JP3857349B2 - ハンドリング用ロボット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置や、LCD製造装置等のように、1つのトランスファチャンバの周囲に複数のステーションとなるプロセスチャンバを配設し、各プロセスチャンバにて加工処理されるウエハ等の薄板状のワークを、トランスファチャンバを経由して、このトランスファチャンバに設けたハンドリング用ロボットにて、1つのプロセスチャンバから他のプロセスチャンバへ搬送するようにしたマルチチャンバタイプの製造装置における上記ハンドリング用ロボットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
マルチチャンバタイプの半導体製造装置は図1に示すようになっていて、トランスファチャンバ1の周囲に、複数のプロセスチャンバからなるステーション2a,2b,2c,2d,2eと、外部に対してワークを受け渡しを行うワーク受け渡しステーション3とが配設されており、トランスファチャンバ1内は常時真空装置にて真空状態が保たれている。
【0003】
そして上記トランスファチャンバ1は図2に示すようになっていて、これの中心部にハンドリング用ロボットAが回転可能に備えてあり、周壁で、かつ各ステーション2a,2b,2c,2d,2e及びワーク受け渡しステーション3に対向する仕切り壁5には各ステーションへのワークの出入口となるゲート6が設けてある。このゲート6はトランスファチャンバ2の内側に各ゲート6に対向して設けられた図示しない開閉扉にて開閉されるようになっている。
【0004】
上記ハンドリング用ロボットAはいわゆるフロッグレッグ式の双腕型といわれているものが用いられていて、その構成は図3から図6に示すようになっている。
【0005】
回転中心に対して同長の2本のアーム7a,7bがそれぞれ回転可能に設けられている。一方同一形状の2つの搬送台8a,8bを有しており、この各搬送台8a,8bの基部に、同長の2本のリンク9a,9bの一端が連結されている。この両リンク9a,9bの一端は搬送台8a,8bに対してフロッグレッグ式の搬送台姿勢規制機構を介して連結されており、両リンク9a,9bは各搬送台8a,8bに対して完全に対称方向に回転するようになっている。
そして各搬送台8a,8bに連結した2本のリンクのうちの一方のリンクは一方のアームに、他方のリンクは他方のアームにそれぞれ連結されている。
【0006】
図4は上記フロッグレッグ式の搬送台姿勢規制機構を示すもので、搬送台8a,8bに連結される2本のリンク9a,9bの先端部は図4(a)に示すように互いに噛合う歯車9c,9cからなる歯車構成により結合されており、搬送台8a,8bに対するリンク9a,9bの姿勢角θR,θLが常に同じになるようにしている。これにより、搬送台8a,8bは常にトランスファチャンバ1の半径方向に向けられると共に、半径方向へ動作される。
上記リンク9a,9bの連結は歯車に代えて、図4(b)に示すようにたすき掛けしたベルト9dによるものもある。
【0007】
図5は上記アーム7a,7bをそれぞれ独立して回転するための機構を示すものである。
各アーム7a,7bの基部はそれぞれリング状になっていて、この各リング状ボス10a,10bは回転中心に対して同軸状にしてトランスファチャンバ1に対して回転自在に支持されている。
【0008】
一方両リング状ボス10a,10bの内側には円板状ボス11a,11bがそれぞれに対向されて同じ同心状に配置されており、この各対向するリング状ボスと円板状ボスとがマグネットカップリング12a,12bにて回転方向に係脱自在に連結されている。
【0009】
上記各円板状ボス11a,11bのそれぞれの回転軸13a,13bは同心状に配置されていて、このそれぞれの回転軸13a,13bはトランスファチャンバ1のフレーム1aに同心状にして軸方向に位置をずらせて支持されたモータユニット14a,14bの出力部に連結されている。
【0010】
上記モータユニット14a,14bは、例えばACサーボモータを用いたモータ15と、ハーモニックドライブ(商品名、以下同じ)を用いた減速機16が一体状に結合されていて、各減速機16,16の出力部が上記各回転軸13a,13bの基端に連結されている。
アーム7a,7bが位置されるトランスファチャンバ1内は真空状態に維持されることから、このアーム回転機構のリング状ボス10a,10bと円板状ボス11a,11bとの間に密閉用の隔壁17が設けてある。
【0011】
図6の(a),(b)は上記した従来のハンドリング用ロボットAの作用を示すもので、図6(a)に示すように、両アーム7a,7bが回転中心に対して直径方向に対称位置にあるときには、両搬送台8a,8bに対してリンク9a,9bが最も拡開するよう回転された状態となり、従って両搬送台8a,8bは回転中心側へ移動されている。
【0012】
この状態で両アーム7a,7bを同一方向に回転することにより、両搬送台8a,8bは半径方向の位置を維持したまま回転中心に対して回転される。
また図6(a)に示す状態から、両アーム7a,7bを、これらが互いに近付く方向(互いに逆方向)に回転することにより、図6(b)に示すように両アーム7a,7bでなす角度が小さくなる方に位置する搬送台8aがリンク9a,9bに押されて放射方向外側へ突出動されてトランスファチャンバ1に対して放射方向外側に隣接して設けられた上記ステーション2a,2b,2c,2d,2e,3の1つのステーションのプロセスチャンバ内に突入する。
