JP4339964B2

JP4339964B2 - Transfer arm

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Publication number: JP4339964B2
Application number: JP20514799A
Authority: JP
Inventors: 弘明佐伯
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2019-07-19
Also published as: JP2000100888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，小型化が可能で，制御特性に優れる搬送アームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，半導体基板，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）を，当該ウェハを収容するカセットと半導体製造装置との間や，各種半導体製造装置間などで搬入出する場合には，搬送装置を構成する搬送アームが用いられている。例えば，上記搬送アームを，クラスタ装置化されたマルチチャンバ方式の処理装置に適用した場合を例に挙げて説明する。搬送アームは，上記処理装置のトランスファチャンバ（共通移載室）内に収容されている。搬送アームに設けられている基板保持部は，トランスファチャンバ内のみならず，トランスファチャンバに接続されている各種プロセスチャンバ内やカセットチャンバ内にも侵入可能に構成されている。従って，当該装置では，上記搬送アームの作動により，未処理のウェハをカセットチャンバ内のカセットからトランスファチャンバ内を介して各プロセスチャンバ内に搬送し，かつ処理済みのウェハをプロセスチャンバ内からトランスファチャンバ内を介して再びカセットに搬送することができる。
【０００３】
また，上記搬送アームとしては，一般的に，スカラ型搬送アームとフロッグレッグ型搬送アームとが使用されている。スカラ型搬送アームは，基板保持部と回転軸とが２以上のアームで接続されている。さらに，回転軸には，回転ベルトとプーリを介して回転機構が接続されている。かかる構成により，回転軸を作動させると，上記アームが水平かつ直線方向に伸縮し，基板保持部が所定位置に移動する。一方，フロッグレッグ型搬送アームは，基板保持部と回転軸とが，一対のアームを略蛙足形状に複数接続して成るフロッグレッグアームによって接続されている。さらに，回転軸には，回転力伝達機構が接続されている。かかる構成により，回転軸を回転させると，フロッグレッグアームが搬送アームの回転中心から半径方向に伸縮し，基板保持部が所定位置に移動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，スカラ型搬送アームを上述した処理装置に採用する場合，回転機構を構成する回転ベルトやプーリを，ウェハが通過するトランスファチャンバ内に配置する必要がある。このため，搬送アームの駆動時に，パーティクルが生じやすくなる。その結果，そのパーティクルによってウェハが汚染され易くなり，歩留りの低下を招く。また，上記スカラ型搬送アームは，回転ベルトやプーリを有するために振動が生じやすく，搬送速度の高速化を図ることができないという問題もある。
【０００５】
フロッグレッグ型搬送アームを上述した処理装置に採用する場合，一般に，トランスファチャンバ内に上述した回転ベルトやプーリを配置する必要がない。このため，パーティクルの発生が抑制され，振動発生も低下して，搬送速度の高速化を図ることができる。しかし，フロッグレッグ型搬送アームは，構成上，例えば基板保持部に接続されたアームの端部を，搬送アーム全体の回転中心よりも基板保持部に対して略反対側の半径方向に引くことができない。このため，フロッグレッグ型アームは，搬送アームの回転半径に対する搬送アームの伸縮距離を大きくできないという制約がある。その結果，上記回転中心とウェハの搬送位置とが離れている場合には，それに比例して搬送アームを大型化する必要がある。従って，該搬送アームを採用する装置などを小型化することができないという問題がある。また，フロッグレッグ型アームは，基板保持部が上記回転中心から離れて配置されるにつれて，搬送アームの回転時に基板保持部に大きな遠心力が付加される。このため，当該遠心力や当該遠心力によって生じた振動により，基板保持部上に載置されたウェハが所定位置からずれたり，あるいは落下することがある。
【０００６】
また，スカラ型搬送アームとフロッグレッグ型搬送アームとも，搬送アームが相対的に縮んだ状態での分解能と，相対的に伸びた状態での分解能とが大きく異なる。すなわち，搬送アームが相対的に縮んだ状態で搬送アームを伸縮させる場合は，基板保持部の半径方向への移動分解能は相対的に大きい。これに対して，搬送アームが伸びた状態で搬送アームを伸縮させる場合は，基板保持部の半径方向への移動分解能は相対的に小さい。このため，基板保持部上に載置されたウェハを，所定位置に正確に搬送することが難しい。特に搬送アームを高速動作させる場合は，正確な搬送が一層困難となる。
【０００７】
本発明は，従来の技術が有する上記問題点に鑑みて成されたものであり，本発明の目的は，搬送アームの回転半径に対して搬送アームの伸縮距離が大きく，搬送アームが相対的に縮んだ状態と伸びた状態での分解能が実質的に同一な，新規かつ改良された搬送アームを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，請求項１に記載の発明のように，第１回転軸と，第２回転軸と，第１回転軸に一端部が接続される第１アームと，第２回転軸に一端部が接続される第２アームと，第１中間回動部を有し，第１アームの他端部に一端部が回転自在に接続される第３アームと，第２中間回動部を有し，第２アームの他端部に一端部が回転自在に接続される第４アームと，第１中間回動部と第２中間回動部とを，一の支点で回転自在に接続する接続部と，第３アームの他端部に，一端部が回転自在に接続される第５アームと，第４アームの他端部に，一端部が回転自在に接続される第６アームと，第５アームと第６アームとの間の角度を２等分する線分方向に配置され，第５アームの他端部と第６アームの他端部に，一端部が回転自在に接続される第７アームと，第７アームの他端部に接続される被搬送体保持部とを備え，第３アームの一端部と第１中間回動部と他端部との位置関係が，第３アームの一端部と第１中間回動部とを結ぶ線と，第３アームの他端部と第１中間回動部とを結ぶ線とが，垂直になるようになっており，第４アームの一端部と第２中間回動部と他端部との位置関係が，第４アームの一端部と第２中間回動部とを結ぶ線と，第４アームの他端部と第２中間回動部とを結ぶ線とが，垂直になるようになっていることを特徴とする搬送アームが提供される。
【０００９】
本発明によれば，伸縮時に，第７アームの第５アーム側端部および第６アーム側端部を，搬送アームの回転（旋回）中心をまたいで移動させることができ（被搬送体保持部の延伸方向に対して略反対方向に引くことができ）る。このため，搬送アームの回転半径を大きくせずに，搬送アームの伸縮距離を大きくすることができる。その結果，搬送アームを小型化でき，搬送アームを収容する装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
また，搬送アームを縮めた場合，被搬送体保持部の中心と搬送アームの回転中心とを実質的に同一位置に配置したり，あるいは近づけることができる。このため，被搬送体を被搬送体保持部上に搭載した状態で搬送アームを回転させても，上記被搬送体に過大な遠心力が付加されない。その結果，被搬送体保持部上で被搬送体がずれたり，あるいは被搬送体が落下することを防止できる。
【００１１】
さらに，各中間回動部同士を接続した第３アームと第４アームを採用したので，搬送アームが相対的に縮んだ状態と伸びた状態での搬送アームの移動分解能，すなわち伸縮率を略同一にすることができる。その結果，被搬送体保持部の配置位置に関わらず，被搬送体保持部上に載置された被搬送体を所定位置に正確に搬送することが容易となる。また，搬送アームを高速動作させてもその動作性が低下することがないため，搬送アームの制御が容易かつ確実になる。
【００１２】
また，被搬送体の搬送効率をより高くするためには，例えば請求項２に記載の発明のように，第３アームを第１中間回動部で９０°の角度で屈曲させ，第４アームを第２中間回動部で９０°の角度で屈曲させることが好ましい。
【００１３】
また，搬送アームを伸縮させるためには，例えば請求項３に記載の発明のように，第１回転軸と前記第２回転軸とを異なる回転軸周りを回転させ，さらに第１回転軸と第２回転軸とを同時に反対方向に回転させる回転機構を備えることが好ましい。
【００１４】
また，例えば請求項４に記載の発明のように，第１回転軸と第２回転軸とを，同心軸周りを独立に回転させても良い。かかる場合には，例えば請求項５に記載の発明のように，第１回転軸と第２回転軸とを同時に同一方向に回転させることにより，被搬送体保持部を旋回移動させることができる。また，例えば請求項６に記載の発明のように，第１回転軸と第２回転軸とを同時に反対方向に回転させることにより，被搬送体保持部を直線移動させることができる。
【００１５】
また，本発明の第２の観点によれば，請求項７に記載の発明のように，上記請求項１に記載の発明の第１および第２回転軸と，第１および第２アームに代えて，直線状に延伸するガイド部と，ガイド部に沿って摺動する第１摺動部および第２摺動部とを備え，第３アームの一端部が第１摺動部に回転自在に接続され，第４アームの一端部が第２摺動部に回転自在に接続され，その他の構成が請求項１に記載の発明と同様に構成されることを特徴とする搬送アームが提供される。
