(57)【要約】半球状に窪む座面１３ｂが形成された本体１３と、この本体１３の座面１３ｂにそれぞれ転動自在に当接する複数の小ボール１４と、これら複数の小ボール１４に転動自在に当接する１個の大ボール１５と、本体１３に取り付けられて大ボール１５を保持すると共にこの大ボール１５と本体１３の座面１３ｂとの間に小ボール１４を保持するカバー１６とを具えた本発明によるボールトランスファユニット１２は、少なくとも本体１３および大ボール１５をＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素の何れかにて形成した。本発明によると、被搬送物の表面に損傷を与えたり、被搬送物自体に欠陥を招いたり、あるいは後工程での洗浄作業でも除去し得ないような異物は発生しない。
2005003001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半球状に窪む座面が形成された本体と、この本体の前記座面にそれぞれ転動自在に当接する複数の小ボールと、これら複数の小ボールに転動自在に当接する１個の大ボールと、前記本体に取り付けられて前記大ボールを保持すると共にこの大ボールと前記本体の座面との間に前記小ボールを保持するカバーとを具えたボールトランスファユニットであって、
少なくとも前記本体および前記大ボールがＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素の何れかにて形成されていることを特徴とするボールトランスファユニット。
【請求項２】
前記本体および前記小ボールおよび前記大ボールのロックウェル硬さＨＲＲがそれぞれ７５以上であることを特徴とする請求項１に記載のボールトランスファユニット。
【請求項３】
ＡＳＴＭ  Ｄ６４８試験による前記本体および前記小ボールおよび前記大ボールの熱変形温度がそれぞれ１２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のボールトランスファユニット。
【請求項４】
前記小ボールが前記本体または前記大ボールと同じ材料にて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項５】
単一の材料にて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項６】
単一の材料がＰＢＩか、ＰＥＥＫか、またはＰＩであることを特徴とする請求項５に記載のボールトランスファユニット。
【請求項７】
前記小ボールがステンレス鋼にて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項８】
前記本体はその外周面に形成された環状溝をさらに有し、前記カバーは前記本体の外周面を囲むように嵌合する筒部と、この筒部の下端部内周に形成されて前記環状溝内に係止し得る径方向に弾性変形可能な環状の係止部とを有し、この係止部の内径が前記本体の外径よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項９】
前記本体を貫通し、一端が前記座面に開口する連通孔をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項１０】
被搬送物を支持するボールテーブルであって、
請求項１から請求項７の何れかに記載の複数個のボールトランスファユニットと、
これらボールトランスファユニットが所定間隔で固定された支持部材と
を具えたことを特徴とするボールテーブル。
【請求項１１】
被搬送物が半導体ウェハまたはフラットパネルディスプレィ用ガラス基板であることを特徴とする請求項１０に記載のボールテーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するボールテーブルおよびこれに用いるボールトランスファユニットに関する。
【背景技術】  被搬送物をその搬送経路の途中で搬送姿勢を修正したり、その搬送方向を直交方向に変えるため、定盤などの支持部材の上に複数のボールトランスファユニットを配列したボールテーブルが使用される。このボールテーブルに組み込まれるボールトランスファユニットは、半球状に窪む座面が形成された本体と、この本体の座面にそれぞれ転動自在に当接する複数の小ボールと、これら複数の小ボールに転動自在に当接する１個の大ボールと、本体に取り付けられて大ボールを保持すると共にこの大ボールと本体の座面との間に小ボールを保持するカバーとを具えている。このようなボールトランスファユニットにおいては、大ボール上に載せられる被搬送物の移動に伴い、大ボールが転動すると共にこの大ボールと本体の座面とに接触する小ボールをこれらの間で転動させることにより、被搬送物と大ボールとの間での静止摩擦抵抗を極めて小さくすることができる。
このため、ボールテーブルにおいては被搬送物の搬送面内での任意の方向の外力に対して被搬送物を容易に変位させることが可能であり、搬送途中にある被搬送物の搬送姿勢を極めて容易に修正することができる。例えば特許第２６４１１８７号公報には、ボールテーブル上に搬送された重量の嵩む自動車用窓ガラスなどの被搬送物の位置決め基準となる側端をボールテーブルに対して固定された位置決め基準ブロックにアクチュエータを用いて押し当てることにより、被搬送物の搬送姿勢を修正するようにした技術が開示されている。
