JP2000332081A - 複数軸動力伝達装置およびウエハ搬送用アームリンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メンテナンスが容易な単純構造でありなが
ら、パーティクルの発生がなく、アウトガスが少なく、
気密度が高く、位置精度が高く、高スループットを実現
する構造。 【解決手段】 大気側雰囲気と異なる雰囲気の空間を画
成する隔壁３２と、内側磁気リング３８ａと、外側磁気
リング４０ａとを具える。内側磁気リングは大気側雰囲
気内に、外側磁気リングは、隔壁により画成された空間
内に設置されている。内側磁気リングと外側磁気リング
とは隔壁を介して磁気結合する、磁気カプラを構成して
いる。外側磁気リングは、隔壁に関して回転自在となる
ように隔壁に軸受けを介して支持されている。内側磁気
リングを構成する各磁石が、その配列順に、外側磁気リ
ングに接近する向き、あるいは外側磁気リングから離間
する向きに変位して、外側磁気リングに回転力を与え
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、集積回路製造用プ
ロセス装置に用いられる複数軸動力伝達装置およびウエ
ハ搬送用アームリンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】ウエハ搬送用アームリンクは、真空中、
減圧雰囲気中、大気中または腐食性ガス中において、プ
ロセスチャンバと搬送チャンバとの間でウエハなどの被
処理物を搬送するために用いられる。

【０００３】この技術の初期段階では、文献１「特開平
４−１５２０７８」に開示されるフロッグレッグタイプ
のロボットアームが用いられている。また、真空シール
軸としては磁性流体を用いたものが主流である。このタ
イプのウエハ搬送用アームリンクは、例えば、文献２
「特開平４−２７９０４３」、文献３「特表平７−５０
４１２８」および文献４「特開平１０−５８１」にも開
示されている。

【０００４】また、文献５「特表平７−５０７０１０」
には、フロッグレッグタイプと異なる平行リンク方式の
アームリンクの例が開示されている。このリンクは、４
軸および４腕で構成されているために剛性が高い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した方式の問題の
一つは、磁力により誘起されるいわゆる磁性流体の粘性
力と摩擦力とで真空封止力を発生させる構成にある。こ
の構成では、ロボットアームの動作時に、軸回転速度に
比例する摩擦力あるいは粘性力が抵抗として発生する。
従って、その抵抗に打ち勝つ駆動力が必要とされる。ま
た、ロボットアームが回転運動および伸縮運動を行うに
は、高い精度で構成された同軸構造および多軸構造の回
転軸が必要である。よって、この回転軸は、大重量で複
雑なものにならざるを得ない。

【０００６】さらに、磁性流体を用いた真空封止軸で
は、アームチャンバが大気から真空に排気される際に、
磁性流体内の気泡が膨張破裂して、磁性流体が微粒子に
なって飛散し、真空室内が汚染されるおそれがある。こ
のことは、パーティクル発生に起因する集積回路の生産
歩留りの低下を招くだけでは済まされない。この磁性流
体は鉄成分を多量に含むため、集積回路の重金属汚染も
引き起こしてしまう。

【０００７】これに代わる方式として、文献６「特開平
３−１３６７７９」には、隔壁を介して設置された磁気
カプラを用いるアーム軸の例が開示されている。この方
式により、上述した磁性流体タイプの課題は解決される
が、磁気カプラのカップリングを強くするために強力な
磁石が必要となるため、大きく重いロボットになってし
まう。このようなアーム軸を加減速動作させると、アー
ムが振動を伴って運動する。この振動は、プロセス処理
時の発塵、設置位置のずれおよびスループットの低下な
どを誘起する要因の一つになる。文献６によれば、隔壁
に誘導電流を発生させることによって振動を防止する構
成が開示されている。しかし、このようにアームの振動
を抑止する構造ではなく、最初からアームが振動しない
構造にする方が有効であろう。

【０００８】また、磁気カップリングを強力にする工夫
が、文献７「特開平７−２４５３３３」に開示されてい
る。文献７によれば、磁気カプラを構成する永久磁石の
間をできるだけ近接させて磁気結合力を強くすることが
提案されている。しかし、この構成では、アームリンク
に必要な位置精度をもたせるために、アーム軸に過大な
応力を集中させてしまう。また、近い将来、生産コスト
の低減策として大口径ウエハが導入されることになるの
で、さらにアームの搬送距離が大きくなる。そのため、
アーム軸にはより高い剛性が必要となる。

【０００９】この他に、磁気カプラを利用するアーム軸
の構成が、文献８「特開昭６１−６９３６５」、文献９
「特開昭６０−１１６９６０」および文献１０「特表平
８−５０６７７１」にも開示されている。しかし、これ
ら文献に開示されている構成も上記課題を解決できてい
ない。

【００１０】一方、生産単価削減のためには、ロボット
アームを高速駆動して、ウエハの搬送時間の短縮を図る
ことが重要である。しかし、高速駆動すればするほど、
以下に述べる理由からパーティクルの発生が急激に増大
する。

【００１１】その主なる原因は、ウエハ載せ皿の姿勢制
御機構にある。従来、ロボットアームのウエハ載せ皿の
搬送方向をアームの伸縮方向と同一に維持するため、ア
ームリンクの先端に歯車あるいはベルトを用いた姿勢制
御機構が設けられる。この姿勢制御機構を設けると、ア
ームの軸数を４軸から５軸にせざるを得ない。つまり、
アームの軸数が増加せざるを得ず、振動が誘起されやす
くなる。

【００１２】また、ベルトや歯車は、摩擦無しで力を伝
達させることができない。真空あるいは減圧の環境下で
はパーティクルが発生しやすく、これらが作動するたび
に多量のパーティクルが発生してしまう。従来、この発
塵を防止するために種々の対策がなされてきたが、結果
的にアームが複雑な構造となってしまい、その剛性を低
下させてしまっている。

【００１３】さらに、近年、半導体集積素子の生産性改
善の一環として、単位時間当たりのプロセス処理枚数
（スループット）の増加を図るために、独立に動く２つ
のアームリンクを互いに近接させて用いることが求めら
れている。しかし、このように２台のロボットを近接さ
せて用いると、お互いのアームから発生するパーティク
ルがウエハに付着するという問題が発生する。

【００１４】最近では、半導体集積回路の集積化が進ん
だ結果、回路パタンの最小線幅が０．１５ミクロンにな
ろうとしている。このため、集積回路の製造処理工程で
発生するパーティクルの粒径および発生個数を、最小線
幅の約５分の１以下でクラス２０以下にすることが求め
られている。このような微細化に伴い、プロセス処理工
程全般にわたり、広い意味での非常に高度なクリーン環
境が求められる。このことは、減圧プロセス処理装置に
ついて言えば、前述の低発塵化の達成だけでなく、高い
真空密度と低いアウトガス環境とが達成されねばならな
いことを意味している。

【００１５】また、前述したように、製造工程のコスト
低減の一環として、ウエハの大口径化が求められてい
る。このため、ロードロック室、アームチャンバおよび
各プロセスチャンバが大きくなり、ロボットアームの搬
送範囲も大きくなる。一方、一枚のウエハからの半導体
素子の取得有効素子数を増加させるため、ウエハ設置位
置の誤差精度を上げることも同時に求められる。従っ
て、ロボットのアーム軸には非常に高い剛性が確保され
なければならない。

【００１６】以上説明したように、半導体集積回路の生
産工程では、パーティクルが集積回路の生産歩留りを大
きく左右する。このため、パーティクルの低減が重要な
課題である。一方、高スループットのロボットアームの
実現も、量産工場の経済性の改善という側面から同じく
らい重要な課題である。

【００１７】そこで、この発明の目的は、パーティクル
の発生が少なく、アウトガスが少なく、気密度が高く、
位置精度が高く、しかもメンテナンスが容易な単純構造
であって、高スループットが実現できる複数軸動力伝達
装置およびウエハ搬送用アームリンクを提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明の複数軸動力伝達装置は、下記のような独
特の構成を具えている。すなわち、この発明の複数軸動
力伝達装置は、大気側雰囲気と異なる雰囲気の空間を画
成するための隔壁と、大気側雰囲気内に設置された複数
個の内側磁気リングと、隔壁により画成される空間内に
設置され、内側磁気リングに隔壁を介して磁気的に結合
する複数個の外側磁気リングとを具えている。この発明
では、内側磁気リングは、リング状の第１ヨーク部材の
外側周縁に複数個の磁石を相隣り合う磁極面が相互に異
なるように配列させたものである。また、この発明で
は、外側磁気リングは、リング状の第２ヨーク部材の内
側周縁に、内側磁気リングの磁石の個数と異なる個数の
磁石を相隣り合う磁極面が相互に異なるように配列させ
たものである。さらに、この発明では、外側磁気リング
は、隔壁に関して回転自在となるように、当該隔壁に軸
受けを介して支持されている。さらに、この発明では、
内側磁気リングを構成する各磁石が、その配列順に、外
側磁気リングに接近する向き、あるいは外側磁気リング
から離間する向きに変位して、外側磁気リングに回転力
を与える構成としてある。

【００１９】このように、内側磁気リングを構成する磁
石と、外側磁気リングを構成する磁石との距離が、リン
グ周に沿って順次に変化する。磁石間距離が短くなる部
分では磁気結合力が増し、磁石間距離が長くなる部分で
は磁気結合力が減少する。このようにして内側磁気リン
グにより形成される磁場は、時間的および位置的に変化
する。その磁場の変化は、外側磁気リングに対して回転
力を与える。このような構成によれば、コンパクトで高
剛性の構造が得られ、しかも、バックラッシュが起こら
ない。

【００２０】この発明の実施に当たり、好ましくは、第
２ヨーク部材は、外側磁気リングを構成する磁石が複数
の群に配分されるように分解可能であると良い。

【００２１】例えば、第２ヨーク部材は、外側磁気リン
グを構成する磁石が３つの群に配分されるように分解可
能にしてある。すなわち、第２ヨーク部材は、第１ヨー
クピース、第２ヨークピースおよび第３ヨークピースの
３つの部品を組み合わせて構成されている。このように
構成すると、外側磁気リングは、上述の隔壁面に磁石の
磁極面を極めて近接させた状態で組み込まれる。そし
て、各磁石の磁極面の配置により構成されるリングの径
が、外側磁気リングを回転自在に隔壁に組み込むために
設けられるベアリングの内径よりも小さなリング径を形
成するように組み立てられる。つまり、各磁石の磁極面
がベアリングの内側すなわち回転軸側に位置するように
組み立てられる。この結果、外側磁気リングを構成する
磁石の磁極面と内側磁気リングを構成する磁石の磁極面
との間の距離が数ｍｍ以下になる。従って、従来に比べ
て、漏れ磁力が少なくなり、内側磁気リングおよび外側
磁気リング間の磁気結合力が強くなる。

【００２２】また、この発明の実施に当たり、好ましく
は、外側磁気リングの回転軸に関して回転自在であっ
て、この回転軸に直交する方向の断面が楕円形状となっ
ている回転部材を具えており、第１ヨーク部材は可撓性
を有していて、その一部が隔壁に対して固定されてお
り、この第１ヨーク部材が回転部材の側面に沿って摺動
自在に設けられていると良い。

【００２３】このように構成してあるので、内側磁気リ
ングの磁石は、回転部材の側面に沿って楕円状に配列す
る。また、回転部材は、内側磁気リングに対して摺動自
在である。よって、回転部材が回転しても内側磁気リン
グは回転しない。回転部材が回転すると、内側磁気リン
グの磁石は、回転軸に対して直交する平面内で、回転軸
に接近する向き、あるいは、回転軸から離れる向きに位
置を変える。このため、内側磁気リングと外側磁気リン
グとの間の距離が位置的および時間的に変化して、外側
磁気リングの回転力が生じる。

【００２４】この発明の好適実施例によれば、内側磁気
リングを構成する磁石の個数が、外側磁気リングを構成
する磁石の個数よりも少ない。

【００２５】このように構成してあるので、回転部材の
回転数に比べて外側磁気リングの回転数が小さくなる。
よって、減速機能が実現される。

【００２６】また、この発明の他の複数軸動力伝達装置
は、複数個の内側磁気リングと、この内側磁気リングに
磁気的に結合する複数個の外側磁気リングとを具えてい
る。この発明では、内側磁気リングは、リング状の第１
ヨーク部材の外側周縁に複数個の磁石を相隣り合う磁極
面が相互に異なるように配列させたものである。また、
この発明では、外側磁気リングは、リング状の第２ヨー
ク部材の内側周縁に、内側磁気リングの磁石の個数と異
なる個数の磁石を相隣り合う磁極面が相互に異なるよう
に配列させたものであって、回転自在となるように支持
されている。さらに、この発明では、内側磁気リングを
構成する各磁石が、その配列順に、外側磁気リングに接
近する向き、あるいは外側磁気リングから離間する向き
に変位して、外側磁気リングに回転力を与える構成とし
てある。

【００２７】この発明の実施に当たり、好ましくは、第
２ヨーク部材は、外側磁気リングを構成する磁石が複数
の群に配分されるように分解可能であると良い。

【００２８】また、この発明の実施に当たり、好ましく
は、外側磁気リングの回転軸に関して回転自在であっ
て、この回転軸に直交する方向の断面が楕円形状となっ
ている回転部材を具えており、第１ヨーク部材は可撓性
を有していて、この第１ヨーク部材が回転部材の側面に
沿って摺動自在に設けられていると良い。

