JP4463409B2 - 搬送装置及び真空処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体基板等を真空処理槽内に搬入したり、搬出して所定の位置に搬送するための搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子に関し、超微細高精度化が要求されており、このような半導体素子を製造する装置には、スループットを向上させること、また装置を設置するための床面積を小さくすること等が要求されている。
【０００３】
このため、搬送室を中心としてその周囲に複数の処理室を配し、ゲートバルブを介して連結することによって種々の基板処理を真空中で一貫して行うことができるマルチチャンバ装置及び搬送装置が提案されている（例えば、特許第２７３３７９９号公報、特許第２８０８８２６号公報等参照）。
【０００４】
図９は、従来の搬送装置（例えば、特開平４−２７９０４３号公報参照）の要部構成を示す平面図である。
図９に示すように、この搬送装置１００においては、図示しない駆動源の回転動力が、駆動軸１０１及びこの駆動軸１０１に取り付けられた駆動ギア１０２に伝達され、さらに、駆動ギア１０２及びこの駆動ギア１０２と噛み合う従動ギア１０３を介して従動軸１０４に伝達されるようになっている。
【０００５】
駆動軸１０１には第１のアーム１０５が取り付けられ、この第１のアーム１０５の先端部には、回転軸１０６を中心として回転可能な第３のアーム１０７が取り付けられている。
【０００６】
一方、従動軸１０４には第２のアーム１０８が取り付けられ、この第２のアーム１０８の先端部には、回転軸１０９を中心として回転可能な第４のアーム１１０が取り付けられている。
【０００７】
第３のアーム１０７には上記回転軸１０６と同心的に回転可能な動プーリ１１１が取り付けられ、この動プーリ１１１は、駆動軸１０１と同心位置に固定された固定プーリ１１２とベルト１１３によって連結されている。なお、動プーリ１１１と固定プーリ１１２との直径比は１：２である。
【０００８】
第３のアーム１０７と第４のアーム１１０の先端部には、それぞれ拘束ギア１１６、１１４が回転可能に取り付けられ、これら拘束ギア１１６、１１４は、噛み合った状態で基板載置台１１５に取り付けられている。
【０００９】
このようなリンク機構を有する従来の搬送装置１００においては、駆動軸１０１を回転させることにより、駆動軸１０１と従動軸１０４の中心を結ぶ直線に水平面内で直交する直線（以下「搬送ライン」という。）ｌに沿って基板載置台１１５が移動し、第１のアーム１０５と第２のアーム１０８の開き角が１８０度となる位置（以下「死点位置」という。）を通過する。
【００１０】
また、この搬送装置１００は、駆動軸１０１及び従動軸１０４は図示しない支持台に回転可能に取り付けられ、この支持台を他の駆動源（図示せず）によって回転させることにより基板載置台１１５が駆動軸１０１を中心として旋回するように構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の搬送装置１００においては、駆動軸１０１を中心として基板載置台１１５を回転させる構成となっているため、第１〜第４のアーム１０５、１０７、１０８、１１０を死点位置まで縮めた状態で旋回させた場合に、基板載置台１１５はアームの中心位置、すなわち、駆動軸１０１と従動軸１０４の中心軸を結ぶ直線ｍと上記搬送ラインｌの交点Ｏを中心に旋回しない構成となっている。
【００１２】
このため、従来技術においては、最小旋回半径を小さくすることができず、搬送室の内径を小さくすることができないので、半導体製造装置を小さくすることができないという課題がある。
【００１３】
また、半導体製造装置のスループットを向上させるためには、搬送装置の動作速度を大きくすることが効果的であるが、従来技術においては、一つの駆動源を用いて駆動軸１０１及び従動軸１０４を動作させるようにしているため、回転動力の伝達ロス等によって駆動源の動作トルクが不足し、動作速度が速くならないという課題がある。
【００１４】
このような課題を解決するためには、同心状に配設した第１及び第２の駆動軸に対して２つの独立した駆動源の回転動力を伝達させることも考えられるが、その場合、関節機構を構成する拘束ギア１１４、１１６が２個並列に配されているので、上記第３のアーム１０７の第１のアーム１０５に対する回転角と、第４のアーム１１０の第２のアーム１０８に対する回転角は、それぞれ第１のアーム１０５及び第２のアーム１０８の回転角に比例しない。そのため、第１及び第２のアーム１０５、１０８の回転運動に第３及び第４のアーム１０７、１１０の回転運動に同期せず、基板載置台１１５の移動が困難になってしまう。
【００１５】
その一方、このような課題を回避するためには複雑な補正機構を設けなければならず、部品点数が増加するとともに組立工程も煩雑になってしまう。
【００１６】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で旋回半径を小さくすることができ、しかも搬送速度が大きい搬送装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、一端部に駆動軸を有し、該駆動軸が同心状に配設された第１及び第２のアームと、前記第１及び第２のアームの他端部に、当該一端部が回転可能に連結された第３及び第４のアームと、前記第１又は第２のアームの駆動軸の回転動力を前記第３又は第４のアームに伝達するための動力伝達機構と、前記第３及び第４のアームの他端部に設けられた支軸を同心状に配設するとともに、当該支軸に対して互いに逆位相の回転動力を与えるように構成された姿勢制御機構を有する関節機構部とを備え、前記動力伝達機構は、前記第１又は第２のアームの駆動軸に固定された駆動ギアと、前記第３又は第４のアームの一端部の支軸に固定された従動ギアと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられ前記駆動ギアと噛み合う駆動伝達ギアと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられ前記従動ギアと噛み合う従動伝達ギアとを有し、前記駆動伝達ギアと前記従動伝達ギアとを同位相で回転させるための一対の棒状のリンク部材が、当該駆動伝達ギア及び当該従動伝達ギアに取り付けられていることを特徴とする搬送装置である。
また、請求項２記載の発明は、請求項記１載の発明において、前記動力伝達機構は、前記第１又は第２のアームの駆動軸に固定された駆動プーリと、前記第３又は第４のアームの一端部の支軸に固定された従動プーリと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられた駆動伝達プーリ及び従動伝達プーリとを有し、前記駆動プーリと前記駆動伝達プーリとに動力伝達ベルトが８字状に巻き掛けられるとともに、前記従動プーリと前記従動伝達プーリとに動力伝達ベルトが８字状に巻き掛けられ、さらに、前記駆動伝達プーリと前記従動伝達プーリとを同位相で回転させるための一対の棒状のリンク部材が、当該駆動伝達プーリ及び当該従動伝達プーリに取り付けられていることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記第１、第２、第３及び第４のアームのアーム長が同一であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１及び請求項２記載の発明の場合、第１及び第２のアームの駆動軸が同心状に配設されていることから、第１〜第４のアームを死点位置に配置した状態における最小旋回半径を従来技術に比べて小さくすることが可能になる。
また、本発明によれば、第３及び第４のアームの他端部の支軸も同心状に配設されていることから、アーム長を変化させるための複雑な補正機構を用いることなく第３及び第４のアームに駆動軸の回転動力を与えることができ、その結果、簡素な構成で第１〜第４のアームの動作速度を速くすることが可能になる。
しかも、本発明にあっては、第３及び第４のアームの支軸に対して互いに逆位相の回転動力を与えるように構成されていることから、例えば関節機構部に取り付けたキャリアが回転してしまうことなく所定の搬送ラインに沿って直進性良く移動させることができ、また、死点位置近傍においてもキャリアを円滑に移動させることができる。
さらに、本発明によれば、簡素な構成の動力伝達機構によって駆動源の動力が確実に効率良く各アームに伝達されるので、より円滑かつ高速で動作させることが可能になる。
特に、請求項２記載の発明によれば、一対の棒状のリンク部材を備えるリンク部材によって駆動ギアと従動ギアを同位相で回転させるようにしたことから、例えばベルトを使用した場合のようなテンションの調整が必要なく、組立及び調整が簡単な搬送装置を提供することが可能になる。
