TW201702031A - 基板搬送機器人及其末端效應器 - Google Patents

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Abstract

本發明之基板搬送機器人之末端效應器具備：複數片葉片；葉片支撐部，其以葉片彼此之基板垂線方向之間隔為可變之方式支撐葉片；以及葉片驅動裝置，其使複數個葉片支撐部中之至少一者相對於其他葉片朝基板垂線方向相對地移動。葉片之各者具有：第1主面，其朝向基板垂線方向之一方；第2主面，其係第1主面之相反面；第1基板保持機構，其使基板保持於第1主面；以及第2基板保持機構，其使基板保持於第2主面。

Description

基板搬送機器人及其末端效應器
本發明係關於一種搬送半導體基板或玻璃基板等基板之基板搬送機器人及其末端效應器。
習知為了搬送作為半導體元件之材料之半導體基板或作為液晶顯示面板之材料之玻璃基板等薄板狀之基板而使用基板搬送機器人。基板搬送機器人具備機械臂、及安裝於機械臂之手腕之末端效應器。用以搬送基板之末端效應器例如由薄板叉形之葉片、及將基板保持於葉片之基板保持機構構成。
如上所述之基板搬送機器人例如進行將基板搬入至處理室並將已處理之基板自處理室搬出之作業。作為此種搬送作業之一例，有向洗淨處理室搬送基板之作業。於此情形時，於1個末端效應器，若支撐向洗淨處理室搬入之附著有污染物之基板之部分、與支撐自洗淨處理室搬出之已洗淨之基板之部分相同，則有以末端效應器為媒介使污染物再次附著於基板之虞。
因此，對於基板搬送機器人，期望於搬入時及搬出時分開使用末端效應器。為了滿足該期望，習知有如下技術被提出：於1個末端效 應器設置複數個支撐基板之部分，於搬入時及搬出時分開使用支撐基板之部分。於專利文獻1中記載有如下內容：於末端效應器具備第1吸附墊及第2吸附墊，於搬入時僅利用第1吸附墊吸附基板，於搬出時僅利用第2吸附墊吸附基板。又，於專利文獻2中記載有如下內容：於末端效應器具備於周圍具有複數個基板保持部之旋轉軸，於將基板搬入至處理室後使旋轉軸旋轉，且於搬出時利用與搬入時不同之保持部保持基板。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-316242號公報
[專利文獻2]日本專利特開2012-130985號公報
對於如上所述之基板搬送機器人，期望提高處理量(每單位時間之處理能力)。為了滿足該期望，考慮例如利用機器人之一循環之動作搬送複數片基板。
本發明係鑒於以上內容完成者，其目的在於提供一種可利用1個末端效應器同時實現分開使用支撐基板之部分及提高處理量之基板搬送機器人及其末端效應器。
本發明之一態樣之末端效應器係安裝於基板搬送機器人之機械臂者，且具備： 複數片葉片；葉片支撐部，其於將與保持於上述複數片葉片之至少一者之基板之主面垂直之方向規定為基板垂線方向時，以上述複數片葉片彼此之上述基板垂線方向之間隔為可變之方式支撐上述複數片葉片；以及葉片驅動裝置，其使上述複數片葉片中之至少一者相對於其他葉片朝上述基板垂線方向相對地移動；且上述複數片葉片之各者具有：第1主面，其朝向上述基板垂線方向之一方；第2主面，其係上述第1主面之相反面；第1基板保持機構，其使基板保持於上述第1主面；以及第2基板保持機構，其使基板保持於上述第2主面。
又，本發明之一態樣之基板搬送機器人係具備上述末端效應器、及安裝有上述末端效應器之機械臂者。
根據本發明，可利用各葉片之主面保持基板。藉此，可利用基板搬送機器人之1循環之動作搬送複數片基板，從而可提高作業之處理量。進而，例如可實現利用各葉片之第1主面保持潔淨之基板並利用第2主面保持被污染之基板等於1隻手分開使用支撐基板之部分。
根據本發明，可提供一種可利用1個末端效應器同時實現分開使用支撐基板之部分及提高處理量之基板搬送機器人及其末端效應器。
1‧‧‧基板搬送機器人
4‧‧‧機械臂
5、5A~5E‧‧‧機械手(末端效應器)
6‧‧‧控制單元
7‧‧‧固定葉片
7A‧‧‧第1主面
7B‧‧‧第2主面
7a‧‧‧第1基板保持機構
7b‧‧‧第2基板保持機構
8‧‧‧可動葉片
8A‧‧‧第1主面
8B‧‧‧第2主面
8a‧‧‧第1基板保持機構
8b‧‧‧第2基板保持機構
21‧‧‧基台
30‧‧‧控制器
40‧‧‧升降軸
41~43‧‧‧連桿
44‧‧‧葉片支撐部
60‧‧‧升降驅動裝置
61~64‧‧‧關節驅動裝置
71、81‧‧‧葉片基部
72、82‧‧‧推桿
73、83‧‧‧推桿驅動裝置
74、84‧‧‧把持爪
75、85‧‧‧吸附墊
76、86‧‧‧閥驅動裝置
87‧‧‧葉片驅動裝置
88‧‧‧線性運動機構
95‧‧‧摩擦墊
96‧‧‧凹部形成體
A0~A4‧‧‧伺服放大器
D0~D4‧‧‧動力傳遞機構
E0~E4‧‧‧位置檢測器
J1~J4‧‧‧關節
L1~L4‧‧‧軸
M0~M4‧‧‧伺服馬達
W、W0、W1‧‧‧基板
Z‧‧‧基板垂線方向
