(57)【要約】【要  約】【課題】処理対象物を高速で搬出入できる搬送ロボット及び真空装置を提供する。【解決手段】搬送室２１内に、第一、第二の駆動軸３５、４５に第一、第二のアーム３０、４０が取り付けられた搬送ロボと２３を配置する。第一、第二の駆動軸３５、４５は、第一、第二のアーム３０、４０が収縮して最小半径で回転したときに、第一、第二の駆動軸３５、４５に衝突しない程度に離間させ、且つ、第一、第二のアーム３０、４０の高さを異ならせ、回転の最小半径が重なる程度に近接させても互いに衝突しないようにしておく。設置面積が少なく、高速搬送可能な搬送ロボット２３が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直配置された第一、第二の駆動軸と、
前記第一、第二の駆動軸に接続され、水平面内での回転と伸縮が可能な第一、第二のアームを有する搬送ロボットであって、
前記第一、第二の駆動軸は、前記第一、第二のアームが収縮して最小半径で回転したときに、前記第一、第二のアームの回転半径の合計値が、前記第一、第二の駆動軸の中心間距離よりも大きくなる位置に配置され、且つ、前記第一のアームが前記第二の駆動軸と衝突せず、前記第二のアームが前記第一の駆動軸と衝突しない範囲で近接した位置に配置され、
前記第一のアームは前記第二のアームよりも高い位置に配置され、前記第一、第二のアームが処理対象物を乗せて回転するとき、前記第一のアームの下端部は前記第二のアームの上端部よりも高くされ、前記第一、第二のアームは衝突しないように構成された搬送ロボット。
【請求項２】
前記第一、第二のアームをそれぞれ複数有し、前記第一、第二の駆動軸は昇降移動可能に構成された請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項３】
搬送室と、
前記搬送室に接続された複数の処理室とを有する真空装置であって、
前記搬送室内には請求項１記載の搬送ロボットが配置された真空装置。
【請求項４】
前記各処理室と前記搬送室の間には、搬出入口が配置され、前記第一又は前記第二のアーム上に処理対象物が乗った状態で前記搬出入口から前記各処理室内に前記処理対象物が搬出入される真空装置であって、
前記第一のアームが前記処理対象物を搬出入する前記搬出入口は、前記第二のアームが前記処理対象物を搬出入する前記搬出入口よりも高い位置に配置された請求項３記載の真空装置。
【請求項５】
搬送室と、
前記搬送室に接続された複数の処理室とを有し、
前記搬送室内には請求項２項記載の搬送ロボットが配置され、
前記各処理室と前記搬送室の間には、搬出入口が配置され、前記第一又は前記第二のアーム上に処理対象物が乗った状態で前記搬出入口から前記各処理室内に前記処理対象物が搬出入される真空装置であって、
前記第一、第二のアームに前記処理対象物を配置し、最上部の前記第一のアームを、前記高い方の搬出入口に挿入可能な位置に配置し、最下部の前記第二のアームを、前記低い方の搬出入口に挿入可能な位置に配置したとき、
最上部の前記第一のアームの最低部分の高さは、最下部の前記第二のアームの最高部分の高さよりも高くされた真空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送ロボットとその搬送ロボットが配置された真空装置に係り、特に、多数の処理室に対し、処理対象物を搬出入する真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置や液晶表示装置等の電子機器の製造装置としてマルチチャンバ型の真空装置が用いられており、一台の搬送室に接続された複数の処理室に、スパッタリング工程や、蒸着工程の他、エッチング工程やアニール工程等の種類のプロセスに適した装置が用いられ、真空雰囲気中から大気中に搬出しないで、複数の処理を行なえるように構成されている。
しかしながら多数の処理室に対し、一台の搬送ロボットで処理対象物の搬出入を行なおうとすると、処理対象物の搬送待ち時間が無視できず、処理効率が低下するという問題がある。
【０００３】
そこで従来技術でも対策が取られており、図１０に示したように、複数の処理室１０２1〜１０２6(ここでは搬出入室を含む)が接続された搬送室１０５内に、複数の搬送ロボット１０６、１０７を配置し、高速に搬出入する真空装置１０１が提案されている。
【０００４】
しかしながら、搬送ロボット１０６、１０７は、アームを収縮させて回転させたときに、アーム同士が衝突しない範囲でしか近接させることができず、搬送室１０５の設置面積が大きくなるという問題がある。
