(57)【要約】エンドエフェクタ装置(1)は、収納空間を有するハンド(3)とハンド(3)に設けられ、各板状部材の周縁部を夫々保持する複数の保持部(4A,4B)とを備えている。各保持部(4A,4B)は、複数の板状部材が上下ピッチが開くように該複数の板状部材を夫々受ける複数の受け部(42)と、この複数の受け部(42)を夫々昇降させて間隔を変換するピッチ変換機構(7)を含む。複数の受け部(42)と一体に夫々直線移動する複数の直線移動部(41A)がハンド(3)の外部に露出するように該ハンド(3)に設けられ、ピッチ変換機構(7)の複数の直線移動部(41A)を夫々駆動する複数の駆動部がハンド(3)の収納空間に収納されている。
2014103300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納空間を有するハンドと、
前記ハンドに設けられ、各板状部材の周縁部の周方向における互いに異なる部位を夫々保持するようにして複数の前記板状部材を夫々保持するように構成された複数の保持部と、を備え、
各前記保持部は、全ての前記保持部によって前記複数の板状部材が１つの平面に略平行に且つ該１つの平面に略直交する第１方向に互いに間隔をおいて配置されるように該複数の板状部材の周縁部を夫々受ける複数の受け部と、該複数の受け部を夫々前記第１方向に直線移動させて前記間隔を変換するように構成された、ピッチ変換機構と、を含み、
前記ピッチ変換機構の前記複数の受け部と一体に夫々直線移動する複数の直線移動部が前記ハンドの外部に露出するように該ハンドに設けられ、
前記ピッチ変換機構の前記複数の直線移動部を夫々駆動する複数の駆動部が前記ハンドの収納空間に収納されている、エンドエフェクタ装置。
【請求項２】
前記ハンドは、前記１つの平面に略平行な第２方向に延びるように形成された中空の本体部と、前記本体部の基端部に前記第２方向に前進及び後退可能に連結された中空の可動部とを含み、
前記複数の保持部は、前記本体部の先端部に設けられた第１保持部と、前記可動部に設けられた第２保持部とを含む、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項３】
前記可動部が前進したとき、前記第１保持部と前記第２保持部とによって前記複数の板状部材の周縁部が挟持されるように保持され、且つ前記可動部が後退したとき、前記第２保持部から前記複数の板状部材の周縁部が解放されるように構成されている、請求項２に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項４】
各前記第１保持部と第２保持部は、夫々、前記第１方向における先端部に前記受け部が形成され且つ残部が前記直線移動部を構成する複数の直線移動体を含み、
前記直線移動部に対応する前記駆動部は、前記第２方向に直線移動する第１スライダと、該第１スライダの直線移動を前記第１方向における直線移動に変換するように該第１スライダと前記直線移動体とを連結するリンク機構と、を含み、
前記リンク機構は、前記受け部が受けるべき板状部材の前記第１方向における配置順番位置に応じた直線移動距離だけ前記直線移動体を直線移動させるよう構成されている、請求項１乃至３の何れかに記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項５】
前記リンク機構は、基端部が前記第１スライダに前記第１方向に直交する第１軸線の周りに回動自在に連結された第１リンク部材と、
前記第１リンク部材に基端部が前記第１軸線に平行な第２軸線の周りに回動自在に連結された第２リンク部材と、
前記第１方向に平行な摺動面に沿って該第１方向に摺動自在に構成され、前記第２リンク部材の先端部が前記第１軸線に平行な第３軸線の周りに回動自在に連結され、且つ前記直線移動体の下端部が固定された第２スライダと、を備え、
各前記保持部の前記複数のリンク機構は、前記第１リンク部材が前記第１方向と直交した状態において、夫々前記第１軸線と前記第２軸線との間の第１距離と前記第２軸線と前記第３軸線との間の第２距離との和が互いに同じ所定距離であり、前記第１スライダの直線移動により、第１リンク部材が前記第１軸線の周りに回動した状態において、前記所定距離に対する前記第２距離の比率が前記直線移動距離に応じて互いに異なるように構成されている、請求項４に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項６】
前記第１リンク部材を、該第１リンク部材と前記第２リンク部材との死点と反対方向に付勢する付勢機構をさらに備える、請求項５に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項７】
前記リンク機構は、前記第１スライダ、前記第１リンク部材、又は前記第２スライダを駆動するシリンダを備える、請求項５又は６に記載のエンドエフェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドエフェクタ装置に関する。特に、上下に間隔を空けて配置された複数枚の板状部材の上下ピッチを変換するピッチ変換機構を備えたエンドエフェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体の製造工程には、薄い円板状の半導体ウエハを水平姿勢にて収納したカセット(フープ)から、半導体ウエハを水平方向に搬出して、該半導体ウエハを所定の処理を行う他の箇所に搬送する工程がある。【０００３】
この半導体ウエハのような基板を搬送する装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。この装置では、ケースにアームが水平面内にて回転自在に設けられ、該アームの先端部に基板を載せるハンドが設けられている。ケース内には駆動源であるモータが配置され、該モータからハンドに至るまでは、プーリやベルト等の動力伝達部材が水平方向に多段に配置されている。従って、水平面内におけるモータからハンドに至るまでの距離は長い。動力伝達部材は、該ケース及びハンド内に密封されている。【０００４】
モータからハンドに動力を伝える際に、動力伝達部材どうしが摺動して粉塵等のパーティクルが発生することがある。しかし、動力伝達部材は、ハンド内に密封されているから、該パーティクルはケース又はハンド内から飛散することはなく、該パーティクルは板状部材に付着しない。【０００５】
一方、上下方向に間隔を置いて配置された複数の板状の基板保持部材を備え、その間隔が変更可能に構成された移載装置が特許文献２に開示されている。カセット内には複数枚の基板が上下に間隔を空けて収納され、カセットから他の箇所に該複数枚の基板が搬送される際に、それらの上下ピッチを変換することがある。従って、この移載装置によれば、複数枚の基板をそれらのピッチを変換して搬送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特許公開平４―９２４４６号公報
【特許文献２】日本国特許公開平５―２３５１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、基板の搬送には、基板搬送性能に優れている基板搬送ロボットが用いられる。そして、この基板搬送ロボットには、特許文献１に記載されているように、その駆動機構から発生するパーティクルが搬送している基板に付着することを防止することが求められる。また、基板を搬送する場合、特許文献２に記載されているように、一度に複数の基板を搬送し、且つその際に基板の上下ピッチを変換することが必要な場合がある。【０００８】
しかし、特許文献１に開示された基板搬送ロボットは、複数の基板を一度に搬送すること及びそれらのピッチを変換することができない。【０００９】
