特許 7588999 産業用ロボットのハンド、産業用ロボット

(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】

(24)【登録日】2024-11-15

(45)【発行日】2024-11-25

(54)【発明の名称】産業用ロボットのハンド、産業用ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/04 20060101AFI20241118BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20241118BHJP

【ＦＩ】

B25J15/04 A

H01L21/68 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020167858

(22)【出願日】2020-10-02

(65)【公開番号】P2022059948

(43)【公開日】2022-04-14

【審査請求日】2023-09-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002505

【氏名又は名称】弁理士法人航栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】改野 重幸

【審査官】岩▲崎▼ 優

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－２０７０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５１５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１５９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０７７９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０３６８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１８４８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３４５８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ －２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７－２１／６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送対象物が搭載され、当該搬送対象物の端面が当接する当接面を含む端面当接部材を有する第一搭載部と、搬送対象物が搭載され、当該搬送対象物を吸引して保持する吸引孔を有する第二搭載部と、が交換可能に構成された産業用ロボットのハンドであって、
前記第一搭載部と前記第二搭載部のいずれか一方を支持可能に構成された支持部を備え、
前記支持部は、
前記第二搭載部を支持している状態にて前記吸引孔に繋がる空気流路と、
前記産業用ロボットに収容された空気配管の先端と前記空気流路とを連結する連結部材を含む第一ユニット、及び、前記第一搭載部を支持している状態にて前記第一搭載部に搭載された搬送対象物の端面を押圧可能な第二ユニットのうちの一方のみと、
前記第一ユニットと前記第二ユニットのうちの他方を取り付けるための取り付け部と、を有する産業用ロボットのハンド。

【請求項2】

請求項１記載の産業用ロボットのハンドであって、
前記第二ユニットは、エアシリンダを有し、
前記第一ユニットの前記連結部材と、前記エアシリンダの吸排気口とには、共通の前記空気配管が接続可能に構成されている産業用ロボットのハンド。

【請求項3】

請求項１又は２記載の産業用ロボットのハンドであって、
前記取り付け部は、前記第二ユニットを取り付けるためのものである産業用ロボットのハンド。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項記載の産業用ロボットのハンドと、
前記空気配管と、
前記ハンドを支持するアームと、
前記アームを支持するアーム支持部と、を備える産業用ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用ロボットのハンドとこれを備える産業用ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウエハ等の搬送対象物を搬送する産業用ロボットが知られている。例えば特許文献１には、搬送対象物が搭載される４個のハンドと、４個の前記ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、前記アームの基端側が回動可能に連結される本体部と、を備える産業用ロボットが記載されている。この産業用ロボットでは、４個のハンドを第１ハンド対と第２ハンド対とすると、第１ハンド対および第２ハンド対のいずれか一方を構成する２個のハンドの保持部は、搬送対象物の端面が当接する当接面を有する端面当接部材と、搬送対象物の端面が当接面に押し付けられるように搬送対象物を押す押付機構とを備えている。また、第１ハンド対および第２ハンド対のいずれか他方を構成する２個のハンドの保持部は、搬送対象物を吸引して保持する吸引孔を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１１９３２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

産業用ロボットにおいて半導体ウエハを保持する方法としては、特許文献１のように、ウエハの端面（外周面）を押圧して保持するグリップ保持方式と、ウエハを吸引して保持する吸引保持方式と、が知られている。同じ産業用ロボットであっても、その用途によっては、グリップ保持方式と吸引保持方式を切り替えたい場合がある。そこで、グリップ保持方式のためのユニットと吸引保持方式のためのユニットの両方を組み込んだハンドを製造することが考えらえる。しかし、このようなハンドでは、製造コストが高くなり、ユーザへの販売額も高くる。そのため、一方のユニットを不要としているユーザにとっては、余分な費用を支払うことになる。

【0005】

本発明の目的は、製造コストを抑制しながら、用途に応じた使い分けを可能とする産業用ロボットのハンドとこれを備える産業用ロボットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様の産業用ロボットのハンドは、搬送対象物が搭載され、当該搬送対象物の端面が当接する当接面を含む端面当接部材を有する第一搭載部と、搬送対象物が搭載され、当該搬送対象物を吸引して保持する吸引孔を有する第二搭載部と、が交換可能に構成された産業用ロボットのハンドであって、前記第一搭載部と前記第二搭載部のいずれか一方を支持可能に構成された支持部を備え、前記支持部は、前記第二搭載部を支持している状態にて前記吸引孔に繋がる空気流路と、前記産業用ロボットに収容された空気配管の先端と前記空気流路とを連結する連結部材を含む第一ユニット、及び、前記第一搭載部を支持している状態にて前記第一搭載部に搭載された搬送対象物の端面を押圧可能な第二ユニットのうちの一方のみと、前記第一ユニットと前記第二ユニットの他方を取り付けるための取り付け部と、を備えるものである。

【0007】

本発明の一態様の産業用ロボットは、前記ハンドと、前記空気配管と、前記ハンドを支持するアームと、前記アームを支持するアーム支持部と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、製造コストを抑制しながら、用途に応じた使い分けを可能とする産業用ロボットのハンドとこれを備える産業用ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態にかかる製造システムの概略構成を正面側から説明するための図である。

