(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-04
(54)【発明の名称】高温用ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 19/00 20060101AFI20230627BHJP
B25J 9/06 20060101ALI20230627BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20230627BHJP
【ＦＩ】
B25J19/00 M
B25J9/06 A
H01L21/68 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022573142
(86)(22)【出願日】2021-06-01
(85)【翻訳文提出日】2023-01-10
(86)【国際出願番号】 US2021035107
(87)【国際公開番号】W WO2021243325
(87)【国際公開日】2021-12-02
(31)【優先権主張番号】63/031,883
(32)【優先日】2020-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】514062448
【氏名又は名称】パーシモン テクノロジーズ コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】ＰＥＲＳＩＭＭＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＣＯＲＰ．
【住所又は居所原語表記】２００ Ｈａｒｖａｒｄ Ｍｉｌｌ Ｓｑｕａｒｅ Ｗａｋｅｆｉｅｌｄ， ＭＡ ０１８８０ ＵＳ
(74)【代理人】
【識別番号】100127188
【弁理士】
【氏名又は名称】川守田 光紀
(72)【発明者】
【氏名】ホシェク マルチン
(72)【発明者】
【氏名】シュクラ ヒマーンシュ
(72)【発明者】
【氏名】ハー トワン
【テーマコード（参考）】
3C707
5F131
【Ｆターム（参考）】
3C707AS24
3C707BS15
3C707CT04
3C707CV07
3C707CW07
3C707CY34
3C707HS27
3C707HT02
5F131AA02
5F131AA03
5F131AA32
5F131AA33
5F131BA00
5F131CA02
5F131CA18
5F131CA32
5F131DA02
5F131DA22
5F131DA42
5F131DB02
5F131DB52
5F131DB76
5F131DD03
(57)【要約】
ロボット駆動部及びこれに接続されたロボットアームを備える装置。前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続されたエンドエフェクタとを備える。前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、ロボット駆動部と；
前記ロボット駆動部に接続されたロボットアームと；
を備え、
前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続されたエンドエフェクタとを備え；
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備え；
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える；
装置。
【請求項2】
前記ロボット駆動部は、駆動部ハウジングと、前記駆動部ハウジング内に移動可能に配されたスピンドルアセンブリとを有し、前記スピンドルアセンブリは、同軸である複数の駆動軸と、それぞれ前記駆動軸に接続された複数のモータとを有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記複数の駆動軸の外側の１つに配される第１の回転熱カップリングを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記回転熱カップリングが、前記第１回転可能接続部に位置する第２の回転熱カップリングと、前記第２回転可能接続部に位置する第３の回転カップリングとを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項5】
前記ロボットアームが、前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部において前記第２リンク及び前記エンドエフェクタを回転させるように構成されたプーリー及びバンドを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記第１回転可能接続部が、複数の第１インターリーブメンバーを有する第１の回転熱カップリングを備え、前記複数の第１インターリーブメンバーは、前記第１回転可能接続部の回転軸を中心に互いに相対的に回転可能である、
請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記第２回転可能接続部が、複数の第２インターリーブメンバーを有する第２の回転熱カップリングを備え、前記複数の第２インターリーブメンバーは、前記第２回転可能接続部の回転軸を中心に互いに相対的に回転可能である、
請求項６に記載の装置。
【請求項8】
前記ヒートチョークが、前記エンドエフェクタの第１部分と前記エンドエフェクタの第２部分とを接続する耐熱材を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項9】
前記ヒートチョークが前記第１部分を前記第２部分から離隔する、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
前記ヒートチョークが、前記エンドエフェクタの前記第１部分及び／又は前記第２部分の一部と交互配置される部分を有する、請求項８に記載の装置。
【請求項11】
前記エンドエフェクタが、前記ヒートチョークと前記エンドエフェクタの前記第１部分及び前記第２部分との接続部を囲む包囲材を有する、請求項８に記載の装置。
【請求項12】
前記ヒートチョークがそれぞれ異なる物質からなる複数の層を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項13】
少なくとも１つのヒートパイプを更に備え、該ヒートパイプの両端はそれぞれ、前記ロボットアームのリンクの少なくとも１つ及び／又は前記ロボットアームの回転熱カップリングに熱的に接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項14】
装置であって、ロボット駆動部と；
前記ロボット駆動部に接続されたロボットアームと；
を備え、
前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、少なくとも１つの第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された少なくとも１つの第３リンクとを備え；
前記少なくとも１つの第３リンクは、前記少なくとも１つの第３リンクの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備え；
