(57)【要約】      （修正有）【課題】ロボットの搬送作業とアライナ装置のノッチ合せ作業が同時処理できるウエハー搬送工程ユニットを提供する。【解決手段】アライナ装置をロボット中心に配置し、ロボットフィンガーとアライナ装置間において、ウェハーを上下方向への移動及びそのウェハーを反転することことができるにし、また、フィンガーをスイングさせるようにするようにして、搬送作業とノッチ合せ作業を同時に処理するように構成、さらに、ロボットとアライナ装置間での相互干渉とチャックレバーとノッチ位置が重なってもノッチ隠れがないように構成にした。【選択図】  図１
2005051188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハーの搬送工程レイアウトにおいて、アライナ装置（Ｂ２）をロボットの第１アーム蓋（Ａ１ａ）に配置することによって、アライナ装置のポジション及び同ポジションへの搬送作業が省けるとともに、搬送作業及びノッチ合せ作業を並行して行えることを特徴とするウェハー搬送工程のレイアウト方法。
【請求項２】
ノッチ合せ作業にあって、ロボットの固定フィンガー（Ｇ２）及び可動フィンガー（Ｖ３）は、アライナ装置のチャックレバー（Ｃ４）との間において、相互干渉から生じる問題への対応に、ウェハーの受渡しに際して、両フィンガー（Ｇ２，Ｖ３）をウェハーの上方に位置させている。また、ロボット両フィンガー（Ｇ２，Ｖ３）とアライナ装置との間において、上下方向におけるウェハーの移動が出来、そして、ウェハーの上方からノッチ探知が可能で、さらに、ウェハーを反転させることが出来ることを特徴とするロボットの両爪（Ｇ３，Ｖ４）と両フィンガー（Ｇ２，Ｖ３）をスイング移動させる方法。
【請求項３】
上下移動部（Ｙ１）を構成する桶（１５）を有し、また、回転部（Ｙ２）を構成する蓋（Ｒ３）を有し、そして、開閉部（Ｙ３）を構成する回転テーブル（Ｕ２３）を有し、さらに、チャックレバー（Ｃ４）とチャック爪（Ｃ５）とで構成された請求項１、２記載のアライナ装置。
【請求項４】
アライナ装置（Ｂ２）と第２関節部（Ｂ５）を構成する第１アーム（Ａ１，Ａ１ａ）を有し、また、第３関節部（Ｂ４）を構成する第２アーム（Ａ２、Ａ２ａ）を有し、そして、第４関節部（Ｂ３）を構成する第３アーム（Ａ３、Ａ３ａ）を有し、さらに、固定フィンガー台（Ｑ１）と固定フィンガー（Ｑ２）と固定爪（Ｑ３）及び可動フィンガー台（Ｖ６）と可動フィンガー（Ｖ３）と可動爪（Ｖ４）とを有する請求項１、２記載の複合機能ロボット。
【請求項５】
アライナ装置（Ｂ２）の設置位置が、爪（Ｃ５）でウェハーを保持した状態にして、同ウェハーの中心点（Ｍ３）が、直進方向移動線（Ｍ１）上に位置し、また、ロボット胴体の中心点（Ｍ３）に位置し、さらに、第１アー厶蓋（Ａ１ａ）面に位置する請求項３記載の複合機能ロボット。
【請求項６】
第４関節ハウジング（Ｇ３）につばを備え第３アーム（Ａ３，Ａ３ａ）先に固定し、そのハウジング（Ｇ３）にベアリング（Ｇ１０）を介して第４関節中空軸（Ｇ７）を通しして保持し、この第４関節中空軸（Ｇ７）は第３アーム（Ａ３、Ａ３ａ）内側に駆動ギア（Ｇ９）を固定しこの駆動ギア（Ｇ９）に伝動ギア（Ｇ４）を噛合わせてそこにスイングモーター（Ｇ６）固定し、また、その第４関節中空軸（Ｇ７）にボールスプラインベアリング（Ｇ８）を組込みし、このボールスプラインベアリング（Ｇ８）に、ボールねじ部を有するボールスプライン軸（Ｌ８）を通しして保持し、このボールスプライン軸（Ｌ８）のボールねじ部にスラストブラケット（Ｌ１）、スラストベアリング（Ｌ２）、スプリング座（Ｌ３）、スプリング（Ｌ４）、送り駆動ギア（Ｌ５）、ボールねじナット（Ｌ９）、スラストベアリング（Ｌ６）、スラストブラケット（Ｌ７）の順で入れて組込みし、ボールねじナット（Ｌ９）のつばに送り駆動ギア（Ｌ５）を固定し、この送り駆動ギア（Ｌ５）に伝動ギア（Ｌ１０）を噛合わせてそこに送りモーター（Ｌ１２）を固定した請求項３記載の複合機能ロボット。
【請求項７】
第４関節中空軸（Ｇ７）先に、固定フィンガー台（Ｑ１）、固定フィンガー（Ｑ２）、固定爪（Ｑ３）の順で固定して連結し、また、ボールスプライン軸（Ｌ８）先に、可動フィンガー台（Ｖ６）、可動フィンガー（Ｖ３）、可動爪（Ｖ４）の順で連結固定し連動する請求項２記載の複合機能ロボット。
【請求項８】
可動フィンガー台（Ｖ６）に空洞部を設けてファイバーを通しして、その上方にセンサーホルダ（Ｖ５）をはめて、このセンサーホルダ（Ｖ５）にセンサー（Ｖ１）を通しして、このセンサー（Ｖ１）にＯリング（Ｖ２）を通しして、このＯリング（Ｖ２）を可動フィンガー台（Ｖ６）凹み部にはめて、そこに、可動フィンガー（Ｖ３）を固定した請求項３記載の複合機能ロボット。
【請求項９】
第４関節ハウジング（Ｇ３）のつばに磁性流体シール（Ｇ１）を固定し、この磁性流体シール（Ｇ１）に第４関節中空軸（Ｇ７）を通し、また、固定フィンガー台（Ｑ１）と可動フィンガー台（Ｖ６）間のボールスプライン軸（Ｌ８）を金属ペローズ（Ｖ８）で覆いした請求項３記載の複合機能ロボット。
【請求項１０】
ロボットの第１アーム蓋（Ａ１ａ）面を挟んで桶（Ｕ１５）と蓋（Ｒ３）を固定し、この蓋（Ｒ３）上面に磁性流体シール（Ｒ１１）を固定し、また、回転体（Ｒ１０）と回転テーブル（Ｕ２３）の間に金属ペローズ（Ｕ１８）を固定して、さらに、請求項９記載の４ヶ所レバー軸（Ｃ８）ところに磁性流体シール（Ｃ７）を固定した請求項１，３記載のアライナ装置。
【請求項１１】
回転テーブル（Ｕ２３）４ヶ所上下にベアリング（Ｃ９）を組込みし、その上方に磁性流体シール（Ｃ７）を固定し、そこにレバー軸（Ｃ８）を通しして、つば（Ｃ６）にレバー（Ｃ４）を固定し、そのレバー先に爪（Ｃ５）を固定し、また、下方に、カムレバー（Ｃ１０）を固定し、このレバー先方にスプリング掛け（Ｃ１１）を固定し、また、ピン（Ｃ２）でカムローラー（Ｃ３）を固定し、そして、そのスプリング掛け（Ｃ１１）と（Ｒ１３）にスプリング（Ｃ１２）を掛けて、前記カムローラー（Ｃ３）をカム（Ｃ１）面に密着させてある請求項１，３記載のアライナ装置。
【請求項１２】
アライナ装置チャックの水平方向スイング機構において、ウェハー中心点（Ｘ１）からはずれたところに、レバー軸中心点（Ｘ２）を位置させ、そのウェハー中心点（Ｘ１）とレバー中心点（Ｘ２）の結び線（Ｎ１）が爪中心点（Ｘ３）に重なるところにおいて最大開幅（Ｉ１）を得ており、また、爪移動形跡線（Ｎ３）とウェハー外周（Ｎ２）とがクロスするところで保持点（Ｘ４）を得ている請求項９記載のアライナ装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、従来半導体のウェハー搬送工程におけるノッチ（ＮＯＴＣＨ）合わせポジション（ＰＯＳＩＴＩＯＮ）及びそのポジションへの搬送作業が省けて、また搬送とノッチ合せ作業を並行して処理できる搬送工程レイアウト方法並び搬送機能とノッチ合わせ機能を搭載した複合機能ロボット及びクランプ方式アライナ装置において完全密閉構造を成した同装置。
【背景技術】
【０００２】  ウェハー搬送工程において、その工程は高度なクリ−ン環境を維持する必要性から、クリ−ンチェンバー（ＣＨＡＭＢＥＲ）内に１式の装置が備わってあり、それらの搬送工程は、ユニット化にて流通されているものである。【０００３】  上記ウェハー搬送ユニットの構成においては、処理前のウェハーを積んであるカセットと処理済のウェハーを収納するカセット並び客先各種装置への対応ポ−ト（ＰＯＲＴ）及びノッチ合わせ装置と搬送ロボットで構成されてある。【０００４】  また、ウェハー搬送ユニットにおける一連のウェハー搬送作業は、ロボットにて対応してあり、そのウェハー外周にはノッチを設けてあり、そのノッチによりウェハーの姿勢における角度方向の位置基準にするもので、同ノッチの角度位置は加工装置が要求する所定角度位置に合せる必要があり、その作業をアライナ装置にて対応するものである。【０００５】  また、ロボットの移動運動にあって、アームの直進方向移動における所定位置は、図１２（ａ、ｂ、ｃ）で示す後進方向移動を終えたところＭ７に所定位置Ｍ２を設けるのが一般的で、その位置は固定されたものである。また旋回と上下方向における所定位置は、作業の手順又は状況に合せて決まるものであり、固定ではない。【０００６】  ロボットにおいて、上記所定位置は、各ポジションへ移動の際に、その所定位置を基にして、プログラムで与えられた移動量により、移動先位置が決まるものであり、その実施例をウェハー搬送工程レイアウト図１（ｂ）に基づいて下記に記述する。【０００７】  ロボットは、所定位置から処理前ウェハーカセットポジションへ前進方向移動し、同カセットよりウェハーを取出してから後進方向移動して所定位置へ戻る。そして、上記所定位置から、旋回と上下方向における次の所定位置へ移り、そこからアライナ装置ポジションへ前進方向移動して同アライナ装置へウェハーを渡し、同位置から後進方向移動して所定位置へ戻りノッチ合せ完了まで待機し、再びアライナ装置ポジションへ前進方向移動して同アライナ装置からノッチ合わせ済ウェハーを受取り、再び同位置から後進方向移動して所定位置へ戻る。
