JP2002068476A - 磁気搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のチャンバを備える半導体製造装置で各
チャンバ間でのキャリア受渡しを円滑に行い、高速連続
搬送を行える磁気搬送装置を提供する。 【解決手段】 隔離可能でかつゲートバルブ１１でつな
がる３つのチャンバ２Ａ〜２Ｃに付設され、チャンバ内
をキャリア１３を搬送する。搬送路ではチャンバの間で
渡り部分が形成される。チャンバに対応してキャリアを
移動させる駆動軸３２Ａ〜３２Ｃと動力伝達部４２と駆
動装置４１Ａ〜４１Ｃを備える。駆動軸はＮ極螺旋部３
３ａとＳ極螺旋部３３ｂからなる螺旋状磁気結合部３３
を有する。各チャンバに設けた駆動軸の配置間隔（ｄ）
が、螺旋状磁気結合部におけるＮ極螺旋部とＳ極螺旋部
の間隔（ｐ）の２倍の自然数倍になるように設定され
る。この関係で±１．５ｍｍのずれが許容される。各チ
ャンバの駆動装置の動作を同期させて制御する制御装置
１００が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気搬送装置に関
し、特に、非接触方式で駆動力を伝達する構成であり、
真空雰囲気で直線的に連結された複数の処理チャンバの
各々において基板を搭載したキャリアを搬送する駆動機
構に適し、磁気的駆動軸による磁気結合を利用してキャ
リアを連続的に搬送する磁気搬送機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空環境で物体を搬送する場合、従来、
ラック・ピニオン機構、コロ式駆動方式等における接触
伝達方式の駆動機構が用いられてきた。真空環境では、
このような駆動機構での摩擦係数は大きく、また潤滑油
が使えないため、摩耗量が著しく多くなり、大量の発塵
の問題があった。また摩擦係数が大きいため、接触部の
クリアランスも大きくとる必要があり、精密な動作に制
約があった。

【０００３】半導体や電子部品の製造分野においては、
精密なデバイスの製造を要求されるさまざまな処理装置
での被処理物への塵埃の付着は歩留まりや装置のスルー
プット低下の問題を引き起こすため、塵埃の発生を極力
低減することが要求される。特に、ここ近年、高速スル
ープットおよび高密度化デバイスの開発が著しく、今ま
で以上の低発塵化の要求が強まっている。

【０００４】塵埃の低減化のためには非接触伝達方式の
搬送系が望ましく、種々の方式が提案されている。この
中でも磁気結合作用を利用した方式（以下「磁気搬送装
置」と記す）は構造が比較的に簡単である。米国特許第
５，３７７，８１６号公報には、螺旋状の磁気回路と磁
極を組み合わせた直線搬送機構が提案されている。また
キャリアを非接触で搬送する装置として特開平１０−２
０５６０４公報に開示される磁気搬送装置がある。

【０００５】連続的に接続されかつ互いを隔離するゲー
ト連結構造部を間に有する複数の処理チャンバ内にてキ
ャリアを通過させるときには、当該キャリアを搬送する
駆動軸が各処理チャンバの仕切部分（仕切弁）において
分離されるため、この部分（渡り部分）でのキャリアの
受渡しの際に各駆動軸間の磁気回路の整合をとる必要が
ある。前述の技術では、キャリアを移動させるための駆
動機構における駆動力伝達部分では非接触であるので、
接触伝達方式に比較して摩耗や発塵の問題を軽減できる
が、キャリアに設けられた磁石の位置と、隣接する次の
処理チャンバの駆動軸の位置とを整合させる制御が困難
であった。

【０００６】そのため、基板等の被処理物を搭載した上
記キャリアを、連結部で隔離され直線的に接続された複
数の真空処理チャンバ間で円滑に受渡しを行う方式とし
て、固定部分と可動部分に２分割された磁気結合部を形
成した回転駆動装置を利用する特開平１０−１５９９３
４号による方式が提案されている。この装置では、回転
駆動装置における可動部分の磁気結合部分が、隣接する
処理チャンバの駆動軸とのずれを吸収することによっ
て、円滑な受渡しを可能にしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１０−１５
９９３４号に基づく磁気搬送装置では、磁気駆動装置の
動力伝達部の駆動力伝達機構は傘歯車機構で構成され、
２０００ｐｐｓ（pulseper sec：５００ｐｐｓ／１回転
で４回転／１秒）程度の回転による搬送速度をもってシ
ステムが構築されている。しかしながら、近年は、前述
のように高速スループットの要望が高まり、１００００
ｐｐｓ以上の磁気搬送装置の高速化が行われるようにな
ってきた。搬送速度を高速にするとキャリアの搬送方向
への速度が本来吸収されるはずのずれに追随できない状
態が発生し、同種の磁極同士が接近する事態が起こる。
このような状態になると、両者の磁極は反発し合い、キ
ャリアが停止したり、あるいはキャリアと隣接する処理
チャンバの磁気駆動装置との間でハンチング（振動）を
引き起こしたり、またキャリアが脱調する原因にもなっ
た。キャリアがハンチングすると、キャリアに搭載され
ている被処理物が落下したり、両者の磁気結合部分が減
磁したり、また、キャリアの移動した先の処理チャンバ
での停止位置のずれが発生することになる。

