(57)【要約】【課題】搬送装置、搬送ロボットにおいて、ア−ム収納時の平面的な干渉領域を省スペ−スにする。【解決手段】アーム２を、鉛直方向に延在するアームカバ６と、アームカバ６下方の開口部３３から出入可能であって、鉛直方向の上方にのみ湾曲可能なアーム体３１と、アームカバ６内に設けられ、開口部３３からアームカバ６内上方との間で、アーム体３１を水平と垂直の姿勢に案内するガイド１３〜１５と、アーム体３１の一端を支持してアーム体３１を鉛直方向に動作させる駆動機構７と、で構成し、アーム体３１が、駆動機構によってアームカバ６内で引き上げられた際、アームカバ６内で鉛直方向の姿勢となるようにした。【選択図】図２
2009170567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を搭載するハンドと、前記ハンドを支持するアームと、前記アームを支持するボディと、を備えた搬送装置において、
前記アームが、
前記ボディ上に搭載され、鉛直方向に延在するアームカバと、
前記アームカバ下方の開口部から出入可能であって、前記鉛直方向の上方にのみ湾曲可能なアーム体と、
前記アームカバ内に設けられ、前記開口部から前記アームカバ内上方との間で、前記アーム体を水平と垂直の姿勢に案内するガイドと、
前記アーム体の一端を支持して前記アーム体を鉛直方向に動作させる駆動機構と、を備え、
前記アーム体が、前記駆動機構によって前記アームカバ内で引き上げられた際、前記アームカバ内で鉛直方向の姿勢となることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記アーム体は、互いに回転可能な複数のアームピースが連結されて構成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３】
前記アームピースのそれぞれは、一端が凹形状、他端が凸形状で形成されていて、隣り合う前記アームピースの前記凹形状と前記凸形状とが組み合わされ、これらがヒンジシャフトによって互いに回転可能に接続されていることを特徴とする請求項２記載の搬送装置。
【請求項４】
前記ガイドは、ベアリング内蔵の回転型のゴムローラであって、前記アーム体に当接しながら回転して前記アーム体を案内することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項５】
前記駆動機構は、前記ボディ内に設けられた回転型サーボモータと、前記サーボモータの回転によって回転する第１プーリと、前記アームカバ内の上部に設置された第２プーリと、前記第１及び第２プーリに巻装された第１タイミングベルトと、を備え、前記第１タイミングベルトと前記アーム体の一端とが接続されて構成されたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項６】
前記駆動機構は、前記ボディ内に設けられた回転型サーボモータと、前記サーボモータの回転によって回転するボールネジと、を備え、前記ボールネジの移動ナットと前記アーム体の一端とが接続されて構成されたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記サーボモータの出力軸と連動して回転する２次シャフトと、前記２次シャフトに設けられた第３プーリと、前記アーム体を前記水平の姿勢に案内するガイドの部分において前記アーム体の下面に当接するローラと、前記第３プーリと前記ローラとに巻装された第２タイミングベルトと、をさらに備えたことを特徴とする請求項５又は６記載の搬送装置。
【請求項８】
前記ボディに、前記アームを旋回させる旋回機構が設けられたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項９】
前記ボディの側面或いは下面に、前記ボディを走行させる走行機構が設けられたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項１０】
請求項１記載の搬送装置によって前記被加工物が搬送されることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置等に用いられ、シリコンウェハ等の被加工物を搬送する搬送装置の機構に関する。  
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程では、シリコンウェハ等の被加工物にエッチング、ＣＶＤ、アッシング、ＲＴＰ等のプロセスが施されていく。これらのプロセスを行うにあたり、被加工物の搬送装置は必要不可欠である。従来の搬送装置には、水平多関節形のリンクタイプのロボットが一般的に使用されている。図５は水平多関節形のロボットを示している。水平多関節形ロボットの場合、被加工物の搬送距離に応じた長さを有する複数の水平多関節アーム２５が互いに回転自在に接続されている。しかし、水平多関節アーム２５を折り曲げた時に左右方向に張り出し、旋回時の干渉領域２６が発生する。この為、搬送装置の設置面積には干渉領域２６が最低限必要となる。
