(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体に第１伝達機構を介して回動可能に取り付けられた第１アームと、該第１アームの先端部に第２伝達機構を介して回動可能に取り付けられた作業アームとから構成されると共に、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構を連結して動力を伝達する第１連結手段を備える、減圧雰囲気下で使用するロボットアームであって、前記第１連結手段がフッ素ゴム製のタイミングベルトを用い、
前記作業アームは、前記第２伝達機構に固定されて前記第１アームに対して回動可能な第２アームと、前記第２伝達機構と同心で前記第１アームに固定された第３伝達機構と、前記第２アームの先端部に第４伝達機構を介して回動可能に取り付けられたハンドアームと、前記第３伝達機構及び前記第４伝達機構を連結して動力を伝達する第２連結手段とを備え、
前記第２連結手段が、前記第３伝達機構からの動力又は前記第３伝達機構への動力を授受する、フッ素ゴム製のタイミングベルトからなる動力伝達部材と、前記第４伝達機構からの動力又は前記第４伝達機構への動力を授受する、スチールベルトからなる動力伝達部材と、これらの動力伝達部材を繋ぐ連結部とから構成される、ことを特徴とするロボットアーム。
【請求項２】
前記第１アーム及び前記第２アーム内の空気が前記第１アームの基端部から外部に抜かれるように、該第１アーム内部及び該第２アーム内部に、該第１アームの基端部に通じる抜き穴が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項３】
前記第１アームの基端部には、アーム内の空気を外部に逃がす開口部が設けられ、該開口部には、フィルターが装着されていることを特徴とする請求項２に記載のロボットアーム。
【請求項４】
減圧雰囲気下で使用されるロボットに取り付けられ、伝達機構を介して回動可能に取り付けられた複数のロボットアームであって、
各伝達機構間を連結して動力を伝達する連結手段が、フッ素ゴム製のタイミングベルトからなる動力伝達部材と、スチールベルトからなる動力伝達部材と、これらの動力伝達部材を繋ぐ連結部とから構成されることを特徴とするロボットアーム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のロボットアームを備えたロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアーム及びロボットに関し、更に詳しくは、例えば半導体製造装置等の減圧雰囲気下で用いられるロボットアーム及びそのロボットアームを備えたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造システムにおいては、半導体デバイスを製造するためのシステムにワーク搬送ロボットを組み込んだシステムが知られている。こうした製造システムは、減圧雰囲気下で処理する複数のチャンバを有しており、ワーク搬送ロボットは、複数のチャンバの中から所定のチャンバに対し、半導体ウエハの出し入れを行うように動作する。このとき、半導体ウエハを各チャンバに搬入／搬出する毎にチャンバ内を常圧に戻すとすると、再びチャンバ内を減圧して処理を開始するまでに多くの時間を要し、スループットの低下を招くことになるので、近年の製造システムは、一般的に、各チャンバに半導体ウエハを搬入／搬出するワーク搬送ロボットを含む空間を予備減圧室（ロードロック室）とした製造システムが採用されている。こうした製造システムにより、チャンバ内を常圧にまで戻すことなく半導体ウエハを搬入／搬出できるので、スループットの向上を図っている。
【０００３】
こうした製造システムに用いられるワーク搬送ロボットとしては、搬送効率の向上や動作時間を短縮させることを目的とした種々搬送ロボットが提案されている。例えば特許文献１には、旋回可能に支持された第１のアーム部と、この先端に屈曲可能に支持された第２のアーム部と、この先端にその中央部が回転可能に支持された第３のアーム部とにより構成され、第３のアーム部の両端に被処理体を載置保持する被処理体載置部を形成し、一度に２枚の被処理体を取り扱うことができる搬送アーム装置が提案されている。
