多関節搬送装置及びそれを用いた半導体製造装置
【課題】各モータの同期動作を容易に制御できると共に、省配線化及び小型化を実現できる多関節搬送装置を提供する。
【解決手段】複数のアーム２２・・５２が互いに関節を介して回転可能に連結され、前記関節に設置された複数のダイレクトドライブ方式のモータ２１０・・５１０を有し、該複数の各モータの駆動により前記各アームを回転させて最後の前記アームに搭載した被搬送体を搬送する多関節搬送装置において、前記各モータの制御に必要な電気信号を光信号に変換して伝達する制御装置１１１と、前記光信号を電気信号に変換すると共に電気信号を光信号に変換する信号変換器２１・・４１と、前記制御装置からの前記光信号を前記信号変換器に伝達する光通信手段１１３と、該信号変換器によって変換された前記電気信号によって前記各モータを駆動すると共に前記モータからの前記電気信号に基づいて前記各モータの駆動を制御する。
【解決手段】複数のアーム２２・・５２が互いに関節を介して回転可能に連結され、前記関節に設置された複数のダイレクトドライブ方式のモータ２１０・・５１０を有し、該複数の各モータの駆動により前記各アームを回転させて最後の前記アームに搭載した被搬送体を搬送する多関節搬送装置において、前記各モータの制御に必要な電気信号を光信号に変換して伝達する制御装置１１１と、前記光信号を電気信号に変換すると共に電気信号を光信号に変換する信号変換器２１・・４１と、前記制御装置からの前記光信号を前記信号変換器に伝達する光通信手段１１３と、該信号変換器によって変換された前記電気信号によって前記各モータを駆動すると共に前記モータからの前記電気信号に基づいて前記各モータの駆動を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス装置に用いられる半導体製造装置又は、検査装置に用いられる新規な多関節搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置又は、検査装置に使用される多関節搬送装置は、ベルトで関節をリンクさせて各関節の駆動を行う駆動方式（特許文献１）や、各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式（特許文献２、特許文献３）があるが、動作の自由度の面から見ればダイレクトドライブ方式が有効である。
【０００３】
ダイレクトドライブ方式では各関節のモータを駆動するための駆動電源及び制御用電気信号を数多く各関節に設置されたモータに伝達し、それぞれのモータの制御を行う必要があり、特許文献２のように、各アームに専用の制御回路を有して各モータを制御する装置や、特許文献３のようにスリップリングを介して動作に必要な全ての電気信号を伝達するものなどがある。
【０００４】
特許文献４には、圧縮空気によって回転駆動する１本の旋回コラムに接続された複数本のアームを有し、各アームにおけるワークのハンド動作、回転動作、傾斜させるチルト動作の多関節機能を光データ通信によって制御するマルチアーム旋回型多関節ロボットが示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９６４８０号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３４９０号公報
【特許文献３】特開２００３−１１７８７７５公報
【特許文献４】特開平５−３１６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２及び３の従来の各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式では、各関節を動作させるモータの駆動電源及びモータの位置制御を行うための制御用電気信号を数多く各関節に設置したモータに伝達する必要がある。一般的にモータ駆動電源及び制御用電気信号の伝達には、回転しながら電源や電気信号を直接伝達できるスリップリング等の機構を各関節に装備し、制御装置と各関節部のモータとの間の電気信号を伝達する方法がとられているが、伝達する信号数が多くなるとスリップリング等の信号伝達機構が大型のものになるのと同時に、各モータに対して約１０本と多くの配線が必要となるだけでなく、その配線が複雑となり搬送装置全体が大型化し、その小型化が難しい。
【０００７】
また、少配線化するためにモータ毎に専用の制御回路を有して制御する手法もとられるが、この場合には各制御回路が各関節の位置情報を交換する必要があり位置制御が難しくなる。
【０００８】
又、特許文献４においては、１体の旋回コラムに接続されたマルチアーム旋回型ロボットであり、複数のアームが互いに関節を介して回転可能に連結される多関節搬送装置は示されていない。
【０００９】
本発明の目的は、各関節を独立した複数のモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式とし、モータの制御用電気信号を伝達するために光信号を使用することで、各モータの同期動作を容易に制御できると共に、少配線化及び小型化を実現できる多関節搬送装置及びそれを用いた半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、各関節を駆動するモータの制御に必要な複数の電気信号を光信号に変換し、各関節部に設置した光カップリングを介して通信伝達し、それらの光信号を各関節部に設置した信号変換器で電気信号に復元し、復元された電気信号でモータ制御を行うことを特徴とする。また、モータ駆動電源など直接配線が必要な電気信号はスリップリングによって伝達し、更に、各関節を駆動するモータは中空型のものを用いて、光カップリングからの光信号ケーブル及びスリップリングからの電線を通す構造とするものである。
【００１１】
即ち、本発明は、複数のアームが互いに関節を介して回転可能に連結され、前記関節に設置された複数のモータを有し、該複数の各モータの駆動により前記各アームを回転させて最後の前記アームに搭載した被搬送体を搬送する多関節搬送装置において、前記各モータの制御に必要な電気信号を光信号に変換して伝達する制御装置と、前記光信号を電気信号に変換すると共に電気信号を光信号に変換する信号変換器と、前記制御装置からの前記光信号を前記信号変換器に伝達する光通信手段と、該信号変換器によって変換された前記電気信号によって前記各モータを駆動すると共に前記モータからの前記電気信号に基づいて前記各モータの駆動を制御することを特徴とする。
【００１２】
前記各モータは中空型モータ回転軸を有し、前記各アームは前記中空型モータ回転軸の内周面に固定された中空型回転軸に固定され、該中空型回転軸の回転によって回転する。前記制御装置からの前記各モータへの必要な電気信号は、光カップリングを介して光信号によって伝達される。
【００１３】
前記光カップリングは、前記中空型回転軸の内周面に固定された回転部分と該回転部分に光伝達が可能に形成された固定部分とを有し、前記回転部分と固定部分とは前記回転部分が回転しながら光通信可能な機構を有する。
【００１４】
前記制御装置と前記光カップリングとの間、及び、前記光カップリングと前記信号変換器との間、及び前記信号変換器と前記光カップリングとの間はいずれも光ファイバーによって接続されている。
【００１５】
前記制御装置からの前記各モータの駆動電源及び直接配線に必要な電気信号は、前記各アームの前記関節に設けられたスリップリングによって伝達される。
【００１６】
前記スリップリングは、前記中空型回転軸の外周面に固定された回転部分と該回転部分に摺動接触する固定部分とを有し、前記回転部分が回転しながら前記固定部分からの電気の伝達が行われる。
【００１７】
前記信号変換器は、前記制御装置からの前記光信号を前記電気信号に変換すると共に、前記モータに設けられた回転位置検出用のエンコーダからの電気信号を光信号に変換する。
【００１８】
前記各アームは、箱体で構成され、互いに前記中空型モータ回転軸を介して端部同士が回転可能に連結されると共に、前記各アームには最終段を除き、前記光通信手段、前記信号変換器、前記光カップリング及び前記スリップリングが前記箱体の内部に収納され、２〜５の複数体を有する。
【００１９】
前記制御装置と前記スリップリングとの間及び前記スリップリングと前記信号変換器との間に前記モータを駆動するモータ駆動中継ケーブルを有し、又、前記制御装置と前記モータとの間及び前記信号変換器と前記モータとの間に前記モータを駆動するモータ駆動ケーブルを有する。前記中空型回転軸は、前記光ファイバー及び前記モータ駆動中継ケーブルを通す構造を有する。
【００２０】
