JP4056111B2 - 磁気搬送装置、磁気搬送装置の動力伝達機構、およびこれに使用される回転駆動部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触方式にて移動体に駆動力を伝達するもので、大気から隔離された真空雰囲気での物体搬送のための駆動機構に適しており、発塵の少ない円滑な搬送を行える磁気搬送装置、磁気搬送装置の動力伝達機構、および磁気搬送装置に好適な回転駆動部材に関する。
【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、コロ式駆動機構、チェーン駆動機構等が多く採用されてきた。これらの駆動機構は、駆動力を接触作用により直接に伝える方式であり、接触伝達方式と呼ばれる。かかる駆動機構では、真空環境は摩擦係数が大きく、また潤滑油が使えないという特性を有するので、摩耗量が著しく多くなり、大量のゴミ（塵や埃）が発生する（この状態を「発塵」と呼ぶ）という問題があった。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しなければならず、精密な動きを行う上で支障になっていた。
【０００３】
一方、近年では半導体が代表するように、電子部品等へのゴミの付着量を著しく制限することが要求される。理想的には、ゴミの発生を完全になくした駆動機構が望まれている。
【０００４】
ゴミの発生を低減するためには、明らかに非接触伝達方式の搬送系が望ましい。非接触伝達方式の搬送系としては従来種々の方式が提案されている。その中で、比較的に構造が簡単な方式は磁気結合の作用を利用した方式（以下「磁気搬送装置」という）である。磁気搬送装置については、最近、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（米国特許第５，３７７，８１６号公報）。また磁気搬送装置に間接的に関係する技術として、工作機械等の分野で、送り装置として利用される磁気ねじが提案されている（特開平７−２８００６０号公報）。
【０００５】
上記米国特許第５，３７７，８１６号公報は、螺旋状磁石を利用して直線運動を発生させる機構を開示している。すなわち、モータで回転するように設けられた円筒体であって、その表面にＮ極とＳ極の多数の磁石片を螺旋状レイアウトになるように交互に設けた円筒体と、この円筒体に接近させて円筒体の軸方向に移動自在に設けられかつ磁石セグメントを設けたベース部材とを備え、円筒体が回転すると、磁石片と磁石セグメントとの磁気的な吸引作用によってベース部材が直線運動するように構成される。
【０００６】
また上記特開平７−２８００６０号公報は磁気ねじを開示する。この磁気ねじは、磁性材料で作られ表面にねじ山が螺旋状に形成されるねじ軸と、このねじ軸の外周に隙間をあけて配置され、かつ内周面にねじ山に対応して螺旋状に着磁された磁極を備える筒形ナット体とから構成される。ねじ軸が回転すると、筒形ナット体がねじ軸の軸方向に移動する。
【０００７】
前述した一般的な磁気搬送装置によれば、通常、真空装置内における搬送機構に関連する接触部は移動体（キャリアまたはトレイ、以下「キャリア」という）を支持するコロ部分のみとなり、キャリアを移動させるための駆動機構部の駆動力伝達部分での接触部が存在せず、ゴミ発生の主要因となる当該接触部をなくすことができる。従って磁気搬送装置は、接触伝達方式に比べて、磨耗・発塵の問題を軽減でき、真空装置の内部搬送機構として理想的な構造を持つ。
【０００８】
前述した磁気搬送装置は、一般的には、磁気結合部の磁気結合作用によって得られる搬送推力が小さいので、多くの磁気結合部を形成することが要求される。ここで「磁気結合部」とは、駆動部分と被駆動部分の間において磁気力が作用して互いに結合しようとする磁極等の箇所をいう。そこで、例えば、表面に螺旋形磁石部が形成された円柱形状の回転駆動部（以下「駆動軸」という）と、当該螺旋形磁石部のピッチと同じ距離の間隔で配置された磁石が設けられた移動体とからなる磁気搬送装置では、駆動軸の搬送方向（軸方向）の長さを長くし、螺旋形磁石部の巻数と移動体における磁石の数を増すことによって磁気結合部の数を増すようにしている。
【０００９】
かかる磁気搬送装置を、例えば直列に接続された複数の真空処理チャンバを含む半導体製造装置に適用する場合を考える。各チャンバの間は仕切り弁で分離されている。従って当該磁気搬送装置を基板搭載用キャリアを搬送させる装置として使用する場合には、当然のことながら各チャンバごとに上記駆動軸を設け、各駆動軸を回転動作させてキャリアの移動を行うように構成される。当該キャリアは、各チャンバを、予め決められた基板の処理手順に従って順次に搬送される。そのときチャンバ間のキャリアの移動で、当該キャリアは各チャンバの駆動軸の間で受け渡されるように構成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成を有する従来の磁気搬送装置では、次のような問題が存在した。
【００１１】
チャンバ間は仕切り弁で分離されるので、駆動軸と駆動軸の間に隙間が存在し、搬送されるキャリアにとって渡り部分が形成される。従って、キャリアを滑らかに移動させるためには、当該渡り部分で、駆動軸間の磁気回路の整合をとることが重要となる。かかる整合を適切に行わないと、キャリアの動きが滑らかにならない。また渡り部分でのキャリア受渡しで反発作用が生じると、目的の推力が出ないばかりか、搬送が停止することもあり得る。
【００１２】
そこで、キャリアを駆動軸間で円滑に移動させる目的で、各駆動軸の回転動作を同期させることが望まれる。これを実現する簡単な構成として、各チャンバの駆動軸のすべてを１つのモータで回転動作させることが考えられるが、この構成は、負荷が大きくなり過ぎるという大きな不具合があるので、実際上不可能である。次に、各チャンバごと駆動軸を動作させるモータを設け、各モータの動作を同期制御することにより、駆動軸間の同期をとるための制御を行うことが考えられる。しかし、この同期制御は、各チャンバで被処理物の停止位置が独自に設定されていること、およびチャンバの寸法の違いや製造装置の組立て時の誤差が存在すること等に起因して、チャンバ間でキャリアを受け渡すとき、キャリアに配列された複数の磁極の位置と、駆動軸の螺旋形磁石部との位置合せが難しく、実際上、極めて難しいものとなる。
【００１３】
以上のごとく、複数の直列チャンバを備え、各チャンバに独立した駆動系で回転動作するように駆動軸を設けた従来の半導体製造装置では、各チャンバの個々の駆動軸から隣接するチャンバの他の駆動軸へのキャリアの受渡しで、当該キャリアに配置された磁極の位置と次の駆動軸の位置とを合わせるための制御が難しいものとなっていた。
【００１４】
なお上記の問題は、前述した先行技術文献の課題には含まれず、これらの文献に示される磁気送り機構あるいは磁気ねじの構成によって解決することはできない。
【００１５】
本発明の目的は、上記の問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た半導体製造装置等でキャリア搬送用に使用される磁気搬送装置であって、各チャンバに互いに独立して駆動されるキャリア送り用駆動軸を設けた構成において、同期制御機構を特別に設けることなく、チャンバ間でのキャリアの受渡しを円滑に行うことができ、さらに、滑らかな搬送と連続搬送を行うことができる磁気搬送装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、前述の問題を解決できる上記磁気搬送装置で、さらにキャリア送り用駆動軸に対し動力を伝達する部分をスペースを利用して最適な位置に配置し、配置レイアウト上の制約を軽減した磁気搬送装置の動力伝達機構を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、上記磁気搬送装置を実現するのに好適な、簡単な構造を有する回転駆動部材を提供することにある。
【００１８】
【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、次のように構成される。
【００１９】