一方、特許文献２に開示された移送装置にあっては、いわゆる基板搬送ロボットのハンドに相当する板状の基板保持部材が上下方向に複数配置され且つ昇降可能に構成されている。従って、複数の基板保持部材を昇降させることによって、基板保持部材に保持された基板の上下ピッチを変換することができる。しかし、基板保持部材を昇降させる駆動機構が基板保持部材の側方に当該基板保持部材に対して剥き出しで配置されている。このため、当該駆動機構で発生したパーティクルが基板保持部材に保持されている基板に付着する可能性がある。また、複数のハンドを昇降させるので、基板のピッチを変換する機構が大がかりである。【００１０】
これらの課題は、基板のような板状部材を搬送するロボットにも共通する課題である。【００１１】
本発明の目的は、複数の板状部材を保持するとともに保持した板状部材の間隔を変換するピッチ変換機構を備え、当該ピッチ変換機構によって発生するパーティクルにより板状部材が汚染されることを軽減可能なエンドエフェクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の或る態様に係るエンドエフェクタ装置は、収納空間を有するハンドと、前記ハンドに設けられ、各板状部材の周縁部の周方向における互いに異なる部位を夫々保持するようにして複数の前記板状部材を夫々保持するように構成された複数の保持部と、を備え、
各前記保持部は、全ての前記保持部によって前記複数の板状部材が１つの平面に略平行に且つ該１つの平面に略直交する第１方向に互いに間隔をおいて配置されるように該複数の板状部材の周縁部を夫々受ける複数の受け部と、該複数の受け部を夫々前記第１方向に直線移動させて前記間隔を変換するように構成された、ピッチ変換機構と、を含み、
前記ピッチ変換機構の前記複数の受け部と一体に夫々直線移動する複数の直線移動部が前記ハンドの外部に露出するように該ハンドに設けられ、
前記ピッチ変換機構の前記複数の直線移動部を夫々駆動する複数の駆動部が前記ハンドの収納空間に収納されている。【００１３】
この構成に従えば、ピッチ変換機構は、各受け部に対応する直線移動部と駆動部とに区分けされる。直線移動部はハンドの外部に露出するが、直線移動部は板状部材を受ける受け部と一緒に直線移動するので板状部材とこすれることがなく且つ内部に作動機構を含まないのでパーティクルを発生しない。一方、駆動部は内部に作動機構を含むので、パーティクルを発生し得るが、板状部材の配置方向である第１方向において板状部材を受ける受け部と離隔し且つハンドの内部に収納される。これにより、板状部材がピッチ変換機構に起因するパーティクルによって汚染されることを防止できる。
また、ピッチ変換機構の駆動部は、受け部の直ぐ近くに存在する。これにより、受け部の間隔を変換する動作の精度を高めることができる。【００１４】
更に、前記ハンドは、前記１つの平面に略平行な第２方向に延びるように形成された中空の本体部と、前記本体部の基端部に前記第２方向に前進及び後退可能に連結された中空の可動部とを含み、
前記複数の保持部は、前記本体部の先端部に設けられた第１保持部と、前記可動部に設けられた第２保持部とを含んでもよい。【００１５】
この構成に従えば、板状部材は、ハンドの本体部の先端部に設けられた第１保持部の受け部と、ハンドの可動部に設けられた第２保持部の受け部とによって保持されるから、板状部材は安定して保持される。【００１６】
更に、前記可動部が前進したとき、前記第１保持部と前記第２保持部とによって前記複数の板状部材の周縁部が挟持されるように保持され、且つ前記可動部が後退したとき、前記第２把持部から前記複数の板状部材の周縁部が解放されるように構成されていてもよい。【００１７】
この構成に従えば、第１保持部と第２保持部とによって、複数の板状部材を把持するので、ハンドを移動させたときに板状部材が位置ずれすることを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、複数の板状部材を保持するとともに保持した板状部材の間隔を変換するピッチ変換機構を備え、当該ピッチ変換機構によって発生するパーティクルにより板状部材が汚染されることを軽減可能なエンドエフェクタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に係るエンドエフェクタ装置が用いられる板状部材搬送用ロボットの全体斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施形態に係るエンドエフェクタ装置が用いられる板状部材搬送用ロボットの全体斜視図である。
【図２】図２(a)、(b)は、本体部と可動部の位置関係を示す平面図である。
【図３】図３(a)、(b)は、第１保持部の斜視図である。
【図４】図４(a)、(b)、(c)は、第１保持部及び第２保持部が半導体ウエハを保持して昇降する動作の一例を示す側面図である。
【図５】図５は、ハンドの本体部の収納空間を示す平面図である。
【図６】図６は、図５のピッチ変換機構をＡ１方向から見た側面図である。
【図７】図７は、図５のピッチ変換機構をＢ１方向から見た側面図である。
【図８】図８は、図５のピッチ変換機構をＣ１方向から見た側面図である。
【図９】図９は、図５のピッチ変換機構をＤ１方向から見た側面図である。
【図１０】図１０は、４つの第１スライダを同期して前後に駆動する機構を示す平面図である。
【図１１】図１１(a)、(b)は、第２駆動片と副スライド体の位置関係を示す平面図である。
【図１２】図１２(a)、(b)は、ピッチ変換機構の第１変形例を示す斜視図である。
【図１３】図１３(a)、(b)は、ピッチ変換機構の第２変形例を示す側面図である。
【図１４】図１４(a)、(b)は、ピッチ変換機構の第３変形例を示す側面図である。
【図１５】図１５(a)、(b)は、受け部の変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図を用いて詳述する。なお、以下の記載では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、重複する説明を省略する。また、以下の記載では、上下方向とは鉛直方向を指すものとする。
＜板状部材搬送用ロボットの全体構成＞
本発明は板状部材搬送用ロボットのアームの先端部に、取り付けられるエンドエフェクタ装置に関する。先ず板状部材搬送用ロボットの全体を説明する。また、板状部材搬送用ロボットが搬送する板状部材として、円板状の半導体ウエハを例示するが、板状部材は該半導体ウエハに限定されない。例えば、板状部材は、半導体プロセスによって処理される薄型液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ用のガラス基板であってもよい。また、半導体ウエアは、半導体デバイスの基板材料であり、シリコンウエハ、シリコンカーバイドウエハ、サファイアウエハ等を含む。
【００２１】
本実施形態にあっては、板状部材搬送用ロボットは後記の如く、フープから所定の処理を行う他の箇所に複数枚の半導体ウエハを搬送する際に、隣り合う半導体ウエハの上下ピッチを変換するピッチ変換機構を備えている。以下の記載では、ピッチ変換機構はフープから他の箇所に複数枚の半導体ウエハを搬送する際に隣り合う半導体ウエハの上下ピッチを広げる動作を行うものとする。
【００２２】
図１Ａ及び図１Ｂは、板状部材搬送用ロボット２の全体斜視図であり、図１Ａは後記のカバー６００を装着した状態を、図１Ｂは該カバー６００を取り外した状態を夫々示す。板状部材搬送用ロボット２は、半導体処理設備内に配置されて複数枚の半導体ウエハを搬送するロボットであり、例えば所謂水平多関節型のロボットである。該板状部材搬送用ロボット２は、例えば床面に固定される支持台２２と、該支持台２２上に昇降及び旋回可能に設けられたアーム支持軸２３と、該アーム支持軸２３の上端部に一端部が回動自在に取り付けられて水平方向に延びたアーム２０とから構成されている。該アーム２０の他端部にはアーム２０に重なって水平方向に延びた基台２１の一端部が上下に延びた軸体２４を介して水平面内を回転可能に設けられている。板状部材搬送用ロボット２及び後述するエンドエフェクタ装置１の動作は、図示されない制御装置によって制御される。
