TWI400767B - 搬運機械手臂及搬運裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種在真空環境中搬運對象物的搬運機械手臂。
以往，在成膜裝置等的真空裝置中，使用維持真空槽內的真空環境而可搬運基板的真空機械手臂(搬運機械手臂)。
真空機械手臂雖在真空槽內搬運處理前的基板或處理後的基板，但例如進行成膜處理後的基板形成高溫，當搬運這種高溫基板時，將導致真空機械手臂被加熱。
在真空中真空機械手臂被加熱時，基板的熱傳達到真空機械手臂的臂部，最後，熱從真空機械手臂固定在真空槽的受熱板逸退至真空槽。
然而，使真空機械手臂的臂部伸縮的旋轉軸(例如心軸或內筒)，係以軸承加以支持，在較多情況下，軸承為球體，而接觸面積小，由於熱傳導率非常低，因此從基板所受的熱不逸退至真空槽，而是蓄積在真空機械手臂的臂部。
又，由於真空槽的內壁抑制放出氣體，因此藉由電解研磨法或化學研磨法研磨處理其內壁。因而，由於真空槽的內壁表面的平坦度高，且輻射比非常小，因此真空槽的內壁表面之熱能量的反射率非常高，真空機械手臂亦接受在真空槽內壁表面所反射的熱能量。
如此，接受真空機械手臂的熱能量多，且由於從真空機械手臂逸退的熱能量少，因此真空機械手臂的溫度慢慢上升，而導致傳達至真空機械手臂的熱能量與從真空機械手臂逸退的熱能量拮抗而成為非常高的溫度。
以往的真空機械手臂係無法耐高溫，又，為了耐高溫，而必須在支持支持軸的軸承，使用高價的固體潤滑軸承。
不使用固體潤滑的軸承時，當真空機械手臂在真空中升溫至高溫時，由於軸承的潤滑油蒸發，因此在短時間內必須維修，且有因為潤滑不良引起動作不良之問題。
又，做為減少入射至真空機械手臂的熱能量之方法，雖有在重疊基板與熱遮蔽板的狀態下，載置於臂部的方法，但是若運出至真空環境外(通常為大氣環境)的能量少的話，結果將導致真空機械手臂昇溫至高溫。
【專利文獻1】日本特開平5－74699號公報【專利文獻2】日本特開平6－204316號公報
本發明係提供一種即使在真空環境中搬運高溫的基板時，亦不會升至高溫，且不會引起動作不良的搬運機械手臂。
為了解決上述課題，本發明係一種搬運機械手臂，係具備有：台座部、及藉由支持軸支持在前述台座部的臂部；使前述臂部移動，而搬運基板，其特徵在於，前述台座部係具有可與前述基板相對面的第一面、和與前述第一面相反側的第二面，在前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之放熱側高輻射比部，具有表面與前述放熱側高輻射比部相對向而配置，用來受熱前述放熱側高輻射比部所放射出的熱之受熱板。
本發明係搬運機械手臂，其中，在前述受熱板的與前述放熱側高輻射比部相對向的面上，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之受熱側高輻射比部。
本發明係搬運機械手臂，在前述台座部的前述第一面上，配置有反射熱的反射鏡。
本發明係搬運機械手臂，在前述台座部進行前述表面處理之前，使鋁板的平坦表面與不鏽鋼的平坦表面中任一方露出。
本發明係搬運機械手臂，前述臂部為板狀，前述臂部係具有：與可前述基板相對面的第一面；及與前述第一面相反側的第二面，在前述臂部的前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之臂部側高輻射比部。
本發明係搬運機械手臂，在前述臂部的前述第一面上，配置有反射熱的反射鏡。
本發明係搬運機械手臂，前述臂部係構成可伸縮與旋轉。
本發明係搬運機械手臂，前述台座部係以與前述台座部的前述該第二面、和前述受熱板的該第二面相對面的表面垂直，且通過該第二面與前述受熱板之該表面的中心之中心軸線為中心，可旋轉地被構成，在旋轉前述台座部時，以維持該第二面、和該受熱板的該表面彼此平行的狀態之方式構成。
本發明係搬運機械手臂，前述表面處理係在平坦的表面噴塗粒子，來加大表面粗糙度。
本發明係搬運機械手臂，前述表面處理係形成氟樹脂層。
本發明係一種搬運裝置，係具備有：真空槽、及搬運機械手臂，該搬運機械手臂係具備有：安裝於前述真空槽的一壁面之受熱板、及與前述受熱板分離而相對向配置的台座部、及藉由支持軸支持在前述台座部的臂部；使前述臂部移動，而搬運基板，其特徵在於，前述台座部係具有：可與前述基板相對面的第一面、和與前述第一面為相反側且與前述受熱板相對面的第二面，在前述台座部的前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之放熱側高輻射比部，具有表面與前述放熱側高輻射比部相對向配置，用來受熱前述放熱側高輻射比部所放射出的熱之受熱板。