請求項２記載の発明によれば、バックラッシュが生じないので、駆動源の動力が効率良く各アームに伝達され、より円滑な高速動作を行うことが可能になる。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記第３及び第４のアームの支軸に対して与えられる逆位相の回転動力の大きさが同一であることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、より完全にキャリアの回転を阻止することが可能になる。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、前記姿勢制御機構が、前記第３及び第４のアームの支軸間において逆位相の回転動力を伝達する逆位相動力伝達機構を有することを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、簡素な構成で確実に第３及び第４のアームの支軸間において逆位相の回転動力を伝達することが可能になる。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の搬送装置を用いて真空処理槽内の搬送を行うように構成されていることを特徴とする真空処理装置である。
請求項６記載の発明によれば、小型で処理対象物の搬送速度の大きい真空処理装置を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る搬送装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る搬送装置の第１の実施の形態の構成を示す平面図である。
図１に示すように、本実施の形態の搬送装置１は、例えば真空処理槽（図示せず）内における処理対象物の搬送を行うもので、同心状に配設した第１及び第２の駆動軸１１、１２を有し、これら各駆動軸１１、１２は、独立した第１及び第２の駆動源Ｍ１、Ｍ２からそれぞれ時計回り方向又は反時計回り方向の回転動力が伝達されるように構成されている。
【００２１】
第１の駆動軸１１には第１のアーム２１が固定され、第２の駆動軸１２には、第２のアーム２２が固定されている。
【００２２】
第１及び第２のアーム２１、２２の先端部には、例えば軸受け（図示せず）を用いて第３及び第４のアーム２３、２４が、支軸２３ａ、２４ａを中心としてそれぞれ回転自在に取り付けられている。
【００２３】
これら第３及び第４のアーム２３、２４は、その先端部が、後述する姿勢制御機構を有する関節機構部３に取り付けられている。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、第１〜第４のアーム２１〜２４の長さ（回転軸間の距離）が、全て同一の長さに設定されている。以下、第１〜第４のアーム２１〜２４全体を適宜アーム２０と総称する。
【００２５】
また、本実施の形態においては、第２のアーム２２と第３のアーム２３との間に後述する動力伝達機構８が設けられている。
【００２６】
図２（ａ）は、本実施の形態の関節機構部における姿勢制御機構の構成を示す側断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す構成図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す構成図である。
【００２７】
図１及び図２（ａ）に示すように、関節機構部３は箱状の本体部３０を有し、この本体部３０には、半導体ウェハ２を載置するためのキャリア３１が取り付けられている。
【００２８】
本実施の形態の場合は、本体部３０に対して第１及び第２の駆動軸１１、１２側に第１のキャリア３１ａが設けられるとともに、本体部３０を挟んで１８０度回転対称側に第２のキャリア３１ｂが設けられ、これにより２枚の半導体ウェハ２を同時に載置できるようになっている。
【００２９】
そして、本実施の形態においては、関節機構部３の本体部３０内に、以下に説明する姿勢制御機構４が配設されている。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、この姿勢制御機構４は、円筒状の第１〜第３の拘束プーリ４１、４２、４３を備えている。
【００３１】
第１の拘束プーリ４１は、上記第３のアーム２３の第１のアーム２１に連結された側の端部と反対側の端部に固定され、本体部３０の例えば上部に設けられた支軸３３ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第１の拘束プーリ４１によって、第３のアーム２３は、後述する搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００３２】
また、第２の拘束プーリ４２は、第４のアーム２４の第２のアーム２２に連結された側の端部と反対側の端部に固定され、本体部３０の例えば下部に設けられた支軸３４ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第２の拘束プーリ４２によって、第４のアーム２４は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００３３】
そして、これら第１及び第２の拘束プーリ４１、４２は、回転軸Ｏ1が同心となるように配置されている。
【００３４】
さらに、第３の拘束プーリ４３は、本体部３０内において、第１及び第２の拘束プーリ４１、４２と所定の距離だけ離れた位置に、支軸３５ａを中心として回転するように構成されている。
【００３５】
ここで、第３の拘束プーリ４３の回転軸Ｏ2は、上記第１及び第２の拘束プーリ４１、４２の回転軸Ｏ1と平行になるように構成されている。
【００３６】
また、第１〜第３の拘束プーリ４１、４２、４３の直径は、いずれも同一となるように設定されている。
【００３７】
また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、第１の拘束プーリ４１と第３の拘束プーリ４３に対して拘束ベルト４４が巻き掛けられるとともに、第１及び第３の拘束プーリ４１、４３上において例えば止めねじ４５を用いて拘束ベルト４４を第１及び第３の拘束プーリ４１、４３に対して固定するように構成されている。そして、このような構成により、第１の拘束プーリ４１と第３の拘束プーリ４３との間において、同位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００３８】
一方、図２（ａ）（ｃ）に示すように、第２及び第３の拘束プーリ４２、４３については、一対の拘束ベルト４６、４７を８の字状にたすき掛けし、第２及び第３の拘束プーリ４２、４３上において例えば止めねじ４８を用いて拘束ベルト４６、４７を第２及び第３の拘束プーリ４２、４３に対して固定するように構成されている。
【００３９】
そして、このような構成を有する逆位相動力伝達機構４０により、第２の拘束プーリ４２と第３の拘束プーリ４３との間において、逆位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００４０】
本実施の形態において第３のアーム２３を所定の方向に角度θだけ回転すると、その回転動力は、第１の拘束プーリ４１及び拘束ベルト４４を介して同位相で第３の拘束プーリ４３に伝達され、さらに、第３の拘束プーリ４３の回転動力は、拘束ベルト４６、４７を介して位相を逆転させて第２拘束プーリ４２に伝達される。その結果、第２拘束プーリ４２に固定された第４のアーム２４は、第３のアーム２３と逆方向に角度θだけ回転することになる。
【００４１】
一方、図１に示すように、動力伝達機構８は、第２のアーム２２の回転軸である第２の駆動軸１２に対して同心状に第１の伝達ギア（駆動ギア）８１が固定されており、また、第３のアーム２３の回転軸である支軸２３ａに対して同心状に第２の伝達ギア（従動ギア）８２が固定されている。
【００４２】
さらに、第１のアーム２１には、第１の伝達ギア８１と噛み合う第３の伝達ギア（駆動伝達ギア）８３と、第２の伝達ギア８２と噛み合う第４の伝達ギア（従動伝達ギア）８４が、それぞれ回転可能に取り付けられている。
【００４３】
これら第１〜第４の伝達ギア８１〜８４は、それぞれ歯数及び径が同一のものが用いられている。
【００４４】
さらに、第３の伝達ギア８３と第４の伝達ギア８４が同位相で回転するように、一対の棒状のリンク部材８５、８６が第３及び第４の伝達ギア８３、８４に取り付けられている。
【００４５】
そして、このような構成を有する動力伝達機構８により、第２のアーム２２を駆動するための第２の駆動軸１２の回転動力が、同位相で第３のアーム２３に伝達されるようになっている。
【００４６】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
【００４７】
