JP5195745B2 - Substrate transfer robot - Google Patents

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Description

本発明は半導体製造装置及び基板検査装置に使用され、該装置において半導体、液晶、及びレチクルといった基板を搬送する基板搬送ロボットに関する。   The present invention relates to a substrate transfer robot that is used in a semiconductor manufacturing apparatus and a substrate inspection apparatus, and transfers a substrate such as a semiconductor, a liquid crystal, and a reticle in the apparatus.

半導体製造装置などにおいて、昨今の微細化の進歩により、それに使用される搬送ロボットに対する基板の搬送精度や搬送時の軌跡精度向上の要求は高い。特にカセットに対して基板を搬送する際、カセットと基板との隙間が非常に狭い場合に軌跡精度が高く求められる。
例えば露光装置におけるレチクル（フォトマスク）を搬送する際、それを収納するケースとレチクルとの隙間は、非常に狭い（隙間は片側約１ｍｍ程度である）。つまり、そこに搬送（アクセス）する際には、ロボットアームの運動の軌跡精度が高くないと、ケースとレチクルが干渉する恐れがある。一方、従来のリンクロボット（アームの回転運動によって搬送物の搭載部を直線運動にして搬送物を搬送するロボット）の構成による軌跡精度の実力では、こういった要求に応えるのは厳しく、更に搬送スピードも向上しなければならない場合は、従来のリンクロボットではまず対応できない。
そこで、基板を高精度に搬送するため、従来のリンクロボットのアーム先端に、直動案内軸を搭載することが考えられる。つまり概ねの搬送をリンク式のアームの移動で行い、その後さらにアーム先端の直動案内軸を使用することにより、軌跡精度を向上させ、上記のようなレチクルをケースに対して干渉させること無く搬送できると考えられる構成である。2. Description of the Related Art Due to recent advances in miniaturization in semiconductor manufacturing apparatuses and the like, there is a high demand for improvement in substrate transfer accuracy and track accuracy during transfer for a transfer robot used therefor. In particular, when the substrate is transported to the cassette, a high trajectory accuracy is required when the gap between the cassette and the substrate is very narrow.
For example, when transporting a reticle (photomask) in an exposure apparatus, the gap between the case housing the reticle and the reticle is very narrow (the gap is about 1 mm on one side). In other words, when transporting (accessing) the robot and the reticle, the case and the reticle may interfere with each other unless the robot arm motion trajectory accuracy is high. On the other hand, the ability to track accuracy with the configuration of a conventional link robot (a robot that transports the transported object by linearly moving the mounted part of the transported object by the rotational movement of the arm) makes it difficult to meet these requirements, and further transport If the speed needs to be improved, the conventional link robot cannot cope with it first.
Therefore, in order to convey the substrate with high accuracy, it is conceivable to mount a linear motion guide shaft at the tip of an arm of a conventional link robot. In other words, the general movement is performed by moving the link-type arm, and then the linear guide shaft at the end of the arm is used to improve the trajectory accuracy and convey the reticle as described above without interfering with the case. It is a configuration that can be considered.

上記のように、リンクロボットのアーム先端にさらに直動案内軸を備えたものに、例えば特許文献１のような構成がある。特許文献１では、この直動案内軸（直動軸）付近に駆動用モータなどの駆動部を備えているが、直動軸は作業半径を縮小させるための構成として開示されている。目的は異なるものの、直動軸を備えれば上記搬送軌跡は向上するものと思われる。
また、水平多関節式のアームの運動と直動軸とを組み合わせたものに、特許文献２のような構成がある。特許文献２では、直動軸を含んだ機構がアーム先端と分離可能に構成されており、アーム先端が当該機構に合体されたときだけアーム運動の正確さを向上させている。
特開２００４−１０６１６７号公報 特開２００５−２３６３０６号公報 As described above, there is a configuration as disclosed in Patent Document 1, for example, in which a linear motion guide shaft is further provided at the arm tip of the link robot. In Patent Document 1, a drive unit such as a drive motor is provided in the vicinity of the linear motion guide shaft (linear motion shaft). However, the linear motion shaft is disclosed as a configuration for reducing the working radius. Although the purpose is different, if the linear motion shaft is provided, it is considered that the conveyance trajectory is improved.
Moreover, there exists a structure like patent document 2 to what combined the motion of a horizontal articulated arm, and a linear motion axis | shaft. In Patent Document 2, the mechanism including the linear motion shaft is configured to be separable from the arm tip, and the accuracy of arm movement is improved only when the arm tip is united with the mechanism.
JP 2004-106167 A JP-A-2005-236306

