物品搬送装置
【目 的】 互いに異なる位置の間での物品の搬送を行う物品搬送装置において、配置スペースを省略できる簡素な構成の搬送装置を実現すること。
【構 成】 鉛直な回転軸周りに回転駆動されるロータ１６の前記鉛直な回転軸周りの１８０°ずれた位置にそれぞれ回転可能に支持された鉛直な一対のアーム軸２３L，２３Rと、前記アーム軸２３L，２３Rの上端部に基端部が支持されるとともに先端部に物品載置部が設けられた一対の搬送アーム２４L，２４Rと、前記ロータ１６が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸２３L，２３R）を回転角度２θだけ回転させる回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）とを備え、前記ロータ１６を回転させたと、前記一対の搬送アーム２４L，２４R先端部の物品載置部が上下に離れてすれ違うように構成された物品搬送装置。
【構 成】 鉛直な回転軸周りに回転駆動されるロータ１６の前記鉛直な回転軸周りの１８０°ずれた位置にそれぞれ回転可能に支持された鉛直な一対のアーム軸２３L，２３Rと、前記アーム軸２３L，２３Rの上端部に基端部が支持されるとともに先端部に物品載置部が設けられた一対の搬送アーム２４L，２４Rと、前記ロータ１６が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸２３L，２３R）を回転角度２θだけ回転させる回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）とを備え、前記ロータ１６を回転させたと、前記一対の搬送アーム２４L，２４R先端部の物品載置部が上下に離れてすれ違うように構成された物品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に半導体集積回路を形成するためのウエハー、または表面に半導体集積回路が形成されたウエハー等の物品を離れた２箇所の位置間で搬送する際に好適に使用される物品搬送装置に関する。本発明の物品搬送装置は、電子顕微鏡等を用いて前記ウエハーや試料等の検査を行ったり、イオンビーム等を用いた描画装置により前記ウエハー表面にパターンを描画したりする作業室と、大気に開放された外部との間でウエハー、試料等の物品を搬送するのに使用される。例えば、作業室と外部との間に配置した試料交換室内で使用される物品搬送装置において、外部から試料交換室内の待機位置に搬入されたウエハーの作業室内への搬送、および、作業室内で検査が終了したウエハーの前記作業室内から前記待機位置への搬送を同時に行う際に好適に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】前記試料交換室内に配置された従来の物品搬送装置としては、次の技術が知られている。
（Ｊ01）図５に示す装置技術図５において、ウエハーに対する検査または描画等を行う際に真空にされる作業室０１と試料交換時に真空にされる試料交換室（予備排気室）０２との間にはそれらの間を密封状態で遮断する開閉可能な内部ドア０３が設けられている。また、前記試料交換室０２と大気に開放された外部０４との間にはそれらの間を密封状態で遮断する開閉可能な外部ドア０５が設けられいてる。前記試料交換室０２には、図示しない搬送機構によって移動する搬送アーム０６が設けられ、前記外部０４には、図示しない搬送機構によって移動する外部搬送アーム０７が設けられている。各搬送アーム０６および０７は、先端部に二股状のウエハー載置部０６a，０６aおよび０７a，０７aを有しており、また、その基端部を中心にして鉛直な回転軸周りに回動可能である。
【０００３】前記試料交換室０２内には、第１待機位置Ｐ1および第２待機位置Ｐ2がそれぞれ設定されている。各待機位置Ｐ1，Ｐ2にはそれぞれ昇降可能なウエハーテーブル０８，０９が配置されており、各ウエハーテーブル０８，０９はそれらの上端にウエハー載置面を有している。前記作業室０１内には、搬入位置Ｐ3と図示しない作業位置との間で移動する移動ステージ（図示せず）が配置されており、その移動ステージは、昇降可能なウエハーテーブル０１１を有している。前記各ウエハーテーブル０８，０９，０１１は、前記二股状のウエハー載置部０６a，０６aの間の空間を通って昇降可能な外径を有している。また前記二股状のウエハー載置部０７a，０７aは、前記ウエハー載置部０６a，０６aと同様に形成されている。したがって、前記ウエハーテーブル０１１は、前記二股状のウエハー載置部０７a，０７aの間の空間を通って昇降可能である。
【０００４】前記図５に示す従来の装置においては、ウエハーの搬送は次のようにして行われる。すなわち、外部搬送アーム０７はウエハーを載置した状態で外部０４から試料交換室０２内の前記第１待機位置Ｐ1に移動する。このときウエハーテーブル０８はその上端部がウエハーに当たらないように下降している。このウエハーテーブル０８が上昇すると、その上端により前記外部搬送アーム０７上のウエハーは持ち上げられる。この状態で、外部搬送アーム０７は外部０４に移動する。次に、搬送アーム０６のウエハー載置部０６a，０６aを前記ウエハーテーブル０８上端に支持されたウエハーの下方に移動させる。この状態でウエハーテーブル０８を下降させると、ウエハーは搬送アーム０６のウエハー載置部０６a，０６a上に載置される。 このウエハーは搬送アーム０６により作業室０１の搬入位置Ｐ3に搬入される。そして、前記搬入位置Ｐ3のウエハーテーブル０１１は上昇してその上端にウエハーを支持する。それから搬送アーム０６は試料交換室０２に移動する。この状態で内部ドア０３を閉じて、作業室０１内部を真空にし、ウエハーに対する作業（検査または描画等）を行う。
【０００５】前記作業室０１内においてウエハーの検査等の作業を行う間、次のウエハーを外部０４から第１待機位置Ｐ1に搬入し、そのウエハーを第２待機位置Ｐ2に搬送しておく。そして、外部ドア０５を閉じて試料交換室０２内部を真空にしておく。前記作業室０１内の作業を終了すると、内部ドア０３を開けて作業室０１内の搬入位置Ｐ3のウエハーを試料交換室０２内の第１待機位置Ｐ1に搬送する。そして、第２待機位置Ｐ2に待機していたウエハーを前記搬入位置Ｐ3に搬送する。そして、内部ドア０３を閉じて前記搬入位置Ｐ3に搬入したウエハーを作業室０１内の作業位置に移動させて検査等の作業を行う。その間、外部ドアー０５を開けて前記第１待機位置Ｐ1に待機していた作業済みのウエハーを外部０４に搬送し、新たな次のウエハーを前記第１待機位置Ｐ1に搬送する。そして、外部ドア０５を閉じる。そして、前記第１待機位置Ｐ1に待機していたウエハーを第２待機位置Ｐ2に移動させる。そして、試料交換室内０２内を真空にする。以上説明したように従来、作業室０１内にウエハーを搬送した後、試料交換室０２に次に検査するウエハ−を搬入、大気させておいて、試料交換室０２を予め排気しておくウエハー交換方法が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来技術では次の問題点があった。
（前記（Ｊ01）の問題点）試料交換室０２内に待機位置Ｐ1，Ｐ2を２か所設置して、各待機位置にそれぞれウエハーテーブル０１１を配置する必要がある。このため、試料交換室０２内の必要スペースが大きくなるとともに、コスト高になるという問題点がある。また、試料交換室０２内の第１待機位置Ｐ1と作業室０１内の搬入位置Ｐ3との間でウエハーを搬送する際、ウエハーの回転移動および直進移動の両方を行わねばならず、また、第２待機位置Ｐ2に一時的にウエハーを載置する作業を行わねばならないため、ウエハーの交換に要する時間が長くなるという問題点もある。
【０００７】本発明者は、前記問題点を解決する技術を研究、開発し、平成１年１月１８日付けで既に特許出願（特願平７−５８３７号）している。しかしながら、前記本発明者等による先願発明は、多少複雑な機構を有しており、機構の簡素化の点で改良の余地が残されていた。本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載内容を課題とする。
（Ｏ01）互いに異なる位置の間での物品の搬送を行う物品搬送装置において、配置スペースを省略できる簡素な構成の搬送装置を提供すること。
【０００８】