本発明は、基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント装置と、前記調整された前記基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しするロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記アライメント装置と前記ロードロック装置とに搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが前述に記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする。
【００２１】
又、本発明は、基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しすると共に基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント機構を有するロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記アライメントされ前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記ロードロック装置に搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが前述に記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする。
【００２２】
前記ウェーハを搭載し搬送する前記搬送ロボットは、前記ウェーハの中心位置情報の提供を受け、前記ウェーハの中心を合わせた状態の前記ウェーハを前記ロードロック装置へ搬送することが可能である。
【００２３】
前記ロードロック装置でのアライメント後の前記ウェーハを前記ウェーハ処理装置へ搬送する真空ロボットは、前記ウェーハの中心位置情報の提供を受け、前記ウェーハの中心を合わせた状態の前記ウェーハを前記ウェーハ処理装置へ搬送することが可能である。
【００２４】
以上の構造により、複数の電気信号を光通信で伝達することができ、大幅な少配線化及び小型化を実現可能としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、多関節搬送装置として各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式とし、モータの制御用電気信号を光信号に変換して伝達することで、各モータの同期動作を容易に制御できると共に、少配線化及び小型化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
ＩＣ・ＬＳＩなどの半導体基板を製造する半導体製造装置は、ウェーハに露光、現像、検査等の各処理を施すために多数の処理装置を使用する必要がある。各処理装置ではそれぞれの装置にウェーハを順次搬送し、装置内で処理が行われる。
【００２７】
図１はウェーハ処理装置にウェーハを順次搬送し、ウェーハを処理する半導体製造装置の全体を示す平面図である。図１に示すように、ウェーハ７に各処理を行うためのウェーハ処理装置１には、真空領域と大気領域を繰り返すロードロック装置２が１つ又は２つ以上設けられる。ロードロック装置２には搬送ロボット５によってウェーハ７が搬送されるが、この搬送ロボット５は前後左右上下方向に移動が可能な複数のアーム６を有しており、アーム６の先端部でウェーハ７を保持できる構造となっている。また、搬送ロボット５はウェーハ７をウェーハカセット４より取り出し、搬送ロボット５の動作範囲の中にあるウェーハアライメント装置３へ搬送される。
【００２８】
ウェーハアライメント装置３は、ウェーハ搭載手段１１に載置されたウェーハ７の向きを大気中にて調整するものであり、ウェーハ７に設けられたＶノッチ又はオリフラを光学式や機械式の検出器１０によって回転駆動部１２によって回転しながら検出し、ウェーハ７の位置が設定される。この半導体製造装置においては、ウェーハ７は所定の角度で各処理装置へ搬送されなければならない。もし、違った角度でウェーハ７が搬送されると、誤った位置に処理がされてしまうことになる。
【００２９】
図１に示すように、大気中にてノッチアライメントを行うには、先ず、カセット４から搬送ロボット５によってウェーハ７を取り出し、ウェーハアライメント装置３へ搬送を行う。ウェーハアライメント装置３ではノッチアライメントを行い、その完了後、搬送ロボット５が常時真空であるウェーハ処理装置１へ入れるために、真空領域と大気領域を繰り返すロードロック装置２へ搬送を行う。ロードロック装置２ではウェーハ７をウェーハ搭載手段１１に搭載後、ロードロック装置２に設置されているゲートバルブ１３を閉じ、所定の圧力まで真空引きを行い、その後、ウェーハ処理装置１側のゲートバルブ１３を開き、ウェーハ処理装置１へウェーハ７の搬送が行なわれる。
【００３０】
ウェーハカセット４は１つ又は２つ以上を有し、ウェーハ７を２５枚収納することが出来、各処理装置へ運ぶ際や保管する場合に使用する。
【００３１】
本実施例では、２台のロードロック装置２を設置することにより、一方のロードロック装置２からウェーハ７がウェーハ処理装置１に搬送されて処理されている間に次のロードロック装置２ではウェーハ７のアライメントの処理が行われる。ウェーハ処理装置１で処理されたウェーハ７はロードロック装置２に戻され、大気状態にした後別の工程に移送されると同時にロードロック装置２で別のウェーハ７のアライメントの処理が完了し、ウェーハ処理装置１に搬送され、処理が行われる。従って、アライメントの処理の待ち時間無く順次処理することができる。
【００３２】
図２は、図１の搬送ロボットに関る本発明の多関節搬送装置の上面外観図、図３は図２の側面断面図である。図２に示すように、筐体１１０に第一アーム２２が取り付けられ、第一アーム２２は第一回転軸２３を中心に水平回転する。第一アーム２２には第二アーム３２が取り付けられ、第二回転軸３３を中心に水平回転する。同様に第二アーム３２には第三アーム４２、第三アーム４２には第四アーム５２が取り付けられ、それぞれ第三回転軸４３及び第四回転軸５３を中心に水平回転するように取り付けられる。第四アーム５２には把持ハンド５６が取り付けられており、把持ハンド５０によってワーク（図示していない）を把持して所定の位置に搬送可能となっている。各アームは、図２に示すように、箱型であり、その関節部について以下図３によって説明する。
【００３３】
第一モータ２１０は、筐体１１０に固定され、第一モータ２１０の回転部分２４は中空型回転軸からなる第一回転軸２３と固定される。これにより第一モータ２１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第一回転軸２３も回転して第一アーム２２２が回転する。
【００３４】
第二モータ３１０は第一アーム２２に固定され、第二モータ３１０の回転部分３４は中空型回転軸からなる第二回転軸３３と固定される。これにより第二モータ３１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第二回転軸３３も回転して第二アーム３２が回転する。
【００３５】
第三モータ４１０は第二アーム３２に固定され、第三モータ４１０の回転部分４４は中空型回転軸からなる第三回転軸４３と固定される。これにより第三モータ４１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第三回転軸４３も回転して第三アーム４２が回転する。
【００３６】
第四モータ５１０は第三アーム４２に固定され、第四モータ５１０の回転部分５４は中空型回転軸からなる第四回転軸５３と固定される。これにより第四モータ５１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第四回転軸５３も回転して第四アーム５２が回転する。
【００３７】
第一回転軸２３には第一スリップリング１１８の回転部分２５が固定され、第一スリップリング１１８の固定部分２６は筐体１１０に固定されている。第一スリップリング１１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる機構である。又、第一回転軸２３には第一光カップリング１１７が設置され、第一光カップリング１１７の固定部分２８は筐体１１０に固定され、回転部分２７は第一回転軸２３と固定さる。第一回転軸２３の回転と同期して第一光カップリング１１７の回転部分２７も回転する。第一光カップリング１１７は回転しながら光信号を伝達できる機構を有している。
【００３８】
