【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ、水晶、ストレージ等の基板の処理、検査等の製造に用いられる処理装置に被加工物を搬入搬出するのに好適な搬送ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体やフラットパネルディスプレイ等の製造工程では、シリコンウエハ等の被加工物にエッチング、ＣＶＤ、アッシング、ＲＴＰ、ドライクリーニング、計測、分析、観察等種々のプロセスが施されていく。これらのプロセスは、クリーンな高度の真空中で行う必要があり、この真空環境を得るために、真空処理装置への被加工物の搬入、搬出には、大掛かりな装置が使用される。
【０００３】
従来のこの種の装置として、被加工物を大気圧下の外部との間で受け渡しするロードロック室と、このロードロック室を真空に引いた後に被加工物にプロセスを施す真空処理室との間で受け渡しするトランスファー室とを備えた真空処理装置が知られている。図１３にこの真空処理装置の例を示す。
【０００４】
図１３における真空処理装置は、ロードロック室９０１、トランスファー室９０２および真空処理室９０３からなり、ロードロック室９０１とトランスファー室９０２の間に真空処理室ゲートバルブ９０４が、トランスファー室９０２とロードロック室９０１との間にトランスファー室ゲートバルブ９０５が、更に、ロードロック室９０１と外部の大気搬送室９０７との間にロードロック室ゲートバルブ９０８が設けられている。９０９は、複数枚の被加工物を積層した被加工物カセットである。
【０００５】
上記大気搬送室９０７には大気ロボット９１０が、また、トランスファー室９０２には真空搬送装置９０６がそれぞれ設置されている。
【０００６】
真空処理室９０３と試料カセット９０９との試料の受け渡しの手順は、以下の（１）、（２）のようになる。
【０００７】
（１）試料カセット／ロードロック室間試料受け渡し
トランスファー室ゲートバルブ９０５が閉じた状態でロードロック室９０１内の気圧を大気圧にしてロードロック室ゲートバルブ９０８を開き、大気ロボット９１０により試料カセット９０９とロードロック室９０１との間で試料を受け渡し、ロードロック室ゲートバルブ９０８を閉じる。
【０００８】
すなわち、次の順序で試料カセットとロードロック室の試料受け渡しを行う。
【０００９】
（ａ）最初に、ロードロック室９０１に向いた大気ロボット９１０がアームを伸ばしてロードロック室９０１内のバッファスタンド９０１ａの下側試料載置棚にある加工済み試料をアーム先端のハンドに載せて取り出す。
【００１０】
（ｂ）アームを曲げ縮め、１８０°旋回して試料カセット９０９に向く。
【００１１】
（ｃ）アームを伸ばしてハンドを試料カセット９０９のひとつの空き棚上に挿入してやや下げ、加工済み試料を上記空き棚に収める。
【００１２】
（ｄ）アームを縮めてから上昇し、再びアームを伸ばして試料カセット９０９の未加工試料のやや下方にハンドを挿入して、やや上げ、未加工試料をハンドに載せて取り出す。
【００１３】
（ｅ）アームを曲げ縮め、１８０°旋回してロードロック室９０１に向く。
【００１４】
（ｆ）アームを伸ばしてハンドをロードロック室９０１内のバッファスタンド９０１ａの上側試料載置棚の上方まで入れ、やや下げてハンド上の未加工試料を上側試料載置棚に置く（Ｗ２）。
【００１５】
（ｇ）アームを縮めて大気搬送室９０７内に戻し、ロードロック室ゲートバルブ９０８を閉じる。
【００１６】
（２）ロードロック室／真空処理室間試料受け渡し
次いで、次の順序で、ロードロック室と真空処理室の試料受け渡しを行う。
【００１７】
（ｈ）ロードロック室９０１を真空に引く。一方、ＣＶＤ等のプロセス処理を終えた真空処理室９０３は真空に引かれた状態である。こうして、ロードロック室９０１、トランスファー室９０２、真空処理室９０３が真空状態になる。
【００１８】
（ｊ）真空処理室ゲートバルブ９０４とトランスファー室ゲートバルブ９０５を開く。
【００１９】
（ｋ）真空搬送装置９０６によりロードロック室９０１と真空処理室９０３との間で試料の受け渡しを行う。すなわち、先ず、プロセス処理を施された真空処理室９０３の試料Ｗ３をロードロック室９０１に戻し、ロードロック室９０１の未加工試料Ｗ２を真空処理室９０３に搬入する。受け渡しの際、真空搬送装置９０６は、そのアームを屈伸してチャックを半径方向に移動し、ステムを旋回および上下動する。ステムの上下動は、ロードロック室９０１のバッファスタンド９０１ａの上下２段の試料載置棚のいずれかに対応させてチャックを移動するためである。なお、この受け渡しの際、真空処理室９０３のサセプタの昇降ピンは上下に移動して試料を真空搬送装置９０６のチャックとの受け渡しを行う。
【００２０】
（ｍ）その後、真空処理室ゲートバルブ９０４を閉じて真空処理室９０３内の未加工試料に対してプロセス処理を開始する。トランスファー室ゲートバルブ９０５は閉じる。
【００２１】
ところで、近年、生産性向上を狙って、シリコンウエハ等の被加工物の径は大きくなってきている。被加工物の径が大きければ、大気ロボットの搬送ストロークは必然的に大きくなければならず、被加工物の径＋ゲートバルブ奥行きを超える搬送ストロークが必要となる。例えば、直径３０ｃｍの被加工物のロードロック室への搬送には、６０ｃｍ近い搬送ストロークが好ましいものになる。
【００２２】
従来のいわゆるフログレッグ型（例：図１３の真空搬送装置９０６、特許文献１）やスリーリンク型（例：図１３の大気ロボット９１０、特許文献２）のアーム構造を採用して搬送ストロークを大きくすると、占有面積が大きくなり、占有面積増加を避けてリンクを増やす等すると、装置の剛性維持、多数のリンクの複雑な運動制御、回転時の慣性モーメントの増大による運動特性の悪化、コスト高等、多くの困難が発生する。
【００２３】
【特許文献１】
特開平７−３１４３７６号公報（段落番号０００２、図３）
【００２４】
【特許文献２】
特開平１１−３０９６８４号公報（段落番号０００７、図１）
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、旋回時に横方向への張り出しがなく、旋回のためのはみ出しスペースを要せず、省スペースが要求される被加工物カセット／ロードロック室間被加工物受け渡し用大気ロボット等に好適な搬送ロボットを提供するものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の搬送ロボットは、Ｒ軸、θ軸、Ｚ軸の駆動を行う搬送ロボットにおいて、Ｒ軸駆動手段が複数段のリニアガイドを有し、最上段のリニアガイドのスライダにハンドが設けられていることを特徴とする。
【００２７】
上記搬送ロボットにおいて、複数段のリニアガイドが互いに同期して動作するようにし、更に、この複数段のリニアガイドのスライダが、タイミングベルト、摩擦ベルトまたは摩擦ワイヤに固定されて、タイミングベルト、摩擦ベルトまたは摩擦ワイヤにより駆動されるようにし、更に、タイミングベルト、摩擦ベルトまたは摩擦ワイヤを駆動する駆動プーリへの動力伝達が、ラック・ピニオン、第２のタイミングベルト・タイミングプーリあるいはマグネットカップリングを介して行われるようにし、このマグネットカップリングによる動力伝達が、９０°方向変換する動力伝達であるようにしてもよい。
【００２８】
また、上記構成において、θ、Ｚ軸の上に、ふたつのＲ軸を平行に装備し、それぞれのＲ軸に設けたハンドが上下に配設されているようにする。
【００２９】
この発明において、「摩擦ベルト」、「摩擦ワイヤ」とは、プーリとの間の摩擦力で滑りなく動力を伝達するベルト、ワイヤを意味する。「マグネットカップリング」とは、原動側と従動側とが非接触で磁気結合により、原動側直線運動から従動側直線運動、原動側直線運動から従動側回転運動、原動側回転運動から従動側回転運動（原動軸と従動軸が同軸、平行軸、交差軸、非交差軸）等で動力伝達するものを意味する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、この発明に係る搬送ロボットの動作を模式的に示す説明図である。
【００３２】
図１の（ａ）〜（ｆ）は、搬送ロボットの動作を順に示すもので、（ａ）は、後退位置にあるハンド１を紙面左方へ向けている状態、（ｂ）は、ハンド１が紙面左方中間位置にある状態、（ｃ）は、ハンド１が紙面左方最前進位置にある状態、（ｄ）は、後退位置にあるハンド１を紙面右方へ向けている状態、（ｅ）は、ハンド１が紙面右方中間位置にある状態、（ｆ）は、ハンド１が紙面右方最前進位置にある状態、をそれぞれ示している。図１の（ｇ）は、（ａ）の平面図である。
【００３３】
搬送ロボットが、紙面左方から右方へ被加工物を搬送する動作は、半径方向動作（Ｒ軸動作）で、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）とハンド１を被加工物の直下まで移動し、（ｃ）でハンド１が被加工物を相手から受け取る。（ｃ）に至るまでにＺ軸動作でハンド１の受け取り高さを調節しておく。また、（ｃ）で被加工物を受け取る際、Ｚ軸を若干上昇させて被加工物を持ち上げるようにすることもある。次に、（ｃ）→（ｂ）→（ａ）とハンド１を戻し、θ軸動作で、ハンド１を水平面内で（ｄ）の位置まで１８０°旋回する。旋回の際、ハンド１は戻り切っていて、旋回に要するスペースは（ｇ）のように、大変小さくて済む。次いで、再びＲ軸動作で、（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）とハンド１を被加工物引き渡し位置の直下まで移動し、被加工物を引き渡す。（ｆ）に至るまでにＺ軸動作でハンド１の引き渡し高さを調節しておく。また、（ｆ）で被加工物を引き渡す際、Ｚ軸を若干下降させて被加工物を相手に引き渡すこともある。
