(57)【要約】【課題】装置自体が小型で占有空間が少なく、しかもパーティクルも発生し難く、搬送位置精度も高い被処理体の搬送装置を提供する。【解決手段】被処理体Ｗを保持して搬送するための搬送装置において、前記被処理体を保持するピック部１４Ａ，１４Ｂを先端部に有して屈伸可能になされた主アーム機構２０と、先端部が前記ピック部に回転自在に連結されると共に、前記主アーム機構の動作平面とは異なる動作平面内で屈伸可能になされた補助アーム機構２２とを有し、前記補助アーム機構は、前記主アーム機構の基端部側から延びる固定アーム３０と、前記固定アームの先端部と前記ピック部とを連結して屈伸可能になされた先端屈伸アーム部３２，３４とからなるように構成される。これにより、装置自体を小型で占有空間を少なくする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を保持して搬送するための搬送装置において、
前記被処理体を保持するピック部を先端部に有して屈伸可能になされた主アーム機構と、
先端部が前記ピック部に回転自在に連結されると共に、前記主アーム機構の動作平面とは異なる動作平面内で屈伸可能になされた補助アーム機構とを有し、
前記補助アーム機構は、前記主アーム機構の基端部側から延びる固定アームと、前記固定アームの先端部と前記ピック部とを連結して屈伸可能になされた先端屈伸アーム部とからなるように構成されたことを特徴とする被処理体の搬送装置。
【請求項２】
前記主アーム機構と前記補助アーム機構とは、夫々同軸構造の回転力を伝える第１、第２駆動軸に連結されて回転可能になされていることを特徴とする請求項１記載の被処理体の搬送装置。
【請求項３】
前記固定アームと前記先端屈伸アーム部との連結部は、前記先端屈伸アーム部と前記ピック部との連結部よりも低い位置となるように設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の被処理体の搬送装置。
【請求項４】
前記先端屈伸アーム部は、下方向に向けてＶ字状になるような形状で屈伸するように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の被処理体の搬送装置。
【請求項５】
前記主アーム機構の動作平面は水平面であり、前記補助アーム機構の動作平面は垂直面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の被処理体の搬送装置。
【請求項６】
被処理体を保持して搬送するための搬送装置において、
被処理体を保持する第１、第２ピック部を先端部に有して屈伸可能になされた主アーム機構と、
先端部が前記第１、第２ピック部に回転自在に連結されると共に、前記主アーム機構の動作平面とは異なる動作平面内で屈伸可能になされた補助アーム機構とを有し、
前記主アーム機構は、基端部が回転自在に支持された第１主アームと、
その基端部が前記第１主アームの先端部に回転自在に連結され、その先端部が前記第１ピック部に回転自在に連結された第２主アームと、
その基端部が前記第１主アームの先端部に回転自在に連結され、その先端部が前記第２ピック部に回転自在に連結された第３主アームとからなり、
前記補助アーム機構は、前記主アーム機構の基端部側から２方向に伸びる固定アームと、
前記固定アームの第１先端部と前記第１ピック部とを連結して屈伸可能になされた第１先端屈伸アーム部と、
前記固定アームの第２先端部と前記第２ピック部とを連結して屈伸可能になされた第２先端屈伸アーム部とからなるように構成されたことを特徴とする搬送装置。
【請求項７】
前記主アーム機構の基端部側から伸びる２方向は互いに１８０度異なる方向であり、夫々前記第１ピック部の進退方向及び前記第２ピック部の進退方向と平行であることを特徴とする請求項６記載の搬送装置。
【請求項８】
前記第１主アーム機構の先端部は互いに離間した第１、第２先端部を有し、
前記第１主アームの第１先端部には前記第２主アームの基端部が回転自在に連結され、
前記第１主アームの第２先端部には前記第３主アームの基端部が回転自在に連結され、
前記固定アームの主アーム機構の基端部側から伸びる２方向は互いに所定角度（１８０度を除く）だけ異なる方向であり、夫々前記第１ピック部の進退方向及び前記第２ピック部の進退方向と平行であることを特徴とする請求項６記載の搬送装置。
【請求項９】
前記主アーム機構の動作平面は水平面であり、前記補助アーム機構の動作平面は垂直面であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項１０】
被処理体を保持して搬送するための搬送装置において、
ｎ（ｎ：３以上の正数）本の主アームを屈伸可能に直列に連結して先端部に前記被処理体を保持するピック部を設けた主アーム機構と、
２（ｎ−１）本の補助アームを屈伸可能に直列に連結して先端部が前記ピック部に回転自在に連結されると共に前記補助アーム同士の連結部の内の１つおきの連結部が前記主アームに回転自在に支持され、前記主アーム機構の動作平面とは異なる動作平面内で屈伸可能になされた補助アーム機構と、を備えたことを特徴とする被処理体の搬送装置。
【請求項１１】
前記主アームに回転自在に支持される連結部には、前記主アームに実質的に回転自在に支持されると共に、その両端部に前記補助アームの端部を回転自在に支持する中継板が設けられることを特徴とする請求項１０記載の被処理体の搬送装置。
【請求項１２】
