(57)【要約】【課題】回転軸の回転運動を阻害することなく、真空容器内の有機汚染を抑制する。【解決手段】  真空容器内に収容される軸受機構を提供する。この軸受機構は、軸受、磁石、ヨーク、及び磁性流体を備える。軸受は、内輪、及び、転動体を介して内輪に対向配置される外輪を有する。磁石は、外輪の端面に接する第１の磁極、及び第１の磁極と反対側の第２の磁極を有し、軸受の軸方向に沿って第１の磁極と第２の磁極との間で延在している。ヨークは、軸受及び磁石と共に磁気回路を形成する。このヨークは、第２の磁極と内輪の端面との間で延在し、第２の磁極に接触し、且つ内輪の端面に間隙を介して面する。磁性流体は、前記磁気回路により保持される。【選択図】図４
2015209951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に収容される軸受機構であって、
内輪、及び、転動体を介して前記内輪に対向配置される外輪を有する軸受と、
前記外輪の端面に接する第１の磁極、及び該第１の磁極と反対側の第２の磁極を有し、前記軸受の軸方向に沿って該第１の磁極と該第２の磁極との間で延在する磁石と、
前記軸受及び前記磁石と共に磁気回路を形成するヨークであり、前記第２の磁極と前記内輪の端面との間で延在し、前記第２の磁極に接触し、且つ前記内輪の前記端面に間隙を介して面する、該ヨークと、
前記磁気回路により保持される磁性流体と、
を備える軸受機構。
【請求項２】
真空容器内に収容される搬送装置であって、
回転軸と、
前記回転軸が結合された第１の部材と、
貫通孔が形成されており、該貫通孔に前記回転軸が挿通された第２の部材と、
前記回転軸の外周面と前記貫通孔を画成する前記第２の部材の壁面との間に配置された一対の軸受機構であり、前記回転軸の軸方向に沿って配列された該一対の軸受機構と、
を備え、
前記一対の軸受機構の各々は、
前記回転軸の外周面に接する内輪、前記第２の部材の前記壁面に接する外輪、及び、前記内輪と前記外輪との間に介在する転動体を有する軸受と、
前記外輪の端面に接する第１の磁極、及び該第１の磁極と反対側の第２の磁極を有し、前記軸方向に沿って該第１の磁極と該第２の磁極との間で延在する磁石と、
前記軸受及び前記磁石と共に磁気回路を形成するヨークであり、前記第２の磁極と前記内輪の端面との間で延在し、前記第２の磁極に接触し、前記内輪の端面に間隙を介して面し、前記内輪及び前記回転軸に対して非接触で配置された該ヨークと、
前記磁気回路により保持される磁性流体と、
を含む、
搬送装置。
【請求項３】
前記軸受がアンギュラベアリングである、請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記回転軸が非磁性体材料により構成される、請求項２又は３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記貫通孔は、第１の開口と該第１の開口と反対側の第２の開口との間で延在しており、
前記一対の軸受機構のうち前記第１の開口の近くに配置された一方の軸受機構の前記磁石及び前記ヨークは、該一方の軸受機構の前記軸受よりも前記第２の開口の近くに配置されており、前記一対の軸受機構のうち他方の軸受機構の前記磁石及び前記ヨークは、該他方の軸受機構の前記軸受よりも前記第１の開口の近くに配置されている、請求項２〜４の何れか一項に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記貫通孔は、第１の開口と該第１の開口と反対側の第２の開口との間で延在しており、
前記一対の軸受機構のうち前記第１の開口の近くに配置された一方の軸受機構の前記磁石及び前記ヨークは、該一方の軸受機構の前記軸受よりも前記第１の開口の近くに配置されており、前記一対の軸受機構のうち他方の軸受機構の前記磁石及び前記ヨークは、該他方の軸受機構の前記軸受よりも前記第２の開口の近くに配置されている、請求項２〜４の何れか一項に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、軸受機構及び搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造プロセスにおいては、真空容器内に配置されたロボットアーム等の搬送装置により被処理体が各種処理チャンバに搬送される。搬送装置の関節部分には、駆動力を伝達するための駆動軸と、駆動軸を回転可能に支持する軸受が設けられている。この軸受には、一般的には、潤滑用グリースが塗布されている。しかしながら、グリースは、真空容器内で飛散し得るので、真空容器内の清浄性を低下させる有機汚染の原因となり得る。
