JP2004092871A - Rotary drive mechanism and carrier device of workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体製造装置等に用いられる被処理体の搬送装置及びこれに用いる回転駆動機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、半導体製造装置の真空処理室内に半導体ウエハ等の被処理体を搬入し、減圧雰囲気下でその処理を行う工程が多く用いられている。
このように減圧雰囲気下で被処理体に処理を施す半導体製造装置では、半導体ウエハ等の被処理体を真空処理室内に搬入・搬出する毎に、真空処理室内を常圧に戻すと、再び真空処理室内を減圧して処理を開始するまでに多くの時間を要し、スループット(throughput:単位時間内に処理できるワーク数量)の低下を招くことになる。このため、真空処理室に隣接して、その内部の容積が真空処理室よりも少ない予備真空室いわゆるロードロック室を設けたものが多い。
【0003】
例えば、減圧雰囲気下で被処理物の処理を行う従来の半導体製造装置(例えばエッチング装置等)では、この装置の真空処理室に隣接してロードロック室を設け、このロードロック室を介して半導体ウエハ等の被処理体を真空処理室に対して搬送装置により搬入・搬出させる。このようにして真空処理室内を常圧に戻すことなく半導体ウエハ等の被処理体を真空処理室に搬入・搬出するようにして、半導体製造装置全体のスループットの向上を図っている。
【0004】
上記被処理体を搬送する従来の搬送装置は、一般的に多関節アーム方式になっており、例えば複数のアーム部をそれぞれ屈曲可能に直列に接続し、それらの間に動力を伝達してアーム部全体を伸縮させるようになっている。
この場合、ロードロック室や搬送室内などの真空側がパーティクル等に汚染されることを防止するために、上記搬送装置の駆動源は上記真空側に対して隔離された大気側に設定されており、この駆動源より真空側に設置された搬送機構に種々の方式を用いて回転力を伝達している。
例えば特表平8−506771号公報(特許文献1)や特開2000−69741号公報(特許文献2)等においては、真空側に設けられたロータと大気側に設けられたステータよりなるモータユニットを設けており、このロータの回転力で搬送機構のアーム部等の屈伸を行うようになっている。
また、特開平3−136776号公報(特許文献3)等においては磁気カップリング機構を用いて回転力を真空側に伝達しており、この回転力で搬送機構のアーム部等を屈伸させるようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特表平8−506771号公報(第4−5頁、第2図)
【特許文献2】
特開2000−69741号公報(第2−3頁、第5図)
【特許文献3】
特開平3−136776号公報(第4−5頁、第5図及び第6図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した搬送装置の駆動系にあっては、その駆動側と従動側(被駆動側)が機械的機構により連動していないため、搬送精度に関して位置保証や緊急停止に対して十分に対応することができなかったり、駆動トルクが十分でなかったり、また装置自体もかなり複雑化する、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、主としてボールネジ等の機械的機構を用いることにより構造が比較的簡単で、上記問題を解決し、且つ真空下において使用可能なシール性が高い完全な運動変換機構及び被処理体の搬送装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、真空側と大気側とを区画する区画壁に設けられて、前記真空側に配された回転部材を回転させるための回転駆動機構であって、前記真空側内を直線運動する移動体と、その一端部が前記移動体に接続され、その他端部が前記区画壁に接続された伸縮可能なシール部材と、前記移動体にその一端を連結させると共にその他端を前記シール部材を挿通して大気側に延びるように設けられた直線運動用の入力軸と、前記入力軸を進退させる駆動手段と、前記移動体に設けられ、この移動体の直線運動を回転運動に変換する直線・回転変換手段と、前記直線・回転変換手段に連結され、前記回転部材を回転させる出力軸とを備え、前記入力軸を進退させることにより前記回転部材を回転させることを特徴とする回転駆動機構である。
このようにシール部材と移動体とを直列的に接続し、移動体を大気側に延びる入力軸で直接運動させて、これを移動体に設けた直線・回転変換手段で出力軸に回転運動として伝達させることができる。
従って、構造が比較的簡単でシール性を高く維持することが可能となる。
【0008】
この場合、例えば請求項2に規定するように、前記直線・回転変換手段は機械的機構により構成される。
このように、機械的機構を採用しているので、緊急停止による位置ずれが生じないばかりか、位置(回転)精度が高く、しかも十分なトルクを得ることができる。
この場合、例えば請求項3に規定するように、前記直線・回転変換手段は、ボールネジよりなる。
この場合、例えば請求項4に規定するように、前記直線・回転変換手段は、ラックと、これに螺合されるピニオンよりなる。
この場合、例えば請求項5に規定するように、前記直線・回転変換手段は、プーリと、これに掛け渡されるタイミングベルトよりなる。
また、例えば請求項6に規定するように、更に、第2回転部材を回転させるために同様な構成の第2移動体と第2入力軸と第2駆動手段と第2直線・回転変換手段と第2出力軸とを備え、前記第2移動体は前記シール部材の途中に介装され、前記入力軸は前記第2移動体を貫通する。
【0009】
請求項7に係る発明は、真空側と大気側とを区画する区画壁に設けられて、前記真空側に配された回転部材を回転させるための回転駆動機構であって、真空側に配され、前記区画壁に軸受を介して回転可能に支持されたボールネジのナット部側と、一端部が前記ナット部側に連結され、他端部が前記回転部材に連結された出力軸と、大気側に配され、前記ボールネジのボール軸部側に連結されて直線運動をする入力軸と、前記入力軸を進退させる駆動手段と、前記入力軸をその内部に挿通させ、その一端部が前記ボール軸部側に接続され、その他端部が前記区画壁に接続された伸縮可能なシール部材とを備え、前記入力軸を進退させることにより前記回転部材を回転させることを特徴とする回転駆動機構である。
このように、ボールネジのナット部側を区画壁に軸受として設け、ボールネジのボール軸部側に入力軸を連結して真空側の気密性を維持しつつ入力軸を直線運動できるシール部材を設け、上記ナット部側に出力軸を連結するようにしたので、構造が比較的簡単でシール性を高くした状態で大気側の直線運動を真空側の回転運動に変換して伝達することが可能となる。
また、機械的機構を採用しているので、緊急停止による位置ずれが生じないばかりか、位置(回転)精度が高く、しかも十分なトルクを得ることができる。
【0010】
この場合、例えば請求項8に規定するように、前記区画壁は、前記真空側と大気側とを区画する他の固定ベース区画壁に対して伸縮可能になされた環状のシール部材を介して接近及び離間可能に設けられる。
これによれば、真空側の出力軸に対して回転運動に加えて上下方向への直線運動も伝達させることが可能となる。
【0011】
請求項9に係る発明は、真空側と大気側とを区画する区画壁に設けられて直線運動を回転運動に変換する回転駆動機構において、ボール軸部とこれに螺合されるナット部とよりなって直線状に配置された複数のボールネジと、伸縮可能になされて前記ボール軸部同士を互いに直列に接続する複数の環状のシール部材と、軸受を介して同軸同心状に互いに回転可能に支持されて前記各ナット部にそれぞれ連結されると共に、最外周に位置するものは軸受を介して前記区画壁に回転可能に支持される複数の回転筒と、前記ボールネジの内の最も大気側に位置するボールネジのボール軸部と前記区画壁との間を連結する環状のシール部材と、一端が前記それぞれのボール軸部に連結されると共に他端が前記環状のシール部材内に挿通されて大気側に延びて直線移動する複数の入力軸と、前記入力軸を進退させる駆動手段と、前記各回転筒に連結される複数の出力軸と、を備えたことを特徴とする回転駆動機構である。
このように、複数のボールネジのボール軸部同士をシール部材を介して直列に接続し、各ナット部に回転筒を連結して互いに軸受を介して同軸同心状に設け、各ボール軸部に大気側に延びる入力軸を連結し、各回転筒に出力軸を連結するようにしたので、構造が比較的簡単で、しかもシール性を高く維持しつつ大気側の入力軸の直線運動を真空側の出力軸に回転運動して伝達させることが可能となる。
また、機械的機構を採用しているので、緊急停止による位置ずれが生じないばかりか、位置(回転)精度が高く、しかも十分なトルクを得ることができる。
