JP2018125388A - 基板把持ハンド及び基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直又は傾斜姿勢の円板状の基板を把持する際に、基板との間に発生する摩擦力を低減することができる基板把持ハンド及び基板搬送装置を提供する。【解決手段】基板把持ハンドは、マニピュレータの手先部に装着されて、垂直又は傾斜姿勢の円板状の基板を把持する基板把持ハンドであって、手先部に固定される基端側から先端側へと広がる、把持位置が規定されたベース板と、ベース板の先端側に設けられ、垂直又は傾斜姿勢の基板の中心よりも下方の縁と係合可能な係合爪と、把持位置よりも基端側において先端側に向かって移動する移動部と、移動部の先端側に設けられ、移動部の移動により、把持位置より下方の位置で係合爪と係合した状態にある基板の縁に対して押圧されることによって、基板の縁に沿って回転しながら、基板を把持位置へ押し上げる複数の回転体と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、円板状の基板の縁部を把持する基板把持ハンド、及びこれを備えた基板搬送装置に関する。

従来から、半導体デバイスの基板の材料である半導体基板の縁部を把持するハンドと、このハンドが装着されたマニピュレータとを備えた基板搬送装置が知られている。この種の基板搬送装置において、基板を垂直姿勢で搬送するように構成されたものが、例えば、特許文献１で提案されている。ここで「垂直姿勢」とは、基板の主面が水平を向いた（即ち、基板の主面が垂直である）姿勢をいう。

特許文献１には、垂直姿勢の基板の取出し及び供給と、水平姿勢の基板の取出し及び供給とが可能なチャックハンドを備えた基板搬送装置が示されている。このチャックハンドは、平板部材と、基板の縁と係合可能な２つの固定係合部材と、可動係合部材と、補助係合部材とを備えている。

上記構成のチャックハンドで垂直姿勢の基板を当該基板が置かれた溝から取り出す場合には、初めに、可動係合部材が基板の下部に位置するようにチャックハンドの姿勢が制御されるとともに、チャックハンドが基板に対応する位置まで移動させられる。２つの固定係合部材と基板とを係合させ、この状態のままで補助係合部材を往動させて基板と係合させることにより、補助係合部材及び固定係合部材で基板を補助的に把持する。その後、可動係合部材を往動させることにより、基板を把持位置へと移動させ、可動係合部材及び固定係合部材で基板を把持する。

特開２００２−１４１４０５号公報

上述した基板搬送装置では、垂直又は傾斜姿勢の基板に対して可動係合部材を往動させることで、基板を２つの固定係合部材の溝奥部に押し込んで把持するが、基板が２つの固定係合部材の溝奥部に同時に到達するとは限らない。即ち、可動係合部材に押圧される基板の位置によっては、２つの固定係合部材のうち、一方の固定係合部材の溝奥部に先に到達する場合がある。このような場合、その後更なる可動係合部材の往動により基板は把持位置へと移動するが、基板と固定係合部材との接触箇所や可動係合部材と基板との接触箇所での摩擦が大きいと、基板がスムーズに把持位置へと移動せず、基板に不必要な応力が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、垂直又は傾斜姿勢の円板状の基板を把持する際に、基板との間に発生する摩擦力を低減することができる基板把持ハンド及び基板搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る基板把持ハンドは、マニピュレータの手先部に装着されて、垂直又は傾斜姿勢の円板状の基板を把持する基板把持ハンドであって、前記手先部に固定される基端側から先端側へと広がる、把持位置が規定されたベース板と、前記ベース板の前記先端側に設けられ、垂直又は傾斜姿勢の前記基板の中心よりも下方の縁と係合可能な係合爪と、前記把持位置よりも前記基端側において前記先端側に向かって移動する移動部と、前記移動部の前記先端側に設けられ、前記移動部の移動により、前記把持位置より下方の位置で前記係合爪と係合した状態にある前記基板の縁に対して押圧されることによって、前記基板の縁に沿って回転しながら、前記基板を前記把持位置へ押し上げる複数の回転体と、を備える。

