搬送装置
【課題】安定した昇降位置精度を確保することができるとともに、時間あたりの搬送作業効率の高い基板搬送作業を実現することができる搬送装置を提供する。
【解決手段】搬送装置１においては、第１のアーム１０の駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に第１のアーム１０を昇降させる昇降軸５２が配置されている。昇降軸５２がとく同軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置されているため、昇降軸５２が搬送装置１の重心またはその近傍に位置する。さらに、同一平面内における第１のアーム１０及び第２のアーム２０の占有範囲を９０度よりも小さい角度範囲に収めることで、時間あたりの搬送作業効率の高い基板搬送作業を実現することができる。
【解決手段】搬送装置１においては、第１のアーム１０の駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に第１のアーム１０を昇降させる昇降軸５２が配置されている。昇降軸５２がとく同軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置されているため、昇降軸５２が搬送装置１の重心またはその近傍に位置する。さらに、同一平面内における第１のアーム１０及び第２のアーム２０の占有範囲を９０度よりも小さい角度範囲に収めることで、時間あたりの搬送作業効率の高い基板搬送作業を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハやガラス基板等を搬送するための搬送装置に関し、更に詳しくは、２枚の基板を同時に処理することができる搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ、ガラス基板等を真空処理するに際して、いわゆるマルチチャンバ型の真空処理装置が広く用いられている。マルチチャンバ型の真空処理装置は、搬送室を中心としてその周囲に複数の処理室が配置されており、種々の基板処理を真空中で一貫して行うことができるという利点を有している。この種のマルチチャンバ型の真空処理装置は、搬送室から各処理室へ基板を自動的に搬入・搬出するための搬送ロボットを備えている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、第１のアーム組立体と、第２のアーム組立体とを有する半導体ウェハ操作用のロボットが記載されている。第１のアーム組立体は、第１の水平面内において垂直軸を中心とする回転動作が可能に構成されている。第２のアーム組立体は、第１の水平面の上にわずかに間隔をあけた第２の水平面内において上記垂直軸を中心とする回転動作が可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１０７６７号公報（段落[０００５]、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の真空処理装置においては、生産性の向上が求められている。このため、各処理室へ基板を搬送する搬送ロボットに対しても、基板の処理能力の向上が望まれている。そこで、独立して動作する２個のアームを備えていれば、一度に２枚の基板の搬送操作が実現可能となるため、処理能力の倍増を図れるようになる。更に、少なくとも一方のアームが昇降機構を備えていれば、処理室内における基板の受け渡しが可能となるとともに、基板の搬送途上におけるアーム相互間の干渉を容易に回避することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、アームの昇降機構の付加は、搬送ロボットの大型化を招くおそれがあるため、昇降機構の設計には留意を要する。また、アームの旋回軸と昇降軸との軸間距離が大きく離間していると、昇降軸に偏荷重が加わり易くなるため、昇降軸に作用する機械的負荷が大きくなる。その結果、昇降軸の耐久性が低下することで、安定した昇降位置精度が得られなくなる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、安定した昇降位置精度を確保することができる搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る搬送装置は、第１の搬送ユニットと、第２の搬送ユニットと、第１の昇降機構とを具備する。
上記第１の搬送ユニットは、第１の軸まわりへの旋回動作と上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向への伸縮動作とが可能な第１のアームを有する。
上記第２の搬送ユニットは、上記第１の軸まわりへの旋回動作と上記第２の軸と平行な面内での伸縮動作とが可能な第２のアームを有する。
上記第１の昇降機構は、第１の昇降軸と、第１の昇降駆動源とを有する。上記第１の昇降軸は、上記第１の軸と同軸上に配置され、上記第１の搬送ユニットに結合されている。上記第１の昇降駆動源は、上記第１の昇降軸を駆動することで上記第１の搬送ユニットを上記第１の軸方向へ昇降させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図である。
【図２】上記搬送装置の平面図である。
【図３】上記搬送装置の側面図である。
【図４】上記搬送装置の要部の概略断面図である。
【図５】上記搬送装置のアームの一構成例を示す側断面図である。
【図６】図５に示したアームの他の断面図である。
【図７】上記搬送装置のアームの他の構成例を示す分解斜視図である。
【図８】図７に示したアームの要部断面図である。
【図９】上記搬送装置の一動作例を説明する平面図である。
【図１０】上記搬送装置の一動作例を説明する側面図である。
【図１１】上記搬送装置の一動作例を説明する側面図である。
【図１２】上記搬送装置の一動作例を説明する側面図である。
【図１３】上記搬送装置の一動作例を説明する要部平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る搬送装置の構成を示す要部断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る搬送装置の構成を示す側面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置の平面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置における第１の腕部の概略構成を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置における第１の腕部の概略構成を示す平面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置における第２の腕部の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る搬送装置は、第１の搬送ユニットと、第２の搬送ユニットと、第１の昇降機構とを具備する。
上記第１の搬送ユニットは、第１の軸まわりへの旋回動作と上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向への伸縮動作とが可能な第１のアームを有する。
上記第２の搬送ユニットは、上記第１の軸まわりへの旋回動作と上記第２の軸と平行な面内での伸縮動作とが可能な第２のアームを有する。
上記第１の昇降機構は、第１の昇降軸と、第１の昇降駆動源とを有する。上記第１の昇降軸は、上記第１の軸と同軸上に配置され、上記第１の搬送ユニットに結合される。上記第１の昇降駆動源は、上記第１の昇降軸を駆動することで上記第１の搬送ユニットを上記第１の軸方向へ昇降させる。
【００１１】
上記搬送装置によれば、第１の搬送ユニットの旋回軸となる第１の軸と同軸上に第１の昇降軸が配置されているため、搬送装置の大型化を抑制することができる。また、第１の昇降軸が第１の軸と同軸上に配置されているため、第１の昇降軸が搬送装置の重心またはその近傍に位置することで、第１の昇降軸に作用する機械的負荷、すなわち偏荷重が低減され、耐久性の向上と安定した昇降位置精度の確保が可能となる。
【００１２】
上記第１の搬送ユニットは、第１の旋回軸と、第１の駆動軸と、第１の回転駆動源と、第１の支持体とを含んでもよい。上記第１の旋回軸は、上記第１のアームを旋回させるためのものである。上記第１の駆動軸は、上記第１の旋回軸と同軸上に配置され上記第１のアームを伸縮させるためのものである。上記第１の回転駆動源は、上記第１の旋回軸及び上記第１の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能である。上記第１の支持体は、上記第１の回転駆動源を支持し、上記第１の昇降軸と結合される。
これにより、第１の旋回軸及び第２の駆動軸を第１の回転駆動源と共に第１の昇降駆動源によって昇降させることが可能となる。
【００１３】
上記第１の昇降軸は、上記第１の支持体と螺合するネジ軸であってもよく、この場合、上記第１の昇降駆動源は、上記ネジ軸を回転させるモータで構成することができる。また、上記第１の駆動軸は、上記第１の昇降軸を収容可能な中空部を有してもよい。これにより、上記搬送装置の上記第１の軸方向に沿った長さ寸法を低減して、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【００１４】
上記搬送装置は、第２の昇降機構をさらに具備してもよい。上記第２の昇降機構は、第２の昇降軸と、第２の昇降駆動源とを有する。上記第２の昇降軸は、上記第１の軸と平行な第３の軸上に配置され、上記第２の搬送ユニットに結合される。上記第２の昇降駆動源は、上記第２の昇降軸を駆動することで上記第２の搬送ユニットを上記第１の軸方向へ昇降させる。
これにより、第１の搬送ユニット及び第２の搬送ユニットの独立した昇降動作が可能となり、搬送動作の自由度の高い搬送装置を構成することができる。
【００１５】
上記第２の昇降機構は、上記第２の昇降軸を上記第１の軸方向と同軸上に配置してもよい。これにより、第２の昇降軸が搬送装置の重心またはその近傍に位置することで、第２の昇降軸に作用する機械的負荷、すなわち偏荷重が低減され、耐久性の向上と安定した昇降位置精度の確保が可能となる。
【００１６】
上記第１のアームは、第１の腕部と、第２の腕部と、第１の変換機構とを有してもよい。上記第１の腕部は、上記第１の旋回軸と連結される。上記第２の腕部は、上記第１の腕部に対して上記第２の方向にスライド可能である。上記第１の変換機構は、上記第１の駆動軸に連結され、上記第１の駆動軸の回転を上記第１の腕部に対する上記第２の腕部のスライド動作に変換する。
上記構成により、第１のアームの伸縮に要する動作幅を最小限に抑えることができるため、搬送装置の大型化を回避することが可能となる。第２のアームも同様に構成されてもよい。
なお、上記第１及び第２のアームは、上述したテレスコピック式アームに限られず、平行リンク式、スカラ（ＳＣＡＲＡ：Selective Compliance Assembly Robot Arm）式等の他の方式が採用されてもよい。
【００１７】
上記搬送装置は、上記第１のアームと上記第２のアームとのなす角に基づいて、上記第１の昇降駆動源を制御する制御ユニットをさらに具備してもよい。
これにより、一方のアームを他方のアームが属する同一の平面内で回転させた場合でも、制御ユニットにより、アーム間の衝突を効果的に回避することが可能となる。
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図であり、一方のアームが伸長した状態を示している。図２は、当該搬送装置の平面図、図３はその側面図であり、全てのアームが縮んだ状態をそれぞれ示している。
【００２０】
本実施形態の搬送装置１は、第１のアーム１０と、第２のアーム２０と、これら第１及び第２のアーム１０，２０を伸縮、旋回等させるための駆動部３０とを備えている。本明細書において、図中Ｚ軸方向を上下方向（垂直あるいは鉛直方向）とし、Ｚ軸と直交するＸ軸方向と、Ｚ軸及びＸ軸に直交するＹ軸方向とをそれぞれ水平方向として説明する。
【００２１】
本実施形態において、第１及び第２のアーム１０，２０は、図示するようにＺ軸方向に沿って積載されており、第１のアーム１０は第２のアーム２０よりも上方側に位置している。第１及び第２のアーム１０，２０はそれぞれ同様の構成を有しており、各アームの先端部は基板Ｗを支持するためのハンドとして機能する。本実施形態では、第１のアーム１０はＺ軸方向への昇降動作、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の３動作が可能である。一方、第２のアーム２０は、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の２動作が可能である。
【００２２】
次に、駆動部３０の詳細について図４を参照して説明する。図４は、マルチチャンバ型の真空処理装置の搬送室ＴＣに、本実施形態の搬送装置１を組み込んだ状態を示す要部の概略縦断面図である。搬送装置１は、搬送室ＴＣの底部に形成された開口部ＴＣａを大気側から閉塞するように、搬送室ＴＣの底部に設置されている。
【００２３】
駆動部３０は、第１のアーム１０を駆動するための第１の駆動機構３１と、第２のアーム２０を駆動するための第２の駆動機構３２とを有する。第１の駆動機構３１は、第１のアーム１０を伸縮させるための駆動軸３１０Ａ（第１の駆動軸）と、第１のアーム１０を旋回させるための旋回軸３１０Ｂ（第１の旋回軸）と、駆動軸３１０Ａを回転させるための回転モータ３１１Ａと、旋回軸３１０Ｂを回転させるための回転モータ３１１Ｂとを有する。同様に、第２の駆動機構３２は、第２のアーム２０を伸縮させるための駆動軸３２０Ａ（第２の駆動軸）と、第２のアーム２０を旋回させるための旋回軸３２０Ｂ（第２の旋回軸）と、駆動軸３２０Ａを回転させるための回転モータ３２１Ａと、旋回軸３２０Ｂを回転させるための回転モータ３２１Ｂとを有する。これら第１及び第２の駆動機構３１，３２は、筐体８０の中に収容されている。
【００２４】
駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂは、中空の軸状部材で構成されている。駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂは、それぞれＺ軸方向に沿って同軸上に配置され、駆動軸３１０Ａの外周側に旋回軸３１０Ｂが位置している。駆動軸３１０Ａの上端部３１Ａ１は、旋回軸３１０Ｂの上端部３１Ｂ１よりも上方へ突出しており、これら各端部３１Ａ１，３１Ｂ１はそれぞれ第１のアーム１０に接続されている。駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂは、「第１の駆動軸群」を構成している。
【００２５】
回転モータ３１１Ａは、駆動軸３１０Ａの下端部３１Ａ２の周囲に配置されており、駆動軸３１０Ａをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３１１Ｂは、旋回軸３１０Ｂの下端部３１Ｂ２の周囲に配置されており、駆動軸３１０Ａとは独立して、旋回軸３１０Ｂをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３１１Ｂは、回転モータ３１１Ａの上方側に配置されている。回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂは、「第１の回転駆動源」を構成している。
【００２６】
駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂもまた、中空の軸状部材で構成されており、それぞれＺ軸方向に沿って同軸上に配置されている。本実施形態では、駆動軸３２０Ａは旋回軸３１０Ｂの外周側に位置し、旋回軸３２０Ｂは駆動軸３２０Ａの外周側に位置している。駆動軸３２０Ａの上端部３２Ａ１は、旋回軸３２０Ｂの上端部３２Ｂ１よりも上方へ突出しており、これら各端部３２Ａ１，３２Ｂ１はそれぞれ第２のアーム２０に接続されている。駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂは、「第２の駆動軸群」を構成している。
【００２７】
回転モータ３２１Ａは、駆動軸３２０Ａの下端部３２Ａ２の周囲に配置されており、駆動軸３２０Ａをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３２１Ｂは、旋回軸３２０Ｂの下端部３２Ｂ２の周囲に配置されており、駆動軸３２０Ａとは独立して、旋回軸３２０Ｂをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３２１Ａは、回転モータ３１１Ｂの上方側に配置され、回転モータ３２１Ｂは、回転モータ３２１Ａの上方側に配置されている。回転モータ３２１Ａの中空部には、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂがそれぞれ貫通しており、回転モータ３２１Ｂの中空部には、駆動軸３１０Ａ、旋回軸３１０Ｂ及び駆動軸３２０Ａがそれぞれ貫通している。回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂは、「第２の回転駆動源」を構成している。
【００２８】
回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂ，３２１Ａ，３２１Ｂはそれぞれ同様な構成を有しており、本実施形態では真空中での使用に耐え得る真空モータが採用されている。これら回転モータは、駆動軸３１０Ａ，３２０Ａ及び旋回軸３１０Ｂ，３２０Ｂに各々固定された環状のロータ（回転子）３３ｒと、これに間隙を介して対向する環状のステータ（固定子）３３ｓとを含む。各モータのロータ３３ｒ及びステータ３３ｓはそれぞれ同一の構成を有しており、ステータ３３ｓとの間に所定の間隙が形成されるようにロータ３３ｒが各駆動軸及び旋回軸に取り付けられている。本実施形態では、回転モータ３２１Ｂに関しては、ロータ３３ｒは旋回軸３２０Ｂに直接取り付けられ、回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂ，３２１Ａに関しては、ロータ３３ｒは、ステータ３３ｓとの間に所定の間隙が形成されるように、それぞれ適宜の厚みを有する円筒状のスペーサ３４を介して駆動軸３１０Ａ，３２０Ａ及び旋回軸３１０Ｂに取り付けられている。
【００２９】
各モータのロータ３３ｒとステータ３３ｓとの間の相対位置は一定とされ、ロータ３３ｒはステータ３３ｓと同一の高さ位置に保持される。ロータ３３ｒとステータ３３ｓとの間の相対位置を一定にするための構成としては、例えば、ロータ３３ｒの回転をガイドするガイド機構（ベアリング等）がロータ３３ｒとステータ３３ｓとの間に設置される。
【００３０】
回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂの各ステータ３３ｓは、支持体４１（第１の支持体）に支持されている。支持体４１は、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置された円筒形状を有している。支持体４１は、回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂのステータ３３ｓを支持する周壁部４１ａと、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂの各々の下端部３１Ａ２，３１Ｂ２側を被覆する底面部４１ｂとを有する。
【００３１】
駆動部３０はさらに、昇降機構５１（第１の昇降機構）を有する。昇降機構５１は、支持体４１の底面部４１ｂに設置されている。昇降機構５１は、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置された昇降軸５２（第１の昇降軸）と、底面部４１ｂに固定され昇降軸５２と螺合するナット部材５３と、昇降軸５２を回転させる駆動モータ５４（第１の昇降駆動源）とを有する。
【００３２】
昇降軸５２は、周囲にネジ溝が螺旋状に形成されたボールネジのネジ軸を構成している。昇降軸５２は、駆動軸３１０Ａと同軸上に配置され、底面部４１ｂの中心部に形成された筒部４１ｃの中に収容されている。筒部４１ｃは、駆動軸３１０Ａと同軸上に形成され、頂部が閉塞する円筒形状を有しており、駆動軸３１０Ａの中空部ｈａ内に向かって底面部４１ｂから上方へ突出している。これにより、搬送装置１のＺ軸方向に沿った長さ寸法が低減され、装置の大型化が抑制される。
【００３３】
ナット部材５３は、昇降軸５２と螺合するネジ孔を有しており、底面部４１ｂの中心部に形成された固定部４１ｄの中に固定されている。固定部４１ｄは、底面部４１ｂの下方に向かって突出しており、例えば、ナット部材５３の外周部と嵌合する筒形状を有している。固定部４１ｄは、ナット部材５３を固定しつつ、昇降軸５２の回転時におけるナット部材５３の回転を規制できるように、内周部が例えばナット部材５３の外形と嵌合する多角形状に形成されている。
【００３４】
駆動モータ５４は、昇降軸５２をその軸まわりに回転させるためのモータであり、本実施形態では、昇降軸５２の下端部に連結されている。駆動モータ５４は、典型的には静止系に固定され、例えば筐体８０に対して適宜の支持機構を介して固定されている。駆動モータ５４は、昇降軸５２を回転させることで、ナット部材５３を昇降軸５２の軸方向に沿って移動させる。
【００３５】
以上のようにして、第１のアーム１０、回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂ、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂを含む「第１の搬送ユニット」をＺ軸方向に昇降させる昇降機構（第１の昇降機構）５１が構成される。
【００３６】
一方、回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂの各ステータ３３ｓは、支持体４２（第２の支持体）に支持されている。支持体４２は、駆動軸３２０Ａ，３２０Ｂと同軸上に配置された円筒形状を有している。支持体４２は、回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂのステータ３３ｓを支持する周壁部４２ａと、搬送室ＴＣの底部に適宜のシール部材及び締結具を介して気密に固定されるフランジ部４２ｂとを有する。筐体８０は、フランジ部４２ｂに対して一体的に固定されている。
【００３７】
第１の駆動機構３１の昇降は、複数本のガイドレール６１ａによって案内される。ガイドレール６１ａは、Ｚ軸方向に平行にフランジ部４２ｂに取り付けられ、第１の駆動機構３１の周囲に等角度間隔で配置されている。支持体４１の周壁部（あるいは回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂのステータ３３ｓ）には、ガイドレール６１ａに係合するガイド軸受６１ｂが適宜の位置に適宜の数配置され、これにより第１の駆動機構３１の円滑な昇降が確保されている。
【００３８】
そして、回転モータ３１１Ｂと回転モータ３２１Ａとの間には、Ｚ軸方向に伸縮自在なベローズ７１が設置されている。ベローズ７１は、第１の駆動機構３１の昇降動作を阻害することなく、その内周側と外周側との雰囲気差を維持する隔壁として機能する。ベローズ７１の設置部位は上述の例に限られず、例えば、支持体４１，４２の各々の周壁部４１ｂ，４２ｂの間に設置されてもよい。
【００３９】
以上のようにして、第２のアーム２０、回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂ、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂを含む「第２の搬送ユニット」が構成される。また、第１の駆動機構３１、第２の駆動機構３２及び昇降機構５１を含む駆動部３０が構成される。駆動部３０の動作は、外部に設置された制御ユニット５０（図３）によって制御される。
【００４０】
次に、第１及び第２のアーム１０，２０の詳細について説明する。
【００４１】
第１及び第２のアーム１０，２０はそれぞれ同様な構成を有している。本実施形態において、第１及び第２のアーム１０，２０は、テレスコピック式の搬送アームで構成されている。テレスコピック式の搬送アームは、例えば平行リンク式の多関節アームと異なり、伸縮に必要な動作幅を最小にすることができるという利点を有している。
【００４２】
図５及び図６は、テレスコピック式搬送アームの一構成例を示している。図５は、搬送アーム１００のＸ軸方向から見た要部の側断面図である。図６は、搬送アーム１００のＹ軸方向から見た要部の側断面図である。
【００４３】
搬送アーム１００は、第１の腕部１０１と、第２の腕部１０２と、第３の腕部１０３と、ハンド部１０４とを有する。第１の腕部１０１は、第２の腕部１０２を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。第２の腕部１０２は、第１の腕部１０１に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されていると共に、第３の腕部１０３を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。第３の腕部１０３は、第２の腕部１０２に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されている。ハンド部１０４は、第３の腕部１０３の先端部に取り付けられており、基板Ｗを支持する支持面を有している。
【００４４】
第１の腕部１０１は、本体１１０と、プーリ１１１〜１１４と、ピニオンギヤ１１８と、ラックギヤ１１９とを有する。本体１１０は、旋回軸Ｂ１（３１０Ｂ、３２０Ｂに相当。）の上端部に連結されている。プーリ１１１は、駆動軸Ａ１（３１０Ａ、３２０Ａに相当。）の上端部に連結されている。プーリ１１２は、ベルト１１５を介してプーリ１１１と連結されており、プーリ１１１の回転に同期して回転可能である。プーリ１１３、１１４は、本体１１０に回転自在に支持されている。プーリ１１３は、軸部材１１６を介してプーリ１１２と連結されており、プーリ１１２の回転に同期して回転可能である。プーリ１１４は、ベルト１１７を介してプーリ１１３と連結されており、プーリ１１３の回転に同期して回転可能である。ピニオンギヤ１１８は、プーリ１１４の上面に固定されている。ラックギヤ１１９は、図６に示すように、本体１１０の内部側壁部１１０ａにＹ軸方向に沿って配置されている。
【００４５】
第２の腕部１０２は、本体１２０と、プーリ１２１、１２２と、ピニオンギヤ１２４、１２５と、ラックギヤ１２６とを有する。プーリ１２１は、本体１２０の水平壁部１２０ｂに回転自在に支持されている。プーリ１２２は、ベルト１２３を介してプーリ１２２と連結されており、プーリ１２１の回転に同期して回転可能である。プーリ１２２は、水平壁部１２０ｂを貫通し水平壁部１２０ｂに回転自在に支持される軸部材１２７の下端部に固定されている。ピニオンギヤ１２４は、プーリ１２１の下面に固定されており、図６に示すように、ラックギヤ１１９と噛合している。ピニオンギヤ１２５は、軸部材１２７の上端部に固定されており、プーリ１２２の回転に同期して回転可能である。ラックギヤ１２６は、図６に示すように、本体１２０の内部側壁部１２０ａにＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ１１８と噛合している。
【００４６】
第３の腕部１０３は、本体１３０と、ラックギヤ１３１とを有する。ラックギヤ１３１は、本体１３０の側壁部にＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ１２５と噛合している。
【００４７】
第１の腕部１０１の本体１１０と第２の腕部１０２の本体１２０との間には、本体１１０に対する本体１２０の直線移動を案内するリニアガイド１４１が設置されている。また、第２の腕部１０２の本体１２０と第３の腕部１０３の本体１３０との間には、本体１２０に対する本体１３０の直線移動を案内するリニアガイド１４２が設置されている。
【００４８】