【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【０００９】（本発明）前記課題を解決するために、本発明の物品搬送装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ01）鉛直な回転軸周りに回転駆動されるロータ（１６）、（Ｙ02）前記ロータ（１６）の前記鉛直な回転軸に対して軸対称の位置にそれぞれ回転可能に支持された鉛直な一対のアーム軸（２３L，２３R）、（Ｙ03）前記各アーム軸（２３L，２３R）の上端部に基端部が支持されるとともに先端部に物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）が設けられた搬送アーム（２４L，２４R）、（Ｙ04）前記ロータ（１６）が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸（２３L，２３R）を回転角度２θだけ回転させる回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）、（Ｙ05）前記ロータ（１６）を回転させたとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）が上下に離れてすれ違うように前記搬送アーム（２４L，２４R）を支持するアーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R；２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）。
【００１０】（本発明の実施態様１）前記本発明の物品搬送装置の実施態様１は、前記本発明において下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ001）前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）のうちの一方の搬送アーム（２４L）を他方の搬送アーム（２４R）に対して上下方向にずれた位置で支持する前記アーム支持装置。
【００１１】（本発明の実施態様２）前記本発明の物品搬送装置の実施態様２は、前記本発明および本発明の実施態様１において下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ002）前記ロータ（１６）の回転に連動して回転する前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）の先端が内側方向に回転移動したとき、一方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置を他方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置に対して上下方向に相対的に移動させるアーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R；２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）。
【００１２】
【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明する。
（本発明の作用）前述の特徴を備えた本発明の物品搬送装置のロータ（１６）は、鉛直な回転軸周りに回転駆動される。前記ロータ（１６）の前記鉛直な回転軸に対して軸対称の位置にそれぞれ鉛直な一対のアーム軸（２３L，２３R）が回転可能に支持される。前記各アーム軸（２３L，２３R）は、前記ロータ（１６）が回転角度θだけ回転駆動されたときに、回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）により回転角度２θだけ回転する。前記アーム軸（２３L，２３R）の上端部に基端部が支持された搬送アーム（２４L，２４R）は前記アーム軸（２３L，２３R）と共に回転する。したがって、前記ロータ（１６）が回転角度９０°だけ回転したときには前記アーム軸（２３L，２３R）および搬送アーム（２４L，２４R）は１８０°回転し、前記ロータ（１６）が回転角度１８０°だけ回転したときには前記アーム軸（２３L，２３R）および搬送アーム（２４L，２４R）は３６０°回転することになる。
【００１３】そして、前記ロータ（１６）が１８０°回転したとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）はそれぞれ３６０°回転するが、その回転の際、搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）は上下に離れてすれ違う。したがって、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）が外方に延びた状態でその先端の部品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）の一方または両方に部品を載置してロータ（１６）を１８０°回転させると、ロータ（１６）上の各アーム軸（２３L，２３R）の位置は、前記鉛直な回転軸に対して１８０°ずれた位置に移動する。また、このとき、各アーム軸（２３L，２３R）および搬送アーム（２４L，２４R）はアーム軸（２３L，２３R）周りに３６０°回転するので、回転開始前に外方に延びていた搬送アーム（２４L，２４R）は、前記１８０°の回転終了後も外方に延びた状態となる。すなわち、前記１８０°回転後の搬送アーム（２４L，２４R）先端の部品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）の位置は、前記鉛直な回転軸に対して軸対称な位置（１８０°回転した位置）に移動する。すなわち、ロータ（１６）を例えば１８０°回転させると、搬送アーム（２４L，２４R）先端の部品載置面の位置を前記鉛直な回転軸に対して１８０°ずれた位置（１８０°回転させた位置）に移動させることができる。
【００１４】したがって、搬送アーム（２４L，２４R）の長さを同一にすれば、ロータ（１６）を１８０°回転させることにより、前記一対の各アーム先端の部品載置面の位置を入れ換えることが可能になる。すなわち、各搬送アーム（２４L，２４R）先端の部品載置面上に支持した部品の位置を一度に入れ換えることが可能となる。
【００１５】（本発明の実施態様１の作用）前記本発明の物品搬送装置の実施態様１では、前記一対のアーム軸（２３L，２３R）が前記ロータ（１６）の前記鉛直な回転軸に関して対称な位置にそれぞれ配置されている。前記ロータ（１６）を回転させたとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）は、前記鉛直な回転軸の上方位置で上下に離れてすれ違う。
【００１６】（本発明の実施態様２の作用）前記本発明の物品搬送装置の実施態様２では、アーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R；２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）は、前記ロータ（１６）の回転に連動して回転する前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）の先端が内側方向に回転移動したとき、一方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置を他方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置に対して上下方向に相対的に移動させる。
【００１７】
【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の物品の搬送装置の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において互いに直交する座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義し、矢印Ｘ方向を前方、矢印Ｙ方向を左方、 矢印Ｚ方向を上方とする。この場合、Ｘ方向と逆向き（−Ｘ方向）は後方、Ｙ方向と逆向き（−Ｙ方向）は右方、Ｚ方向と逆向き（−Ｚ方向）は下方となる。また、Ｘ方向及び−Ｘ方向を含めて前後方向又はＸ軸方向といい、Ｙ方向及び−Ｙ方向を含めて左右方向又はＹ軸方向といい、Ｚ方向及び−Ｚ方向を含めて上下方向又はＺ軸方向ということにする。さらに図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【００１８】（実施例１）図１は電子顕微鏡装置の試料交換室に設けられた本発明の一実施例の物品搬送装置の縦断面図である。図２は前記図１のII−II線から見た物品搬送装置の平面図である。図３は物品搬送装置の説明図で、図３Ａは前記図２の状態から時計方向に約８０°回転させた状態の平面図、図３Ｂは前記図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線断面図である。図１において、図示しない電子顕微鏡、電子ビーム描画装置等によりウエハー（シリコンウエハー）に対する検査または描画等を真空中で行う作業室１に隣接して試料交換室（予備排気室）２が設けられている。前記作業室１および試料交換室２はそれぞれ真空ポンプ（図示せず）により真空にされるようになっている。前記作業室１と試料交換室２との間の仕切壁には連通口３が設けられている。前記連通口３は内部ドア４によって開閉可能であり、閉塞状態では前記作業室１および試料交換室２は気密に遮断される。
