CN100342519C - 搬送装置及驱动机构 - Google Patents
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Abstract
被处理基板(W)的搬送装置(20)包含可旋转的旋转基台(24),在旋转基台上安装可伸屈的第1和第2臂机构(26,28),第1和第2臂机构各自具有从旋转基台侧顺序地相互可旋转连接的基端臂(26A,28A)、中间臂(26B,28B)和鸟嘴部(26C,28C),鸟嘴部按照支持被处理基板的方式设置,第1和第2臂机构的基端臂上连接连杆机构(30),从而驱动第1和第2臂机构,为了旋转驱动旋转基台,配设第1驱动源(32),为了旋转连杆机构以便使第1和第2臂机构伸屈,配设第2驱动源(34)。
Description
技术区域
本发明涉及搬送装置及驱动机构,尤其是涉及在半导体处理系统中利用的搬送装置及驱动机构。在这里所谓半导体处理意味着通过以规定的图形在晶片或LCD(Liquid crystal display)或FPD(Flat PanelDisplay)用的玻璃基板等的被处理基板上形成半导体层、绝缘层、导电层等,为了在该被处理基板上制造包括半导体器件或与半导体器件连接的配线、电极等构造物而实施的种种处理。
背景技术
在制造半导体器件等的半导体处理系统内进行半导体晶片等被处理基板的传运。例如晶片在清洁状态下,在大气压气氛中或者在真空环境中传运,搬入到处理室内。或者相反从处理室中取出晶片,搬出到规定场所。用于传运半导体晶片的搬送装置例如在下述的专利文献1到4内公开。
图33是示出与专利文献1和3公开的装置相同类型的现有技术的搬送装置一例的立体图。搬送装置2具有可伸屈连接基端臂4及中间臂6构成的臂8。在臂8的前端上可旋转地安装鸟嘴臂(beak arm)10。在鸟嘴部臂10两端上形成鸟嘴部10A,10B。臂8全体成为一体可以旋转。一旦使臂8伸屈,则通过其内内藏的滑轮或连接皮带传递驱动力,使鸟嘴部臂10向规定方向前进或后退。
在驱动搬送装置2的电动机源12上配设2个电动机(未图示)。第一电动机如上述所示,使臂8全体旋转,向所希望方向定向。第二电动机如上述所示使臂8屈伸。
如果用搬送装置2,则可以在如下述所示形态下进行处理室内的半导体晶片W的换装。即,首先,鸟嘴部臂10一方的鸟嘴部例如鸟嘴部10A处于空置状态,未处理的晶片W保持在另一方鸟嘴部10B上。其次,通过伸屈鸟嘴部臂8,首先从处理室内取出处理过的晶片W。在这里,使空置的鸟嘴部10A向处理室内前进,通过该空置的鸟嘴部10A接受处理过的晶片W。而且,使鸟嘴部10A后退,从处理室取出处理过的晶片W。
其次,如图33所示,在折叠臂8的状态下,使该臂全体作180度旋转,在上述处理室内对保持未处理的晶片W的鸟嘴部10B定向。其次,再次通过伸屈上述臂8,把未处理的晶片搬入处理室内。在这里,使上述鸟嘴部10B前进,把鸟嘴部10B上保持的未处理晶片搬入处理室内。而且,使成为空置的鸟嘴部10B退避,据此传运动作结束。
其它类型的搬送装置例如在下述专利文献2及4上公开。在该搬送装置中,保持晶片的一对鸟嘴部与上述专利文献1及3的情况不同,它们不是在同一水平面内而是上下重叠地配置,这样可使其向着同一方向。使用3台电动机作为驱动源,进行装置全体的旋转动作及各鸟嘴部的前进后退动作。
[专利文献1]美国专利第5,899,658号说明书
[专利文献2]特开2000-72248号公报
[专利文献3]特开平7-142551号公报
[专利文献4]特开平10-163296号公报
在图33或专利文献1及3等所示的搬送装置中存在以下问题。即,为了对处理室内处理过的晶片和未处理的晶片进行更换操作,必须使鸟嘴部臂10作180度旋转。由于这样的大旋转角浪费时间,所以不能作迅速的更换操作。尤其是,因为晶片尺寸从直径200mm变大到300mm,其重量也增加,所以旋转速度也不能提高。此外,在臂8的伸缩动作时晶片一直保持在任一方的鸟嘴部上,所以臂8的伸缩动作速度不能太高。另一方面在专利文献2及4公开的搬送装置中,作为驱动源需要3台电动机,因此相应地提高了装置的价格。
发明内容
本发明的目的是提供在更换被处理基板之际,基台的旋转角度可以较小的搬送装置。
本发明的另一目的是提供减少成为驱动源的电动机个数,可谋求降低装置成本及全体轻量化的搬送装置。
本发明的另一目的是提供不用编码器等,可检测多个驱动轴的相对位置关系的驱动机构。
本发明的第1方面是在被处理基板的搬送装置中,具有:
可旋转的旋转基台;
安装在前述旋转基台上的可伸屈的第1和第2臂机构,前述第1和第2臂机构分别具备从前述旋转基台侧开始顺序地相互可旋转地连接的基端臂、中间臂和鸟嘴部,前述鸟嘴部支持前述被处理基板地配置;
以驱动前述第1和第2臂机构的方式连接在前述第1和第2臂机构的前述基端臂的连杆机构;
使前述旋转基台旋转驱动的第1驱动源;
驱动前述连杆机构的第2驱动源,以便使前述第1和第2臂机构伸屈。
本发明的第2方面是具有检测旋转位置功能的驱动机构,它具有:
作成同轴状相互可旋转的中空管状的内侧及外侧驱动轴;
分别与前述内侧及外侧驱动轴接合的多个驱动源;
在前述外侧驱动轴的内面上配设的检测图形;
为了取入来自前述检测图形的反射光,在前述内侧驱动轴上配设的光通过窗;
使通过前述光通过窗的光沿着前述内侧驱动轴的轴方向反射的反射部件;
接受由前述反射部件反射的光的受光部;
根据前述受光部的输出,求出前述内侧及外侧驱动轴的旋转方向的位置关系的位置检测部。
第2方面的驱动机构可以作为第1方面的搬送装置的驱动机构而组装。
附图说明
图1是示出在本发明的第1实施方式的搬送装置中,两个臂机构收缩状态的平面图。
图2是示出在图1所示的搬送装置中,一方的臂机构伸长状态的平面图。
图3是示出图1所示搬送装置的断面图。
图4是示出图1所示搬送装置的旋转基台内部构造的断面图。
图5是示出在本发明的第2实施方式的搬送装置中,两个臂机构收缩状态的立体图。
图6是示出在图5所示搬送装置中,一方的臂机构伸长状态的平面图。
图7是示出图5所示搬送装置的局部断面图。
图8A~图8D示意地示出图5所示搬送装置一连串动作状态的图。
图9是示出在本发明的第3实施方式的搬送装置中,两个臂机构收缩状态的图。
图10是示出在图9所示的搬送装置中,一方臂机构伸长状态的平面图。
图11是主要示出在图9所示的搬送装置的连杆机构部分的局部断面图。
图12是示出本发明第4实施方式的搬送装置中,两个臂机构收缩状态的平面图。
图13是示出图12所示搬送装置的侧面图。
图14是示出在图12所示的搬送装置中,一方的臂机构伸长状态的平面图。
图15是示出本发明第5实施方式的搬送装置中,一方的臂机构伸长状态的平面图。
