JP2000150614A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被搬送物品がパーティクルの影響を受けること
ない搬送装置を提供することにある。 【解決手段】第１と第２の平行リンク機構２８，２９と
からなり、同機構は、回転駆動軸２６ａに一端部が固定
され、他端部に駆動側連結軸３１が設けられた駆動内ア
ーム３０と、これと平行に配置され、一端部が回転自在
に支持され、他端部に従動側連結軸３４が設けられた従
動内アーム３２と、駆動側連結軸３１と従動側連結軸３
４に伝動部材からなるリバース機構４１とを設ける。さ
らに、駆動側連結軸３１に一端部が固定され、他端部に
物品を保持する保持部材４３を有した駆動外アーム４２
と、これと平行に配置され、一端部が従動側連結軸３４
に固定され、他端部が保持部材４３に連結された従動外
アーム４５とからなる。

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、主に半導体ウェ
ーハやＬＣＤ基板等の被処理体を搬送する搬送装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスを製造するための各工程
において、物品としての半導体ウェーハをクリーンルー
ム側から所定の処理を行うプロセス室側へ引き渡すため
に、あるいは処理済みの半導体ウェーハをプロセス室側
からクリーンルーム側へ引き渡すために、搬送装置が使
用されている。

【０００３】搬送装置としての搬送アームには、従来、
スカラ型ツインピックタイプ、スカラ型デュアルアーム
タイプ、フロッグレッグタイプが知られている。

【０００４】前記スカラ型ツインピックタイプは、図８
に示すように、旋回軸１に第１のアーム２が固定され、
この第１のアーム２に屈曲可能に支持された第２のアー
ム３が設けられ、第２のアーム３の先端部に関節部４を
介して一対のピック５ａ，５ｂを有する保持部材６が設
けられている。そして、図示しないが旋回軸１と同軸的
に設けられた駆動軸にプーリが固着され、このプーリに
掛け渡されたタイミングベルトによって第１および第２
のアーム２，３及び保持部材６を回動するようになって
いる。

【０００５】また、前記スカラ型デュアルアームタイプ
は、図９に示すように、旋回軸７によって旋回する旋回
板８に第１の回転駆動軸９ａと第２の回転駆動軸９ｂと
が設けられ、この第１と第２回転駆動軸９ａ，９ｂにそ
れぞれ第１のアーム１０を介して第２のアーム１１が設
けられている。そして、第２のアーム１１に関節部１２
を介してピック１３が設けられている。

【０００６】さらに、前記フロッグレッグタイプは、図
１０に示すように、２対のリンク１４ａ，１４ｂが連結
軸１５を介して直列に連結され、その先端部にリバース
機構１６を介してピック１７が設けられている。そし
て、リンク１４ａ，１４ｂを蛙の足のように屈曲、伸長
させるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記スカラ
型ツインピックタイプは、次のような問題がある。

【０００８】（１）タイミングベルトとプーリによって
アーム２，３を駆動しているため、プーリ及びタイミン
グベルト部でのバックラッシュにより搬送精度を高める
ことが困難である。

【０００９】（２）片側のピックによって半導体ウェー
ハを搬送する時、同期して反対側のピックも動いてしま
うため、搬送速度が上げられない。

【００１０】（３）搬送装置を真空チャンバ内で使用し
た時、タイミングベルトやプーリのベアリング部から脱
ガスが多い。

【００１１】（４）アーム旋回領域を小さくした場合、
関節部とピックに保持されたウェーセンタ間の距離が短
くなってしまい、熱プロセス（通常１０００℃程度）へ
のアクセス時には関節部が輻射熱等の影響を受けやす
い。

【００１２】また、スカラ型デュアルアームタイプは、
前述したスカラ型ツインピックタイプの（１），
（３），（４）と同じ問題がある。さらに、フロッグレ
ッグタイプは、前述したスカラ型ツインピックタイプの
（４）と同じ問題があるとともに、リバース機構が半導
体ウェーハの近くにあるため、リバース機構から発生す
るパーティクルが半導体ウェーハに付着する虞がある。

