JPH0821609B2 - 標準機械的インタ−フェ−ス装置用のマニピュレ−タ - Google Patents

標準機械的インタ−フェ−ス装置用のマニピュレ−タ

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JPH0821609B2
JPH0821609B2 JP61504802A JP50480286A JPH0821609B2 JP H0821609 B2 JPH0821609 B2 JP H0821609B2 JP 61504802 A JP61504802 A JP 61504802A JP 50480286 A JP50480286 A JP 50480286A JP H0821609 B2 JPH0821609 B2 JP H0821609B2
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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の引照 「密封標準インターフェース装置」 発明者：ジョージアレンマネー、アンドリュウ ウィ
リアムオスリバン、W.ジョージフラコ；出願第635,384
号；出願日:1984年７月30日。
「ボックスドア作動保持装置」 発明者：ジョージアレンマネー、アンドリュウ ウィ
リアムオスリバン、W.ジョージフラコ；出願第686,443
号；出願日:1984年12月24日。
発明の背景 本発明は粒子汚染を低減させるための標準機械的イン
ターフェース装置用のマニピュレータ装置に関し、より
詳細には、被加工物を収容したカセットを、粒子汚染を
防ぐために半導体加工設備で使用するのに適した密封容
器の中へ、また容器から搬送する装置に関する。
ウェーハに付着する粒子フラックスを著しく低減させ
ることによって粒子汚染を低減するために標準機械的イ
ンターフェース（SMIF）装置が提案されている。この目
的は、ウェーハの搬送中、貯蔵中および処理中、ウェー
ハを取巻くガス状媒体（例えば、空気または窒素）がウ
ェーハに対して機械的に、本質的に定常的であるように
することによって、また粒子が環境の外側の周囲から中
間の内部ウェーハ環境に入らないようにすることによっ
て達成される。
VLSI（超LSI）回路のコスト上効果的、高収率かつ有
利な製造には、微粒子汚染の抑制が絶対に必要である。
設計規則により増々小さくなるラインおよび空間を必要
としてきているため、粒子の数を増々強く抑制したり、
直径が増々小さくなる粒子を除去したりすることが必要
である。
或る汚染粒子は望ましからぬ電気橋絡を引き起こすラ
イン間の空間での不完全なエッチングのような加工欠陥
を引き起こす。このような物理的加工欠陥のほかに、他
の汚染粒子はゲート誘導体または接続部における誘発イ
オン化または捕獲中心により電気的故障を引起してしま
う。
最近の加工設備は、関係する粒子の粒径が0.01μｍ以
下から200μｍ以上までの範囲になければならない。こ
れらの粒径の粒子は半導体加工では可成りの損傷をもた
らすことがある。代表的な半導体加工法は今日、１μｍ
以下である形状寸法を用いている。0.1μｍ以上を示す
形状寸法を有する望ましくない汚染粒子は形状寸法１μ
ｍの半導体装置の可成り支障をきたす。もちろん、半導
体加工の形状寸法は増々小さくなる傾向がある。
今日、代表的な加工環境では、クリーンルームを設定
しており、この際、濾過および他の方法により、0.03μ
ｍ以上の形状寸法を有する粒子を除去しようとする試み
が行なわれている。しかしながら、加工環境を改善する
必要がある。在来の「クリーンルーム」を望む程度の無
粒子状態に保つことができない。在来のクリーンルーム
を粒径0.01μｍ以下の粒子がない状態に保つことは事実
上不可能である。
主な微粒子汚染源は作業者、設備および化学薬品であ
る。作業者が放出した粒子は環境内を運ばれて物理接触
または移動によりウェーハ表面に達する。人は例えば皮
膚片の脱落により実質的な粒子源となり、これらの粒子
は容易にイオン化されて欠陥を引き起す。クリーンルー
ムの外被は、粒子放出物を減じるが、これらの放出物を
完全には収容しない。１分あたり6000ケほどの多くの粒
子が十分に適した操作者によって隣接した0.305立方メ
ートル（１立方フィート）の空間へ放出されることがわ
かった。
汚染粒子を抑制するのに、工業界では、HEPAおよびUL
PA再循環空気系を備えた精巧で高価なクリーンルームを
つくる傾向がある。適格な程度の洗浄度を得るのに99.9
99％の濾過効率および１分あたり10回の完全空気交換を
必要とする。
加工欠陥を最小にするのに、加工設備製造業者は機械
が発生する粒子がウェーハに達しないようにしなければ
ならず、またガス状および液状化学薬品の販売業者はよ
り純粋な製品を引渡さなければならない。最も重要なこ
ととしては、ウェーハの貯蔵中、搬送中および加工設備
へ搬送中、ウェーハを粒子から効果的に隔離する装置を
設計しなければならない。この目的を達成するのに標準
機械的インターフェース（SMIF）装置が提案された。
SMIFの概念は、内部粒子源がない場合、少量の静止し
た無粒子空気がウェーハにとって最もきれいな可能を環
境であるという認識に基づいている。或る１つの提案装
置のなお一層の詳細はソリッドステートテクノロジィ、
1984年７月、111〜115頁のミハーパリク（Mihir Parik
h）およびアルリッチケーンプ（Ulrich Kaempf）著の
「スミフ:VLST製造におけるウェーハカセット移送技
術」と称する論文および上記の引照出願に述べられてい
る。
この提案SMIF装置は３つの主構成要素を有しており、
すなわち、（１）ウェーハカセットを貯蔵したり搬送し
たりする最小容積の防塵容器を使用し；（２）囲いを加
工設備のカセット用ポートを覆って設置し、容器および
囲いの内側の環境が少さいきれいな空間になるように
し、（３）容器のドアを設備の囲いのカセット用ポート
のドアと合うように設計し、２つのドアを同時に開いて
ドアの外面についた粒子をこれらのドア間で捕獲する
（「閉じ込める」）。
この提案SMIF装置では、容器を囲いの頂部のカセット
用ポートに設置し、ラッチにより容器のドアおよび囲い
のポートのドアを同時に開放する。機械エレベータがカ
セットを載せて２つのドアを降下させて囲い覆い空間の
中へ入れる。マニピュレータでカセットを取上げ、カセ
ット用ポート／エレベータまたは設備の囲い内の他の位
置に置く。加工後、逆の操作を行う。
SMIF装置はクリーンルーム内外の両方で試作型SMIF構
成要素を使用した実験により効果的であるとわかった。
このSMIF構成はクリーンルーム内での開放カセットの在
来の取扱いより10倍の改善を達成した。
しかしながら、加工ステーションの囲い内の制限空間
により、囲い内のエレベータおよびマニピュレータの大
きさおよび構成が制限されるはずである。さらに、被加
工物を保持するカセットを標準機械的インターフェース
容器から取出しかつこの容器を再び密封する設備は、加
工ステーションの囲いの下の制限空間の中でのカセット
の取扱い自在性を最大にするために、使用していないと
きには狭い空間に閉込めるのが望ましい。
発明の概要 本発明は被加工物を保持するカセットを加工ステーシ
ョンで支持された容器まで、また容器から搬送するマニ
ピュレータである。加工ステーションは、カセットが中
心軸線に沿って移動するとき、カセットを受入れるカセ
ット用ポートを有しており、中心軸線は加工ステーショ
ンの外側からこのカセット用ポートを通って加工ステー
ションの中へ延びている。カセットを支持するプラット
ホームは、カセットを中心軸線に沿って容器まで、また
容器から搬送するために軸線に沿って搬送できる。カセ
ットを中心軸線まで、また中心軸線からこれより片寄っ
た位置まで搬送するマニピュレータが設けられており、
それによりプラットホームは軸線に沿ってカセットを迂
回関係で越えて走行することができる。
本発明の第１面では、マニピュレータは、第１アーム
用のピボットを中心軸線とプラットホームの端部のとこ
ろの軸線からの片寄り点との間に位置決めした構造で２
つのアームを有している。第１回動アームの長さは、ピ
ボット先端部の位置とともに、カセットをプラットホー
ムに対して迂回関係で着脱を行うために必要とされる高
さを最小にする機構を確立している。
