JP5806826B2

JP5806826B2 - 基板搬送ロボット

Info

Publication number: JP5806826B2
Application number: JP2011059716A
Authority: JP
Inventors: 光則林; 智史阿部
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: JP2012192506A

Description

本発明は、真空処理装置内で基板を搬送するために使用される基板搬送ロボットに関する。

従来、この種の基板搬送ロボットとして、中間に関節部を有する水平面上で屈伸自在なアームの先端に、基板を支持するハンドを連結したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。関節部は、一般的に、関節部で連結される２つのアーム部材のうちの一方のアーム部材に形成した上下方向の軸線を持つ軸支孔と、軸支孔に装着したベアリングと、他方のアーム部材に固定した上下方向の軸線を持つ支軸とを備え、ベアリングに上方から支軸を挿入して、一方のアーム部材と他方のアーム部材とを支軸とベアリングとを介して回動自在に連結するように構成される。

ところで、ベアリングの摩耗による関節部のガタ発生を未然に防止するため、ベアリングを定期的に交換する必要がある。ここで、軸支孔が下端を閉塞した袋孔状であると、ベアリングの着脱が困難になる。これに対し、一方のアーム部材を上下方向に貫通するように軸支孔を形成すれば、ベアリングの着脱が容易になり、メンテナンス性が向上する。

然し、これでは、以下の不具合を生ずることが判明した。即ち、ベアリングでの発塵で生ずるパーティクルが、重力によって軸支孔の下端から落下し、真空処理装置内を汚損してしまう。

特開２００９−１８３９３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、関節部に設けたベアリングでの発塵で生ずるパーティクルによる真空処理装置内の汚損を防止できるようにした基板搬送ロボットを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、中間に関節部を有する水平面上で屈伸自在なアームの先端に、基板を支持するハンドを連結した、真空処理装置内で基板を搬送するために使用される基板搬送ロボットであって、関節部は、関節部で連結される２つのアーム部材のうちの一方のアーム部材に形成した上下方向の軸線を持つ軸支孔と、軸支孔に装着したベアリングと、他方のアーム部材に固定した上下方向の軸線を持つ支軸とを備え、ベアリングに上方から支軸を挿入して、一方のアーム部材と他方のアーム部材とを支軸とベアリングとを介して回動自在に連結するように構成されるものにおいて、軸支孔は、一方のアーム部材を上下方向に貫通するように形成され、一方のアーム部材の下面に、軸支孔を下方から覆うカバーが着脱自在に取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、軸支孔を上下方向の貫通孔としても、ベアリングでの発塵で生ずるパーティクルが軸支孔の下端から落下することをカバーにより防止して、パーティクルによる真空処理装置内の汚損を防止できる。また、カバーは一方のアーム部材に着脱自在であるため、カバーを取り外すことで、軸支孔にベアリングを容易に着脱でき、メンテナンス性を損なうことはない。

ところで、前記一方のアーム部材に、前記軸支孔の上方に前記他方のアーム部材を受け入れる隙間を存して対向する筒部が設けられ、この筒部内周に上部ベアリングが装着され、前記支軸は、他方のアーム部材の上方に突出して上部ベアリングに挿入される上部軸部を有するものとし、軸支孔に装着したベアリングと上部ベアリングとで支軸を両端支持するように関節部を構成することがある。この場合、上部ベアリングでの発塵で生ずるパーティクルが筒部から落下すると、真空処理装置内を汚損してしまう。

ここで、上部軸部には、上部ベアリングの内輪と他方のアーム部材との間に介設される上部カラーが外挿される。そして、本発明においては、上部カラーの下端に、径方向外方に広がるフランジ部を形成し、このフランジ部の外周に、上方に屈曲して筒部に下方から挿入される立上り部を形成することが望ましい。これによれば、上部ベアリングでの発塵で生ずるパーティクルをフランジ部で捕捉することができる。従って、上部カラーを利用して、筒部からパーティクルが落下することを防止でき、落下防止のための専用の部材が不要になり、合理的である。

