JP4918430B2 - 基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板やガラス基板等の被処理基板を搬送するための基板搬送装置に関する。

近年、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板等の被処理基板を真空処理する基板処理装置として、搬送室の周囲にゲートバルブを介して複数の処理室を連結することで、種々の基板処理を真空中で一貫して行うようにしたマルチチャンバ装置が知られている。この種のマルチチャンバ型の真空処理装置は、搬送室から各々の処理室へ基板を自動的に搬入または搬出するための基板搬送装置が備えられている。

基板搬送装置には、例えば図１５に示すような平行リンク型のものが知られている（下記特許文献１参照）。図示する平行リンク型の基板搬送装置５は、少なくとも一方に駆動源が接続された一対の回動軸１，２と、回動軸１，２が一端に接続された第１アーム１１，１２と、これら第１アーム１１，１２の各々の他端に一端が回転可能に結合された一対の第２アーム２１，２２と、これら第２アーム２１，２２の各々の他端に回転可能に結合されたハンド４とを備えている。

第１アーム１１，１２、第２アーム２１，２２は、それぞれ同一のアーム長を有しており、これらにより平行リンク機構が構成されている。したがって、回動軸１，２を互いに逆方向に回転させることで、第１アーム１１，１２と第２アーム２１，２２とのなす角θが変化し、ハンド４は図中上下方向に移動される。これにより、ハンド４上の基板Ｗを任意の位置へ搬送することが可能となる。

特開平９−２８３５８８号公報 特開２００４−２２８３７０号公報

図１５に示した従来の平行リンク型の基板搬送装置５においては、基板Ｗを例えば前方位置から後方位置へ搬送する際、第１アーム１１，１２と第２アーム２１，２２とが互いに平行（θ＝０°）となる位置を通過する必要がある。この位置は平行リンク機構の死点に対応し、基板Ｗの円滑な搬送を阻害する。そこで、図示する基板搬送装置５は、回動軸２に同心的に固定された第１プーリ６と、第１アーム１１と第２アーム２１との連結部に同心的に固定された第２プーリ７と、これら第１プーリ６と第２プーリ７との間に架け渡されたベルト８とからなる死点脱出機構を備えている。これにより、回動軸２の回転力をベルト８を介して第２アーム２１にダイレクトに伝達し、円滑にリンクの死点位置を通過させて、基板Ｗの搬送を安定に行えるようにしている。

しかしながら、平行リンク型の基板搬送装置においては、リンク機構の死点を円滑に通過するための上述したような死点脱出機構を設ける必要があり、装置構成が複雑化するという問題がある。また、平行リンク型の基板搬送装置は、基板の直進搬送性が必ずしも高くはなく、高い送り精度が得られにくいという問題もある。

これに対して、ハンドをリニアガイドに沿って移動させる直動型の基板搬送装置が知られている（上記特許文献２参照）。直動型の基板搬送装置は、平行リンク型の基板搬送装置におけるような死点が存在しないため、構成を簡素化できるという利点がある。また、基板の直進搬送性に優れるため、高い送り精度が得られやすい。

しかしながら、直動型の基板搬送装置においては、搬送する基板やハンドの自重がリニアガイドにダイレクトに作用する。リニアガイドは負荷特性が低く、高い負荷が作用した際に基板の搬送精度が低下し高精度な送り精度が得られなくなると共に、ベアリング（軸受）の耐久性が低下してベアリングが短期間に劣化するという問題を有していた。したがって、今後益々進展する基板の大型化に対応することが不可能となる。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、構成を複雑化することなく安定かつ高精度な搬送性と高いベアリング耐久性を得ることができる基板搬送装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明の基板搬送装置は、一端が基台の支持軸に支持され、他端が基板支持用のハンドに接続された多関節アームと、前記ハンドの直線移動を案内するリニアガイドと、前記ハンドを前記リニアガイドのガイドレールに沿って移動させるベルトと、前記ベルトを駆動する駆動機構と、前記ハンドと前記リニアガイドのスライダーとの間を連結する連結手段とを備え、前記連結手段は、当該ハンドの進行方向に平行な第１の方向への前記ハンドと前記スライダー間の相対移動を規制し、かつ、鉛直方向に平行な第２の方向への前記ハンドと前記スライダー間の相対移動を許容する。

