特許 5853991 基板搬送ロボット、基板搬送システムおよび基板搬送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5853991

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】基板搬送ロボット、基板搬送システムおよび基板搬送方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20160120BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20160120BHJP

   B25J 9/06 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   B65G49/07 D

   B25J9/06 D

【請求項の数】9

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-108413(P2013-108413)

(22)【出願日】2013年5月22日

(65)【公開番号】特開2014-229757(P2014-229757A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2015年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】木村 吉希

(72)【発明者】

【氏名】進 大介

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３９０４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６７−２１／６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板が載置される基板載置部に対してアクセスして前記基板を保持可能なハンド部と、
前記ハンド部を移動させるためのアームと、
前記ハンド部の移動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、平面視において、前記ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が前記基板載置部の近傍で、かつ、前記基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態では、前記ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線が、前記基板載置部内にアクセスするための前記基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、かつ、前記ハンド中心線が前記アクセス直線に一致した状態で前記基板保持中心が前記基板載置部内における基板載置位置に到達するように、前記ハンド部の位置および向きを制御するように構成されており、
前記制御部は、前記アクセス開始位置と前記基板載置位置との間で前記アクセス直線に一致するように前記ハンド中心線の向きを変えつつ、前記基板保持中心が前記アクセス開始位置よりも前記基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、前記ハンド中心線を前記アクセス直線に一致させるとともに、前記アクセス途中位置と前記基板載置位置との間では、前記ハンド中心線が前記アクセス直線に一致した状態で前記ハンド部を直線移動させるように構成されている、基板搬送ロボット。

【請求項2】

前記アームは、前記アームの先端部において前記ハンド部と接続されているとともに、前記アームの旋回中心から先端に向けて端部同士が回動可能な状態で順次連結された複数のアーム部を含み、
前記アームは、前記基板保持中心が前記アクセス途中位置に位置する状態における前記アームの先端部と前記旋回中心との間の第１距離と、前記基板保持中心が前記基板載置位置に位置する状態における前記アームの先端部と前記旋回中心との間の第２距離とのうち大きい方が、前記複数のアーム部の全てのリンク長の和の長さ以下で、かつ、前記アームの到達可能長さ以下となるように構成されている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項3】

前記基板載置部は、基板を収納するカセットであり、
前記アクセス開始位置は、前記ハンド部に基板が保持された場合の前記基板保持中心がカセット開閉領域の外縁近傍に配置される位置であり、
前記アクセス途中位置は、前記カセット開閉領域の外縁よりも前記カセット側で、かつ、前記カセット内における前記ハンド部の進入禁止領域の外側の位置である、請求項１または２に記載の基板搬送ロボット。

【請求項4】

前記アクセス途中位置は、前記ハンド部の形状と、前記カセット内における前記進入禁止領域の形状とに応じて決定され、前記ハンド部の先端部が前記進入禁止領域近傍に位置する所定位置である、請求項３に記載の基板搬送ロボット。

【請求項5】

前記アームは、前記アームの先端部において前記ハンド部と接続されているとともに、前記アームの旋回中心から先端に向けて端部同士が回動可能な状態で順次連結された複数のアーム部を含み、
前記制御部は、平面視において、前記ハンド部の基板保持中心が前記アクセス開始位置に位置し、前記ハンド中心線が前記アクセス直線に対して傾斜した状態から、前記複数のアーム部のうち隣接する少なくとも２つの相対角度が一定の状態で、前記ハンド部を前記アクセス途中位置へ移動させるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板搬送ロボット。

【請求項6】

前記ハンド部は、第１基板載置部と、前記第１基板載置部よりも前記基板搬送ロボットから遠い第２基板載置部とにアクセス可能に構成され、
前記制御部は、前記ハンド部を前記第１基板載置部にアクセスさせる際には、前記基板保持中心が前記アクセス開始位置に位置する状態で前記ハンド中心線を前記アクセス直線に一致させるように構成され、前記ハンド部を前記第２基板載置部にアクセスさせる際には、前記基板保持中心が前記アクセス開始位置に位置する状態で、前記アームの可動範囲内で前記ハンド中心線を前記アクセス直線に対して傾斜させるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板搬送ロボット。

【請求項7】

ロボット設置領域と、
前記ロボット設置領域内に配置され、基板が載置される基板載置部に対してアクセスして前記基板を保持可能なハンド部と、前記ハンド部を移動させるためのアームとを含む基板搬送ロボットとを備え、
前記基板搬送ロボットは、平面視において、前記ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が前記基板載置部の近傍で、かつ、前記基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態では、前記ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線が、前記基板載置部内にアクセスするための前記基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、かつ、前記ハンド中心線が前記アクセス直線に一致した状態で前記基板保持中心が前記基板載置部内における基板載置位置に到達するように、前記ハンド部を移動させるように構成されており、
前記アクセス開始位置と前記基板載置位置との間で前記アクセス直線に一致するように前記ハンド中心線の向きを変えつつ、前記基板保持中心が前記アクセス開始位置よりも前記基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、前記ハンド中心線を前記アクセス直線に一致させるとともに、前記アクセス途中位置と前記基板載置位置との間では、前記ハンド中心線が前記アクセス直線に一致した状態で前記ハンド部を直線移動させるように構成されている、基板搬送システム。

【請求項8】

基板が載置される基板載置部に対して基板搬送ロボットのハンド部をアクセスさせて前記基板を搬送するための基板搬送方法であって、
平面視において、前記ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が前記基板載置部の近傍で、かつ、前記基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態で、前記ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線を、前記基板載置部内にアクセスするための前記基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜させる工程と、
前記アクセス開始位置と前記基板載置部内における基板載置位置との間で前記アクセス直線に一致するように前記ハンド中心線の向きを変えつつ、前記基板保持中心が前記アクセス開始位置よりも前記基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、前記ハンド中心線を前記アクセス直線に一致させるとともに、前記アクセス途中位置と前記基板載置位置との間では、前記ハンド中心線が前記アクセス直線に一致した状態で前記ハンド部を直線移動させて、前記ハンド中心線が前記アクセス直線に一致した状態で前記ハンド部の基板保持中心を前記基板載置位置に到達させる工程とを備える、基板搬送方法。

