JP4515133B2 - 搬送装置及びその制御方法並びに真空処理装置 - Google Patents
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Description
そして、各回転軸は、アーム回転用モータに設けられた減速機に対してベルトによって連結されている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第2のリンク機構の第2の駆動アームは、前記第1のリンク機構の第1の駆動アーム及び第2の従動アームより長い水平腕部と、鉛直方向に延びる垂直腕部と、水平方向に延びる折り返し部を設けてコ字状に形成されているものである。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2のいずれか1項記載の発明において、前記第1及び第2のリンク機構が、水平方向に動作する平行4節リンク機構から構成され、当該第1及び第2のリンク機構の一対のアームの開き角が180度となる死点位置を通過させる死点位置通過機構を備えているものである。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載の発明において、前記第1〜第3の駆動軸を駆動する駆動手段を有し、当該駆動手段が、前記第1〜第3の駆動軸の回転をそれぞれ制御する駆動制御部を有するものである。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項記載の発明において、前記第1及び第2のリンク機構を鉛直方向へ移動させる鉛直移動機構を備えているものである。
請求項6記載の発明は、請求項4又は5のいずれか1項記載の発明において、前記駆動手段が、前記第1〜第3の駆動軸の所定の部位にそれぞれ配設された永久磁石と、前記永久磁石と対応して設けられた電磁ステータとを有し、前記電磁ステータに対し所定の情報に基づいて駆動電流を供給するように構成されているものである。
請求項7記載の発明は、請求項4乃至6のいずれか1項記載の発明において、前記駆動手段が、前記第1〜第3の駆動軸の回転角度をそれぞれ検出する角度センサを有し、当該角度センサにおいて得られた結果に基づいて前記第1〜第3の駆動軸の回転を制御するように構成されているものである。
請求項8記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を制御する方法であって、前記第1及び第2のリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として同方向へ等しい角度だけ回転させることにより、前記第1及び第2の搬送部を前記同心回転軸を中心として旋回させるステップを有するものである。
請求項9記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を制御する方法であって、前記第1のリンク機構又は第2のリンク機構のうち、一方のリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として互いに逆方向へ等しい角度だけ回転させるとともに、他方のリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として互いに同方向へ等しい角度だけ回転させることにより、前記第1の搬送部又は前記第2の搬送部のいずれか一方を前記同心回転軸を通る直線の方向へ移動させるステップを有するものである。
請求項10記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を制御する方法であって、前記第1及び第2の搬送部をそれぞれ旋回可能な領域に移動させる際に、前記第1及び第2のリンク機構の一対のアームをそれぞれ前記同心回転軸を中心として逆方向へ等しい角度だけ回転させることにより、前記第1及び第2の搬送部を前記旋回可能な領域に向かう方向へ移動させ、前記第1の搬送部又は第2の搬送部のいずれかが前記旋回可能な領域に到達した時点で、当該旋回可能な領域に到達した搬送部が含まれるリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として同方向へ等しい角度だけ回転させることにより、この搬送部を前記同心回転軸を中心として旋回させるとともに、前記旋回可能な領域に到達していない搬送部が含まれるリンク機構の一対のアームをそれぞれ前記同心回転軸を中心として逆方向へ等しい角度だけ回転させることにより、この搬送部を前記旋回可能な領域に向かう方向へ引き続き移動させるステップを有するものである。
請求項11記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を有する搬送室と、前記搬送室に連通され、前記搬送装置を用いて処理対象物を受け渡しするように構成された真空処理室とを備えた真空処理装置である。
また、本発明の搬送装置は、旋回半径が小さいので、半導体ウェハや液晶表示パネル等を加工する半導体製造装置等をコンパクト化することができる。
また、本発明によれば、搬送装置の旋回速度を速くした場合に搬送対象物に加わる遠心力が大きくならず、支持部上で搬送対象物の位置がずれることがない。
さらに、本発明によれば、回転用モータの回転駆動力を正しく伝達させるとともに回転軸の回転角度を正確に検出することにより、搬送部における搬送対象物を正しい位置に搬送することができ、しかも、構成部品の数を削減するとともに、保守費用と製作費用を低減させることができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態の搬送装置の基本構成を示す平面図、図2は、同搬送装置の基本構成を示す縦断面図である。