軌跡精度を向上させることを考えれば、上記特許文献らのようにリンクロボットに直動軸を備えればそれが達成できることは容易に想到する。
そしてこの構成を考えたとき、特許文献１のようにリンクロボットの先端に直動軸を備え、さらにこの直動軸付近に直動軸の駆動部を配置するのが一般的構成である。しかし、この構成では直動軸付近のサイズが大きくなることはいうまでもない。また、直動軸の駆動用モータが直動軸付近に配置されるため、様々な箇所（特にアーム内）に駆動用モータらのケーブルを通す必要があり、リンクロボットのアームの関節のような捻り動作のある箇所にケーブルを通した場合、断線する可能性もあり信頼性に問題がある。また、直動軸の駆動用モータが直動軸付近に配置されれば、アームが駆動する負荷が大きくなるので、アームの高剛性化が必要となり、アームを駆動するモータ容量なども増大させる必要がでてくる。
一方、特許文献２は、直動軸を分離可能にしているため、特許文献１のような問題がないが、直動軸の機構の補助が得られる箇所だけでしかリンクロボットの軌跡精度が向上しない。
そこで、本発明の目的は上述した従来の問題点を解消し、コンパクトな直動軸で搬送軌跡精度を向上させたロボットを提供することにある。つまり、半導体製造装置や基板検査装置に使用される搬送ロボットおいて、アームにコンパクトな直動軸を有することで広範囲にわたって、高速かつ高い軌跡精度で基板を搬送させることを可能とするロボットを提供することを目的とする。In view of improving the trajectory accuracy, it is easily conceived that this can be achieved if the link robot is provided with a linear motion axis as in the above-mentioned patent documents.
When this configuration is considered, it is a common configuration that a linear motion shaft is provided at the tip of the link robot as in Patent Document 1, and a drive unit for the linear motion shaft is disposed near the linear motion shaft. However, it goes without saying that this configuration increases the size of the vicinity of the linear motion shaft. In addition, since the drive motor for the linear motion shaft is arranged near the linear motion shaft, it is necessary to pass the cables of the drive motor through various locations (especially in the arm), such as the joint of the arm of the link robot. When a cable is passed through a place where a twisting operation is performed, there is a possibility of disconnection, which causes a problem in reliability. Also, if the drive motor for the linear motion shaft is arranged near the linear motion shaft, the load to be driven by the arm will increase, so that it will be necessary to increase the rigidity of the arm and to increase the capacity of the motor that drives the arm. Comes out.
On the other hand, in Patent Document 2, since the linear motion axes can be separated, there is no problem as in Patent Document 1, but the trajectory accuracy of the link robot is improved only at a place where assistance of the mechanism of the linear motion shaft is obtained. do not do.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot that solves the above-described conventional problems and improves the conveyance trajectory accuracy with a compact linear motion shaft. In other words, in a transfer robot used for semiconductor manufacturing equipment and substrate inspection equipment, a robot that can transfer a substrate at high speed and with high trajectory accuracy over a wide range by having a compact linear axis on the arm is provided. The purpose is to do.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明は、基板を搭載するエンドエフェクタと、複数のアームが互いに回動自在に連結されて、前記複数のアームのうち最先端のアームに前記エンドエフェクタが設けられたアーム部と、前記複数のアームを回転駆動するモータを収納した本体部と、前記エンドエフェクタを前記最先端のアームに対して直線状に駆動する直動機構部と、を備え、前記アーム部と前記直動機構部を駆動して前記基板を所望の位置に搬送する搬送ロボットにおいて、前記直動機構部が、前記最先端のアームに搭載される第１及び第２のプーリと、前記第１及び第２のプーリに巻装されるベルトと、前記ベルトの近傍に設置される案内ガイドと、前記案内ガイドと前記ベルトに連結されるとともに、前記エンドエフェクタを搭載するエンドエフェクタ搭載部と、から構成され、前記第１または第２のプーリを回転させる直動機構駆動用モータを、前記本体部に設けた搬送ロボットとした。
また、本発明は、前記直動機構駆動用モータを、前記本体部に代えて、前記最先端のアーム以外のアーム内部に設けた搬送ロボットとした。
また、本発明は、前記直動機構駆動用モータは、前記複数のアームのそれぞれに収容された直動機構駆動用プーリ及びベルトを介し、前記第１または第２のプーリを回転させる搬送ロボットとした。
また、本発明は、前記複数のアームを回転駆動するモータの回転を伝達するアーム駆動用プーリが、前記複数のアームの各々の基端側と先端側の連結軸において、前記直動機構駆動用プーリと同軸となるよう構成された搬送ロボットとした。
また、本発明は、前記最先端のアームを前記最先端のアームの基端側が連結されたアームに対して回転させる方向及び回転速度と、前記第１または第２のプーリを回転させる方向及び回転速度と、を一致させることにより、前記エンドエフェクタの前記最先端のアームに対する相対的位置を維持させながら、前記最先端のアームを前記最先端のアームの基端側が連結されたアームに対して所望の位置に回転させる搬送ロボットとした。
また、本発明は、上記した搬送ロボットと、前記搬送ロボットを制御するコントローラと、を備えたロボットシステムとした。
また、本発明は、上記したロボットシステムを備えた半導体製造装置または基板検査装置とした。 In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The present invention includes an end effector on which a substrate is mounted, a plurality of arms connected to each other in a freely rotatable manner, an arm portion in which the end effector is provided on the most advanced arm among the plurality of arms, and the plurality of the plurality of arms. A main body housing a motor for rotationally driving the arm; and a linear motion mechanism that linearly drives the end effector with respect to the most advanced arm, and drives the arm and the linear motion mechanism. Then, in the transfer robot for transferring the substrate to a desired position, the linear motion mechanism is wound around the first and second pulleys mounted on the most advanced arm and the first and second pulleys. A belt to be mounted, a guide guide installed in the vicinity of the belt, an end effector mounting portion connected to the guide guide and the belt and mounting the end effector, It is configured, the first or the linear motion mechanism drive motor for rotating the second pulley, and a transfer robot provided in the main body portion.
Further, the present invention, the linear motion mechanism drive motor, in place of the main body portion, and a conveyance robot provided in the arm inside other than the leading edge of the arm.
Further, the present invention, the linear motion mechanism drive motor, said via a plurality of linear motion mechanism drive pulley and the belt housed in respective arms, feeding transportable you want to rotate. The first or second pulley It was a robot.
In the present invention, the arm driving pulley that transmits the rotation of the motor that rotationally drives the plurality of arms is configured to drive the linear motion mechanism on the connecting shaft on the proximal end side and the distal end side of each of the plurality of arms. It was constructed conveyance robot such as a pulley coaxial.
Further, the present invention provides a direction and rotation speed for rotating the most advanced arm with respect to an arm to which the proximal end side of the most advanced arm is connected, and a direction and rotation for rotating the first or second pulley. The end effector is desired relative to the arm to which the proximal end of the most advanced arm is connected, while maintaining the relative position of the end effector with respect to the most advanced arm. and the conveyance robot to the position Ru is rotated.
Further, the present invention has a robot system comprising a transport robot described above, and a controller for controlling the conveying robot.
Further, the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus or substrate inspection apparatus provided with the above-described robot system.

