JP2011159884A - 発塵防止機構を備えた基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直線的に移動する部材を有するリニア軸においてその近傍からファンを無くすとともに、リニア軸の近傍からファンを廃止しても発塵を防止することができる機構と、それを備えた基板搬送装置を提供すること。
【解決手段】発塵防止機構を、ベース部材１３４においてスライド部材１０７の進退方向の前端部分および後端部分に形成された前端開口および後端開口１５５と、ベース部材１３４において前端開口と後端開口との間に形成された中央開口１５６と、前端開口と後端開口との間にあって中央開口１５６を覆うように設置され、前端と後端とが前端開口と後端開口とにそれぞれ到達する内部カバー１７１と、前端開口および後端開口をそれぞれ覆う補助カバー１７２と、によって構成し、スライド部材によるポンプ作用を発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、直線的に移動する部材を有するリニア軸において、発塵を防止する機構に関する発明であり、また、それを備えた基板搬送装置に関する。

半導体製造装置では、半導体製造における歩留り向上のため、基板に対する粉塵の付着を削減することが求められる。従って、装置内で基板を搬送する基板搬送装置も発塵を抑制しなければならない。特に基板搬送装置において基板を載置するハンドに近い機構は、発塵を可能な限り押さえなければならない。一方、このハンドを駆動する機構として、可動部分にリニア（直線）軸が用いられることがある。リニア軸を有する機構は、一般的な回転型の関節軸と異なり、かならずハンドが進退する箇所に直線状の長い開口が必要となる。そのため、従来のリニア（直線）軸を備えた基板搬送装置には、開口からの発塵を押さえる為の発塵防止機構を備えたものが提案されている（例えば特許文献１、２）。
特許文献１や２では、リニア軸の機構に近い位置にファンを設け、このファンによって気流を発生させて、リニア軸の機構からの発塵を所望の位置へと排出させる機構になっている。

特開平１−２８９６８５ 特開平１１−２６５５０

しかしながら、従来のリニア軸における発塵防止機構は、リニア軸の機構の近傍でファンを用いるために、リニア軸の機構を小型化できないという課題があった。また、ファンをリニア軸の機構の近傍に設けないといけないので、ファンの数が増加し、ファンを駆動するための部材も増えるという課題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、直線的に移動する部材を有するリニア軸においてその近傍からファンを無くすとともに、リニア軸の近傍からファンを廃止しても発塵を防止することができる機構と、それを備えた基板搬送装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明は、ベース部材と、前記ベース部材を覆うカバーと、前記カバーに形成された直線状の開口とスライド機構とを介して前記ベース部材に連結され、前記ベース部材に対して直線状に進退するスライド部材と、前記スライド部材が進退したときの発塵が意図しない外部へ流出することを防ぐ発塵防止機構と、を備えた基板搬送装置において、前記発塵防止機構が、前記ベース部材において前記スライド部材の進退方向の前端部分および後端部分に形成された前端開口および後端開口と、前記ベース部材において前記前端開口と前記後端開口との間に形成された中央開口と、前記前端開口と前記後端開口との間にあって前記中央開口に対して上下の隙間をもって前記中央開口を覆うように設置され、前端と後端とが前記前端開口と前記後端開口とにそれぞれ到達する内部カバーと、前記前端開口および前記後端開口をそれぞれ覆う補助カバーと、を備え、前記スライド部材が前記進退をおこなったとき、前記スライド部材が発生させるポンプ作用によって、前記発塵を前記前端開口または前記後端開口から前記中央開口を通って排出させるようにするものである。
また、前記ベース部材を支持するリニア軸支持部材と、前記リニア軸支持部材に形成されて前記中央開口と連通する支持空間と、前記支持空間の内部に、前記中央開口からの前記発塵を強制的に前記支持空間の外部へ排出させる支持空間用ファンと、をさらに備えるとよい。
また、前記リニア軸支持部材を前記支柱に対して鉛直線状に昇降可能に支持する昇降軸駆動部と、前記昇降軸駆動部を覆うように形成されるとともに前記支持空間と連通する支柱空間と、前記支柱空間内で上下に亘って形成され、下端部に前記支柱空間内と連通する開口を有する第２支柱空間と、前記支柱空間から前記第２支柱空間への気体の流れを形成する複数の第２支柱空間用ファンと、前記支柱空間の下端部にあって前記支柱空間の内部から外部への気体の流れを形成する支柱空間用ファンと、をさらに備えるとよい。
また、前記スライド部材と前記ベース部材との間に、前記スライド部材が前記進退をおこなっても前記直線状の開口を防ぐシールベルトをさらに備えるとよい。
また、本発明を備える半導体製造装置を構成するとよい。

