JP6825004B2 - 回転クランプ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、回転クランプ装置に関する。
基板の製造過程中に、基板は基板移送フレームに固定して移送される。最近では、基板の軽量化のために様々な方法が行われている。例えば、基板は基板移送フレームに固定された状態で、地面に対して垂直に立てられてスパッタリングチャンバに進入することもある。基板を基板移送フレームに安定的に固定するためにクランプ装置が用いられる。
従来のクランプ装置は、クランプを解除位置からクランプ位置に復元させるために、圧縮ばねを使用する。圧縮ばねは、圧縮と伸長を繰り返してパーティクルを発生させる。パーティクルは、基板の品質及び収率の低下を招く。また、圧縮ばねとして作動するクランプは、圧縮ばねの圧縮及び伸長の範囲でのみ作動することができるため、その動作範囲が小さい。動作範囲が小さいクランプは角の部分が曲がった基板を安定的に固定することができない。また、圧縮ばね自体の復元力が比較的に大きいため、基板に強い衝撃が加えられる危険がある。
前述した背景技術は、発明者が本発明の導出過程で保有するか、習得したものであり、必ずしも本発明の出願前に一般公衆に公開された公知技術とすることはできない。
一実施形態の目的は、クランプ位置復元手段としてマグネット部材を使用してパーティクルの発生を低減することにある。
一実施形態の目的は、クランプ位置の近傍からクランプ位置に行くほどクランプの速度を減少させることにある。
一実施形態の目的は、クランプが基板に対して上向きに膨らんだ曲線状の経路を有するようにすることにある。
一実施形態によれば、回転クランプ装置は、ベースと、前記ベースに対して相対的に並進運動及び回転運動が可能なクランプホルダと、前記クランプホルダに配置され、基板をクランプするためのクランプと、前記ベース及び前記クランプホルダを連結する連結リンクとを含む。
前記連結リンクは、前記ベース及びクランプホルダにそれぞれ回転自在に連結される下部リンクと、前記下部リンク上側に配置され、前記クランプホルダ及び前記ベースにそれぞれ回転自在に連結される上部リンクとを含み得る。
前記ベースの少なくとも一部は基板移送フレームに固定され、前記ベース、クランプホルダ、下部リンク、及び上部リンクは、前記クランプホルダに印加される力によって１自由度で４節リンク運動し得る。
前記回転クランプ装置は、前記クランプホルダに前記基板に対する垂直方向の力を印加することによって、前記クランプが、前記基板をクランプするクランプ位置と前記基板から解除される解除位置との間で動くようにする駆動部をさらに含み得る。
前記クランプは、前記クランプ位置の近傍で前記クランプ位置に移動する間に、前記クランプの垂直方向の速度は前記クランプ位置に行くほど遅くなり得る。
前記クランプは前記基板の上面に接触するための平らな支持面を含み、前記クランプ位置で、前記下部リンク及び上部リンクは互いに平行であり、前記クランプホルダに前記駆動部が垂直方向の力を印加するとき、前記クランプホルダの瞬間速度は前記支持面に垂直方向を有し得る。
前記クランプホルダに前記駆動部が垂直方向の力を印加する間、前記クランプホルダの上側は前記ベースに向かって傾斜し得る。
前記回転クランプ装置は、前記下部リンクが前記ベースに対して一定の角度を超過して回転することを防止するストッパをさらに含み得る。
前記ストッパは、前記ベースに脱着自在に連結され得る。
前記回転クランプ装置は、前記ベース及びクランプホルダのいずれか１つ以上に配置され、磁力を用いて前記クランプを前記解除位置から前記クランプ位置に動くようにする少なくとも１つ以上のマグネット部材をさらに含み得る。
前記少なくとも１つ以上のマグネット部材は、前記ベースに配置される第１マグネットと、前記クランプホルダに配置される第２マグネットと、を含み、前記第１マグネットにおいて前記第２マグネットに向かい合う面と、前記第２マグネットにおいて前記第１マグネットに向かい合う面は同じ極性を有し得る。
前記クランプ位置において、前記第１マグネットは、前記第２マグネットよりも相対的に上側に位置し得る。