【０００３】
一方、真空容器内に動力を伝える駆動軸においては、グリースに代えて軸受の潤滑剤として磁性流体を用いることが知られている。例えば、特許文献１には、軸受及び二つの磁石を駆動軸とハウジングの間に備える軸受装置が記載されている。これら二つの磁石のうちの一方の磁石は、軸受の外輪に接触するようにハウジングに固定されている。二つの磁石のうちの他方の磁石は、軸受の内輪に接触するように駆動軸に固定されている。この軸受装置では、軸受の被潤滑部分に与えられた磁性流体が、軸受及び二つの磁石によって形成される磁気回路によって保持されている。
【０００４】
また、特許文献２には、一対のボールベアリング、第１のスペーサ、及び、第２のスペーサを、駆動軸とケーシングの間に備える回転導入機が記載されている。第１のスペーサは、一対のボールベアリングの外輪の間に配置され、該第１のスペーサの両端部はそれぞれＮ極、Ｓ極に着磁されている。第２のスペーサは、非磁性体材料から構成されており、一対のボールベアリングの内輪の間に配置されている。この回転導入機では、第１のスペーサ、一方のボールベアリング、駆動軸の軸部分、他方のボールベアリングを経由して第１のスペーサに戻る磁気回路が形成され、ボールベアリングの被潤滑部分に与えられた磁性流体は、当該磁気回路によって保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７４５４７号公報
【特許文献２】特開平１１−１６６５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に記載の装置では、軸受の内輪に接触する磁石が駆動軸に固定されているので、駆動軸の重量が増加して駆動軸の回転速度が低下するおそれがある。特許文献２に記載の装置でも、第２のスペーサが一対の軸受の内輪の間に固定されているので、駆動軸（回転軸）の回転速度が低下するおそれがある。このような背景から、本技術分野では、回転軸の回転運動を阻害することなく、真空容器内の有機汚染を抑制させることができる軸受機構及び搬送装置が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一側面においては、真空容器内に収容される軸受機構が提供される。この軸受機構は、軸受、磁石、ヨーク、及び磁性流体を備える。軸受は、内輪、及び、転動体を介して内輪に対向配置される外輪を有する。磁石は、外輪の端面に接する第１の磁極、及び第１の磁極と反対側の第２の磁極を有し、軸受の軸方向に沿って第１の磁極と第２の磁極との間で延在している。ヨークは、軸受及び磁石と共に磁気回路を形成する。このヨークは、第２の磁極と内輪の端面との間で延在し、第２の磁極に接触し、且つ内輪の端面に間隙を介して面する。磁性流体は、前記磁気回路により保持される。
【０００８】
一側面に係る軸受機構では、軸受、磁石及びヨークにより形成される磁気回路の磁気力により、軸受の被潤滑領域に与えられた磁性流体が保持される。したがって、この軸受機構は、真空容器内の搬送装置で利用される場合に、磁性流体に含まれるベースオイル等の潤滑剤が真空容器内に飛散することが抑制される。これにより、真空容器内の有機汚染を抑制することができる。さらに、この軸受機構は、磁気回路を構成する内輪以外の他の要素を搬送装置の回転軸に接触させることなく、当該回転軸に取り付けることが可能である。したがって、回転軸の回転運動を阻害することが防止される。
【０００９】
別の一側面では、真空容器内に収容される搬送装置が提供される。この搬送装置は、回転軸、第１の部材、第２の部材、及び一対の軸受機構を備える。第１の部材には、回転軸が結合されている。第２の部材には、貫通孔が形成されており、当該貫通孔には回転軸が挿通されている。一対の軸受機構は、回転軸の外周面と貫通孔を画成する第２の部材の壁面との間に配置されている。また、一対の軸受機構は、回転軸の軸方向に沿って配列されている。一対の軸受機構の各々は、軸受、磁石、ヨーク、及び磁性流体を含んでいる。軸受は、回転軸の外周面に接する内輪、第２の部材の前記壁面に接する外輪、及び、内輪と外輪との間に介在する転動体を有する。磁石は、外輪の端面に接する第１の磁極、及び第１の磁極と反対側の第２の磁極を有し、軸方向に沿って第１の磁極と第２の磁極との間で延在している。ヨークは、軸受及び磁石と共に磁気回路を形成する。このヨークは、第２の磁極と内輪の端面との間で延在し、第２の磁極に接触し、内輪の端面に間隙を介して面し、内輪及び回転軸に対して非接触で配置されている。磁性流体は、前記磁気回路によって保持される。この搬送装置は、一例においては、搬送アームであり、第１の部材及び第２の部材はそれぞれアーム及びリンクであり、一対の軸受機構はアームとリンクの間の間接部に設けられる。
