WO2007032530A1 - 搬送機構、搬送装置及び真空処理装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a transfer apparatus for transferring a substrate to be processed such as a semiconductor wafer, and more particularly to a substrate processing apparatus including one or a plurality of process chambers for performing various types of cache processing on a substrate to be processed.
- the present invention relates to a transfer device suitable for loading and unloading a substrate to be processed.
- FIG. 33 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional transport device.
- the first and second parallel link mechanisms 50A and 50B are connected so as to share the link 51.
- the first parallel link mechanism 50A includes links 51, 52, 53, and 54
- the second parallel link mechanism includes links 51, 55, 56, and 57.
- the effective lengths of the links 51, 52, and 55 are the same, and the effective lengths of the links 53, 54, 56, and 57 are also the same.
- Both end portions of each link 53, 54, 56, 57 are connected in a rotatable state.
- a gear 63 is fixed to one end on the link 51 side of the link 53, and a gear 64 is fixed to one end on the link 51 side of the link 57.
- the gear 63 and the gear 64 have the same diameter and are entangled with each other. .
- the link 51 and the link 52 are kept in parallel by the first parallel link mechanism 50A, and therefore the gear 63 rotates with respect to the link 51 at an angular velocity having the same magnitude as that of the drive shaft 62.
- the gear 63 rotates
- the meshing gear 64 rotates with the same magnitude and reverse angular velocity, so the link 57 belonging to the second parallel link mechanism 50B also rotates together.
- the carriage 58 fixed to the link 55 belonging to the second parallel link mechanism 50B goes straight back and forth.
- Patent Document 1 Japanese Patent No. 2531261
- the present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional technology, and the object of the present invention is to provide a semiconductor that is supported by a carrier table without generating dust such as metal. It is an object of the present invention to provide a transport device that can prevent contamination of transport objects such as wafers.
- another object of the present invention is to correctly transmit the power of the first parallel link mechanism in which the sliding portion is not worn to the second parallel link mechanism, so that the object to be transported can be transported to the correct position. It is to provide a transfer device.
- the present invention made to solve the above problems includes a first link mechanism such as a parallelogram link mechanism, a shared link sharing a predetermined link of the first link mechanism, A second link mechanism configured to be linearly expandable and contractable in a predetermined direction, and at the fulcrum of at least one end of the shared link, the first link mechanism The first restraining link constituting the second link mechanism and the second restraining link constituting the second link mechanism.
- the bundle link is configured to rotate in a state of being constrained at a predetermined angle, and at a fulcrum of a predetermined end portion of the opposed link facing the shared link in the first link mechanism, the bundle link is opposed to the opposed link.
- a transport mechanism provided with a transport arm member configured to rotate in a state of being constrained at a predetermined angle.
- the first invention of the present application is configured using the first parallelogram link mechanism and a predetermined link of the first parallelogram link mechanism, and the lengths of the four sides are equal and in a predetermined direction.
- the first parallelogram at a fulcrum at both ends of the shared link shared by the first and second parallelogram link mechanisms.
- a first constraining link constituting the link mechanism and a second constraining link constituting the second parallelogram link mechanism are each configured to rotate in a state constrained at a predetermined angle;
- a transport configured to rotate in a state of being constrained at a predetermined angle with respect to the opposite link at a fulcrum of a predetermined end of the opposite link facing the shared link. It is a transfer mechanism that has arm members That.
- the second invention of the present application provides a first link mechanism having a parallelogram link mechanism force, a shared link sharing a predetermined link of the first link mechanism, and the shared link having the same length.
- a second constraining link configured to rotate in a state constrained at a predetermined angle together with the first constraining link of the first link mechanism at one end of the shared link.
- a second link mechanism, and the first link mechanism rotates in a state of being restrained at a predetermined angle with respect to the opposite link at a fulcrum of a predetermined end portion of the opposite link facing the shared link in the first link mechanism Conveyor arm configured as above is provided! / It is a transporting mechanism.
- the length of the first restraining link and the length of the arm member for transportation can be made equal.
- an angle formed by the first constraint link and the second constraint link may be an angle other than 90 °.
- the first constraining link is used, and the fulcrum at both ends of the first constraining link rotates in a state constrained at a predetermined angle with respect to the shared link.
- a first arm member configured as described above and a predetermined for the opposing link
- a third parallelogram link mechanism having a second arm member configured to rotate while being constrained at an angle of.
- the present invention comprises a first link mechanism having a parallelogram link mechanism force, a shared link sharing a predetermined link of the first link mechanism, and a link having the same length as the shared link.
- a second link mechanism that is linearly expandable and contractable in a predetermined direction, and at the fulcrum of at least one end of the shared link, the first restraining link constituting the first link mechanism,
- a second constraining link constituting the second link mechanism is configured to rotate in a state constrained at a predetermined angle, and a predetermined end of an opposing link facing the shared link in the first link mechanism.
- a transfer arm member configured to rotate in a state of being constrained at a predetermined angle with respect to the opposite link at a fulcrum of the unit, and configured using the transfer arm member and the transfer arm member
- Parallel A transfer device having a link-type arm mechanism and a transfer unit that is driven by the parallel link-type arm mechanism and supports a transfer object.
- the present invention is also a vacuum processing apparatus having a plurality of processing chambers connected to an evacuation system, the first link mechanism comprising a parallelogram link mechanism, and the predetermined of the first link mechanism.
- a shared link that shares the link and a second link mechanism that is linearly expandable and contractable in a predetermined direction, and includes at least one end of the shared link.
- the first constraining link constituting the first link mechanism and the second constraining link constituting the second link mechanism rotate at a predetermined angle at a fulcrum of the part.
- the transport is configured to rotate in a state of being constrained at a predetermined angle with respect to the opposing link at a fulcrum of a predetermined end of the opposing link facing the shared link. Arm member Vignetting in!
- a vacuum processing apparatus comprising: a transfer chamber provided with an apparatus; and a vacuum processing chamber communicated with the transfer chamber and configured to deliver an object to be processed using the transfer device.
- Fig. 1 is a schematic configuration diagram (No. 1) showing the operating principle of the transport mechanism according to the first invention, and shows the case where the first parallelogram link mechanism is attached to the rotating shaft (point O). is there.
- links Lad, Led, Leo, and Lao constitute the first parallelogram link mechanism
- links Lbo, Lbe, Lce, and Leo constitute the second parallelogram link mechanism.
- a straight line connecting the rotation axis (point O) and the tip of the link Laf (point F) (shown as a two-dot chain line) with an angle of 0
- the long side of the first parallelogram linkage is the same length
- 0 e, 0, 0 are constant angles independent of 0 a
- ⁇ is a constant value independent of 0 a.
- FIG. 2 is a schematic configuration diagram (part 2) illustrating the operating principle of the transport mechanism according to the present invention, in which the first parallelogram link mechanism is attached on the fulcrum moving mechanism (point E). It is shown.
- the first parallelogram link mechanism is formed by links Lad, Led, Lce, and Lae.
- the links Lbo, Lbe, Lce and Leo constitute the second parallelogram link mechanism.
- a straight line connecting the rotation axis (point O) and the tip of the link Laf (point F) (shown as a two-dot chain line) with an angle of 0
- the coordinates of the point F (Xf, Yf) can be expressed by the following formula (3) and ( It can be expressed by the formula 4).
- the long side of the first parallelogram linkage is the same length
- A is a constant value that does not depend on A
- A is a constant value.
- ⁇ e does not depend on the rotation angle ⁇ b Therefore, ⁇ is a constant value that does not depend on 0 b.
- Crossing at an angle ⁇ indicates that it is located on a straight line.
- 5 to 11 are schematic configuration diagrams showing the operation principle of the transport mechanism according to the second invention.
- the configuration conditions of this transport mechanism are as follows.
- Link 101, link 102a, link 103a, link 103b, link 104 force fulcrum (axis) are connected to be rotatable around 0, A, B, C, D.
- the link 101, the link 102a, the link 103a, and the link 104 constitute a four-bar link mechanism (first link mechanism).
- the link 103b and the link 104 correspond to the second link mechanism, and the link 104 corresponds to the shared link.
- the quadrangle OABC is a parallelogram
- the triangle OCD is an isosceles triangle
- the amount of change is twice the angle change ( ⁇ 0) of 101 (2 ⁇ ⁇ ) 0
- the amount of change is twice (2 ⁇ ⁇ ).
- Link 101 Link 101, link 102a, link 103a, link 103b, link 104, or any link of L-type arm 103 (hereinafter referred to as “link U”), one fulcrum of link U (hereinafter referred to as “link U”) Connect arm 102b so that it can rotate around “fulcrum S” t, U.) (arm member for conveyance)
- the length of the arm 102b is equal to the length between the fulcrums of the link U.
- the arm 102b is restrained and fixed at an arbitrary angle () with respect to other links connected to the fulcrum S of the link U.
- Fig. 7 or Fig. 8 shows the link mechanism shown in Fig. 5 or Fig. 6 incorporated with configuration condition [3].
- Other configurations are the same as those shown in FIGS. [0042] When the structural conditions [2] and [3] are added to the structural condition [1], the arm 102b rotates around the fulcrum A together with the link 102a.
- link 101 is rotated by ⁇ around fulcrum O
- link 104 is rotated by ⁇ around fulcrum O
- link 103b is rotated by ⁇ around fulcrum D.
- the angle (Z OAE) formed by the arm 102b and the link 101 rotates around the fulcrum A that is twice the rotation angle ( ⁇ 0) of the link 101 ( ⁇ 0).
- the triangle OAE is an equilateral triangle
- AOE ZAEO. That is, when the angle (Z OAE) between the arm 102b and the link 101 increases by 2 ⁇ 0, ZAOE and ZAEO decrease by ⁇ 0, respectively.
- FIG. 9 shows an example in which the link 103b is rotated around the fulcrum D in the configuration shown in FIG. 8.
- Link 105 and link 107 are rotatably connected around fulcrum A and fulcrum O at both ends of link 101 of the first link mechanism, and fulcrum F at the end of link 105 and link 107 at the end of link 107
- a link 106 is rotatably connected around the fulcrum G to form a four-bar linkage mechanism (third linkage mechanism).
- FIGS. 10 and 11 are configured by incorporating the configuration condition [4] into the transport mechanism shown in FIGS. 5 and 6, and the other configurations are the same as those in FIGS.
- the third link mechanism composed of links 101, 105, 106, and 107 becomes dead center, the first link mechanism composed of links 101, 102a, 103a, and 104 works. A similar operation state is obtained.
- the length of the first restraining link is equal to the length of the transport arm member. In this case, it is possible to linearly move the tip of the transfer arm member.
- the transport arm member when the angle formed by the first constraint link and the second constraint link is an angle other than 90 °, the position where the transport arm member overlaps the first constraint link In this case, since the second parallelogram link mechanism is not straight but forms a parallelogram, the transport arm member can be stably rotated.
- the first constraining link is configured to rotate at a fulcrum at both ends of the first constraining link while being constrained at a predetermined angle with respect to the shared link.
- a third parallelogram having a first arm member configured to rotate and a second arm member configured to rotate in a state constrained at a predetermined angle with respect to the opposing link. If a link mechanism is provided, the first parallelogram link mechanism and the third parallelogram link mechanism do not become fixed point positions at the same time, so the rotation direction is undefined at each fixed point position.
- the arm member for conveyance can be stably rotated without becoming.
- a vacuum processing apparatus can be provided.
- a transfer object such as a semiconductor wafer is not contaminated, and the transfer object can be accurately transferred to a correct position.
- FIG. 1 Schematic configuration diagram showing the operation principle of the transport mechanism according to the first invention (Part 1)
- FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the operation principle of the transport mechanism according to the first invention (part 2).
- FIG. 3 Graph showing the locus of point F in the transport mechanism of Fig. 1
- FIG. 4 Graph showing the locus of point F in the transport mechanism of Fig. 2
- FIG. 5 Schematic configuration diagram showing the operating principle of the transport mechanism according to the second invention (Construction conditions [1] [2])
- FIG. 6 Schematic configuration diagram showing the operating principle of the transport mechanism according to the second invention (Construction conditions [1] [2])
- FIG. 7 Schematic configuration diagram showing the operation principle of the transport mechanism according to the second invention (configuration condition [3])
- FIG. 8 Schematic configuration diagram showing the operation principle of the transport mechanism according to the second invention (configuration conditions) [3])
- FIG. 9 Schematic configuration diagram showing the operating principle of the transport mechanism according to the second invention (Construction condition [3])
- FIG. 10 Schematic configuration showing the operating principle of the transport mechanism according to the second invention Fig.
- FIG. 15 Schematic configuration diagram showing an embodiment of a transport apparatus using the transport mechanism of the first invention.
- FIGS. 15 (a) to (d): Explanatory diagrams showing the expansion and contraction operations of the transport apparatus of the embodiment.
- FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the transfer device
- FIG. 17 (a): explanatory view showing a state in which the transport apparatus of the embodiment is in an overlapping position, (b): explanatory view showing a state of the transport mechanism at that time
- FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the transport apparatus according to the present invention.
- FIG. 20 (a) to (c): diagrams for explaining the problems in the present invention.
- FIG. 24 Schematic diagram showing the basic configuration of the embodiment of the transport mechanism according to the second invention ⁇ 25] Schematic diagram showing the basic configuration of the embodiment of the transport mechanism according to the second invention ⁇ 26] Second The schematic block diagram which shows embodiment of the conveying apparatus which concerns on this invention
- FIG. 33 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional transport device
- FIG. 12 is a schematic diagram showing the basic configuration of the embodiment of the transport mechanism according to the first invention.
- the transport mechanism 15 of the present embodiment is of the type in which the first parallelogram link mechanism is attached to the rotating shaft (point O) described in FIG.
- the parallelogram linkage (first parallelogram linkage) 13 and the second parallelogram linkage (second parallelogram linkage) 14 are provided.
- the first parallelogram linkage 13 includes an arm (link) 7a, a link 8b, a link 9a, and a link 10.
- the arm 7a and the link 9a are longer than the link 8b and the link 10.
- the second parallelogram linkage 14 is composed of the link (shared link) 10 of the first parallelogram linkage 13 and the links 7b, 11 and 9b having the same length as the link 10, respectively. And is composed of.
- the link 10 is rotatably mounted around the fulcrum 1 and the fulcrum 4 at both ends thereof, and the link (opposite link) 8b facing the link 10 is centered around the fulcrum 2 and the fulcrum 3 at both ends thereof. It is mounted so that it can rotate.
- the arm 7a constituting the first parallelogram linkage 13 ( The first constraining link) and the link 7b (second constraining link) constituting the second parallelogram linkage 14 are configured to rotate in a constrained state at an angle ( ⁇ ) of 90 ° force.
- the arm 7a and the link 7b are fastened to form the L-shaped arm 7, and the fastening portion 7c of the arm 7a and the link 7b is rotatably attached around the fulcrum 1 and the arm 7a
- the end portion on the opposite side of the fastening portion 7c is rotatably attached to the fulcrum 2
- the end portion of the link 7b opposite to the fastening portion 7c is rotatably attached to the fulcrum 5.
- the L-arm 7 is configured to give a driving force of a motor (not shown).
