(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回動軸を中心として回転自在に固定された取付板および前記取付板に回動自在に支持された駆動アームと、
前記駆動アームと接続して前記駆動アームを前記第１の回動軸を中心として円弧に沿って移動させる駆動手段と、を有し、
前記駆動アームは、第２の回動軸が第１の回動軸と平行に配置される自由端部を有し、
前記駆動アームの自由端部は、前記駆動アームの自由端部において前記第２の回動軸を中心にして回転するために回転自在に取り付けられて配置される少なくとも１つの物品処理素子を含み、前記少なくとも１つの物品処理素子は、中心に基板を支持し、前記少なくとも１つの物品処理素子を前記取付板に回転自在に連結する手段を更に有し、前記駆動アームが第１の回転方向へ前記円弧に沿って移動するときに、前記少なくとも１つの物品処理素子は、前記第２の回動軸を中心として反対の方向に回転されて前記少なくとも１つの物品処理素子の中心を直線路に沿って移動させるとともに、前記少なくとも１つの物品処理素子が前記第２の回動軸を中心にして回転するにつれて前記少なくとも１つの物品処理素子を前記直線路に対して回転させ、
前記少なくとも１つの物品処理装置を前記取付板に回転自在に連結する手段は、前記取付板に動かぬように取り付けられるとともに外周面が前記第１の回動軸を中心に同心円に配置されている平滑面円筒１次プーリを含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記取付板は、前記駆動アームを回転可能に支持する枢着手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの物品処理装置を前記取付板に対して回転自在に連絡する手段は、前記第１の回動軸で前記取付板に固定されているボスを含み、前記ボスは、前記少なくとも１つの物品処理素子に回転可能に連結される部分として前記１次プーリを有することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記枢着手段は、前記駆動アームと前記ボスとの間に挿入されるベアリングを含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの物品処理装置を前記取付板に対して回転自在に連結する手段は、前記駆動アームの前記自由端部にて前記１次プーリ部と同一線上に配置されるとともにベルトループを介して接続される被駆動プーリを含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動プーリ及び前記被駆動プーリと接続している前記ベルトループは、セグメント化されたスチールベルトであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
１次プーリの直径が被駆動プーリの直径の２倍であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの物品処理素子は、スタック構成に配列されるとともに、取付部品において互いに間隔を開けて一様に支持される複数の素子を含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記取付部品は、取付軸に回転不能に接続されて、ベアリング手段がその間に配置されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記駆動手段は、前記駆動アームに鉛直方向に可動な関節を有するリンクを介して接続され、前記取付板は、鉛直方向可動部材によって支持されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記鉛直方向可動リンクは、第１および第２の端部を有するサブアームと、第３および第４の端部を有するメインアームとを含み、第２および第３の端部は、互いに回動自在に接続され、第１の端部は、鉛直方向可動回転軸に接続され、前記第４の端部は、前記駆動アームに接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記金属ベルトは、複数の部材からなり、少なくとも２つの部材は、幅が、異なる角度で被駆動プーリを中心とする共有接続を行うように小さくなっていることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項１３】
