JP5245757B2 - Substrate transfer apparatus and system provided with dustproof mechanism, and semiconductor manufacturing apparatus using them - Google Patents
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Description
本発明は、防塵のための機構を備えた基板用搬送システムおよび半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a substrate transport system and a semiconductor manufacturing apparatus provided with a mechanism for dust prevention.
液晶基板やウェハ基板といったワークに対して所定の処理をおこない、半導体を製造する半導体製造装置には、その処理のため、基板を目的の位置に搬送する基板搬送装置が用いられる。基板搬送装置は、搬送ロボットとも呼ばれている。基板搬送装置には様々な形態があるが、特にクリーンルームなど清浄な環境下で基板を搬送するものには、リンクで構成された伸縮可能なアームに、基板を載置するためのハンドを取付け、アームの伸縮によって基板を所望の位置まで搬送するものが多く見られる。そして近年、基板の大型化と、基板搬送装置の省フットプリント化に対応しつつ、最適に基板を搬送するために基板搬送装置が開発されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。これら従来の基板搬送装置の主たる特徴の1つは、ハンドとアームとを支持するアーム支持部材を支柱に支持させて、ハンド、アーム、アーム支持部材のこれらアーム部が支柱に沿って上下するように構成していることである。このように、支柱に沿ってアーム部が上下する構成では、その支柱の内部に、所謂、ラックアンドピニオン(またはボールネジ)やリニアガイドといった直線案内機構が配置されている。また、ハンドに設けられるセンサやアーム内に存在するモータからの配線を処理するためのケーブルガイドも配置されている。
しかし、これら従来の基板搬送装置による構成では、アーム支持部材と支柱内の直線案内機構とが物理的に接続されているため、支柱の側面にはアーム支持部材が上下する範囲で、必ず開口部が必要となっている。
However, in the configuration using these conventional substrate transfer apparatuses, the arm support member and the linear guide mechanism in the support column are physically connected. Is required.
しかしながら、半導体製造装置では基板に微細な処理を施していくため、基板搬送装置には、基板を目的の位置に正確に位置決めさせることは勿論、基板に対して粉塵(パーティクルともいう)を付着させないことが求められる。しかし、上記の直線案内機構やケーブルガイドのような可動部からは、多数の発塵があるため、前記開口部を適切な構成にしておかないと、開口部を経て放出される粉塵をハンド上の基板に付着させてしまうという問題が発生する。
本発明はこのような問題点に鑑み、支柱に沿って上下するアーム部を備える搬送装置において、防塵効果が高く、アーム部が複数になっても対応でき、且つ、外部の汚損が無い防塵機構を提供することを目的とする。
However, since the semiconductor manufacturing apparatus performs minute processing on the substrate, the substrate transfer apparatus does not allow the substrate to be accurately positioned at a target position and does not attach dust (also referred to as particles) to the substrate. Is required. However, since there is a large amount of dust generated from movable parts such as the above-mentioned linear guide mechanism and cable guide, if the opening is not properly configured, dust released through the opening will be collected on the hand. The problem of adhering to the substrate occurs.
In view of such a problem, the present invention provides a dustproof mechanism having a high dustproof effect, capable of dealing with a plurality of arm portions, and having no external contamination, in a transport device including an arm portion that moves up and down along a column. The purpose is to provide.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、基板を搭載するアーム部を支持するとともに、支柱外面に設けられた直線状の開口部を介して前記支柱内に設けられた案内機構へと接続されて、前記案内機構に従って、前記開口部の開口を移動する支持部材と、前記開口部を封じて、前記支柱内部と外部とを隔離するシールベルトと、を備え、前記案内機構によって前記支持部材が移動しても、前記シールベルトによって前記支柱の内部が外部に露出しないよう構成され、前記シールベルトが、その両端を前記支柱内部に固定されるとともに、前記支持部材に回転可能に支持されたローラに巻装されて、前記開口部を封じるように張架され、前記ローラは、前記開口部に対して略均一の隙間を隔てて、前記シールベルトの一端とともに前記シールベルトを張架する位置に配置された第一ローラと、前記開口部から見て前記第一ローラよりも奥手に配置されるとともに、前記第一ローラに巻装されて折り返された前記シールベルトを前記シールベルトの一端側に折り返すよう前記シールベルトが巻装される第二ローラと、前記第二ローラに対し前記支柱の長手方向に一定の角度を持ち且つ前記第二ローラからのシールベルトを前記開口部側に折り返すよう配置された第三ローラと、前記第三ローラに対し平行で且つ前記シールベルトを前記開口部の長手方向に対し一定の角度を持って折り返されるよう配置された第四ローラと、前記第四ローラに平行で且つ前記シールベルトを前記開口部の奥手側へ折り返すよう配置された第五ローラと、前記第五ローラに平行で且つ前記第五ローラよりも奥手に配置されるとともに、前記シールベルトを前記シールベルトの一端の方向に折り返すよう巻装される第六ローラと、前記第六ローラに対し前記支柱の長手方向に一定の角度を持ち且つ前記第六ローラからの前記シールベルトを前記開口部側へ折り返すよう配置された第七ローラと、前記第七ローラからの前記シールベルトを折り返すよう巻装されるとともに、前記開口部に対して略均一の隙間を隔てて、前記シールベルトの他端とともに前記シールベルトを張架する位置に配置された第八ローラと、を備えたものである。
また、請求項2に記載の発明は、前記第一ローラから第四ローラおよび前記第五ローラから第八ローラにおいて、前記シールベルトを螺旋状に巻装されることにより、常に前記シールベルトの一面のみを前記第一ローラから前記第八ローラに接触させるものである。
また、請求項3に記載の発明は、前記隙間が、前記支持部材が移動しても前記シールベルトと前記開口部とが接触しないように設けられたものである。
