JP3882176B2

JP3882176B2 - 真空チャンバ

Info

Publication number: JP3882176B2
Application number: JP15919197A
Authority: JP
Inventors: 裕奥村; 隆佐藤; 哲夫徳村; 利規瀬川; 俊久野沢; 清隆石橋; 和基茂山
Original assignee: 株式会社エフオーアイ
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2017-06-02
Also published as: JPH10329061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空チャンバ内の機構を磁気結合によって大気側から駆動する真空チャンバ用回転伝動機構に関し、詳しくは、真空チャンバを上下に貫く筒状体の側壁を挟んで磁気結合する回転体の対についてその複数化・多数化に適した構造の真空チャンバ用回転伝動機構に関する。
【０００２】
ＩＣ（半導体集積回路）やＴＦＴ（液晶表示装置）などの製造工程においてはウエハ等の基板に対して微細で精密な処理が真空状態の処理チャンバ内で施される。しかも、ウエハ等を複数の処理チャンバ間で移動させて種々の処理が施される。このウエハ移動に際しても塵埃等による汚染の防止や処理効率の向上等の観点から真空状態を維持するために、ウエハ移送用の真空チャンバを設けるとともに、この真空チャンバの周りに上記一連の処理チャンバを配置してクラスタ状に連結させることが行われている。そして、中心に位置する真空チャンバにウエハ移送機構を収め、この機構によってウエハ搬入口や何れかの処理チャンバからウエハを受け取りそのウエハをウエハ搬出口や何れかの処理チャンバへ移送することで、真空内移送がなされる。一方、その移送機構を駆動する電動モータ等の駆動源は、汚染源になるのを回避するために大気側に置かれる。
この発明の真空チャンバ用回転伝動機構は、かかる真空チャンバ内の移送機構を大気側から駆動するのに好適な伝動機構である。しかも、真空シール部の摺動による塵埃の発生を避けるために、筒状体を介した磁気結合に基づいて筒状体内腔の大気側から筒状体外周の真空側へ回転力を伝達するものである。そして、かかる構造をベースにしながらも、それに伴う幾つかの制約を回避して、真空チャンバ内に収めた複数の移送機構を駆動することができるようになっている。
【０００３】
【従来の技術】
従来、大気側から真空チャンバ内の機構を駆動するための真空チャンバ用回転伝動機構であって、筒状体内腔が大気側になり筒状体外周が真空側になるように真空チャンバの底に筒状体を立設しておいて、この筒状体の側壁を内外から挟んで磁気結合する回転体によって回転力を伝動するものとして、特開平３−１３６７７９号公報や、特開平６−２４１２３７号公報に記載されたものが知られている。
【０００４】
前者は、筒状体が真空チャンバの底から真空チャンバの上蓋に至るようなものであって、磁気結合する回転体が２対設けられ、一方の対が筒状体の上部に配置され、他方の対が筒状体の下部に配置されたものである。そして、２軸の回転を真空チャンバ内のウエハ移送機構であるフロッグレッグ機構へ伝達することで、ウエハ移送に適したＲ−θ（径方向進退および回転）動作を１ユニットのフロッグレッグ機構に行なわせるようになっている。
【０００５】
後者は、筒状体が真空チャンバの上蓋にまでは至らないで途中で閉じているものである。磁気結合する２対の回転体は筒状体の側壁の内外において上下に重ねて配置されている。そして、これも、２軸の回転を大気側から真空側のフロッグレッグ機構へ伝達することで、ウエハ移送動作を１ユニットのフロッグレッグ機構に行なわせるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の真空チャンバ用回転伝動機構では、２対の回転体を具えて一のフロッグレッグ機構を駆動するに過ぎない。このため、処理チャンバの数や処理時間の長短によってウエハ等の移送タイミングが重なった場合など、ウエハ移送の順番待ちが発生して、スループットが低下してしまうことも多々ある。そこで、フロッグレッグ機構等の真空チャンバ内移送機構を複数化して移送処理の並列化・高速化を図るべく、回転体の対を多数にすることが求められる。
【０００７】