【特許文献１】特開平７−１４２５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来提案されている搬送ロボットは、搬送効率の向上や動作時間を短縮させることを目的としたものであるが、たとえ搬送効率の向上や動作時間を短縮させたとしても、減圧雰囲気下で搬送ロボットから出てくる粉塵等を極力少なくしなければチャンバ内を所定の圧力に減圧できず、全体としてスループットの向上を図れない。特に、伸縮動作を行うロボットアームは、その中にベルトやプーリ等、複数の動力伝達手段を有するので、粉塵等が発生し易い。
【０００５】
一方、粉塵を発生させない動力伝達手段としてスチールベルトを選択して用いることもできる。しかし、スチールベルトは、滑りや伝達ロスを防止するためにプーリにボルト等により固定しなければならないため、プーリの回転範囲が限られ、ひいてはロボットの駆動が制限されてしまうという問題がある。また、プーリ回転領域を確保する場合は、幅広のプーリが必要となり（特開平11-165290号公報の図２、図７を参照。）、ロボットのアームが厚く大型化してしまい、ワークの出し入れ口が高さ方向に幅狭いチャンバ内での使用には適合しないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、減圧雰囲気下で内部から出る粉塵等を少なくすると共に、高さ方向の厚さの増大を抑えたロボットアーム、及びそのロボットアームを備えたロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明のロボットアームは、ロボット本体に第１伝達機構を介して回動可能に取り付けられた第１アームと、該第１アームの先端部に第２伝達機構を介して回動可能に取り付けられた作業アームとから構成されると共に、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構を連結して動力を伝達する第１連結手段を備えるロボットアームにおいて、前記第１連結手段がフッ素ゴムからなることを特徴とする。
【０００８】
この発明は、フッ素ゴムからなる第１連結手段を用いている。フッ素ゴムからなる第１連結手段は、従来のクロロプレン製ベルト、ニトリルゴム製ベルト、ウレタンゴム製ベルト等に比べ、減圧雰囲気下でのガス発生や粉塵発生等が少なく、減圧雰囲気に対する悪影響が少ない。その結果、チャンバ内を所定の圧力に迅速に減圧することができ、全体としてスループットを向上させることができる。また、スチールベルトを使用する場合のような、ロボットアームの厚さの増大や、駆動が制限されてしまうこともない。
【０００９】
本発明のロボットアームにおいて、前記作業アームは、前記第２伝達機構に固定されて前記第１アームに対して回動可能な第２アームと、前記第２伝達機構と同心で前記第１アームに固定された第３伝達機構と、前記第２アームの先端部に第４伝達機構を介して回動可能に取り付けられたハンドアームと、前記第３伝達機構及び前記第４伝達機構を連結して動力を伝達する第２連結手段とを備え、さらに、前記第２連結手段が、前記第３伝達機構からの動力又は前記第３伝達機構への動力を授受する、フッ素ゴム製のタイミングベルトからなる動力伝達部材と、前記第４伝達機構からの動力又は前記第４伝達機構への動力を授受する、スチールベルトからなる動力伝達部材と、これらの動力伝達部材を繋ぐ連結部とから構成されることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、駆動量（回転度数）の多い第３伝達機構側をフッ素ゴムからなるタイミングベルトとし、駆動量（回転度数）が少ない（およそ１８０度以内であって、ロボットの駆動を制限しない駆動量である）第４伝達機構側をスチールベルトとして、これらを連結部で結合した所謂ハイブリッドベルトである第２連結手段を用いた。このようなハイブリッドベルトである第２連結手段は、スチールベルトからなる部分では、十分な剛性と駆動精度を備えると共に、ガス発生や粉塵発生等を殆ど発生させず、また、フッ素ゴムからなる部分では、上記同様、従来の各種のベルト等に比べ、減圧雰囲気下でのガス発生や粉塵発生等が少なく、減圧雰囲気に対する悪影響が少ない。その結果、チャンバ内を所定の圧力に迅速に減圧することができ、全体としてスループットを向上させることができる。そのうえ、駆動精度と剛性を確保すると同時に、縦方向の厚さを抑えたロボットアームを提供することができる。
【００１１】
