装置と、を備え、前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、前記制御装置は、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(A)と、前記(A)の後、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータを動作させる(B)と、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の先端部側に移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させる(C)と、を実行するように構成されている。
 これにより、基板の自重の分力がベース部材に向いているので、第2係合部材と第3係合部材と可動ガイド部材が、正確に基板と当接しなかった場合に、基板の落下を抑制することができる。
 また、本発明に係る基板搬送装置は、垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置であって、前記基板搬送装置は、マニピュレータと、前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、前記基板が前記基板把持ハンドに正常に把持されているか否かを検知する第1検知器と、制御装置と、を備え、前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、前記制御装置は、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(D)と、前記(D)の後、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の先端部側に移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させる(E)と、前記(E)の後、前記第1検知器が前記基板把持ハンドに正常に前記基板が把持されていないことを検知すると、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の基端部側に移動させ、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータを動作させる(F)と、前記(F)の後に、前記(E)を再度実行するように構成されている。
 これにより、基板を正常に把持できなかった場合に、可動ガイド部材の基板との接触を解放させて、再度、基板の把持動作((E)の動作)を実行することにより、従来の基板搬送装置に比して、正確に基板を把持することができる。
 また、可動部材の基板との接触を解放するときに、基板の自重の分力がベース部材に向くように、アクチュエータを動作させるので、基板の落下を抑制することができる。
 さらに、基板の自重の分力がベース部材に向いているので、第1係合部材と第2係合部材により、所定の位置で基板を保持することができる。このため、基板の把持動作を再度実行するときに、第2係合部材と第3係合部材と可動ガイド部材が、正常に基板と接触(当接)することができ、基板を正常に把持することができる。
 また、本発明に係る基板搬送装置の運転方法は、垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置の運転方法であって、前記基板搬送装置は、マニピュレータと、前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、を備え、前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータが動作する(A)と、前記(A)の後、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータが動作する(B)と、前記可動ガイド部材が移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させる(C)と、を備える。
 これにより、基板の自重の分力がベース部材に向いているので、第2係合部材と第3係合部材と可動ガイド部材が、正確に基板と当接しなかった場合に、基板の落下を抑制することができる。
 さらに、本発明に係る基板搬送装置の運転方法は、垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置の運転方法であって、前記基板搬送装置は、マニピュレータと、前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、前記基板が前記基板把持ハンドに正常に把持されているか否かを検知する第1検知器と、を備え、前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータが動作する(D)と、前記(D)の後、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の先端部側に移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持する(E)と、前記(E)の後、前記第1検知器が前記基板把持ハンドに正常に前記基板が把持されていないことを検知すると、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の基端部側に移動させ、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータを動作させる(F)と、前記(F)の後に、前記(E)を再度実行する(G)と、を備える。
 これにより、基板を正常に把持できなかった場合に、可動ガイド部材の基板との接触を解放させて、再度、基板の把持動作((E)の動作)を実行することにより、従来の基板搬送装置に比して、正確に基板を把持することができる。
 また、可動部材の基板との接触を解放するときに、基板の自重の分力がベース部材に向くように、アクチュエータを動作させるので、基板の落下を抑制することができる。
 さらに、基板の自重の分力がベース部材に向いているので、第1係合部材と第2係合部材により、所定の位置で基板を保持することができる。このため、基板の把持動作を再度実行するときに、第2係合部材と第3係合部材と可動ガイド部材が、正常に基板と接触(当接)することができ、基板を正常に把持することができる。
 本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。
 本発明の基板搬送装置及び基板搬送装置の運転方法によれば、従来の基板搬送装置に比して、基板の落下を抑制することができる。
