JP4361973B2 - 基板搬送装置駆動システム - Google Patents

Description

発明の背景
1.技術分野
本発明は、基板処理装置に関し、より詳しくは、基板搬送装置駆動システムに関する。
2.従来技術
米国特許第５，２０９，６９９号は、真空中でウェーハを取り扱う磁気駆動装置を開示している。ＰＣＴ国際公開第ＷＯ９４／２３９１１号は、同軸駆動シャフトと、ネジによって装着フランジに連結された２基の回転駆動装置とを有する関節構造のアーム搬送装置を開示している。
発明の概要
本発明の一つの実施例は、ハウジングと、該ハウジングに連結された駆動アセンブリと、該駆動アセンブリに操作可能な状態で連結した可動アームアセンブリと、を有する基板搬送装置を提供する。該駆動アセンブリは、フレームと、回転駆動アセンブリと、を含む。該フレームは、固定的に該ハウジングに連結される。該フレームは、開口サイドを有するケージを形成する。該回転駆動アセンブリは、該ケージ内部の該フレームに装着される。該回転駆動アセンブリはモジュールユニットとして、該開口サイドを通して該ケージに配設される。該開口サイドは、該開口サイドにおいて、該駆動アセンブリのコンポーネントへのアクセスを可能にする。
本発明の他の実施例は、フレームと、回転駆動装置と、垂直駆動装置と、を含む、基板処理装置のための基板搬送装置駆動システムを提供する。該回転駆動装置は、該フレームに移動自在に装着される。該垂直駆動装置は、該フレームと該回転駆動装置との間に連結され、該回転駆動装置を該フレームに相対的に移動させる。該垂直駆動装置の一部は、該回転駆動装置内部に移動自在に配設されて、該駆動システムの長さを短縮する。
本発明の他の実施例は、基板処理装置のための基板搬送装置駆動システムを提供する。該駆動システムは、フレームと、該フレームに移動自在に装着されるキャリッジと、回転駆動装置と、直線駆動装置と、を含む。該フレームは、該基板処理装置のハウジングに、固定的に装着される。該回転駆動装置は、該キャリッジに固定的に装着されるハウジングを有し、そこにおいて、該フレーム上に移動自在に装着される。該直線駆動装置は、該フレームと該回転駆動装置との間に連結され、該回転駆動装置を該フレームに対して相対的に直線的に移動する。
本発明の他の実施例は、２本の同軸シャフトを持つ駆動アセンブリと、互いに連結され独立に該２本の同軸シャフトを回転させる２基の回転駆動ユニットと、を有する基板搬送装置駆動システムを提供する。その特徴は、互いに実質的に同一で且つ、互いに逆方向に装着された該２基の回転駆動ユニットを含む。
本発明の他の実施例は、基板搬送装置駆動システムの組み立て方法を提供し、該方法は、基板処理装置のハウジングに固定的に連結される頂部を有するフレームを提供する行程と、垂直駆動ユニットを該フレームの底部に装着する行程と、回転駆動装置を該フレームにそった上下運動のために、該フレームに装着する行程と、該ライダーを該回転駆動装置に取り付ける行程と、を含み、該垂直駆動ユニットは該フレームに回転可能なネジシャフトによって固定的に連結される主要部を有し、該シャフトは該主要部及び該ネジシャフト上のライダーから伸びることを特徴としている。該ネジシャフトの回転は、該ライダーを該ネジシャフトに沿って上下移動させて、又、該回転駆動装置を該フレームに沿って上下移動させる。該垂直駆動装置は、該フレームおよび該垂直駆動装置の該主要部分の重量を該基板処理装置の該ハウジングに相対的に移動させるほどのサイズに設定する必要はない。
【図面の簡単な説明】
前述の本発明の態様および他の特徴は、添付の図面に関連して以下の詳細説明において説明される。
図１は、本発明の特徴を組み込んだ基板搬送装置を有する基板処理装置の略上面図である。
図１Ａは、図１に示される該装置において、使用される該基板搬送装置駆動アセンブリの斜視図である。
図２は、図１Ａに示される該アセンブリの該フレームおよび該垂直駆動装置の斜視図である。
図３は、図２に示される該垂直駆動装置の断面図である。
図４は、図１Ａに示される該回転駆動アセンブリの上部、後部、側面部からの斜視図である。
