衬底搬送机器人及衬底处理系统的制作方法

本发明涉及一种在机器人臂安装着衬底保持装置的衬底搬送机器人及具备这衬底搬送机器人的衬底处理系统。

背景技术：

一直以来，以机器人搬送半导体制造用晶片等衬底的技术已广为人知。此处，在制造半导体时，实施晶片的洗净处理、成膜处理、加热处理、蚀刻处理等各种处理步骤。由于各处理步骤以各个不同的处理装置实施，故必须在多个处理装置之间搬送晶片。

因所述晶片搬送中使用机器人，并且在半导体制造工艺中对周围环境氛围要求高洁净度，故使用机器人所带来的无人化的好处大。

此外，为了提高半导体制造的处理量，要求缩短晶片搬送时的作业时间。作为用以缩短晶片搬送时的作业时间的技术，有以安装在机器人臂的1个手同时搬送多片晶片的机器人。此种机器人例如从收纳在foup(frontopeningunifiedpod：前开式晶片盒)内的多个晶片，通过1个手保持多片晶片而同时取出，并且同时搬送至处理装置侧的晶片载置架(专利文献1)。

此外，在半导体制造时的各种处理步骤中，有同时处理多片晶片的步骤(批量处理步骤)、与逐片处理晶片的步骤(单片处理步骤)。在与批量处理步骤相关联而搬送晶片的情况下，应用同时搬送多片晶片的所述机器人。

另一方面，在与单片处理步骤相关联而搬送晶片的情况下，由于针对每一片晶片实施处理步骤，故有在分别逐片搬送处理完成的晶片与未处理的晶片上更为有利的情况。在这种情况下，同时搬送多片晶片的方式的所述机器人并不合适。

在专利文献2中，作为同时进行一片处理完成衬底的搬出与一片未处理衬底的搬入的技术，记载有一种具备能变更上下方向间隔的一对手(u字状的掌片部件)的衬底保持装置。这个衬底保持装置通过将下侧手设为晶片保持状态，将上侧手设为晶片非保持状态，并且扩大手彼此的上下间隔，而能将以下侧手保持的晶片载置在下段空架子上，与此同时，以上侧的空手接收载置在上段架子上的晶片。

[先前技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2004-311821号公报

专利文献2：日本专利特开平7-297255号公报

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

然而，作为用以将晶片固定保持在手上的固定机构之一，有边缘抓持方式的固定机构。这种边缘抓持方式的固定机构包含例如设置在构成手的掌片部件的固定夹持部、及用以按压晶片而与固定夹持部一同夹持晶片的活动夹持部。

在使用具有边缘抓持方式的固定机构的手接收晶片时，使掌片部件进入至载置在架子上的晶片下方。此时，使掌片部件前进至掌片部件的固定夹持部稍微超过晶片的远位侧缘部的位置。

如果在使掌片部件的固定夹持部恰好对准晶片远位侧缘部的位置的情况下，则有可能因机器人臂的弯曲或示教误差等导致将固定夹持部定位在较晶片的远位侧缘部的位置更靠近前。

如果在如此般掌片部件的固定夹持部位于较晶片远位侧缘部的位置更靠近前的状态下，为了接收晶片而使掌片部件上升，则导致晶片会跨在用以形成固定夹持部的突状部分之上而无法接收晶片。

关于这点，专利文献2中记载的背景技术如所述般，同时进行将以下侧手保持的晶片载置在下侧段的衬底载置动作、与以上侧的空手接收上侧段的晶片的衬底接收动作。

在假设对专利文献2中的技术应用边缘抓持方式的手的情况下，在手向架子进入时，有如下问题：如果将上侧手定位在适合衬底接收动作的位置，则下侧手会从适合衬底载置动作的位置向远位侧偏离，相反，如果将下侧手定位在适合衬底载置动作的位置，则上侧手会从适合衬底接收动作的位置向近位侧偏离。

如此一来，在背景技术中，具备以边缘抓持方式保持衬底的衬底保持装置的衬底搬送机器人无法缩短衬底搬送时的作业时间。

本发明是鉴于所述背景技术的问题点而成，其目的在于提供一种无关安装在机器人臂的衬底保持装置的衬底固定方式的种类，均能缩短衬底搬送时的作业时间的衬底搬送机器人及具备这种机器人的衬底搬送系统。

[解决问题的技术手段]

为解决所述课题，本发明第1态样的特征在于：其是一种用以保持并搬送衬底的衬底搬送机器人，且具备：机器人臂；衬底保持装置，安装在所述机器人臂；及控制装置，用以控制所述机器人臂及所述衬底保持装置；且所述衬底保持装置具有：一对掌片部件，配置在上下方向，并且各自能保持所述衬底；固定夹持部，设置在所述一对掌片部件各者，并且抵接在所述衬底的缘部；活动夹持部，用以按压所述衬底而与所述固定夹持部一同夹持所述衬底；及掌片升降装置，用以使所述一对掌片部件中的一者相对于所述一对掌片部件中的另一者朝上下方向相对移动；所述控制器件使所述机器人臂及所述衬底保持装置实施如下动作：掌片部件进入动作，将所述一对掌片部件中的一者设为衬底保持状态，将所述一对掌片部件中的另一者设为衬底非保持状态，使所述一对掌片部件进入至具有上段及下段的衬底载置构造；衬底接收动作，以处在所述衬底非保持状态的所述掌片部件接收载置在所述上段及所述下段中的一者的所述衬底；及衬底载置动作，将处在所述衬底保持状态的所述掌片部件的所述衬底载置在所述上段及所述下段中的另一者；并且使通过所述衬底接收动作接收所述衬底的时间、与通过所述衬底载置动作载置所述衬底的时间错开。