以上、本発明によると、基板搬送装置において、スライド部材の下方両端に排気孔を設け、スライド部材が進退する空間とは別に形成した空間を形成し、前後の両端から中央部集めた排気路を形成するので、スライド部材のポンプ作用によってこれらの排気路からスライド部材らが発生する発塵を集めて排出できるので、リニア軸の機構の近傍に従来のようなファンを設置する必要が無い。
これによってリニア軸駆動部を小型化することができ、また、ファンを削減できるので、ファンを駆動するための部材も削減することができる。

本発明の第１実施例を示すリニア軸駆動部、及び基板搬送装置旋回軸駆動部の透視側面図 本発明のリニア軸駆動部を用いた基板搬送装置全体斜視図 基板搬送装置におけるリニア軸駆動部、及び旋回軸駆動部の底面図 図１、３における矢印Ａから見たリニア軸駆動部の透視側面図 旋回軸駆動部と昇降軸駆動部の発塵防止機構を示す基板搬送装置の側面の透視図

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

まず、本発明を用いた搬送装置である、基板搬送装置について説明する。図２は、本発明の発塵防止機構を用いたリニア軸を有する基板搬送装置の斜視図である。
図において、基板搬送装置１０１は、支柱状に形成された昇降軸駆動部１０６の上部取付部１０２と下部取付部１０３とが、図示省略した半導体製造装置の架台に固定される基板搬送装置である。昇降軸駆動部１０６の側面には、基板１０８を直接支持するハンド１０７と、ハンド１０７を水平方向である図中Ｘ軸方向に進退させるリニア軸駆動部１０４と、リニア軸駆動部１０４を支持するとともにＸ軸とは垂直な鉛直方向に沿うＳ軸でリニア軸駆動部１０４全体を旋回させる旋回軸駆動部１０５と、が備えられている。旋回軸駆動部１０５は、昇降軸駆動部１０６に沿って鉛直方向、つまり図中Ｚ軸方向に沿って上下する。Ｘ軸、Ｓ軸、Ｚ軸、におけるそれぞれの動作は、図示しないモータによって実現される。
本実施形態では、ハンド１０７は、上下に重なるように配置される第１ハンド１０７ａと第２ハンド１０７ｂとから構成され、それぞれのハンドがＸ軸に沿って、互いに自由に進退する。さらに、基板搬送装置１０１の動作中に、第１ハンド１０７ａや第２ハンド１０７ｂに搭載した基板１０８が落下しないように、あるいは基板１０８を適切に検知するように、第１及び第２ハンド１０７ａ，ｂには、基板１０８を把持する機構や、基板１０８の有無を検出する機構が組み込まれている。
以上で構成される基板搬送装置１０１は、予め教示されたデータに従ってＸ軸、Ｓ軸、Ｚ軸がそれぞれ動作され、第１及び第２ハンド１０７ａ，ｂの位置、角度が、図示しないコントローラによって制御される。

