JPH11156772A - 薄型基板の搬送ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドの昇降ストローク量を大きくするとと
もに、ハンドの基板取り付け面の水平面の精度を向上す
ることのできるロボットを提供すること。 【解決手段】 ロボット１は、固定部１０と、固定部１
０に対して昇降可能な下段可動部２０及び上段可動部３
０と、上段可動部３０の上方に配置されるハンド部４０
とを有している。固定部１０の上部にはフランジ部１２
が配設され、フランジ部１２が架台３に固着されること
によって、ロボット１が支持される。また、フランジ部
にはハンド部４０のハンド４３の基板取り付け面の水平
状態を調整する調整ねじが配置され、ロボット設置時に
調整ねじを調整することによってハンド４３の芯だしが
行なわれる。また、下段可動部２０及び上段可動部３０
は固定部１０に固着されたモータによってラックとピニ
オンが作動され、上段可動部３０が下段可動部２０より
大きなストロークで昇降される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シリコンウェハ
やガラス基板等の薄型基板を搬送する搬送ロボットに関
し、さらにハンドが上下方向に長ストローク移動できる
薄型基板の搬送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にシリコンウェハやガラス基板等の
薄型基板は半導体のチップとして使用されクリーンルー
ム内で処理されたり搬送されたりする。そのため、薄型
基板を搬送するロボットもクリーンルーム内に設置さ
れ、薄型基板を所定の位置から処理される位置に搬送す
るように構成されていた。従来、薄型基板の搬送ロボッ
トは、薄型基板を支持するハンド部と前記ハンド部を回
動あるいは昇降する駆動部とを有し、駆動部がクリーン
ルーム内に設置された機台に配設されるように構成され
ていた。図９に示す搬送ロボット５０は、一般的によく
知られていて、機台５１と機台５１に対して回動または
昇降するとともに屈伸可能なアーム体５２とアーム体５
２の先端でアーム体５２に対して回動可能なハンド５３
とを有している。前記アーム体は２個のアームからな
り、機台５１内に配置された図示しないモータで機台５
１に対して回動される第１アーム５４と、第１アーム５
４に隣接された別の第２アーム５５とが図示しないプー
リ・ベルトで駆動伝達され、駆動伝達されることによっ
て第２アーム５５が第１アーム５４に対して回動する。
また、アーム体５２及びハンド５３の昇降は、機台５１
内に配置される図示しないモータとボールねじからな
り、ボールねじのストローク分アーム体５２及びハンド
５３は昇降する。このアーム体５２とハンド５３を有す
るロボット５０は、図示しないカセット内に収納されて
いる薄型基板を吸着し直線的に移動することによって、
薄型基板をカセットの両端に接触させないで取り出した
り取り込んだりすることが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の搬送ロ
ボットは昇降ストロークをボールねじ１個分の範囲でし
か取ることができず、昇降ストロークを大きくしようと
すれば、ロボット自体の架体を高く形成しなければなら
ない。ロボットを高くすればするほど架体が大きくなる
ばかりでなく、ハンドの床面に対する水平方向の傾きが
大きくなり、ハンドの取り付け精度を悪化させる。その
ため、その分基板の取り出しに不具合を発生しやすくな
る。特に、コンピュータの制御基板に使用されるウェハ
やガラス基板等はその加工精度を向上するように要求さ
れるため、搬送時においても精度よく搬送しなければな
らない。従って、この課題を解決するためにはロボット
の架体を大きくすることのなく昇降ストロークを延長さ
せるだけでなく、ロボットの支持される面とハンドの基
板取り付け面との距離をできるだけ小さくして、ハンド
の取り付け面をできるだけ水平に維持しなければならな
いことにある。