図５は、図４に示される該回転駆動アセンブリの模式的断面図である、
図６は、該垂直駆動装置と該回転駆動装置との接続部の模式的部分断面図である。
好適な実施例の詳細な説明
図１を参照すると、基板処理装置１０の模式的平面図が示されている。該装置１０は、基板搬送部１２と、基板処理モジュール１４と、負荷ロック部１６と、を含む。類似した基板処理装置は、米国特許第４，７１５，９２１号に開示されており、全体的な参照として本願明細書に引用されている。ＰＣＴ国際公開第ＷＯ９４／２３９１１号は、関節構造を持つアーム搬送装置を開示しており、全体として又、本願明細書に引用されている。該装置１０は、当業者には周知であるように、半導体ウェーハまたはフラットパネルディスプレイのような基板処理に使用されている。
該搬送部１２は、ハウジング１８と、可動アームアセンブリ２０と、駆動アセンブリ２２と、を含む。該処理モジュール１４および負荷ロック部１６は、該ハウジング１８の側面に取り付けられる。該ハウジング１８は、真空チャンバを形成し、その中で該アームアセンブリ２０は該負荷ロック部１６と該処理モジュール１４の間において、および／または中において、基板を搬送し得る。該アームアセンブリ２０は、基板支持エンドエフェクタ２４を有する点で第ＷＯ９４／２３９１１号記載のものに類似している。別の実施例では、ハウジングおよび／または可動アームアセンブリが使用可能である。
図１Ａを同様に参照すると、該駆動アセンブリ２２が示されている。該駆動アセンブリ２２は、フレーム２６と、回転駆動アセンブリ２８と、垂直駆動装置３０と、制御回路部３２と、を含む。該駆動アセンブリ２２は、該ハウジング１８の下側に装着される。図２を同様に参照すると、該フレーム２６および垂直駆動装置３０が示されている。該フレーム２６は、トップフランジ３４と、底部フランジ３６と、３つの側壁部分３８、３９、４０と、を含む。該フレーム２６は、前方開口サイド４２を有するケージを形成する。該トップフランジ３４は、該ハウジング１８の底部に取り付けられている装着フランジ３５に固定的に取り付けられている。該装着フランジ３５は、該フレーム２６の該トップフランジ３４に着脱自在に装着される。これによって、製造業者は、異なったタイプの基板搬送ハウジングを有する該駆動アセンブリ２２を使用するに際して、該駆動装置を分解せずに、異なったタイプの装着フランジを選択することが可能になる。該後部側壁３９は、２本の垂直方向の軌道または、レール４４を有する。キャリッジ５２が該レール４４に移動自在に装着される。該キャリッジ５２は、ほぼ正方形のリング形状で中央開口部５４を有するフレーム５３を有する。該キャリッジフレーム５３の頂部及び底部にはレールベアリング５６が装着されて、該キャリッジ５２を該レール４４に装着させ、該キャリッジを移動自在に支持し、該レール４４に沿って上下に垂直運動をさせる。該底部フランジ３６は、中心部に穴部４６を有する。該垂直駆動装置３０は該底部フランジ３６に装着され、該垂直駆動装置３０の一部は、穴部４６を通って該ケージの内部領域に突出する。図１Ａに最も良く見られるように、該トップフランジ３４はまた、穴部４８を有する。該回転駆動アセンブリ２８の駆動シャフトアセンブリの一部は、該穴部４８及び該ハウジング１８の底部の穴部を通って、該ハウジングにより形成される真空チャンバ中に突出する。ベローズ５０が、該真空チャンバの真空を維持するために提供されているが、該回転駆動アセンブリ２８を該ハウジング１８に対して相対的に移動可能にさせている。
図３を同様に参照すると、該垂直駆動装置３０が示されている。該垂直駆動装置３０は、主要部分５８と、回転可能シャフト６０と、ライダー６２と、を有する。該主要部分５８は、ハウジング６４と、電気モーター６６と、エンコーダ６８と、を有する。該ハウジング６４は、固定的に該フレーム２６の該底部フランジ３６に取り付けられる。該モーター６６は該ハウジング６４内に配設され、該シャフト６０を該ハウジング６４に相対的に軸方向に回転させる。該エンコーダ６８は、該ハウジング６４に連結される第１固定部分７０と、該シャフト６０の底端部に連結される第２可動部分７２と、を含む。