JP5519733B2 - 搬送ロボット - Google Patents

Description

本発明は、搬送ロボットに関する。

半導体や液晶の製造装置、露光装置、及び基板検査装置において（以下、まとめて半導体製造装置と記載する）、特に半導体ウェハ、液晶といった基板を搬送する際、一般的に水平多関節型の搬送ロボットが使用されている。この搬送ロボットは、昨今の半導体製造装置において、上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を筐体によって外部と隔離した、いわゆる局所クリーン化された筐体内に設置される。この筐体を有する半導体製造装置の一例を示す上面図が図１（ａ）である。
図１（ａ）において、搬送ロボット８は筐体１内のほぼ中央に配置される。搬送ロボット８は、図示しない昇降機構を収容して上下方向に昇降可能な胴体１４と、胴体１４上に設けられて水平方向に回転自在に連結された第１アーム１２と、第１アーム１２の先端に設けられて水平方向に回転自在に連結された第２アーム１３と、第２アーム１３の先端に回転自在に連結されて基板３を載置するハンド１０と、から概ね構成されている。搬送ロボット８は、昇降機構によって胴体１４及び第１アーム１２から上部のアーム１１を昇降させたり、各アームを回転させたりしながら、ハンド１０に搭載した基板３を目的の位置へと搬送する。筐体１の外部側面には基板３を収納したカセット５を搭載し、その蓋を開閉するなどして、筐体１内へ基板３を取り出せるようにするカセットオープナ４（ＰＯＤオープナやＦＯＵＰオープナという）が複数台設けられている。このカセットオープナ４によれば、筐体１外の比較的清浄でない雰囲気を筐体１内に侵入させることなく、筐体１内へ基板３を取り出せるようにできる。また、筐体１内の一部には、アライナ装置７と呼ばれ、基板３の方向性を検知し整える（アライメントする）装置も設置される。或いは、基板３を一時的に載置しておくバッファ４６なども設置される。また、筐体１の外部側面には、基板３を処理する処理装置６が接続される。処理装置６では、例えばＣＶＤ、エッチング、露光などといった所定の処理が基板３に対して行われる。このように、局所クリーン化された筐体内に設置される搬送ロボット８は、カセットオープナ４によって取り出し可能になったカセット５内の基板３を取り出し、アライナ装置７へと搬送してアライメントをさせ、アライメントが終了した基板３を処理装置６へと搬送する。そして、処理装置６で処理が終わった基板３を再びカセット５に収納する。

以上のような筐体はミニエンバイロメント、またはＥＦＥＭなどと呼ばれているが、処理装置６には接続されず、筐体１の外部側面に上記カセットオープナ４のみが複数設けられ、これら複数のカセットオープナ４に搭載された複数のカセット５間において、搬送ロボット８がアライナ装置７にアライメントを行わせながら、基板をカセット５間で移し変える筐体も開発されている。この筐体はソータなどと呼ばれている。いずれにしろ、搬送ロボット８は局所クリーン化された筐体１内の限られたスペース内でこれらカセットオープナ４やアライナ装置７など多数の箇所にアクセスしなくてはならない。一方、半導体製造装置の省フットプリント化を目的として、筐体１を小型化する要求があるため、この筐体１に設置される搬送ロボット８には、小型でクリーンであるとともに、必要かつ十分な動作範囲を備えることが求められている。
筐体内における搬送ロボット８に必要な動作範囲については、平面動作範囲と上下動作範囲、の２つを満たすことが求められる。平面動作範囲は、図１（ａ）のように上から見たときのアーム動作によるハンド１０のアクセス可能範囲である。また、上下動作範囲は、昇降機構により上下したときのハンド１０のアクセス可能範囲である。

