(57)【要約】  基板移載装置は、筐体と基板搬送ロボットとを備える。筐体は、第１方向Ｘの寸法と比較して第２方向Ｙの寸法が大きく、搬送室、及び、搬送室の第１方向Ｘの少なくとも一方に配置された少なくとも１つの開口とを形成する壁を有する。基板搬送ロボットは、基台、ロボットアーム、ロボットハンド、及び、コントローラを有する。所定の排他領域を搬送室から除いた空間を有効搬送室と規定したときに、リンクのリンク全長ＤＬは搬送室寸法Ｄｘよりも小さく、且つ、ロボットハンドのハンド全長Ｄｈは有効搬送室寸法Ｄｘ’以上である。
2017037976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
或る水平方向を第１方向とし当該第１方向と直交する水平な方向を第２方向と規定したときに、前記第１方向の寸法と比較して前記第２方向の寸法が大きく、搬送室、及び、前記搬送室の前記第１方向の少なくとも一方に配置された少なくとも１つの開口を形成する壁を有する筐体と、
前記搬送室に配置された基台、前記基台に支持された少なくとも１本のリンクから成るロボットアーム、前記ロボットアームの手首部に連結された基板を保持可能なロボットハンド、並びに、前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラを有する基板搬送ロボットとを備え、
所定の排他領域を前記搬送室から除いた空間を有効搬送室と規定したときに、前記少なくとも１本のリンクのリンク全長は前記搬送室の前記第１方向の寸法よりも小さく、且つ、前記ロボットハンドのハンド全長は前記有効搬送室の前記第１方向の寸法以上である、
基板移載装置。
【請求項２】
前記少なくとも１本のリンクのリンク全長が、前記有効搬送室の前記第１方向の寸法よりも小さい、請求項１に記載の基板移載装置。
【請求項３】
前記ロボットハンドのハンド全長が、前記搬送室の前記第１方向の寸法よりも大きい、請求項１又は２に記載の基板移載装置。
【請求項４】
前記開口を開閉操作するロードポートを更に備え、
前記所定の排他領域が、前記ロードポートが当該ロードポートによって前記搬送室と連通される基板キャリアの開閉操作に利用する領域である、
請求項１に記載の基板移載装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記ロボットハンドが、全体が前記搬送室内にあるときに前記ロボットハンドのハンド長手方向が前記第１方向に対して傾いた姿勢であり、先端部分が前記開口から進出しているときに前記ハンド長手方向が前記第１方向と平行な姿勢であるように、前記ロボットアームを制御する、
請求項１に記載の基板移載装置。
【請求項６】
前記ロボットハンドが、前記ロボットアームの手首部に連結された基準部分と、前記基準部分に対して相対的に変位可能に連結された可動部分と、前記基準部分に対して前記可動部分を変位させる移動機構とを有する、
請求項１に記載の基板移載装置。
【請求項７】
前記ロボットハンドは、前記ロボットアームの手首部に連結されたハンド基部と、前記ハンド基部と連結され且つ前記基板を保持するブレードとを有し、
前記基準部分が前記ハンド基部の一部分から成り、前記可動部分が前記ハンド基部の残余と前記ブレードから成る、
請求項６に記載の基板移載装置。
【請求項８】
前記ロボットハンドは、前記ロボットアームの手首部に連結されたハンド基部と、前記ハンド基部と連結され且つ前記基板を保持するブレードとを有し、
前記基準部分が前記ハンド基部から成り、前記可動部分が前記ブレードから成る、
請求項６に記載の基板移載装置。
【請求項９】
前記可動部分は、前記基準部分に対して前記ロボットハンドの長手方向へ進退変位可能に前記基準部分と連結されている、
請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板移載装置。
【請求項１０】
前記可動部分は、前記基準部分に対して実質的に垂直方向へ回動変位可能に前記基準部分と連結されている、
請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板移載装置。
【請求項１１】
前記可動部分は、前記基準部分に対して実質的に水平方向へ回動変位可能に前記基準部分と連結されている、
請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板移載装置。
【請求項１２】
前記ロボットハンドは、少なくとも１つの光センサを更に有し、
前記光センサが、前記可動部分に配置された投光部及び受光部と、前記基準部分に配置されたアンプユニットと、前記投光部と前記アンプユニットの間及び前記受光部と前記アンプユニットの間をそれぞれ結合する光ファイバであって、当該光ファイバのうち少なくとも１本が前記基準部分に配置された第１中断端部と前記可動部分に配置された第２中断端部から成る一対の中断端部を有する光ファイバと、前記第１中断端部と前記第２中断端部の間を光学的に結合するレンズユニットとを有する、
請求項６に記載の基板移載装置。
【請求項１３】
前記レンズユニットは、前記光ファイバの前記一対の中断端部のうち投光側に設けられたコリメートレンズと受光側に設けられた集光レンズとを含む、
請求項１２に記載の基板移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板やガラス基板などの基板をキャリアからプロセス装置へ移載する基板移載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子製造材料である半導体基板（以下、単に「基板」ということがある）に素子形成などのプロセス処理を行う基板処理設備が知られている。一般に、基板処理設備には、プロセス処理装置や、プロセス処理装置と隣接配置された基板移載装置などが設けられている。【０００３】
例えば、特許文献１に記載の基板移載装置は、内部に搬送室が形成された筐体と、筐体の前壁に設けられた複数のロードポートと、搬送室内に設置された基板搬送ロボットとを備えている。基板搬送ロボットはロボットアームと、ロボットアームの手首と連結されたロボットハンドとを備えている。この基板搬送ロボットは、プロセス処理装置への基板のロード及びアンロード、工程間搬送用の密閉可能な基板キャリアに収容された基板の取出及び収容などの作業を行う。上記のような基板移載装置の一例として、フロントエンドモジュール（Equipment Front End Module、略称ＥＦＥＭ）やソータが知られている。また、上記のような基板キャリアの一例として、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）と呼ばれるものが知られている。【０００４】
基板移載装置では、スループットを向上させるために、１つの搬送室に対し複数の基板キャリアが連結される。そのため、搬送室と連通される基板キャリアの数と対応した複数のロードポートが筐体の前壁に設けられる。その結果、基板移載装置の幅（即ち、筐体の幅）は広くなる傾向がある。一方で、基板移載装置の小型化を図るために、基板移載装置の奥行きを短縮することが望まれている。【０００５】
基板移載装置の奥行きによって、基板搬送ロボットのロボットアームを構成する各リンクのリンク全長が制限される。そこで、制限されたロボットアームの各リンクのリンク全長で、ロボットハンドの可動範囲を拡大する技術が提案されている。例えば、特許文献２や特許文献３において、ロボットアームの手首部に対しロボットハンド又はその先端部を一定姿勢で直線的に前進又は後退できるように構成された基板搬送ロボットが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本特許公開  ２００８−２８１３４号公報
【特許文献２】日本特許公開  Ｈ１０−６２６７号公報
【特許文献３】日本特許公開  ２００７−１６９００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の基板移載装置では、筐体と連結された基板キャリアは奥行方向と平行に搬送室内に開口している。この基板キャリアに対してロボットハンドが進入又は退出する際に、ロボットハンドは搬送室内及び基板キャリア内を奥行方向と平行に移動する。ここで「ハンド全長」とは、ロボットハンドに保持された基板を含めたロボットハンドの長手方向の寸法であって、詳細には、ロボットハンドの基端から当該ロボットハンドに保持された基板の先端までの寸法を意味する。【０００８】