【０００４】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、第１の目的は、ロボットの架体を大きくすること
なくハンドの昇降ストロークを延長し、しかもハンドの
基板取り付け面の取り付け精度を悪化させないことであ
り、第２の目的はハンドの取り付け面の組み立て精度の
誤差を吸収させて、ハンドの基板取り付け面を水平状態
に維持させることであり、そのための搬送ロボットを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる薄型
基板の搬送ロボットでは、上記の課題を解決するために
以下のように構成するものである。即ち、薄型基板を支
持するハンド部と、前記ハンド部を上下移動可能に配置
する可動部と、前記可動部を支持する固定部と、前記可
動部を駆動する駆動手段を内部に配設するとともに薄型
基板を搬送可能に構成する薄型基板の搬送ロボットであ
って、前記固定部の上部にフランジ部が形成され、前記
フランジ部が床面に支持された架台に前記固定部が床面
より隙間を有して配置されるように取着され、前記可動
部が少なくとも上下２段に構成され、それぞれの可動部
が前記駆動手段により同時に可動されるされるとともに
上方の可動部が下方の可動部より大きなストローク量を
有するように構成されていることを特徴とするものであ
る。

【０００６】また好ましくは、前記フランジ部に、前記
ハンド手段の水平方向の芯だし調整を行なう調整手段が
配設されることを特徴とするものであればよい。

【０００７】さらに、前記可動部を駆動する駆動手段
が、前記固定部に配設され回転駆動体に駆動される第１
のピニオン及び下方の可動部に配置され前記第１のピニ
オンに齒合される第１のラックと、前記固定部に配設さ
れる第２のラック及び前記下方の可動部に配設され前記
第２のラックに齒合される第２のピニオンと、前記上方
の可動部に配設され前記第２のピニオンまたは第２のピ
ニオンと同軸上に配設される第３のピニオンに齒合され
る第３のラックと、を有して構成されることを特徴とす
るものであればなお好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【０００９】本形態の搬送ロボット（以下、ロボットと
いう）１は、図１に示すように、ロボット１のハンドの
基板取り付け面とロボット１の支持部との位置をできる
だけ小さくするために、床面に設置された架台３にロボ
ット１の中央部を支持するように構成され、ロボット１
の下面と床面との間には隙間があるように配置されてい
る。そして、ロボット１は架台３に支持される固定部１
０と下段可動部２０と上段可動部３０及び上段可動部３
０の上方に配置され基板を支持するハンド部４０とを有
し、下段可動部２０が固定部１０に対して昇降可能に構
成され、上段可動部３０がハンド部４０とともに下段可
動部２０に対して昇降可能に構成されている。固定部１
０には、底面が閉口され内部にハンド昇降駆動部が配置
される枠体１１と枠体１１の上面に複数個のねじにより
固着されるフランジ部１２とを有し、フランジ部１２が
架台３に取り付けられている。

【００１０】フランジ部１２には、図２に示すように、
架台３との取り付け面に複数個のねじ孔１２ａがフラン
ジ部１２の軸心に対して均等な位置で形成され、ねじ孔
１２ａに架台３の上面を押圧するハンド芯だし調整ねじ
（以下、調整ねじという）５が螺着されている。調整ね
じ５はロボット１の垂直方向の傾き（ハンドの水平方向
の芯だし）を調整するために、上部に六角孔５ａが形成
され六角棒スパナ等の工具で回動されるとともに、六角
孔５ａの底面から下面側に向かって貫通する貫通孔５ｂ
が形成され、前記の工具で架台３の上面を押圧後、座板
６を介して六角孔付きボルト７を挿入して締め付けるこ
とによってフランジ部１２と架台３を固着させている。

【００１１】また、この芯だし調整としては、図３
（ａ）に示すように、フランジ部１２の下面に球面状の
凸部１２ｂを形成し、架台３のフランジ部取り付け面に
前記凸部１２ｂに係合する球面状の凹部３ａを形成する
ようにしてもよく、また、図３（ｂ）に示すように、フ
ランジ部１２と架台３との間に凸面を形成する上部座金
９ａと凹面を形成する下部座金９ｂを有して摺動可能に
係合されている球面座金９を介在して取り付けるように
してもよい。