【００１０】
上記一側面に係る搬送装置では、軸受、磁石及びヨークにより形成される磁気回路の磁気力により、軸受の被潤滑領域に与えられた磁性流体が保持される。したがって、磁性流体に含まれるベースオイル等の潤滑剤が真空容器内に飛散することが抑制される。これにより、真空容器内の有機汚染を抑制することができる。さらに、この搬送装置では、磁気回路を構成する内輪以外の他の要素を回転軸に接触させることなく、軸受機構を回転軸に取り付けることが可能である。したがって、回転軸の回転運動を阻害することが防止される。その結果、搬送装置の可動性の低下が防止される。
【００１１】
一形態では、軸受はアンギュラベアリングであってもよい。アンギュラベアリングでは、内輪、転動体、及び外輪を経由する磁気回路中の経路が、回転軸の経方向に対して斜めに通過するように構成されている。これにより、軸受、磁石及びヨークにより形成される磁気回路を小さくすることができる。また、内輪と転動体の接触面積、及び、外輪と転動体の接触面積が比較的大きいので、磁気抵抗を低減することが可能である。
【００１２】
一形態では、回転軸が非磁性体材料により構成されていてもよい。このような形態によれば、回転軸を防錆性の高い材料で構成することができるので、搬送装置の耐用期間を延ばすことが可能となる。
【００１３】
一形態では、一対の軸受機構のうち貫通孔の第１の開口の近くに配置された一方の軸受機構の磁石及びヨークは、該一方の軸受機構の軸受よりも貫通孔の第２の開口の近くに配置されており、一対の軸受機構のうち他方の軸受機構における磁石及びヨークは、該他方の軸受機構における軸受よりも第１の開口の近くに配置されていてもよい。この形態によれば、第２の部材を大きくすることなく、一対の軸受同士の間隔を確保することができる。
【００１４】
一形態では、一対の軸受機構のうち貫通孔の第１の開口の近くに配置された一方の軸受機構の磁石及びヨークは、該一方の軸受機構の軸受よりも第１の開口の近くに配置されており、一対の軸受機構のうち他方の軸受機構の磁石及びヨークは、該他方の軸受機構の軸受よりも貫通孔の第２の開口の近くに配置されていてもよい。この形態によれば、ヨークと軸受の内輪との間に形成される間隙において保持された磁性流体により、軸受等で発生したパーティクルが捕捉される。これにより、パーティクルが第１の開口又は第２の開口を通して真空容器内に飛散することを防止することができる。その結果、真空容器内の清浄性の低下を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の種々の側面及び種々の形態によれば、回転軸の回転運動を阻害することなく、真空容器内の有機汚染を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る搬送装置及び軸受機構が収容される真空容器を有する基板処理システムの一例を示す図である。
【図２】一実施形態に係る搬送アームを示す斜視図である。
【図３】第１アームを示す斜視図である。
【図４】関節部の断面図である。
【図５】図４に示す関節部の拡大断面図である。
【図６】軸受機構の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１８】
まず、図１を参照して、一実施形態に係る搬送装置及び軸受機構が収容される真空容器を有する基板処理システムの一例について説明する。図１に示す基板処理システム１００は、被処理体に複数の処理を行うためのシステムである。基板処理システム１００は、載置台１０２ａ〜１０２ｄ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックチャンバＬＬ１及びＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１１，ＰＭ１２，ＰＭ１３，ＰＭ２１，ＰＭ２２及びＰＭ２３、並びに、トランスファーチャンバ１１０を備えている。
