衬底搬送机器人及其运转方法与流程

本发明涉及一种具备具有共用的回转轴线的左右臂的衬底搬送机器人及其运转方法。

背景技术：

以往，作为用以搬送半导体晶片等衬底的衬底搬送机器人，已知具备左右臂的衬底搬送机器人。衬底搬送机器人的各臂具有：第1连杆部件，能够绕回转轴线旋转；第2连杆部件，能够旋转地连接于第1连杆部件的前端部；及衬底保持部件(手部)，能够旋转地连接于第2连杆部件的前端部。

为了简化机器人构造等，在具备左右臂的衬底搬送机器人中，有将左右臂的回转轴线共用化的衬底搬送机器人(专利文献1)。在该类型的衬底搬送机器人中，以同样长度构成第1连杆部件与第2连杆部件，并将左右的衬底保持部件配置于不同高度。

另一方面，在衬底搬送机器人中将左右臂的回转轴线共用化，并将左右衬底保持部件配置于相同高度的情况下，如果将第1连杆部件与第2连杆部件设定为相同长度，则在使臂从该等的伸长状态向收缩状态变化时，有左右臂的第2连杆部件彼此干涉，或第2连杆部件与回转轴干涉的问题。

为了解决此种第2连杆部件彼此干涉，或第2连杆部件与回转轴干涉的问题，考虑将第2连杆部件的长度设定为短于第1连杆部件的长度。

此外，在将第1连杆部件与第2连杆部件设定为相同长度的情况下，通过将第1连杆部件绕回转轴线的旋转速度，与第2连杆部件绕第1连杆部件前端部的第1旋转轴线的旋转速度设定为1:2，能够使第2连杆部件前端部的移动轨迹为直线状。

而且，通过将第2连杆部件绕第1旋转轴线的旋转速度、与第2连杆部件前端部的衬底保持部件绕第2旋转轴线的旋转速度设定为2:1，能够将臂伸缩动作中的衬底保持部件的姿势维持为固定，使衬底保持部件的移动轨迹为直线状。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平5-109866号公报

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

另一方面，在为了解决左右臂的第2连杆部件彼此干涉的问题，或第2连杆部件与回转轴干涉的问题，而将第2连杆部件的长度设定为短于第1连杆部件的长度的情况下，存在臂伸缩动作时的第2连杆部件前端部的移动轨迹成为较大地偏离直线的曲线状的问题。伴随此，难以将衬底保持部件的姿势维持为固定，衬底保持部件的移动轨迹成为较大地偏离直线的曲线状。

在无法充分确保衬底保持部件的移动轨迹的直线性的情况下，难以将衬底保持部件位置对准于目标位置。尤其，在第1连杆部件、第2连杆部件、及衬底保持部件以通过包含滑轮及皮带的动力传递机构连动的方式构成的情况下，难以在前后方向(X方向)及左右方向(Y方向)上以充分高的自由度调整衬底保持部件的位置。

本发明是鉴于所述以往技术的问题而完成者，其目的在于，在具备具有共用的回转轴线的左右臂，且具有配置于相同高度的左右衬底保持部件的衬底搬送机器人中，使臂伸缩动作时的衬底搬送部件的移动轨迹为大致直线状。

此外，本发明的目的在于，在具备具有共用的回转轴线的左右臂，且具有配置于相同高度的左右衬底保持部件的衬底搬送机器人中，能够在前后方向(X方向)及左右方向(Y方向)上以充分高的自由度调整衬底保持部件的位置。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，本发明第1态样的衬底搬送机器人的特征在于具备：左右臂，具有共用的回转轴线；臂驱动器件，用以驱动所述左右臂；及控制器件，用以控制所述臂驱动器件；所述左右臂各者具有：第1连杆部件，在基端部具有所述回转轴线，在前端部具有第1旋转轴线；第2连杆部件，在基端部具有所述第1旋转轴线，在前端部具有第2旋转轴线；及衬底保持部件，能够保持衬底地构成，且能够绕所述第2旋转轴线旋转；所述左右臂的所述衬底保持部件彼此配置于互为相同的高度，所述第2旋转轴线较所述第1旋转轴线位于更靠左右方向内侧；所述臂驱动器件具有：第1驱动部，用以使所述第1连杆部件绕所述回转轴线旋转；回转滑轮，能够从所述第1连杆部件独立而绕所述回转轴线旋转；第1滑轮，能够与所述第2连杆部件一体地绕所述第1旋转轴线旋转；皮带，连结所述回转滑轮与所述第1滑轮；第2滑轮，位置对准于所述第1旋转轴线而配置，且固定于所述第1连杆部件；第3滑轮，能够与所述衬底保持部件一体地绕所述第2旋转轴线旋转；及皮带，连结所述第2滑轮与所述第3滑轮；以在将所述回转滑轮固定的状态下通过所述第1驱动部使所述第1连杆部件绕所述回转轴线旋转而使所述臂伸缩时的所述衬底保持部件的移动轨迹成为大致直线状的方式，设定所述回转滑轮、所述第1滑轮、所述第2滑轮、及所述第3滑轮间的滑轮比。

