JPH10163295A - ウエハ搬送装置 - Google Patents

ウエハ搬送装置

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JPH10163295A
JPH10163295A JP8330316A JP33031696A JPH10163295A JP H10163295 A JPH10163295 A JP H10163295A JP 8330316 A JP8330316 A JP 8330316A JP 33031696 A JP33031696 A JP 33031696A JP H10163295 A JPH10163295 A JP H10163295A
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Japan
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arm
link
drive
pulley
base
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JP8330316A
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Hiroaki Saeki
弘明 佐伯
Teruo Asakawa
輝雄 浅川
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ウエハを所定位置まで正確に搬送することが
できると共に高温下でも損傷することがなく、しかもア
ーム機構を簡素化したウエハ搬送装置を提供する。 【解決手段】 第１アーム３１は第２アーム３２との連
結部を構成する第２プーリ３１Ｇを有し、第２アーム３
２は、第２プーリ３１Ｇに駆動軸３２Ｄを介して基端部
で連結されて回転駆動する駆動リンク３２Ａと、この駆
動リンク３２Ａの両側にこれと平行に配置された一対の
従動リンク３２Ｂと、これらの従動リンク３２Ｂとピン
３２Ｆを介してそれぞれ回転可能に連結し且つ各ピン結
合部から偏倚して第２プーリ３１Ｇと中空の駆動軸３２
Ｅを介して回転可能に連結する基底リンク３２Ｃとを有
し、駆動リンク３２Ａ及び各従動リンク３２Ｂの先端部
はぞれぞれ基底リンク３２Ｃにおける連結関係をもって
第３アーム３３と３点で回転可能にピン結合してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ搬送装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からこの種のウエハ搬送装置は、半
導体製造装置の分野で広範囲に使用され、例えばエッチ
ング装置やＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置のウエハ搬
送室に設置して使用されている。そこで、ウエハ搬送装
置が適用されたマルチチャンバー処理装置について例え
ば図７を参照しながら概説する。マルチチャンバー処理
装置は、図７に示すように、所定の真空下で熱ＣＶＤ等
によりタングステン等のメタル成膜処理やエッチング処
理を行なう３つの処理室１、２、３を備えている。これ
らの処理室１、２、３は第１搬送室４の３箇所の側面に
ゲートバルブ５、６、７を介して接続され、これらのゲ
ートバルブ５、６、７を介して各処理室１、２、３と第
１搬送室４とを連通し、あるいは遮断するようにしてあ
る。第１搬送室４内の中央には第１ウエハ搬送装置９が
配設され、この第１ウエハ搬送装置９によりウエハ８を
搬送するようにしてある。また、第１搬送室４の残りの
一側面にはゲートバルブ１０、１１を介して２つの真空
予備室１２、１３がそれぞれ連通可能に並設され、これ
らのゲートバルブ１０、１１を介して第１搬送室４と真
空予備室１２、１３とを連通し、あるいは遮断するよう
にしてある。従って、所定の真空雰囲気下で第１ウエハ
搬送装置９により半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称
す。）８を例えば真空予備室１２から所定の処理室へ移
載し、この処理室内で所定の成膜処理やエッチング処理
を行なった後、その処理室から第１ウエハ搬送装置９を
介して順次他の処理室へ移載してそれぞれの処理室で所
定の処理を終了した後、再び他の真空予備室１３へ移載
する。
【０００３】上記各真空予備室１２、１３は、ゲートバ
ルブ１０、１１に対向する側で、ゲートバルブ１４、１
５を介して第２搬送室１６に連通可能に接続され、これ
らのゲートバルブ１４、１５を介して各真空予備室１
２、１３と第２搬送室１６とを連通し、あるいは遮断す
るようにしてある。また、第２搬送室１６の左右両側面
にはゲートバルブ１７、１８を介してカセット１９を収
納するカセット室２０、２１が連通可能に接続され、こ
れらのゲートバルブ１４、１５を介して第２搬送室１６
と各カセット室２０、２１とを連通し、あるいは遮断す
るようにしてある。また、第２搬送室１６内には左右の
カセット室２０、２１間の中央に位置させた第２ウエハ
搬送装置２３が配設され、この第２ウエハ搬送装置２３
により真空予備室１２、１３とカセット室２０、２１間
でウエハ８を移載するようにしてある。更に、第２ウエ
ハ搬送装置２３と真空予備室１２、１３の間にはウエハ
８のオリエンテーションフラットによりウエハ８の位置
決めをする位置決め装置２４が配設され、この位置決め
装置２４により予め位置決めした後、第２ウエハ搬送装
置２３により真空予備室１２へウエハ８を移載するよう
にしてある。尚、２５、２６はカセット室２０、２１の
正面に取り付けられたゲートバルブである。