第二回転軸３３には第二スリップリング２１８の回転部分３５が固定され、第二スリップリング２１８の固定部分３６は第一アーム２２に固定されている。第二スリップリング２１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる。又、第二回転軸３３には第二光カップリング２１７が設置され、第二光カップリング２１７の固定部分３８は第一アーム２２に固定され、回転部分３７は第二回転軸３３に固定さる。第二回転軸３３の回転と同期して第二光カップリング２１７の回転部分３７も回転する。第二光カップリング２１７は回転しながら光信号を伝達できる機構を有している。
【００３９】
第三回転軸４３には第三スリップリング３１８の回転部分４５が固定され、第三スリップリング３１８の固定部分４６は第二アーム３２に固定されている。第三スリップリング３１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる。又、第三回転軸４３には第三光カップリング３１７が設置され、第三光カップリング３１７の固定部分４８は第二アーム３２に固定され、回転部分４７は第三回転軸４３に固定さる。第三回転軸４３の回転と同期して第三光カップリング３１７の回転部分４７も回転する。第三光カップリング３１７は回転しながら光信号を伝達できる機構を有している。
【００４０】
第四回転軸５３には第四スリップリング４１８の回転部分５５が固定され、第四スリップリング４１８の固定部分５６は第三アーム４２に固定されている。第四スリップリング４１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる。
【００４１】
第一アーム２２の関節部には、第一モータ２１０、第一スリップリング１１８、第一光カップリング１１７、第一回転軸２３を有し、第一モータ２１０の回転動作に同期して第一アーム２２が回転する機構となる。そして、第一アーム２２内には、モータ駆動中継ケーブル２１２、光ファイバ２１３及び第一信号変換器２１が設置されている。モータ駆動中継ケーブル２１２及び光ファイバ２１３は第一信号変換器２１と接続される。第一信号変換器２１からは、第二モータ駆動ケーブル２１５、モータ駆動中継ケーブル２１４、光ファイバ２１６が配される。第二モータ駆動ケーブル２１５は第二モータ３１０に接続されて第二モータ３１０を駆動する。モータ駆動中継ケーブル２１４は第二スリップリング２１８を介してモータ駆動中継ケーブル３１２に接続される。光ファイバ２１６は第二光カップリング２１７を介して光ファイバ３１３に光信号を伝達する。
【００４２】
第二アーム３２の関節部には、第二モータ３１０、第二スリップリング２１８、第二光カップリング２１７、第二回転軸３３を有し、第二モータ３１０の回転動作に同期して第二アーム３２が回転する機構となる。そして、第二アーム３２内には、モータ駆動中継ケーブル３１２、光ファイバ３１３及び第二信号変換器３１が設置されている。モータ駆動中継ケーブル３１２及び光ファイバ３１３は第二信号変換器３１と接続される。第二信号変換器３１からは、第三モータ駆動ケーブル３１５、モータ駆動中継ケーブル３１４、光ファイバ３１６が配される。第三モータ駆動ケーブル３１５は第三モータ４１０に接続されて第三モータ４１０を駆動する。モータ駆動中継ケーブル３１４は第三スリップリング３１８を介してモータ駆動中継ケーブル４１２に接続される。光ファイバ３１６は第三光カップリング３１７を介して光ファイバ４１３に光信号を伝達する。
【００４３】
第三アーム４２の関節部には、第三モータ４１０、第三スリップリング３１８、第三光カップリング３１７、第三回転軸４３を有し、第三モータ４１０の回転動作に同期して第三アーム４２が回転する機構となる。そして、第三アーム４２内には、モータ駆動中継ケーブル４１２、光ファイバ４１３及び第三信号変換器４１が設置されている。モータ駆動中継ケーブル４１２及び光ファイバ４１３は第三信号変換器４１と接続される。第三信号変換器４１からは、第三モータ駆動ケーブル４１５、モータ駆動中継ケーブル４１４が配される。第三モータ駆動ケーブル４１５は第四モータ５１０に接続されて第四モータ５１０を駆動する。モータ駆動中継ケーブル４１４は第四スリップリング４１８を介して接続される。
【００４４】
第四アーム５２の関節部には、第四モータ５１０、第四スリップリング４１８、第四回転軸５３を有し、第四モータ５１０の回転動作に同期して第四アーム５２が回転する機構となる。そして、第四アーム５２内には、モータ駆動中継ケーブル４１５に接続された第四モータ５１０が設置される。モータ駆動中継ケーブル４１５に接続されて第四モータ５１０が駆動される。
【００４５】
制御装置１１１からは、光ファイバ１１３、モータ駆動中継ケーブル１１４、第一モータ駆動ケーブル１１５が配される。光ファイバ１１３は第一光カップリング１１７を介して第一回転軸２３に設けられた貫通孔を通して第一アーム２２内に設置される光ファイバ２１３に光信号が伝達される。
【００４６】
モータ駆動中継ケーブル１１４は、第一スリップリング１１８を介して第一回転軸２３に設けられた貫通孔を通して第一アーム２２内に設置されるモータ駆動中継ケーブル２１２に電気信号及び電力を直接伝達する。第一モータ駆動ケーブル１１５は第一モータ２１０に接続され、第一モータ２１０の駆動信号を伝達する。
【００４７】
第一モータ２１０は、制御装置１１１から出力される駆動電源及び制御用の電気信号により第一モータ駆動中継ケーブル１１５を介して駆動される。また、第一モータ２１０に内臓するエンコーダから出力される位置情報などの電気信号を制御装置１１１に伝達してその出力信号に基づいて制御することが出来る。
【００４８】
第二モータ３１０は、制御装置１１１から出力される制御用の電気信号を光信号に変換し、回転しながら光信号伝達可能な第一光カップリング１１７を介して光伝送し、第一信号変換器２１により復元された電気信号により第二モータ３１０を制御する。また、第二モータ３１０に内臓するエンコーダから出力される位置情報などの電気信号を第一信号変換器２１により光信号に変換し、制御装置１１１まで伝達して電気信号に復元することで第二モータ３１０からの出力信号を制御装置１１１によって制御することが出来る。
【００４９】
第三モータ４１０は、制御装置１１１から出力する制御用の電気信号を光信号に変換し、回転しながら光信号伝達可能な第一光カップリング１１７及び第一信号変換器２１を通し、更に回転しながら光信号伝達可能な第二光カップリング２１７を介して光伝送し、第二信号変換器３１により復元された電気信号により第三モータ４１０を制御する。また、第三モータ４１０から出力される位置情報などの電気信号を第二信号変換器３１により光信号に変換し、制御装置１１１まで伝達して電気信号に復元することで第三モータ４１０からの出力信号を制御装置１１１によって制御することが出来る。
【００５０】
第四モータ５１０は、制御装置１１１から出力する制御用の電気信号を光信号に変換し、回転しながら光信号伝達可能な第一光カップリング１１７、第一信号変換器２１を通し、更に回転しながら光信号伝達可能な第二光カップリング２１７、第二信号変換器３１を通し、更に、回転しながらでも光信号伝達可能な第三光カップリング３１７を介して光伝送し、第三信号変換器４１により復元された電気信号により第四モータ５１０を制御する。また、第四モータ５１０から出力される位置情報などの電気信号を第三信号変換器４１により光信号に変換し、制御装置１１１まで伝達して電気信号に復元することで第四モータ５１０からの出力信号を制御装置１１１によって制御することが出来る。
【００５１】
以上のように、本実施例においては、第二アームから第四アームに対して制御装置１１１から各関節の駆動モータの制御に必要な複数の電気信号を光信号に変換し、各関節部に設置した光カップリングを介して通信伝達し、それらの光信号を各関節部に設置した信号変換器で電気信号に復元し、復元された電気信号でモータ制御を行うと共に、モータ駆動電源など直接配線が必要な電気信号はスリップリングによる伝達する手段をとる。各関節を駆動する駆動モータは中空型のものを用いて、光カップリングからの光信号ケーブル及びスリップリングからの電線を通す構造である。尚、各モータへの制御信号は光信号に変換して行われるが、その光信号は特定の異なる各波長によって行われる。
【００５２】
以上、本実施例によれば、各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式とし、モータ駆動電源を除く殆ど全てのモータの制御用電気信号を光通信に変換して伝達することで、モータ制御を行うための電気信号の伝達機構を小さくできるため、少配線化及び小型化が実現でき、更に、１つの制御装置から各モータを制御するため、各モータへの制御信号を同時に送信できるので各モータの同期動作を容易に制御できる多関節搬送装置が得られ、半導体製造装置においてスループットの向上が図られる。
