JPH106267A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭い開口部にもハンドを挿入することがで
き、しかもハンドの移動ストロークを確保した上で全体
をコンパクトにすることができる工業用ロボットを提供
する。 【解決手段】 一の駆動源４７の駆動力で第１アーム３
５および第２アーム３６を連動して回動させることによ
り手首部３７を一定姿勢で直線的に前後進させるもので
あって、手首部３７が前後進する際にハンド８８を一の
駆動源４７の駆動力により手首部３７に対し前後進させ
る進退機構９１を設けてなることにより、開口部を介し
て同じ奥行位置にハンド８８を位置させる場合、このよ
うな進退機構を具備しないものに比して、より狭い開口
部にも対応できることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、狭い開口部にハン
ドを挿入することができる工業用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造工程において、例えばウェ
ハーに成膜処理を行う工程では、ウェハーが格納される
カセット室と、ウェハーに成膜を行う成膜室と、これら
の間のロボットを有する搬送室とを具備する装置を用い
て、搬送室のロボットでカセット室からウェハーを取り
出し成膜室に設置し成膜室で成膜処理を行う方法が採用
されている。このような装置において採用されるロボッ
トとして、基端側が鉛直軸回りに回転自在に設けられた
第１アームと、この第１アームの先端側に基端側が鉛直
軸回りに回転自在に設けられた第２アームと、この第２
アームの先端側に鉛直軸回りに回転自在に設けられた手
首部と、該手首部に設けられたハンドとを有するスカラ
形のもので、一の駆動源の駆動力で第１アームおよび第
２アームを連動して回動させることにより該手首部を一
定姿勢で直線的に前後進させる構造のものが採用されて
いる。このロボットは、手首部の前進方向をカセット室
方向に向け該手首部を前進させて、これと一体に設けら
れたハンドによりカセット室のウェハーを取り出し、手
首部を後退させた状態で手首部の移動方向を成膜室方向
に向け、手首部を前進させて成膜室にハンドで支持した
ウェハーを載置させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ウェハーの成
膜は高真空の状態の成膜室内に反応ガスを導入し電圧を
かけてプラズマを発生させることにより行われるもので
あり、成膜室に高真空状態を造り出すために搬送室と成
膜室との間および搬送室とカセット室との間にはそれぞ
れゲートバルブが設けられている。このゲートバルブは
可能な限りコンパクトなものを採用した方が高真空状態
を造り出すウェハーの成膜上有利である。しかしなが
ら、コンパクトなゲートバルブは当然のことながら開放
時の開口も狭いものとなってしまうため、上記ロボット
では揺動する第２アームがゲートバルブとの干渉を回避
できなくなり、よって、ゲートバルブのコンパクト化に
は限界があった。また、手首部すなわちハンドの移動ス
トロークが第１アームおよび第２アームの長さで決定さ
れてしまうため、ハンドの移動ストロークが短くなって
しまうことから搬送室の大きさをコンパクトにすること
にも限界があった。

【０００４】したがって、本発明の目的は、狭い開口部
にもハンドを挿入することができ、しかもハンドの移動
ストロークを確保した上で全体をコンパクトにすること
ができる工業用ロボットを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の工業用ロボットは、基端側
が回転自在に設けられた第１アームと、該第１アームの
先端側に基端側が回転自在に設けられた第２アームと、
該第２アームの先端側に回転自在に設けられた手首部
と、該手首部に設けられたハンドとを有し、一の駆動源
の駆動力で前記第１アームおよび第２アームを連動して
回動させることにより前記手首部を一定姿勢で直線的に
前後進させるものであって、前記手首部が前後進する際
に前記ハンドを前記一の駆動源の駆動力により手首部に
対し前後進させる進退機構を設けてなることを特徴とし
ている。これにより、手首部が前進する際に、進退機構
がハンドを手首部に対し前進させることにより、開口部
を介して同じ奥行位置にハンドを位置させる場合、この
ような進退機構を具備しないものに比して、ハンドに対
する第２アームの距離を長くできることから、より狭い
開口部にも対応できることになる。また、ハンド自体が
手首部に対し前進するため、ハンドの同じ移動ストロー
クを確保した上で第１アームおよび第２アームの長さを
短くできる。さらに、手首部が後退する際に、進退機構
がハンドを手首部に対し後退させることにより、後退状
態においてハンドと手首部とを合わせた長さが長くなる
こともない。