圖1係顯示本發明之一實施形態之基板搬送機器人之整體構成之立體圖。
圖2係基板搬送機器人之側視圖。
圖3係顯示基板搬送機器人之控制系統之構成之圖。
圖4係末端效應器之立體圖。
圖5係說明末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖6A係說明基板搬送用末端效應器之使用態樣、即搬送2片潔淨之基板之態樣之圖。
圖6B係說明基板搬送用末端效應器之使用態樣、即搬送2片被污染之基板之態樣之圖。
圖6C係說明基板搬送用末端效應器之使用態樣、即搬送潔淨之基板及被污染之基板之態樣之圖。
圖7係顯示可自上方把持基板之類型之邊緣把持式基板保持機構之一例之圖。
圖8係變形例1之末端效應器之立體圖。
圖9係說明變形例1之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖10A係說明變形例1之末端效應器之使用態樣、即搬送2片潔淨之基板之態樣之圖。
圖10B係說明變形例1之末端效應器之使用態樣、即搬送2片被污染之基板之態樣之圖。
圖10C係說明變形例1之末端效應器之使用態樣、即搬送潔淨之基板及被污染之基板之態樣之圖。
圖11A係說明變形例2之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖11B係說明變形例2之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖12A係說明變形例3之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖12B係說明變形例3之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖13係說明變形例4之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖14係說明變形例5之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
圖15係3片葉片之俯視圖。
其次，參照圖式說明本發明之實施形態。圖1係顯示本發明之一實施形態之基板搬送機器人1之整體構成之立體圖，圖2係基板搬送機器人1之側視圖。如圖1及圖2所示，本發明之一實施形態之基板搬送機器人1大致具備：機械臂4；機械手5(以下，有時簡稱為「手5」)，其係安裝於機械臂4之手前端部之基板搬送用末端效應器之一例；以及控制單元6，其控制機械臂4之動作。以下，對基板搬送機器人1之各構成要素進行詳細說明。
首先，對機械臂4進行說明。本實施形態之機械臂4構成為被支撐於基台21之水平多關節型機器人。但機械臂4並不限定於水平多關節型機器人，亦可為垂直多關節型機器人。
機械臂4具備：升降軸40，其豎立設置於基台21；第1連桿41，其透過第1關節J1與升降軸40連結；第2連桿42，其透過第2關節J2與第1連桿41之前端部連結；以及第3連桿43，其透過第3關節J3與第2連桿42之前端部連結。於第3連桿43之前端部，透過第4關節J4連結有手5之葉片支撐部44。藉由第3關節J3、第3連桿43、及第4關節 J4之相互結合體形成機械臂4之手腕。
第1關節J1之旋動軸即第1軸L1、第2關節J2之旋動軸即第2軸L2、及第3關節J3之旋動軸即第3軸L3之各軸之延伸方向實質上為垂直方向。又，第4關節J4之旋動軸即第4軸L4之延伸方向實質上為水平方向。
圖3係表示基板搬送機器人1之控制系統之構成之圖。如圖2及圖3所示，升降軸40係藉由升降驅動裝置60而以實質上朝垂直方向升降或伸縮之方式驅動。升降驅動裝置60係由伺服馬達M0、位置檢測器E0、及將伺服馬達M0之動力傳遞至升降軸40之動力傳遞機構D0等構成。
於第1~第4關節J1~J4，設置有使各關節J1~J4繞其旋動軸旋轉之第1~第4關節驅動裝置61~64。關節驅動裝置61~64係由伺服馬達M1~M4、位置檢測器E1~E4、及將伺服馬達M1~M4之動力傳遞至對應之連桿之動力傳遞機構D1~D4等構成。上述動力傳遞機構D1~D4例如為具備減速機之齒輪動力傳遞機構。上述各位置檢測器E0~E4例如由旋轉編碼器構成。各伺服馬達M0~M4可相互獨立地驅動。而且，當上述各伺服馬達M0~M4被驅動時，即藉由上述各位置檢測器E0~E4進行上述各伺服馬達M0~M4之輸出軸之旋轉位置之檢測。
機械臂4係藉由控制單元6控制其動作。如圖3所示，控制單元6具備控制器30、及與伺服馬達M0~M4對應之伺服放大器A0~A4。於控制單元6中，進行使安裝於機械臂4之手腕之手5沿著任意之路徑移動成任意之姿態(空間中之位置及姿勢)之伺服控制。
