JP2008264980A - 基板搬送ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】 位置決め精度を向上するとともに、外部の物体との干渉を防ぐことができる基板搬送ロボットを提供する。
【解決手段】 第１および第２アーム部３６，３７は、互いに相対的に旋回可能に設けられる。第１および第２アーム部３６，３７間の関節には、第２旋回駆動手段４２が設けられる。第２旋回駆動手段４２は、第２モータ７６と、第２動力伝達部７７とを有する。第２モータ７６は、第１アーム部３６に固定される固定部７８と、固定部７８に対して、第１アーム部３６の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２２まわりに回転する回転部７９とを有する。第２動力伝達部７７は、第２モータ７６と第２アーム部３７との間に介在し、第２モータ７６の動力を、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７に伝達する。このような第２旋回駆動手段４２によって、第１および第２アーム部３６，３７が互いに相対的に旋回駆動される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウェハなどの基板を搬送するための基板搬送ロボットに関する。

基板処理設備である半導体処理設備は、基板である半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という）を処理する基板処理装置であるウェハ処理装置と、ウェハを収容する容器であるフープとウェハ処理装置との間でウェハを搬送する基板搬送装置であるウェハ搬送装置とを含む。フープには、処理前または処理後のウェハが収容される。ウェハに対する処理としては、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理および平坦化処理などのプロセス処理が想定される。

ウェハ搬送装置は、準備空間が形成される準備空間形成部と、フープオープナと、基板搬送ロボットとを含む。準備空間は、清浄度の高い雰囲気気体で満たされる。フープオープナは、フープおよび準備空間形成部に設けられる各ドアを開閉する。基板搬送ロボットは、準備空間に配置され、フープとウェハ処理装置とにわたってウェハを搬送する。

図１３は、第１の従来技術である基板搬送ロボット１の構成を簡略化して示す図である。この従来技術に類似する技術は、特許文献１に開示される。基板搬送ロボット１は、スカラ形の水平多関節ロボットによって実現される。基板搬送ロボット１は、ロボットアーム２と、ロボットアーム２の基端部が連結される基台３と、ロボットアーム２の先端部が連結され、ウェハを把持するロボットハンド４とを含む。ロボットアーム２は、第１および第２アーム部５，６を有する。

基台３には、第１アーム部５が第１旋回軸線Ｌ１まわりに旋回可能に設けられ、第１アーム部５には、第２アーム部６が第２旋回軸線Ｌ２まわりに旋回可能に設けられ、第２アーム部６には、ロボットハンド４が第３旋回軸線Ｌ３まわりに旋回可能に設けられる。第２アーム部６は、第１モータ７によって旋回駆動される。第１アーム部５およびロボットハンド４は、第２モータ８によって旋回駆動される。第１および第２モータ７，８は、基台３に設けられる。

第２アーム部６と第１モータ７との間には、ベルト９などを有する動力伝達部１０が介在し、動力伝達部１０を介して、第１モータ７の動力がロボットハンド４に伝達され、これによって第２アーム部６が旋回駆動される。またロボットハンド４と第２モータ８との間には、他のベルト１１などを有する他の動力伝達部１２が介在し、他の動力伝達部１２を介して、第２モータ８の動力がロボットハンド４に伝達され、これによってロボットハンド４が旋回駆動される。ベルト９および他のベルト１１に代えて、多数の歯車が用いられる場合もある。

このような基板搬送ロボット１では、第１および第２アーム部５，６間の関節から第１モータ７までの距離が長くなり、したがって動力伝達部１０の部品点数が多くなり、動力伝達部１０における誤差の累積が大きくなる。これによってロボットアーム２の先端部の位置決め精度が低下し、ひいてはロボットハンド４の位置決め精度が低下するという問題が生じる。また第２アーム部６およびロボットハンド４間の関節から第２モータ８までの距離が長くなり、したがって他の動力伝達部１２の部品点数が多くなり、他の動力伝達部１２における誤差の累積が大きくなる。これによってロボットハンド４の姿勢の精度が低下するという問題が生じる。

図１４は、第２の従来技術である基板搬送ロボット１６の構成を簡略化して示す図である。この基板搬送ロボット１６は、前述の基板搬送ロボット１に類似するので、対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。

第１アーム部５は、第１モータ１７によって旋回駆動される。第１モータ１７は、基台３に設けられる。第２アーム部６は、第２モータ１８によって旋回駆動される。第２モータ１８は、第１アーム部５に設けられる。ロボットハンド４は、第３モータ１９によって旋回駆動される。第３モータ１９は、第２アーム部６に設けられる。

第１モータ１７は、基台３に固定される固定部と、固定部に対して、第１旋回軸線Ｌ１に平行な回転軸線Ｌ５まわりに回転する回転部とを有する。第１アーム部５と第１モータ１７との間には、減速ユニットとなる第１動力伝達部２０が介在し、第１動力伝達部２０を介して、第１モータ１７の動力が、第１アーム部５に伝達され、これによって第１アーム部５が旋回駆動される。

第２モータ１８は、第１アーム部５に固定される固定部と、固定部に対して、第２旋回軸線Ｌ２に平行な回転軸線Ｌ６まわりに回転する回転部とを有する。第２アーム部６と第２モータ１８との間には、減速ユニットとなる第２動力伝達部２１が介在し、第２動力伝達部２１を介して、第２モータ１８の動力が、第２アーム部６に伝達され、これによって第２アーム部６が旋回駆動される。

第３モータ１９は、第２アーム部６に固定される固定部と、固定部に対して、第３旋回軸線Ｌ３に平行な回転軸線Ｌ７まわりに回転する回転部とを有する。ロボットハンド４と第３モータ１９との間には、減速ユニットとなる第３動力伝達部２２が介在し、第３動力伝達部２２を介して、第３モータ１９の動力が、ロボットハンド４に伝達され、これによってロボットハンド４が旋回駆動される。

このような基板搬送ロボット１６では、第２モータ１８は、回転部が、第２旋回軸線Ｌ２に平行な回転軸線Ｌ６まわりに回転するように、配置されるので、第２モータ１８の配置空間を確保するために、第１アーム部５の一部をその延在方向に突出させる必要がある。したがって第１アーム部５が大形化し、これによって第１アーム部５と外部の物体との干渉の問題が生じる。また第３モータ１９は、回転部が、第３旋回軸線Ｌ３に平行な回転軸線Ｌ７まわりに回転するように、配置されるので、第３モータ１９の配置空間を確保するために、第２アーム部６の一部をその延在方向に突出させる必要がある。したがって第２アーム部６が大形化し、これによって第２アーム部６と外部の物体との干渉の問題が生じる。

第３の従来技術として、特許文献２には、産業用ロボットの手首機構に関する技術が開示される。この従来技術の手首機構では、回動アームの先端には、手首が傾動可能に連結され、この手首は、傾動用モータによって傾動される。傾動用モータは、回動アームの内部に、アームの軸心に対して平行に設置され、これによって傾動用モータから手首までの距離を短くすることができる。
このような従来技術は、手首の駆動におけるイナーシャの低下および剛性の向上を目的としており、前記第１および第２の従来技術で生じる各問題については考慮されていない。

特開平１１−１０５７６号公報 特開平１−９２０８７号公報

本発明の目的は、位置決め精度を向上するとともに、外部の物体との干渉を防ぐことができる基板搬送ロボットを提供することである。

本発明は、基台と、
基板を把持するロボットハンドと、
延在して形成される中空状の複数のアーム部を有し、各アーム部は一連に連結され、一端のアーム部は基台に連結され、他端のアーム部はロボットハンドに連結され、互い連結される２つのアーム部は互いに相対的に旋回可能に設けられるロボットアームと、
互いに連結される２つのアーム部間の関節毎に設けられ、互いに連結される２つのアーム部を互いに相対的に旋回駆動する旋回駆動手段とを含み、
旋回駆動手段は、
互いに連結される２つのアーム部の一方に固定される固定部と、固定部に対して、前記一方のアーム部の延在方向に略平行な回転軸線まわりに回転する回転部とを有し、前記一方のアーム部の内部空間に収容されるモータと、
前記一方のアーム部の内部空間に収容され、モータと前記互いに連結される２つのアーム部の他方との間に介在し、モータの動力を、モータの回転部から前記他方のアーム部に伝達する動力伝達部とを含むことを特徴とする基板搬送ロボットである。