本發明係搬運裝置，其中，前述臂部為板狀，前述臂部具有可與前述基板相對面的第一面、和與前述第一面為相反側的第二面，在前述臂部的前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之臂部側高輻射比部。
本發明係搬運裝置，其中，於前述真空槽的一面，至少於與前述臂部移動時的前述臂部的第二面相對向的區域上，藉由表面處理設置有輻射比高於表面處理前的狀態之真空槽側高輻射比部。
本發明係搬運裝置，其中，在與前述受熱板的前述放熱側高輻射比部相對向的面上，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之受熱側高輻射比部。
本發明係搬運裝置，其中，在前述台座部的前述第一面上，配置有反射熱的反射鏡。
本發明係搬運裝置，其中，在前述台座部進行前述表面處理之前，使鋁板的平坦表面與不鏽鋼的平坦表面中任一方露出。
本發明係搬運裝置，其中，前述臂部係構成可伸縮與旋轉。
本發明係搬運裝置，其中，前述台座部係以與前述台座部的前述第二面、和前述受熱板的該第二面相對面的表面垂直，且通過該第二面、和與前述受熱板的該表面之中心的中心軸線為中心，可旋轉地被構成，在旋轉前述台座部時，以維持該第二面、和該受熱板的該表面彼此平行的狀態之方式構成。
本發明係搬運裝置，其中，前述表面處理係在平坦的表面噴塗粒子，加大表面粗糙度。
本發明係搬運裝置，其中，前述表面處理係形成氟樹脂層。
此外，輻射比(放射率)為物體的熱放射的亮度和同溫度的黑體的熱放射之亮度的比。放射率係根據波長、放射的方向、偏向成分等，考慮各種的放射率。在具有足夠的厚度和平的表面之純粹物質時，放射率以物質的種類、溫度、波長決定，雖然與光學函數有簡單的關係，但也會受到各式各樣因子的支配。此時，亦稱為有效放射率。當為粗糙表面或塌陷的表面時，有效放射率提高。(摘錄自「炎波理化學辭典」，第3版增補版，株式會社岩波書店，1981年10月20日第3版增補板第2版發行，p1265「放射率」的項目)。
本申請案的輻射比係上述的有效放射率，高輻射比部之每一單位面積的有效放射率，低於表面處理之前的台座部表面的每一單位面積的有效放射率。
本發明係如上述之構成，於設置在臂部的手部放上基板，而使臂部移動時，基板在放在手部的狀態下，藉由臂部的移動加以搬運。
當在真空環境下搬運高溫的基板時，基板的熱因為輻射或熱傳導從基板傳熱出去。
當將高溫的基板放在手部時，基板的熱以熱傳導傳遞的路徑，係從手部至臂部、從臂部至支持軸、從支持軸至台座部，台座部介由安裝構件安裝於真空槽時，傳達到台座部的熱，從台座部介由安裝構件傳達到真空槽。
即使傳達相同的熱量，當輻射比愈提高，由於包含紅外線的電磁波(輻射熱)容易放射，因此在基板的熱傳導至真空槽的路徑的途中的構件(放熱側構件)、和使表面之間與該放熱側構件相對向的受熱側構件中，至少表面處理一方構件的表面，提高輻射比，使放熱側構件和受熱側構件之間的空間之熱阻抗變低。因而，基板的熱不通過熱傳導的路徑，藉由輻射從放熱側構件直接傳達到受熱側構件。
例如，於台座部設置高輻射比部作為放熱側構件，在與受熱板的放熱側高輻射比部相對向的面設置高輻射比部時，台座部的熱從放熱側高輻射比部放出，入射至相對向的受熱側高輻射比部。
即使入射的電磁波的能量相同，由於輻射比愈高，電磁波的反射率小，因此受熱側高輻射比部吸收多的電磁波，在受熱板內轉換為熱。
受熱板被密接安裝於真空槽，藉由熱傳導性構件安裝於真空槽，與真空槽熱連接，在受熱板所轉換的熱，藉由熱傳導傳達到真空槽，從真空槽放熱至外部。因而，即使台座部與真空槽沒有熱連接時，或傳熱到真空槽的熱量小時，台座部或臂部不易升溫至高溫。
受熱板若與真空槽熱連接，則無特別限定，以將搬運系統與真空槽連接的突緣構成受熱板亦可，以真空槽的一部分構成受熱板亦可。
當基板在台座部上方移動時，若將放熱側高輻射比部設置於台座部的下方，則由於放熱側高輻射比部不直接與基板相對，因此基板的輻射熱不易入射至放熱側高輻射比部。
受熱側高輻射比部由於形成於與真空槽熱連接的受熱板，因此受熱側高輻射比部與基板相對向，即使基板的輻射熱入射，由於在受熱板被轉換的熱傳達到真空槽，結果，使基板的熱逸退至真空槽。