図1は、本実施の形態1に係る基板搬送装置を備える、基板搬送システムの概略構成を示す模式図である。 図2は、図1に示す基板搬送装置における基板把持ハンドの右側面図である。 図3は、図2に示すIII-III線断面図である。 図4は、本実施の形態1に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図5は、図2に示すV-V線断面図である。 図6は、図1に示す基板搬送装置における基板把持ハンドの右側面図である。 図7は、図6に示すVII-VII線断面図である。 図8は、本実施の形態2に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図9は、本実施の形態2に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの要部の断面図である。 図10は、本実施の形態3に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの概略構成を示す模式図である。 図11Aは、本実施の形態3に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図11Bは、本実施の形態3に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図12は、本実施の形態3に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの概略構成を示す模式図である。 図13は、本実施の形態3に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの概略構成を示す模式図である。 図14は、図13に示すXIV-XIV線断面図である。 図15Aは、本実施の形態4に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図15Bは、本実施の形態4に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。
 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
 (実施の形態1)
 本実施の形態1に係る基板搬送装置は、垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置であって、基板搬送装置は、マニピュレータと、マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、制御装置と、を備え、基板把持ハンドは、板状のベース部材と、ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、制御装置は、基板を基板把持ハンドの第1係合部材と第2係合部材で保持するように、マニピュレータを動作させる(A)と、(A)の後、基板のベース部材と対向する側の主面である第1主面がベース部材よりも上方に位置し、かつ、第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、アクチュエータを動作させる(B)と、可動ガイド部材がベース部材の先端部側に移動して、基板の周面を押圧することにより、第2係合部材と第3係合部材と可動ガイド部材で基板を把持させる(C)と、を実行するように構成されている。
 また、本実施の形態1に係る基板搬送装置では、基板把持ハンドは、ベース部材の先端部における下部であって、第2係合部材の下方、かつ、第2係合部材よりも基端側に配置されている第4係合部材をさらに有し、制御装置は、(C)において、第3係合部材と第4係合部材と可動ガイド部材で基板を把持させるように構成されていてもよい。
 さらに、本実施の形態1に係る基板搬送装置では、制御装置は、(C)において、第2係合部材と第3係合部材と第4係合部材と可動ガイド部材で基板を把持させるように構成されていてもよい。
 以下、本実施の形態1に係る基板搬送装置の一例について、図1~図7を参照しながら説明する。
 [基板搬送システムの構成]
 図1は、本実施の形態1に係る基板搬送装置を備える、基板搬送システムの概略構成を示す模式図である。なお、図1においては、基板搬送装置における前後方向及び上下方向を図における前後方向及び上下方向として表している。
 図1に示すように、基板搬送システム100は、本実施の形態1に係る基板搬送装置101と、容器102と、を備えている。容器102には、複数の円板状の基板10が垂直姿勢で並列に配置されている。ここで、垂直姿勢とは、基板10の主面が垂直方向(鉛直方向)に向いている状態をいう。なお、容器102には、基板10が傾斜姿勢(主面が傾斜している状態)で配置されていてもよい。容器102としては、例えば、ボートであってもよい。
 基板10は、例えば、半導体基板及びガラス基板等の半導体デバイスの基板の材料となる円形の薄板であってもよい。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であってもよい。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)用ガラス基板等であってもよい。
 [基板搬送装置の構成]
 図1に示すように、本実施の形態1に係る基板搬送装置101は、基板把持ハンド20と、マニピュレータ30と、制御装置110と、を備えていて、基板把持ハンド20により、基板10を保持して、搬送するように構成されている。
 なお、本実施の形態1に係る基板搬送装置101は、垂直姿勢又は傾斜姿勢の基板10を把持して、把持している基板10を水平姿勢に変更して、搬送してもよい。また、基板搬送装置101は、水平姿勢で載置されている基板10を把持して、把持している基板10を垂直姿勢又は傾斜姿勢に変更して、搬送してもよい。
 また、本実施の形態1に係る基板搬送装置101では、床面に設置されている形態を採用したが、これに限定されず、天井から吊り下げられる形態を採用してもよい。また、以下においては、マニピュレータ30として、水平多関節ロボットの構成について説明するが、マニピュレータ30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30は、基台31、第1アーム32、第2アーム33、第3アーム34、基部35、支持軸36、第1接続部37、第2接続部38、及び第3接続部39を備えている。
 基台31には、支持軸36が設けられている。支持軸36は、例えば、ボールネジ機構、駆動モータ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ、及び駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ等(いずれも図示せず)を有していて、上下方向に伸縮し、かつ、回動するように構成されている。なお、駆動モータは、例えば、制御装置110によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
 支持軸36には、当該支持軸36の軸心を通る回転軸L1回りに回動可能に第1アーム32の基端部が接続されている。第1アーム32の先端部には、第1接続部37を介して、回転軸L2回りに回転可能に第2アーム33の基端部が接続されている。なお、回転軸L1及び回転軸L2は、その軸心が鉛直方向を向くように構成されている。
