基板姿勢変更装置および基板処理装置
【課題】基板姿勢変更装置の製造コストを低減すること。
【解決手段】基板姿勢変更装置５は、基板Ｗを保持している状態で回転軸線Ｌ１まわりに回転可能であり、基板Ｗを保持している状態での重心ＧＣの位置が回転軸線Ｌ１に対してずれている保持ユニット６と、回転軸線Ｌ１まわりの回転角が異なる複数の位置で保持ユニット６の回転を停止可能であり、前記複数の位置で保持ユニット６を保持可能な回転停止ユニット１７と、回転軸線Ｌ１に交差する交差方向Ｄ１に保持ユニット６を移動させ、交差方向Ｄ１に保持ユニット６を加速または減速させる走行ユニット９とを含む。
【解決手段】基板姿勢変更装置５は、基板Ｗを保持している状態で回転軸線Ｌ１まわりに回転可能であり、基板Ｗを保持している状態での重心ＧＣの位置が回転軸線Ｌ１に対してずれている保持ユニット６と、回転軸線Ｌ１まわりの回転角が異なる複数の位置で保持ユニット６の回転を停止可能であり、前記複数の位置で保持ユニット６を保持可能な回転停止ユニット１７と、回転軸線Ｌ１に交差する交差方向Ｄ１に保持ユニット６を移動させ、交差方向Ｄ１に保持ユニット６を加速または減速させる走行ユニット９とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の姿勢を変更する基板姿勢変更装置、および基板を処理する基板処理装置に関する。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】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。例えば特許文献１に記載の基板処理装置は、基板を搬送する２つのロボットと、２つのロボット間で基板を搬送すると共に、基板を反転させる基板反転移動装置とを備えている。基板反転移動装置は、基板を保持する反転機構と、２つのロボット間で反転機構を移動させる移動機構とを含む。反転機構は、基板を上下に挟んで水平に保持する第１および第２の支持部材と、第１および第２の支持部材を水平な軸線まわりに回転させる回転機構とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の基板反転移動装置では、モータ等が内蔵された回転機構が基板を反転させる。そのため、回転機構を省略することにより、基板反転移動装置および基板処理装置のコスト（製造コスト）を低減することができない。
そこで、この発明の目的は、コストを低減することができる基板姿勢変更装置を提供することである。
【０００５】
さらに、この発明の他の目的は、コストを低減することができる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持している状態で回転軸線（Ｌ１）まわりに回転可能であり、基板を保持している状態での重心（ＧＣ）の位置が前記回転軸線に対してずれている保持ユニット（６）と、前記回転軸線まわりの回転角が異なる複数の位置で前記保持ユニットの回転を停止可能であり、前記複数の位置で前記保持ユニットを保持可能な回転停止ユニット（１７、１７Ａ、１７Ｂ）と、前記回転軸線に交差する交差方向（Ｄ１、Ｄ２０１）に前記保持ユニットを移動させ、前記交差方向に前記保持ユニットを加速または減速させる走行ユニット（９）とを含む、基板姿勢変更装置（５、２０５）である。
【０００７】
この構成によれば、基板を保持している状態での保持ユニットの重心の位置が回転軸線に対してずれているので、回転停止ユニットが保持ユニットの回転停止を解除している状態で、走行ユニットが回転軸線に交差する交差方向に保持ユニットを加速または減速させると、保持ユニットが、慣性力によって回転軸線まわりに回転する。回転停止ユニットは、保持ユニットの回転を停止させ、回転後の回転角で保持ユニットを保持する。これにより、保持ユニットに保持されている基板の姿勢が変更される。このように、基板姿勢変更装置は、慣性力を利用して保持ユニットを回転させるので、保持ユニットを回転軸線まわりに回転させるだけの回転機構が不要である。したがって、基板姿勢変更装置のコストを低減できる。
【０００８】
前記保持ユニットは、前記回転軸線としての鉛直軸線まわりに回転可能であってもよい。また、請求項２記載の発明のように、前記保持ユニットは、前記回転軸線としての水平軸線まわりに回転可能であってもよい。
保持ユニットが水平軸線まわりに回転可能である場合、回転停止ユニットが、保持ユニットの回転停止を解除すると、保持ユニットが、重力によって回転軸線まわりに回転し、保持ユニットの重心が下方に移動する。すなわち、基板姿勢変更装置は、慣性力だけでなく、重力によっても、保持ユニットを回転軸線まわりに回転させることができる。したがって、基板姿勢変更装置は、保持ユニットの姿勢を速やかに変更することができる。
【０００９】
基板姿勢変更装置は、基板を回転軸線まわりに１８０度回転させることにより、基板を反転させる装置（基板反転装置）であってもよいし、１８０度を除く３６０度未満の範囲内で基板を回転軸線まわりに回転させることにより基板の姿勢を変更する装置であってもよい。たとえば、基板姿勢変更装置は、水平な姿勢と垂直な姿勢との間で基板の姿勢を変更する装置であってもよい。
【００１０】
基板姿勢変更装置が基板反転装置である場合、請求項３記載の発明のように、前記回転停止ユニットは、前記回転軸線まわりの回転角が１８０度異なり、前記保持ユニットによって保持されている基板が水平に配置される２つの位置で前記保持ユニットを保持可能であってもよい。この場合、基板姿勢変更装置は、デバイス形成面である基板の表面が上向きの上向き姿勢と、基板の表面が下向きの下向き姿勢との間で、基板の姿勢を変更することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明のように、前記走行ユニットは、前記交差方向としての水平方向に前記保持ユニットを移動させてもよい。また、請求項５記載の発明のように、前記走行ユニットは、前記交差方向としての鉛直方向に前記保持ユニットを移動させてもよい。
交差方向が鉛直方向であり、走行ユニットが保持ユニットを下降させる場合、保持ユニットは、走行ユニットからの動力だけでなく、重力によっても加速される。したがって、基板姿勢変更装置は、保持ユニットを速やかに回転させることができる。また、交差方向が鉛直方向であり、走行ユニットが保持ユニットを上昇させる場合、走行ユニットから保持ユニットへの動力の伝達が停止されると、保持ユニットは、重力によって減速する。したがって、慣性力を保持ユニットに確実に作用させて、保持ユニットを回転軸線まわりに回転させることができる。
【００１２】
一方、交差方向が水平方向である場合、走行ユニットが、水平方向の一方の方向および他方の方向（一方の方向と反対の方向）のいずれの方向に保持ユニットを移動させる場合でも、重力による交差方向への保持ユニットの速度変化がない。すなわち、保持ユニットは、走行ユニットから保持ユニットに伝達される動力の大きさに対応する速度で交差方向に走行する。したがって、基板姿勢変更装置は、回転軸線まわりの保持ユニットの回転速度を精度よく制御することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、前記保持ユニットおよび前記保持ユニットに保持されている基板の少なくとも一方に、前記回転軸線から離れた位置で補助力を加える回転補助ユニット（３４０）をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置である。
この構成によれば、回転補助ユニットからの補助力が、保持ユニットおよび保持ユニットに保持されている基板の少なくとも一方に加えられる。補助力の加わる位置が、回転軸線から離れているから、保持ユニットおよび基板の少なくとも一方に補助力が加わると、回転軸線まわりのモーメントが発生し、保持ユニットおよび基板が回転軸線まわりに回転する。このように、基板姿勢変更装置は、慣性力だけでなく、回転補助ユニットからの補助力によっても保持ユニットを回転軸線まわりに回転させることができる。したがって、基板姿勢変更装置は、保持ユニットの姿勢を速やかに変更することができる。
【００１４】
基板姿勢変更装置は、前記回転軸線まわりの前記保持ユニットの回転角を検出する回転角センサ（３４）と、前記回転角センサの出力に基づいて前記回転軸線まわりの前記保持ユニットの重心の位置（重心の回転角）を検出する制御装置（４）とをさらに含んでいてもよい。この場合は、制御装置は、前記保持ユニットの進行方向（交差方向と平行な方向）と前記重心の回転角とに基づいて前記走行ユニットを制御することにより、前記保持ユニットの走行を制御してもよい。前記保持ユニットの走行の制御には、たとえば、加速および減速のいずれを行うかの選択や、加速または減速の開始時期などが含まれる。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置と、基板を処理する処理ユニット（３）と、前記基板姿勢変更装置と前記処理ユニットとの間で基板を搬送する第１搬送ロボット（ＣＲ）とを含む、基板処理装置（１、２０１）である。
この構成によれば、基板姿勢変更装置に保持されている基板が、第１搬送ロボットによって処理ユニットに搬送され、処理ユニットによって処理される。そして、処理ユニットによって処理された基板は、第１搬送ロボットによって処理ユニットから基板姿勢変更装置に搬送される。基板の姿勢は、基板が処理ユニットに搬送される前や、基板が処理ユニットによって処理された後に、基板姿勢変更装置によって変更される。このように、基板姿勢変更装置が基板の姿勢を変更するので、第１搬送ロボットに基板の姿勢を変更するユニットを設けなくてもよい。したがって、第１搬送ロボットの構成を簡素にできる。また、前述のように、保持ユニットを回転させるだけの回転機構が基板姿勢変更装置に不要であるので、基板姿勢変更装置のコストを低減できる。したがって、基板処理装置のコストを低減できる。
【００１６】
請求項８記載の発明は、前記基板姿勢変更装置に基板を搬送する第２搬送ロボット（ＩＲ）をさらに含む、請求項７に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板が、第２搬送ロボットによって基板姿勢変更装置に搬入される。基板姿勢変更装置に搬送された基板は、第１搬送ロボットによって基板姿勢変更装置から処理ユニットに搬送され、処理ユニットによって処理される。そして、処理ユニットによって処理された基板は、第１搬送ロボットによって処理ユニットから基板姿勢変更装置に搬送され、第２搬送ロボットによって基板姿勢変更装置から搬出される。基板の姿勢は、第１および第２搬送ロボットが基板姿勢変更装置から基板を搬出する前に、基板姿勢変更装置によって変更される。このように、基板姿勢変更装置が基板の姿勢を変更するので、第２搬送ロボットに基板の姿勢を変更するユニットを設けなくてもよい。したがって、第２搬送ロボットの構成を簡素にできる。
【００１７】
請求項９記載の発明は、前記交差方向は、前記保持ユニットが前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに対向する方向であり、前記走行ユニットは、前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに向けて前記保持ユニットを移動させる、請求項７または８に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、保持ユニットが基板を保持している状態で、走行ユニットが、第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに向けて保持ユニットを移動させる。これにより、基板が搬送される。したがって、基板姿勢変更装置は、基板の搬送と、基板の姿勢変更とを同時に行うことができる。これにより、基板処理装置の動作を効率化できるので、基板処理装置のスループット（単位時間当たりの基板の処理枚数）を増加させることができる。
【００１８】
なお、この項において、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の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す模式的な側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るシャトルの模式的な側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシャトルの模式的な平面図である。
【図４】図３に示す矢印ＩＶの方向からシャトルを見た模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る保持ユニットを搬送方向から見た模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る保持ユニットの模式的な平面図である。
【図７】図５に示す矢印ＶＩＩの方向から保持ユニットを見た模式図である。
【図８Ａ】本発明の第１実施形態に係る回転停止ユニットの一例を示す模式図である。
【図８Ｂ】本発明の第１実施形態に係る回転停止ユニットの他の例を示す模式図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るシャトルが基板を反転させるときの動作の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す模式的な側面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る回転補助ユニットの模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す模式的な側面図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを収容する複数のキャリアＣを保持するキャリア保持ユニット２と、基板Ｗを処理する処理ユニット３と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置４とを備えている。さらに、基板処理装置１は、キャリア保持ユニット２と処理ユニット３との間に配置されたシャトル５（基板姿勢変更装置）と、キャリア保持ユニット２とシャトル５との間で基板Ｗを水平な姿勢で搬送するインデクサロボットＩＲ（第２搬送ロボット）と、処理ユニット３とシャトル５との間で基板Ｗを水平な姿勢で搬送するセンターロボットＣＲ（第１搬送ロボット）とを備えている。シャトル５は、基板Ｗの表面が上向きの上向き姿勢と、基板Ｗの表面が下向きの下向き姿勢との間で基板Ｗの姿勢を変更する基板反転装置である。シャトル５は、基板Ｗを反転させると共に、水平に延びる搬送方向Ｄ１（交差方向）に基板Ｗを搬送する。
【００２１】
インデクサロボットＩＲは、キャリア保持ユニット２とシャトル５との間に配置されている。センターロボットＣＲは、処理ユニット３とシャトル５との間に配置されている。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、シャトル５に対して搬送方向Ｄ１に対向している。インデクサロボットＩＲは、キャリアＣおよびシャトル５に基板Ｗを搬入する搬入動作、およびキャリアＣおよびシャトル５から基板Ｗを搬出する搬出動作を行う。センターロボットＣＲは、処理ユニット３およびシャトル５に基板Ｗを搬入する搬入動作、および処理ユニット３およびシャトル５から基板Ｗを搬出する搬出動作を行う。
