JP4411025B2 - ２アーム式搬送ロボット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえば、半導体製造において、ウエハ等の板状のワークを真空雰囲気下で水平搬送するのに好適な２アーム式搬送ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、半導体製造においては、各プロセスチャンバへのワークの搬入・搬出は、大気搬送モジュールと各プロセスチャンバとの間に真空搬送モジュールを配置し、この真空搬送モジュールを介した搬送によって行なわれる。この真空搬送モジュールは、たとえば図１４に例示するように、周部に各プロセスチャンバ１１が配置されたトランスポートチャンバ１２と、大気搬送モジュール２０と上記トランスポートチャンバ１２をつなぐロードロック１３とを備えて構成されている。ロードロック１３は、大気搬送モジュール２０との間の第１のドア１３ａと、トランスポートチャンバ１２との間の第２のドア１３ｂとを有する。第１のドア１３ａを開、第２のドア１３ｂを閉とすると、このロードロック１３内は大気圧となり、第１のドア１３ａを介して大気搬送モジュール２０とロードロック１３間のワークの移送が可能となる。第１のドア１３ａを閉、第２のドア１３ｂを開とすると、このロードロック１３内はトランスポートチャンバ１２と同圧（真空圧）となり、第２のドア１３ｂを介してロードロック１３とトランスポートチャンバ１２間のワークの移送が可能となる。また、トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間には、それぞれドア１１ａが設けられており、これらのドア１１ａを開とすることにより、トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間のワークの移送が可能となる。
【０００３】
大気搬送モジュール２０とロードロック１３間のワークの移送は、大気搬送モジュール２０側の搬送ロボットによって行なわれる。ロードロック１３とトランスポートチャンバ１２間のワークの移送、および、トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間のワークの移送は、トランスポートチャンバ１２内に配置された搬送ロボットによって行なわれる。本願発明は、このようなトランスポートチャンバ１２内に配置されて用いられるのに好適な搬送ロボットに関する。
【０００４】
この種の搬送ロボットには、従来、たとえば特許文献１に開示されたものがある。同特許文献１に開示された搬送ロボットは、本願の図１５に示すように、鉛直軸を中心として旋回可能なベース３０上に、２つのリンクアーム機構３１，３２が並設されている。各リンクアーム機構３１，３２は、いわゆる平行四辺形パンタグラフリンクを２組連結した構成を備えており、その先端の可動部材３５には、ウエハ等の板状ワークを載置保持するハンド部材３３，３４が同方向に向けてそれぞれ連結されている。各リンクアーム機構３１，３２は、互いに干渉することなく変形して、各可動部材３５の軌道が互いに平行な水平直線状となるように構成されている。また、上記ハンド部材３３，３４は、各可動部材３５に対する連結ステーの形状を工夫することにより、ハンド部材３３，３４の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 が平面視において完全に一致させられているとともに、上下方向に所定寸法離間させられている。すなわち、この搬送ロボットにおいては、２つのハンド部材３３，３４は、上下に離間し、平面視において一致する水平直線状の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 をもち、リンクアーム機構３１，３２を駆動することにより、それぞれ、上記の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 にそって移動することができる。
【０００５】
ロードロック１３内のワークのトランスポートチャンバ１２内への搬入は、上記ハンド部材３３，３４がロードロック１３を向くようにベース３０を旋回させた上で、いずれかのハンド部材３３，３４をロードロック１３の第２のドア１３ｂを介してロードロック１３内に挿入してワークを受け取り、このハンド部材３３，３４をトランスポートチャンバ１２内に引き戻すことによって行なうことができる。トランスポートチャンバ１２内のワークの各プロセスチャンバ１１への搬入は、上記ハンド部材３３，３４が所定のプロセスチャンバ１１を向くようにベース３０を旋回させた上で、ワークを保持するハンド部材３３，３４を当該プロセスチャンバ１１のドア１１ａからこのプロセスチャンバ１１内に挿入してワークを受け渡し、このハンド部材３３，３４をトランスポートチャンバ１２内に引き戻すことによって行なうことができる。各プロセスチャンバ１１内の処理済ワークのトランスポートチャンバ１２への搬出、トランスポートチャンバ１２からロードロック１３へのワークの搬出もまた、上記と同様に理解されよう。
【０００６】
なお、上記のように、この種の搬送ロボットが２つのハンド部材３３，３４を備える所以は、たとえば、プロセスチャンバ１１から処理済みのワークを搬出するに際し、ドア１１ａを開としたままで当該プロセスチャンバ１１での処理を待つ次のワークを搬入することができる等、プロセスチャンバ１１へのワークの搬入・搬出効率を高めることができるからである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３３９５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来構成の搬送ロボットは、２つのハンド部材３３，３４の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 が上下に離間させられている。そのため、図１６に示すように、各プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口の上下高さ寸法は、上下のハンド部材３３，３４の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 を包含する寸法とする必要がある。
【０００９】
プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口が大きくなると、チャンバ内での気流の乱れがウエハ面への処理の均一性を阻害する等、好ましくない問題が生じやすい。
【００１０】
【発明の開示】
したがって、本願発明の目的は、それぞれ水平直線状の軌道をもつように独立して作動させられる２つのハンド部材を備え、かつ２つのハンド部材の移動軌跡を同一高さ位置に設定した搬送ロボットを提供することである。
【００１１】
上記の目的を達成するため、本願発明では、次の各技術的手段を採用した。
【００１２】