また、本発明の一態様に係る基板搬送装置は、上記の基板把持ハンドと、前記基板把持ハンドが手先部に装着されたマニピュレータとを備える。

上記の構成によれば、垂直又は傾斜姿勢の円板状の基板を把持する際に、把持位置より下方の位置で係合爪と係合した状態にある基板を、基端側から押圧する回転体が、基板の縁に沿って回転しながら基板を把持位置へ押し上げる。このため、基板を把持位置まで移動させる際の基板把持ハンドと基板との接触箇所で生じる摩擦力を低減することができ、これにより、基板をスムーズに把持位置へと移動させて、基板に不必要な応力が生じるのを防ぐことができる。

本発明によれば、垂直姿勢の円板状の基板を把持する際に、基板との間に発生する摩擦力を低減することができる基板把持ハンド及び基板搬送装置を提供することができる。

図１は実施形態に係る基板搬送システムの概略構成図である。 図２は基板搬送システムの制御構成を示すブロック図である。 図３は基板縦置き容器の一例を示す図である。 図４は基板把持ハンドの概略平面図である。 図５は基板把持ハンドの概略側面図である。 図６は図４のVI−VI断面図である。 図７は図４に示す基板把持ハンドの一部を拡大した平面図である。 図８は図７のVIII−VIII断面図である。 図９は図７のIX−IX断面図である。 図１０は垂直姿勢の基板を把持する基板搬送装置の動作を説明するための図である。 図１１は回転体が基板に当接する様子を示す図である。 図１２は変形例に係る基板把持ハンドの概略平面図である。 図１３は別の変形例に係る基板把持ハンドの概略平面図である。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る基板搬送システム１の概略構成を示す図であり、図２は基板搬送システム１の制御構成を示すブロック図である。本実施形態に係る基板搬送システム１は、垂直姿勢（即ち、主面が垂直な姿勢）にある円板状の基板１０を支持する基板縦置き容器２と、該基板縦置き容器２に収容された垂直姿勢の基板１０を取り出す基板搬送装置３を有する。基板搬送装置３は、例えば基板１０を横置きに置くことのできる容器や装置等に移送する。但し、基板縦置き容器２は、垂直姿勢ではなく、垂直方向に対して傾斜した姿勢（傾斜姿勢）にある円板状の基板１０を支持してもよく、また、基板搬送装置３は、該基板縦置き容器２に収容された傾斜姿勢の基板１０を取り出してもよい。

〔基板縦置き容器２〕
図３は基板縦置き容器２の一例を示す図であり、図３（Ａ）は基板縦置き容器２の平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のIIIB−IIIB断面図である。

本実施形態における基板縦置き容器２は、図３（Ａ）に示すように、複数の基板１０を垂直姿勢で支持するとともに、一纏めにして搬送したり保管したりするためのボートである。但し、基板縦置き容器２はボートでなくてもよく、基板１０を垂直姿勢で支持可能な容器であればよい。基板縦置き容器２は、互いに平行であって水平方向に延びる３本の支持部材２１〜２３と、これら支持部材２１〜２３の各端部を連結する平板状の２つの連結部材２４，２５を有する。図３（Ｂ）に示すように、３本の支持部材２１〜２３のうち、２本の支持部材２１，２２は同じ高さにおいて水平方向に離間して設けられ、これら支持部材２１，２２の上方に、もう１本の支持部材２３が設けられる。

支持部材２１〜２３には、それぞれ、基板１０を載置するための複数列の載置用溝２６が、支持部材２１〜２３の延びる方向に沿って略等間隔（例えば、５〜１５mm間隔）で並ぶよう形成されている。複数列の載置用溝２６によって、基板１０を垂直姿勢で保持するための縦置き棚が形成される。支持部材２１，２２は、垂直姿勢の基板１０の下方の縁を支持し、支持部材２３は、垂直姿勢の基板１０の側方の一方側の縁を支持する。

本発明において基板１０は、例えば、半導体基板及びガラス基板などの半導体デバイスの基板の材料となる円形の薄板である。半導体基板としては、例えば、シリコン基板、サファイヤ（単結晶アルミナ）基板、その他の各種の基板等がある。ガラス基板としては、例えば、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用ガラス基板、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）用ガラス基板等がある。

