JP3960903B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送装置、特に半導体製造のためのウェハーを搬送するための搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程のうちの特定の工程、例えば露光工程などにおいてはウェハーを露光機まで一つずつ搬送している。このような場合には搬送装置、例えば搬送用ハンドが使用されており、搬送装置は複数のウェハーが収納されたカセットから一つのウェハーを取り出して露光機まで搬送する。次いで、露光機におけるアライメント後に露光作用を行い、搬送装置によってウェハーはカセットまで再び戻される。露光工程以外の工程、または半導体以外の分野においても、このように一つの搬送物を搬送することが行われている。
【０００３】
前述したような場合に使用される搬送装置は回転機構を組み合わせたいわゆるスカラ型搬送装置である。スカラ型搬送装置は複数のアームを有しており、これらアームの各端部は隣接するアームの端部に回動可能に取り付けられている。スカラ型搬送装置においては、例えば複数のアームを一直線状に整列させることにより搬送物を遠方まで搬送すると共に、これらアームを折り畳むことにより搬送物、例えばウェハーをカセットまで戻すようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】
特開平０８−２５５８２２号公報（第１図および第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されるようなスカラ型搬送装置は複数の回動可能なアームの運動を組み合わせることによって搬送物を直線状に搬送しているので、最終的な搬送位置における誤差が生じやすく、搬送物を高精度で搬送するのは困難である。特にウェハーを比較的遠方まで搬送する際には搬送物の最終的な搬送位置が大幅に変化する場合がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、搬送物を高精度で搬送可能な搬送装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために請求項１に記載の発明によれば、ベースと、搬送物を担持するハンド部と、前記ベースと前記ハンド部との間において互いに隣接して配置される少なくとも二つの段とを具備し、該段のそれぞれは、ハウジングと、所定の距離を空けて配置された二つまたは四つのメインプーリに係合するエンドレスベルトと、前記メインプーリ間に延びる前記エンドレスベルトに取り付けられた連結部とを含んでおり、前記段のうちの前記ハンド部に隣接する段の連結部は前記ハンド部に連結しており、前記段のうちの残りの段の前記連結部は隣接する一つの隣接段の前記ハウジングに連結しており、前記段のうちの少なくとも一つの段は、該段のメインプーリと反対方向に回転可能であると共に前記メインプーリ間において移動可能であるように前記エンドレスベルトに係合した駆動プーリを含んでおり、該駆動プーリは隣接する一つの前記隣接段の一つの前記メインプーリと同軸に配置されており、前記段のうちの少なくとも一つの段においては前記連結部と前記駆動プーリとが前記エンドレスベルトの各側部にそれぞれ配置されており、これら連結部および駆動プーリは隣接する隣接段の連結部および駆動プーリとはエンドレスベルトの反対側の各側部にそれぞれ配置されており、前記段の前記メインプーリの回転軸線と前記隣接段の前記メインプーリの回転軸線とは互いに平行になっており、前記少なくとも二つの段のうちの一つの段の前記メインプーリの駆動時に前記連結部が前記エンドレスベルト上を移動することにより前記隣接段の前記ハウジングが前記隣接段と共に移動し、前記隣接段の前記一つのメインプーリが移動することにより該メインプーリと同軸に配置される前記駆動プーリが前記エンドレスベルトに沿って移動し、前記ハンド部に隣接する段の前記連結部により前記ハンド部が移動し、これにより、前記ハンド部を前記ベースに対して移動させるようにした搬送装置が提供される。
【０００７】
すなわち請求項１に記載の発明によって、直線運動を組合せることにより搬送物を直線状に搬送しているので、搬送物を高精度で搬送することができる。また複数の段は同時に移動するので搬送物を比較的高速で搬送することができる。従って、例えば請求項１に記載の搬送装置を露光時に使用する場合には一つの搬送物（ウェハー）に対するアライメント時間を短縮することができ、結果的にスループットを向上させることができる。また、請求項１に記載の発明においてはメインプーリを回転させるための単一のアクチュエータによって他の段およびハンドを移動させることができるので、複数のアクチュエータを設ける必要がない。メインプーリが二つである場合には各段の寸法をほぼ同一にできるので、搬送物を比較的遠方まで搬送することができる。また、メインプーリが四つである場合には、搬送装置の非延伸時に搬送装置が占める体積を比較的小さくすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、前記駆動プーリに隣接する二つの補助プーリがそれぞれ設けられている。
