KR101497169B1 - 아암 기구 및 그것을 구비한 진공 로봇 - Google Patents

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노부유키 후루카와
겐스케 오니
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가부시키가이샤 야스카와덴키
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Abstract

고강성이고 내열성도 있는 진공 환경 내에 적합한 진공 로봇의 아암 구성을 제공하는 것을 목적으로 한다. 내부에 기밀한 공간을 갖는 아암 베이스(8)와, 아암 베이스(8) 내에 설치된 아암 구동용 모터(9)와, 아암 구동용 모터(9)에 의해 회전하는 중공의 감속기 샤프트(31)와, 감속기 샤프트(31)의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 감속기 샤프트(31)의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축(32)으로 이루어지고, 아암 베이스(8) 내에 감속기 샤프트(31)의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기(10)와, 중공의 감속기 샤프트(31)의 상단이 침입함으로써 아암 베이스(8)의 기밀한 공간과 동일 압력이 되는 기밀한 공간을 갖고, 또한 제 1 감속기 출력축(32)에 고정되는 제 1 아암(2)과, 제 1 아암(2)의 선단부에 설치되고, 입력축이 감속기 샤프트(31)와 접속된 제 2 감속기(15)와, 제 2 감속기(15)의 출력축에 고정되고, 내부에 기밀한 공간을 갖지 않는 제 2 아암과, 제 1 아암(2)과 제 2 아암(5)에 추종하는 링크 기구를 구비하였다.

Description

아암 기구 및 그것을 구비한 진공 로봇{ARM MECHANISM AND VACUUM ROBOT HAVING THE SAME}
본 발명은 웨이퍼나 유리 등의 기판을 진공 중에서 반송하는 로봇에 있어서, 특히 그 로봇 아암의 구성에 관한 것이다. 여기서 말하는 진공이란, 예를 들어 펌프 등에 의해 대기압으로부터 감압된 공간의 상태를 의미한다.
기판을 반송하는 로봇의 아암의 구성에는, 예를 들어 특허문헌 1 등이 있다. 특허문헌 1에는, 로봇의 아암 및 핸드를 동작시키기 위해, 아암의 내부에 모터, 감속기, 타이밍 벨트라고 하는 전달 기구가 배치되어 있다. 한편, 이러한 로봇은 대기압 상태로부터 감압된 진공 용기 내에 설치되고, 웨이퍼나 유리 등의 기판을 반송하는 것에 이용되는 일이 있다. 진공 용기 내에 설치되는 로봇은 진공 로봇으로 불리고 있다. 진공 로봇은 진공 용기 내의 진공 환경을 파괴하지 않기 위해, 대기압 환경과 진공 환경을 격절(隔絶)하면서 동작하는 것이 필요하다. 또한, 증발에 의해 수분이나 가스 등을 진공 환경 내에 방출해 버리는 등, 진공 내에서의 사용이 바람직하지 않은 재질의 것은 진공 로봇에는 사용할 수 없다.
이러한 관점으로부터, 특허문헌 1과 같은 로봇의 구성을 그대로 진공 용기 내에 설치할 수는 없다. 아암의 내부에 설치되어 있는 범용적인 모터나 감속기 등에는 진공 환경에 적합하지 않은 여러가지 재질이 사용되고 있기 때문이다. 이러한 과제를 해결하기 위해, 특허문헌 1과 같은 아암의 구성에 대해서, 아암의 내부를 대기압으로 보지(保持)하는 것도 고려되고 있다. 아암의 내부를 대기압으로 유지하면, 범용적인 모터 등을 사용해도 진공 환경에 악영향을 주는 일이 없기 때문이다.
그런데, 진공 로봇이 사용되는 제조 장치에서는, 반도체는 물론 액정, 유기 EL, 태양 전지 패널 등이 제조된다. 이들 장치에서는, 웨이퍼나 유리 등의 기판의 크기가 해마다 대형화하고 있고, 그들 기판의 반송 거리가 길어지고 있으며, 반송 질량도 커지고 있다. 그것들에 수반하여, 진공 용기도 대형화하지 않을 수 없지만, 제조 장치의 설치 면적은 작게 하고자 하거나, 또는 기판의 처리의 형편으로부터 용기 내의 압력을 보다 낮은 상태로 유지하고자 하기 때문에, 진공 용기 내용적을 가능한 한 적게 하고자 하는 요망이 있다. 따라서, 진공 용기 내에서 동작하는 기판 반송용의 진공 로봇에 대해서는, 진공 용기 내부에 들어가는 부분은 적은 것, 기판의 반송 거리가 크지만 컴팩트한 것, 중량이 있는 것을 반송할 수 있는 것과 같은 고강성인 것이 요구되고 있다.
또한, 진공 로봇이 설치되는 진공 용기 내에서는, 그 주위에 기판의 처리실이 접속되어 있고, 처리실에서의 처리는 고온이 되는 경우가 있다. 처리실에서는, 에칭, CVD라는 처리가 감압 환경에서 또한 고온에서 행해지고 있고, 이들 처리 때문에, 진공 로봇이 반송하는 기판은 고온 상태인 채로 반송하지 않으면 안되는 일이 있다. 이러한 경우, 진공 로봇이 설치되는 진공 용기도 기판으로부터의 열이나 처리실로부터의 열을 받아 고온이 된다. 기판 자체는 100도 이상의 고온이 되는 일이 있다. 따라서, 진공 로봇에 대해서는, 특히 처리실에 들어가는 아암에 열에 대한 대책도 요구되고 있다. 열의 문제에 대한 대책으로서는, 아암 자체를 링크 구성으로 하는 것이 방법 중 하나이다(예를 들어, 특허문헌 2). 아암을 링크 구성으로 하면, 벨트 등 유기계의 부재가 감소하기 때문에, 열의 문제를 해결하기 쉽다.
일본 등록 특허 공보 제 3881579 호 일본 공개 특허 공보 제 2007-15023 호
그런데, 상기에서 설명한 바와 같이, 특허문헌 1과 같은 로봇을 그대로 진공 용기 내에 설치하면, 예를 들어 감압된 진공 환경 내에 타이밍 벨트가 들어가는 것이 되기 때문에, 타이밍 벨트로부터 방출되는 수분이나 가스에 의해, 요구되고 있던 압력까지의 감압이 불가능한 경우나, 감압까지에 시간이 걸린다는 과제가 있었다.
또한, 가령 특허문헌 1과 같은 로봇에서 아암의 내부를 대기압 상태로 유지했다고 해도, 제 1 아암 외에 제 2 아암 내부에도 감속기, 타이밍 벨트가 배치될 필요가 있기 때문에, 아암부 전체의 두께가 커지고 필요한 진공 용기의 용적도 커져버린다는 문제가 있다. 또한, 특히 제 2 아암의 높이 방향의 두께를 얇게 할 수 없다는 문제가 남는다. 상기에서 설명한 처리실의 진공 용기와 진공 로봇이 설치되는 진공 용기의 사이에는, 일반적으로 면적이 작은 개구밖에 마련되어 있지 않으며, 이 개구를 핸드(기판이 탑재되는 것)와 제 2 아암이 통과하지 않으면 안되는 경우, 제 2 아암의 두께가 얇은 것이 필요하다.