また、ボールトランスファユニット自体の技術を開示する特開平７−１６４０７８号公報には、被搬送物である板金の表面が損傷を受けたり、これに潤滑油が付着するのを防止するため、自己潤滑性を有すると共に金属よりも軟質の合成樹脂にてボールトランスファユニットを構成することが記載されている。
半導体ウェハに対する回路形成の製造ラインや、フラットパネルディスプレィの製造ラインにおいて、半導体ウェハやガラス基板を搬送する場合、特定の工程毎にこれらの位置決めを行う必要がある。このような位置決めを行うため、ボールテーブルを使用することが考えられている。このような半導体ウェハやフラットパネルディスプレィ用のガラス基板を被搬送物とする場合、摩擦によるその表面への傷の形成はもちろん、異物の付着なども極力避け、異物が付着したとしても後工程での洗浄作業で容易に除去できるものである必要がある。
このような観点を考慮に入れると、特許第２６４１１８７号公報や特開平７−１６４０７８号公報に開示された従来のものは、被搬送物の表面に損傷を与えたり、被搬送物に欠陥を生ずるような異物が付着したり、あるいは後工程での洗浄作業でも除去し得ないような異物が付着してしまう欠点があった。例えば、本体や大ボールがステンレス鋼などの金属で形成されたものでは、その摩粍によって生ずる金属粉が被搬送物の表面に損傷を与えたり、後工程での洗浄作業によっても除去し切れない異物として被搬送物の表面に付着する不具合を生ずる。また、特許文献２で用いられているようなポリウレタンやポリアセタール製のボールトランスファユニットでは、その摩耗によって生ずる樹脂粉が明瞭な痕跡となって被搬送物の表面に固着し、後工程での洗浄作業を著しく困難にしてしまう問題があった。
【発明の開示】
本発明の目的は、被搬送物の表面に損傷を与えたりせず、被搬送物自体に欠陥を招いたりせず、あるいは後工程での洗浄作業でも除去し得ないような異物の発生がないボールトランファユニットおよびこれを用いたボールテーブルを提供することにある。
この目的を達成する本発明の第１の形態は、半球状に窪む座面が形成された本体と、この本体の前記座面にそれぞれ転動自在に当接する複数の小ボールと、これら複数の小ボールに転動自在に当接する１個の大ボールと、前記本体に取り付けられて前記大ボールを保持すると共にこの大ボールと前記本体の座面との間に前記小ボールを保持するカバーとを具えたボールトランスファユニットであって、少なくとも前記本体および前記大ボールがＰＡＩ（ポリアミドイミド），ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール），ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン），ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ＰＥＩ（ポリエーテルイミド），ＰＩ（ポリイミド），ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド），メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂（アラミド樹脂），酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素の何れかにて形成されていることを特徴とするものである。
本発明においては、大ボールの上に搭載された被搬送物に外力が加えられると、被搬送物の変位に伴って大ボールが転動すると共に大ボールを支持する小ボールも本体の座面に対して転動し、被搬送物の移動に対する摩擦抵抗を最小限に抑える。
本発明のボールトランスファユニットによると、少なくとも本体および大ボールをＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素の何れかにて形成したので、大ボールの上に搭載される被搬送物の移動に対する摩擦抵抗を最小限に抑え、被搬送物を小さな外力で変位させることができる。この場合、大ボールや小ボールの回転に伴ってこれらの摩耗粉塵が発生しにくく、これが発生して被搬送物に痕跡となって付着したとしても容易に洗浄することができるので、特に半導体ウェハの処理やフラットパネルディスプレィの製造における悪影響を未然に防止することが可能である。しかも、紫外線に対する耐性または耐薬品性に関しても優れた特性を得ることができる。
本発明の第１の形態によるボールトランスファユニットにおいて、本体および小ボールおよび大ボールのロックウェル硬さＨＲＲ（Ｒスケール）がそれぞれ７５以上であることが好ましい。これらのロックウェル硬さＨＲＲが７５未満の場合には、大ボールの上に搭載される被搬送物の自重などによって大ボールや本体の座面が弾性変形し、静止状態から被搬送物を移動させる場合の摩擦抵抗が増大して被搬送物の円滑な移動が阻害されたり、特に大ボールの表面に傷などが発生してここに異物が挟まり、被搬送物に悪影響を与える可能性が高くなってしまう。