【0012】
この場合、例えば請求項10に規定するように、前記各入力軸は、同軸同心状になされて前記ボール軸部を貫通させて配置されている。
また、例えば請求項11に規定するように、前記ボールネジの数は2個である。
また、例えば請求項12に規定するように、前記ボールネジの数は3個である。
【0013】
請求項13に係る発明は、被処理体の搬送装置において、被処理体を保持し得ると共に屈伸可能になされた搬送アーム機構と、前記搬送アーム機構に連結された駆動機構とを有し、前記駆動機構は、真空側と大気側とを区画する区画壁に設けられて直線運動を回転運動に変換する回転駆動機構であって、前記回転駆動機構は、ボール軸部とこれに螺合されるナット部とよりなって直線状に配置された複数のボールネジと、伸縮可能になされて前記ボール軸部同士を互いに直列に接続する複数の環状のシール部材と、軸受を介して同軸同心状に互いに回転可能に支持されて前記各ナット部にそれぞれ連結されると共に、最外周に位置するものは軸受を介して前記区画壁に回転可能に支持される複数の回転筒と、前記ボールネジの内の最も大気側に位置するボールネジのボール軸部と前記区画壁との間を連結する環状のシール部材と、一端が前記それぞれのボール軸部に連結されると共に他端が前記環状のシール部材内に挿通されて大気側に延びて直線移動する複数の入力軸と、前記入力軸を進退させる駆動手段と、前記各回転筒に連結される複数の出力軸と、を備えたことを特徴とする被処理体の搬送装置である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る回転駆動機構及び被処理体の搬送装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
<第1実施例>
図1は本発明の回転駆動機構の第1実施例を示す断面図、図2は図1中の一部を示す拡大斜視図、図3は図1の出力軸に連結される搬送アーム機構の一例を示す平面図である。
まず、この第1実施例では直線・回転変換手段としてボールネジを2個用いた場合を例にとって説明する。
図1に示すように、この回転駆動機構2は、真空側(図中の上方)と大気側(図中の下方)とを分離区画する区画壁4の開口部6に取り付けられる。この区画壁4は、例えばクラスタツール型の真空処理装置の真空搬送室の底部や、半導体ウエハの搬送のために真空雰囲気と大気圧雰囲気とが交互に繰り返されるロードロック室の底部等を構成する。この場合、この区画壁4は固定状態となるので、固定ベース区画壁となる。
【0015】
まず、この回転駆動機構2の最外周は、上方が開口されると共に底部に挿通孔8が形成された円筒容器状の区画筒10よりなる。この区画筒10は真空側と大気側とを区画する区画壁としての機能を有す。この区画筒10の上端フランジ部10Aは、Oリング等のシール部12を介してネジ14により上記区画壁4に気密に接続固定されている。
そして、この区画筒10内に第1のボールネジ16と第2のボールネジ18とが、第1のボールネジ16を上方に位置させて上下に直線状に配置されている。ここで第1のボールネジ16は、有天井の円筒形状になされた第1の回転筒20に連結され、第2のボールネジ18は、上記第1の回転筒20の全体を囲むようにして同心状に配置された第2の回転筒22に連結されている。周知のように、一般的なボールネジは、円柱状のボール軸部と、これに螺合して回転しつつ軸方向へ相対的に移動するナット部とにより構成されており、本実施例では、第1のボールネジ16のナット部16Aはネジ24により上記第1の回転筒20の下端開口部に連結して固定されている。そして、この第1の回転筒20の外周とこの外側に配置された上記第2の回転筒22の内周との間には、軸受26が介在されており、回転自在に支持されている。
【0016】
また、第2のボールネジ18のナット部18Aはネジ29により上記第2の回転筒22の下端開口部に連結して固定されている。そして、この第2の回転筒22の外周とこの外側に配置された上記区画筒10の内周との間には、軸受28が介在されており、回転自在に支持されている。従って、上記第1及び第2の回転筒20、22はそれぞれ同軸同心状態で回転自在に支持されている。
一方、上記第1のボールネジ16のボール軸部16Bの下部には、下方向へ延びるようにして入力軸30が取り付けられており、この入力軸30は、上記第2のボールネジ18のボール軸部18Bの中心に形成された貫通孔32及び中空状の第2のボールネジ18の入力軸34内を同心同軸状に挿入され、区画筒10の挿通孔8を通過して大気側に延びている。図2には、この時のこの第1のボールネジ16のナット部16Aとボール軸部16Bとの螺合状態が示されている。
【0017】
また、第2のボールネジ18のボール軸部18Bの下部には、下方向へ延びるようにして上記中空状の入力軸34が取り付けられており、この入力軸34の下端は上記区画筒10の挿通孔8を通過して大気側に延びている。ここで各ボール軸部16B、18Bは、例えば上下方向へ移動する移動体となる。
そして、上記外側の入力軸34の下端には、連結板36が取り付けられている。この連結板36は、上記区画筒10に取り付け固定された、例えばリニアモータ等のようにその作動軸が直線状に出没移動できる駆動手段としての直線駆動モータ38に連結されており、上記入力軸34を所定のストロークだけ直線移動、ここでは上下方向へ直線移動できるようになっている。
【0018】
また、内側の入力軸30の下端にも連結板40が取り付けられ、この連結板40は上記他方の連結板36に取り付け固定された駆動手段としての直線駆動モータ42に連結されており、この入力軸30を所定のストロークだけ直線移動(上下移動)できるようになっている。
そして、上記第1及び第2のボールネジ16、18の両ボール軸部16B、18Bの間及び第2のボールネジ18のボール軸部18Bと区画筒10の底部との間にはそれぞれ環状の第1及び第2のシール部材として例えば第1及び第2のベローズ44、46が気密に取り付けられており、この内側に上記各入力軸30、34が挿通されることになる。これらのベローズ44、46は周知のように、薄い金属板を蛇腹状に形成することにより伸縮可能になされている。これにより、上記各入力軸30、34を真空側の気密性を維持しつ上下方向へ所定のストロークだけ移動できることになる。
【0019】
上記第1の回転筒20の天井部の中心には、これより上方の真空側へ延びるように第1の出力軸48が取り付け固定されると共に、第2の回転筒22の天井部の中心部には、これより上方の真空側へ延びるように第2の出力軸50が取り付け固定されている。この場合、第2の出力軸50は中空パイプ状に成形されており、この中を上記第1の出力軸48を挿通させて、両者は同軸同心状になされている。
このように形成された回転駆動機構(駆動機構)2は、例えば半導体ウエハを搬送するための回転部材としての搬送アーム機構に連結されることになり、上記各出力軸48、50が搬送アーム機構の各種の駆動軸となっている。これにより搬送装置が構成される。
【0020】
このような搬送アーム機構の一例は、図3に示されている。図3は特表平8−506771号公報等に開示されているような、いわゆるフロッグレグ型の搬送アーム機構52を示しており、これには旋回中心を中心として反対方向へ、いわば蛙の足のように屈伸できる2個の多関節アームを有しており、各多関節アームの両端に半導体ウエハWを保持するフォーク56A、56Bを設けている。そして、この多関節アームの2つの駆動アーム54A、54B(回転部材)の基端部の各駆動軸がそれぞれ第1の出力軸48及び第2の出力軸50となっている。そして、両出力軸48、50を同方向に同量回転させることにより搬送アーム機構52が旋回し、異方向に同量回転させることにより搬送アーム機構52が伸縮するようになっている。
尚、この搬送アーム機構52の型式は、上記したフロッグレグ型に限定されず、特開平7−142552号公報等に開示されているようなスカラー型のものや、特開2000−150617号公報等に開示されている平行リンク型のもの、特開平3−19252号公報等に開示されているように半導体ウエハを保持するフォークがレール上を直線的に進退するもの等にも適用し得る。
【0021】
次に、このように形成された回転駆動機構2の動作について説明する。
図1に示すように第1及び第2の直線駆動モータ38、42をそれそれ駆動することにより、各入力軸30、34はそれぞれ上下移動することになる。ここで上側の第1のボールネジ16に着目すると、入力軸30と一体的にボール軸部16Bが上下移動し、この時、これに螺合されているナット部16Aが正方向、或いは逆方向に回転するので、第1の回転筒20及び第1の出力軸48も正方向、或いは逆方向に回転することになる。
【0022】
