TWI463592B - 搬送裝置 - Google Patents

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TWI463592B
TWI463592B TW097110814A TW97110814A TWI463592B TW I463592 B TWI463592 B TW I463592B TW 097110814 A TW097110814 A TW 097110814A TW 97110814 A TW97110814 A TW 97110814A TW I463592 B TWI463592 B TW I463592B
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Hirofumi Minami
Kenji Ago
Takashi Asaishi
Toshio Koike
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Description

搬送裝置
本發明，係有關於搬送裝置之技術領域，特別是，本發明中之第1範疇者，係有關於具備死點脫離機構之搬送裝置，而第2範疇者，係為有關於例如在將半導體基板等在真空處理室內作搬入搬出等的情況時，用以將其搬送至特定之位置的搬送裝置。
 〈第1範疇之先前技術〉
為了搬送矽晶圓或玻璃基板等，係使用有搬送裝置，但是，係多有由於使用環境而使得動作範圍被限制的情況。例如，當在半導體製造裝置等之真空等的特殊環境下而使搬送裝置動作時，由於係必須在裝置內之被限制的空間中來進行動作，因此，搬送裝置必須設為旋轉半徑為小者。
又，當將被搬送物搬送至藉由閥而隔離的製程室等處的情況時，為了盡可能地抑制對製程室之環境所造成的影響，係有必要使搬送裝置本身成為不會對使用環境造成污染的清淨者，同時，亦有必要使搬送裝置之侵入至閥以及製程室中的部分盡可能地縮小。為滿足此些之要求，係有必要追求裝置或閥之面積的縮小，而係密切地關連於低成本化以及省空間化，因此，係為非常重要。
在用以搬送晶圓或玻璃基板等之搬送裝置中，例如， 係有日本特開2002－1345847或是日本特開平11－216691。
於圖7中，概略展示日本特開2002－134584，於圖8中，概略展示日本特開平11－216691。
若是藉由於特開2001－134584中所記載之搬送裝置500，則其構成，係具備有被固定安裝於第1驅動軸(於此係未圖示)處之第1連桿501、和被固定安裝於第2驅動軸(於此係未圖示)處之第2連桿502、和被連接於第1連桿501之另外一端的第3連桿503、和被連接於第2連桿502之另外一端的第4連桿504、和被可旋轉地安裝於第3連桿503以及第4連桿504處的基板保持部510。
第1連桿501、第2連桿502、第3連桿503以及第4連桿504之連桿長係為全部相同，第1驅動軸與第2驅動軸係被配設為同心狀，第3連桿503與基板保持部510之連結部和第4連桿504與基板保持部510之連結部亦係被配設為同心狀。
此搬送裝置500，係藉由將第1驅動軸與第2驅動軸同步而逆相位作旋轉，來從第1以及第2驅動軸，而沿著從將第1連桿501與第4連桿504的連結部和第2連桿502與第3連桿503的連結部相連結之直線所垂下的垂線(以下，稱為搬送線)來移動。
又，作為用以通過第1連桿501與第2連桿502之開角成為180∘的位置處之機構，係具備有用以將第1連桿501之旋轉動力傳達至第4連桿504處的動力傳達機構，動力傳達機構，係具備有：被固定在第1連桿501之驅動 軸處的第1齒輪511；和被固定在第1連桿504之其中一端部的第4齒輪514；和與第1齒輪511及第4齒輪514相咬合之第2齒輪512、第3齒輪513；以及連桿515。
若是藉由於特開平11－216691中所記載之搬送裝置600，則其構成，係具備有被固定安裝於第1驅動軸(未圖示)處之第1上腕601、和被固定安裝於第2驅動軸處之第2上腕602、和被連接於第1上腕601之另外一端的第1前腕611、和被連接於第2上腕602之另外一端的第2前腕612、和被可旋轉地安裝於第1前腕611以及第2前腕612處的第1手621以及第2手622、以及包含有誤差修正機構之基板保持部610。
第1上腕601與第2上腕602之連桿長，和第1前腕611以及第2前腕612之連桿長，係為相異，第1驅動軸與第2驅動軸係被配設為同心狀，第1前腕611之另外一端部，係可自由旋轉地連接於第1手621，第2前腕612之另外一端部，係可自由旋轉地連接於第1手622。又，作為將驅動軸之旋轉力傳達至第1、第2前腕611、612處的動力傳達機構，係使用有皮帶615。
此搬送裝置600，其第1上腕601與第2上腕602之連桿長，和第1前腕611以及第2前腕612之連桿長，係為相異，為了沿著搬送線而移動，係具備有：被連接於第1手621以及第2手622處之彈簧635、和被配設於第2手622處之線性軌道(linear rail)631、和被配設於基板保持部610處之線性導引部632。
若是藉由在上述特開2002－134584以及特開平11－216691中所記載之搬送裝置500、600，則第1驅動軸與第2驅動軸係被配設為同心狀，而具備有可將旋轉半徑縮小之優點。
然而，若是藉由上述特開2002－134584中所記載之搬送裝置500，則由於被連結於第1連桿501處之第3連桿503的另外一端部，和被連結於第2連桿502處之第4連桿504的另外一端部，係被配設為同心狀，因此，第2連桿502與第4連桿504間之結合部係成為非常厚之構造，當將其搭載於半導體製造裝置時，係有必要將閘閥等增大，而為不利。
若是藉由上述特開平11－216691中所記載之搬送裝置600，則由於第1前腕611與第1手621之結合部，以及第2前腕612與第2手622之結合部，係被偏位設置(offset)，因此，前腕與手之結合部係成為薄的構造，但是，其係搭載有由彈簧635以及線性導引部632所構成之誤差修正機構，構成構件係增加，在使構造成為複雜的同時，亦為高成本。又，由於從線性導引部632而來之塵埃或是被塗布在線性導引部632處之油膏(grease)所放出的氣體等，會使污染裝置環境之要因增加。
〈第2範疇之先前技術〉
近年來，關於半導體元件，係被要求有超細微化、高精確度化，在製造此種半導體元件之裝置中，係被要求 有：提昇生產率、縮小用以設置裝置之地板面積等。
因此，在以搬送室為中心，並在其周圍配置複數之處理室，而經由隔著閘閥來作連接而能夠在真空中將各種之基板處理一貫性地進行的多處理室裝置中，係被使用有用以從搬送室來對於各個之處理室而將基板自動地搬入、搬出的搬送裝置。
在搬送裝置中，係週知有臂型或蛙足(frog leg)型，例如，蛙足型之搬送裝置，係如同在圖14(a)~(c)中所模式展示一般的被構成。蛙足型之搬送裝置，係具備有：具備相互以相異之方向而作旋轉之一對的旋動軸101、102的基底103；和被分別連接於旋動軸101、102之各別的一端之一對的第1臂111、112；和其中一端係被可旋轉地結合於此些之第1臂111、112的各別之另外一端之一對的第2臂121、122；和被可旋轉地結合於此些之第2臂121、122之各別的另外一端之基板支持體104。
第1臂111、112，第2臂121、122，係分別具備有相同之臂長，藉由此些，而構成平行連桿機構。故而，藉由將旋動軸101、102相互以反方向來旋轉，第1臂111、112與第2臂121、122間所成之角度ω係變化，基板支持體104，係在圖中之上下方向作移動。藉由此，成為能夠將基板支持體104上之基板w搬送至任意之位置。另外，藉由使基底103在其軸心之周圍作旋轉，基板支持體104係在基底103之周圍作旋轉移動。又，在旋動 軸101、102中之任一方，係被連接有驅動馬達(驅動源)。
在此種構成之蛙足型的搬送裝置中，當相對於基底103而將基板w從圖14(a)中所示之前方位置而搬送至圖14(b)中所示之後方位置時，係有必要通過圖14(c)中所示之一對之第1臂111、112與一對之第2臂121、122成為相互平行(ω＝0)的位置。此圖14(c)中所示之臂位置，係對應於平行連桿機構之死點。於此，在先前技術之搬送裝置中，為了順暢地進行基板w之搬送，係在此死點位置處，設置有對於第2臂121、122而在移動方向上賦予驅動力之死點脫離機構。
圖15，係展示具備有如同上述一般之死點脫離機構的先前技術之搬送裝置105的構成(參考下述專利文獻1)。於圖15中，對於與圖14(a)~(c)相對應之部分，係附加相同之符號。另外，旋動軸101、102，係相互被配置於同軸上，並分別具備有獨立之驅動源，基板支持體104，係成為可將2枚之基板w同時作支持的構成。