【請求項9】

ハンド部と、
先端部で前記ハンド部と接続されたアームとを備え、
基板が載置される基板載置部に対して前記ハンド部がアクセスする際の前記ハンド部の位置および向きが、アクセス開始位置では前記ハンド部が前記基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、前記基板載置部内における基板載置位置では前記ハンド部が前記アクセス直線に沿う位置および向きに設定されており、
前記アクセス開始位置と前記基板載置位置との間で前記アクセス直線に沿う位置および向きになるように前記ハンド部の向きを変えつつ、前記基板保持中心が前記アクセス開始位置よりも前記基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、前記ハンド部を前記アクセス直線に沿う位置および向きにさせるとともに、前記アクセス途中位置と前記基板載置位置との間では、前記ハンド部が前記アクセス直線に沿う位置および向きなった状態で前記ハンド部を直線移動させるように構成されている、基板搬送ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板搬送ロボット、基板搬送システムおよび基板搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基板（半導体ウエハ）が載置される基板載置部に対してアクセスして基板を保持可能なハンド部を備える基板搬送ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１では、先端に向けて直列的に連結された第１アーム部および第２アーム部を含むアームと、アーム先端に接続されたハンド部とを備える水平多関節型の基板搬送ロボットが開示されている。基板搬送ロボットは、ロボット設置領域内に固定的に配置され、ロボット設置領域に沿って直線状に配列された複数の基板載置部（基板収納カセット）から、基板の出し入れを行う。基板の取り出しや収納のためにハンド部が基板載置部にアクセスする場合、ハンド部は、根元から先端に向かうハンド中心線が基板載置部のアクセス直線（基板載置部の前面に対して垂直な、基板の出し入れ方向の直線）と一致した状態（基板載置部に正対した状態）で、基板載置部から離間したアクセス開始位置と、基板載置部内の基板載置位置との間を直線移動する。基板搬送ロボットは、基板に対して所定の処理を施す処理装置の基板載置部（処理室）に対しても、同様のアクセス動作を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２２８６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示されたような従来の基板搬送ロボットでは、ハンド部を基板載置部にアクセスさせる際に、平面視で、ハンド中心線を基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線と一致させた状態でアクセス開始位置と基板載置位置との間を直線移動させるように構成されているので、アクセス開始位置においてアームの先端（ハンド部の根元）がアクセス直線の延長線上に到達できなければならず、より遠くの位置まで基板載置部を配置することができなかった。そのため、より遠い位置にある基板載置部に対してもハンド部をアクセスできるようにすることが求められている。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ロボットを大型化することなく、より遠い位置にある基板載置部に対してもアクセスすることが可能な基板搬送ロボット、基板搬送システムおよび基板搬送方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の局面による基板搬送ロボットは、基板が載置される基板載置部に対してアクセスして基板を保持可能なハンド部と、ハンド部を移動させるためのアームと、ハンド部の移動を制御する制御部とを備え、制御部は、平面視において、ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が基板載置部の近傍で、かつ、基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態では、ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線が、基板載置部内にアクセスするための基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、かつ、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態で基板保持中心が基板載置部内における基板載置位置に到達するように、ハンド部の位置および向きを制御するように構成されており、制御部は、アクセス開始位置と基板載置位置との間でアクセス直線に一致するようにハンド中心線の向きを変えつつ、基板保持中心がアクセス開始位置よりも基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、ハンド中心線をアクセス直線に一致させるとともに、アクセス途中位置と基板載置位置との間では、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態でハンド部を直線移動させるように構成されている。

【0008】

第１の局面による基板搬送ロボットでは、上記のように、平面視において、ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が基板載置部の近傍で、かつ、基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態では、ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線が、基板載置部内にアクセスするための基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、かつ、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態で基板保持中心が基板載置部内における基板載置位置に到達するように、ハンド部の位置および向きを制御するように制御部を構成することによって、アクセス開始位置ではハンド中心線をアクセス直線に対して傾斜させてアームの先端（ハンド部の根元）を基板搬送ロボットに近い位置に位置させることができるので、基板載置位置でアームの先端をアクセス直線の延長線上に配置可能な範囲内で遠い位置に配置した基板載置部に対してもハンド部をアクセスさせることができる。これにより、ロボットを大型化（アーム長を長大化）することなく、アクセス開始位置においてアームの先端をアクセス直線の延長線上に配置できないような遠い位置にある基板載置部に対してもアクセスすることができる。

【0009】

第２の局面による基板搬送システムは、ロボット設置領域と、ロボット設置領域内に配置され、基板が載置される基板載置部に対してアクセスして基板を保持可能なハンド部と、ハンド部を移動させるためのアームとを含む基板搬送ロボットとを備え、基板搬送ロボットは、平面視において、ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が基板載置部の近傍で、かつ、基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態では、ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線が、基板載置部内にアクセスするための基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、かつ、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態で基板保持中心が基板載置部内における基板載置位置に到達するように、ハンド部を移動させるように構成されており、アクセス開始位置と基板載置位置との間でアクセス直線に一致するようにハンド中心線の向きを変えつつ、基板保持中心がアクセス開始位置よりも基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、ハンド中心線をアクセス直線に一致させるとともに、アクセス途中位置と基板載置位置との間では、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態でハンド部を直線移動させるように構成されている。

【0010】

第２の局面による基板搬送システムでは、上記のように、平面視において、ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が基板載置部の近傍で、かつ、基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態では、ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線が、基板載置部内にアクセスするための基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、かつ、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態で基板保持中心が基板載置部内における基板載置位置に到達するように、ハンド部を移動させるように基板搬送ロボットを構成することによって、アクセス開始位置ではハンド中心線をアクセス直線に対して傾斜させてアームの先端（ハンド部の根元）を基板搬送ロボットに近い位置に位置させることができるので、基板載置位置でアームの先端をアクセス直線の延長線上に配置可能な範囲内で遠い位置に配置した基板載置部に対してもハンド部をアクセスさせることができる。これにより、ロボットを大型化（アーム長を長大化）することなく、アクセス開始位置においてアームの先端をアクセス直線の延長線上に配置できないような遠い位置にある基板載置部に対してもアクセスすることができる。

【0011】

第３の局面による基板搬送方法は、基板が載置される基板載置部に対して基板搬送ロボットのハンド部をアクセスさせて基板を搬送するための基板搬送方法であって、平面視において、ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が基板載置部の近傍で、かつ、基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態で、ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線を、基板載置部内にアクセスするための基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜させる工程と、アクセス開始位置と基板載置部内における基板載置位置との間でアクセス直線に一致するようにハンド中心線の向きを変えつつ、基板保持中心がアクセス開始位置よりも基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、ハンド中心線をアクセス直線に一致させるとともに、アクセス途中位置と基板載置位置との間では、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態でハンド部を直線移動させて、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態でハンド部の基板保持中心を基板載置位置に到達させる工程とを備える。

【0012】

第３の局面による基板搬送方法では、上記のように、ハンド部に基板が保持された場合の基板保持中心が基板載置部の近傍で、かつ、基板載置部から所定の間隔を隔てたアクセス開始位置に位置する状態で、ハンド部の根元から先端に向かうハンド中心線を、基板載置部内にアクセスするための基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜させる工程と、アクセス開始位置と基板載置部内における基板載置位置との間でアクセス直線に一致するようにハンド中心線の向きを変えつつ、ハンド中心線がアクセス直線に一致した状態でハンド部の基板保持中心を基板載置位置に到達させる工程とを設けることによって、アクセス開始位置ではハンド中心線をアクセス直線に対して傾斜させてハンド部の根元を基板搬送ロボットに近い位置に位置させることができるので、基板載置位置でハンド部の根元をアクセス直線の延長線上に配置可能な範囲内で遠い位置に配置した基板載置部に対してもハンド部をアクセスさせることができる。これにより、ロボットを大型化（アーム長を長大化）することなく、アクセス開始位置においてハンド部の根元をアクセス直線の延長線上に配置できないような遠い位置にある基板載置部に対してもアクセスすることができる。

【0013】

第４の局面による基板搬送ロボットは、ハンド部と、先端部でハンド部と接続されたアームとを備え、基板が載置される基板載置部に対してハンド部がアクセスする際のハンド部の位置および向きが、アクセス開始位置ではハンド部が基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、基板載置部内における基板載置位置ではハンド部がアクセス直線に沿う位置および向きに設定されており、アクセス開始位置と基板載置位置との間でアクセス直線に沿う位置および向きになるようにハンド部の向きを変えつつ、基板保持中心がアクセス開始位置よりも基板載置部側のアクセス途中位置に位置する状態で、ハンド部をアクセス直線に沿う位置および向きにさせるとともに、アクセス途中位置と基板載置位置との間では、ハンド部がアクセス直線に沿う位置および向きなった状態でハンド部を直線移動させるように構成されている。

