JP2007095740A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体や液晶パネルの製造工程における基板搬送を簡易な構造で、迅速かつ高精度で行えるようにする。
【解決手段】 第１スライダ２０と第２スライダ３０とが同期をとって伸長するリニアスライダ１０が収容される際、第１スライダ１０はベースハウジング１１内に完全に収容され、第２スライダ３０は収容状態の第１スライダ２０上まで縮退する。一方、第１スライダ１０は、ベースハウジング１１内に設けられた１対のプーリ間に掛け渡されたベルトＢの一部に固定された保持プレート２２によって、ベルトＢの走行方向に移動して伸縮するとともに、第２スライダ３０は、両端部がベースハウジング１１内の保持プレート２２に軸支された１対の従動プーリ２３，２４ととの間に掛け渡されたワイヤ１８の一部に固定された部位を介して第１スライダ２０の伸縮と同期してスライドする。
【選択図】 図４

Description

本発明は基板搬送装置に係り、特に半導体製造工程で使用されるシリコンウェハーや液晶パネル製造工程で使用されるガラス基板を、搬送アームによる占有スペースが小さくかつ簡易なリニアスライダ構造で迅速に搬送できるようにした基板搬送装置に関する。

従来の基板搬送装置としては、搬送距離等から設定されたアーム長を半径とした旋回動作や、平行リンク機構の変形動作を利用したリンクアーム方式のものが多く使用されている。また、一部の搬送装置では、搬送精度を高めるためにリニアスライダのアームを備えたタイプも使用されている。リニアスライダは構造が簡単であり、搬送精度も高いが、搬送距離を長くすれば、その伸長方向に対して占有スペースも広がり、伸長したスライダを覆うカバー等も可動部を備える必要があるため、大型設備となってしまう。また、多段スライド構造とすると、単列スライド構造に比べて複雑な構造となり、コストが増大する。さらにパーティクル等の機体外への飛散を防止するための装置を機体内に設け、それらを排気させる必要があるが、排気装置を組み込むのが難しい等の問題がある。これらの問題を考慮した発明として、多段スライド構造を採用しながらも、占有スペースを小さくし、到達距離を大きくしたタイプが提案されている（特許文献１、特許文献２）。

特許文献１では多段スライダが平面上で入れ子構造をなし、それらのスライダが複数配置されたプーリに掛け渡されたワイヤで連動する構成からなるため、コンパクトな機体で大きな到達距離が確保されるようになっている。

特許文献２の多段スライドアーム装置は上下２段構造の箱状のフレームの内部に設けられたプーリに掛け渡されたワイヤの移動により、同様に大きな到達距離を確保することができる。

特許第２６６４３５４号公報 特許第３４７５１２０号公報

ところが、特許文献１の発明では、多段機構全体を覆うカバーがないため、それぞれのスライド機構で生じるパーティクル等を排気するするために複雑な経路を確保して排気手段とする必要がある。また、上側のベルトの一部と下側の固定部とを接続する部材が必要があり、この部材を挿通させるための開放口を別途設ける必要がある。そのため、装置全体の排気が困難になってしまうという問題がある。

特許文献２の発明では、重ねられた箱状のフレームの表面に形成された開放口をベルトで覆う構造を採用しており、排気効率は向上し、パーティクルの飛散防止もより確実に行えるようになっている。しかし、構造上各排気筒を経由して上側の排気を行うため、大きな改善は得られない。したがって、特許文献２では、特許文献１の発明より複雑な構造となった分、コスト増大を招くという問題が生じる。また、排気口を設けたため、スライダ全長に対する移動量にも制限を受けることになる。