本発明によれば、直動軸を駆動するモータをロボットの本体部或いは直動軸から離れたアーム内部に配置しているため、直動軸をコンパクトに構成でき、広範囲にわたって高速で高い軌跡精度による搬送を可能に出来る。
また、直動軸を駆動するモータを本体部に配置すれば、直動軸付近にモータ配置しているロボットと比べるとアーム内にケーブルを這い回す必要がないため、ケーブル断線などの問題が解消され、信頼性が向上する。
本発明によれば、直動機構駆動用モータの回転を直動機構部に伝達するのにプーリとベルトを使用し、それらを各アーム内部に収納したのでこれらから発生する粉塵を外部に流出するのを抑えることができる。
本発明によれば、直動機構用プーリとアーム駆動用プーリを、各アームの連結軸において上下に連なるよう同軸に構成したので、アーム部全体がコンパクトになる。
本発明によれば、エンドエフェクタの最先端のアームに対する相対的位置を維持させながら、最先端のアームを最先端のアームの基端側が連結されたアームに対して所望の位置に回転させることができる。
本発明によれば、高精度軌跡であって直動機構部がコンパクトなロボットシステムあるいは製造装置、検査装置が構築できる。 According to the present invention, since the motor for driving the linear motion shaft is arranged in the main body of the robot or in the arm away from the linear motion shaft, the linear motion shaft can be configured compactly and has high trajectory accuracy over a wide range at high speed. Can be transported by.
In addition, if a motor that drives the linear motion shaft is placed in the main unit, there is no need to run a cable in the arm compared to a robot that has a motor placed near the linear motion shaft, eliminating problems such as cable disconnection. And reliability is improved.
According to the present invention, pulleys and belts are used to transmit the rotation of the linear motion mechanism driving motor to the linear motion mechanism portion, and since these are housed inside each arm, dust generated from these flows out to the outside. Can be suppressed.
According to the present invention, since the linear motion mechanism pulley and the arm driving pulley are coaxially configured so as to be connected vertically in the connecting shaft of each arm, the entire arm portion becomes compact.
According to the present invention, while maintaining the relative position of the end effector with respect to the most advanced arm, the most advanced arm can be rotated to a desired position with respect to the arm to which the proximal end side of the most advanced arm is connected. it can.
According to the present invention, it is possible to construct a robot system, a manufacturing apparatus, or an inspection apparatus that has a high-precision trajectory and a compact linear motion mechanism.

本発明の搬送ロボットの側断面図である。It is side sectional drawing of the conveyance robot of this invention. 本発明の搬送ロボットの上面図（ａ）と側面図（ｂ）である。It is the upper side figure (a) and side view (b) of the conveyance robot of this invention. 本発明の搬送ロボットにおける第３アームのみを回転させるときの説明図。Explanatory drawing when rotating only the 3rd arm in the conveyance robot of this invention. 本発明の搬送ロボットにおける直動機構部のみを動作させるときの説明図。Explanatory drawing when operating only the linear motion mechanism part in the conveyance robot of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１、２、３、４ モータ出力軸プーリ
５、６、７、８ モータ
９、１０、１１、１２、２４、２５、２６、３０、３１、３６ ベルト
１３ 第２アーム駆動用プーリＣ
１４ 直動機構駆動用プーリＧ
１５ 第３アーム駆動用プーリＥ
１６ 第１アーム駆動用プーリ
１７ 第３アーム駆動用プーリＤ
１８ 直動機構駆動用プーリＦ
１９ 第２アーム駆動用プーリＢ
２０ 第１アーム
２１ 第３アーム駆動用プーリＣ
２２ 直動機構駆動用プーリＥ
２３ 第２アーム駆動用プーリＡ
２７ 直動機構駆動用プーリＤ
２８ 第３アーム駆動用プーリＢ
２９ 第２アーム
３２ 直動機構駆動用プーリＣ
３３ 第３アーム駆動用プーリＡ
３４ 直動機構駆動用プーリＢ
３５ ブロック
３７ 第３アーム
３８ 直動機構駆動用プーリＡ
３９ 案内ガイド
４０ エンドエフェクタ搭載部
４１ ケーシング
４２ 開口
９０ 搬送ロボット
９１ 本体部
９２ アーム部
９３ 直動機構部
９４ エンドエフェクタ
９５ 基板（搬送物）1, 2, 3, 4 Motor output shaft pulley 5, 6, 7, 8 Motor 9, 10, 11, 12, 24, 25, 26, 30, 31, 36 Belt 13 Second arm drive pulley C
14 Pulley G for linear motion mechanism drive
15 Third arm drive pulley E
16 First arm driving pulley 17 Third arm driving pulley D
18 Pulley F for linear motion drive
19 Second arm drive pulley B
20 First arm 21 Third arm driving pulley C
22 Linear motion drive pulley E
23 Second arm drive pulley A
27 Pulley D for linear motion mechanism drive
28 Third arm drive pulley B
29 Second arm 32 Pulley C for linear motion mechanism drive
33 Third arm drive pulley A
34 Pulley B for linear motion mechanism drive
35 Block 37 Third arm 38 Pulley A for linear motion mechanism drive
39 Guide Guide 40 End Effector Mounting Portion 41 Casing 42 Opening 90 Transfer Robot 91 Main Body 92 Arm Unit 93 Linear Motion Mechanism 94 End Effector 95 Substrate (Transported Object)

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の直動軸付搬送ロボットは、ロボットの最先端のアーム内にエンドエフェクタを直線状に案内する直動軸を有し、エンドエフェクタ上に搭載したウエハ及び基板を精度よく搬送するように構成されている。以下、本発明の具体的な構成例を説明する。
本発明の搬送ロボット９０は、図２に示すように概ね、本体部９１と、本体部９１に回転自在に連結された複数のアームからなるアーム部９２と、アーム部９２の最先端のアームに搭載された直動機構部９３と、直動機構部９３によって直線状に案内されるエンドエフェクタ９４とから構成されている。９５はエンドエフェクタ９４に搭載されて搬送される基板９５である。なお、図２（ａ）はロボットの上面図、（ｂ）は側面図を示している。The transfer robot with a linear motion shaft of the present invention has a linear motion shaft that linearly guides the end effector in the most advanced arm of the robot so as to accurately transport the wafer and substrate mounted on the end effector. It is configured. Hereinafter, specific configuration examples of the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, the transfer robot 90 of the present invention generally includes a main body 91, an arm 92 composed of a plurality of arms rotatably connected to the main body 91, and the most advanced arm of the arm 92. The linear motion mechanism portion 93 is mounted, and an end effector 94 that is guided linearly by the linear motion mechanism portion 93. Reference numeral 95 denotes a substrate 95 that is mounted on the end effector 94 and conveyed. 2A is a top view of the robot, and FIG. 2B is a side view.

