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技術 基板搬送ロボット、真空処理装置

出願人 株式会社アルバック
発明者 神保洋介江藤謙次藤井厳
出願日 2016年7月29日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-149937
公開日 2018年2月1日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-019015
状態 特許登録済
技術分野 ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等 マニプレータ 特殊目的用コンベヤ
主要キーワード 側方ストッパ 先端側ストッパ コ字形形状 固定用貫通孔 一回転軸 伸長量 搬出入室 石英部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

ハンドの先端を検出しなくても基板の正確な移動ができる基板搬送ロボットを提供する。

解決手段

ハンド40の位置決め指部55を、支持板41上に石英板42を配置して構成し、石英板42の根元部分に、支持板41に固定される固定部50を設ける。石英板42は固定部50以外の部分は支持板41には固定せず、加熱されて支持板41が伸びても、石英板42は伸びず、石英板42の先端に設けられた先端側ストッパ56の熱膨張による移動はない。

概要

背景

従来より、ガラス板半導体ウェハー等の基板を移動させるために、ハンド上に基板を配置し、ハンドを移動させる基板搬送ロボットは広く用いられている。
基板搬送ロボットのハンドは、細長い複数の指部(軸部)に基板を載置し基板を搬送するタイプが存在する。

ハンドの先端には先端側ストッパが設けられ、基板のずれを防ぐと共に、基板の位置を決めている(先行文献1)。
基板搬送ロボットは、処理が終了した前工程の真空処理室の内部から、次の処理である後工程を行う真空処理室の内部に向けて、真空雰囲気中で基板を移動させている。

前工程の処理を行う際には基板は加熱され、後工程に移動させようとする基板は高温昇温されている場合がある。高温の基板がハンドの細長の指部上に乗せられると、指部が加熱される。

指部は強度が必要なためセラミックもしくは金属で構成されている。
指部が加熱され、指部が昇温すると、指部は、指部を構成する材料の熱膨張係数に応じた量だけ熱膨張して長くなり、その結果、指部の先端に設けられた先端側ストッパの位置は、指部の根元から遠ざかる方向に移動する。

搬送枚数の増加や搬送時間(運転時間)の経過により、指部の温度が上昇し、先端側ストッパの位置が変わるため、後工程の真空処理室に搬送される基板の位置が一定にならないという課題がある。

概要

ハンドの先端を検出しなくても基板の正確な移動ができる基板搬送ロボットを提供する。 ハンド40の位置決め指部55を、支持板41上に石英板42を配置して構成し、石英板42の根元部分に、支持板41に固定される固定部50を設ける。石英板42は固定部50以外の部分は支持板41には固定せず、加熱されて支持板41が伸びても、石英板42は伸びず、石英板42の先端に設けられた先端側ストッパ56の熱膨張による移動はない。

目的

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、指部の温度が上昇しても先端側ストッパの位置変動が少ない基板搬送ロボットを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基板が配置されるハンドを移動させる基板搬送ロボットであって、前記ハンドは、部と、前記掌部に設けられ、基板が配置される複数本細長の指部とを有し、一枚の前記基板が配置される前記複数本の指部のうち、少なくとも一本の前記指部は、根元部分が前記掌部に固定された細長の支持板と、前記支持板上に前記支持板に沿って乗せられた細長の石英板とを有する位置決め指部であり、前記石英板は先端側に先端側ストッパが設けられ、根元側に固定部が設けられ、前記固定部は、前記掌部と前記支持板とで構成される支持体に取りつけられた基板搬送ロボット。

請求項2

前記位置決め指部を二個以上有する請求項1記載の基板搬送ロボット。

請求項3

前記石英板は、複数の石英部材が互いに固定されて形成された請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の基板搬送ロボット。

請求項4

前記支持板はアルミナで構成された請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の基板搬送ロボット。

請求項5

真空槽と、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の基板搬送ロボットが前記真空槽内に配置された搬送室と、前記搬送室に接続され、前記基板を真空処理する処理室と、を有する真空処理装置