上下動作範囲については、これを必要かつ十分に確保する場合、図１（ｂ）のように、胴体１４内に収容されている図示しない昇降機構によってアーム１１を昇降させて上下動作範囲を確保している。図１（ｂ）は図１（ａ）の側面からの断面図である。昇降機構には、ボールネジが使用されており、これをモータで回転させることによってアーム１１を上下させてハンド１０の上下動作範囲を確保している。
一方、上記のように搬送ロボット８は、カセットオープナに搭載されたカセット５内に高さ方向に多段に収納されている基板のすべてにアクセスできる必要がある。また、処理装置６側への接続部を介して処理装置６側へもアクセスできる必要がある。しかし、半導体製造装置においてはＳＥＭＩ規格により、装置の各寸法が制限されていて、これによりフロアからカセット５内の最下段の基板３の高さＬ３が実質的に定まっている。また、カセット５はＦＯＵＰと呼ばれる多段に基板３を収容するカセットが多用されていて、これによりカセット５内の最上段の基板３の高さＬ４が実質的に決定される。よって、搬送ロボット８は少なくともＬ３〜Ｌ４の高さに対してハンド１０の上下動作範囲が確保される必要があり、このため搬送ロボット８の昇降機構は、通常、Ｌ３〜Ｌ４までの高さにハンド１０が到達できるようにボールネジの可動長さが確保されている。ここで、処理装置６側へのアクセス位置のフロアからの高さＬ５は、Ｌ３〜Ｌ４までの範囲内にくるように設計すれば搬送ロボット８の上下動作範囲にとって問題ないが、アライナ装置７のフロアからの高さＬ６を、筐体１内のＬ３〜Ｌ４内に配置しようとすると、基板３及び搬送ロボット８の平面動作範囲との干渉が発生するため、図１（ａ）のようにアライナ装置７については、筐体１からアライナ装置７のみを突出させるように配置しなくてはならない、或いは、搬送ロボット８がカセットオープナ４にアクセスする際の平面動作範囲外に配置しなくてはならなくなるから、筐体１の横幅Ｌ２（図１（ａ）参照）が実質的に大きくなってしまう。
そこで、アライナ装置７を、筐体１内であってＬ３〜Ｌ４以外の高さに配置し、これに伴って搬送ロボット８の上下動作範囲を拡大させることが考えられる。この場合、まず、Ｌ３よりも下方の位置にアライナ装置７を配置することを考えると、上記昇降機構のボールネジ２２の可動範囲を下方に延ばす必要があるため、これに伴いボールネジの長さを下方に延長する必要がある。しかしこの構成は、ＳＥＭＩ規格によって実質的に固定されているＬ３よりもさらに下方にハンド１０を下げることになるため、昇降機構の最下部がフロアに近づきすぎる、または接触することになり、実設計上、実現性が低い。そこで、Ｌ４よりも上方の位置にアライナ装置７を配置すれば筐体１の横幅Ｌ２が削減されるが、搬送ロボット８にとっては昇降機構の可動範囲を上方に延長してハンド１０が到達できる高さを高くする必要がある。
この昇降機構をより詳しく説明する図が図３である。図３は一般的な基板搬送ロボット８の昇降機構２０を示す側断面図である。図３のように、胴体１４内の昇降機構２０は主にボールネジ２２とその駆動源である昇降モータ３０とリニアガイド２５とで構成されている。ボールネジ２２のボールネジシャフト２３は、下端が底板１６に対して回転可能に支持されている。ボールネジシャフト２３の上端は胴体１４の天板１５に回転可能に支持されている。底板１６に固定されている昇降モータ３０によって、ボールネジシャフト２３が回転する。ボールネジシャフト２３に係合するボールネジナット２４は、連結部材２１によって保持されている。連結部材２１は、アーム１１の一部に連結されている。一方、連結部材２１は底板１６から天板１５にかけて立設する支柱１７に沿って固定されているリニアガイド２５によって上下に案内される。リニアガイド２５は連結部材２１を安定して案内するため、平面視したときに対向する２本の支柱１７に這うように通常２本配置されている。これらの構成により、昇降モータ３０でボールネジナット２４が昇降し、これに伴って連結部材２１が昇降し、アーム１１（第１アーム１２より上の部分）が昇降する。
ここで昇降機構２０の可動範囲を上方に延ばすため、単にボールネジシャフト２３を上方に延長すると、第１アーム１２の最下部が天板１５に接触するため、上記Ｌ３の高さまでハンド１０が下降できなくなる。
つまり昨今の搬送ロボット８はＬ３の高さにアクセス可能な状態を保ちつつ、Ｌ４よりも高い位置にアクセス可能であれば、筐体のレイアウトを自由にできるため、昇降機構２０の上昇ストロークができる限り大きく、かつＬ３高さにハンド１０が到達できるような上下動作範囲を有することが求められている。

一方、上記のように上下動作範囲を確保しつつ、必要かつ十分な平面動作範囲を確保し、さらに平面視における筐体１寸法を小さくすることは工夫が必要である。平面動作範囲について、これを必要かつ十分に確保する場合、図１のように、カセットオープナ４が並んだ方向（筐体１の横幅方向）に沿って胴体１４を走行させる走行機構９を設けることが一般的である。図１のような筐体１のレイアウトでは、走行機構９によって搬送ロボット８を動かして平面動作範囲を大きくしないと、アライナ装置７やバッファ４６に搬送ロボット８がアクセスできない。走行機構９は、例えばリニアモータによって構成される。この走行機構９により、搬送ロボット８のアーム１１の平面動作範囲を移動させて、搬送ロボット８から離れているカセットオープナ４などへのアクセスを可能にしている。ところが、走行機構９は搬送ロボット８全体を狭い筐体１内で走行させるため、ダウンフローの気流を乱してしまい、筐体１内の清浄度を低下させ、基板３に粉塵を付着させやすくしてしまう。
そこで走行機構９を搬送ロボット８から削除するため、カセットオープナ４やアライナ装置７が搬送ロボット８のアーム１１の平面動作範囲内に入るようにアーム１１の長さを十分長くすることが考えられるが、単にアーム１１の長さを長くすると、アーム１１が最低限必要な平面的最小動作範囲が広くなるため、筐体１の奥行幅Ｌ１が大きくなり、筐体１全体が大きくなってしまう。