本发明的第2态样是根据第1态样，其特征在于：所述控制装置在所述衬底接收动作中，以如下方式控制所述机器人臂及所述衬底保持装置，即，使所述掌片部件前进至所述掌片部件的所述固定夹持部超过载置在所述衬底载置构造的所述衬底的远位侧缘部的位置，其后使处在所述衬底非保持状态的所述掌片部件上升而以所述掌片部件接收所述衬底。

本发明的第3态样是根据第1或第2态样，其特征在于：一对所述活动夹持部能相互独立驱动。

本发明的第4态样是根据第1至第3中的任一态样，其特征在于：所述衬底搬送机器人进而具备z轴升降器件，具有能将所述一对掌片部件同时升降的伺服电动机，且所述衬底接收动作使用所述z轴升降器件实施。

本发明的第5态样是根据第1至第4中的任一态样，其特征在于：所述衬底接收动作以所述一对掌片部件中的上侧掌片部件实施。

本发明的第6态样是根据第1至第5中的任一态样，其特征在于：所述衬底保持装置构成为能切换第1运转状态与第2运转状态，这种第1运转状态将所述一对掌片部件配置在上下方向，这种第2运转状态将所述一对掌片部件配置在从上下方向偏离的位置，使单一的所述掌片部件能进入至所述衬底载置构造。

本发明的第7态样是根据第1至第6中的任一态样，其特征在于：所述控制装置在所述衬底接收动作及所述衬底载置动作之前，使所述机器人臂及所述衬底保持装置实施最下段衬底接收动作，通过将所述一对掌片部件的双方均设为衬底非保持状态，且通过所述掌片升降器件使下侧的所述掌片部件上升，而接收载置在所述衬底载置构造最下段的所述衬底。

本发明的第8态样是根据第1至第7中的任一态样，其特征在于：所述一对掌片部件双方通过所述掌片升降装置升降驱动。

本发明的第9态样是根据第8态样，其特征在于：所述掌片升降装置能独立升降驱动所述一对掌片部件各者。

本发明的第10态样是根据第8或第9态样，其特征在于：所述掌片升降装置具有一对流体压缸，用以升降驱动所述一对掌片部件各者，且用于上侧的所述掌片部件的所述流体压缸以其活塞朝下的方式配置，用于下侧的所述掌片部件的所述流体压缸以其活塞朝上的方式配置。

本发明的第11态样是根据第1至第7中的任一态样，其特征在于：所述一对掌片部件中仅一者通过所述掌片升降装置升降驱动。

本发明的第12态样是根据第11态样，其特征在于：所述掌片升降装置具有流体压缸，用以升降驱动所述一对掌片部件中的一者，且所述一对掌片部件中的另一者位于与所述流体压缸的活塞所在的侧为相反侧。

本发明的第13态样是根据第11或第12态样，其特征在于进而具备衬底检测器件，具有衬底传感器，这个衬底传感器设置在不通过所述掌片升降装置升降驱动的所述掌片部件的前端部。

本发明的第14态样是根据第1至第13的任一态样，其特征在于进而具备衬底检测器件，具有衬底传感器，这个衬底传感器设置在通过所述掌片升降装置升降驱动的所述掌片部件的前端部。

本发明的第15态样是根据第1至第14中的任一态样，其特征在于：所述衬底保持装置具有配置在上下方向的一对手，且所述一对手各自具有所述掌片部件，所述一对手各自具有彼此的上下间隔固定的多个所述掌片部件。

本发明的第16态样是一种衬底处理系统，其特征在于具备：第1至第15态样中任一态样的衬底搬送机器人；及种类不同的多种所述衬底载置构造；且多种所述衬底载置构造的衬底载置间距相同。

再者，在所述衬底载置构造包含有在上下方向至少能载置两片衬底的各种构造，包含例如foup等衬底收纳容器、作为处理装置端口的衬底载置架子(晶舟)、及缓冲式对准器等。此处，缓冲式对准器是具备用以在衬底旋转机构的上方待机接收下一片衬底的衬底升降机构的对准器。

[发明的效果]

根据本发明，能提供一种无关保持在机器人臂的衬底保持装置的衬底的固定方式的种类，均可缩短衬底搬送时的作业时间的衬底搬送机器人及具备这种机器人的衬底搬送系统。

附图说明

图1是示意性表示本发明一实施方式的衬底搬送机器人的立体图。

图2是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的手的内部构造的示意性剖视图，且是表示将上下掌片部件的上下间隔设为最大的状态的图。

图3是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的手的内部构造的示意性剖视图，且是表示将上下掌片部件的上下间隔设为最小的状态的图。

图4是放大表示图1所示的衬底搬送机器人的上手的示意性俯视图。

图5是用以说明由图1所示的衬底搬送机器人的衬底保持装置保持衬底的状态的示意性俯视图。

图6是表示图1所示的衬底搬送机器人的衬底保持装置处在第2运转状态的情况的示意性俯视图，且是表示上手朝向进入方向的状态的图。

图7是表示图1所示的衬底搬送机器人的衬底保持装置处在第2运转状态的情况的示意性俯视图，且是表示下手朝向进入方向的状态的图。

图8是表示图1所示的衬底搬送机器人的一变化例的衬底保持装置处在第2运转状态的情况的示意性俯视图，且是表示上手朝向进入方向的状态的图。

图9是表示图1所示的衬底搬送机器人的一变化例的衬底保持装置处在第2运转状态的情况的示意性俯视图，且是表示下手朝向进入方向的状态的图。

图10a是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的示意性图。

图10b是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图10c是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图10d是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图10e是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图10f是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图10g是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图11a是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的示意性图。