【０００４】ところで、例えば第１搬送室４内のウエハ
搬送装置９は、第１搬送室４の中央に回転中心を有する
第１アーム９Ａと、第１アーム９Ａの先端部に基端部で
回転可能に連結された第２アーム９Ｂと、第２アームの
先端部に基端部で回転可能に連結された第３アーム９Ｃ
とを備え、第３アーム９Ｃの先端部にウエハ８を載せて
搬送するようにしてある。また、第１アーム９Ａ、第２
アーム９Ｂは例えばプーリ機構（図示せず）を内蔵し、
プーリ機構を介して第２、第３アーム９Ｂ、９Ｃが屈伸
するようにしてある。また、他のタイプのウエハ搬送装
置は、第１、第２アームがそれぞれリンク機構により構
成されたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウエハ搬送装置は上述したようにウエハを１枚ずつしか
搬送できないため、各処理室へのウエハの搬送効率が悪
く、スループットの向上に限界があった。そこで、スル
ープット向上を図るため、第３アームで同時に２枚のウ
エハを搬送するウエハ搬送装置が考えられる。しかし、
この場合には、第２アームの先端部に第３アームを長手
方向中央部で連結するため、第３アームの第２アームと
の連結部から第３アーム両端のウエハ載置部までの長さ
が短くなる。従って、第１、第２アームにプーリ機構を
内蔵したウエハ搬送装置の場合には、ウエハ搬送装置に
よりウエハを各処理室内へ搬送し、各処理室から搬出す
ると、その際に第３アームと第２アームの連結部が各処
理室内に進入し、特に処理後のウエハを搬出する場合に
は、処理室内の温度が１０００℃以上に達することもあ
り、このような高温の処理室にアームの連結部が進入す
ると、連結部が高熱によって損傷するという課題があっ
た。具体的には、第１、第２アームは、一般にプーリ機
構が外殻で囲まれ、その連結部は磁性流体シールにより
内部が真空シールされ、密閉構造によりプーリ機構やベ
ルトから発生するパーティクルや不純物ガスでウエハを
汚染しないようにしているが、磁性流体シールは高熱に
より劣化し易く、そのため折角の磁性流体シールによる
密閉構造が劣化、損傷したり、あるいはプーリ機構のベ
ルトが高熱下で損傷するという課題があった。
【０００６】また、ウエハ搬送装置がリンク機構の場合
には、第１、第２アームが共にリンク機構により構成さ
れているため、リンクの使用本数が多くなり、搬送室の
ように狭く、高さに制限のある搬送室に適した機構を組
むことが難しく、しかも、リンク機構には思案点（死
点）があるため、リンク機構を伸ばしきることが難し
く、しかもリンク機構を死点近傍まで伸ばすと、第１、
第２アームの姿勢が不安定になってウエハを各処理室内
の所定位置（ウエハチャック）まで正確に搬送すること
ができず、しかも、第１、第２アームの長さの割には搬
送ストロークを十分に確保することができないという課
題があった。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ウエハを所定位置まで正確に搬送すること
ができると共に高温下でも損傷することがなく、しかも
アーム機構を簡素化したウエハ搬送装置を提供すること
を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のウエハ搬送装置は、基端部を中心に正逆回転可能な第
１アームと、第１アームの先端部に基端部で連結され且
つその先端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第
２アームの先端部に中央部で連結され且つ第２アームと
直交する第３アームとを備え、第３アームは両端部にウ
エハ載置部を有するウエハ搬送装置であって、第１アー
ムは第２アームとの連結部を構成する同軸の第１、第２
回転機構を有し、第２アームは、第１回転機構に第１駆
動軸を介して連結されて回転駆動する駆動リンクと、こ
の駆動リンクの側方にこれと平行に配置された従動リン
クと、この従動リンクの基端部とピンを介して回転可能
に連結し且つ第２回転機構と第２駆動軸を介して回転可
能に連結する基底リンクとを有し、上記駆動リンクと上
記従動リンクの先端部は第３アームとその長手方向で離
間して回転可能にピン結合してなることを特徴とするも
のである。
【０００９】また、本発明の請求項２に記載のウエハ搬
送装置は、基端部を中心に正逆回転可能な第１アーム
と、第１アームの先端部に基端部で連結され且つその先
端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第２アーム
の先端部に中央部で連結され且つ第２アームと直交する
第３アームとを備え、第３アームの両端部にウエハ載置
部を有するウエハ搬送装置であって、第１アームは第２
アームとの連結部を構成する同軸の第１、第２回転機構
を有し、第２アームは、第１回転機構に第１駆動軸を介
して連結されて回転駆動する第１駆動リンクと、第１駆
動リンクと平行に配置された第２駆動リンクと、第２駆
動リンクの基端部とピンを介して回転可能に連結し且つ
第２回転機構と第２駆動軸を介して回転可能に連結する
基底リンクと、第１駆動軸と上記ピンを連結して第１、
第２駆動リンクを連動させるプーリ機構とを有し、第
１、第２駆動リンクの先端部は上記基底リンクにおける
連結関係をもって第３アームと回転可能にピン結合して
なることを特徴とするものである。
【００１０】また、本発明の請求項３に記載のウエハ搬
送装置は、基端部を中心に正逆回転可能な第１アーム
と、第１アームの先端部に基端部で連結され且つその先
端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第２アーム