【００１９】
ローダモジュールＬＭは、一方向に長尺の略箱形状を有している。載置台１０２ａ〜１０２ｄは、長手方向に延びるローダモジュールＬＭの一対の縁部のうち一方側の縁部に沿って配列されている。載置台１０２ａ〜１０２ｄ上にはそれぞれ、収容容器１０４ａ〜１０４ｄが載置されている。収容容器１０４ａ〜１０４ｄの内部には被処理体が収容される。
【００２０】
ローダモジュールＬＭは、大気圧状態の搬送空間をその内部に画成するチャンバ壁を有している。ローダモジュールＬＭは、この搬送空間に搬送ユニットＴＵを有している。ローダモジュールＬＭの搬送ユニットＴＵは、収容容器１０４ａ〜１０４ｄの何れかから被処理体を取り出し、取り出した被処理体をロードロックチャンバＬＬ１及びＬＬ２の何れかに搬送する。
【００２１】
ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２は、予備減圧室を提供している。基板処理システム１００では、トランスファーチャンバ１１０に被処理体を搬送する前に、当該被処理体はロードロックチャンバＬＬ１及びＬＬ２のうち何れかの予備減圧室に収容される。ロードロックチャンバＬＬ１及びＬＬ２は、ローダモジュールＬＭとトランスファーチャンバ１１０との間に設けられており、ローダモジュールＬＭの他方側の縁部に沿って配列されている。ロードロックチャンバＬＬ１とローダモジュールＬＭとの間、ロードロックチャンバＬＬ１とトランスファーチャンバ１１０との間、ロードロックチャンバＬＬ２とローダモジュールＬＭとの間、ロードロックチャンバＬＬ２とトランスファーチャンバ１１０との間のそれぞれには、開閉可能なゲートバルブが設けられている。
【００２２】
トランスファーチャンバ１１０には、プラズマ処理、熱処理といった各種処理を被処理体に対して行うためのプロセスモジュールＰＭ１１，ＰＭ１２，ＰＭ１３，ＰＭ２１，ＰＭ２２及びＰＭ２３がゲートバルブを介して接続されている。トランスファーチャンバ１１０は、一実施形態の真空容器ＶＣを有している。この真空容器ＶＣの内部空間は、所定の圧力に減圧可能な搬送空間Ｓとなっている。搬送空間Ｓには、一実施形態の搬送装置である搬送アーム１が収容されている。搬送アーム１は、ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２の何れかから被処理体を取り出し、当該被処理体をプロセスモジュールＰＭ１１，ＰＭ１２，ＰＭ１３，ＰＭ２１，ＰＭ２２及びＰＭ２３の何れかに搬送する。また、搬送アーム１は、プロセスモジュールＰＭ１１，ＰＭ１２，ＰＭ１３，ＰＭ２１，ＰＭ２２及びＰＭ２３のうち二つのプロセスモジュールの間での被処理体の受け渡しを行うことが可能である。さらに、搬送アーム１は、プロセスモジュールＰＭ１１，ＰＭ１２，ＰＭ１３，ＰＭ２１，ＰＭ２２及びＰＭ２３によって処理された被処理体を取り出して、ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２の何れかに搬送することが可能である。
【００２３】
以下、基板処理システム１００の真空容器ＶＣのような真空容器内に収容される一実施形態の搬送装置について説明する。図２は、一実施形態に係る搬送装置である搬送アーム１を示す斜視図である。図２に示す搬送アーム１は、上述した真空容器ＶＣのような真空容器内に配置され、被処理体を上述のプロセスモジュールのような処理チャンバに搬送する。図２に示すように、搬送アーム１は、第１アーム１２、第２アーム１４、第１リンク１６、第２リンク１８、及びピック２０を備えている。第１アーム１２及び第２アーム１４は、一実施形態の第２の部材であり、第１リンク１６及び第２リンク１８は一実施形態の第１の部材である。
【００２４】
第１アーム１２は、一端及び他端を有している。また、第２アーム１４も、一端及び他端を有している。第１アーム１２及び第２アーム１４の各々は、一端から他端まで第１軸線Ｌ１に直交する方向に延びている。第１アーム１２の一端及び第２アーム１４の一端は、駆動装置２６の中央ハブ２５によって軸支されている。第１アーム１２は、駆動装置２６に備えられた第１モータ２８からの動力によって、中央ハブ２５の第１軸線Ｌ１中心に回転駆動される。また、第２アーム１４は、駆動装置２６に備えられた第２モータ３０からの動力によって中央ハブ２５の第１軸線Ｌ１中心に回転駆動される。
