(57)【要約】      （修正有）【課題】構造と動作の簡素化により、小型化、コストダウン化を図れる真空搬送装置とこれを用いた真空処理装置を提供する。【解決手段】多段のリニアガイドを真空中に持ち込み、最下段のリニアガイドのスライダー１４ａ、１４ｂの駆動を大気側から非接触の直動マグネットカップリング５ａ、５ｂで駆動し、２段目以上のリニアガイドのスライダー１８ａ、１８ｂを金属テープとオープンプーリ１６ａ、１６ｂで同期させて駆動する構造とする。【選択図】    図２
2004228370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理装置において、大気ロボットから被処理物の供給と排出を受けるか、または、上下動するストッカーと被処理物の直接受け渡しを行い、次いで、プロセスチャンバーとの間で被処理物の受け渡しを行う真空搬送装置において、水平移動軸が２段以上のリニアガイドで構成され、その最下段のスライダーが直動マグネットカップリングで大気側から駆動されることを特徴とする真空搬送装置。
【請求項２】
真空搬送装置の真空チャンバー内に密閉構造物を有しその中に真空チャンバー内の最下段スライダーを駆動するための直動マグネットカップリングの駆動部を有し、その底面の一部がチャンバーの底面と上下動（ｚ軸）、旋回動（θ軸）に関して真空シールされた状態で相対運動でき、その中央部は大気に通じ、そこから水平駆動（Ｒ軸）の動力伝達されていることを特徴とする３軸（Ｒ軸、θ軸、ｚ軸）駆動を有する請求項１に記載の真空搬送装置。
【請求項３】
前記最下段のスライダーがチャンバー底面に取り付けられた直動マグネットカップリングにより大気側から駆動されることを特徴とする請求項１に記載の１軸駆動の真空搬送装置。
【請求項４】
請求項２に記載の真空搬送装置において、ｚ軸またはθ軸のいずれかを無くした事を特徴とする２軸［（Ｒ、ｚ）、又は（Ｒ、θ）］の真空搬送装置。
【請求項５】
真空搬送装置内に被処理物の冷却ステーション、加熱ステーション、ストックステーション、位置確認・補正ステーション、などの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１〜４に記載の真空搬送装置。
【請求項６】
前記Ｒ軸を並列に２個設け、被処理物搬送のハンドを上下に配したことを特徴とする請求項１〜５に記載の真空搬送装置。
【請求項７】
前記Ｒ軸の２段目以上のリニアガイドの駆動に金属テープとクラウニング付きのオープンプーリを用いたことを特徴とする請求項１〜６に記載の真空搬送装置。
【請求項８】
前記金属テープの厚みが０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の真空搬送装置。
【請求項９】
前記金属テープが両面同時のエッチング加工で製作されたことを特徴とする請求項８に記載の真空搬送装置。
【請求項１０】
前記金属テープの両端に固定用の取り付け具を固定したこと、又は１つの固定用取り付け具に両端を固定しループ状にして用いることを特徴とする上記８に記載の真空搬送装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０に記載の真空搬送装置を用いたことを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、半導体製造におけるシリコンウエハ、マスク基板、フラットパネルディスプレイのガラス基板、ストレージ関連のディスク、ハードディスクのスライダー基板、水晶振動子の基板、真空分析・計測装置の対象物、真空加工装置のワークトレイ、などの真空搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最も近い特許は搬送装置は特開２０００−１９５９２１に記載されている１軸搬送機構であり、その他は業界の標準に成っているスカラータイプ、またはフロッグレッグタイプのリンク方式の３軸真空ロボットを有するクラスターツールである。また多段スライドに関しては、多段スライド装置；特許番号２６６４３５４号の請求項３は大気圧中での水平送り、建設機械のアーム伸縮機構；特願平２−８３１４９（特開平３−２８１８３３）は建設機械の先端に垂直に取り付けたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１９５９２１号公報
【０００４】
【特許文献２】
特許第２６６４３５４号公報  （請求項３、段落番号００２３〜００３０、図６〜８）
【０００５】
【特許文献３】