上記のように動作するロボットハンドのハンド全長もまた、基板移載装置の奥行きに制限されると考えられていた。より詳細には、搬送室にはロードポートが動作するための排他領域が規定されており、ロボットハンドのハンド全長は搬送室から排他領域を除いた空間の奥行きよりも小さくすべきと考えられていた。【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、基板移載装置において搬送室の奥行きの短縮を容易に実現するための技術を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る基板移載装置は、
或る水平方向を第１方向とし当該第１方向と直交する水平な方向を第２方向と規定したときに、前記第１方向の寸法と比較して前記第２方向の寸法が大きく、搬送室、及び、前記搬送室の前記第１方向の少なくとも一方に配置された少なくとも１つの開口を形成する壁を有する筐体と、
前記搬送室に配置された基台、前記基台に支持された少なくとも１本のリンクから成るロボットアーム、前記ロボットアームの手首部に連結された基板を保持可能なロボットハンド、並びに、前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラを有する基板搬送ロボットとを備え、
所定の排他領域を前記搬送室から除いた空間を有効搬送室と規定したときに、前記少なくとも１本のリンクのリンク全長は前記搬送室の前記第１方向の寸法よりも小さく、且つ、前記ロボットハンドのハンド全長は前記有効搬送室の前記第１方向の寸法以上であることを特徴とするものである。【００１１】
上記基板移載装置においては、搬送室の第１方向の寸法は、基板搬送ロボットのロボットハンドのハンド全長ではなく、ロボットアームの各リンクのリンク全長により制限される。基板搬送ロボットのリンクのリンク全長の短縮は、基板搬送ロボットに第２方向Ｙへ走行させる走行軸を備えたり、基板搬送ロボットのリンクの数を増やしたりすることによって、ハンド全長の短縮と比較して容易に実現することができる。よって、搬送室の第１方向の寸法の短縮を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板移載装置において搬送室の第１方向の寸法（奥行き）の短縮を容易に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る基板移載装置を具備する基板処理設備を示す概略平面図である。
【図２】図２は図１に示す基板処理設備を示す概略側面図である。
【図３】図３は基板搬送ロボットの制御系統の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は基板搬送ロボットのリンク全長とハンド全長を説明する側面図である。
【図５】図５は第１の態様に係る基板搬送ロボットのロボットハンドが前開口を通じて搬送室から出入するときの様子を説明する図であるである。
【図６】図６は第２の態様に係る基板搬送ロボットのロボットハンドの平面図である。
【図７】図７は図６に示すロボットハンドの側面図である。
【図８】図８は図６に示すロボットハンドの底面図である。
【図９】図９はレンズユニットによる光信号伝送のイメージ図である。
【図１０】図１０は第２の態様に係る基板搬送ロボットのロボットハンドが前開口を通じて搬送室から出入するときの様子を説明する図であるである。
【図１１】図１１は第２の態様の変形例１に係る基板搬送ロボットのロボットハンドの平面図である。
【図１２】図１２は図１１に示すロボットハンドの側面図である。
【図１３】図１３は図１１に示すロボットハンドの底面図である。
【図１４】図１４は第２の態様の変形例２に係る基板搬送ロボットのロボットハンドが前開口を通じて搬送室から出入するときの様子を説明する図であるである。
【図１５】図１５は第２の態様の変形例３に係る基板搬送ロボットのロボットハンドが前開口を通じて搬送室から出入するときの様子を説明する図であるである。
【図１６】図１６は第２の態様の変形例４に係る基板搬送ロボットのロボットハンドが前開口を通じて搬送室から出入するときの様子を説明する図であるである。
【図１７】図１７は第２の態様の変形例５に係る基板搬送ロボットのロボットハンドの側面図である。
【図１８】図１８は図１７に示すロボットハンドの底面図である。
【図１９】図１９は第２の態様の変形例６に係る基板搬送ロボットのロボットハンドの側面図である。
【図２０】図２０は図１９に示すロボットハンドの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（基板処理設備１００の概略構成）
先ず、本発明の一実施形態に係る基板移載装置１を具備する基板処理設備１００の概略構成から説明する。図１は本発明の一実施形態に係る基板移載装置１を具備する基板処理設備１００の概略構成を示す平面断面図であり、図２は図１に示す基板処理設備１００の概略構成を示す側面断面図である。図１及び図２に示すように、基板処理設備１００は、基板移載装置１と、プロセス処理装置２とを概ね備えている。なお、基板処理設備１００は、例えば、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格などの規定に適合するように設計されている。
【００１５】
プロセス処理装置２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の少なくとも１つ以上のプロセス処理を基板２４に施す装置又は装置群である。但し、プロセス処理装置２が基板２４に対して上述した処理以外の処理を行ってもよい。
【００１６】
プロセス処理装置２は、基板２４に処理を施す処理装置本体２０と、処理装置本体２０が収容された筐体２１と、筐体２１内に形成された処理室２２の雰囲気気体を調整する調整装置（図示略）とを備えている。調整装置は、例えば、ファンフィルタユニット等によって実現されてよい。
【００１７】
基板移載装置１は、プロセス処理装置２と隣接して配設されている。基板移載装置１は、基板キャリア２５とプロセス処理装置２との間で基板２４の受渡しを担うインターフェース部として機能する。基板キャリア２５は、多数の基板２４を収容することのできる可搬式の容器である。
【００１８】
基板キャリア２５は、基板２４が収容される容器本体６０と、容器本体６０に対して着脱可能又は開閉可能な容器側ドア６１とを含んで構成される。容器本体６０は、一方に開放する出入口を有する略箱状を成し、この出入口は容器側ドア６１によって開閉可能に閉塞されている。容器本体６０の内部には、多数の基板２４を上下方向Ｚに等間隔に並べた状態で収容できるように、上下方向Ｚに並ぶ多数の棚が形成されている。
【００１９】
（基板移載装置１）
次に、基板移載装置１について詳細に説明する。基板移載装置１は、基板搬送ロボット７と、基板２４の向きを整えるアライナ９２と、調整装置９３と、これらを収容する筐体８と、ロードポート９１とを概ね備えている。
【００２０】
筐体８は、第１方向Ｘの寸法に対し第２方向Ｙの寸法が大きい長方体形状を有している。ここで、「第１方向Ｘ」は或る水平方向であり、「第２方向Ｙ」は第１方向Ｘと直交する水平方向とする。筐体８は、第１方向Ｘに間隔をあけて対峙する前壁８１及び後壁８２と、第２方向Ｙに間隔をあけて対峙する一対の側壁８３、天井板８４、及び、底板８５などにより概ね構成されており、これらによって筐体８の内部に搬送室８０が形成されている。なお、この明細書において、搬送室８０から見て前壁８１が存在する第１方向Ｘの一方を「前」と表し、前に対し第１方向Ｘの反対側を「後」と表すこととする。
【００２１】
搬送室８０はクリーン度の高い閉じられた空間であって、搬送室８０は所定の雰囲気気体で満たされている。調整装置９３は、搬送室８０のコンタミネーションコントロールを行う装置である。調整装置９３によって、搬送室８０の雰囲気中における浮遊微小粒子は所定の清浄度レベル以下に管理され、必要に応じて温度、湿度、圧力などの搬送室８０の環境条件についても管理されている。
【００２２】
後壁８２には、複数の後開口８７が設けられている。本実施の形態では、第２方向Ｙに並ぶ２つの後開口８７が設けられている。後壁８２は、プロセス処理装置２の処理室２２と基板移載装置１の搬送室８０とを第１方向Ｘに仕切っており、後開口８７を通じて処理室２２と搬送室８０とが連通される。
【００２３】
ロードポート９１は、筐体８の前壁８１に設けられている。本実施形態では、第２方向Ｙに並ぶ４つのロードポート９１が前壁８１に設けられている。ロードポート９１は、基板キャリア２５と基板移載装置１のドッキングとアンドッキング、基板キャリア２５の支持、及び、基板キャリア２５の開閉などの機能を有する。