【図2】図１に示す製造システムの概略構成を上側から説明するための図である。

【図3】図１に示す水平多関節ロボットの側面図である。

【図4】図３に示す水平多関節ロボットの、アーム支持部が上昇している状態の側面図である。

【図5】図３に示す水平多関節ロボットの平面図である。

【図6】図５に示すハンドの支持部近傍の詳細構成を示す模式図である。

【図7】図６の支持部にグリップ用ユニットを取り付けた状態を示す模式図である。

【図8】図７に示す状態の支持部にグリップ用ウエハ搭載部を装着した状態を示す模式図である。

【図9】図７に示す状態の支持部に吸引用ウエハ搭載部を装着した状態を示す模式図である。

【図10】図３に示す保持部の内部の構造を説明するための概略図である。

【図11】図３に示す保持部の内部の構造を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

【0011】

（製造システムの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる製造システム１の概略構成を正面側から説明するための図である。図２は、図１に示す製造システム１の概略構成を上側から説明するための図である。

【0012】

本形態の製造システム１は、半導体を製造するための半導体製造システムである。この製造システム１は、半導体ウエハ２（以下、「ウエハ２」とする）に対して所定の処理を実行する複数の処理装置３を有する処理部４を備えている。処理部４は、複数階建てで構成されるとともに複数階の各階に処理装置３が複数個設置されている。また、製造システム１は、処理部４の各階ごとに設置され処理装置３に対するウエハ２の搬入および搬出を行う水平多関節ロボット５（以下、「ロボット５」とする）を備えている。本形態のウエハ２は、ロボット５によって搬送される搬送対象物である。

【0013】

以下の説明では、上下方向に直交する図１等のＸ方向を「左右方向」とし、上下方向および左右方向に直交する図１等のＹ方向を「前後方向」とする。また、左右方向のうちのＸ１方向側を「右」側とし、その反対側であるＸ２方向側を「左」側とし、前後方向のうちのＹ１方向側を「前」側とし、その反対側であるＹ２方向側を「後（後ろ）」側とする。

【0014】

本形態の処理部４は、図１に示すように、２階建てで構成されている。処理部４の１階と処理部４の２階とのそれぞれには、ロボット５が１台ずつ設置されている。ロボット５は、処理部４の内部に設置されている。また、処理部４の１階と２階とのそれぞれには、たとえば、６個の処理装置３が設置されている。具体的には、図２に示すように、処理部４の１階と２階とのそれぞれには、左右方向で隣接配置される３個の処理装置３が前後方向において所定の間隔をあけた状態で２箇所に設置されている。また、各処理装置３は、ウエハ２が載置されるウエハ載置部６を備えている。

【0015】

ロボット５は、処理部４の１階と２階とのそれぞれにおいて、前側に配置される３個の処理装置３と、後ろ側に配置される３個の処理装置３との間に設置されている。また、ロボット５は、処理部４の１階と２階とのそれぞれにおいて、左右方向における処理部４の中心位置に設置されている。処理部４の１階と２階とのそれぞれには、ロボット５を固定するための固定フレーム７が設けられており、ロボット５は固定フレーム７に固定されている。

【0016】

製造システム１は、複数のウエハ２が収容される２個の収容部１０、１１を有する昇降装置１２を備えている。昇降装置１２は、処理部４の内部の右端側に設置されている。また、昇降装置１２は、前後方向において、ロボット５と略同じ位置に配置されている。この昇降装置１２は、固定フレーム７に固定されている。製造システム１は、上下方向から見たときに、左右方向においてロボット５との間に昇降装置１２を挟むように配置される水平多関節ロボット１３（図１参照。以下、「ロボット１３」とする）を備えている。ロボット１３は、処理部４の外部に設置されるとともに、前後方向において、昇降装置１２と略同じ位置に配置されている。なお、図２では、ロボット１３の図示を省略している。

【0017】

（水平多関節ロボットの構成）
図３は、図１に示すロボット５の側面図である。図４は、図３に示すロボット５の、アーム支持部１７が上昇している状態の側面図である。図５は、図３に示すロボット５の平面図である。図６は、図５に示すハンド１４の支持部１４ｂ近傍の詳細構成を示す模式図である。図７は、図６の支持部１４ｂにグリップ用ユニット１４６を取り付けた状態を示す模式図である。図８は、図７に示す状態の支持部１４ｂにグリップ用ウエハ搭載部１４ａを装着した状態を示す模式図である。図９は、図７に示す状態の支持部１４ｂに吸引用ウエハ搭載部１４ｃを装着した状態を示す模式図である。図１０は、図３に示す保持部１８の内部の構造を説明するための概略図である。図１１は、図３に示す保持部１８の内部の構造を説明するための断面図である。

【0018】

ロボット５は、３リンクアーム型のロボットである。このロボット５は、ウエハ２が搭載される２個のハンド１４、１５と、ハンド１４、１５が先端側に回動可能に連結されるとともに水平方向に動作するアーム１６と、アーム１６の基端側が回動可能に連結されるアーム支持部１７と、アーム支持部１７を昇降可能に保持する保持部１８とを備えている。また、ロボット５は、アーム１６に対してハンド１４、１５を回動させるハンド駆動機構１９と、アーム１６を駆動するアーム駆動機構２０とを備えている（図３参照）。また、ロボット５は、保持部１８に対してアーム支持部１７を昇降させるアーム昇降機構２１を備えている（図１０、図１１参照）。