【００３４】
この発明の搬送ロボットは、上記のように、ハンドをＲ軸動作で後退位置まで戻した状態でθ軸動作で旋回し、旋回に要するスペースが小さくて済み、また、ハンドがＲ軸方向に移動する過程でも横方向にはみ出すことがないようになっている。それ故、搬送室内で使用する場合は、搬送室の幅が狭く、容積が小さくて済むので、経済的であり、搬送室内使用でない場合も、旋回によるアーム等の振り回しがないから、回転負荷、慣性モーメントが小さく、小さな駆動力で済み、安全であり、周囲のスペースを有効に使用できる。
【００３５】
以下、この発明の搬送ロボットの一実施の形態を、図２〜図７を参照して説明する。図２は、この発明に係る搬送ロボットの一実施形態の概略を示す正面図、図３は、図２の上段のリニアガイドより上を取り除き、下段のリニアガイドを示す、ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視平面図、図４は、図２のベルト駆動伝動系の細部を示す説明図、図５は、図３のＶ−Ｖ断面図、図６は、図５のＶＩ矢視側面図，図７は、図２のハンドを取り除き、上段のリニアガイドを示す、ＶＩＩ−ＶＩＩ矢視平面図である。
【００３６】
図２において、１はハンド、２はベース、３はリニアガイド部（Ｒ軸駆動手段）である。ベース２の内部には、昇降旋回手段が収容されている。この昇降旋回手段は市販のロボット同様のもので、昇降手段には、モータまたは流体駆動によるネジ方式、リンク方式、偏心カム方式が、旋回手段には、モータまたは流体駆動で直接またはギヤ、ベルトを介して旋回させる方式等種々の周知の昇降手段と旋回手段が使用される。昇降手段は、ハンド１の高さ（Ｚ軸）を変えて被加工物受け渡し高さを相手に合わせるためのものである。旋回手段は、１８０°（あるいは３６０°）旋回（θ軸）してハンド１の向きを被加工物受け渡し相手に合わせるためのものである。ベース２内の昇降手段と旋回手段とは、昇降手段の上側または内側に旋回手段を設けることも、その逆にすることもできる。
【００３７】
リニアガイド部３は、ベース２の上方に、昇降旋回手段の出力軸４に設置されている。この出力軸４は、昇降旋回手段のＺ軸操作で上下に、θ軸操作で水平面内に旋回するので、リニアガイド部３も出力軸４とともにＺ軸、θ軸に昇降旋回手段により駆動される。リニアガイド部３には、直線レールとこのレールに沿って摺動するスライダとからなるリニアガイドが複数段設けられ、最上段のリニアガイドのスライダにハンド１が取り付けられている。この複数段のリニアガイドはＺ軸と直交するＲ軸方向（Ｚ軸の半径方向）に直列に設置され、後に説明するように、ハンド半径方向駆動源５により駆動されてハンド１をＲ軸方向に移動する。
【００３８】
上記Ｒ、Ｚ、θ軸の駆動制御は、周知のサーボ制御回路等の適宜の駆動制御回路（図示省略）により行われるようになっている。
【００３９】
次に、この発明の特徴であるリニアガイド部３について詳細に説明する。
【００４０】
上記昇降旋回手段の出力軸４の上端に設置したリニアガイド部基部４ａに、基部リニアガイド６の基部直線レール６ａが水平に固定され、基部スライダ６ｂがこの直線レール６ａに沿って摺動可能となっている。上記基部スライダ６ｂには、基部直線レール６ａと平行に最上段リニアガイド７の最上段直線レール７ａが固定され、最上段スライダ７ｂがこの最上段直線レール７ａに沿って摺動可能となっている。
【００４１】
そして、上記の両スライダ６ｂ、７ｂの直線レール上の摺動により、 ハンド１の後退位置では、図１（ａ）、（ｄ）、（ｇ）のように、ほぼベース２真上に位置し、ハンド１の最前進位置では、図１（ｃ）、（ｆ）のように、ベース２から大きく張り出すようになっている。
【００４２】
図２では、リニアガイドが２段の例を示したが、ハンド１の所要ストロークがリニアガイドの長さに比して更に大きい場合には、基部リニアガイドと最上段リニアガイドの間に、適宜数のリニアガイドを基部リニアガイドと平行に配置して挿入し、ひとつのリニアガイドのスライダに次のリニアガイドの直線レールが結合されるようにして段数を増やすようにしてもよい。
【００４３】
なお、リニアガイドは、その直線レールとスライダの間のがたつきがなく、スムーズに直線運動ができて、摩耗粉等の発塵や発ガスが少なく耐久性がよいので、半導体製造装置のような清浄雰囲気が要求されるところでの使用に好適である。
【００４４】
次に、リニアガイドの駆動系を説明する。基部リニアガイド６の下部にはモータ（ハンド半径方向駆動源）５が取り付けられている。この実施の形態では、このモータ５で、基部リニアガイド６と最上段リニアガイド７とを駆動して、同期して互いに等距離Ｒ軸方向に移動するように動作させる。ハンド１は、ふたつのリニアガイドの移動量の和、すなわち、この実施の形態では、ひとつのリニアガイドの移動量の倍だけ移動し、リニアガイドの長さよりも長いストロークを得られる。
【００４５】
上記モータ５の出力軸には、原動マグネットカップリング８ａが取り付けられている。図３に示すように、この原動マグネットカップリング８ａに対向し少しのギャップを保って、第１の従動マグネットカップリング８ｂと第２の従動マグネットカップリング８ｃとが配置されている。これらのマグネットカップリング８ａ、８ｂ、８ｃは、図４（ａ）に示すように、互いにその軸を直交させてあり、原動マグネットカップリング８ａの回転動力が９０°方向転換されて、従動マグネットカップリング８ｂおよび８ｃの回転動力に伝達される。つまり、ここで使用しているマグネットカップリングは、互いに直交するネジ歯車と同じような動力伝達を行うタイプのマグネットカップリングである。
【００４６】
［基部リニアガイドの駆動機構］
上記第１の従動マグネットカップリング８ｂは、基部リニアガイド伝動軸９の一端側に取り付けられ、この基部リニアガイド伝動軸９は、上記リニアガイド部基部４ａに設けられた第１の軸受台１０に回転自在に保持されている。基部リニアガイド伝動軸９の他端側には、基部リニアガイド駆動プーリ１１が固定されている。
【００４７】
上記リニアガイド部基部４ａには、第１の軸受台１０と平行に、第２の軸受台１２が設置され、この第２の軸受台１２に、基部リニアガイドガイドプーリ１３が取り付けられた基部リニアガイドガイド軸１４が回転自在に保持されている。
【００４８】
上記基部リニアガイド駆動プーリ１１と基部リニアガイドガイドプーリ１３との間には、基部リニアガイド駆動ベルト１５が水平に張設されていている。図４（ｂ）に上記ベルト１５が駆動プーリ１１に巻き掛けられた状態を示す。この基部リニアガイド駆動ベルト１５の水平上部には、基部スライダ６ｂの側方に突出した固定具１６が固定されている。
【００４９】
基部リニアガイド６の駆動機構が上記のように構成されているので、モータ５の回転動力が、原動マグネットカップリング８ａ、従動マグネットカップリング８ｂ、基部リニアガイド伝動軸９、基部リニアガイド駆動プーリ１１の回転運動、基部リニアガイド駆動ベルト１５のベルト運動、固定具１６の直線運動へと変換されて、基部スライダ６ｂを基部直線レール６ａ上を摺動させる。
【００５０】
［最上段リニアガイドの駆動機構］
上記第２の従動マグネットカップリング８ｃは、スプライン軸１７の一端側に取り付けられ、このスプライン軸１７は、上記リニアガイド部基部４ａに設けられた第３の軸受台１８および第４の軸受台１９に回転自在に保持されている。スプライン軸１７のスプライン溝１７ａには、スプライン軌道部２０が軸方向摺動自在に嵌合されている。
【００５１】
上記スプライン軌道部２０は、上記基部スライダ６ｂに取り付けられたふたつのカムフォロワ２１、２２に両端を挟み込まれていて、基部スライダ６ｂとともにＲ軸方向に移動するようになっている。上記カムフォロワ２１、２２はクラウニングタイプで、一方のカムフォロワ２１は偏心軸２１ａに回転自在に支持されている。したがって、両カムフォロワ２１、２２間隔を微調整して両カムフォロワ２１、２２で隙間なくスプライン軌道部２０を挟み込むことができ、スプライン軌道部２０は、基部スライダ６ｂにバックラッシュなしで追従してＲ軸方向に往復移動する。
【００５２】
上記スプライン軌道部２０には、中間原動マグネットカップリング２３が一体に固定され、この中間マグネットカップリング２３は、スプライン軸１７と同芯に配置されている。中間マグネットカップリング２３は、第２の従動マグネットカップリング８ｃ、スプライン軸１７、スプライン軌道部２０と一体となって回転しながら、基部スライダ６ｂと一緒にＲ軸方向に移動するわけである。
【００５３】
上記中間原動マグネットカップリング２３には、図５および図６に示すように、中間従動マグネットカップリング２４が対向配設されている。この中間従動マグネットカップリング２４は、図７に示すように、最上段リニアガイド伝動軸２５の一端側に取り付けられ、この最上段リニアガイド伝動軸２５は、基部スライダ６ｂ上に設けられた第５の軸受台２６に回転自在に支持されている。上記最上段リニアガイド伝動軸２５の他端側には、最上段リニアガイド駆動プーリ２７が固定されている。