本体および小ボールおよび大ボールのロックウェル硬さＨＲＲをそれぞれ７５以上に設定した場合には、大ボールの上に搭載される被搬送物の自重などによって大ボールや本体の座面の弾性変形が抑制され、静止状態から被搬送物を移動させる場合の摩擦抵抗を最小限に抑えて被搬送物を極めて円滑に移動させることが可能となる。
同様に、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８試験による本体および小ボールおよび大ボールの熱変形温度がそれぞれ１２０℃以上であることが有効である。これらの熱変形温度が１２０℃未満の場合には、比較的高温状態にある被搬送物や環境温度が高い雰囲気下での使用に際し、大ボールや本体の座面が変形してしまい、静止状態から被搬送物を移動させる場合の摩擦抵抗が増大して被搬送物の円滑な移動が阻害される。
ＡＳＴＭ  Ｄ６４８試験による本体および小ボールおよび大ボールの熱変形温度をそれぞれ１２０℃以上に設定した場合には、比較的高温状態にある被搬送物や環境温度が高い雰囲気下での使用に際し、大ボールや本体の座面の変形が抑制され、静止状態から被搬送物を移動させる場合の摩擦抵抗を最小限に抑えて被搬送物を極めて円滑に移動させることができる。
上述したＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂は、すべてロックウェル硬さＨＲＲが７５以上であって、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８試験による熱変形温度がそれぞれ１２０℃以上である。なお、酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素は、これらの樹脂よりも硬さおよび耐熱性がさらに優れていることは当然である。
小ボールが本体または大ボールと同じ材料にて形成されていてもよく、あるいは小ボールをＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４２０ｊ２，ＳＵＳ４４０Ｃまたは湿式表面処理（化学研磨ならびに表面洗浄）されたＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼にて形成することも可能である。小ボールをステンレス鋼にて形成した場合には、本体および大ボールをＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂にて形成することが好ましい。
小ボールを上述したような本体または大ボールと同じ材料にて形成した場合には、ボールトランスファユニットから摩耗による金属粉が全く発生しないため、特に半導体ウェハの処理やフラットパネルディスプレィの製造における悪影響を未然に防止することができる。
ボールトランスファユニットを単一の材料にて形成するようにしてもよく、これによって異物の処理をより簡略化させることができる。また、単一の材料としてＰＢＩ，ＰＥＥＫ，ＰＩの何れかを選択することにより、液晶パネル用基板ガラスに対する前処理装置、例えば露光装置，プラズマドライエッチャ，スパッタリング装置などにおける真空チャンバ内や加熱炉内、あるいは薬液にさらされる場所やガラスの切断または検査装置ならびに検査後の修正のためのレーザーリペアなどでのボールトランスファユニットの使用に際して特に良好な結果をもたらす。
本体はその外周面に形成された環状溝をさらに有し、カバーは本体の外周面を囲むように嵌合する筒部と、この筒部の下端部内周に形成されて環状溝内に係止し得る径方向に弾性変形可能な環状の係止部とを有し、この係止部の内径が本体の外径よりも小さく設定されているものであってよい。この場合、カバーをＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂にて形成することが好ましい。
本体の外周面に環状溝を形成し、本体の外周面を囲むように嵌合する筒部と、この筒部の下端部内周に形成されて環状溝内に係止し得る径方向に弾性変形可能な環状の係止部とをカバーに設け、この係止部の内径を本体の外径よりも小さく設定した場合には、本体に対してカバーをスナップ止めすることが可能となり、本体にカバーを固定する際に異物の発生を未然に防止することができ、特にクリーンルームでの使用に対する信頼性を確保することができる。このような観点から、製造直後のボールトランスファユニットを洗浄してクリーンパッキングし、クリーンルームにてこれを開封使用することが有効である。具体的には、製造直後のボールトランスファユニットをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）や界面活性剤を用いて予備洗浄し、これらの表面の脱脂や異物の除去を行い、次いで界面活性剤を添加した純水が貯溜された超音波洗浄槽内に予備洗浄後のボールトランスファユニットを投入し、これらを適当な温度に加熱しつつ超音波洗浄を行った後、純水によるすすぎ洗い処理を多段で行い、クリーンエアで水切りを行う。しかる後、洗浄後のボールトランスファユニットを乾燥室内で加熱乾燥させ、所定の包装材にてクリーンパッキングを行う。これによってボールトランスファユニットの清浄度を例えばクラス１０程度まで保証することが可能である。
本体を貫通し、一端が座面に開口する連通孔をさらに具えることができる。この連通孔は、座面に沿った小ボールの転動動作を妨げないように、その開口部分の内径を小ボールの半径よりも小さく設定することが好ましい。
