JP2008264894A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】死点脱出が可能な離間二軸（フロッグレッグタイプ）の基板搬送装置を提供する。
【解決手段】離間二軸（フロッグレッグタイプ）の基板搬送装置１０では、回動軸１，２に設けられた第１アーム１１，１２の長さと、第１アームと基板支持体の間に設けられた第２アーム２１，２２の長さが異なる場合があるが、本発明の基板搬送装置１０では、死点脱出機構１５の回転力の伝達は、死点位置では解除されるため、長さが異なる場合であっても動作不能になることはない。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体基板等を真空処理室内に搬入したり搬出して所定の位置に搬送するための基板搬送装置に関する。

近年、半導体素子に関し、超微細化、高精度化が要求されており、このような半導体素子を製造する装置には、スループットを向上させること、装置を設置するための床面積を小さくすること等が要求されている。
このため、搬送室を中心としてその周囲に複数の処理室を配し、ゲートバルブを介して連結することによって種々の基板処理を真空中で一貫して行うことができるマルチチャンバ装置において、搬送室から各々の処理室へ基板を自動的に搬入・搬出するための基板搬送装置が用いられている。

基板搬送装置にはアーム型やフロッグレッグ（蛙足）型が知られており、例えばフロッグレッグ型の基板搬送装置は、図６(ａ)〜(ｃ)に模式的に示すように構成されている。フロッグレッグ型の基板搬送装置は、互いに異なる方向に回転する一対の回動軸１、２を具備するベース３と、回動軸１、２を各々の一端に接続された一対の第１アーム１１、１２と、これら第１アーム１１、１２の各々の他端に一端が回転可能に結合された一対の第２アーム２１、２２と、これら第２アーム２１、２２の各々の他端に回転可能に結合された基板支持体４とを備えている。

第１アーム１１、１２、第２アーム２１、２２はそれぞれ同一のアーム長を有しており、これらにより平行リンク機構が構成されている。従って、回動軸１、２を互いに逆方向に回転させることで、第１アーム１１、１２と第２アーム２１、２２とのなす角θが変化し、基板支持体４は図中上下方向に移動される。これにより、基板支持体４上の基板Ｗを任意の位置に搬送することが可能となる。なお、ベース３をその軸心のまわりに回転させることで、基板支持体４はベース３のまわりに旋回移動される。また、回動軸１、２のうち何れか一方に駆動モータ（駆動源）が接続されている。

このような構成のフロッグレッグ型の基板搬送装置においては、ベース３に対して基板Ｗを図６(ａ)に示す前方位置から図６(ｂ)に示す後方位置へ搬送する際、一対の第１アーム１１、１２と一対の第２アーム２１、２２とが互いに平行（θ＝０°）となる図６(ｃ)に示す位置を通過する必要がある。この図６(ｃ)に示すアーム位置は、平行リンク機構の死点に対応する。そこで、従来の基板搬送装置においては、基板Ｗの搬送を円滑に行うため、この死点位置で第２アーム２１、２２に対して移動方向に駆動力を付与する機構（以下「死点脱出機構」という）が設けられている。

図７は、死点脱出機構を備えた従来の基板搬送装置５の構成を示している（下記特許文献１参照）。図７において図６(ａ)〜(ｃ)と対応する部分については同一の符号を付している。なお、回動軸１、２は互いに同軸上に配置され各々独立した駆動源を有しており、基板支持体４は２枚の基板Ｗを同時に支持できる構成となっている。

図示する従来の基板搬送装置５は、回動軸２に同心的に固定された第１プーリ６と、第１アーム１１と第２アーム２１との連結部に同心的に固定された第２プーリ７と、これら第１プーリ６と第２プーリ７との間に架け渡されたベルト８とを備えている。この構成により、回動軸２の回転力がベルト８を介して第２アーム２１にダイレクトに伝達されるので、円滑にリンクの死点位置を通過できるようになる。
特開平９−２８３５８８号公報

しかしながら、図７に示した従来の死点脱出機構を備えた基板搬送装置５においては、第２アーム２１は回動軸２から常時回転力を付与される構成であるため、第２アーム２１の回転角が回動軸２により常に拘束され、これが原因で基板の搬送精度が損なわれるという問題がある。
すなわち、第２アーム２１は、第１アーム１１の回転運動に連動して回転するものであるため、基板Ｗの搬送過程において第１アーム１１の回転角に加えて回動軸２の回動量がダイレクトに伝達される。

