JPH08172121A

JPH08172121A - 基板搬送装置

Info

Publication number: JPH08172121A
Application number: JP31629294A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kashima; 秀夫鹿島; Toshimitsu Miyata; 敏光宮田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】占有面積が小さく、自由度の制限のない完全
ドライな基板搬送装置を提供することにある。【構成】モータ４の出力軸５を２系統に分割し、一方
の出力軸はマグネットカップリングを構成する永久磁石
６０ａ、６０ｂを介して第１のアーム１０に接続する。
他方の出力軸は、モータ４の駆動力を任意に遮断もしく
は接続可能なクラッチ７の駆動軸６と接続している。ク
ラッチ７の駆動軸６は、駆動軸６の姿勢を任意に制動可
能なブレーキ８及びマグネットカップリングを構成する
永久磁石６５ａ、６５ｂを介して、第２のアーム２０を
駆動するベルト１４を巻回したプーリ１２に接続する。【効果】以上の構成を採ることによって、アームの展
開、回転の移動動作は、単一のモータの駆動で可能とな
り、駆動系及びその制御が著しく簡便となる。さらにア
ームの展開、旋回駆動によらずモータは常時固定される
ため、３６０度の自由方向にアームの展開が可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本装置は、主に液晶または半導体
デバイスの製造分野で使用される低発塵で小型軽量な基
板の搬送装置によるものである。

【０００２】

【従来の技術】サブミクロンオーダのパターンルールが
要求される半導体デバイスの製造装置には、動作中のク
リーン度がクラス１０以下であること、及び小型軽量
（小容量）であることが要求される。この理由にはデバ
イス欠陥の主な原因が装置及びその周辺から生じる塵埃
であり、また製造装置はその建設及びその維持に多大な
費用を要するクリーンルームに置かれることにある。特
に従来の製造装置において、処理室へ基板を搬送する搬
送装置は発塵量が多く、また処理室より占有する床面積
が広いといった問題があった。以上の条件から、例えば
特開昭６１ー２２６４２、特開平１ー２１７９３９、特
開平４ー９２４４６、特開平４ー３０４４７記載の様な
従来の搬送装置と比較して小型でクリーンな搬送装置が
開発されてきた。図５は、これらの従来の一般的なアー
ム型の搬送装置を示したものである。以下図５の搬送装
置を例に採り説明を行う。

【０００３】アーム型搬送装置は、モータを収納した駆
動部１００と、基板１を積載し、直進、回転移動を行う
アーム１０３から成っている。これらの搬送装置は、通
常真空雰囲気下で駆動するため、外部と遮蔽された容器
１０５内に収納されている。

【０００４】アームの展開、回転は以下の操作で行われ
る。

【０００５】アームの展開は、モータ１０１を停止した
状態で、モータ１０２を駆動する。モータ１０２は第１
のアーム１１０と回転軸１１１ａを介して接続してお
り、モータ１０２の回転に伴い第１のアーム１１０も回
転運動する。第１のアーム１１０の回転運動に伴い、第
２のアーム１２０もプーリ１１１とプーリ１１２に巻回
されたベルト１１３によって、第１のアーム１１０とは
逆方向の回転運動が回転自在なころがり軸受け１０８を
介して第１のアーム１１０に支持された回転軸１１２ａ
を介して伝達され、回転軸１１２ａを中心に回転運動を
行う。同様に基板１を積載した第３のアーム１３０も、
第２のアーム１２０の回転運動に伴いプーリ１２１とプ
ーリ１２２に巻回されたベルト１２３によって、第２の
アーム１２０とは逆方向の回転運動が回転自在なころが
り軸受け１０９を介して第２のアーム１２０に支持され
た回転軸１２２ａを介して伝達され、回転軸１２２ａを
中心に回転運動を行う。以上の一連の操作によって、最
終的にアームは図に示したように、直列の姿勢を採るこ
とになり、第３のアーム１３０に積載した基板１は、各
アームの回転軸間距離だけ搬送されたことになる。

【０００６】次に基板１の回転移動は、モータ１０２を
停止しモータ１０１を回転させ、回転自在なころがり軸
受け１０７を介し容器１０５に支持されたモータ１０２
を固定しているハウジング１２４毎回転させることで、
アーム１０３の姿勢を保持した状態で回転軸１１１ａを
中心に回転移動が行える。大気中に置かれたモータ１０
１、１０２とアーム１０３が置かれる真空空間とは、磁
性粒体シール１０４によって遮断されている。また磁性
粒体シール１０４は、各関節にも設けており、この場合
の磁性粒体シール１０４はしゅう動部からの発塵をアー
ム内に封止する目的で使用されている。

