(57)【要約】  接触式真空シール部を冷却し、真空シールが耐熱温度を超えることがないようにし、気密保持された搬送室内に大気が漏れるという不具合が発生しないようにした基板搬送用ロボットを提供する。  真空環境下にアーム群が収容される基板搬送用ロボットの駆動装置において、アーム（４０）群を回転駆動させる駆動装置（１）が大気側と真空側に跨って配置されるとともに大気側で駆動されるようになっており、駆動装置は固定部材と出力部材との間に接触式真空シール（３０）が設けられ、更に、固定部材と出力部材との間で、接触式真空シールの大気側にオイルシール（２１）が備えられており、固定部材と出力部材との間で、接触式真空シールとオイルシールとによって環状空間（５０）が形成されており、大気側から環状空間への冷却循環通路の供給口（５１）および環状空間から大気側への冷却循環通路の排出口（５２）がそれぞれ固定部材に形成されている。
2007080986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空環境下にアーム群が収容される基板搬送用ロボットの駆動装置において、前記アーム群を回転駆動させる駆動装置が大気側と真空側に跨って配置されるとともに、大気側で駆動されるようになっており、該駆動装置は固定部材と出力部材との間に真空シールが設けられ、更に、該固定部材と該出力部材との間で、該真空シールの大気側にオイルシールが備えられており、該固定部材と該出力部材との間で、前記真空シールと前記オイルシールとによって環状空間が形成されており、大気側から該環状空間への冷却循環通路の供給口および該環状空間から大気側への冷却循環通路の排出口がそれぞれ前記固定部材に形成されている冷却循環通路を備えた基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項２】
駆動モータと、ハウジングの内周側に前記真空シールを介して接触した状態で収容される出力伝達軸と、前記駆動モータの出力回転を減速して前記出力伝達軸に伝達する減速機とを更に備え、前記減速機は、外歯歯車部材と、前記外歯歯車部材の孔に挿入される、複数のカム軸と、その内周が前記外歯歯車部材の外周と噛み合う内歯歯車部材とを備える請求項１に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項３】
前記固定部材は、前記ハウジングと前記内歯歯車部材とが一体的に結合されてなり、前記出力部材は、前記出力伝達軸を含む請求項２に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項４】
前記オイルシールに対向してさらにオイルシールを設けた請求項４に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項５】
前記真空シールは、前記出力部材の外周に接触する主リップと、主リップに接触力を付与する弾性部材と、嵌め合い部を有する請求項１に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項６】
真空環境下にアーム群が収容される基板搬送用ロボットの駆動装置において、前記アーム群を回転駆動させる駆動装置が大気側と真空側に跨って配置されるとともに、大気側で駆動されるようになっており、該駆動装置は固定部材と出力部材との間に真空シールが設けられ、更に、該固定部材と該出力部材との間で、該真空シールの大気側にオイルシールが備えられており、該固定部材と出力部材との間で、真空シールとオイルシールによって形成された環状空間を二分するシールが更に設けられ、二分された一方側の環状空間への大気側からの冷却循環通路の供給口および二分された他方側の環状空間から大気側への冷却循環通路の排出口がそれぞれ前記固定部材に設けられ、二分された一方側の環状空間とつながる回転供給通路および二分された他方側の環状空間とつながる回転排出通路が前記出力部材に設けられ、該回転供給通路と該回転排出通路がアーム部材に開放されて該アーム部材を冷却することを特徴とする冷却循環通路を備えた基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項７】