すなわち請求項２に記載の発明によって、搬送装置の延伸時に段を安定して移動させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、前記段が前記隣接段を案内する案内部を含む。
すなわち請求項３に記載の発明によって、或る段を隣接する段に対して所定方向に確実に線形移動させられる。この案内部は例えばハウジングに形成された溝でありうる。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、前記エンドレスベルトの各側部にそれぞれ配置された前記連結部と前記駆動プーリとが互いに対向している。
すなわち請求項４に記載の発明によって、隣接段の移動距離を長くすることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、前記エンドレスベルトがスチールベルトである。
すなわち請求項５に記載の発明によって、ベルト使用時に粉塵が発生するのを抑えることができる。搬送装置をクリンルーム内において使用する場合には、請求項５に記載の発明は特に有利である。また、これにより本発明の搬送装置を真空雰囲気に対応させられる。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、前記ベースが鉛直軸線回りに回転可能である。
すなわち請求項６に記載の発明によって、例えば搬送装置を延伸して搬送物を装填した後に搬送装置を縮小させ、次いでベースを回転させた後に搬送装置を再び延伸させて搬送物を搬送する場合には、設置面積を大幅に小さくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１（ａ）は本発明に基づく搬送装置の延伸時における側面図である。図１（ａ）に示されるように本発明の搬送装置１０は搬送物、例えばシリコンウェハーを担持するためのハンド部５０を有している。搬送装置１０のベース１２は台部１１上に設置されており、ベース１２とハンド部５０との間には複数、図１（ａ）においては三つの段２０、３０、４０が設けられている。図１（ａ）においては段２０はベース１２に取り付けられており、段３０は段２０の上方に配置されており、段４０は段３０の上方に配置されている。また、図１（ａ）から分かるように連結部３７によって段３０のハウジング３９と段４０のハウジング４９とが連結されている。
【００１４】
図１（ｂ）は本発明に基づく搬送装置の非延伸時における反対側からの側面図である。図１（ｂ）から分かるように、連結部２７によって段２０のハウジング２９と段３０のハウジング３９とが連結されており、連結部４７によって段４０のハウジング４９とハンド部５０とが連結されている。さらに、段２０の一端にはアクチュエータ１８、例えばモータ１８が設けられている。また搬送装置１０の台部１１またはベース１２は鉛直方向に昇降可能および／またはこれら自体が回転可能になっている。
【００１５】
図２（ａ）は本発明に基づく搬送装置の延伸時における頂面図であり、図２（ｂ）は本発明に基づく搬送装置の延伸時における分解図である。これら図面に示されるように、ハンド部５０の先端には湾曲部５１が形成されており、搬送物、例えばウェハーを湾曲部５１に担持する。各段２０、３０、４０には、二つまたは四つ（図２（ａ）および図２（ｂ）に示される実施形態においては四つ）のメインプーリがそれぞれ配置されており、これらメインプーリにはエンドレスベルト２３、３３、４３がそれぞれ係合している。
【００１６】
図３は本発明に基づく搬送装置の非延伸時における分解斜視図であり、図４は本発明に基づく搬送装置の延伸時における分解斜視図である。図３および図４においては各段２０、３０、４０はそれぞれ二つのメインプーリを有している。図３および図４に示されるように、段２０は二つのメインプーリ２１、２２を含んでおり、これらメインプーリ２１、２２にはエンドレスベルト２３が係合している。さらに段２０はエンドレスベルト２３の一側２３ａに係合する駆動プーリ２４を含んでいる。図３および図４から分かるようにメインプーリ２１、２２の回転時に駆動プーリ２４はメインプーリ２１、２２とは反対方向に回転する。さらに、駆動プーリ２４はエンドレスベルト２３に対して平行に移動可能になっている。また駆動プーリ２４付近には補助プーリ２５、２６が設けられていても良い。駆動プーリ２４がエンドレスベルト２３に対して平行に移動する際に、補助プーリ２５、２６は駆動プーリ２４と一体的に移動する。これにより搬送装置１０の延伸時に段を安定して移動させることができる。また、エンドレスベルト２３の他側２３ｂには前述した連結部２７が設けられている。連結部２７は段３０のハウジング３９に連結しているが、理解を容易にするために図３および図４においてはハウジング３９を省略すると共に、連結部２７の一部のみを示している。図３および図４においては駆動プーリ２４はメインプーリ２１、２２の中心を結ぶ直線上に配置されている。搬送装置１０の非延伸時においては駆動プーリ２４および連結部２７はそれぞれエンドレスベルト２３の第一の側部２３ａおよび第二の側部２３ｂにおいてメインプーリ２１に隣接するように配置されている。