 第1接続部37は、例えば、駆動モータ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ、及び駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ(いずれも図示せず)等を有していて、第1アーム32を回動(揺動)するように構成されている。なお、駆動モータは、支持軸36に配置されていてもよい。また、駆動モータとしては、制御装置110によってサーボ制御されるサーボモータを用いてもよい。また、回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
 また、第2アーム33の先端部には、第2接続部38を介して、回転軸L3回りに回転可能に第3アーム34の基端部が接続されている。第3アーム34の先端部には、第3接続部39を介して、回転軸L4回りに回転可能に基部35の基端部が接続されている。また、基部35の先端部には、基板把持ハンド20が接続されている。なお、回転軸L3は、その軸心が水平方向に向くように構成されている。また、回転軸L4は、その軸心が鉛直方向を向くように構成されている。
 第2接続部38は、例えば、駆動モータ(アクチュエータ)40、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ、及び駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ(いずれも図示せず)等を有していて、第3アーム34を回転軸L3(ロール軸)回りに回動(揺動)するように構成されている。同様に、第3接続部39は、例えば、駆動モータ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ、及び駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ(いずれも図示せず)等を有していて、基部35を回転軸L4回りに回動(揺動)するように構成されている。
 なお、駆動モータは、第2アーム33又は第3アーム34に配置されていてもよい。また、駆動モータとしては、制御装置110によってサーボ制御されるサーボモータを用いてもよい。また、回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
 制御装置110は、マイクロプロセッサ、CPU等の演算器と、ROM、RAM等の記憶器と、を備えている(図示せず)。記憶器には、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算器は、記憶器に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、基板搬送システム100の各種動作を制御する。
 なお、制御装置110は、集中制御する単独の制御装置110によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置110によって構成されていてもよい。また、制御装置110は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、MPU、PLC(Programmable Logic Controller)、論理回路等によって構成されていてもよい。
 [基板把持ハンドの構成]
 次に、基板把持ハンド20の構成について、図1~図3を参照しながら、詳細に説明する。
 図2は、図1に示す基板搬送装置における基板把持ハンドの右側面図である。図3は、図2に示すIII-III線断面図である。
 なお、図2及び図3においては、基板把持ハンドの構成を理解しやすくするために、基板を一点鎖線で示している。また、図3においては、基板把持ハンドの一部の記載を省略している。さらに、図2においては、基板搬送装置における前後方向及び上下方向を図における前後方向及び上下方向として表している。同様に、図3においては、基板搬送装置における前後方向及び左右方向を図における前後方向及び左右方向として表している。
 図2及び図3に示すように、基板把持ハンド20は、板状のベース部材50、第1係合部材51、第2係合部材52、第3係合部材53、可動ガイド部材60、及び接続部材70を有している。ベース部材50は、側面視にて、略U字状(略Y字状)に形成されていて、その基端部は、接続部材70を介して、基部35に接続されている。
 ベース部材50の基端部における下部には、第1係合部材51が配置されていて、ベース部材50の先端部における下部には、第2係合部材52が配置されている。また、ベース部材50の先端部における上部には、第3係合部材53が配置されている。
 第2係合部材52は、垂直姿勢又は傾斜姿勢の基板10をすくい上げて保持するときに、基板10の基板10の周縁部及び周面と当接(係合)するように構成されている。第3係合部材53は、可動ガイド部材60が移動して、基板10の周面と接触するときに、基板10の周縁部及び周面と当接(係合)するように構成されている。なお、第2係合部材52は、可動ガイド部材60が移動して、基板10の周面と接触するときにも、基板10の周縁部及び周面と当接(係合)するように構成されていてもよい。
 なお、ベース部材50には、第2係合部材52の下方、かつ、第2係合部材52よりも基端部側に第4係合部材54が配置されていてもよい。第4係合部材54は、垂直姿勢又は傾斜姿勢の基板10をすくい上げて保持するときに、基板10の基板10の周縁部及び周面と当接(係合)するように構成されていてもよい。また、第4係合部材54は、可動ガイド部材60が移動して、基板10の周面と接触するときに、基板10の周縁部及び周面と当接(係合)するように構成されていてもよい。
 また、ベース部材50の基端部における上部には、第5係合部材55が配置されていてもよい。第5係合部材55は、可動ガイド部材60が移動して、基板10の周面と接触/解離するときに、基板10の周縁部と当接(係合)するように構成されていてもよい。
 図3に示すように、第3係合部材53及び第5係合部材55は、略フック状(略J字状)に形成されていて、基板10の周面及び基板10の主面の周縁部と当接(係合)するように構成されている。なお、第1係合部材51、第2係合部材52、及び第4係合部材54についても、第3係合部材53及び第5係合部材55と同様に、略フック状(略J字状)に形成されていて、基板10の周面及び基板10の主面の周縁部と当接(係合)するように構成されている。
 可動ガイド部材60は、略直方体状に形成されていて、その前面が、先端部から下端部に向かって、テーパー状に形成されている。また、可動ガイド部材60は、接続部材70に配置されている直動アクチュエータ80により、前後方向に移動可能に構成されている。なお、可動ガイド部材60は、略円柱状に形成されていて、その周面が、円弧状に形成されていてもよい。また、可動ガイド部材60は、その軸心回りに回動自在に構成されていてもよい。
 これにより、直動アクチュエータ80が動作すると、可動ガイド部材60は、基板10の周面と接触して、押圧する作用位置と、基板10と接触しない位置である退避位置と、を往復することができる。
 直動アクチュエータ80は、本実施の形態1においては、エアシリンダで構成されていて、ロッド81及びロッド81が進退するスリーブ82を有している。なお、直動アクチュエータ80は、エアシリンダに限定されず、例えば、油圧シリンダであってもよく、駆動モータ(電動モータ;サーボモータ)とラック・アンド・ピニオン又はボールネジ等の動力伝達機構で構成されていてもよい。