本發明的搬運機械手臂，係即使因為輻射或熱傳導使熱能量從已被加熱的基板流入，由於所流入的熱能量從放熱側高輻射比部放熱，已被放出的熱能量從受熱側高輻射比部傳達到真空槽，因此熱能量不會蓄積於搬運機械手臂。因而，即使搬運機械手臂的臂部放置於真空環境時，亦可抑制溫度上升，且抑制使用於搬運機械手臂的軸承之潤滑油的蒸發。因而，本發明的搬運機械手臂，不易引起動作不良，且維修的頻率少。又，本發明的搬運機械手臂由於臂部的溫度抑制為較低，故因熱膨脹導致臂部伸長的影響少，不僅保持基板時的基板位置再現性不會惡化，從機械手臂臂部放出的氣體量亦少。
第1圖的符號係表示本發明的搬運裝置的一例，該搬運裝置1係具有搬運機械手臂2與真空槽7。
搬運機械手臂2係具有：板狀的基座突緣15、位於基座突緣15的一面側、產生驅動力的馬達部19(驅動系統)、位於基座突緣15的另一面側，接受馬達部19的驅動力而移動後述的基板之搬運系統3。
在真空槽7底壁設置有比基座突緣15的平面形狀小直徑的貫通孔，搬運機械手臂2的搬運系統3配置於真空槽7內部，在馬達部19配置於真空槽7的狀態下，基座突緣15的緣部分密接安裝於貫通孔的周圍。因而，貫通孔係成為由基座突緣15阻塞的狀態。
第2圖係表示搬運機械手臂的基座突緣15周圍的部份之放大剖面圖，基座突緣15係在中央部份設置有貫通孔，成為環狀。
在基座突緣15的貫通孔的周圍，以密接於貫通孔的周圍之方式安裝有內徑大於貫通孔的直徑的外筒12的上端，外筒12的下端伸長至鉛直下方，馬達部19安裝於其下端。因而，馬達部19藉由外筒12安裝於基座突緣15。
馬達部19具有個別獨立運轉而產生旋轉力的兩個驅動軸。在外筒12插入內筒13，在內筒13插入心軸14，在內筒13的下端與心軸14的下端分別安裝於個別的驅動軸，內筒13與心軸14係個別旋轉。
在內筒13與外筒12之間、和內筒13與心軸14之間分別配置具有軸承的軸支持部17、18。內筒13與心軸14藉由軸支持部17、18加以支持，俾使中心軸線B一致，內筒13與心軸14以該中心軸線B為中心旋轉。
雖未圖示，但在軸支持部17、18的下部配置有各軸密封部，此等軸密封部係從外部的大氣環境遮蔽真空槽7內的真空環境。
搬運系統3係具有：台座部30、支持軸35、臂部20。台座部30為中空，其底壁固定於內筒13的上端，當內筒13旋轉時，台座部30與內筒13一起以中心軸線B為中心旋轉。
內筒13的上端比基座突緣15的表面更突出於上方，台座部30與基座突緣15分離。中心軸線B係垂直於與台座部30的基座突緣15相對的面、和與基座突緣15的台座部30相對的面之兩方，當台座部30旋轉時，與台座部30的基座突緣15相對的面、和與基座突緣15的台座部30相對的面維持平行的狀態。因而，台座部30與基座突緣15係維持分離狀態，使台座部30與基座突緣15不會相互摩擦。
支持軸35的下部安裝於台座部30，上部安裝有臂部20的根源部份，當台座部30旋轉時，臂部20與支持軸35一起以中心軸線B為中心旋轉。
在台座部30底壁的內筒13上端的正上方位置設置有貫通孔，心軸14的上部貫通貫通孔，延伸至台座部30的內部。
在台座部30內配置有旋轉力傳達系統34，心軸14的旋轉力藉由旋轉力傳達系統34傳達至支持軸35。
在支持軸35與台座部30之間配置有軸承部。在此，在支持軸35的下端和台座部30的底壁側內壁之間配置有第一軸承部36，在支持軸35的上部與台座部30的天井側外壁之間配置有第二軸承部37。
第一、第二軸承部36、37傳達心軸14的旋轉力至支持軸35時，不傳達其旋轉力至台座部30，而傳達旋轉力至支持軸35，構成以該中心軸線作為中心旋轉支持軸35。
臂部20係具有未圖示的環狀機構，當支持軸35旋轉時，其環狀機構動作，使臂部20伸縮。
第3圖係表示配置於搬運機械手臂的真空槽7側的部份之斜視圖。臂部20的前端上安裝有手部25，搬運對象物即基板9載置於該手部25上。
手部25由於係與臂部20一起移動，因此藉由臂部20的伸縮與台座部30的旋轉，將手部25上的基板9搬運到期望位置。
如上所述，在真空槽7之底壁的貫通孔周圍密接基座突緣15，在基座突緣15的貫通孔周圍密接安裝有外筒12，真空槽7的內部成為與外部環境遮斷的狀態。
因而，藉由與真空槽7連接的未圖示的真空泵浦，真空排氣真空槽7的內部時，基板9與搬運系統3放置在形成於真空槽7內的真空環境，基板9在該真空環境中被搬運。