【0019】

アーム１６は、アーム支持部１７に基端側が回動可能に連結される第１アーム部２４と、第１アーム部２４の先端側に基端側が回動可能に連結される第２アーム部２５と、第２アーム部２５の先端側に基端側が回動可能に連結される第３アーム部２６とから構成されている。すなわち、アーム１６は、互いに相対回動可能に連結される３個のアーム部を備えている。第１アーム部２４、第２アーム部２５および第３アーム部２６は、中空状に形成されている。アーム支持部１７と第１アーム部２４と第２アーム部２５と第３アーム部２６とは、上下方向において、下側からこの順番で配置されている。

【0020】

ハンド１４、１５は、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されている。ハンド１４、１５は、ハンド１４の基端側部分とハンド１５の基端側部分とが上下方向で重なるように配置されている。また、ハンド１４が上側に配置され、ハンド１５が下側に配置されている。ハンド１４、１５の基端側部分は、第３アーム部２６の先端側に回動可能に連結されている。ハンド１４、１５の先端側部分の上面は、ウエハ２が搭載される搭載面となっており、ハンド１４、１５の先端側部分の上面には、１枚のウエハ２が搭載される。ハンド１４、１５は、第３アーム部２６よりも上側に配置されている。

【0021】

なお、図２では、ハンド１５の図示を省略している。また、本形態のロボット５の動作時には、ハンド１４とハンド１５とが上下方向で重なる場合もあるが、ほとんどの場合、ハンド１４とハンド１５とは、上下方向で重なっていない。たとえば、図２の二点鎖線で示すように、ハンド１４が処理装置３の中へ入り込んでいるときには、ハンド１５は、アーム支持部１７側へ回転しており、処理装置３の中に入っていない。このときのハンド１４に対するハンド１５の回転角度は、たとえば、１２０°～１５０°である。

【0022】

保持部１８は、略直方体の箱状に形成されている。保持部１８の上端面および下端面は、上下方向に直交する平面となっている。また、保持部１８の前後の両側面は、前後方向に直交する平面となっており、保持部１８の左右の両側面は、左右方向に直交する平面となっている。上述のように、ロボット５は、処理部４の固定フレーム７に固定されている。本形態では、保持部１８の前側面が固定フレーム７に固定されている。すなわち、保持部１８の前側面が処理部４に固定されている。

【0023】

アーム支持部１７は、略直方体の箱状に形成されている。アーム支持部１７の上端面および下端面は、上下方向に直交する平面となっている。また、アーム支持部１７の前後の両側面は、前後方向に直交する平面となっており、アーム支持部１７の左右の両側面は、左右方向に直交する平面となっている。第１アーム部２４の基端側は、アーム支持部１７の上端面に回動可能に連結されている。アーム支持部１７は、保持部１８の後ろ側に配置されており、アーム支持部１７と保持部１８とは前後方向においてずれている。また、アーム支持部１７は、保持部１８の後側面に沿って昇降可能となっている。アーム支持部１７の高さ（上下方向の長さ）は、保持部１８の高さ（上下方向の長さ）よりも低くなっている。

【0024】

アーム駆動機構２０は、図３に示すように、アーム１６が伸縮するように第１アーム部２４および第２アーム部２５を一緒に回動させる第１駆動機構２７と、第２アーム部２５に対して第３アーム部２６を回動させる第２駆動機構２８とを備えている。第１駆動機構２７は、モータ３０と、モータ３０の動力を減速して第１アーム部２４に伝達するための減速機３１と、モータ３０の動力を減速して第２アーム部２５に伝達するための減速機３２とを備えている。第２駆動機構２８は、モータ３３と、モータ３３の動力を減速して第３アーム部２６に伝達するための減速機３４とを備えている。なお、第１駆動機構２７は、左右方向に平行な仮想線上を第２アーム部２５と第３アーム部２６との連結部が直線的に移動するように、第１アーム部２４および第２アーム部２５を回動させる。

【0025】

モータ３０は、アーム支持部１７の内部に配置されている。減速機３１は、アーム支持部１７と第１アーム部２４とを繋ぐ関節部を構成している。減速機３２は、第１アーム部２４と第２アーム部２５とを繋ぐ関節部を構成している。モータ３０と減速機３１とは、図示を省略するプーリおよびベルトを介して連結され、モータ３０と減速機３２とは、図示を省略するプーリおよびベルト等を介して連結されている。モータ３３は、第２アーム部２５の内部に配置されている。減速機３４は、第２アーム部２５と第３アーム部２６とを繋ぐ関節部を構成している。モータ３３と減速機３４とは、図示を省略する歯車列を介して連結されている。

【0026】

ハンド駆動機構１９は、モータ３５と、モータ３５の動力を減速してハンド１４に伝達するための減速機３６と、モータ３７と、モータ３７の動力を減速してハンド１５に伝達するための減速機３８とを備えている。モータ３５、３７および減速機３６、３８は、第３アーム部２６の内部に配置されている。ハンド１４の基端側と減速機３６とは、図示を省略するプーリおよびベルトを介して連結され、ハンド１５の基端側と減速機３８とは、図示を省略するプーリおよびベルトを介して連結されている。

【0027】

アーム昇降機構２１は、図１０、図１１に示すように、上下方向を軸方向として配置されるボールネジ３９と、ボールネジ３９を回転させるモータ４０と、ボールネジ３９に係合するナット部材４１と、アーム支持部１７を上下方向へ案内するガイドレール４２およびガイドブロック４３とを備えている。このアーム昇降機構２１は、保持部１８の内部に配置されている。