【０００７】また従来の上述してきた搬送装置の駆動源
の運転パーターンを図６に示す。

【０００８】図６は、駆動源が起動から停止するまでの
運転パターンを示している。例えばアームが任意の位置
から所望の位置まで回転移動開始し、停止するまでの駆
動源の運転パターンとなる。横軸が時間を示しており、
縦軸は駆動源の出力軸の回転数を示している。図に示す
ように従来の駆動源の運転パターンは、起動直後の一定
の加速度で加速する加速度領域と、一定の速度で駆動す
る定速度領域と、停止するまで一定の負の加速度で減速
する減速領域の３つの領域からなる運転パターンを採っ
て駆動していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の搬
送装置は、基板１の回転移動時にモータ１０１によっ
て、モータ１０２が固定されているハウジング１２４ご
と回転するため、モータ１０２のケーブル１０２ａが捩
れると言った問題が生じる。このため基板１の回転移動
範囲は、通常３００度以下に制限されていた。搬送装置
にこのような制約がある場合、搬送装置に接続する処理
容器の配置に制限を受け、高価なクリーンルームの有効
な使用ができない。さらにその処理容器が回転移動範囲
の両端に置かざるを得ない場合は、基板は３００度移動
しなければならず、処理速度の低下を余儀なくする。ま
たアーム駆動用のモータを２台使用しており、複雑なモ
ータの駆動機構及び制御系を必要としていた。さらに大
気中から真空中への駆動力の伝達するための圧力の遮蔽
手段及び塵埃の封止のためにとして、大型の磁性粒体シ
ールを使用していることから、搬送装置の著しいコスト
の増加を招いていた。特に圧力遮蔽用としての磁性粒体
シールは、恒常的に突発的な気密漏れ、一般的な表現で
はリークの恐れがある。言うまでもなく処理容器への搬
送途中に気密漏れが生じた場合、処理容器の機能、例え
ば加熱試料台を損壊させるなど、多大な損害を与えるこ
とになる。この場合、当然のことながら修理の間はこの
搬送装置に接続している他の処理容器は使用不可能とな
り、稼働率の著しい低下を招く。また磁性粒体シールは
基本的にその主成分は油であり、真空中に置いては耐え
ず蒸発している。このため磁性粒体シールを使用した搬
送装置を収納する搬送容器の到達圧力は、およそ１.３
×１０^-4Ｐａ程度と、薄膜形成装置などの処理容器の圧
力より高くならざるをえない。この場合、薄膜形成装置
へ基板を搬送する際、薄膜形成装置と搬送容器の圧力差
によって塵埃の拡散が生じる。これらの塵埃が基板表面
に付着した場合、パターン間の絶縁不良等の様々な欠陥
を誘発する主原因となる。さらに磁性粒体シール自体か
ら放出する油成分、主にカーボンは、容易に除去が困難
なハイドロカーボンとなり、これが基板に付着した場
合、内部に拡散し、深い準位を形成するなどで塵埃とは
別のデバイス欠陥の原因となる。

【００１０】従来の搬送装置では各アームは単純に回転
軸に片持ち支持された状態で展開、回転移動を行う。一
般に真空中で回転運動を行う部材を支持する転がり軸受
けの寿命は、大気中で回転運動を受ける場合の寿命と比
較して、非常に短いことが知られている。このため真空
中で転がり軸受けを使用する場合、転がり軸受けに加わ
る負荷荷重はできるかぎり軽くする必要がある。しかし
従来の搬送装置においては、アームの展開に伴い変動す
るモーメント荷重は、回転軸１１１ａを支持する転がり
軸受け１０６のみで受けることから、大型の転がり軸受
けを使用せざるを得なく、またその寿命が著しく短いも
のとなる。搬送過程で転がり軸受けの寿命が尽きた場
合、一般的な表現でかじった場合、アームの駆動が行え
ないため、処理容器毎大気に開放し修理する必要があ
り、上述してきた問題をさらに助長することになる。

【００１１】また搬送装置の小型化を実現するには、各
アームの回転軸間の距離を短くしなければならないが、
この場合搬送距離が短くなり搬送領域が極限られた空間
に制約される。つまり搬送距離の増加に伴い各アームの
回転軸間の距離を長くしなければならない。このため容
器１０５は大容量となり、真空状態の作成及びその維持
に多大な時間及び労力が必要となるなどで結果的に装置
の大型化、稼働率の低下及びコストの増加をさらに招く
ことになる。

【００１２】さらに従来の駆動源の運転パターンでは、
搬送中に駆動源の急激な起動、停止及び加速度の変化に
よって過大な慣性力が基板１に加わる。この慣性力が、
第３のアーム１３０と基板１の間の摩擦力を超過した場
合、搬送中の基板の振動及び積載位置のずれを誘発す
る。この様に搬送中に基板がずれた場合、処理室への搬
送（受け渡し）が困難または不可能となるばかりでな
く、落下するなどの危険性を伴う。また搬送中の基板の
振動は、振動している際の基板とアームの接触によって
塵埃が生じるといった問題も生じることになる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した様々な課題は以
下の手段を採ることで解決される。