以上のように構成される搬送アーム１００においては、駆動軸Ａ１の回転によりプーリ１１１が回転し、この回転力がベルト１１５、プーリ１１２、１１３、ベルト１１７及びプーリ１１４を介して、ピニオンギヤ１１８へ伝達される。ピニオンギヤ１１８は、ラックギヤ１２６と噛合しているため、ピニオンギヤ１１８の回転運動は、第２の腕部１０２の直線運動に変換される（変換機構）。第２の腕部１０２の進行方向は、駆動軸Ａ１の回転方向で決定される。第１の腕部１０１に対する第２の腕部１０２の相対移動に伴い、ラックギヤ１１９と噛合するピニオンギヤ１２４が回転し、この回転力がプーリ１２１、ベルト１２３及びプーリ１２２を介してピニオンギヤ１２５へ伝達される。ピニオンギヤ１２５は、ラックギヤ１３１と噛合しているため、ピニオンギヤ１２５の回転運動は、第３の腕部１０３の直線運動に変換される。
【００４９】
図７及び図８は、テレスコピック式搬送アームの他の構成例を示している。図７は、搬送アーム２００の構成を示す分解斜視図である。図８は、搬送アーム２００の構成を示す、Ｙ軸方向から見た要部の側断面図である。
【００５０】
搬送アーム２００は、第１の腕部２０１と、第２の腕部２０２と、第３の腕部２０３と、ハンド部２０４とを有する。第２の腕部２０２は、第１の腕部２０１に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されていると共に、第１の腕部２０１を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。第３の腕部２０３は、第２の腕部２０２に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されていると共に、第２の腕部２０２を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。ハンド部２０４は、第３の腕部２０３の先端部に取り付けられており、基板を支持する支持面を有している。
【００５１】
第１の腕部２０１は、本体２１０と、プーリ２１１、２１２と、ピニオンギヤ２１３と、ラックギヤ２１４とを有する。本体２１０は、旋回軸Ｂ２（３１０Ｂ、３２０Ｂに相当。）の上端部に連結されている。プーリ２１１は、駆動軸Ａ２（３１０Ａ、３２０Ａに相当。）の上端部に連結されている。プーリ２１２は、本体２１０に回転自在に支持されている。プーリ２１２は、ベルト２１５を介してプーリ２１１と連結されており、プーリ２１１の回転に同期して回転可能である。ピニオンギヤ２１３は、プーリ２１２の上面に固定されている。ラックギヤ２１４は、本体２１０の側壁部２１０ａにＹ軸方向に沿って配置されている。
【００５２】
第２の腕部２０２は、本体２２０と、プーリ２２１、２２２と、ピニオンギヤ２２４、２２５と、ラックギヤ２２６とを有する。プーリ２２１は、本体２２０の水平壁部２２０ｂに回転自在に支持されている。プーリ２２２は、ベルト２２３を介してプーリ２２２と連結されており、プーリ２２１の回転に同期して回転可能である。プーリ２２２は、水平壁部２２０ｂを貫通し水平壁部２２０ｂに回転自在に支持される軸部材２２７の下端部に固定されている。ピニオンギヤ２２４は、プーリ２２１の下面に固定されており、図８に示すように、ラックギヤ２１４と噛合している。ピニオンギヤ２２５は、軸部材２２７の上端部に固定されており、プーリ２２２の回転に同期して回転可能である。ラックギヤ２２６は、図８に示すように、本体２２０の側壁部２２０ａにＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ２１３と噛合している。
【００５３】
第３の腕部２０３は、本体２３０と、ラックギヤ２３１とを有する。ラックギヤ２３１は、本体２３０の側壁部にＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ２２５と噛合している。
【００５４】
第１の腕部２０１の本体２１０と第２の腕部２０２の本体２２０との間には、本体２１０に対する本体２２０の直線移動を案内するリニアガイド２４１が設置されている。また、第２の腕部２０２の本体２２０と第３の腕部２０３の本体２３０との間には、本体２２０に対する本体２３０の直線移動を案内するリニアガイド２４２が設置されている。
【００５５】
以上のように構成される搬送アーム２００においては、駆動軸Ａ２の回転によりプーリ２１１が回転し、この回転力がベルト２１５及びプーリ２１２を介して、ピニオンギヤ２１３へ伝達される。ピニオンギヤ２１３は、ラックギヤ２２６と噛合しているため、ピニオンギヤ２１３の回転運動は、第２の腕部２０２の直線運動に変換される（変換機構）。第２の腕部２０２の進行方向は、駆動軸Ａ２の回転方向で決定される。第１の腕部２０１に対する第２の腕部２０２の相対移動に伴い、ラックギヤ２１４と噛合するピニオンギヤ２２４が回転し、この回転力がプーリ２２１、ベルト２２３及びプーリ２２２を介してピニオンギヤ２２５へ伝達される。ピニオンギヤ２２５は、ラックギヤ２３１と噛合しているため、ピニオンギヤ２２５の回転運動は、第３の腕部２０３の直線運動に変換される。
【００５６】
次に、以上のように構成される本実施形態の搬送装置１の動作について説明する。
【００５７】
第１のアーム１０は、第１の駆動機構３１によって伸縮し及び旋回する。すなわち、図４を参照して、第１のアーム１０は、回転モータ３１１Ａによる駆動軸３１０Ａの回転動作により伸縮し、回転モータ３１１Ｂによる旋回軸３１０Ｂの回転動作により旋回する。アーム１０の伸縮は、駆動軸３１０Ａの回転方向によって制御され、アーム１０の旋回方向は、旋回軸３１０Ｂの回転方向によって制御される。また、第１のアーム１０は、昇降機構５１による駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂの昇降動作によって、上下方向に昇降することが可能である。
【００５８】
一方、第２のアーム２０は、第２の駆動機構３２によって伸縮し及び旋回する。すなわち、第２のアーム２０は、回転モータ３２１Ａによる駆動軸３２０Ａの回転動作により伸縮し、回転モータ３２１Ｂによる駆動軸３２０Ｂの回転動作により旋回する。アーム２０の伸縮は、駆動軸３２０Ａの回転方向によって制御され、アーム２０の旋回方向は、駆動軸３２０Ｂの回転方向によって制御される。
【００５９】
図９は、上述した構成の搬送装置１を備えた基板処理装置３００の要部平面図である。この基板処理装置３００はクラスター型の枚葉式真空処理装置として構成されており、搬送装置１は、図示しないロード／アンロード室に搬入された基板Ｗを、搬送室ＴＣを介してプロセスチャンバＰＣへ移載する。また、搬送装置１は、プロセスチャンバＰＣで処理した基板Ｗを、搬送室ＴＣを介して上記ロード／アンロード室へ移載する。
【００６０】
図１０〜図１２は、基板Ｗの搬送動作の一例を説明する搬送装置１の側面図である。図１０では、第１及び第２のアーム１０、２０が基板Ｗを保持した状態を示しており、その保持高さ（Ｈ）は、搬送室ＴＣとプロセスチャンバＰＣとの間で基板Ｗを搬送するときの基板Ｗのパスラインに相当する。そこで、第１のアーム１０で処理済の基板を保持し、第２のアーム２０で未処理の基板Ｗをプロセスチャンバへ移載する場合について説明する。この場合、搬送装置１は、昇降機構５１（駆動モータ５４）を駆動することで、第１のアーム１０を図１１に示すように所定距離上昇させた後、図１２に示すように第２の駆動機構３２（回転モータ３２１Ｂ）を駆動することで、第２のアーム２０を第１のアーム１０の直下まで旋回させる。これにより、第１のアーム１０と干渉することなく、第２のアーム２０上の基板ＷをプロセスチャンバＰＣへのパスラインへ搬送することが可能となる。
【００６１】
搬送装置１による基板の搬送動作は上述の例に限られない。例えば、第１及び第２のアーム１０、２０の旋回高さは基本的に同一の高さ位置（Ｈ）とし、第１及び第２のアーム１０、２０が相互に干渉する場合にのみ、第１のアーム１０を昇降させてもよい。この場合、各々のアーム１０、２０が干渉するか否かは、制御ユニット５０によって判断される。図１３に示すように、制御ユニット５０は、第１のアーム１０と第２のアーム２０とのなす角θに基づいて、アーム１０、２０間の干渉の有無を判断する。制御ユニット５０は、アーム１０、２０間の干渉を回避するための基準角度（θ０）を記憶しており、アーム１０、２０の接近によりなす角θが基準角度θ０に到達した時点で、第１のアーム１０を上昇させる。角度θの算出には、例えば、各アーム１０、２０の旋回軸３１０Ｂ、３２０Ｂの回転角度を検出するロータリーエンコーダ等が用いられてもよい。
【００６２】
また、図１３に示した例において、第１及び第２のアーム１０，２０が同一平面内において相互に隣接したときの占有範囲は、Ｚ軸方向から見て９０度より小さい角度範囲（α）に収められている。これにより、同一平面内における第１及び第２のアーム１０，２０の動作範囲を２７０度以上確保することが可能となる。また、各アームの干渉領域を最小化し、一方のアーム動作中に他方のアームの待ち時間を低減することができるため、時間あたりの搬送作業効率が高い基板搬送作業を実現することができる。なお、第１及び第２のアーム１０，２０の構成を変更することによって、上記角度範囲（α）を６０度より小さくすることができる。
【００６３】
本実施形態の搬送装置１によれば、第１及び第２のアーム１０、２０を備えているので、一度に２枚の基板Ｗを搬送することが可能となり、単一のアームを備える搬送装置に比べて処理能力の倍増を図れるようになる。また、本実施形態の搬送装置１によれば、第１のアーム１０を昇降させる昇降機構５１を備えているため、基板Ｗの搬送途上におけるアーム１０、２０相互間の干渉を容易に回避することが可能である。
【００６４】
特に、本実施形態の昇降機構５１によれば、第１のアーム１０の駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に昇降軸５２が配置されているため、搬送装置１の大型化を抑制することができる。また、昇降軸５２が駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置されているため、昇降軸５２が搬送装置１の重心またはその近傍に位置することで、昇降軸５２に作用する機械的負荷、すなわち偏荷重が低減され、耐久性の向上と安定した昇降位置精度の確保が可能となる。
【００６５】
また、駆動軸３１０Ａの回転モータ３１１Ａと旋回軸３１０Ｂの回転モータ３１１Ｂとを共通の支持体４１で支持しているため、昇降機構５１によってこれら回転モータを一体的に昇降させることが可能である。これにより、第１のアーム１０の昇降中でも第１のアーム１０の伸縮動作及び旋回動作が可能となる。
【００６６】
［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の搬送装置２は、第１及び第２の搬送ユニットに昇降機構が設けられている点で上述の第１の実施形態と異なる。図１４は、搬送装置２の駆動部３０の構成を示す側断面図である。なお図において、図４と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００６７】
本実施形態の搬送装置２の駆動部３０は、さらに、昇降機構９１（第２の昇降機構）を有する。昇降機構９１は、回転モータ３２１Ａ、３２１Ｂを支持する支持体４５に設置されている。昇降機構９１は、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂと同軸上に配置された昇降軸９２（第２の昇降軸）と、底面部４５ｂに固定され昇降軸９２と螺合するナット部材９３と、昇降軸９２を回転させる駆動モータ９４（第２の昇降駆動源）とを有する。
【００６８】
支持体４５は、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂと同軸上に配置された円筒形状を有している。支持体４５は、回転モータ３２１Ａ、３２１Ｂのステータ３３ｓを支持する周壁部４５ａと、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂの各々の下端部を被覆する底面部４５ｂとを有する。昇降機構９１は、支持体４５の底面部４５ｂに設置されている。
【００６９】
昇降軸９２は、周囲にネジ溝が螺旋状に形成されたボールネジのネジ軸を構成している。昇降軸９２は、駆動軸３２０Ａ（旋回軸３２０Ｂ）と同軸上ではないが、これらと平行な軸線上に配置されている。ナット部材９３は、昇降軸９２と螺合するネジ孔を有しており、底面部４５ｂの中心部からオフセットした位置に形成された固定部４５ｄの中に固定されている。固定部４５ｄは、底面部４５ｂの下方に向かって突出しており、例えば、ナット部材９３の外周部と嵌合する筒形状を有している。固定部４５ｄは、ナット部材９３を固定しつつ、昇降軸９２の回転時におけるナット部材９３の回転を規制できるように、内周部が例えばナット部材９３の外形と嵌合する多角形状に形成されている。
【００７０】
駆動モータ９４は、昇降軸９２をその軸回りに回転させるためのモータであり、本実施形態では、昇降軸９２の下端部に連結されている。駆動モータ９４は、典型的には静止系に固定され、例えば筐体８０に対して適宜の支持機構を介して固定されている。駆動モータ９４は、昇降軸９２を回転させることで、ナット部材９３を昇降軸９２の軸方向に沿って移動させる。
【００７１】
以上のようにして、第２のアーム２０、回転モータ３２１Ａ、３２１Ｂ、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂを含む「第２の搬送ユニット」をＺ軸方向に昇降させる昇降機構（第２の昇降機構）９１が構成される。
【００７２】
本実施形態によれば、第１のアーム１０だけでなく、第２のアーム２０をも昇降させることが可能であり、さらに、第１及び第２のアーム１０、２０をそれぞれ独立して昇降させることが可能であるため、搬送動作の自由度の高い搬送装置を構成することができる。
また、第１の昇降軸５２と第２の昇降軸とが同軸上にないため、駆動部３０の高さ寸法の増大を抑えることができる。
【００７３】
［第３の実施形態］
