JPS60183736A - 多関節ア−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】 ／ド発明・υ装置１１は一股にり吻′１′）ｌ−１多動
装置に関し、肴（・こ、’ｆＭ故の作業台へ又はそこか
らシリコンウェハを移動さぜるための装置（・（二ｉ９
．Ｊずつ。

半、！１′＋１端面の製造に於て、段数の作右台又乞」
：作業位置の間で壊れ易いシリコンウェハを移動させる
ことには同士］の取扱い上の間：川かある。シリコンウ
ェハｒよ非常に壊、ＬＬ易く、又高研）坊面を治してい
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ｒｉＱすＶこよってノやＡ：Ｉａ　した
り、又衝突（てよってエツジに損傷を受ける。

シリコンウェハ（！−移動さぜるための従来装置は数多
くあり、例えば米国特許第３，８２３，８３６号は、シ
リコンウェハを保持する複数の棚全有する供給台と１空
チャックを・イＪする引き出し装置とを沈む装置をｔｉ
ｉＪ　／Ｊｅしている。ｂブ空ナヤツクにＱ」２、ぞれ
をパ降さぜ０エレヘータか取り伺けられている。１共給
台から＋ｊｉ　′−！ｔ　・、／）ｉ’ｌ−条台・・〜
とシリコンウェハを移動さぜる／′ξν）Ｑこ、１空チ
ャックに結合した水平の−ｉ８勤アームか用いられてい
る。

米国！１！Ｊ許第３，７３０，５９５月は、作業台へ又
はてこからウェハを移動させるだめの、！時定の作業を
指示できるキャリアを汀するウェハ移動取扱い装［６を
開示している。キー１７リアに対するウェハの出し入れ
は、特定の方向の空気ジェットを有するウェハ放出・受
容アーム音用いて空気スライ１（上て？ｊなわｆｔ　４
゜ウェハ放出・受容アームは、ウェハを作条台へ又はそ
こから移動さぜる空気スライドとキャリアとの間の１ク
エハの移動を制何トする。

米国特許第４，０６２．ｌｉ　６３号、第３，８７４，
５２５号、及び第ｄ、２０８，１５９　弓もウェハ移動
装置を開／」テしてお９、これらＱ１ウェハを↓Ｉノリ
１及うメζめの空気圧部品かクリップ装置を含んている
。

上記の従来装置は、比較的１・反％ｔ、で旨１曲な客で
気圧部品を用いているか、あるいは壊れ勿いウェハにｊ
貢傷を与えかねないクリップ装置白１夜・用いている。

史に、上記の装置の（車用は、変更が離しい固定された
位置の間のシリコンウェハの移動に限られる頷回か・し
る。

しだがって−陳々の１１ｑｌ＋方向反ひ、−Ｙ−力”向
の１川ｌ／ｊＬ：Ｄ子反故の位１直の間で９勿１本（Ｉ
？１多５Ｉυさせのことカテきかつ′物体ｋ　ＪＭ　腸
Ｌ　ｌｚ　イｆｉｌ　中テ４Ｎ　順１″！ｔ：ｔｖ高い
移動装置が必吸七されている。

発明の要約 本発明の装置は、神々の軸方向及び径方向の面内の虚数
の位１？ｉ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τＪプえる。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ボルダ−と、多関節アームの１つを
２１駆動するモータとをイ１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″りような沖ｉａ（＋
運動をなすように、その作動において結合さ、１１どＣ
いる。

物体を載ぜ）こ移動台は、条間１Ｊｉｌアームが伸イｂ
’１すると調和運動をなし、したがって物体が滑るのを
最小限に賞い止め−Ｃいる。多関節アーム装置は回１１
ムモータを介して基台に結ばされており、したがって条
間１１］〕７−ム装置を全体は径方向面内で回’ＮＪｔ
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、０したがって移動台装置は：ｉ１１＋方向に変位
ずゐことができる。移動台装置は！！χ空゛谷器内〜や
他の制御Ｉ１４］され′に柚々の情況下での１史用にコ
１列している。１つの実施例に於ては、移動金製［δは
これと支持台との間の直空容器内で動くよつにに取り伺
けられる。