該エンコーダ６８は、好ましくは光学的エンコーダで、該シャフト６０の該ハウジング６４に対する相対的な回転と、該シャフト６０の該ハウジング６４に対する相対的な回転位置とを表す信号を発生する。しかし、どんな適切なタイプのエンコーダまたは位置センサでも使用可能である。該シャフト６０の上部は、該ねじ山を有する。該ライダー６２は、該ねじ山に装着される。該ライダー６２は、以下に後述するように、該回転駆動アセンブリ２８に取り付けられる。該駆動シャフト６０が軸方向に回転させられると、該ライダー６２は該シャフト６０に沿って長手方向に移動させられる。該ハウジング６４は該フレーム２６に装着され、該ライダー６２は該回転駆動アセンブリ２８に装着されるので、該回転駆動アセンブリ２８は該フレーム２６に相対的に長手方向に移動可能である。別の実施例において、該回転駆動ユニットが固定的に該ケージに連結されるような垂直駆動装置が提供される必要はない。
図４および５は、該回転駆動アセンブリ２８を示す。該回転駆動アセンブリ２８は、２基の回転駆動ユニット７４、７６を含む。該２基のユニット７４、７６は、実質的に互いに同一で、逆方向に互いに装着される。各ユニット７４、７６は、フレームあるいはハウジング７８と、電磁気コイル８０と、位置信号機８２と、を有する。該フレーム７８は、好適にサイズと形状を設計されて、該前方開口サイド４２を通して該ケージ２６の中に配設される。該フレーム７８の後部サイド８４は中央突出部８６を有し、後退した周囲の周辺部分８８に対して階段形状をなしている。該２基の突出部８６は、サイズと形状が、該キャリッジ５２の該中央開口部５４に受容されるように設定される（図２参照）。該フレーム７８は、固定的に互いに連結されモジュールユニットを形成し、片持ち梁式に該キャリッジ５２に固着される。したがって、該回転駆動アセンブリ２８は該キャリッジ５２および該レール４４によって、該ケージ２６に相対的に垂直に移動可能である。他の実施例では、該レール４４は該ケージの向き合った側に位置しても良く、そして、どんな適切な可動な装着も１基以上のキャリッジを含めて、使用され得る。最もよく図５に見られるように、コイル８０の後部端８０ａは該フレーム７８の周囲の該周辺部分８８をこえて延びる。該フレーム７８が該キャリッジ５２に取り付けられるとき、該コイル８０の該後端部８０ａは該キャリッジ５２の該中央開口部５４の中に延びる。したがって、該中央開口部５４は該２台の回転駆動電気モータの一部のための取り付け位置を形成する。これによって、該ケージおよび回転駆動アセンブリのサイズと、該回転駆動アセンブリの重量とを減らし得る。該２個のコイル８０は互いに隣あって位置するので、これによって該２個の後端部８０ａの取り付けを、該キャリッジの中の取り付け位置を大きすぎないようにできる。したがって、該キャリッジ５２は過度に大きい必要はない。これは、該キャリッジ５２の重量を減らせる。
該回転駆動アセンブリ２８は、駆動シャフトアセンブリ９０の２本の駆動シャフト９２、９４を独立に軸方向に回転させる。該２本のシャフト９２、９４は、互いに同軸的に装着されている。該シャフト９２、９４の上端部は公知技術によって、該可動アームアセンブリ２０に連結される（図１参照）。該内側シャフト９２の下端は、該底部回転駆動ユニット７６に、回転可能に装着される。該外側シャフト９４の下端は、該頂部回転駆動ユニット７４に、回転可能に装着される。該駆動モーターは、該シャフト９２、９４の該底端の永久磁石９６の組を含む。該コイル８０は、電圧を印加されて該磁石９６を動かし、従って、該シャフト９２、９４を回転させる。ディスク９８が、又、該シャフト９２、９４の該底端に固着されている。該ディスク９８は、コード化された開ロパターンを含む。該位置信号装置８２は、採光窓１００と、光学的センサ１０２とを含む。該採光窓１００からの光は、該ディスク９８の該開口部を通過して、該センサ１０２に受容される。該センサ１０２は該制御部に対して信号を出力し、該フレーム７８に相対的な該シャフトの回転位置を示す。他の実施例では、別の種類の位置信号装置が使用可能である。