JPS606373A - Manipulator - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、真空槽内に運動を大気側から導入するマニピ
ュレータに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a manipulator that introduces motion into a vacuum chamber from the atmospheric side.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

基板上に不純物の混入の少ない薄膜を形成するだめの蒸
着装置では、不純物となる残留ガスの少ない超高真空の
蒸着室が必要である。このような装置では、蒸着室の超
高真空を維持するため、基板交換にさいしては、蒸着室
を大気に開放せず、真空排気を行った基板準備室からゲ
ートバルブを介して、基板を蒸着室に送りこむことが一
般に行なわれている。真空空間での基板の供給、搬出の
目的では、大気中から真空隔壁を介して運動を導入する
マニピュレータが用いられる。A vapor deposition apparatus that forms a thin film with little impurity on a substrate requires an ultra-high vacuum vapor deposition chamber with little residual gas that becomes impurities. In such equipment, in order to maintain an ultra-high vacuum in the deposition chamber, when exchanging substrates, the deposition chamber is not opened to the atmosphere, and the substrate is transferred from the evacuated substrate preparation chamber through a gate valve. Generally, it is sent into a deposition chamber. For the purpose of supplying and unloading substrates in a vacuum space, a manipulator is used that introduces motion from the atmosphere through a vacuum partition.

近年、上記のような蒸着装置においては、複数のプロセ
スを真空中から取り出すことなく連続して行うことが要
求され、またスループットの向上のため多数の基板を収
納してその搬送を自動化することが要求されつつある。In recent years, the above-mentioned evaporation equipment has been required to perform multiple processes in succession without removing it from the vacuum, and in order to improve throughput, it has become necessary to store a large number of substrates and automate their transportation. It is becoming demanded.

このため、装置を構成する複数の蒸着室の決められた位
置に基板を自動的に搬送する技術が必要になっている。Therefore, there is a need for a technique for automatically transporting substrates to predetermined positions in a plurality of vapor deposition chambers that make up the apparatus.

第１図に直進運動を大気側よシ真空中へ導入する従来の
マニピュレータの例を示す。真空槽Ａ１と真を柚Ｂ２が
パルプ３で結合されておｐ、基板４を真空槽Ａ、１から
真空槽Ｂ２へ移動させる構造のものである。基板４は、
移動板５に固定された軸６の安端に取シ付けられている
。真空槽Ａ１のフランジ７にマニピュレータが取り付イ
テイル。Figure 1 shows an example of a conventional manipulator that introduces linear motion from the atmosphere side into a vacuum. The vacuum chamber A1 and the vacuum chamber B2 are connected by a pulp 3, and the substrate 4 is moved from the vacuum chamber A1 to the vacuum chamber B2. The substrate 4 is
It is attached to the lower end of a shaft 6 fixed to the movable plate 5. The manipulator is attached to flange 7 of vacuum chamber A1.

移動部分の真空と大気のしゃ断は、矢印８方向に伸縮可
能な金属製のベローズ９で行なわれている。The moving part is shut off from the vacuum and the atmosphere by a metal bellows 9 that can be expanded and contracted in the direction of the arrow 8.

このベローズ９の一端は、固定フランジ１０に、他端は
移動板５に溶接されている。モータ１２で矢印１６方向
に回転駆動されるネジ１３が、移動板５に固定されてい
るナツト１１を矢印８方向に移動させる。One end of this bellows 9 is welded to a fixed flange 10, and the other end is welded to the movable plate 5. A screw 13 rotated by a motor 12 in the direction of arrow 16 moves the nut 11 fixed to the moving plate 5 in the direction of arrow 8.

この他に移動板５の案内の目的でガイド１４が配置され
ている。また必要ストローク勲いた後の停止位置を決定
するためのリミットスイッチ１５が大気側に配置されて
いる。すなわち、移動板５に取り付くノブ１７かリミッ
トスイッチ１５と接触することで停止位置が決まる構造
となっている。In addition to this, a guide 14 is arranged for the purpose of guiding the movable plate 5. Further, a limit switch 15 is arranged on the atmosphere side for determining the stop position after the required stroke has been completed. That is, the stop position is determined by contacting the knob 17 attached to the moving plate 5 or the limit switch 15.