圖示之先前技術的搬送裝置105，係具備有：被同心地固定於旋動軸102處之第1滑輪106；和被同心地固定於第1臂111與第2臂121間之連結部的第2滑輪107；和被架掛於此些之第1滑輪106與第2滑輪107間之皮帶108。藉由此構成，由於旋動軸102之旋轉力係經由皮帶108而直接傳達至第2臂121，因此，係成為能夠順暢地通過連桿之死點位置。
然而，在具備有圖15中所示之先前技術的死點脫離機構之搬送裝置105中，由於第2臂121係為恆常從旋動軸102而被賦予有旋轉力之構成，因此，第2臂121之旋轉角係恆常被旋動軸102所拘束，由於此原因，而有損及基板之搬送精確度的問題。
亦即是，第2臂121，由於係為與第1臂111之旋轉運動連動而作旋轉者，因此，在基板w之搬送過程中，除了第1臂111之旋轉角之外，旋轉軸102之旋動量係亦被直接作傳達。
若是安裝姿勢控制裝置，來相對於將一對之第2臂和被結合於前述第2臂處之基板支持體104的結合位置間作連接之線，而將該線與右腕之第1臂121所成之角度和該線與左腕之第2臂122所成之角度設為相等，則姿勢控制裝置，係以維持該狀態的方式而被構成，其結果，就算是基板支持體104移動，基板支持體104之相對於一對之旋動軸101、102的姿勢亦係成為一定。
當第1臂111、112之長度和第2臂121、122之長度相異時，在死點位置以外處，若是一對之旋動軸101、102相對旋轉，則相對於將一對之第2臂121、122之對於第1臂111、112的旋轉中心q1、q2作連結的線，第1臂111、112所成之角度ω 1，與第2臂121、122所成之角度ω 2，係成為相異之大小。
於此情況時，若是在死點以外之場所，第1臂112與第2臂121(又或是第1臂111與第2臂122)亦藉由死 點脫離機構而被連結，而使旋轉角度相互被影響，則在與姿勢控制裝置之控制相反的角度處，第1、第2臂111、112、121、122係成為無法旋轉。
當如圖15所示一般而將驅動軸設為同心，將手部設為相互分離的情況時，就算是第1臂與第2臂之長度為相同，亦無法通過死點。如同在特開平9－283599中所示一般，藉由將第2滑輪107設為使ω 1與ω 2成為相同大小之形狀，雖然能夠成為在任何位置處均不會與姿勢控制裝置之控制相矛盾，而能夠進行動作，但是，第2臂121係成為過度被拘束，由於此原因，在基板搬送時會產生振動，而有損及基板之直線前進性的情形。
另外，作為第1範疇之先前技術，係列舉專利文獻1、2，又，作為第2範疇之先前技術，係列舉專利文獻3。
[專利文獻1]日本特開2002－134584號公報 [專利文獻2]日本特開平11－216691號公報 [專利文獻3]日本特開平9－283588號公報
在本發明中，第1範疇，係以提供一種具備小型且不會污染裝置環境之死點脫離機構的搬送裝置為課題，第2範疇，係為了解決上述課題，而以提供一種能夠順暢地通過死點且可以防止對第2臂之過度拘束的搬送裝置為課 題。
為了解決上述課題，本發明中之第1範疇的發明，係為一種搬送裝置，係具備有：第1、第2旋轉軸，係以相同之驅動旋轉軸線為中心而可旋轉地被構成；和第1、第2可動連桿，其根元部分係被固定於前述第1、第2旋轉軸處，並經由前述第1、第2旋轉軸而分別作旋轉；和第1、第2主旋轉軸線，係被配置在前述第1、第2可動連桿之前端部份；和第1、第2連動連桿，其根元部分，係以前述第1、第2主旋轉軸線為中心，而被可旋轉移動地安裝於前述第1、第2可動連桿處；和第1、第2輔助旋轉軸線，係被配置於前述第1、第2連動連桿之前端部份，並相互分離；和手部，係在前述第1、第2連動連桿之前端部份，以前述第1、第2輔助旋轉軸線為中心，而可旋轉移動地被安裝；和姿勢控制裝置，係使前述第1、第2連動連桿之相對於連結前述第1、第2輔助旋轉軸線而構成軸間距離之線的角度相互成為相等，前述手部，係被構成為經由前述姿勢控制裝置，而使相同之部分朝向前述第1、第2主旋轉軸線來移動，從前述第1主旋轉軸線起而通過前述驅動旋轉軸線，並到達前述第2主旋轉軸線為止之距離，和從前述第1主旋轉軸線起而依序通過前述第1輔助旋轉軸線與前述第2輔助旋轉軸線，並到達前述第2主旋轉軸線為止之距離，係被設為相等，前述驅動旋轉軸線、和前述第1、第2主旋轉軸線、以及前述第1、第2輔助軸線，係被作平行配置，該搬送裝置，並具備 有：死點脫離機構，其係從前述手部為位置在前述第1、第2可動連桿間之角度與前述第1、第2連動連桿間之角度的兩者均成為180的死點之狀態起，而使前述手部從前述死點之位置朝向特定方向移動，該搬送裝置之特徵為：前述死點脫離機構，係具備有：第1嵌合構件，係經由前述第1旋轉軸又或是第2旋轉軸而作旋轉；和第2嵌合構件，係當前述手部位置於前述死點時，與前述第1嵌合構件相嵌合，並藉由前述第1嵌合構件之旋轉力而被旋轉；和傳達機構，係將前述第2嵌合構件之旋轉力傳達至前述第2連動連桿處，並使前述第2連動連桿，在與前述第1可動連桿之旋轉方向為相同之方向上作旋轉，前述第1、第2嵌合構件，係在從前述死點位置而張開-16度以上+16度以下的範圍內而嵌合，藉由前述第1、第2嵌合構件之嵌合的解除，前述第1嵌合構件之旋轉力的對前述第2連動連桿之傳達，係被解除。
又，第1範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述第1、第2嵌合構件之其中一方，係具備有突起，另外一方，係具備有凹陷，並被構成為當前述手部位置於前述死點時，使前述突起與前述凹陷相嵌合。
又，第1範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述姿勢控制裝置，係具備有以前述第1、第2輔助旋轉軸線為中心而旋轉之第1、第2旋轉構件，前述第1、第2旋轉構件，係被構成為相互以同角度而反方向地旋轉。
又，第1範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述第1、第2旋轉構件，係為相對於前述第1、第2連動連桿而分別被固定之齒輪，前述齒輪係彼此相互咬合。
又，第1範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述第1、第2旋轉構件，係為相對於前述第1、第2連動連桿而分別被固定之滑輪，前述第1、第2旋轉構件間係相互分離，而皮帶又或是鍊條係被架掛為「8」字型。
本發明中之第2範疇的發明，係為一種搬送裝置，係具備有：一對之旋動軸，其至少其中一方係被連接於驅動源，且係相離開地被配置；和一對之第1臂，其一端係被連接於此些之一對的旋動軸；和一對之第2臂，其係被可旋轉地結合於此些之一對的第1臂之各別的另外一端；和基板支持體，係可旋轉地結合於此些之一對的第2臂之各別的另外一端，該搬送裝置，其特徵為：前述一對之第1臂彼此間的軸距係被設為相等，前述一對之第2臂彼此間的軸距係被設為相等，前述第1臂之軸距，與前述第2臂之軸距，係被設為相異之大小，前述基板支持體與前述一對之第2臂之相結合的結合位置間之距離，係被設為一定，並具備有：姿勢控制裝置，係將前述一對之第2臂的相對於連結前述結合位置間之線的角度，維持在相等之狀態；和死點脫離機構，係僅在通過前述第1臂與前述第2臂相互成為平行之死點位置時，對前述第2臂賦予旋轉力，前述死點脫離機構，係具備有：與前述旋動軸相連結之旋轉驅動部；和被設置在前述第2臂又或是前述基板支持體處，當前述基板支持體通過前述死點位置時，與前述旋轉驅動部相嵌合之嵌合部，前述旋轉驅動部，係具備有：被與前述旋動軸同心地設置之固定齒輪；和被軸支持於前述第1臂之一端近旁，並與前述固定齒輪相咬合之第1 旋轉齒輪；和被軸支持於前述第1臂之另外一端近旁的第2旋轉齒輪；和將前述第1旋轉齒輪之旋轉力傳達至前述第2旋轉齒輪處之旋轉力傳達構件，前述嵌合部，係被固定在前述第1臂與前述第2臂間之結合軸，並於外周部而部分性地具備有可與前述第2旋轉齒輪相嵌合之嵌合齒。
又，第2範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述旋轉驅動部，係具備有將前述旋動軸之旋轉軸線變換為與其直交之方向的驅動軸變換部；和在被變換之旋轉軸線的周圍作旋轉之旋轉齒輪，前述嵌合部，係為可與被設置在前述基板支持部之下方側的前述旋轉齒輪相嵌合之平齒輪。
又，第1範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述第1、第2嵌合構件，係為齒輪，並具備有2枚以上之齒。
