基板搬送ロボット
【課題】大重量の基板を高い信頼性で搬送できる基板搬送ロボットを提供する。
【解決手段】本ロボットは、それぞれが基板を保持する第１及び第２基板保持部11,12を有し、さらに、第１及び第２基板保持部11,12が装着された第１及び第２アーム機構13,14を備える。第１アーム機構13は、主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第１アーム19を有し、第１アーム19のそれぞれが、その中間部にて内向きに折曲可能に構成されている。第２アーム機構14は、主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第２アーム20を有し、第２アーム10のそれぞれが、その中間部にて外向きに折曲可能に構成されている。
【解決手段】本ロボットは、それぞれが基板を保持する第１及び第２基板保持部11,12を有し、さらに、第１及び第２基板保持部11,12が装着された第１及び第２アーム機構13,14を備える。第１アーム機構13は、主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第１アーム19を有し、第１アーム19のそれぞれが、その中間部にて内向きに折曲可能に構成されている。第２アーム機構14は、主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第２アーム20を有し、第２アーム10のそれぞれが、その中間部にて外向きに折曲可能に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ガラス基板等の基板を搬送するための基板搬送ロボットに係り、特に真空環境下での使用に適した基板搬送ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エッチング装置や化学蒸着装置（ＣＶＤ装置）のような基板処理装置に対して、処理すべき基板を搬入し、処理済みの基板を搬出するために、各種の基板搬送ロボットが用いられている。
【０００３】
そして、基板搬送時における基板の化学反応や汚損を確実に防止するために、基板搬送ロボット自体を真空室に設置して、基板の搬送を真空環境下で行うようにすることもある。搬送空間を真空環境にすることにより、酸素、窒素、二酸化炭素等が存在しない状況となり、これにより搬送時の基板の化学反応や汚損を確実に防止できる。
【０００４】
真空室に設置される基板搬送ロボットは、真空環境に対して悪影響（例えば、エアー漏れ、ケミカルコンタミネーションの発生等）を与えてはならない。このため、真空環境での使用に適した部品でロボットを構成し、また、エアー漏れを防ぐために磁性流体シール等を使用している。
【０００５】
近年、液晶ガラス基板は益々大型化・重量化しており、これに応じて基板搬送ロボットも大型化しているが、これに関連して色々な問題が生じている。特に、大型のロボットを真空環境下で使用することに伴う問題がある。
【０００６】
例えば、従来のロボットの中には、１枚の基板を１本のアームで支える構造を備えたものがあるが、このようなロボットにおいては基板搬送時に左右方向への揺れが発生しやすい。特に、基板の重量化に伴って左右の揺れが発生しやすくなっているので、ロボットの運転信頼性を十分に確保することが益々難しくなってきている。
【０００７】
また、真空用の部品は、大気環境で使用する通常の部品に比べて、そのサイズの大型化に伴って値段が格段に上昇する。従来の基板搬送ロボットにおいては、ロボットの大型化に伴ってその構成部品も同じように大型化してしまい、これによって真空用部品のコストが大幅に増大してしまう。
【０００８】
また、従来の基板搬送ロボットの中には、真空中で駆動できるリニアガイドやその他の機構を多用することで、真空環境での使用を可能としているものがある。この種のロボットにおいては、リニアガイド等の駆動スピードを上げるために稼働期間中にわたって潤滑剤を適切に維持する必要があるが、真空下では潤滑剤が枯渇しやすく、運転の信頼性を確保することが難しい。
【０００９】
また、従来の基板搬送ロボットの中には、１本のロボット主軸（Ｚ軸）の周りに金属製（ステンレス製）のベローズを配置して、このベローズによってロボット主軸周りを大気から隔離する形式のものがある。
【００１０】
しかしながら、金属製のベローズは極めて高価であり、しかもその収縮動作（金属の弾性変形）に伴って破損しやすい。ロボットの大型化にともってＺ軸ストロークが長くなると、ベローズも長大化し、更なるコスト上昇と破損可能性の増大がもたらされる。
【００１１】
また、１本の主軸（Ｚ軸）を備えた基板搬送ロボットにおいては、故障の修理や点検の際には、ロボット本体を上方に引き上げる必要があり、ロボットの大型化に伴って建屋の高さを高くする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１２９４１８号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８６６９号公報
【特許文献３】特開２００６−２２４２９７号公報
【特許文献４】特開２００１−３５８１９６号公報
【特許文献５】特開２００１−２１７２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、大重量の基板を高い信頼性で搬送できる基板搬送ロボットを提供することを目的とする。特に、真空下においても高い信頼性を確保でき、しかも、製造コストや補修コストを低減できる基板搬送ロボット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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明による基板搬送ロボットは、基板を保持するための基板保持部と、前記基板保持部が装着され、主旋回軸周りに回転可能なアーム機構と、を備え、前記基板保持部は、それぞれが基板を保持する第１基板保持部及び第２基板保持部を含み、前記アーム機構は、前記第１基板保持部が装着された第１アーム機構及び前記第２基板保持部が装着された第２アーム機構を含み、前記第１アーム機構は、前記主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第１アームを有し、前記第１アームのそれぞれが、その中間部にて内向きに折曲可能に構成されており、前記第２アーム機構は、前記主旋回軸を含む前記平面に関して互いに対称に配置された一対の第２アームを有し、前記第２アームのそれぞれが、その中間部にて外向きに折曲可能に構成されている、ことを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記一対の第１アームの各基端部が、前記一対の第２アームの各基端部よりも内側に配置されている。
【００１６】
好ましくは、前記一対の第１アームの各基端部及び前記一対の第２アームの各基端部が、同一直線上に配置されている。
【００１７】
好ましくは、前記第１アーム機構及び前記第２アーム機構が、互いに共通の部品によって構成されている。
【００１８】
好ましくは、前記第１基板保持部及び前記第２基板保持部は、互いに干渉することなく前後方向の位置を入れ替えることができるように上下方向にずらして配置されている。
【００１９】
好ましくは、前記アーム機構を昇降駆動するための昇降駆動機構をさらに有する。
【００２０】
好ましくは、前記アーム機構の昇降動作に伴って上下方向に伸縮可能な中空リンク機構をさらに有し、前記アーム機構に接続されるケーブル類が前記中空リンク機構の内部に収納されている。
【００２１】
好ましくは、前記昇降駆動機構は、パラレルリンク機構によって構成されている。
【００２２】
好ましくは、前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている。
【００２３】