【００２９】この発明の好適実施例によれば、内側磁気
リングを構成する磁石の個数が、外側磁気リングを構成
する磁石の個数よりも少ない。

【００３０】また、この発明のウエハ搬送用アームリン
クは、皿関節軸、第１先端腕、第２先端腕、ウエハ載せ
皿、第３関節軸、第４関節軸、第１方向付け腕、第２方
向付け腕、方向付けアーム軸、ガイド磁石および方向付
け磁石を具えている。この発明では、第１および第２先
端腕は、皿関節軸の周りに互いに平行に回転可能であ
る。また、この発明では、ウエハ載せ皿は皿関節軸上に
設けられている。また、この発明では、第３関節軸は第
１先端腕に設けられており、第４関節軸は第２先端腕に
設けられている。また、この発明では、第１方向付け腕
は第１先端腕に第３関節軸を介して結合されており、第
２方向付け腕は第２先端腕に第４関節軸を介して結合さ
れている。さらに、この発明では、方向付けアーム軸
は、第１方向付け腕と第２方向付け腕とを互いに平行な
状態で回転自在に結合する。さらに、この発明では、ガ
イド磁石は、ウエハ載せ皿に一端が固定され、方向付け
アーム軸上に直線的に他端が延在した棒状のものであ
る。さらに、この発明では、方向付け磁石は、方向付け
アーム軸の位置に設けられ、ガイド磁石を非接触的に支
持する。

【００３１】この構成によれば、第１および第２先端腕
が回転運動を行うと、それに伴って第１および第２方向
付け腕が動き、方向付けアーム軸の位置が移動する。こ
のとき、ウエハ載せ皿の向きは、ガイド磁石の延在方
向、すなわち、方向付けアーム軸と皿関節軸とを結ぶ直
線の延在方向に対して不変となる。従って、このリンク
機構にあっては、リンクの伸縮動作の過程で、ウエハ載
せ皿の向きが所望の向きに制御される。

【００３２】また、このように構成してあるので、ウエ
ハ載せ皿の方向制御のためにアームリンクの軸を増加す
る必要がない。従って、アームリンクの剛性を従来より
高めることができる。また、ウエハ載せ皿の方向制御
は、磁気を利用した非接触的機構により実現されている
ので低発塵になる。しかも、単純構造であるために組み
立て精度の再現性も良く、取扱いも容易である。

【００３３】この発明の実施に当たり、好ましくは、皿
関節軸および第３関節軸間の距離と、皿関節軸および第
４関節軸間の距離とが等しく、第１方向付け腕の長さと
第２方向付け腕の長さとが等しいと良い。

【００３４】このように構成してあるので、ガイド磁石
の延在方向は、第１先端腕と第２先端腕との間の開き角
を二等分する直線の延在方向に一致する。よって、ウエ
ハ載せ皿の向きは、常に上述の直線の延在方向に一致す
る向きに制御される。

【００３５】この発明の好適実施例によれば、方向付け
アーム軸と第３および第４関節軸との間の第１軸間距離
は、皿関節軸と第３および第４関節軸との間の第２軸間
距離よりも比較的大きいが実質的に等しい距離からこの
第２軸間距離の２の平方根倍の距離の範囲にしてある。

【００３６】このように構成してあるので、第１先端腕
と第２先端腕とが最も開いたときに距離不足が起こらな
い。

【００３７】また、この発明の他のウエハ搬送用アーム
リンクは、皿関節軸、第１先端腕、第２先端腕、ウエハ
載せ皿、第３関節軸、第４関節軸、第１方向付け腕、第
２方向づけ腕、方向付けアーム軸、シャフトおよび軸受
けを具えている。この発明では、第１および第２先端腕
は、皿関節軸の周りに互いに平行に回転可能である。ま
た、この発明では、ウエハ載せ皿は皿関節軸上に設けら
れている。また、この発明では、第３関節軸は第１先端
腕に設けられており、第４関節軸は第２先端腕に設けら
れている。また、この発明では、第１方向付け腕は第１
先端腕に第３関節軸を介して結合されており、第２方向
付け腕は第２先端腕に第４関節軸を介して結合されてい
る。さらに、この発明では、方向付けアーム軸は、第１
方向付け腕と第２方向付け腕とを互いに平行な状態で回
転自在に結合する。さらに、この発明では、シャフト
は、ウエハ載せ皿に一端が固定され、方向付けアーム軸
上に直線的に他端が延在した棒状のものである。さら
に、この発明では、軸受けは、方向付けアーム軸の位置
に設けられ、シャフトをスライド自在となるように支持
する。

【００３８】この構成によれば、第１および第２先端腕
が回転運動を行うと、それに伴って第１および第２方向
付け腕が動き、方向付けアーム軸の位置が移動する。こ
のとき、ウエハ載せ皿の向きは、シャフトの延在方向、
すなわち、方向付けアーム軸と皿関節軸とを結ぶ直線の
延在方向に対して不変となる。従って、このリンク機構
にあっては、リンクの伸縮動作の過程で、ウエハ載せ皿
の向きが所望の向きに制御される。

【００３９】この発明の実施に当たり、好ましくは、皿
関節軸および第３関節軸間の距離と、皿関節軸および第
４関節軸間の距離とが等しく、第１方向付け腕の長さと
第２方向付け腕の長さとが等しいと良い。

【００４０】このように構成してあるので、シャフトの
延在方向は、第１先端腕と第２先端腕との間の開き角を
二等分する直線の延在方向に一致する。よって、ウエハ
載せ皿の向きは、常に上述の直線の延在方向に一致する
向きに制御される。

【００４１】この発明の好適実施例によれば、軸受けと
してボールスプライン式のものを用いている。

【００４２】また、この発明の他のウエハ搬送用アーム
リンクは、皿関節軸と、この皿関節軸の周りに互いに平
行に回転可能な第１および第２先端腕と、皿関節軸上に
設けられたウエハ載せ皿と、それぞれの軸に関してほぼ
等しい角度ピッチで複数個の磁石がリング状に単列ある
いは複列に配列した状態で保持された第１、第２、第３
および第４磁気リングとを具えている。この発明では、
第１および第２磁気リングの各々は皿関節軸を回転軸と
して回転自在に設けられ、これら第１および第２磁気リ
ングにそれぞれ第１および第２先端腕が結合している。
また、この発明では、第３磁気リングは、第１磁気リン
グと磁気結合して当該第１磁気リングの回転運動に伴い
回転するものである。また、この発明では、第４磁気リ
ングは、第２磁気リングと磁気結合して当該第２磁気リ
ングの回転運動に伴い回転するものである。さらに、こ
の発明では、これら第３および第４磁気リング間に生じ
る磁気結合により第１および第２磁気リングの回転運動
が制御され、第１先端腕と第２先端腕との間の開き角を
二等分する直線に対する、第３および第４磁気リングの
各回転軸の相対位置が一定に保たれるように、かつ、各
回転軸間の距離が等しくなるように構成してある。

【００４３】このように、第１先端腕の回転運動に伴っ
て第１磁気リングが回転し、第２先端腕の回転運動に伴
って第２磁気リングが回転する。また、第１磁気リング
と共に第３磁気リングが回転して、第２磁気リングと共
に第４磁気リングが回転する。第３および第４磁気リン
グ間には磁気結合が生じており、各々の回転運動が連動
して行われる。この結果、第１および第２磁気リングの
回転運動が制御され、第１先端腕と第２先端腕との間の
開き角を二等分する直線に対する、第３および第４磁気
リングの各回転軸の相対位置が一定に保たれる。従っ
て、ウエハ載せ皿は、上述の直線に対して常に一定の向
きに制御される。

【００４４】このように、ウエハ載せ皿の方向制御は、
非接触的に作用する磁気結合により行われるので、低発
塵である。しかも、単純構造であることから部品点数が
少なくて済み、組み立て精度の再現性が良く、取扱いが
容易である。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
複数軸動力伝達装置およびウエハ搬送用アームリンクの
実施の形態につき説明する。尚、各図は、この発明が理
解できる程度に、各構成要素を概略的に示しているに過
ぎない。また、以下に記載される数値等の条件や材料は
単なる一例に過ぎない。

【００４６】この実施の形態では、ウエハ搬送用アーム
リンクをマルチチャンバ構造のプロセス処理装置に用い
た構成例について説明する。先ず、図５を参照して、ウ
エハ搬送用アームリンク（以下、アームリンクと略称す
る。）、アーム室、ロードロック室およびプロセス処理
室の位置関係について説明する。図５は、アームリンク
の配置例を示す平面図である。

【００４７】［アームリンクの配置］図５に示すよう
に、アームリンク１０は、複数軸動力伝達装置としての
アーム軸１２の周りに回転可能なアーム１４と、アーム
１４の先端に設けられた皿関節軸１６と、皿関節軸１６
上に設けられたウエハ載せ皿１８とを具えている。アー
ム１４は、アーム軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ直線の
延在方向に沿って伸縮が可能である。アームリンク１０
はアーム室２０内に設けられている。アーム１４を回転
自在に支持するアーム軸１２は、アーム室２０の中央に
固定されている。

【００４８】アーム室２０は、室内空間の平面形状が８
角形状となるように所定の隔壁によって仕切られてい
る。アーム室２０の図中左側に位置する２つの隔壁面に
は、ロードロック室２２ａおよび２２ｂがそれぞれ結合
されている。また、アーム室２０の図中右側に位置する
２つの隔壁面には、プロセス処理室２４ａおよび２４ｂ
がそれぞれ結合されている。ロードロック室２２ａおよ
び２２ｂとプロセス処理室２４ａおよび２４ｂとは、そ
れぞれ室内空間の平面形状が４角形状となるように所定
の隔壁によって仕切られている。ロードロック室２２ａ
およびアーム室２０の結合部分と、ロードロック室２２
ｂおよびアーム室２０の結合部分とには、それぞれ開閉
自在のゲート弁２６ａおよび２６ｂが設けられている。
同様に、プロセス処理室２４ａおよびアーム室２０の結
合部分と、プロセス処理室２４ｂおよびアーム室２０の
結合部分とには、それぞれ開閉自在のゲート弁２６ｃお
よび２６ｄが設けられている。ロードロック室２２ａ、
ロードロック室２２ｂ、プロセス処理室２４ａおよびプ
ロセス処理室２４ｂの内部には、ウエハ２８の設置が可
能な円形状のスペースがウエハ設置台３０ａ、３０ｂ、
３０ｃおよび３０ｄとして設けられている。

【００４９】上述したアーム１４は、アーム軸１２と皿
関節軸１６とを結ぶ直線と、各室のウエハ設置台３０ａ
〜３０ｄの中心とアーム軸１２とを結ぶ直線とが、重な
った場合にだけ伸縮できる。一方、アーム１４は、この
アーム１４が最も縮んだ状態であってウエハ載せ皿１８
およびアーム１４がアーム室２０内に納まっている場合
のときだけ、アーム軸１２の周りに回転できる。また、
上述のゲート弁２６ａ〜２６ｄは、通常はアーム１４が
ロードロック室２２ａ、２２ｂ内またはプロセス処理室
２４ａ、２４ｂ内に侵入するときだけ開いて、それ以外
のときは閉じている。

【００５０】ウエハの搬送時は、ロードロック室２２ａ
（２２ｂ）内にガスが導入され、室内が大気圧になると
アーム室２０側ではない側に設けられたゲート弁が開
く。そして、外部からウエハ２８が搬入され、ウエハ設
置台３０ａ（３０ｂ）上に設置される。続いて、ゲート
弁が閉じてロードロック室２２ａ（２２ｂ）内のガスが
排気され減圧される。

【００５１】次に、ロードロック室２２ａ（２２ｂ）の
アーム室２０側に設けられたゲート弁２６ａ（２６ｂ）
が開く。すると、アームリンク１０のアーム１４がゲー
ト弁２６ａ（２６ｂ）の側に伸び、ウエハ載せ皿１８上
にウエハ２８を載せる。このウエハ載せ皿１８は、後述
する手段によって、常にアーム１４の伸縮方向に保持さ
れている。

【００５２】アーム１４は、ウエハ２８を保持した状態
で縮んだ後、搬入先のプロセス処理室２４ａ（２４ｂ）
の方向に回転して向きを変える。その後、プロセス処理
室２４ａ（２４ｂ）のゲート弁２６ｃ（２６ｄ）が開く
とアーム１４が伸び、ウエハ２８をプロセス処理室２４
ａ（２４ｂ）内のウエハ設置台３０ｃ（３０ｄ）上に置
く。続いて、アーム１４が縮み、ゲート弁２６ｃ（２６
ｄ）が閉じ、ウエハ２８のプロセス処理が行われる。処
理終了後のウエハ２８は、搬入時と逆の手順でロードロ
ック室２２ａ（２２ｂ）側に運ばれ、ゲート弁を通って
外部に取り出される。

【００５３】＜第１の実施の形態＞次に、アームリンク
１０の構成につき、各構成成分ごとに順次に説明する。
先ず、第１の実施の形態では、アーム軸１２の構成につ
き、図１および図２を参照して説明する。図１は、第１
の実施の形態のアーム軸を構成する磁気カプラの構成を
示す断面図である。また、図２は、第１の実施の形態の
アーム軸の構成を示す断面図である。この実施の形態で
は、図１に示す磁気カプラにより複数軸動力伝達装置と
してのアーム軸１２が構成されている。外部から与えら
れる駆動力は、このアーム軸１２により、アーム室２０
内のアームリンク１０に伝達される。

【００５４】この実施の形態のアーム軸１２は、大気側
雰囲気と異なる雰囲気の空間を画成する隔壁３２を具え
ている。隔壁３２は、略円筒形状の部材である。この部
材の上端側は板により塞がっている。また、この部材の
下端側は、アーム軸取付台３４に、真空封止リング３６
を介して固定されている。円筒構造内側の空間が大気圧
領域すなわち高圧側雰囲気となる。一方、円筒構造外側
の空間は、アーム室２０に連通しており、プロセス処理
時には真空排気されて真空領域すなわち低圧側雰囲気と
なる。