また、第2のボールネジ18においても、上記第1のボールネジ16の動作とは独立して、上記第1のボールネジ16のように動作する。すなわち、第2のボールネジ18の入力軸34が上下動すると、これに連結されているボール軸部18Bが一体的に上下動し、これによってボール軸部18Bに螺合されているナット部18Aが正方向、或いは逆方向に回転するので、第2の回転筒22及び第2の出力軸50も正方向、或いは逆方向に回転することになる。この場合、使用するボールネジの種類にもよるが、ボール軸部16B、18Bをそれぞれ例えば10mm程度上下動させることにより各出力軸48、50を1回転させることができる。
【0023】
ここで、第2のボールネジ18に関連する直線駆動モータ38を駆動させると、この連結板36に取り付けられている他方の直線駆動モータ42の高さ位置も変化するので、この時、第1のボールネジ16側の入力軸30を停止させた状態で維持したい場合には、上記他方の直線駆動モータ42をカウンタ方向へ、すなわち入力軸30の上下方向への移動を打ち消すように第1の直線駆動モータ42を駆動する。尚、この第1のボールネジ16に対する直線駆動モータ42を、連結板36ではなく区画筒10の底部に固定するようにしてもよく、この場合には、直線駆動モータ42を上述したようにカウンタ方向へ駆動する必要もない。
【0024】
このように、本実施例では、直線・回転変換手段であるボールネジ16、18のボール軸部(移動体)16B、18B同士を第1のベローズ44で連結し、また、下方のボール軸部18Bと区画筒10の底部を第2のベローズ46で連結し、上記各ボール軸部16B、18Bを、各ベローズ44、46内に挿通させた入力軸30、34でそれぞれ直線運動させ、これを各ナット部16A、18Aにて回転力として取り出して出力軸48、50を回転させるようにしたので、構造が比較的簡単でシール性を高く維持したまま、位置ずれなく、高精度で、しかも十分なトルクを発生でき、大気側の直線運動を真空側に回転運動として伝達することができる。
また、機械的機構を採用しているので、緊急停止による位置ずれが生じないばかりか、位置(回転)精度が高く、しかも十分なトルクを得ることができる。
【0025】
<第2実施例>
上記図1に示す回転駆動機構にあっては、各ボール軸部16B、18Bの底面と上面との間、及び下方のボール軸部18Bの底面と区画筒10の底面との間に、それぞれ第1及び第2のベローズ44、46を介在させたが、これに限定されず、各ベローズ44、46の自然長を長く設定し、且つ回転駆動機構が長くなるのを防止するために、図4に示す第2実施例のように構成してもよい。
図4に示すように、ここでは、第1のボール軸部16Bに関しては、天井部を残してこの内部を中空状に成形し、第1のベローズ44の上端を、上記中空状の第1のボール軸部16Bの天井部の裏面側に接合固定している。
【0026】
また、第2のボールネジ18Bに関しては、天井部を残してこの内部を円形リング状に中空状に成形し、第2のベローズ46の上端を、上記中空リング状の第2のボール軸部18Bの天井部の裏面側に接合固定している。
この場合、第1及び第2のベローズ44、46は共に、図1に示す場合よりもそれぞれ自然長が長いものを用いることができる。これによれば、図4に示す場合にはベローズの長さが長くなった分だけ単位長さ当たりの伸縮量が少なくて済むので、ベローズ自体に大きな負荷をかけなくて済ますことができる。
【0027】
<第3実施例>
上記した各実施例は、2つのボールネジを用いて2つの出力軸を得るようにした回転駆動機構を例にとって説明したが、更に多くのボールネジを用いて多数の出力軸を得るようにしてもよい。
例えば図5は3つのボールネジを用いて3つの出力軸を得るようにした本発明の第3実施例を示す断面図、図6は図5に示す第3実施例に連結される搬送アーム機構の一例を示す斜視図、図7は図5に示す第3実施例の出力軸の結合状態を示す模式図である。尚、図1に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
【0028】
この第3実施例にあっては、図1に示す第1実施例の第2のボールネジ18の下方に更に第3のボールネジ60を配置しており、この第3のボールネジ60に対応させて第3の回転筒62を設けており、そして、この第3の回転筒62を囲むようにして区画筒10を設けている。この際、この区画筒10と上記第3の回転筒62との間には軸受64を介在させており、この第3の回転筒62を回転自在に支持している。
そして、上記第3の回転筒62の下部は、上記第3のボールネジ60のナット部60Aにネジ66によって接合固定されている。また、中央に位置する第2のボールネジ18のボール軸部18Bの下面に接続された第2のベローズ46の下端部は、上記第3のボールネジ60のボール軸部60Bの上面に接続されている。そして、このボール軸部60Bの下面と上記区画筒10の底面との間には、環状のシール部材として第3のベローズ68が接合されている。
【0029】
そして、上記第3のボールネジ60のボール軸部60Bからは、上記他の入力軸30、34を内側へ同軸同心状に収容した中空状の入力軸70が下方向に向けて延びている。そして、この入力軸70の下端部には連結板72が取り付けられている。この連結板72は、上記区画筒10に取り付け固定された直線駆動モータ74に連結されており、この入力軸70を上下方向に直線移動できるようになっている。そして、中心の入力軸30を上下移動させる直線駆動モータ42及び入力軸30の外側の入力軸34を上下移動させる直線駆動モータ38は、共に上記連結板72に取り付け固定されている。また、上記第3の回転筒62の上端部からは、内側に先の第1及び第2の2つの出力軸48、50を挿通させた中空状の第3の出力軸76が上方に延びている。
【0030】
このように構成された第3実施例の場合には、大気側に位置する3つの入力軸30、34、70の上下方向への運動(移動)を、第1〜第3の3つのボールネジ16、18、60を介して真空側に位置する各第1〜第3の3つの出力軸48、50、76にそれぞれ回転運動して伝達させることができる。
このように構成された回転駆動機構(駆動機構)は3軸で動作する搬送アーム機構に連結されて搬送装置が形成される。
このような3軸で動作する搬送アーム機構の一例は図6及び図7に示されており、ここではスカラー型のものが用いられる。このスカラー型の搬送アーム機構78は、同一方向へ伸縮することが可能な2つの多関節アーム80A、80Bを有しており、各多関節アーム80A、80Bの先端にウエハWを保持するフォーク82A、82Bを有している。
【0031】
そして、図7に示すように、第3の出力軸76は、その直径が大きく広くなされており、この上面には2本の回転軸84A、84Bが起立させて設けられている。上記一方の回転軸84Aは、一方の多関節アーム80Aの基部に連結され、他方の回転軸84Bは他方の多関節アーム80Bの基部に連結されている。
そして、中心に位置する第1の出力軸48は、2つのプーリ86A、86Bと、この両プーリ86A、86B間を掛け渡すタイミングベルト86Cよりなるプーリ伝達系86を介して動力を伝達できるようになっている。
また第2の出力軸50は、2つのプーリ88A、88Bと、この両プーリ88A、88B間を掛け渡すタイミングベルト88Cよりなるプーリ伝達系88を介して動力を伝達できるようになっている。図中、90はこの第3の出力軸78の上部全体を覆うカバー部材である。
【0032】
この実施例の場合にも、第1及び第2の出力軸48、50を回転させることにより、各多関節アーム80A、80Bをそれぞれ独立的に屈伸させることができる。また、両多関節アーム80A、80Bの屈伸状態を変化させないで、その方向を変える場合には、図5中の直線駆動モータ74を駆動させて第3の出力軸76を所定の角度だけ回転させるようにすればよい。この場合、第1及び第2の出力軸48、50も同一方向へ同一角度回転するので、両多関節アーム80A、80Bの屈伸状態を維持するために、それぞれに関連する直線駆動モータ42、38をそれぞれ駆動させる必要はない。
【0033】
<第4実施例>
上記各実施例にあっては、出力軸が2軸、或いは3軸の場合を例にとって説明したが、これに限定されず、出力軸が1軸の場合にも本発明を適用することができる。
図8はこのような出力軸が1軸である本発明の第4実施例を示す断面図である。また、図8中において図1中に示した構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【0034】
この実施例においては、最外殻を形成する区画筒10は、固定さた区画壁10に一体的に成形されており、第1のボールネジ16のナット部16Aに固定された第1の回転筒20は、軸受26を介して上記区画壁10の内側に回転自在に支持されている。また、上記第1の回転筒20の天井部に連結される第1の出力軸48は、下端が開口されて内部が中空状態になされており、この中空部分に第1のボールネジ16のボール軸部16Bの上部を収容できる構造になっている。そして、この第1の出力軸48に回転部材としての多関節アーム機構92、例えば伸縮のみ可能なスカラ型搬送アーム機構が連結されることになる。