前記一方側の環状空間が真空側の環状空間であり、前記他方側の環状空間が大気側の環状空間であることを特徴とする請求項６に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項８】
駆動モータと、ハウジングの内周側に前記真空シールを介して接触した状態で収容される出力伝達軸と、前記駆動モータの出力回転を減速して前記出力伝達軸に伝達する減速機とを更に備え、前記減速機は、外歯歯車部材と、前記外歯歯車部材の孔に挿入される、カム軸と、その内周が前記外歯歯車部材の外周と噛み合う内歯歯車部材とを備える請求項６に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項９】
前記固定部材は、前記ハウジングと前記内歯歯車部材とが一体的に結合されてなり、前記出力部材は、前記出力伝達軸を含む請求項８に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【請求項１０】
前記真空シールは、前記出力部材の外周に接触する主リップと、主リップに接触力を付与する弾性部材と、嵌め合い部を有する請求項６に記載の基板搬送用ロボットの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送用ロボットに関し、より詳しくは、半導体ウエハや液晶基板等の被処理体を真空環境下で製造する製造装置において、冷却循環通路を備えた基板搬送用ロボットの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶基板等の被処理体をそれぞれの処理室へ搬送するために、処理室と連設される搬送室に搬送ロボットが使用されている。半導体ウエハや液晶基板等の被処理体は、パーティクルを嫌い精巧な処理を必要とする。このため、搬送ロボットは真空環境下で使用される。また、真空環境下においてパーティクルが発生することがないように搬送ロボットのメンテナンスが行なわれる。【０００３】
従来の搬送ロボットに使用される駆動装置としては、搬送室の隔壁に軸受ハウジングを設け、軸受ハウジングに２つの軸受を介して回転入力軸を回転自在に設け、回転入力軸は２つの軸受の間に設けられた磁性流体シールによって気密にシールされ、これらによってシールユニットを構成している。さらに、回転入力軸の下端には減速機を介して駆動モータを連結している（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、搬送ロボットのその他の駆動装置としては、モータステー夕とモータロー夕との間を金属隔壁によって密封機能を備えた真空駆動装置が広く一般的に使用されている（例えば、特許文献２参照）。【０００５】
しかしながら、特許文献１のような従来の真空環境下で使用する駆動装置では、真空状態の気密性能を確保するためには磁性流体シールを複数個直列に配置する必要があるため、構造が複雑となり大型化しさらに高価となる。また、磁性流体シールは、特殊な流体を使用するためエンドユーザでのメンテナンスは不可能であり、真空中に磁性流体のミストが常時放出されるため搬送室が汚れるという問題があった。【０００６】
また、特許文献２のようなモータステー夕とモータロー夕との間を金属隔壁によって密封機能を備えた真空駆動装置では、気密性能は良いが外部負荷が作用する出力回動部材を回転支持するための軸受を真空中に配置せざるを得ない。このため、高価な真空用軸受が必要となり、真空に晒される面積が大きくなり真空を引くためのランニングコストが高くなって駆動装置が高価となっていた。更にまた、出力が大きなトルク伝達を必要とする場合は、ダイレクトドライブモータ自体が減速機と比較して大型化する問題があった。  【０００７】
このような特許文献１または２に開示された従来技術の問題点を解決するべく、特許文献３には、半導体ウエハや液晶基板等の被処理体を真空環境下で製造する製造装置の駆動部として使用することができ、小型且つ安価でメンテナンス性に優れた真空用歯車装置を提供することが開示されている。【０００８】