前記主アーム機構の動作平面は水平面であり、前記補助アーム機構の動作平面は垂直面であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の被処理体の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理室を、共通の搬送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すことなく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラスタ化された処理システムが、すでに知られている。
【０００３】
この種の処理システムにあっては、例えば処理システムの前段に設けてある被処理体の導入ポートに設置したカセット容器より搬送装置を用いて半導体ウエハを取り出してこれを処理システムの導入側搬送室内へ取り込み、そして、このウエハを、位置合わせを行うオリエンタにて位置合わせを行った後に、真空引き可能になされたロードロック室内へ搬入し、更にこのウエハを複数の真空になされた処理室が周囲に連結された真空雰囲気の共通搬送室に他の搬送装置を用いて搬入し、この共通搬送室を中心として上記ウエハを各処理室に対して順次導入して処理を連続的に行うようになっている。そして、処理済みのウエハは、例えば元の経路を通って元のカセット容器へ収容される。
【０００４】
ところで、上記したように、この種の処理システムにあっては、内部に単数、或いは複数の搬送装置を有しており、ウエハの受け渡し、及び搬送はこれらの搬送装置により自動的に行われる。
この搬送装置は、例えば水平移動、屈伸、旋回及び昇降自在になされた多関節アームよりなり、このアーム先端に設けたピックでウエハを直接的に保持して搬送位置まで水平移動してウエハを所定の位置まで搬送するようになっている。
【０００５】
上記した従来の搬送装置としては、以下のようなものが知られている。
特許文献１には、回転軸に連結されたピボットアームを用いて回転運動を直線運動に変換し、スライドレールに沿って直線運動するピボットアームの先端にピックを設け、このピックで半導体ウエハを保持して搬送するようにした搬送装置が開示されている。
特許文献２には、互いに１８０度反対方向へ進退する、いわゆるフロッグレグタイプになされた２つの多関節アーム機構を旋回可能に設け、各アームの先端にウエハを保持するピックを設けて２つのウエハを搬送できるようにした搬送装置が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、並設されて異軸構造になされた２つの回転軸に、それぞれ独立して屈曲する多関節アームを設け、各アームの先端のピックでウエハを搬送するようにした搬送装置が開示されている。この場合、２つのピックは互いに干渉を避けるために、互いに高さを異ならせてそれぞれアームに取り付けられている。
また特許文献４には、動作平面の異なる２つの平面リンク機構を結合してなる空間リンク機構を用いて、パーティクルが発生し易い直線摺動軸を不要としたロボット直線運動機構が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平３−１９２５２号公報（第４−５頁、図１−図４）。
【特許文献２】
特開平４−１２９６８５号公報（第２頁、図１）。
【特許文献３】
特開平６−３３８５５４号公報（第２−３頁、図１−図３）。
【特許文献４】
特開昭６２−１０６１６８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１〜３に開示された装置例にあっては、長い直線摺動部分があったり、或いはアーム機構の駆動力を伝達するために歯車機構やタイミングベルトを用いなければならず、これらの部分より半導体ウエハ等にとって悪影響を与えるパーティクル（発塵）が生じ易い、といった問題があった。
特に歯車機構を用いる場合には、歯車自体の噛み合いによりウエハの位置ずれの原因となる振動が発生し、またタイミングベルトを用いる場合にはこのタイミングベルト自体が時々破損や切断する、といった問題もあった。
【０００９】
これに対して、特許文献４に開示された搬送装置は、上記した問題はないが、しかしながら、この搬送装置にあっては、例えば水平面内を動作するリンク機構と垂直面内を動作するリンク機構とを用いるようになっているので、この搬送装置全体が動作時に占めることになる動作空間が非常に大きくなり、しかも装置自体も大型化しているので、半導体製造装置に適用するには不都合があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、装置自体が小型で占有空間が少なく、しかもパーティクルも発生し難く、搬送位置精度も高い被処理体の搬送装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、被処理体を保持して搬送するための搬送装置において、前記被処理体を保持するピック部を先端部に有して屈伸可能になされた主アーム機構と、先端部が前記ピック部に回転自在に連結されると共に、前記主アーム機構の動作平面とは異なる動作平面内で屈伸可能になされた補助アーム機構とを有し、前記補助アーム機構は、前記主アーム機構の基端部側から延びる固定アームと、前記固定アームの先端部と前記ピック部とを連結して屈伸可能になされた先端屈伸アーム部とからなるように構成されたことを特徴とする被処理体の搬送装置である。
【００１１】