さらに、上記所定位置から旋回と上下方向における次の所定位置へ移り、そこから客先の装置ポートへ前進方向移動して同装置へウェハーを渡し、同位置から後進方向移動して所定位置へ戻り客先装置の作業完了まで待機し、再び客先装置ポートへ前進方向移動して処理済ウェハーを受取り、再び同位置から後進方向移動して所定位置へ戻る。
なお、上記所定位置から旋回と上下方向における次の所定位置へ移り、そこから処理済ウェハー収納カセットポジションへ前進方向移動して同カセットへ処理済ウェハーを収納し、同位置から後進方向移動して所定位置へ戻る。【０００８】  上記一連の作業は、搬送工程において繰返しされるものであり、その作業において、旋回と上下方向の所定位置は次々と変わって行くのに対し、直進方向移動における所定位置、即ちアームが後進方向移動を終えた位置は変わらないものである。【０００９】  上記において、搬送ロボットを構成する構造は、胴体並びＺ軸及び第１アームと第２アームと第３アームとフィンガーと爪で構成されて、その各構成部は関節並び軸及びピンで連結または固定したものである。【００１０】  また、その機能には、水平方向における直進移動並び旋回移動及び上下移動にウェハーの保持と解放動作以上の運動機能を持っており、主にウェハーの搬送作業を目的としたものである。【００１１】  また、ウェハーの保持と開放機能において、その構造は２個ずつの爪をもつ固定フィンガーと可動フィンガーで構成し、その動作は、両爪がウェハーを中心にして対向方向に位置し、その両爪がウェハーから遠ざかったりまたは近づいたりする移動機能により、ウェハーの保持又は開放動作をするものである。【００１２】  上記保持動作にあっては、その保持動作において、ウェハーの外周面と４個の爪との保持点が確定したところで、予圧を加えるものであり、その予圧を加える構造には、二股形状先に爪を有する固定フィンガー又は可動フィンガーにおいて、何れ方のフィンガーを素材又は構造による弾力性を持たせておき、保持動作における爪の送り量に、保持移動量に予圧移動量をプラスして送ることで、ウェハー外周に爪との保持点４ヶ所が決まり、そこから予圧送りが続くので、二股先の両爪はウェハーの内側方向へ力が作用し、そこで弾力性フィンガー方の爪は、同ウェハーの外周に沿って滑りながら食い込みして停止し、弾力性構造のフィンガーは二股先から広がった状態なっており、その状態から原形に戻ろうとする力が働き、その力が予圧に作用するものであり、以上の過程において、滑りにともなう摩擦から微粒子が発生するものである。【００１３】  上記０００４項において、アライナ装置を構成する構造は、胴体並びＺ軸と回転軸及びチャックレバーと爪で構成されてあり、その各構成部は軸並び３つのレバー及びピンで連結または固定したものである。【００１４】  そして、チャックの開閉構造において、アライナの中心点基準に所定半径をもつ円において、その円周を３等分された３ヶ所位置にレバーを１個ずつ設けてあり、その３つのレバーは、円の中心点に向けて上下方向にスイングすることでチャックの開閉運動を得ており、その構造には磁性流体シール又は金属ペローズによる無摩擦シーリングが困難で、さらに、上下方向における作業スペースを必要とする。【００１５】  さらに、そのほかに、上下方向移動及び回転方向移動ができる機能を持っており、主にウェハーのノッチ合せ作業を目的としたものである。【００１６】  上記ロボットとアライナ間において、ウェハーの受渡しは、アライナがロボットフィンガーと関渉しない所定高さ位置において、チャックを開き待機状態に入る。【００１７】  そして、ロボットがフィンガー爪でウェハーを保持しながら搬入してから待機状態に入り、そこでアライナがチャックを閉めてウェハーを保持し、その後ロボットがフィンガー爪からウェハーを開放して、ロボットからアライナへのウェハー渡しを済ます。【００１８】  また、上記ウェハー受渡し済状態において、アライナチャックレバーとロボットフィンガーとの相互位置関係は、アライナが回転運動でノッチ合せの際に、相互関渉する位置である故に、ロボットはそこから一旦抜出して所定位置へ戻ったところで待機状態に入る。【００１９】  そして、アライナは、下の方に設けてあるノッチ合せセンサーの探知距離（センサーヘッドからウェハー面まで所定距離）を確保した後に回転運動に入りノッチ位置確認後、その確認位置と所定位置とのずれた角度量を補正してから、そのウェハーをロボットへの渡し作業を行う。【００２０】  上記アライナ装置にあっては、ノッチ探知センサーが配置された位置は、ウェハーからして、チャックレバーの下方に位置する故に、同ノッチ探知センサーの探知距離は、同チャックレバーとの干渉を避けての位置で決まってあり、そのためセンサーの探知距離は必要以上に取ってある。【００２１】  上記ノッチ探知センサーは、応答性並び正確性及び対クリーン性等諸特性から光センサーを用いており、同光センサーは被探知物との距離をもつほど光の集束度が弱まる故に反射して跳ね返り光度の弱体化現象が起こり、探知感度の低下とともに、同センサーの応答性及び精度の低下を招き、ノッチ探知作業における高速性と精度に悪影響を及ぼすものである。【００２２】  また、ノッチ位置とレバー位置が重なった際に、センサーにおいては、同ノッチがレバーに隠れて、そのノッチ探知が出来ず、一旦ウェハーを持ち変えなおしてから、再度ノッチ探知作業を行うものである。【００２３】  さらに対クリーン性において、上記３つのレバーは上下方向にスイングする構造にしてあり、その構造は同レバー支持部において、無摩擦シーリングが困難なものである故に、同構造には密閉対応がされていない。
またチャックの回転と上下運動は一つの構造体で兼ねた故に、密閉が困難なものであり、そのため密閉対応がされていない。
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】  従来搬送ユニット工程において、ロボットとアライナ装置のポジションは、２ヶ所に分離したレイアウトにしてある故に、両ポジション間において搬送作業を必要とするものであり、その工程レイアウトにおける合理化及び省スペース化に問題があった。
【００２５】  従来搬送ユニット工程において、１枚のウェハーにおける搬送とノッチ合せ作業は、その両作業場が分離されてある故に、並行して処理できず、ロボットとアライナにおいては、一方が作業中において片方は待機状態に入るもので、即ち作業と休止を交互で繰返すものであり、その工程レイアウトにおける作業の非効率性問題があった。
【００２６】  従来ロボットとアライナにおいて、ウェハーの受渡し作業の際、ロボットはウェハーをアライナへ引渡してから同ロボットフィンガーとアライナレバーとの干渉を避けるために、一旦所定位置へ戻る作業を強いられており、そこには、不必要な作業及び時間を無駄にする問題があった。
【００２７】  従来アライナのノッチ探知センサーにおいて、同ノッチ探知センサー位置はウェハーからして、チャックレバー下方に位置してある故に、そのノッチ探知センサーの探知距離は、チャックレバーとの干渉を避けるため、必要以上に取ってあり、ノッチ合せにおける処理速度及び精度の低下を招く問題があった。