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１０か与えられている。

多関節アーム装置ｆＩｉ１０匹↓、第１の多１．９１節
アーム１１と、第２の多関節アーム１４と全１３−んで
いる。第１の多関節アーム１１は２つの部分、Ｅｌち、
１駆動部１２と肢１・！１人ｄｉ、り部１３とからなり
、これらはピン接続部１７　ｔＩｑよって接）１ゾＬさ
れている。同様に第２の多ｌ′Ａ力アーム１４ば２つの
部分、即ち１駆動部１５とイ及、駆動部１６とからなり
、これらはビン接４ン″し都１８によって接続さ肛てい
る。１つの実施１り！ｌにおいで）−１１１、・駆動部
１２，１５１／）方が筬、駆動部１３．１６より短かく
なっている。

一般にｊ駆動部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１２．１
５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（＝Ｊ手段によって駆動部に固定
してもよい。ギア２０はピニオン（駆動用の小歯車）２
２と連動するように結合されている。

ギア２０はピニオン２２によって１駆動され、次にギア
２０がキ７２１を、駆動する。＄駆動部１３．１６はそ
れぞれ半円状の回転拘束キ７２３．２４を有している。

物体を運ぶための移動台２５又は曲の適当なホルダーが
ベアリンク２６．２７によって回転拘束ギア２３゜２４
に結合されている。ｌ！、！１転拘束ギアの代りに摩擦
面即ちケーブルと滑車の組み合わぜを用いることもでき
、とのＪＭ合でも被駆動部１３．１６の端部の回１瞳を
妨けることができる。

ピニオン２２が時計方向に回転すると、キ７２０と駆動
部１２とは反時計方向に回転１−、ギア２１と駆動部１
５とは時ｄ４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ば′かえる″の運動のよう
に８’（：み、移動台２５は調和連動をなしてキ７２０
゜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
（■線運動をなす。

移動台２５の調和運動は本発明の屯鮫な特徴である。多
関節アームが伸び−切っている時には両者はほぼ平行で
ある。伸び切った位置から移動台２５が引き込捷れるに
つれて、移動台は速度０から比較的ゆっくりと加速ぜれ
、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ば、中央の点に達した後で
減、床され始め、牛７２０゜２１の上方の停止位１ｄに
遂する。

イ多！助台２５上に１４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〕、恭擦たけて移動台上に保
持されることがある。し／ζがって、移動台をいきなシ
加速するとウェハが滑つたりする。しかし上述のような
調和運動のゆるやかな加減速のおかげで物体の滑る傾向
が最小限に良い止められ、したがって物体の１ｆ粍が防
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
用いることもてきる。

もし移動台２５がキア２０，２１の上方に停止し７てお
り、かつもしピニオン２２が反面ｄ１方向に回転するな
らば、多量Ｄｉｊ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１Ｉｊｌｆで
きる。）多動台２５は多関節アーム１１．１４か円Ｊび
りＪ／：）まで、す：ａｉｌＪ運動をなして移動する。

第２図について述ベアｂと、本発明による１つの実施・
列の等角分解図が馬え１りれている。

長間ｓ１ｉ”」装置１０の移動む２５はビン２９を・合
むこともでき、これはノツチと共同して以下で説１ｊＩ
Ｊする移動止め機構を形成する。長間ｉ７ｉ’＋アーム
装置１０はＣ形状の支持台３０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２
２と結合している。ピニオンはキア２１を、駆動するキ
ア２０と１哉み佇い、これによって多関節アーム１１．
１４が上述の伸縮運動ケなす。支持台３０はシャフト３
２と結合し、シャフト３２は第２のＣ形状の支持台３３
にｉ（ｉ＋支されている。シャフト３２は電動のモータ
３５と結合した回転キ７３４を有し、とのモータによっ
て多量ｉＪｉ’ｉ装置１０の全体が回１賦する。移動台
２５の中心がシャフト３２の」三方にある時は、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／こわみ
部４１〜４４を什して基台３６に結合されている。基台
３６上に、（Ｌ：Ｊ：引き上は川のソレノイド４０か配
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Ｊ’している。基台３６上には第
］の支点（ｆｕ’１ｃｒｕｎ　）　４６があり、第２の
支点（囲路）がシャフト３２の底部にああ。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置１０の全体
も他方向に移動することが埋ｌｌ１ｆｆできる。