【００１９】前記作業室１内には、ＸＹ平面内で移動可能な移動テーブル６が設けられており、移動テーブル６は、上下動可能な昇降部材７を有している。昇降部材７の上面にはシリコンウエハーＷを載置するウエハーテーブル７aが形成されている。前記移動テーブル６は前記ウエハーテーブル７aにウエハーを載置して図１に示す搬入位置Ｐ2から図示しない作業位置（ウエハーに対する検査または描画等を行う位置）に移動可能である。
【００２０】前記試料交換室２には、外部に連通する開口８が設けられており、開口８は外部ドア９によって開閉可能であり、閉塞状態では前記試料交換室２は外部に対して気密に遮断される。前記試料交換室２には前記開口８に隣接する待機位置Ｐ1には、上下動可能な昇降部材１１が配置されている。昇降部材１１の上面にはウエハーＷを載置するウエハーテーブル１１aとして形成されている。
【００２１】前記試料交換室２には、前記待機位置Ｐ1および搬入位置Ｐ2の中間位置に試料搬送装置Ｈが設けられている。試料搬送装置Ｈは、前記試料交換室２の外壁２aに固定された略円筒状のホルダ１２を有している。ホルダ１２の上端外周部には太陽歯車１３が形成されている。前記略円筒状のホルダ１２の内周面には上下一対のベアリング１４，１４を介してロータ１６（図１R>１，２，３参照）が回転自在に支持されている。ロータ１６の下方に延びる軸はホルダ１２の下部を貫通して外方に延びており、カップリング１７により、駆動モータユニット１８の出力軸１９と連結されている。駆動モータユニット１８はフレーム部材Ｆに支持されたケースおよびそのケース内に収容されたモータおよび減速ギヤ列等（図示せず）により構成されている。
【００２２】図１，２，３Ｂにおいてロータ１６は、平面図（図２）で見て略長方形の上端プレート２１を有しており、上端プレート２１の外側部は下方に延びている。前記上端プレート２１外側部の下方に延びた部分の下端には下部プレート２２（図３Ｂ参照）が固着されている。下部プレート２２の平面図の形状は前記上端プレート２１と同様に略長方形である。前記略長方形の上端プレート２１および下部プレート２２の長手方向（図１R>１，２で左右方向、Ｙ軸方向）両端部にはそれぞれアーム軸２３L，２３Rが回転自在、且つ上下移動可能に支持されている。前記各アーム軸２３L，２３Rの上端にはそれぞれ搬送アーム２４L，２４Rの基端部が固定支持されている。各搬送アーム２４L，２４Rの先端部には物品載置部としての二股状のウエハー載置部２５L，２５L，２５R，２５R（図２，３Ａ参照）が設けられている。前記二股状のウエハー載置部２５Lおよび２５Lの間の空間およびウエハー載置部２５Rおよび２５Rの間の空間はそれぞれ、前記昇降部材７，１１の上端のウエハーテーブル７a，１１aが上下に通過できる程度に形成されている。そして、前記二股状のウエハー載置部２５L，２５Lと前記アーム軸２３Lとの間の距離は、ウエハー載置部２５R，２５Rと前記アーム軸２３Rとの間の距離と等しく、且つ、前記前記アーム軸２３Lおよび２３R間の距離の１／２に設定されている。
【００２３】各搬送アーム２４L，２４Rの基端部には各アーム軸に対して半径方向に延びる水平軸周りに回転自在なローラ２６L，２６Rが支持されている。これらの各ローラ２６L，２６Rに対応して、前記上端プレート２１上面にはリング状のカム２７L，２７Rが配置されている。この実施例１では前記アーム軸２３L，２３R、ローラ２６L，２６Rおよびカム２７L，２７Rによりアーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R）が構成されている。図３Ｂから分かるように、前記カム２７Lに比較してカム２７Rの方が高さが高く構成されている。また、カム２７Lは内方（上端プレート２１の中心側）が外方に比べて低く形成され、カム２７Rは内方（上端プレート２１の中心側）が外方に比べて高く形成されている。そして、搬送アーム２４L，２４Rが回転するとき、ローラ２６L，２６Rは、前記カム２７L，２７R上を移動する。そして、搬送アーム２４Lは内方に移動したときに前記カム２７Lにより下降し、搬送アーム２４Rは内方に移動したときに前記カム２７Rにより上昇するように構成されている。
【００２４】前記アーム軸２３L，２３Rにはギヤ２８L，２８Rが固着されている。前記ギヤ２８L，２８Rはそれぞれ前記下部プレート２２に回転自在に支持されたギヤ２９L，２９Rと噛み合っている。そして、各ギヤ２９L，２９Rは前記太陽歯車１３と噛み合っている。ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２８L，２８Rの歯数および直径は同一で、且つ、前記太陽歯車１３の歯数の１／２に設定されている。したがって、前記ロータ１６を１８０°回転させると、ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２９L，２９Rは各ギヤ軸周りに３６０°回転するようになっている。すなわち、図２に示すように搬送アーム２４L，２４Rが太陽歯車１３の半径方向外方に延びている状態でロータ１６を９０°回転させると、前記ギヤ２８L，２８Rと一体的に回転する搬送アーム２４L，２４Rは前記ギヤ２８L，２８Rの軸周りに１８０°回転して、半径方向内方に延びるようになっている。
【００２５】前記駆動モータユニット１８によりロータ１６を図２において時計方向に回転駆動すると、前記固定された太陽歯車１３の周りに、ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２９L，２９Rはそれぞれ図２に示す矢印方向に回転移動するように構成されている。そして、搬送アーム２４L，２４Rは内方（太陽歯車１３の方）へ移動したとき一方の搬送アーム２４Lは下降し、他方の搬送アーム２４Rは上昇することにより、前記太陽歯車１３の上方位置で上下にすれ違うようになっている。前記太陽歯車１３、ギヤ２８L，２８R、およびギヤ２９L，２９Rにより、回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）が構成されている。この回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）は、前述したように前記ロータ１６が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸２３L，２３Rを回転角度２θだけ回転させる機能を有している。
【００２６】（実施例１の作用）次に、前述の構成を備えた本発明の実施例１の作用を説明する。図１において、試料待機室２内の待機位置Ｐ1に配置された昇降部材１１の上端のウエハーテーブル１１aには、図示しない外部搬送アームにより開口８からウエハーＷが搬入され、載置される（図１の２点鎖線参照）。図１において、昇降部材上端のウエハーテーブル１１aにウエハーＷが載置された２点鎖線で示す状態から、ウエハーテーブル１１aが下降すると、ウエハーＷは搬送アーム２４Lの二股状のウエハー載置部２５L，２５L上に載置される。この状態でロータ１６を１８０°回転させると、搬送アーム２４Lは作業室１内の搬入位置Ｐ2（図１参照）に移動する。そのロータ１６の回転の際、前記ウエハーテーブル７aは下方位置に保持しておく。そして、ウエハーテーブル７aを上昇させると、前記搬送アーム２４L上のウエハーＷはウエハーテーブル７a上に載置される。このウエハーテーブル７aに載置されたウエハーＷは、前記移動テーブル６により作業室１内の作業位置（図示せず）に搬送される。前記待機位置Ｐ1において、前記移動テーブル６によりウエハーＷが持ち去られた搬送アーム２４Lは、ロータ１６を時計方向に９０°回転させることにより試料交換室２内に移動する（図３には約８０°回転した状態が示されている）。
