JP2000195923A - 搬送用ロボット、搬送装置、真空チャンバ内搬送装置およびプロセス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】重量が増大する大型の基板を、小型のアクチュ
エータを用いて高速で搬送できるようにした搬送用ロボ
ット、真空チャンバ内搬送装置を提供する。 【解決手段】搬送物を把持して搬送する対なる搬送用ロ
ボットの各々１３ａ、１３ｂを、旋回部に対称に支持し
た搬送装置で、対なる搬送用ロボットを、旋回部１に、
揺動可能に支持され、平行リンクで構成される２つの上
腕４ａ、４ｂと、肘部リンク７と、肘部リンクに揺動可
能に支持され、平行リンクで構成される２つの前腕９
ａ、９ｂと、一方の上腕と一方の前腕との間で互いに反
転させて動力を伝達する反転伝達機構と、２つの前腕の
各々の揺動端に設けられた手首部リンク１１とを備え、
旋回部を固定して旋回させる旋回駆動軸、および２つの
ロボット駆動軸を３軸同軸にベース部に対して回転自在
に支持して設置し、ベース部に取り付けられた３つの駆
動用モータの各々の回転出力を３軸の各々に回転連結し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板等
の被処理基板からなる搬送物を搬送するスカラ形搬送用
ロボット、該搬送用ロボットを備えた搬送装置、真空チ
ャンバ内搬送装置、およびスパッタまたはＣＶＤまたは
ドライエッチング等を行うプロセス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】平行リンクで構成される上腕と平行リン
クで構成される前腕とを共有する肘部リンクで接続して
屈曲してハンドを直進運動させる基板搬送用スカラ形ロ
ボットは、特開平４−３０４４７号公報（従来技術
１）、特開平５−３８６８６号公報（従来技術２）、お
よび特開平９−１８６２１６号公報（従来技術３）にお
いて知られている。従来技術１には、それぞれの先端に
基板保持部を備えた一対の移し換えアームが支持台上に
並設され、各移し換えアームは、２組の平行リンク機構
が屈伸自在に連結されてなり、前記基板保持部は、各移
し換えアームの伸長により前記支持台から外方に向けて
移動し、各移し換えアームの屈曲により前記支持台内に
戻るようになっていると共に、左右の各移し換えアーム
の屈曲は互いに外側に向けてなされるようになっている
基板の移し換え装置が記載されている。従来技術２に
は、物品を搬送するための搬送装置において、一端部が
回転駆動軸に固着されるとともに、他端部に第１連結軸
が固定的に取り付けられた第１内アームと、該第１内ア
ームに対して平行に配置され、一端部が回転可能に支持
されるとともに、他端部に第２連結軸が回転可能に設け
られた第２内アームと、前記第１連結軸に固着された第
１プーリと、前記第２連結軸に固着された第２プーリ
と、前記第１プーリと第２プーリとの間に架け渡された
ベルト状もしくはコード状の伝導手段と、一端部が前記
第１連結軸に回転可能に支持されると共に、他端部に前
記物品を保持する保持部材が回転可能に設けられた第１
外アームと、前記第１外アームに対して平行に配置さ
れ、一端部が前記第２連結軸に固着されると共に、他端
部に前記保持部材が回転可能に設けられた第２外アーム
とを具備した搬送装置が記載されている。

【０００３】従来技術３には、ワークが載置されてこの
ワークを移動させる一対の位相機構からなり、上記各位
相機構が、第１平行リンクと、この第１平行リンクのリ
ンク片を介して上記第１平行リンクへ連結された第２平
行リンクと、これらの平行リンクを揺動させる駆動手段
とを備え、上記第２平行リンクの上記第１平行リンクと
の連結部と反対側の端部には、上記第２平行リンクのリ
ンク片を構成すると共に、上記ワークが載置されるワー
ク保持部材が連結され、上記両平行リンクの間には、上
記第１平行リンクの揺動を上記第２平行リンクへ伝達し
て、この第２平行リンクに設けられている上記ワーク保
持部材を直線状に平行移動させる回転伝達手段が設けら
れ、かつ、上記各移送機構が、それぞれに設けられてい
るワーク保持部材の移動軌跡が至近位置となるように取
り付けられた移送装置が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スカラ形ロ
ボットの場合、アームを伸ばした際、各関節軸に大きな
モーメント負荷が生じることになる。しかしながら、上
記従来技術１、２、３に記載されたスカラ形ロボットに
おいては、可搬重量が大きく、ストロークが長くなった
場合にアームや関節軸の負荷を軽減させることに対して
十分考慮されていなかった。また、上記従来技術１、
２、３には、対称的に配置した２つのスカラ形ロボット
を任意方向から別の任意の方向に最短旋回角度で向け直
すことについても十分考慮されていなかった。また、上
記従来技術１、２、３では、対称的に配置した２つのス
カラ形ロボットを真空チャンバ内に配置した際、出来る
だけ真空チャンバ内に異物等を発生させるのを低減し、
しかも上記２つのスカラ形ロボットを上下動させる機構
を小型化を図る点についても、十分考慮されていなかっ
た。

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
重量が増大する大型の基板等からなる搬送物を、小型の
アクチュエータを用いて高速で搬送できるようにした搬
送用ロボットを提供することにある。また、本発明の他
の目的は、軽量化されたリンクを用いて関節部の剛性を
高めることによって、重量が増大する大型の基板等から
なる搬送物を、小型のアクチュエータを用いて高速で搬
送できるようにした搬送用ロボットを提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、重量が増大する大型の
基板等からなる搬送物を小型のアクチュエータを用いて
例えばプロセス処理室のゲートバルブの開放時間を短縮
してプロセス処理室から高速で搬出および搬入をできる
ようにした搬送装置および真空チャンバ内搬送装置を提
供することにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、重量が増大す
る大型の基板等からなる搬送物を小型のアクチュエータ
を用いて例えばプロセス処理室のゲートバルブの開放時
間を短縮してプロセス処理室から高速で搬出および搬入
をできるようにし、しかも任意方向から別の任意の方向
に最短旋回角度で向け直すことができるようにした搬送
装置および真空チャンバ内搬送装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、重量が増大する大型の
基板等からなる搬送物を小型のアクチュエータを用いて
例えばプロセス処理室のゲートバルブの開放時間を短縮
して高速で搬出および搬入をできるようにし、しかも任
意方向から別の任意の方向に最短旋回角度で向け直すこ
とができるようにし、更に真空チャンバ内に異物等を発
生させるのを低減した搬送装置および真空チャンバ内搬
送装置を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、重量が増大する大型の被処理基板を搬送する搬送室
の小型化を図ると共に搬送室内への異物等の発生をでき
るだけ低減し、しかもプロセス処理室のゲートバルブの
開放時間を短縮してプロセス処理室から大型の被処理基
板を高速で搬出および搬入ができるようにしたプロセス
処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、肩部と、該肩部に各肩関節によって揺動
可能に支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有
する２つの上腕と、該２つの上腕の各々の揺動端に設け
られた各上腕肘関節軸によって回動可能に揺動端間を連
結する肘部リンクと、該肘部リンク上に前記各上腕肘関
節軸に対して所望の距離変位させて設けられた各前腕肘
関節軸によって揺動可能に支持され、平行リンクで構成
される同じ長さを有する２つの前腕と、少なくとも前記
一方の上腕肘関節軸上において前記一方の上腕に固定さ
れた第１の部材と一方の前腕肘関節軸上において一方の
前腕に固定された第２の部材の間を互いに反転させて動
力を伝達する反転伝達機構と、該２つの前腕の各々の揺
動端に設けられた各手首関節軸によって回転可能に揺動
端間を連結する手首部リンクと、前記一方の肩関節に設
けられた上腕に固定された上腕肩関節駆動軸を駆動する
駆動機構とを備え、該駆動機構を駆動することによって
前記手首部リンクに固定したハンドが直線運動するよう
に構成したことを特徴とする搬送用ロボットである。ま
た、本発明は、箱状の肩部と、該箱状の肩部に、各肩関
節によって該肩部の両面を対向する片部で挾み付けて両
持ちで（剛性を高めて）揺動可能に支持され、平行リン
クで構成される同じ長さを有する２つの軽量化した箱状
の上腕と、該２つの箱状の上腕の各々の揺動端に設けら
れた各上腕肘関節軸によって、該各々の揺動端の両面を
対向する片部で挾み付けて両持ちで（剛性を高めて）回
動可能に揺動端間を連結する軽量化された箱状の肘部リ
ンクと、該箱状の肘部リンク上に前記各上腕肘関節軸に
対して所望の距離変位させて設けられた各前腕肘関節軸
によって揺動可能に支持され、平行リンクで構成される
同じ長さを有する２つの軽量化された箱状の前腕と、少
なくとも前記一方の上腕肘関節軸上において前記一方の
上腕に固定された前記箱状の肘部リンク内の第１の部材
と一方の前腕肘関節軸上において一方の前腕に固定され
た前記箱状の肘部リンク内の第２の部材の間を互いに反
転させて動力を伝達する反転伝達機構と、該２つの箱状
の前腕の各々の揺動端に設けられた各手首関節軸によっ
て、該各々の揺動端の両面を対向する片部で挾み付けて
両持ちで回転可能に揺動端間を連結する手首部リンク
と、前記一方の肩関節に設けられた上腕に固定された上
腕肩関節駆動軸を駆動する駆動機構とを備え、該駆動機
構を駆動することによって前記手首部リンクに固定した
ハンドが直線運動するように構成したことを特徴とする
搬送用ロボットである。