- the link 9a (first restraining link) constituting the first parallelogram linkage 13 at the fulcrum 9c at the other end of the link 10 shared by the first and second parallelogram linkages 13 and 14 is used.
- the link 9b (second constraining link) force of the second parallelogram linkage 14 at an angle of 90 ° ( ⁇ )
- the link 9a and the link 9b are fastened to form the L-shaped link 9, and the fastening portion 9c of the link 9a and the link 9b is rotatably attached around the fulcrum 4 and the link 9a is fastened.
- the end portion on the opposite side to the portion 9c is rotatably attached to the fulcrum 3, and the end portion of the link 9b opposite to the fastening portion 9c is rotatably attached to the fulcrum 6.
- the second parallelogram linkage 14 has different fulcrum 4 and fulcrum 5 heights, and when the L-arm 7 is rotated, for example, the fulcrum 5 is located below the fulcrum 4. It is configured to pass.
- the fulcrum 2 at one end of the link 8b facing the link 10 of the first parallelogram linkage 13 is, for example, 90 ° to the link 8b.
- Arm 8a transport arm member
- ⁇ angle
- the arm 8a and the link 8b are fastened to form the L-shaped arm 8, and the fastening portion 8c of the arm 8a and the link 8b is rotatably attached around the fulcrum 2, and the link 8b The end opposite to the fastening portion 8c is rotatably attached to the fulcrum 3.
- the arm 8a is configured to have the same length as the arm 7a and the link 9a, whereby the distal end portion 80 of the arm 8a connects the fulcrum 1 and the fulcrum 6 as will be described later. It passes on a straight line (conveyance line).
- the fulcrum 1 described above is provided at one end of the long base plate 29.
- a linear guide (guide portion) 12a that extends in the longitudinal direction thereof and does not change its relative positional relationship with respect to the fulcrum 1.
- the fulcrum 6 of the second parallelogram linkage 14 is attached to the fulcrum moving mechanism 12 configured to move along the linear guide 12a, thereby the second parallelogram linkage.
- 14 Force The fulcrum 6 moves along a one-dot chain line passing through the fulcrum 1 in the figure by linearly expanding and contracting along the linear guide 12a.
- FIGS. 13A to 13D are explanatory diagrams showing the operation principle of the present embodiment.
- Figure 13 (a) is the initial state. This state is the same as the state shown in 12.
- the fulcrum 6 is linearly moved by the fulcrum moving mechanism 12 in a direction away from the fulcrum 1 along the linear guide 12a in synchronization with the operation of the link 7b and the link 11.
- the second parallelogram linkage 14 changes its shape while maintaining the parallelogram shape, and the link 10 rotates about the fulcrum 1 in the CCW (counterclockwise) direction by an angle of 0.
- the arm 7a, the link 8b, the link 9a, and the link 10 constitute the first parallelogram linkage 13! /, So the link 10 is centered on the fulcrum 1 in the CCW direction.
- the link 8b is rotated in the CCW direction around the fulcrum 2 by the angle ⁇ , whereby the arm 8a is rotated together with the link 8b in the CCW direction by the angle ⁇ around the fulcrum 2.
- arm 7a is centered on fulcrum 2 and C
- arm 8a Since it is rotating ⁇ , arm 8a has rotated 20 degrees in the CCW direction around fulcrum 2 with respect to arm 7a (state shown in Fig. 13 (b)).
- the distal end portion 80 of the arm 8a faces the fulcrum 1 and the rear guide 12a ( Move on the transport line).
- fulcrum 5 passes below fulcrum 4, as shown in Fig. 13 (c).
- the length of the arm 8a is equal to the length of the arm 7a!
- the tip 80 of the arm 8a moves along the transfer line and passes over the fulcrum 1.
- the L-shaped arm 7 is rotated in the reverse direction (CCW) to the operation described above.
- CCW reverse direction
- the rotational power of the L-shaped arm 7 is transmitted to the L-shaped arm 8, and the operation can be controlled so that the L-shaped arm 8 rotates by an angle twice the rotational angle of the L-shaped arm 7. .
- FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a transport apparatus using the transport mechanism of the first invention, which is a transport apparatus using a parallel link type arm mechanism.
- a transport device 60a uses a transport mechanism 15a having the same configuration as the transport mechanism 15 described above, and has a parallel link arm mechanism 26.
- a transport mechanism 15a having the same configuration as the transport mechanism 15 described above, and has a parallel link arm mechanism 26.
- This parallel link type arm mechanism 26 includes an upper arm linkage 27 composed of upper arms 17a, 17b and links 23, 24 facing each other in parallel, and a lower arm 18a facing each other in parallel.
- the upper arm 17a of the upper arm linkage 27 corresponds to the arm 7a, and has both ends thereof.
- Links 23 and 24 are rotatably attached to the fulcrums 1 and 2, respectively, and links 17b are rotatably attached to the fulcrums 22 and 19 opposite to the fulcrums 1 and 2 of the links 2 3 and 24. ing.
- the fulcrum 22 is provided on the extended line of the linear guide 12a on the base plate 29.
- the lower arm 18a of the lower arm linkage 28 corresponds to the arm 8a, and the link 8b And the L-shaped arm 18 is configured, and the fastening portion is rotatably attached to the fulcrum 2.
- the lower arm 18b facing the lower arm 18a is rotatably attached to a fulcrum 19 of the upper arm linkage 27, and the lower arms 18a and 18b are fulcrums 20 and 21 provided on the transport table 16. Is attached to be rotatable.
- the lengths of the links 23 and 24 (distance between the fulcrums) and the distance between the fulcrums of the carriage 16 (length between the fulcrums 20 and 21) are configured to be the same.
- the lengths (distance between fulcrums) of the upper arms 17a and 17b and the lower arms 18a and 18b are also configured to be the same.
- An end effector 25 for mounting a transfer object (not shown) such as a wafer is attached to one end of the transfer table 16.
- the linear guide 12a, the fulcrum 1, the link 23, and the fulcrum 22 are respectively attached to the common base plate 29.
- the relative positional relationship of the linear guide 12a, fulcrum 1, link 23, and fulcrum 22 does not change.
- the fulcrum 1 and the fulcrum 22 are connected by the link 23 in the transport device 60a of the present embodiment, the fulcrum 1 and the fulcrum 22 may be provided directly on the common base plate 29. Good. In this case, the expansion / contraction operation and the turning operation as the force conveying device that does not require the link 23 can be performed in the same manner as the conveying device 60a of the present embodiment.
- FIGS. 15 (a) to 15 (d) are explanatory views showing the expansion / contraction operation of the transport apparatus of the present embodiment, and FIG. 15 (a) shows the initial contraction state.
- the upper arms 17a and 17b and the links 23 and 24 Therefore, when the upper arm 17a is rotated about the fulcrum 1 in the CCW direction by the angle ⁇ , the upper arm 17b also rotates about the fulcrum 22 in the CCW direction by the angle ⁇ . As a result, the link 24 moves while maintaining a parallel state with the link 23.
- the lower arm 18a rotates about the fulcrum 2 in the CCW direction by an angle 2 ⁇ with respect to the upper arm 17a by the action of the transport mechanism 15a.
- the second parallelogram linkage 14 is configured by sharing the link 10 constituting the first parallelogram linkage 13.
- the fulcrum 6 of the second parallelogram linkage 14 is translated by the fulcrum moving mechanism 12. Therefore, the rotational motion of the upper arm 17a is transmitted to the lower arm 18a, and the lower arm 18a rotates by an angle twice the rotational angle of the upper arm 17a, so that the motion of the upper arm linkage 27 is correctly transmitted to the lower arm linkage 28. .
- the force described in the case where the upper arm 17a is rotated around the fulcrum 1 as an example of the expansion and contraction operation of the transport device 60a is applied to the upper arm 17b as the fulcrum 22.
- the telescopic operation can be performed even when the center is rotated. Since this operation is the same as when the upper arm 17a is rotated, detailed description thereof is omitted.
- the expansion / contraction operation of the transport device 60a has been described by taking the case where the upper arm 17a is rotated around the fulcrum 1 as an example, but the drive shaft 32 is attached to the fulcrum 1 as an example. It is also possible to install, attach the upper arm 17 a to the drive shaft 32, rotate the drive shaft 32 and rotate the upper arm 17 a around the fulcrum 1.
- the transfer device 60a of the present embodiment when the transfer device 60a of the present embodiment is turned, the relative position of the base plate 29 and the upper arm 17a is determined when the parallel link arm mechanism 26 is in the contracted state shown in FIG. This is done by rotating the base plate 29 around the fulcrum 1 without changing the position. Alternatively, the base plate 29 and the drive shaft 32 are simultaneously rotated in the same direction by the same angle in the same contracted state.
- the end effector 25 is attached to only one of the transfer tables 16, but the present invention is not limited to this.
- End effectors 25a and 25b may be attached to the locations.
- the expansion / contraction operation of the transport device is basically the same as that of the transport device 60a shown in FIGS. 15 (a) to 15 (d), and a description thereof will be omitted.
- overlapping position In order to meet such a requirement, it is necessary to move beyond the position where the lower arm linkage 28 of the transfer device 60a shown in FIG. 14 overlaps the upper arm linkage 27 (hereinafter referred to as “overlapping position”).
- FIG. 17 (a) is an explanatory view showing a state in which the transfer device of the present embodiment is in the overlapping position
- FIG. 17 (b) is an explanatory view showing the state of the transfer mechanism at that time.
- link 7b, link 11, link 9b, and link 10 constituting the second parallelogram linkage 14 are linear.
- fulcrum points 1, 2, and 6 are divided into two parts so that the positional relationship of the links is divided).
- FIGS. 18 (a) to 18 (c) are schematic configuration diagrams showing the configuration of the transport mechanism according to another embodiment of the first invention and its expansion / contraction operation, and are for solving the above-described problems. It is.
- Angle 0 Force is configured to be equal to an angle other than 90 ° (see Fig. 18 (b)).
- the mounting angle of the linear guide 12a with respect to the transfer line (X-axis direction) is not an angle 0 force 0 °, particularly in this embodiment, the link 7b is attached to the arm 7a.
- FIG. 18 (a) shows the contracted state of the initial state of the present embodiment. In this state, when the arm 7a is rotated about the fulcrum 1 by 0 angle in the CW direction, it will be described with reference to FIG. Based on this principle, the arm 8a rotates about the fulcrum 2 around the fulcrum 2 in the CCW direction by an angle 2 ⁇ relative to the arm 7a.
- Link 7b, Link 11, Link 9b, and Link 10 are different from the case of the transport mechanism 15 shown in Fig. 13 and are not straight but form a parallelogram! /
- FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the transport apparatus according to the first invention, which is a transport apparatus using a parallel link arm mechanism.
- the transport device 60b of the present embodiment uses the transport mechanism 15b described above, and has a parallel link type arm mechanism 26.
- the parallel link type arm mechanism 26 is configured using the upper arm linkage 27, the lower arm linkage 28, the transfer table 16, and the end effector 25, as in the case of the transfer device 60a shown in FIG. The detailed explanation is omitted.
- the transport mechanism 15b is configured such that the arm 7a described in FIG. 16 corresponds to the upper arm 17a, and the arm 8a corresponds to the lower arm 18a. Also carry The configuration of the other parts of the feeding mechanism 15b is the same as the description in FIG.
- the operation of the transfer device 60b of the present embodiment is the same as that of the transfer device 60a shown in Fig. 14 except for the operation of the transfer mechanism 15b described above, and the operation of the portion of the transfer mechanism 15b is shown in Fig. 18 (a). ⁇ As described in (c). Therefore, detailed description of the telescopic operation and the turning operation of the present embodiment is omitted.
- the second parallelogram linkage 14 is configured by sharing the link 10 that constitutes the first parallelogram linkage 13.
- the fulcrum 6 of the second parallelogram linkage 14 is translated by the fulcrum moving mechanism 12. Therefore, the rotational motion of the upper arm 17a is transmitted to the lower arm 18a, and the lower arm 18a rotates by an angle twice the rotational angle of the upper arm 17a, so that the motion of the upper arm linkage 27 is correctly transmitted to the lower arm linkage 28. .
- the attachment angle of the link 7b with respect to the upper arm 17a and the attachment angle of the link 9b with respect to the link 9a are not equal to 90 °. 12 is mounted so that it moves at an angle other than 0 ° with respect to the expansion / contraction movement direction (conveyance line) of the conveyance platform 16, so that the lower arm 18a can be By passing the arm 17a immediately above the arm 17a stably, the lower arm linkage 28 can be stably moved beyond the overlapping position.
- the upper arm 17a is moved in the CW direction so that the angle between the lower arm linkage 28 and the upper arm linkage 27 shown in Fig. 20 (a) is as large as possible. Rotating and extending the reach of the end effector 25 as shown in FIG.
- the parallel link-type arm of the transport device has the same force as shown in Fig. In the middle of the state, the upper arm 17a, the link 10, the link 9a, and the link 8b as shown in FIG. 20 (b) are in a straight line state (this position is hereinafter referred to as “fixed point position”).
- Fig. 21 shows the state of the transport mechanism 15a at the fixed point position (in Fig. 21, the fulcrums 2 and 4 are divided into two parts so that the positional relationship of the links is divided).
- FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the transport mechanism according to the first invention, and is for solving the above-described problem.
- a link 8d that can rotate integrally with the link 8b with the fulcrum 2 as the center is attached to the fastening portion 8c of the L-shaped arm 8, and the link is centered on the fulcrum 1.
- a link 30 that can be rotated together with 10 is attached.
- the attachment angle of the link 30 with respect to the link 10 and the attachment angle of the link 8d with respect to the link 8b are configured to have the same magnitude ( ⁇ ).
- Each of the links 9d is rotatably attached.
- the length of the link 9d is the same as the length of the arm 7a (the distance between the fulcrums is the same).
- the third parallelogram linkage 31 is constituted by the link 8d, the link 9d, the link 30, and the arm 7a.
- the rest of the configuration is the same as the transport mechanism 15 shown in FIG.
- the arm 7a, the link 10, the link 9a, and the link 8b are in a straight line shape as in the case shown in FIG. 21 (in FIG. 22, the link positional relationship is divided).
- the fulcrum points 2 and 4 are divided into two parts).
- the link 30 rotates in the CCW direction around the fulcrum 1 integrally with the operation of the link 10, so that the third parallelogram linkage 31 is configured.
- the link 8d rotates around the fulcrum 2 in the CCW direction.
- the arm 8a can rotate around the fulcrum 2 stably without the rotation direction becoming indefinite at the fixed point position.
- FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the transport apparatus according to the first invention, which is a transport apparatus using a parallel link arm mechanism.
- the transport device 60c uses the transport mechanism 15c described above, and has the parallel link arm mechanism 26 described above.
- the configuration of the upper arm linkage 27, the lower arm linkage 28, the transport platform 16, and the end effector 25 of the parallel link type arm mechanism 26 is the same as the transport device 60a shown in FIG. 14, and detailed description thereof is omitted. To do.
- transport mechanism 15c is configured such that the arm 7a described in FIG. 22 corresponds to the upper arm 17a, and the arm 8a corresponds to the lower arm 18a. Further, the configuration of the other parts of the transport mechanism 15c is the same as the description in FIG.