【００１４】アームの回転移動範囲の制約は、１個の駆
動源（モータ）でアームを展開、回転移動させることで
解決できる。モータの出力軸を第１のアームに接続する
出力軸と、クラッチ、ブレーキを介して第２のアームに
駆動力を伝達するベルトを巻回したプーリと接続する出
力軸の２系統に分割する。大気側に置いたモータの駆動
力の真空中への伝達は、磁性粒体シールの代わりに、隔
壁を介して大気側と真空側に対向する各々の位置に磁気
回路を構成するように永久磁石を配置した、マグネット
カップリングによるものとする。また発塵対策として各
アームを真空容器から絶縁し、アームを支持する転がり
軸受けを介して数ｋＶ程度の電圧を印加することで、従
来の防塵用磁性粒体シールは不要となる。

【００１５】さらに回転軸に生じるモーメント荷重を軽
減するために、第１のアームの一端及びそれに対向する
第１のアームの旋回軌道上の位置に永久磁石を、各々の
永久磁石が発生する磁気力が互いに反発するように配置
する。

【００１６】また滑らかな搬送を実現するために駆動源
を、起動開始直後の加速度１を、その加速度１で生じる
アームと基板の間の摩擦力以下の慣性力となるように設
定して駆動し、次いで加速度１より大きい加速度２で運
転し、次いで再び前述の加速度１で運転した後、定速度
の運転に入る。定速運転から停止するまでの減速領域に
おいても同様に、定速度から負の加速度１で減速し、次
いで負の加速度２でさらに減速し、次いで負の加速度１
で運転した後駆動源を停止する。

【００１７】

【作用】アームの展開は、クラッチによってモータから
の駆動力を遮断し、さらにブレーキによって第２のアー
ム駆動用のベルトを巻回したプーリを固定する。この状
態でモータを駆動することによって、モータの駆動力は
第１のアームを駆動する出力軸にのみ伝達されるため、
第１のアームだけを回転運動させることができ、従来と
同様の動きでアームは展開する。

【００１８】アームの旋回は、クラッチによってモータ
からの駆動力を接続し、ブレーキを開放した状態でモー
タを駆動することによって、モータの駆動力は第１のア
ームを駆動する出力軸と、第２のアームを駆動する出力
軸の両方に伝達され、従来と同様の動きでアームは旋回
する。

【００１９】またモータの駆動力の隔壁を介した大気側
から真空側への伝達は、モータの駆動によって永久磁石
を固定した大気側の出力軸が回転するに従い、真空側の
永久磁石間に回転磁界が生じることによって、真空側の
永久磁石も出力軸と同期して回転することによって行わ
れる。

【００２０】また搬送容器と絶縁されたアームに数ｋＶ
程度の高電圧を印加することで、アームに静電気による
吸引力が発生する。アームの駆動によって生じた塵埃ま
たはアーム内に沈積した塵埃は、この吸引力によってア
ームに吸着する。

【００２１】アーム駆動によって生じるモーメント荷重
は、アーム１の一端とそれに対向する位置に置かれた永
久磁石によって生じる磁気反発力によって相殺される。

【００２２】以上の構成を採ることによって、アームの
展開、回転の移動動作は、単一のモータの駆動で可能と
なり、駆動系及びその制御が著しく簡便となる。さらに
アームの展開、旋回駆動によらずモータは常時固定され
るため、３６０度の自由方向にアームの展開が可能であ
る。

【００２３】またモータの駆動力の真空空間への伝達
を、マグネットカップリングで行うことによって、モー
タと基板を搬送する空間とは隔壁によって完全に隔離さ
れるため、モータ側から発生する塵埃による搬送容器内
の汚染、及び突発的な気密漏れの危険性は全くない。

【００２４】さらにアームに発生させる静電気による吸
引力によって、アームに沈降している塵埃及びベルト、
プーリなどのしゅう動部から発生する塵埃はアームに吸
着され、塵埃による搬送空間への汚染は効果的に抑制さ
れる。また磁性粒体シールを全く使用しないので、ハイ
ドロカーボンなどによる汚染が全く無いドライでクリー
ンな搬送装置とすることができる。

【００２５】またアーム１の一端及びそれに対向するア
ーム１の旋回軌道上の位置に配置した永久磁石の反発力
によって、アームの展開に伴うモーメント荷重は相殺さ
れることで、モーメント荷重を受ける転がり軸受けの負
荷が軽減され、搬送装置としての信頼性及び稼働率の向
上が達成される。

【００２６】さらに駆動源の運転パターンにおいて、そ
の加減速領域における起動及び停止前後の加速度を、そ
の加速度によって生じる慣性力が基板とアームの摩擦力
以下となるように設定することで、搬送中の基板のずれ
または振動が効果的に抑制され、安定な搬送が可能とな
る。