【０００８】上記磁気駆動装置を構成する駆動装置部
は、表面に螺旋状磁気結合部を備えた軸心部材に固定さ
れた部分と回転方向には制限されかつ軸方向には一定の
幅で自由に動くように前記軸心部分に取り付けた部分と
に少なくとも２分割され、キャリアと螺旋状磁気結合部
相互の磁極が合うまでのずれ、特に、隣接する処理チャ
ンバへの受渡し時の相互の位置のずれを吸収して、円滑
に受け渡しができるように工夫したものである。

【０００９】現在では上記のごとく１００００ｐｐｓ以
上の高速化が要求されている。固定部分と可動部分の２
分割形式の螺旋状磁気結合部（以下「可動式回転駆動部
材」と記す）では、円滑にこの動きを維持させるために
は、摺動部へのグリスアップを頻繁に行う必要があり、
生産性向上のためには、このメンテナンス時間も短縮す
る必要があった。

【００１０】本発明の目的は、上記課題を解決すること
にあり、直列に接続された複数の処理チャンバを備えて
成る半導体製造装置や電子部品製造装置等において、キ
ャリア搬送用に使用され、各処理チャンバ間でのキャリ
アの受渡しを円滑に行い、滑らかな搬送と高速の連続搬
送を行うことを企図し、生産性の高くした磁気搬送装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気搬送装
置は、上記目的を達成するために、次のように構成され
る。

【００１２】第１の磁気搬送装置（請求項１に対応）：
互いに隔離可能でかつ連結部（ゲートバルブ）を開いて
つながる少なくとも３つのチャンバに付設されると共に
３つのチャンバの中を通過させてキャリアを搬送する搬
送路（案内装置、レール部材等）を備える。この搬送路
では、チャンバの間で渡り部分が形成される。またチャ
ンバに対応してキャリアを移動させるための駆動装置部
が設けられる。この駆動装置部は、回転駆動部材（駆動
軸）と動力伝達部と駆動装置を備える。回転駆動部材は
表面にＮ極螺旋部とＳ極螺旋部からなる螺旋状磁気結合
部を有する。動力伝達部は回転駆動部材に対して回転動
力を伝達する。駆動装置は動力伝達部に駆動力を与え
る。さらに、キャリアは、回転駆動部材における表面か
ら一定距離の箇所を通過するように軸方向に移動自在に
設けられ、回転駆動部材の表面に面した部分に螺旋状磁
気結合部におけるＮ極螺旋部とＳ極螺旋部の間隔と同じ
間隔で磁気結合部（Ｎ極磁石、Ｓ極磁石）が設けられ、
回転駆動部材の回転動作でキャリアを直線的に移動させ
るように構成される。以上の構成を有する磁気搬送装置
において、３つのチャンバの各々に設けた回転駆動部材
の配置間隔（ｄ）が、螺旋状磁気結合部におけるＮ極螺
旋部とＳ極螺旋部の間隔（ｐ）の２倍の自然数倍になる
ように設定され、さらに、チャンバの各々の駆動装置の
動作を同期させて制御する制御装置が設けられる。これ
により連続搬送における同時搬送を行うことが可能とな
る。かかる構成を有する磁気搬送装置によれば、チャン
バの間において磁気搬送路が分離された渡り部があって
も、支障なく滑らかにキャリアを移動させることが可能
となる。

【００１３】第２の磁気搬送装置（請求項２に対応）：
上記の第１の構成において、好ましくは、回転駆動部材
の配置間隔の精度が±１．５ｍｍの範囲以内に含まれる
ことを特徴とする。±１．５ｍｍは、回転駆動部材の回
転角に換算すると、約±１４．２度に相当する。これに
よって固定式の回転駆動部材を用いて渡り部分で円滑に
キャリアの受渡しことができる。可動式の回転駆動部材
を用いた場合に比較して、必要なグリースアップのメン
テナンスが必要なくなる。

【００１４】第３の磁気搬送装置（請求項３に対応）：
上記の第１の構成において、好ましくは、上記回転駆動
部材の配置間隔の精度を含む総計のずれが±３０度の範
囲以内に含まれることを特徴とする。

【００１５】第４の磁気搬送装置（請求項４に対応）：
上記の第３の構成において、上記の総計のずれは±１
８．２度であることが好ましい。

【００１６】第５の磁気搬送装置（請求項５に対応）：
上記の各構成において、好ましくは、回転駆動部材は第
１部分と第２部分に分割され、動力伝達部は、回転駆動
部材の第１部分と第２部分の間に設けられ、駆動装置は
動力伝達部に駆動力を与えるように構成されている。

【００１７】第６の磁気搬送装置（請求項６に対応）：
上記の各構成において、好ましくは、駆動装置はパルス
モータであり、制御装置はパルス数制御でパルスモータ
の動作を制御するように構成される。好ましくはパルス
モータは１００００ｐｐｓ（搬送速度では７５０ｍｍ／
ｓｅｃ）以上の高速で動作する。これによって減速セン
サを使用しないでも正確な位置の制御を行うことができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１９】本発明に係る磁気搬送装置は、例えば、基
板に対して成膜等の処理を行う真空処理装置に適用さ
れ、基板を搭載するキャリア（基板トレイ）を移動させ
る機構として使用される。この実施形態では、図１と図
２等を参照して複数の真空処理チャンバを直列に接続し
て成るロードロック型真空処理装置に適用した例を説明
する。図１は当該真空処理装置の内部構造を示し、特
に、案内装置の構成を示す観点からキャリアの背面側か
ら内部構造を見ている。なおこの真空処理装置は、両面
処理装置であり、基板の両面からスパッタ処理やＰＣＶ
Ｄ処理などを行う装置である。