【００５５】また、アーム軸１２は、内側磁気リング３
８ａおよび３８ｂと、外側磁気リング４０ａおよび４０
ｂとを具えている。これら内側磁気リング３８ａおよび
３８ｂは、それぞれ大気側雰囲気内に設置されている。
一方、外側磁気リング４０ａおよび４０ｂは、それぞれ
隔壁３２により画成された空間内（アーム室２０内）に
設置されている。内側磁気リング３８ａは、リング状の
第１ヨーク部材４２ａの外側周縁に複数個の磁石４４ａ
を配列させたものである。また、内側磁気リング３８ｂ
は、リング状の第１ヨーク部材４２ｂの外側周縁に複数
個の磁石４４ｂを配列させたものである。さらに、外側
磁気リング４０ａは、リング状の第２ヨーク部材４６ａ
の内側周縁に複数個の磁石４８ａを配列させたものであ
る。さらに、外側磁気リング４０ｂは、リング状の第２
ヨーク部材４６ｂの内側周縁に複数個の磁石４８ｂを配
列させたものである。

【００５６】上述の第１ヨーク部材４２ａおよび４２ｂ
と、第２ヨーク部材４６ａおよび４６ｂとは、鉄やニッ
ケルなどの磁性体材料で形成されている。また、各磁石
４４ａ、４４ｂ、４８ａおよび４８ｂは、ほぼ直方体形
状の永久磁石である。

【００５７】そして、内側磁気リング３８ａを構成する
磁石４４ａと、外側磁気リング４０ａを構成する磁石４
８ａとは、隔壁３２を介して互いに対向した状態に設置
されている。また、内側磁気リング３８ｂを構成する磁
石４４ｂと、外側磁気リング４０ｂを構成する磁石４８
ｂとは、隔壁３２を介して互いに対向した状態に設置さ
れている。よって、外側磁気リング４０ａおよび４０ｂ
は、隔壁３２を介して内側磁気リング３８ａおよび３８
ｂにそれぞれ対向されている。外側磁気リング４０ａと
内側磁気リング３８ａとは磁気的に結合し、同様に、外
側磁気リング４０ｂと内側磁気リング３８ｂとは磁気的
に結合する。

【００５８】このように、内側磁気リング３８ａと外側
磁気リング４０ａとが隔壁３２を介して磁気結合する、
磁気カプラを構成している。また、内側磁気リング３８
ｂと外側磁気リング４０ｂとが隔壁３２を介して磁気結
合する、磁気カプラを構成している。これら磁気カプラ
は、図２中の上下方向にわたり、隔壁３２に沿って、配
置されている。

【００５９】また、外側磁気リング４０ａは、隔壁３２
に関して回転自在となるように、当該隔壁３２に軸受け
（ベアリング）５０ａを介して支持されている。具体的
には、第２ヨーク部材４６ａおよび磁石４８ａは外側回
転軸５２ａの内面に設けられており、この外側回転軸５
２ａが軸受け５０ａを介して隔壁３２に支持されてい
る。この外側回転軸５２ａには、アーム１４を構成する
第１腕８４が結合されている。

【００６０】同様に、外側磁気リング４０ｂは、隔壁３
２に関して回転自在となるように、当該隔壁３２に軸受
け５０ｂを介して支持されている。具体的には、第２ヨ
ーク部材４６ｂおよび磁石４８ｂは外側回転軸５２ｂの
内面に設けられており、この外側回転軸５２ｂが軸受け
５０ｂを介して隔壁３２に支持されている。この外側回
転軸５２ｂには、アーム１４を構成する第２腕８６が結
合されている。

【００６１】このように、アーム軸１２を構成する外側
磁気リング４０ａおよび４０ｂは、高精度に加工された
隔壁３２に組み込まれる。各外側磁気リング４０ａおよ
び４０ｂは、同一の回転軸５４に関して回転自在であ
る。従って、これら外側磁気リング４０ａおよび４０ｂ
は、同一の回転軸５４の周りに互いに平行な状態で回転
可能となるように支持される。尚、回転軸５４は、隔壁
３２の中心軸に一致している。

【００６２】そして、各外側磁気リング４０ａおよび４
０ｂに対しては、上述の磁気カプラの機構により、それ
ぞれ内側磁気リング３８ａおよび３８ｂを介して回転力
が供給される。このように、アーム軸１２は、２重同軸
構造の回転軸である。

【００６３】そして、この例のアーム軸１２では、内側
磁気リング３８ａを構成する各磁石４４ａが、その配列
順に、外側磁気リング４０ａに接近する向き、あるいは
外側磁気リング４０ａから離間する向きに変位して、外
側磁気リング４０ａに回転力を与える構成としてある。
同様に、内側磁気リング３８ｂを構成する各磁石４４ｂ
が、その配列順に、外側磁気リング４０ｂに接近する向
き、あるいは外側磁気リング４０ｂから離間する向きに
変位して、外側磁気リング４０ｂに回転力を与える構成
としてある。

【００６４】この構成を実現するに当たり、アーム軸１
２には、回転部材５６ａが設けられている。回転部材５
６ａは、外側磁気リング４０ａの回転軸５４に関して回
転自在であって、この回転軸５４に直交する方向の断面
が楕円形状となっている部品である。また、この構成例
では、上述の第１ヨーク部材４２ａが可撓性を有してい
て、その一部が隔壁３２に対して固定されている。第１
ヨーク部材４２ａの下端は、固定台５８を介して隔壁３
２に固定されている。そして、第１ヨーク部材４２ａが
回転部材５６ａの側面に沿って摺動自在に設けられてい
る。第１ヨーク部材４２ａの下端は固定されているか
ら、回転部材５６ａが回転しても第１ヨーク部材４２ａ
は回転しない。従って、回転部材５６ａが回転すると第
１ヨーク部材４２ａは変形する。そのため、第１ヨーク
部材４２ａに設けられた磁石４４ａが変位する。

【００６５】同様に、アーム軸１２には、もう一つの回
転部材５６ｂが設けられている。回転部材５６ｂは、外
側磁気リング４０ｂの回転軸５４に関して回転自在であ
り、この回転軸５４に直交する方向の断面が楕円形状と
なっている。また、第１ヨーク部材４２ｂは可撓性を有
していて、その一部が隔壁３２に対して固定されてい
る。第１ヨーク部材４２ｂの下端は、固定台６０を介し
て隔壁３２に固定されている。そして、第１ヨーク部材
４２ｂが回転部材５６ｂの側面に沿って摺動自在に設け
られている。第１ヨーク部材４２ｂの下端は固定されて
いるから、回転部材５６ｂが回転しても第１ヨーク部材
４２ｂは回転しない。従って、回転部材５６ｂが回転す
ると、第１ヨーク部材４２ｂが変形して、第１ヨーク部
材４２ｂ上の磁石４４ｂが変位する。

【００６６】次に、図１を参照して、この実施の形態の
磁気カプラの構成につきさらに詳細に説明する。図１に
は、リング面に対して平行な方向すなわち回転軸５４に
対して垂直な方向の断面が示されている。尚、図１に
は、内側磁気リング３８ａおよび外側磁気リング４０ａ
により構成される磁気カプラを示したが、他方の内側磁
気リング３８ｂおよび他方の外側磁気リング４０ｂによ
り構成される磁気カプラも実質的に同じ構成である。

【００６７】図１に示すように、回転部材５６ａは、断
面が楕円形状の部材である。この回転部材５６ａは、い
わゆるカムとして機能するものである。この回転部材５
６ａの側面には、その外周に沿ってボールベアリング６
２が嵌め込まれている。このベアリング６２の内輪は回
転部材５６ａに固定されているが、その外輪はボールを
介して弾性変形する。この回転部材５６ａは、外側磁気
リング４０ａとほぼ同一の回転軸５４に関して回転可能
に設けられている。図２に示すように、この回転部材５
６ａと他方の回転部材５６ｂとは、互いに独立に駆動が
可能な中空モータ６４によって回転駆動される。但し、
ここに用いるモータは、回転部材５６ａおよび５６ｂの
回転を独立に制御できる機構であれば中空型である必要
はない。

【００６８】また、第１ヨーク部材４２ａには、金属弾
性体で形成された部品が使用されている。この部品は回
転部材５６ａの側面に沿って、ベアリング６２を介して
接触している。従って、第１ヨーク部材４２ａ上の各磁
石４４ａは楕円形状に沿って配置される。この第１ヨー
ク部材４２ａの下端は固定台５８に固定されているた
め、回転部材５６ａが回転しても第１ヨーク部材４２ａ
は回転しない。回転部材５６ａが回転すると、その外周
のベアリング６２が第１ヨーク部材４２ａの内面に接し
て転がり、第１ヨーク部材４２ａは回転部材５６ａの形
状に合わせて変形する。このため、第１ヨーク部材４２
ａに取り付けられた磁石４４ａは、回転軸５４に関して
回転せずに、外側磁気リング４０ａの側に接近する向
き、あるいは外側磁気リング４０ａから離れる向きに移
動する。

【００６９】尚、第１ヨーク部材４２ａが変形すると、
磁石４４ａの向きが僅かに変わる。この方向変化を吸収
するため、磁石４４ａは、弾性変形するゴム材６６に一
部モールドされた状態で、第１ヨーク部材４２ａに取り
付けられている。このゴム材６６は、産業用の動力伝達
ベルトに用いられているものであって、通常のモータの
駆動力伝達用タイミングベルトとほぼ同じ構造と材質か
らなる円筒型の強靭なベルトである。このゴム材６６
は、２０〜３０Ｋｇの引っ張り力に対しても０．１％以
上伸びることはない。磁石４４ａは、このゴム材６６に
埋め込まれるため、方向変化が生じない。ゴム材６６の
厚さは０．２ｍｍ程度である。

【００７０】さらに、図２に示すように、ゴム材６６と
第１ヨーク部材４２ａとの接続部分には、円筒の板ばね
材６８が埋め込まれている。この板ばね材６８には、磁
石４４ａの幅に一致した短冊状のスリットが入ってい
る。磁石４４ａは、このスリットに嵌め込まれた状態に
なされる。この板ばね材６８の下端は、固定台５８に固
定されている。従って、実際には、第１ヨーク部材４２
ａは、この板ばね材６８を介して、固定台５８に固定さ
れている。この板ばね材６８には、例えばＳＵＰ−７等
のばね材を用いると良い。この板ばね材は径方向に変形
が容易であり、円周方向には高い剛性を有している。従
って、第１ヨーク部材４２ａ上の磁石４４ａは、回転を
起こさずに、磁気リングの径方向にスムーズに移動する
ことになる。

【００７１】同様に、他方の第１ヨーク部材４２ｂに
も、板ばね材７０が結合されており、この板ばね材７０
の下端が固定台６０に固定されている。

【００７２】また、各磁石４４ａは、相隣合う磁極が互
いに逆となるように配置されている。つまり、回転部材
５６ａの側面に沿って、磁極が交互に逆向きとなるよう
に配置されている。尚、外側磁気リング４０ａを構成す
る磁石４８ａも、相隣合う磁極が互いに逆となるように
配置されている。

【００７３】さらに、この構成例のアーム軸１２では、
内側磁気リング３８ａを構成する磁石４４ａの個数が、
外側磁気リング４０ａを構成する磁石４８ａの個数より
も少ない。同様に、内側磁気リング３８ｂを構成する磁
石４４ｂの個数が、外側磁気リング４０ｂを構成する磁
石４８ｂの個数よりも少ない。図１に示す例では、内側
磁気リング３８ａの磁石４４ａの個数を１０個とし、外
側磁気リング４０ａの磁石４８ａの個数を１２個として
いる。

【００７４】尚、ベアリング６２の代わりにローラを用
いても良い。また、ニードルローラベアリングを用いる
のも好適である。さらに、これらの代わりに歯車を用い
て、ゴム材６６の内面に、この歯車の歯数の整数倍の歯
数の歯形が付いたタイミングベルトを設けることも良
い。

【００７５】また、回転部材５６ａを構成する部品は、
磁力の効率的利用という観点から、磁性体を用いるのも
一つの方法である。しかし、回転むらを無くすという観
点からは、非磁性体で構成するのが望ましい。

【００７６】さらに、回転部材５６ａの楕円形状、すな
わち、楕円の長軸と短軸との長さの差は次のように設計
するのが良い。すなわち、外側磁気リング４０ａを構成
する磁石４８ａから、第１ヨーク部材４２ａの短軸近傍
に位置する磁石４４ａに働く磁力が、長軸近傍に位置す
る磁石４４ａに働く力の約７０％以下になるように、こ
の値を決める。実用的には、この軸長の差を１ｍｍ以下
に保つことになる。

【００７７】また、上述したヨークおよび磁石がアウト
ガスあるいはプロセスガス耐腐食防止策が必要な磁性体
材料（例えば、鉄、フェライト、サマリュウムコバルト
およびボロン−ネオジュウム磁石など）である場合に
は、無電解ニッケルメッキなどの薄い防食膜で全面カバ
ーすれば良い。また、窒化ケイ素のようなセラミックス
を用いることで耐腐食性を高めることができ、しかもア
ウトガス量を低減させることができる。この材料の使用
は、アームリンクの剛性を高める点からも好ましい。

【００７８】また、アーム軸１２に用いられるベアリン
グ５０ａおよび５０ｂは、産業用ロボットアームにおい
て多用されるクロスローラベアリングである。このベア
リングは、一個のベアリングでラジアル荷重、アキシャ
ル荷重およびモーメント荷重などのあらゆる方向の荷重
を受けることができる。従って、アーム軸１２の構成が
単純化される。

