JP4339964B2 - 搬送アーム - Google Patents
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Description
【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
Claims (10)
- 第1回転軸と、
第2回転軸と、
前記第1回転軸に一端部が接続される第1アームと、
前記第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、前記第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、前記第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、
前記第1中間回動部と前記第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、
前記第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、
前記第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、
前記第5アームと前記第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、前記第5アームの他端部と前記第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、
前記第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、
前記第3アームの一端部と前記第1中間回動部と他端部との位置関係が、前記第3アームの一端部と前記第1中間回動部とを結ぶ線と、前記第3アームの他端部と前記第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、
前記第4アームの一端部と前記第2中間回動部と他端部との位置関係が、前記第4アームの一端部と前記第2中間回動部とを結ぶ線と、前記第4アームの他端部と前記第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。 - 前記第3アームは、前記第1中間回動部で90°の角度で屈曲し、
前記第4アームは、前記第2中間回動部で90°の角度で屈曲することを特徴とする、請求項1に記載の搬送アーム。 - 前記第1回転軸と前記第2回転軸とは、異なる回転軸周りを回転し、
さらに、前記第1回転軸と前記第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を特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の搬送アーム。 - 前記第1回転軸と前記第2回転軸とは、同心軸周りを独立に回転することを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の搬送アーム。
- 前記被搬送体保持部は、前記第1回転軸と前記第2回転軸とを同時に同一方向に回転させることにより、旋回移動することを特徴とする、請求項4に記載の搬送アーム。
- 前記被搬送体保持部は、前記第1回転軸と前記第2回転軸とを同時に反対方向に回転させることにより、直線移動することを特徴とする、請求項4に記載の搬送アーム。
- 直線状に延伸するガイド部と、
前記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、
第1中間回動部を有し、前記第1摺動部に、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、前記第2摺動部に、一端部が回転自在に接続される第4アームと、
前記第1中間回動部と前記第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、
前記第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、
前記第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、
前記第5アームと前記第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、前記第5アームの他端部と前記第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、
前記第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、
前記第3アームの一端部と前記第1中間回動部と他端部との位置関係が、前記第3アームの一端部と前記第1中間回動部とを結ぶ線と、前記第3アームの他端部と前記第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、
前記第4アームの一端部と前記第2中間回動部と他端部との位置関係が、前記第4アームの一端部と前記第2中間回動部とを結ぶ線と、前記第4アームの他端部と前記第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。 - 前記第3アームは、前記第1中間回動部で90°の角度で屈曲し、
前記第4アームは、前記第2中間回動部で90°の角度で屈曲することを特徴とする、請求項7に記載の搬送アーム。 - 前記被搬送体保持部は、前記第1摺動部と前記第2摺動部とを同時に同一方向に移動させることにより、前記ガイド部の延伸方向に移動することを特徴とする、請求項7または8のいずれかに記載の搬送アーム。
- 前記被搬送体保持部は、前記第1摺動部と前記第2摺動部とを相互に反対方向に移動させることにより、前記ガイド部に対し垂直方向に移動することを特徴とする、請求項7または8のいずれかに記載の搬送アーム。
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