【００２７】前記ロータ１６を時計方向に９０°回転させることにより搬送アーム２４Lを、試料交換室２内に移動させた状態で、前記内部ドア４を閉塞する。そして、作業室１内を真空にして、前記ウエハーＷの検査または描画等の作業を行う。前記作業室１内へのウエハーＷの搬入および作業室１内でのウエハーＷに対する作業の間に、開口８から待機位置Ｐ1のウエハーテーブル１１a上に次のウエハーＷを搬入し、外部ドア９を閉塞して試料交換室２内を真空にしておく。
【００２８】前記作業室１内での作業が終了したウエハーＷは前記移動テーブル６により前記搬入位置Ｐ2に戻される。この状態では作業室１および試料交換室２は共に真空である。この状態で内部ドア４を開いて、ロータ１６を時計方向にさらに９０°回転させる。そのロータ１６の回転の際、前記ウエハーテーブル７a，１１aは上昇位置（図１参照）に保持しておく。前記ロータ１６の９０°の回転により、ロータ１６は再び図１に示す位置に移動する。その状態で前記昇降部材７，１１を下降させると、ウエハーテーブル７a上の次のウエハーＷおよびウエハーテーブル１１a上の前記作業済のウエハーＷは各搬送アーム２４L，２４R上に載置される。
【００２９】その状態でロータ１６を１８０°回転させると作業済のウエハーＷは搬入位置Ｐ2から待機位置Ｐ1に移動し、次のウエハーＷは待機位置Ｐ1から搬入位置Ｐ2に移動する。そのロータ１６の１８０°の回転の途中の状態（約８０°回転した状態）は前記図３に示す状態である。図３に示す状態で、アーム軸２３Rおよび搬送アーム２４Rは前記カム２７Rにより上昇位置にあり、アーム軸２３Lおよび搬送アーム２４Lは前記カム２７Lにより下降位置にあるので、各搬送アーム２４L，２４R上の各ウエハーＷ，Ｗは、前記太陽歯車１３の上方位置で、上下に離れてすれ違う。
【００３０】前記搬入位置Ｐ2に搬入された搬送アーム２４L上の次に作業を行うウエハーＷは、前記１枚目のウエハーＷと同様に移動テーブル６のウエハーテーブル７aに載置されて作業位置に搬送され、作業が行われる。また、前記待機位置Ｐ1に搬送された搬送アーム２４R上のウエハーＷはウエハーテーブル１１aにより持ち上げられる。前記搬送アーム２４L，２４R上のウエハーＷがウエハーテーブル７a，１１aに載置された状態（搬送アーム２４L，２４R上にウエハーＷが無い状態）で、前記ロータ１６を９０°回転させると、作業室１内の搬送アーム２４Lは試料交換室２内に移動する。この状態で、前記内部ドア４を閉塞して、作業室１と試料交換室２とを遮断し、前記外部ドア９を開いて、前記作業済のウエハーＷを待機位置Ｐ1から外部に搬送する。そして、次のウエハーＷを前記待機位置Ｐ1に搬入する。前記、待機位置Ｐ1からの作業済のウエハーＷの外部への搬送および外部からの次のウエハーＷの待機位置Ｐ1への搬入は、図示しない外部搬送装置によって行う。
【００３１】前記実施例１によれば、ロータ１６を１８０°回転させるだけで、搬入位置Ｐ2と待機位置Ｐ1との間でウエハーＷを搬送することができる。また、搬入位置Ｐ2と待機位置Ｐ1の間でウエハーＷの交換を一度に行うことができる。
【００３２】（実施例２）次に、図４により本発明の物品搬送装置の実施例２について説明する。図４は本発明の実施例２の物品搬送装置の説明図で、図４Ａは前記実施例１の図３Ａに対応する図、図４Ｂは前記図４ＡのIＶＢ−IＶＢ線断面図で前記実施例１の図３Ｂに対応する図である。なお、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この実施例２は、下記の点で前記実施例１と相違しているが、他の点では前記実施例１と同様に構成されている。
【００３３】前記実施例１のローラ２６L，２６Rの代わりに、アーム軸２３L，２３Rの下端部に回転自在に支持されたボール３６L，３６Rが設けられている。また、前記実施例１のリング状のカム２７L，２７Rの代わりに、試料交換室２の下側の外壁２aに支持されたリング状のカム２７が設けられている。リング状のカム２７は、後部（−Ｘ側部分）が低く、前部（Ｘ側部分）が高く構成されている。したがって、図４Ａにおいて、ロータ１６を時計方向に回転させたとき、前側（Ｘ側）に移動した搬送アーム２４Rが前記カム２７により上昇し、後側（−Ｘ側）に移動した搬送アーム２４Lが下降する。このため、搬送アーム２４L，２４R先端のウエハー載置部２５L，２５Lに載置されたウエハーＷと搬送アーム２４R先端のウエハー載置部２５R，２５Rに載置されたウエハーＷとは、太陽歯車１３上方の位置において上下に離れてすれ違うようになっている。この実施例２では、前記アーム軸２３L，２３R、カム２７およびボール３６L，３６Rにより、アーム支持装置（２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）が構成されている。
【００３４】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
【００３５】（Ｈ01）本発明は、ウエハー以外の物品の搬送装置に適用可能である。
（Ｈ02）本発明の物品搬送装置は、試料交換室以外の場所でも使用可能である。
（Ｈ03）前記ロータ（１６）を回転させたとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）が上下に離れてすれ違う構成としては、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）を上下動させる構成以外に、一方の搬送アームのみを上下動させる構成を採用したり、最初から上下の位置をずらせて配置した構成を採用することが可能である。
（Ｈ04）前記ロータ１６が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸２３L，２３Rを回転角度２θだけ回転させる機能を有する回転伝動機構は、太陽歯車１３、ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２９L，２９Rを用いる代わりにベルトまたはワイヤと、プーリまたはロール等によって構成することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】前述の本発明の物品の搬送装置は、下記の効果を奏することができる。
（Ｅ01）互いに異なる位置の間での物品の搬送を行う物品搬送装置において、簡素な構成で、配置スペースを省略することができる。
（Ｅ02）したがって、大気中の外部と真空の作業室との間の試料交換室に配置して使用する場合、試料交換室の容積を小さくすることができ、試料交換室内の空気を排気して真空にする際には短時間で真空にすることができる。
（Ｅ03）互いに異なる２箇所にそれぞれ配置された物品の位置を短時間で入れ換えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は電子顕微鏡装置の試料交換室に設けられた本発明の一実施例の物品搬送装置の縦断面図である。
【図２】 図２は前記図１のII−II線から見た物品搬送装置の平面図である。
【図３】 図３は物品搬送装置の説明図で、図３Ａは前記図２の状態から時計方向に約８０°回転させた状態の平面図、図３Ｂは前記図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線断面図である。
【図４】 図４は本発明の実施例２の物品搬送装置の説明図で、図４Ａは前記実施例１の図３Ａに対応する図、図４Ｂは前記図４ＡのIＶＢ−IＶＢ線断面図で前記実施例１の図３Ｂに対応する図である。
【図５】 図５は従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１６…ロータ、２３L，２３R…アーム軸、２４L，２４R…搬送アーム、２５L，２５L…物品載置部、２５R，２５R…物品載置部、
（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）…回転伝動機構、
（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R）…アーム支持装置
（２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）…アーム支持装置