【００２２】
インデクサロボットＩＲは、互いに異なる高さで基板Ｗを水平に支持する２つのハンドＨを備えている。インデクサロボットＩＲは、２つのハンドＨを互いに独立して水平に移動させる。さらに、インデクサロボットＩＲは、２つのハンドＨを昇降させ、２つのハンドＨを鉛直軸線まわりに回転させる。同様に、センターロボットＣＲは、互いに異なる高さで基板Ｗを水平に支持する２つのハンドＨを備えている。センターロボットＣＲは、２つのハンドＨを互いに独立して水平に移動させる。さらに、センターロボットＣＲは、２つのハンドＨを昇降させ、２つのハンドＨを鉛直軸線まわりに回転させる。
【００２３】
キャリアＣには、デバイス形成面である基板Ｗの表面が上に向けられた状態（上向き姿勢）で基板Ｗが収容されている。制御装置４は、インデクサロボットＩＲによって、表面が上向きの状態でキャリアＣからシャトル５に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置４は、シャトル５によって、基板Ｗを搬送方向Ｄ１に搬送させると共に、基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの裏面が上に向けられる。その後、制御装置４は、センターロボットＣＲによって、裏面が上向きの状態（下向き姿勢）でシャトル５から処理ユニット３に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置４は、処理ユニット３によって基板Ｗの裏面を処理させる。
【００２４】
基板Ｗの裏面が処理された後は、制御装置４は、センターロボットＣＲによって、裏面が上向きの状態で処理ユニット３からシャトル５に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置４は、シャトル５によって、基板Ｗを搬送方向Ｄ１に搬送させると共に、基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの表面が上に向けられる。その後、制御装置４は、インデクサロボットＩＲによって、表面が上向きの状態でシャトル５からキャリアＣに基板Ｗを搬送させる。これにより、処理済みの基板ＷがキャリアＣに収容される。制御装置４は、インデクサロボットＩＲ等にこの一連動作を繰り返し実行させることにより、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ処理させる。
【００２５】
図２は、シャトル５の模式的な側面図である。図３は、シャトル５の模式的な平面図である。図４は、図３に示す矢印ＩＶの方向からシャトル５を見た模式図である。
図２に示すように、シャトル５は、基板Ｗを保持する保持ユニット６と、保持ユニット６を支持する２つの支持プレート７と、２つの支持プレート７に連結されたスライドプレート８と、ベースＢ１に対してスライドプレート８を搬送方向Ｄ１にスライドさせる走行ユニット９とを含む。
【００２６】
図４に示すように、支持プレート７は、鉛直な姿勢でスライドプレート８に連結されている。２つの支持プレート７は、対向方向Ｄ２（搬送方向Ｄ１に直交する水平な方向）に対向している。保持ユニット６は、２つの支持プレート７の間に配置されている。支持プレート７は、スライドプレート８の上方に配置されている。支持プレート７は、スライドプレート８と共に搬送方向Ｄ１に移動する。
【００２７】
図４に示すように、スライドプレート８は、スライドプレート８に取り付けられた複数のスライドブロック１０と、ベースＢ１に取り付けられた複数のリニアガイド１１とを介してベースＢ１に支持されている。図２に示すように、リニアガイド１１は、搬送方向Ｄ１に延びている。スライドブロック１０は、リニアガイド１１に沿って搬送方向Ｄ１にスライドする。したがって、スライドプレート８は、搬送方向Ｄ１に移動可能にベースＢ１に支持されている。
【００２８】
図２に示すように、走行ユニット９は、動力源としての電動モータ１２と、電動モータ１２の動力をスライドプレート８に伝達するベルト伝達ユニット１３とを含む。電動モータ１２は、ベースＢ１に取り付けられている。電動モータ１２は、鉛直軸線まわりに回転駆動される出力軸１２ａを含む。ベルト伝達ユニット１３は、電動モータ１２の出力軸１２ａに連結された駆動プーリー１４と、鉛直軸線まわりに回転可能にベースＢ１に連結された従動プーリー１５と、駆動プーリー１４と従動プーリー１５とに巻き掛けられた無端ベルト１６とを含む。図３に示すように、スライドプレート８は、無端ベルト１６に取り付けられている。電動モータ１２が駆動プーリー１４を回転させると、無端ベルト１６が駆動され、スライドプレート８がベースＢ１に対して搬送方向Ｄ１に移動する。これにより、保持ユニット６が搬送方向Ｄ１に走行する。
【００２９】
図２に示すように、制御装置４は、電動モータ１２を制御することにより、インデクサロボットＩＲと保持ユニット６との間で基板Ｗの受け渡しが行われるＩＲ受け渡し位置（図２において実線で示す位置。第２受け渡し位置）と、センターロボットＣＲと保持ユニット６との間で基板Ｗの受け渡しが行われるＣＲ受け渡し位置（図２において二点鎖線で示す位置。第１受け渡し位置）との間で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に移動させる。これにより、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが搬送方向Ｄ１に搬送される。搬送方向Ｄ１への保持ユニット６の移動速度は、制御装置４によって制御される。
【００３０】
図５は、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１から見た模式図である。図６は、保持ユニット６の模式的な平面図である。図７は、図５に示す矢印ＶＩＩの方向から保持ユニット６を見た模式図である。図５では、側壁２８が取り外れた状態を示している。
保持ユニット６は、水平に延びる反転軸線Ｌ１（回転軸線）まわりに回転可能に支持プレート７に支持されている。シャトル５は、反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転を停止可能な回転停止ユニット１７をさらに含む。回転停止ユニット１７は、保持ユニット６の回転を停止させることにより、保持ユニット６をその回転角で保持する回転停止状態と、保持ユニット６の回転停止を解除する回転停止解除状態との間で切り替わる。回転停止ユニット１７は、保持ユニット６によって保持されている基板Ｗが水平に配置される２つの水平位置で保持ユニット６を保持する。２つの水平位置は、反転軸線Ｌ１まわりの回転角が１８０度異なる位置である。一方の水平位置の回転角は、０度（３６０度）であり、他方の水平位置の回転角は、１８０度である。
【００３１】
図５に示すように、保持ユニット６は、基板Ｗを周囲から挟むことにより基板Ｗを水平な姿勢で保持している。保持ユニット６は、２つの上ガイド１８および２つの下ガイド１９を含むチャック２０と、上ガイド１８および下ガイド１９を水平に移動させる複数のシリンダ２１と、複数のシリンダ２１を保持する２つの保持ボックス２２と、２つの保持ボックス２２にそれぞれ連結された２つの回転軸２３とを含む。２つの回転軸２３は、それぞれ、２つの支持プレート７によって反転軸線Ｌ１まわりに回転可能に支持されている。
【００３２】
図５に示すように、２つの保持ボックス２２は、２つの支持プレート７の内側（２つの支持プレート７の間）に配置されている。チャック２０は、２つの保持ボックス２２の間に配置されている。２つの回転軸２３は、それぞれ、２つの保持ボックス２２から外側に延びている。回転軸２３は、軸受２４を介して支持プレート７に支持されている。２つの回転軸２３は、反転軸線Ｌ１上に配置されている。反転軸線Ｌ１は、チャック２０に保持されている基板Ｗの中心Ｃ１を通り、対向方向Ｄ２に延びる水平な軸線である。
【００３３】
図５に示すように、上ガイド１８および下ガイド１９は、基板Ｗの周縁部に沿って配置されている。２つの上ガイド１８は、対向方向Ｄ２に対向しており、２つの下ガイド１９は、上ガイド１８より下方で対向方向Ｄ２に対向している。２つの上ガイド１８は、それぞれ、２つの下ガイド１９の上方に配置されている。上ガイド１８および下ガイド１９は、楔形の正面および背面を有しており、上下に並んだ第１上ガイド１８７および下ガイド１９は、基板Ｗの中心Ｃ１向きに開いたＶ字状の保持溝を形成している。基板Ｗの周縁部は、この保持溝内に配置されている。このように、上ガイド１８および下ガイド１９の一方は、他方を上下に反転させた形状を有している。上ガイド１８および下ガイド１９は、反転軸線Ｌ１に関して上下対称に配置されている。
【００３４】
図５に示すように、上ガイド１８は、基板Ｗの中心Ｃ１を通る鉛直な基準線Ｌ２に向かって斜め上向きに傾斜した上傾斜部２５を含む。下ガイド１９は、基準線Ｌ２に向かって斜め下向きに傾斜した下傾斜部２６を含む。図７に示すように、上傾斜部２５および下傾斜部２６を基板Ｗ側から対向方向Ｄ２に見ると、上傾斜部２５は、倒立台形状であり、下傾斜部２６は、台形状である。図５に示すように、上傾斜部２５および下傾斜部２６は、基板Ｗの周縁部に接触している。基板Ｗは、各下傾斜部２６と基板Ｗの周縁部との点接触によって水平な姿勢で支持されている。さらに、基板Ｗは、複数の下傾斜部２６の傾斜によって、基板Ｗの中心Ｃ１が２つの下ガイド１９の中間に位置するように案内されている。さらにまた、基板Ｗは、各下傾斜部２６と基板Ｗの周縁部との点接触、および各上傾斜部２５と基板Ｗの周縁部との点接触によって、水平方向および鉛直方向への移動が規制されている。これにより、基板Ｗが挟持されている。
【００３５】
図６に示すように、上ガイド１８および下ガイド１９は、反転軸線Ｌ１に対して同じ側に偏っており、反転軸線Ｌ１に関して非対称な形状を有している。したがって、保持ユニット６は、反転軸線Ｌ１に関して非対称な形状を有している。基板Ｗを保持している状態での保持ユニット６の重心ＧＣは、平面視において、基板Ｗの中心Ｃ１から搬送方向Ｄ１に離れている。反転軸線Ｌ１は、基板Ｗの中心Ｃ１を通り、搬送方向Ｄ１に直交する水平な軸線である。したがって、保持ユニット６の重心ＧＣは、平面視において、反転軸線Ｌ１に対して搬送方向Ｄ１にずれている。さらに、図５に示すように、保持ユニット６が水平位置で保持されている状態では、保持ユニット６の重心ＧＣは、反転軸線Ｌ１と同じ高さに配置されている。基板Ｗ単体の重心は、基板Ｗの中心Ｃ１とほぼ一致している。したがって、保持ユニット６に保持されている基板Ｗと保持ユニット６とを含む回転体全体の重心は、保持ユニット６単体の重心ＧＣとほぼ一致しており、平面視において、反転軸線Ｌ１に対して搬送方向Ｄ１にずれている。
【００３６】
図５に示すように、上ガイド１８および下ガイド１９は、支持ブラケット２７を介していずれかのシリンダ２１に連結されている。シリンダ２１は、上ガイド１８および下ガイド１９ごとに設けられている。シリンダ２１は、いずれかの保持ボックス２２に保持されている。したがって、上ガイド１８および下ガイド１９は、支持ブラケット２７およびシリンダ２１を介していずれかの保持ボックス２２に保持されている。共通の保持ボックス２２に保持されている上ガイド１８、下ガイド１９、支持ブラケット２７、およびシリンダ２１は、保持ボックス２２と共に反転軸線Ｌ１まわりに一体回転する。
【００３７】
図７に示すように、保持ボックス２２は、２つのシリンダ２１を収容している。２つのシリンダ２１は、２つの側壁２８の間に配置されている。上ガイド１８に連結されているシリンダ２１は、保持ボックス２２の内部を仕切る仕切壁２９の一方側（図７では、仕切壁２９の右側）で保持ボックス２２の上壁３０に取り付けられている。下ガイド１９に連結されているシリンダ２１は、仕切壁２９の他方側（図７では、仕切壁２９の左側）で保持ボックス２２の下壁３１に取り付けられている。共通の保持ボックス２２に収容されている２つのシリンダ２１は、反転軸線Ｌ１に関して対称な位置に配置されている。
【００３８】
シリンダ２１は、上ガイド１８および下ガイド１９が基板Ｗの周縁部に接触する接触位置（図５および図６に示す位置）と、上ガイド１８および下ガイド１９が基板Ｗの周縁部から離れる退避位置との間で、対応する上ガイド１８および下ガイド１９を対向方向Ｄ２に水平に移動させる。接触位置は、上ガイド１８および下ガイド１９の内端（基準線Ｌ２側の端）が基板Ｗの周端面より内側（基準線Ｌ２側）に配置される位置である。退避位置は、上ガイド１８および下ガイド１９の内端が基板Ｗの周端面より外側に配置される位置である。図５に示すように、各支持ブラケット２７には、支持ブラケット２７と共に移動する位置決めブロック３２が取り付けられている。また、保持ボックス２２には、対向方向Ｄ２に位置決めブロック３２に対向するストッパ３３が取り付けられている。上ガイド１８および下ガイド１９は、位置決めブロック３２とストッパ３３との接触によって接触位置に精度よく位置決めされる。
【００３９】
制御装置４は、複数のシリンダ２１によって、対向方向Ｄ２に対向する２つのガイドの間隔を他のガイドの間隔とは独立して変更させる。制御装置４は、上ガイド１８が退避位置に配置されており、下ガイド１９が接触位置に配置されている状態で、いずれかのハンドＨ（図５参照）によって、２つの下ガイド１９の下傾斜部２６に基板Ｗを載置させる。これにより、基板Ｗが２つの下ガイド１９に渡される。また、制御装置４は、上ガイド１８が退避位置に配置されており、下ガイド１９が接触位置に配置されている状態で、いずれかのハンドＨによって、２つの下ガイド１９に支持されている基板Ｗをすくい上げさせる。これにより、２つの下ガイド１９から基板Ｗが受け取られる。さらに、制御装置４は、２つの下ガイド１９によって基板Ｗが支持されている状態で、２つの上ガイド１８を接触位置に移動させて、各上ガイド１８を基板Ｗの周縁部に接触させる。これにより、基板Ｗが挟持される。
【００４０】
後述するように、シャトル５は、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に走行させることにより、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させて、基板Ｗを反転させる。保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転すると、上傾斜部２５が上向きになり、下傾斜部２６が下向きになる。２つの上ガイド１８が上向きの状態では、制御装置４は、前述の２つの下ガイド１９とハンドＨとの間での基板Ｗの受け渡しと同様に、２つの上ガイド１８への基板Ｗの搬入、および２つの上ガイド１８からの基板Ｗの搬出を行わせる。さらに、制御装置４は、２つの上ガイド１８によって基板Ｗが支持されている状態で、２つの下ガイド１９を接触位置に移動させて、各下ガイド１９を基板Ｗの周縁部に接触させる。これにより、基板Ｗが挟持される。
【００４１】
図８Ａは、回転停止ユニット１７の一例を示す模式図であり、図８Ｂは、回転停止ユニット１７の他の例を示す模式図である。