前記解除位置において、前記第１マグネットは、前記第２マグネットよりも相対的に下側に位置し得る。
前記クランプが前記クランプ位置と前記解除位置との間で動く間、前記第１マグネットの表面に対して垂直方向を基準として、前記第１マグネットの中心は前記第２マグネットとオーバーラップされ、前記第２マグネットの中心は前記第１マグネットとオーバーラップされ得る。
一実施形態に係る回転クランプ装置は、ベースと、前記ベースに対して相対的な動きが可能なクランプホルダと、前記クランプホルダに配置され、基板をクランプするためのクランプと、前記ベース及び前記クランプホルダを連結し、前記クランプが前記基板に対して上向きに膨らんだ曲線状の経路に沿って移動するようにする連結リンクを含む。
一実施形態によれば、クランプ位置復元手段としてマグネット部材を使用することにより、パーティクルの発生を低減できるため、基板の品質及び収率を改善することができる。
また、クランプの速度は、基板と接触するクランプ位置の近傍からクランプ位置に行くほど遅くなり得るため、クランプ過程で基板に加えられる衝撃を低減することができる。
また、クランプが基板に対して上向きに膨らんだ曲線状の経路に沿って移動するため、クランプは角の部分が曲がった基板も安定的に固定することができる。
一実施形態に係る回転クランプ装置の斜視図である。 一実施形態に係る回転クランプ装置の分解図である。 一実施形態に係るクランプがクランプ位置にあるときの回転クランプ装置の断面図である。 一実施形態に係るクランプが解除位置にあるときの回転クランプ装置の断面図である。 一実施形態に係る回転クランプ装置の動作図である。 時間による駆動部の昇降速度とクランプの動作速度とを比較したグラフである。 一実施形態に係るクランプが作動する形状の拡大図である。
以下、実施形態を例示的な図面によって詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同じ構成要素については、たとえ他の図面上に表示されていても、可能な限り同じ符号をもつようにしていることに留意されたい。また、実施形態の説明において、関連する公知の構成又は機能に対する具体的な説明が実施形態に対する理解を妨げると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
また、実施形態の構成要素を説明するにあたり、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順序などが限定されることはない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」、又は「接続」されと記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に「連結」、「結合」、又は「接続」され得るが、各構成要素の間にまた別の構成要素が「連結」、「結合」、又は「接続」され得ることを理解しなければならない。
いずれか１つの実施形態に含まれる構成要素と、共通機能を含む構成要素は、他の実施形態で同じ名称を用いて説明することにする。反対となる記載がない限り、いずれか１つの実施形態に記載した説明は他の実施形態にも適用可能であり、重複する範囲での具体的な説明は省略することにする。
図１は、一実施形態に係る回転クランプ装置の斜視図であり、図２は、一実施形態に係る回転クランプ装置の分解図である。
図１及び図２を参照すると、回転クランプ装置１は、ベース１０、クランプホルダ２０、連結リンク３０、クランプ４０、及びマグネット部材５０を含む。連結リンク３０は、下部リンク３１及び上部リンク３２を含む。マグネット部材５０は、ベース１０に配置される第１マグネット５１と、クランプホルダ２０に配置される第２マグネット５２を含む。回転クランプ装置１は、１自由度で４節リンク運動する。４節リンク運動に対する内容は、以下で図３及び図４を参照して具体的に説明することにする。
各構成要素に対する具体的な説明を行う前に、説明の便宜のためにクランプ４０の位置を次のように定義する。クランプが基板（図示せず）をクランプする位置をクランプ位置と定義する（図３参照）。クランプが基板（図示せず）から解除された後、最大の高さにあるときの位置を解除位置と定義する（図４参照）。