图16是用于说明在图15所示的搬送装置中,作为第2驱动源用的直线电动机和连杆机构之间连接状态的局部断面图。
图17是示出本发明第6实施方式的搬送装置中,两个臂机构收缩状态的平面图。
图18是示出在图17所示的搬送装置中,一方的臂机构伸长状态的平面图。
图19是示出图17所示的搬送装置的局部断面图。
图20A~图20G是示意地示出图17所示搬送装置的一连串动作状态的图。
图21是示出在本发明的第7实施方式的搬送装置中,两个臂机构收缩状态的平面图。
图22是示出在本发明的第8实施方式的搬送装置中,两个臂机构收缩状态的平面图。
图23是示出在图22所示的搬送装置中,一方臂机构伸长状态的立体图。
图24A~图24E是示意地示出图12的搬送装置一连串动作状态的图。
图25是示出除了连杆机构之外,在相同规格下形成的第7及第8实施方式的装置比较试验结果的图。
图26是示出本发明的实施方式的驱动机构的放大断面图。
图27是用于说明作为图26所示驱动机构主要部分的检测图形和反射部件之间位置关系的说明图。
图28是示出直线状展开图27所示的检测图形时的状态的平面图。
图29是以外侧驱动轴全体作成检测图形形成时的立体图。
图30是以检测构造作为位置传感器利用时的检测图形的展开图。
图31是示出图26所示的驱动机构变形例的放大断面图。
图32A~图32D是示出直线状展开在图31所示的驱动机构中使用的检测图形例时的状态平面图。
图33是示出现有技术的搬送装置一例的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式加以说明。在以下的说明中,对具有大体同一功能及构成的构成元件附加同一符号,只在必要的情况下才加以重复说明。
<第1实施方式>
图1是示出在本发明第1实施方式的搬送装置上使两臂机构收缩状态的平面图。图3是示出图1所示搬送装置的断面图。
搬送装置20包含在基底22(参照图3)上可旋转支持的旋转基台24。在旋转基台24上可旋转及可伸屈地支持一对臂机构,即:第1臂机构26及第2臂机构28。配设连杆机构30以便有选择地使第1和第2臂机构26,28伸屈。为了使旋转基台24旋转驱动,配设了第1驱动源32(参照图3)。为了驱动连杆机构30,并使其摇动旋转,使第1和第2臂机构26,28伸屈,配设了第2驱动源34(参照图3)。
基底22由例如组合设备型半导体处理系统内配设的搬送室的底板等构成。该搬送室内维持在真空状态下,在该搬送室周围连接多个处理室(未图示)。在基板22上形成的贯通孔36上插通2轴同轴地作成的驱动轴38,40。在基底22的下面侧上经例如O型环等密封部件42,气密地安装由中空状筐体构成的电动机盒44。在电动机盒44内收容第1和第2驱动源32、34。
第1和第2驱动源32、34例如分别由步进电动机(脉冲电动机)构成,分别由定子32A,34A及转子32B,34B构成。第1驱动源32的转子32B与中空状(管状)的外侧驱动轴38连接。第2驱动源的转子34B与内侧驱动轴40连接。在两驱动轴38,40之间装有轴承46,相互可旋转地支持。外侧驱动轴38通过用磁性流体密封的轴承(未图示)在基底22一侧上可旋转地支持。第1和第2驱动源32,34或两驱动轴38,40等作为后述的驱动机构的一部分而构成。
在两旋转轴38、40的上端部上配设旋转基台24。旋转基台24具有规定宽度,在这里内部作为中空状态,向半径方向只延伸规定的长度。外侧驱动轴38上端与旋转基台24直接连接固定,两者作成一体旋转。而内侧驱动轴40的上部贯通旋转基台24内,通过轴承48对旋转基台24进行支持,且相互可旋转。因此,内侧驱动轴40成为搬送装置全体的旋转中心C1。在旋转基台24的基端部侧上面隔开规定间隔,使2个固定轴50,52立起,安装固定。在固定轴50,52上分别可旋转地安装第1和第2臂机构26,28。
第1臂机构26主要由中空状基端臂26A、同样的中空状的中间臂26B和实际载置并保持晶片W的鸟嘴部26C构成。基端臂26A的基端部经轴承50A可旋转地支持在固定轴50上。在固定轴50上固定大滑轮54,与固定轴50成为一体。
在基端臂26A的前端部上,经轴承56A可旋转地配设向上方贯通的旋转轴56。在旋转轴56上固定小滑轮58,与旋转轴56成为一体地旋转。在小滑轮58和大滑轮54之间挂上连接皮带60,传递动力。小滑轮58和大滑轮54的直径比为1∶2,小滑轮58对大滑轮54以2倍的旋转角旋转。
旋转轴56的上端部贯通中间臂26B基端部的内部配设,其上端固定在中间臂26B的上面。中间臂26B与旋转轴56成为一体地旋转。小滑轮62经轴承56B可旋转地支持在旋转轴56上。小滑轮62固定在中空状的固定轴64的上端,旋转轴56贯通该固定轴的内部做成同轴构造。固定轴64具有规定长度,其下端贯通中间臂26B向下方延伸的同时固定在基端臂26A的上面而一体化。在旋转轴56和固定轴64之间装有轴承56C,固定轴64经轴承64A可旋转地支持在中间臂26B上。
旋转轴66借助轴承66A可旋转地支持在中间臂26B的前端部上。旋转轴66的上端部贯通上方突出,在其上端部上固定配设鸟嘴部26C的基端部。在旋转轴66上固定大滑轮68。在大滑轮68和小滑轮62之间挂上连接皮带70,传递动力。小滑轮62和大滑轮68的直径比为1比2,大滑轮68对小滑轮62以1/2倍的转角旋转。据此,在固定旋转基台24的状态下,如果如后述所示地用连杆机构30使第1臂机构26伸屈,则鸟嘴部26C向一方向前进及后退。
另一方面,第2臂机构28是左右对称的,与第1臂机构26同样地构成。即:第2臂机构28主要由中空状基端臂28A、同样中空状中间臂28B和实际上载置保持晶片W的鸟嘴部28C构成。基端臂28A的基端部在固定轴52上借助轴承52A可旋转地支持。大滑轮74在固定轴52上固定,与固定轴52成为一体。
向上方贯通的旋转轴76借助轴承76A可旋转地配设在基端臂28A的前端部上。小滑轮78固定在旋转轴76上,与旋转轴76成为一体地旋转。在小滑轮78和大滑轮74之间挂上连接皮带80,传递动力。小滑轮78和大滑轮74的直径比为1比2,小滑轮78对大滑轮74以2倍旋转角旋转。
旋转轴76的上端部贯通中间臂28B基端部的内部配设,其上端固定在中间臂28B上面。中间臂28B与旋转轴76成为一体旋转。小滑轮82经轴承76B可旋转地支持在旋转轴76上。小滑轮82固定在从内部通过旋转轴76且作成同轴构造的中空状固定轴84的上端。固定轴84具有规定长度,其下端贯通中间臂28B向下方延伸的同时,固定在基端臂28A的上面而一体化。在旋转轴76和固定轴84之间装有轴承76C,固定轴84在中间臂28B上经轴承84A可旋转地支持。