【０００６】本発明の請求項２記載の工業用ロボット
は、請求項１記載のもの関し、前記進退機構は、前記手
首部の前後進時の前記第２アームに対する回転で駆動さ
れるピニオンギアと、該ピニオンギアに噛み合うことに
よりその回転で移動し前記ハンドを前後進させるラック
ギアとを有することを特徴としている。このように進退
機構にピニオンギアとラックギアとを用いるため、該進
退機構の剛性を高くすることができる。

【０００７】本発明の請求項３記載の工業用ロボット
は、請求項１記載のもの関し、前記進退機構は、前記手
首部の前後進時の前記第２アームに対する回転で駆動さ
れるプーリと、該プーリに巻回されることによりその回
転で移動し前記ハンドを前後進させるベルトとを有する
ことを特徴としている。このように進退機構にプーリと
ベルトとを用いるため、該進退機構でゴミの発生が少な
く、またギアを用いる場合のようにバックラッシュがほ
とんどない。

【０００８】本発明の請求項４記載の工業用ロボット
は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のものに関
し、前記第２アームの前記第１アームに対する回転軸線
に平行な長手方向の側面部に凹部が形成されてなること
を特徴としている。これにより、第２アームの凹部の凹
み分は開口部がさらに狭くても対応することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
〜図６を参照して以下に説明する。図１は半導体製造装
置を示すもので、その中央部分には搬送室１１が設けら
れている。この搬送室１１は、平面視正六角形状をなす
六つの壁部１２（一部図示略）等で囲まれており、これ
ら壁部１２のうちの隣り合う所定の二つに内外を連通さ
せる開口部１３，１４が設けられ、これら開口部１３，
１４の外側にそれぞれゲートバルブ１５，１６が取り付
けられている。ここで、これらゲートバルブ１５，１６
は、各開口部１３，１４に開放時の開口部１７，１８の
位置を合わせた状態でそれぞれ取り付けられている。

【００１０】各ゲートバルブ１５，１６の搬送室１１に
対し反対側には、平面視長方形状をなす四つの壁部１
９，２０等で囲まれた成膜室２１，２２がそれぞれ設け
られており、これら成膜室２１，２２のゲートバルブ１
５，１６側の壁部１９，２０には、各ゲートバルブ１
５，１６の開放時の開口部１７，１８の位置に合わせて
開口部２４，２５がそれぞれ形成されている。成膜室２
１，２２は、内部にそれぞれ設けられた試料台２６，２
７に載置されたウェハー２８に成膜を行うために設けら
れたものである。

【００１１】そして、ゲートバルブ１５は、開放時に開
口部１７で搬送室１１と成膜室２１との間を連通させ、
閉塞時に開口部１７を閉塞させて搬送室１１と成膜室２
１との間を仕切るようになっており、同様に、ゲートバ
ルブ１６は、開放時に開口部１８で搬送室１１と成膜室
２２との間を連通させ、閉塞時に開口部１８を閉塞させ
て搬送室１１と成膜室２２との間を仕切るようになって
いる。

【００１２】なお、搬送室１１の成膜室２１，２２に対
し反対側には、同様のゲートバルブ３０，３１が介在さ
れた状態で、内部にウェハー２８が格納される二つのカ
セット室３２，３３が、成膜室２１，２２と同様に設け
られている。搬送室１１には、搬送室１１の水平方向に
おける中心に鉛直軸回りに基端側が回転自在に設けられ
た第１アーム３５と、この第１アーム３５の先端側に基
端側が鉛直軸回りに回転自在に設けられた第２アーム３
６と、この第２アーム３６の先端側に鉛直軸回りに回転
自在に設けられた手首部３７とを有するマニピュレータ
（工業用ロボット）３８が設けられている。

【００１３】次に、このマニピュレータ３８について図
２等を参照して説明する。マニピュレータ３８は、中空
箱状のベース４０を有しており、このベース４０内には
フランジ４１が取り付けられている。このフランジ４１
の下側には、搬送室１１の水平方向における中心位置と
回転軸４２の軸線が一致された状態で鉛直に配置される
第１モータ４３が取り付けられており、この第１モータ
４３の回転軸４２には、フランジ４１の上側に取り付け
られた減速機４４が連結されている。この減速機４４は
第１モータ４３の回転軸４２の回転が適宜減速されつつ
伝達されて出力軸４５が回転させられるもので、この出
力軸４５は回転軸４２と同軸に配置されている。