すなわち、本願発明によって提供される２アーム式搬送ロボットは、垂直状の旋回軸周りに旋回可能な旋回ベースと、上記旋回ベースに支持された第１および第２のリンクアーム機構と、各リンクアーム機構に支持されたハンド部材と、を備えた２アーム式搬送ロボットであって、各リンクアーム機構は、上記旋回ベースに対し、上記旋回軸を挟んで互いに対称に位置する垂直状の回動軸周りに回動するように基端部において支持された第１アームと、この第１アームの先端部に対し、垂直状の連結軸周りに上記第１アームの回動角速度の２倍の回動角速度で上記第１アームの回動方向と逆方向に回動するように基端部において連結され、上記第１アームと実質的に同長の第２アームと、この第２アームの先端部に対し、垂直状の連結軸周りに回転可能に連結された可動部材と、この可動部材の上記旋回ベースを基準とした垂直軸周りの方向を一定とするための方向規制手段と、を備えるとともに、上記旋回軸を中心とした点対称の関係に配置されており、これにより、各第１アームの回動時、各可動部材は同一高さ位置において互いに平行な水平直線状の軌道上を移動するように構成されており、上記ハンド部材は、同一高さ位置において、各可動部材に対し、それぞれの上記軌道に沿って互いに反対方向に延出するブラケットを介して、他方のブラケットに干渉しないようにして互いに逆方向を向くように支持されており、各第１アームは、所定の回動角度範囲を有しており、かつ、この第１アームが上記回動角度範囲の一端位置をとるとき、上記可動部材は上記回動軸の一方側側方の後退位置に位置し、この第１アームが上記回動角度範囲の他端位置をとるとき、上記可動部材は上記回動軸の他方側側方の前進位置に位置するように構成されており、上記第１アームがその回動角度範囲の一端位置をとって上記可動部材が上記後退位置をとるとき、上記ブラケットは、上記可動部材から上記回動軸付近まで延出しており、上記ハンド部材は、上記ブラケットの先端部に対し、このブラケットの延出方向を向くようにして支持されており、かつ、上記ハンド部材は、上記ブラケットの上面に対して取り付けられていて、当該ハンド部材を支持する可動部材が上記後退位置に位置するとき、他方のリンクアーム機構の可動部材が上記後退位置をとるときの当該可動部材から延出するブラケットの上面に一部オーバハングして延出させられていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成の第１および第２のリンクアーム機構は、旋回軸を挟んで点対称の関係に配置されている。そして、これらリンクアーム機構は、その作動において互いに干渉することはないので、互いに独立して、それぞれのハンド部材を所定の水平直線状の軌道上を移動させることができる。したがって、たとえば、半導体製造における真空搬送モジュール内にこの２アーム式搬送ロボットを設置する場合において、プロセスチャンバのドア開口の上下寸法を１つのハンド部材およびこれに載置保持されるワークが通過するに必要十分な寸法とすることができ、プロセスチャンバの開口が拡大することによる不都合、すなわち、チャンバ内の気流の乱れ等に起因したウエハ表面の処理の不均一といった不都合を回避することができる。もちろん、２アーム式であるので、プロセスチャンバからの処理済みのワークの搬出に引き続いて次に処理するべきワークを同チャンバに搬入することができるといった、半導体製造装置におけるワークの搬送の効率は担保される。
【００１５】
また、上記構成においては、各リンクアーム機構は、第１アームの回動に伴い、第２アームが、いわゆる思案点をこえて両側にわたって第１アームに対して回動するのであり、その結果、第１および第２アームの長さを短縮してこのロボットの旋回半径を縮小することができつつも、可動部材ないしハンド部材の移動行程を十分に確保することができる。
【００１７】
さらに、上記構成において、第１アームがその回動角度範囲の一端位置をとるとき、ハンド部材の移動行程における最も後退した位置を規定するのであり、その場合において、ハンド部材は、ハンド部材の進出方向に延出するブラケットを介して上記回動軸付近ないしそれよりさらに進出方向側に位置する。したがって、両リンクアーム機構がそれらのハンド部材に最も後退した位置をとらせている場合においても、同一高さ位置にある両ハンド部材が干渉するということがない。それにもかかわらず、上述したように、両ハンド部材の移動行程を十分に確保することができるのである。
【００１９】
また、上記構成においては、両リンクアーム機構の可動部材が互いに平行な水平直線軌道を移動するにもかかわらず、両ハンド部材の軌道を同一水平直線上に配することができる。しかも、両ハンド部材が移動するにあたり、他方のハンドを支持するブラケットに干渉するということもない。
【００２０】
好ましい実施の形態において、上記方向規制手段は、第１アームを含む第１の平行四辺形リンク機構と、第２アームおよび可動部材を含む第２の平行四辺形リンク機構とを中間リンクを共有させて連結することにより構成されている。
【００２１】
このようにすることにより、たとえばアームの内部に複雑な機構を組み込むといった必要なく、上記方向規制手段が簡易な構成のものとなる。
【００２２】
好ましい実施の形態において、上記ハンド部材は、円形板状ワークを載置保持できる形態を有している。すなわち、この場合の上記ハンド部材は、円形をした半導体ウエハを好適に載置保持することができる。
【００２３】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行なう詳細な説明から、より明らかとなろう。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図１〜図１３を参照しつつ、具体的に説明する。
【００２５】
たとえば、図１〜図５に示すように、この搬送ロボット１００は、円筒状をした機枠２００を有しており、この機枠２００の上面に開設した円形開口２１０に臨むようにして、上記機枠２００の中心軸線と一致した垂直状の旋回軸Ｌ0を中心として旋回する旋回ベース２２０が組み込まれている。この旋回ベース２２０上には、第１のリンクアーム機構３００および第２のリンクアーム機構４００が、上記旋回軸Ｌ0を中心とした点対称の関係となるように支持されている。第１のリンクアーム機構３００および第２のリンクアーム機構４００は、全く同一の構成を備え、各リンクアーム機構３００，４００は、旋回ベース２２０に対し、上記旋回軸Ｌ0から離れた位置に設定された垂直状の回動軸Ｌ1周りに回動させられる第１アーム１１０と、この第１アームに対して垂直状の連結軸Ｌ2周りに回動するように連結された第２アーム１２０と、この第２アームの先端に垂直状の支持軸Ｌ3周りに回転可能に連結された可動部材１２５とを備える。
【００２６】
図７に表れているように、旋回ベース２２０は、円筒状の外形を備えており、上記円筒状の機枠２００の内部において、機枠２００の内壁との間にベアリング２２１を介装することにより、上記旋回軸Ｌ0周りに旋回可能に組み込まれている。この旋回ベース２２０はまた、その下部に形成したプーリ軸２２２にプーリ２２３が設けられており、このプーリ２２３には、機枠２００の下方に設置した旋回用モータ２０１の出力軸に取り付けられているプーリ２０２に掛け回された無端ベルト２０３が共通に掛け回されている。したがって、この旋回ベース２２０は、上記旋回用モータ２０１を正逆回転させることにより、正逆方向に旋回させられる。また、旋回ベース２２０に対してベアリング２２４を介して両リンクアーム機構３００，４００のための上記各回動軸Ｌ1が回転可能に支持されており、この回動軸Ｌ1の先端部に対して、各第１アーム１１０の基端部が固定連結されている。上記プーリ軸２２２は、中空軸となっていて、その内部に２重の軸２２４，２２５がベアリング２２６，２２７を介して回転可能に支持されている。この２重軸２２４，２２５のそれぞれの上端に形成したプーリ２２８，２２９と各回動軸Ｌ1の下端に設けたプーリ２３０，２３１間には、それぞれ無端ベルト２３２，２３３が掛け回されている。上記２重軸２２４，２２５のそれぞれの下端に形成したプーリ２３４，２３５と機枠２００の下方に設置した第１および第２リンクアーム機構用のモータ２０４，２０５の出力軸のプーリ２０６，２０７との間にもまた、それぞれ無端ベルト２０８，２０９が掛け回されている。したがって、第１および第２のリンクアーム機構用のモータ２０４，２０５を正逆回転させることにより、各第１アーム１１０は、回動軸Ｌ1を中心として、所定の回動角度範囲内で双方向に回動させられる。