磁気搬送装置は、少なくとも２つのチャンバを通過して移動体（キャリアとスライダと被処理物を含む）を搬送する搬送路を備え、搬送路ではチャンバの間で渡り部分が形成され、かつ各チャンバに対応して移動体を移動させるための駆動装置部（駆動装置、回転駆動部材すなわち駆動軸）をチャンバごと独立して設ける。２つのチャンバは、通常では互いに隔離され、また適当なタイミングで連結部（仕切り弁）を開いてつながる。従って、上記搬送路では、２つのチャンバの間で隙間部分すなわち渡り部分が形成される。各チャンバごとの回転駆動部材すなわち駆動軸が回転動作することで、搬送路に沿って移動体（磁気結合部を有するスライダを備えたキャリア）が、回転駆動部材との磁気結合作用に基づいて吸引され搬送される。移動体がチャンバから他のチャンバへ移動するときには、連結部は開いた状態にあり、移動体は上記渡り部分を移動することになる。回転駆動部材では、軸方向に少なくとも二分割され、第１分割部（実施例での固定駆動軸に対応）と第２分割部（実施例での可動駆動軸に対応）が形成される。第１分割部は軸心部材に固定される。また第２分割部は回転方向には制限されかつ上記軸方向には一定の幅（遊びとして設定された所定の範囲）で自由に動くように軸心部材に取り付けられる。第１分割部と第２分割部の各々の表面には、少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件（具体的にはピッチが同じ）で形成される。この螺旋状磁気結合部は、近くに存在する移動体の磁気結合部と磁気的な吸引作用で結合しようとする。移動体、すなわち、磁気結合部を有するスライダが付加されかつ被処理物を搭載するキャリアは、回転駆動部材の螺旋状磁気結合部が形成された表面から一定距離の箇所を通過するように、搬送路上で移動自在に設けられ、回転駆動部材の上記表面に面した部分に螺旋状磁気結合部のピッチと同じ距離の間隔で磁気結合部が設けられる。モータ等の駆動装置によって回転駆動部材を回転させると、移動体は搬送路に沿って直線的に移動する。
【００２０】
上記の磁気搬送装置では、第１分割部を移動体送りおよびチャンバにおける移動体の位置制御のための駆動軸として使用し、第２分割部を、各チャンバごとに設けられた隣り合う回転駆動部材の間における移動体受渡しの際の整合（位置合せ）を行う駆動軸として使用する。このため、或るチャンバの回転駆動部材から他のチャンバの回転駆動部材への移動体の受渡しを行う際に、換言すれば、上記渡り部分で移動体を搬送するとき、回転駆動部材間の移動を特別な制御手段で制御する必要性がなくなり、第１分割部である固定駆動軸と第２分割部である可動駆動軸からなる回転駆動部材の機構的な特性に基づいて上記整合を簡単にかつ正確に行うことができ、或る回転駆動部材から次の回転駆動部材への受渡しの際の制御を簡略化できる。
【００２１】
上記の構成において、好ましくは、第２分割部はキーを介して軸心部材に連結されかつコイルスプリングで第１分割部の側へ付勢されると共に、軸心部材に形成されたストッパで位置決めされる。この構成によれば、第２分割部は、外部から力を受けない限り、第１分割部にもっとも近い位置にセットされ、第１分割部と第２分割部の位置関係が設定された一定のものに保持される。
【００２２】
また第２分割部と軸心部材は、一般的な関係としては、スプライン構造で連結されることが好ましい。
【００２３】
また上記の構成において、好ましくは、回転駆動部材の螺旋状磁気結合部がＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であり、移動体の磁気結合部が高透磁率材料部で形成される。さらに好ましくは、回転駆動部材の螺旋状磁気結合部が強磁性材料部で形成され、移動体の磁気結合部がＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列とすることもできる。
【００２４】
さらに、第２分割部が一定の幅内で第１分割部にもっとも近い位置にあるときには、回転駆動部材は第１分割部と第２分割部の間にある隙間を含めて１本の回転駆動部材としてみなされ、連続して螺旋状磁気結合部が形成されるように構成されることが好ましい。回転駆動部材が固定駆動軸と可動駆動軸に二分割されたにも拘らず、固定駆動軸と可動駆動軸の各々に正確かつ容易に螺旋状磁気結合部を連続的に作ることができる。
【００２５】
上記の構成において、第２分割部の可動範囲が、上記ピッチと同等以上でかつその２倍以下であることが好ましい。第２分割部が、円滑な移動体の受渡しを行うためには、かかる範囲の遊びを持っていることが望ましい。
【００２６】
上記の各構成において、回転駆動部材が大気側に配置され、移動体が大気から隔離された箇所に配置されることが好ましい。これによって、回転駆動部材の部分で生じるゴミが移動体の基板等に影響を与えるのを防止できる。この磁気搬送装置の構成で、好ましくは、大気から隔離された箇所が真空雰囲気であるように構成される。
【００２７】
第１分割部と第２分割部の間の隙間に、駆動装置から回転駆動部材へ動力を伝達するための動力伝達部を設けている。この動力伝達部は好ましくは傘歯車機構で構成される。
【００２８】
上記磁気搬送装置によれば、従来、直列に接続された複数のチャンバからなる装置で各チャンバに回転駆動部材を独立に動作するように個別に設けた構成であって、仕切り弁の存在によって回転駆動部材の間に渡り部分が形成される構成において、回転駆動部材を二分割し、位置決めおよび送り用の固定駆動軸（第１分割部）と受渡し用の可動駆動軸（第２分割部）によって構成したため、当該渡り部分におけるに移動体の移動の際に、複雑な同期制御のための機構を設けることなく、簡単な構成および安価な費用で渡り部分における円滑な移動を達成することができ、確実な移動を実現することができる。
【００２９】
本発明に係る磁気搬送装置の動力伝達機構は、前述の目的を達成するため、次のように構成される。
【００３０】
動力伝達機構は、チャンバに対応して個々に設けられる回転駆動部材すなわちすなわち駆動軸と、各チャンバに設けられた搬送路に沿って移動する、キャリアとスライダと被処理物からなる移動体によって構成される磁気搬送装置に適用される。回転駆動部材は、軸方向に少なくとも二分割されて第１分割部と第２分割部が形成される。第１分割部は軸心部材に固定され、第２分割部は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軸心部材に取り付けられる。第１分割部と第２分割部の各々の表面には少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件で形成される。移動体は、回転駆動部材における螺旋状磁気結合部が形成された表面から一定距離の箇所を通過するように移動自在に設けられ、回転駆動部材の上記表面に面した部分に上記螺旋状磁気結合部のピッチと同じ距離の間隔で磁気結合部を設けている。回転駆動部材における第１分割部と第２分割部の間に動力伝達部が設けられる。駆動装置からの動力はこの動力伝達部を介して回転駆動部材に与えられ、回転駆動部材を回転させることで移動体を直線的に移動させる。
【００３１】
上記動力伝達機構では、第１分割部を移動体の送りおよび位置制御のための駆動軸として使用し、第２分割部を回転駆動部材間の移動体受渡しの際の整合を行う駆動軸として使用するようにしたため、或るチャンバの回転駆動部材から他のチャンバの回転駆動部材への移動体の受渡しの際に、回転駆動部材間の移動を特別な制御手段で制御する必要性がなくなり、第１分割部である固定駆動軸と第２分割部である可動駆動軸からなる回転駆動部材の機構的な特性で上記整合を行うことができ、或る回転駆動部材から次の回転駆動部材への受渡しの際の制御を簡略化した。特に、回転駆動部材の第１分割部と第２分割部の間に動力伝達機構を設けることで、構成部品の設置に関するレイアウト上の制約を軽減できる。
【００３２】
動力伝達機構の場合でも、同様に、第２分割部はキーを介して軸心部材に連結されかつコイルスプリングで第１分割部の側へ付勢されると共に、軸心部材に形成されたストッパで位置決めされることが好ましい。また第２分割部と軸心部材とは一般的な関係としてスプライン構造で連結されることが好ましい。
【００３３】
さらに上記の動力伝達機構は、好ましくは、回転駆動部材の螺旋状磁気結合部がＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であり、移動体の磁気結合部が高透磁率材料部で形成される。さらに好ましくは、回転駆動部材の螺旋状磁気結合部が強磁性材料部で形成され、移動体の磁気結合部がＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列である。第２分割部の可動範囲は、上記ピッチと同等以上でかつその２倍以下であるように構成される。