ところで、真空チャンバ内移送機構を複数化するには、従来のユニットを複数個設けるのが安直な手法である。例えば、特開平６−２４１２３７号公報記載の真空チャンバ用回転伝動機構および移送機構を特開平３−１３６７７９号公報記載の上下配置のように真空チャンバの底ばかりか蓋にも設置することが考えられる。具体的には、図７（ａ）に模式図を示したが、従動リング３１（真空内回転体）及び従動リング３６（真空内回転体）を含むフロッグレッグ駆動機構３０（真空チャンバ用回転伝動機構）をウエハ移送チャンバ１０（真空チャンバ）のチャンバ底１１に立設してフロッグレッグ機構４０の駆動を行わせるとともに、同様の従動リング５６（真空内回転体）及び従動リング５１（真空内回転体）を含むフロッグレッグ駆動機構５０（真空チャンバ用回転伝動機構）をウエハ移送チャンバ１０（真空チャンバ）のチャンバ蓋１２に垂設してフロッグレッグ機構６０の駆動を行わせることで、ゲート１３の先のウエハ処理チャンバ２１へのアクセスやゲート１４の先のウエハ処理チャンバ２４へのアクセスなどのウエハ移送動作を並列化することが可能となる。
しかしながら、この場合、チャンバ蓋１２の開閉に際し、フロッグレッグ駆動機構５０を自由状態にしておくとフロッグレッグ機構６０が自重等により延びてウエハ移送チャンバ１０の側壁等へぶつかってしまう一方、フロッグレッグ駆動機構５０が自由状態にならないような係止機構等を付加するのは装置の複雑化を招くうえに保守作業等も行い難くなってしまう。
【０００８】
これに対し、真空チャンバの底から真空チャンバの上蓋に至る筒状体を真空チャンバの底に立設しておいてこれに沿って回転体の対を総て重ねることで単純に２軸駆動から４軸駆動まで拡張することも考えられる。具体的には、図７（ｂ）に模式図を示し、同図（ｃ）にそのＺＺ横断面図を示したが、筒状体の円筒側壁３３の外周に対して上下に従動リング３６，３１，５１，５６を重ねて設置するとともに、その円筒側壁３３の内腔に主動リング３５等を４重構造で設置するのである。
しかしながら、この場合、筒状体の内腔に配置される主動リング３５等の機構が独立回転駆動可能な同軸多重構造のために複雑になってしまうばかりか、４対の回転体についての調整等を一括して行わなければならない。このため、組立調整や保守作業等が面倒なものとなってしまう。
そこで、磁気結合する回転体の対についてその多数化を図るに際して、保守作業等を行うのが容易な構造を案出することが課題となる。
【０００９】
また、複数のフロッグレッグ機構４０，６０によって円筒側壁３３が多様な曲げ力を受けて複雑な変形を強いられることに加えて、円筒側壁３３が長くなっていることから、円筒側壁３３が変形し易くてその剛性が足りなくなってしまうので（図７（ｄ）参照）、所要の精度を確保するには円筒側壁３３を厚くする必要が生じる（図７（ｅ）参照）。しかしながら、円筒側壁３３を厚くすると、円筒側壁３３を内外から挟んで対向する磁石３２，３４同士の結合力が弱くなってしまう。このため、回転伝動に必要な主動リング３５及び従動リング３１の磁気結合力を確保することが困難となる。そこで、磁気結合する回転体の対についてその多数化を図るに際して、筒状体の側壁が薄くても変形し難くなるように構造を工夫して磁気結合力と剛性との両立を図ることも課題となる。
【００１１】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、回転伝動軸数が多くても変形が少ない真空チャンバ用回転伝動機構を備える真空チャンバを実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために発明された解決手段について、その構成および作用効果を以下に説明する。
【００１３】
［解決手段］真空チャンバは、チャンバ底に立設されチャンバ蓋に至る筒状体と、この筒状体の側壁を内外から挟んで磁気結合する回転体の複数対とを有した真空チャンバ用回転伝動機構を備える真空チャンバにおいて、（着脱可能であって取着時には）前記筒状体の上端部位を前記チャンバ蓋に密着させる取着手段を備え、前記筒状体はその自由高さが前記チャンバ蓋の自由高さよりも（弾性変形可能な程度に僅かに）低く、前記取着手段により前記筒状体の上端部位を前記チャンバ蓋に密着させることを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、上記の「自由高さ」とは、筒状体と真空チャンバ上蓋とが取着されずに離脱しているときの高さをいう。
【００１５】
このような解決手段の真空チャンバにあっては、筒状体が真空チャンバを上下に貫いて、筒状体内腔が大気状態となり、筒状体外周が真空状態となる。そして、その筒状体の側壁を挟んで回転体の対が磁気結合し、内側の回転体の回転に連れて外側の回転体も回転するので、大気側から真空チャンバ内の機構が駆動されることとなる。しかも、その筒状体が真空チャンバの底に立設されているので、フロッグレッグ駆動機構等の真空チャンバ内伝達先機構を自由状態にしておいても、チャンバ蓋の開閉に際してその機構が妨げになるということが無い。