ベース１０は、基板移送フレーム（図示せず）に固定された状態で、基板移送フレームと共に移動することができる。例えば、ベース１０は、基板移送フレームと共に地面に対して平行又は垂直移動したり回転したりする。ベース１０は、ベースボディ１１０、ベース延長部１２０、第１マグネット収容部１３０、第１マグネット固定部１４０、第１ホール１１、及び第２ホール１２を含む。
ベースボディ１１０の少なくとも一部は、基板移送フレームに固定することができる。ベースボディ１１０の一面には基板移送フレームに固定されるための固定手段１１１が設けられてもよい。例えば、固定手段１１１は、基板移送フレームの一部に挿入可能な突出部を含んでもよい。固定手段１１１は、基板移送フレームに脱着自在であってもよい。例えば、固定手段１１１は、基板移送フレームにねじ結合されてもよい。回転クランプ装置１の一構成要素が破損された場合、ユーザは、回転クランプ装置１を基板移送フレームから容易に分離し、破損された構成要素を交替することができる。固定手段１１１の脱着方法は、螺合に制限されるものではないことを明らかにする。
ベース延長部１２０は、ベースボディ１１０の一側から延長され得る。例えば、ベース延長部１２０は、ベースボディ１１０の一側から垂直方向に下方に延長する棒状であってもよい。ベース延長部１２０の下側には、ストッパ９０が結合されるための溝が設けられてもよい。
第１マグネット収容部１３０は、第１マグネット５１を収容するための溝を備えてもよい。例えば、第１マグネット５１が円柱形状である場合、第１マグネット収容部１３０は、第１マグネット５１の形状に対応する円柱形状の溝を備えてもよい。この場合、第１マグネット収容部１３０の直径は、第１マグネット５１の直径よりも大きくてもよい。第１マグネット５１及び第１マグネット収容部１３０の形状はこれに制限されないことを明らかにする。
第１マグネット固定部１４０は、第１マグネット５１が第１マグネット収容部１３０から離脱しないように第１マグネット５１を固定する。例えば、第１マグネット固定部１４０は、マグネットホルダ１４１及び第１マグネット固定ボルト１４２を含む。第１マグネット固定ボルト１４２は、外部表面にねじ山を形成してもよく、マグネットホルダ１４１の内部表面には前記の外部表面に対応するねじ山を形成してもよい。第１マグネット５１及びマグネットホルダ１４１の中心には、第１マグネット固定ボルト１４２が通過できるホールが備えられる。第１マグネット５１は、マグネットホルダ１４１の表面に乗せられた後、第１マグネット５１及びマグネットホルダ１４１のホールを通過する第１マグネット固定ボルト１４２によって固定され得る。
第１ホール１１及び第２ホール１２のそれぞれは、連結リンク３０の一端を固定するためにベース１０に形成される。第１ホール１１は、ベース１０を貫通して形成される。下部リンク３１の一端は、第１ホール１１に回転自在に連結されている。第２ホール１２は、第１ホール１１と一定の間隔離隔してもよく、ベース１０を貫通して形成されてもよい。上部リンク３２の一端は、第２ホール１２に回転自在に連結される。例えば、第１ホール１１及び第２ホール１２はベース延長部１２０に形成されてもよい。
クランプホルダ２０は、ベース１０に対して相対的に並進運動及び回転運動する。例えば、クランプホルダ２０及びベース１０は、長さが互いに異なる下部リンク３１及び上部リンク３２によって連結されている。下部リンク３１及び上部リンク３２の互いに異なる回転半径によって、クランプホルダ２０は、ベース１０に対して相対的に垂直方向に並進運動すると同時に、クランプホルダ２０がベース１０に向かって傾く方向に回転運動する。例えば、クランプホルダ２０がベース１０に対して相対的に上方に動くとき、クランプホルダ２０の上部パート（ｕｐｐｅｒ ｐａｒｔ）は、ベース１０に向かって傾く。クランプホルダ２０は、ホルダボディ２１０、ホルダ延長部２２０、第２マグネット固定ボルト２３０、第３ホール２１、及び第４ホール２２を含む。
ホルダボディ２１０は、駆動部（図示せず）からの力が印加され得る。