まず、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が１８０度の状態、即ち死点位置にある状態から、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が小さくなるように第１の駆動軸１１と第２の駆動軸１２を逆方向に所定の角度θだけ回転させると、第１のアーム２１と第２のアーム２２は、それぞれ逆方向に同一の角度θだけ回転する。
【００４８】
ここで、第１〜第４のアーム２１〜２４は、リンク機構を構成しており、また、第１〜第４のアーム２１〜２４はアーム長が等しいので、この回転に伴い、第３のアーム２３は第１の拘束プーリ４１の支軸３３ａを中心として所定の角度θだけ回転し、第４のアーム２４は、第２の拘束プーリ４２の支軸３４ａを中心として第３のアーム２３と反対方向へ角度θだけ回転する。
【００４９】
その結果、これら第１及び第２の拘束プーリ４１、４２の支軸３３ａ、３４ａは、第１及び第２の駆動軸１１、１２の中心と上記支軸３３ａ、３４ａの中心を結ぶ直線（以下「搬送ライン」という。）Ｌ上を移動する（図１参照）。
【００５０】
この場合、上述したように、第３のアーム２３と第４のアーム２４は、逆位相で同一の角度θだけ回転しているので、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはない。したがって、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１は、搬送ラインＬ上を直進性良く移動する。
【００５１】
これに対し、キャリア３１を元の位置に戻す場合には、第１の駆動軸１１と第２の駆動軸１２を上記方向と逆方向に所定の角度θだけ回転させる。これにより、上述した動作と反対の動作が行われ、第１のアーム２１と第２のアーム２２が死点位置に戻る。
【００５２】
他方、第１の駆動軸１１と第２の駆動軸１２を同じ方向へ回転させた場合には、キャリア３１は、第１の駆動軸１１及び第２の駆動軸１２を中心として同方向に回転する。
【００５３】
次に、本実施の形態においてキャリア３１が死点位置を通過するときの動作について説明する。
ここでは、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が死点位置における１８０度から少し小さくなった状態を考える。
【００５４】
この状態において、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が大きくなるように、第１の駆動軸１１を所定の方向に角度θだけ回転させ、第２の駆動軸１２をこれと逆方向に角度θだけ回転させる。
【００５５】
その際、第３のアーム２３と第４のアーム２４は、相互に逆方向の回転動力が与えられており、また、第３のアーム２３の第１のアーム２１に対する回転角と、第４のアーム２４の第２のアーム２２に対する回転角の大きさは、それぞれ第１のアーム２１と第２のアーム２２の回転角の大きさの２倍であるため、第３のアーム２３及び第４のアーム２４が第１のアーム２１と第２のアーム２２に対して回転移動することになり、その結果、キャリア３１は円滑に死点位置を通過する。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ｅ）〜（ｇ）は、本実施の形態を用い、真空処理槽内において処理済みの半導体ウェハを未処理の半導体ウェハと入れ替える動作を示す説明図である。
【００５７】
ここでは、図３（ａ）に示すように、第１のキャリア３１ａ上に未処理の半導体ウェハ２ａがあり、第２のキャリア３１ｂ上には半導体ウェハ２がない状態を考える。
【００５８】
まず、第１〜第４のアーム２１〜２４を死点位置に配置した状態で旋回させることにより、第２のキャリア３１ｂを、真空処理槽（図示せず）内の所定の位置に配置された処理済みの半導体ウェハ２の方向に向ける。
【００５９】
次いで、図３（ｂ）に示すように、アーム２０を伸ばして第２のキャリア３１ｂをウェハ受け渡し位置５０に移動させ、さらに、図３（ｃ）に示すように、処理済みの半導体ウェハ２を第２のキャリア３１ｂ上に載せてアーム２０を初期位置に戻す。この状態では第１及び第２のキャリア３１ａ、３１ｂ上に半導体ウェハ２が載置されている。
【００６０】
そして、図３（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、アーム２０を１８０度旋回させ、第１のキャリア３１ａをウェハ受け渡し位置５０に向け、アーム２０を伸ばして第１のキャリア３１ａをウェハ受け渡し位置５０に移動させる。
【００６１】
その後、図４（ｆ）に示すように、第１のキャリア３１ａ上にある未処理の半導体ウェハ２ａを受け渡し、さらに、図４（ｇ）に示すように、第１のキャリア３１ａを初期位置に戻す。
【００６２】
以上述べたように本実施の形態によれば、第１及び第２のアーム２１、２２の駆動軸１１、１２が同心状に配設されていることから、第１〜第４のアーム２１〜２４を死点位置に配置した状態における最小旋回半径を従来技術に比べて小さくすることが可能になる。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、第３及び第４のアーム２３、２４の他端部における支軸３３ａ、３４ａも同心状に配設されていることから、アーム長を変化させるための複雑な補正機構を用いることなく第３及び第４のアーム２３、２４に駆動軸１１、１２の回転動力を与えることができ、その結果、簡素な構成で第１〜第４のアーム２１〜２４の動作速度を速くすることができる。
【００６４】
しかも、本実施の形態にあっては、第３及び第４のアーム２３、２４の他端部における支軸３３ａ、３４ａに対して互いに逆位相の回転動力を伝達するように構成されていることから、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を回転させずに所定の搬送ラインＬに沿って直進性良く移動させることができ、また、死点位置近傍においてもキャリア３１を円滑に移動させることができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態によれば、動力伝達機構８によって駆動源Ｍ１、Ｍ２の動力が効率良く各アーム２１〜２４に伝達されるので、より円滑かつ高速で動作させることが可能になる。
【００６６】
図５は、本実施の形態における姿勢制御機構の他の例を示す断面図である。
図５に示すように、本例においては、上述した第３のアーム２３の第１のアーム２１に連結された側の端部と反対側の端部に第１のベベルギア５１が固定され、この第１のベベルギア５１は本体部３０の例えば上部に設けられた支軸３３ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第１のベベルギア５１によって、第３のアーム２３は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００６７】
また、第４のアーム２４の第２のアーム２２に連結された側の端部と反対側の端部に第２のベベルギア５２が固定され、この第２のベベルギア５２は本体部３０の例えば下部に設けられた支軸３４ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第２のベベルギア５２によって、第４のアーム２４は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００６８】
そして、これら第１及び第２のベベルギア５１、５２は、回転中心軸Ｏが同心となるように配置されている。
【００６９】
さらに、本体部３０の例えば内壁部３０ａには、上記支軸３３ａ、３４ａと直交する支軸３６ａを中心として回転可能な第３のベベルギア５３が設けられ、この第３のベベルギア５３は、上述した第１及び第２のベベルギア５１、５２と噛み合うように構成されている。
【００７０】
そして、このような構成により、第３のアーム２３と第４のアーム２４との間において、逆位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００７１】
本例においても、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはないので、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を、搬送ラインＬ上を直進性良く移動させることができる。
【００７２】
図６は、本実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図である。
図６に示すように、本例においては、図５に示すベベルギア５１〜５３の代わりに、第１及び第２のクラウンギア６１、６２とピニオンギア６３を組み合わせることによって、第３のアーム２３と第４のアーム２４との間において逆位相で回転動力を伝達するように構成されている。