图11b是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的另一示意性图。

图11c是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的另一示意性图。

图11d是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的另一示意性图。

图11e是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的另一示意性图。

图11f是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的另一示意性图。

图11g是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的另一示意性图。

图11h是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人载置未处理衬底，并接收处理完成衬底时的另一动作的另一示意性图。

图12a是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的进而另一动作的示意性图。

图12b是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的进而另一动作的另一示意性图。

图12c是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的进而另一动作的另一示意性图。

图12d是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的进而另一动作的另一示意性图。

图12e是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的进而另一动作的另一示意性图。

图13a是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收衬底载置构造的最下段衬底时的动作的示意性图。

图13b是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收衬底载置构造的最下段衬底时的动作的另一示意性图。

图13c是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收衬底载置构造的最下段衬底时的动作的另一示意性图。

图13d是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收衬底载置构造的最下段衬底时的动作的另一示意性图。

图14a是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收衬底载置构造的最下段衬底时的另一动作的示意性图。

图14b是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收衬底载置构造的最下段衬底时的另一动作的另一示意性图。

图14c是用以说明使用图1所示的衬底搬送机器人接收衬底载置构造最下段的衬底时的另一动作的另一示意性图。

图15是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一变化例的衬底保持装置的构造的示意性剖视图。

图16是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一变化例的衬底保持装置的构造的示意性剖视图。

图17是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一变化例的衬底保持装置的示意性剖视图。

图18是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一变化例的衬底保持装置及衬底检测器件的示意性剖视图。

图19是用以说明图18所示的衬底搬送机器人的衬底保持装置及衬底检测器件的示意性俯视图。

图20a是用以说明使用图18及图19所示的衬底搬送机器人检测单一的衬底时的动作的示意性剖视图。

图20b是用以说明使用图18及图19所示的衬底搬送机器人检测单一的衬底时的动作的另一示意性剖视图。

图21是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一变化例的衬底保持装置及衬底检测器件的示意性剖视图。

图22a是用以说明使用图21所示的衬底搬送机器人检测多个衬底时的动作的示意性剖视图。

图22b是用以说明使用图21所示的衬底搬送机器人检测多个衬底时的动作的另一示意性剖视图。

图23是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一变化例的衬底保持装置及衬底检测器件的示意性剖视图。

图24是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一变化例的衬底保持装置的示意性剖视图。

图25a是用以说明使用图24所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的示意性图。

图25b是用以说明使用图24所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图25c是用以说明使用图24所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图25d是用以说明使用图24所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图25e是用以说明使用图24所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的另一示意性图。

图26是表示具备图1所示的衬底搬送机器人、与种类不同的衬底载置构造的衬底处理系统的示意性俯视图。

图27是以下降上段的状态示意性表示能将处理装置的载台切换为上下两段的衬底载置构造的构成的一例的图，(a)是立体图，(b)是侧视图。

图28是以抬升上段的状态示意性表示图27所示的衬底载置构造的图，(a)是立体图，(b)是侧视图。

图29是以下降上段的状态示意性表示能将处理装置的载台切换为上下两段的衬底载置构造的构成的另一例的立体图。

图30是用以说明在图27及图28所示的衬底载置构造中，使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的图。

图31是用以说明在图27及图28所示的衬底载置构造中，使用图1所示的衬底搬送机器人接收处理完成衬底，并载置未处理衬底时的动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明一实施方式的衬底搬送机器人进行说明。再者，本实施方式的衬底搬送机器人尤其适合搬送半导体制造用的晶片(圆形衬底)。

如图1所示，本实施方式的衬底搬送机器人1具有基台2。在基台2能沿第1旋转轴线l1升降地设置有旋转主轴3。

在旋转主轴3的上端连接着机器人臂4的基端。机器人臂4具有：第1连杆部件5，在基端具有第1旋转轴线l1且在前端具有第2旋转轴线l2；及第2连杆部件6，在基端具有第2旋转轴线l2且在前端具有第3旋转轴线l3。在第2连杆部件6的前端，能绕第3旋转轴线l3旋转地设置着衬底保持装置7。

旋转主轴3的升降动作及旋转动作分别通过设置在基台2内部的z轴升降驱动源8及旋转驱动源9进行。通过使旋转主轴3绕第1旋转轴线l1旋转，第1连杆部件5与旋转主轴3一体地绕第1旋转轴线l1旋转。

第2连杆部件6相对于第1连杆部件5的旋转动作通过设置在第1连杆部件5内部的驱动源10进行。衬底保持装置7相对于第2连杆部件6的旋转动作通过设置在第2连杆部件6内部的驱动源11进行。