ホルダ延長部２２０は、ホルダボディ２１０の一側から延長する棒状であってもよい。ホルダ延長部２２０は、第２マグネット５２を収容するための溝を備える。例えば、第２マグネット５２が円柱形状である場合、ホルダ延長部２２０は、第２マグネット５２の形状に対応する円柱状の溝を備える。この場合、ホルダ延長部２２０の溝は、第２マグネット５２の直径よりも大きくてもよい。ホルダ延長部２２０の溝及び第２マグネット５２の形状は、これに制限されないことを明らかにする。
第２マグネット固定ボルト２３０は、第２マグネット５２がホルダ延長部２２０から離脱しないよう第２マグネット５２を固定する。例えば、第２マグネット固定ボルト２３０は、ホルダ延長部２２０の溝に挿入されてもよい。第２マグネット５２は、ホルダ延長部２２０の溝の表面に乗せられた後、第２マグネット固定ボルト２３０に加圧されて固定される。
第３ホール２１及び第４ホール２２のそれぞれは、連結リンク３０の他端を固定するためにクランプホルダ２０に形成される。第３ホール２１は、クランプホルダ２０を貫通して形成される。下部リンク３１の一端は、第３ホール２１に回転自在に連結される。第４ホール２２は、第３ホール２１と一定の間隔離隔してもよく、クランプホルダ２０を貫通して形成されてもよい。上部リンク３２の一端は、第４ホール２２に回転自在に連結される。例えば、第３ホール２１は、ホルダボディ２１０に形成される。例えば、第４ホール２２はホルダ延長部２２０に形成されてもよい。
クランプ４０はクランプホルダ２０に配置され、基板（図示せず）をクランプする。クランプ４０は、高熱処理される基板を安定的に固定させるために耐熱性の素材からなる。また、クランプ４０は、基板に加えられる衝撃力を減少させるための緩衝部材を含む。クランプ４０は、クランプヘッダ４１０及びクランプ延長部４２０を含む。
クランプヘッダ４１０は、基板の上面に接触するための平らな支持面４１１（図３参照）を含む。基板の破損を防止するために、クランプヘッダ４１０の角はフィレット（ｆｉｌｌｅｔ）処理される。
クランプ延長部４２０は、クランプヘッダ４１０の一側から垂直方向に延長される。クランプ延長部４２０は、クランプホルダ２０に脱着自在に連結される。例えば、クランプ延長部４２０は、クランプ固定ボルト４２１によってクランプホルダ２０に脱着自在に連結されてもよい。クランプ延長部４２０がクランプホルダ２０に脱着自在に連結される方式については、これに制限されないことを明らかにする。また、クランプ延長部４２０は、クランプホルダ２０と一体型であることを明らかにする。
連結リンク３０は、ベース１０及びクランプホルダ２０を連結する。連結リンク３０は、下部リンク３１及び上部リンク３２を含む。
下部リンク３１は、ベース１０及びクランプホルダ２０にそれぞれ回転自在に連結されている。例えば、下部リンク３１の一端はベース１０にヒンジ連結され、他端はクランプホルダ２０にヒンジ連結されてもよい。
上部リンク３２は、ベース１０及びクランプホルダ２０にそれぞれ回転自在に連結されている。例えば、上部リンク３２の一端はベース１０にヒンジ連結され、他端はクランプホルダ２０にヒンジ連結されてもよい。上部リンク３２は、下部リンク３１の上側に配置される。例えば、上部リンク３２は、下部リンク３１よりストッパ９０から遠く位置する。
ベース１０、クランプホルダ２０、下部リンク３１、及び上部リンク３２は、駆動部（図示せず）から印加される力によって１自由度で４節リンク運動する。
ストッパ９０は、下部リンク３１がベース１０に対して一定の角度を超過して回転することを防止する。例えば、下部リンク３１がベース１０に対して角度９０度をなしている場合、ストッパ９０は下部リンク３１と接触する。したがって、下部リンク３１は、ストッパ９０によって多くの回転が制限される。すなわち、ストッパ９０は、下部リンク３１がベース１０に対して一定の角度下方にいかないようにすることで、クランプ４０は、適切な力で基板を基板移送フレームに固定させ得る。