【００２０】図１において、真空処理装置１は３つのチ
ャンバ（仕切室）２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備え、各チャンバ
の間には仕切弁１１が設けられる。仕切弁１１は仕切弁
チャンバ１１ａに設けられている。チャンバの数は一例
であり、３つに限定されない。各チャンバ２Ａ，２Ｂ，
２Ｃの内部は、不図示の独立した排気系により真空排気
され、各チャンバは仕切弁１１によって互いに隔離さ
れ、閉ざされた真空処理チャンバを形成する。仕切弁１
１は例えばゲートバルブであり、開放されると、隣接し
たチャンバは連通状態になる。各チャンバ２Ａ，２Ｂ，
２Ｃでは、開放された仕切弁１１を通して搬入された被
処理物（基板等）１２に対し、予め設定された異なる処
理が実行される。直列に接続された各チャンバ２Ａ，２
Ｂ，２Ｃには、仕切弁１１を通って順次に基板等の被処
理物１２を搭載したキャリア１３が搬送される。チャン
バに送り込まれた被処理物１２は、各チャンバでの処理
のために予め定められた一定の位置に停止する。被処理
物１２が搭載されたキャリア１３は、各チャンバに設け
られた案内装置に基づく案内作用で移送される。なお図
１では、キャリア１３の背面側を示し、被処理物１２は
キャリア案内装置については、より詳細に示した図２を
参照して説明する。

【００２１】図１において、例えば矢印２に示されるよ
うに、外部から搬送されてきたキャリア１３は搬入用バ
ルブ３を通して真空処理装置１の最初のチャンバ２Ａに
搬入される。真空処理装置１内の各チャンバ２Ａ，２
Ｂ，２Ｃを通過して各種の処理が終了した後には、搬出
用バルブ４を通して矢印５に示すごとく外部へ搬出され
る。

【００２２】次に図１と図２を参照してキャリア１３と
案内装置について説明する。キャリア１３は、全体とし
て縦型の使用態様を有し、立てた状態で使用される。キ
ャリア１３は、下部に設けられるスライド部１３ａと、
基部１３ｂと、基部１３ｂの上にて被処理物１２を縦置
き状態で支持する支持板１３ｃを有している。スライド
部１３ａは基部１３ｂの下側に設けられる。支持板１３
ｃには、例えば２つの円形の取付け孔が前後の位置にて
形成されている。円板状基板である被処理物１２は取付
け孔に嵌め込まれ、爪のごとく形態を有した固定具で固
定される。支持板１３ｃに立置き状態で取り付けられた
例えば２枚の被処理物１２は、各々が同時にあるいは別
々に、両面から処理できるようになっている。各チャン
バ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに設けられた案内装置は、図２中キ
ャリア１３の背面側位置（図１中では手前側位置）に配
置された主案内機構１４Ａと、正面側位置に配置された
従案内機構１４Ｂとから構成されている。キャリア１３
は、主案内機構１４Ａと従案内機構１４Ｂにより前後か
ら挟まれる形でそれらによって誘導され、移動路に沿っ
て移動する。主案内機構１４Ａと従案内機構１４Ｂの各
々には、直線状のレール部材１５，１６がキャリア１３
の移送方向に向けて配置されている。主案内機構１４Ａ
では、レール部材１５の下面にはボルト２１を複数のガ
イドベアリング１７が一定間隔で設けられ、キャリア１
３に対向する上側面の位置には複数のガイドローラ１８
が一定間隔にてボルト２２で設けられている。ガイドベ
アリング１７は例えば図２中水平面内で回転するように
配置されている。またガイドローラ１８は図２中垂直面
内で回転するように配置されている。ガイドベアリング
１７は、キャリア１３のスライド部１３ａの側面に当た
る位置に設けられている。また縦方向で回転するガイド
ローラ１８は、主案内機構１４Ａのレール部材１５上に
設けられた取付け部材１９に回転自在に取り付けられて
いる。ガイドローラ１８は、キャリア１３の基部１３ｂ
に対して、基部１３ｂの背面側に形成された凹所の上縁
を支持するように配置されている。従案内機構１４Ｂで
は、レール部材１６はボルト２３で支持フレーム２４に
固定される。レール部材１６の下面には水平面内で回転
し得るように複数のガイドベアリング２５が一定間隔で
ボルト２６で取り付けられている。複数のガイドベアリ
ング２５の各々はキャリア１３のスライド部１３ａの側
面に当たっている。以上の構成によって、各チャンバの
案内装置とキャリア１３との関係では、キャリア１３の
下部のスライド部１３ａが、主案内機構１４Ａのガイド
ベアリング１７と従案内機構１４Ｂのガイドベアリング
２５によって両側から支えられる。主案内機構１４Ａは
さらにガイドローラ１８によってキャリア１３の基部１
３ｂをその凹所で支えている。

【００２３】上記において、２本のキャリア案内用レー
ル部材１５，１６は、キャリア１３の側面位置において
キャリア進行方向に向かって平行に設置され、直線的な
案内棒状の形態を有する。２本のレール部材１５，１６
の各々に設けられた一定間隔のガイドベアリング１７，
２５とガイドローラ１８の構成によってキャリア１３は
直線的に搬送される。主案内機構１４Ａと従案内機構１
４Ｂからなる案内装置は、チャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの
各々に個別に設けられている。従って各案内装置のレー
ル部材１５，１６は、仕切弁１１が設けられた箇所にお
いて、切断されて不連続な状態にあり、各チャンバごと
に分離されて構成されている。