本発明のロボットアームにおいて、前記第１アーム及び前記第２アーム内の空気が前記第１アームの基端部から外部に抜かれるように、該第１アーム及び該第２アーム内に、該第１アームの基端部に通じる抜き穴が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、第１アーム内部及び第２アーム内部に、第１アームの基端部に通じる抜き穴が設けられているので、ロボットアームが減圧雰囲気に曝されると、第１アーム内及び第２アーム内の空気は抜き穴を通って第１アームの基端部から外部に容易に抜かれることになる。その結果、ロボットアームの内部の空気までも容易に吐き出すことができ、しかもその空気は粉塵等が少ない空気であるので、減圧雰囲気下での所定の圧力への到達時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明のロボットアームにおいて、前記第１アームの基端部には、アーム内の空気を外部に逃がす開口部が設けられ、該開口部には、フィルターが装着されていることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、第１アームの基端部にはアーム内の空気を外部に逃がす開口部が設けられ、その開口部にはフィルターが装着されているので、例えば各アーム内でのベルトとプーリ等との回動動作により粉塵等が生じた場合であっても、生じた粉塵等は開口部に装着されたフィルターで捕捉される。その結果、ロボットアームの移動空間である予備減圧室（ロードロック室）内の環境を良好なものとして、迅速な減圧雰囲気を達成できる。
【００１５】
また、本発明は、上記本発明のロボットアームをその一部に備えることにより、チャンバ内を所定の圧力に迅速に減圧することができ、全体としてスループットを向上させることができるロボットを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のロボットアーム及びそれを備えたロボットによれば、フッ素ゴムからなる第１連結手段を用いたので、減圧雰囲気下でのガス発生や粉塵発生等が少なく、減圧雰囲気に対する悪影響が少ないものとすることができる。その結果、チャンバ内を所定の圧力に迅速に減圧することができ、全体としてスループットを向上させることができる。
【００１７】
また、本発明は、連結部で結合した所謂ハイブリッドベルトである第２連結手段については、その一部にフッ素ゴムからなるものを用いる一方、他の部分をスチールベルトにより構成しているので、減圧雰囲気下での所定の圧力への到達時間を短縮すると共に、強度や駆動精度の点でも満足できるロボットアームとすることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、第１アーム内部及び第２アーム内部に第１アームの基端部に通じる抜き穴を設ければ、ロボットアームが減圧雰囲気に曝された際に、第１アーム内及び第２アーム内の空気は抜き穴を通って第１アームの基端部から外部に容易に抜かれる。その結果、ロボットアームの内部の空気までも容易に吐き出すことができ、しかもその空気は粉塵等が少ない空気であるので、減圧雰囲気下での所定の圧力への到達時間を短縮することができる。このとき、第１アームの基端部に開口部が設けられ、その開口部にフィルターが装着されていれば、例えば各アーム内でのベルトとプーリ等との回動動作により粉塵等が生じた場合であっても、生じた粉塵等は開口部に装着されたフィルターで捕捉されるので、ロボットアームの移動空間である予備減圧室（ロードロック室）内の環境を良好なものとして、迅速な減圧雰囲気を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。なお、本発明のロボットアームは、その技術的特徴を有する範囲において、以下の説明及び図面に限定されない。
【００２０】
（ロボットアーム）
図１は、本発明のロボットアームの一例を示す平面図（Ａ）及びＡ−Ａ断面図（Ｂ）である。図２は、図１に示す第１アームの内部構造を示す平面図（Ａ）及びＢ−Ｂ断面図（Ｂ）であり、図３は、図１に示す第２アームの内部構造を示す平面図（Ａ）及びＣ−Ｃ断面図（Ｃ）である。
【００２１】
本発明のロボットアーム１０は、ロボット本体の基台２００に第１伝達機構２１を介して回動可能に取り付けられた第１アーム２０と、第１アーム２０の先端部に第２伝達機構２２を介して回動可能に取り付けられた作業アーム５０と、第１伝達機構２１及び第２伝達機構２２を連結して動力を伝達する第１連結手段２３とを少なくとも備えている。そして、本発明のロボットアーム１０は、第１連結手段２３がフッ素ゴムからなることに特徴を有している。
【００２２】