また本発明は、前記一方のアーム部は、基台側のアーム部であることを特徴とする。
また本発明は、動力伝達部は、モータの動力を、複数の歯車によって、モータの回転部から前記他方のアーム部に伝達することを特徴とする。

また本発明は、動力伝達部は、
モータの回転部に、回転部の回転軸線と同軸に固定される第１歯車と、
前記他方のアーム部に、前記一方および他方のアーム部の旋回軸線と同軸に固定される第２歯車と、
第１および第２歯車間に介在する複数の中間歯車と、
前記一方のアーム部に固定され、各中間歯車が、各中間歯車の回転軸線まわりに回転可能な状態で収容される歯車収容箱とを有することを特徴とする。

また本発明は、ロボットハンドが前記一端のアーム部に対して相対的に旋回可能に設けられる基板搬送ロボットであって、
ロボットハンドを前記一端のアーム部に対して相対的に旋回駆動する他の旋回駆動手段を含み、
他の旋回駆動手段は、
前記一端のアーム部に設けられる固定部と、固定部に対して、前記一端のアーム部の延在方向に略平行な回転軸線まわりに回転する回転部とを有し、前記一端のアーム部の内部空間に収容される他のモータと、
前記一端のアーム部の内部空間に収容され、他のモータとロボットハンドとの間に介在し、他のモータの動力を、他のモータの回転部からロボットハンドに伝達する他の動力伝達部とを含むことを特徴とする。

また本発明は、基板として半導体ウェハを搬送する基板搬送ロボットであって、
半導体ウェハが収容される容器と半導体ウェハを処理する処置装置との間で、半導体ウェハを搬送することを特徴とする。

本発明によれば、ロボットアームは、複数のアーム部が一連に連結されて、構成される。各アーム部は、中空状であり、延在して形成される。一端のアーム部は基台に連結され、他端のアーム部はロボットハンドに連結される。互いに連結される２つのアーム部は、互いに相対的に旋回可能に設けられる。互いに連結される２つのアーム部間の関節には、旋回駆動手段が設けられる。旋回駆動手段は、前記関節毎に設けられる。旋回駆動手段は、互いに連結される２つのアーム部を互いに相対的に旋回駆動する。これによってロボットハンドが移動され、ロボットハンドによって把持される基板が移動される。

旋回駆動手段は、モータと、動力伝達部とを含む。モータは、一方のアーム部に固定される固定部と、固定部に対して回転する回転部とを有する。動力伝達部は、モータと他方のアーム部との間に介在し、モータの動力を、モータの回転部から他方のアーム部に伝達する。これによって一方および他方のアーム部が互いに相対的に旋回駆動される。

モータは、一方のアーム部に設けられるので、基台に設けられる場合に比べて、一方および他方のアーム部間の関節からモータまでの距離が短くなる。したがって動力伝達部の構成を簡素化して、動力伝達部における誤差の累積を防ぐことができる。これによってロボットアームの先端部の位置決め精度を向上し、ひいてはロボットハンドの位置決め精度を向上することができる。

モータは、回転部の回転軸線に平行な方向に関する寸法が回転部の回転軸線に垂直な方向に関する寸法よりも大きい。この点が考慮されて、モータは、回転部が、一方のアーム部の延在方向に略平行な回転軸線まわりに回転するように、配置される。このようにモータが配置されるので、モータの配置空間を確保するために、一方のアーム部の一部をその延在方向に垂直な方向に突出させる必要がない。したがって一方のアーム部の大形化を防ぐことができ、これによって一方のアーム部と外部の物体との干渉を防ぐことができる。

また本発明によれば、一方のアーム部は、基台側のアーム部であり、したがって基台側のアーム部にモータが設けられる。したがってロボットハンド側のアーム部にモータが設けられる場合に比べて、ロボットハンド側のアーム部の質量を小さくすることができる。これによって小さな力で、基台側のアーム部に対してロボットハンド側のアーム部を旋回駆動することができる。

また本発明によれば、モータの動力は、複数の歯車によって、モータの回転部から他方のアーム部に伝達される。したがって動力の伝達のためにベルトが用いられる場合に比べて、ロボットアームの先端部の位置決め精度を向上することができる。

また本発明によれば、モータの回転部には、第１歯車が、回転部の回転軸線と同軸に固定され、他方のアーム部には、第２歯車が、一方および他方のアーム部の旋回軸線と同軸に固定され、第１および第２歯車間には、複数の中間歯車が介在する。これによってモータの動力が、モータの回転部から他方のアーム部に伝達される。

各中間歯車は、各中間歯車の回転軸線まわりに回転可能な状態で、歯車収容箱に収容される。この歯車収容箱が、一方のアーム部に固定される。したがって各中間歯車を個別に位置合わせして一方のアーム部に取り付ける場合に比べて、取付け作業を容易化することができる。

また本発明によれば、ロボットハンドは、一端のアーム部に対して相対的に旋回可能に設けられる。他の旋回駆動手段は、ロボットハンドを一端のアーム部に対して相対的に旋回駆動する。これによってロボットハンドの姿勢を変化させることができる。

他の旋回駆動手段は、他のモータと、他の動力伝達部とを含む。他のモータは、一端のアーム部に固定される固定部と、固定部に対して回転する回転部とを有する。他の動力伝達部は、他のモータとロボットハンドとの間に介在し、他のモータの動力を、他のモータの回転部からロボットハンドに伝達する。これによってロボットハンドが一端のアーム部に対して相対的に旋回駆動される。

他のモータは、一端のアーム部に設けられるので、基台に設けられる場合に比べて、一端のアーム部およびロボットハンド間の関節から他のモータまでの距離が短くなる。したがって他の動力伝達部の構成を簡素化して、他の動力伝達部における誤差の累積を防ぐことができる。これによってロボットハンドの姿勢の精度を向上することができる。

他のモータは、回転部の回転軸線に平行な方向に関する寸法が回転部の回転軸線に垂直な方向に関する寸法よりも大きい。この点が考慮されて、他のモータは、回転部が、一端のアーム部の延在方向に略平行な回転軸線まわりに回転するように、配置される。このように他のモータが配置されるので、他のモータの配置空間を確保するために、一端のアーム部の一部をその延在方向に垂直な方向に突出させる必要ない。したがって一端のアーム部の大形化を防ぐことができ、これによって一端のアーム部と外部の物体との干渉を防ぐことができる。

また本発明によれば、基板は、半導体ウェハであり、基板搬送ロボットは、半導体ウェハが収容される容器と半導体ウェハを処理する処置装置との間で、半導体ウェハを搬送する。この場合、基板搬送ロボットは、所定の清浄度に保たれる空間に配置される。この空間は、所定の清浄度を容易に実現するために、できるだけ小さくされるので、半導体ウェハの搬送にあたって干渉の問題が生じやすい。基板搬送ロボットは、前述のように干渉が防がれるので、半導体ウェハの搬送に好適に用いることができる。

図１は、本発明の実施の第１形態である基板搬送ロボット３１の構成を簡略化して示す断面図である。図２は、図１の上方から見た基板搬送ロボット３１の平面図である。本実施の形態の基板搬送ロボット３１は、基板である半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という）３２を搬送するために用いられる。

基板搬送ロボット３１は、スカラ（Selective Compliance Assembly Robot Arm、略称ＳＣＡＲＡ）形の水平多関節ロボットによって実現される。基板搬送ロボット３１は、ロボットアーム３３と、ロボットアーム３３の基端部３３ａが連結される基台３４と、ロボットアーム３３の先端部３３ｂが連結され、ウェハ３２を把持するロボットハンド３５とを含む。