【００２８】  従来アライナのノッチ探知において、ウェハーノッチの位置がチャックレバーと重なる際に、ノッチ探知センサーにおいてはノッチが隠れて、そのノッチ探知が出来ず、ウェハーを持ち変えなおして、再度ノッチ探知作業を行っており、その再処理時間によって、工程の流れを狂わす厄介な問題があった。
【００２９】  従来アライナにおいて、上下運動と回転運動を一つの構造体で対応した構造及び上下方向にスイングするレバー構造においては、同工程のクリーン度に対応できる無摩擦シーリングが困難な故に、その密閉対応がされておらず、対クリーン性に問題があった。
【００３０】  本発明は、図１（ｂ）で示す搬送ユニット工程レイアウトにおいて、ノッチ合わせ装置の配置を図１（ａ）で示すロボットの上方にすることで、従来、ノッチ合わせ装置におけるポジションと同ポジションへの搬送作業が省けるとともに、搬送とノッチ合せ作業を並行して処理出来て、省スペース化を可能にする工程レイアウトの方法及びロボットとアライナ装置間における作業において、相互干渉をなくし、また、センサーにおいて、ノッチがチャックレバーに隠れることがないようにし、そして、ウェハー表面に微粒子の付着を避けるため同ウェハーを反転させ、さらに、ロボットフィンガーとアライナ装置チャック間において、上下方向のウェハー搬送に対応するために、ロボットフィンガー及び爪をスイングさせる方法を目的としており、なお、該、工程レイアウト及びスイング方法に対応する複合機能ロボット及びアライナ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３１】  上記目的を達成するため、従来搬送工程レイアウトにおいて、アライナ装置のポジション及び同ポジションへの搬送作業が省けて、また搬送作業とノッチ合せ作業を並行して処理できる工程のレイアウト方法として、アライナ装置をロボット上部へ配置する方法がある。
【００３２】  また、ロボットとアライナ装置間における作業において、相互干渉問題、並びノッチの隠れ問題、及びウェハーの反転機能、かつ、ウェハーの上下方向移動とに対応するために、ロボットのフィンガー及び爪をスイングさせる方法がある。
【００３３】  上記方法の実現のために、図２（ａ、ｂ、ｃ）で示す複合機能ロボット（アライナ機能搭載ロボット）にあっては、上下移動部及び第１関節部を構成する胴体を有し、また、アライナ装置及び第２関節部を構成する第１アームを有し、そして、第３関節部を構成する第２アームを有し、さらに、第４関節部を構成する第３アームを有し、なお、固定爪と固定フィンガーと固定フィンガー台及び可動爪と可動フィンガーと可動フィンガー台を有する。以上は各部位において、関節軸並びスプライン軸及びベルトを介して連結又は固定し、それら一連の構造体を連動させ、ロボットの搬送機能とアライナ装置のノッチ合せ機能を有し、両作業が同時に行えるものである。
【００３４】  上記複合機能ロボットにあっては、図３、４で示す胴体において、４本のＺ軸を有し、同４本のＺ軸両端に下ベースと上ベースで固定するとともに、その両ベースにはカバーを固定して胴体を被い、同胴体構造を形成したものである。
【００３５】  上記胴体にあっては、上下移動体において、下方向４ヶ所凸部にボールスプラインベアリングを介して、胴体の両ベース間に構成する４本のＺ軸に同上下移動体を組込みし、同上下移動体に第１アー厶駆動モーターを取付ける。また、同上下移動体の下方４ヶ所凸部において、可動ベースを固定し、同可動ベースにベアリング外輪を固定し、そのベアリング外輪がボールを介して保持しているボールねじナットに、駆動プーリを固定するとともにボールねじ軸を通し、同ボールねじ軸はボールねじ止ブロックに固定し、同ボールねじ止ブロックは下ベースの中央に固定する。そして、Ｚ軸駆動モーターを取付けて、そのモーター軸には伝動プーリを固定し、同プーリと駆動プーリはベルトで連結する。さらに、第２アーム駆動モーターを取付けてある。以上の上下移動体は、４本のＺ軸に保持された状態にしてあり、Ｚ軸駆動モーターの回転にボールねじナットを連動させて、上下方向移動が出来るようにしたものである。
【００３６】  上記上下移動体にあっては、同上下移動体の上面中央において、ハウジング下端のつばを固定してあり、そのハウジングにはベアリングを介して第１関節中空軸を保持し、同第１関節中空軸においては、その上端に第１アームを固定し、その下端には駆動ギアを固定してあり、同駆動ギアは第１アーム駆動モーター軸に固定した伝動ギアと噛合うものである。そして、同第１関節中空軸の両端内側にベアリングを介して第２アーム伝動中空軸を保持し、同第２アーム伝動中空軸においては、上端に第２アーム伝動プーリを固定し、その下端には駆動ギアを固定して、同駆動ギアは第２アーム駆動モーター軸に固定してある伝動ギアと噛合うものである。以上は、上下移動体の上下方向移動に、ハウジング、第１関節中空軸、第２アーム伝動軸を連動させてあり、また、第１アーム駆動モーターの回転に第１アーム中空軸が連動し、第２アーム駆動モーター回転に第２アーム伝動軸が連動するものである。
【００３７】  上記第１関節中空軸にあっては、その上端に固定してある第１アームにおいて、図５で示す同第１アームには第１アーム蓋を被せてある。また、第２関節部を有し、同第２関節部において、第２関節支持中空軸を固定し、同第２関節支持中空軸にベアリングを介して第２関節中空軸を保持し、同第２関節中空軸の下方に駆動プーリを固定し、その上方の同第２関節中空軸と第１アーム蓋とのクロスするところに磁性流体シールを施してある。そして、第１アーム内において、第１関節部と第２関節部との間に中継プーリ軸を固定し、同中継プーリ軸にベアリングを介して中継プーリと減速プーリを組込みしてあり、それらのプーリにおいて、第２アーム伝動プーリと中継プーリとをベルトで連結し、減速プーリと駆動プーリとをベルトで連結してある。さらに、同第１アーム蓋において、図１２（ａ、ｂ、ｃ）で示す直進方向移動線において、後進方向の移動終了位置にアライナ装置を設けてある。以上は、第１関節中空軸回転に第１アームが連動し、第２アーム伝動プーリ回転に第２関節中空軸が連動する。また第１アームに設けたアライナ装置の中心位置を、直進方向移動線上に位置させることで、直進方向移動における所定位置に用いられ、さらに、ロボットの胴体中心点と重なるところに位置させてあることから、ロボットの旋回運動における慣性モーメントが最も小さく作用するところである。よってロボットアームが所定位置へ戻ったその場でノッチ合わせ作業が可能で、なお、旋回運動における高速性及び安定性を維持するものである。
【００３８】  上記第１アームにおける第２関節中空軸にあっては、同第２関節中空軸の上端に固定してある第２アームにおいて、図５で示す同第２アームには第２アーム蓋を被せてある。また、第３関節部を有し、同第３関節部においては、第３関節支持中空軸を固定し、同第３関節支持中空軸にベアリングを介して第３関節兼駆動プーリを固定するとともに、同第３関節兼駆動プーリと第２アーム蓋とのクロスするところに磁性流体シールを施しておる。そして、第２アーム内において、第２関節部と第３関節部との間に第３アーム駆動モーターを取付けるとともに、同駆動モーター軸には伝動プーリを固定してある。さらに、同伝動プーリと第３関節兼駆動プーリとをベルトで連結したものである。以上は、第２関節中空軸回転に第２アームが連動し、第３アーム駆動モーター回転に第３関節兼駆動プーリが連動するものである。
【００３９】  上記第２アームにおける第３関節兼駆動プーリにあっては、同第３関節兼駆動プーリ上端に図６で示す第３アームを固定し、同アームには第３アーム蓋を被せてあり、また第４関節部を有する。以上は、第３関節兼駆動プーリの回転に第３アームが連動するものである。
【００４０】  上記第４関節部には、図６，７で示す第４関節ハウジングを固定し、同ハウジングにベアリングを介して第４関節中空軸を保持し、同第４関節中空軸の先端に固定フィンガー台を固定し、同固定フィンガー台上端に固定フィンガーを固定し、同固定フィンガーの二股先両方に固定爪を固定してある。また、第３アー厶内の第４関節中空軸に駆動ギアを固定して、同駆動ギアに伝動ギアを噛合わせて、その伝動ギアはスイングモーター軸に固定し、同スイングモーターは両ギアが噛合う位置へ固定するものである。以上は、第４関節中空軸は回転機能を有し、同第４関節中空軸回転に、固定爪、固定フィンガー、固定フィンガー台が連動するものである。
