JP2000065177A

JP2000065177A - リンク装置

Info

Publication number: JP2000065177A
Application number: JP23187798A
Authority: JP
Inventors: Seijiro Kawada; 静二郎川田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】たわみ荷重及びねじれ荷重の伝わる経路を改
善して、たわみ及びねじれによる搬送物の位置ずれを防
ぎ、かつ軽量なリンク装置を提供すること。【解決手段】第１の平行リンク１４Ａの主アーム１の
他端側１ｂと、第２の平行リンク１４Ｂの主アーム３の
一端側３ａとを、浮動軸受６を介して結合軸９で同軸連
結する。これによりたわみ荷重及びねじれ荷重が主アー
ム３から主アーム１へ直接伝わり、ウエハ１３の位置ず
れを防ぐと共にリンク装置を軽量化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の搬送用のリンク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップの製造工程において、例え
ば、半導体ウエハのオリエンテーションフラット部（以
下、オリフラと称する。）を所定方向に向け、その半導
体ウエハ（以下、ウエハと称する。）を所定の位置から
所定の位置へ搬送する場合、その搬送方法としては各種
の搬送装置が存在する。

【０００３】図６はその搬送装置の一例を示し、ウエハ
１３のオリフラ１３ａの向きを変えず、複数のウエハ１
３を所定の位置から所定の位置へ水平方向に搬送する装
置の要部の概略図である。

【０００４】図示の如く、この装置は、幅広で強度の大
きい主アーム２１と幅狭で強度の小さい補助アーム２２
とからなる第１の平行リンク２０Ａと、幅広で強度の大
きい主アーム２３と幅狭で強度の小さい補助アーム２４
とからなる第２の平行リンク２０Ｂとが、浮動軸受２６
を介して連結され、第２の平行リンク２０Ｂの先端に物
品の搬送部３４を形成し、例えば、高真空の半導体処理
装置内においてウエハ１３の搬送に使用される。

【０００５】即ち、第１の平行リンク２０Ａは、主アー
ム２１の一端２１ａを駆動源となるモータ５のシャフト
から延長されて基台５ａを貫通した駆動軸２７に固定さ
れ、補助アーム２２の一端２２ａが基台５ａに回動自在
に従動軸２８で軸着され、それぞれのアームの他端側を
浮動軸受２６に軸着して四節リンク機構を形成してい
る。

【０００６】そして、第２の平行リンク２０Ｂは、その
主アーム２３の一端２３ａが第１の平行リンク２０Ａの
補助アーム２２の他端２２ｂと、その補助アーム２４の
一端２４ａが第１の平行リンク２０Ａの主アーム２１の
他端２１ｂと、それぞれ浮動軸受２６を介して結合軸２
９、３０で軸着され、これら第２の平行リンク２０Ｂの
主アーム２３の他端２３ｂ及び補助アーム２４の他端２
４ｂは、搬送部３４を形成する基台１１に結合軸３１、
３２により軸着され、第１の平行リンク２０Ａに連続し
たリンク機構を形成している。

【０００７】また、このリンク装置の先端となる基台１
１に搬送台１２が結合され、オリフラ１３ａを一定方向
に位置させて複数のウエハ１３を所定間隔を置いて載置
できるようになっている。

【０００８】そして、このリンク装置はモータ５を駆動
させ、第１の平行リンクの主アーム２１を回動させるこ
とにより、浮動軸受２６が駆動軸２７を中心に円弧運動
し、第１の平行リンク２０Ａと第２の平行リンク２０Ｂ
とのなす角度θを変化させることにより、リンク装置の
駆動軸２７と第２の平行リンク２０Ｂの先端との相対的
距離が変化し、搬送台１２に載置されたウエハ１３はオ
リフラ１３ａの向きを一定のままで水平移動するように
なっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなリンク装置では以下に述べるような不具合が生じ、
構造面での改善が早急の問題となっている。

【００１０】図７は、上記したリンク装置におけるたわ
み荷重の伝わりを示す模式図であり、図６におけるＢ矢
視による浮動軸受２６近傍の概略図を示し、（ａ）は平
面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線断面
図である。