一対の第２アームと、前記第２アームに結合された基板支持体との結合位置間を結ぶ線分に対し、右腕の第２アーム２１が成す角度と、左腕の第２アーム２２が成す角度が等しくして姿勢制御装置を取り付けると、姿勢制御装置はその状態を維持するように構成されており、その結果、基板支持体４が移動しても、基板支持体４の一対の回動軸１、２に対する姿勢が一定になっている。

第１アーム１１、１２の長さと、第２アーム２１、２２の長さが異なる場合、死点位置以外では、一対の回動軸１、２が相対回転すると、一対の第２アーム２１、２２の第１アーム１１、１２に対する回転中心Ｑ₁、Ｑ₂同士を結ぶ線分に対し、第１アーム１１、１２が成す角度θ₁と第２アーム２１、２２が成す角度θ₂は異なる大きさになる。

この場合、死点以外の場所でも第１アーム１２と第２アーム２１(又は第１アーム１１と第２アーム２２)が死点脱出機構で連結され、相互に回転角度が影響し合うと、姿勢制御装置の制御に反する角度では、第１、第２アーム１１、１２、２１、２２は回転できなくなる。

図７のように駆動軸が同心、手首部が離間である場合には、第１アームと第２アームの長さが同じでも死点通過できない。特開平９−２８３５８８に示されるように、第２プーリ７をθ₁とθ₂が同じ大きさになるような形状とすることにより、どの位置でも姿勢制御装置の制御と矛盾せず、動作は可能であるが、第２アーム２１が過拘束となり、これが原因で基板搬送時に振動が発生したり基板の直進性が損なわれる場合がある。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、死点通過を円滑に行いながら第２アームの過拘束を防ぐことができる基板搬送装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するために、本発明は、少なくとも一方に駆動源が接続され、離間して配置された一対の回動軸と、これら一対の回動軸に一端が接続された一対の第１アームと、これら一対の第１アームの各々の他端に一端が回転可能に結合された一対の第２アームと、これら一対の第２アームの各々の他端に回転可能に結合された基板支持体とを備えた基板搬送装置において、前記一対の第１アーム同士の軸距は等しくされ、前記一対の第２アーム同士の軸距は等しくされ、前記基板支持体と前記一対の第２アームとが結合された結合位置間の距離が一定にされ、前記結合位置間を結ぶ線分に対する前記一対の第２アームの角度が等しい状態を維持する姿勢制御装置を有し、前記第１アームと前記第２アームとが互いに平行となる死点位置を通過する時のみ、前記第２アームに対して回転力を付与する死点脱出機構を備えた基板搬送装置である。
また、本発明は、前記第１アームの軸距と、前記第２アームの軸距は異なる大きさにされた基板搬送装置である。
また、本発明は、前記死点脱出機構は、前記回動軸に連絡する回転駆動部と、前記第２アーム又は前記基板支持体に設けられ前記基板支持体が上記死点位置を通過する時に前記回転駆動部と係合する係合部とを有する基板搬送装置である。
また、本発明は、前記回転駆動部は、前記回動軸と同心的に設置された固定ギヤと、前記第１アームの一端近傍に軸支され前記固定ギヤと噛合する第１回転ギヤと、前記第１アームの他端近傍に軸支される第２回転ギヤと、前記第１回転ギヤの回転力を前記第２回転ギヤヘ伝連する回転力伝達部材とを有し、前記係合部は、前記第１アームと前記第２アームとの結合軸に固定され、前記第２回転ギヤと係合可能な係合歯を外周部に部分的に有する基板搬送装置である。
また、本発明は、上記回転駆動部は、前記回動軸の回転軸心をこれと直交する方向に変換する駆動軸変換部と、変換された回転軸心のまわりに回転する回転ギヤとを有し、前記係合部は、前記基板支持体の下方側に設けられ前記回転ギヤと係合可能な平ギヤである基板搬送装置である。

本発明の基板搬送装置は、第１アームと第２アームとが互いに平行となる死点位置を通過する時のみ、第２アームに対して回転力を付与する死点脱出機構を備えているので、死点通過を円滑に行いながら、第２アームの過拘束を防止して基板の安定した直進性と搬送精度の向上を図ることが可能となる。

図８(ａ)、(ｂ)に示すように、本発明の基板搬送装置では、一対の第１アーム１１、１２の長さは互いに等しくされており、その値は、回動軸１、２の回転中心Ｐ₁、Ｐ₂と、第２アーム２１、２２の第１アーム１１、１２に対する回転中心Ｑ₁、Ｑ₂の間の距離、即ち第１アーム１１、１２の軸距Ａ₁、Ａ₂で表わされる。Ａ₁＝Ａ₂ である。