【００２３】
基台２１上には、厚手に形成されたハンド３が設けられている。半導体処理設備内には、ハンド３の先端部に対向して、複数枚の半導体ウエハ９を上下に間隔を空けて収納したフープ９０が設けられている。説明の便宜上、本実施形態にあってはフープ９０内に５枚の半導体ウエハ９が高さ方向に等間隔に収納されているとする。アーム２０がアーム支持軸２３を中心として水平面内を回転し、且つ基台２１が軸体２４を中心として回転することにより、ハンド３はフープ９０に対し接近及び離間することができる。以下の記載では、ハンド３がフープ９０に向かう方向を前方向、ハンド３がフープ９０から離れる方向を後方向と呼ぶ。また、水平面内にて前後方向に、直交する方向を左右方向と呼ぶ。更に、ハンド３の前方向及び後方向への移動を夫々前進及び後退と呼ぶ。
【００２４】
ここで、前記の半導体処理設備は処理装置と搬送装置から構成されてもよい。処理装置は半導体ウエハに所定の処理を行う装置である。搬送装置はフープ９０と処理装置との聞で半導体ウエハを搬送する装置である。板状部材搬送用ロボット２は処理装置内に配置されてもよいし、搬送装置内に配置されてもよい。
【００２５】
また、ハンド３を駆動する機構をハンド駆動機構と呼ぶ。本実施形態においてハンド駆動機構は、アーム２０、基台２１、支持台２２、支持軸２３、軸体２４から構成されている。ハンド駆動機構はこの構成に限定されず、ハンド３を駆動して半導体ウエハを搬送可能な種々の構成が採用され得る。例えば、直交座標型、円筒座標型、多関節型、パラレルリンク型の構成が採用され得る。
【００２６】
ハンド３は、長手方向を基台２１に合わせて基台２１に固定された本体部３０と、該本体部３０の長手方向の中央部両側に位置して、基台２１上を前進及び後退可能に設けられた２つの可動部３１とを備えている。該本体部３０と可動部３１はともに中空に形成されていて、内部に当該中空部分からなる収納空間が形成されている。本体部３０の先端部には、半導体ウエハ９を保持する領域に水平な対向面３２が形成されており、該対向面３２の周囲に、夫々が半導体ウエハ９の周縁部を保持する複数の、図１Ａ及び図１Ｂでは４つの保持部が設けられている。保持部は、本体部３０の先端部に、左右に互いに離間して設けられた２つの第１保持部４Ａと、各可動部３１の先端部に設けられた２つの第２保持部４Ｂとから構成される。即ち、複数の第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとによって、半導体ウエハ９の周縁部の互いに異なる部位を保持する。ハンド３と両保持部４Ａ、４Ｂとによって、板状部材搬送用ロボット２の先端部に取り付けられるエンドエフェクタ装置１の主要部が構成される。
【００２７】
図１Ａに示すように、本体部３０の長手方向の中央部上には、カバー６００が設けられ、図１Ｂに示すように、該カバー６００の内側には、平行四辺形状の四節リンク機構６が設けられている。
【００２８】
図２(a)、(b)は、本体部３０と可動部３１の位置関係を示す平面図である。本体部３０上の四節リンク機構６は、４本の小リンク板６０を、平行四辺形を成すように４本の連結軸６１、６１a、６１bにて連結して構成される。該四節リンク機構６の前方には、アクチュエータ１００が設けられ、該アクチュエータ１００はハウジング１１０内にピストン１２０を前後方向に出没自在に設けて構成される。
【００２９】
該４本の連結軸の内、最も後側に位置する連結軸が本体部３０に固定されており、この連結軸を固定連結軸６１aと呼ぶ。該固定連結軸６１aに対して四節リンク機構６の対角線上に位置する連結軸にはアクチュエータ１００のピストン１２０が取り付けられていて、これにより該連結軸は前後に駆動される。この連結軸を被駆動連結軸６１bと呼ぶ。４本の連結軸のうち、固定連結軸６１aと被駆動連結軸６１b以外の２本の連結軸６１は、夫々左右に延びた接続板６２を介して可動部３１に接続されている。
【００３０】
本体部３０と各可動部３１との間には、本体部３０に対し可動部３１を前後移動可能に連結する２本の回動補助リンク板６３が互いに平行に且つ前後に離間して設けられている。即ち、本体部３０、可動部３１、及び２本の回動補助リンク板６３は、平行リンクを構成するように互いに連結されている。
【００３１】
本体部３０に対して第２保持部４Ｂを駆動する機構を第２保持部駆動機構と呼ぶ。本実施形態において第２保持部駆動機構は、前述の四節リンク機構６、接続板６２、回動補助リンク板６３、可動部３１から構成されている。第２保持部駆動機構はこの構成に限定されず、本体部３０にピストンが固定され、第２保持部４Ｂにハウジングが固定されたエアシリンダ等のアクチュエータが採用され得る。
【００３２】
図２(a)に示すように、ピストン１２０がハウジング１１０内に引き込んだ状態では、可動部３１は前進状態にあって、第２保持部４Ｂが半導体ウエハ９の周縁部を保持している。この状態から、図２(b)に示すように、ピストン１２０がハウジング１１０から突出すると、被駆動連結軸６１bは後方に移動する。固定連結軸６１aの両側に位置する２枚の小リンク板６０が互いに開くように回動し、これにより接続板６２は固定連結軸６１aを中心として後方に円弧運動する。尚、小リンク板６０と回動補助リンク板６３とは、互いに平行であって、小リンク板６０と回動補助リンク板６３とで平行四辺形を構成する。可動部３１は回動補助リンク板６３に規制されて、各々の回動補助リンク板６３の回転方向(図２(a)の矢印Ｘ方向)に後退する。図２(b)に示すように、第２保持部４Ｂが半導体ウエハ９の周縁部から離れ、半導体ウエハ９の保持を解除する。
【００３３】
即ち、フープ９０から半導体ウエハ９を取り出すときは、図２(a)に示すように、可動部３１が前進方向に回転し、第２保持部４Ｂが半導体ウエハ９の周縁部を保持する。取り出した半導体ウエハ９を所定の処理を行う他の箇所に載置するときは、アクチュエータ１００を作動させて、図２(b)に示すように、可動部３１を後退方向に回転させる。第２保持部４Ｂが半導体ウエハ９の周縁部から離れて、半導体ウエハ９の保持を解除する。
【００３４】
小リンク板６０が回転する際に、小リンク板６０どうしが擦れ、その結果、パーティクルが発生することがある。かかるパーティクルが飛散することを防ぐために、四節リンク機構６にカバー６００を被せている。従って、四節リンク機構６を本体部３０内に収納すれば、カバー６００を設ける必要はない。
【００３５】
本実施形態において、本体部３０に対して第１保持部４Ａは水平方向には相対的に変位しない。一方、ハンド３の本体部３０に対して第２保持部４Ｂは、水平方向、より具体的には前後方向に相対的に変位する。このように構成することにより、前記の第２保持部駆動機構の動作を第１保持部４Ａに伝える必要がなくなり、駆動系をシンプルに構成することが可能になる。なお、第１保持部４Ａの水平方向の動作は前記のハンド駆動機構によってハンド３を駆動することによって実現される。
【００３６】
図３(a)、(b)は、第１保持部４Ａの斜視図である。図３(a)、(b)では本体部３０の左側の第１保持部４Ａを前方から見た状態を示すが、本体部３０の右側の第１保持部も同じ構成である。
【００３７】
第１保持部４Ａは、把持して昇降させるべき半導体ウエハ９の枚数に対応して半導体ウエハ９の周縁部に沿って連なった４本の直線移動体４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄと、各直線移動体４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを夫々異なる高さだけ上昇させる後記のピッチ変換機構とを備えている。把持する半導体ウエハ９は５枚であるのに対し、直線移動体４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄが４本であるのは、最下位の半導体ウエハ９はハンド３上に固定された受け部４２に支持されて、昇降されないからである。