 また、直動アクチュエータ80は、レール部材83、スライダ部材84、及び可動部材85を有している。レール部材83は、接続部材70に固定されていて、ロッド81の伸縮軌道をガイドするように構成されている。また、スライダ部材84には、ロッド81が固定されていて、スライダ部材84がレール部材83上をスライドするように構成されている。可動部材85は、その基端部がスライダ部材84に接続されていて、その先端部には、可動ガイド部材60が回動自在に取り付けられている。なお、直動アクチュエータ80は、制御装置110によって制御されている。
 [基板搬送装置の動作及び作用効果]
 次に、本実施の形態1に係る基板搬送装置101の動作及び作用効果について、図1~図7を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置110の演算器が、記憶器に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
 図4は、本実施の形態1に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。図5は、図2に示すV-V線断面図であり、図4に示すステップS105の処理を実行している状態を表している。また、図6は、図1に示す基板搬送装置における基板把持ハンドの右側面図であり、図4に示すステップS106の処理を実行している状態を表している。図7は、図6に示すVII-VII線断面図である。
 なお、図5及び図7においては、基板搬送装置における上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
 まず、可動ガイド部材60は、退避位置にあって、基板10を第1係合部材51と第2係合部材52で保持している状態のときに、基板10の周面近傍に位置しているとする(図2参照)。
 そして、制御装置110に、オペレータから図示されない入力装置を介して、容器102内に配置されている基板10を把持して、搬送する作業を実行することを示す指示情報が入力されたとする。
 すると、図4に示すように、制御装置110は、マニピュレータ30を動作させて、基板把持ハンド20が容器102の前方に位置するまで移動させる(ステップS101)。ついで、制御装置110は、基板把持ハンド20を容器102内に進入するように、マニピュレータ30を動作させる(ステップS102)。このとき、制御装置110は、基板把持ハンド20の第1係合部材51及び第2係合部材52が基板10を載置できる位置にまで、基板把持ハンド20を容器102内に進入させる。
 次に、制御装置110は、基板把持ハンド20が上方に移動するように、マニピュレータ30を動作させ、基板把持ハンド20の第1係合部材51及び第2係合部材52が、基板10と当接(係合)して、基板10を保持させる(ステップS103;図2参照)。このとき、第3係合部材53及び第4係合部材54は、基板10の周面と接触していない。なお、第4係合部材54は、基板10の周面と接触するように構成されていてもよい。
 次に、制御装置110は、マニピュレータ30を動作させて、基板把持ハンド20が容器102外に後退させる(ステップS104)。ついで、制御装置110は、基板把持ハンド20が傾斜するように、マニピュレータ30(駆動モータ40)を動作させる(ステップS105)。
 具体的には、制御装置110は、基板10のベース部材50と対向する側の主面である第1主面10Aが、ベース部材50よりも上方に位置し、かつ、当該第1主面10Aの法線(法線ベクトル)10Cが水平面Hよりも下方を向くように、駆動モータ40を駆動させる(図5参照)。換言すると、制御装置110は、基板10の第1主面10Aと水平面Hのなす角度θAが鋭角になり、基板10の第1主面10Aと反対側の主面である第2主面10Bと水平面Hとのなす角度θBが鈍角となるように、駆動モータ40を動作させる。
 なお、容器102内にスペースが充分にある場合等には、制御装置110は、ステップS104の処理を実行する前に、ステップS105の処理を実行してもよい。また、制御装置110は、ステップS104の処理とステップS105の処理を同時に実行してもよい。
 次に、制御装置110は、可動ガイド部材60が作用位置に位置するように、直動アクチュエータ80を動作させる(ステップS106)。
 これにより、可動ガイド部材60の前面が、基板10の周面と当接して、押圧する。これに伴い、基板10には、第2係合部材52及び/又は第4係合部材54との係合箇所を中心に上向きに回転させる力が働く。このため、基板10は、第2係合部材52及び/又は第4係合部材54との係合箇所を中心に回動(揺動)するように、上向きに押し上げられ、第3係合部材53と当接(係合)する。
 この結果、基板10は、第2係合部材52及び/又は第4係合部材54と、第3係合部材53と、可動ガイド部材60により、把持される(図6及び図7参照)。
 なお、容器102内にスペースが充分にある場合等には、制御装置110は、ステップS104の処理を実行する前に、ステップS105及びステップS106の処理を実行してもよい。この場合、制御装置110は、ステップS105の処理とステップS106の処理を同時に実行してもよい。また、制御装置110は、ステップS104の処理を実行後に、ステップS105の処理とステップS106の処理を同時に実行してもよい。
 次に、制御装置110は、マニピュレータ30を動作させて、基板10を予め設定されている所定の場所に搬送し、当該基板10を所定の場所に載置させ(ステップS107)、本プログラムを終了する。
 このように構成されている、本実施の形態1に係る基板搬送装置101では、基板把持ハンド20を傾斜させた状態で、可動ガイド部材60を移動するように、制御装置110が、マニピュレータ30及び駆動モータ40を制御している。
 これにより、基板10の自重の分力がベース部材50に向いているので、第2係合部材52、第3係合部材53、第4係合部材54、及び可動ガイド部材60のうち、いずれかの部材が、正確に基板10と当接しなかった場合であっても、基板10の落下を抑制することができる。
 (実施の形態2)
 本実施の形態2に係る基板搬送装置は、実施の形態1に係る基板搬送装置において、基板は、傾斜姿勢で保持されていて、制御装置は、(A)において、基板把持ハンドが第1主面の上方に位置するように、マニピュレータを動作させる(A1)と、(A1)の後、基板を基板把持ハンドの第1係合部材と第2係合部材で保持するように、マニピュレータを動作させる(A2)と、実行するように構成されている。
 以下、本実施の形態2に係る基板搬送装置の一例について、図8及び図9を参照しながら説明する。なお、本実施の形態2に係る基板搬送装置及びそれを備える基板搬送システムは、実施の形態1に係る基板搬送装置及びそれを備える基板搬送システムと基本的構成は同じであるため、その詳細な説明は省略する。
 [基板搬送装置の動作及び作用効果]
 図8は、本実施の形態2に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。図9は、本実施の形態2に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの要部の断面図であり、図8に示すステップS102Aの処理を実行している状態を表している。
