末端作用器装置及具备该末端作用器装置的基板搬运用机械手

摘要

本发明涉及安装于机械手臂的梢端部上的末端作用器装置（1），在托板（10）上具备多个支持单元（3、3）。支持单元（3）具备以使多个半导体晶圆（9）相互平行且上下隔着间隔的方式支持各半导体晶圆（9）的周缘部的多个爪片（30、30）、和变更爪片（30）的上下间隔的间距变更机构（4）。间距变更机构（4）具备上下隔着间隔支持多个爪片（30、30），且在上下方向上弹性变形的螺旋弹簧（40）、和使该螺旋弹簧（40）在上下弹性变形的工作机构（5）。工作机构（5）具备嵌入于螺旋弹簧（40）中并升降的活塞轴（50）。

说明书

技术领域

本发明涉及具备可改变板状构件、具体而言在半导体制造工序中使用的多片的半导体晶圆的上下间隔的间距（pitch）变更机构且安装于机械手臂的梢端部的末端作用器装置、具备该末端作用器的基板搬运用机械手、具备该基板搬运用机械手的基板处理装置、以及具备该基板处理装置的基板处理设备。

背景技术

在半导体制造工序中具有从上下排列多片半导体晶圆并收纳的前开式晶圆传送盒（front opening unified pod；FOUP），将多片半导体晶圆一次地搬运至对半导体晶圆实施规定的处理的处理棚中的工序。在该搬运途中，存在变更相邻的半导体晶圆的上下间隔（称为“间距”）的情况。为了变更该间距，使用间距变更机构；

现有的间距变更机构具备支承半导体晶圆的整个下表面的多个晶圆保持托盘、和设置于各晶圆保持托盘的基端部的纵轴（参照专利文献1）。各晶圆保持托盘沿着纵轴升降，且以该纵轴为中心在水平面内旋转。间距变更机构在与前开式晶圆传送盒对置的位置上，由晶圆保持托盘保持多片半导体晶圆的整个下表面并一次地取出。之后，间距变更机构在水平方向上移动后，各晶圆保持托盘下降，并缩短相邻的半导体晶圆的间距。接着，各晶圆保持托盘以纵轴为中心旋转，并且将所有的半导体晶圆收纳于处理棚内。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特许公开平5-235147号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

申请人想到了在机械手臂的梢端部上安装包含上述间距变更机构的末端作用器装置，从而顺利地从前开式晶圆传送盒向处理室（processing booth）移送半导体晶圆的构思。然而，现有的间距变更机构由于晶圆保持托盘支承半导体晶圆的整个下表面，因此变得大型化，不适合组装在前述末端作用器装置中；

本发明的目的在于提供具备改变半导体晶圆的间隔的机构的末端作用器装置。

解决问题的手段：

本发明是安装于机械手臂的梢端部上的末端作用器装置，前述末端作用器装置具有具备基端部及梢端部的托板；前述末端作用器装置具备设置于所述托板上，并且形成为以使多个板状构件相互平行且上下隔着间隔的方式支持各板状构件的周缘部，且能够变更所述板状构件的间隔的结构的支持单元。在这里，“以位于托板上的方式设置”是包含直接设置在托板上的形态、和设置于末端作用器装置的其他部分上以位于托板上的形态两者的概念。

根据本发明，板状构件的周缘部由支持单元支持。即，支持单元没有必要支承板状构件的整个表面，因此可以使支持单元支持板状构件的部位小型化。借助于此，可以使变更板状构件的间隔的支持单元小型化以适合组装到末端作用器装置中。另外，在本申请中小型化还表示包含以往不能实现的也实现的意思。即，不仅仅是减小尺寸的概念。

又，在所述托板上设置有多个间距变更机构，该多个间距变更机构包含在与一个平面内延伸的各个轴线垂直的方向上隔着间隔设置且分别保持多个所述板状构件的周缘部的保持部，并且改变所述多个板状构件的与所述一个平面垂直的方向上的间隔；

至少一个间距变更机构配备在所述支持单元上，并且向托板的梢端部可前进且向基端部可后退地设置，该一个间距变更机构形成为在前进的位置上保持所述板状构件且在后退的位置上解除所述板状构件的保持的结构。

根据本发明，一个间距变更机构后退，即可将由该间距变更机构的保持部进行的板状构件的保持解除。借助于此，可以将改变间隔后的多个板状构件容易地传递至下一个处理阶段中。另外，在以下记载中，间距变更机构将板状构件的周缘部向连结所述托板的基端和梢端的方向按压，因此将保持板状构件的结构称为边缘抓取式（edge grip type）结构。

发明效果：

在本发明中，使包含的支持单元具备间距变更功能，并且在周缘部上支持板状构件。借助于此，在末端作用器装置中可以实现变更间距的机构的小型化。

附图说明

图1是基板搬运用机械手的整体立体图；

图2是放大示出末端作用器装置的立体图；

图3是图2所示的末端作用器装置的俯视图；

图4是爪片的立体图；

图5是通过爪片保持半导体晶圆的状态的侧视图；

图6是另一爪片的图；

图7中的图7（a）、图7（b）是局部剖切了根据一个实施形态的间距变更机构的侧面的图，图7（a）示出间距较大的初期状态，图7（b）示出间距较小的状态；

图8是从图7（a）的A1方向观察最下层的爪片的俯视图；

图9中的图9（a）、图9（b）是局部剖切了根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图9（a）示出间距较大的初期状态，图9（b）示出间距较小的状态；

图10中的图10（a）、图10（b）是局部剖切了根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图10（a）示出间距较大的初期状态，图10（b）示出间距较小的状态；

图11是使用于图10的间距变更机构的爪片的立体图；

图12中的图12（a）、图12（b）是局部剖切了根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图12（a）示出间距较大的初期状态，图12（b）示出间距较小的状态；

图13是使用于图12的间距变更机构的圆筒体的侧视图；

图14中的图14（a）、图14（b）是局部剖切了根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图14（a）示出间距较大的初期状态，图14（b）示出间距较小的状态；

图15中的图15（a）、图15（b）是局部剖切了根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图15（a）示出间距较大的初期状态，图15（b）示出间距较小的状态；

图16中的图16（a）、图16（b）是局部剖切了根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图16（a）示出间距较大的初期状态，图16（b）示出间距较小的状态；

图17中的图17（a）、图17（b）是局部剖切了根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图17（a）示出间距较大的初期状态，图17（b）示出间距较小的状态；

图18是根据其他实施形态的间距变更机构的俯视图；

图19是图18所示的间距变更机构的要部立体图；

图20中的图20（a）、图20（b）是从B1方向观察图18所示的间距变更机构的侧视图，图20（a）示出间距较大的初期状态，图20（b）示出间距较小的状态；

图21中的图21（a）、图21（b）是根据其他实施形态的间距变更机构的侧视图，图21（a）示出间距较大的初期状态，图21（b）示出间距较小的状态，图21（c）是从背面观察图21（a），且用包含箭头C1-C1的面剖切并观察的剖视图；

图22中的图22（a）、图22（b）是局部剖切根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图22（a）示出间距较大的初期状态，图22（b）示出间距较小的状态；

图23中的图23（a）、图23（b）是局部剖切根据其他实施形态的间距变更机构的侧面的图，图23（a）示出间距较大的初期状态，图23（b）示出间距较小的状态；

图24是根据其他实施形态的间距变更机构的分解立体图；

图25中的图25（a）、图25（b）是从图24的D1方向观察图24的该间距变更机构并进行剖切的剖视图，图25（a）示出间距较大的初期状态，图25（b）示出间距较小的状态；

图26是放大示出根据其他实施形态的末端作用器装置的立体图；

图27中的图27（a）、图27（b）是示出图26所示的支持单元的移动动作的俯视图；

图28中的图28（a）、图28（b）、图28（c）是示出图26所示的间距变更机构的转动动作的图，是从B方向观察图26的图；

图29中的图29（a）、图29（b）是示出另一间距变更机构的转动动作的图；

图30是示出末端作用器装置的内部机构的俯视图；

图31是从D1方向观察图30所示的驱动源单元的放大图；

图32中的图32（a）、图32（b）是示出摇动构件的转动动作的图；

图33是示出线形引导构件的结构的图；

图34中的图34（a）、图34（b）、图34（c）是从E1方向观察图30所示的第一空气气缸的侧视图；

图35中的图35（a）、图35（b）是示出使第二引导销从托板（blade）的下表面突出的另一机构的侧视图；

图36中的图36（a）、图36（b）、图36（c）是示出另一间距变更机构的图；

图37是从F1方向观察图36（b）的图；

图38是示出另一间距变更机构的图；

图39是具备图1的基板搬运用机械手的基板处理装置及具备该基板处理装置的基板处理设备的俯视图。

具体实施方式

（末端作用器装置的第一实施形态）

以下使用附图详细说明本发明的一个实施形态。本发明是涉及安装在基板搬运用机械手的臂部的梢端部上的末端作用器装置，但是首先说明该搬运用机械手的整体。本发明的实施形态，作为本发明中的“一个平面”例示水平面。又，作为搬运用机械手进行搬运的板状构件，例示圆板状的半导体晶圆，但是板状构件并不限于该半导体晶圆。例如，板状构件也可以是用于通过半导体工艺进行处理的薄型液晶显示器、有机EL显示器的玻璃基板。又，半导体晶圆为半导体器件的基板材料，包含硅晶圆、碳化硅晶圆、蓝宝石晶圆等。此外，半导体晶圆不必是原材料，也可以在板状构件上形成有电路和结构物等。形状也不限于圆形状；