【0013】
このとき、他方の搬送台は回転中心側へ移動されるが、各アーム7a,7bとリンク9a,9bとのなす角度の関係上、その移動量はわずかとなる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のハンドリング用ロボットにあっては、搬送台が2個あることにより、この2個の搬送台を各ステーションに対して交互に、あるいは連続して用いることができ、双腕ロボットとしての作用効果が期待されていたが、現実には次のような問題がある。
【0015】
すなわち、プロセスの順番が決まっており、各ステーションで処理したウエハを各ステーションに順番に送っていく場合において、各ステーション内には処理中または処理済みのウエハがある。このとき、あるステーション内の処理済みのウエハを未処理のウエハと交換する場合、この従来のハンドリング用ロボットAでは、図7から図11に示すように、まず、一方の搬送台8aに未処理のウエハW1 を支持してからハンドリング用ロボットAを旋回して空いている方の搬送台8bを交換しようとするステーション2eに対向させる(図7)。
【0016】
ついで、この空いている方の搬送台8bをステーション2e内へ突入させてこれの上に処理済みのウエハW2 を受け取り(図8)、トランスファチャンバ1内へ搬送する。その後、ハンドリング用ロボットAを180度旋回して(図9)、未処理のウエハW1 を支持している搬送台8aを上記ステーション2eに対向させてからこれをステーション2e内へ突入動(図10)して未処理のウエハW1 をこのステーション2e内へ搬入し、空になった搬送台8aはトランスファチャンバ1内に没入動される(図11)。
【0017】
このように、上記従来のハンドリング用ロボットでは、1つのステーションに対してウエハを交換する度に180度旋回しなければならず、ウエハ交換のサイクルタイムが長くなってしまうという問題があった。
【0018】
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、1つのステーションに対してハンドリング用ロボットAを旋回することなくステーション内の処理済みのウエハと、トランスファチャンバ内の未処理のウエハを交換することができるようにしてウエハ交換のサイクルタイムを短縮できるようにしたハンドリング用ロボットを提供することを目的とするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記目的を達成するために、本発明に係る第1の手段に係るハンドリング用ロボットは、第1,第2,第3のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1のアームを、第2のボスに第2,第3のアームを、第3のボスに第4のアームを、それぞれのボスに設け、第1,第2のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、また第3,第4のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、この両搬送台が、第1と第2のアームがボスの両側に位置し、さらに第3と第4のアームもボスの両側に位置した状態で、回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結した構成となっている。
【0022】
この構成において、第1と第2のアームを互いにこれにリンクを介して連結した第1の搬送台側に近付く方向へ回転することにより、この第1の搬送台は突出動される。一方このとき、第3,第4のアームはこれにリンクを介して連結した第2の搬送台から遠ざかる方向に回転され、この第2の搬送台は没入状態が保たれる。また、上記状態で、今度は第3,第4のアームを互いはこれにリンクを介して連結した第2の搬送台に近付く方向に回転することにより、この第2の搬送台は突出動され、逆に第1の搬送台が没入動される。
【0023】
また、第2の手段に係るハンドリング用ロボットは、第1,第2のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1,第2のアームを設け、第2のボスに第3,第4のアームを、第3のアームをボスの側面に、第4のアームをボスの頂面に立設した脚柱にそれぞれ一端を固着して設け、第1,第4のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、また第2,第3のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、この両搬送台が、第1と第4のアームがボスの両側に位置した状態で、回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結した構成となっている。
【0024】
この構成において、第1と第4のアームを互いにこれにリンクを介して連結した第1の搬送台側に近付く方向へ回転することにより、この第1の搬送台は突出動される。一方このとき、第2,第3のアームはこれにリンクを介して連結した第2の搬送台から遠ざかる方向に回転され、この第2の搬送台は没入状態が保たれる。また、上記状態で、今度は第2,第3のアームを互いはこれに連結した第2の搬送台に近付く方向に回転することより、この第2の搬送台は突出動され、逆に第1の搬送台が没入動される。