本体を貫通し、一端が座面に開口する連通孔を具えた場合、特に真空チャンバ内でボールトランスファユニットを使用する場合、連通孔の存在によってボールトランスファユニット内の脱気を容易かつ迅速に行うことが可能となる。また、被搬送物の洗浄に伴ってボールトランスファユニット内に流入する洗浄液も連通孔を介して容易に外部に排出させることができる。
本体を固定するための雌ねじ筒や雄ねじ部、あるいは取り付けフランジなどの締結部をこの本体に一体的に形成することができる。
本発明の第２の形態は、被搬送物を支持するボールテーブルであって、本発明の第１の形態による複数個のボールトランスファユニットと、これらボールトランスファユニットが所定間隔で固定された支持部材とを具えたことを特徴とするボールテーブルにある。
本発明においては、ボールトランスファユニットを介して支持部材の上に載せられた被搬送物に支持部材の表面と平行な外力が加えられると、被搬送物の変位に伴って個々のボールトランスファユニットの大ボールがそれぞれ転動すると共にこれら大ボールを支持する小ボールも各本体の座面に対して転動し、被搬送物の移動に対する摩擦抵抗が最小限に抑えられる。
本発明のボールテーブルによると、本発明による複数個のボールトランスファユニットと、これらボールトランスファユニットが所定間隔で固定された支持部材とを具えているので、個々のボールトランスファユニットに跨がって支持部材の上に搭載される被搬送物の移動に対する摩擦抵抗を最小限に抑え、被搬送物を小さな外力で支持部材の上で変位させることができる。この場合、大ボールや小ボールの回転に伴ってこれらの摩耗粉塵が発生しにくく、これが発生して被搬送物に痕跡となって付着したとしても容易に洗浄することができるので、特に半導体ウェハやフラットパネルディスプレィ用ガラス基板の処理を行う際にボールテーブルを使用することによる悪影響を未然に防止することが可能である。
本発明の第２の形態によるボールテーブルにおいて、被搬送物が半導体ウェハまたはフラットパネルディスプレィ用ガラス基板であってよい。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明によるボールテーブルの一実施例の外観を抽出して破断状態で表す投影図である。
図２は、図１に示したボールテーブルに組み込まれる本発明によるボールトランスファユニットの一実施例の内部構造を表す一部破断断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明によるボールテーブルをフラットパネルディスプレィ用ガラス基板の位置決めテーブルとして応用した一実施例について、その主要部の外観を表す図１および個々のボールトランスファユニットの内部構造を破断状態で表す図２を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例のみに限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
本実施例におけるボールテーブルの主要部の外観を図１に示し、このボールテーブルに組み込まれたボールトランスファユニットの断面構造を図２に示す。すなわち、表面に無電解ニッケルメッキ処理を施したＳＵＳ３０４などで形成される本発明における支持部材としての定盤１１の表面には、所定間隔で図示しない雌ねじ穴が形成されている。各雌ねじ穴には、ボールトランスファユニット１２の本体１３中央部から下向きに突出する雄ねじ部１３ａが締結部としてねじ込まれている。定盤１１には図示しない位置決めブロックが固定され、この定盤１１の上に搬送されて来たガラス基板Ｗの側端部を図示しないアクチュエータによって定盤１１上を滑らせて位置決めブロック側に押し当てることにより、ガラス基板Ｗの姿勢を矯正するようにしている。
本実施例におけるボールトランスファユニット１２は、半球状に窪む座面１３ｂが上端部中央に形成された円柱状をなす本体１３と、この本体１３の座面１３ｂにそれぞれ転動自在に当接する複数の小ボール１４と、これら複数の小ボール１４に転動自在に当接する１個の大ボール１５と、本体１３に取り付けられて大ボール１５を保持すると共にこの大ボール１５と本体１３の座面１３ｂとの間に小ボール１４を保持するカバー１６とを具え、これらはすべてロックウェル硬さＨＲＲが１１０〜１１５程度であって、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８試験による熱変形温度が３６０℃以上であるＰＩ（ポリイミド）、例えばデュポン社のベスペル（登録商標）にて形成されている。小ボール１４および大ボール１５は共に所定の真球度が得られるように機械研磨加工され、同様に本体１３の座面１３ｂも所定の曲率半径となるように機械研磨加工されており、基本的に大部分の小ボール１４が本体１３の座面１３ｂと大ボール１５の外周面とに同時に点接触状態にされる。これによって、大ボール１５の上にガラス基板Ｗを載せた状態からガラス基板Ｗを動かす際の摩擦抵抗が最小となるように配慮している。