【００２７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を基に説明する。

【００２８】図１は本発明の一実施例を示している。ア
ーム駆動用のモータ４及びクラッチ７、ブレーキ８等の
機構部２は真空容器６７と接続し、真空シール機能を有
するフランジ９の大気側に固定される。フランジ９の真
空側には基板１を保持し、任意の位置に搬送するアーム
部３が支持される。

【００２９】モータ４の出力軸５には、出力軸５の同芯
上に等間隔で永久磁石６０ａが固定されており、またク
ラッチの駆動軸６と接続している。クラッチ７の駆動軸
６は、ブレーキ８と接続しており、さらに駆動軸６の同
芯上には等間隔で永久磁石６５ａが配置、固定してい
る。出力軸５、駆動軸６は回転自在なころがり軸受け
（図示せず）を介してフランジ９に支持されている。永
久磁石６０ａ、永久磁石６５ａのフランジ９を挟んで真
空側の対向する位置に、永久磁石６０ｂ、永久磁石６５
ｂを永久磁石６０ａ、永久磁石６５ａと各々磁気回路を
形成するように出力軸１１、ハウジング６１の同芯円上
に配置する。永久磁石６０ｂは出力軸１１を介して第１
のアーム１０に固定されており、回転自在なころがり軸
受け１１ａを介してプーリ１２を固定しているハウジン
グ６１に保持されている。永久磁石６５ｂは第２のアー
ム２０に回転運動を伝達するステンレス製のベルト１４
を巻回したプーリ１２に固定されている。ベルト１４の
一方の端は、第２のアーム２０に固定したプーリ１３に
巻回している。プーリ１３は回転自在なころがり軸受け
１７を介して第１のアーム１０と接続している回転軸１
０ａに支持されている。回転軸１０ａにはプーリ２１が
固定されており、プーリ２１にはステンレス製のベルト
２３が巻回されている。ベルト２３のもう一方には、第
３のアーム３０に固定したプーリ２２に巻回している。
プーリ２２は回転自在なころがり軸受け２４を介して第
２のアーム２０と接続している回転軸２０ａに支持され
ている。回転軸２０ａにはプーリ３１が固定されてお
り、プーリ３１にはステンレス製のベルト３３が巻回さ
れている。ベルト３３のもう一方には、第４のアーム４
０に固定したプーリ３２に巻回している。プーリ３２は
回転自在なころがり軸受け３４を介して第３のアーム３
０と接続している回転軸３０ａに支持されている。回転
軸３０ａにはプーリ４１が固定されており、プーリ４１
にはベルト４３が巻回されている。ステンレス製のベル
ト４３のもう一方には、基板１を積載する第５のアーム
５０に保持されたプーリ４２に巻回されている。プーリ
４２は回転自在なころがり軸受け４４を介して第４のア
ーム４０と接続している回転軸４０ａに支持されてい
る。尚本実施例では、ステンレス製のベルトを使用して
いるが、他のチェーン、ワイヤ等の超高真空領域で使用
可能な回転運動の伝達媒体を用いても問題はない。

【００３０】アーム部３の展開は以下の動作で行われ
る。クラッチ７への通電を停止し出力軸５と駆動軸６を
分離する。同時にブレーキ８への通電を停止し、永久磁
石６５ａを固定している駆動軸６を制動する。以上の操
作でモータ４の駆動力はクラッチ７の駆動軸６に接続せ
れないため、結果的にプーリ１２へのモータ４の駆動力
の伝達は行われず、さらにブレーキ８によってその姿勢
は保持される。従ってモータ４の駆動力は出力軸５のみ
に伝達されることになる。出力軸５の回転に従い、永久
磁石６０ａと永久磁石６０ｂの間に回転磁界が生じ、永
久磁石６０ａの回転に同期して、第１のアーム１０に固
定された真空側の永久磁石６０ｂが回転駆動する。従っ
て第１のアーム１０は回転するが、プーリ１２は上述し
たようにその姿勢が保持されているため、第１のアーム
１０の回転角だけベルト１４がプーリ１２に巻とられ、
プーリ１３が回転し、結果としてプーリ１３を固定して
いる第２のアーム２０が第１のアーム１０と逆方向に回
転する。同様に第２のアーム２０の回転に従い、プーリ
２１に巻回されたベルト２３はプーリ２１に第２のアー
ム２０の回転角だけ巻取られるため、プーリ２２が第２
のアーム２０とは逆方向に回転し、プーリ２２を保持し
ている第３のアーム３０が回転する。第３のアーム３０
の回転に従い、プーリ３１に巻回されたベルト３３はプ
ーリ３１に第３のアーム３０の回転角だけ巻取られるた
め、プーリ３２が第３のアーム３０とは逆方向に回転
し、プーリ３２を保持している第４のアーム４０が回転
する。第４のアーム４０の回転に従い、プーリ４１に巻
回されたベルト４３はプーリ４１に第４のアーム４０の
回転角だけ巻取られるため、プーリ４２が第４のアーム
４０とは逆方向に回転し、プーリ４２を保持している第
５のアーム５０が回転する。この時第１のアーム１０の
回転量を１としたときの第２のアーム２０、第３のアー
ム３０、第４のアーム４０、第５のアーム５０の各々の
回転量は１：３：４：３：１となるように、プーリ１２
とプーリ１３、プーリ２１とプーリ２２、プーリ３１と
プーリ３２、プーリ４１とプーリ４２の外径を設定しな
ければならない。すなわち第１のアーム１０が３０度回
転したとき、第２のアーム２０は逆方向に９０度回転
し、第３のアーム３０は第２のアーム２０と逆方向に１
２０度回転し、第４のアーム４０は第３のアーム３０と
逆方向に９０度回転し、第５のアーム５０は第４のアー
ム４０と逆方向に３０度回転する。この結果基板１を積
載した第５のアーム５０は、展開開始時の姿勢を保持し
た状態で直進移動を行う。