【００１６】
本発明も，例えば請求項８に記載の発明のように，第３アームを，第１中間回動部で９０°の角度で屈曲させ，第４アームを第２中間回動部で９０°の角度で屈曲させることが好ましい。
【００１７】
また，例えば請求項９に記載の発明のように，第１摺動部と第２摺動部とを同時に同一方向に移動させることにより，被搬送体保持部をガイド部の延伸方向に移動させても良い。また，例えば請求項１０に記載の発明のように，第１摺動部と第２摺動部とを相互に反対方向に移動させることにより，被搬送体保持部をガイド部に対し垂直方向に移動させても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に，添付図面を参照しながら，本発明にかかる搬送アームを半導体基板の搬送アームに適用した好適な実施の形態について，詳細に説明する。なお，以下の説明において，略同一の機能および構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
（１）第１の実施の形態
まず，図１〜図７を参照しながら，本発明の第１の実施の形態の搬送アーム１００について説明する。（ａ）搬送アームの全体構成
はじめに，搬送アーム１００の全体構成について説明する。図１〜図３に示すように，搬送アーム１００は，いわゆるフロッグレッグ型搬送アームを成し，第１〜第７アーム１０２，１０６，１１０，１１４，１２０，１２４，１３２と，第１および第２回転軸１０４，１０６と，第１および第２駆動機構１３８，１０８から構成されている。
【００２０】
第１アーム１０２の一端部には，第１回転軸１０４が固定されている。また，第２アーム１０６の一端部には，第２回転軸１０８が固定されている。第１回転軸１０４と第２回転軸１０８は，同軸構造を成している。すなわち，第２回転軸１０８は，中空管状に形成されている。そして，第１回転軸１０４は，第２回転軸１０８の中空部に内装され，第１回転軸１０４の回転中心と第２回転軸１０８の回転中心とが一致するように配置されている。また，図５（ｂ）に示すように，第１回転軸１０４は，第１駆動機構１３８に接続されている。また，第２回転軸１０８は，第２駆動機構１４０に接続されている。第１および第２駆動機構１３８，１０８は，例えばサーボモータから構成されている。また，第１および第２アーム１０２，１０６は，略同一形状および略同一長さに形成されている。
【００２１】
また，図２に示すように，第１アーム１０２の第１回転軸１０４側端部付近には，他の部分よりも厚みが薄い段部１０２ａが形成されている。また，第２アーム１０６の第２回転軸側１０８側端部付近にも，他の部分よりも厚みが薄い段部１０６ａが形成されている。また，段部１０２ａと段部１０６ａの厚みは，例えば段部１０２ａおよび段部１０６ａの厚みを積算した厚みが，第１アーム１０２あるいは第２アーム１０６の上記他の部分の厚みと略同一になるように設定されている。また，上記各段部１０２ａ，１０６ａは，第１アーム１０２と第２アーム１０６の伸縮動作等に影響を与えない形状に形成されている。そして，第１アーム１０２と第２アーム１０６は，それぞれに対応する段部１０２ａと段部１０６ａとが係合するように，第１回転軸１０４と第２回転軸１０８に取り付けられる。かかる構成により，搬送アーム１００の厚みを薄くすることができる。
【００２２】
また，図１〜図３に示すように，第１アーム１０２の他端部と，本実施の形態の特徴である第３アーム１１０の一端部とは，第１ジョイント１１２を介して回転自在に接続されている。また，第２アーム１０６の他端部と，本実施の形態の特徴である第４アーム１１４の一端部とは，第２ジョイント１１６を介して回転自在に接続されている。また，第３アーム１１０と第４アームは，相互に略対称の形状を有している。
【００２３】
また，第３アーム１１０には，第１中間回動部１１８ａが形成されている。また，図４（ａ）に示すように，第３アーム１１０の第１ジョイント１１２側端部（一端部）と第１中間回動部１１８ａとを結ぶ線は，第３アーム１１０の第４ジョイント１２２側端部（他端部）と第１中間回動部１１８ａとを結ぶ線に対して，略垂直となっている。なお，図４（ａ）は，第３アーム１１０の形状を説明するための概略的な説明図である。かかる構成により，第３アーム１１０は，第１中間回動部１１８ａで所定角度，例えば９０°の角度で屈曲し，略Ｌ字状に形成されている。なお，第３アーム１１０の第１中間回動部１１８ａから第１ジョイント１１２側方向に延伸する部分の長さと，第１中間回動部１１８ａから第４ジョイント１２２側方向に延伸する部分の長さは，それぞれ同一であっても，異なっていても良い。
【００２４】
また，第４アーム１１４は，図３に示すように，第２中間回動部１１８ｂにて２分割され，第３ジョイント１１８により相互に接続されている。また，図４（ｂ）に示すように，第４アーム１１４の第２ジョイント１１６側端部（一端部）と第２中間回動部１１８ｂとを結ぶ線は，第４アーム１１４の第５ジョイント１２６側端部（他端部）と第２中間回動部１１８ｂとを結ぶ線に対して，略垂直となっている。なお，図４（ｂ）は，第４アーム１１４の形状を説明するための概略的な説明図である。かかる構成により，第４アーム１１４も，第２中間回動部１１８ｂで所定角度，例えば９０°の角度で屈曲し，略Ｌ字状に形成されている。なお，第４アーム１１４の第２中間回動部１１８ｂから第２ジョイント１１６側方向に延伸する部分の長さと，第２中間回動部１１８ｂから第５ジョイント１２６側方向に延伸する部分の長さは，上記第３アーム１１０と同様に，それぞれ同一であっても，異なっていても良い。
【００２５】
また，図１〜図３に示すように，第１中間回動部１１８ａと第２中間回動部１１８ｂとは，第３ジョイント１１８で回転自在に接続されている。この際，第３アーム１１０の後述する第４ジョイント１２２側端部と，第４アームの後述する第５ジョイント１２６側端部とが，各々に対応する第１および第２中間回動部１１８ａ，１１８ｂに対して，第１回転軸１０４側あるいは第２回転軸１０８側に配置される。かかる構成により，搬送アーム１００を縮めた際に，図６（ａ），（ｂ）に示すように，第７アーム１３２を上記回転中心よりも延伸方向に対して反対側に引くことができる。その結果，基板保持部１３２ａの移動距離を，搬送アーム１００の回転半径に対して大きくすることができる。
【００２６】
また，図３に示すように，第３ジョイント１１８は，第３アーム１１０を貫通して，上記２分割された第４アーム１１４を相互に結合している。さらに，第３アーム１１０と第４アーム１１４とは，略鉛直面内で交差するように配置されている。かかる構成により，第５アーム１２０と第６アーム１２４の高さを揃えることができる。
【００２７】
また，図２に示すように，第３アーム１１０と第４アーム１１４には，伸縮時に相互に係合する部分に，上述した段部１０２ａ，１０６ａと同様の段部１１０ａ，１１０ｂ，１１４ａ，１１４ｂがそれぞれに対応して形成されている。かかる構成により，搬送アーム１００の厚みをさらに薄くすることができる。
【００２８】
また，図１〜図３に示すように，第３アーム１１０の他端部と第５アーム１２０の一端部とは，第４ジョイント１２２を介して回転自在に接続されている。また，第４アーム１１４の他端部と第６アーム１２４の一端部とは，第５ジョイント１２６を介して回転自在に接続されている。また，第５アーム１２０の他端部と第６アーム１２４の他端部は，それぞれに対応する第６ジョイント１２８と第７ジョイント１３０を介して，第７アーム１３２の一端部と回転自在に接続されている。また，第５アーム１２０および第６アーム１２４は，略同一形状および略同一長さに形成されている。
【００２９】
また，図５に示すように，第５アーム１２０の第６ジョイント１２８側端部には，ギア部１２０ａが形成されている。また，第６アーム１２４の第７ジョイント１３０側端部には，ギア部１２４ａが形成されている。また，第５アーム１２０および第６アーム１２４は，ギア部１２０ａとギア部１２４ａとが相互にかみ合うように，第７アーム１３２に取り付けられている。この場合，第７アーム１３２は，第５アーム１２０と第６アーム１２４との間の角度を実質的に２等分するように配置されている。さらに，この第７アーム１３２が第５アーム１２０と第６アーム１２４との間の角度を実質的に２等分する関係は，ギア部１２０ａとギア部１２４ａとを転動させても維持される。従って，第５アームと第６アームとは，各々が第７アームと共になす角度が常に同じになるように，第７アームに対して回転する。また，図１に示す例では，第１〜第７ジョイント１１２，１１６，１１８，１２２，１２６，１２８，１３０は，鉛直方向に延びる回動軸を介して，それぞれに対応する各アームをそれぞれ回動可能に連結している。
【００３０】
また，図１，図５〜図８に示すように，第７アーム１３２には，被搬送体保持部を構成する略フォーク状の基板保持部１３２ａが形成されている。図示の例では，第７アーム１３２と基板保持部１３２ａとは，一体形成されている。さらに，基板保持部１３２ａの載置面上には，その載置面上に載置される被搬送体としてのウェハＷを保持するための保持ピン１３４が設けられている。また，第１〜第７アーム１０２，１０６，１１０，１１４，１２０，１２４，１３２は，例えばアルミニウムやセラミックスから形成されている。
【００３１】
また，第１アーム１０２と，第２アーム１０６と，第３アーム１１０と，第４アーム１１４とは，第１回転軸１０４，第１ジョイント１１２，第２ジョイント１１６，第３ジョイント１１８の各回動軸間の距離が実質的に等しくなるように配置されている。すなわち，第１アーム１０２と，第２アーム１０６と，第３アーム１１０の一端部から第１中間回動部１１８ａまでと，第４アーム１１４の一端部から第２中間回動部１１８ｂまでとが，略菱形を形成している。また，第５アーム１２０と第６アーム１２４も，第５アーム１２０と，第６アーム１２４と，第３アーム１１０の第１中間回動部１１８ａから他端部までと，第４アーム１１４の第２中間回動部１１８ｂから他端部までとが，略菱形を形成するように配置されている。また，搬送アーム１００は，べース１３６上に配置されている。
