JPH0871965A

JPH0871965A - 移載装置

Info

Publication number: JPH0871965A
Application number: JP23211094A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kikuchi; 一夫菊地; Tadashi Hattori; 服部　　正
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】汎用性に優れた高スループットの移載装置を
提供する。【構成】第１の平行クランク機構に連動させて第２の
平行クランク機構をクランク運動させることにより、移
載用リンク１３、２３にて担持した被移載物を移載する
一対の移載ロボット１、２から構成されている。移載ロ
ボット１、２は、回転可能なベースプレート３を共通の
第１リンクとして第１リンクアーム１２、２２の基端部
がベースプレート３の回転中心Ｐを境に線対称に配置さ
れている。また、各移載用リンク１３、２３の移動経路
Ｒは上下にずれた状態でベースプレート３の回転中心Ｐ
を通る同一線上に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造におけるマ
ルチチャンバシステム等に用いて好適な移載装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０はこの種の移載装置の一構成例を
説明する図である。図において、５１はサーボモータで
あり、このサーボモータ５１の駆動軸は減速機５２を介
して駆動力伝達部５３に連結されている。駆動力伝達部
５３には一対のリンクアーム５４の一端がそれぞれ接続
されており、さらにリンクアーム５４の他端にはワーク
ホルダ５５が取り付けられている。

【０００３】上記構成からなる移載装置では、サーボモ
ータ５１の駆動力が駆動力伝達部５３を介して一対のリ
ンクアーム５４に伝達され、これによりリンクアーム５
４が伸縮動作して、ワークホルダ５５により担持した被
移載物（不図示）を所定の場所に移載できるようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記移載
装置においては、サーボモータ５１の駆動力を伝達する
駆動力伝達部５３に歯車機構を必要とし、さらにリンク
アーム５４とワークホルダ５５との連結部分５６におい
ても、リンクアーム５４を伸縮動作させた際にワークホ
ルダ５５の向きを一方向に保持するための同期機構とし
て歯車機構を必要としていた。このため、クリーンルー
ムや真空中など、クリーン環境下での使用に際しては、
上述した歯車機構がダストの発生源となり、清浄度を低
下させるという不都合があった。さらに、歯車機構の場
合は、バックラッシュや摩耗等の影響でワークホルダ５
５に振動が生じたり、リンクアーム５４の伸縮動作にガ
タつきが生じるなどの不都合もあった。

【０００５】そこで本出願人は、上記不都合を解消すべ
く、特願平６−１７９４１号明細書にて新たな移載装置
を提案している。この移載装置は、２つの平行クランク
機構を組み合わせたもので、一方の平行クランク機構に
連動させて他方の平行クランク機構をクランク運動さ
せ、他方の平行クランク機構に設けた移載アームにて被
移載物を担持しつつ移載するものである。この移載装置
の場合には、駆動力伝達用の構成部品としてプーリやベ
ルトなどが使用されており、発塵源となる歯車機構が使
用されていないため、装置全体の動作がスムーズである
とともに、クリーンルームなどのクリーン環境下での使
用に適している。

【０００６】ところで、半導体製造におけるマルチチャ
ンバシステムなどでは、複数のプロセスチャンバ（処理
室）とロードロック室（真空予備室）との間でいかに迅
速にワークの移載を行うかが、半導体製造装置全体のス
ループットを向上させるうえで重要なポイントとなって
いる。そのため、特に、この種の半導体製造装置に用い
られる移載装置に関しては、様々なシステム形態に対応
して無駄のない最適な移載方式を選択できる汎用性に優
れた高スループットの移載装置の提案が強く望まれてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、第１リンクと第２リンク
との間に一対の第１リンクアームを架け渡してなる第１
の平行クランク機構と、第２リンクと移載用リンクとの
間に一対の第２リンクアームを架け渡してなる第２の平
行クランク機構とを備え、第１の平行クランク機構に連
動させて第２の平行クランク機構をクランク運動させる
ことにより、移載用リンクにて担持した被移載物を移載
する一対の移載ロボットから構成された移載装置であ
る。これら一対の移載ロボットは、回転可能なベースプ
レートを共通の第１リンクとして第１リンクアームの各
々の基端部がベースプレートの回転中心を境に線対称に
配置されており、また各々の移載用リンクの移動経路は
上下にずれた状態でベースプレートの回転中心を通る同
一線上に設定されている。