【００１６】
また、この真空チャンバ用回転伝動機構を作動させる際には、取着手段によって筒状体の上端部位が真空チャンバの上蓋に密着させられる。すると、筒状体の自由高さが真空チャンバの上蓋の自由高さよりも僅かに低いので、それらの弾性変形によって筒状体に張力が付与された状態で筒状体が固定される。この場合、筒状体に対してフロッグレッグ駆動機構等による曲げ力等が加わると、筒状体は不静定構造に近い応力状態になり、静定構造に比べて変形が抑制される。
【００１７】
これにより、筒状体の側壁が薄くてもその割には変形が少なくなるので、磁気結合する回転体の対を筒状体に沿って多数配設したとしても、磁気結合力および剛性の何れも十分に確保することが可能となる。
したがって、この発明によれば、回転伝動軸数が多くても変形が少ない真空チャンバ用回転伝動機構を実現することができる。
【００１９】
因みに、真空チャンバ用回転伝動機構にあっては、大気側から真空チャンバ内の機構が駆動されるとともにその機構によってチャンバ蓋の開閉が妨げられ無いことに加えて、回転体の何れかを駆動する電動モータが筒状体の上方またはその内腔に設けられるようにしたことで、大気内回転体の駆動軸等も上下に分散して引き出されることから、駆動軸の多重度を低減することができるので、大気内回転体に関する機構の簡素化や組立の容易化等を達成することができる。しかも、電動モータが上の方に設けられていても、その電動モータへの給電線が筒状体を介して真空チャンバの下方へ引き出されているので、その給電線がチャンバ蓋の上に配されることが無いことから、その給電線とチャンバ蓋とが干渉することも無い。
【００２０】
これにより、磁気結合する回転体の対についての多数化を簡素な機構で行うために電動モータを筒状体の下方以外のところに配しながらも、その給電線がチャンバ蓋開閉と影響し合うのを防止することができる。
したがって、この発明によれば、回転伝動軸数が多くて電動モータを上方に配置するに際してその給電線とチャンバ蓋との相互影響を断った真空チャンバ用回転伝動機構を実現することができる。
【００２２】
因みに、真空チャンバ用回転伝動機構にあっては、大気側から真空チャンバ内の機構が駆動されるとともにその機構によってチャンバ蓋の開閉が妨げられ無いことに加えて、複数の短い筒状体が上下に連結されて筒状体が真空チャンバの上下に亘るようになっているので、連結を解除して個々の短い筒状体ごとに分割することが可能となる。
【００２３】
これにより、それぞれの短い筒状体と共にそれぞれに組み付けられた回転体やフロッグレッグ機構等も分割されることから、組立調整や保守作業も分割して行い、良品だけを組み合わせたり、不具合の有る部分だけを取り替えたりすることが可能になるので、磁気結合する回転体の対が多数重なって設けられていても、それらを一括して処理する必要が無くなる又はその必要が緩和される。
したがって、この発明によれば、回転伝動軸数が多くても保守作業等が容易な構造の真空チャンバ用回転伝動機構を実現することができる。
【００２５】
因みに、真空チャンバ用回転伝動機構にあっては、厚い端板の存在によってそこの側壁の曲げ変形が阻止されることから、側壁の曲げを伴う変形は、筒状体全長に亘る低次の変形モードを採ることができずに、高次モードに近い変形状態となる。これにより、筒状体の側壁を厚くしなくてもその変形を或る程度抑制することが可能となる。したがって、この発明によれば、回転伝動軸数が多くても保守作業等が容易であって変形も少ない真空チャンバ用回転伝動機構を実現することができる。
【００２７】
因みに、真空チャンバ用回転伝動機構にあっては、端板を貫いている通路を介して筒状体の内腔が両端に連通することから、真空チャンバの上蓋のところから筒状体内腔を通して真空チャンバ底の下方まで給電線通路が確保されることとなる。これにより、回転体の何れかを駆動する電動モータが筒状体の上方またはその内腔に設けられた場合であっても、筒状体を介して電動モータへの給電線を真空チャンバの下方へ引き出すことが可能となる。したがって、この発明によれば、回転伝動軸数が多くても保守作業等が容易であって変形も少なく而も電動モータの給電線とチャンバ蓋との相互影響も無い真空チャンバ用回転伝動機構を実現することができる。
【００２９】