【００４１】  上記第４関節中空軸にあっては、図６，７で示す同第４関節中空軸にボールスプラインベアリングを介してボールスプライン軸を保持し、同ボールスプライン軸先端に可動フィンガー台を固定し、同可動フィンガー台上端に可動フィンガーを固定し、同可動フィンガーの二股先両方に可動爪を固定してある。また、同ボールスプライン軸片方のボールねじ部には、スラストブラケット、スラストベアリング、スプリング座、スプリング、送り駆動ギア、ボールねじナット、スラストベアリング、スラストブラケットの順に組込み、その内の送り駆動ギアはボールねじナットつばに固定し、また、同送り駆動ギアに伝動ギアを噛合わせて、その伝動ギアは送りモーター軸に固定し、同送りモーターは両ギアが噛合う位置へ固定したものである。以上は、ボールスプライン軸は、直進移動機能と第４関節中空軸回転に連動する機能を有する。また、同ボールスプライン軸に、可動爪、可動フィンガー、可動フィンガー台が連動するものである。そして、００４６、００４７項で説明する予圧送りにおいてボールねじナットがスプリングの方へ移動する機能を有する。
【００４２】  また、図６，７で示す第４関節ハウジングつばのところに磁性流体シールを施し、同シールに第４関節中空軸を通しして、同回転部に無摩擦シーリングをしてある。また、固定フィンガー台と可動フィンガー台間のボールスプライン軸移動部に、金属ペローズを組み込んで無摩擦シーリングをしてある。以上は、シーリング構造において摩擦を排除することで、摩擦による微粒子発生を防ぐとともに、アーム内部構造から生じる微粒子を完全に封じ込める構造にしたものである。
【００４３】  さらに、図６，７で示す可動フィンガー台空洞部にファイバーを通しして、その上端にセンサーホルダーを固定し、同ホルダーにノッチ探知センサーを通し、同ノッチ探知センサーにＯリングを通して、同Ｏリングは凹みに填め込み、そこの可動フィンガー台上端面において、可動フィンガーを固定し、そこでＯリングはホルダーと可動フィンガーとの間で押しつぶされて変形し、その変形によって下方はホルダーを押えて固定し、また、内側方ではノッチ探知センサーを押付けて固定するとともに、完全密閉効果を有する。以上は、ノッチ探知をウェハーの上面から行えるようにするもで、それは００５１項で説明する理由により、ロボットとアライナ装置とのウェハー受渡し作業とノッチ探知作業が効率的に行えるからであり、また、同構造において、Ｏリングでセンサーホルダーとセンサーの固定とともに、内部からの微粒子を封じ込める構造をしたものである。
【００４４】  図６，１２で示す上記両フィンガー構造における動作には、ウェハーの保持と開放を可能にした構造の動作において、ウェハーを中心にして両爪の配置は、アームの直進移動方向からして、後進方向の方に固定爪を配置し、また前進方向の方に可動爪を配置しており、その配置位置において、両爪がウェハーから離れる移動が開放動作で、またその反対にウェハーへ近づく移動が保持動作である。
【００４５】  上記両爪の開放動作にあっては、ウェハーの保持状態から開放動作への移行において、第３アームが後進方向へ移動し、同移動に固定爪と可動爪が連動する。そこで固定爪は、その位置からしてウェハーから離れて遠ざかり正常開放動作に入るが、一方の可動爪は、その位置からして反対方向へ向かうべきである。そこで、同第３アーム移動と連動しているボールスプライン軸を反対方向（前進方向）へ移動させ、その移動に可動爪が連動し、その移動に量は、反対方向への補正移動量に開放移動量を加えたものである。即ち、アーム移動方向に対する反対方向へ倍の移動量を倍の送り速度で移動させ、その運動で両爪はウェハーを中心から同時に遠ざかり、ウェハーを開放するものである。また、保持動作においては、開放動作と同じ移動量を反対方向に与えるものであり、各モーターの回転方向を変えることで対応する。但し、可動フィンガーには後記する予圧送り量が加わる。
【００４６】  また、予圧作用に当たっては、保持点での滑り摩擦による微粒子発生を避けるために、二股形状をした固定フィンガーと可動フィンガーを非弾力性の素材又は構造にし、予圧発生源は、アーム内部のスプリングから得るようにしており、それには、通常の送り運動において同スプリング力点を、ボールねじナットに固定してある駆動ギアとスラストベアリングの密着面にしてある。そして、予圧送りに入るとボールねじナットがスプリング方向へ移動とともに、前記スプリングの力点から駆動ギアが離れて、ボールねじ部のナットとボルトの間に組み込まれてある球にスプリングの力点が移り、同ボールねじと一体構造をしているボールスプライン軸にスプリング力が作用し、その力が爪とウェハーの保持点で予圧に作用するものである。
【００４７】  上記において、予圧送りにおけるボールねじナットの移動原理は、爪の保持動作から予圧動作へ移行するときには、既にウェハーと各爪において、保持点が確定し、固定爪は移動を終えて停止した状態である。一方の可動爪は物理的に移動出来ず停止され、その停止に、ボールねじボルトと一体構造をしているボールスプライン軸が連動して停止する。その停止状態にあるボールねじボルトにおいて、ボールねじナットは予圧送り回転が続き、その回転には、ねじ山に沿って同ボールねじナットの移動が伴うものである。
【００４８】  また、第４関節にあっては、回転機能を有する関節中空軸及び同関節中空軸回転に連動するボールスプライン軸を有する。よって、同関節中空軸に連結された固定フィンガー台と固定フィンガーと固定爪、そして、ボールスプライン軸に連結された可動フィンガー台と可動フィンガーと可動爪は連動してスイング運動を可能にしたもので、そのスイング運動は、第４関節中空軸の駆動ギアと伝動ギアを介してスイングモーターから得ており、そのスイング運動に伴い、ボールスプライン軸と一体構造をしているボールねじボルトも回転する、同回転にボールねじナットを同調させて、軸方向におけるボルトとナット間の位置ずれを補正するもので、同ボールねじナットの回転は、同ボールねじナットの駆動ギアと伝動ギアを介して送りモーターから得ているものである。
【００４９】  よって、上記第４関節回転構造により、図１２（ａ、ｂ、ｃ）で示すように、ウェハーを保持してから、フィンガーを１８０度回転させることで、同ウェハーを上から下の方向へ移動を可能にしてある。以上は、フィンガーとアライナチャック間において、上下方向移動における構造には、ウェハーの受渡し作業に必要な移動距離で済むことで、装置の小型化及び簡素化を可能にしたものである。なお、スイング運動から得る移動量は第４関節中心線からウェハー面間の垂線距離で決まるもので、必要な移動距離に合せて両フィンガー台の長さを決めればよい。参照図１２
【００５０】  さらに、同第４関節回転構造により、図１２（ｅ）で示すように、アライナ装置へのウェハー受渡しにおいて、ロボットフィンガーの位置をウェハー上面に位置させており、同ロボットフィンガーとアライナ装置チャックレバー及び爪との干渉を回避させた。以上は、アライナ装置がウェハーを受け取ったその場でノッチ合せ作業に入られて、また、ロボットはその場で待機し、同ノッチ合せ作業後にその場でウェハーを受取り搬送作業に入られるものである。
【００５１】  そして、同第４関節回転構造により、図１２（ｅ）で示される可動フィンガー台上方に設けたセンサーは、フィンガーのｌ８０度回転で下向きになり、そこで、図１２（ｆ）で示されるアライナ装置回転テーブルが上昇し、同上昇にチャックレバーと爪が連動して上昇しており、そこで、ウェハーの受渡し作業が行われ、その作業が済むと、図１２（ｇ）で示されるアライナ装置爪は、ウェハーを保持して下降される。そこで、ウェハーの上方にセンサーが位置する。図１２（ｈ）で示されるロボットはノッチ探知位置Ｍ４へわずかにセンサーを移動させてウェハー上方にセンサーが位置され、そこからノッチ探知が行えるものである。以上は、ノッチ探知センサーにおいて、アライナ装置のチャックレバーにノッチが隠れて同ノッチ探知が出来ない問題及びセンサー探知距離設定条件の問題が解消される。