好ましくは、前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている。
【００２４】
好ましくは、真空下での使用を可能にするために所要箇所に真空シールが設けられている。
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明による基板搬送ロボットは、基板を保持するための基板保持部と、前記基板保持部が装着されたアーム機構と、前記アーム機構を昇降駆動するためのパラレルリンク機構と、を備え、前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている、ことを特徴とする。
【００２６】
好ましくは、前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている。
【００２７】
好ましくは、真空下での使用を可能にするために所要箇所に真空シールが設けられている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による基板搬送ロボットによれば、大重量の基板を高い信頼性で搬送することができる。特に、真空下においても高い信頼性を確保でき、しかも、ロボットの製造コストや補修コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による基板搬送ロボットの斜視図であり、昇降駆動機構が収縮した状態を示した図。
【図２】図１に示した基板搬送ロボットにおいて、昇降駆動機構が伸張した状態を示した斜視図。
【図３】図１に示した基板搬送ロボットにおいて、第１ハンドが前方に位置し、第２ハンドが後方に位置した状態を示した平面図。
【図４】図１に示した基板搬送ロボットにおいて、第２ハンドが前方に位置し、第１ハンドが後方に位置した状態を示した平面図。
【図５】図４に示した基板搬送ロボットの側面図であり、昇降駆動機構が収縮した状態を示した図。
【図６】図１に示した基板搬送ロボットの昇降駆動機構を示した平面図。
【図７】図６に示した昇降駆動機構を昇降台と共に示した平面図。
【図８】図８（ａ）は、図６に示した昇降駆動機構を昇降台と共に示した側面図であって、昇降駆動機構が伸張した状態を示した図。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した昇降駆動機構の中空リンク機構の部分を示した正面図。
【図９】図１に示した基板搬送ロボットの設置例を示した平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態による基板搬送ロボットについて図面を参照しながら説明する。
【００３１】
本実施形態による基板搬送ロボット１０は、液晶ガラス基板のような大型かつ大重量の基板（ワーク）１の搬送に適したロボットであり、特に真空環境下での使用に適したものである。
【００３２】
図１及び図２に示したようにこの基板搬送ロボット１０は、その主要な構成として、エンドエフェクタとして基板１を保持するためのハンド（基板保持部）１１，１２が装着されたアーム機構１３，１４と、このアーム機構１３，１４を昇降駆動するための昇降駆動機構１５と、を備えている。昇降駆動機構１５は、円盤状のベース部材１６の上に設置されている。また、この基板搬送ロボット１０は、垂直方向の主旋回軸１７周りに回転可能に構成されている。
【００３３】
ハンド１１，１２は、それぞれが基板を保持する第１ハンド１１及び第２ハンド１２から成り、アーム機構１３，１４は、第１ハンドが装着された第１アーム機構１３及び第２ハンドが装着された第２アーム機構１４から成る。
【００３４】
図３及び図４に示したように、第１アーム機構１３は、主旋回軸１７を含む垂直平面１８に関して対称に配置された左右一対の第１アーム１９を有する。同様に第２アーム機構１４も、同じ垂直対称面１８に関して対称に配置された左右一対の第２アーム２０を有する。
【００３５】
第１アーム機構１３の左右一対の第１アーム１９の各基端部１９Ａ及び第２アーム機構１４の左右一対の第２アーム２０の各基端部２０Ａは、アーム支持部材２１に対して、主旋回軸１７に平行な各回転軸周りに回転可能に装着されている。
【００３６】
そして、第１アーム機構１３の左右の第１アーム１９のそれぞれは、その中間部にて水平方向内向き（上記垂直対称面１８に近づく方向）に折曲可能に構成されている。一方、第２アーム機構１４の左右の第２アーム２０のそれぞれは、その中間部にて水平方向外向き（上記垂直対称面１８から遠ざかる方向）に折曲可能に構成されている。即ち、第１アーム機構１３の第１アーム１９と第２アーム機構１４の第２アーム２０とでは、アームの折れ曲がり方向が逆になっている。
【００３７】
アーム支持部材２１は、主旋回軸１７を中心として左右両側にて水平方向に延在しており、この細長のアーム支持部材２１に対して、左右一対の第１アーム１９の各基端部１９Ａが、左右一対の第２アーム２０の各基端部２０Ａの内側に位置するようにして装着されている。第１アーム１９の基端部１９Ａ及び第２アーム２０の基端部２０Ａが、同一直線上に配置されている。
【００３８】
図２に示したようにアーム支持部材２１は中空構造より成り、４本の第１及び第２アーム１９，２０のそれぞれを独立に駆動するための４つのアーム駆動モータ２２が、アーム支持部材２１の内部に配置されている。このように本実施形態においては、左右のアーム１９（又は２０）のそれぞれに対して専用の駆動モータが設けられている（デュアルサーボ方式）。
【００３９】
第１アーム１９は、各アーム駆動モータ２２に連結された基端側アーム部分２３と、この基端側アーム部分２３の先端部に回転可能に連結された先端側アーム部分２４とから成る。
【００４０】
同様に、第２アーム２０は、各アーム駆動モータ２２に連結された基端側アーム部分２５と、この基端側アーム部分２５の先端部に回転可能に連結された先端側アーム部分２６とから成る。
【００４１】
基端側アーム部分２３，２５は、アーム駆動モータ２２によって回転駆動される。一方、先端側アーム部分２４，２６は、タイミングベルトによって基端側アーム部分２３，２５に対して回転駆動される。
【００４２】
本実施形態においては、左右のアーム１９（又は２０）の基端部１９Ａ（又は２０Ａ）が、同軸ではなく離間して配置されており、しかも、左右のアーム１９（又は２０）は垂直対称面１８に関して対称の構造なので、左右方向の揺れに対しては左右のモーメントがキャンセルされる。
【００４３】
本実施形態による基板搬送ロボットにおいては、第１ハンド１１及び第２ハンド１２がその前後方向の位置を入れ替えることができるように構成されている。ここで、前後位置の入れ替えに際して第１ハンド１１と第２ハンド１２とが互いに干渉することがないように、両ハンド１１，１２が上下方向にずらして配置されている。
【００４４】
具体的には、第１ハンド１１が、左右の第１アーム１９の先端部１９Ｂ間に架け渡された第１ハンド基部２７を有し、第２ハンド１２が、左右の第２アーム２０の先端部２０Ｂ間に架け渡された第２ハンド基部２８を有する。
【００４５】
そして、図１及び図２から分かるように、第２ハンド基部２８は、その下を第１ハンド１１及び第１ハンド基部２７が通過できるように凹状の垂直断面を有している。図５に示したように、第２ハンド１２は、第１ハンド１１よりも高い位置において第２ハンド基部２８に装着されている。
【００４６】
ここで、本実施形態においては、左右の第１アーム１９が内側に屈曲し、左右の第２アーム２０が外側に屈曲するように構成されている（図３及び図４参照）。これにより、左右の第１アーム１９の各基端部１９Ａ及び左右の第２アーム２０の各基端部２０Ａを、主旋回軸１７を通って左右に延びる同一直線上で且つ同一高さ位置に配置した場合でも、第１アーム１９と第２アーム２０とが旋回時に干渉することを防止できる。
【００４７】
また、図３及び図４から分かるように、第１及び第２ハンド１１，１２の前後移動の際の第１及び第２アーム１９，２０の旋回範囲（特に第２アーム２０の旋回範囲２９）は、基板１を保持しているハンド１１，１２を後退させた状態で主旋回軸１７周りに回転させた際の基板１の旋回範囲３０の中に収まっている。