の先端部に中央部で連結され且つ第２アームと直交する
第３アームとを備え、第３アームの両端部にウエハ載置
部を有するウエハ搬送装置であって、第１アームは第２
アームとの連結部を構成する回転機構を有し、第２アー
ムは、上記回転機構にそれぞれの駆動軸を介して連結さ
れて共に回転駆動する第１、第２駆動リンクを有し、第
１、第２駆動リンクの駆動軸は第１アームの先端部で互
いに離間して回転可能に軸支され、第１、第２駆動リン
クの先端部は第１アームの先端部における連結関係をも
って第３アームと回転可能にピン結合してなることを特
徴とするものである。
【００１１】また、本発明の請求項４に記載のウエハ搬
送装置は、基端部を中心に正逆回転可能な第１アーム
と、第１アームの先端部に基端部で連結され且つその先
端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第２アーム
の先端部に中央部で連結され且つ第２アームと直交する
第３アームとを備え、第３アームの両端部にウエハ載置
部を有するウエハ搬送装置であって、第１アームは第２
アームとの連結部を構成する同軸の第１、第２回転機構
を有し、第２アームは、第１回転機構に第１駆動軸を介
して基端部で連結されて回転駆動する駆動リンクと、こ
の駆動リンクと平行に配置された一対の従動リンクと、
これらの従動リンクとピンを介してそれぞれ回転可能に
連結し且つ各ピン結合部から偏倚して第２回転機構と第
２駆動軸を介して回転可能に連結する基底リンクとを有
し、上記駆動リンク及び上記各従動リンクの先端部はぞ
れぞれ上記基底リンクにおける連結関係をもって第３ア
ームと３点で回転可能にピン結合してなることを特徴と
するものである。
【００１２】また、本発明の請求項５に記載のウエハ搬
送装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の
発明において、第２アームと第３アームのピン結合部に
耐熱性材料からなるベアリングを装着したことを特徴と
するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図６に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。本実施形態のウエハ搬送
装置３０は、図１、図２に示すように、基台Ｆに装着さ
れた第１アーム３１と、第１アームの先端部に基端部で
連結された第２アーム３２と、第２アーム３２の先端部
に中央部で連結された第３アーム３３とを備え、第２ア
ーム３２が第１アーム３１に対して屈伸するように構成
されている。また、第３アーム３３の両端にはウエハ
（図示せず）を載置するウエハ載置部３３Ａが形成され
ている。従って、ウエハ搬送装置３０は第３アーム３３
の各ウエハ載置部３３Ａで２枚のウエハを保持し、２枚
のウエハを同時に搬送できるようにしてある。
【００１４】第１アーム３１は、例えば図２に示すよう
に、細長形状に形成された箱体３１Ａと、この箱体３１
Ａ内に収納されたプーリ機構３１Ｂと、このプーリ機構
３１Ｂを駆動させる、基台Ｆの下側に配置された駆動機
構３１Ｃとを備えている。箱体３１Ａの基端部下面には
中空軸３１Ｄが垂下して形成され、この中空軸３１Ｄが
基台Ｆの孔にベアリング３１Ｅを介して軸支されてい
る。また、箱体３１Ａの先端部上面の中央部には孔が形
成され、この孔を介して第２アーム３２が連結されてい
る。
【００１５】上記プーリ機構３１Ｂは、上下２段の同一
径に形成された第１プーリ３１Ｆと、箱体３１Ａの先端
部で軸支された上下２段の第２プーリ３１Ｇと、第１、
第２プーリ３１Ｆ、３１Ｇ間に掛け回された一点鎖線で
示す上下２段のベルト３１Ｈとを備えている。第２プー
リ３１Ｇの上プーリはこれと対応する第１プーリ３１Ｆ
の上プーリと同一径として形成され、第２プーリ３１Ｇ
の下プーリはこれと対応する第１プーリ３１Ｆの下プー
リの半分の径として形成されている。そして、第２プー
リ３１Ｇは後述する第２アーム３２のリンクと一体化し
ている。尚、第２プーリ３１Ｇの下プーリは第１回転機
構として構成され、その上プーリは第２回転機構として
構成されている。
【００１６】上記駆動機構３１Ｃは、箱体３１Ａを中空
軸３１Ｄを介して正逆回転させる第１モータ３１Ｉと、
第１プーリ３１Ｆを正逆回転させる第２モータ３１Ｊと
を備えている。即ち、第１モータ３１Ｉと中空軸３１Ｄ
は一点鎖線で示すベルト３１Ｋを介して連結され、第１
モータ３１Ｉにより中空軸３１Ｄを回転させ、もって第
１アーム３１を中空軸３１Ｄを中心に回転させるように
してある。また、第２モータ３１Ｊと第１プーリ３１Ｆ
の駆動軸３１Ｌは一点鎖線で示すベルト３１Ｍを介して
連結され、第２モータ３１Ｊにより第１プーリ３１Ｆを
回転させるようにしてある。
【００１７】また、第２アーム３２は、図１、図２に示
すように、第２プーリ３１Ｇの駆動軸に基端部で正逆回
転可能に連結された細長形状の駆動リンク３２Ａと、こ
の両側の下方に配置された左右一対の従動リンク３２Ｂ
と、これら両リンク３２Ａ、３２Ｂがそれぞれの基端部
下側で連結された略正方形状の基底リンク３２Ｃとを備
え、第２アーム３２の先端部に後述のようにして連結さ
れた第３アーム３３とでリンク機構が構成されている。
尚、第２プーリ３１Ｇの駆動軸は第１駆動軸として構成
されている。
【００１８】そして、駆動リンク３２Ａの基端部下面中
央には駆動軸３２Ｄが垂下し、この駆動軸３２Ｄは第２
プーリ３１Ｇの駆動軸を兼ねている。また、各従動リン
ク３１Ｂは、図１に示すように両端が同一方向に屈曲し
て形成され、それぞれの屈曲端を対向させて駆動リンク
３２Ａの両側に配置された左右対称になっている。そし
て、各従動リンク３２Ｂの両端部にはピン用の孔がそれ