特許文献３の真空用歯車装置によれば、真空環境下で使用する真空用歯車装置の固定部材と出力部材との間に接触式真空シールを設けたことを特徴とする。このような構成にすることにより、真空環境下で使用する駆動装置を小型とすることができる。また、真空シールは真空用歯車装置の固定部材と出力部材の芯にならって配置できるため、従来のシールユニットと減速機との芯出し作業が不要になりメンテナンス性が向上する。
【特許文献１】特開平６−２８５７８０号公報
【特許文献２】特許登録第２７６１４３８号公報
【特許文献３】特開２００４−８４９２０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献３に開示された真空用歯車装置は、半導体ウエハ、液晶ガラス基板等の薄型基板を搬送するロボットの駆動装置であり、搬送ロボットは、気密保持されたトランスチャンバ内に配置され、隣接したプロセスチャンバへの薄型基板の受け渡しを行う。      【００１０】
この場合に、ＣＶＤやＰＶＤ等の１００℃以上の高温環境で操作されるプロセスでは、高温処理された薄型基板からロボットアームに熱が伝搬され、駆動装置の接触式真空シール部まで高温となって、真空シールの耐熱温度を超えることがある。その結果、気密保持されたトランスチャンバ内に大気が漏れるという不具合が発生する間題があった。【００１１】
本発明は、基板搬送用ロボットの駆動装置の接触式真空シール部を冷却し、更に必要に応じてロボットアームを冷却し、真空シールが耐熱温度を超えることがないようにし、気密保持されたトランスチャンバ内に大気が漏れるという不具合が発生しないようにした基板搬送用ロボットの駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明においては、上記の目的を、真空環境下にアーム群が収容される基板搬送用ロボットの駆動装置において、前記アーム群を回転駆動させる駆動装置が大気側と真空側に跨って配置されるとともに、大気側で駆動されるようになっており、該駆動装置は固定部材と出力部材との間に真空シールが設けられ、更に、該固定部材と該出力部材との間で、該真空シールの大気側にオイルシールが備えられており、該固定部材と該出力部材との間で、前記真空シールと前記オイルシールとによって環状空間が形成されており、大気側から該環状空間への冷却循環通路の供給口および該環状空間から大気側への冷却循環通路の排出口がそれぞれ前記固定部材に形成されていることを特徴とする冷却循環通路を備えた基板搬送用ロボットの駆動装置により達成する。【００１３】
更に本発明においては、上記の目的を、真空環境下にアーム群が収容される基板搬送用ロボットの駆動装置において、前記アーム群を回転駆動させる駆動装置が大気側と真空側に跨って配置されるとともに、大気側で駆動されるようになっており、該駆動装置は固定部材と出力部材との間に接触式真空シールが設けられ、更に、該固定部材と該出力部材との間で、該接触式真空シールの大気側にオイルシールが備えられており、該固定部材と出力部材との間で、接触式真空シールとオイルシールによって形成された環状空間を二分するシールが更に設けられ、二分された一方側の環状空間への大気側からの冷却循環通路の供給口および二分された他方側の環状空間から大気側への冷却循環通路の排出口がそれぞれ前記固定部材に設けられ、二分された一方側の環状空間とつながる回転供給通路および二分された他方側の環状空間とつながる回転排出通路が前記出力部材に設けられ、該回転供給通路と該回転排出通路がアーム部材に開放されて該アーム部材を冷却することを特徴とする冷却循環通路を備えた基板搬送用ロボットの駆動装置により達成する。  【００１４】
この場合に、前記一方側の環状空間が真空側の環状空間であり、前記他方側の環状空間が大気側の環状空間であることが好ましい。
さらに本発明の基板搬送用ロボットの駆動装置において、駆動モータと、ハウジングの内周側に真空シールを介して接触した状態で収容される出力伝達軸と、駆動モータの出力回転を減速して出力伝達軸に伝達する減速機とを更に備えることが好ましく、減速機は、外歯歯車部材と、外歯歯車部材の孔に挿入される、複数のカム軸と、その内周が外歯歯車部材の外周と噛み合う内歯歯車部材とを備えた偏心揺動型減速機であることが好ましい。  また、本発明の固定部材は、ハウジングと内歯歯車部材とが一体的に結合されてなり、出力部材は、出力伝達軸を含む構成とすることが好ましい。