ＬＡｒ　３　Ａ、：３　Ｂ及び３Ｃ図について述べると
、本実施例の作動τ７Ｊ＜す図が７ｊ、えられている。

長間１Ｊ１）アーム装置１０は、第１のエレベータ５１
、オーフン５２及び第２のニレ／＼−夕５３の間に配置
されている。エレベータ５１のラック５４の水）Ｖ−な
ｉ１’ｉｉの中に段載のシリコンウェハか債み車ね゛っ
れてい口。

第３　Ａ図では、多ｌＩＡ　ｉＩｉ’ｉアーム装置１０
が沖ひリノって移動袷２５がラック５４の水平な白”ら
の中に配置１ｔσ１７’していφ゛、場合が小さＪして
いる。

エレベータ５１はノツチ（囲路）金ａ−んで、Ｊ・・す
、このノ′ノチは移動台２５の鉛直なピン２９　ト共同
Ｌ　テ移ｊｉｌ）Ｊ　台、２５　ヲ所定ノ（Ｑｉ　ｉ＃
ニ、１ｉ（ｌｉ実に・護持する／ζめの移動止め］晟（
４゛４を形成している。移動台は、ラック５４の水平な
渦に対して一匍６アラインされると、」二連したように
ソレノイド４０によって（寺も」二ゆられる。（多動台
２５Ｉ：ｉ、その上にシリコンウニハラ載せるだめ典型
的にｉＪ：　５　（１〜１００ミリインチツ、１ち上け
られる。

第３Ｂ図には１、駆動部１２．１５が互いに反喬１方向
（・・ζ回転し、とノリによって長間ν１」アーム装置
Ｍ　１０が′ンかえる″のλ正！！功のようにＪｉｉ’
ｉむ場合がｉＪｅされている。多１１１節アーム装置１
゜がａｌｒ＋ひにつＪして、移動台２５　ｊ６＋、シリ
コンウェハ９を載ぜだま１でエレベータ５１の近傍カ・
ら引き出される。

第３Ｃ図では、多１５１１］Ｎｉｉアーム装置ｆ１０が
＋＃１ｒｉんで移動台２５がシャフト３２の回転中ノし
・の上方にある場合が破ＡＷ［Ｃ示さｊｔでいる。条間
力アーム装置１２１０の全体は次（ｌこ９Ｃ０回訟さ、
ｔｌ、、（多二１山台２５＆１オーフン５２に文ＪＬ、
てアラインさ、ｔＬる。多１力ｉ４ｉ’ｉアーム装置間
１ｏは、移動台ケ所望の作業台にアラインさせるために
ノリ１−望の角度たげ回転さぜることかできることにＸ
ｔ　；ｔずべきである。汐（にキア２０，２１が反対方
向に回転し、多１タＪ節アーム装置はパかえる″の運動
のように伸Ｏ・、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
オーフン５２から引き出され、シリコンウェハ９　ＩＣ
Ｊ、エレベータ５３に１へかれる。

オーフン５２もノツチ５５を汁むことかでさ、このノツ
チは移動台２５のビン９と共同して移動止め機構として
作用する。

多関節アーム装置１０を市ＭＬに１ｌｊｌｌ忙１ｊずつ
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′１ｌＩＩＪ御することができる。この
制岬が十分に止イ１１１−てあれば、ビン９とノツチ５
５からなる。＋′１．勤１］−め俵構ｔ／：１必ずしも
心安でぐ：１ない。

Ｐ）び第１図に戻ると、もし４％動部１２．１５が被、
・バ動部１３．ｉｔｉと回じｋさであ射ＩＳ°、多＋３
’ｊ面アーム１１．１４の動作が著しく影・岸を受ける
ことに／）Ｅ怠ずべべである。もし、Ｊｉ　ｊ：力部１
２．１５と被１駆動部１３．１６との長さが等しければ
、移動台２５ば、上述のようにキア２０．２１の」三方
てＶｚ＋止ぜずにキアを・ｊ邑えて伸びて行くでめろう
。

