JP2002059386A

JP2002059386A - 搬送用ロボット

Info

Publication number: JP2002059386A
Application number: JP2000368684A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hatake; 一尋畠; Matsuo Nose; 松男野瀬; Mineo Tokuda; 峰男徳田; Masanobu Seki; 正暢関
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-02-26
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP4227298B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータの出力部の剛性が極めて大きくなり、
また駆動部分の軸方向への大きさを小さくでき、さらに
メンテナンス性を向上できるようにする。【解決手段】モータの回転子に、搬送台を連結したロ
ボットリンク機構の基端部材を連結した搬送用ロボット
において、モータの固定子、回転子、回転子支持軸受、
及び回転子の回転位置を検出する位置検出器を、軸方向
において略同一位置に設けた構成になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送用ロボットに
関し、さらに詳細にいえば、マルチチャンバタイプの半
導体製造装置や、ＬＣＤ製造装置等のように、プロセス
チャンバにて加工処理されるウエハ等の薄板状のワーク
を、プロセスチャンバへ搬送するようにした製造装置に
おける搬送用ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マルチチャンバタイプの半導体製造装置
は、図１に示すようになっていて、トランスファチャン
バ１の周囲に、複数のプロセスチャンバからなるプロセ
スチャンバステーション２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ
と、外部に対してワークを受け渡しを行うワーク受け渡
しステーション３とが配設されており、トランスファチ
ャンバ１内は常時真空装置にて真空状態が保たれてい
る。

【０００３】そして上記トランスファチャンバ１は、図
２に示すようになっていて、これの中心部に図３に示す
ような、すなわち特表平８−５０６７７１号公報に記載
のような搬送用ロボットＡ_１が回転可能に備えてある。
トランスファチャンバ１の周壁であって、プロセスチャ
ンバステーション２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ及びワ
ーク受け渡しステーション３に対向している仕切り壁５
には、各プロセスチャンバステーションへのワークの出
入口となるゲート６が設けてある。このゲート６はトラ
ンスファチャンバ２の内側に各ゲート６に対向して設け
られた図示しない開閉扉にて開閉されるようになってい
る。

【０００４】上記搬送用ロボットＡ_１は、いわゆるフロ
ッグレッグ式の双腕型といわれているものが用いられて
いて、その構成は図３，図４，図５に示すようになって
いる。

【０００５】搬送用ロボットＡ_１の中心部に同長の２本
のアーム７ａ，７ｂがそれぞれ回転可能に設けられてい
る。搬送用ロボットＡ_１は、同一形状の２つの搬送台８
ａ，８ｂを有しており、この各搬送台８ａ，８ｂの基部
に、同長の２本のリンク９ａ，９ｂの一端が連結されて
いる。この両リンク９ａ，９ｂの一端は搬送台８ａ，８
ｂに対してフロッグレッグ式の搬送台姿勢規制機構を介
して連結されており、両リンク９ａ，９ｂは各搬送台８
ａ，８ｂに対して完全に対称方向に回転するようになっ
ている。そして各搬送台８ａ，８ｂに連結した２本のリ
ンクのうちの一方のリンクは一方のアームに、他方のリ
ンクは他方のアームにそれぞれ連結されている。

【０００６】図４（ａ），（ｂ）は、上記フロッグレッ
グ式の搬送台姿勢規制機構を示している。搬送台８ａ，
８ｂに連結される２本のリンク９ａ，９ｂの先端部は図
４（ａ）に示すように、互いに噛合う歯車９ｃ，９ｃか
らなる歯車構成により結合されており、搬送台８ａ，８
ｂに対するリンク９ａ，９ｂの姿勢角θＲ，θＬが常に
同じになるようにしている。これにより、搬送台８ａ，
８ｂは、リンク９ａとリンク９ｂとのなす角度を変えて
も、常にトランスファチャンバ１の半径方向に向けられ
ると共に、この角度を変えることにより半径方向へ動作
させられる。上記リンク９ａ，９ｂの先端部の連結は歯
車に代えて、図４（ｂ）に示すように、リンク９ａ，９
ｂの先端部に設けた同一径のプーリ９ｅ，９ｅにベルト
９ｄをたすき掛けした構成によるものもある。

【０００７】図５は図３で示した従来の搬送用ロボット
Ａ_１のアーム７ａ，７ｂをそれぞれ独立して回転するた
めの従来の機構を示すものである。各アーム７ａ，７ｂ
の基部はそれぞれ回転軸１３ａ，１３ｂに連結され、そ
れぞれの回転軸１３ａ，１３ｂは同心状に配置されてい
る。このそれぞれの回転軸１３ａ，１３ｂは、トランス
ファチャンバ１のフレーム１ａに同心状にして軸方向に
位置をずらせて支持されたダイレクトドライブタイプの
モータ１４ａ，１４ｂの出力部に連結されている。この
とき、一方のモータ１４ａの回転軸１３ａは長くなって
いて、他方のモータ１４ｂを貫通して上方へ延長されて
いる。また、この従来の技術にあっては、真空環境側で
あるトランスファチャンバと、外側の環境との仕切りを
モータ内で行うようになっており、このためモータ１４
ａ，１４ｂを構成する固定子１６と回転子１７との間に
隔壁１８が設けられており、この隔壁１８にて上記両環
境を隔離している。

【０００８】そして、図３に示すように、両アーム７
ａ，７ｂが回転中心に対して直径方向に対称位置にある
ときには、両搬送台８ａ，８ｂに対してリンク９ａ，９
ｂが最も拡開するよう回転された状態となり、従って両
搬送台８ａ，８ｂは回転中心側へ移動されている。