本发明第2态样是根据第1态样，其特征在于：所述滑轮比以所述臂的实际适用行程范围内的所述衬底保持部件的所述移动轨迹成为大致直线状的方式设定。

本发明第3态样是根据第2态样，其特征在于：滑轮比以所述臂的所述实际适用行程范围中的前方区域的行程范围的所述衬底保持部件的所述移动轨迹成为大致直线状的方式设定。

本发明第4态样是根据第1至第3中任一态样，其特征在于：所述控制器件具有以下功能，即，通过使所述回转滑轮旋转，而使所述第2连杆部件绕所述第1旋转轴线旋转，并且使所述衬底保持部件绕所述第2旋转轴线旋转来调整所述衬底保持部件的位置。

为了解决所述问题，本发明第5态样的衬底搬送机器人的特征在于具备：左右臂，具有共用的回转轴线；臂驱动器件，用以驱动所述左右臂；及控制器件，用以控制所述臂驱动器件；所述左右臂各者具有：第1连杆部件，在基端部具有所述回转轴线，在前端部具有第1旋转轴线；第2连杆部件，在基端部具有所述第1旋转轴线，在前端部具有第2旋转轴线；及衬底保持部件，能够保持衬底地构成，且能够绕所述第2旋转轴线旋转；所述左右臂的所述衬底保持部件彼此配置于互为相同的高度，所述第2旋转轴线较所述第1旋转轴线位于更靠左右方向内侧；所述臂驱动器件具有：第1驱动部，用以使所述第1连杆部件绕所述回转轴线旋转；回转滑轮，能够从所述第1连杆部件独立而绕所述回转轴线旋转；第1滑轮，能够与所述第2连杆部件一体地绕所述第1旋转轴线旋转；皮带，连结所述回转滑轮与所述第1滑轮；第2滑轮，位置对准于所述第1旋转轴线而配置，且固定于所述第1连杆部件；第3滑轮，能够与所述衬底保持部件一体地绕所述第2旋转轴线旋转；及皮带，连结所述第2滑轮与所述第3滑轮；所述控制装置具有以下功能：通过使所述回转滑轮旋转而使所述第2连杆部件绕所述第1轴线旋转，并且使所述衬底保持部件绕所述第2旋转轴线旋转来调整所述衬底保持部件的位置。

本发明第6态样是根据第1至第5中任一态样，其特征在于具备上下两组所述左右臂。

本发明第7态样是根据第6态样，其特征在于：上级的所述左右臂中的任一臂的所述回转滑轮、与下级的所述左右臂中的任一臂的所述回转滑轮以相互一体地旋转的方式连结。

本发明第8态样是根据第7态样，其特征在于：上级左侧的所述臂的所述回转滑轮与下级右侧的所述臂的所述回转滑轮连结，并且上级右侧的所述臂的所述回转滑轮与下级左侧的所述臂的所述回转滑轮连结。

本发明第9态样是根据第1至第8中任一态样，其特征在于：在使所述左右臂的状态从使所述臂绕所述回转轴线旋转时的回转半径为最大的臂伸长状态向所述回转半径为最小的臂收缩状态变化时，所述第2旋转轴线越过所述回转轴线的位置而从前侧向后侧移动。

本发明第10态样是根据第1至第9中任一态样，其特征在于：所述臂驱动器件以能够独立驱动所述左右臂各者的方式构成。

本发明第11态样是根据第1至第10中任一态样，其特征在于：所述控制器件具有以下功能，即，在所述臂的伸缩动作中，使所述回转滑轮及所述第1连杆部件同时或以不同的时序旋转。