在此，真空槽7係連接有處理室61與後處理室62，在處理室61與後處理室62的內部與真空槽7一樣形成有真空環境。在處理室61藉由成膜或蝕刻等的處理，配置有升溫至高溫的基板9，使臂部20延伸，讓手部25進入處理室61，將基板9保持在手部25之後，當縮短臂部20時，將基板9搬入至真空部7內部。旋轉臂部20改變手部25的方向之後，伸展臂部20時，手部25與基板9一起搬入到後處理室62內部，將基板9交付至後處理室62內。
手部25、臂部20、支持軸35、台座部30係以鋁或不銹鋼等熱傳導性材料構成，在真空環境中由於不引起熱對流，因此搬運機械手臂2從處理室61接收基板9，在拿到後處理室62為止的期間，因為輻射從基板9放出的熱以外的熱，藉由熱傳導傳達至手部25、臂部20、支持軸35與台座部30。
如上所述，基座突緣15與台座部30係分離，台座部30係介由內筒13、軸支持部17、和外筒12連接於基座突緣15，雖然軸支持部17的軸承之熱傳導性低，因此藉由熱傳導從台座部30逸退至基座突緣15的熱量較少。
在本發明的搬運機械手臂2中，台座部30由於位於基座突緣15上，台座部30之下側的面(第二面)、和基座突緣15的上側之面相對面。
對於台座部30的下側面、和與基座突緣15的上側面進行後述的表面處理，形成放熱側高輻射比部41與受熱側高輻射比部42。以台座部30進行表面處理之前的平坦的表面的輻射比作為前述處理輻射比時，前述輻射比當台座部30為不鏽鋼製時為0.4以下，台座部30為鋁製時為0.05以上0.2以下，因為表面處理，放熱側高輻射比部41的輻射比與受熱側高輻射比部42的輻射比係超過0.4，變為比台座部30的前處理輻射比高。
如上所述，由於台座部30的下側面與基座突緣15的上側面相對，因此放熱側高輻射比部41與受熱側高輻射比部42係相對向，台座部30的熱變換為電磁波(例如紅外線)，從放熱側高輻射比部41放射出來，該紅外線入射至受熱側高輻射比部42。
基座突緣15係以鋁或不鏽鋼等的熱傳導性材料所構成，密接並安裝於真空槽7，因此入射至受熱側高輻射比部42的紅外線變換為熱時，從基座突緣15傳達到真空槽7，從真空槽7的外壁面放出至外部環境(大氣)或地面。
如此，在本發明的搬運機械手臂2中，藉著搬運系統3的熱傳達到基座突緣15即受熱板，可有效冷卻放置於真空環境的搬運系統3。
台座部30的貫通孔設置於底壁的中央部份，由於基座突緣15為在該中央部份設置貫通孔的板狀，因此放熱側高輻射比部41與受熱側高輻射比部42係形成環狀。
內筒13係通過基座突緣15的貫通孔略中心，其中心軸線在放熱側高輻射比部41的環狀內側、和受熱側高輻射比部42的環狀內側，通過放熱側高輻射比部41的中心與受熱側高輻射比部42的中心。
內筒13的中心軸線與旋轉的中心軸線B一致，如上所述，藉由台座部30的旋轉與台座部30的基座突緣15相對的面、與基座突緣15的台座部30相對的面維持平行的狀態，因此藉由台座部30的旋轉，放熱側高輻射比部41以中心軸線B為中心旋轉時，放熱側高輻射比部41與受熱側高輻射比部42經常以相同的面積相對向，對於台座部30的傳熱量相同時，經常從放熱側高輻射比部41入射一定量的輻射熱至受熱側高輻射比部42。
當旋轉台座部30且改變臂部20的方向時，由於縮小施加於基板9的離心力，故雖暫時縮短臂部20的腕之後加以旋轉，當縮短臂部20的腕時，高溫的基板9配置於台座部30上。因而，台座部30的上面(第一面)成為可與基板9相對面。
在台座部30上配置有反射如紅外線的電磁波的反射鏡47。例如，反射鏡47係以具有反射電磁波的鏡面之鏡所構成，以鏡面朝向上側的狀態且覆蓋台座部30的上面及側面的一部份之方式被安裝，因此來自基板9的輻射熱以反射鏡47的鏡面反射，基板9的輻射熱不入射至台座部30。此外，反射鏡47係挾住由斷熱燃料構成的間隔件48而被安裝於台座部30，由於台座部30與反射鏡47沒有接觸，因此即使反射鏡47升溫，反射鏡47的熱亦不會傳熱到臂部20。
如此，來自基板9的輻射熱以反射鏡47反射，藉由熱傳導從基板9所傳遞的熱，通過基座突緣15逸退至真空槽7，因此臂部20與台座部30即使放置於真空環境，亦難以形成高溫。
因而，於第一、第二軸承部36、37或軸支持部17、18使用塗佈有潤滑油的軸承時，由於該潤滑油不會蒸發，因此維修的頻率變少，且不易引起動作不良。
此外，不僅台座部30，亦可於臂部20設置高輻射比部與反射鏡。