図３（Ｂ）には、基板縦置き容器２に載置された状態の基板１０が二点鎖線で示される。本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、基板１０には、その周縁の一部にノッチ１１が形成されている。ノッチ１１は、基板１０の向きを示すための切り欠きである。

〔基板搬送装置３〕
図１及び２に示すように、基板搬送装置３は、マニピュレータ４と、マニピュレータ４の手先部に装着されたエンドエフェクタである基板把持ハンド５Ａと、基板搬送装置３の動作を制御するコントローラ６とを備えている。以下、基板搬送装置３の各構成要素について説明する。

〔マニピュレータ４〕
本実施形態に係る基板搬送装置３のマニピュレータ４は、旋回可能な手首４７を備えた水平多関節ロボットである。但し、マニピュレータ４は水平多関節ロボットに限定されず、垂直多関節ロボットをベースにしたものであってもよい。

マニピュレータ４は、基台４０と、基台４０から上下方向に伸縮する昇降軸４１と、昇降軸４１の軸心を通る第１軸４２回りに当該昇降軸４１に回動可能に連結された第１リンク４３と、第１リンク４３の先端に第２軸４４回りに回動可能に連結された第２リンク４５と、第２リンク４５の先端に第３軸４６回りに回動可能に連結された手首４７と、手首４７の先端に第４軸４８回りに連結されたハンド基部４９とを備えている。このハンド基部４９に基板把持ハンド５Ａが装着される。第１軸４２及び第２軸４４は垂直軸であり、第３軸４６は水平軸である。また、第４軸４８は第３軸４６と直交しており、定常姿勢は垂直である。

マニピュレータ４は、第１リンク４３、第２リンク４５、手首４７、及びハンド基部４９の各々を対応する軸回りに回転移動させるための駆動部として、サーボモータ６１〜６４及び動力伝達機構（図示せず）を更に備えている。また、マニピュレータ４は、昇降軸４１を基台４０から伸縮させるための駆動部として、サーボモータ６５及び動力伝達機構（図示せず）を備えている。サーボモータ６１〜６５は、コントローラ６から出力された制御信号に基づいて動作する。

〔基板把持ハンド５Ａ〕
図４は、基板把持ハンド５Ａの概略平面図であり、図５は基板把持ハンド５Ａの概略側面図である。

図４及び図５に示すように、基板把持ハンド５Ａは、その基礎となるベース板５１を備えている。ベース板５１は、マニピュレータ４の手先部に固定される基端側Ｂから先端側Ｆへと広がっている。ベース板５１には、基板把持ハンド５Ａの基端側Ｂと先端側Ｆとを繋ぐ仮想の中心線Ｃが規定されている。基板把持ハンド５Ａは、中心線Ｃを対称軸として概ね対称な形状を有している。但し、ベース板５１は、中心線Ｃに対して対称な形状を有していなくてもよい。また、ベース板５１には、基板１０の中心が中心線Ｃ上に位置するような仮想の把持位置Ｇが規定されている。把持位置Ｇの中心を把持中心ＣＧと表すこととする。把持位置Ｇにある基板１０の中心は把持中心ＣＧと一致する。なお、上記中心線Ｃ及び把持位置Ｇは基板把持ハンド５Ａに規定されていてもよい。

基板把持ハンド５Ａは、ベース板５１に設けられた２つの係合爪５２，５３と、把持位置Ｇよりも基端側Ｂにおいて先端側Ｆに向かって往復移動する移動部５４と、移動部５４を往復移動させるアクチュエータ７１とを、更に備えている。アクチュエータ７１の動作は、前述のコントローラ６によって制御される。

上記ベース板５１は、薄く平らな箆状のものであって、中心線Ｃを通る先端部分が大きく切り欠かれることによって全体として概ねＹ字（Ｕ字）形状を呈している。ベース板５１の基端は、ハンド基部４９に締結具などによって固定されている。

上記の２つの係合爪５２，５３は、把持位置Ｇにある基板１０の縁と係合することができるように、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも先端側Ｆに配置されている。本実施形態に係る係合爪５２，５３は、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも先端側Ｆにおいて、中心線Ｃを挟んで両側のそれぞれに設けられている。