【００５４】
上記基部スライダ６ｂには、第５の軸受台２６と平行に、第６の軸受台２８が設置されている。この第６の軸受台２８に、最上段リニアガイドガイド軸３０が回転自在に保持されている。そして、この最上段リニアガイドガイド軸３０には、最上段リニアガイドガイドプーリ２９が取り付けられている。
【００５５】
上記最上段リニアガイド駆動プーリ２７と最上段リニアガイドガイドプーリ２９との間には、最上段リニアガイド駆動ベルト３１が水平に張設されていて、この最上段リニアガイド駆動ベルト３１の水平上部には、最上段スライダ７ｂの側方に突出した固定具３２が固定されている。
【００５６】
最上段リニアガイド７の駆動機構が上記のように構成されているので、モータ５の回転動力が、原動マグネットカップリング８ａ、従動マグネットカップリング８ｃ、スプライン軸１７、中間原動マグネットカップリング２３、中間従動マグネットカップリング２４、最上段リニアガイド伝動軸２５、最上段リニアガイド駆動プーリ２７の回転運動、最上段リニアガイド駆動ベルト３１のベルト運動、固定具３２の直線運動へと変換されて、最上段スライダ７ｂを最上段直線レール７ａ上を摺動させる。
【００５７】
上記基部及び最上段リニアガイドの駆動機構において、基部リニアガイド駆動ベルト１５の移動速度と最上段リニアガイド駆動ベルト３１の移動速度とは、この実施の形態では、等しくなるように従動マグネットカップリング８ｂ、８ｃ、中間原動マグネットカップリング２３、中間従動マグネットカップリング２４の有効径（歯車の場合のピッチ径に相当）やプーリ１１、２７の径を設定しておく。具体的には、例えば、従動マグネットカップリング８ｂと８ｃの有効径を等しくして、基部リニアガイド伝動軸９とスプライン軸１７の回転数を等しくし、更に、中間マグネットカップリング２３と２４の有効径を等しくして、基部リニアガイド伝動軸９と最上段リニアガイド伝動軸２５の回転数を等しくし、プーリ１１と２７の径を等しく設定する。
【００５８】
このように、各リニアガイドを互いに同期して、しかも、等速度で動作するようにすれば、各部の運動が平均化されて、局所的過負荷、摩耗等も起こらず、無理なくスムーズにハンド１をＲ軸方向に移動することができる。この構成は、リニアガイドを３段以上とした場合も同様である。
【００５９】
各リニアガイドを等速、同期して動作させた場合、ハンド１のリニアガイド部基部４ａに対する移動量、移動速度は、各リニアガイドのスライダの直線レールに対する移動量、移動速度のリニアガイド段数倍となる。
【００６０】
各リニアガイドの同期動作には、上記実施の形態のように、ひとつのハンド半径方向駆動源５で全てのリニアガイドの動作を行うのが、制御も簡単で信頼性が高いので好ましいが、駆動源を別々にして電気的に同期を取る等、他のやり方でもリニアガイド同期動作を行うことができる。
【００６１】
上記のマグネットカップリングは、（株）エフ・イー・シー製のＭａｇＴｒａｎ（商品名）の９０°方向転換型を使用した。マグネットカップリングは、原動側と従動側とが接触することなく、摩耗、発塵等が少なく、清浄な雰囲気で使用するのに適している。
【００６２】
上記ベルト１５および３１には、いずれもタイミングベルトか摩擦ベルトを用いることが好ましい。あるいは、ベルトに代えて、摩擦ワイヤも用いることができる。タイミングベルト、摩擦ベルト、摩擦ワイヤは、芯に金属線や金属フィルムがインサートされていたり、全体が金属製で伸びが少なく、プーリとの間にスリップを生じないものが、摩耗、発塵、発ガスが少なく、長寿命で信頼性が高くなる。
【００６３】
図８は、この発明の他の実施の形態を示す横断面図である。この実施の形態では、昇降旋回手段の出力軸の上に、ふたつのリニアガイド部とハンドを設けたもので、ロボットのθ、Ｚ軸の上に、ふたつのＲ軸を平行に装備し、それぞれのＲ軸に設けたハンドを上下に配設した構成にしたものである。
【００６４】
図８において、ふたつのリニアガイド部３−１、３−２は、リニアガイド部基部４ａ上に左右にほぼ対称に配置され、それぞれのハンド１−１、１−２は上下に配置されている。その他の構成は、図１〜図７で説明した第１の実施の形態と同様であるので、対応する部分に同一の符号と−１、−２の添字を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
ふたつのリニアガイド部３−１、３−２にそれぞれハンド１−１、１−２を設けて、ハンド１−１、１−２を上下に配設すると、例えば、被加工物を積層する棚が設けてある被加工物カセットと被加工物を受け渡しする場合、ふたつのリニアガイド部３−１、３−２をそれぞれ独立に動作させて、効率よく被加工物の引き渡しと受け入れを行うことができる。
【００６６】
図９〜図１２は、この発明の更に他の実施の形態を示す。この実施の形態では、回転動力を非接触で方向変換して搬送方向の運動に変換する上述の方向変換非接触動力伝達手段、この非接触動力伝達手段の出力側に接続された駆動プーリ、駆動テープとスプラインに代えて、駆動源直結駆動プーリ、駆動テープとラック・ピニオンを用いている。
【００６７】
図９〜図１２において、図１、図３、図５と同一の部分については、同一の符合を付してその詳細な説明を省略する。６１は、モータ５の出力軸に直結された基部リニアガイド駆動プーリである。６２は、基部直線レール６ａに沿って、バッファ室底部２ｂに設けられた基部リニアガイドガイドプーリである。ここで、モータ５と基部直線レール６ａはともにバッファ室底部２ｂに固定されているので、上記基部リニアガイドプーリ駆動プーリ６１と基部リニアガイドガイドプーリ６２は、実質的に、基部直線レール６ａに設けられていることになる。
【００６８】
上記基部リニアガイドプーリ駆動プーリ６１と基部リニアガイドガイドプーリ６２との間には、基部リニアガイド駆動テープ６３が巻き掛けられている。この基部リニアガイド駆動テープ６３は、固定具６４を介して、基部スライダ６ｂに固定されている。
【００６９】
６５は、バッファ室底部２ｂに固定されたラックである。このラック６５には、基部スライダ６ｂの軸受部６６に回転自在に設けられたピニオン６７が噛み合っている。
【００７０】
６８は、上記ピニオン６７と同軸、一体に軸受部６６に回転自在に設けられた最上段リニアガイド駆動プーリである。基部スライダ６ｂには最上段直線レール７ａが固定されているので、最上段リニアガイド駆動プーリ６８は、実質的に、最上段直線レール７ａに設けられていることになる。
【００７１】
６９は、最上段直線レール７ａに設けられた最上段リニアガイドガイドプーリである。上記最上段リニアガイド駆動プーリ６８と最上段リニアガイドガイドプーリ６９との間には、最上段リニアガイド駆動テープ７０が巻き掛けられている。この最上段リニアガイド駆動テープ７０は、最上段スライダ７ｂに固定されている。
【００７２】
図９〜図１２の実施の形態においても、駆動テープとして金属テープやタイミングベルトを使用することができることは、図１〜図８の実施の形態と同様である。また、ラック・ピニオンとしては、通常のラック・ピニオンの他、タイミングベルトの背をラックのベースに貼り付け、タイミングベルトの歯にタイミングプーリを噛み合わせるようにしてもよい。
【００７３】
この実施の形態では、モータ５、基部リニアガイドプーリ駆動プーリ６１の回転動力が基部リニアガイド駆動テープ６３のベルト運動に変換され、このベルト運動により基部スライダ６ｂを搬送方向に移動する。この移動により、基部スライダ６ｂすなわち最上段直線レール７ａ上のピニオン６７がラック６５に沿って回転する。最上段直線レール７ａ上では、ピニオン６７とともに最上段リニアガイド駆動プーリ６８が回転して、この回転動力が最上段リニアガイド駆動テープ７０のベルト運動に変換され、このベルト運動により最上段スライダ７ｂを搬送方向に移動する。つまり、基部スライダ６ｂが動くと、それに同期して、最上段リニアガイド駆動プーリ６８が回転し、最上段スライダ７ｂが動く。
【００７４】
この実施の形態においても、他の構成、動作、作用は図１〜図８の実施の形態と同様であり、図８のように、ふたつの真空搬送装置を平行に装備し、それぞれに設けたハンドを上下に配設するようにして、同様の作用効果を得ることができる。
【００７５】
【発明の効果】
この発明によれば、上述したように、Ｒ軸駆動手段が複数段のリニアガイドを有し、最上段のリニアガイドのスライダにハンドを設け、更に、複数段のリニアガイドが互いに同期して動作するようにし、また、複数段のリニアガイドのスライダが、タイミングベルト、摩擦ベルトまたは摩擦ワイヤに固定されて、タイミングベルト、摩擦ベルトまたは摩擦ワイヤにより駆動されるようにし、更に、このタイミングベルト、摩擦ベルトまたは摩擦ワイヤを駆動する駆動プーリへの動力伝達が、マグネットカップリングを介して行われるようにし、また、マグネットカップリングによる動力伝達が、９０°方向変換する動力伝達であるようにし、また、θ、Ｚ軸の上に、ふたつのＲ軸を平行に装備し、それぞれのＲ軸に設けたハンドが上下に配設されているようにしたから、以下の効果を奏する。
【００７６】
（１） ロボット動作、特に、旋回動作に要する占有面積が小さくなる。