所述z轴升降驱动源8构成本发明的z轴升降器件，利用z轴升降驱动源8使机器人臂4升降，由此能使衬底保持装置7升降。驱动源8、9、10、11能以例如伺服电动机构成。

各驱动源8、9、10、11由机器人控制器(控制装置)12控制，由此，控制具有衬底保持装置7的机器人臂4的升降动作及旋转动作。

再者，本发明的衬底搬送机器人的机器人臂及其驱动装置的构成并不受限于图1所示的所述构成，只要为能相对于搬送对象的衬底而定位衬底保持装置的构成即可。

如图2及图3所示，安装在机器人臂4前端的衬底保持装置7具有：上手13及下手14，具有第3旋转轴线l3作为共用的旋转轴线，且配置在上下方向。上手13具有沿第3旋转轴线l3延伸的内侧手腕轴15，下手14具有在内侧手腕轴15的外侧沿第3旋转轴线l3延伸的外侧手腕轴16。上手13及下手14分别具有手腕轴驱动源17、18，并能绕第3旋转轴线l3相互独立地旋转。手腕轴驱动源17、18能以伺服电动机构成。

上手13具有由连接在内侧手腕轴15上端的中空部件构成的上手基部19，下手14具有由连接在外侧手腕轴16上端的中空部件构成的下手基部20。在上手基部19的内部，上侧升降气缸21以其活塞21a朝下而设置，在下手基部20的内部，下侧升降气缸22以其活塞22a朝下而设置。

在上侧升降气缸21的活塞21a前端连接着上侧升降部件23，在下侧升降气缸22的活塞22a前端连接着下侧升降部件24。在上侧升降部件23连接着保持衬底s的上掌片部件25的基端部，在下侧升降部件24连接着保持衬底s的下掌片部件26的基端部。上侧升降气缸21、下侧升降气缸22、上侧升降部件23、及下侧升降部件24构成本发明的掌片升降器件。

上侧升降气缸21及下侧升降气缸22能通过机器人控制器12相互独立地驱动。因此，对于上掌片部件25与下掌片部件26的上下方向的配置，能适当切换4种状态。即，能适当切换如下的4种状态，即：上掌片部件25在下、下掌片部件26在上的第1配置状态(最小间距)；上掌片部件25在上、下掌片部件26在下的第2配置状态(最大间距)；上掌片部件25在下、下掌片部件26在下的第3配置状态(下侧中间间距)；及上掌片部件25在上、下掌片部件26在上的第4配置状态(上侧中间间距)。

如所述般，由于将上侧升降气缸21的活塞21a设为朝下，且将下侧升降气缸22的活塞22a设为朝上，故即使在使用长条气缸的情况下，也能如图3所示，缩小上掌片部件25与下掌片部件26的上下方向的最小间隔(最小间距)。

如图4及图5所示，在上掌片部件25及下掌片部件26各自的前端部，设置着抵接在衬底s的缘部的一对固定夹持部27。在上掌片部件25及下掌片部件26各自的基端部上表面，设置着支撑衬底s的底面的一对底面支撑部28。

如图2及图3所示，在上侧升降部件23的上表面，上侧按压气缸29以其活塞29a朝前而设置，在下侧升降部件24的下表面，下侧按压气缸30以其活塞30a朝前而设置。

在上侧按压气缸29的活塞29a前端，设置着用以按压衬底s而与固定夹持部27一同夹持衬底s的活动夹持部31。同样，在下侧按压气缸30的活塞30a前端，设置着用以按压衬底s而与固定夹持部27一同夹持衬底s的活动夹持部31。

上侧按压气缸29及下侧按压气缸30能通过机器人控制器12而相互独立地驱动。因此，上手13的活动夹持部31及下手14的活动夹持部31能相互独立地驱动。

再者，因上侧按压气缸29及下侧按压气缸30分别设置在上侧升降部件23及下侧升降部件24，且上掌片部件25及下掌片部件26也分别设置在上侧升降部件23及下侧升降部件24，故各活动夹持部31与各掌片部件25、26的升降动作连动而升降。

衬底保持装置7构成为能切换第1运转状态与第2运转状态，这个第1运转状态将上掌片部件25及下掌片部件26配置在上下方向，这个第2运转状态将上掌片部件25及下掌片部件26配置在从上下方向偏离的位置，仅使上掌片部件25及下掌片部件26的任一者能进入foup等衬底载置构造。

在第2运转状态中，如图6所示，将上手13维持在运转位置使下手14退避至非运转位置，或如图7所示，将下手14维持在运转位置使上手13退避至非运转位置。此处“运转位置”是能使手进入foup等衬底载置构造的位置，“非运转位置”是为了不妨碍位于运转位置的一方的手的衬底搬送动作而使另一个手退避的位置。

再者，作为变化例，也可如图8及图9所示，使上手13及下手14的一者相对于另一者朝后方移动而配置在非运转位置。

无论是图6及图7所示的旋转退避型，还是图8及图9所示的直动退避型，因位于运转位置的手的第3旋转轴l3的位置不变，故臂的有效长度不变。因此，在切换上手13及下手14的运转位置/非运转位置时，有因自重引起的机器人臂4的下垂不会产生差异的优点。这种因自重引起的机器人臂4的下垂的差异尤其在双臂型的情况下成为问题。

接下来，参照图10a至图10g，对通过所述机器人控制器12驱动机器人臂4及衬底保持装置7，并从衬底载置构造的上段接收处理完成衬底，在衬底载置构造的下段载置未处理衬底时的动作进行说明。

再者，图10a至图10g所示的衬底载置构造100是例如缓冲式对准器，衬底载置构造100的下段构成对准器的旋转机构，衬底载置构造100的上段构成在旋转机构的上方待机接收下一衬底的衬底升降机构。