旋转轴86经轴承86A可旋转地支持在中间臂28B的前端部上。旋转轴86的上端部贯通上方突出,在该上端部上固定、配设鸟嘴部26C的基端部。大滑轮88固定在旋转轴86上。在大滑轮88和小滑轮82之间挂上连接皮带90,传递动力。小滑轮82和大滑轮88的直径比为1比2,大滑轮88对小滑轮82以1/2倍的转角旋转。据此,在固定旋转基台24的状态下,如果如后述所示用连杆机构30伸屈第2臂机构28,则鸟嘴部28C向一方向前进及后退。
如图1所示,两鸟嘴部26C,28C相互配置在同一平面(水平面)上。各鸟嘴部26C,28C的行进方向不同,其开口角θ例如也由晶片W大小决定,设定在60度左右。开口角θ在不干扰相互的晶片的范围内例如在60~不足180度范围内设定。
连杆机构30主要如图1所示通过由第2驱动源34(参照图3)旋转驱动的驱动连杆92,和与其连接的2根从动连杆94A,94B构成。驱动连杆92可旋转地支持在旋转基台24上。图4是示出图1所示的搬送装置的旋转基台24内部构造的断面图。
如图4所示,旋转轴96经轴承96A可旋转地配设在旋转基台24的前端部上。从动滑轮98固定地配设在旋转轴96上。驱动滑动100固定地配设在旋转基台24内的驱动轴40上。在驱动滑轮100和从动滑轮98之间挂上连接皮带102,传递第2驱动源34的动力。即:在这里,通过驱动滑轮100、从动滑轮98及连接皮带102形成动力传递机构。
旋转轴96的上端部向旋转基台24上方突出,驱动连杆92的基端部与该上端部连接,两者成为一体地旋转。因此通过使驱动轴40正反转,驱动连杆92也向正反方向旋转。驱动连杆92具有规定长度。两个从动连杆94A,94B的基端部各自经支持销104A,104B和轴承(未图示)在并设状态下可旋转地配设在驱动连杆92的前端部上。从动连杆94A,94B具有规定长度。
一方从动连杆94A的前端部经支持销106A及轴承106B可旋转地与第1臂机构26的基端臂26A的中央部上面连接(参照图3)。另一从动连杆94B的前端部经支持销108A及轴承108B可旋转地与第2臂机构28的基端臂28A的中央部上面连接(参照图3)。
据此,如果搬送装置使驱动连杆92旋转,则例如如图2所示地动作。图2是示出在图1所示的搬送装置上一个臂机构伸长状态的平面图。即如果使驱动连杆92在一方只以规定角度旋转,则使一个鸟嘴部26C大幅度前进的同时,另一鸟嘴部28C只向后退些微距离。如果使驱动连杆92在另一方只以规定角度旋转,则各鸟嘴部26C,28C进行与上述相反的动作。即:通过使连杆机构30正反旋转,有选择地使第1和第2臂机构26,28伸屈。
其次,对以上所示构成的第1实施方式的动作加以说明。
首先,在使搬送装置20向规定方向定位时,图3所示的第1及第2驱动源32,34同步旋转。据此,使旋转基台24旋转向规定方向的同时,第1和第2臂机构26,28在折叠状态(收缩状态)指向规定方向。
其次,使一方鸟嘴部,例如鸟嘴部26C如图2所示地伸长、前进。因此,首先在使第1驱动源32停止状态下,使第2驱动源34向规定方向只以规定角度或者规定旋转数旋转。该旋转驱动力经驱动轴40、驱动滑轮100、连接皮带102及从动滑轮98传递给旋转轴96,使其旋转。
此时,与旋转轴96一体连接的连杆机构30的驱动连杆92如图2中箭头A所示地旋转。因此,与驱动连杆92连接的从动连杆94A如箭头B所示地向斜方向推出。连接从动连杆94A的前端部的第1臂机构26的基端臂26A以固定轴50(参照图3)作为支点,如箭头C(参照图2)所示地旋转。
这样一来,基端臂26A内的大滑轮54相对地旋转(实际上大滑轮54不旋转,基端臂26A旋转)。该旋转驱动力经连接皮带60、小滑轮58传递给中间臂26B,此外,经小滑轮62、连接皮带70及大滑轮68,传递到旋转轴66。据此,基端臂26A、中间臂26B及鸟嘴部26C从折叠状态成为如图2所示的伸长状态。其结果,鸟嘴部26C向同一方向保持原样,如箭头D所示地成直线状地前进。据此,可以把鸟嘴部26C插入到规定的处理室(未图示)内。
此时,从比较图1和图2所了解的那样另一方的第2臂机构28,向仅以微小距离向后方后退的位置移动。其次,如果使第2驱动源34向反方向旋转,则第1臂机构26边走向与上述相反的路径边收缩。
在使另一方第2臂机构28向前方伸长时,可以进行与上述相反的操作。此外,第1和第2臂机构26,28的各鸟嘴部26C,28C沿着通过装置全体的旋转中心C1的线段L1,L2上各自前进或后退移动。
从以上所示的动作出发,例如在更换处理室内的晶片时,与现有技术的搬送装置相比,可以迅速地进行晶片W的更换操作。即:在取出处理过的晶片W之后,如果使搬送装置20全体只以鸟嘴部的开口角θ,例如60度旋转,则可以使保持未处理晶片W的另一鸟嘴部在处理室中定向。此外,使晶体W保持在一方的鸟嘴部上,另一鸟嘴部处于空置状态,在使该空鸟嘴部前进或后退时,保持晶片W一侧的鸟嘴部的移动量如上述所示仅为微量。因此,即使高速地进行空置的鸟嘴部前进或后退动作,晶片也不会从另一鸟嘴部错位落下。因此那样可更加迅速地进行晶片W的更换。
<第2实施方式>
图5是示出在本发明第2实施方式的搬送装置,使两臂机构收缩状态的立体图。图6是示出在图5所示的搬送装置中,使一方的臂机构伸长状态的平面图。图7是示出图5所示的搬送装置的局部断面图。
以下是第2实施方式和第1实施方式不同的部分。即:在第1实施方式中,第1和第2臂机构26,28的基端部各自可旋转地支持在旋转基台24上不同的两个轴,即固定轴50,52上。在第2实施方式中中,第1和第2臂机构26,28的基端部可旋转地支持在同一固定轴上。此外,在第1实施方式中,鸟嘴部26C,28C在同一平面上向着不同的方向配置。在第2实施方式中,鸟嘴部26C,28C上下重叠配置,而且向着同一方向。这样鸟嘴部26C,28C上下重叠配置的状态,在此后说明的其它实施方式中也是同样的构造。
如图7所示,在旋转基台24上立起地固定配设有1根固定轴110。固定轴110设定为比第1实施方式的各固定轴50,52(参照图3)长。此外,实际上固定轴110对于使旋转基台24旋转的驱动轴38向横方向错位配设。这点是与第1实施方式的情况相同。
在1根固定轴110上,上下并列地固定安装第1臂机构26的大滑轮54和第2臂机构28的大滑轮74。以各大滑轮54和74作为中心,配设第1臂机构26的基端臂26A和第2臂机构28的基端臂28A。由于第1和第2臂机构26,28相互上下地叠合,有必要防止相互间的干扰。因此,连接基端和中间臂26A,26B及28A,28B的固定轴64,84的长度设定稍许长一点。