本発明の第１面はカセットを容器に対して同軸に出入
れするのに必要とされる高さを最小にする。この特徴
は、本発明を垂直方向の寸法が小さいことが必要である
ようなクリーンルーム環境におけるSMIF加工装置に適用
される場合に特に有用である。
本発明の第２面では、マニピュレータはピボットをア
ーム用プラットホームに位置決めして取付けた構造でア
ームを有している。回動アームの長さはアーム用プラッ
トホーム上のピボット先端部の位置とともに、中心軸線
からのリーチを最大にし、それでもカセットをカセット
用プラットホームに対して迂回関係で同軸に着脱する機
能を確立する。
本発明の第２面はカセット用プラットホームに対して
同軸に着脱することができるカセットの届く範囲を最大
にする。アームが長いというこの特徴は、リーチ寸法が
大きいことが必要であるようなクリーンルーム環境にお
けるSMIFに適用する場合に特に有用である。
また、本発明の第１および第２の両面のなお一層の面
のために傾動機構を設けて回動アームの回動中、カセッ
トを傾動させるようにしてある。この傾動機構によりカ
セット内の棚に位置した被加工物を有利にカセット内の
適切な位置へ摺動させる。
本発明の更らに他の目的および特徴は、本発明の好適
な実施例を図面と関連して詳細に述べる下記の説明から
明らかになるであろう。
図面の簡単な説明 第１図は加工ステーションを簡単に示してある本発明
の第１実施例によるマニピュレータの斜視図である。
第２図乃至第６図は被加工物を保持するカセットを容
器から加工ステーションへ取扱う際の説明に使用する本
発明の第１実施例によるマニピュレータの側面図であ
る。
第７図は本発明の第１実施例の回動アーム用のピボッ
トジョイントの横断面図である。
第８図はプラットホームをシャフトに沿って搬送する
装置を示す本発明の第１実施例によるマニピュレータの
背面図である。
第９図は加工ステーションを簡単に示してある本発明
の第２実施例によるマニピュレータの斜視図である。
第10図乃至第14図は被加工物を保持するカセットをSM
IF容器から加工ステーションへ取扱う際の説明に使用す
る本発明の第２実施例によるマニピュレータの側面図で
ある。
第15図はプラットホームをシャフトに沿って搬送する
装置を示す本発明の第２実施例によるマニピュレータの
背面図である。
第16図は可動のピボット先端部が第２プラットホーム
のキャリッジにあるマニピュレータアームを有する本発
明の第２実施例の原理によるマニピュレータの第１変更
実施例の側面図である。
第17図は第１および第２スプロケットホィールを示す
第１実施例で使用する回動アームの第１部分立面図であ
る。
第18図はカム異形部および第１スプロケットホィール
の前方に設けられたカムリンケージの詳細を示す第17図
の回動アームの第２部分立面図である。
第19図はエムリンケージの詳細を示す第18図の線19-1
9に沿った部分断面底立面図である。
第20図は不連続部分を有するカム異形部を有する第17
図の回動アームとともに使用するのに適したプレートの
側立面図である。
第21図は第１および第２スプロケットホィールを示す
第２実施例で使用する機械アームの部分側立面図であ
る。
第22図はウェーハをカセット内の棚に載っている場合
について示してある傾動軸線および回動軸線を中心とす
る２つの傾動段階にある第17図のカセットの横断面側立
面図である。
詳細な説明 図面を参照して、本発明の第１および第２の実施例お
よび関連した変更例を以下に詳細に説明する。
第１図は本発明の第１実施例によるマニピュレータの
斜視図であり、マニピュレータ１を使用する加工ステー
ション２を簡単に示してある。この加工ステーション２
は加工工程を行うボディ３を有している。例えば、被加
工物が半導体ウェーハである場合、加工ステーション２
はウェーハの表面にフォトレジスト層を載置するように
作動する。もちろん、多くの他の加工工程を行うことが
できる。
加工ステーション２はそのボディ３の開放部分を覆う
囲い４を有している。この囲い４は加工シテーション２
内の微粒子汚染を防ぐ。マニピュレータ１は被加工物６
を保持するカセットを、加工ステーション２上に支持さ
れた容器７から取出すように作動する。加工ステーショ
ン２はカセット５をその中へ受け入れるためのカセット
用ポート８を有している。
マニピュレータ１はカセット用ポート８から加工ステ
ーション２の中へ延びるシャフト10を備えている。好ま
しくは、このシャフト10は、カセット用ポートを開ける
と、重力が働いてカセット５を容器７から降下させるよ
うにカセット用ポート８から垂直方向下方に延びてい
る。
第２図乃至第６図を参照して第１実施例のマニピュレ
ータ１を詳細に説明する。マニピュレータ１は、カセッ
ト５を支持し、このカセット５をカセット用ポート８を
通してシャフト10に沿って加工ステーション２まで、ま
たは加工ステーション２から搬送するための第１装置20
を有している。この第１装置はシャフト10内に支持され
る第１プラットホーム21を有している。カセット５は第
１プラットホーム21上で支持でき、そのためカセット用
ポート８を開くと、カセット５が第１プラットホーム21
に載るようになっている。好適な実施例では、容器５の
取りはずし可能な側部はカセット用ポート８を開いたと
き解放され、第１プラットホーム21上に支持される。カ
セット５は容器５の取りはずし可能な側部の頂部で支持
できる。カセット５を支持するために、整合ピン22を第
１プラットホーム21または容器５の取りはずし可能な側
部に設けてもよいし、あるいはカセット５をプラットホ
ーム21上に保持する他の手段を使用してもよい。第１装
置20は、第１プラットホーム21をその上に支持すること
のできるカセット５とともにカセット用ポート８に隣接
した箇所からシャフト10内でシャフト10の下方の位置ま
で制御自在に動かす装置を有している。かくして、第１
プラットホーム21はカセット用ポートと合致し且つこれ
をシールするようにシャフト10を上方に移動できる。カ
セット用ポート８が開くと、カセット５は第１プラット
ホーム21に支持される。次いで、プラットホーム21を第
３図乃至第６図を参照して説明するようにカセット５を
載せてシャフト10に沿って加工ステーションまで降下さ
せる。
マニピュレータ１は更らに第２装置25を有しており、
この第２装置25はシャフト10内で搬送でき、カセット５
を、シャフト10と少なくとも部分的に整合し且つ、加工
ステーションの内側の少なくとも１つの位置26まで、ま
たこの位置26から搬送したり、第１装置20がカセット用
ポート８から離れている場合、カセット５を第１装置20
まで、また第１装置20から搬送することができる。第２
装置25は矩形のアーム27または他の支持体を有してお
り、このアーム27または他の支持体は第１装置20がシャ
フト内で矩形のアーム27を通過することができるように
シャフト10の側部を横切りかつこの側部に沿って延びて
いる。矩形アーム27は、これをシャフト10内に制御可能
に位置決めする装置29によってその第１端部が支持され
ている。矩形アーム27はその第２端部に回動アーム31を
ピボットジョイント90で支持している。
回動アーム31は回動端部32をピボットジョイント90の
ところに有し、かつ係合端部33を有している。係合端部
33はカセット５に連結するように作動できる装置34を有
している。第２装置25は更らに、回動アーム31がジョイ
ント10と直角な平面を中心に回動するときに回動アーム
31の位置を制御するための装置（第７図を参照して後述
する）を有している。
回動アーム31の連結端部33の連結装置34は被加工物を
保持するカセット５に連結するように作動できる。連結
装置34は好ましくは回動アームの連結端部３に枢着され
ていて、カセット５を連結装置34に連結する間、カセッ
ト５を回転配向するための後述の装置を有している。
好適な実施例では、主エレベータ装置36がカセット５
を受入れるようにシャフト10と整合して位置26に設けら
れている。この主エレベータ装置36は支持プラットホー
ム37を有しており、この支持プラットホーム37はウォー
ム歯車装置45で垂直に位置決めできる。また、コンベヤ
38は被加工物をカセット５から持ち上げかつ主エレベー
タ装置36から搬送するように作動できる。
第２図乃至第６図は、第１実施例のマニピュレータ１
がカセット５を容器７内からシャフト10と整合した主エ