因みに、真空チャンバ用回転伝動機構にあっては、連結手段によって端板同士を連結するだけで、複数の短い筒状体が上下に連結されるとともに、封止手段によって連結手段および通路の周囲が封止されることから、筒状体の内外が隔絶されるので、筒状体内腔の大気と筒状体外周の真空とが確実に分離される。また、端板が厚いので、連結手段や封止手段を付設したり形成したりするのも容易である。これにより、筒状体が短い筒状体を連結させたものであっても、容易かつ確実に筒状体の内外を分離することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
このような解決手段で達成された本発明の真空チャンバについての実施形態は、真空チャンバ内の機構を大気側から磁気結合によって駆動するに際し、回転伝動軸数が多くても、変形が少なく而も保守作業等も容易であり且つ電動モータの給電線とチャンバ蓋との相互影響が無い真空チャンバ用回転伝動機構を実現するために、上述した解決手段の要件を総て備える。すなわち、以下の筒状体と回転体と電動モータとを備えたものである。筒状体は、真空チャンバの底に立設され、複数の短い筒状体が上下に即ち軸方向に連結されたものであって、自由高さが真空チャンバの上蓋の自由高さよりも低く、着脱可能であって取着時には筒状体の上端部位を真空チャンバの上蓋に密着させる取着手段が付加され、この取着手段によって取着されて真空チャンバの上蓋に至るものである。回転体は、筒状体に沿って上下に複数対が設けられ、それぞれの対が筒状体の側壁を内外から挟んで磁気結合するものである。電動モータは、回転体の何れかを駆動するものであり、一部の電動モータは筒状体の上方またはその内腔に設けられている。それぞれの短い筒状体には、その側壁よりも厚い端板が一体的に設けられており、それぞれの端板には、それを貫いて通路が形成されており、これらの通路を介して即ち筒状体を介して電動モータへの給電線が真空チャンバの下方へ引き出されている。さらに、端板同士を連結する連結手段が設けられ、この連結手段と端板の通路との周囲には封止手段も配されている。
【００３１】
【実施例】
本発明の真空チャンバに備えられる真空チャンバ用回転伝動機構の第１実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、真空チャンバへの設置状態を示すためのものであって、（ａ）が縦断面図であり、（ｂ）が横に輪切りしたときのＸＸ断面図であり、（ｃ）〜（ｅ）が筒状体の側壁および端板についての縦断面における変形状態を強調した図である。また、図２は、その展開状態を示す縦断面図であり、図３は、この回転伝動機構を組み込んだウエハ移送ロボットの模式図であって（ａ）が側面図であり（ｂ）が平面図である。
【００３２】
真空チャンバ用回転伝動機構が組み込まれる真空チャンバとしてのウエハ移送チャンバ１０は、チャンバ内に組み込む回転伝動機構の筒状体を大気に連通した状態で立設させるために、チャンバ底１１の中央に開口１１ａが形成され、その周りにボルト１１ｂ挿通用の貫通穴が穿孔されている。また、チャンバ蓋１２の中央にも開口１２ａが形成されていて、ここからも筒状体の内腔が大気に連通し得るとともに、筒状体の内腔に収まり切らない機構部や配線等の部材を外に配置し得るようになっている。さらに、開口１２ａの周りにも、着脱可能な取着手段としてのボルト１２０を挿通させるための貫通穴が穿孔されたものである。
【００３３】
真空チャンバ用回転伝動機構は、フロッグレッグ機構４０を駆動するフロッグレッグ駆動機構３００と、フロッグレッグ機構６０を駆動するフロッグレッグ駆動機構５００との２ユニットに分割される（図２参照）。フロッグレッグ駆動機構３００は、ウエハ移送チャンバ１０の内部から開口１１ａを塞ぐようにしてチャンバ底１１に対して直に立設されるものであるのに対し、フロッグレッグ駆動機構５００は、フロッグレッグ駆動機構３００の上に重なるようにして連結されることで間接的に立設されるものである（図１（ａ）参照）。何れもほぼ軸対称の構造をしているが、フロッグレッグ駆動機構５００はフロッグレッグ駆動機構３００と逆さの状態でその上に重なるものとなっている。
【００３４】
フロッグレッグ駆動機構３００は、下端にフランジ３３ａが溶接され上端に円筒端板３３１が溶接されて一体化された円筒側壁３３０（短い筒状体）と、その外周でフランジ３３ａ上に順次積み上げられたベアリング３６ａ，従動リング３６，ベアリング３６ｂ，ベアリング３１ａ，従動リング３１，ベアリング３１ｂ，及び挟持リング３３４と、円筒側壁３３０の内腔にやはりベアリングを介して順に詰め込まれた同軸の主動リング３５０，３９０と、フランジ３３ａに取着されたプレート３９ｃに対して装着された電動モータ３５ａ，３９ａとを具備したものである。そして、フランジ３３ａ及び挟持リング３３４等によって挟まれて従動リング３１，３６が円筒側壁３３０の外周において双方向回転可能に保持され、プレート３９ｃ及び円筒端板３３１によって挟まれて主動リング３５０，３９０が円筒側壁３３０の内腔において双方向回転可能に保持されている。