また、一対の第２アーム２１、２２の長さは互いに等しくされており、その値は、第２アーム２１、２２の第１アーム１１、１２に対する回転中心Ｑ₁、Ｑ₂と、基板支持体４の第２アーム２１、２２に対する回転中心Ｓ₁、Ｓ₂との間の距離、即ち第２アーム２１、２２の軸距Ｂ₁、Ｂ₂で表わされる。Ｂ₁＝Ｂ₂ である。

第１アーム１１、１２が１８０°の角度に開くとき、第２アーム２１、２２が成す角度も１８０°になり、第２アーム２１、２２は、第１アーム１１、１２が並ぶ直線上に並び、互いに平行になる。

一対の回動軸１、２の回転中心Ｐ₁、Ｐ₂間の距離Ｅが、基板支持体４の第２アーム２１、２２に対する回転中心Ｓ₁、Ｓ₂間の距離Ｄと等しいと(Ｅ＝Ｄ)、Ａ₁＝Ａ₂＝Ｂ₁＝Ｂ₂ になり、等しくないと(Ｅ≠Ｄ)、Ａ₁＝Ａ₂≠Ｂ₁＝Ｂ₂ になる。

一対の第２アーム２１、２２の第１アーム１１、１２に対する回転中心Ｑ₁、Ｑ₂同士を結ぶ線分(又は、その線分と平行な、一対の回動軸１、２の回転中心Ｐ₁、Ｐ₂同士を結ぶ線分)に対し、第１アーム１１、１２が成す角度を符号θ₁で表わし、第２アーム２１、２２が成す角度を符号θ₂で表わすと、第１アーム１１、１２の長さと、第２アーム２１、２２の長さが等しい場合(Ａ₁＝Ａ₂＝Ｂ₁＝Ｂ₂ )は、θ₁＝θ₂である。

他方、第１アーム１１、１２の長さと、第２アーム２１、２２の長さが等しくない場合(Ａ₁＝Ａ₂≠Ｂ₁＝Ｂ₂ )は、第１アーム１１、１２、および第２アーム２１、２２が１８０°の角度で開く死点位置以外では、θ₁≠θ₂である。

死点脱出機構が、回動軸１、２の少なくともいずれかの回転力を一対の第２アーム２１、２２の少なくともいずれかに伝達して死点位置を脱出する場合、第１アーム１１、１２、および第２アーム２１、２２が、１８０°の角度で開く死点位置以外の場所にあっても回転力が伝達されると、θ₁≠θ₂の場合は第２アーム２１、２２に二方向から伝達される回転力が矛盾し、リンク機構が動作できなくなる。従って、θ₁≠θ₂の場合に死点位置以外の場所では、回転力の伝達を解除するようにする必要性は大きい。

なお、図８(ａ)の基板搬送装置の姿勢制御装置は、基板支持体４の、第２アーム２１、２２に対する回転中心Ｓ₁、Ｓ₂を中心に設けられたギア部材３３、３４を有しており、このギア部材３３、３４は、一対の第２アーム２１、２２に対して固定され、噛み合わされている。
本発明の搬送装置は、ギア部材３３、３４に替え、図８(ｂ)に示すように、第２アーム２１、２２に対して固定されたプーリ４３、４４と、プーリ４３、４４間に「８」字型に掛け渡したベルト(又はチェーン）で構成してもよい。

以上述べたように、本発明の基板搬送装置は、第１アームと第２アームとが互いに平行となる死点位置を通過する時のみ、第２アームに対して回転力を付与する死点脱出機構を備えているので、死点通過を円滑に行いながら、第２アームの過拘束を防止して基板の安定した直進性と搬送精度の向上を図ることが可能となる。

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態の基板搬送装置は、図示せずとも真空搬送室の周囲に複数の真空処理室が配置されたマルチチャンバ装置において、その真空搬送室内に設置され、ロード／アンロード室を含む複数の真空処理室間で基板を自動搬送する基板搬送装置に適用される。

［第１の実施の形態]
図１は本発明の第１の実施の形態による基板搬送装置１０の構成を示している。
本実施の形態の基板搬送装置１０は、互いに異なる方向に回転する一対の回動軸１、２を具備するベース３と、回動軸１、２を各々一端に接続された一対の第１アーム１１、１２と、これら第１アーム１１、１２の各々の他端にアーム結合軸１３、１４を介して一端が回転可能に結合された一対の第２アーム２１、２２と、これら第２アーム２１、２２の各々の他端に回転可能に結合された基板支持体４とを備えている。