【0035】
一方、上記区画筒10の底部10Aはネジ98によって固定され、この底部10Aにはスプライン94が他のネジ100によって固定されている。そして、上記ボール軸部16Bの下端部より下方に延びる入力軸30は、区画筒10の底部10Aに設けたスプライン94に挿通されている。そして、この底部10Aと上記入力軸30の上部に設けた円形の補助板96との間に第1のベローズ44を介設しており、これにより真空側の気密性を維持しつつこの入力軸30の上下移動を許容している。尚、この補助板96は、実質的にはボール軸部16Bの付属部材といえる。また、上記スプライン94は、内側に挿通されるこの入力軸30の回転を拘束しつつその上下方向への移動は許容する機能を有している。
【0036】
そして、上記入力軸30の下部には駆動用ボールネジ102が設けられている。この駆動用ボールネジ102のボール軸部102Bが上記入力軸30に直結されると共にナット部102Aは、ネジ104により、例えば内部が中空になされた円形リング状のダイレクトドライブモータ(DDモータ)(商品名:メガトルクモータ)[NSK]等よりなる駆動手段としての駆動モータ106のリング状ロータ106Aに連結される。尚、この駆動モータ106は、区画壁4に固設される固定台108に設置される。
従って、上記駆動モータ106のロータ106Aを正逆方向に回転すると、この駆動用ボールネジ102の作用によって、このボール軸部102Bに連結される入力軸30が上下方向へ移動することになる。これにより、前述したと同様な作用で、第1のボールネジ16の作用によって第1の出力軸48が正逆方向へ回転することになる。
【0037】
<第5実施例>
上記各実施例にあっては、各出力軸に対して正逆方向の回転運動を伝達する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、回転運動に加えて上下方向への移動もできるようにしてもよい。
図9はこのように出力軸が上下移動できる本発明の第5実施例を示す断面図である。また、図9中において図1中に示した構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図9においては、出力軸が1軸となっており、第1のボールネジ16と第1の回転筒20が設けられている例を示している。この実施例においては、最外殻を構成する区画筒(区画壁)10を、区画壁(固定ベース区画壁)4に直接的に固定するのではなく、環状のシール部材である補助ベローズ110を介して取り付けられており、この区画筒10全体が固定ベース区画壁である区画壁4に対して接近及び離間可能になされている。
【0038】
そして、上記区画壁4からはネジ112によって固定された略L字状の支持固定部材114が垂下させて設けられており、この支持固定部材114に駆動手段としての垂直駆動モータ116を設けて上記区画筒10全体を上下方向へ移動できるようにしている。これによれば、第1の出力軸48を正逆方向に回転できるのみならず、この第1の出力軸48を上下方向へも移動させることができる。
このような第5実施例は、第1の出力軸48に多関節アーム機構92を連結することもできるが、これに代えてカセット台を取り付け、この上にウエハを複数枚収容できるカセットを載置できるようにしてもよい。また、図1及び図5に示す各実施例の場合においても、上記補助ベローズ110を付加することにより区画筒10を上下方向へ移動できるようにすることができる。
【0039】
<第6実施例>
以上の各実施例では直線・回転変換手段としてボールネジを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、ラックとピニオンや、プーリとタイミングベルト等を用いてもよい。
図10は直線・回転変換手段としてラックとピニオンを用いた本発明の第6実施例を示す一部破断構成図である。尚、図1に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図示するように、ここでは円板状の複数、ここでは2個の移動体120、122(図1中においてはボール軸部16B、18Bに相当)の間に第1及び第2のベローズ44、46をそれぞれ介設して区画壁4に直列的に接続されている。上記各移動体120、122に直結される2つの入力軸30、34は同軸同心状に形成されている(図1参照)。そして、上記一方の移動体120には、ラック124Aとピニオン124Bよりなる第1の直線・回転変換手段124が取り付けられており、ピニオン124Bに設けた第1の出力軸48を回転し得るようになっている。
【0040】
また、他方の移動体122には、ラック126Aとピニオン126Bよりなる第2の直線・回転変換手段126が取り付けられており、ピニオン126Bに設けた第2の出力軸50を回転し得るようになっている。尚、第1及び第2の出力軸48、50は軸受(図示せず)により回転可能に支持され、そこに回転部材(図示せず)が連結される。
これによれば、構造が比較的簡単でシール性が高い状態で、平行になされた2軸の出力軸を真空側に設置することができる。またこの場合、区画壁4が真空室の底壁である場合のみならず、側壁の場合にも本発明を適用することができる。
【0041】
<第7実施例>
この実施例7では、直線・回転変換手段としてプーリとタイミングベルトを用いている。
図11は直線・回転変換手段としてプーリとタイミングベルトを用いた本発明の第7実施例を示す構成図である。尚、図1及び図10に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例7の場合には、一方の移動体120には、2つのプーリ130A、130Aとこれらの間に掛け渡されたタイミングベルト130Bとよりなる第1の直線・回転変換手段130が関連付けられており、上記移動体120に設けたクランパ132により上記タイミングベルト130Bを固定的に保持するようになっている。
【0042】
また、他方の移動体122には、2つのプーリ134A、134Aとこれらの間に掛け渡されたタイミングベルト134Bとよりなる第2の直線・回転変換手段134が関連付けられており、上記移動体122に設けたクランパ136により上記タイミングベルト134Bを固定的に保持するようになっている。
そして、上記第1の直線・回転変換手段130の2つのプーリ130Aの内の一方のプーリ(図示例では上側)の回転軸が第1の出力軸48となり、また、上記第2の直線・回転変換手段134の2つのプーリ134Aの内の一方のプーリ(図示例では上側)の回転軸が第2の出力軸50となっている。
この第7実施例の動作は図10にて説明した場合と同様である。
また、図10に示す第6実施例及び図11に示す第7実施例では、それぞれ2つの出力軸48、50を得るために移動体120、122やベローズ44、46等をそれぞれ2つ設けたが、これらをそれぞれ1つだけ設けて1つの出力軸を得るようにしてもよい。
尚、以上の実施例では半導体ウエハを搬送する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、LCD基板やガラス基板等を搬送する場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転駆動機構及び被処理体の搬送装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項1乃至6に係る発明によれば、シール部材と移動体とを直列的に接続し、移動体を大気側に延びる入力軸で直接運動させて、これを移動体に設けた直線・回転変換手段で出力軸に回転運動として伝達させることができる。従って、構造が比較的簡単でシール性を高く維持することができる。
また、機械的機構を採用しているので、緊急停止による位置ずれが生じないばかりか、位置(回転)精度が高く、しかも十分なトルクを得ることができる。
請求項7及び8に係る発明によれば、ボールネジのナット部側を区画壁に軸受として設け、ボールネジのボール軸部側に入力軸を連結して真空側の気密性を維持しつつ入力軸を直線運動できるシール部材を設け、上記ナット部側に出力軸を連結するようにしたので、構造が比較的簡単でシール性を高くした状態で大気側の直線運動を真空側の回転運動に変換して伝達することができる。
また、機械的機構を採用しているので、緊急停止による位置ずれが生じないばかりか、位置(回転)精度が高く、しかも十分なトルクを得ることができる。
請求項9乃至12に係る発明によれば、複数のボールネジのボール軸部同士をシール部材を介して直列に接続し、各ナット部に回転筒を連結して互いに軸受を介して同軸同心状に設け、各ボール軸部に大気側に延びる入力軸を連結し、各回転筒に出力軸を連結するようにしたので、構造が比較的簡単で、しかもシール性を高く維持しつつ大気側の入力軸の直線運動を真空側の出力軸に回転運動して伝達させることができる。