１クリえは第３１Ａにおいて、：メ４！１．！７１部１
２．１５と４ＷＫ動ｉ＜ｌ５１３　、　１６との長さが
−Ｂｌｐ　Ｌ　イと、多１ｙ、１節アーム装置１０を回
転さぜなくても移動台２５をエレベータ５１かし引き出
してエレベータ５３へと沖はずことかできる。もし、１
．１．（１゜７ｉｄＪ　ｉＸ３１２　、１５の長さが被
、駆動ｒ′ｌＢ１３　、　１６のｊにさ」、り辺かいと
、移動台２５はエレベータ７υ＼ら１月き出され、」二
）２ｈのようにキア２０゜２１の上方で停止する。しだ
がって移ｊｊＪ）台２５をエレベータ５３に対してアラ
インさぜるためには、多量Ｊ′石１アーム装置１０を州
ばず前にぞれを１８０’回私さぜなければな１）；父い
。

第・１図の−Ｊ：施列ζ・↓、多１列ノ゛ｉアーム装置
１０と移動台２５とが直空容器６１の中で動くように取
りイτ１けりれている点を除けば、虎に述べた実施例と
同様である。図示されているように、オーブン５２も１
１４：’Ｅ容器６１内に配置することかでさ、移動−ｔ
→２５が第１のエレベータ５１に出入できるように窓６
２を設けることも１−９きる。同１求の感奮エレベータ
５３に対する出入のために設けることができる。多量ν
１」アーム装置１０のちょうど直下に直空容器６１内へ
延びるシール６０が）１１！□Ｓえられており、移動台
２５を引き上け、沖ばし１．縮めそして回転するだめの
支持４幾構と多量１ｊｃｉ機（１なが眞仝容七汁内に１
己、白“されている。１閃かし）り了ゐようにこの配置
によって、外部と分ｊ加、さ；ｉｔ、７’ｃμ空容器内
でウェハを作業台へ又はそこから移動させることがｎ丁
１走となる。