鉛直方向に向けられた回転軸を内部に収容する鉛直方向可動支持スタンドに動かぬように回転自在に支持された取付板を有し、
前記取付板は、回転軸を中心に同心円に配置された円筒面を外側に有する１次プーリ部を含み、
前記取付板に一端が回動自在に取り付けられるとともに、前記回転軸に接続されて第１の回転軸を中心として回転する駆動アームを有し、
前記駆動アームは、他端部に第２の回転軸を中心とする回転のためにスタック状態の複数のエンドエフェクタが取り付けられ、前記複数のエンドエフェクタの各々は中心に基板を支持し、
前記複数のエンドエフェクタは、回転可能連結手段によって前記取付板に回転自在に接続され、前記回転可能連結手段は、前記１次プーリと、その周囲を輪にするベルトとを含み、前記駆動アームが１の回転方向に揺動すると、第２の回動軸で前記複数のエンドエフェクタの反対方向の回転が生じ、前記複数のエンドエフェクタの前記中心は直線路にそって移動し、同時に、前記複数のエンドエフェクタが前記第２の回動軸を中心にして回転するにつれて、前記複数のエンドエフェクタは、前記直線路に対して互いに回転することを特徴とするバッチローダ。
【請求項１４】
前記取付板はカラーに支持され、前記カラーは、回転軸が挿通配置される前記鉛直方向可動支持スタンドに取り付けられている鉛直方向可動リフトチューブに固定されていることを特徴とする請求項１３に記載のバッチローダ装置。
【請求項１５】
前記駆動アームは、サブ及びメイン部品からなる２部品のリンクによって前記回転軸に接続されていることを特徴とする請求項１３に記載のバッチローダ。
【請求項１６】
前記メインアームは、前記駆動アームに回動自在に接続され、前記サブアームは、前記回転軸に駆動可能且つ回転自在に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載のバッチローダ。
【請求項１７】
前記１次プーリは、前記複数のエンドエフェクタと関連する被駆動プーリに接続されていることを特徴とする請求項１３に記載のバッチローダ。
【請求項１８】
前記金属ベルトは、複数の部材からなり、前記部材の少なくとも２つは、異なる角度の位置で被駆動プーリを中心とする共有接続のために幅が狭くなっていることを特徴とする請求項１３記載のバッチローダ。
【請求項１９】
内部に回転軸を鉛直方向に向けて収容する鉛直方向可動支持スタンドに動かぬように回転自在に支持された取付板を有し、
前記取付板は、回転軸を中心として同心円に配置された円筒面を外側に有する１次プーリ部を含み、
一端部が前記取付板に回動自在に取り付けられるとともに前記回転軸に接続されて第１の回転軸を中心として回転する駆動アームを有し、
前記駆動アームは、他端部に複数のエンドエフェクタがスタック状態で取り付けられて第２の回転軸を中心に回転し、
前記複数のエンドエフェクタは、前記１次プーリと前記１次プーリの周囲で輪をなす金属ベルトとを含む回転可能連結手段によって前記取付板に回転自在に接続され、前記駆動アームが１の回転方向に揺動すると、第２の回動軸で角度変化が２倍となる反対方向の回転が生じ、
前記駆動アームは、サブ及びメイン部品からなる２部品リンクによって前記回転軸に接続していることを特徴とするバッチローダ。
【請求項２０】
第１の回動軸を中心として回転自在に支持された取付板および前記取付板に回動自在に支持された駆動アームを有し、
前記取付板は、前記第１の回転軸を中心として同心円に配置された円筒面を外側に有する１次プーリ部を含み、
前記駆動アームと接続して前記駆動アームを前記第１の回動軸を中心として円弧に沿って移動させる駆動手段を有し、
前記駆動アームは、第２の回動軸が第１の回動軸と平行に配置されている自由端部を有し、
前記駆動アームの自由端部は、前記第２の回動軸を中心として回転自在に配置される少なくとも１つの物品処理素子を含み、前記少なくとも１つの物品処理素子は中心に基板を支持し、