第4圖係第3圖的C－C切斷線剖面圖，臂部20的下側的面(第二面)，進行上述的表面處理，形成有幅射比高於台座部30的前處理輻射比之臂部側高幅射比部22。因而，臂部20的熱除了熱傳導到支持軸35或台座部30以外，也藉由來自臂部側高幅射比部22的輻射可放出至外部。
在臂部20上側的面(第一面)挾住由斷熱材構成的間隔件24並安裝有反射鏡23，使反射鏡23的鏡面朝向上側。因而，當臂部20縮短時，高溫的基板9即使位於臂部20上的位置，來自基板9的輻射熱也可由反射鏡23予以反射。
在此，臂部20為板狀，當直線狀伸展臂部20時，沿著該直線的兩側的端部彎折至與反射鏡23的鏡面相反側，在該彎折的部分構成凸狀的遮蔽部，臂部側高輻射比部22成為位於遮蔽部與遮蔽部之間的位置，以遮蔽部遮蔽反射鏡23所反射的熱能量，不入射至臂部側高輻射比部22。因而，臂部20不易升溫至高溫，不易引起臂部20的熱變形。
以上，雖說明以臂部20的下側的面作為第二面，於其面設置高幅射比部之情況，但本發明並不限定於此，例如，手部在比臂部20更下方處保持基板9，藉由臂部20的伸縮，基板9在臂部20的下方移動時，以臂部20的上側的面作為第二面，於其面設置高輻射比部，以臂部20的下側的面作為第一面，於其面設置反射鏡23較為理想。
再者，當基板9在比台座部30更下方位置處動作時，以台座部30的天井側的壁面作為第二面，於其面設置放熱側高輻射比部，在配置有受熱側高輻射比部之側的面與放熱側高輻射比部相對向的狀態下，將受熱板配置於台座部30上，更以台座部30的底壁側之面作為第一面，於其面上設置反射鏡較為理想。
本發明係將反射鏡配置於與基板9相對向的位置(第一面)，藉著在不與基板9相對向的面(第二面)設置受熱側高輻射比部，防禦來自基板9的輻射熱入射至搬運系統3，使熱傳導所傳達的熱有效地逸退。
在安裝本發明的搬運機械手臂的真空槽設置冷卻手段，以該冷卻手段冷卻真空槽，使入射至受熱側高輻射比部42的熱更迅速地放熱。
台座部30或臂部20的材質不限定為不鏽鋼與鋁，亦可藉由表面處理，形成輻射比高於前處理輻射比的高輻射比部，亦可使用其他種類的金屬或合金。又，在後述的表面處理以外，將應該形成台座部30與臂部20的高輻射比部的部份，以輻射比高於其他部份的金屬材料構成，可形成高輻射比部。
以上，雖說明在與基板9相對向的面配置鏡子即反射鏡23、47之情況，但是本發明並不限定於此。研磨與台座部30或臂部20的基板9相對向的面，若形成輻射比小於研磨之前的低輻射比部，則與未進行研磨之情況相比，由於輻射熱的反射率高，因此即使不配置反射鏡23、47，亦可反射從基板9所放射出的熱能量。
具體敘述提高幅射比的表面處理方法時，吹玻璃珠的GBB(Glass Beeds Blast)法、吹鋼粒、砂等的噴砂法，在處理對象物的平坦的表面形成凹凸，形成由表面粗糙度大的部份構成的層狀的高輻射比部，將液狀的氟樹脂材料塗敷於處理對象物形成塗敷層之後，加熱塗敷層，形成由表面的輻射比高的氟樹脂層所構成的層狀之高輻射比部的氟被膜處理。
再者，使陶瓷等的母材融溶，將該溶融物吹附於處理對象物，使用形成層狀的高輻射比部之溶射法亦可。
上述氟被膜處理係在加熱塗敷層之際，加熱至使氟樹脂材料黑化為止(黑化處理)，由於黑色與其他顏色相比輻射比高，因此當進行黑化處理時，高輻射比部之輻射比變高。
受熱側高輻射比部與放熱側高輻射比部和臂部側高輻射比部，以相同的方法進行表面處理亦可，以不同的方法進行表面處理亦可。
為了確認上述表面處理的放熱性，進行下述的放熱確認試驗。
將放熱板垂掛配置於真空槽內，以使真空槽的傳熱量變小，將後述的試料片放在真空槽內，俾使表面與加熱板的表面相對向。在真空槽內形成並維持特定壓力的真空環境，一邊測定加熱板的表面、一邊測定試料片的背面之溫度，與加熱板通電，在加熱板的溫度成為約120℃以後，控制通電量，俾使維持其溫度。
在該真空槽內維持真空環境，搬入鋁板的試料片，與其表面維持120℃的加熱板相對向的方式配置，分別測定未與加熱板相對向的各背面的溫度。
在此，使用下述的A至D的4種類作為試料片。
A：分別電解研磨處理表面與背面B：電解研磨處理表面，以GBB法表面處理背面C：分別電解研磨處理表面與背面D：電解研磨處理表面，氟被膜處理背面(包含黑化處理)
此外，在上述試料片中，試料片A、B、D係使用壓延成形的鋁板，試料片C係使用鑄物形成的鋁板。將各試料片A至D之背面的溫度測定結果與加熱板表面(加熱面)的溫度測定結果，一併記載於第5圖。