また、水平多関節形ロボット以外の従来の搬送装置として、スライドアーム型ロボットも開発されている。図６はスライドアーム型ロボットを示している。（ａ）が上面図、（ｂ）が側面図である。多段に積載された複数の多段スライドアーム２８が互いに直線状にスライドして水平方向に伸縮して被加工物を搬送する。この機構の場合、水平多関節形ロボットよりも干渉領域は小さくすることができるが、水平多関節アーム２５同様、被加工物の搬送距離に応じて多段スライドアーム２８の長さが必要で、多段スライドアーム２８を多段に縮小させてもアームの長さによる干渉領域２６が最低限必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、半導体製造装置としては装置を省スペ−スで設置することが要求されている。すなわち、省スペースな搬送装置を用いて装置全体を省スペースにて設置できるようにすることで、半導体製造工場のクリーンルームの容積を小さくしてランニングコストを下げることが望まれている。これに対し、従来技術の搬送装置では干渉領域が小さくならないという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決する為になされたものであり、干渉領域が省スペ−スなロボット搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成した。
請求項１記載の発明は、被加工物を搭載するハンドと、前記ハンドを支持するアームと、前記アームを支持するボディと、を備えた搬送装置において、前記アームが、前記ボディ上に搭載され、鉛直方向に延在するアームカバと、前記アームカバ下方の開口部から出入可能であって、前記鉛直方向の上方にのみ湾曲可能なアーム体と、前記アームカバ内に設けられ、前記開口部から前記アームカバ内上方との間で、前記アーム体を水平と垂直の姿勢に案内するガイドと、前記アーム体の一端を支持して前記アーム体を鉛直方向に動作させる駆動機構と、を備え、前記アーム体が、前記駆動機構によって前記アームカバ内で引き上げられた際、前記アームカバ内で鉛直方向の姿勢となることを特徴とする搬送装置とするものである。
請求項２記載の発明は、前記アーム体は、互いに回転可能な複数のアームピースが連結されて構成されていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置とするものである。
請求項３記載の発明は、前記アームピースのそれぞれは、一端が凹形状、他端が凸形状で形成されていて、隣り合う前記アームピースの前記凹形状と前記凸形状とが組み合わされ、これらがヒンジシャフトによって互いに回転可能に接続されていることを特徴とする請求項２記載の搬送装置とするものである。
請求項４記載の発明は、前記ガイドは、ベアリング内蔵の回転型のゴムローラであって、前記アーム体に当接しながら回転して前記アーム体を案内することを特徴とする請求項１記載の搬送装置とするものである。
請求項５記載の発明は、前記駆動機構は、前記ボディ内に設けられた回転型サーボモータと、前記サーボモータの回転によって回転する第１プーリと、前記アームカバ内の上部に設置された第２プーリと、前記第１及び第２プーリに巻装された第１タイミングベルトと、を備え、前記第１タイミングベルトと前記アーム体の一端とが接続されて構成されたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置とするものである。
請求項６記載の発明は、前記駆動機構は、前記ボディ内に設けられた回転型サーボモータと、前記サーボモータの回転によって回転するボールネジと、を備え、前記ボールネジの移動ナットと前記アーム体の一端とが接続されて構成されたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置とするものである。
請求項７記載の発明は、前記駆動機構は、前記サーボモータの出力軸と連動して回転する２次シャフトと、前記２次シャフトに設けられた第３プーリと、前記アーム体を前記水平の姿勢に案内するガイドの部分において前記アーム体の下面に当接するローラと、前記第３プーリと前記ローラとに巻装された第２タイミングベルトと、をさらに備えたことを特徴とする請求項５又は６記載の搬送装置とするものである。
請求項８記載の発明は、前記ボディに、前記アームを旋回させる旋回機構が設けられたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置とするものである。