【００２７】
この実施形態では、上記第１アーム１１０を含む第１の平行四辺形パンタグラフリンク機構１３０を構成するとともに、上記第２アーム１２０および上記可動部材１２５を含む第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構１４０を構成し、これら第１および第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構１３０，１４０を、中間リンク１５０を共有させて連結することにより、旋回ベース２２０に対する第１アーム１１０の回動、および、第１アーム１１０に対する第２アーム１２０の回動にかかわらず、上記可動部材１２５の旋回ベース２２０を基準とした方向姿勢を常に一定に保持する方向規制手段１６０を形成している。
【００２８】
すなわち、図７、図９、図１０および図１１に良く表れているように、第１アーム１１０の先端に上記連結軸Ｌ2を中心としてベアリング１６１を介して回動可能な中間リンク１５０を設ける一方、第１アーム１１０と平行をなす第１副アーム１６２を旋回ベース２２０に対して垂直軸Ｌ4周りにベアリング１６３を介して回動可能に支持するとともに、この第１副アーム１６２の先端を上記中間リンク１５０に対してベアリング１６４を介して垂直軸Ｌ5周りに回動可能に連結することにより、第１の平行四辺形パンタグラフリンク機構１３０を構成している。また、図８に良く表れているように、第２アーム１２０と平行をなす第２副アーム１６５の基端を上記中間リンク１５０に対して垂直軸Ｌ6周りにベアリング１６６を介して回動可能に連結するとともに、この第２副アーム１６５の先端を上記可動部材１２５に対して垂直軸Ｌ7周りにベアリング１６７を介して回動可能に連結することにより、第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構１４０を構成している。中間リンク１５０は、その長手方向中央付近が上記連結軸Ｌ2周りに回動可能となっているとともに、その長手方向一端側に上記第１副アーム１６２の先端が、長手方向他端側に上記第２副アーム１６５の基端が、それぞれ上記のようにして連結されている。図１１に良く表れているように、第２アーム１２０および第２副アーム１６５は、第１アーム１１０および第１副アーム１６２よりも上位にあってこれら第１アーム１１０および第１副アーム１６２と干渉することがないようになされており、したがって、上記中間リンク１５０は、第１副アーム１６２の連結部に対して第２副アーム１６５の連結部が上位となるようにしてある。
【００２９】
ところで、第１アーム１１０と第２アーム１２０は、それらの長さが実質的に同一である必要がある。すなわち、第１アーム１１０の基端側の回動軸Ｌ1および先端側の連結軸Ｌ2の軸間距離と、第２アーム１２０の基端側の上記連結軸Ｌ2および先端側の支持軸Ｌ3の軸間距離は等しい。そうして、第１アーム１１０の上記回動軸Ｌ1周りの回動にともなって、第２アーム１２０の先端の可動部材１２５が水平直線状の軌道を移動するようにするために、第１アーム１１０と第２アーム１２０とは、第１アーム１１０が一方方向に回動するとき、第２アーム１２０が第１アーム１１０に対し、第１アームの回動角速度の２倍の回動角速度で第１アーム１１０の回動方向と逆方向に回動するように連携される。かかる第１アーム１１０と第２アーム１２０との間の連携構造は、この実施形態では、次のように構成されている。
【００３０】
図７に表れているように、第１アーム１１０と第２アーム１２０とが相互回動可能となる連結軸Ｌ2を中心とした第１ギヤ２５１を中間リンク１５０と一体的に形成するとともに、この第１ギヤ２５１に噛み合う第２ギヤ２５２を第１アーム１１０に対して回転可能に支持し、さらにこの第２ギヤ２５２と一体的な第３ギヤ２５３を、上記連結軸Ｌ2を中心として第２アーム１２０と一体的に形成された第４ギヤ２５４に噛み合わせる一方、第１ギヤ２５１から第４ギヤ２５４までの総合的なギヤ比を２としている。
【００３１】
これにより、中間リンク１５０の方向は常に一定であるから、たとえば、この中間リンク１５０に対して第１アーム１１０が相対的に時計周り方向にθ回動すると、第２アーム１２０は、この中間リンク１５０に対して相対的に反時計周り方向にθ回動することになる。このことは換言すると、第１アーム１１０が回動軸Ｌ1を中心として時計回り方向にθ回動すると、第２アーム１２０は第１アーム１１０に対し、連結軸Ｌ2を中心として反時計周り方向に２θ回転することと同義となる。このことをさらに換言すれば、第１アーム１１０の基端の回動軸Ｌ1と、第１アーム１１０と第２アーム１２０とをつなぐ連結軸Ｌ2と、第２アーム１２０と可動部材１２５とをつなぐ支持軸Ｌ3とは、常に、回動軸Ｌ1と支持軸Ｌ3とをつなぐ線分を底辺とする２等辺三角形を形成することになり、上記線分は、常に旋回ベース２２０を基準として一定方向に延びたものとなる。
【００３２】
上記したところにより、各リンクアーム機構３００，４００は、第１アーム１１０が回動軸Ｌ1を中心として回動することにより、可動部材１２５を一定の水平直線状の軌道に沿って移動させることになる。同時に、可動部材１２５は、上記した方向規制手段により、旋回ベース２２０を基準として、常に一定の方向性を保持することになる。そして、各リンクアーム機構は、回動軸Ｌ1を中心とした点対称の関係に配置されていることから、それらの可動部材１２５の軌道Ｔｒ1，Ｔｒ2は、互いに平行な関係となる（図１２）。
【００３３】
上記第１アーム１１０は、所定の回動角度範囲を有している。図１および図４は、この第１アーム１１０が上記回動角度範囲の一端位置をとっている状態を示しており、図２は、この第１アーム１１０が上記回動角度範囲の他端位置をとっている状態を示しており、図３は、上記回動角度範囲の一端位置と他端位置の中間位置をとっている状態を示している。すなわち、図１に示す状態と図３に示す状態とでは、第１アーム１１０に対する第２アーム１２０の位置が連結軸Ｌ2を基準として反対側となる。この実施形態では、上記したように、第１アーム１１０および第１副アーム１６２と、第２アーム１２０および第２副アーム１６５とが上下に位置して互いに干渉しないから、図２に示される、第１アーム１１０と第２アーム１２０とが重なるときの思案点をこえて両側にわたって第２アーム１２０が第１アーム１１０に対して回動することができる。これにより、第１アーム１１０および第２アーム１２０を比較的短く構成してこの搬送ロボット１００の旋回半径を縮小することができながら、可動部材１２５の移動行程を十分に確保することができる。
【００３４】
各可動部材１２５には、ブラケット２６１を介して、ハンド部材２６０が取り付けられる。この実施形態では、図１および図４に示す状態において、上記ブラケット２６１が可動部材１２５から上記回動軸Ｌ1の上方付近まで延ばされており、このブラケット２６１の先端部に対し、上記ハンド部材２６０がブラケット２６１の延出方向を向くようにして支持されている（図４）。このブラケット２６１は、たとえば帯板状の部材であり、上記ハンド部材２６０は、ブラケット２６１の先端部の上面に対して取り付けられている。そして、このハンド部材２６０は、所定の大きさの円板状ワーク、たとえば、半導体ウエハを好適に載置保持できる形態を有しており、その一部が他方のリンクアーム機構のブラケット２６１の上面に一部オーバハングして延出させられている。これにより、可動部材１２５の移動にともなうこの両リンクアーム機構３００，４００のハンド部材２６０の中心の軌道ＴＲを、同一の水平直線上に重ねることができる（図１２）。