雄ねじ部１３ａの中心部を通って本体１３を貫通する連通孔１３ｃは、その一端が本体１３の座面１３ｂに開口し、他端が雄ねじ部１３ａの端面に開口している。座面１３ｂ側の連通孔１３ｃの開口端部は、座面１３ｂに沿った小ボール１４の円滑な転動を妨げないように、内径が小ボール１４の半径よりも小さく設定された小径部１３ｄとなっており、座面１３ｂに臨む開口端に面取り部１３ｅを形成している。この連通孔１３ｃの存在によって、例えば真空チャンバ内でボールトランスファユニット１２を使用する際、ボールトランスファユニット１２内の排気操作迅速かつ確実に行うことかできる。また、ガラス基板Ｗを洗浄する際にボールトランスファユニット１２内に流入する洗浄液を連通孔１３ｃを介して外部に容易に排出させることができる。この連通孔１３ｃは、本体１３を貫通するようにその一端が座面１３ｂに開口していさえすればよく、従って連通孔１３ｃの他端を本体１３の外周面に開口させるようにしてもよい。
なお、上述した雄ねじ部１３ａもＰＩにて本体１３と一体に形成され、機械加工により仕上げられているが、雄ねじ部１３ａに代えて雌ねじ筒を採用することも可能であり、この場合には定盤１１からのボールトランスファユニット１２の突出高さの微調整をより容易に行うことができる。
円柱状なす本体１３の外周面には、カップ形断面形状のカバー１６の筒部１６ａの下端（図２中、下側）内周全域に亙って形成した係止部１６ｂが係止し得る環状溝１３ｆと、定盤１１の雌ねじ穴に雄ねじ部１３ａをねじ込んで本体１３を定盤１１に固定するため、スパナなどの工具によって挟持されるいわゆる二面幅を持った一対の平面部１３ｇとが形成されている。本実施例における環状溝１３ｆは、一対の平面部１３ｇよりも本体１３の上端側（図２中、上方）に形成されている。
カバー１６の中央部には、大ボール１５の上端部を突出させる開口１６ｃが形成されており、この開口１６ｃの内径は、大ボール１５の外径よりも小さく設定されているが、大ボール１５が小ボール１４を介して本体１３の座面１３ｂに保持された図２に示す状態において、大ボール１５に対し非接触状態となるような寸法に設定されている。また、カバー１６の筒部１６ａの内径は、本体１３の外径に対して隙間嵌め状態となるように設定されているが、係止部１６ｂの内径は本体１３の外径よりも小さく設定されている。このため、カバー１６の筒部１６ａを本体１３に装着する際には係止部１６ｂの部分が弾性変形して径方向外側に全体が膨出し、環状溝１３ｆに達した時点でこれが元の状態に戻り、係止部１６ｂが環状溝１３ｆ内に嵌まって本体１３からカバー１６が抜け外れないようになる。本実施例では、本体１３の外径よりも小径の係止部１６ｂが本体１３の外周面に乗り上げるのを容易にするため、本体１３の外周の上端部には、外径が係止部１６ｂの内径よりも小さく先細りとなったテーパ部１３ｈが形成され、さらにこのテーパ部１３ｈとカバー１６の内壁とで囲まれた空隙１７に対する通気用の切欠き１３ｉが本体１３の上端面の一部に形成されている。
このようなスナップ止め機構を本体１３とカバー１６とに形成したことにより、カバー１６を本体１３に固定する際に接着剤やねじなどの独立した固定部材を必要とせず、より信頼性の高いものにすることが可能である。
なお、定盤１１の表面から個々のボールトランスファユニット１２の上端までの高さは、本体１３を定盤１１に固定する際に定盤１１と本体１３との間に適当な厚さのシム（図示せず）を介装することにより、適切に調整することができる。
上述した実施例では、ボールトランスファユニット１２全体をＰＩにて形成したが、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素の何れかにて形成することができる。但し、液晶パネル用基板ガラスに対する前処理装置、例えば露光装置，プラズマドライエッチャ，スパッタリング装置などにおける真空チャンバ内や加熱炉内、あるいは薬液にさらされる場所やガラスの切断または検査装置ならびに検査後の修正のためのレーザーリペアなどでのボールトランスファユニット１２の使用を企図した場合、これらの物性や被搬送物に対する異物の付着特性ならびに製造コストなどを考慮に入れて総合的に判断すると、ＰＩまたはＰＥＥＫまたはＰＢＩにてボールトランスファユニット１２全体を形成することが現時点において最も好ましいと思われる。
ボールトランスファユニット１２を構成する本体１３，小ボール１４，大ボール１５，カバー１６をすべて同材質のものに統一した場合、異物に対する洗浄処理を簡略化させることができる利点がある。また、相互に接触状態にある本体１３と小ボール１４と大ボール１５とを同じ材質のものに統一した方が静止摩擦抵抗を最小化できる可能性が高い。しかしながら、小ボール１４をＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４２０ｊ２，ＳＵＳ４４０Ｃまたは湿式表面処理されたＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼にて形成しても、その金属粉などが被搬送物に付着しないか、付着したとしても後工程の洗浄作業で問題なく除去できることも判明した。
産業上の利用の可能性
本発明は、金属粉や後工程での洗浄が困難な異物の付着を嫌うクリーンルームなどで搬送される板状の被搬送物を支持し、その容易な位置調整を可能とするボールテーブルとして利用することができる。