【０００９】この状態で両アーム７ａ，７ｂを同一方向
に回転することにより、両搬送台８ａ，８ｂは半径方向
の位置を維持したまま回転中心に対して回転される。ま
た両アーム７ａ，７ｂを、これらが互いに近付く方向
（互いに逆方向）に回転することにより、両アーム７
ａ，７ｂでなす角度が小さくなる方に位置する搬送台８
ａがリンク９ａ，９ｂに押されて放射方向外側へ突出動
されて、トランスファチャンバ１に対して放射方向外側
に隣接して設けられた上記ステーション２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄ，２ｅ，３の１つのステーションのプロセスチ
ャンバ内に突入する。

【００１０】このとき、他方の搬送台は回転中心側へ移
動されるが、各アーム７ａ，７ｂとリンク９ａ，９ｂと
のなす角度の関係上、その移動量はわずかとなる。

【００１１】また、既存技術として上記した特表平８−
５０６７７１号公報に示されるもののほかに、特開平１
０−１２８６９２号公報に示されているような機構を有
するダイレクトドライブタイプの真空用モータを用いた
搬送用ロボットも知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、２つのモータを軸方向（上下）に位置をずらせてい
ると共に、それぞれの出力軸を同一方向に向けて同心状
に配置させているため、上側のモータの出力軸は中空構
造になっていて、その中を下側のモータの出力軸を貫挿
させた構成となっている。このため、下側に位置するモ
ータの出力軸は長くなってこれの剛性が低下し、ねじれ
振動により位置決め精度が低下するといった問題が生じ
る恐れがあった。

【００１３】また、駆動部の軸方向の寸法が上下へ大き
くなるので、この駆動部がトランスファチャンバの下部
に大きく突出してしまい、トランスファチャンバ下部の
メンテナンススペースが狭くなるという問題があった。

【００１４】さらに、高温プロセス等で製造装置全体を
断熱する必要がある場合に、ロボット駆動部がトランス
ファチャンバ下部に大きく突出していると、断熱部材の
構成が複雑になり、また断熱効果が低くなるという問題
もあった。

【００１５】また、上記従来の技術においては、真空環
境とそれと異なる環境とを仕切る隔壁がモータ内に位置
しているため、モータ部における真空環境側に対する気
密を保持するための機構が複雑であった。

【００１６】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、モータの出力部の剛性が極めて大きくなり、位置
決め精度の低下や、ねじれ変形等による振動の発生をな
くすことができ、しかもトランスファチャンバ下部の突
出寸法を大幅に減らし、メンテナンス性を飛躍的に向上
させることができ、さらに、高温プロセス等で製造装置
全体を断熱する場合にも断熱部材の構成を簡単にするこ
とができ、モータ部における真空環境側に対する気密機
構を簡単にできるようにした搬送用ロボットを提供する
ことを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、請求項１に係る搬送用ロボットは、モ
ータの回転子に、搬送台を連結したロボットリンク機構
の基端部材を連結した搬送用ロボットにおいて、モータ
の固定子、回転子、回転子支持軸受、及び回転子の回転
位置を検出する位置検出器を、軸方向において略同一位
置に設けた構成になっている。

【００１８】この構成によれば、モータの駆動部分の軸
方向の長さが短くなり、この駆動部分のねじり剛性を高
くすることができ、従ってこの駆動部分の回転子に連結
したロボットリンク機構の振動が減少し、位置決め精度
の低下や、ねじれ変形等による振動の発生をなくすこと
ができる。また、駆動部分の軸方向への大きさを小さく
できることにより、これのトランスファチャンバ下部の
突出寸法を大幅に減らすことができ、ロボット全体とし
て小型軽量化を図ることができる。また、上記のように
軸方向の寸法が短くなるので、トランスファチャンバ下
部の突出寸法が大幅に減少することにより、メンテナン
ス性を飛躍的に向上することができる。

【００１９】さらに、モータの駆動部分の軸方向への大
きさが小さくなると共に、この部分のトランスファチャ
ンバ下部への突出寸法が小さくなることにより、高温プ
ロセス等で製造装置全体を断熱する場合にも、断熱部材
の構成を簡単にすることができると共に、装置全体の断
熱効果を上げることができる。

【００２０】また、請求項２に係る搬送用ロボットは、
複数のモータと、各モータの回転子にそれぞれ連結され
たアームと、上記アームにリンクを介して連結された搬
送台とを含み、上記モータの駆動によりアーム及びリン
クを介して搬送台を軸と直角な方向に往復動、及び／あ
るいは軸のまわりに回転動するようにし、少なくとも１
つのモータの固定子、回転子、回転子支持軸受、及び回
転子の回転位置を検出する位置検出器を軸方向において
略同一位置に設けた構成になっている。

【００２１】この構成によれば、複数のモータを用いる
と共に、このモータにてアームとこのアームにリンクを
介して搬送台を作動するようにした搬送用ロボットを、
上記請求項１に記載の構成のものと同様の作用効果を得
ることができる。

【００２２】また、請求項３に係る搬送用ロボットは、
上記請求項２に係る搬送用ロボットにおいて、２つの異
なる環境に分離する部材を有し、一方の環境内にモータ
の固定子、回転子とアームとリンクと搬送台を配置した
ものである。

【００２３】この構成によれば、モータの固定子と回転
子を２つの異なる環境の一方の環境内に配置したことに
より、一方の環境、例えば真空環境と、これとは異なる
他方の環境とに仕切る隔壁をモータ内に設ける必要がな
くなり、モータ部における異なる環境側に対する気密構
成を簡単にすることができると共に、この駆動機構部を
コンパクトで高剛性にすることができる。

【００２４】また、請求項４に係る搬送用ロボットは、
上記請求項２に係る搬送用ロボットにおいて、２つの異
なる環境に分離する部材を有し、一方の環境内にモータ
の固定子を配置し、他方の環境内に固定子を除くモータ
全体とアームとリンクと搬送台を配置した構成となって
いる。