【００３５】
フランジ３３ａにはＯリング溝が形成されていて、ボルト１１ｂでフランジ３３ａをチャンバ底１１に取り付けるとＯリング３３ｂによって気密に分離されて、円筒側壁３３０の内腔がチャンバ底１１の開口１１ａ及びプレート３９ｃの開口等を介して大気に連通する一方、円筒側壁３３０の外周が真空に保たれる。これにより、主動リング３５０，主動リング３９０が大気内回転体として機能するとともに従動リング３１，３６が真空内回転体として機能するようになっている。そして、主動リング３５０の縁部に多数の磁石３４が周設され、従動リング３１の内縁部にも同数の磁石３２が周設されていて、リング３５０，３１からなる回転体の対は筒状体の側壁３３０を内外から挟んで磁気結合するものとなっている。リング３９０，３６からなる回転体の対も同様である。
【００３６】
電動モータ３５ａは、プレート３９ｃの外面すなわち下面に装着されて筒状体の下方に設けられたものとなっている。そして、その出力軸先端の小歯車が主動リング３５０のシャフト先端の歯車に噛み合っていて、主動リング３５０を大気内で双方向回転駆動するものとなっている。
電動モータ３９ａも、同様に筒状体３３の下方に設けられていて、主動リング３９０を大気内で双方向回転駆動するものとなっている。
【００３７】
円筒側壁３３０は厚さが１〜２ｍｍ程度と従来より薄くなっており、これに対応して主動リング３５０は従来の主動リング３５よりも外径が少し大きくなっている（図１（ｂ）参照）。
一方、円筒端板３３１は、その厚さが円筒側壁３３０よりも厚くて１０ｍｍを超えている。そして、その上面にはＯリング３３３（封止手段）用の溝が形成され、側面には挟持リング３３４固定用のネジも形成されている。さらに、円筒端板３３１の中央には、連通口３３２が貫通形成されて、給電線保護細筒５１４を遊挿しうるようになっている。これに対応して、主動リング３５０及びそのシャフトにも、給電線保護細筒５１４の遊挿可能な連通口３５１が縦に貫通形成されている。
【００３８】
フロッグレッグ駆動機構５００は、上記のフロッグレッグ駆動機構３００とほぼ同じ構造のものであり、それらの要素で対応するもの同士には２０又は２００だけ異なる符号を付して図示したので、同一部分についての再度の説明は割愛する。フロッグレッグ駆動機構５００がフロッグレッグ駆動機構３００と相違するのは、上下逆さになっていることの他、円筒端板３３１に対応する円筒端板５３１にはＯリング３３３用の溝に代えてボルト５３３挿通用の貫通穴が穿孔されている点と、電動モータ５５ａのモータ給電線５１１にコネクタ５１２が介挿され更に電動モータ５９ａのモータ給電線５６１にコネクタ５６２が介挿されている点である。
【００３９】
ボルト５３３はＯリング３３３よりも内側のところに配置されており、円筒端板３３１の該当部位には雌ねじがきられているので、円筒端板５３１を円筒端板３３１の上に載せて位置合わせしたうえでボルト５３３を締め込むと、円筒端板５３１と円筒端板３３１とが密着し更にＯリング３３３によって気密に封止がなされる。逆にボルト５３３を緩めて円筒端板３３１から抜くと、円筒端板５３１と円筒端板３３１とが分かれる。なお、ボルト５３３は主動リング５５０，５９０に形成された貫通口（図１（ｂ）の貫通口３５２参照）から六角レンチ等の治具を差し込んで行う。これにより、ボルト５３３等を連結手段として端板３３１，５３１同士が着脱可能に連結されるとともに、この連結手段と端板の通路３３２，５３２との周囲に配されたＯリング３３３によって円筒側壁３３０，５３０の内外空間が封止されるようになっている。
【００４０】
また、円筒端板３３１，５３１が連結されると、短い筒状体３３０と円筒側壁５３０とが上下に即ち軸方向に連結された状態になるとともに、筒状体（３３０＋５３０）はウエハ移送チャンバ１０（真空チャンバ）のチャンバ底１１に立設された状態となり、さらに、その筒状体（３３０＋５３０）に沿って上下に複数対の回転体（３９０＋３６），（３５０＋３１），（５９０＋５６），（５５０＋５１）が設けられた状態のものとなる（図１（ａ）参照）。
【００４１】