ストッパ９０は、ベース１０に脱着自在に連結される。例えば、ストッパ９０は、ベース延長部１２０の一側にねじ結合されてもよい。ストッパ９０がベース延長部１２０に脱着自在に連結される方法については、これに制限されないことを明らかにする。このような構造によると、ストッパ９０を交替することによって、下部リンク３１の動作半径を調整し得る。したがって、全体回転クランプ装置１を交替しなくても、様々な基板の厚さなどに対応して適切なストッパ９０を選択して使用することができる。また、ストッパ９０が下部リンク３１と繰り返し接触して形態が変形されても、ユーザは、新しいストッパ９０に容易に交替でき、これによって、下部リンク３１の回転角度の制限機能を継続して保持できる。一方、これとは異なって、ストッパ９０は、ベース１０と一体に形成され得ることを明らかにする。
マグネット部材５０は、ベース１０及びクランプホルダ２０のいずれか１つ以上に配置され、磁力を用いてクランプ４０を解除位置からクランプ位置に動くようにする。マグネット部材５０は、ベース１０に配置される第１マグネット５１と、クランプホルダ２０に配置される第２マグネット５２とを含む。
結合部材８０は、連結リンク３０をベース１０及びクランプホルダ２０に回転自在に固定させ得る。結合部材８０は、複数のシャフト８１１，８１２，８１３，８１４、複数のベアリング８２１，８２２，８２３，８２４、及び複数の固定リング８３１，８３２，８３３，８３４を含む。
複数のシャフト８１１，８１２，８１３，８１４は、第１ホール１１を貫通する第１シャフト８１１、第２ホール１２を貫通する第２シャフト８１２、第３ホール２１を貫通する第３シャフト８１３、及び第４ホール２２を貫通する第４シャフト８１４を含む。下部リンク３１は、第１シャフト８１１及び第３シャフト８１３によって連結される。例えば、下部リンク３１の一端は第１シャフト８１１に連結され、他端は第３シャフト８１３に連結される。上部リンク３２は、第２シャフト８１２及び第４シャフト８１４によって連結される。例えば、上部リンク３２の一端は第２シャフト８１２に連結され、他端は第４シャフト８１４に連結される。
複数のベアリング８２１，８２２，８２３，８２４は、第１シャフト８１１を支持する第１ベアリング８２１、第２シャフト８１２を支持する第２ベアリング８２２、第３シャフト８１３を支持する第３ベアリング８２３、及び第４シャフト８１４を支持する第４ベアリング８２４を含む。複数のベアリング８２１，８２２，８２３，８２４は、複数のシャフト８１１，８１２，８１３，８１４及び連結リンク３０の間の摩擦力を減少させ、摩擦力により熱が損失されるエネルギーを減らし得る。また、複数のベアリング８２１，８２２，８２３，８２４の複数のシャフト８１１，８１２，８１３，８１４及び連結リンク３０の耐久性を向上させることができる。
複数の固定リング８３１，８３２，８３３，８３４は、第１シャフト８１１の離脱を防止するための第１固定リング８３１、第２シャフト８１２の離脱を防止するための第２固定リング８３２、第３シャフト８１３の離脱を防止するための第３固定リング８３３、及び第４シャフト８１４の離脱を防止するための第４固定リング８３４を含む。
図３は、一実施形態に係るクランプがクランプ位置にあるときの回転クランプ装置の断面図であり、図４は、一実施形態に係るクランプが解除位置にあるときの回転クランプ装置の断面図である。
図３及び図４を参照すると、駆動部７０は、クランプホルダ２０に基板に対する垂直方向の力を印加する。駆動部７０は、クランプ４０がクランプ位置及び解除位置の間で動くようにする。例えば、駆動部７０が基板に対する垂直方向の上方に移動する間に、駆動部７０は、クランプホルダ２０の下面に接触してクランプホルダ２０に上方の力を印加する。駆動部７０によってクランプホルダ２０に配置されたクランプ４０は、クランプ位置から解除位置に移動する。駆動部７０が最大の高さまで上昇したとき、クランプ４０は解除位置にある。駆動部７０が最大の高さから初期の高さに下降するとき、クランプホルダ２０は駆動部７０と接触を保持した状態で下側に移動する。駆動部７０が十分に低い位置まで移動すると、クランプホルダ２０は、重力及び／又はマグネット部材による斥力によって基板Ｓを基板移送フレームＦに固定させ得る。