【0014】

第４の局面による基板搬送ロボットでは、上記のように、基板が載置される基板載置部に対してハンド部がアクセスする際のハンド部の位置および向きを、アクセス開始位置ではハンド部が基板載置部の前面に対して垂直なアクセス直線に対して傾斜し、基板載置部内における基板載置位置ではハンド部がアクセス直線に沿う位置および向きに設定することによって、アクセス開始位置ではハンド部をアクセス直線に対して傾斜させてアームの先端（ハンド部の根元）を基板搬送ロボットに近い位置に位置させることができるので、基板載置位置でアームの先端をアクセス直線の延長線上に配置可能な範囲内で遠い位置に配置した基板載置部に対してもハンド部をアクセスさせることができる。これにより、ロボットを大型化（アーム長を長大化）することなく、アクセス開始位置においてアームの先端をアクセス直線の延長線上に配置できないような遠い位置にある基板載置部に対してもアクセスすることができる。

【発明の効果】

【0015】

上記基板搬送ロボット、基板搬送システムおよび基板搬送方法によれば、ロボットを大型化することなく、より遠い位置にある基板載置部に対してもアクセスすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施形態による基板処理システムの全体構成を示した平面図である。

【図2】一実施形態による基板処理システムの全体構成を示した概略側面図である。

【図3】一実施形態による基板処理システムの基板搬送ロボットを示した斜視図である。

【図4】一実施形態による基板搬送システムの第１アクセス制御を説明するための概念図である。

【図5】一実施形態による基板搬送システムの第２アクセス制御を説明するための概念図である。

【図6】第１アクセス制御におけるアクセス開始位置からアクセス途中位置までのハンド部の動作を説明するための概念図である。

【図7】第１アクセス制御におけるアクセス途中位置から基板載置位置までのハンド部の動作を説明するための概念図である。

【図8】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ、一実施形態による基板搬送システムの第１アクセス制御によるアクセス動作のうち、アクセス開始位置からアクセス途中位置までの動作を段階的に示した平面図である。

【図9】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ、一実施形態による基板搬送システムの第１アクセス制御によるアクセス動作のうち、アクセス途中位置から基板載置位置までの動作を段階的に示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0018】

まず、図１〜図７を参照して、一実施形態による基板処理システム１００の構成について説明する。本実施形態では、基板搬送システムを半導体基板の処理装置を備えた基板処理システムに適用した例について説明する。

【0019】

基板処理システム１００は、図１および図２に示すように、基板１１０を搬送する基板搬送システム１０と、処理装置２０とを備えている。また、基板処理システム１００は、基板搬送システム１０により処理装置２０に基板１１０を搬送するとともに、処理装置２０により、搬送された基板１１０に対して半導体デバイスの製造プロセスにおける処理を行うように構成されている。

【0020】

基板搬送システム１０は、図１に示すように、ロボット設置領域１１と、基板１１０を収納するカセット３０が設置される複数（４つ）のロードポート１２と、ロボット設置領域１１内に配置された基板搬送ロボット１３とを備えている。基板搬送システム１０は、カセット３０と処理装置２０との間で基板搬送ロボット１３によって基板１１０を搬送するためのシステムである。なお、カセット３０は、「基板載置部」の一例である。

【0021】

また、基板搬送システム１０は、平面視において（上方から見て）、ロードポート１２の設置領域と、基板搬送ロボット１３が設置されるロボット設置領域１１とを合わせた大きさの外形形状（図１の破線で示した外形形状）を有している。ロボット設置領域１１は、ロードポート１２が配置された前面壁１１１、処理装置２０の背面壁２０１および側壁に囲まれた平面視で長方形形状の箱状領域である。また、基板搬送システム１０は、図示しないＦＦＵ（ファンフィルタユニット）をさらに備え、ロボット設置領域１１内の空気をクリーンな状態に維持するように構成されている。以下では、平面視において、前面壁１１１と背面壁２０１とが対向するＸ方向を前後方向、前面壁１１１および背面壁２０１に沿った長手方向（Ｙ方向）を横方向という。ロボット設置領域１１は、前後方向の幅Ｗ１および横方向の幅Ｗ２を有している。

【0022】

カセット３０は、ＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）規格に準拠した正面開口型の半導体ウエハ収容容器であり、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ、フープ）と呼ばれる。また、カセット３０は、図１に示すように、前面開口３０２を有する容器本体３０１と、前面開口３０２に着脱可能に嵌め込まれた容器ドア３０３とを含む。カセット３０は、容器本体３０１および容器ドア３０３に囲まれた内部空間を密閉して局所的なクリーン領域を形成し、容器本体３０１内において複数の基板１１０を収納可能に構成されている。カセット３０は、容器本体３０１内の異なる高さ位置に複数の基板１１０を載置可能に構成されている。たとえば、４つのカセット３０は、上下方向に２５段の載置位置を有し、最大２５枚の基板１１０を積層して収納することが可能である。

【0023】

ロードポート１２は、基板１１０を収納するカセット３０を保持してカセット３０の内部をロボット設置領域１１に対して開閉する機能を有する。ロードポート１２は、ロボット設置領域１１の前面側（Ｘ１方向側）で前面壁１１１に隣接するように設けられ、前面壁１１１に沿ってＹ方向に並んで配置されている。ロードポート１２は、設置台１２１と、前面板１２２と、ポートドア１２３とを有している。ロードポート１２は、図２に示すように、設置台１２１の上面上に、それぞれ１つずつカセット３０を固定的に着脱（設置）することが可能なように構成されている。前面板１２２は、Ｙ方向に沿った垂直面内に形成されるとともにロボット設置領域１１の前面壁１１１の一部を構成している。また、図１に示すように、前面板１２２は開口部１２４が形成された窓状（枠状）形状を有し、ポートドア１２３によって開口部１２４が開閉される。また、ロードポート１２は、図示しないドア開閉機構を備えている。ドア開閉機構は、ポートドア１２３およびカセット３０の容器ドア３０３を把持して開口部１２４から後方（Ｘ２方向）に引き出すとともに下方（Ｚ２方向、図２参照）に移動（退避）させて、カセット３０の内部空間をロボット設置領域１１側に開放させ、カセット３０の搬出時にはポートドア１２３および容器ドア３０３を閉じる。

【0024】

基板搬送ロボット１３は、図３に示すように、カセット３０に対してアクセスして基板１１０を保持可能なハンド部１３１と、ハンド部１３１を移動させるためのアーム１３２と、基板搬送ロボット１３の各部を制御する制御部１３３とを備えた、水平多関節ロボットである。図１に示すように、基板搬送ロボット１３は、ロボット設置領域１１のカセット３０寄りの位置（Ｘ１方向側の位置）に配置されている。アーム１３２は、アーム１３２の先端部においてハンド部１３１と接続されているとともに、アーム１３２の後述する旋回中心（回動中心Ｃ１）から先端に向けて端部同士が回動可能な状態で順次連結された、複数のアーム部を含んでいる。より具体的には、基板搬送ロボット１３は、ベース部材１３４と、支持軸１３５とをさらに備えるとともに、本実施形態では、アーム１３２は、第１アーム部１３６および第２アーム部１３７の２つのアーム部により構成されている。なお、第１アーム部１３６および第２アーム部１３７は、「アーム部」の一例である。