なお、一軸多腕の搬送ロボットは知られており、例えば下記文献に記載されている。
【特許文献１】米国特許公報 第6,315,512 号公報明細書(US6,315,512 B1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、設置面積が小さな真空装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第一の搬送ロボットは、鉛直配置された第一、第二の駆動軸と、前記第一、第二の駆動軸に接続され、水平面内での回転と伸縮が可能な第一、第二のアームを有する搬送ロボットであって、前記第一、第二の駆動軸は、前記第一、第二のアームが収縮して最小半径で回転したときに、前記第一、第二のアームの回転半径の合計値が、前記第一、第二の駆動軸の中心間距離よりも大きくなる位置に配置され、且つ、前記第一のアームが前記第二の駆動軸と衝突せず、前記第二のアームが前記第一の駆動軸と衝突しない範囲で近接した位置に配置され、前記第一のアームは前記第二のアームよりも高い位置に配置され、前記第一、第二のアームが処理対象物を乗せて回転するとき、前記第一のアームの下端部は前記第二のアームの上端部よりも高くされ、前記第一、第二のアームは衝突しないように構成された搬送ロボットである。
また、本発明の第二の搬送ロボットは、第一の搬送ロボットにおいて、前記第一、第二のアームをそれぞれ複数有し、前記第一、第二の駆動軸は昇降移動可能に構成された搬送ロボットである。
また、本発明は、搬送室と、前記搬送室に接続された複数の処理室とを有する真空装置であって、前記搬送室内には上記第一の搬送ロボットが配置された真空装置である。
また、本発明は、前記各処理室と前記搬送室の間には、搬出入口が配置され、前記第一又は前記第二のアーム上に処理対象物が乗った状態で前記搬出入口から前記各処理室内に前記処理対象物が搬出入される真空装置であって、前記第一のアームが前記処理対象物を搬出入する前記搬出入口は、前記第二のアームが前記処理対象物を搬出入する前記搬出入口よりも高い位置に配置された真空装置である。
また、本発明は、搬送室と、前記搬送室に接続された複数の処理室とを有し、前記搬送室内には第二の搬送ロボットが配置され、前記各処理室と前記搬送室の間には、搬出入口が配置され、前記第一又は前記第二のアーム上に処理対象物が乗った状態で前記搬出入口から前記各処理室内に前記処理対象物が搬出入される真空装置であって、前記第一、第二のアームに前記処理対象物を配置し、最上部の前記第一のアームを、前記高い方の搬出入口に挿入可能な位置に配置し、最下部の前記第二のアームを、前記低い方の搬出入口に挿入可能な位置に配置したとき、最上部の前記第一のアームの最低部分の高さは、最下部の前記第二のアームの最高部分の高さよりも高くされた真空装置である。
【０００７】
本発明は上記のように構成されており、第一、第二の駆動軸に、それぞれ複数の第一、又は第二のアームが上下方向異なる高さに取り付けられている場合、第一の駆動軸に取り付けられた複数の第一のアームのうち、最も高い位置にあるアームを最上部の第一のアーム、最も低い位置にあるアームを最下部の第一のアームとし、 第二の駆動軸に取り付けられた複数の第二のアームのうち、最も高い位置にあるアームを最上部の第二のアーム、最も低い位置にあるアームを最下部の第二のアームとしており、処理対象物が最上部の第一、第二のアーム上に配置されている場合、第一のアームの上端と処理対象物の上端のうちの高い方が最上部の第一のアームの上端となり、第二のアームの上端と処理対象物の上端のうちの高い方が最上部の第二のアームの上端となり、第一、第二のアームが回転しても衝突しないように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
第一、第二のアームが伸縮して回転したとき、衝突しない高さに配置されているので、第一、第二の駆動軸を近接させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の第一例の真空装置１１の内部構造を説明するための平面図であり、図５は内部側面図である。
この真空装置１１は搬送室２１を有しており、該搬送室２１には複数の処理室２２1〜２２6が接続されている。
搬送室２１内には、本発明の一例の搬送ロボット２３が配置されている。
【００１０】
