JP2985794B2

JP2985794B2 - 搬送ロボット及び搬送方法

Info

Publication number: JP2985794B2
Application number: JP24148296A
Authority: JP
Inventors: 貴生葛山
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2016-09-12
Also published as: JPH1092899A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送ロボット及び
搬送方法に関するものであり、特に詳しくは、半導体製
造設備内において、真空加工処理室内でウエハ等を所望
の位置に移動させることのできる真空搬送ロボット及び
搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体装置を製造する為には
多くの、製造方法が提案され、実施されて来ている。即
ち、上記搬送ロボットに係る従来の技術としての代表的
な例としては、たとえば、特開平４−２６４７４８号に
示されているようなウエハ移送ロボットがある。

【０００３】係る従来の技術を図６から図８を参照して
説明するならば、図６〜図８において、従来の搬送ロボ
ットは回転体１０１と該回転体上に設けられているウエ
ハ搬送用のアーム１１０とから構成され、これらは隔壁
Ｗで仕切られた真空室Ｒ内に非接触的に配置されてい
る。回転体１０１は、軸Ｃを中心として回転できるよう
に、磁気軸受け１０２、１０３により隔壁Ｗに対して非
接触的に支持されている。すなわち、半径方向の磁気軸
受け１０２は、隔壁Ｗの外部の大気圧室Ａ側と回転体１
０１側とを半径方向に非接触で支持するために設けられ
ている。

【０００４】一方、磁気軸受け１０３はスラスト方向
（回転軸方向）の軸受けで、軸受け１０２と同様に、大
気圧室Ａ側と回転体１０１とを回転軸方向に非接触で支
持するために設けられている。回転体１０１を軸Ｃのま
わりに回転駆動させるために、隔壁Ｗの外部にはモータ
の固定子１０４が、そして回転体にはモータの回転子１
０５が設けられている。

【０００５】また回転体１０１には必要な動力を得るた
めにバッテリ１０７が搭載され、非接触的に動力を供給
できる手段としてたとえばトランス１０６が設けられて
いる。回転体１０１の上面１０８は図示されているよう
に、一部半径外方へ突出した延長部１０９を有する。そ
して、磁気軸受け用の支柱１２０、１２０’は、この延
長部１０９に設けられ、３本が直線状に、回転体１０１
の上面１０８に立設されている。

【０００６】一方、係る搬送ロボットには、支柱１２０
が設けられており、該支柱１２０の上方端部には磁気軸
受け１２１が構成されている。又、磁気軸受け１２１は
正確には図示されていないが、図７に示されているよう
にウエハ搬送用のアーム１１０を直線状に非接触的に案
内するような構成を具備している。なお、支柱１２０’
は必須のものではないので、図中では鎖線で示されてい
る。

【０００７】該ウエハ搬送用アーム１１０は、直線状を
なし、その側部にはリニアモータを構成する走行子１１
１が取り付けられ、これに対応して真空室Ｒの支柱１２
０に固定子１１２が設けられている。またアーム１１０
の先端には図８に示されているように、ハンド１１３が
取り付けられ、このハンドにウエハ１１４が正確に位置
決めされて載置されるようになっている。

【０００８】次に、上記従来例の作用について説明す
る。モータの固定子１０４に通電する。ここで該モータ
はステップモータ等で構成され、或いは制御装置により
所定方向に所定量駆動される。これにより回転体１０１
が回転し、ウエハ搬送用アーム１１０も回転し、アーム
の方向が定まる。次にリニアモータの固定子１１２に
通電し、アーム１１０を直線移動せしめる。このように
してウエハ１１４を所望の位置へ移動するのである。プ
ロセス室など他のチャンバへウエハを移すときは、ゲー
トバルブ１１５を隔壁に設けておき、このバルブ部を開
閉して、図８に示されているようにウエハ搬送アーム１
１０を隔壁Ｗの外部へ出す。

【０００９】なお、リニアモータを先に駆動して、次に
回転体を駆動しても、或いは、これらを同時に駆動して
も同様に作用する。又、図９Ａには、従来の搬送ロボッ
トの他の構成例が示されており、係る従来例に於いて
は、図９Ｂに示す公知の４つ棒リンク機構の第１の駆動
腕部である第１のウィング８１を駆動する第１の駆動手
段８６と、該４つ棒リンク機構の第２の駆動腕部である
第２のウィング８２を駆動する第２の駆動手段８７と
が、該４つ棒リンク機構９０を挟んで上下の関係に配置
され、それぞれ個別の駆動系（図示せず）によって独立
に駆動制御されている。

【００１０】尚、図９Ｂに示す様に、該公知の４つ棒リ
ンク機構９０に於いては、該第１のウィング８１に回転
自在に接続されている第１のアーム部８３と該第２のウ
ィング８２に回転自在に接続されている第２のアーム部
８４とでリンクが構成され、該第１のアーム部８３と第
２のアーム部８４との先端部にフォーク部８５が設けら
れており、該第１と第２の駆動手段８６、８７が、互い
に反対の方向に回転する事によって、当該フォーク部８
５が、直線運動を行うものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、係る従来
の搬送ロボットに於いては、当該駆動手段の占める容積
が大きくなる為、搬送ロボットそのもののサイズが大型
化すると言う問題が有った。又、係る問題を解決する方
法として、中空モーターの様な特殊な駆動手段を使用す
ることが提案されているが、係る方法では、構成そのも
のが複雑となるので、根本的な解決には至っていない。