【００１４】また、フランジ４１の下側には、第１モー
タ４３と平行をなして第２モータ（駆動源）４７が取り
付けられており、該第２モータ４７もその回転軸４８が
上側の減速機４９に連結されている。この減速機４９
は、第２モータ４７の回転軸４８の回転が適宜減速され
つつ伝達されて出力プーリ５０が回転させられるもの
で、この出力プーリ５０は回転軸４８と同軸に配置され
ている。

【００１５】ベース４０の上面にはキャップ５２が取り
付けられており、該キャップ５２の内側には軸受５３お
よびシール部材５４を介して円筒軸５５が、上方に一部
突出された状態でしかも上述した出力軸４５と同軸をな
して回転自在に支持されている。この円筒軸５５の下端
には、プーリ５７が同軸に固定されており、このプーリ
５７と上記減速機４９の出力プーリ５０との間にベルト
５８が巻き掛けられている。なお、ベース４０の下部は
内部を開放させる着脱自在のカバー５９とされている。
ここで、同軸とされた、第１モータ４３の回転軸４２、
減速機４４の出力軸４５、円筒軸５５およびプーリ５７
等の回転中心軸線をＡ軸とする。

【００１６】円筒軸５５のベース４０から上方に突出す
る上端部には、中空の第１アーム３５が水平方向に延在
するよう配置された状態でその基端側において固定され
ている。この第１アーム３５の先端側には、軸線を鉛直
に沿わせた状態で上面よりさらに上方に突出する軸部材
６１が下面内側に固定されている。

【００１７】また、円筒軸５５の内側に配置された減速
機４４の出力軸４５は、第１アーム３５内まで延出され
ており、その上端部に、第１アーム３５内に収納された
状態でプーリ６２が同軸すなわちＡ軸回りに回転するよ
う固定されている。他方、第１アーム３５の先端側の上
面には、キャップ６３が取り付けられており、該キャッ
プ６３の内側には軸受６４およびシール部材６５を介し
て、上述した軸部材６１と同軸をなす円筒軸６７が上方
に一部突出された状態で回転自在に支持されている。こ
の円筒軸６７の下端には、第１アーム３５内においてプ
ーリ６８が同軸に固定されており、このプーリ６８と上
記プーリ６２との間にはベルト６９が巻き掛けられてい
る。

【００１８】なお、プーリ６２とプーリ６８との比は
２：１とされており、これによりプーリ６２の１回転に
対しプーリ６８が２回転することになる。ここで、同軸
とされた、円筒軸６７、プーリ６８および軸部材６１の
回転中心軸線をＢ軸とする。

【００１９】円筒軸６７の第１アーム３５から上方に突
出する上端部には、中空の第２アーム３６が水平方向に
延在するよう配置された状態でその基端側において固定
されている。この第２アーム３６の先端側には、軸線を
鉛直に沿わせた状態で上面よりさらに上方に突出する軸
部材７１が下面内側に固定されている。

【００２０】また、円筒軸６７の内側に配置された軸部
材６１の上端は、第２アーム３６の内側まで延出されて
おり、第２アーム４７の内側に収納された状態でプーリ
７２が同軸すなわちＢ軸回りに回転するよう固定されて
いる。他方、第２アーム３６の先端側の上面には、キャ
ップ７３が取り付けられており、該キャップ７３の内側
には軸受７４およびシール部材７５を介して円筒軸７７
が、上方に一部突出された状態でしかも上述した軸部材
７１と同軸をなして回転自在に支持されている。この円
筒軸７７の下端には、プーリ７８が同軸をなして固定さ
れており、このプーリ７８と上記プーリ７２との間には
ベルト７９が巻き掛けられている。ここで、同軸とされ
た、円筒軸７７、プーリ７８および軸部材７１の回転中
心軸線をＣ軸とする。

【００２１】なお、プーリ７２とプーリ７８との比は
１：２とされており、これによりプーリ７２の２回転に
対しプーリ７８が１回転することになる。ここで、Ａ軸
とＢ軸との間の距離と、Ｂ軸とＣ軸との間の距離とは等
しくされている。