【００３２】
（ｂ）搬送アームの動作
次に，図６〜図８を参照しながら，搬送アーム１００の搬送動作について説明する。なお，図６（ａ）は搬送アーム１００を縮めた状態を示す概略的な平面図であり，図６（ｂ）は同状態を示す概略的な側面図である。また，図７（ａ）は搬送アーム１００の伸縮中の状態を示す概略的な平面図であり，図７（ｂ）は同状態を示す概略的な側面図である。また，図８（ａ）は搬送アーム１００を伸ばした状態を示す概略的な平面図であり，図８（ｂ）は同状態を示す概略的な側面図である。
【００３３】
まず，図６（ａ），（ｂ）に示す搬送アーム１００を縮めた状態から当該搬送アーム１００を伸ばす場合，第１駆動機構１３８と第２駆動機構１４０とを作動させて，第１回転軸１０４と第２回転軸１０８を同時に回転させる。この際，例えば第１回転軸１０４は，反時計回り方向に回転させる。また，第２回転軸１０８は，時計回り方向に回転させる。さらに，第１回転軸１０４と第２回転軸１０８の回転角度量は，実質的に同一とする。
【００３４】
かかる動作により，図７（ａ），（ｂ）に示すように，第１アーム１０２と第２アーム１０６とがなす角度が狭まる。同時に，第３アーム１１０の第１中間回動部１１８ａから第１ジョイント１１２方向に延伸する部分（第１ジョイント１１２側部分）と，第４アーム１１４の第２中間回動部１１８ｂから第２ジョイント１１６方向に延伸する部分（第２ジョイント１１６側部分）とがなす角度も狭まる。その結果，第３アーム１１０と第４アーム１１４とを接続する第３ジョイント１１８が，第１回転軸１０４と第２回転軸１０８の回転中心から遠ざかるように移動する。さらに，上記移動に連動して，第３アーム１１０の第１中間回動部１１８ａから第４ジョイント１２２方向に延伸する部分（第４ジョイント１２２側部分）と，第５アーム１２０とがなす角度も狭まる。同時に，第４アーム１１４の第２中間回動部１１８ｂから第５ジョイント１２６方向に延伸する部分（第５ジョイント１２６側部分）と，第６アーム１２４とがなす角度も狭まる。この際，第５アーム１２０と第６アーム１２４は，上述の如くそれぞれギア部１２０ａ，１２４ａにて係合しているので，搬送アーム１００の伸縮時に各々同一角度で反対方向に回転する。従って，基板保持部１３２ａは，第７アーム１３２と共に，第５アーム１２０と第６アーム１２４との間の角度を実質的に２等分する方向に沿って移動し，第１および第２回転軸１０４，１０８の回転中心から半径方向に押し出される。
【００３５】
さらに，第１回転軸１０４および第２回転軸１０８の回転を継続すると，図８（ａ），（ｂ）に示すように，第１アーム１０２と第２アーム１０６とがなす角度，第３アーム１１０の第１ジョイント１１２側部分と第４アーム１１４の第２ジョイント１１６側部分とがなす角度，第３アーム１１０の第４ジョイント１２２側部分と第５アーム１２０とがなす角度，第４アーム１１４の第５ジョイント１２６側部分と第６アーム１２４とがなす角度が各々さらに狭まる。その結果，基板保持部１３２ａが上記回転中心からさらに離れた位置に移動する。
【００３６】
また，図８（ａ），（ｂ）に示す搬送アーム１００を伸ばした状態から該搬送アーム１００を縮める場合，上記とは逆に，第１回転軸１０４を時計回り方向に，また第２回転軸１０８を反時計回り方向に，それぞれ同時に回転させる。この場合も，第１回転軸１０４と第２回転軸１０８の回転角度量は同一とする。かかる動作により，第１アーム１０２と第２アーム１０６とがなす角度，第３アーム１１０の第１ジョイント１１２側部分と第４アーム１１４の第２ジョイント１１６側部分とがなす角度，第３アーム１１０の第４ジョイント１２２側部分と第５アーム１２０とがなす角度，第４アーム１１４の第５ジョイント１２６側部分と第６アーム１２４とがなす角度が各々広がる。その結果，搬送アーム１００は，図７（ａ），（ｂ）に示す状態を介して，図６（ａ），（ｂ）に示すように収縮し，基板保持部１３２ａが第１および第２回転軸１０４，１０８の回転中心方向に引き戻される。
【００３７】
また，搬送アーム１００を旋回移動させる場合には，第１回転軸１０４と第２回転軸１０８とをそれぞれ同一方向に同一角度回転させればよい。これにより，搬送アーム１００が時計回り方向または反時計周り方向に旋回し，基板保持部１０４ａの伸縮方向を適宜変更することができる。また，この旋回移動搬送アーム１００は，旋回移動の際に縮んだ状態を維持することによって，基板保持部１３２ａに作用する遠心力を顕著に低減することができる。また，第１回転軸１０４と第２回転軸１０８には，不図示の昇降機構が接続されている。従って，昇降機構を動作させれば，搬送アーム１００が上下動し，基板保持部１３２ａの高さを適宜調整できる。
【００３８】
本実施の形態は，以上のように構成されており，搬送アーム１００を縮めた場合と伸ばした場合での搬送アーム１００の伸縮距離，結果的に移動分解能を略同一にできる。このため，基板保持部１３２ａの配置位置を，容易かつ精度良く制御することができる。
【００３９】
（２）第２の実施の形態
次に，図９および図１０を参照しながら，本発明の第２の実施の形態の搬送アーム２００について説明する。搬送アーム２００は，図９に示すように，基板保持部１３２ａを有する第７アーム１３２が，上述した搬送アーム１００の場合とは逆方向に取り付けられている。また，搬送アーム２００を構成する第３アーム２０２は，第１中間回動部１１８ａから第４ジョイント１２２方向に延伸する部分が，上記第３アーム１１０の対応部分よりも長く設定されている。同様に，第４アーム２０４は，第２中間回動部１１８ｂから第５ジョイント１２６方向に延伸する部分が，上記第４アーム１１４の対応部分よりも長く設定されている。それ以外は，上記搬送アーム１００と略同一に構成されている。
【００４０】
かかる構成により，搬送アーム２００を縮めた場合，図１０（ａ）に示すように，上記搬送アーム１００と同様に，第７アーム１３２を第１回転軸１０４と第２回転軸１０８との回転中心よりも延伸方向の反対側にまで引くことができる。また，搬送アーム２００を伸ばした場合，図１０（ｂ）に示すように，搬送アーム１００よりも延伸距離をさらに伸ばすことができる。なお，図１０（ａ）は搬送アーム２００を縮めた状態を示す概略的な平面図であり，図１０（ｂ）は搬送アーム１００を伸ばした状態を示す概略的な平面図である。
【００４１】
本実施の形態にかかる搬送アーム２００は，以上のように構成されており，搬送アーム２００の延伸距離を大きくできるので，搬送アーム２００の回転半径に対して基板保持部１３２ａの移動距離をさらに大きくすることができる。さらに，搬送アーム１００を縮めた場合と伸ばした場合の移動分解能も，上記搬送アーム１００と同様に実質的に同一にできるので，基板保持部１３２ａの配置位置の制御を容易に精度良く行うことができる。また，搬送アーム２００は，上記搬送アーム１００よりも回動部の干渉が生じにくいため，アームの連結構造の設計自由度を大きくできる。
【００４２】
（３）第３の実施の形態
次に，図１１を参照しながら，本発明の第３の実施の形態の搬送アーム２０について説明する。
搬送アーム２０は，図１１に示すように，上述した第１回転軸１０４，第２回転軸１０８，第１アーム１０２および第２アーム１０６に代えて，ガイド部１０と，第１摺動部１１と，第２摺動部１２とを備えている。ガイド部１０は，略直線状に延伸している。また，第１および第２摺動部１１，１２は，それぞれガイド部１０に沿って摺動自在に構成されている。また，第１摺動部１１には，上記第３アーム１１０の第１ジョイント１１２側端部が，第１ジョイント１１２を介して回転自在に接続されている。また，第２摺動部１２には，上記第４アーム１１４の第２ジョイント１１６側端部が，第２ジョイント１１６を介して回転自在に接続されている。なお，図１１には，２つの搬送アーム２０が図示されており，紙面上方の搬送アーム２０が延びた状態，また紙面下方の搬送アーム２０が縮んだ状態を表している。
【００４３】
かかる構成によれば，第１摺動部１１と第２摺動部１２を，ガイド部１０に沿って共に同一方向に移動させることにより，基板保持部１３２ａがガイド部１０の延伸方向に移動する。また，第１摺動部と第２摺動部を，ガイド部１０に沿って互いに逆方向に移動させることにより，基板保持部１３２ａがガイド部１０に対する略直交方向に移動，すなわち伸縮移動する。かかる構成により，ウェハＷを処理するプロセスチャンバＰ内や，ウェハＷを収納するカセットチャンバＣ内へのウェハＷの出し入れを行うことができる。なお，その他の構成は，上記搬送アーム１００と略同一である。
【００４４】
本実施の形態は，以上のように構成されており，上記第１および第２の実施の形態の如く基板保持部１３２ａを旋回させる代わりに，基板保持部１３２ａをガイド部１０の延伸方向に移動させることができる。また，本実施の形態によれば，搬送アーム２０を縮めた際に，第７アーム１３２を上記ガイド部１０よりも延伸方向に対して反対側に引くことができる。従って，ウェハＷをガイド部１０に沿って移動させる時の安定性が，極めて良好である。また，上述した構成を採用しても，基板保持部１３２ａを，第７アーム１３２と共に，第５アーム１２０と第６アーム１２４との間の角度を実質的に２等分する方向に沿って移動させることができる。また，搬送アーム２０を縮めた場合と伸ばした場合での搬送アーム２０の伸縮距離が略同一となるので，基板保持部１３２ａの配置位置を，容易かつ精度良く制御することができる。
【００４５】
（第４の実施の形態）
次に，図１２を参照しながら，本発明の第４の実施の形態の搬送アーム３０について説明する。