技術分野

0001

本発明は、基板搬送ロボットの技術分野に係り、特に、基板位置決めを正確に行うことができる基板搬送ロボットに関する。

背景技術

0002

従来より、ガラス板半導体ウェハー等の基板を移動させるために、ハンド上に基板を配置し、ハンドを移動させる基板搬送ロボットは広く用いられている。
基板搬送ロボットのハンドは、細長い複数の指部(軸部)に基板を載置し基板を搬送するタイプが存在する。

0003

ハンドの先端には先端側ストッパが設けられ、基板のずれを防ぐと共に、基板の位置を決めている(先行文献1)。
基板搬送ロボットは、処理が終了した前工程の真空処理室の内部から、次の処理である後工程を行う真空処理室の内部に向けて、真空雰囲気中で基板を移動させている。

0004

前工程の処理を行う際には基板は加熱され、後工程に移動させようとする基板は高温昇温されている場合がある。高温の基板がハンドの細長の指部上に乗せられると、指部が加熱される。

0005

指部は強度が必要なためセラミックもしくは金属で構成されている。
指部が加熱され、指部が昇温すると、指部は、指部を構成する材料の熱膨張係数に応じた量だけ熱膨張して長くなり、その結果、指部の先端に設けられた先端側ストッパの位置は、指部の根元から遠ざかる方向に移動する。

0006

搬送枚数の増加や搬送時間(運転時間)の経過により、指部の温度が上昇し、先端側ストッパの位置が変わるため、後工程の真空処理室に搬送される基板の位置が一定にならないという課題がある。

先行技術

0007

特開2015−82532号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、指部の温度が上昇しても先端側ストッパの位置変動が少ない基板搬送ロボットを提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するために、本発明は、基板が配置されるハンドを移動させる基板搬送ロボットであって、前記ハンドは、部と、前記掌部に設けられ、基板が配置される複数本の細長の指部とを有し、一枚の前記基板が配置される前記複数本の指部のうち、少なくとも一本の前記指部は、根元部分が前記掌部に固定された細長の支持板と、前記支持板上に前記支持板に沿って乗せられた細長の石英板とを有する位置決め指部であり、前記石英板は先端側に先端側ストッパが設けられ、根元側に固定部が設けられ、前記固定部は、前記掌部と前記支持板とで構成される支持体に取りつけられた基板搬送ロボットである。
本発明は基板搬送ロボットであって、前記位置決め指部を二個以上有する基板搬送ロボットである。
本発明は基板搬送ロボットであって、前記石英板は、複数の石英部材が互いに固定されて形成された基板搬送ロボットである。
本発明は基板搬送ロボットであって、前記支持板はアルミナで構成された基板搬送ロボットである。
本発明は、真空槽と、上記いずれかの基板搬送ロボットが前記真空槽内に配置された搬送室と、前記搬送室に接続され、前記基板を真空処理する処理室と、を有する真空処理装置である。

発明の効果

0010

指部に石英から成る石英板を設け、石英板の先端に先端側ストッパを設けたので、先端側ストッパの熱膨張による移動量が小さくなり、基板の位置決めが正確になる。

図面の簡単な説明

0011

真空処理装置を説明するための図
搬送室を説明するための図
基板搬送ロボットを説明するための部分断面図
その基板搬送ロボットの斜視図
ハンドの平面図
そのハンドに基板を配置した状態を説明するための平面図
位置決め指部を説明するための部分断面図
(a):図5のI−I線截断断面図 (b):図5のII−II線截断断面図 (c):固定部の一例を示す断面図 (d):連結部を説明するための平面図

実施例

0012

図1は、処理対象物の真空処理を行う真空処理装置10であり、この真空処理装置10は、搬送室11と、複数の真空処理室12と、少なくとも一台の搬出入室13とを有している。

0013

各真空処理室12と搬出入室13とは搬送室11の周囲に配置され、ゲートバルブ開閉することによって、各真空処理室12の内部と搬出入室13の内部とは、搬送室11の内部と接続又は遮断されるように構成されている。