このように、ピック部を有するアーム機構と、これと動作平面が異なる補助アーム機構とを設け、この補助アーム機構をできるだけコンパクトにするために固定アームと先端屈伸アーム部とにより形成するようにしたので、装置自体が小型で占有空間が少なく、しかもパーティクルも発生し難く、搬送位置精度も高くすることが可能となる。
【００１２】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記主アーム機構と前記補助アーム機構とは、夫々同軸構造の回転力を伝える第１、第２駆動軸に連結されて回転可能になされている。
これによれば、真空雰囲気の搬送室内に主アーム機構と補助アーム機構とを配し、搬送室外に第１、第２駆動軸の回転駆動機構を配する場合に、第１、第２駆動軸と回転駆動機構とを電磁的に結合させ、且つ両者の間に真空隔壁を設ける構造を容易に採用することができる。この結果、搬送室を確実に気密に保つことができ、回転駆動機構からのパーティクルが搬送室に侵入するのを防止することもできる。
【００１３】
また、例えば請求項３に規定するように、前記固定アームと前記先端屈伸アーム部との連結部は、前記先端屈伸アーム部と前記ピック部との連結部よりも低い位置となるように設定されている。
このように、複数の連結部の高さ位置を異ならせることにより、アーム機構を屈伸駆動させた時にアーム同士が重なる点、いわゆる死点が発生しなくなるので、ピック部にガタツキが生じることを防止することができる。
【００１４】
また例えば請求項４に規定するように、前記先端屈伸アーム部は、下方向に向けてＶ字状になるような形状で屈伸するように形成される。
これによれば、先端屈伸アーム部が延びた状態から屈曲して大きく折れ曲がる時には、このピック部の移動方向と、この先端屈伸アーム部の自重によりこの先端屈伸アーム部に付与される移動方向とが同一方向になるので、ピック部の移動開始動作を円滑に行わせることが可能となる。
また例えば請求項５に規定するように、前記主アーム機構の動作平面は水平面であり、前記補助アーム機構の動作平面は垂直面である。
【００１５】
請求項６に係る発明は、被処理体を保持して搬送するための搬送装置において、被処理体を保持する第１、第２ピック部を先端部に有して屈伸可能になされた主アーム機構と、先端部が前記第１、第２ピック部に回転自在に連結されると共に、前記主アーム機構の動作平面とは異なる動作平面内で屈伸可能になされた補助アーム機構とを有し、前記主アーム機構は、基端部が回転自在に支持された第１主アームと、その基端部が前記第１主アームの先端部に回転自在に連結され、その先端部が前記第１ピック部に回転自在に連結された第２主アームと、その基端部が前記第１主アームの先端部に回転自在に連結され、その先端部が前記第２ピック部に回転自在に連結された第３主アームとからなり、前記補助アーム機構は、前記主アーム機構の基端部側から２方向に伸びる固定アームと、前記固定アームの第１先端部と前記第１ピック部とを連結して屈伸可能になされた第１先端屈伸アーム部と、前記固定アームの第２先端部と前記第２ピック部とを連結して屈伸可能になされた第２先端屈伸アーム部とからなるように構成されたことを特徴とする搬送装置である。
【００１６】
これによれば、２つのピック部を有する搬送装置自体が小型で占有面積が少なく、しかもパーティクルも発生し難く、搬送精度も高くすることが可能となる。この場合、例えば請求項７に規定するように、前記主アーム機構の基端部側から伸びる２方向は互いに１８０度異なる方向であり、夫々前記第１ピック部の進退方向及び前記第２ピック部の進退方向と平行である。
これによれば、各ピック部に保持された被処理体が互いに１８０度異なる方向にあるため、被処理体が大きい場合であっても互いに干渉することがない。
【００１７】
また例えば請求項８に規定するように、前記第１主アーム機構の先端部は互いに離間した第１、第２先端部を有し、前記第１主アームの第１先端部には前記第２主アームの基端部が回転自在に連結され、前記第１主アームの第２先端部には前記第３主アームの基端部が回転自在に連結され、前記固定アームの主アーム機構の基端部側から伸びる２方向は互いに所定角度（１８０度を除く）だけ異なる方向であり、夫々前記第１ピック部の進退方向及び前記第２ピック部の進退方向と平行である。
これによれば、第１ピックと第２ピックとの進退方向を例えば６０度、９０度等異ならせることにより、同一の移載先に対して被処理体の交換をする場合に、進退方向が１８０度異なる場合に比較してスループットを向上させることができる。
【００１８】
また例えば請求項９に規定するように、前記主アーム機構の動作平面は水平面であり、前記補助アーム機構の動作平面は垂直面である。
請求項１０に係る発明は、被処理体を保持して搬送するための搬送装置において、ｎ（ｎ：３以上の正数）本の主アームを屈伸可能に直列に連結して先端部に前記被処理体を保持するピック部を設けた主アーム機構と、２（ｎ−１）本の補助アームを屈伸可能に直列に連結して先端部が前記ピック部に回転自在に連結されると共に前記補助アーム同士の連結部の内の１つおきの連結部が前記主アームに回転自在に支持され、前記主アーム機構の動作平面とは異なる動作平面内で屈伸可能になされた補助アーム機構と、を備えたことを特徴とする被処理体の搬送装置である。
これによれば、パーティクルの発生を抑制した状態で、装置自体の占有空間を一層少なくすることが可能となる。
【００１９】
この場合、例えば請求項１１に規定するように、前記主アームに回転自在に支持される連結部には、前記主アームに実質的に回転自在に支持されると共に、その両端部に前記補助アームの端部を回転自在に支持する中継板が設けられる。