又，第2範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述嵌合齒，係以將死點位置作為中心並在-16度以上+16度以下之範圍內而嵌合的方式而被形成。
又，第1範疇之本發明，係為一種搬送裝置，其中，前述第1、第2嵌合構件，係為具備有2個以上之齒的齒輪，當前述手部位置在前述死點處時，前述齒輪係成為相咬合。
本發明，係如同上述一般而被構成，在第1範疇之發明中，藉由死點脫離機構，基板保持部係能夠使手部順暢地通過第1、第2連動連桿間之開角成為180°的死點位置。
又，在第1範疇之本發明的死點脫離機構中，第1、 第2嵌合構件，係僅在第1、第2可動連桿間之開角θ為180∘－θ0 ≦θ≦180∘＋θ0 之範圍間作嵌合並傳達旋轉力，而若是超過上述範圍，則嵌合係被解除，第2連動連桿與第1連動連桿之旋轉運動係成為無關連。
第1、第2嵌合構件之嵌合被維持的角度，係為2×θ0 。第1、第2嵌合構件，理想上，係以使θ0 成為0∘的方式來形成。
第1、第2輔助旋轉軸線，係相離開有一定之距離D，第1、第2可動連桿之軸距與第1、第2連動連桿之軸距，係相差有第1、第2輔助旋轉軸線間之軸距的一半長度D/2。故而，當第1、第2旋轉軸旋轉後之以第1、第2可動連桿的驅動旋轉軸線為中心的旋轉角度θ 1，和第1、第2連動連桿之以第1、第2主旋轉軸線為中心的旋轉角度θ 2，係僅當手部位置在死點時成為相等(θ 1＝θ 2＝0∘)，而當位置於死點以外處時，係成為相異之大小。
在第1又或是第2可動連桿、和第1又或是第2連動連桿處，係分別設置有僅旋轉與各連桿之旋轉角度相同大小之角度的齒輪，當將齒輪間藉由連桿機構或是輔助齒輪來作結合時，於死點位置以外，齒輪係成為不會旋轉。
在第1範疇之本發明中，手部在包含有死點位置而齒輪能夠以略同角度而旋轉之範圍(若是以第1、第2可動連桿間之角度θ來表示，而將第1、第2嵌合構件之嵌合能被維持的角度範圍設為－θ0 ~＋θ0 ，則係為180∘ －θ0 ≦θ≦180∘＋θ0 之範圍)內，第1、第2嵌合部係嵌合，第1又或是第2旋轉軸之旋轉力係成為被傳達至第1、第2連動連桿處，而若是超過該範圍，被設置於第1又或第2可動連桿處之齒輪之旋轉角度的差異變大，則嵌合係被解除，被設置在第1又或是第2可動連桿處之齒輪，和被設置在第1又或是第2連動連桿處之齒輪，係相互成為無關連，而能夠以相異之角度來旋轉。
另一方面，在第2範疇之本發明的搬送裝置中，由於係具備有僅在通過第1臂與第2臂成為相互平行之死點位置時，才對第2臂賦予旋轉力之死點脫離機構，因此，在能夠使死點位置之通過順暢地進行的同時，亦防止對第2臂之過度拘束，而成為能夠達成基板之安定的直線前進性與搬送精確度之提昇。
如圖16(a)、(b)所示一般，在第2範疇之本發明的搬送裝置中，一對之第1臂111、112之長度係被設成互為相等，該值，係藉由旋動軸101、102之旋轉中心p1、p2和第2臂121、122之相對於第1臂111、112的旋轉中心q1、q2間之距離，亦即是第1臂111、112之軸距a1、a2來作表示。a1＝a2。
又，一對之第2臂121、122之長度係被設成互為相等，該值，係藉由第2臂121、122之相對於第1臂121、121的旋轉中心q1、q2和基板支持體104之相對於第2臂121、122的旋轉中心s1、s2間之距離，亦即是第2臂121、122之軸距b1、b2來作表示。b1＝b2。
當第1臂111、112張開為180∘時，第2臂121、122所成之角度亦成為180∘，第2臂121、122，係在第1臂111、112所並排之直線上並排，並成為相互平行。
一對之旋動軸101、102的旋轉中心p1、p2間的距離e，若是與基板支持體104之相對於第2臂121、122的旋轉中心s1、s2間之距離d為相等(e＝d)，則係成為a1＝a2＝b1＝b2，若是不相等(e≠d)，則係成為a1＝a2≠b1＝b2。
對於連結一對之第2臂121、122的相對於第1臂111、112之旋轉中心q1、q2的線(又或是，與該線平行之連結一對之旋動軸101、102的旋轉中心p1、p2彼此之線)，若是將第1臂111、112與該線所成之角度藉由符號ω 1來表示，將第2臂121、122與該線所成之角度藉由符號ω 2來表示，則當第1臂111、112和第2臂121、122之長度為相等時(a1＝a2＝b1＝b2)，係成為ω 1＝ω 2。
另一方面，當第1臂111、112之長度和第2臂121、122之長度為不相等時(a1＝a2≠b1＝b2)，則除了第1臂111、112以及第2臂121、122係開啟為180∘之角度的死點位置以外，係成為ω 1≠ω 2。
當死點脫離機構，將旋動軸101、102之至少其中一者的旋轉力傳達至一對之第2臂121、122的至少其中一者，而從死點位置脫離的情況時，第1臂111、112以及第2臂121、122，若是在除了以180∘之角度而展開之死 點位置以外的場所，亦被傳達有旋轉力，則當ω 1≠ω 2時，從二個方向而傳達至第2臂121、122之旋轉力係會矛盾，而連桿機構係成為無法動作。故而，當ω 1≠ω 2的情況時，在死點位置以外之場所，將旋轉力之傳達解除的必要性係為大。
另外，圖16(a)之搬送裝置的姿勢控制裝置，係具備有基板支持體104之以相對於第2臂121、122之旋轉中心s1、s2為中心而被設置的齒輪構件133、134，此齒輪構件133、134，係對於一對之第2臂121、122而被固定，並相互咬合。
第2範疇之本發明的搬送裝置，係亦可替換齒輪構件133、134，而如圖16(b)所示一般，藉由對於第2臂121、122而被固定之滑輪143、144、和在滑輪143、144之間而被架掛為「8」字型之皮帶(又或是鍊條)來構成。
在第1範疇之本發明中，死點脫離機構係為簡單的構造且厚度為薄。又，由於能夠使手部20之連結部變薄，因此，能夠使將臂部作插入之閘閥的開口變小。其結果，搬送室內之塵埃係變的難以侵入至處理室內。
在第1範疇之本發明中，由於其第1、第2旋轉軸係被配置為同心狀，因此，裝置之設置面積係為小，又，由於旋轉半徑係為小，因此能夠將配置此搬送機器人之搬送 室縮小。
又，在第1範疇之本發明中，由於第1、第2連動連桿與手部係被作偏位配設，因此，能夠使結合部變薄，而為省空間以及低成本。
又，在180∘±θ0 之範圍以外的位置，由於係沒有死點脫離機構所致之拘束，因此，係能夠進行順暢的動作，而能夠減少齒輪之滑動抵抗或是磨耗粉的產生等。又，由於係並不需要彈簧或是線性導引部，因此塵埃係更進而減少。
第2範疇之本發明的搬送裝置，由於係具備有僅在通過第1臂與第2臂成為相互平行之死點位置時，才對第2臂賦予旋轉力之死點脫離機構，因此，在能夠使死點位置之通過順暢地進行的同時，亦防止對第2臂之過度拘束，而成為能夠達成基板之安定的直線前進性與搬送精確度之提昇。
 〈第1範疇之發明的最佳形態〉
圖1，係展示身為本發明中之第1範疇發明的第1、第2例之搬送機器人(搬送裝置)1、2的側面圖，圖2(a)係為第1例之搬送機器人1的平面圖，同圖(b)係為展示第2例之搬送機器人2的平面圖，對相同構件，係附加相同之符號並作說明。
此搬送機器人1、2，係具備有第1、第2旋轉軸 11、12；和臂部15。
第1、第2旋轉軸11、12，其中一方係成為內筒，另外一方係成為外筒，內筒側係被配置在外筒側之內部。第1、第2旋轉軸11、12，係分別被連接於馬達(未圖示)，並被構成為藉由該馬達，而能夠以被鉛直配置之相同的驅動旋轉軸線為中心，來分別獨立地旋轉。
圖3，係為展示第1、第2例之搬送機器人1、2的旋轉軸線與軸距之說明圖，符號P，係表示驅動旋轉軸線。
臂部15，係具備有第1、第2可動連桿21、22，和第1、第2連動連桿25、26，和手部20。
第1、第2可動連桿21、22，和第1、第2連動連桿25、26，係為細長板狀，手部20，係為接近正方形之長方形形狀之板，於其前端，係被安裝有用以載置搬送對象之基板保持部(未圖示)。
第1、第2可動連桿21、22，係在延伸於與驅動旋轉軸線P相垂直之方向(於此，係為水平方向)的狀態下，將該根元部分分別固定於第1、第2旋轉軸11、12處，若是第1、第2旋轉軸11、12旋轉，則第1、第2可動連桿21、22，係被構成為以驅動旋轉軸線P為中心，而分別與第1、第2旋轉軸11、12在同一方向上旋轉第1、第2旋轉軸之旋轉角度。
在第1、第2可動連桿21、22之前端，和第1、第2連動連桿25、26之根元部分處，係分別被形成有孔45、46，第1、第2可動連桿21、22之前端，和第1、第2連 動連桿25、26之根元部分，係以使孔45、46成為通連的方式而被重疊，第1、第2連動連桿25、26，係經由被插通於孔45、46內之第1、第2主軸構件31、21，而分別被可旋動地安裝於第1、第2可動連桿21、22處。
