JP3113729B2 - 同軸駆動部を有する平行リンクロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同軸駆動部を有する搬
送用ロボットに関し、真空内のウエハ搬送ロボットに用
いて好適のものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フロッグレッグ式真空内搬送ロボ
ットは、図６に示すように、同芯２軸のモータ１，２の
内側軸１ａ及び外側軸２ａにそれぞれ取付けられた第１
アーム３及び４は、リンク軸５を介してそれぞれ第２ア
ーム６及び７に接続され、また該第２アーム６，７の先
端部は、ウエハ８の搬送用受皿（試料台）９に、図示し
ない同様のリンク軸を介して接続されている。そしてこ
れら第１アーム３，４と第２アーム６，７によってリン
ク機構を形成している。図中、１０は、アーム６，７に
逆方向の運動を与えるための歯車である。作動時、上記
同芯２軸のモータ１，２の軸１ａ及び２ａをθ₁ 及びθ
₂ の角度範囲で回動させることにより、搬送用受皿９に
矢印ｂ方向の直線往復運動させるようになっている。

【０００３】また、図７（ａ）及び（ｂ）は、同様のウ
エハ搬送ロボットの平面図及び側面図で、図中、図５に
記載した符号と同一の符号は同一ないし同類部分を示す
ものとする。このものにおいては、第２アーム６，７を
第１アーム３，４より長く形成して死点をなくすように
なっている。作動時、ロボットが旋回する際は、アーム
３，４が同一方向に回転し、ロボットが伸縮（直線運
動）する際は、アーム３，４が逆方向に回転するように
なっている。

【０００４】一方、最近の半導体製造装置は、１台でウ
エハに多層の膜を形成するため、図５（ａ）に示すよう
に、膜を形成する成膜室（モジュール）を複数個備え、
これら複数の成膜室１１ａ〜１１ｄは、内部にウエハ搬
送ロボットを備えた搬送室１２ａ，１２ｂを介して連通
され、また該搬送室１２ａ，１２ｂは、成膜前と後のウ
エハを収納したカセット室１３ａ，１３ｂと連通されて
いる。図中、１１ｅは両搬送室１２ａ，１２ｂをつなぐ
中間室で、両室共有の一つの成膜室を形成している。１
４は内部に各種配線配管を収納した架台、１５は成膜室
の架台である。

【０００５】上記のように構成された半導体製造装置に
おいて、ウエハの搬送工程は図５（ｂ）に示すように、
各成膜室Ｉ（１１ｅ），II（１１ｂ）， III（１１ａ）
で成膜等の処理が終了すると、室Ｉのウエハは室II
へ、また室IIのウエハは室 IIIへ、また室 IIIのウエ
ハはカセット室１３ａへ、内部ロボット１６によって
搬送されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のフロッ
グレグ型のロボットは、図７に示すように、同芯２軸の
モータ１，２の内側軸１ａ及び外側軸２ａにそれぞれ取
付けられた第１アーム３及び４より、これら第１アーム
３，４にリンク軸５を介して接続された第２アーム６及
び７を長くして、死点をなくすように構成しているた
め、図３に示すようなウエハ１８を２枚同時に搬送でき
るような長い寸法（長尺）の試料台１９を、第２アーム
６，７に取付けることができず、そのため、処理量（ス
ループット）を向上させることができないという問題点
があった。

【０００７】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決し、図３に示すようなウエハ等の試料を２枚同時に搬
送できるような長尺の試料台を取付けることができ、処
理量の向上が可能な搬送用ロボットを提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、同軸駆動部の内軸及び外軸にそれぞれ
一端を固定した２個のアームを用いて第１の平行リンク
を形成し、該第１の平行リンクにおける内軸又は外軸に
固定した一方のアームと平行の対向するアームの少くと
も一部を共通にした第２の平行リンクを形成し、該第２
の平行リンクの共通のアームに対向する位置に該共通ア
ームと平行に試料台を、２個の平行アームの端部に長手
方向の２個所で支持して取付け、これら第１及び第２の
各平行リンクを構成するそれぞれ一つのアームの同軸駆
動部と反対側の一端を、上記共通のアームの軸上にそれ
ぞれ支持された同期歯車の軸にそれぞれ固定し、これら
第１及び第２の両平行リンクを互いに連係して組合わ
せ、ダブルリンクを形成したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記のように構成されているので、（ｉ）試料
台を伸縮（直線）運動させる場合には、（図において）
同軸駆動部の内軸と外軸にそれぞれ一端を固定した第１
アームと第２アームを用いて形成された第１の平行リン
クのうち、内軸に固定された第１アームを固定し、外軸
に固定された第２アームのみを例えば反時計方向に旋回
（回転）させると、該第２アームの他端に取付けた同期
歯車も、第１アームと対向する共通アームと共に、同軸
駆動部軸心の周りに旋回、移動する。