本発明の基板搬送装置においては、多関節アームは独自の駆動源を有しておらず、ハンドに連結されたベルト駆動機構の駆動によって伸縮することでハンドをリニアガイドのガイドレールに沿って直線的に移動させる。このような構成の基板搬送装置は、多関節アームでハンドに作用する負荷を支持し、リニアガイドでハンドの直進搬送性を確保する。したがって、死点を通過するための特別な機構を必要としないので構成の複雑化を防止できる。また、リニアガイドに直接負荷が作用することがないので、高い搬送精度と耐久性を同時に得ることができる。

また、例えば多関節アームの伸長時に鉛直方向の負荷が増大しても、ハンドとスライダー間の鉛直方向への相対移動によって、当該負荷がリニアガイドに作用することを防止できる。これにより、ハンド位置に関係なく基板の高い搬送精度を維持することが可能となる。

本発明において、連結手段は、スライダーと一体的に固定された連結部材と、この連結部材とハンドの下面に設けられた取付部とを連結する軸部材と、連結部材および取付部のうち何れか一方に形成された係合溝とを備えている。係合溝は、上記第２の方向に深さ方向を有するとともに軸部材の軸径と同等の大きさの溝幅を有している。軸部材は、上記第１の方向と第２の方向のそれぞれに対して直交する第３の方向から上記係合溝に挿入されている。

具体的な構成として、係合溝は連結部材に形成されており、軸部材の一端は上記取付部に固定され、軸部材の他端は、取付部に対する連結部材の上記第３の方向への最大移動量を規制する規制部材に固定されている。この構成において、連結部材は、上記取付部と規制部材との間において上記第３の方向に所定量移動可能である。これにより、ハンドの横方向あるいは回転方向の負荷からリニアガイドを保護することが可能となる。

また、連結部材は、スライダーと一体的に固定された本体部と、この本体部と上記取付部との間を連結するハンド連結部と、本体部とベルトの間を連結するベルト連結部とからなる。この構成により、単一の連結部材によって、ハンドとリニアガイドとベルトとを相互に連結することが可能となる。

以上述べたように、本発明の基板搬送装置によれば、構成を複雑化することなく基板の安定かつ高精度な搬送性と高いベアリング耐久性を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の基板搬送装置は、図示せずとも真空搬送室の周囲に複数の真空処理室が配置されたマルチチャンバ装置において、その真空搬送室内に設置され、ロード／アンロード室を含む複数の真空処理室間で半導体ウエハやガラス基板等の被処理基板を自動搬送する基板搬送装置として構成されている。

図１及び図２は本発明の実施形態による基板搬送装置６０の構成を示す斜視図である。この基板搬送装置６０は、先端部にハンド６２が結合された多関節アーム６１と、ハンド６２を直線移動させるベルト駆動機構６８とを備えている。

なお、図１は、ハンド６２が原点位置にあるときの多関節アーム６１の様子を示しており、図２は、ハンド６２が前方位置にあるときの多関節アーム６１の様子を示している。また、図１及び図２においては、理解容易のため、ベルト駆動機構６８の構成を簡略的に示している。

本実施形態において、多関節アーム６１は平行リンク型で構成され、一端が基台６３に回転可能に支持された一対の第１アーム７１Ａ，７１Ｂと、これら一対の第１アーム７１Ａ，７１Ｂの各々の他端に一端が回転可能に結合された一対の第２アーム７２Ａ，７２Ｂを有している。第２アーム７２Ａ，７２Ｂのアーム長は、第１アーム７１Ａ，７１Ｂのアーム長よりも長く構成されているが、同一のアーム長で構成されていても構わない。ハンド６２は、一対の第２アーム７２Ａ，７２Ｂの各々の他端に回転可能に結合されたブロック体６４と、基板を支持するフォーク部６５とで構成されている。

第１アーム７１Ａ，７１Ｂの一端は、基台６３側に設置された第１支持軸９１（図２）に支持されている。第１アーム７１Ａ，７１Ｂの他端側と第２アーム７２Ａ，７２Ｂの一端側との間には第２支持軸９２が設置されている。そして、第２アーム７２Ａ，７２Ｂの他端側とハンド６２のブロック体６４との間には、第３支持軸９３が設置されている。これら第１，第２アーム７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂが支持軸９１〜９３のまわりに回転することによって、多関節アーム６１は、図１に示すハンド６２の原点位置と、図２に示す前方への伸長位置あるいは図示しない後方への伸長位置との間を伸縮動作する。