由第5圖可知，背面被電解研磨處理的試料片A、C之背面溫度上升變高。此係藉著電解研磨處理，使背面成為平坦，由於輻射比下降，因此推測來自背面側的輻射熱變少。
相對於此，在以GBB法加大背面的表面粗糙度的試料片B、及利用氟被膜處理，於背面形成氟樹脂膜的試料片D中，與試料片A、C相比，背面的溫度上升變小。因而，即使以相同的加熱條件加熱相同的鋁時，在進行上述的表面處理之後，與進行之前相比，輻射熱的放出量多，具有防止鋁板的溫度上升的效果。
特別是，試料片D與試料片B相比，溫度上升小，氟被膜處理與加大表面粗糙度之處理相比，推測有放出較多輻射熱的效果，當氟樹脂膜成為高溫時，在真空環境中有放出污染氣體之慮，因此當基板9有被該污染氣體污染時，或基板9的溫度非常高時，藉著加大表面粗糙度，形成高輻射比部較佳。
以上，雖說明在搬運機械手臂形成高輻射比之情況，但是本發明並不限定於此，例如在真空槽7的內壁面進行上述的表面處理，比台座部30的處理前輻射比形成輻射比高的高輻射比部，來自基板9的輻射熱以該高輻射比部吸收，由於從真空槽的外部放熱，因此台座部30更不容易升溫。
然而，表面處理真空槽的內壁時，由於水或氟樹脂的汙染氣體容易產生，因此該污染氣體將對基板產生不良影響時，進行真空槽的表面處理較不理想。
以上，雖說明藉由臂部的伸縮與旋轉搬運基板之搬運機械手臂，但是本發明並不限定於此。
例如，本發明藉由形成磁場產生手段的磁力而上浮，包含：具有與基板一起旋轉或水平移動的搬運系統之搬運機械手臂、或進行基板的位置對準的所謂之XY載置台。
在任何一種狀況下，與搬運系統的基板相向的面，於相反側的面上形成放熱側高輻射比部，於真空槽或與真空槽熱連接的構件(受熱板)，形成受熱側高輻射比部，若使放熱側高輻射比部與受熱側高輻射比部相對向，搬運系統的熱從放熱側高輻射比部入射至受熱側高輻射比部，快速地傳熱至真空槽，即使在真空環境中，搬運系統亦不會升溫至高溫。再者，在與搬運系統的基板相對向的面上，若配置上述的反射鏡，則基板的輻射熱由於不直接入射到搬運系統，因此搬運系統不容易升溫。
然後，說明本發明的搬運裝置的其他例子。
第6圖的符號50係本發明的搬運裝置1，該搬運裝置50除了在真空槽7的內壁面形成後述的高輻射比部以外，具有與第1圖所示的搬運裝置1相同的構造。
在該搬運裝置50中，與第1圖所示的搬運裝置1相同，基板9係配置於手部25上，當縮短手臂20時，手臂20的上側之面成為第一面，該面成為可與基板9相對面，與配置有臂部20的基板9側相反側的面，亦即下側的面成為第二面，於該面上形成有上述臂部側高輻射比部22，使輻射比昇高成為0.4以上。
在此，真空槽7的內壁面中，真空槽7的底壁面進行表面處理，形成輻射比高於表面處理之前的真空槽高輻射比部52。
由於臂部20的第二面在與真空槽7的底壁面相對向的狀態下伸縮、旋轉，因此臂部側高輻射比部22成為經常與真空槽側高輻射比部52相對面，臂部20的熱成為如紅外線般的電磁波，從臂部側高輻射比部22放射，並入射至真空槽側高輻射比部52。因而，臂部20的熱傳達至真空槽7。如上所述，由於真空槽7的外壁面與外部環境連接，因此傳達至真空槽7的熱從外壁面傳達至外部而加以冷卻。
當於真空槽7設置真空槽側高輻射比部52時，由於臂部20的熱直接傳達至真空槽7，因此與未設置真空槽側高輻射比部52之情況相比，將使臂部20的放熱效率變高，更不易引起臂部20的熱變形。
以上，雖說明在真空槽7的底壁面全部設置真空槽側高輻射比部52之情況，但本發明並不限定於此，真空槽側高輻射比部52至少形成於臂部側高輻射比部22移動的區域亦可。
具體而言，在真空槽7的底壁面中，在臂部20延伸為直線狀的狀態下，在360o
旋轉臂部20時，若於臂部20在上方移動的區域，設置真空槽側高輻射比部52，則臂部側高輻射比部22必需與真空槽側高輻射比部52相對。此外，當臂部20延伸為直線狀的狀態時，從臂部20的根源部份至前端為止的直線距離成為最長的狀態。
設置真空槽側高輻射比部52的面，不限定於真空槽7的底壁面。如上所述，基板9在臂部20的下方移動時，臂部20的下側面成為第一面，以臂部20的上側之面作為第二面，在該第二面設置臂部側高輻射比部時，以設置於與真空槽7內壁面的臂部20的第二面相對的面，亦即設置於真空槽7的天井較為理想。
又，當基板9與臂部20的側面相對時，可與臂部20的基板9相對面的側面為第一面，與該側面相反側的側面成為第二面，在第二面形成臂部側高輻射比部，在真空槽7的內壁面中，與臂部20的第二面相對的側面形成真空槽側高輻射比部。