特開平３−２８１８３３号公報  （図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開２０００−１９５９２１はリニアガイドを用いているが１段であり、チャンバーが長くなりフットプリントが大きくなり、チャンバー容積も大きくなり真空引き、大気に戻すのに時間がかかる、また駆動のボールねじが真空チャンバー内に有るためその摩耗による発塵を回避できない。また２軸、３軸搬送に展開する事が困難である。クラスターツールに関しては言うまでもなくストロークが大きくなるとリンクの長さを大きくするか数を増やす必要が生じ、大きなフットプリント、大きなチャンバー、駆動軸の増大を必要とする。
【０００７】
また前述の多段スライダーを真空中に持ち込むと最下段のスライダーを駆動するための、タイミングベルト、ボールねじの駆動部に多くの発塵が生じ、加工における歩留りの低下を生じる。
【０００８】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、構造の簡素化と動作の簡素化により、小型化、コストダウン化を図ると共に、搬送中に被処理物が塵埃の影響をできるだけ受けない真空搬送装置とこれを用いた真空処理装置を提供する事である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明の真空搬送装置では、多段のリニアガイドを真空中に持ち込み、最下段のリニアガイドのスライダーの駆動を大気側から非接触の直動マグネットカップリングで駆動し、２段目以上のリニアガイドのスライダーを金属テープとオープンプーリで同期させて駆動する構造とした。また、２軸以上の搬送駆動に関しては水平駆動の大気側の部分を小型薄型の密閉構造にして真空チャンバー内に突き出した状態で設ける構造とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１１】
第１図は本発明の真空搬送装置が使用されるレイアウトのコンセプト図である。Ａは本発明の真空搬送装置Ｂへの被処理物を供給・排出する大気ロボット、又は、上下動する被処理物ストッカーである。Ｂは本発明の真空搬送装置で有り、大気ロボットから被処理物の供給・排出を受けるか、直接被処理物ストッカーと被処理物の受け渡しを直接行い、プロセスチャンバーＣとの間で被処理物の供給・排出を行う。Ｂ１部は搬送機構部で１軸（Ｒ）、２軸［（Ｒ、ｚ）、又は（Ｒ、θ）］、又は３軸（Ｒ、θ、ｚ）の何れかの搬送装置を有する。Ｂ２は必要に応じて設けられるもので、被処理物の冷却ステーション、加熱ステーション、ストックステーション、位置確認・補正ステーション、などの何れかであり被処理物の移載のための上下機構を有することもある。Ｂ３はプロセスチャンバーＣとの間の空間を遮断するゲートバルブ、Ｂ４は大気との間の真空遮断の為のドアーバルブである。ＣはプロセスチャンバーでＰＶＤ、ＣＶＤ、エッチング、ＲＴＰ、洗浄、計測、分析、観察、その他の加工などを行う。この図１では１室しか描かれていないが真空搬送装置Ｂの形状に合わせその数を増やせることは容易に推測できる。また真空処理装置とは上記の真空搬送装置ＢとプロセスチャンバーＣを一体としたものである。
【００１２】
第２図は、本発明の３軸（Ｒ、θ、ｚ）ロボットでダブルハンドを有する実施例の正面断面図である。第３図はその左側面図でＲ軸の構造を示している。
【００１３】
真空チャンバー１の中にｚ軸の真空シール３、θ軸の真空シール４を介して、真空チャンバー内に対して密封構造物２を有し、その中にＲ軸の最下段のスライダーを駆動するための直動マグネットカップリング５ａを駆動するための大気側リニアガイド６ａとタイミングベルト７ａなどの駆動機構が収められている。Ｒ軸の駆動はＲ軸駆動モータ８ａに取り付けられる駆動タイミングプーリ９ａにより２つの補助プーリ１０ａを介して大側リニアガイドのレール６ａの両端に設けられた２つの従動タイミングプーリ１１ａに掛けられたタイミングベルト７ａが駆動される。
【００１４】
この駆動により、２つの従動タイミングプーリ１１ａの間でタイミングベルト７ａに固定された大気側リニアガイドのスライダー１３ａが駆動され、マグネットカップリング５ａにより、真空側の最下段のリニアガイドのスライダー１４ａが駆動される。
【００１５】
スライダー１４ａの上には上段のリニアガイドのレール１５ａが固定され、その両端に回転可能な２つのクラウニング加工されたオープンプーリ１６ａが設けられ、そのプーリ１６ａに金属テープ１７ａが掛けられ、金属テープ１７ａの１箇所に上段リニアガイドのスライダー１８ａが固定され、他の１箇所が密封構造物２に取り付けられたブラケット１９ａに固定されている。
【００１６】