【００７３】
本例においても、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはないので、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を、搬送ラインＬ上を直進性良く移動させることができる。
【００７４】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図である。
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、本例においては、上述した第３のアーム２３の第１のアーム２１に連結された側の端部と反対側の端部に第１の平ギア７１が固定され、この第１の平ギア７１は本体部３０の例えば上部に設けられた支軸３３ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第１の平ギア７１によって、第３のアーム２３は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００７５】
また、第４のアーム２４の第２のアーム２２に連結された側の端部と反対側の端部に第２の平ギア７２が固定され、この第２の平ギア７２は本体部３０の例えば下部に設けられた支軸３４ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第２の平ギア７２によって、第４のアーム２４は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００７６】
そして、これら第１及び第２の平ギア７１、７２は、回転中心軸Ｏが同心となるように配置されている。
【００７７】
さらに、本体部３０の上部に第１の平ギア７１と噛み合う第３の平ギア７３が設けられるとともに、本体部３０の下部に上記第２の平ギア７２及び第３の平ギア７３とそれぞれ噛み合う第４の平ギア７４が設けられている。
【００７８】
そして、これら第１〜第４の平ギア７１〜７４の噛み合いにより、第３のアーム２３と第４のアーム２４との間において、逆位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００７９】
本例においても、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはないので、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を、搬送ラインＬ上を直進性良く移動させることができる。
【００８０】
図８は、本発明の他の実施の形態の構成を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００８１】
図８に示すように、本実施の形態においては、第１〜第４の伝達ギア８１〜８４の代わりに各々第１〜第４の伝達プーリ８１Ａ〜８４Ａが設けられている。
【００８２】
そして、第１の伝達プーリ（駆動プーリ）８１Ａと第３の伝達プーリ（駆動伝達プーリ）８３Ａとに動力伝達ベルト８７が８字状に巻き掛けられるとともに、第２の伝達プーリ（従動プーリ）８２Ａと第４の伝達プーリ（従動伝達プーリ）８４Ａとには動力伝達ベルト８８が８字状に巻き掛けられている。
【００８３】
さらに、第３の伝達プーリ８３Ａと第４の伝達プーリ８４Ａが同位相で回転するように、一対の棒状のリンク部材８５、８６が第３及び第４の伝達プーリ８３Ａ、８４Ａに取り付けられている。
【００８４】
そして、このような構成を有する動力伝達機構８Ａにより、第２のアーム２２を駆動するための第２の駆動軸１２の回転動力が、同位相で第３のアーム２３に伝達されるようになっている。
【００８５】
本実施の形態においても、動力伝達機構８Ａによって駆動源Ｍ１、Ｍ２の動力が効率良く第１〜第４のアーム２１〜２４に伝達されるので、より円滑かつ高速で動作させることが可能になるとともに、プーリとベルトを用いているので、バックラッシュがなく、安定した動作が可能になる。
【００８６】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述した姿勢制御機構のプーリとベルトの代わりにスプロケットとチェーンを用いることも可能である。
【００８７】
また、上述した実施の形態では、第２のアームと第３のアームとの間に動力伝達機構を設けるようにしたが、第１のアームと第４のアームの間にも同様の動力伝達機構を設けることもできる。
【００８８】
さらに、第１の実施の形態では、リンク部材を用いて第１のギアと第２のギアを同位相で駆動させるようにしたが、ギア列のみでこれらを同位相で駆動させるように構成することも可能である。
ただし、バックラッシュを小さくするという点からは、上記実施の形態のようにリンク部材を用いて第１及び第２の伝達ギアを同位相で駆動させることが好ましい。
【００８９】
さらにまた、本発明の搬送装置は例えば真空処理装置を始めとして種々の装置に用いることができ、本発明の範囲を逸脱しない限り、適宜変更することができるものである。
【００９０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、簡素な構成で旋回半径を小さくすることができ、しかも搬送速度が大きい搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る搬送装置の第１の実施の形態の構成を示す平面図
【図２】（ａ）：同実施の形態の関節機構部における姿勢制御機構の構成を示す側断面図
（ｂ）：図２（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す構成図
（ｃ）：図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す構成図
【図３】（ａ）〜（ｄ）：同実施の形態を用い、真空処理槽内において処理済みの半導体ウェハを未処理の半導体ウェハと入れ替える動作を示す説明図（その１）
【図４】（ｅ）〜（ｇ）：同実施の形態を用い、真空処理槽内において処理済みの半導体ウェハを未処理の半導体ウェハと入れ替える動作を示す説明図（その２）
【図５】 同実施の形態における姿勢制御機構の他の例を示す断面図
【図６】 同実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）：同実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図
【図８】 本発明に係る搬送装置の第２の実施の形態の構成を示す平面図
【図９】 従来の搬送装置の要部構成を示す平面図
【符号の説明】
１…搬送装置 ２…半導体ウェハ ３…関節機構部 ４…姿勢制御機構 ８…動力伝達機構 １１…第１の駆動軸 １２…第２の駆動軸 ２０…アーム ２１…第１のアーム ２２…第２のアーム ２３…第３のアーム ２４…第４のアーム ３３ａ、３３ｂ…支軸 ４０…逆位相動力伝達機構 ４１…第１の拘束プーリ ４２…第２の拘束プーリ ４３…第３の拘束プーリ ４４、４６、４７…拘束ベルト ８１…第１の伝達ギア（駆動ギア） ８１Ａ…第１の伝達プーリ（駆動プーリ） ８２…第２の伝達ギア（従動ギア） ８２Ａ…第２の伝達プーリ（従動プーリ） ８３…第３の伝達ギア（駆動伝達ギア）、８３Ａ…第３の伝達プーリ（駆動伝達プーリ） ８４…第４の伝達ギア（従動伝達ギア） ８４Ａ…第４の伝達プーリ（従動伝達プーリ） ８５、８６…リンク部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体基板等を真空処理槽内に搬入したり、搬出して所定の位置に搬送するための搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子に関し、超微細高精度化が要求されており、このような半導体素子を製造する装置には、スループットを向上させること、また装置を設置するための床面積を小さくすること等が要求されている。
【０００３】
このため、搬送室を中心としてその周囲に複数の処理室を配し、ゲートバルブを介して連結することによって種々の基板処理を真空中で一貫して行うことができるマルチチャンバ装置及び搬送装置が提案されている（例えば、特許第２７３３７９９号公報、特許第２８０８８２６号公報等参照）。
【０００４】
図９は、従来の搬送装置（例えば、特開平４−２７９０４３号公報参照）の要部構成を示す平面図である。
図９に示すように、この搬送装置１００においては、図示しない駆動源の回転動力が、駆動軸１０１及びこの駆動軸１０１に取り付けられた駆動ギア１０２に伝達され、さらに、駆動ギア１０２及びこの駆動ギア１０２と噛み合う従動ギア１０３を介して従動軸１０４に伝達されるようになっている。