【実施例１】
【００５３】
本実施例においては、実施例１のウェーハアライメント装置３に代えて、ウェーハ７を大気状態と真空状態の間において受け渡しすると共にウェーハ７の中心位置及び設定位置を調整するアライメント機構を有するロードロック装置を用いることができる。このロードロック装置を用いることにより、アライメントされ真空状態になったウェーハ７を処理するウェーハ処理装置と、ウェーハ７をロードロック装置に搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置とすることができる。本実施例のロードロック装置は真空チャンバの外にウェーハ７の向きを示す切り欠き又はオリフラを検出するセンサとその光源を設けることによりチャンバ内の内容積を少なくでき、大気状態から真空状態にする際にその減圧操作を初期には緩やかに行い、所定の減圧後により真空排気の高い装置によって排気しながらウェーハ７の向きを調整することができる。
【００５４】
更に、本実施例における多関節搬送装置を用いた搬送ロボットは、ウェーハ７の中心位置情報の制御機構を有し、その情報の提供を受け、ウェーハ７の中心を合わせた状態としてロードロック装置へ搬送することが可能である。このロードロック装置でのアライメント後のウェーハ７をウェーハ処理装置へ搬送する真空ロボットも、ウェーハ７の中心位置情報の制御機構を有し、その情報の提供を受け、その中心を合わせた状態でウェーハ処理装置へ搬送することが可能である。
【００５５】
本実施例においても、実施例１と同様に、モータの制御用電気信号を光通信に変換して伝達することで、モータ制御を行うための電気信号の伝達機構を小さくできるため、少配線化及び小型化が実現でき、更に、１つの制御装置から各モータを制御するため、各モータへの制御信号を同時に送信できるので各モータの同期動作を容易に制御できるので、半導体製造装置においてより高いスループットの向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】半導体製造装置本発明に係る多関節搬送装置を搬送ロボットに用いた半導体製造装置の平面図である。
【図２】本発明の多関節搬送装置の上面図である。
【図３】図２の多関節搬送装置の側面断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…ウェーハ処理装置、２…ロードロック装置、３…ウェーハアライメント装置、４…ウェーハカセット、５…搬送ロボット、６…アーム、７…ウェーハ、２２…第一アーム、３２…第二アーム、４２…第三アーム、５２…第四アーム、２３…第一回転軸、３３…第二回転軸、４３…第三回転軸、５３…第四回転軸、２１…第一信号変換器、３１…第二信号変換器、４１…第三信号変換器、５０…把持ハンド、５１…第四信号変換器、１１０…筐体、１１１…制御装置、１１３、２１３、３１３、４１３、２１６、３１６、４１６…光ファイバ、１１４、２１４、３１４、４１４、２１２、３１２、４１２…モータ駆動中継ケーブル、１１５…第一モータ駆動ケーブル、１１７…第一光カップリング、１１８…第一スリップリング、２１０…第一モータ、２１５…第二モータ駆動ケーブル、２１７…第二光カップリング、２１８…第二スリップリング、３１０…第二モータ、３１２…モータ駆動中継ケーブル、３１５…第三モータ駆動ケーブル、３１７…第三光カップリング、３１８…第三スリップリング、４１０…第三モータ、４１５…第四モータ駆動ケーブル、４１７…第四光カップリング、４１８…第四スリップリング、５１０…第四モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス装置に用いられる半導体製造装置又は、検査装置に用いられる新規な多関節搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置又は、検査装置に使用される多関節搬送装置は、ベルトで関節をリンクさせて各関節の駆動を行う駆動方式（特許文献１）や、各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式（特許文献２、特許文献３）があるが、動作の自由度の面から見ればダイレクトドライブ方式が有効である。
【０００３】
ダイレクトドライブ方式では各関節のモータを駆動するための駆動電源及び制御用電気信号を数多く各関節に設置されたモータに伝達し、それぞれのモータの制御を行う必要があり、特許文献２のように、各アームに専用の制御回路を有して各モータを制御する装置や、特許文献３のようにスリップリングを介して動作に必要な全ての電気信号を伝達するものなどがある。
【０００４】
特許文献４には、圧縮空気によって回転駆動する１本の旋回コラムに接続された複数本のアームを有し、各アームにおけるワークのハンド動作、回転動作、傾斜させるチルト動作の多関節機能を光データ通信によって制御するマルチアーム旋回型多関節ロボットが示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９６４８０号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３４９０号公報
【特許文献３】特開２００３−１１７８７７５公報
【特許文献４】特開平５−３１６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２及び３の従来の各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式では、各関節を動作させるモータの駆動電源及びモータの位置制御を行うための制御用電気信号を数多く各関節に設置したモータに伝達する必要がある。一般的にモータ駆動電源及び制御用電気信号の伝達には、回転しながら電源や電気信号を直接伝達できるスリップリング等の機構を各関節に装備し、制御装置と各関節部のモータとの間の電気信号を伝達する方法がとられているが、伝達する信号数が多くなるとスリップリング等の信号伝達機構が大型のものになるのと同時に、各モータに対して約１０本と多くの配線が必要となるだけでなく、その配線が複雑となり搬送装置全体が大型化し、その小型化が難しい。
【０００７】
また、少配線化するためにモータ毎に専用の制御回路を有して制御する手法もとられるが、この場合には各制御回路が各関節の位置情報を交換する必要があり位置制御が難しくなる。
【０００８】
又、特許文献４においては、１体の旋回コラムに接続されたマルチアーム旋回型ロボットであり、複数のアームが互いに関節を介して回転可能に連結される多関節搬送装置は示されていない。
【０００９】
本発明の目的は、各関節を独立した複数のモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式とし、モータの制御用電気信号を伝達するために光信号を使用することで、各モータの同期動作を容易に制御できると共に、少配線化及び小型化を実現できる多関節搬送装置及びそれを用いた半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、各関節を駆動するモータの制御に必要な複数の電気信号を光信号に変換し、各関節部に設置した光カップリングを介して通信伝達し、それらの光信号を各関節部に設置した信号変換器で電気信号に復元し、復元された電気信号でモータ制御を行うことを特徴とする。また、モータ駆動電源など直接配線が必要な電気信号はスリップリングによって伝達し、更に、各関節を駆動するモータは中空型のものを用いて、光カップリングからの光信号ケーブル及びスリップリングからの電線を通す構造とするものである。
【００１１】
即ち、本発明は、複数のアームが互いに関節を介して回転可能に連結され、前記関節に設置された複数のモータを有し、該複数の各モータの駆動により前記各アームを回転させて最後の前記アームに搭載した被搬送体を搬送する多関節搬送装置において、前記各モータの制御に必要な電気信号を光信号に変換して伝達する制御装置と、前記光信号を電気信号に変換すると共に電気信号を光信号に変換する信号変換器と、前記制御装置からの前記光信号を前記信号変換器に伝達する光通信手段と、該信号変換器によって変換された前記電気信号によって前記各モータを駆動すると共に前記モータからの前記電気信号に基づいて前記各モータの駆動を制御することを特徴とする。
【００１２】
前記各モータは中空型モータ回転軸を有し、前記各アームは前記中空型モータ回転軸の内周面に固定された中空型回転軸に固定され、該中空型回転軸の回転によって回転する。前記制御装置からの前記各モータへの必要な電気信号は、光カップリングを介して光信号によって伝達される。
