JPH04152078A - 多関節アーム移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明の装置は一般に物体移動装置に関し、特に、複数
の作業台へ又はそこからシリコンウェハを移動させるた
めの装置に関する。

半導体装置の製造に於て、複数の作業台又は作業位置の
間で壊れ易いシリコンウェハを移動させることには固有
の取扱い上の問題がある。シリコンウェハは非常に壊れ
易く、又高研磨面を有している。したがってウェハをい
きなり動かすとそれらは滑り易い。ウェハは滑りによっ
て摩耗したり。

又衝突によってエツジに損傷を受ける。

シリコンウェハを移動させるための従来装置は数多くあ
り１例えば未開特許第３，８２３，８３６号は、シリコ
ンウェハを保持する複数の棚を有する供給台と真空チャ
ックを有する引き出し装置とを含む装置を開示している
。真空チャックには、それを昇降させるエレベータが取
り付けられている。供給台から所望の作業台へとシリコ
ンウェハを移動させるために、真空チャックに結合した
水平の移動アームが用いられている。

米国特許第３，７３０，５９５号は、作業台へ又はそこ
からウェハを移動させるための、特定の作業を指示でき
るキャリアを有するウェハ移動取扱い装置を開示してい
る。キャリアに対するウェハの出し入れは、特定の方向
の空気シェツトを有するウェハ放出・受容アームを用い
て空気スライド上で行われる。ウェハ放出・受容アーム
は、ウェハを作業台へ又はそこから移動させる空気スラ
イドとキャリアとの間のウェハの移動を制御する。

米国特許第４，０６２，４６３号、第３，８７４．５２
５号、及び第４，２０８，１５９号もウェハ移動装置を
開示しており、これらはウェハを取り扱うための空気圧
部品かグリップ装置を含んでいる。

上記の従来装置は、比較的複雑で高価な空気圧部品を用
いているか、或いは壊れ易いウェハに損傷を与えかねな
いグリップ装置を用いている。更に、上記の装置の使用
は、変更が難しい固定された位置の間のシリコンウェハ
の移動に限られる傾向かある。

したがって、檀々の軸方向及び径方向の面内の複数の位
置の間で物体を移動させることができかつ物体を損傷し
ない簡単で信頼性の高い移動装置が必要とされている。

発明の要約 本発明の装置は、棟々の軸方向及び径方向の面内の複数
の位置の間で、シリコンウェハ、カメラレンズ、水晶振
動子又は同様の物体を移動させるための簡単で信頼性の
高い装置を与える。この装置は、支持台と、第１及び第
２の多関節アームと、多関節アームに結合した移動台又
は他の適当なホルダーと、多関節アームの１つを駆動す
るモータとを有している。この２つの多関節アームは、
その１つがモータによって駆動されると“かえる”又は
“かえるのキック″のような伸縮運動をなすように、そ
の作動において結合されている。物体を載せた移動台は
、多関節アームが伸縮すると調和運動をなし、したがっ
て物体が滑るのを最小限に食い止めている。多関節アー
ム装置は回転モータを介して基台に結合されており、し
たがって多関節アーム装置全体は径方向面内で回転する
ことができる。又、多関節アーム装置は力に応答する複
数のたわみ部又はレバーを介して基台に結合されており
、したがって移動台装置は軸方向に変位することができ
る。

スｔＭ＠（１）ｔｌｌ賢 第１図について述べると、本発明による装置の多関節ア
ーム装置１１１０が与えられている。多関節アーム装置
１０は、第１の多関節アーム１１と。

第２の多関節アーム１４とを含んでいる。第１の多関節
アーム１１は２つの部分、即ち駆動部１２と被駆動部１
３とからなり、これらはピン接続部１７によって接続さ
れている。同様に第２の多関節アーム１４は２つの部分
、即ち駆動部１５と被駆動部１６とからなり、これらは
ビン接続部１８によって接続されている。１つの実施例
においては、ｔ＆ｉ！動部１２．１５の方が被駆動部１
３．１６より短くなっている。

一般に１ｉｊＡ劾部１２．１５はそれぞれ円形状のギア
２０．２１を有している。ギア２０．２１は駆動部１２
．１５の一部として一体に形成することもできるし、又
、別々に形成して適当な取付手段によってＷｊＡ＃部に
固定してもよい。ギア２０はビニオン（＋！！動用の小
歯車）２２と連動するように結合されている。ギア２０
はビニオン２２によって駆動され、次にギア２０がギア
２１を駆動する。