そこで走行機構９を使用せずに、かつ筐体の奥行幅Ｌ１をできる限り小さくしたまま、カセットオープナ４やアライナ装置７に十分アクセスできる平面動作範囲を有する搬送ロボットとして、搬送ロボットのアーム１１の連結数を増やしたものがある。すなわち、図１では、胴体１４の上に第１アーム１２が回転自在に搭載され、その第１アーム１２の先端上に第２アーム１３が回転自在に連結されているが、第２アーム１３の先端上にさらに第３アームを回転自在に連結し、第３アームの先端上にハンド１０を回転自在に連結したものなどである。この構成では、図１の搬送ロボット８よりもそれぞれのアームを伸ばしたときの到達距離がのびるのでアーム１１の動作範囲が増大するし、一方、多段に連結された第１〜３のアームを折りたたむようにすれば、最小動作範囲も広がらない。しかし、この構成では当然ながら第３アームを駆動するモータやそれに付随する機構が必要となる。

従って、搬送ロボットの平面動作範囲を大きくするその他の手段として、筐体１内における平面上のアームの配置を工夫することが考えられる。これは、図２のように筐体１の奥行幅Ｌ１に対して第１アーム１２の回転中心θ１をできるだけシフトさせ、第１アーム１２の長さＡ１をＬ１に近づけることにより、各アーム長を長く確保しようとするものである。図２は筐体１の上面図である。こうすることで、θ１がＬ１の中央付近に配置される場合よりも各アーム長を長く確保できるので、平面動作範囲が大きくなる。しかし、従来のように搬送ロボット８の胴体１４が大きいとθ１を十分シフトできない。すなわち、搬送ロボット８を筐体１内で自由に配置できない。搬送ロボット８の胴体１４内には、各アームの駆動源であるモータやそれに付随する機構と、上記の昇降機構２０が収容されている。各アームを駆動するモータ及びそれに付随する機構は、アーム内に収容することも可能なので、胴体１４の最低限の大きさを決定するものは昇降機構２０といえる。
しかし、上記のような昇降機構２０を胴体のカバーが覆っているため、従来の搬送ロボット８の胴体１４は、円筒状もしくは箱体状に形成されていて、平面視においてほぼ胴体１４の中央に第１アーム１２の回転中心が位置している。また、胴体１４は一定の平面視における面積が必要となっている。このような理由から、従来の搬送ロボットは筐体１内で平面上自由に配置できず、アーム長の設計も制限されている。
また、昇降機構２０が以上の構成であるがため、胴体１４には底板１６が必要となっている。従って、従来の搬送ロボットは、筐体１に対して底板１６を介して固定されるから、ロボットの底面で筐体１に固定される構成である。このことは、搬送ロボットを筐体１内で自由に配置できない要因となるほか、筐体１におけるダウンフローの気流をベースで完全に遮る（搬送ロボットの上から下へ気流が流れにくい）ことになり、筐体内の清浄度が低下し、基板に粉塵を付着させやすくしている。

このように、従来の搬送ロボットは、胴体部分が平面上大きいので局所クリーン化された筐体内に自由に配置できず、これによりアームの必要な長さが確保できず、筐体を大きくしてしまうという問題があった。また、筐体に対する固定は搬送ロボットの底板で固定されるものだったので、筐体内のダウンフローの清浄な気流を遮り、筐体内の清浄度を低下させるという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、筐体の大型化および清浄度の低下を防止可能な搬送ロボットを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、昇降機構を有する胴体と、前記胴体の上で水平方向に回転自在な第１アームと、前記第１アームの先端上で水平方向に回転自在な第２アームと、前記第２アームの先端上で水平方向に回転自在なハンドとを有しており前記ハンドに搭載した基板を搬送する壁掛け可能な搬送ロボットにおいて、前記胴体に設けられる垂直面と、前記垂直面に設けられ、前記搬送ロボットが収容される筐体に対して該垂直面を固定するための固定部とを備え、前記第１アームの回転軸である第１アーム回転軸と、前記固定部との間に前記昇降機構の昇降軸が配置され、前記筐体の対向する側壁のいずれもから離間した位置に前記固定部が配置されることを特徴とする。

以上、本発明によると、筐体の大型化および清浄度の低下を防止可能な搬送ロボットを提供することができる。

（ａ）は局所クリーン化された筐体を有する半導体製造装置の一例を示す上面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図 筐体の上面図 一般的な基板搬送ロボットの昇降機構を示す側断面図 本発明の搬送ロボットを示す斜視図 本発明の搬送ロボットの胴体及び昇降機構を示す簡単な模式図 本発明の搬送ロボットの胴体を示す図。（ａ）が胴体のカバー類を外した正面左斜め側からの斜視図、（ｂ）は胴体のカバーを説明するための正面右斜め側からの分解斜視図、（ｃ）は（ｂ）の上面図。 本発明の搬送ロボットのバックカバーとスライドカバーとフロントカバーの動作に示す側面から見た簡易図。 本発明の搬送ロボットのアームが最上端まで到達したときの搬送ロボットの斜視図 本発明の搬送ロボットを筐体内に配置した筐体の平面図。 本発明の搬送ロボットの各アーム長及びハンドの長さを説明する筐体の上面図