【００３８】
４本の直線移動体４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄは上下移動可能に設けられ、各直線移動体４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄは夫々縦長の板材である直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの先端部、即ち上端部に半導体ウエハ９の周縁部下面を支持する受け部４２を設けて構成されている。
受け部４２は水平片４３の基端部から当て壁４４を上向きに突出して形成され、該水平片４３が半導体ウエハ９の周縁部下面を受けて支持し、当て壁４４が半導体ウエハ９の周面に当接する。第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂとが半導体ウエハ９を保持した状態では、第１保持部４Ａの各受け部４２の当て壁４４と第２保持部４Ｂの当て壁４４とによって半導体ウエハ９を内向き、具体的には半径方向の中心に向かって押圧挟持している(図１５(a)参照)。即ち、両保持部４Ａ、４Ｂによって半導体ウエハ９をエッジグリップにより把持している。これにより、基台２１及びアーム２０が高速で回転しても、半導体ウエハ９は確実に把持される。
【００３９】
図３(a)に示すように、４本の直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄは各受け部４２の高さが最下位にて揃った状態から、図３(b)に示すように、受け部４２が受けるべき半導体ウエハ９の配置高さ位置に応じた直線距離だけ上昇した状態にまで移動する。直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄは、例えば、半導体ウエハ９の周縁部に沿って順に低くなるように上昇する。即ち、直線移動部４１Ａが最も高く上昇し、直線移動部４１Ｄが最も低く上昇する。これにより、各直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄによって保持された複数枚の半導体ウエハ９の上下間隔であるピッチが変換される。以下の記載では、説明の便宜上、最も高く上昇する直線移動部を第１直線移動部４１Ａとし、以下、上昇する高さが高い順に第２、第３、第４直線移動部４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄとする。尚、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの上昇の順番は上記とは逆でもよい。
【００４０】
尚、第２保持部４Ｂは第１保持部４Ａと同じく、半導体ウエハ９の周縁部に沿って順に高く又は低くなるように上昇する４つの直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄと、ピッチ変換機構を備えた構成である。第１保持部４Ａの受け部４２と、該受け部４２と同じ高さに位置する第２保持部４Ｂの受け部４２とによって、半導体ウエハ９が保持される。該受け部４２に保持された状態で、半導体ウエハ９はハンド３の対向面３２に略平行な面内に位置する。即ち、対向面３２が、本発明における「１つの平面」に相当し、上下方向が本発明の「第１方向」に該当する。また、前後方向が、本発明における「第２方向」である。
【００４１】
図３(a)、(b)に示した実施形態においては、１つの第１保持部４Ａが備える全ての水平片４３が上から見て互いに重ならないように配置されている。このようにすることで、水平片４３同士が互いに干渉することなくピッチを変換することができる。また、このようにすることで、図３(a)に示すように、各受け部４２の高さが最下位にて揃った状態にできるので、ピッチを最小（０ｍｍを含む）とした場合の、本体部３０の先端部および第１保持部全体の高さを小さくすることができる。
また、１つの第１保持部４Ａが備える複数の水平片４３のうち、少なくとも２つが上から見て互いに重ならないように配置されていれば、少なくとも当該２つの水平片４３同士が互いに干渉することなくピッチを変換することができる。
【００４２】
図４(a)、(b)、(c)は、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂが半導体ウエハ９を保持して昇降する動作の一例を示す側面図であるが、半導体ウエハ９を保持して昇降する動作はこれに限定されない。図４(b)、(c)では、図示の便宜上、フープ９０を図示しない。本実施形態の板状部材搬送用ロボット２は、フープ９０から互いに高さ位置が異なる５枚の半導体ウエハ９を一度に取り出して、隣り合う半導体ウエハ９のピッチを広げる。この状態で処理をすべき他の箇所に搬送する。最下位の半導体ウエハ９を受ける受け部４２は、ハンド３上に設けられており、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは残り４枚の半導体ウエハ９を上昇させる。
【００４３】
ハンド３はフープ９０に対向した状態にて(図１Ｂ参照)、可動部３１が本体部３０に対して後方に離れた図２(b)に示す状態にある。この状態から、アーム支持軸２３が下降し、アーム２０及び基台２１が水平面内を回転して、ハンド３が前進する。ハンド３はフープ９０の下側を通り、図４(a)に示すように、第１保持部４Ａがフープ９０内の半導体ウエハ９の下側前方、第２保持部４Ｂがフープ９０内の半導体ウエハ９の下側後方に位置する。第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂは各受け部４２が最下位にて揃った図３(a)に示す状態にある。
【００４４】
この後、アーム支持軸２３が上昇するとともに、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの受け部４２が夫々異なる高さだけ上昇して、各受け部４２の水平片４３が対応する半導体ウエハ９の下面に対応する高さ(少し低い位置)に達する。アーム２０及び基台２１が水平面内を回転して、ハンド３が少し後退し、第１保持部４Ａの各受け部４２が対応する半導体ウエハ９の周縁部に接する図４(b)に示す状態に達する。この状態で、第２保持部４Ｂは半導体ウエハ９の後方に位置している。
【００４５】
この後、図２(a)に示すように、アクチュエータ１００のピストン１２０がハウジング１１０内に引っ込んで、可動部３１が前進方向に回転し、第２保持部４Ｂが半導体ウエハ９の周縁部に接する。この状態で、アーム支持軸２３が少し上昇して、第１保持部４Ａ及び第２保持部４Ｂが半導体ウエハ９をフープ９０から少し持ち上げる。アーム２０及び基台２１が水平面内を回転して、ハンド３が後退し、フープ９０から半導体ウエハ９を取り出すことができる。
【００４６】
フープ９０から半導体ウエハ９を取り出した後、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの受け部４２が更に夫々異なる高さだけ上昇して、図４(c)に示すように、隣り合う半導体ウエハ９間のピッチを広げることができる。アーム２０及び基台２１が水平面内を回転して、ピッチが広げられた複数枚の半導体ウエハ９は処理を行う他の箇所に搬送される。尚、全ての直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの受け部４２が上昇完了した状態で、隣り合う直線移動部の受け部４２間の高さの差は全て等しいことを想定している。以下に、各直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの受け部４２を夫々異なる高さだけ上昇させるピッチ変換機構７を説明する。
＜ピッチ変換機構の構成と動作＞