【００１２】固定部１０、下段可動部２０、上段可動部
３０には、図４〜７に示すように、それぞれ固定部枠体
１１、下段可動部枠体２１、上段可動部枠体３１が形成
され、それぞれの枠体内にハンド部４０を昇降するため
の駆動部が内蔵されている。固定部枠体１１は、床面Ｆ
に対してその底面が離れるように配置されるとともに、
図５に示すように、中空状で平面視矩形に形成され、底
壁１１ａに、上方に向かって下段可動部枠体２１の底壁
２１ａに形成された孔部２１ｂを貫通して、下面が解放
された上段可動部枠体３１の内部まで延設するＬ字形の
モータ支持ブラケット１３が配置されている。モータ支
持ブラケット１３の上部には駆動モータ１４が取り付け
られ、モータ１４の出力軸にピニオン１５が取り付けら
れている。一方、下段可動部２０には、図６に示すよう
に、下段可動部枠体２１の底壁２１ａに、Ｌ字形のラッ
ク支持板２２が上段可動部３０の枠体３１の内部に進入
するように上方に向かって固着され、ラック支持板２２
に縦方向に延設されるラック２３が取り付けられてい
る。そして前述のピニオン１５が、下段可動部２０が下
方に位置する際にラック２３の上部に齒合するように配
置される。従って、モータ１４の駆動によりピニオン１
５が回転することによってラック２３が可動されるとと
もに下段可動部２０が昇降される。

【００１３】また、前述のモータ支持ブラケット１３の
モータ取り付け面と直交する側面に下段可動部枠体２１
の内部から上段可動部枠体３１の内部に位置するように
ラック１７が固着されている。一方、図７に示すよう
に、下段可動部枠体２１の底壁２１ａに、上段可動部枠
体３１の内部に進入するように配置されたＬ字形のピニ
オン支持板２４が固着され、ピニオン支持板２４に２個
のピニオン２６（図６参照）・２７をそれぞれ両側に配
置したピニオン体２５が軸支され、一方のピニオン２６
が前述のラック１７に齒合されている。さらに、上段可
動部枠体３１の側壁の一部にラック１７の歯面と対向す
るように配置されるとともに上下方向に沿ってラック支
持板３２が固着され、ラック支持板３２に固着されたラ
ック３３に前述のピニオン体２５の他方のピニオン２７
が齒合されている。従って、下段可動部２０の昇降によ
り共に昇降するピニオン体２５のピニオン２６が、固定
状態に配置されたラック１７によって回転されると他方
のピニオン２７が回転してラック３３を可動させるとと
もに上段可動部３０を昇降させる。

【００１４】また、下段可動部２０及び上段可動部３０
の昇降案内は、図４に示すように、リニアガイドによっ
て行なわれる。固定部枠体１１の対向する側壁の内周面
にそれぞれリニアガイド１８の固定部１８ａが上下方向
に沿って固着され、固定部１８ａに摺動可能に可動部１
８ｂが下段可動部枠体２１の外周面に固着され、そのた
め下段可動部２０は固定部１０に対して昇降案内され
る。一方、下段可動部枠体２１の対抗する側壁の内周面
にそれぞれリニアガイド２８の固定部２８ａが固着さ
れ、固定部２８ａに摺動可能に可動部２８ｂが上段可動
部枠体３１の外周面に固着され、そのため、上段可動部
３０が下段可動部２０に対して昇降案内されることにな
る。

【００１５】ハンド部４０は、図４のように、第１アー
ム４１と、第１アームに４１の先端部に図示しないプー
リ及びベルトにより連結され第１アーム４１の上方に配
置される第２アーム４２と、第２アーム４２の先端部に
図示しないプーリとベルトにより連結され第２アーム４
２の上方に配置されるハンド４３とを有して構成され、
第１アーム４１が上段可動部枠体３１の上方に取り付け
られている。そして、第１アーム４１の下部にモータ４
４が取り付けられ、モータ４４によって第１アーム４１
が上段可動部３０に対して回動可能に作動されると、第
２アーム４２は第１アーム４１に対して回動され、ハン
ド４３は第２アーム４２に対して回動されるとともにハ
ンド４３の基板取り付け面は直線的に移動されて薄型基
板を吸着あるいは把持して搬送できるように構成され
る。