【００３４】
上記動力伝達機構は好ましくは動力伝達部が傘歯車機構部である。
【００３５】
動力伝達機構は、好ましくは、回転駆動部材と動力伝達部が、隔壁に覆われた室内に配置され、移動体が存在する空間と隔離される。回転駆動部材が大気側に配置され、移動体が大気から隔離された箇所に配置される。また大気から隔離された箇所が真空雰囲気であるように構成される。
【００３６】
上記磁気搬送装置の動力伝達機構によれば、第１分割部と第２分割部に二分割された回転駆動部材において、２つの分割部の間のスペースを利用して動力伝達部を設けるようにしたため、スペースを有効利用でき、コンパクトに作ることができ、レイアウト上の制約を軽減できる。
【００３７】
本発明に係る回転駆動部材は、前述の目的を達成するため、次のように構成される。
【００３８】
回転駆動部材は或る直線方向に移動自在に設けられ、対向面に磁気結合部が形成された移動体に対して一定距離をあけかつ前記直線方向に平行に配置される。この回転駆動部材は、その表面に螺旋状磁気結合部が形成され、この磁気結合部と移動体の磁気結合部が互いに吸引しあうように作用する。磁気結合部は螺旋状磁気結合部分のピッチと同じ距離の間隔を有する。回転駆動部材が回転すると、その近くに存在する移動体は上記直線方向に移動する。回転駆動部材は、軸方向に少なくとも二分割されて第１分割部と第２分割部を備える。第１分割部は軸心部材に固定され、第２分割部は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軸心部材に取り付けられる。第１分割部と第２分割部の各々の表面に少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件で形成される。
【００３９】
上記の構成においても、好ましくは、第２分割部はキーを介して軸心部材に連結されかつコイルスプリングで第１分割部の側へ付勢されると共に、軸心部材に形成されたストッパで位置決めされる。この構成によれば、第２分割部は、外部から力を受けない限り、第１分割部にもっとも近い位置にセットされ、第１分割部と第２分割部の位置関係が設定された一定のものに保持される。
【００４０】
また第２分割部と軸心部材は、一般的な関係としては、スプライン構造で連結されることが好ましい。
【００４１】
また上記の構成において、好ましくは、回転駆動部材の螺旋状磁気結合部がＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であり、移動体の磁気結合部が高透磁率材料部で形成される。さらに好ましくは、回転駆動部材の螺旋状磁気結合部が強磁性材料部で形成され、移動体の磁気結合部がＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列とすることもできる。
【００４２】
さらに、第２分割部が一定の幅内で第１分割部にもっとも近い位置にあるときには、回転駆動部材は第１分割部と第２分割部の間にある隙間を含めて１本の回転駆動部材としてみなされ、連続して螺旋状磁気結合部が形成されるように構成されることが好ましい。回転駆動部材が固定駆動軸と可動駆動軸に二分割されたにも拘らず、固定駆動軸と可動駆動軸の各々に正確かつ容易に螺旋状磁気結合部を連続的に作ることができる。
【００４３】
上記の構成で、第１分割部と第２分割部の間の隙間に、駆動装置からの動力を伝達する動力伝達部が設けられる。動力伝達部は傘歯車機構で構成されることが好ましい。
【００４４】
上記回転駆動部材によれば、上記磁気搬送装置あるいは動力伝達機構を製作するに当って有用な構成要素となり、かかる搬送装置の実現性をサポートするものである。
【００４５】
さらに前述の磁気搬送装置について、駆動装置部の回転駆動部材を、固定駆動軸と可動駆動軸に二分割にする必要は必ずしもなく、１本状に形成することもできる。すなわち、回転駆動部材を１本状のものとして、キーを介して軸心部材に連結されかつコイルスプリングで一方の側へ付勢されると共に軸心部材に形成されたストッパで位置決めされ、これにより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軸心部材に取り付けられ、さらにその表面に少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件で形成するように構成することもできる。移動体の連続搬送を行わない限り、このような構成を有した磁気搬送装置であっても、チャンバ間の移動体の搬送を位相調整を行いながら滑らかに行うことができる。
【００４６】
【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。
【００４７】
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、複数の真空処理チャンバを直列に接続してな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。
【００４８】
図１において、真空処理装置１は、一例として、３つのチャンバ（仕切り室）２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備え、各チャンバの間には仕切り弁１１が設けられる。チャンバの数は３つに限定されない。各チャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの内部は、減圧された高い真空度を有する空間であり、各チャンバは仕切り弁１１によって互いに隔離され，閉ざされた真空処理室を形成する。仕切り弁１１が開放されるときには、各チャンバは連通状態になる。各チャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃでは、開放された仕切り弁１１を通して搬入された被処理物（基板等）に対し、予め設定された異なる処理が実行される。仕切り弁１１は例えばゲートバルブである。直列に接続されたチャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各々には、仕切り弁１１を通って順次に基板等の被処理物１２を載置したキャリア１３が搬送される。チャンバに送り込まれた被処理物１２は、各チャンバで処理のため所定の位置に停止する。
【００４９】
被処理物１２が載置されたキャリア１３は、下側に設けられた一対の案内棒１４の上で、かつ当該案内棒１４に沿って移動する。２本の案内棒１４は、図２に示すように、キャリア１３の下側位置にて平行に設置され、直線的なレール状の形態を有する。２本の案内棒１４の各々には、キャリア１３を支える複数のローラ（コロ）１４ａが側部と下部の所定箇所に一定間隔で設けられている。この構成によって、案内棒１４の上に載置されて移動するキャリア１３は直線的に搬送される。
【００５０】
案内棒１４は、仕切り弁１１が設けられた箇所ではその一部が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る。またキャリア１３を移動させるためのモータ等の駆動装置（図１中図示せず）も、チャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそれぞれに個別に設けられる。
【００５１】
キャリア１３は、最初、チャンバ２Ａの入り口部１５からその内部に入り、次に、後述する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り弁１１を通過しながら、各チャンバ２Ｂ，２Ｃに順次に送られる。各チャンバでは、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行われる。最後に、チャンバ２Ｃの出口部１６から外部に取り出される。真空処理装置１におけるキャリア１３と被処理物１２の移動状態を矢印ａで示す。
【００５２】
図２において、平行に配置された２本の案内棒１４上を移動するキャリア１３が示される。キャリア１３の上には被処理物１２が載置される。キャリア１３は、移動のための駆動力を受けると、ローラ１４ａを備えた案内棒１４で支持・案内されて移動する。キャリア１３の例えば側面部には、案内棒１４に平行に、後述するような磁気結合部２１（図４に示す）が外表面に形成されたスライダ１７が固定される。スライダ１７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ので、この意味で「スライダ」と呼ぶことにする。スライダ１７が移動すれば、これと一体化されたキャリア１３も共に移動する。従ってキャリア１３は、当該回転駆動部材から磁気的な駆動力を受けて移動する。