第１アーム１１、１２、第２アーム２１、２２はそれぞれ同一のアーム長を有しており、これらにより平行リンク機構が構成されている。従って、回動軸１、２を互いに逆方向に回転させることで、第１アーム１１、１２と第２アーム２１、２２とのなす角θが変化し、基板支持体４は図中上下方向に移動される。これにより、基板支持体４上の基板Ｗを任意の位置に搬送することが可能となる。なお、ベース３は、回動軸１、２と共に、その軸心Ｏのまわりに回転できるように構成されており、ベース３を回転させることで、基板支持体４がベース３のまわりに旋回移動される。

本実施の形態では、第２アーム２１、２２の各々の他端と基板支持体４とを結合する結合軸３１、３２の周囲にそれぞれギヤ部材３３、３４が固定されている。これらのギヤ部材３３、３４は、互いに噛合し互いに逆方向に回転可能とすることで、第２アーム２１、２２の回転動作時に基板支持体４の姿勢を一定に保持する姿勢保持機構を構成している。
なお、回動軸１、２には、両方に駆動モータ等の駆動源（図示略）を接続し、それぞれ独立に回転させてもよいし、何れか一方に接続し、他方の回転軸の回転を静止させてもよい。

なお、回動軸１、２は同一軸心上に配置しても基板搬送装置を構成することができるが、この場合、図７に示したように、例えば一方の回動軸１は内周側に配置し、他方の回動軸２は外周側に配置されすることになる。
この場合、これらの回動軸１、２は両方とも駆動源に接続し、回動軸１、２が相対的に逆方向に回転することで基板支持体４が前後方向に移動し、互いに同一方向に回転するとき、基板支持体４が旋回移動することになる。

また、基板支持体４は、図の例では１枚の基板Ｗを載置できる構成としているが、図７に示したように２枚の基板が載置できる構成としてもよい。また、基板支持体４の形状は図示の例に限られず、フォーク形状にするなど適宜変更することが可能である。基板Ｗとしては、未処理あるいは既処理の半導体ウェーハ基板、ガラス基板等が適用される。

このようなフロッグレッグ型の基板搬送装置１０においては、ベース３に対して基板Ｗを図示する前方位置（図において上方位置）から後方位置（図において下方位置）へ搬送する際、一対の第１アーム１１、１２と一対の第２アーム２１、２２とが互いに平行（θ＝０゜）となる死点位置を通過する必要がある。そこで、この死点位置を円滑に通過するために、本実施の形態の基板搬送装置１０には、後述する死点脱出機構１５が設けられている。

図２および図３は、死点脱出機構１５の構成を示している。ここで、図２は基板搬送装置１０の要部破断側面図、図３は死点脱出機構１５の作用を説明する要部平面図である。

本実施の形態において、死点脱出機構１５は、一対の第１アーム１１、１２と一対の第２アーム２１、２２とが互いに平行となる死点位置を通過する時のみ、第２アーム２１に対して回転力を付与するように構成されている。なお、死点脱出機構１５は、それぞれ一方側の第１アーム１１および第２アーム２１に設けられているが、他方側の第１アーム１２および第２アーム２２に設けられていても良い。

ベース３には、第１アーム１１を回転させる回動軸１と同心的に固定ギヤ１６が設置されている。そして、この第１アーム１１の下面側の一端近傍には、固定ギヤ１６の周囲と噛合する第１回転ギヤ１７が回転可能に軸支されている。第１回転ギヤ１７は、第１アーム１１の回転に伴って固定ギヤ１６の回りを遊星ギヤのように周回しながら回転する。第１アーム１１の下面側の他端近傍には、第２回転ギヤ１８が回転可能に軸支されている。第２回転ギヤ１８と第１回転ギヤ１７との間には、リンク（レバー）１９が接続されており、第１回転ギヤ１７の回転力がリンク１９を介して第２回転ギヤ１８に伝達されるように構成されている。

これら固定ギヤ１６、第１回転ギヤ１７、第２回転ギヤ１８およびリンク１９とにより本発明に係る「回転駆動部」が構成されている。なお、リンク１９は本発明の「回転力伝達部材」の一具体例であり、リンク以外に例えばベルト部材で構成してもよい。

一方、第１アーム１１の他端と第２アーム２１の一端とを結合するアーム結合軸１３の下端には、当該第２アーム２１が所定の回転角度（回転位相）の際に第２回転ギヤ１８と係合する係合ギヤ２０が固定されている。アーム結合軸１３は第２アーム２１に固定されており、第１アーム１１に対して相対的に回転する。係合ギヤ２０は、本発明に係る「係合部」に対応し、第２回転ギヤ１８と係合可能な係合歯２０ａを外周部に部分的に有している。係合歯２０ａは第２アーム２１の延在方向に向けて配置され、図３（ｂ）に示すように第２アーム２１が第１アーム１１の上に重なって平行となる死点位置およびその前後の所定角度範囲においてのみ、第２回転ギヤ１８と係合する。