図１５は本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態の搬送装置３は、第１のアーム１０及び第２のアーム２０を駆動する駆動部が相互に異なる駆動部で構成されている点で、上述の第１及び第２の実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態の搬送装置３は、第１のアーム１０を駆動する第１の駆動部８１と、第２のアーム２０を駆動する第２の駆動部８２とを有する。
【００７４】
第１の駆動部８１は、搬送室ＴＣの底部に設置されており、第１のアーム１０をＸＹ平面内において伸縮及び旋回させる第１の駆動機構と、Ｚ軸方向へ昇降させる第１の昇降機構とを有する。一方、第２の駆動部８２は、搬送室ＴＣの上部に設置されており、第２のアーム２０をＸＹ平面内において伸縮及び旋回させる第２の駆動機構と、Ｚ軸方向へ昇降させる第２の昇降機構とを有する。これら第１及び第２の駆動機構、第１及び第２の昇降機構は、例えば、上述の各実施形態において説明した構成を有する。第１のアーム１０の昇降軸と第２のアーム２０の昇降軸とは、それぞれ同軸上に配置されている。なお、第２の昇降機構は、必要に応じて省略されてもよい。
【００７５】
本実施形態の搬送装置３においても、上述の第２の実施形態に係る搬送装置２と同様な作用効果を得ることができる。特に本実施形態によれば、第１の駆動部８１と第２の駆動部８２とが別ユニットとして構成されているため、搬送室ＴＣに対する各駆動部の配置自由度を高めることが可能となる。
【００７６】
［第４の実施形態］
図１６は本発明の第４の実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図であり、一方のアームが伸長した状態を示している。図１７は本実施形態の搬送装置を示す平面図である。
【００７７】
本実施形態の搬送装置４は、第１のアーム１０００と、第２のアーム２０００と、これら第１及び第２のアーム１０００，２０００を伸縮、旋回等させるための駆動部３０とを備えている。駆動部３０は、図４または図１４に示した構成と同様の構成を有し、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
第１のアーム１０００及び第２のアーム２０００は、図示するようにＺ軸方向に沿って積載されており、第１のアーム１０００は第２のアーム２０００よりも上方側に位置している。第１及び第２のアーム１０００，２０００はそれぞれ同様の構成を有しており、各アームの先端部は基板Ｗを支持するためのハンドとして機能する。第１のアーム１０はＺ軸方向への昇降動作、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の３動作が可能である。一方、第２のアーム２０は、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の２動作が可能であり、あるいは、Ｚ軸方向への昇降動作をさらに加えた３動作が可能である。
【００７９】
第１のアーム１０００は、複数の腕部で構成されており、第１の腕部１００１、第２の腕部１００２，１００３、第３の腕部１００４，１００５およびハンド部１００６を有する。第１の腕部１００１は、ＸＹ平面内で相互に異なる２方向に延びる一対のアーム体を有し、これらアーム体の連結部には駆動部３０の第１の旋回軸（図示略）が連結されている。各アーム体の先端部には、第２の腕部１００２，１００３の一端部がそれぞれ回転自在に連結されており、第２の腕部１００２，１００３は上下方向に所定の間隔をあけて重なり合うように交差しており、これらの他端部が第３の腕部１００４，１００５にそれぞれ回転自在に連結されている。第３の腕部１００４，１００５は、ハンド部１００６にそれぞれ回転自在に連結されており、第２の腕部１００２，１００３をハンド部１００６へ接続するリスト部を構成する。
【００８０】
図１８及び図１９は、第１の腕部１００１の内部構造を概略的に示す斜視図及び平面図である。第１の腕部１００１は、駆動部３０の第１の駆動軸３１０Ａに接続され、第１の回転モータ３１１Ａによって回転駆動される駆動プーリ１１０１を有する。また、第１の腕部１１０１の各々のアーム体の先端部には、従動プーリ１１０２（回転伝達部）および従動プーリ１１０３（回転伝達部）がそれぞれ回転自在に取り付けられており、これら駆動プーリ１１０１と従動プーリ１１０２，１１０３との間にはベルト１２０１およびベルト１２０２がそれぞれ架け渡されている。一方のベルト１２０１は、駆動プーリ１１０１の回転方向と同一方向へ従動プーリ１１０２を回転させ、他方のベルト１２０２は、駆動プーリ１１０１と従動プーリ１１０３との間にクロスして架け渡されることで、駆動プーリ１１０１の回転方向とは逆の方向へ従動プーリ１１０３を回転させる。
【００８１】
図２０は、第２の腕部１００２の内部構造を概略的に示す斜視図である。第２の腕部１００２は、第１のギヤ１１０５、第２のギヤ１１０６、第３のギヤ１１０７、第４のギヤ１１０８およびベルト１２０３を有する。第１のギヤ１１０５は、第１の腕部１００１の従動プーリ１００２と一体的に回転するプーリ１１０４に連結されており、プーリ１１０４と一体的に回転する平歯車で形成されている。プーリ１１０４は、第１の腕部１００１の相対角度を第２の腕部１００２へ伝達する。第２のギヤ１１０６は、一対の第２の腕部１００２、１００３が共に同一直線上に位置する死点状態のときに第１のギヤ１１０６と係合可能なギヤ歯を部分的に有する。第３のギヤ１１０７はベルト１２０３を介して第２のギヤ１１０６と連結された平歯車で形成されている。第４のギヤ１１０８は、第３のギヤ１１０８と係合しており、その軸部が第３の腕部１００４と一体的に結合された平歯車で形成されている。
【００８２】
第１〜第４のギヤ１１０５〜１１０８およびベルト１２０３は、第２の腕部１００２，１００３の死点脱出機構を構成し、死点脱出に必要な回転駆動力が第４のギヤ１１０８へ伝達される。なお、死点以外の動作範囲では、第２のギヤ１１０６は第１のギヤ１１０５と係合しない角度に回転し、第１のギヤ１１０５の回転力が伝達されない構造を有している。これにより、第２の腕部１００２の円滑な回転動作が確保される。
【００８３】
上記死点脱出機構は、一対の第２の腕部１００２，１００３のうち一方の腕部１００２にのみ設けられている。他方の腕部１００３は、第１の腕部１００１の従動プーリ１１０３に連結されており、従動プーリ１１０３と一体的に回転する。腕部１００２、１００４、１００５は、当該第２の腕部１００３の回転角度に同期して、それぞれ所定角度へ相対的に回転する。これにより、第１のアーム１０００は、第１の駆動軸３１０Ａの回転方向に応じて、水平方向に伸縮することが可能となる。
【００８４】
第１のアーム１０００は以上のように構成される。第２のアーム２０００も同様に、複数の腕部で構成されており、第１の腕部２００１、第２の腕部２００２，２００３、第３の腕部２００４，２００５およびハンド部２００６を有する。これらの構成は、上述の第１のアーム１０００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００８５】
本実施形態においても上述の第１または第２の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、図１７に示すように、第１及び第２のアーム１０００，２０００が同一平面内において相互に隣接したときの占有範囲を、Ｚ軸方向から見て１８０度より小さい角度範囲に収められる。これにより、同一平面内における第１及び第２のアーム１０，２０の動作範囲を１８０度以上確保することが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８７】
例えば以上の実施形態では、アーム１０、２０を昇降させるための昇降駆動源（駆動モータ５４、９４）がそれぞれ昇降軸５２、９２の下端に直結された構成を説明した。これに代えて、昇降駆動源を昇降軸から離れた位置に設置し、ベルトやギヤ等の動力伝達機構を用いて昇降軸を駆動してもよい。
【００８８】
また、上述の第２の実施形態において、第１の昇降軸５２と第２の昇降軸９２とはそれぞれ同軸上に配置されてもよい。これにより、第２の昇降軸９２についても偏荷重による影響を抑えて、昇降位置精度の向上を図ることができる。
【００８９】
また、以上の各実施形態では、第１及び第２のアーム１０、２０としてテレスコピック方式の搬送アームで構成したが、これに限られず、平行リンク機構を用いたフログレグ方式、ＳＣＡＲＡ方式等のアーム構造が採用されてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１、２、３…搬送装置
１０、２０…アーム
３０、８１、８２…駆動部
３１、３２…駆動機構
４１、４５…支持体
５０…制御ユニット
５１、９１…昇降機構
５２、９２…昇降軸
５３、９３…ナット部材
５４、９４…駆動モータ
１００…搬送アーム
１０１、２０１…第１の腕部
１０２、２０２…第２の腕部
１０３、２０３…第３の腕部
３１０Ａ、３２０Ａ…駆動軸
３１０Ｂ、３２０Ｂ…旋回軸
３１１Ａ、３１１Ｂ、３２１Ａ、３２１Ｂ…回転モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハやガラス基板等を搬送するための搬送装置に関し、更に詳しくは、２枚の基板を同時に処理することができる搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ、ガラス基板等を真空処理するに際して、いわゆるマルチチャンバ型の真空処理装置が広く用いられている。マルチチャンバ型の真空処理装置は、搬送室を中心としてその周囲に複数の処理室が配置されており、種々の基板処理を真空中で一貫して行うことができるという利点を有している。この種のマルチチャンバ型の真空処理装置は、搬送室から各処理室へ基板を自動的に搬入・搬出するための搬送ロボットを備えている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、第１のアーム組立体と、第２のアーム組立体とを有する半導体ウェハ操作用のロボットが記載されている。第１のアーム組立体は、第１の水平面内において垂直軸を中心とする回転動作が可能に構成されている。第２のアーム組立体は、第１の水平面の上にわずかに間隔をあけた第２の水平面内において上記垂直軸を中心とする回転動作が可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１０７６７号公報（段落[０００５]、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の真空処理装置においては、生産性の向上が求められている。このため、各処理室へ基板を搬送する搬送ロボットに対しても、基板の処理能力の向上が望まれている。そこで、独立して動作する２個のアームを備えていれば、一度に２枚の基板の搬送操作が実現可能となるため、処理能力の倍増を図れるようになる。更に、少なくとも一方のアームが昇降機構を備えていれば、処理室内における基板の受け渡しが可能となるとともに、基板の搬送途上におけるアーム相互間の干渉を容易に回避することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、アームの昇降機構の付加は、搬送ロボットの大型化を招くおそれがあるため、昇降機構の設計には留意を要する。また、アームの旋回軸と昇降軸との軸間距離が大きく離間していると、昇降軸に偏荷重が加わり易くなるため、昇降軸に作用する機械的負荷が大きくなる。その結果、昇降軸の耐久性が低下することで、安定した昇降位置精度が得られなくなる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、安定した昇降位置精度を確保することができる搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る搬送装置は、第１の搬送ユニットと、第２の搬送ユニットと、第１の昇降機構とを具備する。
上記第１の搬送ユニットは、第１の軸まわりへの旋回動作と上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向への伸縮動作とが可能な第１のアームを有する。
上記第２の搬送ユニットは、上記第１の軸まわりへの旋回動作と上記第２の軸と平行な面内での伸縮動作とが可能な第２のアームを有する。
上記第１の昇降機構は、第１の昇降軸と、第１の昇降駆動源とを有する。上記第１の昇降軸は、上記第１の軸と同軸上に配置され、上記第１の搬送ユニットに結合されている。上記第１の昇降駆動源は、上記第１の昇降軸を駆動することで上記第１の搬送ユニットを上記第１の軸方向へ昇降させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図である。
【図２】上記搬送装置の平面図である。
【図３】上記搬送装置の側面図である。
【図４】上記搬送装置の要部の概略断面図である。
【図５】上記搬送装置のアームの一構成例を示す側断面図である。
【図６】図５に示したアームの他の断面図である。
【図７】上記搬送装置のアームの他の構成例を示す分解斜視図である。
【図８】図７に示したアームの要部断面図である。
【図９】上記搬送装置の一動作例を説明する平面図である。
【図１０】上記搬送装置の一動作例を説明する側面図である。
【図１１】上記搬送装置の一動作例を説明する側面図である。
【図１２】上記搬送装置の一動作例を説明する側面図である。
【図１３】上記搬送装置の一動作例を説明する要部平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る搬送装置の構成を示す要部断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る搬送装置の構成を示す側面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置の平面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置における第１の腕部の概略構成を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置における第１の腕部の概略構成を示す平面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る搬送装置における第２の腕部の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る搬送装置は、第１の搬送ユニットと、第２の搬送ユニットと、第１の昇降機構とを具備する。