臂部側高輻射比部22係配置於與臂部20的基板9相對之面相反側的面，真空槽側高輻射比部亦可設置於真空槽7的內壁面中，與臂部20的第二面相對向的面之至少臂部20移動的區域。
不需要真空槽側高輻射比部52與臂部側高輻射比部22兩方。如第1圖所示，僅設置臂部側高輻射比部22，反之，即使不設置臂部側高輻射比部22，僅設置真空槽側高輻射比部52時，與不設置真空槽側高輻射比部52與臂部側高輻射比部22中任一個之情況相比，雖然臂部20的熱容易逸退，但為了使臂部20的熱更有效率地逸退，期望設置臂部側高輻射比部22與真空槽側高輻射比部52兩方。
形成真空槽側高輻射比部52的表面處理方法無特別限定，亦可使用上述GBB法、噴砂法、氟被膜處理、溶射法等。
設置真空槽側高輻射比部52時，亦如第4圖所示，若於與形成有臂部20的臂部側高輻射比部22之側相反側的面安裝反射鏡23，則由於以反射鏡23反射來自基板9的輻射熱，因此臂部20不容易升溫。
在臂部20設置臂部側高輻射比部22，更於真空槽7設置真空槽側高輻射比部52時，如第4圖所示，期望於臂部20的兩側的端部形成凸狀的遮蔽部較為理想。
當於臂部20形成遮蔽部時，如上所述，不僅反射反射鏡的熱不易入射至臂部側高輻射比部22，使臂部側高輻射比部22的表面積僅變大遮蔽部的高度量，使看到的輻射比變高。因而，即使與真空槽側高輻射比部52的臂部側高輻射比部22相對面的面積較小，亦可從臂部20對真空槽7有效地進行熱傳達。
從彎折臂部20的兩端之前的平面，至彎折其兩端將形成遮蔽部時的遮蔽部前端的距離設為高度H，當從臂部20的一端側的遮蔽部至另一端側的遮蔽部的距離設為W時(第7圖)，將高度H設為與寬度W相同，當大於此時，臂部20的熱放射非常大，臂部20不易升溫至高溫。
1、50‧‧‧搬運裝置
2‧‧‧搬運機械手臂
3‧‧‧搬運系統
7‧‧‧真空槽
9‧‧‧基板
15‧‧‧基座突緣(受熱板)
19‧‧‧馬達部
20‧‧‧臂部
22‧‧‧臂部側高輻射比部
23、47‧‧‧反射鏡
30‧‧‧台座部
41‧‧‧放熱側高輻射比部
42‧‧‧受熱側高輻射比部
52‧‧‧真空槽側高輻射比部
第1圖係說明搬運機械手臂安裝在真空槽的狀態之剖面圖。
第2圖係表示搬運機械手臂的基板突緣周圍的部份之放大剖面圖。
第3圖係從上方觀看搬運機械手臂的斜視圖。
第4圖係臂部的剖面圖。
第5圖係利用放熱確認試驗所測定的溫度與時間之關係的圖表。
第6圖係說明本發明的其他例子的剖面圖。
第7圖係說明臂部的形狀的剖面圖。
7‧‧‧真空槽
12‧‧‧外筒
13‧‧‧內筒
14‧‧‧心軸
15‧‧‧基座突緣(受熱板)
17、18‧‧‧軸支持部
19‧‧‧馬達部
20‧‧‧臂部
22‧‧‧臂部側高輻射比部
23、47‧‧‧反射鏡
24‧‧‧間隔件
30‧‧‧台座部
34‧‧‧旋轉力傳達系統
35‧‧‧支持軸
36‧‧‧第一軸承部
37‧‧‧第二軸承部
41‧‧‧放熱側高輻射比部
42‧‧‧受熱側高輻射比部
48‧‧‧間隔件
Claims (19)
- 一種搬運機械手臂，係具備有：台座部、及藉由支持軸支持在前述台座部的臂部、及被安裝於前述臂部前端且配置有基板的手部；使前述臂部移動且搬運前述手部上的前述基板，其特徵在於，前述台座部係具有可與前述基板相對面的第一面、和與前述第一面相反側的第二面，在前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之放熱側高輻射比部，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之受熱側高輻射比部的受熱板，係使前述受熱側高輻射比部與前述放熱側高輻射比部相對向配置，前述手部、及前記臂部、及前述支持軸、及前述台座部，係由熱傳導性材料構成，前述基板的熱，係傳達至前述手部及前述支持軸及前述台座部，使從前述放熱側高輻射比部所放射的熱由前述受熱側高輻射比部受熱，且從前述受熱板朝真空槽傳達。
- 如申請專利範圍第1項之搬運機械手臂，其中，在前述台座部的前述第一面上，配置有反射熱的反射鏡。
- 如申請專利範圍第1項之搬運機械手臂，其中，在前述台座部進行前述表面處理之前，使鋁板的平坦表面與不鏽鋼的平坦表面中任一方露出。
- 如申請專利範圍第1項之搬運機械手臂，其中，前述臂部為板狀，前述臂部係具有：可與前述基板相對面的第一面；及與前述臂部的前述第一面相反側的第二面，在前述臂部的前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之臂部側高輻射比部。
