JP4753092B2 - 防塵機構を備えた基板搬送ロボット及びそれを備えた半導体製造装置 - Google Patents
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Description
直動式アームは複数のアームが垂直方向または水平方向に多段に重なった構成になっていて、複数のアームが互いに直線状にスライドしながら伸長または伸縮を繰り返すアームである。従って、直動式アームには、互いのアームを直線状に精密に案内するため、リニアスライダと呼ばれるガイドが各アームに敷設されている。
ところで、半導体や液晶の製造過程では、歩留まり向上のため、基板に粉塵(パーティクル)を載積させることを抑制する努力がなされているが、上記の直動式アームを備えた基板搬送ロボットも例外なく防塵のための構成が必要となっている。このため、直動式アームを備えた従来の基板搬送ロボットは、直動式アームの伸縮動作時にリニアスライダから発生するパーティクルをアーム外へ流出させないために防塵のためのカバーを設けた構造となっている。こういった防塵のためのカバーに関する技術は、例えば特許文献1などがある。
また、防振カバーの構造だけではなく、例えば特許文献2のようにファンとフィルタを使って、さらに発塵を抑える技術も開示されている。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、直動式アーム内にあるリニアスライダなどの機構からの発塵を抑制するとともに、真空中に置かれる基板搬送ロボットでも使用可能な防塵機構を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、リニアスライダによって直動する直動式アームを備えて基板を所望の位置に搬送する基板搬送ロボットにおいて、前記リニアスライダを摺動可能に保持するリニアレールに沿って、前記リニアスライダと所定の隙間を介して敷設され、ポリ塩化ビニール又はフッ素樹脂で製作された集塵カバーを備え、前記集塵カバーの一端又は両端が、前記リニアスライダと接触して擦れるように、前記リニアスライダに対して凸部を有するように形成されたこと、を特徴とする基板搬送ロボットとした。
請求項2に記載の発明は、前記集塵カバーの少なくとも前記リニアスライダ及び前記リニアレールに対向する面に、複数の溝が設けられたことを特徴とする請求項1記載の基板搬送ロボットとした。
請求項3に記載の発明は、前記集塵カバーの少なくとも前記リニアスライダ及び前記リニアレールに対向する面が、階段状に形成されたことを特徴とする請求項1記載の基板搬送ロボットとした。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3いずれかに記載の基板搬送ロボットが、真空チャンバに設置されたことを特徴とする半導体製造装置とした。
本発明によると、リニアスライダ及びリニアレールに対向する面に複数の溝が形成されているので、この面の表面積が大きくなり、パーティクルを多く集塵できる。
本発明によると、リニアスライダの下面とリニアレールの敷設面との間に集塵カバを挿入でき、集塵カバを発塵源により近接させることができるので、集塵効果が高くなる。
本発明によると、直動式アームが普段動作しない範囲でリニアスライダと集塵カバが接触するので、通常は余計な発塵が起こらず、所望のときにリニアスライダと集塵カバを接触させて、集塵カバの帯電を促すことができ、これにより集塵効果を高めることができる。
本発明によると、真空チャンバ内など電力が得られにくい場所でも発塵を抑える事ができる基板搬送ロボットを使用するため、製造装置の歩留まり向上・構成の簡単化が期待できる。
以上の構成と胴体2内部の図示しない駆動部とによって、直動式アーム3は第1アーム4から上の部分が回転することができ、また、第1アーム4に対して第2アーム5が伸縮動作でき、また、第2アーム5に対してフォーク6が伸縮動作できるようになっている。そして、フォーク6に搭載した基板9を目的の位置に搬送する。
胴体2に収容されている図示しない駆動部の回転軸12aが第1アーム4下面に接続されていて、第1アーム4から上部すべての機構を旋回中心13を中心として回転可能である。第1アーム4内にはプーリ14、ベルト15などの第2アーム駆動機構16が収容されている。プーリ24には図示しない駆動部の回転軸12bが接続されていて、これによってプーリ24が回転し、この回転力によって後述するフォーク駆動機構24と第2アーム駆動機構16とを動作させて、第2アーム5とフォーク6とを動作させる。ここではこれらの詳細な構成については説明しない。そして、これらを覆うように第1アーム4の上面に第1アームカバ17が固定されている。さらに第1アームカバ17の上面に一対のリニアレール7a、7bが敷設されている。リニアレール7a、7bにはリニアスライダ18a、18bがレールに沿って直線状に摺動可能に保持されている。リニアスライダ18a、18bの上には第2アームベース19が固定されている。第2アームベース19は板状体のもので、これに第2アーム5が固定されている。従って、第2アームベース19及び第2アーム5は、リニアスライダ18によってリニアレール7上を移動する。また、第1アームカバ17の周囲には、第2アームベース19及び第2アーム5が移動するとき、これらと干渉しない形状であって、これらの移動の全域にわたってベースカバ20によって覆われている。