ロボットアーム３３は、第１および第２アーム部３６，３７を有する。第１および第２アーム部３６，３７は、中空状である。第１および第２アーム部３６，３７は、延在して形成され、換言すれば長手状に形成される。このような第１および第２アーム部３６，３７は、一連に連結される。連結方向一端のアーム部である第１アーム部３６は、基台３４に連結され、連結方向他端のアーム部である第２アーム部３７は、ロボットハンド３５に連結される。

ロボットハンド３５は、ウェハ３２を把持可能な構造を有する。ウェハ３２を把持するとは、ウェハ３２を保持または把握することを意味し、保持としては、吸着、受けおよびつり下げなどの形態があり、把握としては、つまみ、はさみおよびにぎりなどの形態がある。本実施の形態では、ロボットハンド３５は、受けによってウェハ３２を把持する。ロボットハンド３５は、板状に形成され、その厚み方向から見た形状が大略的にＹ字状である。ロボットハンド３５は、その厚み方向から見た形状が大略的にＵ字状であるハンド本体３８と、ハンド本体３８に連なり、延在して形成される延在部３９とを有する。

第１および第２アーム部３６，３７ならびにロボットハンド３５は、水平に設けられる。基台３４および第１アーム部３６は、互いに相対的に旋回可能に設けられ、詳しくは、基台３４の上部３４ａには、第１アーム部３６の延在方向一端部３６ａが、上下方向Ｚに延びる第１旋回軸線Ｌ１１まわりに旋回可能に設けられる。第１および第２アーム部３６，３７は、互いに相対的に旋回可能に設けられ、詳しくは、第１アーム部３６の延在方向他端部３６ｂには、第２アーム部３７の延在方向一端部３７ａが、第１旋回軸線Ｌ１１に平行な第２旋回軸線Ｌ１２まわりに旋回可能に設けられる。第２アーム部３７およびロボットハンド３５は、互いに相対的に旋回可能に設けられ、詳しくは、第２アーム部３７の延在方向他端部３７ｂには、ロボットハンド３５の延在部３９においてハンド本体３８に連なる側とは反対側となる延在方向一端部３９ａが、第１および第２旋回軸線Ｌ１１，Ｌ１２に平行な第３旋回軸線Ｌ１３まわりに旋回可能に設けられる。旋回とは、２つの部材間において各部材の軸方向を相対的に変化させる動きをいう。

第１および第２アーム部３６，３７ならびにロボットハンド３５は、互いに上下方向Ｚにずれて設けられる。第２アーム部３７は、第１アーム部３６よりも上方に配置される。これによって第１アーム部３６と第２アーム部３７とが干渉することが防がれ、したがって第２アーム部３７は、第１アーム部３６に対して上下方向Ｚに重なる位置に移動可能となる。またロボットハンド３５は、第２アーム部３７よりも上方に配置される。これによって第２アーム部３７とロボットハンド３５とが干渉することが防がれ、したがってロボットハンド３５は、第２アーム部３７に対して上下方向Ｚに重なる位置に移動可能となる。

基台３４および第１アーム部３６間の関節には、第１旋回駆動手段４１が設けられる。第１旋回駆動手段４１は、基台３４および第１アーム部３６を互いに相対的に旋回駆動し、詳しくは、基台３４に対して、第１アーム部３６を第１旋回軸線Ｌ１１まわりに相対的に旋回駆動する。

第１および第２アーム部３６，３７間の関節には、旋回駆動手段である第２旋回駆動手段４２が設けられる。第２旋回駆動手段４２は、第１および第２アーム部３６，３７を互いに相対的に旋回駆動し、詳しくは、第１アーム部３６に対して、第２アーム部３７を第２旋回軸線Ｌ１２まわりに相対的に旋回駆動する。

第２アーム部３７およびロボットハンド３５間の関節には、他の旋回駆動手段である第３旋回駆動手段４３が設けられる。第３旋回駆動手段４３は、第２アーム部３７およびロボットハンド３５を互いに相対的に旋回駆動し、詳しくは、第２アーム部３７に対して、ロボットハンド３５を第３旋回軸線Ｌ１３まわりに相対的に旋回駆動する。

第１および第２旋回駆動手段４１，４２によって第１および第２アーム部３６，３７が旋回駆動され、これによってロボットアーム３３の先端部３３ｂの位置が水平な仮想一平面内で変化し、ひいてはロボットハンド３５の位置が水平な仮想一平面内で変化する。また第３旋回駆動手段４３によってロボットハンド３５が旋回駆動され、これによってロボットハンド３５の姿勢が変化する。

基台３４は、予め定める設置面４５に固定される基部４６と、基部４６に対して上下方向Ｚに変位可能に設けられる可動部４７と、基部４６に対して可動部４７を上下方向Ｚに変位駆動する昇降駆動手段４８とを有する（図５参照）。可動部４７は、円筒状に形成され、その軸線が上下方向Ｚに延びるように設けられる。可動部４７の上部は、前記基台３４の上部３４ａとなる。昇降駆動手段４８によって可動部４７が変位駆動され、これによってロボットアーム３３の先端部３３ｂの位置が上下に変化し、ひいてはロボットハンド３５の位置が上下に変化する。

第１アーム部３６の延在方向一端部３６ａ寄りの部分には、第１アーム部３６の内部空間５１に連通する円筒状の一端側連通孔５２が形成される。一端側連通孔５２の軸線は、第１アーム部３６の延在方向に垂直な方向に延びる。第１アーム部３６の延在方向他端部３６ｂ寄りの部分には、第１アーム部３６の内部空間５１に連通する円筒状の他端側連通孔５３が形成される。他端側連通孔５３の軸線は、一端側連通孔５２の軸線と平行である。他端側連通孔５３は、一端側連通孔５２とは反対側に臨んで開放される。

第２アーム部３７の延在方向一端部３７ａ寄りの部分には、第２アーム部３７の内部空間５４に連通する円筒状の一端側連通孔５５が形成され、また外方に突出する円筒状の突出部５６が形成される。一端側連通孔５５の軸線は、第２アーム部３７の延在方向に垂直な方向に延びる。突出部５６の内孔５７は、一端側連通孔５５と同軸であり、一端側連通孔５５を介して、第２アーム部３７の内部空間５４に連通する。第２アーム部３７の延在方向他端部３７ｂ寄りの部分には、第２アーム部３７の内部空間５４に連通する円筒状の他端側連通孔５８が形成される。他端側連通孔５８の軸線は、一端側連通孔５５の軸線と平行である。他端側連通孔５８は、一端側連通孔５５とは反対側に臨んで開放される。

ロボットハンド３５の延在部３９は、中空状である。延在部３９の延在方向一端部３９ａ寄りの部分には、延在部３９の内部空間６１に連通する円筒状の一端側連通孔６２が形成され、また外方に突出する円筒状の突出部６３が形成される。一端側連通孔６２の軸線は、ロボットハンド３５の厚み方向に平行な方向に延びる。突出部６３の内孔６４は、一端側連通孔６２と同軸であり、一端側連通孔６２を介して、延在部３９の内部空間６１に連通する。

第１アーム部３６の一端側連通孔５２には、基台３４の上部３４ａである可動部４７の上部が同軸に緩やかに挿通され、これによって基台３４および第１アーム部３６が、第１旋回軸線Ｌ１１まわりに互いに相対的に旋回可能に連結される。一端側連通孔５２および可動部４７の各軸線は、第１旋回軸線Ｌ１１と共通な一直線を成す。基台３４の上部３４ａと第１アーム部３６の一端側連通孔５２の形成部５２ａとの間には、軸受手段が介在し、これによって基台３４に対する第１アーム部３６の旋回を円滑にすることができる。