控制器30係所謂之電腦，例如具有微控制器、CPU、MPU、 PLC、DSP、ASIC或FPGA等運算處理部、及ROM、RAM等儲存部(均未圖示)。於儲存部，儲存有運算處理部執行之程式、及各種固定資料等。又，於儲存部，儲存有用以控制機械臂4之動作之教示點資料、與機械手5之形狀、尺寸有關之資料、與保持於機械手5之基板W之形狀、尺寸有關之資料等。控制器30藉由運算處理部讀出並執行儲存於儲存部之程式等軟體而進行用以控制基板搬送機器人1之動作之處理。再者，控制器30既可藉由單台電腦之集中控制而執行各處理，亦可藉由多台電腦之協動之分散控制而執行各處理。
控制器30係根據與利用位置檢測器E0~E4之各者檢測出之旋轉位置對應之手5之姿態及儲存於儲存部之教示點資料，運算既定之控制時間後之目標姿態。控制器30係以於既定之控制時間後手5成為目標姿態之方式，對伺服放大器A0~A4輸出控制指令(位置指令)。伺服放大器A0~A4根據控制指令對各伺服馬達M0~M4供給驅動電力。藉此，可使手5移動成所期望之姿態。
接著，對基板搬送機器人1之末端效應器即手5進行詳細說明。圖4係末端效應器之立體圖，圖5係說明末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。
如圖4及圖5所示，手5具備葉片支撐部44、及支撐於葉片支撐部44之2片葉片7、8。2片葉片中之一者為相對於葉片支撐部44相對地位置固定之固定葉片7，另一者為可相對於葉片支撐部44(及固定葉片7)相對地朝基板垂線方向Z移動之可動葉片8。此處，將與保持於複數片葉片7、8之至少一者之基板W之主面垂直的方向規定為基板垂線方向 Z。再者，於本實施形態中，基板垂線方向Z實質上與鉛垂方向一致。
固定葉片7為前端分為兩股之叉形之薄板構件。固定葉片7之基端部固定於葉片基部71。葉片基部71支撐於葉片支撐部44。
於固定葉片7之第1主面7A(於圖4、5中為上表面)，設置有用以使基板W保持於第1主面7A之第1基板保持機構7a。第1基板保持機構7a為邊緣把持式，且由把持爪74、推桿72、及第1推桿驅動裝置73等構成。再者，邊緣把持式之基板保持機構係以藉由自複數個部位加壓支撐基板W之邊緣而使基板W保持於葉片之方式構成者。把持爪74設置於固定葉片7之第1主面7A之前端部與基端部兩方。推桿72設置於固定葉片7之上部，且以將基板W朝向前端部之把持爪74推壓之方式構成。推桿72藉由第1推桿驅動裝置73而朝與連接固定葉片7之基端部和前端部之方向平行之方向進退移動。第1推桿驅動裝置73例如為氣缸等致動器。
於固定葉片7之第2主面7B(於圖4、5中為下表面)，設置有使基板W保持於第2主面7B之第2基板保持機構7b。第2基板保持機構7b為減壓吸附式，且由吸附墊75及第1閥驅動裝置76等構成。再者，減壓吸附式之基板保持機構係以使基板W吸附並保持於固定葉片7之方式構成者。吸附墊75設置於固定葉片7之第2主面7B之前端部與基端部兩方。吸附墊75透過管與未圖示之負壓源連接，於吸附墊75產生之吸引力藉由利用第1閥驅動裝置76(參照圖3)開閉驅動設置於吸附墊75與負壓源之間之未圖示之閥而切換。再者，第1推桿驅動裝置73及第1閥驅動裝置76之動作藉由控制單元6控制(參照圖3)。
再者，各吸附墊75較理想為以與基板W之主面之周緣部接 觸之方式配置於固定葉片7上。於葉片支撐部44繞第4軸L4旋轉，固定葉片7之第2主面7B朝下時，即便附著於吸附墊75之污染物質(微粒等)落下，亦僅污染位於較其靠下方之基板W之主面之周緣部，而可防止污染擴大。
可動葉片8由設置於固定葉片7之周圍之1片以上之薄板構件構成，固定葉片7與可動葉片8於俯視時不重疊。可動葉片8之基端部固定於葉片基部81。
葉片基部81透過朝基板垂線方向Z之線性運動機構88被支撐於葉片支撐部44。藉由該線性運動機構88，可動葉片8可相對於葉片支撐部44及固定葉片7朝基板垂線方向Z相對地移動。於本實施形態中，可動葉片8可自實質上與可動葉片8成為同一平面(同一平面)之位置至自固定葉片7朝基板垂線方向Z隔開既定距離之位置為止，相對於固定葉片7相對地移動。可動葉片8與固定葉片7隔開距離時之固定葉片7與可動葉片8之基板垂線方向Z之間隔既可為固定，亦可階段性或連續性地進行調整。
可動葉片8係藉由葉片驅動裝置87升降驅動。葉片驅動裝置87例如由與葉片基部81結合之桿、及使桿自氣缸進退移動之致動器構成。葉片驅動裝置87之動作係藉由控制單元6控制(參照圖3)。
於可動葉片8之第1主面8A(於圖4、5中為上表面)，設置有用以使基板W保持於第1主面8A之第1基板保持機構8a。第1基板保持機構8a為邊緣把持式，且由把持爪84、推桿82、及第2推桿驅動裝置83等構成。把持爪84設置於可動葉片8之第1主面8A之前端部與基端部 兩方。推桿82設置於可動葉片8之上部，且以將基板W朝前端部之把持爪84推壓之方式構成。推桿82藉由第2推桿驅動裝置83朝與連接可動葉片8之基端部和前端部之方向平行之方向進退移動。第2推桿驅動裝置83例如為氣缸等致動器。推桿82及第2推桿驅動裝置83支撐於葉片基部81，且與可動葉片8一體地相對於固定葉片7升降移動。