前記少なくとも１つの物品処理素子を前記取付板に回転自在に連結する手段を有し、
前記駆動アームが第１の回転方向に前記円弧に沿って移動するときに、前記少なくとも１つの物品処理素子は、前記第２の回動軸を中心として反対の方向に回転されて、前記少なくとも１つの物品処理素子の中心を直線路に沿って移動させるとともに、前記少なくとも１つの物品処理素子が前記第２の回動軸を中心にして回転するにつれて前記少なくとも１つの物品処理素子を前記直線路に対して回転させ、
前記少なくとも１つの物品処理装置を前記取付板に回転自在に連結する手段は、前記駆動アームの前記自由端部に前記１次プーリと同一線上に配置されるとともにベルトループを介して接続される被駆動プーリを含み、前記ベルトループは複数の領域からなるベルトからなり、前記領域の少なくとも２つは、異なる角度での被駆動プーリの共有接続のために幅が狭くなっていることを特徴とする装置。
【請求項２１】
内部に回転軸を鉛直方向に向けて収容する鉛直方向可動支持スタンドに動かぬように回転自在に支持された取付板を有し、
前記取付板は、第１の回転軸を中心として同心円に配置された円筒面を外側に有する１次プーリ部を含み、
一端部が前記取付板に回動自在に取り付けられるとともに前記回転軸に接続されて前記第１の回転軸を中心に回転する駆動アームと、を有し、
前記駆動アームは、他端部に複数のエンドエフェクタがスタッタ状態で取り付けられて第２の回転軸を中心に回転し、前記複数のエンドエフェクタの各々は中心で基板を支持し、
前記複数のエンドエフェクタは、前記取付板に固定された１次プーリを含む回転可能連結手段によって、さらに前記プーリの周囲に輪をなす金属ベルトによって、前記取付板に回転自由に接続され、前記駆動アームが１の回転方向に揺動すると前記複数のエンドエフェクタが反対方向に回転し、前記複数のエンドエフェクタの前記中心は直線路に沿って移動し、同時に、前記複数のエンドエフェクタは、前記回動軸を中心に回転するにつれて前記直線路に対して互いに回転し、
前記少なくとも一つの物品処理素子を前記取付板に回転可能に連結する前記手段は、前記駆動アームの自由端部に前記１次プーリと同一線上に配置されるとともにベルトループを介して接続される被駆動プーリを含み、前記ベルトループは複数の領域から成るベルトから成り、前記領域の少なくとも２つは、異なる角度で被駆動プーリについての共有接続を行うために幅が狭くなっていることを特徴とするバッチローダ。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明の装置は、搬送装置に関する。搬送或いは転送される対象物は、シリコンおよびガリウム砒素等の半導体ウエハ、高密度相互接続などの半導体パッケージ基板、マスクやレチクルなどの半導体製造プロセス描画プレート、アクティブマトリックスＬＣＤ基板等の大面積ディスプレイパネルを含むが、これらに限定されるものではない。
発明の背景
本発明は、搬送装置に関し、特に、基板製造時に使用される搬送装置にて使用される基板ホルダの回転および鉛直方向の移動を行うために、同軸で駆動される関節を有するアームに関する。尚、かかる基板は、半導体ウエハや、フラットパネル、他の基板、または媒体等の形をするものである。
半導体産業において使用されるウエハやパネルの製造において見られるように、限られた軌跡によって定義されるようなかなり限定された領域内の離れた位置の間で基板やワークピースを移動させる高スループットの搬送装置に対する需要は高い。これは、半導体産業界のみならず、製造プロセスにおいて、ワークピースをある位置から次の位置へ移動させる必要性は、高いスループットのみならず、支持面におけるワークピースの所定の向きへの位置合わせに対する再現性の精度も要求する。さらなる制約は、存在する粒子が最も少ないクリーンルーム環境において動作できる位置決め装置を組み立てることである。