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。

図４は本発明の搬送ロボット８を示す斜視図である。搬送ロボット８は、垂直面に平面を有する板状のプレート２８と、プレート２８の側面に位置する移動ユニット４８と、ユニットに回転自在に取り付けられたアーム１１と、アーム１１の先端に回転自在に取り付けられたハンド１０と、から概ね構成されている。アーム１１は、移動ユニット４８の上面で水平方向に回転自在に基端が取り付けられた第１アーム１２と、第１アーム１２の先端上で水平方向に回転自在に基端が取り付けられた第２アーム１３と、第２アーム１３の先端上で水平方向に回転自在に基端が取り付けられたハンド１０と、から構成されている。ハンド１０の上に基板３が搭載される。第１アーム１２は移動ユニット４８に対してθ１軸で回転する。第２アーム１３は第１アーム１２に対してθ２軸で回転する。ハンド１０は第２アームに対してθ３軸で回転する。なお、本実施例におけるハンド１０は、上下に重なる２枚の第１ハンド及び第２ハンドで構成されていて、それぞれのハンドに基板３を搭載可能になっている。この場合、第１及び第２のハンドは共通軸であるθ３軸とθ４軸でそれぞれ独立に回転可能である。

胴体１４は、昇降機構２０を備えたプレート２８と、アーム駆動ユニット１８と上下ユニット１９とで構成される移動ユニット４８と、から概ね構成されている。アーム駆動ユニット１８の上面に上記第１アーム１２が回転自在に取り付けられている。アーム駆動ユニット１８は箱体状となっていて、この中に図示しないモータが収容されている。本実施例においては、第１アーム１２を回転するモータ、減速機及びそれに付随する部品がアーム駆動ユニット１８に収容されている。第２アーム１３を駆動するモータ、各ハンドを駆動するモータ、減速機及びそれに付随する部品は第１アーム１２内又は第２アーム１３内に収容されているため、アーム駆動ユニット１８は必要最小限の小型の箱体状になっている。アーム駆動ユニット１８の下面を支持するように上下ユニット１９が設けられている。上下ユニット１９も箱体状であるが、詳細な構成については後述する。上下ユニット１９とアーム駆動ユニット１８とは上下で連結されていて一体的に構成されて箱体状に形成されている。これら上下ユニット１９とアーム駆動ユニット１８の側面に板状のプレート２８が位置している。プレート２８は薄板状に形成されていて、薄板の広い面が垂直面になるように位置し、上下ユニット１９とアーム駆動ユニット１８をこの垂直面で支持している。上下ユニット１９とアーム駆動ユニット１８はプレート２８の垂直面に対して上下にスライド昇降が可能に支持されている。上下ユニット１９とアーム駆動ユニット１８がプレート２８に沿って昇降する軸をＺ軸と呼ぶ。

以上のように、本実施例の搬送ロボット８は、第１アーム回転軸のθ１軸、第２アーム回転軸のθ２軸、上下２段のハンド１０の回転軸θ３、θ４軸、および移動ユニット４８昇降軸のＺ軸、の合計５自由度で構成されている。なお、以下説明の便宜上、図４においてプレート２８側を搬送ロボット８の背面側、上下ユニット１９及びアーム駆動ユニット１８側を搬送ロボット８の正面側と呼ぶ。

本発明の搬送ロボットの特徴である胴体１４及び昇降軸Ｚを駆動する昇降機構の構成についてさらに詳細に説明する。
まず、昇降機構について説明する。図５は本発明の搬送ロボット８の胴体１４及び昇降機構２０を説明するための簡単な模式図である。（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。本発明の搬送ロボット８では、従来の搬送ロボットのように胴体の内部に昇降機構が収容されている構成とは異なり、以下のように、平面視において昇降機構２０を有するプレート２８とシフトした位置にある移動ユニット４８（上下ユニット１９及びアーム駆動ユニット１８）がアーム及びハンド１０を搭載して昇降する。そしてプレート２８の上端及び昇降機構２０は、第１アーム１２のθ１軸での回転動作に影響を与えないよう、側面視において、第１アーム１２がθ１軸で回転したときにできる第１アーム１２の最下部の仮想面４７の直下に位置するように構成される。かつ昇降機構２０は、平面視において第１アーム１２の平面動作範囲内に収まるように構成される。
同図（ｂ）のように、プレート２８の垂直面に沿って、そのほぼ中央にボールネジ２２のボールネジシャフト２３が上下に延在するよう固定されている。プレート２８の上端は、第１アーム１２がθ１軸で回転したときの、第１アーム１２の最下部の仮想面４７と干渉しないよう、第１アーム１２の最下部よりもすぐ下に位置するように構成されていて、このプレート２８の上端付近でボールネジシャフト２３の上端が回転可能に支持されている。本発明では、従来のように天板１５が必要でないので、ボールネジ２２をプレート２８の上端部で支持することが可能となるので、昇降ストロークを第１アーム１２の直下まで上方に延ばすことができ、従来の胴体の構成よりも昇降ストロークを長くできるし、上述したＬ３高さまでハンド１０を下降させることもできる。
また、プレート２８の下端には前面に若干突出するように板状のボトムプレート２９が固定されている。従って同図（ａ）のように、プレート２８は側面から見ると概ねＬ字状に形成されている。そして、上記ボールネジシャフト２３の下端は、ボトムプレート２９にて回転自在に固定されている。ボールネジシャフト２３にはボールネジナット２４が係合されている。また、ボトムプレート２９には昇降モータ３０が固定されている。昇降モータ３０の回転軸にはプーリ３１が接続されている。ボールネジシャフト２３の下部にもプーリ３１が接続されていて、これらプーリ３１にベルト３２が巻装されている。よって昇降モータ３０を回転させると、ボールネジシャフト２３を回転させることができる。また、同図（ｂ）のようにプレート２８を正面側からみると、上記ボールネジシャフト２３の左右にリニアガイド２５が配置されている。各リニアガイド２５は、ガイド２６と、ガイド２６に係合してスライド可能な複数のスライダ２７から構成されている。各ガイド２６はプレート２８の垂直面に上下に延在するよう固定されていて、その上端はプレート２８の上端付近まで延在し、その下端もプレート２８の下端付近にまで延在している。一方、同図（ａ）のように、上下ユニット１９の背面側の下部には連結部材２１が固定されている。連結部材２１はボールネジナット２４とも連結されているので、昇降モータ３０が回転すると、ボールネジシャフト２３が回転し、これに伴ってボールネジナット２４が上下するので上下ユニット１９が昇降する。また、同図（ｂ）のように連結部材２１の背面側はリニアガイド２５のスライダ２７に固定されているので、連結部材２１及び上下ユニット１９はリニアガイド２５によって精密に上下に案内される。