又，半导体晶圆的处理例如包含处理室内进行的热处理和成膜处理等。处理前的多片半导体晶圆在远离处理室的前开式晶圆传送盒内以水平姿势在上下方向上排列并被收纳；

在处理室内设置有将多片半导体晶圆上下排列并水平保持的半导体晶圆处理用的处理棚。在进行处理时从前开式晶圆传送盒一次地取出多片半导体晶圆，并向处理棚搬运。然而，存在处理棚中相邻的半导体晶圆的间距与前开式晶圆传送盒内的半导体晶圆的间距不同的情况，具体而言，存在处理棚内的间距小于前开式晶圆传送盒内的间距的情况。在这样的情况下，在从前开式晶圆传送盒取出多片半导体晶圆，并向处理棚搬运的途中，使用改变间距的间距变更机构。这一点与现有相同；

收纳半导体晶圆的部件并不限于前开式晶圆传送盒和处理棚等。总而言之，只要半导体晶圆以不同的间距收纳即可。

图1是基板搬运用机械手2的整体立体图。基板搬运用机械手2是搬运上下排列的多片半导体晶圆的机械手，例如是所谓水平多关节型的三轴机械手。该基板搬运用机械手2在固定于半导体处理设备的基台22上设置可升降的臂支持部23，在该臂支持部23的上端部安装水平方向上延伸的第一臂20的一端部。该第一臂20相对于臂支持部23可旋转地被设置，在该第一臂20的另一端部上枢轴支持第二臂21的一端部；

在该第二臂21的末端部上安装有下述的末端作用器装置1。第一臂20相对于臂支持部23旋转，第二臂21相对于第一臂20在水平面内旋转，以此前述末端作用器装置1在水平面内移动。又，前述末端作用器装置通过前述臂支持部23的升降可以在高度方向上移动；

基板搬运用机械手2也可以配备在基板处理装置中。又，该基板处理装置也可以配备在基板处理设备中。关于该基板处理装置及基板处理设备在下面叙述。

前述末端作用器装置1具备基端部安装于第二臂21的梢端部上的托板10、和从该托板10向上延伸的多个、图1中为例如三个的支持单元3、3、3a。各支持单元3、3a将多片半导体晶圆9以水平姿势上下相互隔着间隔地进行把持。另外，在托板10的下表面或上下两个表面设置支持单元3的末端作用器装置1也包含于本发明的技术范围内，但是为了方便说明，在以下示例中认为支持单元3从托板10向上延伸；

图2是放大示出末端作用器装置1的立体图，图3是其俯视图。在三个支持单元3、3、3a中，两个支持单元为位于托板10的梢端部上的梢端侧支持单元3、3，另一个为位于托板10的基端部上的基端侧支持单元3a。在托板10的基端部上开设有从该托板10的基端部向梢端侧延伸的长孔11，基端侧支持单元3a设置于第二臂21的梢端部上，通过前述长孔11从托板10向上突出。像这样，基端侧支持单元3a设置于第二臂21的梢端部上，并通过前述长孔11从托板10向上突出的形态也是包含在“基端侧支持单元3a以位于托板10的方式设置”的形态中。基端侧支持单元3a通过设置于第二臂21上的柱塞（未图示）在第二臂21的梢端部上或托板10上移动，具体而言在向托板10的梢端移动的前进位置、和从该前进位置向托板10的基端部移动的后退位置之间移动；

为了方便说明，在以上的实施形态中，认为梢端侧支持单元3、3固定于托板10上，基端侧支持单元3a沿着长孔11移动。然而，取而代之，也可以使梢端侧支持单元3、3的一个或两个向半导体晶圆9的中心或托板10的基端部的方向移动。总而言之，只要支持单元3、3之间的距离减小即可。

各支持单元3、3a具备：相互在上下方向上分离配置，每个支持半导体晶圆9的周缘部的多个爪片30、30；和改变该多个爪片30、30的上下间隔的间距变更机构4。各支持单元3、3a的位于相同高度的三个爪片30、30、30支持一片半导体晶圆9的周缘部；

如图3所示，相对于半导体晶圆9的中心C，各支持单元3的位于相同高度的三个爪片30、30、30以辐射状配置。通过三个爪片30、30、30决定半导体晶圆9应在的水平面，因此各半导体晶圆9大致水平地稳定地支持于三个爪片30、30、30上；

图4是爪片30的立体图。爪片30使支承片32从主体31的下端部向侧方突出而形成为两层结构，该支承片32的上表面形成支承前述半导体晶圆9的周缘部下表面的支承面33。主体31的内侧侧面与该支承面33大致正交，形成与前述半导体晶圆9的周缘端面接触的抵接面34。爪片30由合成树脂形成，但是并不限于此。爪片30优选的是由不损伤半导体晶圆9的材料形成。

图5是通过爪片30保持半导体晶圆9的状态的侧视图。如上所述，爪片30是通过抵接面34向内按压半导体晶圆9的周缘，而稳定地保持半导体晶圆9的边缘抓取式爪片；

在支持单元3位于前进位置上时，位于相同高度的爪片30、30保持半导体晶圆9。借助于此，半导体晶圆9的水平面内的位置处于稳定状态。此外，即使高速搬运末端作用器装置1的整体，半导体晶圆9也不会移位。像这样，边缘抓取式的爪片30在稳定地保持·搬运半导体晶圆9的方面上有优势，但是也可以想到图6所示的另一结构的爪片30。

（爪片的应用示例）

图6是示出另一爪片30的侧视图。爪片30具有：从主体31的上端部向下方且向内倾斜的第一斜面320；和在该第一斜面320的下侧与该第一斜面32连续地形成，向下方且向内倾斜，倾斜角度比所述第一斜面32平缓的第二斜面330。半导体晶圆9的周缘部在爪片30的内侧上载置于第一斜面320和第二斜面330的边界线SM上并保持。

根据该结构，在半导体晶圆9保持于爪片30上时，在爪片30的第一斜面320上滑动而载置于该第一斜面320和第二斜面330的边界线SM上。借助于此，半导体晶圆9的相对于间距变更机构4的水平位置及水平姿势被校正而稳定地保持。又，由于爪片30和半导体晶圆9是线接触，因此爪片30和半导体晶圆9之间的接触面积较小。借助于此，减少对半导体晶圆9的异物的附着。

（末端作用器装置的动作）

（步骤1）

末端作用器装置1位于与上下隔着间隔收纳多片半导体晶圆9、9的前开式晶圆传送盒对置的位置上。使用基板搬运用机械手2，从该前开式晶圆传送盒使多片半导体晶圆在保持上下隔着间隔的状态下位于末端作用器装置1上。通过前述柱塞，基端侧支持单元3a从后退位置向前进位置移动，而把持半导体晶圆9；

在图2的基端侧支持单元3a位于前进位置上时，基端侧支持单元3a的各爪片30的支承面33支承半导体晶圆9的周缘部下表面，并且抵接面34向前进方向按压半导体晶圆9的周缘端面。该半导体晶圆9的周缘端面被梢端侧支持单元3的位于相同高度的爪片30、30的抵接面34、34按压，半导体晶圆9在前述末端作用器装置1内，由三个爪片30、30、30保持周缘部下表面和周缘端面。即，半导体晶圆9是仅周缘部下表面的一部分由爪片30支承，爪片30不会覆盖半导体晶圆9的整个下表面；

（步骤2）

在该状态下，第一臂20及第二臂21（参照图1）旋转，臂支持部23升降，由前述末端作用器装置1保持的多片半导体晶圆9、9被搬运至半导体处理室内的处理棚（未图示）的面前。在该处理棚内设置有支承半导体晶圆9的下表面的支持部（未图示）。

（步骤3）

在末端作用器装置1将多片半导体晶圆9、9搬运至半导体处理室内时，前述支持部与半导体晶圆9的下表面相对置地移动，而与该半导体晶圆9的下表面露出部分抵接。在基端侧支持单元3a移动至后退位置时，基端侧支持单元3a的爪片30的支承面33远离半导体晶圆9的周缘部下表面，已经处于未由爪片30保持的状态。多片半导体晶圆9支持于前述支持部并搬运至处理室内的处理棚，被实施热处理和成膜处理等。臂支持部23升降，第一臂20及第二臂21旋转，前述末端作用器装置1返回至与前开式晶圆传送盒对置的位置上。

与以往相同地，在将多片半导体晶圆从前开式晶圆传送盒搬运至处理室的处理棚之前，需要改变相邻的半导体晶圆的上下间隔，具体而言需要变窄。如上所述，为此，在支持单元3上设置有改变多个爪片30、30的上下间隔的间距变更机构4，以下记载间距变更机构4的各种形态。为了方便说明，对在托板10上竖立设置的梢端侧支持单元3的间距变更机构4进行了说明，但是在基端侧支持单元3a上也设置有同样的间距变更机构4。