【００４８】
本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、第１アーム機構１３及び第２アーム機構１４が、共通の部品によって互いに同一の構造にて構成されている。
【００４９】
次に、第１及び第２アーム機構１３，１４を昇降駆動するための昇降駆動機構１５について説明する。
【００５０】
図６乃至図８に示したように昇降駆動機構１５は、ベース部材１６上に設置されたパラレルリンク機構で構成されており、このパラレルリンク機構は、互いに共通の部品によって構成された同一構造の６つのリンクユニット３１を含んでいる。このように本実施形態においては、昇降駆動機構１５が複数の共通ユニットによってモジュール化されている。図６及び図７に示したように、６つのリンクユニット３１は、主旋回軸１７周りに等角度間隔で配置されている。
【００５１】
図２及び図８に示したように、昇降駆動機構１５の昇降駆動モータ３２は、ベース部材１６上に設けられたボックス部材３３の内部に配置されており、ボックス部材３３の内部は大気環境である。６つのリンクユニット３１のそれぞれに昇降駆動モータ３２が設けられており、これらの昇降駆動モータ３２を独立に制御することにより、アーム機構１３，１４を水平面に対して傾けるチルト制御を行うことができる。これは特に、液晶ガラス基板１のような重量物によってハンド１１，１２が傾いてしまったときの補正制御として有効である。
【００５２】
各リンクユニット３１は、その基端部が昇降駆動モータ３２に連結された基端側リンク部分３４と、この基端側リンク部分３４の先端部に回転可能に連結された先端側リンク部分３５とから成る。基端側リンク部分３４は昇降駆動モータ３２によって回転駆動され、この基端側リンク部分３４の回転動作に応じて先端側リンク部分３５が追従して移動する。
【００５３】
各リンクユニット３１の先端側リンク部分３５の先端部３５Ａは、ユニバーサル機構（自在継ぎ手）を介して昇降台３６に接続されている。この昇降台３６によってアーム機構１３，１４が支持されており、昇降台３６と一体にアーム機構１３，１４が昇降するように構成されている。
【００５４】
上述したように本実施形態においては、６つのリンクユニット３１によって昇降駆動機構１５が構成されているが、基板搬送動作を行うために必要となるリンクユニット３１の台数（基板１の重量等で決まる）は、実際には６台よりも少ない。即ち本実施形態においては、本来必要な台数よりも多くのリンクユニット３１を設置することにより、昇降駆動機構１５に冗長性を持たせている。
【００５５】
図２及び図８に良く示されているように、本実施形態による基板搬送ロボット１０は、昇降駆動機構１５の昇降動作に連動して上下方向に伸縮可能な中空リンク機構３７をさらに備えている。図６に示したように、この中空リンク機構３７は、ロボット中央（主旋回軸１７に対応する位置）に配置されている。
【００５６】
この中空リンク機構３７は、その基端部がベース部材１６に枢着された基端側リンク部分３８と、この基端側リンク部分３８の先端部にその基端部が枢着された先端側リンク部分３９とから構成されている。
【００５７】
中空リンク機構３７自体は駆動源を備えておらず、ベース部材１６の昇降動作に伴って伸縮するものである。中空リンク機構３７は、昇降駆動機構１５の一部を構成するものではなく、基板重量やロボット重量を支えるための構造部材としては機能していない。
【００５８】
図２に示したように、アーム機構１３，１４の駆動モータ２２等に接続されるケーブル類が、ベース部材１６の内部から中空リンク機構３７の内部を通ってアーム支持部材２１の内部まで引き回されている。
【００５９】
なお、一変形例としては、昇降駆動機構１５を構成する６つのリンクユニット３１のうちの１つを、この中空リンク機構として兼用させることもできる。
【００６０】
図９は、本実施形態による基板搬送ロボット１０の設置例を示したものである。基板搬送ロボット１０が、複数の基板処理装置２及びロードロック室３によって囲まれた真空室４の中央に配置されている。
【００６１】
真空環境下での使用を可能にするために、本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、所要箇所に磁性流体シールが設けられている。
【００６２】
真空室４の中央に配置された基板搬送ロボット１０のアーム機構１３，１４及び昇降駆動機構１５を伸縮・昇降・回転動作させることによって、ハンド１１，１２で保持した基板１を、基板処理装置２及びロードロック室３に対して搬入し、搬出する。
【００６３】
上述した実施形態の変形例として、左右アーム１９，２０の駆動系については、本実施形態のように左右独立に駆動モータ２２を設けて同期制御しても良いし、同回転角で逆回転になるように機構的に拘束するようにしても良い。
【００６４】
また、本実施形態のように左右独立に駆動系（駆動モータ２２）を設ける場合には、さらに左右の駆動系を非同期制御することで、基板１の向きを制御できるようにしても良い。
【００６５】
また、ハンド１１，１２の取り付け方については、第１ハンド１１と第２ハンド１２とを互いに前後方向逆向きに付けても良いし、或いは、第１アーム機構１３及び第２アーム機構１４のそれぞれに前後方向にハンドを取り付けても良い（ロボット全体として４つのハンドを備えた構成）。
【００６６】
また、第１ハンド１１と第２ハンド１２とでハンドの種類を変えることも可能であり、これによって例えば種類の異なる基板に対応できるようにしたり、或いは高温用／常温用でハンドを使い分けるようにしても良い。
【００６７】
また、本実施形態においては昇降駆動機構１５を構成するパラレルリンク機構が、その折り畳み時にリンクが半径方向外側（主旋回軸１７から遠ざかる方向）に向けてせり出すように構成されているが、逆に半径方向内側（主旋回軸１７に近づく方向）に入り込むようにしても良いし、或いはリンクが接線方向にせり出すようにしても良い。
【００６８】
本実施形態による基板搬送ロボットによれば、以下に述べるような各種の優れた効果が得られる。
【００６９】
本実施形態においては、左右の第１アーム１９が内側に屈曲し、左右の第２アーム２０が外側に屈曲するよう構成することにより、左右の第１アーム１９の各基端部１９Ａ及び左右の第２アーム２０の各基端部２０Ａを、主旋回軸１７を通って左右に延びる同一直線上で且つ同一高さ位置に配置した場合でも、第１アーム１９と第２アーム２０とが旋回時に干渉することがなく、アーム動作の自由度を拡大させることができる。
【００７０】
また本実施形態においては、左右のアーム１９（又は２０）の基端部１９Ａ（又は２０Ａ）が、同軸ではなく離間して配置されており、しかも、左右のアーム１９（又は２０）は垂直対称面１８に関して対称の構造なので、左右方向の揺れに対しては左右のモーメントがキャンセルされる。
【００７１】
従って、比較的小さな部品でアーム１９，２０が構成されているにもかかわらず、左右の揺れに対して強い構造となっており、特に大型の液晶ガラス基板１のような重量物の搬送に適している。
【００７２】
また、真空下で使用する部品はそのサイズアップに伴ってコストが格段に上昇するが、本実施形態では比較的小さな部品によってアーム１９，２０を構成することができるので、基板の重量化への対応に際して製造コストの上昇を低く抑えることができる。
【００７３】
また、第１アーム機構１３及び第２アーム機構１４が、共通の部品によって互いに同一の構造にて構成されているので、部品コストを低減できると共に、故障部品の交換も容易となる。
【００７４】
また、昇降駆動機構１５が同一構造の複数のリンクユニット３１から成るパラレルリンク機構で構成されてモジュール化されているので、リンクユニット３１の設置数を適宜変更することによって、基板１０の重量に応じた最適の設計仕様を容易に達成することができる。即ち、本実施形態による基板搬送ロボットは、ロボット仕様の拡張性において極めて優れている。