【００７９】次に、アーム軸１２の動作につき、図３お
よび図４を参照して説明する。図３および図４は、第１
の実施の形態のアーム軸１２の動作説明に供する断面図
である。図３および図４には、一方の磁気カプラの構成
が示されている。

【００８０】図３（Ａ）は、回転部材５６ａの長軸が図
中の上下方向に一致している状態を示している。この状
態では、回転部材５６ａの長軸延長上に位置する磁石４
４ａ１が外側磁気リング４０ａに対して最も接近してい
る。この磁石４４ａ１は、外側磁気リング４０ａの磁石
４８ａ１に対向する位置にある。回転部材５６ａは、こ
の状態から、図中の反時計回りに回転し始める。

【００８１】図３（Ｂ）は、回転部材５６ａが反時計回
りに４５°の角度だけ回転した状態を示している。この
とき、上述の磁石４４ａ１は外側磁気リング４０ａから
離間する向きに移動する。同時に、その隣の磁石（図３
（Ｂ）中で、磁石４４ａ１の左側に位置する磁石）４４
ａ２は、外側磁気リング４０ａに対して接近する向きに
移動する。すると、外側磁気リング４０ａは、内側磁気
リング３８ａから生じる磁場の変化を感じて、時計回り
に回転する。

【００８２】ここで、回転部材５６ａの回転角をθと
し、内側磁気リング３８ａの磁石４４ａの個数をｎ１と
し、外側磁気リング４０ａの磁石４８ａの個数をｎ２と
する。すると、外側磁気リング４０ａの回転角ωは下記
の式（１）により表される。

【００８３】 ω＝θ×（ｎ２−ｎ１）÷ｎ２ ・・・（１） この例では、ｎ１＝１０であり、ｎ２＝１２である。従
って、回転部材５６ａが４５°だけ回転すると、外側磁
気リング４０ａは７．５°だけ回転する（図３
（Ｃ））。

【００８４】また、図３（Ｄ）は、回転部材５６ａが反
時計回りに９０°の角度だけ回転した状態を示してい
る。このとき、外側磁気リング４０ａは、時計回りに１
５°の角度だけ回転する（図４（Ａ））。

【００８５】さらに、図４（Ｂ）は、回転部材５６ａが
反時計回りに１３５°の角度だけ回転した状態を示して
いる。このとき、外側磁気リング４０ａは、時計回りに
２２．５°の角度だけ回転する（図４（Ｃ））。

【００８６】このようにして、回転部材５６ａが反時計
回りに１８０°だけ回転すると、外側磁気リング４０ａ
は時計回りに３０°だけ回転する。従って、回転部材５
６ａが６回転すると、外側磁気リング４０ａは１回転す
る。このように、このアーム軸１２は、減速機の機能も
有している。この例の場合には、回転部材５６ａが３６
０°回転すると、外側磁気リング４０ａは、始めの位置
より２個分の磁石４８ａだけずれた位置に来る。

【００８７】当然のことながら、回転部材５６ａが時計
回りに回転すれば、外側磁気リング４０ａの動きは逆に
なり、反時計回りに回転することになる。

【００８８】尚、この例では、動作を理解しやすくする
ために磁石４２ａの個数を少なくしたが、内側磁気リン
グ３８ａの運動をスムーズに行わせるには、磁石４２ａ
の個数を２０〜３０個程度にするのが良い。

【００８９】また、この例では、各磁石として形状がほ
ぼ同一な直方体形状のものを用いている。具体的なサイ
ズは、厚さが５ｍｍ、幅が９ｍｍ、高さが３０ｍｍであ
る。また、磁石としては、例えばネオジュウム磁石やサ
マリュウム−コバルト磁石を用いるのが好適である。

【００９０】さらに、この例では、回転部材５６ａの長
軸延長上に位置する磁石４４ａの表面と、この磁石４４
ａに対向する外側磁気リング４０ａの磁石４８ａの表面
との距離を約２ｍｍにしてある。また、回転部材５６ａ
の短軸延長上に位置する磁石４４ａの表面と、この磁石
４４ａに対向する外側磁気リング４０ａの磁石４８ａの
表面との距離を約３ｍｍにしてある。このように構成す
ると、約５Ｋｇ−ｃｍのトルクを伝達できる剛性が得ら
れる。

【００９１】以上説明した構成のアーム軸１２によれ
ば、コンパクトかつシンプルであり、高剛性の軸が実現
される。また、このアーム軸１２は、比較的長寿命であ
るという利点も具えている。しかも、バックラッシュが
発生しないために、優れた位置決め精度を有している。
このような構成のアーム軸１２は、半導体製造装置に適
用されるだけでなく、他の産業分野における動力伝達機
構としても用いて好適である。

【００９２】＜第２の実施の形態＞次に、第２の実施の
形態のアーム軸につき説明する。図６は、第２の実施の
形態のアーム軸を構成する磁気カプラの構成を示す断面
図である。

【００９３】第１の実施の形態で説明したように、アー
ム軸１２は、大気側に設けられた内側磁気リング３８ａ
（３８ｂ）と、減圧側に設けられた外側磁気リング４０
ａ（４０ｂ）との間の磁気結合を利用して、外側磁気リ
ング４０ａ（４０ｂ）に回転力を与えるものである。従
って、外側磁気リングと内側磁気リングとの間は、それ
ぞれ隔壁３２を介した状態でできるだけ近接させるよう
に構成するのが良い。このように構成すると、内側磁気
リングと外側磁気リングとの間の磁気カップリングがよ
り強められる。また、磁気カップリングを強めるには、
磁石４４ａと第１ヨーク部材４２ａとの間、磁石４４ｂ
と第１ヨーク部材４２ｂとの間、磁石４８ａと第２ヨー
ク部材４６ａとの間、および磁石４８ｂと第２ヨーク部
材４６ｂとの間を、それぞれできる限り隙間をつくらな
いように密着させることが必要である。さらに、各磁石
は、それぞれ隣接した磁石同士が互いに密着するように
各ヨークに取り付けられる。その結果、磁石とヨークと
の間、および隣接する磁石間の磁気回路抵抗が小さくな
る。この磁気回路抵抗を小さくするほど、ある磁石から
同じヨーク上にある両隣の磁石への漏れ磁力が小さくな
り、回転力の伝達に必要な対向磁石間の磁気結合力が強
くなる。

【００９４】このため、この実施の形態では、第２ヨー
ク部材４６ａおよび４６ｂは、各外側磁気リング４０ａ
および４０ｂを構成する磁石が複数の群に配分されるよ
うに分解可能になっている。図６には、リング面に対し
て平行な方向、すなわち、回転軸５４に対して垂直な方
向の断面が示されている。尚、図６には、一方の磁気カ
プラだけが示されているが、他方の磁気カプラも同じ構
成である。

【００９５】図６に示すように、外側磁気リング４０ａ
は、リング状の第２ヨーク部材４６ａと、この第２ヨー
ク部材４６ａの内側周縁に沿って取り付けられた複数個
の磁石４８ａとを具えている。そして、第２ヨーク部材
４６ａは、外側磁気リング４０ａを構成する磁石が３つ
の群に配分されるように分解可能である。すなわち、第
２ヨーク部材４６ａは、第１ヨークピース４６ａ１、第
２ヨークピース４６ａ２および第３ヨークピース４６ａ
３の３つの部品を組み合わせて構成されている。各ヨー
クピース４６ａ１、４６ａ２および４６ａ３間の境界部
分は、位置決めピン（平行ピン）７２により結合され、
組み立て再現精度が確保されている。

【００９６】上述の各ヨークピース４６ａ１〜４６ａ３
は、それぞれ互いに合同な板体である。図６に示すよう
に、第２ヨーク部材４６ａのリング中心と回転軸５４と
をそろえて配置したとき、各ヨークピース４６ａ１〜４
６ａ３間の境界位置と回転軸５４とを結ぶ直線が１２０
°置きの角度をなすようにしてある。よって、各ヨーク
ピース４６ａ１〜４６ａ３には、それぞれ等数の磁石４
８ａが取り付けられた状態になる。この構成例では、外
側磁気リング４０ａを構成する磁石４８ａの総数を１２
にしてあるので、各ヨークピース４６ａ１〜４６ａ３に
は４個ずつの磁石４８ａが取り付けられる。このよう
に、磁石４８ａの総数を、磁石の磁極数（２磁極）とヨ
ークの分割数との公倍数にしてあるので、矛盾なく、各
ヨークピースに磁石が均等配分される。

【００９７】この構成によれば、外側磁気リング４０ａ
は、隔壁３２の外壁面に各磁石４８ａの磁極面を極めて
近接させた状態で組み込まれる。図２に示すように、各
磁石４８ａの磁極面は、外側磁気リング４０ａを回転自
在に隔壁３２に組み込むための軸受け５０ａの内径よ
り、小さなリング径を形成するようになる。つまり、各
磁石４８ａの磁極面が、軸受け５０ａの内側より、すな
わち回転軸５４側に位置するように組み立てられる。こ
の例では、外側磁気リング４０ａの磁石４８ａの磁極面
と、内側磁気リング３８ａの磁石４４ａの磁極面との間
の距離が非常に小さくなる。この結果、漏れ磁力が少な
くなり、内側磁気リング３８ａおよび外側磁気リング４
０ａ間の磁気結合力が強くなる。

【００９８】尚、この構成例では、外側磁気リング４０
ａの分割数を３にしたが、４つ以上に分割しても良い。
但し、これを２分割にした場合は、ヨーク上の磁石の取
り付け面を隙間なく配列させる精度良い加工が困難であ
る。従って、３分割にする方が実用的である。

【００９９】＜第３の実施の形態＞次に、第３の実施の
形態では、アーム１４の主要構成につき説明する。図７
は、第３の実施の形態のウエハ搬送用アームリンクの主
要部を示す平面図である。図７では、各腕を実線で示
し、各軸を白抜きの丸記号で示してある。

【０１００】この実施の形態のアームリンクは、皿関節
軸１６、第１先端腕８８、第２先端腕９０、ウエハ載せ
皿１８、第３関節軸１１０、第４関節軸１１２、第１方
向付け腕１００、第２方向付け腕１０２、方向付けアー
ム軸１０４、ガイド磁石１０６および方向付け磁石１０
８を具えている。

【０１０１】上述の第１および第２先端腕８８および９
０は、皿関節軸１６の周りに互いに平行に回転可能であ
る。これら第１および第２先端腕８８および９０の一端
は、皿関節軸１６により回転自在に結合されている。こ
れら第１および第２先端腕８８および９０の他端は、そ
れぞれ独立の駆動源に結合されているので、図１２の紙
面に対して平行に、互いに独立に回転運動させることが
できる。

【０１０２】上述のウエハ載せ皿１８は、ウエハを載せ
て搬送するためのものであり、皿関節軸１６上に設けら
れている。

【０１０３】また、第３関節軸１１０は第１先端腕８８
に設けられており、第４関節軸１１２は第２先端腕９０
に設けられている。第１方向付け腕１００は第１先端腕
８８に第３関節軸１１０を介して結合されていて、第２
方向付け腕１０２は第２先端腕９０に第４関節軸１１２
を介して結合されている。これら第１および第２方向付
け腕１００および１０２は、互いに平行な状態で回転自
在となるように、方向付けアーム軸１０４により結合さ
れている。

【０１０４】また、ガイド磁石１０６は、その一端がウ
エハ載せ皿１８に固定され、その他端が方向付けアーム
軸１０４上に直線的に延在する棒状の磁石である。方向
付けアーム軸１０４の位置には方向付け磁石１０８が設
けられており、この方向付け磁石１０８により、ガイド
磁石１０６の他端が非接触的に支持される。

【０１０５】このように構成してあるため、第１先端腕
８８および第２先端腕９０が駆動されると、それに伴っ
て第１方向付け腕１００および第２方向付け腕１０２が
動き、方向付けアーム軸１０４の位置が移動する。この
とき、ウエハ載せ皿１８の向きは、ガイド磁石１０６の
延在方向、すなわち、方向付けアーム軸１０４と皿関節
軸１６とを結ぶ直線の延在方向に対して不変となる。従
って、このリンク機構にあっては、リンクの伸縮動作の
過程で、ウエハ載せ皿１８の向きを所望の向きに制御す
ることができる。

【０１０６】例えば、図７に示すアームリンクでは、皿
関節軸１６および第３関節軸１１０間の距離と、皿関節
軸１６および第４関節軸１１２間の距離とが等しい。ま
た、第１方向付け腕１００の長さと第２方向付け腕１０
２の長さとが等しい。従って、ガイド磁石１０６の延在
方向は、第１先端腕８８と第２先端腕９０との間の開き
角δを二等分する直線ａの延在方向に一致する。よっ
て、ウエハ載せ皿１８の向きは、常に直線ａの延在方向
に一致する向きに制御される。

【０１０７】［アームリンクの構成例］次に、第３の実
施の形態のアームリンクを適用した構成例につき、図８
を参照して説明する。図８は、アームリンクの構成例を
示す平面図である。上述したように、アームリンク１０
は、アーム軸１２の周りに回転可能なアーム１４と、ア
ーム１４の先端に設けられた皿関節軸１６と、皿関節軸
１６上に設けられたウエハ載せ皿１８とを具えている。
また、アーム１４は、アーム軸１２を構成する一方の磁
気カプラに結合された第１腕８４と、アーム軸１２を構
成する他方の磁気カプラに結合された第２腕８６と、皿
関節軸１６の周りに互いに平行に回転可能な第１先端腕
８８および第２先端腕９０とを具えている。さらに、ア
ーム１４は、第１関節軸９２および第２関節軸９４を具
えている。第１関節軸９２は、第１腕８４の先端と第１
先端腕８８の先端とを回転自在に結合するものであり、
第２関節軸９４は、第２腕８６の先端と第２先端腕９０
の先端とを回転自在に結合するものである。これらの軸
９２および９４が、アーム軸１２と同一の方向となるよ
うに構成されている。