以下、各部の詳細を図１にて説明する。図１は本発明の搬送ロボットの側断面図である。エンドエフェクタ９４の図示は省略している。
本体部９１の構成について説明する。本体部９１は、円筒または直方体状に形成されたロボットの胴体にあたる部分である。
本体部９１を形成するケーシング４１の内部に、アーム部９２及び直動機構部９３を回転させるモータ５、６、７、８が収納されている。各モータ５〜８には適当な減速機が装着され、その出力軸にモータ出力軸プーリ１、２、３、４がそれぞれ接続されている。また、これらプーリにはそれぞれベルト９、１０、１１、１２が巻装されている。なお、図１では図示しないが、これらモータ一式とアーム部９２とを上下動させる機構（上下動機構）がケーシング４１の内部に収容される場合もある。あるいは、本体部９１とアーム部９２の全体を上下動機構が上下させるようにしてもよい。また、モータ５、６、７、８は、各モータ内にあるエンコーダの情報を図示しないコントローラに送出し、一方電源が供給されてその回転が制御される。よって搬送ロボットはこの図示しないコントローラとともにロボットシステムとして使用されて、上記モータがコントローラで制御され、アーム部９２と直動機構部９３を所望の位置に操作して基板９５を搬送する。Details of each part will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a side sectional view of a transfer robot according to the present invention. The illustration of the end effector 94 is omitted.
A configuration of the main body 91 will be described. The main body 91 is a portion corresponding to the body of the robot formed in a cylindrical or rectangular parallelepiped shape.
Motors 5, 6, 7, and 8 that rotate the arm portion 92 and the linear motion mechanism portion 93 are housed inside the casing 41 that forms the main body portion 91. A suitable speed reducer is mounted on each of the motors 5 to 8, and motor output shaft pulleys 1, 2, 3, and 4 are connected to the output shafts, respectively. Also, belts 9, 10, 11, and 12 are wound around these pulleys, respectively. Although not shown in FIG. 1, a mechanism (vertical movement mechanism) that moves the motor set and the arm portion 92 up and down may be housed inside the casing 41. Or you may make it a vertical movement mechanism raise and lower the whole main-body part 91 and the arm part 92. As shown in FIG. Further, the motors 5, 6, 7, and 8 send the information of the encoders in the respective motors to a controller (not shown), and on the other hand, the power is supplied to control the rotation. Therefore, the transfer robot is used as a robot system together with the controller (not shown), the motor is controlled by the controller, and the arm unit 92 and the linear motion mechanism unit 93 are operated to desired positions to transfer the substrate 95.