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える；
装置。
【請求項15】
少なくとも１つのヒートパイプを更に備え、該ヒートパイプの両端はそれぞれ、前記ロボットアームのリンクの少なくとも１つ及び／又は前記ロボットアームの回転熱カップリングに熱的に接続される、請求項１４に記載の装置。
【請求項16】
基板支持領域を有する第１の端部と反対側の第２の端部の間に位置するヒートチョークを有するエンドエフェクタを準備することと；前記エンドエフェクタの前記第２の端部を回転接続部においてリンクに接続することと；
を含み、
前記リンク及び前記エンドエフェクタは、基板搬送ロボットのアームを少なくとも部分的に形成するよう構成され；
前記接続することは回転熱カップリングを提供することを含み、前記回転熱カップリングは、前記回転接続部において互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える；
方法。
【請求項17】
方法であって、ロボットアームのエンドエフェクタ上に基板が位置するように前記ロボットアームを動かすことを含み；
ここで前記ロボットアームは、ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された前記エンドエフェクタとを備え；
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備え；
前記第２回転可能接続部は回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備え；
前記方法は更に、前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することを含み；
前記ヒートチョークは、前記基板支持領域から前記第２リンク及び前記第２回転可能接続部へ伝達されるべき熱を減少させることを助け；
前記第２回転可能接続部における前記回転熱カップリングは、前記エンドエフェクタから前記第２リンクへの熱伝達を増加させることを助ける；
方法。
【請求項18】
請求項１７に記載の方法であって、前記第１回転可能接続部は第１回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備え；前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することは、前記第１回転可能接続部における第１の回転熱カップリングが、前記第２リンクから前記第１リンクへの熱伝達を増大させることを支援する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
例示的かつ非限定的な実施形態は、一般に、高温のペイロードを取り扱うことができ、例えば半導体ウェハ処理システムなどの、高温環境での動作に適したロボットに関する。
【先行技術の簡単な説明】
【0002】
米国特許第１０，５６９，４３０号は、ロボット駆動部およびアームにおける熱伝達を開示しており、その全体が参照により本明細書に援用される。米国特許第１０，４２４，４９８号（参照することによりその全体が本書に組み込まれる）は、冷却剤を供給するためのサービスループを開示している。米国特許第１０，５４１，１６７号（参照することによりその全体が本書に組み込まれる）は、熱伝導を開示している。
【摘要】
【0003】
以下の摘要は例示に過ぎない。この摘要は、特許請求の範囲を限定するようには意図されていない。
【0004】
第１の捉え方によれば、例示的な装置が提供されうる。この装置はロボット駆動部と、前記ロボット駆動部に接続されたロボットアームとを備える。
ここで前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続されたエンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
ここで前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続されたエンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
【0005】
別の捉え方によれば、例示的な装置が提供されうる。この装置はロボット駆動部と、前記ロボット駆動部に接続されたロボットアームとを備える。
ここで前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、少なくとも1つの第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された少なくとも1つの第３リンクとを備える。
前記少なくとも１つの第３リンクは、前記少なくとも１つの第３リンクの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
ここで前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、少なくとも1つの第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された少なくとも1つの第３リンクとを備える。
前記少なくとも１つの第３リンクは、前記少なくとも１つの第３リンクの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
【0006】
別の捉え方によれば、例示的な方法が提供されうる。この方法は、
基板支持領域を有する第１の端部と反対側の第２の端部の間に位置するヒートチョークを有するエンドエフェクタを準備することと；
前記エンドエフェクタの前記第２の端部を回転接続部においてリンクに接続することと；
を含み、
前記リンク及び前記エンドエフェクタは、基板搬送ロボットのアームを少なくとも部分的に形成するよう構成され、
前記接続することは回転熱カップリングを提供することを含み、前記回転熱カップリングは、前記回転接続部において互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
基板支持領域を有する第１の端部と反対側の第２の端部の間に位置するヒートチョークを有するエンドエフェクタを準備することと；
前記エンドエフェクタの前記第２の端部を回転接続部においてリンクに接続することと；
を含み、
前記リンク及び前記エンドエフェクタは、基板搬送ロボットのアームを少なくとも部分的に形成するよう構成され、
前記接続することは回転熱カップリングを提供することを含み、前記回転熱カップリングは、前記回転接続部において互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
【0007】
別の捉え方によれば、例示的な方法が提供されうる。この方法は、
ロボットアームのエンドエフェクタ上に基板が位置するように前記ロボットアームを動かすことを含む。
ここで前記ロボットアームは、ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された前記エンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第２回転可能接続部は回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