以上のように構成される本実施の形態の基板搬送装置１０においては、回動軸１、２を互いに逆方向に回転させることで、一対の第１アーム１１、１２およびこれに結合される一対の第２アーム２１、２２からなる平行リンク機構が伸縮し、基板支持体４上の基板Ｗが前後方向（図１において上下方向）に直進移送される。より具体的には、一方の回動軸１が反時計回りに回転し他方の回動軸２が時計方向に回転することで基板Ｗは図１においてＦ方向に前進する。また、一方の回動軸１が時計回りに回転し他方の回動軸２が反時計回りに回転することで基板Ｗは図１においてＢ方向に後退する。

死点脱出機構１５においては、第１アーム１１の回転に伴い、図３(ａ)に示したように固定ギヤ１６に噛合する第１回転ギヤ１７が回転し、その回転力がリンク１９を介して第２回転ギヤ１８に伝達される。基板支持体４が図１に示したようにベース３に対して前方位置で直進移動される場合には、係合ギヤ２０の係合歯２０ａは第２回転ギヤ１８に係合しないので、第２アーム２１は回動軸１から何ら拘束力を受けることなく第１アーム１１の回転角に対応した回転角で回転する。

これに対し、基板支持体４がベース３に対して図１に示す前方位置からベース３の後方位置に搬送される場合、一対の第２アーム２１、２２がそれぞれ第１アーム１１、１２と平行となるリンクの死点位置を通過することになる。この場合、第１アーム１１の回転に伴って回転する第２回転ギヤ１８に係合ギヤ２０が係合する（図３(ｂ)）。これにより、第２アーム２１は、係合ギヤ２０を介して第２回転ギヤ１８の回転方向に所定の軸トルクを受けて図３(ｂ)に示す死点位置を円滑に通過することが可能となる（図３(ｃ)）。
なお、基板支持体４がベース３の後方位置から前方位置へ移動される際も上述と同様な作用が行われる。この場合、第２回転ギヤ１８の回転方向は上記と逆方向となる。

従って、本実施の形態の基板搬送装置１０によれば、一対の第１アーム１１、１２と一対の第２アーム２１、２２とが互いに平行となる死点位置を通過するときのみ、第２アーム２１に対して回転力を付与する死点脱出機構１５を備えているので、死点通過を円滑に行いながら、死点非通過時の第２アーム２１の過拘束を防止して基板Ｗの安定した直進性と搬送精度の向上を図ることが可能となる。

また、本実施の形態の基板搬送装置１０によれば、第２アーム２１、２２が死点位置で一旦停止し、この死点位置から第２アーム２１、２２が再移動される際にも、上記死点脱出機構１５による回転力付与作用を受けることで、第２アーム２１、２２の円滑な移動が可能となる。

［第２の実施の形態］
図４および図５は本発明の第２の実施の形態による基板搬送装置３０の構成を示しており、図４は基板搬送装置３０の平面図、図５は基板搬送装置３０の正面図である。なお、各図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付する。

本実施の形態の基板搬送装置３０は、上述の第１の実施の形態と同様に、互いに異なる方向に回転する一対の回動軸１、２を具備するベース３と、回動軸１、２を各々一端に結合された一対の第１アーム１１、１２と、これら第１アーム１１、１２の各々の他端に一端が回転可能に結合された一対の第２アーム２１、２２と、これら第２アーム２１、２２の各々の他端に回転可能に結合された基板支持体４とを備えている。

一対の第１アーム１１、１２および一対の第２アーム２１、２２はそれぞれ同一のアーム長を有しており、これらにより平行リンク機構が構成されている。従って、回動軸１、２を互いに逆方向に回転させることで、第１アーム１１、１２と第２アーム２１、２２とのなす角θが変化し、基板支持体４は図中上下方向に移動される。なお、ベース３をその軸心のまわりに回転させることで、基板支持体４がベース３のまわりに旋回移動される。

本実施の形態でも、第２アーム２１、２２の各々の他端と基板支持体４とを結合する結合軸３１、３２の周囲にそれぞれギヤ部材３３、３４が固定されている。これらのギヤ部材３３、３４は、互いに噛合し互いに逆方向に回転可能とすることで、第２アーム２１、２２の回転動作時に基板支持体４の姿勢を一定に保持する姿勢保持機構を構成している。