【０００８】

【作用】本発明の移載装置においては、一対の移載ロボ
ットをそれぞれ独立した駆動源をもってクランク運動さ
せることにより、ベースプレートの回転中心を通る同一
線上で各々の移載用アームが互いに衝突しないように上
下にずれた状態で双方向に移動する。このため、各々の
移載ロボットの移載用リンクでもって同時に二つの被移
載物を移載できるとともに、それぞれの移載用リンクの
両端にホルダ部を設けた場合には同時に四つの被移載物
を移載でき、しかも双方向性を有することから方向転換
時のベースプレートの回転角度もより小さい角度で済
む。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明に係わる移載装置
の一実施例を説明する斜視図である。図１に示す移載装
置は、主として、それぞれ独立した駆動源（後述）を有
する一対の移載ロボット１、２によって構成されてい
る。これら一対の移載ロボット１、２は、例えば図示せ
ぬ駆動モータにより回転駆動されるベースプレート３を
共通の第１リンクとして構成されている。以下、一方の
移載ロボット１を「第１移載ロボット」と称し、もう一
方の移載ロボット２を「第２移載ロボット」と称して説
明する。

【００１０】図２は第１移載ロボット１の構成を説明す
る図である。先ず、図２（ａ）においては、第１リンク
となるベースプレート３と第２リンクとなる個片プレー
ト１１との間に一対の第１リンクアーム１２が架け渡し
て設けられており、これらのベースプレート３、個片プ
レート１１および一対の第１リンクアーム１２によって
第１の平行クランク機構が構成されている。

【００１１】一方、第２リンクとなる個片プレート１１
と移載用リンク１３との間には一対の第２リンクアーム
１４が架け渡して設けられており、これらの個片プレー
ト１１、移載用リンク１３および一対の第２リンクアー
ム１４によって第２の平行クランク機構が構成されてい
る。移載用リンク１３の両端にはそれぞれホルダ部１５
が設けられており、移載時には、このホルダ部１５によ
って図示せぬ被移載物が担持される。

【００１２】また、上述のように構成された第１の平行
クランク機構と第２の平行クランク機構との連結部分に
は、第１の平行クランク機構のクランク運動を第２の平
行クランク機構に伝達する伝達機構が設けられている。
すなわち、図２（ｂ）に示すように、上記一対の第１リ
ンクアーム１２のいずれか一方、例えば図中左側の第１
リンクアーム１２の先端部には第１プーリ１６が固定さ
れており、この第１プーリ１６は、第２リンクである個
片プレート１１に例えばベアリング（真空用）１７を介
して回転自在に支持されている。また、上記一対の第２
リンクアーム１４のいずれか一方、例えば図中左側の第
２リンクアーム１４の基端部には上記第１プーリ１６と
同径の第２プーリ１８が固定されており、この第２プー
リ１８も上記第１プーリ１６と同様に、第２リンクであ
る個片プレート１１にベアリング（真空用）１７を介し
て回転自在に支持されている。さらに、第１プーリ１６
と第２プーリ１８との間には、互いに交差する状態（ク
ロスベルト方式）で一対のベルト部材（例えばステンレ
スベルト）１９が張架されており、第１プーリ１６が一
方向に回転すると、それと反対方向に第２プーリ１８が
回転するようになっている。

【００１３】これに対して、他方（図中右側）の第１リ
ンクアーム１２の先端部と第２リンクアーム１４の基端
部とは、それぞれベアリング１７を介して個片プレート
１１に回転自在に支持されている。また、一方（例えば
図中左側）の第１リンクアーム１２の基端部には、第１
の平行クランク機構をクランク運動させるための駆動源
として、例えば図例のようにベースプレート３を介して
駆動モータＭが連結されている。

【００１４】次いで、上記第１移載ロボット１の動作に
ついて説明する。先ず、初期状態の下では、第１の平行
クランク機構の第１リンクアーム１２と第２の平行クラ
ンク機構の第２リンクアーム１４とが互いに平行に重な
り合った状態にある。この状態から駆動モータＭを作動
させると、これに連結された第１リンクアーム１２がそ
の基端部を支点に図中Ａ１方向に揺動し、これに共働し
て第１の平行クランク機構がクランク運動する。そうす
ると、第１リンクアーム１２が揺動した分だけ第１プー
リ１６が個片プレート１１に対してＲ１方向に回転し、
これに連動して第２プーリ１８が個片プレート１１に対
してＲ２方向に回転する。