（２） ハンド半径方向駆動源をひとつにでき、安価に製作できる。
（３） シンプルな構造なので、保守性がよく、複雑な動作をさせるソフトウェアが不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の搬送ロボットの動作を説明する説明図で、（ａ）〜（ｆ）は動作状態を順に示し、（ｇ）は、（ａ）の平面図。
【図２】この発明の一実施の形態を示す正面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、図２のリニアガイド駆動動力伝達系の細部を示す説明図。
【図５】図３のＶ−Ｖ矢視図で、上段リニアガイド、ハンドを補って示す。
【図６】図５のＶＩ矢視図。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図。
【図８】この発明の他の実施の形態を示す横断面図。
【図９】この発明の他の実施の形態を示す側面図。
【図１０】図９のＸ矢視図。
【図１１】図９のＸＩ矢視図。
【図１２】図９のＸＩＩ−ＸＩＩ図。
【図１３】従来の搬送装置の使用例を説明する説明図。
【符号の説明】
１ ハンド
２ ベース
３ リニアガイド部
４ 出力軸
４ａ リニアガイド部基部
５ モータ（ハンド半径方向駆動源）
６ 基部リニアガイド
６ａ 基部直線レール
６ｂ 基部スライダ
７ 最上段リニアガイド
７ａ 最上段直線レール
７ｂ 最上段スライダ
８ａ 原動マグネットカップリング
８ｂ 第１の従動マグネットカップリング
８ｃ 第２の従動マグネットカップリング
９ 基部リニアガイド伝動軸
１０ 第１の軸受台
１１ 基部リニアガイド駆動プーリ
１２ 第２の軸受台
１３ 基部リニアガイドガイドプーリ
１４ 基部リニアガイドガイド軸
１５ 基部リニアガイド駆動ベルト
１６ 固定具
１７ スプライン軸
１７ａ スプライン溝
１８ 第３の軸受台
１９ 第４の軸受台
２０ スプライン軌道部
２１、２２ カムフォロワ
２１ａ 偏心軸
２３ 中間原動マグネットカップリング
２４ 中間従動マグネットカップリング
２５ 最上段リニアガイド伝動軸
２６ 第５の軸受台
２７ 最上段リニアガイド駆動プーリ
２８ 第６の軸受台
２９ 最上段リニアガイドガイドプーリ
３０ 最上段リニアガイドガイド軸
３１ 最上段リニアガイド駆動ベルト
３２ 固定具
６１ 基部リニアガイド駆動プーリ
６２ 基部リニアガイドガイドプーリ
６３ 基部リニアガイド駆動テープ
６５ ラック
６６ 軸受部
６７ ピニオン
６８ 最上段リニアガイド駆動プーリ
６９ 最上段リニアガイドガイドプーリ
７０ 最上段リニアガイド駆動テープ
９０１ ロードロック室
９０１ａ バッファスタンド
９０２ トランスファー室
９０３ 真空処理室
９０４ 真空処理室ゲートバルブ
９０５ トランスファー室ゲートバルブ
９０６ 真空搬送装置
９０７ 大気搬送室
９０８ ロードロック室ゲートバルブ
９０９ 被加工物カセット
９１０ 大気ロボット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transfer robot suitable for loading and unloading a workpiece to and from a processing apparatus used for manufacturing and inspecting substrates such as a semiconductor manufacturing apparatus, a flat panel display, a crystal, and a storage.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of a semiconductor, a flat panel display, and the like, various processes such as etching, CVD, ashing, RTP, dry cleaning, measurement, analysis, and observation are performed on a workpiece such as a silicon wafer. These processes need to be performed in a clean high-level vacuum, and a large-scale apparatus is used for loading and unloading a workpiece to and from a vacuum processing apparatus in order to obtain this vacuum environment.
[0003]
As this type of conventional apparatus, a load lock chamber for transferring a workpiece to and from the outside under atmospheric pressure, and a vacuum processing chamber for performing a process on the workpiece after the load lock chamber is evacuated. 2. Description of the Related Art Vacuum processing apparatuses having a transfer chamber for transferring between them are known. FIG. 13 shows an example of this vacuum processing apparatus.
[0004]
The vacuum processing apparatus in FIG. 13 includes a load lock chamber 901, a transfer chamber 902, and a vacuum processing chamber 903. A vacuum processing chamber gate valve 904 is provided between the load lock chamber 901 and the transfer chamber 902, and the transfer chamber 902 and the load lock chamber. A transfer chamber gate valve 905 is provided between the load lock chamber 901 and a load lock chamber gate valve 908 between the load lock chamber 901 and the outside atmosphere transfer chamber 907. Reference numeral 909 denotes a workpiece cassette in which a plurality of workpieces are stacked.
[0005]
An atmospheric robot 910 is installed in the atmospheric transfer chamber 907, and a vacuum transfer device 906 is installed in the transfer chamber 902.
[0006]
The procedure for transferring the sample between the vacuum processing chamber 903 and the sample cassette 909 is as follows (1) and (2).
[0007]
(1) Sample transfer between sample cassette / load lock chamber
With the transfer chamber gate valve 905 closed, the pressure in the load lock chamber 901 is set to the atmospheric pressure, the load lock chamber gate valve 908 is opened, and the sample is transferred between the sample cassette 909 and the load lock chamber 901 by the atmospheric robot 910. Then, the load lock chamber gate valve 908 is closed.
[0008]
That is, the sample transfer between the sample cassette and the load lock chamber is performed in the following order.
[0009]