これら係合爪５２，５３のうち、一方の係合爪５２は、基板把持ハンド５Ａが垂直姿勢の基板１０を把持する際に、垂直姿勢の基板１０の中心より上方の縁と係合する。そして、他方の係合爪５３は、基板把持ハンド５Ａが垂直姿勢の基板１０を把持する際に、垂直姿勢の基板１０の中心より上方の縁と係合する。以下、係合爪５２を「上側係合爪５２」と称し、係合爪５３を「下側係合爪５３」と称する。また、説明の便宜上、基板把持ハンド５Ａの中心線Ｃから上側係合爪５２に向かう方向を「上方」、下側係合爪５３に向かう方向を「下方」と定義して説明する。

図６は、上側係合爪５２の断面形状を表す、図４のVI−VI断面図である。上側係合爪５２と下側係合爪５３は実質的に対応する形態的特徴を有しているので、上側係合爪５２について説明して下側係合爪５３の説明を省略する。図６に示すように、上側係合爪５２には、把持中心ＣＧへ向けてベース板５１の表面Ｒに近づくように傾いたパッド面５２１と、把持中心ＣＧへ向けてベース板５１の表面Ｒと平行に開口した溝部５２２と、溝部５２２を縁取る爪部５２３とが一体的に形成されている。溝部５２２には、把持位置Ｇにある基板１０の縁が嵌る。溝部５２２に嵌った基板１０の縁は、溝部５２２から落脱しないように爪部５２３によって係止される。

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、基板１０の縁が上側係合爪５２（又は下側係合爪５３）の溝部５２２に当接した状態を、「基板１０が上側係合爪５２（又は下側係合爪５３）と係合した状態」と定義し、基板１０の縁と上側係合爪５２（又は下側係合爪５３）の溝部５２２との接触箇所を「基板１０と上側係合爪５２（又は下側係合爪５３）との係合箇所」と定義する。

移動部５４は、アクチュエータ７１に駆動されることにより、把持位置Ｇよりも基端側Ｂにおいて中心線Ｃの延長線上を往復移動する。本実施形態では、移動部５４は、中心線Ｃに沿って延びる、ベース板５１に平行な板状体である。

図７は、図４に示す移動部５４の先端側を拡大した平面図である。移動部５４の先端側Ｆには、ベース板５１に垂直な軸回りに回転自在の少なくとも１つの回転体５５が設けられている。回転体５５は、移動部５４が先端側Ｆに向かって往動することによって基板１０の基端側Ｂの縁に作用することができる。後述するように、回転体５５は、基板１０の縁に作用することで、上側係合爪５２及び下側係合爪５３と協動して基板１０を把持する。図７に示すように、本実施形態では、２つの回転体５５が、移動部５４の先端側Ｆにおいて中心線Ｃと直交する方向に並んで配置される。

図８は、図７のVIII−VIII断面図であり、図９は、図７のIX−IX断面図である。図８に示すように、上記回転体５５は、作用部５５１と、作用部５５１の縁に設けられた爪部５５２とを有している。作用部５５１は、ベース板５１の表面Ｒを延長した面と対向するように傾いた斜面であってもよい。但し、作用部５５１は、ベース板５１の表面Ｒに対し直交する面であってもよい。作用部５５１は、回転体５５が先端側Ｆへ移動したときに、把持位置Ｇにある基板１０の縁に作用することができる。作用部５５１が基板１０の縁に作用する間、作用部５５１から落脱しないように爪部５５２によって係止される。

本実施形態では、回転体５５の径ｄは、例えば４０mm以内であり、少なくとも基板１０のノッチ１１の幅（図１１参照）ｎよりも長い。図９に示すように、２つの回転体５５が互いに近接して配置される。具体的に、２つの回転体５５間の隙間の距離ｇは、１０mm以内である。好ましくは、２つの回転体５５間の隙間の距離ｇは、基板１０のノッチ１１の幅ｎよりも短い。回転体５５の中心間距離ｐは、ノッチ１１の幅ｎより大きく、ノッチ１１の幅ｎの３倍よりも小さい。

なお、２つの回転体５５は、基板１０に当接する際にノッチ１１に嵌まらないように、２つの回転体５５のうちの少なくとも１つが、確実に基板１０の縁のノッチ１１以外の部分に当接するよう移動部５４に配置される。これについて、詳細は後述する。