上記目的を達成するために、本発明は本体部に対して回転昇降可能に支持されたベースハウジング内に収容された状態から、第１のスライダと第２のスライダとが同期をとって伸長する多段のリニアスライダを有し、該多段のリニアスライダが収容される際、第１のスライダは前記ベースハウジング内に完全に収容され、第２のスライダは、前記第１のスライダの縮退動作と同期をとって前記収容状態にある第１のスライダ上まで縮退する基板搬送装置であって、前記第１のスライダは、前記ベースハウジング内に設けられた１対のプーリ間に掛け渡された第１の伝達体の一部に固定された、前記第１のスライダ内の第１の保持部材が、前記第１の伝達体の走行方向に移動して伸縮するとともに、第２のスライダは、両端部が前記ベースハウジング内に位置する定着部に固定され、前記第１の保持部材に軸支された１対の従動プーリととの間に掛け渡された第２の伝達体の一部に固定された第２の保持部を介して前記第１のスライダの伸縮と同期してスライドするようにしたことを特徴とする。

このとき、前記第１のスライダは、前記ベースハウジング内に設けられた第１のリニアガイドにより、前記第２のスライダは、前記第１の保持部材に設けられた第２のリニアガイドによりスライド方向が案内されるようにすることが好ましい。

前記１対の従動プーリは、大径プーリが前記ベースハウジング内に位置する前記第１の保持部材に、小径プーリが前記第１のスライダ内に位置する前記第１の保持部材で軸支することが好ましい。また、前記第１の伝達体を、前記１対のプーリ間に掛け渡されたベルトとし、前記第２の伝達体を、前記１対の従動プーリ間に掛け渡されたワイヤとすることが好ましい。

前記ベースハウジング下面の開口を塞いで排気を行う排気ファンを、前記コラムシリンダ内に設けることが好ましい。

本発明によれば、簡単な構造で精度良く伸縮可能なリニアスライダを実現し、またそのスライダの伸長動作において、効率の良い排気を行えるという効果を奏する。

以下、本発明の基板搬送装置の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施例の基板搬送装置１のリニアスライダ１０の収納状態を示した概略斜視図、図２は、図１の装置のリニアスライダ１０の伸長状態で円形基板をハンドに保持した状態を模式的に示した概略斜視図である。
図１に示したように、本実施例の基板搬送装置１は、床面上に固定された直方体状の本体部２と、この本体部２の上面に搭載されたリニアスライダ１０とから構成されている。リニアスライダ１０は、外形形状が横長の細長直方体形状をなし、本体部上面のほぼ中央位置から突出しているコラムシリンダ４（図３他の部分断面図参照）の上端に固着され支持されている。

リニアスライダ１０は、支持されたコラムシリンダ４を駆動する本体部２内に設置された駆動モータ（図示せず）の動作により、図１に示した初期状態から上方に３００mmのストロークの範囲内を所定高さに上昇させることができるとともに、コラムシリンダ４の回動により、ほぼ３３０°の範囲にわたって旋回することができ、たとえば図２に示したように、後述するスライド機構により完全に伸長させたリニアスライダ１０のハンド３の先端に載置保持された円形基板Ｗ等の搬送対象を、所定位置に高精度に搬送することができる。

以下、リニアスライダ１０の構成について、図３〜図５を参照して説明する。図３は、２段構成のリニアスライダ１０（以下の説明において、必要に応じて第１スライダ２０、第２スライダ３０と呼んで区別する。）が収納された状態におけるベースハウジング１１内の構成を示した断面図である。図４は、２段のリニアスライダ１０がほぼ伸長した状態におけるリニアスライダ１０内の構成を示した断面図である。図５は、リニアスライダ１０内に配置された、後述する複数のプーリの配置状態と、各プーリ間に掛け渡された駆動ベルト、ワイヤに固定された多段のスライダの配置状態を説明するために示した断面図である。

［ベースハウジングの構成］
ベースハウジング１１は、図１に外形を示したように、細長直方体形状をなすステンレススチール板の加工箱状体で、図３に示したように、底部中央にはコラムシリンダ４の中心軸と同心の円形開口１２が設けられ、この円形開口１２の下面のコラムシリンダ４内に排気ファン１３が固着されている。この排気ファン１３により、ベースハウジング１１，第１スライダ２０，及び第２スライダ３０が移動するのに伴って発生したパーティクル等を効率よく本体部２側に送り出すことができる。