図５は、ハンド３の本体部３０の収納空間を示す平面図であって、前記のピッチ変換機構７を示す。図６は、図５のピッチ変換機構７をＡ１方向から見た側面図であり、基台２１を図示しない。第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂは夫々同様のピッチ変換機構７を備えており、説明の便宜上、図５では図１Ｂにてハンド３の左側に位置する第１保持部４Ａのピッチ変換機構７を示す。
【００４７】
ピッチ変換機構７は、前記各直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄと、本体部３０内を前後にスライドする第１スライダ７０と、該第１スライダ７０と各直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄとに連結され、該第１スライダ７０の前後移動を上下移動に変換し、本体部３０内の収納空間に配置された第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄとを備えて構成される。即ち、ピッチ変換機構７は第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄが本体部３０の外部に位置し、第１スライダ７０と第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄとが本体部３０の収納空間内に位置する。また、図１Ｂに示す如く、半導体ウエハ９は本体部３０の上方に位置するから、ピッチ変換機構７の第１スライダ７０と第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄとは半導体ウエハ９を保持する受け部４２の直ぐ近くに存在する。第１スライダ７０と第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄとによって、本発明の「駆動部」を構成する。
【００４８】
図５では、本体部３０の最も内側に位置するリンク機構を第１のリンク機構８Ａとし、外側に向かうに従って、夫々第２、第３、第４のリンク機構８Ｂ、８Ｃ、８Ｄとする。第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、対応する第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄに接続される。
【００４９】
図６に示すように、第１のリンク機構８Ａは、第１スライダ７０の一側部に設けられ、基端部が回動可能に第１スライダ７０に取り付けられた長尺板である第１リンク部材８０と、先端部が該第１リンク部材８０の長手方向中央部に位置する結合軸８８の周りに回動可能に取り付けられ、基端部が本体部３０の底面に回動可能に取り付けられた第２リンク部材８１と、第１リンク部材８０の先端部に回動可能に取り付けられて、第１直線移動部４１の下端部に固定された第２スライダ７１とを備える。第１リンク部材８０は、第１スライダ７０との取り付け箇所の中心であって左右方向に延びた第１軸線Ｌ１を中心として回動し、結合軸８８は第１軸線Ｌ１と平行な第２軸線Ｌ２を中心とする。また、第２リンク部材８１の本体部３０の底面への取り付け箇所は、第１軸線Ｌ１及び第２軸線Ｌ２に平行な第３軸線Ｌ３を中心とする。第２スライダ７１は第１軸線Ｌ１及び第２軸線Ｌ２に平行な第４軸線Ｌ４を中心とする。第２軸線Ｌ２と第３軸線Ｌ３との間の距離は、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２との間の距離並びに第２軸線Ｌ２と第４軸線Ｌ４との間の距離と実質的に等しい。また、第１軸線Ｌ１、第２軸線Ｌ２、及び第４軸線Ｌ４は実質的に同一面上に位置する。
第２スライダ７１は、本体部３０の前端部である前壁３３に開設された縦長の長孔３４に嵌まって、前後移動が規制され上下移動のみが許される。
【００５０】
尚、図５に示すように、第１スライダ７０の側部であって、第１リンク部材８０が設けられた側とは反対側には、長尺板であって第１リンク部材８０よりも短い第３リンク部材８２の基端部が取り付けられ、該第３リンク部材８２は第１軸線Ｌ１を中心として回動可能に設けられる。また、前記の結合軸８８は第１軸線Ｌ１と平行に延びて第３リンク部材８２に接続される。後記するように、第１リンク部材８０と第２リンク部材８１が回動すると、結合軸８８を介して第３リンク部材８２も回動する。
【００５１】
第１スライダ７０が後退した状態では、図６に一点鎖線で示すように、第１リンク部材８０及び第２リンク部材８１はともに略水平位置にあり、第２スライダ７１及び第１直線移動部４１Ａの受け部４２は最下位に位置する。
【００５２】
図６に実線で示すように、第１スライダ７０が前進すると、第２スライダ７１は前後移動ができず上下移動のみが許されるから、第１リンク部材８０は第１軸線Ｌ１を中心として第２スライダ７１が上向きになるように回動する。第２リンク部材８１も第３軸線Ｌ３を中心として結合軸８８が上向きになるように回動する。第１スライダ７０が所定距離だけ前進すると、第２スライダ７１及び第１直線移動部４１の受け部４２は最上位に達する。この状態から、第１スライダ７０が後退すると、上記と逆の動作を辿って第１直線移動部４１Ａは下降する。なお、第２リンク部材８１は、第１リンク部材８０の回動を補助するものであるので、これを省略してもよい。
【００５３】
尚、第１リンク部材８０及び第２リンク部材８１が略水平位置にある状態から、第１スライダ７０が前進すると、両リンク部材８０、８１が突っ張って上向きに回動しない可能性がある。換言すれば、結合軸８８の第２軸線Ｌ２が第１リンク部材８０及び第２リンク部材８１の死点位置にあれば、両リンク部材８０、８１が突っ張って上向きに回動しない可能性がある。
【００５４】
そこで、結合軸８８の周りに図６に一点鎖線で示すネジリバネ８９を設け、該ネジリバネ８９の脚片を第１リンク部材８０と第２リンク部材８１とに取り付け、該結合軸８８を上向きに付勢してもよい。即ち、該ネジリバネ８９が本発明の「死点と反対方向に付勢する付勢機構」を構成する。また、第２スライダ７１が最下位に位置する状態で、第２軸線Ｌ２が第１軸線Ｌ１及び第３軸線Ｌ３よりも上側に位置していれば、第１スライダ７０が前進した際に、両リンク部材８０、８１が突っ張る可能性は解消される。
【００５５】
図７は、図５のピッチ変換機構７をＢ１方向から見た側面図であって、第２のリンク機構８Ｂを示す。第２のリンク機構８Ｂは、前記の第１リンク部材８０と、一端部が該第１リンク部材８０の先端部に回動自在に取り付けられた第４リンク部材８３と、該第４リンク部材８３の他端部に回動可能に取り付けられて、第２直線移動部４１Ｂの下端部に固定された第３スライダ７２とを備える。第４リンク部材８３と第３スライダ７２との取り付け箇所は、前記の第４軸線Ｌ４に平行で互いに実質的に同一の鉛直面上に位置する第５軸線Ｌ５を中心とする。該第４リンク部材８３は、第１リンク部材８０上にて第２リンク部材８１が取り付けられた面と反対側の面に取り付けられる。
【００５６】
第１スライダ７０が後退した状態では、図７に一点鎖線で示すように、第１リンク部材８０及び第４リンク部材８３はともに略水平位置にあり、第３スライダ７２及び第２直線移動部４１Ｂの受け部４２は最下位に位置する。
【００５７】
図７に実線で示すように、第１スライダ７０が前進すると、前記の如く、第１リンク部材８０は第１軸線Ｌ１を中心として第３スライダ７２が上向きになるように回動する。第１スライダ７０が所定距離だけ前進すると、第４リンク部材８３は第２直線移動部４１Ｂの重量により他端部が下向きとなるように傾き、第３スライダ７２及び第２直線移動部４１Ｂの受け部４２は最上位に達する。
【００５８】