第１アーム部３６の他端側連通孔５３には、第２アーム部３７の突出部５６が同軸に緩やかに挿通され、これによって第１および第２アーム部３６，３７が、第２旋回軸線Ｌ１２まわりに互いに相対的に旋回可能に連結される。他端側連通孔５３および突出部５６の各軸線は、第２旋回軸線Ｌ１２と共通な一直線を成す。第２アーム部３７の突出部５６と第１アーム部３６の他端側連通孔５３の形成部５３ａとの間には、軸受手段が介在し、これによって第１アーム部３６に対する第２アーム部３７の旋回を円滑にすることができる。

第２アーム部３７の他端側連通孔５８には、ロボットハンド３５の延在部３９の突出部６３が同軸に緩やかに挿通され、これによって第２アーム部３７およびロボットハンド３５が、第３旋回軸線Ｌ１３まわりに互いに相対的に旋回可能に連結される。他端側連通孔５８および突出部６３の各軸線は、第３旋回軸線Ｌ１３と共通な一直線を成す。ロボットハンド３５の延在部３９の突出部６３と第２アーム部３７の他端側連通孔５８の形成部５８ａとの間には、軸受手段が介在し、これによって第２アーム部３７に対するロボットハンド３５の旋回を円滑にすることができる。

第１旋回駆動手段４１は、第１モータ７１と、第１動力伝達部７２とを有する。第１モータ７１および第１動力伝達部７２は、第１アーム部３６の内部空間５１に収容される。したがって第１モータ７１および第１動力伝達部７２から塵埃が発生しても、この塵埃が基板搬送ロボット３１の周囲に拡散することを防ぐことができ、これによって基板搬送ロボット３１の周囲の清浄度が低下することを防ぐことができる。

第１モータ７１は、第１アーム部３６に固定される固定部７３と、固定部７３に対して、第１アーム部３６の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２１まわりに回転する回転部７４とを有する。第１モータ７１は、電動モータ、具体的にはサーボモータによって実現される。第１モータ７１には、固定部７３に対する回転部７４の回転量を検出する第１エンコーダ７５が設けられる。第１動力伝達部７２は、第１モータ７１と基台３４との間に介在し、第１モータ７１の動力を、第１モータ７１の回転部７４から基台３４に伝達する。このような第１旋回駆動手段４１によって、基台３４および第１アーム部３６が互いに相対的に旋回駆動される。

第２旋回駆動手段４２は、モータである第２モータ７６と、動力伝達部である第２動力伝達部７７とを有する。第２モータ７６および第２動力伝達部７７は、第１アーム部３６の内部空間５１に収容される。したがって第２モータ７６および第２動力伝達部７７から塵埃が発生しても、この塵埃が基板搬送ロボット３１の周囲に拡散することを防ぐことができ、これによって基板搬送ロボット３１の周囲の清浄度が低下することを防ぐことができる。

第２モータ７６は、第１アーム部３６に固定される固定部７８と、固定部７８に対して、第１アーム部３６の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２２まわりに回転する回転部７９とを有する。第２モータ７６は、電動モータ、具体的にはサーボモータによって実現される。第２モータ７６には、固定部７８に対する回転部７９の回転量を検出する第２エンコーダ８０が設けられる。第２動力伝達部７７は、第２モータ７６と第２アーム部３７との間に介在し、第２モータ７６の動力を、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７に伝達する。このような第２旋回駆動手段４２によって、第１および第２アーム部３６，３７が互いに相対的に旋回駆動される。

第３旋回駆動手段４３は、他のモータである第３モータ８１と、他の動力伝達部である第３動力伝達部８２とを有する。第３モータ８１および第３動力伝達部８２は、第２アーム部３７の内部空間５４に収容される。したがって第３モータ８１および第３動力伝達部８２から塵埃が発生しても、この塵埃が基板搬送ロボット３１の周囲に拡散することを防ぐことができ、これによって基板搬送ロボット３１の周囲の清浄度が低下することを防ぐことができる。

第３モータ８１は、第２アーム部３７に固定される固定部８３と、固定部８３に対して、第２アーム部３７の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２３まわりに回転する回転部８４とを有する。第３モータ８１は、電動モータ、具体的にはサーボモータによって実現される。第３モータ８１には、固定部８３に対する回転部８４の回転量を検出する第３エンコーダ８５が設けられる。第３動力伝達部８２は、第３モータ８１とロボットハンド３５との間に介在し、第３モータ８１の動力を、第３モータ８１の回転部８４からロボットハンド３５に伝達する。このような第３旋回駆動手段４３によって、第２アーム部３７およびロボットハンド３５が互いに相対的に旋回駆動される。

昇降駆動手段４８は、第４モータと、第４動力伝達部とを有する。第４モータは、基台３４の基部４６に固定される固定部と、固定部に対して回転する回転部とを有する。第４モータは、電動モータ、具体的にはサーボモータによって実現される。第４モータには、固定部に対する回転部の回転量を検出する第４エンコーダが設けられる。第４動力伝達部は、第４モータと基台３４の可動部４７との間に介在し、第４モータの動力を、第４モータの回転部から基台３４の可動部４７に伝達する。第４動力伝達部は、第４モータの回転部の回転運動を上下方向Ｚの直線運動に変換する。

第１〜第４動力伝達部７２，７７，８２は、減速機としても機能する。したがって減速機を別途、設ける必要がなく、これによって部品点数を削減することができる。

図３は、第２動力伝達部７７の構成を示す断面図である。この図３では、煩雑になるのを防ぐために、第２動力伝達部７７の構成を簡略化して示している。第１〜第３動力伝達部７２，７７，８２の構成は類似するので、第２動力伝達部７７の構成だけを説明し、第１および第３動力伝達部７２，８２については重複を避けるために説明を省略する。

第２動力伝達部７７は、第２モータ７６の動力を、複数の歯車９１，９２，９３によって、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７の突出部５６に伝達する。したがって動力の伝達のためにベルトが用いられる場合に比べて、ロボットアーム３３の先端部３３ｂの位置決め精度を向上することができる。またベルトのような変形がないので、急停止による振動が防がれ、これによってロボットアーム３３の動作の高速化を図ることができる。

詳しくは、第２動力伝達部７７は、第２モータ７６の回転部７９に、回転部７９の回転軸線Ｌ２２と同軸に固定される第１歯車９１と、第２アーム部３７の突出部５６に、第２旋回軸線Ｌ１２と同軸に固定される第２歯車９２と、第１および第２歯車９１，９２間に介在する複数の中間歯車９３と、第１アーム部３６に固定され、各中間歯車９３が、各中間歯車９３の回転軸線まわりに回転可能な状態で収容される歯車収容箱であるギアボックス９４とを有する。

このように第２モータ７６の回転部７９には、第１歯車９１が、回転部７９の回転軸線Ｌ２２と同軸に固定され、第２アーム部３７の突出部５６には、第２歯車９２が、第２旋回軸線Ｌ１２と同軸に固定され、第１および第２歯車９１，９２間には、複数の中間歯車９３が介在する。これによって第２モータ７６の動力が、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７の突出部５６に伝達される。

各中間歯車９３は、各中間歯車９３の回転軸線まわりに回転可能な状態で、ギアボックス９４に収容される。このギアボックス９４が、第１アーム部３６に固定される。したがって各中間歯車９３を個別に位置合わせして第１アーム部３６に取り付ける場合に比べて、取付け作業を容易化することができる。

複数の歯車９１〜９３のうち互いに噛合する２つの歯車は、かさ歯車によって実現される。したがって第２モータ７６の回転部７９の回転軸線Ｌ２２またはこの回転軸線Ｌ２２に平行な回転軸線まわりの回転を、第２旋回軸線Ｌ１２またはこの第２旋回軸線Ｌ１２に平行な回転軸線まわりの回転に変換することができ、これによって第２モータ７６の動力を、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７の突出部５６に伝達することができる。本実施の形態では、第１歯車９１と、各中間歯車９３のうち第１歯車９１に噛合する中間歯車９３ａとが、かさ歯車によって実現される。