この搬送ロボット２３は、第一、第二の駆動軸３５、４５を有しており、第一、第二の駆動軸３５、４５には、第一、第二のアーム３０、４０がそれぞれ取り付けられている。ここでは第一、第二の駆動軸３５、４５にそれぞれ一台のアームが取り付けられているが、後述するように、複数のアームを取り付けることができる。
【００１１】
第一、第二のアーム３０、４０は、平板状で細長い第一〜第三腕３１〜３３、４１〜４３を有している。第一腕３１、４１の一端は、第一又は第二の駆動軸３５、４５に取り付けられており、他端は、第二腕３２、４２の一端に取り付けられている。第二腕３２、４２の他端には、第三腕３３、４３の一端が取り付けられており、第三腕３３、４３の他端は、処理対象物(ここでは半導体基板)を載置するハンド部３４、４４が配置されている。
第一、第二の駆動軸３５、４５は、搬送室２１内で鉛直に配置されており、第一〜第三腕は、水平に取り付けられ、第一、第二のアーム３０、４０は水平になるようにされている。
【００１２】
第一腕３１、４１と第二腕３２、４２の間と、第二腕３２、４２と第三腕３３、４３の間は、第一、第二のアーム３０、４０の水平状態を維持しながら折れ曲げ可能に構成されており、第一〜第三腕３１〜３３、４１〜４３を一直線に配置し、第一、第二のアーム３０、４０を伸張させたときに、第一、第二のアーム３０、４０先端のハンド部３４、４４が、それぞれ第一、第二の駆動軸３５、４５から最も遠くに位置し、第一〜第三腕３１〜３３、４１〜４３を折れ曲げ、第一、第二のアーム３０、４０を収縮させたときに、第一又は第二の駆動軸３５、４５に近接するようになっている。
【００１３】
第一、第二の駆動軸３５、４５には不図示のモータが接続されており、各駆動軸３５、４５の回転により、第一、第二のアーム３０、４０を伸縮し、伸張又は収縮した状態で回転するように構成されている。
【００１４】
図９の符号Ｔ1、Ｔ2は、回転半径が最も小さくなるように、第一、第二のアーム３０、４０を収縮させて回転させたときの、第一、第二のアーム３０、４０の最も外周に位置する部分の移動軌跡をそれぞれ示している。
この移動軌跡Ｔ1、Ｔ2は、第一、第二の駆動軸３５、４５の回転軸線上にある中心点Ｏ1、Ｏ2を中心とする円形であり、第二の駆動軸４５は、第一のアーム３０の移動軌跡Ｔ1の範囲外に位置し、第一の駆動軸３５は第二のアーム４０の移動軌跡Ｔ2の範囲外に位置するように配置されている。
【００１５】
即ち、第一、第二の駆動軸３５、４５の中心点Ｏ1、Ｏ2間の距離Ｄは、第一のアーム３０の水平面内での最小の回転半径Ｒ1と第二の駆動軸４５の半径ｒ2を加算した値よりも大きく、且つ、第二のアーム４０の水平面内での最小の回転半径Ｒ2と第一の駆動軸３５の半径ｒ1を加算した値よりも大きい(Ｄ＞Ｒ1＋ｒ2，Ｄ＞Ｒ2＋ｒ1)。
従って、第一、第二の駆動軸３５、４５は、第一、第二のアーム３０、４０が第二、第一の駆動軸４５、３５とはそれぞれ衝突しない位置に配置されている。
【００１６】
他方、搬送ロボット２３に必要な設置面積を小さくするために、第一、第二の駆動軸３５、４５は可及的に近接されており、第一、第二の駆動軸３５、４５の上方又は下方から第一、第二のアーム３０、４０の移動軌跡Ｔ1、Ｔ2を見たときに、第一、第二のアーム３０、４０の移動軌跡Ｔ1、Ｔ2が公差するように配置されている。
即ち、第一、第二のアーム３０、４０の中心点Ｏ1、Ｏ2間の距離Ｄは、第一、第二のアーム３０、４０の水平面内での最小の回転半径Ｒ1、Ｒ2の合計値Ｒ1＋Ｒ2よりも小さくなるようにされている(Ｒ1＋Ｒ2＞Ｄ)。
【００１７】
本発明では、第一、第二のアーム３０、４０は高さ(鉛直方向の位置)が異なり、第一、第二のアーム３０、４０のうち、高い方のアーム３０又は４０の下端(最も低い部分)は、配置された処理対象物２０を含めた低い方のアーム３０又は４０の上端(当該アームに配置された処理対象物の最も高い部分とアームの最も高い部分のうちの高い方)よりも高い位置に配置されている。従って、第一、第二のアーム３０、４０は、互いに衝突しないで回転することができる。
【００１８】
図３は、紙面左方の第一のアーム３０が紙面右方の第二のアーム４０よりも高い場合である。第一、第二のアーム３０、４０のハンド部３４、４４上には処理対象物２０が配置されており、第一のアーム３０の最も下端の高さｈ1と、配置された処理対象物２０を含む第二のアーム４０の上端の高さｈ2は、ｈ1＞ｈ2である(高さｈ1、ｈ2及び後述のｈ3、ｈ4は真空槽の底面が位置する水平面からの高さを示しているが、水平面からの高さであれば、真空槽底面からの高さに限定されない)。