【００２５】この発明によれば、巻線にて構成されるモ
ータの固定子を一方の異なる環境、例えば大気側に配置
することでき、巻線から他方の異なる環境、例えば真空
環境へのチリを含むガスの放出をおさえることができ、
また固定子を構成する巻線の材質も大気用で一般的に用
いられるものを使用することができる。

【００２６】また、請求項５の発明に係る搬送用ロボッ
トは、複数のモータと、各モータの回転子にそれぞれリ
ング状ボスを介して連結されたアームと、上記アームに
リンクを介して連結された搬送台とを含み、上記モータ
の駆動によりアーム及びリンクを介して搬送台を軸と直
角な方向に往復動、及び／あるいは軸のまわりに回転動
するようにし、少なくとも１つのモータの固定子、回転
子、回転子支持軸受、及び回転子の回転位置を検出する
位置検出器を軸方向において略同一位置に設け、また２
つの異なる環境に分離する部材を有し、一方の環境内に
モータの固定子と回転子を配置し、他方の環境内にリン
グ状ボスとアームとリンクと搬送台を配置し、モータの
動力をマグネットカップリングを介してリング状ボスに
伝えるように構成されている。

【００２７】この構成によれば、リング状ボスを除くモ
ータ全体を、例えば大気側に配置することより、モータ
で使用される材質を一般に大気中で用いられているもの
を使用することができ、大気環境とは異なる環境、例え
ば真空環境で使用するために必要な表面処理等による、
モータのコストアップを防ぐことができる。

【００２８】また、請求項６に係る搬送用ロボットは、
上記請求項２から請求項５のいずれか１項に係る搬送用
ロボットにおいて、各モータの回転子を互いに逆方向に
回転することにより搬送台が軸直角方向に往復動し、同
一方向に回転することにより搬送台を回転するようにし
た構成になっている。

【００２９】この構成によれば、搬送台はモータの回転
子の回転角に応じたストロークにわたって軸直角方向に
往復動することにより、トランスファチャンバのプロセ
スチャンバステーションに対して搬送台がスムーズに出
没することができる。

【００３０】また、請求項７に係る搬送用ロボットは、
モータの回転子に、搬送台を連結したロボットリンク機
構の基端部材を連結した搬送用ロボットにおいて、２つ
の異なる環境に分離する部材を有し、一方の環境内にモ
ータの固定子、回転子と上記搬送台を含むロボットリン
ク機構を配置した構成になっている。

【００３１】この構成によれば、モータの回転子に、搬
送台を含むロボットリンク機構の基端部材を連結した搬
送用ロボットにおいて、一方の異なる環境、例えば真空
環境と、これとは異なる他方の環境とに仕切る隔壁をモ
ータ内に設ける必要がなくなり、モータ部における異な
る環境側に対する気密構成を簡単にすることができる。

【００３２】さらに、請求項８に係る搬送用ロボット
は、複数のモータと、各モータの回転子にそれぞれ連結
されたアームと、上記アームにリンクを介して連結され
た搬送台とを含み、上記モータの駆動によりアーム及び
リンクを介して搬送台を軸と直角な方向に往復動、及び
／あるいは軸のまわりに回転動するようにし、２つの環
境に分離する部材を有し、一方の環境内にモータの固定
子、回転子とアームとリンクと搬送台を配置した構成に
なっている。

【００３３】この構成によれば、モータの固定子、回転
子を一方の異なる環境、例えば真空環境内に配置するこ
とにより、一方の異なる環境、すなわち真空環境と、こ
れとは異なる他方の環境とに仕切る隔壁をモータ内に設
ける必要がなくなり、複数のモータ部における異なる環
境側に対する気密機構を簡単にすることができる。

【００３４】そしてさらに、請求項９に係る搬送用ロボ
ットは、上記請求項１及び請求項７のいずれか１項記載
の搬送用ロボットにおいて、回転子にリング状ボスを連
結し、このリング状ボスにロボットリンク機構の基端部
材を連結した構成になっており、また請求項１０に係る
搬送用ロボットは、上記請求項２から請求項４及び請求
項６と請求項８のいずれか１項記載の搬送用ロボットに
おいて、回転子にリング状ボスを連結し、このリング状
ボスにアームを連結し、さらに請求項１１に係る搬送用
ロボットは、上記請求項５、請求項１０のいずれか１項
記載の搬送用ロボットにおいて、各モータの回転子ある
いはリング状ボスに、アームあるいはロボットリンク機
構の基端部を連結する連結箇所を回転方向に複数設け、
リング状ボスの上記複数の連結箇所のいずれかにアーム
あるいはロボットリンク機構の基端部を選択的に連結し
た。

【００３５】そして請求項９、請求項１０に係る構成に
よればロボットリンク機構の基端部材あるいはアームが
リング状ボスを介して回転子に連結されることにより、
回転子の構造を簡素化することができる。また、請求項
１１に係る構成によれば、アームあるいはロボットリン
ク機構の基端部の回転子に連結したリング状ボスに対す
る連結位置を回転方向に変えることができ、この連結位
置を変えることにより、搬送台の開き角を変えることが
でき、また、チャンバの設置角にあわせることができ
る。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図６
〜図８に基づいて説明する。搬送用ロボットＡ_２は２つ
の搬送台８ａ，８ｂを有するもので、トランスファチャ
ンバ１の中心部に位置されている。これの第１・第２の
リング状ボス２０ａ，２０ｂは同心状で下側から順に重
ね合わせた状態に配置されている。

【００３７】第１・第２のモータ２１ａ，２１ｂはダイ
レクトドライブタイプのものである。上記第１・第２の
リング状ボス２０ａ，２０ｂは各モータ２１ａ，２１ｂ
の回転子２２ａ，２２ｂにそれぞれ直接連結され、回転
子支持軸受２３ａ，２３ｂを介して、トランスファチャ
ンバ１側に固着して設けた支持台２７と一体状にした固
定軸２４に、個々に回転自在に支持されている。