또한, 아암 신축 동작시, 제 1 아암, 제 2 아암의 회전을 타이밍 벨트에 의해 행하기 때문에, 아암의 중량이 큰 경우나 무거운 반송물을 반송하는 경우에는, 타이밍 벨트의 전달 강성이 낮은 것에 의해, 아암 신축의 도중에 이상적인 직선 궤적으로부터 일탈한 횡방향 흔들림이나 진동이 발생하는 것과 같은 문제도 있었다. 또한, 특허문헌 1과 같은 구성에서는, 모터가 제 1 아암과 높이 방향에서 간섭하기 때문에, 아암의 신축 동작 영역이 제한되어 긴 신축 거리를 확보할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 타이밍 벨트가 진공 환경 내에 노출되기 때문에, 진공 용기 내의 온도가 높으면 타이밍 벨트가 열의 영향을 받아, 아암 신축시의 위치 결정 정도가 악화되는 등의 문제가 있다.
또한, 아암 구동용의 모터가 제 1 아암 내에 있기 때문에, 고온의 기판을 반송했을 경우 등, 모터가 열원이 되는 기판의 근처에 있기 때문에, 열의 영향을 받기 쉬운 등의 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 1과 같은 아암 구성으로 했을 경우, 제 2 아암 선단부에까지 감속기를 배치할 필요가 있기 때문에, 제 2 아암 선단부의 중량이 증대하고, 아암의 휨을 억제하기 위해서 각 아암의 관절부의 지지 강성을 높일 필요가 있는 것이나, 진공 중에서는 제 2 아암 내 및 제 2 아암 선단부의 감속기까지를 대기 상태로 할 필요가 있어, 구조적으로 복잡하게 되는 등의 문제가 있었다.
특허문헌 2와 같이 링크 기구로 아암을 구성했을 경우, 타이밍 벨트, 모터, 감속기 등은 대기압 분위기의 환경하에 배치되기 때문에, 이들로부터의 수분이나 가스 등의 방출을 피할 수 있다. 그러나, 상기에서 설명한 바와 같이, 진공 로봇이 설치되는 진공 용기 내에서는, 충분한 반송 거리를 확보하면서도 극력 진공 내의 용적을 작게 하고자 하는 요망이 있는 것에 대해서, 특허문헌 2와 같은 링크 구성은 제 1 링크와 제 1 아암을 동일 높이에 배치하고, 로봇 아암의 높이도 낮게 하도록 하고 있었다. 그 때문에, 아암 신축 동작시, 제 1 아암과 제 1 링크가 간섭하지 않는 범위에서 동작시킬 필요가 있어, 아암의 신축 범위가 제한되는 일이 있었다. 아암의 신축 범위를 연장하고자 하는 경우는, 각 아암의 축간 거리나 각 링크의 축간 거리를 길게 취할 필요가 있기 때문에, 각 아암 질량이 증가하는 것이나, 제 1 아암과 제 1 링크 사이의 축간 거리를 길게 하는 것에 의해, 아암 베이스를 필요 이상으로 크게 해야 하는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 진공 환경 내에 적합한 진공 로봇의 아암 구성을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로는, 진공 환경 내에서 발생하는 수분이나 가스를 저감하는 것, 아암 신축시의 횡방향 흔들림이나 진동을 저감하고, 고부하의 반송물을 진공 내에서 반송할 수 있는 것, 아암의 높이 방향을 저감시키면서도 충분한 아암 신축 범위를 확보하는 것이 가능한 것, 열에 대해서도 문제없는 것을 해결하는 진공 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같이 구성한 것이다.
청구항 1에 기재된 발명은, 감압 환경 내에서 기판을 반송하는 진공 로봇에 있어서, 그 아암이, 내부에 기밀한 공간을 갖는 아암 베이스와, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 설치된 아암 구동용 모터와, 상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와, 상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입함으로써 상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 동일 압력이 되는 기밀한 공간을 갖고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과, 상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와, 상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정되고, 내부에 기밀한 공간을 갖지 않는 제 2 아암과, 상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와, 상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와, 상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단(一端)이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단의 회전축과 동축으로 그 타단(他端)이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와, 상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단 부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와, 상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 로봇으로 하는 것이다.
　청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 진공 로봇에 있어서, 상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측이 되도록, 상기 제 1 링크가 상기 아암 베이스 상에 지지된 것을 특징으로 하는 진공 로봇으로 하는 것이다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 진공 로봇에 있어서, 상기 아암 베이스에서 상기 아암 구동용 모터가 수용되어 있는 개소의 상면에 상기 제 1 링크가 지지되고, 상기 제 1 감속기는 상기 아암 구동용 모터가 수용되어 있는 개소의 상면보다도 낮은 면에 설치됨으로써, 상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공 로봇으로 하는 것이다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 진공 로봇에 있어서, 상기 제 1 링크의 높이 방향의 두께가 상기 제 1 아암의 두께보다도 커지도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공 로봇으로 하는 것이다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 진공 로봇에 있어서, 상기 제 2 아암과 상기 제 2 링크의 높이 방향의 두께가 동일한 정도로 형성되고, 또한 상기 제 2 아암과 상기 제 2 링크의 높이가 같아지도록, 각각이 상기 제 1 아암과 상기 제 1 링크에 연결된 것을 특징으로 하는 진공 로봇으로 하는 것이다.
청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 진공 로봇에 있어서, 상기 핸드로부터 배설(配設)되어 오는 케이블이, 상기 제 2 연결 링크의 일단으로부터 상기 제 2 아암의 이면에 배설되고, 상기 제 2 아암의 기단부에 마련된 구멍으로부터 상기 제 1 연결 링크에 배설되며, 상기 제 1 링크의 선단부로부터 상기 제 1 링크의 이면에 배설되고, 상기 제 1 링크의 기단부의 회전 중심을 통과하여, 상기 아암 베이스 상에 마련된 전류 도입 단자에 접속된 것을 특징으로 하는 진공 로봇으로 하는 것이다.
청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 진공 로봇에 있어서, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간에 연통하는 샤프트와, 상기 샤프트를 선회시키는 선회 기구와, 상기 샤프트를 오르내리게 하는 상하 기구와, 상기 샤프트와 상기 선회 기구와 상기 상하 기구를 수용하는 몸체를 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공 로봇으로 하는 것이다.
청구항 8에 기재된 발명은, 감압 환경 내에서 기판을 반송하기 위한 로봇의 아암 기구에 있어서, 내부에 기밀한 공간을 갖는 아암 베이스와, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 설치된 아암 구동용 모터와, 상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와, 상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입함으로써 상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 동일 압력이 되는 기밀한 공간을 갖고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과, 상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와, 상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정되고, 내부에 기밀한 공간을 갖지 않는 제 2 아암과, 상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와, 상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와, 상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단부의 회전축과 동축으로 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와, 상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와, 상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비한 것을 특징으로 하는 로봇의 아암 기구로 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 진공 환경 내에 모터나 감속기를 배치하지 않고 완료되기 때문에, 진공 내의 발생 가스량을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 아암 및 제 2 아암을 직접 감속기에 의해 구동시키기 때문에, 각 아암을 타이밍 벨트에 의해 구동시키는 경우보다도 전달 강성을 향상시킬 수 있어, 신축시의 직선 궤적을 양호하게 유지하면서 반송물을 반송하는 것이 가능해진다.
또한, 제 1 아암보다 하부에 있는 아암 베이스 내의 대기압 공간 내에 아암 구동용 모터를 배치함으로써, 고온의 기판을 반송하는 경우라도, 기판으로부터 떨어진 위치에 모터를 배치할 수 있어, 모터가 외부로부터의 열의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다.