(A) First, the atmospheric robot 910 facing the load lock chamber 901 extends the arm and places the processed sample on the lower sample mounting shelf on the buffer stand 901a in the load lock chamber 901 on the hand at the tip of the arm. Take out.
[0010]
(B) The arm is bent and contracted and turned 180 ° to face the sample cassette 909.
[0011]
(C) Extend the arm, insert the hand onto one empty shelf of the sample cassette 909, lower it slightly, and store the processed sample in the empty shelf.
[0012]
(D) The arm is retracted and then raised, the arm is extended again, a hand is inserted slightly below the unprocessed sample in the sample cassette 909, slightly raised, and the unprocessed sample is placed on the hand and taken out.
[0013]
(E) The arm is bent and contracted and turned 180 ° to face the load lock chamber 901.
[0014]
(F) The arm is extended, and the hand is inserted above the upper sample mounting shelf of the buffer stand 901a in the load lock chamber 901, and slightly lowered to place the unprocessed sample on the hand on the upper sample mounting shelf (W2).
[0015]
(G) The arm is contracted and returned into the atmosphere transfer chamber 907, and the load lock chamber gate valve 908 is closed.
[0016]
(2) Sample transfer between load lock chamber and vacuum processing chamber
Next, the sample transfer between the load lock chamber and the vacuum processing chamber is performed in the following order.
[0017]
(H) The load lock chamber 901 is evacuated. On the other hand, the vacuum processing chamber 903 that has completed the process processing such as CVD is in a vacuum state. Thus, the load lock chamber 901, the transfer chamber 902, and the vacuum processing chamber 903 are in a vacuum state.
[0018]
(J) Open the vacuum processing chamber gate valve 904 and the transfer chamber gate valve 905.
[0019]
(K) The sample is transferred between the load lock chamber 901 and the vacuum processing chamber 903 by the vacuum transfer device 906. That is, first, the processed sample W3 in the vacuum processing chamber 903 is returned to the load lock chamber 901, and the unprocessed sample W2 in the load lock chamber 901 is carried into the vacuum processing chamber 903. At the time of delivery, the vacuum transfer device 906 bends and expands its arm to move the chuck in the radial direction, and turns and moves the stem up and down. The vertical movement of the stem is for moving the chuck corresponding to one of the two upper and lower sample mounting shelves of the buffer stand 901a of the load lock chamber 901. At this time, the elevating pins of the susceptor in the vacuum processing chamber 903 move up and down to transfer the sample to and from the chuck of the vacuum transfer device 906.
[0020]
(M) Thereafter, the gate valve 904 of the vacuum processing chamber is closed, and the processing of the unprocessed sample in the vacuum processing chamber 903 is started. The transfer room gate valve 905 closes.
[0021]
By the way, in recent years, the diameter of a workpiece such as a silicon wafer has been increasing in order to improve productivity. If the diameter of the workpiece is large, the transport stroke of the atmospheric robot must necessarily be large, and a transport stroke that exceeds the diameter of the workpiece plus the depth of the gate valve is required. For example, for the transfer of a workpiece having a diameter of 30 cm to the load lock chamber, a transfer stroke close to 60 cm is preferable.
[0022]
If a conventional so-called frog-leg type (eg: vacuum transfer device 906 in FIG. 13; Patent Document 1) or a three-link type (eg: atmospheric robot 910 in FIG. 13; Patent Document 2) arm structure is adopted to increase the transfer stroke, However, if the occupied area is increased and the number of links is increased while avoiding an increase in the occupied area, the rigidity of the device is maintained, complicated motion control of a large number of links is performed, the motion characteristics are deteriorated due to an increase in the moment of inertia during rotation, and the cost is increased. Difficulties occur.