【0028】

ボールネジ３９は、保持部１８の一部を構成するフレーム４４に回転可能に保持されている。ボールネジ３９の下端側には、プーリ４５が固定されている。モータ４０は、フレーム４４に固定されている。モータ４０の出力軸には、プーリ４６が固定されている。プーリ４５とプーリ４６とには、ベルト４７が架け渡されている。ガイドレール４２は、フレーム４４に固定されている。ガイドレール４２は、ガイドレール４２の長手方向と上下方向とが一致するように配置されている。また、本形態では、フレーム４４の左右の両端側の２箇所にガイドレール４２が固定されている。

【0029】

ナット部材４１は、アーム支持部１７の前側面に固定される固定部材４８（図１１参照）に固定されている。ガイドブロック４３も固定部材４８に固定されている。固定部材４８には、後ろ側へ突出する突出部４８ａが形成されており、突出部４８ａの後端面がアーム支持部１７の前側面に固定されている。固定部材４８は、保持部１８の一部を構成するカバー４９に覆われている。カバー４９には、突出部４８ａが配置されるスリット状の配置孔４９ａが形成されている。

【0030】

アーム昇降機構２１は、図３に示すアーム支持部１７の下限位置と図４に示すアーム支持部１７の上限位置との間でアーム支持部１７を昇降させる。アーム支持部１７が下限位置まで下降しているときには、図３に示すように、保持部１８の上端面は、第１アーム部２４の下面よりも上側にある。具体的には、保持部１８の上端面は、アーム支持部１７の上端面に回動可能に連結される第１アーム部２４の基端側部分の下面よりも上側にある。

【0031】

また、アーム支持部１７が下限位置まで下降しているときには、保持部１８の上端面は、第３アーム部２６の下面よりも下側にある。本形態では、アーム支持部１７が下限位置まで下降しているときに、保持部１８の上端面は、第２アーム部２５の上面よりもわずかに下側にある。すなわち、アーム支持部１７が下限位置まで下降しているときに、保持部１８の上端面は、上下方向において、第２アーム部２５の上面と第２アーム部２５の下面との間にある。

【0032】

ロボット１３は、図１に示すように、ウエハ２が搭載される２個のハンド５２、５３と、ハンド５２が先端側に回動可能に連結されるアーム５４と、ハンド５３が先端側に回動可能に連結されるアーム５５と、アーム５４、５５の基端側が回動可能に連結されるアーム支持部５６と、アーム支持部５６を昇降可能に保持する本体部５７とを備えている。ハンド５２、５３には、複数枚のウエハ２が搭載可能となっている。

【0033】

また、ロボット１３は、アーム５４に対してハンド５２を回動させるハンド駆動機構（図示省略）と、アーム５５に対してハンド５３を回動させるハンド駆動機構（図示省略）と、アーム５４を駆動するアーム駆動機構（図示省略）と、アーム５５を駆動するアーム駆動機構（図示省略）と、本体部５７に対してアーム支持部５６を回動させるアーム支持部駆動機構（図示省略）と、本体部５７に対してアーム支持部５６を昇降させるアーム昇降機構（図示省略）とを備えている。

【0034】

上述のように、ロボット１３は、上下方向から見たときに、左右方向においてロボット５との間に昇降装置１２を挟むように配置されている。具体的には、ロボット１３は、図１に示すように、左右方向において、処理部４の１階に設置されるロボット５との間に昇降装置１２を挟むように配置されている。このロボット１３は、収容部１０、１１に対するウエハ２の搬入および搬出を行う。

【0035】

（ハンドの詳細構成）
ロボット５、ロボット１３に搭載されるハンドの詳細構成について説明する。ロボット５、ロボット１３に搭載される各ハンドは、いずれも同じ構成であってもよいし、別の構成であってもよい。以下では、ロボット５のハンド１４を例示して、ハンドの詳細構成について説明する。本明細書における“固着”とは、固着対象となる２つの部材が、接着、圧入嵌合、ネジ止め、ボルト締め等によって強固に一体化されている状態を言う。

【0036】

ハンド１４は、ウエハ２を搭載する搭載部として、グリップ保持方式にてウエハ２を保持するために用意されたグリップ用ウエハ搭載部１４ａ（図８参照）と、吸引保持方式にてウエハ２を保持するために用意された吸引用ウエハ搭載部１４ｃ（図５参照）との２種類が着脱可能（換言すると交換可能）に構成されたものである。以下では、まず、吸引用ウエハ搭載部１４ｃが装着された第一形態のハンド１４について説明する。なお、グリップ用ウエハ搭載部１４ａが装着されたハンド１４のことを第二形態のハンド１４と記載する。

【0037】

図５に示すように、第一形態のハンド１４は、ウエハ２が搭載される吸引用ウエハ搭載部１４ｃと、吸引用ウエハ搭載部１４ｃをその基端側で支持する支持部１４ｂと、を備えている。第一形態のハンド１４は、上下方向から見たときに所定の軸線を対称軸とする略線対称に形成されている。吸引用ウエハ搭載部１４ｃの先端側は、二股状に形成されており、上下方向から見たときの吸引用ウエハ搭載部１４ｃの形状は、略Ｙ形状となっている。吸引用ウエハ搭載部１４ｃは、平板状に形成されている。

