JPH11265921A - 薄型基板搬送ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機台をコンパクトにして省スペース化を図る
とともに、基板の吸着用ホースの配管処理を容易にでき
ること。 【解決手段】 アーム体３の駆動モータ２３が支持ケー
ス２２内に配置され、駆動モータ２３の出力軸２３ａが
小プーリ２５を取り付けて補助アーム７内に配置され
る。一方、第１アーム３１の一端には、減速器３２がそ
の入力部３２ａを補助アーム７に固着し出力部３２ｂを
第１アーム３１に固着して配置され、減速器３２の下部
に大プーリ２６が取り付けられている。小プーリ２５と
大プーリ２６との間にはベルト２７が巻回されて駆動モ
ータ２３の回転を減速器３２に伝達し、減速器３２によ
って第１アーム３１の回転を減速する。また、減速器３
２及び大プーリ２６にはそれぞれ中空部３２ｃ・２６ａ
が形成され、基板Ｗを吸着するための吸着ホース８が挿
通される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウェハやガラス
基板等の薄型基板を搬送する搬送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にシリコンウェハやガラス基板等の
薄型基板は半導体のチップとして使用されクリーンルー
ム内で処理されたり搬送されたりする。そのため、薄型
基板を搬送するロボットもクリーンルーム内に設置さ
れ、水平方向に旋回可能なアーム体を有して薄型基板を
所定の位置から処理される位置に搬送するように構成さ
れていた。従来、薄型基板の搬送ロボットは、クリーン
ルーム内に配置され薄型基板を支持するハンド部と前記
ハンド部を回動あるいは昇降するモータ（回転駆動体）
とを有し、モータが機台内に配設されるように構成され
ていた。図６に示す搬送ロボット１１０は、一般的によ
く知られていて、機台１１１と機台１１１に対して回動
または昇降するとともに屈伸可能なアーム体１１２とア
ーム体１１２の先端でアーム体１１２に対して回動可能
なハンド１１３とを有している。前記アーム体１１２は
第１アーム１１４と第２アーム１１５からなり、機台１
１１内に配置されたモータ１１６の直上でモータ１１６
に接続された第１軸１１７が第１アーム１１４の一端に
減速器１１６ａを介して連結され機台１１１に対して第
１アーム１１４と共に回動する。第１アーム１１４の他
端には第２軸１１８が第１アーム１１４に固着支持さ
れ、第１軸１１７の回りに配設された第１プーリ１１９
とベルト１２０を介して連結される第２プーリ１２１を
その回りに回動可能に配置している。

【０００３】また、第２軸１１８の上部は第１アーム１
１４の上方に配置された第２アーム１１５内の一端に延
設され、第２アーム１１５は第２プーリ１２１に固着さ
れて第２軸１１８を中心に回動可能に配置されている。
第２アーム１１５の他端にハンド１１３に連結された第
４プーリ１２５が、第２アーム１１５に固着された第３
軸１２２に回動可能に配置され、第２軸１１８の回りに
配置された第３プーリ１２３とベルト１２４を介して連
結されている。

【０００４】このロボット１１０は、図示しないカセッ
ト内に収納されている薄型基板を吸着し直線的に移動す
ることによって、薄型基板をカセットの両端に接触させ
ないで取り出したり取り込んだりすることが可能とな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のロボッ
ト１１０においては、アーム体１１２を水平方向に伸縮
駆動するモータ１１６は一般には減速器付きモータが使
用されている。アーム体１１２の動きは比較的緩速な動
きをするため、モータ１１６の出力軸の高速な回転を減
速する必要がある。減速比が大きければ大きいほど減速
器の大きさも大きくなるので、機台１１１に取り付ける
減速器付きモータのスペースが広くなる。特に、このタ
イプのロボット１１０はハンド１２３を上下方向に駆動
（Ｚ軸駆動）するように構成されていて、そのためにモ
ータ１１６を支持する支持ケース１２６がＺ方向に移動
される。従って支持ケースが大きくなると、Ｚ軸駆動装
置そのものの容量を大きくしなければならず結果的には
機台１１１を大きくして大型化、重量化されたロボット
を構成することになる。

