JPH10230492A - 関節アーム式移送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 関節アーム式移送装置について、簡単な構造
でかつ安定した精度で基板Ｓの移送動作を行い得るとと
もに、ごみの発生を抑え、クリーン度の要求される真空
室でも好適に基板Ｓを移送できるようにする。 【解決手段】 基端側が第１及び第２軸６，７に回動可
能に支持された第１及び第２アーム９，１０の先端にそ
れぞれ第３及び第４アーム１１，１２の基端部を回動可
能に連結し、その第３及び第４アーム１１，１２の先端
部同士を回動可能に連結するとともに、第３アーム１１
の先端に基板保持部１３を一体に設け、第１及び第２ア
ーム９，１０を第１及び第２軸６，７の回りにそれぞれ
独立して回動制御するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、関節状に互いに連
結された複数のアームを備えていてワークを移送するよ
うにした関節アーム式移送装置に関する技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板に対する成膜を行うため
の処理装置を有する複数の処理室やロードロック室を垂
直方向の中心線周りに円環状に配置して、この各室を上
記複数室の円環状配列の中心部に配設した真空チャンバ
にそれぞれゲートバルブを介して連通させ、真空チャン
バ内に移送装置を設置し、ゲートバルブを開いた状態で
移送装置により各室に対する基板の移送を行いながら、
室で基板に対する処理を行うようにした真空成膜装置は
知られている。

【０００３】上記移送装置としては、例えば特表平７―
５０４１２８号公報に示されているものがある。このも
のでは、１対の第１前部アームの基端部と１対の第２前
部アームの基端部とを回動可能に結合する一方、両第１
前部アームの先端部を第１のワーク保持台に、また両第
２前部アームの先端部を第２のワーク保持台にそれぞれ
軸支して、４つの前部アームをパンタグラフ形状に連結
し、第１及び第２前部アームの基端部同士の連結部にそ
れぞれ上部アームの先端部を連結し、この両上部アーム
の基端部を基台に回転可能に軸支する。さらに、両方の
第１前部アームの先端部に互いに噛合する回転防止ギヤ
を、また両方の第２前部アームの先端部に同様の回転防
止ギヤをそれぞれ形成し、両上部アームを各々の基端部
回りに回動させることにより、第１又は第２のワーク保
持台の一方を基台の位置から離隔させて前進させ、かつ
他方を基台の位置に近付けて後退させるようになされて
いる。

【０００４】また、この他、特開昭６３―４２１４２号
公報に示されているように、第１アーム部材の基端を軸
によって回動可能に支持するとともに、第１アーム部材
の先端部に、先端に基板保持部が一体に設けられた第２
アームの基端部を回動可能に軸支し、第１アーム部材基
端部の軸の周りに第１カムを固定し、第２アーム部材の
基端部に第２カムを回動一体に取り付け、これら第１及
び第２カム間をベルトによって連結することにより、第
１アーム部材の軸回りの回動に連動して第２アーム部材
を両カム及びベルトにより駆動してその基端部回りに回
動させ、第２アーム部材先端の基板保持部を略直線的に
移動させて第１カムの位置に対し接離させるようにした
ものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者（特表平
７―５０４１２８号公報）のものでは、各ワーク保持台
の回転を防止するために、第１前部アーム先端部同士及
び第２前部アーム先端部同士をそれぞれ回転防止ギヤの
噛合により連結しているので、このギヤのバックラッシ
ュの分だけワーク保持台の移動にがたが生じ、ワークの
移送精度を上げることが困難であるととともに、ギヤの
噛合部分からのごみ（ダスト）の発生が避けられない。