【００２２】円筒軸７７の第２アーム３６から上方に突
出する上端部には、中空の手首部３７が水平方向に延在
するよう配置された状態で固定されている。また、円筒
軸７７の内側に配置された軸部材７１の上端は、手首部
３７の内側まで延出されており、該手首部３７内に収納
された状態で、図２および図３に示すようにピニオンギ
ア８２が同軸すなわちＣ軸回りに回転するよう固定され
ている。

【００２３】手首部３７は一端部に開口部８３が形成さ
れており、この開口部８３から一端が突出されるように
前記ピニオンギア８２に噛み合うラックギア８４が、手
首部３７に対し開口部８３からの突出量が変化するよう
手首部３７の長さ方向と一致する一方向にのみ移動自在
に、手首部３７の底面に取り付けられた直動軸受８５に
より支持されている。

【００２４】このラックギア８４の開口部８３からの突
出先端部には、ウェハー２８を支持する支持部８７が一
側に設けられたハンド８８が支持部８７に対し反対側に
設けられたフランジ８９において固定されている。な
お、フランジ８９と手首部３７との間には、手首部３７
の開口部８３を常時閉塞状態に維持するための伸縮自在
のベロース９０が内側にラックギア８４を挿通させた状
態で取り付けられている。なお、第２アーム３６に固定
された軸部材７１とピニオンギア８２とラックギア８４
と直動軸受８５とで、ハンド８８を前後進させる進退機
構９１が構成されている。

【００２５】次に、以上のような構成のマニピュレータ
３８の作動について図４を主に参照して説明する。説明
の便宜上、図４においては、第１アーム３５をＡ軸とＢ
軸とを結んだ線で、第２アーム３６をＢ軸とＣ軸と結ん
だ線で、手首部３７をＣ軸から長さ方向に沿いかつハン
ド８８を矢先とした矢印で示す。

【００２６】まず、第１アーム３５と第２アーム３６と
の水平方向における位置を一致させ、Ａ軸とＣ軸とを同
軸とし、さらに手首部３７をこれら第１アーム３５およ
び第２アーム３６に対し直交させ、かつハンド８８をこ
れらに対し反対側に位置させた初期状態（第１アーム３
５、第２アーム３６および手首部３７を実線で示す）か
ら、第１モータ４３を停止させた状態で、第２モータ４
７を所定の方向に回転させる。

【００２７】例えば、第２モータ４７により、減速機４
９、その出力プーリ５０およびベルト５８を介してプー
リ５７および円筒軸５５を、例えば、該円筒軸５５すな
わち第１アーム３５が図４に二点鎖線で示すように平面
視反時計回り方向に角度α、Ａ軸回りに回転するよう回
転させる。すると、回転が停止された状態にある第１モ
ータ４３および減速機４４に連結されたプーリ６２は停
止しており、プーリ６２とプーリ６８との比は２：１と
されていることから、上記第１アーム３５の回転で、プ
ーリ６８および円筒軸６７すなわち第２アーム３６が図
４に二点鎖線で示すように第１アーム３５に対し逆の平
面視時計回り方向にプーリ比に応じた２倍の角度２α、
Ｂ軸回りに回転することになる。

【００２８】すると、プーリ７２は第１アーム３５に固
定されており、該プーリ７２とプーリ７８との比は１：
２とされていることから、上記第２アーム３６の第１ア
ーム３５に対する回転で、プーリ７８および円筒軸７７
すなわち手首部３７が第２アーム３６に対し図４に二点
鎖線で示すようにさらに逆の平面視反時計回り方向にプ
ーリ比に応じた１／２倍の角度α回転することになる。
これにより、図４から明らかなように、連動する第１ア
ーム３５と第２アーム３６とが二等辺三角形をなした状
態で第２アーム３６の先端側すなわち手首部３７が第１
アーム３５の基端の回転中心であるＡ軸から直線移動し
つつ離間することになり、しかも手首部３７はこの直線
移動の軌跡に沿って常に長さ方向を一致させハンド８８
を前側にして姿勢を一定させるよう回転することにな
る。

