基板搬送装置およびそれを備えた基板処理装置、ならびに基板搬送方法
【課題】基板の高速搬送に適した基板搬送装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板を保持するハンド２３Ａ，２３Ｂと、ハンド２３Ａ，２３Ｂを駆動するハンド駆動機構２０，２６，２７と、ハンド２３Ａ，２３Ｂの動作を補助するように気体を噴射する気体ノズルを有する動作補助ユニット１０Ａ，１０Ｂとを含む。動作補助ユニット１０Ａ，１０Ｂは、ハンド２３Ａ，２３Ｂに備えられており、気体噴射により生じる反力によって、ハンド２３Ａ，２３Ｂの動作を補助する。
【解決手段】基板処理装置は、基板を保持するハンド２３Ａ，２３Ｂと、ハンド２３Ａ，２３Ｂを駆動するハンド駆動機構２０，２６，２７と、ハンド２３Ａ，２３Ｂの動作を補助するように気体を噴射する気体ノズルを有する動作補助ユニット１０Ａ，１０Ｂとを含む。動作補助ユニット１０Ａ，１０Ｂは、ハンド２３Ａ，２３Ｂに備えられており、気体噴射により生じる反力によって、ハンド２３Ａ，２３Ｂの動作を補助する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板搬送装置およびそれを備えた基板処理装置、ならびに基板搬送方法に関する。搬送対象または処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や液晶表示装置用基板に代表される基板を処理する基板処理装置は、処理対象の基板を搬送する基板搬送装置を備えている。基板搬送装置は、基板を保持するハンドと、ハンドを移動させるハンド駆動機構とを備えている。ハンド駆動機構は、たとえば、複数のアーム部を結合した多関節アームと、この多関節アームに駆動力を与えるモータとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５２４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単位時間当たりの基板処理枚数を増やすために基板搬送速度を高めるには、ハンドを高速に移動させなければならない。したがって、移動開始時および停止時には、ハンドおよびそれに保持された基板に大きな加速度が生じ、それに応じて、大きな慣性力が働く。この大きな慣性力のために、移動開始時に遅れが生じ、かつ停止時にはハンドが振動する。とくに、多関節アームを伸張した状態では、ハンドが多関節アームの回動支点（回動軸）から大きく離れているため、大きな振動が生じやすく、かつその振動が収束しにくい。
【０００５】
また、多関節アームを伸張させた状態では、多関節アームおよびハンドの自重のために、ハンドが垂れ下がり、基板を水平に保持することができない。この問題は、多関節アームの構成部材の剛性を高めることによって解決できるかもしれないが、コスト高となるうえ、重量が増すので、それに応じて高速駆動が困難になる。
そこで、この発明の目的は、基板の高速搬送に適した基板搬送装置およびそれを用いた基板処理装置を提供することである。また、この発明の他の目的は、基板の高速搬送に適した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】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を保持するハンド（２３）と、前記ハンドを駆動するハンド駆動機構（２０，２６，２７，２８，３１，３２，１６，１７）と、前記ハンドに備えられ、前記ハンドの動作を補助するように気体を噴射する気体ノズル（５１〜５５，９１〜９３，１０１〜１０３）とを含む、基板搬送装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
【０００７】
この構成によれば、ハンドに備えられた気体ノズルから気体を噴射することによって、その噴射による反力がハンドに加わり、それによって、ハンドの動作が補助される。すなわち、ハンドに加わる反力により、ハンドの動きを加速したり、ハンドの動きを減速したり、ハンドの姿勢を変化させたりすることができる。したがって、ハンドに働く慣性力等を気体ノズルからの気体噴射により生じる反力によって打ち消すことができるので、ハンド駆動機構の剛性を高めなくても、ハンドを高速移動させるときの加速および減速を、遅れや振動を抑制して円滑に行える。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を加速するように気体を噴射する加速ノズル（５１〜５５，９１〜９３，１０１〜１０３）を含む、請求項１に記載の基板搬送装置である。この構成により、ハンドを速やかに加速することができるので、ハンドの動作速度が速やかに最高速に達する。これにより、基板を高速搬送できる。加速ノズルは、ハンドの動作方向と正反対の方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。これにより、気体の噴射による反力がハンドの動作方向に作用するので、ハンドを効果的に加速できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を制動するように気体を噴射する制動ノズル（５１〜５５，９１〜９３，１０１〜１０３）を含む、請求項１または２に記載の基板搬送装置である。この構成によれば、ハンドを速やかに減速することができるので、速やかにハンドを停止させることができ、停止時のハンドの振動を抑制できる。これにより、基板の高速搬送に寄与できる。制動ノズルは、ハンドの動作方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。これにより、気体の噴射による反力がハンドの動作方向と正反対の方向に作用するので、効果的にハンドを制動できる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記気体ノズルが、水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向ノズル（５１〜５４，９１，９２，１０１，１０２）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。この構成により、水平方向ノズルにより気体を噴射したときに水平方向の反力が生じ、この反力がハンドに作用する。これにより、ハンドの水平方向動作（とくに加速または減速）を効率的に補助することができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記気体ノズルが、下向きに気体を噴射する抗重力ノズル（５５，９３，１０３）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。この構成によれば、抗重力ノズルからの気体の噴射による反力によって、重力に抗してハンドを持ち上げることができる。これにより、ハンドが上方に移動開始するときの加速動作を補助したり、ハンドが下方に移動して停止するときの減速動作を補助したりすることができる。
【００１２】
また、たとえば、長いアームの先端にハンドが取り付けられている場合、ハンド等の自重のために、アームが曲がり、ハンドの高さが低くなったり、ハンドの姿勢が傾斜（その結果、たとえばハンドに保持された基板が水平面に対して傾斜）したりするおそれがある。そこで、抗重力ノズルから気体を噴射してハンドに対して上向きの力を作用させることによって、ハンドを持ち上げたり、その姿勢を矯正したりすることができる。より具体的には、たとえば、水平方向に屈伸する多関節アームの先端にハンドが取り付けられている場合に、多関節アームを伸張させたときのハンドの垂れ下がりを抑制できる。これにより、ハンドを水平面に沿って移動させることができ、かつハンドの姿勢を保持（その結果、たとえば基板を水平姿勢に保持）できる。
【００１３】
前記抗重力ノズルは、ハンドに取り付けられていることが好ましい。これにより、ハンドの姿勢を効率的に矯正できる。
請求項６記載の発明は、前記ハンドの加速度を検出する加速度検出手段（５６，９４，１０４）と、前記加速度検出手段によって検出される加速度に応じて前記気体ノズルからの気体の噴射を制御する噴射制御手段（６０）とをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。この構成により、ハンドの加速度（すなわち、その加速度によって生じる慣性力）に応じて、ハンドの動作を補助するように気体ノズルによる気体の噴射が行われる。したがって、ハンドの動作を適切に補助することができる。より具体的には、前記噴射制御手段は、前記加速度検出手段の出力に基づいて前記気体ノズルからの気体の噴射（たとえば噴射量）をフィードバック制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００１４】
請求項７記載の発明は、前記ハンド駆動機構は、互いに回動可能に結合された複数のアーム部（２１，２２）を有する多関節アーム（２０）を備え、前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられ、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ノズル（７１，７２，８１，８２）をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。
【００１５】
この構成によれば、多関節アームを構成するアーム部の動作が、アーム動作補助ノズルからの気体噴射によって得られる反力によって補助される。したがって、ハンドだけでなくアーム部の動作も補助されるので、より高速な基板搬送が可能になり、かつ停止時等の振動も一層抑制される。また、多関節アームの剛性を高めることなく高速搬送が可能なので、コストの大幅な増加を伴うこともなく、かつ、重量が大幅に増加することもない。
【００１６】
前記アーム動作補助ノズルは、アーム部の先端部に設けられることが好ましい。さらに、前記アーム動作補助ノズルは、前記アーム部の先端部の回動経路上における各位置での接線方向（回動経路の接線方向）に平行な方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。前記アーム動作補助ノズルは、アーム部の先端部の動作を加速するアーム加速ノズル（７１，７２，８１，８２）を含むことが好ましい。また、前記アーム動作補助ノズルは、アーム部の先端部の動作を制動するアーム制動ノズル（７１，７２，８１，８２）を含むことが好ましい。
【００１７】
請求項８記載の発明は、前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部（１５）と、前記基台部に備えられ、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ノズル（１０７，１０８）とをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。
この構成により、基台部動作補助ノズルからの気体の噴射により得られる反力によって、基台部の動作を補助できる。したがって、基台部の加速および／または減速を速やかに行うことができるから、基台部の動作開始時に最高速に達するまでの時間を短縮でき、かつ基台部を短時間で停止させることができる。これによって、基板の高速搬送に寄与できる。前記基台部動作補助ノズルは、基台部の走行方向（搬送経路）に平行な方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。より具体的には、基台部動作補助ノズルは、基台部の走行方向とは反対方向に気体を噴射して基台部を加速する基台部加速ノズル、および／または基台部の走行方向に気体を噴射して基台部を制動する基台部制動ノズルを含むことが好ましい。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板搬送装置（７）と、前記基板搬送装置によって搬送される基板を処理する処理ユニット（３）とを含む、基板処理装置である。この構成により、基板の搬送速度を高めることができるので、基板処理速度を高めることができ、その結果、基板を用いた製品の生産性を高めることができる。
請求項１０記載の発明は、基板を保持するハンドをハンド駆動機構によって駆動するステップと、前記ハンドに備えられた気体ノズルから気体を噴射して、前記ハンドの動作を補助する気体噴射ステップとを含む、基板搬送方法である。この方法により、請求項１の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を加速するように前記気体ノズルから気体を噴射する加速ステップを含む、請求項１０に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項２の発明と同様の作用効果を実現できる。
請求項１２記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を制動するように前記気体ノズルから気体を噴射する制動ステップを含む、請求項１０または１１に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項３の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向噴射ステップを含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項４の発明と同様の作用効果を実現できる。
請求項１４記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから下向きに気体を噴射する抗重力噴射ステップを含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項５の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２１】
請求項１５記載の発明は、前記ハンドの加速度を検出する加速度検出ステップをさらに含み、前記気体噴射ステップが、前記加速度検出ステップによって検出される加速度に応じて前記気体ノズルから気体を噴射するステップを含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項６の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２２】
請求項１６記載の発明は、前記ハンド駆動機構が、互いに回動可能に結合された複数のアーム部を有する多関節アームを備え、前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられたアーム動作補助ノズルから、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ステップをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項７の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２３】
請求項１７記載の発明は、前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部に備えられた基台部動作補助ノズルから、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ステップとをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項８の発明と同様の作用効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。
【図２】図２Ａはインデクサロボットの図解的な側面図であり、図２Ｂはインデクサロボット７の図解的な平面図である。
【図３】図３は、動作補助ユニットの構成を図解した拡大図である。
【図４】図４は、多関節アームを伸張させたときの撓みを説明するための図である。
【図５】図５は、インデクサロボットの動作制御に関連する構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、インデクサロボットの制御に関するコントローラの制御ブロック図である。
【図７】図７Ａは、この発明の第２の実施形態に係るインデクサロボットを説明するための図解的な側面図であり、図７Ｂは、その図解的な平面図である。
【図８】図８は、前記第２の実施形態に係るインデクサロボットの動作制御に関連する構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、インデクサロボットの制御に関するコントローラの制御ブロック図である。
【図１０】図１０Ａは、この発明の第３の実施形態に係るインデクサロボットの構成を説明するための図解的な斜視図であり、図１０Ｂは、ハンドの下方から見た斜視図である。
【図１１】図１１は、前記第３の実施形態に係るインデクサロボットの動作制御に関連する構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、インデクサロボットの制御に関するコントローラの制御ブロック図である。
【図１３】図１３は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第４の実施形態）である。
【図１４】図１４は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第５の実施形態）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。この基板処理装置は、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板等の基板Ｗを処理するための装置である。この基板処理装置は、基板処理モジュール１と、この基板処理モジュール１に結合されたインデクサモジュール２とを備えている。
【００２６】
基板処理モジュール１は、平面的に配列された４つの処理ユニット３と、この４つの処理ユニット３に取り囲まれるように中央に配置された主搬送ロボット４とを備えている。主搬送ロボット４は、処理ユニット３に対して、未処理の基板Ｗを搬入し、処理済の基板Ｗを処理ユニット３から搬出するための搬入／搬出動作を行う。
一方、インデクサモジュール２は、複数枚の基板Ｗを収容することができるカセット５が載置されるカセット載置台６と、このカセット載置台６に置かれたカセット５にアクセスして基板の搬入／搬出を行い、さらに、主搬送ロボット４との間で基板の受け渡しを行うインデクサロボット７とを備えている。
【００２７】
主搬送ロボット４は、基板Ｗを保持することができる一対のハンド４０と、これらの一対のハンド４０を保持した回転台４１と、回転台４１内に収容されたハンド進退機構４２と、回転台４１を上下動させる昇降機構４３とを含む。この構成により、主搬送ロボット４は、回転台４１を鉛直軸線回りに回転させて、ハンド４０をいずれかの処理ユニット３または基板受け渡し位置Ｐに対向させる。そして、ハンド進退機構４２の働きによって、ハンド４０をそれらの搬送先に対して進退させる。また、昇降機構４３の働きによって、ハンド４０を上下動させ、それによって、それらの搬送先との間で基板Ｗの受け渡しを実行する。
【００２８】
インデクサロボット７は、基台部１１と、基台部１１に保持された多関節アーム２０と、多関節アーム２０に結合された一対のハンド２３（２３Ａ，２３Ｂ）図１では上下に重なり合っていて、上方側の一つのハンドのみが示されている。）とを含む。多関節アーム２０は、第１アーム部２１と、第２アーム部２２とを含む。第１アーム部２１は、その基端部が基台部１１に鉛直軸線まわりの回動が可能であるように結合されている。第２アーム部２２は、その基端部が第１アーム部２１の先端部に対して鉛直軸線回りの回動が可能であるように結合されている。第２アーム部２２の先端部は、各１枚の基板Ｗを保持する一対ハンド２３が、それぞれ鉛直軸線まわりの回動が可能であるように結合されている。
【００２９】
インデクサロボット７は、カセット載置台６に置かれたいずれかのカセット５から未処理の１枚の基板Ｗを搬出する。インデクサロボット７は、カセット５から取り出した未処理の基板Ｗを受け渡し位置Ｐにおいて主搬送ロボット４に渡す。主搬送ロボット４は、インデクサロボット７から受け取った未処理の基板Ｗを、複数の処理ユニット３のうちのいずれかに搬入する。一方、主搬送ロボット４は、処理済の基板Ｗを処理ユニット３から取り出して、この処理済の基板Ｗを受け渡し位置Ｐにおいてインデクサロボット７へと渡す。インデクサロボット７は、主搬送ロボット４から受け取った処理済の基板Ｗをいずれかのカセット５に収容する。