【００２５】
第１リンク１６は、一端及び他端を有しており、第１アーム１２の他端を通過する第２軸線Ｌ２に直交する方向において、当該一端から他端まで延びている。第１リンク１６の一端は、第１アーム１２の他端に接続されている。また、第１リンク１６の他端は、ピック２０に接続されている。第１リンク１６は、第２軸線Ｌ２中心に回転可能となっている。また、第２リンク１８は、一端及び他端を有しており、第２アーム１４の他端を通過する第３軸線Ｌ３に直交する方向において、当該一端から他端まで延びている。第２リンク１８の一端は、第２アーム１４の他端に接続されている。また、第２リンク１８の他端は、ピック２０に接続されている。第２リンク１８は、第３軸線Ｌ３中心に回転可能となっている。なお、第２軸線Ｌ２及び第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１と平行である。
【００２６】
搬送アーム１では、第１アーム１２及び第２アーム１４が互いに近づく方向、即ち、第１アーム１２及び第２アーム１４が互いの間に形成する角度が小さくなる方向に回転すると、第１リンク１６及び第２リンク１８は互いに近づく方向、即ち、互いの間に形成する角度が小さくなる方向に旋回する。これにより、搬送アーム１が伸長される。即ち、第１軸線Ｌ１から離れる方向にピック２０が移動する。反対に、第１アーム１２及び第２アーム１４が互いに遠ざかる方向、即ち、第１アーム１２及び第２アーム１４が互いの間に形成する角度が大きくなる方向に回転すると、第１リンク１６及び第２リンク１８は、互いに遠ざかる方向、即ち、互いの間に形成する角度が大きくなる方向に回転する。これにより、搬送アーム１が短縮される。即ち、第１軸線Ｌ１に近づく方向にピック２０が移動する。
【００２７】
ピック２０は、ピック本体２２及び基部プレート２４を有している。ピック本体２２は、その上に被処理体を載置するための部材であり、例えば、Ｕ字の平面形状を有する板状の部材である。ピック本体２２は、ボルトねじ等の結合手段によって基部プレート２４に取り付けられている。基部プレート２４は、第１リンク１６の他端及び第２リンク１８の他端によって支持されている。これらピック２０、第１リンク１６、第２リンク１８、第１アーム１２、及び第２アーム１４によって、フロッグレッグ式の搬送アーム１が構成されている。
【００２８】
次に、図３及び図４を参照して、第１アーム１２と第１リンク１６の結合部、即ち、関節部Ｃ１について説明する。なお、第２アーム１４と第２リンク１８の結合部、即ち、関節部Ｃ２は、関節部Ｃ１と同様の構成を有しているので、以下では関節部Ｃ１についてのみ説明する。図３は、第１アーム１２を示す斜視図である。図４は、関節部Ｃ１の断面図である。なお、図３は、２つのピックを搭載したデュアルフロッグレッグアームに関する図であるため２つの関節部が記載されているが、これについての説明は省略する。
【００２９】
第１アーム１２には、当該第１アーム１２の他端を第２軸線Ｌ２の延在方向に貫通する貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２の中心軸線は、第２軸線Ｌ２に略一致している。貫通孔３２は、第１の開口３４Ａ及び第２の開口３４Ｂを有しており、第１の開口３４Ａと第２の開口３４Ｂとの間で延在している。この貫通孔３２には、回転軸３６が挿通されている。回転軸３６の中心軸線は第２軸線Ｌ２に略一致している。
【００３０】
回転軸３６は、本体部３６Ａ、基端部３６Ｂ及び先端部３６Ｃを含んでいる。基端部３６Ｂ及び先端部３６Ｃの径は、本体部３６Ａよりも若干大きく形成されている。本体部３６Ａは貫通孔３２内に配置されており、基端部３６Ｂ及び先端部３６Ｃは貫通孔３２の外側に配置されている。先端部３６Ｃには、第１リンク１６の他端が結合している（図４参照）。
【００３１】
回転軸３６の外周面と貫通孔３２を形成する壁面３５との間には、一対の軸受機構、即ち、第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂが配置されている。第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂは、回転軸３６の軸方向（即ち、第２軸線Ｌ２方向）に沿って配列されている。