【００１７】
段３０は二つのメインプーリ３１、３２を含んでおり、これらメインプーリ３１、３２にはエンドレスベルト３３が係合している。図３および図４から分かるように段３０の駆動プーリ３４はエンドレスベルト３３の第二の側部３３ｂに係合している。さらにエンドレスベルト３３の第一の側部３３ａには連結部３７が取り付けられている。これら段３０の駆動プーリ３４および連結部３７は段２０の駆動プーリ２４および連結部２７と同様である。また、段２０の場合と同様に、段３０の駆動プーリ３４付近には補助プーリ３５、３６が設けられていても良い。図３および図４から分かるように段３０のメインプーリ３１と段２０の駆動プーリ２４とは共通の中心軸線Ａ上に配置されており、メインプーリ３１および駆動プーリ２４は同一方向に回転する。連結部３７は段４０のハウジング４９に連結しているが、理解を容易にするために図３および図４においてはハウジング４９を省略すると共に、連結部３７の一部のみを示している。搬送装置１０の非延伸時においては連結部３７および駆動プーリ３４はそれぞれエンドレスベルト３３の第一の側部３３ａおよび第二の側部３３ｂにおいてメインプーリ３１に隣接するように配置されている。
【００１８】
同様に段４０も二つのメインプーリ４１、４２を含んでおり、これらメインプーリ４１、４２にはエンドレスベルト４３が係合している。図３および図４から分かるように連結部４７がエンドレスベルト４３の第二の側部４３ｂに取り付けられている。図示されるように連結部４７は搬送装置１０のハンド部５０に連結されている。図３および図４から分かるように段４０のメインプーリ４１と段３０の駆動プーリ３４とは共通の中心軸線Ｂ上に配置されており、メインプーリ４１および駆動プーリ３４は同一方向に回転する。搬送装置１０の非延伸時においては連結部４７はそれぞれエンドレスベルト４３の第二の側部２３ｂにおいてメインプーリ４１に隣接するように配置されている。
【００１９】
以下、図３および図４を参照しつつ本発明の搬送装置１０の動作を説明する。段２０に設けられたアクチュエータ１８（図１（ａ）および図１（ｂ）を参照されたい）を駆動させることにより、段２０のメインプーリ２１を回転させる。これによりエンドレスベルト２３が図示されるように回転する。従って、連結部２７はエンドレスベルト２３の第二の側部２３ｂ上をメインプーリ２１からメインプーリ２２まで移動する。これにより段３０の図示しないハウジング３９、従って、段３０自体が連結部２７と共に移動する。段３０は段２０のハウジング２９に形成された案内部（図示しない）、例えば溝に沿って摺動する。従って、図４に示されるように段３０を段２０に対して所定方向に確実に線形的に移動させられる。段３０が移動することによりメインプーリ３１自体も同様に線形的に移動し、これにより段２０の駆動プーリ２４がメインプーリ２１からメインプーリ２２までエンドレスベルト２３の第一の側部２３ａに沿って回転しながら移動する。前述したように駆動プーリ２４と段３０のメインプーリ３１とは同一の回転軸線Ａに配置されているので、段３０のメインプーリ３１および駆動プーリ２４はメインプーリ２１とは反対方向に回転する。図３および図４に示されるように、段２０の連結部２７と駆動プーリ２４とは互いに平行に移動する。
【００２０】
連結部３７はエンドレスベルト３３の第一の側部３３ａに取り付けられているので、段３０のメインプーリ３１が段２０のメインプーリ２１とは反対方向に回転することにより、連結部３７がメインプーリ３１からメインプーリ３２までエンドレスベルト３３の第一の側部３３ａ上を移動する。段３０の連結部３７の移動方向は段２０の連結部２７の移動方向と同一である。これにより段４０の図示しないハウジング４９、従って、段４０自体が連結部３７と共に移動する。段４０は段３０のハウジング３９に形成された案内部（図示しない）、例えば溝に沿って摺動する。従って、図４に示されるように段４０は段３０に対して線形的に移動する。段４０が移動することによりメインプーリ４１自体も同様に線形的に移動し、これにより段３０の駆動プーリ３４がメインプーリ３１からメインプーリ３２までエンドレスベルト３３の第二の側部３３ｂに沿って回転しながら移動する。前述したように駆動プーリ３４と段４０のメインプーリ４１とが同一の回転軸線Ｂ上に配置されているので、段４０のメインプーリ４１および駆動プーリ３４はメインプーリ３１とは反対方向に回転する。図３および図４に示されるように、段３０の連結部３７と駆動プーリ３７とは互いに平行に移動する。