前記方法は更に、前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することを含む。
前記ヒートチョークは、前記基板支持領域から前記第２リンク及び前記第２回転可能接続部へ伝達されるべき熱を減少させることを助け、
前記第２回転可能接続部における前記回転熱カップリングは、前記エンドエフェクタから前記第２リンクへの熱伝達を増加させることを助ける。
ロボットアームのエンドエフェクタ上に基板が位置するように前記ロボットアームを動かすことを含む。
ここで前記ロボットアームは、ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された前記エンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第２回転可能接続部は回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
前記方法は更に、前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することを含む。
前記ヒートチョークは、前記基板支持領域から前記第２リンク及び前記第２回転可能接続部へ伝達されるべき熱を減少させることを助け、
前記第２回転可能接続部における前記回転熱カップリングは、前記エンドエフェクタから前記第２リンクへの熱伝達を増加させることを助ける。
【図面の簡単な説明】
【0008】
前述の捉え方や他の特徴について、添付図面を参照しつつ以下に説明する。
【0009】
【図1A】本明細書に記載される特徴を備えるロボットの上面図である。
【0010】
【0011】
【0012】
【図3A】回転式熱カップリングの一例を示す模式的断面図である。
【0013】
【図3B】回転式熱カップリングの他の例を示す模式的断面図である。
【0014】
【図3C】ヒートチョーク、ヒートパイプ、および接合部の熱カップリングを備える実施例を示す模式図である。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【図9】一例のヒートチョークと、ロボットアームの第３リンクと前記ヒートチョークとの接続を示す概略断面図である。
【0021】
【図10】一例のヒートチョークと、ロボットアームの第３リンクと前記ヒートチョークとの接続を示す概略断面図である。
【0022】
【0023】
【図12】例示的な方法のいくつかのステップを示すブロック図である。
【0024】
【図13】例示的な方法のいくつかのステップを示すブロック図である。
【0025】
【図14】１つのアームリンク及び複数のヒートチョークの構造例を示す上面図である。
【0026】
【図15】１つのアームリンク及び複数のヒートチョークの構造例を示す断面図である。
【0027】
【図16】アームリンクのフレーム部材の内部のヒートチョークの構造例を示す断面図である。
【0028】
【図17】複数のアームリンクにおける複数のヒートチョークの位置を説明するための上面図である。
【実施形態の詳細説明】
【0029】
図１Ａ～１Ｂを参照すると、例示的な実施形態の特徴を組み込んだ装置１０の上面図及び側面図が示されている。図面に示された例示的な実施形態を参照してこれらの特徴を説明するが、これらの特徴は多くの代替的な実施形態で具現化できることが理解されるべきである。また、適切な任意のサイズ、形状若しくはタイプの要素又は材料を使用することができる。
【0030】
図１Ａ～１Ｂの例示的な実施形態では、装置は、駆動ユニット１２と、ロボットアーム１４と、制御システム１６とを備えるロボットである。制御システム１６は、少なくとも１つのプロセッサ１８と、ソフトウェア又はコード２２を備える少なくとも１つのメモリ２０とを備えてもよい。制御システムは、駆動ユニット１２内の（そしておそらくアーム１４内の）モータの動きを制御し、駆動ユニット１２内、及び／又はアーム１４内、及び／又はロボット１０の外部などのセンサーから信号を受信するように構成される。ロボット１０の例示的な実施形態の簡略化された断面図が、図２に図式的に提供されている。
【0031】
図２も参照すると、図示の例では、駆動ユニット１２は、基板搬送チャンバの壁５４に対して動かないように取り付けられ得るハウジング５０と、ハウジング５０の内部に位置し、ロボットアーム１４を少なくとも部分的に作動させるように構成されたスピンドルアセンブリ５２とを備える。スピンドルアセンブリ５２は、この例では、スピンドルハウジング５６と、１つ以上のモータと、１つ以上の駆動軸とを備える。図３に示す例では、スピンドルアセンブリ５２は、３つのモータＭＴ１、ＭＴ２、ＭＴ３と３つの駆動軸Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３とを備える。しかし代替例では、３よりも少ない数のモータ及び駆動軸が用いられてもよい。モータのステータはスピンドルハウジング５６に取り付けられてもよく、モータのロータは駆動軸Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に取り付けられてもよい。図２の例では、３本の軸Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、同軸の駆動軸である。外側の軸が軸Ｔ１、外側の軸と内側の軸との間の軸が軸Ｔ２、内側の軸が軸Ｔ３である。
【0032】
この実施例では、駆動ユニットは、垂直リフト機構２４を更に備える。垂直リフト機構２４は例えば、スピンドルアセンブリ５２を垂直方向に昇降させるように構成された、１つ以上のリニアレール軸受機構及びモータ駆動ボールねじとで構成されてもよい。
【0033】
図２に示されるように、スピンドルハウジング（及び／又は軸Ｔ１を支持し得るオプションのネック）は、冷却剤入管路５８及び冷却剤出管路６０によって示されるように液冷されてもよい。駆動ユニットが垂直リフト機構２４を特徴とする場合、液体冷却剤は、（実施例によってはスピンドルモータの動作に関連する電気接続手段及び導線と共に、）サービスループを介してスピンドルハウジングの内外に流されてもよい。
【0034】
駆動ユニットが垂直リフト機構を特徴とする場合に特に好都合な別の例として、ロボットのフレームは、例えばハウジングフレーム５０のように液体冷却されてもよい。また、スピンドルハウジング５６から駆動ユニットのフレーム５０に熱が伝達されてもよい。このとき熱は、放射によって伝達されるだけなく、スピンドルハウジング５６と駆動ユニットのフレーム５０との間の大気環境６２を通る伝導及び対流を介して熱が伝達されてもよい。この場合、熱伝達のために利用可能な有効面積は、望ましくは、スピンドルハウジング５６及び駆動ユニットのフレーム５０上の１つ又は複数の交互配置された垂直フィンを利用することによって増加させてもよい。この構成は、ロボット駆動部のフレーム５０に対するスピンドルハウジング５６の垂直運動を可能にしてもよい。また、液体冷却剤をサービスループを通して流すことを必ずしも要しなくてもよい。
【0035】
また、最近のロボットで多く用いられている、スピンドルハウジングの強制空冷を採用してもよい。