ぞれ形成されている。また、基底リンク３２Ｃの基端寄
り中央には図２に示すように駆動リンク３２Ａの駆動軸
３２Ｄが通る中空軸３２Ｅが垂下し、また、その先端寄
りの左右には各従動リンク３２Ｂの基端部の孔に通す一
対のピン３２Ｆが形成されている。そして、駆動リンク
３２Ａの駆動軸３２Ｄは中空軸３２Ｅ内でベアリング３
２Ｇを介して軸支され、中空軸３２Ｅは第１アーム３１
の先端部中央に形成された孔でベアリング３２Ｈを介し
て軸支されている。また、基底リンク３２Ｃの各ピン３
２Ｆは各従動リンク３２Ｂの孔でベアリング３２Ｉを介
して軸支されている。尚、基底リンク３２Ｃと一体に形
成された中空軸３２Ｅは第２駆動軸として構成されてい
る（以下の他の実施形態においても同様である）。
【００１９】また、図２に示すように第３アーム３３の
中心から１本の第１ピン３３Ｂが垂下し、また、その長
手方向で離間して側縁部から２本の第２ピン３３Ｃが垂
下している。これらの第２ピン３３Ｃが側縁部において
長手方向で離間しており、第１ピン３３Ｂより長く形成
されている。そして、第１ピン３３Ｂは駆動リンク３２
Ａの先端部に形成された孔でベアリング３３Ｄを介して
軸支され、第２ピン３３Ｃは各従動リンク３３Ｂの先端
部に形成された孔でベアリング３３Ｅを介して軸支され
ている。
【００２０】更に、上記駆動リンク３２Ａの駆動軸３２
Ｄには上述した第１プーリ３１Ｆの半分の径の下プーリ
が形成され、上記基底リンク３２Ｃの中空軸３２Ｅの下
端には上述した第１プーリ３１Ｆと同一径のプーリが第
１プーリ３１Ｆの上プーリとして形成され、第１プーリ
３１Ｆの回転により駆動リンク３２Ａは第１プーリ３１
Ｆの倍の角度を回転し、基底リンク３２Ｃは第１プーリ
３１Ｆと同一角度（駆動リンク３２Ａの半分の回転角
度）を回転するようにしてある。
【００２１】従って、上記駆動リンク３２Ａ及び従動リ
ンク３２Ｂそれぞれの両端部は基底リンク３２Ｃ及び第
３アーム３３に対して３点で連結され、しかも、各連結
点は同一大きさの三角形を形成している。そのため、図
３の（ｂ）に示すように第１、第２、第３アーム３１、
３２、３３が直線状に伸びても、一対の従動リンク３２
Ｂが死点に達するだけで、駆動リンク３２Ａは従動リン
ク３２Ｂとは死点の関係にはならず、アームを元の位置
に戻す時でも駆動リンク３２Ａの駆動軸３２Ｄを中心と
した回転モーメントが従動リンク３２Ｂのピン３２Ｆに
作用し、アームを確実に初期状態に戻すことができる。
【００２２】そして、第１アーム３１の箱体３１Ａは例
えばアルミニウムにより形成され、Ｏリング及び磁性流
体シールにより密閉構造として構成され、第２、第３ア
ーム３２、３３は例えば耐食性、耐熱性及び耐発塵性に
優れたセラミックスによって形成されている。そして、
第２アーム３２と第３アーム３３のピン結合部のベアリ
ング３３Ｄ、３３Ｅは例えば耐食性、耐熱性及び耐発塵
性に優れたセラミックスによって形成され、これらのピ
ン結合部が例えば熱処理室等のように高温に達する部位
に進入しても損傷しないようにしてある。
【００２３】次に、図３の（ａ）、（ｂ）を参照しなが
らウエハ搬送装置３０の動作について説明する。同図
（ａ）に示す初期状態（最もコンパクトになった状態、
以下同様）から例えば第２モータ３１Ｊが停止したまま
で駆動機構３１Ｃの第１モータ３１Ｉが駆動し、第１ア
ーム３１が中空軸３１Ｄを中心に例えば時計方向に回転
する動作について説明する。この動作では、第１アーム
３１の箱体３１Ａが第１モータ３１Ｉを介して同図
（ａ）の矢印Ａ方向に回転し始めると、第１プーリ３１
Ｆは中空軸３１Ｄに対して相対的に反時計方向へ回転す
ることになる。その結果、第２プーリ３１Ｇは第１プー
リ３１Ｆと同様に同図（ａ）の矢印Ｂ方向へ回転し、第
２アーム３２は第１アーム３１の先端部を中心に反時計
方向へ回転し、両者３１、３２間の角度が徐々に大きく
なる。
【００２４】ところが、第２プーリ３１Ｇは上プーリと
下プーリぞれぞれの外径が異なるため、駆動リンク３２
Ａと基底リンク３２Ｃの回転量が異なる。即ち、駆動リ
ンク３２Ａのプーリ（第２プーリ３１Ｇの下プーリ）は
第１プーリ３１Ｆの半分の径しかなく、基底リンク３２
Ｃのプーリ（第２プーリ３１Ｇの上プーリ）は第１プー
リ３１Ｆと同一径であるため、駆動リンク３２Ａは第１
アーム３１を基準にしてその回転角度の倍の角度を回転
し、基底リンク３２Ｃは第１アーム３１を基準にしてそ
れと同一角度だけ回転する。従って、第１アーム３１が
同図の（ｂ）で示すように初期状態から同図に（ｂ）で
示すように９０°だけ時計方向へ回転すると、第２アー
ム３２の駆動リンク３２Ａは従動リンク３２Ｂと共に基
底リンク３２Ｃを介して第１アーム３１を基準に反時計
方向へ１８０°回転して第１アーム３１を基準にして伸
びきった状態になる。これに伴って基底リンク３２Ｃは
駆動リンク３２Ａ、従動リンク３２Ｂと同時に第１アー
ム３１を基準に反時計方向へ９０°回転し、２本のピン
３２Ｆが第１アーム３１の長手方向に前後して並んだ状
態、つまり一対の従動リンク３２Ｂの基端部が前後して
並ぶと共に第２アーム３２とピン結合した第３アーム３
３が第１アーム３１を基準にして９０°回転して第１ア
ーム３１、第２アーム３２の上方で重なり、第１、第
２、第３アーム３３が最も伸びた状態になる。この動作
により第３アーム３３のウエハ載置部３３Ａが例えば熱
処理室等の高温室に配設されたウエハ載置台へウエハを
正確に搬入し、あるいは高温室からウエハを搬出する。
この時、第３アーム３３の他方のウエハ載置部３３Ａで
もウエハを保持しており、このウエハを反対側の高温室
に搬送する時には、第１アーム３１を一旦初期状態に戻