【００１２】更に、上記従来のロボットにおいて採用さ
れている磁気軸受けは剛性が小さいという問題がある。
そのため、高精度の位置決めや、高速に移動させること
ができないと言う問題がある。また、磁気軸受けに電力
を供給する方法にバッテリを用いると、交換のためのメ
ンテナンスが必要になり、トランスのような非接触で電
力を供給する方法では効率が悪いという問題もある。

【００１３】更に、真空中に発熱する磁気軸受け、駆動
装置があるため、冷却が困難であると言う問題がある。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を改良し、簡
易でコンパクトな構成により、電力を効率良く使用でき
ると共に、従来のウエハ搬送ロボットに比べ高速、高精
度の搬送が可能である搬送ロボット及びその搬送方法を
提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には以下に記載されたような技術
構成を採用するものである。即ち、本発明に於ける第１
の態様としては、真空加工処理室内に配置され、物体を
搭載搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わ
せる４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する
為に大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボッ
トに於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成
する第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第
１の駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆
動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段
とで構成され、且つ当該第１と第２の駆動手段は、互い
に同軸状で、該両駆動手段が一体的に回転しえる様に固
定的に積層されている搬送ロボットであり、又第２の態
様としては、真空加工処理室内に配置され、物体を搭載
搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わせる
４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する為に
大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボットに
於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成する
第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第１の
駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆動腕
部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段とで
構成されると共に、該４つ棒リンク機構の先端部に設け
られたフォーク部に、複数個の物体搭載部が旋回自在に
保持されたロータリーフォーク部が設けられている搬送
ロボットである。

【００１５】更に、本発明に係る第３の態様としては、
真空加工処理室内に配置され、物体を搭載搬送するフォ
ーク部に旋回運動及び直線運動を行わせる４つ棒リンク
機構と該４つ棒リンク機構を駆動する為に大気中に配置
された駆動手段とからなる搬送ロボットに於いて、該駆
動手段は、該４つ棒リンク機構を構成する第１の駆動腕
部を磁気結合により旋回駆動させる第１の駆動手段と該
４つ棒リンク機構を構成する第２の駆動腕部を磁気結合
により旋回駆動させる第２の駆動手段とで構成すると共
に当該第１と第２の駆動手段は、互いに同軸状で、該両
駆動手段が一体的に回転しえる様に固定的に積層されて
おり、上記第１と第２の駆動手段の内、下層部に配置さ
れている駆動手段のみを駆動させる事によって、当該４
つ棒リンク機構に設けられたフォーク部を旋回させる搬
送ロボットの搬送方法であり、又第４の態様としては、
真空加工処理室内に配置され、物体を搭載搬送するフォ
ーク部に旋回運動及び直線運動を行わせる４つ棒リンク
機構と該４つ棒リンク機構を駆動する為に大気中に配置
された駆動手段とからなる搬送ロボットに於いて、該駆
動手段は、該４つ棒リンク機構を構成する第１の駆動腕
部を磁気結合により旋回駆動させる第１の駆動手段と該
４つ棒リンク機構を構成する第２の駆動腕部を磁気結合
により旋回駆動させる第２の駆動手段とで構成されると
共に、該４つ棒リンク機構の先端部に設けられたフォー
ク部に、複数個の物体搭載部を載置せしめ、当該複数個
の物体搭載部が所定の時期に所定の部位間を回転移動さ
せる搬送ロボットに於ける搬送方法である。

【００１６】

【実施の形態】本発明に係る搬送ロボット及びその搬送
方法は、先ず第１の態様に於いては、２つの駆動手段の
基部を回転軸方向に同心状に積層固定させ、一方の駆動
手段の回転で他方の駆動手段が回転する様に配置されて
おり、従って、一方の駆動手段のみを回転する事によっ
て、４つ棒リンク機構を任意に旋回駆動させる事が可能
であり、又係る構成の駆動手段の内、特に下層に配置さ
れた、例えば、第１の駆動手段を一定方向に、一定の速
度で回転駆動させ、一方、上層に配置された例えば、第
２の駆動手段を該第１の駆動手段の回転方向と反対の方
向に、該第１の駆動手段の回転速度の２倍の回転速度で
回転駆動させる事によって、該４つ棒リンク機構を構成
する２つの独立した第１と第２の駆動腕部をそれぞれ反
対の方向に揺動させる事によって、該４つ棒リンク機構
の先端部に配置されたフォーク部を直線運動させる事が
可能となる。

【００１７】然も、本態様に於いては、上記第１と第２
の駆動手段が何れも大気中に設けられる事になるので、
電力の供給、制御が簡易となり、又発熱による問題の発
生も回避する事が可能となる。又本発明に於ける第２の
態様に於いては、該４つ棒リンク機構の先端部に配置さ
れたフォーク部に、複数個の物体搭載部を設け、且つ当
該複数個の物体搭載部を任意に回転せしめるロータリー
フォーク部を設ける事によって、真空加工処理室内に於
いて、所定のタイミングで、係るロータリーフォーク部
を所定の距離、回転移動させる事によって、被加工物体
の搬送、移送、受渡しの必要な操作を効率的に実行する
事が可能となる。