【図１】
2005003001.tif 000003
【図２】
2005003001.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月1日(2005.2.1)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハおよびフラットパネルディスプレィ製造用基板ガラスを含む被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するためのボールトランスファユニットであって、
半球状に窪む座面を有し、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香族ポリアミド樹脂の何れかにて形成された本体と、
この本体の前記座面にそれぞれ転動自在に当接し、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香族ポリアミド樹脂，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素，ステンレス鋼の何れかにて形成された複数の小ボールと、
これら複数の小ボールに転動自在に当接し、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香族ポリアミド樹脂の何れかにて形成された１個の大ボールと、
前記本体に取り付けられて前記大ボールを保持すると共にこの大ボールと前記本体の座面との間に前記小ボールを保持するカバーと
を具えたことを特徴とするボールトランスファユニット。
【請求項２】
前記本体および前記小ボールおよび前記大ボールのロックウェル硬さＨＲＲがそれぞれ７５以上であることを特徴とする請求項１に記載のボールトランスファユニット。
【請求項３】
ＡＳＴＭ  Ｄ６４８試験による前記本体および前記小ボールおよび前記大ボールの熱変形温度がそれぞれ１２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のボールトランスファユニット。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
単一の材料にて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項６】
単一の材料がＰＢＩか、ＰＥＥＫか、またはＰＩであることを特徴とする請求項５に記載のボールトランスファユニット。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記本体はその外周面に形成された環状溝をさらに有し、前記カバーは前記本体の外周面を囲むように嵌合する筒部と、この筒部の下端部内周に形成されて前記環状溝内に係止し得る径方向に弾性変形可能な環状の係止部とを有し、この係止部の内径が前記本体の外径よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項９】
前記本体を貫通し、一端が前記座面に開口する連通孔をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のボールトランスファユニット。
【請求項１０】
半導体ウェハおよびフラットパネルディスプレィ製造用基板ガラスを含む被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するためのボールテーブルであって、
請求項１から請求項９の何れかに記載の複数個のボールトランスファユニットと、
これらボールトランスファユニットが所定間隔で固定された支持部材と
を具えたことを特徴とするボールテーブル。
【手続補正００２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【発明の開示】
本発明の目的は、被搬送物の表面に損傷を与えたりせず、被搬送物自体に欠陥を招いたりせず、あるいは後工程での洗浄作業でも除去し得ないような異物の発生がないボールトランファユニットおよびこれを用いたボールテーブルを提供することにある。
この目的を達成する本発明の第１の形態は、半導体ウェハおよびフラットパネルディスプレィ製造用基板ガラスを含む被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するためのボールトランスファユニットであって、半球状に窪む座面を有し、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香族ポリアミド樹脂（アラミド樹脂）の何れかにて形成された本体と、この本体の前記座面にそれぞれ転動自在に当接し、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香族ポリアミド樹脂，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素，ステンレス鋼の何れかにて形成された複数の小ボールと、これら複数の小ボールに転動自在に当接し、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香族ポリアミド樹脂の何れかにて形成された１個の大ボールと、前記本体に取り付けられて前記大ボールを保持すると共にこの大ボールと前記本体の座面との間に前記小ボールを保持するカバーとを具えたことを特徴とするものである。