在第1实施方式中,连杆机构30的两个从动连杆94A,94B的前端部共同在基端臂26A,28A的上面侧上可旋转地支持(参照图3)。在第2实施方式中,也如图7所示,基端臂26A,28A彼此之间的高度水平不同。因此,一方的从动连杆94A的前端部可旋转地支持在基端臂26A的下面侧上。另一从动连杆94B的前端部与第1实施方式的情况同样地可旋转地支持在基端臂28A的上面侧上。据此,两鸟嘴部26C,28C高度不同,可向同一方向前进后退。在第2实施方式中,由于动作时的两鸟嘴部26C,28C的高度水平一致,所以配设用于使该装置全体向上下方向(Z方向)移动的Z轴移动机构(未图示)。
图8A~图8D示意地示出图5所示的运送装置一连串动作状态的图。在图8A示出第2臂机构28伸长,第1臂机构26收缩的状态。由此一旦使连杆机构30向相反方向旋转,则如图8B所示,第2臂机构28随之开始收缩,此外,第1臂机构26开始伸长。这时,第1臂机构26的鸟嘴部26C暂时稍微后退。
此外,如果连杆机构30向相反方向旋转,则如图8C所示,第2臂机构28进一步继续收缩,第1臂机构26继续伸长。此时呈现两鸟嘴部26C,28C上下叠合的状态。此外,如果连杆机构30向相反方向旋转,则如图8D所示,第2臂机构28成为最大收缩状态,而第1臂机构26成为最大伸长状态。
这样一来,两鸟嘴部26C,28C替换。在实际动作中,由于在图8C所示的时间点,调整两鸟嘴部26C,28C的高度水平,所以该装置全体只稍微向上方或下方移动。
这样一来,在第2实施方式中的情况,只通过第1和第2驱动源32,34的两个电动机可以使分别具有上下叠合地并列的2个鸟嘴部26C,28C的第1、第2两个臂机构26,28伸屈。因此,可使装置构造简单化,也可降低成本。
<第3实施方式>
图9是示出在本发明的第3实施方式的搬送装置中,两臂机构收缩状态的平面图。图10是示出在图9所示的搬送装置中,一个臂机构伸长状态的平面图。图11是主要示出图9所示的搬送装置的连杆机构部分的部分断面图。
在第3实施方式中,与第2实施方式情况同样地,鸟嘴部26C,28C上下叠合,第1和第2臂机构26,28的基端部作成同轴可旋转的。第3实施方式与第1和第2实施方式很大的差异点只在用小的小连杆机构112来置换连杆机构30的驱动连杆92(参照图1,图6)这一点上。即:与图4比较可知,在这里,代替图4所示的驱动连杆92,配置有图11所示的小连杆机构112。
小连杆机构112由第1连杆(link lever)114和第2连杆116构成,两臂114,116可伸屈地连接。具体讲,第1连杆114作成中空状态。旋转基台24的前端部的旋转轴96的上端部贯通第1连杆114的基端部内配设。旋转轴96的上端固定、安装在第1连杆114上面的内侧。据此,使第1连杆114和旋转轴96成为一体,旋转。
在第1连杆114内的旋转轴96上经轴承118,可旋转地配设大滑轮120。在旋转轴96的外周上配设与其作成同轴的中空状的外侧轴122。外侧轴122下端固定在旋转基台24上面的同时,上端固定在大滑轮120上。
在旋转轴96和外侧轴122之间以及外侧轴122和第1连杆114的贯通部之间各自设置轴承124A,124B,两轴作成相互可旋转的。在第1连杆114的前端部上经轴承126可旋转地配设旋转轴128。在旋转轴128上固定、配设小滑轮130。在小滑轮130和大滑轮120之间挂上连接的皮带132,传递驱动力。小滑轮130和大滑轮120的直径比设定在1比2。旋转轴128的上端部向上方突出。在该部分上固定、连接第2连杆116的基端部。据此,旋转轴128和第2连杆116成为一体旋转。
在第2连杆116的前端部上使固定轴133立起地配设。在固定轴133的下侧部分上经轴承134A可旋转地安装一方的从动连杆94A的基端部。通过从动连杆94A使第1臂机构26伸屈。在固定轴133的上侧部分经轴承134B可旋转地安装另一从动连杆94B的基端部。通过从动连杆94B使第2臂机构28伸屈。在图示例的情况下,两从动连杆94A,94B的前端部各自可旋转地支持在基端臂26A,26B的上面侧上。可是,这些也可以可旋转地支持在下面侧上,也可以相互不同地支持在上面侧及下面侧上。
第3实施方式的情况,如果正反旋转驱动第2驱动源34(参照图3),则小连杆机构112伸屈。这时连杆机构30的两从动连杆94A,94B基端部的支点P1在图10中的直线140上往复移动。据此,第1和第2臂机构26,28交替地伸长,弯曲,收缩。
这样一来,第3实施方式的情况,只通过第1和第2驱动源32,34的2只电动机可以使各自具有上下叠合地并列的2个鸟嘴部26C,28C的第1和第2两臂机构26,28伸屈。因此,使装置构造简单化,也可使成本价降低。
<第4实施方式>
图12是示出在本发明第4实施方式的搬送装置上使两臂机构收缩状态的平面图。图13是示出图12所示的搬送装置的侧面图。图14是示出在图12所示的搬送装置上,使一个臂机构伸长状态的平面图。
在第4实施方式中,与第3实施方式的情况同样地,鸟嘴部26C,28C上下叠合,此外,在连杆机构30上配设小连杆机构112。第4实施方式与第3实施方式不同之点在于:不仅第1和第2臂机构26,28相对于旋转基台24在同一固定轴上支持,而且与第1实施方式情况同样地,在并排设置的2个固定轴50,52上各自独立地可旋转地支持。
第1臂机构26由基端臂26A,中间臂26B,鸟嘴部26C,鸟嘴部26C的基端部26D构成。第2臂机构28由基端臂28A,中间臂28B,鸟嘴部28C,鸟嘴部28C的基端部28D构成。在第1臂机构26的上方配置第2臂机构28,上下叠合的两鸟嘴部26C,28C相互不干扰地设定。
第4实施方式可以发挥与第3实施方式同样的作用效果。即:只通过第1和第2驱动源32,34的两个电动机,可以使上下叠合地并列的两个鸟嘴部26C,28C的第1和第2两臂机构26,28伸屈。因此使装置构造简单化,也可使成本降低。
<第5实施方式>
图15是示出在本发明第5实施方式的搬送装置上使一个臂机构伸长状态的平面图。图16是用于说明在图15所示的搬送装置上作为第2驱动源用的直线电动机和连杆机构之间连接状态的部分断面图。
第5实施方式是与第3实施方式大体同样的构成,然而主要有以下不同。即,在第3实施方式中,如图10所示,小连杆机构112与连杆机构30的两个从动连杆94A,94B的基端部连接。通过使小连杆机构112伸屈,从动连杆94A,94B的基端部沿直线140作往复移动。与此相反,在第5实施方式,如图15及图16所示,配设沿着直线140可精密控制位置的直线电动机142。直线电动机142起着作为图3中所示的第2驱动源34的功能。
在直线电动机142的移动体142A上安装固定有支持杆144。在支持杆144上使固定轴133立起地配设。与图11上说明一样,借助轴承134A,134B,分别可旋转的从动连杆94A,94B的基端部安装、固定在固定轴133上。