또한, 핸드의 동작을 직진시키는 기구를 평행 링크 기구로 함으로써, 아암 신축시의 전달 강성을 높게 할 수 있어, 직선 궤적을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 평행 링크 기구를 단지 핸드의 동작 방향을 규제시키는 것으로서만 작용시키는 것이 아니라, 제 1 및 제 2 아암과 동등 이상의 두께를 갖게 하기 때문에, 아암 전체의 강성을 올릴 수 있다. 또한, 반송 질량에 대해서 아암과 링크의 다점(多点) 지지가 가능하기 때문에, 보다 고부하의 반송물을 지지하는 것이 가능해진다.
또한, 제 1 아암보다 하부에 있는 아암 베이스 내에 모터를 배치함으로써, 제 1 아암 내에 모터를 필요로 하지 않아, 제 1 아암의 높이 방향 치수를 낮게 억제할 수 있다. 이것에 의해 제 1 아암과 제 1 링크의 합계 높이를 억제하면서, 이들을 다른 높이에 배치하는 것이 가능해져서, 제 1 아암과 제 1 링크의 간섭을 높이 방향에서 피할 수 있기 때문에, 제 1 아암의 회전축과 제 1 링크의 회전축의 축간 거리를 크게 떼어 놓지 않아도, 아암의 신장 거리를 길게 취하는 것이 가능해진다.
또한, 핸드 상에 기판의 유무를 판별하는 센서 등의 케이블을 아암측이 아닌 링크 기구 측에 배선하기 때문에, 고속으로 회전하는 감속기 내를 통과하는 일 없이 안전하게 배선할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 도시하는 진공 로봇의 아암의 측단면도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 도 1의 외관 측면도,
도 4는 제 1 실시형태의 제 1 아암과 제 1 링크의 단차에 의한 효과를 설명하는 도면.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 도시하는 것으로서, 주로 진공 로봇의 아암부를 도시하는 측단면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 평면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 외관상의 측면도이다. 도 2와 같이, 본 실시형태에서는 2개의 아암을 구비한, 소위 양팔의 진공 로봇으로 한 형태를 도시하고 있지만, 이하 설명하는 바와 같이, 아암이 1개의 진공 로봇이어도 문제는 없다. 또한, 2개의 아암 각각은 동일한 구성이기 때문에, 이하, 도 1 및 도 2를 기초로 어느 한쪽의 아암의 구성에 대해서만 설명한다.
아암은 대체로 후술하는 아암 베이스(8)의 상에서 회전 가능한 제 1 아암(2)과, 제 1 아암(2)의 선단부에서 회전 가능한 제 2 아암(5)과, 아암 베이스(8)의 상에서 회전 가능하고, 그 선단부가 제 1 연결 링크(4)에 의해 제 1 아암(2)의 선단부와 회전 가능하게 연결된 제 1 링크(3)와, 기단부가 제 1 링크(3)의 선단부에 회전 가능하게 연결되고, 그 선단부가 제 2 연결 링크(7)에 의해 제 2 아암(5)의 선단부와 회전 가능하게 연결된 제 2 링크(6)와, 제 2 연결 링크(7)에 고정되고, 기판을 탑재하는 핸드(도시하지 않음)로 구성되어 있다. 이하, 각 부분의 상세 구성에 대해서 설명한다.
진공 로봇의 몸체(27)의 일부는 진공 용기 바닥면(28)에 고정되어 있다. 몸체(27)의 일부와 진공 용기 바닥면(28)의 접촉부에는 O링 등의 시일재가 마련되어 있고, 이것으로 진공 용기 내의 진공 환경을 유지한다. 몸체(27)의 상면에서는, 아암 베이스(8)가 몸체(27)에 대해 선회하도록 설치되어 있다. 아암 베이스(8)보다 위의 부분은 진공 용기 내로 들어간다. 몸체(27)의 내부에 대해서는 도시하지 않지만, 이 내부에 아암 베이스(8)를 상하로 이동시키는 상하 기구와, 아암 베이스(8)를 선회시키는 선회 기구가 설치되어 있다. 아암 베이스(8)의 중앙 하부에는 중공 형상의 샤프트(29)가 마련되어 있어, 이 샤프트(29)를 선회 기구가 회전시킴으로써 아암 베이스(8)보다 위의 부분을 선회시킨다. 또한, 이 샤프트(29)를 상하 기구가 오르내리게 함으로써 아암 베이스(8)보다 위의 부분을 오르내리게 한다. 샤프트(29)의 주위를 감싸도록 벨로우즈(30)가 배치되어 있다. 벨로우즈(30)의 상단은 몸체(27)의 상면의 플랜지에 기밀하게 접속되어 있다. 샤프트(29)의 하부 부근의 주위에는 도시하지 않는 자성 유체 시일 등이 장착되어 있어, 자성 유체 시일을 보지(保持)하는 부재에 벨로우즈(30)의 하단이 기밀하게 접속되어 있다. 따라서, 벨로우즈(30)와 샤프트(29)와 도시하지 않은 자성 유체 시일로 둘러싸인 공간은 진공 용기의 분위기에 노출된다.
아암 베이스(8)는 그 내부에 기밀성의 공간을 갖고 있다. 아암 베이스(8)의 내부 공간과 중공 형상의 샤프트(29)의 내부 공간은 연통하고 있다. 아암 베이스(8)의 내부 공간으로부터 샤프트(29)의 내부 공간으로, 후술하는 케이블이 삽입된다. 중공 형상의 샤프트(29)의 하단은 도시하지 않는 몸체(27)의 내부 공간과 연통하고 있고, 본 실시형태의 경우, 몸체(27)는 대기압 환경에 노출된다. 따라서 샤프트(29)의 내부 공간 및 아암 베이스(8)의 기밀한 내부 공간도 대기압 환경에 노출된다. 아암 베이스(8)의 내부 공간에 아암 구동용 모터(9)가 수용되어 있다. 아암 구동용 모터(9)는 그 출력축이 연직 하방향이 되도록 아암 베이스(8) 내에서 고정되어 있다. 아암 구동용 모터(9)의 출력축에는 풀리(11)가 고정되어 있다.
한편, 아암 베이스(8)에는, 아암 구동용 모터(9)와 거의 동일 높이로 제 1 감속기(10)가 고정되어 있다. 제 1 감속기(10)의 케이싱의 외주부는 진공 시일(21)을 거쳐 아암 베이스(8)에 대해서 고정된다. 제 1 감속기(10)는 감속기의 상하에 관통하는 중공 형상의 감속기 샤프트(31)를 구비하고 있다. 감속기 샤프트(31)의 하단에는 풀리(12)가 고정되어 있다. 감속기 샤프트(31)의 상단에는 풀리(17)가 고정되어 있다. 상술한 풀리(11)와 풀리(12)에는, 이들에 고속측 타이밍 벨트(13)가 감겨 있다. 여기서, 고속측 타이밍 벨트(13)라고 부르는 것은, 풀리(11), 풀리(12), 고속측 타이밍 벨트(13)의 회전이 아암 구동용 모터(9)의 회전을 전달하여 제 1 감속기(10)에 입력되어 감속되어 있지 않은 속도이고, 후술하는 제 1 감속기(10)의 감속기 출력축(32)의 회전보다도 고속의 회전이기 때문이다.