【００５３】
３つのチャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各々には、案内棒１４に沿って、スライダ１７が付加されたキャリア１３を直線的に移動させるための駆動力を与える回転駆動部材（以下「駆動軸」という）１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ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、その軸回りに回転自在になるように軸支されると共に、モータ等の駆動装置１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃから動力を伝達され、正逆の任意の方向に回転される。駆動装置１９Ａ〜１９Ｃから回転駆動部材１８Ａ〜１８Ｃへ動力を伝達する機構の詳細は後述される。駆動装置は各チャンバごとに設けられ、それらの間には同期制御は適用されず、各チャンバ２Ａ〜２Ｃの駆動軸１８Ａ〜１８Ｃは独立に回転動作するように構成される。
【００５４】
駆動軸１８Ａ〜１８Ｃの各々は、対応するチャンバ内に上記キャリア１３が搬入されてきた時、当該キャリア１３のスライダ１７の近くであって、これに対向する位置関係となるように配置される。
【００５５】
またチャンバの間は上記仕切り弁１１で仕切られるので、この仕切り弁１１によって駆動軸と駆動軸の間も仕切られる。そのため、隣り合う駆動軸の間に隙間が生じる。駆動軸と駆動軸の間の隙間（以下「渡り部分」という）の距離（Ｌ）はキャリア１３の長さに比べて十分小さく設定される。かかる渡り部分が存在するため、キャリアを或る駆動軸から次の他の駆動軸へ移動させるとき、駆動軸間での磁気回路の整合が問題となる。本実施形態では、この問題を以下のような構成で解決している。
【００５６】
なお図２に示した真空処理装置１において、１ａは上記入り口部１５が設けられる前壁、１ｂは上記出口部１６が設けられる後壁、１ｃは上記仕切り弁１１が設けられる仕切り壁である。またチャンバ２Ａにおいてキャリア１３、スライダ１７、被処理物１２を実線で描き、キャリア１３等がチャンバ２Ａ内に存在していることを示している。チャンバ２Ｂ，２Ｃではキャリア１３等を想像線で示し、チャンバ２Ａに存在したキャリア１３がチャンバ２Ｂ，２Ｃへ順次に搬送されていく様子を示している。被処理物１２は各チャンバごとに位置決めがなされる。また被処理物の連続搬送が行われ、チャンバ２Ａ〜２Ｃの各々に被処理物１２が存在し、各々のチャンバで被処理物に対して処理が行われるように構成することもできる。
【００５７】
次に、図３を参照して、駆動軸１８Ａ〜１８Ｃの各々の構造と各部の働きを詳述する。図３では、駆動軸１８Ａ〜１８Ｃの各々と同じ構成を有する駆動軸１８を代表的に拡大して示し、この駆動軸１８に基づいて説明する。なお、モータ等から駆動軸１８へ動力を伝達する機構の図示は省略されている。
【００５８】
駆動軸１８は、その軸方向にて二分割され、キャリア送出側（図中右側）に位置する固定駆動軸１８−１と、キャリア進入側に位置する可動駆動軸１８−２とからなる。固定駆動軸１８−１は、共通の軸心部２０について、当該軸心部に固定される。軸心部２０はその両端を支持部（回転軸受）２３によって回転自在に支持されている。かかる固定駆動軸１８−１は、スライダ１７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または方向ｂ）に進行させる働きと、対応するチャンバ内でキャリア１３の停止位置を設定する働きを持つ。一方、可動駆動軸１８−２は、上記軸心部２０に回転方向については動きを制限するべく固定されると共に、キャリア１３の進行方向（方向ａ）と同じ方向には一定範囲で自由に動き得るように遊びを持たせるように構成される。当然のことながら、右側に移った可動駆動軸１８−２は、左方へ動くことができる。かかる可動駆動軸１８−２は、軸心部２０から固定駆動軸１８−１と同一の回転動作を与えられると共に、キャリア１３の進行方向の動きに合わせて、その軸方向に上記遊びの範囲内で自由に動くことができる。図３中、左側の位置から右側に移動した可動駆動軸１８−２の右端部を破線で示している。可動駆動軸１８−２の軸方向の可動量は、後述する磁気回路のピッチと同等の距離以上で当該ピッチの２倍以下の範囲に含まれることが望ましい。可動駆動軸１８−２の軸方向の動作可能な移動量をこのように定めるのは、最小の移動量で上記渡り部分における整合（位置合せ）を行うためである。
【００５９】
上記のような作用を生じるため、可動駆動軸１８−２と軸心部２０とは、例えばよく知られたスプライン構造で連結されている。スプライン構造の要部を図１６に示す。図示されたスプライン構造では、軸心部２０はスプライン歯２０ａを有してスプライン軸となり、可動駆動軸１８−２は固定駆動軸側の端面７０にスプライン歯２０ａとかみ合う穴７１を有し、ボスとなる。穴７１の軸方向の長さは、スプライン歯２０ａの幅よりも大きくなるように形成されている。穴７１の軸方向の長さによって、可動駆動軸１８−２の軸方向移動の範囲を設定することができる。
【００６０】
また可動駆動軸１８−２と軸心部２０との関係について、可動駆動軸１８−２の軸方向移動を上記遊びの範囲内に制限するための制限部（または係止部等、図示せず）を、軸心部２０または可動駆動軸１８−２に設けることもできる。
【００６１】
さらに可動駆動軸１８−２と軸心部２０の間の他の具体的な構造例が、後で、図１０と図１１を参照して説明される。
【００６２】
駆動軸１８の表面（固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２の各表面）には、望ましいピッチで螺旋状に形成された磁気結合部２２が設けられる。磁気結合部２２は、図示例では駆動軸表面に形成された螺旋状の凸部として示されている。この磁気結合部２２は、好ましくは、外表面に磁極が形成された螺旋状磁石である。この螺旋状磁石は、さらに二重螺旋構造が好ましく、Ｎ極とＳ極が交互に配列されることが好ましい。また磁気結合部２２については、駆動軸１８の表面に螺旋状の着磁を施すことにより、ＮとＳの磁極を形成することもできる。後者の場合には、駆動軸１８の表面に凸部は形成されない。
【００６３】
駆動軸１８の磁気結合部２２は、スライダ１７に設けられる磁気結合部２１との間において相互に磁気力が作用し、互いに結合しようとする部分である。スライダ１７の磁気結合部２１も、磁石または着磁によって形成される。駆動軸１８は、その軸心部２０がスライダ１７と平行であり、かつスライダ１７との間において両者の間の磁気的な結合を可能とする適切な隙間が形成されるように配置されている。
【００６４】
さらに、固定駆動軸１８−１とスライダ１７を含むキャリア１３との関係を図４に従って説明する。図４は部分平面図であり、可動駆動軸、キャリア１３の全体、案内棒１４等の図示は省略されている。固定駆動軸１８−１にはその表面に螺旋状にＮ極の磁石２２ａとＳ極の磁石２２ｂが設けられる。固定駆動軸１８−１とキャリア１３は、固定駆動軸１８−１上の磁石２２ａ，２２ｂと、キャリア１３に付加されたスライダ１７に設けられた磁気結合部２１とによって磁気結合された状態にある。この磁気結合部２１も好ましくは平行に配置されたロッド状磁石で形成され、かつ上記磁石２２ａ，２２ｂに対応してＮ極の磁石２１ａとＳ極の磁石２１ｂで構成される。磁石２１ａ，２１ｂの配置間隔は、螺旋状磁石２２ａ，２２ｂの間隔（ピッチ）とほぼ等しい。図４に示すように、固定駆動軸１８−１の磁気結合部２２とスライダ１７の磁気結合部２１の間では、異極同士が対向して磁気的に吸引・結合する関係にある。こうして吸引・結合部において磁気回路が形成され、この磁気回路は所定のピッチに配列される。なお、磁石２１ａ，２１ｂと磁石２２ａ，２２ｂは、固定駆動軸１８−１とスライダ１７を磁気結合させる磁気回路を形成するために設けられたが、同等な特性を発揮する強磁性材料または高透磁率材料をいずれか一方に用いることによって同様の磁気回路を構成することが可能である。図４から明らかなように、軸心部２０を進行方向ａに向かって反時計回りの回転方向２４に回転させると、磁気結合したスライダ１７は進行方向ａ（図４中、右手方向）に移動する。従って、スライダ１７と一体化されたキャリア１３も共に移動する。