上述したベローズ方式のマニピュレータは次のような欠
点がある。The bellows type manipulator described above has the following drawbacks.

（１）長いストロークの直進運動を導入する場合には、
そのストロークを満足するだけの長いベローズが必要と
なる。このベローズは、一般に高価な溶接ベローズを用
いる必要があるため、装置が高価となる。(1) When introducing long stroke linear motion,
A bellows long enough to satisfy that stroke is required. This bellows generally requires the use of expensive welded bellows, making the device expensive.

（２）ベローズは、薄板溶接で製作され、その伸縮によ
ってストロークを生じる構造であるだめ、ひんはんなく
り返し移動に使用した場合、疲労が原因で破損が発生し
、真空保持機能が失なわれる。(2) Bellows are manufactured by welding thin plates and have a structure that generates strokes by expanding and contracting, so if they are used for repeated movements, they will break due to fatigue and lose their vacuum retention function. .

（３）　ガイド、ネジ等をベローズのまわりに配置する
必要があるので、装置が大きなものとなる。(3) Since it is necessary to arrange guides, screws, etc. around the bellows, the device becomes large.

以上のように、従来方式のマニピュレータは、高仙Ｉ−
′Ｃあり、真壁シール主食による故障か多い、など種々
の欠点を有し、搬送の自動化には不向きであった。As mentioned above, the conventional manipulator is
It had various drawbacks, such as ``C'' and frequent failures due to Makabe seals, making it unsuitable for automated conveyance.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記の点に注目してなされたものでめ
シ、安価で、故障が少なく、さらに自動送りと中間停止
を可能ならしめるマニピュレータを提供するものである
。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention was to provide a manipulator that is inexpensive, has fewer failures, and is capable of automatic feeding and intermediate stopping.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するため、本発明では、マグネットカ
ップリングを用い、比較的安価な機構で真空シール不良
による故障を低減した。また真空槽内にストッパ、槽外
にリミットスイッチを設けて、正確な停止位置決めを可
能とし、停止位置で外力に対する保持力を発生させた。In order to achieve the above object, the present invention uses a magnetic coupling to reduce failures due to poor vacuum sealing with a relatively inexpensive mechanism. In addition, a stopper was installed inside the vacuum chamber and a limit switch was installed outside the chamber to enable accurate stop positioning and generate a holding force against external force at the stop position.

また停止位置決め精度の正確なことがらモータを用いた
自動送りを可能とした。さらに複１個の移動可能なスト
ッパ、リミットスイッチを取υ付は中間停止を可能な構
造とした。In addition, the accurate stop positioning accuracy made automatic feeding possible using a motor. Additionally, multiple movable stoppers and limit switches are installed to allow intermediate stops.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を実施例を参照して、詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

第２図は、本発明によるマニピュレータノー実施例を示
す図である。真空槽Ａ３０と真空槽Ｂ３１がパルプ３２
で仕切られており、基板３３は、矢印３４方向へパルプ
３２内を通過して直進移動する構造となっている。基板
３３は移動軸３５の先端に固定されておシ、他端に取り
ついた磁性体３６が、真空隔壁３７の外部に取シ付くマ
グネット３８と磁気的に結合することで矢印３９方向へ
動く。マグネット３８は、図示するように着磁されてい
る。移動軸３５は、磁性体３６０両端に取シ付く軸受４
０で真空隔壁３７内面を案内される構造となっている。FIG. 2 shows a no-embodiment of the manipulator according to the invention. Vacuum chamber A30 and vacuum chamber B31 are pulp 32
The substrate 33 is structured to move straight through the pulp 32 in the direction of the arrow 34. The substrate 33 is fixed to the tip of the moving shaft 35, and the magnetic body 36 attached to the other end moves in the direction of the arrow 39 by magnetically coupling with the magnet 38 attached to the outside of the vacuum partition 37. . The magnet 38 is magnetized as shown. The moving shaft 35 has bearings 4 attached to both ends of the magnetic body 360.
It has a structure in which it is guided along the inner surface of the vacuum partition wall 37 at zero.