【００２４】
各ロードポート９１は、開口枠９５、支持台９７、及び、オープナ９８を概ね備えている。開口枠９５は筐体８の前壁８１の一部分を構成しており、開口枠９５によって筐体８の前開口８６が規定されている。このように筐体８の前壁８１に形成された前開口８６を通じて、基板移載装置１とドッキングされた基板キャリア２５と搬送室８０とが連通される。
【００２５】
支持台９７は、前開口８６の直ぐ前方に配置されており、支持台９７に載置された基板キャリア２５を支持する機能と、基板キャリア２５を保持する機能とを有する。支持台９７に載置及び保持された基板キャリア２５は、容器本体６０の出入口の全周囲が開口枠９５と接触し、且つ、容器側ドア６１が前開口８６と第１方向Ｘに重複するように、位置決めされる。
【００２６】
オープナ９８は、前開口８６を開閉するオープナ側ドア９６とその駆動機構とを備えている。オープナ９８は、基板キャリア２５の容器側ドア６１及びオープナ側ドア９６を一体的に搬送室８０内へ移動させることによって、前開口８６を開放させる。
【００２７】
図３は基板搬送ロボット７の制御系統の構成を示すブロック図である。図１〜３に示すように、基板搬送ロボット７は、ロボットアーム（以下、単に「アーム７１」という）と、アーム７１の手首部に連結されたエンドエフェクタの一例であるロボットハンド（以下、単に「ハンド７２」という）と、アーム７１を支持する基台７３と、基板搬送ロボット７の動作を司るコントローラ７４とを概ね備えている。本実施形態に係る基板搬送ロボット７は、水平多関節ロボットである。なお、基台７３は、搬送室８０において、第２方向Ｙの実質的中央、且つ、第１方向Ｘの中央よりも後ろ側に配設されている。
【００２８】
アーム７１は、基端から先端に向かって順次連結された複数のリンク７５，７６を備えている。アーム７１には、各リンク７５，７６に対応する関節軸線Ａ１〜Ａ３が規定されている。リンク７５，７６内には、各リンク７５，７６を関節軸線Ａ１〜Ａ３回りに個別に各変位駆動する水平駆動ユニット７７，７８，７９が設けられている。水平駆動ユニット７７，７８，７９は、例えば、各関節について、コントローラ７４から与えられる信号に従って角変位するサーボモータと、サーボモータの動力をリンク体に伝達する動力伝達機構と、サーボモータの角変位を検出する位置検出器とを含んでいる（いずれも図示略）。
【００２９】
アーム７１は、基台７３に対して上下方向Ｚへ移動可能な昇降軸７０を基端部に有している。この昇降軸７０は、昇降駆動ユニット６９によって基台７３に対して上下方向Ｚへ伸縮駆動される。昇降駆動ユニット６９は、例えば、コントローラ７４から与えられる信号に従って角変位するサーボモータと、サーボモータの動力を直進力に変換して昇降軸７０へ伝達する動力伝達機構と、サーボモータの角変位を検出する位置検出器とを含んでいる（いずれも図示略）。
【００３０】
上記構成のアーム７１の先端部である手首部にはハンド７２が連結されている。ハンド７２は、水平駆動ユニット７９によって、関節軸線Ａ３を中心としてアーム７１に対して相対的に回動変位させられる。ハンド７２は、アーム７１の手首部と連結されたハンド基部５１と、ハンド基部５１と結合されたブレード５２とを備えている。ブレード５２の上に基板２４が載置される。
【００３１】
ハンド７２は、ブレード５２に載置された基板２４をブレード５２に保持させるための保持構造を更に有している。ここで、基板２４の保持には、ブレード５２に載置された基板２４を、嵌合、吸着、挟持、又は他の態様でブレード５２から落脱しないようにすることが含まれる。
【００３２】
コントローラ７４は、いわゆるコンピュータを含む演算制御装置であって、例えば、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＰＬＣ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の演算処理部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部とを有している（いずれも図示せず）。記憶部には、演算処理部が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。また、記憶部には、基板搬送ロボット７の動作を制御するための教示点データ、アーム７１及びハンド７２の形状・寸法に関するデータ、ハンド７２に保持された基板２４の形状・寸法に関するデータなどが格納されている。コントローラ７４では、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、基板搬送ロボット７の動作を制御するための処理が行われる。なお、コントローラ７４は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。
【００３３】
コントローラ７４は、位置検出器の各々で検出された回転位置と対応するハンド７２のポーズ（即ち、位置及び姿勢）と記憶部に記憶された教示点データとに基づいて、所定の制御時間後の目標ポーズを演算する。そして、コントローラ７４は、所定の制御時間後にハンド７２が目標ポーズとなるようにサーボアンプへ制御指令を出力する。サーボアンプでは、制御指令に基づいて各サーボモータに対して駆動電力を供給する。これにより、ハンド７２を所望のポーズへ動かすことができる。
【００３４】
上記構成の基板移載装置１において、搬送室８０には、基板搬送ロボット７が侵入できない排他領域８０Ｅがある。排他領域８０Ｅは、筐体８の前壁８１から所定寸法Δｄの領域である。この排他領域８０Ｅは、基板キャリア２５及び前開口８６の開閉操作のためにロードポート９１（とりわけ、オープナ９８）によって利用される。基板キャリア２５及び前開口８６が開放されているときに、排他領域８０Ｅには容器側ドア６１やオープナ側ドア９６及びその駆動機構が存在するので、これらと干渉するおそれのある基板搬送ロボット７は排他領域８０Ｅに侵入すべきではない。
【００３５】
上記の排他領域８０Ｅを搬送室８０から除いた空間を「有効搬送室８０Ａ」と規定する。有効搬送室８０Ａは、搬送室８０において基板搬送ロボット７が利用することのできる空間である。なお、本実施形態においては、搬送室８０のうち前壁８１に沿って排他領域８０Ｅが規定されているが、搬送室８０のうち前壁８１と後壁８２の両方に沿ってそれぞれ排他領域が規定されていてもよい。筐体８の後壁８２にはオープナ９８は存在しないが、筐体８の後壁８２に沿って排他領域を規定することにより筐体８の後壁８２とハンド７２との干渉をより確実に回避して、ハンド７２の移動を滑らかとすることができる。
【００３６】
説明の便宜を図って、搬送室８０の第１方向Ｘの寸法を「搬送室寸法Ｄｘ」と表し、有効搬送室８０Ａの第１方向Ｘの寸法を「有効搬送室寸法Ｄｘ’（Ｄｘ’＝Ｄｘ−Δｄ）」と表すこととする。搬送室寸法Ｄｘは、筐体８の前壁８１から後壁８２までの距離と実質的に等しい。
【００３７】
上記において、基板搬送ロボット７のアーム７１の各リンク７５，７６のリンク全長ＤＬは、搬送室寸法Ｄｘよりも小さい。より望ましくは、リンク全長ＤＬは、有効搬送室寸法Ｄｘ’よりも小さい。なお、各リンク７５，７６のリンク全長ＤＬは相違していてもよい。なお、図４に示すように、リンク７５の「リンク全長ＤＬ」とは、そのリンク７５に規定された２本の関節軸線Ａ１，Ａ２に垂直な方向のリンク７５の寸法の最大値（即ち、リンク７５の長手方向寸法）である。また、上記においてリンク７６の「リンク全長ＤＬ」とは、そのリンク７６に規定された２本の関節軸線Ａ２，Ａ３に垂直な方向のリンク７６の寸法の最大値（即ち、リンク７６の長手方向寸法）である。
【００３８】
更に、基板搬送ロボット７のハンド７２のハンド全長Ｄｈは、有効搬送室寸法Ｄｘ’以上である。そして、ハンド７２のハンド全長Ｄｈは、搬送室寸法Ｄｘに、前壁８１の内壁面から基板キャリア２５に挿入されたハンド７２又はそのハンド７２に保持された基板２４の第１方向Ｘの最も遠い点までの距離（以下、「ハンド差込寸法」）を加えた寸法より小さい。より望ましくは、ハンド全長Ｄｈは、搬送室寸法Ｄｘ以上、且つ、搬送室寸法Ｄｘにハンド差込寸法を加えた寸法より小さい。なお、図４に示すように、ハンド７２の「ハンド全長Ｄｈ」とは、ハンド７２に規定された関節軸線Ａ３に垂直な方向のハンド７２（保持された基板２４を含む）の寸法の最大値である。つまり、ハンド全長Ｄｈは、ハンド基部５１の基端からブレード５２に保持された基板２４の先端までの、ハンド長手方向Ｌの寸法である。ここで、ハンド長手方向Ｌは、ハンド７２の基端部と先端部とを繋ぐ直線が延伸する方向とする。