【００６５】
上記のごとく、固定駆動軸１８−１がいずれかの方向に回転すると、スライダ１７は、固定駆動軸１８−１の螺旋状の磁気結合部２２と自身の磁気結合部２１との間の磁気的結合作用に基づいて吸引・誘導され、非接触の状態で直線的な運動を行い、進行方向（例えば方向ａ）に移動し、スライダ１７と一体化されたキャリア１３も同方向に移動する。また固定駆動軸１８−１を逆回転させると、キャリア１３は反対方向（方向ｂ）に移動する。
【００６６】
また、図４では固定駆動軸１８−１の構造が説明されたが、可動駆動軸１８−２の表面においても、当該固定駆動軸と同等の磁気結合部２２が設けられている。可動駆動軸１８−２とスライダ１７が安定した磁気結合関係にあるとき、可動駆動軸１８−２がその軸回りに回転動作を行う場合には、スライダ１７を直進させるという上記固定駆動軸１８−１の機能と同等な機能を発揮する。
【００６７】
上記構成を有する駆動軸１８について、渡り部分でのキャリア受渡しの動作を図５ａ〜図５ｄを参照して具体的に説明する。図５ａ〜図５ｄには、隣り合う２つの駆動軸１８Ａ，１８Ｂが、距離Ｌの渡り部分を介して、直列に配置されている例を示す。駆動軸１８Ａから駆動軸１８Ｂへのキャリア１３の受渡しにおいて、チャンバ２Ａとチャンバ２Ｂの間の仕切り弁１１（図５ａ〜図５ｄ中図示せず）は開放された状態にある。駆動軸１８Ａ，１８Ｂの動作において、固定駆動軸は、自身が設けられたチャンバでキャリアの停止位置を決める機能と、当該キャリアを次のチャンバに送る機能を有し、可動駆動軸は、前のチャンバから送られてくるキャリアを円滑に受けとり、自身に対応する固定駆動軸に受け渡す機能を有する。なお図５では、スライダ１７のみを示し、キャリア１３の図示を図解の便宜上省略している。
【００６８】
図５ａ〜図５ｄにおいて、スライダ１７（キャリア１３）は左側から右側へ送られるものとする。駆動軸１８Ａ，１８Ｂの各軸心部は同一直線上にある。駆動軸１８Ａ，１８Ｂにおいて、１８Ａ−１，１８Ｂ−１は固定駆動軸、１８Ａ−２，１８Ｂ−２は可動駆動軸である。
【００６９】
図５ａでは、固定駆動軸１８Ａ−１および可動駆動軸１８Ａ−２とスライダ１７とは磁気結合の状態にあり、固定駆動軸１８Ａ−１と可動駆動軸１８Ａ−２が回転動作することにより、スライダ１７（およびこれと一体となったキャリア１３、以下同じ）は右方へ移動する。
【００７０】
図５ｂでは、スライダ１７は固定駆動軸１８Ａ−１のみによってさらに右方へ移動し、スライダ１７の右端部が渡り部分を越えて可動駆動軸１８Ｂ−２に近付く。スライダ１７の右端部が可動駆動軸１８Ｂ−２に近付くと、可動駆動軸１８Ｂ−２は軸方向に一定の範囲で動き得るので、スライダ１７の磁気結合作用部と可動駆動軸１８Ｂ−２の磁気結合作用部とが自動的に位置合せされ、両者は円滑に磁気結合する。換言すれば、可動駆動軸１８Ｂ−２は、スライダ１７との間で磁気結合するのに最適な位置に移動し、固定駆動軸１８Ａ−１と可動駆動軸１８Ｂ−２の間の整合（ピッチ合せ）が円滑に行われる。すなわち、駆動軸１８Ａと駆動軸１８Ｂの間の整合を容易にとることができる。
【００７１】
図５ｃでは、可動駆動軸１８Ｂ−２によって移動するスライダ１７は、その後、固定駆動軸１８Ａ−１との磁気結合から外れ、固定駆動軸１８Ｂ−１との磁気結合を開始する。スライダ１７の磁気結合作用部と固定駆動軸１８Ｂ−１の磁気結合作用部とが磁気結合を開始するときには、当該磁気結合が円滑に行われるように、可動駆動軸１８Ｂ−２が軸方向の最適な位置に移動する。こうして可動駆動軸１８Ｂ−２と固定駆動軸１８Ｂ−１の間の整合（ピッチ合せ）がとられる。
【００７２】
図５ｄでは、固定駆動軸１８Ｂ−１と可動駆動軸１８Ｂ−２の回転動作によってスライダ１７が所定の位置まで移動され、当該位置に停止する状態が示される。かかる位置でスライダ１７は静止し、キャリア１３上の被処理物に対して処理が行われる。処理が行われるときには、チャンバ２Ｂは密閉状態になり、減圧されて所望の真空状態にされる。
【００７３】
図５ｄの位置関係に関する状態は図５ａの状態と同じである。その後、駆動軸１８Ｂによって次のチャンバ２Ｃの駆動軸１８Ｃに送られる。この送り動作でも、前述した図５ａ〜図５ｄの動作を順次に繰り返される。
【００７４】
一般的に搬送機構では被搬送物の位置決めの制御も問題となるが、本実施形態では、固定駆動軸の搬送方向の位置が高い精度で保たれているため、位置精度が要求される場合、固定駆動軸を用いることにより十分に有効な位置精度が確保される。
【００７５】
上記実施形態では、進入側に可動駆動軸を設けた構成を示したが、進入側に固定駆動軸を設けるようにしてもよい。また、可動駆動軸を固定駆動軸の両端に設けることも可能である。
【００７６】
上記実施形態に係る磁気搬送装置は、半導体装置における基板等を搭載したキャリア１３の搬送に有効であるが、雰囲気が真空であることは必ずしも必要でない。また上記実施形態では、キャリア１３はレール状案内棒１４によって水平搬送されるが、搬送の形態は必ずしも水平搬送に限定されず、さらにキャリア１３の支持機構も図示されている機構に限定されない。
【００７７】
また上記実施形態では駆動軸１８Ａ〜１８Ｃを、キャリア１３等と同じ真空のチャンバ内に設けたが、チャンバ外側の大気環境に設けることもできる。なお、この場合、スライダ１７の磁気結合部２１と各駆動軸の磁気結合部２２は、チャンバの壁部を介して磁気結合することになる。
【００７８】
次に、駆動装置（１９Ａ〜１９Ｃ）から対応する駆動軸（１８Ａ〜１８Ｃ）へ動力を伝達するための機構について説明する。
【００７９】
図６は本発明に係る動力伝達機構を備えた駆動軸を示し、前述の図３に類似する図である。図６において、図３で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８０】
この動力伝達機構では、軸方向に二分割された固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２からなる駆動軸１８において、分割された間の隙間間隔を少し広く設け、この隙間部分に動力伝達部３０が配置される。動力伝達部３０は、駆動装置の側に連結される軸部３１およびこれに結合された傘歯車３２と、軸心部２０に結合された傘歯車３３とによって構成される。傘歯車３２，３３の噛み合いによって、駆動装置から与えられる回転動力が軸心部２０に伝達され、軸心部２０は回転動作する。
【００８１】
駆動軸１８において、固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２の間の隙間には、動力伝達部３０を設けるための充分の間隔と、可動駆動軸１８−２が軸方向に自在に移動する遊びのための間隔が確保される。
【００８２】
上記の動力伝達機構によれば、駆動軸１８（１８Ａ〜１８Ｃ）が二分割される構造を利用し、間の空きスペースを利用して配置するようにしたため、コンパクトに動力伝達機構を設けることができ、従来装置で存在した機構上の制約を緩和できる。
【００８３】
上記実施形態では、動力伝達機構として傘歯車の機構を利用したが、その他構造、例えば他の歯車機構、ベルト、チェーン等を利用することもできる。ベルトやチェーンを利用する場合には、配設場所を、真空雰囲気から隔離することが望ましい。
【００８４】
図７は、図６に示した駆動軸１８において、キャリア１３が、可動駆動軸１８−２および固定駆動軸１８−１とスライダ１７との磁気結合に基づいて、左側から右側に搬送される状態を示す平面図である。図７では、スライダ１７は、可動駆動軸１８−２と固定駆動軸１８−１の各々と磁気結合した状態にある。既に図５に基づいて説明したように、可動駆動軸１８−２は、スライダ１７の磁極と固定駆動軸１８−１の磁極とを整合させる機能を発揮し、図７で右側位置に移動した状態にある。スライダ１７は、可動駆動軸１８−２と固定駆動軸１８−１の間の比較的に広い隙間を渡り、固定駆動軸１８−１に磁気結合する。固定駆動軸１８−１に磁気結合したスライダ１７は、それらの間の磁気結合作用に基づいてさらに右方向に移動する。その間、固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２は、動力伝達部３０を介して駆動装置から動力を与えられ、回転動作を継続する。
【００８５】