アーム部９２の構成について説明する。アーム部９２は、複数のアームが連結された水平多関節型のリンク式アームである。アーム部９２は、概ね第１アーム２０と第２アーム２９と第３アーム３７と直動機構部９３とエンドエフェクタ９４とから構成されている。各アームは下記に説明するプーリやベルトを収納するよう箱船形状に形成されていて、その上部がカバーで覆われている。なお、下記に説明する各プーリは、当然ながら図示しない軸受などで適宜回転可能に支持されていることを前提としている。
第１アーム２０の基端側は、ケーシング４１に対して図示しない軸受で回転可能に支持されている。第１アーム２０の基端側の回転中心が、アーム部９２の旋回中心となる。また、第１アーム２０の基端側はケーシング４１の内部に設けられた第１アーム駆動用プーリ１６に連結されており、第１アーム駆動用プーリ１６は上記ベルト１２に巻装されている。よって、第１アーム２０は上記モータ８の回転によって回転する。
第２アーム２９の基端側は、第１アーム２０の先端側に図示しない軸受で回転可能に支持されている。第２アーム２９の基端側は第１アーム２０内部の先端側に内蔵された第２アーム駆動用プーリＡ２３に連結されており、第２アーム駆動用プーリＡ２３にはベルト２６が巻装されている。また、第１アーム２０の基端側内部には第２アーム駆動用プーリＢ１９が設けられており、ベルト２６はこれにも巻装されている。第２アーム駆動用プーリＢ１９は、これと同軸となるようケーシング４１の内部に設けられた第２アーム駆動用プーリＣ１３と棒状の支柱で連結されている。そして、第２アーム駆動用プーリＣ１３は、上記ベルト１０に巻装されている。よって、第２アーム２９は上記モータ６の回転によって回転する。
第３アーム３７の基端側は、第２アーム２９の先端側に図示しない軸受で回転可能に支持されている。第３アーム３７の基端側は第２アーム２９内部の先端側に内蔵された第３アーム駆動用プーリＡ３３に連結されており、第３アーム駆動用プーリＡ３３にはベルト３１が巻装されている。また、第２アーム２９の基端側内部には第３アーム駆動用プーリＢ２８が設けられており、ベルト３１はこれにも巻装されている。第３アーム駆動用プーリＢ２８は、これと同軸となるよう第１アーム２０の先端側内部に設けられた第３アーム駆動用プーリＣ２１と棒状の支柱で連結されている。そして、第３アーム駆動用プーリＣ２１は、ベルト２４に巻装されている。また、第１アーム２０の基端側に内蔵された第３アーム駆動用プーリＤ１７にもベルト２４が巻装されている。第３アーム駆動用プーリＤ１７は、これと同軸となるようケーシング４１の内部に設けられた第３アーム駆動用プーリＥ１５と棒状の支柱で連結されている。第３アーム駆動用プーリＥ１５には上記ベルト１１が巻装されている。よって、第３アーム３７は上記モータ７の回転によって回転する。
以上の構成によって、アーム部９２の各アーム（第１アーム２０、第２アーム２９、第３アーム３７）はそれぞれの基端側で上記モータによって回動される。The structure of the arm part 92 is demonstrated. The arm portion 92 is a horizontal articulated link-type arm in which a plurality of arms are connected. The arm portion 92 is generally composed of a first arm 20, a second arm 29, a third arm 37, a linear motion mechanism portion 93, and an end effector 94. Each arm is formed in an ark shape so as to accommodate a pulley and a belt described below, and an upper portion thereof is covered with a cover. Each pulley described below is naturally assumed to be rotatably supported by a bearing (not shown).
The base end side of the first arm 20 is rotatably supported by a bearing (not shown) with respect to the casing 41. The rotation center on the base end side of the first arm 20 is the turning center of the arm portion 92. The base end side of the first arm 20 is connected to a first arm driving pulley 16 provided in the casing 41, and the first arm driving pulley 16 is wound around the belt 12. Therefore, the first arm 20 is rotated by the rotation of the motor 8.
The proximal end side of the second arm 29 is rotatably supported by a bearing (not shown) on the distal end side of the first arm 20. The base end side of the second arm 29 is connected to a second arm driving pulley A23 built in the distal end side inside the first arm 20, and a belt 26 is wound around the second arm driving pulley A23. Yes. Further, a second arm driving pulley B19 is provided inside the base end side of the first arm 20, and the belt 26 is wound around this. The second arm driving pulley B19 is connected to the second arm driving pulley C13 provided inside the casing 41 by a rod-shaped support so as to be coaxial with the second arm driving pulley B19. The second arm driving pulley C13 is wound around the belt 10. Therefore, the second arm 29 is rotated by the rotation of the motor 6.
The proximal end side of the third arm 37 is rotatably supported by a bearing (not shown) on the distal end side of the second arm 29. The base end side of the third arm 37 is connected to a third arm driving pulley A33 built in the distal end side inside the second arm 29, and the belt 31 is wound around the third arm driving pulley A33. Yes. Further, a third arm driving pulley B28 is provided inside the base end side of the second arm 29, and the belt 31 is also wound around this. The third arm driving pulley B28 is connected to the third arm driving pulley C21 provided inside the front end side of the first arm 20 by a rod-like support so as to be coaxial with the third arm driving pulley B28. The third arm driving pulley C21 is wound around the belt 24. A belt 24 is also wound around a third arm driving pulley D17 built in the base end side of the first arm 20. The third arm driving pulley D17 is connected to the third arm driving pulley E15 provided inside the casing 41 by a rod-like support so as to be coaxial with the third arm driving pulley D17. The belt 11 is wound around the third arm driving pulley E15. Therefore, the third arm 37 is rotated by the rotation of the motor 7.
With the above configuration, each arm (the first arm 20, the second arm 29, and the third arm 37) of the arm portion 92 is rotated by the motor on the base end side.

直動機構部９３について説明する。直動機構部９３は、エンドエフェクタ９４を第３アーム３７の延在方向に精密に案内しながら駆動する機構である。
エンドエフェクタ９４は、エンドエフェクタ搭載部４０の一端に固定されている。エンドエフェクタ搭載部４０の他端は、第３アーム３７の延在方向に収容された案内ガイド３９に接続されている。案内ガイド３９は、例えば精密なリニアガイドであって、ガイド部材とガイド部材に案内されるブロック３５から構成されている公知のものである。なお、第３アーム３７の側面には図２（ｂ）のように延在方向に長手の開口４２が設けられている。この側面の開口４２を介してエンドエフェクタ搭載部４０の他端がブロック３５に接続固定されている。開口４２は第３アーム３７の側面でも上面でもよいが、この開口から案内ガイド３９や後述する直動機構駆動用プーリなどの可動部からの粉塵が飛散するため、できるだけ開口を小さく、かつ基板（搬送物）から遠ざかる位置がよい。また、エンドエフェクタ搭載部４０はエンドエフェクタ９４と一体に形成しても良い。
一方、第３アーム３７の先端側内部には、直動機構駆動用プーリＡ３８が設けられている。また、第３アーム３７の基端側内部には直動機構駆動用プーリＢ３４が設けられている。これらのプーリ間にはベルト３６が巻装されている。ベルト３６が直線状に張られる間の空間に上記案内ガイド３９が設けられている。そして、エンドエフェクタ搭載部４０が、上記のようにブロック３５に接続されるとともにベルト３６の直線状に張られる部分にも接続されている。
直動機構駆動用プーリＢ３４は、これと同軸となるよう第２アーム２９の先端側に内蔵された直動機構駆動用プーリＣ３２と棒状の支柱で連結されている。直動機構駆動用プーリＣ３２にはベルト３０が巻装されている。また、第２アーム２９の基端側には直動機構駆動用プーリＤ２７が設けられており、ベルト３０はこれにも巻装されている。直動機構駆動用プーリＤ２７は、これと同軸となるよう第１アーム２０の先端側に内蔵された直動機構駆動用プーリＥ２２に棒状の支柱で連結されている。直動機構駆動用プーリＥ２２にはベルト２５が巻装されている。また、第１アーム２０の基端側には直動機構駆動用プーリＦ１８が設けられており、ベルト２５はこれにも巻装されている。直動機構駆動用プーリＦ１８は、これと同軸となるようケーシング４１の内部に設けられた直動機構駆動用プーリＧ１４に棒状の支柱で連結されている。直動機構駆動用プーリＧ１４には上記ベルト９が巻装されている。よって、エンドエフェクタ搭載部４０及びエンドエフェクタ９４は、上記モータ５の回転によって、ベルト３６に引っ張られ、案内ガイド３９に案内されながら、第３アーム３７の延在方向で直線状に精密に移動する。The linear motion mechanism 93 will be described. The linear motion mechanism 93 is a mechanism that drives the end effector 94 while accurately guiding the end effector 94 in the extending direction of the third arm 37.
The end effector 94 is fixed to one end of the end effector mounting portion 40. The other end of the end effector mounting portion 40 is connected to a guide guide 39 accommodated in the extending direction of the third arm 37. The guide guide 39 is, for example, a precise linear guide, and is a known one composed of a guide member and a block 35 guided by the guide member. A side opening of the third arm 37 is provided with a longitudinal opening 42 in the extending direction as shown in FIG. The other end of the end effector mounting portion 40 is connected and fixed to the block 35 through the opening 42 on the side surface. The opening 42 may be the side surface or the upper surface of the third arm 37, but dust from a movable part such as a guide guide 39 and a linear motion mechanism driving pulley to be described later scatters from the opening. The position away from the transported object is good. Further, the end effector mounting portion 40 may be formed integrally with the end effector 94.
On the other hand, a linear motion mechanism driving pulley A 38 is provided inside the distal end side of the third arm 37. Further, a linear motion mechanism driving pulley B 34 is provided inside the base end side of the third arm 37. A belt 36 is wound between these pulleys. The guide guide 39 is provided in a space in which the belt 36 is stretched linearly. The end effector mounting portion 40 is connected to the block 35 as described above and also to a portion of the belt 36 that is stretched in a straight line.
The linear motion mechanism driving pulley B34 is connected to the linear motion mechanism driving pulley C32 built in the distal end side of the second arm 29 by a rod-like support so as to be coaxial therewith. A belt 30 is wound around the linear motion mechanism driving pulley C32. Further, a linear motion mechanism driving pulley D27 is provided on the base end side of the second arm 29, and the belt 30 is wound around this. The linear motion mechanism driving pulley D27 is connected to the linear motion mechanism driving pulley E22 built in the distal end side of the first arm 20 with a rod-like support so as to be coaxial with the pulley. A belt 25 is wound around the linear motion mechanism driving pulley E22. Further, a linear motion mechanism driving pulley F18 is provided on the proximal end side of the first arm 20, and the belt 25 is wound around this. The linear motion mechanism driving pulley F18 is connected to a linear motion mechanism driving pulley G14 provided in the casing 41 so as to be coaxial with the linear motion mechanism driving pulley F14 by a rod-like column. The belt 9 is wound around the linear motion mechanism driving pulley G14. Therefore, the end effector mounting portion 40 and the end effector 94 are precisely moved linearly in the extending direction of the third arm 37 while being pulled by the belt 36 and guided by the guide guide 39 by the rotation of the motor 5. .