よって、フォーク6は、フォークプレート31とともにリニアスライダ23によって直線状に案内され、第2アーム5に対してスライド可能である。
図3のように、リニアレール7aはリニアスライダ18a保持しており、リニアスライダ18aは玉41を介してリニアレール7aに接触している。上述の直動式アーム3が伸縮動作をする際、リニアスライダ18aは玉41の回転を伴って摺動する。玉41が転がることでリニアレール7aとリニアスライダ18aの間からは、潤滑剤として使用されているグリス42の成分のパーティクル、及びリニアレール7aや玉41の金属磨耗によるパーティクルが飛散する。飛散したパーティクルは、図2の二点鎖線の矢印で示すように、直動式アーム20の構造上、封止してしまうことができない隙間43やスリット穴26から流出し、フォーク6上の基板9上に付着してしまう。特に、図2のようにロボットを真空チャンバ11内に設置したときは、パーティクルは、半導体製造工場でよく使用されるダウンフロー(清浄な気体を天から地に向かって流すこと)によって得られる粉塵飛散抑制効果が期待できない。
そこで本発明では、リニアレール6aの直近に集塵カバ44が設置されている。集塵カバ44は、ほぼリニアレール7aの長さにわたって設けられている棒状のもので、リニアスライダ18aが移動したときに接触しない程度の一定の微小な隙間をもってリニアレール7aの側面に部品46によって敷設されている。集塵カバ44は部品46に対して取り外し可能であって、後述するようにパーティクルを収集した後、簡単に交換可能になっている。勿論、部品46を必ずしも介す必要はない。また、リニアレール7a及びリニアスライダ18aに対向する面に、複数の溝45が形成されている。この溝45はレール及びスライダに対向する面の表面積を増大させるためのものである。
集塵カバ45は、ポリ塩化ビニール又はフッ素樹脂で製作する。特に、これらの材質は負(マイナス)に帯電しやすく、本発明ではこの性質を利用する。すなわち、集塵カバ45をこれらの材質で製作し、レール及びスライダに対向する面の表面積を溝45で増大させることによって、レール及びスライダから発生したパーティクルを集塵カバ44に吸着させ、溝45にパーティクルを蓄積させるようになっていて、隙間43やスリット穴26を介してアーム外にパーティクルが流出することを防ぐ。また、ポリ塩化ビニール又はフッ素樹脂は機械加工に適しており、複数の溝45の加工も容易である。
また、半導体製造工程における真空チャンバ11内は、図示しないポンプによって、その内部気体が吸引され、減圧された状態である。真空チャンバ11は、一旦減圧状態にされた後は、仮に大気圧程度まで圧力が戻されるとしても純度の高いドライ窒素で圧力が戻されるため、乾燥した状態が保たれる。乾燥した環境では特に集塵カバ44はマイナスに帯電しやすくなるため、集塵効果の向上が期待できる。
なお、基板搬送ロボットの各部の材質に多用されるアルミニウムなどは帯電しにくいため、集塵カバには不適である。
また、集塵カバ44の帯電を促進させるため、図5のように、集塵カバ44の一端又は両端の形状を、故意にリニアスライダ18の側面表面と擦れるように、リニアスライダに対して傾斜を経て凸部47を有する形状としてもよい。図5は、リニアスライダ、リニアレール、及び集塵カバ44を上面から見た部分図である。この凸部47は直動式アーム3が通常直動動作しない領域に設け、例えばメンテナンス時、或いは半導体製造の処理(プロセス)が行われている間、或いは所定周期ごとに、凸部47がリニアスライダと接触するように動作させ、集塵カバ44の帯電を促すものである。
2 胴体
3 直動式アーム
4 第1アーム
5 第2アーム
6 フォーク
7 リニアレール
8 リニアレール
9 基板
11 真空チャンバ
12 回転軸
13 旋回中心
14 プーリ
15 ベルト
16 第2アーム駆動機構
17 第1アームカバ
18 リニアスライダ
19 第2アームベース
20 ベースカバ
21 プーリ
22 ベルト
23 リニアスライダ
24 フォーク駆動機構
25 第2アームカバ
26 スリット穴
31 フォークプレート
40 防振機構
41 玉
42 グリス
43 隙間
44 集塵カバ
45 溝
46 部品
47 凸部
Claims (4)
- リニアスライダによって直動する直動式アームを備えて基板を所望の位置に搬送する基板搬送ロボットにおいて、
前記リニアスライダを摺動可能に保持するリニアレールに沿って、前記リニアスライダと所定の隙間を介して敷設され、ポリ塩化ビニール又はフッ素樹脂で製作された集塵カバーを備え、
前記集塵カバーの一端又は両端が、前記リニアスライダと接触して擦れるように、前記リニアスライダに対して凸部を有するように形成されたこと、
を特徴とする基板搬送ロボット。 - 前記集塵カバーの少なくとも前記リニアスライダ及び前記リニアレールに対向する面に、複数の溝が設けられたことを特徴とする請求項1記載の基板搬送ロボット。
- 前記集塵カバーの少なくとも前記リニアスライダ及び前記リニアレールに対向する面が、階段状に形成されたことを特徴とする請求項1記載の基板搬送ロボット。
- 請求項1乃至3いずれかに記載の基板搬送ロボットが、真空チャンバに設置されたことを特徴とする半導体製造装置。
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