次に、上記基板搬送装置１０１のリニア軸駆動部１０４及び基板搬送装置旋回軸駆動部１０５について説明する。
図１は、リニア軸駆動部１０４及び旋回軸駆動部１０５の透視側面図であり、図３はリニア軸駆動部１０４、及び旋回軸駆動部１０５の底面図である。図１、３ともに、理解しやすくするために、第１及び第２ハンド１０７ａ，ｂ、基板１０８は図示省略している。図４は、図１、３における矢印Ａから見たリニア軸駆動部１０４の透視側面図である。
各図において、ベース１３４は、旋回軸駆動部１０５に対してＳ軸を中心に回転可能に取り付けられている。リニアガイド取付板１３３は、ベース１３４に対して垂直に立設するよう取り付けられている。この２枚のリニアガイド取付板１３３は並設されて取り付けられており、２枚のリニアガイド取付板１３３のそれぞれの外側の垂直面には、各々リニアガイド１３１が取り付けられる。リニアガイド１３１はＸ軸に沿って延在するよう固定されている。そして、これらをベース１３４とともに収容するよう、前後カバー１３５と上カバー１５０と下カバー１５１とが取り付けられている。リニアガイド可動部１３２は、それぞれのリニアガイド１３１に摺動しながら進退する部分であって、これにスライド部材であるハンド１０７ａ，ｂが取り付けられている。それぞれのハンド１０７ａ，ｂは、リニアガイド１３１によって精密にＸ軸に沿って案内されながら、図示しないモータと駆動ベルト１３６とによってスライドするように進退動作される。以上で構成されるリニア軸駆動機構によって、リニア軸駆動部１０４は、第１及び第２ハンド１０７ａ，ｂをそれぞれＸ軸に沿って駆動する。

次に、基板搬送装置１０１における本発明の発塵防止機構に関して説明する。
上述したとおり、ハンド１０７は進退動作するため、上カバー１５０と下カバー１５１の間は固定物で密封することが出来ない。つまり、上カバー１５０と下カバー１５１との間には、Ｘ軸方向に沿って直線状開口１７０が形成されている。そのため、開口１７０を塞ぐようにシールベルト１５２が設けられている。シールベルト１５２の両端はハンド１０７に固定されて、ハンド１０７と同期して動くようになっている。これによって、シールベルト１５２は、リニア軸駆動部内部空間１５３と外部を常にほぼ遮断する。なお、本実施形態では、シールベルト１５２は、ハンド１０７と同期して動く場合を説明したが、シールベルトの両端を可動しない物体に固定し、ハンド１０７とシールベルト１５２とが滑りながら動く構成でも、同様の効果を得ることが出来る。
さらに、ベース１３４には、リニア軸駆動機構の前後両端にあたる部分の底面に、それぞれ前端開口１５５ａと後端開口１５５ｂとが設けられている。前端開口１５５ａと後端開口１５５ｂの下面には、それぞれ、補助カバー１７２が設けられている。また、ベース１３４には、ベース１３４の底面のほぼ中央に中央開口１５６が設けられている。また、図１がよく示しているように、中央開口１５６を上から覆うように、かつ、ある程度の隙間を介するように、内部カバー１７１が設けられている。内部カバー１７１は、その前後の両端が前端開口１５５ａの一部と後端開口１５５ｂの一部までそれぞれ到達するよう設けられている。
従って、以上の構成によって、リニア軸駆動部内部空間１５３は、ベース１３４の前後端に形成された前端開口１５５ａあるいは後端開口１５５ｂと、補助カバー１７２と、によって形成される空間と、ベース１３４と内部カバー１７１とによって形成される空間と、が連通し、これらがさらにベース１３４の中央開口１５６へと連通している。
また、本実施例では、上記のように、ハンド１０７が、第１ハンド１０７ａと第２ハンド１０７ｂの２つ設けられているので、前端開口１５５あるいは後端開口１５５は、合計４箇所設けられている。そこで、図３がよく示すように、補助カバー１７２は、これら４開口のうち、前端開口１５５どうしを進退方向の幅方向で連通させるように形成されている。また、同じく、補助カバー１７２は、４開口のうち、後端開口１５５どうしを幅方向で連通させるように形成されている。
以上の構成で、スライド部材であるハンド１０７がＸ軸方向に進退したとき、リニア軸駆動部内部空間１５３の内部で進退する部材がポンプ作用を発生させる。例えば、ハンド１０７が進退方向の前方へ移動したとき、上カバー１５０と下カバー１５１とベース１３４とで囲まれた空間内で、ハンド１０７がポンプ作用によってハンド部材１０７の前方の空間の気体を前端開口１５５ａへと押し込む。すると、押し込まれた気体は、ベース１３４と内部カバー１７１とで囲まれた空間へと流れ込み、さらに、中央開口１５６を通ってリニア軸駆動部内部空間１５３から排出される。つまり、リニア軸駆動機構から発生する小さな粉塵は、上記のルートを通って排出される。
ここで、本実施形態では、ベース１３４の下面から前後端開口１５５を覆うように補助カバーが設けられているが、これはベース１３４から上に存在するリニア駆動軸機構の配置に何の影響も及ぼさないためである。つまり、本実施形態のようにすれば、ベース１３４から上には、内部カバー１７１を設けるだけでよいことになり、リニア軸駆動部内部空間１５３全体を小さく形成することができる。