【0025】

図３に示すように、支持軸１３５は、ベース部材１３４により支持されている。また、支持軸１３５は、ベース部材１３４の上面に対して垂直方向に延びるように形成されている。また、支持軸１３５の上端部には、第１アーム部１３６の一方端部が接続されている。第１アーム部１３６は、支持軸１３５を回動軸として水平面内で回動可能に構成されている。また、第１アーム部１３６の他方端部には、第２アーム部１３７の一方端部が接続されている。第２アーム部１３７は、第１アーム部１３６に接続された一方端部を回動中心として水平面内で回動可能に構成されている。また、第２アーム部１３７の他方端部には、ハンド部１３１が接続されている。ハンド部１３１は、第２アーム部１３７との接続部を回動中心として水平面内で回動可能に構成されている。また、ハンド部１３１は、基板１１０のエッジ（外周縁）を支持可能に構成されている。このように、基板搬送ロボット１３は、第１アーム部１３６の回動中心Ｃ１、第２アーム部１３７の回動中心Ｃ２およびハンド部１３１の回動中心Ｃ３の３つの回動中心軸回りで、それぞれ第１アーム部１３６、第２アーム部１３７およびハンド部１３１を独立して（個別に）回動させることが可能である。なお、第１アーム部１３６の回動中心Ｃ１は、アーム１３２全体の支持軸１３５回りの旋回中心でもある。

【0026】

また、第１アーム部１３６および第２アーム部１３７は、リンク長が互いに略同じ大きさになるように形成されている。すなわち、図１に示すように、第１アーム部１３６の回動中心Ｃ１から第２アーム部１３７の回動中心Ｃ２までの第１アーム部１３６のリンク長と、第２アーム部１３７の回動中心Ｃ２からハンド部１３１の回動中心Ｃ３までの第２アーム部１３７のリンク長とは略等しく、長さＬである。これにより、第１アーム部１３６および第２アーム部１３７のリンク長が互いに異なる場合に比べて、基板１１０を搬送する際の各部の動作制御が複雑になるのが抑制される。なお、本実施形態では、ハンド部１３１の回動中心Ｃ３から、ハンド部１３１に基板１１０が保持された場合の基板保持中心１３８までのハンド長さＨは、第１アーム部１３６および第２アーム部１３７のリンク長Ｌよりも小さく、ハンド部１３１が基板１１０を保持したときの基板１１０を含めた最大長さがそれぞれのアーム部の全長と略等しくなるように、ハンド長さＨが設定されている。

【0027】

第１アーム部１３６および第２アーム部１３７からなるアーム１３２の動作範囲は、到達可能長さＲａを半径とする円Ｅ（図７参照）内となる。本実施形態では、図７に示すように、アーム１３２は、基板保持中心１３８が後述のアクセス途中位置１４３に位置する状態におけるアーム１３２（第２アーム部１３７）の先端部と回動中心（旋回中心）Ｃ１との間の第１距離Ｆ（点Ｏ−点Ｑ間の距離）と、基板保持中心１３８がカセット３０内の基板載置位置１４２に位置する状態におけるアーム１３２（第２アーム部１３７）の先端部と回動中心Ｃ１との間の第２距離Ｇ（Ｏ点−点Ｒ間の距離）とのうち大きい方が、複数（２つ）のアーム部の全てのリンク長の和（Ｌ＋Ｌ＝２Ｌ）の長さ以下で、かつ、アーム１３２の到達可能長さＲａ以下となるように構成されている。
すなわち、基板搬送ロボット１３のアーム１３２は、アーム長が下記の条件式（１）を満たす。
ｍａｘ｛Ｆ，Ｇ｝≦Ｒａ≦２Ｌ・・・（１）

【0028】

なお、アーム１３２の到達可能長さＲａは、機構上は全てのリンク長の和（本実施形態では、２Ｌ）と一致し得るが、実際上は、アーム１３２の制御上の特異点の発生や、アーム先端の横揺れの発生などを考慮する結果、２Ｌ以下の所定値として設定される場合が多い。つまり、アーム１３２には、制御上の特異点やアーム先端位置の制御性を考慮した開き角度（回動中心Ｃ１およびＣ２回りの回転角度）の範囲が設定され、その範囲内で最大長さとなる開き角度での回動中心Ｃ１からアーム１３２（第２アーム部１３７）の先端（回動中心Ｃ３）までの長さが、到達可能長さＲａとなる。

【0029】

また、図２に示すように、基板搬送ロボット１３は、支持軸１３５を上下移動させることによって、第１アーム部１３６、第２アーム部１３７およびハンド部１３１を一体的に上下移動させることが可能に構成されている。これにより、基板搬送ロボット１３は、カセット３０内の異なる高さ位置に配置された全ての載置位置に対して基板１１０の搬出入を行うことが可能である。

【0030】

制御部１３３は、ＣＰＵなどからなる演算処理部と、ＲＯＭおよびＲＡＭなどからなる記憶部と、第１アーム部１３６、第２アーム部１３７およびハンド部１３１などとの制御信号の入出力を行う入出力部とを主として備える。制御部１３３には、ハンド部１３１により基板１１０を搬送する際の各部の動作が予め教示されている。具体的には、制御部１３３は、４つのカセット３０のそれぞれに対する基板１１０の搬出入動作（アクセス動作）について、予め各部の動作が教示されている。これにより、基板搬送ロボット１３は、後述の動作手順によって基板１１０の搬送動作を行う。

【0031】

処理装置２０は、図１および図２に示すように、基板搬送ロボット１３およびカセット３０が配置される側（Ｘ１方向側）に背面壁２０１を有している。背面壁２０１は、Ｙ方向に沿った垂直面内に形成されている。また、背面壁２０１は、前面壁１１１に対向するように前面壁１１１に対して略平行に配置されている。また、背面壁２０１には、略矩形形状の開口部２０２が形成されており、基板搬送ロボット１３は、この開口部２０２を介して処理装置２０の内部の処理室２０３の所定の基板載置位置にアクセスする。開口部２０２は、図１に示すように、基板１１０を挿入可能な水平方向（Ｙ方向）の開口幅Ｂを有している。また、開口部２０２は、図２に示すように、基板搬送ロボット１３の第１アーム部１３６、第２アーム部１３７およびハンド部１３１の高さ方向の移動範囲よりも大きい高さ方向（Ｚ方向）の開口長さＨ１を有している。なお、処理室２０３は、「基板載置部」の一例である。

【0032】

基板搬送ロボット１３は、以上の構成により、カセット３０内の基板１１０を開口部２０２を介して処理装置２０内の載置位置に搬送するとともに、処理装置２０内の基板１１０をカセット３０内の所定の載置位置に搬送することが可能に構成されている。

【0033】

ここで、本実施形態では、図４に示すように、基板搬送ロボット１３は、制御部１３３がハンド部１３１の位置および向きを制御することにより、平面視において、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態では、ハンド部１３１のハンド中心線１３９をカセット３０内にアクセスするためのアクセス直線３０４に対して傾斜させる（図４の破線参照）とともに、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に一致した状態で基板保持中心１３８がカセット３０内の基板載置位置１４２に到達する（図４の実線参照）ように、ハンド部１３１を移動させる第１アクセス制御を行うように構成されている。なお、アクセス開始位置１４１、ハンド中心線１３９、アクセス直線３０４および基板載置位置１４２については、後述する。

【0034】

但し、本実施形態では、制御部１３３がすべてのカセット３０に対して上記第１アクセス制御を行うわけではない。制御部１３３は、アクセスするカセット３０の位置（基板搬送ロボット１３からの距離）に応じたアクセス動作制御を行うように構成されている。具体的には、図５に示すように、制御部１３３は、基板搬送ロボット１３に近いカセット３０ａにハンド部１３１をアクセスさせる際には、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させる第２アクセス制御を行うように構成されている。一方、図４に示すように、制御部１３３は、カセット３０ａよりも基板搬送ロボット１３から遠いカセット３０ｂにハンド部１３１をアクセスさせる際には、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態で、アーム１３２の可動範囲（半径Ｒａ）内でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜させる第１アクセス制御を行うように構成されている。図１に示した構成では、横方向（Ｙ方向）の両外側に配置された２つのカセット３０が遠いカセット３０ｂに相当し、横方向の内側に配置された２つのカセット３０が近いカセット３０ａに相当する。