また、機械的機構を採用しているので、緊急停止による位置ずれが生じないばかりか、位置(回転)精度が高く、しかも十分なトルクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転駆動機構の第1実施例を示す断面図である。
【図2】図1中の一部を示す拡大斜視図である。
【図3】図1の出力軸に連結される搬送アーム機構の一例を示す平面図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す構成図である。
【図5】3つのボールネジを用いて3つの出力軸を得るようにした本発明の第3実施例を示す断面図である。
【図6】図5に示す第3実施例に連結される搬送アーム機構の一例を示す斜視図である。
【図7】図5に示す第3実施例の出力軸の結合状態を示す模式図である。
【図8】出力軸が1軸である本発明の第4実施例を示す断面図である。
【図9】出力軸が上下移動できる本発明の第5実施例を示す断面図である。
【図10】直線・回転変換手段としてラックとピニオンを用いた本発明の第6実施例を示す一部破断構成図である。
【図11】直線・回転変換手段としてプーリとタイミングベルトを用いた本発明の第7実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
2 回転駆動機構
4 区画壁(固定ベース区画壁)
10 区画筒(区画壁)
16,18,60 ボールネジ(直線・回転変換手段)
16A,18A,60A ナット部
16B,18B,60B ボール軸部(移動体)
20,22,62 回転筒
30,34,70 入力軸
38,42 直線駆動モータ(駆動手段)
44,46,68 ベローズ(シール部材)
48,50,76 出力軸
52 搬送アーム機構
120,122 移動体
124,126,130,134 直線・回転変換手段
W 半導体ウエハ(被処理体)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for transporting an object to be processed, for example, used in a semiconductor manufacturing apparatus and the like, and a rotary drive mechanism used for the device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor device manufacturing process, a process of carrying an object to be processed such as a semiconductor wafer into a vacuum processing chamber of a semiconductor manufacturing apparatus and performing the process under a reduced-pressure atmosphere is often used.
As described above, in a semiconductor manufacturing apparatus that performs processing on a target object under a reduced-pressure atmosphere, the vacuum processing chamber is returned to normal pressure every time a target object such as a semiconductor wafer is carried in and out of the vacuum processing chamber. It takes a lot of time to start the processing by reducing the pressure in the processing chamber, which causes a decrease in throughput (the number of works that can be processed in a unit time). For this reason, in many cases, a pre-vacuum chamber, that is, a so-called load lock chamber, having a smaller internal volume than the vacuum processing chamber is provided adjacent to the vacuum processing chamber.
[0003]
For example, in a conventional semiconductor manufacturing apparatus (e.g., an etching apparatus) for processing an object to be processed under a reduced-pressure atmosphere, a load lock chamber is provided adjacent to a vacuum processing chamber of the apparatus, and a semiconductor is connected through the load lock chamber. An object to be processed such as a wafer is carried into and out of the vacuum processing chamber by a transfer device. In this way, an object to be processed such as a semiconductor wafer is carried into and out of the vacuum processing chamber without returning the vacuum processing chamber to normal pressure, thereby improving the throughput of the entire semiconductor manufacturing apparatus.
[0004]
A conventional transfer device for transferring the object to be processed is generally of an articulated arm type. For example, a plurality of arm portions are connected in series in a bendable manner, and a power is transmitted between the arms. The whole part is expanded and contracted.
In this case, in order to prevent the vacuum side such as the load lock chamber and the transfer chamber from being contaminated with particles and the like, the drive source of the transfer device is set to the atmosphere side isolated from the vacuum side, The rotational force is transmitted by various methods to the transport mechanism installed on the vacuum side from the drive source.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 8-506677 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-69941 (Patent Document 2) disclose a motor unit including a rotor provided on the vacuum side and a stator provided on the atmosphere side. The arm of the transport mechanism bends and stretches by the rotational force of the rotor.