【0025】
また、第3の手段に係るハンドリング用ロボットは、第1,第2のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1,第2のアームを回転中心に対して両側に突出して設け、第2のボスに第3,第4のアームを回転中心に対して両側に突出して設け、第1,第4のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、また第2,第3のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、この両搬送台が、第1と第4のアームがボスの両側に位置した状態で、回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結した構成となっている。
【0026】
この構成において、第1と第4のアームを互いにこれにリンクを介して連結した第1の搬送台側に近付く方向へ回転することにより、この第1の搬送台は突出動される。一方このとき、第2,第3のアームはこれにリンクを介して連結した第2の搬送台から遠ざかる方向に回転され、この第2の搬送台は没入状態が保たれる。また、上記状態で、今度は第2,第3のアームを互いはこれにリンクを介して連結した第2の搬送台に近付く方向に回転することより、この第2の搬送台は突出動され、逆に第1の搬送台が没入される。そして上記各構成における作用は、ハンドリング用ロボットAが回転方向に停止した状態で行われる。
【0027】
さらに、第4,第5,第6の手段に係るハンドリング用ロボットは、上記第1,第2,第3の各手段に係るハンドリング用ロボットにおいて、各ボスに設けたアームが、各ボスに対して放射方向に、かつ一対となるアームがボスの直径方向両側に位置するようにすると共に、対となるアームごとに長さを変え、さらに、この各対のアームの先端にリンクを介して連結した第1,第2の搬送台が、各アームがボスの直径方向両側に位置した状態で、これらを結ぶ線より搬送台の突出方向へずれた位置となるようにした構成となっている。
【0028】
この第4,第5,第6の各手段の構成においては、上記第1,第2,第3の各対応する手段と同様の作用を行うと共に、第1,第2の搬送台は互いに干渉することなくスムーズに突入動、没入動及び回転動を行う。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、第1,第2の2つの搬送台を同一方向へ向けて交互に突出動と没入動を行うことができ、これにより、1つのステーションに対してハンドリング用ロボットAを旋回することなくステーション内の処理済みのウエハと、トランスファチャンバ内の未処理のウエハを交換することができ、この両ウエハの交換のためのタイクルタイムを大幅に短縮することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図12から図16で示す第1の実施例、図17から図21で示す第2の実施例、図22から図25で示す第3の実施例を説明する。
なおこの説明において、図11までに示した従来の構成と同一のものは同一の符号を付して説明を省略する。
【0031】
(第1の実施例)
トランスファチャンバ1の中心部に第1、第2、第3の3個のリング状ボス20a,20b,20cがそれぞれ同心状にして下側から順に重ね合わせた状態にしてかつ図示しない軸受を介して個々に回転自在に支持されている。
【0032】
そして上記各リング状ボス20a,20b,20cのそれぞれ対向する内側には円板状ボス21a,21b,21cが軸方向に重ね合わせ状にしてトランスファチャンバ1のフレーム1a側に図示しない軸受を介して個々に回転自在に支持されている。
【0033】
上記互いに対向する各リング状ボス20a〜20cと円板状ボス21a〜21cのそれぞれはマグネットカップリング22a,22b,22cにて回転方向に磁気的に連結されている。そしてこの構成においても、トランスファチャンバ1内の真空状態を維持するために、リング状ボスと円板状ボスの間に密閉用の隔壁17が設けてある。
【0034】
上記各円板状ボス21a〜21cのそれぞれは、これらの軸心部に同心状に配置された回転軸23a,23b,23cに結合されている。これらの回転軸のうち第1、第2の回転軸23a,23bは中空になっていて、第1の回転軸23aに第2の回転軸23bが嵌挿されており、第2の回転軸23bに第3の回転軸23cが嵌挿されている。
【0035】
そして第1と第3の回転軸23a,23cはタイミングベルト等の連結機構を介して第1のモータユニット24aの出力軸25aに連結されている。また第2の回転軸23bはタイミングベルト等の連結機構を介して第2のモータユニット24bの出力軸25bに連結されている。
【0036】
上記両モータユニット24a,24bはサーボモータと減速機を組合わせたものが用いられ、それぞれの出力軸25a,25bは極めて大きな減速比でもって減速されると共に、正転、逆転が正確に制御されるようになっている。また各出力軸25a,25bと各回転軸24a,24b,24cとを連結する連結機構の連結回転比は同一になっている。
【0037】
上記第1のリング状ボス20aには第1のアーム26aが、また第2のリング状ボス20bには第2、第3のアーム26b,26cが、さらに第3のリング状ボス20cには第4のアーム26dが、それぞれ放射方向に突設されており、それぞれの先端部が回転支点となっている。