し、第１アーム３１を上述した場合とは逆向きに９０°
回転させて高温室に向ければ、残りのウエハを連続して
高温室に搬送することができる。
【００２５】また、上述の動作説明では第１アーム３１
の第１モータ３１Ｉにより箱体３１Ａのみを駆動させ、
第１アーム３１をウエハ搬出入位置に向ける間に第２、
第３アーム３２、３３が伸びる場合について説明した
が、初期状態を維持したまま第１、第２、第３アーム３
１、３２、３３の向きを変える場合には、駆動機構３１
Ｃの第１、第２モータ３１Ｉ、３１Ｊを同時に駆動さ
せ、第１アーム３１の回転方向と同方向へ同一回転量で
第１プーリ３１Ｆを回転させることで、箱体３１Ａの中
空軸３１Ｄと第１プーリ３１Ｆとが相対的に停止した状
態で回転させれば良い。
【００２６】以上説明したように本実施形態によれば、
第１アーム３１がプーリ機構３１Ｂを内蔵したアームと
して構成されていると共に第２アーム３２がリンク機構
によって構成され、しかも第２アーム３２と第３アーム
３３の連結部のベアリング３３Ｄ、３３Ｅがセラミック
ス製であるため、第１、第２アーム共プーリ機構を内蔵
したウエハ搬送装置と比較して機構的に簡素化でき、し
かも、第２アーム３２の先端部が高温室に進入しても、
第２アーム３２の先端部や第３アーム３３との連結部が
損傷することはなく、第１アーム３１は高温室に侵入し
ないので真空シール構造が損傷することもない。また、
第２アーム３２及び第３アーム３３が伸びきって第２ア
ーム３２のリンク機構が死点に達しても、それは一対の
従動リンク３２Ｂが死点に達したに過ぎず、肝心の駆動
リンク３２Ａと従動リンク３２Ｂは死点位置にないた
め、アームが最も伸びきっても、その後アームを円滑に
初期状態へ戻すことができるため、第１、第２、第３ア
ーム３１、３２、３３を伸ばしきることができ、最大限
の搬送ストロークを得ることができる。また、第１アー
ム３１は、プーリ機構３１Ｂを介して第２、第３アーム
３２、３３を常に正確且つ確実に駆動させることがで
き、アームの姿勢及び搬送方向を正確に制御することが
でき、安定した搬送動作を実行することができる。ま
た、第１アーム３１の真空シール構造が損傷することが
ないため、プーリ機構やベルトから発生するパーティク
ルや不純物ガスによりウエハを汚染する虞がない。
【００２７】図４は本発明の他の実施形態を示す図であ
る。本実施形態のウエハ搬送装置４０は、同図に示すよ
うに、第１アーム４１、第２アーム４２及び第３アーム
４３を備えている。本実施形態の第１アーム４１は図１
〜図３に示すウエハ搬送装置３０の第１アーム３１と同
様に構成されている。従って、第１アーム４１について
はその説明を省略し、第２、第３アーム４２、４３を中
心に説明する。尚、必要に応じてウエハ搬送装置４０の
構成部材については図１〜図３に示すウエハ搬送装置３
０の構成部材に４０番台の符号を附して説明する。
【００２８】第２アーム４２は、図４の（ａ）、（ｂ）
に示すように、第１駆動リンク４２Ａと、第２駆動リン
ク４２Ｂと、これら両者を連結する基底リンク４２Ｃと
を備え、後述のように連結された第３アーム４３とで平
行リンク機構として形成されている。そして、第１駆動
リンク４２Ａと第２駆動リンク４２Ｂは、同図の（ａ）
に示すように、それぞれ図１に示す従動リンク３２Ｂと
同一形状に形成され、同一高さに配置されている。
【００２９】上記第１駆動リンク４２Ａの基端部下面に
は第１駆動軸としての駆動軸４２Ｄが垂下して形成さ
れ、この駆動軸４２Ｄは第１アーム４１の第２プーリ
（第１回転機構）の駆動軸を兼ねている。第２駆動リン
ク４２Ｂの基端部下面にはピン４２Ｅが垂下して形成さ
れ、略長楕円形状の基底リンク４２Ｃの一端部（図４で
は右端部）に形成された孔でベアリング４２Ｆを介して
軸支されている。また、基底リンク４２Ｃの左端部には
中空軸４２Ｇが垂下して形成され、この中空軸４２Ｇは
ベアリング４２Ｈを介して第１アーム４１の箱体４２Ａ
先端部の孔で軸支されている。そして、この中空軸４２
Ｇには第１駆動リンク４２Ａの駆動軸４２Ｄが貫通した
状態でベアリング４２Ｉを介して軸支されている。ま
た、第１駆動リンク４２Ａの駆動軸４２Ｄと第２駆動リ
ンク４２Ｂのピン４２Ｅにはそれぞれのプーリが基底リ
ンク４２Ｃの上方に位置させて形成され、これらのプー
リ間にベルト４２Ｊが掛け回されてプーリ機構を構成し
ている。
【００３０】従って、第１アーム４１の第２プーリ４１
Ｇの回転駆動により、第１駆動リンク４２Ａが駆動軸４
２Ｄを介して回転すると共に第２駆動リンク４２Ｂがベ
ルト４２Ｊを介して第１駆動リンク４２Ａと同方向へ同
一角度だけ回転するようにしてある。また、第１駆動リ
ンク４２Ａ及び第２駆動リンク４２Ｂは第１アーム４１
の回転方向とは逆方向へ第１アーム４１の回転角度の倍
の角度回転すると共に、基底リンク４２Ｃは第１アーム
４１と逆方向へ第１アーム４１の回転角度と同一角度回
転するようになっている。
【００３１】また、第３アーム４３の中央部には長手方
向に離間して並ぶ２本のピン４３Ｂがそれぞれ垂下して
形成され、各ピン４３Ｂ、４３Ｃは第１駆動リンク４２
Ａ及び第２駆動リンク４２Ｂの先端部に形成された孔で
図示しないベアリングにより軸支されている。
【００３２】次に、動作について説明する。第１アーム
４１が図４の（ａ）に示す初期状態から時計方向へ９０
°回転すると、第２アーム４２の第１駆動リンク４２Ａ
及び第２駆動リンク４２Ｂが両者のプーリに掛け回され
たベルト４２Ｊを介して第１アーム４１を基準にして反
時計方向へ１８０°（第１アーム４１の倍の回転角度）
回転すると共に基底リンク４２Ｃが第１アーム４１を基
準にして反時計方向へ９０°回転し、第２アーム４２は