ベースハウジング１１内の底面の長手方向の両端部近傍にはプーリ支持フレーム１４が固着されている。このプーリ支持フレーム１４は、図３，図４に示したように、本実施例ではステンレススチール板の加工板材からなり、後述するベルトプーリ１５，１６を軸支するプーリ支持フランジ１４ａと、後述する第１スライダ２０内の従動プーリ２３，２４間に掛け渡されるワイヤ１８の端部が定着されるワイヤ定着フランジ１４ｂが曲げ加工により形成されている。両端のプーリ支持フランジ１４ａに、図３，図４に示したように、それぞれ同一直径のベルトプーリ１５，１６が軸支されている。これらのうち、図中左側のベルトプーリ１５（以後、区別する際は、駆動ベルトプーリ１５と記す。）は、ハウジング１１の底面に固定された駆動モータ１７の回転軸１７ａに直結されており、この駆動モータ１７の制御運転により所定回転が付与されるようになっている。そして、図中右側のベルトプーリ１６（以後、区別する際は、従動ベルトプーリ１７と記す。）と駆動ベルトプーリ１５とにほぼ水平方向をなして回転可能な駆動ベルトＢが掛け渡されている。この駆動ベルトＢ、両ベルトプーリ１５，１６ともに、本実施例ではアルミニウム製の加工部材で、耐摩耗性に優れ、回転駆動時にほとんどパーティクルを発生させない。アルマイト加工材等を採用することで同様の効果を得ることもできる。

さらに、この駆動ベルトＢが掛け渡された位置の側面側には、図３，図５に示したように、第１リニアガイド１９が、ベルト駆動方向と平行をなすように、支持フレーム（図５参照）に固着されている。この第１リニアガイド１９は、本実施例ではリテーナ（図示せず）に保持されたローラを介して、ガイドレール１９Ａに装着されたスライドピース１９Ｂを、低摩擦状態でガイドレール１９Ａに沿って走行させる公知のリニアガイドが用いられている。

［第１スライダの構成］
第１スライダ２０は、図１〜図５に示したように、ベースハウジング１１の長手方向の端面の一部に形成された開口１１ａから直方体形状のカバー２１で覆われた部分が所定量だけ伸長する箱状体構造からなり、その伸縮動作は、駆動モータ１７の所定回転量によって走行する駆動ベルトＢにの走行によるプーリ保持プレート２２（後述する。）のスライド動作によって実現する。以下、第１スライダ２０の内部構成について説明する。

ベースハウジング１１内に設けられた第１リニアガイド１９に沿って走行するスライドピース１９Ｂには、第１の保持部材としてのプーリ保持プレート２２の縦部材２２ｂの下端が固着されている。このプーリ保持プレート２２は、図３，図４に示したように、細長板状の水平部材２２ａと、水平部材２２ａに取り付けられた大径従動プーリ側近傍に一体的に形成された縦部材２２ｂとからなる略Ｔ字形をなし、縦部材２２ｂの下端がベルトプーリ１５，１６間に掛け渡された、第１の伝達体としての駆動ベルトＢの一部に定着具（図示せず）を介して固着されている。水平部材２２ａは、本実施例では先端部（図中、右端）から縦部材２２ｂが形成されている位置の近傍までの範囲が、第１スライダ２０のカバー２１内に収容され、カバー２１の底面に固定されている。その他の部分は、ベースハウジング１１内に位置している。

プーリ保持プレート２２の水平部材２２ａの両端には大径従動プーリ２３が後端部（図中、左端）に、小径従動プーリ２４が先端部（図中、右端）に取り付けられている。これら２個の従動プーリ２３，２４は、図５に示したように、それぞれの従動プーリ２３，２４を軸支する回転軸２５，２６の長さが異なり、この従動プーリ２３，２４に掛け渡されるワイヤ１８同士と従動プーリ２３，２４とに接触しないように、平行に離れた面を構成するようにプーリ保持プレート２２の側面に軸支されている。