首先，如图10a所示，将上掌片部件25设为衬底非保持状态，且将下掌片部件26设为衬底保持状态。

接下来，驱动机器人臂4，如图10b所示，使上掌片部件25及下掌片部件26进入至衬底载置构造100的上段与下段之间(掌片部件进入动作)。此时，使上掌片部件25及下掌片部件26前进至上掌片部件25的固定夹持部27稍微超过载置在衬底载置构造100的上段的衬底s的远位侧缘部的位置。

接下来，以使上手13的活动夹持部31后退至非夹持位置的状态，如图10c所示，驱动上侧升降气缸21使上掌片部件25上升，以上掌片部件25接收衬底s(衬底接收动作)。此时，因上掌片部件25的固定夹持部27配置在稍微超过载置在衬底载置构造100的上段的衬底s的远位侧缘部的位置，故衬底s不会跨在构成固定夹持部27的突状部分之上。

接下来，驱动上侧按压气缸29使上手13的活动夹持部31前进，如图10d所示以上手13的活动夹持部31与固定夹持部27夹持并保持衬底s。由此，通过上手13进行的衬底s的保持动作完成。

而且，与所述衬底接收动作一同、或在衬底的接收动作完成后，驱动机器人臂4使上手13及下手14稍微后退，而如图10d所示，将以下掌片部件26保持的衬底s配置在衬底载置构造100下段的载置位置的上方。

接下来，如图10e所示，驱动下侧按压气缸30，使下手14的活动夹持部31后退至非夹持位置。其次，驱动下侧升降气缸22，如图10f所示使下掌片部件26下降，而在衬底载置构造100的下段载置衬底s。由此，通过下手14进行的衬底载置动作完成。

接下来，驱动机器人臂4，如图10g所示使上掌片部件25及下掌片部件26后退，将处理完成衬底s搬送至其他衬底载置构造。

以上，如使用图10a至图10g所说明般，在使用本实施方式的衬底搬送机器人1实施接收处理完成衬底s与载置未处理衬底s时，将通过衬底接收动作接收处理完成衬底s的时间、与通过衬底载置动作载置未处理衬底s的时间错开。由此，在衬底接收动作中，为了避免衬底s跨在构成固定夹持部27的突状部分之上，可将上掌片部件25配置在稍微朝前方(远位方向)超出的位置。

再者，在处理完成衬底s为洗净完成衬底的情况下，能通过始终以上掌片部件25保持处理完成衬底s，而防止因用以确保半导体制造区域的洁净度的降流所引起的微粒向衬底s附着。

接下来，参照图11a至图11h，说明通过所述机器人控制器12驱动机器人臂4及衬底保持装置7，并在衬底载置构造100的下段载置未处理衬底s，从衬底载置构造100的上段接收处理完成衬底s时的另一动作。

首先，如图11a所示，将上掌片部件设为衬底非保持状态，且将下掌片部件设为衬底保持状态。

接下来，驱动机器人臂4，如图11b所示，使上掌片部件25及下掌片部件26进入至衬底载置构造100的上段与下段之间(掌片部件进入动作)。此时，以将由下掌片部件26保持的衬底s配置在与衬底载置构造100下段的衬底载置位置所对应的位置的方式，使下掌片部件26及上掌片部件25前进。

接下来，如图11c所示，驱动下侧按压气缸30使下手14的活动夹持部31后退至非夹持位置。其次，驱动下侧升降气缸22，如图11d所示使下掌片部件26下降，而在衬底载置构造100的下段载置衬底s。由此，通过下手14进行的衬底载置动作完成。

接下来，驱动机器人臂4，如图11e所示，使上掌片部件25及下掌片部件26前进至上掌片部件25的固定夹持部27稍微超过载置在衬底载置构造100上段的衬底s的远位侧缘部的位置。

接下来，以使上手13的活动夹持部31后退至非夹持位置的状态，如图11f所示，驱动上侧升降气缸21使上掌片部件25上升，而以上掌片部件25接收衬底s。此时，因将上掌片部件25的固定夹持部27配置在稍微超过载置在衬底载置构造100上段的衬底s的远位侧缘部的位置，故衬底s不会跨在构成固定夹持部27的突状部分之上。

接下来，驱动上侧按压气缸29使上手13的活动夹持部31前进，而如图11g所示以上手13的活动夹持部31与固定夹持部27夹持并保持衬底s。由此，通过上手13进行的衬底s的保持动作完成。

其次，驱动机器人臂4，如图11h所示，使上掌片部件25及下掌片部件26后退，将处理完成衬底s搬送至其他衬底载置构造。

以上，如使用图11a至图11h所说明般，在使用本实施方式的衬底搬送机器人1实施交接未处理衬底s与载置处理完成衬底s时，将通过衬底载置动作载置未处理衬底s的时间、与通过衬底接收动作接收处理完成衬底s的时间错开。由此，在衬底接收动作中，为了避免衬底s跨在构成固定夹持部27的突状部分之上，可将上掌片部件25配置在稍微向前方(远位方向)超出的位置。

再者，在处理完成衬底s为洗净完成衬底的情况下，能通过始终以上掌片部件25保持处理完成衬底s，而防止因用以确保半导体制造区域的洁净度的降流所引起的微粒向衬底s附着。

接下来，参照图12a至图12e，对通过所述机器人控制器12驱动机器人臂4、衬底保持装置7、及z轴升降驱动源8，从衬底载置构造100的上段接收处理完成衬底s，且在衬底载置构造100的下段载置未处理衬底s时的另一动作进行说明。