【００７５】
また一般的に、真空下で使用される部品は、そのサイズアップによってコストが格段に上昇してしまう。この点に関連して本実施形態による基板搬送ロボットにおいては、昇降駆動機構（パラレルリンク機構）１５を複数のリンクユニット３１で構成するようにしたので、リンクユニット１台あたりで負担すべき荷重が小さくなる。このため、個々のリンクユニット３１を小型化することが可能であり、真空用部品のコストを低く抑えることができる。
【００７６】
しかも、リンクユニット３１の設置台数を増やすことによって基板１の重量化に対応できるので、重量化対応に伴って使用部品がサイズアップすることがなく、製造コストの上昇を防止することができる。
【００７７】
また、部品サイズが小さいため、必要となる磁性流体シールも小型のもので済み、信頼性の向上（ベーキング時のシール破損の可能性の低減）とコストの低減が図られる。
【００７８】
このように本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、信頼性の向上とコストの低減という、一般的には相反する課題（要求）を同時に達成することができる。
【００７９】
また、昇降駆動機構（パラレルリンク機構）１５が、本来必要となる台数よりも多くのリンクユニット３１によって構成されて冗長性を備えているので、例えば１台のリンクユニット３１が故障した場合でも、残りのリンクユニット３１によって運転を継続することが可能であり、生産ラインの停止による稼働率の低下を防止することができる。
【００８０】
また、本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、駆動系（特にベアリング類）を大気側に配置することができるので、真空下で潤滑剤を使用する必要が無く、搬送速度の高速化にも支障なく対応することができる。真空環境下でリニアガイドやベアリングを使用しなければならなかった従来のロボットにおいては、搬送速度を高速化するためにはリニアガイド等の潤滑剤を真空下で使用する必要があり、潤滑剤が枯渇しやすいという問題があったが、本実施形態ではこの問題は起こらない。
【００８１】
また本実施形態による基板搬送ロボットは、昇降駆動機構１５においてリニア駆動系ではなく回転駆動系（パラレルリンク機構）を採用しているので、高速搬送に際してもリンクの移動速度はリニア駆動系に比べて低速で済む。
【００８２】
このように本実施形態による基板搬送ロボット１０は、従来のロボットに比べてトータルバランスが極めて優れていると言える。
【００８３】
また、一般的に真空環境下で使用されるロボットにおいては、真空室内でロボットを加熱してその表面の付着物（水分等）を除去するベーキング処理が行われる。このため、ロボットを構成する機器（特に駆動系）の耐熱性が要求されるが、本実施形態においては駆動系を含む多くの機器が大気側に配置されているので、これらの機器の空冷が可能であり、耐熱性において極めて優れていると言える。
【００８４】
また、アーム機構１３，１４に接続されるケーブル類を中空リンク機構３７の内部に収納したので、従来のフレキシブルチューブやベローズ（真空下で使用するため、これらは金属製であり、破損しやすい）を使用する場合に比べて、ロングストロークに対する信頼性を容易に確保することができる。またフレキシブルチューブは容易に揺動するので何らかのサポート構造が必要となる場合が多いが、中空リンク機構３７を採用する本実施形態においてはそのようなサポート構造は不要である。
【００８５】
また、本実施形態においては、昇降駆動機構１５をパラレルリンク機構で構成することにより、アーム機構１３，１４に対してチルト補正を行うことができる。このため、ロボットの剛性に対する要求（チルトの発生自体を防止するため）を緩和することが可能であり、ひいては製造コストを低減することができる。これは特に、真空用の高価な部品を使用する真空ロボットにおいて極めて有利である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 基板（液晶ガラス基板）
１０ 基板搬送ロボット
１１ 第１ハンド（第１基板保持部）
１２ 第２ハンド（第２基板保持部）
１３ 第１アーム機構
１４ 第２アーム機構
１５ 昇降駆動機構（パラレルリンク機構）
１６ ベース部材
１７ 主旋回軸
１８ 垂直平面（対称面）
１９ 第１アーム
１９Ａ 第１アームの基端部
１９Ｂ 第１アームの先端部
２０ 第２アーム
２０Ａ 第２アームの基端部
２０Ｂ 第２アームの先端部
２１ アーム支持部材
２２ アーム駆動モータ
２３ 第１アームの基端側アーム部分
２４ 第１アームの先端側アーム部分
２５ 第２アームの基端側アーム部分
２６ 第２アームの先端側アーム部分
２７ 第１ハンド基部
２８ 第２ハンド基部
２９ 第２アームの旋回範囲
３０ 基板の旋回範囲
３１ リンクユニット
３２ 昇降駆動モータ
３３ ボックス部材
３４ リンクユニットの基端側リンク部分
３５ リンクユニットの先端側リンク部分
３６ 昇降台
３７ 中空リンク機構
３８ 中空リンク機構の基端側リンク部分
３９ 中空リンク機構の先端側リンク部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ガラス基板等の基板を搬送するための基板搬送ロボットに係り、特に真空環境下での使用に適した基板搬送ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エッチング装置や化学蒸着装置（ＣＶＤ装置）のような基板処理装置に対して、処理すべき基板を搬入し、処理済みの基板を搬出するために、各種の基板搬送ロボットが用いられている。
【０００３】
そして、基板搬送時における基板の化学反応や汚損を確実に防止するために、基板搬送ロボット自体を真空室に設置して、基板の搬送を真空環境下で行うようにすることもある。搬送空間を真空環境にすることにより、酸素、窒素、二酸化炭素等が存在しない状況となり、これにより搬送時の基板の化学反応や汚損を確実に防止できる。
【０００４】
真空室に設置される基板搬送ロボットは、真空環境に対して悪影響（例えば、エアー漏れ、ケミカルコンタミネーションの発生等）を与えてはならない。このため、真空環境での使用に適した部品でロボットを構成し、また、エアー漏れを防ぐために磁性流体シール等を使用している。
【０００５】
近年、液晶ガラス基板は益々大型化・重量化しており、これに応じて基板搬送ロボットも大型化しているが、これに関連して色々な問題が生じている。特に、大型のロボットを真空環境下で使用することに伴う問題がある。
【０００６】
例えば、従来のロボットの中には、１枚の基板を１本のアームで支える構造を備えたものがあるが、このようなロボットにおいては基板搬送時に左右方向への揺れが発生しやすい。特に、基板の重量化に伴って左右の揺れが発生しやすくなっているので、ロボットの運転信頼性を十分に確保することが益々難しくなってきている。
【０００７】
また、真空用の部品は、大気環境で使用する通常の部品に比べて、そのサイズの大型化に伴って値段が格段に上昇する。従来の基板搬送ロボットにおいては、ロボットの大型化に伴ってその構成部品も同じように大型化してしまい、これによって真空用部品のコストが大幅に増大してしまう。
【０００８】
また、従来の基板搬送ロボットの中には、真空中で駆動できるリニアガイドやその他の機構を多用することで、真空環境での使用を可能としているものがある。この種のロボットにおいては、リニアガイド等の駆動スピードを上げるために稼働期間中にわたって潤滑剤を適切に維持する必要があるが、真空下では潤滑剤が枯渇しやすく、運転の信頼性を確保することが難しい。
【０００９】
また、従来の基板搬送ロボットの中には、１本のロボット主軸（Ｚ軸）の周りに金属製（ステンレス製）のベローズを配置して、このベローズによってロボット主軸周りを大気から隔離する形式のものがある。
【００１０】