- 如申請專利範圍第4項之搬運機械手臂，其中，在前述臂部的前述第一面上，配置有反射熱的反射鏡。
- 如申請專利範圍第1項之搬運機械手臂，其中，前述臂部係構成可伸縮與旋轉。
- 如申請專利範圍第1項之搬運機械手臂，其中，前述台座部係以與前述台座部的前述第二面以及前述受熱板之與前述台座部的前述第二面相對面的前述受熱板的表面垂直，且通過前述台座部的前述第二面以及前述受熱板的前述表面的中心之中心軸線為中心，可旋轉地被構成，在旋轉前述台座部時，以維持前述台座部的前述第二面、和前述受熱板的前述表面彼此平行的狀態之方式構成。
- 如申請專利範圍第1項之搬運機械手臂，其中，前述表面處理係在平坦的表面噴塗粒子，來加大表面粗糙度。
- 如申請專利範圍第1項之搬運機械手臂，其中，前述表面處理係形成氟樹脂層。
- 一種搬運裝置，係具備有：真空槽、及搬運機械手臂， 該搬運機械手臂係具備有：安裝於前述真空槽的一壁面之受熱板、及與前述受熱板分離而相對向配置的台座部、及藉由支持軸支持在前述台座部的臂部、及被安裝於前述臂部前端且配置有基板的手部；使前述臂部移動，而搬運前述手部上的前述基板，其特徵在於，前述台座部係具有：可與前述基板相對面的第一面、和與前述第一面為相反側且與前述受熱板相對面的第二面，在前述台座部的前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之放熱側高輻射比部，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之受熱側高輻射比部的受熱板，係使前述受熱側高輻射比部與前述放熱側高輻射比部相對向配置，前述手部、及前記臂部、及前述支持軸、及前述台座部，係由熱傳導性材料構成，前述基板的熱，係傳達至前述手部及前述支持軸及前述台座部，使從前述放熱側高輻射比部所放射的熱由前述受熱側高輻射比部受熱，且從前述受熱板朝真空槽傳達。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，前述臂部為板狀，前述臂部係具有可與前述基板相對面的第一面、和與前述臂部的前述第一面為相反側的第二面，在前述臂部的前述第二面，配置有藉由表面處理使輻射比高 於表面處理前的狀態之臂部側高輻射比部。
- 如申請專利範圍第11項之搬運裝置，其中，於前述真空槽的一面，至少於與前述臂部移動時的前述臂部的第二面相對向的區域上，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之真空槽側高輻射比部。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，在與前述受熱板的前述放熱側高輻射比部相對向的面上，配置有藉由表面處理使輻射比高於表面處理前的狀態之受熱側高輻射比部。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，在前述台座部的前述第一面上，配置有反射熱的反射鏡。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，在前述台座部進行前述表面處理之前，使鋁板的平坦表面與不鏽鋼的平坦表面中任一方露出。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，前述臂部係構成可伸縮與旋轉。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，前述台座部係以與前述台座部的前述第二面以及前述受熱板之與前述台座部的前述第二面相對面的前述受熱板的表面垂直，且通過前述台座部的前述第二面以及前述受熱板的前述表面之中心的中心軸線為中心，可旋轉地被構成，在旋轉前述台座部時，以維持前述台座部的前述第二面、和前述受熱板的前述表面彼此平行的狀態之方式構成。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，前述表面處理係在平坦的表面噴塗粒子，加大表面粗糙度。
- 如申請專利範圍第10項之搬運裝置，其中，前述表面處理係形成氟樹脂層。
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