 図8に示すように、本実施の形態2に係る基板搬送装置101の動作は、実施の形態1に係る基板搬送装置101の動作と基本的には同じであるが、ステップS102の処理とステップS103の処理の間に、ステップS102Aの処理が実行される点が異なる。
 具体的には、制御装置110は、基板把持ハンド20を容器102内に進入するように、マニピュレータ30を動作させる(ステップS102)。ついで、制御装置110は、基板把持ハンド20が基板10の第1主面10Aの上方に位置するように、マニピュレータ30を動作させる(ステップS102A(図9参照))。
 ここで、第1主面10Aは、傾斜姿勢の基板10において、水平面Hとのなす角度θAが鈍角となる側の主面であり、第2主面10Bは、水平面Hとのなす角度θBが鋭角となる側の主面である。換言すると、第1主面10Aは、その法線10Cが水平面Hよりも上方を向く側の面である。
 このように構成された、本実施の形態2に係る基板搬送装置101であっても、実施の形態1に係る基板搬送装置101と同様の作用効果を奏する。
 (実施の形態3)
 本実施の形態3に係る基板搬送装置は、垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置であって、基板搬送装置は、マニピュレータと、マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、基板が基板把持ハンドに正常に把持されているか否かを検知する第1検知器と、制御装置と、を備え、基板把持ハンドは、板状のベース部材と、ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、制御装置は、基板を基板把持ハンドの第1係合部材と第2係合部材で保持するように、マニピュレータを動作させる(D)と、(D)の後、可動ガイド部材がベース部材の先端部側に移動して、基板の周面を押圧することにより、第2係合部材と第3係合部材と可動ガイド部材で基板を把持させる(E)と、(E)の後、第1検知器が基板把持ハンドに正常に基板が把持されていないことを検知すると、可動ガイド部材がベース部材の基端部側に移動させ、基板のベース部材と対向する側の主面である第1主面がベース部材よりも上方に位置し、かつ、第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、アクチュエータを動作させる(F)と、(F)の後に、(E)を再度実行するように構成されている。
 また、本実施の形態3に係る基板搬送装置では、基板把持ハンドは、ベース部材の先端部における下部であって、第2係合部材の下方、かつ、基端側に配置されている第4係合部材をさらに有し、制御装置は、(E)において、第3係合部材と第4係合部材と可動ガイド部材で基板を把持させるように構成されていてもよい。
 さらに、本実施の形態3に係る基板搬送装置では、制御装置は、(E)において、第2係合部材と第3係合部材と第4係合部材と可動ガイド部材で基板を把持させるように構成されていてもよい。
 以下、本実施の形態3に係る基板搬送装置の一例について、図10~図14を参照しながら説明する。なお、本実施の形態3に係る基板搬送装置及びそれを備える基板搬送システムは、実施の形態1に係る基板搬送装置及びそれを備える基板搬送システムと基本的構成は同じであるため、その詳細な説明は省略する。
 [基板搬送装置の構成]
 図10は、本実施の形態3に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの概略構成を示す模式図である。なお、図10においては、基板把持ハンドの構成を理解しやすくするために、基板を一点鎖線で示している。また、図10においては、基板把持ハンドの一部の記載を省略している。さらに、図10においては、基板搬送装置における前後方向及び上下方向を図における前後方向及び上下方向として表している。
 図10に示すように、本実施の形態3に係る基板搬送装置101の基板把持ハンド20は、実施の形態1に係る基板搬送装置101の基板把持ハンド20と基本的構成は同じであるが、基板10が基板把持ハンド20に正常に把持されているか否かを検知する第1検知器90をさらに備えている点が異なる。
 第1検知器90は、本実施の形態3においては、位置センサで構成されていて、可動ガイド部材60の位置を検知することにより、基板10が基板把持ハンド20に正常に把持されているか否かを検知するように構成されている。具体的には、第1検知器90の検知部91が接続部材70に固定されていて、被検査部86がスライダ部材84に設けられている。そして、検知部91が、被検査部86の位置を検知することにより、可動ガイド部材60の位置を検知し、検知した可動ガイド部材60の位置情報を制御装置110に出力する。
 制御装置110は、第1検知器90から出力された可動ガイド部材60の位置情報を基に、基板10が基板把持ハンド20に正常に把持されているか否かを判断するように構成されている。なお、第1検知器90が検知した可動ガイド部材60の位置情報を基に、基板10が基板把持ハンド20に正常に把持されているか否かを判断し、当該判断情報を制御装置110に出力するように構成されていてもよい。
 なお、本実施の形態3においては、第1検知器90が、可動ガイド部材60の位置を検知する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、第1検知器90は、基板10の位置を検知する位置センサで構成されていてもよい。また、例えば、第1検知器90は、カメラで構成されていて、撮影した映像情報を制御装置110に出力してもよい。
 [基板搬送装置の動作及び作用効果]
 図11A及び図11Bは、本実施の形態3に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。図12は、本実施の形態3に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの概略構成を示す模式図であり、正常に基板を把持している状態を表している。図13は、本実施の形態3に係る基板搬送装置における基板把持ハンドの概略構成を示す模式図であり、正常に基板を把持していない状態を表している。図14は、図13に示すXIV-XIV線断面図である。
 なお、図12及び図13においては、基板把持ハンドの構成を理解しやすくするために、基板を一点鎖線で示している。また、図12及び図13においては、基板把持ハンドの一部の記載を省略している。さらに、図12及び図13においては、基板搬送装置における前後方向及び上下方向を図における前後方向及び上下方向として表している。図14においては、基板搬送装置における上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
 まず、実施の形態1に係る基板搬送装置101と同様に、可動ガイド部材60は、退避位置にあって、基板10を第1係合部材51と第2係合部材52で保持している状態のときに、基板10の周面近傍に位置しているとする(図10参照)。