【0035】

ここで、図１および図４〜図７を参照して、第１および第２アクセス制御を説明する。

【0036】

まず、カセット３０に対してハンド部１３１をアクセスさせる際のアクセス動作の動作条件について説明する。図４および図５に示すように、アーム１３２の動作範囲は半径Ｒａの円Ｅ内となるため、第２アーム部１３７の先端部（ハンド部１３１の根元）の回動中心Ｃ３は、円Ｅ内に配置される必要がある。

【0037】

アクセス動作は、アクセス開始位置１４１から、カセット３０内における基板載置位置１４２にハンド部１３１を移動させる動作である。アクセス開始位置１４１は、カセット３０に対するアクセスを開始する位置であり、ハンド部１３１の基板保持中心１３８がカセット３０の近傍で、かつ、カセット３０から所定の間隔を隔てて配置される位置である。本実施形態では、アクセス開始位置１４１は、カセット開閉領域１２５内にハンド部１３１およびハンド部１３１に保持された基板１１０が配置されないように設定された、カセット開閉領域１２５の外縁１２６の近傍の所定位置として設定されている。カセット開閉領域１２５は、ロードポート１２のドア開閉機構（図示せず）がカセット３０の開閉を行なうために確保される作動領域であり、ＳＥＭＩ規格によって規定された幅（Ｘ方向の幅）Ｗ３（図１参照）の領域である。通常、動作効率を考慮して、アクセス開始位置１４１は、ハンド部１３１およびハンド部１３１に保持された基板１１０をカセット開閉領域１２５の外縁１２６にできるだけ近づけるように設定される。基板載置位置１４２は、カセット３０内に収納（載置）された基板１１０の中心位置である。

【0038】

また、カセット３０内の基板載置位置１４２には、ハンド部１３１に基板１１０が保持された場合の基板保持中心１３８が位置付けられるように、ハンド部１３１が制御される。ここで、図６および図７に示すように、カセット３０の内部には、ＳＥＭＩ規格により進入禁止領域３０５（ハッチング領域）が設定されており、この進入禁止領域３０５内にハンド部１３１が進入しないようにハンド部１３１の動作が制御される。進入禁止領域３０５は、基板１１０を保持するためにカセット３０内で内側に突出するように設けられる支持部（図示せず）の形成可能領域を示すものであり、規格上、進入禁止領域３０５内に収まるように支持部が形成されなければならない。そのため、アクセス動作においては、少なくとも進入禁止領域３０５内にハンド部１３１が進入しなければ、ＳＥＭＩ規格に従うカセットに対してハンド部１３１が接触（干渉）しないことが担保される。進入禁止領域３０５の形状から分かるように、カセット３０内では、ハンド部１３１の形状によっては、入口部分近傍を除いて、カセット３０の前面（ロボット設置領域１１の前面壁１１１）に対して垂直なアクセス直線３０４に沿った直線移動以外のハンド部１３１の移動がほとんど許容されない場合がある。このため、基本的にはカセット３０内では、ハンド部１３１の根元から先端に向かうハンド中心線１３９をアクセス直線３０４（Ｘ方向）に一致させ、直線移動をさせることが必要となる。なお、ハンド中心線１３９は、正確には、ハンド部１３１の回動中心Ｃ３と、ハンド部１３１の基板保持中心１３８とを結んだ直線である。

【0039】

このような動作条件下で、第２アクセス制御では、図５に示すように、制御部１３３は、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態（破線参照）でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させるとともに、そのまま基板保持中心１３８が基板載置位置１４２に到達するまでハンド部１３１をＸ１方向に直線移動させる。この第２アクセス制御によるアクセス動作は、アクセス開始位置１４１でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた状態における第２アーム部１３７の先端部（ハンド部１３１の根元）の回動中心Ｃ３（点Ｐ）が、半径Ｒａの円Ｅ内に配置される範囲内で行うことが可能となる。そのため、制御部１３３は、回動中心Ｃ１と、アクセス開始位置１４１における回動中心Ｃ３との間の距離Ｇ２（点Ｏ−点Ｐ間の距離）がＲａ以下の場合に、第２アクセス制御を実施するように構成されている。

【0040】

つまり、第２アクセス制御は、下記の条件式（２）を満たす場合に実施される。
Ｇ２≦Ｒａ・・・（２）
そのため、第２アクセス制御は、図５に示すように、回動中心Ｃ１からＹ方向の距離Ｄ１までの範囲内のカセット３０ａに対して実施され、カセット３０ａが距離Ｄ１の位置にあるとき、アクセス開始位置１４１でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた状態における回動中心Ｃ３（点Ｐ）が円Ｅ上にある。

【0041】

一方、距離Ｄ１よりも基板搬送ロボット１３（回動中心Ｃ１）からＹ方向に離間した位置にあるカセット３０ｂに対しては、制御部１３３は、上記の第１アクセス制御を実施する。

【0042】

第１アクセス制御では、制御部１３３は、図４および図６に示すように、ハンド部１３１の基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態（破線のハンド位置）で、アーム１３２の可動範囲（半径Ｒａの円Ｅ）内でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜（傾斜角度α）させる。このように、本実施形態では、第１アクセス制御によりアクセスする際のハンド部１３１の位置および向きが、アクセス開始位置１４１ではハンド部１３１がアクセス直線３０４に対して基板搬送ロボット１３の第１アーム部１３６の回動中心Ｃ１側に傾斜する位置および向きに設定されている。

【0043】

そして、制御部１３３は、図６に示すように、アクセス開始位置１４１と基板載置位置１４２との間でアクセス直線３０４に一致するようにハンド中心線１３９の向きを変えつつ、基板保持中心１３８がカセット開閉領域１２５の外縁１２６よりもカセット３０ｂ側（Ｘ１方向側）のアクセス途中位置１４３に位置する状態（実線のハンド位置）で、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させる。

【0044】

アクセス途中位置１４３は、ハンド部１３１の基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１よりもカセット３０側に配置される位置である。本実施形態では、アクセス途中位置１４３は、カセット開閉領域１２５の外縁１２６よりもカセット３０ｂ側（Ｘ１方向側）で、かつ、カセット３０ｂ内におけるハンド部１３１の進入禁止領域３０５の外側の位置として設定されている。このアクセス途中位置１４３は、ハンド部１３１の形状と、カセット３０ｂ（３０）内における進入禁止領域３０５の形状とに応じて決定され、ハンド部１３１の先端部Ｋが進入禁止領域３０５の近傍に位置する所定位置である。図６では、ハンド部１３１の先端部Ｋが、進入禁止領域３０５の近傍で進入禁止領域３０５に接触する直前の位置に、アクセス途中位置１４３が設定された例を示している。また、図６では、ハンド部１３１の先端部Ｋがカセット３０の前面開口３０２よりも内側まで進入した位置に、アクセス途中位置１４３が設定されている。

【0045】

ここで、図６では、エッジグリップ型のハンド部１３１の例を示しているため、平面視で、ハンド部１３１の先端部Ｋが保持する基板１１０の外側にはみ出している。これに対して、たとえば、負圧（バキューム）式や静電式のチャック方式を採用するハンド部では、先端部が基板１１０と重なる位置に配置され基板１１０の外側にはみ出さない場合もある。その場合には、図６に示したアクセス途中位置１４３よりもさらにカセット３０ｂの奥側までアクセス途中位置を設定することができる。このように、アクセス途中位置は、ハンド部の形状と、カセット３０内における進入禁止領域３０５の形状とに応じて決定される。