請求項９記載の発明は、前記ボディの側面或いは下面に、前記ボディを走行させる走行機構が設けられたことを特徴とする請求項１記載の搬送装置とするものである。
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の搬送装置によって前記被加工物が搬送されることを特徴とする半導体製造装置とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明による搬送装置は、ア−ム収納時にア−ムを平面方向（水平方向）から上下方向（垂直方向）へ移動させることにより、アームの干渉領域が平面視において小さくなる為、省スペースの搬送装置を提供できる。
すなわち、本発明の搬送装置では平面視において、アーム収納時にアーム体を上下方向に案内する部分とハンドのみが占有する面積しかなくなるので、従来タイプに比べ干渉領域を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図１〜図７に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の搬送装置の上面図を示している。（ａ）が後述するアームを伸長させたときの図、（ｂ）がアームを縮めたときの図である。搬送装置１は、円筒状あるいは箱体状のボディ４と、ボディ４の上部に搭載されたアーム２と、アーム２の先端に設けられたハンド５と、から概ね構成されている。ボディ４の下部又は側面部には、図示しない走行機構が設けられることがあり、搬送装置１全体を走行させる場合がある。ハンド５はシリコンウェハ、マスク、液晶基板などの被加工物３が載置可能であり、ハンド５に搭載された被加工物３が搬送装置１によって所望の位置へと搬送される。
【０００８】
図２及び図３を用いてアーム２について詳細に説明する。図２はアーム２の側断面図である。図３はアーム２の正面図、すなわちアーム２をハンド５側から見た図であって、一部を透視している。
アーム２の駆動源はボディ４の内部に収納された回転型のサーボモータ７である。サーボモータ７の出力軸にはカップリング８が固定され、モータの回転がシャフト状の駆動シャフト９へと伝達される。駆動シャフト９の先端付近にプーリ１０が取付けられており、これにタイミングベルト１１が巻装されている。
一方、ボディ４の上部には箱体状のアームカバ６が搭載されていて、これが垂直方向に延びている。アームカバ６内部の上端付近にもプーリ１０が回転可能に固定されている。タイミングベルト１１はこれら２つのプーリ１０に巻装されていて、所定の張力で張られている。また、タイミングベルト１１にはベルト固定部１２が固定されている。
アームカバ６の内部には、タイミングベルト１１に沿うように垂直ガイド１３が配置されている。垂直ガイド１３はベアリング内蔵のゴムロ−ラが多数上下に配置されたものであって、後述するアーム体３１を上下にほぼ垂直に案内するものである。アームカバ６の垂直ガイド１３の下方には曲線ガイド１４が設置されている。曲線ガイド１４は垂直ガイド１３から連続的に配置されている。曲線ガイド１４は垂直ガイド１３と同様なベアリング内蔵のゴムローラであって、後述するアーム体３１を垂直方向から徐々に水平方向に案内するものである。さらにアームカバ６の下部であって、曲線ガイド１４の横には、曲線ガイド１４から連続的に水平ガイド１５が配置されている。水平ガイド１５も垂直ガイド１３らと同様なベアリング内蔵のゴムローラであって、後述するアーム体３１を水平方向に案内するものである。アームカバ６の下部側面には開口部３３が形成されていて、水平ガイド１５が開口部３３近辺まで配置されている。
【０００９】
上記アーム体３１について図４を用いて詳細に説明する。図４（ａ）はアーム体３１の一部の上面図であって一部を断面化している。同図（ｂ）はアーム体３１の一部の側面図である。図のように、アーム体３１は多数のアームピース２０が連結された構成になっている。各々のアームピース２０はヒンジシャフト２２で互いに回転可能に連結されている。アームピース２０の各々の一端は凹部が設けられ、他端に凸部が形成されている。隣り合うアームピース２０の凹部と凸部とが合致するように組合され、ヒンジシャフト２２によって連結されているため、隣り合うアームピース２０は互いに回転可能である。一方、同図（ｂ）のようにアームピース２０の下面にはストッパ２４が形成されている。ストッパ２４は上記凸部側に連結された隣のアームピース２０の下面の一部に入り込むような突起である。従って、同図（ｂ）の２つのアームピース２０を左からアームピース２０ａ、アームピース２０ｂとすると、アームピース２０ｂは、図の反時計回りには回転可能であるが、アームピース２０ａのストッパ２４により時計回りには回転できない。また、アームピース２０ａのストッパ２４によりアームピース２０ｂが停止したとき、アームピース２０ａ、２０ｂは同一方向に並んだ状態になる。