[0023]
[Patent Document 1]
JP-A-7-314376 (paragraph number 0002, FIG. 3)
[0024]
[Patent Document 2]
JP-A-11-309684 (paragraph number 0007, FIG. 1)
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to eliminate lateral protrusion at the time of turning, to require no protruding space for turning, and to save space. It is an object of the present invention to provide a transfer robot suitable for an atmospheric robot for transferring a workpiece between a workpiece cassette and a load lock chamber.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a transfer robot according to the present invention is directed to a transfer robot for driving the R-axis, the θ-axis, and the Z-axis, wherein the R-axis driving means has a plurality of linear guides, Is provided with a hand.
[0027]
In the transfer robot, a plurality of stages of linear guides are operated in synchronization with each other, and a slider of the plurality of stages of linear guides is fixed to a timing belt, a friction belt or a friction wire, and a timing belt, a friction belt Or driven by a friction wire, and power transmission to a timing belt, a friction belt or a drive pulley for driving the friction wire is performed via a rack and pinion, a second timing belt / timing pulley or a magnetic coupling. The power transmission by the magnet coupling may be a power transmission that changes the direction by 90 °.
[0028]
Further, in the above configuration, two R axes are provided in parallel on the θ and Z axes, and the hands provided on the respective R axes are arranged vertically.
[0029]
In the present invention, the terms “friction belt” and “friction wire” mean a belt and a wire that transmit power without slipping by a frictional force with a pulley. "Magnet coupling" means that the driving side and the driven side are not in contact with each other and are magnetically coupled, so that the driving side linear movement is driven to the driven side linear movement, the driving side linear movement is the driven side rotating movement, and the driving side rotating movement is the driven side rotation. Means that power is transmitted by motion (the drive shaft and the driven shaft are coaxial, parallel, cross, and non-cross).
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the operation of the transfer robot according to the present invention.
[0032]
1A to 1F sequentially show the operation of the transfer robot. FIG. 1A shows a state in which the hand 1 at the retreat position is directed to the left of the paper, and FIG. Is in a middle position on the left side of the drawing, (c) is a state in which the hand 1 is in the leftmost forward position on the drawing, (d) is a state in which the hand 1 in the retreating position is facing rightward in the drawing, ( (e) shows a state in which the hand 1 is at the middle position on the right side of the paper, and (f) shows a state in which the hand 1 is at the most forward position on the right side of the paper. FIG. 1G is a plan view of FIG.
[0033]
The operation in which the transfer robot transfers the workpiece from the left to the right in the drawing is performed in a radial direction (R-axis operation), and the hand 1 is moved immediately below the workpiece in the order of (a) → (b) → (c). The hand 1 receives the workpiece from the partner in (c). Before (c), the receiving height of the hand 1 is adjusted by the Z-axis operation. Further, when the workpiece is received in (c), the Z-axis may be slightly raised to lift the workpiece. Next, the hand 1 is returned in the order of (c) → (b) → (a), and the hand 1 is turned 180 ° in the horizontal plane to the position (d) by the θ-axis operation. At the time of turning, the hand 1 is completely returned, and the space required for turning can be very small as shown in FIG. Next, the hand 1 is moved again to the position immediately below the workpiece transfer position in the order of (d) → (e) → (f) by the R-axis operation, and the workpiece is delivered. Before (f), the delivery height of the hand 1 is adjusted by the Z-axis operation. When the workpiece is delivered in (f), the Z-axis may be slightly lowered to deliver the workpiece to the other party.
[0034]
As described above, the transfer robot of the present invention pivots by the θ-axis operation in a state where the hand is returned to the retreat position by the R-axis operation, and the space required for the rotation is small, and the hand moves in the R-axis direction. During the process, it does not protrude laterally. Therefore, when the transfer chamber is used, the width of the transfer chamber is small and the volume is small, so that it is economical. It has a small moment of inertia, a small driving force, is safe, and can effectively use the surrounding space.
[0035]
Hereinafter, an embodiment of the transfer robot of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a front view schematically showing an embodiment of the transfer robot according to the present invention. FIG. 3 is a plan view taken along the line III-III of FIG. FIGS. 4 and 5 are explanatory views showing details of the belt drive transmission system of FIG. 2, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 3, FIG. 6 is a side view of FIG. FIG. 7 is a plan view taken along the line VII-VII of FIG. 2 with the hand removed and showing an upper linear guide.
[0036]
In FIG. 2, 1 is a hand, 2 is a base, and 3 is a linear guide section (R-axis driving means). Inside the base 2, a vertically rotating means is accommodated. The lifting / lowering turning means is similar to a commercially available robot, and the lifting / lowering means includes a motor type or a fluid driven screw type, a link type, and an eccentric cam type. Various well-known lifting and lowering means and a turning means such as a method of turning through the air are used. The elevating means changes the height (Z-axis) of the hand 1 and adjusts the workpiece transfer height to the counterpart. The turning means turns the hand 1 by 180 ° (or 360 °) (θ-axis) to match the orientation of the hand 1 with the workpiece delivery partner. The elevating means and the turning means in the base 2 may be provided with the turning means above or inside the elevating means, or vice versa.
[0037]
The linear guide section 3 is installed above the base 2 on the output shaft 4 of the lifting / lowering turning means. The output shaft 4 is turned up and down by the Z-axis operation of the lifting / lowering turning means and in a horizontal plane by the θ-axis operation. Therefore, the linear guide part 3 is also driven by the lifting / lowering turning means to the Z axis and the θ axis together with the output shaft 4. . The linear guide section 3 is provided with a plurality of linear guides each including a linear rail and a slider that slides along the rail, and the hand 1 is attached to the slider of the uppermost linear guide. The linear guides having a plurality of stages are installed in series in an R-axis direction (radial direction of the Z-axis) orthogonal to the Z-axis, and are driven by a hand radial driving source 5 to move the hand 1 in the R-axis direction as described later. Go to
[0038]
The drive control of the R, Z, and θ axes is performed by an appropriate drive control circuit (not shown) such as a well-known servo control circuit.
[0039]
Next, the linear guide portion 3 which is a feature of the present invention will be described in detail.
[0040]
A base linear rail 6a of the base linear guide 6 is horizontally fixed to a linear guide base 4a installed at the upper end of the output shaft 4 of the lifting and lowering means, and the base slider 6b can slide along the linear rail 6a. Has become. The uppermost linear rail 7a of the uppermost linear guide 7 is fixed to the base slider 6b in parallel with the linear base rail 6a, and the uppermost slider 7b can slide along the uppermost linear rail 7a. .
[0041]
When the two sliders 6b, 7b slide on the linear rail, the hand 1 is located almost directly above the base 2 at the retreat position of the hand 1 as shown in FIGS. 1 (a), 1 (d) and 1 (g). At the most advanced position of the hand 1, as shown in FIGS. 1 (c) and 1 (f), the hand 1 largely projects from the base 2.
[0042]
FIG. 2 shows an example in which the linear guide has two steps. However, if the required stroke of the hand 1 is larger than the length of the linear guide, the linear guide may be appropriately disposed between the base linear guide and the uppermost linear guide. A number of linear guides may be arranged and inserted in parallel with the base linear guide, and the number of steps may be increased by connecting the linear rail of the next linear guide to the slider of one linear guide.
[0043]
In addition, the linear guide does not rattle between the linear rail and the slider, can perform a linear motion smoothly, and generates little dust and gas such as abrasion powder and has good durability. It is suitable for use where a clean atmosphere is required.