例えば、クランプ位置で、下部リンク３１及び上部リンク３２は互いに平行する。一方、クランプホルダ２０の瞬間中心は、下部リンク３１の延長線及び上部リンク３２の延長線が接する地点に形成される。したがって、下部リンク３１及び上部リンク３２が平行する場合、クランプホルダ２０の瞬間中心は、クランプホルダ２０から垂直方向に無限大の位置に位置するため、クランプ位置の近傍で、クランプホルダ２０の瞬間速度は、支持面４１１（図３参照）に垂直方向であり得る。
このような構造によると、クランプ位置の近傍で、クランプホルダ２０の瞬間速度は、クランプ４０の支持面に垂直方向にある。すなわち、クランプ４０の支持面４１１は、基板（図示せず）の上面に面接触しながら垂直方向の力を印加できるため、基板を支持する力を向上させつつ、基板に不要な力の印加を防止することにより、基板の変形や破損を防止できる。
例えば、下部リンク３１の両側の回転軸の間の長さは、上部リンク３２の両側の回転軸の間の長さよりも長くてもよい。言い換えれば、第１ホール１１及び第３ホール２１の間隔は、第２ホール１２及び第４ホール２２の間の間隔よりも大きくてもよい。また、第１ホール１１及び第２ホール１２の間の間隔は、第３ホール２１及び第４ホール２２の間の間隔よりも小さくてもよい。例えば、図３及び図４に示すように、第１ホール１１及び第２ホール１２の間の間隔、第２ホール１２及び第４ホール２２の間の間隔、第４ホール２２及び第３ホール２１の間の間隔、及び第３ホール２１及び第１ホール１１の間の間隔の比率は、順次に１８．４：２０：２０．５９：３４である。
このような構造によると、クランプ位置でクランプホルダ２０が駆動部から垂直方向の力が印加される場合、下部リンク３１が第１角度だけ時計回りに回転する間に、上部リンク３２は、第１角度よりも大きい第２角度だけ時計回りに回転されるため、クランプホルダ２０は、ベース１０に対して上方に並進運動するだけではなく、クランプホルダ２０の上側は、ベース１０に向かって傾く方向に回転運動する。このような構造によると、クランプ４０が解除位置からクランプ位置に移動するとき、基板の枠の部分が上側にある程度曲がった場合であっても、クランプ４０が基板の枠の部分を安定的に把持できる。また、このように４節リンク運動を行う構造によると、駆動部７０の垂直方向の速度が一定であっても、クランプ４０の垂直方向の速度は可変される。クランプ４０の速度に関する内容については、以下で図５〜図７を参照してより具体的に説明する。
第１マグネット５１で第２マグネット５２に向かい合う面と、第２マグネット５２で第１マグネット５１に向かい合う面は同じ極性であり得る。例えば、第１マグネット５１及び第２マグネット５２は互いにＮ極として対向したり、Ｓ極として対向してもよい。この場合、第１マグネット５１及び第２マグネット５２は互いに斥力が作用し得る。
クランプ位置で、第１マグネット５１は、第２マグネット５２の上側に位置する。例えば、クランプ位置で、ベース延長部１２０の下面を基準として、第１マグネット５１の中心は第２マグネット５２の中心よりも上側に位置する。この場合、第１マグネット５１は、第２マグネット５２を第１マグネット５１の表面に垂直方向に押し出し、結果的に、連結リンク３１，３２の構造により第２マグネット５２を駆動部７０側に押し出すことになる。クランプホルダ２０は、第１マグネット５１及び第２マグネット５２の間に作用する斥力、及び第１マグネット５１及び第２マグネット５２の連結関係によって、基板Ｓを基板移送フレームＦに固定させることができる。
以上の構造によると、第１マグネット５１及び第２マグネット５２の間の斥力によってクランプ４０が移動されるため、ばねを使用する場合に比べて、内部部品間の摩擦などによるパーティクルの発生問題を低減させ得る。したがって、基板の品質及び収率は改善される。
また、基板移送フレームと地面がなしている角度に関わらず、回転クランプ装置１は基板を安定的に把持できる。例えば、基板移送フレームが地面に対して垂直に立てられている場合、クランプホルダ２０は、重力の影響をほとんど受けない。しかし、マグネット部材５０の斥力は、基板移送フレームの角度に影響を受けず、第１マグネット５１及び第２マグネット５２の相対的な位置関係のみにその影響を受ける。したがって、基板移送フレームが地面に対して垂直に立てられても、クランプ４０は、第１マグネット５１及び第２マグネット５２の間の斥力によって、基板を基板移送フレームに安定的に固定させることができる。