【００２１】
連結部４７はエンドレスベルト４３の第二の側部４３ｂに取り付けられているので、段４０のメインプーリ４１が回転することにより、連結部４７がメインプーリ４１からメインプーリ４２までエンドレスベルト４３の第二の側部４３ｂ上を移動する。段４０の連結部４７の移動方向は段２０の連結部２７および段３０の連結部３７の移動方向と同一である。これによりハンド部５０が連結部４７と共に移動する。ハンド部５０は段４０のハウジング４９に形成された案内部（図示しない）、例えば溝に沿って摺動する。従って、図４に示されるようにハンド部５０は段４０に対して線形的に移動する。これによりハンド部５０に担持された搬送物、例えばウェハーを比較的遠方まで搬送することができる。
【００２２】
このように、本発明の搬送装置１０においては直線運動を組合せることにより搬送物を直線状に搬送しているので、搬送物を高精度で搬送することができる。また、実際には各段３０、４０およびハンド部５０は段２０に対してほぼ同時に線形移動するので搬送物を比較的高速で搬送することができる。従って、例えば搬送装置１０を露光時に使用する場合には一つの搬送物（ウェハー）に対するアライメント時間を短縮することができ、結果的にスループットを向上させることができる。また、本発明の搬送装置１０においてはメインプーリ２１を回転させるための単一のアクチュエータ１８によって他の段３０、４０およびハンド部５０を移動させることができるので、複数のアクチュエータを設ける必要がない。また、図３および図４においては各段のメインプーリが二つである場合を示しているが、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように各段のメインプーリが四つであってもよい。メインプーリが二つである場合には各段の寸法をほぼ同一にできるので、搬送物を比較的遠方まで搬送することができる。また、メインプーリが四つである場合には、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように四つのメインプーリのうちの一つのメインプーリと隣接する段の駆動プーリとが同軸に配置されている。このような場合にはベースから遠方に在る段の寸法が小さくなるので搬送装置１０の非延伸時に搬送装置１０が占める体積を比較的小さくすることができる。
【００２３】
また、各段２０、３０、４０に設けられたエンドレスベルト２３、３３、４３はスチールベルトであるのが好ましい。これにより、これらエンドレスベルトとメインプーリとの間の摩擦などにより生じうる粉塵の発生を抑えることができる。このことは搬送装置１０をクリンルーム内で使用する場合、例えば搬送装置１０を露光機のために使用する場合に特に好ましく、また、これにより本発明の搬送装置１００を真空雰囲気に対応させられる。さらに、各段２０、３０、４０における連結部２７、３７と、駆動プーリ２４、３４とがそれぞれ対向しているのが好ましい。この場合には隣接する段の移動距離を長くすることができる。さらに、各段２０、３０、４０のエンドレスベルト２３、３３、４３に停止部（図示しない）を設けることにより、各段の移動距離を調節するようにしてもよい。このような停止部および／または連結部２７、３７、４７は各エンドレスベルト２３、３３、４３の内側に取り付けられているのが好ましく、これにより停止部および連結部がメインプーリを越えて移動するのを妨げることができる。
【００２４】
図５は本発明に基づく搬送装置の延伸時における頂面図である。図５においては本発明の搬送装置１０が搬送物、すなわちウェハーを露光機に搬送する場合を想定している。図５には複数のウェハーが収納されたカセット９０が示されている。このような場合には搬送装置１０を延伸させてカセット９０内の搬送物、すなわちウェハーをハンド部５０により担持した後に搬送装置１０を縮小する。次いで搬送装置１０のベース１２（図５には示さない）を約１８０°回転させて、搬送装置１０を再び延伸させることにより、搬送物を露光機まで搬送する。搬送装置１０をこのように動作させることにより、図５に示されるような障害物８１、８２が存在している場合であっても、搬送物を搬送することができる。従って、設置面積が極端に小さい場合であっても、本発明に基づく搬送装置１０を採用することができる。
【００２５】
前述した実施形態においては搬送物としてウェハーを想定しているが、本発明の搬送装置をウェハー以外の搬送物にも適用できるのは明らかである。また図３および図４においては三つの段２０、３０、４０を備えた搬送装置１０について説明したが、二つの段を備えた搬送装置１０およびさらに多数の段を備えた搬送装置１０も本発明の範囲に含まれる。