【００３０】
なお、受け渡し位置Ｐにおける基板Ｗの受け渡しは、インデクサロボット７と主搬送ロボット４との間で直接受け渡す構成であってもよいし、受け渡し位置Ｐに基板を載置する基板載置台が設置され、インデクサロボット７および主搬送ロボット４が基板載置台に基板Ｗを載置し、基板載置台に載置された基板Ｗを受け取る構成であってもよい。
図２Ａはインデクサロボット７の図解的な側面図であり、図２Ｂはインデクサロボット７の図解的な平面図である。多関節アーム２０の第１アーム部２１の基端部は、鉛直方向に延びた回転軸２５に結合されている。回転軸２５は、基台部１１に対して、回転および上下動可能に結合されている。回転軸２５は、第１アーム回転駆動機構２６によって鉛直軸線Ａまわりに回動され、昇降駆動機構２７によって上下動されるように構成されている。第２アーム部２２の基端部は、第１アーム部２１の先端部に対して、当該第１アーム部２１の先端部を通る鉛直軸線Ｂまわりに回動可能に結合されている。そして、第２アーム部２２は、第２アーム回転駆動機構２８によって、鉛直軸線Ｂまわりに回動されるように構成されている。一対のハンド２３Ａ，２３Ｂは、異なる高さ位置に配置されており、それらの基端部は、第２アーム部２２の先端部に対して、当該第２アーム部２２の先端部を通る共通の鉛直軸線Ｃまわりに回動可能に結合されている（ただし、図２Ｂでは図示の都合上、ハンド２３Ａ，２３Ｂおよび鉛直軸線Ｃをずらして描いてある）。そして、一対のハンド２３Ａ，２３Ｂは、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２によって、鉛直軸線Ｃまわりに、互いに独立に回動されるように構成されている。
【００３１】
第１アーム回転駆動機構２６が回転軸２５を鉛直軸線Ａまわりに回動することにより、第１アーム部２１は、その基端部を回動中心として、鉛直軸線Ａまわりに水平方向へと揺動する。また、昇降駆動機構２７が回転軸２５を上下動させることにより、第１アーム部２１が上下動し、それによって、多関節アーム２０およびそれに結合されたハンド２３が一体的に上下動する。第２アーム回転駆動機構２８が第２アーム部２２を鉛直軸線Ｂまわりに回動すると、第２アーム部２２は、鉛直軸線Ｂまわりに水平方向へと揺動する。さらに、第１および第２ハンド回転駆動機構３１，３２が、ハンド２３Ａ，２３Ｂを鉛直軸線Ｃまわりにそれぞれ回動すると、ハンド２３Ａ，２３Ｂは、鉛直軸線Ｃまわりに水平方向へとそれぞれ揺動する。これらの第１および第２アーム部２１，２２およびハンド２３Ａ，２３Ｂの動作の組み合わせによって、ハンド２３Ａ，２３Ｂを任意のカセット５および基板受け渡し位置Ｐに対してアクセスさせることができる。
【００３２】
ハンド２３Ａ，２３Ｂとカセット５との間の基板Ｗの受け渡しは、ハンド２３Ａ，２３Ｂがカセット５内に進入した状態で、昇降駆動機構２７が多関節アーム２０を微小距離だけ上下動させることによって達成される。すなわち、ハンド２３Ａ，２３Ｂは、カセット５内の基板保持棚から基板Ｗをすくい取ったり、カセット５内の基板保持棚に基板Ｗを置いたりすることができる。基板受け渡し位置Ｐにおける主搬送ロボット４との基板受け渡しも同様にして行うことができる。むろん、多関節アーム２０を上下動する代わりに、またその上下動と並行して、主搬送ロボット４のハンド４０を上下動させることによっても、基板Ｗの受け渡しを行える。
【００３３】
ハンド２３Ａ，２３Ｂ（以下、総称するときには「ハンド２３」という。）には、それぞれ動作補助ユニット１０Ａ，１０Ｂ（以下、総称するときには「動作補助ユニット１０」という。）が取り付けられている。動作補助ユニット１０は、ハンド２３の動作を補助するように構成されている。動作補助ユニット１０は、たとえば、ハンド２３の下面に固定されている。
【００３４】
図３は、動作補助ユニット１０の構成を図解した拡大図である。動作補助ユニット１０は、ユニット本体５０と、気体ノズル５１〜５５と、加速度センサ５６（加速度検出手段）とを含む。気体ノズル５１〜５５は、Ｘ軸気体ノズル５１，５２と、Ｙ軸気体ノズル５３，５４と、Ｚ軸気体ノズル５５とを含み、これらは、ユニット本体５０に固定されている。Ｘ軸気体ノズル５１，５２は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に平行な平面（理想的には水平面）に沿う一方向であるＸ軸方向に平行な方向に沿って気体（たとえば空気）を噴射する水平方向ノズルである。さらに具体的には、一つのＸ軸気体ノズル５１は、Ｘ軸方向に気体を噴射し、もう一つのＸ軸気体ノズル５２は、Ｘ軸方向とは正反対の反Ｘ軸方向に気体を噴射するように構成されている。Ｙ軸気体ノズル５３，５４は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に平行な平面（理想的には水平面）に沿う他の方向であり、Ｘ軸と直交するＹ軸方向に平行な方向に沿って気体（たとえば空気）を噴射する水平方向ノズルである。さらに具体的には、一つのＹ軸気体ノズル５３は、Ｙ軸方向に気体を噴射し、もう一つのＹ軸気体ノズル５４は、Ｙ軸方向とは正反対の反Ｙ軸方向に気体を噴射するように構成されている。Ｚ軸気体ノズル５５は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に垂直な方向（理想的には鉛直方向）であるＺ軸方向と平行に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、Ｚ軸気体ノズル５５は、上向き方向であるＺ軸方向とは正反対の下向き方向である反Ｚ軸方向に向けて気体を噴射する抗重力ノズルである。
【００３５】
ユニット本体５０は、ハンド２３に固定されているので、ハンド２３の姿勢に応じて、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の各方向が変化する。具体的には、Ｘ軸およびＹ軸は、ハンド２３の向きに応じて鉛直軸線まわりに回動し得る軸である。また、ハンド２３の水平姿勢が変化すれば、Ｚ軸は、鉛直方向からずれるように回動し得る。
加速度センサ５６は、ハンド２３に作用する加速度（慣性力と言い換えることもできる。）を検出するように構成されている。加速度センサ５６は、この実施形態では、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度、およびＺ軸方向の加速度を検出する。
【００３６】
ハンド２３がＸ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、Ｘ軸方向の加速度（反Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３がＸ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、反Ｘ軸方向の加速度（Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｘ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、反Ｘ軸方向の加速度（Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｘ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、Ｘ軸方向の加速度（反Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。
【００３７】
同様に、ハンド２３がＹ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、Ｙ軸方向の加速度（反Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３がＹ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、反Ｙ軸方向の加速度（Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｙ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、反Ｙ軸方向の加速度（Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｙ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、Ｙ軸方向の加速度（反Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。
【００３８】
また、加速度センサ５６は、重力加速度をＺ軸方向に正射影した加速度成分を検出する。さらに、ハンド２３がＺ軸方向への動作（上昇）を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えてＺ軸方向の加速度（反Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３がＺ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えて反Ｚ軸方向の加速度（Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｚ軸方向への動作（下降）を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えて反Ｚ軸方向の加速度（Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｚ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えて、Ｚ軸方向の加速度（反Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。
【００３９】
たとえば、図４に誇張して示すように、第１および第２アーム部２１，２２を展開して多関節アーム２０を伸張させたときに多関節アーム２０が重力によって下方に撓むと、ハンド２３は、先端側の垂れ下がった傾斜姿勢となる。このとき、Ｚ軸方向は、重力加速度ｇが作用する鉛直方向に対して傾斜角θをなす。よって、加速度センサ５６は、Ｚ軸方向の加速度として、ｇ・cosθを検出する。したがって、Ｚ軸方向加速度の検出値ｇ・cosθを重力加速度ｇと比較することによって、ハンド２３の姿勢（傾斜角θ）を検出できる。
【００４０】
図５は、インデクサロボット７の動作制御に関連する構成を示すブロック図である。昇降駆動機構２７、第１アーム回転駆動機構２６、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２は、コントローラ６０によって制御される。さらに、コントローラ６０は、動作補助ユニット１０（１０Ａ，１０Ｂ）の動作を制御するように構成（プログラム）されている。より具体的には、加速度センサ５６の出力信号がコントローラ６０に入力されている。また、コントローラ６０は、気体ノズル５１〜５５による気体の噴射を制御する噴射制御手段としての機能を有している。気体ノズル５１〜５５には、気体供給源６３から加圧された気体（たとえば空気、窒素その他の不活性ガス）が、気体供給路６４を介して供給されている。コントローラ６０は、気体ノズル５１〜５５から噴射される気体の噴射量、噴射時間、噴射流量および噴射圧力から選択した一つまたは二つ以上の噴射制御量を制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００４１】
図６は、インデクサロボット７の制御に関するコントローラ６０の制御ブロック図である。コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて駆動機構２６〜２８，３１，３２の各駆動源（たとえばサーボモータ）の制御量（姿勢制御量）を求めて、その制御量に応じて当該駆動源を制御する。これにより駆動源が駆動されると、インデクサロボット７の挙動に変化が生じる。一方、コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差に応じて、フィードフォワード制御量を求める。さらに、インデクサロボット７の挙動（加速度）が加速度センサ５６によって検出され、その検出値に基づいて、コントローラ６０は、フィードバック制御量を求める。さらに、コントローラ６０は、フィードフォワード制御量およびフィードバック制御量に基づいて、各気体ノズル５１〜５５の噴射制御量（たとえば噴射量）を求める。この求められた噴射制御量に基づいて各気体ノズル５１〜５５が制御されて、気体が噴射される。気体の噴射によって生じた反力がハンド２３に作用すると、これにより、インデクサロボット７の挙動に変化がもたらされる。この変化が、さらに、加速度センサ５６によって検出される。
【００４２】
フィードフォワード制御量は、ハンド２３が現在位置から目標位置まで移動される過程でハンド２３に働くと予測される慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードフォワード制御を行うことで、フィードバック制御における応答遅れを補償して、制御の応答性を高めることができる。
フィードバック制御量は、加速度センサ５６によって実際に検出されている慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードバック制御を行うことで、ハンド２３の実際の挙動に対応した噴射制御量を設定できる。
【００４３】
ハンドの現在位置および目標位置は、回転軸２５の上下位置、第１アーム部２１の回転位置、第２アーム部２２の回転位置、およびハンド２３の回転位置によって表されてもよい。それぞれの位置は、昇降駆動機構２７、第１アーム回転駆動機構２６、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２の駆動源としての電動モータの制御位置（たとえば制御ステップ数）によって表されてもよい。
【００４４】
具体的な制御内容について説明すると、ハンド２３が動作開始または加速するときには、その動作方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向と正反対の方向への慣性力が生じる。そこで、気体ノズル５１〜５５は、その動作方向への反力が生じるように、気体を噴射する。すなわち、気体ノズル５１〜５５は、ハンド２３の動作を加速するように気体を噴射する加速ノズルとして機能する。また、ハンド２３が減速または動作停止するときには、その動作方向とは反対方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向への慣性力が生じる。そこで、気体ノズル５１〜５５は、その動作方向とは反対方向への反力が生じるように、気体を噴射する。すなわち、気体ノズル５１〜５５は、ハンド２３の動作を制動するように気体を噴射する制動ノズルとして機能する。
【００４５】
たとえば、Ｘ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｘ軸気体ノズル５２から、反Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＸ軸方向に作用するから、Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。反Ｘ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｘ軸気体ノズル５１から、Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｘ軸方向に作用するから、反Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。一方、Ｘ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｘ軸気体ノズル５１から、Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｘ軸方向に作用するから、Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。同様に、反Ｘ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｘ軸気体ノズル５２から、反Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＸ軸方向に作用するから、反Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。
【００４６】
Ｙ軸に関しても同様であり、Ｙ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｙ軸気体ノズル５４から、反Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＹ軸方向に作用するから、Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。反Ｙ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｙ軸気体ノズル５３から、Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｙ軸方向に作用するから、反Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。一方、Ｙ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｙ軸気体ノズル５３から、Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｙ軸方向に作用するから、Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。同様に、反Ｙ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｙ軸気体ノズル５４から、反Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＹ軸方向に作用するから、反Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。
【００４７】
Ｘ軸またはＹ軸のいずれとも平行でない方向にハンド２３が動作開始もしくは加速するとき、または減速もしくは動作停止するときは、その方向に応じた比で、Ｘ軸気体ノズル５１，５２とＹ軸気体ノズル５３，５４との噴射制御量をそれぞれ設定すればよい。これにより、ハンド２３の動作方向への加速を補助したり、その動作方向への動作を制動したりすることができる。
【００４８】
Ｚ軸気体ノズル５５は、多関節アーム２０を上昇させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の上移動を補助するように制御されてもよい（加速ノズルとしての働き）。また、Ｚ軸気体ノズル５５は、多関節アーム２０を下降して停止させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の下移動を制動するように制御されてもよい（制動ノズルとしての働き）。さらに、Ｚ軸気体ノズル５５は、多関節アーム２０を伸展させるときに、多関節アーム２０の撓みに起因するハンド２３の姿勢変化を抑制するように、気体を噴射するように制御されてもよい。
【００４９】
以上のように、この実施形態によれば、ハンド２３に備えられた気体ノズル５１〜５５から気体を噴射することによって、その噴射による反力がハンド２３に加わり、それによって、ハンド２３の動作が補助される。すなわち、ハンド２３に加わる反力により、ハンド２３の動きを加速したり、ハンド２３の動きを減速したり、ハンド２３の姿勢を変化させたりすることができる。したがって、ハンド２３に働く慣性力等を気体ノズル５１〜５５からの気体噴射により生じる反力によって打ち消すことができるので、多関節アーム２０の構成部品等の剛性を高めなくても、ハンド２３を高速移動させるときの加速および減速を、遅れや振動を抑制して円滑に行える。
