(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上で各々回動可能に設けられた第１及び第２の上腕と、
同軸上に配置されていて、モータの出力軸と直結され、前記第１及び第２の上腕をそれぞれ駆動する第１及び第２の駆動軸と、
前記第１の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第１の前腕と、
前記第２の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第２の前腕と、
搬送物把持部と、
前記第１及び第２の前腕の先端部が連結されると共に、前記搬送物把持部が取り付けられ、前腕連結部品がリンクとして機能することにより、前記第１及び第２の前腕がとる任意の位置に対して、前記搬送物把持部の位置を拘束する前腕連結部と、
前記第１の駆動軸の動力を前記第２の前腕に伝える第１の伝達手段と、
前記第２の駆動軸の動力を前記第１の前腕に伝える第２の伝達手段と、
を具備し、前記第１及び第２の伝達手段は１：１の伝達比で動力を伝達し、第１の駆動軸の駆動により第１の上腕が回動すると、これと連動して、第１の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第２の前腕が同方向に第１の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第２の駆動軸の駆動により第２の上腕が回動すると、これと連動して、第２の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第１の前腕が同方向に第２の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第１の上腕と第２の前腕及び第２の上腕と第１の前腕をそれぞれ平行に保ったこれらの腕の回動により前記搬送物把持部を移動することを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
同軸上で各々回動可能に設けられた第１及び第２の上腕と、
同軸上に配置されていて、モータの出力軸と直結され、前記第１及び第２の上腕をそれぞれ駆動する第１及び第２の駆動軸と、
前記第１の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第１の前腕と、
前記第２の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第２の前腕と、
前記第１及び第２の前腕の先端部が各連結部品によりピン連結された前腕連結部と、
この前腕連結部の連結部品の先端がピン結合される搬送物把持部と、
前記第１の駆動軸の動力を前記第２の前腕に伝える第１の伝達手段と、
前記第２の駆動軸の動力を前記第１の前腕に伝える第２の伝達手段と、
を具備し、前記第１及び第２の伝達手段は１：１の伝達比で動力を伝達し、第１の駆動軸の駆動により第１の上腕が回動すると、これと連動して、第１の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第２の前腕が同方向に第１の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第２の駆動軸の駆動により第２の上腕が回動すると、これと連動して、第２の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第１の前腕が同方向に第２の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第１の上腕と第２の前腕及び第２の上腕と第１の前腕をそれぞれ平行に保ったこれらの腕の回動により前記搬送物把持部を移動することを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の伝達手段は、前腕の基端部よりも駆動軸に近い側に設けられていて、前腕の回動中心と上腕の回動中心の間で動力を伝達することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の上腕は、第１及び第２の前腕と重なった状態から時計方向と反時計方向の両方に回動可能で、この上腕の回動により前記搬送物把持部は第１及び第２の駆動軸よりも一方側にある位置から第１及び第２の駆動軸の位置をすり抜けて反対側まで移動可能であることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項５】