本発明においては、大ボールの上に搭載された被搬送物に外力が加えられると、被搬送物の変位に伴って大ボールが転動すると共に大ボールを支持する小ボールも本体の座面に対して転動し、被搬送物の移動に対する摩擦抵抗を最小限に抑える。
本発明のボールトランスファユニットによると、少なくとも本体および大ボールをＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂の何れかにて形成したので、大ボールの上に搭載される被搬送物の移動に対する摩擦抵抗を最小限に抑え、被搬送物を小さな外力で変位させることができる。この場合、大ボールや小ボールの回転に


【手続補正００３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
の座面の変形が抑制され、静止状態から被搬送物を移動させる場合の摩擦抵抗を最小限に抑えて被搬送物を極めて円滑に移動させることができる。
上述したＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂は、すべてロックウェル硬さＨＲＲが７５以上であって、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８試験による熱変形温度がそれぞれ１２０℃以上である。なお、酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素は、これらの樹脂よりも硬さおよび耐熱性がさらに優れていることは当然である。
小ボールをステンレス鋼にて形成する場合には、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４２０ｊ２，ＳＵＳ４４０Ｃまたは湿式表面処理（化学研磨ならびに表面洗浄）されたＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６などを採用することができる。
小ボールを上述したような本体または大ボールと同じ材料にて形成した場合には、ボールトランスファユニットから摩耗による金属粉が全く発生しないため、特に半導体ウェハの処理やフラットパネルディスプレィの製造における悪影響を未然に防止することができる。
ボールトランスファユニットを単一の材料にて形成するようにしてもよく、これによって異物の処理をより簡略化させることができる。また、単一の材料としてＰＢＩ，ＰＥＥＫ，ＰＩの何れかを選択することにより、液晶パネル用基板ガラスに対する前処理装置、例えば露光装置，プラズマドライエッチャ，スパッタリング装置などにおける真空チャンバ内や加熱炉内、あるいは薬液にさらされる場所やガラスの切断または検査装置ならびに検査後の修正のためのレーザーリペアなどでのボールトランスファユニットの使用に際して特に良好な結果をもたらす。


【手続補正００４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
その開口部分の内径を小ボールの半径よりも小さく設定することが好ましい。
本体を貫通し、一端が座面に開口する連通孔を具えた場合、特に真空チャンバ内でボールトランスファユニットを使用する場合、連通孔の存在によってボールトランスファユニット内の脱気を容易かつ迅速に行うことが可能となる。また、被搬送物の洗浄に伴ってボールトランスファユニット内に流入する洗浄液も連通孔を介して容易に外部に排出させることができる。
本体を固定するための雌ねじ筒や雄ねじ部、あるいは取り付けフランジなどの締結部をこの本体に一体的に形成することができる。
本発明の第２の形態は、半導体ウェハおよびフラットパネルディスプレィ製造用基板ガラスを含む被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するためのボールテーブルであって、本発明の第１の形態による複数個のボールトランスファユニットと、これらボールトランスファユニットが所定間隔で固定された支持部材とを具えたことを特徴とするものである。
本発明においては、ボールトランスファユニットを介して支持部材の上に載せられた被搬送物に支持部材の表面と平行な外力が加えられると、被搬送物の変位に伴って個々のボールトランスファユニットの大ボールがそれぞれ転動すると共にこれら大ボールを支持する小ボールも各本体の座面に対して転動し、被搬送物の移動に対する摩擦抵抗が最小限に抑えられる。
本発明のボールテーブルによると、本発明による複数個のボールトランスファユニットと、これらボールトランスファユニットが所定間隔で固定された支持部材とを具えているので、個々のボールトランスファユニットに跨がって支持部材の上に搭載される被搬送物の移動に対する摩擦抵抗を最小限に抑え、被搬送物を小さな外力で支持部材の上で変位させることができる。この場合、大ボールや小ボールの回転に伴ってこれらの摩耗粉塵が発生しにくく、これが発生して被搬送物に痕跡となって付着したとして


【手続補正００５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