 そして、制御装置110に、オペレータから図示されない入力装置を介して、容器102内に配置されている基板10を把持して、搬送する作業を実行することを示す指示情報が入力されたとする。
 すると、図11Aに示すように、制御装置110は、マニピュレータ30を動作させて、基板把持ハンド20が容器102の前方に位置するまで移動させる(ステップS201)。ついで、制御装置110は、基板把持ハンド20を容器102内に進入するように、マニピュレータ30を動作させる(ステップS202)。このとき、制御装置110は、基板把持ハンド20の第1係合部材51及び第2係合部材52が基板10を載置できる位置にまで、基板把持ハンド20を容器102内に進入させる。
 次に、制御装置110は、基板把持ハンド20が上方に移動するように、マニピュレータ30を動作させ、基板把持ハンド20の第1係合部材51及び第2係合部材52が、基板10と当接(係合)して、基板10を保持させる(ステップS203;図10参照)。このとき、第3係合部材53及び第4係合部材54は、基板10の周面と接触しないように構成されている。なお、第4係合部材54は、基板10の周面と接触するように構成されていてもよい。
 次に、制御装置110は、マニピュレータ30を動作させて、基板把持ハンド20が容器102外に後退させる(ステップS204)。ついで、可動ガイド部材60が作用位置に位置するように、直動アクチュエータ80を動作させる(ステップS205)。なお、容器102内にスペースが充分にある場合等には、制御装置110は、ステップS204の処理を実行する前に、ステップS205の処理を実行してもよい。
 これにより、可動ガイド部材60の前面が、基板10の周面と当接して、押圧する。これに伴い、基板10には、第2係合部材52及び/又は第4係合部材54との係合箇所を中心に上向きに回転させる力が働く。
 このため、基板10は、第2係合部材52及び/又は第4係合部材54との係合箇所を中心に回動(揺動)するように、上向きに押し上げられ、第3係合部材53と当接(係合)する。この結果、基板10は、第2係合部材52及び/又は第4係合部材54と、第3係合部材53と、可動ガイド部材60により、把持される(図12参照)。
 ところで、基板10が、容器102内に正常に載置されていなかった場合、又は第1係合部材51及び第2係合部材52で正常に基板10を保持できなかった場合等に、可動ガイド部材60の前面と基板10の周面とが、正常に当接しない場合がある。
 このような場合に、可動ガイド部材60が、直動アクチュエータ80により、作用位置よりもさらに前方に移動して、基板10が第3係合部材53に乗り上げる場合がある(図13及び図14参照)。このため、本実施の形態4においては、制御装置110は、基板10が正常に載置されているか否かを判定するように構成されている。
 具体的には、制御装置110は、ステップS206の処理において、第1検知器90の検知部91が、検知した被検査部86の位置情報(可動ガイド部材60の位置情報)を取得する。そして、制御装置110は、ステップS206で取得した可動ガイド部材60の位置情報を基に、基板把持ハンド20が、基板10を正常に把持しているか否かを判定する(ステップS207)。
 制御装置110は、基板把持ハンド20が、基板10を正常に把持していないと判定した場合(ステップS207でNo)には、基板把持ハンド20が傾斜するように、マニピュレータ30(駆動モータ40)を動作させる(ステップS208(図11B参照))。具体的には、実施の形態1に係る基板搬送装置101と同様に、制御装置110は、基板10の第1主面10Aが、ベース部材50よりも上方に位置し、かつ、当該第1主面10Aの法線が水平面Hよりも下方に向くように、駆動モータ40を駆動させる。
 これにより、基板10の自重の分力がベース部材50に向いているので、第3係合部材53に乗り上げた基板10が、基板把持ハンド20から落下することを抑制することができる。
 次に、制御装置110は、可動ガイド部材60が退避位置に位置するように、直動アクチュエータ80を動作させる(ステップS209)。これにより、基板10は、可動ガイド部材60からの押上げが解放されるため、可動ガイド部材60の後退に伴って、基板10も後方に移動し、基板把持ハンド20の第1係合部材51及び第2係合部材52に保持される。また、基板10の自重の分力がベース部材50に向いているので、基板10が後方に移動するときにも、基板把持ハンド20からの落下を抑制することができる。
 なお、本実施の形態3においては、制御装置110が、ステップS208の処理を実行した後に、ステップS209の処理を実行する形態を採用したが、これに限定されない。制御装置110が、ステップS208の処理とステップS209の処理を同時に実行する形態を採用してもよく、制御装置110が、ステップS209の処理を実行した後に、ステップS208の処理を実行する形態を採用してもよい。
 次に、制御装置110は、ステップS205に戻り、可動ガイド部材60が作用位置に位置するように、直動アクチュエータ80を動作させる。そして、制御装置110は、再び、第1検知器90の検知部91が、検知した被検査部86の位置情報(可動ガイド部材60の位置情報)を取得し(ステップS206)、基板把持ハンド20が正常に基板10を把持していると判定するまで、ステップS205~ステップS209の処理を実行する。
 一方、制御装置110は、基板把持ハンド20が、基板10を正常に把持していると判定した場合(ステップS207でYes)には、マニピュレータ30を動作させて、基板10を予め設定されている所定の場所に搬送し、当該基板10を所定の場所に載置させ(ステップS210)、本プログラムを終了する。
 このように構成された、本実施の形態3に係る基板搬送装置101では、基板把持ハンド20が、基板10を正常に把持できなかった場合に、制御装置110が、基板把持ハンド20を傾斜させるように、直動アクチュエータ80を動作させる。
 これにより、基板10の自重の分力がベース部材50に向いているので、第3係合部材53に乗り上げた基板10が、基板把持ハンド20から落下することを抑制することができる。
 また、本実施の形態3に係る基板搬送装置101では、基板10を正常に把持できなかった場合に、制御装置110が、可動ガイド部材60を退避位置に後退させるように、直動アクチュエータ80を動作させる。
 これにより、基板10は、可動ガイド部材60からの押上げが解放されるため、可動ガイド部材60の後退に伴って、基板10も後方に移動し、基板把持ハンド20の第1係合部材51及び第2係合部材52に保持することができる。
 さらに、本実施の形態3に係る基板搬送装置101では、基板把持ハンド20が基板10を正常に把持できなかった場合に、制御装置110が、可動ガイド部材60の基板10との接触を解放させて、再度、基板の把持動作(ステップS205の処理)を実行することにより、従来の基板搬送装置に比して、正確に基板10を把持することができる。
 なお、本実施の形態3に係る基板搬送装置101では、可動ガイド部材60を退避位置に後退させることにより、基板10を後方に移動させる形態を採用したが、これに限定されない。例えば、基板把持ハンド20をピッチ軸回りに回動するように構成し、可動ガイド部材60を退避位置に後退させると共に、基板把持ハンド20をピッチ軸回りに回動(揺動)させ、基板10を後方に移動させる形態を採用してもよい。