前記搬送物把持部は前腕連結部に２個取り付けられ、これらの搬送物把持部はそれぞれ異なる搬送方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項６】
前記第１の上腕、第２の上腕、第１の前腕及び第２の前腕は、重ねて配置されていて、回動移動したときの移動領域を互いに干渉しないことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造ラインにおけるウエハの搬送等に用いられる搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造ラインでは、ウエハ等の被加工物をあるプロセスから他のプロセスに移送するために搬送装置が用いられている。搬送装置の従来例を以下に説明する。
【０００３】
（１）従来例１
図１６は搬送装置の従来例１の構成図である。
図１６で，２本の上腕１１，１２は駆動軸１３上に配置されている。駆動軸１３は自身が回動駆動するようになっている。上腕１１，１２は駆動軸１４，１５に連結されている。上腕１１，１２は駆動軸１３上で回動する。上腕１１の先端には前腕１６，１７が回動可能に取り付けられている。上腕１２の先端には前腕１８，１９が回動可能に取り付けられている。前腕１６，１８の先端にはウェハ把持ハンド２０が連結されている。前腕１７，１９の先端にはウェハ把持ハンド２１が連結されている。
このように、４本の前腕１６〜１９を組み合わせて２対のフロッグレッグを構成している。ウェハ把持ハンド２０，２１は、上腕１１，１２の回動角度に応じて位置決めされる。
【０００４】
この搬送装置による動作は次のとおりである。
二本の上腕１１，１２が互いに反転することにより、一方のウェハ把持ハンドが駆動軸１３から離れる方向に伸張し、他方のウェハ把持ハンドは待機位置を微動してほぼその位置に留まる。ここで、待機位置は駆動軸１３上の位置である。
また、駆動軸１３を回動させることにより、フロッグレッグの向きが変わる。これによってウェハ把持ハンド２０，２１の伸縮方向が変わる。これらの動作から２本の上腕１１，１２が成す角度に応じて、２つのウェハ把持ハンド２０，２１のいずれかを選択して伸縮させることで２枚のウェハを搬送する。駆動軸１３の回動は、工程が完了したウエハをあるプロセスからウェハ把持ハンドで取り出し、このウエハを他のプロセスに渡すときに行う。
【０００５】
しかし、従来例１では次の問題点があった。
ウェハ把持ハンド２０，２１の伸縮方向を変える場合は、２つのウェハ把持ハンド２０，２１が待機位置にある状態で駆動軸１３を回動する。ウェハ把持ハンド２０，２１が近隣の機械、装置等に当たらないためにはウェハ把持ハンドの旋回半径を小さくしなければならない。旋回半径を小さくするためには、ウエハ把持ハンド２０，２１は駆動軸１３に近接させる必要がある。２つのウェハ把持ハンド２０，２１を近接させるには前腕１６〜１９を太くできない。このことから、従来例１では前腕に極めて細いアームを用いることになり、十分な剛性が得られない。これにより、ウェハやウエハ把持ハンドの重量で前腕がたわみ、安定した搬送ができない問題点や、搬送速度を上げられない問題点があった。
【０００６】
（２）従来例２
図１７は従来例２の構成図である。
図１７で、回動軸３１のまわりに回動可能な第１のアーム３２と、第１のアーム３２の先端にある回動軸３３のまわりに回動可能な第２のアーム３４が配置されている。さらに、第２のアーム３４の先端にある回動軸３５のまわりに回動可能な第３のアーム３６が配置されている。第３のアーム３６は、その中央部に回動中心をもつ。
【０００７】
第１のアーム３２は、第１のモータ（図示せず）と直結されて回動する。第２のアーム３４及び第３のアーム３６は第２のモータ及び第３のモータの動力がプーリとベルトで伝達されて回動する。
このような従来例２はスカラ形アームである。
第３のアーム３６の両端部には被処理体載置部３７、３８が構成され、ウエハ等の被処理体を載置する。
【０００８】
従来例２の動作を説明する。
第１のアーム３２と第２のアーム３４が重なった位置が待機位置となり、第１のアーム３２が一方向に回動することによって第３のアーム３６のいずれかの先端である被処理体載置部３７、３８が回動軸３１から最も離れた伸張位置をとり、反対側の被処理体載置部は、回動軸３１にやや近い側に位置する。また第１のアーム３２が反対方向に回動することにより、待機位置を経て反対側の被処理体載置部が最も離れた伸張位置に移動する。また回動軸３１を中心に装置を旋回させることによって、被処理体載置部の伸張方向を任意の角度に設定する。これらの動作により、２つの被処理体載置部を待機位置もしくは最も離れた伸張位置に移動して、２枚のウェハ搬送を行う。