【０００６】さらに、このロボット１１０は薄型基板Ｗ
を吸着して搬送するように構成されているので、ハンド
１１３には吸着孔が形成され、吸着孔に、真空発生装置
から接続される吸着ホース１２７が配管されている。真
空発生装置は機台１１１内に配置され、真空発生装置に
配管された吸着ホース１２７が第１アーム１１４・第２
アーム１１５を通ってハンド１２３に接続されている。
この吸着ホース１２７が機台１１１と第１アーム１１４
とを通る際に、吸着ホース１２７は支持ケース１２６あ
るいは支持ケース１２６に連結された減速器ブラケット
１２６ａに形成された孔を通過しなければならず、その
処理に手間がかかっていた。

【０００７】また、図７に示すように、薄型基板Ｗを効
率よく搬送するために２列のアーム体を備えて構成され
るダブルアーム式ロボット１３０においては、モータ１
３５は機台１３１内に上下方向に移動可能な支持ケース
１３２に２個並設して取り付けられるため、機台１１１
はますます大型化されるとともに配管処理も複雑にな
る。

【０００８】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、機台をコンパクトに形成してスペースを確保する
とともに軽量化させ、しかも基板吸着用の吸着ホースの
配管処理を容易に行なうことのできる薄型基板搬送ロボ
ットを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる薄型
基板搬送ロボットでは、上記の課題を解決するために以
下のように構成するものである。すなわち、薄型基板を
保持するハンドと、前記ハンドを回動可能に支持すると
ともに第１アームと第２アームとを有して水平方向に屈
伸可能に構成されるアーム体と、前記アーム体を回動可
能に支持する機台とを有し、前記第１アームが回転駆動
体によって前記機台に対して回動可能に構成される薄型
基板搬送ロボットであって、前記第１アームの回転中心
位置に、前記回転駆動体の回転を減速する減速手段が配
設され、前記回転駆動体の出力軸と前記減速手段とが平
行に配設されるとともに、前記出力軸の回転を前記減速
手段に伝達するように連結手段が配設されることを特徴
とするものである。

【００１０】またこのロボットは、薄型基板を保持する
ハンドと、前記ハンドを回動可能に支持するとともに第
１アームと第２アームとを有して水平方向に屈伸可能に
構成されるアーム体と、前記アーム体を回動可能に支持
する機台とを有し、前記第１アームが回転駆動体によっ
て前記機台に対して回動可能に構成される薄型基板搬送
ロボットであって、前記ハンドを支持する前記アーム体
が前記機台上に対称的な位置に２か所並設され、それぞ
れの第１アームの回転中心位置に、前記回転駆動体の回
転を減速する減速手段がそれぞれ配設され、それぞれの
回転駆動体の出力軸と対向するそれぞれの減速手段とが
平行に配設されるとともに、前記出力軸の回転を前記減
速手段に伝達するように連結手段がそれぞれ配設される
ことを特徴とするものである。

【００１１】また好ましくは、前記減速手段が、入力部
と出力部を有する減速器であって、前記入力部側に前記
回転駆動体の出力軸と対向するように駆動伝達手段が配
設され、前記機台内に、前記回転駆動体を支持する支持
ケースと、前記支持ケースの上方に固着された補助アー
ムが前記機台に回動可能に配設され、前記出力軸及び前
記駆動伝達手段が前記補助アーム内に配置されるととも
に、前記減速手段の入力部が前記補助アームに固着さ
れ、前記出力部が第１アームに固着されることを特徴と
するものであればよい。