また例えば請求項１２に規定するように、前記主アーム機構の動作平面は水平面であり、前記補助アーム機構の動作平面は垂直面である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る被処理体の搬送装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の被処理体の搬送装置を設けた処理システムの一例を示す構成図、図２は搬送装置の軸受構造を示す概略断面図、図３は本発明の第１実施例の搬送装置を示す平面図、図４は第１実施例の搬送装置を示す側面図、図５は搬送装置の動作を示す動作説明図である。尚、図３中には理解を容易にするために平面図と側面図とが併記されている。
【００２１】
まず、上記処理システムについて説明する。
図１に示すように、この処理システム２は、複数、例えば４つの処理室４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、略六角形状の真空引き可能になされた共通搬送室６と、ロードロック機能を有する真空引き可能になされた第１及び第２ロードロック室８Ａ、８Ｂとを主に有している。尚、このロードロック室８Ａ、８Ｂに図示しない他の搬送室が接続されている。
具体的には、略六角形状の上記共通搬送室６の４辺に上記各処理室４Ａ〜４Ｄが接合され、他側の２つの辺に、上記第１及び第２ロードロック室８Ａ、８Ｂがそれぞれ接合される。
【００２２】
上記共通搬送室６と上記４つの各処理室４Ａ〜４Ｄとの間及び上記共通搬送室６と上記第１及び第２ロードロック室８Ａ、８Ｂとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧが介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて共通搬送室６内と連通可能になされている。また、上記第１及び第２各ロードロック室８Ａ、８Ｂの搬出入口側にも、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧが介在されている。
【００２３】
上記４つの処理室４Ａ〜４Ｄ内には、それぞれ被処理体としての半導体ウエハを載置するサセプタ１０Ａ〜１０Ｄが設けられており、被処理体である半導体ウエハＷに対して同種の、或いは異種の処理を施すようになっている。そして、この共通搬送室６内においては、上記２つの各ロードロック室８Ａ、８Ｂ及び４つの各処理室４Ａ〜４Ｄにアクセスできる位置に、屈伸及び旋回可能になされた本発明に係る被処理体の搬送装置１２が設けられており、これは一対、すなわち２つのピック部１４Ａ、１４Ｂを有しており、このピック部１４Ａ、１４ＢにウエハＷを保持して一度に２枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、このピック部は２つ設けず、１つの場合もある。
【００２４】
次に、図２乃至図５を主に参考にしてこの搬送装置１２について説明する。
この搬送装置１２は、上記共通搬送室６の底部１６（図２参照）に貫通して設けた同軸２軸構造の回転軸部１８に取り付けられる。の回転軸部１８は中軸（第１回転軸、第１駆動軸）１８Ａとその外周に同軸状に設けた外軸（第２回転軸、第２駆動軸）１８Ｂとよりなり、各軸１８Ａ、１８Ｂはそれぞれ軸受２０、２２を介在させて設けられて互いに回転自在になされている。この中軸１８Ａと外軸１８Ｂの各軸は、図示しないステップモータ等からの回転力が伝えられてそれぞれ駆動軸となっている。
この搬送装置１２は、水平面内を動作平面とする主アーム機構２０と、垂直面内を動作平面とする補助アーム機構２２とにより主に構成されている。ここで動作平面とはアーム機構が屈曲する時にこのアーム機構が移動しつつ描く平面の方向を指すものとする。
【００２５】
具体的には、この主アーム機構２０は、その基端部が上記中軸１８Ａに取り付け固定された第１主アーム２４と、この第１主アーム２４の先端部に自由回転可能に取り付けた２本の第２主アーム２６、２８とよりなり、両第２主アーム２６、２８は上述したように上記第１主アーム２４の先端部を中心として水平面内で自由回転できるようになっている。そして、上記第２主アーム２６、２８の各先端部に前記ピック部１４Ａ、１４Ｂの基端部がそれぞれ自由回転可能に取り付けられている。
【００２６】
これに対して、上記補助アーム機構２２は、中心部が上記外軸１８Ｂに固定されてこれより水平方向へ１８０度異なった方向へ直線状に延びる、すなわち上記主アーム機構２０の基端部側の外軸１８Ｂから延びる固定アーム３０と、この固定アーム３０の各先端部と上記各ピック部の基端部とを連結して屈伸可能になされた２つの先端屈伸アーム部３２、３４とにより主に構成される。具体的には、上記固定アーム３０の両端部３０Ａ、３０Ｂは、水平移動するピック部１４Ａ、１４Ｂと干渉しない程度まで上方へ屈曲成形されており、その中心からの長さは上記第１アーム２４と略同じ長さに設定されている。
【００２７】
また、上記先端屈伸アーム部３２は、第１補助アーム３２Ａと、この先端部に自由回転可能に連結された第２補助アーム３２Ｂとよりなり、第１および第２補助アーム３２Ａ、３２Ｂの長さは上記第２主アーム２６の長さの半分よりやや長目に設定されている。そして、この第１補助アーム３２Ａの基端部は、上記固定アーム３０の一方の端部３０Ａの側面に垂直面内に自由回転自在となるように連結されている。また、第２補助アーム３２Ｂの先端部は、上記一方のピック部１４Ａの基端部の側面に同じく垂直面内に自由回転自在となるように連結されている。ここでこの先端屈伸アーム部３２は、下方向に向けてＶ字状になるような形状で屈伸するように形成されている。従って、先端屈伸アーム部３２は垂直面内で屈伸動作することになる。換言すれば、補助アーム機構２２の先端屈伸アーム部３２により、ピック部１４Ａは搬送装置１２の中心から半径方向への移動は許容されるが、周方向（横方向）への移動は規制されることになる。尚、ここでは先端屈伸アーム部３２の両端部の連結部は略同一高さになるように設定されている。