次に、上下ユニットとアーム駆動ユニットについて図６を用いて詳細に説明する。図６は胴体部分を示す図である。（ａ）が胴体のカバー類を外した正面左斜め側からの斜視図である。（ｂ）は胴体のカバーを説明するための正面右斜め側からの分解斜視図である。（ｃ）は（ｂ）の上面図である。（ａ）〜（ｃ）図はいずれもアーム駆動ユニットを透視し、アームは削除している。
同図（ａ）のように、上下ユニット１９は、正面側に開口するコの字形状の上下ユニットフレーム３５によってその骨格が構成されている。そして、後述するフロントカバー３９によって正面側の開口が覆われていて箱体状になっている。上下ユニットフレーム３５は、プレート２８と垂直面で対向する背面フレーム３６と、背面フレーム３６の左右から正面側へそれぞれ立設するＬフレーム３８とＲフレーム３７とから構成されている。上下ユニットフレーム３５の上端には上記アーム駆動ユニット１８が搭載される。
一方、ボトムプレート２９には、上記昇降モータ３０のほか、ケーブルガイド３３が上下に立設されている。上下ユニット１９の上部にあるアーム駆動ユニット１８には、主にアーム内及びアーム駆動ユニット１８内のモータへ接続されるケーブルと、ハンド１０が基板３を把持する際の駆動源として用いられる流体（圧縮エアやバキュームエア）を流すチューブが存在するため、ケーブルガイド３３によってこれらケーブル類をボトムプレート２９へ、すなわち絶対的に動かない部分へと導出する。ケーブルガイド３３は、上下ユニット１９らが昇降しても、ケーブルが適切に処理されるよう構成されている。上下ユニットフレーム３５の下面は開口していて、昇降モータ３０及びケーブルガイド３３を内包するように構成されているので、上下ユニット１９が昇降してもこれらボトムプレート２９上の昇降モータ３０やケーブルガイド３３らと干渉しない。
また、プレート２８の垂直面には固定部４９であるネジ穴が設けられていて、プレート２８は筐体のフレームに対して壁掛けされるように固定が可能である。本実施例の場合、同図（ａ）のように、プレート２８の左右の端部付近に上下４箇所のネジ穴が設けられているが、プレート２８の背面にネジ穴を設けてもよい。同図（ａ）のようにネジ穴を設ければ作業者が正面側から搬送ロボット８を筐体に対して固定可能になるし、上下ユニット１９やアーム駆動ユニット１８のメンテナンスも同じく正面側から行えるので、せまい筐体内に搬送ロボット８を設置するのに適している。