（间距变更机构的第一实施形态）

图7（a）、图7（b）是局部剖切根据第一实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图7（a）示出间距较大的初期状态，图7（b）示出间距小的状态；

在托板10上可升降地设置有截面圆形的活塞轴50，在该活塞轴50的上端部安装有凸缘（flange）51。在活塞轴50上嵌入上下延伸的螺旋状的螺旋弹簧40，该螺旋弹簧40的弹簧节距（spring pitch）以等间隔形成。螺旋弹簧40是一个压缩螺旋弹簧，在该螺旋弹簧40的外周部上，前述多个爪片30、30上下隔着间隔配置并使梢端部朝着半导体晶圆9的中心部。爪片30具体地设置为五个，最下层的爪片30与托板10接触且不升降，除此以外的四个爪片30、30可升降。另外，爪片30的数量并不限于五个。

又，相邻的爪片30、30之间的间隔在从初期状态搬运至处理室的期间由分别为10mm同等地分别缩短为6mm，在以下记载中认为通过按压上层的爪片30而缩短。即，相对于最下层的爪片30位于上层并相邻的爪片30被按压4mm，但是最上层的爪片30被按压16mm，越是上层的爪片30，下降量越大。当然，也可以推压下层的爪片30，而缩短爪片30、30之间的间隔。也可以进行爪片30的推压和按压两者；

在本实施形态中，活塞轴50成为使螺旋弹簧40在上下方向上弹性变形而改变爪片30、30之间的间隔的工作机构5的一部分。使该活塞轴50升降的机构可以考虑例如将活塞轴50与螺线管和空气气缸等连接的结构。

在图7（a）所示的初期状态中，螺旋弹簧40处于自由长度或者被凸缘51轻轻地向下按压。爪片30、30的上下间隔等同于与一个弹簧节距相应的量，该爪片30和螺旋弹簧40由合成树脂一体地形成。最上层的爪片30与凸缘51的下表面接触；

在活塞轴50由图7（a）所示的初期状态下降时，凸缘51向下按压螺旋弹簧40，螺旋弹簧40与弹性施力反抗并缩短直至相邻的线圈紧贴。由于节距距离缩短，因此相邻的爪片30、30之间的间隔也缩短。如上所述，由于爪片30支承半导体晶圆9的周缘部下表面，因此上下相邻的半导体晶圆9、9的间隔也缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆在缩短上下间隔后被运送至处理室。在处理室中取出多片半导体晶圆后，具备间距变更机构4的末端作用器装置1返回至与前开式晶圆传送盒对置的位置。此时，如从图7（b）至图7（a）所示，活塞轴50上升。螺旋弹簧40因弹性恢复力而向上延伸，相邻的爪片30、30的上下间隔变宽，间距变更机构4恢复至初期状态。即，活塞轴50即使不提升螺旋弹簧40，螺旋弹簧40也会恢复至初期状态。当然，也可以将螺旋弹簧40安装于凸缘51上，并通过活塞轴50提升螺旋弹簧40。

在这里，活塞轴50为圆形截面，因此存在螺旋弹簧40及爪片30在不经意间绕活塞轴50旋转的担忧。在这样的情况下，爪片3偏离半导体晶圆9的下表面地旋转，从而存在不能支承该半导体晶圆9的担忧。鉴于这一点，图8所示的阻止旋转的结构设置于托板10上；

图8是从图7（a）的A1方向观察最下层的爪片30的俯视图。在托板10上，包围最下层的爪片30地设置有旋转止动片12，在形成于该旋转止动片12上的凹处13内嵌入前述最下层的爪片30。爪片30的侧部与凹处13的内侧壁抵接，从而限制最下层的爪片30以活塞轴50为中心不经意地旋转。爪片30和螺旋弹簧40一体地形成，因此也限制螺旋弹簧40以活塞轴50为中心的旋转。

爪片30仅支持半导体晶圆9的周缘部下表面的一部分，没有覆盖到该半导体晶圆9的整个下表面。因此，比起支持半导体晶圆9的整个下表面的现有的间距变更机构4可以使间距变更机构4小型化、轻量化。借助于此，间距变更机构4形成为适合组装在安装于机械手臂的梢端部上的末端作用器装置1中的结构。

（间距变更机构的第二实施形态）

图9（a）、图9（b）是局部剖切根据第二实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图9（a）示出间距较大的初期状态，图9（b）示出间距较小的状态。本实施形态的间距变更机构4将图7（a）所示的间距变更机构4的螺旋弹簧40的弹簧节距较短地形成，具体地形成为一半，隔一个弹簧节距配置爪片30。在这样的示例中，在活塞轴50从图9（a）所示的初期状态下降时，螺旋弹簧40缩短，相邻的线圈紧贴。相邻的爪片30、30之间的间隔缩短，如图9（b）所示，上下相邻的半导体晶圆9、9的间隔也缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片晶圆的上下间隔被缩短，并输送至处理室。之后的间距变更机构4的动作与第一实施形态相同，因此省略记载。

（间距变更机构的第三实施形态）

图10（a）、图10（b）是局部剖切根据第三实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图10（a）示出间距较大的初期状态，图10（b）示出间距较小的状态。在本实施形态中，活塞轴50是截面为矩形的方形轴，在该活塞轴50上，以多层堆积的状态嵌合有多个螺旋弹簧40、40。螺旋弹簧40与第一实施形态、第二实施形态相同地为压缩螺旋弹簧，但比两个实施形态的螺旋弹簧40短。在各螺旋弹簧40的上端部安装有爪片30，各爪片30使梢端部朝着半导体晶圆9的中心部。一个爪片30和与该爪片30的上表面接触的螺旋弹簧40相连接，即上下相邻的螺旋弹簧40通过爪片30相互连接。与第一实施形态相同地，上下相邻的爪片30、30上下隔着间隔配置，各爪片30嵌合在活塞轴50上并被引导而升降。如图10（a）所示，在爪片30、30之间的间隔宽的初期状态下，螺旋弹簧40处于自由长度或稍微被向下按压的状态。爪片3设置为五个，最下层的爪片30a为固定于托板10上的固定爪片，除此以外的四个爪片30、30是升降的可动爪片。

在活塞轴50由图10（a）所示的初期状态下降时，螺旋弹簧40被凸缘51向下按压，与向上的弹性施力反抗而缩短直至相邻的线圈紧贴。由于螺旋弹簧40的节距距离缩短，因此相邻的爪片30、30之间的间隔缩短，如图10（b）所示，上下相邻的半导体晶圆9、9的间隔也缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9在缩短上下间隔后被运送至处理室；

在具备间距变更机构4的末端作用器装置1从处理室返回至与前开式晶圆传送盒对置的位置上时，如图10（a）所示，活塞轴50会上升。被向下按压的螺旋弹簧40因弹性恢复力而向上延伸，相邻的爪片30、30的上下间隔变宽。

另外，爪片30和螺旋弹簧40也可以形成为一体，但是并不一定必须一体地形成。因此，也可以使爪片30和螺旋弹簧40由不同的材料形成，例如爪片30由合成树脂形成，螺旋弹簧40由金属线材形成。螺旋弹簧40通常是由金属线材形成的螺旋弹簧作为通用产品在市场上流通。因此，通过使用作为该通用产品的金属制成的螺旋弹簧40，以此可以廉价地形成间距变更机构4；

又，活塞轴50为方形轴，因此使用该活塞轴50可以限制爪片30绕活塞轴50的旋转。图11是使用于第三实施形态的间距变更机构4的爪片30的立体图。在爪片30的主体31上开设有上下贯通的矩形状的透孔35，该透孔35可滑动地与活塞轴50嵌合。借助于此，防止爪片30不经意间绕活塞轴50旋转，爪片30确实地支持半导体晶圆9的下表面。另外，在前述第一实施形态及第二实施形态中，也可以将活塞轴50形成为方形轴，使嵌合在该活塞轴50上的螺旋弹簧40的内侧开口形成为矩形。总而言之，只要形成为能够限制活塞轴50和螺旋弹簧40的相对的旋转即可。

（间距变更机构的第四实施形态）

图12（a）、图12（b）是局部剖切根据第四实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图12（a）示出间距较大的初期状态，图12（b）示出间距较小的状态。图13是用于该间距变更机构4中的圆筒体8的侧视图。在本实施形态中，也是最下层的爪片30a为固定于托板10上的固定爪片，其他的四个爪片30、30为可动爪片；

间距变更机构4具备设置于托板10上的圆筒体8，在该圆筒体8的内侧上，上下延伸地设置有爪片引导轴81。该圆筒体8绕该爪片引导轴81在水平面内可旋转地被设置，在该圆筒体8的周面上贯通该圆筒体8的外侧和内侧地开设有与爪片30、30相对应的多个螺旋槽80、80。将螺旋槽80的与圆筒体8的外周面一周相对应的上下长度称为螺距。螺旋槽80形成为越是上层的螺旋槽80，螺距越大，越是下层的螺旋槽80，螺距越小。这是因为如上所述，为了使相邻的爪片30、30之间的间隔相等地缩短，需要越是上层的爪片30，下降量越大；