- the operation of the transfer device 60c of the present embodiment is the same as that of the transfer device shown in FIG. 14 except for the operation of the transfer mechanism 15c described above, and the operation of the portion of the transfer mechanism 15c has been described with reference to FIG. Street. Therefore, detailed description of the telescopic operation and the turning operation of the present embodiment is omitted.
- the rotational motion of the upper arm 17a is transmitted to the lower arm 18a and the rotational angle of the upper arm 17a is 2 as in the above-described embodiment. Since the lower arm 18a rotates by a double angle, the movement of the upper arm linkage 27 is correctly transmitted to the lower arm linkage 28.
- the third parallelogram linkage 31 is constituted.
- the lower arm 18a stably rotates around the fulcrum 2 without indefinite rotation at the fixed point position, and as a result, the lower arm linkage 28 can be stably moved beyond the fixed point position.
- the fulcrum moving mechanism 12 is arranged at an angle of 0 ° with respect to the expansion / contraction direction of the transport table 16 in the same manner as the fulcrum moving mechanism 12 shown in FIG. As in the embodiment shown in FIG. 18, it can be configured to be attached at an angle other than 0 ° with respect to the expansion / contraction direction of the transport table 16. Even in this case, there is no problem in the movement of the arm 8a or the lower arm 18a at the fixed point position. [0140] Next, an embodiment of the second invention will be described with reference to the drawings. In the following, the description of the same parts as those described above will be omitted unless otherwise required.
- 24 and 25 are schematic views showing the basic configuration of the embodiment of the transport mechanism according to the second invention.
- the transport mechanism 200A of the present embodiment incorporates all the basic configurations [1] to [4] described above.
- a third link mechanism is added to the configuration shown in FIG. 7 or FIG. It is an addition.
- link 101, link 102a, link 103a, link 104 are pivotally connected around force fulcrums 0, A, B, and C to form a first link mechanism 201 that is a parallelogram link mechanism. .
- the link 103b is integrally rotated around the fulcrum C so as to rotate as the L-shaped arm 103.
- the link 103b is connected to the link 104, which is a shared link, so as to be rotatable around a fulcrum D having the same length, and the second link mechanism 202 is configured by the link 103b and the link 104.
- the arm 102b which is a transfer arm member having the same length as the link 101, is restrained and fixed at an arbitrary angle ( ⁇ ) with respect to the link 102a at the fulcrum A, and these links 102a And the arm 102b are integrally rotated around the fulcrum ⁇ to rotate as an L-shaped arm 102.
- link 105 and link 107 are rotatably connected around fulcrum A and fulcrum O at both ends of link 101 of first link mechanism 201, and fulcrum F and link 107 at the end of these links 105 are connected.
- the link 106 is rotatably connected around a fulcrum G at the end of the first link mechanism 201 to form a third link mechanism 203 which is a parallelogram link mechanism having a link force having the same length as the first link mechanism 201.
- the link 105 is constrained and fixed to the link 102a at a constant angle (ZBAF), and the link 107 is constrained and fixed to the link 104 at a constant angle (ZCOG).
- the angle is preferably the most suitable mounting angle depending on the device configuration, movable range, etc., but if the angle is too small, the fixed points of the first link mechanism 201 and the third link mechanism 203 are fixed. From this point of view, the angle is preferably 30 ° to 60 ° because the positions are close to each other and cannot pass through the fixed point position stably.
- the third link mechanism 203 is provided, and escapes from the fixed point position in the same manner as described in the embodiment shown in Figs. Therefore, the arm 102b can rotate around the fulcrum A stably without the rotation direction becoming indefinite at the fixed point position.
- FIG. 26 to FIG. 28 are schematic configuration diagrams showing an embodiment of a transport apparatus according to the second invention, which is a transport apparatus using the transport mechanism 200A and the parallel link arm mechanism described above.
- the transfer device 300A shown in FIG. 26 will be described as an example.
- the parallel link type arm mechanism 126 includes an upper arm linkage 127 composed of an upper arm and a link that face each other in parallel, and a lower arm linkage 128 composed of a lower arm, a link, and a carriage that face each other in parallel. It is configured.
- the upper arm of the upper arm linkage 127 corresponds to the link 101, and the links 123 and 124 are rotatably attached to the fulcrums 0 and A at both ends thereof.
- Link 117 is rotatably attached to fulcrum 0, fulcrum 122, 119 opposite to A ing.
- the fulcrum 122 is provided on the extended line of the straight line (X axis) connecting the fulcrum D and the fulcrum O.
- the lower arm of the lower arm linkage 128 corresponds to the arm 102b, is fastened to the link 102a, and the fastening portion is rotatably attached to the fulcrum A.
- the lower arm 118 facing the arm 102b is rotatably attached to the fulcrum 119 of the upper arm linkage 127, and these arms 102b and 118 are rotatable to the fulcrum 120 and 121 connected to the carriage 116. Is attached.
- the length of the links 123 and 124 (distance between fulcrums) and the distance between the fulcrums of the carriage 116 (length between fulcrums 120 and 121) are configured to be the same.
- the lengths of the link 101, the arm 102b, and the arm 118 (distance between fulcrums) are also configured to be the same.
- the operations of the conveying devices 300A and 300B of the present embodiment are the same as those of the conveying device 60c shown in Fig. 23 except for the operations of the conveying mechanisms 200A and 200B described above, and the operations of the portion of the conveying mechanism 200A are also as follows. As described above.
- FIG. 28 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the transport apparatus according to the second invention.
- the transfer device 300C shown in FIG. 28 is obtained by changing the attachment position of the third link mechanism described in the above-mentioned configuration condition [4].
- this conveying apparatus 300C unlike the configuration shown in FIG. 26, at the opposite ends (fulcrum 119, 122) of the links 124, 123 of the upper arm linkage 127 of the parallel link type arm mechanism 126.
- the third link mechanism 203 composed of the links 105, 106, 107, and 117 is attached.
- the link 107 and the link 151 are fixed at an angle around the fulcrum 122, and the end of the link 152 is rotatably attached to the fulcrum C and the fulcrum 153, respectively.
- One end of the link 151 is rotatably attached to a fulcrum 153.
- the expansion and contraction operation of the parallel link type arm mechanism 126 when the link 101 is rotated around the fulcrum O is the same.
- FIGS. 29 to 31 are schematic configuration diagrams showing another embodiment of the transport apparatus according to the second invention, and the transport apparatus using the transport mechanism 200B and the parallel link arm mechanism 126 described above. It is.
- the operation of the transport mechanism 200B is as described above.
- the transfer mechanism 200B is connected to the end of either of the links 124 and 123 of the upper arm linkage 127 of the parallel link arm mechanism 126. It is only attached to. Therefore, the expansion / contraction operation of the parallel link arm mechanism 126 when the link 101 is rotated around the fulcrum O is the same as that in the above embodiment.
- a transfer device 300F shown in FIG. 31 is obtained by changing the mounting position of the third link mechanism described in the above-described configuration condition [4].
- this transfer device 300F unlike the configuration shown in FIG. 29, the link 105 is connected to the opposite end portion (fulcrum 119, 12 2) of the link 124, 123 of the upper arm linkage 127 of the parallel link type arm mechanism 126. , 106, 107, and 117, a third link mechanism 203 is installed.