【００５０】
また、気体の噴射によってハンド２３を加速できるので、ハンド２３を速やかに加速することができ、ハンド２３の動作速度が速やかに最高速に達する。これにより、基板Ｗを高速搬送できる。また、気体の噴射によってハンド２３を速やかに減速することができるので、速やかにハンド２３を停止させることができ、かつ、停止時のハンド２３の振動を抑制できる。これにより、基板の高速搬送に寄与できる。
【００５１】
図７Ａは、この発明の第２の実施形態に係るインデクサロボットを説明するための図解的な側面図であり、図７Ｂは、その図解的な平面図である。これらの図７Ａおよび７Ｂにおいて、前述の図２Ａおよび２Ｂに示された各部に対応する部分には、同一の参照符号を付して示す。
このインデクサロボットは、図１に示した基板処理装置において、図２Ａおよび図２Ｂに示した基板処理装置におけるインデクサロボット７として用いることができるものである。この実施形態のインデクサロボット７は、第１の実施形態の場合と同様に、ハンド２３Ａ，２３Ｂ、多関節アーム２０、第１アーム回転駆動機構２６、昇降駆動機構２７、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１、および第２ハンド回転駆動機構３２を含む。この実施形態のインデクサロボット７では、第１アーム部２１の先端部に、気体ノズル７１，７２（アーム動作補助ノズル）と、加速度センサ７３とが配置されている。また、第２アーム部２２の先端部に、気体ノズル８１，８２（アーム動作補助ノズル）と、加速度センサ８３とが配置されている。さらに、ハンド２３Ａ，２３Ｂのそれぞれの先端部に、気体ノズル９１，９２，９３と、加速度センサ９４とが配置されている。
【００５２】
気体ノズル７１，７２は、平面視において、第１アーム部２１の先端部が鉛直軸線Ａを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第１アーム部２１の先端部の位置における接線方向）に沿ってほぼ水平方向に気体を噴射するように、第１アーム部２１の先端部に固定されている。気体ノズル７１，７２は、互いに正反対方向に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、気体ノズル７１は、平面視において反時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル７１が気体を噴射したときの反力は、第１アーム部２１に対して時計回り方向に作用する。これにより、第１アーム部２１の時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第１アーム部２１の反時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。一方、気体ノズル７２は、平面視において時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル７２が気体を噴射したときの反力は、第１アーム部２１に対して反時計回り方向に作用する。これにより、第１アーム部２１の反時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第１アーム部２１の時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。
【００５３】
加速度センサ７３は、平面視において、第１アーム部２１の先端部が鉛直軸線Ａを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第１アーム部２１の先端部の位置における接線方向）に沿って設定されたほぼ水平な検出方向に沿う加速度（慣性力）を検出するように、第１アーム部２１の先端部に固定されている。これにより、加速度センサ７３は、平面視において時計回り方向および反時計回り方向の加速度を検出するように構成されている。
【００５４】
気体ノズル８１，８２は、平面視において、第２アーム部２２の先端部が鉛直軸線Ｂを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第２アーム部２２の先端部の位置における接線方向）に沿ってほぼ水平方向に気体を噴射するように、第２アーム部２２の先端部に固定されている。気体ノズル８１，８２は、互いに正反対方向に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、気体ノズル８１は、平面視において反時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル８１が気体を噴射したときの反力は、第２アーム部２２に対して時計回り方向に作用する。これにより、第２アーム部２２の時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第２アーム部２２の反時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。一方、気体ノズル８２は、平面視において時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル８２が気体を噴射したときの反力は、第２アーム部２２に対して反時計回り方向に作用する。これにより、第２アーム部２２の反時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第２アーム部２２の時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。
【００５５】
加速度センサ８３は、平面視において、第２アーム部２２の先端部が鉛直軸線Ｂを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第２アーム部２２の先端部の位置における接線方向）に沿って設定されたほぼ水平な検出方向に沿う加速度（慣性力）を検出するように、第２アーム部２２の先端部に固定されている。これにより、加速度センサ８３は、平面視において時計回り方向および反時計回り方向の加速度を検出するように構成されている。
【００５６】
気体ノズル９１，９２は、水平方向ノズルであり、平面視において、ハンド２３（２３Ａ，２３Ｂ）の先端部が鉛直軸線Ｃを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（ハンド２３の先端部の位置における接線方向）に沿ってほぼ水平方向に気体を噴射するように、ハンド２３の先端部に固定されている。気体ノズル９１，９２は、互いに正反対方向に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、気体ノズル９１は、平面視において反時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル９１が気体を噴射したときの反力は、ハンド２３に対して時計回り方向に作用する。これにより、ハンド２３の時計回り方向の動作を加速したり（加速ノズルとしての働き）、ハンド２３の反時計回り方向の動作を制動したりすることができる（制動ノズルとしての働き）。一方、気体ノズル９２は、平面視において時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル９２が気体を噴射したときの反力は、ハンド２３に対して反時計回り方向に作用する。これにより、ハンド２３の反時計回り方向の動作を加速したり（加速ノズルとしての働き）、ハンド２３の時計回り方向の動作を制動したりすることができる（制動ノズルとしての働き）。
【００５７】
気体ノズル９３は、ハンド２３が保持する基板Ｗの主面に垂直なＺ軸に沿って気体を噴射するようにハンド２３の先端部に固定された抗重力ノズルである。この気体ノズル９３は、第１の実施形態におけるＺ軸気体ノズル５５と同様な働きを有している。すなわち、気体ノズル９３から気体が噴射されると、それによって生じる反力は、ハンド２３の先端部を重力に抗して持ち上げる。これにより、多関節アーム２０を伸展させたときに、ハンド２３が垂れ下がっても、ハンド２３の姿勢を保持して、基板Ｗを水平姿勢に保持できる。また、多関節アーム２０が上昇するときに気体ノズル９３から気体を噴射すれば、ハンド２３に働く下方向の慣性力を緩和または打ち消すことができるので、ハンド２３を速やかに動作開始させたり、加速したりすることができる（加速ノズルとしての働き）。さらに、多関節アーム２０が下降して停止するときに気体ノズル９３から気体を噴射すれば、ハンド２３に働く下方向の慣性力を緩和または打ち消すことができるので、ハンド２３を速やかに、かつ振動を抑制しながら動作停止させることができる（制動ノズルとしての働き）。
【００５８】
加速度センサ９４は、平面視において、ハンド２３の先端部が鉛直軸線Ｃを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（ハンド２３の先端部の位置における接線方向）に沿って設定されたほぼ水平な検出方向に沿う加速度（慣性力）を検出するように、ハンド２３の先端部に固定されている。これにより、加速度センサ９４は、平面視において時計回り方向および反時計回り方向の加速度を検出するように構成されている。加速度センサ９４は、さらに、前記Ｚ軸に平行に作用する加速度を検出するように構成されている。加速度センサ９４は、ハンド２３の静止状態においては、重力加速度ｇのＺ軸成分（Ｚ軸への正射影）を検出する。また、ハンド２３が上下動するときは、重力加速度ｇと慣性力に対応する加速度との合成加速度を検出する。したがって、加速度センサ９４は、第１の実施形態における加速度センサ５６と同様の働きを有している。
【００５９】
第１の実施形態の動作補助ユニット１０と同様に、気体ノズル７１，７２および加速度センサ７３が第１のユニット本体に一体的に保持されて第１アーム動作補助ユニット７０を構成していてもよい。同様に、気体ノズル９１，９２および加速度センサ８３が第２のユニット本体に一体的に保持されて第２アーム動作補助ユニット８０を構成していてもよい。さらに、気体ノズル９１，９２，９３および加速度センサ９４が第３のユニット本体に一体的に保持されてハンド動作補助ユニット９０（ハンド２３Ａ，２３Ｂにそれぞれ対応したユニット９０Ａ，９０Ｂ）を構成していてもよい。むろん、このようなユニット化がされていなくてもよい。また、たとえば、複数のノズルをユニット化する一方で、加速度センサを別ユニットとしてもよい。
【００６０】
図８は、前記第２の実施形態に係るインデクサロボット７の動作制御に関連する構成を示すブロック図である。図８において、前述の図５に示された各部に対応する部分には、図５と同一参照符号を付して示す。昇降駆動機構２７、第１アーム回転駆動機構２６、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２は、コントローラ６０によって制御される。さらに、コントローラ６０は、第１アーム動作補助ユニット７０、第２アーム動作補助ユニット８０、およびハンド動作補助ユニット９０（９０Ａ，９０Ｂ）の動作を制御するように構成（プログラム）されている。より具体的には、加速度センサ７３，８３，９４の出力信号がコントローラ６０に入力されている。また、コントローラ６０は、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３による気体の噴射を制御する。気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３には、気体供給源６３から加圧された気体（たとえば空気、窒素その他の不活性ガス）が、気体供給路６４を介して供給されている。コントローラ６０は、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３から噴射される気体の噴射量、噴射時間、噴射流量および噴射圧力から選択した一つまたは二つ以上の噴射制御量を制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００６１】
図９は、インデクサロボット７の制御に関するコントローラ６０の制御ブロック図である。コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて駆動機構２６〜２８，３１，３２の各駆動源（たとえばサーボモータ）の制御量（姿勢制御量）を求めて、その制御量に応じて当該駆動源を制御する。そして、駆動源の駆動結果が、インデクサロボット７（第１アーム部２１，第２アーム部２２およびハンド２３）の挙動に反映される。一方、コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差に応じて、第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３にそれぞれ対応したフィードフォワード制御量を求める。さらに、インデクサロボット７の挙動（加速度）が加速度センサ７３，８３，９４によって検出され、その検出値に基づいて、コントローラ６０は、第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３にそれぞれ対応したフィードバック制御量を求める。さらに、コントローラ６０は、フィードフォワード制御量およびフィードバック制御量に基づいて、各気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３の噴射制御量（たとえば噴射量）を求める。この求められた噴射量に基づいて、各気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３が制御されて、気体が噴射される。気体の噴射によって生じた反力が第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３のいずれかに作用すると、これにより、インデクサロボット７（第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３）の挙動に変化がもたらされる。この変化が、さらに、加速度センサ７３，８３，９４によって検出される。第１アーム部２１の挙動は、第２アーム部２２の挙動に影響し、さらに第２アーム部２２の挙動はハンド２３の挙動に影響する。
【００６２】
フィードフォワード制御量は、ハンド２３が現在位置から目標位置まで移動される過程で第１および第２アーム部２１，２２ならびにハンド２３にそれぞれ働くと予測される慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードフォワード制御を行うことで、フィードバック制御における応答遅れを補償して、制御の応答性を高めることができる。
フィードバック制御量は、加速度センサ７３，８３，９４によって実際に検出されている慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードバック制御を行うことで、第１および第２アーム部２１，２２ならびにハンド２３の実際の挙動に対応した噴射制御量を設定できる。
【００６３】
具体的な制御について説明すると、第１アーム部２１が動作開始または加速するときには、その動作方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向と正反対の方向への慣性力が生じる。第２アーム部２２およびハンド２３についても同様である。そこで、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、その動作方向への反力が生じるように、気体を噴射する。この場合、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、アーム部２１，２２またはハンド２３の動作を加速するように気体を噴射する加速ノズルとして機能する。また、第１アーム部２１が減速または動作停止するときには、その動作方向とは反対方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向への慣性力が生じる。第２アーム部２２およびハンド２３についても同様である。そこで、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、その動作方向とは反対方向への反力が生じるように、気体を噴射する。すなわち、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、ハンド２３の動作を制動するように気体を噴射する制動ノズルとして機能する。
【００６４】
たとえば、第１アーム部２１が平面視において時計回り方向に回動開始または加速するときは、気体ノズル７１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第１アーム部２１の回動が補助（加速）される。反時計回り方向に第１アーム部２１が回動開始または加速するときは、気体ノズル７２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第１アーム部２１の回動が補助（加速）される。一方、反時計回り方向への第１アーム部２１の回動を減速または停止するときは、気体ノズル７１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第１アーム部２１の回動が制動される。同様に、時計回り方向への第１アーム部２１の回動を減速または停止するときは、気体ノズル７２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第１アーム部２１の回動が制動される。
【００６５】
第２アーム部２２に関しても同様である。すなわち、第２アーム部２２が平面視において時計回り方向に回動開始または加速するときは、気体ノズル８１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第２アーム部２２の回動が補助（加速）される。反時計回り方向に第２アーム部２２が回動開始または加速するときは、気体ノズル８２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第２アーム部２２の回動が補助（加速）される。一方、反時計回り方向への第２アーム部２２の回動を減速または停止するときは、気体ノズル８１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第２アーム部２２の回動が制動される。同様に、時計回り方向への第２アーム部２２の回動を減速または停止するときは、気体ノズル８２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第２アーム部２２の回動が制動される。
【００６６】
ハンド２３の回動に関しても同様である。すなわち、ハンド２３が平面視において時計回り方向に回動開始または加速するときは、気体ノズル９１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、時計回り方向へのハンド２３の回動が補助（加速）される。反時計回り方向にハンド２３が回動開始または加速するときは、気体ノズル９２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、反時計回り方向へのハンド２３の回動が補助（加速）される。一方、反時計回り方向へのハンド２３の回動を減速または停止するときは、気体ノズル９１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、反時計回り方向へのハンド２３の回動が制動される。同様に、時計回り方向へのハンド２３の回動を減速または停止するときは、気体ノズル９２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、時計回り方向へのハンド２３の回動が制動される。
【００６７】