さらに、その状態では、連通口３５１，３３２，５３２，５５１が筒状体（３３０＋５３０）の軸芯上で連なって上下に貫通した給電線通路を形成するとともに、電動モータ５５ａ及び電動モータ５９ａが筒状体（３３０＋５３０）の上方に設けられた状態にもなる。そして、モータ給電線５１１，５６１は、連通口３５１，３３２，５３２，５５１を貫く給電線保護細筒５１４によってフロッグレッグ駆動機構５００，３００の下へ導かれる（図１（ａ）参照）。これにより、電動モータ５５ａ，５９ａは、その給電線５１１，５６１が給電線通路（３５１，３３２，５３２，５５１）介して真空チャンバ１０の下方へ引き出されたものとなっている。
【００４２】
円筒側壁３３０及び円筒側壁５３０は、何れもその自由高さがウエハ移送チャンバ１０におけるチャンバ底１１からチャンバ蓋１２までの高さの半分よりも僅かに低く形成されていて、これらを重ねた筒状体（３３０＋５３０）は、真空チャンバの上蓋の自由高さよりも僅かに低いものとなっている。
【００４３】
フランジ５３ａは上面にＯリング溝が形成されていて、ボルト１２０でフランジ５３ａとチャンバ蓋１２とを緊結させると、その力による変形に基づいて円筒側壁３３０，５３０が少し伸びる一方でチャンバ底１１とチャンバ蓋１２との距離が少し縮まり、それらが一致したところでＯリング５３ｂによって気密に分離されて、円筒側壁５３０の内腔がチャンバ蓋１２の開口１２ａ及びプレート５９ｃの開口等を介して大気に連通する一方、円筒側壁５３０の外周が真空に保たれる。これにより、ボルト１２０が着脱可能な取着手段として機能し、それによる取着時には筒状体５３０の上端部位５３ａが真空チャンバ１０の上蓋１２に至って密着させられるようになっている（図１（ａ）参照）。
【００４４】
チャンバ底１１に立設されたフロッグレッグ駆動機構３００にはフロッグレッグ機構４０が取り付けられる（図３参照）。すなわち、フロッグレッグ駆動機構３００の従動リング３１（真空内回転体）及び従動リング３６（真空内回転体）には、それぞれアーム４１が連結され、それぞれのアーム４１の先にはリンク４２が連結され、それらのアーム４１の先にはウエハブレード４３が連結される。そして、従動リング３１，３６が同相回転するとウエハブレード４３が水平面内で回転し、従動リング３１，３６が逆相回転するとウエハブレード４３が水平面内で前進又は後退するようになっている。フロッグレッグ駆動機構３００の上に延びたフロッグレッグ駆動機構５００も同様に従動リング５１，５６にフロッグレッグ機構６０すなわちアーム６１，リンク６２，ウエハブレード６３からなる機構が連結されてウエハブレード６３のＲ−θ動作を駆動するようなものとなっている。
【００４５】
この実施例の真空チャンバ用回転伝動機構について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図４は、処理チャンバ間のウエハ移送を並列に行うときの動作説明図であり、図５は、処理チャンバ間でウエハを一度に交換するときの動作説明図である。以下、装置の設置作業、ウエハの並列移送動作、ウエハの交換送動作、装置の分解作業の順に述べる。
【００４６】
ウエハ移送チャンバ１０の周りには、各ウエハ処理チャンバ２１〜２６が連結されるが、通常何れかのチャンバはウエハの搬入搬出用とされる。また、フロッグレッグ駆動機構３００及びフロッグレッグ機構４０には、それだけでの単体テストが済んで単独動作の確認されたユニットが用いられる。フロッグレッグ駆動機構５００及びフロッグレッグ機構６０も同じである。そして、フロッグレッグ駆動機構３００がチャンバ底１１の開口１１ａのところに立てられボルト１１ｂで固定され、電動モータ３５ａ，３９ａへの給電線がドライバ及びコントローラに接続される。
【００４７】
それから、フロッグレッグ駆動機構３００の上にフロッグレッグ駆動機構５００が乗載され、ボルト５３３によってフロッグレッグ駆動機構３００に連結される。コネクタ５１２同士およびコネクタ５６２同士の結線によって電動モータ３５ａ，３９ａへの給電線５１１，５６１もドライバ及びコントローラに接続される。
最後に、チャンバ蓋１２を閉めるとともに、ボルト１２０をフランジ５３ａに螺合させて、装置の設置作業を終える。
【００４８】
こうして設置が済むと、真空チャンバ内の機構を磁気結合によって大気側から駆動することができるようになる。すなわち、電動モータ３５ａを作動させると、主動リング３５０が大気状態の円筒側壁３３０内で回転し、これに随伴して従動リング３１が真空状態の円筒側壁３３０外周で回転し、これによってフロッグレッグ機構４０の一方のアーム４１が駆動される。同様にして、電動モータ３９ａの作動により、大気側の主動リング３９０及び真空側の従動リング３６が回転して、フロッグレッグ機構４０の他方のアーム４１が駆動される。さらに、電動モータ５５ａにより大気側の主動リング５５０及び真空側の従動リング５１を介してフロッグレッグ機構６０の一方のアーム６１が駆動されるとともに、電動モータ５９ａにより大気側の主動リング５９０及び真空側の従動リング５６を介してフロッグレッグ機構６０の他方のアーム６１が駆動される。