図８ａ〜図８ｄは、動力伝達部３０を備えた駆動軸１８Ａ，１８Ｂの渡り部分でキャリアを移動させる状態を４段階で示したもので、その基本的構成と作用は先に図５ａ〜図５ｄで解説したものと実質的に同じである。従って、詳細な説明は省略する。構成上で相違する点は、既に駆動軸１８に関して説明したように、各駆動軸１８Ａ，１８Ｂが、分割された部分の隙間箇所に傘歯車を利用してなる動力伝達部３０を備えている点である。かかる構成によって、各駆動軸１８Ａ，１８Ｂは、図２に示すそれぞれに対応する駆動装置１９Ａ，１９Ｂから駆動力を供給されて所定方向に回転動作し、駆動軸１８Ａ，１８Ｂの渡り部分においてスライダ１７（キャリア１３）を円滑に移動できる。
【００８６】
図９は、駆動軸１８の他の実施形態を示す。図９は、基本構造は図７に示したものと同じである。相違する点は、駆動軸１８（固定駆動軸１８−１、可動駆動軸１８−２）、軸心部２０、支持部２３、動力伝達部３０、軸部３１が配置される箇所が、キャリア１３（スライダ１７を含む）が移動する真空雰囲気の領域から隔離されるように、ケース４１，４２内に設けられることである。ケース４１，４２の内部空間は、駆動装置１９Ａ〜１９Ｃが配置される外部空間と繋がっている。４３は、真空処理装置１のチャンバの壁であり、４４はケース４２を支持する支持部である。
【００８７】
上記構成によれば、駆動軸１８や動力伝達部３０が配置される空間が、被処理物１２が処理されるチャンバ内の真空雰囲気から隔離されるため、動力伝達部３０等で発生するゴミが悪い影響を与えるのを防止できる。
【００８８】
なお前述の各実施形態で、キャリア１３の移送における２つの駆動軸の間（例えば図５または図８に示した駆動軸１８Ａ，１８Ｂの間）のキャリア受渡しを、可動駆動軸を上流側、固定駆動軸を下流側にして行う例（駆動軸１８Ａから駆動軸１８Ｂへの移動）を説明したが、反対に、固定駆動軸を上流側、可動駆動軸を下流側にしてキャリア受渡しを行うことも当然のことながら可能である。すなわち駆動軸１８Ｂから駆動軸１８Ａへキャリア１３を移動させることもできる。
【００８９】
次に図１０〜図１３を参照して他の構造を有する駆動軸１１８を説明する。この駆動軸１１８は、図３を参照して説明した前述の駆動軸１８を改良したものである。図１０〜図１３において、図３で示した要素と機能の面で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、細部の説明を省略する。また特に図１１〜図１３では、可動駆動軸と軸心部の間に設けられる構造を明らかにしている。
【００９０】
駆動軸１１８は、前述の駆動軸１８と同様に、駆動軸部分が二分割された構造を有しており、固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２を備えている。固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２は、共通の軸心部１２０に取り付けられる。固定駆動軸１８−１は軸心部１２０に固定される。可動駆動軸１８−２は、軸心部１２０の回転方向については固定され、軸心部１２０の軸方向に一定範囲で動き得るように取り付けられる。なお軸心部１２０は前述の軸心部２０よりも若干太めであり、かつ所定位置に径が大きいストッパ１２０ａを有している。軸心部１２０は、両端を支持部（回転軸受）２３で回転自在に支持されている。
【００９１】
軸心部１２０における固定駆動軸１８−１の取付け構造は前述した構造と同じである。軸心部１２０における可動駆動軸１８−２の取付け構造は、前述の実施例の構造とは異なり、特徴がある。図１０に示すように、可動駆動軸１８−２の左側端面と左側支持部２３の間にはコイルスプリング５１が設けられる。可動駆動軸１８−２は、コイルスプリング５１によって右方向に付勢されている。一方、可動駆動軸１８−２の右側には上記ストッパ１２０ａが設けられており、可動駆動部１８−２の右方への移動を制限する。
【００９２】
図１１に可動駆動軸１８−２の部分の詳細な縦断面図を示す。また図１２と図１３に図１１におけるＡ−Ａ線断面とＢ−Ｂ線断面を示す。可動駆動軸１８−２の軸心の孔には軸心部１２０が挿入され、可動駆動軸１８−２と軸心部１２０の間にスライドベアリング５２とキー５３が設けられている。スライドベアリング５２は、可動駆動軸１８−２が軸心部１２０に対してその軸方向に滑らかに移動することを可能にする。またキー５３は、前述したスプライン構造と実質的に同一機能を発揮するもので、軸心部１２０に固定され、かつ可動駆動軸１８−２に形成されたキー溝５４に嵌め込まれている。キー５３によれば、軸心部１２０が回転するとき、その動きは可動駆動軸１８−２に伝えられる。また可動駆動軸１８−２が軸方向に移動するときには、キー溝５４によってその動きが制限されることはない。
【００９３】
また図１１で明らかなように、通常、可動駆動軸１８−２が自由な状態にあるときには、可動駆動軸１８−２は、延びようとするコイルスプリング５１によってその左側端面に力を与えられ、ストッパ１２０ａに押し付けられた状態にある。従って、外から磁気的力を受けないとき、コイルスプリング５１とストッパ１２０ａによって一定の位置に配置されることになる。このことは、固定駆動軸１８−１に対して所定の位置になるように設計されている。また例えば前述した図５の（ｂ）の状態に示すように、左側の駆動軸からキャリアが送られてくると、そのスライダの磁気結合部による磁気力を受け、コイルスプリング５１の付勢力に抗して左方に移動し、キャリアを受けることを可能にする適した位置に移動することになる。
【００９４】
前述した図１０に示した駆動軸１１８は、図５で説明した駆動軸１８Ａ，１８Ｂの代わりに使用することが可能である。この場合に、上流側駆動軸からスライダ１７が送られないときには、下流側駆動軸の可動駆動軸１８−１は前述の通り右側の所定位置にある。上流側駆動軸からスライダ１７が送られると、その磁気結合部２１の引力によって可動駆動軸１８−１は左側の最適位置に移動し、駆動軸の間の整合がとられ、隣合う２つの駆動軸１１８の間でスライダ（キャリア）の滑らかな受渡しを行うことができる。下流側駆動軸１１８の可動駆動軸１８−１にスライダが受け渡され、かつ上流側駆動軸１１８の固定駆動軸１８−２からスライダが離れると、当該可動駆動軸はコイルスプリング５１によって再び右方へ移動し、所定の位置にセットされる。この状態で、下流側駆動軸１１８において、図５の（ｃ）と（ｄ）に示された通り、その可動駆動軸から固定駆動軸へのスライダの移送が滑らかに行われる。
【００９５】
上記のスライダ（キャリア）の移動は、図１０において矢印ａの方向の移動であったが、同様に、反対の矢印ｂの方向の移動も可能であるのは勿論である。
【００９６】
また図１０に示した構成を有する駆動軸１１８の場合には、必ずしも、駆動軸部分を可動駆動軸と固定駆動軸の２つの部分に分割する必要はない。つまり、コイルスプリングとストッパを利用して可動駆動軸を通常の所定の位置に配置する構成を採用する場合には、駆動軸を可動駆動軸だけとして一本状の駆動軸を用意し、これを各チャンバに設けるようにしても、同様に、チャンバ間の渡り部分における円滑なキャリア移動を行うことができる。この構成は、特に、不連続な磁気搬送に適している。
【００９７】
連続して設けられた複数のチャンバの各々に磁気搬送機構の駆動軸を付設し、複数のチャンバの各々に被処理物が載置されたキャリアが同時に存在するように、連続して磁気搬送を行う場合には、各チャンバに設けられた駆動軸は二分割されることが必須となる。受け手側の駆動軸部分と、送り手側の駆動軸部分が必要となるからである。
【００９８】
図１４に、図１０で説明した駆動軸１１８の変形例を示す。この駆動軸２１８は動力伝達機構を備えており、図６に示した動力伝達機構と図１０に示した駆動軸を組み合わせて構成されている。図１４において、図６と図１０で示された要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１４に示された駆動軸２１８においても、その可動駆動軸１８−２は、前述の駆動軸１１８と同等な構造で軸心部１２０に取り付けられている。また可動駆動軸１８−２と固定駆動軸１８−１の間の隙間を利用して動力伝達部３０が設けられる。この駆動軸２１８によっても、例えば図８を参照して説明したように、矢印ａ，ｂに示される方向にキャリアを移送することが可能である。
【００９９】
図１４に示した駆動軸２１８を、図９に示した構成において、駆動軸１８の代わりに組み込むことができるのは勿論である。