【００３９】
図１，２では、基板２４の直径が３００ｍｍ、搬送室寸法Ｄｘが６５０ｍｍ、有効搬送室寸法Ｄｘ’が５５０ｍｍ、差込寸法が３５０ｍｍという寸法関係の基板移載装置１の縮尺図が例示されている。この基板移載装置１に具備される基板搬送ロボット７のハンド７２のハンド全長Ｄｈは５５０ｍｍ以上且つ９００ｍｍより小さい。より望ましくは、ハンド全長Ｄｈは６５０ｍｍ以上且つ９００ｍｍより小さい。また、基板搬送ロボット７のアーム７１の各リンク７５，７６のリンク全長ＤＬは６５０ｍｍより小さく、より望ましくは、５５０ｍｍより小さい。図１，２では、ハンド７２のハンド全長Ｄｈが６５０ｍｍ、各リンク７５，７６のリンク全長ＤＬが５５０ｍｍという寸法関係の基板搬送ロボット７の縮尺図が例示されている。
【００４０】
以上説明した通り、本実施形態に係る基板移載装置１は、筐体８と、筐体８内に設置された基板搬送ロボット７とを備えている。筐体８は、第１方向Ｘの寸法と比較して第２方向Ｙの寸法が大きい。筐体８は、搬送室８０と、搬送室８０の第１方向Ｘの少なくとも一方に配置された少なくとも１つの開口（即ち、前開口８６及び後開口８７）とを形成する壁（即ち、前壁８１、後壁８２、及び側壁８３）を有している。基板搬送ロボット７は、搬送室８０に配置された基台７３と、基台７３に支持された少なくとも１本のリンク７５，７６から成るロボットアーム７１と、ロボットアーム７１の手首部に連結された基板２４を保持可能なロボットハンド７２と、ロボットアーム７１及びロボットハンド７２の動作を制御するコントローラ７４とを有する基板搬送ロボット７とを備えている。そして、所定の排他領域８０Ｅを搬送室８０から除いた空間を有効搬送室８０Ａと規定したときに、少なくとも１本のリンク７５，７６のリンク全長ＤＬは搬送室８０の第１方向Ｘの寸法（即ち、搬送室寸法Ｄｘ）よりも小さく、且つ、ロボットハンド７２のハンド全長Ｄｈは有効搬送室８０Ａの第１方向Ｘの寸法（即ち、有効搬送室寸法Ｄｘ’）以下である。
【００４１】
なお、本実施形態に係る基板移載装置１は、前開口８６を開閉操作するロードポート９１を更に備えており、ロードポート９１が当該ロードポート９１によって搬送室８０と連通される基板キャリア２５の開閉操作に利用する領域を上記の所定の排他領域８０Ｅとして例示している。
【００４２】
上記の基板移載装置１では、搬送室寸法Ｄｘは、ハンド全長Ｄｈではなく、リンク全長ＤＬにより制限される。リンク全長ＤＬは、原則として、要求される基板搬送ロボット７の第２方向Ｙの動作範囲に関連する。但し、基板搬送ロボット７に第２方向Ｙへ走行させる走行軸を備えたり、基板搬送ロボット７のリンクの数を増やしたりすることによって、リンク全長ＤＬに拘わらず基板搬送ロボット７の第２方向Ｙの動作範囲を拡張することが可能である。
【００４３】
一方で、ハンド全長Ｄｈの短縮は、ハンド７２に保持される基板２４の直径、アーム７１と連結するための機構のための長さ、アーム７１の先端が前開口８６又は後開口８７に最も近付いたときのアーム７１の先端から基板キャリア２５の出入口までの距離、などによって制約を受ける。このようにハンド７２のハンド全長Ｄｈには様々な制約があり、短縮することが難しい。つまり、リンク全長ＤＬの短縮は、ハンド全長Ｄｈの短縮と比較して容易に実現することができる。そして、リンク全長ＤＬを短縮することによって、搬送室寸法Ｄｘ、ひいては、筐体８の第１方向Ｘの寸法が短縮され、筐体８のコンパクト化を実現することができる。
【００４４】
ところで、ハンド全長Ｄｈが搬送室寸法Ｄｘ（又は、有効搬送室寸法Ｄｘ’）よりも大きい場合には、ハンド７２は搬送室８０内でハンド長手方向Ｌと第１方向Ｘとが平行となる姿勢をとることができない。この姿勢を経なければ、ハンド７２の第２方向Ｙの向きを変えることができない。そこで、以下では、ハンド全長Ｄｈが搬送室寸法Ｄｘ（又は、有効搬送室寸法Ｄｘ’）よりも大きく且つハンド７２がハンド長手方向Ｌと第１方向Ｘとが平行となる姿勢をとることの可能な、第１の態様及び第２の態様に係る基板搬送ロボット７について説明する。
【００４５】
〔第１の態様〕
第１の態様に係る基板搬送ロボット７は、ハンド７２が、全体が搬送室８０内にあるときにハンド７２のハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対して傾いた姿勢であり、先端部分が開口（前開口８６及び／又は後開口８７）から進出しているときにハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘと平行な姿勢であるように、アーム７１を制御することを特徴としている。
【００４６】
図５は、第１の態様に係る基板搬送ロボット７のロボットハンド７２が前開口８６を通じて搬送室８０から出入するときの様子を説明する図である。以下では、ハンド７２に着目して基板搬送ロボット７の動作を説明し、特に明示しないが、ハンド７２の移動及び姿勢変化はコントローラ７４によって制御されるアーム７１の動作によって達成される。
【００４７】
図５の左部分に示すように、ハンド７２の一部分が前開口８６を通じて搬送室８０から出ているときに、ハンド７２はハンド長手方向Ｌと第１方向Ｘとが平行となる姿勢をとることができる。ハンド長手方向Ｌと第１方向Ｘとが平行となる姿勢のハンド７２は、基板キャリア２５の奥まで進入することができる。なお、基板キャリア２５は第１方向Ｘと平行に開口しており、基板キャリア２５内では基板２４を第１方向Ｘと平行に移動させねばならない。
【００４８】
基板２４を前開口８６を通じて搬送室８０の中へ移動させるときには、図５の中央部分に示すように、基板２４全体が搬送室８０に移動するまで、ハンド７２を第１方向Ｘと平行に後方へ移動させつつ、ハンド７２を基板２４の中心を回転の中心として第２方向Ｙいずれか一方へ回転させる。なお、先にハンド７２を基板２４の中心を回転の中心として第２方向Ｙいずれか一方へ回転させてから、ハンド７２を第１方向Ｘと平行に後方へ移動させてもよい。
【００４９】
上記ハンド７２の回転により、第１方向Ｘに対するハンド長手方向Ｌの傾きθが増大する。このように、ハンド７２の一部分が前開口８６を通じて搬送室８０の外へ出ている状態で、ハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対して傾くようにハンド７２を姿勢変化させることで、基板２４を含めたハンド７２の第１方向Ｘの寸法を搬送室寸法Ｄｘ（更に望ましくは、有効搬送室寸法Ｄｘ’）よりも小さくする。
【００５０】
基板２４を保持したハンド７２を搬送室８０内で移動させるときには、図５の右部分に示すように、ハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対して傾いており、基板２４を含めたハンド７２の第１方向Ｘの寸法が有効搬送室寸法Ｄｘ’よりも小さい。
【００５１】
基板２４を前開口８６を通じて搬送室８０の外へ移動させるときには、図５の中央部分に示すように、ハンド７２がハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対し傾いた姿勢のまま、ハンド７２の先を前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出させる。そして、基板２４を第１方向Ｘと平行に前方へ移動させつつ、ハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘと平行となるようにハンド７２を基板２４の中心を回転の中心として第２方向Ｙいずれか一方へ回転させる。
【００５２】