【００１２】さらに好ましくは、前記減速手段が中空部
を有し、前記中空部に薄型基板を吸着するための吸着ホ
ースが挿通されることを特徴とするものであればよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１４】本形態の薄型基板搬送ロボット（以下、ロ
ボットという）１は薄型基板としてのウェハやガラス基
板（以下、基板Ｗという）を搬送するものに適するもの
であり、図１に示すように、機台２と、機台２の上方で
機台２に対して回動可能なアーム体３と、アーム体３の
先端に取り付けられ基板Ｗを吸着して保持するハンド５
と、を有して構成されている。アーム体３は第１アーム
３１と第２アーム４１とを有し、その節点で屈伸可能に
構成され、機台２と第１アーム３１との間には第１アー
ム３１を回動可能に支持する筐体の補助アーム７が配置
されている。機台２内には、上下方向に移動可能な内機
枠２１が配置され内機枠２１内に底部が閉口された円筒
状の支持ケース２２が取り付けられている。支持ケース
２２内にはアーム体３を水平方向に駆動するための駆動
モータ２３が取り付けられ、底部に内機枠２１に支持さ
れた回動用モータ２４が取り付けられ、支持ケース２２
が内機枠２１に対して回動可能支持される。

【００１５】支持ケース２２と補助アーム７とはボルト
で固着され、支持ケース２２内に本体ケース部が配置さ
れた駆動モータ２３の出力軸２３ａが補助アーム７内の
一端に延設されるとともに、出力軸２３ａに小プーリ２
５が配設されている。補助アーム７の略中央部には小プ
ーリ２５と対向するようにベルト２７で接続された大プ
ーリ２６が第１アーム３１の一端内部に配置された減速
器３２の下端部に取り付けられている。減速器３２は下
部に入力部３２ａ、上部に出力部３２ｂを有し、入力部
３２ａが補助アーム７の上面に固着され、出力部３２ｂ
が第１アーム３１の上壁部にボルトで固着されている。
従って、駆動モータ２３の作動により駆動モータ２３の
出力軸２３ａの回転が小プーリ２５から大プーリ２６に
伝達する時点で一端減速され、減速器３２の入力部３２
ａから出力部３２ｂとの間でさらに減速されて第１アー
ム３１を回転させることになる。なお、減速器３２は中
空部３２ｃを有して形成されるとともに大プーリ２６に
も中空部２６ａを有し、後述の吸着ホース８が挿通され
る。

【００１６】一方、減速器３２の回りには、補助アーム
７にボルトで固着されている第１駆動プーリ３４が配置
され、第１駆動プーリ３４にベルト３５の一端が巻回さ
れる。第１アーム３１の他端には、第１アーム３１の下
壁に固着された中空状の第２シャフト３７が配置され、
第２シャフト３７の回りを第２シャフト３７に対して回
動する第２駆動プーリ３８が第１駆動プーリ３４に対向
するように配置され、ベルト３５の他端が巻回される。
第２駆動プーリ３８は第１アーム３１に対して軸受けを
介して連結され第２駆動プーリ３８の上端部は第２アー
ム４１の下壁にボルトで固着される。従って、第１駆動
プーリ３４が回転すると第２駆動プーリ３８を回転させ
るとともに第２アーム４１を回転させることになる。

【００１７】第２シャフト３７の上端部は第２アーム４
１の一端の内部まで延設され第３駆動プーリ３７ａを備
えている。第３駆動プーリ３７ａに対向するように第２
アーム４１の他端には、第４駆動プーリ４２が、第２ア
ーム４１に固着された第３シャフト４３に回動可能に取
り付けられている。そして、第３駆動プーリ３７ａと第
４駆動プーリ４２間をベルト４４が巻回されている。第
４駆動プーリ４２は上端部でハンド５にボルトで固着さ
れ、従って、第３駆動プーリ３７ａの回転により第４駆
動プーリ４２を介してハンド５が第２アーム４１に対し
て回転するように構成されることになる。