【００１５】これにより、第２リンクアーム１４はその
基端部を支点に第２プーリ１８の回転とともに図中Ａ２
方向に揺動し、これに共働して第２の平行クランク機構
がクランク運動する。その結果、第１の平行クランク機
構と第２の平行クランク機構とがそれぞれクランク運動
した分だけ移載用リンク１３が図中Ｘ１方向に移動し、
そのホルダ部１３で担持した図示せぬ被移載物を所定の
場所に移載する。また、被移載物（不図示）を移載した
のち、先程と同じ回転量だけ駆動モータＭを逆転させる
と、第１の平行クランク機構と第２の平行クランク機構
とがそれぞれ先程と反対方向にクランク運動して、元の
初期状態に戻る。これに対して、移載アーム１３をＸ２
方向に移動させる場合は、上記同様の手順をもって駆動
モータＭの回転方向だけを反転させる。

【００１６】なお、第２移載ロボット２は、図１に示す
ように、個片プレート２１、第１リンクアーム２２、移
載用リンク２３及び第２リンクアームを主要部品として
構成されており、これらの主要部品は、第１移載ロボッ
ト１を構成する個片プレート１１、第１リンクアーム１
２、移載用リンク１３及び第２リンクアーム１４と同様
の部品であるため、本実施例では第２移載ロボット２の
構成及び動作についての説明を省略する。

【００１７】続いて、上記構成からなる第１移載ロボッ
ト１と第２移載ロボット２の配置形態について説明す
る。先ず、共通の第１リンクであるベースプレート３上
においては、図３に示すように、第１移載ロボット１側
の第１リンクアーム１２及び第２移載ロボット２側の第
１リンクアーム２２の各々の基端部１２ａ、２２ａが、
ベースプレート３の回転中心Ｐを境に線対称に配置され
ている。

【００１８】また、第１移載ロボット１側の移載用リン
ク１３と第２移載ロボット２側の移載用リンク２３と
は、互いの位置的な干渉を回避するため、例えば図４に
示すように第１移載ロボット１側の移載用リンク１３の
上方に所定の隙間を介して第２移載ロボット２側の移載
用リンク２３が配置されている。ちなみに、移載用リン
ク１３、２３間の隙間は、それぞれが被移載物を担持し
た状態でも位置的な干渉が起こらないように設定されて
いる。さらに、双方の移載用リンク１３、２３の移動経
路Ｒは、図１にも示すように、いずれもベースプレート
３の回転中心Ｐを通る同一線上に設定されており、しか
も上述のごとく移載用リンク１３、２３同士が上下に位
置をずらして配置されているため、それぞれの移載用リ
ンク１３、２３の移動経路Ｒも上下にずれた状態で設定
されている。

【００１９】したがって、実際に第１移載ロボット１と
第２移載ロボット２とをそれぞれ独立した駆動源（駆動
モータＭ）をもってクランク運動させた場合は、各々の
駆動モータＭの回転方向にしたがって、各移載用アーム
１３、２３がベースプレート３の回転中心Ｐを通る同一
線上で互いに衝突しないように上下にずれた状態で双方
向に移動することになる。

【００２０】続いて、本実施例の移載装置の動作形態に
ついて図５〜図９を参照しながら説明する。なお、図５
〜図９においては、第１移載ロボット１と第２移載ロボ
ット２の動作状況を分かりやすくするため、各々の移載
用リンクを横方向にずらして描いているが、実際にはい
ずれの移載用リンクも同一線上に設定された移動経路に
沿って移動することになる。

【００２１】先ず一例として、一つのプロセスチャンバ
を有する半導体製造装置に用いた場合の動作手順につい
て図５及び図６を用いて説明する。図示した半導体製造
装置において、３１はカセット室、３２はロードロック
室（前室）、３３はトランスファーチャンバ、３４はプ
ロセスチャンバであり、ベースプレート３を共通の第１
リンクとした第１移載ロボット１及び第２移載ロボット
２はトランスファチャンバ３３内に設置されている。処
理前のワーク（被移載物）３５は、例えば所定個数を１
ロットとして図示せぬワークカセットに収納され、この
状態でカセット室３１からロードロック室３２に供給さ
れる。

【００２２】移載開始時には、図５（ａ）に示すよう
に、移載ロボット１、２がロードロック室３２側を向い
た状態から第１移載ロボット１がクランク運動してロー
ドロック室３２内に進出し、そこから処理前のワーク３
５を取り出す。次に、図５（ｂ）に示すように、ベース
プレート３の回転により移載ロボット１、２がプロセス
チャンバ３４側を向き、その状態から第１移載ロボット
１がクランク運動してプロセスチャンバー３４内に進出
し、そこに処理前のワーク３５を供給する。