第１アーム４１を基準にして伸びきった状態になる。こ
れに伴って第１駆動リンク４２Ａ及び第２駆動リンク４
２Ｂとピン結合した第３アーム４３は第１アーム３１を
基準にして９０°回転して第１アーム４１、第２アーム
４２の上方で重なり、第１、第２、第３アーム４３が最
も伸びた状態になって、第３アーム４３のウエハ載置部
４３Ａが高温室に配設されたウエハ載置台へウエハを搬
入し、あるいは高温室からウエハを搬出する。
【００３３】従って、本実施形態によれば、第２アーム
４２を構成する第１駆動リンク４２Ａ、第２駆動リンク
４２Ｂが死点に達し、元の位置に戻る時には、第２駆動
リンク４２Ｂはベルト４２Ｊを介して第１駆動リンク４
２Ａの回転モーメントを受けるため、死点位置から元の
位置へ確実且つ正確に戻り、第１、第２、第３アーム４
１、４２、４３は安定した動きをし、ウエハを正確に所
定の位置へ搬送することができる。その他、図１に示す
ウエハ搬送装置３０と同様の作用効果を期することがで
きる。
【００３４】図５は本発明の更に他の実施形態を示す図
である。本実施形態のウエハ搬送装置５０は、同図に示
すように、第１アーム５１、第２アーム５２及び第３ア
ーム５３を備えている。第１、第２アーム５１、５２は
以下で説明するように上記各実施形態とは異なり、第３
アーム５３は第２アーム５２とのピン結合形態を異にす
る以外は上記各実施形態と同様である。
【００３５】第１アーム５１は、図５の（ａ）、（ｂ）
に示すように、箱体５１Ａ内に収納されたプーリ機構５
１Ｂが図２に示す第１アーム３１のものと異なり、プー
リ機構５１Ｂの駆動機構が同一である。そこで、このプ
ーリ機構５１Ｂについて説明する。このプーリ機構５１
Ｂは、箱体５１Ａの基端部側に配置された第１プーリ５
１Ｃと、箱体５１Ａの先端部側に配置され且つ第１プー
リ５１Ｃの２倍の径に形成された第２プーリ５１Ｄと、
これら両者５１Ｃ、５１Ｄ間に掛け回されたベルト５１
Ｅとを備え、図示しない駆動機構により回転するように
してある。そして、第１プーリ５１Ｃの駆動軸は箱体５
１Ａの中空軸の軸心に従って貫通している。また、第２
プーリ５１Ｄはかご型の基底リンク５２Ｃと連結され、
箱体５１Ａから垂直に上方へ延設された固定軸５１Ｇに
ベアリングを介して軸支されている。そして、固定軸５
１Ｇの上端には第３プーリ５１Ｆが形成されている。
【００３６】第２アーム５２は、図５の（ａ）、（ｂ）
に示すように、上下に配置された同一長さの細長い第
１、第２駆動リンク５２Ａ、５２Ｂを備え、同図に示す
初期状態では第１、第２駆動リンク５２Ａ、５２Ｂが長
手方向で多少位置ずれしている。そして、第１、第２駆
動リンク５２Ａ、５２Ｂの基端部には駆動軸５２Ｄ、５
２Ｅが垂下して形成され、各駆動軸５２Ｄ、５２Ｅはか
ご型の基底リンク５２Ｃ上面の孔でベアリング５２Ｆを
介して軸支されている。そして、各駆動軸５２Ｄ、５２
Ｅには上述した第３プーリ５１Ｆの両側（箱体５１Ａの
長手方向の両側）に第３プーリ５１Ｆと同一径の第４、
第５プーリ５２Ｇ、５２Ｈが形成されている。第３プー
リ５１Ｆと両側の第４、第５プーリ５２Ｇ、５２Ｈには
上下２本のベルト５２Ｉが互いに逆方向にたすき掛けさ
れ、第４、第５プーリ５２Ｇ、５２Ｈはそれぞれ第３プ
ーリ５１Ｆとは逆方向へ同一角度回転するようにしてあ
る。また、第１、第２駆動リンク５２Ａ、５２Ｂの先端
部には孔が形成され、それぞれの孔の間隔はそれぞれの
駆動軸５２Ｄ、５２Ｅ間の間隔と同一になっている。そ
して、第１、第２駆動リンク５２Ａ、５２Ｂの先端部の
孔に第３アーム５３の下面から垂下するピン５３Ｂ、５
３Ｃがベアリング５３Ｄ、５３Ｅを介して軸支されてい
る。各ピン５３Ｂ、５３Ｃは第３アームの幅方向に隔て
て形成され、しかも長手方向中央に形成されている。従
って、第２アーム５２は、第１、第２駆動リンク５２
Ａ、５２Ｂと、これらの両リンク５２Ａ、５２Ｂの基端
部の駆動軸を支持するかご型の基底リンク５２Ｃと、こ
れらの両リンク５２Ａ、５２Ｂの先端部でピン結合する
第３アーム５３とからなる平行リンク機構として構成さ
れている。
【００３７】従って、第２アーム５２は図５の（ａ）に
示すように初期状態で平行リンク機構が死点に達した状
態になっている。このように第２アーム５２の平行リン
ク機構が死点位置にあっても、第２アーム５２の第４、
第５プーリ５２Ｇ、５２Ｈにより第１、第２駆動リンク
５２Ａ、５２Ｂがそれぞれの駆動軸を介して回転駆動す
るため、第１、第２駆動リンク５２Ａ、５２Ｂは死点位
置に左右されることなく第４、第５プーリ５２Ｇ、５２
Ｈによって正確で安定した動きをする。
【００３８】ところが、本実施形態では上記各実施形態
と異なり第１プーリ５１Ｃは第２プーリ５１Ｄの半分の
径になっているため、第１プーリ５１Ｃを第１アーム５
１と同時にその回転方向とは逆方向へ同一角度回転させ
なければならない。このように第１プーリ５１Ｃと第１
アーム５１が逆方向へ同時に回転することで、第１、第
２、第３アーム５１、５２、５３は実質的に上記各実施
形態の場合と同様に直線状に伸びきり、リンク機構最大
限の搬送ストロークをとることができる。
【００３９】即ち、プーリ機構５１Ｂの第１プーリ５１
Ｃを停止したまま第１アーム５１がある角度回転する
と、第２プーリ５１Ｄ、かご型の基底リンク５２Ｃ、第
４、第５プーリ５２Ｇ、５２Ｈは第１アーム５１とは逆
方向へ回転するが、その回転角度は第１アーム５１の回
転角度の半分の角度になる。また、第４、第５プーリ５
２Ｇ、５２Ｈは、箱体５１Ａに固定された第３プーリ５
１Ｆと上下２本のベルト５２Ｉが互いに逆方向にたすき
掛けされているため、かご型の基底リンク５２Ｃを基準
にして第１アーム５１とは逆方向へ回転し、やはりその