【０００９】
しかし、従来例２では次の問題点があった。
第１のアーム３２及び第２のアーム３４は、半導体製造に要求されるクリーン度を満足するために、ベルトやプーリを支持する軸受から生じるパーティクルを封じるために、隔壁構造を設けている。また、ベルトには動力伝達をする上で必要な強度に応じた幅が必要であり、ベルト幅の確保と隔壁構造を作り込むためにアームを厚く設計することになる。
【００１０】
ところが、半導体製造装置の規格であるＳＥＭＩ  Ｅ２１、２２では、アームの標準寸法が定められており、特に、被処理体をつかむインターフェースゾーンのハンドの厚さは、８インチまでのウェハが２３ｍｍとなっており極めて薄い寸法が要求されている。従来例２では、第２のアーム３４と第３のアーム３６の結合部が、このゾーンに相当する。結合部の厚さを２３ｍｍ以下にして、アームの内部にベルト、プーリ及び軸受を組込んで、さらに隔壁を設けると、アームは脆弱な構造になる。従って、このアーム構造の場合は本来必要なアームの厚みが十分確保できない問題があり、アームが薄いためにウェハや被処理体載置部の重量でアームがたわみ易く、安定した搬送が保証できないという問題があつた。
【００１１】
（３）従来例３
図１８は従来例３の構成図である。
図１８で、２本の後腕４１，４２の先端に２本の前腕４３，４４が回動可能に取り付けられ、さらに前腕４３，４４の先端には搬送台４５がヒンジ４６，４７で結合されている。これによって、フロッグレッグ形のアームを構成している。
後腕４１，４２は互いに反対方向に同期して回るギア４８，４９により回動し、前腕４３，４４は有効直径比２：１のプーリ５０，５１と各々の間に張設されたテンションベルト５２によって回動される。プーリ５０はギア４８，４９に同軸に締着されている。プーリ５１は前腕４３，４４のヒンジ５３，５４に同軸に締着している。
【００１２】
従来例３の動作を説明する。
２本の後腕４１，４２が互いに反転することにより、各々の後腕の偏角αの二倍である２αだけ前腕４３，４４が回動し、搬送台４５の位置決めがなされる。プーリ５０，５１とベルト５２にて拘束される前腕の回動角度と回動方向は、後腕の回動位置に対応するため、前腕と後腕が重なる状態を中心に後腕が±９０°の範囲で双方向に回動して、搬送台４５を位置決めする。
【００１３】
しかし、従来例３では次の問題点があつた。
このアーム構造は、本質的にはスカラ形ロボットを２台並べて配置したことと同じであり、アーム駆動モータを共有するために、２本の後腕４１，４２が反転同期するギア４８，４９等の動力伝達手段を付与したにすぎない。
２本の後腕は近接して配置することになりギア４８，４９をあまり太くできないために、軸受剛性が低くなり腕も細くなることから、たわみ易く安定した搬送ができない問題がある。また、半導体ウェハを真空雰囲気中で行うとき、駆動軸周りを真空シールする必要があるが、このように２本の後腕４１，４２に結合するギア４８，４９が独立して必要な場合には各々にシールを施す必要があり、構造が複雑になって保守の手間が余分にかかる問題がある。
【００１４】
従来例１から従来例３についていずれの構成も、アームとモータの関係をみると、アームの伸張方向（以下Ｒ軸）とアームの旋回方向（以下θ軸）に対して、各々の方向に移動させるためにＲ軸モータとθ軸モータが設けられている。伸張もしくは旋回する際にはいずれか一方のモータが作動し他方のモータは動いていない。このため、モータの稼働率が悪いという共通の問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来例１乃至従来例３の問題点を解決するためになされたものであり、安定した搬送動作を保証でき、保守が容易で、省エネルギー化を実現した搬送装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のとおりの構成になった搬送装置である。
【００１７】
（１）同軸上で各々回動可能に設けられた第１及び第２の上腕と、
同軸上に配置されていて、モータの出力軸と直結され、前記第１及び第２の上腕をそれぞれ駆動する第１及び第２の駆動軸と、
前記第１の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第１の前腕と、