この時、フランジ４１部にも軸受４２が配置されている
。マグネット３８は、ホルダー４３内に収められ真壁隔
壁３７外部をすべる構造となっている。このホルダー４
３は、矢印４５方向に回転するモータ４４で駆動される
チェーン５３で矢印３９方向に勤かされる。チェーン５
３は両端に取シ付いたスプロケット４６で案内される構
造となっている。寸たホルダー４３には、リミットスイ
ッチ４８を作動させるノブ４７が取シ付いている。この
リミットスイッチ４８は、真空槽内のストッパー４９．
５０と対応する位置に配置されている。移動軸３５に固
定された凸部５１がストッパ４９．５０に肖った後、ホ
ルダー４３が所定の距離動いてリミットスイッチ４８が
作動する構造となっている。リミットスイッチ４８の作
動によシモータ４４が停止するわけである。ストッパに
軸が肖ってからホルダ４３が停止するまでの距離をＸ、
とすれば、第３図に示すようにｆｌの力で軸が保持され
る（図において、Ｘは大気側と真空中のマグネットの相
対位置ずれ、ｒＶｉ駆動力）。基板の受け渡し等により
軸に外力が加わっても軸の位置ずれを生じないだめの保
持力ｆ！をｘ、の調整によって与えることができる。At this time, a bearing 42 is also arranged at the flange 41 portion. The magnet 38 is housed in a holder 43 and has a structure in which it slides on the outside of the wall partition 37. This holder 4
3 is operated in the direction of arrow 39 by a chain 53 driven by a motor 44 rotating in the direction of arrow 45. chain 5
3 has a structure in which it is guided by sprockets 46 attached to both ends. A knob 47 for operating a limit switch 48 is attached to the holder 43. This limit switch 48 is connected to a stopper 49 in the vacuum chamber.
It is arranged at a position corresponding to 50. After the convex portion 51 fixed to the moving shaft 35 touches the stopper 49, 50, the holder 43 moves a predetermined distance and the limit switch 48 is activated. The actuation of the limit switch 48 causes the shimotor 44 to stop. The distance from when the shaft touches the stopper until the holder 43 stops is X,
Then, the shaft is held by a force fl as shown in FIG. 3 (in the figure, X is the relative positional deviation between the magnet on the atmosphere side and the vacuum, rVi driving force). The holding force f to prevent the shaft from shifting even if external force is applied to the shaft due to board transfer, etc. can be given by adjusting x.

ただし、ｆ、はｆ２より大きくは与えられない。However, f cannot be given larger than f2.

ここで、ストッパー５０は、矢印５２方向に動くことが
できる構造であり、ストッパー４９は固定されている。Here, the stopper 50 has a structure that can move in the direction of an arrow 52, and the stopper 49 is fixed.

可動なストッパー５０により移動軸３５の中間停止が可
能なことは明らかである。It is clear that an intermediate stop of the moving shaft 35 is possible by means of the movable stop 50.

第４図は、本発明によるマニピュレータの他の実施例を
示す図である。真空隔壁７１と壁面７２を介して、大気
側と真空側かへだてられている。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the manipulator according to the present invention. It is separated into an atmosphere side and a vacuum side via a vacuum partition 71 and a wall surface 72.

真空隔壁７１内部には、図示するように着磁されたマグ
ネット７３が両端に軸受７４を保持して配儂゛され、自
由に矢印７５方向に回転可能な構造となっている。７（
空隔壁７１外部には、図示うるように着磁されたマグネ
ット７６がホルダ７７に取り付いている。ホルダ７７は
、その外部にまきついたベルト７８．モーグア９、プー
リ８０で矢印７５方向に回転する構造となっている。こ
の時、マグネット７６とマグネット７３が磁気的に結合
し、回転が伝達されるわけである。マグネット７３には
、回転軸８１が取シ付いており、その端に基板８２が固
定されている。回転軸８１を構成する腕８３に矢印８４
方向に移動可能なストツノ（−８５が押し当たり位置決
めされている。この時リミットスイッチ８６が作動して
おり、モータ７９がリミットスイッチ８６の信号により
停止する構造となっている。Inside the vacuum partition wall 71, a magnetized magnet 73 is arranged with bearings 74 held at both ends as shown in the figure, so that it can freely rotate in the direction of an arrow 75. 7(
A magnet 76, which is magnetized as shown in the figure, is attached to a holder 77 outside the empty partition wall 71. The holder 77 has a belt 78 . It has a structure in which it rotates in the direction of an arrow 75 using a mogure 9 and a pulley 80. At this time, magnet 76 and magnet 73 are magnetically coupled, and rotation is transmitted. A rotating shaft 81 is attached to the magnet 73, and a substrate 82 is fixed to the end thereof. An arrow 84 is drawn on the arm 83 that constitutes the rotation axis 81.
The stop horn (-85), which can be moved in the direction, is pressed and positioned. At this time, the limit switch 86 is activated, and the motor 79 is configured to stop in response to a signal from the limit switch 86.