【００２６】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、直線運動を組合せることにより搬送物を直線状に搬送しているので、搬送物を高精度で搬送することができるという共通の効果を奏しうる。
【００２７】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、搬送装置の延伸時に段を安定して移動させることができるという効果を奏しうる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、或る段を隣接する段に対して所定方向に確実に線形移動させられるという効果を奏しうる。
さらに、請求項４に記載の発明によれば、隣接段の移動距離を長くすることができるという効果を奏しうる。
さらに、請求項５に記載の発明によれば、ベルト使用時に粉塵が発生するのを抑えることにより、本発明の搬送装置が真空雰囲気に対応可能になるという効果を奏しうる。
さらに、請求項６に記載の発明によれば、設置面積を大幅に小さくすることができるという効果を奏しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に基づく搬送装置の延伸時における側面図である。
（ｂ）本発明に基づく搬送装置の非延伸時における反対側からの側面図である。
【図２】（ａ）本発明に基づく搬送装置の延伸時における頂面図である。
（ｂ）本発明に基づく搬送装置の延伸時における分解図である。
【図３】本発明に基づく搬送装置の非延伸時における分解斜視図である。
【図４】本発明に基づく搬送装置の延伸時における分解斜視図である。
【図５】本発明に基づく搬送装置の延伸時における頂面図である。
【符号の説明】
１０…搬送装置
１１…台部
１２…ベース
１８…モータ
１８…アクチュエータ
２０、３０、４０…段
２１、３１、４１…メインプーリ
２２、３２、４２…メインプーリ
２３、３３、４３…エンドレスベルト
２４、３４…駆動プーリ
２７、３７、４７…連結部
２９、３９、４９…ハウジング
５０…ハンド部
５１…湾曲部
８１…障害物
９０…カセット

Claims (6)

1. ベースと、
   搬送物を担持するハンド部と、
   前記ベースと前記ハンド部との間において互いに隣接して配置される少なくとも二つの段とを具備し、該段のそれぞれは、ハウジングと、所定の距離を空けて配置された二つまたは四つのメインプーリに係合するエンドレスベルトと、前記メインプーリ間に延びる前記エンドレスベルトに取り付けられた連結部とを含んでおり、前記段のうちの前記ハンド部に隣接する段の連結部は前記ハンド部に連結しており、前記段のうちの残りの段の前記連結部は隣接する一つの隣接段の前記ハウジングに連結しており、
   前記段のうちの少なくとも一つの段は、該段のメインプーリと反対方向に回転可能であると共に前記メインプーリ間において移動可能であるように前記エンドレスベルトに係合した駆動プーリを含んでおり、該駆動プーリは隣接する一つの前記隣接段の一つの前記メインプーリと同軸に配置されており、
   前記段のうちの少なくとも一つの段においては前記連結部と前記駆動プーリとが前記エンドレスベルトの各側部にそれぞれ配置されており、これら連結部および駆動プーリは隣接する隣接段の連結部および駆動プーリとはエンドレスベルトの反対側の各側部にそれぞれ配置されており、
   前記段の前記メインプーリの回転軸線と前記隣接段の前記メインプーリの回転軸線とは互いに平行になっており、
   前記少なくとも二つの段のうちの一つの段の前記メインプーリの駆動時に前記連結部が前記エンドレスベルト上を移動することにより前記隣接段の前記ハウジングが前記隣接段と共に移動し、前記隣接段の前記一つのメインプーリが移動することにより該メインプーリと同軸に配置される前記駆動プーリが前記エンドレスベルトに沿って移動し、前記ハンド部に隣接する段の前記連結部により前記ハンド部が移動し、これにより、前記ハンド部を前記ベースに対して移動させるようにした搬送装置。
2. 前記駆動プーリに隣接する二つの補助プーリがそれぞれ設けられている請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記段が前記隣接段を案内する案内部を含む請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 前記エンドレスベルトの各側部にそれぞれ配置された前記連結部と前記駆動プーリとが互いに対向している請求項１から３のいずれか一項に記載の搬送装置。
5. 前記エンドレスベルトがスチールベルトである請求項１から４のいずれか一項に記載の搬送装置。
6. 前記ベースが鉛直軸線回りに回転可能である請求項１から５のいずれか一項に記載の搬送装置。

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