本发明第12态样是根据第1至第11中任一态样，其特征在于进而具有用以使所述臂沿着所述回转轴线升降的升降驱动器件。

本发明第13态样是根据第1至第12中任一态样，其特征在于：所述皮带是钢带。

为了解决所述问题，本发明第14态样是一种具备具有共用的回转轴线的左右臂、与用以驱动所述左右臂的臂驱动器件的衬底搬送机器人的运转方法，其特征在于：所述左右臂各者包含：第1连杆部件，在基端部具有所述回转轴线，在前端部具有第1旋转轴线；第2连杆部件，在基端部具有所述第1旋转轴线，在前端部具有第2旋转轴线；衬底保持部件，能够保持衬底地构成，且能够绕所述第2旋转轴线旋转；所述左右臂的所述衬底保持部件彼此配置于互为相同的高度，所述第2旋转轴线较所述第1旋转轴线位于更靠左右方向内侧；所述臂驱动器件包含：第1驱动部，用以使所述第1连杆部件绕所述回转轴线旋转；回转滑轮，能够从所述第1连杆部件独立而绕所述回转轴线旋转；第1滑轮，能够与所述第2连杆部件一体地绕所述第1旋转轴线旋转；皮带，连结所述回转滑轮与所述第1滑轮；第2滑轮，位置对准于所述第1旋转轴线而配置，并且固定于所述第1连杆部件；第3滑轮，能够与所述衬底保持部件一体地绕所述第2旋转轴线旋转；及皮带，连结所述第2滑轮与所述第3滑轮；通过使所述回转滑轮旋转而使所述第2连杆部件绕所述第1轴线旋转，并且使所述衬底保持部件绕所述第2旋转轴线旋转来调整所述衬底保持部件的位置。

本发明第15态样是根据第14态样，其特征在于：所述衬底搬送机器人具备上下两组所述左右臂，并且将上级的所述左右臂中的任一臂的所述回转滑轮、与下级的所述左右臂中的任一臂的所述回转滑轮以相互一体地旋转的方式连结。

本发明第16态样是根据第15态样，其特征在于：连结上级左侧所述臂的所述回转滑轮与下级右侧所述臂的所述回转滑轮，并且连结上级右侧所述臂的所述回转滑轮与下级左侧所述臂的所述回转滑轮。

本发明第17态样是根据第14至第16中任一态样，其特征在于：独立驱动所述左右臂各者。

本发明第18态样是根据第14至第17中任一态样，其特征在于：在所述臂的伸缩动作中，使所述回转滑轮及所述第1连杆部件同时或以不同的时序旋转。

[发明的效果]

根据本发明，在具备具有共用的回转轴线的左右臂、且具有配置于相同高度的左右衬底保持部件的衬底搬送机器人中，能够使臂伸缩动作时的衬底搬送部件的移动轨迹成为大致直线状。

根据本发明，在具备具有共用的回转轴线的左右臂、且具有配置于相同高度的左右衬底保持部件的衬底搬送机器人中，能够在前后方向(X方向)及左右方向(Y方向)上以充分高的自由度调整衬底保持部件的位置。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的衬底搬送机器人的概略构成的俯视图。

图2是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的概略构成的另一俯视图。

图3是表示图1所示的衬底搬送机器人的概略构成的后视图。

图4是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的臂驱动器件的纵剖视图。

图5是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的臂驱动器件的另一纵剖视图。

图6是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的臂驱动器件的侧视图。

图7是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的臂伸缩动作的俯视图。

图8是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的滑轮比的最佳化方法的图。

图9是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的滑轮比的最佳化方法的另一图。

图10是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的滑轮比的最佳化方法的另一图。

图11是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的另一运转方法的俯视图。

图12是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的衬底保持部件的位置调整动作的俯视图。

图13是用以说明图1所示的衬底搬送机器人的衬底保持部件的位置调整动作的另一俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明一实施方式的衬底搬送机器人及其运转方法进行说明。

如图1至图4所示，本实施方式的衬底搬送机器人1包含：上级的左右臂2La、2Ra，具有共用的回转轴线L0；及下级的左右臂2Lb、2Rb，具有共用的回转轴线L0。上级的左右臂2La、2Ra的共用回转轴线L0与下级的左右臂2Lb、2Rb的共用回转轴线L0一致。

在图1中，上级的左右臂2La、2Ra处于臂收缩状态，下级的左右臂2Lb、2Rb处于臂伸长状态。此处，臂收缩状态为使臂绕回转轴线L0旋转时的回转半径为最小的状态，臂伸长状态为使臂绕回转轴线L0旋转时的回转半径为最大的状态。

上级的左右臂2La、2Ra与下级的左右臂2Lb、2Rb在臂收缩状态下从上下方向观察相互重合，两者具有共用的最小回转半径。此外，上级的左右臂2La、2Ra与下级的左右臂2Lb、2Rb即便在臂伸长状态下从上下方向观察也相互重合，两者具有共用的最大伸臂范围。

如图1所示，上级的左右臂2La、2Ra各自包含中空的第1连杆部件3a、中空的第2连杆部件4a及衬底保持部件(手部)5a。

第1连杆部件3a在基端部具有回转轴线A0，在前端部具有第1旋转轴线A1a，能够绕回转轴线A0旋转。第2连杆部件4a在基端部具有第1旋转轴线A1a，在前端部具有第2旋转轴线A2a，能够绕第1旋转轴线A1a旋转。第2连杆部件4a前端部的第2旋转轴线A2a较第1连杆部件3a前端部的第1旋转轴线A1a位于更靠左右方向内侧。