以上のように、本発明の搬送ロボットは、昇降機構２０のリニアガイド２５及びボールネジ２２が従来のように胴体のカバー内に収容されておらず、さらにボトムプレート２９上には昇降モータ３０やケーブルガイド３３が搭載されているため、これら可動部分から発塵の恐れがある。また、筐体に接続される処理装置による腐食性ガスや、予期せぬ異物が搬送ロボット昇降機構２０に侵入する恐れがある。そこで、本発明においては以下のようなカバー及び機構が装着することで、これらの問題を解決している。
まず、図６（ｂ）のように、上下ユニットフレーム３５の上面であってアーム駆動ユニット１８の背面部には薄板状のプレートカバー５４が設けられている。プレートカバー５４は上下ユニット１９ら移動ユニット４８が最下に位置したときリニアガイド２５及びボールネジ２２が外観上露出しないようにカバーしている。プレートカバー５４は移動ユニット４８とともに昇降する。
また、同図（ｃ）のように、ボトムプレート２９から立設するようにボトムプレート２９に固定され、昇降モータ３０及びケーブルガイド３３を覆うようにバックカバー４１が装着されている。バックカバー４１は昇降する上下ユニットフレーム３５と接触しないように立設している。バックカバー４１は主にケーブルガイド３３や昇降モータ３０の可動部分から発生する粉塵が外部に飛散することを防ぐ。また、ボトムプレート２９には、ファン３４が装着されている。ファン３４は、バックカバー４１と上下ユニット１９とで囲まれた空間（昇降モータ３０及びケーブルガイド３３が存在する空間）から下方に向けて気流を発生するように装着されていて、これにより粉塵を胴体１４の下方に排出する。
また、同図（ｂ）及び（ｃ）のように、上下ユニットフレーム３５の前面には、Ｒフレーム３７とＬフレーム３８とに固定される板状のフロントカバー３９が固定されている。フロントカバー３９は上下ユニットフレーム３５の正面側の開口を塞いでいる。フロントカバー３９は胴体の外観上、最も正面側に位置するカバーである。
さらに、同図（ｂ）のように、フロントカバー３９の背面側であって、バックカバー４１の正面側、すなわちフロントカバー３９とバックカバー４１との間には、スライドカバー４０が設けられている。スライドカバー４０は上から見ると、同図（ｃ）のように、背面側に開口するコの字形状のカバーである。そして、スライドカバー４０は上下ユニットフレーム３５のＲフレーム３７とＬフレーム３８との間に位置し、さらにバックカバー４１を覆うような位置に存在する。また、Ｒフレーム３７、Ｌフレーム３８、バックカバー４１らとは一定の隙間を有しており、これらと接触しない。スライドカバー４０はフロントカバー３９によって支持されている。すなわち、スライドカバー４０の正面とフロントカバー３９の背面との間にはスライドレール４２が設けられていて、このスライドレール４２によって上下にスライド可能な状態で支持されている。同図（ｂ）のように、スライドレール４２は、スライダ４３とレール４４とで構成されている。スライダ４３とレール４４とは係合して、レール４４に対してスライダ４３は摺動可能である。スライドレール４２は上下方向に延在する。本実施例の場合、２本のレール４４がスライドカバー４０の正面の左右にそれぞれ固定されていて、一方これらに係合するスライダ４３が、フロントカバー３９の背面に固定されている。

これらバックカバー４１とスライドカバー４０とフロントカバー３９の動作についてさらに詳細に説明する。図７はバックカバー４１とスライドカバー４０とフロントカバー３９の動作について説明するための、これらを側面から見た簡易図である。同図（ａ）のように、フロントカバー３９の背面側の下端にはＡストッパ５０が固定されている。Ａストッパ５０は背面側へ突出した部分である。一方、スライドカバー４０の正面側にはＢストッパ５１が固定されている。Ｂストッパ５１は正面側へ突出した部分である。同図（ａ）のように、移動ユニット４８が最下端にあるとき、これら３つのカバーは重なった状態になっている。このとき、スライドカバー４０の下端はボトムプレート２９上に設けられたＣストッパ５２に当接している。昇降機構２０の作用によって移動ユニット４８が上昇を開始すると、同図（ｂ）のように、フロントカバー３９のＡストッパ５０とスライドカバー４０のＢストッパ５１とが当接する。同図（ｃ）のようにさらに移動ユニット４８が上昇すると、Ａストッパ５０とＢストッパ５１との作用によってスライドカバー４０がフロントカバー３９とともに上昇する。同図（ｄ）のように、移動ユニット４８が最上端まで到達したとき、フロントカバー３９の下端とバックカバー４１の上端とにできるはずだった隙間Ｘをスライドカバー４０が実質的に封止する。同図（ｄ）の状態の搬送ロボットの斜視図を示すのが図８である。
ここで、隙間Ｘについては、昇降機構２０のリニアガイド２５の長さ、連結部材２１の上下ユニットフレーム３５に対する位置関係による、移動ユニット４８の昇降長さによって変化するが、Ｂストッパ５１の上下位置を変更することで、隙間Ｘに対するスライドカバー４０の封止位置を変更可能である。また、移動ユニット４８の昇降長さが短く、隙間Ｘが生じない場合はそもそもスライドカバー４０を設ける必要が無いが、上述したように、昨今の搬送ロボットは上昇長さ（上昇ストローク）を長くする必要があり、隙間Ｘが生じない程度の上昇ストロークで筐体内の各所への搬送が可能なものはほとんどないため、このようなスライドカバー４０が必須である。