【０１００】
図１０で示された駆動軸１１８あるいは図１４に示された駆動軸２１８では、外力が与えられないとき、可動駆動軸１８−２が所定位置にセットされるので、固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２の配置位置は、一定の位置関係を満たすようになっている。この一定の位置関係とは、固定駆動軸と可動駆動軸の各表面に、例えば着磁によって螺旋状に前述の磁気結合部２２を作る場合において、固定駆動軸から可動駆動軸にわたって連続着磁を可能にする位置関係である。つまり、可動駆動軸がストッパによって制限される一定位置にあるとき、両者の間に存在する隙間も含めて固定駆動軸と可動駆動軸を１本の駆動軸とみなし、この１本の駆動軸に対して連続着磁を行って各々に磁気結合部２２を作るようにしている。
【０１０１】
図１５に、連続着磁の一態様を示す。図１５で、固定駆動軸１８−１に対して、可動駆動軸１８−２はストッパで規制された位置にある。固定駆動軸１８−１と可動駆動１８−２の間には、隙間６２が形成されている。全体６１を一本の駆動軸としてみなして、所定のピッチで磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２が螺旋状に着磁されている。図示例では便宜的に磁極Ｎ１のみが全体の連続的な着磁状態を示されている。全体６１を一本の駆動軸としてみなして着磁しているため、隙間６２においても、磁極Ｎ１が示されている。このように、磁極Ｎ１は、固定駆動軸１８−１と可動駆動軸１８−２で連続的に形成されている。他の磁極Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２についても同様に連続的な着磁で形成されている。
【０１０２】
上記の例は、着磁で磁気結合部２２を形成するものであったが、螺旋状磁石で磁気結合部２２を形成する場合にも同様に連続的に形成される。
【０１０３】
以上のように、二分割された固定駆動軸と可動駆動軸において、可動駆動軸が右端の所定位置にあるとき、各々の磁極は連続しているため、キャリアを滑らかに移動させることが可能となる。
【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るロードロック型真空処理装置の全体構成を概念的に示す図である。
【図２】真空処理装置の内部構造を示す斜視図である。
【図３】駆動軸の正面図である。
【図４】固定駆動軸とスライダとの関係を示す平面図である。
【図５ａ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の初期状態を示す平面図である。
【図５ｂ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の直前状態を示す平面図である。
【図５ｃ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の直後状態を示す平面図である。
【図５ｄ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の完了状態を示す平面図である。
【図６】動力伝達部を備えた駆動軸の平面図である。
【図７】動力伝達部を備えた駆動軸とスライダとの関係を示す平面図である。
【図８ａ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の初期状態を示す平面図である。
【図８ｂ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の直前状態を示す平面図である。
【図８ｃ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の直後状態を示す平面図である。
【図８ｄ】駆動軸間のキャリア受渡し動作の完了状態を示す平面図である。
【図９】動力伝達部を備えた駆動軸の設置例を示す平面図である。
【図１０】駆動軸の他の例を示す正面図である。
【図１１】図１０に示した駆動軸の可動駆動軸の縦断面図である。
【図１２】図１１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】図１１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１４】動力伝達部を備えた駆動軸の他の例を示す平面図である。
【図１５】二分割された駆動軸の各々に作られる磁極を示す図である。
【図１６】可動駆動軸と軸心部の連結の一例であるスプライン構造の要部を示した図である。
【符号の説明】
１ 真空処理装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ チャンバ（仕切り室）
１１ 仕切り弁
１２ 被処理物
１３ キャリア
１７ スライダ
１８ 駆動軸（回転駆動部材）
１８−１ 固定駆動軸
１８−２ 可動駆動軸
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ 駆動軸（回転駆動部材）
２０ 軸心部
２１，２２ 磁気結合部
３０ 動力伝達部
５１ コイルスプリング
５２ スライドベアリング
５３ キー
１１８ 駆動軸
１２０ 軸心部
１２０ａ ストッパ
２１８ 駆動軸

Claims (34)

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２つのチャンバに付設されると共に前記２つのチャンバの中を通過させて移動体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移動体を移動させるための駆動装置部を前記チャンバごと独立して設けるように構成された磁気搬送装置において、
   前記駆動装置部は、軸方向に少なくとも二分割された第１分割部と第２分割部からなり、前記第１分割部は軸心部材に固定され、前記第２分割部は回転方向には制限されかつ前記軸方向には一定の幅で自由に動くように前記軸心部材に取り付けられ、前記第１分割部と前記第２分割部の各々の表面に少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件で形成された回転駆動部材を備え、
   前記移動体は、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のピッチと同じ距離の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移動体を直線的に移動させるようにしたことを特徴とする磁気搬送装置。
2. 前記第２分割部はキーを介して前記軸心部材に連結されかつコイルスプリングで前記第１分割部の側へ付勢されると共に、前記軸心部材に形成されたストッパで位置決めされることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
3. 前記第２分割部と前記軸心部材はスプライン構造で連結されることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
4. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であり、前記移動体の前記磁気結合部は高透磁率材料部で形成されることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
5. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部は強磁性材料部で形成され、前記移動体の前記磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
6. 前記第２分割部が前記一定の幅内で前記第１分割部にもっとも近い位置にあるとき、前記回転駆動部材は前記第１分割部と前記第２分割部の間にある隙間を含めて１本の回転駆動部材としてみなされ、連続して前記螺旋状磁気結合部が形成されることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
7. 前記第２分割部の可動範囲は、前記ピッチと同等以上でかつその２倍以下であることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