レベータ装置36まで搬送するときのこのマニピュレータ
１の種々の位置を示している。第２図乃至第６図に示す
マニピュレータ１の部品は、適切な場合、一貫した参照
番号で示してある。
第２図はカセット５を容器７から取出す位置にあるマ
ニピュレータ１を示している。カセット５は加工ステー
ション２では容器７内にある。第１装置20の第１プラッ
トホーム21は加工ステーション２のカセット用ポート８
に隣接して位置決めされる。第２装置25はシャフト10内
で下方に位置決めされているため第１装置20によってシ
ャフト10内で広い範囲で移動できる。カセット用ポート
８がカセット５を解放すると、第１プラットホーム20
は、カセット５をその上に支持したまま第３図に示すよ
うにシャフト10の中へ降下される。回動アーム31は、連
結装置34がカセット５に係合してカセット５を第１プラ
ットホーム21から上昇させるように適所まで回動され
る。
第４図でわかるように、次いで回動アーム31を回動さ
せ、それによりカセット５を揺動させて第１プラットホ
ーム21の外側に位置決めし、第１プラットホームをカセ
ット用ポート８に隣接して再び位置決めするための空間
を残す。
第１プラットホーム21が上昇して第５図に示すように
カセット用ポート８に係合すると、次いで回動アーム31
がカセット５を主エレベータ装置36上の所定位置まで揺
動させる。次いで第６図に示すように、回動アーム31お
よび矩形アーム27を、被加工物を保持し、主エレベータ
装置36に支持されているカセット５から離れて位置決め
する。主エレベータ装置が作動してカセット５を降下さ
せ、半導体ウェーハ39のような被加工物をコンベヤ38に
よりカセット５から取出す。次いで、コンベヤは被加工
物を加工ステーション２へ搬送する。
本発明の第１実施例のマニピュレータ１は処理ステー
ション２内の最小の空間を利用するように設計すること
ができる。被加工物を保持するカセット５が高さ約12.7
0cm（５インチ）×幅10.16cm（４インチ）の寸法を有す
る場合、マニピュレータ１全体としては、シャフトの長
さを約22.86cm（９インチ）、ピボットジョイント90か
ら連結端部33までの回動アーム31の長さを約10.16cm
（４インチ）とすることができる。矩形アームは整合ピ
ン22で指示するような第１プラットホーム21の中心線を
通り越ぎて約5.40cm（2 1/8インチ）延びている。かく
して、回動アーム31の回動運動範囲は240度であること
が必要である。カセット５は、回動アームが垂直線から
シャフトの中心に向って30度離れるときまで連結されて
いる。同様に、カセット５は、回動アームがシャフトの
内側で第１プラットホーム21より下方の垂直線から30度
離れていて主エレベータ装置36に整合可能であるときに
シャフトの中心に整合される。これらの寸法および角度
は、好適な実施例ではカセット５を取扱うための防げの
ない運動範囲をもたらし、マニピュレータ１にとって加
工ステーション２内に必要な空間を最小にするように選
択する。
主エレベータ装置36はエレベータプラットホーム37を
位置決めするためのウォーム歯車装置45を有している。
このウォーム歯車装置45はねじ棒46およびこれに係合す
るベアリング47を有している。ねじ棒46はねじ付きであ
って、このねじ棒をモータ（図示せず）により回わす
と、プラットホーム37の位置が制御されるようになって
いる。
第２図乃至第６図でわかるように、第１装置20および
第２装置25はこれらをシャフト10に沿って案内するガイ
ド装置50で支持されている。第８図は第１装置20および
第２装置を設けることができるガイド装置50の背面図を
示している。このガイド装置50は第１プラットホーム21
の位置を制御する装置51および矩形アーム27の位置を制
御する装置52を有している。装置51は位置を制御するウ
ォーム歯車装置53および第１プラットホーム21の整合お
よび安定化を行う２つのガイド54a、54bを有している。
モータ55がねじ棒56を制御可能に回わす。かくして、ね
じ棒56とかみ合っているベアリング57は第１装置20の高
さを制御するように働く。ベアリング58a、58bは第１装
置20をガイド装置54a、54bに固着するように働く。
同様に、装置52は第２装置25の矩形アーム27の位置を
制御するためのウォーム歯車装置60を有している。この
ウォーム歯車装置60はねじ棒61およびこれにかみ合うベ
アリング62を有している。モータ63がねじ棒61を回わし
て第２装置25の位置を制御する。ベアリング64a、64bは
第２装置25をガイド65a、65b上で安定化するように働
く。
第７図は回動アーム31の回動端部32および矩形アーム
27の第２端部にあるピボットジョイント90を示してい
る。第７図でわかるように、矩形アーム27内には、小型
駆動チェーン71が支承されている。この小型駆動チェー
ン71は回動アーム31に設けられたスプロケット72に係合
している。回動アーム31はベアリング73で支持されてい
て、駆動チェーン71がスプロケット72を回転させると、
回動アーム31の角位置が制御されるようになっている。
矩形アーム27の第２端部29のところのモータ（図示せ
ず）が小型駆動チェーン71を制御する。
回動アーム31内には、他の小型駆動チェーン75が支承
されており、このチェーンは矩形アーム27に設けられた
スプロケット76に係合している。回動アーム31の角位置
が矩形アーム27に対して変わると、小型駆動チェーン75
は回動アーム31の位置を回動アーム31の連結端部33にあ
る連結装置34に移す。これを利用して連結装置34と回動
アーム31との整合を制御し、カセット５を直立状態に保
つことができる。
ベアリング73は加工ステーションにおけるピボットジ
ョイント90からの汚染を防ぐようにシール79によって密
封されている。スプロケット72はねじ81によって回動ア
ーム31に支持されている。同様に、ねじ82がスプロケッ
ト76を矩形アーム27に支持している。
第２図乃至第６図を参照して第１実施例の作動を説明
する。矩形アーム27は中心軸線Ｘとプラットホーム21の
外端との間に位置決めされたピボット90を有している。
プラットホーム21はその縁部が第２図および第４図に示
すように中心軸線Ｘから量Ｄ片寄っている。回動アーム
31の有効長さＡは、この回動アーム31をいっぱいに延ば
したとき、幅Ｗを有するカセット５が軸線Ｘから量Ｅだ
け片寄るほどの長さである。このように、プラットホー
ム21をカセット５の上または下のいずれかを迂回して軸
線Ｘに沿っていずれかの方向に移すことができる。
第３図に示すように、アーム31を回転させて、プラッ
トホーム21がポートプレート８の底部から寸法Ｃ片寄る
ような位置でアーム31がカセット５の頂部に係合してい
る。第４図では、回動アーム31を回転させて、容器が立
去って片寄りＤによりプラットホームの境界を定め、プ
ラットホーム21がカセット５を迂回しかつ第５図に示す
ように戻ってポート開口部を閉じるように作動する。
また第５図では、アーム31を反時計方向に更らに回転
させてカセット５を今度はプラットホーム21の下で軸線
Ｘに沿って再び心出ししてある。第３図、第４図および
第５図に示すような容器５の移動は、本発明によれば、
まず軸線Ｘ上に心出しされたカセット５を脱着すること
ができ、第２にカセット５を第４図に示すようにプラッ
トホーム21と迂回関係で片寄らすことができ、第３にカ
セットを第５図に示すように同軸位置まで戻すことがで
きることを実証している。
軸線Ｘとこの軸線からのＤの片寄り点との間にプラッ
トホーム21の端部のところで位置決めされた（有効長さ
Ａの回動アーム21と連結された）ピボット90は迂回関係
でプラットホーム21と同軸の着脱を行うために必要とさ
れる高さＦを最小にする機構をなす。従って、本発明は
カセット５を容器７から同軸に取出すのに必要とされる
高さＦを最小にするのに特に有用である。この特徴は、
本発明を寸法Ｆが出来るだけ小さい必要があるようなク
リーンルーム環境における加工装置に適用する場合に特
に有用である。
要約すると、第１実施例は半導体ウェーハのような被
加工物を保持するカセット５を標準の機械的インターフ
ェース（SMIF）装置の加工ステーション２に支持された
容器７から取出すためのマニピュレータ１を開示する。