 (実施の形態4)
 本実施の形態4に係る基板搬送装置は、実施の形態3に係る基板搬送装置において、基板が、傾斜姿勢で保持されていて、制御装置は、(D)において、基板把持ハンドが第1主面の上方に位置するように、マニピュレータを動作させる(D1)と、(D1)の後、基板を基板把持ハンドの第1係合部材と第2係合部材で保持するように、マニピュレータを動作させる(D2)と、実行するように構成されている。
 以下、本実施の形態4に係る基板搬送装置の一例について、図15A及び図15Bを参照しながら説明する。なお、本実施の形態4に係る基板搬送装置及びそれを備える基板搬送システムは、実施の形態1に係る基板搬送装置及びそれを備える基板搬送システムと基本的構成は同じであるため、その詳細な説明は省略する。
 [基板搬送装置の動作及び作用効果]
 図15A及び図15Bは、本実施の形態4に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。
 図15A及び図15Bに示すように、本実施の形態4に係る基板搬送装置101の動作は、実施の形態3に係る基板搬送装置101の動作と基本的には同じであるが、ステップS202の処理とステップS203の処理の間に、ステップS202Aの処理が実行される点が異なる。
 具体的には、制御装置110は、基板把持ハンド20を容器102内に進入するように、マニピュレータ30を動作させる(ステップS202)。ついで、制御装置110は、基板把持ハンド20が基板10の第1主面10Aの上方に位置するように、マニピュレータ30を動作させる(ステップS202A(図9参照))。
 ここで、第1主面10Aは、傾斜姿勢の基板10において、水平面Hとのなす角度θAが鈍角となる側の主面であり、第2主面10Bは、水平面Hとのなす角度θBが鋭角となる側の主面である。換言すると、第1主面10Aは、その法線10Cが水平面Hよりも上方を向く側の面である。
 このように構成された、本実施の形態4に係る基板搬送装置101であっても、実施の形態3に係る基板搬送装置101と同様の作用効果を奏する。
 上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は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。
 本発明の基板搬送装置及び基板搬送装置の運転方法は、従来の基板搬送装置に比して、基板の落下を抑制することができるため、産業ロボットの分野において有用である。
 10 基板
 10A 第1主面
 10B 第2主面
 20 基板把持ハンド
 30 マニピュレータ
 31 基台
 32 第1アーム
 33 第2アーム
 34 第3アーム
 35 基部
 36 支持軸
 37 第1接続部
 38 第2接続部
 39 第3接続部
 40 駆動モータ
 50 ベース部材
 51 第1係合部材
 52 第2係合部材
 53 第3係合部材
 54 第4係合部材
 55 第5係合部材
 60 可動ガイド部材
 70 接続部材
 80 直動アクチュエータ
 81 ロッド
 82 スリーブ
 83 レール部材
 84 スライダ部材
 85 可動部材
 86 被検査部
 90 第1検知器
 91 検知部
 100 基板搬送システム
 101 基板搬送装置
 102 容器
 110 制御装置
 H 水平面
 L1 回転軸
 L2 回転軸
 L3 回転軸
 L4 回転軸
 θA 角度
 θB 角度
 
 

Claims (16)

  1.  垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置であって、
     前記基板搬送装置は、
     マニピュレータと、
     前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、
     前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、
     制御装置と、を備え、
     前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、
     前記制御装置は、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(A)と、前記(A)の後、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータを動作させる(B)と、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の先端部側に移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させる(C)と、を実行するように構成されている、基板搬送装置。
  2.  前記基板把持ハンドは、前記ベース部材の先端部における下部であって、前記第2係合部材の下方、かつ、前記第2係合部材よりも基端側に配置されている第4係合部材をさらに有し、
     前記制御装置は、前記(C)において、前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させるように構成されている、請求項1に記載の基板搬送装置。
  3.  前記制御装置は、前記(C)において、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させるように構成されている、請求項2に記載の基板搬送装置。
  4.  前記基板は、傾斜姿勢で保持されていて、
     前記制御装置は、前記(A)において、前記基板把持ハンドが前記第1主面の上方に位置するように、前記マニピュレータを動作させる(A1)と、前記(A1)の後、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(A2)と、実行するように構成されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板搬送装置。
  5.  垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置であって、
     前記基板搬送装置は、
     マニピュレータと、
     前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、
     前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、
     前記基板が前記基板把持ハンドに正常に把持されているか否かを検知する第1検知器と、
     制御装置と、を備え、
     前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、