[0044]
Next, the drive system of the linear guide will be described. A motor (hand radial drive source) 5 is attached to a lower portion of the base linear guide 6. In this embodiment, the base linear guide 6 and the uppermost linear guide 7 are driven by the motor 5 to operate synchronously to move in the R-axis direction at the same distance from each other. The hand 1 moves by the sum of the movement amounts of the two linear guides, that is, in this embodiment, twice the movement amount of one linear guide, and can obtain a stroke longer than the length of the linear guide.
[0045]
A driving magnet coupling 8a is attached to the output shaft of the motor 5. As shown in FIG. 3, a first driven magnet coupling 8b and a second driven magnet coupling 8c are arranged opposite to the driving magnet coupling 8a with a small gap therebetween. As shown in FIG. 4 (a), these magnet couplings 8a, 8b, 8c have their axes orthogonal to each other, and the rotational power of the driving magnet coupling 8a is changed by 90 °, so that the driven magnet coupling 8a It is transmitted to the rotational power of rings 8b and 8c. That is, the magnet coupling used here is of a type that transmits power in the same manner as a screw gear that is orthogonal to each other.
[0046]
[Drive mechanism of base linear guide]
The first driven magnet coupling 8b is attached to one end of a base linear guide transmission shaft 9, and the base linear guide transmission shaft 9 is mounted on a first bearing base 10 provided on the linear guide base 4a. It is held rotatably. A base linear guide drive pulley 11 is fixed to the other end of the base linear guide transmission shaft 9.
[0047]
A second bearing base 12 is installed on the linear guide base 4a in parallel with the first bearing base 10, and a base linear guide guide pulley 13 is attached to the second bearing base 12. Guide The guide shaft 14 is held rotatably.
[0048]
A base linear guide drive belt 15 is stretched horizontally between the base linear guide drive pulley 11 and the base linear guide guide pulley 13. FIG. 4B shows a state in which the belt 15 is wound around the driving pulley 11. A fixing member 16 protruding to the side of the base slider 6b is fixed to a horizontal upper portion of the base linear guide driving belt 15.
[0049]
Since the drive mechanism of the base linear guide 6 is configured as described above, the rotational power of the motor 5 is controlled by the driving magnet coupling 8a, the driven magnet coupling 8b, the base linear guide transmission shaft 9, and the base linear guide driving pulley 11. , The linear motion of the base linear guide drive belt 15, and the linear motion of the fixture 16, and slide the base slider 6b on the base linear rail 6a.
[0050]
[Drive mechanism of the top linear guide]
The second driven magnet coupling 8c is attached to one end of a spline shaft 17, and the spline shaft 17 is connected to a third bearing stand 18 and a fourth bearing stand 19 provided on the linear guide base 4a. It is held rotatably. A spline raceway portion 20 is axially slidably fitted in the spline groove 17a of the spline shaft 17.
[0051]
Both ends of the spline track portion 20 are sandwiched between two cam followers 21 and 22 attached to the base slider 6b, and move in the R-axis direction together with the base slider 6b. The cam followers 21 and 22 are of a crowning type, and one cam follower 21 is rotatably supported by an eccentric shaft 21a. Therefore, by finely adjusting the interval between the two cam followers 21 and 22, the spline track 20 can be sandwiched between the two cam followers 21 and 22 without any gap, and the spline track 20 follows the base slider 6b without backlash and performs R-axis Reciprocate in the direction.
[0052]
An intermediate driving magnet coupling 23 is integrally fixed to the spline track section 20, and the intermediate magnet coupling 23 is arranged concentrically with the spline shaft 17. The intermediate magnet coupling 23 moves in the R-axis direction together with the base slider 6b while rotating integrally with the second driven magnet coupling 8c, the spline shaft 17, and the spline track section 20.
[0053]
As shown in FIGS. 5 and 6, an intermediate driven magnet coupling 24 is provided opposite to the intermediate driving magnet coupling 23. As shown in FIG. 7, the intermediate driven magnet coupling 24 is attached to one end of the uppermost linear guide transmission shaft 25, and the uppermost linear guide transmission shaft 25 is connected to the fifth linear guide transmission shaft 25 provided on the base slider 6b. Is rotatably supported by the bearing stand 26. The uppermost linear guide drive pulley 27 is fixed to the other end of the uppermost linear guide transmission shaft 25.
[0054]
A sixth bearing stand 28 is provided on the base slider 6b in parallel with the fifth bearing stand 26. The uppermost linear guide guide shaft 30 is rotatably held by the sixth bearing stand 28. An uppermost linear guide guide pulley 29 is attached to the uppermost linear guide guide shaft 30.
[0055]
An uppermost linear guide drive belt 31 is horizontally stretched between the uppermost linear guide drive pulley 27 and the uppermost linear guide guide pulley 29. Is fixed to a fixture 32 protruding to the side of the uppermost slider 7b.
[0056]
Since the drive mechanism of the uppermost linear guide 7 is configured as described above, the rotational power of the motor 5 is controlled by the driving magnet coupling 8a, the driven magnet coupling 8c, the spline shaft 17, the intermediate driving magnet coupling 23, The rotational movement of the driven magnet coupling 24, the uppermost linear guide transmission shaft 25, the uppermost linear guide drive pulley 27, the belt movement of the uppermost linear guide drive belt 31, and the linear movement of the fixture 32 are converted to the uppermost The slider 7b is slid on the uppermost straight rail 7a.
[0057]
In the driving mechanism of the base and the uppermost linear guide, the moving speed of the base linear guide driving belt 15 and the moving speed of the uppermost linear guide driving belt 31 are equal in this embodiment so that the driven magnet coupling 8b is equal. , 8c, the intermediate driving magnet coupling 23, the intermediate driven magnet coupling 24, the effective diameter (corresponding to the pitch diameter in the case of a gear) and the diameters of the pulleys 11 and 27 are set in advance. Specifically, for example, the effective diameters of the driven magnet couplings 8b and 8c are made equal, the rotation speeds of the base linear guide transmission shaft 9 and the spline shaft 17 are made equal, and the effectiveness of the intermediate magnet couplings 23 and 24 is further increased. The diameters are made equal, the rotation speeds of the base linear guide transmission shaft 9 and the uppermost linear guide transmission shaft 25 are made equal, and the diameters of the pulleys 11 and 27 are set equal.
[0058]
In this way, if the linear guides are operated in synchronization with each other and at the same speed, the movement of each part is averaged, local overload, wear, etc. do not occur, and the hand is smoothly and smoothly. 1 can be moved in the R-axis direction. This configuration is the same when three or more linear guides are provided.
[0059]
When each linear guide is operated at a constant speed and synchronously, the moving amount and moving speed of the hand 1 with respect to the linear guide base 4a are the moving amount of each linear guide with respect to the linear rail and the number of linear guide steps of the moving speed. Double.
[0060]
For the synchronous operation of each linear guide, it is preferable that all the linear guides be operated by one hand radial driving source 5 as in the above-described embodiment, since the control is simple and the reliability is high. The linear guide synchronization operation can be performed in other ways, such as by separately synchronizing the sources and electrically synchronizing.
[0061]
As the above-mentioned magnet coupling, MagTran (trade name) manufactured by FEC Co., Ltd. was used as a 90 ° direction-changing type. The magnet coupling is suitable for use in a clean atmosphere without contact between the driving side and the driven side, with little abrasion and dust generation.
[0062]
It is preferable to use a timing belt or a friction belt for each of the belts 15 and 31. Alternatively, a friction wire can be used instead of the belt. Timing belts, friction belts, and friction wires have metal cores or metal films inserted in their cores, or are made entirely of metal and have low elongation, and do not slip with the pulleys. Low gas, long life and high reliability.