ハンド２３に固定されたもう一つの気体ノズル９３は、多関節アーム２０を上昇させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の上移動を補助（加速）するように制御されてもよい。また、気体ノズル９３は、多関節アーム２０を下降して停止させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の下移動を制動するように制御されてもよい。さらに、気体ノズル９３は、多関節アーム２０を伸展させるときに、多関節アーム２０の撓みに起因するハンド２３の姿勢変化を抑制するように、気体を噴射するように制御されてもよい。
【００６８】
以上のように、この実施形態によれば、多関節アーム２０を構成するアーム部２１，２２の動作が、気体ノズル７１，７２，８１，８２からの気体噴射によって得られる反力によって補助される。したがって、ハンド２３だけでなくアーム部２１，２２の動作も補助されるので、より高速な基板搬送が可能になり、かつ停止時等の振動も一層抑制される。また、多関節アーム２０の剛性を高めることなく高速搬送が可能なので、コストの大幅な増加を伴うこともなく、かつ、重量が大幅に増加することもない。その他、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
図１０Ａは、この発明の第３の実施形態に係るインデクサロボット７の構成を説明するための図解的な斜視図であり、図１０Ｂは、ハンド２３の下方から見た斜視図である。このインデクサロボット７は、基台部１５と、横移動機構１６と、ハンド駆動機構１７と、一対のハンド２３Ａ，２３Ｂとを含む。
基台部１５は、横移動方向１８に沿って敷設されたレール１９上を、当該横移動方向１８に平行な搬送経路に沿って走行可能に構成されている。横移動方向１８は、図１に示す基板処理装置において、カセット載置台６の配列方向（カセット配列方向）に平行に設定される。横移動機構１６は、ボールねじ機構等を含み、基台部１５を横移動方向１８に沿ってレール１９上で往復走行（横移動）させる。ハンド駆動機構１７は、一対のハンド２３Ａ，２３Ｂを基台部１５に対して鉛直軸線Ｄまわりに回転させる回転駆動機構３５と、ハンド２３Ａ，２３Ｂを基台部１５に対して上下動させる昇降駆動機構３６と、ハンド２３Ａ，２３Ｂを独立して水平方向に進退させる進退駆動機構３７とを含む。ハンド２３Ａ，２３Ｂの進退方向３８は、平面視において基台部１５に対して接近／離反する水平方向であり、各ハンド２３Ａ，２３Ｂの前後方向である。進退方向３８は、ハンド２３Ａ，２３Ｂの向きに従う方向なので、ハンド２３Ａ，２３Ｂとともに鉛直軸線Ｄまわりに回転し得る方向である。
【００７０】
横移動機構１６によって基台部１５をレール１９上で走行させることによって、ハンド２３をいずれかのカセット５または基板受け渡し位置Ｐ（図１参照）に正対（すなわち、平面視においてレール１９に直交する方向に沿って対向）する位置まで移動することができる。また、回転駆動機構３５によりハンド２３を鉛直軸線Ｄまわりに回転させることにより、ハンド２３の進退方向３８を、正対したカセット５または基板受け渡し位置Ｐに向けることができる。さらに、昇降駆動機構３６によってハンド２３を上下動させることによって、カセット５または主搬送ロボット４との基板受け渡し高さにハンド２３を配置でき、かつ、それらとの間で基板Ｗを受け渡しできる。
【００７１】
ハンド２３には、ハンド気体ノズル１０１，１０２，１０３が設けられている。それらのうちの２つのハンド気体ノズル１０１，１０２は、ハンド２３の進退方向３８に平行な水平方向に向けて気体を噴射するようにハンド２３に固定された水平ノズルである。これらのハンド気体ノズル１０１，１０２は、進退方向３８に沿って、互いに反対方向に気体を噴射するように構成されている。すなわち、一つのハンド気体ノズル１０１は、ハンド２３の後方に向かって気体を噴射し、もう一つのハンド気体ノズル１０２は、ハンド２３の前方に向かって気体を噴射する。さらにもう一つのハンド気体ノズル１０３は、下方に向けて気体を噴射するようにハンド２３に固定された抗重力ノズルである。より詳細には、ハンド気体ノズル１０３は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に直交するＺ軸方向に沿って、下向きに気体を噴射する。
【００７２】
ハンド２３には、さらに、加速度センサ１０４が取り付けられている。加速度センサ１０４は、ハンド２３の進退方向３８に沿う方向の加速度と、Ｚ軸方向に沿う加速度とを検出するように構成されている。
一方、基台部１５には、横移動方向１８に平行な方向に気体を噴射する２つの基台部気体ノズル１０７，１０８（基台部動作補助ノズル）が備えられている。さらに、基台部１５には、横移動方向１８に平行な水平方向に沿う加速度を検出する加速度センサ１０９が備えられている。
【００７３】
図１１は、前記第３の実施形態に係るインデクサロボット７の動作制御に関連する構成を示すブロック図である。図１１において、前述の図５に示された各部に対応する部分には、図５と同一参照符号を付して示す。横移動機構１６およびハンド駆動機構１７（回転駆動機構３５、昇降駆動機構３６、進退駆動機構３７）は、コントローラ６０によって制御される。さらに、加速度センサ１０４，１０９の出力信号がコントローラ６０に入力されている。また、コントローラ６０は、気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８による気体の噴射を制御する。気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８には、気体供給源６３から加圧された気体（たとえば空気、窒素その他の不活性ガス）が、気体供給路６４を介して供給されている。コントローラ６０は、気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８から噴射される気体の噴射量、噴射時間、噴射流量および噴射圧力から選択した一つまたは二つ以上の噴射制御量を制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００７４】
図１２は、インデクサロボット７の制御に関するコントローラ６０の制御ブロック図である。コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて駆動機構１６，１７の各駆動源（たとえばサーボモータ）の制御量（姿勢制御量）を求め、その制御量に応じて当該駆動源を制御する。この制御が、インデクサロボット７の挙動（基台部１５およびハンド２３）に反映される。一方、コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて、基台部１５の横移動およびハンド２３の進退のためのフィードフォワード制御量を求める。さらに、ハンド２３および基台部１５の挙動（加速度）が加速度センサ１０４，１０９によって検出され、それらの検出値に基づいて、コントローラ６０は、ハンド２３の進退および基台部１５の横移動のためのフィードバック制御量を求める。さらに、コントローラ６０は、ハンド２３の進退および基台部１５の横移動のためのフィードフォワード制御量およびフィードバック制御量に基づいて、各気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８の噴射制御量（たとえば噴射量）を求める。この求められた噴射量に基づいて、各気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８が制御されて、気体が噴射される。気体の噴射によって生じた反力が基台部１５およびハンド２３のいずれかに作用すると、これによりインデクサロボット７の挙動に変化がもたらされる。この変化が、さらに、加速度センサ１０４，１０９によって検出される。基台部１５の挙動は、ハンド２３の挙動に影響を及ぼす。
【００７５】
フィードフォワード制御量は、ハンド２３が現在位置から目標位置まで移動される過程で基台部１５およびハンド２３に働くと予測される慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードフォワード制御を行うことで、フィードバック制御における応答遅れを補償して、制御の応答性を高めることができる。
フィードバック制御量は、加速度センサ１０４，１０９によって実際に検出されている慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードバック制御を行うことで、基台部１５およびハンド２３の実際の挙動に対応した噴射制御量を設定できる。
【００７６】
具体的な制御について説明すると、基台部１５が動作開始または加速するときには、その動作方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向と正反対の方向への慣性力が生じる。ハンド２３についても同様である。そこで、１０１〜１０３，１０７，１０８は、その動作方向への反力が生じるように、気体を噴射する。
たとえば、基台部１５が横移動方向１８に平行な第１方向１８１に移動開始または加速するときは、基台部気体ノズル１０７から、横移動方向１８に平行な第２方向１８２（第１方向１８１の正反対方向）に向けて気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第１方向１８１に作用するから、第１方向１８１への基台部１５の移動が補助（加速）される（基台部加速ノズルとしての働き）。基台部１５が第２方向１８２に移動開始または加速するときは、基台部気体ノズル１０８から、第１方向１８１に向けて気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第２方向１８２に作用するから、第２方向１８２への基台部１５の移動が補助（加速）される（基台部加速ノズルとしての働き）。一方、第１方向１８１への基台部１５の移動を減速または停止するときは、基台部気体ノズル１０８から、第１方向１８１に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第２方向１８２に作用するから、基台部１５の第１方向１８１への移動が制動される（基台部制動ノズルとしての働き）。同様に、第２方向１８２への基台部１５の移動を減速または停止するときは、基台部気体ノズル１０７から、第２方向１８２に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第１方向１８１に作用するから、第２方向１８２への基台部１５の移動が制動される（基台部制動ノズルとしての働き）。
【００７７】
また、前進方向３８１にハンド２３が動作開始または加速するときは、ハンド気体ノズル１０１から、後退方向３８２に向けて気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が前進方向３８１に作用するから、前進方向３８１へのハンド２３の動作が補助（加速）される（加速ノズルとしての働き）。後退方向３８２にハンド２３が動作開始または加速するときは、ハンド気体ノズル１０２から、前進方向３８１に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が後退方向３８２に作用するから、後退方向３８２へのハンド２３の動作が補助（加速）される（加速ノズルとしての働き）。一方、前進方向３８１へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、ハンド気体ノズル１０２から、前進方向３８１に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が後退方向３８２に作用するから、前進方向３８１へのハンド２３の動作が制動される（制動ノズルとしての働き）。同様に、後退方向３８２へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、ハンド気体ノズル１０１から、後退方向３８２に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が前進方向３８１に作用するから、後退方向３８２へのハンド２３の動作が制動される（制動ノズルとしての働き）。
【００７８】
ハンド２３に固定されたもう一つのハンド気体ノズル１０３は、ハンド２３を上昇させるときに気体を噴射して、ハンド２３の上移動を補助するように制御されてもよい。また、気体ノズル１０３は、ハンド２３を下降して停止させるときに気体を噴射して、ハンド２３の下移動を制動するように制御されてもよい。さらに、気体ノズル１０３は、ハンド２３を前進させるときに、ハンド２３および基板Ｗの自重に起因するハンド２３の姿勢変化を抑制するように、気体を噴射するように制御されてもよい。
【００７９】
以上のように、この実施形態によれば、基台部気体ノズル１０７，１０８からの気体の噴射により得られる反力によって、基台部１５の動作を補助できる。したがって、基台部１５の加速および／または減速を速やかに行うことができるから、基台部１５の動作開始時に最高速に達するまでの時間を短縮でき、かつ基台部１５を短時間で停止させることができる。これによって、基板Ｗの高速搬送に寄与できる。
【００８０】
図１３は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第４の実施形態）である。図６の制御構成では、フィードフォワード制御およびフィードバック制御が併用されているのに対して、図１３の制御構成では、フィードバック制御が省かれている。この制御構成を採用する場合には、加速度センサを省くことができる。
図１４は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第５の実施形態）である。図６の制御構成では、フィードフォワード制御およびフィードバック制御が併用されているに対して、図１４の制御構成では、フィードフォワード制御が省かれている。
【００８１】
以上、この発明の５つの実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、ハンド等の移動開始時および加速時の加速と、ハンド等の減速時および停止時の制動との両方を気体噴射によって補助しているが、加速のみまたは制動のみを気体噴射によって補助するようにしてもよい。また、前述の実施形態では、抗重力ノズルを備えた例を示したが、抗重力ノズルを省いてもよい。さらに、前述の第１および第２の実施形態では、第１アーム部２１および第２アーム部２２を有する多関節アーム２０を例示したが、３つ以上のアーム部を連結した多関節アームを用いてもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 基板処理モジュール
２ インデクサモジュール
３ 処理ユニット
４ 主搬送ロボット
５ カセット
６ カセット載置台
７ インデクサロボット
１０Ａ，１０Ｂ 動作補助ユニット
１１ 基台部
１５ 基台部
１６ 横移動機構
１７ ハンド駆動機構
１８ 横移動方向
１８１ 第１方向
１８２ 第２方向
１９ レール
２０ 多関節アーム
２１ 第１アーム部
２２ 第２アーム部
２３，２３Ａ，２３Ｂ ハンド
２５ 回転軸
２６ 第１アーム回転駆動機構
２７ 昇降駆動機構
２８ 第２アーム回転駆動機構
３１ 第１ハンド回転駆動機構
３２ 第２ハンド回転駆動機構
３５ 回転駆動機構
３６ 昇降駆動機構
３７ 進退駆動機構
３８ 進退方向
３８１ 前進方向
３８２ 後退方向
４０ ハンド
４１ 回転台
４２ ハンド進退機構
４３ 昇降機構
５０ ユニット本体
５１ Ｘ軸気体ノズル
５２ Ｘ軸気体ノズル
５３ Ｙ軸気体ノズル
５４ Ｙ軸気体ノズル
５５ Ｚ軸気体ノズル
５６ 加速度センサ
６０ コントローラ
６３ 気体供給源
６４ 気体供給路
７０ 第１アーム動作補助ユニット
７１，７２ 気体ノズル
７３ 加速度センサ
８０ 第２アーム動作補助ユニット
８１，８２ 気体ノズル
８３ 加速度センサ
９０Ａ，９０Ｂ ハンド動作補助ユニット
９１〜９３ 気体ノズル
９４ 加速度センサ
１０１〜１０３ ハンド気体ノズル
１０４ 加速度センサ
１０７，１０８ 基台部気体ノズル
１０９ 加速度センサ
１０１，１０２，１０３ ハンド気体ノズル
Ａ 鉛直軸線
Ｂ 鉛直軸線
Ｃ 鉛直軸線
Ｄ 鉛直軸線
Ｐ 基板受け渡し位置
Ｗ 基板
θ 傾斜角
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板搬送装置およびそれを備えた基板処理装置、ならびに基板搬送方法に関する。搬送対象または処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や液晶表示装置用基板に代表される基板を処理する基板処理装置は、処理対象の基板を搬送する基板搬送装置を備えている。基板搬送装置は、基板を保持するハンドと、ハンドを移動させるハンド駆動機構とを備えている。ハンド駆動機構は、たとえば、複数のアーム部を結合した多関節アームと、この多関節アームに駆動力を与えるモータとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５２４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単位時間当たりの基板処理枚数を増やすために基板搬送速度を高めるには、ハンドを高速に移動させなければならない。したがって、移動開始時および停止時には、ハンドおよびそれに保持された基板に大きな加速度が生じ、それに応じて、大きな慣性力が働く。この大きな慣性力のために、移動開始時に遅れが生じ、かつ停止時にはハンドが振動する。とくに、多関節アームを伸張した状態では、ハンドが多関節アームの回動支点（回動軸）から大きく離れているため、大きな振動が生じやすく、かつその振動が収束しにくい。
【０００５】
また、多関節アームを伸張させた状態では、多関節アームおよびハンドの自重のために、ハンドが垂れ下がり、基板を水平に保持することができない。この問題は、多関節アームの構成部材の剛性を高めることによって解決できるかもしれないが、コスト高となるうえ、重量が増すので、それに応じて高速駆動が困難になる。
そこで、この発明の目的は、基板の高速搬送に適した基板搬送装置およびそれを用いた基板処理装置を提供することである。また、この発明の他の目的は、基板の高速搬送に適した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】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を保持するハンド（２３）と、前記ハンドを駆動するハンド駆動機構（２０，２６，２７，２８，３１，３２，１６，１７）と、前記ハンドに備えられ、前記ハンドの動作を補助するように気体を噴射する気体ノズル（５１〜５５，９１〜９３，１０１〜１０３）とを含む、基板搬送装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
【０００７】