【００５２】  さらに、同第４関節回転構造により固定爪と可動爪でウェハーを保持した状態において、固定フィンガーと可動フィンガーを１８０度回転させて同ウェハーを反転させるものである。以上は、反転によりウェハーの表面が下向になり、その表面において、上から下方に流れる気流に含まれた微粒子の付着を回避するものである。
【００５３】  図８で示すアライナ装置には、上下移動部を構成する桶を有し、また、回転部を構成する蓋を有し、さらに、開閉部を構成する回転テーブルを有し、以上における構造体によって、チャックレバーと爪の開閉運動及び回転テーブルの回転と上下運動を可能にしたものである。
【００５４】  図９で示す桶中央下に、クロスローラーベアリングを組込みして同クロスローラーベアリング内輪に上下駆動ギアを組込みし、同上下駆動ギアの上方にある筒状のところにピンでカムローラーを固定する。また、上下駆動ギアと伝動ギアが噛合う位置に伝動ギアが固定されたモーターを取付けてから、ロボット第１アーム蓋に固定する。
【００５５】  図９で示す蓋にリング状の凹み部を設けて、そこには、チャックモーターを取付けて、また、回転モーターを取付ける。さらに、同蓋中央にクロスローラーベアリングを組込みし、そして、同アライナ蓋上面に、磁性流体シールを組込み接着剤で固定する。
【００５６】  図９で示す回転体は、予め、その中央に２個のリニアー回転ベアリングを組込みし、また、上方４ヶ所凸部にはボールスプラインベアリングを組込みして、そして、中央下方に駆動プーリを固定し、そこに、回転モーター軸に固定した伝動プーリとベルトで連結し、その中央にスプリング組み込み用の凹み部を設けており、同一連の回転体は、蓋中央に組み込まれたクロスローラーベアリング内輪に組込みして保持される。
【００５７】  図９で示す回転テーブルには、予め下向き４ヶ所凸部にガイド軸を固定し、また、別の下向き４ヶ所凸部上下に、ベアリングを組込みしてその上方に磁性流体シールを組込み接着剤で固定しておき、爪、チャックレバー、つばの順に連結してあるレバー軸を、上記したベアリングに通しして、その下方からカムレバーを固定し、同カムレバー先にスプリング掛けの固定とともに、ピンでカムローラーを固定し、また、同回転テーブル中央上面には、スラストベアリングを組込みし、その上から上下移動兼チャック軸を下方に通しして、同上下移動兼チャック軸下方からからスラストベアリングと開閉カムを上方に入れてねじで固定することで、開閉カム面に倣ってカムローラーが追従する構造が形成し、同カムローラーは、カムレバー、レバー軸、つば、チャックレバー、爪の順に連結された一連の構造体が連動することでチャック爪の開閉動作を得ている。
【００５８】  図９で示す上記回転テーブルにおいて、中央に組込みしてある上下移動兼チャック軸と４ヶ所凸部のガイド軸を、回転体の中央に組込みしてあるリニアー回転ベアリングと上部４ヶ所に組込みしてあるボールスプラインベアリングに、夫々を通しして、回転テーブルを回転体に連結して、同回転体下凹み部に出ている上下移動兼チャック軸に、スラスト受け座、スラストベアリング、スプリング座，スプリングの順に入れて、同上下移動兼チャック軸の下端に予め、上下カムを固定してある駆動ギアを固定し、その駆動ギアはチャックモーター軸に固定してある伝動ギア回転に連動し、そこから開閉カムの回転運動を得ている。以上の、蓋、回転体、回転テーブルにおいて、蓋をロボット第１アームの下面に前以て固定してある桶の上方から取付けることで、桶の下方に組込みしてある駆動ギア上の筒状ところに固定されたカムローラーの上に上下カムが乗っかり、そこで、回転テーブルの上下運動を得ており、そこで、アライナ装置の全体構造が形成するものである。
【００５９】  上記アライナ装置にあっては、回転テーブル上において、回転運動並び上下運動及びチャック機能を有し、そこで回転運動は、ウェハー外周のところにあるノッチの位置確認を目的に用いて、上下運動は、ロボットフィンガーへの受渡しに用いており、チャックは、ウェハーの保持に用いるものである。
【００６０】  さらに、チャック開閉動作を水平方向スイング運動から得るために、チャックレバーがウェハーを保持した状態のアライナ装置にあっては、図１３で示されるウェハーにおいて、同ウェハー中心点から外れたところにレバー軸中心点を位置させてあり、また、同ウェハー外周の外方に爪中心点を位置させてある。前記において、レバー軸中心点を中心にして爪中心点をスイングさせることで生じる爪移動形跡線は、ウェハー中心点とレバー軸中心点との結び線、また、ウェハー外周線の両方においてクロスし、そのクロスするところにおいて、結び線とクロスするところで最大開幅を得ており、また、ウェハー外周とクロスする点で保持点を得ている。なお、保持点距離は、爪距離及びレバー軸距離とは比例関係にあり、レバー軸距離又は爪距離を変えることで、保持点を適当位置へ変えることが出来る。
【００６１】  上記、チャックの開閉動作における水平方向のスイング構造により、開閉作業面積を最小限に押さえ、また、磁性流体シールによる無摩擦シーリングを可能にしたものである。
【発明の実施形態】
【００６２】  発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１（ａ）で示される実施例では、同発明の搬送工程レイアウト方法に基づいた実施例を示すもので、アライナ装置のポジション及び同ポジションへの搬送作業が省けて、また搬送作業とノッチ合せ作業を並行して処理できる工程レイアウトであり、その実現には、アライナ装置をロボットの方に配置し、その配置位置は、ロボットにおいて、アームの直進方向移動線Ｍ１の後進方向移動終わり点に位置したものである。
【００６３】  図１（ｂ）で示される実施例では、従来搬送工程レイアウトにおいて、アライナ装置を個別のポジションに配置しており、よって、アライナ装置のポジション及び同ポジションへの搬送作業を必要とするもので、また、搬送作業とノッチ合せ作業を並行して処理出来ないものである。
【００６４】  図２で示される実施例では、複合機能ロボット（アライナ機能搭載）には、上下移動部Ｂ７及び第１関節部Ｂ６を構成する胴体Ｂ１を有し、またアライナ装置Ｂ２及び第２関節部Ｂ５を構成する第１アームＡ１，Ａ１ａを有し、さらに第３関節部Ｂ４を構成する第２アームＡ２，Ａ２ａを有し、なお第４関節部Ｂ３を構成する第３アームＡ３，Ａ３ａを有し、且つ、固定爪Ｑ３、固定フィンガーＱ２、固定フィンガー台Ｑ１及び可動爪Ｖ４、可動フィンガーＶ３、可動フィンガー台Ｖ６を有し、以上は各部位において、各関節を中心にして連結又は固定されて、その一連の構造物は連動するものである。
【００６５】  図３で示される実施例では、下ベースＷ１において、中央にボールねじ止ブロックＺ５をねじ７で固定して、また、４ヶ所凸部にある穴に４本のＺ軸Ｗ３の片端をはめ込みしてねじ４で固定する。そして、Ｚ軸Ｗ３の反対端には上ベースＷ４の凸部４ヶ所にある穴にはめ込みしてねじ１で固定し、その両ベースの間にはカバーＷ２で胴体を被い、下の方はねじ５でまた上の方はねじ１６で固定し、同胴体Ｂ１を形成したものである。
【００６６】  図３、４に示される実施例では、上下移動体Ｚ１０において、下向き４箇所の凸部にある穴にボールスプラインベアリングＺ１１を組込みし、また、１アーム駆動モーターＫ４軸に伝動ギアＫ６をねじ１２で固定し、同１アーム駆動モーターＫ４はモーター台Ｋ５に固定して、同モーター台Ｋ５をねじ２２で上下移動体Ｚ１０に取付ける。さらに、上下移動体Ｚ１０の下向き４箇所凸部に可動ベースＺ２をねじ３固定し、同可動ベースＺ２にベアリング外輪Ｚ３をねじ６で取付けして、同ベアリング外輪Ｚ３がボールを介して保持しているボールねじナットＺ１の下方に駆動プーリＺ４をねじ８で取付けしてから、同ボールねじナットＺ１にボールねじＺ６を通しておき、同可動ベースＺ２にＺ軸駆動モーターＺ９をねじ２１で取付けて、４本のＺ軸Ｗ３組み込む。