容器は加工ステーションの囲いのインターフェースカセ
ット用ポートに支持される。カセット用ポートより下に
シャフトに沿って搬送できる第１プラットホームはカセ
ット用ポートと係合しかつ容器からカセットを受けるよ
うに作動できる。第１プラットホームをシャフトに沿っ
て下方に搬送してカセットを容器から取出す。シャフト
の側部に沿って設けられた矩形アームは回動アームを有
しており、この回動アームは揺動してカセットを第１プ
ラットホームに連結したりカセットを第１プラットホー
ムから離して支持したりする。次いで、回動アームはカ
セットを第１プラットホームよりもっと上の領域から遠
ざかる方向に搬送し、第１プラットホームを迂回関係で
シャフトに沿って上方に戻してカセット用ポートを密封
する。次いで、カセットを回動アームおよび矩形アーム
によって、シャフトの底部に位置決めされた主エレベー
タに位置決めする。本発明によるマニピュレータは加工
ステーション内の小さい垂直空間を占める。
第９図は本発明の第２実施例のマニピュレータ101の
斜視図であり、このマニンピュレータを使用する加工ス
テーション102を簡単に示してある。この加工ステーシ
ョン102は加工工程を行うボディ199を有している。例え
ば、被加工物が半導体ウェーハである場合、加工ステー
ションはフォトレジスト層をウェーハの表面に載置する
ように働くのがよい。もちろん、多くの他の加工工程を
行うことができる。
加工ステーション102はそのボディ199の開口部分を覆
う囲い104を有している。この囲い104は加工ステーショ
ン102の内側に微粒子汚染を防ぐ。マニピュレータ101
は、被加工物106を保持するカセット105を容器107から
カセット用ポート108を通して取出し、このカセット105
を加工ステーションへ搬送するように働く。好適な実施
例のカセット用ポート108は「ボックスドア作動保持装
置」と称する上記の先行出願（譲渡済み）に述べられて
いる（参照せよ）。
マニピュレータ101はカセット用ポート108を支持する
ポートプレート109と、カセット用ポート108から加工ス
テーション102へ延びる中心軸線103を有するシャフト11
0とを備えている。変更例として、カセット用ポート108
を加工ステーション102の囲い104に組入れてもよい。好
ましくは、シャフト110および中心軸線103はカセット用
ポート108から垂直方向下方に延びていて、カセット用
ポート108が開いているとき、重力が働いてカセット105
を容器107から降下させるようになっている。
さらに、第２実施例のマニピュレータ101は、カセッ
ト105を支持しかつこのカセット105をカセット用ポート
108を通してシャフト110に沿って加工ステーションま
で、また加工ステーションから搬送するための第１装置
111を有している。この第１装置111はシャフト110に支
持される第１プラットホーム112を有している。カセッ
ト105は、カセット用ポートを開くと、第１プラットホ
ーム112に載るように第１プラットホームで支持でき
る。カセット105を支持するのに整合ピン（図示せず）
を第１プラットホーム112に設けてもよいし、あるいは
カセット105を保持する他の手段を使用してもよい。第1
0図乃至第14図を参照してより詳細に説明するように、
第１装置は第１プラットホーム112をこれにカセットを
支持してポート108に隣接したところからシャフトの中
でその中心軸線103に沿って任意の位置まで、またこの
位置から制御可能移動させる装置を有している。かくし
て、第１プラットホーム112はカセット用ポート108と係
合してこれを密封するためにシャフトに沿って上方に移
動できる。カセット用ポート108が開くと、カセット105
は第１プラットホーム112で支持される。次いで、第１
プラットホーム112をこれにカセット105を載せてシャフ
ト110に沿って加工ステーション102へ降下させることが
できる。
更らに、第２実施例のマニピュレータ101は、シャフ
ト110の中を搬送でき、カセット105をシャフト110から
少なくとも１つの位置114まで、またこの位置から搬送
するための、また第１装置111がカセット用ポート108か
ら離れている場合、カセット105をこの第１装置111ま
で、またこの第１装置から搬送するための第２装置113
を有している。
この第２装置113はシャフト110で支持された第２プラ
ットホーム115を有している。更らに、この第２プラッ
トホーム115には、機械アーム116が枢着されている。こ
の機械アーム116は第１端部117および第２端部118を有
している。第１端部117は第２プラットホーム115に枢着
されていて、シャフト110と直角な平面内で第１端部の
まわりを回動するように作動できる。
機械アーム116の第２端部118には、被加工物106を保
持するカセット105に連結可能な連結装置119が設けられ
ている。連結装置119は好ましくは機械アーム116の第２
端部に枢着され、そしてこの連結装置は、カセット105
がこれに連結されている間、カセット105の傾動を制御
する後述の機構を有する。
更らに、第２装置113は第２プラットホーム115をシャ
フト110の中を同心に移動させる装置を有している。ま
た、機械アーム116の第２端部118の位置を制御する装置
120、例えば、第２プラットホーム115に設けられる段モ
ータまたはベルト駆動ギヤボックスが設けられている。
機械アーム116の第２端部118の位置を制御する装置120
は連結装置119と協力して作動し、カセット105を支持し
てシャフト110の中心軸線103と直角な平面に沿って加工
ステーション102内の少なくとも１つの位置から第１装
置まで、また第１装置から上記位置まで搬送することが
できる。
第10図乃至第14図を参照して本発明による第２実施例
のマニピュレータ101の好適な具体例を更らに詳細に説
明する。第10図乃至第14図は、マニピュレータ101がカ
セット105を容器107内から第13図および第14図に示す位
置まで搬送するときのマニピュレータ101の種々の位置
を示している。第10図乃至第14図に示すマニピュレータ
101の諸部品には、適切である場合、第９図に示す図と
一貫した参照番号を付してある。
第10図はカセット105を容器107から取出すための位置
にあるマニピュレータ101を示している。カセット105は
加工ステーション102にある容器107に入ったままであ
る。第１装置111の第１プラットホーム112はポートプレ
ート109にカセット用ポート108に隣接して位置決めされ
ている。第２装置113はシャフト110内下方に位置決めさ
れていて第１装置111によってシャフト110内を広い範囲
で移動自在である。
カセット用ポート108がカセット105を解放すると、第
１プラットホーム112を第11図に示すようにシャフト110
の中へ降下させる。第２装置113の第２プラットホーム1
15をわずかに上昇させ、段モータ120を使用して機械ア
ーム116を位置決めして連結装置119をカセット105上に
整合させ、第１プラットホーム112で支持する。
次いで、第２装置113を降下させて連結装置119をカセ
ット105に連結させる。そして第２装置113を第12図に示
すように上昇させてカセット105を第１プラットホーム1
12から上昇させ、機械アーム106によりカセット105をシ
ャフト110からその中心軸線103と直角な平面に沿って回
動させる。これにより第１装置111を第２装置113より上
でシャフトに沿って移動させ、カセット用ポート108上
の容器107を第１装置111の第１プラットホーム112によ
って閉じる。
第13図に示すように、第１プラットホーム112をカセ
ット用ポート108に隣接して位置決めして容器107を密封
する。機械アーム116がシャフト110と直角な平面に沿っ
て揺動してカセットを加工ステーション102の内側の位
置114に位置決めすると、段モータ120および機械アーム
の第１端部117を支持する第２プラットホーム115はシャ
フト110に沿って位置決めされる。位置114は最大で中心
からアームの長さLAに等しい変位OAだけずれている。
第14図で示すように、第２装置113が作動して第２プ
ラットホーム115をシャフト110の中へ降下させ、この
際、機械アーム116を揺動させて第１プラットホーム112
の下方でシャフト110の中心軸線103の整合させる。この