【００４９】
次に、処理チャンバ間でのウエハ移送を並列に行うには、例えばウエハ処理チャンバ２２内のウエハ２２ａをウエハ処理チャンバ２３へ移動させると同時にウエハ処理チャンバ２３内のウエハ２３ａをウエハ処理チャンバ２５へ移動させる場合、フロッグレッグ駆動機構５００を同相回転させてフロッグレッグ機構６０をウエハ処理チャンバ２２のゲート前へ移動させ、フロッグレッグ駆動機構３００も同相回転させてフロッグレッグ機構４０をウエハ処理チャンバ２３のゲート前へ移動させてから、フロッグレッグ駆動機構３００，５００を何れも逆相回転させてフロッグレッグ機構４０，６０のウエハブレード４３，６３をウエハ処理チャンバ２３，２２内へ前進させる（図４（ａ）参照）。このとき、ウエハ処理チャンバ２２，２３ではウエハ２２ａ，２２ｂがリフタピン等によって持ち上げられてウエハブレード６３，４３へ移載可能な状態にされている。
【００５０】
そして、ウエハ２２ａの乗ったフロッグレッグ機構６０及びウエハ２３ａの乗ったフロッグレッグ機構４０が後退駆動されると、ウエハ２２ａ，２３ａがウエハ処理チャンバ２２，２３からウエハ移送チャンバ１０内へ取り出される。さらに、フロッグレッグ駆動機構５００によってフロッグレッグ機構６０がウエハ処理チャンバ２３のゲート前まで回転移動させられ、同時に、フロッグレッグ駆動機構３００によってフロッグレッグ機構４０がウエハ処理チャンバ２５のゲート前まで回転移動させられる（図４（ｂ）参照）。
【００５１】
それから、ウエハブレード４３，６３をウエハ処理チャンバ２５，２３内へ前進させ（図４（ｃ）参照）、ウエハ処理チャンバ２５，２３内のリフタピン等に受け取らせてから、ウエハブレード４３，６３を後退させる。そのようにフロッグレッグ機構４０，６０がフロッグレッグ駆動機構３００，５００によって駆動されるように電動モータ３５ａ，３９ａ，５５ａ，５９ａの同期制御を行う。
こうして、２枚のウエハ２２ａ，２３ａが速やかに移動する。
【００５２】
これに対し、処理チャンバ間でウエハを一度に交換するには、例えばウエハ処理チャンバ２２内のウエハ２２ａとウエハ処理チャンバ２３内のウエハ２３ａとを入れ替える場合、ウエハ処理チャンバ２２，２３それぞれの前にフロッグレッグ機構４０，６０を回転移動させてから前進させ（図５（ａ）参照）、ウエハ２２ａ，２３ａを受け取ってから後退させ（図５（ｂ）参照）、さらに、フロッグレッグ機構４０，６０を相手方のところへ回転移動させて（図５（ｃ）参照）前進させ（図５（ｄ）参照）、ウエハ２２ａ，２３ａを渡してから後退させる（図５（ｅ）参照）。こうして、２枚のウエハ２２ａ，２３ａがウエハ移送チャンバ１０から外へ一度も出されること無く速やかに入れ替わる。
【００５３】
そして、このような動作に際して、フロッグレッグ機構４０，６０による曲げ力が円筒側壁３３０，５３０にかかると、例えば側壁断面３３をＳ字状に曲げるような力がかかると（図１（ｃ）参照）、円筒側壁３３を従来より薄くした場合、Ｈ字状に水平の中間補強板３３ｚが付加されたとしてもこれもＳ字を横にした様に曲がるため、円筒側壁３３の変形量は大して変わらないのに対し（図１（ｄ）参照）、厚い円筒端板３３１，５３１が一体的に設けられた円筒側壁３３０，５３０にあっては、そこのところで円筒側壁３３０，５３０が鉛直のままに維持されるので変形の程度が可成り抑制される（図１（ｅ）参照）。
【００５４】
保守等のために装置を分解するには、例えばフロッグレッグ機構６０が故障したような場合にはフロッグレッグ駆動機構３００及びフロッグレッグ機構４０はそのままにしておいてフロッグレッグ駆動機構５００及びフロッグレッグ機構６０だけを交換する。具体的には、ボルト１２０を外してからチャンバ蓋１２を開け、コネクタ５１２，５６２を外し、さらにボルト５３３も抜いてから、フロッグレッグ駆動機構５００をフロッグレッグ機構６０と共に上方へ取り去る。そして、その代わりに単体テストの済んだ他のフロッグレッグ駆動機構及びフロッグレッグ機構をフロッグレッグ駆動機構３００の上に取り付ける。
こうして、ユニットごとに分割して不都合なところだけを修理することができる。
【００５５】
図６に縦断面図およびＹＹ横断面図を示した第２実施例を説明する。これが上記の第１実施例のものと相違するのは、主動リング３５０，３９０，５５０，５９０が円筒側壁３３０，５３０外へ延びたシャフトを介して回転駆動されるので無く、それぞれ中央が丸く抜き取られて環状にされその内側に内歯が形成されていて、それぞれの内歯に電動モータ３５ａの小歯車３５ｂや電動モータ３９ａの小歯車３９ｂなどが内側から噛合する点である。