本発明の実施形態の基板搬送ロボットを備える真空処理装置の平面図。実施形態の基板搬送ロボットの平面図。実施形態の基板搬送ロボットの側面図。図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した拡大断面図。図２のＶ−Ｖ線で切断した拡大断面図。

図１は、基板Ｓに各種処理を施す真空処理装置を示している。この真空処理装置は、中央の搬送室Ａと、搬送室Ａの周囲に配置した、搬入室Ｂと、搬出室Ｃと、複数の処理室Ｄとを備えている。搬送室Ａには、本発明の実施形態の基板搬送ロボット１が設置されており、このロボット１により、基板Ｓが搬入室Ｂから複数の処理室Ｄを経由して搬出室Ｃに搬送される。

基板搬送ロボット１は、図２、図３に示す如く、上下方向に長手の回転軸２と、第１と第２の一対のアーム３_１，３_２と、基板Ｓを支持するハンド４とを備えている。回転軸２は、内軸２１と内軸２１に外挿される筒状の外軸２２とで構成されている。内軸２１と外軸２２は、図示省略した各別のモータにより回転駆動される。

第１と第２の各アーム３_１，３_２は、駆動アーム部材３１_１，３１_２と従動アーム部材３２_１，３２_２とを関節部３３_１，３３_２で上下方向の軸線回りに揺動自在に連結して成るものであり、水平面上で屈伸する。第１アーム３_１の駆動アーム部材（以下、第１駆動アーム部材という）３１_１は、その基端部において内軸２１に連結され、内軸２１の回転で内軸２１と同一軸線回りに揺動される。また、第２アーム３_２の駆動アーム部材（以下、第２駆動アーム部材という）３１_２は、その基端部において外軸２２に連結され、外軸２２の回転で内軸２１と同一軸線回りに揺動される。

第１アーム３_１の従動アーム部材（以下、第１従動アーム部材という）３２_１の先端部と、第２アーム３_２の従動アーム部材（以下、第２従動アーム部材という）３２_２の先端部は、第１駆動アーム部材３１_１と第２駆動アーム部材３１_２との間のアーム間角度θ（正確には、内軸２１と第１アーム３_１の関節部（以下、第１関節部という）３３_１とを結ぶ線と、内軸２１と第２アーム３_２の関節部（以下、第２関節部という）３３_２とを結ぶ線との間の角度）の等角二等分線（以下、アーム中心線という）Ｍに関して対称にハンド４に連結されている。

ここで、内軸２１と外軸２２とを互いに逆方向に回転させると、アーム間角度θが可変し、ハンド４がアーム中心線Ｍに沿って直線的に移動する。また、内軸２１と外軸２２とを同方向に同期回転させると、ハンド４が回転軸２の周方向に旋回する。従って、ハンド４を各室Ｂ，Ｃ，Ｄに対向する周方向位置に旋回させた状態で各室Ｂ，Ｃ，Ｄに向けて直線的に進退させることにより、各室Ｂ，Ｃ，Ｄに基板Ｓを搬入、搬出することができる。

図４を参照して、第１関節部３３_１は、第１駆動アーム部材３１_１の先端部に形成した上下方向の軸線を持つ軸支孔５１と、軸支孔５１に装着したベアリング５２と、第１従動アーム部材３２_１に固定した上下方向の軸線を持つ支軸５３とを備え、ベアリング５２に上方から支軸５３を挿入して、第１駆動アーム部材３１_１と第１従動アーム部材３２_１とを支軸５３とベアリング５２とを介して回動自在に連結するように構成されている。

第１関節部３３_１は、更に、第１駆動アーム部材３１_１の先端部に設けた、軸支孔５１の上方に第１従動アーム部材３２_１を受け入れる隙間を存して対向する筒部５４と、筒部５４に装着した上部ベアリング５５とを備えている。支軸５３は、第１従動アーム部材３２_１の上方に突出して上部ベアリング５５に挿入される上部軸部５３ａを有している。そのため、支軸５３はベアリング５２と上部ベアリング５５とで両端支持される。