於可動葉片8之第2主面8B(於圖4、5中為下表面)，設置有使基板W保持於第2主面8B之第2基板保持機構8b。第2基板保持機構8b為減壓吸附式，且由吸附墊85及第2閥驅動裝置86等構成。吸附墊85設置於可動葉片8之第2主面8B之前端部與基端部兩方。此處，各吸附墊85亦較理想為以與基板W之主面之周緣部接觸之方式配置於可動葉片8上。吸附墊85經由管與未圖示之負壓源連接，於吸附墊85產生之吸引力係藉由利用第2閥驅動裝置86(參照圖3)開閉驅動設置於吸附墊85與負壓源之間之未圖示之閥而切換。再者，第2推桿驅動裝置83及第2閥驅動裝置86之動作係藉由控制單元6控制(參照圖3)。
於上述構成之手5中，於固定葉片7及可動葉片8之兩葉片，在第1及第2主面兩方設置有基板W之基板保持機構，各基板保持機構可獨立地進行動作。
接著，關於上述構成之基板搬送機器人1之動作，尤其著重於手5之使用態樣進行說明。圖6A、6B、6C之各圖係說明末端效應器之使用態樣之例之圖，圖6A係說明搬送2片潔淨之基板W0之態樣之圖，圖6B係說明搬送2片被污染之基板W1之態樣之圖，圖6C係說明搬送潔淨之基板W0及被污染之基板W1之態樣之圖。
首先，如圖6A所示，對利用基板搬送機器人1搬送2片潔淨之基板W0之情形時之手5之使用態樣之一例進行說明。於此情形時，使其成為使手5之固定葉片7與可動葉片8朝基板垂線方向Z隔開距離之狀態。然後，將基板W0載置於固定葉片7之第1主面7A與可動葉片8之第1主面8A，並利用第1基板保持機構7a、8a保持所載置之基板W0。固定葉片7之第1主面7A與可動葉片8之第1主面8A之基板保持機構7a、8a均為邊緣把持式。於邊緣把持式之基板保持機構7a、8a中，基板保持機構之構成要素或固定葉片7及可動葉片8之本體不會與潔淨之基板W0之主面接觸。
其次，如圖6B所示，對利用基板搬送機器人1搬送2片被污染之基板W1之情形時之手5之使用態樣之一例進行說明。於此情形時，使其成為於使手5之固定葉片7與可動葉片8朝基板垂線方向Z隔開距離後，使葉片支撐部44以第4軸L4為中心實質上旋轉180°之狀態。亦即，使手5成為固定葉片7之第2主面7B與可動葉片8之第2主面8B朝上之姿勢。
然後，將基板W1載置於固定葉片7之第2主面7B與可動葉片8之第2主面8B，並分別利用基板保持機構7b、8b保持所載置之基板W1。固定葉片7之第2主面7B與可動葉片8之第2主面8B之基板保持機構7b、8b均為減壓吸附式。於該減壓吸附式之基板保持機構中，吸附墊75、85與基板W1之主面接觸，但被污染之基板W1接下來被搬入至洗淨處理室並被洗淨，因此即便存在吸附墊75、85介入之再污染亦不會成為問題。
再者，於圖6A及圖6B所示之例中，於各葉片7、8保持有 一片基板W，但亦可為葉片7、8中之至少一者於兩主面保持有基板W。亦即，於2片葉片7、8，可一次保持並搬送最多4片基板W。
接著，如圖6C所示，對利用基板搬送機器人1搬送潔淨之基板W0及被污染之基板W1之情形時之手5之使用態樣之一例進行說明。於此情形時形成如下狀態，即，以手5之固定葉片7之第1主面7A與可動葉片8之第1主面8A實質上形成同一平面之方式，使可動葉片8向基板垂線方向Z接近直至與固定葉片7為相同水平為止。
如上所述，於將固定葉片7與可動葉片8作為如同一片葉片使用之情形時，既可使該等葉片中之任一者之基板保持機構發揮功能，亦可使兩者之基板保持機構發揮功能。
例如，將潔淨之基板W0載置於固定葉片7之第1主面7A及可動葉片8之第1主面8A，利用固定葉片7之第1基板保持機構7a或/及可動葉片8之第1基板保持機構8a保持基板W0。又，例如，利用固定葉片7之第2基板保持機構7b或/及可動葉片8之第2基板保持機構8b吸附保持基板W1。固定葉片7之第2基板保持機構7b及可動葉片8之第2基板保持機構8b均為減壓吸附式，故即便手5為使固定葉片7之第2主面7B及可動葉片8之第2主面8B朝下之姿勢，亦可使基板W1保持於固定葉片7及可動葉片8。
再者，於上文中，使手5先保持被污染之基板W1後，保持潔淨之基板W0。進而，於上文中，亦可於將被污染之基板W1載置於固定葉片7之第2主面7B之前，使手5以第4軸L4為中心實質上旋轉180°，而使固定葉片7之第2主面7B姿勢變化為朝上。又，於上文中，亦可利用固 定葉片7之第1主面7A與固定葉片7之第2主面7B之兩者或一者保持潔淨之基板W0與被污染之基板W1中之至少一者。
於上文中，設置於各葉片7、8之邊緣把持式之基板保持機構係自下方把持基板W之類型。但，設置於葉片7、8之邊緣把持式之基板保持機構亦可為可自上方把持基板W之類型(包含自上下兩方把持基板W之類型)。
於利用邊緣把持式基板保持機構自上方把持基板W時，基板W相對於葉片7之基板垂線方向Z之位置因基板W之翹曲或教示位置之偏移而難以毫無疑義地決定。因此，於可自上方把持基板W之類型之邊緣把持式基板保持機構中，為了吸收如上所述之基板W相對於葉片7之基板垂線方向Z之位置偏移，較理想為與自下方把持基板W類型之邊緣把持式基板保持機構相比，把持爪74之基板垂線方向Z之尺寸較大。