上記構成の多関節アーム６１の一端が設置される基台６３の上にはベースプレート７０が固定されている。ベースプレート７０には、ハンド６２の移動量及び移動方向を制御するベルト駆動機構６８と、ハンド６２の直線移動を案内するリニアガイド６６が設置されている。リニアガイド６６は、直線的なガイドレール６７ａとその上を移動するスライダー６７ｂで構成されている。ベルト駆動機構６８は、リニアガイド６６のガイドレール６７ａに沿ってハンド６２を直線的に移動させる。なお、基台６３には回転機構部６９が取り付けられており、この回転機構部６９によって多関節アーム６１が基台６３及びベースプレート７０とともに旋回可能とされている。

ベルト駆動機構６８は、駆動軸に連結された駆動プーリ７３と、駆動プーリ７３を挟んで配置された一対の従動プーリ７４ａ，７４ｂと、駆動プーリ７３と従動プーリ７４ａ，７４ｂとの間に架け渡されたベルト部材７６とを備えている。駆動プーリ７３はベースプレート７０上に回転可能に配置されている。従動プーリ７４ａ，７４ｂの間の距離は、ハンド６２の移動距離に応じて適宜設定される。各従動プーリ７４ａ，７４ｂと駆動プーリ７３との間には、ベルト部材７６の張力を調整するための補助プーリ７５ａ，７５ｂがそれぞれ設けられており、駆動プーリ７３とベルト部材７６との間の密着力向上が図られている。

ベルト駆動機構６８は、駆動プーリ７３の回転運動をベルト部材７６の直線走行運動に変換する。特に、図示せずとも、駆動プーリ７３の周面に複数の係合突起を形成し、ベルト部材７６のベルト面にはこれらの係合突起に係合する係合孔を複数設けるのが好適である。これにより、駆動プーリ７３とベルト部材７６との間の滑りを防止し、駆動プーリ７３の回転力をベルト部材７６に確実に伝達することができる。

従動プーリ７４ａ，７４ｂはそれぞれ、フレーム７８ａ，７８ｂによって回転可能に支持されている。フレーム７８ａ，７８ｂは、ベースプレート７０に設置された直線的なアングル部材７７に一体固定されている。補助プーリ７５ａ，７５ｂはそれぞれ、ベースプレート７０上において、アングル部材７７に一体固定されたフレーム７９ａ，７９ｂによって回転可能に支持されている（図３）。

従動プーリ７４ａ，７４ｂと補助プーリ７５ａ，７５ｂはそれぞれの軸心部が同一直線上に整列配置されている。ベルト部材７６は、ステンレス鋼等の金属製エンドレスベルトであり、基板搬送面である水平面内において各プーリ間に架け渡されている。これにより、ベルト駆動機構６８の構成のコンパクト化が図られる。また、ベルト駆動機構６８の真空搬送室内への設置が容易となる。

図３は、ベルト駆動機構６８の要部斜視図、図４は、ハンド６２とベルト部材７６との間の連結構造を示す部分断面正面図、図５は、当該連結構造の斜視図である。図３において、一方側（図中手前側）の第１アーム７１Ａの図示は省略している。リニアガイド６６のガイドレール６７ａは、アングル部材７７の上に敷設されている。ガイドレール６７ａは、一方の従動プーリ７４ａから他方の従動プーリ７４ｂに向かって直線的に延在するベルト部材７６のベルト面と平行に配置されている。

このガイドレール６７ａの上を移動するスライダー６７ｂは、図４に示すように、連結部材８１を介してベルト部材７６及びハンド６２に連結されている。連結部材８１は、スライダー６７ｂと一体的に固定された本体部８１ａと、この本体部８１ａとベルト部材７６との間を固定するベルト連結部８１ｂと、ハンド６２のブロック体６４の下面に設けられた取付部６４ａと本体部８１ａとの間を固定するハンド連結部８１ｃとを備えている。これにより、ハンド６２とリニアガイド６６とベルト部材７６は、単一の連結部材８１によって相互に連結される。そして、ベルト部材７６を走行させることで、ハンド６２を連結部材８１及びスライダー６７ｂを介してリニアガイド６６のガイドレール６７ａに沿って直線的に移動させることが可能となる。

以下、連結部材８１の詳細について説明する。

図５に示すように、連結部材８１は本体部８１ａと、ベルト連結部８１ｂと、ハンド連結部８１ｃとを有し、リニアガイド６６のスライダー６７ｂに対してベルト７６とハンド６２とをそれぞれ連結する。ベルト部材７６とベルト連結部８１ｂの間は、後述する操作軸部１０８によって相互に連結されている。また、ハンド６２の取付部６４ａとハンド連結部８１ｃの間は、規制部材８２および３本のネジ部材８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃを介して相互に連結されている。

