JPH0465853A

JPH0465853A - 真空内搬送ロボット

Info

Publication number: JPH0465853A
Application number: JP17974590A
Authority: JP
Inventors: Shinji Koyano; 小谷野　真次
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-03-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、半導体集積回路などの、電子デバイスの製
造のためのＣＶＤ装置、エツチング装置、スパッタ装置
等や、検査装置などにおける複数の真空容器間での物品
の搬送に関するものである。

［発明の概要］近年、半導体集積回路などの、電子デバイスの製造装置
や検査装置においては、高真空の雰囲気が広く使われる
様になった。この様な高真空中で所要の動作または作業
を行う機構を構成するに当たっては、しゅう動接触はも
ちろんのこと転がり接触する部分も極力無くす事が必要
である。つまり、しゅう動部における摩擦による摩耗に
よって微細なパーティクルが生じ真空雰囲気が汚染され
るという問題を解決する必要がある。また、放出ガスに
よる真空度の低下という問題点も解決しなければならな
い。

本発明は、磁気による浮上作用と駆動作用とを搬送物品
直下の移動軸（Ｒ軸）に用い、上下軸（Ｚ軸）に真空ベ
ローズを用い大気・真空を遮断し、回転軸（θ軸）に磁
性流体を用い大気・真空を遮断する事により、しゅう動
や転がりが真空中に無い高真空搬送ロボットを提供する
事を目的としている。

［従来の技術１従来技術としては、メカ方式と磁気浮上方式とがある。

メカ方式は第４図ａ、ｂに示す様に、Ｒ軸はレバー２７
、ギア２８を用いたロボットがある。Ｚ軸は、第５図に
示す様に真空内にギア２９、ガイド３０が内蔵されてい
る。θ軸は、第６に示す様に大気側から磁性流体を用い
た磁気シールユニット３１により動力を伝達し真空内の
ギア３２等を回転させている。

また、磁気浮上方式としては、真空内に電磁コイル部が
存在するθ、Ｚの２軸の搬送系と、真空外に電磁コイル
部は存在はするがＲ１軸の搬送系があり、自由度が少な
（動作範囲が限定される。

［発明が解決しようとする課題］従来、この種の装置は、ギア、ネジ、ベアリング等のし
ゅう動部、耘かり部のある駆動機構要素が真空内にあり
、摩擦による摩耗によって微細なパーティクルが生じ真
空雰囲気が汚染されるという問題点があった。また、耐
摩耗性向上の手段として金、銀、鉛等の軟質金属薄膜を
しゅう動面や転がり面に形成したり、窒化はう素、窒化
硅素、二硫化モリブデンなどを薄膜として使用し固体潤
滑作用を利用しているが、膜の耐久性に問題がある。ま
た、真空中では大気中に比べ一般に物質の摩擦係数は増
大するため、しゅう動部や転がり部の運動は阻害されや
すい。

また、磁気浮上方式であっても真空中に電磁コイル部が
存在すると、巻線部からのガス放出があり汚染源となる
６また、巻線部を樹脂モールドした例もあるが、ベーキ
ングによる温度上昇により蒸発した成分分子は真空中で
は、大気中に比べ平均自由工程が格段に長くなるため予
想外に汚染が拡大されるという問題点がある。

〔課題を解決するための手１ｊｔ］本発明は、これらの問題点を解決するため、Ｒ軸に対し
て真空側の磁性体と大気側の電磁石の吸引力により真空
雰囲気内の被搬送物品を乗せた搬送車を浮上させるとと
もに、大気側にある電磁石を取りつけたリニアパルスモ
ークを駆動する事により、それと磁気結合された真空内
の搬送車を無接触の平衡した状態で移動する事を特徴と
する。

また、θ軸に対して回転機構要素部品であるベアリング
、モータ、ギア等を磁性流体をシールとして大気側に設
けた事を特徴とする。また、Ｚ軸に対して上下機構要素
部品である、ガイド、シリング等を金属ベローズをシー
ルとして大気側に設けた事を特徴とする。

［作用］この様に構成した本発明による真空内搬送ロボットにお
いては、機械的なしゅう動が真空内に存在しない。即ち
、Ｒ軸に関しては被搬送物品を乗せた搬送車に取りつけ
られた磁性体と大気側電磁石との吸引力により搬送車を
浮上し、電磁石を移動手段により移動させ、その結果磁
気結合する搬送車を直線運動する様にしている。また、
θ軸は磁性流体シールにより、しゅう動部が大気側に位
置した状態で上下動を行う様にしている。また、Ｚ軸は
ベローズシールにより、しゅう動部が大気側に位置した
状態で上下動を行う様にしている。この様に、３軸動作
を無発塵で行う事ができる。

［実施例］以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の正面図、第２図は本発明の平面図、第３図
は本発明の搬送管部の断面図である。

構成：大気・真空を遮断する非磁性材でできた搬送管１
の大気側Ａには、第３図に示す浮上用電磁石２が大気的
搬送車３の底面に固定されている。

前記浮上用電磁石２と搬送管ｌを介して対向する位置に
磁性体５を備えた搬送車４は前記浮上用電磁石２と磁性
体５の吸引力で浮上してる。第３図に示す様に、大気的
搬送車３の側面に案内用電磁石６が固定されている。前
記案内用電磁石６と対向する位置にある搬送車４の磁性
体７の吸引力は搬送車４が中立の位置にある様に復元力
として作用する。第１図に示す様に、搬送車４と磁気結
合した大気的搬送車３はリニアパルスモークの１広場体
８に取りつけられている。第１図に示す様にリニアパル
スモータの２広場体２２は搬送管１の長平方向に固定さ
れている。搬送管１の中央に備えた搬送管Ｔ型部２５は
磁性流体をシールとした磁気シール９を大気・真空遮断
手段としてθ軸外筒１０内のベアリング１１に勘合され
ている。搬送管Ｔ型部２５の底面にはギア１２が取りつ
けられ、それと噛み合うギア１３に取りつけられたモー
タ２６が大気側に位置する。θ軸外筒１０の底面にはベ
ローズ１４が溶接され、ベローズ１４の反対側端面はフ
ランジ１５に溶接されている。