搬送アーム３０は，図１３に示すように，第７アーム１３２が，上述した搬送アーム２０とは逆方向に取り付けられていること以外は，上記搬送アーム２０と同様に構成されている。かかる構成によっても，搬送アーム３０を縮めた際に，第７アーム１３２を上記回転中心よりも延伸方向に対して反対側に引くことができる。このため，被搬送体をガイド部１０に沿って移動させる時の安定性が，極めて良好である。
【００４６】
以上，本発明の好適な実施の一形態について，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，各種の変更例および修正例に想到し得るものであり，それら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４７】
例えば，上記第１および第２の実施の形態において，同軸構造を成す第１回転軸と第２回転軸とが同軸周りを回転する構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではない。例えば，図１３（ａ）〜（ｃ）に示す搬送アーム３００のように，第１回転軸３０２と第２回転軸３０４とを，それら第１回転軸３０２の回転中心と第２回転軸３４０の回転中心とがお互いに重ならず，同軸とならないように各々配置する。さらに，第１回転軸３０２と第２回転軸３０４とを，略たすき掛け状（略Ｓ字または略逆Ｓ字状）に巻付けられたベルト３０６，３０７を介して各々接続する。そして，第１回転軸３０２には第１アーム１０２と駆動機構３０８とを接続し，第２回転軸３０４には第２アーム１０６を接続する。なお，その他の構成は，上記搬送アーム１００と略同一とする。かかる構成によれば，第１回転軸３０２と第２回転軸３０４とがベルト３０６，３０７で接続されているので，駆動機構３０８により第１回転軸３０２を回転させると，第２回転軸も同時に回転させることができる。さらに，図１３（ｂ），（ｃ）に示すように，ベルト３０６，３０７が略たすき掛け状に取り付けられているので，第１回転軸３０２と第２回転軸３０４とを，それぞれ逆方同に同一角度回転させることができる。なお，図１３（ａ）は，搬送アーム３００の第１回転軸３０２と第２回転軸３０４を示す概略的な側面図である。また，図１３（ｂ）は，図１３（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿う平面において切断した概略的な断面図である。また，図１３（ｃ）は，図１３（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う平面において切断した概略的な断面図である。
【００４８】
また，例えば図１４（ａ），（ｂ）に示す搬送アーム４００のように，第１回転軸３０２の外周と第２回転軸３０４の外周に，それぞれに対応してギア部４０２とギア部４０４を形成し，それらギア部４０２とギア部４０４をお互いにかみ合うように構成しても良い。なお，図１４（ａ）は，搬送アーム４００の第１回転軸３０２と第２回転軸３０４を示す概略的な側面図である。また，図１４（ｂ）は，図１４（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿う平面において切断した概略的な断面図である。さらに，図１４（ｃ）に示すように，第１回転軸３０２と第２回転軸３０４の回転角度に対応して，第１回転軸３０２の外周の一部と第２回転軸３０４の外周の一部に，それぞれに対応するギア部５００とギア部５０２を形成し，それらをお互いにかみ合わせるようにしても良い。かかる構成によっても，第１回転軸３０２と第２回転軸３０４を所定角度回転させることができる。なお，上記各構成において，第１回転軸３０２ではなく第２回転軸３０４に駆動機構３０８を接続しても良い。また，ギア部４０２，４０４，５００，５０２は，それぞれに対応する第１回転軸３０２と第２回転軸３０４から別体に構成しても良い。
【００４９】
また，上記第１〜第４の実施の形態において，第７アームと基板保持部とを一体形成した構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，第７アームと被搬送体保持部を別体に構成し，それらを相互に接続しても本発明を実施することができる。
【００５０】
さらに，上記第１〜第４実施の形態において，フォーク部から成る基板保持部を採用した構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，被搬送体や搬送アームを設ける装置に応じて，被搬送体保持部の形状を適宜変更しても本発明を実施することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば，被搬送体保持部の移動距離を搬送アームの回転半径に対して大きくできるので，搬送アームを小型化することができる。また，搬送アームを縮めた場合と伸ばした場合での搬送アームの分解能を略同一にできるので，搬送アームの制御を容易に行うことができる。さらに，搬送アームの厚みを薄くできるので，搬送アームが適用される装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の搬送アームを示す概略的な斜視図である。
【図２】図１に示す搬送アームの第１〜第４アーム部分を表す概略的な斜視図である。
【図３】図１に示す搬送アームの第１〜第４アーム部分を表す概略的な側面図である。
【図４】図１に示す搬送アームの第３および第４アームを説明するための概略的な説明図である。
【図５】図１に示す搬送アームの第５〜第７アームを説明するための概略的な説明図である。
【図６】図１に示す搬送アームの動作を表す概略的な説明図である。
【図７】図１に示す搬送アームの動作を表す概略的な説明図である。
【図８】図１に示す搬送アームの動作を表す概略的な説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の搬送アームを示す概略的な斜視図である。
【図１０】図９に示す搬送アームの動作を表す概略的な説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の搬送アームを示す概略的な平面図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態の搬送アームを示す概略的な平面図である。
【図１３】図１〜図１０に示す搬送アームに適用可能な他の駆動機構を表す概略的な説明図である。
【図１４】図１〜図１０に示す搬送アームに適用可能な他の駆動機構を表す概略的な説明図である。
【符号の説明】
１００搬送アーム
１０２第１アーム
１０４第１回転軸
１０６第２アーム
１０８第２回転軸
１１０第３アーム
１１４第４アーム
１１８第３ジョイント（接続部）
１１８ａ第１中間回動部
１１８ｂ第２中間回動部
１２０第５アーム
１２４第６アーム
１３２第７アーム
１３２ａ基板保持部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer arm that can be miniaturized and has excellent control characteristics.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a semiconductor substrate, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) is carried in / out between a cassette for housing the wafer and a semiconductor manufacturing apparatus, or between various semiconductor manufacturing apparatuses, it is transported. A transfer arm constituting the apparatus is used. For example, a case where the transfer arm is applied to a multi-chamber processing apparatus that is clustered will be described as an example. The transfer arm is accommodated in a transfer chamber (common transfer chamber) of the processing apparatus. The substrate holding portion provided in the transfer arm is configured to be able to enter not only the transfer chamber but also various process chambers and cassette chambers connected to the transfer chamber. Therefore, in this apparatus, by operating the transfer arm, an unprocessed wafer is transferred from the cassette in the cassette chamber to each process chamber through the transfer chamber, and the processed wafer is transferred from the process chamber to the transfer chamber. It can be conveyed again to the cassette through the inside.