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、シャトル５は、保持ユニット６の回転角を検出する回転角センサ３４をさらに含む。回転角センサ３４は、支持プレート７に取り付けられている。回転角センサ３４は、支持プレート７に対する反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転角を検出する。制御装置４は、回転角センサ３４の出力に基づいて反転軸線Ｌ１まわりの重心ＧＣの位置（重心ＧＣの回転角）を検出する。さらに、制御装置４は、回転角センサ３４の出力に基づいて回転停止ユニット１７を制御することにより、保持ユニット６の回転を水平位置で停止させる。回転停止ユニット１７は、図８Ａに示すような機械式の回転停止ユニット１７Ａであってもよいし、図８Ｂに示すような電気式の回転停止ユニット１７Ｂであってもよい。
【００４２】
図８Ａに示すように、機械式の回転停止ユニット１７Ａは、保持ユニット６と共に反転軸線Ｌ１まわりに回転する複数（たとえば、２つの）の回転部材３５と、回転部材３５の回転を停止させるストッパ３６と、ストッパ３６を移動させるアクチュエータ３７とを含む。アクチュエータ３７は、エアーシリンダなどの空気圧によって駆動される空圧アクチュエータであってもよいし、電磁プランジャなどの磁力によって駆動されるソレノイドアクチュエータであってもよい。
【００４３】
２つの回転部材３５は、反転軸線Ｌ１まわりの回転角が１８０度異なる位置で、共通の回転軸２３に連結されている。２つの回転部材３５は、回転軸２３から互いに反対の方向に延びている。回転部材３５は、先細りの先端部３５ａを含む。保持ユニット６が水平位置に位置している状態では、ストッパ３６は、一方の回転部材３５に対向している。ストッパ３６は、アクチュエータ３７に連結されており、アクチュエータ３７は、支持プレート７に連結されている。したがって、ストッパ３６は、アクチュエータ３７を介して支持プレート７に連結されている。ストッパ３６は、回転軸２３向きに開いた溝を形成している。
【００４４】
アクチュエータ３７は、保持ユニット６の回転が停止される回転停止位置（図８Ａに示す位置）と、保持ユニット６の回転停止が解除される回転停止解除位置との間で、ストッパ３６を移動させる。回転停止位置は、保持ユニット６が水平位置に位置している状態で回転部材３５の先端部３５ａがストッパ３６の内部（溝）に配置される位置である。回転部材３５の先端部３５ａがストッパ３６の内部に配置されると、回転部材３５とストッパ３６との接触によって保持ユニット６の回転が規制される。これにより、保持ユニット６の回転が停止される。また、回転停止解除位置は、ストッパ３６が回転部材３５から離れている位置である。保持ユニット６の回転が停止されている状態で、アクチュエータ３７が、ストッパ３６を回転停止位置から回転停止解除位置に移動させると、回転部材３５がストッパ３６の内部から脱出する。これにより、保持ユニット６の回転停止が解除される。
【００４５】
一方、図８Ｂに示すように、電気式の回転停止ユニット１７Ｂは、保持ユニット６と共に反転軸線Ｌ１まわりに回転する複数（たとえば、２つの）の回転部材３８と、回転部材３８の回転を停止させる複数（たとえば、２つの）の電磁石３９とを含む。２つの回転部材３８は、反転軸線Ｌ１まわりの回転角が１８０度異なる位置で、共通の回転軸２３に連結されている。２つの回転部材３８は、回転軸２３から互いに反対の方向に延びている。回転部材３８は、永久磁石または軟磁性材料（たとえば、鉄）によって形成された先端部３８ａを含む。保持ユニット６が水平位置に位置している状態では、２つの電磁石３９は、それぞれ、２つの回転部材３８に対向している。電磁石３９は、支持プレート７に連結されている。
【００４６】
電磁石３９への通電が行われている状態（回転停止状態）では、電磁石３９と回転部材３８との間に働く引力（磁力）によって、保持ユニット６が水平位置に保持される。これにより、保持ユニット６の回転が停止される。そして、保持ユニット６の回転が停止されている状態で、電磁石３９への通電が停止されると、電磁石３９と回転部材３８との間に働く引力が弱まるので、保持ユニット６の回転停止が解除される。すなわち、電磁石３９への通電が行われていない状態（回転停止解除状態）では、保持ユニット６の回転が停止されておらず、保持ユニット６は反転軸線Ｌ１まわりに回転可能である。
【００４７】
図９は、シャトル５が基板Ｗを反転させるときの動作の一例を示す模式図である。
以下では、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、シャトル５が、保持ユニット６をＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置に移動させると共に、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させるときの動作の一例について説明する。以下の説明における保持ユニット６の進行方向（搬送方向Ｄ１の一方の方向）は、ＣＲ受け渡し位置に向かう方向（図９では右方向）である。シャトル５が、保持ユニット６をＣＲ受け渡し位置からＩＲ受け渡し位置に移動させると共に、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させるときの動作については、進行方向が異なるだけで、以下の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００４８】
［加速による反転］
最初に、図９に示すように、保持ユニット６の重心ＧＣの位置が、反転軸線Ｌ１に対して進行方向（図９では右方向）にずれている場合について説明する。
制御装置４は、保持ユニット６がＩＲ受け渡し位置（実線で示す位置）に位置しており、保持ユニット６が基板Ｗを水平に保持している状態で、走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向に走行させて、保持ユニット６をＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置（二点鎖線で示す位置）に移動させる。制御装置４は、保持ユニット６がＣＲ受け渡し位置に到達する前に、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転停止を解除させる。さらに、制御装置４は、少なくとも保持ユニット６の回転停止が解除された後に、走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向に加速させて、進行方向への保持ユニット６の速度を増加させる。すなわち、保持ユニット６の回転停止が解除された後に保持ユニット６が加速されるのであれば、保持ユニット６の加速の開始時期は、保持ユニット６の回転停止が解除される前であってもよい。
【００４９】
保持ユニット６の重心ＧＣが反転軸線Ｌ１に対して進行方向にずれているので、保持ユニット６の回転停止が解除されると、保持ユニット６は、重力によって、反転軸線Ｌ１まわりに回転し始める（一点鎖線で示す基板Ｗ参照）。これにより、保持ユニット６の重心ＧＣが、進行方向とは反対の方向に移動しながら下降する。さらに、保持ユニット６が進行方向に加速されるので、進行方向と反対の方向の慣性力が保持ユニット６に加わる。反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転は、この慣性力によって加速される。これにより、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転し、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転される（二点鎖線で示す基板Ｗ参照）。
【００５０】
制御装置４は、保持ユニット６の速度を制御することにより、保持ユニット６がＣＲ受け渡し位置に到達するまでに、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させる。そして、制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転した後、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させ、保持ユニット６を水平位置で保持させる。このようにして、基板Ｗが、ＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置に搬送されると共に、基板Ｗが反転される。
【００５１】
［減速による反転］
次に、保持ユニット６の重心ＧＣの位置が、反転軸線Ｌ１に対して進行方向とは反対方向（図９では左方向）にずれている場合について説明する。
保持ユニット６の回転停止が解除されると、保持ユニット６は、重力によって、反転軸線Ｌ１まわりに回転し始める。保持ユニット６の重心ＧＣが反転軸線Ｌ１に対して進行方向とは反対の方向にずれているので、保持ユニット６の重心ＧＣは、進行方向に移動しながら下降する。さらに、保持ユニット６が進行方向に減速されるので、進行方向の慣性力が保持ユニット６に加わる。反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転は、この慣性力によって加速される。これにより、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転し、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転される。制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転した後、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させ、保持ユニット６を水平位置で保持させる。このようにして、基板Ｗが、ＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置に搬送されると共に、基板Ｗが反転される。
【００５２】
以上のように第１実施形態では、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、走行ユニット９が、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に移動させることにより、インデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。さらに、走行ユニット９は、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に移動させることにより、基板Ｗを反転させる。すなわち、走行ユニット９は、保持ユニット６を加速または減速させることによって保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させるだけでなく、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを搬送する。これにより、基板Ｗの搬送と基板Ｗの反転とが同時に行われる。したがって、基板Ｗの搬送と基板Ｗの反転とが別々に行われる場合よりも、基板処理装置１のスループットを増加させることができる。さらに、シャトル５は、重力および慣性力を利用して、基板Ｗを反転させるので、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させるだけの専用の回転機構が不要である。したがって、シャトル５のコストを低減でき、これによって、基板処理装置１のコストを低減できる。
【００５３】
［第２実施形態］
図１０は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２０１のレイアウトを示す模式的な側面図である。この図１０において、前述の図１〜図９に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、保持ユニットを鉛直方向に加速または減速させることにより、上向き姿勢と下向き姿勢との間で基板の姿勢を変更する基板反転装置としての反転ユニットがさらに設けられていることである。
【００５４】
具体的には、基板処理装置２０１は、反転ユニット２０５（基板姿勢変更装置）をさらに備えている。反転ユニット２０５は、シャトル５と同様の構成を備えており、保持ユニット６が鉛直方向Ｄ２０１（交差方向）に移動するように配置されている。反転ユニット２０５は、シャトル５より上方または下方に配置されていてもよいし、反転ユニット２０５の一部とシャトル５とが同じ高さに位置するように配置されていてもよい。また、反転ユニット２０５は、搬送方向Ｄ１に関してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間に配置されていてもよいし、搬送方向Ｄ１に関してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間以外の位置に配置されていてもよい。図１０では、反転ユニット２０５が、搬送方向Ｄ１に関してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間に配置されており、シャトル５の上方に位置している状態が示されている。
【００５５】
反転ユニット２０５の走行ユニット９は、ＩＲ受け渡し位置に対応する上位置（実線で示す位置）と、ＣＲ受け渡し位置に対応する下位置（二点鎖線で示す位置）との間で保持ユニット６を鉛直方向Ｄ２０１に移動させる。反転ユニット２０５の回転停止ユニット１７は、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが水平に配置される２つの水平位置で保持ユニット６を保持している。反転ユニット２０５の保持ユニット６は、反転ユニット２０５のスライドプレート８に対してセンターロボットＣＲ側に配置されている。反転ユニット２０５は、センターロボットＣＲが保持ユニット６にアクセス可能な位置に配置されている。センターロボットＣＲは、反転ユニット２０５の保持ユニット６が上位置および下位置のいずれの位置に位置している状態でも、保持ユニット６との間で基板Ｗの受け渡しが可能である。
【００５６】
反転ユニット２０５は、保持ユニット６を上位置と下位置との間で鉛直方向Ｄ２０１に移動させることにより、基板Ｗを反転させる。反転ユニット２０５が、保持ユニット６を上位置から下位置に移動させることにより、基板Ｗを反転させる場合には、制御装置４は、保持ユニット６が下位置に到達する前に、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転停止を解除させる。保持ユニット６の重心ＧＣが、反転軸線Ｌ１に対して搬送方向Ｄ１にずれているので、保持ユニット６の回転停止が解除されると、反転ユニット２０５の保持ユニット６は、重心ＧＣが下方に移動する方向に回転し始める。制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに９０度以上回転した後、反転ユニット２０５の走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向（下方向）に加速させる。これにより、反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転が加速され、反転ユニット２０５の保持ユニット６が１８０度回転する。そして、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転すると、制御装置４は、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させ、反転ユニット２０５の保持ユニット６を水平位置で保持させる。このようにして、基板Ｗが、上位置から下位置に搬送されると共に、基板Ｗが反転される。