【０００８】また、本発明は、前記搬送用ロボットにお
いて、反転伝達機構は、前記第１および第２の部材を歯
車によって形成し、これら歯車同志を噛み合わせて構成
したことを特徴とする。また、本発明は、前記搬送用ロ
ボットにおいて、反転伝達機構は、前記第１および第２
の部材を円柱状もしくは円筒状部材によって形成し、こ
れら円柱状もしくは円筒状部材の各々に端部を巻き付け
た金属製ベルトもしくはワイヤによって前記部材間を反
転するようにつなげて構成したことを特徴とする。ま
た、本発明は、搬送物を把持して搬送する対なる搬送用
ロボットの各々を肩部に対称に支持して構成した搬送装
置であって、前記対なる搬送用ロボットの各々を、前記
肩部に各肩関節によって揺動可能に支持され、平行リン
クで構成される同じ長さを有する２つの上腕と、該２つ
の上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕肘関節軸によ
って回動可能に揺動端間を連結する肘部リンクと、該肘
部リンク上に前記各上腕肘関節軸に対して所望の距離変
位させて設けられた各前腕肘関節軸によって揺動可能に
支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有する２
つの前腕と、少なくとも前記一方の上腕肘関節軸上にお
いて前記一方の上腕に固定された第１の部材と一方の前
腕肘関節軸上において一方の前腕に固定された第２の部
材の間を互いに反転させて動力を伝達する反転伝達機構
と、該２つの前腕の各々の揺動端に設けられた各手首関
節軸によって回転可能に揺動端間を連結する手首部リン
クと、前記一方の肩関節に設けられた上腕に固定された
上腕肩関節駆動軸を駆動する駆動機構とを備えて構成し
たことを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、搬送物を把持して搬送す
る対なる搬送用ロボットの各々を箱状の肩部に対称に支
持して構成した搬送装置であって、前記対なる搬送用ロ
ボットの各々を、前記箱状の肩部に、各肩関節によって
該肩部の両面を対向する片部で挾み付けて揺動可能に支
持され、平行リンクで構成される同じ長さを有する２つ
の箱状の上腕と、該２つの箱状の上腕の各々の揺動端に
設けられた各上腕肘関節軸によって、該各々の揺動端の
両面を対向する片部で挾み付けて回動可能に揺動端間を
連結する箱状の肘部リンクと、該箱状の肘部リンク上に
前記各上腕肘関節軸に対して所望の距離変位させて設け
られた各前腕肘関節軸によって揺動可能に支持され、平
行リンクで構成される同じ長さを有する２つの箱状の前
腕と、少なくとも前記一方の上腕肘関節軸上において前
記一方の上腕に固定された前記箱状の肘部リンク内の第
１の部材と一方の前腕肘関節軸上において一方の前腕に
固定された前記箱状の肘部リンク内の第２の部材の間を
互いに反転させて動力を伝達する反転伝達機構と、該２
つの箱状の前腕の各々の揺動端に設けられた各手首関節
軸によって、該各々の揺動端の両面を対向する片部で挾
み付けて回転可能に揺動端間を連結する手首部リンク
と、前記一方の肩関節に設けられた上腕に固定された上
腕肩関節駆動軸を駆動する駆動機構とを備えて構成した
ことを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、前記搬送装置において、
搬送用ロボットの各々における反転伝達機構は、前記第
１および第２の部材を歯車によって形成し、これら歯車
同志を噛み合わせて構成したことを特徴とする。また、
本発明は、前記搬送装置において、搬送用ロボットの各
々における反転伝達機構は、前記第１および第２の部材
を円柱状もしくは円筒状部材によって形成し、これら円
柱状もしくは円筒状部材の各々に端部を巻き付けた金属
製ベルトもしくはワイヤによって前記部材間を反転する
ようにつなげて構成したことを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、搬送物を把持して搬送す
る対なる搬送用ロボットの各々を、旋回部に対称に支持
して構成した搬送装置であって、前記対なる搬送用ロボ
ットの各々を、前記旋回部に各肩関節によって揺動可能
に支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有する
２つの上腕と、該２つの上腕の各々の揺動端に設けられ
た各上腕肘関節軸によって回動可能に揺動端間を連結す
る肘部リンクと、該肘部リンクに各前腕肘関節軸によっ
て揺動可能に支持され、平行リンクで構成される同じ長
さを有する２つの前腕と、少なくとも前記一方の上腕と
一方の前腕との間で互いに反転させて動力を伝達する反
転伝達機構と、該２つの前腕の各々の揺動端に設けられ
た各手首関節軸によって回転可能に揺動端間を連結する
手首部リンクとを備えて構成し、前記旋回部を固定して
旋回させる旋回駆動軸、および２つのロボット駆動軸を
３軸同軸にベース部に対して回転自在に支持して設置
し、前記ベース部に取り付けられた３つの駆動用モータ
の各々の回転出力を前記３軸の各々に回転連結して構成
し、前記２つのロボット駆動軸の各々を、対なる搬送用
ロボットの各々における一方の上腕に固定された上腕肩
関節駆動軸に回転連結して構成したことを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、搬送物を把持して搬送す
る対なる搬送用ロボットの各々を、箱状の旋回部に対称
に支持して構成した搬送装置であって、前記対なる搬送
用ロボットの各々を、前記箱状の旋回部に、各肩関節に
よって該旋回部の両面を対向する片部で挾み付けて揺動
可能に支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有
する２つの箱状の上腕と、該２つの箱状の上腕の各々の
揺動端に設けられた各上腕肘関節軸によって、該各々の
揺動端の両面を対向する片部で挾み付けて回動可能に揺
動端間を連結する箱状の肘部リンクと、該箱状の肘部リ
ンクに各前腕肘関節軸によって揺動可能に支持され、平
行リンクで構成される同じ長さを有する２つの箱状の前
腕と、少なくとも前記一方の上腕と一方の前腕との間
で、前記箱状の肘部リンク内において互いに反転させて
動力を伝達する反転伝達機構と、該２つの箱状の前腕の
各々の揺動端に設けられた各手首関節軸によって、該各
々の揺動端の両面を対向する片部で挾み付けて回転可能
に揺動端間を連結する手首部リンクとを備えて構成し、
前記旋回部を固定して旋回させる旋回駆動軸、および２
つのロボット駆動軸を３軸同軸にベース部に対して回転
自在に支持して設置し、前記ベース部に取り付けられた
３つの駆動用モータの各々の回転出力を前記３軸の各々
に回転連結して構成し、前記２つのロボット駆動軸の各
々を、対なる搬送用ロボットの各々における一方の上腕
に固定された上腕肩関節駆動軸に回転連結して構成した
ことを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、前記搬送装置を水平移動
ステージ上に取り付けて構成したことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記搬送装置を水平移動ステージ上に、
上下動可能に取り付けて構成したことを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、真空チャンバ内におい
て、搬送物を把持して搬送する対なる搬送用ロボットの
各々を、旋回部に対称に支持して構成した真空チャンバ
内搬送装置であって、前記対なる搬送用ロボットの各々
を、前記旋回部に各肩関節によって揺動可能に支持さ
れ、平行リンクで構成される同じ長さを有する２つの上
腕と、該２つの上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕
肘関節軸によって回動可能に揺動端間を連結する肘部リ
ンクと、該肘部リンクに各前腕肘関節軸によって揺動可
能に支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有す
る２つの前腕と、少なくとも前記一方の上腕と一方の前
腕との間で互いに反転させて動力を伝達する反転伝達機
構と、該２つの前腕の各々の揺動端に設けられた各手首
関節軸によって回転可能に揺動端間を連結する手首部リ
ンクとを備えて構成し、前記真空チャンバの底部に開け
られた開口部に上下動可能に支持されたベース部を設
け、該ベース部を上下動させる駆動機構を大気側に設
け、前記ベース部の真空側において前記旋回部を固定し
て旋回させる旋回駆動軸、および２つのロボット駆動軸
を３軸同軸に回転自在に支持し、３つの駆動用モータを
前記ベース部の大気側に取り付け、前記３つの駆動用モ
ータの各々の回転出力を前記３軸の各々に回転連結して
構成し、前記２つのロボット駆動軸の各々を、対なる搬
送用ロボットの各々における一方の上腕に固定された上
腕肩関節駆動軸に回転連結して構成し、前記真空チャン
バの底部と前記ベース部との間をベローズで結合して構
成したことを特徴とする真空チャンバ内搬送装置であ
る。