また、請求項4に記載の発明は、前記開口部が、前記支柱外面に互いに並行して設けられた3つの開口からなり、前記3つの開口のうち1つの開口には、前記支持部材を前記案内機構に従って回転駆動する駆動部の出力軸が通り、残りの2つの開口には、前記案内機構と前記支持部材とを接続する案内部材が通るよう構成されたものである。
また、請求項5に記載の発明は、前記3つの開口のそれぞれに、前記シールベルトが設けられたものである。
また、請求項6に記載の発明は、前記案内機構に対して前記支持部材が複数接続され、前記シールベルトが、その両端を前記支柱内部に固定されるとともに、前記複数の支持部材にそれぞれ回転可能に支持されたローラに巻装されて、前記開口部を封じるように張架されたものである。
また、請求項7に記載の発明は、請求項1の基板搬送装置と、前記基板搬送装置を制御するコントローラとを備えたものである。
また、請求項8に記載の発明は、請求項7記載の基板搬送システムを備えたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 supports the arm portion on which the substrate is mounted and is connected to a guide mechanism provided in the support column through a linear opening provided on the outer surface of the support column. A support member that moves the opening of the opening according to a guide mechanism; and a seal belt that seals the opening and isolates the inside and the outside of the column, and the support member moves by the guide mechanism. Further, the seal belt is configured so that the inside of the column is not exposed to the outside, and the seal belt is wound around a roller that is fixed to the inside of the column and rotatably supported by the support member. is, is stretched to seal the said opening, the roller is spaced a gap of substantially uniform with respect to the opening, for stretching the seal belt with one end of the sealing belt A first roller disposed in a position, and the seal belt disposed behind the first roller as viewed from the opening and wound around the first roller and folded back. A second roller around which the seal belt is wound so as to be folded back, and a predetermined angle with respect to the second roller in the longitudinal direction of the support column, and the seal belt from the second roller is folded back toward the opening. A third roller arranged in parallel with the third roller, and a fourth roller arranged so that the seal belt is folded back at a certain angle with respect to the longitudinal direction of the opening, A fifth roller disposed parallel to the roller and folding the seal belt to the back side of the opening, and disposed parallel to the fifth roller and behind the fifth roller. Together with the a sixth roller seal belt is wound so as to wrap in the direction of one end of the sealing belt, with respect to the sixth roller from longitudinally have a certain angle and the sixth roller of said strut A seventh roller disposed so as to fold the seal belt back toward the opening, and wound so as to fold the seal belt from the seventh roller, with a substantially uniform gap from the opening. , in which and a eighth roller arranged at a position for stretching the seal belt with the other end of the seal belt.
In the invention according to
According to a third aspect of the present invention, the gap is provided so that the seal belt does not contact the opening even when the support member moves.
According to a fourth aspect of the present invention, the opening includes three openings provided in parallel to each other on the outer surface of the support column, and the support member is provided in one of the three openings. An output shaft of a drive unit that is rotationally driven according to the guide mechanism passes, and a guide member that connects the guide mechanism and the support member passes through the remaining two openings.
According to a fifth aspect of the present invention, the seal belt is provided in each of the three openings.
In the invention according to claim 6 , a plurality of the supporting members are connected to the guide mechanism, and the seal belt is fixed at both ends thereof to the inside of the support column and is rotated by the plurality of supporting members, respectively. It is wound around a roller supported so as to be stretched so as to seal the opening.