故而，第1、第2可動連桿21、212與第1、第2連動連桿25、26之連結點，係位置在身為第1、第2主軸構件31、32之中心軸線的第1、第2主旋轉軸線上，第1、第2連動連桿25、26，係被構成為能夠以第1、第2主旋轉軸線為中心而旋動。圖3之符號Q1、Q2，係展示第1、第2主旋轉軸線。
第1、第2主旋轉軸線Q1、Q2，係相對於驅動旋轉軸線P而為平行，第1、第2連動連桿25、26，係在對於第1、第2主旋轉軸線Q1、Q2而為垂直的方向上作延伸，故而，第1、第2連動連桿25、26，係在垂直於第1、第2主旋轉軸線Q1、Q2的平面內作旋動。
又，在第1、第2連動連桿25、26之前端和手部20之左右兩端位置處，係被形成有孔47、48。
第1、第2連動連桿25、26與手部20，係在使第1、第2連動連桿25、26之前端的孔47、48與手部20之其中一端與另外一端之孔47、48分別通連的狀態下而被重合，並經由被插通於孔47、48內之第1、第2輔助軸構件35、36而被連結，手部20，係對於第1、第2連動連桿25、26，以身為第1、第2輔助軸構件35、36之中心軸線的第1、第2 輔助旋轉軸線為中心，而成為可旋動。圖3之符號S1、S2，係分別展示第1、第2輔助旋轉軸線。
故而，第1連動連桿25與第2連動連桿26，其前端部分係藉由手部20而被連結。
第1、第2輔助旋轉軸線S1、S2，係相對於驅動旋轉軸線而為平行，手部20，係對於第1、第2輔助旋轉軸線S1、S2而被垂直配置。
在第1、第2連動連桿25、26和手部20之間，係被安裝有姿勢控制裝置40。
姿勢控制裝置40，係藉由對於第1、第2連動連桿25、26而分別被固定，並相互咬合之第1、第2規制齒輪41、42所構成。第1、第2規制齒輪41、42，其旋轉中心係被配置在第1、第2輔助旋轉軸線S1、S2上，第1、第2規制齒輪41、42，係被構成為能夠與第1、第2連動連桿25、26之旋動一同地，而以第1、第2輔助旋轉軸線S1、S2為中心來作旋動。
圖3之符號A1、A2，係分別展示驅動旋轉軸線P與第1、第2主旋轉軸線Q1、Q2間的距離(軸距)，軸距A1、A2，係分別為第1、第2可動連桿21、22之長度。
又，同圖之符號B1、B2，係分別展示第1主旋轉軸線Q1與第1輔助旋轉軸線S1間之距離(軸距)、和第2主旋轉軸線Q2與第2輔助旋轉軸線S2間的距離(軸距)，軸距B1、B2，係分別為第1、第2連動連桿25、26之長度。
又，同圖之符號R1、R2，係為第1、第2規制齒輪41、42之半徑，第1、第2規制齒輪41、42係相互咬合，第1、第2規制齒輪41、42之半徑R1、R2的合計值，係成為第1、第2輔助旋轉軸線間之距離(軸距)D(D＝R1＋R2)。
在本發明中，第1、第2規制齒輪41、42的半徑R1、R2之值係為相等，而分別為第1、第2輔助旋轉軸線S1、S2間之軸距D的一半之值(R1＝R2＝D/2)。
又，在本發明中，第1、第2可動連桿21、22的長度A1、A2之值係為相等(A1＝A2)，而第1、第2連動連桿25、26之長度B1、B2彼此亦為相等(B1＝B2)。
若是將第1、第2可動連桿21、22所成之角度以符號θ來表示，則當θ＝180∘時，第1、第2可動連桿21、22之軸距A1、A2，係形成並排為一直線，且兩端為位置於第1、第2主旋轉軸線Q1、Q2處之線。
第1連動連桿25之軸距B1，和第1、第2輔助旋轉軸線S1、S2間之軸距D，和第2連動連桿26之軸距B2，由於係亦形成同樣的線，因此，A1＋A2＝B1＋D＋B2(A1＝A2，B1＝B2)。由於D>0，因此係為B1＝B2<A1＝A2。
當軸距具備有A1＝A2，B1＝B2的關係時，連結第1、第2規制齒輪41、42之旋轉中心的線，係能夠設為相對於與第1、第2主旋轉軸線Q1、Q2垂直交叉之直線而成平行。
第1、第2規制齒輪41、42，係在該狀態下相互咬合，連結第1、第2規制齒輪41、42之旋轉中心的線與第1連動連桿25所成之角度，和前述線與第2連動連桿26所成之角度，係為相等，又，第1可動連桿21與第2連動連桿25所成之角度，和第2可動連桿與第2連動連桿26所成之角度，係成為相等。
當第1、第2旋轉軸11、12旋轉，而第1、第2可動連桿21、22所成之角度有所變化時，由於第1、第2規制齒輪41、42，係相互以反方向而作相同角度之旋轉，而連結第1、第2規制齒輪41、42之旋轉中心的線與第1連動連桿25所成之角度，和前述線與第2連動連桿26所成之角度，係被維持為相等之狀態，因此，在第1、第2旋轉軸11、12處，係面向有手部20之相同的部分，第1、第2規制齒輪41、42之接點，係位在將第1、第2可動連桿21、22所成之角度作二分的直線之上。
當第1、第2可動連桿21、22所成之角度為180∘時，第1、第2規制齒輪41、42之接點，係位置在驅動旋轉軸線P上。此狀態，係為手部20位置在死點上之狀態。
若是從該狀態，而第1、第2旋轉軸11、12旋轉，第1、第2可動連桿21、22朝向關閉之方向作移動，則手部20係能夠在第1、第2可動連桿21、22成為關閉之方向，或是與其之相反側的兩方向上作移動，由於僅藉由第1、第2旋轉軸之旋轉，係無法決定手 部20為朝何者之方向移動，因此，當朝向使第1、第2可動連桿21、22關閉之方向為相反的方向而移動時，臂部15係成為不會伸長。
在本發明中，第1又或是第2可動連桿21、22與第2連動連桿26之間，係被設置有死點脫離機構50，當第1、第2可動連桿21、22從180∘而關閉時，藉由死點脫離機構50，而以使手部20朝向與第1、第2可動連桿21、22關閉之方向相同的方向而移動的方式，來使第1又或是第2連動連桿25、26旋轉。
若是對死點脫離機構50作說明，則該死點脫離機構50，係具備有：被安裝於第1可動連桿21處之驅動圓盤51，和鄰接於該驅動圓盤51，而被安裝於第2可動連桿22處之連動圓盤52。
驅動圓盤51，其中心係被配置在驅動旋轉軸線P上，並對於第1旋轉軸11以及第1可動連桿21而被固定，故而，若是第1可動連桿21旋轉，則驅動圓盤51，係被構成為以驅動旋轉軸線P作為中心，而在與第1可動連桿21相同之方向上作相同角度之旋轉。
連動圓盤52，其旋轉中心係被可旋轉地安裝於第2可動連桿22處，並被構成為以旋轉中心相對於第2可動連桿22而為靜止的狀態下作旋轉。
如同圖5(a)、(b)所示一般，在驅動圓盤51與連動圓盤52之圓周側面，係分別被設置有第1、第2嵌合構件55、56。
第1、第2嵌合構件55、56，其一方係為突起，另外一方係為凹陷(在圖5(a)、(b)中，第1嵌合構件55係為突起，第2嵌合構件56係為凹陷)，第1、第2嵌合構件55、56之相對性的位置關係，係當第1、第2可動連桿21之角度成為180∘時，亦即是，當手部20位置於死點時，則相互嵌合(突部插入至凹陷內)。圖5(a)，係為展示第1、第2嵌合構件55、56相嵌合的狀態。
當第1、第2旋轉軸11、12相對性地旋轉，第1、第2可動連桿55、56之間的角度從180∘之狀態而朝向關閉之方向旋轉時，連動圓盤52之旋轉中心，係以驅動旋轉軸線P為中心而做圓運動，而驅動圓盤51與連動圓盤52係朝向相接之位置作移動。
此時，第2嵌合構件56，一直到嵌合被解除為止，係從驅動圓盤51之第1嵌合部55而受到旋轉力，而以與第1可動連桿21之相對於第2可動連桿22的旋轉為同角度而相反方向來作旋轉。圖5(b)，係為展示嵌合被解除的狀態。
連動圓盤52，在圓周側面之以第2嵌合構件56為中心的半圓周之範圍內，係並未設置有第2嵌合構件56以外之突起或是凹陷，而在第2嵌合構件56之相反側的半圓周(中心角180∘)之範圍內係被設置有齒輪之齒57。
在第2連動連桿26處，係被設置有以第2主旋轉軸線Q2為中心而旋轉之連動齒輪53。
在連動圓盤52與連動齒輪53之間，係被配置有傳達機構65，並構成為：若是第1嵌合構件55使第2嵌合構件56旋轉，則係經由和傳達機構65內部之連動圓盤52的齒57相咬合之構件與和連動齒輪53相咬合之構件，來將第2嵌合構件56之旋轉力，傳達至連動齒輪53處並使其旋轉。
於此，傳達機構65，係具備有：與連動圓盤52之齒57相咬合之第1傳達齒輪66；和與第1傳達齒輪66以及連動齒輪53之兩者相咬合的第2傳達齒輪67，連動圓盤52之齒57與連動齒輪53之間係被相互連結，驅動圓盤51之旋轉，係經由連動圓盤52和第1、第2傳達齒輪66、67而被變換，連動齒輪53，係被構成為與第1可動連桿21而在相同之方向上作旋轉。