【００１５】また、本発明は、前記真空チャンバ内搬送
装置において、更に前記ベース部の上下動に連動するサ
ブチャンバを設けたことを特徴とする。また、本発明
は、前記真空チャンバ内搬送装置において、更に前記サ
ブチャンバを、サブチャンバ内の圧力と真空チャンバ内
の圧力とが同等程度であるように構成したことを特徴と
する。また、本発明は、前記真空チャンバ内搬送装置に
おいて、前記３つの駆動用モータを真空シール機構を挾
み付けて前記ベース部の大気側に取り付けたことを特徴
とする。また、本発明は、前記真空チャンバ内搬送装置
からなる搬送室をロードロック室およびプロセス処理室
の間につなげて構成したことを特徴とするプロセス処理
装置である。

【００１６】以上説明したように、前記構成によれば、
各関節軸が受け持つモーメント荷重を低減することによ
って、軸径及びアームの剛性を低減して慣性モーメント
を低減し、重量が増大する大型の基板等からなる搬送物
を、小型のアクチュエータを用いて高速で搬送できるよ
うにしたスカラ形の搬送用ロボットを実現することがで
きる。また、前記構成によれば、軽量化されたリンクを
用いて関節部の剛性を高めることによって、重量が増大
する大型の基板等からなる搬送物を、小型のアクチュエ
ータを用いて高速で搬送できるようにしたスカラ形の搬
送用ロボットを実現することができる。また、前記構成
によれば、上腕および前腕およびこれらを連結する肘部
リンク内部からタイミングベルトを廃止したので、高温
基板を連続的に搬送しても、駆動系にアームの熱膨張の
影響を生じず、スカラ形搬送ロボットの寿命を延ばすと
ともに信頼性を向上させることができる。

【００１７】また、前記構成によれば、重量が増大する
大型の基板等からなる搬送物を小型のアクチュエータを
用いて例えばプロセス処理室のゲートバルブの開放時間
を短縮してプロセス処理室から高速で搬出および搬入を
できるようにした搬送装置および真空チャンバ内搬送装
置を実現することができる。また、前記構成によれば、
重量が増大する大型の基板等からなる搬送物を小型のア
クチュエータを用いて例えばプロセス処理室のゲートバ
ルブの開放時間を短縮してプロセス処理室から高速で搬
出および搬入をできるようにし、しかも任意方向から別
の任意の方向に最短旋回角度で向け直すことができるよ
うにした搬送装置および真空チャンバ内搬送装置を実現
することができる。

【００１８】また、前記構成によれば、重量が増大する
大型の基板等からなる搬送物を小型のアクチュエータを
用いて例えばプロセス処理室のゲートバルブの開放時間
を短縮して高速で搬出および搬入をできるようにし、し
かも任意方向から別の任意の方向に最短旋回角度で向け
直すことができるようにし、更に真空チャンバ内に異物
等を発生させるのを低減した搬送装置および真空チャン
バ内搬送装置を実現することができる。また、前記構成
によれば、重量が増大する大型の被処理基板を搬送する
搬送室の小型化を図ると共に搬送室内への異物等の発生
をできるだけ低減し、しかもプロセス処理室のゲートバ
ルブの開放時間を短縮してプロセス処理室から大型の被
処理基板を高速で搬出および搬入をすることができるプ
ロセス処理装置を実現することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る被処理基板について
プロセス室の間を搬送する搬送用スカラ形ロボットの実
施の形態について図面を用いて説明する。まず、本発明
に係る搬送用スカラ形ロボットの第１の実施例について
図１を用いて説明する。１は、基台となる旋回台であ
る。旋回台１上の肩部リンク２上には、回転が自由に行
える２つの肩関節軸３ａおよび３ｂがオフセットされて
配置される。これら２つの肩関節軸３ａおよび３ｂの夫
々には、長さが等しい２つの上腕４ａおよび４ｂの夫々
の一端（支持端）が固定される。各上腕４ａおよび４ｂ
の揺動端の同位置には、それぞれ肘関節軸５ａおよび６
ａが固定される。これら肩関節軸５ａ、５ｂの間隔と等
しくなるように拘束する箱状の肘部リンク７を、肘関節
軸５ａと肘関節軸５ｂとの間に自由に回動可能に設け
る。このように、肩部リンク２、上腕４ａ、肘部リンク
７、および上腕４ｂによって上腕の平行四辺形リンク機
構が構成される。さらに、前腕９ａに固定された肘関節
軸６ａおよび前腕９ｂに固定された肘関節軸６ｂの各々
は、肘リンク７上に回転自在に支持して連結される。前
腕９ｂに固定された肘関節軸６ｂは、肘リンク７に対し
て自由に回転できるように連結されて支持される。な
お、肘関節軸６ｂは、肘リンク７に固定し、前腕９ｂを
回転自在に連結してもよい。上腕４ａおよび４ｂと肩部
リンク２（又は肘部リンク７）が直角になる状態で、上
腕４ａおよび４ｂと腕の長さが等しい２つの前腕９ａお
よび９ｂの各々の一端（支持端）を、それぞれ前腕の肘
関節軸６ａおよび６ｂの各々に、前腕９ａおよび９ｂと
上腕４ａおよび４ｂとが平行になるように固定する。そ
して、手首関節軸１０ａおよび１０ｂは、前腕９ａおよ
び９ｂの各々の揺動端の同位置に固定される。さらに、
手首部リンク１１は、手首関節軸１０ａと手首関節軸１
０ｂとの間隔が、肘部のリンク７上での前腕の肘関節軸
６ａと前腕の肘関節軸６ｂとの間隔と同じように保たれ
て拘束されるように手首関節軸１０ａおよび１０ｂの各
々に回転自在に連結される。このように、肘部リンク
７、前腕９ａ、手首部リンク１１、および前腕９ｂによ
って前腕の平行四辺形リンク機構を構成する。なお、肘
部リンク７は、上腕の平行四辺形リンク機構と前腕の平
行四辺形リンク機構とを共有することになる。