本実施形態において、移動部５４を駆動するアクチュエータ７１は、ハンド基部４９に支持されたエアシリンダである。但し、アクチュエータ７１はエアシリンダに限定されず、例えば、電動モータとラック・アンド・ピニオン又はボールねじなどの動力伝達機構、空気圧シリンダ、油圧シリンダなどのうち選択された１つであってよい。アクチュエータ７１の動作は、コントローラ６によって制御される。

図４に示すように、アクチュエータ７１は、ロッド７２と、ロッド７２が進退するスリーブ７３とを備えている。ロッド７２の延伸方向が中心線Ｃと平行となり、且つ、ロッド７２が中心線Ｃの延長線上に配置されるように、スリーブ７３がハンド基部４９に固定されている。これにより、ロッド７２と移動部５４が中心線Ｃ及びその延長線上に並び、ロッド７２から移動部５４を介して基板１０へ伝達される押圧力を基板１０の中心へ向けて生じさせることができる。

アクチュエータ７１によるロッド７２の伸縮動作により、移動部５４が中心線Ｃと平行に往復移動する。ロッド７２が縮んでいるとき、移動部５４は退避位置にある。ロッド７２が伸長することにより、移動部５４が往動し、やがて移動部５４が作用位置に至る。そして、ロッド７２が短縮することにより、移動部５４が復動し、やがて退避位置に戻る。

ロッド７２の伸縮軌道は、ガイド７４によって案内される。ガイド７４は、ハンド基部４９に固定されたレール部材７４１と、ロッド７２に固定されたスライダ部材７４２とから構成されている。そして、スライダ部材７４２がレール部材７４１を滑動することによって、ロッド７２が中心線Ｃと平行に伸縮するように案内される。このようにロッド７２の軌道が案内される結果、ロッド７２に連結された移動部５４の往復移動の軌道の振れが抑制される。

上記のように往復移動する移動部５４の位置は、位置センサ７５により検出される。本実施形態においては、位置センサ７５の検出部７５１がハンド基部４９に固定されており、被検出部７５２がスライダ部材７４２に一体的に設けられている。なお、検出部７５１は、接触式又は非接触式の物体検出装置であって、被検出部７５２の位置を検出することにより、移動部５４の位置を検出している。位置センサ７５の検出信号は、コントローラ６へ出力される。

ベース板５１には、少なくとも１つの支持爪８０が設けられている。この支持爪８０は、把持位置Ｇよりも下方且つ基端側Ｂに位置する垂直姿勢の基板１０を下方から支持するためのものである。支持爪８０は、例えば、移動部５４を移動させる前に基板１０を一時的に支持したり、基板把持バンド５からの基板１０の落下を防止したりする役割を果たす。

本実施形態では、支持爪８０として、ベース板５１の把持中心ＣＧより下方且つ先端側Ｆに第１支持爪８１が設けられ、ベース板５１の把持中心ＣＧより下方且つ基端側Ｂに第２支持爪８２及び第３支持爪８３が設けられている。第１支持爪８１は、下側係合爪５３の直ぐ下方に設けられている。そして、第１支持爪８１、第２支持爪８２及び第３支持爪８３は、把持位置Ｇよりも下方且つ基端側Ｂに位置する垂直姿勢の基板１０を下方から支持するよう配置される。

但し、支持爪８０の数や配置は本実施例に限定されるものではない。また、本実施形態では、第１支持爪８１が上記の下側係合爪５３とは別に設けられているが、第１支持爪８１は、下側係合爪５３と一体的に設けられてもよい。また、ベース板５１に第１支持爪８１を設けずに、下側係合爪５３に支持爪８０としての機能が併せ備えられていてもよい。

更に、ベース板５１には、少なくとも１つの抑え爪８４が設けられている。この抑え爪８４は、基板１０が把持位置Ｇより上方に飛び出す万が一の場合に基板１０の上方の縁に当接して基板１０の飛び出しを規制するためのである。本実施形態では、抑え爪８４は、ベース板５１の把持中心ＣＧより上方且つ基端側Ｂに配置される。