【００３５】
上記したことから明らかなように、図１および図４に示す状態が、ハンド部材２６０の移動行程の最も後退した位置を規定し、図２に示す状態が、ハンド部材２６０の移動行程の最も進出した位置を規定している。そして、図１および図４に示すようにハンド部材２６０が最も後退した状態においても、ハンド部材２６０は、ハンド部材２６０の進出方向に延出するブラケット２６１を介して上記回動軸Ｌ1の上方付近ないしそれよりさらに進出方向側に位置している。このように、両リンクアーム機構３００，４００がそれらのハンド部材２６０に最も後退した位置をとらせている場合においても、同一高さ位置にある両ハンド部材２６０が干渉するということはないのであり、それにもかかわらず、両ハンド部材２６０の移動行程を十分に確保することができる。
【００３６】
上記構成の２アーム式搬送ロボット１００は、たとえば、半導体製造における図１４に示したような真空搬送モジュール１０内に設置することができる。トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間のワークの搬送に関していえば、プロセスチャンバ１１内の処理済みワークのトランスポートチャンバ１２への搬出の場合には、第１および第２のリンクアーム機構３００，４００のハンド部材２６０のうち、ワークが載せられていないハンド部材２６０が当該プロセスチャンバ１１を向くように旋回ベース２２０を旋回軸Ｌ0を中心として旋回させた上で、上記ハンド部材２６０を進出させてプロセスチャンバ１１のドア１１ａからこのチャンバ１１内に挿入して処理済みのワークを受け取り、このハンド部材２６０を後退させてプロセスチャンバ１１から引き戻すことによって行なうことができる。引き続いて、未処理ワークが載せられたもう一方のハンド部材２６０が当該プロセスチャンバ１１を向くように旋回ベース２２０を１８０°旋回させた上で、このハンド部材２６０を進出させてプロセスチャンバ１１のドア１１ａからこのチャンバ内に挿入してワークを受け渡し、このハンド部材２６０を後退させてトランスポートチャンバ１２内に引き戻すことによって行なうことができる。
【００３７】
このような場合、２つのハンド部材２６０は同一高さにあるので、図１３に示すように、プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口の上下寸法は、上記ハンド部材２６０ないしこれに載置保持されるワークが通過するに必要十分な寸法とすることができる。このことは、従来に比較し、プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口を小さくすることができることを意味し、ドア開口が大きくなることによる、チャンバ内の気流の乱れ等に起因したウエハ表面の処理の不均一といった不都合を軽減することができる。なお、上記したように、この搬送ロボット１００は、２アーム式であるので、プロセスチャンバ１１から処理済みのワークを搬出することに引き続いて次に処理するべきワークを同チャンバに搬入することができるといった、半導体製造におけるワーク搬送の効率は担保される。
【００３８】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本願発明の範囲に含まれる。
【００３９】
可動部材１２５の旋回ベース２２０を基準とした方向を一定に規制する方向規制手段は、上記のように２つの平行四辺形パンタグラフリンク機構を組み合わせた構成とする他、どのような構成を採用してももちろんかまわない。また、第１アーム１１０に対する第２アーム１２０の回動角速度を、回動軸Ｌ1を中心とした第１アーム１１０の回動角速度の逆方向２倍とするための連携構造もまた、実施形態のものに限られず、種々の構成を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る２アーム式搬送ロボットの全体斜視図であり、各ハンド部材が最も後退した状態を示す。
【図２】図１に示す２アーム式搬送ロボットの各ハンド部材が最も進出した状態を示す全体斜視図である。
【図３】図１に示す２アーム式搬送ロボットの各ハンド部材がそれらの移動行程の中間位置をとる状態を示す全体斜視図である。
【図４】図１に示す状態の２アーム式搬送ロボットの平面図である。
【図５】図３に示す状態の２アーム式搬送ロボットの平面図である。
【図６】図１に示す２アーム式搬送ロボットの側面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】図５のＣ−Ｃ線に沿う断面頭である。
【図１０】図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１１】図５のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１２】図１に示す２アーム式搬送ロボットの作動状態説明図である。
【図１３】図１に示す２アーム搬送ロボットの作用説明図である。
【図１４】半導体製造に用いられる真空搬送モジュールの一例を示す模式的平面図である。
【図１５】従来例に係る２アーム式搬送ロボットの説明図である。
【図１６】従来例に係る２アーム式搬送ロボットの問題点の説明図である。
【符号の説明】
１００ 搬送ロボット
１１０ 第１アーム
１２０ 第２アーム
１２５ 可動部材
１３０ 第１の平行四辺形パンタグラフリンク機構
１４０ 第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構
１５０ 中間リンク
１６０ 方向規制手段
１６２ 第１副アーム
１６５ 第２副アーム
２００ 機枠
２０１ 旋回モータ
２０４ 第１リンクアーム機構用モータ
２０５ 第２リンクアーム機構用モータ
２６０ ハンド部材
２６１ ブラケット
３００ 第１リンクアーム機構
４００ 第２リンクアーム機構
Ｌ0 旋回軸
Ｌ1 回動軸
Ｌ2 連結軸
Ｌ3 支持軸
Ｌ4〜Ｌ7 垂直軸
Ｔｒ1，Ｔｒ2 軌道（各可動部材の）
ＴＲ 軌道（ハンド部材の）
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえば、半導体製造において、ウエハ等の板状のワークを真空雰囲気下で水平搬送するのに好適な２アーム式搬送ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、半導体製造においては、各プロセスチャンバへのワークの搬入・搬出は、大気搬送モジュールと各プロセスチャンバとの間に真空搬送モジュールを配置し、この真空搬送モジュールを介した搬送によって行なわれる。この真空搬送モジュールは、たとえば図１４に例示するように、周部に各プロセスチャンバ１１が配置されたトランスポートチャンバ１２と、大気搬送モジュール２０と上記トランスポートチャンバ１２をつなぐロードロック１３とを備えて構成されている。ロードロック１３は、大気搬送モジュール２０との間の第１のドア１３ａと、トランスポートチャンバ１２との間の第２のドア１３ｂとを有する。第１のドア１３ａを開、第２のドア１３ｂを閉とすると、このロードロック１３内は大気圧となり、第１のドア１３ａを介して大気搬送モジュール２０とロードロック１３間のワークの移送が可能となる。第１のドア１３ａを閉、第２のドア１３ｂを開とすると、このロードロック１３内はトランスポートチャンバ１２と同圧（真空圧）となり、第２のドア１３ｂを介してロードロック１３とトランスポートチャンバ１２間のワークの移送が可能となる。また、トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間には、それぞれドア１１ａが設けられており、これらのドア１１ａを開とすることにより、トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間のワークの移送が可能となる。