또한, 제 1 감속기(10)는 감속기 샤프트(31)의 외측에 감속기 출력축(32)을 갖고 있다. 감속기 출력축(32)은 아암 구동용 모터(9)의 출력축의 회전 동작에 의해 감속기 샤프트(31)가 회전할 때, 감속기 샤프트(31)의 회전이 소정의 비율로 감속되면서 회전한다. 즉, 감속기 샤프트(31)는 풀리(11)와 풀리(12)의 비만큼 감속된 속도로 회전하고, 감속기 출력축(32)은 감속기 샤프트(31)의 회전이 또한 소정의 비율로 감속된 속도로 회전한다. 따라서, 감속기 출력축(32)은 감속기 샤프트(31)보다도 비교적 저속으로 회전한다. 감속기 출력축(32)은 제 1 감속기(10)의 케이싱의 내주면에 대해서 회전 가능한 진공 시일(14)을 거쳐서 회전한다. 이상의 구성으로부터, 제 1 감속기(10)의 내부는 감속기 샤프트(31)의 중공 형상에 의해 아암 베이스(8)의 내부 공간과 연통하고 있어 대기 상태로 유지된다.
제 1 아암(2)은 내부에 기밀한 공간을 갖도록 형성되어 있다. 제 1 아암(2)의 기단부의 하면에 구멍부가 형성되어 있어, 상술한 감속기 샤프트(31)의 상단부가 이 구멍부로부터 제 1 아암(2)의 내부 공간으로 삽입되어 있다. 또한, 제 1 아암(2)의 기단부의 구멍부의 주변의 하면이 감속기 출력축(32)과 직접 체결되어 있다. 이러한 체결 부분에는 진공 시일(22)이 배치되어 있어, 기밀성을 보지하고 있다. 상술한 바와 같이, 감속기 샤프트(31)의 상단에는 풀리(17)가 고정되어 있다.
한편, 제 1 아암(2)의 선단부의 상면에는 제 2 감속기(15)가 고정되어 있다. 이 고정면에는 진공 시일(23)이 장착되어 있어, 제 1 아암(2) 및 제 2 감속기(15)의 내부의 기밀성을 보지하고 있다. 제 2 감속기(15)는 제 1 아암(2)의 선단부의 상면으로부터 돌출하도록 고정되어 있어, 제 2 감속기의 하면에 노출하고 있는 입력축에 고정되어 있는 풀리(18)가 상술한 풀리(17)와 거의 동일 높이가 되도록 배치되어 있다. 풀리(18)에는 풀리(17)에 감겨 있는 고속측 타이밍 벨트(19)가 감겨 있다. 제 2 감속기(15)는, 아암 구동용 모터(9)가 어느 방향으로 회전했을 때, 제 1 감속기(10)의 감속기 출력축(32)과 제 2 감속기(15)의 출력축이 서로 역방향으로 회전하도록 해 둔다. 제 2 감속기(15)의 출력축과 제 2 감속기(15)의 케이싱 사이에는 회전 가능한 진공 시일(16)이 장착되어 있어, 제 2 감속기(15)의 출력축이 회전해도 제 2 감속기(15)의 내부의 기밀성을 유지한다.
제 2 감속기(15)의 출력축에는, 제 2 아암(5)의 기단부 하면이 직접 체결되어 있다. 이 부분에도 진공 시일(24)이 장착되어 있기 때문에, 제 2 감속기(15)의 내부의 기밀성은 보지된다. 제 2 아암(5)은 제 1 아암(2)과 같이 내부에 기밀성이 있는 공간을 갖지 않는다. 제 2 아암(5)에는 적소에 경량화를 위한 오목부가 형성되어 있을 뿐이고, 제 2 아암(5)의 두께는 반송하는 기판의 중량에 따라서 필요 충분한 두께를 갖는 것만으로도 좋다.
제 2 아암(5)의 선단부에는, 회전 가능한 샤프트가 배치되어 있다. 그 샤프트의 상단에 제 2 연결 링크(7)의 일단이 고정되어 있다. 제 2 연결 링크(7)에는 도시하지 않는 핸드가 고정된다. 핸드에는 반송 대상인 기판이 탑재된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는 아암 구동용의 모터(9)를 아암 베이스(8) 내에 배치하고 있기 때문에, 제 1 아암(2)의 내부에는 아암 구동용의 모터가 배치되지 않고, 제 1 아암(2)은 높이 방향의 두께를 낮게 할 수 있다. 즉, 제 1 아암(2)의 내부 공간은 풀리(17), 고속측 타이밍 벨트(19), 풀리(18) 그리고 필요에 따라서 벨트의 텐셔너(tensioner) 기구가 배치될 뿐이며, 종래와 같이 아암의 도중이나 그 내부 공간에 모터 등 동력원을 배치하는 구성에 비해, 제 1 아암(2)의 두께를 얇게 형성할 수 있다.
또한, 제 2 아암(5)은 내부에 기구를 갖지 않는 단순한 구조이고, 강도상 필요 충분한 두께를 필요로 할 뿐이어서, 종래와 같이 아암의 내부에 기구를 갖는 구성에 비해 제 2 아암(5)의 두께도 얇게 형성할 수 있다.
다음에, 상기의 핸드를 항상 일정한 방향을 향하도록 규제하는 링크 기구에 대해서 설명한다. 도 2가 도시하는 평면도에 기재되어 있는 바와 같이, 아암 베이스(8)가 선회 기구에 의해 선회하고, 도면의 좌우 방향이 제 2 연결 링크(7), 즉 핸드를 진퇴시키고자 하는 방향으로 한다. 이 방향을 아암의 신축 방향 또는 진퇴 방향이라 부르고, 도면에서 오른쪽을 향하는 방향을 아암의 신장 방향(진행 방향), 왼쪽을 향하는 방향을 아암의 축소 방향(퇴행 방향)이라 부른다.
아암 베이스(8)에는 제 1 링크(3)의 기단부가 아암 베이스(8)에 대해서 회전 가능하게 연결되어 있다. 제 1 링크(3)의 기단부의 회전 중심은, 제 1 아암(2)의 기단부의 회전 중심을 아암의 퇴행 방향으로 시프트한 위치에 배치된다. 제 1 링크(3)는 그 내부에 제 1 아암(2)과 같은 기밀 공간을 갖지 않는다. 즉, 제 2 아암(5)과 동일한 형태이다. 제 1 링크(3)의 선단부 상면에는, 제 2 링크(6)의 기단부가 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 이 연결 부분의 상측에 이것과 동축상에서 제 1 연결 링크(4)의 일단이 회전 가능하게 연결되어 있다. 제 1 연결 링크(4)의 타단은, 상술한 제 1 아암(2) 선단부에서의 제 2 아암(5)의 기단부가 연결되어 있는 부분의, 또한 상측에서 이것과 동축으로 회전 가능하게 연결된다. 제 2 링크(6)의 선단부는 상술한 제 2 연결 링크(7)의 타단에 회전 가능하게 연결된다. 제 2 링크(6)도 그 내부에 제 1 아암(2)과 같은 기밀 공간을 갖지 않는다. 또한, 제 1 및 제 2 연결 링크는 판 형상의 부재이다.
이상의 아암 구성에 대해서, 각 부분의 길이 등에 대해 더 보충한다.