以上のように、本発明では直動機構部９３の案内ガイド３９が第３アーム３７に収容されている。また、案内ガイド３９によって直線状に精密に案内されるエンドエフェクタ搭載部４０及びエンドエフェクタ９４を駆動するプーリ及びベルトがすべてアームに収容され、さらにこれらを駆動する直動機構駆動用モータが本体部９１に収容されている。   As described above, in the present invention, the guide guide 39 of the linear motion mechanism 93 is accommodated in the third arm 37. Further, the end effector mounting portion 40 and the pulley and belt for driving the end effector 94, which are accurately guided linearly by the guide guide 39, are all accommodated in the arm, and the linear motion mechanism driving motor for driving these is also provided in the main body portion. 91.

以上の構成に関する補足説明をする。
本実施例では半導体製造において嫌気される粉塵の発生を抑制できるので上述のように各アームはカバーなどで封止している。これにより、案内ガイド３９らも第３アーム３７の内部に収容しているが、必ずしも収容した形態をとる必要はない。
また、例えば、第３アーム駆動用プーリＢ２８と直動機構駆動用プーリＤ２７とは、第２アーム２９の基端側で同軸となるよう設けられているので、第３アーム駆動用プーリＢ２８と第３アーム駆動用プーリＣ２１とを連結する棒状の支柱と、直動機構駆動用プーリＤ２７と直動機構駆動用プーリＥ２２とを連結する棒状の支柱とは当然ながら同軸となるが、これらの支柱は、直動機構駆動用プーリＤ２７と直動機構駆動用プーリＥ２２とを連結する棒状の支柱を円筒状に形成し、その内部に第３アーム駆動用プーリＢ２８と第３アーム駆動用プーリＣ２１とを連結する棒状の支柱を挿入し、互いの支柱を図示しない回転軸受で支持している。各アームの基端部における同様な構成も上記で説明した構造となっている。
また、本実施例では第１〜３アームと第３アームに搭載された直動機構との構成を説明したが、アームの数はこれに限られるものではない。
また、直動機構を駆動するモータ５は、本体部９１に収納した例を示したが、これを例えば第１アーム２０の基端側内部などアームの内部に設けてもよい。最先端のアームである第３アーム３７の直動機構部をコンパクトに形成することが目的であれば、このように直動機構部がある最先端のアーム以外のアームの内部に設ければよい。しかし、後述するようにモータ５のケーブル類が可動部であるアーム内に存在することになるので、ケーブル断線の危険性は増す。A supplementary explanation of the above configuration will be given.
In this embodiment, since the generation of dust that is anaerobic in semiconductor manufacturing can be suppressed, each arm is sealed with a cover or the like as described above. Accordingly, the guide guides 39 and the like are also housed in the third arm 37, but it is not always necessary to take the housed form.
Further, for example, the third arm driving pulley B28 and the linear motion mechanism driving pulley D27 are provided so as to be coaxial with each other on the proximal end side of the second arm 29. Of course, the rod-like column connecting the three-arm driving pulley C21 and the rod-like column connecting the linear motion mechanism driving pulley D27 and the linear motion mechanism driving pulley E22 are coaxial, but these columns are A rod-like column for connecting the linear motion mechanism driving pulley D27 and the linear motion mechanism driving pulley E22 is formed in a cylindrical shape, and a third arm driving pulley B28 and a third arm driving pulley C21 are provided therein. The rod-shaped support | pillar to connect is inserted and the support | pillar of each other is supported by the rotary bearing which is not illustrated. A similar configuration at the base end portion of each arm has the structure described above.
Moreover, although the structure of the 1st 1-3 arm and the linear motion mechanism mounted in the 3rd arm was demonstrated in the present Example, the number of arms is not restricted to this.
In addition, although the example in which the motor 5 that drives the linear motion mechanism is housed in the main body 91 is shown, it may be provided inside the arm, for example, inside the proximal end of the first arm 20. If the purpose is to form the linear motion mechanism portion of the third arm 37, which is the most advanced arm, in a compact manner, the linear motion mechanism portion may be provided inside the arm other than the most advanced arm in this way. . However, as will be described later, since the cables of the motor 5 are present in the arm which is a movable part, the risk of cable disconnection increases.