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に半導体集積回路を形成するためのウエハー、または表面に半導体集積回路が形成されたウエハー等の物品を離れた２箇所の位置間で搬送する際に好適に使用される物品搬送装置に関する。本発明の物品搬送装置は、電子顕微鏡等を用いて前記ウエハーや試料等の検査を行ったり、イオンビーム等を用いた描画装置により前記ウエハー表面にパターンを描画したりする作業室と、大気に開放された外部との間でウエハー、試料等の物品を搬送するのに使用される。例えば、作業室と外部との間に配置した試料交換室内で使用される物品搬送装置において、外部から試料交換室内の待機位置に搬入されたウエハーの作業室内への搬送、および、作業室内で検査が終了したウエハーの前記作業室内から前記待機位置への搬送を同時に行う際に好適に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】前記試料交換室内に配置された従来の物品搬送装置としては、次の技術が知られている。
（Ｊ01）図５に示す装置技術図５において、ウエハーに対する検査または描画等を行う際に真空にされる作業室０１と試料交換時に真空にされる試料交換室（予備排気室）０２との間にはそれらの間を密封状態で遮断する開閉可能な内部ドア０３が設けられている。また、前記試料交換室０２と大気に開放された外部０４との間にはそれらの間を密封状態で遮断する開閉可能な外部ドア０５が設けられいてる。前記試料交換室０２には、図示しない搬送機構によって移動する搬送アーム０６が設けられ、前記外部０４には、図示しない搬送機構によって移動する外部搬送アーム０７が設けられている。各搬送アーム０６および０７は、先端部に二股状のウエハー載置部０６a，０６aおよび０７a，０７aを有しており、また、その基端部を中心にして鉛直な回転軸周りに回動可能である。
【０００３】前記試料交換室０２内には、第１待機位置Ｐ1および第２待機位置Ｐ2がそれぞれ設定されている。各待機位置Ｐ1，Ｐ2にはそれぞれ昇降可能なウエハーテーブル０８，０９が配置されており、各ウエハーテーブル０８，０９はそれらの上端にウエハー載置面を有している。前記作業室０１内には、搬入位置Ｐ3と図示しない作業位置との間で移動する移動ステージ（図示せず）が配置されており、その移動ステージは、昇降可能なウエハーテーブル０１１を有している。前記各ウエハーテーブル０８，０９，０１１は、前記二股状のウエハー載置部０６a，０６aの間の空間を通って昇降可能な外径を有している。また前記二股状のウエハー載置部０７a，０７aは、前記ウエハー載置部０６a，０６aと同様に形成されている。したがって、前記ウエハーテーブル０１１は、前記二股状のウエハー載置部０７a，０７aの間の空間を通って昇降可能である。
【０００４】前記図５に示す従来の装置においては、ウエハーの搬送は次のようにして行われる。すなわち、外部搬送アーム０７はウエハーを載置した状態で外部０４から試料交換室０２内の前記第１待機位置Ｐ1に移動する。このときウエハーテーブル０８はその上端部がウエハーに当たらないように下降している。このウエハーテーブル０８が上昇すると、その上端により前記外部搬送アーム０７上のウエハーは持ち上げられる。この状態で、外部搬送アーム０７は外部０４に移動する。次に、搬送アーム０６のウエハー載置部０６a，０６aを前記ウエハーテーブル０８上端に支持されたウエハーの下方に移動させる。この状態でウエハーテーブル０８を下降させると、ウエハーは搬送アーム０６のウエハー載置部０６a，０６a上に載置される。 このウエハーは搬送アーム０６により作業室０１の搬入位置Ｐ3に搬入される。そして、前記搬入位置Ｐ3のウエハーテーブル０１１は上昇してその上端にウエハーを支持する。それから搬送アーム０６は試料交換室０２に移動する。この状態で内部ドア０３を閉じて、作業室０１内部を真空にし、ウエハーに対する作業（検査または描画等）を行う。
【０００５】前記作業室０１内においてウエハーの検査等の作業を行う間、次のウエハーを外部０４から第１待機位置Ｐ1に搬入し、そのウエハーを第２待機位置Ｐ2に搬送しておく。そして、外部ドア０５を閉じて試料交換室０２内部を真空にしておく。前記作業室０１内の作業を終了すると、内部ドア０３を開けて作業室０１内の搬入位置Ｐ3のウエハーを試料交換室０２内の第１待機位置Ｐ1に搬送する。そして、第２待機位置Ｐ2に待機していたウエハーを前記搬入位置Ｐ3に搬送する。そして、内部ドア０３を閉じて前記搬入位置Ｐ3に搬入したウエハーを作業室０１内の作業位置に移動させて検査等の作業を行う。その間、外部ドアー０５を開けて前記第１待機位置Ｐ1に待機していた作業済みのウエハーを外部０４に搬送し、新たな次のウエハーを前記第１待機位置Ｐ1に搬送する。そして、外部ドア０５を閉じる。そして、前記第１待機位置Ｐ1に待機していたウエハーを第２待機位置Ｐ2に移動させる。そして、試料交換室内０２内を真空にする。以上説明したように従来、作業室０１内にウエハーを搬送した後、試料交換室０２に次に検査するウエハ−を搬入、大気させておいて、試料交換室０２を予め排気しておくウエハー交換方法が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来技術では次の問題点があった。
（前記（Ｊ01）の問題点）試料交換室０２内に待機位置Ｐ1，Ｐ2を２か所設置して、各待機位置にそれぞれウエハーテーブル０１１を配置する必要がある。このため、試料交換室０２内の必要スペースが大きくなるとともに、コスト高になるという問題点がある。また、試料交換室０２内の第１待機位置Ｐ1と作業室０１内の搬入位置Ｐ3との間でウエハーを搬送する際、ウエハーの回転移動および直進移動の両方を行わねばならず、また、第２待機位置Ｐ2に一時的にウエハーを載置する作業を行わねばならないため、ウエハーの交換に要する時間が長くなるという問題点もある。
【０００７】本発明者は、前記問題点を解決する技術を研究、開発し、平成１年１月１８日付けで既に特許出願（特願平７−５８３７号）している。しかしながら、前記本発明者等による先願発明は、多少複雑な機構を有しており、機構の簡素化の点で改良の余地が残されていた。本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載内容を課題とする。
（Ｏ01）互いに異なる位置の間での物品の搬送を行う物品搬送装置において、配置スペースを省略できる簡素な構成の搬送装置を提供すること。
【０００８】
【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【０００９】（本発明）前記課題を解決するために、本発明の物品搬送装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ01）鉛直な回転軸周りに回転駆動されるロータ（１６）、（Ｙ02）前記ロータ（１６）の前記鉛直な回転軸に対して軸対称の位置にそれぞれ回転可能に支持された鉛直な一対のアーム軸（２３L，２３R）、（Ｙ03）前記各アーム軸（２３L，２３R）の上端部に基端部が支持されるとともに先端部に物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）が設けられた搬送アーム（２４L，２４R）、（Ｙ04）前記ロータ（１６）が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸（２３L，２３R）を回転角度２θだけ回転させる回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）、（Ｙ05）前記ロータ（１６）を回転させたとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）が上下に離れてすれ違うように前記搬送アーム（２４L，２４R）を支持するアーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R；２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）。
【００１０】（本発明の実施態様１）前記本発明の物品搬送装置の実施態様１は、前記本発明において下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ001）前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）のうちの一方の搬送アーム（２４L）を他方の搬送アーム（２４R）に対して上下方向にずれた位置で支持する前記アーム支持装置。