【0036】
ロボットアーム１４が基板搬送チャンバ内の真空環境で動作する可能性があることを考慮すると、駆動ユニットのスピンドルアセンブリ５２は、軸Ｔ１～Ｔ３又はこれらの上部が真空環境にあることを可能にし得るシーリング及び他の特徴を備えてもよい。一例として、モータのロータとステータの間に配される実質的に円筒形の分離バリア６４が利用されてもよい。分離バリア６４は、分離バリア６４のステータ側（外側）には大気環境が、分離バリアのロータ側（内側）には真空環境が含まれるように配される。この場合、軸Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、全体として真空環境内に位置し得る。別の例として、軸Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の上部が大気環境６２から真空環境６３に突出することを可能にするように、磁性流体シールのような回転シールが利用されることがある。
【0037】
ロボットアーム１４は、適切な機械的カップリングによって互いに結合され得る１つまたは複数のリンクを備えてもよい。図２の例では、３つのリンク６６、６８、７０が回転ジョイントを介して互いに結合されているのが示されている。第３リンク７０は、例えば半導体基板などのペイロード７２をその上に支持するように構成された基板支持領域７１を有するエンドエフェクタを構成している。
【0038】
本明細書では次の用語が使用されている。
例示したロボットアームの第１リンク６６はリンク１又は上腕と呼ばれ、第２リンク６８はリンク２又は前腕と呼ばれ、第３リンク７０はリンク３又はエンドエフェクタと呼ばれる。
スピンドルアセンブリ５２とリンク１との間の回転ジョイント７４は肩関節と呼ばれ、リンク１とリンク２との間の回転ジョイント７６は肘関節と呼ばれ、リンク２とリンク３との間の回転ジョイント７８は手首関節と呼ばれる。
例示したロボットアームの第１リンク６６はリンク１又は上腕と呼ばれ、第２リンク６８はリンク２又は前腕と呼ばれ、第３リンク７０はリンク３又はエンドエフェクタと呼ばれる。
スピンドルアセンブリ５２とリンク１との間の回転ジョイント７４は肩関節と呼ばれ、リンク１とリンク２との間の回転ジョイント７６は肘関節と呼ばれ、リンク２とリンク３との間の回転ジョイント７８は手首関節と呼ばれる。
【0039】
リンク３はペイロード７２を運ぶように構成されてもよい。一例としてリンク３は、半導体ウェハをピックし、搬送し、置くために適したエンドエフェクタを含んでもよい。
【0040】
リンク３は、ペイロードに隣接する第１の部分（部分１）８０と、手首関節に隣接する第２の部分（部分２）８２と、これら２つの部分８０，８２の間のヒートチョーク８４とで構成されてもよい。ヒートチョーク８４は、リンク３の第１部分８０からリンク３の第２部分８２への熱伝達を制限するように構成されてもよい。ヒートチョーク８４を通って伝達される熱の量は、その熱抵抗によって制御されてもよい。この熱抵抗は、リンク３の第１の部分８０とリンク３の第２の部分８２の温度との間の所望のバランスを達成するために他の設計パラメータと一緒に選択され得る。ヒートチョーク84は、例えば、セラミックのような熱伝導率の低い材料の一部のような形態で実装されてもよい。ヒートチョークは耐熱材で構成されてもよい。耐熱材（リフラクトリー，refractory）とは、熱、圧力、又は化学的攻撃による分解に耐性があり、高温でも強度及び形状を保持する物質である。耐熱材は一般に、多結晶、多相型、無機物、非金属、多孔質、不均質である。それらは一般的に、例えばシリコンやアルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ジルコニウムのような物質の酸化物や、炭化物若しくは窒化物のような非酸化物から構成されている。ニオブ、クロム、ジルコニウム、タングステン、レニウム、タンタルなどの、融点が１８５０℃を超える金属も耐熱材として考えられる場合がある。
【0041】
図２に示すように、リンク１（上腕）６６は駆動軸Ｔ１に接続されてもよい。リンク２（前腕）６８は、回転ジョイント（肘関節）７６を介してリンク１に結合され、伝達機構を用いて軸Ｔ３によって作動されてもよい。この伝達機構は、軸Ｔ３に取り付けられうる第１の肩プーリーと、リンク２に取り付けられうる第１の肘プーリーと、２つのプーリー間で運動を伝達しうるバンド、ベルト又はケーブル８６とを備えてもよい。
【0042】
リンク３は、別の回転ジョイント（手首関節）を介してリンク２に結合され、二段階の伝達機構を介して作動させられてもよい。伝達機構の第１段は、第２の肩プーリー、第２の肘プーリー、及び２つのプーリー間で運動を伝達し得るバンド、ベルト又はケーブル８８から構成されてもよい。伝達機構の第２段は、第３の肘プーリー、手首プーリー、及び２つのプーリー間で運動を伝達し得る別のバンド、ベルト又はケーブル９０から構成されてもよい。図２に示すように、第２の肩プーリーは軸Ｔ２に取り付けられてもよく、第２の肘プーリーは第３の肘プーリーに接続されてもよく、手首プーリーはリンク３に取り付けられてもよい。
【0043】
ロボットアームの機械的カップリングの１つ又は複数は、対応する機械的カップリングによって接続されたリンクの間で熱を伝達するように構成された１つ又は複数の熱的カップリングによって補完されることができる。再び図２の例を参照すると、この特定の例のアームの回転ジョイント、すなわち肩関節７４、肘関節７６及び手首関節７８の各々は、それぞれ回転熱カップリング９２、９４、９６によって補完される。
【0044】
図３Ａに示すように、例示的な回転熱カップリング３０は２つの部分３２，３４を有してもよい。これらの部分はそれぞれ１つ又は複数の実質的に円筒状の面を有することを特徴とする。これらの円筒面は対応する回転ジョイントと同軸に配される。また、熱カップリングの一方の部分上の円筒面が熱カップリングの他方の部分上の反対側の円筒面に面するように配される。各部分の間には、表面が互いに接触しないように小さな隙間が設けられている。対向する円筒状面は、回転熱カップリングの対向する円筒状面の間のギャップを横断する放射を介して熱を伝達するように構成されてもよい。この放射のメカニズムは、環境に残留ガスが存在する場合、回転熱動力カップリングの対向する円筒状面の間の環境を介した対流／伝導によって補完されてもよい。
【0045】
図３Ａの例に示されるように、有効面積を増加させ、例示的な回転熱カップリングによって占められる体積を最小にするために、実質的に円筒形の特徴３２ａ、３４ａの配列が回転熱カップリングの２つの部分の各々に設けられてもよい。これら２つの配列は交互配置方式で配置されてもよい。
【0046】
代替的に、図３Ｂの例に描かれているように、回転熱カップリング４０の２つの部分４２，４４は、対向するディスク形状の特徴４２ａ，４４ａを提供してもよい。これらの特徴４２ａ，４４ａは、これらの間のギャップを横断して非接触熱伝達が行われるように構成される。別の代替案として、円錐形及び球形に限定されない回転熱カップリングの有効な構造の任意の他の適切な形状、及びそれらの組み合わせが利用されてもよい。
【0047】
回転熱カップリングの有効面は、熱放射率を向上させるように処理されてもよい。例えば、回転熱カップリングの２つの部分をアルミニウムで作り、有効面を陽極酸化してもよい。