【０００６】また、後者（特開昭６３―４２１４２号公
報）のものでは、第１アーム部材の回動をカム及びベル
トによって第２アーム部材の回動に変換するので、ベル
トの伸び等により、基板保持部を安定して直線上を移動
させることが困難で直進性の精度が不十分であり、カム
の形状も複雑になるという問題があった 本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、上記のようにアームを備えた関節
アーム式の移送装置において、そのアームの構成を改良
することにより、簡単な構造でかつ安定した精度でワー
クの移送動作を行い得るとともに、ごみの発生を抑え、
クリーン度の要求される真空室でも好適にワークを移送
できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、２本の基端側アームの先端にそれ
ぞれ先端側アームの基端部を回動可能に連結して、その
両先端側アームの先端部同士を回動可能に連結するとと
もに、一方の先端側アームの先端にワーク保持部を一体
に設け、両基端側アームをそれぞれ独立して回動させる
ようにした。

【０００８】具体的には、請求項１の発明では、互いに
平行な第１及び第２軸の回りにそれぞれ独立して駆動さ
れる第１及び第２アームと、基端部が上記第１アームの
先端部に回動可能に軸支された第３アームと、基端部が
上記第２アームの先端部に回動可能に軸支される一方、
先端部が上記第３アームの先端部に回動可能に軸支され
た第４アームと、上記第３アームの先端部に一体に形成
され、ワークを保持するワーク保持部とを備えた構成と
されている。

【０００９】上記の構成によれば、第１及び第２アーム
の先端部にそれぞれ第３及び第４アームの基端部が連結
され、この第３及び第４アームの先端部同士が連結され
ているので、第１及び第２アームをそれぞれ第１及び第
２軸の回りに回動させると、それに伴って第３及び第４
アームが先端部で互いに拘束された状態で移動し、第３
アームの先端に一体に形成されているワーク保持部が移
動する。従って、第１及び第２アームをそれぞれ第１及
び第２軸の回りに独立して駆動制御するようにすれば、
ワーク保持部を第１及び第２軸の回りに旋回させ、或い
は第１及び第２軸に対し接離する方向に直進移動させる
ことができる。

【００１０】そのとき、従来のようにギヤやベルトを使
用しないので、ギヤのバックラッシュやベルトの延び等
の発生する余地はなく、ワークを安定した精度で移送す
ることができる。

【００１１】また、ワーク保持部が第３アームの先端に
一体に形成されているので、その分、連結部分が少なく
なり、構造を簡単にしてコストを下げるとともに、信頼
性を高めることができる。

【００１２】さらに、ギヤやベルトがないので、ごみの
発生が少なく、クリーン状態が要求される真空中でも支
障なく使用することができる。

【００１３】請求項２の発明では、上記第１及び第２軸
を同軸上に配置する。こうすれば、移送装置をコンパク
トにすることができる。しかも、第１及び第２軸を同期
して同じ角度だけ駆動すれば、第１及び第２アーム、従
ってワーク保持部が第１軸（第２軸）回りに旋回するよ
うになり、その旋回動作の制御を容易に行うことができ
る。

【００１４】請求項３の発明では、上記第３及び第４ア
ームは、中間部で彎曲しかつ該彎曲部分の外側が互いに
対向するように配置されているものとする。このこと
で、両アームが折り曲げられている分、ワーク保持部が
第１及び第２軸に対し接離する際の該両アームの動作範
囲を狭くすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図２において、１は略円筒形状の真空チ
ャンバ、２，２，…は該真空チャンバ１の周りに円環状
に配置された室で、この各室２の内部で、ワークとして
の円板状の基板Ｓに対する成膜処理（室２は処理室とさ
れる）或いは真空チャンバ１に対する基板Ｓの搬入出
（室２はロードロック室とされる）を行う。尚、各室２
はゲートバルブ２ａを介して真空チャンバ１と接続され
ており、このゲートバルブ２ａを開いた状態で、後述の
移送装置４により各室２に対する基板Ｓの移送を行いな
がら、各室２で順に基板Ｓに対する処理を行うようにし
ている。

