JPH10329061A - 真空チャンバ用回転伝動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転伝動軸数の多数化に際し、変形が少なく而
も保守作業等も容易で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ようにする。 【解決手段】真空チャンバ１０の底１１に立設されその
上蓋１２に至る筒状体３３０＋５３０と、この筒状体の
側壁３３０，５３０を内外から挟んで磁気結合する回転
体の複数対３１＋３５，３６＋３９，５１＋５５，５６
＋５９とを具備した真空チャンバ用回転伝動機構におい
て、筒状体の上端部位を真空チャンバの上蓋１２に密着
させる取着手段１２０を備え、筒状体３３０＋５３０
は、複数の短い筒状体３３０，５３０が上下に連結され
たものであって、その自由高さが真空チャンバの上蓋１
２の自由高さよりも低いものであり、さらに、回転体５
５，５９を駆動する電動モータ５５ａ，５９ａへの給電
線５１１，５６１が筒状体３３０＋５３０を介して真空
チャンバ１０の下方へ引き出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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３−１３
６７７９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３６，３１，５
１，５６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４０，６
０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３
３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。

【００１０】さらに、図示は割愛したが、これらの折衷
案として、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ながらも、同軸多重構造の
軽減を狙って駆動源の電動モータ等を一部だけでもチャ
ンバ蓋の開口部分等に配置することも考えられる。しか
しながら、モータを下方だけでなく上方に設けると、そ
の給電線がチャンバ蓋の開閉等に際して、邪魔になるば
かりか、屈伸の繰り返しによって断線する可能性も考慮
しなければならない。モータの場合、その電力が大きい
のでそのような不都合の発生は絶対に阻止しなければな
らない。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、電動モータが筒状体の下方以外
のところに配置されても、その給電線がチャンバ蓋開閉
と影響し合うことが無いようにす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実現することを
目的とする。また、本発明は、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
を実現することも目的とする。さらに、本発明は、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をも目的とする。

【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第１乃至第６の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【００１３】［第１の解決手段］第１の解決手段の真空
チャンバ用回転伝動機構は（、出願当初の請求項１に記
載の如く）、真空チャンバの底に立設されその上蓋に至
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具備した真空チャンバ用回転
伝動機構において、（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真空チャンバの上蓋に密着さ
せる取着手段を備え、前記筒状体はその自由高さが前記
真空チャンバの上蓋の自由高さよりも（弾性変形可能な
程度に僅かに）低いものであ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】このような第１の解決手段の真空チャンバ
用回転伝動機構にあっては、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。

【００１８】［第２の解決手段］第２の解決手段の真空
チャンバ用回転伝動機構は（、出願当初の請求項２に記
載の如く）、真空チャンバの底に立設されその上蓋に至
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具備した真空チャンバ用回転
伝動機構において、前記回転体の何れかを駆動する電動
モータが前記筒状体の上方またはその内腔に設けられ、
且つ、前記電動モータへの給電線が前記筒状体を介して
前記真空チャンバの下方へ引き出されていることを特徴
とするものである。

【００１９】このような第２の解決手段の真空チャンバ
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。

【００２１】［第３の解決手段］第３の解決手段の真空
チャンバ用回転伝動機構は（、出願当初の請求項３に記
載の如く）、真空チャンバの底に立設されその上蓋に至
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具備した真空チャンバ用回転
伝動機構において、前記筒状体は、複数の短い筒状体が
上下に連結されたものであることを特徴とするものであ
る。

【００２２】このような第３の解決手段の真空チャンバ
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。

【００２４】［第４の解決手段］第４の解決手段の真空
チャンバ用回転伝動機構は（、出願当初の請求項４に記
載の如く）、上記の第３の解決手段の真空チャンバ用回
転伝動機構であって、前記の短い筒状体は、それぞれ、
その側壁よりも厚い端板が一体的に設けられたものであ
ることを特徴とするものである。

【００２５】このような第４の解決手段の真空チャンバ
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。

【００２６】［第５の解決手段］第５の解決手段の真空
チャンバ用回転伝動機構は（、出願当初の請求項５に記
載の如く）、上記の第４の解決手段の真空チャンバ用回
転伝動機構であって、前記端板にそれを貫く通路が形成
されていることを特徴とするものである。