【００１１】即ち、図６の示すように、搬送するウエハ
１３によるリンク装置への荷重は鉛直方向にかかる。そ
して、その荷重によるたわみは第２の平行リンク２０Ｂ
の主アーム２３から、結合軸３０−浮動軸受２６−結合
軸２９−第１の平行リンク２０Ａの主アーム２１の順に
伝わる。図７（ａ）〜（ｃ）はこのたわみ荷重Ｗの伝わ
る経路を太線で図示している。

【００１２】このようなたわみ荷重Ｗの更に詳細な伝わ
り方は図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第２の平行
リンク２０Ｂの主アーム２３から、結合軸３０−浮動軸
受２６の上板２６ａ、背板２６ｃ、下板２６ｂを経由し
て結合軸２９−第１のリンク２０Ａの主アーム２１へ伝
わる。

【００１３】しかし、このようにたわみ荷重Ｗの経路に
おいて浮動軸受２６の背板２６ｃをねじる現象が生じ
る。図７（ｂ）において破線でたわみ荷重Ｗの経路を示
したのはこのねじれ現象を表現したものである。このね
じれによって、ウエハ１３の位置が偏位し、不安定にな
ると共に、炉などの処理部への搬入、搬出に支障が生じ
る。通常、機械的強度を補う方法としては、強度が不足
する部分の断面係数を高めることが一般的な対策である
が、このようなリンク機構においてはリンク装置の自重
の軽減化が求められるため、補強による自重の増加は搬
送能力の低下を招くことになり、自重の増加は避けるの
が常識である。

【００１４】そこで本発明の目的は、補強することなく
して浮動軸受の損傷を防止できるリンク装置を提供する
ことにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、第１の
平行リンクをなす第１のリンクと第２のリンクの一端側
がそれぞれ、第１の主軸及び第１の従動軸に回動自在に
軸着され、前記第１及び第２のリンクの他端側が浮動軸
受を介してそれぞれ、第２の平行リンクをなす第３のリ
ンク及び第４のリンクの一端側と第２の主軸及び第２の
従動軸に軸着して連結され、前記第１及び第２の平行リ
ンク間の角度を可変することによって、前記第１のリン
クの前記第１の主軸と前記第３のリンクの他端側との相
対的距離が調整されるようにしたリンク装置に係るもの
である。

【００１６】本発明によれば、第１の平行リンクの第１
のリンクの他端部と第２の平行リンクの第３のリンクと
一端部とが、浮動軸受を介して連結されるので、第１の
リンクと第３のリンクとが直接連結されることになる。
その結果、リンク装置の先端にかかる搬送物の荷重によ
るたわみが浮動軸受を経由することなく、第３のリンク
から直接第１のリンクに伝わり、例えば浮動軸受の損傷
を防止することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】上記のリンク装置の好ましい実施
の形態としては、少なくとも前記第２の平行リンクの先
端側で荷重を支持し、前記第１及び第３のリンクが前記
荷重を支持する主アームを構成することが望ましい。

【００１８】この場合、前記第１及び第２の平行リンク
がそれぞれ、主アームとしての前記第１及び第３のリン
クと、補助アームとしての前記第２及び第４のリンクと
からなり、前記第１のリンクは前記第２のリンクよりも
機械的強度が大であり、前記第３のリンクも前記第４の
リンクよりも機械的強度が大であり、かつ、前記第１の
リンクと前記第３のリンクとが前記第２の主軸を介して
軸着して連結され、前記第２のリンクと前記第４のリン
クとが前記第２の従動軸を介して軸着して連結され、こ
れによって四節リンク機構を形成していることが望まし
い。

【００１９】ここにおいて、「機械的強度が大である」
とは、同じ材質でも径が異なることによる強度の大、径
が同じでも材質が異なることによる強度の大、断面形態
による強度の大、及び軸との結合強度が大である等のい
ずれも含む概念である。

【００２０】そして、上記した前記第１及び第２の平行
リンクの連結構造と同様の連結構造を介して、少なくと
も１つの第３の平行リンクが前記第２の平行リンクに連
結しており、前記第３の平行リンクの先端側と前記第１
のリンクの前記第１の主軸との相対的距離が調整される
ように構成してもよい。