各爪片30的基端部嵌合在爪片引导轴81上，梢端部贯通螺旋槽80朝着半导体晶圆9的中心部。爪片引导轴81为方形轴，本实施形态的爪片30如上述图11所示，在主体31上形成矩形状的透孔35。因此，即使圆筒体8旋转，爪片30也不会连动地旋转，而仅允许升降；

使圆筒体8旋转的机构可以考虑各种机构，但是作为一个示例如图12（a）、图12（b）所示，可以考虑在圆筒体8的下端部卷绕同步带（timing belt）82的一端部，将该同步带82的另一端部与设置于第二臂21的马达和空气气缸等的直动驱动装置（未图示）连接的结构。这样的马达和空气气缸等也可以设置在托板10上。

如图12（a）所示，从上下相邻的爪片30、30以规定间隔分离的初期状态，使圆筒体8以从上方观察时顺时针方向旋转。各爪片30、30沿着螺旋槽80下降。如上所述，越是上层的螺旋槽80，螺距越大，越是下层的螺旋槽80，螺距越小，因此最上层的爪片30的下降量最大，越是下层的爪片30，下降量越小。最上层的爪片30结束下降的状态下，如图12（b）所示，各相邻的爪片30、30的间隔，比起图12（a）所示的初期状态变短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后被运送至处理室；

在处理室中取出多片半导体晶圆9、9后，具备间距变更机构4的末端作用器装置1恢复至与前开式晶圆传送盒对置的初期状态。此时，使圆筒体8以从上方观察时向逆时针方向旋转，如从图12（b）到图12（a）所示时，使爪片30、30上升。间距变更机构4恢复至初期状态；

另外，也可以将爪片引导轴设置于圆筒体8的外侧，并且将爪片30嵌入于圆筒体8的螺旋槽80中（参照图13，在图13中爪片引导轴未图示）。在该情况下，螺旋槽80没有必要贯通圆筒体8的外侧和内侧，只要形成在周面上即可。

（间距变更机构的第五实施形态）

图14（a）、图14（b）是局部剖切根据第五实施形态的间距变更机构4的侧面的图，示出使爪片30、30升降的前述工作机构5的另一示例。图14（a）示出间距较大的初期状态，图14（b）示出间距较小的状态；

工作机构5具备竖立设置在前述托板10上的中空的固定轴6、和下表面开口且从该固定轴6的上侧可升降地嵌合在固定轴6上的伸缩轴60。在固定轴6和伸缩轴60的外侧上，与第一实施形态相同地嵌合有将多个爪片30、30各个隔着每一个节距配置的螺旋弹簧40。在前述伸缩轴60的上端部上设置有凸缘61，在该凸缘61上安装有最上层的爪片30。借助于此，在伸缩轴60升降时，螺旋弹簧40伸缩，相邻的爪片30、30的上下间隔改变。另外，也可以不将最上层的爪片30安装在凸缘61上，而该最上层的爪片30通过螺旋弹簧40的施力按压接触；

又，工作机构5具备位于第二臂21的基端部侧上的气缸（未图示），该气缸和前述凸缘61通过经由固定轴6及伸缩轴60内部的金属线62连接。该金属线62从凸缘61的下表面向下方延伸，并卷绕在配置于托板10内的固定轴6的下方的滑轮63后在水平方向上延伸，从而与前述气缸连接。滑轮63的旋转中心轴与滑轮63和气缸之间的金属线62大致正交。

从图14（a）所示的初期状态开始通过气缸水平牵引金属线62时，该金属线62通过滑轮63转变为向下的拉伸移动，向下牵引前述凸缘61。螺旋弹簧40与弹性施力反抗地被向下按压，缩短至相邻的线圈紧贴的程度，其结果是，如图14（b）所示，各相邻的爪片30、30的间隔比图14（a）所示的初期状态缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后，被输送至处理室；

在处理室中取出多片半导体晶圆9、9后，具备间距变更机构4的末端作用器装置1返回至与前开式晶圆传送盒对置的位置。此时，气缸解除金属线62的牵引。螺旋弹簧40因弹性恢复力而上升，各相邻的爪片30、30之间的间隔扩大，间距变更机构4恢复至初期状态；

在本实施形态中，作为工作机构5的驱动源的气缸设置在托板10的外侧且第二臂21的基端部侧。即，气缸未设置在托板10内或托板10上。因此，借助于此，也可以使间距变更机构4小型化以适合组装在末端作用器装置1中；

又，在本实施形态中，气缸的重量不施加到第二臂21的梢端部，因此可以使该第二臂21的梢端部上的重量变轻，可以使该第二臂21的梢端部顺利地工作。

（间距变更机构的第六实施形态）

图15（a）、图15（b）是局部剖切根据第六实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图15（a）示出间距较大的初期状态，图15（b）示出间距较小的状态。工作机构5具备固定轴6和伸缩轴60，在固定轴6和伸缩轴60的外侧上嵌合有将多个爪片30、30各个隔着每一个节距配置的螺旋弹簧40，伸缩轴60的凸缘61被金属线62向下牵引的结构与第五实施形态相同。然而，在本实施形态中，将从设置于第二臂21的马达或旋转执行器（未图示）延伸的旋转轴64的梢端部与在托板10内配置在固定轴6的下方的滑轮63连接，使滑轮63在旋转轴64上直接旋转。滑轮63的旋转中心轴与旋转轴64的长度方向大致平行；

从图15（a）所示的初期状态开始使马达或旋转执行器通电，从而使旋转轴64及滑轮63旋转，向下牵引金属线62。于是，螺旋弹簧40被凸缘61向下按压，而与弹性施力反抗，并缩短至相邻的线圈紧贴的程度。其结果是，如图15（b）所示，各相邻的爪片30、30之间的间隔比图15（a）所示的初期状态缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后输送至处理室内。之后的动作与第五实施形态相同，省略记载。

（间距变更机构的第七实施形态）

图16（a）、图16（b）是局部剖切根据第七实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图16（a）示出间距较大的初期状态，图16（b）示出间距较小的状态。工作机构5具备固定轴6和伸缩轴60，在两轴6、60的外侧上嵌合有将多个爪片30、30各个隔着每一个节距配置的螺旋弹簧40，伸缩轴60的凸缘61被向下牵引与第五实施形态及第六实施形态相同。然而，在本实施形态中，凸缘61通过配置在伸缩轴60内的空气气缸55升降而不是通过金属线62升降。该空气气缸55是在圆筒形的气缸主体56内进出自如地设置活塞杆57，并且通过将空气导入至气缸主体56内、或者从气缸主体56吸引空气，以此往复运动的双动式空气气缸。该活塞杆57的梢端部与凸缘61连接，从而使凸缘61升降；

在图16（a）所示的初期状态下，活塞杆57从气缸主体56向上突出。在从气缸主体56吸引空气时，如图16（b）所示，活塞杆57下降，凸缘61下降。螺旋弹簧40与弹性施力反抗地被向下按压，缩短至相邻的线圈紧贴的程度，其结果是，各相邻的爪片30、30的间隔比初期状态缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后输送至处理室。之后的动作与第五实施形态相同，省略记载。

（间距变更机构的第八实施形态）

图17（a）、图17（b）是局部剖切根据第八实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图17（a）示出间距较大的初期状态，图17（b）示出间距较小的状态。工作机构5具备固定轴6和伸缩轴60，在两轴6、60的外侧上嵌合有将多个爪片30、30各个隔着每一个节距配置的螺旋弹簧40，伸缩轴60的凸缘61被空气气缸55向下牵引的结构与第七实施形态相同。然而，在本实施形态中，空气气缸55是仅执行空气的吸引或空气的导入的任意一个，并且使活塞杆57仅向一个方向运动的单动式空气气缸。在上述单动式的空气气缸55中，空气的吸引或导入被阻断时，活塞杆57通过内设在气缸主体56内的弹簧返回至执行空气的吸引或导入之前的位置。为了方便说明，假定空气气缸55仅执行空气的吸引； 

在图17（a）所示的初期状态下，活塞杆57从气缸主体56向上突出。在气缸主体56吸引空气时，如图17（b）所示，活塞杆57下降，凸缘61下降。螺旋弹簧40与弹性施力反抗地被向下按压，缩短至相邻的线圈紧贴的程度，其结果是，各相邻的爪片30、30的间隔比初期状态缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后输送至处理室。在气缸主体56解除空气的吸引时，活塞杆57通过内设在气缸主体56内的弹簧上升，并恢复至初期状态；

一般而言，单动式的空气气缸55比双动式的空气气缸55结构简单且价格低廉。因此，可以使可组装在末端作用器装置1中的间距变更机构4由简单的结构且以低廉的价格构成。

（间距变更机构的第九实施形态）

图18是根据第九实施形态的间距变更机构4的俯视图，图19是该间距变更机构4的要部立体图，图20（a）、图20（b）是从B1方向观察图18所示的间距变更机构4的侧视图。图20（a）示出间距较大的初期状态，图20（b）示出间距较小的状态。在本实施形态中也是间距变更机构4使位于不同高度位置的四个爪片30、30升降，各爪片30支持对应的半导体晶圆9的周缘部。越是上层的爪片30，移动行程越大的一点也与上述各实施形态相同；