圖7係表示可自上方把持基板W類型之邊緣把持式基板保持機構之一例之圖，且表示穿過推桿72與前端側之把持爪74之剖面圖。於該圖所示之邊緣把持式基板保持機構中，於設置在葉片7之前端側之把持爪74及推桿72，設置有較所保持之基板W之邊緣朝半徑方向內周側突出之突起。該等突起係用於防止在保持有基板W之主面成為朝下之姿勢時基板W自把持爪74脫落。
如此，邊緣把持式基板保持機構中，尤其是可自上方把持基板W之類型與自下方把持基板W之類型相比，把持爪74之基板垂線方向Z之尺寸變大。因此，藉由於葉片7之主面7A、7B中之一者採用邊緣把持式之基板保持機構且於另一者採用減壓吸附式之基板保持機構，可抑制包 含基板保持機構之葉片7、8之厚度。
如以上說明般，本實施形態之基板搬送機器人1具備末端效應器、及安裝有末端效應器之機械臂4。作為末端效應器之手5具備：複數片葉片7、8；葉片支撐部44，其以複數片葉片7、8彼此之基板垂線方向Z之間隔為可變之方式支撐複數片葉片7、8；以及葉片驅動裝置87，其使複數片葉片7、8中之至少一者相對於其他葉片朝基板垂線方向Z相對地移動。
而且，複數片葉片7、8之各者具有：第1主面7A、8A，其朝向基板垂線方向Z之一方；第2主面7B、8B，其係第1主面7A、8A之相反面；第1基板保持機構7a、8a，其使基板W保持於第1主面7A、8A；以及第2基板保持機構7b、8b，其使基板W保持於第2主面7B、8B。
根據上述基板搬送機器人1及其手5，可將基板W保持於各葉片7、8之主面。由此，可利用機器人1之1循環之動作搬送複數片基板W，從而可提高作業之處理量。進而，例如，可實現於各葉片7、8之第1主面7A、8A保持潔淨之基板W0且於第2主面7B、8B保持被污染之基板W1等於1隻手5分開使用支撐基板W之部分。
於上述實施形態之基板搬送機器人1及其手5中，第1基板保持機構7a、8a與第2基板保持機構7b、8b中之一者為包含把持基板W之邊緣之複數個爪74、84及推桿72、82之邊緣把持式，第1基板保持機構7a、8a與第2基板保持機構7b、8b中之另一者為包含吸附基板W之主面之至少1個吸附墊75、85之減壓吸附式。
更具體而言，於上述實施形態中，第1主面7A、8A為常時朝上之面，第1基板保持機構7a、8a為邊緣把持式，第2基板保持機構7b、 8b為減壓吸附式。
如上所述，於各葉片7、8之兩主面採用不同方式之基板保持機構，故可抑制葉片7、8之厚度。例如，為了使基板W進出於將複數片基板W於以特定間隔積層之狀態下儲存之盒(匣)，要求1片葉片及設置於該葉片之基板保持機構之厚度為可容納於狹窄之上述特定間隔之大小。因此，藉由作為葉片7、8之至少一主面之基板保持機構採用減壓吸附式，與於葉片7、8之兩主面設置邊緣把持式之情形相比，可抑制包含基板保持機構之葉片7、8之厚度。
尤其是，本實施形態之基板搬送機器人1之機械臂4具有以使葉片7、8之第1主面7A、8A朝向基板垂線方向Z之另一方之方式使手5之至少一部分旋轉之旋轉軸(第4軸L4)。於上述實施形態中，該旋轉軸(第4軸L4)設置於機械臂4，但亦可設置於手5。如此，葉片7、8繞第4軸L4旋轉，故較佳為採用邊緣把持式或/及減壓吸附式作為基板保持機構，以實現即便為朝下之主面亦可保持基板W。
[變形例1]
其次，說明上述實施形態之變形例1。圖8係變形例1之末端效應器之立體圖，圖9係說明變形例1之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。再者，於本變形例之說明中，對於與上述實施形態相同或類似之構件有於圖式中附上相同之符號並省略說明之情形。
如圖8及圖9所示，變形例1之末端效應器即手5(5A)具有固定葉片7及可動葉片8之2片葉片。固定葉片7與可動葉片8之各者具有：第1主面7A、8A，其朝向基板垂線方向Z之一方；第2主面7B、8B， 其係第1主面7A、8A之相反面；第1基板保持機構7a、8a，其使基板W保持於第1主面7A、8A；以及第2基板保持機構7b、8b，其使基板W保持於第2主面7B、8B。固定葉片7之第1基板保持機構7a為減壓吸附式，第2基板保持機構7b為邊緣把持式。可動葉片8之第1基板保持機構8a為邊緣把持式，第2基板保持機構8b為減壓吸附式。
亦即，變形例1之末端效應器即手5A與上述實施形態之手5之不同點在於：於固定葉片7之第1主面7A設置有減壓吸附式之第1基板保持機構7a，於固定葉片7之第2主面7B設置有邊緣把持式之第2基板保持機構7b。除上述不同點以外，變形例1之手5A之構成與上述本實施形態之基板搬送機器人1之手5實質上相同。
接著，關於上述構成之基板搬送機器人1之動作，尤其著重於手5A之使用態樣進行說明。圖10A、10B、10C之各圖係說明變形例1之末端效應器之使用態樣之圖，圖10A係說明搬送2片潔淨之基板W0之態樣之圖，圖10B係說明搬送2片被污染之基板W1之態樣之圖，圖10C係說明搬送潔淨之基板W0及被污染之基板W1之態樣之圖。