以上説明したように、第１の態様に係る基板搬送ロボット７では、ハンド７２の全体が搬送室８０内に在るときには、基板２４を含めたハンド７２の第１方向Ｘの寸法が有効搬送室寸法Ｄｘ’よりも小さくなるように、ハンド７２をハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対して傾いた姿勢とする。そして、第１の態様に係る基板搬送ロボット７では、ハンド７２の先が前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出しているときに、ハンド７２をハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対して平行な姿勢とすることができる。このように、ハンド７２をハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対して平行な姿勢とした後、再びハンド７２を搬送室８０の中へ移動させるときに、第１方向Ｘに対するハンド長手方向Ｌの傾きθの向きを逆向きとすることによって、ハンド７２の第２方向Ｙの向きを変えることが可能である。以上では、ハンド７２が基板２４を保持しているときのハンド７２の動きについて説明したが、基板２４を保持していないハンド７２の動きも上記と同様である。また、以上では、ハンド７２の先が前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出する場合について説明したが、ハンド７２の先が後開口８７を通じて搬送室８０の外へ進出する場合のハンド７２の動きも上記と同様である。
【００５３】
〔第２の態様〕
図６は第２の態様に係る基板搬送ロボット７のハンド７２の平面図、図７は図６に示すハンド７２の側面図、図８は図６に示すハンド７２の底面図、図９はレンズユニット３９による光信号伝送のイメージ図である。図６〜９に示すように、第２の態様に係る基板搬送ロボット７のハンド７２は、アーム７１の手首部に連結された基準部分７２ａと、基準部分７２ａに対して相対的に変位可能に連結された可動部分７２ｂと、基準部分７２ａに対して可動部分７２ｂを変位させる移動機構とを有している。この構成により、ハンド７２がハンド長手方向Ｌに伸縮することによって、ハンド７２がハンド長手方向Ｌと第１方向Ｘとが平行となる姿勢をとることができる。
【００５４】
図７の上部分に示すように、定常状態のハンド７２では、基準部分７２ａと可動部分７２ｂとがハンド長手方向Ｌに近接している。定常状態のハンド７２の、基板２４を含めたハンド長手方向Ｌの寸法を「ハンド自然長ＤｈＮ」ということとする。ハンド自然長ＤｈＮは、搬送室寸法Ｄｘより小さく、望ましくは有効搬送室寸法Ｄｘ’より小さい。
【００５５】
また、図７の下部分に示すように、伸長状態のハンド７２では、基準部分７２ａと可動部分７２ｂとがハンド長手方向Ｌに離反している。伸長状態のハンド７２の、保持されている基板２４を含めたハンド長手方向Ｌの寸法が「ハンド全長Ｄｈ」である。ハンド全長Ｄｈは、有効搬送室寸法Ｄｘ’以上であり、望ましくは搬送室寸法Ｄｘより大きい。
【００５６】
本態様に係るハンド７２では、ハンド基部５１がアーム７１の手首部と連結された第１部材５１１と、ブレード５２と連結された第２部材５１２とに分割構成されている。そして、ハンド基部５１の第１部材５１１によってハンド７２の基準部分７２ａが構成され、ハンド基部５１の第２部材５１２及びブレード５２によってハンド７２の可動部分７２ｂが構成されている。
【００５７】
ハンド基部５１の第１部材５１１と第２部材５１２は、第２部材５１２が第１部材５１１に対してハンド長手方向Ｌに相対的に変位可能となるように、直動移動機構によって連結されている。直動移動機構は、例えば、ハンド長手方向Ｌに延伸するレール１５と、レール１５を走行するスライダ１６とから構成されている。本実施形態においては、レール１５が第１部材５１１に設けられ、スライダ１６が第２部材５１２に設けられている。更に、第１部材５１１に対し第２部材５１２を相対的に変位させるアクチュエータ１７が第１部材５１１に設けられている。アクチュエータ１７は、例えば、第１部材５１１に設けられたエアシリンダであって、エアシリンダによって進退駆動されるシリンダロッド１７ａが第２部材５１２と連結されている。但し、アクチュエータ１７はエアシリンダに限定されるものではなく、油圧シリンダ、電動モータ、油圧モータなどの類似の機能を有する他の機械要素がアクチュエータ１７として用いられてもよい。
【００５８】
図８に示すように、ハンド７２には、基板２４や障害物などを検出するための少なくとも１つ以上の光センサ３が設けられている。本態様に係るハンド７２は、２組の光センサ３Ａ，３Ｂを備えている。これら２つの光センサ３Ａ，３Ｂを区別する必要のないときは「光センサ３（アルファベットの添え字無しで）」と示すこととする。２つの光センサ３のうち一方の光センサ３Ａは、ハンド７２のブレード５２の二股に分かれた先端部の一方に投光部３１が配置され、ブレード５２の二股に分かれた先端部の他方に受光部３２が配置された、透過型の光センサである。他方の光センサ３Ｂは、ハンド７２のブレード５２の二股に分かれた先端部の一方に投光部３１と受光部３２が配置された、反射型の光センサである。但し、本発明に係る基板搬送ロボット７は、ハンド７２に型に拘わらず少なくとも１つの光センサ３が備えられていればよい。
【００５９】
２つの光センサ３Ａと光センサ３Ｂは実質的に対応する構成要素から成る。本態様に係る光センサ３は、ハンド７２の可動部分７２ｂに配置された投光部３１及び受光部３２と、ハンド７２の基準部分７２ａに配置されたアンプユニット３３と、投光部３１とアンプユニット３３の間及び受光部３２とアンプユニット３３の間をそれぞれ結合する光ファイバ３４とを概ね備えている。アンプユニット３３は、発光素子３６と、受光素子３７と、出力回路及びアンプを含む制御基板３８とを一体的に備えている。アンプユニット３３は、アーム７１に沿って配線されたケーブル（図示略）を介してコントローラ７４と接続されている。
【００６０】
投光部３１と発光素子３６を結合する光ファイバ３４、受光部３２と受光素子３７を結合する光ファイバ３４は、ハンド７２の基準部分７２ａと可動部分７２ｂとの境界で中断されている。図９に示すように、これら２本の光ファイバ３４の少なくとも一方は、基準部分７２ａに配置された第１中断端部３４１と、可動部分７２ｂに配置されて可動部分７２ｂと一体的に変位する第２中断端部３４２とから成る一対の中断端部を有している。そして、第１中断端部３４１と第２中断端部３４２との間には、これらの間を光学的に結合するレンズユニット３９が設けられている。
【００６１】
図９に示すように、レンズユニット３９は、例えば、第１中断端部３４１と第２中断端部３４２のうち発光側に設けられたコリメートレンズ３９１と、第１中断端部３４１と第２中断端部３４２のうち受光側に設けられた集光レンズ３９２とを含んでいる。つまり、光ファイバ３４の投光側の中断端部（図９の例では第１中断端部３４１）からコリメートレンズ３９１へ入射した光は、コリメートレンズ３９１でコリメートされて平行光束となり、集光レンズ３９２に入射する。集光レンズ３９２に入射した平行光束は、集光レンズ３９２によって当該集光レンズ３９２の焦点面に配置された光ファイバ３４の受光側の中断端部（図９の例では第２中断端部３４２）に結合される。このような機能を有するレンズユニット３９は、例えば、ボールレンズ、半球レンズ、ドラムレンズ、及びハーフドラムレンズのうち一種類以上の組み合わせで構成されている。このようにして、発光素子３６からの光信号が投光部３１へ伝送され、受光部３２で受け取った光信号が受光素子３７へ伝送される。
【００６２】
図１０は、第２の態様に係る基板搬送ロボット７のロボットハンド７２が前開口８６を通じて搬送室８０から出入するときの様子を説明する図である。以下では、ハンド７２に着目して基板搬送ロボット７の動作を説明し、特に明示しないが、ハンド７２の移動及び姿勢変化はコントローラ７４によって制御されるアーム７１の動作によって達成され、ハンド７２の伸縮動作はコントローラ７４によって制御されるアクチュエータ１７の動作によって達成される。
【００６３】
図１０の左部分に示すように、基板キャリア２５から基板２４を取り出すときに、定常状態のハンド７２は、基板キャリア２５と連通された前開口８６の手前へ、搬送室８０内を移動する。ここで、ハンド７２は、ハンド長手方向Ｌと第１方向Ｘとが平行な姿勢をとっている。
【００６４】
次に、図１０の中央部分に示すように、ハンド７２をハンド長手方向Ｌへ伸長させて伸長状態とする。特に、アクチュエータ１７としてエアシリンダが採用されている場合には、元圧によって可動部分７２ｂの変位速度が変動したり設定より高速となるおそれがあるため、ハンド７２が伸長状態となってからハンド７２を基板キャリア２５へ挿入させることが望ましい。伸長状態のハンド７２の一部分は前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出している。
【００６５】
続いて、図１０の右部分に示すように、ハンド７２は、前開口８６を通過して基板キャリア２５内の基板２４のピックアップ位置まで、前方へ移動する。ピックアップ位置へ至ったハンド７２は、基板２４を基板キャリア２５から受け取って、保持する。