【００１８】又、本発明に於ける第３と第４の態様に於
いては、上記した構成に基づく物体の新しい搬送方法が
実現されうるのである。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明に係る搬送ロボット及び搬送
方法についての具体例を図面を参照しながら詳細に説明
する。即ち、図１〜図２は、本発明に係る搬送ロボット
１の一具体例の構成を示す平面図及び断面図であり、真
空加工処理室Ｓ内に配置され、物体を搭載搬送するフォ
ーク部１７に旋回運動及び直線運動を行わせる４つ棒リ
ンク機構２と該４つ棒リンク機構２を駆動する為に大気
中Ｔに配置された駆動手段３とからなる搬送ロボット１
に於いて、該駆動手段３は、該４つ棒リンク機構２を構
成する第１の駆動腕部５を磁気結合２０により旋回駆動
させる第１の駆動手段３１と該４つ棒リンク機構２を構
成する第２の駆動腕部６を磁気結合２１により旋回駆動
させる第２の駆動手段３２とで構成され、且つ当該第１
と第２の駆動手段３１、３２は、互いに同軸状で、該両
駆動手段３１、３２が一体的に回転しえる様に固定的に
積層されている搬送ロボット１が示されている。

【００２０】本発明に係る搬送ロボット１の構成をより
詳細に説明するならば、図１、２において本発明のウエ
ハ搬送ロボット１は、大気Ｔ側に設置された第１の回転
駆動手段３１と、該回転駆動手段３１の上に同心で設置
された第２の回転駆動手段３２と、該第１の回転駆動手
段３１に固定的に設けられた適宜の支持部材３３により
該第１の回転駆動手段３１と一体的に回転するマグネッ
ト３４と、該第２の回転駆動手段３２に固定的に設けら
れた適宜の支持部材３５により該第２の回転駆動手段３
２と一体的に回転するマグネット３６とが設けられてい
る。

【００２１】そして、該マグネット３４に大気と真空を
隔離する隔壁１９を通して磁力により結合している第１
のウイング５に支持されたマグネット２０及び該マグネ
ット３６に大気と真空を隔離する隔壁１９を通して磁力
により結合している第２のウイング６に支持されたマグ
ネット２１とが更に設けられている。尚、第１のウイン
グ５と第２のウイング６は何れも真空加工処理室Ｓ内に
設けられているものであって、該第１のウイング５は、
固体潤滑等のゴミ、ガス、粉塵等の発生の少ない軸受
け、ベアリング７により固定的に設けられた該隔壁１９
に支持されて回転自在に構成されており、又該第２のウ
イング６も、固体潤滑等のゴミ、ガス、粉塵等の発生の
少ない軸受け、ベアリング８により固定的に設けられた
該隔壁１９に支持されて回転自在に構成されている。

【００２２】即ち、本具体例に於いては、第１のウイン
グ５は、該マグネット３４と該マグネット２０との間で
磁気結合が形成され、又第２のウイング６は、該マグネ
ット３６と該マグネット２１との間で磁気結合が形成さ
れ、それぞれ、第１と第２の駆動手段３１と３２の回転
動作を第１と第２のウイング５、６に伝達する様に構成
されている。

【００２３】又、本具体例に於ける該第１のウイング５
には、固体潤滑等のゴミ、ガス、粉塵等の発生の少ない
第１の回転機構として軸受け、ベアリング等９が設けら
れると共に、該第２のウイング６には、同様に固体潤滑
等のゴミ、ガス、粉塵等の発生の少ない第２の回転機構
として軸受け、ベアリング等軸受け、ベアリング１０が
設けられており、該第１の回転機構９と該駆動手段３の
回転中心軸との距離と、該第２の回転機構１０と該駆動
手段３の回転中心軸との距離とは実質的に同一となる様
に設計されている。

【００２４】更に、本具体例の搬送ロボット１に於いて
は、該回転機構９に結合され回転動作する第１のアーム
部１１が設けられており、且つ当該第１のアーム部１１
の先端部上に第３の回転機構１３が配置されている。
一方、該回転機構１０に結合され回転動作する第２のア
ーム部１２が設けられており、且つ当該第２のアーム部
１２の先端部上に第４の他の回転機構１４が配置されて
いる。

【００２５】尚、該第１のアーム部１１の該第３の回転
機構１３と該第１の回転機構９との距離と該第２のアー
ム部１２の該第４の回転機構１４と該第２の回転機構１
０との距離とは実質的に同一となる様に設計されてい
る。又、該第３の回転機構１３と該第４の回転機構１４
には、それぞれ同心に配置された、互いに噛み合って駆
動される同期歯車１５、１６が設けられており、更に、
該第３の回転機構１３と該第４の回転機構１４とに結合
されたフォーク部１７を含んで構成されている。

【００２６】尚、本発明に於ける該搬送ロボット１に於
いては、当該フォーク部１７と該第１と第２のアーム部
１１、１２その接合部に、係る歯車を使用せずに前記し
た他の回転機構部の構成と同様にベアリング等を使用す
る事も可能である。本発明に於ける駆動手段３を構成す
る第１と第２の駆動手段３１、３２は、図に於いて上下
に積層されその一方の駆動手段３１は、図２に示す様
に、その基部４１は、固定された大気室Ｔの底部に固定
されて配置され、又該第２の駆動手段３２は、その基部
４２が、該第１の駆動腕部３１の上面部の回転部に固定
的に搭載されるものである。