우선, 제 1 아암(2)과 제 1 링크(3)에 대해서, 제 1 아암(2)과 제 1 링크(3)는 각각의 기단부의 회전축으로부터 선단부의 회전축까지의 축간 거리가 동일 길이가 되도록 설정한다. 또한, 제 1 아암(2)의 기단부와 제 1 링크(3)의 기단부의 회전축간 거리와, 제 1 연결 링크(4)의 양단의 축간 거리가 동일 길이가 되도록 설정한다. 이것에 의해, 제 1 아암(2)의 기단부의 회전축과 제 1 링크(3)의 기단부의 회전축과 제 1 아암(2)의 선단부의 회전축과 제 1 링크(3)의 선단부의 회전축을 이은 선은 평행사변형을 이룬다.
또한, 제 2 아암(5)과 제 2 링크(6)는, 각각의 기단부의 회전축으로부터 선단부의 회전축까지의 축간 거리가, 제 1 아암(2)의 기단부의 회전축으로부터 선단부의 회전축까지의 축간 거리와 동일 길이가 되도록 설정한다. 또한, 제 1 연결 링크(4)의 양단의 회전축간 거리와, 제 2 연결 링크(7)의 양단의 회전축간 거리가 동일하게 되도록 제 2 연결 링크(7)를 설정한다. 이것에 의해, 제 2 아암(5)의 기단부의 회전축과 제 2 링크(6)의 기단부의 회전축과 제 2 아암(6)의 선단부의 회전축과 제 2 링크(6)의 선단부의 회전축을 이은 선은 평행사변형을 이룬다.
또한, 제 1 감속기(10)와 제 2 감속기(15)의 출력축의 회전수는, 제 1 감속기(10)의 회전수에 대해서 제 2 감속기(15)의 회전수가 2배가 되도록, 각 감속기의 감속비와 풀리(17) 및 풀리(18)의 치형부 개수를 결정한다.
본 실시형태에서는, 제 1 링크(3)의 하면은 제 1 아암의 상면보다도 높아지도록 아암 베이스(8)에 지지된다. 아암 베이스(8)의 내부에 수용되어 있는 아암 구동용 모터(9)는 일정량의 높이를 갖고 있고, 이것이 아암 베이스(8)의 높이 방향의 두께를 거의 결정한다. 따라서, 아암 구동용 모터(9)가 수용되어 있는 부분의 상면에 해당하는 위치에, 제 1 링크(3)의 기단부가 지지되도록 배치된다. 한편, 아암 베이스(8)의 상면에서는, 제 1 링크(3)가 지지되는 면보다도 낮은 단차의 면이 형성되어 있고, 이 낮은 면 상에 상술한 제 1 감속기(10)가 고정되어 있다. 이 구성에 의해, 제 1 아암(2)은 제 1 링크(3)보다도 낮은 위치에 배치되도록 되어 있다.
따라서, 도 2 내의 하측의 아암(신장하고 있는 아암)과 같이, 제 1 아암(2)의 선단부가 아암의 신장 방향으로 회전했을 때, 제 1 연결 링크(4)의 작용에 의해 제 1 링크(3)는 제 1 아암(2)과 동일 회전량만큼 회전하고, 이 때 제 1 링크(3)는 제 1 아암(2)과 겹쳐지도록 하여 회전한다. 한편, 도 2의 상측의 아암(축소하고 있는 아암)과 같이, 제 1 아암(2)의 선단부가 아암의 축소 방향(퇴행 방향)으로 회전했을 때, 제 1 아암(2)은 상술한 아암 베이스(8) 상면의 단차[아암 구동용 모터(9)가 수납되어 있기 때문에 발생하고 있는 단차]와 간섭하는 것이 되기 때문에, 제 1 아암(2)은 진행 방향과 퇴행 방향에서 동등량 회전할 수 없다. 즉, 퇴행 위치에 있는 편이 약간의 양만큼 적은 회전량이 된다. 즉, 이것에 의해, 본 실시형태의 아암은 퇴행 위치에서의 아암의 당김량을 희생함으로써, 기판을 보다 먼 곳까지 반송할 수 있도록 구성되어 있다. 그러나, 이와 같이 구성되어 있기 때문에, 아암 베이스(8)의 내부 공간을 작게 할 수 있으므로, 이 내부 공간으로부터 진공 환경으로의 누설의 가능성을 저감할 수 있고, 진공 용기의 필요한 용적도 저감할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 제 1 아암(2)의 내부 공간에는 풀리(17), 고속측 타이밍 벨트(19), 풀리(18), 그리고 필요에 따라서 텐셔너 기구가 배치될 뿐이어서, 본 실시형태의 제 1 아암(2)은 두께를 얇게 형성할 수 있다. 이것은, 진공 용기 내에 존재하는 대기압의 공간이 작아지는 것이고, 대기압의 공간으로부터 진공 용기 내의 진공 분위기에 기체가 누설할 가능성을 저감할 수 있는 효과가 있다. 그러나, 제 1 아암(2)의 두께를 얇게 하면, 아암 전체의 강성이 저하해 버린다. 그래서, 본 실시형태에서는 제 1 아암(2)의 두께보다도 제 1 링크(3)의 두께를 두껍게 하도록 구성하고 있다. 그렇게 함으로써, 제 1 아암(2)으로부터의 누설의 가능성을 저감하면서 아암의 강성을 높이고 있어, 중량이 무거운 기판을 반송할 때에도 아암이 늘어진다고 하는 문제를 줄일 수 있다.
제 2 아암(5)과 제 2 링크(6)에 대해서 설명한다. 이들의 높이 방향의 두께에 대해서, 본 실시형태에서는 제 2 아암(5)의 두께와 제 2 링크(6)의 두께를 거의 동일하게 구성하고 있다. 또한, 이들이 동일 높이에 위치하도록, 각각이 제 1 아암(2)의 선단부와 제 1 링크(3)의 선단부에 연결되어 있다. 이 구성에 의해, 좁은 개구를 제 2 아암(5) 및 제 2 링크(6)가 통과하지 않으면 안되는 경우라도, 문제 없이 통과할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제 2 아암(5)과 제 2 링크(6)는 그 내부에 풀리 등 전달 기구나 모터 등을 내포하는 것은 아니기 때문에, 강성이 확보 가능한 한 각각 얇게 형성할 수 있는 것으로부터도, 좁은 개구를 통과시키기 쉬워진다. 또한, 이것은 진공 용기의 용적을 저감시키는 것에도 작용한다.