【００６６】
以上では、基板キャリア２５から基板２４を取り出すときのハンド７２について説明したが、基板キャリア２５へ基板２４を収容するときのハンド７２の動きは、上記と逆の流れである。また、以上では、ハンド７２の先が前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出する場合について説明したが、ハンド７２の先が後開口８７を通じて搬送室８０の外へ進出する場合のハンド７２の動きも上記と同様である。
【００６７】
以上説明したように、本態様に係る基板搬送ロボット７のハンド７２は、アーム７１の手首部に連結された基準部分７２ａと、基準部分７２ａに対して相対的に変位可能に連結された可動部分７２ｂと、基準部分７２ａに対し可動部分７２ｂを相対的に変位させる移動機構と、少なくとも１つの光センサ３とを有している。具体的には、ハンド７２は、アーム７１の手首部に連結されたハンド基部５１と、ハンド基部５１と連結され且つ基板２４を保持するブレード５２とを有している。そして、ハンド基部５１の基準部分７２ａがハンド基部５１の一部分から成り、可動部分７２ｂがハンド基部５１の残余とブレード５２から成る。
【００６８】
上記構成のハンド７２は、ハンド７２の全体が搬送室８０に在るときは定常状態となり、ハンド７２の先端部分が搬送室８０から外（例えば、基板キャリア２５内又は処理室２２）へ進出しているときは伸長状態となるように、コントローラ７４により制御される。このように伸縮可能なハンド７２によれば、搬送室寸法Ｄｘ（又は、有効搬送室寸法Ｄｘ’）以上のハンド全長Ｄｈを容易に実現することができる。そして、ハンド全長Ｄｈが搬送室寸法Ｄｘよりも大きいハンド７２であっても、ハンド長手方向Ｌが第１方向Ｘに対して平行な姿勢をとることができる。
【００６９】
また、上記ハンド７２では、ハンド７２の基準部分７２ａと可動部分７２ｂとの結合部がハンド基部５１に設けられているので、ハンド７２が基準部分７２ａに対し可動部分７２ｂが変位する際に、ハンド７２に保持された基板２４に与える影響が低減されている。
【００７０】
ところで、一般的に、光ファイバ３４は産業用ロボットに多様されているような電気ケーブルと比較して曲げや捻れに対する耐性が低い。また、光ファイバ３４が曲げと伸びを繰り返すと、光の曲げ損失が変化する。そこで、第２の態様に係る基板搬送ロボット７のハンド７２は、可動部分７２ｂに配置された投光部３１及び受光部３２と、基準部分７２ａに配置されたアンプユニット３３と、投光部３１とアンプユニット３３の間及び受光部３２とアンプユニット３３の間をそれぞれ結合する光ファイバ３４と、レンズユニット３９とを有する少なくとも１つの光センサ３Ａ，３Ｂを備えている。そして、光ファイバ３４の少なくとも１本が基準部分７２ａに配置された第１中断端部３４１と可動部分７２ｂに配置された第２中断端部３４２から成る一対の中断端部を有し、第１中断端部３４１と第２中断端部３４２の間が光学的にレンズユニット３９によって結合されている。
【００７１】
上記のように光ファイバ３４の第１中断端部３４１と第２中断端部３４２がレンズユニット３９で結合されることによって、ハンド７２の伸縮に光ファイバ３４の伸縮や曲げは伴わないにしている。これにより、光ファイバ３４の伸縮や曲げの繰り返しに起因する、光ファイバ３４の劣化や曲げ損失の抑制が期待される。
【００７２】
［変形例１］
次に、上記第２の態様の変形例１に係る基板搬送ロボット７について説明する。図１１は第２の態様の変形例１に係る基板搬送ロボット７のハンド７２の平面図、図１２は図１１に示すハンド７２の側面図である、図１３は図１１に示すハンド７２の底面図である。なお、第２の態様の変形例１に係る基板搬送ロボット７は、上述の第２の態様に係る基板搬送ロボット７とハンド７２を除いて実質的に同一の構成を有している。そこで、本変形例の説明においては、前述の第２の態様と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００７３】
図１１及び図１２に示すように、変形例１に係る基板搬送ロボット７のハンド７２は、ハンド基部５１を基準部分７２ａとし、ブレード５２を可動部分７２ｂとして構成されている。ハンド７２には、ハンド基部５１に対しブレード５２をハンド長手方向Ｌに相対的に進退変位させるための直動移動機構が設けられている。この変形例１においては、直動移動機構は、ハンド長手方向Ｌに延伸する摺動軸２６と、摺動軸２６が挿入されるハンド長手方向Ｌに延びるボア２７と、ボア２７に対し摺動軸２６を相対的に変位させるアクチュエータ２８とで構成されている。摺動軸２６はブレード５２に設けられ、ボア２７はハンド基部５１に設けられている。
【００７４】
図１３に示すように、ハンド７２の底面には上記実施形態と同様に、少なくとも１つの光センサ３が設けられている。光センサ３の投光部３１及び受光部３２はブレード５２に配置され、アンプユニット３３はハンド基部５１に配置されている。投光部３１とアンプユニット３３の発光素子３６との間は光ファイバ３４で結合されており、受光部３２とアンプユニット３３の受光素子３７との間は光ファイバ３４で結合されている。これらの光ファイバ３４のうち少なくとも一方は、ハンド基部５１とブレード５２との間で中断されて第１中断端部３４１と第２中断端部３４２を有しており、第１中断端部３４１と第２中断端部３４２の間がレンズユニット３９で光学的に結合されている。
【００７５】
［変形例２］
続いて、上記第２の態様の変形例２に係る基板搬送ロボット７について説明する。第２の態様の変形例２に係る基板搬送ロボット７は、上記第２の態様とハンド７２が前開口８６又は後開口８７を通じて搬送室８０から出入するときのコントローラ７４による制御内容が異なる。なお、本変形例２に係る基板搬送ロボット７の物理的構成は、前述の第２の態様と実質的に同一であるので、その具体的な構成に関する説明を省略する。
【００７６】
図１４は第２の態様の変形例２に係る基板搬送ロボット７のハンド７２が、前開口８６を通じて搬送室８０から出入するときの様子を説明する図である。以下では、ハンド７２に着目して基板搬送ロボット７の動作を説明し、特に明示しないが、ハンド７２の移動及び姿勢変化はコントローラ７４によって制御されるアーム７１の動作によって達成され、ハンド７２の伸縮動作はコントローラ７４によって制御されるアクチュエータ１７の動作によって達成される。
【００７７】
図１４の左部分に示すように、基板キャリア２５から基板２４を取り出すときに、定常状態のハンド７２は、基板２４が収容された基板キャリア２５と連通された前開口８６の手前へ、搬送室８０内を移動する。ここで、ハンド７２の先端は前開口８６の手前に位置するが、ハンド長手方向Ｌは第１方向Ｘと平行ではなく第１方向Ｘから水平方向へ傾いている。
【００７８】
次に、図１４の中央部分に示すように、ハンド７２をハンド長手方向Ｌへ伸長させて伸長状態とする。伸長状態のハンド７２の一部分は前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出している。
【００７９】
続いて、図１４の右部分に示すように、ハンド７２は、前開口８６を通過して基板キャリア２５内の基板２４のピックアップ位置まで、平面視において弧を描くようにして前方へ移動する。ピックアップ位置へ至ったハンド７２は、基板２４を基板キャリア２５から受け取って、保持する。
【００８０】
上記のように、前開口８６の手前にあるハンド長手方向Ｌは第１方向Ｘから水平方向へ傾いているので、前開口８６の手前にあるハンド７２が定常状態から伸長状態に変態したときの、ハンド７２の基板キャリア２５への進入量を減らすことができる。これにより、ハンド７２の伸長動作に起因する振動などでハンド７２が基板２４と接触するおそれを軽減することができる。
【００８１】
［変形例３］
続いて、上記第２の態様の変形例３に係る基板搬送ロボット７について説明する。なお、第２の態様の変形例３に係る基板搬送ロボット７の物理的構成は、前述の第２の態様に係る基板搬送ロボット７と実質的に同一であるので、その具体的な構成に関する説明を省略する。
【００８２】
図１５は第２の態様の変形例３に係る基板搬送ロボット７のハンド７２が、前開口８６を通じて搬送室８０から出入するときの様子を説明する図である。図１５に示すように、変形例３に係る基板搬送ロボット７が収容された基板移載装置１では、前開口８６の開口方向が第１方向Ｘから水平方向に傾いている。よって、基板キャリア２５の容器本体６０の開口部から、筐体８の前壁８１に設けられた前開口８６までの間が、第２の態様に係る基板搬送ロボット７と比較して離れている。