も容易に洗浄することができるので、特に半導体ウェハやフラットパネルディスプレィ用ガラス基板の処理を行う際にボールテーブルを使用することによる悪影響を未然に防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明によるボールテーブルの一実施例の外観を抽出して破断状態で表す投影図である。
図２は、図１に示したボールテーブルに組み込まれる本発明によるボールトランスファユニットの一実施例の内部構造を表す一部破断断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明によるボールテーブルをフラットパネルディスプレィ用ガラス基板の位置決めテーブルとして応用した一実施例について、その主要部の外観を表す図１および個々のボールトランスファユニットの内部構造を破断状態で表す図２を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例のみに限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
本実施例におけるボールテーブルの主要部の外観を図１に示し、このボールテーブルに組み込まれたボールトランスファユニットの断面構造を図２に示す。すなわち、表面に無電解ニッケルメッキ処理を施したＳＵＳ３０４などで形成される本発明における支持部材としての定盤１１の表面には、所定間隔で図示しない雌ねじ穴が形成されている。各雌ねじ穴には、ボールトランスファユニット１２の本体１３中央部から下向きに突出する


【手続補正００６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
３ｆ内に嵌まって本体１３からカバー１６が抜け外れないようになる。本実施例では、本体１３の外径よりも小径の係止部１６ｂが本体１３の外周面に乗り上げるのを容易にするため、本体１３の外周の上端部には、外径が係止部１６ｂの内径よりも小さく先細りとなったテーパ部１３ｈが形成され、さらにこのテーパ部１３ｈとカバー１６の内壁とで囲まれた空隙１７に対する通気用の切欠き１３ｉが本体１３の上端面の一部に形成されている。
このようなスナップ止め機構を本体１３とカバー１６とに形成したことにより、カバー１６を本体１３に固定する際に接着剤やねじなどの独立した固定部材を必要とせず、より信頼性の高いものにすることが可能である。
なお、定盤１１の表面から個々のボールトランスファユニット１２の上端までの高さは、本体１３を定盤１１に固定する際に定盤１１と本体１３との間に適当な厚さのシム（図示せず）を介装することにより、適切に調整することができる。
上述した実施例では、ボールトランスファユニット１２全体をＰＩにて形成したが、ＰＡＩ，ＰＢＩ，ＰＣＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＩ，ＰＰＳ，メラミン樹脂，芳香属ポリアミド樹脂の何れかにて形成する。但し、液晶パネル用基板ガラスに対する前処理装置、例えば露光装置，プラズマドライエッチャ，スパッタリング装置などにおける真空チャンバ内や加熱炉内、あるいは薬液にさらされる場所やガラスの切断または検査装置ならびに検査後の修正のためのレーザーリペアなどでのボールトランスファユニット１２の使用を企図した場合、これらの物性や被搬送物に対する異物の付着特性ならびに製造コストなどを考慮に入れて総合的に判断すると、ＰＩまたはＰＥＥＫまたはＰＢＩにてボールトランスファユニット１２全体を形成することが現時点において最も好ましいと思われる。


【手続補正００７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ボールトランスファユニット１２を構成する本体１３，小ボール１４，大ボール１５，カバー１６をすべて同材質のものに統一した場合、異物に対する洗浄処理を簡略化させることができる利点がある。また、相互に接触状態にある本体１３と小ボール１４と大ボール１５とを同じ材質のものに統一した方が静止摩擦抵抗を最小化できる可能性が高い。しかしながら、小ボール１４を酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，窒化ケイ素にて形成したり、あるいはＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４２０ｊ２，ＳＵＳ４４０Ｃまたは湿式表面処理されたＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼にて形成しても、その金属粉などが被搬送物に付着しないか、付着したとしても後工程の洗浄作業で問題なく除去できることも判明した。
産業上の利用の可能性
本発明は、金属粉や後工程での洗浄が困難な異物の付着を嫌うクリーンルームなどで搬送される板状の被搬送物を支持し、その容易な位置調整を可能とするボールテーブルとして利用することができる。




【国際調査報告】
2005003001.tif 000005
2005003001.tif 000006
2005003001.tif 000007
2005003001.tif 000008