【００１１】（本発明の実施態様２）前記本発明の物品搬送装置の実施態様２は、前記本発明および本発明の実施態様１において下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ002）前記ロータ（１６）の回転に連動して回転する前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）の先端が内側方向に回転移動したとき、一方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置を他方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置に対して上下方向に相対的に移動させるアーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R；２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）。
【００１２】
【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明する。
（本発明の作用）前述の特徴を備えた本発明の物品搬送装置のロータ（１６）は、鉛直な回転軸周りに回転駆動される。前記ロータ（１６）の前記鉛直な回転軸に対して軸対称の位置にそれぞれ鉛直な一対のアーム軸（２３L，２３R）が回転可能に支持される。前記各アーム軸（２３L，２３R）は、前記ロータ（１６）が回転角度θだけ回転駆動されたときに、回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）により回転角度２θだけ回転する。前記アーム軸（２３L，２３R）の上端部に基端部が支持された搬送アーム（２４L，２４R）は前記アーム軸（２３L，２３R）と共に回転する。したがって、前記ロータ（１６）が回転角度９０°だけ回転したときには前記アーム軸（２３L，２３R）および搬送アーム（２４L，２４R）は１８０°回転し、前記ロータ（１６）が回転角度１８０°だけ回転したときには前記アーム軸（２３L，２３R）および搬送アーム（２４L，２４R）は３６０°回転することになる。
【００１３】そして、前記ロータ（１６）が１８０°回転したとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）はそれぞれ３６０°回転するが、その回転の際、搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）は上下に離れてすれ違う。したがって、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）が外方に延びた状態でその先端の部品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）の一方または両方に部品を載置してロータ（１６）を１８０°回転させると、ロータ（１６）上の各アーム軸（２３L，２３R）の位置は、前記鉛直な回転軸に対して１８０°ずれた位置に移動する。また、このとき、各アーム軸（２３L，２３R）および搬送アーム（２４L，２４R）はアーム軸（２３L，２３R）周りに３６０°回転するので、回転開始前に外方に延びていた搬送アーム（２４L，２４R）は、前記１８０°の回転終了後も外方に延びた状態となる。すなわち、前記１８０°回転後の搬送アーム（２４L，２４R）先端の部品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）の位置は、前記鉛直な回転軸に対して軸対称な位置（１８０°回転した位置）に移動する。すなわち、ロータ（１６）を例えば１８０°回転させると、搬送アーム（２４L，２４R）先端の部品載置面の位置を前記鉛直な回転軸に対して１８０°ずれた位置（１８０°回転させた位置）に移動させることができる。
【００１４】したがって、搬送アーム（２４L，２４R）の長さを同一にすれば、ロータ（１６）を１８０°回転させることにより、前記一対の各アーム先端の部品載置面の位置を入れ換えることが可能になる。すなわち、各搬送アーム（２４L，２４R）先端の部品載置面上に支持した部品の位置を一度に入れ換えることが可能となる。
【００１５】（本発明の実施態様１の作用）前記本発明の物品搬送装置の実施態様１では、前記一対のアーム軸（２３L，２３R）が前記ロータ（１６）の前記鉛直な回転軸に関して対称な位置にそれぞれ配置されている。前記ロータ（１６）を回転させたとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）は、前記鉛直な回転軸の上方位置で上下に離れてすれ違う。
【００１６】（本発明の実施態様２の作用）前記本発明の物品搬送装置の実施態様２では、アーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R；２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）は、前記ロータ（１６）の回転に連動して回転する前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）の先端が内側方向に回転移動したとき、一方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置を他方の搬送アーム（２４L，２４R）の上下方向の位置に対して上下方向に相対的に移動させる。
【００１７】
【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の物品の搬送装置の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において互いに直交する座標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義し、矢印Ｘ方向を前方、矢印Ｙ方向を左方、 矢印Ｚ方向を上方とする。この場合、Ｘ方向と逆向き（−Ｘ方向）は後方、Ｙ方向と逆向き（−Ｙ方向）は右方、Ｚ方向と逆向き（−Ｚ方向）は下方となる。また、Ｘ方向及び−Ｘ方向を含めて前後方向又はＸ軸方向といい、Ｙ方向及び−Ｙ方向を含めて左右方向又はＹ軸方向といい、Ｚ方向及び−Ｚ方向を含めて上下方向又はＺ軸方向ということにする。さらに図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【００１８】（実施例１）図１は電子顕微鏡装置の試料交換室に設けられた本発明の一実施例の物品搬送装置の縦断面図である。図２は前記図１のII−II線から見た物品搬送装置の平面図である。図３は物品搬送装置の説明図で、図３Ａは前記図２の状態から時計方向に約８０°回転させた状態の平面図、図３Ｂは前記図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線断面図である。図１において、図示しない電子顕微鏡、電子ビーム描画装置等によりウエハー（シリコンウエハー）に対する検査または描画等を真空中で行う作業室１に隣接して試料交換室（予備排気室）２が設けられている。前記作業室１および試料交換室２はそれぞれ真空ポンプ（図示せず）により真空にされるようになっている。前記作業室１と試料交換室２との間の仕切壁には連通口３が設けられている。前記連通口３は内部ドア４によって開閉可能であり、閉塞状態では前記作業室１および試料交換室２は気密に遮断される。
【００１９】前記作業室１内には、ＸＹ平面内で移動可能な移動テーブル６が設けられており、移動テーブル６は、上下動可能な昇降部材７を有している。昇降部材７の上面にはシリコンウエハーＷを載置するウエハーテーブル７aが形成されている。前記移動テーブル６は前記ウエハーテーブル７aにウエハーを載置して図１に示す搬入位置Ｐ2から図示しない作業位置（ウエハーに対する検査または描画等を行う位置）に移動可能である。
【００２０】前記試料交換室２には、外部に連通する開口８が設けられており、開口８は外部ドア９によって開閉可能であり、閉塞状態では前記試料交換室２は外部に対して気密に遮断される。前記試料交換室２には前記開口８に隣接する待機位置Ｐ1には、上下動可能な昇降部材１１が配置されている。昇降部材１１の上面にはウエハーＷを載置するウエハーテーブル１１aとして形成されている。