【００１３】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、従来のフロッグレッ
グタイプの効果を保ちつつ、リバース機構からパーティ
クルが発生しても半導体ウェーハ等の被搬送物品に付着
するのを防止でき、かつフロックレッグの弱点である剛
性低下を改善した搬送装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項１は、物品を搬送する搬送装置
において、旋回駆動軸と、この旋回駆動軸と一体的に旋
回運動する同一構造の第１と第２の平行リンク機構とか
らなる。そして、前記第１と第２の平行リンク機構は、
回転駆動軸に一端部が固定され、他端部に駆動側連結軸
が設けられた駆動内アームと、この駆動内アームに対し
て平行に配置され、一端部が回転自在に支持され、他端
部に従動側連結軸が設けられた従動内アームと、前記駆
動側連結軸に固定された駆動プーリと、前記従動側連結
軸に設けられた従動プーリと、前記駆動プーリと従動プ
ーリとの間に掛け渡された伝動部材からなるリバース機
構と、前記駆動側連結軸に一端部が固定され、他端部に
物品を保持する保持部材を有した駆動外アームと、この
駆動外アームと平行に配置され、一端部が前記従動側連
結軸に固定され、他端部が前記保持部材に連結された従
動外アームとを具備したことを特徴とする。

【００１５】請求項２は、請求項１の前記第１と第２の
平行リンク機構は、同方向または相反する方向に進退す
る保持部材を有し、独立して駆動することを特徴とす
る。

【００１６】前記構成によれば、回転駆動軸が右方向に
回転したとすると、駆動内アームが同方向に回動し、従
動内アームは平行状態を維持した追従して同方向に回動
する。駆動内アームの右方向の回転によって、駆動内ア
ームの他端部に設けられた駆動側連結軸及び駆動プーリ
が右方向に回転する。駆動プーリの回転力はベルトを介
して従動プーリに伝えられることにより、従動プーリ及
び従動側連結軸が左回転する。これによって駆動側連結
軸に固着されている駆動外アームが左方向に回動し、従
動外アームが平行状態を維持したまま左方向に回動す
る。この結果、駆動外アーム及び従動外アームに保持さ
れた保持部材は、第１の平行リンク機構の伸長とともに
直進する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１８】図１〜図３は第１の実施形態を示す。図１
はマルチチャンバ処理システム等に配設され、物品とし
ての半導体ウェーハを搬送する同方向型平行リンク式ツ
インアームを示し、（ａ）はリンクを収縮した状態の平
面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）はリンクを伸長した状
態の平面図、図２は駆動機構の概略的構成図、図３はリ
バース機構の平面図である。

【００１９】まず、図２に示す、駆動機構２１について
説明すると、基台２２の内部にはＡＣサーボモータ等の
旋回用モータ２３が旋回駆動軸２４を上向きにして固定
されており、この旋回駆動軸２４には円板状の旋回板２
５が固定されている。旋回板２５上の旋回駆動軸２４と
偏心した位置にはＡＣサーボモータ等の第１の回転駆動
モータ２６と第２の回転駆動モータ２７とが上下２段に
搭載され、第１の回転駆動軸２６ａと第２の回転駆動軸
２７ａとは同軸的に設けられている。

【００２０】そして、図１に示すように、第１の回転駆
動軸２６ａには第１の平行リンク機構２８が設けられ、
第２の回転駆動軸２７ａには第２の平行リンク機構２９
が設けられ、これらは旋回板２５と一体に旋回するよう
になっている。

【００２１】前記第１と第２の平行リンク機構２８，２
９は同一構造であるため、第１の平行リンク機構２８に
ついて説明し、第２の平行リンク機構２９の同一構成部
分には同一番号の後に「ａ」を付す。第１の回転駆動軸
２６ａには両端部に屈曲部を有し、全体がコ字状に形成
された駆動内アーム３０の一端部が固定され、他端部に
は駆動側連結軸３１が設けられている。また、駆動内ア
ーム３０の隣側にはこれと同一形状の従動内アーム３２
が相対向するように駆動内アーム３０に対して平行に配
置されている。この従動内アーム３２の一端部は旋回板
２５に対して回転軸３３を介して回転自在に支持され、
他端部には従動側連結軸３４が設けられている。

【００２２】駆動側連結軸３１と従動側連結軸３４は軸
受３５，３６を介して保持板３７に回転自在に支持さ
れ、駆動内アーム３０と従動内アーム３２とを平行に保
っている。図３に示すように、駆動側連結軸３１には駆
動プーリ３８が固着され、従動側連結軸３４には従動プ
ーリ３９が固着され、駆動プーリ３８と従動プーリ３９
は同一外径で、両者間にはベルト４０が襷掛けに掛け渡
され、リバース機構４１が構成されている。