図６は、規制部材８２を取り外してみたときのハンド連結部８１ｃの斜視図、図７は、３本のネジ部材８３Ａ〜８３Ｃの取り付け位置の平面断面図である。ネジ部材８３Ａ〜８３Ｃはそれぞれ同一の構成を有しており、一端にネジ部８３ｓ、他端に頭部８３ｈをそれぞれ有している。ネジ部材８３Ａ〜８３Ｃは、ネジ部８３ｓを介して取付部６４ａに固定されている。各ネジ部材８３Ａ〜８３Ｃにはその外周部にスリーブ８６が装着されており、スリーブ８６の一端は取付部６４ａに当接している。特に、軸部材８４Ａとこれに装着されるスリーブ８６とにより、本発明の「軸部材」が構成されている。

規制部材８２は板部材からなり、ネジ部材の頭部８３ｈとスリーブ８６の他端との間で挟持されている。規制部材８２と取付部６４ａとの間の距離は、スリーブ８６の軸長で規定される。本実施形態では、規制部材８２と取付部６４ａの間の距離は、ハンド連結部８１ｃの幅よりも所定量（図７においてクリアランスＣ１とＣ２の和に相当する量だけ）大きく設定されている。したがって、取付部６４ａおよび規制部材８２は、ハンド連結部８１ｃのＹ軸方向への最大移動量を規制する役割を果たす。

取付部６４ａとハンド連結部８１ｃは、ハンド６２の進退方向（図５及び図７においてＸ軸方向（第１の方向））と直交する水平方向（同Ｙ軸方向（第３の方向））に対向している。ハンド連結部８１Ｃには、ネジ部材８３Ａが挿通される係合溝８４と、ネジ部材８３Ｂ，８３Ｃが挿通される挿通孔８５，８５がそれぞれ設けられている。本実施形態では、係合溝８４を挟んで２つの挿通孔８５が、Ｘ軸方向に等間隔に形成されている。ネジ部材８３Ａ〜８３Ｃは、係合溝８４及び挿通孔８５，８５に対してそれぞれＹ軸方向から挿通されている。

係合溝８４は、鉛直方向（図５及び図７においてＺ軸方向（第２の方向））に深さ方向を有している。係合溝８４の深さは、ネジ部材８３Ａに装着されたスリーブ８６の外径（「軸部材」の軸径）より大きく形成されている。また、係合溝８４は、Ｘ軸方向（第１の方向）に、当該スリーブ８６の外径と同等の大きさの溝幅を有している。したがって、係合溝８４に挿通されたネジ部材８３Ａ（及びスリーブ８６）は、ハンド連結部８１Ｃに対してＸ軸方向への相対移動が規制され、かつ、Ｚ軸方向への相対移動が許容される。

一方、ネジ部材８３Ｂ，８３Ｃが挿通される挿通孔８５，８５は、これらに挿通されるネジ部材８３Ｂ，８３Ｃのスリーブ８６，８６の外径よりも大きな内径を有している。挿通孔８５の内径は、取付部６４ａとハンド連結部８１ｃの間における鉛直方向（Ｚ軸方向）への所定の相対移動量が確保できる程度の大きさに形成されている。

なお、連結部材８１のハンド連結部８１ｃ、ハンド６２の取付部６４ａ、規制部材８２、ネジ部材８３Ａ〜８３Ｃおよびスリーブ８６により、本発明の「連結手段」が構成されている。当該連結手段は、ハンド６２の進行方向に平行な第１の方向（Ｘ軸方向）へのハンド６２とスライダー６７ｂ間の相対移動を規制し、かつ、鉛直方向に平行な第２の方向（Ｚ軸方向）へのハンド６２とスライダー６７ｂ間の相対移動を許容する。

本実施形態の基板搬送装置６０においては、多関節アーム６１は独自の駆動源を有しておらず、ベルト駆動機構６８の駆動によって、ハンド６２をガイドレール６７ａに沿って直線的に移動させる。このような構成の基板搬送装置６０は、第１アーム７１Ａ，７１Ｂと第２アーム７２Ａ，７２Ｂとが互いに平行となるリンクの死点位置（図１に示すハンド６２の原点位置）を通過するための特別な機構を必要としないので、構成の複雑化を回避することができる。

