JPH04264748A - ウエハ移送ロボット - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減圧された室内（真空
室）或いはクリーンルーム内で作動するロボットに関し
、さらに詳しくは、半導体集積回路製造設備において真
空室内でウエハを所望の位置へ移動することのできるマ
ニプレータ或いはウエハ移送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体チップ或いはウエハは、製
造段階でゴミ、オイルミスト等が付着すると所謂粒子汚
染により歩留まりが悪化し、生産性が悪くなるので、ク
リーンルームで処理されている。また、製造プロセスは
真空中で行われることが多いため、製造装置内のウエハ
の移送はロボットにより真空中で行われる。ここで、ウ
エハ移送用のロボットの従来例が図４に示されている。

【０００３】図４において、ウエハ移送用ロボットは、
大気中Ａに設けられている駆動部５０と、真空室Ｖ中に
設けられているハンドリング部６０とから概略構成され
ている。駆動部５０には、第１モータＭ１　と第２モー
タＭ２　とが設けられ、第１モータＭ１　の出力軸５１
は垂直状の中空駆動軸６２に接続されている。一方、第
２モータＭ２　の出力軸５２は、中空駆動軸６２内に設
けられている小駆動軸６３に接続されている。従って、
これらのモータＭ１　、Ｍ２　が回転すると、駆動軸６
２、６３は所定方向に所定量だけ回転駆動されることに
なる。

【０００４】中空駆動軸６２の上方端部には第１の水平
アーム６４が固定され、その先端部には第２の水平アー
ム６５が回動自在に設けられている。一方、小駆動軸６
３の上方端部にはプリー６６が固定され、該プリー６６
と、第２のアーム６５の枢着部分に設けられているプリ
ー（図示せず）との間には、ベルト６７が掛けまわされ
ている。したがって、ベルト６７が駆動されると、第２
のアーム６５が第１のアーム６４に対して回動駆動され
る。

【０００５】モータＭ１　を所定方向に所定量回転させ
ると中空駆動軸６２が回転し、これに一体的に固定され
ている第１のアーム６４も矢印ａで示されているように
水平面内で回動する。したがって、第２のアーム６５も
一体的回動し、その先端に取付けられているハンド６８
上のウエハ（図４では図示せず）は、水平面内の所定角
度位置へ移送される。一方、モータＭ２　を駆動すると
小駆動軸６３が駆動され、第２のアーム６５はプリー６
６、ベルト６７により矢印ｂで示すように第１のアーム
６４に対して水平面内で所定角度範囲に駆動される。そ
の結果、ハンド６８上の図示しないウエハを、半径内方
或いは外方へ所定量だけ移送することができる。

【０００６】ここで、相対的に回転する部材を機械的に
支承した場合には、その部分から微粒子が発生し、ウエ
ハを汚染してしまう。そのため従来のロボットでは、発
塵を防ぐために軸受にも磁性流体シールを設けている。 また、モータと真空室はＯリングによりシールされ、大
気側と真空側を貫通する駆動軸６２と６３は磁性流体シ
ールによりシールされる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記従来のロ
ボットにおいて採用されている磁性流体シールでは、例
えば１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空になるとガス発生が生
じ、発生したガスによりウエハが汚染されてしまい、歩
留まりが悪化するという問題がある。

【０００８】また磁性流体シールは、その使用温度が０
〜８０℃程度と比較的狭いという問題もある。

【０００９】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたもので、クリーンルーム内或いは真空室内
でウエハを移送することが出来て、しかもウエハに有害
なゴミ、オイルミスト等が生じるようなことがなく、ま
た使用温度や使用場所の真空度にも影響を受けないウエ
ハ移送ロボットを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のウエハ移送ロボ
ットは、回転体と、該回転体上で少なくとも２個の磁気
軸受により非接触状態で支承されるようになっているウ
エハ搬送用アームと、前記回転体及びウエハ搬送用アー
ムを収容する真空室と、前記回転体を非接触状態にて支
承する磁気軸受と、前記ウエハ搬送用アームを水平方向
に且つ直線的に移動するためのリニアモータとを含んで
いる。

【００１１】本発明の実施に際しては、前記回転体を回
転駆動するためのモータが設けられる。

【００１２】またリニアモータやアーム支持用の磁気軸
受に電力を供給する手段が設けられる。ここで、該電力
を供給する手段としては、普通、静止体からの給電ケー
ブルによるが、又は、回転体に内蔵したバッテリと、ト
ランスの様に非接触にて電力を供給する手段とを併用す
るのが好ましい。但、いずれか一方のみを用いることも
可能である。

【００１３】さらに、回転体を支承する磁気軸受は、回
転体の回転軸方向を支持するものと半径方向を支持する
ものとを設けるのが好ましい。そして、軸方向支持用及
び半径方向支持用の双方を電磁石で構成しても良く、い
ずれか一方を永久磁石で構成しても良い。

【００１４】

【作用】本発明は上記したように構成されているので、
回転体を回転駆動することにより、所定方向に所定量だ
け回転する。これにより、ウエハ搬送用アームの移送方
向が決定される。また、リニアモータを駆動することに
より、ウエハ搬送用アームの移送距離が決まる。従って
、ウエハ搬送用アームの移送方向及び移送距離を適宜設
定することにより、アームの例えば先端に取付けられて
いるハンド上のウエハを所望の位置へ移送することがで
きる。