図４は、基板搬送ロボット３１を備える半導体処理設備１０１の一部を示す平面図である。図５は、半導体処理設備１０１の一部を切断して示す断面図である。図４および図５には、基板搬送ロボット３１について、動作状態の一例を実線で示し、動作状態の他の例を二点鎖線で示す。半導体処理設備１０１は、ウェハ３２を処理するための設備である。

半導体処理設備１０１は、たとえばＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格によって、予め規定される。この場合、後述のフープ１０２およびフープオープナ１１８は、ＳＥＭＩ規格のＥ４７．１，Ｅ１５．１，Ｅ５７，Ｅ６２，Ｅ６３，Ｅ８４などの仕様に従う。半導体処理設備１０１の構成は、ＳＥＭＩ規格外の構成であってもよい。

処理前および処理後のウェハ３２は、フープ１０２（Front Opening Unified Pod、略称ＦＯＵＰ）と呼ばれる容器（以下、「フープ」という）１０２に収容される。フープ１０２は、極所クリーン化技術に関し、クリーン環境におけるミニエンバイロメント用基板容器である。フープ１０２には、複数のウェハ３２が収容される。フープ１０２に収容される各ウェハ３２は、水平な状態で、上下方向Ｚに等間隔をあけて配置される。

フープ１０２は、容器本体であるフープ本体１０３と、フープ本体１０３に対して着脱可能に設けられる容器側ドアであるフープ側ドア１０４とを有する。フープ本体１０３は、略箱状に形成され、ウェハ収容空間であるフープ内空間１０５が形成される。フープ内空間１０５は、一方に開放される。フープ本体１０３にフープ側ドア１０４が装着されることによって、フープ内空間１０５が閉鎖され、またフープ本体１０３からフープ側ドア１０４が離脱されることによって、フープ内空間１０５が開放される。

半導体処理設備１０１は、ウェハ３２を処理するウェハ処理装置１０６と、フープ１０２およびウェハ処理装置１０６間でウェハ３２を搬送するフロントエンドモジュール装置（Equipment Front End Module、略称ＥＦＥＭ）であるウェハ搬送装置１０７とを含む。ウェハ３２に対する処理としては、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理および平坦化処理などのプロセス処理が想定される。ウェハ処理装置１０６では、前述の各処理以外の処理が行われてもよい。

ウェハ処理装置１０６は、処理空間１１１が形成される処理空間形成部１１２と、処理空間１１１に配置され、処理空間１１１内でウェハ３２を処理する処理装置本体と、処理空間１１１に満たされる雰囲気気体を調整する処理空間調整装置とを含む。処理空間調整装置は、ファンフィルタユニットなどによって実現される。

ウェハ搬送装置１０７は、準備空間１１６が形成される準備空間形成部１１７と、準備空間１１６に配置される前記基板搬送ロボット３１と、フープ１０２を開閉する開閉装置であるフープオープナ（FOUP Opener）１１８と、準備空間１１６に配置され、ウェハ３２の向きを調整するアライナ１１９と、準備空間１１６に満たされる雰囲気気体を調整する準備空間調整装置１２０とを含む。準備空間調整装置１２０は、ファンフィルタユニットなどによって実現される。

処理空間１１１および準備空間１１６は、清浄度の高い雰囲気気体で満たされる。処理空間１１１および準備空間１１６は、コンタミネーションコントロールが行われる空間であって、空気中における浮遊微小粒子が限定された清浄度レベル以下に管理され、必要に応じて、温度、湿度および圧力などの環境条件についても管理が行われる空間である。本実施の形態では、処理空間１１１および準備空間１１６は、ウェハ３２の処理に悪影響を与えないような清浄度に保たれる。清浄度として、たとえば国際標準化機構（ International Organization for Standardization、略称ＩＳＯ）に規定されるＣＬＡＳＳ１が採用される。

処理空間形成部１１２および準備空間形成部１１７は、上下方向Ｚに直交する前後方向Ｘに並んで配置される。以下、前後方向Ｘのうち、処理空間形成部１１２から準備空間形成部１１７に向かう方向を前方Ｘ１といい、その反対方向を後方Ｘ２という。また上下方向Ｚおよび前後方向Ｘに直交する方向を、左右方向Ｙという。

準備空間形成部１１７は、直方体箱状に形成され、直方体形状の準備空間１１６が形成される。準備空間形成部１１７は、正面壁１２１および背面壁１２２を有する。正面壁１２１および背面壁１２２は、前後方向Ｘに間隔をあけて配置される。背面壁１２２は、正面壁１２１よりも後方Ｘ２に配置され、準備空間１１６と処理空間１１１とを仕切る。

正面壁１２１には、この正面壁１２１の厚み方向である前後方向Ｘに貫通する正面側開口１３１が形成される。正面側開口１３１は、ウェハ３２が通過可能に形成される。このような正面側開口１３１を介して、フープ内空間１０５から準備空間１１６に、または、準備空間１１６からフープ内空間１０５に、ウェハ３２が移動される。本実施の形態では、正面側開口１３１は、４つ設けられる。各正面側開口１３１は、左右方向Ｙに等間隔をあけて配置される。

背面壁１２２には、この背面壁１２２の厚み方向である前後方向Ｘに貫通する背面側開口１３２が形成される。背面側開口１３２は、ウェハ３２が通過可能に形成される。このような背面側開口１３２を介して、準備空間１１６から処理空間１１１に、または、処理空間１１１から準備空間１１６に、ウェハ３２が移動される。本実施の形態では、背面側開口１３２は、２つ設けられる。各背面側開口１３２は、左右方向Ｙに間隔をあけて配置される。

フープオープナ１１８は、準備空間形成部１１７の前方Ｘ１側に配置される。フープオープナ１１８は、準備空間形成部１１７の正面壁１２１の一部を構成し、前記正面側開口１３１が形成される正面プレート１４１と、正面プレート１４１に対して着脱可能に設けられるオープナ側ドア１４２と、準備空間１１６よりも前方Ｘ１に配置され、フープ１０２を下方から支持するフープ支持部１４３と、オープナ側ドア１４２およびフープ側ドア１０４を開閉するドア開閉機構１４４とを有する。正面プレート１４１にオープナ側ドア１４２が装着されることによって、正面側開口１３１が閉鎖され、正面プレート１４１からオープナ側ドア１４２が離脱されることによって、正面側開口１３１が開放される。

フープ支持部１４３には、フープ１０２が位置決めされて設置される。フープ１０２がフープ支持部１４３に設置された設置状態では、フープ本体１０３の開口部１０３ａと正面プレート１４１の開口部１４１ａとが、全周にわたって接する。したがって設置状態では、オープナ側ドア１４２およびフープ側ドア１０４が各開口部１４１ａ，１０３ａからそれぞれ離脱されても、フープ内空間１０５および準備空間１１６に外気が侵入することが防がれる。

ドア開閉機構１４４は、オープナ側ドア１４２およびフープ側ドア１０４を、直接または間接的に把持する。ドア開閉機構１４４は、各ドア１４２，１０４を、装着位置と開放位置とにわたって移動させる。装着位置では、各ドア１４２，１０４が各開口部１４１ａ，１０３ａにそれぞれ装着され、これによってフープ内空間１０５と準備空間１１６との連通が阻止される。開放位置では、各ドア１４２，１０４が各開口部１４１ａ，１０３ａから離脱され、これによってフープ内空間１０５と準備空間１１６とが連通される。この開放位置では、各ドア１４２，１０４が、各開口部１４１ａ，１０３ａに対して、準備空間１１６内で、後方Ｘ２かつ下方Ｚ２に配置される。準備空間１１６には、各ドア１４２，１０４を装着位置と開放位置とにわたって移動させるための可動領域１４５が設定される。