【0038】
この各アーム26a〜26dの円周方向の配置関係及びそれぞれの先端部に設けた回転支点までの長さは以下のようになっている。すなわち、第2、第3のアーム26b,26cは第2のリング状ボス20bに対して直径方向(180°)に突設されている。
【0039】
そして第1,第2のアーム26a,26bの回転支点半径(ボス部中心から回転支点までの長さ、以下同じ)はR1 ,R1 ′となっており、第3,第4のアーム26c,26dの回転支点半径はR2 ,R2 ′となっている。この実施例ではR1 >R2 、R1 ′>R2 ′、R1 =R1 ′、R2 =R2 ′となっている。そして長い方の第1と第2のアーム26a,26bの回転支点はリング状ボスの回転中心の軸方向で同位置になっており、また短い方の第3と第4のアーム26c,26dの回転支点はリング状ボスの回転中心の軸方向で同位置で、かつ上記第1、第2のアームのそれより内側でかつ低い位置となっている。
【0040】
上記長い方の第1、第2のアーム26a,26bのそれぞれの回転支点には同長の第1、第2のリンク27a,27bの一端が回転自在に連結されており、この両リンク27a,27bのそれぞれの他端に搬送台姿勢規制機構を介して第1の搬送台8aが連結されている。なおこの両リンク27a,27bの長さは、図14に示すように、これらに連結された状態の搬送台8aとの連結点が両アーム26a,26bがボス部の回転中心に対して直径方向に一直線状になった状態で、これらを結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれるような長さにしてある。
【0041】
また、短い方の第3、第4のアーム26c,26dのそれぞれの回転支点には同長の第3、第4のリンク27c,27dの一端が回転自在に連結されており、この両リンク27c,27dのそれぞれの他端に搬送台姿勢規制機構を介して第2の搬送台8bが連結されている。なお、この両リンク27c,27dの長さは、図14に示すように、これらに連結された状態の搬送台8bとの連結点が両アーム26c,26dがボス部の回転中心に対して直径方向に一直線状になった状態で、これらを結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれると共に、上記第1の搬送台8aの下側で略同一位置となるようにした長さになっている。
【0042】
この第1の実施例において、第1のモータユニット24aが回転駆動することにより第1と第3の回転軸23a,23c、第1と第3の円板状ボス21a,21c、マグネットカップリング22a,22cを介して第1、第3のリング状ボス20a,20cが一体状となって回転される。また、第2のモータユニット24bが回転駆動することにより同様に、第2のリング状ボス20bが回転される。
【0043】
図14に示すように、第1、第2のアーム26a,26bがボス部の直径方向に一直線状になり、また第3、第4のアーム26c,26dが第1、第2のアーム26a,26bの上側で同一位置となる状態を待機姿勢とする。
【0044】
この状態において、各リング状ボス20a,20b,20cをそれぞれ回転して、第1、第2の両アーム26a,26bが互いに第1の搬送台8aに近付く方向へ回転するように回転されると、図15に示すように、第1の搬送台8aが突出動される。一方、このとき、第3、第4のアーム26c,26dは第2の搬送台8b側から遠ざかる方向に回転し、これにより、第2の搬送台8bはわずかに上記第1の搬送台8aとは逆方向へ没入動される。
【0045】
逆に、第3、第4のアーム26c,26dが互いに第2の搬送台8b側へ近付く方向へ回転されると、図16に示すように、第2の搬送台8bが突出動される。一方、このとき第1、第2のアーム26a,26bは第1の搬送台8aから遠ざかる方向に回転し、これにより第1の搬送台8aはわずかに上記第2の搬送台8bとは逆方向へ没入動される。
【0046】
また、上記図14で示す待機状態において、各リング状ボス20a〜20cを同一方向に回転することにより両搬送台8a,8bがトランスファチャンバ1内で旋回動される。
【0047】
(第2の実施例)
トランスファチャンバ1の中心部に第1、第2の2個のリング状ボス30a,30bがそれぞれ同心状にして下側から順に重ね合わせた状態にして、かつ図示しない軸受を介して個々に回転自在に支持されている。
【0048】
そして上記両リング状ボス30a,30bのそれぞれ対向する内側には円板状ボス31a,31bが軸方向に重ね合わせ状にしてトランスファチャンバ1のフレーム1a側に図示しない軸受を介して個々に回転自在に支持されている。
【0049】
上記互いに対向する各リング状ボス30a,30bと円板状ボス31a,31bのそれぞれはマグネットカップリング32a,32bにて回転方向に磁気的に連結されている。そしてこの構成においても、トランスファチャンバ1内の真空状態を維持するために、リング状ボスと円板状ボスの間に密閉用の隔壁17が設けてある。
【0050】
上記各円板状ボス31a,31bのそれぞれは、これらの軸心部に同心状に配置された回転軸33a,33bに結合されている。これらの回転軸のうち第1の回転軸33aは中空になっていて、第1の回転軸33aに第2の回転軸33bが嵌挿されている。
【0051】