【００２３】次いで、図５（ｃ）に示すように、ベース
プレート３の回転により移載ロボット１、２がロードロ
ック室３２側を向き、その状態から第１移載ロボット１
がクランク運動してロードロック室３２内に進出し、そ
こから処理前のワーク３５を取り出す。続いて、図６
（ａ）に示すように、ベースプレート３の回転により移
載ロボット１、２がプロセスチャンバ３４側を向き、そ
の状態から第２移載ロボット２がクランク運動してプロ
セスチャンバ３４内に進出し、そこから処理済のワーク
３５ａを取り出す。

【００２４】さらに、その状態から図６（ｂ）に示すよ
うに、第１移載ロボット１がクランク運動してプロセス
チャンバ３４内に進出し、そこに処理前のワーク３５を
供給する。その後、ベースプレート３の回転により移載
ロボット１、２がロードロック室３２側を向き、その状
態から第２移載ロボット２がクランク運動してロードロ
ック室３２内に進出し、そこに処理済のワーク３５ａを
供給する。

【００２５】以降、１ロット分のワーク３５の個数に応
じて図５（ｃ）〜図６（ｃ）に示した一連の動作が繰り
返される。その後、ロードロック室３２に処理前のワー
ク３５が無くなって処理済のワーク３５ａをロードロッ
ク室３２に戻したあとは、プロセスチャンバ３４内のワ
ーク３５の処理が終了するまで移載ロボット１、２がプ
ロセスチャンバ３４側を向いたまま待機することにな
る。そして、プロセスチャンバ３４内での処理が終了し
た時点で第２移載ロボット２がプロセスチャンバ３４か
ら処理済のワーク３５ａを取り出し、これをロードロッ
ク室３２に戻して１ロット分のワーク３５の処理が完了
する。

【００２６】次に、二つのプロセスチャンバを有する半
導体製造装置に用いた場合の動作手順について図７〜図
９を用いて説明する。図示した半導体製造装置におい
て、３１はカセット室、３２はロードロック室（前
室）、３３はトランスファーチャンバ、３４ａ，３４ｂ
はプロセスチャンバである。なお、本実施例において
は、二つのプロセスチャンバ３４ａ，３４ｂがワークに
対していずれも同じ処理を施すものとする。また、一方
のプロセスチャンバ３４ａを「第１プロセスチャンバ」
と称し、もう一方のプロセスチャンバ３４ｂを「第２プ
ロセスチャンバ」と称して説明する。

【００２７】移載開始時には、図７（ａ）に示すよう
に、移載ロボット１、２がロードロック室３２側を向い
た状態から双方の移載ロボット１、２がクランク運動し
てロードロック室３２内に進出し、そこから処理前のワ
ーク３５をそれぞれ１個ずつ取り出す。次に、図７
（ｂ）に示すように、ベースプレート３の回転により移
載ロボット１、２が第１プロセスチャンバ３４ａ側を向
き、その状態から第１移載ロボット１がクランク運動し
て第１プロセスチャンバー３４ａ内に進出し、そこに処
理前のワーク３５を供給する。

【００２８】次いで、図７（ｃ）に示すように、ベース
プレート３の回転により移載ロボット１、２が第２プロ
セスチャンバ３４ｂ側を向き、その状態から第２移載ロ
ボット２がクランク運動して第２プロセスチャンバー３
４ｂ内に進出し、そこに処理前のワーク３５を供給す
る。続いて、図８（ａ）に示すように、ベースプレート
３の回転により移載ロボット１、２がロードロック室３
２側を向き、その状態から第１移載ロボット１がクラン
ク運動してロードロック室３２内に進出し、そこから処
理前のワーク３５を取り出し、さらに図８（ｂ）に示す
ように、ベースプレート３が反転（１８０度回転）して
再び第１移載ロボット１がロードロック室３２内に進出
し、そこから処理前のワーク３５を取り出す。これによ
り、第１移載ロボット１の移載用リンク１３（図１、図
２）の両端（ホルダ部１５）にぞれぞれ一個ずつワーク
３５が担持されることになる。

【００２９】次に、図８（ｃ）に示すように、ベースプ
レート３の回転により移載ロボット１、２が第１プロセ
スチャンバ３４ａ側を向き、その状態から第２移載ロボ
ット２がクランク運動して第１プロセスチャンバ３４ａ
内に進出し、そこから処理済のワーク３５ａを取り出
す。また、それに続いて、図９（ａ）に示すように、第
１移載ロボット１がクランク運動して第１プロセスチャ
ンバ３４ａ内に進出し、そこに処理前のワーク３５を供
給する。