大径従動プーリ２３と、小径従動プーリ２４との間には、図３，図４に示したように、第２の伝達体としてのワイヤ１８が掛け渡されている。それぞれのワイヤ１８の端部は、所定のテンションを保持するように、ハウジング１１の底面から立設されたワイヤ定着フランジ１４ｂに定着具２８を介して定着されている。ワイヤ１８は図示したように、一端が従動ベルトプーリ１６のワイヤ定着フランジ１４ｂに位置し、ハウジング１１内を水平配線された後、大径従動プーリ２３でＵターンした際に、第１スライダ２０のカバー２１内に位置し、さらに水平配線された状態で小径従動プーリ２４に上側から掛け渡され、小径従動プーリ２４でＵターンした後に、第１スライダ２０のカバー２１内の底面近くを配線され、さらにベースハウジング１１内を駆動ベルトプーリ１５側まで配線され、ワイヤ定着フランジ１４ｂに定着具２８を介して定着されている。

このように、第１スライダ２０は、図２に示したように、後端が開放された直方体形状のカバー２１内にプーリ保持プレート２２が固着保持され、このプーリ保持プレート２２は一体となった縦部材２２ｂが駆動ベルトＢの走行により、第１リニアガイド１９に沿って図２に示した矢印方向に移動するのに伴い、図３，図４に示したように、第１スライダ２０を覆うカバー２１を、ベースハウジング１１の開口部１１ａから所定スライド量分を伸長させることができる。

［第２スライダの構成］
次に、第２スライダ３０の構成について説明する。プーリ保持プレート２２の側面には、第２リニアガイド３１が固着されている。この第２リニアガイド３１は、本実施例では第１リニアガイド１９と同構造、同寸法の部材が使用されており、第２リニアガイド３１のスライドピース３１Ｂには第２スライダ３０として機能する第２の保持部であるハンド保持ベース部材３２が固着されている。このハンド保持ベース部材３２は、図２，図５に例示したように、スライダの伸縮方向に対して略コ字形をなして、その一部が、ベースハウジング１１と、第１スライダ２０のカバー２１とに形成された細長スリット３３から突出し、その先端に各種形状のハンド３を取着保持できるようになっている。本実施例では、図１，図２に示したように細長長方形板状のセラミックス製ハンド３が取着されている。このハンド３の内部には真空引き用配管（図示せず）が形成されており、先端領域に形成された多数の微細吸引孔３４（図２参照）から真空引きすることができる。

一方、第２の保持部としてハンド保持ベース部材３２の下端がスライドピース３１Ｂを介して第２の伝達体としての細径でワイヤケーブルからなるワイヤ１８に固着されている。これにより、大径従動プーリ２３と小径従動プーリ２４とが移動し、ワイヤ１８の掛け渡し状態が変化するのに合わせてこのワイヤ１８に固着された第２リニアガイド３１のスライドピース３１Ｂがガイドレール３１Ａに沿って図３に示したように、図中矢印方向にスライドする。したがって、このスライドピース３１Ｂに固着されているハンド保持ベース部材３２も、図１〜図４に示したように、ベースハウジング１１の側面に形成された細長スリット３３と、細長スリット３３と重なるように第１スライダ２０の側面に形成された細長スリット３６とに沿って連続してスライドし、最終的に第２リニアガイド３１の端部まで移動することができる。