このようなフロッグレッグ型の基板搬送装置３０においては、ベース３に対して基板支持体４を図示する前方位置（図において上方位置）から後方位置（図において下方位置）へ搬送する際、一対の第１アーム１１、１２と一対の第２アーム２１、２２とが互いに平行（θ＝０°）となる死点位置を通過する必要がある。そこで、この死点位置を円滑に通過するために、本実施の形態では以下に説明する構成の死点脱出機構３５が設けられている。

死点脱出機構３５は、一対の第１アーム１１、１２と一対の第２アーム２１、２２とが互いに平行となる死点位置を通過する時のみ、第２アーム２１、２２に対して回転力を付与するように構成されている。

図５を参照して、第１アーム１２を回転させる回動軸２の上端には、第１かさ歯車３６が設けられている。この第１かさ歯車３６は第１アーム１２の上面に臨んでおり、この第１かさ歯車３６には第２かさ歯車３８が係合している。第２かさ歯車３８は、ベース３の上面略中心部に立設された支柱３７に回転可能に軸支されている。これら第１、第２かさ歯車３６、３８により、回動軸２の回転軸心をこれと直交する方向に変換する駆動軸変換部が構成される。そして、第２かさ歯車３８の軸部には回転ギヤ３９が一体的に固定されており、上記駆動軸変換部によって変換された回転軸心のまわりに回転される。

上記駆動軸変換部および回転ギヤ３９は本発明に係る「回転駆動部」を構成する。そして、基板支持体４が死点位置を通過する時に上記回転駆動部に係合する係合部として、本実施の形態では、基板支持体４の下方側に設けられたラック（平ギヤ）４１が用いられている。ラック４１は、結合軸３１、３２の下端を支持する支持プレート４０の下面に設けられている。そのギヤ長は任意に設定可能であり、例えば第２アーム２１、２２が第１アーム１１、１２と平行となる死点位置（θ＝０°）およびその前後所定角度範囲においてのみ回転ギヤ３９と係合する長さとされる。

以上のように構成される本実施の形態の基板搬送装置３０においては、回動軸１、２を互いに逆方向に回転させることで、一対の第１アーム１１、１２およびこれに結合される一対の第２アーム２１、２２からなる平行リンク機構が伸縮し、基板支持体４上の基板が前後方向に直進移送される。

死点脱出機構３５においては、第１アーム１２の回転に伴って第１かさ歯車３６が回転し、この第１かさ歯車３６に係合する第２かさ歯車３８を介して回動軸２の回転軸心が図５において横方向に９０°変換される。そして、この変換された回転軸心のまわりに回転ギヤ３９が回転する。基板支持体４が図４に示したようにベース３に対して前方位置で直進移動される場合には、係合部としてのラック４１は回転ギヤ３９に係合しないので、第２アーム２１、２２は回動軸２から何ら拘束力を受けることなく第１アーム１１、１２の回転角に対応した回転角で回転する。

これに対し、基板支持体４がベース３に対して図４に示す前方位置から、ベース３の後方位置に向かって矢印Ｂ方向に搬送される場合、一対の第２アーム２１、２２がそれぞれ第１アーム１１、１２と平行となるリンクの死点位置を通過することになる。この場合、第１アーム１２の回転に伴って回転する回転ギヤ３９にラック４１が係合する。これにより、第２アーム２１、２２はラック４１を介して回転ギヤ３９の回転方向に所定の軸トルクを受けて、死点位置を円滑に通過することが可能となる。
なお、基板支持体４がベース３の後方位置から前方位置へ移動される際も上述と同様な作用が行われる。この場合、回転ギヤ３９の回転方向は上記と逆方向となる。

従って、本実施の形態の基板搬送装置３０によれば、一対の第１アーム１１、１２と一対の第２アーム２１、２２とが互いに平行となる死点位置を通過するときのみ、第２アーム２１、２２に対して回転力を付与する死点脱出機構３５を備えているので、死点通過を円滑に行いながら、死点非通過時の第２アーム２１、２２の過拘束を防止して基板の安定した直進性と搬送精度の向上を図ることが可能となる。

また、本実施の形態の基板搬送装置３０によれば、第２アーム２１、２２が死点位置で一旦停止し、この死点位置から第２アーム２１、２２が再移動される際にも、上記死点脱出機構３５による回転力付与作用を受けることで、第２アーム２１、２２の円滑な移動が可能となる。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば以上の第１の実施の形態では、死点脱出機構１５を構成する係合ギヤ２０において、ベース３の直上位置に基板支持体４が位置するリンクの死点位置を通過するときのみ第２回転ギヤ１８と係合し得る回転角のみ係合歯２０ａを形成したが、この係合歯２０ａを係合ギヤ２０の外周に更に１８０°隔てた位置にも形成することで、θ＝１８０°（又は−１８０°）となるアーム位置（死点位置）における駆動制御も安定かつ高精度に行うことが可能となる。