回転角度は第１アーム５１の回転角度の半分の角度にな
る。従って、第１アーム５１のみが９０°回転しただけ
では、第２アーム５２は第１アーム５１を基準にして９
０°逆方向へ回転し、第１アーム５１と第２アーム５２
は直角状態になるに過ぎず、アームが伸びきった状態に
はならない。そこで、第１アーム５１が回転すると同時
にプーリ機構５１Ｂの第１プーリ５１Ｃが第１アーム５
１とは逆方向に回転すると、第１アーム５１と第２アー
ム５２のなす角度は第１アーム５１の回転角度の２倍の
角度になる。従って、第１アーム５１が９０°回転すれ
ば、第２アーム５２は第１アーム５１を基準にして１８
０°回転することになり、第１、第２、第３アーム５
１、５２、５３が伸びきった直線状態になる。
【００４０】従って、本実施形態においても、第２アー
ム５２の並行リンク機構が死点に達しても第１、第２駆
動リンク５２Ａ、５２Ｂが第４、第５プーリ５２Ｇ、５
２Ｈを介して積極的に回転駆動するため、第２アーム５
２を死点から元の位置へ確実且つ正確に戻すことができ
る。その他、図１に示すウエハ搬送装置３０と同様の作
用効果を期することができる。
【００４１】図６は本発明の更に他の実施形態を示す図
である。本実施形態のウエハ搬送装置６０は、同図に示
すように、第１アーム６１、第２アーム６２及び第３ア
ーム６３を備えている。このウエハ搬送装置６０は図４
に示すウエハ搬送装置４０における第２アーム４２のプ
ーリ機構（図４ではベルト４２Ｊのみ番号が附してあ
る。）を省略した以外はウエハ搬送装置４０と同様に構
成されている。そこで、以下ではウエハ搬送装置４０と
の相違点のみを説明する。尚、図４に示すウエハ搬送装
置４０と同一または相当部分には４０番台に番号に代え
て６０番台に番号を附してその説明を省略する。
【００４２】第２アーム６２は、駆動リンク６２Ａ、従
動リンク６２Ｂ及び基底リンク６２Ｃを備えている。そ
して、駆動リンク６２Ａの駆動軸６２Ｄ及び基底リンク
６２Ｃの中空軸６２Ｇは軸心を共有し、駆動軸６２Ｄは
中空軸６２Ｇ内で軸支され、中空軸６２Ｇは箱体６２Ａ
の先端部の孔で軸支されている。また、従動リンク６２
Ｂのピン６２Ｅは基底リンク６２Ｃの孔で軸支されてい
る。従って、従動リンク６２Ｂは図４に示す場合とは異
なり、駆動リンク６２Ａに追随するリンクとして構成さ
れている。そのため、駆動リンク６２Ａと従動リンク６
２Ｂが死点あるいは死点近傍に達すると、従動リンク６
２Ｂが積極的に駆動するようになっていないため、通常
の平行リンク機構と同様に第２アーム６２の動作が不安
定になり、第１アーム６１に対して第２アーム６２を伸
ばしきることができない。
【００４３】従って、本実施形態では、第２アーム６２
が従動リンク６２Ｂが駆動リンク６２Ａに追随する平行
リンク機構により構成されているため、上記各実施形態
のように第１アーム６１に対して第２アーム６２を伸ば
しきることができないため、搬送ストロークが上記各実
施例と比較して十分に確保することはできないが、第
１、第２アーム共にプーリ機構で構成されている場合と
比較してアームの構成が簡単で、高熱により損傷するこ
とがなく、また、第１、第２アーム共にリンク機構で構
成されている場合と比較してウエハの搬送ストロークを
十分に確保でき、しかも第２アーム６２をプーリ機構に
より駆動制御するため、第２アーム６２の姿勢制御が容
易である。
【００４４】尚、本発明は上記各実施形態に何等制限さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、本
発明に包含される。
【００４５】
【発明の効果】本発明の請求項１及び請求項５に記載の
発明によれば、ウエハを所定位置まで正確に搬送するこ
とができると共に高温下でも損傷することがなく、しか
もアーム機構を簡素化したウエハ搬送装置を提供するこ
とができる。
【００４６】また、本発明の請求項２〜請求項５に記載
の発明によれば、ウエハを所定位置まで正確に搬送する
ことができると共に高温下でも損傷することがなく、し
かもアーム機構を簡素化することができ、更に、ウエハ
の搬送ストロークを十分に確保することができるウエハ
搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエハ搬送装置の一実施形態を示す平
面図である。
【図２】図１に示すウエハ搬送装置の各アームの長手方
向の断面を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は図１に示すウエハ搬送装置の
動作説明図である。
【図４】本発明のウエハ搬送装置の他の実施形態を示す
図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線
断面の要部を示す図である。
【図５】本発明のウエハ搬送装置の更に他の実施形態を
示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）に示す
各アームの長手方向の断面図である。
【図６】本発明のウエハ搬送装置の更に他の実施形態を
示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）がその要部断面
図である。
【図７】従来のウエハ搬送装置が適用された熱処理装置
の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
３０、４０、５０、６０ ウエハ搬送装置 ３１、４１、５１、６１ 第１アーム ３２Ａ、４２Ａ、５２Ａ、６２Ａ 駆動リンク、第１
駆動リンク ３２Ｂ、４２Ｂ、５２Ｂ、６２Ｂ 従動リンク、第２