ようにして、機械アーム116は隙間距離XAをもってシャ
フト110内にコンパクトに位置決めされ、これによりカ
セット105を容器107に対して同軸で出入れすることがで
きる（第11図も参照）。カセット105は移動し、処理ス
テーション102で行なわれるいずれの取扱いをも干渉す
ることがない。
わかるように、マニピュレータ101はカセット105を第
１装置111の第１プラットホーム112まで、また第１プラ
ットホーム112から搬送するように作動でき、またカセ
ット105が第１プラットホーム112にある間、マニピュレ
ータ101はカセット105をカセット用ポート108に設けら
れた容器107に対して出入れするように作動できる。こ
れらの機能は、加工ステーション102の内側の最小量の
空間で達成される。
第14図はシャフト110に沿って設けられ、第１プラッ
トホーム112および第２プラットホーム115をシャフトに
沿って搬送する装置機構構造を隔離する粒子シールド13
0を示している。第１装置111および第２装置113をシャ
フト110に沿って搬送するとき、隔離シールド130がその
ままであるように、この隔離シールド130はマイラー（m
ylar）または他の材料のようなアコーディオン状折畳み
プラスチックで製造するのがよい。もちろん、第１プラ
ットホーム112および第２プラットホーム115を移動させ
る装置の機構構造を隔離する他の手段をユーザに合うよ
うに利用し得る。
機械アーム116、連結装置119、カセット用ポート10
8、およびカセット105を第１プラットホーム112に保持
する装置を作動する制御信号はすべて第１装置111の支
持体131および第２装置113の支持体131を介してまたは
これらの支持体に沿って制御装置、例えばコンピュータ
または他の信号処理装置（図示せず）に伝送される。
第10図乃至第14図でわかるように、第１装置111およ
び第２装置113はシャフト110に設けられたガイド装置13
5で支持されている。第15図は第１装置111および第２装
置113を設けたガイド装置135の背面図を示している。ガ
イド装置135はシャフト110内の第２プラットホーム115
の位置を制御する装置136およびシャフト110内の第１プ
ラットホーム112の位置を制御する装置137を有してい
る。装置136はねじ棒140で構成されたウォーム歯車装置
151およびねじ棒140を制御回転させるモータ141を備え
ている。また、ベアリング143、144のような第２装置11
3を第１ガイド138および第２ガイド139に支持する装置
も備えられている。また、第２装置113はねじシャフト1
40とかみ合う歯車ベアリング145を有しており、ねじシ
ャフト140をモータ141により回転させると、シャフトに
おける第２装置113の位置が制御される。
シャフト110における第１プラットホーム112の位置を
制御する装置137は装置136と同じ構造のものである。か
くして、第１装置には、これを支持するベアリング148
およびベアリング149が夫々第１ガイド138および第２ガ
イド139と整合して設けられている。第１装置111には歯
車ベアリング146が設けられており、このベアリング146
はシャフト110に沿う第１装置111の移動を制御するよう
に作動するウォーム歯車装置152のねじシャフト151とか
み合っている。ねじシャフト150はモータ153によって制
御可能に回転されて第１装置111を制御可能に位置決め
する。
第１装置111の整合を保つベアリング148、149および
第２装置113の整合を保つベアリング143、144は第１装
置111および第２装置113の安定な位置決めを行なわなけ
ればならない。かくして、これらのベアリングの代わり
に３点支持装置（図示せず）を設けるか、あるいはガイ
ド138、139およびこれらとかみ合うベアリングが横方向
の支持を行うようにしてもよい。
第16図は本発明の別の実施例によるマニピュレータの
側面図を示している。詳細には、マニピュレータアーム
116の第２端部118の位置を制御する装置120は更らに第
２プラットホーム115にキャリッジ／レール組立体190を
有している。上記のように、段モータまたはギヤボック
スには、マニピュレータアーム116の第２端部の回動先
端部191が設けられている。段モータまたはギヤボック
スは第２プラットホーム115に設けられたキャリッジ119
に設けられている。第２プラットホーム115はキャリッ
ジ119をシャフト110と直角な方向193をなす軸線に沿っ
て案内するレール193を有している。キャリッジ／レー
ル組立体190は、係合装置119に設けられるカセットを加
工ステーション102内に位置決めする際に融通性を更ら
にもたらすためにマニピュレータアーム116の回動先端
部191を位置決めする装置をなす。キャリッジの位置は
当業界でよく知られているようなモータまたはベルト駆
動装置により制御される。
要約すると、半導体ウェーハのような被加工物を保持
するカセットを容器から標準機械インターフェース（SM
IF）装置の加工ステーションへ取出すためのマニピュレ
ータを開示する。容器は加工ステーションのマニピュレ
ータのカセット用ポートで支持される。第１プラットホ
ームはカセット用ポートの下方でシャフトに沿って搬送
でき、かつカセット用ポートと係合してカセットを容器
から受けるように作動できる。第１プラットホームをシ
ャフトに沿って下方に搬送してカセットを容器から取出
す。シャフト内に設けられた第２プラットホームはマニ
ピュレータアームを有しており、このマニピュレータア
ームは揺動してカセットを第１プラットホームに係合さ
せたり、これを支持して第１プラットホームから退かせ
たりする。次いで、マニピュレータアームは回動してカ
セットをシャフトから離れた加工ステーションの位置ま
で搬送する。次に、第１プラットホームをシャフトに沿
って上方に搬送してカセット用ポートまで戻し、それに
より容器を密封して微粒子汚染を防ぐ。カセットをシャ
フトから離れた加工ステーションの位置に置いた後、マ
ニピュレータおよび第２プラットホームは、マニピュレ
ータが加工ステーションで占める空間を最小にするよう
に、完全にシャフトの内側に位置できる。
第17図、第18図および第19図は第１図乃至第８図を参
照して上で述べた本発明の第１実施例に組入れるのに適
した機構の詳細を示している。これらの機構は、回動ア
ーム231が回動軸線300を中心に回転するにつれてカセッ
ト205を傾動させるのに使用される。より詳細には、第1
7図の説明図を参照すると、回動アーム231、矩形アーム
227およびカセット205に連結された連結装置234の部分
図が示されている。回動アーム231は回動端部232および
連結端部233を有している。回動端部232は、回動アーム
231が回動端部232を通って延びかつ矩形アーム227と直
角な回動軸線300を中心に回転することができるように
矩形アーム227に回転可能に固着されている。連結装置2
34は連結端部233に隣接して回動アーム231に連結され
て、連結装置234およびこれに連結されたカセット205
が、連結端部233を通りかつ回動軸線300と実質的に平行
である傾動軸線302を中心に回動することができるよう
になっている。
回動アーム231には、第１および第２スプロケットホ
ィール306、308が夫々の回動アームカバー304内に設け
られている。夫々の第１および第２スプロケットホィー
ル306、308は一致して回転するようにスプロケットチェ
ーン310によって互いに連結されている。第１スプロケ
ットホィール306は回動軸線300を中心に回転可能に設け
られており、第２スプロケットホィール308は傾動軸線3
02を中心に回転可能に設けられている。しかも、第２ス
プロケットホィール308はこれと連結装置234が一致して
傾動軸線302を中心に回転するように連結装置234に固着
されている。
そのうえ、第１スプロケットホィール306は、回動ア
ーム231が回動軸線300を中心に回転すると、第１スプロ
ケット306もまた回転軸線300を中心に回動アーム231と
相対的に回転することができるように第２端部232に隣
接して回動アーム231に回動可能に取付けられている。
第１スプロケットの相対回転はスプロケットチェーン31
0によって第２スプロケット308に伝えられ、従って連結