【0048】
例示的な回転熱カップリングがロボットアームの２つのリンク間の熱伝達を可能とするために、例示的な回転電力カップリングのある部分が一方のリンクに取り付けられ、例示的な回転電力カップリングの他の部分が隣接するリンクに取り付けられてもよく、その配置は上記２つのリンクを接続する回転ジョイントと実質的に同軸であってもよい。あるいは、回転熱カップリングの特徴は、ロボットアームのリンクに直接組み込まれてもよい。
【0049】
ロボットアームのリンクは、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼のような熱伝導率の高い材料で作られてもよい。ロボットアームのリンクが熱伝導率の高い材料で作られている場合、各リンクの接続部の間の温度勾配（差）は無視できると見なすことができる。ロボットアームのリンクの１つ以上が長い場合、ロボットアームのリンクの１つ以上の断面積が小さい場合、及び／又はロボットアームのリンクの１つ以上の材料が十分な熱伝導性を提供しない場合、図３Ｃに図式的に描かれているように、ロボットアームの当該１つ以上のリンクを通る熱伝達は、１以上のヒートパイプの使用により改善されてもよい。
【0050】
ヒートパイプは、熱伝導と相転移の原理を利用して、２つの熱伝導性界面間で熱を伝達する装置である。ヒートパイプは、一端に高温の界面、他端に低温の界面を持つ密閉されたチューブ状の筐体と、ウィック構造、作動流体で構成されてもよい。ヒートパイプの動作原理は次のように説明することができる。高温側では、液体状態の作動流体が熱伝導性の高い高温側界面に接触し、高温側界面から熱を吸収して蒸気に変化する。この蒸気はヒートパイプに沿って低温界面に移動し、そこで凝縮して液体状態に戻り、潜熱を放出する。このプロセスにより、ヒートパイプの高温側と低温側の界面間の実効熱伝導率が高くなる。
【0051】
例えば手首関節の回転熱カップリング４０２から肘関節の回転熱カップリング４０４への前腕（リンク２）を通じた熱移動を促進又は補完するために、例えば、図３Ｃに図解的に示されているように、１つ以上のヒートパイプ４００、４０１が利用されてもよい。同様に、図３Ｃにも図式的に示されているように、１つ又は複数のヒートパイプ４０１が、例えば、肘関節の回転熱カップリング４０４から肩関節の回転熱カップリング４０６に、上腕（リンク１）を通して熱を伝達するように構成されてもよい。
【0052】
１つ又は複数のヒートパイプ４００、４０１の高温及び低温インターフェース（高温端及び低温端）は、ロボットアームのリンク又はロボットアームの回転熱カップリングに機械的及び熱的に最小限の熱抵抗で接続されてもよい。一例として、クランプ、接着、ポッティング、はんだ付け又はろう付けが、この目的のために使用されてもよい。本明細書に記載されるような特徴を有する、例示的な実施形態は、１つ以上のヒートチョークと１つ以上のヒートパイプとを備えて提供され得る。例えば、ロボットアームのエンドエフェクタリンクに１つ以上のヒートチョークが設けられてもよい。また、これらのヒートチョークの背後、例えば他のリンクやジョイント、駆動部の１つ以上において、又はこれらの間などに、ヒートパイプが設けられてもよい。また、エンドエフェクタの少なくとも一部にヒートパイプが設けられてもよい。例えば、図１Ａを参照すると、１つ又は複数のヒートパイプが、エンドエフェクタ７０の一部（ヒートチョーク８４とジョイント７８との間）、リンク６８、リンク６６、及び／又は駆動部５０に設けられ得る。このように、ヒートチョークとヒートパイプの両方を組み合わせて、ロボットアームにおける熱伝達の制御に役立てることができる。一例の実施形態では、装置は、ヒートチョークを使用せずに単に１つ又は複数のヒートパイプから構成されてもよい。別の例では、ヒートパイプではなく熱伝達デバイスを使用して、ロボットアームの一部から、エンドエフェクタから間隔を置いた領域への熱伝達を（そしておそらくロボットアームの外に向かう熱伝達を）促進することを支援することができる。
【0053】
図４にこのロボットの簡略化した熱モデルを示す。図中及び本文中では以下の命名法を用いている（アルファベット順）。
Ａ１： リンク１（上腕）の外表面積（ｍ２）
Ａ１Ｓ： 肩関節熱カップリングの有効面積（ｍ２）
Ａ２： リンク２（前腕）の外表面積（ｍ２）
Ａ２１： 肘関節熱カップリングの有効面積（ｍ２）
Ａ３： リンク３の第１部分の外部表面積（ｍ２）
Ａ３２： 手首関節熱カップリング有効面積（ｍ２）
ＡＳ： スピンドルハウジングの外表面積（ｍ２）
ＦＣ： スピンドルハウジング冷却液の流量（ｌ／ｍｉｎ）
Ｐ： ロボットアーム環境圧力（Ｔｏｒｒ）
Ｐ０１： 周囲環境からリンク１へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ０２： 周囲環境からリンク２へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ０３： ペイロード及び周囲環境からリンク３に伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ１ＳＲＪ： 回転ジョイントを通じてリンク１からスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ１ＳＴＣ： 熱カップリングを通じてリンク１からスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ２１ＲＪ： 回転ジョイントを通じてリンク２からリンク１に伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ２１ＴＣ： 熱カップリングを通じてリンク２からリンク１へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ３２ＲＪ： 回転ジョイントを通じてリンク３からリンク２に伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ３２ＴＣ： 熱カップリングを通じてリンク３からリンク２へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ０Ｓ： 周囲環境からスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
ＰＭ： スピンドルモータの発熱量（Ｗ）
ＰＭＳ： スピンドルモータからスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
ＰＳＣ： スピンドルハウジングから冷却媒体に伝わる熱量（Ｗ）
Ｔ０１： リンク１の周囲の温度（℃）
Ｔ０２： リンク２の周囲の温度（℃）
Ｔ０３： リンク３の第１部分の周囲の温度（℃）
Ｔ０Ｓ： スピンドルの周囲の温度（℃）
Ｔ１： リンク１（上腕）の温度（℃）
Ｔ２： リンク２（前腕）の温度（℃）
Ｔ３１： リンク３の第１部分（ペイロードとヒートチョークの間）の温度（℃）
Ｔ３２： リンク３の第２部分（ヒートチョークと手首関節の間）の温度（℃）
ＴＣ： スピンドルハウジング冷却液の入口温度（℃）
ＴＥＲＡ： ロボットアームリンクの外表面の熱放射率
ＴＥＴＣ： 熱カップリングの有効表面の熱放射率