駆動リンク ３２Ｃ、４２Ｃ、５２Ｃ、６２Ｃ 基底リンク ３１Ｆ、３１Ｇ プーリ（回転機構） ５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｆ、５２Ｇ、５２Ｈ プーリ（回
転機構） ３２Ｄ、４２Ｄ、５２Ｄ、５２Ｅ、６２Ｄ 駆動軸 ３２Ｆ、４２Ｅ、６２Ｅ ピン ３２、４２、５２、６２ 第２アーム ３３、４３、５３、６３ 第３アーム ３３Ａ、４３Ａ、５３Ａ、６３Ａ ウエハ載置部 ３３Ｂ、３３Ｃ、４３Ｂ、４３Ｃ、５３Ｂ、５３Ｃ
ピン ３３Ｄ、３３Ｅ、５３Ｄ、５３Ｅ ベアリング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基端部を中心に正逆回転可能な第１アー
    ムと、第１アームの先端部に基端部で連結され且つその
    先端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第２アー
    ムの先端部に中央部で連結され且つ第２アームと直交す
    る第３アームとを備え、第３アームは両端部にウエハ載
    置部を有するウエハ搬送装置であって、第１アームは第
    ２アームとの連結部を構成する同軸の第１、第２回転機
    構を有し、第２アームは、第１回転機構に第１駆動軸を
    介して連結されて回転駆動する駆動リンクと、この駆動
    リンクの側方にこれと平行に配置された従動リンクと、
    この従動リンクの基端部とピンを介して回転可能に連結
    し且つ第２回転機構と第２駆動軸を介して回転可能に連
    結する基底リンクとを有し、上記駆動リンクと上記従動
    リンクの先端部は第３アームとその長手方向で離間して
    回転可能にピン結合してなることを特徴とするウエハ搬
    送装置。
  2. 【請求項２】 基端部を中心に正逆回転可能な第１アー
    ムと、第１アームの先端部に基端部で連結され且つその
    先端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第２アー
    ムの先端部に中央部で連結され且つ第２アームと直交す
    る第３アームとを備え、第３アームの両端部にウエハ載
    置部を有するウエハ搬送装置であって、第１アームは第
    ２アームとの連結部を構成する同軸の第１、第２回転機
    構を有し、第２アームは、第１回転機構に第１駆動軸を
    介して連結されて回転駆動する第１駆動リンクと、第１
    駆動リンクと平行に配置された第２駆動リンクと、第２
    駆動リンクの基端部とピンを介して回転可能に連結し且
    つ第２回転機構と第２駆動軸を介して回転可能に連結す
    る基底リンクと、第１駆動軸と上記ピンを連結して第
    １、第２駆動リンクを連動させるプーリ機構とを有し、
    第１、第２駆動リンクの先端部は上記基底リンクにおけ
    る連結関係をもって第３アームと回転可能にピン結合し
    てなることを特徴とするウエハ搬送装置。
  3. 【請求項３】 基端部を中心に正逆回転可能な第１アー
    ムと、第１アームの先端部に基端部で連結され且つその
    先端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第２アー
    ムの先端部に中央部で連結され且つ第２アームと直交す
    る第３アームとを備え、第３アームの両端部にウエハ載
    置部を有するウエハ搬送装置であって、第１アームは第
    ２アームとの連結部を構成する回転機構を有し、第２ア
    ームは、上記回転機構にそれぞれの駆動軸を介して連結
    されて共に回転駆動する第１、第２駆動リンクを有し、
    第１、第２駆動リンクの駆動軸は第１アームの先端部で
    互いに離間して回転可能に軸支され、第１、第２駆動リ
    ンクの先端部は第１アームの先端部における連結関係を
    もって第３アームと回転可能にピン結合してなることを
    特徴とするウエハ搬送装置。
  4. 【請求項４】 基端部を中心に正逆回転可能な第１アー
    ムと、第１アームの先端部に基端部で連結され且つその
    先端部を中心に正逆回転可能な第２アームと、第２アー
    ムの先端部に中央部で連結され且つ第２アームと直交す
    る第３アームとを備え、第３アームの両端部にウエハ載
    置部を有するウエハ搬送装置であって、第１アームは第
    ２アームとの連結部を構成する同軸の第１、第２回転機
    構を有し、第２アームは、第１回転機構に第１駆動軸を
    介して基端部で連結されて回転駆動する駆動リンクと、
    この駆動リンクと平行に配置された一対の従動リンク
    と、これらの従動リンクの基端部とピンを介してそれぞ
    れ回転可能に連結し且つ各ピン結合部から偏倚して第２
    回転機構と第２駆動軸を介して回転可能に連結する基底
    リンクとを有し、上記駆動リンク及び上記各従動リンク
    の先端部はぞれぞれ上記基底リンクにおける連結関係を
    もって第３アームと３点で回転可能にピン結合してなる
    ことを特徴とするウエハ搬送装置。
  5. 【請求項５】 第２アームと第３アームのピン結合部に
    耐熱性材料からなるベアリングを装着したことを特徴と
    する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のウエハ
    搬送装置。
JP8330316A 1996-11-26 1996-11-26 ウエハ搬送装置 Pending JPH10163295A (ja)

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