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-136776 (Patent Document 3) and the like, a rotational force is transmitted to the vacuum side by using a magnetic coupling mechanism, and the arm part and the like of the transport mechanism are bent and stretched by the rotational force. Has become.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-506771 (page 4-5, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-69941 (page 2-3, FIG. 5)
[Patent Document 3]
JP-A-3-136776 (pages 4 to 5, FIGS. 5 and 6)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the drive system of the above-described transfer device, the drive side and the driven side (the driven side) are not linked by a mechanical mechanism, and therefore, sufficiently correspond to position assurance and emergency stop with respect to transfer accuracy. However, there have been problems such as the inability to perform the operation, insufficient driving torque, and considerable complexity of the device itself.
The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving the problems. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by using a mechanical mechanism such as a ball screw mainly to solve the above-mentioned problems, and to provide a complete motion conversion mechanism and a workpiece to be used under vacuum with high sealing properties. To provide a transfer device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a rotary drive mechanism provided on a partition wall for partitioning a vacuum side and an atmosphere side, for rotating a rotary member arranged on the vacuum side, wherein the inside of the vacuum side is A moving body that moves linearly, an extensible seal member having one end connected to the moving body and the other end connected to the partition wall, and one end connected to the moving body and the other end An input shaft for linear motion provided to extend to the atmosphere side through the seal member, driving means for moving the input shaft forward and backward, and provided on the moving body, and the linear motion of the moving body is converted into a rotary motion. A linear-rotation converting means for converting, and an output shaft connected to the linear-rotation converting means for rotating the rotating member, wherein the rotating member is rotated by moving the input shaft forward and backward. With a rotary drive mechanism That.
In this way, the seal member and the moving body are connected in series, and the moving body is directly moved by the input shaft extending to the atmosphere side, and this is rotated by the linear-rotation conversion means provided on the moving body to the output shaft. Can be transmitted.
Therefore, the structure is relatively simple and the sealing performance can be maintained high.
[0008]
In this case, for example, as defined in claim 2, the linear-rotation conversion means is constituted by a mechanical mechanism.
As described above, since the mechanical mechanism is employed, not only does the position shift due to the emergency stop occur, but also the position (rotation) accuracy is high and sufficient torque can be obtained.
In this case, for example, as defined in claim 3, the linear / rotation converting means is formed of a ball screw.
In this case, for example, as defined in claim 4, the linear-rotation conversion means comprises a rack and a pinion screwed to the rack.
In this case, for example, as defined in claim 5, the linear-rotation conversion means includes a pulley and a timing belt wound around the pulley.
Further, for example, as defined in
[0009]
The invention according to claim 7 is a rotary drive mechanism provided on a partition wall for partitioning the vacuum side and the atmosphere side for rotating a rotary member provided on the vacuum side, wherein the rotary drive mechanism is provided on the vacuum side. A nut portion of a ball screw rotatably supported by the partition wall via a bearing, an output shaft having one end connected to the nut portion, and the other end connected to the rotating member; , An input shaft connected to the ball shaft portion side of the ball screw and performing linear motion, driving means for moving the input shaft forward and backward, the input shaft is inserted therein, and one end of the input shaft is connected to the ball shaft. A rotating member that is connected to the section side and has an extensible seal member whose other end is connected to the partition wall, and that rotates the rotating member by moving the input shaft forward and backward. .
Thus, the nut portion side of the ball screw is provided as a bearing on the partition wall, the input shaft is connected to the ball shaft portion side of the ball screw, and a seal member capable of linearly moving the input shaft while maintaining airtightness on the vacuum side is provided, Since the output shaft is connected to the nut portion side, it is possible to convert the linear motion on the atmosphere side into the rotary motion on the vacuum side and transmit it in a state where the structure is relatively simple and the sealing performance is enhanced. .
In addition, since a mechanical mechanism is employed, not only does the position shift due to an emergency stop occur, but also the position (rotation) accuracy is high and sufficient torque can be obtained.
[0010]
In this case, for example, as defined in claim 8, the partition wall approaches an other fixed base partition wall that partitions the vacuum side and the atmosphere side via an annular seal member that is made to be able to expand and contract. And it is provided so that separation is possible.
According to this, it is possible to transmit not only the rotational motion but also the linear motion in the vertical direction to the output shaft on the vacuum side.
[0011]
According to a ninth aspect of the present invention, in a rotary drive mechanism provided on a partition wall for partitioning a vacuum side and an atmosphere side and converting linear motion into rotary motion, a ball shaft portion and a nut portion screwed to the ball shaft portion are provided. A plurality of ball screws arranged in a straight line, a plurality of annular sealing members which are made extendable and contractable and connect the ball shaft portions to each other in series, and coaxially and concentrically rotatably supported via a bearing. The nuts are connected to the nuts, respectively, and the outermost one is a plurality of rotary cylinders rotatably supported by the partition wall via bearings, and is located at the most atmospheric side of the ball screw. An annular seal member that connects between the ball shaft portion of the ball screw to be formed and the partition wall, and one end is connected to the respective ball shaft portion and the other end is inserted into the annular seal member and is connected to the atmosphere. To A plurality of input shaft to the Activity linear movement, and drive means for advancing and retracting said input shaft, a rotational drive mechanism, characterized in that it and a plurality of output shaft connected to the each rotary cylinder.
In this manner, the ball shaft portions of the plurality of ball screws are connected in series via the sealing member, the rotating cylinders are connected to the respective nut portions, and are provided coaxially and concentrically with each other via the bearing. The input shaft extending to the side is connected and the output shaft is connected to each rotating cylinder, so the structure is relatively simple, and the linear motion of the input shaft on the atmosphere side is maintained on the vacuum side while maintaining high sealing performance. It becomes possible to transmit by rotating motion to the output shaft.
In addition, since a mechanical mechanism is employed, not only does the position shift due to an emergency stop occur, but also the position (rotation) accuracy is high and sufficient torque can be obtained.
[0012]
In this case, for example, the input shafts are coaxial and concentric, and are arranged so as to penetrate the ball shaft portion.
Further, for example, the number of the ball screws is two.
Further, for example, the number of the ball screws is three.
[0013]
The invention according to claim 13 is a transfer device for a workpiece, comprising: a transport arm mechanism capable of holding the workpiece and being bendable and stretchable; and a drive mechanism connected to the transport arm mechanism. The drive mechanism is a rotary drive mechanism that is provided on a partition wall that separates the vacuum side and the atmosphere side and converts linear motion into rotary motion, and the rotary drive mechanism is screwed with the ball shaft portion. A plurality of ball screws linearly arranged as a nut portion, a plurality of annular seal members which are made extendable and contractable and connect the ball shaft portions to each other in series, and coaxially and concentrically via a bearing; A plurality of rotating cylinders rotatably supported on the partition wall via a bearing while being rotatably supported and connected to the nut portions, respectively, Atmospheric side An annular seal member that connects between the ball shaft portion of the ball screw and the partition wall, and one end that is connected to the respective ball shaft portions and the other end is inserted into the annular seal member, and A plurality of input shafts extending to the side and linearly moving, a driving unit for moving the input shaft forward and backward, and a plurality of output shafts connected to the respective rotary cylinders; Device.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a rotation drive mechanism and an apparatus for transporting an object to be processed according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the rotary drive mechanism of the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of FIG. 1, and FIG. 3 is a view of a transfer arm mechanism connected to the output shaft of FIG. It is a top view showing an example.
First, in the first embodiment, a case where two ball screws are used as the linear-rotation conversion means will be described as an example.