【００１５】ここで、本発明においては磁気軸受により
非接触に支持をしているため、回転体の回転駆動やリニ
アモータによるアームの直線移動に際して、微粒子（粉
塵）が発生することがない。また、磁性流体シールも用
いていないので、使用温度範囲も広くなり、又、極高真
空となってもガスの発生はない。

【００１６】この結果、ウエハの汚染が防止され、半導
体集積回路の製造の際の歩留まりが向上するのである。

【００１７】

【実施例】以下、図１〜３を参照して、本発明の実施例
を説明する。

【００１８】図１、図３において、本発明のロボットは
回転体１と該回転体上に設けられているウエハ搬送用の
アーム１０とから構成され、これらは隔壁Ｗで仕切られ
た真空室Ｒ内に非接触的に配置されている。

【００１９】回転体１は、軸Ｃを中心として回転できる
ように、磁気軸受２、３により隔壁Ｗに対して非接触的
に支持されている。すなわち、半径方向の磁気軸受２は
、隔壁Ｗの外部の大気圧室Ａ側と回転体１側とを半径方
向に非接触で支持するために設けられている。一方、磁
気軸受３はスラスト方向（回転軸方向）の軸受で、軸受
２と同様に、大気圧室Ａ側と回転体１側とを回転軸方向
に非接触で支持するために設けられている。

【００２０】回転体１を軸Ｃのまわりに駆動するために
、隔壁Ｗの外部にはモータの固定子４が、そして回転体
にはモータの回転子５が設けられている。また回転体１
には必要な動力を得るためにバッテリ７が搭載され、非
接触的に電力を供給できる手段として例えばトランス６
が設けられている。

【００２１】回転体１の上面８は、図示されているよう
に、一部半径外方へ突出した延長部９を有する。そして
磁気軸受用の支柱２０、２０´は、この延長部９に設け
られ、３本が直線状に、回転体１の上面８に立設されて
いる。

【００２２】支柱２０の上方端部には磁気軸受２１が構
成されている。磁気軸受２１は正確には図示されていな
いが、図２に示されているようにウエハ搬送用のアーム
１０を直線状に非接触的に案内する様な構成を具備して
いる。なお、支柱２０´は必須のものではないので、図
中では鎖線で示されている。

【００２３】ウエハ搬送用アーム１０は、直線状をなし
、その側部にはリニアモータを構成する走行子１１が取
付けられ、これに対応して真空室Ｒの支柱２０に固定子
１２が設けられている。またアーム１０の先端には図３
に示されているように、ハンド１３が取付けられ、この
ハンドにウエハ１４が正確に位置決めされて載置される
ようになっている。

【００２４】次に、上記実施例の作用について説明する
。モータの固定子４に通電する。ここで該モータはステ
ップモータ等で構成され、或いは制御装置により所定方
向に所定量駆動される。これにより回転体１が回転し、
ウエハ搬送用アーム１０も回転し、アームの方向が定ま
る。

【００２５】次にリニアモータの固定子１２に通電し、
アーム１０を直線移動せしめる。このようにしてウエハ
１４を所望の位置へ移送するのである。プロセス室等他
のチャンバへウエハを移す時は、ゲートバルブ１５を隔
壁に設けておき、このバルブを開閉して、図３に示され
ているようにウエハ搬送アーム１０を隔壁Ｗの外部へ出
す。

【００２６】なお、リニアモータを先に駆動して、次に
回転体を駆動しても、或いは、これらを同時に駆動して
も、同様に作用することは明らかである。

【００２７】図示の実施例では説明されていないが、本
判明の実施に際しては、ウエハ搬送用アームの磁気軸受
の数、アームのバランスを考慮したカウンタウエイト、
その他について種々の変形が可能であるが、これらにつ
いては図面には示されていない。換言すると、図示の実
施例はあくまでも例示であり、本発明の技術的内容がこ
れに限定されるものではない。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によると、垂直軸の
回りに回転駆動される回転体も、この回転体上で水平方
向に直線的に駆動されるようになっているウエハ搬送用
アームも、真空室に配置され、そして回転体は磁気軸受
により非接触的に外部より支持され駆動され、アームは
リニアモータにより非接触的に駆動される。すなわち、
回転体もウエハ搬送用アームも非接触的に駆動される。 その結果、機械的接触によるゴミ、チリ等の発生が防止
される。

【００２９】また、従来のように磁性流体シールを必要
としないので、高温環境下でも使用でき、高真空環境下
においてもガスの発生やそれに伴うウエハの汚染が防止
されるのである。

【００３０】これにより、半導体製造設備における歩留
りの向上に寄与するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す側面図。

【図２】図１に示す実施例の平面図。

【図３】図１に示す実施例の作動状態を示す側面図。

【図４】従来例を示す斜視図。

【符号の説明】

１・・・回転体 ２、３、２１・・・磁気軸受 ４、５・・・モータ １０・・・ウエハ搬送アーム １１、１２・・・リニアモータ Ｃ・・・回転軸 Ａ・・・大気室 Ｒ・・・真空室 Ｗ・・・隔壁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転体と、該回転体上で少なくとも２
   個の磁気軸受により非接触状態で支承されるようになっ
   ているウエハ搬送用アームと、前記回転体及びウエハ搬
   送用アームを収容する真空室と、前記回転体を非接触状
   態にて支承する磁気軸受と、前記ウエハ搬送用アームを
   水平方向に且つ直線的に移動するためのリニアモータと
   を含むことを特徴とするウエハ移送ロボット。