【００１８】ハンド５は、図２に示すように、第４駆動
プーリ４２に取り付けられる元部５１と基板Ｗを吸着す
る吸着部５２とからなり、吸着部５２には複数個（図で
は３個）の吸着孔５２ａが形成されている。吸着孔５２
ａは吸着部５２から元部５１に向かって形成され、元部
５１に吸着ホース８が配管される。吸着ホース８は、機
台２内に配置された図示しない真空発生装置と、ハンド
５の元部５２との間を第１アーム３１・第２アーム４１
内を通って配管されている。さらに詳細に説明すれば、
支持ケース２２を回動する回動用モータ２４は中空のサ
ーボモータが使用され、真空発生装置から接続された吸
着ホース８は回動用モータ２４の中空部２４ａを挿通し
て支持ケース２２内から補助アーム７内に配管される。
補助アーム７内に向かった吸着ホース８は大プーリ２６
の中空部２６ａから減速器３２の中空部３２ｃを挿通し
て第１アーム３１内に配管される。そして、第２シャフ
ト３７の中空部３７ｂを挿通して第２アーム４１内に配
管された吸着ホース８は第２アーム４１の第４プーリ４
２の中空部４２ａを挿通してハンド５の元部５１に接続
される。

【００１９】このように、第１アーム３１を回転させる
駆動モータ２３の減速器部分を分割して配置することに
よって、機台２と第１アーム３１との間に配管される吸
着ホース８は、減速器３２の中空部３２ｃ・大プーリ２
６の中空部２６ａを通り、さらに回動用モータ２４の中
空部２４ａを通るので一直線状に配管するだけでよく、
配管処理を極めて容易に行なえる。

【００２０】そして、このロボット１は駆動モータ２３
の作動により小プーリ２５・大プーリ２６を介して第１
駆動モータ２３の回転を減速させて第１アーム３１を回
転させる。第１アーム３１を回転させることによってそ
の位相差でベルト３５が第１駆動プーリ３４の回りを回
転し、第２駆動プーリ３８を介して第２アーム４１を回
転させる。さらに第１アーム３１に固着された第２シャ
フト３７の上部の第３プーリ３７ａが第２アーム４１の
回転による位相差でベルト４４を回転させることによっ
て・第４プーリ４２を介してハンド５を第２アーム４１
に対して回転させ、その結果、ハンド５に吸着された基
板Ｗを直線的に搬送することになる。

【００２１】一方、支持ケース２２は図示しない駆動モ
ータによりＺ軸方向に移動され、ハンド５を図示しない
カセットに収納された基板の正面に対向させる。支持ケ
ース２２は駆動モータ２３の減速器３２部分が分割され
ているので減速器３２の幅のスペース分コンパクトに形
成することができる。従って、内機枠２１もコンパクト
に形成され、さらに機台２がコンパクトになる。

【００２２】図３〜４に示すロボット６０は、ハンドを
２個設けて１枚あたりの基板Ｗの搬送サイクルタイムを
短縮するために構成されたものであり、そのためにハン
ドに連結されるアーム体を２個並設するように構成した
ものである。それぞれのアーム体及びハンドを駆動する
構成は前述のロボット１と同様であり、異なる箇所につ
いて主に説明する。なお、説明にあたって、上述のロボ
ット１と同一の部位には前述の符号にＡまたはＢをつけ
るものとする。

【００２３】このロボット６０では、機台６１上に補助
アーム６７が配置され、補助アーム６７の両端部からア
ーム体３Ａ及び３Ｂが前述のロボット１と同様に連結さ
れて配置されている。アーム体３Ａの先端部上方にはコ
字形に形成されたハンド５Ａがアーム体３Ａに対して回
動可能に取り付けられ、アーム体３Ｂの先端部上方にに
取り付けられたハンド５Ｂで吸着された基板Ｗがハンド
５Ａの空間部内を通るように構成されている。これは２
個のハンドに吸着された基板Ｗがそれぞれのハンド及び
アーム体に干渉せずに搬送できるように形成するための
ものである。