第1傳達齒輪66，係為較連動圓盤52為更小半徑，當第2連動連桿26旋轉了最大±90∘的情況時，第1傳達齒輪66，係成為與連動圓盤52之半圓周以下的範圍相接觸。
亦可代替第1傳達齒輪66，而如圖2(b)所示一般，將咬合於連動齒輪53之第2傳達齒輪67，變更為可旋動地被設置在連動圓盤52之外周附近與第2傳達齒輪67之外周附近的棒68，並使經由棒68而相結合之連動圓盤52與第2傳達齒輪67，作同方向且同角度之旋轉。此時，連動圓盤52之齒57係成為不必要。
連動齒輪53之旋轉力方向，係與第1可動連桿21之 相對於第2可動連桿22的旋轉方向為同方向。例如，當第1可動連桿21相對於第2可動連桿22而以順時針方向旋轉時，連動齒輪53係在順時針方向旋轉；而當第1可動連桿21相對於第2可動連桿22而以逆時針方向旋轉時，連動齒輪53係在逆時針方向旋轉。
其結果，手部20，係成為朝向第1、第2可動連桿21、22關閉之方向作移動，臂部15係成為伸長，而能夠防止就算是第1、第2可動連桿21、22成為關閉，手部20亦成為維持在靜止於死點位置處的狀態之脫離失敗。
第1、第2可動連桿21、22之長度，和第1、第2連動連桿25、26之長度，由於係為相異，因此，當第1、第2可動連桿21、22間之角度為180∘以外的情況時，若是第1、第2旋轉軸11、12相對性旋轉，而第1、第2可動連桿21、22分別旋轉θ1 ，則第1、第2連動連桿25、26以及連動齒輪53，係在主旋轉軸之周圍，旋轉與θ1 為相異大小的角度θ2 (θ 2>θ 1)。此旋轉力，由於連動齒輪53與連動圓盤係經由該些之齒57以及傳達機構65而被連結，因此，連動齒輪53之旋轉力係被傳達至連動圓盤52處。
故而，在連動圓盤52處，當θ＝180∘時，係經由第1、第2嵌合構件55、56，而被施加有使其進行因應於第1、第2可動連桿21、22之旋轉角度θ1 的角度之旋轉的旋轉力，當θ≠180∘時，係經由連動齒輪53並藉由傳達機構65，而被施加有使其進行因應於第1、第2連動連桿 25、26之旋轉角度θ2 的角度之旋轉的旋轉力。
第1、第2嵌合構件55、56，若是僅在第1、第2可動連桿21、22間之開角θ為180－θ_0 ≦θ≦180＋θ_0 之範圍間作嵌合，則在該範圍之除了θ＝180∘以外處，連動圓盤52，係從第1嵌合構件55與傳達機構65之兩者處，而接受有雖為相同方向卻為相異角度之旋轉力。理想上，雖係以設為θ0 ＝0∘為佳，但是，由於使其成為θ0 ＝0∘之嵌合構件的製作係為困難，因此為了在θ＝180∘之位置處能夠確實地將動力作傳達，在本發明中，係以使θ0 成為16∘以下之方式，而形成第1、第2嵌合構件55、56，在本發明中，係經由第1、第2嵌合構件間之間隙，或是傳達機構65內部之間隙等，而吸收角度差，以使得第1、第2嵌合構件55、56或齒57不會被破壞。
第1、第2可動連桿21、22之角度θ，當在0∘以上未滿180∘－θ0 ，又或是在超過180∘＋θ0 而360∘以下的角度範圍時，第1、第2嵌合構件55、56之嵌合係被解除，而第2嵌合構件56，係成為不會從第1嵌合構件55受到力量。
在此狀態下，連動圓盤52，係從連動齒輪53，而以藉由傳達機構65所傳達之旋轉力來作旋轉。該旋轉，係為與第1連動連桿25之旋轉角度為同方向同角度(與第2連動連桿26之旋轉角度為相反方向同角度)。
另一方面，驅動圓盤51，係作與第1可動連桿21之旋轉為同方向同角度的旋轉(與第2可動連桿22之旋轉 為反方向同角度之旋轉)，其結果，位在第1、第2嵌合構件55、56並不相互嵌合之位置的第1、第2可動連桿21、22，當回到其間之角度成為打開180∘之位置時，第1、第2嵌合構件55、56係成為再度嵌合。
另外，在上述實施例中，雖係將第1、第2嵌合構件55、56構成為突起與凹陷，但是，亦可如圖6所示一般，在第1、第2嵌合構件75、76中，將其中一方構成為齒輪，將另外一方構成為與齒輪之一部分作嵌合的突起或凹陷。
又，上述姿勢控制裝置40，雖係設為將第1、第2輔助旋轉軸線s1、s2作為旋轉中心，並相互咬合的同半徑之齒輪，但是，亦可如圖4一般，構成為將較第1、第2輔助旋轉軸線s1、s2間的軸距為更小之第1、第2輔助圓盤(滑輪)71、72對於第1、第2連動連桿25、26而作固定，並藉由以「8」字型而交叉架掛之皮帶73(當第1、第2輔助圓盤71、72具備有鍊輪時，係為鍊條)來作連結之姿勢控制裝置70。
第1、第2輔助圓盤71、72，係分別以第1、第2輔助旋轉軸線S1、S2為中心，而與第1、第2連動連桿25、26作同角度同方向之旋轉。
另外，上述第1、第2可動連桿21、22，和第1、第2連動連桿25、26，雖係被設為細長板狀，且表面被配置為水平，並成為能夠通過狹小之閘閥，但是，係亦可為棒狀構件。
本發明之搬送裝置1、2，為了使用於半導體製造裝置等之在真空中進行處理的裝置中，係有必要保持裝置側之真空狀態，因此，由於係將驅動源配設在大氣測，故成為需要將被配設在大氣側之驅動源的旋轉力傳達至真空側之第1、第2旋轉軸11、12處的由旋轉密封構件所成之旋轉導入機構。
在本發明中，係在第1、第2旋轉軸11、12與殼體之間，配設有旋轉導入機構。可將身為接觸式之旋轉密封構件的樹脂製密封構件與O型環密封構件作組合來構成之，亦可因應於所要求之裝置側的壓力，來增加真空密封構件的個數。又，亦可進行中間排氣，亦可使用磁性流體密封構件等之其他的旋轉導入機構。
又，在上述實施例中，為了產生施加於第2連動連桿26處之旋轉力，雖係將以驅動旋轉軸線P為中心之驅動圓盤51固定於第1可動連桿21處，但是，當在腕部伸長而脫離死點時至少使第2可動連桿22作旋動的情況時，為了產生施加於第2連動連桿26處之旋轉力，係亦可將以驅動旋轉軸線P為中心之驅動圓盤51對於真空槽而作固定，並在該驅動圓盤51和被可旋轉地設置於第2可動連桿22處之上述連動圓盤52處，配置第1、第2嵌合構件55、56。
〈第2範疇之發明的最佳形態〉
以下，在本發明中，針對第2範疇之發明的各實施形 態，參考圖面並作說明。本實施形態之搬送裝置，係適用於在未圖示之於真空搬送室之周圍配置複數之真空處理室的多處理室裝置中，被設置在該真空搬送室內，並在包含有裝載/卸載室之複數的真空處理室間將基板作自動搬送的搬送裝置中。
[第1實施形態]
圖9，係為展示第2範疇之本發明的第1實施形態所致之搬送裝置110的構成。
本實施形態之搬送裝置110，係具備有：具備相互以相異之方向而作旋轉之一對的旋轉軸101、102的基底103；和被分別連接於旋轉軸101、102之各別的一端之一對的第1臂111、112；和其中一端係經由臂結合軸113、114而被可旋轉地結合於此些之第1臂111、112的各別之另外一端之一對的第2臂121、122；和被可旋轉地結合於此些之第2臂121、122之各別的另外一端之基板支持體104。
第1臂111、112，第2臂121、122，係分別具備有相同之臂長，藉由此些，而構成平行連桿機構。故而，藉由將旋轉軸101、102相互以反方向來旋轉，第1臂111、112與第2臂121、122間所成之角度ω係變化，基板支持體104，係在圖中之上下方向作移動。藉由此，成為能夠將基板支持體104上之基板w搬送至任意之位置。另外，基底103，係被構成為與旋動軸101、102而 共同地在其軸心o之周圍作旋轉，藉由使基底103旋轉，基板支持體104係在基底103之周圍作旋轉移動。
在本實施形態中，在將第2臂121、122之各別的另外一端與基板支持體104作結合的結合軸131、132之周圍，係分別被固定有齒輪構件133、134。此些之齒輪構件133、134，係藉由設為可相互咬合並相互以反方向作旋轉，而構成在第2臂121、122之旋轉動作時，將基板支持體104之姿勢保持為一定的姿勢保持機構。
另外，在旋動軸101、102處，係可於兩方連結驅動馬達等之驅動源(省略圖示)，並使其分別獨立地作旋轉，亦可連接於其中之一方，並使另外一方之旋轉軸的旋轉靜止。
另外，雖然就算是將旋動軸101、102配置於同一軸心上，亦可構成搬送裝置，但是，此情況時，如圖15所示一般，係成為例如將其中一方之旋動軸101配置在內周側，並將另外一方之旋動軸102配置於外周側。
此情況時，此些之旋動軸101、102，係兩者均被連接於驅動源，並藉由使旋動軸101、102相對性地以反方向作旋轉，來使基板支持體104在前後方向上移動，當相互於相同方向作旋轉時，則基板支持體104係成為進行旋轉移動。
又，基板支持體104，在圖之例中，雖係成為可載置一枚之基板的構成，但是，亦可如圖15所示一般，設為可載置2枚之基板的構成。又，基板支持體104之形狀， 係並不限於圖示之例，而亦可設為叉形狀等，而作適宜的變更。作為基板w，係可適用未處理或者是已處理之基板、玻璃基板等。