【００２８】
また、他方の先端屈伸アーム部３４は、第１補助アーム３４Ａと、この先端部に自由回転可能に連結された第２補助アーム３４Ｂとよりなり、第１および第２補助アーム３４Ａ、３４Ｂの長さは上記第２主アーム２８の長さの半分よりやや長目に設定されている。そして、この第１補助アーム３４Ａの基端部は、上記固定アーム３０の他方の端部３０Ｂの側面に垂直面内に自由回転自在となるように連結されている。また、第２補助アーム３４Ｂの先端部は、上記他方のピック部１４Ｂの基端部の側面に同じく垂直面内に自由回転自在となるように連結されている。ここでこの先端屈伸アーム部３４は、下方向に向けてＶ字状になるような形状で屈伸するように形成されている。従って、先端屈伸アーム部３４は垂直面内で屈伸動作することになる。換言すれば、補助アーム機構２２の先端屈伸アーム部３４により、ピック部１４Ｂは搬送装置１２の中心から半径方向への移動は許容されるが、周方向（横方向）への移動は規制されることになる。尚、ここでは先端屈伸アーム部３４の両端部の連結部は略同一高さになるように設定されている。
【００２９】
次に、以上のように構成された第１実施例の動作について説明する。
まず、搬送装置１２のピック部１４Ａ、１４Ｂの方向を変えるには、外軸１８Ｂと中軸１８Ａとを同期させて周方向へ同じ回転角度だけ回転すればよい。
また、搬送装置１２のピック部１４Ａ、１４Ｂをその半径方向に向けて進退させるには、図２に示す外軸１８Ｂは固定しておき、中軸１８Ａのみを正逆方向へ回転させる。この場合、このピック部１４Ａ、１４Ｂは互いに反対方向へ対称的に進退することになる。例えば図５（Ａ）に示すように、ピック部１４Ａを前進させるには、外軸１８Ｂ（図２参照）を固定して補助アーム機構２２の水平面内における回転を規制した状態で、中軸１８Ａを回転させることによって主アーム機構２０の第１アーム２４を図中左方向へ所定の回転角度だけ回転させればよい。これにより、主アーム機構２０は広がって延びて行き、ピック部１４Ａは、その回転方向への移動が補助アーム機構２２により規制されつつ半径方向外方へ延びて行くことになる。この時、補助アーム機構２２の先端屈伸アーム部３２は、ピック部１４Ａの前進に従って、最も延びた状態となる。尚、この時、他方のピック部１４Ｂは、逆に最も後退した状態となる。
【００３０】
次に、ピック部１４Ａが最も前進した状態からこれを後退させるには、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように主アーム機構２０の第１アーム２４を反対方向、すなわち図中右方向へ回転させればよい。すると、主アーム機構２０は次第に折れ曲がって行き、ピック部１４Ａが中心方向へ後退して行く。この時、補助アーム機構２２も同時に折れ曲がり方向へ屈曲して行くことになる。
ここでピック部１４Ａが後退を開始する時、上記先端屈伸アーム部３２は下方向へ向けてＶ字状になっているので、このピック部１４Ａの移動方向（中心方向）とこの先端屈伸アーム部３２の自重Ｇｒ（図５（Ａ）参照）によりこの先端屈伸アーム部３２に付与される移動方向とが同一方向になるので、ピック部１４Ａの移動開始を円滑に行うことができる。換言すれば、先端屈伸アーム部３２は、自重Ｇｒにより常にこの折れ曲がり方向に力が付与された状態となっているので、最長にストロークが延びた状態からピック部１４Ａを後退させる際に、このピック部１４Ａの後退移動開始を円滑に行うことができる。
【００３１】
そして、図５（Ｃ）に示すように、第１アーム２４が、補助アーム機構２２の固定アーム３０の延在方向に対して略垂直になった時、両ピック部１４Ａ、１４Ｂがその中心部に対して対称的な位置に後退した状態となる。尚、この搬送装置１２を回転させてピック部１４Ａ、１４Ｂが向く方向を変える場合には、この図５（Ｃ）に示す状態でこの搬送装置１２の全体を回転させればよい。
また、他方のピック部１４Ｂの動作に関しては、前述したと逆に主アーム機構２０の第１アーム２４を反対側、すなわち右方向へ回転させればよく、上記ピック部１４Ａの動作と同様に動くことになる。
【００３２】
このように、この搬送装置１２では、従来必要とされた歯車機構やタイミングベルト、或いはスライド機構も不要にできるので、高い搬送位置精度を確保しつつ、パーティクルの発生を極力抑制することができる。
また、主アーム機構２０とは動作平面が異なる補助アーム機構２２を固定アーム３０と先端屈伸アーム部３２、３４とにより構成したので、特に上下方向への動作空間が小さくなって装置自体が小型で且つコンパクト化でき、この装置が占める動作空間を極力小さくすることができる。また、搬送装置自体をコンパクト化できる分、その剛性を上げたり、或いはそのレイアウトの自由度も大きくすることができる。
【００３３】
また、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）か明らかなように、一方のピック部、例えばピック部１４Ａが大きく動いても、他方のピック部１４Ｂはほとんど動いていないので、例えばピック部１４Ａがウエハを保持していなくて、ピック部１４Ｂがウエハを保持しているような場合には、ピック部１４Ｂのウエハのスベリを考慮しなくて済むので空のピック部１４Ａを高速で移動させることができる。