【００２４】機台６１内には、図４に示すように、内機
枠６２に支持された支持ケース６４が回動用モータ６５
によって回動可能に配置され、支持ケース６４の上面に
補助アーム６７がボルトで固着されている。支持ケース
６４内には、２個の駆動モータ２３Ａ・２３Ｂが補助ア
ーム６７の下面部に固着支持され、それぞれの駆動モー
タ２３Ａ・２３Ｂの出力軸２３ａ・２３ｂが補助アーム
６７内に配置される。出力軸２３ａ・２３ｂに固着され
た小プーリ２５Ａ・２５Ｂが補助アーム６７の両端部に
それぞれ配置された大プーリ２６Ａ・２６Ｂにベルト２
７Ａ・２７Ｂを介して接続されている。

【００２５】一方、補助アーム６７の下壁中央部には吸
着ホース８Ａ・８Ｂを挿通する孔６７ａが形成され、真
空発生装置から回動用モータ６５の中空部６５ａを通っ
て配管される吸着ホース８Ａ・８Ｂが、孔６７ａを介し
てそれぞれの大プーリ２６Ａ・２６Ｂの中空部２７ａ・
２７ｂ及び減速器３２Ａ・３２Ｂの中空部３２ｃ・３２
ｄを通り、ハンド５Ａ・５Ｂまで配管されることにな
る。なお、ロボット６０におけるそれぞれのハンドの作
用は上述と同様であり、２個のハンド５Ａ・５Ｂで基板
Ｗを搬送することによって効率の良い制御を行なうこと
ができる。

【００２６】図５は、さらに別の形態のロボットの一部
を示すものであり、図１に示すロボット１よりさらにコ
ンパクトに構成しようとするものである。

【００２７】このロボット７０においては、支持ケース
７３に取り付けられる駆動モータ７４は、減速器３２の
中心位置と略同心上に配置され、駆動モータ７４の出力
軸７４ａにプーリ７５が固着されている。プーリ７５に
はベルト７６の一端が巻回されベルト７６の他端が補助
ケース８１に中間軸７７を介して支持された中間プーリ
７８に巻回されている。中間軸７７は補助ケース８１の
下壁部を挟んで上方と下方に延設され、下部に前述の中
間プーリ７８を固着して上部に中間プーリ７８と同一径
の小プーリ２５を固着している。そして、小プーリ２５
と減速器３２の下部に取り付けられた大プーリ２６間に
ベルト２７が巻回されることになる。

【００２８】従って、このロボット７０では、駆動モー
タ７４が支持ケース７３の中心よりに移動して配置され
るので支持ケース７３・内機枠７２・機台７１がさらに
コンパクトに構成できる。なお、真空発生装置から配管
される吸着吸着ホース８は、駆動モータ７４の側部から
上部に配管され、補助ケース８１の孔を通って減速器３
２の中空部３２ｃ・大プーリ２６の中空部２６ａを挿通
してハンドまで配管される。

【００２９】なお、上記のそれぞれの形態における構成
は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能で
ある。例えば、第１アームから第２アーム内に配置され
たプーリとベルトの構成は、それぞれのアームあるいは
ハンドをモータで駆動するように構成してもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、薄型基板搬送ロボット
は、薄型基板を保持するハンドと、前記ハンドを回動可
能に支持するとともに第１アームと第２アームとを有し
て水平方向に屈伸可能に構成されるアーム体と、前記ア
ーム体を回動可能に支持する機台とを有し、前記第１ア
ームが回転駆動体によって前記機台に対して回動可能に
構成されるものであり、前記第１アームの回転中心位置
に、前記回転駆動体の回転を減速する減速手段が配設さ
れ、前記回転駆動体の出力軸と前記減速手段とが平行に
配設されるとともに、前記出力軸の回転を前記減速手段
に伝達するように連結手段が配設されている。従って、
従来に比べて大きな幅を有する減速器部分を機台からは
ずすことができるので、機台そのものをコンパクトに形
成することができ、スペースの限られたクリーンルーム
内の省スペース化を図ることができる。しかも、減速器
部分をモータから分岐することによって減速器の中空部
に吸着ホースを挿通することができ配管処理を容易に行
なえることができる。