首先，如圖10A所示，對利用基板搬送機器人1搬送2片潔淨之基板W0之情形時之手5A之使用態樣之一例進行說明。於此情形時，將手5A之固定葉片7與可動葉片8設為朝基板垂線方向Z隔開距離之狀態。然後，將基板W0載置於可動葉片8之第1主面8A，並利用基板保持機構8a保持所載置之基板W0。接著，使手5A以第4軸L4為中心實質上旋轉180°。於是，手5A成為固定葉片7之第2主面7B朝上之姿勢。然後，將基板W0載置於固定葉片7之第2主面7B，並利用基板保持機構7b保持 所載置之基板W0。
其次，如圖10B所示，對利用基板搬送機器人1搬送2片被污染之基板W1之情形時之手5A之使用態樣之一例進行說明。於此情形時，將手5A之固定葉片7與可動葉片8設為朝基板垂線方向Z隔開距離之狀態。然後，將基板W1載置於固定葉片7之第1主面7A，並利用基板保持機構7a保持所載置之基板W1。接著，將手5A設為以第4軸L4為中心實質上旋轉180°之狀態。藉此，手5A成為固定葉片7之第2主面7B朝上之姿勢。然後，將基板W1載置於可動葉片8之朝上之第2主面8B，並利用基板保持機構8b保持所載置之基板W1。
接著，如圖10C所示，對利用基板搬送機器人1搬送潔淨之基板W0及被污染之基板W1之情形時之手5A之使用態樣之一例進行說明。於此情形時形成如下狀態，即，以手5A之固定葉片7之第1主面7A與可動葉片8之第1主面8A實質上形成同一平面之方式，使可動葉片8向基板垂線方向Z接近直至與固定葉片7為相同水平為止。
然後，將潔淨之基板W0載置於固定葉片7之第1主面7A及可動葉片8之第1主面8A，並利用設置於固定葉片7之第1主面7A及可動葉片8之第1主面8A之至少一者之基板保持機構保持基板W0。此處，由於所保持之基板為潔淨之基板W0，故較理想為選擇性地使用作為邊緣把持式之基板保持機構之可動葉片8之第1基板保持機構8a。接著，將基板W1保持於固定葉片7之第2主面7B及可動葉片8之第2主面8B。此處，由於所保持之基板為被污染之基板W1，故較理想為選擇性地使用作為減壓吸附式之基板保持機構之可動葉片8之第2主面8B之基板保持機構。藉此， 不使手5A繞第4軸L4旋轉即可使基板W保持於固定葉片7之第2主面7B及可動葉片8之第2主面8B。
如以上說明般，於變形例1之手5A中，於複數片葉片7、8在基板垂線方向Z上隔開距離時，於基板垂線方向鄰接之1組葉片7、8中之一葉片7之第1基板保持機構7a為邊緣把持式，1組葉片中之另一葉片8之第1基板保持機構8a為減壓吸附式。而且，1組葉片7、8中之一葉片7之第2基板保持機構7b為減壓吸附式，1組葉片中之另一葉片8之第2基板保持機構8b為邊緣把持式。
於上述構成中，於在基板垂線方向Z鄰接之1組葉片7、8之間，利用邊緣把持方式或減壓吸附式保持基板W。藉此，例如可於1組葉片7、8之基板垂線方向Z之內側保持2片被污染之基板W1，且於1組葉片7、8之基板垂線方向Z之外側保持2片潔淨之基板W0。藉由如此使用，可防止因自被污染之基板W1離開之污染物質等而導致再污染潔淨之基板W0。
[變形例2]
其次，說明上述實施形態之變形例2。圖11A及圖11B係說明變形例2之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。再者，於本變形例之說明中，對於與上述實施形態相同或類似之構件有於圖式中附上相同之符號並省略說明之情形。
如圖11A及圖11B所示，變形例2之末端效應器即手5(5B、5B')具有固定葉片7及可動葉片8之2片葉片。而且，固定葉片7與可動葉片8之各者具有：第1主面7A、8A，其朝向基板垂線方向Z之一方；第 2主面7B、8B，其係第1主面7A、8A之相反面；第1基板保持機構7a、8a，其使基板W保持於第1主面7A、8A；以及第2基板保持機構7b、8b，其使基板W保持於第2主面7B、8B。此處，第1主面7A、8A為常時朝上之面，第1基板保持機構7a、8a為摩擦式，第2基板保持機構7b、8b為減壓吸附式或邊緣把持式。圖11A所示之手5(5B)之第2基板保持機構7b、8b為減壓吸附式，圖11B所示之手5(5B')之第2基板保持機構7b、8b為邊緣把持式。摩擦式之基板保持機構係包含在與基板W之主面之間產生摩擦之至少1個摩擦墊95之構成。於本變形例中，於各葉片7、8之第1主面7A、8A之前端部與基端部分別設置有摩擦墊95。
亦即，變形例2之手5B相對於上述實施形態之手5，第1基板保持機構7a、8a及第2基板保持機構7b、8b之保持方式。除上述不同點以外，變形例2之手5B之構成與上述實施形態之基板搬送機器人1之手5實質上相同。
[變形例3]
其次，說明上述實施形態之變形例3。圖12A及圖12B係說明變形例3之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。再者，於本變形例之說明中，對於與上述實施形態相同或類似之構件有於圖式中附上相同之符號並省略說明之情形。