【００３８】第１のモータ２１ａは、固定子２５ａ、回
転子２２ａ、それに上記回転子２２ａを支持する回転子
支持軸受２３ａからなっている。同様に、第２のモータ
２１ｂは、固定子２５ｂ、回転子２２ｂを支持する回転
子支持軸受２３ｂとからなっている。そしてそれぞれの
モータ２１ａ，２１ｂには回転子２２ａ，２２ｂの回転
方向の位置を検出する位置検出器２６ａ，２６ｂが設け
てある。また、第１のモータ２１ａの固定子２５ａを支
持する部材として支持台２７があり、第２のモータ２１
ｂの固定子２５ｂを支持する部材として支持部材２８が
ある。上記支持台２７はトランスファチャンバ１のフレ
ーム１ａに固着されており、また支持部材２８は固定軸
２４に固着されていて、第１・第２のモータ２１ａ，２
１ｂは一体構成となっている。

【００３９】両モータ２１ａ，２１ｂの回転子２２ａ，
２２ｂには固定子２５ａ，２５ｂに対向する部分に永久
磁石Ｍが固着してある。そしてこの永久磁石Ｍを固着す
る回転子２２ａ，２２ｂの構成材料には、透磁率の高い
材料、例えば、鉄を用いる。この各回転子２２ａ，２２
ｂに一体連結されるリング状ボス２０ａ，２０ｂはこれ
らの軽量化を図るために、例えばアルミ材が用いられ
る。このため、この実施の形態ではこの両部材、すなわ
ち、回転子２２ａ，２２ｂとリング状ボス２０ａ，２０
ｂとは別部材としてボルト連結した構成にしているが、
重量の制約がない場合には、リング状ボス２０ａ，２０
ｂにも鉄を用い、両者を誘磁率の高い同一材料で一体と
してもよい。

【００４０】上記各モータ２１ａ，２１ｂの固定子２５
ａ，２５ｂ、回転子２２ａ，２２ｂ、回転子支持軸受２
３ａ，２３ｂ、及び位置検出器２６ａ，２６ｂは、各モ
ータ２１ａ，２１ｂごとで、軸方向に略同一位置に配置
されており、この第１・第２のモータ２１ａ，２１ｂは
同軸状で、かつ軸方向に重ねた状態で配置されている。
これにより、各モータ２１ａ，２１ｂを薄型にすること
が可能となる。また、モータ２１ａ，２１ｂの固定子２
５ａ，２５ｂと回転子２２ａ，２２ｂは位置検出器２６
ａ，２６ｂより外側に配置されており、これにより、モ
ータ２１ａ，２１ｂを構成する部材を半径方向に大きく
できると共に、モータ２１ａ，２１ｂの出力トルクを大
きくできる。一方回転子支持軸受２３ａ，２３ｂは上記
した他の部材に対して最も内側に配置されていることに
より、この回転子支持軸受２３ａ，２３ｂに小径のもの
を使用することができ、軸受のためのコストを抑えるこ
とができる。そしてこの回転子支持軸受２３ａ，２３ｂ
が内側にきて小径になる程この効果が大きくなる。

【００４１】一方この実施の形態では、各モータ２１
ａ，２１ｂの各構成要素に、表面処理を行って放出ガス
量を低減させるか、あるいは真空下での放出ガス量の少
ない材質を選定し、リング状ボス２０ａ，２０ｂとモー
タ２１ａ，２１ｂ間の気密用の隔壁、及びマグネットカ
ップリングを排除して、モータ２１ａ，２１ｂ全体を真
空環境下に配置するようにしている。これにより、コン
パクトで高剛性の駆動機構が実現できる。

【００４２】すなわち、この実施の形態では、トランス
ファチャンバ１のフレーム１ａと、このフレーム１ａに
固着される支持台２７によりトランスファチャンバ１の
真空側（内側）と大気側（外側）とに仕切られており、
モータ２１ａ，２１ｂを含む搬送用ロボットＡ_２全体が
トランスファチャンバ１の真空側に配置されている。こ
れにより、モータ部におけるトランスファチャンバの真
空側に対する気密機構を簡単にすることができる。

【００４３】なお、この実施の形態のようなロボット構
造では、半導体製造装置のトランスファチャンバ１内の
真空度を上げる際、固定子２５ａ，２５ｂや回転子２２
ａ，２２ｂ及び位置検出器２６ａ，２６ｂを内蔵する駆
動機構部の迷路状になっている空間内の真空引きに時間
を要することも考えられる。そのような場合には、図１
８に示すように、支持台２７に吸引口２７ａを設け、そ
の吸引口２７ａに真空ポンプを接続して真空引きを行う
ことも考えられる。これにより、ロボット内部の真空引
きを容易に、かつ短い時間で行うことができる。なおこ
の構成は第２以下の実施の形態においても同様である。

【００４４】また、特に図示してないが、支持台２７あ
るいは必要に応じてフレーム１ａには、モータ２１ａ，
２１ｂへの動力供給、あるいは位置検出器２６ａ，２６
ｂからの信号を取り出すためのケーブルコネクタとし
て、例えば電流導入端子を設け、これら導入部の大気と
真空を隔離するようにしている。

【００４５】搬送用ロボットＡ_２の第１のリング状ボス
２０ａの側面には第１・第２のアーム３０ａ，３０ｂ
が、また、第２のリング状ボス２０ｂの側面には第３の
アーム３０ｃが、さらに、この第２のリング状ボス２０
ｂの頂面に脚柱３０ｅを介して第４のアーム３０ｄがそ
れぞれ放射方向に突設されており、第４のアーム３０ｄ
の先端部下面が回転支点となっており、他のアームは、
それぞれのアームの先端部上面が回転支点となってい
る。