【0038】

二股状に形成される吸引用ウエハ搭載部１４ｃの先端側の上面には、吸引用ウエハ搭載部１４ｃに搭載されたウエハ２の裏面を吸引して保持するための吸引孔１４ｃ３を含む吸引パッド１４ｃ１が設けられている。すなわち、吸引用ウエハ搭載部１４ｃには、２個の吸引パッド１４ｃ１が設けられている。吸引用ウエハ搭載部１４ｃの内部には、２つの吸引孔１４ｃ３の各々と繋がる搭載部側流路１４ｃ２が形成されている。２つの搭載部側流路１４ｃ２は、それぞれ、吸引孔１４ｃ３の近傍位置から、支持部１４ｂ側の基端部１４ｃｓ（図６参照）まで延びて形成されている。

【0039】

図６に示すように、支持部１４ｂは、前後方向及び左右方向に平行な略平板状の基台１４４ａを有する。基台１４４ａの上面には、前後方向の略中央に凹部１４４ｂが形成されている。基台１４４ａの上面には、後端部に貫通孔１４４ｃが形成されている。貫通孔１４４ｃは、図４に示したアーム１６、アーム支持部１７、及び保持部１８の内部に繋がっている。貫通孔１４４ｃには、２本の空気配管Ｐが少なくとも挿通されている。２本の空気配管Ｐのうちの一方は、アーム１６、アーム支持部１７、及び保持部１８の内部を通り、電磁弁を介して、図示省略の空気吸入源と空気供給源に接続されている。２本の空気配管Ｐのうちの他方は、アーム１６、アーム支持部１７、及び保持部１８の内部を通り、図示省略の空気吸入源に接続されている。

【0040】

上記の電磁弁は、ロボット５の図示しない制御部（プロセッサ）によって制御される。この制御により、２本の空気配管Ｐの一方は、空気を吸入する状態と、空気を送出する状態とを切替可能になる。第一形態のハンド１４が装着されたロボット５では、２本の空気配管Ｐがいずれも空気吸入源に接続される。そして、空気を吸入する動作と、空気の吸入しない動作とが切り替えられるようになる。

【0041】

第一形態のハンド１４では、２本の空気配管Ｐに接続された空気吸入源が作動することで、吸引用ウエハ搭載部１４ｃに搭載されたウエハ２の裏面と対面する吸引孔１４ｃ３から空気の吸引が行われる。この吸引動作により、ウエハ２は、吸引パッド１４ｃ１に吸着して保持される。空気吸入源の作動を停止することで、ウエハ２の吸着を解除可能となる。

【0042】

基台１４４ａの前端部の下面には、左右方向の両端において凹部１４４ｓ（切り欠き）が形成されている。この２つの凹部１４４ｓには、吸引用ウエハ搭載部１４ｃの２股状に分かれて形成された基端部１４ｃｓがそれぞれ収容され、その状態で、基端部１４ｃｓと凹部１４４ｓの底面とがボルトなどによって固定されている。

【0043】

基台１４４ａの前端部の内部には、前後方向に延びる空気流路１４４ａ２が、左右方向に離間して２つ形成されている。２つの空気流路１４４ａ２は、それぞれ、凹部１４４ｓと部分的に重なっている。基台１４４ａの各凹部１４４ｓの底面には、その凹部１４４ｓと重なる空気流路１４４ａ２に繋がる孔部１４４ａ１が形成されている。２つの孔部１４４ａ１は、それぞれ、吸引用ウエハ搭載部１４ｃの搭載部側流路１４ｃ２と連通する。つまり、第一形態のハンド１４では、空気流路１４４ａ２、孔部１４４ａ１、搭載部側流路１４ｃ２、及び吸引孔１４ｃ３が繋がることで、１つの空気吸引流路が形成される。

【0044】

基台１４４ａの凹部１４４ｂには、２つの空気流路１４４ａ２の各々と空気配管Ｐの先端部１４８ａとを連結するための連結部材１４７ａを含む２つの吸引用ユニット１４７が固着されている。２つの吸引用ユニット１４７の各々には、図示省略しているが、上記の空気吸引流路の圧力等を検出する各種センサ、空気吸引流路を通過する空気の流速等を制御するコントローラ等の電子部品が収容されている。空気配管Ｐは、吸引用ユニット１４７に対して着脱可能に構成されている。

【0045】

基台１４４ａの上面において、左右方向に離間して並ぶ２つの凹部１４４ｓの間には、後述するグリップ用ユニット１４６の筐体１４６Ｋをボルトによって固着するための２つの孔部１４４ｈａが形成されている。基台１４４ａの凹部１４４ｂの底面においても、左右方向に離間して並ぶ２つの吸引用ユニット１４７の間に、グリップ用ユニット１４６の筐体１４６Ｋをボルトによって固着するための４つの孔部１４４ｈｂが形成されている。孔部１４４ｈｂ及び孔部１４４ｈａが、グリップ用ユニット１４６を支持部１４ｂに取り付けるための取り付け部を構成している。つまり、支持部１４ｂは、この取り付け部に、グリップ用ユニット１４６を取り付けることが可能に構成されている。取り付け部を構成する孔部の数は６つに限るものではなく任意の数とすることができる。