次に、本発明の搬送ロボットを局所クリーン化された筐体内に配置する場合を説明する。筐体内に搬送ロボット８を配置した平面図が図９である。図９の筐体１は、図１（ａ）と同様に平面視で長方形の筐体１の長辺の１側面に３台のカセットオープナ４を有している。また、カセットオープナ４が存在する長辺とは反対側の長辺に処理装置６が接続されている。カセットオープナ４に作業者４５（またはカセット自動搬送装置など）がカセット５を載置すると、カセットオープナ４は、図中斜線部で示す動作領域５３内で動作し、搬送ロボット８が筐体１内からカセット５内の基板３にアクセスできるようにする。
図２において説明したように、搬送ロボット８は筐体１内で多数の箇所にアクセスする必要があるため、その第１アーム１２の回転中心であるθ１軸を筐体１の短辺方向において可能な限りシフトさせたうえで第１アーム１２の長さＡ１、第２アーム１３の長さＡ２、及び基板３を搭載したときのハンド１０の長さＡ３を長く確保して平面動作範囲を確保することが望ましい。本発明の搬送ロボット８は昇降機構のボールネジシャフト２３及び各ガイドが、アームらを支持する移動ユニット４８の外部にあるため、平面視において、搬送ロボット８の固定部分となるプレート２８からθ１軸の位置が遠ざかっている。そこで、図９のように作業者４５から見て、筐体１の手前側が移動ユニット４８、奥側がプレート２８側となるよう搬送ロボット８を配置し、可能な限り筐体１の手前側に配置すれば、θ１軸が筐体１の短辺の手前側に寄るようにシフトされて配置されることになり、第１アーム１２長さＡ１を筐体１の短辺の長さＬ１に近づけることが可能になる。実際は、カセットオープナ４の動作領域５３などが存在するため、それを避けて搬送ロボット８を配置することになるが、従来の胴体構成を有する搬送ロボット８より十分に筐体１の短辺の手前側あるいは奥側にシフトが可能になる。
そして、図１０のように、第２アーム１３の長さＡ２もＡ１と同等にしたうえで、基板３を搭載したときのハンド１０の長さＡ４を筐体１の短辺の長さＬ１に近づけるように長くすれば、従来の搬送ロボットよりも平面動作領域が大きくなるアームを構成できる。なお、図１０は各アーム長及びハンド１０の長さを説明する筐体１の上面図である。
図９では、作業者４５から見て筐体１の手前側が移動ユニット４８、奥側がプレート２８側、となるよう搬送ロボット８を配置したが、これとは逆に、作業者４５から見て筐体１の手前側がプレート２８側、奥側が移動ユニット４８側、となるよう配置し、可能な限り奥側に配置しても、上記同様にアーム長を確保できる。

以上のように本発明の搬送ロボットの昇降機構は、ボールネジシャフト及び各ガイドが、移動ユニットの外部にあって、プレートの上端付近にまで延在するとともに、プレートの上端は移動ユニット上の第１アームの回転動作を妨げない構成になっているので、従来の搬送ロボットのように胴体ケースの内部にこれらがある場合と比較して、アーム及びハンドの上昇ストロークを大きく取ることができる一方で、アームの回転動作を妨げることなく平面動作範囲を確保できる。
また、ボールネジシャフト及び各ガイドが移動ユニットの外部にあるので、これらを小型に構成できるとともに、搬送ロボットを平面視したとき、従来（図１）のように胴体のほぼ中央にあった第１アームのθ１軸が搬送ロボットの固定部分となるプレートからシフトするので、筐体内に配置する際、アームの長さを長く確保でき、筐体を平面上小さくしつつも平面動作範囲を広く確保することができる。
また、本発明の搬送ロボットの昇降機構は、従来のように胴体の底板から天板へ立設する支柱にリニアガイドを這わせる構成ではなく、プレートの垂直面にリニアガイドの２本のガイドを固定するため、これら２本のガイドの互いの平行度を高精度にあわせることが容易になり、高精度に上下ユニットすなわちアーム及びハンドを昇降案内させることが可能になっている。
また、本発明の搬送ロボットの胴体は、昇降機構による昇降動作で大きく上昇しても胴体を封止するスライド式のカバーを有しているので、搬送する基板に付着する粉塵を抑制することができる。
また、本発明の搬送ロボットを図９のように配置し、搬送ロボットと対向するカセットオープナ４（中央のカセットオープナ）を筐体から取り外すことによって、作業者が搬送ロボットに近づくことができ、さらに上下ユニットとアーム駆動ユニットが正面にくるので、搬送ロボットのメンテナンスが容易にできる。また、筐体のフレームに対しては垂直なプレートによって壁掛けされるように固定されているので、作業者は、カセットオープナ４が取り付けられていた筐体の開口部から壁掛けされている搬送ロボットを取り外し、装着することができる。
また、筐体内の清浄なダウンフローについて、従来は搬送ロボットの胴体の底板がダウンフローを遮っていたが、本発明の搬送ロボットは筐体に対して壁掛けとなり、搬送ロボットの胴体下部は空間が生じるので、ダウンフローが搬送ロボット下部のフロアまで到達することができる。これにより、筐体内の清浄度を従来よりも保つことができる。

１ 筐体
２ フィルタ
３ 基板
４ カセットオープナ
５ カセット
６ 処理装置
７ アライナ装置
８ 搬送ロボット
９ 走行機構
１０ ハンド
１１ アーム
１２ 第１アーム
１３ 第２アーム
１４ 胴体
１５ 天板
１６ 底板
１７ 支柱
１８ アーム駆動ユニット
１９ 上下ユニット
２０ 昇降機構
２１ 連結部材
２２ ボールネジ
２３ ボールネジシャフト
２４ ボールネジナット
２５ リニアガイド
２６ ガイド
２７ スライダ
２８ プレート
２９ ボトムプレート
３０ 昇降モータ
３１ プーリ
３２ ベルト
３３ ケーブルガイド
３４ ファン
３５ 上下ユニットフレーム
３６ 背面フレーム
３７ Ｒフレーム
３８ Ｌフレーム
３９ フロントカバー
４０ スライドカバー
４１ バックカバー
４２ スライドレール
４３ スライダ
４４ レール
４５ 作業者
４６ バッファ
４７ 仮想面
４８ 移動ユニット
４９ 固定部
５０ Ａストッパ
５１ Ｂストッパ
５２ Ｃストッパ
５３ 動作領域
５４ プレートカバー