作業アーム５０は、第２伝達機構２２に固定されて第１アーム１０に対して回動可能な第２アーム５０と、第２伝達機構２２と同心で第１アーム２０に固定された第３伝達機構３１と、第２アーム３０の先端部に第４伝達機構３２を介して回動可能に取り付けられたハンドアーム４０とから構成されている。さらに、ロボットアーム１０は、第１伝達機構２１及び第２伝達機構２２を連結して動力を伝達する第１連結手段２３と、第３伝達機構３１と第４伝達機構３２を連結して動力を伝達する第２連結手段３３とを備えている。
【００２３】
なお、図１〜図３に例示した本実施形態からもわかるように、第１伝達機構２１を「第１プーリ２１」、第２伝達機構２２を「第２プーリ２２」、第３伝達機構３１を「第３プーリ３１」、第４伝達機構３２を「第４プーリ３２」、第１連結手段２３を「第１ベルト２３」、第２連結手段３３を「第２ベルト３３」という。
【００２４】
（第１アーム）
図１及び図２に示すように、第１アーム２０のロボット本体側には、第１プーリ２１が設けられ、その第１プーリ２１は、ロボット本体の基台２００から延びる軸に固定されている。一方、第１アーム２０の作業アーム側には、第２プーリ２２が設けられている。第１プーリ２１の径Ｒ１は、第２プーリ２２の径Ｒ２に比べて大きく、Ｒ１：Ｒ２＝２：１の関係となっている。第１アーム２０の第２プーリ２２は、連結軸２４により第２アーム３０の第３プーリ３１と同心で連結され、その結果、両アームが連動するように動作する。
【００２５】
第１ベルト２３はフッ素ゴムで形成されている。フッ素ゴムからなるベルトは、従来のクロロプレン製ベルト、ニトリルゴム製ベルト、ウレタンゴム製ベルト等に比べ、減圧雰囲気下でのガス発生や粉塵発生等が少なく、減圧雰囲気に対する悪影響が少ない。その結果、半導体デバイスの製造プロセスのように、本発明のロボットアーム１０が減圧雰囲気下で用いられる場合には、真空チャンバ内を所定の圧力に迅速に減圧することができ、全体としてスループットを向上させることができる。なお、第１ベルト２３の種類は特に限定されないが、本実施の形態では、図示のような歯付きベルト（タイミングベルト）で構成している。なお、歯付きベルト以外のベルト、例えば、平ベルトを使用した場合には、第１ベルト２３の種類に応じて、第１プーリ２１や第２プーリ２２の種類も適宜選択されることになり、平プーリが用いられる。
【００２６】
第１プーリ２１と第２プーリ２２との間に掛けられた第１ベルト２３を適当な張力にするために、図２に示すように、第１ベルト２３を背面から押さえるアイドラプーリ２６を設けることが好ましい。アイドラプーリ２６は、微調整可能な機構で設けられており、このアイドラプーリ２６により、第１ベルト２３の張力を調整すると共に、第１プーリ２１と第１ベルト２３との間の接触角度をより大きくすることができる。
【００２７】
第１アーム２０の内部は、図２に示すようなリブ２５を有することが好ましい。このリブ２５は、第１アーム２０の剛性を高めて変形を抑えるように作用する。こうしたリブ２５を設けることにより、第１アーム２０の肉厚を薄くして軽量化を図ることができる。
【００２８】
リブ２５には、第１アーム２０の基端部に通じる抜き穴２９が形成されている。この抜き穴２９は、第１アーム２０内の空気が第１アーム２０の基端部から外部に抜かれるための通路をなしている。本発明のロボットアーム１０は、こうした抜き穴２９を有するので、ロボットアーム１０が減圧雰囲気に曝されると、第１アーム２０内の空気は抜き穴２９を通って第１アーム２０の基端部から外部に容易に抜かれることになる。しかも、第１アーム２０はフッ素ゴムからなる第１ベルトを用いるので、その内部の空気は粉塵等が少ない空気であるが、こうした空気を容易に抜くことができるので、減圧雰囲気下での所定の圧力への到達時間を従来のものよりも短縮することができる。なお、第１アーム２０の基端部とは、ロボット本体の基台２００側のことであり、本願においては、第１プーリ２１を回動する軸１１上の部位である。
【００２９】
図１（Ａ）に示すように、第１アーム２０の基端部であって第１プーリ２１を回動する軸１１上には、アーム内の空気を外部に逃がす開口部２８が設けられ、その開口部２８には、フィルター６０が装着されている。図４は、フィルターを第１アームに装着する形態の一例を示す概略説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は底面図である。なお、フィルターは図４の例に限定されるものではない。
【００３０】