上記第１の搬送ユニットは、第１の軸まわりへの旋回動作と上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向への伸縮動作とが可能な第１のアームを有する。
上記第２の搬送ユニットは、上記第１の軸まわりへの旋回動作と上記第２の軸と平行な面内での伸縮動作とが可能な第２のアームを有する。
上記第１の昇降機構は、第１の昇降軸と、第１の昇降駆動源とを有する。上記第１の昇降軸は、上記第１の軸と同軸上に配置され、上記第１の搬送ユニットに結合される。上記第１の昇降駆動源は、上記第１の昇降軸を駆動することで上記第１の搬送ユニットを上記第１の軸方向へ昇降させる。
【００１１】
上記搬送装置によれば、第１の搬送ユニットの旋回軸となる第１の軸と同軸上に第１の昇降軸が配置されているため、搬送装置の大型化を抑制することができる。また、第１の昇降軸が第１の軸と同軸上に配置されているため、第１の昇降軸が搬送装置の重心またはその近傍に位置することで、第１の昇降軸に作用する機械的負荷、すなわち偏荷重が低減され、耐久性の向上と安定した昇降位置精度の確保が可能となる。
【００１２】
上記第１の搬送ユニットは、第１の旋回軸と、第１の駆動軸と、第１の回転駆動源と、第１の支持体とを含んでもよい。上記第１の旋回軸は、上記第１のアームを旋回させるためのものである。上記第１の駆動軸は、上記第１の旋回軸と同軸上に配置され上記第１のアームを伸縮させるためのものである。上記第１の回転駆動源は、上記第１の旋回軸及び上記第１の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能である。上記第１の支持体は、上記第１の回転駆動源を支持し、上記第１の昇降軸と結合される。
これにより、第１の旋回軸及び第２の駆動軸を第１の回転駆動源と共に第１の昇降駆動源によって昇降させることが可能となる。
【００１３】
上記第１の昇降軸は、上記第１の支持体と螺合するネジ軸であってもよく、この場合、上記第１の昇降駆動源は、上記ネジ軸を回転させるモータで構成することができる。また、上記第１の駆動軸は、上記第１の昇降軸を収容可能な中空部を有してもよい。これにより、上記搬送装置の上記第１の軸方向に沿った長さ寸法を低減して、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【００１４】
上記搬送装置は、第２の昇降機構をさらに具備してもよい。上記第２の昇降機構は、第２の昇降軸と、第２の昇降駆動源とを有する。上記第２の昇降軸は、上記第１の軸と平行な第３の軸上に配置され、上記第２の搬送ユニットに結合される。上記第２の昇降駆動源は、上記第２の昇降軸を駆動することで上記第２の搬送ユニットを上記第１の軸方向へ昇降させる。
これにより、第１の搬送ユニット及び第２の搬送ユニットの独立した昇降動作が可能となり、搬送動作の自由度の高い搬送装置を構成することができる。
【００１５】
上記第２の昇降機構は、上記第２の昇降軸を上記第１の軸方向と同軸上に配置してもよい。これにより、第２の昇降軸が搬送装置の重心またはその近傍に位置することで、第２の昇降軸に作用する機械的負荷、すなわち偏荷重が低減され、耐久性の向上と安定した昇降位置精度の確保が可能となる。
【００１６】
上記第１のアームは、第１の腕部と、第２の腕部と、第１の変換機構とを有してもよい。上記第１の腕部は、上記第１の旋回軸と連結される。上記第２の腕部は、上記第１の腕部に対して上記第２の方向にスライド可能である。上記第１の変換機構は、上記第１の駆動軸に連結され、上記第１の駆動軸の回転を上記第１の腕部に対する上記第２の腕部のスライド動作に変換する。
上記構成により、第１のアームの伸縮に要する動作幅を最小限に抑えることができるため、搬送装置の大型化を回避することが可能となる。第２のアームも同様に構成されてもよい。
なお、上記第１及び第２のアームは、上述したテレスコピック式アームに限られず、平行リンク式、スカラ（ＳＣＡＲＡ：Selective Compliance Assembly Robot Arm）式等の他の方式が採用されてもよい。
【００１７】
上記搬送装置は、上記第１のアームと上記第２のアームとのなす角に基づいて、上記第１の昇降駆動源を制御する制御ユニットをさらに具備してもよい。
これにより、一方のアームを他方のアームが属する同一の平面内で回転させた場合でも、制御ユニットにより、アーム間の衝突を効果的に回避することが可能となる。
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図であり、一方のアームが伸長した状態を示している。図２は、当該搬送装置の平面図、図３はその側面図であり、全てのアームが縮んだ状態をそれぞれ示している。
【００２０】
本実施形態の搬送装置１は、第１のアーム１０と、第２のアーム２０と、これら第１及び第２のアーム１０，２０を伸縮、旋回等させるための駆動部３０とを備えている。本明細書において、図中Ｚ軸方向を上下方向（垂直あるいは鉛直方向）とし、Ｚ軸と直交するＸ軸方向と、Ｚ軸及びＸ軸に直交するＹ軸方向とをそれぞれ水平方向として説明する。
【００２１】
本実施形態において、第１及び第２のアーム１０，２０は、図示するようにＺ軸方向に沿って積載されており、第１のアーム１０は第２のアーム２０よりも上方側に位置している。第１及び第２のアーム１０，２０はそれぞれ同様の構成を有しており、各アームの先端部は基板Ｗを支持するためのハンドとして機能する。本実施形態では、第１のアーム１０はＺ軸方向への昇降動作、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の３動作が可能である。一方、第２のアーム２０は、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の２動作が可能である。
【００２２】
次に、駆動部３０の詳細について図４を参照して説明する。図４は、マルチチャンバ型の真空処理装置の搬送室ＴＣに、本実施形態の搬送装置１を組み込んだ状態を示す要部の概略縦断面図である。搬送装置１は、搬送室ＴＣの底部に形成された開口部ＴＣａを大気側から閉塞するように、搬送室ＴＣの底部に設置されている。
【００２３】
駆動部３０は、第１のアーム１０を駆動するための第１の駆動機構３１と、第２のアーム２０を駆動するための第２の駆動機構３２とを有する。第１の駆動機構３１は、第１のアーム１０を伸縮させるための駆動軸３１０Ａ（第１の駆動軸）と、第１のアーム１０を旋回させるための旋回軸３１０Ｂ（第１の旋回軸）と、駆動軸３１０Ａを回転させるための回転モータ３１１Ａと、旋回軸３１０Ｂを回転させるための回転モータ３１１Ｂとを有する。同様に、第２の駆動機構３２は、第２のアーム２０を伸縮させるための駆動軸３２０Ａ（第２の駆動軸）と、第２のアーム２０を旋回させるための旋回軸３２０Ｂ（第２の旋回軸）と、駆動軸３２０Ａを回転させるための回転モータ３２１Ａと、旋回軸３２０Ｂを回転させるための回転モータ３２１Ｂとを有する。これら第１及び第２の駆動機構３１，３２は、筐体８０の中に収容されている。
【００２４】
駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂは、中空の軸状部材で構成されている。駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂは、それぞれＺ軸方向に沿って同軸上に配置され、駆動軸３１０Ａの外周側に旋回軸３１０Ｂが位置している。駆動軸３１０Ａの上端部３１Ａ１は、旋回軸３１０Ｂの上端部３１Ｂ１よりも上方へ突出しており、これら各端部３１Ａ１，３１Ｂ１はそれぞれ第１のアーム１０に接続されている。駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂは、「第１の駆動軸群」を構成している。
【００２５】
回転モータ３１１Ａは、駆動軸３１０Ａの下端部３１Ａ２の周囲に配置されており、駆動軸３１０Ａをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３１１Ｂは、旋回軸３１０Ｂの下端部３１Ｂ２の周囲に配置されており、駆動軸３１０Ａとは独立して、旋回軸３１０Ｂをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３１１Ｂは、回転モータ３１１Ａの上方側に配置されている。回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂは、「第１の回転駆動源」を構成している。
【００２６】
駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂもまた、中空の軸状部材で構成されており、それぞれＺ軸方向に沿って同軸上に配置されている。本実施形態では、駆動軸３２０Ａは旋回軸３１０Ｂの外周側に位置し、旋回軸３２０Ｂは駆動軸３２０Ａの外周側に位置している。駆動軸３２０Ａの上端部３２Ａ１は、旋回軸３２０Ｂの上端部３２Ｂ１よりも上方へ突出しており、これら各端部３２Ａ１，３２Ｂ１はそれぞれ第２のアーム２０に接続されている。駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂは、「第２の駆動軸群」を構成している。
【００２７】
回転モータ３２１Ａは、駆動軸３２０Ａの下端部３２Ａ２の周囲に配置されており、駆動軸３２０Ａをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３２１Ｂは、旋回軸３２０Ｂの下端部３２Ｂ２の周囲に配置されており、駆動軸３２０Ａとは独立して、旋回軸３２０Ｂをその軸まわりに回転させることが可能な中空モータで構成されている。回転モータ３２１Ａは、回転モータ３１１Ｂの上方側に配置され、回転モータ３２１Ｂは、回転モータ３２１Ａの上方側に配置されている。回転モータ３２１Ａの中空部には、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂがそれぞれ貫通しており、回転モータ３２１Ｂの中空部には、駆動軸３１０Ａ、旋回軸３１０Ｂ及び駆動軸３２０Ａがそれぞれ貫通している。回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂは、「第２の回転駆動源」を構成している。
【００２８】
回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂ，３２１Ａ，３２１Ｂはそれぞれ同様な構成を有しており、本実施形態では真空中での使用に耐え得る真空モータが採用されている。これら回転モータは、駆動軸３１０Ａ，３２０Ａ及び旋回軸３１０Ｂ，３２０Ｂに各々固定された環状のロータ（回転子）３３ｒと、これに間隙を介して対向する環状のステータ（固定子）３３ｓとを含む。各モータのロータ３３ｒ及びステータ３３ｓはそれぞれ同一の構成を有しており、ステータ３３ｓとの間に所定の間隙が形成されるようにロータ３３ｒが各駆動軸及び旋回軸に取り付けられている。本実施形態では、回転モータ３２１Ｂに関しては、ロータ３３ｒは旋回軸３２０Ｂに直接取り付けられ、回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂ，３２１Ａに関しては、ロータ３３ｒは、ステータ３３ｓとの間に所定の間隙が形成されるように、それぞれ適宜の厚みを有する円筒状のスペーサ３４を介して駆動軸３１０Ａ，３２０Ａ及び旋回軸３１０Ｂに取り付けられている。
【００２９】
各モータのロータ３３ｒとステータ３３ｓとの間の相対位置は一定とされ、ロータ３３ｒはステータ３３ｓと同一の高さ位置に保持される。ロータ３３ｒとステータ３３ｓとの間の相対位置を一定にするための構成としては、例えば、ロータ３３ｒの回転をガイドするガイド機構（ベアリング等）がロータ３３ｒとステータ３３ｓとの間に設置される。
【００３０】
回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂの各ステータ３３ｓは、支持体４１（第１の支持体）に支持されている。支持体４１は、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置された円筒形状を有している。支持体４１は、回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂのステータ３３ｓを支持する周壁部４１ａと、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂの各々の下端部３１Ａ２，３１Ｂ２側を被覆する底面部４１ｂとを有する。
【００３１】
駆動部３０はさらに、昇降機構５１（第１の昇降機構）を有する。昇降機構５１は、支持体４１の底面部４１ｂに設置されている。昇降機構５１は、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置された昇降軸５２（第１の昇降軸）と、底面部４１ｂに固定され昇降軸５２と螺合するナット部材５３と、昇降軸５２を回転させる駆動モータ５４（第１の昇降駆動源）とを有する。
【００３２】
昇降軸５２は、周囲にネジ溝が螺旋状に形成されたボールネジのネジ軸を構成している。昇降軸５２は、駆動軸３１０Ａと同軸上に配置され、底面部４１ｂの中心部に形成された筒部４１ｃの中に収容されている。筒部４１ｃは、駆動軸３１０Ａと同軸上に形成され、頂部が閉塞する円筒形状を有しており、駆動軸３１０Ａの中空部ｈａ内に向かって底面部４１ｂから上方へ突出している。これにより、搬送装置１のＺ軸方向に沿った長さ寸法が低減され、装置の大型化が抑制される。
【００３３】
ナット部材５３は、昇降軸５２と螺合するネジ孔を有しており、底面部４１ｂの中心部に形成された固定部４１ｄの中に固定されている。固定部４１ｄは、底面部４１ｂの下方に向かって突出しており、例えば、ナット部材５３の外周部と嵌合する筒形状を有している。固定部４１ｄは、ナット部材５３を固定しつつ、昇降軸５２の回転時におけるナット部材５３の回転を規制できるように、内周部が例えばナット部材５３の外形と嵌合する多角形状に形成されている。