図８は、図５のピッチ変換機構７をＣ１方向から見た側面図であって、第３のリンク機構８Ｃを示す。第３のリンク機構８Ｃは、前記の第３リンク部材８２と、一端部が該第３リンク部材８２の先端部に回動自在に取り付けられた第５リンク部材８４と、該第５リンク部材８４の他端部に回動可能に取り付けられて、第３直線移動部４１Ｃの下端部に固定された第４スライダ７３とを備える。第５リンク部材８４と第４スライダ７３との取り付け箇所は第４軸線Ｌ４に平行で上述の鉛直面上に位置する第６軸線Ｌ６を中心とする。
【００５９】
第１スライダ７０が後退した状態では、図８に一点鎖線で示すように、第３リンク部材８２及び第５リンク部材８４はともに略水平位置にあり、第４スライダ７３及び第３直線移動部４１Ｃの受け部４２は最下位に位置する。
【００６０】
図８に実線で示すように、第１スライダ７０が前進すると、前記の如く、第３リンク部材８２は第１軸線Ｌ１を中心として第４スライダ７３が上向きになるように回動する。第１スライダ７０が所定距離だけ前進すると、第５リンク部材８４は第３直線移動部４１Ｃの重量により他端部が下向きとなるように傾き、第４スライダ７３及び第３直線移動部４１Ｃの受け部４２は最上位に達する。
【００６１】
図９は、図５のピッチ変換機構７をＤ１方向から見た側面図であって、第４のリンク機構８Ｄを示す。第４のリンク機構８Ｄは、前記の第３リンク部材８２と、一端部が該第３リンク部材８２の先端部に回動自在に取り付けられた第６リンク部材８５と、該第６リンク部材８５の他端部に回動可能に取り付けられて、第４直線移動部４１Ｄの下端部に固定された第５スライダ７４とを備える。第６リンク部材８５と第５スライダ７４との取り付け箇所は第４軸線Ｌ４に平行で上述の鉛直面上に位置する第７軸線Ｌ７を中心とする。該第６リンク部材８５は、第３リンク部材８２上にて第５リンク部材８４が取り付けられた面と反対側の面に取り付けられる。
【００６２】
第１スライダ７０が後退した状態では、図９に一点鎖線で示すように、第３リンク部材８２及び第６リンク部材８５はともに略水平位置にあり、第５スライダ７４及び第４直線移動部４１Ｄの受け部４２は最下位に位置する。
【００６３】
第１スライダ７０が前進すると、図９に実線で示すように、第３リンク部材８２は前記の如く、第１軸線Ｌ１を中心として第５スライダ７４が上向きになるように回動する。第１スライダ７０が所定距離だけ前進すると、第６リンク部材８５は第４直線移動部４１Ｄの重量により他端部が下向きとなるように傾き、第５スライダ７４及び第４直線移動部４１Ｄの受け部４２は最上位に達する。
【００６４】
結合軸８８に前記のネジリバネ８９を嵌め、該ネジリバネ８９の脚片を第３リンク部材８２と第６リンク部材８５とに取り付け、該結合軸８８を上向きに付勢してもよい。
【００６５】
尚、上記の記載では、本体部３０に設けられた第１保持部４Ａのピッチ変換機構７を説明したが、可動部３１に設けられた第２保持部４Ｂも上記と同じ構成のピッチ変換機構７を有する。従って、半導体ウエハ９を保持した両保持部４Ａ、４Ｂの受け部４２がピッチ変換機構７によって高さを変えられる。第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂの合計４つのピッチ変換機構７は同期して駆動される、即ち、４つのピッチ変換機構７の第１スライダ７０は同期して駆動される。該４つの第１スライダ７０を同期して駆動する構成は後記する。
【００６６】
上記の如く、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄを昇降駆動する各リンク部材８１、８３、８４、８５とスライダ７１、７２、７３、７４の各取り付け箇所は、全て同一の鉛直面上に位置する第４乃至第７軸線Ｌ４〜Ｌ７を中心とする。即ち、該複数の取り付け箇所は前後方向にて全て同じ位置に位置する。
【００６７】
また、第１リンク部材８０と第３リンク部材８２は第２軸線Ｌ２を通る結合軸８８によって互いに同期して回動する。即ち、各第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄについて、第１リンク部材８０及び第３リンク部材８２が水平状態における第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２との間の第１距離と、第２軸線Ｌ２と第４乃至第７軸線Ｌ４〜Ｌ７との間の第２距離の和は、互いに同じ距離である。
【００６８】
また、第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄについて、第１リンク部材８０上の各第２リンク部材８１、第４リンク部材８３の取り付け箇所、及び第２リンク部材８２上の第５リンク部材８４、第６リンク部材８５の取り付け箇所は、何れも前後方向にて異なる位置にある。従って、第１リンク部材８０及び第３リンク部材８２が上昇回動した際における第２軸線Ｌ２と第４乃至第７軸線Ｌ４〜Ｌ７との間の第２距離は、各第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄについて、互いに異なる。即ち、各第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄについて、第１スライダ７０の前進距離である所定距離は同じであるから、第１リンク部材８０及び第３リンク部材８２が上昇回動した際における所定距離に対する第２距離の比率は、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄについて互いに異なる。
【００６９】
これにより、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの受け部４２が上昇する高さを互いに違えている。即ち、各第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの受け部４２が保持すべき半導体ウエハ９の高さ位置に応じて、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄを上昇させるリンク機構を好適に実現することができる。
【００７０】
上下に隣り合う半導体ウエハ９のピッチを変換するには、上記の如く、第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの構成部材を回転させるが、この際に、リンク機構の構成部材どうしが擦れ、その結果、パーティクルが発生することがある。かかるパーティクルが半導体ウエハ９に付着すると、半導体ウエハ９の品質不良につながる。
【００７１】
本実施形態では、第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄはハンド３の本体部３０及び可動部３１の収納空間内に配置されているから、該パーティクルは本体部３０及び可動部３１の外に出ることはなく、該パーティクルが半導体ウエハ９に付着する可能性はない。更に、パーティクルが本体部３０及び可動部３１の外に出ないようにすべく、本体部３０及び可動部３１の収納空間内は負圧に設定されている。
【００７２】
また、ピッチ変換機構７は各直線移動体４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄの受け部４２の真下に位置する。これにより、受け部４２の間隔を変換する動作の精度を高めることができる。
＜第１スライダの駆動機構＞
図１０は、４つの第１スライダ７０を同期して前後に駆動する機構を示す平面であり、ハンド３を構成する本体部３０と可動部３１を一点鎖線にて示す。本体部３０の収納空間内には、前後に延びた剛性体である主スライド体５が前後移動可能に設けられている。該主スライド体５は前端部に、本体部３０の左右方向に沿って離間した一対の第１駆動片５０を有し、後端部に本体部３０の左右方向に沿って離間した一対の第２駆動片５１を有する。各第１駆動片５０の先端部に前記の第１保持部４Ａのピッチ変換機構を構成する第１スライダ７０が取り付けられている。
【００７３】