本実施の形態では、フープオープナ１１８は、４つ設けられる。各フープオープナ１１８は、左右方向Ｙに等間隔をあけて配置される。各フープオープナ１１８は、個別に動作可能にそれぞれ構成される。図４では、正面側開口１３１のうち左端に位置する正面側開口が開放され、正面側開口１３１のうち前記左端に位置する正面側開口を除く残余の正面側開口が閉鎖された状態を示す。

準備空間形成部１１７は、底壁部１２６をさらに有する。底壁部１２６には、正面壁１２１および背面壁１２２の各下端部が連なる。このような底壁部１２６には、アライナ１１９および基板搬送ロボット３１が固定される。アライナ１１９および基板搬送ロボット３１は、左右方向Ｙに間隔をあけて配置される。

アライナ１１９は、ウェハ３２を保持する保持部を有する。アライナ１１９は、保持部によって保持されるウェハ３２を回転させ、これによって前記ウェハ３２に形成されるノッチまたはオリエンテーションフラットが予め定める方向に向くように、前記ウェハ３２の向きを調整する。

基板搬送ロボット３１は、準備空間１１６のうちで、背面壁１２２寄りに配置される。また基板搬送ロボット３１は、左右方向Ｙに関して、左右方向一端位置のフープオープナ１１８と左右方向他端位置のフープオープナ１１８との間の中央位置に配置される。基板搬送ロボット３１は、基台３４の基部４６が、準備空間形成部１１７の底壁部１２６に固定される。底壁部１２６の上面は、前記予め定める設置面４５となる。

基板搬送ロボット３１は、コントローラ１５１をさらに含む。コントローラ１５１は、予め定められる動作プログラムまたはユーザから入力される移動指令と、第１〜第４エンコーダ７５，８０，８５からの検出結果とに基づいて、第１〜第３旋回駆動手段４１〜４３および昇降駆動手段４８を制御し、ロボットハンド３５を移動させる。コントローラ１５１は、予め定めるプログラムが記憶される記憶回路と、記憶回路に記憶されるプログラムを演算する演算回路と、演算回路の演算結果を示す信号を、第１〜第３旋回駆動手段４１〜４３および昇降駆動手段４８に与える出力手段とを有する。記憶回路は、ＲＡＭ（ Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などによって実現され、演算回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実現される。

基板搬送ロボット３１では、第１〜第３旋回駆動手段４１〜４３および昇降駆動手段４８がコントローラ１５１によって制御され、これによってロボットハンド３５が、可動範囲内で、前後方向Ｘ、左右方向Ｙおよび上下方向Ｚの任意の位置に移動される。このようにロボットハンド３５が移動されることによって、ロボットハンド３５によって把持されるウェハ３２を移動させることができる。

このような半導体処理設備１０１において、基板搬送ロボット３１は、主に準備空間１１６でウェハ３２を移動させる。基板搬送ロボット３１は、正面側開口１３１を介してフープ内空間１０５からウェハ３２を取り出し、また正面側開口１３１を介してフープ内空間１０５にウェハ３２を差し入れる。また基板搬送ロボット３１は、背面側開口１３２を介して処理空間１１１からウェハ３２を取り出し、また背面側開口１３２を介して処理空間１１１にウェハ３２を差し入れる。

基板搬送ロボット３１は、フープ１０２からウェハ処理装置１０６にウェハ３２を搬送するにあたって、まず、ロボットハンド３５を、正面側開口１３１を介してフープ内空間１０５に進入させる。そして、フープ内空間１０５内のウェハ収容位置に載置されるウェハ３２を、ロボットハンド３５によって把持する。次に、ロボットハンド３５によってウェハ３２を把持した状態で、ロボットハンド３５を、準備空間１１６を経由し、さらに背面側開口１３２を介して、処理空間１１１に進入させる。そして、ロボットハンド３５によって把持されているウェハ３２を、処理空間１１１内のウェハ載置位置１５６に載置する。

また基板搬送ロボット３１は、ウェハ処理装置１０６からフープ１０２にウェハ３２を搬送するにあたって、まず、ロボットハンド３５を、背面側開口１３２を介して処理空間１１１に進入させる。そして、処理空間１１１内のウェハ載置位置１５６に載置されるウェハ３２を、ロボットハンド３５によって把持する。次に、ロボットハンド３５によってウェハ３２を把持した状態で、ロボットハンド３５を、準備空間１１６を経由し、さらに正面側開口１３１を介して、フープ内空間１０５に進入させる。そして、ロボットハンド３５によって把持されているウェハ３２を、フープ内空間１０５内のウェハ収容位置に載置する。

フープ１０２からウェハ処理装置１０６にウェハ３２を搬送する場合、基板搬送ロボット３１は、フープ１０２から取り出したウェハ３２を一旦、アライナ１１９に搬送する。アライナ１１９に搬送されたウェハ３２は、アライナ１１９によって、向きが調整される。したがってウェハ処理装置１０６には、ウェハ３２を、向きを調整して差し入れることができ、これによってウェハ処理装置１０６による処理に際して、各ウェハ３２の向きを同一にすることができる。

以上のような本実施の形態によれば、第１モータ７１は、回転部７４が、第１アーム部３６の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２１まわりに回転するように、配置される。第１モータ７１は、回転部７４の回転軸線Ｌ２１に平行な方向に関する寸法が回転部７４の回転軸線Ｌ２１に垂直な方向に関する寸法よりも大きいという点が考慮されて、前述のように第１モータ７１が配置されるので、第１モータ７１の配置空間を確保するために、第１アーム部３６の一部をその延在方向に垂直な方向に突出させる必要がない。したがって第１アーム部３６の大形化を防ぐことができ、これによって第１アーム部３６と外部の物体との干渉を防ぐことができる。

また第２モータ７６は、回転部７９が、第１アーム部３６の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２２まわりに回転するように、配置される。第２モータ７６は、回転部７９の回転軸線Ｌ２２に平行な方向に関する寸法が回転部７９の回転軸線Ｌ２２に垂直な方向に関する寸法よりも大きいという点が考慮されて、前述のように第２モータ７６が配置されるので、第２モータ７６の配置空間を確保するために、第１アーム部３６の一部をその延在方向に垂直な方向に突出させる必要がない。したがって第１アーム部３６の大形化を防ぐことができ、これによって第１アーム部３６と外部の物体との干渉を防ぐことができる。

さらに第３モータ８１は、回転部８４が、第２アーム部３７の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２３まわりに回転するように、配置される。第３モータ８１は、回転部８４の回転軸線Ｌ２３に平行な方向に関する寸法が回転部８４の回転軸線Ｌ２３に垂直な方向に関する寸法よりも大きいという点が考慮されて、前述のように第３モータ８１が配置されるので、第３モータ８１の配置空間を確保するために、第２アーム部３７の一部をその延在方向に垂直な方向に突出させる必要がない。したがって第２アーム部３７の大形化を防ぐことができ、これによって第２アーム部３７と外部の物体との干渉を防ぐことができる。

本実施の形態では、基板搬送ロボット３１は、前述のような半導体処理設備１０１に用いられる。この場合、外部の物体としては、正面壁１２１および背面壁１２２などが挙げられ、またフープオープナ１１８も挙げられる。準備空間１１６は、所定の清浄度を容易に実現するために、できるだけ小さくされるので、ウェハ３２の搬送にあたって干渉の問題が生じやすい。本実施の形態の基板搬送ロボット３１は、前述のように干渉が防がれるので、半導体処理設備１０１でのウェハ３２の搬送に好適に用いることができる。

また本実施の形態によれば、第２モータ７６は、第１アーム部３６に設けられるので、基台３４に設けられる場合に比べて、第１および第２アーム部３６，３７間の関節から第２モータ７６までの距離が短くなる。したがって第２動力伝達部７７の構成を簡素化して、第２動力伝達部７７における誤差の累積を防ぐことができる。これによってロボットアーム３３の先端部３３ｂの位置決め精度を向上し、ひいてはロボットハンド３５の位置決め精度を向上することができる。またヒステリシスを小さくすることができる。