如圖12A及圖12B所示，變形例3之末端效應器即手5(5C、5C')具有固定葉片7及可動葉片8之2片葉片。而且，固定葉片7與可動葉片8之各者具有：第1主面7A、8A，其朝向基板垂線方向Z之一方；第2主面7B、8B，其係第1主面7A、8A之相反面；第1基板保持機構7a、 8a，其使基板W保持於第1主面7A、8A；以及第2基板保持機構7b、8b，其使基板W保持於第2主面7B、8B。此處，第1主面7A、8A為常時朝上之面，第1基板保持機構7a、8a為嵌合式，第2基板保持機構7b、8b為減壓吸附式或邊緣把持式。圖12A所示之手5(5C)之第2基板保持機構7b、8b為減壓吸附式，圖12B所示之手5(5C')之第2基板保持機構7b、8b為邊緣把持式。嵌合式之基板保持機構係包含供基板W嵌合之至少1個凹部形成體96之構成。藉由凹部形成體96於葉片7、8之主面形成凹部，使基板W嵌入至該凹部，藉此，將基板W保持於葉片。於本變形例中，於固定葉片7及可動葉片8之第1主面7A、8A之前端部與基端部分別設置有凹部形成體96。
亦即，變形例3之手5C、5C'相對於上述實施形態之手5，第1基板保持機構7a、8a及第2基板保持機構7b、8b之保持方式不同。除上述不同點以外，變形例3之手5C、5C'之構成與上述實施形態之基板搬送機器人1之手5實質上相同。
就上述變形例2及變形例3之手5B、5B'、5C、5C'而言，於在各葉片7、8之第1主面7A、8A載置有基板W之狀態下，無法使手5繞第4軸L4旋轉，但藉由於第1主面7A、8A不載置基板W地使手5繞第4軸L4旋轉，可將各葉片7、8之兩主面用於基板W之搬送。而且，摩擦式及嵌合式之基板保持機構與邊緣把持式相比構造簡單且可抑制基板垂線方向Z之厚度。由此，可抑制包含基板保持機構之葉片之厚度。
[變形例4]
其次，說明上述實施形態之變形例4。圖13係說明變形例4之末端效 應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。再者，於本變形例之說明中，對於與上述實施形態相同或類似之構件有於圖式中附上相同之符號並省略說明之情形。
如圖13所示，變形例4之末端效應器即手5(5D)具有固定葉片7及可動葉片8之2片葉片。而且，固定葉片7與可動葉片8之各者具有：第1主面7A、8A，其朝向基板垂線方向Z之一方；第2主面7B、8B，其係第1主面7A、8A之相反面；第1基板保持機構7a、8a，其使基板W保持於第1主面7A、8A；以及第2基板保持機構7b、8b，其使基板W保持於第2主面7B、8B。此處，第1主面7A、8A為朝上之面，第1基板保持機構7a、8a為減壓吸附式，第2基板保持機構7b、8b為邊緣把持式。第2基板保持機構7b、8b較理想為可自上方把持基板W之類型之邊緣把持式之基板保持機構。
變形例4之手5D相對於上述實施形態之手5之不同點在於：第1基板保持機構7a、8a為減壓吸附式，第2基板保持機構7b、8b為邊緣把持式。除上述不同點以外，變形例4之手5D之構成與上述實施形態之基板搬送機器人1之手5實質上相同。
[變形例5]
其次，說明上述實施形態之變形例5。圖14係說明變形例5之末端效應器之葉片及其周邊之構成之側視圖。再者，於本變形例之說明中，對於與上述實施形態相同或類似之構件有於圖式中附上相同之符號並省略說明之情形。
如圖14所示，變形例5之末端效應器即手5(5E)具有固 定葉片7及可動葉片8之2片葉片。而且，固定葉片7與可動葉片8之各者具有：第1主面7A、8A，其朝向基板垂線方向Z之一方；第2主面7B、8B，其係第1主面7A、8A之相反面；第1基板保持機構7a、8a，其使基板W保持於第1主面7A、8A；以及第2基板保持機構7b、8b，其使基板W保持於第2主面7B、8B。此處，第1基板保持機構7a、8a與第2基板保持機構7b、8b之兩者係包含吸附基板W之主面之至少1個吸附墊75、85之減壓吸附式之基板保持機構。
變形例5之手5E相對於上述實施形態之手5之不同點在於：第1基板保持機構7a、8a為減壓吸附式。除上述不同點以外，變形例5之手5E之構成與上述實施形態之基板搬送機器人1之手5實質上相同。
以上說明了本發明之較佳實施形態(及變形例)，但上述構成例如能以如下方式進行變更。
於上述實施形態之說明中，具備固定葉片7及可動葉片8之2片葉片，但亦可具備3片以上之複數片葉片。圖15為手5具備3片葉片時之各葉片之俯視圖。於該圖所示之例中，將固定葉片7、設置於固定葉片7之外側之第1可動葉片8、及設置於第1可動葉片8之外側之第2可動葉片8'之3片葉片設置於手5。第1可動葉片8及固定葉片7相對於第2可動葉片8'成為嵌套式樣，以自基板垂線方向Z觀察時使各葉片相互不重疊之方式形成。亦即，於自基板垂線方向Z觀察複數片葉片時，複數片葉片具有嵌套形狀，以於位於最外側之葉片之內側容納至少1個其他葉片。
