JPH04264749A - 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℃程度と比較的低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て水平方向に且つ直線
的に移動するように構成され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
を含み、前記ウエハ搬送用アームは磁性材料で構成され
た部分を含み、アームの磁性材料部分と磁気的に結合す
る磁石と該磁石を駆動する手段とが真空室外部に設けら
れている。

【００１１】本発明の実施に際して、真空室外部に設け
られた前記磁石（外部磁石）は永久磁石であっても電磁
石であっても良い。そして、外部磁石の個数及び取り付
け位置については特に限定するものではないが、ウエハ
移送ロボットに隣接する処理設備に干渉することなく且
つアームの移動距離が出来る限り長くなる様に構成する
ことが好ましい。

【００１２】また、ウエハ搬送用アームにおける磁性材
料で構成された部分（ターゲット）は、前記外部磁石と
対応する位置に設けるのが好ましい。

【００１３】さらに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。

【００１４】これに加えて、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ている。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。

【００１５】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。

【００１６】

【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、外部磁石を直線移動することに
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。

【００１７】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外部
磁石及び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。

【００１８】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。

【００１９】これに加えて、本発明によればアームは外
部磁石を直線移動することにより移動するので、回転体
に供給されるべき電力をその分だけ減少することが出来
る。すなわち、回転体に内蔵したバッテリ及びトランス
の様に非接触にて電力を供給する手段の負担をその分減
ずることが出来るのである。

【００２０】

【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。

【００２１】図１、図３に示されているように、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
。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。

【００２２】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。

【００２３】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は、この延長部９に設けられ、３
本が略々直線状に、回転体１の上面８に立設されている
。

【００２４】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、図示の実施例では支柱２０が３本示されて
いるが、２本以上であれば特に限定をするものではない
。

【００２５】ウエハ搬送用アーム１０は、直線状を呈し
ている。そしてその一方の端部に磁性体１１が取付けら
れている。この磁性体は後述するアーム駆動用の磁石と
協働するもので、アーム全体を磁性体で構成すれば不要
である。ウエハ搬送用アーム１０の他端には、図３に示
されているようにハンド１３が着脱自在に取付けられ、
このハンドにウエハ１４が正確に位置決めされて載置さ
れている。但し、ウエハを把持するような構成のハンド
を採用することも出来る。

【００２６】ウエハ搬送用アーム１０の磁性体１１と磁
気的に結合或いは協働して、アーム１０を駆動する磁石
１２は、隔壁Ｗの上部に設けられている。そして図示し
ない適当な手段により矢印Ｘで示す方向に駆動されるよ
うになっている。

【００２７】次に上記実施例の作用について説明する。 モータ４はステップモータ等から構成され、制御装置に
より回転方向及び回転量が制御される。モータ４に通電
すると、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１０の方向が定まる。

【００２８】次に磁石１２を所定量だけ駆動すれば、こ
の磁石１２と磁気的に結合して協働する磁性体１１と、
ウエハ搬送用アーム１０とが水平方向へ直線的に所定量
だけ移動する。その結果、ウエハ１４は所定の位置へ移
送されるのである。

【００２９】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。

【００３０】なお、外部磁石を先に駆動して、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。

【００３１】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。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
回転体は磁気軸受により非接触的に支持されそして駆動
され、またアームは外部に設けられている磁石により駆
動される。そして、回転体もウエハ搬送用アームも共に
非接触的に駆動されるため、機械的接触による塵芥等の
発生がなく、ウエハを汚染するようなことはない。

【００３３】また従来のように磁性流体シールを必要と
しないので、ガス漏れもなく、高温環境下及び高真空環
境下でも使用できる。

【００３４】これに加えて、外部磁石を直線移動するこ
とによりアームを移動するので、回転体に供給されるべ
き電力をその分だけ減少することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す模式的側面図。

【図２】図１に示す実施例の図面。

【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・・・磁気軸受 ４、５・・・モータ １０・・・ウエハ搬送用アーム １１・・・磁性体 １２・・・磁石 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て水平方向に
   且つ直線的に移動するように構成されているウエハ搬送
   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
   気軸受とを含み、前記ウエハ搬送用アームは磁性材料で
   構成された部分を含み、アームの磁性材料部分と磁気的
   に結合する磁石と該磁石を駆動する手段とが真空室外部
   に設けられていることを特徴とするウエハ移送ロボット
   。