在此種蛙足型的搬送裝置110中，當相對於基底103而將基板w從圖示之前方位置(於圖中之上方位置)而搬送至後方位置(於圖中之下方位置)時，係有必要通過一對之第1臂111、112與一對之第2臂121、122成為相互平行(ω＝0∘)的死點位置。於此，為了順暢地通過此死點位置，在本實施形態之搬送裝置110中，係被設置有後述之死點脫離機構115。
圖10以及圖11，係展示死點脫離機構115之構成。於此，圖10係為搬送裝置110之重要部分截斷側面圖，圖11係為對死點脫離機構115之作用作說明的重要部位平面圖。
在本實施形態中，死點脫離機構115，係被構成為僅在通過一對之第1臂111、112與一對之第2臂121、122成為相互平行的死點位置時，才對於第2臂121賦予旋轉力。另外，死點脫離機構115，雖係分別被設置在其中一方側之第1臂111及第2臂121處，但是，亦可被設置在另外一方側之第1臂112及第2臂122處。
於基底103處，係被設置有被與使第1臂111作旋轉之旋動軸101作同心固定的固定齒輪116。而，在此第1臂111之下面側的其中一端近旁，與固定齒輪116之周圍相咬合的第1旋轉齒輪117，係可旋轉地被作軸支持。第 1旋轉齒輪117，係伴隨著第1臂111之旋轉，而在固定齒輪116之周圍如行星齒輪一般的一面繞圈一面旋轉。在第1臂111之下面側的另外一端近旁，第2旋轉齒輪118，係可旋轉地被作軸支持。在第2旋轉齒輪118與第1旋轉齒輪117之間，係被連接有連桿(桿)119，而被構成為將第1旋轉齒輪117之旋轉力經由連桿119來傳達至第2旋轉齒輪118處。
藉由此些之固定齒輪116、第1旋轉齒輪117、第2旋轉齒輪118以及連桿119，而構成第2範疇之本發明的「旋轉驅動部」。另外，連桿119係為第2範疇之本發明的「旋轉力傳達構件」之其中一具體例，除了連桿之外，例如亦可藉由皮帶構件來構成。
另一方面，在將第1臂111之另外一端與第2臂121之其中一端作結合之臂結合軸113的下端處，係被固定有：當該當第2臂121為特定之旋轉角度(旋轉相位)時，與第2旋轉齒輪118作嵌合之嵌合齒輪120。臂結合軸113係被固定於第2臂121處，並對於第1臂111而作相對性的旋轉。嵌合齒輪120，係對應於第2範疇之本發明的「嵌合部」，並在外週部份處，部分性地具備有可與第2旋轉齒輪118相嵌合之嵌合齒120a。嵌合齒120a，係朝向第2臂121之延伸存在方向而被配置，並如圖11(b)所示一般，僅在當第2臂121在第1臂111之上重疊並成為平行的死點位置以及其前後之特定角度範圍內，而與第2旋轉齒輪118相嵌合。
在如上述一般所構成之本實施形態的搬送裝置110中，藉由將旋動軸101、102相互以反方向來旋轉，由一對之第1臂111、112以及與其相結合的一對之第2臂121、122所成的平行連桿機構係伸縮，基板支持體104上之基板w，係在前後方向(圖中之上下方向)被直線前進移送。更具體而言，藉由使其中一方之旋動軸101作逆時針旋轉，而另外一方之旋動軸102作順時針旋轉，基板w係在圖9中於f方向上前進。又，藉由使其中一方之旋動軸101作順時針旋轉，而另外一方之旋動軸102作逆時針旋轉，基板w係在圖9中於b方向上後退。
在死點脫離機構115處，伴隨著第1臂111之旋轉，如圖11(a)所示一般，咬合於固定齒輪116之第1旋轉齒輪117係旋轉，而該旋轉力係經由連桿119而被傳達至第2旋轉齒輪118處。當基板支持體104如圖9所示一般相對於基底103而在前方位置上作直線前進移動時，嵌合齒輪120之嵌合齒120a由於係並不與第2旋轉齒輪118嵌合，因此，第2臂121係並不會從旋動軸101而受到任何的拘束力，並以對應於第1臂111之旋轉角的旋轉角來作旋轉。
相對於此，當基板支持體104相對於基底103而從圖9所示之前方位置上被搬送至基底103之後方位置時，係成為通過一對之第2臂121、122分別成為與第1臂111、112成為平行之連桿的死點位置。此情況時，嵌合齒輪120，係嵌合於伴隨第1臂111之旋轉而旋轉的第2 旋轉齒輪118處(圖11(b))。藉由此，第2臂121，係經由嵌合齒輪120，而在第2旋轉齒輪118之旋轉方向上，受到特定之軸扭矩，並成為能夠順場地通過於圖11(b)中所示之死點位置(圖11(c))。
另外，當基板支持體104從基底103之後方位置而朝向前方位置移動時，亦進行與上述相同之作用。此時，第2旋轉齒輪118之旋轉方向係成為與上述違反方向。
故而，若藉由本實施形態的搬送裝置110，則由於係具備有僅在通過一對之第1臂111、112與一對之第2臂121、122成為相互平行之死點位置時，才對第2臂121賦予旋轉力之死點脫離機構115，因此，在能夠使死點位置之通過順暢地進行的同時，亦防止在非通過死點時之對第2臂121之過度拘束，而成為能夠達成基板w之安定的直線前進性與搬送精確度之提昇。
又，若藉由本實施形態之搬送裝置110，則就算是在第2臂121、122暫時停止於死點位置處，並從此死點位置而再度使第2臂121、122移動的情況時，藉由受到由上述搬送裝置115所致之旋轉力賦予作用，第2臂121、122之順場的移動係亦成為可能。
[第2實施形態]
圖12以及圖13，係為展示第2範疇之本發明的第2實施形態所致之搬送裝置130的構成，圖12係為搬送裝置130之平面圖，圖13係為搬送裝置130之正面圖。另 外，於各圖中，對於與上述第1實施形態相對應之部分，係附加相同之符號。
本實施形態之搬送裝置130，係與上述第1實施形態同樣的，具備有：具備相互以相異之方向而作旋轉之一對的旋動軸101、102的基底103；和被分別連接於旋動軸101、102之各別的一端之一對的第1臂111、112；和其中一端係被可旋轉地結合於此些之第1臂111、112的各別之另外一端之一對的第2臂121、122；和被可旋轉地結合於此些之第2臂121、122之各別的另外一端之基板支持體104。
一對之第1臂111、112及一對之第2臂121、122，係分別具備有相同之臂長，藉由此些，而構成平行連桿機構。故而，藉由將旋轉軸101、102相互以反方向來旋轉，第1臂111、112與第2臂121、122間所成之角度ω係變化，基板支持體104，係在圖中之上下方向作移動。另外，藉由使基底103在其軸心之周圍作旋轉，基板支持體104係在基底103之周圍作旋轉移動。
在本實施形態中，亦係在將第2臂121、122之各別的另外一端與基板支持體104作結合的結合軸131、132之周圍，分別被固定有齒輪構件133、134。此些之齒輪構件133、134，係藉由設為可相互咬合並相互以反方向作旋轉，而構成在第2臂121、122之旋轉動作時，將基板支持體104之姿勢保持為一定的姿勢保持機構。
在此種蛙足型的搬送裝置130中，當相對於基底103 而將基板支持體104從圖示之前方位置(於圖中之上方位置)而搬送至後方位置(於圖中之下方位置)時，係有必要通過一對之第1臂111、112與一對之第2臂121、122成為相互平行(ω＝0∘)的死點位置。於此，為了順暢地通過此死點位置，在本實施形態中，係被設置有如以下所說明之構成的死點脫離機構135。
死點脫離機構135，係被構成為僅在通過一對之第1臂111、112與一對之第2臂121、122成為相互平行的死點位置時，才對於第2臂121、122賦予旋轉力。
參考圖13，在使第1臂112旋轉之旋動軸102的上端處，係被設置有第1傘齒輪136。此第1傘齒輪136係面臨第1臂112之上面，在此第1傘齒輪136處，係被嵌合有第2傘齒輪138。第2傘齒輪138，係在被立設於基底103之上面略中心部的支柱137處，被可旋轉地作軸支持。藉由此些之第1、第2傘齒輪136、138，而構成將旋動軸102之旋轉軸線變換為與此相直交的方向之驅動軸變換部。而後，在第2傘齒輪138之軸部處，係被一體化地固定有旋轉齒輪139，並在經由上述驅動軸變換部所變換之旋轉軸線的周圍作旋轉。
上述驅動軸變換部以及旋轉齒輪139，係構成第2範疇之本發明的「旋轉驅動部」。而，作為基板支持部104通過死點位置時之與上述旋轉驅動部相嵌合的嵌合部，在本實施形態中，係使用有被設置在基板支持體104之下方側的齒條(平齒輪)141。齒條141，係被設置在將結合 軸131、132之下端作支持的支持板140之下面。該齒條長度，係可任意作設定，例如，係可設定為僅在第2臂121、122成為與第1臂111、112平行的死點位置(ω＝0∘)以及該前後之特定角度範圍處而與旋轉齒輪139相嵌合一般之長度。