【００２７】従って、本具体例に於いては当該４つ棒リ
ンク機構２に設けられたフォーク部１７を旋回させる為
には、上記第１と第２の駆動手段の内、下層部に配置さ
れている駆動手段３１のみを駆動させ上層の駆動手段３
２は回転駆動を停止させる様にすれば良く、その為に適
宜の第１の制御手段２８を設ける事が望ましい。更に、
本具体例に於いては、当該４つ棒リンク機構２に設けら
れたフォーク部１７を直線状に駆動させる為には、上記
第１と第２の駆動手段の内、下層部に配置されている駆
動手段３１を第１の方向に所定の旋回速度で旋回させる
と共に、上層部に配置されている駆動手段３２を、該第
１の駆動手段３１の回転方向である第１の方向とは反対
の第２の方向に回転させる様に制御すると共に、該下層
部に配置されている駆動手段３１の所定の旋回速度の２
倍の旋回速度で該第２の駆動手段３２を回転駆動させる
様に制御すればよく、その為に適宜の他の第２の制御手
段２９を設ける事が望ましい。

【００２８】次に上記態様に係る搬送ロボット１の動作
について説明する。即ち、該第１の回転駆動手段３１を
例えば時計回りにある角度回転させると、該第１の駆動
手段３１上に同心で固定的に配置されている第２の回転
駆動手段３２も同じ角度時計回りに回転する。そのため
マグネット３４と真空室Ｓ側で磁気的に結合されている
マグネット２０が回転せしめられるので、該第１のウイ
ング５も回転し、同様に第２のウイング６も時計回りに
同じ角度回転する。

【００２９】該第１のウイング５、第２のウイング６、
該第１のアーム部１１、第２のアーム部１２、及びフォ
ーク部１７は、軸受機構７、８、第１から第４の回転機
構９、１０、１３、１４によりリンク機構２を構成して
いるため、真空側Ｓにある当該４つ棒リンク機構２全体
が時計回りに同じ角度回転する。また、第１の回転駆動
手段３１を時計回りに３０度回転させ、該第２の回転駆
動手段３２を反時計回りに６０度回転させると、第１の
ウイング５は時計回りに３０度回転し、第２のウイング
６は反時計回りに３０度回転する。

【００３０】そのため、第１のアーム部１１は反時計ま
わりに、又第２のアーム部１２は時計回りに同じ角度で
回転する。そして、当該４つ棒リンク機構の為、フォー
ク部１７は回転せずに図１の上方に直線状に移動する。
このようにフォーク部１７は回転、伸縮動作が可能なた
めフォーク部１７の上にウエハ１８を乗せれば、ウエハ
１８を回転、伸縮方向に移動させることが可能である。

【００３１】次に、本発明に係る第２の態様に付いて図
３及び図４を参照しながら説明する。即ち、本発明に係
る第２の態様に於いては、当該搬送ロボット１は、真空
加工処理室Ｓ内に配置され、物体１８を搭載搬送するフ
ォーク部１７に旋回運動及び直線運動を行わせる４つ棒
リンク機構２と該４つ棒リンク機構２を駆動する為に大
気Ｔ中に配置された駆動手段３とからなる搬送ロボット
１に於いて、該駆動手段３は、該４つ棒リンク機構２を
構成する第１の駆動腕部５を磁気結合により旋回駆動さ
せる第１の駆動手段３１と該４つ棒リンク機構２を構成
する第２の駆動腕部６を磁気結合により旋回駆動させる
第２の駆動手段３２とで構成されると共に、該４つ棒リ
ンク機構２の先端部に設けられたフォーク部１７に、複
数個の物体搭載部５１、５２、・・・が旋回自在に保持
されたロータリーフォーク部５０が設けられているもの
である。

【００３２】又、本具体例に於いては、該ロータリーフ
ォーク部５０は、該フォーク部１７が、該４つ棒リンク
機構２の作動によって、該第１と第２の駆動手段３１、
３２の何れかが存在する位置に到達した時にのみ旋回可
能状態になる様に構成されている事が望ましく、更に
は、当該ロータリーフォーク部５０は、該第１と第２の
駆動手段の何れかの駆動手段３１、３２の回転動作を利
用して旋回せしめられる様に構成されている事が望まし
い。

【００３３】本発明に於ける第２の態様に於ける当該ロ
ータリーフォーク部５０は、該第１と第２の駆動手段の
何れかの駆動手段３１、３２と磁気クラッチ６９を介し
て駆動される様に構成されている事が好ましい。係る当
該磁気クラッチ６０は、該第１と第２の駆動手段の何れ
かの駆動手段３１、３２の回転動作に連動した回転磁気
手段６１と該ロータリーフォーク部５０に設けられた回
転磁気手段６２とで構成されている事が望ましい。

【００３４】更に、本発明に於ける該第２の態様に於い
ては、当該フォーク部１７と該ロータリーフォーク部５
０との間に、両者の相対的な回転を防止する静止ピン６
３が設けられているので、該磁気クラッチ６０が作動す
る際に、当該静止ピン６３が該フォーク部１７と該ロー
タリーフォーク部５０との間の係合を解除する様に構成
されているものである。