【０００５】
駆動軸１０１には第１のアーム１０５が取り付けられ、この第１のアーム１０５の先端部には、回転軸１０６を中心として回転可能な第３のアーム１０７が取り付けられている。
【０００６】
一方、従動軸１０４には第２のアーム１０８が取り付けられ、この第２のアーム１０８の先端部には、回転軸１０９を中心として回転可能な第４のアーム１１０が取り付けられている。
【０００７】
第３のアーム１０７には上記回転軸１０６と同心的に回転可能な動プーリ１１１が取り付けられ、この動プーリ１１１は、駆動軸１０１と同心位置に固定された固定プーリ１１２とベルト１１３によって連結されている。なお、動プーリ１１１と固定プーリ１１２との直径比は１：２である。
【０００８】
第３のアーム１０７と第４のアーム１１０の先端部には、それぞれ拘束ギア１１６、１１４が回転可能に取り付けられ、これら拘束ギア１１６、１１４は、噛み合った状態で基板載置台１１５に取り付けられている。
【０００９】
このようなリンク機構を有する従来の搬送装置１００においては、駆動軸１０１を回転させることにより、駆動軸１０１と従動軸１０４の中心を結ぶ直線に水平面内で直交する直線（以下「搬送ライン」という。）ｌに沿って基板載置台１１５が移動し、第１のアーム１０５と第２のアーム１０８の開き角が１８０度となる位置（以下「死点位置」という。）を通過する。
【００１０】
また、この搬送装置１００は、駆動軸１０１及び従動軸１０４は図示しない支持台に回転可能に取り付けられ、この支持台を他の駆動源（図示せず）によって回転させることにより基板載置台１１５が駆動軸１０１を中心として旋回するように構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の搬送装置１００においては、駆動軸１０１を中心として基板載置台１１５を回転させる構成となっているため、第１〜第４のアーム１０５、１０７、１０８、１１０を死点位置まで縮めた状態で旋回させた場合に、基板載置台１１５はアームの中心位置、すなわち、駆動軸１０１と従動軸１０４の中心軸を結ぶ直線ｍと上記搬送ラインｌの交点Ｏを中心に旋回しない構成となっている。
【００１２】
このため、従来技術においては、最小旋回半径を小さくすることができず、搬送室の内径を小さくすることができないので、半導体製造装置を小さくすることができないという課題がある。
【００１３】
また、半導体製造装置のスループットを向上させるためには、搬送装置の動作速度を大きくすることが効果的であるが、従来技術においては、一つの駆動源を用いて駆動軸１０１及び従動軸１０４を動作させるようにしているため、回転動力の伝達ロス等によって駆動源の動作トルクが不足し、動作速度が速くならないという課題がある。
【００１４】
このような課題を解決するためには、同心状に配設した第１及び第２の駆動軸に対して２つの独立した駆動源の回転動力を伝達させることも考えられるが、その場合、関節機構を構成する拘束ギア１１４、１１６が２個並列に配されているので、上記第３のアーム１０７の第１のアーム１０５に対する回転角と、第４のアーム１１０の第２のアーム１０８に対する回転角は、それぞれ第１のアーム１０５及び第２のアーム１０８の回転角に比例しない。そのため、第１及び第２のアーム１０５、１０８の回転運動に第３及び第４のアーム１０７、１１０の回転運動に同期せず、基板載置台１１５の移動が困難になってしまう。
【００１５】
その一方、このような課題を回避するためには複雑な補正機構を設けなければならず、部品点数が増加するとともに組立工程も煩雑になってしまう。
【００１６】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で旋回半径を小さくすることができ、しかも搬送速度が大きい搬送装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、一端部に駆動軸を有し、該駆動軸が同心状に配設された第１及び第２のアームと、前記第１及び第２のアームの他端部に、当該一端部が回転可能に連結された第３及び第４のアームと、前記第１又は第２のアームの駆動軸の回転動力を前記第３又は第４のアームに伝達するための動力伝達機構と、前記第３及び第４のアームの他端部に設けられた支軸を同心状に配設するとともに、当該支軸に対して互いに逆位相の回転動力を与えるように構成された姿勢制御機構を有する関節機構部とを備え、前記動力伝達機構は、前記第１又は第２のアームの駆動軸に固定された駆動ギアと、前記第３又は第４のアームの一端部の支軸に固定された従動ギアと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられ前記駆動ギアと噛み合う駆動伝達ギアと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられ前記従動ギアと噛み合う従動伝達ギアとを有し、前記駆動伝達ギアと前記従動伝達ギアとを同位相で回転させるための一対の棒状のリンク部材が、当該駆動伝達ギア及び当該従動伝達ギアに取り付けられていることを特徴とする搬送装置である。
また、請求項２記載の発明は、請求項記１載の発明において、前記動力伝達機構は、前記第１又は第２のアームの駆動軸に固定された駆動プーリと、前記第３又は第４のアームの一端部の支軸に固定された従動プーリと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられた駆動伝達プーリ及び従動伝達プーリとを有し、前記駆動プーリと前記駆動伝達プーリとに動力伝達ベルトが８字状に巻き掛けられるとともに、前記従動プーリと前記従動伝達プーリとに動力伝達ベルトが８字状に巻き掛けられ、さらに、前記駆動伝達プーリと前記従動伝達プーリとを同位相で回転させるための一対の棒状のリンク部材が、当該駆動伝達プーリ及び当該従動伝達プーリに取り付けられていることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記第１、第２、第３及び第４のアームのアーム長が同一であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１及び請求項２記載の発明の場合、第１及び第２のアームの駆動軸が同心状に配設されていることから、第１〜第４のアームを死点位置に配置した状態における最小旋回半径を従来技術に比べて小さくすることが可能になる。
また、本発明によれば、第３及び第４のアームの他端部の支軸も同心状に配設されていることから、アーム長を変化させるための複雑な補正機構を用いることなく第３及び第４のアームに駆動軸の回転動力を与えることができ、その結果、簡素な構成で第１〜第４のアームの動作速度を速くすることが可能になる。
しかも、本発明にあっては、第３及び第４のアームの支軸に対して互いに逆位相の回転動力を与えるように構成されていることから、例えば関節機構部に取り付けたキャリアが回転してしまうことなく所定の搬送ラインに沿って直進性良く移動させることができ、また、死点位置近傍においてもキャリアを円滑に移動させることができる。
さらに、本発明によれば、簡素な構成の動力伝達機構によって駆動源の動力が確実に効率良く各アームに伝達されるので、より円滑かつ高速で動作させることが可能になる。
特に、請求項２記載の発明によれば、一対の棒状のリンク部材を備えるリンク部材によって駆動ギアと従動ギアを同位相で回転させるようにしたことから、例えばベルトを使用した場合のようなテンションの調整が必要なく、組立及び調整が簡単な搬送装置を提供することが可能になる。
請求項２記載の発明によれば、バックラッシュが生じないので、駆動源の動力が効率良く各アームに伝達され、より円滑な高速動作を行うことが可能になる。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記第３及び第４のアームの支軸に対して与えられる逆位相の回転動力の大きさが同一であることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、より完全にキャリアの回転を阻止することが可能になる。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、前記姿勢制御機構が、前記第３及び第４のアームの支軸間において逆位相の回転動力を伝達する逆位相動力伝達機構を有することを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、簡素な構成で確実に第３及び第４のアームの支軸間において逆位相の回転動力を伝達することが可能になる。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の搬送装置を用いて真空処理槽内の搬送を行うように構成されていることを特徴とする真空処理装置である。