【００２４】キャリア１３をチャンバ２Ａに搬入し、上
記案内装置の構成に基づいてチャンバ内を２Ａ，２Ｂ，
２Ｃの順序で移送するとき、各チャンバでキャリア１３
を移動させるための例えばパルスモータから成る駆動装
置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、各チャンバ２Ａ，２Ｂ，
２Ｃごとに設けられている。キャリア１３は、チャンバ
２Ａの入り口部から内部に入り、上記駆動装置４１Ａ〜
４１Ｃおよび磁気搬送機構によって、適当なタイミング
で開放される仕切弁１１を通過しながら、図１右方向に
向かってチャンバ２Ｂ，２Ｃの順序で送られる。各チャ
ンバ２Ａ〜２Ｃでは、停止状態にあるキャリア１３上の
被処理物１２に対して所定の処理が施される。処理済み
の被処理物１２を搭載したキャリア１３は、最終的にチ
ャンバ２Ｃの出口部から取り出され、一連の処理工程は
終了する。

【００２５】キャリア１３の例えば下端部には、前述の
ごとく、レール部材１５，１６に平行にかつこれらに両
側を支持されて案内される、磁気結合部３１を備えたス
ライド部１３ａが設けられている。スライド部１３ａ
は、後述する回転駆動部材の磁気結合部からの駆動力を
受けて直線方向に滑るように移動する。このスライド部
１３ａの動きに応じてキャリア１３の全体が移動する。

【００２６】直列に接続された３つのチャンバ２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの各々には、主案内機構１４Ａと従案内機構１
４Ｂの各レール部材に沿ってキャリア１３を直線的に移
動させるための駆動力をスライド部１３ａの磁気結合部
３１に対し与える回転駆動部材（以下「駆動軸」と記
す）３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃが配置される。各駆動軸
は、円柱形または円筒形の形状を有し、その軸の周りに
回転自在になるように軸支されると共に、一例として軸
前後において第１駆動軸３２−１と第２駆動軸３２−２
とに２分割されて配置されている。駆動軸を２分割の構
造としたのは、駆動軸の中央部で駆動軸に対して回転力
を与えるようにしたためである。図１に示すごとく、駆
動軸３２Ａ〜３２Ｃの２分割された中間部分に回転伝達
部４２が設けられている。この回転伝達部４２に対して
駆動装置４１Ａ〜４１Ｃから回転動力４３が与えられ
る。各駆動装置４１Ａ〜４１Ｃから回転動力４３を与え
られることにより各駆動軸３２Ａ〜３２Ｃは正転または
逆転される。第１駆動軸３２−１と第２駆動軸３２−２
の外周囲の表面には、螺旋形状を有する磁気結合部が形
成されている。第１駆動軸３２−１の表面の螺旋状磁気
結合部と第２駆動軸３２−２の表面の螺旋形状磁気結合
部は、２分割されていることから途中が途切れている
が、連続するように形成されている。駆動軸３２Ａ〜３
２Ｃについては後で詳述される。

【００２７】この実施形態では、駆動軸３２Ａ〜３２Ｃ
は、ＳＵＳ製のカバー４４で覆われ、各チャンバ２Ａ〜
２Ｃの外側の大気環境に設けているが、キャリア１３等
が移動する同じ真空チャンバ内に設けることもできる。
図１と図２に示されるようにカバー４４は真空と大気を
分ける境界部となっている。図２においてＡは大気側、
Ｂは真空側である。なおカバー４４では、駆動軸３２Ａ
〜３２Ｃを収容する部分は筒形の形状を有している。当
該筒形部分の中央は、先端に傘歯車４６を備えた回転軸
４７を配置し、大気側へ引き出すためのスペースが作ら
れている。

【００２８】本実施形態による成膜等のための真空装置
はインライン式の装置である。インライン式装置では、
図１に示されるごとく各チャンバ２Ａ〜２Ｃに、例えば
２枚の被処理物１２を搭載したキャリア１３が存在し、
各チャンバの案内装置のレール部材１５，１６に沿って
同時に搬送が行われる。従ってチャンバ２Ａ〜２Ｃの各
々に設けられた駆動装置４１Ａ〜４１Ｃの間には同時搬
送を行うための制御が実施され、各チャンバ２Ａ〜２Ｃ
の駆動軸３２Ａ〜３２Ｃは、同期して回転動作を行うよ
うに構成されている。図１において、制御装置１００は
駆動装置３２Ａ〜３２Ｃの制御を行う。本実施形態で
は、後述のように駆動装置４１Ａ〜４１Ｃの同期におい
て駆動軸３２Ａ〜３２Ｃの回転角のずれが好ましくは±
２度以内になるように制御している。この±２度は、全
駆動装置に対して同期制御を行う場合に、隣り合う駆動
装置同士の間で生じる同期制御に起因する同期ずれ量と
して許容できる角度の値である。この±２度は実測で得
られた値である。

【００２９】またチャンバ２Ａ〜２Ｃの各々には、搬入
されたキャリア１３が定位置にあるか否かを検出するた
めのセンサが設けられている。センサは、キャリアが定
位置にあるか否かを検出し、そのデータを制御装置１０
０に与える。制御装置１００は各チャンバから与えられ
るキャリアの状態に関するデータによって、後述の制御
を行う。