【００３４】
＜第２実施例＞
上記第１実施例にあっては、両ピック部１４Ａ、１４Ｂの開き角は１８０度であったが、これを略９０度に設定してもよい。図６はこのような本発明の搬送装置の第２実施例の構造と動作を示す図である。尚、前述した第１実施例の構成部分と同じ構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図６に示すように、ここでは主アーム機構２０の第１主アーム２４（図４参照）、略９０度の開き角をもった２本の第１主アーム２４Ａ、２４Ｂとなるように形成している。そして、各第１主アーム２４Ａ、２４Ｂの先端部にそれぞれ第２主アーム２６、２８の一端を自由回転可能に連結している。
【００３５】
また、上記第１及び第２主アーム２４Ａ、２４Ｂの開き角に対応させて、補助アーム機構２２の固定アーム３０も略９０度になるように屈曲して成形されている。そして、この略９０度に屈曲された固定アーム３０の両端部３０Ａ、３０Ｂに、それぞれ先端屈曲アーム部３２、３４の各基端部を自由回転可能に連結している。
これにより、主アーム機構２０を正逆回転させることによって、先の第１実施例の場合と同様にピック部１４Ａ、１４Ｂを前進及び後退させることができる。
この場合、この第２実施例ではピック部１４Ａ、１４Ｂは開き角が略９０度になされた方向に進退することになる。
【００３６】
＜第３実施例＞
上記第２実施例にあっては、両ピック部１４Ａ、１４Ｂの開き角は略９０度であったが、これを略６０度に設定してもよい。図７はこのような本発明の搬送装置の第３実施例の構造と動作を示す図である。尚、前述した第１及び第２実施例の構成部分と同じ構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図７に示すように、ここでは主アーム機構２０の２本の第１主アーム２４Ａ、２４Ｂが略１２０度の開き角を持つように形成している。そして、各第１主アーム２４Ａ、２４Ｂの先端部にそれぞれ第２主アーム２６、２８の一端を自由回転可能に連結している。
【００３７】
これに対して、上記補助アーム機構２２の固定アーム３０は略６０度になるように屈曲して成形されている。そして、この略６０度に屈曲された固定アーム３０の両端部３０Ａ、３０Ｂに、それぞれ先端屈曲アーム部３２、３４の各基端部を自由回転可能に連結している。
これにより、主アーム機構２０を正逆回転させることによって、先の第１及び第２実施例の場合と同様にピック部１４Ａ、１４Ｂを前進及び後退させることができる。この場合、この第３実施例ではピック部１４Ａ、１４Ｂは開き角が略６０度になされた方向に進退することになる。尚、このピック部１４Ａ、１４Ｂの開き角は、９０度、６０度に限定されず、両ピック部１４Ａ、１４Ｂにそれぞれウエハを保持しせた状態で両ウエハが干渉しない限り、その開き角は特に限定されない。
特に、両ピック部１４Ａ、１４Ｂの開き角を６０度程度まで小さく設定した場合には、ウエハ交換等の時には、この搬送装置自体の回転角度を最小にできるので、動作距離が短くて済み、その分スループットを向上させることができる。
【００３８】
＜第４実施例＞
上記第１乃至第３実施例にあっては、補助アーム機構２２の先端屈伸アーム部３２、３４を、下方向に向けてＶ字状になるような形状で屈伸するように設けた場合（図４な及び図５参照）について説明したが、これに限定されず、この先端屈伸アーム部３２、３４を、ピック部が最も前進した時には上方向に向けて逆Ｖ字状になるような状態で設けてもよい。図８はこのような本発明の搬送装置の第４実施例の構造と動作を示す図である。図９は第４実施例の先端屈伸アーム部の動きを模式的に示す図である。尚、前述した第１実施例の構成部分と同じ構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図８に示すように、この第４実施例では、補助アーム機構２２の両先端屈伸アーム部３２は、ピック部１４Ａ、１４Ｂが最も前進した時、すなわち、主アーム機構２０のストロークが最も延び切った時には、上方向に向けて逆Ｖ字状になるような状態で設けてもよい。そして、更にこの第４実施例では、一方の第１及び第２補助アーム３２Ａ、３２Ｂ同士及び他方の第１及び第２補助アーム３４Ａ、３４Ｂ同士が重なってその長さ方向における死点が発生することを防止するために、アームの連結部の高さ位置を変えている。すなわち、上記固定アーム３０の両端部３０Ａ、３０Ｂの高さを低く設定し、この両端部３０Ａ、３０Ｂと上記両先端屈伸アーム部３２、３４との連結部４０Ａ、４０Ｂは、各先端屈伸アーム部３２、３４の他端部と各上記ピック部１４Ａ、１４Ｂとの連結部４２Ａ、４２Ｂよりも、例えば３０ｍｍ程度低い位置になるように設定されている。
【００４０】
この時の一方の先端屈伸アーム部３２の動きは図９に示されており、ピック部１４Ａが最大ストロークで進退しても第１補助アーム３２Ａと第２補助アーム３４Ｂが重なることがない。従って、この場合には、第１実施例で説明した作用効果に加えて、主アーム機構２０を屈伸駆動させた時に、一方の第１及び第２補助アーム３２Ａ、３２Ｂ同士及び他方の第１及び第２補助アーム３４Ａ、３４Ｂ同士がそれぞれ重なることがないので、高さ方向における死点が発生することがなく、ピック部１４Ａ、１４Ｂに上下方向にガタツキが生じることを防止することができる。換言すれば、各ピック部１４Ａ、１４Ｂの高さは水平面内で駆動する主アーム機構２０によって規定されるが、上記したように高さ方向における死点が発生することはないので、ピック部１４Ａ、１４Ｂに上下方向のガタツキが発生することを防止できる。