【００６７】  図３、４に示される実施例では、ハウジングＨ２の両端内側にベアリングＨ１をはめ込みし、同ベアリングＨ１に上方から第１関節中空軸Ｋ１を通して、同第１関節中空軸Ｋ１の上方つばでベアリングＨ１の内輪を押えており、その下方ではベアリング内輪押さえカーラーＫ２でベアリングＨ１の内輪を押えてねじ１４で固定し、その下方端面に駆動ギアＫ３をねじ１３で固定し、同駆動ギアＫ３は第１アーム駆動モーターＫ４軸に固定してある伝動ギアＫ６と噛合う状態になるものである。また、同第１関節中空軸Ｋ１の両端内側にベアリングＫ７をはめ込みし、同ベアリングＫ７に第２アーム伝動軸Ｓ２を通しておき、同第２アーム伝動軸Ｓ２は、上方にベアリング内輪受けＳ１をはめて高さ位置を決めてからねじ１８で固定し、その上端には第２アーム伝動プーリＦ５をねじ１９で固定し、また、下方にベアリング内輪押さえリングＳ３をはめて、その下方から駆動ギアＳ４で押えてねじ１１で固定し、同駆動ギアＳ４は、第２アーム駆動モーターＳ７軸に固定してある伝動ギアＳ５と噛合う状態になる。以上第１関節中空軸及び第２アー厶伝動軸を構成するハウジングＨ２の下方つばをねじ１５をで上下移動体Ｚ１０の上面に取り付ける。
【００６８】  図５に示される実施例では、図３で示す第１関節中空軸Ｋ１の上端に第１アームＡ１をねじ１９で固定してあり、同第１アームＡ１に、第２関節支持中空軸Ｅ６つばを第２関節の方にねじ３１で固定しておき、第２関節中空軸Ｅ３の両端内側にベアリングＥ５を組込みし、同ベアリングＥ５内輪を前記第２関節支持中空軸Ｅ６に組み込みし、また、同第２関節中空軸Ｅ３には、第１アーム内部において、駆動プーリＥ４をねじ３０で固定する。そして、第１関節と第２関節の間に中継プーリ軸Ｆ３のつばをねじ３２で固定しておき、中継プーリＦ１に減速プーリＦ６をねじ３４で固定し、その両端にベアリングＦ２を組込みしてから、同ベアリングＦ２内輪を前記中継プーリ軸Ｆ３に通しして、ベアリングＦ２の上方の内輪を内輪止リングＦ７で止める。さらに、第２アーム伝動プーリＦ５と中継プーリＦ１はベルトＦ４で連結し、減速プーリＦ６と駆動プーリＥ４はベルトＦ８で連結してから、第１アーム蓋Ａ１ａを上から被せてねじ３３で固定し、同第１アーム蓋Ａ１ａに第２関節中空軸Ｅ３がクロスするところに磁性流体シールＥ２で無摩擦シーリングしてある。以上は、第１関節中空軸Ｋ１の回転運動に第１アームＡ１が連動し、また、第２アーム伝動プーリＦ５の回転運動に第２関節中空軸Ｅ３が連動するものである。
【００６９】  図５に示される実施例では、上記説明の第２関節中空軸Ｅ３の上端に、第２アームＡ２をねじ４２で固定してから、上方のベアリングＥ５内輪を押さえカーラーＥ１で押えてねじ４４で固定する。同第２アームＡ２においては、第３関節支持中空軸Ｔ１つばを第３関節部の方にねじ４０で固定し、第３関節兼駆動プーリＴ３の両端内側にベアリングＴ２を組込みしてから、同ベアリングＴ２の内輪を前記第３関節支持中空軸Ｔ１に組込みし、上方のベアリングＴ２の内輪を２つのベアリング押さえナットＴ５で固定する。また、モーター台Ｊ２に第３アーム駆動モーターＪ１をねじ４１で固定して、同第３アーム駆動モーターＪ１軸に伝動プーリＪ３をねじ４６で固定してから、第２関節と第３関節の間に前記モーター台Ｊ２をねじ４５で固定しておき、その伝動プーリＪ３と駆動プーリＴ３はベルトＪ４で連結してから、第２アーム蓋Ａ２ａを上から被せてねじ４３で固定する。そして、同第２アーム蓋Ａ２ａに第３関節Ｔ３がクロスするところに、磁性流体シールＴ４で無摩擦シーリングをしてある。以上は、第２関節中空軸Ｅ３の回転運動に第２アームＡ２が連動し、また、伝動プーリＪ３の回転運動に第３関節兼駆動プーリＴ３が連動するようにしたものである。
【００７０】  図６、７に示される実施例では、上記説明の第３関節中空軸兼駆動プーリＴ３の上端に、第３アームＡ３をねじ６６で固定する。また、第４関節ハウジングＧ３の両端にベアリングＧ１０を組込みして、同第４関節ハウジングＧ３つばを第３アーム先端面にねじ６０で固定し、同つば先に磁性流体シールＧ１を固定する。そして、第４関節中空軸Ｇ７の両端内側にボールスプラインベアリングＧ８を組込みし、同第４関節中空軸Ｇ７を前記ハウジングＧ３に組込みしてあるベアリングＧ１０内輪に通しして、同第４関節中空軸Ｇ７において、アーム外側にベアリングＧ１０の内輪を内輪止リングＧ２で止めて、アーム内側ベアリングＧ１０の内輪は駆動ギアＧ９で押えてねじ６７で固定する。さらに、モーター台Ｇ５にスイングモーターＧ６をねじ６９で固定してから、同スイングモーターＧ６軸に伝動ギアＧ４をねじ６８で固定して、同モーター台Ｇ５を所定位置にねじ６２で固定して、伝動ギアＧ４と駆動ギアＧ９を噛合い状態にする。以上は、第４関節のスイング運動を可能にしたものである。
【００７１】  上記説明において、第４関節中空軸Ｇ７両端内側に組込みしてあるボールスプラインベアリングＧ８に、ボールねじ部を有するボールスプライン軸Ｌ８を通しして組込みし、そして、スラストブラケットＬ１を所定位置にねじ６３で固定してから、スラストベアリングＬ２、スプリング受け座Ｌ３、スプリングＬ４の順でボールスプライン軸Ｌ８のねじ部に入れてから、送り駆動ギアＬ５をボールねじナットＬ９つばにねじ６００で固定して、同ボールねじナットＬ９をボールねじ部へ組込みし、前記駆動ギアＬ５にスラストベアリングＬ６を密着させてスラストブラケットＬ７を所定位置にねじ６５で固定する。また、モーター台Ｌ１１に送りモーターＬ１２をねじ６０２で固定してから、同送りモーターＬ１２軸に伝動ギアＬ１０をねじ６０１で固定し、前記モーター台Ｌ１１を所定位置にねじ６４で固定し、伝動ギアＬ１０と駆動ギアＬ５を噛合い状態にする。以上は、第４関節のスイング運動にボールスプライン軸Ｌ８が連動し、また、同ボールスプライン軸Ｌ８の直進運動とボールねじナットＬ９の直進移動を可能にしたものである。
【００７２】  図６．７で示す実施例では、第４関節中空軸Ｇ７先に、固定フィンガー台Ｑ１をねじ７５で固定し、同固定フィンガー台Ｑ１上端面に固定フィンガーＱ２をねじ７３で固定し、同固定フィンガーＱ２の二股形状の両先に固定爪を接着剤で固定する。また、ボールスプライン軸Ｌ８の先に金属ペローズＶ８を入れて片つばを固定フィンガー台Ｑ１にねじ７２で固定してから、その反対方の可動フィンガー台Ｖ６にねじ７２で固定し、同可動フィンガー台Ｖ６上端面に可動フィンガーＶ３をねじ７４で固定し、同可動フィンガーＶ３の二股形状の先に可動爪を接着剤で固定する。以上は、固定爪Ｑ３、固定フィンガーＱ２，固定フィンガー台Ｑ１の連結体が第４関節中空軸Ｇ７に連動し、また、可動爪Ｖ４、可動フィンガーＶ３，可動フィンガー台Ｖ６の連結体がボールスプライン軸Ｌ８に連動するものである。
【００７３】  図６に示される実施例では、可動フィンガー台Ｖ６の空洞部に、ファイバーを通してその上端にセンサーホルダーＶ５を固定し、同ホルダーにノッチ探知センサーＶ１を通し、同ノッチ探知センサーＶ１上からＯリングＶ２を通して、同ＯリングＶ２を凹みにはめ込みしてから、その可動フィンガー台Ｖ６上端面に可動フィンガーＶ３をねじ７４で固定し、そこで、Ｏリングはホルダーと可動フィンガーとの間でつぶされて変形状になる。その変形によって下方はホルダーＶ５を押えて固定し、また内側の方ではノッチ探知センサーＶ１を押付けて固定するとともに、完全密閉効果を有する。以上は、ノッチ探知をウェハー上面からできるようにしたものである。
【００７４】  図８に示される実施例では、アライナ装置には、上下移動部Ｙ１を構成する桶Ｕ１５を有し、また、回転部Ｙ２を構成する蓋Ｒ３を有し、さらに、開閉部Ｙ３、を構成する回転テーブルＵ２３を有し、以上における構造体によって、チャックレバーＣ４と爪Ｃ５の開閉運動及び回転テーブルＵ２３の回転と上下運動を可能にしたものである。
【００７５】  図９に示される実施例では、同桶Ｕ１５中央下に、クロスローラーベアリングＵ３を組込みしてその外輪を外輪押えＵ４を介してねじ２で固定し、同クロスローラーベアリングＵ３内輪に上下駆動ギアＵ１０を組込みして内輪押えＵ５を介してねじ３で固定し、同上下駆動ギアＵ１０の上方にある筒状のところにピンＵ１でカムローラーＵ２を固定する。また、伝動ギアＵ１１を上下駆動モーターＵ１３軸にねじ１で固定し、同上下駆動モーターＵ１３はモーター台Ｕｌ２にねじ２４で固定し、同モーター台Ｕ１２は桶Ｕ１５の底面において、上下駆動ギアＵ１０と伝動ギアＵ１３が噛合う位置にねじ２０で取付けてから、図８で示す同桶Ｕ１５のつばをロボット第１アーム蓋Ａ１ａ内側面にねじ７で固定する。