0014

図2に示すように、搬送室11は、真空槽21と、搬送ロボット20とを有している。
図3は搬送ロボット20の側面の拡大図であり、図4は斜視図である。

0015

搬送ロボット20は、ハンド40と、スライド板33と、台座32と、支柱部31と、を有している。
ハンド40とスライド板33と台座32とは、真空槽21の内部に配置されており、支柱部31は、下部が真空槽21の外部に設けられており、支柱部31の真空槽21の内部の部分には、下方から、台座32とスライド板33とハンド40とがこの順序で取りつけられている。

0016

各室11〜13の真空槽には、真空排気装置14が接続されており、真空排気装置14を動作させて各室11〜13の内部を真空排気する。搬送ロボットの動作は制御装置によって制御されている。

0017

台座32は支柱部31に回転および昇降可能に設置される。スライド板33は、台座32に固定されモーター23によって支柱部31の内部の第一回転軸が回転すると、スライド板33は、台座32と共に所望角度回転する。

0018

ハンド40は、掌部34と、掌部34に設けられた複数の指部51a〜54a、51b〜54bとを有している。掌部34と指部51a〜54a、51b〜54bとは、金属製、又はアルミナ等のセラミックス製である。

0019

スライド板33は水平に配置され、上方を向く表面には案内溝49が設けられている。スライド板33は長方形形状であり、案内溝49は直線状であって、スライド板33の長辺と平行に設けられており、また、案内溝49は水平に配置されている。

0020

掌部34は、案内溝49が延びる方向に沿って移動できるように案内溝49に取りつけられている。モーター(不図示)によって掌部34は案内溝49に沿ってスライド板33上を水平に移動できる。この例では、掌部34は、水平面内を直線移動する。

0021

掌部34には、水平にされた複数の指部51a〜54a、51b〜54bが設けられている。この例では、指部51a〜54a、51b〜54bは、掌部34の移動方向と平行に、同じ方向を向くように、互いに離間して設けられている。
指部51a〜54aと指部51b〜54bは上下2段に設けられている。指部51a〜54aと指部51b〜54bはそれぞれ別の基板を保持することができる。

0022

図4、6の符号16は、ハンド40の指部51a〜54a、51b〜54bに配置された基板を示している。
同程度の高さに設けられた、指部51a〜54a、51b〜54bには、それぞれ基板16が一枚乗せられるようになっている。このハンド40では、上方の指部51a〜54aと下方の指部51b〜54bにそれぞれ一枚ずつ基板16を配置できるので、ハンド40には、二枚の基板16を配置することができる。掌部34が案内溝49に沿って移動すると、ハンド40とハンド40に配置された基板16とは、掌部34及び指部51a〜54a、51b〜54bと一緒前進移動又は後退移動する。

0023

ハンド40を前進させると、搬送室11内に位置するハンド40を前工程の真空処理室12内に移動させることができ、ハンド40を前工程の真空処理室12に対する定位置で静止させ、前工程の真空処理室12内に配置された基板16をハンド40上に乗せた後ハンド40を後退させ、ハンド40を搬送室11内に移動させ、台座32を回転させてハンド40の向きを変え、ハンド40を前進させ、後工程の真空処理室12内に基板16を移動させ、後工程の真空処理室12に対する定位置に静止させると、後工程の真空処理室12内の台上に基板16を配置することができる。

0024

同程度の高さに配置され、同じ基板16が配置される複数の指部51a〜54a、51b〜54bのうち、少なくとも一本、望ましくは二本以上の指部51a、53a、54a、51b、53b、54bは、図5に示すように、細長の支持板41と、支持板41上に配置された石英から成る石英板42とを有する位置決め指部55にされている。他の指部52a、52bは、平板状の支持板43を有しており、その上には石英板は設けられていない。
同じ基板16が配置される複数の指部51a〜54a、51b〜54bのうち、端に位置する指部51a、51b、54a、54bは、位置決め指部55にするのが望ましい。

0025

図7は、位置決め指部55の側面の断面図であり、図8(a)は、図5の位置決め指部55のI−I線截断断面図である。支持板41は開口が上方を向いたコ字形形状であり、石英板42は、支持板41の底面上に配置されており、コ字形形状の二個の壁部分により、石英板42は支持板41上から脱落しないようになっている。石英板42は後述する固定部50によって掌部34側の一端で固定され、かつ、支持板41に対してすべり移動が可能にされている。石英板42は支持板41より熱膨張性が小さく、石英板42は一端しか拘束されていないので、温度が上昇して支持板41が伸びても、支持板41は石英板42に対してずれて、石英板42は伸長前とほぼ同じ長さを維持できる。