【００４１】
＜第５実施例＞
以上説明した各実施例では１つのピック部に対しては主アーム機構２０は、２本のアーム、すなわち図３に示す場合には第１主アーム２４（他方のピック部と兼用）と第２主アーム２６とにより主に構成したが、これに限定されず、この搬送装置自体をよりコンパクトにして動作空間を狭くするために、上記主アーム機構２０をｎ（ｎ：３以上の正数）本以上の主アームにより構成してもよい。この場合には、他方の補助アーム機構は、２（ｎ−１）本の補助アームを用いる。ここで補助アーム機構には固定アーム３０（図４参照）を用いてもよいし、用いなくてもよい。
【００４２】
図１０及び図１１はこのような本発明の搬送装置の第５実施例の構造と動作を示す図である。先の実施例と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。尚、ここでも平面図と側面図とを併記している。ここでは補助アーム機構には固定アーム３０（図４参照）を用いず、且つ理解の容易化のためにピック部は一対ではなく１つのピック部のみを設けた場合について説明する。
図１０及び図１１に示すように、ここでは主アーム機構２０は例えば３本（ｎ＝３）の主アーム、すなわち第１主アーム２４、第２主アーム２６及び第３主アーム２７により主に構成され、第１〜第３の各主アーム２４、２６、２７はこの順序で互いに自由回転可能に直列に連結されている。この連結部にはスペーサリング４８が介在されている。この時の動作平面は水平面内である。
尚、ここでは第１及び第３主アーム２４、２７の長さが略同じに設定され、中央に位置する第２主アーム２６が第１及び第３主アーム２４、２７の略２倍の長さに設定されている。そして、第３主アーム２７の先端部に、ピック部１４Ａの基端部を、水平面内で自由回転可能に連結している。
【００４３】
これに対して、補助アーム２２は４本（ｎ＝３）の補助アーム、すなわち、第１補助アーム３２Ａ、第２補助アーム３２Ｂ、第３補助アーム３２Ｃ及び第４補助アーム３２Ｄとにより主に構成され、第１〜第４の各補助アーム３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄはこの順序で互いに自由回転可能に直列に連結されている。この時の動作平面は垂直面内である。ただし、ここでは２個の補助アーム同士で１セットを形成し、ここでは第１及び第２補助アーム３２Ａ、３２Ｂで１セットを形成し、第３及び第４補助アーム３２Ｃ、３２Ｄで１セットを形成している。
そして、セット同士のアームを連結する時、すなわち、ここでは第２補助アーム３２Ｂと第３補助アーム３２Ｃとを連結する時にはそれらの間に第２主アーム２６を横切るようにして配置された中継板５０が介在されている。
【００４４】
そして、この中継板５０の長さ方向の一方の側面に、上記第２補助アーム３２Ｂの端部が垂直面内で自由回転可能に連結され、また、他方の側面に上記第３補助アーム３２Ｃの端部が垂直面内で自由回転可能に連結される。更に、この中継板５０の中央部は、上記第２主アーム２６の略中央の上面、或いは下面側に、水平面内で自由回転可能に連結される。そして、第１補助アーム３２Ａの基端部は、外軸１８Ｂ（図２参照）の側面側に、垂直面内で自由回転可能に連結される。
また、第４補助アーム３２Ｄの先端部は、上記ピック部１４Ａの基端部の側面に、図示例ではスペーサリング５２を介在させて垂直面内で自由回転可能に連結されている。
【００４５】
これにより、上記第１〜第４の補助アーム３２Ａ〜３２Ｄは、２本の補助アームのセット毎に、主アーム機構２０の左右に交互に配置されることになる。尚、主アームの数が更に多くなってこれに対応して補助アームの数も多くなる場合には、上述のように補助アームはセット毎に左右に順次交互に配置されるように設けられる。このように配列することにより、図１０（Ｂ）に示すようにこの搬送装置全体が屈折して縮退しても、アーム同士が干渉することを避けることが可能となる。
【００４６】
さて、以上のように構成した場合にも、中軸１８Ａ（図２参照）を正逆回転させることにより、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）及び図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）に示すように、ピック部１４Ａを前進及び後退させてウエハを搬送することができる。この場合にも、歯車やタイミングベルトを何ら使用していないので、先の第１〜第４実施例と同様な作用効果を示し、パーティクル等が発生することを極力抑制することができ、位置精度も高くすることができる。
特に、この第５実施例の場合には、先の第１〜第４実施例よりも多くのアームを用いていることから、アームを非常にコンパクトに折り畳むことができ、この点よりその動作空間を更に一層小さくすることができる。
【００４７】
この第５実施例の場合は、主アーム及び補助アーム共にその数量を更に大きくしてもよい。
尚、以上の第１〜第４実施例では、２本（一対）のピック部１４Ａ、１４Ｂを設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、搬送装置の片側だけ形成して、いずれか一方の１本のピック部を有するようにした搬送装置としてもよいのは勿論である。