フィルター６０としては種々のものを用いることができるが、ロボットアーム１０の使用環境、例えば要求される減圧の程度や、除去すべき粉塵の程度等により、種々のフィルターの中から選択することができる。一例としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の材質からなる公称で孔径０．５μｍ程度の市販フィルターを例示することができる。具体的な市販フィルターとしては、フロリナートメンブレンフィルタ（製造元：MILLIPORE、型番：FHLP 047 00）等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
【００３１】
フィルター形状は、通常は円盤状に加工されたものが用いられ、その装着方法としては、図４に示すように、円盤状のフィルター６０を円盤状の部材６２，６３で上下から挟んだフィルター構造体６１を、第１アーム２０の筐体に装着する方法等を挙げることができる。図４の例では、上部材６２には小孔６２ａが形成されており、下部材６３にはやや大きめの孔６３ａが形成されており、それらの孔の位置が略一致するように両部材をネジ６４で一体化させる。こうしたフィルター構造体６１は、より大きい外径を持つ上部材６２の周縁と、第１アーム２０の筐体とをネジ止めして装着される。なお、符号６５はネジである。
【００３２】
また、他の装着方法としては、例えば円形からなる開口部２８の周りに設けられたリング溝と、同形状のリング部材との間に円盤状のフィルターを配置し、リング部材を上方から押し当ててリング溝に嵌め合わせることにより、フィルターを開口部に装着する方法も例示できる。なお、それ以外の装着方法であっても構わない。
【００３３】
こうした構成とすることにより、例えばアーム内でのベルトとプーリ等との回動動作により粉塵等が生じた場合であっても、生じた粉塵等は開口部に装着されたフィルター６０で捕捉される。その結果、ロボットアーム１０の移動空間である予備減圧室（ロードロック室）内の環境を良好なものとして、迅速な減圧雰囲気を達成できる。
【００３４】
（作業アーム）
作業アーム５０は、図３に示すように、第２プーリ２２に固定されて第１アーム２０に対して回動可能な第２アーム３０と、第２プーリ２２と同心で第１アーム２０に固定された第３プーリ３１と、第２アーム３０の先端部に第４プーリ３２を介して回動可能に取り付けられたハンドアーム４０と、第３プーリ３１及び第４プーリ３２を連結して動力を伝達する第２ベルト３３とを備えている。
【００３５】
第２ベルト３３は、図３に示すように、第３プーリ３１からの動力又は第３プーリ３１への動力を授受する動力伝達部材であるフッ素ゴム製のタイミングベルト３６と、第４プーリ３２からの動力又は第４プーリ３２伝達機構への動力を授受する動力伝達部材であるスチールベルト３７と、これらのベルト３６，３７を繋ぐ連結部７０とから構成される。
【００３６】
図１及び図３に示すように、第２アーム３０の基台側（第１アーム２０側）には、第３プーリ３１が設けられ、その第３プーリ３１は、連結軸２４により第１アーム２０の第２プーリ２２と同心で連結され、その結果、両アームが連動するように動作する。一方、第２アーム３０の先端側（ハンドアーム４０側）には、第４プーリ３２が設けられ、その第４プーリ３２は、連結軸３４によりハンドアーム４０に連結され、その結果、両アームが連動するように動作する。第３プーリ３１の径Ｒ３は、第４プーリ３２の径Ｒ４に比べて小さく、Ｒ３：Ｒ４＝１：２の関係となっている。
【００３７】
ハンドアーム４０は、図１に示すように、ワークを搬送するためのアームであり、第４プーリ３２と一体的に回動可能に取り付けられている。
【００３８】
第２ベルト３３は、第３プーリ３１と第４プーリ３２を連結して動力を伝達するベルトであり、本実施形態では、図３に示すように、２種類のベルトを接続したハイブリッドベルトを用いている。ハイブリッドベルトは、その使用目的や使用条件等によって組み合わせが選択されたベルトであり、例えば一方の側を歯付きベルト（タイミングベルト）とし、他方の側を平ベルトとして形状の異なる２種類のベルトを組み合わせたものであってもよいし、一方の側を通常強度のベルトとし、他方の側を強強度のベルトとして強度の異なる２種類のベルトを組み合わせたものであってもよいし、ベルトの種類と強度の両方が異なるものとして構成したものであってもよい。
【００３９】