この構成により最下段のリニアガイドのスライダー１４ａが、マグネットカップリング５ａにより駆動される。スライダー１４ａが駆動されることにより、上段のリニアガイドのスライダー１８ａはスライダー１４ａの２倍の距離を動くことができる。これらの機構により最下段のスライダー１４ａと上段のスライダー１８ａは、金属テープ１７ａが破断しない限り１対１の動作をするので、搬送ハンド２０ａの前後位置の確認センサーを搬送室内に設けることができる。サイクルタイムの短縮のため、供給ハンドと回収ハンドのダブルハンド構成は、第２図において上記の符号のサフィクスのａをｂに置き換えて容易に説明できる。
【００１７】
密封構造物２は組立性・メンテ性を考慮し、全て上側から作業ができるような構成で、上側のシールはＯリングとボルト締めで行われている。
【００１８】
ｚ軸は一般に用いられている方法で真空シール３をベローズなどで行い、駆動のガイド３０はスプライン、又はリニアガイドを用い、真空チャンバー底面に垂直に固定し、駆動はシリンダー、モータ＋ねじ、モータ＋カム又はリンク機構等を用いる。
【００１９】
θ軸も一般に用いられている方法で、中空の回転軸３２が上下に配置されたベアリング３３で回転可能に支持され、ｚ軸の動作部に固定されている軸受けのクイル部３４との間の真空シール４は、磁気シール、Ｏリング、マグネットカップリングで行う。旋回駆動部３５はモータ＋歯車、モータ＋タイミングベルト、等で行うが、最近はこれらの中空回転モータがモジュールになった製品が多く市販されているのでそれらを用いても良い（例えば、日本精工株式会社製、シーケーディ株式会社製、オリエンタルモータ株式会社製など）。さらに中空で真空シール付のθ軸とｚ軸が一体化された要素も市販されており（例えば、ＮＯＫ株式会社製など）、それらを用いても良い。また旋回は配線のねじれ等を考慮し３４０°以内の回転としても良い。
【００２０】
また、真空中のリニアガイド、金属ベルト駆動のオープンプーリのベアリングからの発塵は皆無では無いので各リニアガイドにはできるだけ小さな開口部を有するカバーを付けることは当然である。また大気から真空に引くときもそれらの発塵が処理前の被処理物が置かれている方には出てこないように、大気圧に戻す為のガスの導入口、真空排気口の位置とカバーの形状はこれも当然考慮されている。すなわち導入ガスの導入口から導入されたガスはリニアガイドのカバーの開口部を経由して真空排気口から排気される構成になっている。
【００２１】
【発明の効果】
Ｒ軸に２段以上のリニアガイドを用いることにより、大きな搬送ストロークに対して最小のフットプリントの真空搬送装置が実現でき、また最下段のリニアガイドのスライダーを隔壁を介して直動マグネットカップリングで非接触で駆動させることにより最も発塵が多い駆動部（タイミングベルト、ボールネジ）を被処理物から隔離することができ、その上金属テープとオープンプーリの採用により耐食性が有り、さらに低発塵のリニアガイドの駆動が達成できる。
【００２２】
また、Ｒ軸の駆動部を密封構造物の中に入れ大気側に出す事により、２軸真空搬送装置、３軸真空搬送装置への展開が具現化できる。
【００２３】
いずれにしても従来の真空搬送装置に比べて、構造が非常にシンプルであり、アクチュエータの数も少なく、信頼性が高く、メンテナンス性も良く、安価に製作できる装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】真空搬送装置の使用されるレイアウトのコンセプト図。
【図２】本発明の真空搬送装置の正面断面図。
【図３】本発明の真空搬送装置の左側面断面図のＲ軸駆動機構図。
【符号の説明】
１      真空チャンバー
２      密封構造物
３      ｚ軸の真空シール
４      θ軸の真空シール
５ａ    直動マグネットカップリング
６ａ    大気側リニアガイド
７ａ    タイミングベルト
８ａ    Ｒ軸駆動モータ
９ａ    駆動タイミングプーリ
１０ａ  補助プーリ（２個）
１１ａ  従動タイミングプーリ（２個）
１３ａ  大気側リニアガイドのスライダー
１４ａ  最下段のスライダー
１５ａ  上段のリニアガイドレール
１６ａ  クラウニング加工されたオープンプーリ（２個）
１７ａ  金属テープ
１８ａ  上段のリニアガイドのスライダー
１９ａ  金属テープ固定用ブラケット
２０ａ  搬送ハンド（下側）
３０    ｚ軸駆動のガイド
３１    ｚ軸駆動機構とアクチュエータ
３２    中空の回転軸
３３    ベアリング
３４    軸受のクイル
３５    旋回駆動部
Ａ      大気ロボット
Ｂ      真空搬送装置
Ｃ      プロセスチャンバー
【図１】
2004228370.tif 000003
【図２】
2004228370.tif 000004
【図３】
2004228370.tif 000005