ＴＭ： スピンドルモータの温度（℃）
ＴＳ： スピンドルハウジングの温度（℃）
Ａ１： リンク１（上腕）の外表面積（ｍ２）
Ａ１Ｓ： 肩関節熱カップリングの有効面積（ｍ２）
Ａ２： リンク２（前腕）の外表面積（ｍ２）
Ａ２１： 肘関節熱カップリングの有効面積（ｍ２）
Ａ３： リンク３の第１部分の外部表面積（ｍ２）
Ａ３２： 手首関節熱カップリング有効面積（ｍ２）
ＡＳ： スピンドルハウジングの外表面積（ｍ２）
ＦＣ： スピンドルハウジング冷却液の流量（ｌ／ｍｉｎ）
Ｐ： ロボットアーム環境圧力（Ｔｏｒｒ）
Ｐ０１： 周囲環境からリンク１へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ０２： 周囲環境からリンク２へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ０３： ペイロード及び周囲環境からリンク３に伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ１ＳＲＪ： 回転ジョイントを通じてリンク１からスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ１ＳＴＣ： 熱カップリングを通じてリンク１からスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ２１ＲＪ： 回転ジョイントを通じてリンク２からリンク１に伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ２１ＴＣ： 熱カップリングを通じてリンク２からリンク１へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ３２ＲＪ： 回転ジョイントを通じてリンク３からリンク２に伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ３２ＴＣ： 熱カップリングを通じてリンク３からリンク２へ伝わる熱量（Ｗ）
Ｐ０Ｓ： 周囲環境からスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
ＰＭ： スピンドルモータの発熱量（Ｗ）
ＰＭＳ： スピンドルモータからスピンドルハウジングに伝わる熱量（Ｗ）
ＰＳＣ： スピンドルハウジングから冷却媒体に伝わる熱量（Ｗ）
Ｔ０１： リンク１の周囲の温度（℃）
Ｔ０２： リンク２の周囲の温度（℃）
Ｔ０３： リンク３の第１部分の周囲の温度（℃）
Ｔ０Ｓ： スピンドルの周囲の温度（℃）
Ｔ１： リンク１（上腕）の温度（℃）
Ｔ２： リンク２（前腕）の温度（℃）
Ｔ３１： リンク３の第１部分（ペイロードとヒートチョークの間）の温度（℃）
Ｔ３２： リンク３の第２部分（ヒートチョークと手首関節の間）の温度（℃）
ＴＣ： スピンドルハウジング冷却液の入口温度（℃）
ＴＥＲＡ： ロボットアームリンクの外表面の熱放射率
ＴＥＴＣ： 熱カップリングの有効表面の熱放射率
ＴＭ： スピンドルモータの温度（℃）
ＴＳ： スピンドルハウジングの温度（℃）
【0054】
図４に示すように、ロボットの主要構成要素は、熱モデルにおいて、（discrete lumped thermal mass）により表現される。この主要構成要素には、スピンドルハウジングや、リンク１（上腕）、リンク２（前腕）、リンク３の第１部分（ペイロードとヒートチョーク間）、リンク３の第２部分（ヒートチョークと手首関節間）が含まれる。
【0055】
例示のロボットが高温のペイロードを扱い高温環境で動作することが期待されることを考慮すると、ペイロードから、及びペイロードが摘出されたり載置されたりしる環境から、リンク３に熱が伝達されうることが想定される。（これは、図４の「熱源」ブロックによって表される。熱モデリングの目的のために、熱源は、上記に定義したように温度Ｔ０３によって特徴づけられる場合がある。）図４に示すように、リンク１及びリンク２に、その周囲から熱が伝達されうることも、想定されている。熱伝達のメカニズムは、周囲からの放射だけでなく、環境に残留ガスが存在する場合には、対流や伝導を含んでもよい。同様に、図４に示すように、スピンドルハウジングは、スピンドルモータから熱を受け取る可能性があり、また、周囲の大気環境や他の周囲環境から熱を受け取る可能性がある。
【0056】
図４の例では、スピンドルハウジングの液冷という手段でロボットの熱を除去することを想定している。
【0057】
熱モデルのパラメータと入力の例を表１に示す。一例として、パラメータは、真空環境下での半導体ウェハ処理システムにおけるマテリアルハンドリングロボットを表すことができる。
【表1】
【0058】
表１に示すように、リンク３の第１部分の周囲の温度は４００℃であると選択されているが、これは例えば、ロボットによって運ばれるウェハの温度や、ウェハが摘出又は載置される可能性のあるプロセスモジュールの温度を表す場合がある。リンク１とリンク２の周囲の温度は２００℃であると選択されているが、これは例えば、ロボットアームが動作する真空搬送室の壁面の温度を表す場合がある。スピンドルハウジングは、表１に示すように、入口温度２０℃、流量２．８ｌ／ｍｉｎの水冷式であると仮定した。
【0059】
比較のため、上記のロボットに対応する既存のロボットであって、既存技術で最も新しい型のロボットを図５に図示した。図に示すように、ロボットアームのリンク３にはヒートチョークがなく、回転熱ジョイントは存在しない。しかし回転ジョイント自体から多少の熱が伝わる可能性はあり、スピンドルハウジングは空冷式である。
【0060】
図５の従来型ロボットの簡略化された熱モデルを図６のブロック図に示す。リンク３はヒートチョークを備えていないため、熱モデルにおいて単一の熱質量で表現される。この熱モデルにおいて、回転熱カップリングは存在しない。また、スピンドルハウジングの強制空冷が考慮される。
【0061】
比較のため、同じ熱モデルパラメータと入力を使用している。熱性能の比較結果を表２に示す。
【0062】
【表2】
【0063】
表１と表２を比較してわかるように、本実施例のロボットのリンクの温度は、従来型で最新のロボットと比較してかなり低くなっている。特に、リンク３の手首関節に隣接する部分（リンク３の第２部分）の温度は３８５℃から約８５℃と管理可能なレベルに低下し、リンク２の温度は２１３℃から約８０℃に、リンク１の温度は１７８℃から約６０℃に低下した。これは、ロボットアームの構成部品の温度が過度に上昇した場合の問題（熱膨張の問題、ベアリングの寿命低下、潤滑油の早期分解、ロボットアームに組み込まれうるセンサーや電子機器などのアクティブコンポーネントの熱損傷など）に対して直接に対処するものである。
【0064】