【００３２】
また、貫通孔３２を画成する第１アーム１２の壁面３５は、第１の部分３５Ａ、第２の部分３５Ｂ、及び第３の部分３５Ｃを含んでいる。第１の部分３５Ａは、第１の開口３４Ａ側に位置しており、第３の部分３５Ｃは、第２の開口３４Ｂ側に位置している。第２の部分３５Ｂは、第２軸線Ｌ２の延在方向において第１の部分３５Ａと第３の部分３５Ｃの間に設けられている。この第２の部分３５Ｂは、第１の部分３５Ａ及び第３の部分３５Ｃよりも第２軸線Ｌ２側に突出している。即ち、貫通孔３２は、その途中において縮径されている。第１の軸受機構３８Ａは、回転軸３６と壁面３５の第１の部分３５Ａとの間に配置されている。また、第２の軸受機構３８Ｂは、回転軸３６と壁面３５における第３の部分３５Ｃとの間に配置されている。即ち、第１の軸受機構３８Ａは、第２の軸受機構３８Ｂよりも第１の開口３４Ａの近くに配置されており、第２の軸受機構３８Ｂは、第１の軸受機構３８Ａよりも第２の開口３４Ｂの近くに配置されている。
【００３３】
次に、図５を参照して第１の軸受機構３８Ａについて詳細に説明する。なお、第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂは、第２軸線Ｌ２の延在方向において対称な構成を有しているので、以下では第１の軸受機構３８Ａについてのみ説明する。図５は、軸受機構の拡大断面図である。図５に示すように、第１の軸受機構３８Ａは、軸受４２、磁石４４及びヨーク４６を有している。
【００３４】
軸受４２は、内輪４２Ａ、外輪４２Ｂ及び転動体４２Ｃを含んでいる。内輪４２Ａは、第２軸線Ｌ２中心に環状に延在しており、回転軸３６と接している。また、内輪４２Ａの一端面４２ｅは回転軸３６の基端部３６Ｂに接している。外輪４２Ｂは、第２軸線Ｌ２に対して内輪４２Ａよりも径方向外側において、第２軸線Ｌ２中心に環状に延在している。即ち、外輪４２Ｂは、内輪４２Ａと同軸に設けられており、当該内輪４２Ａに対向配置されている。外輪４２Ｂは、壁面３５の第１の部分３５Ａに固定されている。これら内輪４２Ａと外輪４２Ｂの間には、転動体４２Ｃが介在している。この軸受４２は、回転軸３６を回転可能に支持している。軸受４２としては、例えば、図５に示すように、アンギュラベアリングを用いることができる。
【００３５】
磁石４４は、回転軸３６よりも大径の円筒形状を有している。磁石４４は、回転軸３６と同軸に設けられている。磁石４４は、その一端に第１の磁極４４Ａを有しており、他端に、即ち第１の磁極４４Ａと反対側に第２の磁極４４Ｂを有している。一例においては、第１の磁極４４Ａ及び第２の磁極４４Ｂはそれぞれ、Ｓ極及びＮ極である。磁石４４としては、例えばネオジム磁石等の永久磁石を用いることができる。磁石４４は、第１の磁極４４Ａにおいて外輪４２Ｂの端面４２ｆに接している。また、磁石４４は、第１の磁極４４Ａから第２の磁極４４Ｂまでの間で第２軸線Ｌ２に沿う方向に延在している。
【００３６】
ヨーク４６は、回転軸３６よりも大径の略円筒形状を有している。ヨーク４６は、回転軸３６と同軸に設けられている。ヨーク４６は、第２の磁極４４Ｂと内輪４２Ａの他端面との間で延在し、第２の磁極４４Ｂに接触し、内輪４２Ａの他端面に間隙を介して面し、内輪４２Ａ及び回転軸３６に対して非接触で配置されている。具体的に、ヨーク４６は、第１の部分４６Ａ、及び、第２の部分４６Ｂを含んでいる。第１の部分４６Ａは、環状板形状を有しており、第２軸線Ｌ２に対して径方向に延在している。第２の部分４６Ｂは、円筒形状を有しており、第１の部分４６Ａに連続している。第２の部分４６Ｂは、回転軸３６の外周面近傍において、第２軸線Ｌ２の延在方向に延びている。即ち、ヨーク４６は、略Ｌ字の断面形状を有している。また、ヨーク４６は、強磁性体の材料により構成されている。ヨーク４６は、マルテンサイト系のステンレス、例えば、ＳＵＳ４４０Ｃから構成され得る。
【００３７】
ヨーク４６の第１の部分４６Ａは、第２の磁極４４Ｂに接している。一実施形態においては、ヨーク４６の第１の部分４６Ａは、第１の部分３５Ａと第２の部分３５Ｂの間の段差面と第２の磁極４４Ｂとの間に挟持されている。また、ヨーク４６の第２の部分４６Ｂの端面４６ｅは、内輪４２Ａの他端面４２ｇに間隙４８を介して面している。また、ヨーク４６の第２の部分４６Ｂの内周面４６Ｄは、回転軸３６の外周面から離間している。よって、内周面４６Ｄと回転軸３６の外周面との間には、間隙４９が形成されている。