しかしながら、金属製のベローズは極めて高価であり、しかもその収縮動作（金属の弾性変形）に伴って破損しやすい。ロボットの大型化にともってＺ軸ストロークが長くなると、ベローズも長大化し、更なるコスト上昇と破損可能性の増大がもたらされる。
【００１１】
また、１本の主軸（Ｚ軸）を備えた基板搬送ロボットにおいては、故障の修理や点検の際には、ロボット本体を上方に引き上げる必要があり、ロボットの大型化に伴って建屋の高さを高くする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１２９４１８号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８６６９号公報
【特許文献３】特開２００６−２２４２９７号公報
【特許文献４】特開２００１−３５８１９６号公報
【特許文献５】特開２００１−２１７２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、大重量の基板を高い信頼性で搬送できる基板搬送ロボットを提供することを目的とする。特に、真空下においても高い信頼性を確保でき、しかも、製造コストや補修コストを低減できる基板搬送ロボット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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明による基板搬送ロボットは、基板を保持するための基板保持部と、前記基板保持部が装着され、主旋回軸周りに回転可能なアーム機構と、を備え、前記基板保持部は、それぞれが基板を保持する第１基板保持部及び第２基板保持部を含み、前記アーム機構は、前記第１基板保持部が装着された第１アーム機構及び前記第２基板保持部が装着された第２アーム機構を含み、前記第１アーム機構は、前記主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第１アームを有し、前記第１アームのそれぞれが、その中間部にて内向きに折曲可能に構成されており、前記第２アーム機構は、前記主旋回軸を含む前記平面に関して互いに対称に配置された一対の第２アームを有し、前記第２アームのそれぞれが、その中間部にて外向きに折曲可能に構成されている、ことを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記一対の第１アームの各基端部が、前記一対の第２アームの各基端部よりも内側に配置されている。
【００１６】
好ましくは、前記一対の第１アームの各基端部及び前記一対の第２アームの各基端部が、同一直線上に配置されている。
【００１７】
好ましくは、前記第１アーム機構及び前記第２アーム機構が、互いに共通の部品によって構成されている。
【００１８】
好ましくは、前記第１基板保持部及び前記第２基板保持部は、互いに干渉することなく前後方向の位置を入れ替えることができるように上下方向にずらして配置されている。
【００１９】
好ましくは、前記アーム機構を昇降駆動するための昇降駆動機構をさらに有する。
【００２０】
好ましくは、前記アーム機構の昇降動作に伴って上下方向に伸縮可能な中空リンク機構をさらに有し、前記アーム機構に接続されるケーブル類が前記中空リンク機構の内部に収納されている。
【００２１】
好ましくは、前記昇降駆動機構は、パラレルリンク機構によって構成されている。
【００２２】
好ましくは、前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている。
【００２３】
好ましくは、前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている。
【００２４】
好ましくは、真空下での使用を可能にするために所要箇所に真空シールが設けられている。
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明による基板搬送ロボットは、基板を保持するための基板保持部と、前記基板保持部が装着されたアーム機構と、前記アーム機構を昇降駆動するためのパラレルリンク機構と、を備え、前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている、ことを特徴とする。
【００２６】
好ましくは、前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている。
【００２７】
好ましくは、真空下での使用を可能にするために所要箇所に真空シールが設けられている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による基板搬送ロボットによれば、大重量の基板を高い信頼性で搬送することができる。特に、真空下においても高い信頼性を確保でき、しかも、ロボットの製造コストや補修コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による基板搬送ロボットの斜視図であり、昇降駆動機構が収縮した状態を示した図。
【図２】図１に示した基板搬送ロボットにおいて、昇降駆動機構が伸張した状態を示した斜視図。
【図３】図１に示した基板搬送ロボットにおいて、第１ハンドが前方に位置し、第２ハンドが後方に位置した状態を示した平面図。
【図４】図１に示した基板搬送ロボットにおいて、第２ハンドが前方に位置し、第１ハンドが後方に位置した状態を示した平面図。
【図５】図４に示した基板搬送ロボットの側面図であり、昇降駆動機構が収縮した状態を示した図。
【図６】図１に示した基板搬送ロボットの昇降駆動機構を示した平面図。
【図７】図６に示した昇降駆動機構を昇降台と共に示した平面図。
【図８】図８（ａ）は、図６に示した昇降駆動機構を昇降台と共に示した側面図であって、昇降駆動機構が伸張した状態を示した図。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した昇降駆動機構の中空リンク機構の部分を示した正面図。
【図９】図１に示した基板搬送ロボットの設置例を示した平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態による基板搬送ロボットについて図面を参照しながら説明する。
【００３１】
本実施形態による基板搬送ロボット１０は、液晶ガラス基板のような大型かつ大重量の基板（ワーク）１の搬送に適したロボットであり、特に真空環境下での使用に適したものである。
【００３２】
図１及び図２に示したようにこの基板搬送ロボット１０は、その主要な構成として、エンドエフェクタとして基板１を保持するためのハンド（基板保持部）１１，１２が装着されたアーム機構１３，１４と、このアーム機構１３，１４を昇降駆動するための昇降駆動機構１５と、を備えている。昇降駆動機構１５は、円盤状のベース部材１６の上に設置されている。また、この基板搬送ロボット１０は、垂直方向の主旋回軸１７周りに回転可能に構成されている。
【００３３】
ハンド１１，１２は、それぞれが基板を保持する第１ハンド１１及び第２ハンド１２から成り、アーム機構１３，１４は、第１ハンドが装着された第１アーム機構１３及び第２ハンドが装着された第２アーム機構１４から成る。
【００３４】
図３及び図４に示したように、第１アーム機構１３は、主旋回軸１７を含む垂直平面１８に関して対称に配置された左右一対の第１アーム１９を有する。同様に第２アーム機構１４も、同じ垂直対称面１８に関して対称に配置された左右一対の第２アーム２０を有する。
【００３５】
第１アーム機構１３の左右一対の第１アーム１９の各基端部１９Ａ及び第２アーム機構１４の左右一対の第２アーム２０の各基端部２０Ａは、アーム支持部材２１に対して、主旋回軸１７に平行な各回転軸周りに回転可能に装着されている。
【００３６】
そして、第１アーム機構１３の左右の第１アーム１９のそれぞれは、その中間部にて水平方向内向き（上記垂直対称面１８に近づく方向）に折曲可能に構成されている。一方、第２アーム機構１４の左右の第２アーム２０のそれぞれは、その中間部にて水平方向外向き（上記垂直対称面１８から遠ざかる方向）に折曲可能に構成されている。即ち、第１アーム機構１３の第１アーム１９と第２アーム機構１４の第２アーム２０とでは、アームの折れ曲がり方向が逆になっている。