図３に示す第２ベルト３３は、第３プーリ３１からの動力又は第３プーリ３１への動力を授受するフッ素ゴム製の歯付きベルト３６（タイミングベルト）と、第４プーリ３２からの動力又は第４プーリ３２への動力を授受するスチール製の平ベルト３７とを組み合わせたハイブリッドベルトである。なお、フッ素ゴム製の歯付きベルト３６と、スチール製の平ベルト３７とは、連結部７０で繋がれている。なお、第２ベルト３３の種類に応じて、第３プーリ３１や第４プーリ３２の種類も適宜選択されることになり、図示のようなハイブリッドベルトの場合には、第３プーリ３１は歯付きベルトに対応した歯部を外周面に有するタイミングプーリが用いられ、第４プーリ３２は平ベルトに対応した平プーリが用いられる。
【００４０】
スチール製の平ベルト３７は、強度と靭性に優れたベルトであり、第４プーリ３２に巻き掛けられている。そして、その全長の中間位置は、図３に示すように、第４プーリ３２の外周面上に複数のネジ４２で固定されている。このスチール製の平ベルト３７の両端は、それぞれ連結部７０に固定され、フッ素ゴム製の歯付きベルト３６と一体化している。
【００４１】
連結部７０は、フッ素ゴム製の歯付きベルト３６と、スチール製の平ベルト３７とを接続すると共に、その間隔を調整できる機構となっている。なお、図３の例では、一対の連結部の両方が調整可能な機構を備えているが、一方の連結部のみが調整可能になっており他方の連結部は調整機能を持たないものであってもよい。
【００４２】
図５は、連結部の一例を示す概略構成図であり、図６は、連結部の他の例を示す概略構成図である。図５に示す連結部７０ａは、歯付きベルト３６と平ベルト３７とを固定するプレート４３，４４，４５，４９と、ベルトの張力調整を行う調整用ネジ４６とを主な構成としている。なお、プレート４３，４４，４５，４９としては、スチール製又はアルミニウム製の金属プレートが好ましく用いられる。
【００４３】
プレート４５は、歯付きベルト３６側の面に溝部４７を有している。その溝部４７は、歯付きベルト３６の歯面と噛み合う形態で形成されている。歯付きベルト３６はプレート４５とプレート４３とで挟まれ、複数のネジ４８で固定される。
【００４４】
一方、プレート４５の平ベルト３７側は、１又は２以上のネジ５１が貫通する、長手方向に沿った長孔５２が形成されており、この長孔５２とネジ５１とにより、プレート４４とプレート４５との重ね代を調整することにより、第２ベルト３３の張力調整を可能にしている。なお、スチール製の平ベルト３７は、プレート４４にシム４９を介在してネジ５３により固定されている。このシム４９は、歯付きベルト３６と平ベルト３７との厚さ方向の高さを調整するものであり、両者の中心線Ｃからの距離がほぼ同じになるようにしている。なお、シム４９の枚数は限定されない。中心線Ｃの位置をほぼ同じとすることにより、ハイブリッドベルト（歯付きベルト３６と平ベルト３７）にかかる張力が働く方向がほぼ同じ位置となるので、張力の方向とベルトが移動する方向とがほぼ同じ方向となり、スムーズなベルト搬送動作を行うことができる。
【００４５】
プレート４３，４４には、互いに対向する側に立ち上げ部４３ａ，４４ａが形成されており、この立ち上げ部４３ａ，４４ａに調整用ネジ４６が螺合されている。この調整用ネジ４６は、プレート４３，４４との間隔を調整可能にし、プレート４４に形成された長孔５２を用いて調整された歯付きベルト３６と平ベルト３７との張力を微調整することができる。
【００４６】
図６は、張力調整機構を持たない連結部の例である。図６に示す連結部７０ｂは、歯付きベルト３６と平ベルト３７とを固定するプレート５４，５５及びシム５６を有している。このプレート５４，５５やシム５６は、上記同様、スチール製又はアルミニウム製の金属プレートが好ましく用いられる。
【００４７】
プレート５５は、歯付きベルト３６側の面に溝部５７を有している。その溝部５７は、歯付きベルト３６の歯面と噛み合う形態で形成されている。歯付きベルト３６はプレート５４とプレート５５とで挟まれ、複数のネジ５８で固定される。
【００４８】
一方、プレート５４の平ベルト３７側は、そのプレート５４にシム５６を介在してネジ５９により固定されている。このシム５６は、上記同様、歯付きベルト３６と平ベルト３７との厚さ方向の高さを調整するものであり、両者の中心線Ｃからの距離がほぼ同じになるようにしている。なお、シム５６の枚数は限定されない。
【００４９】
こうしたハイブリッドベルトからなる第２ベルト３３を有する第２アーム３０は、第１アーム２０の回動を受けて、時計方向ないし反時計方向に回動することになるが、連結部７０は、第３プーリ３１や第４プーリ３２に接触しない位置までしか回動しないようになっている。
【００５０】