【００３１】アーム部３の旋回は以下の操作で行われ
る。

【００３２】クラッチ７に通電しクラッチ７の駆動軸６
とモータ４の出力軸５を接続し、同時にブレーキ８に通
電し駆動軸６の制動を解除する。これによってモータ４
の駆動力は、出力軸５、駆動軸６の両方に伝達される。
出力軸５、駆動軸６に伝達された駆動力は、前述したよ
うに大気側の永久磁石６０ａ、永久磁石６５ａと真空側
の永久磁石６０ｂと永久磁石６５ｂの間に回転磁界を生
じさせ、出力軸５、駆動軸６の回転に同期して真空側の
第１のアーム１０及びプーリ１２に伝達される。第１の
アーム１０の回転と同期してプーリ１２も第１のアーム
１０と同角度、同方向に回転するため、ベルト１４は第
１のアーム１０に対して静止した状態を保持する。従っ
てアーム部３は旋回開始時の姿勢を保持した状態で旋回
する。

【００３３】以上の構成及び操作を採ることによって、
アームの展開及び回転移動は、１個のモータの駆動で可
能となり、駆動系及びその制御が著しく簡便となる。さ
らにアームの展開、旋回駆動によらずモータは常時固定
されるため、アームの旋回範囲に制限を与えず、３６０
度の自由方向にアームの展開が可能である。またアーム
数を５とすることで、アームの展開率（搬送距離／搬送
室直径）を大きく採れることから、搬送装置及び容器の
小型化、小容量化が実現できる。

【００３４】さらにモータの駆動力の真空空間への伝達
を、マグネットカップリングで行うことによって、モー
タと基板を搬送する空間とは隔壁によって完全に隔離さ
れるため、モータ側から発生する塵埃によって汚染され
ることは全く無い。この時機構部２を密閉し、必要に応
じて排気することで、機構部２からのクリーンルームへ
の塵埃の拡散は完全に抑制される。また隔壁は圧力も完
全に、確実に遮断することから、搬送空間の真空雰囲気
は意図的にリークを行わないかぎり、常に保持される。
また本実施例ではブレーキ８を使用しているが、アーム
部３の展開時のベルト１４によってプーリ１２間で生じ
る回転力によって、永久磁石６５ｂが回転しないよう
に、永久磁石６５ａ、６５ｂの磁気回路を形成すること
によって、ブレーキは不要となる。

【００３５】次に本発明の第２の実施例を示す。

【００３６】第１のアーム１０の端部に永久磁石１５を
配置している。真空容器６７内にも、永久磁石１５と対
向し、永久磁石１５の回転軌道上に、永久磁石１６を磁
気力が互いに反発し合うように配置している。この時永
久磁石１５及び１６は、出力軸１１を支持しているころ
がり軸受け１１ａの負荷（モーメント荷重）が最大とな
る、アーム部３が直列の状態で生じるモーメント荷重と
同等の反発力を生じるような配置とする。本実施例では
最大となるモーメント荷重と同等の反発力を生じるよう
な磁石配置としているが、任意のアーム部３の姿勢の時
に生じるモーメント荷重を相殺するように永久磁石１５
及び１６を配置しても問題はない。また本実施例では第
１のアーム１０の回転軌道上に永久磁石１５及び１６を
配置しているが、任意のアーム及びその移動軌道上に配
置しても問題はない。

【００３７】以上の構成を採ることによって、アーム部
３の駆動によって生じるモーメント荷重は永久磁石１５
及び１６の磁気力によって確実に相殺される。従って本
来最も過大な負荷を受ける転がり軸受け１１ａの負荷が
大きく軽減されるため、小型の転がり軸受けの使用が可
能となる。また転がり軸受けのかじりによる故障頻度が
大きく減少することになり、装置の小型化及び信頼性、
稼働率の向上が実現される。