- the link 107 and the link 151 are fixed at an angle around the fulcrum 122, and the ends of the link 152 are rotatably attached to the fulcrum C and the fulcrum 153, respectively.
- One end of the link 151 is rotatably attached to a fulcrum 153.
- the expansion and contraction operation of the parallel link type arm mechanism 126 when the link 101 is rotated around the fulcrum O is the same.
- link 102a, link 102b, link 104, link 105, link 10 In the above embodiment, link 102a, link 102b, link 104, link 105, link 10
- the transfer device 300D shown in FIG. The link 104 and the link 107 are made of the same material, and the link 102a and the link 105 are made of the same material.
- the fulcrum B can be arranged on the link 102b, and the link 102b can be the same member.
- FIG. 32 is a plan view schematically showing the configuration of the embodiment of the vacuum processing apparatus provided with the transfer apparatus according to the present invention.
- the vacuum processing apparatus 41 of the present embodiment includes three process chambers Pl, P2, and the like that can perform three parallel processing processes around the transfer chamber T1 having the transfer apparatus 42 according to the present invention described above.
- P3 a loading chamber C1 for loading Ueno 43 (43a, 43b), and a loading chamber C2 for unloading the wafer 43 are arranged.
- the loading chamber C1 is provided with a gate valve G6 that opens and closes when the wafer 43 is loaded from the outside of the apparatus, and the unloading chamber C2 is provided with a gate valve G7 that opens and closes when the wafer is unloaded to the outside of the apparatus.
- the unprocessed wafer 43a accommodated in the carry-in chamber C1 is taken out by the transfer apparatus 41, held, and transferred to, for example, the process chamber P1.
- the transfer device 41 receives the processed wafer 43b from the process chamber P1 by the above-described operation, and transfers it to the other process chambers P2 and P3.
- the unprocessed Ueno 43a and the processed Ueno 43b are transferred between the process chambers P1 to P3, the carry-in chamber Cl, and the carry-out chamber C2. Do it.
- the force configured so that the length of the arm 8a that is the transfer arm member is the same as the length of the link 7a that is the first restraining link.
- the lengths of the arm 8a and the link 7a may be different.
- the angle formed by the arm 8a and the link 8b can be set to an angle other than 90 °.
- the conveyance mechanism of the type in which the first parallelogram linkage is attached to the rotation shaft (point O) shown in Fig. 1 has been described as an example.
- the present invention is not limited to this, and it is also possible to use a type of transport mechanism in which the first parallelogram linkage is attached on the fulcrum moving mechanism (point E) as shown in FIG.
- a linear guide is provided on a straight line passing through points O and E of the second parallelogram link mechanism as shown in FIGS.
- the present invention is not limited to the use of such a linear guide, and the point E is moved linearly toward the point O, as is apparent from the operation principle described above. Any mechanism can be used as long as it can be used. Even in this case, since the point E moves linearly toward the point O, the operation principle and operation method of the transport mechanism are in accordance with the conditions described for the above-described embodiment.
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Description
明 細 書
搬送機構、搬送装置及び真空処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば半導体ウェハ等の被加工基板を搬送する搬送装置に関し、特に 、被カ卩ェ基板を各種カ卩ェ処理する 1個あるいは複数のプロセスチャンバを備えた基 板処理装置において、被加ェ基板の出し入れを行なうのに好適な搬送装置に関す る。
背景技術
[0002] 従来から、半導体製造装置等の基板処理装置において、各種加工処理を行なうプ ロセスチャンバに基板を出し入れするための搬送装置が提案されている。
従来、この種の搬送装置としては、例えば、特許第 2531261号で示されたようなも のが知られている。
[0003] 図 33は、従来の搬送装置の概略構成を示す平面図である。
図 33に示すように、この搬送装置 50においては、リンク 51を共有する形で第 1、第 2の平行リンク機構 50A、 50Bが連結されている。
第 1の平行リンク機構 50Aは、リンク 51、 52、 53、 54で構成され、第 2の平行リンク 機構はリンク 51、 55、 56、 57で構成されている。
[0004] ここで、リンク 51、 52、 55の有効長は同じであり、リンク 53、 54、 56、 57の有効長も 同じである。
各リンク 53、 54、 56、 57の両側端部は回転可能な状態で連結されている。また、リ ンク 53のリンク 51側の一端には歯車 63が、またリンク 57のリンク 51側の一端に歯車 64が固定されており、歯車 63と歯車 64は同径で互いに嚙み合わさつている。
[0005] このような構成を有する従来の搬送装置 50において、リンク 53に固定されたモータ 61の駆動軸 62を回転させると、リンク 53が回転し、このリンク 53とともに歯車 63が回 転する。
[0006] この場合、第 1の平行リンク機構 50Aによってリンク 51とリンク 52は平行状態を保つ ので、リンク 51に対して歯車 63は駆動軸 62と同じ大きさの角速度で回転する。そし
て、歯車 63が回転すると、それと嚙み合う歯車 64が同じ大きさで逆方向の角速度で 回転するので、第 2の平行リンク機構 50Bに属するリンク 57も共に回転する。その結 果、第 2の平行リンク機構 50Bに属するリンク 55に固定された搬送台 58は往復直進 する。
[0007] しかし、このような従来技術においては、リンク 53のリンク 51側の一端に固定された 歯車 63と、リンク 57のリンク 51側の一端に固定された歯車 64とが互いに嚙み合うよう に構成されているので、歯車 63と歯車 64の嚙み合わせ部分が擦れあって、そこから 金属などのダストが発生する。そして、このダストは、搬送台 58に載置された半導体 ウェハ等の搬送対象物(図示せず)を汚染してしまう。
[0008] また、従来技術にお!、ては、歯車 63と歯車 64の嚙み合わせ部分が擦れあって歯 の部分が磨耗し、嚙み合わせ部分のガタ (バックラッシュ)が大きくなつてしまい、その 結果、第 1の平行リンク機構 50Aの動力が第 2の平行リンク機構 50Bに正しく伝達さ れなくなり、搬送対象物が正しい位置に搬送できなくなってしまう。
特許文献 1:特許第 2531261号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目 的とするところは、金属などのダストが発生せず、搬送台に支持されている半導体ゥ ェハ等の搬送対象物の汚染を防止しうる搬送装置を提供することにある。
[0010] また、本発明の他の目的は、摺動部の磨耗がなぐ第 1の平行リンク機構の動力を 第 2の平行リンク機構に正しく伝達して搬送対象物を正しい位置に搬送可能な搬送 装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 上記課題を解決するためになされた本発明は、平行四辺形リンク機構カゝらなる第 1 のリンク機構と、前記第 1のリンク機構の所定のリンクを共有する共有リンクと、当該共 有リンクと長さが等しいリンクとから構成され、所定方向に直線的に伸縮可能な第 2の リンク機構とを有し、前記共有リンクの少なくとも一端部の支点において、前記第 1の リンク機構を構成する第 1の拘束リンクと、前記第 2のリンク機構を構成する第 2の拘
束リンクが、所定の角度で拘束された状態で回転するように構成され、前記第 1のリン ク機構において前記共有リンクと対向する対向リンクの所定の端部の支点において 当該対向リンクに対して所定の角度で拘束された状態で回転するように構成された 搬送用腕部材が設けられて ヽる搬送機構である。
本願第 1の発明は、第 1の平行四辺形リンク機構と、前記第 1の平行四辺形リンク機 構の所定のリンクを用いて構成され、 4辺の長さが等しぐかつ、所定方向に直線的 に伸縮可能な第 2の平行四辺形リンク機構とを有し、前記第 1及び第 2の平行四辺形 リンク機構が共有する共有リンクの両端の支点において、前記第 1の平行四辺形リン ク機構を構成する第 1の拘束リンクと、前記第 2の平行四辺形リンク機構を構成する 第 2の拘束リンクが、それぞれ所定の角度で拘束された状態で回転するように構成さ れ、前記第 1の平行四辺形リンク機構において前記共有リンクと対向する対向リンク の所定の端部の支点において当該対向リンクに対して所定の角度で拘束された状 態で回転するように構成された搬送用腕部材が設けられて ヽる搬送機構である。 本願第 2の発明は、平行四辺形リンク機構力 なる第 1のリンク機構と、前記第 1のリ ンク機構の所定のリンクを共有する共有リンクと、当該共有リンクと長さが等しぐかつ 、前記共有リンクの一方の端部において前記第 1のリンク機構の第 1の拘束リンクと共 に所定の角度で拘束された状態で回転するように構成された第 2の拘束リンクとを有 する第 2のリンク機構とを有し、前記第 1のリンク機構において前記共有リンクと対向 する対向リンクの所定の端部の支点において当該対向リンクに対して所定の角度で 拘束された状態で回転するように構成された搬送用腕部材が設けられて!/ヽる搬送機 構である。
本発明では、前記発明において、前記第 1の拘束リンクの長さと、前記搬送用腕部 材の長さが等しくすることもできる。
本発明では、前記発明において、前記第 1の拘束リンクと前記第 2の拘束リンクのな す角度が 90° 以外の角度とすることもできる。
本発明では、前記発明において、前記第 1の拘束リンクを用いて構成され、当該第 1の拘束リンクの両端の支点において、前記共有リンクに対して所定の角度で拘束さ れた状態で回転するように構成された第 1の腕部材と、前記対向リンクに対して所定
の角度で拘束された状態で回転するように構成された第 2の腕部材とを有する第 3の 平行四辺形リンク機構を備えることもできる。
一方、本発明は、平行四辺形リンク機構力 なる第 1のリンク機構と、前記第 1のリン ク機構の所定のリンクを共有する共有リンクと、当該共有リンクと長さが等しいリンクと から構成され、所定方向に直線的に伸縮可能な第 2のリンク機構とを有し、前記共有 リンクの少なくとも一端部の支点において、前記第 1のリンク機構を構成する第 1の拘 束リンクと、前記第 2のリンク機構を構成する第 2の拘束リンクが、所定の角度で拘束 された状態で回転するように構成され、前記第 1のリンク機構において前記共有リンク と対向する対向リンクの所定の端部の支点において当該対向リンクに対して所定の 角度で拘束された状態で回転するように構成された搬送用腕部材が設けられている 搬送機構と、前記搬送用腕部材を用いて構成された平行リンク型アーム機構と、前 記平行リンク型アーム機構によって駆動され、搬送対象物を支持する搬送部と、を有 する搬送装置である。
また、本発明は、真空排気系に接続された複数の処理室を有する真空処理装置で あって、平行四辺形リンク機構からなる第 1のリンク機構と、前記第 1のリンク機構の所 定のリンクを共有する共有リンクと、当該共有リンクと長さが等しいリンクとから構成さ れ、所定方向に直線的に伸縮可能な第 2のリンク機構とを有し、前記共有リンクの少 なくとも一端部の支点において、前記第 1のリンク機構を構成する第 1の拘束リンクと 、前記第 2のリンク機構を構成する第 2の拘束リンクが、所定の角度で拘束された状 態で回転するように構成され、前記第 1のリンク機構において前記共有リンクと対向 する対向リンクの所定の端部の支点において当該対向リンクに対して所定の角度で 拘束された状態で回転するように構成された搬送用腕部材が設けられて!/ヽる搬送機 構と、前記搬送用腕部材を用いて構成された平行リンク型アーム機構と、前記平行リ ンク型アーム機構によって駆動され、搬送対象物を支持する搬送部と、を有する搬送 装置を備えた搬送室と、前記搬送室に連通され、前記搬送装置を用いて処理対象 物を受け渡すように構成された真空処理室とを備えた真空処理装置である。
以下、本発明の動作原理を図面を参照して説明する。なお、以下に説明する第 1 及び第 2の発明は、 V、ずれも上述した本発明に含まれるものである。
図 1は、第 1の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (その 1)で、回 転軸 (点 O)に第 1の平行四辺形リンク機構を取り付けた場合を示すものである。
[0013] 図 1に示す搬送機構では、リンク Lad、 Led, Leo, Laoで第 1の平行四辺形リンク機 構を、リンク Lbo、 Lbe、 Lce、 Leoで第 2の平行四辺形リンク機構を構成している。ここ で、本発明との関係では、
リンク Leo…共有リンク
リンク Lad…対向リンク
リンク Lao、 Led…第 1の拘束リンク
リンク Lbo、 Lce…第 2の拘束リンク
リンク Laf…搬送用腕部材
に相当する。
また、第 2の平行四辺形リンク機構の点 O及び点 Eを通る直線上にリニアガイド(図 中一点鎖線で表記)が設けられているものとする。
[0014] 図 1において、 X軸を基準にしたリンク Laoの回転角を Θ a、リンク Lceとリンク Ledの 固定角度を 0 、リンク Lboとリンク Laoの固定角度を 0 、リンク Ladとリンク Lafの固定
1 2
角度を 0 、回転軸(点 O)とリンク Lafの先端部(点 F)を結ぶ直線(二点鎖線で表記)
3
と X軸の角度を γ、リニアガイドと X軸の角度を Θ eとすると、点 Fの座標 (Xf, Yf)は、 次の条件 Aが満たされる場合、以下の(1)式と(2)式で表すことができる。