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ずことはｕ＋能である。

【図面の簡単な説明】

第１凶は摂関１Ｉｉｊアーム装置の半面図で、りり、第
２図は本発明による装置１ｔの等超分子’ｌ’Ｎ図であ
り、 第３Ａ、３Ｂ及び３Ｃ図は本’ｚ６１Ｊ」ｖこよる装置
の作動を示す図であり、 第４図は眞仝容器を宮む本発明による更なる実施例の一
部を切り欠い／こ図である。 〔主要１Ｓｌｓ分の符号の説明〕 支持台・　・　・・・・・・　・３０ １１駆動部　・　・・　１２．１５ １反、・、狐！１山部　・　・　・・　・　・　・　１
３．１６第１のｇ　ｉ３’Ｊ節アーム・・・・−１１第
２の多１３’Ｊ節アーム・・　−１４ギア手段・・・・
・・・・　・　・・２０．２１回１瞳拘束十段・・・・
　・・・−２３，２４保持手段・・・・・・・・・・・
・２５回転手段・・・・・・・・・　・”　２２．３１
変位手段・・・・・・・・・・・・・・・・・・４０〜
４６基台・・・・・・・・・・　・・・・・・・・・・
・・３６シャフト−・　・・・　３２ ビン接＾、”口笛　・・・・・　・・１７，１８眞空谷
器　・・・・・・　・・・　・・・・６１出　願　人　
：　フルツクス　アソシエイツ。 インコーボレーテツド 手続補正書 昭和５９年１２月４　日 特許庁題志賀　学　殿 １、事件の表示昭和５９年特許　願第２２５６４６号多
量節アーム移動装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名ブＪレックス　アソシエイツ、インコーポレーテツ
ド（名称） ４、代理人 （１）別紙の通り、委任状及び翻訳文各１通を提出致し
ます。 （２）出願時提出の願書第３項出願人の欄に代表者基を
記載した訂正願書を１通提出致します。 （３）別紙の通り、正式図面１通を提出致します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　物体の移動装置に於て、 支持台と、 上記支持台に結合し１、駆動部と、上記、駆動部と結合
   したキア手段によって駆動さｈる被駆動部と、上記被出
   動部に：Ｒ１ｉ合した回転拘束手段とを有する第１の多
   関節アームと、 」−３上支持台に結合し７ンノ１つ上記ｇｊ’、　Ｉの
   多＋ｙＪ節アームに応谷し１、駆動部と、上記駆動部に
   結合しノξギア手段によって、１象動さ７しる被駆動部
   と、上記被駆動部に結合した回転拘束手段とを７１１−
   する第２の多＋９ｊ節アームと１上記第１及び第２の条
   間１ｆｆｉｊアームの上記被、駆動弁にピボット、ｌ百
   合し、上記物体を保持する保持手段と、 」二記第１の多関節アームの上記、・泌動部葡回転させ
   るだめの回転手段 とを翁することτ特徴とする多ｉ力ｊ′ｌｉ’ｉアーム
   移動装置。 ２、　上記、駆動部は上記被ＱＪｉ動部より長さが短か
   いことを特徴とする特ｉ７１′ｒ清求の１ｌｉｉ２囲第
   １項に記載の多関節アーム移動装置。 ３、上記１象動部と上１己被駆動部と（ｒよ長さが弯し
   いことを特徴とする特許ｔ１をのＪｌ、１≧囲第１項に
   記載の条間に」アーム移動装置。 ・１　上記支持台全ｉ！Ｉ１１方向に昇（ｚ−１さぜる
   ｌ′こめの変位手段を更に？ｆｆｉむことを特徴とする
   ’ｉ”ｉ　ｆｉ’Ｆ請求の祁囲第２項又は第３川Ｖご記
   載り９づ〉関節アーム移動装置１’ｌ　。 ５　上記支持台は、回私キアと第１のモータとを有する
   シャフトを弁し一〇築台ｔこ、１．１”１合しているこ
   とを４寺徴とする４’￥　ｉ□午１．白水のｔｌｌ四囲
   第４ＪＪＪに記載の多１列’ｆ＠アーム移動装置１荀。 ６　上記ｌ−ヘ動部及び破、駆ム助部はビンＪχ続１・
   小によって接続され−Ｃいることを特徴とず／、）−１
   ，′１１ｊ・１・請求の範囲第５項に記載の条間νＩ」
   アーム移動装置。 ７　上記第１及び第２の多関節アームの上記、°枢動部
   に結合しプこ上記キア手段は上記トメス動部の−ψ：Ａ
   ’ｉに配込れだ円形状キアを含み、上記第１の多関節ア
   ームに結合した」二記円形状ギアは第２のモータを含む
   −に記回転手段にルし答すること６？特徴とする！楯ｒ
   ｉ’（−ｉ青水の中巳囲第６項ＶＣ記載の多関節アーム
   移動装置西。 ８　上記第」及０・第２の多関節アームシｖ−、１−記
   扱５駆動部は上記被、駆動部の−端に配さ扛た回転拘束
   ギアケ１１゛むことを！１１ｆＪ、とする肪、１′（１
   □：’ｊ　Ｊ（の範囲第７　ｔ）Ｈに記載の多１夕」節
   アーム移Ｌ：・ｈ装置。 ９　上、；已１呆１、）手段は一ト、４己回１１云拘束
   キア（・こヘアリンクによって結合された移動台を含む
   ことτ！特徴とする行ｉｊ’１．．請求の範囲第８））
   、Ｈに記載の多関節アーム移動装置。 １０　上記ｌ咄方向の変ｂｋ　４一段はト斐数。つたわ
   み部とソレノイドとを介むことを１寺徴とする！１子１
   １１〜１請求の・１氾１用第９項に、記載の多１カバｉ
   アーム移動装置。 １］　上記第１及び第２の多関節アームと上記物体を保
   描する保」情手段とはｌ空容器Ｉノ」て動くよう（ｌこ
   １１又り１・］けられていることを１月１１救とずろ！
   時計請求の１艶聞第１項（′こ記載の多１タＪ＋ｉｉ’
   ｉアーム移動装置。 １２　上記支持台は」二記眞空芥器内にりり、十記眞空
   答ニジ）；内には上記多関節アームと」二記支持劇との
   間にシールか設け１７）れてい０ととを晶゛徴とずろ！
   １′１１．′「、請求の範囲第１１項に記載の多関節ア
   ーム１多動装置。