この構成によれば、ハンドに備えられた気体ノズルから気体を噴射することによって、その噴射による反力がハンドに加わり、それによって、ハンドの動作が補助される。すなわち、ハンドに加わる反力により、ハンドの動きを加速したり、ハンドの動きを減速したり、ハンドの姿勢を変化させたりすることができる。したがって、ハンドに働く慣性力等を気体ノズルからの気体噴射により生じる反力によって打ち消すことができるので、ハンド駆動機構の剛性を高めなくても、ハンドを高速移動させるときの加速および減速を、遅れや振動を抑制して円滑に行える。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を加速するように気体を噴射する加速ノズル（５１〜５５，９１〜９３，１０１〜１０３）を含む、請求項１に記載の基板搬送装置である。この構成により、ハンドを速やかに加速することができるので、ハンドの動作速度が速やかに最高速に達する。これにより、基板を高速搬送できる。加速ノズルは、ハンドの動作方向と正反対の方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。これにより、気体の噴射による反力がハンドの動作方向に作用するので、ハンドを効果的に加速できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を制動するように気体を噴射する制動ノズル（５１〜５５，９１〜９３，１０１〜１０３）を含む、請求項１または２に記載の基板搬送装置である。この構成によれば、ハンドを速やかに減速することができるので、速やかにハンドを停止させることができ、停止時のハンドの振動を抑制できる。これにより、基板の高速搬送に寄与できる。制動ノズルは、ハンドの動作方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。これにより、気体の噴射による反力がハンドの動作方向と正反対の方向に作用するので、効果的にハンドを制動できる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記気体ノズルが、水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向ノズル（５１〜５４，９１，９２，１０１，１０２）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。この構成により、水平方向ノズルにより気体を噴射したときに水平方向の反力が生じ、この反力がハンドに作用する。これにより、ハンドの水平方向動作（とくに加速または減速）を効率的に補助することができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記気体ノズルが、下向きに気体を噴射する抗重力ノズル（５５，９３，１０３）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。この構成によれば、抗重力ノズルからの気体の噴射による反力によって、重力に抗してハンドを持ち上げることができる。これにより、ハンドが上方に移動開始するときの加速動作を補助したり、ハンドが下方に移動して停止するときの減速動作を補助したりすることができる。
【００１２】
また、たとえば、長いアームの先端にハンドが取り付けられている場合、ハンド等の自重のために、アームが曲がり、ハンドの高さが低くなったり、ハンドの姿勢が傾斜（その結果、たとえばハンドに保持された基板が水平面に対して傾斜）したりするおそれがある。そこで、抗重力ノズルから気体を噴射してハンドに対して上向きの力を作用させることによって、ハンドを持ち上げたり、その姿勢を矯正したりすることができる。より具体的には、たとえば、水平方向に屈伸する多関節アームの先端にハンドが取り付けられている場合に、多関節アームを伸張させたときのハンドの垂れ下がりを抑制できる。これにより、ハンドを水平面に沿って移動させることができ、かつハンドの姿勢を保持（その結果、たとえば基板を水平姿勢に保持）できる。
【００１３】
前記抗重力ノズルは、ハンドに取り付けられていることが好ましい。これにより、ハンドの姿勢を効率的に矯正できる。
請求項６記載の発明は、前記ハンドの加速度を検出する加速度検出手段（５６，９４，１０４）と、前記加速度検出手段によって検出される加速度に応じて前記気体ノズルからの気体の噴射を制御する噴射制御手段（６０）とをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。この構成により、ハンドの加速度（すなわち、その加速度によって生じる慣性力）に応じて、ハンドの動作を補助するように気体ノズルによる気体の噴射が行われる。したがって、ハンドの動作を適切に補助することができる。より具体的には、前記噴射制御手段は、前記加速度検出手段の出力に基づいて前記気体ノズルからの気体の噴射（たとえば噴射量）をフィードバック制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００１４】
請求項７記載の発明は、前記ハンド駆動機構は、互いに回動可能に結合された複数のアーム部（２１，２２）を有する多関節アーム（２０）を備え、前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられ、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ノズル（７１，７２，８１，８２）をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。
【００１５】
この構成によれば、多関節アームを構成するアーム部の動作が、アーム動作補助ノズルからの気体噴射によって得られる反力によって補助される。したがって、ハンドだけでなくアーム部の動作も補助されるので、より高速な基板搬送が可能になり、かつ停止時等の振動も一層抑制される。また、多関節アームの剛性を高めることなく高速搬送が可能なので、コストの大幅な増加を伴うこともなく、かつ、重量が大幅に増加することもない。
【００１６】
前記アーム動作補助ノズルは、アーム部の先端部に設けられることが好ましい。さらに、前記アーム動作補助ノズルは、前記アーム部の先端部の回動経路上における各位置での接線方向（回動経路の接線方向）に平行な方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。前記アーム動作補助ノズルは、アーム部の先端部の動作を加速するアーム加速ノズル（７１，７２，８１，８２）を含むことが好ましい。また、前記アーム動作補助ノズルは、アーム部の先端部の動作を制動するアーム制動ノズル（７１，７２，８１，８２）を含むことが好ましい。
【００１７】
請求項８記載の発明は、前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部（１５）と、前記基台部に備えられ、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ノズル（１０７，１０８）とをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置である。
この構成により、基台部動作補助ノズルからの気体の噴射により得られる反力によって、基台部の動作を補助できる。したがって、基台部の加速および／または減速を速やかに行うことができるから、基台部の動作開始時に最高速に達するまでの時間を短縮でき、かつ基台部を短時間で停止させることができる。これによって、基板の高速搬送に寄与できる。前記基台部動作補助ノズルは、基台部の走行方向（搬送経路）に平行な方向に気体を噴射するように構成されていることが好ましい。より具体的には、基台部動作補助ノズルは、基台部の走行方向とは反対方向に気体を噴射して基台部を加速する基台部加速ノズル、および／または基台部の走行方向に気体を噴射して基台部を制動する基台部制動ノズルを含むことが好ましい。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板搬送装置（７）と、前記基板搬送装置によって搬送される基板を処理する処理ユニット（３）とを含む、基板処理装置である。この構成により、基板の搬送速度を高めることができるので、基板処理速度を高めることができ、その結果、基板を用いた製品の生産性を高めることができる。
請求項１０記載の発明は、基板を保持するハンドをハンド駆動機構によって駆動するステップと、前記ハンドに備えられた気体ノズルから気体を噴射して、前記ハンドの動作を補助する気体噴射ステップとを含む、基板搬送方法である。この方法により、請求項１の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を加速するように前記気体ノズルから気体を噴射する加速ステップを含む、請求項１０に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項２の発明と同様の作用効果を実現できる。
請求項１２記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を制動するように前記気体ノズルから気体を噴射する制動ステップを含む、請求項１０または１１に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項３の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向噴射ステップを含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項４の発明と同様の作用効果を実現できる。
請求項１４記載の発明は、前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから下向きに気体を噴射する抗重力噴射ステップを含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項５の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２１】
請求項１５記載の発明は、前記ハンドの加速度を検出する加速度検出ステップをさらに含み、前記気体噴射ステップが、前記加速度検出ステップによって検出される加速度に応じて前記気体ノズルから気体を噴射するステップを含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項６の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２２】
請求項１６記載の発明は、前記ハンド駆動機構が、互いに回動可能に結合された複数のアーム部を有する多関節アームを備え、前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられたアーム動作補助ノズルから、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ステップをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項７の発明と同様の作用効果を実現できる。
【００２３】
請求項１７記載の発明は、前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部に備えられた基台部動作補助ノズルから、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ステップとをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法である。この方法により、請求項８の発明と同様の作用効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。
【図２】図２Ａはインデクサロボットの図解的な側面図であり、図２Ｂはインデクサロボット７の図解的な平面図である。
【図３】図３は、動作補助ユニットの構成を図解した拡大図である。
【図４】図４は、多関節アームを伸張させたときの撓みを説明するための図である。
【図５】図５は、インデクサロボットの動作制御に関連する構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、インデクサロボットの制御に関するコントローラの制御ブロック図である。
【図７】図７Ａは、この発明の第２の実施形態に係るインデクサロボットを説明するための図解的な側面図であり、図７Ｂは、その図解的な平面図である。
【図８】図８は、前記第２の実施形態に係るインデクサロボットの動作制御に関連する構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、インデクサロボットの制御に関するコントローラの制御ブロック図である。
【図１０】図１０Ａは、この発明の第３の実施形態に係るインデクサロボットの構成を説明するための図解的な斜視図であり、図１０Ｂは、ハンドの下方から見た斜視図である。
【図１１】図１１は、前記第３の実施形態に係るインデクサロボットの動作制御に関連する構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、インデクサロボットの制御に関するコントローラの制御ブロック図である。
【図１３】図１３は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第４の実施形態）である。
【図１４】図１４は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第５の実施形態）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。この基板処理装置は、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板等の基板Ｗを処理するための装置である。この基板処理装置は、基板処理モジュール１と、この基板処理モジュール１に結合されたインデクサモジュール２とを備えている。
【００２６】
基板処理モジュール１は、平面的に配列された４つの処理ユニット３と、この４つの処理ユニット３に取り囲まれるように中央に配置された主搬送ロボット４とを備えている。主搬送ロボット４は、処理ユニット３に対して、未処理の基板Ｗを搬入し、処理済の基板Ｗを処理ユニット３から搬出するための搬入／搬出動作を行う。
一方、インデクサモジュール２は、複数枚の基板Ｗを収容することができるカセット５が載置されるカセット載置台６と、このカセット載置台６に置かれたカセット５にアクセスして基板の搬入／搬出を行い、さらに、主搬送ロボット４との間で基板の受け渡しを行うインデクサロボット７とを備えている。
【００２７】
主搬送ロボット４は、基板Ｗを保持することができる一対のハンド４０と、これらの一対のハンド４０を保持した回転台４１と、回転台４１内に収容されたハンド進退機構４２と、回転台４１を上下動させる昇降機構４３とを含む。この構成により、主搬送ロボット４は、回転台４１を鉛直軸線回りに回転させて、ハンド４０をいずれかの処理ユニット３または基板受け渡し位置Ｐに対向させる。そして、ハンド進退機構４２の働きによって、ハンド４０をそれらの搬送先に対して進退させる。また、昇降機構４３の働きによって、ハンド４０を上下動させ、それによって、それらの搬送先との間で基板Ｗの受け渡しを実行する。
【００２８】
インデクサロボット７は、基台部１１と、基台部１１に保持された多関節アーム２０と、多関節アーム２０に結合された一対のハンド２３（２３Ａ，２３Ｂ）図１では上下に重なり合っていて、上方側の一つのハンドのみが示されている。）とを含む。多関節アーム２０は、第１アーム部２１と、第２アーム部２２とを含む。第１アーム部２１は、その基端部が基台部１１に鉛直軸線まわりの回動が可能であるように結合されている。第２アーム部２２は、その基端部が第１アーム部２１の先端部に対して鉛直軸線回りの回動が可能であるように結合されている。第２アーム部２２の先端部は、各１枚の基板Ｗを保持する一対ハンド２３が、それぞれ鉛直軸線まわりの回動が可能であるように結合されている。
【００２９】
インデクサロボット７は、カセット載置台６に置かれたいずれかのカセット５から未処理の１枚の基板Ｗを搬出する。インデクサロボット７は、カセット５から取り出した未処理の基板Ｗを受け渡し位置Ｐにおいて主搬送ロボット４に渡す。主搬送ロボット４は、インデクサロボット７から受け取った未処理の基板Ｗを、複数の処理ユニット３のうちのいずれかに搬入する。一方、主搬送ロボット４は、処理済の基板Ｗを処理ユニット３から取り出して、この処理済の基板Ｗを受け渡し位置Ｐにおいてインデクサロボット７へと渡す。インデクサロボット７は、主搬送ロボット４から受け取った処理済の基板Ｗをいずれかのカセット５に収容する。
【００３０】
なお、受け渡し位置Ｐにおける基板Ｗの受け渡しは、インデクサロボット７と主搬送ロボット４との間で直接受け渡す構成であってもよいし、受け渡し位置Ｐに基板を載置する基板載置台が設置され、インデクサロボット７および主搬送ロボット４が基板載置台に基板Ｗを載置し、基板載置台に載置された基板Ｗを受け取る構成であってもよい。
図２Ａはインデクサロボット７の図解的な側面図であり、図２Ｂはインデクサロボット７の図解的な平面図である。多関節アーム２０の第１アーム部２１の基端部は、鉛直方向に延びた回転軸２５に結合されている。回転軸２５は、基台部１１に対して、回転および上下動可能に結合されている。回転軸２５は、第１アーム回転駆動機構２６によって鉛直軸線Ａまわりに回動され、昇降駆動機構２７によって上下動されるように構成されている。第２アーム部２２の基端部は、第１アーム部２１の先端部に対して、当該第１アーム部２１の先端部を通る鉛直軸線Ｂまわりに回動可能に結合されている。そして、第２アーム部２２は、第２アーム回転駆動機構２８によって、鉛直軸線Ｂまわりに回動されるように構成されている。一対のハンド２３Ａ，２３Ｂは、異なる高さ位置に配置されており、それらの基端部は、第２アーム部２２の先端部に対して、当該第２アーム部２２の先端部を通る共通の鉛直軸線Ｃまわりに回動可能に結合されている（ただし、図２Ｂでは図示の都合上、ハンド２３Ａ，２３Ｂおよび鉛直軸線Ｃをずらして描いてある）。そして、一対のハンド２３Ａ，２３Ｂは、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２によって、鉛直軸線Ｃまわりに、互いに独立に回動されるように構成されている。
【００３１】
第１アーム回転駆動機構２６が回転軸２５を鉛直軸線Ａまわりに回動することにより、第１アーム部２１は、その基端部を回動中心として、鉛直軸線Ａまわりに水平方向へと揺動する。また、昇降駆動機構２７が回転軸２５を上下動させることにより、第１アーム部２１が上下動し、それによって、多関節アーム２０およびそれに結合されたハンド２３が一体的に上下動する。第２アーム回転駆動機構２８が第２アーム部２２を鉛直軸線Ｂまわりに回動すると、第２アーム部２２は、鉛直軸線Ｂまわりに水平方向へと揺動する。さらに、第１および第２ハンド回転駆動機構３１，３２が、ハンド２３Ａ，２３Ｂを鉛直軸線Ｃまわりにそれぞれ回動すると、ハンド２３Ａ，２３Ｂは、鉛直軸線Ｃまわりに水平方向へとそれぞれ揺動する。これらの第１および第２アーム部２１，２２およびハンド２３Ａ，２３Ｂの動作の組み合わせによって、ハンド２３Ａ，２３Ｂを任意のカセット５および基板受け渡し位置Ｐに対してアクセスさせることができる。
【００３２】
ハンド２３Ａ，２３Ｂとカセット５との間の基板Ｗの受け渡しは、ハンド２３Ａ，２３Ｂがカセット５内に進入した状態で、昇降駆動機構２７が多関節アーム２０を微小距離だけ上下動させることによって達成される。すなわち、ハンド２３Ａ，２３Ｂは、カセット５内の基板保持棚から基板Ｗをすくい取ったり、カセット５内の基板保持棚に基板Ｗを置いたりすることができる。基板受け渡し位置Ｐにおける主搬送ロボット４との基板受け渡しも同様にして行うことができる。むろん、多関節アーム２０を上下動する代わりに、またその上下動と並行して、主搬送ロボット４のハンド４０を上下動させることによっても、基板Ｗの受け渡しを行える。
【００３３】
ハンド２３Ａ，２３Ｂ（以下、総称するときには「ハンド２３」という。）には、それぞれ動作補助ユニット１０Ａ，１０Ｂ（以下、総称するときには「動作補助ユニット１０」という。）が取り付けられている。動作補助ユニット１０は、ハンド２３の動作を補助するように構成されている。動作補助ユニット１０は、たとえば、ハンド２３の下面に固定されている。
【００３４】
図３は、動作補助ユニット１０の構成を図解した拡大図である。動作補助ユニット１０は、ユニット本体５０と、気体ノズル５１〜５５と、加速度センサ５６（加速度検出手段）とを含む。気体ノズル５１〜５５は、Ｘ軸気体ノズル５１，５２と、Ｙ軸気体ノズル５３，５４と、Ｚ軸気体ノズル５５とを含み、これらは、ユニット本体５０に固定されている。Ｘ軸気体ノズル５１，５２は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に平行な平面（理想的には水平面）に沿う一方向であるＸ軸方向に平行な方向に沿って気体（たとえば空気）を噴射する水平方向ノズルである。さらに具体的には、一つのＸ軸気体ノズル５１は、Ｘ軸方向に気体を噴射し、もう一つのＸ軸気体ノズル５２は、Ｘ軸方向とは正反対の反Ｘ軸方向に気体を噴射するように構成されている。Ｙ軸気体ノズル５３，５４は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に平行な平面（理想的には水平面）に沿う他の方向であり、Ｘ軸と直交するＹ軸方向に平行な方向に沿って気体（たとえば空気）を噴射する水平方向ノズルである。さらに具体的には、一つのＹ軸気体ノズル５３は、Ｙ軸方向に気体を噴射し、もう一つのＹ軸気体ノズル５４は、Ｙ軸方向とは正反対の反Ｙ軸方向に気体を噴射するように構成されている。Ｚ軸気体ノズル５５は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に垂直な方向（理想的には鉛直方向）であるＺ軸方向と平行に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、Ｚ軸気体ノズル５５は、上向き方向であるＺ軸方向とは正反対の下向き方向である反Ｚ軸方向に向けて気体を噴射する抗重力ノズルである。