【００２３】ベルト４０は例えばステンレス製で、駆動
プーリ３８と従動プーリ３９の外周面に巻き付け、その
端部をねじ４０ｘによって駆動プーリ３８及び従動プー
リ３９に固定されている。そして、駆動側連結軸３１の
回転力を逆転させて従動側連結軸３４に伝動させてお
り、駆動プーリ３８が例えば右方向に角度θだけ回転す
ると、従動プーリ３９が左方向に同一角度θだけ回転す
るようになっている。

【００２４】さらに、駆動側連結軸３１には両端部に屈
曲部を有し、全体がコ字状に形成された駆動外アーム４
２の一端部が固定されている。駆動外アーム４２の他端
部は半導体ウェーハＷを保持する薄板状の保持部材４３
に軸受４４を介して回転自在に連結されている。また、
駆動外アーム４２の隣側にはこれと同一形状の従動外ア
ーム４５が相対向するように駆動外アーム４２に対して
平行に配置されている。この従動外アーム４５の一端部
は従動側連結軸３４に固定され、他端部は軸受４６を介
して保持部材４３に回転自在に連結されている。

【００２５】したがって、半導体ウェーハＷを保持する
保持部材４３は駆動外アーム４２及び従動外アーム４５
の先端部にあり、リバース機構４１から最も離れた位置
にあり、たとえリバース機構４１からパーティクルが発
生したとしても、半導体ウェーハＷに付着しないように
なっている。

【００２６】次に、第１の実施形態の作用について説明
すると、図１（ａ）は第１及び第２の平行リンク機構２
８、２９が収縮した状態にあり、半導体ウェーハＷを保
持する保持部材４３，４３ａは同一の方向に向いてい
る。この状態で、旋回用モータ２３が駆動すると、旋回
駆動軸２４が回転し、旋回板２５が一体に回転するた
め、第１及び第２の平行リンク機構２８，２９は一体的
に旋回するため、保持部材４３，４３ａの向きを３６０
゜任意の位置に向けることができる。

【００２７】次に、第１の回転駆動モータ２６が駆動す
ると、第１の回転駆動軸２６ａが回転する。第１の回転
駆動軸２６ａが右方向に回転したとすると、駆動内アー
ム３０が同方向に回動する。このとき、保持板３７に連
結されている従動内アーム３２は平行状態を維持した追
従して同方向に回動する。

【００２８】駆動内アーム３０の右方向の回転によっ
て、駆動内アーム３０の他端部に設けられた駆動側連結
軸３１及び駆動プーリ３８が右方向に回転する。駆動プ
ーリ３８の回転力はベルト４０を介して従動プーリ３９
に伝えられることにより、従動プーリ３９及び従動側連
結軸３４が左回転する。

【００２９】これによって駆動側連結軸３１に固着され
ている駆動外アーム４２が左方向に回動し、従動外アー
ム４５が平行状態を維持したまま左方向に回動する。こ
の結果、駆動外アーム４２及び従動外アーム４５に保持
された保持部材４３は図１（ｃ）に示すように、第１の
平行リンク機構２８の伸長とともに矢印Ａ方向に直進
し、半導体ウェーハＷを搬送することができる。このと
き、第２のリンク機構２９の駆動源としての第２の回転
駆動モータ２７は停止しているので収縮状態を維持して
おり、第１のリンク機構２８の伸長動作に左右されるこ
とはない。

【００３０】また、第１の回転駆動モータ２６を駆動し
て第１の回転駆動軸２６ａを左方向に回転させると、駆
動内アーム３０、従動内アーム３２及び駆動外アーム４
２、従動外アーム４５が前述と全く逆方向に回動して保
持部材４３が矢印Ａ方向と逆方向に後退して図１（ａ）
に示すように第１のリンク機構２８が収縮する。

【００３１】なお、第１のリンク機構２８について説明
したが、第２のリンク機構２９も全く同様の動作であ
り、説明を省略する。

【００３２】前記第１の実施形態によれば、第１及び第
２のリンク機構２８，２９を用いて保持部材４３を移動
することにより、バックラッシュを低減でき、高搬送精
度が可能となる。また、スループットの向上と熱プロセ
スへのアクセス時にリバース機構４１が熱的影響を受け
ることがない。さらに、リバース機構４１が保持部材４
３と離れた位置にあり、リバース機構４１の駆動時にこ
の部分からパーティクルが発生したも保持部材４３に保
持された半導体ウェーハＷに付着することはなく、半導
体ウェーハＷの歩留まり向上を図ることができる。