【００２０】そして、手首部リンク１１には、ハンド１
２ａが取り付けられる。ところで、２つの平行四辺形リ
ンク機構を連動させ、屈伸動作をさせるためには、肘部
に反転伝達機構を持たせ、上腕の肘関節軸５ａ又は５ｂ
と前腕の肘関節軸６ａ又は６ｂを１対１の回転比で逆転
させる必要がある。図１の肘部の詳細図に示すように、
上腕の肘関節軸５ｂと前腕の肘関節軸６ｂとは、肘部リ
ンク７に対して自由に回転できるようにしておき、上腕
の肘関節軸５ａには歯車８ａを固定し、同じ歯数の歯車
８ｂを前腕の肘関節軸６ａに固定し、箱状の肘部リンク
７内でそれぞれの歯車８ａ、８ｂを噛み合わせる。これ
により、反転伝達機構が構成され、上腕の肘関節軸５ａ
の回転角度と同じ角度だけ、前腕の肘関節軸６ａが逆転
する。また、歯車８ａ、８ｂは、軽量化された箱状の肘
部リンク７内に納められているので、歯車で生じた異物
は、極力真空チャンバ内に入り込むことを防止すること
ができる。以上説明したように搬送用スカラ形ロボット
１３ａを構成したので、肩関節軸３ａ又は３ｂのどちら
か一方を回転駆動させることにより、各上腕４ａおよび
４ｂと各前腕９ａおよび９ｂが屈伸運動されて、同時に
手首部リンク１１とハンド１２ａは直進運動が行なわれ
る。

【００２１】ところで、被搬送物の重量が増加する場
合、又はアームを長くする場合には、各関節軸３ａ、３
ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ及び該軸受けのモーメント
負荷が大きくなる。これに対しては、肩関節軸３、肘関
節軸５、６、手首関節軸１０の間隔をそれぞれ適宜オフ
セットさせることにより、各関節軸及び軸受けのモーメ
ント負荷を緩和することが可能である。もし、アーム長
及び被搬送物の重量が同じであれば、軸及び軸受け部分
の及びアームの負荷が減ることから、機構全体の剛性を
下げる、つまりロボット自体の重量及び慣性モーメント
を小さくできるため、ロボットの高速化又は、モータの
小形化を図ることができる。

【００２２】次に、反転伝達機構として、歯車を使わな
い実施例について説明する。例えば、図６に示すよう
に、歯車８ａ、８ｂの代わりに大きさの等しいプーリ３
７ａおよび３７ｂの各々を上腕の肘関節軸５ａおよび前
腕の肘関節軸６ａの各々に固定し、プーリ３７ａとプー
リ３７ｂとの間を例えば２本のスチールベルト３８ａお
よび３８ｂをプーリの上半分と下半分に巻き付けてつな
ぐ。上側のスチールベルト３８ａについては、一端を上
腕側のプーリ３７ａに固定して反時計回りに巻き付け、
他端を前腕側のプーリ３７ｂに固定して反時計回りに巻
き付ける。このようにすると、上側からみると‘Ｓ’字
状にベルトが巻き付けられているように見える。下側の
スチールベルト３８ｂについては、上側とは巻方を逆に
し、一端を上腕側のプーリ３７ａに固定して時計回りに
巻き付け、他端を前腕側のプーリ３７ｂに固定して時計
回りに巻き付ける。これにより反転伝達機構は構成され
るが、スチールベルトに限らず、ステンレスのワイヤを
使用してもかまわない。また、その他の反転伝達機構と
しては、図７に示す構造のものも可能である。上腕の肘
関節軸５ａにプーリ３９ａを、前腕の肘関節軸６ａにプ
ーリ３９ｂを、上腕の肘関節軸５ｂにプーリ３９ｃを、
前腕の肘関節軸６ｂにプーリ３９ｄをそれぞれ固定す
る。なお、プーリ３９ａとプーリ３９ｂ、プーリ３９ｃ
とプーリ３９ｄとは同じ径にする。スチールベルト４０
ａの一端をプーリ３９ａに固定して反時計回りに巻き付
け、他端をプーリ３９ｂに固定して反時計回りに巻き付
け、上から見ると‘Ｓ’字状になるようにする。また、
スチールベルト４０ｂの一端をプーリ３９ｃに固定して
時計回りに巻き付け、他端をプーリ３９ｄに固定して時
計回りに巻き付け、下から見て‘Ｓ’字状になるように
する。なお、上記スチールベルト４０ａと４０ｂの巻き
方は逆にしてもよく、スチールベルト４０ａと４０ｂの
代替品としてステンレスのワイヤを用いても構わない。
これら２つのセットで、上述した反転伝達機構と同様な
機能を持つ。これらの反転伝達機構も箱状の肘部リンク
７内に収納されることになる。

【００２３】このような反転伝達機構を構成した後、上
腕４ａ、４ｂと肘部リンク７が直角のとき、前腕９ａ、
９ｂと肘部リンク７の位相が直角になるように位相を合
わせるようにプーリ３９ａ、３９ｂ等を肘関節軸５ａ、
６ａ等に固定することにより、手首部リンク１１を直進
運動させることができる。この実施例の反転伝達機構で
は、肘関節軸５ａと肘関節軸５ｂとの間の間隔と、肘関
節軸６ａと肘関節軸６ｂとの間の間隔とが、歯車の実施
例における歯車のピッチ円直径の制約を受けず、ロボッ
トアームの設計上、これらの間隔を自在に変更可能であ
る。また、搬送する基板の重量が大きく、各回転軸５
ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ等や該軸受の負荷が大きくなるこ
とが予測される場合、肘関節軸５ａと肘関節軸５ｂとの
間の間隔と、肘関節軸６ａと肘関節軸６ｂとの間の間隔
とを大きくとるように設計することによって、各回転軸
や軸受の負荷を減少させて、重量が大きな基板を搬送す
ることができる。また、この実施例の場合、歯車の実施
例に比べてバックラッシュもなく、振動が生じること無
く円滑に上腕４ａ、４ｂの回動量に合わせて前腕９ａ、
９ｂを回動させることが可能となる。また、この実施例
は、歯車の実施例に比べて機構を簡素化して原価低減を
はかることができる。

【００２４】次に、以上説明した搬送用スカラ形ロボッ
トを２台用いて真空プロセス処理装置において、被処理
基板を真空搬送するシステム構成の実施例について、図
２および図８を用いて説明する。即ち、左右対称に構成
された搬送用スカラ形ロボット１３ａ、１３ｂを２台を
用意し、それぞれの肩関節部リンク２を旋回可能な旋回
台１に固定する。なお、それぞれのロボット１３ａ、１
３ｂのアームを、旋回台１の旋回中心に対して対称な位
置になるように構成する。更に、ロボット１３ｂの手首
部リンク１１に取り付られるハンド１２ｂは、ハンド１
２ａの上方に配置し、それぞれのハンドの干渉を避ける
ためにコの字の形状のブロック１４をロボット１３ｂの
手首部リンク１１とハンド１３ｂの間に入れるように構
成される。このように、２台の搬送用スカラ形ロボット
１３ａ、１３ｂを旋回台１上に支持させるのは、例えば
あるプロセス処理室内からプロセス処理された基板を搬
送用スカラ形ロボット１３ａによって直進して搬出し、
新たにプロセス処理する基板を搬送用スカラ形ロボット
１３ｂによって上記のあるプロセス処理室内に直進して
搬入するためである。ところで、図２に示す搬送用スカ
ラ形ロボット１３ａ、１３ｂは、箱状の旋回台（肩部）
１の肩関節部リンク２に上腕４ａ、４ｂの支持端を片持
支持して連結し、該上腕４ａ、４ｂの揺動端に肘部リン
ク７を片持支持して連結し、該肘部リンク７に前腕９
ａ、９ｂの支持端を片持支持して連結し、該前腕９ａ、
９ｂの揺動端に手首部リンク１１を片持支持して連結し
て構成する。そして、旋回台１、上腕４ａ、４ｂ、肘部
リンク７、および前腕９ａ、９ｂは、軽量化をはかるた
めと、内部と隔壁して埃を真空室内に放出しにくくする
ために箱状部材で構成される。なお、上記反転伝達機構
は、箱状の肘部リンク７内に収納されて設置されること
になる。