そして第1の回転軸33aはタイミングベルト等の連結機構を介して第1のモータユニット34aの出力軸35aに連結されている。また第2の回転軸33bはタイミングベルト等の連結機構を介して第2のモータユニット34bの出力軸35bに連結されている。
【0052】
上記両モータユニット34a,34bはサーボモータと減速機を組合わせたものが用いられ、それぞれの出力軸35a,35bは極めて大きな減速比でもって減速されると共に、正転、逆転が正確に制御されるようになっている。また各出力軸35a,35bと各回転軸33a,33bとを連結する連結機構の直結回転比は同一になっている。
【0053】
上記第1のリング状ボス30aの側面には第1、第2のアーム36a,36bが直径方向両側へ向けて突設されている。また第2のリング状ボス30bの側面には第3のアーム36cが、またリング状ボス30aの頂面の軸心部に脚柱36eを介して第4のアーム36dが、それぞれ直径方向両側へ向けて突設されている。
【0054】
この各アーム36a〜36dの円周方向の配置関係及びそれぞれの先端部に設けた回転支点までの長さは以下のようになっている。
すなわち、第1のリング状ボス30aに突設された第1、第2のアーム36a,36bのそれぞれの回転支点までの長さR1 ,R2 は変えてあり、R1 >R2 となっている。
【0055】
また第2のリング状ボス30bに突設された第3、第4のア−ム36c,36dのそれぞれの回転支点までの長さはR2 ′,R1 ′でR1 ′>R2 ′となっている。この実施例ではR1 =R1 ′、R2 =R2 ′となっている。そして長い方の第1のアーム36aの回転支点はこの第1のアーム36aの先端上面に設けてあり、第4のアーム36dの回転支点はこの第4のアーム36dの先端下面に設けられておりそれぞれはリング状ボスの回転中心の軸方向で同位置になっている。
【0056】
また、短い方の第2のアーム36bと第3のアーム36cのそれぞれの回転支点はそれぞれのアームの先端上面に設けてあり、かつ軸方向に同位置となっている。
【0057】
上記長い方の第1、第4のアーム36a,36dのそれぞれの回転支点には同長の第1、第4のリンク37a,37dの一端が回転自在に連結されており、この両リンク37a,37dのそれぞれの他端に搬送台姿勢規制機構を介して第1の搬送台8aが連結されている。なおこの両リンク37a,37dの長さは、これらに連結された状態の搬送台8aとの連結点が両アーム36a,36dがボス部の回転中心に対して直径方向に一直線状になった状態で、これらを結ぶ線より搬送台8aの突出動方向へずれるような長さにしてある。
【0058】
また、短い方の第2、第3のアーム36b,36cのそれぞれの回転支点には同長の第2、第3のリンク37b,37cの一端が回転自在に連結されており、この両リンク37b,37cのそれぞれの他端に搬送台姿勢規制機構を介して第2の搬送台8bが連結されている。なお、この両リンク37b,37cの長さは、これらに連結された状態の搬送台8bとの連結点が両アーム36b,36cがボス部の回転中心に対して直径方向に一直線状になった状態で、これらを結ぶ線より搬送台8bの突出動方向へずれると共に、上記第1の搬送台8aの下側で略同一位置となるようにした長さになっている。
【0059】
この第2の実施例において、第1のモータユニット34aが回転駆動することにより第1回転軸33a、第1の円板状ボス31a、マグネットカップリング32aを介して第1のリング状ボス30aが一体状となって回転される。また、第2のモータユニット34bが回転駆動することにより同様に、第2のリング状ボス30bが回転される。
【0060】
図19に示すように、第1、第4のアーム36a,36dがボス部の直径方向に一直線状になり、また第2、第3のアーム36b,36cが上記第1、第4のアームと旋回方向同一位置でボス部の直径方向に一直線状になった状態になった状態を待機姿勢とする。
【0061】
この状態において、各リング状ボス30a,30bをそれぞれ個々に回転して、第1、第4のアーム36a,36dが互いに第1の搬送台8aに近付く方向へ回転するように回転されると、図20に示すように、第1の搬送台8aが突出動される。一方、このとき、第2、第3のアーム36b,36cは第2の搬送台8b側から遠ざかる方向に回転し、これにより、第2の搬送台8bはわずかに上記第1の搬送台8aとは逆方向へ没入動される。このときの没入動は脚柱36eに当接しない範囲になるようにする。
【0062】
逆に、第2、第3のアーム36b,36cが互いに第2の搬送台8b側へ近付く方向へ回転されると、図21に示すように、第2の搬送台8bが突出動される。一方、このとき第1、第4のアーム36a,36dは第1の搬送台8aから遠ざかる方向に回転し、これにより第1の搬送台8aはわずかに上記第2の搬送台8bとは逆方向へ没入動される。このときの没入動は脚柱36eに当接しない範囲になるようにする。
【0063】
また、上記待機状態において、各リング状ボス30a,30bを同一方向に回転することにより両搬送台8a,8bがトランスファチャンバ1内で旋回動される。
【0064】
(第3の実施例)
トランスファチャンバ1の中心部に第1,第2の2個のリング状ボス40a,40bがそれぞれ同心状にして下側から順に重ね合わせた状態にして、かつ図示しない軸受を介した個々に回転自在に支持されている。
【0065】