【００１６】上記真空チャンバ１の中心部には、各室２
に対する基板Ｓの移送を行うための本発明の実施形態１
に係る関節アーム式移送装置４が設置されている。この
移送装置４は真空チャンバ１の中心部に上下移動可能に
設置された円筒状の装置本体５を備え、この装置本体５
には上下方向に延びる回転可能な中空状の第１軸６がそ
の上端部を装置本体５上面の中心から突出せしめて支持
されている。また、装置本体５には上記第１軸６内に相
対回転可能に嵌挿せしめた中実の第２軸７が支持され
（第１及び第２軸６，７は同軸上に配置されている）、
この第２軸７の上端部は第１軸６よりも上側に突出して
いる。第１軸６の上端部には直線角棒状の第１アーム９
の基端部が、また第２軸７の上端部には第１アーム９よ
りも上側に位置する直線角棒状の第２アーム１０の基端
部がそれぞれ回転一体に固定されている。そして、上記
第１軸６は装置本体５に内蔵した第１モータ２０に、ま
た第２軸７は同様の第２モータ２１にそれぞれ駆動連結
され、これらモータ２０，２１は図外の制御装置に接続
されており、制御装置からの制御信号によって各モータ
２０，２１を作動制御することにより、第１アーム９を
第１軸６回りに、また第２アーム１０を第２軸７回りに
それぞれ独立して駆動して回動させるようにしている。

【００１７】上記第１アーム９の先端部には、該第１ア
ーム９よりも高くて第２アーム１０と同じ高さ位置にあ
る直線角棒状の第３アーム１１の基端部が上下方向の第
３軸１５により回動可能に連結されている。この第３ア
ーム１１の先端部には矩形板状の連結部１１ａが第３ア
ーム１１の長さ方向に所定の傾斜角度をもって一体に形
成され、この連結部１１ａの先端つまり第３アーム１１
の先端部には、基板Ｓを上載して保持するためのＵ字状
板材からなる基板保持部１３（ワーク保持部）が一体に
形成されている。

【００１８】一方、第２アーム１０の先端部には該第２
アーム１０よりも高い位置にある直線角棒状の第４アー
ム１２の基端部が上下方向の第４軸１６により回動可能
に連結されている。この第４アーム１２の先端部は上記
第３アーム１１先端の連結部１１ａに上下方向の第５軸
１７を介して回動可能に連結されており、第１及び第２
モータ２０，２１の作動制御により、基板保持部１３及
びその保持部１３に上載された基板Ｓを真空チャンバ１
内で装置本体５回りに旋回させ、或いはアーム９〜１２
の伸縮によって後退端位置及び前進端位置の間で前進後
退させるようにしている。

【００１９】次に、上記実施形態の移送装置４の作動に
ついて説明する。室２，２間で基板Ｓを移送装置４によ
り移送する場合、アーム９〜１２の収縮によって後退端
位置にある空状態の基板保持部１３を目的の室２と円周
方向で対応させ、その室２のゲートバルブ２ａを開いた
後、アーム９〜１２の伸長動作によって基板保持部１３
を前進させて、その前進端位置で室２内部の基板Ｓの下
側に差し込み、装置本体５の上昇動作によって基板Ｓを
基板保持部１３上に移載した後、アーム９〜１２の収縮
動作により基板保持部１３を後退端位置まで後退させ、
その状態で、アーム９〜１２を旋回させて基板保持部１
３を次の室２に対応させる。次いで、その室２のゲート
バルブ２ａを開いた後、アーム９〜１２の伸長動作によ
って基板保持部１３を前進させて、その前進端位置で室
２内部に挿入し、装置本体５の下降動作によって基板保
持部１３上の基板Ｓを室２側に移載した後、アーム９〜
１２の収縮動作により基板保持部１３を後退端位置まで
後退させる動作が行われる。

【００２０】そして、上記のようにアーム９〜１２を旋
回させるときには、第１及び第２軸６，７がそれぞれ同
期して同じ角度だけ回動するように第１及び第２モータ
２０，２１を作動制御する。こうすると、第１及び第２
アーム９，１０が両者の交差角を一定に保持したまま
で、第１及び第２軸６，７の回りに回動するので、第３
アーム１１先端の基板保持部１３は前進も後退もせずに
第１及び第２軸６，７の回りの回動のみを行う。