【００２５】また、図８に示す搬送用スカラ形ロボット
１３ａ、１３ｂは、箱状の旋回台（肩部）１の肩関節部
リンク２の両側（上側および下側）に箱状の上腕４ａ、
４ｂの支持端（対なる片部材を対向させて固定して形成
される。）の対なる片部材５１で挾み込んで上腕４ａ、
４ｂの支持端を両持支持して剛性を高めて連結し、該上
腕４ａ、４ｂの揺動端に箱状の肘部リンク７の連結部に
固定された対向する対なる片部材５２で挾み込んで肘部
リンク７を両持支持して剛性を高めて連結し、該肘部リ
ンク７に箱状の前腕９ａ、９ｂの支持端を片持支持して
連結し、該前腕９ａ、９ｂの揺動端に手首部リンク１１
の連結部に固定されたコ字状の部材で挾み込むように手
首部リンク１１を両持支持して剛性を高めて連結して構
成する。なお、例えば図７に示す反転伝達機構は、箱状
の肘部リンク７内に収納されて設置されることになる。
図８に示す搬送用スカラ形ロボット１３ａ、１３ｂは、
旋回台１、上腕４ａ、４ｂ、肘部リンク７、および前腕
９ａ、９ｂについては軽量化がはかられ、しかも可能な
限り両持支持による連結であるため、ロボットとしての
剛性が高まり、比較的大きな重量物からなる被処理基板
を搬送することを可能にする。また、図８に示す搬送用
スカラ形ロボット１３ａ、１３ｂは、図２に示すものに
比べ、旋回台１も含め搬送用スカラ形ロボット１３ａ、
１３ｂの上下方向の幅を薄くすることができ、真空チャ
ンバ４１の内部高さを減らし、容積を減らして真空引き
する装置の小型化を実現することができる。

【００２６】次に、これら２台の搬送用スカラ形ロボッ
ト１３ａ、１３ｂを駆動する動力伝達部も含めた駆動部
について説明する。動力伝達部は、旋回台１の下部のベ
ース部であるギヤボックス（ベース部）１５の中に収め
られる。旋回台１の中心に設置される３軸同軸の駆動軸
１６は、ロボット駆動軸１６ａ、および１６ｂ、並びに
箱状の旋回台１の底部に固定された旋回駆動軸１６ｃよ
り構成され、図３に示すように旋回駆動軸１６ｃはギヤ
ボックス１５に軸受５０ａで回転自在に支持され、ロボ
ット駆動軸１６ｂは旋回駆動軸１６ｃに軸受５０ｂで回
転自在に支持され、ロボット駆動軸１６ａはロボット駆
動軸１６ｂに軸受５０ｃで回転自在に支持される。な
お、ロボット駆動軸１６ａは、ギヤボックス（ベース
部）１５の底部に軸受５０ｄに支持させてもよい。そし
て、上記駆動軸１６ａと肩関節軸３ａ又は３ｂとは、旋
回台１の内部において、駆動軸１６ａに固定されたプー
リ１８ａ、肩関節軸３ａ又は３ｂに固定されたプーリ１
８ｃ、およびプーリ１８ａとプーリ１８ｂとに懸架され
たタイミングベルト１７ａで連結して動力を伝達するよ
うに構成される。更に、駆動軸１６ｂと肩関節軸３ｃ又
は３ｄとは、旋回台１の内部において、駆動軸１６ｂに
固定されたプーリ１８ｂ、肩関節軸３ｃ又は３ｄに固定
されたプーリ（図示せず）、およびプーリ１８ｂとプー
リとに懸架されたタイミングベルト１７ｂで連結して動
力を伝達するように構成される。なお、これらの動力伝
達は、歯車でもワイヤーでも既存の動力伝達機構で代用
可能である。また、図３に示すように、箱状の旋回台１
には、ギヤボックス１５内およびサブチャンバ４６内の
ガスが抜けるように、即ち真空雰囲気になり、かつ異物
等を放出させないフィルター６１が設けられている。ま
た、ギヤボックス（ベース部）１５の上端部には、旋回
軸１６ｃとの間においてダストシールとしての役目をす
る磁性流体シール６２が設けられている。

【００２７】さらに、それぞれの駆動軸１６ａ〜１６ｃ
をそれぞれモータ１９ａ〜１９ｃで駆動するために、モ
ータ側にプーリ２１ｄ〜２１ｆを取り付け、駆動軸側に
プーリ２１ａ〜２１ｃを取り付け、これらプーリの間を
タイミングベルト２２ａ〜２２ｃで連結する。ハンド１
２ａ、１２ｂの前進と後退は、旋回駆動軸１６ｃを停止
させた状態で、ロボット駆動軸１６ａまたは１６ｂをモ
ータ１９ａまたは１９ｂで駆動すればよい。旋回部１の
旋回動作では、通常はハンド１２ａ、１２ｂを双方とも
旋回部１付近に引き寄せた後、旋回用のモータ１９ｃを
駆動して旋回させるのだが、ハンド１２ａ、１２ｂの前
進と後退は旋回駆動軸１６ｃに対するロボット駆動軸１
６ａまたは１６ｂの角度差によって生じるため、駆動軸
１６ａ〜１６ｃ全てを同一方向に同期を取りながら同じ
角度回転駆動させる必要がある。この構造では、ロボッ
トを駆動するモータ１９ａ〜１９ｃ自体を旋回部１の旋
回動作で振り回すことがないため、モータの配線等の理
由による旋回角度の動作範囲に制約を受けることがな
く、その結果任意方向に向いたロボットを最短旋回角度
で別の任意方向に向け直すことが可能となり、特に図５
に示すようなクラスタ形真空プロセス装置においては移
動時間を短縮することが可能となる。

【００２８】そして、モータ１９ａ〜１９ｃは、図４に
具体的に示すようにギヤボックス１５内に対して真空シ
ールを行なうために、ギヤボックス１５の底部１５ａに
磁性流体シール２０を介して固定される。即ち、モータ
１９ａ〜１９ｃを磁性流体シール２０を入れてギヤボッ
クス１５の底部１５ａに固定することにより、ギヤボッ
クス１５を境に大気と真空を切り分けることが可能とな
る。更に、図２および図８に示すように、真空シール２
０を行なうために、ギヤボックス１５の底部１５ａと胴
体２３のフランジ部２３ａとの間にベローズ２４を取り
付ける。胴体２３のフランジ部２３ａは、真空チャンバ
４１の底部との間にＯリング等のシール材７１を挾み、
気密を保つ。