As shown in FIG. 1, the rotary drive mechanism 2 is attached to an
[0015]
First, the outermost periphery of the rotary drive mechanism 2 is composed of a cylindrical container-shaped
The
[0016]
The
On the other hand, an
[0017]
The
At the lower end of the
[0018]
A connecting
An annular first ring is provided between the
[0019]
A
The rotation drive mechanism (drive mechanism) 2 thus formed is connected to a transfer arm mechanism as a rotating member for transferring a semiconductor wafer, for example, and the
[0020]
An example of such a transfer arm mechanism is shown in FIG. FIG. 3 shows a so-called frog-leg type
The type of the
[0021]
Next, the operation of the rotation drive mechanism 2 thus formed will be described.
By driving the first and second
[0022]
Also, the
[0023]
Here, when the
[0024]
As described above, in the present embodiment, the ball shaft portions (moving bodies) 16B and 18B of the ball screws 16 and 18 serving as the linear / rotation conversion means are connected to each other by the first bellows 44, and the lower
In addition, since a mechanical mechanism is employed, not only does the position shift due to an emergency stop occur, but also the position (rotation) accuracy is high and sufficient torque can be obtained.
[0025]
<Second embodiment>
In the rotation drive mechanism shown in FIG. 1, the first and second portions are located between the bottom and upper surfaces of the
As shown in FIG. 4, here, the first
[0026]
Further, as for the
In this case, both the first and second bellows 44 and 46 may have a longer natural length than the case shown in FIG. According to this, in the case shown in FIG. 4, the amount of expansion and contraction per unit length is reduced by the length of the bellows, so that it is not necessary to apply a large load to the bellows itself.
[0027]
<Third embodiment>
In each of the embodiments described above, the rotary drive mechanism in which two output shafts are obtained by using two ball screws is described as an example. However, a large number of output shafts may be obtained by using more ball screws. .
For example, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention in which three output shafts are obtained by using three ball screws, and FIG. 6 shows a transfer arm mechanism connected to the third embodiment shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view showing one example, and FIG. 7 is a schematic view showing a connected state of output shafts of the third embodiment shown in FIG. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0028]
In the third embodiment, a
The lower portion of the third
[0029]
From the
[0030]
In the case of the third embodiment configured as described above, the vertical movement (movement) of the three
The rotation drive mechanism (drive mechanism) configured as described above is connected to a transfer arm mechanism that operates on three axes to form a transfer device.
An example of such a transfer arm mechanism operating on three axes is shown in FIGS. 6 and 7, and here, a scalar type is used. The scalar type transfer arm mechanism 78 has two articulated
[0031]
As shown in FIG. 7, the
The
The
[0032]
Also in the case of this embodiment, by rotating the first and
[0033]
<Fourth embodiment>
In each of the above embodiments, the case where the number of output shafts is two or three has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to the case where the number of output shafts is one. .
FIG. 8 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention in which one such output shaft is provided. In FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0034]
In this embodiment, the
[0035]
On the other hand, the bottom 10A of the
[0036]
A driving
Therefore, when the
[0037]
<Fifth embodiment>
In each of the above embodiments, the case where the forward and reverse rotational motion is transmitted to each output shaft has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the vertical movement can be performed in addition to the rotational motion. You may do so.
FIG. 9 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention in which the output shaft can move up and down in this way. In FIG. 9, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
FIG. 9 shows an example in which the output shaft is a single shaft, and the
[0038]
A substantially L-shaped support and fixing
In the fifth embodiment, a
[0039]
<Sixth embodiment>
In each of the above embodiments, the case where a ball screw is used as the linear / rotation conversion means has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a rack and a pinion, a pulley and a timing belt, or the like may be used.
FIG. 10 is a partially cutaway configuration view showing a sixth embodiment of the present invention using a rack and a pinion as the linear / rotation converting means. Note that the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
As shown in the figure, the first and second bellows 44 are disposed between a plurality of disk-shaped, here two moving
[0040]
The other moving
According to this, the two parallel output shafts can be installed on the vacuum side while the structure is relatively simple and the sealing performance is high. In this case, the present invention can be applied not only to the case where the partition wall 4 is the bottom wall of the vacuum chamber but also to the case where the partition wall 4 is a side wall.
[0041]
<Seventh embodiment>
In the seventh embodiment, a pulley and a timing belt are used as the linear / rotation conversion means.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention using a pulley and a timing belt as the linear / rotation conversion means. The same components as those shown in FIGS. 1 and 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the case of the seventh embodiment, one moving
[0042]
Also, the other moving
The rotation axis of one pulley (upper side in the illustrated example) of the two
The operation of the seventh embodiment is the same as that described with reference to FIG.
In the sixth embodiment shown in FIG. 10 and the seventh embodiment shown in FIG. 11, two moving
In the above embodiment, the case where a semiconductor wafer is transported has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to the case where an LCD substrate or a glass substrate is transported.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the rotation drive mechanism and the transfer device of the object to be processed of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
According to the invention according to claims 1 to 6, the seal member and the moving body are connected in series, and the moving body is directly moved by the input shaft extending to the atmosphere side, and this is provided on the moving body. The conversion means can transmit the rotation to the output shaft. Therefore, the structure is relatively simple and the sealing performance can be maintained high.
In addition, since a mechanical mechanism is employed, not only does the position shift due to an emergency stop occur, but also the position (rotation) accuracy is high and sufficient torque can be obtained.
According to the invention according to claims 7 and 8, the nut portion side of the ball screw is provided on the partition wall as a bearing, and the input shaft is connected to the ball shaft portion side of the ball screw to maintain the airtightness on the vacuum side and to connect the input shaft. Since a seal member capable of linear motion is provided and the output shaft is connected to the nut part side, the linear motion on the atmosphere side is converted into a rotary motion on the vacuum side with a relatively simple structure and high sealing performance. Can be communicated.
In addition, since a mechanical mechanism is employed, not only does the position shift due to an emergency stop occur, but also the position (rotation) accuracy is high and sufficient torque can be obtained.
According to the invention according to claims 9 to 12, the ball shaft portions of the plurality of ball screws are connected in series via the sealing member, the rotating cylinders are connected to the respective nut portions, and the nuts are coaxially concentric with each other via the bearing. The input shaft extending to the atmosphere side is connected to each ball shaft part, and the output shaft is connected to each rotating cylinder, so the structure is relatively simple, and the input to the atmosphere side is maintained while maintaining high sealing performance. The linear motion of the shaft can be transmitted by rotating the shaft to the output shaft on the vacuum side.
In addition, since a mechanical mechanism is employed, not only does the position shift due to an emergency stop occur, but also the position (rotation) accuracy is high and sufficient torque can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a rotary drive mechanism of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of FIG.
FIG. 3 is a plan view showing an example of a transfer arm mechanism connected to the output shaft of FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention in which three output shafts are obtained by using three ball screws.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a transfer arm mechanism connected to the third embodiment shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a coupling state of output shafts of the third embodiment shown in FIG.
FIG. 8 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention in which one output shaft is provided.
FIG. 9 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention in which the output shaft can move up and down.
FIG. 10 is a partially cutaway configuration view showing a sixth embodiment of the present invention using a rack and a pinion as a linear-rotation conversion means.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention using a pulley and a timing belt as linear-rotation conversion means.