第5实施方式的情况,作为第2驱动源使用直线电动机142。即,连杆机构30的两从动连杆94A,94B的基端部侧直接地可旋转地支持在直线电动机142的移动体142A一侧,移动体142A作直线运动。在这种情况下不要图3及图4中说明的、电动机盒44内的第2驱动源34,旋转基台24中的驱动连杆100,从动滑轮98及连接皮带102。因此,那样可以使装置构成更加简单化。
第5实施方式的情况,通过使直线电动机142的移动体142A作往复移动,使两从动连杆94A,94B的基端部沿直线140作往复运动。据此,与第3实施方式(参照图10)的情况同样地,可以使第1和第2臂机构26,28作伸屈动作。这样一来,第5实施方式的情况只通过成为第1驱动源32和第2驱动源的直线电动机142的两个电动机,可以使各自具有上下叠合地并列的两个鸟嘴部26C,28C的第1和第2的两臂机构26,28伸屈。因此使装置构造简单化,也可使成本降低。
<第6实施方式>
图17是示出在本发明第6实施方式的搬送装置上使两臂机构收缩状态的平面图。图18是示出在图17所示的搬送装置上一个臂机构伸长状态的平面图。图19是示出图17所示的搬送装置的部分断面图。
第6实施方式是与第4实施方式类似的构成,而主要在以下点上不同。即,在第4实施方式,第2驱动源34的驱动力经旋转基台24的驱动滑轮100、连接皮带102、从动滑轮98、小连杆机构112传递到两从动连杆94A,94B。而在第6实施方式中,两从动连杆94A,94B的基端部和第2驱动源34的驱动轴40之间通过图1所示的第1实施方式的驱动连杆92连接。
换言之,驱动连杆92的基端部直接与第2驱动源34的驱动轴40连接固定。据此,驱动连杆92可旋转地支持在旋转基台24的旋转中心部分上。与图1所示的第1实施方式同样,在驱动连杆92的前端部上使支持销104A,104B(参照图18)立起地配设。两从动连杆94A,94B的基端部分别经轴承150各自可旋转地支持在各支持销104A,104B上。在图19只示出一方的臂94A。
在第6实施方式的情况下也与第4实施方式的情况同样地,第1和第2臂机构26,28的基端部按照相对于旋转基台24并列的方式由不同的轴可旋转地支持。两鸟嘴部26C,28C上下叠合地配置,向同一方向伸屈。在各基端臂26A,28A的大体中央部上配设向水平方向延伸的连接突起152,154。在辅助突起152,154上分别经轴承(未图示)可旋转地支持从动滑轮94A,94B的前端部。
在第6实施方式的情况,也作与第4实施方式大体同样的动作。可是,第6实施方式的情况,因为驱动连杆92以第2驱动源34的驱动轴40为中心旋转,所以两从动连杆94A,94B的基端部与第4实施方式的情况不同,沿以驱动轴40为中心的圆弧状的轨迹往复移动。据此,第1和第2臂机构26,28向相反方向伸屈。
图20A~图20G示意地示出图17所示的搬送装置一连串动作状态的图。在图20A示出第1臂机构26伸长,第2臂机构28收缩的状态。由此,如果使驱动连杆92旋转,使连杆机构30向相反方向旋转,则如图20B所示,第1臂机构26随之开始收缩,而第2臂机构28几乎不移动。
此外,如果使驱动连杆92旋转,使连杆机构30向相反方向旋转,则如图20C所示,第1臂机构26继续进一步收缩,第2臂机构28只稍微开始伸长。然后,如果驱动连杆92再旋转,则如图20D所示,在该时间点,两鸟嘴部26C,28C成为上下叠合状态。在这里,第1和第2臂机构26,28一起成为收缩相当多的状态。
此外,如果使驱动连杆92旋转,使连杆机构30向相反方向旋转,则如图20E~图20G所示地,第1臂机构26维持收缩状态,与此相反,第2臂机构28逐渐地伸长,成为伸到最长的状态。这样一来,两鸟嘴部26C,28C交替。在实际的动作中,由于在图20D所示的时间点,调整两鸟嘴部26C,28C的高度水平,该装置全体只向上方或下方稍微移动。
这样一来,第6实施方式的情况,只通过第1和第2驱动源32,34两个电动机,可以使各自具有上下叠合地并列的两鸟嘴部26C,28C的第1和第2两臂机构26,28伸屈。因此使装置构造简单化,也可使成本降低。因为驱动连杆92与第2驱动源34的驱动轴40连接,所以不要由滑轮或连接皮带构成的动力传递机构,那样可以使装置构成更加简单化。
<第7实施方式>
图21是示出在本发明第7实施方式的搬送装置中,使两臂机构收缩状态的平面图。该装置的第1和第2驱动源和旋转基台以及第1、第2臂机构之间在垂直方向的连接状况大体成为如图3所示那样。该装置的第1和第2驱动源和旋转基台和一个臂机构在垂直方向的连接状况大体成为如图19所示那样。
第7实施方式与第1实施方式类似,而第1和第2臂机构26,28的基端臂26A,28A在旋转基台24(在图21是圆形)上,在同一平面上以相互离间的轴作为中心,可旋转地支持。第1和第2臂机构26,28的鸟嘴部26C,28C在同一平面上向相互不同方向配置,鸟嘴部26C,28C的开口角设定在60~180度。可是,第7实施方式与第1实施方式不同,连杆机构30的驱动连杆92的旋转轴与驱动基台24的旋转轴同轴状地配置。
第7实施方式的第1和第2臂机构26,28的动作成为把第1实施方式和第6实施方式加在一起那样的动作。即:例如,从使第1和第2臂机构26,28两者收缩的、图21所示的初始状态出发,使第2臂机构28伸长,使鸟嘴部28C向前方移动。这时,尽管第1臂机构26实质上维持收缩状态,但是由于与旋转基台24的旋转同时,基端臂26A和中间臂26B之间的角度展宽,所以使鸟嘴部26C后退。该动作与图20D~图20G所示动作类似。但是鸟嘴部26C并不指向前方,而是如图2所示指向斜方向。
根据第7实施方式,与第1实施方式比较,具有所谓整体构造紧凑的优点。根据第7实施方式,与第6实施方式比较,在转换使用第1和第2臂26,28之际具有所谓不需要升降装置全体的优点。
<第8实施方式>
图22是示出在本发明第8实施方式的搬送装置中,两臂收缩状态的平面图。图23是示出在图22所示的搬送装置中,一个臂机构伸长状态的立体图。该装置的第1和第2驱动源和旋转基台和第1和第2臂机构在垂直方向的连接状况成为大体如图3所示。该装置的第1和第2驱动源和旋转基台和一个臂机构在垂直方向的连接状况成为大体如图19所示。
第8实施方式与第7实施方式类似,第1和第2臂机构26,28的基端臂26A,28A在圆形旋转基台24上在同一平面上以相互离开的轴为中心,可旋转地支持。第1和第2臂机构26,28的鸟嘴部26C,28C在同一平面上向着相互不同方向配置,鸟嘴部26C,28C的开口角设定在60~180度的范围。连杆机构30的驱动连杆92的旋转轴与旋转基台24的旋转轴同轴状地配置。