【００２１】これに対し、アーム９〜１２を伸縮させて
基板保持部１３を進退させるときには、第１及び第２軸
６，７がそれぞれ独立して回動するように第１及び第２
モータ２０，２１を作動制御する。図３〜図６は基板保
持部１３の前進後退の動きを示し、基板保持部１３は図
３→図６のように前進動作する。この前進動作について
説明するに、基板保持部１３が後退端位置にあるときに
は、図３に示す如く、全てのアーム９〜１２は第１及び
第２軸６，７よりも後退側（目的の室２とは反対側）に
位置しており、第３アーム１１が第１アーム９上に、ま
た第４アーム１２が第２アーム１０上にそれぞれ略重な
った状態にある。また、基板保持部１３のみが前進側に
位置している。この状態から第１モータ２０により第１
軸６を時計回り方向に少し回動させ、かつ第２モータ２
１により第２軸７を反時計回り方向に第１軸６よりも大
きく回動させると、図４に示すように、基板保持部１３
が後退端位置から少し前進する。この後、上記第１軸６
を時計回り方向に、また第２軸７を反時計回り方向にそ
れぞれさらに回動させて、図５に示すように第１及び第
２アーム９，１０を略直径方向に対向させると、基板保
持部１３が後退端及び前進端位置間の中間位置まで前進
する。そして、第１及び第２軸６，７をそれぞれさらに
回動させて、図６に示す如く第１及び第２アーム９，１
０を共に前進側に位置付けると、基板保持部１３は前進
端位置に移動する。以上により、基板保持部１３に載置
された基板Ｓはその中心回りに回動はするものの、第１
及び第２軸６，７を通る直線Ｌ上に沿って前進する。

【００２２】一方、基板保持部１３を後退させるときに
は、上記とは逆に図６→図３の動きを行わせればよい。
尚、図３〜図６中、Ａは基板保持部１３やアーム９〜１
２等の移動部分の最大動作範囲を示す。

【００２３】したがって、この実施形態では、移送装置
４における第１及び第２モータ２０，２１の作動制御に
よって第１及び第２アーム９，１０をそれぞれ第１及び
第２軸６，７の回りに独立して駆動制御することで、基
板保持部１３及びそれに上載した基板Ｓを第１及び第２
軸６，７に対し接離する方向に直進移動させることがで
きる。

【００２４】また、そのとき、ギヤやベルトを使用して
アームを駆動する場合のようにギヤのバックラッシュや
ベルトの延び等はなく、基板Ｓを安定した精度で移送す
ることができるとともに、ギヤやベルトによるごみの発
生が少なく、高度のクリーン度が要求される真空中でも
支障なく使用することができる。

【００２５】さらに、基板保持部１３が第３アーム１１
の先端に一体に形成されているので、連結部分が少なく
なり、移送装置４の構造を簡単にしてコストを下げると
ともに、信頼性を高めることができる。

【００２６】加えて、第１及び第２軸６，７が同軸上に
配置されているので、移送装置４をコンパクトにするこ
とができるばかりでなく、第１及び第２軸６，７を同期
して同じ角度だけ駆動するだけで、基板保持部１３及び
基板Ｓを回動させて、その制御を容易に行うことができ
る。

【００２７】（実施形態２）図７〜図１１は本発明の実
施形態２を示し（尚、図１、図３〜図６と同じ部分につ
いては同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、
第３及び第４アーム１１，１２の形状を変えたものであ
る。

【００２８】すなわち、この実施形態では、第３及び第
４アーム１１，１２は上記実施形態１の如き直線角棒状
のものではなく、中間部で略く字状に彎曲しかつ該彎曲
部分の外側が互いに対向するように配置されている。
尚、図７→図１１の動きが基板保持部１３の前進動作を
示す。

【００２９】こうすれば、第３及び第４アーム１１，１
２は中間部が折り曲げられている分、基板保持部１３が
第１及び第２軸６，７に対し接離する際の両アーム１
１，１２の動作範囲を狭くできる利点がある。