請求項６記載の発明によれば、小型で処理対象物の搬送速度の大きい真空処理装置を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る搬送装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る搬送装置の第１の実施の形態の構成を示す平面図である。
図１に示すように、本実施の形態の搬送装置１は、例えば真空処理槽（図示せず）内における処理対象物の搬送を行うもので、同心状に配設した第１及び第２の駆動軸１１、１２を有し、これら各駆動軸１１、１２は、独立した第１及び第２の駆動源Ｍ１、Ｍ２からそれぞれ時計回り方向又は反時計回り方向の回転動力が伝達されるように構成されている。
【００２１】
第１の駆動軸１１には第１のアーム２１が固定され、第２の駆動軸１２には、第２のアーム２２が固定されている。
【００２２】
第１及び第２のアーム２１、２２の先端部には、例えば軸受け（図示せず）を用いて第３及び第４のアーム２３、２４が、支軸２３ａ、２４ａを中心としてそれぞれ回転自在に取り付けられている。
【００２３】
これら第３及び第４のアーム２３、２４は、その先端部が、後述する姿勢制御機構を有する関節機構部３に取り付けられている。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、第１〜第４のアーム２１〜２４の長さ（回転軸間の距離）が、全て同一の長さに設定されている。以下、第１〜第４のアーム２１〜２４全体を適宜アーム２０と総称する。
【００２５】
また、本実施の形態においては、第２のアーム２２と第３のアーム２３との間に後述する動力伝達機構８が設けられている。
【００２６】
図２（ａ）は、本実施の形態の関節機構部における姿勢制御機構の構成を示す側断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す構成図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す構成図である。
【００２７】
図１及び図２（ａ）に示すように、関節機構部３は箱状の本体部３０を有し、この本体部３０には、半導体ウェハ２を載置するためのキャリア３１が取り付けられている。
【００２８】
本実施の形態の場合は、本体部３０に対して第１及び第２の駆動軸１１、１２側に第１のキャリア３１ａが設けられるとともに、本体部３０を挟んで１８０度回転対称側に第２のキャリア３１ｂが設けられ、これにより２枚の半導体ウェハ２を同時に載置できるようになっている。
【００２９】
そして、本実施の形態においては、関節機構部３の本体部３０内に、以下に説明する姿勢制御機構４が配設されている。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、この姿勢制御機構４は、円筒状の第１〜第３の拘束プーリ４１、４２、４３を備えている。
【００３１】
第１の拘束プーリ４１は、上記第３のアーム２３の第１のアーム２１に連結された側の端部と反対側の端部に固定され、本体部３０の例えば上部に設けられた支軸３３ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第１の拘束プーリ４１によって、第３のアーム２３は、後述する搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００３２】
また、第２の拘束プーリ４２は、第４のアーム２４の第２のアーム２２に連結された側の端部と反対側の端部に固定され、本体部３０の例えば下部に設けられた支軸３４ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第２の拘束プーリ４２によって、第４のアーム２４は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００３３】
そして、これら第１及び第２の拘束プーリ４１、４２は、回転軸Ｏ1が同心となるように配置されている。
【００３４】
さらに、第３の拘束プーリ４３は、本体部３０内において、第１及び第２の拘束プーリ４１、４２と所定の距離だけ離れた位置に、支軸３５ａを中心として回転するように構成されている。
【００３５】
ここで、第３の拘束プーリ４３の回転軸Ｏ2は、上記第１及び第２の拘束プーリ４１、４２の回転軸Ｏ1と平行になるように構成されている。
【００３６】
また、第１〜第３の拘束プーリ４１、４２、４３の直径は、いずれも同一となるように設定されている。
【００３７】
また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、第１の拘束プーリ４１と第３の拘束プーリ４３に対して拘束ベルト４４が巻き掛けられるとともに、第１及び第３の拘束プーリ４１、４３上において例えば止めねじ４５を用いて拘束ベルト４４を第１及び第３の拘束プーリ４１、４３に対して固定するように構成されている。そして、このような構成により、第１の拘束プーリ４１と第３の拘束プーリ４３との間において、同位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００３８】
一方、図２（ａ）（ｃ）に示すように、第２及び第３の拘束プーリ４２、４３については、一対の拘束ベルト４６、４７を８の字状にたすき掛けし、第２及び第３の拘束プーリ４２、４３上において例えば止めねじ４８を用いて拘束ベルト４６、４７を第２及び第３の拘束プーリ４２、４３に対して固定するように構成されている。
【００３９】
そして、このような構成を有する逆位相動力伝達機構４０により、第２の拘束プーリ４２と第３の拘束プーリ４３との間において、逆位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００４０】
本実施の形態において第３のアーム２３を所定の方向に角度θだけ回転すると、その回転動力は、第１の拘束プーリ４１及び拘束ベルト４４を介して同位相で第３の拘束プーリ４３に伝達され、さらに、第３の拘束プーリ４３の回転動力は、拘束ベルト４６、４７を介して位相を逆転させて第２拘束プーリ４２に伝達される。その結果、第２拘束プーリ４２に固定された第４のアーム２４は、第３のアーム２３と逆方向に角度θだけ回転することになる。
【００４１】
一方、図１に示すように、動力伝達機構８は、第２のアーム２２の回転軸である第２の駆動軸１２に対して同心状に第１の伝達ギア（駆動ギア）８１が固定されており、また、第３のアーム２３の回転軸である支軸２３ａに対して同心状に第２の伝達ギア（従動ギア）８２が固定されている。
【００４２】
さらに、第１のアーム２１には、第１の伝達ギア８１と噛み合う第３の伝達ギア（駆動伝達ギア）８３と、第２の伝達ギア８２と噛み合う第４の伝達ギア（従動伝達ギア）８４が、それぞれ回転可能に取り付けられている。
【００４３】
これら第１〜第４の伝達ギア８１〜８４は、それぞれ歯数及び径が同一のものが用いられている。
【００４４】
さらに、第３の伝達ギア８３と第４の伝達ギア８４が同位相で回転するように、一対の棒状のリンク部材８５、８６が第３及び第４の伝達ギア８３、８４に取り付けられている。
【００４５】
そして、このような構成を有する動力伝達機構８により、第２のアーム２２を駆動するための第２の駆動軸１２の回転動力が、同位相で第３のアーム２３に伝達されるようになっている。
【００４６】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
【００４７】
まず、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が１８０度の状態、即ち死点位置にある状態から、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が小さくなるように第１の駆動軸１１と第２の駆動軸１２を逆方向に所定の角度θだけ回転させると、第１のアーム２１と第２のアーム２２は、それぞれ逆方向に同一の角度θだけ回転する。
【００４８】
ここで、第１〜第４のアーム２１〜２４は、リンク機構を構成しており、また、第１〜第４のアーム２１〜２４はアーム長が等しいので、この回転に伴い、第３のアーム２３は第１の拘束プーリ４１の支軸３３ａを中心として所定の角度θだけ回転し、第４のアーム２４は、第２の拘束プーリ４２の支軸３４ａを中心として第３のアーム２３と反対方向へ角度θだけ回転する。
【００４９】
その結果、これら第１及び第２の拘束プーリ４１、４２の支軸３３ａ、３４ａは、第１及び第２の駆動軸１１、１２の中心と上記支軸３３ａ、３４ａの中心を結ぶ直線（以下「搬送ライン」という。）Ｌ上を移動する（図１参照）。
【００５０】