そして上記両リング状ボス40a,40bのそれぞれ対向する内側には円板状ボス41a,41bが軸方向に重ね合わせ状にしてトランスファチャンバ1のフレーム1a側に図示しない軸受を介して個々に回転自在に支持されている。
【0066】
上記互いに対向する各リング状ボス40a,40bと円板状ボス41a,41bのそれぞれはマグネットカップリング42a,42bにて回転方向に磁気的に連結されている。そしてこの構成においても、トランスファチャンバ1内の真空状態を維持するために、リング状ボスと円板状ボスの間に密閉用の隔壁17が設けてある。
【0067】
上記各円板状ボス41a,41bのそれぞれは、これらの軸心部に同心状に配置された回転軸43a,43bに結合されている。これらの回転軸のうち、第1の回転軸43aは中空になっていて、第1の回転軸43aに第2の回転軸43bが嵌挿されている。
【0068】
そして第1の回転軸43aはタイミングベルト等の連結機構を介して第1のモータユニット44aの出力軸45aに連結されている。また第2の回転軸43aはタイミングベルト等の連結機構を介して第2のモータユニット44bの出力軸45bに連結されている。
【0069】
上記両モータユニット44a,44bはサーボモータと減速機を組合せたものが用いられ、それぞれの出力軸45a,45bは極めて大きな減速比でもって減速されると共に、正転、逆転が正確に制御されるようになっている。また各出力軸45a,45bと各回転軸43a,43bとを連結する連結機構の連結回転比は同一になっている。
【0070】
上記第1のリング状ボス40aの側面には、第1,第2のアーム46a,46bが直径方向両側へ向けて突設されている。また第2のリング状ボス40bの側面には、第3,第4のアーム46c,46dが直径方向両側へ向けて突設されている。
【0071】
この各アーム46a〜46dの円周方向の配置関係及びそれぞれの先端部に設けた回転支点までの長さは以下のようになっている。
すなわち、第1のリング状ボス40aに突設された第1,第2のアーム46a,46bのそれぞれの回転支点までの長さR1 ,R2 は変えてあり、R1 >R2 となっている。
【0072】
また第2のリング状ボス40bに突設された第3,第4のアーム46c,46dのそれぞれの回転支点までの長さはR2 ′,R1 ′でR1 ′>R2 ′となっていて、この実施例ではR1 =R1 ′、R2 =R2 ′となっている。この長い方の第4のアーム46dは上記第1のアーム46aとボス部の直径方向逆方向に突設してあり、短い方の第3のアーム46cは第2のアーム46bとボス部の直径方向逆方向に突設してある。
そして長い方の第1のアーム46aの回転支点はこの第1,第4のアーム46a,46dの先端上面でかつ軸方向に同一位置となるように設けてある。また短い方の第2,第3のアーム46b,46cのうち、下側の第2のアーム46bの回転支点は先端上面に、また第3のアーム46cの回転支点は先端下面に、それぞれ軸方向に同一位置となるように設けてある。
【0073】
上記長い方の第1,第4のアーム46a,46dは上記したようにボス部の直径方向両側へ突設されており、この各アーム46a,46dの回転支点には同長の第1,第4のリンク47a,47dの一端が回転自在に連結されており、このリンク47a,47dのそれぞれの他端に搬送台姿勢規制機構を介して第1の搬送台8aが連結されている。なお、この両リンク47a,47dの長さは、これらに連結された状態の搬送台8aとの連結点が両アーム46a,46dがボス部の回転中心に対して直径方向に一直線状になった状態で、これらを結ぶ線より搬送台8aの突出動方向へずれるような長さにしてある。
【0074】
また、短い方の第2,第3のアーム46b,46cのそれぞれの回転支点には同長の第2,第3のリンク47b,47cの一端が回転自在に連結されており、この両リンク47b,47cのそれぞれの他端に搬送台姿勢規制機構を介して第2の搬送台8bが連結されている。なおこの両リンク47b,47cの長さは、これらに連結された状態の搬送台8bとの連結点が両アーム46b,46cがボス部の回転中心に対して直径方向に一直線になった状態で、これらを結ぶ線より搬送台8bの突出動方向へずれて、上記第1の搬送台8aの下側に、この第2の搬送台8bが位置するようになっている。
【0075】
この第3の実施例において、図24に示す、各アームがボス部の直径方向に一直線状になった待機状態から、第1,第2の両モータユニット44a,44bを同時に、かつそれぞれ逆方向に同一回転角にわたって回転駆動して、例えば、第1と第4のアーム46a,46dが互いにこれらに連結した第1の搬送台8a側へ回転すると、リンク47a,47dを介してこの第1の搬送台8aが突出動される。このとき、第2,第3のアーム46a,46cはこれらに連結した第2の搬送台8bから遠ざかるように作動し、この第2の搬送台8bはボス部の軸心側へ後退される。
【0076】
第1,第2の駆動源44a,44bを逆方向に回転駆動源することにより、第2の搬送台8bが突出動され、第1の搬送台8aが没入動される。
【0077】
上記各実施例において、各モータユニットの両方向への回転角は各搬送台8a,8bがトランスファチャンバ1内からプロセスチャンバ内の所定の位置、すなわち、ワーク吸着台位置まで移動するように、またその逆方向へ移動するように駆動制御される。
【0078】