【００１３】
前記光カップリングは、前記中空型回転軸の内周面に固定された回転部分と該回転部分に光伝達が可能に形成された固定部分とを有し、前記回転部分と固定部分とは前記回転部分が回転しながら光通信可能な機構を有する。
【００１４】
前記制御装置と前記光カップリングとの間、及び、前記光カップリングと前記信号変換器との間、及び前記信号変換器と前記光カップリングとの間はいずれも光ファイバーによって接続されている。
【００１５】
前記制御装置からの前記各モータの駆動電源及び直接配線に必要な電気信号は、前記各アームの前記関節に設けられたスリップリングによって伝達される。
【００１６】
前記スリップリングは、前記中空型回転軸の外周面に固定された回転部分と該回転部分に摺動接触する固定部分とを有し、前記回転部分が回転しながら前記固定部分からの電気の伝達が行われる。
【００１７】
前記信号変換器は、前記制御装置からの前記光信号を前記電気信号に変換すると共に、前記モータに設けられた回転位置検出用のエンコーダからの電気信号を光信号に変換する。
【００１８】
前記各アームは、箱体で構成され、互いに前記中空型モータ回転軸を介して端部同士が回転可能に連結されると共に、前記各アームには最終段を除き、前記光通信手段、前記信号変換器、前記光カップリング及び前記スリップリングが前記箱体の内部に収納され、２〜５の複数体を有する。
【００１９】
前記制御装置と前記スリップリングとの間及び前記スリップリングと前記信号変換器との間に前記モータを駆動するモータ駆動中継ケーブルを有し、又、前記制御装置と前記モータとの間及び前記信号変換器と前記モータとの間に前記モータを駆動するモータ駆動ケーブルを有する。前記中空型回転軸は、前記光ファイバー及び前記モータ駆動中継ケーブルを通す構造を有する。
【００２０】
本発明は、基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント装置と、前記調整された前記基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しするロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記アライメント装置と前記ロードロック装置とに搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが前述に記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする。
【００２１】
又、本発明は、基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しすると共に基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント機構を有するロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記アライメントされ前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記ロードロック装置に搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが前述に記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする。
【００２２】
前記ウェーハを搭載し搬送する前記搬送ロボットは、前記ウェーハの中心位置情報の提供を受け、前記ウェーハの中心を合わせた状態の前記ウェーハを前記ロードロック装置へ搬送することが可能である。
【００２３】
前記ロードロック装置でのアライメント後の前記ウェーハを前記ウェーハ処理装置へ搬送する真空ロボットは、前記ウェーハの中心位置情報の提供を受け、前記ウェーハの中心を合わせた状態の前記ウェーハを前記ウェーハ処理装置へ搬送することが可能である。
【００２４】
以上の構造により、複数の電気信号を光通信で伝達することができ、大幅な少配線化及び小型化を実現可能としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、多関節搬送装置として各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式とし、モータの制御用電気信号を光信号に変換して伝達することで、各モータの同期動作を容易に制御できると共に、少配線化及び小型化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
ＩＣ・ＬＳＩなどの半導体基板を製造する半導体製造装置は、ウェーハに露光、現像、検査等の各処理を施すために多数の処理装置を使用する必要がある。各処理装置ではそれぞれの装置にウェーハを順次搬送し、装置内で処理が行われる。
【００２７】
図１はウェーハ処理装置にウェーハを順次搬送し、ウェーハを処理する半導体製造装置の全体を示す平面図である。図１に示すように、ウェーハ７に各処理を行うためのウェーハ処理装置１には、真空領域と大気領域を繰り返すロードロック装置２が１つ又は２つ以上設けられる。ロードロック装置２には搬送ロボット５によってウェーハ７が搬送されるが、この搬送ロボット５は前後左右上下方向に移動が可能な複数のアーム６を有しており、アーム６の先端部でウェーハ７を保持できる構造となっている。また、搬送ロボット５はウェーハ７をウェーハカセット４より取り出し、搬送ロボット５の動作範囲の中にあるウェーハアライメント装置３へ搬送される。
【００２８】
ウェーハアライメント装置３は、ウェーハ搭載手段１１に載置されたウェーハ７の向きを大気中にて調整するものであり、ウェーハ７に設けられたＶノッチ又はオリフラを光学式や機械式の検出器１０によって回転駆動部１２によって回転しながら検出し、ウェーハ７の位置が設定される。この半導体製造装置においては、ウェーハ７は所定の角度で各処理装置へ搬送されなければならない。もし、違った角度でウェーハ７が搬送されると、誤った位置に処理がされてしまうことになる。
【００２９】
図１に示すように、大気中にてノッチアライメントを行うには、先ず、カセット４から搬送ロボット５によってウェーハ７を取り出し、ウェーハアライメント装置３へ搬送を行う。ウェーハアライメント装置３ではノッチアライメントを行い、その完了後、搬送ロボット５が常時真空であるウェーハ処理装置１へ入れるために、真空領域と大気領域を繰り返すロードロック装置２へ搬送を行う。ロードロック装置２ではウェーハ７をウェーハ搭載手段１１に搭載後、ロードロック装置２に設置されているゲートバルブ１３を閉じ、所定の圧力まで真空引きを行い、その後、ウェーハ処理装置１側のゲートバルブ１３を開き、ウェーハ処理装置１へウェーハ７の搬送が行なわれる。
【００３０】
ウェーハカセット４は１つ又は２つ以上を有し、ウェーハ７を２５枚収納することが出来、各処理装置へ運ぶ際や保管する場合に使用する。
【００３１】
本実施例では、２台のロードロック装置２を設置することにより、一方のロードロック装置２からウェーハ７がウェーハ処理装置１に搬送されて処理されている間に次のロードロック装置２ではウェーハ７のアライメントの処理が行われる。ウェーハ処理装置１で処理されたウェーハ７はロードロック装置２に戻され、大気状態にした後別の工程に移送されると同時にロードロック装置２で別のウェーハ７のアライメントの処理が完了し、ウェーハ処理装置１に搬送され、処理が行われる。従って、アライメントの処理の待ち時間無く順次処理することができる。
【００３２】
図２は、図１の搬送ロボットに関る本発明の多関節搬送装置の上面外観図、図３は図２の側面断面図である。図２に示すように、筐体１１０に第一アーム２２が取り付けられ、第一アーム２２は第一回転軸２３を中心に水平回転する。第一アーム２２には第二アーム３２が取り付けられ、第二回転軸３３を中心に水平回転する。同様に第二アーム３２には第三アーム４２、第三アーム４２には第四アーム５２が取り付けられ、それぞれ第三回転軸４３及び第四回転軸５３を中心に水平回転するように取り付けられる。第四アーム５２には把持ハンド５６が取り付けられており、把持ハンド５０によってワーク（図示していない）を把持して所定の位置に搬送可能となっている。各アームは、図２に示すように、箱型であり、その関節部について以下図３によって説明する。
【００３３】
第一モータ２１０は、筐体１１０に固定され、第一モータ２１０の回転部分２４は中空型回転軸からなる第一回転軸２３と固定される。これにより第一モータ２１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第一回転軸２３も回転して第一アーム２２２が回転する。