【００３５】
ユニット本体５０は、ハンド２３に固定されているので、ハンド２３の姿勢に応じて、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の各方向が変化する。具体的には、Ｘ軸およびＹ軸は、ハンド２３の向きに応じて鉛直軸線まわりに回動し得る軸である。また、ハンド２３の水平姿勢が変化すれば、Ｚ軸は、鉛直方向からずれるように回動し得る。
加速度センサ５６は、ハンド２３に作用する加速度（慣性力と言い換えることもできる。）を検出するように構成されている。加速度センサ５６は、この実施形態では、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度、およびＺ軸方向の加速度を検出する。
【００３６】
ハンド２３がＸ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、Ｘ軸方向の加速度（反Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３がＸ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、反Ｘ軸方向の加速度（Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｘ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、反Ｘ軸方向の加速度（Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｘ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、Ｘ軸方向の加速度（反Ｘ軸方向への慣性力）を検出する。
【００３７】
同様に、ハンド２３がＹ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、Ｙ軸方向の加速度（反Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３がＹ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、反Ｙ軸方向の加速度（Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｙ軸方向への動作を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、反Ｙ軸方向の加速度（Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｙ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、Ｙ軸方向の加速度（反Ｙ軸方向への慣性力）を検出する。
【００３８】
また、加速度センサ５６は、重力加速度をＺ軸方向に正射影した加速度成分を検出する。さらに、ハンド２３がＺ軸方向への動作（上昇）を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えてＺ軸方向の加速度（反Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３がＺ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えて反Ｚ軸方向の加速度（Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｚ軸方向への動作（下降）を開始または加速するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えて反Ｚ軸方向の加速度（Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。ハンド２３が反Ｚ軸方向への動作を減速または停止するとき、加速度センサ５６は、重力加速度に加えて、Ｚ軸方向の加速度（反Ｚ軸方向への慣性力）を検出する。
【００３９】
たとえば、図４に誇張して示すように、第１および第２アーム部２１，２２を展開して多関節アーム２０を伸張させたときに多関節アーム２０が重力によって下方に撓むと、ハンド２３は、先端側の垂れ下がった傾斜姿勢となる。このとき、Ｚ軸方向は、重力加速度ｇが作用する鉛直方向に対して傾斜角θをなす。よって、加速度センサ５６は、Ｚ軸方向の加速度として、ｇ・cosθを検出する。したがって、Ｚ軸方向加速度の検出値ｇ・cosθを重力加速度ｇと比較することによって、ハンド２３の姿勢（傾斜角θ）を検出できる。
【００４０】
図５は、インデクサロボット７の動作制御に関連する構成を示すブロック図である。昇降駆動機構２７、第１アーム回転駆動機構２６、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２は、コントローラ６０によって制御される。さらに、コントローラ６０は、動作補助ユニット１０（１０Ａ，１０Ｂ）の動作を制御するように構成（プログラム）されている。より具体的には、加速度センサ５６の出力信号がコントローラ６０に入力されている。また、コントローラ６０は、気体ノズル５１〜５５による気体の噴射を制御する噴射制御手段としての機能を有している。気体ノズル５１〜５５には、気体供給源６３から加圧された気体（たとえば空気、窒素その他の不活性ガス）が、気体供給路６４を介して供給されている。コントローラ６０は、気体ノズル５１〜５５から噴射される気体の噴射量、噴射時間、噴射流量および噴射圧力から選択した一つまたは二つ以上の噴射制御量を制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００４１】
図６は、インデクサロボット７の制御に関するコントローラ６０の制御ブロック図である。コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて駆動機構２６〜２８，３１，３２の各駆動源（たとえばサーボモータ）の制御量（姿勢制御量）を求めて、その制御量に応じて当該駆動源を制御する。これにより駆動源が駆動されると、インデクサロボット７の挙動に変化が生じる。一方、コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差に応じて、フィードフォワード制御量を求める。さらに、インデクサロボット７の挙動（加速度）が加速度センサ５６によって検出され、その検出値に基づいて、コントローラ６０は、フィードバック制御量を求める。さらに、コントローラ６０は、フィードフォワード制御量およびフィードバック制御量に基づいて、各気体ノズル５１〜５５の噴射制御量（たとえば噴射量）を求める。この求められた噴射制御量に基づいて各気体ノズル５１〜５５が制御されて、気体が噴射される。気体の噴射によって生じた反力がハンド２３に作用すると、これにより、インデクサロボット７の挙動に変化がもたらされる。この変化が、さらに、加速度センサ５６によって検出される。
【００４２】
フィードフォワード制御量は、ハンド２３が現在位置から目標位置まで移動される過程でハンド２３に働くと予測される慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードフォワード制御を行うことで、フィードバック制御における応答遅れを補償して、制御の応答性を高めることができる。
フィードバック制御量は、加速度センサ５６によって実際に検出されている慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードバック制御を行うことで、ハンド２３の実際の挙動に対応した噴射制御量を設定できる。
【００４３】
ハンドの現在位置および目標位置は、回転軸２５の上下位置、第１アーム部２１の回転位置、第２アーム部２２の回転位置、およびハンド２３の回転位置によって表されてもよい。それぞれの位置は、昇降駆動機構２７、第１アーム回転駆動機構２６、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２の駆動源としての電動モータの制御位置（たとえば制御ステップ数）によって表されてもよい。
【００４４】
具体的な制御内容について説明すると、ハンド２３が動作開始または加速するときには、その動作方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向と正反対の方向への慣性力が生じる。そこで、気体ノズル５１〜５５は、その動作方向への反力が生じるように、気体を噴射する。すなわち、気体ノズル５１〜５５は、ハンド２３の動作を加速するように気体を噴射する加速ノズルとして機能する。また、ハンド２３が減速または動作停止するときには、その動作方向とは反対方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向への慣性力が生じる。そこで、気体ノズル５１〜５５は、その動作方向とは反対方向への反力が生じるように、気体を噴射する。すなわち、気体ノズル５１〜５５は、ハンド２３の動作を制動するように気体を噴射する制動ノズルとして機能する。
【００４５】
たとえば、Ｘ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｘ軸気体ノズル５２から、反Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＸ軸方向に作用するから、Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。反Ｘ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｘ軸気体ノズル５１から、Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｘ軸方向に作用するから、反Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。一方、Ｘ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｘ軸気体ノズル５１から、Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｘ軸方向に作用するから、Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。同様に、反Ｘ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｘ軸気体ノズル５２から、反Ｘ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＸ軸方向に作用するから、反Ｘ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。
【００４６】
Ｙ軸に関しても同様であり、Ｙ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｙ軸気体ノズル５４から、反Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＹ軸方向に作用するから、Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。反Ｙ軸方向にハンド２３が動作開始または加速するときは、Ｙ軸気体ノズル５３から、Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｙ軸方向に作用するから、反Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が補助される。一方、Ｙ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｙ軸気体ノズル５３から、Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反Ｙ軸方向に作用するから、Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。同様に、反Ｙ軸方向へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、Ｙ軸気体ノズル５４から、反Ｙ軸方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力がＹ軸方向に作用するから、反Ｙ軸方向へのハンド２３の動作が制動される。
【００４７】
Ｘ軸またはＹ軸のいずれとも平行でない方向にハンド２３が動作開始もしくは加速するとき、または減速もしくは動作停止するときは、その方向に応じた比で、Ｘ軸気体ノズル５１，５２とＹ軸気体ノズル５３，５４との噴射制御量をそれぞれ設定すればよい。これにより、ハンド２３の動作方向への加速を補助したり、その動作方向への動作を制動したりすることができる。
【００４８】
Ｚ軸気体ノズル５５は、多関節アーム２０を上昇させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の上移動を補助するように制御されてもよい（加速ノズルとしての働き）。また、Ｚ軸気体ノズル５５は、多関節アーム２０を下降して停止させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の下移動を制動するように制御されてもよい（制動ノズルとしての働き）。さらに、Ｚ軸気体ノズル５５は、多関節アーム２０を伸展させるときに、多関節アーム２０の撓みに起因するハンド２３の姿勢変化を抑制するように、気体を噴射するように制御されてもよい。
【００４９】
以上のように、この実施形態によれば、ハンド２３に備えられた気体ノズル５１〜５５から気体を噴射することによって、その噴射による反力がハンド２３に加わり、それによって、ハンド２３の動作が補助される。すなわち、ハンド２３に加わる反力により、ハンド２３の動きを加速したり、ハンド２３の動きを減速したり、ハンド２３の姿勢を変化させたりすることができる。したがって、ハンド２３に働く慣性力等を気体ノズル５１〜５５からの気体噴射により生じる反力によって打ち消すことができるので、多関節アーム２０の構成部品等の剛性を高めなくても、ハンド２３を高速移動させるときの加速および減速を、遅れや振動を抑制して円滑に行える。
【００５０】
また、気体の噴射によってハンド２３を加速できるので、ハンド２３を速やかに加速することができ、ハンド２３の動作速度が速やかに最高速に達する。これにより、基板Ｗを高速搬送できる。また、気体の噴射によってハンド２３を速やかに減速することができるので、速やかにハンド２３を停止させることができ、かつ、停止時のハンド２３の振動を抑制できる。これにより、基板の高速搬送に寄与できる。
【００５１】
図７Ａは、この発明の第２の実施形態に係るインデクサロボットを説明するための図解的な側面図であり、図７Ｂは、その図解的な平面図である。これらの図７Ａおよび７Ｂにおいて、前述の図２Ａおよび２Ｂに示された各部に対応する部分には、同一の参照符号を付して示す。
このインデクサロボットは、図１に示した基板処理装置において、図２Ａおよび図２Ｂに示した基板処理装置におけるインデクサロボット７として用いることができるものである。この実施形態のインデクサロボット７は、第１の実施形態の場合と同様に、ハンド２３Ａ，２３Ｂ、多関節アーム２０、第１アーム回転駆動機構２６、昇降駆動機構２７、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１、および第２ハンド回転駆動機構３２を含む。この実施形態のインデクサロボット７では、第１アーム部２１の先端部に、気体ノズル７１，７２（アーム動作補助ノズル）と、加速度センサ７３とが配置されている。また、第２アーム部２２の先端部に、気体ノズル８１，８２（アーム動作補助ノズル）と、加速度センサ８３とが配置されている。さらに、ハンド２３Ａ，２３Ｂのそれぞれの先端部に、気体ノズル９１，９２，９３と、加速度センサ９４とが配置されている。
【００５２】
気体ノズル７１，７２は、平面視において、第１アーム部２１の先端部が鉛直軸線Ａを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第１アーム部２１の先端部の位置における接線方向）に沿ってほぼ水平方向に気体を噴射するように、第１アーム部２１の先端部に固定されている。気体ノズル７１，７２は、互いに正反対方向に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、気体ノズル７１は、平面視において反時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル７１が気体を噴射したときの反力は、第１アーム部２１に対して時計回り方向に作用する。これにより、第１アーム部２１の時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第１アーム部２１の反時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。一方、気体ノズル７２は、平面視において時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル７２が気体を噴射したときの反力は、第１アーム部２１に対して反時計回り方向に作用する。これにより、第１アーム部２１の反時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第１アーム部２１の時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。
【００５３】
加速度センサ７３は、平面視において、第１アーム部２１の先端部が鉛直軸線Ａを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第１アーム部２１の先端部の位置における接線方向）に沿って設定されたほぼ水平な検出方向に沿う加速度（慣性力）を検出するように、第１アーム部２１の先端部に固定されている。これにより、加速度センサ７３は、平面視において時計回り方向および反時計回り方向の加速度を検出するように構成されている。
【００５４】
気体ノズル８１，８２は、平面視において、第２アーム部２２の先端部が鉛直軸線Ｂを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第２アーム部２２の先端部の位置における接線方向）に沿ってほぼ水平方向に気体を噴射するように、第２アーム部２２の先端部に固定されている。気体ノズル８１，８２は、互いに正反対方向に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、気体ノズル８１は、平面視において反時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル８１が気体を噴射したときの反力は、第２アーム部２２に対して時計回り方向に作用する。これにより、第２アーム部２２の時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第２アーム部２２の反時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。一方、気体ノズル８２は、平面視において時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル８２が気体を噴射したときの反力は、第２アーム部２２に対して反時計回り方向に作用する。これにより、第２アーム部２２の反時計回り方向の動作を加速したり（アーム加速ノズルとしての働き）、第２アーム部２２の時計回り方向の動作を制動したりすることができる（アーム制動ノズルとしての働き）。
【００５５】