【００２９】ここで、手首部３７はＡ軸に対し反対側に
ハンド８８を配置した状態とされており、手首部３７が
姿勢を一定とするよう第２アーム３６に対し平面視反時
計回り方向に角度α回転することで、第２アーム３６に
固定された軸部材７１の上端のピニオンギア８２は手首
部３７に対し逆の平面視時計回り方向に角度α回転する
ことになる。したがって、このようなピニオンギア８２
の平面視時計回り方向の回転でラックギア８４が手首部
３７の開口部８３からの突出量を大きくするよう長さ方
向に沿ってスライドし、ハンド８８を手首部３７に対し
前記軌跡に沿って前進させることになる。

【００３０】以上では、ハンドをＡ軸から離間させる前
進時を例にとり説明したが、勿論、手首部３７が前進し
ハンド８８も手首部３７に対し前進した状態から、該手
首部３７を前記Ａ軸に近接させる後退時は、上記とは全
く逆に作動する。すなわち、手首部３７を姿勢を一定さ
せたまま上記と同じ軌跡を上記とは逆方向に移動させつ
つハンド８８を手首部３７に対し後退させることにな
る。

【００３１】そして、手首部３７の直線移動の方向を変
更する場合には、第２モータ４７で第１アーム３５を回
転させるとともに、第１モータ３５でプーリ６２を第１
アーム３５と一体に回転させる。すると、第２アーム３
６および手首部３７が第１アーム３５に対し回転せずハ
ンド８８も手首部３７に対し移動せずに第１アーム３５
と一体的に回転して全体的に向きを変えることになり、
このようにして手首部３７を所望の直進移動方向に向け
させる。

【００３２】次に、このマニピュレータ３８を用いた半
導体製造装置の作動の一例を図１を主に参照して説明す
る。すべてのゲートバルブ１５，１６，３０，３１が閉
じられ、しかも例えば第１アーム３５と第２アーム３６
とが水平方向における位置を一致させＡ軸とＣ軸とを同
軸にするとともに手首部３７がこれら第１アーム３５お
よび第２アーム３６に対し直交しかつハンド８８をカセ
ット室３２の方向に向けた状態から、カセット室３２と
搬送室１１とを仕切るゲートバルブ３０を開放し、マニ
ピュレータ３８の第２モータ４７で手首部３７をカセッ
ト室３２の方向に直線移動すなわち前進させる。する
と、この手首部３７のカセット室３２の方向への前進と
これに連動するハンド８８の手首部３７に対する前進と
で、ハンド８８がカセット室３２の方向にストローク
し、カセット室３２内に入り込む。

【００３３】そして、ハンド８８がカセット室３２の図
示せぬ試料台のウェハー２８を支持すると、第２モータ
４７で手首部３７をＡ軸方向に直線移動すなわち後退さ
せる。すると、この手首部３７のＡ軸方向への後退とこ
れに連動するハンド８８の手首部３７方向への後退と
で、ハンド８８がウェハー２８とともに搬送室１１内に
移動する。そして、その後、ゲートバルブ３０を閉じ
る。

【００３４】次に、例えば搬送室１１内を吸引等した
後、成膜室２１と搬送室１１とを仕切るゲートバルブ１
５を開放するとともに、第２モータ４７および第１モー
タ４３で、第１アーム３５、第２アーム３６および手首
部３７を互いに非回転の状態でマニピュレータ３８全体
をそのハンド８８が成膜室２１方向に向くよう回転さ
せ、第２モータ４７で手首部３７を成膜室２１の方向に
前進させる。すると、上記と同様にしてマニピュレータ
３８のハンド８８がストロークし、成膜室２１内に入り
込む。そして、ハンド８８がウェハー２８を成膜室２１
の試料台２６に載置させると、上記と同様にして手首部
３７を搬送室１１内に後退させ、ゲートバルブ１５を閉
じる。

【００３５】成膜室２１でウェハー２８に成膜する作業
が完了すると、ゲートバルブ１５を再び開け、第２モー
タ４７で手首部３７を成膜室２１の方向に前進させる。
すると、上記と同様にしてハンド８８がストロークし、
成膜室２１内に入り込む。そして、ハンド８８が試料台
２６上のウェハー２８を支持すると、上記と同様にして
手首部３７を搬送室１１内に後退させ、ゲートバルブ１
５を閉じる。