これら支持爪８０並びに抑え爪８４は、前述の上側係合爪５２及び下側係合爪５３と実質的に対応する形態的特徴を有しており、それぞれ、パッド面、溝部、爪部を有している。

〔基板搬送装置３の動作〕
次に、基板縦置き容器２に収容された垂直姿勢の基板１０を取り出す際の基板搬送装置３の動作について、図１０を参照しながら説明する。なお、以下では、特に記載しないが、マニピュレータ４及び基板把持ハンド５Ａの動作はコントローラ６によって制御されている。

先ず、マニピュレータ４が動作して、基板縦置き容器２に置かれた垂直姿勢の基板１０と対応する取出し開始位置へ、垂直姿勢の基板把持ハンド５Ａが移動する。図１０（Ａ）に、垂直姿勢の基板１０の取出し開始位置にある基板把持ハンド５Ａと基板１０との位置関係を示す。図１０（Ａ）に示すように、基板把持ハンド５Ａは、取出し開始位置において、その中心線Ｃが水平方向と一致する姿勢をとる。なお、基板把持ハンド５Ａが取出し開始位置に移動してから基板１０を把持するまでの間、この姿勢は維持される。取出し開始位置に移動した時点では、基板把持ハンド５Ａは、基板１０に接触しておらず、基板１０は基板縦置き容器２にのみ、より詳しくは３本の支持部材２１〜２３にのみ支持されている。また、移動部５４は退避位置にある。

次に、マニピュレータ４が動作して、基板１０が支持爪８０により支持されるよう、基板把持ハンド５Ａが取出し開始位置からやや上方に移動する。図１０（Ｂ）に、垂直姿勢の基板１０を支持爪８０で支持した基板把持ハンド５Ａの様子を示す。基板１０が支持爪８０により支持される位置（支持位置）にあるとき、上側係合爪５２及び下側係合爪５３は、基板１０の縁に当接しておらず僅かに離れて対峙している。但し、下側係合爪５３は、支持位置にある基板１０の縁に当接していてもよい。

その後、アクチュエータ７１が動作して、移動部５４が中心線Ｃと平行に先端側Ｆへ往動する。これにより、回転体５５が支持位置にある基板１０の縁を押圧し、基板１０は、支持位置から把持位置Ｇへと移動する。

図１０（Ｃ）に、基板１０が回転体５５に押圧されて把持位置Ｇに移動する様子を示す。図１０（Ｃ）に示すように、回転体５５が基板１０に作用することによって、基板１０には、先端側Ｆにある第１支持爪８１との係合箇所を中心に上向きに回転させる力が働く。その結果、支持位置にある基板１０は、第１支持爪８１との係合箇所を中心に回動するよう上向きに押し上げられる。このとき、基板１０の移動を案内するよう、基板１０の周縁に当接した回転体５５も回転する。

こうして、回転体５５が回転しながら基板１０を上向きに押し上げることによって、基板１０は、第２及び第３支持爪８２，８３から離れ、やがて、下側係合爪５３と係合し、第１支持爪８１から離れる。その後も同様に、基板１０は、回転体５５に作用されて、下側係合爪５３との接触箇所（係合箇所）を中心に回動するよう上向きに押し上げられ、やがて、上側係合爪５２に規制される把持位置Ｇに到達する。なお、基板１０が把持位置Ｇに到達するまでの間、基板１０は下側係合爪５３の溝を転がるように回動してもよいし、基板１０は下側係合爪５３の溝との接触箇所で滑るように回動してもよい。

なお、垂直姿勢の基板１０を取り出す際の基板搬送装置３の動作は、上述した動作に限定されない。例えば、上述の動作では、基板１０が支持爪８０により支持された支持位置に移動した後に、アクチュエータ７１を動作させたが、これに限らず、基板１０が支持位置に移動する前にアクチュエータ７１を動作させてもよい。

例えば、基板把持ハンド５Ａが取出し開始位置から上方に移動すると同時に、又は取出し開始位置から上方に移動する前に、アクチュエータ７１を動作させてもよい。この場合、基板１０は、支持爪８０に接触する前に、回転体５５に接触し、その後回転体５５と下側係合爪５３とにより支持されてもよい。