【００２９】更に、ギヤボックス１５の底部１５ａに
は、中空のパイプ４２、および該中空のパイプ４２との
連結部に貫通穴のあいたプレート４３がつながれてお
り、ギヤボックス１５の上下動と連動して動くことにな
る。このように旋回台１を上下動させるギヤボックス１
５に連動して上下動するプレート４３に対向させてプレ
ート４４を胴体２３の底部に固定する。そして、プレー
ト４３とプレート４４との間を、ベローズ２４とほぼ同
径程度のベローズ４５によってつなげることによって、
ベローズ４５内にサブチャンバ４６を構成する。このサ
ブチャンバ４６は、常に上記中空のパイプ４２によって
ギヤボックス１５の内部もしくは旋回台１の内部を介し
て真空チャンバ４１につながり、図５に示す真空チャン
バ４１の内部と同様に真空状態となる。従って、サブチ
ャンバ４６を構成するプレート４３に加わる大気と真空
との間の下向きの差圧によって、ギヤボックス１５の底
面１５ａで受ける真空と大気との間の上向きの差圧がキ
ャンセルされることになり、ロボット１３ａ、１３ｂの
旋回台１を支持しているギヤボックス１５を上下に駆動
させる機構は、ロボットの重量のみを支えればよいこと
になる。ところで、上記の説明においては、中空のパイ
プ４２は、１本の場合について説明したが、複数本によ
って構成してもよい。即ち、中空のパイプ４２の役目
は、ギヤボックス１５とサブチャンバ４６を構成するプ
レート４３とを連動させ、しかもサブチャンバ４６をギ
ヤボックス１５もしくは旋回台１内の真空と連通させて
真空チャンバ４１内の真空と同じ真空雰囲気にすればよ
い。

【００３０】ロボットを上下動させる駆動機構２５〜２
９は、大気中に設ける。胴体２３に上下のみ運動可能な
直動ガイド２５を設け、ギヤボックス１５の大気側側面
に固定する。更に、駆動機構は、ギヤボックス１５の大
気側側面に取り付けられたナットに噛み合わせて胴体２
４の側面に支持されたボールねじ２６と、胴体２４の側
面に固定されたモータ２９と、上記ボールねじ２６に固
定された歯車２７と、該歯車２７と噛みあわせる上記モ
ータ２９の出力軸に固定された歯車２８とによって構成
される。即ち、駆動機構は、モータ２９の回転駆動出力
によってギヤボックス１５を上下動できればよい。上下
動の駆動機構として、上述のような構造の代わりに、リ
ニアモータを用いても構わない。以上説明したように、
真空チャンバ４１に連通し、ギヤボックス１５と連動す
るプレート４３を有するサブチャンバ４６を設けること
によって、ギヤボックス１５の底面１５ａで受ける真空
と大気との差圧をキャンセルし、ギヤボックス１５を上
下動させてロボット１３ａ、１３ｂを上下動させる駆動
機構を小型化することができる。

【００３１】次に、以上説明した２台の搬送用スカラ形
ロボット１３ａ、１３ｂを備えて構成された真空内搬送
ロボット４８を真空チャンバからなる搬送室３１内に備
えたプロセス処理装置の一実施例を図５を用いて説明す
る。スパッタ、ＣＶＤ又はドライエッチング等のプロセ
ス処理を行なうクラスタ型のプロセス処理装置３０にお
いて、真空チャンバからなる搬送室３１に真空内搬送ロ
ボット３０を設置した場合、該真空内搬送ロボット４８
は、同一半径上に並ぶプロセス室３２およびロードロッ
ク室３８の間で処理基板３３の入れ替えを行なう必要が
ある。真空内搬送ロボット４８は、２台の搬送用スカラ
形ロボット１３ａ、１３ｂを備えて構成されるため、プ
ロセス室３２ａ〜３２ｆおよびロードロック室４７間の
被処理基板３３の移載において、一方のロボット１３の
ハンド１２であるプロセス室３２内から被処理基板３３
を取り出した直後に、他方のロボット１３のハンド１２
に持っている被処理基板をあるプロセス室３２内に移載
可能なため、ハンドを１つしか持たない構成のロボット
に比べてあるプロセス室３２の入り口のゲートバルブ３
４の開放時間を短縮でき、タクトタイム当たりのプロセ
ス処理時間を長く取ることが可能となり、スループット
を向上させることができる。

【００３２】また、旋回台１を旋回させてロボット３０
をあるプロセス室３２から別のプロセス室に方向転換を
行う場合、モータ１９ａ〜１９ｃを取り付けているギヤ
ボックス１５は静止されているので、最小な旋回角度を
選択して方向転換が可能であり、被処理基板の搬送時間
の短縮が図れる。また、搬送室３１は、プロセス室の入
り口のゲートバルブ３４を開閉する関係で、プロセス室
内に異物等が進入されないようにクリーンな雰囲気であ
る真空雰囲気にする必要がある。また、ロボット３０
が、各プロセス室３２ａ〜３２およびロードロック室３
８に対してゲートバルブ３４を介して被処理基板を搬入
および搬出するための高さが異なっているため、旋回台
１を支持しているギヤボックス１５を上下の駆動機構に
よって上下動させる必要がある。そのため、ギヤボック
ス１５の底部は、大気圧と真空圧とを受けることにな
る。しかし、真空チャンバからなる搬送室３１に連通す
るサブチャンバ４６を設けることによって、上下の駆動
機構２６〜２９の小型化をはかることができる。また、
プロセス室には、被処理基板３３に対して加熱してベー
ク等の処理をする室があり、ロボット３０はその室から
被処理基板を搬出したりする必要がある。しかし、ロボ
ット３０のアーム内部に高温に対して劣化しやすいベル
トが用いられていないので、高温の被搬送物を、寿命を
短縮することなく、信頼性を維持した状態で、連続して
搬送することが可能となる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、各関節軸が受け持つモ
ーメント荷重を低減することによって、軸径及びアーム
の剛性を低減して慣性モーメントを低減し、重量が増大
する大型の基板等からなる搬送物を、小型のアクチュエ
ータを用いて高速で搬送できるようにしたスカラ形の搬
送用ロボットを実現することができる効果を奏する。ま
た、本発明によれば、軽量化されたリンクを用いて関節
部の剛性を高めることによって、重量が増大する大型の
基板等からなる搬送物を、小型のアクチュエータを用い
て高速で搬送できるようにしたスカラ形の搬送用ロボッ
トを実現することができる効果を奏する。また、本発明
によれば、上腕および前腕およびこれらを連結する肘部
リンク内部からタイミングベルトを廃止したので、高温
基板を連続的に搬送しても、駆動系にアームの熱膨張の
影響を生じず、スカラ形搬送ロボットの寿命を延ばすと
ともに信頼性を向上させることができる効果を奏する。

【００３４】また、本発明によれば、重量が増大する大
型の基板等からなる搬送物を小型のアクチュエータを用
いて例えばプロセス処理室のゲートバルブの開放時間を
短縮してプロセス処理室から高速で搬出および搬入をで
きるようにした搬送装置および真空チャンバ内搬送装置
を実現することができる効果を奏する。また、本発明に
よれば、重量が増大する大型の基板等からなる搬送物を
小型のアクチュエータを用いて例えばプロセス処理室の
ゲートバルブの開放時間を短縮してプロセス処理室から
高速で搬出および搬入をできるようにし、しかも任意方
向から別の任意の方向に最短旋回角度で向け直すことが
できるようにした搬送装置および真空チャンバ内搬送装
置を実現することができる効果を奏する。

【００３５】また、本発明によれば、重量が増大する大
型の基板等からなる搬送物を小型のアクチュエータを用
いて例えばプロセス処理室のゲートバルブの開放時間を
短縮して高速で搬出および搬入をできるようにし、しか
も任意方向から別の任意の方向に最短旋回角度で向け直
すことができるようにし、更に真空チャンバ内に異物等
を発生させるのを低減した搬送装置および真空チャンバ
内搬送装置を実現することができる効果を奏する。ま
た、本発明によれば、重量が増大する大型の被処理基板
を搬送する搬送室の小型化を図ると共に搬送室内への異
物等の発生をできるだけ低減し、しかもプロセス処理室
のゲートバルブの開放時間を短縮してプロセス処理室か
ら大型の被処理基板を高速で搬出および搬入をすること
ができるプロセス処理装置を実現することができる効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスカラ形搬送ロボットの一実施例
を示す斜視図である。