【００３４】
駆動モータ５４は、昇降軸５２をその軸まわりに回転させるためのモータであり、本実施形態では、昇降軸５２の下端部に連結されている。駆動モータ５４は、典型的には静止系に固定され、例えば筐体８０に対して適宜の支持機構を介して固定されている。駆動モータ５４は、昇降軸５２を回転させることで、ナット部材５３を昇降軸５２の軸方向に沿って移動させる。
【００３５】
以上のようにして、第１のアーム１０、回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂ、駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂを含む「第１の搬送ユニット」をＺ軸方向に昇降させる昇降機構（第１の昇降機構）５１が構成される。
【００３６】
一方、回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂの各ステータ３３ｓは、支持体４２（第２の支持体）に支持されている。支持体４２は、駆動軸３２０Ａ，３２０Ｂと同軸上に配置された円筒形状を有している。支持体４２は、回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂのステータ３３ｓを支持する周壁部４２ａと、搬送室ＴＣの底部に適宜のシール部材及び締結具を介して気密に固定されるフランジ部４２ｂとを有する。筐体８０は、フランジ部４２ｂに対して一体的に固定されている。
【００３７】
第１の駆動機構３１の昇降は、複数本のガイドレール６１ａによって案内される。ガイドレール６１ａは、Ｚ軸方向に平行にフランジ部４２ｂに取り付けられ、第１の駆動機構３１の周囲に等角度間隔で配置されている。支持体４１の周壁部（あるいは回転モータ３１１Ａ，３１１Ｂのステータ３３ｓ）には、ガイドレール６１ａに係合するガイド軸受６１ｂが適宜の位置に適宜の数配置され、これにより第１の駆動機構３１の円滑な昇降が確保されている。
【００３８】
そして、回転モータ３１１Ｂと回転モータ３２１Ａとの間には、Ｚ軸方向に伸縮自在なベローズ７１が設置されている。ベローズ７１は、第１の駆動機構３１の昇降動作を阻害することなく、その内周側と外周側との雰囲気差を維持する隔壁として機能する。ベローズ７１の設置部位は上述の例に限られず、例えば、支持体４１，４２の各々の周壁部４１ｂ，４２ｂの間に設置されてもよい。
【００３９】
以上のようにして、第２のアーム２０、回転モータ３２１Ａ，３２１Ｂ、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂを含む「第２の搬送ユニット」が構成される。また、第１の駆動機構３１、第２の駆動機構３２及び昇降機構５１を含む駆動部３０が構成される。駆動部３０の動作は、外部に設置された制御ユニット５０（図３）によって制御される。
【００４０】
次に、第１及び第２のアーム１０，２０の詳細について説明する。
【００４１】
第１及び第２のアーム１０，２０はそれぞれ同様な構成を有している。本実施形態において、第１及び第２のアーム１０，２０は、テレスコピック式の搬送アームで構成されている。テレスコピック式の搬送アームは、例えば平行リンク式の多関節アームと異なり、伸縮に必要な動作幅を最小にすることができるという利点を有している。
【００４２】
図５及び図６は、テレスコピック式搬送アームの一構成例を示している。図５は、搬送アーム１００のＸ軸方向から見た要部の側断面図である。図６は、搬送アーム１００のＹ軸方向から見た要部の側断面図である。
【００４３】
搬送アーム１００は、第１の腕部１０１と、第２の腕部１０２と、第３の腕部１０３と、ハンド部１０４とを有する。第１の腕部１０１は、第２の腕部１０２を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。第２の腕部１０２は、第１の腕部１０１に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されていると共に、第３の腕部１０３を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。第３の腕部１０３は、第２の腕部１０２に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されている。ハンド部１０４は、第３の腕部１０３の先端部に取り付けられており、基板Ｗを支持する支持面を有している。
【００４４】
第１の腕部１０１は、本体１１０と、プーリ１１１〜１１４と、ピニオンギヤ１１８と、ラックギヤ１１９とを有する。本体１１０は、旋回軸Ｂ１（３１０Ｂ、３２０Ｂに相当。）の上端部に連結されている。プーリ１１１は、駆動軸Ａ１（３１０Ａ、３２０Ａに相当。）の上端部に連結されている。プーリ１１２は、ベルト１１５を介してプーリ１１１と連結されており、プーリ１１１の回転に同期して回転可能である。プーリ１１３、１１４は、本体１１０に回転自在に支持されている。プーリ１１３は、軸部材１１６を介してプーリ１１２と連結されており、プーリ１１２の回転に同期して回転可能である。プーリ１１４は、ベルト１１７を介してプーリ１１３と連結されており、プーリ１１３の回転に同期して回転可能である。ピニオンギヤ１１８は、プーリ１１４の上面に固定されている。ラックギヤ１１９は、図６に示すように、本体１１０の内部側壁部１１０ａにＹ軸方向に沿って配置されている。
【００４５】
第２の腕部１０２は、本体１２０と、プーリ１２１、１２２と、ピニオンギヤ１２４、１２５と、ラックギヤ１２６とを有する。プーリ１２１は、本体１２０の水平壁部１２０ｂに回転自在に支持されている。プーリ１２２は、ベルト１２３を介してプーリ１２２と連結されており、プーリ１２１の回転に同期して回転可能である。プーリ１２２は、水平壁部１２０ｂを貫通し水平壁部１２０ｂに回転自在に支持される軸部材１２７の下端部に固定されている。ピニオンギヤ１２４は、プーリ１２１の下面に固定されており、図６に示すように、ラックギヤ１１９と噛合している。ピニオンギヤ１２５は、軸部材１２７の上端部に固定されており、プーリ１２２の回転に同期して回転可能である。ラックギヤ１２６は、図６に示すように、本体１２０の内部側壁部１２０ａにＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ１１８と噛合している。
【００４６】
第３の腕部１０３は、本体１３０と、ラックギヤ１３１とを有する。ラックギヤ１３１は、本体１３０の側壁部にＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ１２５と噛合している。
【００４７】
第１の腕部１０１の本体１１０と第２の腕部１０２の本体１２０との間には、本体１１０に対する本体１２０の直線移動を案内するリニアガイド１４１が設置されている。また、第２の腕部１０２の本体１２０と第３の腕部１０３の本体１３０との間には、本体１２０に対する本体１３０の直線移動を案内するリニアガイド１４２が設置されている。
【００４８】
以上のように構成される搬送アーム１００においては、駆動軸Ａ１の回転によりプーリ１１１が回転し、この回転力がベルト１１５、プーリ１１２、１１３、ベルト１１７及びプーリ１１４を介して、ピニオンギヤ１１８へ伝達される。ピニオンギヤ１１８は、ラックギヤ１２６と噛合しているため、ピニオンギヤ１１８の回転運動は、第２の腕部１０２の直線運動に変換される（変換機構）。第２の腕部１０２の進行方向は、駆動軸Ａ１の回転方向で決定される。第１の腕部１０１に対する第２の腕部１０２の相対移動に伴い、ラックギヤ１１９と噛合するピニオンギヤ１２４が回転し、この回転力がプーリ１２１、ベルト１２３及びプーリ１２２を介してピニオンギヤ１２５へ伝達される。ピニオンギヤ１２５は、ラックギヤ１３１と噛合しているため、ピニオンギヤ１２５の回転運動は、第３の腕部１０３の直線運動に変換される。
【００４９】
図７及び図８は、テレスコピック式搬送アームの他の構成例を示している。図７は、搬送アーム２００の構成を示す分解斜視図である。図８は、搬送アーム２００の構成を示す、Ｙ軸方向から見た要部の側断面図である。
【００５０】
搬送アーム２００は、第１の腕部２０１と、第２の腕部２０２と、第３の腕部２０３と、ハンド部２０４とを有する。第２の腕部２０２は、第１の腕部２０１に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されていると共に、第１の腕部２０１を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。第３の腕部２０３は、第２の腕部２０２に対して図中Ｙ軸方向に移動自在に構成されていると共に、第２の腕部２０２を部分的に収容できる大きさの空間部を内部に有している。ハンド部２０４は、第３の腕部２０３の先端部に取り付けられており、基板を支持する支持面を有している。
【００５１】
第１の腕部２０１は、本体２１０と、プーリ２１１、２１２と、ピニオンギヤ２１３と、ラックギヤ２１４とを有する。本体２１０は、旋回軸Ｂ２（３１０Ｂ、３２０Ｂに相当。）の上端部に連結されている。プーリ２１１は、駆動軸Ａ２（３１０Ａ、３２０Ａに相当。）の上端部に連結されている。プーリ２１２は、本体２１０に回転自在に支持されている。プーリ２１２は、ベルト２１５を介してプーリ２１１と連結されており、プーリ２１１の回転に同期して回転可能である。ピニオンギヤ２１３は、プーリ２１２の上面に固定されている。ラックギヤ２１４は、本体２１０の側壁部２１０ａにＹ軸方向に沿って配置されている。
【００５２】
第２の腕部２０２は、本体２２０と、プーリ２２１、２２２と、ピニオンギヤ２２４、２２５と、ラックギヤ２２６とを有する。プーリ２２１は、本体２２０の水平壁部２２０ｂに回転自在に支持されている。プーリ２２２は、ベルト２２３を介してプーリ２２２と連結されており、プーリ２２１の回転に同期して回転可能である。プーリ２２２は、水平壁部２２０ｂを貫通し水平壁部２２０ｂに回転自在に支持される軸部材２２７の下端部に固定されている。ピニオンギヤ２２４は、プーリ２２１の下面に固定されており、図８に示すように、ラックギヤ２１４と噛合している。ピニオンギヤ２２５は、軸部材２２７の上端部に固定されており、プーリ２２２の回転に同期して回転可能である。ラックギヤ２２６は、図８に示すように、本体２２０の側壁部２２０ａにＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ２１３と噛合している。
【００５３】
第３の腕部２０３は、本体２３０と、ラックギヤ２３１とを有する。ラックギヤ２３１は、本体２３０の側壁部にＹ軸方向に沿って配置され、ピニオンギヤ２２５と噛合している。
【００５４】
第１の腕部２０１の本体２１０と第２の腕部２０２の本体２２０との間には、本体２１０に対する本体２２０の直線移動を案内するリニアガイド２４１が設置されている。また、第２の腕部２０２の本体２２０と第３の腕部２０３の本体２３０との間には、本体２２０に対する本体２３０の直線移動を案内するリニアガイド２４２が設置されている。
【００５５】
以上のように構成される搬送アーム２００においては、駆動軸Ａ２の回転によりプーリ２１１が回転し、この回転力がベルト２１５及びプーリ２１２を介して、ピニオンギヤ２１３へ伝達される。ピニオンギヤ２１３は、ラックギヤ２２６と噛合しているため、ピニオンギヤ２１３の回転運動は、第２の腕部２０２の直線運動に変換される（変換機構）。第２の腕部２０２の進行方向は、駆動軸Ａ２の回転方向で決定される。第１の腕部２０１に対する第２の腕部２０２の相対移動に伴い、ラックギヤ２１４と噛合するピニオンギヤ２２４が回転し、この回転力がプーリ２２１、ベルト２２３及びプーリ２２２を介してピニオンギヤ２２５へ伝達される。ピニオンギヤ２２５は、ラックギヤ２３１と噛合しているため、ピニオンギヤ２２５の回転運動は、第３の腕部２０３の直線運動に変換される。
【００５６】
次に、以上のように構成される本実施形態の搬送装置１の動作について説明する。
【００５７】
第１のアーム１０は、第１の駆動機構３１によって伸縮し及び旋回する。すなわち、図４を参照して、第１のアーム１０は、回転モータ３１１Ａによる駆動軸３１０Ａの回転動作により伸縮し、回転モータ３１１Ｂによる旋回軸３１０Ｂの回転動作により旋回する。アーム１０の伸縮は、駆動軸３１０Ａの回転方向によって制御され、アーム１０の旋回方向は、旋回軸３１０Ｂの回転方向によって制御される。また、第１のアーム１０は、昇降機構５１による駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂの昇降動作によって、上下方向に昇降することが可能である。
【００５８】
一方、第２のアーム２０は、第２の駆動機構３２によって伸縮し及び旋回する。すなわち、第２のアーム２０は、回転モータ３２１Ａによる駆動軸３２０Ａの回転動作により伸縮し、回転モータ３２１Ｂによる駆動軸３２０Ｂの回転動作により旋回する。アーム２０の伸縮は、駆動軸３２０Ａの回転方向によって制御され、アーム２０の旋回方向は、駆動軸３２０Ｂの回転方向によって制御される。
【００５９】
図９は、上述した構成の搬送装置１を備えた基板処理装置３００の要部平面図である。この基板処理装置３００はクラスター型の枚葉式真空処理装置として構成されており、搬送装置１は、図示しないロード／アンロード室に搬入された基板Ｗを、搬送室ＴＣを介してプロセスチャンバＰＣへ移載する。また、搬送装置１は、プロセスチャンバＰＣで処理した基板Ｗを、搬送室ＴＣを介して上記ロード／アンロード室へ移載する。
【００６０】
図１０〜図１２は、基板Ｗの搬送動作の一例を説明する搬送装置１の側面図である。図１０では、第１及び第２のアーム１０、２０が基板Ｗを保持した状態を示しており、その保持高さ（Ｈ）は、搬送室ＴＣとプロセスチャンバＰＣとの間で基板Ｗを搬送するときの基板Ｗのパスラインに相当する。そこで、第１のアーム１０で処理済の基板を保持し、第２のアーム２０で未処理の基板Ｗをプロセスチャンバへ移載する場合について説明する。この場合、搬送装置１は、昇降機構５１（駆動モータ５４）を駆動することで、第１のアーム１０を図１１に示すように所定距離上昇させた後、図１２に示すように第２の駆動機構３２（回転モータ３２１Ｂ）を駆動することで、第２のアーム２０を第１のアーム１０の直下まで旋回させる。これにより、第１のアーム１０と干渉することなく、第２のアーム２０上の基板ＷをプロセスチャンバＰＣへのパスラインへ搬送することが可能となる。