According to a seventh aspect of the invention, there is provided the substrate transfer apparatus according to the first aspect and a controller for controlling the substrate transfer apparatus.
According to an eighth aspect of the present invention, the substrate transfer system according to the seventh aspect is provided.
請求項1および2に記載の発明によると、シールベルトが、その両端を支柱内部に固定されるとともに、支持部材のような移動部材に備えたローラに巻装されて開口部を封止するように構成されているので、支持部材が移動しても支柱内部で発生した粉塵を、シールベルトと開口部との隙間から飛散させにくくできる。また、従来のようにシールベルト全体を回転させることがないから、支柱内部でシールベルトに付着した粉塵が、支柱の外部に露呈して飛散することがない。また、シ−ルベルトの外側面がロ−ラ接触することが無く、且つ、ラックアンドピニオン機構のピニオンの真下にシ−ルベルトが通ることが無いため、磨耗及び潤滑剤等によるシ−ルベルト外側面の汚損が無い。
請求項3記載の発明によると、シールベルトと開口部とが接触しない程度の隙間をもって構成させることができるので、従来のようにシールベルト全体が回転する場合に比して微小な隙間となり、更に粉塵を排出させることを低減できる。
請求項4記載の発明によると、支持部材の剛性を確保しながら支持部材の移動機構を構成できる。
請求項5記載の発明によると、3つの開口となってもそれぞれの開口にシールベルトを簡単に設けることが可能である。
請求項6記載の発明によると、支持部材が複数になっても、簡単にシールベルトによる防塵機構を増設していくことが可能である。
請求項7および8記載の発明によると、基板搬送システムまたは半導体製造装置に本発明による基板搬送装置を備えたので、発塵の少ない基板搬送システムとすることができ、半導体製造においては歩留まりを向上させることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, both ends of the seal belt are fixed inside the support column, and the seal belt is wound around a roller provided in a moving member such as a support member to seal the opening. Therefore, even if the support member moves, dust generated inside the column can be hardly scattered from the gap between the seal belt and the opening. In addition, since the entire seal belt is not rotated as in the prior art, dust attached to the seal belt inside the support column is not exposed to the outside of the support column and scattered. Also, since the outer surface of the seal belt does not contact the roller and the seal belt does not pass directly under the pinion of the rack and pinion mechanism, the outer surface of the seal belt due to wear, lubricant, etc. There is no defacement.
According to the invention of
According to the fourth aspect of the present invention, the support member moving mechanism can be configured while ensuring the rigidity of the support member.
According to the fifth aspect of the present invention, even if there are three openings, a seal belt can be easily provided in each opening.
According to the sixth aspect of the present invention, even if there are a plurality of support members, it is possible to easily add a dustproof mechanism using a seal belt.