【００４６】上記各アーム３０ａ〜３０ｄのそれぞれの
回転支点のリング状ボス中心からの半径は同一寸法にな
っている。そして、上記各アーム３０ａ〜３０ｄの回転
支点には実質的に同長の第１・第２・第３・第４のリン
ク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの一端部が回転自在
に連結されている。そして第１のアーム３０ａの先端上
面側に設けられた回転支点に連結された第１のリンク３
１ａの回転支点部が外側へオーバハング状に上方へ折り
曲げられてコ字状になっている。なお、上記第１のアー
ム３０ａの回転支点は必ずしもこれの先端上面側でな
く、第１のアーム３０ａの先端を外側へオーバハング状
に上方へ折り曲げてコ字状とし、回転支点部を第１のア
ームの先端下面側に設け、この第１のアームの先端の下
面側に第１のリンク３１ａの先端部を連結するようにし
てもよい。

【００４７】第１のリンク３１ａと上記第４のリンク３
１ｄの先端部に、搬送台姿勢規制機構を介して第１の搬
送台８ａが連結されており、これによって第１のロボッ
トリンク機構Ｂ_１が構成されている。このとき、上記第
１のリンク３１ａのコ字状の立ち上がり高さは、搬送台
８ａがリング状ボスより上側に位置し、かつ後述する第
２のロボットリンク機構Ｂ_２の搬送台８ｂおよび一方の
アーム３０ｃとリンク３１ｃがこの第１のアーム３０ａ
とリンク３１ａの間をくぐり抜けて移動できるようにし
てある。また第２・第３のリンク３１ｂ，３１ｃの先端
部に搬送台姿勢規制機構を介して第２の搬送台８ｂが連
結されており、これによって第２のロボットリンク機構
Ｂ_２が構成されている。そしてこの両ロボットリンク機
構Ｂ_１，Ｂ_２を位相をずらせてリング状ボスに取り付け
ることにより、搬送台８ａ，８ｂは回転方向に、α（例
えば６０゜）だけずれていて回転方向に重複しないよう
になっており、かつワーク搭載面は上下方向に同一位置
となっている。

【００４８】上記両ロボットリンク機構Ｂ_１，Ｂ_２の搬
送台８ａ，８ｂの回転方向への位置のずれ量は、少なく
とも、両搬送台８ａ，８ｂが回転方向に重複しないよう
にし、好ましくは、各搬送台８ａ，８ｂ上にワークを載
置したときに、この両ワークが互いに干渉しない範囲に
わたってずれることができる。

【００４９】搬送用ロボットＡ_２は、各搬送台８ａ，８
ｂが旋回中心から見て半径方向へ同一距離に位置するよ
うな姿勢を待機状態としている（図７）。そしてこの待
機状態のときでは、両搬送台８ａ，８ｂは上記したよう
にαだけ回転方向に位置がずれており、この状態から、
各リング状ボス２０ａ，２０ｂの互いに逆方向への回転
により各搬送台８ａ，８ｂがリング状ボス２０ａ，２０
ｂの半径方向に出没動作され（図８）、また上記待機状
態で各リング状ボス２０ａ，２０ｂの互いに同方向への
回転により搬送用ロボットＡ_２が回転動作されるように
なっている。

【００５０】図９は本発明の第２の実施の形態を示して
いる。この実施の形態の搬送用ロボットＡ_３では、第１
・第２のモータ２１ａ，２１ｂの固定子２５ａ，２５ｂ
と永久磁石Ｍを固着した回転子２２ａ，２２ｂの半径方
向の位置関係が図６に示した第１の実施の形態のものと
半径方向に逆になっている。この実施の形態では、回転
子２２ａ，２２ｂはリング状ボス２０ａ，２０ｂと兼用
となる。

【００５１】この第２の実施の形態による構成では、図
６に示した第１の実施の形態に比べて、回転子２２ａ，
２２ｂの永久磁石Ｍと固定子２５ａ，２５ｂとが向き合
う位置を、リング状ボス２０ａ，２０ｂの回転中心から
半径方向に大きくすることができ、モータ２１ａ，２１
ｂの出力トルクを大きくすることができる。

【００５２】図１０は本発明の第３の実施の形態による
搬送用ロボットＡ_４を示している。この実施の形態は図
６で示した第１の実施の形態の搬送用ロボットＡ_２と駆
動部の構造は同一であり、第１・第２のリング状ボス２
０ａ，２０ｂにて１つの搬送台８ａを出没動作するよう
にしてある。

【００５３】また図１１は本発明の第４の実施の形態に
よる搬送用ロボットＡ_５を示している。この実施の形態
は図９で示した第２の実施の形態の搬送用ロボットＡ_３
と駆動部の構造は同一であり、第１・第２のリング状ボ
ス２０ａ，２０ｂにて１つの搬送台８ａを出没動作する
ようにしてある。

【００５４】この第３・第４の実施の形態における搬送
用ロボットＡ_４，Ａ_５は図１２に示すようになってい
て、第１・第２のリング状ボス２０ａ，２０ｂのそれぞ
れに１つずつのアーム３０ａ，３０ｂを設け、この各ア
ーム３０ａ，３０ｂの先端に連結したリンク３１ａ，３
１ｂの先端に１つの搬送台８ａを連結した構成になって
いる。

【００５５】上記した第１から第４の各実施の形態で
は、ロボットリンク機構の各アームの基端部がリング状
ボス２０ａ，２０ｂに連結されている例を示したが、リ
ング状ボスを用いずに、各アームを回転子２２ａ，２２
ｂに直接連結するようにしてもよい。