また以上の第１〜第５実施例では、補助アーム機構２２の動作平面は垂直面内となるように設定したが、これに限定されず、この動作平面を水平面に対して任意の角度で傾斜している傾斜平面内となるように設定してもよい。
【００４８】
更には、第１〜第５実施例では主アーム機構２０の基端部を第１回転軸１８Ａに、補助アーム機構２２の基端部を第２回転軸１８Ｂに連結し、同軸構造の両回転軸１８Ａ、１８Ｂを共に回転させることにより搬送装置１２に旋回動作をさせ、第１回転軸１８Ａのみを回転させることにより搬送装置１２に進退動作をさせる場合について説明した。これに代えて、回転台を設け、この回転台に補助アーム機構２２の基端部を連結し、該回転台に対して回転可能に第１回転軸１８Ａを設け、第１回転軸１８Ａに主アーム機構２０の基端部を連結するようにしてもよい。
【００４９】
更には、第１〜第５実施例では真空雰囲気下で使用することを考慮して、主アーム機構２０の基端部に連結された第１回転軸１８Ａを回転させることにより搬送装置１２に進退動作をさせるようにしていたが、これに代えて補助アーム機構３０の固定アーム３０と先端屈伸アーム部３２の第１補助アーム３２Ａとの連結部に第１補助アーム３２Ａを垂直面内で回転させる駆動機構を設けて搬送装置１２に進退動作をさせるようにしてもよい。また、搬送装置１２を進退動作のみをするよう構成してもよい。
【００５０】
更には、この搬送装置１２の設置位置は、共通搬送室６（図１参照）に限定されるものではなく、どこに設けられてもよく、また大気雰囲気中に設けるようにしてもよい。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等の場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の被処理体の搬送装置によれば次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１、２、５〜１２に係る発明によれば、ピック部を有するアーム機構と、これと動作平面が異なる補助アーム機構とを設け、この補助アーム機構をできるだけコンパクトにするために固定アームと先端屈伸アーム部とにより形成するようにしたので、装置自体が小型で占有空間が少なく、しかもパーティクルも発生し難く、搬送位置精度も高くすることができる。
特に請求項２に係る発明によれば、搬送室を確実に気密に保つことができ、回転駆動機構からのパーティクルが搬送室に侵入するのを防止することもできる。
請求項３に係る発明によれば、複数の連結部の高さ位置を異ならせることにより、アーム機構を屈伸駆動させた時にアーム同士が重なるという、いわゆる死点が発生しなくなるので、ピック部にガタツキが生じることを防止することができる。
請求項４に係る発明によれば、先端屈伸アーム部が延びた状態から屈曲して大きく折れ曲がる時には、このピック部の移動方向と、この先端屈伸アーム部の自重によりこの先端屈伸アーム部に付与される移動方向とが同一方向になるので、ピック部の移動開始動作を円滑に行わせることができる。
請求項６に係る発明によれば、２つのピック部を有する搬送装置自体が小型で占有面積が少なく、しかもパーティクルも発生し難く、搬送精度も高くすることができる。
請求項７に係る発明によれば、各ピック部に保持された被処理体が互いに１８０度異なる方向にあるため、被処理体が大きい場合であっても互いに干渉することがない。
請求項８に係る発明によれば、第１ピックと第２ピックとの進退方向を例えば６０度、９０度等異ならせることにより、同一の移載先に対して被処理体の交換をする場合に、進退方向が１８０度異なる場合に比較してスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被処理体の搬送装置を設けた処理システムの一例を示す構成図である。
【図２】搬送装置の軸受構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の搬送装置を示す平面図である。
【図４】第１実施例の搬送装置を示す側面図である。
【図５】搬送装置の動作を示す動作説明図である。
【図６】本発明の搬送装置の第２実施例の構造と動作を示す図である。
【図７】本発明の搬送装置の第３実施例の構造と動作を示す図である。
【図８】本発明の搬送装置の第４実施例の構造と動作を示す図である。
【図９】第４実施例の先端屈伸アーム部の動きを模式的に示す図である。
【図１０】本発明の搬送装置の第５実施例の構造と動作を示す図である。
【図１１】本発明の搬送装置の第５実施例の構造と動作を示す図である。
【符号の説明】
２  処理システム
４Ａ〜４Ｄ  処理室
６  共通搬送室（搬送室）
１４Ａ，１４Ｂ  ピック部
２０  主アーム機構
２２  補助アーム機構
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２６，２８，２７  主アーム
３０  固定アーム
３２，３４  先端屈伸アーム部
３２Ａ〜３２Ｄ  補助アーム
５０  中継板
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【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】
2004273779.tif 000010
【図９】
2004273779.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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