在如上述一般所構成之本實施形態的搬送裝置130中，藉由將旋動軸101、102相互以反方向來旋轉，由一對之第1臂111、112以及與其相結合的一對之第2臂121、122所成的平行連桿機構係伸縮，基板支持體104上之基板w，係在前後方向被直線前進移送。
在死點脫離機構135中，伴隨第1臂112之旋轉，第1傘齒輪136係旋轉，經由與此第1傘齒輪136相嵌合之第2傘齒輪138，旋動軸102之旋轉軸線係在圖13中於橫方向作90∘變換。而，旋轉齒輪139，係在此被變換後之旋轉軸線的周圍作旋轉。當基板支持體104如圖12所示一般相對於基底103而在前方位置上作直線前進移動時，作為嵌合部之齒條141，由於係並不與旋轉齒輪139嵌合，因此，第2臂139係並不會從旋動軸102而受到任何的拘束力，並以對應於第1臂111、112之旋轉角的旋轉角來作旋轉。
相對於此，當基板支持體104相對於基底103而從圖12所示之前方位置上被朝向基底103之後方位置而在箭頭b方向上被作搬送時，係成為通過一對之第2臂121、122分別成為與第1臂111、112成為平行之連桿的死點 位置。此情況時，齒條141，係嵌合於伴隨第1臂112之旋轉而旋轉的第2旋轉齒輪139處。藉由此，第2臂121、122，係經由齒條141，而在旋轉齒輪139之旋轉方向上，受到特定之軸扭矩，並成為能夠順場地通過死點位置。
另外，當基板支持體104從基底103之後方位置而朝向前方位置移動時，亦進行與上述相同之作用。此時，旋轉齒輪139之旋轉方向係成為與上述為反方向。
故而，若藉由本實施形態的搬送裝置130，則由於係具備有僅在通過一對之第1臂111、112與一對之第2臂121、122成為相互平行之死點位置時，才對第2臂121、122賦予旋轉力之死點脫離機構135，因此，在能夠使死點位置之通過順暢地進行的同時，亦防止在非通過死點時之對第2臂121、122之過度拘束，而成為能夠達成基板之安定的直線前進性與搬送精確度之提昇。
又，若藉由本實施形態之搬送裝置130，則就算是在第2臂121、122暫時停止於死點位置處，並從此死點位置而再度使第2臂121、122移動的情況時，藉由受到由上述搬送裝置135所致之旋轉力賦予作用，第2臂121、122之順暢的移動係亦成為可能。
以上，雖係針對第2範疇之本發明的各實施形態作了說明，但是，不用說，第1、第2範疇之本發明，係並不被限定為上述之實施形態，而可基於第1、第2範疇之本發明的技術性思想，來作各種之變形。
例如，在上述第1範疇之本發明的第1實施形態中，於構成死點脫離機構115之嵌合齒輪120處，雖係僅在當於基底103之正上方位置處基板支持體104通過所位置之連桿的死點位置時能夠與旋轉齒輪118作嵌合的旋轉角範圍內，被形成有嵌合齒120a，但是，藉由在嵌合齒輪120之外周的更隔著180∘之位置處，亦形成此嵌合齒120a，則能夠在成為ω＝180∘(又或是－180∘)之臂位置(死點位置)處，亦安定並高精確度地進行驅動控制。
又，在上述之第1範疇的本發明之各實施形態中，雖係使用齒輪之驅動力傳導機構來構成死點脫離機構115、135，但是，代替此，例如亦可採用在臂結合軸113(又或是114)處設置旋轉馬達，並僅在通過死點位置時才賦予軸扭矩的構成。
又，亦可為如圖17所示一般之死點脫離機構180。
此死點脫離機構180，係具備有可動圓盤182、和連動圓盤181、和傳達機構189、和連動齒輪184。
可動圓盤182，係被配置在一對之旋動軸101、102中的其中一方之旋動軸(於此，係為左腕側之旋動軸102)，連動圓盤181，係被配置在另外一方之旋動軸(於此，係為右腕側之旋動軸101)。(在圖17中，對於旋動軸101、102，係僅展示有其旋轉中心p1、p2)。
可動圓盤182，係對於所被配置之(左腕側)旋動軸102與被固定於該旋動軸102處之第1臂112而被固定，連動圓盤181，係對於所被配置之(右腕側)旋動軸 101，而相對性地可旋轉的被安裝。連動圓盤181與可動圓盤182的中心，係分別位置在旋動軸101、102之旋轉中心p1、p2上。
連動齒輪184，係在一對之第2臂121、122中，被固定在連接於被固定有連動圓盤181之第1臂111的第2臂121處，並被構成為以該第2臂121之相對於第1臂111的旋轉中心q1為中心，而與第2臂121共同作旋轉。
在可動圓盤182與連動圓盤181處，係如圖18(a)所示一般，被設置有可相互嵌合之第1、第2嵌合部155、156。於此，第1、第2嵌合部155、156，係被構成為其中一方(於此係為第1嵌合部155)為突起，而另外一方為(於此係為第2嵌合部156)與該突起相嵌合的凹部。
第1、第2嵌合部155、156，係成為當位在第1臂111、112以及第2臂121、122開角為180∘之死點位置時，如同圖(b)所示一般而嵌合，並當旋動軸101、102彼此從該狀態而相對旋轉了特定之嵌合角度ω0 以上時，將嵌合解除。亦即是，第1、第2嵌合部155、156，係當一對之第1臂111、112的角度為180∘－ω0 <<180∘＋ω0 的範圍內時作嵌合，並將可動圓盤182之旋轉力傳達至連動圓盤181，而使連動圓盤181作旋轉。
而當180∘－ω0 <<180∘＋ω0 的範圍以外時，則嵌合係被解除，可動圓盤182與連動圓盤181係彼此相互無 關連地作旋轉。圖18(a)，係為展示嵌合被解除的狀態。
在連動圓盤181與連動齒輪184之間，係被設置有傳達機構189，連動圓盤181與連動齒輪184，係經由傳達機構189而被連結，若是可動圓盤182，經由第1、第2嵌合部155、156之嵌合而使連動圓盤181作旋轉，則該旋轉力係經由傳達機構189而被傳達至連動齒輪184，連動齒輪184係與可動圓盤182作同方向之旋轉。藉由此，當從位置在一對之第1臂111、112間的角度成為180∘之死點位置的狀態起，而開角變為較180∘為更小的情況時，第2臂121、122係朝向第1臂111、112閉起之方向而伸長，基板支持體104係朝該方向作移動。
另一方面，第1、第2嵌合部155、156之嵌合，由於當一對之第1臂111、112的角度為180－ω_0 <<180＋ω_0 的範圍以外時，係被解除，因此，能使可動圓盤182與連動齒輪184相互無關連地作相異角度之旋轉。
另外，若是對傳達機構189之內部構成的其中一例作說明，則此傳達機構189，係具備有傳達齒輪183與連結桿187。
傳達齒輪183，係被安裝於固定有連動圓盤181之第1臂111處。傳達圓盤183，係被咬合於連動齒輪184，在該狀態下，被構成為可在第1臂111上相對於第1臂111之旋轉中心而作旋轉。
連動圓盤181與傳達齒輪183的表面又或是背面之外 周附近，係藉由連結桿187而被結合，連動圓盤181與傳達齒輪183，係被構成為以同方向而作同角度之旋轉。
故而，若是在連動圓盤181處，係從可動圓盤182而被施加有旋轉力，而使連動圓盤181作旋轉，則被施加於連動圓盤181處之旋轉力，係經由連結桿187與傳達齒輪183，而被傳達至連動齒輪184，而使第2臂121作與可動圓盤182同方向之旋轉，並使其脫離死點。
又，亦可如圖18(c)所示一般，於連動圓盤181之圓周側面，在與第2嵌合部156相反側之位置處，涵蓋半圓周而設置齒157，並將連動圓盤181與連動齒輪184，藉由複數之傳達齒輪來作連結。
此時，可動圓盤181之使連動圓盤181旋轉的旋轉力，係經由被設置於連動圓盤181處之齒157，而使鄰接之傳達齒輪作旋轉，再經由其他之傳達齒輪，而傳達至連動齒輪184，並使第2臂121作與可動圓盤182同方向之旋轉，而使其脫離死點。
在可動圓盤182與連動圓盤181中，亦可使其之一方為齒輪(gear)，而使另外一方為具備有與此作嵌合之嵌合部的圓盤。
另外，第1、第2範疇之本發明，係為亦被稱為搬送機器人之搬送裝置，並不限定於適用在於真空搬送室等之真空氣體環境下所被使用之基板搬送裝置，不用說，亦可適用在於大氣中被使用之基板搬送裝置，或是將基板以外之物作搬送的搬送裝置中。
1、2‧‧‧搬送裝置
11、12‧‧‧第1、第2旋轉軸
20‧‧‧手部
21、22‧‧‧第1、第2可動連桿
25、26‧‧‧第1、第2連動連桿
40‧‧‧姿勢控制裝置
50‧‧‧死點脫離機構
P‧‧‧驅動旋轉軸線
Q1、Q2‧‧‧第1、第2主旋轉軸線
S1、S2‧‧‧第1、第2輔助旋轉軸線
101、102‧‧‧旋動軸
110、130‧‧‧搬送裝置
111、112‧‧‧第1臂
113、114‧‧‧臂結合軸
115、135、180‧‧‧死點脫離機構
116‧‧‧固定齒輪
117‧‧‧第1旋轉齒輪
118‧‧‧第2旋轉齒輪