さらに、固定部材と出力部材との間で、真空シールの大気側のオイルシールに対向してさらにオイルシールを設けることも可能である。
本発明の真空シールは、出力部材の外周に接触する主リップと、主リップに接触力を付与する弾性部材と、嵌め合い部を有する接触式真空シールとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板搬送用ロボットの駆動装置の真空シールの冷却、更に必要に応じて真空環境下のアーム部材の冷却を効率よく行なうことができる。これにより、真空シールが耐熱温度を超えることがないようにし、気密保持された搬送室内に大気が漏れるという不具合が発生しないようにした基板搬送用ロボットの駆動装置が提供される。【００１６】
なお、本発明におけるアーム部材としては、軸受、歯車、ベルト、ガイド等の熱によって、ロボットの移動軌跡精度が低下したり、各部品（軸受、歯車、ベルト、ガイド等）の寿命が低下する部品が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例の駆動部の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の駆動部の断面図である。
【図３】第２実施例に用いられている真空用歯車装置１′の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第１実施例］
以下、本発明の実施例を図示した図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例の駆動部の断面図である。半導体ウエハや液晶基板等の被処理体を真空環境下で製造する製造装置の駆動装置として使用する真空用歯車装置１が、真空容器からなる搬送室の隔壁２に０リングなどのシール手段を介して密封状に取り付けられている。【００１９】
真空用歯車装置１の入力側１ａには駆動モータ３が設けられており、駆動モータ３の出力回転が真空用歯車装置１を介して出力されるようになっている。本発明においては、駆動モータは大気環境下に置かれている。【００２０】
真空用歯車装置１は、クランク部１１ａ、１１ｂを有するカム軸１１と、クランク部１１ａ、１１ｂを収容する孔を備え、カム軸１１の回転によって偏心運動する２枚の外歯歯車部材１２と、外歯歯車部材１２の外周面に形成された外歯に噛み合い、外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材１３と、外歯歯車部材１２の両側端に位置し、カム軸１１の両端をころ軸受を介して回転自在に支持する支持部材１４とからなる偏心揺動型真空用歯車装置であり、大気環境下で真空環境側に配設されている。【００２１】
駆動モータ３の出力回転は、駆動モータ３の出力回転軸に取り付けた入力歯車１５を通して、入力歯車１５より歯数の多い伝達歯車１６に伝えられ、伝達歯車１６に取り付けられたカム軸１１を減速回転させる。【００２２】
カム軸１１は入力歯車１５の外周部に複数個（本実施例では、３個）等配的に配置されている。クランク部１１ａ、１１ｂはカム軸１１に一体的に形成されており、それぞれが１８０度の偏心位相となっている。クランク部１１ａ、１１ｂにはニードル軸受が取り付けられ、外歯歯車部材１２の孔に挿入される。【００２３】
外歯歯車部材１２の外周にはペリトロコイド歯形が形成されており、内歯歯車部材１３の内周で等配的に形成された複数の半円状の溝に保持されるピン（内歯）に噛み合う。        【００２４】
内歯歯車部材１３の内部には支持部材１４が位置し、支持部材１４は、外歯歯車部材１２のカム軸１１用孔の間に形成された貫通孔に遊嵌される柱部１７と、柱部１７の両端に一対の円板１８、１９とを有し、カム軸１１の両端を回転自在に支持する。一対の円板１８、１９の外周には、一対の主軸受２０が設けられ内歯歯車部材１３に対して支持部材１４を回転可能に支持するようになっている。【００２５】
主軸受２０はアンギュラ玉軸受であり、装着時に予圧を与えることによって剛性を増すようになっている。また、内歯歯車部材１３と一方の円板１８の間にはオイルシール２１が設けられ、真空用歯車装置１内の潤滑剤を封止するようにしている。【００２６】