【0046】

なお、本実施形態では、制御部１３３は、平面視において、ハンド部１３１の基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置し、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に対して傾斜した状態（図６の破線のハンド位置）から、第１アーム部１３６と第２アーム部１３７との相対角度βが一定の状態で、ハンド部１３１をアクセス途中位置１４３へ移動させるように構成されている。このため、アクセス開始位置１４１とアクセス途中位置１４３との間では、アーム１３２（第２アーム部１３７）の先端部の回動中心Ｃ３が半径一定の円弧軌跡をとる。

【0047】

また、アクセス開始位置１４１におけるハンド中心線１３９のアクセス直線３０４に対する傾斜角度αは、アクセス途中位置１４３まで移動させた時にハンド中心線１３９がアクセス直線３０４と一致する角度に設定される。したがって、まず、アクセス途中位置１４３（図６の実線のハンド位置）における姿勢（回動中心Ｃ１、Ｃ２およびＣ３回りの回転角度）が決定され、そのときの第１アーム部１３６と第２アーム部１３７との相対角度βが、アクセス開始位置１４１における相対角度βとなる。回動中心Ｃ２回りの回転角度を固定させたまま、アクセス途中位置１４３から回動中心Ｃ１回りにアーム１３２の全体をアクセス開始位置１４１まで旋回させたときの、ハンド中心線１３９のアクセス直線３０４に対する傾斜角度が、そのまま傾斜角度αとなる。

【0048】

図７に示すように、アクセス途中位置１４３でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた後は、制御部１３３は、上記第２アクセス制御と同様に、基板保持中心１３８が基板載置位置１４２に到達するまでハンド部１３１をＸ１方向に直線移動させる。すなわち、本実施形態では、第１アクセス制御によりアクセスする際のハンド部１３１の位置および向きが、基板載置位置１４２ではハンド部１３１がアクセス直線３０４に沿う（ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致する）位置および向きに設定されている。このようにして、第１アクセス制御が実施される。

【0049】

この第１アクセス制御によるアクセス動作は、アクセス途中位置１４３でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた状態（図７の破線のハンド位置）における回動中心Ｃ３と回動中心Ｃ１との間の第１距離Ｆ（点Ｏ−点Ｑ間の距離）と、基板保持中心１３８が基板載置位置１４２に到達した状態（図７の実線のハンド位置）における回動中心Ｃ３と回動中心Ｃ１との間の第２距離Ｇ（点Ｏ−点Ｒ間の距離）とのうち大きい方が、半径Ｒａの円Ｅ内に配置される範囲内で行うことが可能となる。

【0050】

そのため、アクセス開始位置１４１でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた状態を仮定した場合の回動中心Ｃ３と回動中心Ｃ１との間の距離Ｇ２（図７の点Ｏ−点Ｐｉ間の距離）が、半径Ｒａよりも大きくなる場合であって、第１距離Ｆ（点Ｏ−点Ｑ間の距離）と、第２距離Ｇ（点Ｏ−点Ｒ間の距離）とのうち大きい方が、半径Ｒａの円Ｅ内に配置される範囲内にある場合に、制御部１３３は、第１アクセス制御を実施するように構成されている。

【0051】

つまり、第１アクセス制御は、下記の条件式（３）を満たす場合に実施される。
ｍａｘ｛Ｆ，Ｇ｝≦Ｒａ＜Ｇ２・・・（３）
これにより、第１アクセス制御では、図６および図７に示すように、回動中心Ｃ１からＹ方向の距離Ｄ２（＞Ｄ１）だけ離れたカセット３０ｂに対しても、アクセス動作が実施可能となっている。この結果、第２アクセス制御ではアクセス開始位置１４１での第２アーム部１３７の先端部（回動中心Ｃ３）が半径Ｒａの円Ｅの外部にはみ出してしまうような遠い位置に配置されたカセット３０ｂに対して、第１アクセス制御によってアクセスを行うことが可能である。上記した基板搬送ロボット１３のアーム長に関する条件式（１）は、このような第１アクセス制御および第２アクセス制御の実施を前提としたものであり、逆に言えば、条件式（１）を満たす範囲内で、基板搬送システム１０のカセット３０（３０ａおよび３０ｂ）が設置されている。

【0052】

次に、本実施形態による基板搬送システム１０が基板搬送する際の具体的な動作手順について説明する。ここでは、図４、図６、図８（Ａ）〜図８（Ｅ）および図９（Ａ）〜図９（Ｅ）を参照して、基板搬送ロボット１３から遠いカセット３０ｂへのハンド部１３１の具体的なアクセス動作の一例について説明する。また、ここでは、ハンド部１３１が保持した基板１１０をカセット３０ｂへ搬送（収納）する場合について説明する。このアクセス動作は、基板搬送ロボット１３から遠いカセット３０ｂへのアクセスであるので、制御部１３３は、第１アクセス制御によるハンド部１３１の位置および向きの制御を行う。

【0053】

まず、基板搬送ロボット１３は、図８（Ａ）に図示するように、ハンド部１３１の基板保持中心１３８をアクセス開始位置１４１に位置付ける。このとき、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に対して傾斜した状態（図４参照）となるようにハンド部１３１の向きが制御される。続いて、図８（Ｂ）〜図８（Ｅ）に図示するように、基板搬送ロボット１３は、アクセス開始位置１４１から回動中心Ｃ１回りにアーム１３２の全体を旋回させることにより、ハンド部１３１の基板保持中心１３８をアクセス途中位置１４３に位置付ける。このため、アクセス開始位置１４１からアクセス途中位置１４３に至るまでの基板保持中心１３８の軌跡Ｊ１は、円弧軌跡となる。また、この間、第１アーム部１３６と第２アーム部１３７との相対角度βは、一定に維持される。また、第２アーム部１３７とハンド部１３１との相対角度γも一定に維持される。

【0054】

図８（Ｅ）および図９（Ａ）に図示するように、ハンド部１３１の基板保持中心１３８がアクセス途中位置１４３に到達すると、ハンド中心線１３９は、アクセス直線３０４に対して一致した状態（図６参照）となる。続いて、図９（Ｂ）〜図９（Ｅ）に図示するように、基板搬送ロボット１３は、ハンド部１３１をアクセス直線３０４に沿って直線移動させ、基板保持中心１３８をアクセス途中位置１４３から基板載置位置１４２に位置付ける。したがって、アクセス途中位置１４３から基板載置位置１４２に至るまでの基板保持中心１３８の軌跡Ｊ２は、直線軌跡となる。

【0055】

この間、第１アーム部１３６と第２アーム部１３７との相対角度β、および、第２アーム部１３７とハンド部１３１との相対角度γは、連続的に変化する。すなわち、制御部１３３は、第１アーム部１３６、第２アーム部１３７およびハンド部１３１をそれぞれ回動中心Ｃ１、Ｃ２およびＣ３まわりに回動させ、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して一致させたままハンド部１３１を直線移動させる。

【0056】

ハンド部１３１の基板保持中心１３８を基板載置位置１４２に位置付けると、基板搬送ロボット１３は、カセット３０ｂ内に基板１１０を設置して、ハンド部１３１をカセット３０ｂから引き抜く。カセット３０ｂからの引き抜き動作も、アクセス動作と同一の軌跡で行われる。つまり、ハンド部１３１の引き抜き動作は、図８（Ａ）〜図８（Ｅ）および図９（Ａ）〜図９（Ｅ）を逆再生する動作となる。以上のようにして、基板搬送が行われる。