【００１０】このとき、上記同期歯車と噛合う第２の平
行リンクの同期歯車も一緒に移動するが、これらの両同
期歯車は、第１の平行リンク側のものは反時計方向に、
また第２の平行リンク側のものは時計方向にそれぞれ自
転することになるので、該第２の平行リンク側の同期歯
車軸に一端を固定し他端を試料台に取付けられた該第２
の平行リンクの第１アームは、上記同期歯車軸を軸とし
て時計方向に旋回（回転）する。従って上記試料台は同
軸駆動部に向かって伸縮運動する。

【００１１】（ii）他方、試料台を旋回運動させたい場
合には、前記同軸駆動部の内軸と外軸にそれぞれ一端を
固定された第１及び第２の両アームを、同方向に同一角
度旋回させると、第１の平行リンクと第２の平行リンク
は、それぞれそのままの形状（各アームのなす角度が変
化しない形状）を保ったまま、両平行リンク全体が、試
料台を含めて同軸駆動部を中心に旋回運動する。

【００１２】このようにして、長尺の試料台上の２個の
ウエハ等の試料は、伸縮と旋回の両運動を行って能率よ
く円滑に搬送されるので、処理量（スループット）が向
上する。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す平行リンクロボッ
トの機構を示す説明図である。

【００１４】図において、１ａ及び２ａは、図６の同芯
２軸のモータ１，２の内側軸１ａ及び外側軸２ａに相当
する同軸駆動部の内軸及び外軸であって、内軸１ａには
アーム２１の一端が固定され、外軸２ａにはアーム２２
の一端が固定され、これらの両アーム２１及び２２にそ
れぞれ平行なアーム２３及び２４の両端を軸支（ピボッ
ト）して第１の平行リンクＡを形成し、アーム２２の他
端には同期歯車２５の軸２５ａが固定され、該歯車軸２
５ａはアーム２３に軸支されている。なお、上記アーム
２２と２４は同一長さに形成されている。

【００１５】一方、上記アーム２３の少くとも一部を共
通にした第２の平行リンクＢは、前記アーム２２と同一
長さのアーム２７と、該アーム２７と平行のアーム２８
とによって形成され、該アーム２７の一端は、アーム２
３の延長部に軸支され且つ前記同期歯車２５と常時かみ
合う歯車２６の軸２６ａに固定され、他端は、図３に示
すような長尺の試料台１９の一側に軸支されている。ま
た、該アーム２７と平行のアーム２８の一端は、上記ア
ーム２３に軸支され、他端は、試料台１９の他側に軸支
されている。

【００１６】図２は、上記リンク機構を備えた本発明の
平行リンクロボットの要部断面図であって、図中、図１
に記載した符号と同一の符号は同一ないし同類部分を示
すものとする。

【００１７】次に、作用について説明すると、先ず
（ｉ）試料台１９を従来例（図６）における矢印ｂ方向
の伸縮運動、つまり直線往復運動をさせる場合には、第
１の平行リンクＡの内軸１ａに固定されたアーム２１を
固定し、外軸２ａに固定されたアーム２２のみを、例え
ば図示のイのように反時計方向に旋回（回転）させる
と、該アーム２２の他端に取付けられた同期歯車２５
も、アーム２１と平行の共通アーム２３と共に、同軸駆
動部の軸心の周りに旋回移動する。

【００１８】このとき、同期歯車２５と噛合う第２の平
行リンクＢの同期歯車２６も噛合ったままアーム２３と
一緒に移動するが、この旋回移動に伴い、これらの同期
歯車２５、２６は矢印ロ，ハの相反する方向に自転する
ことになるので、該第２の平行リンクＢ側の同期歯車軸
２６ａに一端を固定し他端を試料台に固定されたアーム
２７は、該同期歯車軸２６ａを軸として時計方向に旋回
し、それに伴いアーム２８も同方向に旋回して、試料台
１９は、同軸駆動部１ａ，２ａの方へ伸縮（直線）運動
する。