以上のアームピース２０が多数連結されたアーム体３１が、図１のように、垂直ガイド１３、曲線ガイド１４、水平ガイド１５によって案内されるように収容されている。そして、アーム体３１の一端が、上記ベルト固定部１２に固定されている。従って、サーボモータ７が回転してタイミングベルト１１が回転し、これに伴ってベルト固定部１２が下降すると、アーム体３１は垂直ガイド１３らに案内されながら下降する。このとき、アーム体３１の他端は水平ガイド１５によって案内されながら、開口部３３から水平方向へ突出する。サーボモータ７を逆転させると、アーム体３１は開口部３３に収納される。ここで、各々のアームピース２０のストッパ２４は、アーム体３１が開口部３３から突出したときにアームピース２０の互いの下面に位置するので、開口部３３から突出した部分のアーム体３１は水平状態を維持する。アーム体３１の他端にはハンド５が搭載されていて、ハンド５に搭載された被加工物３は水平状態に維持される。
【００１０】
なお、曲線ガイド１４の部分においては、アーム体３１のアームピース２０によって形成される湾曲曲線と曲線ガイド１４のゴムローラによって形成される湾曲曲線が異なる為に、アーム体３１と曲線ガイド１４との間に若干のスキマを設ける必要がある。すなわち、曲線ガイド１４の部分でアーム体３１と曲線ガイド１４との隙間に遊びが生じる。この対策として以下のようにアーム体３１の引き出し機構を設けている。
図１及び図２のように、駆動シャフト９の中ほどに設けたかさ歯車１６により駆動シャフト９の回転力を分岐する。かさ歯車１６によって回転する２次シャフト２１はアーム体３１の水平方向への伸長方向とは垂直に設けられている。２次シャフト２１にはプーリ１７が設けられていて、これにタイミングベルト１８が巻装されている。一方、水平ガイド１５の下部にはゴムローラ１９が回転可能に設けられていて、これとアーム体３１の下面とが当接する。タイミングベルト１８はゴムローラ１９にも巻装されている。以上の構成により、アーム体３１の他端においてもアーム体３１の動作を付勢するため、アーム体３１は安定した動作をすることが可能となる。
【００１１】
なお、搬送装置１のボディ４の下部には、アーム２を水平面で旋回させる図示しない旋回機構を備えていて、アーム２全体を旋回させることができる。
また、上記で説明したタイミングベルト１１らによるアーム体３１の上下機構は、実施例に限定されるものではなく、例えばボールネジによる構成であってもよい。
【００１２】
このように、本発明の搬送装置１は、アーム２のアーム体３１をアームカバ６に収納する際に、アーム体３１を平面方向（水平方向）から上下方向へ収納できるので、アームの干渉領域を省スペ−スにすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明の機構は省スペ−スにて設置可能な為、半導体のような被加工物を搬送する搬送装置に限らず、省スペ−スの搬送を目的とする各種物品搬送装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の搬送装置を示す図。
【図２】本発明の搬送装置のアーム部の側断面を示す図
【図３】本発明の搬送装置のアーム部の正面を示す図
【図４】本発明の搬送装置のアーム体のアームピースを示す図
【図５】従来の水平多関節形アームを備えた搬送装置の図
【図６】従来のスライド型アームを備えた搬送装置の図
【符号の説明】
【００１５】
１     搬送装置
２     アーム
３     被加工物
４     ボディ
５     ハンド
６     アームカバ
７     サーボモータ
８     カップリング
９     駆動シャフト
１０   プ−リ
１１   タイミングベルト
１２   ベルト固定部
１３   垂直ガイド
１４   曲線ガイド
１５   水平ガイド
１６   かさ歯車
１７   プ−リ
１８   タイミングベルト
１９   ゴムロ−ラ
２０   アームピース
２１   ２次シャフト
２２   ヒンジシャフト
２４   ストッパ
３１   アーム体
３３   開口部
２５   水平多関節アーム
２６   干渉領域
２８   多段スライドアーム
【図１】
2009170567.tif 000003
【図２】
2009170567.tif 000004
【図３】
2009170567.tif 000005
【図４】
2009170567.tif 000006
【図５】
2009170567.tif 000007
【図６】
2009170567.tif 000008