被１！！動部１３．１６はそれぞれ半円状の回転拘束ギ
ア２３．２４を有している。物体を運ぶための移動台２
５又は他の適当なホルダーがベアリング２６．２７によ
って回転拘束ギア２３．２４に結合されている。回転拘
束ギアの代りにｌ！擦面即ちケーブルと滑車の組み合わ
せを用いることもでき。

この場合でも被駆動部１３．１６の端部の回転を妨げる
ことができる。

ビニオン２２が時計方向に回転すると、ギア２０と駆動
部１２とは反時計方向に回転し、ギア２１と駆動部１５
とは時計方向に回転することが理解できる。その結果、
多関節アーム１１．１４は“かえる″の運動のように縮
み、移動台２５は調和運動をなしてギア２０．２１の方
へ移動する。

回転拘束ギア２３．２４は移動台２５の回転を妨げてお
り、したがって運ばれる物体は直線運動をなす。

移動台２５の調和運動は本発明の夏姿な特徴である。多
関節アームが伸び切っている時には両者は１よぼ平行で
ある。伸び切った位置から移動台２５が引き込まれるに
つれて、移動台は速度０から比較的ゆっくりと加速され
、伸び切った多関節アームの中央の点に達してそこで速
度が最大となる。

移動台２５は、中央の点に達した後で減速され始め、ギ
ア２０．２１の上方の停止位置に達する。

移動台２５上に置かれたシリコンウェハのような物体が
高研磨面を有しかつ摩擦たけで移動台上に保持されるこ
とがある。したがって、移動台をいきなり加速するとウ
ェハが滑ったりする。しかし上述のような調和運動のゆ
るやかな加速度のおかけで物体の滑る傾向が最小限に食
い止められ、したがって物体の摩耗が防止され、又他の
物体との衝突も防止される。更に万全を期するために吸
引やクランプを利用できる時にはそれらを用いることも
できる。

もし移動台２５がギア２０．２１の上方に停止しており
、かつもしピニオン２２が反時計方向に回転するならば
、多関節アーム１１．１４と移動台２５とは“かえる″
の運動のように伸びることが理解できる。移動台２５は
多関節アーム１１゜１４が伸び切るまで調和運動をなし
て移動する。

第２図について述べると１本発明による１つの実施例の
等角分解図が与えられている。多関節装置ｆｌＥ　Ｉ　
Ｏの移動台２５はピン２９を含むこともでき。

これはノツチと共同して以下で説明する移動止め機構を
形成する。多関節アーム装置１１０はＣ形状の支持台３
０上に配置されている。電動のモータ３１が支持台３０
に取り付けられピニオン２２と結合している。ピニオン
はギア２１を駆動するギア２０と噛み合い、これによっ
て多関節アーム１１．１４が上述の伸縮運動をなす６支
持台３０はシャフト３２と結合し、シャフト３２は第２
のＣ形状の支持台３３に軸支されている。シャフト３２
は電動のモータ３５と結合した回転ギア３４を有し、こ
のモータによって多関節装置１０の全体が回転する。移
動台２５の中心がシャフト３２の上方にある時は、移動
すべきシリコンウェハには何の遠心力も作用しない。

支持台３３は、Ｃ形状の支持台３７．３８及びたわみ部
４１〜４４を介して基台３６に結合されている。基台３
６上には引き上げ用のソレノイド４０が配され、レバー
４５と結合している。レバー４５はシャフト３２の下方
に配置されている。

基台３６上には第１の支点（ｆｕｌｃｒｕｎ）４６があ
り、第２の支点（図略）がシャフト３２の底部にある。

ソレノイド４０が励磁されるとシャフト３２が上方に軸
方向に移動し、したがってたわみ部４１〜４４がたわむ
、シャフト３２が軸方向に移動すると多関節アーム装ｗ
１１０の全体も軸方向に移動することが理解できる。

第３Ａ、３Ｂ及び３０図について述べると、本実施例の
作動を示す図が与えられている。多関節アーム装置１０
は、第１のエレベータ５１、オーブン５２及び第２のエ
レベータ５３の間に配置されている。エレベータ５１の
ラック５４の水平な溝の中に複数のシリコンウェハが積
み重ねられている。