Claims (13)

1. 昇降機構を有する胴体と、前記胴体の上で水平方向に回転自在な第１アームと、前記第１アームの先端上で水平方向に回転自在な第２アームと、前記第２アームの先端上で水平方向に回転自在なハンドとを有しており前記ハンドに搭載した基板を搬送する壁掛け可能な搬送ロボットにおいて、
   前記胴体に設けられる垂直面と、
   前記垂直面に設けられ、前記搬送ロボットが収容される筐体に対して該垂直面を固定するための固定部と
   を備え、
   前記第１アームの回転軸である第１アーム回転軸と、前記固定部との間に前記昇降機構の昇降軸が配置され、前記筐体の対向する側壁のいずれもから離間した位置に前記固定部が配置されること
   を特徴とする搬送ロボット。
2. 前記昇降機構は、
   前記昇降軸と軸心が一致するように配置されたボールネジと、
   前記ボールネジと平行に配置されたリニアガイドと
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の搬送ロボット。
3. 前記ボールネジおよび前記リニアガイドは、
   前記第１アームの旋回範囲内に設けられること
   を特徴とする請求項２に記載の搬送ロボット。
4. 前記昇降軸および前記第１アーム回転軸は、
   扇形である前記第１アームの旋回範囲の中心角を２等分する線上にあること
   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。
5. 前記搬送ロボットは、
   上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を外部と隔離する筐体内に設置される場合に、当該筐体の側壁のうちカセットオープナを取り付けるための開口が設けられた側壁である正面側壁と、扇形である前記第１アームの旋回範囲の中心角を２等分する線とが直交する向きで設置されること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の搬送ロボット。
6. 前記昇降軸と前記第１アーム回転軸とを結ぶ直線は、
   前記筐体を平面視した場合に、前記開口が設けられた前記正面側壁と直交すること
   を特徴とする請求項５に記載の搬送ロボット。
7. 前記搬送ロボットは、
   上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を外部と隔離する筐体内に設置されるものであって、当該筐体内におけるいずれか一つの側壁である第１の側壁寄りに設置されるとともに、前記昇降軸が、前記第１アームの旋回範囲内、かつ、前記第１の側壁からみて前記第１アーム回転軸よりも前記筐体内の奥側となる向きで設置され、
   前記第１アームの長さは、
   前記第１アーム回転軸と前記第１の側壁との距離よりも長いこと
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の搬送ロボット。
8. 前記搬送ロボットは、
   上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を外部と隔離する筐体内に設置されるものであって、
   前記筐体は、
   平面視した場合に矩形であり、
   前記矩形の長辺の１つには、
   カセットオープナを取り付けるための開口が設けられており、
   前記搬送ロボットは、
   前記開口を介して作業者がアクセス可能な位置に配置されること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の搬送ロボット。
9. 前記搬送ロボットは、
   上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を外部と隔離する筐体内に設置されるものであって、
   前記筐体は、
   平面視した場合に矩形であり、
   前記矩形の長辺の１つには、
   カセットオープナを取り付けるための開口が設けられており、
   前記搬送ロボットは、
   前記開口の正面に設置され、
   前記第１アームの長さは、
   前記矩形の短辺の長さ未満であり、かつ、前記第１アームの先端が前記長辺と対向する長辺の近傍へ到達する程度に前記短辺の長さに近づけられ、
   前記第１アームの長さと前記第２アームの長さとの和は、
   前記第２アームの先端が前記短辺へ到達可能な長さであること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の搬送ロボット。
10. 前記搬送ロボットは、
    上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を外部と隔離する筐体内に設置されるものであって、
    前記筐体の側壁には、
    当該側壁の内側に動作領域を有するカセットオープナが設けられており、
    前記搬送ロボットは、
    平面視した場合に、前記動作領域へ前記第１アームの基端部が侵入しない範囲内で、前記第１アーム回転軸を当該動作領域側へ近づけて配置されること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の搬送ロボット。
11. 上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を外部と隔離する筐体内に設置されるものであって、
    前記筐体の内部には、
    前記基板の方向性を検知して整えるアライナ装置が設置され、
    前記筐体の側壁には、
    多段に前記基板を収容するカセットが搭載されるカセットオープナが設けられており、
    前記アライナ装置は、
    前記カセットの最下段に収容される前記基板の高さと最上段に収容される前記基板の高さとの範囲外の高さに配置されること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の搬送ロボット。
12. 前記アライナ装置の高さは、
    前記カセットの最上段に収容される前記基板の高さよりも高いこと
    を特徴とする請求項１１に記載の搬送ロボット。
13. 前記搬送ロボットは、
    上部に設置したフィルタを通過した清浄なダウンフローの気流を外部と隔離する筐体内に設置されるものであって、
    前記筐体は、
    平面視した場合に矩形であり、
    前記ハンドは、
    前記矩形の短辺の外側に設けられたアクセスポイントへ到達すること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の搬送ロボット。

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