【図２】本発明に係るスカラ形搬送ロボットの一実施例
を真空チャンバに備えた縦断面図である。

【図３】図２に示すギヤボックス（ベース部）の近傍を
示す縦断面図である。

【図４】駆動モータを真空シール部を挾んでギヤボック
ス（ベース部）に取り付けする状態を示す図である。

【図５】本発明に係るプロセス処理装置の一実施例であ
る成膜プロセス処理装置を示す図である。

【図６】上腕の揺動回転を前腕の回転に動力伝達する反
転伝達機構の一実施例を説明するための図である。

【図７】上腕の揺動回転を前腕の回転に動力伝達する反
転伝達機構の他の一実施例を説明するための図である。

【図８】本発明に係るスカラ形搬送ロボットの他の一実
施例を真空チャンバに備えた縦断面図である。

【符号の説明】

１…旋回台（肩部）、２…肩部リンク、３ａ〜３ｄ…肩
関節軸、４ａ、４ｂ…上腕、５ａ、５ｂ…上腕の肘関節
軸、６ａ、６ｂ…前腕の肘関節軸、７…肘部リンク、８
ａ、８ｂ…歯車、９ａ、９ｂ…前腕、１０ａ、１０ｂ…
手首関節軸、１１…手首部リンク、１２ａ、１２ｂ…ハ
ンド、１３ａ、１３ｂ…平行リンク式スカラロボット、
１４…コの字形ブロック、１５…ギヤボックス（ベース
部）、１５ａ…ギヤボックス（ベース部）の底部、１６
…３軸同軸駆動軸、１６ａ〜１６ｂ…ロボット駆動軸、
１６ｃ…旋回駆動軸、１７…タイミングベルト、１８…
プーリ、１９ａ〜１９ｃ…モータ、２０…磁性流体シー
ル（真空シール）、２１ａ〜２１ｆ…プーリ、２２ａ、
２２ｂ、２２ｃ…タイミングベルト、２３…胴体、２３
ａ…胴体上部、２４…ベローズ、２５…リニアガイド、
２６…ボールねじ、２７…歯車、２８…歯車、２９…モ
ータ、３０…クラスタ形成膜装置（プロセス処理装
置）、３１…搬送室（真空チャンバ）、３２、３２ａ〜
３２ｆ…プロセス処理室、３３…被処理基板（搬送
物）、３４…ゲートバルブ、３５…大気内搬送ロボッ
ト、３６…カセット、３７ａ、３７ｂ、３９ａ〜３９ｄ
…プーリ、３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂ…スチール
ベルト、４７…ロードロック室、４８…真空チャンバ内
搬送ロボット、４１…真空チャンバ、５１…片部材、５
２…片部材。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 DA01 FA01 FA02 FA11 FA12 GA02 GA45 GA47 GA48 GA49 GA50 LA07 LA12 LA13 LA14 MA04 MA13 MA28 MA29 MA32 NA02 NA05 NA18