[0015] <条件 A>
1.第 1の平行四辺形リンク機構の長辺が同じ長さであること
(Led = Lao = Laf≡ Lb)
2.第 2の平行四辺形リンク機構の 4辺が同じ長さであること
(Lbo = Lbe = Lce = Leo≡Ls)
3.リンク Lceとリンク Ledの固定角度と、リンク Lboとリンク Laoの固定角度が同一である こと
( θ = θ ≡ Θ )
1 2 12
<数式的記述 >
Xf=OF- cos y , Yf = OF - sin y (1)
Yf=tany -Xf (2)
ここで、 OF = 2Lb'cosj8、 γ = Θ e- π - ( Θ — θ )Z2、
12 3
β = π ~ ( θ + θ )/2- α , α = θ β- θ — 0 aの関係がある。
12 3 12
[0016] 上記関係式力 理解されるように、 0 e、 0 、 0 は 0 aに依存しない一定の角度
12 3
であるので、 γは 0 aに依存しない一定の値となる。
これは(2)式で記述されるように、点 Fが点 Oを通り X軸と一定の角度 γで交差して V、る直線上に位置して 、ることを示して 、る。
また、直線 OFの長さは Θ aのみの 1次関数となっているので、リンク Laoの回転角 Θ aが変化すると、点 Fは(2)式で記述される直線上を移動することになる。
[0017] 一方、リンク Lafの長さがリンク Laoの長さと異なる場合には、点 Fは、図 3で示される 曲線上を移動することになる。
図 3は、 θ = Θ =30° 、 Θ =90° 、 Θ e=150° , Lbo = Lco = Lce = Lbe = 3
1 2 3
Omm、 Lao=Lcd=120mmの場合の点 Fの軌跡を、前述した数式的記述と同様の 考えで計算したものである。
[0018] 図 3から理解されるように、 Laf = 120mmの場合、すなわち、リンク Lafの長さがリン ク Laoの長さと同じ場合には、点 Fは(2)式で表される直線上を移動する。
[0019] し力し、 Laf = 100mm,あるいは、 Laf = 140mmの場合、すなわち、リンク Lafの長 さがリンク Laoの長さと異なる場合には、点 Fの軌跡は曲線的に変化しており、(2)式 で表される直線上を移動しなくなる。
[0020] 図 2は、本発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (その 2)で、支点移 動機構上 (点 E)に第 1の平行四辺形リンク機構を取り付けた場合を示すものである。
[0021] 図 2に示す機構では、リンク Lad、 Led, Lce、 Laeで第 1の平行四辺形リンク機構を
、リンク Lbo、 Lbe、 Lce、 Leoで第 2の平行四辺形リンク機構を構成している。ここで、 本発明との関係では、
リンク Lce…共有リンク
リンク Lad…対向リンク
リンク Lae、 Led…第 1の拘束リンク
リンク Lco、 Lbe…第 2の拘束リンク
リンク Laf…搬送用腕部材
に相当する。
また、第 2の平行四辺形リンク機構の点 O及び点 Eを通る直線上にリニアガイド(図 中一点鎖線で表記)が設けられているものとする。
[0022] 図 2において、 X軸を基準にしたリンク Lboの回転角を Θ b、リンク Leoとリンク Ledの 固定角度を 0 、リンク Lbeとリンク Laeの固定角度を 0 、リンク Ladとリンク Lafの固定
1 2
角度を 0 、回転軸(点 O)とリンク Lafの先端部(点 F)を結ぶ直線(二点鎖線で表記)
3
と X軸の角度を γ、リニアガイドと X軸の角度を Θ eとすると、点 Fの座標 (Xf, Yf)は、 次の条件 Bが満たされた場合、以下の(3)式と (4)式で表すことができる。
[0023] <条件 B>
1.第 1の平行四辺形リンク機構の長辺が同じ長さであること
(Led = Lae = Lar Lb)
2.第 2の平行四辺形リンク機構の 4辺が同じ長さであること
(Lbo = Lbe = Lce = Leo≡Ls)
3.リンク Leoとリンク Ledの固定角度とリンク Lbeとリンク Laeの固定角度が同一である こと(0 = θ ≡ Θ )
1 2 12
4.リンク Leoとリンク Ledの固定角度 0 と、リンク Ladとリンク Lafの固定角度 0 の関係
1 3 力 大きさが同じで同位相又は逆位相であること(0 =± 0 )
1 3
<数式的記述 >
Xf=OF-cosy , Yf = OF-siny (3)
Yf=tany -Xf (4)
ここで、 0 = 0 のとき、
1 3
OF = 2A'cosa、 γ = Θ e-cos_1{(Ls2+A2-Lb2)/(2Ls-A)K
A2 = Lb2 + Ls2 - 2Lb - Ls - cos θ 、 α = Θ e- Θ bの関係がある。
2
また、 0 =— 0 のとき、
1 3
OF = 2Ls-cosa -2Lb-cos(a + θ ), y = θ β = θ β~ θ bの関係がある。
12
[0024] 上記関係式から理解されるように、 θ = θ のとき、 Lb、Ls、 Θ は Lboの回転角 0 b
1 3 2
に依存しない一定値であるので Aは一定値となる。また、 Θ eも回転角 Θ bに依存しな
い一定値であるので、 γは 0 bに依存しない一定の値となる。さらに、 Θ =— Θ のと
1 3 きは、 γ = Θ e ( =—定値)である。
[0025] これは (4)式で記述されるように、 0 = ± 0 の場合、点 Fが点 Oを通り X軸と一定
1 3
の角度 Ύで交差して 、る直線上に位置して 、ることを示して 、る。
また、直線 OFの長さは Θ bのみの 1次関数となっているので、リンク Lboの回転角 Θ bが変化すると、点 Fは (4)式で記述される直線上を移動することになる。
[0026] 一方、リンク Lafの長さがリンク Laoの長さと異なる場合には、点 Fは、図 4で示される 曲線上を移動することになる。
図 4は、 θ = θ = Θ = 30° 、 Θ e= 150° , Lbo = Leo = Lce = Lbe = 30mm,
1 2 3
Lae = Lcd= 120mmの場合の点 Fの軌跡を、前述した数式的記述と同様の考えで 計算したものである。
[0027] 図 4力も理解されるように、 Laf = 120mmの場合、すなわち、リンク Lafの長さがリン ク Laoの長さと同じ場合には、点 Fは (4)式で表される直線上を移動する。
[0028] し力し、 Laf = 100mm,あるいは、 Laf = 140mmの場合、すなわち、リンク Lafの長 さがリンク Laeの長さと異なる場合には、点 Fは曲線的に変化しており、(4)式で表さ れる直線上を移動しなくなる。
[0029] 次に、第 2の発明の原理について図面を参照して説明する。
図 5〜図 11は、第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図である。 この搬送機構の構成条件は、以下のとおりである。
[0030] <構成条件〔1〕 >…図 5、図 6参照
(1)リンク 101、リンク 102a、リンク 103a、リンク 103b、リンク 104力支点(軸) 0、 A、 B、 C、 Dの周りで回転可能に連結されている。ここで、リンク 101、リンク 102a、リンク 103a,リンク 104によって四節リンク機構を構成している(第 1のリンク機構)。
(2)リンク 103bは支点 Cにおいてリンク 103aに対して任意の角度( 7? = ZBCD)で 拘束固定されており、リンク 103aとリンク 103bで L型アーム 103を構成している(第 1 及び第 2の拘束リンク)。
(3)支点 0、 A、 B、 C、 Dは水平面(図の紙面)に対して垂直になっている。
(4)支点 Oと支点 Dは、支点 Oと支点 Dを結ぶ直線上のみで相対的に移動する(支
点 Oと支点 Dの間の拘束条件)。なお、その他の支点の動きには拘束条件はない。
[0031] この構成条件〔1〕を満たしていれば、リンク 101、リンク 102a、リンク 103a、リンク 10 3b、リンク 104の何れ力 1つ力 そのリンクが直接連結している支点の周りで回転した 場合、支点 Oと支点 Dの拘束条件 (上記条件 (4) )の存在により、その回転角度に対 して各支点の位置が定まる(支点 Oと支点 Dの拘束条件が存在しなければ支点 0、 A 、 B、 C、 Dの位置は不定となる)。
ただし、これら各リンクの長さの関係でリンク同士が突っ張って動かなくなる領域が あるので、「各リンクの可動範囲内において」という制限は存在する。
[0032] <構成条件〔2〕 >…図 5、図 6参照
リンク 101とリンク 103aの長さは等しく(OA=CB)、リンク 102aとリンク 103bとリンク 104の長さは等し!/ヽ(AB = OC = CD)。
ここで、本発明との関係では、リンク 103bとリンク 104が第 2のリンク機構に相当し、 リンク 104が共有リンクに相当する。
[0033] 構成条件〔1〕に構成条件〔2〕が付加されると、リンク 101、リンク 102a、リンク 103a 、リンク 103b、リンク 104の何れか 1つ力 そのリンクが直接連結している軸の周りで 角度 Θ回転した場合、四角形 OABCの各内角は 2 Θ変化する。
[0034] この動作を図 5及び図 6を用いて説明する。
上記構成条件〔2〕により、四角形 OABCは平行四辺形となり、三角形 OCDは二等 辺三角形となる。
図 5及び図 6は、支点 Oの周りでリンクを回転させる場合を表すもので、図 5では、 Y 軸とリンク 101のなす角度( Θ )とリンク 102aとリンク 101のなす角度( γ = ZOAB)の 間には γ =— 2 0 + η、リンク 102aとリンク 103aのなす角度(j8 = Z ABC)の間に は j8 = 2 0 + ( π— 7} )、リンク 104とリンク 103bがそれぞれ X軸のなす角度 = Z COD= ZCDO)の間には υ = θ + ( π Ζ2— )が成り立つ。
[0035] 図 6に示すリンク機構の場合は、同様にして、 γ = 2 0 + ( π— 7? )、 β = ~ 2 θ +
7?、 V = - Θ - ( π /2- η )が成立つ。ここで、図 5の場合と図 6の場合では γ、 β 、 νを表す式が違っている力 これは、図中での各角度の取り方の違いによるもので 本質的には同じものとなっている。
[0036] そして、上述したようにリンク 103bはリンク 103aに固定されているので( =—定角 度)、リンク 101を支点 Oの周りで Δ Θ回転させると、リンク 102aとリンク 101のなす角 度の変化量(Δ γ )と、リンク 102aとリンク 103aのなす角度の変化量(Δ )は、リンク
101の角度変化(Δ 0 )の 2倍の変化量となる(2 Δ θ ) 0
[0037] また、 Δ υ = Δ 0であるから、リンク 104を支点 Οの周りで Δ Θ回転させた場合も、 リンク 102aとリンク 101のなす角度の変化量(Δ γ )は、リンク 104の回転角(Δ 0 )の
2倍の変化量となる(2 Δ θ )。
[0038] 以上のことは、支点 Οの周りでリンクを Δ Θ回転させる場合である力 四角形 ΟΑΒ
Cが平行四辺形、三角形 OCDが二等辺三角形であるので、全てのリンクは直接連結 している支点の周りで相対的に Δ Θ回転している。
[0039] よって、リンク 101、リンク 102a、リンク 103a、リンク 103b、リンク 104の何れ力 1つを
、そのリンクが直接連結している支点の周りで Δ Θ回転させた場合には、四角形 OA
BCの各内角は 2 Δ 0変化することになる。
[0040] 構成条件〔3〕…図 7〜図 9参照
(1)リンク 101、リンク 102a、リンク 103a、リンク 103b、リンク 104、あるいは、 L型ァ ーム 103何れかのリンク(以下「リンク U」という。)において、そのリンク Uの 1つの支点 (以下「支点 S」 t 、う。)の周りで回転可能にアーム 102bを連結する(搬送用腕部材)
(2)アーム 102bの長さはリンク Uの支点間の長さと等しい。
(3)アーム 102bはリンク Uの支点 Sに連結している他のリンクに対して任意の角度( で拘束固定されている。
[0041] 以下、図 7〜図 9を用いて構成条件〔3〕を説明する。
図 7又は図 8は、図 5又は図 6に示すリンク機構に構成条件〔3〕を組み込んで構成 したものであり、アーム 102bを支点 Αの周りで回転可能に連結し、アーム 102bの長 さはリンク 101及びリンク 103aの長さと等しく(OA=AE)、アーム 102bはリンク 102a に対して任意の角度( ξ = ΖΒΑΕ)で拘束固定されており、リンク 102aとアーム 102 bで L型アーム 102を構成している。その他の構成は図 5、図 6に示すものと同じであ る。
[0042] 構成条件〔1〕に構成条件〔2〕と〔3〕を付加すると、アーム 102bはリンク 102aと一体 となって支点 Aの周りを回転することになり、その結果、上記構成条件〔2〕の説明から 理解されるように、リンク 101を支点 Oの周りで Δ Θ回転させるか、リンク 104を支点 O の周りで Δ Θ回転させるか、リンク 103bを支点 Dの周りで Δ Θ回転させると、アーム 1 02bとリンク 101のなす角度(Z OAE)は、リンク 101の回転角(Δ 0 )の 2倍の角度( 2 Δ 0 )支点 Aの周りで回転することになる。
[0043] また、三角形 OAEは-等辺三角形であり、 AOE= ZAEOとなっている。つまり 、アーム 102bとリンク 101のなす角度(Z OAE)が 2 Δ 0増カロするときには、 ZAOE と ZAEOはそれぞれ Δ 0減少している。
[0044] よって、リンク 101又はリンク 104を支点 Oの周りで回転させる力、あるいは、リンク 1 03bを支点 Dの周りで回転させると、アーム 102bの先端(E)は、このアーム 102bの 先端 (E)と支点 Oを結ぶ直線 (L)上を移動する。
[0045] 一方、図 9は、図 8に示す構成において、支点 Dの周りでリンク 103bを回転させる 場合の例であるが、ここでは、支点 Dと支点 Bの長さと等しいアーム 102b (BD = BE) を支点 Bの周りで回転可能に連結し、アーム 102bはリンク 102aに対して任意の角度 ( ξ = Z ABE)で拘束固定されており、リンク 102aとアーム 102bで L型アーム 102を 構成している。
[0046] 本例の場合は、リンク 101又はリンク 104を支点 Oの周りで回転させる力、あるいは 、リンク 103bを支点 Dの周りで回転させると、アーム 102bの先端 (E)は、このアーム 102bの先端 (E)と支点 Dを結ぶ直線 (L)上を移動する。
[0047] 構成条件〔4〕…図 10、図 11参照
(1)第 1のリンク機構のリンク 101の両端の支点 A、支点 Oの周りでリンク 105、リンク 107が回転可能に連結され、これらリンク 105の端部の支点 Fとリンク 107の端部の 支点 Gの周りでリンク 106が回転可能に連結して、四節リンク機構 (第 3のリンク機構) を構成している。
(2)支点 Fと支点 Gは水平面(図の紙面)と垂直になって 、る。
(3)リンク 105はリンク 102aに対して一定角度(Z BAF)で拘束固定されており、リ ンク 107はリンク 104に対して一定角度(Z COG)で拘束固定されている。また、リン
ク 105とリンク 102aのなす角度(ZBAF)とリンク 107とリンク 104のなす角度(ZCO G)は等しぐ 0°及び 180° 以外の任意の角度である = ZBAF= ZCOG、 μ≠ 0, 180° ) ο
(4)リンク 105とリンク 107の長さは等しく(AF=OG)、リンク 106はリンク 101の長さ に等しい(GF = OA)。
[0048] 以下、図 10、図 11を用いて構成条件〔4〕を説明する。
図 10、図 11は、図 5、図 6に示す搬送機構に構成条件〔4〕を組み込んで構成した ものであり、その他の構成は図 5、図 6と同じである。
[0049] 構成条件〔1〕に構成条件〔2〕と〔4〕が付加されると、リンク 101、 102a, 103a, 104 で構成される第 1のリンク機構が死点状態 (一直線状態)となった場合であっても、リ ンク 101、 105、 106、 107で構成される平行四辺形リンク機構の働きでリンク 102aと リンク 101のなす角度(γ = ZOAB)力リンク 101、リンク 104、リンク 103bの回転角 度(Θ )の 2倍の角度(2 Θ )変化する。また、リンク 101、 105、 106、 107で構成され る第 3のリンク機構が死点状態となった場合は、リンク 101、 102a, 103a, 104で構 成される第 1のリンク機構の働きで同様の動作状態となる。
[0050] 以上説明した本発明によれば、従来技術のような歯車の嚙み合わせによる摺動部 分は存在せず、リンク機構の組み合わせのみによって動力を伝達して搬送を行うこと ができる。
[0051] したがって、金属などのダストは発生せず、搬送対象物である半導体ウェハ等の汚 染を防止することができる。
また、摺動部分の摩耗等によるガタの問題が生ずることはないので、搬送対象物を 正 、位置に搬送することができる。
[0052] 特に、第 1の発明によれば、第 2の平行四辺形リンク機構力 本のリンクで構成され ているので、例えば、図 1に示す点 Eが精度良く直進運動し、搬送精度の良い搬送 機構を得ることができる。
[0053] 一方、第 2の発明によれば、リンクの数が少なぐより簡素な構成の搬送機構を得る ことができる。
そして、本発明において、第 1の拘束リンクの長さと、搬送用腕部材の長さが等しい
場合には、搬送用腕部材の先端部を直線的に移動させることが可能になる。
[0054] 本発明において、対向リンクと搬送用腕部材のなす角度が 90° となり、また第 1の 拘束リンクと第 2の拘束リンクのなす角度が 90° となるように構成すれば、搬送用腕 部材の先端部を第 2のリンク機構の伸縮方向に移動させることが可能になる。
[0055] また、第 1の発明において、第 1の拘束リンクと第 2の拘束リンクのなす角度が 90° 以外の角度である場合には、搬送用腕部材が第 1の拘束リンクと重なる位置におい て、第 2の平行四辺形リンク機構が一直線状にならず平行四辺形を形成しているの で、搬送用腕部材を安定して回転させることができる。