また、本実施形態の基板搬送装置６０においては、ハンド６２に作用する負荷が多関節アーム６１で支持される構成であるので、当該負荷がガイドレール６６に直接作用することを防ぐことができ、ガイドレール６６による基板の安定かつ高い搬送精度を確保することができるとともに、高いベアリング耐久性を得ることができる。

一方、例えば多関節アーム６１の伸長時においては多関節アーム６１、ハンド、基板の自重や旋回時に作用するモーメント等の影響によって、ハンド６２に対して所定以上の負荷が作用する場合がある。この場合、上述した連結手段によって、ハンド６２に作用する過剰負荷がガイドレール６６に作用することを防止し、ガイドレールの直進搬送性を確保する。

具体的に、ハンド６２に鉛直方向（Ｚ軸方向）に作用する過剰負荷は、ハンド連結部８１ｃに形成されたＵ字状の係合溝８４内におけるネジ部材８３ＡのＺ軸方向への相対移動と、挿通孔８５内におけるネジ部材８３Ｂ，８３ＣのＺ軸方向への相対移動とによって吸収される。このとき、係合溝８４内におけるネジ部材８３ＡのＸ軸方向への相対移動は規制される。したがって、Ｘ軸方向におけるハンド６２とスライダー６７ｂ間の相対位置は変化せず、ハンド６２の位置精度が損なわれることがない。

また、ハンド６２に作用するＸ軸周りの過剰負荷やＺ軸周りの過剰負荷、あるいはハンド６２に作用する横方向（Ｙ軸方向）の過剰負荷は、規制部材８２と取付部６４ａの間に形成された所定の間隙内におけるハンド連結部８１ｃに対するネジ部材８３Ａ〜８３Ｃの相対位置変化によって、それぞれ吸収される。

次に、基板搬送装置６０のロック機構１００について説明する。ロック機構１００は、図１に示すハンド６２の原点位置で、支持軸９１（９３）の周りへの多関節アーム６１の回動を規制する機能を有する。

ロック機構１００は、基台６３及びベースプレート７０に対してハンド６２の進行方向に相対移動するロックバー１０１と、第１アーム７１Ａ，７１Ｂと一体的に回動するとともにロックバー１０１との接触により第１アーム７１Ａ，７１Ｂの回動を規制する一対の保持アーム１０２を備えている。

ロックバー１０１は、ベースプレート７０に対して相対移動可能な移動ユニット１０３に固定されている。ロックバー１０１は一対備えられ、それぞれは移動ユニット１０３のハンド進行方向に関して前方側端部および後方側端部に取り付けられている。また、保持アーム１０２は、第１支持軸９１の周りに第１アーム７１Ａ，７１Ｂと一体的に回動する本体部１０２Ａ（図３，図８）を有し、この本体部１０２Ａに各ロックバー１０１に対応して一対設けられている。

図８は、ロック機構１００の要部斜視図であり、図９は、移動ユニット１０３を下方から見たときの要部斜視図である。図８において第１アーム７１Ｂの図示は省略している。移動ユニット１０３は、ベースプレート７０の下面側においてこのベースプレート７０に対してハンド６２の移動方向へ相対移動可能な一対の可動部材１０４と、ベースプレート７０の下面側に設置されこれら可動部材１０４の移動を案内する複数のガイド軸受１０５と、基台６３とベースプレート７０との間で可動部材１０４を移動自在に支持する支持機構等で構成されている。

なお、上記支持機構は、図ではその詳細を省略しているが、ベースプレート７０で可動部材１０４を移動自在に懸吊する機構、あるいは、基台６３上で可動部材１０４の下面を移動自在に支持する機構等が採用されている。

一対のロックバー１０１は、可動部材１０４の両端部にそれぞれ取り付けられている。多関節アーム６１の第１，第２アーム７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂが互いに平行となるハンド６２の原点位置においては、これらロックバー１０１の先端部１０１Ｅが、保持アーム１０２の先端部１０２Ｅに接触している（図１，図８，図１０）。したがって、この状態において、多関節アーム６１は、第１支持軸９１（第３支持軸９３）を中心とする回動動作が、ロックバー１０１への保持アーム１０２の接触によって規制される。

図１０〜図１２は、ロックバー１０１と保持アーム１０２との間の位置関係を示す要部の平面図である。ここで、図１０はハンドが原点位置にある状態を示し、図１１はハンドが原点位置から前方へ若干移動した状態を示している。そして、図１２は、ロック機構１００によるロック状態が解除された状態の一例を示している。なお、原点位置から後方へのハンドの移動も同様に表される。