ステーションの間で基板の直線移動をもたらす線形運動ロボットアームに対して回転子を使用する配置装置を組み立てることが、試された。この種のアームは、米国特許第４，８９７，０１５号に開示されている。この特許では、エンドエフェクタを設けて、シリコンウエハ等の基板を１の位置から別の位置に直線で運ぶことが開示されている。これは、関節を有する部品が動作するところを中心に２つの回動リンクを駆動接続する一連のプーリを使用することによって行われる。しかし、二重プーリシステムは、接続された２つのドライバがエンドエフェクタの運動を制御することによって、不要な誤差の可能性が生じる。尚、各ドライバは、ベルト／プーリ損失によって別々の誤差の可能性を呈する。米国特許第４，８９７，０１５号に開示された装置において、損失問題は、駆動機構を関節でつなぐために使用されるベルトの幅が小さいので、さらなる問題を含む。
１９９６年７月１５日に出願され「バッチローダアーム」と題された同時係属出願の米国特許願第０８／６７９８４５号において、Ｚ軸駆動から横方向に偏倚している回転ドライバの使用によって、伸張位置と収縮位置との間で駆動される関節を有するアームが開示されている。かかるシステムが成功している間は、Ｚ軸で関節を有するアームを駆動して、単一のドライバにシータ及びＺ軸の運動を統合することがより望ましい。
従って、本発明の目的は、物品を第１ステーションから第２ステーションまで直線路に沿って再現性を有して移動させ、ある軸を中心にして機構を鉛直方向に回転移動するドライバによって関節でつながれている物品伝達機構を提供することである。
本発明の更なる目的は、基板を、スタッタしたグループの状態で１の位置から次の位置へ、またはプロセス操作のスループットを大きくするために移動される上記タイプの搬送装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、グループとして扱われて次の動作による作用を受ける複数の基板がホルダにスタックされる前記タイプの搬送機構を提供することである。
本発明の更なる目的は、クリーンルーム環境において機能できる搬送機構を提供することである。
本発明の更なる目的および効果は、以下の説明および添付の請求項から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の搬送装置を利用できるタイプのサイド処理ステーションの上面図である。
図２は、図２に示す処理ステーションの側面図である。
図３は、本発明を実施した搬送装置を利用する、図１の処理ステーションの一つを詳細に示す主要部の上面図である。
図４は、同軸ドライバの側面図及び一部断面図である。
図５は、本発明の搬送装置による部分断面図である。
図６ａは、収縮されたリンクの上面図である。
図６ｂは、伸長したリンクの上面図である。
図７は、図６ａの線分７−７の断面図である。
図８は、図６ｂの線分８−８の断面図である。
図９は、リンク素子の平面図である。
図１０は、回転カップリング接続の平面図である。
図１１は、エンドエフェクタの平面図である。
図１２は、取付軸でセグメント化されたベルト接続の部分断面図である。
発明の概要
基板を１の位置から別の位置まで移動させる搬送装置は、第１の回動軸を中心にして互いに回動自在に接続された取付板および駆動アームからなる。ドライバは、駆動アームに接続されて、駆動アームを第１の回動軸を中心にして円弧に沿って移動させる。駆動アームは、自由端部を有し、自由端部は、第１の回動軸に平行に配置された第２の回動軸を有する。駆動アームの自由端部は、第２の回動軸を中心にして回転可能に配置される少なくとも１つの物品処理素子を含む。手段が、少なくとも１つの物体処理素子を取付板に回転自在に接続し、故に、駆動アームが第１の回転方向に円弧に沿って移動するとき、少なくとも１つの物体処理素子は、反対方向に回転されて、基板を直線路に沿って移動させる。
好ましい実施例の詳細な説明
図面を参照すると、図１は、ウエハおよびフラットパネルを含む平らな基板を操作する一連の処理システム２０を示す。前述のように、用語「ウエハ」や「基板」は、かかる基板を参照するために一貫して使用されるが、全ての基板に適用可能となるように、広範囲での使用を目的とするものである。処理システム２０は、例えば、壁２４によって外部環境から分離されている「クリーンルーム」２２内に並列に配置されている。分離環境としてのクリーンルームを除去し、その代わりに、システム２０内とシステムとインターフェースする各手段内とに所望のクリーンな環境を維持することも可能である。