0026

図8(b)は、図5の位置決め指部55のII−II線截断断面図であり、石英板42には、複数箇所に孔63が形成され、各孔63内に、ベアリング64が配置されている。ベアリング64は、支持板41に固定されている。

0027

石英板42の孔63は指部(51a等)の長さ方向に長穴になっており、支持板41と石英板42の位置がずれても干渉しないように構成されている。ベアリング64は、石英板42に取り付けることも可能だが、強度上、支持板41に取り付けることが好ましい。

0028

ベアリング64は、本体65と、本体65の上端に配置され、回転可能に本体65に取りつけられたボール66とを有しており、ボール66は、支持板41や石英板42よりも高い位置に配置されている。

0029

ベアリング64は、位置決め指部55以外の指部52a、52bにも配置されており、同じ基板16が配置される指部51a〜54a、51b〜54bに配置されたベアリング64のボール66は、同じ高さに配置されている。
従って、基板16を、ハンド40に配置する際には、基板16の裏面はボール66と接触する。

0030

基板16に水平方向の力が印加され、水平に移動する際にはボール66は回転する。従って、基板16と支持板41や石英板42は接触せず、摺動によるダストや基板16の傷が発生しないようにされている。

0031

ところで、本実施例で用いられる石英板42は、複数の細長の石英部材421〜423によって構成されており、各石英部材421〜423は、端部同士が互いにはめ込まれて構成された連結部60によって連結されて一枚の石英板42にされている。

0032

図8(d)は、連結部60の拡大平面図であり、ここでは真ん中の石英部材422と先端側の石英部材423とを連結する連結部60が示されている。一方の石英部材423に形成された凸部64が、他方の石英部材422の凹部63にはめ込まれて連結部60が構成されている。

0033

複数の石英部材421〜423のうち、一枚の石英部材421が掌部34に最も近い根元側に位置し、他の一枚の石英部材423が根元側とは反対の先端側に位置し、残りの一枚又は複数枚の石英部材422が根元側と先端側の二枚の石英部材421、423の間に位置し、連結部60によって一枚の石英板42にされている。

0034

掌部34と支持板41とは、金属やアルミナ等の、石英よりも機械的強度の高い材料で構成されており、掌部34と支持板41とは、ネジ45等によって互いに固定されている。

0035

石英板42の根本の部分は、掌部34上又は支持板41上に位置しており、石英板42の根本側の部分には、石英板42を支持板41に固定する固定部50が設けられている。固定部50は根元に位置する石英部材421に設けられている。

0036

図7に示すように、この例では、石英板42には石英板側貫通孔46aが形成され、支持板41には、石英板側貫通孔46aと連通する支持板側貫通孔46bとが形成されており、上部がフランジ状に形成されたボルト44が、その下端が石英板側貫通孔46aと支持板側貫通孔46bとに挿通されて固定部50が形成され、石英板42の掌部34側の一端は、固定部50によって、支持板41に固定されている。
固定部50は、掌部34に設けられていても良く、また、石英板42と支持板41とをクランプ等で挟み込んで固定することもできる。

0037

石英板42の掌部34側の一端が、支持板41または掌部34に固定されればよいから、互いに固定された掌部34と支持板41とを支持体30と呼ぶと、石英板42は、固定部50によって、支持体30に固定されていればよいことになり、石英板42の重量は、支持体30によって支持される。

0038

石英板42は、固定部50から、石英板42の先端又は支持板41の先端まで、底面が支持体30に接触されているが、石英板42の、固定部50よりも先端側の部分は、支持体30に固定されず分離されており、昇温によって支持板41が石英板42よりも大きく伸長するときは、固定部50とは反対側の石英板42の先端側で、支持板41と石英板42とは別々の伸長量で伸長する。