【００３０】図５にセンサの一例を示す。（Ａ）は各チ
ャンバにおけるキャリア１３の例えば正常な停止位置
と、当該キャリア１３に対するセンサの配置状態が示さ
れている。矢印は搬送方向を示し、図５でキャリア１３
は右から左へ向かって搬送されるものとする。センサは
例えば透過式光電センサである。キャリア１３の両端部
に対応する位置に、発光器１０１ａと受光器１０１ｂか
ら成るセンサ１０１と、発光器１０２ａと受光器１０２
ｂから成るセンサ１０２が配置されている。発光器と受
光器からなる１組のセンサ１０１，１０２の間に遮光介
在物すなわちキャリア１３がない場合には、光は透過
し、遮光介在物が存在する場合には、光を透過しない。
図５中、発光部１０１ａ，１０２ａから出た光は矢印で
示されている。（Ａ）にように両方のセンサ１０１，１
０２が遮断状態のときに制御装置１００は正常位置と認
識する。（Ｂ）のように定位置よりオーバーした場合
（オーバーラン時）あるいは（Ｃ）のように定位置に達
していない場合（ショートラン時）には、２組のうちの
一方のセンサ間にキャリア１３が存在しないので光が透
過する。制御装置１００は、センサ１０１，１０２か
ら、かかる状態の検出信号を与えられ、異常な位置状態
と判断する。

【００３１】駆動装置４１Ａ〜４１Ｃがフィードバック
のない単純なモータであるとすると、進むべき距離に係
る回転数と、実際に進んだ距離に係る回転数すなわち搬
送距離との間にずれを生じる。そこで本実施形態では、
モータ回転を指令する指令信号とモータの実際の回転数
が一致するようにフィードバックに基づき動作するパル
スモータが採用される。このようなパルスモータを用い
ることによって、搬送速度が高速化する場合にも、進む
べき距離に係る回転数と実際に進んだ距離に係る回転数
の間の差異を解消することができる。

【００３２】次に図３と図４を参照して駆動軸３２Ａ〜
３２Ｃの構造と各部の働きを説明する。図３は駆動軸３
２Ａ〜３２Ｃを拡大して示す。図３では、駆動軸３２Ａ
〜３２Ｃは同じ構成を有するため、駆動軸３２Ａ〜３２
Ｃを総称して駆動軸３２といい、駆動軸３２を代表的に
示して説明する。また駆動装置４１Ａ〜４１Ｃから駆動
軸３２へ動力を伝達する機構も併せて説明する。また図
４は、磁気作用を利用した駆動軸３２における螺旋状磁
気結合部３３と、キャリア１３側のスライド部１３ａの
下面に設けた磁気結合部３１との関係を示す図である。

【００３３】図３において、駆動軸３２の第１駆動軸３
２−１と第２駆動軸３２−２は、共通の軸心部３４に固
定され、軸心部３４の両端の回転軸支持部３５によって
回転自在に支持されている。第１と第２の駆動軸３２−
１，３２−２は、スライド部１３ａの磁気結合部３１と
の間の磁気結合作用に基づいてキャリア１３を所望の方
向（方向ａまたはｂ方向）に進行させる働きと、対応す
るチャンバ内でキャリア１３の停止位置を定める働きを
持つ。

【００３４】駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃからの動
力は、それぞれ対応する駆動軸３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ
の第１駆動軸３２−１と第２駆動軸３２−２の間に設け
られた２つの傘歯車４５，４６を組み合わせて成る回転
力伝達部４２によって、伝達される。傘歯車４５は軸心
部３４に固定され、傘歯車４６は回転軸４７に固定され
ている。駆動装置４１から与えられた回転動力は、回転
軸４７と回転力伝達部４２を経由して軸心部３４に伝達
され、これにより軸心部３４は回転動作する。回転方向
は任意であり、この回転方向を選択することによってキ
ャリア１３は方向ａ，ｂのいずれの方向へも移動するこ
とができる。

【００３５】図４では、磁気結合された状態の駆動軸３
２の表面の磁気結合部３３とスライド部１３ａの磁気結
合部３１を示している。駆動軸３２の表面（第１駆動部
３２−１と第２駆動軸３２−２の各表面）には、後述さ
れる好適なピッチで螺旋状に形成された磁気結合部３３
が設けられる。第１駆動部３２−１と第２駆動軸３２−
２の各表面に描かれる螺旋は連続するように形成されて
いる。この螺旋状の磁気結合部３３は、Ｎ極螺旋部３３
ａとＳ極螺旋部３３ｂが交互に配置されるように、二重
の帯状螺旋形状に着磁を施したものである。一方、前述
の駆動軸３２との間で好ましい隙間５０が形成されるよ
うに対向配置されたスライド部１３ａには、前述の磁気
結合部３１が設けられている。スライド部１３ａの表面
には、前述した駆動軸３２の二重螺旋状磁気結合部３３
のＮ極螺旋部３３ａとＳ極螺旋部３３ｂと等しい間隔５
１で形成された複数の凹部が設けられ、これらの凹部の
各々にＮ極磁石３１ａとＳ極磁石３１ｂが交互に埋め込
まれて配置され、こうして磁石形式で磁気結合部３１が
形成される。対向面がＮ極であるものをＮ極磁石３１ａ
と呼び、対向面がＳ極であるものをＳ極磁石３１ｂと呼
んでいる。