【００２１】前記試料交換室２には、前記待機位置Ｐ1および搬入位置Ｐ2の中間位置に試料搬送装置Ｈが設けられている。試料搬送装置Ｈは、前記試料交換室２の外壁２aに固定された略円筒状のホルダ１２を有している。ホルダ１２の上端外周部には太陽歯車１３が形成されている。前記略円筒状のホルダ１２の内周面には上下一対のベアリング１４，１４を介してロータ１６（図１R>１，２，３参照）が回転自在に支持されている。ロータ１６の下方に延びる軸はホルダ１２の下部を貫通して外方に延びており、カップリング１７により、駆動モータユニット１８の出力軸１９と連結されている。駆動モータユニット１８はフレーム部材Ｆに支持されたケースおよびそのケース内に収容されたモータおよび減速ギヤ列等（図示せず）により構成されている。
【００２２】図１，２，３Ｂにおいてロータ１６は、平面図（図２）で見て略長方形の上端プレート２１を有しており、上端プレート２１の外側部は下方に延びている。前記上端プレート２１外側部の下方に延びた部分の下端には下部プレート２２（図３Ｂ参照）が固着されている。下部プレート２２の平面図の形状は前記上端プレート２１と同様に略長方形である。前記略長方形の上端プレート２１および下部プレート２２の長手方向（図１R>１，２で左右方向、Ｙ軸方向）両端部にはそれぞれアーム軸２３L，２３Rが回転自在、且つ上下移動可能に支持されている。前記各アーム軸２３L，２３Rの上端にはそれぞれ搬送アーム２４L，２４Rの基端部が固定支持されている。各搬送アーム２４L，２４Rの先端部には物品載置部としての二股状のウエハー載置部２５L，２５L，２５R，２５R（図２，３Ａ参照）が設けられている。前記二股状のウエハー載置部２５Lおよび２５Lの間の空間およびウエハー載置部２５Rおよび２５Rの間の空間はそれぞれ、前記昇降部材７，１１の上端のウエハーテーブル７a，１１aが上下に通過できる程度に形成されている。そして、前記二股状のウエハー載置部２５L，２５Lと前記アーム軸２３Lとの間の距離は、ウエハー載置部２５R，２５Rと前記アーム軸２３Rとの間の距離と等しく、且つ、前記前記アーム軸２３Lおよび２３R間の距離の１／２に設定されている。
【００２３】各搬送アーム２４L，２４Rの基端部には各アーム軸に対して半径方向に延びる水平軸周りに回転自在なローラ２６L，２６Rが支持されている。これらの各ローラ２６L，２６Rに対応して、前記上端プレート２１上面にはリング状のカム２７L，２７Rが配置されている。この実施例１では前記アーム軸２３L，２３R、ローラ２６L，２６Rおよびカム２７L，２７Rによりアーム支持装置（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R）が構成されている。図３Ｂから分かるように、前記カム２７Lに比較してカム２７Rの方が高さが高く構成されている。また、カム２７Lは内方（上端プレート２１の中心側）が外方に比べて低く形成され、カム２７Rは内方（上端プレート２１の中心側）が外方に比べて高く形成されている。そして、搬送アーム２４L，２４Rが回転するとき、ローラ２６L，２６Rは、前記カム２７L，２７R上を移動する。そして、搬送アーム２４Lは内方に移動したときに前記カム２７Lにより下降し、搬送アーム２４Rは内方に移動したときに前記カム２７Rにより上昇するように構成されている。
【００２４】前記アーム軸２３L，２３Rにはギヤ２８L，２８Rが固着されている。前記ギヤ２８L，２８Rはそれぞれ前記下部プレート２２に回転自在に支持されたギヤ２９L，２９Rと噛み合っている。そして、各ギヤ２９L，２９Rは前記太陽歯車１３と噛み合っている。ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２８L，２８Rの歯数および直径は同一で、且つ、前記太陽歯車１３の歯数の１／２に設定されている。したがって、前記ロータ１６を１８０°回転させると、ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２９L，２９Rは各ギヤ軸周りに３６０°回転するようになっている。すなわち、図２に示すように搬送アーム２４L，２４Rが太陽歯車１３の半径方向外方に延びている状態でロータ１６を９０°回転させると、前記ギヤ２８L，２８Rと一体的に回転する搬送アーム２４L，２４Rは前記ギヤ２８L，２８Rの軸周りに１８０°回転して、半径方向内方に延びるようになっている。
【００２５】前記駆動モータユニット１８によりロータ１６を図２において時計方向に回転駆動すると、前記固定された太陽歯車１３の周りに、ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２９L，２９Rはそれぞれ図２に示す矢印方向に回転移動するように構成されている。そして、搬送アーム２４L，２４Rは内方（太陽歯車１３の方）へ移動したとき一方の搬送アーム２４Lは下降し、他方の搬送アーム２４Rは上昇することにより、前記太陽歯車１３の上方位置で上下にすれ違うようになっている。前記太陽歯車１３、ギヤ２８L，２８R、およびギヤ２９L，２９Rにより、回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）が構成されている。この回転伝動機構（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）は、前述したように前記ロータ１６が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸２３L，２３Rを回転角度２θだけ回転させる機能を有している。
【００２６】（実施例１の作用）次に、前述の構成を備えた本発明の実施例１の作用を説明する。図１において、試料待機室２内の待機位置Ｐ1に配置された昇降部材１１の上端のウエハーテーブル１１aには、図示しない外部搬送アームにより開口８からウエハーＷが搬入され、載置される（図１の２点鎖線参照）。図１において、昇降部材上端のウエハーテーブル１１aにウエハーＷが載置された２点鎖線で示す状態から、ウエハーテーブル１１aが下降すると、ウエハーＷは搬送アーム２４Lの二股状のウエハー載置部２５L，２５L上に載置される。この状態でロータ１６を１８０°回転させると、搬送アーム２４Lは作業室１内の搬入位置Ｐ2（図１参照）に移動する。そのロータ１６の回転の際、前記ウエハーテーブル７aは下方位置に保持しておく。そして、ウエハーテーブル７aを上昇させると、前記搬送アーム２４L上のウエハーＷはウエハーテーブル７a上に載置される。このウエハーテーブル７aに載置されたウエハーＷは、前記移動テーブル６により作業室１内の作業位置（図示せず）に搬送される。前記待機位置Ｐ1において、前記移動テーブル６によりウエハーＷが持ち去られた搬送アーム２４Lは、ロータ１６を時計方向に９０°回転させることにより試料交換室２内に移動する（図３には約８０°回転した状態が示されている）。
【００２７】前記ロータ１６を時計方向に９０°回転させることにより搬送アーム２４Lを、試料交換室２内に移動させた状態で、前記内部ドア４を閉塞する。そして、作業室１内を真空にして、前記ウエハーＷの検査または描画等の作業を行う。前記作業室１内へのウエハーＷの搬入および作業室１内でのウエハーＷに対する作業の間に、開口８から待機位置Ｐ1のウエハーテーブル１１a上に次のウエハーＷを搬入し、外部ドア９を閉塞して試料交換室２内を真空にしておく。
【００２８】前記作業室１内での作業が終了したウエハーＷは前記移動テーブル６により前記搬入位置Ｐ2に戻される。この状態では作業室１および試料交換室２は共に真空である。この状態で内部ドア４を開いて、ロータ１６を時計方向にさらに９０°回転させる。そのロータ１６の回転の際、前記ウエハーテーブル７a，１１aは上昇位置（図１参照）に保持しておく。前記ロータ１６の９０°の回転により、ロータ１６は再び図１に示す位置に移動する。その状態で前記昇降部材７，１１を下降させると、ウエハーテーブル７a上の次のウエハーＷおよびウエハーテーブル１１a上の前記作業済のウエハーＷは各搬送アーム２４L，２４R上に載置される。
【００２９】その状態でロータ１６を１８０°回転させると作業済のウエハーＷは搬入位置Ｐ2から待機位置Ｐ1に移動し、次のウエハーＷは待機位置Ｐ1から搬入位置Ｐ2に移動する。そのロータ１６の１８０°の回転の途中の状態（約８０°回転した状態）は前記図３に示す状態である。図３に示す状態で、アーム軸２３Rおよび搬送アーム２４Rは前記カム２７Rにより上昇位置にあり、アーム軸２３Lおよび搬送アーム２４Lは前記カム２７Lにより下降位置にあるので、各搬送アーム２４L，２４R上の各ウエハーＷ，Ｗは、前記太陽歯車１３の上方位置で、上下に離れてすれ違う。