【００３６】次に、カセット室３３と搬送室１１とを仕
切るゲートバルブ３１を開放するとともに、第２モータ
４７および第１モータ４３で、第１アーム３５、第２ア
ーム３６および手首部３７を互いに非回転の状態でマニ
ピュレータ３８全体をそのハンド８８がカセット室３３
の方向に向くよう回転させ、第２モータ４７で手首部３
７をカセット室３３の方向に前進させる。すると、上記
と同様にしてハンド８８がストロークし、カセット室３
３内に入り込む。そして、ハンド８８がウェハー２８を
カセット室３３の図示せぬ試料台に載置させると、上記
と同様にして手首部３７を搬送室内に後退させ、ゲート
バルブ３１を閉じる。このようにして、カセット室３２
のウェハー２８を成膜室２１および成膜室２２に交互に
搬送し、成膜が行われたものを取り出してカセット室３
３に格納するという作業を繰り返すことになる。

【００３７】以上に述べた第１の実施の形態のマニピュ
レータ３８によれば、第１アーム３５の基端側の回転中
心すなわちＡ軸から手首部３７が直線的に離間すなわち
前進する際に、進退機構９１が該離間方向に向けてハン
ド８８を手首部３７に対し前進させるため、例えば壁部
１２の開口部１３およびゲートバルブ１５の開口部１７
を介して同じ奥行位置にハンド８８を位置させる場合、
図５に二点鎖線で示すこのような進退機構９１を具備し
ないものに比して、図５に実線で示すように、ハンド８
８に対する第２アーム３６の距離を長くできることか
ら、より狭い開口部１３，１７にも対応できることにな
る。したがって、狭い開口部にもハンド８８を挿入する
ことができることになるため、これを使用した半導体製
造装置のゲートバルブ１５，１６，３０，３１を小さく
することができ、ゴミの進入を防ぎ、あるいは開閉精度
を確保することができるため、高真空状態を造り出すウ
ェハーの成膜に用いて好適である。

【００３８】また、ハンド８８自体が手首部３７に対し
前後進するため、ハンド８８の同じ移動ストロークを確
保した上で第１アーム３５および第２アーム３６の長さ
を短くできる。加えて、手首部３７がＡ軸方向に後退す
る際にハンド８８も手首部３７方向に後退することにな
るため、後退状態におけるハンド８８と手首部３７とを
合わせた長さが長くなることもない。したがって、ハン
ド８８の移動ストロークを確保した上で全体をコンパク
トにすることができるため、これを内蔵する半導体製造
装置の搬送室１１をコンパクトにすることができる。よ
って、搬送室１１の容積を減少できるため、吸引時間を
減少させ生産効率を向上させることができるとともに、
ゲートバルブ１５，１６，３０，３１の小型化と合わせ
て、半導体製造装置全体を大幅に小型化することができ
る。

【００３９】しかも、進退機構９１は、第１アーム３
５、第２アーム３６および手首部３７を連動して回転さ
せる第２モータ４７の駆動力でハンド８８を前後進させ
るため、ハンド８８を前後進させるために新たに駆動源
を設ける必要がなく、またクラッチ等も不要であるた
め、コストを低減することができ、かつ軽量にできる。

【００４０】加えて、ハンド８８がその直線移動方向に
沿って手首部３７に対し進退するので、第１アーム３５
と第２アーム３６とを水平方向における位置を合わせた
折り畳み状態において手首部３７のモーメントを小さく
できる。さらに、進退機構９１にピニオンギア８２とラ
ックギア８４とを用いるため、該進退機構９１の剛性を
高くすることができる。

【００４１】なお、以上においては、進退機構９１とし
て、ピニオンギア８２およびラックギア８４を用いる場
合を例にとり説明したが、回転を直線運動に変えるもの
であれば、種々のものが適用できる。例えば、図６に示
すように、軸部材７１の上端部にプーリ９３を同軸に固
定し、このプーリ９３に中間部分が巻き回された線状の
ベルト９４の相反する方向に延在する両端側を、上記ラ
ックギア８４の代わりに直動軸受８５に手首部３７の開
口部８３からの突出量が変化するよう移動自在に支持さ
れた棒状のスライド体９５に固定して、このスライド体
９５の開口部８３からの突出先端部に、ハンド８８のフ
ランジ８９を固定させるよう変更することも可能であ
る。このように、進退機構９１にプーリ９３とベルト９
４とを用いた場合、ゴミの発生が少なく、またギアを用
いる場合のようにバックラッシュがほとんどないという
メリットがある。