【００３６】上記の磁気結合部の構成において、螺旋状
磁気結合部３３におけるＮ極螺旋部３３ａとＳ極螺旋部
３３ｂの間には好ましい間隔（ピッチ）ｐが設定されて
いる。間隔ｐは図５に示されている。またＮ極磁石３１
ａとＳ極磁石３１ｂの間の間隔５１は、上記間隔ｐと等
しくなるように設定されている。上記の螺旋状磁気結合
部３３はＮ極螺旋部とＳ極螺旋部の二重螺旋として構成
したが、これに限定されるものではない。例えばＮ，
Ｓ，Ｎ，Ｓの四重螺旋として構成することもできる。

【００３７】図３と図４に示すように、第１駆動軸３２
−１および第２駆動軸３２−２の表面上に形成されたＮ
極螺旋部３３ａおよびＳ極螺旋部３３ｂと、キャリア１
３にの下面に設けられたスライド部１３ａのＮ極磁石３
１ａおよびＳ極磁石３１ｂとの間では、異種同士が対向
して磁気的に吸引・結合する。駆動装置４１Ａ〜４１Ｃ
から回転力伝達部４２を経由して伝達された回転動力に
よって駆動軸３２を回転させると、前述の螺旋状磁気結
合部３３が回転し、この動きに対応して磁気結合部３３
に対向する磁気結合部３１の異種極も同様に移動し、ス
ライド部１３ａおよびこれと一体化したキャリア１３が
移動する。

【００３８】前述のごとく、例えば、チャンバ２Ａに配
置された駆動軸３２Ａと、これに隣接するチャンバ２Ｂ
に配置された駆動軸３２Ｂとの間には、仕切弁１１のた
めに切断された渡り部分が存在する。チャンバ２Ｂに配
置された駆動軸３２Ｂと、これに隣接するチャンバ２Ｃ
に配置された駆動軸３２Ｃとの間にも同様に渡り部分が
存在する。キャリア１３がこれらの渡り部分を円滑に移
動し、かつ各チャンバに存在するキャリア１３が隣の次
のチャンバに対して同時に同期をとって移動するために
は、駆動軸３２Ａ〜３２Ｃの各配置位置に関して構成上
特定の条件を与えて整合をとることが必要である。

【００３９】次に上記構成を有する磁気搬送装置の動作
例を図６に基づいて説明する。この説明で、複数のキャ
リア１３を同時搬送するときに整合をとりながら渡り部
分を滑らかに搬送させる動作を可能にする構成上の条件
が明らかにされる。

【００４０】上記の磁気搬送装置において、隣り合う駆
動軸３２Ａ〜３２Ｃの間隔ｄは、駆動軸３２Ａ〜３２Ｃ
の表面に形成された螺旋状磁気結合部３３におけるＮ極
螺旋部３３ａとＳ極螺旋部３３ｂの間の間隔（ピッチ）
を前述のごとくｐとするときに、好ましくは、ｐの２倍
の自然数倍、すなわちｄ＝２ｐ×ｎ（ｎは任意の自然
数）となるように設計される。ｐおよび２ｐ、ｄは、図
６において示される通りである。この条件を満たすこと
によって、各チャンバに存在するキャリア１３を次のチ
ャンバに、各渡り部分を滑らかに移動させながら、同期
をとって同時に搬送することができる。

【００４１】ただし上記のｄ＝２ｐ×ｎは駆動軸３２Ａ
〜３２Ｃの配置間隔に関する厳密な設計条件であり、理
想的な条件である。機械的な組立て誤差等を考慮すれ
ば、本来上記の条件を満たすべきｄに関して、ずれの許
容範囲を認めることが必要である。すなわち本実施形態
による構成では、駆動軸３２Ａ〜３２Ｃの配置間隔の精
度を、当該駆動軸の回転角のずれに換算して、好ましく
は、最大で、約６０度以内にすれば、整合をとることが
できるものとする。これは、完全な一致状態を基準とし
て考えると、プラス側とマイナス側でそれぞれ３０度ず
つ許容範囲を取ることができることになる。すなわち、
ずれとしては±３０度以内であれば、許容される。かか
る「ずれ」が生じる要因としては、駆動軸３２Ａ〜３２
Ｂに関するチャンバ間の配置間隔の精度、隣り合う駆動
装置の同期制御による同期ずれ、動力伝達機構における
ギアのバックラッシュがある。好ましいずれ量につい
て、実測によれば、配置間隔の精度に基づくずれ量は±
１４．２度、同期ずれに基づくずれ量は±２度、バック
ラッシュに基づくずれ量は±２度である。これらを加え
た総計のずれでは±１８．２度である。これはベストモ
ードと考えられる。実験的には、ずれ量が全体として前
述のごとく±３０度以内の範囲に含まれるのであれば、
円滑な搬送を行うことができる。

【００４２】他方、代表的に、駆動軸３２Ａ〜３２Ｃの
Ｎ極螺旋部３３ａまたはＳ極螺旋部３３ｂは、駆動軸が
１回転するときに軸方向の距離に換算して３８ｍｍ進む
ように設計されている。つまり、例えばキャリア１３を
１ｍｍ進ませると、駆動軸は約９．５度回転することに
なる。上記のプラス側とマイナス側の許容範囲の回転角
である±３０度を距離に換算すると、約±３．１６ｍｍ
である。さらに、プラス側とマイナス側の許容範囲の回
転角を、上記のごとく、±１４．２度とすると約±１．
５ｍｍ、±１８．２度とすると約１．９２ｍｍである。
距離で表現してずれの許容範囲が±１．９２ｍｍ以内で
あれば、駆動軸３２Ａ〜３２Ｃの配置間隔の精度に関し
て前述の整合を十分にとることができる。さらに、駆動
軸の配置間隔の精度に関してのみ考えれば、±１．５ｍ
ｍの範囲以内に含まれることが好ましい。なお上記の関
係に基づけば、ｐは９．５ｍｍとなり、２ｐは１９ｍｍ
となる。