【００３８】
一実施形態においては、図５に示すように、磁石４４及びヨーク４６は、軸受４２よりも第２軸線Ｌ２の延在方向において、貫通孔３２の内側に配置されている。即ち、磁石４４及びヨーク４６は、軸受４２よりも第２の開口３４Ｂの近くに配置されている。
【００３９】
この第１の軸受機構３８Ａでは、磁石４４の第２の磁極４４Ｂからヨーク４６、内輪４２Ａ、転動体４２Ｃ、外輪４２Ｂを経て、磁石４４の第１の磁極４４Ａに戻る磁気回路が形成される。図５に示す矢印は、磁気回路内の磁束の向きを示している。なお、ヨーク４６と内輪４２Ａとの間には間隙４８が形成されているが、磁気は真空中であっても伝播されるので、第１の軸受機構３８Ａには磁気的に連続した磁気回路が形成される。
【００４０】
また、第１の軸受機構３８Ａ内には磁性流体５０が充填されている。磁性流体５０は、界面活性剤を用いて磁性微粒子をベースオイル中に分散させた液体であり、磁場中に置かれることにより磁場の方向に応じて流動する性質を有する。磁性流体５０としては、例えばフッ素オイル系のベースオイルにマグネタイトの微粒子を分散させたものを用いることができる。磁性流体５０は、第１の軸受機構３８Ａに形成された磁気回路に沿って保持される。具体的には、図４に示すように、磁性流体５０は軸受４２における内輪４２Ａと転動体４２Ｃとの間、及び磁性流体５０は軸受４２における外輪４２Ｂと転動体４２Ｃとの間に保持される。この際、磁性流体５０は軸受４２の潤滑剤として機能する。更に、磁性流体５０の一部は、磁気回路内の磁場により間隙４８においても保持される。
【００４１】
このように構成された関節部Ｃ１によれば、第１アーム１２の他端と第１リンク１６の一端とが互いに接続され、第１アーム１２を介して伝達された動力により回転軸３６の先端に接続された第１リンク１６が第２軸線Ｌ２を中心に旋回する。
【００４２】
以上説明した第１の軸受機構３８Ａでは、軸受４２、磁石４４及びヨーク４６により形成される磁気回路の磁気力により、軸受の被潤滑領域に与えられた磁性流体５０が保持される。これにより、磁性流体５０が真空容器内に飛散されることが抑制されるので、真空容器内の有機汚染を抑制することができる。また、第１の軸受機構３８Ａでは、磁気回路を構成する要素のうち内輪４２Ａ以外の他の要素が回転軸３６に接触しないので、回転軸３６の回転運動を阻害することが防止される。したがって、関節部分に第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂを備える搬送アーム１では、回転軸３６の回転運動が阻害されて可動性が低下することが防止される。
【００４３】
さらに、上述の実施形態では、第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂの各々に一つの磁石４４が設けられているので、第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂの各々の内部において強い磁場の磁気回路を形成することができる。したがって、磁性流体５０を第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂのそれぞれにおいて強く保持することができる。また、上述の実施形態では、ヨーク４６が内輪４２Ａ及び回転軸３６に対して非接触であるので、磁石４４は、内輪４２Ａ、転動体４２Ｃ及び外輪４２Ｂを介して回転軸３６と接することになる。搬送アーム１は、プロセスモジュール内にて加熱を伴う処理を行った場合、加熱された被処理体等から熱を受けることがあるが、転動体４２Ｃは内輪４２Ａ及び外輪４２Ｂと線接触であり、内輪４２Ａ及び外輪４２Ｂの間の熱伝導率は非常に低いので、第１の軸受機構３８Ａは、磁石４４に回転軸３６の熱が伝わりにくい構造となっている。よって、上述の実施形態によれば、磁石４４としてネオジム磁石等の耐熱性の低い永久磁石を採用することが可能となる。また、軸受４２においてパーティクルが発生したとしても間隙４８に保持された磁性流体５０により当該パーティクルを捕捉することができる。
【００４４】