ロックバー１０１は、ベルト部材７６（及びハンド６２）の移動と同期して、このベルト部材６３の移動方向に移動する。一方、各保持アーム１０２は、ベルト部材７６の移動に応じて第１アーム７１Ａ，７１Ｂと一体的に回動する。したがって、図１１に示すようにベルト部材７６が右方へ移動した際には、保持アーム１０２は支持軸９１を中心として反時計方向へ回動する。一方、ベルト部材７６が左方へ移動した際には、保持アーム１０２は支持軸９１を中心として時計方向に回動する。保持アーム１０２の回動量は、ベルト部材７６の移動量に応じて決定される。そして、ベルト部材７６の移動量が大きくなると、ロックバー１０１と保持アーム１０２の間の接触状態が解消されることで、ロック機構１００による第１アーム７１Ａ，７１Ｂの回動規制が解除される（図１２）。

ロック機構１００は、以上のようにして、第１アーム７１Ａ，７１Ｂと第２アーム７２Ａ，７２Ｂが互いに平行となる位置からハンド６２が所定距離移動するまでの間にわたり、ロックバー１０１と保持アーム１０２との間の接触状態を維持する。上記所定距離は、ロックバー１０１の幅に相当する大きさである。したがって、ロックバー１０１の形成幅を任意に設定することで、多関節アーム６１の回動規制を行えるハンド位置の範囲が調整可能となる。

本実施形態では、ロックバー１０１の直線移動時及び保持アーム１０２の回動時に両者が互いに干渉することを防ぐ目的で、ロックバー１０１の先端部１０１Ｅは、保持アーム１０２の回動方向に沿ったテーパ形状に形成されている。テーパ面は平坦面でもよいし曲面であってもよい。更に、保持アーム１０２の先端部１０２Ｅはローラで構成されており、当接状態にあるときのロックバー１０１の先端部１０１Ｅに対する円滑な相対移動性が確保されている。また、ロックバー１０１の先端部１０１Ｅが上述したテーパ形状に形成されることで、ハンド６２が原点位置から移動する際、ロックバー１０１による押圧操作により保持アーム１０２は適正な方向への回動が促される。これにより、多関節アーム６１の円滑な伸長動作が確保される。

次に、移動ユニット１０３のベルト部材６３に対する同期駆動機構について説明する。

図８及び図９に示すように、移動ユニット１０３の一方側の可動部材１０４には、ベルト部材７６に所定長にわたって対向する支持部材１０６が取り付けられている。支持部材１０６の延在方向略中央部には、ピニオンギヤ１０７の回転軸部１０７ａが回転自在に取り付けられている。

図４に示すように、ベルト部材７６は、ピニオンギヤ１０７に向かって突出する操作軸部１０８を有している。操作軸部１０８は、連結部材８１のベルト連結部８１ｂの下端をベルト部材７６に固定する固定具を兼ねている。ピニオンギヤ１０７の回転軸部１０７ａの内部には、操作軸部１０８の先端部を収容可能な係合孔１０９（図１３）が設けられている。そして、基台６３の上には、ピニオンギヤ１０７と噛合するラックギヤ１１０が設置されている。ラックギヤ１１０は、基台６３に対して取付部材１１１を介して固定されている。

以上の構成により、ハンド６２が原点位置から前進移動又は後退移動するとき、操作軸部１０８と回転軸部１０７ａとの係合によりベルト部材７６とピニオンギヤ１０７が一体的に移動する。これにより、ピニオンギヤ１０７を支持する移動ユニット１０３は、ベルト部材７６と同期して移動することが可能となる。

本実施形態において、移動ユニット１０３は、ハンド６２が原点位置から所定距離前進移動又は後退移動するまでの間にわたってベルト部材７６との係合状態が維持され、ハンド６２の移動距離が当該所定距離を越えた時点でベルト部材７６との係合が解除される。その詳細について図１３を参照して説明する。

図１３は、ピニオンギヤ１０７をその回転軸部１０７ａ側から見た側面図である。上述のように、回転軸部１０７ａの内部には、操作軸部１０８を収容する係合孔１０９が設けられている。操作軸部１０８の周囲には軸受１１３が装着されており、ベルト部材７６の移動時に係合孔１０９の内周面を転接しながらピニオンギヤ１０７との係合関係を維持する。これにより、ピニオンギヤ１０７は、ベルト部材７６の移動と同期してラックギヤ１１０の上を走行し、移動ユニット１０３をベースプレート７０に対して相対移動させる。