【０１０８】上述の第１腕８４および第２腕８６は、第
２関節軸９４とアーム軸１２（回転軸５４）との間の軸
間距離と、第１関節軸９２とアーム軸１２（回転軸５
４）との間の軸間距離とが等しくなるような棒状の板材
で形成されている。その各々の一端は、アーム軸１２を
構成する外側回転軸５２ａおよび５２ｂにそれぞれ固定
されている。従って、第１腕８４に磁気カプラの回転運
動が伝達されると、第１腕８４は、アーム軸１２の回転
軸５４に対して垂直な面内で、上述した一端を中心に回
転運動する。同様に、第２腕８６に磁気カプラの回転運
動が伝達されると、第２腕８６は、アーム軸１２の回転
軸５４に対して垂直な面内で、上述した一端を中心に回
転運動する。つまり、これら第１腕８４および第２腕８
６は互いに平行な状態で回転運動を行うようになってい
る。

【０１０９】また、第１先端腕８８および第２先端腕９
０は、皿関節軸１６と第１関節軸９２との間の軸間距離
と、皿関節軸１６と第２関節軸９４との間の軸間距離と
が等しくなるような棒状の板材で形成されている。皿関
節軸１６には軸受け（ベアリング）が設けてあり、第１
先端腕８８および第２先端腕９０はこの皿関節軸１６を
中心に互いに平行な面内で回転運動が可能である。これ
らの回転運動を行う面が、第１腕８４および第２腕８６
の回転運動面と平行になるように、皿関節軸１６の軸方
向とアーム軸１２の軸方向とを一致させて配置する。

【０１１０】また、第１腕８４および第２腕８６のアー
ム軸１２と反対側の先端には、上述したように第１関節
軸９２および第２関節軸９４が設けられている。第１関
節軸９２および第２関節軸９４は、これらとアーム軸１
２との間の距離が互いに等しくなるような位置に設けら
れている。そして、第１関節軸９２にはベアリングを介
して、皿関節軸１６とは反対側の第１先端腕８８の一端
を結合させてある。同様に、第２関節軸９４にベアリン
グを介して、皿関節軸１６とは反対側の第２先端腕９０
の一端を結合させてある。尚、皿関節軸１６と第１関節
軸９２および第２関節軸９４との間の距離と、アーム軸
１２と第１関節軸９２および第２関節軸９４との間の距
離とは、必ずしも等しくする必要はない。

【０１１１】このように、アームリンク１０を構成する
アーム１４のリンク機構は、主として、１個のアーム軸
１２と、２個の腕関節軸（第１関節軸９２および第２関
節軸９４）と、１個の皿関節軸１６と、４つのアーム
（第１腕８４、第２腕８６、第１先端腕８８および第２
先端腕９０）とで構成されている。よって、ほぼ菱形に
近いリンクが形成され、アーム軸１２を基点として直進
伸縮および回転するアームリンクが構成される。しか
も、各腕の動作平面は互いに平行であり、これら動作平
面はアーム軸１２に対して正確に直交した状態に組み立
ててある。よって、構造が単純で剛性の高いリンクが構
成され、ウエハの搬送を高速かつ高い位置精度で行うこ
とができる。

【０１１２】図９は、アームリンクの構成とともにアー
ムの移動軌跡を示す平面図である。図９には、アーム１
４が伸びている状態を実線で示してあり、アーム１４が
縮んでいる状態を破線で示してある。尚、各アームは１
本の線分で概略的に示してあり、軸は白抜きの丸記号で
示してある。

【０１１３】図９に示すように、アーム軸１２を構成す
る２つの磁気カプラが互いに等角速度で逆向きに回転す
るとき、アーム１４は伸縮する。例えば、図９におい
て、アーム１４が伸びている状態のときに、第１腕８４
側の磁気カプラを左回転させる。この回転力が第１腕８
４に伝わって、第１腕８４は左向きに回転する。同時
に、第２腕８６側の磁気カプラを右回転させると、その
回転力が第２腕８６に伝わって第２腕８６が右向きに回
転する。この場合、第１腕８４と第２腕８６とが互いに
離間する方向に動くので、第１関節軸９２および第２関
節軸９４も互いに離間する方向に移動する。それと共
に、第１関節軸９２および第２関節軸９４は、アーム軸
１２の側に引き寄せられる。すると、第１先端腕８８お
よび第２先端腕９０にもその動きが伝わって動き出し、
皿関節軸１６をアーム軸１２側に引き寄せる。よって、
アーム１４が縮む。

【０１１４】逆に、アーム１４が縮んでいる状態のとき
に、第１腕８４側の磁気カプラを右回転させる。この回
転力が第１腕８４に伝わって第１腕８４は右向きに回転
する。同時に、第２腕８６側の磁気カプラを左回転させ
ると、その回転力が第２腕８６に伝わって、第２腕８６
は左向きに回転する。この場合、第１腕８４と第２腕８
６とが互いに近づく方向に動くので、第１関節軸９２お
よび第２関節軸９４も互いに近づく方向に移動する。そ
れと共に、第１関節軸９２および第２関節軸９４は、ア
ーム軸１２の側から離間してゆく。すると、第１先端腕
８８および第２先端腕９０にもその動きが伝わって動き
出し、皿関節軸１６をアーム軸１２側から遠のける。よ
って、アーム１４が伸びる。

【０１１５】尚、アーム１４の向きを変えるときには、
両方の磁気カプラを同じ向きに等角速度で回転させる。
例えば、アーム１４を右向きに回転させたい場合には、
各磁気カプラを右回転させる。逆に、アーム１４を左向
きに回転させたい場合には、各磁気カプラを左回転させ
る。

【０１１６】［方向維持手段の構成］次に、ウエハ載せ
皿１８の方向維持機構につき説明する。この方向維持機
構は、図７を参照して説明した構成により実現されてい
る。図８および図９に示すように、皿関節軸１６にはア
ーム軸１２と同一軸方向に回転自在な状態で皿止め板９
６が取り付けられている。ウエハ載せ皿１８は、この皿
止め板９６に固定されている。そして、この構成例のア
ームリンク１０は、ウエハ載せ皿１８の方向維持手段９
８ａを具えている。この方向維持手段９８ａは、第３関
節軸１１０、第４関節軸１１２、第１方向付け腕１０
０、第２方向付け腕１０２、方向付けアーム軸１０４、
ガイド磁石（ガイドマグネット）１０６および方向付け
磁石（方向付けマグネット）１０８により構成されてい
る。

【０１１７】上述の第３関節軸１１０は第１先端腕８８
に設けられており、第４関節軸１１２は第２先端腕９０
に設けられている。第１方向付け腕１００の一端は、第
１先端腕８８に第３関節軸１１０を介して結合されてい
る。また、第２方向付け腕１０２の一端は、第２先端腕
９０に第４関節軸１１２を介して結合されている。これ
ら第１方向付け腕１００および第２方向付け腕１０２の
他端は、互いに重ねられた状態で上述の方向付けアーム
軸１０４に結合される。この方向付けアーム軸１０４に
より、第１方向付け腕１００と第２方向付け腕１０２と
が互いに平行な状態で回転自在に結合される。

【０１１８】尚、方向付けアーム軸１０４が皿関節軸１
６とアーム軸１２とを結ぶ直線上に位置するようにする
ため、第１方向付け腕１００および第２方向付け腕１０
２の両者は、第３関節軸１１０と方向付けアーム軸１０
４との軸間距離と、第４関節軸１１２と方向付けアーム
軸１０４との軸間距離とが等しくなるような長さにして
ある。また、第３関節軸１１０および第４関節軸１１２
は、アーム軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ直線に関して
対称となる位置にそれぞれ設けられている。さらに、方
向付けアーム軸１０４と第３関節軸１１０との軸間距
離、および方向付けアーム軸１０４と第４関節軸１１２
との軸間距離は、アーム１４が最も短く縮んだときに距
離不足を起こさないで、アーム室２０にアーム１４全体
が収まるように定める。このため、これら軸間距離は、
皿関節軸１６と第３関節軸１１０との軸間距離および皿
関節軸１６と第４関節軸１１２との軸間距離にほぼ等し
い距離から、この距離の２の平方根倍の距離までの範囲
にしてある。このように構成してあるので、第１方向付
け腕１００および第２方向付け腕１０２は、それぞれ第
１腕８４および第２腕８６と同じように動作する。

【０１１９】また、上述のガイドマグネット１０６は、
ウエハ載せ皿１８の向きを変えないように当該ウエハ載
せ皿１８をアーム軸１２の側に導くためのものである。
このガイドマグネット１０６は、平行度の良好な棒状の
永久磁石であって、その一端が皿止め板９６に固定され
ている。但し、ガイドマグネット１０６と皿止め板９６
との結合部分が、アーム軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ
直線上に位置するようにしてある。そして、棒状のガイ
ドマグネット１０６が、アーム１４および方向維持手段
９８ａを構成する各腕と平行になるようにしてある。さ
らに、このガイドマグネット１０６の他端は、方向付け
アーム軸１０４上に直線的に延在する。その延在する方
向は、静止状態でアーム軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ
直線の方向に一致するようにしてある。

【０１２０】また、上述の方向付けマグネット１０８
は、方向付けアーム軸１０４の位置にガイドマグネット
１０６を囲むように設けられた磁石である。この方向付
けマグネット１０８は、アーム軸１２と同一な軸方向に
関して回転自在となるように設けられている。この例の
方向付けマグネット１０８は、ほぼ磁力が等しい２個の
磁石をホルダ上に設置したものである。これら磁石は、
各々の間が所定の間隔だけ離間した状態で、かつ、各々
のＮ極およびＳ極が互いに対向した状態でホルダ上に設
置されている。このホルダの表面にニッケルなどの磁性
体材料をコートしておけば、設置された磁石との間に閉
じた磁路が形成され、周囲の磁気状態に影響されない強
力で安定した磁場が得られる。このホルダは、ベアリン
グを介して方向付けアーム軸１０４の位置に取り付けら
れている。尚、方向付けマグネット１０８の磁石間のギ
ャップの中心位置が、皿関節軸１６とアーム軸１２とを
結ぶ直線上に位置するように構成する。

【０１２１】そして、上述のガイドマグネット１０６が
方向付けマグネット１０８を構成する２つの磁石の間を
通過するように構成する。ガイドマグネット１０６の磁
極は、対向する方向付けマグネット１０８の磁石の磁極
と同一となるようにしてある。従って、ガイドマグネッ
ト１０６は、方向付けマグネット１０８を構成する２つ
の磁石からほぼ等しい大きさの反発力を対向する両方の
面から受けるため、これらの力がバランスする点に安定
して止まる。つまり、反発磁力により、棒磁石（ガイド
マグネット１０６）の中心が方向付けマグネット１０８
の磁石間のギャプのほぼ中心に位置するように、非接触
的に保持される。よって、アーム１４の伸縮動作に伴っ
て、方向付けアーム軸１０４は皿関節軸１６とアーム軸
１２とを結ぶ直線上を移動することになる。その結果、
アーム１４の伸縮動作によらずに、常にウエハ載せ皿１
８を一定方向すなわち皿関節軸１６およびアーム軸１２
の位置関係によって決まる方向に向かせた状態に保つこ
とができる。

【０１２２】尚、ガイドマグネット１０６の磁極面と方
向付けマグネット１０８の磁極面との間の距離は０．１
〜０．５ｍｍ程度にしておくのが、ウエハ設置位置精度
の観点から望ましい。さらに、ウエハ設置位置精度の要
請から、ガイドマグネット１０６の磁極面の平行度は
０．０２ｍｍ以下に作ることが望ましい。このようにす
れば、棒磁石に磁力の不均一さが多少あったとしても棒
磁石の磁極面が平行なので、棒磁石の安定点はほぼ上述
のギャップの中心を通る。

【０１２３】［方向維持手段の変形例（その１）］次
に、方向維持手段の第１の変形例について、図１０を参
照して説明する。図１０は、方向維持手段の第１変形例
（アームリンクの第１変形例）をアームの移動軌跡とと
もに示す平面図である。この例の方向維持手段９８ｂ
も、第１方向付け腕１００、第２方向付け腕１０２、方
向付けアーム軸１０４、ガイドマグネット１０６および
方向付けマグネット１０８により構成されている。

【０１２４】この構成例では、第１先端腕８８および第
２先端腕９０の皿関節軸１６による結合位置をアーム軸
１２に近い側に配置させ、第１先端腕８８および第２先
端腕９０の各先端部分が皿関節軸１６を越えてウエハ載
せ皿１８側に達するように、余分に延長させた状態にし
てある。そして、この第１先端腕８８の延長部分の先端
に、第１方向付け腕１００の一端が第３関節軸１１０を
介して結合される。第２先端腕９０の延長部分の先端に
は、第２方向付け腕１０２の一端が第４関節軸１１２を
介して結合される。また、方向付けアーム軸１０４はウ
エハ載せ皿１８上であって、皿関節軸１６とアーム軸１
２とを結ぶ直線上に位置するようにしてある。よって、
第１方向付け腕１００および第２方向付け腕１０２は、
ウエハ載せ皿１８上の方向付けアーム軸１０４の位置に
おいて結合される。従って、方向付けマグネット１０８
もウエハ載せ皿１８上に位置している。ガイドマグネッ
ト１０６は、この方向付けアーム軸１０４と皿関節軸１
６との間に延在するように、皿止め板９６上に固定され
る。