なお、第1〜第3駆動軸1a〜1cは、後述する鉛直移動機構11により鉛直方向に移動させることができるようになっている。
すなわち、本実施の形態の可動アームアセンブリ14では、直線状に延びる第1アーム2の先端部に従動アーム2aが水平面内において回転可能に連結されるとともに、直線状に延びる第3アーム4の先端部に従動アーム4aが水平面内において回転可能に連結され、さらにこれら従動アーム2aと従動アーム4aの先端部が、支軸8aに対し互いに同心状に回転可能に連結されている。
ここで、従動アーム3a、4bは、それぞれの基端部に設けられた回転軸7c、7dを例えば図示しない軸受けを用いて取り付けられる。
さらに、従動アーム3aと従動アーム4bの先端部の連結も、例えば図示しない軸受けが用いられる。
この支持台9bには、搬送物である例えばウェハを載せるための第2のキャリア10bが取り付けられている。
図4に示すように、第1、第2、第3駆動軸1a、1b、1cの下端部には、それぞれ、永久磁石32a、32b、32cと、各駆動軸1a〜1cの回転角度を検出するためのセンサーターゲット33a、33b、33cが取り付けられている。
これら永久磁石32a、32b、32cは、それぞれ単体又は複数個の磁性体から構成されている。
図3及び図4に示すように、本実施の形態では、上述した第1駆動軸1aに第1駆動プーリ21aが固定されるとともに、従動アーム4aの基端部に固定された中空の回転軸17の下端部に第1従動プーリ21bが中空の回転軸17と中心軸を一致させて固定されており、中空の回転軸17は回転軸7dの回りを回転できるように構成されている。さらに、これら第1駆動プーリ21aと第1従動プーリ21bとの間にベルト22aが掛け回されている。
なお、図5(a)(b)においては、説明の都合上、第1リンケージ12aと第2リンケージ12bとを別々に表している。
第1、第3駆動軸1a、1cを互いに逆方向に同じ角度だけ回転すると(図5(a)では、第1駆動軸1a(第1アーム2)をCW(時計回り)方向、第3駆動軸1c(第3アーム4)をCCW(反時計回り)方向)、第1アーム2と第3アーム4の開き角が180度となった時点で、第1リンケージ12aは死点位置状態となる。
なお、伸び位置にある第1リンケージ12aを、死点位置を通過させ縮み位置に戻すときは、上で説明した動作を全て逆方向に行う。
なお、伸び位置にある第2リンケージ12bを、死点位置を通過させ縮み位置に戻すときは、上で説明した動作を全て逆方向に行うことになる。
ここでは、第2のキャリア10b上に未処理ウェハAがあり、第1のキャリア10a上にはウェハがない状態を考える。
この状態では、第1のキャリア10aは、処理済みウェハBの下方側に位置しているので、鉛直移動機構11を動作させ、第1〜第3駆動軸1a〜1cを鉛直上方へ移動させて第1リンケージ12aを含む可動アームアセンブリ14全体を上方へ移動し、第1のキャリア10aによって処理済みウェハBを受け取る。
この状態では、第1及び第2のキャリア10a、10bは上下方向に正対している。また、両ウェハA、Bも上下方向に正対した状態で、第1〜第3駆動軸1a〜1cの同心回転軸近傍に位置している。
この状態で、鉛直移動機構11を動作させ、第1〜第3駆動軸1a〜1cを鉛直下方へ移動させて第2のキャリア10b上の未処理ウェハAを、図示しないプロセス装置へ受け渡す。
この状態では、第1及び第2のキャリア10a、10bは上下方向に正対し、またウェハBは、第1〜第3駆動軸1a〜1cの同心回転軸近傍の位置にある。
すなわち、第2アーム3の先端部に従動アーム4bがその基端部に設けた回転軸7dを中心として水平面内において回転可能に連結されるとともに、第3アーム4の先端部に従動アーム3aがその基端部に設けた回転軸7cを中心として水平面内において回転可能に連結され、さらにこれら従動アーム4bと従動アーム3aの先端部が、支持台9bの支軸8bに対し互いに同心状に回転可能に連結されている。
そして、これら駆動プーリ25、第1従動プーリ21b、ベルト22aにより、上記同様の第1の死点位置通過機構5aが構成されている。
第1、第2駆動軸1a、1bを互いに逆方向に同じ角度だけ回転すると(図13(a)では、第1駆動軸1a(第1アーム2)をCW方向、第2駆動軸1b(第2アーム3)をCCW方向)、第1アーム2と第2アーム3の開き角が180度となった時点で、第1リンケージ12aは死点位置状態となる。
なお、伸び位置にある第1リンケージ12aを、死点位置を通過させ縮み位置に戻すときは、上で説明した動作を全て逆方向に行う。
第2、第3駆動軸1b、1cを互いに逆方向に同じ角度だけ回転すると(図13(b)では、第3駆動軸1c(第3アーム4)をCW方向、第2駆動軸1b(第2アーム3)をCCW方向)、第2アーム3と第3アーム4の開き角が180度となった時点で、第2リンケージ12bは死点位置状態となる。
なお、伸び位置にある第2リンケージ12bを、死点位置を通過させ縮み位置に戻すときは、上で説明した動作を全て逆方向に行うことになる。
図14に示すように、本発明の真空処理装置の一例である半導体製造装置40においては、上述した搬送装置1が設けられる搬送チヤンバ41の周囲に、3つの並列加工処理が可能なプロセスチヤンバ42、43、44と、ウェハを搬入するための搬入チヤンバ45と、ウェハを搬出するための搬出チヤンバ46とが配設されている。
このとき、搬送装置1は、上述した動作を行うことにより、処理済みウェハ50bをプロセスチヤンバ42から受取り、それを別の例えばプロセスチヤンバ43へ搬送する。
例えば、上記実施の形態においては、第1及び第2のリンク機構として、平行4節リンク構造からなるものを用いたが、本発明はこれに限られず、他のリンク機構を採用することも可能である。