ピニオンギヤ１０７の回転軸部１０７ａには、係合孔１０９と連通し操作軸部１０８の通過を許容する大きさの切欠き部１１２が設けられている。切欠き部１１２は、図１３において実線で示す原点位置において上方に開口しており、ピニオンギヤ１０７の回転量に応じて開口の向きが変化する。そして、ベルト部材７６が移動し多関節アーム６１の伸長動作が開始されると、ピニオンギヤ１０７も回転し、切欠き部１１２の開口の向きがベルト部材７６の進行方向と一致した時点で、操作軸部１０８が断面Ｕ字状の係合孔１０９から切欠き部１１２を介して外部へ離脱する。これにより、ピニオンギヤ１０７と操作軸部１０８の間の係合関係が解除されるため、多関節アーム６１は伸長を続けるが、ピニオンギヤ１０７はその回転駆動力を消失し、移動ユニット１０３の移動は停止する。

ピニオンギヤ１０７と操作軸部１０８の間の係合解除は、例えば図１２に示すように、ロックバー１０１と保持アーム１０２の間の係合状態が解消されているときに行われる。これにより、多関節アーム６１の伸長作用がロックバー１０１と保持アーム１０２の間の干渉によって阻害されることを回避できる。また、上述のタイミングで操作軸部１０８との係合が解除されるように、ピニオンギヤ１０７のギヤ径が設定されている。

一方、多関節アーム６１が伸長位置から原点位置へ復帰するとき、操作軸部１０８は再びピニオンギヤ１０７の回転軸部１０７ａと係合し、ベルト部材７６の移動と同期してピニオンギヤ１０７を回転させる。これにより、移動ユニット１０３は原点位置へ復帰することが可能となる。

ここで、ピニオンギヤ１０７に対する操作軸部１０８の適正な係合動作を確保するために、操作軸部１０８との係合が解除されてから再び操作軸部１０８と係合するまでの間、ピニオンギヤ１０７の回転位置を、操作軸部１０８との係合が解除された回転位置に保持する必要がある。本実施形態では、図９に示すように、ベースプレート７０の下面に取り付けた強磁性体からなる保持ピン１１４と、ロックバー１０１の上面に取り付けたマグネット１１５との間の磁気吸着作用によって、ベースプレート７０に対する移動ユニット１０３の相対位置を保持する。

図１４Ａ〜Ｃは、上述した保持手段の作用を説明する要部の概略側断面図である。マグネット１１５Ａ，１１５Ｂは、各ロックバー１０１の上面に取り付けられている。保持ピン１１４Ａ，１１４Ｂは、一対のマグネット１１５Ａ，１１５Ｂの間に位置するようにベースプレート７０の下面に取り付けられている。図１４Ａに示すように、ハンドが原点位置にあるとき、保持ピン１１４Ａ（１１４Ｂ）とマグネット１１５Ａ（１１５Ｂ）の組み合わせからなる各組は、互いに一定距離離間している。この距離は、切欠き部１１２の開口の向きが原点位置における上方位置から、操作軸部１０８が離脱する水平方向に遷移するまでのピニオンギヤ１０７の円周長に相当する。そして、ベルト部材７６を走行させてロックバー１０１をベースプレート７０に対して相対移動させると、移動方向に関して後方側に対向する保持ピンとマグネットの組が接触する。これにより、ロックバー１０１の移動が規制されるとともに当該ロックバー１０１がマグネットの磁気吸着によって位置決めされる。図１４Ｂは、ロックバー１０１が右方側へ移動したときの状態を示し、図１４Ｃは、ロックバー１０１が左方側へ移動したときの状態をそれぞれ示している。

以上のようにして、操作軸部１０８とピニオンギヤ１０７の間の係合状態が解除されている間、ピニオンギヤ１０７の回転位置が保持される。これにより、切欠き部１１２の開口の向きを係合孔１０９に対する操作軸部１０８の係合方向に合わせることが可能となるので、ピニオンギヤ１０７に対する保持部材１０８の係合作用を確実に行わせることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施形態では、ハンド６２の取付部６４ａと連結部材８１とを連結するネジ部材８３Ａが挿通されるＵ字状の係合溝８４を連結部材８１のハンド連結部８１ｃに形成したが、これに代えて、例えば図７において取付部６４ａとハンド連結部８１ｃの位置関係を逆にして、係合溝８４をハンド６２の取付部６４ａ側に形成してもよい。この場合においても、ハンド６２の鉛直方向に過剰な負荷が作用した場合において取付部６４ａとハンド連結部８１ｃの間の相対移動により当該負荷の吸収機能を発揮でき、ガイドレール６６による高精度な直進搬送性を確保することが可能である。