【００５６】図１３は、本発明の第５の実施の形態にお
ける搬送用ロボットＡ_６を示している。この実施の形態
では、図６で示した第１の実施の形態の搬送用ロボット
Ａ_２の駆動部の変形例である駆動部を採用しており、支
持台２７に気密に固定された隔壁３２によりモータ２１
ａ，２１ｂ全体が真空側から隔離され、すなわち大気側
に配置されている。そして、回転子２２ａ，２２ｂとリ
ング状ボス２０ａ，２０ｂとはマグネットカップリング
３３ａ，３３ｂにより回転方向において連結されてい
る。従って、モータ２１ａ，２１ｂ全体が大気側に配置
されることにより、モータ２１ａ，２１ｂで使用される
材質を一般に大気中で用いられているものにすることが
できる。

【００５７】図１４は、本発明の第６の実施の形態にお
ける搬送用ロボットＡ_７の駆動機構部を示す。この実施
の形態では、図９で示した第２の実施の形態の搬送用ロ
ボットＡ_３の駆動部の変形例である駆動部を採用してお
り、モータ２１ａの固定子２５ａと位置検出器２６ａの
固定子側の組及びモータ２１ｂの固定子２５ｂと位置検
出器２６ｂの固定子側の組を、支持台２７及び支持部材
２８に気密にそれぞれ固定された隔壁３４ａ及び３４ｂ
によりそれぞれ真空側から隔離して成るものである。従
って、コイル巻線を含む固定子２５ａを真空側から隔離
することができ、コイル巻線からのガスの放出が押えら
れ、コイル巻線の材質を一般に大気中で用いられている
ものにすることができる。なお、この実施の形態におい
て、位置検出器にフォトカプラを用いた、いわゆるエン
コーダが用いられる場合等、位置検出器を真空側から隔
離する必要がない場合があるが、この場合、各モータ２
１ａ，２１ｂの固定子２５ａ，２５ｂのみを隔壁３４
ａ，３４ｂにて真空側から隔離するようにしてもよい。

【００５８】図１５は本発明の第７の実施の形態におけ
る搬送用ロボットＡ_８の駆動機構部を示す。この実施の
形態では第１・第２のモータ２１ａ，２１ｂは、上記各
実施の形態のものと同様にフレーム１ａに固着される支
持台２７に支持され、この支持台２７にて搬送用ロボッ
トＡ_８全体がトランスファチャンバ１の真空側に配置さ
れている。そして各モータ２１ａ，２１ｂの固定子２５
ａ，２５ｂ、回転子２２ａ，２２ｂ、位置検出部２６
ａ，２６ｂのそれぞれの配置を軸方向にずらせた構成に
してある。

【００５９】すなわち、この実施の形態では、一方のモ
ータ２１ａは、固定子２５ａ、回転子２２ａに対して回
転子支持軸受２３ａと位置検出器２６ａのそれぞれが軸
方向に異なる位置に配置されている。また他方のモータ
２１ｂは、固定子２５ｂと回転子２２ｂに対して位置検
出器２６ａが軸方向に同一位置に配置されているが、回
転子支持軸受２３ｂがこれらに対して軸方向にずらせて
ある。なおこの実施の形態では回転子支持軸受２３ａ，
２３ｂの上側に位置検出器２６ａ，２６ｂを配置した例
を図示したが、これは上下方向逆にしてもよい。なお図
中２４は固定軸、２８は支持部材で、これらは支持台２
７と一体状になっている。

【００６０】図１６は、本発明の第８の実施の形態にお
ける搬送用ロボットＡ_９を示す。なお、この実施の形態
における駆動部は図６及び図１０に示した実施の形態と
略同一である。

【００６１】この実施の形態はスカラタイプのリンク機
構を構成する例であり、第１・第２のモータ２１ａ，２
１ｂの回転子２２ａ，２２ｂにリング状ボス２０ａ，２
０ｂを連結する代りに、一方の回転子２２ａには第１ア
ーム４５の一端が固着され、他の回転子２２ｂに第１の
プーリ４６が固着されている。そして第１アーム４５の
先端付近に軸４７が固着されており、この軸４７に第２
のプーリ４８が回転自在に支持されて、第１・第２のプ
ーリ４６，４８にベルト４９が巻き掛けてある。第２の
プーリ４８には第２アーム５０が固着されており、また
上記軸４７に第３のプーリ５１が固着されている。

【００６２】このスカラタイプのリンク機構は、一方の
回転子２２ａが回転することにより第１アーム４５が回
動し、他方の回転子２２ｂが回転することにより第１・
第２のプーリ４６，４８及びベルト４９を介して第２ア
ーム５０が第１アーム４５に対して回動され、これによ
り軸４７に固着された第３のプーリ５１と第２アーム５
０の先端付近に設けた第４のプーリ（図示せず）に巻き
掛けたベルト５２にて第２アーム５０の先端に上記第４
のプーリに連結して備えた搬送台が作動されるようにな
っている。

【００６３】なお、この実施の形態では、リング状ボス
を廃止した例を示したが、リング状ボス２０ａ，２０ｂ
をそのまま使用し、一方のリング状ボス２０ａに第１ア
ームを固着し、他方のリング状ボス２０ｂに第１のプー
リを固着するようにしてもよい。

【００６４】なお、上記した本発明の各実施の形態にて
示した搬送用ロボットの駆動機構部を図３で示した従来
の搬送用ロボットにも適用することができる。また、上
記した各実施の形態では、モータ２１ａ，２１ｂを同心
状で、かつ上下方向に位置をずらせた構造について述べ
たが、構造はこれに限定されるものではなく、例えば、
特開平４−１２９６８５号公報に開示されているよう
な、大回動軸の中心に対して軸直角方向に離間して一対
の小回動軸を設け、両小回動軸を回動することにより２
つの搬送台を出没動作し、大回動軸を回動することによ
り搬送台の出没の動作方向が変えられるようになってい
る搬送用ロボットにも本発明を適用することができる。
もちろんこの場合は、本発明のような２軸一体型のモー
タではなく、単軸のモータを対として用いることにな
る。すなわち、例えば図６で示した第１・第２のモータ
２１ａ，２１ｂをそれぞれ個々に軸直角方向に離間して
配置する。