本実施例においては、該位置信号装置８２は該ケージ２６の該前方開口サイド４２の該フレーム７８の該正面サイドに配設され、比較的簡単な調整と修理を可能にする。トッププレート１１０は、該トップユニット７４に装着され、該シャフト９２、９４を突出させる。Ｏリングシール１１２が、提供されて該トッププレート１１０を該頂部ユニットのフレーム７８に封止する。該ベローズ５０は、該トッププレート１１０に取り付けられる。底部プレート１１４は、該底部ユニット７６に装着される。Ｏリングシール１１６が提供され、該底部プレート１１４を該底部ユニットのフレーム７８に封止する。該底部プレート１１４は、穴部１１８を有する。分離カップ１０６は、該穴部１１８においてＯリングシール１２０を介して該底部プレート１１４に装着される。
図６を今、参照すると、該垂直駆動装置３０と該回転駆動アセンブリ２８との装着部が描かれている。図４に最も良く見られるように、該内側シャフト９２の底部は、受容領域１０４を有する。該受容領域１０４の中には、該内側シャフト９２の該底部に装着される分離カップ１０６が配設される。該分離カップは、該搬送ハウジング１８内の真空環境を維持するために提供される。該垂直駆動装置３０の該ライダー６２は、該カップの内側において、且つ該内側シャフト９２の受容領域１０４の内側において、該分離カップ１０６に取り付けられる。該垂直駆動シャフト６０の該ねじ部分は、該カップ１０６の中で且つ該受容領域１０４の中に位置する。該駆動シャフト６０は、該駆動シャフトアセンブリ９０と同軸である。該垂直駆動シャフト６０が回転させられると、該ライダー６２は上下に移動可能であり、順番に、該回転駆動アセンブリ２８と該駆動シャフトアセンブリ９０を上下移動させる。該垂直駆動装置の一部を該回転駆動アセンブリの中に配設することによって、該駆動アセンブリ２２の全長は減少する。これは、該駆動アセンブリ２２の重量を減らす。
前述の説明は、本発明の例示にすぎないと理解されるべきである。多様な他の実施例および変化態様は、本発明から逸脱することなく、当業者によって考えられ得る。それ故、本発明は、添付された請求項の範囲内になる全ての他の実施例及び変更態様および自由度を含むものである。

Claims (36)

1. ハウジングと、前記ハウジングに連結された駆動アセンブリと、前記駆動アセンブリに操作可能な状態で連結された可動アームアセンブリと、を有する基板搬送装置であって、前記駆動アセンブリが、
   前記ハウジングに固定的に連結され、開口サイドを有するケージを形成している剛直なフレームと、
   前記ケージ内部の前記フレームに装着された回転駆動アセンブリと、を含み、前記回転駆動アセンブリが前記ケージ内に前記開口サイドを通してモジュラーユニットとして配設され、前記回転駆動アセンブリがその側部で支持されて前記ケージ内に設けられ、前記開口サイドを介して前記回転駆動アセンブリの所定の部品にアクセス可能であることを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記回転駆動アセンブリは、前記ケージ内部における上下運動のために前記フレームに移動自在に装着されることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記駆動アセンブリが、前記フレームに移動自在に装着され、前記回転駆動アセンブリを前記フレームに連結しているキャリッジを、さらに含むことを特徴とする請求項２記載の搬送装置。
4. 前記キャリッジが、前記回転駆動アセンブリの１つの側の一部を中に配設させる中央凹部を有することを特徴とする請求項３記載の搬送装置。
5. 前記回転駆動アセンブリは、前記キャリッジの前記中央凹部に位置する部分を有する２基の電磁コイルを有することを特徴とする請求項４記載の搬送装置。
6. 前記駆動アセンブリが更に、前記フレームの底部に固定的に連結される主要部を有する垂直駆動装置と、回転可能なネジシャフトと、前記回転駆動アセンブリのフレームに固定的に連結されて、そして、前記ネジシャフトに装着されて前記ネジシャフトが回転させられるにつれて前記ネジシャフトを上下移動するライダーと、を含むことを特徴とする請求項２記載の搬送装置。