このような回転のだめのマニピュレータにおいても、第
２図に示した直進の場合と同じく、本発明によれば、高
い位置決め精度、停止位置での保持力、中間停止の可能
性が得られることは明らかである。It is clear that even with such a rotary stop manipulator, the present invention provides high positioning accuracy, holding force at the stop position, and the possibility of intermediate stops, just as in the case of straight movement shown in Fig. 2. It is.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のような構造としたことにより、以下に示す効果が
得られた。By having the above structure, the following effects were obtained.

（１）移動時変形する部分がなく、被れによる真空シー
ル破損の故障が少いものとなる。(1) There are no parts that deform during movement, and there are fewer failures such as damage to the vacuum seal due to wear.

（２）ストッパに押しめでて停止する構造であるため、
停止精度が筒い。(2) Because the structure is such that it stops when pushed against the stopper,
Excellent stopping accuracy.

（３）リミットスイッチとストッパの相対位置関係によ
り、停止位置で保持力が発生する。さらにこの保持力は
、この相対位置を変えることで可変となる。(3) A holding force is generated at the stop position due to the relative positional relationship between the limit switch and the stopper. Furthermore, this holding force can be varied by changing this relative position.

（４）移動可能なストッパを複数個設けることにより中
間停止が可能である。(4) Intermediate stopping is possible by providing a plurality of movable stoppers.

（５）モータの使用によシ自動送りが可能となる。(5) Automatic feeding is possible by using a motor.

（６）　直進拵入の場合、ストロークが長くても、構成
部品点数は少なく、構造が簡単なため安価な装置６とな
る。(6) In the case of straight-travel koshiiri, even if the stroke is long, the number of component parts is small and the structure is simple, resulting in an inexpensive device 6.

以上詳述したように、本発明によれば、真空シール部の
故障が少なく、安価で正確な位置決めが可能で、停止時
の保持力が大きく、さらに中間停止、自動送りが可能な
マニピュレータを得ることができた。As detailed above, according to the present invention, it is possible to obtain a manipulator that has few failures in the vacuum seal part, enables accurate positioning at low cost, has a large holding force when stopped, and is also capable of intermediate stops and automatic feeding. I was able to do that.

また、前記の直進と回転運動の尋人を同時に適用すれば
、回転と直進が同時に得られるマニピュレータをうろこ
とが可能なことは言うまでもない。Furthermore, it goes without saying that if the above-mentioned linear movement and rotational movement are applied at the same time, it is possible to move around the manipulator that allows rotation and linear movement at the same time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、従来のマニピュレータを示す断面図、第２図
は、本発明によるマニピュレータの一実施例を示す断面
図、第３図は、駆動力と大気側と真空中のマグネットの
相対位置を示す特性線図、第４図は、本発明によるマニ
ピュレータの他の実施例を示す斜視図である。Fig. 1 is a sectional view showing a conventional manipulator, Fig. 2 is a sectional view showing an embodiment of the manipulator according to the present invention, and Fig. 3 shows the driving force and the relative position of the magnet on the atmosphere side and in the vacuum. The characteristic diagram shown in FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the manipulator according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、真空隔壁外部に配置するマグネットにより真空隔壁
内の磁性体またはマグネットに作用せしめて、真空槽内
部に直進または回転運動を導入する運動導入手段と、前
記真空槽外部に設置され、前記真空隔壁外部のマグネッ
トを駆動する駆動手段と、前記真空槽内部に前記運動を
停止させ得るストッパ手段を具備してなることを特徴と
するマニピュレータ。1. a motion introducing means for introducing linear or rotational motion into the vacuum chamber by causing a magnet placed outside the vacuum partition to act on a magnetic body or a magnet inside the vacuum partition; A manipulator comprising a drive means for driving an external magnet, and a stopper means for stopping the movement inside the vacuum chamber.