前記第２の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第２の前腕と、
搬送物把持部と、
前記第１及び第２の前腕の先端部が連結されると共に、前記搬送物把持部が取り付けられ、前腕連結部品がリンクとして機能することにより、前記第１及び第２の前腕がとる任意の位置に対して、前記搬送物把持部の位置を拘束する前腕連結部と、
前記第１の駆動軸の動力を前記第２の前腕に伝える第１の伝達手段と、
前記第２の駆動軸の動力を前記第１の前腕に伝える第２の伝達手段と、
を具備し、前記第１及び第２の伝達手段は１：１の伝達比で動力を伝達し、第１の駆動軸の駆動により第１の上腕が回動すると、これと連動して、第１の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第２の前腕が同方向に第１の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第２の駆動軸の駆動により第２の上腕が回動すると、これと連動して、第２の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第１の前腕が同方向に第２の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第１の上腕と第２の前腕及び第２の上腕と第１の前腕をそれぞれ平行に保ったこれらの腕の回動により前記搬送物把持部を移動することを特徴とする搬送装置。
【００１８】
（２）同軸上で各々回動可能に設けられた第１及び第２の上腕と、
同軸上に配置されていて、モータの出力軸と直結され、前記第１及び第２の上腕をそれぞれ駆動する第１及び第２の駆動軸と、
前記第１の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第１の前腕と、
前記第２の上腕の先端部に基端部が回動可能に取り付けられた第２の前腕と、
前記第１及び第２の前腕の先端部が各連結部品によりピン連結された前腕連結部と、
この前腕連結部の連結部品の先端がピン結合される搬送物把持部と、
前記第１の駆動軸の動力を前記第２の前腕に伝える第１の伝達手段と、
前記第２の駆動軸の動力を前記第１の前腕に伝える第２の伝達手段と、
を具備し、前記第１及び第２の伝達手段は１：１の伝達比で動力を伝達し、第１の駆動軸の駆動により第１の上腕が回動すると、これと連動して、第１の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第２の前腕が同方向に第１の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第２の駆動軸の駆動により第２の上腕が回動すると、これと連動して、第２の上腕の回動角度と等しい回動角度だけ第１の前腕が同方向に第２の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第１の上腕と第２の前腕及び第２の上腕と第１の前腕をそれぞれ平行に保ったこれらの腕の回動により前記搬送物把持部を移動することを特徴とする搬送装置。
【００１９】
（３）前記第１及び第２の伝達手段は、前腕の基端部よりも駆動軸に近い側に設けられていて、前腕の回動中心と上腕の回動中心の間で動力を伝達することを特徴とする（１）記載の搬送装置。
【００２０】
（４）前記第１及び第２の上腕は、第１及び第２の前腕と重なった状態から時計方向と反時計方向の両方に回動可能で、この上腕の回動により前記搬送物把持部は第１及び第２の駆動軸よりも一方側にある位置から第１及び第２の駆動軸の位置をすり抜けて反対側まで移動可能であることを特徴とする（１）記載の搬送装置。
【００２１】
（５）前記搬送物把持部は前腕連結部に２個取り付けられ、これらの搬送物把持部はそれぞれ異なる搬送方向に向けて配置されていることを特徴とする（１）記載の搬送装置。
【００２２】
（６）前記第１の上腕、第２の上腕、第１の前腕及び第２の前腕は、重ねて配置されていて、回動移動したときの移動領域を互いに干渉しないことを特徴とする（１）記載の搬送装置。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図、図２は図１の搬送装置を上から見た平面図である。
図１及び図２で、上腕６１，６２は、同軸上で各々回動可能に設けられている。
駆動軸６３．６４は、上腕６１，６２をそれぞれ駆動する。