【0057】

ここで、近年、基板処理装置による処理効率を向上させるためにカセットの設置数が増加する傾向にあり、カセット設置数を増加させるほど、基板搬送ロボットはより遠くのカセットに対してアクセスする必要が生じる。一方、基板搬送ロボットの大型化は設備全体の大型化を招くため、従来の基板搬送ロボットに対して大型化することなく、より遠くの位置にあるカセットに対してもアクセス可能な基板搬送ロボットを提供することが望まれている。

【0058】

しかしながら、上記特許文献１に開示されたような従来の基板搬送ロボットでは、ハンド部をカセットにアクセスさせる際に、ハンド中心線をアクセス直線と一致させた状態でアクセス開始位置と基板載置位置との間を直線移動させるように構成されているので、アクセス開始位置においてアームの先端（ハンド部の根元）がアクセス直線の延長線上に到達できなければならず、より遠くの位置までカセットを配置することができない。

【0059】

そこで、本実施形態では、上記のように、平面視において、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態では、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に対して傾斜し、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に一致した状態で基板保持中心１３８が基板載置位置１４２に到達するように、ハンド部１３１の位置および向きを制御するように制御部１３３を構成することによって、アクセス開始位置１４１ではハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜させてアーム１３２の先端部（ハンド部１３１の根元）を基板搬送ロボット１３に近い位置に位置させることができるので、基板載置位置１４２でアーム１３２の先端部（回動中心Ｃ３）をアクセス直線３０４の延長線上に配置可能な範囲内で遠い位置に配置したカセット３０ｂに対してもハンド部１３１をアクセスさせることができる。これにより、基板搬送ロボット１３を大型化（アーム長を長大化）することなく、アクセス開始位置１４１においてアーム１３２の先端部（回動中心Ｃ３）をアクセス直線３０４の延長線上に配置できないような遠い位置にあるカセット３０ｂに対してもアクセスすることができる。このように、上記のカセットの設置数の増加という背景の下、本実施形態による基板搬送ロボット１３は、基板載置部としてのカセット３０に対するアクセスを行う場合に、特に有効である。

【0060】

なお、本実施形態による基板搬送ロボット１３の上記の効果は、複数のカセット３０に対してアクセスするために必要なアーム１３２のアーム長を短くすることにより、基板搬送システム１０を小型化することができる、と言い換えることができる。すなわち、設計上の要求から、基板搬送システム１０におけるカセット３０の配置数（たとえば、図１に示すように４個）が与えられた場合、これらのカセット３０の横方向（Ｙ方向）のピッチがＳＥＭＩ規格によって規定されているので、すべてのカセット３０にアクセスするために必要なアーム長が決まるとともに、ロボット設置領域１１の横幅Ｗ２も決定される。このとき、ロボット設置領域１１の前後幅Ｗ１は、アーム１３２およびハンド部１３１を折り畳んで旋回させた場合の最小旋回半径に応じて決定される。すなわち、回動中心Ｃ１から背面壁２０１までの距離が、最小旋回半径に所定の安全マージンを加えた大きさとなるように、ロボット設置領域１１の前後幅Ｗ１が決定される。そのため、本実施形態の基板搬送システム１０によれば、カセット３０の配置数が与えられたとき、すべてのカセット３０にアクセスするために必要な基板搬送ロボット１３のアーム長を短くすることができることにより、ロボット設置領域１１の前後幅Ｗ１を小さくし、基板搬送システム１０を小型化することが可能となる。

【0061】

また、本実施形態では、上記のように、アクセス開始位置１４１と基板載置位置１４２との間でアクセス直線３０４に一致するようにハンド中心線１３９の向きを変えつつ、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に一致した状態でハンド部１３１の基板保持中心１３８を基板載置位置１４２に到達させるように制御部１３３を構成する。これにより、たとえばハンド部１３１を所定位置で停止させた上でハンド部１３１の向きを変更する動作を行う必要がなく、アクセス開始位置１４１と基板載置位置１４２との間でアーム１３２の可動範囲（円Ｅ内）内でハンド部１３１を移動させながら、移動に伴ってハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させることができる。

【0062】

また、本実施形態では、上記のように、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１よりもカセット３０側のアクセス途中位置１４３に位置する状態で、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させるとともに、アクセス途中位置１４３と基板載置位置１４２との間では、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に一致した状態でハンド部１３１を直線移動させるように制御部１３３を構成する。これにより、アクセス途中位置１４３とカセット３０内の基板載置位置１４２との間では、単純で精度を出しやすい直線移動によりハンド部を移動させることができるので、ハンド部１３１がカセット３０の内部と干渉（接触）しないように、ハンド部１３１をカセット３０内に位置精度よくアクセスさせることができる。

【0063】

また、本実施形態では、上記の式（１）に示したように、基板保持中心１３８がアクセス途中位置１４３に位置する状態におけるアーム１３２の先端部（回動中心Ｃ３）と回動中心Ｃ１との間の第１距離Ｆと、基板保持中心１３８が基板載置位置１４２に位置する状態におけるアーム１３２の先端部（回動中心Ｃ３）と回動中心Ｃ１との間の第２距離Ｇとのうち大きい方が、アーム１３２を構成するすべてのアーム部（第１アーム部１３６および第２アーム部１３７）のリンク長の和（２Ｌ）の長さ以下で、かつ、アーム１３２の到達可能長さＲａ以下となるように、アーム１３２を構成する。これにより、第１距離Ｆと、第２距離Ｇとのうち大きい方がリンク長の和（２Ｌ）の長さおよび到達可能長さＲａ以下となる範囲内であれば、アクセス開始位置１４１ではハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させることができないような遠い位置にあるカセット３０に対しても、ハンド部１３１をアクセスさせることができる。

【0064】

また、本実施形態では、上記のように、アクセス開始位置１４１を、基板保持中心１３８がカセット開閉領域１２５の外縁近傍に配置される位置に設定するとともに、アクセス途中位置１４３を、カセット開閉領域１２５の外縁１２６よりもカセット３０側で、かつ、カセット３０内におけるハンド部１３１の進入禁止領域３０５の外側の位置に設定する。これにより、ハンド部１３１がカセット開閉領域１２５の外縁１２６よりもカセット３０側のアクセス途中位置１４３に到達するまではハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して（基板搬送ロボット１３に近い側に）傾斜させておくことができるので、アクセス開始位置１４１ではハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させることができないような、より遠い位置にあるカセット３０に対しても、容易に、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた状態でカセット３０内の基板載置位置１４２にアクセスさせることができる。また、その場合でも、ハンド部１３１が進入禁止領域３０５内でカセット３０と干渉するのを防止することができる。

【0065】

また、本実施形態では、上記のように、アクセス途中位置１４３を、ハンド部１３１の形状と、カセット３０内における進入禁止領域３０５の形状とに応じて決定され、ハンド部１３１の先端部が進入禁止領域３０５の近傍に位置する所定位置に設定する。これにより、ハンド部１３１の形状と、カセット３０内における進入禁止領域３０５の形状とに応じて、ハンド部１３１の先端部が進入禁止領域３０５に近接する位置までハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して（基板搬送ロボット１３に近い側に）傾斜させておくことができる。これにより、さらに遠い位置にあるカセット３０に対しても、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた状態でカセット３０内の基板載置位置１４２にアクセスさせることができる。