또한, 본 실시형태에서의 케이블의 처리에 대해서 설명한다. 핸드 부근에는, 핸드 상의 기판의 유무를 검지하는 센서, 핸드 상의 기판의 탑재 위치(어긋남)를 검지하는 센서, 핸드의 선단부 등에 설치되어 기판이 수납되는 카세트에서의 기판의 유무를 검지하는 센서 등이 필요에 따라서 설치되는 일이 있다. 이들 센서의 신호선이나 전원선(이하 정리하여, 케이블이라고 칭함)에 대해서, 본 실시형태에서는 도 1과 같이 케이블(33)이 배선된다. 즉, 도시하지 않은 핸드로부터 배설(配設)되어 온 케이블(33)은, 제 2 연결 링크(7)의 일단과 제 2 아암(5)의 선단부가 연결되어 있는 회전축의 중공에 형성되어 있는 구멍을 통과하고, 제 2 아암(5)의 이면측에 붙어서 뻗어가도록 배설된다. 제 2 아암(5)의 기단부에는, 제 2 아암(5)의 상측에 위치하는 제 1 연결 링크(4)의 연결축에 중공 구멍이 형성되어 있어 제 1 연결 링크(4)에 도달하고 있다. 제 2 아암(5)의 기단부에 도달한 케이블(33)은 여기를 통과하여 제 1 연결 링크(4)로 배설된다. 제 1 연결 링크(4)의 내부에는, 케이블(33)이 통과 가능한 통로가 형성되어 있다. 이 통로는 진공 용기 내의 진공 분위기에 노출되어 있다. 이 통로를 통해서 제 1 연결 링크(4)의 타단측에 도달한 케이블(33)은, 제 2 링크(6)의 기단부와 제 1 링크(3)의 선단부가 연결되어 있는 회전축 중심으로 형성된 중공 구멍을 통과하고, 제 1 링크(3)의 이면측으로 배설된다. 제 1 링크(3)의 이면측에 붙어서 뻗어가 그 기단부로 배설된 케이블(33)은, 제 1 링크(3)의 기단부 부근에 형성된 구멍부를 통과하여 제 1 링크(3)의 상측으로 배설된다. 그 후, 케이블(33)은 제 1 링크(3)의 기단부의 회전축 중심을 통과하여 아암 베이스(8)까지 내려진다. 또한, 케이블(33)은 아암 베이스(8) 상에 마련된 전류 도입 단자에 각 선마다 접속된다. 전류 도입 단자는 진공 용기 내의 진공 분위기와 아암 베이스(8) 내의 기밀한 공간 내의 분위기 사이에 있어서 이들을 격절(隔絶)하면서, 각 케이블을 각 분위기 사이에서 접속하는 것이다. 그 후, 케이블(33)은 샤프트(29)의 중공 구멍으로 삽입되어, 도시하지 않는 개소로 적절하게 접속된다.
본 실시형태에서는 이상과 같이 케이블이 배설되어 있기 때문에, 아암이나 링크의 동작을 케이블이 방해하는 일이 없다. 또한, 케이블은 진공 환경 내에 노출되게 되지만, 제 1 아암(2)의 내부를 통과하고 있지 않기 때문에, 제 1 아암(2)의 내부의 풀리나 벨트와 접촉할 우려가 없다.
다음에, 이상과 같이 구성된 본 실시형태의 아암의 동작에 대해서 설명한다.
아암 구동용 모터(9)의 출력축이 회전하면, 풀리(11), 고속측 타이밍 벨트(13), 풀리(12)를 거쳐서, 제 1 감속기(10)의 감속기 샤프트(31)가 회전한다. 감속기 샤프트(31)가 회전하면, 이 회전이 제 1 감속기(10)에서 감속되고, 감속기 출력축(32)도 회전하고, 제 1 아암(2)이 회전한다. 또한, 이 때, 동시에, 감속기 샤프트(31) 상단의 풀리(17)의 회전이 고속측 타이밍 벨트(19), 풀리(18)를 거쳐, 제 2 감속기(15)의 입력축도 회전시킨다. 풀리(17)와 풀리(18)는 고속측 타이밍 벨트(19)에 의해 연결되어 있기 때문에 동일 방향으로 회전하고, 제 1 감속기(10)의 감속기 출력축(32)과 제 2 감속기(15)의 출력축은 서로 역방향으로 1：2의 속도비로 회전하게 된다. 즉, 제 1 아암(2)이 일정량 회전했을 때, 제 2 아암(5)은 제 1 아암(2)의 회전 방향과는 역방향으로 그 회전량의 2배 회전한다.
한편, 제 1 아암(2)의 기단부와 제 1 링크(3)의 기단부와 제 1 아암(2)의 선단부와 제 1 링크(3)의 선단부의 각 회전축을 이은 선은 평행사변형이기 때문에, 제 1 아암(2)과 제 1 링크(3)는 평행을 유지한 채로 동시에 회전하고, 제 1 연결 링크(4)는 제 1 아암(2)의 기단부 회전 중심과 제 1 링크(3)의 기단부 회전 중심을 이은 선(즉, 진퇴 방향)과 평행을 유지하면서 이동을 행하게 된다.
마찬가지로, 제 2 아암(5)의 기단부와 제 2 링크(6)의 기단부와 제 2 아암(5)의 선단부와 제 2 링크(6)의 선단부의 각 회전축을 이은 선은 평행사변형이기 때문에, 제 2 아암(5)이 회전하면, 제 2 아암(5)과 제 2 링크(6)는 평행을 유지한 채로 회전 운동을 하는 동시에, 제 2 링크(5)의 기단부와 제 2 링크(6)의 기단부의 회전축 중심간을 이은 선, 즉 제 1 연결 링크(4)의 양단 각 회전축을 이은 선과, 제 2 링크(5)의 선단부와 제 2 링크(6)의 선단부의 회전축 중심간을 이은 선, 즉 제 2 연결 링크(7)의 양단 각 회전축을 이은 선과 평행을 유지한 채로 이동을 행하게 된다.
또한, 제 1 아암(2)과 제 2 아암(5)은, 각각의 기단부로부터 선단부의 각 회전축간 거리가 동일한 길이이고, 기단부를 중심으로 한 회전 속도가 1:2이기 때문에, 제 2 연결 링크(7)의 양단 각 회전축을 이은 직선은, 제 1 아암(2)의 기단부 회전 중심과 제 1 링크(3)의 기단부 회전 중심을 이은 직선 상을 이동하게 된다.
제 2 연결 링크(7) 상에 도시하지 않은 핸드를 고정하면, 핸드는 상술한 평행 링크 기구의 작용에 의해, 아암의 회전 동작(신축 동작)에 수반하여 도 2와 같은 직선 운동을 행하기 때문에, 핸드 상에 탑재한 기판이 반송 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는 선회 베이스(8) 내, 제 1 아암(2) 내 및 제 2 감속기(15)까지를 회전 가능한 진공 시일과 O링 등에 의해 기밀성을 갖도록 구성하고, 그들 내부를 대기압 상태로 함으로써, 진공 용기 내의 진공 환경에 타이밍 벨트, 감속기, 모터 등을 노출하는 일이 없다. 이것에 의해, 진공 환경에 적합한 아암 구성으로 할 수 있다.
또한, 선회 베이스(8) 내부의 아암 구동용 모터(9)의 회전을, 같이 선회 베이스(8) 내에 배치된 제 1 감속기(10)에 입력할 때, 그 회전을 제 1 감속기(10)의 중심을 통과하여 그대로 제 1 아암(2) 내부로 뽑아내는 감속기 샤프트(31)와, 감속기 샤프트(31)의 회전을 입력하여 감속시키고 감속한 회전을 뽑아내는 감속기 출력축(32)을 제 1 아암(2)의 기단부와 연결하고, 또한 감속기 샤프트(31)의 회전을 전달하는 전달 기구만을 제 1 아암(2) 내에 배치하고, 이 회전을 제 1 아암(2)의 선단부에 마련한 제 2 감속기(15)에 입력하여 제 2 아암(5)을 회전시키도록 구성했기 때문에, 제 1 아암(2)의 내부에 전달 기구만이 들어가는 것만으로 되어, 제 2 아암(5)의 내부에는 정밀한 기구가 들어가지 않는다. 이것은, 상술한 제 1 아암(2)의 내부 공간으로부터의 누설량의 저감 이외에, 핸드 상의 기판이 고온이고, 이것으로부터 전달되는 열이 있어도, 제 2 아암이 열의 영향을 받는 것이 적고, 따라서 고정밀도의 기판의 반송 상태를 유지할 수 있다. 또한, 각 감속기의 출력축을 직접 아암의 기단부에 고정함으로써, 감속기 출력축측에 타이밍 벨트를 마련하는 기구보다도 전달 강성을 높게 하는 것이 가능해져 있다.