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】肩部と、 該肩部に各肩関節によって揺動可能に支持され、平行リ
   ンクで構成される同じ長さを有する２つの上腕と、 該２つの上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕肘関節
   軸によって回動可能に揺動端間を連結する肘部リンク
   と、 該肘部リンク上に前記各上腕肘関節軸に対して所望の距
   離変位させて設けられた各前腕肘関節軸によって揺動可
   能に支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有す
   る２つの前腕と、 少なくとも前記一方の上腕肘関節軸上において前記一方
   の上腕に固定された第１の部材と一方の前腕肘関節軸上
   において一方の前腕に固定された第２の部材の間を互い
   に反転させて動力を伝達する反転伝達機構と、 該２つの前腕の各々の揺動端に設けられた各手首関節軸
   によって回転可能に揺動端間を連結する手首部リンク
   と、 前記一方の肩関節に設けられた上腕に固定された上腕肩
   関節駆動軸を駆動する駆動機構とを備え、 該駆動機構を駆動することによって前記手首部リンクに
   固定したハンドが直線運動するように構成したことを特
   徴とする搬送用ロボット。
2. 【請求項２】箱状の肩部と、 該箱状の肩部に、各肩関節によって該肩部の両面を対向
   する片部で挾み付けて揺動可能に支持され、平行リンク
   で構成される同じ長さを有する２つの箱状の上腕と、 該２つの箱状の上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕
   肘関節軸によって、該各々の揺動端の両面を対向する片
   部で挾み付けて回動可能に揺動端間を連結する箱状の肘
   部リンクと、 該箱状の肘部リンク上に前記各上腕肘関節軸に対して所
   望の距離変位させて設けられた各前腕肘関節軸によって
   揺動可能に支持され、平行リンクで構成される同じ長さ
   を有する２つの箱状の前腕と、 少なくとも前記一方の上腕肘関節軸上において前記一方
   の上腕に固定された前記箱状の肘部リンク内の第１の部
   材と一方の前腕肘関節軸上において一方の前腕に固定さ
   れた前記箱状の肘部リンク内の第２の部材の間を互いに
   反転させて動力を伝達する反転伝達機構と、 該２つの箱状の前腕の各々の揺動端に設けられた各手首
   関節軸によって、該各々の揺動端の両面を対向する片部
   で挾み付けて回転可能に揺動端間を連結する手首部リン
   クと、 前記一方の肩関節に設けられた上腕に固定された上腕肩
   関節駆動軸を駆動する駆動機構とを備え、 該駆動機構を駆動することによって前記手首部リンクに
   固定したハンドが直線運動するように構成したことを特
   徴とする搬送用ロボット。
3. 【請求項３】前記反転伝達機構は、前記第１および第２
   の部材を歯車によって形成し、これら歯車同志を噛み合
   わせて構成したことを特徴とする請求項１または２記載
   の搬送用ロボット。
4. 【請求項４】前記反転伝達機構は、前記第１および第２
   の部材を円柱状もしくは円筒状部材によって形成し、こ
   れら円柱状もしくは円筒状部材の各々に端部を巻き付け
   た金属製ベルトもしくはワイヤによって前記部材間を反
   転するようにつなげて構成したことを特徴とする請求項
   １または２記載の搬送用ロボット。
5. 【請求項５】搬送物を把持して搬送する対なる搬送用ロ
   ボットの各々を肩部に対称に支持して構成した搬送装置
   であって、 前記対なる搬送用ロボットの各々を、 前記肩部に各肩関節によって揺動可能に支持され、平行
   リンクで構成される同じ長さを有する２つの上腕と、該
   ２つの上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕肘関節軸
   によって回動可能に揺動端間を連結する肘部リンクと、
   該肘部リンク上に前記各上腕肘関節軸に対して所望の距
   離変位させて設けられた各前腕肘関節軸によって揺動可
   能に支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有す
   る２つの前腕と、少なくとも前記一方の上腕肘関節軸上
   において前記一方の上腕に固定された第１の部材と一方
   の前腕肘関節軸上において一方の前腕に固定された第２
   の部材の間を互いに反転させて動力を伝達する反転伝達
   機構と、該２つの前腕の各々の揺動端に設けられた各手
   首関節軸によって回転可能に揺動端間を連結する手首部
   リンクと、前記一方の肩関節に設けられた上腕に固定さ
   れた上腕肩関節駆動軸を駆動する駆動機構とを備えて構
   成したことを特徴とする搬送装置。
6. 【請求項６】搬送物を把持して搬送する対なる搬送用ロ
   ボットの各々を箱状の肩部に対称に支持して構成した搬
   送装置であって、 前記対なる搬送用ロボットの各々を、 前記箱状の肩部に、各肩関節によって該肩部の両面を対
   向する片部で挾み付けて揺動可能に支持され、平行リン
   クで構成される同じ長さを有する２つの箱状の上腕と、
   該２つの箱状の上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕
   肘関節軸によって、該各々の揺動端の両面を対向する片
   部で挾み付けて回動可能に揺動端間を連結する箱状の肘
   部リンクと、該箱状の肘部リンク上に前記各上腕肘関節
   軸に対して所望の距離変位させて設けられた各前腕肘関
   節軸によって揺動可能に支持され、平行リンクで構成さ
   れる同じ長さを有する２つの箱状の前腕と、少なくとも
   前記一方の上腕肘関節軸上において前記一方の上腕に固
   定された前記箱状の肘部リンク内の第１の部材と一方の
   前腕肘関節軸上において一方の前腕に固定された前記箱
   状の肘部リンク内の第２の部材の間を互いに反転させて
   動力を伝達する反転伝達機構と、該２つの箱状の前腕の
   各々の揺動端に設けられた各手首関節軸によって、該各
   々の揺動端の両面を対向する片部で挾み付けて回転可能
   に揺動端間を連結する手首部リンクと、前記一方の肩関
   節に設けられた上腕に固定された上腕肩関節駆動軸を駆
   動する駆動機構とを備えて構成したことを特徴とする搬
   送装置。
7. 【請求項７】前記搬送用ロボットの各々における反転伝
   達機構は、前記第１および第２の部材を歯車によって形
   成し、これら歯車同志を噛み合わせて構成したことを特
   徴とする請求項５または６記載の搬送装置。
8. 【請求項８】前記搬送用ロボットの各々における反転伝
   達機構は、前記第１および第２の部材を円柱状もしくは
   円筒状部材によって形成し、これら円柱状もしくは円筒
   状部材の各々に端部を巻き付けた金属製ベルトもしくは
   ワイヤによって前記部材間を反転するようにつなげて構
   成したことを特徴とする請求項５または６記載の搬送装
   置。
9. 【請求項９】搬送物を把持して搬送する対なる搬送用ロ
   ボットの各々を、旋回部に対称に支持して構成した搬送
   装置であって、 前記対なる搬送用ロボットの各々を、 前記旋回部に各肩関節によって揺動可能に支持され、平
   行リンクで構成される同じ長さを有する２つの上腕と、
   該２つの上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕肘関節
   軸によって回動可能に揺動端間を連結する肘部リンク
   と、該肘部リンクに各前腕肘関節軸によって揺動可能に
   支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有する２
   つの前腕と、少なくとも前記一方の上腕と一方の前腕と
   の間で互いに反転させて動力を伝達する反転伝達機構
   と、該２つの前腕の各々の揺動端に設けられた各手首関
   節軸によって回転可能に揺動端間を連結する手首部リン
   クとを備えて構成し、 前記旋回部を固定して旋回させる旋回駆動軸、および２
   つのロボット駆動軸を３軸同軸にベース部に対して回転
   自在に支持して設置し、 前記ベース部に取り付けられた３つの駆動用モータの各
   々の回転出力を前記３軸の各々に回転連結して構成し、 前記２つのロボット駆動軸の各々を、対なる搬送用ロボ
   ットの各々における一方の上腕に固定された上腕肩関節
   駆動軸に回転連結して構成したことを特徴とする搬送装
   置。
10. 【請求項１０】搬送物を把持して搬送する対なる搬送用
    ロボットの各々を、箱状の旋回部に対称に支持して構成
    した搬送装置であって、 前記対なる搬送用ロボットの各々を、 前記箱状の旋回部に、各肩関節によって該旋回部の両面
    を対向する片部で挾み付けて揺動可能に支持され、平行
    リンクで構成される同じ長さを有する２つの箱状の上腕
    と、該２つの箱状の上腕の各々の揺動端に設けられた各
    上腕肘関節軸によって、該各々の揺動端の両面を対向す
    る片部で挾み付けて回動可能に揺動端間を連結する箱状
    の肘部リンクと、該箱状の肘部リンクに各前腕肘関節軸
    によって揺動可能に支持され、平行リンクで構成される
    同じ長さを有する２つの箱状の前腕と、少なくとも前記
    一方の上腕と一方の前腕との間で、前記箱状の肘部リン
    ク内において互いに反転させて動力を伝達する反転伝達
    機構と、該２つの箱状の前腕の各々の揺動端に設けられ
    た各手首関節軸によって、該各々の揺動端の両面を対向
    する片部で挾み付けて回転可能に揺動端間を連結する手
    首部リンクとを備えて構成し、 前記旋回部を固定して旋回させる旋回駆動軸、および２
    つのロボット駆動軸を３軸同軸にベース部に対して回転
    自在に支持して設置し、 前記ベース部に取り付けられた３つの駆動用モータの各
    々の回転出力を前記３軸の各々に回転連結して構成し、 前記２つのロボット駆動軸の各々を、対なる搬送用ロボ
    ットの各々における一方の上腕に固定された上腕肩関節
    駆動軸に回転連結して構成したことを特徴とする搬送装
    置。
11. 【請求項１１】請求項９または１０記載の搬送装置を水
    平移動ステージ上に取り付けて構成したことを特徴とす
    る搬送装置。
12. 【請求項１２】真空チャンバ内において、搬送物を把持
    して搬送する対なる搬送用ロボットの各々を、旋回部に
    対称に支持して構成した真空チャンバ内搬送装置であっ
    て、 前記対なる搬送用ロボットの各々を、 前記旋回部に各肩関節によって揺動可能に支持され、平
    行リンクで構成される同じ長さを有する２つの上腕と、
    該２つの上腕の各々の揺動端に設けられた各上腕肘関節
    軸によって回動可能に揺動端間を連結する肘部リンク
    と、該肘部リンクに各前腕肘関節軸によって揺動可能に
    支持され、平行リンクで構成される同じ長さを有する２
    つの前腕と、少なくとも前記一方の上腕と一方の前腕と
    の間で互いに反転させて動力を伝達する反転伝達機構
    と、該２つの前腕の各々の揺動端に設けられた各手首関
    節軸によって回転可能に揺動端間を連結する手首部リン
    クとを備えて構成し、 前記真空チャンバの底部に開けられた開口部に上下動可
    能に支持されたベース部を設け、 該ベース部を上下動させる駆動機構を大気側に設け、 前記ベース部の真空側において前記旋回部を固定して旋
    回させる旋回駆動軸、および２つのロボット駆動軸を３
    軸同軸に回転自在に支持し、 ３つの駆動用モータを前記ベース部の大気側に取り付
    け、 前記３つの駆動用モータの各々の回転出力を前記３軸の
    各々に回転連結して構成し、 前記２つのロボット駆動軸の各々を、対なる搬送用ロボ
    ットの各々における一方の上腕に固定された上腕肩関節
    駆動軸に回転連結して構成し、 前記真空チャンバの底部と前記ベース部との間をベロー
    ズで結合して構成したことを特徴とする真空チャンバ内
    搬送装置。
13. 【請求項１３】前記ベース部の上下動に連動するサブチ
    ャンバを設けたことを特徴とする請求項１２記載の真空
    チャンバ内搬送装置。
14. 【請求項１４】前記サブチャンバを、サブチャンバ内の
    圧力と真空チャンバ内の圧力とが同等程度であるように
    構成したことを特徴とする請求項１３記載の真空チャン
    バ内搬送装置。
15. 【請求項１５】前記３つの駆動用モータを真空シール機
    構を挾み付けて前記ベース部の大気側に取り付けたこと
    を特徴とする請求項１２記載の真空チャンバ内搬送装
    置。
16. 【請求項１６】請求項１２または１３または１４または
    １５記載の真空チャンバ内搬送装置からなる搬送室をロ
    ードロック室およびプロセス処理室の間につなげて構成
    したことを特徴とするプロセス処理装置。