【００３４】
第二モータ３１０は第一アーム２２に固定され、第二モータ３１０の回転部分３４は中空型回転軸からなる第二回転軸３３と固定される。これにより第二モータ３１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第二回転軸３３も回転して第二アーム３２が回転する。
【００３５】
第三モータ４１０は第二アーム３２に固定され、第三モータ４１０の回転部分４４は中空型回転軸からなる第三回転軸４３と固定される。これにより第三モータ４１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第三回転軸４３も回転して第三アーム４２が回転する。
【００３６】
第四モータ５１０は第三アーム４２に固定され、第四モータ５１０の回転部分５４は中空型回転軸からなる第四回転軸５３と固定される。これにより第四モータ５１０による中空型モータ回転軸の回転動作するのと同期して第四回転軸５３も回転して第四アーム５２が回転する。
【００３７】
第一回転軸２３には第一スリップリング１１８の回転部分２５が固定され、第一スリップリング１１８の固定部分２６は筐体１１０に固定されている。第一スリップリング１１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる機構である。又、第一回転軸２３には第一光カップリング１１７が設置され、第一光カップリング１１７の固定部分２８は筐体１１０に固定され、回転部分２７は第一回転軸２３と固定さる。第一回転軸２３の回転と同期して第一光カップリング１１７の回転部分２７も回転する。第一光カップリング１１７は回転しながら光信号を伝達できる機構を有している。
【００３８】
第二回転軸３３には第二スリップリング２１８の回転部分３５が固定され、第二スリップリング２１８の固定部分３６は第一アーム２２に固定されている。第二スリップリング２１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる。又、第二回転軸３３には第二光カップリング２１７が設置され、第二光カップリング２１７の固定部分３８は第一アーム２２に固定され、回転部分３７は第二回転軸３３に固定さる。第二回転軸３３の回転と同期して第二光カップリング２１７の回転部分３７も回転する。第二光カップリング２１７は回転しながら光信号を伝達できる機構を有している。
【００３９】
第三回転軸４３には第三スリップリング３１８の回転部分４５が固定され、第三スリップリング３１８の固定部分４６は第二アーム３２に固定されている。第三スリップリング３１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる。又、第三回転軸４３には第三光カップリング３１７が設置され、第三光カップリング３１７の固定部分４８は第二アーム３２に固定され、回転部分４７は第三回転軸４３に固定さる。第三回転軸４３の回転と同期して第三光カップリング３１７の回転部分４７も回転する。第三光カップリング３１７は回転しながら光信号を伝達できる機構を有している。
【００４０】
第四回転軸５３には第四スリップリング４１８の回転部分５５が固定され、第四スリップリング４１８の固定部分５６は第三アーム４２に固定されている。第四スリップリング４１８は回転しながら電気信号及び電力を直接伝達できる。
【００４１】
第一アーム２２の関節部には、第一モータ２１０、第一スリップリング１１８、第一光カップリング１１７、第一回転軸２３を有し、第一モータ２１０の回転動作に同期して第一アーム２２が回転する機構となる。そして、第一アーム２２内には、モータ駆動中継ケーブル２１２、光ファイバ２１３及び第一信号変換器２１が設置されている。モータ駆動中継ケーブル２１２及び光ファイバ２１３は第一信号変換器２１と接続される。第一信号変換器２１からは、第二モータ駆動ケーブル２１５、モータ駆動中継ケーブル２１４、光ファイバ２１６が配される。第二モータ駆動ケーブル２１５は第二モータ３１０に接続されて第二モータ３１０を駆動する。モータ駆動中継ケーブル２１４は第二スリップリング２１８を介してモータ駆動中継ケーブル３１２に接続される。光ファイバ２１６は第二光カップリング２１７を介して光ファイバ３１３に光信号を伝達する。
【００４２】
第二アーム３２の関節部には、第二モータ３１０、第二スリップリング２１８、第二光カップリング２１７、第二回転軸３３を有し、第二モータ３１０の回転動作に同期して第二アーム３２が回転する機構となる。そして、第二アーム３２内には、モータ駆動中継ケーブル３１２、光ファイバ３１３及び第二信号変換器３１が設置されている。モータ駆動中継ケーブル３１２及び光ファイバ３１３は第二信号変換器３１と接続される。第二信号変換器３１からは、第三モータ駆動ケーブル３１５、モータ駆動中継ケーブル３１４、光ファイバ３１６が配される。第三モータ駆動ケーブル３１５は第三モータ４１０に接続されて第三モータ４１０を駆動する。モータ駆動中継ケーブル３１４は第三スリップリング３１８を介してモータ駆動中継ケーブル４１２に接続される。光ファイバ３１６は第三光カップリング３１７を介して光ファイバ４１３に光信号を伝達する。
【００４３】
第三アーム４２の関節部には、第三モータ４１０、第三スリップリング３１８、第三光カップリング３１７、第三回転軸４３を有し、第三モータ４１０の回転動作に同期して第三アーム４２が回転する機構となる。そして、第三アーム４２内には、モータ駆動中継ケーブル４１２、光ファイバ４１３及び第三信号変換器４１が設置されている。モータ駆動中継ケーブル４１２及び光ファイバ４１３は第三信号変換器４１と接続される。第三信号変換器４１からは、第三モータ駆動ケーブル４１５、モータ駆動中継ケーブル４１４が配される。第三モータ駆動ケーブル４１５は第四モータ５１０に接続されて第四モータ５１０を駆動する。モータ駆動中継ケーブル４１４は第四スリップリング４１８を介して接続される。
【００４４】
第四アーム５２の関節部には、第四モータ５１０、第四スリップリング４１８、第四回転軸５３を有し、第四モータ５１０の回転動作に同期して第四アーム５２が回転する機構となる。そして、第四アーム５２内には、モータ駆動中継ケーブル４１５に接続された第四モータ５１０が設置される。モータ駆動中継ケーブル４１５に接続されて第四モータ５１０が駆動される。
【００４５】
制御装置１１１からは、光ファイバ１１３、モータ駆動中継ケーブル１１４、第一モータ駆動ケーブル１１５が配される。光ファイバ１１３は第一光カップリング１１７を介して第一回転軸２３に設けられた貫通孔を通して第一アーム２２内に設置される光ファイバ２１３に光信号が伝達される。
【００４６】
モータ駆動中継ケーブル１１４は、第一スリップリング１１８を介して第一回転軸２３に設けられた貫通孔を通して第一アーム２２内に設置されるモータ駆動中継ケーブル２１２に電気信号及び電力を直接伝達する。第一モータ駆動ケーブル１１５は第一モータ２１０に接続され、第一モータ２１０の駆動信号を伝達する。
【００４７】
第一モータ２１０は、制御装置１１１から出力される駆動電源及び制御用の電気信号により第一モータ駆動中継ケーブル１１５を介して駆動される。また、第一モータ２１０に内臓するエンコーダから出力される位置情報などの電気信号を制御装置１１１に伝達してその出力信号に基づいて制御することが出来る。
【００４８】
第二モータ３１０は、制御装置１１１から出力される制御用の電気信号を光信号に変換し、回転しながら光信号伝達可能な第一光カップリング１１７を介して光伝送し、第一信号変換器２１により復元された電気信号により第二モータ３１０を制御する。また、第二モータ３１０に内臓するエンコーダから出力される位置情報などの電気信号を第一信号変換器２１により光信号に変換し、制御装置１１１まで伝達して電気信号に復元することで第二モータ３１０からの出力信号を制御装置１１１によって制御することが出来る。
【００４９】
第三モータ４１０は、制御装置１１１から出力する制御用の電気信号を光信号に変換し、回転しながら光信号伝達可能な第一光カップリング１１７及び第一信号変換器２１を通し、更に回転しながら光信号伝達可能な第二光カップリング２１７を介して光伝送し、第二信号変換器３１により復元された電気信号により第三モータ４１０を制御する。また、第三モータ４１０から出力される位置情報などの電気信号を第二信号変換器３１により光信号に変換し、制御装置１１１まで伝達して電気信号に復元することで第三モータ４１０からの出力信号を制御装置１１１によって制御することが出来る。