図３に示すように、第２アーム３０の内部にも、上記第１アーム２０内部にあるようなリブ３５を有することが好ましい。このリブ３５は、第２アーム３０の剛性を高めて変形を抑えるように作用する。こうしたリブ３５を設けることにより、第２アーム３０の肉厚を薄くして軽量化を図ることができる。
【００５１】
リブ３５には、第２アーム３０の基端部（第３プーリ３１側）に通じる抜き穴３９が形成されている。この抜き穴３９は、第２アーム３０内の空気が第２アーム３０の基端部から第１アーム２０内を経由して外部に抜かれるための通路をなしている。本発明のロボットアーム１０は、こうした抜き穴３９を有するので、ロボットアーム１０が減圧雰囲気に曝されると、第２アーム３０内の空気は抜き穴３９を通って第２アーム３０の基端部から第１アーム２０内に入り、さらに第１アーム２０内を通って外部に容易に抜かれることになる。しかも、第２アーム３０はフッ素ゴムからなる歯付きベルト３６を一部に用いるので、従来のクロロプレン製ベルト、ニトリルゴム製ベルト、ウレタンゴム製ベルト等を用いた場合に比べて含有空気や粉塵等の発生が少なく、その結果、第２アーム３０内のそうした空気を容易に抜くことができるので、減圧雰囲気下での所定の圧力への到達時間を従来のものよりも短縮することができる。なお、第２アーム３０の基端部とは、第１アーム２０側のことであり、本願においては、第３プーリ３１を回動する軸部である。
【００５２】
第２アーム３０内の空気を第１アーム２０内に導くための経路としては、先ず、第４プーリ３２の連結軸３４付近の空気はその連結軸３４付近の抜き穴３４ａを通ってリブ３５に至り、リブ３５内の空気は抜き穴３９を通って第３プーリ３１近傍に至り、その空気は連結軸２４に設けられた抜き穴２４ａを通りさらに第１アーム２０に形成された抜き穴２０ａを通って第１アーム２０内に導かれる。こうした経路により、第２アーム３０内の空気は第１アーム２０内に容易に入り込み、その後、第１アーム２０内の抜き穴２９を通過して第１アーム２０の基端部に設けられた例えばフィルター６０付きの開口部２８から外部に出て行くことになる。本発明のロボットアーム１０は、こうした構成からなることにより、例えばアーム内でのベルトとプーリ等との回動動作により粉塵等が生じた場合であっても、生じた粉塵等は開口部に装着されたフィルター６０で捕捉される。その結果、ロボットアーム１０の移動空間である予備減圧室（ロードロック室）内の環境を良好なものとして、迅速な減圧雰囲気を達成できる。
【００５３】
（ロボットアームの動作）
ロボットアーム１０の動作を以下に説明する。ロボットアーム１０は、図１及び図２に示すように、ロボット本体の基台２００の軸１１が第１アーム２０の第１プーリ２１に連結され、その軸１１の回転により第１プーリ２１に回動動力が伝達される。第１プーリ２１の回動制御は、軸１１の回動を制御するロボット本体内の制御機構により行われる。
【００５４】
回動制御された第１プーリ２１の回動は、第１ベルト２３を介して第２プーリ２２に伝達され、さらに第３プーリ３１、第２ベルト３３、第４プーリ３２、ハンドアーム４０の順に伝達される。なお、上記のように、各プーリの径の比は、第１プーリ２１の径Ｒ１と第２プーリ２２の径Ｒ２とはＲ１：Ｒ２＝２：１の関係であり、第３プーリ３１の径Ｒ３と第４プーリ３２の径Ｒ４とはＲ３：Ｒ４＝１：２の関係であるので、第１プーリ２１、第２プーリ２２（第３プーリ３１）及び第４プーリ３２の回転角比は１：２：１となる。
【００５５】
したがって、第１アーム２０の第１プーリ２１と、第２プーリ２２（第２アーム３０の第３プーリ３１）と、第２アーム３０の第４プーリ３２との回転角度比は１：２：１であるので、図７に示すように、第１プーリ２１の回転により第１アーム２０を回動させて図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）又は図７（Ｃ）の状態に変化させると、第１アーム２０と第２アーム３０との角度が変化するが、第１アーム２０の第１プーリ２１の中心と第２アーム３０の第４プーリ３２の中心とを結んだ直線上をハンドアーム４０が向きを一定にしながら移動することとなる。
【００５６】
（ロボット）
図８は、本発明のロボットアームを備えたロボットが半導体の製造プロセスに用いられる例を示す概略平面図である。図８に示す装置は、半導体の製造プロセスにおける処理集合装置７１である。装置中央には、減圧可能なロードロック室７３があり、本発明のロボットアーム１０を備えたロボット７２が配置されている。
【００５７】