加速度センサ８３は、平面視において、第２アーム部２２の先端部が鉛直軸線Ｂを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（第２アーム部２２の先端部の位置における接線方向）に沿って設定されたほぼ水平な検出方向に沿う加速度（慣性力）を検出するように、第２アーム部２２の先端部に固定されている。これにより、加速度センサ８３は、平面視において時計回り方向および反時計回り方向の加速度を検出するように構成されている。
【００５６】
気体ノズル９１，９２は、水平方向ノズルであり、平面視において、ハンド２３（２３Ａ，２３Ｂ）の先端部が鉛直軸線Ｃを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（ハンド２３の先端部の位置における接線方向）に沿ってほぼ水平方向に気体を噴射するように、ハンド２３の先端部に固定されている。気体ノズル９１，９２は、互いに正反対方向に気体を噴射するように構成されている。より具体的には、気体ノズル９１は、平面視において反時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル９１が気体を噴射したときの反力は、ハンド２３に対して時計回り方向に作用する。これにより、ハンド２３の時計回り方向の動作を加速したり（加速ノズルとしての働き）、ハンド２３の反時計回り方向の動作を制動したりすることができる（制動ノズルとしての働き）。一方、気体ノズル９２は、平面視において時計回り方向に気体を噴射する。したがって、気体ノズル９２が気体を噴射したときの反力は、ハンド２３に対して反時計回り方向に作用する。これにより、ハンド２３の反時計回り方向の動作を加速したり（加速ノズルとしての働き）、ハンド２３の時計回り方向の動作を制動したりすることができる（制動ノズルとしての働き）。
【００５７】
気体ノズル９３は、ハンド２３が保持する基板Ｗの主面に垂直なＺ軸に沿って気体を噴射するようにハンド２３の先端部に固定された抗重力ノズルである。この気体ノズル９３は、第１の実施形態におけるＺ軸気体ノズル５５と同様な働きを有している。すなわち、気体ノズル９３から気体が噴射されると、それによって生じる反力は、ハンド２３の先端部を重力に抗して持ち上げる。これにより、多関節アーム２０を伸展させたときに、ハンド２３が垂れ下がっても、ハンド２３の姿勢を保持して、基板Ｗを水平姿勢に保持できる。また、多関節アーム２０が上昇するときに気体ノズル９３から気体を噴射すれば、ハンド２３に働く下方向の慣性力を緩和または打ち消すことができるので、ハンド２３を速やかに動作開始させたり、加速したりすることができる（加速ノズルとしての働き）。さらに、多関節アーム２０が下降して停止するときに気体ノズル９３から気体を噴射すれば、ハンド２３に働く下方向の慣性力を緩和または打ち消すことができるので、ハンド２３を速やかに、かつ振動を抑制しながら動作停止させることができる（制動ノズルとしての働き）。
【００５８】
加速度センサ９４は、平面視において、ハンド２３の先端部が鉛直軸線Ｃを中心に回動するときの経路（円弧状経路）の接線方向（ハンド２３の先端部の位置における接線方向）に沿って設定されたほぼ水平な検出方向に沿う加速度（慣性力）を検出するように、ハンド２３の先端部に固定されている。これにより、加速度センサ９４は、平面視において時計回り方向および反時計回り方向の加速度を検出するように構成されている。加速度センサ９４は、さらに、前記Ｚ軸に平行に作用する加速度を検出するように構成されている。加速度センサ９４は、ハンド２３の静止状態においては、重力加速度ｇのＺ軸成分（Ｚ軸への正射影）を検出する。また、ハンド２３が上下動するときは、重力加速度ｇと慣性力に対応する加速度との合成加速度を検出する。したがって、加速度センサ９４は、第１の実施形態における加速度センサ５６と同様の働きを有している。
【００５９】
第１の実施形態の動作補助ユニット１０と同様に、気体ノズル７１，７２および加速度センサ７３が第１のユニット本体に一体的に保持されて第１アーム動作補助ユニット７０を構成していてもよい。同様に、気体ノズル９１，９２および加速度センサ８３が第２のユニット本体に一体的に保持されて第２アーム動作補助ユニット８０を構成していてもよい。さらに、気体ノズル９１，９２，９３および加速度センサ９４が第３のユニット本体に一体的に保持されてハンド動作補助ユニット９０（ハンド２３Ａ，２３Ｂにそれぞれ対応したユニット９０Ａ，９０Ｂ）を構成していてもよい。むろん、このようなユニット化がされていなくてもよい。また、たとえば、複数のノズルをユニット化する一方で、加速度センサを別ユニットとしてもよい。
【００６０】
図８は、前記第２の実施形態に係るインデクサロボット７の動作制御に関連する構成を示すブロック図である。図８において、前述の図５に示された各部に対応する部分には、図５と同一参照符号を付して示す。昇降駆動機構２７、第１アーム回転駆動機構２６、第２アーム回転駆動機構２８、第１ハンド回転駆動機構３１および第２ハンド回転駆動機構３２は、コントローラ６０によって制御される。さらに、コントローラ６０は、第１アーム動作補助ユニット７０、第２アーム動作補助ユニット８０、およびハンド動作補助ユニット９０（９０Ａ，９０Ｂ）の動作を制御するように構成（プログラム）されている。より具体的には、加速度センサ７３，８３，９４の出力信号がコントローラ６０に入力されている。また、コントローラ６０は、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３による気体の噴射を制御する。気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３には、気体供給源６３から加圧された気体（たとえば空気、窒素その他の不活性ガス）が、気体供給路６４を介して供給されている。コントローラ６０は、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３から噴射される気体の噴射量、噴射時間、噴射流量および噴射圧力から選択した一つまたは二つ以上の噴射制御量を制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００６１】
図９は、インデクサロボット７の制御に関するコントローラ６０の制御ブロック図である。コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて駆動機構２６〜２８，３１，３２の各駆動源（たとえばサーボモータ）の制御量（姿勢制御量）を求めて、その制御量に応じて当該駆動源を制御する。そして、駆動源の駆動結果が、インデクサロボット７（第１アーム部２１，第２アーム部２２およびハンド２３）の挙動に反映される。一方、コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差に応じて、第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３にそれぞれ対応したフィードフォワード制御量を求める。さらに、インデクサロボット７の挙動（加速度）が加速度センサ７３，８３，９４によって検出され、その検出値に基づいて、コントローラ６０は、第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３にそれぞれ対応したフィードバック制御量を求める。さらに、コントローラ６０は、フィードフォワード制御量およびフィードバック制御量に基づいて、各気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３の噴射制御量（たとえば噴射量）を求める。この求められた噴射量に基づいて、各気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３が制御されて、気体が噴射される。気体の噴射によって生じた反力が第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３のいずれかに作用すると、これにより、インデクサロボット７（第１アーム部２１、第２アーム部２２およびハンド２３）の挙動に変化がもたらされる。この変化が、さらに、加速度センサ７３，８３，９４によって検出される。第１アーム部２１の挙動は、第２アーム部２２の挙動に影響し、さらに第２アーム部２２の挙動はハンド２３の挙動に影響する。
【００６２】
フィードフォワード制御量は、ハンド２３が現在位置から目標位置まで移動される過程で第１および第２アーム部２１，２２ならびにハンド２３にそれぞれ働くと予測される慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードフォワード制御を行うことで、フィードバック制御における応答遅れを補償して、制御の応答性を高めることができる。
フィードバック制御量は、加速度センサ７３，８３，９４によって実際に検出されている慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードバック制御を行うことで、第１および第２アーム部２１，２２ならびにハンド２３の実際の挙動に対応した噴射制御量を設定できる。
【００６３】
具体的な制御について説明すると、第１アーム部２１が動作開始または加速するときには、その動作方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向と正反対の方向への慣性力が生じる。第２アーム部２２およびハンド２３についても同様である。そこで、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、その動作方向への反力が生じるように、気体を噴射する。この場合、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、アーム部２１，２２またはハンド２３の動作を加速するように気体を噴射する加速ノズルとして機能する。また、第１アーム部２１が減速または動作停止するときには、その動作方向とは反対方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向への慣性力が生じる。第２アーム部２２およびハンド２３についても同様である。そこで、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、その動作方向とは反対方向への反力が生じるように、気体を噴射する。すなわち、気体ノズル７１，７２，８１，８２，９１〜９３は、ハンド２３の動作を制動するように気体を噴射する制動ノズルとして機能する。
【００６４】
たとえば、第１アーム部２１が平面視において時計回り方向に回動開始または加速するときは、気体ノズル７１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第１アーム部２１の回動が補助（加速）される。反時計回り方向に第１アーム部２１が回動開始または加速するときは、気体ノズル７２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第１アーム部２１の回動が補助（加速）される。一方、反時計回り方向への第１アーム部２１の回動を減速または停止するときは、気体ノズル７１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第１アーム部２１の回動が制動される。同様に、時計回り方向への第１アーム部２１の回動を減速または停止するときは、気体ノズル７２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第１アーム部２１の回動が制動される。
【００６５】
第２アーム部２２に関しても同様である。すなわち、第２アーム部２２が平面視において時計回り方向に回動開始または加速するときは、気体ノズル８１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第２アーム部２２の回動が補助（加速）される。反時計回り方向に第２アーム部２２が回動開始または加速するときは、気体ノズル８２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第２アーム部２２の回動が補助（加速）される。一方、反時計回り方向への第２アーム部２２の回動を減速または停止するときは、気体ノズル８１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、反時計回り方向への第２アーム部２２の回動が制動される。同様に、時計回り方向への第２アーム部２２の回動を減速または停止するときは、気体ノズル８２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、時計回り方向への第２アーム部２２の回動が制動される。
【００６６】
ハンド２３の回動に関しても同様である。すなわち、ハンド２３が平面視において時計回り方向に回動開始または加速するときは、気体ノズル９１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、時計回り方向へのハンド２３の回動が補助（加速）される。反時計回り方向にハンド２３が回動開始または加速するときは、気体ノズル９２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、反時計回り方向へのハンド２３の回動が補助（加速）される。一方、反時計回り方向へのハンド２３の回動を減速または停止するときは、気体ノズル９１から、反時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が時計回り方向に作用するから、反時計回り方向へのハンド２３の回動が制動される。同様に、時計回り方向へのハンド２３の回動を減速または停止するときは、気体ノズル９２から、時計回り方向に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が反時計回り方向に作用するから、時計回り方向へのハンド２３の回動が制動される。
【００６７】
ハンド２３に固定されたもう一つの気体ノズル９３は、多関節アーム２０を上昇させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の上移動を補助（加速）するように制御されてもよい。また、気体ノズル９３は、多関節アーム２０を下降して停止させるときに気体を噴射して、多関節アーム２０およびハンド２３の下移動を制動するように制御されてもよい。さらに、気体ノズル９３は、多関節アーム２０を伸展させるときに、多関節アーム２０の撓みに起因するハンド２３の姿勢変化を抑制するように、気体を噴射するように制御されてもよい。
【００６８】
以上のように、この実施形態によれば、多関節アーム２０を構成するアーム部２１，２２の動作が、気体ノズル７１，７２，８１，８２からの気体噴射によって得られる反力によって補助される。したがって、ハンド２３だけでなくアーム部２１，２２の動作も補助されるので、より高速な基板搬送が可能になり、かつ停止時等の振動も一層抑制される。また、多関節アーム２０の剛性を高めることなく高速搬送が可能なので、コストの大幅な増加を伴うこともなく、かつ、重量が大幅に増加することもない。その他、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
図１０Ａは、この発明の第３の実施形態に係るインデクサロボット７の構成を説明するための図解的な斜視図であり、図１０Ｂは、ハンド２３の下方から見た斜視図である。このインデクサロボット７は、基台部１５と、横移動機構１６と、ハンド駆動機構１７と、一対のハンド２３Ａ，２３Ｂとを含む。
基台部１５は、横移動方向１８に沿って敷設されたレール１９上を、当該横移動方向１８に平行な搬送経路に沿って走行可能に構成されている。横移動方向１８は、図１に示す基板処理装置において、カセット載置台６の配列方向（カセット配列方向）に平行に設定される。横移動機構１６は、ボールねじ機構等を含み、基台部１５を横移動方向１８に沿ってレール１９上で往復走行（横移動）させる。ハンド駆動機構１７は、一対のハンド２３Ａ，２３Ｂを基台部１５に対して鉛直軸線Ｄまわりに回転させる回転駆動機構３５と、ハンド２３Ａ，２３Ｂを基台部１５に対して上下動させる昇降駆動機構３６と、ハンド２３Ａ，２３Ｂを独立して水平方向に進退させる進退駆動機構３７とを含む。ハンド２３Ａ，２３Ｂの進退方向３８は、平面視において基台部１５に対して接近／離反する水平方向であり、各ハンド２３Ａ，２３Ｂの前後方向である。進退方向３８は、ハンド２３Ａ，２３Ｂの向きに従う方向なので、ハンド２３Ａ，２３Ｂとともに鉛直軸線Ｄまわりに回転し得る方向である。
【００７０】
横移動機構１６によって基台部１５をレール１９上で走行させることによって、ハンド２３をいずれかのカセット５または基板受け渡し位置Ｐ（図１参照）に正対（すなわち、平面視においてレール１９に直交する方向に沿って対向）する位置まで移動することができる。また、回転駆動機構３５によりハンド２３を鉛直軸線Ｄまわりに回転させることにより、ハンド２３の進退方向３８を、正対したカセット５または基板受け渡し位置Ｐに向けることができる。さらに、昇降駆動機構３６によってハンド２３を上下動させることによって、カセット５または主搬送ロボット４との基板受け渡し高さにハンド２３を配置でき、かつ、それらとの間で基板Ｗを受け渡しできる。
【００７１】
ハンド２３には、ハンド気体ノズル１０１，１０２，１０３が設けられている。それらのうちの２つのハンド気体ノズル１０１，１０２は、ハンド２３の進退方向３８に平行な水平方向に向けて気体を噴射するようにハンド２３に固定された水平ノズルである。これらのハンド気体ノズル１０１，１０２は、進退方向３８に沿って、互いに反対方向に気体を噴射するように構成されている。すなわち、一つのハンド気体ノズル１０１は、ハンド２３の後方に向かって気体を噴射し、もう一つのハンド気体ノズル１０２は、ハンド２３の前方に向かって気体を噴射する。さらにもう一つのハンド気体ノズル１０３は、下方に向けて気体を噴射するようにハンド２３に固定された抗重力ノズルである。より詳細には、ハンド気体ノズル１０３は、ハンド２３によって保持される基板Ｗの主面に直交するＺ軸方向に沿って、下向きに気体を噴射する。
【００７２】
ハンド２３には、さらに、加速度センサ１０４が取り付けられている。加速度センサ１０４は、ハンド２３の進退方向３８に沿う方向の加速度と、Ｚ軸方向に沿う加速度とを検出するように構成されている。
一方、基台部１５には、横移動方向１８に平行な方向に気体を噴射する２つの基台部気体ノズル１０７，１０８（基台部動作補助ノズル）が備えられている。さらに、基台部１５には、横移動方向１８に平行な水平方向に沿う加速度を検出する加速度センサ１０９が備えられている。
【００７３】
図１１は、前記第３の実施形態に係るインデクサロボット７の動作制御に関連する構成を示すブロック図である。図１１において、前述の図５に示された各部に対応する部分には、図５と同一参照符号を付して示す。横移動機構１６およびハンド駆動機構１７（回転駆動機構３５、昇降駆動機構３６、進退駆動機構３７）は、コントローラ６０によって制御される。さらに、加速度センサ１０４，１０９の出力信号がコントローラ６０に入力されている。また、コントローラ６０は、気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８による気体の噴射を制御する。気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８には、気体供給源６３から加圧された気体（たとえば空気、窒素その他の不活性ガス）が、気体供給路６４を介して供給されている。コントローラ６０は、気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８から噴射される気体の噴射量、噴射時間、噴射流量および噴射圧力から選択した一つまたは二つ以上の噴射制御量を制御するように構成（プログラム）されていてもよい。
【００７４】