【００５７】
一方、反転ユニット２０５が、保持ユニット６を下位置から上位置に移動させることにより、基板Ｗを反転させる場合には、制御装置４は、保持ユニット６が上位置に到達する前に、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転停止を解除させる。これにより、反転ユニット２０５は、重心ＧＣが下方に移動する方向に回転し始める。そして、制御装置４は、反転ユニット２０５の走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向（上方向）に加速または減速させることにより、反転ユニット２０５の保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させる。
【００５８】
加速の場合には、制御装置４は、少なくとも保持ユニット６の回転停止が解除された後に（保持ユニット６が９０度以上回転する前に）、走行ユニット９によって保持ユニット６を加速させて、進行方向への保持ユニット６の速度を増加させる。一方、減速の場合には、制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに９０度以上回転した後に、走行ユニット９によって保持ユニット６を減速させて、進行方向への保持ユニット６の速度を減少させる。反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転は、保持ユニット６の加速または減速によって加速され、これによって、反転ユニット２０５の保持ユニット６が１８０度回転する。その後、制御装置４は、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させる。
【００５９】
制御装置４は、処理ユニット３またはシャトル５から搬出された基板ＷをセンターロボットＣＲによって反転ユニット２０５に搬入させる。これにより、反転ユニット２０５の保持ユニット６によって基板Ｗが水平に保持される。センターロボットＣＲによって反転ユニット２０５に基板Ｗが搬入されるとき、保持ユニット６は、上位置および下位置のいずれの位置に配置されていてもよい。制御装置４は、反転ユニット２０５に基板Ｗが搬入された後、反転ユニット２０５の保持ユニット６を鉛直方向Ｄ２０１に移動させることにより、基板Ｗを反転させる。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによって、上位置または下位置に位置している保持ユニット６から基板Ｗを搬出させる。その後、制御装置４は、反転ユニット２０５から搬出された基板ＷをセンターロボットＣＲによって処理ユニット３またはシャトル５に搬入させる。
【００６０】
以上のように第２実施形態では、シャトル５とは別に、基板Ｗを反転させる反転ユニット２０５が設けられている。反転ユニット２０５は、保持ユニット６を鉛直方向Ｄ２０１に移動させることにより、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させる。反転ユニット２０５の走行ユニット９が保持ユニット６を下降させると、反転ユニット２０５の保持ユニット６は、走行ユニット９からの動力だけでなく、重力によっても加速される。したがって、反転ユニット２０５は、保持ユニット６を速やかに回転させることができる。また、反転ユニット２０５の走行ユニット９が保持ユニット６を上昇させているときに、走行ユニット９から保持ユニット６への動力の伝達が停止されると、反転ユニット２０５の保持ユニット６は、重力によって減速する。したがって、慣性力を保持ユニット６に確実に作用させて、反転ユニット２０５の保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。
【００６１】
［第３実施形態］
図１１は、本発明の第３実施形態に係る回転補助ユニット３４０の模式的な側面図である。この図１１において、前述の図１〜図１０に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、保持ユニットに保持されている基板に反転軸線まわりの力（補助力）を与える回転補助ユニットが設けられていることである。
【００６２】
具体的には、シャトル５は、回転補助ユニット３４０をさらに含む。回転補助ユニット３４０は、２つのノズル３４１を含む。ノズル３４１は、気体を吐出または吸引することにより、保持ユニット６および保持ユニット６に保持されている基板Ｗの少なくとも一方に、反転軸線Ｌ１から離れた位置で力（補助力）を与える。ノズル３４１の開口（吐出口および吸引口に相当）は、反転軸線Ｌ１から離れた位置で、保持ユニット６および保持ユニット６に保持されている基板Ｗの少なくとも一方に対向している。図１１では、２つのノズル３４１が、搬送方向Ｄ１に間隔を空けて同じ高さに配置されている状態を示している。ノズル３４１は、基板Ｗの周縁部の上方に配置されている。ノズル３４１の開口は、基板Ｗの周縁部に上下に対向している。ノズル３４１は、アーム３４２によって支持プレート７に連結されている。
【００６３】
ノズル３４１は、気体バルブ３４３が介装された気体配管３４４に接続されている。ノズル３４１は、気体配管３４４を介して気体供給源に接続されている。気体バルブ３４３が開かれると、ノズル３４１の開口から基板Ｗの周縁部に向けて気体が吐出される。これにより、基板Ｗの周縁部に気体が吹き付けられ、補助力が基板Ｗに加わる。気体が吹き付けられる位置が、反転軸線Ｌ１から離れているから、ノズル３４１から吐出された気体が基板Ｗに吹き付けられると、反転軸線Ｌ１まわりのモーメントが発生する。
【００６４】
また、ノズル３４１は、吸引配管３４５を介して吸引装置３４６に接続されている。吸引装置３４６が駆動されると、ノズル３４１の開口から気体が吸引される。これにより、吸引装置３４６の吸引力（補助力）が基板Ｗの周縁部に作用する。吸引力が作用する位置が、反転軸線Ｌ１から離れているから、ノズル３４１から気体が吸引されると、反転軸線Ｌ１まわりのモーメントが発生する。
【００６５】
制御装置４が保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させるときには、制御装置４は、回転停止ユニット１７による保持ユニット６の回転停止が解除されている状態で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に加速または減速させると共に、回転補助ユニット３４０からの補助力を基板Ｗに与える。
具体的には、たとえば、制御装置４が図１１において基板Ｗを右回りに回転させる場合には、制御装置４は、右側のノズル３４１に対応する気体バルブ３４３を開くことにより、右側のノズル３４１から気体を吐出させる。これにより、重力および慣性力に加えて、右側のノズル３４１からの補助力が基板Ｗに加わり、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転する。
【００６６】
また、制御装置４が図１１において基板Ｗを右回りに回転させる場合には、制御装置４は、左側のノズル３４１に対応する吸引装置３４６を駆動することにより、左側のノズル３４１から気体を吸引させる。これにより、重力および慣性力に加えて、左側のノズル３４１からの補助力が基板Ｗに加わり、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転する。
【００６７】
また、制御装置４が図１１において基板Ｗを右回りに回転させる場合には、制御装置４は、右側のノズル３４１から気体を吐出させると共に、左側のノズル３４１から気体を吸引させる。これにより、重力および慣性力に加えて、２つのノズル３４１からの補助力が基板Ｗに加わり、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転する。
以上のように第３実施形態では、回転補助ユニット３４０からの補助力が、保持ユニット６に保持されている基板Ｗに加えられる。補助力の加わる位置が、反転軸線Ｌ１から離れているから、基板Ｗに補助力が加わると、反転軸線Ｌ１まわりのモーメントが発生し、保持ユニット６および基板Ｗが反転軸線Ｌ１まわりに回転する。このように、シャトル５は、慣性力および重力だけでなく、回転補助ユニット３４０からの補助力によっても、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。したがって、シャトル５は、保持ユニット６の姿勢を速やかに変更することができる。
【００６８】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第３実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１実施形態では、シャトル５が、１つの保持ユニット６を備えており、保持ユニット６が１つのチャック２０を備えている場合について説明した。しかし、複数の保持ユニット６がシャトル５に設けられていてもよいし、複数のチャック２０が保持ユニット６に設けられていてもよい。
【００６９】
また、前述の第１実施形態では、チャック２０が、１枚の基板Ｗを周囲から挟むことにより水平な姿勢で保持する場合について説明した。しかし、チャック２０は、基板Ｗを上下に挟むことにより水平な姿勢で保持するチャックであってもよい。また、チャック２０は、鉛直な姿勢の基板Ｗを支持することによって、基板Ｗを鉛直な姿勢で保持するチャックであってもよい。さらに、チャック２０は、複数枚の基板Ｗを保持するチャックであってもよい。
【００７０】
また、前述の第１実施形態では、回転停止ユニット１７は、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが水平に配置される２つの水平位置で保持ユニット６の回転を停止させる場合について説明した。しかし、回転停止ユニット１７は、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが鉛直に配置される鉛直位置で保持ユニット６の回転を停止させてもよい。
また、前述の第１実施形態では、保持ユニット６の形状を反転軸線Ｌ１に関して非対称にすることにより、保持ユニット６の重心ＧＣを反転軸線Ｌ１に対してずらす場合について説明した。しかし、保持ユニット６に重りを取り付けることによって、保持ユニット６の重心ＧＣを反転軸線Ｌ１に対してずらしてもよい。この場合、保持ユニット６の形状は、反転軸線Ｌ１に関して対称であってもよい。
【００７１】
また、前述の第１実施形態では、動力源としての電動モータ１２の動力が、ベルト伝達ユニット１３によって保持ユニット６に伝達される場合について説明した。しかし、動力源の動力を保持ユニット６に伝達する伝達ユニットは、ベルト伝達ユニット１３以外の伝達ユニットであってもよい。たとえば、伝達ユニットは、動力源によって駆動されるボールねじと、ボールねじに取り付けられており、保持ユニット６と共に移動するボールナットとを含むボールねじ伝達ユニットであってもよい。
【００７２】
また、前述の第１実施形態では、シャトル５が、保持ユニット６を水平方向に移動させることにより、基板Ｗの姿勢を変更する場合について説明した。また、前述の第２実施形態では、反転ユニット２０５が、保持ユニット６を鉛直方向に移動させることにより、基板Ｗの姿勢を変更する場合について説明した。しかし、シャトル５および反転ユニット２０５は、鉛直方向および水平方向に対して傾いた斜め方向に保持ユニット６を移動させることにより、基板Ｗの姿勢を変更してもよい。
【００７３】
また、前述の第１および第２実施形態では、基板処理装置１、２０１が、円形基板を処理する装置である場合について説明した。しかし、基板処理装置１、２０１は、液晶表示装置用基板などの多角形基板を処理する装置であってもよい。さらに、基板処理装置１、２０１は、枚葉式の基板処理装置に限らず、複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ式の基板処理装置であってもよい。
【００７４】
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】
【００７５】
１ 基板処理装置
３ 処理ユニット
４ 制御装置
５ シャトル（基板姿勢変更装置）
６ 保持ユニット
９ 走行ユニット
１７ 回転停止ユニット
１７Ａ 回転停止ユニット
１７Ｂ 回転停止ユニット
３４ 回転角センサ
２０１ 基板処理装置
２０５ 反転ユニット（基板姿勢変更装置）
３４０ 回転補助ユニット
ＣＲ センターロボット（第１搬送ロボット）
Ｄ１ 搬送方向（交差方向）
Ｄ２０１ 鉛直方向（交差方向）
ＧＣ 重心
ＩＲ インデクサロボット（第２搬送ロボット）
Ｌ１ 反転軸線（回転軸線）
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の姿勢を変更する基板姿勢変更装置、および基板を処理する基板処理装置に関する。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】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。例えば特許文献１に記載の基板処理装置は、基板を搬送する２つのロボットと、２つのロボット間で基板を搬送すると共に、基板を反転させる基板反転移動装置とを備えている。基板反転移動装置は、基板を保持する反転機構と、２つのロボット間で反転機構を移動させる移動機構とを含む。反転機構は、基板を上下に挟んで水平に保持する第１および第２の支持部材と、第１および第２の支持部材を水平な軸線まわりに回転させる回転機構とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の基板反転移動装置では、モータ等が内蔵された回転機構が基板を反転させる。そのため、回転機構を省略することにより、基板反転移動装置および基板処理装置のコスト（製造コスト）を低減することができない。
そこで、この発明の目的は、コストを低減することができる基板姿勢変更装置を提供することである。
【０００５】
さらに、この発明の他の目的は、コストを低減することができる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持している状態で回転軸線（Ｌ１）まわりに回転可能であり、基板を保持している状態での重心（ＧＣ）の位置が前記回転軸線に対してずれている保持ユニット（６）と、前記回転軸線まわりの回転角が異なる複数の位置で前記保持ユニットの回転を停止可能であり、前記複数の位置で前記保持ユニットを保持可能な回転停止ユニット（１７、１７Ａ、１７Ｂ）と、前記回転軸線に交差する交差方向（Ｄ１、Ｄ２０１）に前記保持ユニットを移動させ、前記交差方向に前記保持ユニットを加速または減速させる走行ユニット（９）とを含む、基板姿勢変更装置（５、２０５）である。