【０１２５】このように構成してあるので、第１方向付
け腕１００および第２方向付け腕１０２は、それぞれ第
２先端腕９０および第１先端腕８８と同じように動作す
る。よって、アーム１４の伸縮に伴って、方向付けアー
ム軸１０４は皿関節軸１６とアーム軸１２とを結ぶ直線
上を移動する。その結果、アーム１４の伸縮動作によら
ずに、常にウエハ載せ皿１８を一定方向すなわち皿関節
軸１６およびアーム軸１２の位置関係によって決まる方
向に向かせた状態に保つことができる。

【０１２６】［方向維持手段の変形例（その２）］次
に、方向維持手段の第２の変形例について、図１１を参
照して説明する。図１１は、方向維持手段の第２変形例
（アームリンクの第２変形例）をアームの移動軌跡とと
もに示す平面図である。この例の方向維持手段９８ｃ
も、第１方向付け腕１００、第２方向付け腕１０２、方
向付けアーム軸１０４、ガイドマグネット１０６および
方向付けマグネット１０８により構成されている。

【０１２７】この構成例では、第１先端腕８８の長さを
第２先端腕９０よりも長くしてある。そして、第１先端
腕８８の途中と第２先端腕９０の先端とを皿関節軸１６
において結合する。このため、第１先端腕８８の先端部
分が皿関節軸１６を越えてウエハ載せ皿１８側に達して
いる。そして、この第１先端腕８８の延長部分の先端
に、第１方向付け腕１００の一端が第３関節軸１１０を
介して結合される。また、第２先端腕９０の途中部分
に、第２方向付け腕１０２の一端が第４関節軸１１２を
介して結合される。このとき、第３関節軸１１０および
第４関節軸１１２を結ぶ直線が、アーム軸１２と皿関節
軸１６とを結ぶ直線に対して平行となるようにしてあ
る。

【０１２８】また、方向付けアーム軸１０４は皿止め板
９６上であって、アーム軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ
直線よりも図中の上側の位置に配置される。この位置に
は、方向付けマグネット１０８も設置される。そして、
この方向付けアーム軸１０４と皿関節軸１６とを結ぶ直
線が、アーム軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ直線に対し
て直交するように構成する。よって、ガイドマグネット
１０６は、アーム軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ直線に
対して直交する方向に延在するように、皿止め板９６上
に固定される。

【０１２９】このように構成してあるので、アーム１４
の伸縮に伴って、方向付けアーム軸１０４は皿関節軸１
６とアーム軸１２とを結ぶ直線に対して直交する直線上
を移動する。その結果、アーム１４の伸縮動作によらず
に、常にウエハ載せ皿１８を一定方向すなわち皿関節軸
１６およびアーム軸１２の位置関係によって決まる方向
に向かせた状態に保つことができる。

【０１３０】［方向維持手段の変形例（その３）］次
に、方向維持手段の第３の変形例について、図１２を参
照して説明する。図１２は、方向維持手段の第３変形例
（アームリンクの第３変形例）をアームの移動軌跡とと
もに示す平面図である。この例の方向維持手段９８ｄ
も、第１方向付け腕１００、第２方向付け腕１０２、方
向付けアーム軸１０４、ガイドマグネット１０６および
方向付けマグネット１０８により構成されている。

【０１３１】この構成例では、方向付けアーム軸１０４
が皿止め板９６上に位置している。第１方向付け腕１０
０および第２方向付け腕１０２の各一端は、この方向付
けアーム軸１０４により結合されている。また、第１方
向付け腕１００および第２方向付け腕１０２の各他端
は、それぞれ第３関節軸１１０および第４関節軸１１２
を介して第１先端腕８８および第２先端腕９０に結合さ
れている。

【０１３２】また、方向付けマグネット１０８は、方向
付けアーム軸１０４と同じ位置に設けられている。そし
て、ガイドマグネット１０６は、その延在方向がアーム
軸１２と皿関節軸１６とを結ぶ直線に対して平行となる
ように、かつ、ガイドマグネット１０６の中心がこの直
線上に位置するように構成する。

【０１３３】このように構成してあるので、アーム１４
の伸縮に伴って、方向付けアーム軸１０４は皿関節軸１
６とアーム軸１２とを結ぶ直線上を移動する。その結
果、アーム１４の伸縮動作によらずに、常にウエハ載せ
皿１８を一定方向すなわち皿関節軸１６およびアーム軸
１２の位置関係によって決まる方向に向かせた状態に保
つことができる。

【０１３４】以上説明したウエハ搬送用アームリンクで
は、ウエハ載せ皿１８の方向維持機構に磁石を用いてい
る。しかし、次の第４の実施の形態で説明するように、
方向維持機構は磁石を用いなくても構成することができ
る。

【０１３５】＜第４の実施の形態＞次に、第４の実施の
形態では、ウエハ搬送用アームリンクの別例につき説明
する。図１３は、第４の実施の形態のウエハ搬送用アー
ムリンクの主要部を示す平面図である。図１３では、各
腕を実線で示し、各軸を白抜きの丸記号で示してある。
この実施の形態のウエハ搬送用アームリンクは、皿関節
軸１６、第１先端腕８８、第２先端腕９０、ウエハ載せ
皿１８、第３関節軸１１０、第４関節軸１１２、第１方
向付け腕１００、第２方向付け腕１０２、方向付けアー
ム軸１０４、シャフト１７０および軸受け１７２を具え
ている。すなわち、この実施の形態のアームリンクは、
第３の実施の形態で説明したガイド磁石１０６および方
向付け磁石１０８の代わりに、シャフト１７０および軸
受け１７２を具えている。これ以外の構成については、
第３の実施の形態の構成と同様であるので説明を省略す
る。

【０１３６】上述のシャフト１７０は、その一端がウエ
ハ載せ皿１８に固定され、その他端が方向付けアーム軸
１０４上に直線的に延在する棒状部材である。また、上
述の軸受け１７２は方向付けアーム軸１０４の位置に設
けられていて、シャフト１７０をスライド自在となるよ
うに支持するものである。軸受け１７２は、ボールスプ
ライン式のものを用いるのが好適である。

【０１３７】このように構成してあるため、第１先端腕
８８および第２先端腕９０が駆動されると、それに伴っ
て第１方向付け腕１００および第２方向付け腕１０２が
動き出し、方向付けアーム軸１０４の位置が移動する。
このとき、ウエハ載せ皿１８の向きは、シャフト１７０
の延在方向、すなわち、方向付けアーム軸１０４と皿関
節軸１６とを結ぶ直線の延在方向に対して不変である。
従って、このリンク機構にあっても、リンクの伸縮動作
の過程で、ウエハ載せ皿１８の向きを所望の向きに制御
することができる。

【０１３８】図１３に示すアームリンクでは、皿関節軸
１６および第３関節軸１１０間の距離と、皿関節軸１６
および第４関節軸１１２間の距離とが等しい。また、第
１方向付け腕１００の長さと第２方向付け腕１０２の長
さとが等しい。従って、シャフト１７０の延在方向は、
第１先端腕８８と第２先端腕９０との間の開き角δを二
等分する直線ａの延在方向に一致する。よって、ウエハ
載せ皿１８の向きは、常に直線ａの延在方向に一致する
向きに制御される。

【０１３９】尚、図１０、図１１および図１２を参照し
て説明したように、方向維持機構の設け方については、
図１３に示す例に限定されない。

【０１４０】＜第５の実施の形態＞次に、第５の実施の
形態では、他のウエハ搬送用アームリンクの構成につ
き、図１４、図１５および図１６を参照して説明する。
図１４は、第５の実施の形態のウエハ搬送用アームリン
クの主要部を示す平面図である。図１４には、皿関節軸
１６近傍に設けられた方向維持手段１２２の部分が拡大
されて示されている。また、図１５は、第５の実施の形
態のウエハ搬送用アームリンクの主要部（Ｉ−Ｉ断面）
を示す断面図である。図１５には、図１４のＩ−Ｉ線に
沿う位置の切り口の断面が示されている。図１６は、第
５の実施の形態のウエハ搬送用アームリンクの主要部
（Ｊ−Ｊ断面）を示す断面図である。図１６には、図１
４のＪ−Ｊ線に沿う位置の切り口の断面が示されてい
る。

【０１４１】この例の方向維持手段１２２は、複数個の
磁石がリング状に配列した状態で保持された第１磁気リ
ング１２４、第２磁気リング１２６、第３磁気リング１
２８および第４磁気リング１３０を具えている。これら
各磁気リング１２４〜１３０は、主として、リング状の
部材と複数個の磁石とで構成されている。各磁石は、リ
ング状部材の表面において、リング状、この例では円形
状となるように配置されて取り付けられる。しかし、そ
の半径は、図１５および図１６で示すごとく、軸間距離
を等しく保ち、かつ、それぞれの磁気リングの磁石の磁
極面がほぼオーバーラップするように配列されるのであ
れば必ずしも同一にする必要はない。これら磁気リング
を構成する磁石は、腕接合部材１３８および１４６の回
転範囲をカバーする領域にそれぞれ配置されている。各
磁石の磁極面は皿関節軸１６と同一方向で、磁極の配列
は、実用上、隣り合う磁石の極が異なるように並べると
良い。各磁気リングは、リング状に配置された各磁石か
ら等距離の位置を回転中心軸として、回転自在である。
各磁気リング１２４〜１３０は、ベアリングを介して皿
止め板９６に取り付けられている。

【０１４２】そして、第１磁気リング１２４および第２
磁気リング１２６の各々は、皿関節軸１６を回転軸とし
て回転自在に設けられている。また、これら第１磁気リ
ング１２４および第２磁気リング１２６に、それぞれ第
１先端腕８８および第２先端腕９０が結合している。

【０１４３】第１磁気リング１２４は、リング状部材１
３２と、このリング状部材１３２に取り付けられた所定
数の磁石１３４とをもって構成されている。このリング
状部材１３２は、ベアリング１３６を介して皿止め板９
６に取り付けられている。このベアリング１３６は、皿
止め板９６の一部分であって、皿関節軸１６の延在する
方向に突出した、円柱形状の皿止め板部分９６ａに嵌め
込まれている。そして、ベアリング１３６は、軸受止め
１３７および１３７ａによって皿止め板部分９６ａに固
定されている。各磁石１３４は、皿関節軸１６に対して
直交する平面内であって、皿関節軸１６から互いに等距
離だけ離間したリング状部材１３２上の位置に配置され
ている。

【０１４４】また、腕接合部材１３８は、リング状部材
１３２の一端となっている。この腕接合部材１３８は、
皿関節軸１６に対して直交する方向に延在する板体であ
って、その他端に第１先端腕８８の先端が接続されてい
る。よって、第１先端腕８８が皿関節軸１６の周りに回
転運動すると、第１磁気リング１２４は皿関節軸１６を
回転軸として回転運動する。

【０１４５】また、第２磁気リング１２６は、リング状
部材１４０と、このリング状部材１４０に取り付けられ
た所定数の磁石１４２とをもって構成されている。この
リング状部材１４０は、ベアリング１４４を介して、第
１磁気リング１２４を構成するリング状部材１３２に取
り付けられている。このベアリング１４４は、リング状
部材１３２の一部分であって、皿関節軸１６と同一の方
向に延在する円筒形状の部分に嵌め込まれている。ベア
リング１４４は、リング状部材１３２により皿止め板９
６の側に押圧されて固定されている。各磁石１４２は、
皿関節軸１６に対して直交する平面内であって、皿関節
軸１６から互いに等距離だけ離間したリング状部材１４
０上の位置に配置されている。

【０１４６】また、腕接合部材１４６は、リング状部材
１４０の一端となっている。この腕接合部材１４６は、
皿関節軸１６に対して直交する方向に延在する板体であ
って、その他端に第２先端腕９０の先端が接続されてい
る。よって、第２先端腕９０が皿関節軸１６の周りに回
転運動すると、第２磁気リング１２６は皿関節軸１６を
回転軸として回転運動する。

【０１４７】以上説明したように、第１磁気リング１２
４および第２磁気リング１２６は、同一の軸（皿関節軸
１６）の周りに設けられていて、二重同軸構造を構成し
ている。図１５および図１６に示す例では、各磁気リン
グ１２４および１２６の径（皿関節軸１６から各磁石１
３４あるいは１４２までの距離）を同一にしてある。ま
た、各磁気リング１２４および１２６は、皿関節軸１６
の軸延在方向に沿って上下に亘り重なった状態に設けら
れている。この構成例では、第１磁気リング１２４は、
皿止め板９６から比較的離間した側（図１５および図１
６中の下側）の位置に設けられており、第２磁気リング
１２６は、皿止め板９６に近接した側（図１５および図
１６中の上側）の位置に設けられている。尚、第１磁気
リング１２４を構成する磁石１３４と、第２磁気リング
１２６を構成する磁石１４２とは、これらの間に第３磁
気リング１２８および第４磁気リング１３０が挟まれて
互いに遠のくため、両者間の相互作用が無視できる程度
となる距離だけ互いに離間した状態となる。

【０１４８】次に、第３磁気リング１２８および第４磁
気リング１３０につき説明する。先ず、第３磁気リング
１２８は、第１磁気リング１２４と磁気結合して当該第
１磁気リング１２４の回転運動に伴い回転するものであ
る。第３磁気リング１２８は、リング状部材１４８と、
このリング状部材１４８に取り付けられた所定数の磁石
１５０とをもって構成されている。このリング状部材１
４８は、４点接触型のベアリング１５２を介して皿止め
板９６に取り付けられている。このベアリング１５２
は、皿止め板９６の一部分であって、皿関節軸１６が延
在する方向と同一の方向に突出した、円筒形状の皿止め
板部分９６ｂに嵌め込まれている。そして、ベアリング
１５２は、軸受止め１５３によって皿止め板部分９６ｂ
に固定されている。各磁石１５０は、皿関節軸１６と同
一の方向に延在する回転軸１５４に対して直交する平面
内であって、この回転軸１５４から互いに等距離だけ離
間したリング状部材１４８上の位置に配置されている。
磁石１５０の大きさは、必ずしも同一でなくて良く、各
磁気リングのカップリング力が常に回転方向成分に対し
て打ち消し合うようにバランスよく配置されていること
が重要である。むしろ、交互に大きさが異なるほうがこ
の力の不感領域を狭める点で好ましい。尚、この回転軸
１５４は、皿関節軸１６とアーム軸１２の回転軸５２と
を結ぶ直線（図１４中の直線ａ。この直線ａの延在する
方向がアームリンクの伸縮方向に相当する。）上から外
れた位置に配置されている。