また、軸受４２としてアンギュラベアリングが用いられている場合には、内輪４２Ａ、転動体４２Ｃ、及び外輪４２Ｂを経由する磁気回路中の経路が、回転軸３６の経方向に対して斜めになるように構成される。この場合には、第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂの各々において形成される磁気回路長が短くなる。また、内輪４２Ａと転動体４２Ｃの接触面積、及び、外輪４２Ｂと転動体４２Ｃとの接触面積が比較的大きくなるので、磁気抵抗を低減することが可能である。なお、図４に示すように、第１の軸受機構３８Ａの軸受４２と第２の軸受機構３８Ｂの軸受４２とは、互いに対面するように背面組合わせの状態で配置され得る。これにより、モーメント荷重の負荷能力を高めることができる。
【００４５】
更に、上述の実施形態では、ヨーク４６が軸受４２よりも貫通孔３２の内側に配置されている。このように構成することにより、後述する図６に係る実施形態よりも第１アーム１２の厚みを大きくすることなく、一対の軸受機構、即ち第１の軸受機構３８Ａと第２の軸受機構３８Ｂの間の間隔を確保することができる。加えて、上記実施形態では、回転軸３６が非磁性体材料から構成されている。例えば、回転軸３６は、オーステナイト系のステンレス、例えば、ＳＵＳ３０４から構成されている。このような回転軸３６は高い防錆性を有するので、搬送アーム１の耐用期間を延ばすことが可能となる。
【００４６】
なお、上記実施形態に限定されることなく種々の変形態様が構成され得る。例えば、図６に示すように、第１の軸受機構３８Ａにおける磁石４４及びヨーク４６が軸受４２よりも第１の開口３４Ａの近くに配置され、第２の軸受機構３８Ｂにおける磁石４４及びヨーク４６が軸受４２よりも第２の開口３４Ｂの近くに配置されていてもよい。この場合には、ヨーク４６が第１の開口３４Ａ及び第２の開口３４Ｂを覆う蓋部として機能するので、軸受４２において生じたパーティクルが真空容器内に飛散することが防止される。これにより、真空容器内の清浄性の低下を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、上記実施形態では、第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂが搬送アーム１の関節部Ｃ１及び関節部Ｃ２に設けられているが、第１の軸受機構３８Ａ及び第２の軸受機構３８Ｂによってその思想を示した軸受機構は、その他の関節部分、例えば中央ハブ２５に設けられてもよい。さらに、かかる軸受機構は、真空容器内に配置された搬送装置であれば、搬送アーム１とは異なる搬送装置に設けられてもよい。例えば、真空容器内において被処理体を搬送するキャリアの一方向への移動を補助するローラの回転軸を支持するために、上記実施形態の軸受機構が用いられてもよい。また、真空容器内に配置され搬送アームは、被搬送体などからの熱を受けて加熱されるため潤滑用グリースが揮発するおそれがある。また、搬送アームは、真空容器内にて高速移動するため慣性等が働くため潤滑用グリースが飛散するおそれがある。さらに、搬送アームの一部は、真空容器内より高い清浄度が求められるプロセスモジュール内にもアクセスするため、潤滑用グリースの利用は好ましくない。上記実施形態による軸受機構は、磁気回路内にて磁性流体を保持しているため、これらの恐れはない。また、上記実施形態のように構成された軸受機構は、比較的小型であることから、特に搬送アームの関節部に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…搬送アーム（搬送装置）、１２…第１アーム、１４…第２アーム、１６…第１リンク、１８…第２リンク、２０…ピック、２５…中央ハブ、２６…駆動装置、２８…第１モータ、３０…第２モータ、３２…貫通孔、３４Ａ…第１の開口、３４Ｂ…第２の開口、３５…壁面、３６…回転軸、３８Ａ…第１の軸受機構、３８Ｂ…第２の軸受機構、４２…軸受、４２Ａ…内輪、４２Ｂ…外輪、４２Ｃ…転動体、４２ｆ…端面（第１の磁極の接触面）、４２ｇ…他端面（ヨークに対する対向面）、４４…磁石、４４Ａ…第１の磁極、４４Ｂ…第２の磁極、４６…ヨーク、４６ｅ…端面（内輪に対する対向面）、４８，４９…間隙、５０…磁性流体、１００…基板処理システム、１１０…トランスファーチャンバ、ＶＣ…真空容器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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