【０００７】
この構成によれば、基板を保持している状態での保持ユニットの重心の位置が回転軸線に対してずれているので、回転停止ユニットが保持ユニットの回転停止を解除している状態で、走行ユニットが回転軸線に交差する交差方向に保持ユニットを加速または減速させると、保持ユニットが、慣性力によって回転軸線まわりに回転する。回転停止ユニットは、保持ユニットの回転を停止させ、回転後の回転角で保持ユニットを保持する。これにより、保持ユニットに保持されている基板の姿勢が変更される。このように、基板姿勢変更装置は、慣性力を利用して保持ユニットを回転させるので、保持ユニットを回転軸線まわりに回転させるだけの回転機構が不要である。したがって、基板姿勢変更装置のコストを低減できる。
【０００８】
前記保持ユニットは、前記回転軸線としての鉛直軸線まわりに回転可能であってもよい。また、請求項２記載の発明のように、前記保持ユニットは、前記回転軸線としての水平軸線まわりに回転可能であってもよい。
保持ユニットが水平軸線まわりに回転可能である場合、回転停止ユニットが、保持ユニットの回転停止を解除すると、保持ユニットが、重力によって回転軸線まわりに回転し、保持ユニットの重心が下方に移動する。すなわち、基板姿勢変更装置は、慣性力だけでなく、重力によっても、保持ユニットを回転軸線まわりに回転させることができる。したがって、基板姿勢変更装置は、保持ユニットの姿勢を速やかに変更することができる。
【０００９】
基板姿勢変更装置は、基板を回転軸線まわりに１８０度回転させることにより、基板を反転させる装置（基板反転装置）であってもよいし、１８０度を除く３６０度未満の範囲内で基板を回転軸線まわりに回転させることにより基板の姿勢を変更する装置であってもよい。たとえば、基板姿勢変更装置は、水平な姿勢と垂直な姿勢との間で基板の姿勢を変更する装置であってもよい。
【００１０】
基板姿勢変更装置が基板反転装置である場合、請求項３記載の発明のように、前記回転停止ユニットは、前記回転軸線まわりの回転角が１８０度異なり、前記保持ユニットによって保持されている基板が水平に配置される２つの位置で前記保持ユニットを保持可能であってもよい。この場合、基板姿勢変更装置は、デバイス形成面である基板の表面が上向きの上向き姿勢と、基板の表面が下向きの下向き姿勢との間で、基板の姿勢を変更することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明のように、前記走行ユニットは、前記交差方向としての水平方向に前記保持ユニットを移動させてもよい。また、請求項５記載の発明のように、前記走行ユニットは、前記交差方向としての鉛直方向に前記保持ユニットを移動させてもよい。
交差方向が鉛直方向であり、走行ユニットが保持ユニットを下降させる場合、保持ユニットは、走行ユニットからの動力だけでなく、重力によっても加速される。したがって、基板姿勢変更装置は、保持ユニットを速やかに回転させることができる。また、交差方向が鉛直方向であり、走行ユニットが保持ユニットを上昇させる場合、走行ユニットから保持ユニットへの動力の伝達が停止されると、保持ユニットは、重力によって減速する。したがって、慣性力を保持ユニットに確実に作用させて、保持ユニットを回転軸線まわりに回転させることができる。
【００１２】
一方、交差方向が水平方向である場合、走行ユニットが、水平方向の一方の方向および他方の方向（一方の方向と反対の方向）のいずれの方向に保持ユニットを移動させる場合でも、重力による交差方向への保持ユニットの速度変化がない。すなわち、保持ユニットは、走行ユニットから保持ユニットに伝達される動力の大きさに対応する速度で交差方向に走行する。したがって、基板姿勢変更装置は、回転軸線まわりの保持ユニットの回転速度を精度よく制御することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、前記保持ユニットおよび前記保持ユニットに保持されている基板の少なくとも一方に、前記回転軸線から離れた位置で補助力を加える回転補助ユニット（３４０）をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置である。
この構成によれば、回転補助ユニットからの補助力が、保持ユニットおよび保持ユニットに保持されている基板の少なくとも一方に加えられる。補助力の加わる位置が、回転軸線から離れているから、保持ユニットおよび基板の少なくとも一方に補助力が加わると、回転軸線まわりのモーメントが発生し、保持ユニットおよび基板が回転軸線まわりに回転する。このように、基板姿勢変更装置は、慣性力だけでなく、回転補助ユニットからの補助力によっても保持ユニットを回転軸線まわりに回転させることができる。したがって、基板姿勢変更装置は、保持ユニットの姿勢を速やかに変更することができる。
【００１４】
基板姿勢変更装置は、前記回転軸線まわりの前記保持ユニットの回転角を検出する回転角センサ（３４）と、前記回転角センサの出力に基づいて前記回転軸線まわりの前記保持ユニットの重心の位置（重心の回転角）を検出する制御装置（４）とをさらに含んでいてもよい。この場合は、制御装置は、前記保持ユニットの進行方向（交差方向と平行な方向）と前記重心の回転角とに基づいて前記走行ユニットを制御することにより、前記保持ユニットの走行を制御してもよい。前記保持ユニットの走行の制御には、たとえば、加速および減速のいずれを行うかの選択や、加速または減速の開始時期などが含まれる。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置と、基板を処理する処理ユニット（３）と、前記基板姿勢変更装置と前記処理ユニットとの間で基板を搬送する第１搬送ロボット（ＣＲ）とを含む、基板処理装置（１、２０１）である。
この構成によれば、基板姿勢変更装置に保持されている基板が、第１搬送ロボットによって処理ユニットに搬送され、処理ユニットによって処理される。そして、処理ユニットによって処理された基板は、第１搬送ロボットによって処理ユニットから基板姿勢変更装置に搬送される。基板の姿勢は、基板が処理ユニットに搬送される前や、基板が処理ユニットによって処理された後に、基板姿勢変更装置によって変更される。このように、基板姿勢変更装置が基板の姿勢を変更するので、第１搬送ロボットに基板の姿勢を変更するユニットを設けなくてもよい。したがって、第１搬送ロボットの構成を簡素にできる。また、前述のように、保持ユニットを回転させるだけの回転機構が基板姿勢変更装置に不要であるので、基板姿勢変更装置のコストを低減できる。したがって、基板処理装置のコストを低減できる。
【００１６】
請求項８記載の発明は、前記基板姿勢変更装置に基板を搬送する第２搬送ロボット（ＩＲ）をさらに含む、請求項７に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板が、第２搬送ロボットによって基板姿勢変更装置に搬入される。基板姿勢変更装置に搬送された基板は、第１搬送ロボットによって基板姿勢変更装置から処理ユニットに搬送され、処理ユニットによって処理される。そして、処理ユニットによって処理された基板は、第１搬送ロボットによって処理ユニットから基板姿勢変更装置に搬送され、第２搬送ロボットによって基板姿勢変更装置から搬出される。基板の姿勢は、第１および第２搬送ロボットが基板姿勢変更装置から基板を搬出する前に、基板姿勢変更装置によって変更される。このように、基板姿勢変更装置が基板の姿勢を変更するので、第２搬送ロボットに基板の姿勢を変更するユニットを設けなくてもよい。したがって、第２搬送ロボットの構成を簡素にできる。
【００１７】
請求項９記載の発明は、前記交差方向は、前記保持ユニットが前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに対向する方向であり、前記走行ユニットは、前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに向けて前記保持ユニットを移動させる、請求項７または８に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、保持ユニットが基板を保持している状態で、走行ユニットが、第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに向けて保持ユニットを移動させる。これにより、基板が搬送される。したがって、基板姿勢変更装置は、基板の搬送と、基板の姿勢変更とを同時に行うことができる。これにより、基板処理装置の動作を効率化できるので、基板処理装置のスループット（単位時間当たりの基板の処理枚数）を増加させることができる。
【００１８】
なお、この項において、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の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す模式的な側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るシャトルの模式的な側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシャトルの模式的な平面図である。
【図４】図３に示す矢印ＩＶの方向からシャトルを見た模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る保持ユニットを搬送方向から見た模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る保持ユニットの模式的な平面図である。
【図７】図５に示す矢印ＶＩＩの方向から保持ユニットを見た模式図である。
【図８Ａ】本発明の第１実施形態に係る回転停止ユニットの一例を示す模式図である。
【図８Ｂ】本発明の第１実施形態に係る回転停止ユニットの他の例を示す模式図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るシャトルが基板を反転させるときの動作の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す模式的な側面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る回転補助ユニットの模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す模式的な側面図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを収容する複数のキャリアＣを保持するキャリア保持ユニット２と、基板Ｗを処理する処理ユニット３と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置４とを備えている。さらに、基板処理装置１は、キャリア保持ユニット２と処理ユニット３との間に配置されたシャトル５（基板姿勢変更装置）と、キャリア保持ユニット２とシャトル５との間で基板Ｗを水平な姿勢で搬送するインデクサロボットＩＲ（第２搬送ロボット）と、処理ユニット３とシャトル５との間で基板Ｗを水平な姿勢で搬送するセンターロボットＣＲ（第１搬送ロボット）とを備えている。シャトル５は、基板Ｗの表面が上向きの上向き姿勢と、基板Ｗの表面が下向きの下向き姿勢との間で基板Ｗの姿勢を変更する基板反転装置である。シャトル５は、基板Ｗを反転させると共に、水平に延びる搬送方向Ｄ１（交差方向）に基板Ｗを搬送する。
【００２１】
インデクサロボットＩＲは、キャリア保持ユニット２とシャトル５との間に配置されている。センターロボットＣＲは、処理ユニット３とシャトル５との間に配置されている。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、シャトル５に対して搬送方向Ｄ１に対向している。インデクサロボットＩＲは、キャリアＣおよびシャトル５に基板Ｗを搬入する搬入動作、およびキャリアＣおよびシャトル５から基板Ｗを搬出する搬出動作を行う。センターロボットＣＲは、処理ユニット３およびシャトル５に基板Ｗを搬入する搬入動作、および処理ユニット３およびシャトル５から基板Ｗを搬出する搬出動作を行う。
【００２２】
インデクサロボットＩＲは、互いに異なる高さで基板Ｗを水平に支持する２つのハンドＨを備えている。インデクサロボットＩＲは、２つのハンドＨを互いに独立して水平に移動させる。さらに、インデクサロボットＩＲは、２つのハンドＨを昇降させ、２つのハンドＨを鉛直軸線まわりに回転させる。同様に、センターロボットＣＲは、互いに異なる高さで基板Ｗを水平に支持する２つのハンドＨを備えている。センターロボットＣＲは、２つのハンドＨを互いに独立して水平に移動させる。さらに、センターロボットＣＲは、２つのハンドＨを昇降させ、２つのハンドＨを鉛直軸線まわりに回転させる。
【００２３】
キャリアＣには、デバイス形成面である基板Ｗの表面が上に向けられた状態（上向き姿勢）で基板Ｗが収容されている。制御装置４は、インデクサロボットＩＲによって、表面が上向きの状態でキャリアＣからシャトル５に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置４は、シャトル５によって、基板Ｗを搬送方向Ｄ１に搬送させると共に、基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの裏面が上に向けられる。その後、制御装置４は、センターロボットＣＲによって、裏面が上向きの状態（下向き姿勢）でシャトル５から処理ユニット３に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置４は、処理ユニット３によって基板Ｗの裏面を処理させる。
【００２４】
基板Ｗの裏面が処理された後は、制御装置４は、センターロボットＣＲによって、裏面が上向きの状態で処理ユニット３からシャトル５に基板Ｗを搬送させる。そして、制御装置４は、シャトル５によって、基板Ｗを搬送方向Ｄ１に搬送させると共に、基板Ｗを反転させる。これにより、基板Ｗの表面が上に向けられる。その後、制御装置４は、インデクサロボットＩＲによって、表面が上向きの状態でシャトル５からキャリアＣに基板Ｗを搬送させる。これにより、処理済みの基板ＷがキャリアＣに収容される。制御装置４は、インデクサロボットＩＲ等にこの一連動作を繰り返し実行させることにより、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ処理させる。
【００２５】
図２は、シャトル５の模式的な側面図である。図３は、シャトル５の模式的な平面図である。図４は、図３に示す矢印ＩＶの方向からシャトル５を見た模式図である。
図２に示すように、シャトル５は、基板Ｗを保持する保持ユニット６と、保持ユニット６を支持する２つの支持プレート７と、２つの支持プレート７に連結されたスライドプレート８と、ベースＢ１に対してスライドプレート８を搬送方向Ｄ１にスライドさせる走行ユニット９とを含む。
【００２６】