또한, 제 1 아암 내가 아닌 아암 베이스 내에 아암 구동용 모터를 배치하고, 그 모터의 수용에 의해 생기는 단차의 낮은 면에 제 1 감속기를 배치하며, 그 출력축에 제 1 아암을 지지함으로써, 제 1 아암의 높이를 제 1 링크보다도 낮게 하고, 제 1 아암과 제 1 링크의 겹침을 가능하게 함으로써, 아암을 신장했을 때의 제 1 아암과 제 1 링크의 간섭을 피하는 것이 가능해져, 아암의 신장 거리를 길게 할 수 있다. 또한, 제 2 아암과 제 2 링크는 거의 동일 두께로 형성한 다음에 동일 높이에 마련함으로써, 아암 전체의 높이를 억제할 수 있다.
또한, 도 4는 본 실시형태의 제 1 아암과 제 1 링크의 단차에 의한 효과를 설명하는 평면도로서, 상측의 아암은 제 1 아암과 제 1 링크에 단차가 없는 경우의 아암의 신장 상태, 하측의 아암은 본 실시형태와 같이 제 1 아암과 제 1 링크에 단차가 있는 경우의 아암의 신장 상태를 도시하고 있다. 본 실시형태에서의 아암은, 도면 중 α만큼 신장 거리가 길다.
또한, 아암 베이스 내에 아암 구동용 모터를 배치하고 있기 때문에, 고온의 기판을 반송하는 경우라도, 열원인 기판으로부터 모터까지의 거리가 멀어지게 되어, 열원의 영향을 받기 어렵게 하는 것이 가능하다.
또한, 제 2 연결 링크(7) 및 핸드가 직진하도록 규제하는 링크 기구에 대해서는, 상술한 바와 같은 평행 링크 기구로 함으로써, 링크 내에 케이블을 통과시키는 것이 가능하다. 즉, 각 아암의 감속기의 내부에 케이블을 통과시키지 않고, 또한 전달 기구가 존재하는 공간에 배설되는 일이 없어, 단선이나 접촉 등의 위험성을 저감할 수 있다.
1 : 진공 로봇 2 : 제 1 아암
3 : 제 1 링크 4 : 제 1 연결 링크
5 : 제 2 아암 6 : 제 2 링크
7 : 제 2 연결 링크 8 : 아암 베이스
9 : 아암 구동용 모터 10 : 제 1 감속기
11 : 풀리 12 : 풀리
13 : 고속측 타이밍 벨트 14 : 회전 가능한 진공 시일
15 : 제 2 감속기 16 : 회전 가능한 진공 시일
17 : 풀리 18 : 풀리
19 : 고속측 타이밍 벨트 21 : 진공 시일(O링)
22 : 진공 시일(O링) 23 : 진공 시일(O링)
24 : 진공 시일(O링) 27 : 몸체
28 : 진공 용기 바닥면 29 : 샤프트
30 : 벨로우즈 31 : 감속기 샤프트
32 : 감속기 출력축 33 : 케이블
34 : 전류 도입 단자

Claims (16)

  1. 감압 환경 내에서 기판을 반송하는 진공 로봇에 있어서,
    아암 베이스와,
    아암 구동용 모터와,
    상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와,
    상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입하고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와,
    상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정된 제 2 아암과,
    상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와,
    상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단(一端)이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단부의 회전축과 동축으로 그 타단(他端)이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와,
    상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와,
    상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비하고,
    상기 아암 베이스는 내부에 기밀한 공간을 구비하고 상기 기밀한 공간 내에 상기 아암 구동용 모터가 배치되며,
    상기 제 1 아암은 내부에 기밀한 공간을 구비하고,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 상기 제 1 아암의 기밀한 공간은 중공 형상인 상기 감속기 샤프트를 통하여 연통하는 것을 특징으로 하는
    진공 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측이 되도록, 상기 제 1 링크가 상기 아암 베이스 상에 지지된 것을 특징으로 하는
    진공 로봇.
  3. 감압 환경 내에서 기판을 반송하는 진공 로봇에 있어서,
    내부에 기밀한 공간을 갖는 아암 베이스와,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 설치된 아암 구동용 모터와,
    상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와,
    상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입함으로써 상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 동일 압력이 되는 기밀한 공간을 갖고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와,
    상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정된 제 2 아암과,
    상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와,
    상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단(一端)이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단부의 회전축과 동축으로 그 타단(他端)이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와,
    상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와,
    상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비하고,
    상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측이 되도록, 상기 제 1 링크가 상기 아암 베이스 상에 지지되고,
    상기 아암 베이스에서 상기 아암 구동용 모터가 수용되어 있는 개소의 상면에 상기 제 1 링크가 지지되고, 상기 제 1 감속기는 상기 아암 구동용 모터가 수용되어 있는 개소의 상면보다도 낮은 면에 설치됨으로써, 상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는
    진공 로봇.
  4. 감압 환경 내에서 기판을 반송하는 진공 로봇에 있어서,
    내부에 기밀한 공간을 갖는 아암 베이스와,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 설치된 아암 구동용 모터와,
    상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와,
    상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입함으로써 상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 동일 압력이 되는 기밀한 공간을 갖고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와,
    상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정된 제 2 아암과,
    상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와,
    상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단(一端)이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단부의 회전축과 동축으로 그 타단(他端)이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와,
    상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와,
    상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비하고,
    상기 제 1 링크의 높이 방향의 두께가 상기 제 1 아암의 두께보다도 커지도록 구성된 것을 특징으로 하는
    진공 로봇.
  5. 감압 환경 내에서 기판을 반송하는 진공 로봇에 있어서,
    내부에 기밀한 공간을 갖는 아암 베이스와,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 설치된 아암 구동용 모터와,
    상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와,
    상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입함으로써 상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 동일 압력이 되는 기밀한 공간을 갖고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와,
    상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정된 제 2 아암과,
    상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와,
    상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단(一端)이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단부의 회전축과 동축으로 그 타단(他端)이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와,
    상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와,
    상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비하고,
    상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측이 되도록, 상기 제 1 링크가 상기 아암 베이스 상에 지지되고,
    상기 제 2 아암과 상기 제 2 링크의 높이 방향의 두께가 동일한 정도로 형성되고, 또한 상기 제 2 아암과 상기 제 2 링크의 높이가 같아지도록, 각각이 상기 제 1 아암과 상기 제 1 링크에 연결된 것을 특징으로 하는
    진공 로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드로부터 배설(配設)되어 오는 케이블이, 상기 제 2 연결 링크의 일단으로부터 상기 제 2 아암의 이면에 배설되고, 상기 제 2 아암의 기단부에 마련된 구멍으로부터 상기 제 1 연결 링크에 배설되며, 상기 제 1 링크의 선단부로부터 상기 제 1 링크의 이면에 배설되고, 상기 제 1 링크의 기단부의 회전 중심을 통과하여, 상기 아암 베이스 상에 마련된 전류 도입 단자에 접속된 것을 특징으로 하는
    진공 로봇.