7. 前記ネジシャフトが前記回転駆動装置の中に延びることを特徴とする請求項６記載の搬送装置。
8. 前記ネジシャフトが、前記回転駆動アセンブリの回転可能な駆動シャフトの底端の受容領域に延びることを特徴とする請求項７記載の搬送装置。
9. 前記回転駆動アセンブリは、前記駆動シャフトを回転させる２基のユニットから延びる同軸駆動シャフトを含み、前記２基のユニットは、互いに実質的に同一で、且つ、互いに逆方向に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
10. 前記搬送装置が、
    前記ゲージと前記回転駆動アセンブリとの間に連結されて、前記回転駆動アセンブリを前記フレームに対して相対的に移動させる垂直駆動装置をさらに含み、
    前記垂直駆動装置の一部が、前記搬送装置の長さを減ずるために、前記回転駆動アセンブリ内部に移動自在に配設されており、前記回転駆動アセンブリはその底端部に凹部を有する回転駆動シャフトを有し、前記垂直駆動装置の前記一部は前記凹部の中に伸びていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
11. 前記垂直駆動装置の前記一部は回転可能なネジシャフトを含むことを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。
12. 前記凹部は、そこに装着される分離カップを有することを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。
13. 前記回転駆動アセンブリが、前記フレームの軌道に移動自在に装着されるキャリッジに装着されていることを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。
14. 前記回転駆動アセンブリが、前記キャリッジの取り付け位置に配設されるモーターを有することを特徴とする請求項１３記載の搬送装置。
15. 前記回転駆動アセンブリが、互いに鏡像方向に取り付けられる２つの実質的に同一なユニットを含むことを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。
16. 前記垂直駆動装置が、前記回転駆動アセンブリの回転シャフトに同軸的に整列させられていることを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。
17. 前記フレームは、前記ハウジングの底部に固定的に装着される頂端部を有し、
    前記回転駆動アセンブリは、前記ケージ内部に移動自在に装着されるキャリッジをさらに含み、
    前記回転駆動アセンブリは、前記キャリッジに直接固定的に装着されたハウジングを有して、前記ケージ内部に移動自在に装着され、
    前記回転駆動アセンブリは、前記ケージと前記回転駆動アセンブリの間に連結されて前記回転駆動アセンブリを前記ケージに相対的に直線的に移動させる直線駆動装置をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
18. 前記キャリッジが可動で前記フレームの軌道に装着されることを特徴とする請求項１７記載の搬送装置。
19. 前記回転駆動アセンブリが、前記キャリッジの凹部に少なくとも部分的に配設されるモーターを有することを特徴とする請求項１８記載の搬送装置。
20. 前記軌道が前記フレームの一方のサイドだけに配設されることを特徴とする請求項１８記載の搬送装置。
21. 前記直線駆動装置が前記フレームの底部に装着されることを特徴とする請求項１７記載の搬送装置。
22. 前記直線駆動装置の一部が、前記回転駆動アセンブリの一部の内側に、移動自在に配設されることを特徴とする請求項２１記載の搬送装置。
23. 前記直線駆動装置が、前記回転駆動アセンブリの駆動シャフトと同軸的に整列させられていることを特徴とする請求項２１記載の搬送装置。
24. 前記フレームが、前記ケージの頂部に着脱自在に装着された装着フランジを含み、前記装着フランジのサイズと形が、前記ケージを基板搬送装置のハウジングに装着すべく設定されてことを特徴とする請求項１７記載の搬送装置。