図４に示すように、支持プレート７は、鉛直な姿勢でスライドプレート８に連結されている。２つの支持プレート７は、対向方向Ｄ２（搬送方向Ｄ１に直交する水平な方向）に対向している。保持ユニット６は、２つの支持プレート７の間に配置されている。支持プレート７は、スライドプレート８の上方に配置されている。支持プレート７は、スライドプレート８と共に搬送方向Ｄ１に移動する。
【００２７】
図４に示すように、スライドプレート８は、スライドプレート８に取り付けられた複数のスライドブロック１０と、ベースＢ１に取り付けられた複数のリニアガイド１１とを介してベースＢ１に支持されている。図２に示すように、リニアガイド１１は、搬送方向Ｄ１に延びている。スライドブロック１０は、リニアガイド１１に沿って搬送方向Ｄ１にスライドする。したがって、スライドプレート８は、搬送方向Ｄ１に移動可能にベースＢ１に支持されている。
【００２８】
図２に示すように、走行ユニット９は、動力源としての電動モータ１２と、電動モータ１２の動力をスライドプレート８に伝達するベルト伝達ユニット１３とを含む。電動モータ１２は、ベースＢ１に取り付けられている。電動モータ１２は、鉛直軸線まわりに回転駆動される出力軸１２ａを含む。ベルト伝達ユニット１３は、電動モータ１２の出力軸１２ａに連結された駆動プーリー１４と、鉛直軸線まわりに回転可能にベースＢ１に連結された従動プーリー１５と、駆動プーリー１４と従動プーリー１５とに巻き掛けられた無端ベルト１６とを含む。図３に示すように、スライドプレート８は、無端ベルト１６に取り付けられている。電動モータ１２が駆動プーリー１４を回転させると、無端ベルト１６が駆動され、スライドプレート８がベースＢ１に対して搬送方向Ｄ１に移動する。これにより、保持ユニット６が搬送方向Ｄ１に走行する。
【００２９】
図２に示すように、制御装置４は、電動モータ１２を制御することにより、インデクサロボットＩＲと保持ユニット６との間で基板Ｗの受け渡しが行われるＩＲ受け渡し位置（図２において実線で示す位置。第２受け渡し位置）と、センターロボットＣＲと保持ユニット６との間で基板Ｗの受け渡しが行われるＣＲ受け渡し位置（図２において二点鎖線で示す位置。第１受け渡し位置）との間で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に移動させる。これにより、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが搬送方向Ｄ１に搬送される。搬送方向Ｄ１への保持ユニット６の移動速度は、制御装置４によって制御される。
【００３０】
図５は、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１から見た模式図である。図６は、保持ユニット６の模式的な平面図である。図７は、図５に示す矢印ＶＩＩの方向から保持ユニット６を見た模式図である。図５では、側壁２８が取り外れた状態を示している。
保持ユニット６は、水平に延びる反転軸線Ｌ１（回転軸線）まわりに回転可能に支持プレート７に支持されている。シャトル５は、反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転を停止可能な回転停止ユニット１７をさらに含む。回転停止ユニット１７は、保持ユニット６の回転を停止させることにより、保持ユニット６をその回転角で保持する回転停止状態と、保持ユニット６の回転停止を解除する回転停止解除状態との間で切り替わる。回転停止ユニット１７は、保持ユニット６によって保持されている基板Ｗが水平に配置される２つの水平位置で保持ユニット６を保持する。２つの水平位置は、反転軸線Ｌ１まわりの回転角が１８０度異なる位置である。一方の水平位置の回転角は、０度（３６０度）であり、他方の水平位置の回転角は、１８０度である。
【００３１】
図５に示すように、保持ユニット６は、基板Ｗを周囲から挟むことにより基板Ｗを水平な姿勢で保持している。保持ユニット６は、２つの上ガイド１８および２つの下ガイド１９を含むチャック２０と、上ガイド１８および下ガイド１９を水平に移動させる複数のシリンダ２１と、複数のシリンダ２１を保持する２つの保持ボックス２２と、２つの保持ボックス２２にそれぞれ連結された２つの回転軸２３とを含む。２つの回転軸２３は、それぞれ、２つの支持プレート７によって反転軸線Ｌ１まわりに回転可能に支持されている。
【００３２】
図５に示すように、２つの保持ボックス２２は、２つの支持プレート７の内側（２つの支持プレート７の間）に配置されている。チャック２０は、２つの保持ボックス２２の間に配置されている。２つの回転軸２３は、それぞれ、２つの保持ボックス２２から外側に延びている。回転軸２３は、軸受２４を介して支持プレート７に支持されている。２つの回転軸２３は、反転軸線Ｌ１上に配置されている。反転軸線Ｌ１は、チャック２０に保持されている基板Ｗの中心Ｃ１を通り、対向方向Ｄ２に延びる水平な軸線である。
【００３３】
図５に示すように、上ガイド１８および下ガイド１９は、基板Ｗの周縁部に沿って配置されている。２つの上ガイド１８は、対向方向Ｄ２に対向しており、２つの下ガイド１９は、上ガイド１８より下方で対向方向Ｄ２に対向している。２つの上ガイド１８は、それぞれ、２つの下ガイド１９の上方に配置されている。上ガイド１８および下ガイド１９は、楔形の正面および背面を有しており、上下に並んだ第１上ガイド１８７および下ガイド１９は、基板Ｗの中心Ｃ１向きに開いたＶ字状の保持溝を形成している。基板Ｗの周縁部は、この保持溝内に配置されている。このように、上ガイド１８および下ガイド１９の一方は、他方を上下に反転させた形状を有している。上ガイド１８および下ガイド１９は、反転軸線Ｌ１に関して上下対称に配置されている。
【００３４】
図５に示すように、上ガイド１８は、基板Ｗの中心Ｃ１を通る鉛直な基準線Ｌ２に向かって斜め上向きに傾斜した上傾斜部２５を含む。下ガイド１９は、基準線Ｌ２に向かって斜め下向きに傾斜した下傾斜部２６を含む。図７に示すように、上傾斜部２５および下傾斜部２６を基板Ｗ側から対向方向Ｄ２に見ると、上傾斜部２５は、倒立台形状であり、下傾斜部２６は、台形状である。図５に示すように、上傾斜部２５および下傾斜部２６は、基板Ｗの周縁部に接触している。基板Ｗは、各下傾斜部２６と基板Ｗの周縁部との点接触によって水平な姿勢で支持されている。さらに、基板Ｗは、複数の下傾斜部２６の傾斜によって、基板Ｗの中心Ｃ１が２つの下ガイド１９の中間に位置するように案内されている。さらにまた、基板Ｗは、各下傾斜部２６と基板Ｗの周縁部との点接触、および各上傾斜部２５と基板Ｗの周縁部との点接触によって、水平方向および鉛直方向への移動が規制されている。これにより、基板Ｗが挟持されている。
【００３５】
図６に示すように、上ガイド１８および下ガイド１９は、反転軸線Ｌ１に対して同じ側に偏っており、反転軸線Ｌ１に関して非対称な形状を有している。したがって、保持ユニット６は、反転軸線Ｌ１に関して非対称な形状を有している。基板Ｗを保持している状態での保持ユニット６の重心ＧＣは、平面視において、基板Ｗの中心Ｃ１から搬送方向Ｄ１に離れている。反転軸線Ｌ１は、基板Ｗの中心Ｃ１を通り、搬送方向Ｄ１に直交する水平な軸線である。したがって、保持ユニット６の重心ＧＣは、平面視において、反転軸線Ｌ１に対して搬送方向Ｄ１にずれている。さらに、図５に示すように、保持ユニット６が水平位置で保持されている状態では、保持ユニット６の重心ＧＣは、反転軸線Ｌ１と同じ高さに配置されている。基板Ｗ単体の重心は、基板Ｗの中心Ｃ１とほぼ一致している。したがって、保持ユニット６に保持されている基板Ｗと保持ユニット６とを含む回転体全体の重心は、保持ユニット６単体の重心ＧＣとほぼ一致しており、平面視において、反転軸線Ｌ１に対して搬送方向Ｄ１にずれている。
【００３６】
図５に示すように、上ガイド１８および下ガイド１９は、支持ブラケット２７を介していずれかのシリンダ２１に連結されている。シリンダ２１は、上ガイド１８および下ガイド１９ごとに設けられている。シリンダ２１は、いずれかの保持ボックス２２に保持されている。したがって、上ガイド１８および下ガイド１９は、支持ブラケット２７およびシリンダ２１を介していずれかの保持ボックス２２に保持されている。共通の保持ボックス２２に保持されている上ガイド１８、下ガイド１９、支持ブラケット２７、およびシリンダ２１は、保持ボックス２２と共に反転軸線Ｌ１まわりに一体回転する。
【００３７】
図７に示すように、保持ボックス２２は、２つのシリンダ２１を収容している。２つのシリンダ２１は、２つの側壁２８の間に配置されている。上ガイド１８に連結されているシリンダ２１は、保持ボックス２２の内部を仕切る仕切壁２９の一方側（図７では、仕切壁２９の右側）で保持ボックス２２の上壁３０に取り付けられている。下ガイド１９に連結されているシリンダ２１は、仕切壁２９の他方側（図７では、仕切壁２９の左側）で保持ボックス２２の下壁３１に取り付けられている。共通の保持ボックス２２に収容されている２つのシリンダ２１は、反転軸線Ｌ１に関して対称な位置に配置されている。
【００３８】
シリンダ２１は、上ガイド１８および下ガイド１９が基板Ｗの周縁部に接触する接触位置（図５および図６に示す位置）と、上ガイド１８および下ガイド１９が基板Ｗの周縁部から離れる退避位置との間で、対応する上ガイド１８および下ガイド１９を対向方向Ｄ２に水平に移動させる。接触位置は、上ガイド１８および下ガイド１９の内端（基準線Ｌ２側の端）が基板Ｗの周端面より内側（基準線Ｌ２側）に配置される位置である。退避位置は、上ガイド１８および下ガイド１９の内端が基板Ｗの周端面より外側に配置される位置である。図５に示すように、各支持ブラケット２７には、支持ブラケット２７と共に移動する位置決めブロック３２が取り付けられている。また、保持ボックス２２には、対向方向Ｄ２に位置決めブロック３２に対向するストッパ３３が取り付けられている。上ガイド１８および下ガイド１９は、位置決めブロック３２とストッパ３３との接触によって接触位置に精度よく位置決めされる。
【００３９】
制御装置４は、複数のシリンダ２１によって、対向方向Ｄ２に対向する２つのガイドの間隔を他のガイドの間隔とは独立して変更させる。制御装置４は、上ガイド１８が退避位置に配置されており、下ガイド１９が接触位置に配置されている状態で、いずれかのハンドＨ（図５参照）によって、２つの下ガイド１９の下傾斜部２６に基板Ｗを載置させる。これにより、基板Ｗが２つの下ガイド１９に渡される。また、制御装置４は、上ガイド１８が退避位置に配置されており、下ガイド１９が接触位置に配置されている状態で、いずれかのハンドＨによって、２つの下ガイド１９に支持されている基板Ｗをすくい上げさせる。これにより、２つの下ガイド１９から基板Ｗが受け取られる。さらに、制御装置４は、２つの下ガイド１９によって基板Ｗが支持されている状態で、２つの上ガイド１８を接触位置に移動させて、各上ガイド１８を基板Ｗの周縁部に接触させる。これにより、基板Ｗが挟持される。
【００４０】
後述するように、シャトル５は、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に走行させることにより、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させて、基板Ｗを反転させる。保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転すると、上傾斜部２５が上向きになり、下傾斜部２６が下向きになる。２つの上ガイド１８が上向きの状態では、制御装置４は、前述の２つの下ガイド１９とハンドＨとの間での基板Ｗの受け渡しと同様に、２つの上ガイド１８への基板Ｗの搬入、および２つの上ガイド１８からの基板Ｗの搬出を行わせる。さらに、制御装置４は、２つの上ガイド１８によって基板Ｗが支持されている状態で、２つの下ガイド１９を接触位置に移動させて、各下ガイド１９を基板Ｗの周縁部に接触させる。これにより、基板Ｗが挟持される。
【００４１】
図８Ａは、回転停止ユニット１７の一例を示す模式図であり、図８Ｂは、回転停止ユニット１７の他の例を示す模式図である。
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、シャトル５は、保持ユニット６の回転角を検出する回転角センサ３４をさらに含む。回転角センサ３４は、支持プレート７に取り付けられている。回転角センサ３４は、支持プレート７に対する反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転角を検出する。制御装置４は、回転角センサ３４の出力に基づいて反転軸線Ｌ１まわりの重心ＧＣの位置（重心ＧＣの回転角）を検出する。さらに、制御装置４は、回転角センサ３４の出力に基づいて回転停止ユニット１７を制御することにより、保持ユニット６の回転を水平位置で停止させる。回転停止ユニット１７は、図８Ａに示すような機械式の回転停止ユニット１７Ａであってもよいし、図８Ｂに示すような電気式の回転停止ユニット１７Ｂであってもよい。
【００４２】
図８Ａに示すように、機械式の回転停止ユニット１７Ａは、保持ユニット６と共に反転軸線Ｌ１まわりに回転する複数（たとえば、２つの）の回転部材３５と、回転部材３５の回転を停止させるストッパ３６と、ストッパ３６を移動させるアクチュエータ３７とを含む。アクチュエータ３７は、エアーシリンダなどの空気圧によって駆動される空圧アクチュエータであってもよいし、電磁プランジャなどの磁力によって駆動されるソレノイドアクチュエータであってもよい。
【００４３】
２つの回転部材３５は、反転軸線Ｌ１まわりの回転角が１８０度異なる位置で、共通の回転軸２３に連結されている。２つの回転部材３５は、回転軸２３から互いに反対の方向に延びている。回転部材３５は、先細りの先端部３５ａを含む。保持ユニット６が水平位置に位置している状態では、ストッパ３６は、一方の回転部材３５に対向している。ストッパ３６は、アクチュエータ３７に連結されており、アクチュエータ３７は、支持プレート７に連結されている。したがって、ストッパ３６は、アクチュエータ３７を介して支持プレート７に連結されている。ストッパ３６は、回転軸２３向きに開いた溝を形成している。
【００４４】
アクチュエータ３７は、保持ユニット６の回転が停止される回転停止位置（図８Ａに示す位置）と、保持ユニット６の回転停止が解除される回転停止解除位置との間で、ストッパ３６を移動させる。回転停止位置は、保持ユニット６が水平位置に位置している状態で回転部材３５の先端部３５ａがストッパ３６の内部（溝）に配置される位置である。回転部材３５の先端部３５ａがストッパ３６の内部に配置されると、回転部材３５とストッパ３６との接触によって保持ユニット６の回転が規制される。これにより、保持ユニット６の回転が停止される。また、回転停止解除位置は、ストッパ３６が回転部材３５から離れている位置である。保持ユニット６の回転が停止されている状態で、アクチュエータ３７が、ストッパ３６を回転停止位置から回転停止解除位置に移動させると、回転部材３５がストッパ３６の内部から脱出する。これにより、保持ユニット６の回転停止が解除される。
【００４５】
一方、図８Ｂに示すように、電気式の回転停止ユニット１７Ｂは、保持ユニット６と共に反転軸線Ｌ１まわりに回転する複数（たとえば、２つの）の回転部材３８と、回転部材３８の回転を停止させる複数（たとえば、２つの）の電磁石３９とを含む。２つの回転部材３８は、反転軸線Ｌ１まわりの回転角が１８０度異なる位置で、共通の回転軸２３に連結されている。２つの回転部材３８は、回転軸２３から互いに反対の方向に延びている。回転部材３８は、永久磁石または軟磁性材料（たとえば、鉄）によって形成された先端部３８ａを含む。保持ユニット６が水平位置に位置している状態では、２つの電磁石３９は、それぞれ、２つの回転部材３８に対向している。電磁石３９は、支持プレート７に連結されている。