【００５０】
第四モータ５１０は、制御装置１１１から出力する制御用の電気信号を光信号に変換し、回転しながら光信号伝達可能な第一光カップリング１１７、第一信号変換器２１を通し、更に回転しながら光信号伝達可能な第二光カップリング２１７、第二信号変換器３１を通し、更に、回転しながらでも光信号伝達可能な第三光カップリング３１７を介して光伝送し、第三信号変換器４１により復元された電気信号により第四モータ５１０を制御する。また、第四モータ５１０から出力される位置情報などの電気信号を第三信号変換器４１により光信号に変換し、制御装置１１１まで伝達して電気信号に復元することで第四モータ５１０からの出力信号を制御装置１１１によって制御することが出来る。
【００５１】
以上のように、本実施例においては、第二アームから第四アームに対して制御装置１１１から各関節の駆動モータの制御に必要な複数の電気信号を光信号に変換し、各関節部に設置した光カップリングを介して通信伝達し、それらの光信号を各関節部に設置した信号変換器で電気信号に復元し、復元された電気信号でモータ制御を行うと共に、モータ駆動電源など直接配線が必要な電気信号はスリップリングによる伝達する手段をとる。各関節を駆動する駆動モータは中空型のものを用いて、光カップリングからの光信号ケーブル及びスリップリングからの電線を通す構造である。尚、各モータへの制御信号は光信号に変換して行われるが、その光信号は特定の異なる各波長によって行われる。
【００５２】
以上、本実施例によれば、各関節を独立したモータで直接駆動するダイレクトドライブ方式とし、モータ駆動電源を除く殆ど全てのモータの制御用電気信号を光通信に変換して伝達することで、モータ制御を行うための電気信号の伝達機構を小さくできるため、少配線化及び小型化が実現でき、更に、１つの制御装置から各モータを制御するため、各モータへの制御信号を同時に送信できるので各モータの同期動作を容易に制御できる多関節搬送装置が得られ、半導体製造装置においてスループットの向上が図られる。
【実施例１】
【００５３】
本実施例においては、実施例１のウェーハアライメント装置３に代えて、ウェーハ７を大気状態と真空状態の間において受け渡しすると共にウェーハ７の中心位置及び設定位置を調整するアライメント機構を有するロードロック装置を用いることができる。このロードロック装置を用いることにより、アライメントされ真空状態になったウェーハ７を処理するウェーハ処理装置と、ウェーハ７をロードロック装置に搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置とすることができる。本実施例のロードロック装置は真空チャンバの外にウェーハ７の向きを示す切り欠き又はオリフラを検出するセンサとその光源を設けることによりチャンバ内の内容積を少なくでき、大気状態から真空状態にする際にその減圧操作を初期には緩やかに行い、所定の減圧後により真空排気の高い装置によって排気しながらウェーハ７の向きを調整することができる。
【００５４】
更に、本実施例における多関節搬送装置を用いた搬送ロボットは、ウェーハ７の中心位置情報の制御機構を有し、その情報の提供を受け、ウェーハ７の中心を合わせた状態としてロードロック装置へ搬送することが可能である。このロードロック装置でのアライメント後のウェーハ７をウェーハ処理装置へ搬送する真空ロボットも、ウェーハ７の中心位置情報の制御機構を有し、その情報の提供を受け、その中心を合わせた状態でウェーハ処理装置へ搬送することが可能である。
【００５５】
本実施例においても、実施例１と同様に、モータの制御用電気信号を光通信に変換して伝達することで、モータ制御を行うための電気信号の伝達機構を小さくできるため、少配線化及び小型化が実現でき、更に、１つの制御装置から各モータを制御するため、各モータへの制御信号を同時に送信できるので各モータの同期動作を容易に制御できるので、半導体製造装置においてより高いスループットの向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】半導体製造装置本発明に係る多関節搬送装置を搬送ロボットに用いた半導体製造装置の平面図である。
【図２】本発明の多関節搬送装置の上面図である。
【図３】図２の多関節搬送装置の側面断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…ウェーハ処理装置、２…ロードロック装置、３…ウェーハアライメント装置、４…ウェーハカセット、５…搬送ロボット、６…アーム、７…ウェーハ、２２…第一アーム、３２…第二アーム、４２…第三アーム、５２…第四アーム、２３…第一回転軸、３３…第二回転軸、４３…第三回転軸、５３…第四回転軸、２１…第一信号変換器、３１…第二信号変換器、４１…第三信号変換器、５０…把持ハンド、５１…第四信号変換器、１１０…筐体、１１１…制御装置、１１３、２１３、３１３、４１３、２１６、３１６、４１６…光ファイバ、１１４、２１４、３１４、４１４、２１２、３１２、４１２…モータ駆動中継ケーブル、１１５…第一モータ駆動ケーブル、１１７…第一光カップリング、１１８…第一スリップリング、２１０…第一モータ、２１５…第二モータ駆動ケーブル、２１７…第二光カップリング、２１８…第二スリップリング、３１０…第二モータ、３１２…モータ駆動中継ケーブル、３１５…第三モータ駆動ケーブル、３１７…第三光カップリング、３１８…第三スリップリング、４１０…第三モータ、４１５…第四モータ駆動ケーブル、４１７…第四光カップリング、４１８…第四スリップリング、５１０…第四モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアームが互いに関節を介して回転可能に連結され、前記関節に設置された複数のモータを有し、該複数の各モータの駆動により前記各アームを回転させて最後の前記アームに搭載した被搬送体を搬送する多関節搬送装置において、前記各モータの制御に必要な電気信号を光信号に変換して伝達する制御装置と、前記光信号を電気信号に変換すると共に電気信号を光信号に変換する信号変換器と、前記制御装置からの前記光信号を前記信号変換器に伝達する光通信手段と、該信号変換器によって変換された前記電気信号によって前記各モータを駆動すると共に前記モータからの前記電気信号に基づいて前記各モータの駆動を制御することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項２】
請求項１において、前記各モータは中空型モータ回転軸を有し、前記各アームは前記中空型モータ回転軸の内周面に固定された中空型回転軸に固定され、該中空型回転軸の回転によって前記各アームが回転することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記制御装置からの前記各モータへの必要な電気信号は、光カップリングを介して光信号によって伝達することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項４】
請求項３において、前記光カップリングは、前記中空型回転軸の内周面に固定された回転部分と該回転部分に光伝達が可能に形成された固定部分とを有し、前記回転部分と固定部分とは前記回転部分が回転しながら光通信可能な機構を有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記制御装置と前記光カップリングとの間、及び、前記光カップリングと前記信号変換器との間、及び前記信号変換器と前記光カップリングとの間がいずれも光ファイバーによって接続されていることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記制御装置からの前記各モータの駆動電源及び直接配線に必要な電気信号は、前記各アームの前記関節に設けられたスリップリングによって伝達されることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項７】