[0003]
As the transfer arm, a scalar type transfer arm and a frog leg type transfer arm are generally used. In the SCARA-type transfer arm, the substrate holding part and the rotating shaft are connected by two or more arms. Further, a rotating mechanism is connected to the rotating shaft via a rotating belt and a pulley. With this configuration, when the rotating shaft is operated, the arm expands and contracts in a horizontal and linear direction, and the substrate holder moves to a predetermined position. On the other hand, in the frog-leg type transfer arm, the substrate holding part and the rotating shaft are connected by a frog-leg arm formed by connecting a plurality of pairs of arms in a substantially foot-shaped manner. Further, a rotational force transmission mechanism is connected to the rotation shaft. With this configuration, when the rotation shaft is rotated, the frog leg arm expands and contracts in the radial direction from the rotation center of the transfer arm, and the substrate holding unit moves to a predetermined position.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the scalar type transfer arm is employed in the above-described processing apparatus, it is necessary to arrange the rotating belt and pulley constituting the rotating mechanism in the transfer chamber through which the wafer passes. For this reason, particles are easily generated when the transfer arm is driven. As a result, the wafer is easily contaminated by the particles, resulting in a decrease in yield. In addition, since the SCARA-type transfer arm has a rotating belt and a pulley, vibration is likely to occur, and the transfer speed cannot be increased.
[0005]
When the frog-leg type transfer arm is employed in the above-described processing apparatus, it is generally unnecessary to arrange the above-described rotating belt or pulley in the transfer chamber. For this reason, the generation of particles is suppressed, the generation of vibrations is reduced, and the conveyance speed can be increased. However, the frog-leg type transfer arm is configured so that, for example, the end of the arm connected to the substrate holding part is pulled in a radial direction substantially opposite to the substrate holding part from the rotation center of the whole transfer arm. Can not. For this reason, the frog-leg type arm has a restriction that the extension / contraction distance of the transfer arm cannot be increased with respect to the rotation radius of the transfer arm. As a result, if the rotation center is away from the wafer transfer position, it is necessary to increase the size of the transfer arm in proportion thereto. Therefore, there is a problem that a device that employs the transfer arm cannot be downsized. In the frog-leg type arm, as the substrate holding part is arranged away from the rotation center, a large centrifugal force is applied to the substrate holding part when the transfer arm rotates. For this reason, the wafer placed on the substrate holding unit may be displaced from a predetermined position or dropped due to the centrifugal force or vibration generated by the centrifugal force.
[0006]
In addition, the resolution when the transfer arm is relatively contracted and the resolution when the transfer arm is relatively extended are greatly different between the SCARA type transfer arm and the frog-leg type transfer arm. That is, when the transfer arm is expanded and contracted in a state where the transfer arm is relatively contracted, the moving resolution in the radial direction of the substrate holder is relatively large. On the other hand, when the transfer arm is extended and contracted with the transfer arm extended, the moving resolution of the substrate holding portion in the radial direction is relatively small. For this reason, it is difficult to accurately convey the wafer placed on the substrate holding unit to a predetermined position. In particular, when the transfer arm is operated at high speed, accurate transfer becomes more difficult.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to increase the expansion / contraction distance of the transfer arm relative to the rotation radius of the transfer arm, so that the transfer arm is relatively To provide a new and improved transfer arm having substantially the same resolution in the contracted state and in the extended state.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, according to a first aspect of the present invention, as in the first aspect of the present invention, the first rotating shaft, the second rotating shaft, and the first rotating shaft have one end. A first arm to be connected; a second arm having one end connected to the second rotating shaft; and a first intermediate rotating portion, wherein one end is rotatably connected to the other end of the first arm. A third arm having a second intermediate rotation portion, a fourth arm having one end rotatably connected to the other end of the second arm, a first intermediate rotation portion, and a second intermediate rotation portion. To the other end of the third arm, the fifth arm whose one end is rotatably connected, and the other end of the fourth arm, one end to the other end of the fourth arm. Between the sixth arm to which the part is rotatably connected and the fifth and sixth arms Divided into two equal parts Are arranged in a line segment direction, and are connected to the other end of the fifth arm and the other end of the sixth arm, the seventh arm having one end rotatably connected thereto, and the other end of the seventh arm. A carrier holding unit, and a positional relationship between one end of the third arm, the first intermediate rotation unit, and the other end is a line connecting the one end of the third arm and the first intermediate rotation unit. , A line connecting the other end of the third arm and the first intermediate rotation part, vertical The positional relationship between the one end of the fourth arm, the second intermediate rotation portion, and the other end is a line connecting the one end of the fourth arm and the second intermediate rotation portion; A line connecting the other end portion of the fourth arm and the second intermediate rotation portion, vertical A transport arm is provided that is characterized in that
[0009]
According to the present invention, the fifth arm side end portion and the sixth arm side end portion of the seventh arm can be moved across the rotation (turning) center of the transfer arm during expansion / contraction (conveyed object holding portion) Can be drawn in a direction substantially opposite to the stretching direction). For this reason, the expansion / contraction distance of the transfer arm can be increased without increasing the rotation radius of the transfer arm. As a result, the transfer arm can be reduced in size, and the apparatus that accommodates the transfer arm can be reduced in size.
[0010]
Further, when the transport arm is contracted, the center of the transported object holding unit and the center of rotation of the transport arm can be arranged at or substantially the same position. For this reason, even if the transport arm is rotated in a state where the transported body is mounted on the transported body holding portion, an excessive centrifugal force is not applied to the transported body. As a result, it is possible to prevent the transported body from being displaced on the transported body holding unit or dropping the transported body.
[0011]
In addition, since the third arm and the fourth arm connecting the intermediate rotating parts are employed, the transfer resolution of the transfer arm, that is, the expansion / contraction rate when the transfer arm is relatively contracted and extended is substantially the same. Can be. As a result, it becomes easy to accurately transport the transported body placed on the transported body holding section to a predetermined position regardless of the position of the transported body holding section. Further, even if the transfer arm is operated at high speed, its operability does not deteriorate, so that the transfer arm can be controlled easily and reliably.
[0012]
Further, in order to further increase the transport efficiency of the transported body, for example, as in the second aspect of the present invention, the third arm is moved to the first intermediate rotation portion. 90 ° The 4th arm is bent at an angle of 90 ° It is preferable to bend at this angle.
[0013]
In order to expand and contract the transfer arm, for example, as in the third aspect of the invention, the first rotating shaft and the second rotating shaft are rotated around different rotating shafts, and the first rotating shaft and the second rotating shaft are further rotated. It is preferable to provide a rotation mechanism that simultaneously rotates the two rotation shafts in opposite directions.
[0014]
Further, for example, as in the invention described in claim 4, the first rotating shaft and the second rotating shaft may be independently rotated around the concentric axis. In such a case, for example, as in the invention described in claim 5, by rotating the first rotating shaft and the second rotating shaft in the same direction at the same time, the transported object holding portion can be swung. Further, for example, as in the invention described in claim 6, by rotating the first rotating shaft and the second rotating shaft in opposite directions simultaneously, the transported object holding portion can be linearly moved.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, as in the seventh aspect of the present invention, the first and second rotating shafts and the first and second arms of the first aspect of the present invention are replaced. And Linear A first sliding portion and a second sliding portion that slide along the guide portion, and one end portion of the third arm is rotatably connected to the first sliding portion, One end of each of the four arms is rotatably connected to the second sliding portion, and the other structure is configured in the same manner as in the first aspect of the invention.
[0016]
In the present invention, for example, as in the invention described in claim 8, the third arm is connected to the first intermediate rotation portion. 90 ° The 4th arm is bent at an angle of 90 ° It is preferable to bend at this angle.
[0017]
Further, for example, as in the ninth aspect of the invention, by moving the first sliding portion and the second sliding portion simultaneously in the same direction, the transported object holding portion is moved in the extending direction of the guide portion. May be. Further, as in the invention described in claim 10, for example, by moving the first sliding portion and the second sliding portion in opposite directions, the transported object holding portion is moved relative to the guide portion. Vertical direction It may be moved to.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment in which a transfer arm according to the present invention is applied to a transfer arm of a semiconductor substrate will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0019]
(1) First embodiment
First, the transfer arm 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. (A) Overall configuration of transfer arm
First, the overall configuration of the transfer arm 100 will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the transfer arm 100 is a so-called frog-leg type transfer arm, and includes first to seventh arms 102, 106, 110, 114, 120, 124, 132, first and first. It consists of two rotating shafts 104 and 106 and first and second drive mechanisms 138 and 108.
[0020]
A first rotating shaft 104 is fixed to one end of the first arm 102. A second rotating shaft 108 is fixed to one end of the second arm 106. The first rotating shaft 104 and the second rotating shaft 108 have a coaxial structure. That is, the second rotating shaft 108 is formed in a hollow tubular shape. The first rotating shaft 104 is housed in the hollow portion of the second rotating shaft 108 and is disposed so that the rotation center of the first rotating shaft 104 and the rotation center of the second rotating shaft 108 coincide with each other. Further, as shown in FIG. 5B, the first rotating shaft 104 is connected to the first drive mechanism 138. The second rotating shaft 108 is connected to the second drive mechanism 140. The first and second drive mechanisms 138 and 108 are constituted by servo motors, for example. The first and second arms 102 and 106 are formed to have substantially the same shape and length.