【００６５】また、上記第１から第６及び第８の各実施
の形態にあっては、第１・第２のモータ２１ａ，２１ｂ
の双方の構成を同一の構成、すなわち、固定子２５ａ，
２５ｂ、回転子２２ａ，２２ｂ、回転子支持軸受２３
ａ，２３ｂ、及び位置検出器２６ａ，２６ｂを軸方向に
略同一位置となるように構成した例を示したが、この構
成は、第１・第２のモータ２１ａ，２１ｂのうち、どち
らか一方であってもよい。この場合、少なくとも一つの
モータの軸方向の寸法を他のものより小さくすることが
でき、搬送用ロボットの駆動機構全体としての軸方向
（上下方向）を小さくできる。

【００６６】さらに、上記各実施の形態にあっては、説
明を簡略にするために、各アーム３０ａ〜３０ｄはリン
グ状ボス２０ａ，２０ｂに対して一体状に固着した構成
を図示したが、各アーム３０ａ〜３０ｄは、各リング状
ボス２０ａ，２０ｂにアーム取り付け座を設け、ここに
ボルト等にて連結するものである。そしてこのアーム取
り付け座を、回転方向に位置をずらせて複数個所に設
け、これを選択的に用いるようにしてもよい。アームの
取り付け位置をリング状ボスの回転方向に変えることに
より、リング状ボスの回転ストロークに対して、搬送台
の軸直角方向の往復ストロークを変えることができると
共に、搬送台８ａ，８ｂの開き角を変えることができ
る。そしてこの搬送台８ａ，８ｂの開き角をトランスフ
ァチャンバに配置されるプロセスチャンバの隣接しあう
チャンバの設定角にあわせることで、ワークの搬送中の
ロボット回転動作をなくすことも可能となり、生産性を
高めることができる。

【００６７】また、上記実施の形態はいずれも２個のモ
ータを同軸上に配置し、それぞれのモータのリング状ボ
スにアームを連結して、各モータの駆動にて各アームに
リンクを介して連結した搬送台８ａ，８ｂを軸直角方向
に往復動及び軸まわりに回転動するようにした例を示し
たが、図１７に示すように、上記各実施例に示した各モ
ータと同一構成のモータを３個以上同軸上に配置する構
成にしてもよい。図１７は３個のモータ２１ａ，２１
ｂ，２１ｃを用いた例を示す。各モータ２１ａ〜２１ｃ
のリング状ボス２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち、第１の
モータ２１ａのリング状ボス２０ａに第１のアーム４０
ａが、第２のモータ２１ｂのリング状ボス２０ｂには第
２・第３のアーム４０ｂ，４０ｃが、第３のモータ２１
ｃのリング状ボス２０ｃには第４のアーム４０ｄがそれ
ぞれ結合されている。そしてそれぞれのアーム４０ａ〜
４０ｄに第１〜第４の各リンク４１ａ〜４１ｄが連結さ
れており、第１のリンク４１ａと第２のリンク４１ｂに
第１の搬送台８ａが、また第３のリンク４１ｃと第４の
リンク４１ｄに第２の搬送台８ｂが連結されている。

【００６８】そしてこの構成の場合も、各モータが相互
に逆回転することにより搬送台８ａ，８ｂが軸直角方向
に出没動し、各モータが同一方向に回転することにより
搬送台８ａ，８ｂが軸のまわりを回転動される。

【００６９】さらに、上記各実施例においては、搬送台
８ａ，８ｂが軸直角方向への出没動と、軸のまわり方向
への回転動の両動作を行う例を示したが、搬送用ロボッ
トの使用条件によっては搬送台８ａ，８ｂは、軸直角方
向への出没動あるいは軸のまわり方向への回転動のいず
れか一方だけ行う場合もある。また、例えば既存技術と
して特表平９−５０８７５８号公報に示されるウエハ搬
送装置において、上記した各実施の形態に示されたモー
タを単軸として１個のみドライシャフトを回転するため
のモータに用いることにより、台座（搬送台）を引き込
み位置と引き出し位置との間で移動することができる。
すなわち、本発明に係る搬送用ロボットの駆動機構部は
１つのモータで搬送台を移動するタイプの搬送用ロボッ
トに使用することができる。

【００７０】なお、上記した各実施例においては、第１
の実施の形態を示す図６においてのみ、第１・第２のリ
ング状ボス２０ａ，２０ｂの対向面部及び第１のリング
状ボス２０ａと支持台２７の対向面部にラビリンスシー
ルを設けたが、このラビリンスシールは他の実施の形態
においても必要に応じて設けてもよいことはもちろんで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】マルチチャンバタイプの製造装置の一例である
半導体製造装置の概略的な平面図である。

【図２】トランスファチャンバを概略的に示す斜視図で
ある。

【図３】搬送用ロボットの一例を示す平面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は搬送台姿勢規制機構を示す説
明図である。

【図５】従来の搬送用ロボットのアーム回転機構を示す
断面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の第１の実施の形態を示す平面図であ
る。

【図８】本発明の第１の実施の出没動作状態を示す斜視
図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１０】本発明の第３の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１１】本発明の第４の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１２】本発明の第３・第４の実施の形態を示す斜視
図である。

【図１３】本発明の第５の実施の形態の駆動部を示す断
面図である。

【図１４】本発明の第６の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１５】本発明の第７の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１６】本発明の第８の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１７】本発明の他の実施の形態を示す正面図であ
る。