ヒートチョークに関して使用されるサイズ、形状、及び材料や、第３リンク７０の第１及び第２部分８０、８２との接続方法は、例えばペイロード７２の予想重量や、ペイロード及び基板処理チャンバの温度などのロボットの動作環境に基づいて、適宜選択され得る。図７Ａ～７Ｂも参照すると、ヒートチョークが、金属製の第１及び第２部分８０、８２の指部１００、１０２に動かないように取り付けられた飛び飛び部分を有する耐熱材からなる一例が示されている。図７Ａは断面図、図７Ｂは上面図である。材料を結合するために、噛み合うような形状が使用されてもよく、ヒートチョークは、例えば、第１及び第２の部分上に成形されてもよい。また、代替的に又は追加的に、留め具が使用され得る。留め具の使用例が図８Ａ及び８Ｂに示されている。ヒートチョークが第１部分及び第２部分の一部の間に挟まれている。当該一部がサンドイッチ構造における上部プレート及び下部プレートを形成し、留め具１０４がこれらの層を一緒に取り付けるようになっている。留め具１０４は、２つの部分８０、８２の間でこれらの部分に直接接触して構造的な補強として機能してもよいし、これら２つの部分８０、８２に直接接触しないようにしてもよい。
【0065】
図９も参照すると、この例では、耐熱材の２つの層８４ａ、８４ｂが使用され、金属の第１及び第２の部分８０、８２の薄い指部１００、１０２は、耐熱材との接合部における構造的完全性を高めるために単に互いに直接接触し得る。図１０も参照すると、この例では、ヒートチョークは、金属第１及び第２部分８０、８２の一部の間にサンドイッチ型に配された異なる耐熱材の複数の層８４ｃ、８４ｄ、８４ｅを有する。図１１Ａ～１１Ｂは、接着剤又は耐熱材からのガスのガス漏れを防止し、リンク７０からホコリや耐熱材の断片が剥がれ落ちるのを防止するために、例えば高温エポキシなどの物質１１０がヒートチョークの第１及び第２の部分との接合部に適用されてもよいことを例示するものである。代替例では、任意の適切な高温耐熱材カバーが接合部に設けられてもよい。耐熱材は、少なくとも部分的に、第１及び第２の部分の一方又は両方の内部に配置されてもよい。
【0066】
上記の実施例は、回転ジョイントを有する３リンクロボットアームに関して特徴を説明しているが、本明細書に記載されるような特徴を備えるロボットは、任意の適切なアーム機構を利用してもよい。限定されるものではないが、そのようなアーム機構には、様々なシリアル機構及びパラレル機構が含まれる。更に、限定されるものではないが、ロボットアーム機構は、回転ジョイントやプリズムジョイント（prismatic joint）、球面ジョイント（spherical joint）を含む、様々な機械的カップリングを用いてもよい。更に、上記の例では、単一のロボットアームを有するロボットが紹介されているが、ロボットは、複数のアームを有することを特徴としてもよい。
【0067】
明細書に開示される特徴は、ロボットアームによって運ばれるペイロードから発せられる熱及びロボットアームの周囲から発せられる熱の悪影響に対処するために使用され得る。ロボットアームが受け取る熱は、適切な冷却機構によって除去されない場合、ロボットアームの構成要素の温度の過度の上昇をもたらし、その結果、熱膨張の問題、ベアリングの寿命低下、潤滑剤の早過ぎる劣化がもたらされる花王製があり、また、ロボットアームに統合され得るセンサー及び電子機器等の能動部品の熱損傷が生じる可能性がある。ロボットアームの冷却のメカニズムは、真空環境用途において特に挑戦的なものである。というのも、伝導や対流現象がほとんど又は全く存在せず、ロボットアームの内部強制空気冷却又は液体冷却が実用的な選択肢ではないであろうからである。本明細書に開示される特徴は、かかる困難な状況下でも適用可能な解決策を提供するために使用することができる。
【0068】
ある例示的実施形態は、ロボット駆動部及びこれに接続されたロボットアームを備える装置である。
前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続されたエンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
前記ロボットアームは、前記ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続されたエンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部の少なくとも１つは回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
【0069】
前記ロボット駆動部は、駆動部ハウジングと、前記駆動部ハウジング内に移動可能に配されたスピンドルアセンブリとを有してもよい。
前記スピンドルアセンブリは、同軸である複数の駆動軸と、それぞれ前記駆動軸に接続された複数のモータとを有する。前記装置は、前記複数の駆動軸の外側の１つに配される第１の回転熱カップリングを備えてもよい。前記回転熱カップリングは、前記第１回転可能接続部に位置する第２の回転熱カップリングと、前記第２回転可能接続部に位置する第３の回転カップリングとを備えてもよい。前記ロボットアームは、前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部において前記第２リンク及び前記エンドエフェクタを回転させるように構成されたプーリー及びバンドを備えてもよい。前記第１回転可能接続部は、複数の第１インターリーブメンバーを有する第１の回転熱カップリングを備えてもよい。
前記複数の第１インターリーブメンバーは、前記第１回転可能接続部の回転軸を中心に互いに相対的に回転可能である。前記第２回転可能接続部は、複数の第２インターリーブメンバーを有する第２の回転熱カップリングを備えてもよい。
前記複数の第２インターリーブメンバーは、前記第２回転可能接続部の回転軸を中心に互いに相対的に回転可能である。前記ヒートチョークは、前記エンドエフェクタの第１部分と前記エンドエフェクタの第２部分とを接続する耐熱材を有してもよい。前記ヒートチョークは前記第１部分から前記第２部分を離隔してもよい。前記ヒートチョークは、前記エンドエフェクタの前記第１部分及び／又は前記第２部分の一部と交互配置される部分を有してもよい。。前記エンドエフェクタは、前記ヒートチョークと前記エンドエフェクタの前記第１部分及び前記第２部分との接続部を囲む包囲材を有してもよい。前記ヒートチョークはそれぞれ異なる物質からなる複数の層を有してもよい。前記ロボットアームは少なくとも1つのヒートパイプを更に備えてもよい。該ヒートパイプの両端はそれぞれ、前記ロボットアームのリンクの少なくとも１つ及び／又は前記ロボットアームの回転熱カップリングに熱的に接続される。
前記スピンドルアセンブリは、同軸である複数の駆動軸と、それぞれ前記駆動軸に接続された複数のモータとを有する。前記装置は、前記複数の駆動軸の外側の１つに配される第１の回転熱カップリングを備えてもよい。前記回転熱カップリングは、前記第１回転可能接続部に位置する第２の回転熱カップリングと、前記第２回転可能接続部に位置する第３の回転カップリングとを備えてもよい。前記ロボットアームは、前記第１回転可能接続部及び前記第２回転可能接続部において前記第２リンク及び前記エンドエフェクタを回転させるように構成されたプーリー及びバンドを備えてもよい。前記第１回転可能接続部は、複数の第１インターリーブメンバーを有する第１の回転熱カップリングを備えてもよい。
前記複数の第１インターリーブメンバーは、前記第１回転可能接続部の回転軸を中心に互いに相対的に回転可能である。前記第２回転可能接続部は、複数の第２インターリーブメンバーを有する第２の回転熱カップリングを備えてもよい。