装置234およびこれに連結されたカセット205に伝えられ
る。
第１スプロケットホィール306および回動アーム231が
相対回転すると、連結装置234およびこれに連結された
カセット205が外部の地平面312に対して傾動する。仮想
線234′は、回動アーム231が回動軸線300を中心とする
その回転の次々の段階を運動するときの連結装置234
（および関係的に、これに連結されたカセット205）の
傾動を示している。仮想線234′は回動アーム231の回転
中、連結装置234が傾動するのを示しており、上記回転
のうちの一部の間、第１側部324（仮想線の図では234′
を付してある）が地平面312に対して、対向して配置さ
れた第２側部（仮想図で326′を付してある）より高く
上昇される。
第22図の説明図に示すように、連結装置234およびこ
れに連結されたカセット205の傾動により、カセット205
内の棚252に載っている半導体ウェーハ250を重力により
有利に摺動させてカセット205内の棚252の適切な収容位
置に戻す。より詳細には、第22図は、回動アーム231が
第17図および第18図に示すように回動軸線300を中心に
回転しかつ連結装置が傾動軸線302に対して回転すると
き、地平面312に対する異なる傾動段階でカセット205お
よび連結装置234を示している。第22図の説明図からわ
かるように、支持用の棚252の縁部をはみ出しているウ
ェーハ250はカセット205および連結装置234の傾動によ
り適所へ摺動される。かくして、この傾動の結果、半導
体ウェーハ250はカセット205内の棚252に適切に位置す
る。
第18図の説明図を参照すると、回動アーム231の内部
をさらに詳細に示す部分図を示している。回動アームカ
バー304は、ボルト320によって回動アーム231に固着さ
れた円形プレート318を現わすように部分的に切取られ
ている。プレート318は回動アーム231と一致して回動軸
線300を中心に回転するように回動アーム231の回動端部
232に隣接して固着されている。
プレート318には楕円形のカム異形部322が形成されて
いる。このカム異形部322は実質的に円形の部分328およ
び楕円形部分330を有している。カム異形部322は実質的
に円形の部分328および楕円形部分330を含む経路を形成
する連続した閉鎖溝を備えている。プレート318はアー
ム231とともに回動軸線300を中心に回転するようにアー
ム231に固着されているので、カム異形部322もまた回動
アーム231と一致して回動軸線300を中心に回転する。
後でより十分に説明するように、第１スプロケットホ
ィール306はプレート318に形成されたカム異形部322に
対して回転することができるようにプレート318の背後
に回転可能に固着されている。第１スプロケットホィー
ル306には、第１楕円形カムリンケージ332が第１スプロ
ケットホィール306と一致して回転するように固着され
ている。第１楕円形カムリンケージ332には、第２カム
リンケージ334が第１カム回動軸線336を中心に回動する
ことができるように枢着されている。この第２カムリン
ケージ334は第３カムリンケージ334の一端に枢着されて
第２カム回動軸線340を中心に第３カムリンケージ338に
対して回動することができるようになっている。第１お
よび第２カム回動軸線336、340夫々は回動軸線300およ
び傾動軸線302夫々に平行に延びている。第３カムリン
ケージ338は他端がジヤーナル342により回動アームカバ
ー304に回転可能に固着されている。
第19図の説明図を参照すると、カムリンケージ332、3
34、338および第１スプロケットホィール306の詳細を示
す部分図が示されている。第１楕円形カムリンケージ33
2はアーム部分344および円形横断面をもつ支持部分346
を有している。この支持部分346は部分横断面で部分的
に示すプレート318に回転可能に設けられていて、第１
楕円形カムリンケージ332がプレート318とは別個に回転
することができるようになっている。支持部分346は第
１スプロケットホィール306に固定されており、従って
第１楕円形カムリンケージ332は第１スプロケットホィ
ール306と一致して回動軸線300を中心に回転する。
しかも、第１カムリンケージ332はジャーナル348によ
って第２カムリンケージ334に回転可能に固着されてお
り、従って第１楕円形カムリンケージ332および第２カ
ムリンケージ334夫々は第１カム回動軸線336を中心に回
転することができる。また、第２カムリンケージ334は
ジャーナル350によって第３カムリンケージ338に回転可
能に固着されているので、第２および第３カムリンケー
ジ334、338夫々は第２カム回動軸線340を中心に回転す
ることができる。最後に、第３カムリンケージ338はジ
ャーナル342によって回動アームカバー304に固着されて
いて、第３カム回動軸線341を中心に回転することがで
きるようになっている。
第２および第３カムリンケージ334、338夫々が互いに
回転可能に固着されている領域に隣接して、摺動可能な
支持部材352が第２カムリンケージ334から垂下してい
る。第18図および第19図を参照すると、支持部材352が
カム異形部322内にあることがわかるであろう。カム異
形部332の楕円形形状により、また第３カムリンケージ3
38が回動アームカバー304に回転可能に固着されている
ことにより、連結装置234およびこれに連結されたカセ
ット205は、支持部材352がカム異形部322の実質的に円
形の部分328内にあるとき、第１カムリンケージ332によ
って地平面312に対して実質的に一定の配向を保つ。し
かしながら、カム異形部322の楕円形部分330内にあると
き、連結装置234およびこれに連結されたカセット205は
地平面312に対して傾動される。
かくして、スプロケットチェーン310および第１、第
２、第３カムリンケージ332、334、338を上記のように
連結したカム異形部322とともに第１および第２スプロ
ケットホィール306を有利に使用して連結装置234および
これに連結されたカセット205を第17図に仮想線234′で
示すように傾動させることができることはわかるであろ
う。有利なことに、連結装置234およびカセット205の傾
動により、第22図に示すようにカセット内の棚252に載
っている半導体ウェーハ250をカセット205内の棚に適切
に位置させる。しかも、連結装置234およびカセット205
の傾動量および回動アーム231により形成される回転弧
の傾動の起る部分を、回動アーム231に対するカム異形
部322の形状または配向を変更することによって変える
ことができることはわかるであろう。
第20図の説明図を参照すると、第17図乃至第19図につ
いて上述した回動アームに組入れるのに適した別のカム
異形部322′の詳細が示されている。より詳細には、こ
れらの図は第17図、第18図および第19図に関して上述し
た回動アーム231と同じ回動アーム（図示せず）にしっ
かり固着するのに適した円形プレート318′の詳細を示
している。第17図乃至第18図について述べたプレート31
8と同様に、プレート318′はこれを回動アームに固着す
るボルト320′を有している。プレート318′にはカム異
形部322′が形成されている。このカム異形部322′は実
質的に円形の部分328′および楕円形部分330′を有して
いる。
また、カム異形部は不連続部分354を有している。こ
の不連続部分354により、第19図示す支持部材352と同様
な支持部材（図示せず）は、支持部材が不連続部分354
を通るとき、カム異形部322′内にある間、その移動方
向を急に変える。この急な方向変えは第17図および第18
図に示す連結装置234およびこれに連結されたカセット2
05の傾動配向の急変化に変えられる。有利なことに、こ
の傾動配向の急変化によりカセット205内の棚に載って
いるウェーハを揺らして、これらのウェーハは静摩擦力
に打勝ち、摺動してカセット205内の適切な位置にな
る。
第21図の説明図を参照すると、第９図乃至第16図の第
２実施例に組入れるのに適した機構の詳細が示されてい
る。これらの機構は、機械アーム416がその第１端部417
を通ってその長さと直角な方向に延びる回動軸線500を
中心に回転するとき、カセット205を傾動させるのに使
用される。より詳細には、第１端部417は第２プラット