【０００３】
大気搬送モジュール２０とロードロック１３間のワークの移送は、大気搬送モジュール２０側の搬送ロボットによって行なわれる。ロードロック１３とトランスポートチャンバ１２間のワークの移送、および、トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間のワークの移送は、トランスポートチャンバ１２内に配置された搬送ロボットによって行なわれる。本願発明は、このようなトランスポートチャンバ１２内に配置されて用いられるのに好適な搬送ロボットに関する。
【０００４】
この種の搬送ロボットには、従来、たとえば特許文献１に開示されたものがある。同特許文献１に開示された搬送ロボットは、本願の図１５に示すように、鉛直軸を中心として旋回可能なベース３０上に、２つのリンクアーム機構３１，３２が並設されている。各リンクアーム機構３１，３２は、いわゆる平行四辺形パンタグラフリンクを２組連結した構成を備えており、その先端の可動部材３５には、ウエハ等の板状ワークを載置保持するハンド部材３３，３４が同方向に向けてそれぞれ連結されている。各リンクアーム機構３１，３２は、互いに干渉することなく変形して、各可動部材３５の軌道が互いに平行な水平直線状となるように構成されている。また、上記ハンド部材３３，３４は、各可動部材３５に対する連結ステーの形状を工夫することにより、ハンド部材３３，３４の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 が平面視において完全に一致させられているとともに、上下方向に所定寸法離間させられている。すなわち、この搬送ロボットにおいては、２つのハンド部材３３，３４は、上下に離間し、平面視において一致する水平直線状の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 をもち、リンクアーム機構３１，３２を駆動することにより、それぞれ、上記の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 にそって移動することができる。
【０００５】
ロードロック１３内のワークのトランスポートチャンバ１２内への搬入は、上記ハンド部材３３，３４がロードロック１３を向くようにベース３０を旋回させた上で、いずれかのハンド部材３３，３４をロードロック１３の第２のドア１３ｂを介してロードロック１３内に挿入してワークを受け取り、このハンド部材３３，３４をトランスポートチャンバ１２内に引き戻すことによって行なうことができる。トランスポートチャンバ１２内のワークの各プロセスチャンバ１１への搬入は、上記ハンド部材３３，３４が所定のプロセスチャンバ１１を向くようにベース３０を旋回させた上で、ワークを保持するハンド部材３３，３４を当該プロセスチャンバ１１のドア１１ａからこのプロセスチャンバ１１内に挿入してワークを受け渡し、このハンド部材３３，３４をトランスポートチャンバ１２内に引き戻すことによって行なうことができる。各プロセスチャンバ１１内の処理済ワークのトランスポートチャンバ１２への搬出、トランスポートチャンバ１２からロードロック１３へのワークの搬出もまた、上記と同様に理解されよう。
【０００６】
なお、上記のように、この種の搬送ロボットが２つのハンド部材３３，３４を備える所以は、たとえば、プロセスチャンバ１１から処理済みのワークを搬出するに際し、ドア１１ａを開としたままで当該プロセスチャンバ１１での処理を待つ次のワークを搬入することができる等、プロセスチャンバ１１へのワークの搬入・搬出効率を高めることができるからである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３３９５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来構成の搬送ロボットは、２つのハンド部材３３，３４の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 が上下に離間させられている。そのため、図１６に示すように、各プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口の上下高さ寸法は、上下のハンド部材３３，３４の軌道Ｔｒ 1 ，Ｔｒ 2 を包含する寸法とする必要がある。
【０００９】
プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口が大きくなると、チャンバ内での気流の乱れがウエハ面への処理の均一性を阻害する等、好ましくない問題が生じやすい。
【００１０】
【発明の開示】
したがって、本願発明の目的は、それぞれ水平直線状の軌道をもつように独立して作動させられる２つのハンド部材を備え、かつ２つのハンド部材の移動軌跡を同一高さ位置に設定した搬送ロボットを提供することである。
【００１１】
上記の目的を達成するため、本願発明では、次の各技術的手段を採用した。
【００１２】
すなわち、本願発明によって提供される２アーム式搬送ロボットは、垂直状の旋回軸周りに旋回可能な旋回ベースと、上記旋回ベースに支持された第１および第２のリンクアーム機構と、各リンクアーム機構に支持されたハンド部材と、を備えた２アーム式搬送ロボットであって、各リンクアーム機構は、上記旋回ベースに対し、上記旋回軸を挟んで互いに対称に位置する垂直状の回動軸周りに回動するように基端部において支持された第１アームと、この第１アームの先端部に対し、垂直状の連結軸周りに上記第１アームの回動角速度の２倍の回動角速度で上記第１アームの回動方向と逆方向に回動するように基端部において連結され、上記第１アームと実質的に同長の第２アームと、この第２アームの先端部に対し、垂直状の連結軸周りに回転可能に連結された可動部材と、この可動部材の上記旋回ベースを基準とした垂直軸周りの方向を一定とするための方向規制手段と、を備えるとともに、上記旋回軸を中心とした点対称の関係に配置されており、これにより、各第１アームの回動時、各可動部材は同一高さ位置において互いに平行な水平直線状の軌道上を移動するように構成されており、上記ハンド部材は、同一高さ位置において、各可動部材に対し、それぞれの上記軌道に沿って互いに反対方向に延出するブラケットを介して、他方のブラケットに干渉しないようにして互いに逆方向を向くように支持されており、各第１アームは、所定の回動角度範囲を有しており、かつ、この第１アームが上記回動角度範囲の一端位置をとるとき、上記可動部材は上記回動軸の一方側側方の後退位置に位置し、この第１アームが上記回動角度範囲の他端位置をとるとき、上記可動部材は上記回動軸の他方側側方の前進位置に位置するように構成されており、上記第１アームがその回動角度範囲の一端位置をとって上記可動部材が上記後退位置をとるとき、上記ブラケットは、上記可動部材から上記回動軸付近まで延出しており、上記ハンド部材は、上記ブラケットの先端部に対し、このブラケットの延出方向を向くようにして支持されており、かつ、上記ハンド部材は、上記ブラケットの上面に対して取り付けられていて、当該ハンド部材を支持する可動部材が上記後退位置に位置するとき、他方のリンクアーム機構の可動部材が上記後退位置をとるときの当該可動部材から延出するブラケットの上面に一部オーバハングして延出させられていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成の第１および第２のリンクアーム機構は、旋回軸を挟んで点対称の関係に配置されている。