0039

石英板42の両端のうち、固定部50とは反対側である先端側には、指部51a〜54a、51b〜54b上に配置される基板16の側面と接触する高さに先端側ストッパ56が設けられており、指部51a〜54a、51b〜54b上に配置された基板16が先端方向に移動すると先端側ストッパ56に接触し、停止するようになっている。

0040

石英板42の熱膨張係数は0.6×10-6/Kであり、アルミナは7.2×10-6/Kであり、加熱されたときの支持板41の熱膨張量は、石英板42の熱膨張量よりも10倍以上大きくなっており、位置決め指部55が加熱されると、支持板41が、石英板42よりも大きく熱膨張する。

0041

石英板42と支持板41とは、固定部50以外の部分では互いに固定されていないので、固定部50では支持板41と石英板42とが互いに固定された状態で、支持板41の先端が、石英板42に妨げられずに伸び、支持板41の先端の真空槽21に対する位置が大きく変化する。
石英板42の熱膨張による伸びは、支持板41の伸びに比較して少量であり、石英板42の先端に位置する先端側ストッパ56の、真空槽21に対する位置の変化は小さい。

0042

掌部34が真空槽21に対して同じ位置に配置されたハンド40上に、真空槽21に対する位置が同じになるように基板16を複数回配置する際に、ハンド40の指部51a〜54a、51b〜54bの温度が異なり、基板16と支持板41の先端との間の位置関係は大きく異なっても、基板16と先端側ストッパ56との間の位置関係には大きな違いは無い。
従って、指部51a〜54a、51b〜54bの温度が異なっても、ハンド40に配置する基板16は、先端側ストッパ56に対して同じ位置に配置することができる。

0043

また、符号57は、根元側ストッパであり、指部51a〜54a、51b〜54b上に配置された基板16が、根元側ストッパ57を超えて移動することがないようにされている。

0044

なお、図中、符号58はL字形形状の補助板であり、補助板58の先端に取りつけられた側方ストッパ59は、基板16の四辺のうち、先端側ストッパ56と根元側ストッパ57とがそれぞれ接触する辺とは異なる辺に接触し、基板16が移動方向とは垂直な方向に移動しないようにされている。図2、3、7では、補助板58は省略してある。

0045

根元側ストッパ57の一例を図8(c)に示す。
符号69はストッパ本体であり、この例では、複数の位置決め孔72aと、一個のストッパ長穴68とを有している。石英板42には、固定用貫通孔72bが設けられており、固定用貫通孔72bに、位置決め用ピン74が配置されている。

0046

複数の位置決め孔72aは、ストッパ長穴68が伸びる方向に沿って配置され、複数の位置決め孔72aとストッパ長穴68とは一列に並ぶように形成されている。
複数の位置決め孔72aのうち、最適な位置の位置決め孔72aに、固定用貫通孔72b上に突き出されたピン74の上部が挿入されるように、ストッパ本体69を石英板42に乗せる。

0047

ストッパ本体69には、ストッパ長穴68が形成され、ストッパ長穴68と連通する位置の石英板42の部分には石英板長穴62aが形成されている。
石英板長穴62aの下方位置の支持板41の部分には、石英板長穴62aと連通する支持板細穴62bが形成されている。支持板細穴62bには、上部がフランジ状に形成されたボルト61の細い下端が、ストッパ長穴68と石英板長穴62aとを通過して挿通され、ボルト61の支持板細穴62bよりも上部は、石英板長穴62aの内部とストッパ長穴68の内部とに位置しており、ボルト61のフランジの側面のうち石英板42が伸びる方向とは垂直な方向に向いた部分が、ストッパ本体69と接触するようにされており、ピン74とボルト61とによって、ストッパ本体69が石英板42に固定されている。
先端側ストッパ56は、ストッパ本体に位置決め孔とストッパ長穴68とが形成されており、ピンとボルトとで石英板42に固定されている点で同じである。

0048

10……真空処理装置
16……基板
20……搬送ロボット
21……真空槽
30……支持体
34……掌部
40……ハンド
41……支持板
42……石英板
421〜423……石英部材
50……固定部
51a〜54a、51b〜54b……指部
55……位置決め指部
60……連結部

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