【００３３】図４〜図６は第２の実施形態の双方向型平
行リンク式ツインアームを示し、図４はリンクを収縮し
た状態の平面図及び側面図、図５はリンクを伸長した状
態の平面図及び側面図、図６は駆動機構の概略的構成図
であり、リバース機構４１は第１の実施形態と同一構造
であるため説明を省略する。

【００３４】まず、図６に示す、駆動機構５１について
説明すると、基台５２の内部にはＡＣサーボモータ等の
旋回用モータ５３が旋回駆動軸５４を上向きにして固定
されており、この旋回駆動軸５４には円板状の旋回板５
５が固定されている。旋回板５５上の旋回駆動軸５４と
同軸的にＡＣサーボモータ等の第１の回転駆動モータ５
６と第２の回転駆動モータ５７とが上下２段に搭載され
ている。

【００３５】第１の回転駆動軸５６ａには第１の平行リ
ンク機構５８が設けられ、第２の回転駆動軸５７ａには
第２の平行リンク機構５９が設けられ、これらは旋回板
５５と一体に旋回するようになっている。

【００３６】前記第１と第２の平行リンク機構５８，５
９は同一構造であるため、第１の平行リンク機構５８に
ついて説明し、第２の平行リンク機構５９の同一構成部
分には同一番号の後に「ａ」を付す。第１の回転駆動軸
５６には両端部に屈曲部を有し、全体がコ字状に形成さ
れた駆動内アーム６０の一端部が固定され、他端部には
駆動側連結軸６１が設けられている。また、駆動内アー
ム６０の隣側にはこれと同一形状の従動内アーム６２が
相対向するように駆動内アーム６０に対して平行に配置
されている。この従動内アーム６２の一端部は旋回板５
５に対して回転軸６３を介して回転自在に支持され、他
端部には従動側連結軸６４が設けられている。

【００３７】駆動側連結軸６１と従動側連結軸６４は軸
受６５，６６を介して１枚の保持板６７に回転自在に支
持され、駆動内アーム６０と従動内アーム６２とを平行
に保っている。さらに、駆動側連結軸６１には両端部に
屈曲部を有し、全体がコ字状に形成された駆動外アーム
７２の一端部が固定されている。駆動外アーム７２の他
端部は半導体ウェーハＷを保持する保持部材７３に軸受
７４を介して回転自在に連結されている。また、駆動外
アーム７２の隣側にはこれと同一形状の従動外アーム７
５が相対向するように駆動外アーム７２に対して平行に
配置されている。この従動外アーム７５の一端部は従動
側連結軸６４に固定され、他端部は軸受７６を介して保
持部材７３に回転自在に連結されている。

【００３８】したがって、半導体ウェーハＷを保持する
保持部材７３は駆動外アーム７２及び従動外アーム７５
の先端部にあり、リバース機構４１から最も離れた位置
にあり、たとえリバース機構４１からパーティクルが発
生したも、半導体ウェーハＷに付着しないようになって
いる。

【００３９】次に、第２の実施形態の作用について説明
すると、図４は第１及び第２の平行リンク機構５８、５
９が収縮した状態にあり、半導体ウェーハＷを保持する
保持部材７３，７３ａは相反する方向に向いている。こ
の状態で、旋回用モータ５３が駆動すると、旋回駆動軸
５４が回転し、旋回板５５が一体に回転するため、第１
及び第２の平行リンク機構５８，５９は一体的に旋回す
るため、保持部材７３，７３ａの向きを３６０゜任意の
位置に向けることができる。

【００４０】次に、第１の回転駆動軸５６が右方向に回
転したとすると、駆動内アーム６０が同方向に回動す
る。このとき、保持板６７に連結されている従動内アー
ム６２は平行状態を維持した追従して同方向に回動す
る。

【００４１】駆動内アーム６０の右方向の回転によっ
て、駆動内アーム６０の他端部に設けられた駆動側連結
軸３１及び駆動プーリ６８が右方向に回転する。駆動プ
ーリ６８の回転力はリバース機構４１を介して従動側連
結軸６４が左回転する。

【００４２】これによって駆動側連結軸６１に固着され
ている駆動外アーム７２が左方向に回動し、従動外アー
ム７５が平行状態を維持したまま左方向に回動する。こ
の結果、駆動外アーム７２及び従動外アーム７５に保持
された保持部材７３は図５に示すように、第１の平行リ
ンク機構５８の伸長とともに矢印Ａ方向に直進し、半導
体ウェーハＷを搬送することができる。このとき、第２
のリンク機構５９の駆動源としての第２の回転駆動モー
タ２７は停止しているので収縮状態を維持しており、第
１のリンク機構５８の伸長動作に左右されることはな
い。