【００７６】  図９に示される実施例では、蓋Ｒ３にリング状の凹み部を設けて、そこには、伝動ギアＣ１８とチャックモーターＣ１５を取付けてあるモーター台Ｃ１６をねじ８で取付けて、また、伝動ギアＲ２とモーターＲ７を取付けてあるモーター台Ｒ４をねじ１８で取付けてある。さらに、同蓋Ｒ３中央にクロスローラーベアリングＲ８外輪を組込みし、その外輪を外輪押さえＲ５を介してねじ１１で固定しており、そして、同アライナ蓋Ｒ３上面に、磁性流体シールＲ１１を組込み接着剤で固定する。
【００７７】  図９に示される実施例では、回転体Ｒ１０は予め、その中央に２個のリニアー回転ベアリングの組込みし、上方４ヶ所凸部にはボールスプラインベアリングＵ１７を組込みして、また中央下方に駆動プーリＲ１を固定してあり、その中央にスプリング組み込み用の凹み部を設けており、同一連の回転体は、００８０項に記した蓋Ｒ１３に組み込まれたクロスローラーベアリングＲ８内輪に組込みして内輪押さえＲ６を介しねじ１２で固定する。
【００７８】  図９に示される実施例では、回転テーブルＵ２３には、予め下向き４ヶ所凸部にガイド軸Ｕ１９をねじ１７で固定し、また、同下向き別の４ヶ所凸部上下に、ベアリングＣ９を組込みしてその上方に磁性流体シールＣ７を組込み接着剤で固定しておき、爪Ｃ５、チャックレバーＣ４、つばＣ６の順に連結してあるレバー軸Ｃ８を、上記したベアリングＣ９に通しして、その下方からカムレバーＣ１０をねじ１４で固定し、同カムレバーＣ１０先にスプリング掛けＣ１１の固定とともに、ピンＣ２でカムローラーＣ３を固定し、また、同回転テーブルＵ２３中央上面には、スラストベアリングＵ２１を組込みし、その上から上下移動兼チャック軸Ｃ１４を下方に通しして、同上下移動兼チャック軸Ｃ１４下方からからスラストベアリングＵ２１と開閉カムＣ１を上方に入れてねじ２２で固定することで、開閉カム面に倣ってカムローラーＣ３が追従する構造が形成し、同カムローラーは、カムレバーＣ１０とレバー軸Ｃ８とつばＣ６とチャックレバーＣ４と爪Ｃ５とを連結されて一連の構造体が連動することでチャック爪Ｃ５の開閉動作を得ている。
【００７９】  図９に示される実施例では、上記回転テーブルＵ２３において、中央に組込みしてある上下移動兼チャック軸Ｃ１４と４ヶ所凸部のガイド軸Ｕ１９を、回転体Ｒ１０の中央に組込みしてあるリニアー回転ベアリングＲ９と上部４ヶ所に組込みしてあるボールスプラインベアリングＵ１７に、夫々を通しして、回転テーブルＵ２３を回転体Ｒ１０に連結して、同回転体Ｒ１０下凹み部に出ている上下移動兼チャック軸Ｃｌ４に、スラスト受け座Ｕ９、スラストベアリングＵ８、スプリング座Ｕ７，スプリングＵ６の順に入れて、同上下移動兼チャック軸Ｃ１４の下端に予め、上下カムＣ１９を固定してある駆動ギアをねじ４で固定する。以上によって、桶、回転体、回転テーブルにおいて、それぞれを構成する機構は、連結又は固定して一つの構造体を形成し、そこで、ロボット第１アームの下面に前以て固定してある桶Ｕ１５の上方から蓋Ｒ３をねじ１０で固定することで、桶Ｕ１５の下方に組込みしてある駆動ギアＵ１０上の筒状ところに固定されたカムローラーＵ２の上に上下カムＣ９が乗っかり、アライナ装置の全体構造が形成するものである。
【発明の効果】
【００８０】  本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００８１】  アライナ装置をロボットに配置することにより、ウェハー搬送工程において、アライナ装置のポジションが省けるとともに、同ポジションへの搬送作業も省けることから、工程の省スペース化及び作業時間を短縮できる。
【００８２】  また、アライナ装置をロボットに配置することにより、ロボットの旋回移動及び上下移動と並行してノッチ合せ作業ができ、工程の作業時間を短縮できる。
【００８３】  そして、ロボットの中心点Ｍ３にアライナ装置を配置したことにより、同ロボットの旋回運動における慣性モーメントを最小限に抑えており、よって、同旋回運動において、速度及び安定性に最も有効に働く。
【００８４】  さらに、ロボットアームの直進方向移動線Ｍ１上にアライナ装置を配置したことにより、同配置位置を直進方向における所定位置として利用でき、ロボットアームが同所定位置へ戻ったその場でノッチ合せ作業開始が可能であり、同作業における時間無駄を排除したものである。
【００８５】  第３アームは磁性流体シールと金属ペローズにより無摩擦による完全密閉構造にした上、サーボ機構による固定フィンガー及び可動フィンガーのスイング運動及び直進運動を可能にしたことにより、機構から発生するパーティクルをほぼ完全に封じ込めることで、クリーン度クラス１の０．１μへの対応が可能である。
【００８６】  さらに、サーボ機構による保持及び開放動作を得ていることにより、保持動作におけるウェハーと各爪との保持点（接点）での衝撃と摩擦を排除でき、同保持点から生じる微粒子を最小限に抑えられる。
【００８７】  そして、ボールねじ部において、ウェハー保持動作の際にはボールねじボルトが移動し、予圧動作においてはボールねじナットが移動する構造をしてあり、同ボールねじナットの移動で、それまでのスプリング力の作用点がスラストベアリング面からボールねじ部の球へ移行し、同ボールねじボルトと一体になっているボールスプライン軸に予圧が作用し、その予圧作用点は、ウェハーと固定爪との保持点であり、同保持点で予圧が加わる際に滑りがないため、同滑り摩擦による微粒子の発生がほぼないことから、パーティクル対応に最も有効である。
【００８８】  また、回転ベアリングに保持されている第４関節中空軸には、ボールスプラインベアリングを内蔵し、そこにボールスプライン軸を組込みしてあることにより、前記第４関節中空軸に回転運動を可能にし、その回転運動にボールスプライン軸を連動させるもので、よって、同第４関節中空軸に固定又は連結された、固定フィンガー台と固定フィンガーと固定爪及びボールスプライン軸に固定又は連結された、可動フィンガー台と可動フィンガーと可動爪、以上一連構造のスイング運動を得ており、同運動は、ロボットがアライナ装置へウェハー搬入に際し、ウェハーを下方向への移動に用いており、したがって、ロボットとアライナ装置間においては、受渡しに必要な最小限の上下移動量をもつ機構で済むことで、アライナ装置を小型化できる。
【００８９】  そして、上記スイング運動において、ウェハーを下方へ移動させる機能と反転させる機能が働くもので、よって、アライナ装置へ渡したウェハーは表面が下向きとなり、同表面に微粒子の付着を避けられることにより、ノッチ合せ作業におけるパーティクル対策に有効なものである。
【００９０】  さらに、上記スイング運動で、ウェハーを下方へ移動させてアライナ装置へ引渡すことにより、各フィンガーと爪は、ウェハーに対し上方へ位置することで、同各フィンガーと爪は、アライナ装置のチャックレバーとは干渉しないことにより、アームの待避移動を必要としないため、ウェハーをその場で引渡しまたその場で引き取れることから、受渡し作業における無駄な時間を排除するものである。
【００９１】  また、上記スイング運動により、固定フィンガーにセンサーを設けてウェハーに対し上方からノッチ探知を可能にした、よって、ウェハーに対し、下方向に位置するアライナ装置のチャックレバー位置がウェハーノッチ位置と重なった際に、センサーにおいては、チャックレバーにノッチが隠れることなくノッチ探知が可能であるため、同ノッチ合せ作業は何れの場合においても所定時間内で済むことから、工程流れを円滑に進められるものである。
【００９２】  さらに、固定フィンガーにセンサーを設けてウェハーに対し上方に位置するセンサーは、アライナ装置のチャックレバーとは干渉されないことから、最適なノッチ探知距離（センサーヘッドからウェハー面）が得られており、よって、ノッチ探知作業における精度及び速度に最も有効である。
【００９３】  また、アライナ装置のチャックレバー開閉構造において、水平方向スイング運動による開閉動作を得ていることから、縦方向における作業面積を最小限にでき、小型化に有効である。