【００２１】また、前記第３の平行リンクが複数設けら
れる場合も、これらのリンク間も前記連結構造を介して
連結されていることが望ましい。

【００２２】この場合、前記各平行リンクが水平又は垂
直方向に配され、鉛直方向の荷重を受けるようになって
いることが望ましい。

【００２３】これにより、物品の搬送用として好適なリ
ンク装置を提供することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２５】前述した好ましい実施の形態に従い鉄製の
リンク装置を作製した。図１はその要部を示す斜視概略
図である。

【００２６】図示の如く、このリンク装置は、既述した
図６と同様の機能を有し、例えばウエハの搬送に用いる
ものである。しかし、図６と異なる点は、第１の平行リ
ンク１４Ａ及び第２の平行リンク１４Ｂ共、それぞれの
幅広で強度の大きい主アーム同士１、３及びそれぞれの
幅狭で強度の小さい補助アーム同士２、４が、浮動軸受
６を介して軸着して連結されていることであり、図６の
場合とは異なる特徴を有している。

【００２７】従って、図２（図１におけるＡ矢視による
浮動軸受６近傍の概略図。）に示した模式図の如く、本
実施例のリンク装置におけるたわみ荷重の伝わり方は既
述した図６の場合とは異なる。なお、図２において
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ
−ｃ線断面図である。

【００２８】即ち、図２に太線で示すように、このリン
ク装置にかかる鉛直方向の荷重によるたわみ荷重の伝わ
りは、機械的強度が大きく、荷重を支持している第２の
平行リンク１４Ｂの主アーム３から第１の平行リンク１
４Ａの主アーム１へほぼストレートに伝わる。従って、
浮動軸受６には影響を与えない。

【００２９】また、このリンク装置は、図３に示すよう
に、浮動軸受６の下部において結合軸９及び１０に連結
された歯車１５Ａと１５Ｂとの噛み合いにより、駆動を
精密に伝えると共に、浮動軸受６の結合軸９と１０を結
ぶ線Ｃ₂が搬送台１２の水平移動する線Ｃ₁と常に正確
に平行をなさしめる役をしている。

【００３０】このリンク装置は、図１におけるモータ５
の支持機構（図示省略）を有し、モータ５自体の上下移
動及び回動機能を具備しており、搬送物の位置、搬送方
向に合せて高さや向きを調整できるようになっている。

【００３１】図４は、このリンク装置の水平方向の運動
を示す平面図であり、例えば、仮想線で示す状態でウエ
ハ１３を載置し、実線で示す状態に装置を作動させてウ
エハ１３を所定の場所へ移したり、またこの逆の搬送を
することができる。

【００３２】また、図５は、このリンク装置による垂直
方向の運動を示す正面図であり、例えば仮想線で示す状
態から実線で示す状態にウエハ１３を搬送し、またこれ
と反対方向に搬送することもできる。

【００３３】上記した実施例は本発明の技術的思想に基
いて種々変形が可能である。

【００３４】例えば、本実施例では第１の平行リンク１
４Ａに第２の平行リンク１４Ｂを連結し、その先端に搬
送部１７を形成したが、第２の平行リンク１４Ｂの先に
も浮動軸受６を設けて第３の平行リンクを連結してもよ
く、同様の連結構造により第４の平行リンク等を連続さ
せ、その先端に搬送部１７を形成することもできる。

【００３５】また、これらリンク機構各部の形状、使用
する材料や材質等も適宜にすることができる。

【００３６】また、本実施例のリンク装置は、ウエハの
搬送用に限定するものではなく各種の物品の搬送用とし
て使用することができる。

【００３７】また、本実施例のリンク装置は、例えばウ
エハの向きを一定したまま搬送するものであるが、搬送
物の向きを変えながら搬送するリンク機構にも適用する
ことができる。

【００３８】本実施例によれば、各平行リンク１４Ａ、
１４Ｂの主アーム１、３同士が浮動軸受６を介して直接
同軸結合されるので、たわみ荷重が主アーム同士でスト
レートに伝わり、浮動軸受６に損傷を与えることがな
い。従って、局部的に補強する必要がなく、自重を増加
させることもなく、装置の軽量化にも寄与することがで
きる。また、ウエハの搬入、搬出を常に所望の位置で行
うことができる。