各第２駆動片５１の後方にはエアシリンダ６８が対向しており、該エアシリンダ６８はハウジング６９内にピストン６７を出没自在に設けて構成される。該ピストン６７の先端部が第２駆動片５１に連結され、主スライド体５は両エアシリンダ６８によって前後に駆動される。尚、主スライド体５は２つのエアシリンダ６８によって駆動されるとしたが、１つのエアシリンダ６８によって駆動されてもよい。
【００７４】
各可動部３１内には、前後に延びた副スライド体５２が前後移動可能に設けられ、各副スライド体５２は水平面内を回動する一対の連結リンク５３にて第２駆動片５１と連結されている。各副スライド体５２の前端部に、前記の第２保持部４Ｂのピッチ変換機構７を構成する第１スライダ７０が設けられている。
【００７５】
図１１(a)、(b)は、第２駆動片５１と副スライド体５２の位置関係を示す平面図であり、ピッチ変換機構７の構成及び可動部３１の第２保持部４Ｂを図示しない。図１１(a)は、図２(a)に対応して可動部３１が前進方向に回転した位置を示す。図１１(b)は、図２(b)に対応して可動部３１が後退方向に回転した位置を示す。副スライド体５２の先端部には第２保持部４Ｂを駆動する第１スライダ７０が設けられており、該第２保持部４Ｂは可動部３１に設けられているから、可動部３１が前後方向に回転すれば、副スライド体５２も前後に移動する。主スライド体５が停止した状態でも、副スライド体５２の前後移動を可能にすべく、各副スライド体５２は主スライド体５と前記の連結リンク５３にて連結されている。
尚、連結リンク５３と前記回動補助リンク板６３と小リンク板６０とは互いに平行であって、これらのリンクの間で平行四辺形を構成する。
【００７６】
前記の四節リンク機構６(図２(a)、(b)参照)が作動して、図１１(a)に示す状態から、図１１(b)に示すように、可動部３１が後退方向に回転すれば、連結リンク５３は第２駆動片５１との取り付け箇所を中心に回動して、主スライド体５が停止した状態での副スライド体５２の後退を許す。これにより、第２保持部４Ｂの受け部４２は半導体ウエハ９の周縁部から離れる(図２(b)参照)。
【００７７】
四節リンク機構６が作動して、図１１(b)に示す状態から、図１１(a)に示すように、可動部３１が前進方向に回転すれば、第２保持部４Ｂの受け部４２は半導体ウエハ９の周縁部に接し、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂの受け部４２によって半導体ウエハ９は保持される(図２(a)参照)。
【００７８】
可動部３１が前進方向に回転し両保持部４Ａ、４Ｂの受け部４２によって半導体ウエハ９が保持された図１１(a)に示す状態にて、エアシリンダ６８が主スライド体５を前方に駆動する。第１駆動片５０及び第２駆動片５１が前進し、連結リンク５３が回転しない状態で該連結リンク５３を介して副スライド体５２も前進する。主スライド体５と副スライド体５２が連動して動くから、４つの第１スライダ７０は同期して前進する。これにより、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂの第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄが同期して上昇する。４つの第１スライダ７０は互いに同じ距離だけ前進するから、１枚の半導体ウエハ９を保持する４つの直線移動体は同じ高さだけ上昇する。これにより、半導体ウエハ９は水平姿勢のまま、上昇する。
【００７９】
本実施形態のエンドエフェクタ装置１にあっては、第１スライダ７０の前後移動動作のみで、全てのピッチ変換機構７の第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄを昇降させている。これにより、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄを昇降駆動させる機構が簡素となる。
＜ピッチ変換機構の第１変形例＞
図１２(a)、(b)は、ピッチ変換機構７の第１変形例を示す斜視図である。本変形例にあっては、第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは図の左側から右側に向けて配列されている。これにより、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄも図の左側から右側に向けて配列されている。本変形例にあっては、第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの構成が前記のリンク機構の構成とは異なる。
【００８０】
具体的には、図１２(a)に示すように、第１のリンク機構８Ａは、面を上に向けて水平姿勢で前後駆動される第１リンク片２００と、該第１リンク片２００の先端部にヒンジ２８０にて上下回動可能に接続された第５リンク片２４０とから構成される。
【００８１】
同様に、第２のリンク機構８Ｂは、第１リンク片２００よりも長い第２リンク片２１０と、該第２リンク片２１０の先端部にヒンジ２８０にて上下回動可能に接続され第５リンク片２４０よりも短い第６リンク片２５０とから構成される。第３のリンク機構８Ｃは、第２リンク片２１０よりも長い第３リンク片２２０と、該第３リンク片２２０の先端部にヒンジ２８０にて上下回動可能に接続され第６リンク片２５０よりも短い第７リンク片２６０とから構成される。第４のリンク機構８Ｄは、第３リンク片２２０よりも長い第４リンク片２３０と、該第４リンク片２３０の先端部にヒンジ２８０にて上下回動可能に接続され第７リンク片２６０よにも短い第８リンク片２７０とから構成される。
【００８２】
第５乃至第８リンク片２４０、２５０、２６０、２７０の先端部は前壁３３に当接しており、これにより第５乃至第８リンク片２４０、２５０、２６０、２７０は前進を規制されている。第５乃至第８リンク片２４０、２５０、２６０、２７０は夫々前壁３３に開設された縦長の長孔３４を通って、対応する第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄに接続されている。第１乃至第４のリンク機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは共通の第１スライダ(図示せず)により前後駆動される。
【００８３】
図１２(a)に示す姿勢から、第１スライダが第１乃至第４のリンク片２００、２１０、２２０、２３０を前方に押せば、第５乃至第８リンク片２４０、２５０、２６０、２７０は先端部が前壁３３に当接して前進を規制されるから、図１２(b)に示すように、第５乃至第８リンク片２４０、２５０、２６０、２７０は、ヒンジ２８０を中心として第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄに連結された先端部が上昇するように回動する。これにより、第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの受け部(図１２(a)、(b)では図示せず)は半導体ウエハ９の周縁部を受けて上昇することができる。
＜ピッチ変換機構の第２変形例＞
図１３(a)、(b)は、ピッチ変換機構７の第２変形例を示す側面図である。本変形例にあっては、ピッチ変換機構７は夫々第１乃至第４直線移動部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄに接続される第１乃至第４のリンク機構を備えるが、該リンク機構の構成が前記のリンク機構の構成とは異なる。説明の便宜上、第１のリンク機構８Ａのみを図示する。
【００８４】
第１のリンク機構８Ａは、本体部３０の底面をスライドする従動スライダ３００と、基端部が従動スライダ３００に回動可能に取り付けられた第１リンク部材８０と、第１リンク部材８０の先端部に回動可能に取り付けられて、第１直線移動部４１の下端部に固定された第２スライダ７１と、一端部が第１リンク部材８０の先端部に回動自在に取り付けられた長尺状の揺動部材３１０とを備える。