首先，如图12a所示，将上掌片部件25设为衬底非保持状态，且将下掌片部件26设为衬底保持状态，使上掌片部件25及下掌片部件26进入至衬底载置构造100的上段与下段之间(掌片部件进入动作)。此时，使上掌片部件25及下掌片部件26前进至上掌片部件25的固定夹持部27稍微超过载置在衬底载置构造100上段的衬底s的远位侧缘部的位置。

接下来，以使上手13的活动夹持部31后退至非夹持位置的状态，如图12b所示，驱动具有伺服电动机的z轴升降驱动源8，使上手13及下手14上升，而以上掌片部件25接收衬底s(衬底接收动作)。此时，因将上掌片部件25的固定夹持部27配置在稍微超过载置在衬底载置构造199上段的衬底s的远位侧缘部的位置，故衬底s不会跨在构成固定夹持部27的突状部分之上。

在这个衬底接收动作中，配合通过z轴升降驱动源8进行的上手13及下手14的上升动作，驱动下侧升降气缸22而使下掌片部件26下降。由此，使由下掌片部件26保持的未处理衬底s不接触于衬底载置构造100的下段。

接下来，驱动上侧按压气缸29使上手1的活动夹持部31前进，如图12c所示，以上手13的活动夹持部31与固定夹持部27夹持保持衬底s。由此，通过上手13进行的衬底s的保持动作完成。

与所述衬底接收动作一同、或在衬底的接收动作完成后，驱动机器人臂4使上手13及下手14稍微后退，如图12c所示，将以下手14保持的衬底s配置在衬底载置构造100下段的载置位置上方。

接下来，如图12d所示，驱动下侧按压气缸30，使下手14的活动夹持部31后退至非夹持位置。接下来，驱动z轴升降驱动源8，如图12e所示使上手13及下手14下降，而在衬底载置构造100的下段载置下掌片部件26上的未处理衬底s。由此，通过下手14进行的衬底载置动作完成。

在这个衬底载置动作中，配合通过z轴升降驱动源8进行的上手13及下手14的下降动作，驱动上侧升降气缸21而使上掌片部件25上升。由此，使由上掌片部件25保持的处理完成衬底s不接触于衬底载置构造100上段。

以上，如使用图12a至图12e所说明般，因在使用本实施方式的衬底搬送机器人1实施接收处理完成衬底s与载置未处理衬底s时，使用具有伺服电动机的z轴升降驱动源8实施衬底接收动作，故可一边使衬底接收时对处理完成衬底s的冲击最小化,一边实施衬底接收动作。因此，可一边确实地防止例如通过对准器实施对准处理后的处理完成衬底s在衬底接收时的位置偏移，一边保持处理完成衬底s。

再者，因衬底接收动作及衬底载置动作使用具有伺服电动机的z轴升降驱动源8，故即使在每一个衬底载置构造100的衬底载置间距不同的情况下，也能更灵活地对应。

另外，在本实施方式的衬底搬送机器人1中，由于能如所述般对上掌片部件25及下掌片部件26的上下方向的配置状态适当切换4种间距，即，最大间距、最小间距、下侧中间间距、及上侧中间间距，故即使在衬底的接收动作及/或衬底载置动作不使用z轴升降驱动源8的情况下，也能灵活地对应衬底载置间距不同的多种衬底载置构造100。

再者，在处理完成衬底s为洗净完成衬底的情况下，能通过始终以上掌片部件25保持处理完成衬底s，而防止因用以确保半导体制造区域的洁净度的降流所引起的微粒向衬底s的附着。

接下来，参照图13a至图13d，对使用本实施方式的衬底搬送机器人1进行所述的衬底接收动作及衬底载置动作时的前步骤进行说明。这个前步骤尤其在从如foup般收纳着多个衬底s的衬底载置构造100搬入及搬出衬底s时有效。

在所述衬底接收动作及衬底载置动作之前，如图13a所示，以将上手13设为非运转位置的状态，如图13b所示，驱动机器人臂4使下掌片部件26进入至衬底载置构造100最下段的衬底s下方。

接下来，如图13c所示，驱动z轴升降驱动源8使上手13及下手14上升，以下掌片部件26接收最下段的衬底s(最下段衬底接收动作)。接下来，驱动机器人臂4，如图13d所示使上掌片部件25及下掌片部件26后退，从衬底载置构造100搬出最下段的衬底s。

由于衬底载置构造100的最下段因此而变空，故能通过所述衬底接收动作及衬底载置动作顺次实施收纳在衬底载置构造100的未处理衬底s的搬出、与处理完成衬底s向衬底载置构造100的搬入。

另外，在使上掌片部件25及下掌片部件26进入至衬底载置构造100时，下掌片部件26所保持的处理完成衬底s有可能接触于foup等衬底载置构造100的背面壁的情况下，使下手14的活动夹持部31预先后退至非夹持位置。

接下来，参照图14a至图14c，对使用本实施方式的衬底搬送机器人1进行所述衬底接收动作及衬底载置动作时的前步骤的另一例进行说明。

在所述衬底接收动作及衬底载置动作之前，如图14a所示，将上掌片部件25及下掌片部件26双方均设为衬底非保持状态，驱动机器人臂4，以衬底载置构造100最下段的衬底s位于上掌片部件25与下掌片部件26之间的方式使上掌片部件25及下掌片部件26前进。

接下来，通过驱动下侧升降气缸22使下掌片部件26上升，而以下掌片部件26接收载置在衬底载置构造100最下段的衬底s(最下段衬底接收动作)。接下来，驱动机器人臂4，如图14c所示使上掌片部件25及下掌片部件26后退，从衬底载置构造100搬出衬底s。