     前記制御装置は、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(D)と、前記(D)の後、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の先端部側に移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させる(E)と、前記(E)の後、前記第1検知器が前記基板把持ハンドに正常に前記基板が把持されていないことを検知すると、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の基端部側に移動させ、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータを動作させる(F)と、前記(F)の後に、前記(E)を再度実行するように構成されている、基板搬送装置。
  6.  前記基板把持ハンドは、前記ベース部材の先端部における下部であって、前記第2係合部材の下方、かつ、前記第2係合部材よりも基端側に配置されている第4係合部材をさらに有し、
     前記制御装置は、前記(E)において、前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させるように構成されている、請求項5に記載の基板搬送装置。
  7.  前記制御装置は、前記(E)において、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させるように構成されている、請求項6に記載の基板搬送装置。
  8.  前記基板は、傾斜姿勢で保持されていて、
     前記制御装置は、前記(D)において、前記基板把持ハンドが前記第1主面の上方に位置するように、前記マニピュレータを動作させる(D1)と、前記(D1)の後、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(D2)と、実行するように構成されている、請求項5~7のいずれか1項に記載の基板搬送装置。
  9.  垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置の運転方法であって、
     前記基板搬送装置は、
     マニピュレータと、
     前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、
     前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、を備え、
     前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、
     前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータが動作する(A)と、
     前記(A)の後、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータが動作する(B)と、
     前記可動ガイド部材が移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させる(C)と、を備える、基板搬送装置の運転方法。
  10.  前記基板把持ハンドは、前記ベース部材の先端部における下部であって、前記第2係合部材の下方、かつ、前記第2係合部材よりも基端側に配置されている第4係合部材をさらに有し、
     前記(C)において、前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持する、請求項9に記載の基板搬送装置の運転方法。
  11.  前記(C)において、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持する、請求項10に記載の基板搬送装置の運転方法。
  12.  前記基板は、傾斜姿勢で保持されていて、
     前記(A)は、前記基板把持ハンドが前記第1主面の上方に位置するように、前記マニピュレータを動作させる(A1)と、前記(A1)の後、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(A2)と、を有する、請求項9~11のいずれか1項に記載の基板搬送装置の運転方法。
  13.  垂直又は傾斜姿勢で保持されている基板を把持して搬送する基板搬送装置の運転方法であって、
     前記基板搬送装置は、
     マニピュレータと、
     前記マニピュレータの先端部に配設されている基板把持ハンドと、
     前記基板把持ハンドをロール軸回りに回転させるアクチュエータと、
     前記基板が前記基板把持ハンドに正常に把持されているか否かを検知する第1検知器と、を備え、
     前記基板把持ハンドは、板状のベース部材と、前記ベース部材の基端部における下部に配置されている第1係合部材と、前記ベース部材の先端部における下部に配置されている第2係合部材と、前記ベース部材の先端部における上部に配置されている第3係合部材と、前記ロール軸方向に移動可能に構成されている可動ガイド部材と、を有し、
     前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータが動作する(D)と、
     前記(D)の後、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の先端部側に移動して、前記基板の周面を押圧することにより、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持する(E)と、
     前記(E)の後、前記第1検知器が前記基板把持ハンドに正常に前記基板が把持されていないことを検知すると、前記可動ガイド部材が前記ベース部材の基端部側に移動させ、前記基板の前記ベース部材と対向する側の主面である第1主面が前記ベース部材よりも上方に位置し、かつ、前記第1主面の法線が水平面よりも下方を向くように、前記アクチュエータを動作させる(F)と、
     前記(F)の後に、前記(E)を再度実行する(G)と、を備える、基板搬送装置の運転方法。
  14.  前記基板把持ハンドは、前記ベース部材の先端部における下部であって、前記第2係合部材の下方、かつ、前記第2係合部材よりも基端側に配置されている第4係合部材をさらに有し、
     前記制御装置は、前記(E)において、前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させるように構成されている、請求項13に記載の基板搬送装置の運転方法。
  15.  前記制御装置は、前記(E)において、前記第2係合部材と前記第3係合部材と前記第4係合部材と前記可動ガイド部材で前記基板を把持させるように構成されている、請求項14に記載の基板搬送装置の運転方法。
  16.  前記基板は、傾斜姿勢で保持されていて、
     前記制御装置は、前記(D)において、前記基板把持ハンドが前記第1主面の上方に位置するように、前記マニピュレータを動作させる(D1)と、前記(D1)の後、前記基板を前記基板把持ハンドの前記第1係合部材と前記第2係合部材で保持するように、前記マニピュレータを動作させる(D2)と、実行するように構成されている、請求項13~15のいずれか1項に記載の基板搬送装置の運転方法。
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