藉此，當使各葉片朝基板垂線方向Z隔開距離並使用時，可利用基板搬送機器人1之1循環之動作搬送複數片基板W，從而可提高 .處理量。而且，當以藉由複數片葉片形成一個平面之方式，使複數片葉片朝基板垂線方向Z接近而使用時，能夠以如同一片葉片之方式抑制葉片之厚度。
又，於上述實施形態之說明中，將外側之葉片設為可動葉片8，將內側之葉片設為固定葉片7，但亦可與之相反地將內側之葉片設為可動葉片，將外側之葉片設為固定葉片。或，亦可為2片葉片均為可動葉片。總而言之，只要手5具有可變更複數片葉片間之基板垂線方向Z之間隔之構成即可。
又，雖於上述實施形態之說明中，於固定葉片7與可動葉片8朝基板垂線方向Z接近之狀態下，使固定葉片7之第1主面7A與可動葉片8之第1主面8A實質上成為同一平面(即，形成同一平面)，但只要在如此使葉片接近之狀態下，使兩葉片7、8整體之實質上之基板垂線方向Z之厚度小於既定之大小(例如，收容基板W之匣之間距)，則亦可不必實質上成為同一平面。
以上說明了本發明之較佳實施形態及其變形例。根據上述說明，對本技術領域具有通常知識者而言，可明白本發明之多種改良及其他實施形態。因此，上述說明應僅被解釋為例示之用，且係為了對業者教示執行本發明最佳之態樣而提供者。可不脫離本發明之精神而實質地變更其構造及/或功能之詳細內容。
5‧‧‧機械手(末端效應器)
7‧‧‧固定葉片
7A‧‧‧第1主面
7B‧‧‧第2主面
7a‧‧‧第1基板保持機構
7b‧‧‧第2基板保持機構
8‧‧‧可動葉片
8A‧‧‧第1主面
8B‧‧‧第2主面
8a‧‧‧第1基板保持機構
8b‧‧‧第2基板保持機構
44‧‧‧葉片支撐部
71、81‧‧‧葉片基部
72、82‧‧‧推桿
73、83‧‧‧推桿驅動裝置
74、84‧‧‧把持爪
75、85‧‧‧吸附墊
87‧‧‧葉片驅動裝置
88‧‧‧線性運動機構
W‧‧‧基板
Z‧‧‧基板垂線方向

Claims (10)

  1. 一種末端效應器，其係安裝於基板搬送機器人之機械臂者，且具備：複數片葉片；葉片支撐部，其於將與保持於上述複數片葉片之至少一者之基板之主面垂直之方向規定為基板垂線方向時，以上述複數片葉片彼此之上述基板垂線方向之間隔為可變之方式支撐上述複數片葉片；以及葉片驅動裝置，其使上述複數片葉片中之至少一者相對於其他葉片朝上述基板垂線方向相對地移動；且上述複數片葉片之各者具有：第1主面，其朝向上述基板垂線方向之一方；第2主面，其係上述第1主面之相反面；第1基板保持機構，其使基板保持於上述第1主面；以及第2基板保持機構，其使基板保持於上述第2主面。
  2. 如申請專利範圍第1項之末端效應器，其中上述第1基板保持機構與上述第2基板保持機構中之一者為包含把持基板之邊緣之複數個爪及推桿之邊緣把持式之基板保持機構，上述第1基板保持機構與上述第2基板保持機構中之另一者為包含吸附基板之主面之至少1個吸附墊之減壓吸附式之基板保持機構。
  3. 如申請專利範圍第2項之末端效應器，其中上述第1主面為朝上之面，上述第1基板保持機構為上述邊緣把持式，上述第2基板保持機構為上述減壓吸附式。
  4. 如申請專利範圍第2項之末端效應器，其中於上述複數片葉片在上述基板垂線方向隔開距離時，在上述基板垂線方向鄰接之1組葉片中之 一上述第1基板保持機構為上述邊緣把持式，上述1組葉片中之另一上述第1基板保持機構為上述減壓吸附式。
  5. 如申請專利範圍第1項之末端效應器，其中上述第1基板保持機構及上述第2基板保持機構之兩者為包含吸附基板之主面之至少1個吸附墊之減壓吸附式之基板保持機構。
  6. 如申請專利範圍第1項之末端效應器，其中上述第1主面為朝上之面，上述第1基板保持機構為包含在與基板之主面之間產生摩擦之至少1個摩擦墊之摩擦式基板保持機構、或包含供基板嵌合之至少1個槽之嵌合式之基板保持機構，上述第2基板保持機構為包含吸附基板之主面之至少1個吸附墊之減壓吸附式之基板保持機構、或包含把持基板之邊緣之複數個爪及推桿之邊緣把持式之基板保持機構。
  7. 如申請專利範圍第2至6項中任一項之末端效應器，其中上述至少1個吸附墊係以與基板之主面之周緣部接觸之方式配置於上述第1主面或第2主面上。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之末端效應器，其中於自上述基板垂線方向觀察上述複數片葉片時，上述複數片葉片具有嵌套形狀，以於位於最外側之葉片之內側容納至少1個其他葉片。
  9. 一種基板搬送機器人，其具備：如申請專利範圍第1至8項中任一項之末端效應器；及機械臂，其安裝有上述末端效應器。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板搬送機器人，其中上述末端效應器或上述機械臂具有以上述第1主面朝向上述基板垂線方向之另一方之方 式，使上述末端效應器之至少一部分旋轉之旋轉軸。
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