[Explanation of symbols]
2 rotation drive mechanism
4 Partition wall (fixed base partition wall)
10 Compartment cylinder (compartment wall)
16, 18, 60 ball screw (linear / rotation conversion means)
16A, 18A, 60A Nut
16B, 18B, 60B Ball shaft (moving body)
20, 22, 62 rotating cylinder
30, 34, 70 input shaft
38, 42 linear drive motor (drive means)
44, 46, 68 Bellows (seal member)
48, 50, 76 output shaft
52 Transfer arm mechanism
120,122 Moving object
124, 126, 130, 134 linear / rotation conversion means
W Semiconductor wafer (workpiece)
Claims (13)
前記真空側内を直線運動する移動体と、
その一端部が前記移動体に接続され、その他端部が前記区画壁に接続された伸縮可能なシール部材と、
前記移動体にその一端を連結させると共にその他端を前記シール部材を挿通して大気側に延びるように設けられた直線運動用の入力軸と、
前記入力軸を進退させる駆動手段と、
前記移動体に設けられ、この移動体の直線運動を回転運動に変換する直線・回転変換手段と、
前記直線・回転変換手段に連結され、前記回転部材を回転させる出力軸とを備え、
前記入力軸を進退させることにより前記回転部材を回転させることを特徴とする回転駆動機構。A rotation drive mechanism that is provided on a partition wall that separates a vacuum side and an atmosphere side, and that rotates a rotating member arranged on the vacuum side,
A moving body that linearly moves in the vacuum side,
An extensible seal member having one end connected to the moving body and the other end connected to the partition wall,
An input shaft for linear motion, which is provided so that one end thereof is connected to the moving body and the other end is extended through the seal member toward the atmosphere side,
Driving means for moving the input shaft forward and backward,
Linear-rotation conversion means provided on the moving body, for converting a linear movement of the moving body into a rotational movement;
An output shaft connected to the linear-rotation conversion means, for rotating the rotating member,
A rotary drive mechanism for rotating the rotating member by moving the input shaft forward and backward.
真空側に配され、前記区画壁に軸受を介して回転可能に支持されたボールネジのナット部側と、
一端部が前記ナット部側に連結され、他端部が前記回転部材に連結された出力軸と、
大気側に配され、前記ボールネジのボール軸部側に連結されて直線運動をする入力軸と、
前記入力軸を進退させる駆動手段と、
前記入力軸をその内部に挿通させ、その一端部が前記ボール軸部側に接続され、その他端部が前記区画壁に接続された伸縮可能なシール部材とを備え、
前記入力軸を進退させることにより前記回転部材を回転させることを特徴とする回転駆動機構。A rotation drive mechanism that is provided on a partition wall that separates a vacuum side and an atmosphere side, and that rotates a rotating member arranged on the vacuum side,
A nut portion side of a ball screw arranged on the vacuum side and rotatably supported on the partition wall via a bearing,
An output shaft having one end connected to the nut portion side and the other end connected to the rotating member;
An input shaft arranged on the atmosphere side and connected to the ball shaft side of the ball screw to perform linear motion;
Driving means for moving the input shaft forward and backward,
The input shaft is inserted into the inside thereof, one end thereof is connected to the ball shaft portion side, and the other end portion is provided with an extensible seal member connected to the partition wall,
A rotary drive mechanism for rotating the rotating member by moving the input shaft forward and backward.
ボール軸部とこれに螺合されるナット部とよりなって直線状に配置された複数のボールネジと、
伸縮可能になされて前記ボール軸部同士を互いに直列に接続する複数の環状のシール部材と、
軸受を介して同軸同心状に互いに回転可能に支持されて前記各ナット部にそれぞれ連結されると共に、最外周に位置するものは軸受を介して前記区画壁に回転可能に支持される複数の回転筒と、
前記ボールネジの内の最も大気側に位置するボールネジのボール軸部と前記区画壁との間を連結する環状のシール部材と、
一端が前記それぞれのボール軸部に連結されると共に他端が前記環状のシール部材内に挿通されて大気側に延びて直線移動する複数の入力軸と、
前記入力軸を進退させる駆動手段と、
前記各回転筒に連結される複数の出力軸と、
を備えたことを特徴とする回転駆動機構。In a rotary drive mechanism that is provided on a partition wall that partitions the vacuum side and the atmosphere side and converts linear motion into rotary motion,
A plurality of ball screws arranged in a straight line with a ball shaft portion and a nut portion screwed to the ball shaft portion,
A plurality of annular seal members which are made extendable and connect the ball shaft portions to each other in series,
A plurality of rotations which are rotatably supported coaxially and concentrically via bearings and are respectively connected to the respective nut portions, and which are rotatably supported by the partition wall via bearings at the outermost periphery. A tube,
An annular seal member that connects between the ball shaft portion of the ball screw located at the most atmospheric side of the ball screw and the partition wall;
A plurality of input shafts, one end of which is connected to each of the ball shaft portions and the other end of which is inserted into the annular seal member and extends linearly to the atmosphere side;
Driving means for moving the input shaft forward and backward,
A plurality of output shafts connected to each of the rotating cylinders,
A rotary drive mechanism comprising:
被処理体を保持し得ると共に屈伸可能になされた搬送アーム機構と、前記搬送アーム機構に連結された駆動機構とを有し、前記駆動機構は、真空側と大気側とを区画する区画壁に設けられて直線運動を回転運動に変換する回転駆動機構であって、
前記回転駆動機構は、
ボール軸部とこれに螺合されるナット部とよりなって直線状に配置された複数のボールネジと、
伸縮可能になされて前記ボール軸部同士を互いに直列に接続する複数の環状のシール部材と、
軸受を介して同軸同心状に互いに回転可能に支持されて前記各ナット部にそれぞれ連結されると共に、最外周に位置するものは軸受を介して前記区画壁に回転可能に支持される複数の回転筒と、
前記ボールネジの内の最も大気側に位置するボールネジのボール軸部と前記区画壁との間を連結する環状のシール部材と、
一端が前記それぞれのボール軸部に連結されると共に他端が前記環状のシール部材内に挿通されて大気側に延びて直線移動する複数の入力軸と、
前記入力軸を進退させる駆動手段と、
前記各回転筒に連結される複数の出力軸と、
を備えたことを特徴とする被処理体の搬送装置。In the transfer device for the object to be processed,
A transfer arm mechanism capable of holding the object to be processed and capable of bending and stretching, and a drive mechanism connected to the transfer arm mechanism, wherein the drive mechanism is provided on a partition wall that separates a vacuum side and an atmosphere side. A rotary drive mechanism provided to convert a linear motion into a rotary motion,
The rotation drive mechanism,
A plurality of ball screws arranged in a straight line with a ball shaft portion and a nut portion screwed to the ball shaft portion,
A plurality of annular seal members which are made extendable and connect the ball shaft portions to each other in series,
A plurality of rotations which are rotatably supported coaxially and concentrically via bearings and are respectively connected to the respective nut portions, and which are rotatably supported by the partition wall via bearings at the outermost periphery. A tube,
An annular seal member that connects between the ball shaft portion of the ball screw located at the most atmospheric side of the ball screw and the partition wall;
A plurality of input shafts, one end of which is connected to each of the ball shaft portions and the other end of which is inserted into the annular seal member and extends linearly to the atmosphere side;
Driving means for moving the input shaft forward and backward,
A plurality of output shafts connected to each of the rotating cylinders,
An apparatus for transporting an object to be processed, comprising:
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