【００３５】又、本発明に於ける該第２の態様に於いて
は、当該第１と第２の駆動手段３１、３２は、図２に示
す様に、互いに同軸状で、該両駆動手段が一体的に回転
しえる様に固定的に積層されている事も好ましい。次
に、第２の態様に於ける搬送ロボット１の構成をより詳
細に説明する。図３は本発明における第２の態様に於け
るウエハ搬送ロボット１の一構成例を示す平面図であ
り、図４はその断面図である。図３、４において本発明
のウエハ搬送ロボットは、大気側に設置された回転駆動
手段３と、図１及び図２で説明した様に第１の駆動手段
３１と該第１の駆動手段３１の上に同心的に且つ固定的
に設置された第２の回転駆動手段３２とから構成されて
おり、その他の構成も図１及び図２で説明したと同様の
構成を採用しているので、詳細な説明は重複するので省
略し、本具体例の特徴であるフォーク部１７に設けられ
るロータリーフォーク部５０の構成を中心に説明する。

【００３６】尚、本具体例に於いて使用される第１と第
２の駆動手段３１、３２は、図４に示される様に上下方
向に同心で積層された形態に限定されるものではなく、
従来公知の配置形態を採用しえる事は言うまでもない。
即ち、図３及び図４から明らかな様に、本発明に係る搬
送ロボットの第２の態様に於いて、該ロータリーフォー
ク部５０の構成とその動作について説明するならば、該
第３の回転機構１３と該第４の回転機構１４と結合され
たフォーク部１７に、複数個の物体搭載部５１、５２、
・・・が旋回自在に保持されたロータリーフォーク部５
０が設けられているものであり、図３より明らかな様
に、その一例としては、複数個の物体搭載部５１、５
２、・・・（図３の例では２個の物体搭載部５１、５２
が示されている）が、適宜の支持部５５の先端部に取り
付けられ、且つ該支持部５５は、その中央部が回転自在
に、該フォーク部１７に保持されている。

【００３７】つまり、複数個の物体搭載部５１、５２、
・・・が、適宜のタイミングで、複数の加工処理部にそ
れぞれ移動回転しえる様に構成されているものである。
本具体例に於いては、該ロータリーフォーク部５０は、
上記の構成に限らず、全体を円板状に構成し、その周辺
部に適宜の複数個の物体搭載部５１、５２、・・・を配
置する様にしたものであっても良い。

【００３８】従って、本具体例における該ロータリーフ
ォーク部５０の回転中心部Ｐは、当該４つ棒リンク機構
２の動作に従って、移動する該フォーク部１７の移動に
応答して移動する様に構成されている。当該ロータリー
フォーク部５０が該フォーク部１７に回転自在に保持さ
れる構成については特に限定されるものではないが、例
えば、図３、図４に示す様に、当該フォーク部１７に設
けられた貫通孔６６に、スプラインガイドと称される、
当該ロータリーフォーク部５０の下面に設けられた該ロ
ータリーフォーク部５０の回転軸７０を嵌入させ、当該
回転軸７０の他端部に、マグネット円板６２を取り付け
るもので有ってもよい。

【００３９】係る構成に於いて、該フォーク部１７の上
面部と該ロータリーフォーク部５０の下面との間に適宜
のスプリング部材２２を配置させ、当該ロータリーフォ
ーク部５０を該フォーク部１７から離反させる方向のバ
イアス力を常時付加せしめておく事が望ましい。つま
り、上記回転軸７０は、該フォーク部１７を貫通して、
該ロータリーフォーク部５０に回転と上下運動をガイド
するスプラインガイドとして作用する。

【００４０】更に、本具体例に於ける該ロータリーフォ
ーク部５０には、該回転軸７０に固定されて配置された
該マグネット円板６２に、該フォーク部１７の裏面に設
けられた穴６７に嵌合しうる静止ピン６３が設けられて
いる。従って、後述する様に、該マグネット円板６２と
磁気クラッチを形成する当該駆動手段に於ける該マグネ
ット円板６１との関係に於いて、該マグネット円板６２
と該マグネット円板６１との間で吸着力が作用する磁気
クラッチが形成される場合には、該マグネット円板６２
が下方に降下して、該静止ピン６３が、該フォーク部１
７の裏面に設けられた穴６７との係合から解除され、該
ロータリーフォーク部５０が回転可能な状態となる。

【００４１】又、該マグネット円板６２と該マグネット
円板６１との間で反発力が作用する磁気クラッチが形成
される場合には、該ロータリーフォーク部５０の裏面部
に静止ピン６３’を設け、当該静止ピン６３’の先端部
が、該フォーク部１７の上面部に設けた穴６７’に嵌合
しうる様に構成し、該マグネット円板６２と該マグネッ
ト円板６１との間で反発力が作用する磁気クラッチが形
成される場合には、該マグネット円板６２が当該上方に
上昇して、該静止ピン６３’が、該フォーク部１７の上
面に設けられた穴６７’との係合から解除され、該ロー
タリーフォーク部５０が回転可能な状態となる様に構成
したものであっても良い。

【００４２】一方、大気中にある駆動手段３側に設けら
れる当該磁気クラッチ６０の一方側の構成は、例えば図
４に示すように、第１若しくは第２の回転駆動手段３１
又は３２の上部に固定された上下ガイド２３と、上下ガ
イド２３により上下する上下板２４と、上下板２４を上
下させる適宜の構成を有する上下動機構２５が設けれる
ものであり、例えば、電気的、流体的、或いは機械的に
作動するシリンダ２５が使用されるものであり、又、上
下板２４に固定され、回転駆動手段３１又は３２により
回転するマグネット円板６１とを含んで構成される。