ホーム415に枢着されていて、機械アーム416は第２プラ
ットホーム415およびこれに設けられた機械アーム416が
移動することができる垂直なガイド装置435と実質的に
直角の平面内で回動軸線500を中心に回動できるように
なっている。機械アーム416には、連結装置419がこのア
ーム416の第２端部418に隣接して回転可能に固着されて
いる。この連結装置419は、これとカセット405が一致し
て移動するようにカセット405に連結されるようになっ
ている。
第21図の図面には、機械アーム416は、第１および第
２スプロケットホィール506、508夫々およびこれらのホ
ィールを互いに連結するスプロケットチェーン510を現
わすために外側アームカバーを取除いて示されている。
第１スプロケットホィール506は、第２プラットホーム4
15とともに垂直方向に移動しかつ機械アーム416に対し
て回動軸線500を中心に回転するように第２プラットホ
ーム415に回転可能に固着されている。第２スプロケッ
トアーム508は機械アーム416に対して傾動軸線502を中
心に回転することができるように機械アーム416にその
第２端部418に隣接して回転可能に固着されている。傾
動軸線502は機械アームの第２端部418隣接して回動軸線
500と実質的に平行に機械アーム416を通って延びてい
る。そのうえ、連結装置419は第２スプロケットホィー
ル508にしっかり固着されて、連結装置419およびこれに
連結されたカセット405は第２スプロケットホィール508
と一致して回転するようになっている。
第２プラットホーム415には、傾動制御装置516が取付
けられている。この傾動制御装置516は機械アーム416の
第１端部417に対する回転運動を第１スプロケットホィ
ール506に与える。第１スプロケットホィール506の相対
回転運動はスプロケットチェーン510によって第２スプ
ロケットホィール508に伝えられて、第１および第２ス
プロケットホィール506、508夫々が一致して回転する。
連結装置419およびカセット405は第２スプロケットホィ
ール508と一致して傾動軸線502を中心に回転するので、
第１スプロケットホィール506の回転は連結装置419およ
びカセット405の回転に変えられる。
傾動制御装置516は、例えば、回動軸線500に対する機
械アーム416の回転配向により決まる所定量だけ第１ス
プロケットアーム506を機械アーム416の第１端部に対し
て回転させるようにプログラミングすることができるマ
イクロプロセッサ制御モータ（図示せず）よりなるのが
よい。例えば、弧518は機械アーム416が回動軸線500を
中心に回転するときのこのアームの第２端部418の回転
運動を表わしている。さらに、仮想線419′は機械アー
ム416の回転弧における異なる段階での地平面512に対す
る連結装置（およびこれに連結されたカセット405）の
傾動を示している。回転弧の異なる段階で、連結装置
（仮想線図で524′を付してある）の第１側部524は対向
配置された第２側部（仮想線図で526′を付してある）
より高く上昇される。
有利なことに、機械アーム416の回転中、連結装置419
およびこれに取付けられたカセット405が傾動すること
により、この傾動中、カセット405内の棚（図示せず）
に残っている半導体ウェーハ（図示せず）を摺動させて
カセット405内の適切な位置にすることはわかるであろ
う。その結果、有利なことに、ここに述べた傾動機構を
使用して半導体ウェーハをカセット内に適切に位置させ
ることができ、ウェーハに物理的に接触する必要がな
い。
傾動制御装置516は、連結装置419およびこれに連結さ
れたカセット405の傾動角度を変えたり、傾動が起る機
械アーム416の回転段階を変えたりするように調整する
ことができる。これは、当業者にはわかる方法でマイク
ロプロセッサ制御モータ（図示せず）を適切にプログラ
ミングすることによって達成することができる。さら
に、連結装置およびこれに連結されたカセット405の傾
動が地平面512に対するその傾動角度を変える速度を変
えてカセット405内の半導体ウェーハ（図示せず）に急
速運動を与え、これによりウェーハは静摩擦力に打ち勝
ち、カセット405内の適切な位置へ移動することができ
る。カセット内の棚に残っているウェーハをカセットの
傾動によりカセット内の適切な位置へ摺動させる第２図
に示す原理もここに適用される。
本発明の好適な実施例の上記説明は例示のためのもの
である。かかる説明は網羅的なものではなく、本発明を
まさにその開示形態に限定しようとするものではなく、
明らかに多くの変更例および変形例が上記教示をかんが
みて可能である。かくして、本発明のなお一層の面を明
細書、図面および請求の範囲の考察によって確認するこ
とができる。本発明の範囲は添付した請求の範囲によっ
て規定するものである。
本発明をその好適な実施例について詳細に示しかつ発
明したが、本発明の精神および範囲を逸脱することなし
に、形態および細部の上記変更および他の変更を行うこ
とができることは当業者にはわかるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｄ 21/68 Ｔ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被加工物を保持したカセットを、加工ステ
    ーションのカセット用ポートに配置された容器から加工
    ステーションの内側に、そして、加工ステーションの内
    側から前記容器に搬送する装置であり、 前記カセット用ポートは、前記カセットが、前記処理ス
    テーションの外側から該カセットポートを通って処理ス
    テーションの中に鉛直方向に延びる中心軸線上を移動す
    るとき、該カセットを通過させるように配置されてお
    り、 前記搬送装置は、 実質的に前記中心軸線に沿って上下方向に移動可能であ
    り、前記カセットを前記中心軸線上で搬送するためのプ
    ラットフォームと、 前記プラットフォームの前記中心軸線方向の位置を制御
    する第１の制御手段と、 前記中心軸線に沿って上下方向に移動可能なマニピュレ
    ータと、を備え 該マニピュレータは、該中心軸線と交差して延びる第１
    部材と、該第１部材の一端に設けられた昇降手段と、前
    記中心軸線を含む平面内を回動自在に、前記第１部材の
    他端に取付けられた回動アームと、該回動アームの先端
    に設けられたカセットを連結するカセット連結手段と、
    を有し、 前記搬送装置は、更に、前記マニピュレータの前記中心
    軸線方向の位置を制御する第２の制御手段と、 前記回動アームの回転位置を制御する第３の制御手段
    と、を備え、 前記第１部分と前記回動アームとが、前記カセット連結
    手段に連結されたカセットを、前記回動アームの回動中
    に、前記プラットフォームに対して迂回させることがで
    きる長さを有する、 カセット搬送装置。
  2. 【請求項２】更に、前記回動アームによる回動中、前記
    連結装置を傾動させる傾動手段を備え、前記回動中、前
    記連結装置に連結されたカセットが中心軸線に対して傾
    動するようにした、 ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のカセット搬
    送装置。
  3. 【請求項３】前記プラットホームは、カセット用ポート
    の位置に位置決めされたとき、該カセット用ポートを密
    封する手段を有する、 ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記傾動手段が、前記回動アームによる回
    動の少なくとも一部の間、前記連結装置の傾動変化の速
    度を急に変えて、該連結装置に連結されたカセットの傾
    動変化速度を変える、 ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記回動アームは、前記マニピュレータが
    カセット用ポートと前記プラットフォームとの間に配置
    された状態で、前記連結装置が前記プラットフォームに
    支持されたカセットを連結できる第１の回転位置と、前
    記回動アームの連結手段に連結されたカセットが、中心