[0063]
FIG. 8 is a transverse sectional view showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, two linear guides and a hand are provided on the output shaft of the lifting / lowering turning means, and two R axes are provided in parallel on the robot's θ and Z axes, respectively. Are arranged vertically above and below the R-axis.
[0064]
In FIG. 8, two linear guide portions 3 are shown. -1 , 3 -2 Are arranged substantially symmetrically left and right on the linear guide base 4a. -1 , 1 -2 Are arranged vertically. Other configurations are the same as those of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and have suffixes of −1 and −2, and detailed description is omitted. .
[0065]
Two linear guides 3 -1 , 3 -2 To each hand 1 -1 , 1 -2 And set hand 1 -1 , 1 -2 Are arranged vertically, for example, when the workpiece is transferred to and from a workpiece cassette provided with a shelf for stacking the workpiece, two linear guide portions 3 are provided. -1 , 3 -2 Can be operated independently of each other to efficiently deliver and receive the workpiece.
[0066]
9 to 12 show still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the above-described direction-converting non-contact power transmitting means for converting the rotational power in a non-contact direction and converting the rotational power into the movement in the transport direction, a driving pulley connected to the output side of the non-contact power transmitting means, Instead of a tape and a spline, a drive pulley directly connected to a drive source, a drive tape and a rack and pinion are used.
[0067]
9 to 12, the same portions as those in FIGS. 1, 3, and 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Reference numeral 61 denotes a base linear guide driving pulley directly connected to the output shaft of the motor 5. Reference numeral 62 denotes a base linear guide guide pulley provided on the buffer chamber bottom 2b along the base straight rail 6a. Here, since the motor 5 and the base linear rail 6a are both fixed to the buffer chamber bottom 2b, the base linear guide pulley drive pulley 61 and the base linear guide guide pulley 62 are substantially provided on the base linear rail 6a. It will be.
[0068]
A base linear guide drive tape 63 is wound between the base linear guide pulley drive pulley 61 and the base linear guide guide pulley 62. The base linear guide drive tape 63 is fixed to the base slider 6b via a fixing tool 64.
[0069]
Reference numeral 65 denotes a rack fixed to the buffer chamber bottom 2b. A pinion 67 rotatably provided on a bearing 66 of the base slider 6b meshes with the rack 65.
[0070]
Reference numeral 68 denotes an uppermost linear guide drive pulley coaxially with the pinion 67 and integrally rotatably provided on the bearing 66. Since the uppermost linear rail 7a is fixed to the base slider 6b, the uppermost linear guide drive pulley 68 is substantially provided on the uppermost linear rail 7a.
[0071]
69 is an uppermost linear guide guide pulley provided on the uppermost linear rail 7a. An uppermost linear guide drive tape 70 is wound between the uppermost linear guide drive pulley 68 and the uppermost linear guide guide pulley 69. The uppermost linear guide drive tape 70 is fixed to the uppermost slider 7b.
[0072]
9 to 12, a metal tape or a timing belt can be used as a drive tape, similarly to the embodiment of FIGS. 1 to 8. As the rack and pinion, in addition to the normal rack and pinion, the spine of the timing belt may be attached to the base of the rack, and the timing pulley may be engaged with the teeth of the timing belt.
[0073]
In this embodiment, the rotational power of the motor 5 and the base linear guide drive pulley drive pulley 61 is converted into belt movement of the base linear guide drive tape 63, and the base movement moves the base slider 6b in the transport direction. This movement causes the base slider 6b, that is, the pinion 67 on the uppermost linear rail 7a to rotate along the rack 65. On the uppermost linear rail 7a, the uppermost linear guide drive pulley 68 rotates together with the pinion 67, and this rotational power is converted into the belt movement of the uppermost linear guide drive tape 70, and the uppermost slider 7b is moved by this belt movement. Move in the transport direction. That is, when the base slider 6b moves, the uppermost linear guide drive pulley 68 rotates in synchronization with the movement, and the uppermost slider 7b moves.
[0074]
In this embodiment, the other configurations, operations, and operations are the same as those in the embodiment of FIGS. 1 to 8. As shown in FIG. 8, two vacuum transfer devices are provided in parallel and provided respectively. By arranging the hands up and down, the same function and effect can be obtained.
[0075]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, the R-axis driving means has a plurality of linear guides, a hand is provided on the slider of the uppermost linear guide, and the plurality of linear guides operate synchronously with each other. In addition, the slider of the multi-stage linear guide is fixed to a timing belt, a friction belt or a friction wire, and is driven by the timing belt, the friction belt or the friction wire. The power transmission to the drive pulley for driving the belt or the friction wire is performed via a magnetic coupling, and the power transmission by the magnetic coupling is a power transmission for changing the direction by 90 °; Two R axes are mounted in parallel on the θ and Z axes, and the hands provided for each R axis are arranged vertically. Thus, the following effects are obtained.
[0076]
(1) The occupied area required for the robot operation, particularly the turning operation, is reduced.
(2) The hand radial driving source can be made one, and it can be manufactured at low cost.
(3) Since the structure is simple, maintainability is good and software for performing complicated operations is unnecessary.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1F are explanatory diagrams illustrating the operation of a transfer robot according to the present invention, in which FIGS. 1A to 1F sequentially show operation states, and FIG. 1G is a plan view of FIG.
FIG. 2 is a front view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 2;
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing details of a linear guide drive power transmission system of FIG. 2;
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows VV in FIG. 3, showing an upper linear guide and a hand in addition.
FIG. 6 is a view taken in the direction of arrow VI in FIG. 5;
FIG. 7 is a view taken along the line VII-VII in FIG. 2;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view as viewed in the direction of the arrow X in FIG. 9;
FIG. 11 is a view as seen in the direction of the arrow XI in FIG. 9;
FIG. 12 is a XII-XII diagram of FIG. 9;
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of use of a conventional transport device.
[Explanation of symbols]
1 hand
2 Base
3 Linear guide
4 Output shaft
4a Linear guide base
5 Motor (hand radial drive source)
6 Base linear guide
6a Base straight rail
6b Base slider
7 Top linear guide
7a Top level straight rail
7b Uppermost slider
8a Drive magnet coupling
8b First driven magnet coupling
8c Second driven magnet coupling
9 Base linear guide transmission shaft
10 First bearing stand
11 Base linear guide drive pulley
12 Second bearing stand
13 Base linear guide guide pulley
14 Base linear guide Guide shaft
15 Base linear guide drive belt
16 Fixture
17 Spline shaft
17a Spline groove
18 Third bearing stand
19 Fourth bearing stand
20 Spline track section
21, 22 Cam follower
21a Eccentric shaft
23 Intermediate drive magnet coupling
24 Intermediate driven magnet coupling
25 Top stage linear guide transmission shaft
26 Fifth bearing stand
27 Top Stage Linear Guide Drive Pulley
28 Sixth bearing stand
29 Top Stage Linear Guide Guide Pulley
30 Top linear guide guide shaft
31 Uppermost linear guide drive belt
32 Fixture
61 Base linear guide drive pulley
62 Base Linear Guide Guide Pulley
63 Base linear guide drive tape
65 racks
66 Bearing
67 Pinion
68 Top Stage Linear Guide Drive Pulley
69 Top stage linear guide guide pulley
70 Top linear guide drive tape
901 load lock room
901a buffer stand
902 Transfer room
903 vacuum processing chamber
904 Vacuum processing chamber gate valve
905 Transfer room gate valve
906 Vacuum transfer device
907 Atmospheric transfer chamber
908 Load lock chamber gate valve
909 Workpiece cassette
910 Atmospheric Robot