According to the seventh and eighth aspects of the present invention, since the substrate transfer system or the semiconductor manufacturing apparatus includes the substrate transfer apparatus according to the present invention, a substrate transfer system with less dust generation can be obtained, and the yield is improved in semiconductor manufacturing. Can be made.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の防塵機構を備えた基板搬送装置1の全体図である。基板搬送装置1の概略構成を説明する。図において、2はハンドであり、これに図示しない基板が載置される。アーム3は、リンク式のアームであって、ハンド2を先端で支持して図のa方向(水平方向)に伸縮することができる。アーム3の他端は、支持部材4に接続されている。なお、ハンド2、アーム3、支持部材4をまとめてアーム部6とも呼ぶ。この例では、支持部材4は図のようにコの字状に形成されており、2つ用意したアーム3のそれぞれを、コの字の上段と下段に接続している。支持部材4は、垂直方向(天地の方向)に立設された支柱9に支持されて、図のb方向(上下方向)に図示しない移動機構により移動可能である。この例では、2つのアーム3は支持部材4によって同時に上下移動する。支持部材4と支柱9との接続の詳細については後述する。12は、支柱における開口部であり、この例では3つの開口部が支柱の延在方向に設けられている。3つの開口部のうち中央の開口を12a、その左右の開口を12bとする。そして開口部12のそれぞれを塞ぐように設けられているのがシールベルト5である。また、支柱9の最下部には、旋回ステージ10が接続されている。旋回ステージ10は、台座11に対して図のc方向で回転可能である。従って、アーム部6と支柱9の全体が旋回ステージ10によって回転することができる。また、特に図示していないが、必要に応じて、台座11を図のd方向に移動させる走行機構を取り付けることもある。この走行機構によれば、アーム部6と支柱9と旋回ステージ10と台座11とで構成された基板搬送装置1の全体をd方向によって走行させることができ、基板搬送装置1の近傍に設置された、例えば基板を収納する多数のカセットに対して、基板搬送装置がさらに自由にアクセスできるようになる。なお、基板搬送装置1は、図中コントローラ13とケーブルで接続されて以上の動作を行い、予め教示された位置を再生しながら所定の搬送を行う。通常、コントローラ13と基板搬送装置1とが組み合わされて基板搬送システムとして利用される。
FIG. 1 is an overall view of a substrate transfer apparatus 1 provided with a dustproof mechanism of the present invention. A schematic configuration of the substrate transfer apparatus 1 will be described. In the figure,
図2は支柱9の内部構成を示す。図2は図1においてA方向から見た側断面図であって開口部12aにおける断面を示している。図2において4はア−ム部6の支持部材である。支持部材4には回転モ−タ31及び減速機32が設けられており、減速機32の出力軸はピニオン33が接続されている。そして支柱9の内部に設置されたラック34とピニオン33が噛合ってラックアンドピニオン機構21が構成され、回転モ−タ31の回転とラックアンドピニオン機構21の作用によって支持部材4は上下に移動できる。また、支柱9の内部には複数本の直線摺動軸受22が上下方向に延在するように配置されており、この直線摺動軸受22を走行可能な複数のガイドブロック22aと支持部材4が接続されている。よって直線摺動軸受22の作用により、支持部材4は走行精度良く上下移動が可能となっている。
そして、本発明では、図2のように、シールベルト5の両端が支柱9内部の上下(天井と床)に固定されて、ベルトが張られるように設置されている。また、シールベルト5と開口部12との隙間23を、ベルトが開口部と擦れない程度に小さくなるよう設置されている。シールベルト5にはポリウレタンやポリエステルといった素材のものを使用する。
FIG. 2 shows the internal structure of the
In the present invention, as shown in FIG. 2, both ends of the
次に、支持部材4と支柱9との接続部分の詳細構成について、図3〜5を使って詳細に説明する。図3(a)は、図2においてB方向から支持部材4を見た部分的な図である。図3(b)は、図3(a)におけるCC断面図である。すなわち、図3(b)は、支持部材4の直上での支柱9の上からの断面図を示している。また、図4は図3(b)におけるDD断面図である。また、図5は、図3(b)におけるEE断面図である。図3〜5の各図においても、図1や図2と同一部については、同番号を付している。
図5が示すように、支持部材4には、上記で説明した回転モータ31が設置されている。回転モータ31には減速機32が接続されていて、その出力軸にはピニオン33が接続されている。ピニオン33は、支柱9内部のラック34と噛合っている。出力軸は、開口部12aから支柱9の内部へ挿入されている。また、図3(b)が示すように、支柱9の内部には、支持部材4に対して、開口部12a、12bを介して固定される案内部材4aが設けられている。案内部材4aは支持部材4に対して完全に拘束されるので、実質的に同一部材である。上記の減速機32の出力軸およびピニオン33は、案内部材4aに設けられた貫通穴を通って、支持部材4とは反対側の面に突出し、ラック34と噛合っている。同じく、案内部材4aの支持部材4とは反対の面には、支柱9の延在方向に沿うようにリニアガイド22が設置されており、このリニアガイド22のガイドブロック22aと案内部材4aとが接続されている。即ち以上の構成によれば、開口部12aが減速機32や回転モータ31などの動力が上下するための開口であり、左右の12bは支持部材4がリニアブロック22aに接続されて支持されながら上下するための開口である。
Next, the detailed structure of the connection part of the supporting