由于衬底载置构造100的最下段因此而变空，故能通过所述衬底接收动作及衬底载置动作顺次实施收纳在衬底载置构造100的未处理衬底s的搬出、与处理完成衬底s向衬底载置构造的搬入。

接下来，参照图15对衬底搬送机器人1的一变化例进行说明。

本变化例的衬底搬送机器人如图15所示具有单一的手32，且单一的手32具备上掌片部件25及下掌片部件26双方。

在单一的手32的手基部33内部设置着单一的升降气缸34。单一的升降气缸34的活塞34a朝下配置，且在其下端连接着下侧升降部件24。另一方面，上掌片部件25固定在手基部32。即，在本变化例中，仅下掌片部件26能升降地安装在手基部33。

上掌片部件25位于与升降气缸34的活塞34a所在的侧为相反侧。由此，即使在使用长条气缸的情况下，也能抑制手基部33的厚度增大。

图16表示与图15所示的变化例相反地将上掌片部件25设为可活动、且将下掌片26设为固定的例子。单一的升降气缸34的活塞34a朝上配置。在这例子中，即使在使用长条气缸的情况下，也能抑制手基部33的厚度增大。

在图15及图16所示各例的衬底搬送机器人中，还能通过使用z轴升降驱动源8实施所述衬底接收动作及衬底载置动作。

接下来，参照图17对衬底搬送机器人1的另一变化例进行说明。

在本变化例的衬底搬送机器人中，上手13与图1所示的衬底搬送机器人1的情况相同。另一方面，对于下手14，未设置下侧升降气缸22，而将下掌片26固定在手基部20。

即便在本变化例的衬底搬送机器人，也能通过使用z轴升降驱动源8实施所述衬底接收动作及衬底载置动作。

接下来，参照图18至20b对所述衬底搬送机器人的另一变化例进行说明。

本变化例的衬底搬送机器人在图17所示的衬底搬送机器人中，在上手13设置着衬底检测器件35。衬底检测器件35具有：衬底传感器36，设置在可活动的上掌片部件25的前端部；及感测放大器37，连接在这个衬底传感器36。衬底传感器36可由例如透过型光传感器或反射型光传感器构成。

根据本变化例的衬底搬送机器人，如图20a及图20b所示，能通过驱动上侧升降气缸21使上掌片部件26朝上下方向移动，而利用衬底传感器36检测单一衬底s的近位侧缘部。因此，在例如将机器人臂4插入至较窄的开口部101的状态下，即使在无法进行机器人臂4本身的升降动作的情况下，也能通过上掌片部件25的升降动作而检测有无单一衬底s。

图21表示与图18所示的变化例相反地在具有固定的下掌片部件26的下手14设置着衬底检测器件35的例子。在这例子中，如图22a及图22b所示，能通过z轴升降驱动源8使下掌片部件26升降，检测有无载置在衬底载置构造100的多个衬底s。

通过在固定的下掌片部件26设置衬底传感器36，能使衬底传感器36与感测放大器37之间的光纤的处理变得容易，并且能谋求光量(检测精度)的稳定化。

图23表示在上手13及下手14双方设置着衬底检测器件35的例子。在这例子中，可实施图18所示例子的单一衬底s的检测、与图21所示例子的多个衬底s的检测双方。

另外，即便在图18所示的例中，也能通过驱动z轴升降驱动源8，使用设置在可活动的上掌片部件25的衬底传感器36检测多个衬底s。

接下来，参照图24至图25e，对所述实施方式的另一变化例的衬底搬送机器人进行说明。

在本例的衬底搬送机器人中，在上手13的上侧升降部件23，连接着彼此的上下间隔固定的多个(在本例子中是3个)的上掌片部件25。同样，在下手14的下侧升降部件24，也连接着彼此的上下间隔固定的多个(在本例子中是3个)的下掌片部件26。

使用本例的衬底搬送机器人，将处理完成衬底s搬入至衬底载置构造100、将未处理衬底s从衬底载置构造100搬出，此时，首先，如图25a所示以由多个下掌片部件26保持多个处理完成衬底s的状态，驱动机器人臂4，如图25b所示，使多个下掌片部件26及多个上掌片部件25前进並进入至衬底载置构造100内。

接下来，如图25c所示，驱动上侧升降气缸21使多个上掌片部件25上升，以多个上掌片部件25保持多个未处理衬底s。接着，如图25d所示，驱动下侧升降气缸22使多个下掌片部件26下降，并以多个下掌片部件26将多个处理完成衬底s载置在衬底载置构造100。接下来，如图25e所示，驱动机器人臂4，使多个上掌片部件25及多个下掌片部件26后退而从衬底载置构造100搬出多个未处理衬底s。

在本例子中，因能将多个处理完成衬底s同时搬入衬底载置构造100、并将多个未处理衬底s从衬底载置构造100同时搬出，故能进一步缩短衬底搬送时的作业时间。

再者，通常期望将上掌片部件25的设置数与下掌片部件26的设置数设为相同，但也可根据使用目的而使双方的设置数不同。

接下来，参照图26对具备所述实施方式或各变化例的衬底搬送机器人1、及种类不同的多个衬底载置构造100的衬底处理系统进行说明。

这种衬底处理系统50具备foup100a、对准器100b、及处理装置端口100c作为衬底载置构造100。而且，在本实施方式中，将这些衬底载置构造100的衬底载置间距设定为相同。此处，对准器100b除了具有使衬底(晶片)s旋转的载置部以外，还具有临时放置衬底s的载置部(未图示)。