同样地，下级的左右臂2Lb、2Rb各者具备中空的第1连杆部件3b、中空的第2连杆部件4b、及衬底保持部件(手部)5b。

第1连杆部件3b在基端部具有回转轴线A0，在前端部具有第1旋转轴线A1b，能够绕回转轴线A0旋转。第2连杆部件4b在基端部具有第1旋转轴线A1b，在前端部具有第2旋转轴线A2b，能够绕第1旋转轴线A1b旋转。第2连杆部件4b前端部的第2旋转轴线A2b，较第1连杆部件3b前端部的第1旋转轴线A1b位于更靠左右方向内侧。

衬底保持部件5a、5b能够保持半导体晶片等衬底S地构成，在基端部具有第2旋转轴线A2a、A2b，能够绕第2旋转轴线A2a、A2b旋转。

如图3及图4所示，构成上级的右臂2Ra的各部件从上依序为中空的第1连杆部件3a、中空的第2连杆部件4a、及衬底保持部件(手部)5a。上级的左臂2La也为相同的构成。

此外，构成下级的右臂2Rb的各部件从下依序为中空的第1连杆部件3b、中空的第2连杆部件4b、及衬底保持部件(手部)5b。下级的左臂2Lb也为相同的构成。

如图4所示，在下级的右臂2Rb的第1连杆部件3b的基端部下表面，固定有用以使第1连杆部件3b绕回转轴线A0旋转的臂驱动轴(第1驱动部)6Rb的上端。在第1连杆部件3b的基端部内部，设置有能够从第1连杆部件3b独立而绕回转轴线A0旋转的回转滑轮7Rb。在回转滑轮7Rb的中央下表面，固定有用以使回转滑轮7Rb绕回转轴A0旋转的滑轮驱动轴8B的上端。

在筒状的臂驱动轴6Rb的内部插通有筒状的滑轮驱动轴8B，臂驱动轴6Rb与滑轮驱动轴8B以回转轴线A0为中心同心状地配置。

在第1连杆部件3b的前端部内部，设置有能够从第1连杆部件3b独立而绕第1旋转轴线A1b旋转的第1滑轮9Rb。第1滑轮9Rb的上表面经由连结轴连结于第2连杆部件4b的基端部下表面。第1滑轮9Rb与第2连杆部件4b一体地绕第1旋转轴线A1b旋转。

回转滑轮7Rb与第1滑轮9Rb通过第1皮带10Rb连结，两滑轮7Rb、9Rb经由第1皮带10Rb连动旋转。第1皮带10Rb优选为钢带。通过使用钢带而抑制产生微粒，此外，能够抑制产生逸出气体，故适合于在半导体制造装置的处理室等清洁度较高的环境或真空区域的使用。

另外，在本发明的衬底搬送机器人中能够使用的皮带并非仅限于钢带，还能够使用例如橡胶制的正时皮带。

在第2连杆部件4b的基端部内部，设置有能够从第2连杆部件4b独立而绕第1旋转轴线A1b旋转的第2滑轮11Rb。第2滑轮11Rb的下表面经由连结轴固定于第1连杆部件3b。第2滑轮11Rb的连结轴插通于第1滑轮9Rb的筒状连结轴的内部，第1滑轮9Rb与第2滑轮11Rb以第1旋转轴线A1b为中心同心状地配置。

在第2连杆部件4b的前端部内部，设置有能够从第2连杆部件4b独立而绕第2旋转轴线A2b旋转的第3滑轮12Rb。第3滑轮12Rb的上表面经由连结轴连结于衬底保持部件5b的基端部下表面。第3滑轮12Rb与衬底保持部件5b绕第2旋转轴线A2b一体旋转。

第2滑轮11Rb与第3滑轮12Rb通过第2皮带13Rb连结，两滑轮11Rb、12Rb经由第2皮带13Rb连动旋转。第2皮带13Rb优选为钢带。如上所述，通过使用钢带，能够抑制产生微粒。

所述臂驱动轴6Rb、滑轮驱动轴8B、回转滑轮7Rb、第1滑轮9Rb、第2滑轮11Rb、第3滑轮12Rb、第1皮带10Rb、及第2皮带13Rb构成下级的右臂2Rb的臂驱动器件。

以上，对下级的右臂2Rb及其臂驱动器件的构成进行了说明，如图4所示，上级的右臂2Ra及其臂驱动器件的构成基本上为如下构成，即，对于除臂驱动轴及滑轮驱动轴以外的部分，使下级的右臂2Rb及其臂驱动器件的构成上下反转。