[0056] また、本発明において、第 1の拘束リンクを用いて構成され、当該第 1の拘束リンク の両端の支点にお 、て、共有リンクに対して所定の角度で拘束された状態で回転す るように構成された第 1の腕部材と、対向リンクに対して所定の角度で拘束された状 態で回転するように構成された第 2の腕部材とを有する第 3の平行四辺形リンク機構 を備えている場合には、第 1の平行四辺形リンク機構と第 3の平行四辺形リンク機構 が同時に不動点位置になることがないので、それぞれの不動点位置において回転方 向が不定になることなく搬送用腕部材を安定して回転させることができる。
[0057] そして、このような本発明によれば、搬送対象物である半導体ウェハ等の汚染を防 止することができるとともに、搬送対象物を正しい位置に搬送してスループットの向上 に寄与しうる真空処理装置を提供することができる。
発明の効果
[0058] 本発明によれば、半導体ウェハ等の搬送対象物が汚染されず、また搬送対象物を 正 、位置に精度良く搬送することができる。
図面の簡単な説明
[0059] [図 1]第 1の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (その 1)
[図 2]第 1の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (その 2)
[図 3]図 1の搬送機構における点 Fの軌跡を示すグラフ
[図 4]図 2の搬送機構における点 Fの軌跡を示すグラフ
[図 5]第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (構成条件〔1〕〔2〕 ) [図 6]第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (構成条件〔1〕〔2〕 )
[図 7]第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (構成条件〔3〕 ) [図 8]第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (構成条件〔3〕 ) [図 9]第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (構成条件〔3〕 ) [図 10]第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (構成条件〔4〕 ) [図 11]第 2の発明に係る搬送機構の動作原理を示す概略構成図 (構成条件〔4〕) [図 12]第 1の発明に係る搬送機構の実施の形態の基本構成を示す概略図
[図 13] (a)〜 (d):同搬送機構の動作を示す説明図
圆 14]第 1の発明の搬送機構を用いた搬送装置の実施の形態を示す概略構成図 [図 15] (a)〜 (d):同実施の形態の搬送装置の伸縮動作を示す説明図
[図 16]同搬送装置の変形例を示す概略構成図
[図 17] (a):同実施の形態の搬送装置が重なり位置にある状態を示す説明図、(b): そのときの搬送機構の状態を示す説明図
圆 18] (a)〜(c) :第 1の発明に係る搬送機構の他の実施の形態の構成及びその伸 縮動作を示す概略構成図
[図 19]本発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図
[図 20] (a)〜 (c):本発明における課題を説明するための図
圆 21]不動点位置における搬送機構の状態を示す説明図
圆 22]第 1の発明に係る搬送機構の他の実施の形態を示す概略構成図
圆 23]第 1の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図
[図 24]第 2の発明に係る搬送機構の実施の形態の基本構成を示す概略図 圆 25]第 2の発明に係る搬送機構の実施の形態の基本構成を示す概略図 圆 26]第 2の発明に係る搬送装置の実施の形態を示す概略構成図
圆 27]第 2の発明に係る搬送装置の実施の形態を示す概略構成図
圆 28]第 2の発明に係る搬送装置の実施の形態を示す概略構成図
圆 29]第 2の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図
圆 30]第 2の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図
圆 31]第 2の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図
圆 32]本発明による搬送装置を備えた真空処理装置の実施の形態の構成を概略的
に示す平面図
[図 33]従来の搬送装置の概略構成を示す平面図
符号の説明
[0060] 1、 2、 3、 4、 5、 6· · ·支点 7" 'L型アーム 7a…アーム(第 1の拘束リンク) 7b…リン ク(第 2の拘束リンク) 8· "L型アーム 8a…アーム (搬送用腕部材) 8b…リンク 9 •••L型アーム 9a…リンク(第 1の拘束リンク) 9b…リンク (第 2の拘束リンク) 12· · · 支点移動機構 12a…リニアガイド (ガイド部) 13· · ·第 1の平行四辺形リンケージ (第 1の平行四辺形リンク機構) 14…第 2の平行四辺形リンケージ (第 2の平行四辺形リ ンク機構) 15、 15a、 15b、 15c…搬送機構 16· · ·搬送台 (搬送部) 26…平行リン ク型アーム機構 27…上腕リンケージ 28…下腕リンケージ 41 · · ·真空処理装置 60a、 60b、 60c…搬送装置 101、 102a、 104· · ·リンク 102b…アーム(搬送用腕 部材) 102" 'L型アーム 103" 'L型アーム 103a…リンク(第 1の拘束リンク) 10 3b…リンク(第 2の拘束リンク) 200Α、 200Β· · ·搬送機構 300A〜300F…搬送装 置
発明を実施するための最良の形態
[0061] 以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図 12は、第 1の発明に係る搬送機構の実施の形態の基本構成を示す概略図、図 1
3 (a)〜(d)は、同搬送機構の動作を示す説明図である。
[0062] 図 12に示すように、本実施の形態の搬送機構 15は、図 1で説明した回転軸(点 O) に第 1の平行四辺形リンク機構を取り付けたタイプのもので、第 1の平行四辺形リンケ ージ (第 1の平行四辺形リンク機構) 13と、第 2の平行四辺形リンケージ (第 2の平行 四辺形リンク機構) 14とを有している。
[0063] 第 1の平行四辺形リンケージ 13は、アーム(リンク) 7a、リンク 8b、リンク 9a、リンク 10 によって構成されている。
本実施の形態の場合、アーム 7a及びリンク 9aは、リンク 8b及びリンク 10より長い部 材を用いている。
[0064] 一方、第 2の平行四辺形リンケージ 14は、第 1の平行四辺形リンケージ 13のリンク( 共有リンク) 10と、このリンク 10とそれぞれ長さが同一のリンク 7b、リンク 11、リンク 9b
とによって構成されている。
[0065] リンク 10は、その両端の支点 1と支点 4を中心として回転可能に取り付けられ、また 、リンク 10と対向するリンク (対向リンク) 8bは、その両端の支点 2と支点 3を中心として 回転可能に取り付けられて 、る。
[0066] 本実施の形態の場合、第 1及び第 2の平行四辺形リンケージ 13、 14が共有するリ ンク 10の一端の支点 7cにおいて、第 1の平行四辺形リンケージ 13を構成するアーム 7a (第 1の拘束リンク)と、第 2の平行四辺形リンケージ 14を構成するリンク 7b (第 2の 拘束リンク)力 90° の角度(Θ )で拘束された状態で回転するように構成されている
2
[0067] すなわち、アーム 7aとリンク 7bが締結されて L型アーム 7が構成されており、アーム 7aとリンク 7bの締結部 7cが支点 1を中心として回転可能に取り付けられるとともに、ァ ーム 7aの締結部 7cと反対側の端部が支点 2に回転可能に取り付けられ、さらに、リン ク 7bの締結部 7cと反対側の端部が支点 5に回転可能に取り付けられている。
[0068] そして、この L型アーム 7に対して図示しな 、モータの駆動力を与えるように構成さ れている。
また、第 1及び第 2の平行四辺形リンケージ 13、 14が共有するリンク 10の他端の支 点 9cにおいて、第 1の平行四辺形リンケージ 13を構成するリンク 9a (第 1の拘束リン ク)と、第 2の平行四辺形リンケージ 14を構成するリンク 9b (第 2の拘束リンク)力 90 ° の角度(Θ )
1で拘束された状態で回転するように構成されている。
[0069] すなわち、リンク 9aとリンク 9bが締結されて L型リンク 9が構成されており、リンク 9aと リンク 9bの締結部 9cが支点 4を中心として回転可能に取り付けられるとともに、リンク 9aの締結部 9cと反対側の端部が支点 3に回転可能に取り付けられ、さらに、リンク 9b の締結部 9cと反対側の端部が支点 6に回転可能に取り付けられている。
[0070] ここで、第 2の平行四辺形リンケージ 14は、支点 4と支点 5の高さを異ならせ、 L型ァ ーム 7を回転させた場合に例えば支点 5が支点 4の下側を通過するように構成されて いる。
[0071] さらに、本実施の形態においては、第 1の平行四辺形リンケージ 13のリンク 10と対 向するリンク 8bの一方の端部の支点 2においてこのリンク 8bに対して例えば 90° の
角度( θ )で拘束された状態で回転するように構成されたアーム 8a (搬送用腕部材)
3
が設けられている。
[0072] すなわち、アーム 8aとリンク 8bが締結されて L型アーム 8が構成されており、アーム 8aとリンク 8bの締結部 8cが支点 2を中心として回転可能に取り付けられるとともに、リ ンク 8bの締結部 8cと反対側の端部が支点 3に回転可能に取り付けられている。
[0073] 本実施の形態の場合、アーム 8aは、アーム 7a及びリンク 9aと長さが等しくなるように 構成され、これにより後述するようにアーム 8aの先端部 80が支点 1及び支点 6を結ぶ 直線 (搬送ライン)上を通るようになって 、る。
[0074] 一方、本実施の形態では、上述した支点 1は、長尺のベース板 29の一端部に設け られている。
このベース板 29上には、その長手方向に延び支点 1に対して相対的な位置関係が 変化しな 、ように構成されたリニアガイド (ガイド部) 12aが設けられて 、る。
[0075] そして、第 2の平行四辺形リンケージ 14の支点 6は、リニアガイド 12aのに沿って移 動するように構成された支点移動機構 12に取り付けられ、これにより第 2の平行四辺 形リンケージ 14力 リニアガイド 12aに沿って直線的に伸縮して、支点 6が図中支点 1 を通る一点鎖線に沿って移動するようになって 、る。
[0076] 図 13 (a)〜 (d)は、本実施の形態の動作原理を示す説明図である。
図 13 (a)を初期状態とする。この状態は 12に示す状態と同じである。
いま、 L型アーム 7を支点 1を中心として CW (時計回り)方向に角度 Θ回転させると 、リンク 7bは、アーム 7aと共に支点 1を中心として CW方向に角度 Θ回転する。
[0077] このとき、支点 6は、支点移動機構 12によって、リンク 7bとリンク 11の動作に同期し てリニアガイド 12aに沿って支点 1から離れる方向へ直線的に移動する。
これにより、第 2の平行四辺形リンケージ 14は平行四辺形の形状を保ちつつ形を 変え、リンク 10が支点 1を中心として CCW (反時計回り)方向に角度 0回転する。
[0078] 本実施の形態の場合、アーム 7a、リンク 8b、リンク 9a、リンク 10によって第 1の平行 四辺形リンケージ 13を構成して!/、るので、リンク 10が支点 1を中心として CCW方向 に角度 Θ回転すると、リンク 8bが支点 2を中心として CCW方向に角度 Θ回転し、これ によりアーム 8aがリンク 8bと共に支点 2を中心として CCW方向に角度 Θ回転する。
[0079] これら一連の動作を支点 2を基準にして考えると、アーム 7aが支点 2を中心として C
W方向に角度 Θ回転し、同時に、アーム 8aが支点 2を中心として CCW方向に角度
Θ回転しているので、アーム 8aはアーム 7aに対して支点 2を中心に CCW方向に角 度 2 0回転したことになる(図 13 (b)に示す状態)。
[0080] 本実施の形態においては、アーム 8aの長さがアーム 7aの長さと同一であるので、 上述したアーム 8aの回転により、その先端部 80が、支点 1に向って-リアガイド 12a ( 搬送ライン)上を移動する。
さらに本実施の形態では、支点 4と支点 5の高さを異ならせているので、 L型アーム
7を CW方向に回転させると、支点 5が支点 4の下側を通過し、図 13 (c)に示すように
、支点 4と支点 5位置関係が逆の状態となる。
[0081] ここで、本実施の形態にお!、ては、アーム 8aの長さがアーム 7aの長さと等し!/、ので
、アーム 8aの先端部 80が、搬送ラインに沿って移動して支点 1上を通過する。
引き続き L型アーム 7を CW方向に回転させると、図 13 (d)に示すように、アーム 8a の先端部 80が、支点 1から離れる方向に移動する。
[0082] 図 13 (d)の状態から図 13 (a)の状態に戻すには、前述した動作と逆方向(CCW) に L型アーム 7を回転させることになる。このようにして、 L型アーム 7の回転動力が L 型アーム 8に伝達され、 L型アーム 7の回転角の 2倍の角度だけ L型アーム 8が回転 するように動作を制御することができる。
[0083] 図 14は、第 1の発明の搬送機構を用いた搬送装置の実施の形態を示す概略構成 図であり、平行リンク型アーム機構による搬送装置である。
図 14に示すように、本実施の形態の搬送装置 60aは、上述した搬送機構 15と同様 の構成の搬送機構 15aを用いたもので、平行リンク型アーム機構 26を有している。以 下、上記実施の形態に対応する部分にっ 、てはその詳細な説明を省略する。
[0084] この平行リンク型アーム機構 26は、それぞれ平行対向する上アーム 17a, 17bとリ ンク 23, 24で構成された上腕リンケージ 27と、それぞれ平行対向する下アーム 18a
, 18b、リンク 24、搬送台(搬送部) 16で構成された下腕リンケージ 28とを有している
[0085] 上腕リンケージ 27の上アーム 17aは、上記アーム 7aに対応するもので、その両端
部の支点 1、 2に、リンク 23、 24がそれぞれ回転可能に取り付けられ、さらに、リンク 2 3、 24の支点 1、 2と反対側の支点 22、 19に、リンク 17bが回転可能に取り付けられて いる。
[0086] ここで、支点 22は、ベース板 29上のリニアガイド 12aの延長線上に設けられている また、下腕リンケージ 28の下アーム 18aは、上記アーム 8aに対応するもので、上記 リンク 8bと締結されて L型アーム 18が構成され、その締結部が支点 2に回転可能に 取り付けられている。
[0087] そして、下アーム 18aと対向する下アーム 18bは、上腕リンケージ 27の支点 19に回 転可能に取り付けられ、これら下アーム 18a, 18bは、搬送台 16に設けられた支点 2 0, 21に回転可能に取り付けられている。
[0088] 本実施の形態の場合、リンク 23、 24の長さ (支点間距離)と搬送台 16の支点間距 離 (支点 20と 21の間の長さ)は、それぞれ同一となるように構成されている。また、上 アーム 17a、 17b、下アーム 18a、 18bの長さ(支点間距離)も、それぞれ同一となるよ うに構成されている。
搬送台 16の一方の先端部には、例えばウェハなどの搬送対象物(図示せず)を載 置するためのエンドェフエクタ 25が取り付けられている。
[0089] 本実施の形態の搬送装置 60aの場合、リニアガイド 12a、支点 1、リンク 23、支点 22 を共通のベース板 29上にそれぞれ取り付けているので、伸縮動作、旋回動作を行う 場合において、リニアガイド 12a、支点 1、リンク 23、支点 22の相対的な位置関係は 変化しない。
[0090] なお、本実施の形態の搬送装置 60aでは、リンク 23によって支点 1と支点 22を連結 する構成となっているが、共通のベース板 29上に直接支点 1と支点 22を設けても良 い。この場合、リンク 23が不要になる力 搬送装置としての伸縮動作、旋回動作は本 実施の形態の搬送装置 60aと同じように行うことができる。
[0091] 図 15 (a)〜 (d)は、本実施の形態の搬送装置の伸縮動作を示す説明図であり、図 15 (a)は、初期状態の縮み状態を示すものである。
本実施の形態の場合、上アーム 17a、 17b、リンク 23、 24によって平行四辺形の上
腕リンケージ 27を構成して!/、るので、上アーム 17aを支点 1を中心に CCW方向に角 度 Θ回転させると、上アーム 17bも支点 22を中心に CCW方向に角度 Θ回転し、これ によりリンク 24がリンク 23と平行状態を保って移動する。
[0092] これと同時に、図 13の動作原理で説明したように、搬送機構 15aの働きにより、上 アーム 17aに対して下アーム 18aは支点 2を中心として CCW方向に角度 2 Θ回転す る。
このように、上アーム 17aが支点 1を中心として CCW方向に角度 Θ回転すると、下 アーム 18aとリンク 24の位置が決まり、下腕リンケージ 28の平行四辺形の形が一義 的に定まるので、搬送装置は、図 15 (b)→図 15 (c)→図 15 (d)に示すように、伸び 動作を行なうことになる。これにより、エンドェフエクタ 25が、リニアガイド 12aの延長線 (搬送ライン)上を支点 1から支点 22に向力 方向(図中右方向)へ移動する。
[0093] 図 15 (d)に示す伸び状態から図 15 (a)に示す縮み状態に戻すときは、前述した動 きとは逆方向(CCW方向)に上アーム 17aを回転させることになる。
このように、上アーム 17aを回転させて搬送装置の伸縮動作を行うことにより、搬送 台 16とエンドェフエクタ 25を搬送ライン上を平行移動させることができる。
[0094] 以上説明したように、本実施の形態の搬送装置 60aでは、第 1の平行四辺形リンケ ージ 13を構成しているリンク 10を共有して第 2の平行四辺形リンケージ 14が構成さ れ、かつ、第 2の平行四辺形リンケージ 14の支点 6は支点移動機構 12によって平行 移動するようになっている。よって、上アーム 17aの回転運動が下アーム 18aに伝達 され上アーム 17aの回転角の 2倍の角度だけ下アーム 18aが回転するので、上腕リン ケージ 27の動きが下腕リンケージ 28に正しく伝えられる。