    軸線に沿って上方に搬送されるプラットフォームを迂回
    する第２の回転位置と、前記プラットフォームが、前記
    カセット用ポートと前記マニピュレータ手段との間に配
    置された状態で、前記連結手段に連結されたカセットを
    マニピュレータの下方の前記中心軸線上の位置に配置す
    る第３の回転位置との間で、回動自在である、 ことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
  6. 【請求項６】標準機械的インターフェース装置におい
    て、被加工物を内部の棚に保持したカセットを、加工ス
    テーションのカセットポートに配置された容器から加工
    ステーションの内側に、そして、加工ステーションの内
    側から容器に搬送する搬送装置であり、 前記カセット用ポートは、前記カセットが前記処理ステ
    ーションの外側から該カセットポートを通って処理ステ
    ーションの中に鉛直方向に延びる中心軸線上を移動する
    とき、該カセットを通過させるように配置され、 前記搬送装置は、 実質的に前記中心軸線に沿って上下動可能であり、前記
    カセットを前記中心軸線上で搬送するためのプラットフ
    ォームと、 前記プラットフォームの前記中心軸線方向の位置を制御
    する第１の制御手段と、 前記中心軸線に沿って移動可能なマニピュレータと、 前記マニピュレータの中心軸線方向の位置を制御する第
    ２の制御手段と、を備え 前記マニピュレータは、該マニピュレータを前記中心軸
    線に沿って上下方向に移動させる昇降手段と、該昇降手
    段に一端が取付けられ前記中心軸線を含む平面内を回動
    可能な回動アームと、該回動アームの他端に設けられた
    カセットを連結するカセット連結手段と、有し、 前記搬送装置は、更に、前記回動アームの回転位置を制
    御する第３の制御手段を備え、 前記回動アームが、前記カセット連結手段に連結された
    カセットを、前記回動アームの回動中、前記プラットフ
    ォームに対して迂回させることができる長さを有する、 カセット搬送装置。
  7. 【請求項７】前記機械アームによる回動中、前記連結手
    段を傾動させる傾動手段を備え、前記回動中、前記連結
    手段に連結されたカセットが中心軸線に対して傾動し、
    それにより、傾動中、前記棚に支持された被加工物をカ
    セット内の着座位置へ移動させるようにした、 ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記傾動手段が、第１及び第２の回動可能
    なホイールと、該第１及び第２ホイールが実質的に一致
    して回転するように前記第１及び第２ホイールを連結す
    るためのベルト手段と、を備えている ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。
  9. 【請求項９】前記カセット用プラットホームは、カセッ
    ト用ポートの位置に位置決めされたとき、カセット用ポ
    ートを密封する手段を有する、 ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】被加工物を保持したカセットを、加工ス
    テーションのカセット用ポートに配置された容器から加
    工ステーションの内側に、そして、加工ステーションの
    内側から前記容器に搬送する装置であり、 前記カセット用ポートは、前記カセットが、前記処理ス
    テーションの外側から該カセットポートを通って処理ス
    テーションの中に鉛直方向に延びる中心軸線上を移動す
    るとき、該カセットを通過させるように配置されてお
    り、 前記搬送装置は、 実質的に前記中心軸線に沿って上下方向に移動可能であ
    り、前記カセットを前記中心軸線上で搬送するためのプ
    ラットフォームと、 前記プラットフォームの前記中心軸線方向の位置を制御
    する第１の制御手段と、 前記中心軸線と交差して延びる第１部材と、該第１部材
    の一端に設けられた昇降手段と、前記中心軸線を含む平
    面内を回動自在に、前記第１部材の他端に取付けられた
    回動アームと、該回動アームの先端に設けられたカセッ
    トを連結するカセット連結手段とを有するマニピュレー
    タと、を備え、 前記搬送装置は、更に、前記マニピュレータの前記中心
    軸線方向の位置を制御する第２の制御手段と、 前記回動アームの回転位置を制御する第３の制御手段
    と、を備え、 前記第１部分と前記回動アームとが、前記カセット連結
    手段に連結されたカセットを、前記回動アームの回動中
    に、前記プラットフォームに対して迂回させることがで
    きる長さを有する、 カセット搬送装置。
  11. 【請求項１１】更に、前記回動アームによる回動中、前
    記連結装置を傾動させる傾動手段を備え、前記回動中、
    前記連結装置に連結されたカセットが中心軸線に対して
    傾動するようにした、 ことを特徴とする請求の範囲第10項に記載のカセット搬
    送装置。
  12. 【請求項１２】前記プラットホームは、カセット用ポー
    トの位置に位置決めされたとき、該カセット用ポートを
    密封する手段を有する、 ことを特徴とする請求の範囲第11項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】前記傾動手段が、前記回動アームによる
    回動の少なくとも一部の間、前記連結装置の傾動変化の
    速度を急に変えて、該連結装置に連結されたカセットの
    傾動変化速度を変える、 ことを特徴とする請求の範囲第11項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記回動アームは、前記マニピュレータ
    がカセット用ポートと前記プラットフォームとの間に配
    置された状態で、前記連結装置が前記プラットフォーム
    に支持されたカセットを連結できる第１の回転位置と、
    前記回動アームの連結手段に連結されたカセットが、中
    心軸線に沿って上方に搬送されるプラットフォームを迂
    回する第２の回転位置と、前記プラットフォームが、前
    記カセット用ポートと前記マニピュレータ手段との間に
    配置された状態で、前記連結手段に連結されたカセット
    をマニピュレータの下方の前記中心軸線上の位置に配置
    する第３の回転位置との間で、回動自在である、 ことを特徴とする請求項10に記載の搬送装置。
JP61504802A 1985-08-26 1986-08-25 標準機械的インタ−フェ−ス装置用のマニピュレ−タ Expired - Lifetime JPH0821609B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/769,709 US4676709A (en) 1985-08-26 1985-08-26 Long arm manipulator for standard mechanical interface apparatus
US769850 1985-08-26
US06/769,850 US4674936A (en) 1985-08-26 1985-08-26 Short arm manipulator for standard mechanical interface apparatus
US769709 1985-08-26
PCT/US1986/001758 WO1987001361A1 (en) 1985-08-26 1986-08-25 Manipulator for standard mechanical interface apparatus

Publications (2)

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JPS63500691A JPS63500691A (ja) 1988-03-10
JPH0821609B2 true JPH0821609B2 (ja) 1996-03-04

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