可是,第8实施方式与第7实施方式不同,2根从动连杆94A,94B作成U字状,配置在不同的高度水平上,而且相互交叉地配设。具体讲,如图22所示,与第1臂机构26连接的从动连杆94A相对于驱动连杆92超越中心线CL92在接近第2臂机构28处轴支承。同样地,与第2臂机构28连接的从动连杆94B相对于驱动连杆92超越中心线CL92在接近第1臂机构26处轴支承。在这里,中心线CL92是在第1和第2臂机构26,28两者收缩的初始状态下的、连接第1和第2臂机构26,28的鸟嘴部26C,28C的中心CA,CB的线段CA-CB的垂直二等分线。
图24A~图24E是示意地示出图12所示的搬送装置一连串动作状态的图。图24A示出使第1和第2臂机构26,28两者收缩的初始状态。从该初始状态开始,如果旋转基台24向逆时针方向旋转,则第2臂机构28伸长,使鸟嘴部28C向前方移动,另一方面第1臂机构26实质上维持收缩状态(参照图24B~图24E)。此时,由于从动连杆94A,94B,按照上述所示状态配置,所以在第1臂机构26的鸟嘴部26C产生的移动加速度变小。
为了说明其理由,着眼于分别连接驱动连杆92的旋转轴O,基端臂26A和第2从动连杆94A之间的连接点OA以及基端臂26B和第2从动连杆94B的连接点OB的线段O-OA和线段O-OB。第8实施方式的搬送装置构成为:在第1和第2臂机构26,28内包含未伸长一方(收缩侧)机构的连接点OA或OB的线段O-OA或O-OB的变化量变小。例如在图24A~图24E所示的动作例中,如果从图24A所示的收缩状态开始使旋转基台24旋转,则随着第2臂机构28伸长,第2臂机构28侧线段O~OB的长度增加。但是第1臂机构26侧线段O-OA的长度,直到图24E所示的第2臂机构28的伸长状态为止,不太变化。
这样构成的结果,在收缩侧的第1臂机构26一侧,伴随着旋转基台24的旋转,进行以下所示的动作。即:首先,如图24A~图24C所示,基端臂26A和中间臂26B之间的角度逐渐展宽,鸟嘴部26C向后些微变位。可是,如图24C~图24E所示,基端臂26A和中间臂26B之间的角度逐渐变狭,鸟嘴部26C些微变位,以便返回前方。图24C示出驱动连杆92的旋转轴O,基端臂26A和第2从动连杆94A之间的连接点OA,驱动连杆92和从动连杆94A之间的连接点O1的3点在一条直线上排列的死点状态。
这样一来,在第8实施方式,从第1和第2臂机构26,28两者收缩的初始状态开始,在第2臂机构28伸长期间,第1臂机构26在夹入死点状态(使图24C所示的3点O,OA,O1在一直线上排列的状态)的状态间变化。因此,收缩侧的第1臂机构26的鸟嘴部26C进行最初稍微后退,接着稍微前进的所谓缓慢的动作。鸟嘴部26C的行程也成为小行程。从第1和第2臂机构26,28两者收缩的初始状态开始,即使第1臂机构26伸长的情况下第2臂机构28的鸟嘴部28C也进行同样的动作。
为了确认上述效果,除了连杆机构之外,以相同规格形成第7及第8实施方式的装置,进行比较试验。在该试验中,从第1和第2臂机构26,28两者收缩初始状态开始,使第1臂机构26伸长,测量此时的第1和第2臂机构26,28的臂行程。
图25是示出该比较试验的结果的图。图25中,L71,L81分别示出第7及第8实施方式装置的第1臂机构26的臂行程。L72,L82分别示出第7及第8实施方式装置的第2臂机构28的臂行程。图25中,横轴示出旋转基台24的旋转角度(°),纵轴示出臂行程(mm)。
如图25所示,例如将第1臂机构26所需要的臂行程取600mm的情况下,在第7及第8实施方式的装置中,旋转基台24分别旋转约70度及约80度成为必要。其间,第7实施方式装置的第2臂机构28的臂行程渐进地增加直到最大值约400mm。另一方面,第8实施方式装置的第2臂机构28的行程在旋转基台24旋转约40度的时间点取最大值约100mm,其后再降低。
这样一来,在第8实施方式,在一个臂机构伸长期间,另一臂机构的鸟嘴部缓慢动作,且其臂行程的最大值也小。因此,该鸟嘴部上产生的移动加速度也变小,使鸟嘴部上晶片W难以错位。因此那样使装置动作加快成为可能,可以提高生产率。
<第1到第8实施方式的共同事项>
作为第1和第2臂机构26,28的轴承可以使用在铝合金制的外壳表面上施以硬质硫酸耐酸铝(alumite)处理的。如果用铝合金构成外壳,则可以抑制因自重引起的臂机构倒塌的同时,减小动作时的惯性,可以提高臂机构的搬送精度。虽然在处理中往往在处理室内形成磁场,但如果用铝合金制的外壳,则可以防止因磁场产生的臂机构的摇动。此外,在表面施以耐酸铝处理的外壳上,由于油脂充分浸渍耐酸铝涂膜,所以可以延长油脂的补充寿命。
在第1到第8实施方式中,以搬送装置设置在真空环境中的情况为例加以说明。也可以把搬送装置设置在大气环境中取代真空环境。在第1到第8实施方式,以通过搬送装置使半导体晶片在处理室之间出入更换晶片的情况为例加以说明。也可以与处理室无关,在晶片搬送途中的路径上在搬送装置中设置。
<驱动机构>
在上述各实施方式纵,对搬送被处理基板的搬送装置加以说明,接着对在该搬送装置内使用的驱动机构加以详细说明。
在通常使用的现有的驱动机构中,如果以作成同轴的2轴构造为例,则为了确认各驱动轴的旋转数,旋转角度等在各驱动轴的驱动源上配设编码器(绝对型absolute或增量型increment)。通过演算从该编码器的输出信号,求出各驱动轴间相对位置关系等。这样一来由于设置了编码器,使驱动机构全体构造复杂化,成本提高。由于也需要编码器类的设置空间,所以不得已大型化。此外,为了送出来自编码器类的信号必须在驱动轴上连接软配线。因此该驱动轴本身不得不能为有限旋转的结构。
本发明的驱动机构中,通过用光学传感器使构造全体简单化的同时,可以容易地识别各驱动轴间的旋转方向的相对位置关系。通过知道该各驱动轴的相对位置关系,可确认原点位置或第1和第2臂机构状态。例如可以确认两臂机构折叠、收缩的状态、任一方臂机构伸至最长状态、以及即使关闭处理室的闸板也不干扰臂机构的安全状态等。
图26是示出本发明实施方式驱动机构的放大断面图。图27是用于说明作为图26所示的驱动机构主要部分的检测图形和反射部件之间位置关系的说明图。图28是示出对图27所示的检测图形直线状展开时状态的平面图。
以下说明的驱动机构可以在前述的第1到第8实施方式的所有搬送装置中使用。在这里,以该驱动机构适用于图1到图4所示的第1实施方式的情况为例加以说明。
如图26所示,驱动机构160包括同轴状相互作成可旋转的中空管状的、多个,在图示例上为2个的驱动轴38,40。第1驱动源32及第2驱动源34各自与外侧驱动轴38及内侧驱动轴40耦合。对于驱动轴38,40的耦合,不仅包含机械性直接耦合的情况,而且也包含磁耦合一类非接触型耦合的情况。