【００１９】
各処理室２２1〜２２6と搬送室２１の間には、処理室２２1〜２２6と搬送室２１の壁面を貫通する搬出入口１８ａ、１８ｂが設けられている。
搬出入口１８ａ、１８ｂは異なる二種類の高さに設けられており、符号１８ａは高い位置の搬出入口を示し、符号１８ｂは低い位置の搬出入口を示している。
【００２０】
第一の駆動軸３５に近い位置に配置された処理室２２1〜２２3には高い方の搬出入口１８ａが設けられ、第二の駆動軸４５に近い位置に配置された処理室２２4〜２２6には低い方の搬出入口１８ｂが設けられている。
【００２１】
各搬出入口１８ａ、１８ｂは、不図示のゲートバルブによって開閉可能に構成されている。図２の平面図と図４の内部側面図は、ゲートバルブを開状態にし、高い位置の搬出入口１８ａに向けて第一のアーム３０を伸ばし、低い位置の搬出入口１８ｂに向けて第二のアーム４０を伸ばし、第一、第二のアーム３０、４０のハンド部３４、４４を処理室２２1〜２２3又は２２4〜２２6内に搬入した状態である。
ハンド部３４、４４上には処理対象物２０が乗せられている。処理室２２1〜２２6内に搬入された処理対象物２０は、処理室２２1〜２２6内部の載置台６０上に配置される。
【００２２】
次いで、第一、第二のアーム３０、４０を処理室２２1〜２２6から抜去し、ゲートバルブを閉じると処理室２２1〜２２6と搬送室２１との間は遮断される。
ここでは、処理室２２1〜２２6はスパッタリング室であり、処理室２２1〜２２6内部にスパッタリングガスが導入され、ターゲット６１がスパッタリングされ、処理室２２1〜２２6内に配置された処理対象物２０の表面に薄膜が形成される。
【００２３】
なお、本発明の真空装置１１の処理室２２1〜２２6はスパッタリング装置に限定されるものではなく、蒸着装置やＣＶＤ装置等の成膜装置の他、アニール装置、エッチング装置等、処理対象物２０を真空処理する装置を広く含む。
【００２４】
図１、２に示されているように、搬送室２１には、受渡室５１が接続されており、搬送ロボット２３は、各処理室２２1〜２２6の間と、受渡室５１と各処理室２２1〜２２6の間で処理対象物２０を受け渡すように構成されている。
【００２５】
受渡室５１には中間室５２が接続されている。中間室５２には、複数の搬出入室５３ａ、５３ｂ、５３ｃが接続されており、中間室５２の内部には、搬出入ロボット５４が配置され、搬出入ロボット５４によって、受渡室５１と搬出入室５３ａ、５３ｂ、５３ｃの間で処理対象物２０が移動されるように構成されている。
未処理の処理対象物２０と処理が終了した処理対象物２０は、受渡室５１と中間室５２と搬出入室５３ａ、５３ｂ、５３ｃとを通って搬出入される。
【００２６】
上記実施例では、第一、第二の駆動軸３５、４５に、アームが一本ずつ取り付けられていたが、各第一、第二の駆動軸３５、４５に、複数のアームを異なる高さでそれぞれ設けてもよい。
【００２７】
図６、７、８の符号１２は本発明の第二例の真空装置であり、搬送室７１内には、搬送ロボット７３が配置されている。この搬送ロボット７３は、第一、第二の駆動軸８５、９５を有しており、第一の駆動軸８５には、複数本(ここでは二本)の第一のアーム８０が取り付けられており、第二の駆動軸９５には、複数本(ここでは二本)の第二のアーム９０が取り付けられている。
【００２８】
第一、第二の駆動軸８５、９５は不図示の昇降機構にそれぞれ取り付けられており、別々に昇降移動できるように構成されている。第一、第二の駆動軸８５、９５が昇降移動すると、複数の第一のアーム８０は第一の駆動軸８５の昇降移動に伴って一緒に昇降移動し、複数の第二のアーム９０は、第二の駆動軸９５の昇降移動に伴って一緒に昇降移動する。
【００２９】
複数の第一のアーム８０は、それぞれ高さが異なり、第一の駆動軸８５の鉛直方向で異なる位置に取り付けられている。同様に、複数の第二のアーム９０は、それぞれ高さが異なり、第二の駆動軸９５の鉛直方向で異なる位置に取り付けられている。
上記第一例と同様に、第一、第二の駆動軸８５、９５の上方又は下方から見たときに、第一、第二のアーム８０、９０を収縮させ、最小半径で回転させたときに、第一、第二のアーム８０、９０の最外周の移動軌跡は交差するように配置されている。
【００３０】
また、第一、第二のアーム８０、９０を収縮させ、最小半径で回転させたときに、第一、第二のアーム８０、９０が第二、第一の駆動軸９５、８５とそれぞれ衝突しないように、第一、第二の駆動軸８５、９５が離間して配置されている。