いずれの場合も、通常は、カセット２６内に、または制御された環境キャリヤボックス２６’内に、多数の基板、すなわちワークピースＳ（図２）を担持する。本実施例において、複数の基板が、カセット２６に、またはキャリヤボックス２６’にロードされ、この内部で、各々は、間隔を開けて、または積層された関係に支持され、手動で搬送されたり、または、関係するシステム２０近傍の棚２８に置かれて、処理に対して待機する。カセットは、入り口ドア３４（図３および図４）が開いてロードポート３５（図４）を介してアクセスが可能になるときに、ロードロック３２内の待機チャンバ３０へと置かれる。チャンバベースプレート３１より上に配置されて、コントローラにより関節を有する搬送装置３６によって、カセット２６や制御された環境ボックス２６’の複数の基板Ｓは、カセットや箱の棚から持ち上げられて、装置３６の１つの運動においてロードロックステーション３２のチャンバ３０へとスタックされた状態で移動される。その後、ロードロック３２と接続している搬送チャンバ３８内に置かれている搬送装置３７によって、基板Ｓは、一つずつ搬送チャンバ３８に移され、そこから、一つ以上の複数の処理ステーション４０に移動される。
図２および図４に示すように、搬送装置３６は、図示するＺ軸に沿う鉛直移動のためにエレベータ機構４４の上部に取り付けられている。エレベータ機構４４は、ハウジング４３およびマウント４５がロードロック３２内に支持され、搬送装置３７と連動するように各基板Ｓを配置するために、異なる高さに装置３６を制御可能に選択的に配置する。この目的のために、図４に示すように、エレベータ機構４４は、リフトチューブ５４に駆動接続しているリフトシャフト５６を含み、このリフトチューブ５４は、Ｚ軸に沿って鉛直方向にシャフト５６を移動させる役目を担っている。リフトチューブ５４の最上位に、取付ブロックすなわち取付板５１が配置されている。この取付板５１は、適切なネジによってチューブ５４に動かぬように固定されている。搬送装置３６は、関節を有する駆動アーム６０を有し、このアーム６０は、図示した軸ＡＸを中心とする回転のために、取付板５１に回動自在に接続されている。駆動アーム６０の自由端部６１は、その上に複数、６４枚のエンドエフェクタ６６を支持する。
エンドエフェクタは、図示した軸ＭＸを中心とする回転移動に備えて、積層構造に配置されている。駆動アーム６０およびエンドエフェクタ複数６４（end effector plurality 64）は、ロードロックのチャンバ３０とカセット支持ステーションとの間でスタックされた基板Ｓを移動させるために、支持アーム５２に対して回転方向と直線方向との両方に移動できる。
搬送装置３７は、基板ホルダ３３、３３を含む。基板ホルダ３３、３３は、チャンバ３０内でエンドエフェクタ６６に支持される基板Ｓを拾い、次に処理のために処理モジュールの１つへ移動させるために、更に、その後に処理済みの基板をチャンバへと戻し、かかる基板がエンドエフェクタ６６の一つに支持されるように、コントローラからの指示によってロードロックチャンバ３０、３０に対して制御自在に出し入れされる。
図示するように、半径Ｒは、基準である搬送チャンバの中心ＴＣからの基板ホルダ３３のストローク長を画定する。各基板ホルダ３３は、相対的な鉛直移動が鉛直のエレベータ機構４４によって実行されるときに基板Ｓを対応するエンドエフェクタから持ち上げるために、半径Ｒに沿って移動するときに、エンドエフェクタ６６の形と噛み合うように相補的に構成されている。このように、ロードロック３２内で半径Ｒと同一線上にエンドエフェクタ６６を向けることによって、エンドエフェクタ及び基板ホルダの相対的鉛直移動による基板Ｓの取得及び配置等の搬送を行うことができる。
搬送装置３６は、スタックされた複数の基板Ｓ（基板は１枚のこともある）の中心Ｃを、図３の位置Ａ−Ｃの間に延在する破線Ｐによって示す直線路に沿って移動させることできる。位置Ａ，Ｃは、それぞれ、カセットロード及びアンロード位置（位置Ａ）と、搬送チャンバロード及びアンロード位置（位置Ｂ）とに対応している。このように、直線Ｐは、ロッキングステーション３２の内部境界３０とカセット２６との間のパスとして、基板Ｓが従うパスを識別する。