【００３８】次に本発明の別の実施例を説明する。

【００３９】ハウジング６１を支持しているころがり軸
受け６１ａを保持しているハウジング６２は電気絶縁材
料から成るベース６３を介してフランジ９に固定してい
る。従ってアーム部３は真空容器６７と電気絶縁された
状態で支持されている。フランジ９には大気側から真空
側への電圧の導入が可能な電気導入端子６４が取付けら
れており、電気導入端子６４の真空側の端子とハウジン
グ６２が接続している。電気導入端子６４の大気側の端
子は、数ｋＶ程度の電源及びアースにスイッチ６４ａを
介して接続している。スイッチ６４ａを電源側に投入
し、数ｋＶの電圧を電気導入端子を介してアーム部３に
荷電することで、アーム部３に静電吸引力が発生する。
上記の操作をアーム部３の駆動中または容器６７をリー
ク又は排気する際に行うことで、アーム内に沈積又はア
ーム駆動中にしゅう動部から生じる塵埃は、静電吸引力
によってただちにアーム部３の表面に吸引されることに
なり、容器６７内へ拡散することはない。さらにアーム
開口部６６、１８、２５、３５、４５が外部から直接視
認できないようなラビリンス構造とすることで、上述の
効果はさらに向上する。また本構造によれば磁性粒体シ
ールを全く使用しないので、ハイドロカーボンなどによ
る汚染が全く無い完全にドライでクリーンな搬送装置と
することができる他、さらに清浄で超高真空雰囲気の作
成に不可欠な加熱脱ガス処理（一般的にはベーキング処
理）が可能となる。この時の上限温度は永久磁石の磁気
特性が劣化しない温度範囲（キューリー点以下）とする
必要がある。つまり本構成による搬送装置は、従来の搬
送装置が１.３×１０^-4Ｐａ程度の圧力下での動作が限
界であったのに対して、１.３×１０^-8Ｐａ以下の超高
真空下でかつキューリー点以下の温度雰囲気での動作が
可能となる。

【００４０】図２は本発明の別の実施例を示したもので
ある。第２のアーム２０の一端に磁性材料７０、本実施
例では７８％ニッケルー鉄合金を取付けており、磁性材
料７０の回転軌道上の対向する容器６７の外側の位置に
永久磁石７１を配置している。永久磁石７１によって磁
性材料７０を固定している第２のアーム２０は紙面上の
方に吸引されるため、前述したモーメント荷重は相殺さ
れる。もちろんこの時第２のアーム２０に永久磁石を取
付け、それに対向する位置に磁性材料を配置するか、ま
たは第２のアーム２０の吸引力をさらに増加するために
第２のアーム２０及び容器６７の両方に永久磁石を配置
しても問題はない。また永久磁石の代わりに電磁コイル
を使用しても同様の効果が得られることは言うまでもな
い。

【００４１】図３は本発明の別の実施例を示したもので
あり、任意のアームの開口部８５、プーリ８１ａ、回転
軸８１の部分を抜粋して示している。

【００４２】開口部８５にブラシ状の高誘電体材料８４
をプーリ８６と接するように配置する。本実施例では高
誘電体材料８４として、シリコンゴムを使用している。
アーム８２、アーム８３の駆動中は、高誘電体材料８４
と接触しながらプーリ８６が回転するため、高誘電体材
料８４はプーリ８６との摩擦によって帯電する。従って
アーム８２、８３駆動中は、高誘電体材料８４が帯電し
ていることによって、アームの開口部８５から外部への
塵埃の飛散は抑制される。本実施例によれば、アームの
極限られた範囲のみ帯電することから、第５のアーム５
０に積載された基板１には何ら影響を与えることはな
い。また本実施例では、１段の高誘電体材料８４のみ使
用しているが、複数段使用しても問題はない。

【００４３】次に本発明の別の実施例を説明する。

【００４４】図４は第１の実施例で示した搬送装置のモ
ータ４の運転パターンを示している。横軸が時間を示し
ており、縦軸がモータ４の回転数を示している。モータ
４の起動から所望の回転数で駆動する定速度領域に達す
るまでの加速度領域において、モータ４の加速度を複数
回可変しする。本実施例では、加速度１と加速度２と加
速度３の３つの加速度から成る加速度領域で運転してい
る。モータ４の起動開始直後の加速度は、加速度によっ
て生じる慣性力が、基板１と第５のアーム５０間の摩擦
力以下となるすなわち第５のアーム５０に積載しただけ
の基板１がずれることのない範囲の最高の加速度として
いる。Ｔ１時間の間加速度１で駆動した後、駆動源の回
転数をさらに上げて加速度２でＴ２時間駆動する。この
加速度１から加速度２への増加に伴う慣性力の増加も、
前述したように基板がずれることのない範囲に押さえて
いる。この後モータ４の回転数を下げて、加速度３でＴ
３時間駆動した後、モータ４を定速で駆動する。Ｔ４時
間定速で駆動した後、前述した加速度領域と逆の運転パ
ターンでモータ４を停止する。以上の運転パターンを採
ることによって、搬送中の基板のずれまたは振動が効果
的に抑制され、安定した滑らかな搬送が実現できる。ま
た本実施例では、定速度領域を設けているが、定速度領
域を設けず加速度領域と減速領域の２つからなる運転パ
ターンとしても問題はない。さらに加速度領域におい
て、連続でモータ４の回転数を可変しながら駆動しても
同様の効果が得られる。