【0066】

また、本実施形態では、上記のように、平面視において、ハンド部１３１の基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置し、ハンド中心線１３９がアクセス直線３０４に対して傾斜した状態から、隣接する第１アーム部１３６および第２アーム部１３７の相対角度βが一定の状態で、ハンド部１３１をアクセス途中位置１４３へ移動させるように制御部１３３を構成する。これにより、アクセス開始位置１４１からアクセス途中位置１４３へ移動させるまでは、隣接する第１アーム部１３６および第２アーム部１３７の相対角度β（回動中心Ｃ２回りの回転角度）を変更せずにハンド部１３１を移動させることができるので、ハンド部１３１の移動制御を簡素化し、制御部１３３のアクセス制御負荷を軽減することができる。特に、本実施形態では、アクセス開始位置１４１からアクセス途中位置１４３への移動を回動中心Ｃ１回りのアーム１３２全体の旋回によって実現しているので、アクセス開始位置１４１からアクセス途中位置１４３への移動制御をさらに簡素化することが可能となっている。

【0067】

また、本実施形態では、上記のように、近い位置にあるカセット３０ａにハンド部１３１をアクセスさせる際には、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させ（第２アクセス制御）、ハンド部１３１をカセット３０ａよりも遠い位置に配置されたカセット３０ｂにアクセスさせる際には、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態で、アーム１３２の可動範囲（半径Ｒａ）内でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜させる（第１アクセス制御）ように制御部１３３を構成する。これにより、近い位置にあるカセット３０ａにアクセスする場合には、アクセス開始位置１４１から基板載置位置１４２に至るアクセス動作を、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させた直線移動によって行うことができるので、ハンド部１３１をカセット３０内に位置精度よくアクセスさせることができる。そして、アクセス開始位置１４１ではハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させることができないような、より遠い位置にあるカセット３０ｂに対しても、アクセス開始位置１４１でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜させてアクセス可能とすることができる。これにより、基板搬送ロボット１３からの距離に応じた適切なアクセス動作でハンド部１３１をカセット３０（３０ａ、３０ｂ）にアクセスさせることができる。

【0068】

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0069】

たとえば、上記実施形態では、基板搬送ロボットの一例として、２つのアーム部（第１アーム部および第２アーム部）を備えた基板搬送ロボットを示したが、アーム部を１つのみ備えた基板搬送ロボットであってもよいし、３つ以上のアーム部を備えた基板搬送ロボットであってもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、基板搬送ロボットの一例として、１つのハンド部を備えた基板搬送ロボットを示したが、２つ以上のハンド部を備えた基板搬送ロボットであってもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、エッジグリップ式のハンド部１３１を基板搬送ロボット１３に設けた例を示したが、上記のように、負圧（バキューム）式や静電式のチャック方式のハンド部を基板搬送ロボットに設けてもよい。また、エッジグリップ式、負圧式および静電式以外のチャック方式のハンド部を基板搬送ロボットに設けてもよい。

【0072】

また、上記実施形態では、４つのロードポート１２を備えることにより、４つのカセット３０を設置可能な基板搬送システム１０の例を示したが、カセットの設置数（ロードポートの数）は３つ以下または５つ以上であってもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、第１アクセス制御においてアクセス開始位置１４１とアクセス途中位置１４３との間でハンド部１３１を円弧移動（旋回移動）させることにより、ハンド中心線１３９の向きを連続的に変化させる例を示したが、アクセス開始位置１４１と基板載置位置１４２との間の位置で、ハンド部１３１の向きを調整する動作を行うように制御してもよい。すなわち、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させることができる位置（ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させてもアーム１３２の先端部が円Ｅの範囲からはみ出さない位置）までハンド部１３１を移動させた後、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させる動作を行うように構成してもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、第１アクセス制御においてアクセス開始位置１４１とアクセス途中位置１４３との間で相対角度βを一定に保ちハンド部１３１を円弧移動（旋回移動）させる例を示したが、アクセス開始位置１４１とアクセス途中位置１４３との間で相対角度βを変化させてもよい。

【0075】

また、上記実施形態では、第１アクセス制御においてアクセス開始位置１４１とアクセス途中位置１４３との間で相対角度βのみならず相対角度γも一定に保ってハンド部１３１を移動させる例を示したが、アクセス開始位置１４１とアクセス途中位置１４３との間で相対角度γを変化させてもよい。

【0076】

また、上記実施形態では、アクセス途中位置１４３を、ハンド部１３１の先端部が進入禁止領域３０５の近傍に位置する所定位置に設定した例を示したが、たとえばアクセス途中位置が進入禁止領域から所定の安全マージン分だけ離間した位置に設定されてもよい。アクセス途中位置は、ハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に一致させてもアーム１３２の先端部が円Ｅの範囲内に収まる位置であって、進入禁止領域３０５の外側の位置であればよい。したがって、アクセス途中位置は、図示した位置に限らず、ハンド部の形状と、カセット内における進入禁止領域３０５の形状とに応じて最適な位置に設定すればよい。

【0077】

また、上記実施形態では、カセット３０ａよりも遠い位置に配置されたカセット３０ｂにハンド部１３１をアクセスさせる際にのみ、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜させるように基板搬送ロボット１３を構成した例を示したが、近い位置にあるカセット３０ａにハンド部１３１をアクセスさせる際にも、基板保持中心１３８がアクセス開始位置１４１に位置する状態でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜させてもよい。

【0078】

また、上記実施形態では、カセット３０（３０ｂ）にハンド部１３１をアクセスさせる際に、アクセス開始位置１４１でハンド中心線１３９をアクセス直線３０４に対して傾斜させる第１アクセス制御を行う例を示したが、処理装置２０の処理室２０３にハンド部１３１をアクセスさせる際にも、同様に第１アクセス制御を行ってもよい。すなわち、処理室２０３へのアクセス開始位置でハンド中心線１３９を処理室２０３へのアクセス直線に対して傾斜させる。これにより、より遠い位置にある処理室に対してもハンド部をアクセスさせることができる。

【0079】

また、上記実施形態では、カセット３０と処理装置２０との間で基板搬送ロボット１３によって基板１１０を搬送する基板搬送システムの例を示したが、基板搬送システムは、たとえば、次工程に基板を受け渡すためのバッファ部を備えた基板仮置き装置など、半導体デバイスの製造プロセスにおける処理装置以外の装置に基板を搬送する基板搬送システムであってもよい。この場合にも、上記実施形態と同様に、バッファ部にハンド部をアクセスさせる際に、バッファ部へのアクセス開始位置でハンド中心線をバッファ部へのアクセス直線に対して傾斜させる第１アクセス制御を行ってもよい。これにより、より遠い位置にあるバッファ部に対してもハンド部をアクセスさせることができる。この場合、バッファ部は、「基板載置部」の一例である。

【0080】

また、上記実施形態では、ロボット設置領域を互いに略平行に配置された前面壁および背面壁に挟まれた領域とする例を示したが、互いに交差するように配置された第１壁部および第２壁部に囲まれた領域をロボット設置領域としてもよい。

【符号の説明】

【0081】

１０ 基板搬送システム
１１ ロボット設置領域
１２ ロードポート
１３ 基板搬送ロボット
３０（３０ａ、３０ｂ） カセット（基板載置部）
１１０ 基板
１２５ カセット開閉領域
１２６ 外縁
１３１ ハンド部
１３２ アーム
１３３ 制御部
１３６ 第１アーム部（アーム部）
１３７ 第２アーム部（アーム部）
１３８ 基板保持中心
１３９ ハンド中心線
１４１ アクセス開始位置
１４２ 基板載置位置
１４３ アクセス途中位置
２０２ 処理室（基板載置部）
３０４ アクセス直線
３０５ 進入禁止領域
Ｃ１ 回動中心（旋回中心）
Ｆ 第１距離
Ｇ 第２距離
Ｋ 先端部
Ｌ リンク長
α 相対角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】