【００９４】  また、アライナ装置の開閉動作は、チャックレバーの水平方向スイング運動から得ており、よって磁性流体シールでの無摩擦シーリングを可能にし、それらはノッチ合せ作業におけるパーティクル対応に有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】搬送ユニットの工程レイアウトを示す図である。（ａ）本発明の工程レイアウト、アライナ装置をロボットの方へ配置した例を示す図である。（ｂ）従来の工程レイアウト、アライナ装置とロボットが個別のポジションを有する例を示す図である。
【図２】複合機能ロボットの各部位を示す図である。
【図３】複合機能ロボットの胴体構成を示す図である。
【図４】図３における、断面を示す図である。（ａ）断面Ａ−Ａを示す図である。（ｂ）断面Ｂ−Ｂを示す図である。
【図５】複合機能ロボットの第１アーム及び第２アーム構成を示す図である。
【図６】複合機能ロボットの第３アーム並び固定フィンガー及び可動フィンガー構成を示す図である。
【図７】複合機能ロボットの第３アームを拡大して、その構成を示す図である。
【図８】アライナ装置の各部位を示す図である。
【図９】アライナ装置の構成を示す図である。
【図１０】アライナ装置の平面図である。
【図１１】アライナ装置の断面Ａ−Ａを示す図である。
【図１２】複合機能ロボットの作業実施例を示す図である。（ａ）ウェハーを保持し所定位置（後進方向）へ移動状態を示す図である。（ｂ）所定位置（後進方向）へ移動とともに、フィンガーのスイング運動状態を示す図である。（ｃ）所定位置へ移動及びスイング運動が完了し、ウェハーが上方から下方へ移動しまた、ウェハー面が反転した状態、そして、ウェハーをアライナへ引渡せる状態を示す図である。（ｄ）図（ｃ）の側面図である。（ｅ）図（ｄ）のＰ枠拡大図で、ロボットフィンガーの爪でウェハーを保持してある位置状態を示す図である。（ｆ）図（ｄ）のＰ枠拡大図で、アライナ回転テーブルが上昇しウェハーの受渡し位置状態を示す図である。（ｇ）図（ｄ）のＰ枠中心から右側拡大図で、アライナがロボットからウェハーを受取りして下降した位置状態、及びセンサーとの上下位置関係状態を示す図である。（ｈ）図（ｄ）のＰ枠中心から右側拡大図で、センサーがノッチ探知位置へ移動した状態、及びノッチ合せ作業に入れる状態を示す図である。
【図１３】アライナ装置において、チャックレバーの水平方向スイング運動から、開閉動作を得ている原理を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】Ｗ１      下ベース
Ｗ２      胴体カバー
Ｗ３      Ｚ軸
Ｗ４      上ベース
Ｚ１      ボールねじナット
Ｚ２      可動ベース
Ｚ３      ベアリング外輪
Ｚ４      駆動プーリ
Ｚ５      ボールねじ止ブロック
Ｚ６      ボールねじボルト
Ｚ７      タイミングベルト
Ｚ８      伝動プーリ
Ｚ９      Ｚ軸駆動モーター
Ｚ１０    上下移動体
Ｚ１１    ボールスプラインベアリング
Ｋ１      第１関節中空軸
Ｋ２      ベアリング内輪押えカーラー
Ｋ３      駆動ギア
Ｋ４      駆動モーター
Ｋ５      モーター台
Ｋ６      伝動ギア
Ｋ７      伝動軸ベアリング
Ｓ１      伝動軸ベアリング内輪受け
Ｓ２      第２アーム伝動軸
Ｓ３      ベアリング内輪押えリング
Ｓ４      駆動ギア
Ｓ５      伝動ギア
Ｓ６      モーター台
Ｓ７      第２アーム駆動モーター
Ｈ１      第１関節ベアリング
Ｈ２      ハウジング
Ａ１      第１アーム
Ａ１      第１アーム蓋
Ｆ１      中継プーリ
Ｆ２      ベアリング
Ｆ３      中継プーリ軸
Ｆ４      ベルト
Ｆ５      第２アーム伝動プーリ
Ｆ６      減速プーリ
Ｆ７      内輪止リング
Ｆ８      ベルト
Ｅ１      押えカーラー
Ｅ２      磁性流体シール
Ｅ３      第２関節中空軸
Ｅ４      駆動プーリ
Ｅ５      関節ベアリング
Ｅ６      第２関節支持中空軸
Ａ２      第２アーム
Ａ２ａ    第２アーム蓋
Ｊ１      第３アーム駆動モーター
Ｊ２      モーター台
Ｊ３      伝動プーリ
Ｊ４      ベルト
Ｔ１      第３関節支持中空軸
Ｔ２      ベアリング
Ｔ３      第３関節兼駆動プーリ
Ｔ４      磁性流体シール
Ｔ５      ベアリング内輪押えナット
Ａ３      第３アーム
Ａ３ａ    第３アーム蓋
Ｌ１      スラストブラケット
Ｌ２      スラストベアリング
Ｌ３      スプリング座
Ｌ４      スプリング
Ｌ５      送り駆動ギア
Ｌ６      スラストベアリング
Ｌ７      スラストブラケット
Ｌ８      軸ボールねじ部
Ｌ９      ボールねじナット
Ｌ１０    伝動ギア
Ｌ１１    モーター台
Ｌ１２    送りモーター
Ｇ１      磁性流体シール
Ｇ２      内輪止リング
Ｇ３      第４関節ハウジング
Ｇ４      伝動ギア
Ｇ５      回転モーター台
Ｇ６      スイングモーター
Ｇ７      第４関節中空軸
Ｇ８      ボールスプラインベアリング
Ｇ９      駆動ギア
Ｇ１０    ベアリング
Ｑ１      固定フィンガー台
Ｑ２      固定フィンガー
Ｑ３      爪
Ｖ１      ノッチ探知センサー
Ｖ２      Ｏリング
Ｖ３      可動フィンガー
Ｖ４      爪
Ｖ５      センサーホルダー
Ｖ６      可動フィンガー台
Ｖ７      蓋
Ｖ８      金属ペローズ
Ｃ１      開閉カム
Ｃ２      ピン
Ｃ３      カムローラー
Ｃ４      チャックレバー
Ｃ５      爪
Ｃ６      つば
Ｃ７      磁性流体シール
Ｃ８      レバー軸
Ｃ９      ベアリング
Ｃ１０    カムレバー
Ｃ１１    スプリング掛け
Ｃ１２    スプリング
Ｃ１３    スプリング掛け
Ｃ１４    上下移動兼チャック軸
Ｃ１５    チャックモーター
Ｃ１６    モーター台
Ｃ１７    駆動ギア
Ｃ１８    伝動ギア
Ｃ１９    上下カム
Ｕ１      ピン
Ｕ２      カムローラー
Ｕ３      クロスローラーベアリング
Ｕ４      外輪押え
Ｕ５      内輪押え
Ｕ６      スプリング
Ｕ７      スプリング座
Ｕ８      スラストベアリング
Ｕ９      スラスト受け座
Ｕ１０    上下駆動ギア
Ｕ１１    伝動ギア
Ｕ１２    モーター台
Ｕ１３    上下駆動モーター
Ｕ１４    ベルト
Ｕ１５    桶
Ｕ１６    ペローズ下ボス
Ｕ１７    ボールスプラインベアリング
Ｕ１８    金属ペローズ
Ｕ１９    ガイド軸
Ｕ２０    金属ペローズ上ボス
Ｕ２１    スラストベアリング
Ｕ２２    蓋
Ｕ２３    回転テーブル
Ｒ１      駆動プーリ
Ｒ２      伝動プーリ
Ｒ３      蓋
Ｒ４      モーター台
Ｒ５      外輪押え
Ｒ６      内輪押え
Ｒ７      回転モーター
Ｒ８      クロスローラーベアリング
Ｒ９      リニアー回転ベアリング
Ｒ１０    回転体
Ｒ１１    磁性流体シール
【図１】
2005051188.tif 000003
【図２】
2005051188.tif 000004
【図３】
2005051188.tif 000005
【図４】
2005051188.tif 000006
【図５】
2005051188.tif 000007
【図６】
2005051188.tif 000008
【図７】
2005051188.tif 000009
【図８】
2005051188.tif 000010
【図９】
2005051188.tif 000011
【図１０】
2005051188.tif 000012
【図１１】
2005051188.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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