【００４３】以上に基づき、本実施形態の構成によれ
ば、駆動軸３２Ａ〜３２Ｃの配置に関する上記間隔ｄ
を、好ましくは±１.５ｍｍ以内（駆動軸の回転角約±
１４．２度以内）の精度で設定するようにしている。こ
れによって、複数のキャリアの同時搬送で円滑に同期搬
送を行うことができる。図６においては間隔ｄに関して
（２ｐ×ｎ）±１．５ｍｍが最適な設計式として示され
ている。駆動軸３２Ａ〜３２Ｃの配置位置を上記の条件
を満たすようにすることにより、特別な位相合わせのた
めの制御を予備的に行うことなく、さらにずれ吸収の可
動式の駆動軸構造部を特別に設けることなく、円滑に同
期搬送することができる。

【００４４】上記の間隔ｄについての関係式における許
容範囲の項の数値は、装置全体の大きさ、駆動軸の大き
さ等が変われば、それに応じて変わり得るものである。

【００４５】前述のようにチャンバ２Ａ〜２Ｃの間にお
いて、隣り合うチャンバ２Ａ〜２Ｃの駆動軸３２Ａ〜３
２Ｃの間の配置間隔ｄ、すなわち駆動軸３２（駆動軸３
２−１および３２−２）の螺旋状磁気結合部３３の配置
間隔ｄが、所定の許容範囲をもって、螺旋状磁気結合部
３３での間隔ｐ（Ｎ極螺旋部３３ａとＳ極螺旋部３３ｂ
の間隔）の自然数倍（ｎ倍）になるように設定されてい
る。配置間隔ｄと間隔ｐが装置設計上で上記関係に維持
されると、図６（Ａ）に示すごとく同時搬送開始前にお
いてチャンバ２Ａ，２Ｂに滞在するキャリア１３の位置
が各々の駆動軸３２Ａ，３２Ｂに対して同じ位置にな
る。従ってチャンバ間で搬送のための移動上の位相のず
れが生ぜず、搬送開始位置が一致している。このため、
駆動装置４１Ａ〜４１Ｃを動作させる制御装置１００の
制御に関して各チャンバでの駆動軸への駆動力伝達を同
時に開始するようにしても（同期制御を行っても）、隣
の次のチャンバの駆動軸の螺旋状磁気結合部３３と前の
チャンバから移動してきたキャリア１３のスライド部１
３ａの磁気結合部３１（Ｎ極磁石３１ａ，Ｓ極磁石３１
ｂ）との間で位置の整合をとることができる。すなわ
ち、次のチャンバの駆動軸の螺旋状磁気結合部３３と、
前のチャンバから移動してきたキャリア１３のスライド
部１３ａの磁石３１ａ，３１ｂとの間で異種の極性の部
分同士の位置が一致し、対向するようになるため、キャ
リア１３の滑らかな受渡しを行うことができる。また高
速化が進んでも前述のように精度良く配置されているた
めに、この受渡しは円滑に行うことができる。１０００
０ｐｐｓ以上の高速に効果的であるが、低速においても
効果的に受渡しできることは言うまでもない。従って、
この構成によれは、同種の極同士の反発によるキャリア
１３の後退によるキャリア停止あるいは振動（ハンチン
グ動作）が生じない。

【００４６】具体的な実施例として好適な間隔ｐは例え
ば９．５ｍｍである。しかし、当該数値は、この値に限
定されず、装置構成の規模等に応じて決められる。

【００４７】前述の実施形態では、駆動軸３２は、第１
駆動軸３２−１と第２駆動軸３２−２とによって２分割
の形態で作ったが、駆動軸３２は必ずしも２分割にする
必要はない。一本状に駆動軸３２を作ることも可能であ
る。この場合には、回転駆動力は、駆動軸３２の端部か
ら与えることが好ましい。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、連結部で隔離され直線的に接続された３つ以上の
チャンバを備えて成る真空処理室において、被処理物を
搭載した複数のキャリアの同時搬送を行うにあたり、各
チャンバでのキャリアの位置を定める駆動軸の間の間隔
（ｄ）が、駆動軸の螺旋状磁気結合部のＮ極螺旋部とＳ
極螺旋部間の間隔（ｐ）の２倍の自然数倍になるように
することによって、連続搬送における同時搬送を滑らか
に行うことができる。

【００４９】このときにおいて、許容範囲として駆動軸
の配置間隔の精度に関しては好ましくは±１.５ｍｍ以
内の精度で上記間隔ｄが設定される。さらに駆動軸の配
置間隔の精度を含む総計のずれで考えると、±３０度の
範囲以内に当該ずれが含まれることが好ましい。その中
で総計のずれとしては±１８．２度が最良であると考え
られる。

【００５０】このような条件を満たすことによって、複
数の被搬送物に関する連続搬送における同時搬送につい
て、同時搬送の駆動開始前にスライド部の磁気結合部と
回転駆動部材の螺旋状磁気結合部の磁気的な位相関係を
整合のとれた位置関係にできるので、隣接するチャンバ
の渡り部分での受渡しにおいて、振動の少ない円滑な移
動が可能となる。