从发光部162开始,检测光L1在内侧驱动轴40内沿着轴方向放射。检测光L1通过反射部件166向规定方向反射,反射的检测光L1向外侧,通过光通过窗168。在外侧驱动轴38的内面配设照射检测光L1的检测图形170。从检测图形170来的反射光L2寻找与检测光L1相反的路径,使受光部164受光。例如通过由例如微计算机等构成的位置检测部172,根据受光部164的输出,检测驱动轴38,40的旋转方向的位置关系。
具体讲,中空管状两驱动轴38,40通过在两轴间介入的轴承46相互可旋转的支持。内侧驱动轴40与第2驱动源34连接,据此,作正反旋转。外侧驱动轴38与第1驱动源32连接,据此,作正反旋转。
发光部162及受光部164一并设置在作为收容第1和第2驱动源32,34筐体的电动机盒44的底部侧上并固定。作为发光部162及受光部164可以用一体型的反射型传感器。受光部164沿着中空管状内侧驱动轴40的轴方向放射检测光L1。作为检测光L1优选用直进性优良的激光,然而也可以用漫射光。此外,检测光L1的波长可以设定在红外线区域,可见光区域,紫外线区域等全部区域。
反射部件166由例如反射镜构成。对其倾斜安装固定,以便反射面对内侧驱动轴40的内面侧成为例如45度的角度。反射部件166向内侧驱动轴40的径向呈直角反射检测光L1。被反射部件166反射的检测光L1与内侧驱动轴40的侧壁接触的部分上形成由例如圆形开口构成的光通过窗168。光通过窗168只要是检测光L1能通过即可。例如通过透明的塑料树脂或石英玻璃等透明材料形成内侧驱动轴40的情况下,检测光L1透过驱动轴40的侧壁。因此,没有必要在驱动轴40上设置开口,侧壁全体成为光通过窗。
在外侧驱动轴38的内面,可通过光通过窗168的检测光L1的接触部分上,沿着其周方向配设检测图形170。如图28所示,检测图形170具有反射检测光L1的光反射区部170A和吸收检测光L1的光吸收区170B。在这里两区域170A,170B各自具有规定的长度。
正如在第1实施方式说明的,通过使内侧驱动轴40在正反方向只以规定的旋转角度旋转,第1和第2臂机构26,28(参照图1~图3)有选择地伸屈。例如光反射区170A的长度设定在如下范围,即,即使关闭可开闭地划分在搬送室周边配置的处理室之间的闸板阀(未图示),也不使该闸板阀和第1和第2臂机构26,28相互干扰(冲突)的范围。另一方面,光吸收区170B的长度设定在如下范围,即不使闸板阀和第1和第2臂机构26,28相互干扰的范围(区域)。
因此,位置检测部172根据接受来自检测图形170的反射光L2的受光部164的输出,识别两驱动轴38,40的旋转方向的相对位置,使判断可否关闭闸板阀成为可能。该判断结果传达到控制半导体处理系统全体动作的主机等。
其次,对以上所示构成的驱动机构160的动作加以说明。
首先,如第1实施方式上说明那样,在固定外侧驱动轴38(旋转基台24:参照图1)的状态下,使内侧驱动轴40在正反方向只以规定角度旋转。据此,使第1和第2臂机构26,28有选择地伸屈,例如,搬出搬入到处理室内。在改变第1和第2臂机构26,28方向时,使两驱动轴38,40同步,只以规定角度旋转。这时在维持第1和第2臂机构26,28弯曲的同一姿势的状态下,其全体向所希望方向旋转。
在进行这样的基本动作的搬送装置上有必要一直把握第1和第2臂机构26,28成为怎样的姿势。尤其是在关闭区分搬送室和处理室的闸板阀的情况下或使臂机构26,28全体旋转的情况下尤为必要。
为了识别两驱动轴38,40旋转方向的位置关系,放射从发光部162来的检测光L1。检测光L1在内侧驱动轴40内沿其轴方向通过,被反射部件166反射,变换大体90度行进方向。变换其行进方向的检测光L1通过光通过窗168,在外侧驱动轴38内面,照射到沿其周方向配设的检测图形170。在检测光L照射到检测图形170的光反射区170A上时,检测光L1反射,成为反射光L2,与上述光路逆向行进,在受光部164上接受光。另一方面,在检测光L1照射到光吸收区170B时,因为检测光L被吸收,所以不产生反射光L2。
接受受光部164输出的位置检测部172根据输出来识别两驱动轴38,40间旋转方向的位置关系。在驱动机构160上,发光部162及受光部164作为区域(zone)识别传感器发挥功能。例如在受光部164未接受反射光L2的情况下,反射部件166的反射面的方向指向图28中光吸收区170B的区域内的一部分。这个事实意味着2个臂机构26,28内的任一方的臂机构伸长到规定长度以上。这时因为担心与关闭闸板阀有干扰(冲突),所以禁止关闭闸板阀,或者使臂机构26,28全体旋转。
与此相反,在受光部164接受反射光L2时,反射部件166的反射面的方向指向图28中光反射区170A的区域内的一部分。这个事实意味着两臂机构26,28一起弯曲,成为规定长度以下。这时,因为不担心干扰(冲突),所以也允许关闭闸板阀,或者使臂机构26,28全体旋转。
这样一来,可以识别两驱动轴38,40间的相对位置关系,即两臂机构26,28的伸屈状态。这时,可以不要现有的驱动机构中所需要的高价且尺寸大的编码器等。其结果不仅可以使构造简单化,大幅降低成本,而且也可以对小型化及省空间作出贡献。
通常,第1和第2驱动源32,34由步进电动机或伺服电动机构成。这时,用位置检测部72的判断结果作为联锁装置功能的判断基准。例如,假定主机根据软件上的处理而进行关闭闸板阀的处理。这种情况下,在位置检测部172发出“不接受反射光L2”的信号时产生臂机构和闸板阀之间的干扰(冲突)。因此,根据位置检测部72的判断结果,通过电路构成可以进行联锁,以便不关闭闸板阀。
在图26所示的驱动机构160中,检测图形170沿外侧驱动轴38的内面形成。也可以将至少与光通过窗168对置部分的外侧驱动轴38全体作为检测图形170而形成。图29是示出以外侧驱动轴38全体作为检测图形170形成情况的立体图。在图29中,光反射区170A按照至少内壁面被表面研磨从而反射光的方式设定。而光吸收区170B按照至少内壁面进行黑耐酸铝处理(驱动轴38为铝制的情况下)从而吸收光的方式设定。
在图26所示的驱动机构160中,将发光部162、受光部164等的检测构造作为检测具有一定宽度的区域的区域传感器使用。也可以以该检测构造作为检测一定位置(position)的位置传感器使用来取代它。在这样的情况下,可以以该一定的位置作为原点,进行定位。图30是示出以检测构造作为位置传感器使用时的检测图形170的展开图。如图30所示,在检测图形170规定的一个位置上以受光部164可识别的微小宽度,线状形成光吸收区170B,该位置取作原点。由此,其它区域成为光反射区170A。另外,也可使光吸收区170B和光反射区170A的关系相反地形成。