【００８３】
以下ではハンド７２に着目して基板搬送ロボット７の動作を説明する。特に明示しないが、ハンド７２の動作はコントローラ７４によって制御され、ハンド７２の移動はコントローラ７４によって制御されるアーム７１の動作によって達成され、ハンド７２の伸縮動作はコントローラ７４によって制御されるアクチュエータ１７の動作によって達成される。
【００８４】
図１５の左部分に示すように、基板キャリア２５から基板２４を取り出すときに、定常状態のハンド７２は、基板２４が収容された基板キャリア２５と連通された前開口８６の手前へ、搬送室８０内を移動する。こで、ハンド７２の先端は前開口８６の手前に位置するが、ハンド長手方向Ｌは、第１方向Ｘと実質的に平行ではなく、第１方向Ｘから水平方向へ傾いている。
【００８５】
次に、図１５の中央部分に示すように、ハンド７２をハンド長手方向Ｌへ伸長させて伸長状態とする。伸長状態のハンド７２の一部分は前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出している。
【００８６】
続いて、図１５の右部分に示すように、ハンド７２は、前開口８６を通過して基板キャリア２５内の基板２４のピックアップ位置まで、前方へ移動する。ここで、ハンド７２の移動の軌跡は、第１方向Ｘ方向から水平方向へ傾いている。ピックアップ位置へ至ったハンド７２は、基板２４を基板キャリア２５から受け取って、保持する。
【００８７】
上記のように、前開口８６の手前にあるハンド長手方向Ｌは第１方向Ｘから水平方向へ傾いているので、前開口８６の手前にあるハンド７２が定常状態から伸長状態に変態したときに、ハンド７２の先端が基板キャリア２５の開口と筐体８の前開口８６との間に止まり、基板キャリア２５内へ入らないようにすることができる。これにより、ハンド７２の伸長動作に起因する振動などでハンド７２が基板２４と接触するおそれを軽減することができる。
【００８８】
［変形例４］
続いて、上記第２の態様の変形例４に係る基板搬送ロボット７について説明する。第２の態様の変形例４に係る基板搬送ロボット７は、上記第２の態様とハンド７２が前開口８６又は後開口８７を通じて搬送室８０から出入するときのコントローラ７４による制御内容が異なる。なお、本変形例４に係る基板搬送ロボット７の物理的構成は、前述の第２の態様と実質的に同一であるので、その具体的な構成に関する説明を省略する。
【００８９】
図１６は第２の態様の変形例４に係る基板搬送ロボット７のハンド７２が、前開口８６を通じて搬送室８０から出入するときの様子を説明する図である。以下では、ハンド７２に着目して基板搬送ロボット７の動作を説明し、特に明示しないが、ハンド７２の移動及び姿勢変化はコントローラ７４によって制御されるアーム７１の動作によって達成され、ハンド７２の伸縮動作はコントローラ７４によって制御されるアクチュエータ１７の動作によって達成される。
【００９０】
図１６の左部分に示すように、基板キャリア２５から基板２４を取り出すときに、定常状態のハンド７２は、基板２４が収容された基板キャリア２５と連通された前開口８６の手前へ、搬送室８０内を移動する。ここで、ハンド７２の先端は前開口８６の手前に位置するが、ハンド長手方向Ｌは第１方向Ｘと平行ではなく第１方向Ｘから水平方向へ傾いている。
【００９１】
次に、図１６の中央部分に示すように、ハンド７２を基板キャリア２５へ向けて前方へ移動しつつ、同時に、ハンド７２を定常状態から伸長状態へ変態する。伸長状態のハンド７２の一部分は前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出している。
【００９２】
このように、ハンド７２の移動と伸長とを平行して行って、図１６の右部分に示すように、ハンド７２は基板キャリア２５内の基板２４のピックアップ位置まで移動する。ピックアップ位置へ至ったハンド７２は、基板２４を基板キャリア２５から受け取って、保持する。
【００９３】
以上では、基板キャリア２５から基板２４を取り出すときのハンド７２について説明したが、基板キャリア２５へ基板２４を収容するときのハンド７２の動きは、上記と逆の流れである。また、以上では、ハンド７２の先が前開口８６を通じて搬送室８０の外へ進出する場合について説明したが、ハンド７２の先が後開口８７を通じて搬送室８０の外へ進出する場合のハンド７２の動きも上記と同様である。
【００９４】
上記のように、変形例４に係る基板搬送ロボット７では、ハンド７２が前開口８６及び／又は後開口８７を通じて搬送室８０から出入するときに、ハンド７２は定常状態から伸長状態へ又はその逆への変態と平行して、移動を行う。このような変形例４に係る基板搬送ロボット７の制御によれば、上記第２の態様と比較して処理のサイクルタイムを短縮することが可能となる。
【００９５】
なお、ハンド７２がピックアップ位置に至る手前及び／又はドロップオフ位置に至る手前に所定の伸長完了位置を設定し、ハンド７２の伸長動作が伸長完了位置又は伸張完了位置に至る前に完了するようにハンド７２が制御されてもよい。これにより、ハンド７２がピックアップ位置及び／又はドロップオフ位置で伸長して、ハンド７２と基板キャリア２５や基板移載装置１の構成要素とが干渉することを回避することができる。
【００９６】
また、上記変形例１〜３に係る基板処理設備１００の基板搬送ロボット７においても、ハンド７２が定常状態から伸長状態へ又はその逆への変態と平行して移動を行うように制御されてもよい。
【００９７】
［変形例５］
次に、第２の態様の変形例５に係る基板搬送ロボット７について説明する。図１７は第２態様の変形例５に係る基板搬送ロボット７のハンド７２の側面図であり、図１８は図１７に示すハンド７２の裏面図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の第２の態様に係る基板搬送ロボット７と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００９８】
図１７及び図１８に示すように、変形例５に係る基板搬送ロボット７のハンド７２は、アーム７１の手首部に連結された基準部分７２ａと、基準部分７２ａに対して相対的に変位可能に連結された可動部分７２ｂと、基準部分７２ａに対して可動部分７２ｂを変位させる回動機構と、少なくとも１つの光センサ３とを有している。
【００９９】
ハンド７２は、アーム７１の手首部と結合されたハンド基部５１と、ハンド基部５１と結合されたブレード５２とを備えている。ブレード５２の上に基板２４が載置される。ハンド基部５１は、アーム７１の手首部と連結された第１部材５１１と、ブレード５２と連結された第２部材５１２とに分割構成されている。そして、ハンド基部５１の第１部材５１１によってハンド７２の基準部分７２ａが構成され、ハンド基部５１の第２部材５１２及びブレード５２によってハンド７２の可動部分７２ｂが構成されている。
【０１００】
ハンド基部５１の第１部材５１１と第２部材５１２は、第２部材５１２が第１部材５１１に対して上下方向Ｚ（垂直方向）へ相対的に回動変位可能となるように、回動機構によって連結されている。回動機構は、例えば、水平方向へ延伸する回動支持軸４５ａと、回動支持軸４５ａを支承する軸受４５ｂと、第１部材５１１に対して第２部材５１２を回動駆動するアクチュエータ４６とから構成されている。本実施形態では、回動支持軸４５ａは第２部材５１２に設けられ、軸受４５ｂは第１部材５１１に設けられている。
【０１０１】
光センサ３は、可動部分７２ｂに配置された投光部３１及び受光部３２と、基準部分７２ａに配置されたアンプユニット３３と、投光部３１とアンプユニット３３の間及び受光部３２とアンプユニット３３の間をそれぞれ結合する光ファイバ３４と、光ファイバ３４のうち少なくとも１本において中途部に設けられたレンズユニット３９とを有している。光ファイバ３４のうち少なくとも１本は、基準部分７２ａに配置された第１中断端部３４１と可動部分７２ｂに配置された第２中断端部３４２から成る一対の中断端部を有し、第１中断端部３４１と第２中断端部３４２がレンズユニット３９によって光学的に結合されている（図９、参照）。
【０１０２】
本変形例において、光ファイバ３４の第２中断端部３４２は回動支持軸４５ａの端部に位置し、光ファイバ３４の第１中断端部３４１は回動支持軸４５ａが挿入された軸受４５ｂの穴の奥部に位置している。そして、回動支持軸４５ａの端部と軸受４５ｂの穴の奥部との間にレンズユニット３９が配設されている。ハンド７２の可動部分７２ｂが基準部分７２ａに対して相対的に上下方向Ｚに回動しても、回動支持軸４５ａの軸心の位置は基準部分７２ａに対して相対的に変位しない。そこで、レンズユニット３９は回動支持軸４５ａの軸心上に配置されることが望ましい。