119‧‧‧連桿(旋轉力傳達構件)
120‧‧‧嵌合齒輪(嵌合部)
121、122‧‧‧第2臂
131、132‧‧‧結合軸
136、138‧‧‧傘齒輪(驅動軸變換部)
139‧‧‧旋轉齒輪
141‧‧‧齒條(平齒輪)
[圖1]第1範疇之本發明的第1、第2例之搬送機器人的側面圖。
[圖2](a)：第1例之搬送機器人的平面圖；(b)：第2例之搬送機器人的平面圖。
[圖3]展示第1、第2例之搬送機器人的旋轉軸線與軸距之說明圖。
[圖4]展示姿勢控制裝置的其他例之說明圖。
[圖5](a)：展示第1、第2嵌合構件相嵌合之狀態的平面圖；(b)：展示第1、第2嵌合構件之嵌合被解除的狀態之平面圖。
[圖6]展示第1、第2嵌合構件的其他例之平面圖。
[圖7]展示第1範疇之先前技術的搬送裝置之其中一例之平面圖。
[圖8]展示第1範疇之先前技術的搬送裝置之另外一例之平面圖。
[圖9]第2範疇之本發明的第1實施形態所致之搬送裝置的概略平面圖。
[圖10]該搬送裝置之重要部分截斷側面圖。
[圖11](a)~(c)：對第2範疇之搬送裝置的死點脫離機構之作用作說明的重要部分平面圖。
[圖12]第2範疇之本發明的第2實施形態所致之搬送裝置的概略平面圖。
[圖13]該搬送裝置之正面圖。
[圖14](a)~(c)：對第2範疇之先前技術的蛙足型之搬送裝置作說明的圖。
[圖15]具備有第2範疇之先前技術的死點脫離機構之搬送裝置的概略平面圖。
[圖16]省略死點脫離機構之圖示，而對第1、第2臂之長度與旋轉中心作說明的圖，(a)：具備有齒輪所致之姿勢控制裝置的情況；(b)：具備有滑輪與皮帶所致之姿勢控制裝置的情況。
[圖17]用以對具備有死點脫離機構之第2範疇的其他例子之搬送裝置作說明的圖。
[圖18](a)：用以對第1、第2嵌合部作說明之圖；(b)：用以對該嵌合部相互嵌合之狀態作說明之圖；(c)：用以對能夠設置以齒輪所致之傳達機構的連動圓盤作說明之圖。
1‧‧‧搬送裝置
2‧‧‧搬送裝置
11‧‧‧第1旋轉軸
12‧‧‧第2旋轉軸
15‧‧‧臂部
20‧‧‧手部
21‧‧‧第1可動連 桿
22‧‧‧第2可動連桿
25‧‧‧第1連動連桿
26‧‧‧第2連 動連桿
31‧‧‧第1主軸構件
32‧‧‧第2主軸構件
35‧‧‧第 1輔助軸構件
36‧‧‧第2輔助軸構件
40‧‧‧姿勢控制裝 置
41‧‧‧第1規制齒輪
42‧‧‧第2規制齒輪
45‧‧‧孔
46‧‧‧孔
47‧‧‧孔
48‧‧‧孔
50‧‧‧死點脫離機構
51‧‧‧驅動 圓盤
52‧‧‧連動圓盤
53‧‧‧連動齒輪
65‧‧‧傳達機構
66‧‧‧第1傳達齒輪
67‧‧‧第2傳達齒輪
68‧‧‧棒

Claims (10)

  1. 一種搬送裝置，係具備有：第1、第2旋轉軸，係以相同之驅動旋轉軸線為中心而可旋轉地被構成；和第1、第2可動連桿，其根元部分係被固定於前述第1、第2旋轉軸處，並經由前述第1、第2旋轉軸而分別作旋轉；和第1、第2主旋轉軸線，係被配置在前述第1、第2可動連桿之前端部份；和第1、第2連動連桿，其根元部分，係以前述第1、第2主旋轉軸線為中心，而被可旋轉移動地安裝於前述第1、第2可動連桿處；和第1、第2輔助旋轉軸線，係被配置於前述第1、第2連動連桿之前端部份；和手部，係在前述第1、第2連動連桿之前端部份，以前述第1、第2輔助旋轉軸線為中心，而可旋轉移動地被安裝；和姿勢控制裝置，係使前述第1、第2連動連桿之相對於連結前述第1、第2輔助旋轉軸線而構成軸間距離之線的角度相互成為相等，前述手部，係被構成為經由前述姿勢控制裝置，而使 相同之部分朝向前述第1、第2旋轉軸側來移動，從前述第1主旋轉軸線起而通過前述驅動旋轉軸線，並到達前述第2主旋轉軸線為止之距離，和從前述第1主旋轉軸線起而依序通過前述第1輔助旋轉軸線與前述第2輔助旋轉軸線，並到達前述第2主旋轉軸線為止之距離，係被設為相等，前述驅動旋轉軸線、和前述第1、第2主旋轉軸線、以及前述第1、第2輔助旋轉軸線，係被作平行配置，該搬送裝置，並具備有：死點脫離機構，其係從前述手部為位置在前述第1、第2可動連桿間之角度與前述第1、第2連動連桿間之角度的兩者均成為180°的死點之狀態起，而使前述手部從前述死點之位置朝向特定方向移動，該搬送裝置之特徵為：前述死點脫離機構，係具備有：第1嵌合構件，係經由前述第1旋轉軸又或是第2旋轉軸而作旋轉；和第2嵌合構件，係當前述手部位置於前述死點時，與前述第1嵌合構件相嵌合，並藉由前述第1嵌合構件之旋轉力而被旋轉；和傳達機構，係將前述第2嵌合構件之旋轉力傳達至前述第2連動連桿處，並使前述第2連動連桿，在與前述第1可動連桿之旋轉方向為相同之方向上作旋轉，前述第1、第2嵌合構件，係在從前述死點位置而張 開-16度以上+16度以下的範圍內而嵌合，藉由前述第1、第2嵌合構件之嵌合的解除，前述第1嵌合構件之旋轉力的對前述第2連動連桿之傳達，係被解除。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之搬送裝置，其中，前述第1、第2嵌合構件之其中一方，係具備有突起，另外一方，係具備有凹陷，並被構成為當前述手部位置於前述死點時，使前述突起與前述凹陷相嵌合。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之搬送裝置，其中，前述姿勢控制裝置，係具備有以前述第1、第2輔助旋轉軸線為中心而旋轉之第1、第2旋轉構件，前述第1、第2旋轉構件，係被構成為相互以同角度而反方向地旋轉。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之搬送裝置，其中，前述第1、第2旋轉構件，係為相對於前述第1、第2連動連桿而分別被固定之齒輪，前述齒輪係彼此相互咬合。
  5. 如申請專利範圍第3項所記載之搬送裝置，其中，前述第1、第2旋轉構件，係為相對於前述第1、第2連動連桿而分別被固定之滑輪，前述第1、第2旋轉構件間係相互分離，而皮帶又或是鍊條係被架掛為「8」字型。
  6. 一種搬送裝置，係具備有：一對之旋動軸，其至少其中一方係被連接於驅動源， 且係相離開地被配置；和一對之第1臂，其一端係被連接於此些之一對的旋動軸；和一對之第2臂，其係一端被可旋轉地結合於此些之一對的第1臂之各別的另外一端；和基板支持體，係可旋轉地結合於此些之一對的第2臂之各別的另外一端，該搬送裝置，其特徵為：前述一對之第1臂彼此間的軸距係被設為相等，前述一對之第2臂彼此間的軸距係被設為相等，前述第1臂之軸距，與前述第2臂之軸距，係被設為相異之大小，前述基板支持體與前述一對之第2臂之相結合的結合位置間之距離，係被設為一定，並具備有：姿勢控制裝置，係將前述一對之第2臂的相對於連結前述結合位置間之線的角度，維持在相等之狀態；和死點脫離機構，係僅在通過前述第1臂與前述第2臂相互成為平行之死點位置時，對前述第2臂賦予旋轉力，前述死點脫離機構，係具備有：與前述旋動軸相連結之旋轉驅動部；和被設置在前述第2臂又或是前述基板支持體處，當前述基板支持體通過前述死點位置時，與前述旋轉驅動部相嵌合之嵌合部， 前述旋轉驅動部，係具備有：被與前述旋動軸同心地設置之固定齒輪；和被軸支持於前述第1臂之一端近旁，並與前述固定齒輪相咬合之第1旋轉齒輪；和被軸支持於前述第1臂之另外一端近旁的第2旋轉齒輪；和將前述第1旋轉齒輪之旋轉力傳達至前述第2旋轉齒輪處之旋轉力傳達構件，前述嵌合部，係被固定在前述第1臂與前述第2臂間之結合軸，並於外周部而部分性地具備有可與前述第2旋轉齒輪相嵌合之嵌合齒。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之搬送裝置，其中，前述旋轉驅動部，係具備有：將前述旋動軸之旋轉軸線變換為與其直交之方向的驅動軸變換部；和在被變換之旋轉軸線的周圍作旋轉之旋轉齒輪，前述嵌合部，係為可與被設置在前述基板支持部之下方側的前述旋轉齒輪相嵌合之平齒輪。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之搬送裝置，其中，前述第1、第2嵌合構件，係為齒輪，並具備有2枚以上之齒。
  9. 如申請專利範圍第6項所記載之搬送裝置，其中，前述嵌合齒，係以將死點位置作為中心並在-16度以上+16度以下之範圍內而嵌合的方式而被形成。
  10. 如申請專利範圍第1項所記載之搬送裝置，其中，前述第1、第2嵌合構件，係為具備有2個以上之齒的齒輪，當前述手部位置在前述死點處時，前述齒輪係成為相咬合。
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