また第３モータ８１は、第２アーム部３７に設けられるので、基台３４に設けられる場合に比べて、第２アーム部３７およびロボットハンド３５間の関節から第３モータ８１までの距離が短くなる。したがって第３動力伝達部８２の構成を簡素化して、第３動力伝達部８２における誤差の累積を防ぐことができる。これによってロボットハンド３５の姿勢の精度を向上することができる。またヒステリシスを小さくすることができる。

本実施の形態では、基板搬送ロボット３１は、前述のような半導体処理設備１０１に用いられ、フープ１０２とウェハ処理装置１０６との間にわたってウェハ３２を搬送する。この場合、ロボットハンド３５の位置決め精度および姿勢の精度を高くする必要がある。たとえばフープ１０２にロボットハンド３５を進入させる際には、フープ１０２内のウェハ３２にロボットハンド３５が不所望に接触してウェハ３２を破損させてしまわないようにする必要がある。本実施の形態の基板搬送ロボット３１は、前述のようにロボットハンド３５の位置決め精度および姿勢の精度が向上されるので、半導体処理設備１０１でのウェハ３１の搬送に好適に用いることができる。

また本実施の形態によれば、第１および第２アーム部３６，３７のうち、基台３４側のアーム部である第１アーム部３６に、第２モータ７６が設けられる。したがってロボットハンド３５側のアーム部である第２アーム部３７に第２モータ７６が設けられる場合に比べて、第２アーム部３７の質量を小さくすることができる。これによって小さな力で、第１アーム部３６に対して第２アーム部３７を旋回駆動することができる。

図６は、本発明の実施の第２形態である基板搬送ロボット１６１の構成を簡略化して示す断面図である。図７は、図６の上方から見た基板搬送ロボット１６１の平面図である。本実施の形態の基板搬送ロボット１６１は、前述の第１形態の基板搬送ロボット３１に類似するので、対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。

第１アーム部３６の延在方向他端部３６ｂ寄りの部分には、第１アーム部３６の内部空間５１に連通する円筒状の他端側連通孔１６２が形成され、また外方に突出する円筒状の突出部１６３が形成される。他端側連通孔１６２の軸線は、第１アーム部３６の一端側連通孔５２の軸線と平行である。突出部１６３の内孔１６４は、他端側連通孔１６２と同軸であり、他端側連通孔１６２を介して、第１アーム部３６の内部空間５１に連通する。

第２アーム部３７の延在方向一端部３７ａ寄りの部分には、第２アーム部３７の内部空間５４に連通する円筒状の一端側連通孔１６５が形成される。一端側連通孔１６５の軸線は、第２アーム部３７の延在方向に垂直な方向に延びる。

第２アーム部３７の一端側連通孔１６５には、第１アーム部３６の突出部１６３が同軸に緩やかに挿通され、これによって第１および第２アーム部３６，３７が、第２旋回軸線Ｌ１２まわりに互いに相対的に旋回可能に連結される。一端側連通孔１６５および突出部１６３の各軸線は、第２旋回軸線Ｌ１２と共通な一直線を成す。第１アーム部３６の突出部１６３と第２アーム部３７の一端側連通孔１６５の形成部１６５ａとの間には、軸受手段が介在し、これによって第１アーム部３６に対する第２アーム部３７の旋回を円滑にすることができる。

第２モータ７６は、固定部７８が第２アーム部３７に固定され、回転部７９が、固定部７８に対して、第２アーム部３７の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２２まわりに回転する。第２動力伝達部７７は、第２モータ７６と第１アーム部３６との間に介在し、第２モータ７６の動力を、第２モータ７６の回転部７９から第１アーム部３６に伝達する。このような第２モータ７６および第２動力伝達部７７を含んで、第２旋回駆動手段１６６が構成される。このような第２旋回駆動手段１６６によって、第１および第２アーム部３６，３７が互いに相対的に旋回駆動される。

第２モータ７６および第２動力伝達部７７は、第２アーム部３７の内部空間５４に収容される。この場合でも、前述の第１形態と同様に、基板搬送ロボット１６１の周囲の清浄度が低下することを防ぐことができる。

本実施の形態によれば、第２モータ７６は、回転部７９が、第２アーム部３７の延在方向に略平行な回転軸線Ｌ２２まわりに回転するように、配置されるので、第２モータ７６の配置空間を確保するために、第２アーム部３７の一部をその延在方向に垂直な方向に突出させる必要がない。したがって第２アーム部３７の大形化を防ぐことができ、これによって第２アーム部３７と外部の物体との干渉を防ぐことができる。

また本実施の形態によれば、第２モータ７６は、第２アーム部３７に設けられるので、基台３４に設けられる場合に比べて、第１および第２アーム部３６，３７間の関節から第２モータ７６までの距離が短くなる。したがって第２動力伝達部７７の構成を簡素化して、第２動力伝達部７７における誤差の累積を防ぐことができる。これによって、前述の第１形態と同様に、ロボットアーム３３の先端部３３ｂの位置決め精度を向上し、ひいてはロボットハンド３５の位置決め精度を向上することができる。またヒステリシスを小さくすることができる。

図８は、本発明の実施の第３形態である基板搬送ロボット１７１の構成を簡略化して示す断面図である。図９は、図８の上方から見た基板搬送ロボット１７１の平面図である。本実施の形態の基板搬送ロボット１７１は、前述の第１形態の基板搬送ロボット３１に類似するので、対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。

第１アーム部３６の延在方向一端部３６ａ寄りの部分には、第１アーム部３６の内部空間５１に連通する円筒状の一端側連通孔１７２が形成され、また外方に突出する円筒状の突出部１７３が形成される。一端側連通孔１７２の軸線は、第１アーム部３６の延在方向に垂直である。突出部１７３の内孔１７４は、一端側連通孔１７２と同軸であり、一端側連通孔１７２を介して、第１アーム部３６の内部空間５１に連通する。

基台３４の上部３４ａである可動部４７の上部には、可動部４７の内孔１７５に連通する円筒状の連通孔１７６が形成される。連通孔１７６は、可動部４７の内孔１７５と同軸である。連通孔１７６は、上方に臨んで開放される。

可動部４７の連通孔１７６には、第１アーム部３６の突出部１７３が同軸に緩やかに挿通され、これによって基台３４および第１アーム部３６が、第１旋回軸線Ｌ１１まわりに互いに相対的に旋回可能に連結される。連通孔１７６および突出部１７３の各軸線は、第１旋回軸線Ｌ１１と共通な一直線を成す。第１アーム部３６の突出部１７３と可動部４７の連通孔１７６の形成部１７６ａとの間には、軸受手段が介在し、これによって基台３４に対する第１アーム部３６の旋回を円滑にすることができる。

第１モータ７１は、固定部７３が基台３４の可動部４７に固定され、回転部７４が、固定部７３に対して、第１旋回軸線Ｌ１１に平行な回転軸線Ｌ２１まわりに回転する。第１動力伝達部７２は、第１モータ７１と第１アーム部３６との間に介在し、第１モータ７１の動力を、第１モータ７１の回転部７４から第１アーム部３６に伝達する。このような第１モータ７１および第１動力伝達部７２とを含んで、第１旋回駆動手段１７７が構成される。このような第１旋回駆動手段１７７によって、基台３４および第１アーム部３６が互いに相対的に旋回駆動される。

第１モータ７１および第１動力伝達部７２は、基台３４の可動部４７の内孔１７５に収容される。この場合でも、前述の第１形態と同様に、基板搬送ロボット１７１の周囲の清浄度が低下することを防ぐことができる。

図１０は、本発明の実施の第４形態である基板搬送ロボット１８１の構成を簡略化して示す断面図である。図１１は、図１０の上方から見た基板搬送ロボット１８１の平面図である。本実施の形態の基板搬送ロボット１８１は、前述の第１〜第３形態の基板搬送ロボット３１に類似するので、対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。