また、以上の各実施の形態では、死点脱出機構１５、３５をギヤの駆動力伝道機構を用いて構成したが、これに代えて、例えば、アーム結合軸１３（又は１４）に回転モータを設置し、死点位置を通過する時のみ軸トルクを付与する構成としてもよい。

また、図９に示すような死点脱出機構８０でもよい。
この死点脱出機構は、能動円盤８２と、従動円盤８１と、伝達機構８９と、従動ギア８４とを有している。
能動円盤８２は、一対の回動軸１、２のうち、一方の回動軸(ここでは左腕側の回動軸２)に配置されており、従動円盤８１は、他方の回動軸(ここでは右腕側の回動軸１)に配置されている(図９では、回動軸１、２は、その回転中心Ｐ₁、Ｐ₂だけが示されている)。

能動円盤８２は、配置された(左腕側)回動軸２とその回動軸２に固定された第１アーム１２に対して固定されており、従動円盤８１は、配置された(右腕側の)回動軸１に対して、相対的に回転可能に取り付けられている。従動円盤８１と固定円盤８２の中心は、それぞれ回動軸１、２の回転中心Ｐ₁、Ｐ₂上に位置している。

従動ギア８４は、一対の第２アーム２１、２２のうち、従動円盤８１が固定された第１アーム１１に連結されている第２アーム２１に固定されており、その第２アーム２１の、第１アーム１１に対する回転中心Ｑ₁を中心に、第２アーム２１と共に回転するように構成されている。

能動円盤８２と従動円盤８１には、図１０(ａ)に示すように、互いに係合可能な第１、第２係合部５５、５６が設けられている。ここでは、第１、第２係合部５５、５６は一方(ここでは第１係合部５５)が突起であり、他方(ここでは第２係合部５６)がその突起に係合する凹部で構成されている。

第１、第２係合部５５、５６は、第１アーム１１、１２、および第２アーム２１、２２が１８０°開いた死点位置にあるときには、同図(ｂ)に示すように係合し、その状態から回動軸１、２同士が所定の係合角度θ₀以上相対回転したときに係合が解除されるようになっている。即ち、第１、第２係合部５５、５６は、一対の第１アーム１１、１２の角度ωが１８０°−θ₀＜ω＜１８０°＋θ₀の範囲にあるときに係合し、能動円盤８２の回転力を従動円盤８１に伝達し、従動円盤８１を回転させる。
１８０°−θ₀＜ω＜１８０°＋θ₀の範囲以外では係合は解除され、能動円盤８２と従動円盤８１は相互に無関係に回転できる。図１０(ａ)は、係合が解除された状態である。

従動円盤８１と従動ギア８４の間には伝達機構８９が設けられており、従動円盤８１と従動ギア８４は伝達機構８９によって連結され、能動円盤８２が、第１、第２係合部５５、５６の係合によって従動円盤８１を回転させると、その回転力は伝達機構８９によって従動ギア８４に伝達され、従動ギア８４は能動円盤８２と同方向に回転するように構成されている。これにより、一対の第１アーム１１、１２の間の角度が１８０°の死点位置にある状態から、開き角が１８０°よりも小さくなる際に第２アーム２１、２２は第１アーム１１、１２が閉じる方向に伸び、基板支持体４はその方向に移動される。

他方、第１、第２の係合部５５、５６の係合は、一対の第１アーム１１、１２の角度が１８０°−θ₀＜θ＜１８０°＋θ₀以外の範囲にあるときは解除されるので、能動円盤８２と従動ギア８４は相互に無関係に異なる角度回転することができる。
なお、伝達機構８９の内部構成の一例を説明すると、この伝達機構８９は、伝達ギア８３と連結ロッド８７を有している。

伝達ギア８３は、従動円盤８１が固定された第１アーム１１に取り付けられている。伝達ギア８３は従動ギア８４に噛み合わされ、その状態で、第１アーム１１上に第１アーム１１の回転中心に対して回転可能に構成されている。
従動円盤８１と伝達ギア８３の表面又は裏面の外周付近は連結ロッド８７で結合され、従動円盤８１と伝達ギア８３は、同方向同角度に回転するように構成されている。

従って、従動円盤８１に能動円盤８２から回転力が印加され、従動円盤８１が回転されると、従動円盤８１に印加された回転力は、連結ロッド８７と伝達ギア８３を介して、従動ギア８４に伝達され、第２のアーム２１を、能動円盤８２と同方向に回転させ、死点を脱出させる。