解除位置で、第１マグネット５１は、第２マグネット５２よりも下側に位置する。例えば、解除位置で、ベース延長部１２０の下面を基準として、第１マグネット５１の中心は第２マグネット５２の中心よりも下側に位置する。この場合、第１マグネット５１は、第２マグネット５２を第１マグネット５１の表面に垂直方向に押し出し、結果的に、連結リンク３１，３２の構造により第２マグネット５２を駆動部７０から遠い方向に押し出すことができる。
まとめると、クランプ４０がクランプ位置と解除位置との間で動く間、第１マグネット５１の表面に対して垂直方向を基準にして、第１マグネット５１の中心は第２マグネット５２とオーバーラップされ、第２マグネット５２の中心は第１マグネット５１とオーバーラップされる。このような構造によると、第１マグネット５１と第２マグネット５２との間で引力の作用を防止できる。もし、第１マグネット５１が最大の高さにあるとき、第１マグネット５１の中心が第２マグネット５２とオーバーラップされない場合、第１マグネット５１及び第２マグネット５２の間に引力が作用する。例えば、第１マグネット５１の上側及び第２マグネット５２の裏面は互いに引力が作用する。実施形態によれば、このように解除位置とクランプ位置との間でクランプホルダ２０が移動する間に、第１マグネット５１及び第２マグネット５２の間に引力が作用しないようにすることで、クランプホルダ２０の下降運動を円滑に実行できる。
図５は、一実施形態に係る回転クランプ装置の動作図であり、図６は、時間による駆動部の昇降速度とクランプの動作速度とを比較したグラフであり、図７は、一実施形態に係るクランプが作動する形状の拡大図である。
図５〜図７を参照すると、回転クランプ装置１は、ベース１０が固定された状態で、ベース１０、下部リンク３１、クランプホルダ２０、及び上部リンク３２が１自由度４節リンク運動を行う。
駆動部７０は、垂直方向に上昇及び下降運動を繰り返す。クランプ４０の速度は、前記１自由度４節リンク運動構造の設計及び駆動部７０の速度制御によって制御される。
例えば、駆動部７０は、クランプ４０がクランプ位置から解除位置に移動するよう一定速度で上昇運動してもよい。例えば、駆動部７０は、クランプ４０が解除位置からクランプ位置に移動するよう一定速度で下降運動してもよい。また、駆動部７０が一定速度で上昇及び下降運動しても、４節リンク運動の特性上、クランプ４０の速度は変わり得る。上記で説明したように、下部リンク３１及び上部リンク３２はクランプ位置で互いに平行している。また、下部リンク３１は、上部リンク３２よりも長くてもよく、これによって、一定の移動区間の間の下部リンク３１の回転角度は、上部リンク３２の回転角度よりも大きくてもよい。したがって、駆動部７０が一定速度で上昇するとき、クランプホルダ２０は、ベース１０に対して相対的に並進運動するだけではなく、クランプホルダ２０は、上側がベース１０に向かって傾く方向に傾斜し得る。その結果、クランプホルダ２０の上側に配置されるクランプ４０も同様にベース１０に対して相対的に並進運動するだけではなく、ベース１０を基準として回転運動できる。
並進運動及び回転運動を同時に行う構造により、クランプ４０の速度は、クランプ位置の近傍でクランプ位置から解除位置に移動するほど速くなる区間を含む。図６は、駆動部７０が６．５ｍｍ／ｓｅｃの速度で上昇する間、クランプ４０の上昇速度を示すグラフである。図６を参照して確認できるように、クランプ４０の上昇速度は、クランプ位置の近傍でクランプ位置から解除位置に行くほど速くなる。同様に、駆動部７０が一定速度で下降する場合、クランプ４０がクランプ位置の近傍からクランプ位置に移動する間に、クランプ４０の速度は次第に遅くなることが分かる。
このような構造によって、駆動部７０の速度が一定であっても、クランプ４０の速度を構造的に調整し得る。クランプ４０は、基板Ｓに近接したとき、低い速度で基板Ｓに接触できるため、基板Ｓに加えられる衝撃を低減し得る。一方、これは１つの例示に過ぎず、駆動部７０の速度が必ず一定である必要はないことを明らかにする。