这样一来,通过以检测构造作为位置传感器使用,进行两驱动轴38,40的相对位置的原点产生,即可以产生两臂机构26,28的原点。作为这样的原点,例如如图1所示,可以设定使两臂机构26,28一起同等地弯曲、收缩的状态。
在图26所示的驱动机构160中,为了检测反射光L2的有无,配设受光部164。也可以取代它,设置图像传感器,以便取入检测图形170的图像。图31是根据这样的观点示出图26所示的驱动机构变形例的放大断面图。图32A~图32D是示出直线状展开图31所示的驱动机构中使用的检测图形的例子的状态的平面图。
如图31所示,代替受光部164(参照图26),配设由例如CCD摄像机构成的图像传感器180,识别检测图形170的图像。在检测图形170的部分较暗时,希望配设用于对该部分照明的照明部件。因此,在图31上代替发光部164(参照图26)配设例如LED(发光二极管)等可照明具有某种程度面积的区域那样的照明部件182。通过从照明部件182来的照明光L3对检测图形170的一部分照明。在检测图形170被外来的光照亮时,不需要照明部件182。
在这样设置图像传感器180时,位置检测部172可以进行不同亮度的识别或不同色彩的识别或不同图形的识别等。在这里如果检测图形170成为图28或图30所示的构造,则根据亮度不同,可以识别光反射区170A或光吸收区170。另外,也可以如图32A~图32D所示地构成检测图形170。
在图32A,检测图形170区分为例如“黑色”、“灰色”、“白色”三个区域。这三个区域通过亮度不同加以识别。另外,也可以用亮度不同的“灰色”形成上述各区域。在图32B,检测图形170区分为“红色”、“兰色”、“黄色”的色彩不同的三个区域。这三个区域通过色彩不同加以识别。
图32C及图32D示出以检测构造作为位置传感器使用时的检测图形170。图32C的情况配置“★”,“●”和“▲”三种不同图形。图32D的情况下,“1”,“2”和“3”的文字作为图形配置。在这些检测图形170上可以通过图形不同检测三个位置。图32C及图32D的情况下分别从左开始,与例如原点1,原点2,原点3对应,可以与各原点1~3对应地分配各臂机构26,28所希望的伸屈状态。
上述驱动机构以同轴2轴构造为例加以说明。然而在3轴以上的情况下也可以使用本发明。此外,在上述各实施方式中,作为被处理基板以半导体晶片为例加以说明,然而并不限于此,在传送玻璃基板,LCD基板等情况下也可以使用本发明。
工业上利用的可能性
根据本发明,可以提供在更换被处理基板之际,基台的旋转角度小的搬送装置。根据本发明,不用编码器可以检测多个驱动轴相对位置关系的驱动机构。
Claims (15)
1、一种被处理基板的搬送装置,其特征在于,具备:
可旋转的旋转基台;
在所述旋转基台上安装的、可伸屈的第1和第2臂机构,所述第1和第2臂机构各自具备从所述旋转基台侧开始顺序地相互可旋转地连接的基端臂、中间臂和鸟嘴部,所述鸟嘴部按照支持所述被处理基板的方式设置;
与所述第1和第2臂机构的所述基端臂连接的连杆机构,以便驱动所述第1和第2臂机构;
使所述旋转基台旋转驱动的第1驱动源;
使所述连杆机构驱动的第2驱动源,以便使所述第1和第2臂机构伸屈。
2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述连杆机构与所述第1和第2臂机构连动,所述第1和第2臂机构的一个处于伸长状态时,另一个处于收缩状态。
3、根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述连杆机构具备通过所述第2驱动源旋转驱动的驱动连杆,以及分别连接所述驱动连杆和所述第1和第2臂机构的所述基端臂的第1和第2从动连杆。
4、根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述驱动连杆的旋转轴与所述旋转基台的旋转轴同轴状地配置。
5、根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述连杆机构可旋转地与所述旋转基台连接,所述驱动连杆的旋转轴配置在与所述旋转基台的旋转轴错开的位置上。
6、根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述驱动连杆由单一的连杆构成。
7、根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述驱动连杆具备相互连接的多个连杆。
8、根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第1从动连杆相对于所述驱动连杆,超越中心线在所述第2臂机构一侧轴支承,所述第2从动连杆相对于所述驱动连杆,超越中心线在所述第1臂机构一侧轴支承,在此,所述中心线是在所述第1和第2臂机构两者收缩的初始状态下、连接所述第1和第2臂机构的鸟嘴部中心的线段的垂直二等分线。
9、根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第1和第2从动连杆配置在不同高度水平上而且相互交叉。
10、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第2驱动源具备旋转电动机。
11、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第2驱动源具备直线电动机。
12、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第1和第2臂机构的所述基端臂在所述旋转基台上在同一平面内以相互离开的轴作为中心被可旋转地支持。
13、根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述第1和第2臂机构的所述鸟嘴部在同一平面上向着不同的方向配置,所述鸟嘴部的开角设定在60~180度的范围。
14、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第1和第2臂机构的所述基端臂在所述旋转基台上相互上下叠合,以相同的轴作为中心被可旋转地支持。
15、根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述第1和第2臂的所述鸟嘴部相互上下叠合,向着同一方向配置。
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