上级的右臂2Ra及其驱动器件作为内部构造，与所述下级的右臂2Rb同样具备回转滑轮7Ra、第1滑轮9Ra、第1皮带10Ra、第2滑轮11Ra、第3滑轮12Ra、及第2皮带13Ra。

此外，下级的左臂2Lb及其臂驱动器件的构成基本上为如下构成，即，使下级的右臂2Rb及其臂驱动器件的构成左右反转。此外，上级的左臂2La及其臂驱动器件的构成为基本上使上级的右臂2Ra的构成左右反转的构成。

如图3所示，下级的左右臂2Lb、2Rb的衬底保持部件5b彼此配置于互为相同的高度，此外，上级的左右臂2La、2Ra的衬底保持部件5a彼此配置于互为相同的高度。

上级的左右臂2La、2Ra的各臂驱动器件以能够独立驱动左右臂2La、2Ra各者的方式构成。同样地，下级的左右臂2Lb、2Rb的各臂驱动器件以能够独立驱动左右臂2Lb、2Rb各者的方式构成。

如图5所示，在衬底搬送机器人1的臂驱动器件中，绕回转轴线A0同心状地配置有4根臂驱动轴6La、6Ra、6Lb、6Rb，及2根滑轮驱动轴8A、8B。

上级的右臂2Ra的臂驱动轴6Ra配置于最内侧，在其外侧配置有上级的左臂2La的臂驱动轴6La。

在上级的左臂2La的臂驱动轴6La的外侧，配置有下级的右臂2Rb的滑轮驱动轴8B。下级的右臂2Rb的回转滑轮7Rb与上级的左臂2La的回转滑轮7La通过滑轮连结部件14A连结，且两滑轮7Rb、7La一体旋转。因此，能够通过单一驱动源使两个滑轮7Rb、7La同时旋转。

在滑轮驱动轴8B的外侧设置有下级的右臂2Rb的臂驱动轴6Rb，在其外侧配置有下级的左臂2Lb的臂驱动轴6Lb。

在下级的左臂2Lb的臂驱动轴6Lb的外侧配置有下级的左臂2Lb的滑轮驱动轴8A。下级的左臂2Lb的回转滑轮7Lb与上级的右臂2Ra的回转滑轮7Ra通过滑轮连结部件14B连结，且两滑轮7Lb、7Ra一体旋转。因此，能够利用单一驱动源使两滑轮7Lb、7Ra同时旋转。

另外，臂驱动轴6La、6Ra、6Lb、6Rb及滑轮驱动轴8A、8B的排列并非仅限于图5所示的排列，可采用各种排列。

在上级的左右臂2La、2Ra的回转滑轮7La、7Ra分别安装有第1皮带10La、10Ra。在下级的左右臂2Lb、2Rb的回转滑轮7Lb、7Rb分别安装有第1皮带10Lb、10Rb。

各臂驱动轴6La、6Ra、6Lb、6Rb及各滑轮驱动轴8A、8B通过各轴承部件15能够旋转地支持。各臂驱动轴6La、6Ra、6Lb、6Rb及各滑轮驱动轴8A、8B在各下端部形成有各动力传递部16。对各动力传递部16传递来自各伺服电动机(未图示)的动力，由此，各臂驱动轴6La、6Ra、6Lb、6Rb及各滑轮驱动轴8A、8B各自独立地被旋转驱动。

如图6所示，本实施方式的衬底搬送机器人1具备用以使上级及下级的左右臂2La、2Ra、2Lb、2Rb全体沿着回转轴线A0升降的升降驱动器件17。升降驱动器件17优选具有伺服电动机作为驱动源。上级及下级的左右臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的各臂驱动器件的驱动源及升降驱动器件的驱动源由机器人控制器(控制器件)18控制。

在本实施方式的衬底搬送机器人1中，在将滑轮驱动轴8A、8B固定而将回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb固定的状态下，当使臂驱动轴6La、6Ra、6Lb、6Rb旋转而使第1连杆部件3a、3b绕回转轴线A0旋转时，动力通过包含滑轮及皮带的动力传递机构传递至第2连杆部件4a、4b及衬底保持部件5a、5b，由此，如图7所示，进行臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的伸缩动作。

如此，通过在将回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb固定的状态下使第1连杆部件3a、3b旋转，而在臂伸缩动作时将衬底保持部件5a、5b的姿势维持为固定。因此，能够切实地防止衬底搬送时的与周围构造物等的干涉，或向衬底收纳部(FOUP(Front Opening Unified Pod，前开式单元匣)、加载互锁室内的衬底载置架等)插入衬底时的与衬底收纳部的内壁面的干涉。

另外，在本实施方式的衬底搬送机器人1中，在使上级及下级的臂2La、2Ra、2Lb、2Rb全体绕回转轴线A0回转时，使臂驱动轴6La、6Ra、6Lb、6Rb及滑轮驱动轴8a、8b以相同的旋转速度同时旋转。

