随着科技的进步,电子产品正在日新月异的发展,使得集成电路(IC)产业处在不断的变革之中。因此,对IC产品中主要工作单元——硅片的加工与搬运要求也越来越高。80年代末,机器人技术引入到IC自动化装备技术中,其主要承担着硅片的精确定位与快速、平稳地搬运任务,机器人的工作性能直接影响着硅片的生产效率和制造质量。因此,对机器人的研制和关键技术的探讨具有深远的意义。EFEM模块是半导体工业的整个生产流程中的中转枢纽,是一种高洁净等级的微环境设备,用来建造超洁净等级的硅片存储环境并传送硅片到指定加工工位。本文主要围绕EFEM模块中所应用的机器人进行的研究。首先,本文首先研究了硅片搬运机器人的国内外研究现状,概述了现有硅片搬运机器人的类型。在此基础上,详细研究了硅片搬运机器人的构型设计及选型。根据在EFEM模块中机器人的作业要求及制造成本,对平面关节型机器人和径向直线伸缩型机器人的性能进行了对比,最后选取成本较低、可行性较高的间接驱动平面关节型机器人作为EFEM模型中的硅片搬运机器人。其次,本文详细介绍了机器人轨迹规划的运动学基础,分析了冗余自由度型机器人的性能特点,给出了判定机器人的性能指标,提出了机器人轨迹规划的一般性问题以及轨迹的生成方法。另外,本文以在2工位EFEM模块中的平面三自由度机器人为研究对象,对其第一运动轨迹进行了研究并做出了轨迹仿真。基于扩展雅可比法,提出了一种以灵活性能为指标的轨迹规划方法。通过对比知,在笛卡尔空间中描述的以腕点(第2个关节末端)轨迹为基础轨迹的规划方法得到的机器人运动灵活性要相对好。最后,本文还对硅片搬运机器人关键部件进行了结构优化及有限元分析,对旋转组件和机身立柱组件提出了优化改进方案,通过SolidWorks Simulation软件进行有限元分析,得出机身立柱及旋转组件的改进方案均可行。