モータ６５は、独立に駆動する２つの出力軸を持つ２軸モータである。モータ６５の２つの出力軸が駆動軸６３．６４に直結されている。モータ６５の２つの出力軸は同軸上に配置されている。このようなモータ６５は、例えば本出願人による特願平３−１６５９７号の出願明細書に記載されたモータである。
【００２４】
前腕６６は、上腕６１の先端部に基端部が回動可能に取り付けられている。
前腕６７は、上腕６２の先端部に基端部が回動可能に取り付けられている。
前腕連結部６８には、前腕６６，６７の先端部が連結されている。
搬送物把持部６９，７０は前腕連結部６８に取り付けられている。搬送物把持部６９，７０は、それぞれ異なる搬送方向に向けて配置されている。
【００２５】
図１及び図２の搬送装置における動力伝達機構の構成例を図３乃至図６により説明する。
図３乃至図５は動力伝達機構の構成例を示した断面図、図６は動力伝達機構の模式的な概念図である。図３は上腕の平面図、図４は図３のＸ−Ｘ部分の断面図、図５は図４のＳ部の拡大図である。
【００２６】
これらの図で、上腕回動軸７１，７２は同心に配置されている。上腕回動軸７１は上腕６１に結合され、上腕回動軸７２は上腕６２に結合されている。
前腕６７は上腕６２の先端に設けた前腕回動軸７３に結合している。前腕６６は上腕６１の先端に設けた前腕回動軸７４に結合している。
駆動軸６３は、上腕回動軸７１と連結されていて、上腕回動軸７１を介して上腕６１に動力を伝える。
駆動軸６４は、上腕回動軸７２と連結されていて、上腕回動軸７２を介して上腕６２に動力を伝える。
【００２７】
上腕回動軸７１にはプーリ７５が結合され、前腕回動軸７３にはプーリ７６が結合されている。プーリ７５と７６にはベルト７７が巻き掛けられている。
駆動軸６３の回動動力は、上腕回動軸７１を介して上腕６１に伝えられる。また、駆動軸６３の回動動力は、上腕回動軸７１、プーリ７５、ベルト７７、プーリ７６、前腕回動軸７３を介して前腕６７にも伝えられる。これによって、上腕６１と前腕６７は連動して回動する。
【００２８】
同様に、上腕回動軸７２にはプーリ７８が結合され、前腕回動軸７４にはプーリ７９が結合されている。プーリ７８と７９にはベルト８０が巻き掛けられている。
駆動軸６４の回動動力は、上腕回動軸７２を介して上腕６２に伝えられる。また、駆動軸６４の回動動力は、上腕回動軸７２、プーリ７８、ベルト８０、プーリ７９、前腕回動軸７４を介して前腕６６にも伝えられる。これによって、上腕６２と前腕６６は連動して回動する。
【００２９】
いずれかの上腕を回動すると、上腕６１と上腕６２の相対角度が変わる。
従って、駆動軸６３が回動すると上腕６１と前腕６７が同一方向に回動し、同時に前腕６６が相対的に反対方向に回動する。上腕６１が回動することによって、プーリ７８，７９はベルト８０が巻き掛けられている位置が変わるため、前腕６６は回転することになる。
同様に、駆動軸６４が回動すると上腕６２と前腕６６が同一方向に回動し、同時に前腕６７が相対的に反対方向に回動する。
【００３０】
プーリ７５と７６の半径比及びプーリ７８と７９の半径比はともに１：１である。これにより、上腕６２が回転したときは、前腕６６は同方向に等しい角度だけ回動し、前腕６７は逆方向に等しい角度だけ回動する。また、上腕６１が回転したときは、前腕６７は同方向に等しい角度だけ回動し、前腕６６は逆方向に等しい角度だけ回動する
なお、プーリ７５と７６の半径比及びプーリ７８と７９の半径比は１：１以外にしてもよい。
【００３１】
図３乃至図６に示すように、上腕６１，６２の回動中心が同心であり、各々の軸受は回動軸上に重ねる構成であることから、軸径の大きさは特に制限が無く、負荷に応じて使用する軸受の直径を適切に選ぶことができる。
また上腕６１，６２と前腕６６，６７の４本の腕は、重ねて配置されていて、回動移動の移動領域を互いに干渉することがない。これによって、回動軸と直行する水平方向に対する腕の幅は特に制限が無く、負荷に応じた幅に設定できる。
【００３２】
さらに、前腕６６，６７の内部にプーリやベルトが無いために前腕を薄く設計することが可能でありＳＥＭＩ  Ｅ２１、２２の規格に定められたアーム寸法に対応し易い。
これに加えて、駆動軸が２軸で、かつ同心であることから、モータ軸を直結することが可能なため伝動機構が単純になり、真空雰囲気中での用途に用いる真空シールも施しやすく、単純な構造により保守性が向上する。
【００３３】
図１乃至図６に示す実施例の動作を説明する。
図７及び図８は動作説明図である。
図７は一方の上腕だけを回動した場合の動作を示した図、図８は２本の上腕を互いに反対方向に回動した場合の動作を示した図である。
【００３４】