【００２７】このような第５の解決手段の真空チャンバ
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。

【００２８】［第６の解決手段］第６の解決手段の真空
チャンバ用回転伝動機構は（、出願当初の請求項６に記
載の如く）、上記の第５の解決手段の真空チャンバ用回
転伝動機構であって、前記端板同士を連結する連結手段
が設けられ、さらに、この連結手段および前記通路の周
囲に配された封止手段も設けられていることを特徴とす
るものである。

【００２９】このような第６の解決手段の真空チャンバ
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用回転伝動機構についての実施形
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、上述した第１〜第６の解
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３０
０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，３９
ａ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３
１，３６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３３
０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１
１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１
１ａ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３
３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３
５０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３３
１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２
００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５
３３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（３
３０＋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），（５
９０＋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３５１，３
３２，５３２，５５１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３
５１，３３２，５３２，５５１を貫く給電線保護細筒５
１４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１
２ａ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５３
ａ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４
０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５
１１，５６１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，２
３ａ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２３
ａ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２２
ａ，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３３
０，５３０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３３
１，５３１が一体的に設けられた円筒側壁３３０，５３
０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４
０はそのままにしておいてフロッグレッグ駆動機構５０
０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５３
３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３５０，３９０，５５
０，５９０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３５
ｂ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】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段の真空チャンバ用回転伝動機構にあっ
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。

【００５７】また、本発明の第２の解決手段の真空チャ
ンバ用回転伝動機構にあっては、電動モータへの給電線
がチャンバ蓋の上に配されることが無いようにしたこと
により、回転伝動軸数が多くて電動モータを上方に配置
しながらも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た
という有利な効果を奏する。

【００５８】さらに、本発明の第３の解決手段の真空チ
ャンバ用回転伝動機構にあっては、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なようにしたこ
とにより、組立調整や保守作業も分割して行うことが可
能になり、その結果、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
ることができたという有利な効果が有る。

【００５９】また、本発明の第４の解決手段の真空チャ
ンバ用回転伝動機構にあっては、筒状体の側壁を厚くす
る代わりに厚い端板で側壁の変形をも抑制するようにし
たことにより、磁気結合を損なうこと無く、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たとい
う有利な効果を奏する。

【００６０】また、本発明の第５の解決手段の真空チャ
ンバ用回転伝動機構にあっては、端板を導入しながらも
筒状体内腔に給電線通路を確保したことにより、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
たという有利な効果が有る。

【００６１】また、本発明の第６の解決手段の真空チャ
ンバ用回転伝動機構にあっては、端板同士を連結するだ
けで封止もなされるようにしたことにより、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できるようになったとい
う有利な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の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） ３３３ Ｏ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）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 隆 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３−１ 株 式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 徳村 哲夫 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３−１ 株 式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 瀬川 利規 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３−１ 株 式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 野沢 俊久 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５−５ 株 式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 石橋 清隆 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５−５ 株 式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 茂山 和基 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５−５ 株 式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空チャンバの底に立設されその上蓋に至
   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具備した真空チャンバ用回転
   伝動機構において、前記筒状体の上端部位を前記真空チ
   ャンバの上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真空チャンバの上蓋の自由高さよ
   りも低いものであることを特徴とする真空チャンバ用回
   転伝動機構。
2. 【請求項２】真空チャンバの底に立設されその上蓋に至
   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具備した真空チャンバ用回転
   伝動機構において、前記回転体の何れかを駆動する電動
   モータが前記筒状体の上方またはその内腔に設けられ、
   且つ、前記電動モータへの給電線が前記筒状体を介して
   前記真空チャンバの下方へ引き出されていることを特徴
   とする真空チャンバ用回転伝動機構。
3. 【請求項３】真空チャンバの底に立設されその上蓋に至
   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具備した真空チャンバ用回転
   伝動機構において、前記筒状体は、複数の短い筒状体が
   上下に連結されたものであることを特徴とする真空チャ
   ンバ用回転伝動機構。
4. 【請求項４】前記の短い筒状体は、それぞれ、その側壁
   よりも厚い端板が一体的に設けられたものであることを
   特徴とする請求項３記載の真空チャンバ用回転伝動機
   構。
5. 【請求項５】前記端板にそれを貫く通路が形成されてい
   ることを特徴とする請求項３に記載の真空チャンバ用回
   転伝動機構。
6. 【請求項６】前記端板同士を連結する連結手段と、この
   連結手段および前記通路の周囲に配された封止手段とを
   備えたことを特徴とする請求項５に記載の真空チャンバ
   用回転伝動機構。