【００４３】また、第１の回転駆動軸５６を左方向に回
転させると、駆動内アーム６０、従動内アーム６２及び
駆動外アーム７２、従動外アーム７５が前述と全く逆方
向に回動して保持部材７３が矢印Ａ方向と逆方向に後退
して図４に示すように第１のリンク機構５８が収縮す
る。したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施
形態と同様に効果が得られる。

【００４４】なお、前記実施形態においては、駆動機構
５１の第１の回転駆動軸５６に駆動内アーム６０及び駆
動外アーム７２を連結して駆動側とし、従動内アーム６
２及び従動外アーム７５を従動側にしたが、従動内アー
ム６２及び従動外アーム７５を駆動側としてもよい。こ
の場合には、図７に示す駆動機構２０を用いる。この駆
動機構２０は、旋回板８を旋回する旋回駆動モータ１８
と、２対のアームを駆動する伸縮駆動モータ１９ａ，１
９ｂの３台のモータが内蔵されている。

【００４５】なお、第１のリンク機構５８について説明
したが、第２のリンク機構５９も全く同様の動作であ
り、説明を省略する。

【００４６】また、前記実施形態においては、マルチチ
ャンバ処理システム等に配設され、物品としての半導体
ウェーハを搬送する搬送装置について説明したが、この
発明は、狭い空間、特に清浄度を必要とする空間で物品
を搬送する搬送装置に適用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、リンクを用いて物品を保持する保持部材を移動する
ことにより、バックラッシュを低減でき、高搬送精度が
可能となる。また、スループットの向上と熱プロセスへ
のアクセス時にリバース機構が熱的影響を受けることが
ない。

【００４８】さらに、リバース機構が保持部材と離れた
位置にあり、リバース機構の駆動時にこの部分からパー
ティクルが発生したも保持部材に保持された物品に付着
することはなく、パーティクルの影響を受けることな
く、物品を搬送できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示す同方向型平行
リンク式ツインアームを示し、（ａ）はリンクを収縮し
た状態の平面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）はリンクを
伸長した状態の平面図。

【図２】同実施形態の駆動機構の概略的構成図。

【図３】同実施形態のリバース機構の平面図。

【図４】この発明の第２の実施形態を示す双方向型平行
リンク式ツインアームのリンクを収縮した状態の平面図
及び側面図。

【図５】同実施形態のリンクを伸長した状態の平面図及
び側面図。

【図６】同実施形態の駆動機構の概略的構成図。

【図７】駆動機構の変形例を示す縦断側面図。

【図８】従来のスカラ型ツインピックタイプの搬送アー
ムを示すアーム収縮時とアーム伸長時の平面図。

【図９】従来のスカラ型ディアルアームタイプの搬送ア
ームを示すアーム収縮時とアーム伸長時の平面図。

【図１０】従来のフロッグレッグタイプの搬送アームを
示すアーム収縮時とアーム伸長時の平面図。

【符号の説明】

２４…旋回駆動軸 ２６ａ，２７ａ…回転駆動軸 ２８，２９…平行リンク機構 ３０…駆動内アーム ３１…駆動側連結軸 ３２…従動内アーム ３４…従動側連結軸 ４１…リバース機構 ４２…駆動外アーム ４３…保持部材 ４５…従動外アーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品を搬送する搬送装置において、旋回
   駆動軸と、この旋回駆動軸と一体的に旋回運動する同一
   構造の第１と第２の平行リンク機構とからなり、 前記第１と第２の平行リンク機構は、回転駆動軸と、こ
   の回転駆動軸に一端部が固定され、他端部に駆動側連結
   軸が設けられた駆動内アームと、この駆動内アームに対
   して平行に配置され、一端部が回転自在に支持され、他
   端部に従動側連結軸が設けられた従動内アームと、前記
   駆動側連結軸に固定された駆動プーリと、前記従動側連
   結軸に設けられた従動プーリと、前記駆動プーリと従動
   プーリとの間に掛け渡された伝動部材からなるリバース
   機構と、前記駆動側連結軸に一端部が固定され、他端部
   に物品を保持する保持部材を有した駆動外アームと、こ
   の駆動外アームと平行に配置され、一端部が前記従動側
   連結軸に固定され、他端部が前記保持部材に連結された
   従動外アームとを具備したことを特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】 前記第１と第２の平行リンク機構は、同
   方向または相反する方向に進退する保持部材を有し、独
   立して駆動することを特徴とする請求項１記載の搬送装
   置。