ハウジング２２は内歯歯車部材１３と一体的に結合されており、固定部材となっている。また、出力伝達軸２３は支持部材１４に一体的に取付けられ、出力部材となって真空環境下で操作される搬送ロボットのアーム４０等の取付け部を有している。【００２７】
ハウジング２２と出力伝達軸２３との間には、真空シール３０が設けられている。真空シール３０は、出力伝達軸２３の外周に接触する主リップと、主リップに接触力を付与する弾性部材と、嵌め合い部を有する接触式真空シールである。出力伝達軸２３と主リップとの接触部は真空グリースによって潤滑される。真空シール３０は、嵌め合い部がケーシング３１に保持され、真空シール３０の取り付け、取り外しのメンテナンスが容易に行なえるようになっている。また、ハウジング２２の開口端部には、ラビリンスシール機構３２が設けられている。【００２８】
以上のように、駆動装置は固定部材と出力部材との間に真空シール３０が設けられ、更に、該固定部材と該出力部材との間で、真空シール３０の大気側にオイルシール２１が備えられている。これにより、固定部材と出力部材との間で、真空シール３０とオイルシール２１とによって環状空間５０が形成されている。【００２９】
更に、大気側から環状空間５０への冷却循環通路の供給口５１が固定部材に形成されている。また、環状空間５０から大気側への冷却循環通路の排出口５２が固定部材に形成されている。これにより、大気側から冷却循環通路の供給口５１を経て環状空間５０へ供給された冷却流体により真空シール３０およびオイルシール２１が冷却され、冷却後の冷却流体は冷却循環通路の排出口５２を経て環状空間５０から大気側へ排出される。【００３０】
このように、本発明によれば、基板搬送用ロボットの駆動装置の真空シールの冷却を効率よく行なうことができる。これにより、真空シールが耐熱温度を超えることがないようにし、気密保持された搬送室内に大気が漏れるという不具合が発生しないようにした基板搬送用ロボットの駆動装置が提供される。
［第２実施例］
次に図２を参照して本発明の第２実施例を詳細に説明する。図２は本発明の第２実施例の駆動部の断面図である。半導体ウエハや液晶基板等の被処理体を真空環境下で製造する製造装置の駆動装置として使用する真空用歯車装置１が、第１実施例と同様に真空容器からなる搬送室の隔壁２に０リングなどのシール手段を介して密封状に取り付けられている。【００３１】
真空用歯車装置１の入力側には３台（図２においては１台は図示せず）の駆動モータ３、３が設けられており、駆動モータ３の出力回転が真空用歯車装置１を介して個別に搬送室内のアーム４０、４０へ出力されるようになっている。本発明においては、駆動モータ３、３は大気環境下に置かれている。【００３２】
この実施例における真空用歯車装置１は、第１実施例と同様に、クランク部１１ａ、１１ｂを有するカム軸１１と、クランク部１１ａ、１１ｂを収容する孔を備え、カム軸１１の回転によって偏心運動する２枚の外歯歯車部材１２と、外歯歯車部材１２の外周面に形成された外歯に噛み合い、外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材１３と、外歯歯車部材１２の両側端に位置し、カム軸１１の両端をころ軸受を介して回転自在に支持する支持部材１４とからなる偏心揺動型真空用歯車装置であり、支持部材１４は、外歯歯車部材１２のカム軸１１用孔の間に形成された貫通孔に遊嵌される柱部１７と、柱部１７の両端に一対の円板１８、１９とを有し、一対の円板１８、１９の外周には、一対の主軸受２０が設けられ内歯歯車部材１３に対して支持部材１４を回転可能に支持しているが、図２においては真空用歯車装置１の内部構造の詳細の図示を省略している。偏心揺動型真空用歯車装置１は、大気環境下で真空環境側に配設されている。【００３３】
図示しない駆動モータの出力回転は、第１実施例と同様に、駆動モータ３の出力回転が入力歯車１５に伝達され、更に伝達歯車１６に伝えられ、伝達歯車１６に取り付けられたカム軸１１を減速回転させる。【００３４】
図２においては図示を省略しているが、第１実施例と同様に、カム軸１１は入力歯車１５の外周部に複数個（本実施例では、３個）等配的に配置されている。クランク部１１ａ、１１ｂはカム軸１１に一体的に形成されており、それぞれが１８０度の偏心位相となっている。クランク部１１ａ、１１ｂにはニードル軸受が取り付けられ、外歯歯車部材１２の孔に挿入される。【００３５】