[0021]
As shown in FIG. 2, a step portion 102a having a thickness smaller than that of the other portion is formed in the vicinity of the end portion of the first arm 102 on the first rotating shaft 104 side. In addition, a stepped portion 106a having a thickness smaller than that of other portions is also formed near the end of the second arm 106 on the second rotating shaft side 108 side. Further, the thickness of the stepped portion 102a and the stepped portion 106a is, for example, the thickness obtained by integrating the thicknesses of the stepped portion 102a and the stepped portion 106a is substantially the same as the thickness of the other portion of the first arm 102 or the second arm 106. Is set to Further, each of the step portions 102 a and 106 a is formed in a shape that does not affect the expansion and contraction operation of the first arm 102 and the second arm 106. And the 1st arm 102 and the 2nd arm 106 are attached to the 1st rotating shaft 104 and the 2nd rotating shaft 108 so that the corresponding step part 102a and step part 106a may each engage. With this configuration, the thickness of the transfer arm 100 can be reduced.
[0022]
In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, the other end of the first arm 102 and the one end of the third arm 110, which is a feature of the present embodiment, are rotatable via a first joint 112. It is connected. Further, the other end portion of the second arm 106 and one end portion of the fourth arm 114 which is a feature of the present embodiment are rotatably connected via the second joint 116. Further, the third arm 110 and the fourth arm have substantially symmetrical shapes.
[0023]
Further, the third arm 110 is formed with a first intermediate rotating portion 118a. As shown in FIG. 4A, the line connecting the end (one end) of the third arm 110 on the first joint 112 side and the first intermediate rotating portion 118a is the fourth joint of the third arm 110. It is substantially perpendicular to the line connecting the 122 side end (the other end) and the first intermediate rotating portion 118a. FIG. 4A is a schematic explanatory diagram for explaining the shape of the third arm 110. With this configuration, the third arm 110 is bent at a predetermined angle, for example, an angle of 90 °, by the first intermediate rotation portion 118a, and is formed in a substantially L shape. The length of the portion of the third arm 110 extending from the first intermediate rotation portion 118a in the direction toward the first joint 112 and the length of the portion extending from the first intermediate rotation portion 118a toward the fourth joint 122 side. May be the same or different.
[0024]
Further, as shown in FIG. 3, the fourth arm 114 is divided into two parts by a second intermediate rotating part 118 b and is connected to each other by a third joint 118. Further, as shown in FIG. 4B, the line connecting the end (one end) of the fourth arm 114 on the second joint 116 side and the second intermediate rotating portion 118b is the fifth joint of the fourth arm 114. It is substantially perpendicular to the line connecting the 126 side end (the other end) and the second intermediate rotating portion 118b. FIG. 4B is a schematic explanatory diagram for explaining the shape of the fourth arm 114. With this configuration, the fourth arm 114 is also bent at a predetermined angle, for example, an angle of 90 °, by the second intermediate rotation portion 118b, and is formed in a substantially L shape. The length of the portion of the fourth arm 114 extending from the second intermediate rotating portion 118b in the direction toward the second joint 116 and the length of the portion extending from the second intermediate rotating portion 118b toward the fifth joint 126 side. May be the same as or different from each other, like the third arm 110.
[0025]
Also, as shown in FIGS. 1 to 3, the first intermediate rotation part 118 a and the second intermediate rotation part 118 b are rotatably connected by a third joint 118. At this time, a fourth joint 122 side end portion, which will be described later, of the third arm 110 and a fifth joint 126 side end portion, which will be described later, of the fourth arm correspond to the first and second intermediate rotating portions 118a, With respect to 118b, it arrange | positions at the 1st rotating shaft 104 side or the 2nd rotating shaft 108 side. With this configuration, when the transport arm 100 is contracted, the seventh arm 132 can be pulled to the opposite side of the extending direction from the center of rotation, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). As a result, the moving distance of the substrate holding part 132a can be increased with respect to the rotation radius of the transfer arm 100.
[0026]
As shown in FIG. 3, the third joint 118 penetrates the third arm 110 and couples the divided fourth arm 114 to each other. Further, the third arm 110 and the fourth arm 114 are arranged so as to intersect in a substantially vertical plane. With this configuration, the fifth arm 120 and the sixth arm 124 can have the same height.
[0027]
In addition, as shown in FIG. 2, the third arm 110 and the fourth arm 114 have stepped portions 110a, 110b, 114a, 114b similar to the stepped portions 102a, 106a described above at the portions that are engaged with each other during expansion and contraction. Are formed corresponding to each. With this configuration, the thickness of the transfer arm 100 can be further reduced.
[0028]
As shown in FIGS. 1 to 3, the other end of the third arm 110 and one end of the fifth arm 120 are rotatably connected via a fourth joint 122. Further, the other end of the fourth arm 114 and one end of the sixth arm 124 are rotatably connected via a fifth joint 126. Further, the other end of the fifth arm 120 and the other end of the sixth arm 124 are rotatably connected to one end of the seventh arm 132 via the corresponding sixth joint 128 and seventh joint 130. Has been. Further, the fifth arm 120 and the sixth arm 124 are formed to have substantially the same shape and substantially the same length.
[0029]
Further, as shown in FIG. 5, a gear portion 120 a is formed at the end of the fifth arm 120 on the sixth joint 128 side. A gear portion 124 a is formed at the end of the sixth arm 124 on the seventh joint 130 side. The fifth arm 120 and the sixth arm 124 are attached to the seventh arm 132 so that the gear portion 120a and the gear portion 124a are engaged with each other. In this case, the seventh arm 132 is arranged so as to substantially bisect the angle between the fifth arm 120 and the sixth arm 124. Further, the relationship in which the seventh arm 132 substantially bisects the angle between the fifth arm 120 and the sixth arm 124 is maintained even when the gear portion 120a and the gear portion 124a roll. . Accordingly, the fifth arm and the sixth arm rotate with respect to the seventh arm so that the angles formed with the seventh arm are always the same. In the example shown in FIG. 1, the first to seventh joints 112, 116, 118, 122, 126, 128, and 130 rotate their corresponding arms via rotating shafts extending in the vertical direction. It is linked movably.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 5 to 8, the seventh arm 132 is formed with a substantially fork-shaped substrate holding portion 132 a that constitutes the transferred object holding portion. In the illustrated example, the seventh arm 132 and the substrate holding part 132a are integrally formed. Furthermore, holding pins 134 are provided on the mounting surface of the substrate holding part 132a for holding the wafer W as a transfer target mounted on the mounting surface. The first to seventh arms 102, 106, 110, 114, 120, 124, 132 are made of, for example, aluminum or ceramics.
[0031]
In addition, the first arm 102, the second arm 106, the third arm 110, and the fourth arm 114 rotate the first rotating shaft 104, the first joint 112, the second joint 116, and the third joint 118, respectively. They are arranged such that the distances between the axes are substantially equal. That is, the first arm 102, the second arm 106, the one end portion of the third arm 110 to the first intermediate rotation portion 118 a, and the one end portion of the fourth arm 114 to the second intermediate rotation portion 118 b. , Forming an approximately diamond shape. Also, the fifth arm 120 and the sixth arm 124 are the fifth arm 120, the sixth arm 124, the first intermediate rotating portion 118 a to the other end of the third arm 110, and the fourth arm 114. 2 From the intermediate rotation part 118b to the other end part, it arrange | positions so that a substantially rhombus may be formed. The transfer arm 100 is disposed on the base 136.
[0032]
(B) Operation of transfer arm
Next, the transfer operation of the transfer arm 100 will be described with reference to FIGS. 6A is a schematic plan view showing a state in which the transfer arm 100 is contracted, and FIG. 6B is a schematic side view showing the same state. FIG. 7A is a schematic plan view showing a state where the transfer arm 100 is being expanded and contracted, and FIG. 7B is a schematic side view showing the same state. FIG. 8A is a schematic plan view showing a state in which the transfer arm 100 is extended, and FIG. 8B is a schematic side view showing the same state.
[0033]
First, when the transfer arm 100 is extended from the contracted state of the transfer arm 100 shown in FIGS. 6A and 6B, the first drive mechanism 138 and the second drive mechanism 140 are operated to move the first rotation shaft. 104 and the 2nd rotating shaft 108 are rotated simultaneously. At this time, for example, the first rotating shaft 104 is rotated counterclockwise. The second rotation shaft 108 is rotated in the clockwise direction. Further, the rotation angle amounts of the first rotation shaft 104 and the second rotation shaft 108 are substantially the same.