[0095] このように、本実施の形態によれば、従来技術のような歯車の嚙み合わせによる摺 動部分は存在せず、リンク機構の組み合わせのみによって動力を伝達して搬送を行 うことができる。
したがって、金属などのダストが発生せず、搬送対象物である半導体ウェハ等の汚 染を防止することができる。
[0096] また、本実施の形態によれば、摺動部分の摩耗等によるガタの問題が生ずることは なぐ上腕リンケージ 27及び下腕リンケージ 28間において動力を正しく伝達して搬
送対象物を正しい位置に搬送することができる。
[0097] なお、上述の実施の形態においては、搬送装置 60aの伸縮動作について、上ァー ム 17aを支点 1を中心に回転させた場合を例にとって説明した力 上アーム 17bを支 点 22を中心に回転させた場合でも伸縮動作を行なうことができる。この動作は上ァー ム 17aを回転させた場合と同じであるのでその詳細な説明を省略する。
[0098] また、上述の実施の形態においては、搬送装置 60aの伸縮動作について、上ァー ム 17aを支点 1を中心に回転させた場合を例にとって説明したが、支点 1に駆動軸 32 を設置し、その駆動軸 32に上アーム 17aを取り付け、駆動軸 32を回転させて上ァー ム 17aを支点 1の周りで回転させることも可能である。
[0099] 一方、本実施の形態の搬送装置 60aを旋回させる場合には、平行リンク型アーム機 構 26が図 15 (a)に示す縮み状態において、ベース板 29と上アーム 17aの相対的位 置を変えずにベース板 29を支点 1の周りで回転させることによって行う。あるいは、同 じ縮み状態において、ベース板 29と駆動軸 32を同時に同方向に同じ角度だけ回転 させて行う。
[0100] 他方、上述した搬送装置 60aでは、搬送台 16の一方のみにエンドェフエクタ 25を 取り付けているが、本発明はこれに限られず、例えば、図 16に示すように、搬送台 16 の両側 2箇所にエンドェフエクタ 25a、 25bを取り付けてもよい。
[0101] このような構成によれば、搬送対象物の搬送効率を向上させることができる。この搬 送装置の伸縮動作は、図 15 (a)〜(d)に示す搬送装置 60aと基本的に同じであるの でその説明を省略する。
[0102] ところで、本発明のような搬送装置を備えた基板処理装置においては、ウェハなど の搬送対象物を同時に 2枚保持する要求や、搬送装置の旋回半径を小さくしたいと いう要求がある。
このような要求に応じるためには、図 14に示す搬送装置 60aの下腕リンケージ 28 が上腕リンケージ 27と重なる位置 (以下、「重なり位置」と呼ぶ)を越えて移動する必 要がある。
[0103] 図 17 (a)は、本実施の形態の搬送装置が重なり位置にある状態を示す説明図、図 17 (b)は、そのときの搬送機構の状態を示す説明図である。
図 17 (a) (b)から理解されるように、ここでは、第 2の平行四辺形リンケージ 14を構 成しているリンク 7b、リンク 11、リンク 9b、リンク 10がー直線状になっている(図 17 (b) ではリンクの位置関係が分力るように支点 1、 2、 6を 2つに分割して表している)。
[0104] 図 17 (b)に示すように、この状態で上アーム 17aを支点 1を中心として CW方向に 回転させた場合、リンク 10の回転方向を強制的に決めることができないので、リンク 1 0は支点 1を中心として CW方向、 CCW方向の何れの方向に回転するか定まらな!/、
[0105] その結果、第 1の平行四辺形リンケージ 13を構成するリンク 8bの回転方向が決まら ないので、下アーム 18aの回転方向も決まらず、下腕リンケージ 28が重なり位置を越 えて移動できな!/、ことがある。このように重なり位置での各リンケージの動作が不安定 になる。
[0106] 図 18 (a)〜 (c)は、第 1の発明に係る搬送機構の他の実施の形態の構成及びその 伸縮動作を示す概略構成図で、上述した問題を解決するためのものである。
図 18 (a)〜(c)、特に図 18 (b)に示すように、本実施の形態の搬送機構 15bでは、 アーム 7aに対するリンク 7bの取り付け角度 Θ とリンク 9aに対するリンク 9bの取り付け
2
角度 0 力 90° 以外の角度で、かつ、等しくなるように構成されている(図 18 (b)で
1
は、リンクの位置関係が分力るように、支点 2及び支点 3を 2つに分割して表している)
[0107] そして、これに伴い、搬送ライン (X軸方向)に対するリニアガイド 12aの取り付け角 度 0 力 0° ではない角度、特に本実施の形態ではアーム 7aに対するリンク 7bの取
4
り付け角度 0 ( =リンク 9aに対するリンク 9bの取り付け角度 Θ )と等しくなるように構
2 1 成されている。
そして、この構成により、リンク 8aの先端部 80と支点移動機構 12 (支点 6)が、 0° ではな 、角度でもって相対的に移動するようになって!/、る。
[0108] 本発明の場合、アーム 7aに対するリンク 7bの取り付け角度 0 とリンク 9aに対するリ
2
ンク 9bの取り付け角度 Θ 、及び搬送ラインに対するリニアガイド 12aの取り付け角度
1
Θ については、 θ = Θ を満足すればそれ以外に特に限定されることはなぐ各装
4 1 2
置構成や可動範囲等の要求に合わせて最適な角度を設定すればよい。
[0109] 図 18 (a)は、本実施の形態の初期状態の縮み状態を示すものであり、この状態で アーム 7aを支点 1を中心に CW方向に角度 0回転させると、図 13で説明した原理に より、アーム 8aがアーム 7aに対して支点 2を中心に支点に CCW方向に角度 2 Θ回転 する。
[0110] そして、これにより、図 18 (b)に示すように、アーム 8aがアーム 7aの直上に到達する このとき、アーム 8aとアーム 7aは重なり位置にある力 本実施の形態の場合、ァー ム 7aに対するリンク 7bの取り付け角度 Θ とリンク 9aに対するリンク 9bの取り付け角度
2
Θ 力 以外の角度であるので、第 2の平行四辺形リンケージ 14を構成しているリ
1
ンク 7b、リンク 11、リンク 9b、リンク 10は図 13に示す搬送機構 15の場合とは異なり、 一直線状になっておらず平行四辺形を形成して!/、る。
[0111] よって、アーム 7aを支点 1を中心として CW方向に回転させると、リンク 7bは支点 1を 中心として CW方向に、リンク 10は支点 1を中心として CCW方向に回転するので、ァ ーム 8aがアーム 7aの直上を通過し、図 18 (c)に示すように、アーム 8aが支点 1から 離れた位置に到達する。
[0112] 一方、図 18 (c)に示す状態力も図 18 (a)に示す状態に戻す場合には、前述した動 きとは逆方向(CCW)にアーム 7aを回転させることになる。このような動作により、ァー ム 8aは、重なり位置で回転方向が不定になることなぐアーム 7aの直上を安定して通 過することができる。
[0113] 図 19は、第 1の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図であり、 平行リンク型アーム機構による搬送装置である。
図 19に示すように、本実施の形態の搬送装置 60bは、上述した搬送機構 15bを用 いたもので、平行リンク型アーム機構 26を有している。
[0114] ここで、平行リンク型アーム機構 26は、図 14に示す搬送装置 60aと同様、上腕リン ケージ 27、下腕リンケージ 28、搬送台 16、エンドェフエクタ 25を用いて構成されて おり、その詳細な説明は省略する。
[0115] また、搬送機構 15bは、図 16で説明したアーム 7aが上アーム 17aに対応するように 構成され、またアーム 8aが下アーム 18aに対応するように構成されている。また、搬
送機構 15bの他の部分の構成は図 16における説明と同じなので省略する。
[0116] 本実施の形態の搬送装置 60bの動作は、上述した搬送機構 15bの動作以外は図 14に示す搬送装置 60aと同じであり、また搬送機構 15bの部分の動作は図 18 (a)〜 (c)で説明した通りである。よって、本実施の形態の伸縮動作と旋回動作の詳細な説 明は省略する。
[0117] 以上説明したように、本実施の形態の搬送装置 60bでは、第 1の平行四辺形リンケ ージ 13を構成しているリンク 10を共有して第 2の平行四辺形リンケージ 14が構成さ れ、かつ、第 2の平行四辺形リンケージ 14の支点 6は支点移動機構 12によって平行 移動するようになっている。よって、上アーム 17aの回転運動が下アーム 18aに伝達 され上アーム 17aの回転角の 2倍の角度だけ下アーム 18aが回転するので、上腕リン ケージ 27の動きが下腕リンケージ 28に正しく伝えられる。
[0118] このように、本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様、摺動部における金属 などのダストが発生せず、搬送対象物である半導体ウェハ等の汚染を防止することが できるとともに、上腕リンケージ 27及び下腕リンケージ 28間において動力を正しく伝 達して搬送対象物を正しい位置に搬送することができる。
[0119] さらに、本実施の形態においては、上アーム 17aに対するリンク 7bの取り付け角度 とリンク 9aに対するリンク 9bの取り付け角度が 90° ではな 、等し 、角度となって 、る とともに、支点移動機構 12が、搬送台 16の伸縮移動方向(搬送ライン)に対して 0° 以外の角度で移動するように取り付けられているので、下アーム 18aを、重なり位置 で回転方向が不定になることなく上アーム 17aの直上を安定して通過させ、これによ り下腕リンケージ 28を重なり位置を越えて安定に移動させることができる。
[0120] 一方、本発明のような搬送装置を備えた基板処理装置においては、ウェハなどの 搬送対象物をより遠くに搬送した 、と 、う要求がある。
このような要求に対しては、図 20 (a)に示す平行リンク型アーム機構 26の下腕リン ケージ 28と上腕リンケージ 27がなす角度ができるだけ大きくなるように、上アーム 17 aを CW方向に回転して図 20 (c)に示すようにしてエンドエフヱクタ 25の到達距離を 長くすることが考免られる。
[0121] この動作においては、搬送装置の平行リンク型アームが図 20 (a)力も図 20 (c)の状
態になる途中に、図 20 (b)に示すような上アーム 17a、リンク 10、リンク 9a、リンク 8b がー直線状になる状態が起こる(この位置を以下「不動点位置」と呼ぶ)。
[0122] 図 21に、不動点位置における搬送機構 15aの状態を示す(図 21ではリンクの位置 関係が分力るように支点 2、 4を 2つに分割して表して 、る)。
図 21において、上アーム 17aを支点 1を中心として CW方向に回転させた場合、支 点移動機構 12の動作によりリンク 10は CCW方向に回転する力 この状態ではリンク 8bの回転方向を強制的に決めることができないので、リンク 8bは支点 2を中心として CW、 CCW何れの方向に回転するか定まらない。
[0123] その結果、第 1の平行四辺形リンケージ 13を構成するリンク 8bの回転方向が決まら ないので、下アーム 18aの回転方向も決まらず、下腕リンケージ 28が不動点位置を 越えて移動できな 、ことがある。このように不動点位置での各リンケージの動作が不 安定になる。
[0124] 図 22は、第 1の発明に係る搬送機構の他の実施の形態を示す概略構成図で、上 述した問題を解決するためのものである。
本実施の形態の搬送機構 15cにおいては、 L型アーム 8の締結部 8cに支点 2を中 心としてリンク 8bと一体となって回転可能なリンク 8dが取り付けられ、さらに、支点 1を 中心としてリンク 10と一体となって回転可能なリンク 30が取り付けられている。
[0125] ここで、リンク 10に対するリンク 30の取り付け角度と、リンク 8bに対するリンク 8dの取 り付け角度が同じ大きさになるように構成されている( Θ )。
5
また、リンク 8dの支点 2と反対側の端部 33とリンク 30の支点 1と反対側の端部 34に
、それぞれリンク 9dが回転可能に取り付けられている。このリンク 9dの長さはアーム 7 aの長さと同一である (支点間の距離が同じである)。
[0126] そして、リンク 8d、リンク 9d、リンク 30、アーム 7aによって第 3の平行四辺形リンケ一 ジ 31を構成するようにしている。それ以外の構成は図 12に示す搬送機構 15と同じで あるので説明は省略する。
[0127] 本実施の形態の搬送機構 15cでは、リンク 10に対するリンク 30の取り付け角度 Θ
5 と、リンク 8bに対するリンク 8dの取り付け角度 Θ は、約 60° となっているが、装置構
5
成、可動範囲等により最も適した取り付け角度とすることが望ましい。
[0128] 特に、リンク 10に対するリンク 30の取り付け角度 Θ と、リンク 8bに対するリンク 8dの
5
取り付け角度 Θ 力 、さいと、第 1の平行四辺形リンケージ 13と第 3の平行四辺形リン
5
ケージ 31の不動点位置が互いに近くなつてしまい不動点位置を安定して通過できな いので、この観点からは、これら取り付け角度 0 を、約 30° 〜約 60° とすることが好
5
ましい。
[0129] 図 22を用いて本実施の形態の搬送機構 15cの動作原理を説明する。
図 22では、図 21に示す場合と同じように、アーム 7a、リンク 10、リンク 9a、リンク 8b がー直線状になった状態を表している(図 22ではリンクの位置関係が分力るように支 点 2、 4を 2つに分割して表している)。
図 22において、アーム 7aを支点 1を中心に CW方向に回転させた場合、図 21に示 す搬送機構 15aの場合と同じように、支点移動機構 12の働きによりリンク 10は CCW 方向に回転するが、リンク 8bの回転方向を強制的に決められないので、リンク 8bは 支点 2を中心として CW、 CCW何れかの方向に回転するか定まらない。
[0130] しかし、本実施の形態の場合は、リンク 10の動作と一体となってリンク 30が支点 1を 中心として CCW方向に回転するので、第 3の平行四辺形リンケージ 31を構成してい るリンク 8dは、支点 2を中心として CCW方向に回転する。
その結果、リンク 8bはリンク 8dと一体で支点 2を中心に CCW方向に回転するので、 不動点位置を脱出することができる。
[0131] 同様に、第 3の平行四辺形リンケージ 31を構成しているリンク 8d、リンク 9d、リンク 3 0、アーム 7aがー直線状 (不動点位置)になったときは、第 1の平行四辺形リンケージ 13を構成して!/、るリンク 8b、リンク 9a、リンク 10、アーム 7aの動作【こより、リンク 8diま 不動点位置を脱出することができる。
このように、本実施の形態によれば、アーム 8aは、不動点位置において回転方向 が不定になることなぐ安定して支点 2の周りを回転することができる。
[0132] 図 23は、第 1の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図であり、 平行リンク型アーム機構による搬送装置である。
図 23に示すように、本実施の形態の搬送装置 60cは、上述した搬送機構 15cを用 V、たもので、上述した平行リンク型アーム機構 26を有して 、る。
[0133] ここで、平行リンク型アーム機構 26の上腕リンケージ 27、下腕リンケージ 28、搬送 台 16、エンドェフエクタ 25の構成は、図 14に示す搬送装置 60aと同一であり、その 詳細な説明は省略する。
[0134] また、搬送機構 15cは、図 22で説明したアーム 7aが上アーム 17aに対応するように 構成され、またアーム 8aが下アーム 18aに対応するように構成されている。また、搬 送機構 15cの他の部分の構成は図 22における説明と同じなので省略する。
[0135] 本実施の形態の搬送装置 60cの動作は、上述した搬送機構 15cの動作以外は図 1 4に示す搬送装置と同じであり、また搬送機構 15cの部分の動作は図 22で説明した 通りである。よって、本実施の形態の伸縮動作と旋回動作の詳細な説明は省略する
[0136] 以上説明したように、本実施の形態の搬送装置 60cによれば、上記実施の形態と 同様に、上アーム 17aの回転運動が下アーム 18aに伝達され上アーム 17aの回転角 の 2倍の角度だけ下アーム 18aが回転するので、上腕リンケージ 27の動きが下腕リン ケージ 28に正しく伝えられる。
[0137] このように、本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様、摺動部における金属 などのダストが発生せず、搬送対象物である半導体ウェハ等の汚染を防止することが できるとともに、上腕リンケージ 27及び下腕リンケージ 28間において動力を正しく伝 達して搬送対象物を正しい位置に搬送することができる。
[0138] さらに、本実施の形態においては、第 1の平行四辺形リンケージ 13を構成している 上アーム 17aを共有して第 3の平行四辺形リンケージ 31を構成するようにしたことか ら、下アーム 18aは不動点位置で回転が不定になることなく安定して支点 2の周りで 回転し、その結果、下腕リンケージ 28を不動点位置を越えて安定して移動させること ができる。
[0139] なお、本実施の形態の搬送機構 15cでは、その支点移動機構 12の配置が図 12記 載の支点移動機構 12と同じように、搬送台 16の伸縮方向に対して 0° の角度で取り 付けられている力 図 18に示す実施の形態と同じように、搬送台 16の伸縮方向と 0 ° 以外の角度で取り付けるように構成することもできる。この場合においても、不動点 位置でのアーム 8a又は下アーム 18aの動きには問題はない。
[0140] 次に、第 2の発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下、特に必要 のない限り上述した説明と重複する部分についてはその説明を省略する。
図 24及び図 25は、第 2の発明に係る搬送機構の実施の形態の基本構成を示す概 略図である。
[0141] 本実施の形態の搬送機構 200Aは、前述した基本構成〔1〕〜〔4〕を全て取り入れ たものであり、例えば、図 7又は図 8に示す構成に、第 3のリンク機構を付加したもの である。
ここでは、リンク 101、リンク 102a、リンク 103a、リンク 104力支点 0、 A、 B、 Cの周り で回転可能に連結され、平行四辺形リンク機構である第 1のリンク機構 201を構成し ている。