如此在本实施方式中，由于在多种衬底载置构造100中将这些衬底载置间距设定为相同，故能将上掌片部件25及下掌片部件26的上下方向的相对移动距离最小化。

另外，在所述实施方式及各变化例中，虽就从衬底载置装置100的上段接收处理完成衬底s，且在衬底载置构造100的下段放置未处理衬底s的情况加以说明，但也能与此相反，从衬底载置构造100的下段接收处理完成衬底，且在载置构造100的上段放置未处理衬底。

在这种情况下，可将上掌片部件25与下掌片部件26的上下间隔设为最大(全间距)，且使处在衬底保持状态的上掌片部件25进入至衬底载置构造100上段的上方，使处在非衬底保持状态的下掌片部件26进入至衬底载置构造100下段的下方。而且，通过上掌片部件25的下降动作在衬底载置构造100的上段放置衬底s，通过下掌片部件26的上升动作从衬底载置构造100的下段接收衬底s。

再者，在将从第1衬底载置构造100接收到的处理完成衬底s载置在第2衬底载置构造100时，也能通过与第1衬底载置构造100的衬底接收动作、衬底载置动作相反的动作，在第2衬底载置构造100载置处理完成衬底s，而接收新的未处理衬底s。

例如，在第1衬底载置构造100中，在通过扩大上掌片部件25及下掌片部件26的上下间隔而实施衬底接收动作、衬底载置动作的情况下，在第2衬底载置构造100中，也可通过缩小上掌片部件25及下掌片部件26的上下间隔而实施衬底接收动作、衬底载置动作。

图27(a)、(b)及图28(a)、(b)表示能将处理装置的载台40切换为上下两段的衬底载置构造100的构成的一例。作为载台，虽可考虑抗蚀剂涂布步骤的旋转台或热处理步骤的加热板，但并不受限于此，还能广泛应用于未采用上下两段的衬底载置构造。

这种衬底载置构造100具有构成下段的3个下段活动销38、与构成上段的3个上段活动销39。上段活动销39可切换：如图27(a)、(b)所示退避至与载台40的衬底载置面相同的高度、或较其更下方的状态；及如图28(a)、(b)所示向上方抬升的状态。下段活动销38也可退避至与载台40的衬底载置面相同的高度、或较其更下方。

在将下段活动销38及上段活动销39抬升的状态中，可如图28(b)所示，在下段活动销38及上段活动销39各者载置衬底s。

再者，使上段活动销39绕其长度轴线旋转，能以朝半径方向内侧与朝半径方向外侧切换设置在销上端的衬底支撑片。由此，能从图28(a)的状态使设置在上段活动销39上端的衬底支撑片一边回避载置在载台40上或下段活动销38上的衬底s，一边下降至图27(a)所示的退避位置。相反，能使设置在上段活动销39上端的衬底支撑片从图27(a)所示的退避位置，一边回避载置在下段活动销38上的衬底s，一边抬升至图28(a)的状态。

图29表示可将处理装置的载台40切换为上下两段的衬底载置构造100的构成的另一例。在这例子中，将3个下段活动销38与3个上段活动销39配置在同一圆周上。在本例子中，也能通过升降或旋转驱动上段活动销39，而达成与图27(a)、(b)及图28(a)、(b)所示例相同的功能。

此外，在图27(a)、(b)及图28(a)、(b)所示的例、及图29所示的例中，也能取代活动销的旋转动作，而使用向半径方向的前后动作来回避衬底。

图30表示在图27及图28所示的衬底载置构造100中，使用图1所示的衬底搬送机器人1接收处理完成衬底s，并载置未处理衬底s时的动作。

图31表示在图27及图28所示的衬底载置构造100中，使用图1所示的衬底搬送机器人1接收处理完成衬底s，并载置未处理衬底s时的另一动作。

如图30及图31所示，通过将处理完成衬底s以上段活动销39或下段活动销38抬升而设为上下两段，能使用衬底搬送机器人1迅速地置换处理完成衬底s与未处理衬底s。

另外，在以气缸等上下驱动一掌片部件，且以z轴用马达驱动另一掌片部件的情况下，可检测气缸的动作速度，并基于这动作速度而调整z轴用马达的驱动速度。此时，也能在气缸的动作速度高/低于特定值的情况下发出某种警报。

[符号的说明]

1衬底搬送机器人

2基台

3旋转主轴

4机器人臂

5第1连杆部件

6第2连杆部件

7衬底保持装置

8z轴升降驱动源(z轴升降器件)

9旋转驱动源

10第2连杆部件的旋转动作的驱动源

11衬底保持装置的旋转动作的驱动源

12机器人控制器(控制器件)

13上手

14下手

15内侧手腕轴

16外侧手腕轴

17手腕轴驱动源

18手腕轴驱动源

19上手基部

20下手基部

21上侧升降气缸

22下侧升降气缸

23上侧升降部件

24下侧升降部件

25上掌片部件

26下掌片部件

27固定夹持部

28底面支撑部

29上侧按压气缸

30下侧按压气缸

31活动夹持部

32单一的手

33单一的手的手基部

34单一的升降气缸

35衬底检测器件

36衬底传感器

37放大传感器

38下段活动销

39上段活动销

40处理装置的载台

50衬底处理系统

100衬底载置构造

100afoup

100b对准器

100c处理装置端口

s衬底(晶片)