[0034]
By such an operation, as shown in FIGS. 7A and 7B, the angle formed by the first arm 102 and the second arm 106 is narrowed. At the same time, a portion (first joint 112 side portion) extending from the first intermediate rotation portion 118a of the third arm 110 toward the first joint 112, and a second joint from the second intermediate rotation portion 118b of the fourth arm 114. The angle formed by the portion extending in the direction 116 (the second joint 116 side portion) is also narrowed. As a result, the third joint 118 that connects the third arm 110 and the fourth arm 114 moves away from the rotation centers of the first rotation shaft 104 and the second rotation shaft 108. Further, in conjunction with the above movement, the angle formed between the portion of the third arm 110 extending from the first intermediate rotating portion 118a in the direction of the fourth joint 122 (the portion on the fourth joint 122 side) and the fifth arm 120 is also set. It narrows. At the same time, the angle formed by the portion extending from the second intermediate rotating portion 118b of the fourth arm 114 toward the fifth joint 126 (the portion on the fifth joint 126 side) and the sixth arm 124 is narrowed. At this time, since the fifth arm 120 and the sixth arm 124 are engaged with each other by the gear portions 120a and 124a as described above, they rotate in the opposite direction at the same angle when the transport arm 100 is expanded and contracted. Accordingly, the substrate holding part 132a moves along with the seventh arm 132 along a direction that substantially bisects the angle between the fifth arm 120 and the sixth arm 124, and the first and second rotating shafts. It is pushed out in the radial direction from the rotation center of 104,108.
[0035]
Further, if the rotation of the first rotating shaft 104 and the second rotating shaft 108 is continued, as shown in FIGS. 8A and 8B, the angle formed by the first arm 102 and the second arm 106, the third arm 110, the angle formed by the first joint 112 side portion of the fourth arm 114 and the second joint 116 side portion of the fourth arm 114, the angle formed by the fourth joint 122 side portion of the third arm 110 and the fifth arm 120, the fourth arm 114 The angle formed by the fifth joint 126 side portion and the sixth arm 124 is further narrowed. As a result, the substrate holding part 132a moves to a position further away from the rotation center.
[0036]
When the transport arm 100 is contracted from the state in which the transport arm 100 is extended as shown in FIGS. 8A and 8B, the first rotation shaft 104 is rotated clockwise and the second rotation, contrary to the above. The shafts 108 are simultaneously rotated counterclockwise. Also in this case, the rotation angle amounts of the first rotation shaft 104 and the second rotation shaft 108 are the same. By this operation, the angle formed by the first arm 102 and the second arm 106, the angle formed by the first joint 112 side portion of the third arm 110 and the second joint 116 side portion of the fourth arm 114, the third arm 110 The angle formed by the fourth joint 122 side portion and the fifth arm 120 and the angle formed by the fifth joint 126 side portion of the fourth arm 114 and the sixth arm 124 are increased. As a result, the transfer arm 100 contracts as shown in FIGS. 6A and 6B through the states shown in FIGS. 7A and 7B, and the substrate holding portion 132a is in the first and second states. The rotating shafts 104 and 108 are pulled back toward the center of rotation.
[0037]
Further, when the transfer arm 100 is swung, the first rotation shaft 104 and the second rotation shaft 108 may be rotated by the same angle in the same direction. Thereby, the transfer arm 100 can be turned clockwise or counterclockwise, and the expansion / contraction direction of the substrate holding portion 104a can be changed as appropriate. Further, the swivel transfer transfer arm 100 can remarkably reduce the centrifugal force acting on the substrate holding part 132a by maintaining the contracted state during the swivel movement. In addition, a lifting mechanism (not shown) is connected to the first rotating shaft 104 and the second rotating shaft 108. Therefore, if the lifting mechanism is operated, the transfer arm 100 moves up and down, and the height of the substrate holding part 132a can be adjusted as appropriate.
[0038]
This embodiment is configured as described above, and the extension / contraction distance of the transfer arm 100 when the transfer arm 100 is contracted and extended, and as a result, the moving resolution can be made substantially the same. For this reason, the arrangement position of the board | substrate holding | maintenance part 132a can be controlled easily and accurately.
[0039]
(2) Second embodiment
Next, a transport arm 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. As shown in FIG. 9, in the transfer arm 200, a seventh arm 132 having a substrate holding part 132a is attached in the opposite direction to the case of the transfer arm 100 described above. Further, the third arm 202 constituting the transfer arm 200 is set such that a portion extending from the first intermediate rotating portion 118 a toward the fourth joint 122 is longer than a corresponding portion of the third arm 110. Similarly, in the fourth arm 204, a portion extending from the second intermediate rotation portion 118b toward the fifth joint 126 is set longer than a corresponding portion of the fourth arm 114. The rest of the configuration is substantially the same as the transfer arm 100.
[0040]
With this configuration, when the transfer arm 200 is contracted, as shown in FIG. 10A, the seventh arm 132 is rotated at the center of rotation between the first rotation shaft 104 and the second rotation shaft 108 as in the transfer arm 100. Can be pulled to the opposite side of the stretching direction. Further, when the transfer arm 200 is extended, the extension distance can be further extended as compared with the transfer arm 100 as shown in FIG. 10A is a schematic plan view showing a state where the transfer arm 200 is contracted, and FIG. 10B is a schematic plan view showing a state where the transfer arm 100 is extended.
[0041]
The transfer arm 200 according to the present embodiment is configured as described above, and the extension distance of the transfer arm 200 can be increased. Therefore, the moving distance of the substrate holder 132a is further increased with respect to the rotation radius of the transfer arm 200. can do. Further, since the moving resolution when the transfer arm 100 is contracted and extended can be made substantially the same as the transfer arm 100, the arrangement position of the substrate holder 132a can be controlled easily and accurately. it can. Further, since the transfer arm 200 is less likely to cause interference of the rotating portion than the transfer arm 100, the degree of freedom in designing the arm connection structure can be increased.
[0042]
(3) Third embodiment
Next, a transfer arm 20 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 11, the transfer arm 20 includes a guide unit 10 and a first sliding unit 11 instead of the first rotating shaft 104, the second rotating shaft 108, the first arm 102, and the second arm 106 described above. And a second sliding portion 12. The guide part 10 extends substantially linearly. The first and second sliding portions 11 and 12 are configured to be slidable along the guide portion 10. Further, the first joint 112 side end of the third arm 110 is rotatably connected to the first sliding portion 11 via the first joint 112. Further, the second joint 116 side end portion of the fourth arm 114 is rotatably connected to the second sliding portion 12 via the second joint 116. In FIG. 11, two transfer arms 20 are illustrated, showing a state where the transfer arm 20 above the paper surface is extended and a state where the transfer arm 20 below the paper surface is contracted.
[0043]
According to such a configuration, the substrate holding part 132 a moves in the extending direction of the guide part 10 by moving the first sliding part 11 and the second sliding part 12 together in the same direction along the guide part 10. . Further, by moving the first sliding portion and the second sliding portion in opposite directions along the guide portion 10, the substrate holding portion 132 a moves in a direction substantially orthogonal to the guide portion 10, that is, expands and contracts. With this configuration, the wafer W can be taken into and out of the process chamber P for processing the wafer W and the cassette chamber C for storing the wafer W. Other configurations are substantially the same as those of the transfer arm 100.
[0044]
This embodiment is configured as described above. Instead of turning the substrate holding portion 132a as in the first and second embodiments, the substrate holding portion 132a is moved in the extending direction of the guide portion 10. Can be made. Further, according to the present embodiment, when the transport arm 20 is contracted, the seventh arm 132 can be pulled to the side opposite to the extending direction from the guide portion 10. Therefore, the stability when the wafer W is moved along the guide portion 10 is very good. Even if the above-described configuration is adopted, the substrate holding portion 132a is moved along with the seventh arm 132 in a direction that substantially bisects the angle between the fifth arm 120 and the sixth arm 124. Can be made. Further, since the extension / contraction distance of the transfer arm 20 is substantially the same when the transfer arm 20 is contracted and extended, the arrangement position of the substrate holder 132a can be controlled easily and accurately.
[0045]
(Fourth embodiment)
Next, a transfer arm 30 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 13, the transfer arm 30 is configured in the same manner as the transfer arm 20 except that the seventh arm 132 is attached in the opposite direction to the transfer arm 20 described above. Even with this configuration, when the transport arm 30 is contracted, the seventh arm 132 can be pulled to the opposite side of the extending direction from the rotation center. For this reason, the stability when the transported body is moved along the guide portion 10 is very good.
[0046]
The preferred embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such a configuration. Within the scope of the technical idea described in the claims, those skilled in the art will be able to conceive of various changes and modifications, and these changes and modifications are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.