【００４３】つぎに、係る構成の搬送ロボット１の動作
について説明する。フォーク部１７は前記した第１の実
施例で示したように、第１の回転駆動手段３１と第２の
回転駆動手段３２を適宜回転させることにより、回転、
伸縮動作を行う。更に本具体例に於いては、当該駆動手
段の回転による該フォーク部１７の伸縮動作により、該
フォーク部１７が、該駆動手段３の位置に移動してき
て、該駆動手段３の回転中心部Ｏと該ロータリーフォー
ク部５０の回転中心部Ｐとが重なる位置に移動させた時
に、該シリンダ２５を動作させ、該マグネット円板６１
を上方に移動させると、該マグネット円板６１と該マグ
ネット円板６２とが、図４に示す様に、反発力を発生す
る様に構成されている場合には、該マグネット円板６１
と該マグネット円板６２とが互いに反発して、図５Ｂに
示す様に、該スプリング部材２２の力に打ち勝って該マ
グネット円板６２が上昇するので、該ロータリーフォー
ク部５０に設けられた静止ピン６３’が、該フォーク部
１７の上面に設けられた穴６７’との係合から解除さ
れ、該ロータリーフォーク部５０が回転可能な状態とな
る。

【００４４】又、該マグネット円板６１と該マグネット
円板６２とが、吸引力を発生する様に構成されている場
合には、該マグネット円板６１と該マグネット円板６２
とが互いに吸引して、図５Ｂに示す様に、該スプリング
部材２２の力に打ち勝って該マグネット円板６２が下降
するので、該マグネット円板６２に設けられた静止ピン
６３が、該フォーク部１７の裏面に設けられた穴６７と
の係合から解除され、該ロータリーフォーク部５０が回
転可能な状態となる。

【００４５】この時、第１の回転駆動手段３１或いは図
示の様に別に設けられた第３の回転駆動手段２６を１８
０度回転させると、該マグネット円板６１が同一の角度
回転し、その磁力により該マグネット円板６２も回転す
るため、フォーク部１７の設けられた該ロータリーフォ
ーク部５０の中心部が１８０度回転する事になる。そし
て、シリンダ２５により該マグネット円板６１を下げれ
ば該マグネット円板６２は、該スプリング部材２２の力
により元の位置に戻されるので、該静止ピン２０が所定
の係合状態に入るので、該ロータリーフォーク部５０の
回転運動が拘束される。

【００４６】本発明に於ける当該具体例に於いては、該
上下動機構２５を駆動させる為、或いは、上記した第３
の回転駆動手段２６を駆動させる為の第３の制御手段３
０を設ける事が出来る。本発明に於いては、このよう
に、フォーク部１７に設けられたロータリーフォーク部
５０を任意に角度に回転させることができるため、当該
ロータリーフォーク部５０の所定の位置にウエハ１８を
乗せておき、該ウエハ１８をある場所まで回転、伸縮動
作によって移動せしめ、当該位置からウエハ１８を取り
出し、次いで該ロータリーフォーク部５０を所定の角度
回転させ、別のウエハ１８をその位置に搭載させること
が可能なので、高速にウエハを供給することが可能であ
る。

【００４７】尚、本発明に於ける上記第２の態様の具体
例として、図５Ａに示す様に、当該フォーク部１７その
ものを、図４に示されているロータリーフォーク部５０
の様な形状に構成するか、複数個のウエハを間隔を於い
て搭載しえる様にした回転装置に構成し、それを直接該
第１と第２のアーム部１１、１２に、その回転軸を嵌合
させて、回動自在に取り付ける様に構成してもよい。

【００４８】又、その場合に、当該磁気クラッチ機構６
０を吸引作用が働く様に構成しておき、該マグネット円
板６１を上昇されて該マグネット円板６２を下降させる
様に構成しておき、当該磁気クラッチ機構６０が作動す
る時点で、図５Ａに示す様な例えば、ソレノイド８１で
駆動され、上下動する静止ピン８３を設け、当該ソレノ
イド８１が作動しない時点では、該静止ピン８３が、該
フォーク部１７の裏面に設けられた穴部８２に嵌合する
様に構成され、当該ソレノイド８１が作動した時点で
は、該静止ピン８３が引っ込められて、当該該フォーク
部１７の裏面に設けられた穴部８２との嵌合が解除され
る様に構成しておく事も可能である。

【００４９】つまり、本発明に係る搬送ロボットの搬送
方法としては、上記で説明した様に、真空加工処理室内
に配置され、物体を搭載搬送するフォーク部に旋回運動
及び直線運動を行わせる４つ棒リンク機構と該４つ棒リ
ンク機構を駆動する為に大気中に配置された駆動手段と
からなる搬送ロボットに於いて、該駆動手段は、該４つ
棒リンク機構を構成する第１の駆動腕部を磁気結合によ
り旋回駆動させる第１の駆動手段と該４つ棒リンク機構
を構成する第２の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動さ
せる第２の駆動手段とで構成すると共に当該第１と第２
の駆動手段は、互いに同軸状で、該両駆動手段が一体的
に回転しえる様に固定的に積層されておき、上記第１と
第２の駆動手段の内、下層部に配置されている駆動手段
のみを駆動させる事によって、当該４つ棒リンク機構に
設けられたフォーク部を旋回させる様にする搬送ロボッ
トの搬送方法であり、又別の態様としては、真空加工処
理室内に配置され、物体を搭載搬送するフォーク部に旋
回運動及び直線運動を行わせる４つ棒リンク機構と該４
つ棒リンク機構を駆動する為に大気中に配置された駆動
手段とからなる搬送ロボットに於いて、該駆動手段は、
該４つ棒リンク機構を構成する第１の駆動腕部を磁気結
合により旋回駆動させる第１の駆動手段と該４つ棒リン
ク機構を構成する第２の駆動腕部を磁気結合により旋回
駆動させる第２の駆動手段とで構成すると共に当該第１
と第２の駆動手段は、互いに同軸状で、該両駆動手段が
一体的に回転しえる様に固定的に積層されておき、上記
第１と第２の駆動手段の内、下層部に配置されている駆
動手段を第１の方向に所定の旋回速度で旋回させると共
に、上層部に配置されている駆動手段を、該第１の方向
と反対の第２の方向に、該下層部に配置されている駆動
手段の所定の旋回速度の２倍の旋回速度で旋回駆動させ
る事によって、当該４つ棒リンク機構に設けられたフォ
ーク部を直線状に駆動させる様にする搬送ロボットの搬
送方法である。