【００４６】
電磁石３９への通電が行われている状態（回転停止状態）では、電磁石３９と回転部材３８との間に働く引力（磁力）によって、保持ユニット６が水平位置に保持される。これにより、保持ユニット６の回転が停止される。そして、保持ユニット６の回転が停止されている状態で、電磁石３９への通電が停止されると、電磁石３９と回転部材３８との間に働く引力が弱まるので、保持ユニット６の回転停止が解除される。すなわち、電磁石３９への通電が行われていない状態（回転停止解除状態）では、保持ユニット６の回転が停止されておらず、保持ユニット６は反転軸線Ｌ１まわりに回転可能である。
【００４７】
図９は、シャトル５が基板Ｗを反転させるときの動作の一例を示す模式図である。
以下では、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、シャトル５が、保持ユニット６をＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置に移動させると共に、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させるときの動作の一例について説明する。以下の説明における保持ユニット６の進行方向（搬送方向Ｄ１の一方の方向）は、ＣＲ受け渡し位置に向かう方向（図９では右方向）である。シャトル５が、保持ユニット６をＣＲ受け渡し位置からＩＲ受け渡し位置に移動させると共に、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させるときの動作については、進行方向が異なるだけで、以下の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００４８】
［加速による反転］
最初に、図９に示すように、保持ユニット６の重心ＧＣの位置が、反転軸線Ｌ１に対して進行方向（図９では右方向）にずれている場合について説明する。
制御装置４は、保持ユニット６がＩＲ受け渡し位置（実線で示す位置）に位置しており、保持ユニット６が基板Ｗを水平に保持している状態で、走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向に走行させて、保持ユニット６をＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置（二点鎖線で示す位置）に移動させる。制御装置４は、保持ユニット６がＣＲ受け渡し位置に到達する前に、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転停止を解除させる。さらに、制御装置４は、少なくとも保持ユニット６の回転停止が解除された後に、走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向に加速させて、進行方向への保持ユニット６の速度を増加させる。すなわち、保持ユニット６の回転停止が解除された後に保持ユニット６が加速されるのであれば、保持ユニット６の加速の開始時期は、保持ユニット６の回転停止が解除される前であってもよい。
【００４９】
保持ユニット６の重心ＧＣが反転軸線Ｌ１に対して進行方向にずれているので、保持ユニット６の回転停止が解除されると、保持ユニット６は、重力によって、反転軸線Ｌ１まわりに回転し始める（一点鎖線で示す基板Ｗ参照）。これにより、保持ユニット６の重心ＧＣが、進行方向とは反対の方向に移動しながら下降する。さらに、保持ユニット６が進行方向に加速されるので、進行方向と反対の方向の慣性力が保持ユニット６に加わる。反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転は、この慣性力によって加速される。これにより、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転し、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転される（二点鎖線で示す基板Ｗ参照）。
【００５０】
制御装置４は、保持ユニット６の速度を制御することにより、保持ユニット６がＣＲ受け渡し位置に到達するまでに、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させる。そして、制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転した後、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させ、保持ユニット６を水平位置で保持させる。このようにして、基板Ｗが、ＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置に搬送されると共に、基板Ｗが反転される。
【００５１】
［減速による反転］
次に、保持ユニット６の重心ＧＣの位置が、反転軸線Ｌ１に対して進行方向とは反対方向（図９では左方向）にずれている場合について説明する。
保持ユニット６の回転停止が解除されると、保持ユニット６は、重力によって、反転軸線Ｌ１まわりに回転し始める。保持ユニット６の重心ＧＣが反転軸線Ｌ１に対して進行方向とは反対の方向にずれているので、保持ユニット６の重心ＧＣは、進行方向に移動しながら下降する。さらに、保持ユニット６が進行方向に減速されるので、進行方向の慣性力が保持ユニット６に加わる。反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転は、この慣性力によって加速される。これにより、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転し、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転される。制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転した後、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させ、保持ユニット６を水平位置で保持させる。このようにして、基板Ｗが、ＩＲ受け渡し位置からＣＲ受け渡し位置に搬送されると共に、基板Ｗが反転される。
【００５２】
以上のように第１実施形態では、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、走行ユニット９が、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に移動させることにより、インデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。さらに、走行ユニット９は、保持ユニット６が基板Ｗを保持している状態で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に移動させることにより、基板Ｗを反転させる。すなわち、走行ユニット９は、保持ユニット６を加速または減速させることによって保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させるだけでなく、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを搬送する。これにより、基板Ｗの搬送と基板Ｗの反転とが同時に行われる。したがって、基板Ｗの搬送と基板Ｗの反転とが別々に行われる場合よりも、基板処理装置１のスループットを増加させることができる。さらに、シャトル５は、重力および慣性力を利用して、基板Ｗを反転させるので、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させるだけの専用の回転機構が不要である。したがって、シャトル５のコストを低減でき、これによって、基板処理装置１のコストを低減できる。
【００５３】
［第２実施形態］
図１０は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２０１のレイアウトを示す模式的な側面図である。この図１０において、前述の図１〜図９に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、保持ユニットを鉛直方向に加速または減速させることにより、上向き姿勢と下向き姿勢との間で基板の姿勢を変更する基板反転装置としての反転ユニットがさらに設けられていることである。
【００５４】
具体的には、基板処理装置２０１は、反転ユニット２０５（基板姿勢変更装置）をさらに備えている。反転ユニット２０５は、シャトル５と同様の構成を備えており、保持ユニット６が鉛直方向Ｄ２０１（交差方向）に移動するように配置されている。反転ユニット２０５は、シャトル５より上方または下方に配置されていてもよいし、反転ユニット２０５の一部とシャトル５とが同じ高さに位置するように配置されていてもよい。また、反転ユニット２０５は、搬送方向Ｄ１に関してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間に配置されていてもよいし、搬送方向Ｄ１に関してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間以外の位置に配置されていてもよい。図１０では、反転ユニット２０５が、搬送方向Ｄ１に関してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間に配置されており、シャトル５の上方に位置している状態が示されている。
【００５５】
反転ユニット２０５の走行ユニット９は、ＩＲ受け渡し位置に対応する上位置（実線で示す位置）と、ＣＲ受け渡し位置に対応する下位置（二点鎖線で示す位置）との間で保持ユニット６を鉛直方向Ｄ２０１に移動させる。反転ユニット２０５の回転停止ユニット１７は、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが水平に配置される２つの水平位置で保持ユニット６を保持している。反転ユニット２０５の保持ユニット６は、反転ユニット２０５のスライドプレート８に対してセンターロボットＣＲ側に配置されている。反転ユニット２０５は、センターロボットＣＲが保持ユニット６にアクセス可能な位置に配置されている。センターロボットＣＲは、反転ユニット２０５の保持ユニット６が上位置および下位置のいずれの位置に位置している状態でも、保持ユニット６との間で基板Ｗの受け渡しが可能である。
【００５６】
反転ユニット２０５は、保持ユニット６を上位置と下位置との間で鉛直方向Ｄ２０１に移動させることにより、基板Ｗを反転させる。反転ユニット２０５が、保持ユニット６を上位置から下位置に移動させることにより、基板Ｗを反転させる場合には、制御装置４は、保持ユニット６が下位置に到達する前に、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転停止を解除させる。保持ユニット６の重心ＧＣが、反転軸線Ｌ１に対して搬送方向Ｄ１にずれているので、保持ユニット６の回転停止が解除されると、反転ユニット２０５の保持ユニット６は、重心ＧＣが下方に移動する方向に回転し始める。制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに９０度以上回転した後、反転ユニット２０５の走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向（下方向）に加速させる。これにより、反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転が加速され、反転ユニット２０５の保持ユニット６が１８０度回転する。そして、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転すると、制御装置４は、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させ、反転ユニット２０５の保持ユニット６を水平位置で保持させる。このようにして、基板Ｗが、上位置から下位置に搬送されると共に、基板Ｗが反転される。
【００５７】
一方、反転ユニット２０５が、保持ユニット６を下位置から上位置に移動させることにより、基板Ｗを反転させる場合には、制御装置４は、保持ユニット６が上位置に到達する前に、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転停止を解除させる。これにより、反転ユニット２０５は、重心ＧＣが下方に移動する方向に回転し始める。そして、制御装置４は、反転ユニット２０５の走行ユニット９によって保持ユニット６を進行方向（上方向）に加速または減速させることにより、反転ユニット２０５の保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させる。
【００５８】
加速の場合には、制御装置４は、少なくとも保持ユニット６の回転停止が解除された後に（保持ユニット６が９０度以上回転する前に）、走行ユニット９によって保持ユニット６を加速させて、進行方向への保持ユニット６の速度を増加させる。一方、減速の場合には、制御装置４は、保持ユニット６が反転軸線Ｌ１まわりに９０度以上回転した後に、走行ユニット９によって保持ユニット６を減速させて、進行方向への保持ユニット６の速度を減少させる。反転軸線Ｌ１まわりの保持ユニット６の回転は、保持ユニット６の加速または減速によって加速され、これによって、反転ユニット２０５の保持ユニット６が１８０度回転する。その後、制御装置４は、回転停止ユニット１７によって保持ユニット６の回転を停止させる。
【００５９】
制御装置４は、処理ユニット３またはシャトル５から搬出された基板ＷをセンターロボットＣＲによって反転ユニット２０５に搬入させる。これにより、反転ユニット２０５の保持ユニット６によって基板Ｗが水平に保持される。センターロボットＣＲによって反転ユニット２０５に基板Ｗが搬入されるとき、保持ユニット６は、上位置および下位置のいずれの位置に配置されていてもよい。制御装置４は、反転ユニット２０５に基板Ｗが搬入された後、反転ユニット２０５の保持ユニット６を鉛直方向Ｄ２０１に移動させることにより、基板Ｗを反転させる。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによって、上位置または下位置に位置している保持ユニット６から基板Ｗを搬出させる。その後、制御装置４は、反転ユニット２０５から搬出された基板ＷをセンターロボットＣＲによって処理ユニット３またはシャトル５に搬入させる。
【００６０】