间距变更机构4在托板10的内侧、且半导体晶圆9的安装位置的内侧具备以中心轴70为中心在垂直面内摇动的细长的摇动板7，该摇动板7使爪片30、30升降。在使摇动板7摇动的结构中可以考虑各种结构，但是例如考虑在中心轴70上连接小型马达等。在该摇动板7上与爪片30的数量对应地沿着摇动板7的长度方向开设有多个长孔71、71。爪片30、30分别安装于大致L字形的支承轴72上，各支承轴72一体地具备在纵向上延伸且在上端部安装爪片30的垂直轴73、和从该垂直轴73的下端部水平延伸的水平轴74。该水平轴74的梢端部嵌入于对应的长孔71内，支承轴72是其垂直轴73所支持的爪片30的高度越低，其水平轴74嵌入于越靠近摇动板7上的中心轴70侧的长孔71内。借助于此，越是上层的爪片30，升降行程越长；

为了使各垂直轴73笔直地升降，各垂直轴73嵌入于设置在托板10上的推力轴承（未图示）内。

在图20（a）所示的初期状态下，摇动板7如用实线所示，使梢端部向上倾斜，从而梢端部与托板10内的上侧止动件77接触。此时的摇动板7的相对于水平面的倾斜角为θ。在初期状态下，上下相邻的爪片30、30位于大致等间隔的位置上；

从该初期状态，摇动板7以中心轴70为中心向下摇动时，各支承轴72、72同时下降。上层的爪片30的下降行程比下层的爪片30长，因此上下相邻的爪片30、30之间的间隔变窄，如图20（b）所示，上下相邻的半导体晶圆9、9的间隔也缩短；

在摇动板7使梢端部向下倾斜且与水平面的角度达到θ时，即，摇动板7从初期状态仅向下旋转角度2θ时，摇动板7与托板10内的下侧止动件78接触并停止。上下相邻的爪片30、30位于大致等间隔的位置上，该间隔比初期状态短；

借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后输送至处理室；

在从处理室取出多片半导体晶圆后，具备间距变更机构4的末端作用器装置1返回至与前开式晶圆传送盒对置的位置。此时，只要使摇动板7以中心轴70为中心仅向上旋转角度2θ，即可使爪片30、30恢复至初期状态。

（间距变更机构的第十实施形态）

图21（a）、图21（b）是局部剖切根据第十实施形态的间距变更机构4的图，图21（a）示出间距较大的初期状态，图21（b）示出间距较小的状态。又，图21（c）是从背面观察图21（a）的间距变更机构4且用包含箭头C1-C1的面剖切并观察的剖视图；

在本实施形态中，多个爪片30、30嵌合在上端部设置有凸缘51的方形轴的活塞轴50上。活塞轴50的升降机构与第三实施形态相同。上下相邻的爪片30、30通过作为弹性构件的夹子45连接。夹子45从圆弧状的支持片46的上下端分别使脚片47、47向外彼此展开地突出，在使脚片47、47之间的角度变窄地按压时，产生与按压方向反方向的弹性力。如图21（c）所示，夹子45位于爪片30的宽度方向端部，而上下相邻的夹子45相互不同地设置在相反侧的爪片30端部上。借助于此，在爪片30的宽度方向两端部上均等地施加夹子45的弹性力。

在活塞轴50从图21（a）所示的初期状态开始下降时，凸缘51向使脚片47、47之间的角度变小的方向按压夹子45的脚片47，夹子45与弹性施力反抗地缩小。由于节距距离缩短，因此相邻的爪片30、30之间的间隔也缩短。如上所述，爪片30支承半导体晶圆9的周缘部下表面，因此上下相邻的半导体晶圆9、9的间隔也缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片晶圆9、9缩短上下间隔后输送至处理室；

在处理室中取出多片半导体晶圆后，具备间距变更机构4的末端作用器装置1返回至与前开式晶圆传送盒对置的位置。此时，如从图21（b）转到图21（a）所示，使活塞轴50上升。夹子45向使脚片47、47之间的角度展开的方向弹性恢复，并且间距变更机构4恢复至初期状态。即，即使活塞轴50不提升夹子45，间距变更机构4也会恢复至初期状态。

（间距变更机构的第十一实施形态）

图22（a）、图22（b）是局部剖切根据第十一实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图22（a）示出间距较大的初期状态，图22（b）示出间距较小的状态。工作机构5具备固定轴6和上端部设置凸缘61的伸缩轴60，在该固定轴6和伸缩轴60的外侧上嵌合有将多个爪片30、30各个隔着每一个节距配置的螺旋弹簧40的结构与第五实施形态相同。在本实施形态中设置有以在托板10内设置的中心轴70为中心在垂直面内摇动的大致三角形的摇动件67。将该摇动件67的一端部与伸缩轴60的凸缘61通过垂直金属线65连接，并且将设置于第二臂21的气缸或马达（未图示）与摇动件67的另一端部通过水平金属线62或杆连接。

在从图22（a）所示的初期状态开始通过气缸或马达牵引水平金属线62或杆时，摇动件67以中心轴70为中心向顺时针方向旋转。因此，垂直金属线65被向下牵引，凸缘61下降，螺旋弹簧40与弹性施力反抗地被向下按压，缩短至相邻的线圈紧贴的程度。其结果是，如图22（b）所示，各相邻的爪片30、30的间隔比图22（a）所示的初期状态缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后输送至处理室；

在解除水平金属线62或杆的拉伸时，螺旋弹簧40弹性恢复，凸缘61上升。各相邻的爪片30、30的间隔变宽，间距变更机构4恢复至初期状态；

在图22（a）、图22（b）中，将摇动件67的一端部和垂直金属线65之间的连接点设为S1，将摇动件67的另一端部和水平金属线62或杆之间的连接点设为S2。从中心轴70至连接点S1的距离L1形成为大于从中心轴70至连接点S2的距离L2。借助于此，即使通过气缸或马达牵引水平金属线62的距离短，也可以使由垂直金属线65降低凸缘61的距离长。即，即使第二臂21的气缸或马达紧凑，也可以使螺旋弹簧40较大地缩短；

摇动件67也可以是L字形。总而言之，只要将中心轴70和连接点S1及连接点S2的位置关系如上述那样维持即可。

（间距变更机构的第十二实施形态）

图23（a）、图23（b）是局部剖切根据第十二实施形态的间距变更机构4的侧面的图，图23（a）示出间距较大的初期状态，图23（b）示出间距较小的状态；

本实施形态与上述第十一实施形态基本上具有相同的结构，但是比第十一实施形态缩短从中心轴70到连接点S2的垂直距离L3。借助于此，即使在托板10的厚度薄的情况下，也可以使用摇动件67缩短设有爪片30的螺旋弹簧40。

（间距变更机构的第十三实施形态）

图24是根据第十三实施形态的间距变更机构4的分解立体图，为了方便图示，省略螺旋弹簧40。图25（a）、图25（b）是从图24的D1方向观察该间距变更机构4并进行剖切的剖视图。图25（a）示出间距较大的初期状态，图25（b）示出间距较小的状态；

在本实施形态中，多个爪片30、30与第一实施形态相同地，上下隔着等间隔安装在螺旋弹簧40的外周面上，最下层的爪片30a为固定爪片。该螺旋弹簧40嵌合在纵向设置于托板10上的升降轴100上。该升降轴100在上端部具备凸边体101，从长度方向的中央部向下形成螺纹轴102，该螺纹轴102的长度根据最上层的爪片30的升降量、即根据最长的升降行程而决定。螺纹轴102的周面的一部分形成纵长的缺口部103，螺纹轴102的截面形成为大致D字状。最下层的爪片30a与固定在托板10上的支承圈14一体地形成，在该支承圈14内开设有与前述螺纹轴102的D字形的截面形状对应的限位孔15。通过使螺纹轴102嵌入于限位孔15内，以此螺纹轴102的以长度方向的轴线为中心的旋转被限制，仅允许升降动作。

如图25（a）、图25（b）所示，在托板10的下表面上，在与升降轴100对应的位置上安装有在上表面设置凹部111的支架110，在该支架110的凹部111的下表面和前述托板10的下表面上分别安装有轴承112、112。在托板10的下表面和支架110之间配置有滑轮组件120（参照图24）。滑轮组件120是使支承筒122、122分别从从动滑轮121上下表面突出而构成。从动滑轮121为中空且在各支承筒122的内表面形成有与前述螺纹轴102螺纹结合的螺纹面123。各支承筒122旋转自如地嵌入在前述轴承112、112内；

在第二臂21（参照图1）上设置有使从动滑轮121旋转的马达（未图示），在该马达和从动滑轮121之间架设有环形带124。当马达旋转时，从动滑轮121旋转，支承筒122旋转。支承筒122向螺纹轴102提供旋转力，但是由于如上所述螺纹轴102嵌合在限位孔15内被限制旋转，因此通过从动滑轮121的旋转仅允许螺纹轴102升降。

从图25（a）所示的初期状态开始，对马达通电而使从动滑轮121旋转。螺纹轴102下降，随之凸边体101也下降，与弹性施力反抗地向下按压螺旋弹簧40。其结果是，如图25（b）所示，螺旋弹簧40的相邻的线圈紧贴，各相邻的爪片30、30的间隔比图25（a）所示的初期状态缩短。借助于此，从前开式晶圆传送盒取出的多片半导体晶圆9、9缩短上下间隔后输送至处理室；