また、以上の実施形態では、取付部６４ａとハンド連結部８１ｃの間の結合に３本のネジ部材８３Ａ〜８３Ｃを用いたが、これに限らず、少なくとも係合溝８４に挿通されるネジ部材８３Ａのみ用いられていればよい。あるいは、他のネジ部材８３Ｂ，８３Ｃについても同様に、これらが挿通される挿通孔８５を係合溝８４のような形状に形成しても構わない。

本発明の実施形態による基板搬送装置を示す斜視図であり、ハンドが原点位置で停止している状態を示している。 本発明の実施形態による基板搬送装置を示す斜視図であり、ハンドが伸長した状態を示している。 本発明の実施形態による基板搬送装置のベルト駆動機構の要部拡大斜視図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のベルト部材とハンドとを連結する連結部材の正面図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のベルト部材とハンドとを連結する連結部材の斜視図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のベルト部材とハンドとを連結する連結部材であって、構成部品の一部を取り外して見たときの斜視図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のベルト部材とハンドとを連結する連結部材であって、連結部位の要部を示す平面断面図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のロック機構を説明する要部斜視図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のロック機構を説明する要部斜視図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のロック機構の作用を説明する要部平面図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のロック機構の作用を説明する要部平面図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のロック機構の作用を説明する要部平面図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置の操作軸部とピニオンギヤとの関係を示す側面図である。 本発明の実施形態による基板搬送装置のピニオンギヤの回転位置保持手段の構成を説明する概略側面図である。 従来の基板搬送装置の概略構成を示す平面図である。

符号の説明

６０ 基板搬送装置
６１ 多関節アーム
６２ ハンド
６３ 基台
６６ リニアガイド
６７ａ ガイドレール
６７ｂ スライダー
６８ ベルト駆動機構（駆動機構）
６９ 回転機構部
７０ ベースプレート
７１Ａ，７１Ｂ 第１アーム
７２Ａ，７２Ｂ 第２アーム
７３ 駆動プーリ
７４ａ，７４ｂ 従動プーリ
７５ａ，７５ｂ 補助プーリ
７６ ベルト部材
８１ 連結部材
８１ａ 本体部
８１ｂ ベルト連結部
８１ｃ ハンド連結部
８２ 規制部材
８３Ａ〜８３Ｃ ネジ部材（軸部材）
８４ 係合溝
８５ 挿通孔
８６ スリーブ（軸部材）
１００ ロック機構

Claims (5)

1. 一端が基台の支持軸に支持され、他端が基板支持用のハンドに接続された多関節アームと、
   前記ハンドの直線移動を案内するリニアガイドと、
   前記ハンドを前記リニアガイドのガイドレールに沿って移動させるベルトと、
   前記ベルトを駆動する駆動機構と、
   前記ハンドと前記リニアガイドのスライダーとの間を連結する連結手段とを備え、
   前記連結手段は、当該ハンドの進行方向に平行な第１の方向への前記ハンドと前記スライダー間の相対移動を規制し、かつ、鉛直方向に平行な第２の方向への前記ハンドと前記スライダー間の相対移動を許容する
   ことを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記連結手段は、前記スライダーと一体的に固定された連結部材と、前記連結部材と前記ハンドの下面に設けられた取付部とを連結する軸部材と、前記連結部材および前記取付部のうち何れか一方に形成された係合溝とを備え、
   前記係合溝は、前記第２の方向に深さ方向を有するとともに前記軸部材の軸径と同等の大きさの溝幅を有し、
   前記軸部材は、前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれに対して直交する第３の方向から前記係合溝に挿入されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記係合溝は前記連結部材に形成されており、
   前記軸部材の一端は前記取付部に固定され、前記軸部材の他端は、前記取付部に対する前記連結部材の前記第３の方向への最大移動量を規制する規制部材に固定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の基板搬送装置。
4. 前記連結部材は、前記スライダーと一体的に固定された本体部と、前記本体部と前記取付部との間を連結するハンド連結部と、前記本体部とベルトの間を連結するベルト連結部とからなる
   ことを特徴とする請求項３に記載の基板搬送装置。
5. 前記係合溝は前記取付部に形成されており、
   前記軸部材の一端は前記連結部材に固定され、前記軸部材の他端は、前記連結部材に対する前記取付部の前記第３の方向への最大移動量を規制する規制部材に固定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の基板搬送装置。

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