【００３０】次いで、図９（ｂ）に示すように、ベース
プレート３の回転により移載ロボット１、２が第２プロ
セスチャンバ３４ｂ側を向き、その状態から第２移載ロ
ボット２がクランク運動して第２プロセスチャンバ３４
ｂ内に進出し、そこから処理済のワーク３５ａを取り出
す。これにより、第２移載ロボット２の移載用リンク２
３（図１）の両端（ホルダ部２５）にぞれぞれ一個ずつ
ワーク３５が担持されることになる。さらに、その状態
から図９（ｃ）に示すように、第１移載ロボット１がク
ランク運動して第２プロセスチャンバ３４ｂ内に進出
し、そこに処理前のワーク３５を供給する。

【００３１】その後、ベースプレート３が回転すること
なく第１移載ロボット１と第２移載ロボット２とが順に
ロードロック室３２内に進出し、処理前のワーク３５の
取り出しと処理済のワーク３５ａの供給を行ったのち、
ベースプレート３が反転（１８０度回転）した状態から
再び第１移載ロボット１と第２移載ロボット２とが順に
ロードロック室３２内に進出し、上記同様に処理前のワ
ーク３５の取り出しと処理済のワーク３５ａの供給を行
う。これにより、図８（ｂ）と同様に第１移載ロボット
１の移載用リンク１３（図１、図２）の両端（ホルダ部
１５）にぞれぞれ一個ずつワーク３５が担持されること
になり、以降はロードロック室３２に処理済のワーク３
５ａが全て戻されるまで図８（ｃ）〜図９（ｃ）に示し
た一連の動作が繰り返されることになる。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の移載装置
によれば、一対の移載ロボットをそれぞれ独立した駆動
源をもってクランク運動させることにより、ベースプレ
ートの回転中心を通る同一線上で各々の移載用アームを
双方向に移動させることができるため、各々の移載ロボ
ットの移載用リンクにより同時に二つの被移載物を移載
することが可能となり、さらにそれぞれの移載用リンク
の両端にホルダ部を設けた場合には同時に四つの被移載
物を移載することが可能となる。また、いずれの移載ロ
ボットも双方向性を有することから、方向転換時のベー
スプレートの回転角度が従来よりも小さい角度で済むよ
うになる。したがって、特にマルチチャンバシステムを
採用した半導体製造装置に対しては、複数のチャンバ間
でより迅速に、しかも効率良くワークの移載を行うこと
が可能になるため、半導体製造装置全体のスループット
が向上することは勿論のこと、様々なシステム形態に対
応して最適な移載方式を選択できる汎用性に優れた移載
装置を提供できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる移載装置の一実施例を説明する
斜視図である。

【図２】移載ロボットの構成を説明する図である。

【図３】移載ロボットの配置形態を説明する要部平面図
である。

【図４】移載ロボットの配置形態を説明する要部側面図
ある。

【図５】移載装置の動作形態を説明する図（その１）で
ある。

【図６】移載装置の動作形態を説明する図（その２）で
ある。

【図７】移載装置の他の動作形態を説明する図（その
１）である。

【図８】移載装置の他の動作形態を説明する図（その
２）である。

【図９】移載装置の他の動作形態を説明する図（その
３）である。

【図１０】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１第１移載ロボット２第２移載ロボット３ベースプレート（第１リンク）１１、２１個片プレート（第２リンク）１２、２２第１リンクアーム１３、２３移載用リンク１４、２４第２リンクアーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１リンクと第２リンクとの間に一対の
第１リンクアームを架け渡してなる第１の平行クランク
機構と、前記第２リンクと移載用リンクとの間に一対の
第２リンクアームを架け渡してなる第２の平行クランク
機構とを備え、前記第１の平行クランク機構に連動させ
て前記第２の平行クランク機構をクランク運動させるこ
とにより、前記移載用リンクにて担持した被移載物を移
載する一対の移載ロボットから構成された移載装置であ
って、前記一対の移載ロボットは、回転可能なベースプレート
を共通の第１リンクとして前記第１リンクアームの各々
の基端部が前記ベースプレートの回転中心を境に線対称
に配置されるとともに、それぞれの移載用リンクの移動
経路が上下にずれた状態で前記ベースプレートの回転中
心を通る同一線上に設定されたことを特徴とする移載装
置。
【請求項２】前記移載用リンクの両端に前記被移載物
を担持するためのホルダ部が設けられたことを特徴とす
る請求項１記載の移載装置。