在处理室中取出多片半导体晶圆后，具备间距变更机构4的末端作用器装置1返回至与前开式晶圆传送盒对置的位置。此时，使马达逆旋转，提升螺纹轴102的螺旋弹簧40通过弹性恢复力向上伸展，相邻的爪片30、30的上下间隔变宽，间距变更机构4恢复至初期状态；

另外，在图25（a）、图25（b）中，螺旋弹簧40从上方观察时为右旋的结构，但是由该螺旋弹簧40嵌合的螺纹轴102一般从上方观察时形成为右旋转的结构。因此，在使螺旋弹簧40伸缩时，存在该螺旋弹簧40的内侧被螺纹轴102卡住的担忧。因此，优选的是使螺旋弹簧40形成为左旋的结构。

另外，在上述实施形态的末端作用器装置1中，相邻的爪片30、30之间的间隔从初期状态到搬运至处理室内的期间缩小；

然而，取而代之，当然也可以在从初期状态到搬运至处理室内的期间，扩大相邻的爪片30、30之间的间隔；

又，在上述记载中说明了间距为两种的情况，但是可以实现最大间距和最小间距之间的任意的间距；

以上，以半导体晶圆9被爪片30、30、30大致水平地支持为前提进行了说明，但是大致水平并不一定是必要的；

托板10也可以不是如图1所示的板状。例如也可以是像将骨架进行组合的框架结构那样的结构。总而言之，只要是能够保持支持单元、能够支承多片半导体晶圆的结构即可；

本申请中的“把持”表示通过末端作用器装置达到可搬运半导体晶圆的状态，包含边缘抓取以外的形态。例如可以仅支持半导体晶圆9的下表面。在该情况下，通过摩擦力限制半导体晶圆9和爪片30的移位；

又，间距变更机构4的螺旋弹簧40可以不必要缩短至相邻的线圈彼此紧贴的程度。

（末端作用器装置的第二实施形态）

图26是根据第二实施形态的末端作用器装置1的放大立体图。末端作用器装置1具备：基端部安装于第二臂21的梢端部上的平板状的托板10；相互分离地安装于该托板10的梢端部上的两个间距变更机构4、4；和与该托板10的基端部对置地设置在第二臂21上的支持单元3。间距变更机构4如上所述改变相互上下分离配置的多片半导体晶圆9的上下间距，但是结构与上述实施形态的间距变更机构4不同。前述支持单元3在箱体350的外表面设置间距变更机构4，在该间距变更机构4的两侧设置与半导体晶圆9的周缘隔着间隙对置的第一引导销310、310而构成。在第二臂21上，在支持单元3的侧方配置有下述的驱动源单元600；

该箱体350通过设置于第二臂21上的柱塞（未图示）在第二臂21的梢端部上移动。具体而言，该箱体350在向托板10的梢端移动的前进位置、和从该前进位置向托板10的基端部移动的后退位置之间移动；

位于托板10的梢端部上的间距变更机构4设置于托板10的上表面。另外，间距变更机构4只要设置在托板10上即可，例如也可以将间距变更机构4设置在托板10的下表面。然而，为了方便说明，在以下示例中假定为间距变更机构4从托板10向上地被设置。

图27（a）、图27（b）是示出支持单元3的动作的末端作用器装置1的俯视图，图27（a）表示后退位置，图27（b）表示前进位置。各间距变更机构4具备相互在上下方向上分离配置，每个保持半导体晶圆9的周缘部的多个爪片30、30。爪片30的形状与图4所示的相同，该爪片30构成本发明的“保持部”。各间距变更机构4的位于相同高度的三个爪片30、30、30保持一片半导体晶圆9的周缘部；

在图27（a）所示的后退位置上，支持单元3的间距变更机构4脱离应保持半导体晶圆9的位置。在该状态下，从前述前开式晶圆传送盒取出的相互在上下方向上分离配置的多片半导体晶圆9被搬运至托板10上；

在该半导体晶圆9搬运至托板10上时，如图27（b）所示，支持单元3向前进位置移动。支持单元3的间距变更机构4的爪片30保持半导体晶圆9的周缘部。

如图27（b）所示，相对于半导体晶圆9的中心C，各间距变更机构4的位于相同高度的三个爪片30、30、30以辐射状配置。通过三个爪片30、30、30限定半导体晶圆9应在的水平面，因此各半导体晶圆9被三个爪片30、30、30大致水平且稳定地保持；

在图27（b）所示的支持单元3的前进位置上，使远离前述的第一引导销310、310配置的两个第二引导销500竖立设置而与半导体晶圆9的周缘对置。该理由在下面叙述；

为了方便说明，假定为支持单元3在托板10上在前进位置和后退位置之间移动。然而，取而代之，或者与此同时，也可以使间距变更机构4的一方或双方向半导体晶圆9的中心或托板10的基端部的方向移动。

（间距变更机构的第十四实施形态）

图28（a）、图28（b）、图28（c）是示出根据第十四实施形态的间距变更机构4的结构及动作的图，从B方向观察位于图26所示的托板10的梢端部上的间距变更机构4。间距变更机构4具有以水平线为中心在垂直面内转动的转动构件450。该转动构件450具备长板状的第一连杆构件400、与该第一连杆构件400构成平行连杆地被设置的第二连杆构件410、和连接两个连杆构件400、410的多个连接连杆构件420。多个连接连杆构件420沿着两个连杆构件400、410的长度方向相互隔着等间隔设置；

如图28（a）所示，该连接连杆构件420相对于两个连杆构件400、410倾斜地设置，且通过设置于两个连杆构件400、410上的转动轴430相对于两个连杆构件400、410可转动地被安装。前述爪片30以可保持半导体晶圆9的周缘部的姿势设置在连接连杆构件420的上端部。第二连杆构件410以与设置于一端部（在图28（a）中为左端部）的转动轴430同轴的方式配置有驱动轴440，并且通过该驱动轴440旋转以此在垂直面内转动；

在图28（a）所示的状态中，各爪片30位于大致相同水平面上，并且将此时的爪片30及两个连杆构件400、410的位置作为“待机位置”。

通过驱动轴440的转动，如图28（b）所示，当第二连杆构件410从待机位置向逆时针方向转动时，第一连杆构件400也通过连接连杆构件420转动。连接连杆构件420通过转动轴430相对于两个连杆构件400、410可转动地被安装，因此连接连杆构件420及爪片30保持转动之前的姿势。对于爪片30，越是位于远离驱动轴440的位置上的爪片30越上升，相邻的爪片30之间的上下间隔比待机位置扩大。多个爪片30的间距相互等间隔地被设置。将此时的爪片30及两个连杆构件400、410的位置作为“中间位置”。

通过驱动轴440的进一步的逆时针方向的转动，当第二连杆构件410从中间位置向逆时针方向转动时，两个连杆构件400、410如图28（c）所示达到垂直状态。爪片30保持可保持半导体晶圆9的周缘部的姿势。相邻的爪片30之间的间距达到最大。此时的爪片30及两个连杆构件400、410的位置作为“上升位置”。即，间距变更机构4使两个连杆构件400、410在垂直面内转动，以此改变保持半导体晶圆9的多个爪片30的间距。

在不使用末端作用器装置1时，支持单元3位于后退位置。各间距变更机构4的爪片30及两个连杆构件400、410位于待机位置；

使用末端作用器装置1，在多片半导体晶圆9从前开式晶圆传送盒搬运至末端作用器装置1之前，所有的间距变更机构4通过驱动轴440的旋转使爪片30到达如图28（c）所示的上升位置；

当多片半导体晶圆9被搬运至末端作用器装置1时，支持单元3保持将间距变更机构4的爪片30维持在上升位置的状态下从后退位置移动至前进位置。各半导体晶圆9如上所述被相同高度的三个爪片30、30、30保持；

从该状态，间距变更机构4的驱动轴440旋转，两个连杆构件400、410向顺时针方向旋转，而爪片30到达图28（b）所示的中间位置时，相邻的半导体晶圆9的间距缩短。使第一臂20及第二臂21旋转，而使末端作用器装置1向处理棚移动，执行半导体晶圆9的处理。

在本实施形态的末端作用器装置1中，通过三个间距变更机构4保持半导体晶圆9，但是各间距变更机构4的驱动轴440相互同步地转动。使驱动轴440同步地转动的机构在下面叙述。借助于此，三组的两个连杆构件400、410相互同步地转动，以相同高度保持半导体晶圆9的三个爪片30相互同步地升降。因此，半导体晶圆9保持被爪片30保持的姿势的同时稳定地升降；

又，也可以使三个间距变更机构4的两个连杆构件400、410中的任意一个都向相同方向转动，以此使爪片30升降。在该情况下半导体晶圆9以图27（a）、图27（b）所示的中心C为中心稍微转动的同时升降。各间距变更机构4的位于相同高度的各爪片30在升降时全都仅偏移相同的水平量。即，爪片30不会与半导体晶圆9的背面摩擦。借助于此，可以防止因爪片30与半导体晶圆9摩擦而引起的粉尘的产生。