【0046】

図７に示すように、グリップ用ユニット１４６は、筐体１４６Ｋと、筐体１４６Ｋに収容されたエアシリンダ１４６ａと、円筒状のローラ１４６ｃと、ローラ１４６ｃの回転軸を軸支するローラ支持部材１４６ｂと、を備えている。ローラ１４６ｃは上下方向に延びている。ローラ支持部材１４６ｂは、前端部においてローラ１４６ｃを回転自在に支持している。ローラ支持部材１４６ｂの後端部は、エアシリンダ１４６ａのピストンロッド１４６ａ２に支持されている。

【0047】

エアシリンダ１４６ａは、空気供給口と空気排出口とからなる吸排気口を備える。空気供給口と空気排出口の各々には継手１４６ａ１が接続されている。この２つの継手１４６ａ１のそれぞれには、空気配管Ｐの先端部１４８ａが連結可能となっている。第二形態のハンド１４をロボット５に装着する場合には、電磁弁の制御により、２本の空気配管Ｐの一方が空気吸入源に接続され、２本の空気配管Ｐの他方が空気供給源に接続されて、空気の給排出動作が可能になる。

【0048】

グリップ用ユニット１４６の筐体１４６Ｋには、図示省略しているが、空気圧力を制御するコントローラ、レギュレータ、及びローラ支持部材１４６ｂの前後方向の位置を検出する位置検出機構等が更に収容されている。グリップ用ユニット１４６は、ローラ１４６ｃを動かすための機構や上記の位置検出機構が必要なため、吸引用ユニット１４７よりも部品点数が多く、製造コストは高くなる。

【0049】

図８に示す第二形態のハンド１４では、ウエハ２が搭載されるグリップ用ウエハ搭載部１４ａが、その基端側で支持部１４ｂによって支持される。グリップ用ウエハ搭載部１４ａの先端側は、二股状に形成されており、上下方向から見たときのグリップ用ウエハ搭載部１４ａの形状は、略Ｙ形状となっている。グリップ用ウエハ搭載部１４ａは、平板状に形成されている。グリップ用ウエハ搭載部１４ａの基端部の構造は、吸引用ウエハ搭載部１４ｃと略同じである。つまり、グリップ用ウエハ搭載部１４ａの基端部は二股状に構成されており、支持部１４ｂの各凹部１４４ｓに対してボルトによって固着される。

【0050】

二股状に形成されるグリップ用ウエハ搭載部１４ａの先端側の上面には、ウエハ２の端面（外周面）が当接する第一当接面１４１ｂ１と、ウエハ２の裏面が当接する第二当接面１４１ａ１とを有する端面当接部材１４１が固定されている。すなわち、グリップ用ウエハ搭載部１４ａには、２個の端面当接部材１４１が固定されている。グリップ用ウエハ搭載部１４ａの基端側の上面の２箇所には、ウエハ２が載置されるウエハ載置部材１４２が固定されている。ウエハ２は、端面当接部材１４１とウエハ載置部材１４２とに搭載される。グリップ用ウエハ搭載部１４ａの基端側には、左右方向に並ぶ２つのウエハ載置部材１４２の間に開口１４３が設けられている。

【0051】

第二形態のハンド１４では、グリップ用ユニット１４６内のエアシリンダ１４６ａが作動することで、ローラ１４６ｃによるウエハ２の端面の押圧が可能になる。エアシリンダ１４６ａの作動により、ローラ１４６ｃは、図８の破線で示すように、ローラ１４６ｃがウエハ２の端面に接触して第一当接面１４１ｂ１に向かってウエハ２を押圧する押圧位置と、図８の実線で示すようにローラ１４６ｃがウエハ２の端面から離れるように退避する退避位置との間で直線的に移動する。このような動作によって、押圧位置ではウエハ２を保持可能であり、退避位置ではウエハ２の保持を解除可能となる。

【0052】

ハンド１４は、例えば、支持部１４ｂと吸引用ウエハ搭載部１４ｃとが１つのセットとして販売される。そして、このセットに対するオプション品として、グリップ用ユニット１４６とグリップ用ウエハ搭載部１４ａのセットが販売される。支持部１４ｂ及び吸引用ウエハ搭載部１４ｃを購入したユーザは、支持部１４ｂに吸引用ウエハ搭載部１４ｃを装着するだけで、第一形態のハンド１４を利用可能となる。上記のオプション品を追加購入したユーザは、支持部１４ｂにグリップ用ユニット１４６を取り付け、グリップ用ユニット１４６を取り付けた支持部１４ｂにグリップ用ウエハ搭載部１４ａを装着することで、図８に示す第二形態のハンド１４を利用可能になる。また、グリップ用ユニット１４６を取り付けた後であっても、図９に示すように、グリップ用ウエハ搭載部１４ａを吸引用ウエハ搭載部１４ｃに交換することで、第一形態のハンド１４を利用可能になる。図９の例では、支持部１４ｂにグリップ用ユニット１４６を取り付けた状態で、支持部１４ｂに吸引用ウエハ搭載部１４ｃを装着しているが、グリップ用ユニット１４６をいったん取り外してから、グリップ用ユニット１４６のない支持部１４ｂに対し、吸引用ウエハ搭載部１４ｃを装着するように構成してもよい。