この場合、上述したように、第３のアーム２３と第４のアーム２４は、逆位相で同一の角度θだけ回転しているので、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはない。したがって、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１は、搬送ラインＬ上を直進性良く移動する。
【００５１】
これに対し、キャリア３１を元の位置に戻す場合には、第１の駆動軸１１と第２の駆動軸１２を上記方向と逆方向に所定の角度θだけ回転させる。これにより、上述した動作と反対の動作が行われ、第１のアーム２１と第２のアーム２２が死点位置に戻る。
【００５２】
他方、第１の駆動軸１１と第２の駆動軸１２を同じ方向へ回転させた場合には、キャリア３１は、第１の駆動軸１１及び第２の駆動軸１２を中心として同方向に回転する。
【００５３】
次に、本実施の形態においてキャリア３１が死点位置を通過するときの動作について説明する。
ここでは、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が死点位置における１８０度から少し小さくなった状態を考える。
【００５４】
この状態において、第１のアーム２１と第２のアーム２２の開き角が大きくなるように、第１の駆動軸１１を所定の方向に角度θだけ回転させ、第２の駆動軸１２をこれと逆方向に角度θだけ回転させる。
【００５５】
その際、第３のアーム２３と第４のアーム２４は、相互に逆方向の回転動力が与えられており、また、第３のアーム２３の第１のアーム２１に対する回転角と、第４のアーム２４の第２のアーム２２に対する回転角の大きさは、それぞれ第１のアーム２１と第２のアーム２２の回転角の大きさの２倍であるため、第３のアーム２３及び第４のアーム２４が第１のアーム２１と第２のアーム２２に対して回転移動することになり、その結果、キャリア３１は円滑に死点位置を通過する。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ｅ）〜（ｇ）は、本実施の形態を用い、真空処理槽内において処理済みの半導体ウェハを未処理の半導体ウェハと入れ替える動作を示す説明図である。
【００５７】
ここでは、図３（ａ）に示すように、第１のキャリア３１ａ上に未処理の半導体ウェハ２ａがあり、第２のキャリア３１ｂ上には半導体ウェハ２がない状態を考える。
【００５８】
まず、第１〜第４のアーム２１〜２４を死点位置に配置した状態で旋回させることにより、第２のキャリア３１ｂを、真空処理槽（図示せず）内の所定の位置に配置された処理済みの半導体ウェハ２の方向に向ける。
【００５９】
次いで、図３（ｂ）に示すように、アーム２０を伸ばして第２のキャリア３１ｂをウェハ受け渡し位置５０に移動させ、さらに、図３（ｃ）に示すように、処理済みの半導体ウェハ２を第２のキャリア３１ｂ上に載せてアーム２０を初期位置に戻す。この状態では第１及び第２のキャリア３１ａ、３１ｂ上に半導体ウェハ２が載置されている。
【００６０】
そして、図３（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、アーム２０を１８０度旋回させ、第１のキャリア３１ａをウェハ受け渡し位置５０に向け、アーム２０を伸ばして第１のキャリア３１ａをウェハ受け渡し位置５０に移動させる。
【００６１】
その後、図４（ｆ）に示すように、第１のキャリア３１ａ上にある未処理の半導体ウェハ２ａを受け渡し、さらに、図４（ｇ）に示すように、第１のキャリア３１ａを初期位置に戻す。
【００６２】
以上述べたように本実施の形態によれば、第１及び第２のアーム２１、２２の駆動軸１１、１２が同心状に配設されていることから、第１〜第４のアーム２１〜２４を死点位置に配置した状態における最小旋回半径を従来技術に比べて小さくすることが可能になる。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、第３及び第４のアーム２３、２４の他端部における支軸３３ａ、３４ａも同心状に配設されていることから、アーム長を変化させるための複雑な補正機構を用いることなく第３及び第４のアーム２３、２４に駆動軸１１、１２の回転動力を与えることができ、その結果、簡素な構成で第１〜第４のアーム２１〜２４の動作速度を速くすることができる。
【００６４】
しかも、本実施の形態にあっては、第３及び第４のアーム２３、２４の他端部における支軸３３ａ、３４ａに対して互いに逆位相の回転動力を伝達するように構成されていることから、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を回転させずに所定の搬送ラインＬに沿って直進性良く移動させることができ、また、死点位置近傍においてもキャリア３１を円滑に移動させることができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態によれば、動力伝達機構８によって駆動源Ｍ１、Ｍ２の動力が効率良く各アーム２１〜２４に伝達されるので、より円滑かつ高速で動作させることが可能になる。
【００６６】
図５は、本実施の形態における姿勢制御機構の他の例を示す断面図である。
図５に示すように、本例においては、上述した第３のアーム２３の第１のアーム２１に連結された側の端部と反対側の端部に第１のベベルギア５１が固定され、この第１のベベルギア５１は本体部３０の例えば上部に設けられた支軸３３ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第１のベベルギア５１によって、第３のアーム２３は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００６７】
また、第４のアーム２４の第２のアーム２２に連結された側の端部と反対側の端部に第２のベベルギア５２が固定され、この第２のベベルギア５２は本体部３０の例えば下部に設けられた支軸３４ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第２のベベルギア５２によって、第４のアーム２４は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００６８】
そして、これら第１及び第２のベベルギア５１、５２は、回転中心軸Ｏが同心となるように配置されている。
【００６９】
さらに、本体部３０の例えば内壁部３０ａには、上記支軸３３ａ、３４ａと直交する支軸３６ａを中心として回転可能な第３のベベルギア５３が設けられ、この第３のベベルギア５３は、上述した第１及び第２のベベルギア５１、５２と噛み合うように構成されている。
【００７０】
そして、このような構成により、第３のアーム２３と第４のアーム２４との間において、逆位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００７１】
本例においても、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはないので、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を、搬送ラインＬ上を直進性良く移動させることができる。
【００７２】
図６は、本実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図である。
図６に示すように、本例においては、図５に示すベベルギア５１〜５３の代わりに、第１及び第２のクラウンギア６１、６２とピニオンギア６３を組み合わせることによって、第３のアーム２３と第４のアーム２４との間において逆位相で回転動力を伝達するように構成されている。
【００７３】
本例においても、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはないので、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を、搬送ラインＬ上を直進性良く移動させることができる。
【００７４】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図である。
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、本例においては、上述した第３のアーム２３の第１のアーム２１に連結された側の端部と反対側の端部に第１の平ギア７１が固定され、この第１の平ギア７１は本体部３０の例えば上部に設けられた支軸３３ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第１の平ギア７１によって、第３のアーム２３は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００７５】