在上述记载中，为了扩大相邻的半导体晶圆9的间距，而使两个连杆构件400、410向逆时针方向转动。然而，取而代之，如图29（a）、图29（b）所示，也可以在第二连杆构件410的另一端部（在图29（a）中为右端部）设置驱动轴440，使连接连杆构件420与图28（a）、图28（b）所示的连接连杆构件左右反方向地倾斜，通过驱动轴440的顺时针方向的转动以此扩大多个爪片30的间距。即，在图29（a）、图29（b）所示的间距变更机构4中，与图28（a）、图28（b）所示的变更机构4相反地在间距变换时连杆构件400、410向反方向转动；

而且，也可以在三个间距变更机构4中，将两个间距变更机构4形成为图28（a）、图28（b）所示的结构，将其他的一个间距变更机构4形成为图29（a）、图29（b）所示的结构；

如果像这样构成间距变更机构4，则在各爪片30保持半导体晶圆9的状态下，驱动轴440及连杆构件400、410转动时，在该转动的前后半导体晶圆9的水平面内的位置偏移。然而，如果两个驱动轴440及连杆构件400、410相互反方向转动，则半导体晶圆9的水平面内的位置偏移相互抵消。借助于此，可以抑制半导体晶圆9的水平面内的位置偏移。

（间距变更机构的驱动机构）

前述的多个、具体而言三个驱动轴440通过前述第二臂21上的驱动源单元600内的一个马达转动。该具体的结构在下面示出；

图30是示出末端作用器装置1的内部结构的俯视图，图31是从D1方向观察图30所示的驱动源单元600的放大图；

设置于托板10的梢端部上的两个间距变更机构4中的任意一个都使连杆构件400、410相对于连接托板10的基端部和梢端部的假想线KS1倾斜配置。支持单元3的间距变更机构4使连杆构件400、410相对于假想线KS1正交地设置。将与该假想线KS1正交的方向作为KS2。设置于托板10的梢端部上的两个间距变更机构4沿着假想线KS2分离。

驱动源单元600具备马达M、与该马达M啮合的中间齿轮系610、位于该中间齿轮系610的下游端的摇动齿轮602和摇动中心设置于该摇动齿轮602的中心部的摇动构件800。该摇动构件800如图31所示具有从摇动中心沿着摇动齿轮602的半径方向向外伸出的第一脚片801和第二脚片810，在与假想线KS1正交的面内摇动；

第一脚片801的梢端部通过使长度方向指向假想线KS2的介设连杆830与沿着假想线KS2远离驱动源单元600配置的第一小连杆840的自由端部连接。该第一小连杆840在下端部设置第一摇动中心轴850，该第一摇动中心轴850通过沿着假想线KS1设置的第一万向接头115与位于托板10的梢端部上的一侧的间距变更机构4的驱动轴440连接。该第一万向接头115在从第一摇动中心轴850沿着假想线KS1延伸后，朝着该一侧的间距变更机构4相对于假想线KS1倾斜；

摇动构件800的第二脚片810的梢端部通过使长度方向沿着假想线KS2的方向的线形引导构件650与位于摇动构件800和第一小连杆840之间的第二小连杆860的自由端部连接。在该线形引导构件650中，与第二脚片810的连接位置和与第二小连杆860的连接位置之间的间隔（图31的KA）如下述那样可伸缩地设置；

该第二小连杆860在一端部设置第二摇动中心轴870，该第二摇动中心轴870与支持单元3的间距变更机构4的驱动轴440连接。

与摇动构件800的摇动中心同心设置的第三摇动中心轴820通过沿着假想线KS1延伸的第二万向接头125与位于托板10的梢端部上的另一侧的间距变更机构4的驱动轴440连接。该第二万向接头125从第三摇动中心轴820沿着假想线KS1延伸后，朝着该另一侧的间距变更机构4相对于假想线KS1倾斜；

在第一万向接头115、第二万向接头125的外侧设置有第一空气气缸700、第二空气气缸701，其动作在下面叙述。前述马达M及空气气缸700、701的动作通过设置于托板10的外侧的控制单元900进行控制；

如图30所示，支持单元3的间距变更机构4是在第二连杆构件410的右端部设置驱动轴440的、如图29（a）所示的结构。设置于托板10的梢端部侧上的两个间距变更机构4中的任意一个都是在第二连杆构件410的左端部设置驱动轴440的、如图28（a）中公开的结构。即，为了使爪片30及半导体晶圆9升降，需要使支持单元3的间距变更机构4的驱动轴440和设置于托板10的梢端部侧上的间距变更机构4的驱动轴440相互反方向旋转。

（驱动力传递动作）

如上所述，在支持单元3位于前进位置上时，爪片30位于上升位置（图28（c））。为了使马达M旋转，以此使爪片30从上升位置移动至中间位置（图28（b））并缩短间距，而执行以下的动作。图32（a）、图32（b）是示出摇动构件800的转动动作的图；

控制单元900对马达M通电，使马达M旋转。通过马达M的旋转，如图32（a）所示，摇动构件800向顺时针方向摇动。摇动构件800的第三摇动中心轴820使位于托板10的梢端部上的间距变更机构4的驱动轴440向顺时针方向转动；

摇动构件800的第一脚片801通过介设连杆830使第一小连杆840向顺时针方向旋转。通过该第一小连杆840的转动，第一摇动中心轴850转动，并且通过第一万向接头115使位于托板10的梢端部上的间距变更机构4的驱动轴440向顺时针方向转动；

另一方面，摇动构件800的第二脚片810通过线形引导构件650使第二小连杆860向逆时针方向转动。该第二小连杆860的第二摇动中心轴870使支持单元3的间距变更机构4的驱动轴440向逆时针方向转动。线形引导构件650位于比摇动构件800的第三摇动中心轴820靠近下侧的位置上；

位于托板10的梢端部上的间距变更机构4具有如图28（a）公开的结构，因此通过驱动轴440向顺时针方向转动，以此相邻的爪片30之间的间距缩短。另一方面，支持单元3的间距变更机构4具有如图29（a）公开的结构，因此在驱动轴440向逆时针方向转动时，相邻的爪片30的间距缩短。

另外，为了扩大相邻的爪片30之间的间距，而执行与上述相反的动作，即如图32（b）所示使摇动构件800向逆时针方向摇动。通过介设连杆830，与第一脚片801连接的第一小连杆840也向逆时针方向转动。第三摇动中心轴820和第一摇动中心轴850向逆时针方向转动，位于托板10的梢端部上的间距变更机构4的相邻的爪片30之间的间距扩大；

另一方面，第二小连杆860向顺时针方向转动。第二摇动中心轴870向顺时针方向转动，而使支持单元3的间距变更机构4的驱动轴440向顺时针方向转动，从而相邻的爪片30之间的间距扩大；

在这里，当第二小连杆860向顺时针方向转动时，线形引导构件650从比第三摇动中心轴820靠近下侧的位置移动至上侧的位置。即，在第二小连杆860向顺时针方向转动时，第二脚片810的自由端部和第二小连杆860的自由端部之间的距离（图31的KA）发生变化；

为了应对这些，如图33所示，线形引导构件650在沿着假想线KS2（参照图10）延伸的主体660内设置沿着该假想线KS2可移动的移动片670而构成。第二小连杆860的自由端部可转动地安装于主体660的一端部，第二脚片810的自由端部可转动地安装于移动片670上。借助于此，即使第二脚片810的自由端部和第二小连杆860的自由端部之间的距离发生了变化，也可以使摇动构件800的转动正确地传递至第二小连杆860上。也可以使第二小连杆860的自由端部和第二脚片810的自由端部通过直动引导件连接。

在本实施形态的末端作用器装置1中，通过一个马达M使三个驱动轴440的转动相互同步，执行三个间距变更机构4的间距变换动作。借助于此，不需要与间距变更机构4的数量匹配地设置多个马达M，可以抑制末端作用器装置1的整体的制造成本；

又，驱动源单元600设置在比前述托板靠近机械手臂的基端部侧的位置、即第二臂21上。借助于此，驱动源单元600的重量不会施加到机械手臂的梢端部，因此可以使该机械手臂的梢端部上的重量变轻，可以使该机械手臂梢端部顺利地工作；

又，位于托板10的梢端部上的两个间距变更机构4并不是从驱动源单元600沿着假想线KS1（参照图30）排列。因此，将驱动源单元600和该两个间距变更机构4通过直线状的构件连接是困难的。然而，通过将第一万向接头115、第二万向接头125使用于驱动源单元600和该两个间距变更机构4之间的连接中，以此可以连接驱动源单元600和该两个间距变更机构4。借助于此，可以使来自于驱动源单元600的动力传递至该两个间距变更机构4。

（引导销的竖立动作）

如上所述，在连杆构件400、410转动而使爪片30升降时，在该转动的前后存在半导体晶圆9的水平面内的位置偏移的情况。这样的状态下是不能将半导体晶圆9正确地搬运至处理室内的处理棚中。因此，如图27（b）所示，在支持单元3位于前进位置且爪片30保持半导体晶圆9的周缘的状态下，在使两个连杆构件400、410转动并使爪片30升降之前，使第一引导销310、第二引导销500设置较小间隙地位于半导体晶圆9的周缘，防止半导体晶圆9的水平面内的位置偏移；