この真空装置１２の搬送室７１にも、複数の処理室７２1〜７２6が接続されており、搬送室７１と処理室７２1〜７２6との間には、搬出入口１９ａ、１９ｂが設けられている。
【００３１】
この搬出入口１９ａ、１９ｂは高い位置の搬出入口１９ａと低い位置の搬出入口１９ｂの二種類があり、高い方の搬出入口１９ａは、第一の駆動軸８５に近い処理室７２1〜７２3に設けられており、低い方の搬出入口１９ｂは、第二の駆動軸９５に近い処理室７２4〜７２6に設けられている。
複数本の第一のアーム８０は、互いに異なる高さに配置されており、また、複数本の第二のアーム９０も互いに異なる高さに配置されている。
【００３２】
第一、第二の駆動軸８５、９５は昇降可能に構成されており、複数本の第一のアーム８０は、いずれも高い方の搬出入口１９ａ内に挿入・抜去が可能な位置に配置することが可能であり、且つ、複数本の第二のアーム９０は、いずれも低い方の搬出入口１９ｂ内に挿入・抜去が可能な位置に配置できるように構成されている。
【００３３】
複数の第一のアーム８０のうち、最も高い位置にある第一のアーム８０を最上部の第一のアーム８０と呼び、最も低い位置にある第一のアーム８０を最下部の第一のアーム８０と呼ぶ。同様に、複数の第二のアーム９０のうち、最も高い位置にある第二のアーム９０を最上部の第二のアーム９０と呼び、最も低い位置にある第二のアーム９０を最下部の第二のアーム９０と呼ぶと、図７は、最上部の第一のアーム８０が高い搬出入口１９ａに対して挿入・抜去可能な位置に配置され、且つ、最下部の第二のアーム９０が低い方の搬出入口１９ｂに対して挿入・抜去可能な位置に配置された状態を示している。
【００３４】
図８は、それとは逆に、最下部の第一のアーム８０が高い搬出入口１９ａに対して挿入・抜去可能な位置に配置され、最上部の第二のアーム９０が低い方の搬出入口１９ｂに対して挿入・抜去可能な位置に配置されている。
図７の状態では、第一のアーム８０と第二のアーム９０は最も近接しており、逆に、図８の状態では、第一、第二のアーム８０、９０の間は最も離間されている。
【００３５】
この真空装置１２では、図７の状態のときに最下部の第一のアーム８０の下端の高さｈ3が、最上部の第二のアーム９０の上端(第二のアーム９０と処理対象物ｗ０のうちの高い方)の高さｈ4よりも高くなるようにされており(ｈ3＞ｈ4)、従って、第一のアーム８０と第二のアーム９０は、第一、第二の駆動軸８５、９５周りに回転したときに衝突しないようになっている。
【００３６】
図６の符号５６、５７、５８ａ〜５８ｃ、５９は受渡室、中間室、搬出入室、搬出入ロボットである。
なお、第一、第二のアーム８０、９０が衝突しないようにするためには、第一、第二の駆動軸８５、９５の昇降移動範囲を制限するストッパーを設け、第一、第二のアーム８０、９０が衝突しない高さを超えて、第一、第二の駆動軸８５、９５が昇降移動しないようにすることができる。また、第一、第二のアーム８０、９０が昇降移動するときに、制御プログラム上で第一、第二のアーム８０、９０が衝突しない高さを超えて移動しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一例の真空装置を説明するための平面図(１)
【図２】本発明の第一例の真空装置を説明するための平面図(２)
【図３】本発明の第一例の真空装置を説明するための内部側面図(１)
【図４】本発明の第一例の真空装置を説明するための内部側面図(２)
【図５】本発明の第一例の真空装置を説明するための内部側面図(３)
【図６】本発明の第二例の真空装置を説明するための平面図
【図７】本発明の第二例の真空装置を説明するための内部側面図(１)
【図８】本発明の第二例の真空装置を説明するための内部側面図(２)
【図９】第一、第二の駆動軸の距離と回転半径の関係を説明するための図
【図１０】従来技術の真空装置を説明するための図
【符号の説明】
【００３８】
１１、１２……真空装置
１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ……搬出入口
２１、７１……搬送室
２２1〜２２6、７２1〜７２6……処理室
２３、７３……搬送ロボット
３０、８０……第一のアーム
３５、８５……第一の駆動軸
４０、９０……第二のアーム
４５、９５……第二の駆動軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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