【００３０】尚、上記各実施形態では、真空チャンバ１
内で基板Ｓを移送するための移送装置４について説明し
たが、本発明は、大気中でワークを移送する場合に対し
ても適用できるのは勿論のことである。

【００３１】また、上記各実施形態では、第１及び第２
軸６，７を同軸としているが、必ずしも同軸にする必要
はなく、両軸６，７を離隔させて装置本体５から突出さ
せてもよい。しかし、その場合、アーム９〜１２を旋回
させる際の各軸６，７の駆動制御が複雑になったり、或
いは装置本体５全体を回動せねばならなかったりするの
で、両軸６，７は同軸に配置する方が好ましい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
関節アーム式移送装置によると、第１及び第２アームの
先端にそれぞれ第３及び第４アームの基端部を回動可能
に連結し、その第３及び第４アームの先端部同士を回動
可能に連結するとともに、第３アームの先端にワーク保
持部を一体に設け、第１及び第２アームを基端側の第１
及び第２軸の回りにそれぞれ独立して回動させるように
したことにより、ギヤのバックラッシュやベルトの延び
等がなく、ワークの移送精度の安定化を図ることができ
るとともに、ごみの発生を抑えて真空中での使用の容易
化を図ることができ、さらにはワーク保持部の第３アー
ムへの一体形成により構造の簡単化、コストダウン化及
び信頼性の向上を図ることができる。

【００３３】請求項２の発明によると、第１及び第２軸
を同軸上に配置したことにより、移送装置のコンパクト
化、及びワーク保持部の旋回制御の容易化を図ることが
できる。

【００３４】請求項３の発明によると、第３及び第４ア
ームの中間部を彎曲させ、その彎曲部分の外側が互いに
対向するように両アームを配置したことにより、第３及
び第４アームの動作範囲の縮小を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る移送装置の全体構成
を示す斜視図である。

【図２】複数の室と移送装置との配置関係を模式的に示
す平面図である。

【図３】移送装置の基板保持部が後退端位置にある状態
を示す平面図である。

【図４】移送装置の基板保持部が後退端位置から少し前
進した位置にある状態を示す図３相当図である。

【図５】移送装置の基板保持部が前後中間位置にある状
態を示す図３相当図である。

【図６】移送装置の基板保持部が前進端位置にある状態
を示す図３相当図である。

【図７】本発明の実施形態２に係る移送装置の基板保持
部が後退端位置にある状態を示す平面図である。

【図８】実施形態２に係る移送装置の基板保持部が後退
端位置から少し前進した位置にある状態を示す図７相当
図である。

【図９】実施形態２に係る移送装置の基板保持部が前後
中間位置にある状態を示す図７相当図である。

【図１０】実施形態２に係る移送装置の基板保持部が前
進端位置近くまで前進した位置にある状態を示す図７相
当図である。

【図１１】実施形態２に係る移送装置の基板保持部が前
進端位置にある状態を示す図７相当図である。

【符号の説明】

１ 真空チャンバ ４ 移送装置 ６ 第１軸 ７ 第２軸 ９ 第１アーム １０ 第２アーム １１ 第３アーム １２ 第４アーム １３ 基板保持部 ２０，２１ モータ Ｓ 基板（ワーク）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行な第１及び第２軸の回りにそ
   れぞれ独立して駆動される第１及び第２アームと、 基端部が上記第１アームの先端部に回動可能に軸支され
   た第３アームと、 基端部が上記第２アームの先端部に回動可能に軸支され
   る一方、先端部が上記第３アームの先端部に回動可能に
   軸支された第４アームと、 上記第３アームの先端部に一体に形成され、ワークを保
   持するワーク保持部とを備えたことを特徴とする関節ア
   ーム式移送装置。
2. 【請求項２】 請求項１の関節アーム式移送装置におい
   て、 第１及び第２軸が同軸上に配置されていることを特徴と
   する関節アーム式移送装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の関節アーム式移送装置
   において、 第３及び第４アームは、中間部で彎曲しかつ該彎曲部分
   の外側が互いに対向するように配置されていることを特
   徴とする関節アーム式移送装置。