図１２は、インデクサロボット７の制御に関するコントローラ６０の制御ブロック図である。コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて駆動機構１６，１７の各駆動源（たとえばサーボモータ）の制御量（姿勢制御量）を求め、その制御量に応じて当該駆動源を制御する。この制御が、インデクサロボット７の挙動（基台部１５およびハンド２３）に反映される。一方、コントローラ６０は、ハンド２３の目標位置と現在位置との偏差を求め、その偏差に応じて、基台部１５の横移動およびハンド２３の進退のためのフィードフォワード制御量を求める。さらに、ハンド２３および基台部１５の挙動（加速度）が加速度センサ１０４，１０９によって検出され、それらの検出値に基づいて、コントローラ６０は、ハンド２３の進退および基台部１５の横移動のためのフィードバック制御量を求める。さらに、コントローラ６０は、ハンド２３の進退および基台部１５の横移動のためのフィードフォワード制御量およびフィードバック制御量に基づいて、各気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８の噴射制御量（たとえば噴射量）を求める。この求められた噴射量に基づいて、各気体ノズル１０１〜１０３，１０７，１０８が制御されて、気体が噴射される。気体の噴射によって生じた反力が基台部１５およびハンド２３のいずれかに作用すると、これによりインデクサロボット７の挙動に変化がもたらされる。この変化が、さらに、加速度センサ１０４，１０９によって検出される。基台部１５の挙動は、ハンド２３の挙動に影響を及ぼす。
【００７５】
フィードフォワード制御量は、ハンド２３が現在位置から目標位置まで移動される過程で基台部１５およびハンド２３に働くと予測される慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードフォワード制御を行うことで、フィードバック制御における応答遅れを補償して、制御の応答性を高めることができる。
フィードバック制御量は、加速度センサ１０４，１０９によって実際に検出されている慣性力を打ち消すための噴射制御量である。フィードバック制御を行うことで、基台部１５およびハンド２３の実際の挙動に対応した噴射制御量を設定できる。
【００７６】
具体的な制御について説明すると、基台部１５が動作開始または加速するときには、その動作方向への加速度が発生し、それに応じて、その動作方向と正反対の方向への慣性力が生じる。ハンド２３についても同様である。そこで、１０１〜１０３，１０７，１０８は、その動作方向への反力が生じるように、気体を噴射する。
たとえば、基台部１５が横移動方向１８に平行な第１方向１８１に移動開始または加速するときは、基台部気体ノズル１０７から、横移動方向１８に平行な第２方向１８２（第１方向１８１の正反対方向）に向けて気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第１方向１８１に作用するから、第１方向１８１への基台部１５の移動が補助（加速）される（基台部加速ノズルとしての働き）。基台部１５が第２方向１８２に移動開始または加速するときは、基台部気体ノズル１０８から、第１方向１８１に向けて気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第２方向１８２に作用するから、第２方向１８２への基台部１５の移動が補助（加速）される（基台部加速ノズルとしての働き）。一方、第１方向１８１への基台部１５の移動を減速または停止するときは、基台部気体ノズル１０８から、第１方向１８１に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第２方向１８２に作用するから、基台部１５の第１方向１８１への移動が制動される（基台部制動ノズルとしての働き）。同様に、第２方向１８２への基台部１５の移動を減速または停止するときは、基台部気体ノズル１０７から、第２方向１８２に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が第１方向１８１に作用するから、第２方向１８２への基台部１５の移動が制動される（基台部制動ノズルとしての働き）。
【００７７】
また、前進方向３８１にハンド２３が動作開始または加速するときは、ハンド気体ノズル１０１から、後退方向３８２に向けて気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が前進方向３８１に作用するから、前進方向３８１へのハンド２３の動作が補助（加速）される（加速ノズルとしての働き）。後退方向３８２にハンド２３が動作開始または加速するときは、ハンド気体ノズル１０２から、前進方向３８１に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が後退方向３８２に作用するから、後退方向３８２へのハンド２３の動作が補助（加速）される（加速ノズルとしての働き）。一方、前進方向３８１へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、ハンド気体ノズル１０２から、前進方向３８１に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が後退方向３８２に作用するから、前進方向３８１へのハンド２３の動作が制動される（制動ノズルとしての働き）。同様に、後退方向３８２へのハンド２３の動作を減速または停止するときは、ハンド気体ノズル１０１から、後退方向３８２に気体が噴射される。これにより、その気体の噴射による反力が前進方向３８１に作用するから、後退方向３８２へのハンド２３の動作が制動される（制動ノズルとしての働き）。
【００７８】
ハンド２３に固定されたもう一つのハンド気体ノズル１０３は、ハンド２３を上昇させるときに気体を噴射して、ハンド２３の上移動を補助するように制御されてもよい。また、気体ノズル１０３は、ハンド２３を下降して停止させるときに気体を噴射して、ハンド２３の下移動を制動するように制御されてもよい。さらに、気体ノズル１０３は、ハンド２３を前進させるときに、ハンド２３および基板Ｗの自重に起因するハンド２３の姿勢変化を抑制するように、気体を噴射するように制御されてもよい。
【００７９】
以上のように、この実施形態によれば、基台部気体ノズル１０７，１０８からの気体の噴射により得られる反力によって、基台部１５の動作を補助できる。したがって、基台部１５の加速および／または減速を速やかに行うことができるから、基台部１５の動作開始時に最高速に達するまでの時間を短縮でき、かつ基台部１５を短時間で停止させることができる。これによって、基板Ｗの高速搬送に寄与できる。
【００８０】
図１３は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第４の実施形態）である。図６の制御構成では、フィードフォワード制御およびフィードバック制御が併用されているのに対して、図１３の制御構成では、フィードバック制御が省かれている。この制御構成を採用する場合には、加速度センサを省くことができる。
図１４は、図６の制御構成に代えて用いることができる制御構成を示す制御ブロック図（第５の実施形態）である。図６の制御構成では、フィードフォワード制御およびフィードバック制御が併用されているに対して、図１４の制御構成では、フィードフォワード制御が省かれている。
【００８１】
以上、この発明の５つの実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、ハンド等の移動開始時および加速時の加速と、ハンド等の減速時および停止時の制動との両方を気体噴射によって補助しているが、加速のみまたは制動のみを気体噴射によって補助するようにしてもよい。また、前述の実施形態では、抗重力ノズルを備えた例を示したが、抗重力ノズルを省いてもよい。さらに、前述の第１および第２の実施形態では、第１アーム部２１および第２アーム部２２を有する多関節アーム２０を例示したが、３つ以上のアーム部を連結した多関節アームを用いてもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 基板処理モジュール
２ インデクサモジュール
３ 処理ユニット
４ 主搬送ロボット
５ カセット
６ カセット載置台
７ インデクサロボット
１０Ａ，１０Ｂ 動作補助ユニット
１１ 基台部
１５ 基台部
１６ 横移動機構
１７ ハンド駆動機構
１８ 横移動方向
１８１ 第１方向
１８２ 第２方向
１９ レール
２０ 多関節アーム
２１ 第１アーム部
２２ 第２アーム部
２３，２３Ａ，２３Ｂ ハンド
２５ 回転軸
２６ 第１アーム回転駆動機構
２７ 昇降駆動機構
２８ 第２アーム回転駆動機構
３１ 第１ハンド回転駆動機構
３２ 第２ハンド回転駆動機構
３５ 回転駆動機構
３６ 昇降駆動機構
３７ 進退駆動機構
３８ 進退方向
３８１ 前進方向
３８２ 後退方向
４０ ハンド
４１ 回転台
４２ ハンド進退機構
４３ 昇降機構
５０ ユニット本体
５１ Ｘ軸気体ノズル
５２ Ｘ軸気体ノズル
５３ Ｙ軸気体ノズル
５４ Ｙ軸気体ノズル
５５ Ｚ軸気体ノズル
５６ 加速度センサ
６０ コントローラ
６３ 気体供給源
６４ 気体供給路
７０ 第１アーム動作補助ユニット
７１，７２ 気体ノズル
７３ 加速度センサ
８０ 第２アーム動作補助ユニット
８１，８２ 気体ノズル
８３ 加速度センサ
９０Ａ，９０Ｂ ハンド動作補助ユニット
９１〜９３ 気体ノズル
９４ 加速度センサ
１０１〜１０３ ハンド気体ノズル
１０４ 加速度センサ
１０７，１０８ 基台部気体ノズル
１０９ 加速度センサ
１０１，１０２，１０３ ハンド気体ノズル
Ａ 鉛直軸線
Ｂ 鉛直軸線
Ｃ 鉛直軸線
Ｄ 鉛直軸線
Ｐ 基板受け渡し位置
Ｗ 基板
θ 傾斜角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するハンドと、
前記ハンドを駆動するハンド駆動機構と、
前記ハンドに備えられ、前記ハンドの動作を補助するように気体を噴射する気体ノズルとを含む、基板搬送装置。
【請求項２】
前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を加速するように気体を噴射する加速ノズルを含む、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を制動するように気体を噴射する制動ノズルを含む、請求項１または２に記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記気体ノズルが、水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向ノズルを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記気体ノズルが、下向きに気体を噴射する抗重力ノズルを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項６】
前記ハンドの加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段によって検出される加速度に応じて前記気体ノズルからの気体の噴射を制御する噴射制御手段とをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項７】
前記ハンド駆動機構が、互いに回動可能に結合された複数のアーム部を有する多関節アームを備え、
前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、
前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられ、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ノズルをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項８】
前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部と、
前記基台部に備えられ、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ノズルとをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板搬送装置と、
前記基板搬送装置によって搬送される基板を処理する処理ユニットとを含む、基板処理装置。
【請求項１０】
基板を保持するハンドをハンド駆動機構によって駆動するステップと、
前記ハンドに備えられた気体ノズルから気体を噴射して、前記ハンドの動作を補助する気体噴射ステップとを含む、基板搬送方法。
【請求項１１】
前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を加速するように前記気体ノズルから気体を噴射する加速ステップを含む、請求項１０に記載の基板搬送方法。
【請求項１２】
前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を制動するように前記気体ノズルから気体を噴射する制動ステップを含む、請求項１０または１１に記載の基板搬送方法。
【請求項１３】
前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向噴射ステップを含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１４】
前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから下向きに気体を噴射する抗重力噴射ステップを含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１５】
前記ハンドの加速度を検出する加速度検出ステップをさらに含み、
前記気体噴射ステップが、前記加速度検出ステップによって検出される加速度に応じて前記気体ノズルから気体を噴射するステップを含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１６】
前記ハンド駆動機構が、互いに回動可能に結合された複数のアーム部を有する多関節アームを備え、
前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、
前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられたアーム動作補助ノズルから、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ステップをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１７】
前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部に備えられた基台部動作補助ノズルから、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ステップとをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１】
基板を保持するハンドと、
前記ハンドを駆動するハンド駆動機構と、
前記ハンドに備えられ、前記ハンドの動作を補助するように気体を噴射する気体ノズルとを含む、基板搬送装置。
【請求項２】
前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を加速するように気体を噴射する加速ノズルを含む、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記気体ノズルが、前記ハンドの動作を制動するように気体を噴射する制動ノズルを含む、請求項１または２に記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記気体ノズルが、水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向ノズルを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記気体ノズルが、下向きに気体を噴射する抗重力ノズルを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項６】
前記ハンドの加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段によって検出される加速度に応じて前記気体ノズルからの気体の噴射を制御する噴射制御手段とをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項７】
前記ハンド駆動機構が、互いに回動可能に結合された複数のアーム部を有する多関節アームを備え、
前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、
前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられ、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ノズルをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項８】
前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部と、
前記基台部に備えられ、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ノズルとをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板搬送装置と、
前記基板搬送装置によって搬送される基板を処理する処理ユニットとを含む、基板処理装置。
【請求項１０】
基板を保持するハンドをハンド駆動機構によって駆動するステップと、
前記ハンドに備えられた気体ノズルから気体を噴射して、前記ハンドの動作を補助する気体噴射ステップとを含む、基板搬送方法。
【請求項１１】
前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を加速するように前記気体ノズルから気体を噴射する加速ステップを含む、請求項１０に記載の基板搬送方法。
【請求項１２】
前記気体噴射ステップが、前記ハンドの動作を制動するように前記気体ノズルから気体を噴射する制動ステップを含む、請求項１０または１１に記載の基板搬送方法。
【請求項１３】
前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから水平面に沿う方向に気体を噴射する水平方向噴射ステップを含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１４】
前記気体噴射ステップが、前記気体ノズルから下向きに気体を噴射する抗重力噴射ステップを含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１５】
前記ハンドの加速度を検出する加速度検出ステップをさらに含み、
前記気体噴射ステップが、前記加速度検出ステップによって検出される加速度に応じて前記気体ノズルから気体を噴射するステップを含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１６】
前記ハンド駆動機構が、互いに回動可能に結合された複数のアーム部を有する多関節アームを備え、
前記ハンドが、前記多関節アームに結合されており、
前記複数のアーム部の少なくとも一つに備えられたアーム動作補助ノズルから、当該アーム部の動作を補助するように気体を噴射するアーム動作補助ステップをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【請求項１７】
前記ハンド駆動機構を支持して搬送経路に沿って走行する基台部に備えられた基台部動作補助ノズルから、当該基台部の動作を補助するように気体を噴射する基台部動作補助ステップとをさらに含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１９２５０４（Ｐ２０１２−１９２５０４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９５１２（Ｐ２０１１−５９５１２）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]