［リニアスライダの伸長動作］
以上の構成からなる本実施例の２段のスライダ２０，３０によって構成されたリニアスライダ１０の伸長動作について、図２，図３を参照して説明する。
まず、駆動モータ１７（図５参照）の回転軸１７ａに直結している駆動ベルトプーリ１５を、時計方向（図３）に回転させることで、駆動ベルトＢは矢印方向に走行し、この駆動ベルトＢの上側面に固定されたプーリ保持プレート２２の縦部材が、この走行に伴って第１スライダ２０が伸長方向（図中右側）に向かって駆動ベルトＢと同距離だけ移動する。このときプーリ保持プレート２２に軸支された従動プーリ２３，２４も、ワイヤリングされた状態でともに同方向、同距離だけ移動する。したがって、２個の従動プーリ２３，２４が移動した分だけ、両方の従動プーリ２３，２４のワイヤ定着部からの位置が変化する。このときワイヤ１８には第２スライダ３０としてのハンド保持ベース部材３２が定着されているため、２個の従動プーリ２３，２４間のワイヤ１８の移動分だけ第２スライダ３０の一実施例としてのハンド保持ベース部材３２は第１スライダ２０と同方向、同距離だけ移動する。したがって、第２スライド３０は第１スライド２０の伸長量に対して相対的に等距離を伸長できるため、ベースハウジング１１に対しては第１スライド２０の伸長量の２倍の伸長量が得られることになる。以上の説明では、第１の伝達体としての駆動ベルトＢに代えてワイヤを用いることもでき、一方、第２の伝達体としてのワイヤに代えて細帯状のベルトを使用することもできることはいうまでもない。

このように、本発明によるリニアスライダ１０は、図１に示した収納状態から図２に示した伸長状態に至るまで、内部の駆動部分が外部にほとんど露出せず、さらにコラムシリンダ４内に収容された排気ファン１３による排気機能により外部汚染を防止できるという利点を有する。

本発明の基板搬送装置の一実施例のスライダ収納状態を示した全体斜視図。 図１に示したスライダの伸長状態を示した全体斜視図。 リニアスライダの構成及び収納状態を示した断面図。 図３に示したリニアスライダの伸長状態を示した断面図。 リニアスライダ内部における各駆動機構の配置例を示した断面図。

符号の説明

１ 基板搬送装置
３ ハンド
４ コラムシリンダ
１０ リニアスライダ
１１ ベースハウジング
１３ 排気ファン
１４ プーリ支持フレーム
１５ 駆動ベルトプーリ
１６ 従動ベルトプーリ
１７ 駆動モータ
１８ ワイヤ
１９ 第１リニアガイド
２０ 第１スライダ
２１ カバー
２２ プーリ保持プレート
２３ 大径従動プーリ
２４ 小径従動プーリ
３０ 第２スライダ
３１ 第２リニアガイド
３３，３６ 細長スリット
Ｂ 駆動ベルト
Ｗ 円形基板

Claims (5)

1. 本体部に対して回転昇降可能に支持されたベースハウジング内に収容された状態から、第１のスライダと第２のスライダとが同期をとって伸長する多段のリニアスライダを有し、該多段のリニアスライダが収容される際、第１のスライダは前記ベースハウジング内に完全に収容され、第２のスライダは、前記第１のスライダの縮退動作と同期をとって前記収容状態にある第１のスライダ上まで縮退する基板搬送装置であって、
   前記第１のスライダは、前記ベースハウジング内に設けられた１対のプーリ間に掛け渡された第１の伝達体の一部に固定された、前記第１のスライダ内の第１の保持部材が、前記第１の伝達体の走行方向に移動して伸縮するとともに、第２のスライダは、両端部が前記ベースハウジング内に位置する定着部に固定され、前記第１の保持部材に軸支された１対の従動プーリととの間に掛け渡された第２の伝達体の一部に固定された第２の保持部を介して前記第１のスライダの伸縮と同期してスライドするようにしたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記第１のスライダは、前記ベースハウジング内に設けられた第１のリニアガイドにより、前記第２のスライダは、前記第１の保持部材に設けられた第２のリニアガイドによりスライド方向が案内されることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記１対の従動プーリは、大径プーリが前記ベースハウジング内に位置する前記第１の保持部材に、小径プーリが前記第１のスライダ内に位置する前記第１の保持部材に軸支されたことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
4. 前記第１の伝達体は前記１対のプーリ間に掛け渡されたベルトであり、前記第２の伝達体は、前記１対の従動プーリ間に掛け渡されたワイヤであることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
5. 前記ベースハウジング下面の開口を塞いで排気を行う排気ファンが、前記コラムシリンダ内に設けられことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。

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