また、クランプ４０は、連結リンク３０によって、基板Ｓに対して上向きに膨らんだ曲線状の経路に沿って移動する。クランプ４０は、基板に対して上向きに膨らんだ曲線状の経路に沿って移動されるため、角の部分が曲がった基板であっても安定的に固定することができる。
以上述した実施形態は、本発明の好ましい実施形態を説明したものに過ぎず、本発明の権利範囲は説明された実施形態に限定されるものではなく、この分野の当業者によって本発明の技術的な思想及び特許請求の範囲内における様々な変更、変形又は置換可能になり、そのような実施形態は本発明の範囲に属するものと見なければならない。

Claims (11)

  1. ベースと、
    前記ベースに対して相対的に並進運動及び回転運動が可能なクランプホルダと、
    前記クランプホルダに配置され、基板をクランプするためのクランプと、
    前記ベース及び前記クランプホルダを連結する連結リンクと、
    前記クランプホルダに前記基板に対する垂直方向の力を印加することによって、前記クランプが、前記基板をクランプするクランプ位置と前記基板から解除される解除位置との間で動くようにする駆動部と
    を含み、
    前記クランプは、前記クランプ位置の近傍で前記クランプ位置に移動する間に、前記クランプの垂直方向の速度は前記クランプ位置に行くほど遅くなる
    回転クランプ装置。
  2. 前記連結リンクは、
    前記ベース及びクランプホルダにそれぞれ回転自在に連結される下部リンクと、
    前記下部リンク上側に配置され、前記クランプホルダ及び前記ベースにそれぞれ回転自在に連結される上部リンクと、
    を含む、請求項１に記載の回転クランプ装置。
  3. 前記ベースの少なくとも一部は基板移送フレームに固定され、
    前記ベース、クランプホルダ、下部リンク、及び上部リンクは、前記クランプホルダに印加される力によって１自由度で４節リンク運動される、請求項２に記載の回転クランプ装置。
  4. 前記クランプは前記基板の上面に接触するための平らな支持面を含み、
    前記クランプ位置で、前記下部リンク及び前記上部リンクは互いに平行であり、
    前記クランプホルダに前記駆動部が垂直方向の力を印加するとき、前記クランプホルダの瞬間速度は前記支持面に垂直方向を有する、請求項２に記載の回転クランプ装置。
  5. 前記下部リンクの両側の回転軸間の長さは、前記上部リンクの両側の回転軸間の長さよりも長く、前記クランプホルダに前記駆動部が垂直方向の力を印加される間に、前記クランプホルダの上側は前記ベースに向かって傾く、請求項２に記載の回転クランプ装置。
  6. 前記下部リンクが前記ベースに対して一定の角度を超過して回転することを防止するストッパをさらに含み、
    前記ストッパは、前記ベースに脱着自在に連結される、請求項２に記載の回転クランプ装置。
  7. 前記ベース及びクランプホルダのいずれか１つ以上に配置され、磁力を用いて前記クランプを前記解除位置から前記クランプ位置に動くようにする少なくとも１つ以上のマグネット部材をさらに含む、請求項１に記載の回転クランプ装置。
  8. 前記少なくとも１つ以上のマグネット部材は、
    前記ベースに配置される第１マグネットと、
    前記クランプホルダに配置される第２マグネットと、を含み、
    前記第１マグネットにおいて前記第２マグネットに向かい合う面と、前記第２マグネットにおいて前記第１マグネットに向かい合う面は同じ極性を有する、請求項７に記載の回転クランプ装置。
  9. 前記クランプ位置において、前記第１マグネットは、前記第２マグネットよりも相対的に上側に位置する、請求項８に記載の回転クランプ装置。
  10. 前記解除位置において、前記第１マグネットは、前記第２マグネットよりも相対的に下側に位置する、請求項８に記載の回転クランプ装置。
  11. 前記クランプが前記クランプ位置と前記解除位置との間で動く間、前記第１マグネットの表面に対して垂直方向を基準として、前記第１マグネットの中心は前記第２マグネットとオーバーラップされ、前記第２マグネットの中心は前記第１マグネットとオーバーラップされる、請求項８に記載の回転クランプ装置。
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