[0142] そして、第 2の拘束リンクであるリンク 103bは、支点 Cにおいて第 1の拘束リンクであ るリンク 103aに対して任意の角度(7? = ZBCD)で拘束固定され、これらリンク 103a とリンク 103bは支点 Cの周りで一体となって L型アーム 103として回転するようになつ ている。
[0143] このリンク 103bは、共有リンクであるリンク 104と長さが等しぐ支点 Dの周りで回転 可能に連結され、これら 103bとリンク 104により第 2のリンク機構 202を構成して 、る
[0144] また、支点 Aの周りに、リンク 101と長さの等しい搬送用腕部材であるアーム 102b 力 支点 Aにおいてリンク 102aに対して任意の角度( ξ )で拘束固定され、これらリン ク 102aとアーム 102bは支点 Αの周りで一体となって L型アーム 102として回転するよ うになつている。
[0145] さらに、第 1のリンク機構 201のリンク 101の両端の支点 A、支点 Oの周りでリンク 10 5、リンク 107が回転可能に連結され、これらリンク 105の端部の支点 Fとリンク 107の 端部の支点 Gの周りでリンク 106が回転可能に連結して、第 1のリンク機構 201と同一 長さのリンク力もなる平行四辺形リンク機構である第 3のリンク機構 203を構成してい る。
[0146] ここで、リンク 105はリンク 102aに対して一定角度(ZBAF)で拘束固定され、リンク 107はリンク 104に対して一定角度(ZCOG)で拘束固定されている。また、リンク 10
5とリンク 102aのなす角度(Z BAF)とリンク 107とリンク 104のなす角度(Z COG)は 等しぐ 0°及び 180° 以外の任意の角度である = Z BAF= Z COG、 μ≠0, 18 0° )。
[0147] なお、角度 については、装置構成、可動範囲等により最も適した取り付け角度と することが望ましいが、角度 があまりに小さいと、第 1のリンク機構 201と第 3のリンク 機構 203の不動点位置が互いに近くなつてしまい不動点位置を安定して通過できな いので、この観点からは、角度 を、 30° 〜60° とすることが好ましい。
[0148] 本実施の形態の搬送機構 200Αにおいては、リンク 101又はリンク 104を支点 Οの 周りで回転させるか、あるいは、リンク 103bを支点 Dの周りで回転させると、アーム 10 2bの先端 (E)力 このアーム 102bの先端 (E)と支点 Oを結ぶ直線 (L)上を移動する
[0149] そして、本実施の形態によれば、第 3のリンク機構 203が設けられており、図 21及 び図 22に示す実施の形態で説明した場合と同様に上記不動点位置を脱出すること ができるので、アーム 102bは、不動点位置において回転方向が不定になることなぐ 安定して支点 Aの周りを回転することができる。
[0150] 図 26〜図 28は、第 2の発明に係る搬送装置の実施の形態を示す概略構成図であ り、上述した搬送機構 200Aと、平行リンク型アーム機構を用いた搬送装置である。 ここで、図 26及び図 27に示す搬送装置 300A、 300Bは、例えば、図 24に示す搬 送機構 200Aにおいて、 7? = 90° 、 = 60° 、 = 90° とした場合の構成である。 以下、図 26に示す搬送装置 300Aを例にとって説明すると、この搬送装置 300Aは
、図 14に示す平行リンク型アーム機構 26と同様の平行リンク型アーム機構 126を有 している。
[0151] 平行リンク型アーム機構 126は、それぞれ平行対向する上アームとリンクで構成さ れた上腕リンケージ 127と、それぞれ平行対向する下アーム、リンク、搬送台で構成 された下腕リンケージ 128とから構成されている。
[0152] 上腕リンケージ 127の上側アームは、上記リンク 101に対応し、その両端部の支点 0、 Aに、リンク 123、 124がそれぞれ回転可能に取り付けられ、さら〖こ、リンク 123、 1 24の支点 0、 Aと反対側の支点 122、 119に、リンク 117が回転可能に取り付けられ
ている。
[0153] ここで、支点 122は、支点 D、支点 Oを結ぶ直線 (X軸)の延長線上に設けられてい る。
また、下腕リンケージ 128の下側アームは、上記アーム 102bに対応するもので、上 記リンク 102aと締結され、その締結部が支点 Aに回転可能に取り付けられている。
[0154] そして、アーム 102bと対向する下アーム 118は、上腕リンケージ 127の支点 119に 回転可能に取り付けられ、これらアーム 102b, 118は、搬送台 116に連結された支 点 120, 121に回転可能に取り付けられている。
[0155] 本実施の形態の場合、リンク 123、 124の長さ (支点間距離)と搬送台 116の支点 間距離 (支点 120と 121の間の長さ)は、それぞれ同一となるように構成されている。 また、リンク 101、アーム 102b、アーム 118の長さ(支点間距離)も、それぞれ同一と なるように構成されて 、る。
[0156] 本実施の形態の搬送装置 300A、 300Bの動作は、上述した搬送機構 200A、 200 Bの動作以外は図 23に示す搬送装置 60cと同じであり、また搬送機構 200Aの部分 の動作は上述した通りである。
[0157] なお、図 26と図 27に示す搬送装置 300A、 300Bの構成の相違は、図 26に示す 機構のリンク 101とアーム 102bを、平行リンク型アーム機構 126の上腕リンケージ 12 7のリンク 124、 123のどちら側の端部に取り付けているかだけである。したがって、リ ンク 101を支点 Oの周りで回転させた場合の平行リンク型アーム機構 126の伸縮動 作は同じものである。
[0158] 一方、図 28は、第 2の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図 である。
図 28に示す搬送装置 300Cは、上述した構成条件〔4〕にて説明した第 3のリンク機 構の取り付け位置を変えたものである。
[0159] すなわち、この搬送装置 300Cでは、図 26に示す構成と異なり、平行リンク型ァー ム機構 126の上腕リンケージ 127のリンク 124、 123の反対側の端部(支点 119、 12 2)に、リンク 105、 106、 107、 117によって構成される第 3のリンク機構 203を取り付 けたものである。
[0160] さらに、本例では、リンク 107とリンク 151が支点 122の周りにおいて角度 で拘束 固定されるとともに、リンク 152の端部がそれぞれ支点 Cと支点 153に回転可能に取 り付けられ、更にリンク 151の一端部は支点 153に回転可能に取り付けられている。 本例においても、リンク 101を支点 Oの周りで回転させた場合の平行リンク型アーム 機構 126の伸縮動作は同じである。
[0161] 図 29〜図 31は、第 2の発明に係る搬送装置の他の実施の形態を示す概略構成図 であり、上述した搬送機構 200Bと、平行リンク型アーム機構 126を用いた搬送装置 である。
ここで、図 29及び図 30に示す搬送装置 300D、 300Eは、例えば、図 25に示す搬 送機構 200Bにおいて、 7? = 210° 、 =60° 、 ξ = 10° とした場合の構成であり 、この搬送機構 200Bの動作は上述したとおりである。
[0162] なお、図 29と図 30に示す搬送装置 300D、 300Eの構成の相違は、搬送機構 200 Bを、平行リンク型アーム機構 126の上腕リンケージ 127のリンク 124、 123のどちら 側の端部に取り付けているかだけである。したがって、リンク 101を支点 Oの周りで回 転させた場合の平行リンク型アーム機構 126の伸縮動作は上記実施の形態と同じで ある。
[0163] 図 31に示す搬送装置 300Fは、上述した構成条件〔4〕にて説明した第 3のリンク機 構の取り付け位置を変えたものである。
すなわち、この搬送装置 300Fでは、図 29に示す構成と異なり、平行リンク型ァー ム機構 126の上腕リンケージ 127のリンク 124、 123の反対側の端部(支点 119、 12 2)に、リンク 105、 106、 107、 117によって構成される第 3のリンク機構 203を取り付 けたものである。
[0164] さらに、本例では、リンク 107とリンク 151が支点 122の周りにおいて角度 で拘束 固定されるとともに、リンク 152の端部がそれぞれ支点 Cと支点 153に回転可能に取 り付けられ、更にリンク 151の一端部は支点 153に回転可能に取り付けられている。 本例においても、リンク 101を支点 Oの周りで回転させた場合の平行リンク型アーム 機構 126の伸縮動作は同じである。
[0165] 以上の実施の形態では、リンク 102a、リンク 102b、リンク 104、リンク 105、リンク 10
7を別々の部材としている力 本発明では、例えば、図 29に示す搬送装置 300Dに お!/、て、リンク 104とリンク 107を同一の咅材とし、リンク 102aとリンク 105を同一の咅 材することちでさる。
ここで、 7? = 180° 、 = 30° 、 ξ =0° とした場合には、支点 Bをリンク 102b上 に配置し、リンク 102bを同一の部材とすることができる。
[0166] 以上説明したように、第 2の発明の実施の形態によっても、摺動部における金属な どのダストが発生せず、搬送対象物である半導体ウェハ等の汚染を防止することが できるとともに、上腕リンケージ 127及び下腕リンケージ 128間において動力を正しく 伝達して搬送対象物を正しい位置に搬送することができる。
[0167] 図 32は、本発明による搬送装置を備えた真空処理装置の実施の形態の構成を概 略的に示す平面図である。
図 32に示すように、本実施の形態の真空処理装置 41は、上述した本発明に係る 搬送装置 42を有する搬送チャンバ T1の周囲に、 3つの並列加工処理が可能なプロ セスチャンバ Pl、 P2、 P3と、ウエノ、 43 (43a、 43b)を搬入するための搬入チャンバ C 1と、ウェハ 43を搬出するための搬出チャンバ C2とが配設されて構成されている。
[0168] これらプロセスチャンバ P1〜P2、搬入チャンバ Cl、搬出チャンバ C2は、図示しな い真空排気系に接続されており、それぞれ搬送チャンバ T1との間には、ウェハ 43の 入れ換え時に開閉するゲートバルブ G1〜G5が設けられている。
また、搬入チャンバ C1には、装置外部からウェハ 43の搬入時に開閉するゲートバ ルブ G6が設けられ、搬出チャンバ C2には、装置外部へのウェハの搬出時に開閉す るゲートバルブ G7が設けられて 、る。
[0169] このような構成を有する真空処理装置 41においては、搬入チャンバ C1に収納され た未処理ウェハ 43aを上記搬送装置 41によって取り出し、それを保持して例えばプ ロセスチャンバ P1に搬送する。
このとき、搬送装置 41は、上述した動作を行うことにより、処理済みウェハ 43bをプ ロセスチャンバ P1から受取り、それを他のプロセスチャンバ P2、 P3へ搬送する。
[0170] 以下同様に、搬送装置 41を用い、プロセスチャンバ P1〜P3、搬入チャンバ Cl、 搬出チャンバ C2間にお 、て、未処理ウエノ、 43a及び処理済みウエノ、 43bの受け渡
しを行う。
[0171] このような構成を有する本実施の形態によれば、搬送対象物の汚染を防止すること ができるとともに、搬送対象物を正しい位置に搬送してスループットの向上に寄与しう る真空処理装置を提供することができる。
[0172] なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなぐ種々の変更を行うことができ る。
例えば、上記第 1の発明の実施の形態においては、搬送用腕部材であるアーム 8a の長さを第 1の拘束リンクであるリンク 7aの長さと同じになるように構成した力 本発明 はこれに限られず、アーム 8aとリンク 7aの長さを異ならせることも可能である。
[0173] ただし、アーム 8aの先端部 80を直線的に移動させるためには、上記実施の形態の ように構成することが好まし 、。
また、アーム 8aとリンク 8bのなす角度についても、 90° 以外の角度にすることも可 能である。
[0174] さらに、上述の実施の形態においては、図 1に示す回転軸(点 O)に第 1の平行四 辺形リンケージを取り付けたタイプの搬送機構を例にとって説明したが、本発明はこ れに限られず、図 2に示すように支点移動機構上 (点 E)に第 1の平行四辺形リンケ一 ジを取り付けたタイプの搬送機構を用いることも可能である。
この場合は、図 2に示す搬送機構について説明した条件に従うことになる。
[0175] さらにまた、第 1の発明の実施の形態においては、図 1及び図 2に示すように第 2の 平行四辺形リンク機構の点 O及び点 Eを通る直線上にリニアガイドを設けたタイプの 搬送機構を例にとって説明したが、本発明はこのようなリニアガイドを用いたものに限 られず、上述した動作原理から明らかなように、点 Eを点 Oに向って直線的に移動さ せることができる機構であればどのようなものを用いてもよい。この場合においても、 点 Eが点 Oに向って直線的に移動するので、搬送機構の動作原理、動作方法は、上 述した実施の形態について説明した条件に従うことになる。
この点については、第 2の発明においても同様であり、点 Dを点 Oに向って直線的 に移動させることができる機構であればどのようなリニアガイドを用いてもよい。
Claims
[1] 平行四辺形リンク機構力 なる第 1のリンク機構と、
前記第 1のリンク機構の所定のリンクを共有する共有リンクと、当該共有リンクと長さ が等しいリンクとから構成され、所定方向に直線的に伸縮可能な第 2のリンク機構とを 有し、
前記共有リンクの少なくとも一端部の支点において、前記第 1のリンク機構を構成す る第 1の拘束リンクと、前記第 2のリンク機構を構成する第 2の拘束リンクが、所定の角 度で拘束された状態で回転するように構成され、
前記第 1のリンク機構において前記共有リンクと対向する対向リンクの所定の端部 の支点において当該対向リンクに対して所定の角度で拘束された状態で回転するよ うに構成された搬送用腕部材が設けられて ヽる搬送機構。
[2] 第 1の平行四辺形リンク機構と、
前記第 1の平行四辺形リンク機構の所定のリンクを用いて構成され、 4辺の長さが等 しぐかつ、所定方向に直線的に伸縮可能な第 2の平行四辺形リンク機構とを有し、 前記第 1及び第 2の平行四辺形リンク機構が共有する共有リンクの両端の支点にお いて、前記第 1の平行四辺形リンク機構を構成する第 1の拘束リンクと、前記第 2の平 行四辺形リンク機構を構成する第 2の拘束リンクが、それぞれ所定の角度で拘束され た状態で回転するように構成され、
前記第 1の平行四辺形リンク機構において前記共有リンクと対向する対向リンクの 所定の端部の支点にお 、て当該対向リンクに対して所定の角度で拘束された状態 で回転するように構成された搬送用腕部材が設けられて!/、る搬送機構。
[3] 平行四辺形リンク機構力 なる第 1のリンク機構と、
前記第 1のリンク機構の所定のリンクを共有する共有リンクと、当該共有リンクと長さ が等しぐかつ、前記共有リンクの一方の端部において前記第 1のリンク機構の第 1の 拘束リンクと共に所定の角度で拘束された状態で回転するように構成された第 2の拘 束リンクとを有する第 2のリンク機構とを有し、
前記第 1のリンク機構において前記共有リンクと対向する対向リンクの所定の端部 の支点において当該対向リンクに対して所定の角度で拘束された状態で回転するよ
うに構成された搬送用腕部材が設けられて ヽる搬送機構。
[4] 前記第 1の拘束リンクの長さと、前記搬送用腕部材の長さが等しいことを特徴とする 請求項 1乃至 3のいずれか 1項記載の搬送機構。
[5] 前記第 1の拘束リンクと前記第 2の拘束リンクのなす角度が 90° 以外の角度である 請求項 1乃至 3のいずれか 1項記載の搬送機構。
[6] 前記第 1の拘束リンクを用いて構成され、当該第 1の拘束リンクの両端の支点にお いて、前記共有リンクに対して所定の角度で拘束された状態で回転するように構成さ れた第 1の腕部材と、前記対向リンクに対して所定の角度で拘束された状態で回転 するように構成された第 2の腕部材とを有する第 3の平行四辺形リンク機構を備えた 請求項 1乃至 3のいずれか 1項の搬送機構。
[7] 平行四辺形リンク機構力 なる第 1のリンク機構と、前記第 1のリンク機構の所定のリ ンクを共有する共有リンクと、当該共有リンクと長さが等しいリンクとから構成され、所 定方向に直線的に伸縮可能な第 2のリンク機構とを有し、前記共有リンクの少なくとも 一端部の支点において、前記第 1のリンク機構を構成する第 1の拘束リンクと、前記 第 2のリンク機構を構成する第 2の拘束リンクが、所定の角度で拘束された状態で回 転するように構成され、前記第 1のリンク機構において前記共有リンクと対向する対向 リンクの所定の端部の支点において当該対向リンクに対して所定の角度で拘束され た状態で回転するように構成された搬送用腕部材が設けられて 、る搬送機構と、 前記搬送用腕部材を用いて構成された平行リンク型アーム機構と、
前記平行リンク型アーム機構によって駆動され、搬送対象物を支持する搬送部と、 を有する搬送装置。
[8] 真空排気系に接続された複数の処理室を有する真空処理装置であって、
平行四辺形リンク機構力 なる第 1のリンク機構と、前記第 1のリンク機構の所定のリ ンクを共有する共有リンクと、当該共有リンクと長さが等しいリンクとから構成され、所 定方向に直線的に伸縮可能な第 2のリンク機構とを有し、前記共有リンクの少なくとも 一端部の支点において、前記第 1のリンク機構を構成する第 1の拘束リンクと、前記 第 2のリンク機構を構成する第 2の拘束リンクが、所定の角度で拘束された状態で回 転するように構成され、前記第 1のリンク機構において前記共有リンクと対向する対向
リンクの所定の端部の支点において当該対向リンクに対して所定の角度で拘束され た状態で回転するように構成された搬送用腕部材が設けられて 、る搬送機構と、前 記搬送用腕部材を用いて構成された平行リンク型アーム機構と、前記平行リンク型ァ ーム機構によって駆動され、搬送対象物を支持する搬送部と、を有する搬送装置を 備えた搬送室と、
前記搬送室に連通され、前記搬送装置を用いて処理対象物を受け渡すように構成 された真空処理室とを備えた真空処理装置。
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