【００４２】次に、本発明の第２の実施の形態を、第１
の実施の形態に対する相違部分を中心に図７〜図９を参
照して以下に説明する。第２の実施の形態においては、
図７に示すように、第２アーム３６の上記Ｂ，Ｃ軸を結
んだ方向に沿って延在する、これらＢ，Ｃ軸に平行な長
手方向の両側面部３６ａ，３６ｂのうち、手首部３７が
Ａ軸から離間する方向に前進する際に前側となる側面部
３６ａに、Ｂ，Ｃ軸から離間するほど他の側面部３６ｂ
に対する幅が小さくなるよう湾曲する凹部９７がＢ，Ｃ
軸方向における全厚にわたって形成されている。

【００４３】また、同様にして、第１アーム３５の上記
Ａ，Ｂ軸を結んだ方向に沿って延在する、これらＡ，Ｂ
軸に平行な長手方向の両側面部３５ａ，３５ｂのうち、
手首部３７がＡ軸から離間する方向に前進する際に前側
となる側面部３５ｂに、Ａ，Ｂ軸から離間するほど他の
側面部３５ａに対する幅が小さくなるよう湾曲する凹部
９８がＡ，Ｂ軸方向における全厚にわたって形成されて
いる。

【００４４】これにより、第２の実施の形態のマニピュ
レータ３８によれば、第１アーム３５の基端側の回転中
心すなわちＡ軸から手首部３７が直線移動で離間すなわ
ち前進する際に、進退機構９１が該離間方向に向けてハ
ンド８８を手首部３７に対し前進させることに加えて、
図７に二点鎖線で示すこのような凹部９７を具備しない
ものに比して、図７に実線で示すように、第２アーム３
６の凹部９７の凹み分は例えば壁部１２の開口部１３お
よびゲートバルブ１５の開口部１７がさらに狭くても対
応することができる。したがって、さらに狭い開口部に
もハンド８８を挿入することができることになるため、
これを使用した半導体製造装置のゲートバルブ１５，１
６，３０，３１をさらに小さくすることができ、高真空
状態を造り出すウェハーの成膜に用いてさらに好適であ
る。

【００４５】また、ハンド８８の同じ移動ストロークを
確保した上で第１アーム３５および第２アーム３６の長
さをさらに短くできる。したがって、ハンド８８の移動
ストロークを確保した上で全体をさらにコンパクトにす
ることができるため、これを内蔵する半導体製造装置の
搬送室１１をさらにコンパクトにすることができる。よ
って、搬送室１１の容積をさらに減少できるため、吸引
時間を減少させ生産効率をさらに向上させることができ
るとともに、ゲートバルブ１５，１６，３０，３１の小
型化と合わせて、半導体製造装置全体をさらに小型化す
ることができる。また、第２アーム３６に凹部９７が形
成されているため、該第２アーム３６を軽量化すること
ができる。

【００４６】ここで、以上の効果を奏する上で、第１ア
ーム３５に凹部９８を形成する必要はないが、第１アー
ム３５にも凹部９８を形成することで、第１アーム３５
の軽量化をも図ることができる。