[0047]
For example, in the first and second embodiments, the configuration in which the first rotating shaft and the second rotating shaft forming the coaxial structure rotate about the same axis has been described as an example. However, the present invention has such a configuration. It is not limited. For example, like the transfer arm 300 shown in FIGS. 13A to 13C, the first rotation shaft 302 and the second rotation shaft 304 are connected to the rotation center of the first rotation shaft 302 and the second rotation shaft 340. Arrange them so that the centers of rotation do not overlap each other and are not coaxial. Further, the first rotating shaft 302 and the second rotating shaft 304 are connected to each other via belts 306 and 307 wound in a substantially hooked shape (substantially S-shaped or substantially reverse S-shaped). The first arm 102 and the drive mechanism 308 are connected to the first rotating shaft 302, and the second arm 106 is connected to the second rotating shaft 304. Other configurations are substantially the same as those of the transfer arm 100. According to such a configuration, since the first rotating shaft 302 and the second rotating shaft 304 are connected by the belts 306 and 307, when the first rotating shaft 302 is rotated by the drive mechanism 308, the second rotating shaft is also simultaneously rotated. Can be rotated. Further, as shown in FIGS. 13B and 13C, since the belts 306 and 307 are attached in a substantially hooked shape, the first rotating shaft 302 and the second rotating shaft 304 are respectively reversed in the opposite direction. Can be rotated at the same angle. FIG. 13A is a schematic side view showing the first rotating shaft 302 and the second rotating shaft 304 of the transfer arm 300. FIG. 13B is a schematic cross-sectional view cut along a plane along the line AA shown in FIG. FIG. 13C is a schematic cross-sectional view cut along a plane along the line BB shown in FIG.
[0048]
Further, for example, like the transfer arm 400 shown in FIGS. 14A and 14B, the outer periphery of the first rotating shaft 302 and the outer periphery of the second rotating shaft 304 respectively correspond to the gear portion 402 and the gear portion 404. And the gear portion 402 and the gear portion 404 may be configured to mesh with each other. FIG. 14A is a schematic side view showing the first rotating shaft 302 and the second rotating shaft 304 of the transfer arm 400. Moreover, FIG.14 (b) is schematic sectional drawing cut | disconnected in the plane in alignment with CC line shown to Fig.14 (a). Furthermore, as shown in FIG. 14C, a part of the outer periphery of the first rotating shaft 302 and the outer periphery of the second rotating shaft 304 correspond to the rotation angles of the first rotating shaft 302 and the second rotating shaft 304. In part, gear portions 500 and gear portions 502 corresponding to the respective portions may be formed and engaged with each other. Also with this configuration, the first rotation shaft 302 and the second rotation shaft 304 can be rotated by a predetermined angle. In each configuration described above, the drive mechanism 308 may be connected to the second rotating shaft 304 instead of the first rotating shaft 302. The gear portions 402, 404, 500, and 502 may be configured separately from the first rotating shaft 302 and the second rotating shaft 304 corresponding to each of the gear portions 402, 404, 500, and 502.
[0049]
In the first to fourth embodiments, the configuration in which the seventh arm and the substrate holding portion are integrally formed has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the first embodiment The present invention can also be implemented by configuring the 7 arms and the transported object holding unit separately and connecting them together.
[0050]
Furthermore, in the first to fourth embodiments described above, the configuration employing the substrate holding portion including the fork portion has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, The present invention can be implemented even if the shape of the transported object holding portion is appropriately changed according to the apparatus provided with the transport arm.
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the moving distance of the transported object holder can be increased with respect to the rotation radius of the transport arm, the transport arm can be reduced in size. Further, since the resolution of the transfer arm can be made substantially the same when the transfer arm is contracted and extended, the transfer arm can be easily controlled. Furthermore, since the thickness of the transfer arm can be reduced, the apparatus to which the transfer arm is applied can be miniaturized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a transfer arm according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing first to fourth arm portions of the transfer arm shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic side view showing first to fourth arm portions of the transfer arm shown in FIG. 1;
4 is a schematic explanatory diagram for explaining third and fourth arms of the transfer arm shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram for explaining fifth to seventh arms of the transfer arm shown in FIG. 1;
6 is a schematic explanatory view showing the operation of the transfer arm shown in FIG. 1. FIG.
7 is a schematic explanatory view showing the operation of the transfer arm shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram showing the operation of the transfer arm shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a transfer arm according to a second embodiment of the present invention.
10 is a schematic explanatory diagram showing the operation of the transfer arm shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a schematic plan view showing a transfer arm according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic plan view showing a transfer arm according to a fourth embodiment of the present invention.
13 is a schematic explanatory diagram showing another drive mechanism applicable to the transfer arm shown in FIGS. 1 to 10. FIG.
14 is a schematic explanatory view showing another drive mechanism applicable to the transfer arm shown in FIGS. 1 to 10. FIG.
[Explanation of symbols]
100 Transfer arm
102 First arm
104 First rotation axis
106 Second arm
108 Second rotation axis
110 Third arm
114 4th arm
118 Third joint (connection)
118a 1st intermediate rotation part
118b 2nd intermediate rotation part
120 5th arm
124 6th arm
132 7th arm
132a Substrate holder

Claims

A first rotation axis ;
A second rotation axis ;
A first arm having one end connected to the first rotation shaft ;
A second arm having one end connected to the second rotation shaft ;
A third arm having a first intermediate rotation part and having one end rotatably connected to the other end of the first arm ;
A fourth arm having a second intermediate rotation part, one end of which is rotatably connected to the other end of the second arm ;
A connecting portion that rotatably connects the first intermediate rotating portion and the second intermediate rotating portion at one fulcrum ;
A fifth arm having one end rotatably connected to the other end of the third arm ;
A sixth arm having one end rotatably connected to the other end of the fourth arm ;
It is arranged in a line segment direction that bisects the angle between the fifth arm and the sixth arm, and one end portion is freely rotatable at the other end portion of the fifth arm and the other end portion of the sixth arm. a seventh arm connected to,
A transported object holding unit connected to the other end of the seventh arm ;
With
The positional relationship between the one end portion of the third arm, the first intermediate rotation portion, and the other end portion is a line connecting the one end portion of the third arm and the first intermediate rotation portion, and the third arm. A line connecting the other end of the first intermediate rotation part and the first intermediate rotation part is vertical ,
The positional relationship between the one end portion of the fourth arm, the second intermediate rotation portion, and the other end portion is a line connecting the one end portion of the fourth arm and the second intermediate rotation portion, and the fourth arm. wherein the other end portion the second and the line connecting the intermediate rotating part, that is adapted to be perpendicular, and wherein the transfer arm.

The third arm bends at an angle of 90 ° with the first intermediate rotation part ,
The transfer arm according to claim 1, wherein the fourth arm is bent at an angle of 90 ° by the second intermediate rotation unit.

The first rotating shaft and the second rotating shaft rotate around different rotating shafts,
The transport arm according to claim 1, further comprising a rotation mechanism that simultaneously rotates the first rotation shaft and the second rotation shaft in opposite directions.

3. The transfer arm according to claim 1, wherein the first rotating shaft and the second rotating shaft rotate independently around a concentric axis. 4.

The transport arm according to claim 4, wherein the transported body holding portion pivots by simultaneously rotating the first rotating shaft and the second rotating shaft in the same direction.

5. The transfer arm according to claim 4, wherein the transfer target holding unit linearly moves by simultaneously rotating the first rotation shaft and the second rotation shaft in opposite directions. 6.

A guide portion extending linearly ;
A first sliding portion and a second sliding portion that slide along the guide portion ;
A third arm having a first intermediate rotation part, one end of which is rotatably connected to the first sliding part ;
A fourth arm having a second intermediate rotation portion, one end of which is rotatably connected to the second sliding portion ;
A connecting portion that rotatably connects the first intermediate rotating portion and the second intermediate rotating portion at one fulcrum ;
A fifth arm having one end rotatably connected to the other end of the third arm ;
A sixth arm having one end rotatably connected to the other end of the fourth arm ;
It is arranged in a line segment direction that bisects the angle between the fifth arm and the sixth arm, and one end portion is freely rotatable at the other end portion of the fifth arm and the other end portion of the sixth arm. a seventh arm connected to,
A transported object holding unit connected to the other end of the seventh arm ;
With
The positional relationship between the one end portion of the third arm, the first intermediate rotation portion, and the other end portion is a line connecting the one end portion of the third arm and the first intermediate rotation portion, and the third arm. A line connecting the other end of the first intermediate rotation part and the first intermediate rotation part is vertical ,
The positional relationship between the one end portion of the fourth arm, the second intermediate rotation portion, and the other end portion is a line connecting the one end portion of the fourth arm and the second intermediate rotation portion, and the fourth arm. wherein the other end portion the second and the line connecting the intermediate rotating part, that is adapted to be perpendicular, and wherein the transfer arm.

The third arm bends at an angle of 90 ° with the first intermediate rotation part ,
The transfer arm according to claim 7, wherein the fourth arm is bent at an angle of 90 ° by the second intermediate rotation unit.

8. The transported object holding unit moves in the extending direction of the guide unit by simultaneously moving the first sliding unit and the second sliding unit in the same direction. Or the transfer arm in any one of 8.

The transported object holding part moves in a direction perpendicular to the guide part by moving the first sliding part and the second sliding part in opposite directions to each other. Item 9. The transfer arm according to any one of Items 7 and 8.