図７は上腕６１だけ回動した場合の動作を示す。
図７で、（Ａ）は待機位置を示し、（Ｂ）は角度αだけ回動した場合の伸張位置を示し、（Ｃ）は角度２αだけ回動した場合の伸張位置を示す。この実施例におけるプーリ７５と７６の半径比及びプーリ７８と７９の半径比はともに１：１とする。
【００３５】
図７（Ａ）に示す待機位置（ゼロ起点）では、前腕と上腕が一直線上に重なる。各々の腕の回動中心が一直線上になる。
図７（Ｂ）では、上腕６１が時計方向ＣＷに角度α分回動すると、前腕６７は時計方向ＣＷに角度α分回動して、前腕６６は相対的に反時計方向ＣＣＷに角度α分回動する。
図７（Ｃ）では、上腕６１が時計方向ＣＷに角度２α分回動すると、前腕６７は時計方向ＣＷに角度２α分回動して、前腕６６は相対的に反時計方向ＣＣＷに角度２α分回動する。
【００３６】
図８の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す状態は図７の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す状態と同様である。
図８（Ａ）の待機位置（ゼロ起点）は図７（Ａ）と同じである。
図８（Ｂ）では、上腕６１が時計方向ＣＷに角度α分、上腕６２が反時計方向ＣＣＷに角度α分回動すると、前腕６７は時計方向ＣＷに角度２α分回動して、前腕６６は反時計方向ＣＣＷに角度２α分回動する。
図８（Ｃ）では、上腕６１が時計方向ＣＷに角度２α分、上腕６２は反時計方向ＣＣＷに角度２α分回動すると、前腕６７は時計方向ＣＷに角度４α分回動し、前腕６６は反時計方向ＣＣＷに角度４α分回動する。
【００３７】
ここでプーリの半径比が１：１の場合、プーリ径の誤差やベルトの伸びを無視すれば上腕６１と前腕６７は常に平行であり、同様に上腕６２と前腕６６も平行を保つ。
また、図７（Ｃ）と図８（Ｂ）は角度α分回動しているだけで、いずれの場合も上腕及び前腕の相対位置は同じ姿勢である。これは２本の上腕のいずれか一方、もしくは両方が回動した場合でも、上腕及び前腕のとり得る姿勢は、その上腕６１と６２の相対角度に従うことを示している。
このように、上腕６１と６２の回動角度に従い一対の前腕６６と６７の回動角度は一意的に定まる。
【００３８】
図７と図８では、待機位置（Ａ）を起点として、上腕６１が時計方向ＣＷに回動する場合を例にあげたが、反時計方向ＣＣＷに回動する場合も同様であり、この場合も上腕に対する前腕の姿勢は一意的に定まる。
従って、各々反転する上腕６１と６２の回動方向に応じて、待機位置（Ａ）の姿勢における上腕ならびに前腕の回動中心を結ぶ直線が対称軸となり、双方向に動作を行うことができる。
【００３９】
図９は上腕６１，６２と前腕６６，６７が、双方向に対して動作した場合の軌跡を示した図である。
ここで、上腕６１の回動中心から前腕６６の回動中心までの長さをＬｕ、前腕６６の回動中心から前腕の任意の先端までの長さをＬｆ、上腕６７の回動角度をαとして、上腕６２と前腕６７も同様の定義とした場合、前述したプーリの半径比が１：１であるなら、前腕６６と６７上にある任意の先端どうしの距離Ｗｆは式：２×（Ｌｕ・ｃｏｓα − Ｌｆ・ｃｏｓα）により求まる。したがって、上腕６１，６２の回動による前腕６６，６７の任意の先端位置は軌跡８１，８２の経路をとり、その間隔は一意的に定る。
【００４０】
図１０は前腕連結部の構成例を示した図である。
図１０で、（Ａ）は上腕と前腕が待機位置である場合の前腕連結部の状態を示した図で、（Ｂ）は上腕と前腕が伸張位置にある場合の前腕連結部の状態を示した図である。
【００４１】
図１０において、前腕６７には２本の連結部品６８ａ，６８ｃがピン結合され、連結部品６８ａの先端が搬送物把持部６９ａとピン結合し、連結部品６８ｃの先端が搬送物把持部６９ｂにピン結合している。
同様に前腕６６からも連結部品６８ｂ，６８ｄを介して、搬送物把持部６９ａ、６９ｂを支持する。連結部品６８ａと６８ｂならびに６８ｃと６８ｄは搬送物把持部６９ａ，６９ｂの中で、互いに同期して反転するためにギヤで噛み合う構造をとるが、もしくは予圧を与えて摩擦により拘束したり、８の字形のベルトでこのギヤを置換えてもよい。これら４本の前腕連結部品６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄがリンクとして機能することにより、前腕６６，６７がとる任意の位置に対して、搬送物把持部６９ａ、６９ｂの各々の位置を拘束する。
【００４２】
このようにして、４本の上腕と前腕ならびに前腕連結部と搬送物把持部の組合わせにより、同心２軸駆動の双方向移動式フロッグレッグ形アームが構成される。