これにより、円筒側壁３３０，５３０の内腔における機構が簡素化されるとともに、電動モータを円状に並べることで容易に回転体の対を４軸以上の多数軸に拡張し得るものとなっている。
【００５６】
以上の説明から明らかなように、本発明の解決手段の真空チャンバにあっては、筒状体に張力が付与された状態で筒状体が固定されるようにしたことにより、静定構造よりも変形が抑制され、その結果、回転伝動軸数が多くても変形が少ない真空チャンバ用回転伝動機構を実現することができたという有利な効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空チャンバに備えられる真空チャンバ用回転伝動機構の第１実施例について、真空チャンバへの設置状態を示す図である。
【図２】その展開図である。
【図３】それを組み込んだウエハ移送ロボットの模式図である。
【図４】その動作説明図である。
【図５】その動作説明図である。
【図６】本発明の真空チャンバに備えられる真空チャンバ用回転伝動機構の第２実施例について、真空チャンバへの設置状態を示す図である。
【図７】従来の真空チャンバ用回転伝動機構を直截的に拡張したときに想定される模式図である。
【符号の説明】
１０ウエハ移送チャンバ（真空チャンバ）
１１チャンバ底
１１ａ開口
１１ｂボルト（取着具）
１２チャンバ蓋
１２ａ開口
１３，１４ゲート
２１，２２，２３，２４，２５，２６ウエハ処理チャンバ
２２ａ，２３ａウエハ（基板、真空内移送物）
３０フロッグレッグ駆動機構（真空チャンバ用２軸回転伝動機構）
３１従動リング（真空内回転体）
３１ａベアリング（軸受け）
３１ｂベアリング（軸受け）
３２磁石（真空内磁性体、磁気結合手段）
３３円筒側壁（筒状体）
３３ａフランジ
３４磁石（大気内磁性体、磁気結合手段）
３５主動リング（回転板、大気内回転体）
３５ａ電動モータ（大気内回転駆動源）
３５ｂ小歯車
３６従動リング（真空内回転体）
３６ａベアリング（軸受け）
３６ｂベアリング（軸受け）
３７磁石（真空内磁性体、磁気結合手段）
３８磁石（大気内磁性体、磁気結合手段）
３９主動リング（回転板、大気内回転体）
３９ａ電動モータ（大気内回転駆動源）
３９ｂ小歯車
３９ｃプレート（押さえ板）
４０フロッグレッグ機構（真空チャンバ内伝達先機構）
４１アーム
４２リンク
４３ウエハブレード
５０フロッグレッグ駆動機構（真空チャンバ用２軸回転伝動機構）
５１従動リング（真空内回転体）
５１ａベアリング（軸受け）
５１ｂベアリング（軸受け）
５２磁石（真空内磁性体、磁気結合手段）
５３ａフランジ
５４磁石（大気内磁性体、磁気結合手段）
５５主動リング（回転板、大気内回転体）
５５ａ電動モータ（大気内回転駆動源）
５６従動リング（真空内回転体）
５６ａベアリング（軸受け）
５６ｂベアリング（軸受け）
５７磁石（真空内磁性体、磁気結合手段）
５８磁石（大気内磁性体、磁気結合手段）
５９主動リング（回転板、大気内回転体）
５９ａ電動モータ（大気内回転駆動源）
５９ｃプレート（押さえ板）
６０フロッグレッグ機構（真空チャンバ内伝達先機構）
６１アーム
６２リンク
６３ウエハブレード
１２０ボルト（取着具、張力付与手段）
３００フロッグレッグ駆動機構
３３０円筒側壁（短い筒状体、筒状体）
３３１円筒端板（補強手段）
３３２連通口（給電線通路）
３３３Ｏリング（封止手段）
３３４挟持リング（押さえ環）
３５０主動リング（回転板、大気内回転体）
３５１連通口（給電線通路）
３５２貫通口（工具通路）
３９０主動リング（回転板、大気内回転体）
５００フロッグレッグ駆動機構
５１１モータ給電線
５１２コネクタ
５１４給電線保護細筒
５３０円筒側壁（短い筒状体、筒状体）
５３１円筒端板（補強手段）
５３２連通口（給電線通路）
５３３ボルト（連結手段）
５３４挟持リング（押さえ環）
５５０主動リング（回転板、大気内回転体）
５５１連通口（給電線通路）
５６１モータ給電線
５６２コネクタ
５９０主動リング（回転板、大気内回転体）

Claims

チャンバ底に立設されチャンバ蓋に至る筒状体と、この筒状体の側壁を内外から挟んで磁気結合する回転体の複数対とを有した真空チャンバ用回転伝動機構を備える真空チャンバにおいて、
前記筒状体の上端部位を前記チャンバ蓋に密着させる取着手段を備え、
前記筒状体はその自由高さが前記チャンバ蓋の自由高さよりも低く、前記取着手段により前記筒状体の上端部位を前記チャンバ蓋に密着させることを特徴とする真空チャンバ。