第３Ａ図では、多関節アーム装［’ｌＯが伸び切って移
動台２５がラック５４の水平な溝の中に配置されている
場合が示されている。エレベータ５１はノツチ（図略）
を含んでおり、このノツチは移動台２５の鉛直なピン２
９と共同して・移動台２５を所定の位置に確実に保持す
るための移動止め機構を形成している。移動台は、ラッ
ク５４の水平な溝に対して一端アラインされると、上述
したようにソレノイド４０によって持ち上げられる。

移動台２５は、その上にシリコンウェハを載せるため典
型的には５０〜１００ミリインチ持ち上げられる。

第３Ｂ図には、駆動部１２．１５が互いに反対方向に回
転し、これによって多関節アーム装置１０が“かえる”
の運動のように縮む場合が示されている。多関節アーム
装置１１１１０が縮むにつれて、移動台２５はシリコン
ウェハ９を載せたままでエレベータ５１の近傍から引き
出される。

第３Ｃ図では、多関節アーム装置１１０が縮んで移動台
２５がシャフト３２の回転中心の上方にある場合が破線
で示されている。多関節アーム装置１０の全体は次に９
０°回転され、移動台２５はオーブン５２に対してアラ
インされる。多関節アーム装置１０は、移動台を所望の
作業台にアラインさせるために所望の角度たけ回転させ
ることができることに注意すべきである。次にギア２０
゜２１が反対方向に回転し、多関節アーム装置は“かえ
る”の運動のように伸び、移動台２５とシリコンウェハ
９がオーブン５２内に置かれる。上述した仕方と同様に
移動台２５とシリコンウェハ９はオーブン５２から引き
出され、シリコンウェハ９はエレベータ５３に置かれる
。オーブン５２もノツチ５Ｓを含むことができ、このノ
ツチは移動台２５のピン９と共同して移動止め機構とし
て作用する。

多関節アーム装！！１０を正確に制御するため、モータ
３１，３５とソレノイド４０を電子的な論理回路によっ
て制御することができる。この制御が十分に正確であれ
ば、ピン９とノツチ５５からなる移動止め機構は必ずし
も必要ではない。

再び第１図に戻ると、もし駆動部１２．１５が被駆動部
１３．１６と同じ長さであれば、多関節アーム１１．１
４の動作が著しく影響を受けることに注意すべきである
。もし駆動部１２．１５と被駆動部１３．１６との長さ
が等しけれは、移動台２５は、上述のようにギア２０．
２１の上方で停止せずにギアを越えて伸びて行くであろ
う。

例えば第３図において駆動部１２．１５と被駆動部１３
．１６との長さが等しいと、多関節アーム装置！１０を
回転させなくても移動台２５をエレベータ５１から引き
出してエレベータ５３へと伸ばすことができる。もし駆
動部１２．１５の長さが被駆動部１３．１６の長さより
短いと、移動台２５はエレベータから引き出され、上述
のようにギア２０．２１の上方で停止する。したがって
移動台２５をエレベータ５３に対してアラインさせるた
めには、多関節アーム装置１０を伸ばす前にそれを１８
０＠回転させなければならない。

本発明を実施例によって説明してきたが、使用された用
語は制限よりも説明のためのものであり、本発明の範囲
と精神から逸脱することなく添付された特許請求の範囲
内で変更をなすことは可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節アーム装置の平面図であり、第２図は本
発明による装置の等角分解図であり、第３Ａ、３Ｂ及び
３Ｃ図は本発明による装置の作動を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 支持台・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・３０駆動部・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・１２，１５被駆動部・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・１３，１６第１の多関節アーム
・・・・・・１１ 第２の多関節アーム・・・・・・１４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 支持台と、 該支持台に装着された第１と第２の多関節アームと、 該第１と第２の多関節アームに支持され移動対象物を載
   置するための移動台とを有し； 前記第１の多関節アームが、 回転可能に設けられた駆動部と、 該駆動部を回転駆動するための回転手段と、該駆動部の
   先端側に一端側が回転可能に装着され、他端側が前記移
   動台に回転可能に装着された被駆動部とを有し： 前記第２の多関節アームが、 前記第１の多関節アームの動きに応答して回転する駆動
   部と、 該駆動部の先端側に一端側が回転可能に装着され、他端
   側が前記移動台に回転可能に装着された被駆動部とを有
   し： 前記駆動部が前記被駆動部と等しいか或は短いことを特
   徴とする多関節アーム移動装置。