また、図１０(ｃ)に示すように、従動円盤８１の円周側面のうち、第２係合部５６とは反対側の位置に半円周に亘って歯５７を設け、従動円盤８１と従動ギア８４を複数の伝達ギアで連結してもよい。
この場合、能動円盤８２が従動円盤８１を回転させる回転力が、それに設けられた歯５７によって隣接する伝達ギアを回転させ、他の伝達ギアを介して従動ギア８４に伝達され、第２のアーム２１を、能動円盤８２と同方向に回転させ、死点を脱出させる。

能動円盤８２と従動円盤８１のうち、一方が歯車(ギア)であり、他方がこれと係合する係合部を有する円盤であってもよい。
なお、本発明は、真空搬送室等の真空雰囲気で用いられる基板搬送装置への適用例に限らず、大気中で使用される基板搬送装置にも勿論適用可能である。

本発明の第１の実施の形態による基板搬送装置の概略平面図である。 基板搬送装置の要部破断側面図である。 (ａ)〜(ｃ)：基板搬送装置の死点脱出機構の作用を説明する要部平面図である。 本発明の第２の実施の形態による基板搬送装置の概略平面図である。 基板搬送装置の正面図である。 (ａ)〜(ｃ)：従来のフロッグレッグ型の基板搬送装置を説明する図である。 従来の死点脱出機構を備えた基板搬送装置の概略平面図である。 死点脱出機構の図示を省略し、第１、第２アームの長さと回転中心を説明した図 (ａ)：ギアによる姿勢制御装置を有する場合、(ｂ)：プーリとベルトによる姿勢制御装置を有する場合 死点脱出機構の他の例を有する基板搬送装置を説明するための図 (ａ)：第１、第２の係合部を説明するための図 (ｂ)：その係合部が係合した状態を説明するための図 (ｃ)：ギアによる伝達機構を設けることができる従動円盤を説明するための図

符号の説明

１、２…回動軸
１０、３０…基板搬送装置
１１、１２…第１アーム
１３、１４…アーム結合軸
１５、８０…死点脱出機構
１６…固定ギヤ
１７…第１回転ギヤ
１８…第２回転ギヤ
１９…リンク（回転力伝達部材）
２０…係合ギヤ（係合部）
２１、２２…第２アーム
３１、３２…結合軸
３５…死点脱出機構
３６、３８…かさ歯車（駆動軸変換部）
３９…回転ギヤ
４１…ラック（平ギヤ）

Claims (5)

1. 少なくとも一方に駆動源が接続され、離間して配置された一対の回動軸と、
   これら一対の回動軸に一端が接続された一対の第１アームと、
   これら一対の第１アームの各々の他端に一端が回転可能に結合された一対の第２アームと、
   これら一対の第２アームの各々の他端に回転可能に結合された基板支持体とを備えた基板搬送装置において、
   前記一対の第１アーム同士の軸距は等しくされ、前記一対の第２アーム同士の軸距は等しくされ、
   前記基板支持体と前記一対の第２アームとが結合された結合位置間の距離が一定にされ、
   前記結合位置間を結ぶ線分に対する前記一対の第２アームの角度が等しい状態を維持する姿勢制御装置を有し、
   前記第１アームと前記第２アームとが互いに平行となる死点位置を通過する時のみ、前記第２アームに対して回転力を付与する死点脱出機構を備えた基板搬送装置。
2. 前記第１アームの軸距と、前記第２アームの軸距は異なる大きさにされた請求項１記載の基板搬送装置。
3. 前記死点脱出機構は、前記回動軸に連絡する回転駆動部と、
   前記第２アーム又は前記基板支持体に設けられ前記基板支持体が上記死点位置を通過する時に前記回転駆動部と係合する係合部とを有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の基板搬送装置。
4. 前記回転駆動部は、前記回動軸と同心的に設置された固定ギヤと、
   前記第１アームの一端近傍に軸支され前記固定ギヤと噛合する第１回転ギヤと、
   前記第１アームの他端近傍に軸支される第２回転ギヤと、
   前記第１回転ギヤの回転力を前記第２回転ギヤヘ伝連する回転力伝達部材とを有し、
   前記係合部は、前記第１アームと前記第２アームとの結合軸に固定され、前記第２回転ギヤと係合可能な係合歯を外周部に部分的に有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の基板搬送装置。
5. 上記回転駆動部は、前記回動軸の回転軸心をこれと直交する方向に変換する駆動軸変換部と、
   変換された回転軸心のまわりに回転する回転ギヤとを有し、
   前記係合部は、前記基板支持体の下方側に設けられ前記回転ギヤと係合可能な平ギヤである請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の基板搬送装置。

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