【００６１】
搬送装置１による基板の搬送動作は上述の例に限られない。例えば、第１及び第２のアーム１０、２０の旋回高さは基本的に同一の高さ位置（Ｈ）とし、第１及び第２のアーム１０、２０が相互に干渉する場合にのみ、第１のアーム１０を昇降させてもよい。この場合、各々のアーム１０、２０が干渉するか否かは、制御ユニット５０によって判断される。図１３に示すように、制御ユニット５０は、第１のアーム１０と第２のアーム２０とのなす角θに基づいて、アーム１０、２０間の干渉の有無を判断する。制御ユニット５０は、アーム１０、２０間の干渉を回避するための基準角度（θ０）を記憶しており、アーム１０、２０の接近によりなす角θが基準角度θ０に到達した時点で、第１のアーム１０を上昇させる。角度θの算出には、例えば、各アーム１０、２０の旋回軸３１０Ｂ、３２０Ｂの回転角度を検出するロータリーエンコーダ等が用いられてもよい。
【００６２】
また、図１３に示した例において、第１及び第２のアーム１０，２０が同一平面内において相互に隣接したときの占有範囲は、Ｚ軸方向から見て９０度より小さい角度範囲（α）に収められている。これにより、同一平面内における第１及び第２のアーム１０，２０の動作範囲を２７０度以上確保することが可能となる。また、各アームの干渉領域を最小化し、一方のアーム動作中に他方のアームの待ち時間を低減することができるため、時間あたりの搬送作業効率が高い基板搬送作業を実現することができる。なお、第１及び第２のアーム１０，２０の構成を変更することによって、上記角度範囲（α）を６０度より小さくすることができる。
【００６３】
本実施形態の搬送装置１によれば、第１及び第２のアーム１０、２０を備えているので、一度に２枚の基板Ｗを搬送することが可能となり、単一のアームを備える搬送装置に比べて処理能力の倍増を図れるようになる。また、本実施形態の搬送装置１によれば、第１のアーム１０を昇降させる昇降機構５１を備えているため、基板Ｗの搬送途上におけるアーム１０、２０相互間の干渉を容易に回避することが可能である。
【００６４】
特に、本実施形態の昇降機構５１によれば、第１のアーム１０の駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に昇降軸５２が配置されているため、搬送装置１の大型化を抑制することができる。また、昇降軸５２が駆動軸３１０Ａ及び旋回軸３１０Ｂと同軸上に配置されているため、昇降軸５２が搬送装置１の重心またはその近傍に位置することで、昇降軸５２に作用する機械的負荷、すなわち偏荷重が低減され、耐久性の向上と安定した昇降位置精度の確保が可能となる。
【００６５】
また、駆動軸３１０Ａの回転モータ３１１Ａと旋回軸３１０Ｂの回転モータ３１１Ｂとを共通の支持体４１で支持しているため、昇降機構５１によってこれら回転モータを一体的に昇降させることが可能である。これにより、第１のアーム１０の昇降中でも第１のアーム１０の伸縮動作及び旋回動作が可能となる。
【００６６】
［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の搬送装置２は、第１及び第２の搬送ユニットに昇降機構が設けられている点で上述の第１の実施形態と異なる。図１４は、搬送装置２の駆動部３０の構成を示す側断面図である。なお図において、図４と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００６７】
本実施形態の搬送装置２の駆動部３０は、さらに、昇降機構９１（第２の昇降機構）を有する。昇降機構９１は、回転モータ３２１Ａ、３２１Ｂを支持する支持体４５に設置されている。昇降機構９１は、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂと同軸上に配置された昇降軸９２（第２の昇降軸）と、底面部４５ｂに固定され昇降軸９２と螺合するナット部材９３と、昇降軸９２を回転させる駆動モータ９４（第２の昇降駆動源）とを有する。
【００６８】
支持体４５は、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂと同軸上に配置された円筒形状を有している。支持体４５は、回転モータ３２１Ａ、３２１Ｂのステータ３３ｓを支持する周壁部４５ａと、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂの各々の下端部を被覆する底面部４５ｂとを有する。昇降機構９１は、支持体４５の底面部４５ｂに設置されている。
【００６９】
昇降軸９２は、周囲にネジ溝が螺旋状に形成されたボールネジのネジ軸を構成している。昇降軸９２は、駆動軸３２０Ａ（旋回軸３２０Ｂ）と同軸上ではないが、これらと平行な軸線上に配置されている。ナット部材９３は、昇降軸９２と螺合するネジ孔を有しており、底面部４５ｂの中心部からオフセットした位置に形成された固定部４５ｄの中に固定されている。固定部４５ｄは、底面部４５ｂの下方に向かって突出しており、例えば、ナット部材９３の外周部と嵌合する筒形状を有している。固定部４５ｄは、ナット部材９３を固定しつつ、昇降軸９２の回転時におけるナット部材９３の回転を規制できるように、内周部が例えばナット部材９３の外形と嵌合する多角形状に形成されている。
【００７０】
駆動モータ９４は、昇降軸９２をその軸回りに回転させるためのモータであり、本実施形態では、昇降軸９２の下端部に連結されている。駆動モータ９４は、典型的には静止系に固定され、例えば筐体８０に対して適宜の支持機構を介して固定されている。駆動モータ９４は、昇降軸９２を回転させることで、ナット部材９３を昇降軸９２の軸方向に沿って移動させる。
【００７１】
以上のようにして、第２のアーム２０、回転モータ３２１Ａ、３２１Ｂ、駆動軸３２０Ａ及び旋回軸３２０Ｂを含む「第２の搬送ユニット」をＺ軸方向に昇降させる昇降機構（第２の昇降機構）９１が構成される。
【００７２】
本実施形態によれば、第１のアーム１０だけでなく、第２のアーム２０をも昇降させることが可能であり、さらに、第１及び第２のアーム１０、２０をそれぞれ独立して昇降させることが可能であるため、搬送動作の自由度の高い搬送装置を構成することができる。
また、第１の昇降軸５２と第２の昇降軸とが同軸上にないため、駆動部３０の高さ寸法の増大を抑えることができる。
【００７３】
［第３の実施形態］
図１５は本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態の搬送装置３は、第１のアーム１０及び第２のアーム２０を駆動する駆動部が相互に異なる駆動部で構成されている点で、上述の第１及び第２の実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態の搬送装置３は、第１のアーム１０を駆動する第１の駆動部８１と、第２のアーム２０を駆動する第２の駆動部８２とを有する。
【００７４】
第１の駆動部８１は、搬送室ＴＣの底部に設置されており、第１のアーム１０をＸＹ平面内において伸縮及び旋回させる第１の駆動機構と、Ｚ軸方向へ昇降させる第１の昇降機構とを有する。一方、第２の駆動部８２は、搬送室ＴＣの上部に設置されており、第２のアーム２０をＸＹ平面内において伸縮及び旋回させる第２の駆動機構と、Ｚ軸方向へ昇降させる第２の昇降機構とを有する。これら第１及び第２の駆動機構、第１及び第２の昇降機構は、例えば、上述の各実施形態において説明した構成を有する。第１のアーム１０の昇降軸と第２のアーム２０の昇降軸とは、それぞれ同軸上に配置されている。なお、第２の昇降機構は、必要に応じて省略されてもよい。
【００７５】
本実施形態の搬送装置３においても、上述の第２の実施形態に係る搬送装置２と同様な作用効果を得ることができる。特に本実施形態によれば、第１の駆動部８１と第２の駆動部８２とが別ユニットとして構成されているため、搬送室ＴＣに対する各駆動部の配置自由度を高めることが可能となる。
【００７６】
［第４の実施形態］
図１６は本発明の第４の実施形態に係る搬送装置を示す全体斜視図であり、一方のアームが伸長した状態を示している。図１７は本実施形態の搬送装置を示す平面図である。
【００７７】
本実施形態の搬送装置４は、第１のアーム１０００と、第２のアーム２０００と、これら第１及び第２のアーム１０００，２０００を伸縮、旋回等させるための駆動部３０とを備えている。駆動部３０は、図４または図１４に示した構成と同様の構成を有し、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
第１のアーム１０００及び第２のアーム２０００は、図示するようにＺ軸方向に沿って積載されており、第１のアーム１０００は第２のアーム２０００よりも上方側に位置している。第１及び第２のアーム１０００，２０００はそれぞれ同様の構成を有しており、各アームの先端部は基板Ｗを支持するためのハンドとして機能する。第１のアーム１０はＺ軸方向への昇降動作、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の３動作が可能である。一方、第２のアーム２０は、ＸＹ平面内での伸縮動作及びＺ軸まわりへの旋回動作の２動作が可能であり、あるいは、Ｚ軸方向への昇降動作をさらに加えた３動作が可能である。
【００７９】
第１のアーム１０００は、複数の腕部で構成されており、第１の腕部１００１、第２の腕部１００２，１００３、第３の腕部１００４，１００５およびハンド部１００６を有する。第１の腕部１００１は、ＸＹ平面内で相互に異なる２方向に延びる一対のアーム体を有し、これらアーム体の連結部には駆動部３０の第１の旋回軸（図示略）が連結されている。各アーム体の先端部には、第２の腕部１００２，１００３の一端部がそれぞれ回転自在に連結されており、第２の腕部１００２，１００３は上下方向に所定の間隔をあけて重なり合うように交差しており、これらの他端部が第３の腕部１００４，１００５にそれぞれ回転自在に連結されている。第３の腕部１００４，１００５は、ハンド部１００６にそれぞれ回転自在に連結されており、第２の腕部１００２，１００３をハンド部１００６へ接続するリスト部を構成する。
【００８０】
図１８及び図１９は、第１の腕部１００１の内部構造を概略的に示す斜視図及び平面図である。第１の腕部１００１は、駆動部３０の第１の駆動軸３１０Ａに接続され、第１の回転モータ３１１Ａによって回転駆動される駆動プーリ１１０１を有する。また、第１の腕部１１０１の各々のアーム体の先端部には、従動プーリ１１０２（回転伝達部）および従動プーリ１１０３（回転伝達部）がそれぞれ回転自在に取り付けられており、これら駆動プーリ１１０１と従動プーリ１１０２，１１０３との間にはベルト１２０１およびベルト１２０２がそれぞれ架け渡されている。一方のベルト１２０１は、駆動プーリ１１０１の回転方向と同一方向へ従動プーリ１１０２を回転させ、他方のベルト１２０２は、駆動プーリ１１０１と従動プーリ１１０３との間にクロスして架け渡されることで、駆動プーリ１１０１の回転方向とは逆の方向へ従動プーリ１１０３を回転させる。
【００８１】
図２０は、第２の腕部１００２の内部構造を概略的に示す斜視図である。第２の腕部１００２は、第１のギヤ１１０５、第２のギヤ１１０６、第３のギヤ１１０７、第４のギヤ１１０８およびベルト１２０３を有する。第１のギヤ１１０５は、第１の腕部１００１の従動プーリ１００２と一体的に回転するプーリ１１０４に連結されており、プーリ１１０４と一体的に回転する平歯車で形成されている。プーリ１１０４は、第１の腕部１００１の相対角度を第２の腕部１００２へ伝達する。第２のギヤ１１０６は、一対の第２の腕部１００２、１００３が共に同一直線上に位置する死点状態のときに第１のギヤ１１０６と係合可能なギヤ歯を部分的に有する。第３のギヤ１１０７はベルト１２０３を介して第２のギヤ１１０６と連結された平歯車で形成されている。第４のギヤ１１０８は、第３のギヤ１１０８と係合しており、その軸部が第３の腕部１００４と一体的に結合された平歯車で形成されている。
【００８２】
第１〜第４のギヤ１１０５〜１１０８およびベルト１２０３は、第２の腕部１００２，１００３の死点脱出機構を構成し、死点脱出に必要な回転駆動力が第４のギヤ１１０８へ伝達される。なお、死点以外の動作範囲では、第２のギヤ１１０６は第１のギヤ１１０５と係合しない角度に回転し、第１のギヤ１１０５の回転力が伝達されない構造を有している。これにより、第２の腕部１００２の円滑な回転動作が確保される。
【００８３】
上記死点脱出機構は、一対の第２の腕部１００２，１００３のうち一方の腕部１００２にのみ設けられている。他方の腕部１００３は、第１の腕部１００１の従動プーリ１１０３に連結されており、従動プーリ１１０３と一体的に回転する。腕部１００２、１００４、１００５は、当該第２の腕部１００３の回転角度に同期して、それぞれ所定角度へ相対的に回転する。これにより、第１のアーム１０００は、第１の駆動軸３１０Ａの回転方向に応じて、水平方向に伸縮することが可能となる。
【００８４】
第１のアーム１０００は以上のように構成される。第２のアーム２０００も同様に、複数の腕部で構成されており、第１の腕部２００１、第２の腕部２００２，２００３、第３の腕部２００４，２００５およびハンド部２００６を有する。これらの構成は、上述の第１のアーム１０００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００８５】
本実施形態においても上述の第１または第２の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、図１７に示すように、第１及び第２のアーム１０００，２０００が同一平面内において相互に隣接したときの占有範囲を、Ｚ軸方向から見て１８０度より小さい角度範囲に収められる。これにより、同一平面内における第１及び第２のアーム１０，２０の動作範囲を１８０度以上確保することが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８７】