8. 前記回転駆動部材は大気側に配置され、前記移動体は大気から隔離された箇所に配置されることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
9. 大気から隔離された前記箇所は真空雰囲気であることを特徴とする請求項８の磁気搬送装置。
10. 前記第１分割部と前記第２分割部の間の隙間に、駆動装置から前記回転駆動部材へ動力を伝達する動力伝達部が設けられることを特徴とする請求項１の磁気搬送装置。
11. 前記動力伝達部は傘歯車機構で構成されることを特徴とする請求項１０の磁気搬送装置。
12. チャンバに対応して設けられ、軸方向に少なくとも二分割されて第１分割部と第２分割部が形成され、前記第１分割部は軸心部材に固定され、前記第２分割部は回転方向には制限されかつ前記軸方向には一定の幅で自由に動くように前記軸心部材に取り付けられ、前記第１分割部と前記第２分割部の各々の表面に少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件で形成された回転駆動部材と、
    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のピッチと同じ距離の間隔で磁気結合部を設けた移動体とから構成される磁気搬送装置であって、
    前記回転駆動部材における前記第１分割部と前記第２分割部の間に動力伝達部を設け、駆動装置からの動力を前記動力伝達部を介して前記回転駆動部材に与え、前記回転駆動部材を回転させることで前記移動体を直線的に移動させるようにしたことを特徴とする磁気搬送装置の動力伝達機構。
13. 前記第２分割部はキーを介して前記軸心部材に連結されかつコイルスプリングで前記第１分割部の側へ付勢されると共に、前記軸心部材に形成されたストッパで位置決めされることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
14. 前記第２分割部と前記軸心部材はスプライン構造で連結されることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
15. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であり、前記移動体の前記磁気結合部は高透磁率材料部で形成されることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
16. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部は強磁性材料部で形成され、前記移動体の前記磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
17. 前記第２分割部が前記一定の幅内で前記第１分割部にもっとも近い位置にあるとき、前記回転駆動部材は前記第１分割部と前記第２分割部の間にある隙間を含めて１本の回転駆動部材としてみなされ、連続して前記螺旋状磁気結合部が形成されることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
18. 前記第２分割部の可動範囲は、前記ピッチと同等以上でかつその２倍以下であることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
19. 前記動力伝達部は傘歯車機構であることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
20. 前記回転駆動部材と前記動力伝達部は隔壁に覆われた室内に配置され、前記移動体が存在する空間とは隔離されることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
21. 前記回転駆動部材は大気側に配置され、前記移動体は大気から隔離された箇所に配置されることを特徴とする請求項１２の磁気搬送装置の動力伝達機構。
22. 大気から隔離された前記箇所は真空雰囲気であることを特徴とする請求項２１の磁気搬送装置の動力伝達機構。
23. 直線方向に移動自在に設けられ、対向面に磁気結合部が形成された移動体に対して、一定距離をあけかつ前記直線方向に平行に配置されると共に、その表面に螺旋状磁気結合部が形成された回転駆動部材であって、前記磁気結合部は前記螺旋状磁気結合部分のピッチと同じ距離の間隔を持ち、自身が回転することによって前記移動体を前記直線方向に移動させる前記回転駆動部材において、
    軸方向に少なくとも二分割されて第１分割部と第２分割部を備え、前記第１分割部は軸心部材に固定され、前記第２分割部は回転方向には制限されかつ前記軸方向には一定の幅で自由に動くように前記軸心部材に取り付けられ、前記第１分割部と前記第２分割部の各々の表面に少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件で形成されることを特徴とする回転駆動部材。
24. 前記第２分割部はキーを介して前記軸心部材に連結されかつコイルスプリングで前記第１分割部の側へ付勢されると共に、前記軸心部材に形成されたストッパで位置決めされることを特徴とする請求項２３の回転駆動部材。
25. 前記第２分割部と前記軸心部材はスプライン構造で連結されることを特徴とする請求項２３の回転駆動部材。
26. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であり、前記移動体の前記磁気結合部は高透磁率材料部で形成されることを特徴とする請求項２３の回転駆動部材。
27. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部は強磁性材料部で形成され、前記移動体の前記磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であることを特徴とする請求項２３の回転駆動部材。
28. 前記第２分割部が前記一定の幅内で前記第１分割部にもっとも近い位置にあるとき、前記回転駆動部材は前記第１分割部と前記第２分割部の間にある隙間を含めて１本の回転駆動部材としてみなされ、連続して前記螺旋状磁気結合部が形成されることを特徴とする請求項２３の回転駆動部材。
29. 前記第２分割部の可動範囲は、前記ピッチと同等以上でかつその２倍以下であることを特徴とする請求項２３の回転駆動部材。
30. 前記第１分割部と前記第２分割部の間の隙間に、駆動装置からの動力を伝達する動力伝達部が設けられることを特徴とする請求項２３の回転駆動部材。
31. 前記動力伝達部は傘歯車機構で構成されることを特徴とする請求項３０の回転駆動部材。
32. 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２つのチャンバに付設されると共に前記２つのチャンバの中を通過させて移動体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移動体を移動させるための駆動装置部を前記チャンバごと独立して設けるように構成された磁気搬送装置において、
    前記駆動装置部は、キーを介して軸心部材に連結されかつコイルスプリングで一方の側へ付勢されると共に前記軸心部材に形成されたストッパで位置決めされ、これにより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材に取り付けられ、さらにその表面に少なくとも１組以上の螺旋状磁気結合部が同一条件で形成された回転駆動部材を備え、
    前記移動体は、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のピッチと同じ距離の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移動体を直線的に移動させるようにしたことを特徴とする磁気搬送装置。
33. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であり、前記移動体の前記磁気結合部は高透磁率材料部で形成されることを特徴とする請求項３２の磁気搬送装置。
34. 前記回転駆動部材の前記螺旋状磁気結合部は強磁性材料部で形成され、前記移動体の前記磁気結合部はＮ極とＳ極が交互に配置される磁石配列であることを特徴とする請求項３２の磁気搬送装置。

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