図４に示すように、リフトチューブ５４には、止めねじ６３を介して上端部にカラープレート５９が固着されている。取付板５１は、ネジ６５によって取付板に接続されているカラープレートを介して、リフトチューブ５４の端部に固定されている。マウント４５は、プレート３１の底面に形成されている螺合開口部に係合される螺合ボルト６７によって、チャンバベースプレート３１に接続されている。マウント４５も、リフトチューブが通過する縦穴６９を含む。カラープレート５９と縦穴６９の底部とに、ベローズシール７３が接続されている。ベローズシール７３は、リフトチューブの鉛直移動とともに軸方向に拡張して、チャンバ３０内の封止環境を維持する。開口部６８は、ベースブレート３１に形成され、ベローズシール７３と接続されたリフトチューブとが内部を通過可能とする十分な大きさの直径を有する。開口部６８の外側を環形シール７７が放射状に包囲する。この環形シール７７は、ベースプレート３１の下面と対向するマウント４５の表面に形成された環状溝にはめ込まれている。
図４に示すように、リフトチューブ５４および回転軸５６の両者は、鉛直アクチュエータ７９を介して鉛直方向に移動する。回転アクチュエータ８１は、搬送装置３６の回転軸５６に駆動可能に接続されて、更に、鉛直アクチュエータ７９に接続されて、リフトチューブ５４および回転軸５６の両方が、鉛直アクチュエータ７９の通電及び逆通電に応答して１部材として、鉛直方向に移動される。
図５に示すように、取付板５１は、駆動アーム６０を支持して軸ＡＸを中心として回転可能とする。次に、駆動アーム６０の自由端部６１は、その上に複数、６４枚のエンドエフェクタ６６を支持する。エンドエフェクタは、ＭＸを中心とする回転移動に備えて、スタック状に配置されている。駆動アーム６０とは異なり、取付板５１は、Ｚ軸方向の移動以外は静止している。しかし、駆動アーム６０およびエンドエフェクタ複数６４は、取付板５１に対して回動及び直線移動が可能である。
駆動アーム６０および複数のエンドエフェクタ間の相対移動、取付板５１に対して取られるこれら素子の間の相対移動は、図６ａおよび図６ｂにおいて、符号７０で示す関節を有するリンクを介して行われる。リンクの一端部は、位置７１で駆動アーム６０に固定され、リンク７０の他端部は、位置７４で回転軸５６の上端部に回転できないように接続されている。
図５に示すように、駆動アーム６０の一端部５８に、円筒形の開口部８２が設けられている。この開口部８２に、取付板５１に対して駆動アーム６０を回動させるジャーナルアセンブリ７２がはめ込まれている。アセンブリ７２は、ボス８６を含む。このボス８６は、軸ＡＸを中心に同心円上に配置されていて、ロッキングネジ９０によって取付板５１に回転不能に取り付けられている。ロッキングネジ９０は、取付板５１に形成された開口部に螺合係止されている。スペーサ９１が、取付板５１上方の作業位置にボス８６を上昇させるために使用されている。スペーサ９１は、取付板５１のはめ込み開口部の位置に相当する位置に、ロッキングネジ９０用の開口を有する。
開口部８２において、ボス８６と取付板５１との間に、環形溝ベアリングアセンブリ８８が、放射状に且つ円周方向に配置されている。このベアリングアセンブリ８８によって、取付板５１に対してアーム６０が自由に回転できる。このように、駆動アーム６０は、アームの自由端部６１が図６ａに示すように円弧ＡＲを移動するように、ボス８６に軸ＡＸを中心として回転するように取り付けられている。
ボス８６も、その上端部で表面が滑らかな円筒形１次プーリ９２を画定する。
プーリ９２の外面は、回転軸ＡＸを中心として同心円に配置されている。駆動アーム６０の開口部８２は、１次プーリ９２の外面と円筒形開口部８２の内壁との間に環形ギャップ１０５を設けるためにステップ状になっている。間隙１０５によって、これらの２つの相対回動部品の間の摩擦妨害が防止される。