ところで、基板１０に向かって移動した回転体５５が基板１０のノッチ１１に嵌まると、基板１０を把持位置Ｇへ押し上げられなくなったり、基板１０に不必要な応力が生じて基板１０の損傷につながったりするおそれがある。ここで、移動部５４の移動によって回転体５５が移動する方向にノッチ１１が位置した場合について、図１１を参照しながら説明する。

図１１（Ａ）は、移動部５４の移動によって移動する回転体５５が基板１０の縁に当接する直前の様子を模式的に示した図である。図１１（Ｂ）は、移動部５４の移動によって移動する回転体５５が基板１０の縁に当接した直後の様子を模式的に示した図である。なお、図１１（Ａ）及び（Ｂ）には、基板１０に当接する箇所で切断した回転体５５の断面図が示される。

図１１（Ａ）に示す図例では、２つの回転体５５ａ，５５ｂのうちの１つの回転体５５ａが移動部５４の移動によって移動する方向に、ノッチ１１が位置している。しかし、図１１（Ｂ）に示すように、移動部５４が往動したときに別の回転体５５ｂが先に基板１０の縁に当接することによって、回転体５５ａがノッチに１１に嵌まるのが防がれる。

このように、本実施形態では、２つの回転体５５ａ，５５ｂは、そのうちの少なくとも１つが確実に基板１０の縁のノッチ１１以外の部分に当接するよう移動部５４に配置される。より詳しくは、２つの回転体５５ａ，５５ｂは、そのうちの１つの回転体５５ａが移動部５４の移動によって移動する方向にノッチ１１が位置する場合でも、別の回転体５５ｂが基板１０の縁のノッチ１１以外の部分に先に接触するように移動部５４に配置される。これにより、回転体５５が基板１０のノッチ１１に嵌まるのを防ぐことができる。

また、２つの回転体５５が互いに近接して配置されるため、支持位置から把持位置まで基板１０が移動する間、２つの回転体５５のそれぞれと基板１０の縁との距離に大きな差が生じない。このため、支持位置から把持位置まで基板１０が移動する間、一方の回転体５５がノッチ１１に嵌まりそうになると、他方の回転体５５が基板１０の縁に当接することにより、スムーズな移動を実現できる。

以上に説明したように、本実施形態に係る基板把持ハンド５Ａは、垂直姿勢の円板状の基板１０を把持する際に、把持位置Ｇより下方の位置で第１支持爪８１又は下側係合爪５３と接触した状態にある基板１０を、基端側Ｂから押圧する回転体５５が、基板１０の縁に沿って回転しながら基板１０を把持位置Ｇへ押し上げる。このため、基板１０を把持位置Ｇまで移動させる際の基板把持ハンド５Ａと基板１０との接触箇所で生じる摩擦力を低減することができ、これにより、基板１０に不必要な応力が生じるのを防ぐことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、上側係合爪５２及び下側係合爪５３の数や配置は、上記実施形態に限定されるものではない。また、ベース板５１には、その先端側Ｆで中心線Ｃを跨るように設けられた１つの係合爪が設けられてもよく、当該係合爪が、上側係合爪５２及び下側係合爪５３としての機能を併せ備えてもよい。また、上記実施形態に係る基板把持ハンド５Ａ〜５Ｃでは、複数の支持爪８０が設けられているが、支持爪８０は１つであってもよい。

また、上記実施形態では、ベース板５１の把持中心ＣＧよりも先端側Ｆに設けられた下側係合爪５３と第１支持爪８１とは、それぞれ独立した部材である。但し、下側係合爪５３と第１支持爪８１とに代えて、これらの機能を併せ備えた１つの部材がベース板５１に設けられてもよい。

また、上記実施形態では、２つの回転体５５が設けられているが、回転体５５は３つ以上であってもよい。

また、上記実施形態では、２つの回転体５５が、中心線Ｃに沿って延びる移動部５４としての板状体に、中心線Ｃと直交する方向に並んで配置されていたが、移動部５４の形状や複数の回転体５５の配置はこれに限定されない。例えば、移動部５４は、先端側Ｆに向かって複数に分岐した形状を有してもよく、分岐した部分のそれぞれに回転体５５が設けられてもよい。