【００３７】
アーム支持部材２１は、主旋回軸１７を中心として左右両側にて水平方向に延在しており、この細長のアーム支持部材２１に対して、左右一対の第１アーム１９の各基端部１９Ａが、左右一対の第２アーム２０の各基端部２０Ａの内側に位置するようにして装着されている。第１アーム１９の基端部１９Ａ及び第２アーム２０の基端部２０Ａが、同一直線上に配置されている。
【００３８】
図２に示したようにアーム支持部材２１は中空構造より成り、４本の第１及び第２アーム１９，２０のそれぞれを独立に駆動するための４つのアーム駆動モータ２２が、アーム支持部材２１の内部に配置されている。このように本実施形態においては、左右のアーム１９（又は２０）のそれぞれに対して専用の駆動モータが設けられている（デュアルサーボ方式）。
【００３９】
第１アーム１９は、各アーム駆動モータ２２に連結された基端側アーム部分２３と、この基端側アーム部分２３の先端部に回転可能に連結された先端側アーム部分２４とから成る。
【００４０】
同様に、第２アーム２０は、各アーム駆動モータ２２に連結された基端側アーム部分２５と、この基端側アーム部分２５の先端部に回転可能に連結された先端側アーム部分２６とから成る。
【００４１】
基端側アーム部分２３，２５は、アーム駆動モータ２２によって回転駆動される。一方、先端側アーム部分２４，２６は、タイミングベルトによって基端側アーム部分２３，２５に対して回転駆動される。
【００４２】
本実施形態においては、左右のアーム１９（又は２０）の基端部１９Ａ（又は２０Ａ）が、同軸ではなく離間して配置されており、しかも、左右のアーム１９（又は２０）は垂直対称面１８に関して対称の構造なので、左右方向の揺れに対しては左右のモーメントがキャンセルされる。
【００４３】
本実施形態による基板搬送ロボットにおいては、第１ハンド１１及び第２ハンド１２がその前後方向の位置を入れ替えることができるように構成されている。ここで、前後位置の入れ替えに際して第１ハンド１１と第２ハンド１２とが互いに干渉することがないように、両ハンド１１，１２が上下方向にずらして配置されている。
【００４４】
具体的には、第１ハンド１１が、左右の第１アーム１９の先端部１９Ｂ間に架け渡された第１ハンド基部２７を有し、第２ハンド１２が、左右の第２アーム２０の先端部２０Ｂ間に架け渡された第２ハンド基部２８を有する。
【００４５】
そして、図１及び図２から分かるように、第２ハンド基部２８は、その下を第１ハンド１１及び第１ハンド基部２７が通過できるように凹状の垂直断面を有している。図５に示したように、第２ハンド１２は、第１ハンド１１よりも高い位置において第２ハンド基部２８に装着されている。
【００４６】
ここで、本実施形態においては、左右の第１アーム１９が内側に屈曲し、左右の第２アーム２０が外側に屈曲するように構成されている（図３及び図４参照）。これにより、左右の第１アーム１９の各基端部１９Ａ及び左右の第２アーム２０の各基端部２０Ａを、主旋回軸１７を通って左右に延びる同一直線上で且つ同一高さ位置に配置した場合でも、第１アーム１９と第２アーム２０とが旋回時に干渉することを防止できる。
【００４７】
また、図３及び図４から分かるように、第１及び第２ハンド１１，１２の前後移動の際の第１及び第２アーム１９，２０の旋回範囲（特に第２アーム２０の旋回範囲２９）は、基板１を保持しているハンド１１，１２を後退させた状態で主旋回軸１７周りに回転させた際の基板１の旋回範囲３０の中に収まっている。
【００４８】
本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、第１アーム機構１３及び第２アーム機構１４が、共通の部品によって互いに同一の構造にて構成されている。
【００４９】
次に、第１及び第２アーム機構１３，１４を昇降駆動するための昇降駆動機構１５について説明する。
【００５０】
図６乃至図８に示したように昇降駆動機構１５は、ベース部材１６上に設置されたパラレルリンク機構で構成されており、このパラレルリンク機構は、互いに共通の部品によって構成された同一構造の６つのリンクユニット３１を含んでいる。このように本実施形態においては、昇降駆動機構１５が複数の共通ユニットによってモジュール化されている。図６及び図７に示したように、６つのリンクユニット３１は、主旋回軸１７周りに等角度間隔で配置されている。
【００５１】
図２及び図８に示したように、昇降駆動機構１５の昇降駆動モータ３２は、ベース部材１６上に設けられたボックス部材３３の内部に配置されており、ボックス部材３３の内部は大気環境である。６つのリンクユニット３１のそれぞれに昇降駆動モータ３２が設けられており、これらの昇降駆動モータ３２を独立に制御することにより、アーム機構１３，１４を水平面に対して傾けるチルト制御を行うことができる。これは特に、液晶ガラス基板１のような重量物によってハンド１１，１２が傾いてしまったときの補正制御として有効である。
【００５２】
各リンクユニット３１は、その基端部が昇降駆動モータ３２に連結された基端側リンク部分３４と、この基端側リンク部分３４の先端部に回転可能に連結された先端側リンク部分３５とから成る。基端側リンク部分３４は昇降駆動モータ３２によって回転駆動され、この基端側リンク部分３４の回転動作に応じて先端側リンク部分３５が追従して移動する。
【００５３】
各リンクユニット３１の先端側リンク部分３５の先端部３５Ａは、ユニバーサル機構（自在継ぎ手）を介して昇降台３６に接続されている。この昇降台３６によってアーム機構１３，１４が支持されており、昇降台３６と一体にアーム機構１３，１４が昇降するように構成されている。
【００５４】
上述したように本実施形態においては、６つのリンクユニット３１によって昇降駆動機構１５が構成されているが、基板搬送動作を行うために必要となるリンクユニット３１の台数（基板１の重量等で決まる）は、実際には６台よりも少ない。即ち本実施形態においては、本来必要な台数よりも多くのリンクユニット３１を設置することにより、昇降駆動機構１５に冗長性を持たせている。
【００５５】
図２及び図８に良く示されているように、本実施形態による基板搬送ロボット１０は、昇降駆動機構１５の昇降動作に連動して上下方向に伸縮可能な中空リンク機構３７をさらに備えている。図６に示したように、この中空リンク機構３７は、ロボット中央（主旋回軸１７に対応する位置）に配置されている。
【００５６】
この中空リンク機構３７は、その基端部がベース部材１６に枢着された基端側リンク部分３８と、この基端側リンク部分３８の先端部にその基端部が枢着された先端側リンク部分３９とから構成されている。
【００５７】
中空リンク機構３７自体は駆動源を備えておらず、ベース部材１６の昇降動作に伴って伸縮するものである。中空リンク機構３７は、昇降駆動機構１５の一部を構成するものではなく、基板重量やロボット重量を支えるための構造部材としては機能していない。
【００５８】
図２に示したように、アーム機構１３，１４の駆動モータ２２等に接続されるケーブル類が、ベース部材１６の内部から中空リンク機構３７の内部を通ってアーム支持部材２１の内部まで引き回されている。
【００５９】
なお、一変形例としては、昇降駆動機構１５を構成する６つのリンクユニット３１のうちの１つを、この中空リンク機構として兼用させることもできる。
【００６０】
図９は、本実施形態による基板搬送ロボット１０の設置例を示したものである。基板搬送ロボット１０が、複数の基板処理装置２及びロードロック室３によって囲まれた真空室４の中央に配置されている。
【００６１】
真空環境下での使用を可能にするために、本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、所要箇所に磁性流体シールが設けられている。
【００６２】