【００３９】

【発明の作用効果】上述した如く、本発明は、第１の平
行リンクをなす第１のリンクと第２のリンクの一端側が
それぞれ、第１の主軸及び第１の従動軸に回動自在に軸
着され、前記第１及び第２のリンクの他端側が浮動軸受
を介してそれぞれ、第２の平行リンクをなす第３のリン
ク及び第４のリンクの一端側と第２の主軸及び第２の従
動軸に軸着して連結され、前記第１及び第２の平行リン
ク間の角度を可変することによって、前記第１のリンク
の前記第１の主軸と前記第３のリンクの他端側との相対
的距離が調整されるようになっているので、第１のリン
クと第３のリンクとが直接連結されることになる。その
結果、リンク装置の先端にかかる搬送物の荷重によるた
わみが浮動軸受を経由することなく、第３のリンクから
第１のリンクへ直接伝わり、浮動軸受への影響を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるリンク装置の要部を示す
視斜概略図である。

【図２】同、浮動軸受近傍を示す模式図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線
断面図である。

【図３】同、浮動軸受の詳細を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）は底面図である。

【図４】同、リンク装置の水平方向の運動を示す平面図
である。

【図５】同、リンク装置の垂直方向の運動を示す平面図
である。

【図６】従来例によるリンク装置の要部を示す視斜概略
図である。

【図７】同、浮動軸受近傍を示す模式図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線
断面図である。

【符号の説明】

１、３・・・主アーム１ａ、２ａ、３ａ、４ａ・・・一端側１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ・・・他端側２、４・・・補助アーム５・・・モータ５ａ・・・軸受６・・・浮動軸受６ａ・・・上板６ｂ・・・下板６ｃ・・・背板７・・・駆動軸８・・・従動軸９、９Ａ、１０、１０Ａ・・・連結軸１１・・・基台１２・・・搬送台１３・・・半導体ウエハ１３ａ・・・オリエンテーションフラット側１４Ａ・・・第１の平行リンク１４Ｂ・・・第２の平行リンク１５Ａ、１５Ｂ・・・歯車１７・・・搬送部Ｗ・・・荷重Ｃ₁・・・浮動軸受の結合軸中心間を結ぶ線Ｃ₂・・・搬送台の水平移動する線 θ・・・第１と第２の平行リンクのなす角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の平行リンクをなす第１のリンクと
第２のリンクの一端側がそれぞれ、第１の主軸及び第１
の従動軸に回動自在に軸着され、前記第１及び第２のリ
ンクの他端側が浮動軸受を介してそれぞれ、第２の平行
リンクをなす第３のリンク及び第４のリンクの一端側と
第２の主軸及び第２の従動軸に軸着して連結され、前記
第１及び第２の平行リンク間の角度を可変することによ
って、前記第１のリンクの前記第１の主軸と前記第３の
リンクの他端側との相対的距離が調整されるようにした
リンク装置。
【請求項２】少なくとも前記第２の平行リンクの先端
側で荷重を支持し、前記第１及び第３のリンクが前記荷
重を支持する主アームを構成する、請求項１に記載した
リンク装置。
【請求項３】前記第１及び第２の平行リンクがそれぞ
れ、主アームとしての前記第１及び第３のリンクと、補
助アームとしての前記第２及び第４のリンクとからな
り、前記第１のリンクは前記第２のリンクよりも機械的
強度が大であり、前記第３のリンクも前記第４のリンク
よりも機械的強度が大であり、かつ、前記第１のリンク
と前記第３のリンクとが前記第２の主軸を介して軸着し
て連結され、前記第２のリンクと前記第４のリンクとが
前記第２の従動軸を介して軸着して連結され、これによ
って四節リンク機構を形成している、請求項１に記載し
たリンク装置。
【請求項４】請求項１に記載した前記第１及び第２の
平行リンクの連結構造と同様の連結構造を介して、少な
くとも１つの第３の平行リンクが前記第２の平行リンク
に連結しており、前記第３の平行リンクの先端側と前記
第１のリンクの前記第１の主軸との相対的距離が調整さ
れる、請求項１に記載したリンク装置。
【請求項５】前記第３の平行リンクが複数設けられる
場合も、これらのリンク間も前記連結構造を介して連結
されている、請求項１に記載したリンク装置。
【請求項６】前記各平行リンクが水平又は垂直方向に
配され、鉛直方向の荷重を受けるようになっている、請
求項１〜５のいずれか１項に記載したリンク装置。
【請求項７】物品の搬送装置として用いられる、請求
項１〜６のいずれか１項に記載したリンク装置。