  7. 감압 환경 내에서 기판을 반송하는 진공 로봇에 있어서,
    내부에 기밀한 공간을 갖는 아암 베이스와,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 설치된 아암 구동용 모터와,
    상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스의 기밀한 공간 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와,
    상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입함으로써 상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 동일 압력이 되는 기밀한 공간을 갖고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와,
    상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정된 제 2 아암과,
    상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와,
    상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단(一端)이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단부의 회전축과 동축으로 그 타단(他端)이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와,
    상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와,
    상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비하고,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간에 연통하는 샤프트와,
    상기 샤프트를 선회시키는 선회 기구와,
    상기 샤프트를 오르내리게 하는 상하 기구와,
    상기 샤프트와 상기 선회 기구와 상기 상하 기구를 수용하는 몸체를 더 구비한 것을 특징으로 하는
    진공 로봇.
  8. 감압 환경 내에서 기판을 반송하기 위한 로봇의 아암 기구에 있어서,
    아암 베이스와,
    아암 구동용 모터와,
    상기 아암 구동용 모터의 회전이 입력되어 회전하는 중공의 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전이 입력되어 소정의 비만큼 감속하고, 상기 감속기 샤프트의 주위에서 회전하는 제 1 감속기 출력축으로 이루어지고, 상기 아암 베이스 내에 상기 중공의 감속기 샤프트의 하단이 노출하도록 설치된 제 1 감속기와,
    상기 중공의 감속기 샤프트의 상단이 침입하고, 또한 기단부가 상기 제 1 감속기 출력축에 고정되는 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암의 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 감속기 샤프트의 상단과 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와,
    상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정된 제 2 아암과.
    상기 아암 베이스 상에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와,
    상기 제 2 링크의 기단부의 회전축과 동축으로 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 기단부의 회전축과 동축으로 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 1 연결 링크와,
    상기 제 2 링크의 선단부에 그 일단이 회전 가능하게 지지되고, 상기 제 2 아암의 선단부에 그 타단이 회전 가능하게 지지된 제 2 연결 링크와,
    상기 제 2 연결 링크에 체결된 핸드를 구비하고,
    상기 아암 베이스는 내부에 기밀한 공간을 구비하고 상기 기밀한 공간 내에 상기 아암 구동용 모터가 배치되며,
    상기 제 1 아암은 내부에 기밀한 공간을 구비하고,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 상기 제 1 아암의 기밀한 공간은 중공 형상인 상기 감속기 샤프트를 통하여 연통하는 것을 특징으로 하는
    로봇의 아암 기구.
  9. 로봇의 아암 기구에 있어서,
    아암 구동용 모터를 내부에 구비한 아암 베이스와,
    상기 아암 구동용 모터로부터 구동력을 입력받아 회전하는 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전을 소정의 비만큼 감속하여 제 1 감속기 출력축으로 출력하는 제 1 감속기와,
    상기 제 1 감속기 출력축에 기단부가 고정되어 상기 제 1 감속기의 출력에 따라 회전 구동되는 제 1 아암과,
    상기 아암 베이스에서 상기 아암 구동용 모터가 수용되어 있는 개소의 상면에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 아암의 선단부와 상기 제 1 링크의 선단부를 회전가능하게 연결하는 제 1 연결 링크와,
    상기 제 1 아암의 상기 선단부에 설치되고, 입력축이 상기 제 1 감속기의 상기 감속기 샤프트와 전달 기구에 의해 접속된 제 2 감속기와,
    상기 제 2 감속기의 출력축에 기단부가 고정되어 상기 제 2 감속기의 출력에 따라 회전 구동되는 제 2 아암과,
    상기 제 1 링크의 선단부에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 2 링크와,
    상기 제 2 아암의 선단부와 상기 제 2 링크의 선단부를 회전가능하게 연결하는 제 2 연결 링크를 구비하며,
    상기 제 1 감속기는 상기 아암 베이스에 있어서 상기 제 1 링크가 지지된 면보다 낮은 면에 설치됨으로써, 상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측에 위치하고,
    상기 제 2 아암과 상기 제 2 링크의 높이가 같아지도록, 각각이 상기 제 1 아암과 상기 제 1 링크에 연결된 것을 특징으로 하는
    로봇의 아암 기구.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 연결 링크에는 핸드가 체결된
    로봇의 아암 기구.
  12. 로봇의 아암 기구에 있어서,
    아암 구동용 모터를 내부에 구비한 아암 베이스와,
    상기 아암 구동용 모터로부터 구동력을 입력받아 회전하는 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전을 소정의 비만큼 감속하여 제 1 감속기 출력축으로 출력하는 제 1 감속기와,
    상기 제 1 감속기 출력축에 기단부가 고정되어 상기 제 1 감속기의 출력에 따라 회전 구동되는 제 1 아암과,
    상기 아암 베이스에서 상기 아암 구동용 모터가 수용되어 있는 개소의 상면에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 아암의 선단부와 상기 제 1 링크의 선단부를 회전가능하게 연결하는 제 1 연결 링크를 구비하며,
    상기 제 1 감속기는 상기 아암 베이스에 있어서 상기 제 1 링크가 지지된 면보다 낮은 면에 설치됨으로써, 상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측에 위치하고,
    상기 아암 베이스는 내부에 기밀한 공간을 구비하고 상기 기밀한 공간 내에 상기 아암 구동용 모터가 배치되며,
    상기 제 1 아암은 내부에 기밀한 공간을 구비하고,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 상기 제 1 아암의 기밀한 공간은 중공 형상인 상기 감속기 샤프트를 통하여 연통하는 것을 특징으로 하는
    로봇의 아암 기구.
  13. 로봇의 아암 기구에 있어서,
    아암 구동용 모터를 내부에 구비한 아암 베이스와,
    상기 아암 구동용 모터로부터 구동력을 입력받아 회전하는 감속기 샤프트와, 상기 감속기 샤프트의 회전을 소정의 비만큼 감속하여 제 1 감속기 출력축으로 출력하는 제 1 감속기와,
    상기 제 1 감속기 출력축에 기단부가 고정되어 상기 제 1 감속기의 출력에 따라 회전 구동되는 제 1 아암과,
    상기 아암 베이스에서 상기 아암 구동용 모터가 수용되어 있는 개소의 상면에 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 링크와,
    상기 제 1 아암의 선단부와 상기 제 1 링크의 선단부를 회전가능하게 연결하는 제 1 연결 링크를 구비하며,
    상기 제 1 감속기는 상기 아암 베이스에 있어서 상기 제 1 링크가 지지된 면보다 낮은 면에 설치됨으로써, 상기 제 1 링크의 하면이 상기 제 1 아암의 상면보다도 상측에 위치하고,
    상기 제 1 링크의 높이 방향 두께가 상기 제 1 아암의 두께보다도 커지도록 구성된 것을 특징으로 하는
    로봇의 아암 기구.
  14. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 아암과 상기 제 2 링크의 높이 방향 두께가 동일한 정도로 형성된 것을 특징으로 하는
    로봇의 아암 기구.
  15. 제 9 항, 제 11 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항의 아암 기구를 구비한
    로봇.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 아암 베이스는 내부에 기밀한 공간을 구비하고 상기 기밀한 공간 내에 상기 아암 구동용 모터가 배치되며,
    상기 제 1 아암은 내부에 기밀한 공간을 구비하고,
    상기 아암 베이스의 기밀한 공간과 상기 제 1 아암의 기밀한 공간은 중공 형상인 상기 감속기 샤프트를 통하여 연통하는 것을 특징으로 하는
    로봇의 아암 기구.
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