【００３０】前記搬入位置Ｐ2に搬入された搬送アーム２４L上の次に作業を行うウエハーＷは、前記１枚目のウエハーＷと同様に移動テーブル６のウエハーテーブル７aに載置されて作業位置に搬送され、作業が行われる。また、前記待機位置Ｐ1に搬送された搬送アーム２４R上のウエハーＷはウエハーテーブル１１aにより持ち上げられる。前記搬送アーム２４L，２４R上のウエハーＷがウエハーテーブル７a，１１aに載置された状態（搬送アーム２４L，２４R上にウエハーＷが無い状態）で、前記ロータ１６を９０°回転させると、作業室１内の搬送アーム２４Lは試料交換室２内に移動する。この状態で、前記内部ドア４を閉塞して、作業室１と試料交換室２とを遮断し、前記外部ドア９を開いて、前記作業済のウエハーＷを待機位置Ｐ1から外部に搬送する。そして、次のウエハーＷを前記待機位置Ｐ1に搬入する。前記、待機位置Ｐ1からの作業済のウエハーＷの外部への搬送および外部からの次のウエハーＷの待機位置Ｐ1への搬入は、図示しない外部搬送装置によって行う。
【００３１】前記実施例１によれば、ロータ１６を１８０°回転させるだけで、搬入位置Ｐ2と待機位置Ｐ1との間でウエハーＷを搬送することができる。また、搬入位置Ｐ2と待機位置Ｐ1の間でウエハーＷの交換を一度に行うことができる。
【００３２】（実施例２）次に、図４により本発明の物品搬送装置の実施例２について説明する。図４は本発明の実施例２の物品搬送装置の説明図で、図４Ａは前記実施例１の図３Ａに対応する図、図４Ｂは前記図４ＡのIＶＢ−IＶＢ線断面図で前記実施例１の図３Ｂに対応する図である。なお、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この実施例２は、下記の点で前記実施例１と相違しているが、他の点では前記実施例１と同様に構成されている。
【００３３】前記実施例１のローラ２６L，２６Rの代わりに、アーム軸２３L，２３Rの下端部に回転自在に支持されたボール３６L，３６Rが設けられている。また、前記実施例１のリング状のカム２７L，２７Rの代わりに、試料交換室２の下側の外壁２aに支持されたリング状のカム２７が設けられている。リング状のカム２７は、後部（−Ｘ側部分）が低く、前部（Ｘ側部分）が高く構成されている。したがって、図４Ａにおいて、ロータ１６を時計方向に回転させたとき、前側（Ｘ側）に移動した搬送アーム２４Rが前記カム２７により上昇し、後側（−Ｘ側）に移動した搬送アーム２４Lが下降する。このため、搬送アーム２４L，２４R先端のウエハー載置部２５L，２５Lに載置されたウエハーＷと搬送アーム２４R先端のウエハー載置部２５R，２５Rに載置されたウエハーＷとは、太陽歯車１３上方の位置において上下に離れてすれ違うようになっている。この実施例２では、前記アーム軸２３L，２３R、カム２７およびボール３６L，３６Rにより、アーム支持装置（２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）が構成されている。
【００３４】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
【００３５】（Ｈ01）本発明は、ウエハー以外の物品の搬送装置に適用可能である。
（Ｈ02）本発明の物品搬送装置は、試料交換室以外の場所でも使用可能である。
（Ｈ03）前記ロータ（１６）を回転させたとき、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）先端部の物品載置部（２５L，２５L；２５R，２５R）が上下に離れてすれ違う構成としては、前記一対の搬送アーム（２４L，２４R）を上下動させる構成以外に、一方の搬送アームのみを上下動させる構成を採用したり、最初から上下の位置をずらせて配置した構成を採用することが可能である。
（Ｈ04）前記ロータ１６が回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸２３L，２３Rを回転角度２θだけ回転させる機能を有する回転伝動機構は、太陽歯車１３、ギヤ２８L，２８Rおよびギヤ２９L，２９Rを用いる代わりにベルトまたはワイヤと、プーリまたはロール等によって構成することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】前述の本発明の物品の搬送装置は、下記の効果を奏することができる。
（Ｅ01）互いに異なる位置の間での物品の搬送を行う物品搬送装置において、簡素な構成で、配置スペースを省略することができる。
（Ｅ02）したがって、大気中の外部と真空の作業室との間の試料交換室に配置して使用する場合、試料交換室の容積を小さくすることができ、試料交換室内の空気を排気して真空にする際には短時間で真空にすることができる。
（Ｅ03）互いに異なる２箇所にそれぞれ配置された物品の位置を短時間で入れ換えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は電子顕微鏡装置の試料交換室に設けられた本発明の一実施例の物品搬送装置の縦断面図である。
【図２】 図２は前記図１のII−II線から見た物品搬送装置の平面図である。
【図３】 図３は物品搬送装置の説明図で、図３Ａは前記図２の状態から時計方向に約８０°回転させた状態の平面図、図３Ｂは前記図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線断面図である。
【図４】 図４は本発明の実施例２の物品搬送装置の説明図で、図４Ａは前記実施例１の図３Ａに対応する図、図４Ｂは前記図４ＡのIＶＢ−IＶＢ線断面図で前記実施例１の図３Ｂに対応する図である。
【図５】 図５は従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１６…ロータ、２３L，２３R…アーム軸、２４L，２４R…搬送アーム、２５L，２５L…物品載置部、２５R，２５R…物品載置部、
（１３＋２８L＋２８R＋２９L＋２９R）…回転伝動機構、
（２３L＋２３R＋２６L＋２６R＋２７L＋２７R）…アーム支持装置
（２３L＋２３R＋２７＋３６L＋３６R）…アーム支持装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 下記の要件を備えたことを特徴とする物品搬送装置、（Ｙ01）鉛直な回転軸周りに回転駆動されるロータ、（Ｙ02）前記ロータの前記鉛直な回転軸に対して軸対称の位置にそれぞれ回転可能に支持された鉛直な一対のアーム軸、（Ｙ03）前記各アーム軸の上端部に基端部が支持されるとともに先端部に物品載置部が設けられた搬送アーム、（Ｙ04）前記ロータが回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸を回転角度２θだけ回転させる回転伝動機構、（Ｙ05）前記ロータを回転させたとき、前記一対の搬送アーム先端部の物品載置部が上下に離れてすれ違うように前記搬送アームを支持するアーム支持装置。
【請求項１】 下記の要件を備えたことを特徴とする物品搬送装置、（Ｙ01）鉛直な回転軸周りに回転駆動されるロータ、（Ｙ02）前記ロータの前記鉛直な回転軸に対して軸対称の位置にそれぞれ回転可能に支持された鉛直な一対のアーム軸、（Ｙ03）前記各アーム軸の上端部に基端部が支持されるとともに先端部に物品載置部が設けられた搬送アーム、（Ｙ04）前記ロータが回転角度θだけ回転駆動されたときに前記各アーム軸を回転角度２θだけ回転させる回転伝動機構、（Ｙ05）前記ロータを回転させたとき、前記一対の搬送アーム先端部の物品載置部が上下に離れてすれ違うように前記搬送アームを支持するアーム支持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開平９−８０９６
【公開日】平成９年（１９９７）１月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−１５８９１８
【出願日】平成７年（１９９５）６月２６日
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【公開日】平成９年（１９９７）１月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）６月２６日
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
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