【００４３】
図１１乃至図１３は上腕の回動方向に対する搬送物把持部の運動方向を示した図である。
図１１に示すように、上腕６１が時計方向ＣＷ、上腕６２が反時計方向ＣＣＷに回動した場合、搬送物把持部６９ａが伸張する方向に動作する。
図１２に示すように、上腕６１と上腕６２がともに同一方向（例えば時計方向ＣＷ）に回動した場合、搬送物把持部６９ａ，６９ｂは上腕の回動軸を中心にして、上腕６１，６２と同一方向に回動する。図１２では、前腕と上腕が重なった待機位置で回動する場合を例示している。
図１３に示すように、上腕６１が反時計方向ＣＣＷ、上腕６２が時計方向ＣＷに回動した場合、搬送物把持部６９ｂが伸張する方向に動作する。
【００４４】
このように、同心２軸駆動の双方向移動式フロッグレッグ形アームでは、２本の上腕６１，６２の回動方向を組合わせることにより、搬送物把持部６９ａと搬送物把持部６９ｂ各々の伸張方向と、アーム全体が回動する方向を任意に定めて動作することが可能であり、２枚のウェハに対して順次搬送動作が行える。
【００４５】
また、アームを伸張する動作と回動する動作のいずれの場合も、２本の上腕６１，６２を駆動する２個の駆動軸が常に駆動して負荷を分担するために、２軸モータの各々の出力軸に必要とされるトルクは１／２になり、より出力の小さなモータを適用できる。
【００４６】
図１４はウェハ搬送を行う場合における搬送順序の一例を示した図である。
図１４（Ａ）によると本発明の搬送アームは搬送チャンバ９０の中心に位置し、第１及び第２のウェハ９１ａ、９１ｂ（以下、ウェハＡ、ウェハＢとする）が、搬送チャンバ９０の中心に対して放射状に異なる角度で配置された第１工程処理部９２ａと第２工程処理部９２ｂで、半導体プロセスの処理をしている状態を示す。工程順序は第１工程が上流側で第２工程が下流側であり、工程の流れはウェハＢからウェハＡに向う。搬送アームは待機位置の状態にて搬送物把持部６９ｂに第３のウェハ９１ｃ（以下ウェハＣ）を把持している。
【００４７】
図１４の（Ａ）〜（Ｌ）は次の処理を示している。
（Ａ）〜（Ｂ）：第１工程処理部のウェハＢをアンロードする。
（Ｃ）〜（Ｄ）：ウェハＣを第１工程処理部にインデックスする。
（Ｄ）〜（Ｅ）：第１工程処理部にウェハＣをロードする。
（Ｆ）〜（Ｇ）：空いている搬送物把持部を第２工程処理部にインデックスする。
（Ｇ）〜（Ｈ）：ウェハＡをアンロードする。
（Ｉ）〜（Ｊ）：ウェハＢを第２工程処理部にインデックスする。
（Ｊ）〜（Ｋ）：ウェハＢを第２工程処理部にロードする。
（Ｌ）：空いている搬送物把持部を次の工程処理部にインデックスする。
【００４８】
これら一連の動作を繰返すことにより、予め定められた順序に従って各々の工程に対してウェハ搬送を行う。ここでは、ふたつの工程に対する搬送を例として示しているが、この発明は搬送工程の数を限定するものではない。
搬送対象の工程の数はいくつでもよく、また搬送方向ならびに搬送順序も任意にとることができる。
【００４９】
図１５は本発明の他の実施例を示した構成図である。
この実施例では、搬送物把持部を１つ設けたことにより占有面積が小さい搬送装置を実現している。
図１５で、搬送チャンバ９０の中央に上腕６１，６２の回動中心が位置し、上腕６６，６７の先端にひとつの搬送物把持部６９が配置され、ウェハ９３を把持した待避位置の姿勢を示している。また、二点鎖線で描いた搬送物把持部６９´とウェハ９３´は伸張位置を示している。ここで、片側の把持部がないため、その待避位置の姿勢はウェハ９３が上腕６１，６２の回動中心と重なる位置まで後退した姿勢をとっても、ウェハを含めたアーム全体の旋回半径を小さくできる。
従って、半導体を処理するプロセスモジュール１台に対して１台の搬送アームを組合わせて使用する場合（シングルチャンバ方式と呼ぶ）などには、隣接する工程との配置間隔を小さくすることが可能であり装置が占める面積を抑えることで、土地代が高いクリーンルームを有効に活用できる。特に、大型サイズのウェハに対してコンパクトな搬送システムを提供でき、今後、大口径化が進むウェハサイズへの搬送手段として有効である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果が得られる。
【００５１】
請求項１，２の発明によれば次の効果が得られる。
（１）駆動軸はモータの出力軸に直結されているため、伝動機構が単純になり、真空雰囲気中での用途に用いる真空シールも施しやすく、単純な構造により保守性が向上する。