例えば以上の実施形態では、アーム１０、２０を昇降させるための昇降駆動源（駆動モータ５４、９４）がそれぞれ昇降軸５２、９２の下端に直結された構成を説明した。これに代えて、昇降駆動源を昇降軸から離れた位置に設置し、ベルトやギヤ等の動力伝達機構を用いて昇降軸を駆動してもよい。
【００８８】
また、上述の第２の実施形態において、第１の昇降軸５２と第２の昇降軸９２とはそれぞれ同軸上に配置されてもよい。これにより、第２の昇降軸９２についても偏荷重による影響を抑えて、昇降位置精度の向上を図ることができる。
【００８９】
また、以上の各実施形態では、第１及び第２のアーム１０、２０としてテレスコピック方式の搬送アームで構成したが、これに限られず、平行リンク機構を用いたフログレグ方式、ＳＣＡＲＡ方式等のアーム構造が採用されてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１、２、３…搬送装置
１０、２０…アーム
３０、８１、８２…駆動部
３１、３２…駆動機構
４１、４５…支持体
５０…制御ユニット
５１、９１…昇降機構
５２、９２…昇降軸
５３、９３…ナット部材
５４、９４…駆動モータ
１００…搬送アーム
１０１、２０１…第１の腕部
１０２、２０２…第２の腕部
１０３、２０３…第３の腕部
３１０Ａ、３２０Ａ…駆動軸
３１０Ｂ、３２０Ｂ…旋回軸
３１１Ａ、３１１Ｂ、３２１Ａ、３２１Ｂ…回転モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸まわりへの旋回動作と前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向への伸縮動作とが可能な第１のアームを有する第１の搬送ユニットと、
前記第１の軸まわりへの旋回動作と前記第２の軸と平行な面内での伸縮動作とが可能な第２のアームを有する第２の搬送ユニットと、
前記第１の軸と同軸上に配置され前記第１の搬送ユニットに結合された第１の昇降軸と、前記第１の昇降軸を駆動することで前記第１の搬送ユニットを前記第１の軸方向へ昇降させる第１の昇降駆動源とを有する第１の昇降機構と
を具備する搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送装置であって、
前記第１の搬送ユニットは、
前記第１のアームを旋回させるための第１の旋回軸と、
前記第１の旋回軸と同軸上に配置され前記第１のアームを伸縮させるための第１の駆動軸と、
前記第１の旋回軸及び前記第１の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能な第１の回転駆動源と、
前記第１の回転駆動源を支持し、前記第１の昇降軸と結合される第１の支持体とを含む
搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１の昇降軸は、前記第１の支持体と螺合するネジ軸であり、
前記第１の昇降駆動源は、前記ネジ軸を回転させるモータであり、
前記第１の駆動軸は、前記第１の昇降軸を収容可能な中空部を有する
搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の搬送装置であって、
前記第１の軸と平行な第３の軸上に配置され前記第２の搬送ユニットに結合された第２の昇降軸と、前記第２の昇降軸を駆動することで前記第２の搬送ユニットを前記第１の軸方向へ昇降させる第２の昇降駆動源とを有する第２の昇降機構をさらに具備する
搬送装置。
【請求項５】
請求項４に記載の搬送装置であって、
前記第２の搬送ユニットは、
前記第２のアームを旋回させるための第２の旋回軸と、
前記第２の旋回軸と同軸上に配置され前記第２のアームを伸縮させるための第２の駆動軸と、
前記第２の旋回軸及び前記第２の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能な第２の回転駆動源と、
前記第２の回転駆動源を支持し、前記第２の昇降軸と結合される第２の支持体とを含む
搬送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の搬送装置であって、
前記第２の昇降軸は、前記第２の支持体と螺合するネジ軸であり、
前記第２の昇降駆動源は、前記ネジ軸を回転させるモータである
搬送装置。
【請求項７】
請求項１に記載の搬送装置であって、
前記第１の軸と同軸上に配置され前記第２の搬送ユニットに結合された第２の昇降軸と、前記第２の昇降軸を駆動することで前記第２の搬送ユニットを前記第１の軸方向へ昇降させる第２の昇降駆動源とを有する第２の昇降機構をさらに具備する
搬送装置。
【請求項８】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１のアームは、
前記第１の旋回軸と連結された第１の腕部と、
前記第１の腕部に対して前記第２の方向にスライド可能な第２の腕部と、
前記第１の駆動軸に連結され、前記第１の駆動軸の回転を前記第１の腕部に対する前記第２の腕部のスライド動作に変換する第１の変換機構とを有する
搬送装置。
【請求項９】
請求項８に記載の搬送装置であって、
前記第２の搬送ユニットは、前記第２のアームを旋回させるための第２の旋回軸と、前記第２の旋回軸と同軸上に配置され前記第２のアームを伸縮させるための第２の駆動軸と、前記第２の旋回軸及び前記第２の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能な第２の回転駆動源とを有し、
前記第２のアームは、前記第２の旋回軸と連結された第３の腕部と、前記第３の腕部に対して前記第２の方向にスライド可能な第４の腕部と、前記第２の駆動軸に連結され、前記第２の駆動軸の回転を前記第３の腕部に対する前記第４の腕部のスライド動作に変換する第２の変換機構とを有する
搬送装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の搬送装置であって、
前記第１のアームと前記第２のアームとのなす角に基づいて、前記第１の昇降駆動源を制御する制御ユニットをさらに具備する
搬送装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１のアームは、
前記第１の軸と直交し相互に異なる２方向に延びる一対のアーム体を有する、前記第１の旋回軸と連結された第１の腕部と、
前記一対のアーム体各々の端部に設けられ、前記第１の駆動軸の駆動により相互に逆方向に回転可能な一対の回転伝達部と、
前記一対の回転伝達部に各々連結され、前記第１の軸方向に所定の間隔をあけて重なり合うように交差する一対の第２の腕部と、
前記一対の第２の腕部に連結されたリスト部と、
前記一対の第２の腕部のうち一方の腕部に設けられ、前記第２の腕部の各々が同一直線上に位置する死点状態を脱するための死点脱出機構とを有し、
前記死点脱出機構は、前記第２の腕部が前記死点状態にあるときに前記回転伝達部の回転力を前記リスト部へ伝達するギヤ機構部を含む
搬送装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１および第２の搬送ユニットは、前記第１の軸と直交する同一の平面内において相互に隣接したときに、それらの占有範囲が前記第１の軸方向から見て１８０度より小さい角度範囲に収められる
搬送装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１および第２の搬送ユニットは、前記第１の軸と直交する同一の平面内において相互に隣接したときに、それらの占有範囲が前記第１の軸方向から見て９０度より小さい角度範囲に収められる
搬送装置。
【請求項１】
第１の軸まわりへの旋回動作と前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向への伸縮動作とが可能な第１のアームを有する第１の搬送ユニットと、
前記第１の軸まわりへの旋回動作と前記第２の軸と平行な面内での伸縮動作とが可能な第２のアームを有する第２の搬送ユニットと、
前記第１の軸と同軸上に配置され前記第１の搬送ユニットに結合された第１の昇降軸と、前記第１の昇降軸を駆動することで前記第１の搬送ユニットを前記第１の軸方向へ昇降させる第１の昇降駆動源とを有する第１の昇降機構と
を具備する搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送装置であって、
前記第１の搬送ユニットは、
前記第１のアームを旋回させるための第１の旋回軸と、
前記第１の旋回軸と同軸上に配置され前記第１のアームを伸縮させるための第１の駆動軸と、
前記第１の旋回軸及び前記第１の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能な第１の回転駆動源と、
前記第１の回転駆動源を支持し、前記第１の昇降軸と結合される第１の支持体とを含む
搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１の昇降軸は、前記第１の支持体と螺合するネジ軸であり、
前記第１の昇降駆動源は、前記ネジ軸を回転させるモータであり、
前記第１の駆動軸は、前記第１の昇降軸を収容可能な中空部を有する
搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の搬送装置であって、
前記第１の軸と平行な第３の軸上に配置され前記第２の搬送ユニットに結合された第２の昇降軸と、前記第２の昇降軸を駆動することで前記第２の搬送ユニットを前記第１の軸方向へ昇降させる第２の昇降駆動源とを有する第２の昇降機構をさらに具備する
搬送装置。
【請求項５】
請求項４に記載の搬送装置であって、
前記第２の搬送ユニットは、
前記第２のアームを旋回させるための第２の旋回軸と、
前記第２の旋回軸と同軸上に配置され前記第２のアームを伸縮させるための第２の駆動軸と、
前記第２の旋回軸及び前記第２の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能な第２の回転駆動源と、
前記第２の回転駆動源を支持し、前記第２の昇降軸と結合される第２の支持体とを含む
搬送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の搬送装置であって、
前記第２の昇降軸は、前記第２の支持体と螺合するネジ軸であり、
前記第２の昇降駆動源は、前記ネジ軸を回転させるモータである
搬送装置。
【請求項７】
請求項１に記載の搬送装置であって、
前記第１の軸と同軸上に配置され前記第２の搬送ユニットに結合された第２の昇降軸と、前記第２の昇降軸を駆動することで前記第２の搬送ユニットを前記第１の軸方向へ昇降させる第２の昇降駆動源とを有する第２の昇降機構をさらに具備する
搬送装置。
【請求項８】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１のアームは、
前記第１の旋回軸と連結された第１の腕部と、
前記第１の腕部に対して前記第２の方向にスライド可能な第２の腕部と、
前記第１の駆動軸に連結され、前記第１の駆動軸の回転を前記第１の腕部に対する前記第２の腕部のスライド動作に変換する第１の変換機構とを有する
搬送装置。
【請求項９】
請求項８に記載の搬送装置であって、
前記第２の搬送ユニットは、前記第２のアームを旋回させるための第２の旋回軸と、前記第２の旋回軸と同軸上に配置され前記第２のアームを伸縮させるための第２の駆動軸と、前記第２の旋回軸及び前記第２の駆動軸を各々軸まわりに回転させることが可能な第２の回転駆動源とを有し、
前記第２のアームは、前記第２の旋回軸と連結された第３の腕部と、前記第３の腕部に対して前記第２の方向にスライド可能な第４の腕部と、前記第２の駆動軸に連結され、前記第２の駆動軸の回転を前記第３の腕部に対する前記第４の腕部のスライド動作に変換する第２の変換機構とを有する
搬送装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の搬送装置であって、
前記第１のアームと前記第２のアームとのなす角に基づいて、前記第１の昇降駆動源を制御する制御ユニットをさらに具備する
搬送装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１のアームは、
前記第１の軸と直交し相互に異なる２方向に延びる一対のアーム体を有する、前記第１の旋回軸と連結された第１の腕部と、
前記一対のアーム体各々の端部に設けられ、前記第１の駆動軸の駆動により相互に逆方向に回転可能な一対の回転伝達部と、
前記一対の回転伝達部に各々連結され、前記第１の軸方向に所定の間隔をあけて重なり合うように交差する一対の第２の腕部と、
前記一対の第２の腕部に連結されたリスト部と、
前記一対の第２の腕部のうち一方の腕部に設けられ、前記第２の腕部の各々が同一直線上に位置する死点状態を脱するための死点脱出機構とを有し、
前記死点脱出機構は、前記第２の腕部が前記死点状態にあるときに前記回転伝達部の回転力を前記リスト部へ伝達するギヤ機構部を含む
搬送装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１および第２の搬送ユニットは、前記第１の軸と直交する同一の平面内において相互に隣接したときに、それらの占有範囲が前記第１の軸方向から見て１８０度より小さい角度範囲に収められる
搬送装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の搬送装置であって、
前記第１および第２の搬送ユニットは、前記第１の軸と直交する同一の平面内において相互に隣接したときに、それらの占有範囲が前記第１の軸方向から見て９０度より小さい角度範囲に収められる
搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−１９９１２１（Ｐ２０１１−１９９１２１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６０８５（Ｐ２０１０−６６０８５）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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