真空室４の中央に配置された基板搬送ロボット１０のアーム機構１３，１４及び昇降駆動機構１５を伸縮・昇降・回転動作させることによって、ハンド１１，１２で保持した基板１を、基板処理装置２及びロードロック室３に対して搬入し、搬出する。
【００６３】
上述した実施形態の変形例として、左右アーム１９，２０の駆動系については、本実施形態のように左右独立に駆動モータ２２を設けて同期制御しても良いし、同回転角で逆回転になるように機構的に拘束するようにしても良い。
【００６４】
また、本実施形態のように左右独立に駆動系（駆動モータ２２）を設ける場合には、さらに左右の駆動系を非同期制御することで、基板１の向きを制御できるようにしても良い。
【００６５】
また、ハンド１１，１２の取り付け方については、第１ハンド１１と第２ハンド１２とを互いに前後方向逆向きに付けても良いし、或いは、第１アーム機構１３及び第２アーム機構１４のそれぞれに前後方向にハンドを取り付けても良い（ロボット全体として４つのハンドを備えた構成）。
【００６６】
また、第１ハンド１１と第２ハンド１２とでハンドの種類を変えることも可能であり、これによって例えば種類の異なる基板に対応できるようにしたり、或いは高温用／常温用でハンドを使い分けるようにしても良い。
【００６７】
また、本実施形態においては昇降駆動機構１５を構成するパラレルリンク機構が、その折り畳み時にリンクが半径方向外側（主旋回軸１７から遠ざかる方向）に向けてせり出すように構成されているが、逆に半径方向内側（主旋回軸１７に近づく方向）に入り込むようにしても良いし、或いはリンクが接線方向にせり出すようにしても良い。
【００６８】
本実施形態による基板搬送ロボットによれば、以下に述べるような各種の優れた効果が得られる。
【００６９】
本実施形態においては、左右の第１アーム１９が内側に屈曲し、左右の第２アーム２０が外側に屈曲するよう構成することにより、左右の第１アーム１９の各基端部１９Ａ及び左右の第２アーム２０の各基端部２０Ａを、主旋回軸１７を通って左右に延びる同一直線上で且つ同一高さ位置に配置した場合でも、第１アーム１９と第２アーム２０とが旋回時に干渉することがなく、アーム動作の自由度を拡大させることができる。
【００７０】
また本実施形態においては、左右のアーム１９（又は２０）の基端部１９Ａ（又は２０Ａ）が、同軸ではなく離間して配置されており、しかも、左右のアーム１９（又は２０）は垂直対称面１８に関して対称の構造なので、左右方向の揺れに対しては左右のモーメントがキャンセルされる。
【００７１】
従って、比較的小さな部品でアーム１９，２０が構成されているにもかかわらず、左右の揺れに対して強い構造となっており、特に大型の液晶ガラス基板１のような重量物の搬送に適している。
【００７２】
また、真空下で使用する部品はそのサイズアップに伴ってコストが格段に上昇するが、本実施形態では比較的小さな部品によってアーム１９，２０を構成することができるので、基板の重量化への対応に際して製造コストの上昇を低く抑えることができる。
【００７３】
また、第１アーム機構１３及び第２アーム機構１４が、共通の部品によって互いに同一の構造にて構成されているので、部品コストを低減できると共に、故障部品の交換も容易となる。
【００７４】
また、昇降駆動機構１５が同一構造の複数のリンクユニット３１から成るパラレルリンク機構で構成されてモジュール化されているので、リンクユニット３１の設置数を適宜変更することによって、基板１０の重量に応じた最適の設計仕様を容易に達成することができる。即ち、本実施形態による基板搬送ロボットは、ロボット仕様の拡張性において極めて優れている。
【００７５】
また一般的に、真空下で使用される部品は、そのサイズアップによってコストが格段に上昇してしまう。この点に関連して本実施形態による基板搬送ロボットにおいては、昇降駆動機構（パラレルリンク機構）１５を複数のリンクユニット３１で構成するようにしたので、リンクユニット１台あたりで負担すべき荷重が小さくなる。このため、個々のリンクユニット３１を小型化することが可能であり、真空用部品のコストを低く抑えることができる。
【００７６】
しかも、リンクユニット３１の設置台数を増やすことによって基板１の重量化に対応できるので、重量化対応に伴って使用部品がサイズアップすることがなく、製造コストの上昇を防止することができる。
【００７７】
また、部品サイズが小さいため、必要となる磁性流体シールも小型のもので済み、信頼性の向上（ベーキング時のシール破損の可能性の低減）とコストの低減が図られる。
【００７８】
このように本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、信頼性の向上とコストの低減という、一般的には相反する課題（要求）を同時に達成することができる。
【００７９】
また、昇降駆動機構（パラレルリンク機構）１５が、本来必要となる台数よりも多くのリンクユニット３１によって構成されて冗長性を備えているので、例えば１台のリンクユニット３１が故障した場合でも、残りのリンクユニット３１によって運転を継続することが可能であり、生産ラインの停止による稼働率の低下を防止することができる。
【００８０】
また、本実施形態による基板搬送ロボット１０においては、駆動系（特にベアリング類）を大気側に配置することができるので、真空下で潤滑剤を使用する必要が無く、搬送速度の高速化にも支障なく対応することができる。真空環境下でリニアガイドやベアリングを使用しなければならなかった従来のロボットにおいては、搬送速度を高速化するためにはリニアガイド等の潤滑剤を真空下で使用する必要があり、潤滑剤が枯渇しやすいという問題があったが、本実施形態ではこの問題は起こらない。
【００８１】
また本実施形態による基板搬送ロボットは、昇降駆動機構１５においてリニア駆動系ではなく回転駆動系（パラレルリンク機構）を採用しているので、高速搬送に際してもリンクの移動速度はリニア駆動系に比べて低速で済む。
【００８２】
このように本実施形態による基板搬送ロボット１０は、従来のロボットに比べてトータルバランスが極めて優れていると言える。
【００８３】
また、一般的に真空環境下で使用されるロボットにおいては、真空室内でロボットを加熱してその表面の付着物（水分等）を除去するベーキング処理が行われる。このため、ロボットを構成する機器（特に駆動系）の耐熱性が要求されるが、本実施形態においては駆動系を含む多くの機器が大気側に配置されているので、これらの機器の空冷が可能であり、耐熱性において極めて優れていると言える。
【００８４】
また、アーム機構１３，１４に接続されるケーブル類を中空リンク機構３７の内部に収納したので、従来のフレキシブルチューブやベローズ（真空下で使用するため、これらは金属製であり、破損しやすい）を使用する場合に比べて、ロングストロークに対する信頼性を容易に確保することができる。またフレキシブルチューブは容易に揺動するので何らかのサポート構造が必要となる場合が多いが、中空リンク機構３７を採用する本実施形態においてはそのようなサポート構造は不要である。
【００８５】
また、本実施形態においては、昇降駆動機構１５をパラレルリンク機構で構成することにより、アーム機構１３，１４に対してチルト補正を行うことができる。このため、ロボットの剛性に対する要求（チルトの発生自体を防止するため）を緩和することが可能であり、ひいては製造コストを低減することができる。これは特に、真空用の高価な部品を使用する真空ロボットにおいて極めて有利である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 基板（液晶ガラス基板）
１０ 基板搬送ロボット
１１ 第１ハンド（第１基板保持部）
１２ 第２ハンド（第２基板保持部）
１３ 第１アーム機構
１４ 第２アーム機構
１５ 昇降駆動機構（パラレルリンク機構）
１６ ベース部材
１７ 主旋回軸
１８ 垂直平面（対称面）
１９ 第１アーム
１９Ａ 第１アームの基端部
１９Ｂ 第１アームの先端部
２０ 第２アーム
２０Ａ 第２アームの基端部