【００３１】またこの発明は、アーム体が２個並設され
たロボットにおいては、さらに効果的にコンパクト化を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一形態のロボットを示す断面図

【図２】図１のロボットのハンドを示す平面図

【図３】本発明による別の形態のロボットを示す全体図

【図４】図３のロボットの本発明部分を示す部分断面図

【図５】本発明によるさらに別のロボットを示す部分断
面図

【図６】従来のロボットを示す断面図

【図７】従来の別の形態のロボットを示す図

【符号の説明】

１、６０、７０…ロボット ２、６１、７１…機台 ３、３Ａ、３Ｂ…アーム体 ５…ハンド ７、６７、８１…補助アーム ８…吸着ホース ２１、６２、７２…内機枠 ２２、６４、７３…支持ケース ２３、２３Ａ、２３Ｂ、７４…駆動モータ ２３ａ、２３ｂ、７４ａ…出力軸 ２４…回動用モータ ２４ａ…中空部 ２５、２５Ａ、２５Ｂ…小プーリ ２６、２６Ａ、２６Ｂ…大プーリ ３１、３１Ａ、３１Ｂ…第１アーム ３２…減速器 ３２ａ…入力部 ３２ｂ…出力部 ３２ｃ…中空部 ４１、４１Ａ、４１Ｂ…第２アーム ５２ａ…吸着孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄型基板を保持するハンドと、前記ハン
   ドを回動可能に支持するとともに第１アームと第２アー
   ムとを有して水平方向に屈伸可能に構成されるアーム体
   と、前記アーム体を回動可能に支持する機台とを有し、
   前記第１アームが回転駆動体によって前記機台に対して
   回動可能に構成される薄型基板搬送ロボットであって、 前記第１アームの回転中心位置に、前記回転駆動体の回
   転を減速する減速手段が配設され、 前記回転駆動体の出力軸と前記減速手段とが平行に配設
   されるとともに、前記出力軸の回転を前記減速手段に伝
   達するように連結手段が配設されることを特徴とする薄
   型基板搬送ロボット。
2. 【請求項２】 薄型基板を保持するハンドと、前記ハン
   ドを回動可能に支持するとともに第１アームと第２アー
   ムとを有して水平方向に屈伸可能に構成されるアーム体
   と、前記アーム体を回動可能に支持する機台とを有し、
   前記第１アームが回転駆動体によって前記機台に対して
   回動可能に構成される薄型基板搬送ロボットであって、 前記ハンドを支持する前記アーム体が前記機台上に対称
   的な位置に２か所並設され、 それぞれの第１アームの回転中心位置に、前記回転駆動
   体の回転を減速する減速手段がそれぞれ配設され、 それぞれの回転駆動体の出力軸と対向するそれぞれの減
   速手段とが平行に配設されるとともに、前記出力軸の回
   転を前記減速手段に伝達するように連結手段がそれぞれ
   配設されることを特徴とする薄型基板搬送ロボット。
3. 【請求項３】 前記減速手段が、入力部と出力部を有す
   る減速器であって、前記入力部側に前記回転駆動体の出
   力軸と対向するように駆動伝達手段が配設され、 前記機台内に、前記回転駆動体を支持する支持ケース
   と、前記支持ケースの上方に固着された補助アームが前
   記機台に回動可能に配設され、 前記出力軸及び前記駆動伝達手段が前記補助アーム内に
   配置されるとともに、前記減速手段の入力部が前記補助
   アームに固着され、前記出力部が第１アームに固着され
   ることを特徴とする請求項１または２記載の薄型基板搬
   送ロボット。
4. 【請求項４】 前記減速手段が中空部を有し、前記中空
   部に薄型基板を吸着するための吸着ホースが挿通される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の薄型基板搬送
   ロボット。