【００４５】尚、以上説明してきた本発明による実施例
を、単独もしくは同時に複数採用しても問題はなく、そ
の際は各実施例で述べてきた効果が得られる。また本実
施例では、５本の腕から成る搬送装置を対象として説明
をしてきたが、特に腕の本数の制限はなく任意の本数の
腕から成る基板搬送装置にも適用可能であり、さらに他
の型式の搬送装置、例えばフロッグレッグ型の搬送装置
にも適用可能であることは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上の構成を採ることによって、アーム
の展開、回転の移動動作は、単一のモータの駆動で可能
となり、駆動系及びその制御が著しく簡便となる。さら
にアームの展開、旋回駆動によらずモータは常時固定さ
れるため、３６０度の自由方向にアームの展開が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す基板搬送装置の断面図
である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す基板搬送装置の断
面図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示すアーム部の断面図
である。

【図４】本発明の第４の実施例を示す駆動源の運転パタ
ーンを示す図である。

【図５】従来の基板搬送装置の断面図である。

【図６】従来の駆動源の運転パターンを示す図である。

【符号の説明】

１...基板、２...機構部、３...アーム部、４...モー
タ、５...出力軸、６...駆動軸、7...クラッチ、８...
ブレーキ、９...フランジ、１０...第１のアーム、１０
ａ...回転軸、１１...出力軸、１１ａ...転がり軸受
け、１２...プーリ、１３...プーリ、１４...ベルト、
１５...永久磁石、１６...永久磁石、１７...転がり軸
受け、１８...開口部、２０...第２のアーム、２０
ａ...回転軸、２１...プーリ、２２...プーリ、２３...
ベルト、２４...転がり軸受け、２５...開口部、３
０...第３のアーム、３０ａ...回転軸、３１...プー
リ、３２...プーリ、３３...ベルト、３４...転がり軸
受け、３５...開口部、４０...第４のアーム、４０
ａ...回転軸、４１...プーリ、４２...プーリ、４３...
ベルト、４４...転がり軸受け、４５...開口部、５
０...第５のアーム、６０ａ...永久磁石、６０ｂ...永
久磁石、６１...ハウジング、６１ａ...転がり軸受け、
６２...ハウジング、６３...ベース、６４...電気導入
端子、６４ａ...スイッチ、６５ａ...永久磁石、６５
ｂ...永久磁石、６６...開口部、６７...真空容器、７
０...磁性材料、７１...永久磁石、８１...回転軸、８
１ａ...プーリ、８２...アーム、８３...アーム、８
４...高誘電体材料、８５...開口部、８６...プーリ、
１００...駆動部、１０１...モータ、１０２...モー
タ、１０２ａ...ケーブル、１０３...アーム、１０
４...磁性粒体シール、１０５...容器、１０６..転がり
軸受け、１０７..転がり軸受け、１０８..転がり軸受
け、１０９..転がり軸受け、１１０...第１のアーム、
１１１...プーリ、１１１ａ...回転軸、１１２...プー
リ、１１２ａ...回転軸、１１３...ベルト、１２０...
第２のアーム、１２１...プーリ、１２１ａ...出力軸、
１２２...プーリ、１２２ａ...回転軸、１２３...ベル
ト、１２４...ハウジング、１３０...第３のアーム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立に回転運動する同芯円上に配された駆
動軸１及び駆動軸２と、少なくとも、前記駆動軸１と結
合する第１の腕と、前記駆動軸２と結合し前記第１の腕
の一端と回転軸を介して直列に支持される第２の腕とを
各々一つ以上有し、前記駆動軸１及び前記駆動軸２を各
々独立に駆動させることによって、前記第１の腕及び前
記第２の腕を前記駆動軸を中心に回転移動及び展開する
ことによって、任意の腕に保持した基板を任意の位置に
搬送する基板搬送装置において、単一の駆動源で前記第
１腕及び前記第２の腕の展開及び回転移動が可能である
ことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】請求項１記載の基板搬送装置において、前
記第１の腕及び前記第２の腕を任意の姿勢において、前