請求項６において、前記スリップリングは、前記中空型回転軸の外周面に固定された回転部分と該回転部分に摺動接触する固定部分とを有し、前記回転部分が回転しながら前記固定部分からの電気の伝達が得られることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記信号変換器は、前記制御装置からの前記光信号を前記電気信号に変換すると共に、前記モータに設けられた回転位置検出用のエンコーダからの電気信号を光信号に変換することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、前記各アームは、箱体で構成され、互いに前記中空型モータ回転軸を介して端部同士が回転可能に連結されると共に、前記各アームには最終段を除き、前記光通信手段、前記信号変換器、前記光カップリング及び前記スリップリングが前記箱体の内部に収納されていることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記制御装置と前記スリップリングとの間及び前記スリップリングと前記信号変換器との間に前記モータを駆動するモータ駆動中継ケーブルを有し、前記制御装置と前記モータとの間及び前記信号変換器と前記モータとの間に前記モータを駆動するモータ駆動ケーブルを有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記中空型回転軸は、前記光ファイバー及び前記モータ駆動中継ケーブルを通す構造を有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記アームは、２〜５の複数体を有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１３】
基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント装置と、前記調整された前記基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しするロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記アライメント装置と前記ロードロック装置とに搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが請求項１〜１２のいずれかに記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１４】
基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しすると共に基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント機構を有するロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記アライメントされ前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記ロードロック装置に搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが請求項１〜１２のいずれかに記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１】
複数のアームが互いに関節を介して回転可能に連結され、前記関節に設置された複数のモータを有し、該複数の各モータの駆動により前記各アームを回転させて最後の前記アームに搭載した被搬送体を搬送する多関節搬送装置において、前記各モータの制御に必要な電気信号を光信号に変換して伝達する制御装置と、前記光信号を電気信号に変換すると共に電気信号を光信号に変換する信号変換器と、前記制御装置からの前記光信号を前記信号変換器に伝達する光通信手段と、該信号変換器によって変換された前記電気信号によって前記各モータを駆動すると共に前記モータからの前記電気信号に基づいて前記各モータの駆動を制御することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項２】
請求項１において、前記各モータは中空型モータ回転軸を有し、前記各アームは前記中空型モータ回転軸の内周面に固定された中空型回転軸に固定され、該中空型回転軸の回転によって前記各アームが回転することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記制御装置からの前記各モータへの必要な電気信号は、光カップリングを介して光信号によって伝達することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項４】
請求項３において、前記光カップリングは、前記中空型回転軸の内周面に固定された回転部分と該回転部分に光伝達が可能に形成された固定部分とを有し、前記回転部分と固定部分とは前記回転部分が回転しながら光通信可能な機構を有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記制御装置と前記光カップリングとの間、及び、前記光カップリングと前記信号変換器との間、及び前記信号変換器と前記光カップリングとの間がいずれも光ファイバーによって接続されていることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記制御装置からの前記各モータの駆動電源及び直接配線に必要な電気信号は、前記各アームの前記関節に設けられたスリップリングによって伝達されることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項７】
請求項６において、前記スリップリングは、前記中空型回転軸の外周面に固定された回転部分と該回転部分に摺動接触する固定部分とを有し、前記回転部分が回転しながら前記固定部分からの電気の伝達が得られることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記信号変換器は、前記制御装置からの前記光信号を前記電気信号に変換すると共に、前記モータに設けられた回転位置検出用のエンコーダからの電気信号を光信号に変換することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、前記各アームは、箱体で構成され、互いに前記中空型モータ回転軸を介して端部同士が回転可能に連結されると共に、前記各アームには最終段を除き、前記光通信手段、前記信号変換器、前記光カップリング及び前記スリップリングが前記箱体の内部に収納されていることを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記制御装置と前記スリップリングとの間及び前記スリップリングと前記信号変換器との間に前記モータを駆動するモータ駆動中継ケーブルを有し、前記制御装置と前記モータとの間及び前記信号変換器と前記モータとの間に前記モータを駆動するモータ駆動ケーブルを有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記中空型回転軸は、前記光ファイバー及び前記モータ駆動中継ケーブルを通す構造を有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記アームは、２〜５の複数体を有することを特徴とする多関節搬送装置。
【請求項１３】
基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント装置と、前記調整された前記基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しするロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記アライメント装置と前記ロードロック装置とに搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが請求項１〜１２のいずれかに記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１４】
基板を大気状態と真空状態の間において受け渡しすると共に基板の中心位置及び設定位置を調整するアライメント機構を有するロードロック装置と、該ロードロック装置にて前記アライメントされ前記真空状態になった前記基板を処理する処理装置と、前記基板を前記ロードロック装置に搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記搬送ロボットが請求項１〜１２のいずれかに記載の多関節搬送装置より成ることを特徴とする半導体製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−３８３６０（Ｐ２００７−３８３６０Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２６６１９（Ｐ２００５−２２６６１９）
【出願日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
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