在本实施方式的衬底搬送机器人1中以如下方式构成：当使左右的臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的状态从使臂2La、2Ra、2Lb、2Rb绕回转轴线A0旋转时的回转半径为最大的臂伸长状态向回转半径为最小的臂收缩状态变化时，第2旋转轴线A2a、A2b越过回转轴线A0的位置而从前侧向后侧移动。

因此，能够将衬底搬送部件5a、5b大幅地向后方引入，即便在使用如图1所示的前后方向的尺寸相对较大的衬底搬送部件5a、5b的情况下，也能够确保所期望的最小回转半径。

接下来，在本实施方式的衬底搬送机器人1中，以如下的方式设定回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb、第1滑轮9Ra、9Rb、第2滑轮11Ra、11Rb、及第3滑轮12Ra、12Rb间的滑轮比，即，在将回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb固定的状态下，通过臂驱动轴(第1驱动部)6La、6Ra、6Lb、6Rb使第1连杆部件3a、3b绕回转轴线A0旋转而使臂2La、2Ra、2Lb、2Rb伸缩时的衬底保持部件5a、5b的移动轨迹成为大致直线状。

以下，对本实施方式的滑轮比的最佳化方法进行说明。在本实施方式中，回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb、第1滑轮9Ra、9Rb、第2滑轮11Ra、11Rb、及第3滑轮12Ra、12Rb间的滑轮比以如下的方式设定，即，臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的实际适用行程范围内的衬底保持部件5a、5b的移动轨迹成为大致直线状。

首先，参照图8对臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的实际适用行程进行说明。在图8中，正交坐标的原点O对应于回转轴线A0的位置，且X轴表示与回转轴线A0位置的前后方向距离，Y轴表示与回转轴线A0位置的左右方向的距离。另外，在本实施方式中，衬底保持部件5a、5b的姿势与X轴平行。

如图8所示，在使臂2La、2Ra、2Lb、2Rb绕回转轴线A0旋转时的回转半径为最小的臂收缩状态下，臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的第2旋转轴线A2a、A2b位于前后方向的最后侧(X轴方向的最左侧)。另一方面，在使臂2La、2Ra、2Lb、2Rb绕回转轴线A0旋转时的回转半径为最大的臂伸张状态下，臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的第2旋转轴线A2a、A2b位于前后方向的最前侧(X轴方向的最右侧)。

臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的实际适用行程相当于第2旋转轴线A2a、A2b的从最后侧位置至最前侧位置为止的前后方向的距离ST。在本实施方式中，实际适用行程整体中的较回转轴线A0位置(坐标原点O)属于更前方区域的行程ST1、与较回转轴线A0位置属于更后方区域的行程ST2相同(ST1＝ST2)。

在本实施方式中，以臂伸张状态(或臂收缩状态)的衬底保持部件5a、5b的位置为基准，以在实际适用行程范围内臂伸缩时的衬底保持部件5a、5b的轨道轨迹成为大致直线状的方式将滑轮比最佳化。

图9表示与处于臂伸张状态的臂2La、2Ra、2Lb、2Rb相关的各种设计参数。各个符号的含义如下所述。

O：坐标原点(对应于回转轴线A0的位置)

P：衬底保持部件的基准点

L₁：从第1旋转轴线至第2旋转轴线为止的长度

L₂：从第2旋转轴线至第3旋转轴线为止的长度

L₃：从第3旋转轴线至衬底保持部件的基准点为止的长度

θ₁₀：由长度L₁的线段与Y轴规定的内角的角度

θ₂₀：由长度L₁的线段与长度L₂的线段规定的内角的角度

θ₃₀：由长度L₃的线段与正交于长度L₂的线段规定的内角的角度

l'：从坐标原点至第3旋转轴线为止的长度

Φ：由长度l'的线段与Y轴规定的内角的角度

X₁₀，Y₁₀：第1旋转轴线的X、Y坐标

X₂₀，Y₂₀：第2旋转轴线的X、Y坐标

X₃₀，Y₃₀：衬底保持部件的基准点的X、Y坐标

ST1：实际适用行程全体中的属于前方区域的部分

另外，衬底保持部件5a、5b的基准点P于在图9中从第2旋转轴线的位置(X₂₀，Y₂₀)引平行于X轴的直线的情况下，对应于相对该直线从保持于衬底保持部件5a、5b的衬底(晶片)S的中心引垂线时的交点。

然后，关于所述设计参数，在X₂₀>0时以下算式成立。

X₂₀＝ST₁

Y₂₀＝L₁-L₂

Φ＝tan^-1(-X₂₀/Y₂₀)

l'＝(X₂₀²+Y₂₀²)^1/2

θ₁₀＝Φ+cos^-1((l'²+L₁²-L₂²)/(2×l'×L₁))