【００５１】さらに本発明によれば、好ましくは、高速
搬送されるキャリアを、連結部で隔離され直線的に接続
された複数の真空処理チャンバの間で円滑に受渡しを行
うことができる。スライダ移動の信頼性向上や搬送速度
の高速化が図られ、これによる磁気結合部での減磁の問
題も低減できる。さらに回転駆動部材における駆動軸の
グリスアップも必要なくなるため、それにかかるメンテ
ナンス時間が省略でき、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気搬送装置が適用された真空処
理装置の内部構造を示す斜視図である。

【図２】各チャンバに設けられた案内装置の構造と、案
内装置とキャリアの関係を示す断面図である。

【図３】駆動軸と動力伝達部の一例を示す部分断面平面
図である。

【図４】駆動軸の螺旋状磁気結合部とキャリアのスライ
ド部の磁気結合部との関係を説明するための図である。

【図５】各チャンバに設けられたキャリアの停止位置を
検出するセンサ機構の構成例を示す図である。

【図６】各チャンバの駆動軸の配置構成と、各駆動軸に
おけるキャリアの動作状態を説明する図である。

【符号の説明】

１ 真空処理装置 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ チャンバ（仕切室） １１ 仕切弁 １２ 被処理物 １３ キャリア １３ａ スライド部 １３ｂ 支持部 １４Ａ 主案内装置 １４Ｂ 従案内装置 １５，１６ レール部材 ３１ 磁気結合部 ３１ａ Ｎ極磁石 ３１ｂ Ｓ極磁石 ３２ 回転駆動部材（駆動軸） ３２Ａ〜３２Ｃ 回転駆動部材（駆動軸） ３２−１ 駆動軸 ３２−２ 駆動軸 ３３ 螺旋状磁気結合部 ３３ａ Ｎ極螺旋部 ３３ｂ Ｓ客螺旋部 ４１Ａ〜４１Ｃ 駆動装置

【手続補正書】

【提出日】平成１２年９月４日（２０００．９．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】上記の磁気結合部の構成において、螺旋状
磁気結合部３３におけるＮ極螺旋部３３ａとＳ極螺旋部
３３ｂの間には好ましい間隔（ピッチ）ｐが設定されて
いる。間隔ｐは図４に示されている。またＮ極磁石３１
ａとＳ極磁石３１ｂの間の間隔５１は、上記間隔ｐと等
しくなるように設定されている。上記の螺旋状磁気結合
部３３はＮ極螺旋部とＳ極螺旋部の二重螺旋として構成
したが、これに限定されるものではない。例えばＮ，
Ｓ，Ｎ，Ｓの四重螺旋として構成することもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴 高志 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 Ｆターム(参考） 3F021 AA01 BA03 CA06 DA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに隔離可能でかつ連結部を開いてつ
   ながる少なくとも３つのチャンバに付設されると共に前
   記３つのチャンバの中を通過させてキャリアを搬送する
   搬送路を備え、前記搬送路では前記チャンバの間で渡り
   部分が形成され、かつ前記チャンバに対応して前記キャ
   リアを移動させるための駆動装置部が設けられるように
   構成され、 前記駆動装置部は、回転駆動部材と動力伝達部と駆動装
   置を備え、前記回転駆動部材は表面にＮ極螺旋部とＳ極
   螺旋部からなる螺旋状磁気結合部を有し、前記動力伝達
   部は前記回転駆動部材に対して回転動力を伝達し、前記
   駆動装置は前記動力伝達部に駆動力を与え、 前記キャリアは、前記回転駆動部材における前記表面か
   ら一定距離の箇所を通過するように前記軸方向に移動自
   在に設けられ、前記回転駆動部材の前記表面に面した部
   分に前記螺旋状磁気結合部における前記Ｎ極螺旋部と前
   記Ｓ極螺旋部の間隔と同じ間隔で磁気結合部が設けら
   れ、前記回転駆動部材の回転動作で前記キャリアを直線
   的に移動させる磁気搬送装置において、 少なくとも３つの前記チャンバの各々に設けた前記回転
   駆動部材の配置間隔が、前記螺旋状磁気結合部における
   前記Ｎ極螺旋部と前記Ｓ極螺旋部の間隔の２倍の自然数
   倍になるように設定され、 前記チャンバの各々の前記駆動装置の動作を同期させて
   制御する制御手段が設けられ、 これにより連続搬送における同時搬送を行うようにした
   ことを特徴とする磁気搬送装置。
2. 【請求項２】 前記回転駆動部材の配置間隔の精度が±
   １．５ｍｍの範囲以内に含まれることを特徴とする請求
   項１記載の磁気搬送装置。
3. 【請求項３】 前記回転駆動部材の配置間隔の精度を含
   む総計のずれが±３０度の範囲以内に含まれることを特
   徴とする請求項１記載の磁気搬送装置。
4. 【請求項４】 前記総計のずれは±１８．２度であるこ
   とを特徴とする請求項３記載の磁気搬送装置。
5. 【請求項５】 前記回転駆動部材は第１部分と第２部分
   に分割され、前記動力伝達部は、前記回転駆動部材の前
   記第１部分と前記第２部分の間に設けられ、前記駆動装
   置は前記動力伝達部に駆動力を与えることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気搬送装置。
6. 【請求項６】 前記駆動装置はパルスモータであり、前
   記制御手段はパルス数制御で前記パルスモータの動作を
   制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項
   に記載の磁気搬送装置。