（２）上腕の回動中心が同心でありため、各々の軸受は回動軸上に重ねる構成になる。このことから、軸径の大きさは特に制限が無く、負荷に応じて使用する軸受の直径を適切に選ぶことができる。これにより、軸受部分に十分な剛性を持たせることができ、搬送機構の剛性を高めることができる。
（３）第１の駆動軸の駆動により第１の上腕が回動すると、これと連動して第２の前腕が同方向に第１の前腕が逆方向にそれぞれ回動し、第２の駆動軸の駆動により第２の上腕が回動すると、これと連動して第１の前腕が同方向に第２の前腕が逆方向にそれぞれ回動する。このため、第１の駆動軸と第２の駆動軸の回動方向を選ぶことにより、搬送アームを伸縮させる動作と、搬送アームの向きを変える動作を行うことができる。これによって、搬送アームを伸縮させるモータと、搬送アームの向きを変えるモータを共通化できるため、搬送動作に要する電力を低減できるとともに、構成を簡略化できる。
【００５２】
（４）伝達手段は１：１の伝達比で動力を伝達するため、対辺の位置にある上腕と前腕は平行状態を保ちながら回動することができる。
【００５３】
請求項３の発明によれば、伝達手段は前腕の基端部よりも駆動軸に近い側に設けられているため、前腕を薄く設計することが可能になり、ＳＥＭＩ  Ｅ２１、２２の規格に定められたアーム寸法に対応し易くなる。
【００５４】
請求項４の発明によれば、搬送把持部は駆動軸よりも一方側にある位置から駆動軸の位置をすり抜けて反対側まで移動可能である。搬送把持部の移動範囲に融通性をもたせることにより、搬送把持部が待避位置にあるときの姿勢は、搬送把持部及び各腕の装置からのはみ出しが最も少ない姿勢をとりうる。これによって、装置全体の旋回半径を小さくすることができる。
【００５５】
請求項５の発明によれば、搬送物把持部は前腕連結部に２個取り付けられ、これらの搬送物把持部はそれぞれ異なる搬送方向に向けて配置されているため、半導体プロセスに適用した場合は、工程処理部に渡すウエハと工程処理部から取り出したウエハを同時に把持することができる。これによって、搬送効率を向上できる。
【００５６】
請求項６の発明によれば、各上腕と前腕は、重ねて配置されていて、回動移動したときの移動領域を互いに干渉しないため、回動軸と直行する水平方向に対する腕の幅は特に制限が無く、負荷に応じた幅に設定できる。
【００５７】
以上説明したように本発明によれば、アームが十分な剛性を持っていて安定した搬送動作を保証でき、保守が容易で、省エネルギー化を実現した搬送装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の搬送装置を上から見た平面図である。
【図３】図１及び図２の搬送装置における動力伝達機構の構成例を示した図である。
【図４】図１及び図２の搬送装置における動力伝達機構の構成例を示した図である。
【図５】図１及び図２の搬送装置における動力伝達機構の構成例を示した図である。
【図６】図１及び図２の搬送装置における動力伝達機構の構成例を示した図である。
【図７】図１及び図２の搬送装置の動作説明図である。
【図８】図１及び図２の搬送装置の動作説明図である。
【図９】図１及び図２の搬送装置の動作説明図である。
【図１０】前腕連結部の構成例を示した図である。
【図１１】図１及び図２の搬送装置の動作説明図である。
【図１２】図１及び図２の搬送装置の動作説明図である。
【図１３】図１及び図２の搬送装置の動作説明図である。
【図１４】ウェハ搬送を行う場合における搬送順序の一例を示した図である。
【図１５】本発明の他の実施例を示した構成図である。
【図１６】搬送装置の従来例の構成図である。
【図１７】搬送装置の従来例の構成図である。
【図１８】搬送装置の従来例の構成図である。
【符号の説明】
６１，６２  上腕
６３．６４  駆動軸
６５  モータ
６６，６７  前腕
６８  前腕連結部
６９，７０  搬送物把持部
７５，７６，７８，７９  プーリ
７７，８０  ベルト
【図１】
0003719354.tif 000002
【図２】
0003719354.tif 000003
【図３】
0003719354.tif 000004
【図４】
0003719354.tif 000005
【図５】
0003719354.tif 000006
【図６】
0003719354.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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