以上で説明した本発明の搬送ロボット９０の動作について、図３及び図４で説明する。ロボットの動作を制御するのは上述のコントローラである。以下、コントローラの制御について説明する。
まず、第３アーム３７に対するエンドエフェクタ９４の相対的な位置を変化させずに、第３アーム３７を第２アーム２９に対して回転させる動作、すなわち図３で示す動作について説明する。このときの動作は、直動機構駆動用プーリＣ３２と第３アーム駆動用プーリＡ３３とが、同方向、同速度、同角度で協調して回転するようにモータ５とモータ７とを動作させればよい。当該動作によれば、図３のように第３アーム３７上の移動子（エンドエフェクタ搭載部４０とエンドエフェクタ９４）を、第３アーム３７との相対的な前後位置を維持しながら第３アーム３７の方向を変えることが出来る。
また、各アームの姿勢状態を維持したまま、第３アーム３７に対して移動子を移動させる動作、すなわち図４で示す動作について説明する。このときの動作は、第１アーム２０、第２アーム２９、第３アーム３７を動かさずに、すなわちモータ６、７、８を回転させずに、各アームの姿勢状態（ポーズ）を維持したまま、直動機構駆動用プーリＣ３２を回す（モータ５を回転させる）ことによって、第３アーム３７上の移動子が、第３アーム３７に対してその延在方向の前後に動作することが出来る。
なお、この直動機構駆動用プーリＣ３２と第３アーム駆動用プーリＡ３３については、プーリの歯数や直径は同じにする必要はなく、プーリ３２とプーリ３３の回転方向と回転速度と回転角度が同じであれば上記の動作が成立する。
また、アーム部９２の旋回動作（各アームのポーズ及び直動機構を第３アーム３７に対して移動させずに、これらすべてを本体部９１に対して回転させる動作）や伸縮動作（各アームが互いになす角度を広げる動作）を行う場合には、従来の制御方法と同じであるのでこの点は特に説明しないが、直動機構部９３の直動機構駆動用プーリＣ３２は、上記のように第３アーム３７を駆動する第３アーム駆動用プーリＡ３３の回転に協調させなければならない。The operation of the transfer robot 90 of the present invention described above will be described with reference to FIGS. The above-described controller controls the operation of the robot. Hereinafter, the control of the controller will be described.
First, the operation of rotating the third arm 37 relative to the second arm 29 without changing the relative position of the end effector 94 with respect to the third arm 37, that is, the operation shown in FIG. At this time, the motor 5 and the motor 7 are operated so that the linear motion mechanism driving pulley C32 and the third arm driving pulley A33 rotate in the same direction, at the same speed, and at the same angle. That's fine. According to this operation, as shown in FIG. 3, the movable arm (end effector mounting portion 40 and end effector 94) on the third arm 37 is maintained in the third arm 37 while maintaining the relative front-rear position with respect to the third arm 37. The direction of 37 can be changed.
The operation of moving the moving element with respect to the third arm 37 while maintaining the posture state of each arm, that is, the operation shown in FIG. 4 will be described. The operation at this time is performed without moving the first arm 20, the second arm 29, and the third arm 37, that is, without rotating the motors 6, 7, and 8, while maintaining the posture state (pause) of each arm. By rotating the linear motion mechanism driving pulley C32 (rotating the motor 5), the movable element on the third arm 37 can move back and forth in the extending direction with respect to the third arm 37.
The pulley C32 for driving the direct acting mechanism and the pulley A33 for driving the third arm do not have to have the same number of teeth or diameter of the pulley, and the rotational direction, rotational speed, and rotational angle of the pulley 32 and the pulley 33 are different. If they are the same, the above operation is established.
In addition, the swinging motion of the arm portion 92 (the motion of rotating all of these arms with respect to the main body portion 91 without moving the pose and linear motion mechanism of each arm with respect to the third arm 37) In the case of performing the operation of widening the angle formed between each other, since this is the same as the conventional control method, this point will not be described in particular. However, the linear motion mechanism driving pulley C32 of the linear motion mechanism section 93 is the first as described above. It must be coordinated with the rotation of the third arm driving pulley A33 that drives the three arms 37.

以上で説明した本発明の搬送ロボット９０及びコントローラを使用すれば、例えばエンドエフェクタ９４にレチクル（フォトマスク）を搭載して搬送する際、それを収納するケースとレチクルとの隙間が非常に狭くとも、上記直動機構部の作用によって、ケースとレチクルを干渉させることなくレチクルを搬送できる。
また、本発明によれば従来のリンクロボットの搬送スピードで搬送物を搬送でき、搬送物を精密に搬送したいときに直動機構部を使用して高精度の軌跡で目的の箇所に搬送できる。
また、本発明によれば直動機構部を駆動する部品（ベルトやプーリ）をアームの内部にすべて収納しているので、粉塵を周囲に飛散させることも少ない。
また、本発明の直動機構部の構成によれば、従来のように直動機構部が大きな構成となることもないので、駆動部への負担も少なく、駆動部自体も小さく構成でき、制御性の良いロボットとすることができる。
また、直動機構部を駆動するモータを本体部の内部に収納すれば、ケーブル類がアーム部を這い回ることも無い。つまりアームのような可動部に直動機構部を駆動するケーブル類が無いのでケーブル断線などにおいて信頼性が向上する。When the transfer robot 90 and the controller of the present invention described above are used, for example, when a reticle (photomask) is mounted on the end effector 94 for transfer, the gap between the case for storing the reticle and the reticle is very narrow. The reticle can be conveyed without causing the case and the reticle to interfere with each other by the action of the linear motion mechanism.
Further, according to the present invention, a transported object can be transported at the transport speed of a conventional link robot, and when the transported object is desired to be transported precisely, it can be transported to a target location with a highly accurate trajectory using the linear motion mechanism.
In addition, according to the present invention, since all the components (belt and pulley) that drive the linear motion mechanism are housed in the arm, dust is hardly scattered around.
Further, according to the configuration of the linear motion mechanism portion of the present invention, the linear motion mechanism portion does not have a large configuration as in the prior art, so the burden on the drive portion is small, and the drive portion itself can be configured to be small and controlled. It can be a good robot.
Further, if the motor that drives the linear motion mechanism is housed inside the main body, cables do not crawl around the arm. That is, since there are no cables for driving the linear motion mechanism part in the movable part such as an arm, the reliability is improved in the case of cable disconnection.