そして、上記各実施例によれば、各ステーションで処理したウエハを各ステーションに順番に送っていく場合において、図26から図29に示すように、まず一方の搬送台8aに未処理のウエハW1 を支持してから、ハンドリング用ロボットAを旋回してこれを交換しようとするステーション2eに対向させる(図26)。
【0079】
ついで、空いている方の搬送台8bをこのステーション2e内に突入動して処理済みのウエハW2 を受け取り(図27)、トランスファチャンバ1内へ搬送する。その後、未処理のウエハW1 を支持している第1の搬送台8aをステーション2e内へ突入動して(図28)、これの未処理のウエハW1 をステーション2e内に受けわたし、空になった搬送台8aをトランスファチャンバ1内に没入して次のプロセスに備える(図29)。
【0080】
このように、この各実施例におけるハンドリング用ロボットでは、1つのステーションに対する処理済のウエハと未処理のウエハの交換が、旋回することなく、旋回方向に1つの姿勢を保ったまま行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マルチチャンバタイプの製造装置の一例である半導体製造装置の概略的な平面図である。
【図2】トランスファチャンバと従来のハンドリング用ロボットの関係を示す分解斜視図ある。
【図3】従来のハンドリング用ロボットを示す斜視図ある。
【図4】(a),(b)は搬送台姿勢規制機構を示す説明図である。
【図5】従来のアーム回転機構を示す断面図ある。
【図6】(a),(b)は従来のハンドリング用ロボットの作用説明図である。
【図7】従来のハンドリング用ロボットの1つのステーションに対する作用説明図である。
【図8】従来のハンドリング用ロボットの1つのステーションに対する作用説明図である。
【図9】従来のハンドリング用ロボットの1つのステーションに対する作用説明図である。
【図10】従来のハンドリング用ロボットの1つのステーションに対する作用説明図である。
【図11】従来のハンドリング用ロボットの1つのステーションに対する作用説明図である。
【図12】本発明の第1の実施例のボス部を示す断面図である。
【図13】本発明の第1の実施例を示す正面図である。
【図14】本発明の第1の実施例を示す平面図である。
【図15】本発明の第1の実施例を示す斜視図である。
【図16】本発明の第1の実施例を示す斜視図である。
【図17】本発明の第2の実施例のボス部を示す断面図である。
【図18】本発明の第2の実施例を示す正面図である。
【図19】本発明の第2の実施例を示す平面図である。
【図20】本発明の第2の実施例を示す斜視図である。
【図21】本発明の第2の実施例を示す斜視図である。
【図22】本発明の第3の実施例のボス部を示す断面図である。
【図23】本発明の第3の実施例を示す正面図である。
【図24】本発明の第3の実施例を示す平面図である。
【図25】本発明の第3の実施例を示す斜視図である。
【図26】本発明の実施例における1つのステーションに対する作用説明図である。
【図27】本発明の実施例における1つのステーションに対する作用説明図である。
【図28】本発明の実施例における1つのステーションに対する作用説明図である。
【図29】本発明の実施例における1つのステーションに対する作用説明図である。
【符号の説明】
A…ハンドリング用ロボット
1…トランスファチャンバ
2a,2b,2c,2d,2e…プロセスチャンバステーション
3…ワーク受け渡しステーション
5…仕切り壁
6…ゲート
7a,7b,26a,26b,26c,26d,36a,36b,36c,36d,46a,46b,46c,46d…アーム
8a,8b…搬送台
9a,9b,27a,27b,27c,27d,37a,37b,37c,37d,47a,47b,47c,47d…リンク
10a,10b,20a,20b,20c,30a,30b,40a,40b…リング状ボス
11a,11b,21a,21b,21c,31a,31b,41a,41b…円板状ボス
14a,14b,24a,24b,34a,34b,44a,44b…モータユニット
17…隔壁
36e…脚柱
W1 ,W2 …ウエハ
Claims (6)
- 第1,第2,第3のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1のアームを、第2のボスに第2,第3のアームを、第3のボスに第4のアームを、それぞれのボスに設け、第1,第2のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、また第3,第4のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、この両搬送台が、第1と第2のアームがボスの両側に位置し、さらに第3と第4のアームもボスの両側に位置した状態で、回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結したことを特徴とするハンドリング用ロボット。
- 第1,第2のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1,第2のアームを設け、第2のボスに第3,第4のアームを、第3のアームをボスの側面に、第4のアームをボスの頂面に立設した脚柱にそれぞれ一端を固着して設け、第1,第4のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、また第2,第3のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、この両搬送台が、第1と第4のアームがボスの両側に位置した状態で、回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結したことを特徴とするハンドリング用ロボット。