25. 前記回転駆動アセンブリは、２本の同軸シャフトを有する駆動シャフトアセンブリと、互いに連結されて前記同軸シャフトを独立に回転させる２基の回転駆動ユニットとを含み、
    前記２基の回転駆動ユニットが互いに実質的に同一で、かつ、互いに逆方向に取り付けられており、更に、垂直駆動装置が前記駆動シャフトアセンブリと同軸的に整列させられていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
26. 各駆動ユニットがフレームと電磁コイルとを有することを特徴とする請求項２５記載の搬送装置。
27. 前記ユニットのうち第１のユニットの前記コイルが、前記ユニットのフレームの底部に配設されて、前記ユニットのうち第２のユニットの該コイルに隣接して、該コイルはその該ユニットのフレームの頂部に配設されることを特徴とする請求項２６記載の搬送装置。
28. 各駆動ユニットが、任意に選択し得る位置センサを有して前記各々の駆動ユニットの向かい合う端部に配設されることを特徴とする請求項２５記載の搬送装置。
29. 前記垂直駆動装置の一部が、前記回転駆動ユニットのうちの１基の内側に移動自在に配設されることを特徴とする請求項２５記載の搬送装置。
30. 前記垂直駆動装置の前記一部が、前記駆動シャフトアセンブリ内部に移動自在に配設されることを特徴とする請求項２９記載の搬送装置。
31. 前記搬送装置が、
    前記ハウジングに固定的に連結される頂部を有する前記フレームを用意し、
    前記フレームの底部に垂直駆動ユニットを装着し、
    前記フレームに沿った上下運動のために前記フレームに前記回転駆動アセンブリを装着し、
    ライダーを前記回転駆動アセンブリに取り付ける、
    ことにより組み立てられ、
    前記垂直駆動ユニットの主要部は前記フレームに固定連結され、前記垂直駆動ユニットは前記主要部から延びる回転ネジシャフトと前記回転ネジシャフトに設けられた前記ライダーとを有し、
    前記ネジシャフトの回転が、前記ライダーを前記ネジシャフトに沿って上下移動させ、その結果、前記回転駆動アセンブリを前記フレームに沿って上下に移動させ、且つ、前記垂直駆動ユニットのサイズは、前記フレームと前記垂直駆動ユニットの前記主要部の重量を前記ハウジングに対して移動させるほどのサイズにする必要がないことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
32. 前記フレームは前記ハウジングの底部に装着するためのトップフランジを有することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
33. 前記開口サイドは前記回転駆動アセンブリが通過することのできる唯一の開口部であることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
34. 前記フレームは、トップフランジと、底部フランジと、前記トップフランジと底部フランジとの間の３つの側壁部と、を有することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
35. 前記フレームは側壁部を有し、該側壁部は前記トップフランジから２つの向き合ったサイドに伸びて前記回転駆動アセンブリを受け入れる領域を形成することを特徴とする請求項３２記載の搬送装置。
36. 前記回転駆動アセンブリは、２本の同軸シャフトを有する駆動シャフトアセンブリと、互いに連結され独立に前記同軸シャフトを回転させる２基の回転駆動ユニットとを含み、
    前記２基の回転駆動ユニットが互いに実質的に同一で互いに逆方向に取り付けられており、各駆動ユニットは前記駆動ユニットの向き合った端部において位置センサを有していることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。

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