主軸受２０はアンギュラ玉軸受であり、装着時に予圧を与えることによって剛性を増すようになっている。また、内歯歯車部材１３と一方の円板１８の間にはオイルシール２１が設けられ、真空用歯車装置１内の潤滑剤を封止するようにしている。【００３６】
ハウジング２２は内歯歯車部材１３と一体的に結合されており、固定部材となっている。また、出力伝達軸２３はアダプタ２４を介して支持部材１４に一体的に取付けられ、出力部材となって真空環境下で操作される搬送ロボットのアーム４０等の取付け部を有している。【００３７】
ハウジング２２と出力伝達軸２３との間には、真空シール３０が設けられている。真空シール３０は、出力伝達軸２３の外周に接触する主リップと、主リップに接触力を付与する弾性部材と、嵌め合い部を有する接触式真空シールである。真空シール３０は、嵌め合い部がケーシング３１に保持され、真空シール３０の取り付け、取り外しのメンテナンスが容易に行なえるようになっている。【００３８】
以上のように、駆動装置は固定部材と出力部材との間に真空シール３０が設けられ、更に、固定部材と出力部材との間で、真空シール３０の大気側にオイルシール２１が備えられている。固定部材と出力部材との間で、接触式真空シール３０とオイルシール２１によって形成された環状空間５０をその軸方向に二分するシール４５が更に設けられ、二分された真空側の環状空間５０への大気側からの冷却循環通路の供給口５１および二分された大気側の環状空間から大気側への冷却循環通路の排出口５２がそれぞれ固定部材に設けられる。また、二分された真空側の環状空間とつながる回転供給通路５３および二分された大気側の環状空間とつながる回転排出通路５４が出力部材に設けられ、破線で示す通路５５を介して回転供給通路５３と回転排出通路５４がアーム部材４０、４０の駆動部としての真空用歯車装置１′に伝えられてアーム部材４０、４０も冷却するようになっている。【００３９】
次に図３を参照して、真空用歯車装置１′を詳細に説明する。なお、図３に示す真空用歯車装置１′の構造は図１に示した真空用歯車装置１と同様なため、図１と同一の部品に同一引用符号を付し、その説明を省略する。【００４０】
真空用歯車装置１′、１′へは、図２に示した２つの駆動モータ３、３から、動力が伝達される。すなわち、図２に示した真空用歯車装置１の中央には、中空軸６１とその中空軸を貫通する中実軸６２の組み合わせからなる伝達軸装置が貫通しており、右側の駆動モータ３の動力は中空軸６１を介して右側の真空用歯車装置１′へ伝達され、一方、左側の駆動モータ３の動力は中実軸６２を介して左側の真空用歯車装置１′へ伝達される。【００４１】
図３に示した真空用歯車装置１′においては、オイルシール２１に対向してオイルシール２５を設けて、環状空間５０の圧力が大きくなった場合に冷却流体が真空用歯車装置内に入ることを防止する用にしている点で、図１に示した真空用歯車装置１と相違している。また、図１に示す真空用歯車装置１において、環状空間５０の圧力が問題となる場合には、オイルシール２１を耐圧用オイルシールとすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
このように、本発明によれば、基板搬送用ロボットの駆動装置の真空シールの冷却および真空環境下のアーム部材の冷却を効率よく行なうことができる。これにより、真空シールが耐熱温度を超えることがないようにし、気密保持された搬送室内に大気が漏れるという不具合が発生しないようにした基板搬送用ロボットの駆動装置が提供される。また、アーム部材の冷却により、軸受、歯車、ベルト、ガイド等の各部品の熱による寿命低下を防止できる。
【図１】
2007080986.tif 000003
【図２】
2007080986.tif 000004
【図３】
2007080986.tif 000005
【国際調査報告】
2007080986.tif 000006
2007080986.tif 000007
2007080986.tif 000008
2007080986.tif 000009