【００１９】他方、（ii) 試料台１９を旋回運動させた
い場合には、同軸駆動部の内軸１ａと外軸２ａに一端を
固定されたアーム２１と２２を、同方向に同一角度旋回
させると、第１の平行リンクＡと第２の平行リンクＢ
は、そのままの形状を保ったまま、全体が試料台１９を
含めて同軸駆動部を中心に旋回運動する。上記の旋回運
動は、図５（ｂ）における中間室Ｉ（１１ｅ）内のウエ
ハを、実線矢印ホのように室IIへ搬送する場合等に用
いられる。

【００２０】この実施例によれば、同軸の駆動部に第１
及び第２の平行リンクＡ及びＢを二つ組み合せたダブル
リンクを設け、第２の平行リンクの先端に、ウエハ１８
を２個載置することのできる長尺の試料台１９を取付け
ているので、装置内真空中の搬送のスループット（処理
量）を向上させることが可能となる。

【００２１】なお、上記した実施例において、第２の平
行リンクＢの平行アーム２７，２８の端部にウエハ１８
搬送用試料台１９を取付けた装置について説明したが、
搬送物にウエハの代りにディスプレー用ガラス基板等を
用いてもよい。

【００２２】図４は、本発明の他の実施例を示す説明図
であって、図中、図１に記載した符号と同一の符号は同
一ないし同類部分を示すものとする。この実施例では、
第１の平行リンクＡのアーム２２の他端に同期歯車２５
の軸２５ａが固定され、該歯車軸２５ａは、第２の平行
リンクＢのアーム２８の一端に固定された軸２８ａと、
同軸上に共通のアーム２３によって別々に軸支されてい
る。また上記同期歯車２５とかみ合う歯車２６の軸２６
ａは、該第２の平行リンクＢのアーム２７の一端に固定
され、共通アーム２３とアーム２４の支点（ピボット）
に軸支されている。この実施例によっても、先の実施例
と同様の作用が行われる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、同
軸駆動部の内軸及び外軸にそれぞれ一端を固定した２個
のアームを用いて第１の平行リンクを形成し、該第１の
平行リンクにおける内軸又は外軸に固定した一方のアー
ムと平行の対向するアームの少くとも一部を共通にした
第２の平行リンクを形成し、該第２の平行リンクの共通
のアームに対向する位置に該共通アームと平行に試料台
を２個の平行アームの端部の長手方向の２個所で支持し
て取付け、これら第１及び第２の各平行リンクを構成す
るそれぞれ一つのアームの同軸駆動部と反対側の一端
を、上記共通のアームの軸上にそれぞれ支持された同期
歯車の軸にそれぞれ固定し、これら第１及び第２の両平
行リンクを互いに連係して組合わせ、ダブルリンクを形
成したことにより、ダブルリンクの先端に、試料を２個
載置することのできる長尺の試料台を取付けることがで
きるので、装置内の真空中搬送の処理量（スループッ
ト）を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平行リンクロボットの
機構を示す説明図である。

【図２】図１のリンク機構を備えた本発明の平行リンク
ロボットの要部断面図である。

【図３】本発明の平行リンクロボットに使用される試料
台の一実施例を示す平面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図５】半導体製造装置の構造図で、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は搬送系概念図である。

【図６】従来例を示す真空内搬送ロボットの斜視図であ
る。

【図７】図６と同様の従来例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１ａ 内軸 ２ａ 外軸 １８ ウエハ １９ 試料台 ２１ アーム ２２ アーム ２３ アーム ２４ アーム ２５ 同期歯車 ２５ａ 歯車軸 ２６ 同期歯車 ２６ａ 歯車軸 ２７ アーム ２８ アーム Ａ 第１の平行リンク Ｂ 第２の平行リンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 21/00 - 21/54

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸駆動部の内軸及び外軸にそれぞれ一
   端を固定した２個のアームを用いて第１の平行リンクを
   形成し、該第１の平行リンクにおける内軸又は外軸に固
   定した一方のアームと平行の対向するアームの少くとも
   一部を共通にした第２の平行リンクを形成し、該第２の
   平行リンクの共通のアームに対向する位置に該共通アー
   ムと平行に試料台を、２個の平行アームの端部に長手方
   向の２個所で支持して取付け、これら第１及び第２の各
   平行リンクを構成するそれぞれ一つのアームの同軸駆動
   部と反対側の一端を、上記共通のアームの軸上にそれぞ
   れ支持された同期歯車の軸にそれぞれ固定し、これら第
   １及び第２の両平行リンクを互いに連係して組合わせダ
   ブルリンクを形成したことを特徴とする同軸駆動部を有
   する平行リンクロボット。