【0053】

（製造システムの概略動作）
製造システム１では、ロボット１３の右側に複数枚のウエハ２が収容されるカセット（図示省略）が配置されており、ロボット１３は、このカセットと収容部１０、１１との間でウエハ２を搬送する。ロボット１３が収容部１０に対するウエハ２の搬入や搬出を行うときには、収容部１０が下限位置まで下降している。処理部４の２階に設置されるロボット５は、処理部４の２階に設置される処理装置３と収容部１０との間でウエハ２を搬送する。このときには、収容部１０は、上限位置まで上昇している。処理部４の１階に設置されるロボット５は、処理部４の１階に設置される処理装置３と収容部１１との間でウエハ２を搬送する。

【0054】

（本形態の主な効果）
以上のハンド１４によれば、支持部１４ｂには、吸引用ユニット１４７とグリップ用ユニット１４６のうちの吸引用ユニット１４７のみが設けられ、グリップ用ユニット１４６を取り付けるための取り付け部が更に設けられる。これにより、吸引用ユニット１４７とグリップ用ユニット１４６の両方を支持部１４ｂに予め固着する構成と比べて、ハンド１４の製造コストを下げることができる。
また、取り付け部にグリップ用ユニット１４６を後付けすることで、グリップ保持方式によるウエハ２の保持を行いたい場合と、吸引保持方式によりウエハ２の保持を行いたい場合との両方に対応することができる。この結果、ユーザは、単一のハンド１４を購入し、オプション品を追加購入することで、用途に応じた使い分けが可能になる。

【0055】

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

【0056】

例えば、支持部１４ｂには、吸引用ユニット１４７とグリップ用ユニット１４６のうちのグリップ用ユニット１４６のみが設けられ、吸引用ユニット１４７を取り付けるための取り付け部が更に設けられる構成としてもよい。この構成であっても、ハンド１４の製造コストを抑えることができる。

【0057】

支持部１４ｂには、グリップ用ユニット１４６を取り付けるための取り付け部に加えて、ウエハ２を収納するエースにウエハ２が入っていることを検出するマッピング機能を実現するためのユニット等の他の機能ユニットを追加で取り付けるための別の取り付け部が設けられてもよい。このようにすることで、ハンド１４の機能をアップデート可能となる。

【0058】

上述した形態では、収容部１１は、柱状部材６０に固定され、収容部１１の上側に配置される収容部１０は、処理部４の１階と２階との間で昇降可能となっている。この他にもたとえば、収容部１１の上側に配置される収容部１０が柱状部材６０に固定され、収容部１１が処理部４の１階と２階との間で昇降可能となっていても良い。この場合には、収容部１０は、処理部４の２階に設置されるロボット５が収容部１０に対してウエハ２の搬入および搬出を行うことが可能な位置で固定されている。また、この場合には、ロボット１３は、左右方向において、処理部４の２階に設置されるロボット５との間に昇降装置１２を挟むように配置されている。すなわち、この場合には、ロボット１３は、処理部４の２階と同じ高さで配置されている。なお、この場合の収容部１０は、第２の収容部である。

【0059】

上述した形態では、昇降装置１２は、収容部１１を備えているが、昇降装置１２は、収容部１１を備えていなくても良い。この場合には、昇降機構６１は、処理部４の２階に設置されるロボット５が収容部１０に対してウエハ２の搬入および搬出を行うことが可能な位置と、処理部４の１階に設置されるロボット５が収容部１０に対してウエハ２の搬入および搬出を行うことが可能な位置との間で収容部１０を昇降させる。この場合には、たとえば、処理部４の１階に設置される処理装置３で処理された後のウエハ２を収容部１０に収容して、処理部４の２階へ直接、搬送することが可能になる。

【0060】

上述した形態では、処理部４は、２階建てで構成されているが、処理部４は、１階建てで構成されても良い。この場合には、昇降装置１２が不要になる。また、処理部４は、３階建て以上で構成されても良い。たとえば、処理部４は、３階建てで構成されても良い。
この場合には、たとえば、昇降装置１２は、収容部１０、１１に加えて、処理部４の１階と３階との間で昇降可能な収容部を備えるとともに、昇降機構６１に加えて、この収容部を処理部４の１階と３階との間で昇降させる昇降機構を備えている。

【0061】

また、処理部４が３階建てで構成される場合には、昇降機構６１によって、処理部４の１階と３階との間で収容部１０を昇降させても良い。すなわち、処理部４の２階に設置されるロボット５が収容部１０に対してウエハ２の搬入および搬出を行うことが可能な位置と、処理部４の３階に設置されるロボット５が収容部１０に対してウエハ２の搬入および搬出を行うことが可能な位置とに収容部１０を昇降させても良い。さらに、処理部４が３階建てで構成される場合には、収容部１０が固定され、処理部４の１階と２階との間で収容部１１が昇降するとともに、昇降装置１２は、処理部４の２階と３階との間で昇降する収容部を備えていても良い。

【0062】

上述した形態では、アーム支持部１７が下限位置まで下降しているときに、保持部１８の上端面は、上下方向において、第２アーム部２５の上面と第２アーム部２５の下面との間にある。この他にもたとえば、アーム支持部１７が下限位置まで下降しているときに、
保持部１８の上端面は、上下方向において、第１アーム部２４の上面と第１アーム部２４の基端側部分の下面との間にあっても良い。また、上述した形態では、保持部１８の前側面が処理部４の固定フレーム７に固定されているが、保持部１８の底面が処理部４の各階の床面に固定されても良い。また、上述した形態では、第３アーム部２６の先端側に２個のハンド１４、１５が取り付けられているが、第３アーム部２６の先端側に取り付けられるハンドは１個であっても良い。