【図１８】搬送用ロボットの駆動機構部の真空引き構造
の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４，Ａ_５，Ａ_６，Ａ_７，Ａ_８，Ａ
_９…搬送用ロボット、Ｂ_１，Ｂ_２…ロボットリンク機
構、１ａ…フレーム、１…トランスファチャンバ、２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…プロセスチャンバステー
ション、３…ワーク受け渡しステーション、５…仕切り
壁、６…ゲート、７ａ，７ｂ，３０ａ，３０ｂ，３０
ｃ，３０ｄ，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４５，
５０…アーム、８ａ，８ｂ…搬送台、９ａ，９ｂ，３１
ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，４１ａ，４１ｂ，４１
ｃ，４１ｄ…リンク、９ｃ…歯車、９ｄ…ベルト、１３
ａ，１３ｂ…回転軸、１４ａ，１４ｂ，２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ…モータ、１８，３４ａ，３４ｂ…隔壁、２
０ａ，２０ｂ，２０ｃ…リング状ボス、１７，２２ａ，
２２ｂ…回転子、２３ａ，２３ｂ…回転子支持軸受、２
４…固定軸、１６，２５ａ，２５ｂ…固定子、２６ａ，
２６ｂ…位置検出器、２７…支持台、２７ａ…吸引口、
２８…支持部材、４６，４８，５１…プーリ、４７…
軸、４９，５２…ベルト、Ｍ…永久磁石。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徳田峰男神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究所内 (72)発明者関正暢神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究所内Ｆターム(参考） 3F060 AA01 AA07 AA08 AA09 BA06 EA01 EB12 EC12 FA02 GA13 GB31 GD07 GD13 HA00 HA30 5F031 CA02 FA01 FA02 FA07 GA02 GA36 GA43 GA44 GA47 GA50 JA02 JA32 LA11 LA13 NA05 NA18 PA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転子に、搬送台を連結したロ
ボットリンク機構の基端部材を連結した搬送用ロボット
において、モータの固定子、回転子、回転子支持軸受、及び回転子
の回転位置を検出する位置検出器を、軸方向において略
同一位置に設けたことを特徴とする搬送用ロボット。
【請求項２】複数のモータと、各モータの回転子にそれぞれ連結されたアームと、上記アームにリンクを介して連結された搬送台とを含
み、上記モータの駆動によりアーム及びリンクを介して搬送
台を軸と直角な方向に往復動、及び／あるいは軸のまわ
りに回転動するようにし、少なくとも１つのモータの固定子、回転子、回転子支持
軸受、及び回転子の回転位置を検出する位置検出器を軸
方向において略同一位置に設けたことを特徴とする搬送
用ロボット。
【請求項３】２つの異なる環境に分離する部材を有
し、一方の環境内にモータの固定子、回転子とアームと
リンクと搬送台を配置したことを特徴とする請求項２記
載の搬送用ロボット。
【請求項４】２つの異なる環境に分離する部材を有
し、一方の環境内にモータの固定子を配置し、他方の環
境内に固定子を除くモータ全体とアームとリンクと搬送
台を配置したことを特徴とする請求項２記載の搬送用ロ
ボット。
【請求項５】複数のモータと、各モータの回転子にそれぞれリング状ボスを介して連結
されたアームと、上記アームにリンクを介して連結された搬送台とを含
み、上記モータの駆動によりアーム及びリンクを介して搬送
台を軸と直角な方向に往復動、及び／あるいは軸のまわ
りに回転動するようにし、少なくとも１つのモータの固定子、回転子、回転子支持
軸受、及び回転子の回転位置を検出する位置検出器を軸
方向において略同一位置に設け、また２つの異なる環境に分離する部材を有し、一方の環
境内にモータの固定子と回転子を配置し、他方の環境内
にリング状ボスとアームとリンクと搬送台を配置し、モ
ータの動力をマグネットカップリングを介してリング状
ボスに伝えるようにしたことを特徴とする搬送用ロボッ
ト。
【請求項６】各モータの各回転子を互いに逆方向に回
転することにより搬送台が軸直角方向に往復動し、同一
方向に回転することにより搬送台を回転するようにした
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項
記載の搬送用ロボット。
【請求項７】モータの回転子に、搬送台を連結したロ
ボットリンク機構の基端部材を連結した搬送用ロボット
において、２つの異なる環境に分離する部材を有し、一方の環境内
にモータの固定子、回転子と上記搬送台を含むロボット
リンク機構を配置したことを特徴とする搬送用ロボッ
ト。
【請求項８】複数のモータと、各モータの回転子にそれぞれ連結されたアームと、上記アームにリンクを介して連結された搬送台とを含
み、上記モータの駆動によりアーム及びリンクを介して搬送
台を軸と直角な方向に往復動、及び／あるいは軸のまわ
りに回転動するようにし、２つの異なる環境に分離する部材を有し、一方の環境内
にモータの固定子、回転子とアームとリンクと搬送台を
配置したことを特徴とする搬送用ロボット。
【請求項９】回転子にリング状ボスを連結し、このリ
ング状ボスにロボットリンク機構の基端部材を連結した
ことを特徴とする請求項１及び請求項７のいずれか１項
記載の搬送用ロボット。
【請求項１０】回転子にリング状ボスを連結し、この
リング状ボスにアームを連結したことを特徴とする請求
項２から請求項４及び請求項６と請求項８のいずれか１
項記載の搬送用ロボット。
【請求項１１】各モータの回転子あるいはリング状ボ
スに、アームあるいはロボットリンク機構の基端部を連
結する連結箇所を回転方向に複数設け、リング状ボスの上記複数の連結箇所のいずれかにアーム
あるいはロボットリンク機構の基端部を選択的に連結し
たこと特徴とする請求項５、請求項１０のいずれか１項
記載の搬送用ロボット。