【０１０３】
上記構成のハンド７２は、基準部分７２ａに対し可動部分７２ｂが回動支持軸４５ａを中心として垂直方向へ回動することによって、図１７の上図に示す伸長状態と、図１７の下図に示す定常状態との間で、変態することができる。伸長状態のハンド７２のハンド全長Ｄｈよりも、定常状態のハンド７２のハンド自然長ＤｈＮが短い。これにより、搬送室８０内においてハンド７２を定常状態とし、ハンド７２の先が前開口８６及び／又は後開口８７を通じて搬送室８０の外へ進出するときにハンド７２を伸長状態とすることによって、筐体８の第１方向Ｘの寸法の小型化を実現することができる。
【０１０４】
また、上記構成のハンド７２では、基準部分７２ａに対する可動部分７２ｂの相対的な回転変位によって光ファイバ３４の一対の中断端部も回転変位するが、これに光ファイバ３４の捻れ、曲げ、伸縮は伴わない。よって、光ファイバ３４の伸縮や曲げの繰り返しに起因する、光ファイバ３４の劣化や曲げ損失の変化を抑制することができる。
【０１０５】
［変形例６］
次に、次に、第２の態様の変形例６に係る基板搬送ロボット７について説明する。図１９は第２の態様の変形例６に係る基板搬送ロボット７のハンド７２の側面図であり、図２０は図１９に示すハンド７２の側面図である。なお、本変形例の説明においては、前述の第２の態様に係る基板搬送ロボット７と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１０６】
図１９及び図２０に示すように、変形例６に係る基板搬送ロボット７のハンド７２は、アーム７１の手首部に連結された基準部分７２ａと、基準部分７２ａに対して相対的に変位可能に連結された可動部分７２ｂと、基準部分７２ａに対して可動部分７２ｂを変位させる回動機構と、少なくとも１つの光センサ３とを有している。
【０１０７】
ハンド７２は、アーム７１の手首部と結合されたハンド基部５１と、ハンド基部５１と結合されたブレード５２とを備えている。ブレード５２の上に基板２４が載置される。ハンド基部５１は、アーム７１の手首部と連結された第１部材５１１と、ブレード５２と連結された第２部材５１２とに分割構成されている。そして、ハンド基部５１の第１部材５１１によってハンド７２の基準部分７２ａが構成され、ハンド基部５１の第２部材５１２及びブレード５２によってハンド７２の可動部分７２ｂが構成されている。
【０１０８】
ハンド基部５１の第１部材５１１と第２部材５１２は、第２部材５１２が第１部材５１１に対して上下方向Ｚへ相対的に回動変位可能となるように、回動機構によって連結されている。回動機構は、例えば、上下方向Ｚに延伸する回動支持軸４７ａと、回動支持軸４７ａを支承する軸受４７ｂと、第１部材５１１に対して第２部材５１２を回動駆動するアクチュエータ４８とから構成されている。本実施形態においては、回動支持軸４７ａが第２部材５１２に一体的に設けられ、軸受４７ｂが第１部材５１１に設けられている。
【０１０９】
光センサ３は、可動部分７２ｂに配置された投光部３１及び受光部３２と、基準部分７２ａに配置されたアンプユニット３３と、投光部３１とアンプユニット３３の間及び受光部３２とアンプユニット３３の間をそれぞれ結合する光ファイバ３４と、光ファイバ３４のうち少なくとも１本において中途部に設けられたレンズユニット３９とを有している。光ファイバ３４のうち少なくとも１本は、基準部分７２ａに配置された第１中断端部３４１と可動部分７２ｂに配置された第２中断端部３４２から成る一対の中断端部を有し、第１中断端部３４１と第２中断端部３４２がレンズユニット３９によって光学的に結合されている（図９、参照）。
【０１１０】
本変形例において、光ファイバ３４の第２中断端部３４２は回動支持軸４７ａの端部に位置し、光ファイバ３４の第１中断端部３４１は回動支持軸４７ａが挿入された軸受４７ｂの穴の奥部に位置している。そして、回動支持軸４７ａの端部と軸受４７ｂの穴の奥部との間にレンズユニット３９が配設されている。ハンド７２の可動部分７２ｂが基準部分７２ａに対して相対的に水平方向に回動しても、回動支持軸４７ａの軸心の位置は基準部分７２ａに対して相対的に変位しない。そこで、レンズユニット３９は回動支持軸４７ａの軸心上に配置されることが望ましい。
【０１１１】
上記構成のハンド７２は、基準部分７２ａに対し可動部分７２ｂが回動支持軸４７ａを中心として水平方向へ回動することによって、図１９の上図に示す伸長状態と、図１９の下図に示す定常状態との間で、変態することができる。伸長状態のハンド７２のハンド全長Ｄｈよりも、定常状態のハンド７２のハンド自然長ＤｈＮが短い。これにより、搬送室８０内においてハンド７２を定常状態とし、ハンド７２の先が前開口８６及び／又は後開口８７を通じて搬送室８０の外へ進出するときにハンド７２を伸長状態とすることによって、筐体８の第１方向Ｘの寸法の小型化を実現することができる。
【０１１２】
また、上記構成のハンド７２では、基準部分７２ａに対する可動部分７２ｂの相対的な回転変位によって光ファイバ３４の一対の中断端部も回転変位するが、これに光ファイバ３４の捻れ、曲げ、伸縮は伴わない。よって、光ファイバ３４の伸縮や曲げの繰り返しに起因する、光ファイバ３４の劣化や曲げ損失の変化を抑制することができる。
【０１１３】
なお、上記変形例５及び変形例６に係る基板搬送ロボット７のハンド７２では、基準部分７２ａがハンド基部５１の第１部材５１１であり、可動部分７２ｂがハンド基部５１の第２部材５１２及びブレード５２であるとして説明したが、変形例２と同様に、基準部分７２ａがハンド基部５１であり、可動部分７２ｂがブレード５２であってもよい。
【０１１４】
以上に本発明の好適な実施の形態（及び変形例）を説明した。上記説明から、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。
【符号の説明】
【０１１５】
１        ：基板移載装置
２        ：プロセス処理装置
３        ：光センサ
７        ：基板搬送ロボット
８        ：筐体
１５      ：レール
１６      ：スライダ
１７      ：アクチュエータ
２０      ：処理装置本体
２１      ：筐体
２２      ：処理室
２４      ：基板
２５      ：基板キャリア
３１      ：投光部
３２      ：受光部
３３      ：アンプユニット
３４      ：光ファイバ
３６      ：発光素子
３７      ：受光素子
３８      ：制御基板
３９      ：レンズユニット
５１      ：ハンド基部
５２      ：ブレード
６０      ：容器本体
６１      ：容器側ドア
６９      ：昇降駆動ユニット
７０      ：昇降軸
７１      ：ロボットアーム
７２      ：ロボットハンド
７２ａ    ：基準部分
７２ｂ    ：可動部分
７３      ：基台
７４      ：コントローラ
７５，７６      ：リンク
７７〜７９      ：水平駆動ユニット
８０      ：搬送室
８１      ：前壁
８２      ：後壁
８３      ：側壁
８４      ：天井板
８５      ：底板
８６      ：前開口
８７      ：後開口
９１      ：ロードポート
９２      ：アライナ
９３      ：調整装置
９５      ：開口枠
９６      ：オープナ側ドア
９７      ：支持台
９８      ：オープナ
１００    ：基板処理設備
３４１    ：第１中断端部
３４２    ：第２中断端部
３９１    ：コリメートレンズ
３９２    ：集光レンズ
５１１    ：第１部材
５１２    ：第２部材
Ａ１〜３      ：関節軸線
Ｌ        ：ハンド長手方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2017037976.tif 000021
【図２０】
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【国際調査報告】
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2017037976.tif 000024