Claims (6)

基板を搭載するエンドエフェクタと、複数のアームが互いに回動自在に連結されて、前記複数のアームのうち最先端のアームに前記エンドエフェクタが設けられたアーム部と、前記複数のアームを回転駆動するモータを収納した本体部と、前記エンドエフェクタを前記最先端のアームに対して直線状に駆動する直動機構部と、を備え、前記アーム部と前記直動機構部を駆動して前記基板を所望の位置に搬送する搬送ロボットにおいて、
前記直動機構部が、前記最先端のアームに搭載される第１及び第２のプーリと、前記第１及び第２のプーリに巻装されるベルトと、前記ベルトの近傍に設置される案内ガイドと、前記案内ガイドと前記ベルトに連結されるとともに、前記エンドエフェクタを搭載するエンドエフェクタ搭載部と、から構成され、前記第１のプーリを回転させる直動機構駆動用モータを、前記本体部に設けており、
前記直動機構駆動用モータは、前記複数のアームのそれぞれに収容された直動機構駆動用プーリ及びベルトを介し、前記第１のプーリを回転させ、
前記第１のプーリは、前記最先端のアームの回転軸と同軸において、前記最先端のアームに隣接する他のアームに搭載された前記直動機構駆動用プーリと連結されており、
前記エンドエフェクタの前記最先端のアームに対する相対的位置を維持させながら、前記最先端のアームを前記他のアームに対して回転させる場合には、
前記最先端のアームのアーム駆動用プーリと、前記第１のプーリとを同期させること
を特徴とする搬送ロボット。An end effector on which a substrate is mounted and a plurality of arms are rotatably connected to each other, and an arm part in which the end effector is provided on the most advanced arm among the plurality of arms, and the plurality of arms are driven to rotate. And a linear motion mechanism that linearly drives the end effector with respect to the state-of-the-art arm, and drives the arm and the linear motion mechanism to provide the substrate. In the transport robot that transports to the desired position,
The linear motion mechanism includes first and second pulleys mounted on the state-of-the-art arm, a belt wound around the first and second pulleys, and a guide installed in the vicinity of the belt. A linear motion mechanism driving motor configured to rotate the first pulley, the guide body being configured to include a guide, an end effector mounting portion that is coupled to the guide guide and the belt and mounts the end effector; It is provided in,
The linear motion mechanism driving motor rotates the first pulley via a linear motion mechanism driving pulley and a belt accommodated in each of the plurality of arms.
The first pulley is connected to the linear motion mechanism driving pulley mounted on another arm adjacent to the most advanced arm, coaxially with the rotation axis of the most advanced arm,
When rotating the most advanced arm with respect to the other arm while maintaining the relative position of the end effector with respect to the most advanced arm,
A transfer robot characterized by synchronizing an arm driving pulley of the most advanced arm with the first pulley . 前記直動機構駆動用モータを、前記本体部に代えて、前記最先端のアーム以外のアーム内部に設けたこと、を特徴とする請求項１に記載の搬送ロボット。The transfer robot according to claim 1 , wherein the linear motion mechanism driving motor is provided inside an arm other than the most advanced arm instead of the main body. 前記複数のアームを回転駆動するモータの回転を伝達するアーム駆動用プーリが、前記複数のアームの各々の基端側と先端側の連結軸において、前記直動機構駆動用プーリと同軸となるよう構成されたこと、を特徴とする請求項１または２に記載の搬送ロボット。The arm driving pulley that transmits the rotation of the motor that rotationally drives the plurality of arms is coaxial with the pulley for driving the linear motion mechanism at the connecting shaft on the proximal end side and the distal end side of each of the plurality of arms. The transfer robot according to claim 1, wherein the transfer robot is configured. 前記最先端のアームを前記他のアームに対して回転させる方向及び回転速度と、前記第１または第２のプーリを回転させる方向及び回転速度と、を一致させることにより、前記エンドエフェクタの前記最先端のアームに対する相対的位置を維持させながら、前記最先端のアームを前記他のアームに対して所望の位置に回転させること、を特徴とする請求項１、２または３に記載の搬送ロボット。By matching the direction and rotational speed of rotating the most advanced arm with respect to the other arm, and the direction and rotational speed of rotating the first or second pulley, the maximum effect of the end effector is achieved. while maintaining the relative position with respect to distal arm of the transfer robot according to claim 1, 2 or 3, wherein the cutting-edge arms rotate to a desired position relative to the other arm, characterized by. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の搬送ロボットと、前記搬送ロボットを制御するコントローラと、を備えたこと、を特徴とするロボットシステム。Robot system and wherein the transfer robot according to any one of claims 1-4, that, provided with a controller for controlling the conveying robot. 請求項５に記載のロボットシステムを備えたこと、を特徴とする半導体製造装置または基板検査装置。A semiconductor manufacturing apparatus or substrate inspection apparatus comprising the robot system according to claim 5 .
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