さらに、本実施形態の基板搬送装置１０１について、旋回軸駆動部１０５と昇降軸駆動部１０６とについて説明する。
図５は旋回軸駆動部１０５と昇降軸駆動部１０６の発塵防止機構を示す基板搬送装置の側面の透視図を示している。
旋回軸駆動部１０５は、上述したベース１３４を支持するリニア軸支持部材１７５によって、昇降軸駆動部１０６に対して昇降可能に連結されている。リニア軸支持部材１７５は、図示しない昇降軸駆動機構によってＺ軸に沿って昇降移動する。リニア軸支持部材１７５には、上述した中央開口１５６と連通する支持空間１７６が形成されている。支持空間１７６の他端は、昇降軸駆動部１０６の内部空間である支柱空間１７７に連通している。支持空間１７６には、支柱空間１７７に向けて、強制的に気体が排出されるようにするための支持空間用ファン１７８が設けられている。
支柱空間１７７には、その一部に、上下に亘って第２支柱空間１７９が形成されている。第２支柱空間１７９の上端は支柱空間１７７に対して塞がれ、下端が支柱空間１７７に対して連通している。第２支柱空間１７９と支柱空間１７７との間には、上下に亘って複数の第２支柱空間用ファン１８０が配置されている。第２支柱空間用ファン１８０は支柱空間１７７から第２支柱空間１７９への気体の流れを発生させる。一方、支柱空間１７７の下端には、支柱空間１７７の外部へ気体の流れを発生させる支柱空間用ファン１８１が配置されている。
以上の構成により、本実施形態の基板搬送装置では、リニア軸駆動部内部空間１５３から中央開口１５６を通って排出された粉塵は、支持空間１７６の支持空間用ファン１７８によって強制的に支柱空間１７７へと排出される。さらに、支柱空間１７７へと排出された粉塵の一部は、第２支柱空間用ファン１８０によって第２支柱空間１７９へと排出される。第２支柱空間１７９では粉塵が落下し、第２支柱空間１７９の下端へと移動する。さらに、粉塵は第２支柱空間１７９の下端から、支柱空間用ファン１８１によって、支柱空間１７７の外部へと排出される。また、支柱空間１７７内の粉塵の一部は、直接、支柱空間用ファン１８１によって、支柱空間１７７の外部へと排出される。つまり、リニア軸駆動部１０４における発塵と、旋回軸駆動部１０５における発塵と、昇降軸駆動部１０６における発塵とは、まとまって支柱空間１７７の下部から外部へと排出される。