また、第４のアーム２４の第２のアーム２２に連結された側の端部と反対側の端部に第２の平ギア７２が固定され、この第２の平ギア７２は本体部３０の例えば下部に設けられた支軸３４ａを中心として回転するように構成されている。そして、この第２の平ギア７２によって、第４のアーム２４は、搬送ラインＬを含む平面と平行に回転するようになっている。
【００７６】
そして、これら第１及び第２の平ギア７１、７２は、回転中心軸Ｏが同心となるように配置されている。
【００７７】
さらに、本体部３０の上部に第１の平ギア７１と噛み合う第３の平ギア７３が設けられるとともに、本体部３０の下部に上記第２の平ギア７２及び第３の平ギア７３とそれぞれ噛み合う第４の平ギア７４が設けられている。
【００７８】
そして、これら第１〜第４の平ギア７１〜７４の噛み合いにより、第３のアーム２３と第４のアーム２４との間において、逆位相で回転動力が伝達されるようになっている。
【００７９】
本例においても、関節機構部３の本体部３０が支軸３３ａ、３４ａを中心として回転してしまうことはないので、関節機構部３の本体部３０に取り付けたキャリア３１を、搬送ラインＬ上を直進性良く移動させることができる。
【００８０】
図８は、本発明の他の実施の形態の構成を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００８１】
図８に示すように、本実施の形態においては、第１〜第４の伝達ギア８１〜８４の代わりに各々第１〜第４の伝達プーリ８１Ａ〜８４Ａが設けられている。
【００８２】
そして、第１の伝達プーリ（駆動プーリ）８１Ａと第３の伝達プーリ（駆動伝達プーリ）８３Ａとに動力伝達ベルト８７が８字状に巻き掛けられるとともに、第２の伝達プーリ（従動プーリ）８２Ａと第４の伝達プーリ（従動伝達プーリ）８４Ａとには動力伝達ベルト８８が８字状に巻き掛けられている。
【００８３】
さらに、第３の伝達プーリ８３Ａと第４の伝達プーリ８４Ａが同位相で回転するように、一対の棒状のリンク部材８５、８６が第３及び第４の伝達プーリ８３Ａ、８４Ａに取り付けられている。
【００８４】
そして、このような構成を有する動力伝達機構８Ａにより、第２のアーム２２を駆動するための第２の駆動軸１２の回転動力が、同位相で第３のアーム２３に伝達されるようになっている。
【００８５】
本実施の形態においても、動力伝達機構８Ａによって駆動源Ｍ１、Ｍ２の動力が効率良く第１〜第４のアーム２１〜２４に伝達されるので、より円滑かつ高速で動作させることが可能になるとともに、プーリとベルトを用いているので、バックラッシュがなく、安定した動作が可能になる。
【００８６】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述した姿勢制御機構のプーリとベルトの代わりにスプロケットとチェーンを用いることも可能である。
【００８７】
また、上述した実施の形態では、第２のアームと第３のアームとの間に動力伝達機構を設けるようにしたが、第１のアームと第４のアームの間にも同様の動力伝達機構を設けることもできる。
【００８８】
さらに、第１の実施の形態では、リンク部材を用いて第１のギアと第２のギアを同位相で駆動させるようにしたが、ギア列のみでこれらを同位相で駆動させるように構成することも可能である。
ただし、バックラッシュを小さくするという点からは、上記実施の形態のようにリンク部材を用いて第１及び第２の伝達ギアを同位相で駆動させることが好ましい。
【００８９】
さらにまた、本発明の搬送装置は例えば真空処理装置を始めとして種々の装置に用いることができ、本発明の範囲を逸脱しない限り、適宜変更することができるものである。
【００９０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、簡素な構成で旋回半径を小さくすることができ、しかも搬送速度が大きい搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る搬送装置の第１の実施の形態の構成を示す平面図
【図２】（ａ）：同実施の形態の関節機構部における姿勢制御機構の構成を示す側断面図
（ｂ）：図２（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す構成図
（ｃ）：図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す構成図
【図３】（ａ）〜（ｄ）：同実施の形態を用い、真空処理槽内において処理済みの半導体ウェハを未処理の半導体ウェハと入れ替える動作を示す説明図（その１）
【図４】（ｅ）〜（ｇ）：同実施の形態を用い、真空処理槽内において処理済みの半導体ウェハを未処理の半導体ウェハと入れ替える動作を示す説明図（その２）
【図５】 同実施の形態における姿勢制御機構の他の例を示す断面図
【図６】 同実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）：同実施の形態における姿勢制御機構の更に他の例を示す断面図
【図８】 本発明に係る搬送装置の第２の実施の形態の構成を示す平面図
【図９】 従来の搬送装置の要部構成を示す平面図
【符号の説明】
１…搬送装置 ２…半導体ウェハ ３…関節機構部 ４…姿勢制御機構 ８…動力伝達機構 １１…第１の駆動軸 １２…第２の駆動軸 ２０…アーム ２１…第１のアーム ２２…第２のアーム ２３…第３のアーム ２４…第４のアーム ３３ａ、３３ｂ…支軸 ４０…逆位相動力伝達機構 ４１…第１の拘束プーリ ４２…第２の拘束プーリ ４３…第３の拘束プーリ ４４、４６、４７…拘束ベルト ８１…第１の伝達ギア（駆動ギア） ８１Ａ…第１の伝達プーリ（駆動プーリ） ８２…第２の伝達ギア（従動ギア） ８２Ａ…第２の伝達プーリ（従動プーリ） ８３…第３の伝達ギア（駆動伝達ギア）、８３Ａ…第３の伝達プーリ（駆動伝達プーリ） ８４…第４の伝達ギア（従動伝達ギア） ８４Ａ…第４の伝達プーリ（従動伝達プーリ） ８５、８６…リンク部材
Claims (6)
- 一端部に駆動軸を有し、該駆動軸が同心状に配設された第１及び第２のアームと、
前記第１及び第２のアームの他端部に、当該一端部が回転可能に連結された第３及び第４のアームと、
前記第１又は第２のアームの駆動軸の回転動力を前記第３又は第４のアームに伝達するための動力伝達機構と、
前記第３及び第４のアームの他端部に設けられた支軸を同心状に配設するとともに、当該支軸に対して互いに逆位相の回転動力を与えるように構成された姿勢制御機構を有する関節機構部とを備え、
前記動力伝達機構は、前記第１又は第２のアームの駆動軸に固定された駆動ギアと、前記第３又は第４のアームの一端部の支軸に固定された従動ギアと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられ前記駆動ギアと噛み合う駆動伝達ギアと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられ前記従動ギアと噛み合う従動伝達ギアとを有し、前記駆動伝達ギアと前記従動伝達ギアとを同位相で回転させるための一対の棒状のリンク部材が、当該駆動伝達ギア及び当該従動伝達ギアに取り付けられていることを特徴とする搬送装置。 - 前記動力伝達機構は、前記第１又は第２のアームの駆動軸に固定された駆動プーリと、前記第３又は第４のアームの一端部の支軸に固定された従動プーリと、前記第１又は第２のアームに回転可能に取り付けられた駆動伝達プーリ及び従動伝達プーリとを有し、前記駆動プーリと前記駆動伝達プーリとに動力伝達ベルトが８字状に巻き掛けられるとともに、前記従動プーリと前記従動伝達プーリとに動力伝達ベルトが８字状に巻き掛けられ、さらに、前記駆動伝達プーリと前記従動伝達プーリとを同位相で回転させるための一対の棒状のリンク部材が、当該駆動伝達プーリ及び当該従動伝達プーリに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
- 前記第１、第２、第３及び第４のアームのアーム長が同一であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の搬送装置。
- 前記第３及び第４のアームの支軸に対して与えられる逆位相の回転動力の大きさが同一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の搬送装置。
- 前記姿勢制御機構は、前記第３及び第４のアームの支軸間において逆位相の回転動力を伝達する逆位相動力伝達機構を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の搬送装置。
- 請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の搬送装置を用いて真空処理槽内の搬送を行うように構成されていることを特徴とする真空処理装置。
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