このロードロック室７３の周りには、その周方向に８分割された処理室が配置されている。このうち、符号７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄの４室は、真空処理室であり、符号７５，７６の２室は、加熱や冷却を行うための処理室であり、符号７７Ａ，７７Ｂの２室は、その集合処理室外からウエハの受け渡しを行う収容室である。また、符号７９は、集合処理室外からウエハの受け渡し行うロボットであり、符号７８は、ウエハである。こうした集合処理室では、各室の入り口にはゲートベンが設けられ、そのゲートベンの開閉により処理室への出し入れが行われる。また、ゲートベンは、ウエハの出し入れを許容するように高さ方向を低く幅広の矩形に形成されている。
【００５８】
こうした集合処理室内に本発明のロボットアーム１０を備えたロボット７２が配置されるが、本発明のロボットアーム１０及びロボット７２は、減圧雰囲気下でのガス発生や粉塵発生等が少なく、減圧雰囲気に対する悪影響が少ないものとすることができるので、ロボットアーム１０の移動空間であるロードロック室７３（予備減圧室）内の環境を良好なものとして、迅速な減圧雰囲気を達成できる。さらに、ゲートベンを開けることにより、処理室７４Ａ〜７４Ｄ内がロードロック室７３内の圧力と同じ圧力になっても、その後の減圧により各処理室内を所定の圧力に迅速に減圧することができ、全体としてスループットを向上させることができる。さらに、高さ方向の厚を抑えたロボットアーム１０であるので、高さの低い矩形のゲートベンに対する進出後退が可能となっている。
【００５９】
さらに、本発明のロボットアーム１０は、第１プーリ２１と第４プーリ３２との中心を結んだ直線上をハンドアーム４０が向きを一定にしながら移動するので、ハンドアーム４０に載置され搬送されるウエハを位置精度よく安定して搬送することができる。
【００６０】
以上、本発明のロボットアーム及びそのロボットアームを備えたロボットについて説明したが、上述の本実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあって、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のロボットアームの一例を示す平面図（Ａ）及びＡ−Ａ断面図（Ｂ）である。
【図２】図１に示す第１アームの内部構造を示す平面図（Ａ）及びＢ−Ｂ断面図（Ｂ）である。
【図３】図１に示す第２アームの内部構造を示す平面図（Ａ）及びＣ−Ｃ断面図（Ｃ）である。
【図４】フィルターを第１アームに装着する形態の一例を示す概略説明図である。
【図５】連結部の一例を示す概略構成図である。
【図６】連結部の他の例を示す概略構成図である。
【図７】ハンドアームの移動形態を示す説明図である。
【図８】本発明のロボットアームを備えたロボットが半導体の製造プロセスに用いられる例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ロボットアーム
１１  ロボット本体の軸
２０  第１アーム
２１  第１プーリ（第１伝達機構）
２２  第２プーリ（第２伝達機構）
２３  第１ベルト（第１連結手段）
２４  連結軸
２５  リブ
２６  アイドラプーリ
２８  開口部
２９  抜き穴
３０  第２アーム
３１  第３プーリ（第３伝達機構）
３２  第４プーリ（第４伝達機構）
３３  第２ベルト（第２連結手段）
３４  連結軸
３５  リブ
３６  歯付きベルト
３７  平ベルト
３９  抜き穴
４０  ハンドアーム
４２  ネジ
４３，４４，４５，５４，５５  プレート
４６，４８，５１，５３，５８，５９  ネジ
４９，５６  シム
４７，５７  溝部
５０  作業アーム
５２  長孔
６０  フィルター
６１  フィルター構造体
６２，６３  部材
６２ａ，６３ａ  孔
６４，６５  ネジ
７０，７０ａ，７０ｂ  連結部
７１  集合処理室
７２  ロボット
７３  ロードロック室
７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ  真空処理室
７５，７６  処理室
７７Ａ，７７Ｂ  収容室
７８  ウエハ
７９  搬送ロボット
２００  ロボット本体の基台
Ｃ  歯付きベルトと平ベルトの中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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