前記複数の第２インターリーブメンバーは、前記第２回転可能接続部の回転軸を中心に互いに相対的に回転可能である。前記ヒートチョークは、前記エンドエフェクタの第１部分と前記エンドエフェクタの第２部分とを接続する耐熱材を有してもよい。前記ヒートチョークは前記第１部分から前記第２部分を離隔してもよい。前記ヒートチョークは、前記エンドエフェクタの前記第１部分及び／又は前記第２部分の一部と交互配置される部分を有してもよい。。前記エンドエフェクタは、前記ヒートチョークと前記エンドエフェクタの前記第１部分及び前記第２部分との接続部を囲む包囲材を有してもよい。前記ヒートチョークはそれぞれ異なる物質からなる複数の層を有してもよい。前記ロボットアームは少なくとも1つのヒートパイプを更に備えてもよい。該ヒートパイプの両端はそれぞれ、前記ロボットアームのリンクの少なくとも１つ及び／又は前記ロボットアームの回転熱カップリングに熱的に接続される。
【0070】
図１２を参照すると、例示的な方法が提供されうる。この方法は、ブロック２００に示されるように、基板支持領域を有する第１の端部と反対側の第２の端部の間に位置するヒートチョークを有するエンドエフェクタを準備することと；ブロック２０２に示されるように、前記エンドエフェクタの前記第２の端部を回転接続部においてリンクに接続することとを含み、
前記リンク及び前記エンドエフェクタは、基板搬送ロボットのアームを少なくとも部分的に形成するよう構成され、
前記接続することは回転熱カップリングを提供することを含み、前記回転熱カップリングは、前記回転接続部において互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
前記リンク及び前記エンドエフェクタは、基板搬送ロボットのアームを少なくとも部分的に形成するよう構成され、
前記接続することは回転熱カップリングを提供することを含み、前記回転熱カップリングは、前記回転接続部において互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。
【0071】
図１３を参照すると、例示的な方法が提供されうる。この方法は、ブロック３００に示されるように、ロボットアームのエンドエフェクタ上に基板が位置するように前記ロボットアームを動かすことを含む。
ここで前記ロボットアームは、ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された前記エンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第２回転可能接続部は回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。前記方法は更に、ブロック３０２に示されるように、前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することを含む。
前記ヒートチョークは、前記基板支持領域から前記第２リンク及び前記第２回転可能接続部へ伝達されるべき熱を減少させることを助け、前記第２回転可能接続部における前記回転熱カップリングは、前記エンドエフェクタから前記第２リンクへの熱伝達を増加させることを助ける。
前記第1回転可能接続部は第１回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備えてもよい。
前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することは、前記第１回転可能接続部における第１の回転熱カップリングが、前記第２リンクから前記第１リンクへの熱伝達を増大させることを支援する。
ここで前記ロボットアームは、ロボット駆動部に接続された第１リンクと、第１回転可能接続部で前記第１リンクに回転可能に接続された第２リンクと、第２回転可能接続部で前記第２リンクに回転可能に接続された前記エンドエフェクタとを備える。
前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの基板支持領域と前記第２回転可能接続部との間に位置するヒートチョークを備える。
前記第２回転可能接続部は回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備える。前記方法は更に、ブロック３０２に示されるように、前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することを含む。
前記ヒートチョークは、前記基板支持領域から前記第２リンク及び前記第２回転可能接続部へ伝達されるべき熱を減少させることを助け、前記第２回転可能接続部における前記回転熱カップリングは、前記エンドエフェクタから前記第２リンクへの熱伝達を増加させることを助ける。
前記第1回転可能接続部は第１回転熱カップリングを備え、前記回転熱カップリングは、互いに対して回転可能な複数のインターリーブメンバーを備えてもよい。
前記ロボットアームから前記ロボット駆動部の外へ熱を伝達することは、前記第１回転可能接続部における第１の回転熱カップリングが、前記第２リンクから前記第１リンクへの熱伝達を増大させることを支援する。
【0072】
ヒートチョークに関する追加の代替例を図１４～図１７に示す。図１４は、複数のヒートチョークがリンク７０'に沿って別々の長さで提供されてもよいことを示している。これらはまた、１つ以上の異なる耐熱材、及び１つ以上の異なるサイズ及び形状から構成されてもよい。図１５は、複数の耐熱部材が、単一の金属部材内のポケットに挿入され得ることを示している。おそらく、上下又は左右などの別々の側からである。リンク７０"は、部材８４を受け入れるために格子形状又は複数のポケット形状を有する単一の金属フレーム部材を有してもよい。またはリンク７０"は、部材８４を、格子形状又は複数のポケット形状の中に成形又は形成させることができる。図１６は、リンク７０"の一体型フレーム部材が、部材８４を受容する閉じた又は実質的に閉じたポケット７３を有してもよいことを示す。ポケット７３への開口部は、付属のドア、ハッチ又は他のカバーなどの任意の適切な手段によって組み立て後に閉鎖され得る。図１７は、アーム１４'が２つ以上のリンクに２つ以上のヒートチョークを有し得ることを例示している。図１７において、第３リンク７０はヒートチョーク８４を有する。ヒートチョーク８４は、基板支持領域７１よりも回転ジョイント７８に近い（リンク７０の前部よりも後部により近い）。また第２リンク６８'はヒートチョーク８４'を有する。ヒートチョーク８４'は、回転ジョイント７６よりも回転ジョイント７８に近い（リンク６８'の後部よりも前部により近い）。このように、複数のリンクがヒートチョークを有してもよい。リンク上のヒートチョークの位置は、長手方向の任意の適切な位置であってよい。これらの位置は異なっていてもよく、同じであってもよい。
【0073】
なお、上述の説明は単なる例であることも理解しなければならない。当業者は種々の変形および修正を考えることができるだろう。例えば、特許請求の範囲にある種々の従属請求項に記載の特徴は、任意適当な組合せで互いに組合せ可能である。加えて、前述した様々な実施形態からの特徴を選択的に組合せて新たな実施形態とすることも可能である。したがって本願は、添付の特許請求の範囲に含まれる変更や修正，変形等の全ての事項を包含するものである。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【国際調査報告】