そして、これらリンクアーム機構は、その作動において互いに干渉することはないので、互いに独立して、それぞれのハンド部材を所定の水平直線状の軌道上を移動させることができる。したがって、たとえば、半導体製造における真空搬送モジュール内にこの２アーム式搬送ロボットを設置する場合において、プロセスチャンバのドア開口の上下寸法を１つのハンド部材およびこれに載置保持されるワークが通過するに必要十分な寸法とすることができ、プロセスチャンバの開口が拡大することによる不都合、すなわち、チャンバ内の気流の乱れ等に起因したウエハ表面の処理の不均一といった不都合を回避することができる。もちろん、２アーム式であるので、プロセスチャンバからの処理済みのワークの搬出に引き続いて次に処理するべきワークを同チャンバに搬入することができるといった、半導体製造装置におけるワークの搬送の効率は担保される。
【００１５】
また、上記構成においては、各リンクアーム機構は、第１アームの回動に伴い、第２アームが、いわゆる思案点をこえて両側にわたって第１アームに対して回動するのであり、その結果、第１および第２アームの長さを短縮してこのロボットの旋回半径を縮小することができつつも、可動部材ないしハンド部材の移動行程を十分に確保することができる。
【００１７】
さらに、上記構成において、第１アームがその回動角度範囲の一端位置をとるとき、ハンド部材の移動行程における最も後退した位置を規定するのであり、その場合において、ハンド部材は、ハンド部材の進出方向に延出するブラケットを介して上記回動軸付近ないしそれよりさらに進出方向側に位置する。したがって、両リンクアーム機構がそれらのハンド部材に最も後退した位置をとらせている場合においても、同一高さ位置にある両ハンド部材が干渉するということがない。それにもかかわらず、上述したように、両ハンド部材の移動行程を十分に確保することができるのである。
【００１９】
また、上記構成においては、両リンクアーム機構の可動部材が互いに平行な水平直線軌道を移動するにもかかわらず、両ハンド部材の軌道を同一水平直線上に配することができる。しかも、両ハンド部材が移動するにあたり、他方のハンドを支持するブラケットに干渉するということもない。
【００２０】
好ましい実施の形態において、上記方向規制手段は、第１アームを含む第１の平行四辺形リンク機構と、第２アームおよび可動部材を含む第２の平行四辺形リンク機構とを中間リンクを共有させて連結することにより構成されている。
【００２１】
このようにすることにより、たとえばアームの内部に複雑な機構を組み込むといった必要なく、上記方向規制手段が簡易な構成のものとなる。
【００２２】
好ましい実施の形態において、上記ハンド部材は、円形板状ワークを載置保持できる形態を有している。すなわち、この場合の上記ハンド部材は、円形をした半導体ウエハを好適に載置保持することができる。
【００２３】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行なう詳細な説明から、より明らかとなろう。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図１〜図１３を参照しつつ、具体的に説明する。
【００２５】
たとえば、図１〜図５に示すように、この搬送ロボット１００は、円筒状をした機枠２００を有しており、この機枠２００の上面に開設した円形開口２１０に臨むようにして、上記機枠２００の中心軸線と一致した垂直状の旋回軸Ｌ0を中心として旋回する旋回ベース２２０が組み込まれている。この旋回ベース２２０上には、第１のリンクアーム機構３００および第２のリンクアーム機構４００が、上記旋回軸Ｌ0を中心とした点対称の関係となるように支持されている。第１のリンクアーム機構３００および第２のリンクアーム機構４００は、全く同一の構成を備え、各リンクアーム機構３００，４００は、旋回ベース２２０に対し、上記旋回軸Ｌ0から離れた位置に設定された垂直状の回動軸Ｌ1周りに回動させられる第１アーム１１０と、この第１アームに対して垂直状の連結軸Ｌ2周りに回動するように連結された第２アーム１２０と、この第２アームの先端に垂直状の支持軸Ｌ3周りに回転可能に連結された可動部材１２５とを備える。
【００２６】
図７に表れているように、旋回ベース２２０は、円筒状の外形を備えており、上記円筒状の機枠２００の内部において、機枠２００の内壁との間にベアリング２２１を介装することにより、上記旋回軸Ｌ0周りに旋回可能に組み込まれている。この旋回ベース２２０はまた、その下部に形成したプーリ軸２２２にプーリ２２３が設けられており、このプーリ２２３には、機枠２００の下方に設置した旋回用モータ２０１の出力軸に取り付けられているプーリ２０２に掛け回された無端ベルト２０３が共通に掛け回されている。したがって、この旋回ベース２２０は、上記旋回用モータ２０１を正逆回転させることにより、正逆方向に旋回させられる。また、旋回ベース２２０に対してベアリング２２４を介して両リンクアーム機構３００，４００のための上記各回動軸Ｌ1が回転可能に支持されており、この回動軸Ｌ1の先端部に対して、各第１アーム１１０の基端部が固定連結されている。上記プーリ軸２２２は、中空軸となっていて、その内部に２重の軸２２４，２２５がベアリング２２６，２２７を介して回転可能に支持されている。この２重軸２２４，２２５のそれぞれの上端に形成したプーリ２２８，２２９と各回動軸Ｌ1の下端に設けたプーリ２３０，２３１間には、それぞれ無端ベルト２３２，２３３が掛け回されている。上記２重軸２２４，２２５のそれぞれの下端に形成したプーリ２３４，２３５と機枠２００の下方に設置した第１および第２リンクアーム機構用のモータ２０４，２０５の出力軸のプーリ２０６，２０７との間にもまた、それぞれ無端ベルト２０８，２０９が掛け回されている。したがって、第１および第２のリンクアーム機構用のモータ２０４，２０５を正逆回転させることにより、各第１アーム１１０は、回動軸Ｌ1を中心として、所定の回動角度範囲内で双方向に回動させられる。
【００２７】
この実施形態では、上記第１アーム１１０を含む第１の平行四辺形パンタグラフリンク機構１３０を構成するとともに、上記第２アーム１２０および上記可動部材１２５を含む第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構１４０を構成し、これら第１および第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構１３０，１４０を、中間リンク１５０を共有させて連結することにより、旋回ベース２２０に対する第１アーム１１０の回動、および、第１アーム１１０に対する第２アーム１２０の回動にかかわらず、上記可動部材１２５の旋回ベース２２０を基準とした方向姿勢を常に一定に保持する方向規制手段１６０を形成している。
【００２８】