本実施の形態の基板搬送ロボット１８１は、基本的には前述の第１形態の基板搬送ロボット３１と同様の構成を有し、第１および第２アーム部３６，３７間の関節に関しては、前述の第２形態の基板搬送ロボット１６１と同様の構成を有し、また基台３４および第１アーム部３６間の関節に関しては、前述の第３形態の基板搬送ロボット１７１と同様の構成を有する。

図１２は、本発明の実施の第５形態である基板搬送ロボットにおける第２動力伝達部１８６の構成を示す断面図である。この図１２では、煩雑になるのを防ぐために、第２動力伝達部１８６の構成を簡略化して示している。本実施の形態の基板搬送ロボットは、前述の第１形態の基板搬送ロボット３１に類似するので、対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。

本実施の形態では、第２歯車９２と、各中間歯車９３のうち第２歯車９２に噛合する中間歯車９３ｂとが、かさ歯車によって実現される。このような本実施の形態でも、前述の第１形態と同様に、第２モータ７６の動力を、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７の突出部５６に伝達することができる。

本実施の形態では、第２歯車９２と、各中間歯車９３のうち第２歯車９２に噛合する中間歯車９３ｂとが、かさ歯車によって実現されるけれども、これに代えて、各中間歯車９３のうち互いに噛合する２つの中間歯車が、かさ歯車によって実現されてもよい。この場合でも、第２モータ７６の動力を、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７の突出部５６に伝達することができる。

前述の実施の各形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば、ロボットアーム３３は、複数のアーム部によって構成すればよく、したがってアーム部は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。この場合、互いに連結される２つのアーム部は、互いに相対的に旋回可能に設けられ、旋回駆動手段は、互いに連結される２つのアーム部間の関節毎に設けられる。

第２動力伝達部７７は、複数の歯車９１〜９３のうち互いに噛合する２つの歯車が、かさ歯車に代えて、ウォームギアによって実現されてもよい。

第２動力伝達部７７は、第２モータ７６の動力を、ベルトを介して、第２モータ７６の回転部７９から第２アーム部３７の突出部５６に伝達してもよい。この場合、ベルトによって、第２モータ７６の回転部７９の回転軸線Ｌ２２またはこの回転軸線Ｌ２２に平行な回転軸線まわりの回転を、第２旋回軸線Ｌ１２またはこの第２旋回軸線Ｌ１２に平行な回転軸線まわりの回転に変換するように構成してもよい。

第２アーム部３７には、複数のロボットハンドが設けられてもよい。この場合、一度に搬送可能なウェハ３２の枚数を増やすことができ、作業効率を向上することができる。各ロボットハンドは、第２アーム部３７に対して相対的に旋回可能に設けられる。他の旋回駆動手段は、ロボットハンド毎に設けられ、各ロボットハンドは、各他の旋回駆動手段によって個別に旋回駆動される。各ロボットハンドは、上下方向Ｚにずれて設けられ、これによって各ロボットハンドが個別に旋回駆動されても、各ロボットハンドが互いに干渉することが防がれる。

基板搬送ロボットは、ウェハ３２以外の基板を処理するための基板処理設備にも用いることができる。基板搬送ロボットは、基板収容容器から、雰囲気気体が調整された準備空間を経由して、基板処理装置に基板を搬送するとともに、基板処理装置から、前記準備空間を経由して、基板収容容器に基板を搬送する。基板としては、半導体基板のほか、液晶表示装置などに用いられるガラス基板であってもよい。基板搬送ロボットは、クリーンルーム内で好適に用いられる。
本発明において、略平行は、平行を含む。

本発明の実施の第１形態である基板搬送ロボット３１の構成を簡略化して示す断面図である。 図１の上方から見た基板搬送ロボット３１の平面図である。 第２動力伝達部７７の構成を示す断面図である。 基板搬送ロボット３１を備える半導体処理設備１０１の一部を示す平面図である。 半導体処理設備１０１の一部を切断して示す断面図である。 本発明の実施の第２形態である基板搬送ロボット１６１の構成を簡略化して示す断面図である。 図６の上方から見た基板搬送ロボット１６１の平面図である。 本発明の実施の第３形態である基板搬送ロボット１７１の構成を簡略化して示す断面図である。 図８の上方から見た基板搬送ロボット１７１の平面図である。 本発明の実施の第４形態である基板搬送ロボット１８１の構成を簡略化して示す断面図である。 図１０の上方から見た基板搬送ロボット１８１の平面図である。 本発明の実施の第５形態である基板搬送ロボットにおける第２動力伝達部１８６の構成を示す断面図である。 第１の従来技術である基板搬送ロボット１の構成を簡略化して示す図である。 第２の従来技術である基板搬送ロボット１６の構成を簡略化して示す図である。

符号の説明

３１，１６１，１７１，１８１ 基板搬送ロボット
３３ 半導体ウェハ
３４ 基台
３５ ロボットハンド
３６ 第１アーム部
３７ 第２アーム部
４１，１７７ 第１旋回駆動手段
４２，１６６ 第２旋回駆動手段
４３ 第３旋回駆動手段
７１ 第１モータ
７２ 第１動力伝達部
７６ 第２モータ
７７，１８６ 第２動力伝達部
８１ 第３モータ
８２ 第３動力伝達部

Claims (6)

1. 基台と、
   基板を把持するロボットハンドと、
   延在して形成される中空状の複数のアーム部を有し、各アーム部は一連に連結され、一端のアーム部は基台に連結され、他端のアーム部はロボットハンドに連結され、互い連結される２つのアーム部は互いに相対的に旋回可能に設けられるロボットアームと、
   互いに連結される２つのアーム部間の関節毎に設けられ、互いに連結される２つのアーム部を互いに相対的に旋回駆動する旋回駆動手段とを含み、
   旋回駆動手段は、
   互いに連結される２つのアーム部の一方に固定される固定部と、固定部に対して、前記一方のアーム部の延在方向に略平行な回転軸線まわりに回転する回転部とを有し、前記一方のアーム部の内部空間に収容されるモータと、
   前記一方のアーム部の内部空間に収容され、モータと前記互いに連結される２つのアーム部の他方との間に介在し、モータの動力を、モータの回転部から前記他方のアーム部に伝達する動力伝達部とを含むことを特徴とする基板搬送ロボット。
2. 前記一方のアーム部は、基台側のアーム部であることを特徴とする請求項１記載の基板搬送ロボット。
3. 動力伝達部は、モータの動力を、複数の歯車によって、モータの回転部から前記他方のアーム部に伝達することを特徴とする請求項１または２記載の基板搬送ロボット。
4. 動力伝達部は、
   モータの回転部に、回転部の回転軸線と同軸に固定される第１歯車と、
   前記他方のアーム部に、前記一方および他方のアーム部の旋回軸線と同軸に固定される第２歯車と、
   第１および第２歯車間に介在する複数の中間歯車と、
   前記一方のアーム部に固定され、各中間歯車が、各中間歯車の回転軸線まわりに回転可能な状態で収容される歯車収容箱とを有することを特徴とする請求項３記載の基板搬送ロボット。
5. ロボットハンドが前記一端のアーム部に対して相対的に旋回可能に設けられる基板搬送ロボットであって、
   ロボットハンドを前記一端のアーム部に対して相対的に旋回駆動する他の旋回駆動手段を含み、
   他の旋回駆動手段は、
   前記一端のアーム部に設けられる固定部と、固定部に対して、前記一端のアーム部の延在方向に略平行な回転軸線まわりに回転する回転部とを有し、前記一端のアーム部の内部空間に収容される他のモータと、
   前記一端のアーム部の内部空間に収容され、他のモータとロボットハンドとの間に介在し、他のモータの動力を、他のモータの回転部からロボットハンドに伝達する他の動力伝達部とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基板搬送ロボット。
6. 基板として半導体ウェハを搬送する基板搬送ロボットであって、
   半導体ウェハが収容される容器と半導体ウェハを処理する処置装置との間で、半導体ウェハを搬送することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基板搬送ロボット。

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