フランジ１５は図示しないシール材を介して多角形真空
容器１６に固定されている。θ軸外筒ｌＯの底面にはブ
ラケット１７が固定され、前記ブラケット１７にはガイ
ド１８とシリンダ１９が固定されている。また、搬送車
４には搬送アーム２０が取りつけられ、その先端段差部
分に被搬送物品２１が自重により搭載されている。

動作・Ｒ軸動作について以下説明する。

大気側Ｂのリニアパルスモータの１広場体８に移動する
方向に応し入力パルス信号によってコイルの励磁条件を
変えて一定ピッチづつデジタル的にリニアパルスモータ
の１広場体８を移動する事ができる。それにより磁気結
合した真空内の搬送車４を移動することができる。また
、浮上している搬送車４の上下、左右方向の搬送管１に
対する浮上量を、図示しないセンサにより測定し、浮上
用電磁石２及び案内用電磁石６の吸引力を制御している
。

θ軸動作に一ついて以下説明する。

モータ２６の回転よりそれと噛み合ったギア１２．１３
を回転させそれとそれに勘合した搬送管１を任意方向、
任意角度回転する事ができる。

２軸動作について以下説明する。

θ軸外筒ｌＯに固定されたブラケット１７をガイド１８
をガイドとしてシリンダ１９の上下動をする事によりブ
ラケット１７に接続された搬送管ｌ及びθ軸外筒ｌＯ等
からなるＲ軸及びθ軸全体を上下動させる事ができる０
以上、３軸ロボツトは、内部が大気から遮断された多角
形真空容器１６内に設けられ、第２図に示す様にゲート
パルプ２３を介し放射状に配置された真空容器２４に被
搬送物品２１をθ軸回転移動、Ｒ軸左右移動、Ｚ軸上下
移動の組合せで搬送する事ができる。

尚、Ｒ軸の電磁石移動手段としてリニアパルスモータの
場合を示したが、他のアクチュエータに変更する事は可
能である。また、Ｚ軸アクチュエークがシリンダの場合
を示したが他のアクチュエータに変更する事は可能であ
る。また、θ軸動力伝達をギアで行う場合を示したが他
の機構に変更する事は可能である。また、多角形真空容
器１６を本実施例では５角形の場合を示したが、５角形
に限定することは無く任意の多角形で可能である。

尚、本発明は、大気・真空遮断された真空容器内の搬送
に対して実施例を説明してきたが、当然両側が大気にな
った条件下で実施する事も可能である。

［発明の効果］以上説明した様に、３軸の搬送機構においてＲ軸を磁気
浮上とし、θ軸の駆動部を磁性流体をシールとし大気側
へ設け、Ｚ軸の駆動部をベローズをシールとし大気側へ
設けた事により、真空側にしゅう動部を廃止し無発塵と
し、ガス放出も無くした。また、３軸を適当に制御する
ことによって被搬送物品にいかなる損傷も与える事態に
搬送する事ができる。また。３軸の自由度を持つため動
作範囲が広い。また、構造が簡単であり、保守が容易に
でき従って寿命を伸ばす事ができ信頼性の高い搬送がで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図は平面図
、第３図は搬送管部の断面図である。また、従来の技術
を第４．５．６図で示す。１・・・搬送管２・・・浮上用電磁石３・・・大気的搬送車４・・・搬送車５・・・磁性体６・・・案内用電磁石７・・・磁性体８・・・１次導体９・・・磁気シール１０・・・θ軸外筒１１・・・ベアリング１２・・・ギア１３・・・ギア１４・・・ベローズ１５・・・フランジ１６・・・多角形真空容器１７・・・ブラケット１８・・・ガイド１９・・・シリンダ２０・・・搬送アーム２　ｌ　・　・２２　・　・２３　・　・２４　・　・２５　・　・２６　・　・２７　・　・２８　・　・２９　・　・３０　・　・３　ｌ　・　・・被搬送物品・２次導体・ゲートバルブ・真空容器・搬送管Ｔ型部・モータ・レバー・ギア・ギア・ガイド・磁気シールユニット出願人　セイコー電子工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

　被搬送物品を保持する搬送アームを備えた真空雰囲気
内の搬送車と、前記搬送車底面及び側面に位置する磁性
体と、前記磁性体に対向して大気・真空を遮断した非磁
性材からなる搬送管内側の大気雰囲気に位置し前記磁性
体との間に吸引を作用させる電磁石と、前記電磁石を取
りつけた電磁石移動手段を備えたＲ軸駆動系と、前記Ｒ
軸搬送管を回転させる回転手段と、前記回転手段の大気
・真空を遮断する磁性流体よりなるシール部を備えたθ
軸駆動系と、前記Ｒ軸及びθ軸を上下動させる上下移動
手段と、前記上下移動手段の大気・真空を遮断する金属
ベローズよりなるシール部を備えたＺ軸駆動系を備えた
事を特徴とする真空内搬送ロボット。