【０１４９】また、第３磁気リング１２８と第１磁気リ
ング１２４とが一部で重なった状態になっている。この
重なり部分では、図１５に示すように、第３磁気リング
１２８を構成する磁石１５０の下面側と、第１磁気リン
グ１２４を構成する磁石１３４の上面側とが対向してい
る。そして、第３磁気リング１２８を構成する磁石１５
０と、第１磁気リング１２４を構成する磁石１３４とは
非常に近接している。そのため、第３磁気リング１２８
と第１磁気リング１２４とは互いに磁気結合する。この
第３磁気リング１２８は、皿止め板９６から比較的離間
した位置（図１５中の下方）に設けられるので、第２磁
気リング１２６の磁石１４２とは磁気結合しない。

【０１５０】一方、第４磁気リング１３０は、第２磁気
リング１２６と磁気結合して当該第２磁気リング１２６
の回転運動に伴い回転するものである。この第４磁気リ
ング１３０は、リング状部材１５６と、このリング状部
材１５６に取り付けられた所定数の磁石１５８とをもっ
て構成されている。このリング状部材１５６は、４点接
触型のベアリング１６０を介して皿止め板９６に取り付
けられている。このベアリング１６０は、皿止め板９６
の一部分であって、皿関節軸１６が延在する方向と同一
の方向に突出した、円筒形状の皿止め板部分９６ｃに嵌
め込まれている。そして、ベアリング１６０は、軸受止
め１６１によって皿止め板部分９６ｃに固定されてい
る。各磁石１５８は、皿関節軸１６と同一の方向に延在
する回転軸１６２に対して直交する平面内であって、こ
の回転軸１６２から互いに等距離だけ離間したリング状
部材１５６上の位置に配置されている。尚、この回転軸
１６２は、皿関節軸１６とアーム軸１２の回転軸５２と
を結ぶ直線（図１４中の直線ａ）上であって、皿関節軸
１６に対してウエハ載せ皿１８に近い側に位置してい
る。

【０１５１】また、第４磁気リング１３０と第２磁気リ
ング１２６とが一部で重なった状態になっている。この
重なり部分では、図１６に示すように、第４磁気リング
１３０を構成する磁石１５８の上面側と、第２磁気リン
グ１２６を構成する磁石１４２の下面側とが対向してい
る。そして、第４磁気リング１３０を構成する磁石１５
８と、第２磁気リング１２６を構成する磁石１４２とは
非常に近接している。そのため、第４磁気リング１３０
と第２磁気リング１２６とは互いに磁気結合する。この
第４磁気リング１３０は、皿止め板９６に比較的近接し
た位置（図１６中の上方）に設けられるので、第１磁気
リング１２４の磁石１３４とは磁気結合しない。

【０１５２】また、第３磁気リング１２８および第４磁
気リング１３０間には磁気結合が生じるように各々の設
置位置を決めてある。ここで、図１４を参照して、各磁
気リングの配置関係について説明する。上述したよう
に、第４磁気リング１３０の回転軸１６２は、皿関節軸
１６とアーム軸１２の回転軸５２とを結ぶ直線ａ上に位
置している。一方、第３磁気リング１２８の回転軸１５
４は、この直線ａ上から外れた位置に配置されている。
回転軸５２は、皿関節軸１６よりもウエハ載せ皿１８に
近い側に位置しており、回転軸１６２と皿関節軸１６と
の間に回転軸１５４が位置している。これら回転軸１６
２、皿関節軸１６および回転軸１５４は、ほぼ正三角形
の各頂点に位置するようにそれぞれ配置される。図１４
において、第１磁気リング１２４と第２磁気リング１２
６とは、互いに重なり合う位置に設けられている。ま
た、第３磁気リング１２８と第４磁気リング１３０とは
一部で重なるように構成されており、この重なり部分に
おいて第３磁気リング１２８と第４磁気リング１３０と
が磁気結合する。図１５および図１６に示すように、こ
の重なり部分では、第３磁気リング１２８を構成する磁
石１５０の上面と、第４磁気リング１３０を構成する磁
石１５８の下面とが非常に近接した位置で対向してい
る。

【０１５３】そして、これら第３磁気リング１２８およ
び第４磁気リング１３０間に生じる磁気結合により、第
１磁気リング１２４および第２磁気リング１２６の回転
運動が制御される。上述したように、第１磁気リング１
２４と第３磁気リング１２８とは磁気結合により回転運
動が連動して行われる。また、第２磁気リング１２６と
第４磁気リング１３０とも同様であって、これらの磁気
結合により各々の回転運動が連動して行われる。つま
り、第１磁気リング１２４と共に第３磁気リング１２８
が回転し、第２磁気リング１２６と共に第４磁気リング
１３０が回転するように構成されている。

【０１５４】また、第３磁気リング１２８と第４磁気リ
ング１３０との間で磁気結合を生じさせているので、こ
れらの回転運動も連動して行われる。従って、第１磁気
リング１２４と第２磁気リング１２６との回転運動が連
動して行われる。

【０１５５】このように、第３磁気リング１２８および
第４磁気リング１３０間に生じる磁気結合により、第１
磁気リング１２４および第２磁気リング１２６の回転運
動が制御される。そして、上述した直線ａ、すなわち、
第１先端腕８８と第２先端腕９０との間の開き角δを二
等分する直線ａに対する、第３磁気リング１２８および
第４磁気リング１３０の各回転軸の相対位置が一定に保
たれるように制御される。従って、ウエハ載せ皿１８の
向きが直線ａに対して常に一定となる。この構成例で
は、アームリンクの動作時において、第４磁気リング１
３０の回転軸１６２が常に直線ａ上に位置するように、
第１先端腕８８および第２先端腕９０の回転により生じ
るウエハ載せ皿１８の向きのずれが補償される。このよ
うな構成を得るためには、各磁気リングのリング径や磁
石の数や磁気リングの回転軸の位置を適切に設計すれば
良い。

【０１５６】次に、図１７を参照して、方向維持手段１
２２の動作につき説明する。図１７は、方向維持手段１
２２の動作説明に供する平面図である。図１７（Ａ）に
はアームリンクが伸びる場合が示され、図１７（Ｂ）に
はアームリンクが縮む場合が示されている。但し、図１
７において、第１先端腕８８および第２先端腕９０は太
線で示してある。また、腕接合部材１３８および１４６
や皿止め板９６の図示は省略してある。

【０１５７】先ず、図１７（Ａ）に示すように、アーム
リンクが伸びる場合は、第１先端腕８８と第２先端腕９
０とが互いに接近する向きへ回転運動する。従って、図
１７において、第１先端腕８８は図中の上方へ回転し、
第２先端腕９０は図中の下方へ回転する。このとき、第
１先端腕８８に結合されている第１磁気リング１２４
は、図中の左向き（矢印ｐで示す方向）に回転する。す
ると、第１磁気リング１２４に磁気結合された第３磁気
リング１２８は、第１磁気リング１２４の回転運動に伴
い、図中の右向き（矢印ｒで示す方向）に回転する。

【０１５８】一方、第２先端腕９０に結合されている第
２磁気リング１２６は、図中の右向き（矢印ｑで示す方
向）に回転する。この第２磁気リング１２６に磁気結合
された第４磁気リング１３０は、第２磁気リング１２６
の回転運動に伴い、図中の左向き（矢印ｓで示す方向）
に回転する。

【０１５９】このように、第３磁気リング１２８は右向
きに回転し、第４磁気リング１３０は左向きに回転す
る。これら第３磁気リング１２８および第４磁気リング
１３０は互いに磁気結合しているので、各々の回転運動
が連動して行われる。

【０１６０】この回転運動の連動の効果は、第１先端腕
８８および第２先端腕９０がアーム軸１２と独立して運
動する場合を考えると理解しやすい。このとき、第１先
端腕８８が回転運動して、直線ａ（この場合、この直線
ａは皿関節軸１６と回転軸１６２とを結ぶ直線と考え
る。）に近接し始めると、その動きにつれて第１磁気リ
ング１２４が回転する。すると、第１磁気リング１２４
に磁気結合された第３磁気リング１２８が回転し、さら
に、第３磁気リング１２８に磁気結合された第４磁気リ
ング１３０が回転する。そして、第４磁気リング１３０
には第２磁気リング１２６が磁気結合されているので、
この第４磁気リング１３０の回転に伴い第２磁気リング
１２６が回転して、第２先端腕９０を直線ａの側に向け
て回転させる。第１先端腕８８が直線ａに向かって回転
する速さと、第２先端腕９０が直線ａに向かって回転す
る速さとは、磁気リングの径や磁石の数などの設計によ
り、互いに等しくなるように構成されている。よって、
第１先端腕８８および第２先端腕９０の回転運動は直線
ａに関して対称的に行われるので、ウエハ載せ皿１８の
向きは直線ａに対して変化しない。このように構成して
あるので、今度は第１先端腕８８および第２先端腕９０
がアーム軸１２により駆動される場合を考えると、ウエ
ハ載せ皿１８は直線ａに対して一定の向きを保ったまま
直線ａに沿って移動し、アーム軸１２側から遠ざけられ
る。

【０１６１】アームリンクが縮む場合も同様である。図
１７（Ｂ）に示すように、アームリンクが縮み場合は、
第１先端腕８８と第２先端腕９０とが互いに離れる向き
へ回転運動する。従って、図１７において、第１先端腕
８８は図中の下方へ回転し、第２先端腕９０は図中の上
方へ回転する。このとき、第１先端腕８８に結合されて
いる第１磁気リング１２４は、図中の右向き（矢印ｐで
示す方向）に回転する。すると、第１磁気リング１２４
に磁気結合された第３磁気リング１２８は、第１磁気リ
ング１２４の回転運動に伴い、図中の左向き（矢印ｒで
示す方向）に回転する。

【０１６２】一方、第２先端腕９０に結合されている第
２磁気リング１２６は、図中の左向き（矢印ｑで示す方
向）に回転する。この第２磁気リング１２６に磁気結合
された第４磁気リング１３０は、第２磁気リング１２６
の回転運動に伴い、図中の右向き（矢印ｓで示す方向）
に回転する。

【０１６３】このように、第３磁気リング１２８は左向
きに回転し、第４磁気リング１３０は右向きに回転す
る。これら第３磁気リング１２８および第４磁気リング
１３０は互いに磁気結合しているので、各々の回転運動
が連動して行われる。上述した説明の通り、アームリン
クが縮むときは、ウエハ載せ皿１８は直線ａに対して一
定の向きを保ったまま直線ａに沿って移動し、アーム軸
１２の側に引き寄せられる。

【０１６４】以上説明したように、この例の方向維持手
段１２２は、非接触的に作用する磁気結合を利用してい
るので、脈動が起こらず低発塵である。しかも、単純な
構造であることから部品点数が少なくて済み、組み立て
精度の再現性が良く、取扱いが容易である。

【０１６５】尚、各磁気リング１２４〜１３０を構成す
る磁石としては、例えば、サマリュウムコバルトやネオ
ジュウム磁石などを用いるのが好適である。また、磁石
の配列は、アーム軸１２を構成する磁気カプラのよう
に、交互に異なる磁極が配列するように構成すると良
い。

【０１６６】さらに、各磁気リング間の磁気結合が発生
する重なり部分には、３個の磁石が収まるように構成す
るのが好適である。このように構成するには、例えば、
各磁気リングを構成する磁石の個数を２６個にするのが
望ましい。しかし、これに限られることはなく、磁石の
材料や、磁石の個数やサイズや、リング径などは設計に
応じて、この発明の効果が得られる範囲で変更すること
が可能である。

【０１６７】また、この構成例の方向維持手段１２２
は、文献２および文献３に開示されている従来タイプの
アームリンクにも用いることができ、低発塵性能に優れ
たアームが実現できる。

【０１６８】ここでは、磁気リングの並びは単列として
説明したが、複列のリングであっても良い。また、磁気
リング１２４および１２８と磁気リング１２６および１
３０とに用いる磁石の数を、それぞれ異ならせることで
回転精度を上げることができる。実用的には、磁石の個
数の差が２個であると良い。

【０１６９】＜第６の実施の形態＞次に、第６の実施の
形態では、ジャックナイフ脱出器の構成につき、図８を
参照して説明する。アーム１４が最も縮んだ状態で停止
しているとき、このアーム１４を伸ばすためには、第１
腕８４および第２腕８６をお互いに近づける方向に回転
させなければならない。このようなとき、菱形リンクで
は、回転のモーメントがほとんど相殺してしまい、ほん
のわずかなモーメントだけがアームを開く働きに寄与す
る。アーム１４全体に生じる摩擦力が、この回転モーメ
ントの生ずる力よりも大きいと、アーム１４は動作でき
ない。この現象は、ジャックナイフ効果と呼ばれる（例
えば、文献２参照）。