すなわち、図７、図９、図１０および図１１に良く表れているように、第１アーム１１０の先端に上記連結軸Ｌ2を中心としてベアリング１６１を介して回動可能な中間リンク１５０を設ける一方、第１アーム１１０と平行をなす第１副アーム１６２を旋回ベース２２０に対して垂直軸Ｌ4周りにベアリング１６３を介して回動可能に支持するとともに、この第１副アーム１６２の先端を上記中間リンク１５０に対してベアリング１６４を介して垂直軸Ｌ5周りに回動可能に連結することにより、第１の平行四辺形パンタグラフリンク機構１３０を構成している。また、図８に良く表れているように、第２アーム１２０と平行をなす第２副アーム１６５の基端を上記中間リンク１５０に対して垂直軸Ｌ6周りにベアリング１６６を介して回動可能に連結するとともに、この第２副アーム１６５の先端を上記可動部材１２５に対して垂直軸Ｌ7周りにベアリング１６７を介して回動可能に連結することにより、第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構１４０を構成している。中間リンク１５０は、その長手方向中央付近が上記連結軸Ｌ2周りに回動可能となっているとともに、その長手方向一端側に上記第１副アーム１６２の先端が、長手方向他端側に上記第２副アーム１６５の基端が、それぞれ上記のようにして連結されている。図１１に良く表れているように、第２アーム１２０および第２副アーム１６５は、第１アーム１１０および第１副アーム１６２よりも上位にあってこれら第１アーム１１０および第１副アーム１６２と干渉することがないようになされており、したがって、上記中間リンク１５０は、第１副アーム１６２の連結部に対して第２副アーム１６５の連結部が上位となるようにしてある。
【００２９】
ところで、第１アーム１１０と第２アーム１２０は、それらの長さが実質的に同一である必要がある。すなわち、第１アーム１１０の基端側の回動軸Ｌ1および先端側の連結軸Ｌ2の軸間距離と、第２アーム１２０の基端側の上記連結軸Ｌ2および先端側の支持軸Ｌ3の軸間距離は等しい。そうして、第１アーム１１０の上記回動軸Ｌ1周りの回動にともなって、第２アーム１２０の先端の可動部材１２５が水平直線状の軌道を移動するようにするために、第１アーム１１０と第２アーム１２０とは、第１アーム１１０が一方方向に回動するとき、第２アーム１２０が第１アーム１１０に対し、第１アームの回動角速度の２倍の回動角速度で第１アーム１１０の回動方向と逆方向に回動するように連携される。かかる第１アーム１１０と第２アーム１２０との間の連携構造は、この実施形態では、次のように構成されている。
【００３０】
図７に表れているように、第１アーム１１０と第２アーム１２０とが相互回動可能となる連結軸Ｌ2を中心とした第１ギヤ２５１を中間リンク１５０と一体的に形成するとともに、この第１ギヤ２５１に噛み合う第２ギヤ２５２を第１アーム１１０に対して回転可能に支持し、さらにこの第２ギヤ２５２と一体的な第３ギヤ２５３を、上記連結軸Ｌ2を中心として第２アーム１２０と一体的に形成された第４ギヤ２５４に噛み合わせる一方、第１ギヤ２５１から第４ギヤ２５４までの総合的なギヤ比を２としている。
【００３１】
これにより、中間リンク１５０の方向は常に一定であるから、たとえば、この中間リンク１５０に対して第１アーム１１０が相対的に時計周り方向にθ回動すると、第２アーム１２０は、この中間リンク１５０に対して相対的に反時計周り方向にθ回動することになる。このことは換言すると、第１アーム１１０が回動軸Ｌ1を中心として時計回り方向にθ回動すると、第２アーム１２０は第１アーム１１０に対し、連結軸Ｌ2を中心として反時計周り方向に２θ回転することと同義となる。このことをさらに換言すれば、第１アーム１１０の基端の回動軸Ｌ1と、第１アーム１１０と第２アーム１２０とをつなぐ連結軸Ｌ2と、第２アーム１２０と可動部材１２５とをつなぐ支持軸Ｌ3とは、常に、回動軸Ｌ1と支持軸Ｌ3とをつなぐ線分を底辺とする２等辺三角形を形成することになり、上記線分は、常に旋回ベース２２０を基準として一定方向に延びたものとなる。
【００３２】
上記したところにより、各リンクアーム機構３００，４００は、第１アーム１１０が回動軸Ｌ1を中心として回動することにより、可動部材１２５を一定の水平直線状の軌道に沿って移動させることになる。同時に、可動部材１２５は、上記した方向規制手段により、旋回ベース２２０を基準として、常に一定の方向性を保持することになる。そして、各リンクアーム機構は、回動軸Ｌ1を中心とした点対称の関係に配置されていることから、それらの可動部材１２５の軌道Ｔｒ1，Ｔｒ2は、互いに平行な関係となる（図１２）。
【００３３】
上記第１アーム１１０は、所定の回動角度範囲を有している。図１および図４は、この第１アーム１１０が上記回動角度範囲の一端位置をとっている状態を示しており、図２は、この第１アーム１１０が上記回動角度範囲の他端位置をとっている状態を示しており、図３は、上記回動角度範囲の一端位置と他端位置の中間位置をとっている状態を示している。すなわち、図１に示す状態と図３に示す状態とでは、第１アーム１１０に対する第２アーム１２０の位置が連結軸Ｌ2を基準として反対側となる。この実施形態では、上記したように、第１アーム１１０および第１副アーム１６２と、第２アーム１２０および第２副アーム１６５とが上下に位置して互いに干渉しないから、図２に示される、第１アーム１１０と第２アーム１２０とが重なるときの思案点をこえて両側にわたって第２アーム１２０が第１アーム１１０に対して回動することができる。これにより、第１アーム１１０および第２アーム１２０を比較的短く構成してこの搬送ロボット１００の旋回半径を縮小することができながら、可動部材１２５の移動行程を十分に確保することができる。
【００３４】
各可動部材１２５には、ブラケット２６１を介して、ハンド部材２６０が取り付けられる。この実施形態では、図１および図４に示す状態において、上記ブラケット２６１が可動部材１２５から上記回動軸Ｌ1の上方付近まで延ばされており、このブラケット２６１の先端部に対し、上記ハンド部材２６０がブラケット２６１の延出方向を向くようにして支持されている（図４）。このブラケット２６１は、たとえば帯板状の部材であり、上記ハンド部材２６０は、ブラケット２６１の先端部の上面に対して取り付けられている。そして、このハンド部材２６０は、所定の大きさの円板状ワーク、たとえば、半導体ウエハを好適に載置保持できる形態を有しており、その一部が他方のリンクアーム機構のブラケット２６１の上面に一部オーバハングして延出させられている。これにより、可動部材１２５の移動にともなうこの両リンクアーム機構３００，４００のハンド部材２６０の中心の軌道ＴＲを、同一の水平直線上に重ねることができる（図１２）。
【００３５】
上記したことから明らかなように、図１および図４に示す状態が、ハンド部材２６０の移動行程の最も後退した位置を規定し、図２に示す状態が、ハンド部材２６０の移動行程の最も進出した位置を規定している。そして、図１および図４に示すようにハンド部材２６０が最も後退した状態においても、ハンド部材２６０は、ハンド部材２６０の進出方向に延出するブラケット２６１を介して上記回動軸Ｌ1の上方付近ないしそれよりさらに進出方向側に位置している。このように、両リンクアーム機構３００，４００がそれらのハンド部材２６０に最も後退した位置をとらせている場合においても、同一高さ位置にある両ハンド部材２６０が干渉するということはないのであり、それにもかかわらず、両ハンド部材２６０の移動行程を十分に確保することができる。
【００３６】