【００１６】上記のように構成され架台３に支持された
ロボット１は、まず架台３に設置する際に、ハンド４３
の先端上面４３ａ（基板取り付け面）の水平方向の芯だ
しを複数個の調整ねじ５を調整することによって行な
う。基板を搬送する以前のハンド部４０の基準位置は図
４に示す状態に設置されている。

【００１７】ハンド４３を上昇する場合は、モータブラ
ケット１３に取り付けられているモータ１４を作動させ
ることによって、モータ軸に取り付けられたピニオン１
５を図６において時計方向に回転させる。ピニオン１５
に齒合されたラック２３はピニオン１５の回転により上
方に移動する。ラック２３はラック支持板２２を介して
下段可動部枠体２１に固着しているため、下段可動部枠
体２１が上昇する。

【００１８】一方、下段可動部枠体２１に取り付けられ
たピニオン支持板２４も下段可動部枠体２１の上昇に伴
って上昇すると、ピニオン支持板２４に支持されたピニ
オン体２５のピニオン２６が、移動しないラック１７に
齒合されているため、図６において時計方向に回転す
る。そして、ピニオン２６の回転により同軸上に配置さ
れているピニオン２７も同方向に回転する。ピニオン２
７の回転（図６においては時計方向、図７においては反
時計方向）により、上段可動部枠体３１に固着されピニ
オン２７に齒合されているラック３３が、ピニオン２７
の下方からの押圧力で上方に移動する。この場合、ピニ
オン２７は下段可動部２０の上昇とともに上昇しながら
回転するため、ラック２７つまり上段可動部枠体３１は
下段可動部枠体２１と同時に上昇するだけでなく下段可
動部枠体２１より上昇速度を速くすることができ、従っ
てハンド４３は下段可動部２０と上段可動部のそれぞれ
の上昇ストローク量を加算した分のストローク量を確保
することができる。

【００１９】ストローク量が大きくなっても、ハンド４
３の上面４３ａの水平状態は、ハンド４３との距離がそ
れほど離れていないフランジ部１２で支持され、フラン
ジ部１２に配置された調整ねじ５によって芯だしされて
いるため、精度よく保たれている。

【００２０】所定の高さに位置されたハンド４３は、モ
ータ４４の駆動により第１アーム４１・第２アーム４２
の伸張により直線的に移動して基板に向かって移動する
ことになる。そして、基板を吸着もしくは把持して所定
の場所に搬送する。

【００２１】ハンド４３を降下する場合には、モータ１
４を逆方向に回転すれば上段可動部枠体３１と下段可動
部枠体２１は上述の作動と逆の作動がなされ、ハンド４
３を降下することができる。

【００２２】上述のように本形態においては、１個の駆
動モータとラック・ピニオンとの構成で下段可動部２０
と上段可動部３０をそれぞれ別々に昇降することができ
る。もちろん、それぞれの可動部にボールねじを配置さ
せ、ボールねじを１個のモータによって駆動することも
可能である。

【００２３】なお、本形態においては２個のピニオン２
６・２７を有するピニオン体２５を配置させてラック３
２を上昇するように構成しているが、固定されたラック
１７と可動可能なラック３２をピニオン２６を挟んで対
向するように配置させ、ピニオン２７を廃止するように
してもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の薄型基板の搬送ロボットは、薄
型基板を支持するハンド部と、前記ハンド部を上下移動
可能に配置する可動部と、前記可動部を支持する固定部
と、前記可動部を駆動する駆動手段を内部に配設すると
ともに薄型基板を搬送可能に構成するものであり、前記
固定部の上部にフランジ部が形成され、前記フランジ部
が床面に支持された架台に前記固定部が床面より隙間を
有して配置されているため、前記ハンド手段と搬送ロボ
ットの支持部の距離を近くすることができ、ハンド手段
を加工して組み合わせる際に生じる寸法の誤差を小さく
することができる。しかも、前記可動部が少なくとも上
下２段に構成され、それぞれの可動部が前記駆動手段に
より同時に可動されるされるとともに上方の可動部が下
方の可動部より大きなストローク量を有するように構成
されているため、架体を大きくすることなくコンパクト
で大きなストローク量を確保することができる。