【００４７】なお、例えば図８に示すように、第２アー
ム３６のＢ，Ｃ軸を結んだ方向に沿って延在する、これ
らＢ，Ｃ軸に平行な長手方向の両側面部３６ａ，３６ｂ
に凹部９７を形成すれば、第２アーム３６のさらなる軽
量化が図れることになり、加えて、第１アーム３５の
Ａ，Ｂ軸を結んだ方向に沿って延在する、これらＡ，Ｂ
軸に平行な長手方向の両側面部３５ａ，３５ｂに凹部９
８を形成すれば、第１アーム３５のさらなる軽量化も図
れることになる。加えて、各凹部９７，９８のように湾
曲形状ではなく、図９に示すように平面形状とした凹部
９９，１００とすることもでき、この場合、凹部９９，
１００の形成加工が容易である等のメリットがある。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の工業用ロボットによれば、手首部が前進する際
に、進退機構がハンドを手首部に対し前進させることに
より、開口部を介して同じ奥行位置にハンドを位置させ
る場合、このような進退機構を具備しないものに比し
て、ハンドに対する第２アームの距離を長くできること
から、より狭い開口部にも対応できることになる。ま
た、ハンド自体が手首部に対し前進するため、ハンドの
同じ移動ストロークを確保した上で第１アームおよび第
２アームの長さを短くできる。さらに、手首部が後退す
る際に、進退機構がハンドを手首部に対し後退させるこ
とにより、後退状態においてハンドと手首部とを合わせ
た長さが長くなることもない。したがって、狭い開口部
にもハンドを挿入することができることになるととも
に、ハンドの移動ストロークを確保した上で全体をコン
パクトにすることができる。しかも、進退機構は、第１
アーム、第２アームおよび手首部を連動して回転させる
一の駆動源の駆動力でハンドを前後進させるため、ハン
ドを前後進させるために新たに駆動源を設ける必要がな
く、コストを低減することができ、かつ軽量にできる。

【００４９】本発明の請求項２記載の工業用ロボットに
よれば、進退機構にピニオンギアとラックギアとを用い
るため、該進退機構の剛性を高くすることができる。

【００５０】本発明の請求項３記載の工業用ロボットに
よれば、進退機構にプーリとベルトとを用いるため、該
進退機構でゴミの発生が少なく、またギアを用いる場合
のようにバックラッシュがほとんどないため、バックラ
ッシュの影響を排除することができる。

【００５１】本発明の請求項４記載の工業用ロボット
は、第２アームの第１アームに対する回転軸線に平行な
長手方向の側面部に凹部が形成されているため、この凹
部の凹み分は開口部がさらに狭くても対応することがで
きる。したがって、さらに狭い開口部にもハンドを挿入
することができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態が
適用された半導体製造装置を示す一部を断面とした平面
図である。

【図２】本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態を
示す側断面図である。

【図３】本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の
進退機構を示す平断面図である。

【図４】本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の
作動原理を概略的に示す平面図である。

【図５】本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態と
ゲートバルブとの関係を従来のものとともに示す平面図
である。

【図６】本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の
進退機構の他の例を示す平断面図である。

【図７】本発明の工業用ロボットの第２の実施の形態を
ゲートバルブとともに示す平面図である。

【図８】本発明の工業用ロボットの第２の実施の形態の
他の例をゲートバルブとともに示す平面図である。

【図９】本発明の工業用ロボットの第２の実施の形態の
さらに他の例をゲートバルブとともに示す平面図であ
る。

【符号の説明】

３５ 第１アーム ３６ 第２アーム ３７ 手首部 ３８ マニピュレータ（工業用ロボット） ４７ 第２モータ（駆動源） ８２ ピニオンギア ８４ ラックギア ８８ ハンド ９１ 進退機構 ９３ プーリ ９４ ベルト ３６ａ 側面部 ９７，９９ 凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端側が回転自在に設けられた第１アー
   ムと、 該第１アームの先端側に基端側が回転自在に設けられた
   第２アームと、 該第２アームの先端側に回転自在に設けられた手首部
   と、 該手首部に設けられたハンドとを有し、 一の駆動源の駆動力で前記第１アームおよび第２アーム
   を連動して回動させることにより前記手首部を一定姿勢
   で直線的に前後進させる工業用ロボットであって、 前記手首部が前後進する際に前記ハンドを前記一の駆動
   源の駆動力により手首部に対し前後進させる進退機構を
   設けてなることを特徴とする工業用ロボット。
2. 【請求項２】 前記進退機構は、前記手首部の前後進時
   の前記第２アームに対する回転で駆動されるピニオンギ
   アと、該ピニオンギアに噛み合うことによりその回転で
   移動し前記ハンドを前後進させるラックギアとを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の工業用ロボット。
3. 【請求項３】 前記進退機構は、前記手首部の前後進時
   の前記第２アームに対する回転で駆動されるプーリと、
   該プーリに巻回されることによりその回転で移動し前記
   ハンドを前後進させるベルトとを有することを特徴とす
   る請求項１記載の工業用ロボット。
4. 【請求項４】 前記第２アームの前記第１アームに対す
   る回転軸線に平行な長手方向の側面部に凹部が形成され
   てなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項
   に記載の工業用ロボット。