【０１７０】従って、この構成例のアーム１４には、図
８に示すような構成のジャックナイフ脱出器１１４を設
けてある。ジャックナイフ脱出器１１４は、４つの磁石
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃおよび１１４ｄを具えて
いる。磁石１１４ａは、第１腕８４に取り付けてある。
磁石１１４ｂは、第１先端腕８８に取り付けてある。磁
石１１４ｃは、第２腕８６に取り付けてある。磁石１１
４ｄは、第２先端腕９０に取り付けてある。尚、第１腕
８４と第１先端腕８８とに設けた磁石１１４ａおよび１
１４ｂは、それぞれ互いに磁極の異なる磁石である。同
様に、第２腕８６と第２先端腕９０とに設けた磁石１１
４ｃおよび１１４ｄは、それぞれ互いに磁極の異なる磁
石である。そして、これら磁石１１４ａ〜１１４ｄは、
皿関節軸１６とアーム軸１２との接近に当たって、第１
腕８４および第１先端腕８８の間と第２腕８６および第
２先端腕９０の間とに反発力を発生させるように設けて
ある。

【０１７１】よって、アーム１４が縮むとき、第１腕８
４と第１先端腕８８との間が接近し、これら結合部分で
ある第１関節軸９２の近傍に設けられた磁石１１４ａお
よび１１４ｂの間で反発力が発生する。また、アーム１
４が縮むとき、第２腕８６と第２先端腕９０との間が接
近し、これら結合部分である第２関節軸９４の近傍に設
けられた磁石１１４ｃおよび１１４ｄの間で反発力が発
生する。このように、反発力を発生させることによりア
ーム１４で生じる静止摩擦力を相殺させることができ
る。従って、起動時のわずかなモーメントでアーム１４
は動作するようになる。しかも、この反発力は、アーム
１４が伸びると急激に小さくなるので、このような用途
には最適である。

【０１７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複数軸動
力伝達装置によれば、コンパクトで高剛性の回転軸が実
現される。しかも、減速機能も有しており、優れた位置
決め精度が得られる。

【０１７３】また、本発明のウエハ搬送用アームリンク
によれば、ウエハを載せる皿の方向を一定に保つ手段が
磁力を利用した非接触機構により実現されるので、驚異
的な低発塵ウエハ搬送アームを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のアーム軸を構成する磁気カ
プラの構成を示す図である。

【図２】第１の実施の形態のアーム軸の構成を示す図で
ある。

【図３】第１の実施の形態のアーム軸の動作説明に供す
る図である。

【図４】図３に続く、第１の実施の形態のアーム軸の動
作説明に供する図である。

【図５】アームリンクの配置例を示す図である。

【図６】第２の実施の形態のアーム軸を構成する磁気カ
プラの構成を示す図である。

【図７】第３の実施の形態のウエハ搬送用アームリンク
の構成を示す図である。

【図８】アームリンクの構成を示す図である。

【図９】アームリンクの構成およびアームの移動軌跡を
示す図である。

【図１０】アームリンクの第１変形例およびアームの移
動軌跡を示す図である。

【図１１】アームリンクの第２変形例およびアームの移
動軌跡を示す図である。

【図１２】アームリンクの第３変形例およびアームの移
動軌跡を示す図である。

【図１３】第４の実施の形態のウエハ搬送用アームリン
クの構成を示す図である。

【図１４】方向維持手段の別構成を示す図である。

【図１５】方向維持手段の別構成（Ｉ−Ｉ断面）を示す
図である。

【図１６】方向維持手段の別構成（Ｊ−Ｊ断面）を示す
図である。

【図１７】方向維持手段の動作説明に供する図である。

【符号の説明】

１０：アームリンク １２：アーム軸 １４：アーム １６：皿関節軸 １８：ウエハ載せ皿 ２０：アーム室 ２２ａ，２２ｂ：ロードロック室 ２４ａ，２４ｂ：プロセス処理室 ２６ａ〜２６ｄ：ゲート弁 ２８：ウエハ ３０ａ〜３０ｄ：ウエハ設置台 ３２：隔壁 ３４：アーム軸取付台 ３６：真空封止リング ３８ａ，３８ｂ：内側磁気リング ４０ａ，４０ｂ：外側磁気リング ４２ａ，４２ｂ：第１ヨーク部材 ４４ａ，４４ｂ，４８ａ，４８ｂ：磁石 ４６ａ，４６ｂ：第２ヨーク部材 ４６ａ１：第１ヨークピース ４６ａ２：第２ヨークピース ４６ａ３：第３ヨークピース ５０ａ，５０ｂ：軸受け ５２ａ，５２ｂ：外側回転軸 ５４，１５４，１６２：回転軸 ５６ａ，５６ｂ：回転部材 ５８，６０：固定台 ６２：ベアリング ６４：中空モータ ６６：ゴム材 ６８，７０：板ばね材 ７２：位置決めピン ８４：第１腕 ８６：第２腕 ８８：第１先端腕 ９０：第２先端腕 ９２：第１関節軸 ９４：第２関節軸 ９６：皿止め板 ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ：皿止め板部分 ９８ａ〜９８ｄ，１２２：方向維持手段 １００：第１方向付け腕 １０２：第２方向付け腕 １０４：方向付けアーム軸 １０６：ガイドマグネット １０８：方向付けマグネット １１０：第３関節軸 １１２：第４関節軸 １１４：ジャックナイフ脱出器 １１４ａ〜１１４ｄ：磁石 １２４：第１磁気リング １２６：第２磁気リング １２８：第３磁気リング １３０：第４磁気リング １３８，１４６：腕接合部材 １３２，１４０，１４８，１５６：リング状部材 １３４，１４２，１５０，１５８：磁石 １３６，１４４，１５２，１６０：ベアリング １３７，１３７ａ，１５３，１６１：軸受止め １７０：シャフト １７２：軸受け

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 49/10 Ｈ０２Ｋ 49/10 Ａ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気側雰囲気と異なる雰囲気の空間を画
   成するための隔壁と、大気側雰囲気内に設置された複数
   個の内側磁気リングと、前記隔壁により画成される空間
   内に設置され、前記内側磁気リングに前記隔壁を介して
   磁気的に結合する複数個の外側磁気リングとを具えてお
   り、 前記内側磁気リングは、リング状の第１ヨーク部材の外
   側周縁に複数個の磁石を相隣り合う磁極面が相互に異な
   るように配列させたものであり、 前記外側磁気リングは、リング状の第２ヨーク部材の内
   側周縁に、前記内側磁気リングの磁石の個数と異なる個
   数の磁石を相隣り合う磁極面が相互に異なるように配列
   させたものであり、 前記外側磁気リングは、前記隔壁に関して回転自在とな
   るように、当該隔壁に軸受けを介して支持されていて、 前記内側磁気リングを構成する各磁石が、その配列順
   に、前記外側磁気リングに接近する向き、あるいは前記
   外側磁気リングから離間する向きに変位して、前記外側
   磁気リングに回転力を与える構成としてあることを特徴
   とする複数軸動力伝達装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の複数軸動力伝達装置に
   おいて、 前記第２ヨーク部材は、前記外側磁気リングを構成する
   磁石が複数の群に配分されるように分解可能であること
   を特徴とする複数軸動力伝達装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の複数軸動力伝達装置に
   おいて、 前記外側磁気リングの回転軸に関して回転自在であっ
   て、該回転軸に直交する方向の断面が楕円形状となって
   いる回転部材を具えており、 前記第１ヨーク部材は可撓性を有していて、その一部が
   前記隔壁に対して固定されており、該第１ヨーク部材が
   前記回転部材の側面に沿って摺動自在に設けられている
   ことを特徴とする複数軸動力伝達装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の複数軸動力伝達装置に
   おいて、 前記内側磁気リングを構成する磁石の個数が、前記外側
   磁気リングを構成する磁石の個数よりも少ないことを特
   徴とする複数軸動力伝達装置。
5. 【請求項５】 複数個の内側磁気リングと、該内側磁気
   リングに磁気的に結合する複数個の外側磁気リングとを
   具えており、 前記内側磁気リングは、リング状の第１ヨーク部材の外
   側周縁に複数個の磁石を相隣り合う磁極面が相互に異な
   るように配列させたものであり、 前記外側磁気リングは、リング状の第２ヨーク部材の内
   側周縁に、前記内側磁気リングの磁石の個数と異なる個
   数の磁石を相隣り合う磁極面が相互に異なるように配列
   させたものであって、回転自在となるように支持されて
   おり、 前記内側磁気リングを構成する各磁石が、その配列順
   に、前記外側磁気リングに接近する向き、あるいは前記
   外側磁気リングから離間する向きに変位して、前記外側
   磁気リングに回転力を与える構成としてあることを特徴
   とする複数軸動力伝達装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の複数軸動力伝達装置に
   おいて、 前記第２ヨーク部材は、前記外側磁気リングを構成する
   磁石が複数の群に配分されるように分解可能であること
   を特徴とする複数軸動力伝達装置。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の複数軸動力伝達装置に
   おいて、 前記外側磁気リングの回転軸に関して回転自在であっ
   て、該回転軸に直交する方向の断面が楕円形状となって
   いる回転部材を具えており、 前記第１ヨーク部材は可撓性を有していて、該第１ヨー
   ク部材が前記回転部材の側面に沿って摺動自在に設けら
   れていることを特徴とする複数軸動力伝達装置。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の複数軸動力伝達装置に
   おいて、 前記内側磁気リングを構成する磁石の個数が、前記外側
   磁気リングを構成する磁石の個数よりも少ないことを特
   徴とする複数軸動力伝達装置。
9. 【請求項９】 皿関節軸と、 該皿関節軸の周りに互いに平行に回転可能な第１および
   第２先端腕と、 前記皿関節軸上に設けられたウエハ載せ皿と、 前記第１先端腕に設けられた第３関節軸と、 前記第２先端腕に設けられた第４関節軸と、 前記第１先端腕に前記第３関節軸を介して結合された第
   １方向付け腕と、 前記第２先端腕に前記第４関節軸を介して結合された第
   ２方向付け腕と、 前記第１方向付け腕と前記第２方向付け腕とを互いに平
   行な状態で回転自在に結合する方向付けアーム軸と、 前記ウエハ載せ皿に一端が固定され、前記方向付けアー
   ム軸上に直線的に他端が延在した棒状のガイド磁石と、 前記方向付けアーム軸の位置に設けられ、前記ガイド磁
   石を非接触的に支持する方向付け磁石とを具えることを
   特徴とするウエハ搬送用アームリンク。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のウエハ搬送用アーム
    リンクにおいて、 前記皿関節軸および第３関節軸間の距離と、前記皿関節
    軸および第４関節軸間の距離とが等しく、前記第１方向
    付け腕の長さと前記第２方向付け腕の長さとが等しいこ
    とを特徴とするウエハ搬送用アームリンク。
11. 【請求項１１】 請求項９に記載のウエハ搬送用アーム
    リンクにおいて、 前記方向付けアーム軸と前記第３および第４関節軸との
    間の第１軸間距離は、前記皿関節軸と前記第３および第
    ４関節軸との間の第２軸間距離よりも比較的大きいが実
    質的に等しい距離から該第２軸間距離の２の平方根倍の
    距離の範囲にしてあることを特徴とするウエハ搬送用ア
    ームリンク。
12. 【請求項１２】 皿関節軸と、 該皿関節軸の周りに互いに平行に回転可能な第１および
    第２先端腕と、 前記皿関節軸上に設けられたウエハ載せ皿と、 前記第１先端腕に設けられた第３関節軸と、 前記第２先端腕に設けられた第４関節軸と、 前記第１先端腕に前記第３関節軸を介して結合された第
    １方向付け腕と、 前記第２先端腕に前記第４関節軸を介して結合された第
    ２方向付け腕と、 前記第１方向付け腕と前記第２方向付け腕とを互いに平
    行な状態で回転自在に結合する方向付けアーム軸と、 前記ウエハ載せ皿に一端が固定され、前記方向付けアー
    ム軸上に直線的に他端が延在した棒状のシャフトと、 前記方向付けアーム軸の位置に設けられ、前記シャフト
    をスライド自在となるように支持する軸受けとを具える
    ことを特徴とするウエハ搬送用アームリンク。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のウエハ搬送用アー
    ムリンクにおいて、前記皿関節軸および第３関節軸間の
    距離と、前記皿関節軸および第４関節軸間の距離とが等
    しく、前記第１方向付け腕の長さと前記第２方向付け腕
    の長さとが等しいことを特徴とするウエハ搬送用アーム
    リンク。
14. 【請求項１４】 請求項１２に記載のウエハ搬送用アー
    ムリンクにおいて、前記軸受けとしてボールスプライン
    式のものを用いることを特徴とするウエハ搬送用アーム
    リンク。
15. 【請求項１５】 皿関節軸と、 該皿関節軸の周りに互いに平行に回転可能な第１および
    第２先端腕と、 前記皿関節軸上に設けられたウエハ載せ皿と、 それぞれの軸に関してほぼ等しい角度ピッチで複数個の
    磁石がリング状に単列あるいは複列に配列した状態で保
    持された第１、第２、第３および第４磁気リングとを具
    えており、 前記第１および第２磁気リングの各々は前記皿関節軸を
    回転軸として回転自在に設けられ、これら第１および第
    ２磁気リングにそれぞれ前記第１および第２先端腕が結
    合しており、 前記第３磁気リングは、前記第１磁気リングと磁気結合
    して当該第１磁気リングの回転運動に伴い回転するもの
    であり、 前記第４磁気リングは、前記第２磁気リングと磁気結合
    して当該第２磁気リングの回転運動に伴い回転するもの
    であり、 これら第３および第４磁気リング間に生じる磁気結合に
    より前記第１および第２磁気リングの回転運動が制御さ
    れ、前記第１先端腕と前記第２先端腕との間の開き角を
    二等分する直線に対する、前記第３および第４磁気リン
    グの各回転軸の相対位置が一定に保たれるように、か
    つ、各回転軸間の距離が等しくなるように構成してある
    ことを特徴とするウエハ搬送用アームリンク。