例えば、図１２に示すように、移動部５４は、中心線Ｃに沿って延びる部分とその途中から下側に分岐する部分とを有する形状としてもよく、各部分の先端に１つずつ回転体５５を設けてもよい。また、例えば、図１３に示すように、移動部５４は、中心線Ｃに沿って延びる部分の先端において、上方と下方に分岐して、先端側Ｆへと延びる形状であってもよく、各部分の先端に１つずつ回転体５５を設けてもよい。なお、図１２及び図１３に示す基板把持バンド５Ｂ，５Ｃにおいても、２つの回転体５５は、１つの回転体５５が移動部５４の移動によって移動する方向にノッチ１１が位置する場合でも、別の回転体５５が基板１０の縁のノッチ１１以外の部分に先に接触するように、複数の回転体５５は移動部に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、移動部５４は、中心線Ｃの延長線上を往復移動していたが、移動部５４は、例えばベース板５１の把持中心ＣＧより下方において、中心線Ｃに平行な直線上を移動してもよいし、中心線Ｃと平行に往復移動しなくてもよい。また、上記実施形態では、基板搬送装置３が、基板把持ハンド５の姿勢をその中心線Ｃが水平方向に平行となるようにして基板１０を把持するよう動作したが、基板把持ハンド５が基板を把持する際の姿勢もこれに限定されず、適宜変更可能である。

１ ：基板搬送システム
２ ：基板搬送装置
３ ：基板縦置き容器
４ ：マニピュレータ
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ ：基板把持ハンド
６ ：コントローラ
１０ ：基板
１１ ：ノッチ
４９ ：ハンド基部
５１ ：ベース板
５２ ：上側係合爪
５３ ：下側係合爪
５４ ：移動部
５５ ：回転体
８０ ：支持爪
８１ ：第１支持爪
８２ ：第２支持爪
８３ ：第３支持爪
Ｂ ：基端側
Ｃ ：中心線
Ｆ ：先端側
Ｇ ：把持位置

Claims (5)

1. マニピュレータの手先部に装着されて、垂直又は傾斜姿勢の円板状の基板を把持する基板把持ハンドであって、
   前記手先部に固定される基端側から先端側へと広がる、把持位置が規定されたベース板と、
   前記ベース板の前記先端側に設けられ、垂直又は傾斜姿勢の前記基板の中心よりも下方の縁と係合可能な係合爪と、
   前記把持位置よりも前記基端側において前記先端側に向かって移動する移動部と、
   前記移動部の前記先端側に設けられ、前記移動部の移動により、前記把持位置より下方の位置で前記係合爪と係合した状態にある前記基板の縁に対して押圧されることによって、前記基板の縁に沿って回転しながら、前記基板を前記把持位置へ押し上げる複数の回転体と、
   を備える、基板把持ハンド。
2. 前記係合爪は、下側係合爪であり、
   前記下側係合爪とは異なる、前記ベース板の前記先端側に設けられ、垂直又は傾斜姿勢の前記基板の中心よりも上方の縁と係合可能な上側係合爪を更に備え、
   前記回転体は、前記下側係合爪と係合し且つ前記上側係合爪と係合しない状態にある前記基板の縁に対して押圧されることによって、前記基板の縁に沿って回転しながら、前記基板を、前記下側係合爪との係合箇所を中心に前記上側係合爪に係合する位置まで上向きに回動させて、前記上側係合爪と前記下側係合爪と協動して前記基板を把持する、
   請求項１に記載の基板把持ハンド。
3. 前記基板の縁には、ノッチが形成されており、
   前記複数の回転体のうちの１つの前記回転体が前記移動部の移動によって移動する方向に前記ノッチが位置する場合でも、別の前記回転体が前記基板の縁の前記ノッチ以外の部分に先に接触するように、前記複数の回転体は前記移動部に配置される、請求項１又は２に記載の基板把持ハンド。
4. 前記把持位置よりも下方且つ前記基端側に位置する垂直又は傾斜姿勢の前記基板を支持する、前記ベース板に設けられた少なくとも１つの支持爪を更に備える、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板把持ハンド。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板把持ハンドと、
   前記基板把持ハンドが手先部に装着されたマニピュレータと、を備える、基板搬送装置。

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