【００５０】更に、本発明に搬送方法に係る別の態様と
しては、真空加工処理室内に配置され、物体を搭載搬送
するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わせる４つ
棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する為に大気
中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボットに於い
て、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成する第１
の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第１の駆動
手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆動腕部を
磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段とで構成
されると共に、該４つ棒リンク機構の先端部に設けられ
たフォーク部に、複数個の物体搭載部を載置せしめ、当
該複数個の物体搭載部が所定の時期に所定の部位間を回
転移動させる様に構成された搬送方法であり、又、上記
の構成に於いて、当該複数個の物体搭載部の旋回を、該
フォーク部が、該４つ棒リンク機構の作動によって、該
第１と第２の駆動手段の何れかが存在する位置に到達し
た時にのみ実行させる様に構成されている搬送方法であ
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明の搬送ロボットは、動作のガイド
に、剛性の高い軸受けを使用しているため、剛性の低い
磁気軸受けを使用する従来のウエハ搬送ロボットに比べ
高速、高精度の搬送が可能であるという効果がある。
また、本発明のウエハ搬送ロボットは、駆動機構を大気
側に置くことが可能なため、直接電力を供給でき、従来
のウエハ搬送ロボットのような非接触電力供給方法を使
用する必要が無く、電力を効率良く使用できるという効
果がある。

【００５２】さらに、駆動機構が大気側にあるため、駆
動機構からの発熱を容易に冷却することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る搬送ロボットの一具体例
の構成を示す平面図である。

【図２】図２は、本発明に係る搬送ロボットの一具体例
の構成を示す断面図である。

【図３】図３は、本発明に係る搬送ロボットの他の具体
例の構成を示す平面図である。

【図４】図４は、本発明に係る搬送ロボットの他の具体
例の構成を示す断面図であり、図４は、磁気クラッチが
反発作用を示す例を説明する図である。

【図５】図５Ａは、磁気クラッチが吸引作用を示す例を
説明する図であり、又図５Ｂは本発明に使用される磁気
クラッチの一具体例の構成を示す拡大図である。

【図６】図６は、従来に於ける搬送ロボットの構成の一
例を示す断面図である。

【図７】図７は、図６に示す従来に於ける搬送ロボット
の構成の一例を示す平面図である。

【図８】図８は、図６に示す従来に於ける搬送ロボット
の動作状態を示す側部断面図である。

【図９】図９は、従来に於ける搬送ロボットの構成の他
の例を示す図であり、図９Ａは、要部断面図であり、図
９Ｂは、４つ棒リンク機構の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…搬送ロボット２…リンク機構３…駆動手段５…第１のウイング、第１の駆動腕部６…第２のウイング、第２の駆動腕部７、８…回転支持機構９…第１の回転機構１０…第２の回転機構１１…第１のアーム部１２…第２のアーム部１３…第３の回転機構１４…第４の回転機構１５、１６…歯車１７…フォーク部１８…ウエハ１９…隔壁２０、２１…マグネット２２…スプリング部材２３…上下動ガイドピン２４…上下動板２５…シリンダ２６…回転駆動機構２８…第１の制御手段２９…第２の制御手段３０…第３の制御手段３１…第１の駆動手段３２…第２の駆動手段３３、３５…支持部材３４、３６…マグネット４１、４２…駆動手段の固定基部５０…ロータリーフォーク部５１、５２・・…物体搭載部５５…支持部６０…磁気クラッチ６１、６２…マグネット円板６３、６３’…静止ピン６６…貫通孔６７、６７’…嵌合穴部７０…回転軸８０…回転軸８１…ソレノイド８２…嵌合穴８３…静止ピン