２０Ｂ 第２アームの先端部
２１ アーム支持部材
２２ アーム駆動モータ
２３ 第１アームの基端側アーム部分
２４ 第１アームの先端側アーム部分
２５ 第２アームの基端側アーム部分
２６ 第２アームの先端側アーム部分
２７ 第１ハンド基部
２８ 第２ハンド基部
２９ 第２アームの旋回範囲
３０ 基板の旋回範囲
３１ リンクユニット
３２ 昇降駆動モータ
３３ ボックス部材
３４ リンクユニットの基端側リンク部分
３５ リンクユニットの先端側リンク部分
３６ 昇降台
３７ 中空リンク機構
３８ 中空リンク機構の基端側リンク部分
３９ 中空リンク機構の先端側リンク部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するための基板保持部と、
前記基板保持部が装着され、主旋回軸周りに回転可能なアーム機構と、を備え、
前記基板保持部は、それぞれが基板を保持する第１基板保持部及び第２基板保持部を含み、
前記アーム機構は、前記第１基板保持部が装着された第１アーム機構及び前記第２基板保持部が装着された第２アーム機構を含み、
前記第１アーム機構は、前記主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第１アームを有し、前記第１アームのそれぞれが、その中間部にて内向きに折曲可能に構成されており、
前記第２アーム機構は、前記主旋回軸を含む前記平面に関して互いに対称に配置された一対の第２アームを有し、前記第２アームのそれぞれが、その中間部にて外向きに折曲可能に構成されている、基板搬送ロボット。
【請求項２】
前記一対の第１アームの各基端部が、前記一対の第２アームの各基端部よりも内側に配置されている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。
【請求項３】
前記一対の第１アームの各基端部及び前記一対の第２アームの各基端部が、同一直線上に配置されている、請求項１又は２に記載の基板搬送ロボット。
【請求項４】
前記第１アーム機構及び前記第２アーム機構が、互いに共通の部品によって構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【請求項５】
前記第１基板保持部及び前記第２基板保持部は、互いに干渉することなく前後方向の位置を入れ替えることができるように上下方向にずらして配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【請求項６】
前記アーム機構を昇降駆動するための昇降駆動機構をさらに有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【請求項７】
前記アーム機構の昇降動作に伴って上下方向に伸縮可能な中空リンク機構をさらに有し、前記アーム機構に接続されるケーブル類が前記中空リンク機構の内部に収納されている、請求項６記載の基板搬送ロボット。
【請求項８】
前記昇降駆動機構は、パラレルリンク機構によって構成されている、請求項６又は７に記載の基板搬送ロボット。
【請求項９】
前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている、請求項８記載の基板搬送ロボット。
【請求項１０】
前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている、請求項９記載の基板搬送ロボット。
【請求項１１】
基板を保持するための基板保持部と、
前記基板保持部が装着されたアーム機構と、
前記アーム機構を昇降駆動するためのパラレルリンク機構と、
を備え、
前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている、基板搬送ロボット。
【請求項１２】
前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている、請求項１１に記載の基板搬送ロボット。
【請求項１３】
真空下での使用を可能にするために所要箇所に真空シールが設けられている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【請求項１】
基板を保持するための基板保持部と、
前記基板保持部が装着され、主旋回軸周りに回転可能なアーム機構と、を備え、
前記基板保持部は、それぞれが基板を保持する第１基板保持部及び第２基板保持部を含み、
前記アーム機構は、前記第１基板保持部が装着された第１アーム機構及び前記第２基板保持部が装着された第２アーム機構を含み、
前記第１アーム機構は、前記主旋回軸を含む平面に関して互いに対称に配置された一対の第１アームを有し、前記第１アームのそれぞれが、その中間部にて内向きに折曲可能に構成されており、
前記第２アーム機構は、前記主旋回軸を含む前記平面に関して互いに対称に配置された一対の第２アームを有し、前記第２アームのそれぞれが、その中間部にて外向きに折曲可能に構成されている、基板搬送ロボット。
【請求項２】
前記一対の第１アームの各基端部が、前記一対の第２アームの各基端部よりも内側に配置されている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。
【請求項３】
前記一対の第１アームの各基端部及び前記一対の第２アームの各基端部が、同一直線上に配置されている、請求項１又は２に記載の基板搬送ロボット。
【請求項４】
前記第１アーム機構及び前記第２アーム機構が、互いに共通の部品によって構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【請求項５】
前記第１基板保持部及び前記第２基板保持部は、互いに干渉することなく前後方向の位置を入れ替えることができるように上下方向にずらして配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【請求項６】
前記アーム機構を昇降駆動するための昇降駆動機構をさらに有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【請求項７】
前記アーム機構の昇降動作に伴って上下方向に伸縮可能な中空リンク機構をさらに有し、前記アーム機構に接続されるケーブル類が前記中空リンク機構の内部に収納されている、請求項６記載の基板搬送ロボット。
【請求項８】
前記昇降駆動機構は、パラレルリンク機構によって構成されている、請求項６又は７に記載の基板搬送ロボット。
【請求項９】
前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている、請求項８記載の基板搬送ロボット。
【請求項１０】
前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている、請求項９記載の基板搬送ロボット。
【請求項１１】
基板を保持するための基板保持部と、
前記基板保持部が装着されたアーム機構と、
前記アーム機構を昇降駆動するためのパラレルリンク機構と、
を備え、
前記パラレルリンク機構は、同一の構造を備えた複数のリンクユニットから構成されている、基板搬送ロボット。
【請求項１２】
前記複数のリンクユニットは、基板搬送のために必要となる台数よりも多い台数が設置されている、請求項１１に記載の基板搬送ロボット。
【請求項１３】
真空下での使用を可能にするために所要箇所に真空シールが設けられている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−８３８７８（Ｐ２０１１−８３８７８Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４０３６２（Ｐ２００９−２４０３６２）
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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