即，在爪片30保持半导体晶圆9的周缘时，接着使第一引导销310、第二引导销500位于半导体晶圆9的周缘。然后，执行相邻的爪片30的间距变换动作。在爪片30的间距变换动作后，使第一引导销310、第二引导销500缩入后，使支持单元3后退。通过前述的控制单元900（图30）执行该动作控制；

第一引导销310如上所述设置在支持单元3上，在支持单元3的前进位置上位于半导体晶圆9的周缘。第二引导销500在爪片30保持半导体晶圆9的周缘的状态下，通过第一空气气缸700、第二空气气缸701而从托板10的下表面突出。以下，说明使第二引导销500从托板10的下表面突出的机构。

图34（a）、图34（b）、图34（c）是从E1方向观察图30所示的第一空气气缸700的侧视图。为了方便说明，未图示位于托板10上表面的构件。另外，第二空气气缸701也具有与第一空气气缸700相同的结构。第一空气气缸700如图34（a）所示，使活塞720从外壳710在水平面内出没自如地设置。在该活塞720的梢端部上开设有纵孔730。在托板10的下侧，在活塞720的突出侧上水平配置有第二引导销500，在该第二引导销500的基端部上设置有抵接构件501。在该抵接构件501的上端部设置有抵接辊510，嵌入于前述纵孔730内的小轴520从该抵接构件501突出。在托板10上，与活塞720的最大突出量对应地设置有抵接壁130。在图34（a）所示的状态下，第二引导销500处于水平的俯卧姿势，小轴520位于纵孔730的下端部。

如图34（b）所示，活塞720从外壳710突出，抵接构件500的抵接辊510与抵接壁130接触。第二引导销500被限制进一步在水平方向上前进；

如图34（c）所示，在活塞720仍然朝着从外壳710突出的方向前进而推压第二引导销500时，由于第二引导销500被限制前进，因此第二引导销500以抵接辊510为中心向上转动。由于第二引导销500向上转动，因此第二引导销500的小轴520移动至纵孔730的上端部。第二引导销500处于使轴方向朝着垂直方向的竖立姿势。在将第二引导销500容纳于外壳710内时，使活塞720缩入，执行与上述相反的动作。另外，如图34（c）所示，也可以与半导体晶圆9的高度对应地在第二引导销500上设置作为缓冲体的引导环530。

图35（a）、图35（b）是示出使第二引导销500从托板10的下表面突出的另一机构的侧视图。为了方便说明，未图示位于托板10上表面的构件。第二引导销500的基端部转动自如地安装于活塞720的梢端部，在该安装位置上设置有对第二引导销500向逆时针方向施力的扭簧540。在托板10的下表面安装有下端与第二引导销500接触的多个辊550、550，如图35（a）所示，在活塞720缩入外壳710内的状态下，第二引导销500被该辊550按压。该第二引导销500与扭簧540的施力反抗而保持俯卧姿势；

如图35（b）所示，在活塞720从外壳710突出时，第二引导销500被推压，并逐渐地解除与辊550的接触。当第二引导销500完全解除与辊550的接触时，如图35（b）所示，第二引导销500因扭簧540的施力而处于竖立姿势。在将第二引导销500收纳于外壳710内时，使活塞720缩入，并且与扭簧540的施力反抗地使第二引导销500复位至俯卧姿势。

根据上述各实施形态的末端作用器装置具有以下优点；

1．在上述实施形态中，使所包含的支持单元具有间距变更功能，以此在末端作用器装置中实现边缘抓取式且改变间距的机构。又，根据本发明，托板是具备至少一个支持单元的构件，只要一个即可。因此，可以实现末端作用器装置的轻量化、成本削减；

2．相对于半导体晶圆9的中心C，各支持单元3的位于相同高度的三个爪片30、30、30以辐射状配置（参照图3、图27（a）、图27（b））。通过三个爪片30、30、30决定半导体晶圆9应在的水平面，因此各半导体晶圆9大致水平且稳定地支持于三个爪片30、30、30；

3．在一部分实施形态中，使间距变更机构4工作的驱动源设置在托板10的外侧且第二臂21的基端部侧上。即，驱动源不会设置在托板10内或托板10上。因此，借助于此也可以实现小型化以适合将间距变更机构4组装到末端作用器装置1中；

又，驱动源的重量不会施加在第二臂21的梢端部，因此可以使该第二臂21的梢端部上的重量变轻，可以使该第二臂21的梢端部顺利地工作。然而，并不是必须将前述的各驱动源设置在第二臂21的基端部侧上。前述的各驱动源设置在哪一位置都可以，例如也可以设置在托板10内或托板10上。

（间距变更机构的第十五实施形态）

在使连杆构件在垂直面内转动并改变相邻的半导体晶圆9之间的间距的机构中，也可以考虑以下的简洁的机构；

图36（a）、图36（b）、图36（c）是示出另一间距变更机构4的图，图37是从F1方向观察图36（b）的图。在本实施形态中，在第一连杆构件400的一端部、在图36（a）、图36（b）、图36（c）中为左端部上设置驱动轴440，并且沿着第一连杆构件400的长度方向以等间隔设置支承半导体晶圆9的下表面的多个截面圆形的轴体470。即，轴体470构成本发明的“保持部”。在图36（a）所示的待机位置上，所有的轴体470位于水平面内；

通过驱动轴440的转动，如图36（b）所示，在第一连杆构件400从待机位置向逆时针方向转动时，对于轴体470，越是位于远离驱动轴440的位置上的轴体470越上升，相邻的轴体470之间的上下间隔比待机位置扩大。多个轴体470是上下间隔相互等间隔地被设置。轴体470到达中间位置。如图37所示，第一连杆构件400在与半导体晶圆9之间设置间隙以防止与半导体晶圆9之间发生摩擦。

通过驱动轴440的进一步的转动，在第一连杆构件400从中间位置向逆时针方向转动时，如图36（c）所示，第一连杆构件400处于垂直状态。相邻的轴体470之间的间距达到最大。轴体470到达上升位置；

在从待机位置直至到达上升位置，轴体470与半导体晶圆9的背面摩擦的同时升降。因此，轴体470优选的是由与半导体晶圆9的摩擦较小的材料形成，但是并不限于此；

在图36（a）、图36（b）、图36（c）的间距变更机构4中，不能将半导体晶圆9的周缘部向内按压；

然而，例如图38所示，也可以在轴体470上设置与半导体晶圆9的周缘接触的抵接构件480，将按压弹簧490嵌入于该抵接构件480和第一连杆构件400之间，并且将该抵接构件480按压在半导体晶圆9的周缘。借助于此，可以将该间距变更机构4很好地应用于边缘抓取式的末端作用器装置1中。

图39是具备图1的基板搬运用机械手2的基板处理装置250及具备该基板处理装置250的基板处理设备260的俯视图。基板处理装置250是在容纳前述基板搬运用机械手2的第一壳体950的一侧部上设置下述的第二壳体960而形成。在第一壳体950的另一侧部上设置有多个前开式晶圆传送盒230。该多个前开式晶圆传送盒230在相对于半导体晶圆9进出前开式晶圆传送盒230的方向正交的方向上成排地排列；

在前述第二壳体960和第一壳体950的边界部分上设置有闸门980。第一壳体950保持大气压，另一方面，第二壳体960通过闸门980大致保持真空。在比该闸门980靠近第二壳体960内侧的位置上设置有由基板搬运用机械手2搬运的多片半导体晶圆9通过闸门980到达的传递区域970。

在第二壳体960内，在中央部配置有手部装置270，在第二壳体960内以包围该手部装置270的方式配置有四个前述处理棚280。手部装置270把持到达传递区域970的多片半导体晶圆9并搬运至各处理棚280，并且将在一个处理棚280中实施处理后的半导体晶圆9搬运至另一处理棚280。另外，第二壳体960内的处理棚280的数量并不限于四个；

前述基板处理装置260具备多个前述基板处理装置250，执行半导体的制造工序的全部或一部分。

如上所述，由于第二壳体960内部保持真空，因此可以在清洁的环境下进行处理；

基板处理用机械手2通过设置于梢端部的末端作用器装置1把持前开式晶圆传送盒 230内的多个半导体晶圆9。基板处理用机械手2从前开式晶圆传送盒 230取出相互上下分离的多片半导体晶圆9后，以臂支持部23为中心旋转，使把持半导体晶圆9的末端作用器装置1到达传递区域970。在将半导体晶圆9从前开式晶圆传送盒 230取出后直至到达传递区域970为止的期间，使末端作用器装置1的间距变更机构4（参照图2）工作，而使相邻的半导体晶圆9的间距缩短。该间距缩短后搬运至传递区域970的多片半导体晶圆9通过手部装置270搬运至各处理棚280。

工业应用性：

本发明在具备将多个板状构件相互上下隔着间隔平行地支持，且变更前述板状构件的间隔的机构的所有的末端作用器装置中有用。

符号说明：

1      末端作用器装置；

3      支持单元；

4      间距变更机构；

5      工作机构；

6      固定轴；

7      摇动板；

8      圆筒体；

9      半导体晶圆；

10     托板；

20     第一臂；

21     第二臂；

30     爪片；

55     空气气缸；

60     伸缩轴；

80     螺旋槽。