ここで、支軸５３は、第１従動アーム部材３２_１の基端部に形成した透孔に挿通した状態で、止めねじ５３ｂにより第１従動アーム部材３２_１に固定される。また、軸支孔５１には、ベアリング５２の外輪上端面に皿ばね５２ｂを介して当接するスナップリング５２ａが取り付けられ、筒部５４内周面には、上部ベアリング５５の外輪下端面に当接するスナップリング５５ａが取り付けられている。更に、支軸５３には、ベアリング５２の内輪と第１従動アーム部材３２_１との間に介設される下部カラー５６が外挿され、上部軸部５３ａには、上部ベアリング５５の内輪と第１従動アーム部材３２_１との間に介設される上部カラー５７が外挿される。また、上部軸部５３ａの上端には、上部ベアリング５５の内輪上端面に当接する段部５３ｃが形成されている。そして、支軸５３の下端に、ベアリング５２の内輪下端面に当接する固定ナット５８を螺合することにより、下部カラー５６と上部カラー５７との間に第１従動アーム部材３２_１を挟み込み、第１従動アーム部材３２_１が第１駆動アーム部材３１_１に対し上下方向に不動に軸支されるようにしている。

図５を参照して、第２関節部３３_２は、第２駆動アーム部材３１_２の先端部に形成した上下方向の軸線を持つ軸支孔６１と、軸支孔６１に装着したベアリング６２と、第２従動アーム部材３２_２の基端部下面にねじ６３ａで固定した上下方向の軸線を持つ支軸６３とを備え、ベアリング６２に上方から支軸６３を挿入して、第２駆動アーム部材３１_２と第２従動アーム部材３２_２とを支軸６３とベアリング６２とを介して回動自在に連結するように構成されている。

尚、第２駆動アーム部材３１_２は、第１駆動アーム部材３１_１よりも下方に位置しており、第２従動アーム部材３２_２の高さを第１従動アーム部材３２_１と一致させるために、第２駆動アーム部材３１_２の先端部を上方に盛り上がる厚肉部に形成し、この厚肉部に軸支孔６１を形成している。そして、この軸支孔６１に上下方向に離隔して一対のベアリング６２，６２を装着し、支軸６３の支持剛性を確保できるようにしている。

ここで、軸支孔６１には、下側のベアリング６２の外輪上端面に皿ばね６２ｂを介して当接するスナップリング６２ａと、上側のベアリング６２の外輪下端面に当接するスナップリング６２ｃとが取り付けられている。また、支軸６３には、上側のベアリング６２の内輪と下側のベアリング６２の内輪との間に介設されるカラー６４が外挿される。更に、支軸６３の上端部には、上側のベアリング６２の内輪上端面に当接する段部６３ｂが形成されている。そして、支軸６３の下端に、下側のベアリング６２の内輪下端面に当接する固定ナット６５を螺合することにより、第２従動アーム部材３２_２が第２駆動アーム部材３１_２に対し上下方向に不動に軸支されるようにしている。

ここで、第１と第２の各関節部３３_１，３３_２の軸支孔５１，６１は、ベアリング５２，６２を容易に着脱できるように、第１と第２の各駆動アーム部材３１_１，３１_２を上下方向に貫通するように形成されている。然し、このままでは、ベアリング５２，６２での発塵で生ずるパーティクルが重力によって軸支孔５１，６１の下端から落下し、真空処理装置内を汚損してしまう。

そこで、本実施形態では、第１と第２の各駆動アーム部材３１_１，３１_２の先端部下面に、軸支孔５１，６１を下方から覆うカバー７をビス７ａによって着脱自在に取り付けている。