ただし、旋回半径の小径化及び部品点数の削減の観点からは、上記平行4節リンク構造からなるものを用いることが好ましい。
Claims (11)
- 所定の同心回転軸を中心としてそれぞれ水平面内で回転可能に設けられた第1の駆動軸、第2の駆動軸及び第3の駆動軸と、
前記第1〜第3の駆動軸にそれぞれ固定され、同一の軸間距離を有する第1の駆動アーム、第2の駆動アーム及び第3の駆動アームと、
前記第1〜第3の駆動アームのうち、前記第1及び第3の駆動アームと、当該第1及び第3の駆動アームの先端部にそれぞれ回転可能に連結された第1及び第2の従動アームとからなる第1のリンク機構と、
前記第1〜第3の駆動アームのうち、前記第2及び第3の駆動アームと、当該第2及び第3の駆動アームの先端部にそれぞれ回転可能に連結された第3及び第4の従動アームとからなる第2のリンク機構とを備え、
前記第1のリンク機構は、前記第1及び第2の従動アームの先端部が、前記第1〜第3の駆動軸の上方において、搬送対象物を搬送するための第1の搬送部を伴って、互いに水平面内で同心状に回転可能に連結されるとともに、
前記第2のリンク機構は、前記第2の駆動アームが、前記第1のリンク機構及び前記第1の搬送部と接触せず、かつ、その先端部が、前記第1のリンク機構及び前記第1の搬送部の上方に位置する形状に形成されるとともに、前記第3及び第4の従動アームの先端部が、前記第1のリンク機構及び前記第1の搬送部の上方において、第2の搬送ユニットを伴って、互いに同心状に水平面内で回転可能に連結されている搬送装置。 - 前記第2のリンク機構の第2の駆動アームは、前記第1のリンク機構の第1の駆動アーム及び第2の従動アームより長い水平腕部と、鉛直方向に延びる垂直腕部と、水平方向に延びる折り返し部を設けてコ字状に形成されている請求項1記載の搬送装置。
- 前記第1及び第2のリンク機構が、水平方向に動作する平行4節リンク機構から構成され、当該第1及び第2のリンク機構の一対のアームの開き角が180度となる死点位置を通過させる死点位置通過機構を備えている請求項1又は2のいずれか1項記載の搬送装置。
- 前記第1〜第3の駆動軸を駆動する駆動手段を有し、当該駆動手段が、前記第1〜第3の駆動軸の回転をそれぞれ制御する駆動制御部を有する請求項1乃至3のいずれか1項記載の搬送装置。
- 前記第1及び第2のリンク機構を鉛直方向へ移動させる鉛直移動機構を備えている請求項1乃至4のいずれか1項記載の搬送装置。
- 前記駆動手段が、前記第1〜第3の駆動軸の所定の部位にそれぞれ配設された永久磁石と、前記永久磁石と対応して設けられた電磁ステータとを有し、前記電磁ステータに対し所定の情報に基づいて駆動電流を供給するように構成されている請求項4又は5のいずれか1項記載の搬送装置。
- 前記駆動手段が、前記第1〜第3の駆動軸の回転角度をそれぞれ検出する角度センサを有し、当該角度センサにおいて得られた結果に基づいて前記第1〜第3の駆動軸の回転を制御するように構成されている請求項4乃至6のいずれか1項記載の搬送装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を制御する方法であって、
前記第1及び第2のリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として同方向へ等しい角度だけ回転させることにより、前記第1及び第2の搬送部を前記同心回転軸を中心として旋回させるステップを有する搬送装置の制御方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を制御する方法であって、
前記第1のリンク機構又は第2のリンク機構のうち、一方のリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として互いに逆方向へ等しい角度だけ回転させるとともに、他方のリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として互いに同方向へ等しい角度だけ回転させることにより、前記第1の搬送部又は前記第2の搬送部のいずれか一方を前記同心回転軸を通る直線の方向へ移動させるステップを有する搬送装置の制御方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を制御する方法であって、
前記第1及び第2の搬送部をそれぞれ旋回可能な領域に移動させる際に、
前記第1及び第2のリンク機構の一対のアームをそれぞれ前記同心回転軸を中心として逆方向へ等しい角度だけ回転させることにより、前記第1及び第2の搬送部を前記旋回可能な領域に向かう方向へ移動させ、
前記第1の搬送部又は第2の搬送部のいずれかが前記旋回可能な領域に到達した時点で、当該旋回可能な領域に到達した搬送部が含まれるリンク機構の一対のアームを前記同心回転軸を中心として同方向へ等しい角度だけ回転させることにより、この搬送部を前記同心回転軸を中心として旋回させるとともに、
前記旋回可能な領域に到達していない搬送部が含まれるリンク機構の一対のアームをそれぞれ前記同心回転軸を中心として逆方向へ等しい角度だけ回転させることにより、この搬送部を前記旋回可能な領域に向かう方向へ引き続き移動させるステップを有する搬送装置の制御方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項記載の搬送装置を有する搬送室と、
前記搬送室に連通され、前記搬送装置を用いて処理対象物を受け渡しするように構成された真空処理室とを備えた真空処理装置。
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