θ₂₀＝cos^-1((L₁²+L₂²-l'²)/(2×L₁×L₂))

而且，当将回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb的相对于第1滑轮9Ra、9Rb的滑轮比(滑轮的直径比)设为K₁，将第2滑轮11Ra、11Rb的相对于第3滑轮12Ra、12Rb的滑轮比(滑轮的直径比)设为K₂时，则为：

θ₂₀＝-K₁×θ₁₀→K₁＝-θ₂₀/θ₁₀

此外，由于使衬底保持部件5a、5b的姿势平行于X轴，故为：

θ₁₀+θ₂₀+θ₃₀＝0→θ₃₀＝-θ₁₀-θ₂₀

因此，

θ₃₀＝-K₂×θ₂₀→K₂＝-θ₃₀/θ₂₀

此处，由于如上所述：

θ₃₀＝-θ₁₀-θ₂₀

故：

K₂＝-(-θ₁₀-θ₂₀)/θ₂₀

＝(θ₁₀+θ₂₀)/θ₂₀

根据本实施方式的衬底搬送机器人1，通过如上所述般将滑轮比K₁、K₂最佳化，如图10所示，能够在实际适用行程ST的范围内，使臂伸缩动作时的衬底搬送部件5a、5b的移动轨迹为大致直线状。另外，在图10中，表示本实施方式的实线及表示比较例的虚线各自的右端相当于将第1连杆部件及第2连杆部件在前方区域直线状延伸的情况，左端相当于在将衬底保持部件朝向前方的状态下，将臂的第1连杆部件及第2连杆部件在后方区域直线状延伸的情况。

在将滑轮比(滑轮的直径比)单纯设为1:2(K₁＝2、K₂＝0.5)的比较例的情况下，如图10以虚线所示，臂伸缩动作时的衬底搬送部件的移动轨迹大幅偏离直线而为曲线状。另一方面，在本实施方式中，由于已将滑轮比K₁、K₂如上所述最佳化，故如图10以实线所示，能够使臂伸缩动作时的衬底保持部件5a、5b的移动轨迹在臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的实际适用行程ST范围内为大致直线状。

另外，在本实施方式中，如图8所示，将前方区域的行程ST1与后方区域的行程ST2设定为相同，但作为变化例，还可使前方行程ST1与后方行程ST2不同。如此，在前方行程ST1与后方行程ST2不同的情况下，选择前方行程ST1或后方行程ST2的任一者作为滑轮比最佳化的基准行程。

通常，在衬底搬送时，由于前方行程ST1的移动轨迹的直线性较重要，故在前方行程ST1与后方行程ST2不同的情况下，优选选择前方行程ST1进行滑轮比的最佳化。

作为本实施方式的衬底搬送机器人1的臂伸缩动作的另一运转方法也可为如下，即，利用机器人控制器(控制器件)18，在臂2La、2Ra、2Lb、2Rb的伸缩动作中，使第1连杆部件3a、3b及回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb同时或以不同的时序旋转。例如，在臂伸缩动作的中途使回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb旋转，如图11所示能够使衬底保持部件5a、5b的轨道在左右方向移位。此种运转方法在例如需要避开处于移动路径中途的障碍物时等有效。

接下来，对本实施方式的衬底搬送机器人1中调整衬底保持部件5a、5b的位置而位置对准于目标位置的方法进行说明。

如果在将回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb固定的状态下使第1连杆部件3a、3b旋转而使臂2La、2Ra、2Lb、2Rb伸张，使衬底保持部件5a、5b移动至目标位置附近，则使回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb旋转而使第2连杆部件4a、4b绕第1旋转轴线A1a、A1b旋转，并且使衬底保持部件5a、5b绕第2旋转轴线A2a、A2b旋转。由此，能够在前后方向(X方向)及左右方向(Y方向)上以充分高的自由度调整衬底保持部件5a、5b的位置，即衬底S的位置。

另外，也能够在衬底保持部件5a、5b到达目标位置附近之前，使回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb旋转而进行衬底保持部件5a、5b的位置调整。

图12表示调整上级的左臂2La的衬底保持部件5a的位置的情况，此时，下级的右臂2Rb的衬底保持部件5b也同时摆动。但是，下级的右臂2Rb的衬底保持部件5b如图12所示，由于处在臂收缩状态，故即便摆动也无特别问题。

例如，如果将上级的左右臂2La、2Ra的衬底保持部件5a用于搬送处理前的衬底S，且将下级的左右臂2Lb、2Rb的衬底保持部件5b用于搬送处理后的衬底S，则无须同时实施上级的臂2La、2Ra的衬底保持部件5a的位置调整、与下级的臂2Lb、2Rb的衬底保持部件5b的位置调整。