記駆動軸を中心に、無限回転可能な自由度を有している
ことを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項３】請求項１記載の基板搬送装置が、単一の駆
動源と、前記駆動源の出力軸と前記駆動源の回転運動を
任意に遮断及び接続可能な機構を介して接続する第２の
出力軸を備え、前記出力軸及び前記第２の出力軸の一端
の各々の円周上に配された各々の永久磁石と、前記各々
の永久磁石と前記駆動源、前記出力軸及び前記第２の出
力軸が置かれる空間と完全に隔離し、特殊な雰囲気を保
持する容器の隔壁を挟んで対向する前記容器の内側の位
置に、前記各々の永久磁石と各々独立に磁気回路を形成
するように配された各々の第２の永久磁石と、前記各々
の第２の永久磁石と結合し回転可能な駆動軸及び駆動軸
２と、少なくとも前記駆動軸１と接続する第１の腕及び
前記第１の腕と回転自在な回転軸を介して支持される第
２の腕と、前記第２の腕と前記駆動軸２を前記駆動軸２
の回転運動を金属からなる伝達媒体で伝達する伝達機構
を介して接続し、前記伝達機構が外観より視認できない
ように前記第２の腕に密封された構成から成る請求項１
記載の基板搬送装置。
【請求項４】請求項３記載の基板搬送装置が、１.３×
１０^-6Ｐａ以下の超高真空領域で動作可能なことを特徴
とする請求項３記載の基板搬送装置。
【請求項５】請求項３記載の基板搬送装置が、前記永久
磁石のキューリー点以下の温度領域で動作可能なことを
特徴とする請求項３記載の基板搬送装置。
【請求項６】請求項１または請求項３記載の基板搬送装
置において、前記第１の腕、第２の腕及び駆動軸１、駆
動軸２及び回転軸の一部または全てを少なくとも一つ以
上を対象として、任意時間の間、静電気の発生手段及び
静電気の除去手段の少なくとも一方の手段を具備してい
ることを特徴とする請求項１または請求項３記載の基板
搬送装置。
【請求項７】請求項６記載の静電気の発生手段が、前記
第１の腕と前記第２の腕が前記容器と電気絶縁されてお
り、任意の電圧を前記第１の腕と前記第２の腕に印加可
能であることとすることを特徴とする請求項６記載の基
板搬送装置。
【請求項８】請求項６記載の静電気の発生手段が、前記
回転軸、前記駆動軸１、前記駆動軸２の全周またはその
一部に高誘電体材料が接触するように配置したことを特
徴とする請求項６記載の基板搬送装置。
【請求項９】請求項１または請求項３記載の基板搬送装
置において、任意の腕の一端と、前記容器の前記任意の
腕の移動軌道上の両方、またはその一方に、前記第１の
腕、第２の腕の移動に伴い前記駆動軸１、駆動軸２に生
じるモーメント荷重のキャンセル手段を設けたことを特
徴とする請求項１または請求項３記載の基板搬送装置。
【請求項１０】請求項９記載のモーメント荷重のキャン
セル手段が、任意の腕の一端と、前記容器の前記任意の
腕の移動軌道上の両方、またはその一方に、磁石を具備
させたことを特徴とする請求項９記載の基板搬送装置。
【請求項１１】請求項１または請求項３記載の基板搬送
装置において、前記駆動源を停止した状態から所望の回
転速度に到達するまでの加速度領域と、前記駆動源が所
望の運転速度で駆動する定速度領域と、前記定速度領域
から前記駆動源を停止するまでの減速領域の３つの領域
で前記駆動源を駆動する制御方法において、前記加速度
領域及び前記減速領域の両方またはその一方の領域にお
いて、前記駆動源の加速度を複数回可変しながら前記駆
動源を駆動することを特徴とする請求項１または請求項
３記載の基板搬送装置。
【請求項１２】請求項１または請求項３記載の基板搬送
装置が、被搬送物と前記被搬送物を保持する第１の腕
と、前記第１の腕の一端と回転軸１を介して結合する第
２の腕と、前記第２の腕の一端と回転軸２を介して結合
する第３の腕と、前記第１の腕と前記回転軸２を前記伝
達機構で接続し、前記第３の腕の一端と回転軸３を介し
て結合する第４の腕と、前記第２の腕と前記回転軸３を
前記伝達機構で接続し、前記第４の腕の一端と回転軸４
を介して結合する第５の腕と、前記第３の腕と前記回転
軸４を前記伝達機構で接続し、前記第５の腕が第１の駆
動軸と接続し、前記第４の腕と第２の駆動軸が前記伝達
機構で接続した基板搬送装置。
【請求項１３】請求項１２記載の搬送装置において、前
記第５の腕の回転移動量を１とした時の、前記第４の
腕、第３の腕、第２の腕、第１の腕の回転移動量の比
が、第５の腕：第４の腕：第３の腕：第２の腕：第１の
腕＝１：３：４：３：１であることを特徴とする請求項
１２記載の基板搬送装置。