【００２５】また、前記フランジ部に、前記ハンド手段
の水平方向の芯だし調整を行なう調整手段が配設されて
いれば、ロボットの設置時に調整手段を調整することに
よって、ストローク量が大きくなってもハンド手段を水
平状態に精度よく保つことができ安定した基板の搬送を
行なうことができる。

【００２６】さらに本発明の搬送ロボットは、前記可動
部を駆動する駆動手段が、前記固定部に配設され回転駆
動体に駆動される第１のピニオン及び下方の可動部に配
置され前記第１のピニオンに齒合される第１のラック
と、前記固定部に配設される第２のラック及び前記下方
の可動部に配設され前記第２のラックに齒合される第２
のピニオンと、前記上方の可動部に配設され前記第２の
ピニオンまたは第２のピニオンと同軸上に配設される第
３のピニオンに齒合される第３のラックと、を有して構
成されている。そして、回転駆動体の駆動により第１の
ピニオンと第１のラックにより下方の可動部が可動さ
れ、可動されている第２のピニオンまたは第３のピニオ
ンと第３のラックにより上方の可動部が下方の可動部よ
り大きなストローク量で可動することができる。そのた
め、架体を大きくすることなくコンパクトで大きなスト
ローク量を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による搬送ロボットの設
置状態を示す概略図

【図２】図１のロボットのハンド部の芯だし調整手段を
示す一部断面図

【図３】図２の別の形態の芯だし調整手段を示す一部断
面図

【図４】図１におけるロボット内部の詳細を示す正面断
面図

【図５】図１におけるV −V 断面図

【図６】図５におけるＡ矢視図

【図７】図５におけるＢ矢視図

【図８】図４のロボットにおける可動部が上昇された状
態を示す正面断面図

【図９】従来のロボットを示す正面概略図

【符号の説明】

１…ロボット ３…架台 ５…調整ねじ（調整手段） １０…固定部 １１…固定部枠体 １２…フランジ部 １２ａ…ねじ孔 １３…モータ支持ブラケット １４…モータ １５…ピニオン（第１のピニオン） １７…ラック（第２のラック） ２０…下段可動部 ２１…下段可動部枠体 ２２…ラック支持板 ２３…ラック（第１のラック） ２４…ピニオン支持板 ２５…ピニオン体 ２６…ピニオン（第２のピニオン） ２７…ピニオン（第３のピニオン） ３０…上段可動部 ３１…上段可動部枠体 ３２…ラック支持板 ３３…ラック（第３のラック） ４０…ハンド部 ４３…ハンド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄型基板を支持するハンド部と、前記ハ
   ンド部を上下移動可能に配置する可動部と、前記可動部
   を支持する固定部と、前記可動部を駆動する駆動手段を
   内部に配設するとともに薄型基板を搬送可能に構成する
   薄型基板の搬送ロボットであって、 前記固定部の上部にフランジ部が形成され、前記フラン
   ジ部が床面に支持された架台に前記固定部が床面より隙
   間を有して配置されるように取着され、 前記可動部が少なくとも上下２段に構成され、それぞれ
   の可動部が前記駆動手段により同時に可動されるされる
   とともに上方の可動部が下方の可動部より大きなストロ
   ーク量を有するように構成されていることを特徴とする
   薄型基板の搬送ロボット。
2. 【請求項２】 前記フランジ部に、前記ハンド手段の水
   平方向の芯だし調整を行なう調整手段が配設されること
   を特徴とする請求項１記載の薄型基板の搬送ロボット。
3. 【請求項３】 前記可動部を駆動する駆動手段が、前記
   固定部に配設され回転駆動体に駆動される第１のピニオ
   ン及び下方の可動部に配置され前記第１のピニオンに齒
   合される第１のラックと、前記固定部に配設される第２
   のラック及び前記下方の可動部に配設され前記第２のラ
   ックに齒合される第２のピニオンと、前記上方の可動部
   に配設され前記第２のピニオンまたは第２のピニオンと
   同軸上に配設される第３のピニオンに齒合される第３の
   ラックと、を有して構成されることを特徴とする請求項
   １又は２記載の薄型基板の搬送ロボット。