【0063】

上述した形態では、処理部４の１階と２階とのそれぞれに６個の処理装置３が設置されているが、処理部４の１階と２階とのそれぞれに５個以下または７個以上の処理装置３が設置されても良い。また、上述した形態では、ロボット５の前後の両側に処理装置３が配置されているが、ロボット５の前後の一方側のみに処理装置３が配置されても良い。また、上述した形態では、製造システム１は、半導体を製造するための半導体製造システムであるが、製造システム１は、半導体以外の物を製造するシステムであっても良い。すなわち、ロボット５は、たとえば、ガラス基板等のウエハ２以外の搬送対象物を搬送しても良い。

【0064】

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

【0065】

（１）
搬送対象物（ウエハ２）が搭載され、当該搬送対象物の端面が当接する当接面（第一当接面１４１ｂ１）を含む端面当接部材（端面当接部材１４１）を有する第一搭載部（グリップ用ウエハ搭載部１４ａ）と、搬送対象物（ウエハ２）が搭載され、当該搬送対象物を吸引して保持する吸引孔（吸引孔１４ｃ３）を有する第二搭載部（吸引用ウエハ搭載部１４ｃ）と、が交換可能に構成された産業用ロボット（ロボット５）のハンド（ハンド１４）であって、
前記第一搭載部と前記第二搭載部のいずれか一方を支持可能に構成された支持部（支持部１４ｂ）を備え、
前記支持部は、
前記第二搭載部を支持している状態にて前記吸引孔に繋がる空気流路（空気流路１４４ａ２）と、
前記産業用ロボットに収容された空気配管（空気配管Ｐ）の先端と前記空気流路とを連結する連結部材（連結部材１４７ａ）を含む第一ユニット（吸引用ユニット１４７）、及び、前記第一搭載部を支持している状態にて前記第一搭載部に搭載された搬送対象物の端面を押圧可能な第二ユニット（グリップ用ユニット１４６）のうちの一方のみと、
前記第一ユニットと前記第二ユニットの他方を取り付けるための取り付け部と、を備える産業用ロボットのハンド。

【0066】

（１）によれば、支持部には、第一ユニットと第二ユニットの一方が設けられ、第一ユニットと第二ユニットの他方を取り付けるための取り付け部が設けられる。これにより、第一ユニットと第二ユニットの両方を支持部に有する構成と比べて、製造コストを下げることができる。また、第一ユニットと第二ユニットの他方を取り付け部に後付けすることで、第一搭載部を使用して搬送対象物の保持を行いたい場合と、第二搭載部を使用して搬送対象物の保持を行いたい場合との両方に対応することができる。この結果、単一のハンドによって、用途に応じた使い分けが可能になる。また、取り付け部が第二ユニットを取り付けるためのものである場合には、機構の異なる複数の第二ユニットのいずれかを選択的に取り付けることもできる。これにより、ユーザの要望に合わせた柔軟なカスタマイズが可能になる。

【0067】

（２）
（１）記載の産業用ロボットのハンドであって、
前記第二ユニットは、エアシリンダ（エアシリンダ１４６ａ）を有し、
前記第一ユニットの前記連結部材と、前記エアシリンダの吸排気口とには、共通の前記空気配管が接続可能に構成されている産業用ロボットのハンド。

【0068】

（２）によれば、共通の空気配管の接続対象を第一ユニットと第二ユニットの間で変えるだけで、異なる方式での搬送対象物の保持が可能になる。例えば、第一ユニットと第二ユニットの両方を支持部に有する構成を想定すると、各ユニットに対して専用の配管が必要となる。これに対し、（２）によれば、各ユニットに対して専用の配管が不要になるため、産業用ロボットの製造コストを下げることができる。

【0069】

（３）
（１）又は（２）記載の産業用ロボットのハンドであって、
前記取り付け部は、前記第二ユニットを取り付けるためのものである産業用ロボットのハンド。

【0070】

（３）によれば、第一ユニットよりも構造が複雑でコストの高い第二ユニットが支持部に設けられていない。このため、ハンドの製造コストを下げることができる。

【0071】

（４）
（１）から（３）のいずれか１つに記載の産業用ロボットのハンドと、
前記空気配管と、
前記ハンドを支持するアーム（アーム１６）と、
前記アームを支持するアーム支持部（アーム支持部１７）と、を備える産業用ロボット。

【符号の説明】

【0072】

１ 製造システム
２ ウエハ（半導体ウエハ）
３ 処理装置
４ 処理部
５ ロボット（水平多関節ロボット）
１０ 収容部
１１ 収容部（第２の収容部）
１２ 昇降装置
１４、１５ ハンド
１４ａ グリップ用ウエハ搭載部
１４ｃ 吸引用ウエハ搭載部
１４ｂ 支持部
１４４ａ２ 空気流路
１４７ 吸引用ユニット
１４７ａ 連結部材
１４６ グリップ用ユニット
１４６ａ エアシリンダ
１４６ｃ ローラ
Ｐ 空気配管
１６ アーム
１７ アーム支持部
１８ 保持部
１９ ハンド駆動機構
２０ アーム駆動機構
２１ アーム昇降機構
２４ 第１アーム部
２５ 第２アーム部
２６ 第３アーム部
２７ 第１駆動機構
２８ 第２駆動機構
６１ 昇降機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】