上記構成の２アーム式搬送ロボット１００は、たとえば、半導体製造における図１４に示したような真空搬送モジュール１０内に設置することができる。トランスポートチャンバ１２と各プロセスチャンバ１１間のワークの搬送に関していえば、プロセスチャンバ１１内の処理済みワークのトランスポートチャンバ１２への搬出の場合には、第１および第２のリンクアーム機構３００，４００のハンド部材２６０のうち、ワークが載せられていないハンド部材２６０が当該プロセスチャンバ１１を向くように旋回ベース２２０を旋回軸Ｌ0を中心として旋回させた上で、上記ハンド部材２６０を進出させてプロセスチャンバ１１のドア１１ａからこのチャンバ１１内に挿入して処理済みのワークを受け取り、このハンド部材２６０を後退させてプロセスチャンバ１１から引き戻すことによって行なうことができる。引き続いて、未処理ワークが載せられたもう一方のハンド部材２６０が当該プロセスチャンバ１１を向くように旋回ベース２２０を１８０°旋回させた上で、このハンド部材２６０を進出させてプロセスチャンバ１１のドア１１ａからこのチャンバ内に挿入してワークを受け渡し、このハンド部材２６０を後退させてトランスポートチャンバ１２内に引き戻すことによって行なうことができる。
【００３７】
このような場合、２つのハンド部材２６０は同一高さにあるので、図１３に示すように、プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口の上下寸法は、上記ハンド部材２６０ないしこれに載置保持されるワークが通過するに必要十分な寸法とすることができる。このことは、従来に比較し、プロセスチャンバ１１のドア１１ａの開口を小さくすることができることを意味し、ドア開口が大きくなることによる、チャンバ内の気流の乱れ等に起因したウエハ表面の処理の不均一といった不都合を軽減することができる。なお、上記したように、この搬送ロボット１００は、２アーム式であるので、プロセスチャンバ１１から処理済みのワークを搬出することに引き続いて次に処理するべきワークを同チャンバに搬入することができるといった、半導体製造におけるワーク搬送の効率は担保される。
【００３８】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本願発明の範囲に含まれる。
【００３９】
可動部材１２５の旋回ベース２２０を基準とした方向を一定に規制する方向規制手段は、上記のように２つの平行四辺形パンタグラフリンク機構を組み合わせた構成とする他、どのような構成を採用してももちろんかまわない。また、第１アーム１１０に対する第２アーム１２０の回動角速度を、回動軸Ｌ1を中心とした第１アーム１１０の回動角速度の逆方向２倍とするための連携構造もまた、実施形態のものに限られず、種々の構成を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る２アーム式搬送ロボットの全体斜視図であり、各ハンド部材が最も後退した状態を示す。
【図２】図１に示す２アーム式搬送ロボットの各ハンド部材が最も進出した状態を示す全体斜視図である。
【図３】図１に示す２アーム式搬送ロボットの各ハンド部材がそれらの移動行程の中間位置をとる状態を示す全体斜視図である。
【図４】図１に示す状態の２アーム式搬送ロボットの平面図である。
【図５】図３に示す状態の２アーム式搬送ロボットの平面図である。
【図６】図１に示す２アーム式搬送ロボットの側面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】図５のＣ−Ｃ線に沿う断面頭である。
【図１０】図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１１】図５のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１２】図１に示す２アーム式搬送ロボットの作動状態説明図である。
【図１３】図１に示す２アーム搬送ロボットの作用説明図である。
【図１４】半導体製造に用いられる真空搬送モジュールの一例を示す模式的平面図である。
【図１５】従来例に係る２アーム式搬送ロボットの説明図である。
【図１６】従来例に係る２アーム式搬送ロボットの問題点の説明図である。
【符号の説明】
１００ 搬送ロボット
１１０ 第１アーム
１２０ 第２アーム
１２５ 可動部材
１３０ 第１の平行四辺形パンタグラフリンク機構
１４０ 第２の平行四辺形パンタグラフリンク機構
１５０ 中間リンク
１６０ 方向規制手段
１６２ 第１副アーム
１６５ 第２副アーム
２００ 機枠
２０１ 旋回モータ
２０４ 第１リンクアーム機構用モータ
２０５ 第２リンクアーム機構用モータ
２６０ ハンド部材
２６１ ブラケット
３００ 第１リンクアーム機構
４００ 第２リンクアーム機構
Ｌ0 旋回軸
Ｌ1 回動軸
Ｌ2 連結軸
Ｌ3 支持軸
Ｌ4〜Ｌ7 垂直軸
Ｔｒ1，Ｔｒ2 軌道（各可動部材の）
ＴＲ 軌道（ハンド部材の）
Claims (4)
- 垂直状の旋回軸周りに旋回可能な旋回ベースと、
上記旋回ベースに支持された第１および第２のリンクアーム機構と、
各リンクアーム機構に支持されたハンド部材と、を備えた２アーム式搬送ロボットであって、
各リンクアーム機構は、上記旋回ベースに対し、上記旋回軸を挟んで互いに対称に位置する垂直状の回動軸周りに回動するように基端部において支持された第１アームと、この第１アームの先端部に対し、垂直状の連結軸周りに上記第１アームの回動角速度の２倍の回動角速度で上記第１アームの回動方向と逆方向に回動するように基端部において連結され、上記第１アームと実質的に同長の第２アームと、この第２アームの先端部に対し、垂直状の連結軸周りに回転可能に連結された可動部材と、この可動部材の上記旋回ベースを基準とした垂直軸周りの方向を一定とするための方向規制手段と、を備えるとともに、上記旋回軸を中心とした点対称の関係に配置されており、これにより、各第１アームの回動時、各可動部材は同一高さ位置において互いに平行な水平直線状の軌道上を移動するように構成されており、
上記ハンド部材は、同一高さ位置において、各可動部材に対し、それぞれの上記軌道に沿って互いに反対方向に延出するブラケットを介して、他方のブラケットに干渉しないようにして互いに逆方向を向くように支持されており、
各第１アームは、所定の回動角度範囲を有しており、かつ、この第１アームが上記回動角度範囲の一端位置をとるとき、上記可動部材は上記回動軸の一方側側方の後退位置に位置し、この第１アームが上記回動角度範囲の他端位置をとるとき、上記可動部材は上記回動軸の他方側側方の前進位置に位置するように構成されており、
上記第１アームがその回動角度範囲の一端位置をとって上記可動部材が上記後退位置をとるとき、上記ブラケットは、上記可動部材から上記回動軸付近まで延出しており、上記ハンド部材は、上記ブラケットの先端部に対し、このブラケットの延出方向を向くようにして支持されており、かつ、
上記ハンド部材は、上記ブラケットの上面に対して取り付けられていて、当該ハンド部材を支持する可動部材が上記後退位置に位置するとき、他方のリンクアーム機構の可動部材が上記後退位置をとるときの当該可動部材から延出するブラケットの上面に一部オーバハングして延出させられていることを特徴とする、２アーム式搬送ロボット。 - 各リンクアーム機構のハンド部材は、同一の水平直線状の軌道上を、移動範囲が互いに重ならないように移動させられる、請求項１に記載の２アーム式搬送ロボット。
- 上記方向規制手段は、第１アームを含む第１の平行四辺形リンク機構と、第２アームおよび可動部材を含む第２の平行四辺形リンク機構とを中間リンクを共有させて連結することにより構成されている、請求項１または２に記載の２アーム式搬送ロボット。
- 上記ハンド部材は、円形板状ワークを載置保持できる形態を有している、請求項１ないし３のいずれかに記載の２アーム式搬送ロボット。
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