これによれば、パーティクルが軸支孔５１，６１の下端から落下することをカバー７により防止できる。尚、基板搬送ロボット１は真空雰囲気に置かれるため、ロボット１の周囲に気流は生じず、軸支孔５１，６１の上端からパーティクルが気流に乗って飛散するようなことはない。従って、パーティクルの落下をカバー７により防止することで、真空処理装置内の汚損を防止できる。また、カバー７は駆動アーム部材３１_１，３１_２に着脱自在であるため、カバー７を取り外すことで、軸支孔５１，６１にベアリング５２，６２を容易に着脱でき、メンテナンス性を損なうことはない。

ところで、第１関節部３３_１は、軸支孔５１の上方に設けた筒部５４に装着される上部ベアリング５５を備えるため、上部ベアリング５５での発塵で生ずるパーティクルが筒部５４から落下する可能性がある。

そこで、本実施形態では、図４に示す如く、上部カラー５７の下端に、径方向外方に広がるフランジ部５７ａを形成し、フランジ部５７ａの外周に、上方に屈曲して筒部５４に下方から挿入される立上り部５７ｂを形成している。

これによれば、上部ベアリング５５での発塵で生ずるパーティクルを外周に立上り部５７ｂを有する皿状のフランジ部５７ａで捕捉することができる。従って、上部カラー５７を利用して、筒部５４からパーティクルが落下することを防止でき、落下防止のための専用の部材が不要になり、合理的である。尚、立上り部５７ｂの外径は筒部５４の内径よりも僅かに小さく、立上り部５７ｂの外周面と筒部５４の内周面との間に挿入クリアランス分の隙間を生ずるが、この隙間からパーティクルが落下することは殆どない。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、第１と第２の各関節部３３_１，３３_２の軸支孔５１，６１を第１と第２の各駆動アーム部材３１_１，３１_２に形成し、支軸５２，６３を第１と第２の各従動アーム部材３２_１，３２_２に固定したが、各従動アーム部材３２_１，３２_２に軸支孔を形成し、各駆動アーム部材３１_１，３１_２に支軸を固定することも可能である。また、上記実施形態の基板搬送ロボット１は、一対のアーム３_１，３_２を有するダブルアーム型ロボットであるが、水平面上で屈伸自在な単一のアームを備えるシングルアーム型のロボットにも同様に本発明を適用できる。

Ｓ…基板、１…基板搬送ロボット、３_１，３_２…アーム、３１_１，３１_２…駆動アーム部材（一方のアーム部材）、３２_１，３２_２…従動アーム部材（他方のアーム部材）、３３_１，３３_２…関節部、４…ハンド、５１，６１…軸支孔、５２，６２…ベアリング、５３，６３…支軸、５３ａ…上部軸部、５４…筒部、５５…上部ベアリング、５７…上部カラー、５７ａ…フランジ部、５７ｂ…立上り部、７…カバー。

Claims

中間に関節部を有する水平面上で屈伸自在なアームの先端に、基板を支持するハンドを連結した、真空処理装置内で基板を搬送するために使用される基板搬送ロボットであって、
関節部は、関節部で連結される２つのアーム部材のうちの一方のアーム部材に形成した上下方向の軸線を持つ軸支孔と、軸支孔に装着したベアリングと、他方のアーム部材に固定した上下方向の軸線を持つ支軸とを備え、ベアリングに上方から支軸を挿入して、一方のアーム部材と他方のアーム部材とを支軸とベアリングとを介して回動自在に連結するように構成され、
軸支孔は、一方のアーム部材を上下方向に貫通するように形成され、一方のアーム部材の下面に、軸支孔を下方から覆うカバーが着脱自在に取り付けられ、
一方のアーム部材に、軸支孔の上方に他方のアーム部材を受け入れる隙間を存して対向する筒部が設けられ、この筒部内周に上部ベアリングが装着され、支軸は、他方のアーム部材の上方に突出して上部ベアリングに挿入される上部軸部を有し、この上部軸部に、上部ベアリングの内輪と他方のアーム部材との間に介設される上部カラーが外挿され、
上部カラーの下端に、径方向外方に広がるフランジ部が形成され、このフランジ部の外周に、上方に屈曲して筒部に下方から挿入される立上り部が形成されることを特徴とする基板搬送ロボット。