- 第1,第2のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1,第2のアームを回転中心に対して両側に突出して設け、第2のボスに第3,第4のアームを回転中心に対して両側に突出して設け、第1,第4のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、また第2,第3のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、この両搬送台が、第1と第4のアームがボスの両側に位置した状態で、回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結したことを特徴とするハンドリング用ロボット。
- 第1,第2,第3のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1のアームを、第2のボスに第2,第3のアームを、第3のボスに第4のアームを、それぞれのボスに対して放射方向に、かつ第2,第3の両アームは第2のボスに対して直径方向両側に位置して設け、上記第1,第2のアームの長さをそれぞれのR1,R1′とし、第3,第4のアームの長さをそれぞれR2,R2′とすると共に、R1>R2、R1′>R2′とし、第1、第2のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、第1と第2のアームがボスの直径方向両側に位置した状態で、これらのアームの先端が結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれた位置となると共に、第3,第4のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、第3と第4のアームもボスの直径方向両側に位置した状態で、これらのアームの先端を結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれた位置となるように、第1の搬送台と第2の搬送台とが回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結したことを特徴とするハンドリング用ロボット。
- 第1,第2のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1,第2のアームを回転中心に対して直径方向両側に突出して設け、第2のボスに第3,第4のアームを、第3のアームをボスの側面に、第4のアームをボスの頂面に立設した脚柱にそれぞれ一端を固着して回転中心に対して直径方向両側に突出して設け、上記第1,第4のアームの長さをそれぞれR1,R2′し、第2,第3のアームの長さをそれぞれR2,R2′とすると共に、R1>R2、R1′>R2′とし、第1,第4のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、第1と第4のアームがボスの直径方向両側に位置した状態で、これらのアームの先端が結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれた位置となると共に、第2,第3のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、第2と第3のアームもボスの直径方向両側に位置した状態で、これらのアームの先端を結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれた位置となるように、第1の搬送台と第2の搬送台とが回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結したことを特徴とするハンドリング用ロボット。
- 第1,第2のボスを同心状で、かつそれぞれ独立して回転するようにして回転中心の軸方向に位置をずらせて設け、第1のボスに第1,第2のアームを回転中心に対して直径方向両側に突出して設け、第2のボスに第3,第4のアームを回転中心に対して直径方向両側に突出して設け、上記第1,第4のアームの長さをそれぞれR1,R1′とし、第2,第3のアームの長さをそれぞれR2,R2′とすると共に、R1>R2、R1′>R2′とし、第1,第4のアームの先端にリンクを介して第1の搬送台を、第1と第4のアームがボスの直径方向両側に位置した状態で、これらのアームの先端が結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれた位置となると共に、第2,第3のアームの先端にリンクを介して第2の搬送台を、第2と第3のアームもボスの直径方向両側に位置した状態で、これらのアームの先端を結ぶ線より搬送台の突出動方向へずれた位置となるように、第1の搬送台と第2の搬送台とが回転中心の軸方向に隣接して重ね合う状態となるようにして連結し、上記各ボスに駆動源を連結したことを特徴とするハンドリング用ロボット。
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