第２スライダ７１は、本体部３０の前端部である前壁３３に開設された縦長の長孔３４に嵌まって上下移動のみが許されるのは前記と同様である。揺動部材３１０は長手方向上の任意の一点を本体部３０内の支点３２０にて支持されて搖動し、該揺動部材３１０の他端部は本体部３０に配置された上下駆動アクチュエータ３３０に対向する。該上下駆動アクチュエータ３３０は、ハウジング３４０内に上下移動ピストン３５０を上下に出没自在に設けて構成され、該上下移動ピストン３５０の先端部が揺動部材３１０の他端部に接続される。
【００８５】
図１３(a)に示す状態では、上下移動ピストン３５０が上昇して第１直線移動部４１Ａは最下位に位置する。この状態から、上下移動ピストン３５０が下降すると、図１３(b)に示すように、揺動部材３１０が支点３２０を中心として搖動し、揺動部材３１０の一端部及び第１リンク部材８０の先端部が持ち上がる。これにより、第１直線移動部４１Ａの受け部４２は最上位に達する。
＜ピッチ変換機構の第３変形例＞
図１４(a)、(b)は、ピッチ変換機構７の第３変形例を示す側面図である。本変形例にあっても、第１乃至第４のリンク機構の構成が前記のリンク機構の構成とは異なる。説明の便宜上、第１のリンク機構８Ａのみを図示する。
【００８６】
図１４(a)に示すように、第１のリンク機構８Ａは、本体部３０の底面をスライドする従動スライダ３００と、基端部が該従動スライダ３００に回動可能に取り付けられた長尺板である第１リンク部材８０と、先端部が該第１リンク部材８０の長手方向中央部に位置する結合軸８８の周りに回動可能に取り付けられ、基端部が本体部３０の底面に回動可能に取り付けられた第２リンク部材８１と、第１リンク部材８０の先端部に回動可能に取り付けられて、第１直線移動部４１Ａの下端部に固定された第２スライダ７１とを備える。
【００８７】
本体部３０の底面には凹部３５が形成され、該凹部３５内には第１リンク部材８０の基端部下面に対向した上下移動アクチュエータ３３０が配置される。該上下駆動アクチュエータ３３０は前記の如く、ハウジング３４０内に上下移動ピストン３５０を上下に出没自在に設けて構成され、上下移動ピストン３５０の先端部が第１リンク部材８０の基端部に接続される。
【００８８】
図１４(a)に示す状態では、第１直線移動部４１Ａは最下位に位置する。この状態から、上下移動ピストン３５０が上昇すると、第１リンク部材８０が従動スライダ３００との取り付け部を中心として回動するとともに、従動スライダ３００が前進する。第１リンク部材８０の先端部及び第２リンク部材８１の先端部が持ち上がる。これにより、第１直線移動部４１Ａの受け部４２は最上位に達する。
＜受け部の変形例＞
上記記載では、図１５(a)に示すように、半導体ウエハ９は受け部４２の水平片４３にて周縁部下面が支持されるとした。しかし、これに代えて、図１５(b)に示すように、受け部４２を内面が第１斜面４５と該第１斜面４５よりも勾配の緩やかな第２斜面４６とが連続するように形成し、両斜面４５、４６の境目ＳＭにて半導体ウエハ９の周縁を支持してもよい。
【００８９】
図１５(b)に示す構成であれば、半導体ウエハ９は受け部４２に保持される際には、受け部４２の第１斜面４５を滑って境目ＳＭに載置される。これにより、半導体ウエハ９の水平位置及び水平姿勢が矯正されて安定に保持される。また、受け部４２と半導体ウエハ９は線接触するから、受け部４２と半導体ウエハ９との接触面積が小さい。これにより、半導体ウエハ９への異物付着が減少する。
【００９０】
本明細書において、半導体ウエハ９の保持は、ハンド３によって半導体ウエハ９を搬送可能な状態とすることを意味し、上記実施態様の他に乗載や吸着等する態様であってもよい。この場合、例えば前記受け部４２は水平片４３のみ或いは該水平片４３と吸着パッドによって構成され得る。
(本願発明を大径の半導体ウエハに使用する際のメリット)
半導体業界では直径の大きな半導体ウエハが段階的に用いられるようになっている。具体的には従前は直径１５０ｍｍ程度の半導体ウエハが用いられてきたが、直径２００ｍｍや３００ｍｍ程度の半導体ウエハが用いられてきており、将来的には直径４５０ｍｍ程度の半導体ウエハが用いられる可能性がある。
ところで、前掲の特許文献２には、基端部において支持された複数の基板保持部材を複数の基板の間に挿入して基板を搬送する構成が記載されている。大型化された半導体ウエハをこのような従来技術の構成によって搬送しようとすると、半導体ウエハが大型化された分、半導体ウエハの大型化に伴って大型化したロボットのたわみや半導体ウエハ自体のたわみが大きくなる。これにより、基板保持部材と半導体ウエハとの干渉の問題が増大する。
複数配置された半導体ウエハの間隔を十分に大きくすればこの問題を回避することができる。しかし、装置の省スペース化のためには極力小さな間隔で複数の半導体ウエハを配置することが好ましい。この間隔は、例えば１の半導体ウエハ下面から隣接する半導体ウエハ下面までが５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは６ｍｍの間隔であることが好ましい。
この点、本願発明の構成によれば、上記従来技術における基板保持部材のような板状部材を複数の半導体ウエハの間に挿入する必要がない。従って、ハンドと半導体ウエハとの干渉の問題が軽減される。
このように、本願発明を、大型の半導体ウエハ（特に直径４５０ｍｍ以上の半導体ウエハ）を把持するハンドに適用することができる。また、本願発明を、フープ９０又は他の箇所を含む基板載置部であって、複数配置される半導体ウエハの間隔が５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは６ｍｍであるものを少なくとも１つ有する処理装置、搬送装置又は半導体処理設備に適用することができる。
【００９１】
上記記載では、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂは、２つずつ設けられているとしたが、夫々１つ以上設けられていればよい。但し、半導体ウエハ９を水平面内にて位置決めするには、半導体ウエハ９の周縁に対し、３つ以上の点で支持することが必要であるから、第１保持部４Ａと第２保持部４Ｂは、合わせて３点以上で支持するように設けられていることが必要である。
【００９２】
また、上記記載では、ピッチ変換機構７はフープ９０から他の箇所に複数枚の半導体ウエハ９を搬送する際に隣り合う半導体ウエハ９の上下ピッチを広げるとしたが、該上下ピッチを狭めてもよい。
【００９３】
上述の図１０等には４つの第１スライダ７０が同期して前後に駆動される実施形態が示されているが、各ピッチ変換機構７の第１スライダ７０は必ずしも物理的に接続されている必要はない。例えば、各ピッチ変換機構７の第１スライダ７０毎に個別にエアシリンダ等のアクチュエータを設けてもよい。この場合、個別に設けられたエアシリンダ等のアクチュエータの動作タイミングを同期させることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、上下に間隔を空けて配置された複数枚の板状部材の上下ピッチを変換するピッチ変換機構を設けたエンドエフェクタ装置に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１    エンドエフェクタ装置
２    板状部材搬送用ロボット
３    ハンド
５    主スライド体
７    ピッチ変換機構
８Ａ  リンク機構
９    半導体ウエハ
３０  本体部
３１  可動部
４０Ａ第１直線移動体
４１Ａ第１直線移動部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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