駆動アーム６０の自由端部６１に、アームの他端部で開口部８２と平行に伸長する円筒形開口部８７が設けられている。開口部８７の内部に、取付軸６２が回動自在に取り付けられている。取付軸６２は、開口によって支持されて、軸ＭＸを中心とする回転運動できるように配置されている。取付軸６２は、ベアリングアセンブリ９４によって回動される。ベアリングアセンブリ９４は、開口部８７に同心円に配置されるとともに駆動アーム６０の自由端部にネジ１０７によって固定されている踏みこんで位置するポスト（stepped locationg post）９５を中心に取り付けられている。円筒形の取付部品１０９が、ベアリングアセンブリ９４を中心として回転できるように枢着されるとともに、取付軸６２から伸長する放射状に延在するフランジ９７とアライメントされている。円筒形の取付部品１０９は、接続ネジ１１０によって取付軸６２に回転可能に接続されている。取付部品１０９は、プラットホームを提供し、この上に、エンドエフェクタが一様な間隔を介して固定されている。
取付軸６２の外壁は、駆動アーム６０によるアーチ形の移動に応答する、表面が平滑な円筒形２次プーリ９６を画定する。プーリ９２、９６は、薄いシートメタルバンド９８を介して互いに駆動可能に接続される。シートメタルバンド９８は、９２、９６の有効表面積をほぼ完全にカバーする幅ＷＤを有する。尚、詳細は後述するが、１次プーリ９２の直径は、２次プーリ９６の２倍である。
各エンドエフェクタは、間隙Ｓ，Ｓによって画定されるスタック構造を形成するために、端部ブロック９９によって順次積層配置されている。各エンドエフェクタ６６および各端部ブロック９９は、開口部１００，１００の整合対の２つを有する。開口部１００，１００は、並列に置かれた隣接するエンドエフェクタの同様な開口部とアライメントされ、それを取付部品１０９に圧入することによって錨止めされている細長いロッド９３、９３と係合するようになっている。各ロッド９３、９３の上端部は、ネジが切られて、図示するようにロッキングナットによって固定されている。尚、間隙Ｓ、Ｓは、基板２５を、配置されたエンドエフェクタ６６間の間隙内に収容しながらも、基板ホルダ３３などのツールがその間を摺動できるような十分な大きさを有するものである。
図１０を参照すると、バンド９８は、実際にはプーリ９２、９６に固定されて、約１１０度の円弧ＡＲに取付軸の限られた回転移動を許容していることが分かる。バンド９８は、参照符号９８ａ、９８ｂ、９８ｃによって示されるように、３つの有効セグメントから成る。セグメント９８ａの端部は、それぞれ位置Ｕ、Ｖでプーリ９２、９６の表面に固定されている。セグメント９８ｂの一端も、セグメント９８ａと共有するように、位置Ｕでベースプーリ９２に固定されている。セグメント９８ｃの一端は、位置Ｗでプーリ９６の表面に固定されている。セグメント９８ｂ、９８ｃの残りの自由端部は、張設装置１１４によって互いに接続されている。幅ＷＤがかなり広いシートメタルバンドを使用すると、剛性が増加する。また、例えば厚みが１インチ（２．５４ｃｍ）のシートメタルバンドを使用すると、剛性を維持しながらもバンドの幅を途中で切断することができる。
これは、セグメント９８ａ、９８ｃに対して特に有効である。この場合、図１２に示すように、端部の長さは半分に切られ、幅が切られた長さの各々は互いに並列に置かれて、駆動プーリ９６の表面の一部を共有し、異なる角度での錨止めを行う。
図６ａ、図６ｂ、図７乃至図１０を参照すると、関節を有するリンク７０は、接合点１２４にて互いに回動自在に接続されているサブアーム１２０とメインアーム１２２とからなることが分かる。接合点１２４は、ピン１２６が図示したＺ軸と平行に配置され、図７に示すようにメインアーム１２２の並列の端部にはめ込まれたベアリング溝１３０に枢着されている。図５に示すように、回転軸５６と対応するサブアーム１２０の端部は、円錐台形のクランプカラー１３２を有する。クランプカラー１３２は、回転軸５６の上端部に形成された対応する形状の面と係合する。保護ボルト１３４が提供され、締結されると、シャフト５６をサブアーム１２０に回転不能に固定する。図５、図８、図９に示すように、駆動アーム６０と対応するメインアーム１２２の端部は、リンク素子１３６を介して駆動アームに回動自在に接続されている。素子１３６は、取付部１３８を有する。