以上のように第２実施形態では、シャトル５とは別に、基板Ｗを反転させる反転ユニット２０５が設けられている。反転ユニット２０５は、保持ユニット６を鉛直方向Ｄ２０１に移動させることにより、保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させる。反転ユニット２０５の走行ユニット９が保持ユニット６を下降させると、反転ユニット２０５の保持ユニット６は、走行ユニット９からの動力だけでなく、重力によっても加速される。したがって、反転ユニット２０５は、保持ユニット６を速やかに回転させることができる。また、反転ユニット２０５の走行ユニット９が保持ユニット６を上昇させているときに、走行ユニット９から保持ユニット６への動力の伝達が停止されると、反転ユニット２０５の保持ユニット６は、重力によって減速する。したがって、慣性力を保持ユニット６に確実に作用させて、反転ユニット２０５の保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。
【００６１】
［第３実施形態］
図１１は、本発明の第３実施形態に係る回転補助ユニット３４０の模式的な側面図である。この図１１において、前述の図１〜図１０に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、保持ユニットに保持されている基板に反転軸線まわりの力（補助力）を与える回転補助ユニットが設けられていることである。
【００６２】
具体的には、シャトル５は、回転補助ユニット３４０をさらに含む。回転補助ユニット３４０は、２つのノズル３４１を含む。ノズル３４１は、気体を吐出または吸引することにより、保持ユニット６および保持ユニット６に保持されている基板Ｗの少なくとも一方に、反転軸線Ｌ１から離れた位置で力（補助力）を与える。ノズル３４１の開口（吐出口および吸引口に相当）は、反転軸線Ｌ１から離れた位置で、保持ユニット６および保持ユニット６に保持されている基板Ｗの少なくとも一方に対向している。図１１では、２つのノズル３４１が、搬送方向Ｄ１に間隔を空けて同じ高さに配置されている状態を示している。ノズル３４１は、基板Ｗの周縁部の上方に配置されている。ノズル３４１の開口は、基板Ｗの周縁部に上下に対向している。ノズル３４１は、アーム３４２によって支持プレート７に連結されている。
【００６３】
ノズル３４１は、気体バルブ３４３が介装された気体配管３４４に接続されている。ノズル３４１は、気体配管３４４を介して気体供給源に接続されている。気体バルブ３４３が開かれると、ノズル３４１の開口から基板Ｗの周縁部に向けて気体が吐出される。これにより、基板Ｗの周縁部に気体が吹き付けられ、補助力が基板Ｗに加わる。気体が吹き付けられる位置が、反転軸線Ｌ１から離れているから、ノズル３４１から吐出された気体が基板Ｗに吹き付けられると、反転軸線Ｌ１まわりのモーメントが発生する。
【００６４】
また、ノズル３４１は、吸引配管３４５を介して吸引装置３４６に接続されている。吸引装置３４６が駆動されると、ノズル３４１の開口から気体が吸引される。これにより、吸引装置３４６の吸引力（補助力）が基板Ｗの周縁部に作用する。吸引力が作用する位置が、反転軸線Ｌ１から離れているから、ノズル３４１から気体が吸引されると、反転軸線Ｌ１まわりのモーメントが発生する。
【００６５】
制御装置４が保持ユニット６に保持されている基板Ｗを反転させるときには、制御装置４は、回転停止ユニット１７による保持ユニット６の回転停止が解除されている状態で、保持ユニット６を搬送方向Ｄ１に加速または減速させると共に、回転補助ユニット３４０からの補助力を基板Ｗに与える。
具体的には、たとえば、制御装置４が図１１において基板Ｗを右回りに回転させる場合には、制御装置４は、右側のノズル３４１に対応する気体バルブ３４３を開くことにより、右側のノズル３４１から気体を吐出させる。これにより、重力および慣性力に加えて、右側のノズル３４１からの補助力が基板Ｗに加わり、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転する。
【００６６】
また、制御装置４が図１１において基板Ｗを右回りに回転させる場合には、制御装置４は、左側のノズル３４１に対応する吸引装置３４６を駆動することにより、左側のノズル３４１から気体を吸引させる。これにより、重力および慣性力に加えて、左側のノズル３４１からの補助力が基板Ｗに加わり、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転する。
【００６７】
また、制御装置４が図１１において基板Ｗを右回りに回転させる場合には、制御装置４は、右側のノズル３４１から気体を吐出させると共に、左側のノズル３４１から気体を吸引させる。これにより、重力および慣性力に加えて、２つのノズル３４１からの補助力が基板Ｗに加わり、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが反転する。
以上のように第３実施形態では、回転補助ユニット３４０からの補助力が、保持ユニット６に保持されている基板Ｗに加えられる。補助力の加わる位置が、反転軸線Ｌ１から離れているから、基板Ｗに補助力が加わると、反転軸線Ｌ１まわりのモーメントが発生し、保持ユニット６および基板Ｗが反転軸線Ｌ１まわりに回転する。このように、シャトル５は、慣性力および重力だけでなく、回転補助ユニット３４０からの補助力によっても、保持ユニット６を反転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。したがって、シャトル５は、保持ユニット６の姿勢を速やかに変更することができる。
【００６８】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第３実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１実施形態では、シャトル５が、１つの保持ユニット６を備えており、保持ユニット６が１つのチャック２０を備えている場合について説明した。しかし、複数の保持ユニット６がシャトル５に設けられていてもよいし、複数のチャック２０が保持ユニット６に設けられていてもよい。
【００６９】
また、前述の第１実施形態では、チャック２０が、１枚の基板Ｗを周囲から挟むことにより水平な姿勢で保持する場合について説明した。しかし、チャック２０は、基板Ｗを上下に挟むことにより水平な姿勢で保持するチャックであってもよい。また、チャック２０は、鉛直な姿勢の基板Ｗを支持することによって、基板Ｗを鉛直な姿勢で保持するチャックであってもよい。さらに、チャック２０は、複数枚の基板Ｗを保持するチャックであってもよい。
【００７０】
また、前述の第１実施形態では、回転停止ユニット１７は、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが水平に配置される２つの水平位置で保持ユニット６の回転を停止させる場合について説明した。しかし、回転停止ユニット１７は、保持ユニット６に保持されている基板Ｗが鉛直に配置される鉛直位置で保持ユニット６の回転を停止させてもよい。
また、前述の第１実施形態では、保持ユニット６の形状を反転軸線Ｌ１に関して非対称にすることにより、保持ユニット６の重心ＧＣを反転軸線Ｌ１に対してずらす場合について説明した。しかし、保持ユニット６に重りを取り付けることによって、保持ユニット６の重心ＧＣを反転軸線Ｌ１に対してずらしてもよい。この場合、保持ユニット６の形状は、反転軸線Ｌ１に関して対称であってもよい。
【００７１】
また、前述の第１実施形態では、動力源としての電動モータ１２の動力が、ベルト伝達ユニット１３によって保持ユニット６に伝達される場合について説明した。しかし、動力源の動力を保持ユニット６に伝達する伝達ユニットは、ベルト伝達ユニット１３以外の伝達ユニットであってもよい。たとえば、伝達ユニットは、動力源によって駆動されるボールねじと、ボールねじに取り付けられており、保持ユニット６と共に移動するボールナットとを含むボールねじ伝達ユニットであってもよい。
【００７２】
また、前述の第１実施形態では、シャトル５が、保持ユニット６を水平方向に移動させることにより、基板Ｗの姿勢を変更する場合について説明した。また、前述の第２実施形態では、反転ユニット２０５が、保持ユニット６を鉛直方向に移動させることにより、基板Ｗの姿勢を変更する場合について説明した。しかし、シャトル５および反転ユニット２０５は、鉛直方向および水平方向に対して傾いた斜め方向に保持ユニット６を移動させることにより、基板Ｗの姿勢を変更してもよい。
【００７３】
また、前述の第１および第２実施形態では、基板処理装置１、２０１が、円形基板を処理する装置である場合について説明した。しかし、基板処理装置１、２０１は、液晶表示装置用基板などの多角形基板を処理する装置であってもよい。さらに、基板処理装置１、２０１は、枚葉式の基板処理装置に限らず、複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ式の基板処理装置であってもよい。
【００７４】
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】
【００７５】
１ 基板処理装置
３ 処理ユニット
４ 制御装置
５ シャトル（基板姿勢変更装置）
６ 保持ユニット
９ 走行ユニット
１７ 回転停止ユニット
１７Ａ 回転停止ユニット
１７Ｂ 回転停止ユニット
３４ 回転角センサ
２０１ 基板処理装置
２０５ 反転ユニット（基板姿勢変更装置）
３４０ 回転補助ユニット
ＣＲ センターロボット（第１搬送ロボット）
Ｄ１ 搬送方向（交差方向）
Ｄ２０１ 鉛直方向（交差方向）
ＧＣ 重心
ＩＲ インデクサロボット（第２搬送ロボット）
Ｌ１ 反転軸線（回転軸線）
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持している状態で回転軸線まわりに回転可能であり、基板を保持している状態での重心の位置が前記回転軸線に対してずれている保持ユニットと、
前記回転軸線まわりの回転角が異なる複数の位置で前記保持ユニットの回転を停止可能であり、前記複数の位置で前記保持ユニットを保持可能な回転停止ユニットと、
前記回転軸線に交差する交差方向に前記保持ユニットを移動させ、前記交差方向に前記保持ユニットを加速または減速させる走行ユニットとを含む、基板姿勢変更装置。
【請求項２】
前記保持ユニットは、前記回転軸線としての水平軸線まわりに回転可能である、請求項１記載の基板姿勢変更装置。
【請求項３】
前記回転停止ユニットは、前記回転軸線まわりの回転角が１８０度異なり、前記保持ユニットによって保持されている基板が水平に配置される２つの位置で前記保持ユニットを保持可能である、請求項２記載の基板姿勢変更装置。
【請求項４】
前記走行ユニットは、前記交差方向としての水平方向に前記保持ユニットを移動させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置。
【請求項５】
前記走行ユニットは、前記交差方向としての鉛直方向に前記保持ユニットを移動させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置。
【請求項６】
前記保持ユニットおよび前記保持ユニットに保持されている基板の少なくとも一方に、前記回転軸線から離れた位置で補助力を加える回転補助ユニットをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置と、
基板を処理する処理ユニットと、
前記基板姿勢変更装置と前記処理ユニットとの間で基板を搬送する第１搬送ロボットとを含む、基板処理装置。
【請求項８】
前記基板姿勢変更装置に基板を搬送する第２搬送ロボットをさらに含む、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記交差方向は、前記保持ユニットが前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに対向する方向であり、
前記走行ユニットは、前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに向けて前記保持ユニットを移動させる、請求項７または８に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板を保持している状態で回転軸線まわりに回転可能であり、基板を保持している状態での重心の位置が前記回転軸線に対してずれている保持ユニットと、
前記回転軸線まわりの回転角が異なる複数の位置で前記保持ユニットの回転を停止可能であり、前記複数の位置で前記保持ユニットを保持可能な回転停止ユニットと、
前記回転軸線に交差する交差方向に前記保持ユニットを移動させ、前記交差方向に前記保持ユニットを加速または減速させる走行ユニットとを含む、基板姿勢変更装置。
【請求項２】
前記保持ユニットは、前記回転軸線としての水平軸線まわりに回転可能である、請求項１記載の基板姿勢変更装置。
【請求項３】
前記回転停止ユニットは、前記回転軸線まわりの回転角が１８０度異なり、前記保持ユニットによって保持されている基板が水平に配置される２つの位置で前記保持ユニットを保持可能である、請求項２記載の基板姿勢変更装置。
【請求項４】
前記走行ユニットは、前記交差方向としての水平方向に前記保持ユニットを移動させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置。
【請求項５】
前記走行ユニットは、前記交差方向としての鉛直方向に前記保持ユニットを移動させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置。
【請求項６】
前記保持ユニットおよび前記保持ユニットに保持されている基板の少なくとも一方に、前記回転軸線から離れた位置で補助力を加える回転補助ユニットをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板姿勢変更装置と、
基板を処理する処理ユニットと、
前記基板姿勢変更装置と前記処理ユニットとの間で基板を搬送する第１搬送ロボットとを含む、基板処理装置。
【請求項８】
前記基板姿勢変更装置に基板を搬送する第２搬送ロボットをさらに含む、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記交差方向は、前記保持ユニットが前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに対向する方向であり、
前記走行ユニットは、前記第１搬送ロボットまたは第２搬送ロボットに向けて前記保持ユニットを移動させる、請求項７または８に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４８１７８（Ｐ２０１３−４８１７８Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８６２７３（Ｐ２０１１−１８６２７３）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【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２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【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）】
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