As shown in FIG. 5, the
次に、シールベルト5の構成について詳細に説明する。図3(b)が示すように支柱9の3つの開口部12にはその内部から覆うようにシ−ルベルト5が3本存在する。まず、3つの開口部12のうち左右の開口部12bを覆うシ−ルベルト5bについて説明する。左右2つの開口部12bのシ−ルベルト5bの構成は同一である。先に説明したようにシ−ルベルト5bの一端は支柱9内部の天井面に固定されており、そこから開口部12bを覆うように垂下してきたシ−ルベルト5bは、図4のように案内部材4aに回転自在に設けられた第一ロ−ラ35に折り返すように巻装される。そしてシ−ルベルト5bは、第一ロ−ラ35の更に直線摺動軸受22側に同じく案内部材4aに回転自在に設けられた第二ロ−ラ36により垂上方向に折り返すよう巻装される。第二ロ−ラ36の垂上方向には第二ロ−ラ36に対して一定の角度を持つ第三ロ−ラ37が同じく案内部材4aの上部に回転自在に設けられており、シ−ルベルト5bは捩られながら第三ロ−ラ37に巻装され、開口部12bの方向に折り返される。さらにシ−ルベルト5bは第三ロ−ラ37に平行で、且つ同じく案内部材4aに回転自在に設けられた第四ロ−ラ38によって再び垂下方向に折り返される。シ−ルベルト5bは上記第一ロ−ラ35〜第四ロ−ラ38に各々巻装されることにより、螺旋状の経路を取る構成となり、案内部材4aの横を垂下方向に通過する。またこの時、シ−ルベルト5bは開口部12bに対し一定の角度を有する。案内部材4aの下部は、上部の第四ロ−ラ38と対向するように第五ロ−ラ39が案内部材4aに回転自在に設けられており、シ−ルベルト5bは第五ロ−ラ39に折り返すように巻装される。第五ロ−ラ39の更に直線摺動軸受22側には、同じく案内部材4aに回転自在に且つ第三ロ−ラ37と対向する第六ロ−ラ40が設けられており、シールベルト5aは第六ロ−ラ40により垂上方向に折り返すよう巻装される。第六ロ−ラの垂上方向には第二ロ−ラ36と対向する第七ロ−ラ41が同じく案内部材4aに回転自在に設けられており、シ−ルベルト5bは再び捩られながら第七ロ−ラ41に巻装され、開口部12bへ折り返される。さらにシ−ルベルト5bは第七ロ−ラ41に平行で、且つ第一ロ−ラ35と対向する第八ロ−ラ42にて折り返されるよう巻装され、再び、開口部12bを覆うように垂下される。シ−ルベルト5bは上記第五ロ−ラ39〜第八ロ−ラ42に各々巻装されることにより、第一ロ−ラ35〜第四ロ−ラ38に巻装された時と同様に螺旋状の経路を取る構成となる。そして、上述のように、シ−ルベルト5bの他端は支柱9内部の床面に固定される。
次に3つの開口部12のうち、中央の開口部12aを覆うシ−ルベルト5aについて説明する。シ−ルベルト5aのロ−ラに対する巻装の構成は、上記のシ−ルベルト5bと実質的にほぼ同一である。しかし、図4、図5に示されているように、案内部材4aの略中央には支持部材4側から貫通穴43を通って回転モ−タ31の出力軸と減速機32とピニオン33が突出している。すなわち、第一ロ−ラ35〜第八ロ−ラ42に巻装されたシ−ルベルト5aが囲む範囲に回転モ−タ31の出力軸が案内部材4aと同様に存在する。
Next, the configuration of the
Next, the
以上、説明した本発明のシールベルトによる防塵機構によれば、支柱9内部の上下に、開口部12に対して近接して固定したシールベルト5を下垂させているので、開口部12に対して大きな隙間を持たせることなくベルトを下垂させることができる。従って、支柱9内部で発生した粉塵を、シールベルトと開口部との隙間から飛散させにくくできる。
また、シ−ルベルト5がロ−ラに対し螺旋状に巻装されているため、常にシ−ルベルトの内面(支柱9の内側に向いた面)がロ−ラと接触するため、磨耗及びシ−ルベルト5の外面に付着した異物を巻き込むことにより発生するシ−ルベルト5外面の汚損を防止することができる。また、支柱9の中央部の開口部12aを覆うシ−ルベルト5aがピニオン33の真下を通過することが無い構成のため、ピニオン33とラック34を潤滑する潤滑剤の滴下によるシ−ルベルト5aへの付着等の汚損を防止することができる。
また、図4のように、上下に移動するアーム部を複数設けて、それらが互いに自由に上下に移動するように構成したい場合も、本発明によれば、図6のように同一構成の支持部材4(案内部材4a)を多段に接続していけば容易に構成することができる。
As described above, according to the dust-proof mechanism using the seal belt of the present invention described above, since the
In addition, since the
In addition, as shown in FIG. 4, when a plurality of arm portions that move up and down are provided and they are configured to freely move up and down, according to the present invention, the support of the same configuration as shown in FIG. If the member 4 (guide
1 基板搬送装置
2 ハンド
3 アーム
4 支持部材
4a 案内部材
5 シールベルト
6 アーム部
9 支柱
10 旋回ステージ
11 台座
12 開口部
13 コントローラ
21 直線摺動軸受
22 リニアガイド
22a リニアブロック
23 隙間
31 回転モータ
32 減速機
33 ピニオン
34 ラック
35 第一ローラ
36 第二ローラ
37 第三ローラ
38 第四ローラ
39 第五ローラ
40 第六ローラ
41 第七ローラ
42 第八ローラ
43 貫通穴
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