取付部１３８は、ボルト１４２に対して垂直方向に伸長するためにボルト１４２を接続することによって、駆動アーム６０の下面１４０へ動かぬように固定されるようになっている。素子１３６の他端部に、枢着開口部１４４が設けられている。開口部１４４は、内部にベアリングアセンブリ１５０がはめ込まれる。ベアリングアセンブリは、鉛直方向に延在するピボットピン１５２を含む。ピボットピン１５２は、上方伸長部を有し、この上方伸長部は、メインアーム１２２の並列端部に接続している。このように、回転軸５６が時計回りに回転すると、駆動アームは、時計回りの方向に掃引され、一方、回転軸５６が反時計回りに回転すると、駆動アームは、反時計回りの方向に掃引される。
作動中に、搬送装置３６は、図６ａおよび図６ｂに位置Ａ−Ｂによって示すように、純粋にまっすぐな線形路に沿って、スタックされた複数の基板２５（または単一の基板）の中心Ｃを移動させることできる。位置Ａ−Ｂは、カセット２６（位置Ａ）およびロードロック３２の内部境界（位置Ｂ）間のものとして基板Ｓが追従するパスを識別する直線ＬＬによって接続されている。
軸ＭＸの移動に従うことによって、エンドエフェクタ複数６４に対する駆動アーム６０の関節運動が理解できる。図６ａに示す収縮された状態において、軸ＭＸは、エンドエフェクタ複数６４が図示するようにロードロック３２内に収容される場所に相当する位置１１７に位置する。回転軸５６を時計回り回転することによって、駆動アーム６０は、図６ｂに示す位置に向けて時計回りに回動されここで、軸ＭＸは、円弧ＡＲを介して符号１１８として示す位置まで移動される。
駆動アーム６０を位置１１７から位置１１８まで回動する際、エンドエフェクタ６６の作用は、取付軸６２を反時計回りの方向ＣＷに回転させることである。
１次プーリ９２の直径は、２次プーリ９６の２倍のオーダにあり、エンドエフェクタ６６、６６へ回転移動が移動すると、基板２５の中心Ｃは直線路ＬＬに沿って、符号１１８にて示す延長された位置まで移動する。駆動アーム６０の時計回りの方向への回転によって、対応する反対の回転は、取付軸６２にて駆動アーム６０の２倍の回転の値で生じる。このように、基板Ｓの中心Ｃは、回転しているが、作用線ＬＬに沿って直線路を移動する。
位置１１８から位置１１７への駆動アームおよびエンドエフェクタ複数の後退は、前述のプロセスとは逆の方法によって行われ、故に、回転軸５６は、反時計回りに回転されて、符号１０１によって示す位置に駆動アームを後退させて戻す。
スタックされた構造のエンドエフェクタ６６、６６を使用すると、システムは、搬送装置３６をプラットホームとして使用することができ、このプラットホームにおいて、次の動作が担持された基板においてステーション３８にて１つずつ実行できる。すなわち、従来は、次の動作に対して１の方法によって基板Ｓに作用するために、カセット全てを図３の位置Ａから移動させて、ステーション３８の全ツールに頼って、カセットのさまざまな棚の間で鉛直方向に移動させたり、またはステーション３８に対してカセットを鉛直方向に移動させることが必要であった。しかし、本発明により、カセット２６を位置Ａから位置Ｂまで移動させる行程は省略され、その結果、スループットと使用効率とが大きくなる。
このようにして、改善した搬送装置を、好ましい実施例によって説明した。しかしながら、多数の変形例や代替例が、特許請求の範囲から逸脱せずに導き出されるものである。特に、本発明は、反時計回り方向／時計回り方向、鉛直方向、水平方向、またはその他の角度を基準として説明している。しかし、かかる基準は、説明の目的のために使用されたものであり、本発明の請求項の範囲を制限するものではない。また、搬送装置は、チャンバ３０に配置できるテスト基板１３０等の他の基板を扱うためも、有効である。
従って、本発明は、限定よりも例示によって説明するものである。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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