另外，在当处在收缩状态的臂的衬底保持部件摆动时，存在与周围的构造物干涉，或超出最小回转半径等问题的情况下，使处在收缩状态的臂的第1连杆部件结合于回转滑轮的旋转以相同的旋转速度旋转。由此，处在收缩状态的臂整体仅绕回转轴线A0旋转，可抑制处在收缩状态的臂的衬底保持部件的摆动动作，故能够防止衬底保持部件与周围的构造物干涉，或超出最小回转半径。

而且，在本实施方式的衬底搬送机器人1中，由于通过滑轮连结部件14A、14B连结上下两个回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb，故能够利用单一驱动源驱动两个回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb，故有能够削减所需驱动源的数量的优势。

图13表示调整上级的左右臂2La、2Ra的各衬底保持部件5a的位置的情况。由于能够相互独立地驱动上级的左右臂2La、2Ra的各回转滑轮7La、7Ra，故能够相互独立地调整左右衬底保持部件5a的位置。

如上所述，根据本实施方式的衬底搬送机器人1，由于如上所述般将滑轮比最佳化，故在具备具有共用的回转轴线A0的左右臂2La、2Ra、2Lb、2Rb，且具有配置于相同高度的左右衬底保持部件5a、5b的衬底搬送机器人1中，能够使臂伸缩动作时的衬底搬送部件5a、5b的移动轨迹在实际适用行程范围内为大致直线状。

此外，根据本实施方式的衬底搬送机器人1，由于通过使回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb旋转而调整衬底保持部件5a、5b的位置，即衬底S的位置，故在具备具有共用的回转轴线A0的左右臂2La、2Ra、2Lb、2Rb，且具有配置于相同高度的左右衬底保持部件5a、5b的衬底搬送机器人1中，能够在前后方向(X方向)及左右方向(Y方向)上以充分高的自由度调整衬底保持部件5a、5b的位置。

此外，根据本实施方式的衬底搬送机器人1，由于以滑轮连结部件14A连结下级的右臂2Rb的回转滑轮7Rb与上级的左臂2La的回转滑轮7La，以滑轮连结部件14B连结下级的左臂2Lb的回转滑轮7Lb与上级的右臂2Ra的回转滑轮7Ra，且连结的两个回转滑轮相互一体旋转，故能够将用以驱动回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb的所需驱动源的数量减半。

另外，作为回转滑轮7La、7Ra、7Lb、7Rb的连结方法，也可连结上级的右臂2Ra的回转滑轮7Ra与下级的右臂2Rb的回转滑轮7Rb，并且连结上级的左臂2La的回转滑轮7La与下级的左臂2Lb的回转滑轮7Lb。

总而言之，只要将上级的左右臂2La、2Ra中的任一臂的回转滑轮7La、7Ra与下级的左右臂2Lb、2Rb中的任一臂的回转滑轮7Lb、7Rb以滑轮连结部件连结，且相互一体旋转即可。

[符号的说明]

1 衬底搬送机器人

2La、2Ra 上级的左臂

2Lb、2Rb 下级的左臂

3a 上级的左右臂的第1连杆部件

3b 下级的左右臂的第1连杆部件

4a 上级的左右臂的第2连杆部件

4b 下级的左右臂的第2连杆部件

5a 上级的左右臂的衬底保持部件(手部)

5b 下级的左右臂的衬底保持部件(手部)

6La、6Ra 上级的左臂的臂驱动轴(第1驱动部)

6Lb、6Rb 下级的左臂的臂驱动轴(第1驱动部)

7La、7Ra 上级的左臂的回转滑轮

7Lb、7Rb 下级的左臂的回转滑轮

8A、8B 滑轮驱动轴

9Ra 上级的右臂的第1滑轮

9Ra 下级的右臂的第1滑轮

10La、10Ra 上级的左臂的第1皮带

10Lb、10Rb 下级的左臂的第1皮带

11Ra 上级的右臂的第2滑轮

11Rb 下级的右臂的第2滑轮

12Ra 上级的右臂的第3滑轮

12Rb 下级的右臂的第3滑轮

13Ra 上级的右臂的第2皮带

13Rb 下级的右臂的第2皮带

14A、14B 滑轮连结部件

15 轴承部件

16 动力传递部

17 升降驱动器件

18 机器人控制器(控制器件)

A0 回转轴线

A1a 上级的左右臂的第1旋转轴线

A1b 下级的左右臂的第1旋转轴线

A2a 上级的左右臂的第2旋转轴线

A2b 下级的左右臂的第2旋转轴线

S 衬底(晶片)