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】真空加工処理室内に配置され、物体を搭
載搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わせ
る４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する為
に大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボット
に於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成す
る第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第１
の駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆動
腕部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段と
で構成され、且つ当該第１と第２の駆動手段は、互いに
同軸状で、該両駆動手段が一体的に回転しえる様に固定
的に積層されている事を特徴とする搬送ロボット。
【請求項２】当該４つ棒リンク機構に設けられたフォ
ーク部を旋回させる為に、上記第１と第２の駆動手段の
内、下層部に配置されている駆動手段のみを駆動させる
制御手段が設けられている事を特徴とする請求項１記載
の搬送ロボット。
【請求項３】当該４つ棒リンク機構に設けられたフォ
ーク部を直線状に駆動させる為に、上記第１と第２の駆
動手段の内、下層部に配置されている駆動手段を第１の
方向に所定の旋回速度で旋回させると共に、上層部に配
置されている駆動手段を、該第１の方向と反対の第２の
方向に、該下層部に配置されている駆動手段の所定の旋
回速度の２倍の旋回速度で旋回駆動させる制御手段が設
けられている事を特徴とする請求項１記載の搬送ロボッ
ト。
【請求項４】真空加工処理室内に配置され、物体を搭
載搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わせ
る４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する為
に大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボット
に於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成す
る第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第１
の駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆動
腕部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段と
で構成されると共に、該４つ棒リンク機構の先端部に設
けられたフォーク部に、複数個の物体搭載部が旋回自在
に保持されたロータリーフォーク部が設けられている事
を特徴とする搬送ロボット。
【請求項５】当該ロータリーフォーク部は、該フォー
ク部が、該４つ棒リンク機構の作動によって、該第１と
第２の駆動手段の何れかが存在する位置に到達した時に
のみ旋回可能状態になる様に構成されている事を特徴と
する請求項４記載の搬送ロボット。
【請求項６】当該ロータリーフォーク部は、該第１と
第２の駆動手段の何れかの駆動手段の回転動作を利用し
て旋回せしめられる様に構成されている事を特徴とする
請求項５記載の搬送ロボット。
【請求項７】当該ロータリーフォーク部は、該第１と
第２の駆動手段の何れかの駆動手段と磁気クラッチを介
して駆動される様に構成されている事を特徴とする請求
項６記載の搬送ロボット。
【請求項８】当該磁気クラッチは、該第１と第２の駆
動手段の何れかの駆動手段の回転動作に連動した回転磁
気手段と該ロータリーフォーク部に設けられた回転磁気
手段とで構成されている事を特徴とする請求項７記載の
搬送ロボット。
【請求項９】当該フォーク部と該ロータリーフォーク
部との間に、両者の相対的な回転を防止する静止ピンが
設けられており、該磁気クラッチが作動する際に、当該
静止ピンが該フォーク部と該ロータリーフォーク部との
間の係合を解除する様に構成されている事を特徴とする
請求項４乃至８のいずれかに記載の搬送ロボット。
【請求項１０】当該第１と第２の駆動手段は、互いに
同軸状で、該両駆動手段が一体的に回転しえる様に固定
的に積層されている事を特徴とする請求項４乃至９の何
れかに記載の搬送ロボット。
【請求項１１】真空加工処理室内に配置され、物体を
搭載搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わ
せる４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する
為に大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボッ
トに於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成
する第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第
１の駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆
動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段
とで構成されると共に、該４つ棒リンク機構の先端部に
設けられたフォーク部を直接当該４つ棒リンク機構の第
１と第２のアーム部に同時に旋回自在に嵌合せしめると
共に、複数個の物体搭載部を形成せしめ、該旋回自在に
保持された当該フォーク部を所定の部位に於いて当該駆
動手段により旋回駆動される様に構成されている事を特
徴とする搬送ロボット。
【請求項１２】真空加工処理室内に配置され、物体を
搭載搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わ
せる４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する
為に大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボッ
トに於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成
する第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第
１の駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆
動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段
とで構成すると共に当該第１と第２の駆動手段は、互い
に同軸状で、該両駆動手段が一体的に回転しえる様に固
定的に積層されており、上記第１と第２の駆動手段の
内、下層部に配置されている駆動手段のみを駆動させる
事によって、当該４つ棒リンク機構に設けられたフォー
ク部を旋回させる事を特徴とする搬送ロボットの搬送方
法。
【請求項１３】真空加工処理室内に配置され、物体を
搭載搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わ
せる４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する
為に大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボッ
トに於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成
する第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第
１の駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆
動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段
とで構成すると共に当該第１と第２の駆動手段は、互い
に同軸状で、該両駆動手段が一体的に回転しえる様に固
定的に積層されており、上記第１と第２の駆動手段の
内、下層部に配置されている駆動手段を第１の方向に所
定の旋回速度で旋回させると共に、上層部に配置されて
いる駆動手段を、該第１の方向と反対の第２の方向に、
該下層部に配置されている駆動手段の所定の旋回速度の
２倍の旋回速度で旋回駆動させる事によって、当該４つ
棒リンク機構に設けられたフォーク部を直線状に駆動さ
せる事を特徴とする搬送ロボットの搬送方法。
【請求項１４】真空加工処理室内に配置され、物体を
搭載搬送するフォーク部に旋回運動及び直線運動を行わ
せる４つ棒リンク機構と該４つ棒リンク機構を駆動する
為に大気中に配置された駆動手段とからなる搬送ロボッ
トに於いて、該駆動手段は、該４つ棒リンク機構を構成
する第１の駆動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第
１の駆動手段と該４つ棒リンク機構を構成する第２の駆
動腕部を磁気結合により旋回駆動させる第２の駆動手段
とで構成されると共に、該４つ棒リンク機構の先端部に
設けられたフォーク部に、複数個の物体搭載部を載置せ
しめ、当該複数個の物体搭載部が所定の時期に所定の部
位間を回転移動させる事を特徴とする搬送ロボットに於
ける搬送方法。
【請求項１５】当該複数個の物体搭載部の旋回を、該
フォーク部が、該４つ棒リンク機構の作動によって、該
第１と第２の駆動手段の何れかが存在する位置に到達し
た時にのみ実行させる様に構成されている事を特徴とす
る請求項１４記載の搬送方法。