以上のように、リニア軸駆動部１０６に従来のようなファンが無くとも、リニア軸駆動部のスライド部材のポンプ作用によって、粉塵を集めてさらに外部に排出する構成をしているので、リニア軸駆動部内のファンを設ける必要がない。また、リニア軸駆動部において、本実施例のように内部カバー１７１と補助カバー１７２とを構成すると、リニア軸駆動部をより小型化しながらも、ポンプ作用を得ることができる。また、発塵防止機構を安価に製造することが可能となる。

１０１ 基板搬送装置
１０２ 上部取付部
１０３ 下部取付部
１０４ リニア軸駆動部
１０５ 旋回軸駆動部
１０６ 昇降軸駆動部
１０７ ハンド
１０８ 基板

１３１ リニアガイド
１３２ リニアガイド可動部
１３３ リニアガイド取付板
１３４ ベース
１３５ 前後カバー
１３６ 駆動ベルト

１４３ 第１リニア軸
１４４ 第２リニア軸

１５０ 上カバー
１５１ 下カバー
１５２ シールベルト
１５３ リニア軸駆動部内部空間

１５５ 前端開口または後端開口
１５６ 中央開口

１７０ 直線状開口
１７１ 内部カバー
１７２ 補助カバー

１７５ リニア軸支持部材
１７６ 支持空間
１７７ 支柱空間
１７８ 支持空間用ファン
１７９ 第２支柱空間
１８０ 第２支柱空間用ファン
１８１ 支柱空間用ファン

Claims (5)

1. ベース部材と、前記ベース部材を覆うカバーと、前記カバーに形成された直線状の開口とスライド機構とを介して前記ベース部材に連結され、前記ベース部材に対して直線状に進退するスライド部材と、前記スライド部材が進退したときの発塵が意図しない外部へ流出することを防ぐ発塵防止機構と、を備えた基板搬送装置において、
   前記発塵防止機構が、
   前記ベース部材において前記スライド部材の進退方向の前端部分および後端部分に形成された前端開口および後端開口と、
   前記ベース部材において前記前端開口と前記後端開口との間に形成された中央開口と、
   前記前端開口と前記後端開口との間にあって前記中央開口に対して上下の隙間をもって前記中央開口を覆うように設置され、前端と後端とが前記前端開口と前記後端開口とにそれぞれ到達する内部カバーと、
   前記前端開口および前記後端開口をそれぞれ外側から覆う補助カバーと、
   を備え、
   前記スライド部材が前記進退をおこなったとき、前記スライド部材が発生させるポンプ作用によって、前記発塵を前記前端開口または前記後端開口から前記中央開口を通って排出させること、を特徴とする基板搬送装置。
2. 前記ベース部材を支持するリニア軸支持部材と、
   前記リニア軸支持部材に形成されて前記中央開口と連通する支持空間と、
   前記支持空間の内部に、前記中央開口からの前記発塵を強制的に前記支持空間の外部へ排出させる支持空間用ファンと、をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
3. 前記リニア軸支持部材を前記支柱に対して鉛直線状に昇降可能に支持する昇降軸駆動部と、
   前記昇降軸駆動部を覆うように形成されるとともに前記支持空間と連通する支柱空間と、
   前記支柱空間内で上下に亘って形成され、下端部に前記支柱空間内と連通する開口を有する第２支柱空間と、
   前記支柱空間から前記第２支柱空間への気体の流れを形成する複数の第２支柱空間用ファンと、
   前記支柱空間の下端部にあって前記支柱空間の内部から外部への気体の流れを形成する支柱空間用ファンと、をさらに備えたこと、を特徴とする請求項２記載の基板搬送装置。
4. 前記スライド部材と前記ベース部材との間に、前記スライド部材が前記進退をおこなっても前記直線状の開口を防ぐシールベルトをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
5. 請求項１記載の基板搬送装置を備えたことを特徴とする半導体製造装置。

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