JP2005229786A - Cooling device for electric motor - Google Patents

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Michitaro Usui
道太郎 臼井
Mokoto Kagihiro
誠 鎰廣
Makoto Kaneko
誠 金子
Daisuke Shinohira
大輔 篠平
Hidehiko Mori
英彦 森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To fully cool both a driving portion and power supply lines, while reducing weight by well arranging the power supply lines, does not cause the occurrence of an excessive load, and preventing adverse effects on other devices inside a vacuum processing chamber, when an electric motor is used inside a vacuum processing chamber. <P>SOLUTION: A driving portion 5 provided on either a stator or a mover 4 is sufficiently cooled by a cooling fluid that flows in a cooling container 6, by being stored in the cooling container 6. At the same time, a power supply line 11 that supplies electric power to the driving portion 5 is fully cooled by the cooling fluid that flows inside a cooling pipe 12c, by passing the line 11 through the cooling pipe 12c connected to the cooling container 6 to flow the cooling fluid, eliminating the need for the diameter of the line 11 to be large, and a gas and dynamic magnetic field that are generated from the line 11 are shut out to the outside, by constituting the cooling pipe 12c of a metal pipe or a pipe covered with a metal film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電動モータを冷却するための冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device for cooling an electric motor.

従来、リニアモータの駆動部であるコイルを内部に収容し当該コイルの周囲に冷媒を流すことで、コイルを冷却するリニアモータのコイル冷却装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−275335号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, a coil cooling device for a linear motor that cools a coil by housing a coil that is a drive unit of the linear motor and flowing a refrigerant around the coil is known (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-275335 A

ところで、上記リニアモータは例えば半導体製造装置等に付設され真空処理室内で使用される場合がある。このような真空雰囲気では、大気の対流による放熱、大気への伝熱による放熱が無く、熱放射による放熱と発熱部に接続されている部材を通しての伝熱による放熱とされるがその放熱量は非常に限られた量である。ここで、上記冷却装置を備えるリニアモータが真空処理室内に配置されると、発熱体であるコイルは冷却装置により冷却され熱が回収されるため支障は無いが、コイルへ通電する電力供給線(リード線;動力線)にあっては、線材(複数本の細い無酸素銅線を縒った縒線)の有する電気抵抗により通電時に熱が発生し、この発生した熱が真空雰囲気で蓄積され続けてしまい焼損による断線の虞がある。   By the way, the linear motor may be attached to, for example, a semiconductor manufacturing apparatus or the like and used in a vacuum processing chamber. In such a vacuum atmosphere, there is no heat dissipation due to convection in the atmosphere, heat dissipation due to heat transfer to the atmosphere, heat dissipation due to heat radiation and heat dissipation due to heat transfer through the member connected to the heat generating part, but the amount of heat dissipation is It is a very limited amount. Here, when the linear motor provided with the cooling device is disposed in the vacuum processing chamber, the coil as a heating element is cooled by the cooling device and heat is recovered, but there is no problem, but a power supply line ( In the case of lead wires (power wires), heat is generated during energization due to the electrical resistance of the wire (a wire made of a plurality of thin oxygen-free copper wires), and this generated heat is stored in a vacuum atmosphere. There is a risk of disconnection due to burning.

そこで、コイルへの通電による発熱が少なく、発生した熱量によっても断線する虞が無い太い電力供給線(太い線材;太いほど電気抵抗が小さい)を用いることが考えられるが、このように太い電力供給線では取り回しに手間がかかると共に重量が大きくなる。また、コイルが可動子とされる場合には、当該可動子の移動に太い電力供給線が追従し変形するため、この太い電力供給線の変形力が抵抗となって余計な負荷を生じることになる。従って、電力供給線には、大気雰囲気で使用される通常の太さが要求される。   Therefore, it is conceivable to use a thick power supply line (thick wire material; the thicker the electric resistance is, the smaller the electric resistance) is. With wires, handling takes time and weight increases. In addition, when the coil is a mover, the thick power supply line follows the movement of the mover and deforms, so that the deformation force of the thick power supply line becomes a resistance and causes an extra load. Become. Accordingly, the power supply line is required to have a normal thickness used in an air atmosphere.

また、電力供給線は上記線材に樹脂の絶縁膜を被覆した構造が一般的であるが、例えば露光、イオン注入を行う半導体製造装置のようにガスを嫌う装置にあっては、電力供給線の被覆樹脂から生じるガスが問題となる。また、例えばEB(電子ビーム)露光を行う半導体製造装置のように動磁場(交流磁場)の影響を嫌う装置にあっては、電力供給線より発生する動磁場が問題となる。   The power supply line generally has a structure in which the above-mentioned wire is covered with a resin insulating film. For example, in an apparatus that dislikes gas, such as a semiconductor manufacturing apparatus that performs exposure and ion implantation, The gas generated from the coating resin becomes a problem. In addition, in a device that dislikes the influence of a dynamic magnetic field (alternating magnetic field), such as a semiconductor manufacturing device that performs EB (electron beam) exposure, the dynamic magnetic field generated from the power supply line becomes a problem.

これらの問題は上記リニアモータに限定されるものではなく、全ての電動モータに対して問題となる。   These problems are not limited to the linear motor described above, but are problematic for all electric motors.

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、電動モータを真空処理室内で用いる場合に、電力供給線の取り回しが良好で重量も軽減されると共に余計な負荷の発生が無く、且つ、真空処理室内の他の装置に対して悪影響を与えることを防止しつつ、駆動部及び電力供給線を共に十分に冷却し得る電動モータの冷却装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem. When an electric motor is used in a vacuum processing chamber, the power supply line is favorably routed, the weight is reduced, and an extra load is generated. It is an object of the present invention to provide a cooling device for an electric motor that is capable of sufficiently cooling both a drive unit and a power supply line while avoiding adverse effects on other devices in a vacuum processing chamber. .

本発明による電動モータの冷却装置は、固定子及び可動子と、これらの何れか一方に設けられた駆動部と、可動子を可動すべく駆動部に通電する電力供給線と、を備える電動モータに付設され、真空処理室内に配置された電動モータを冷却するための冷却装置であって、駆動部を少なくとも収容し冷却流体が流れる冷却容器と、この冷却容器の冷却流体の出入口に接続され、その内部を冷却流体が流れる冷却管と、を備え、この冷却管は、その内部に電力供給線が通されていると共に、金属管又は金属膜を被覆した管とされていることを特徴としている。   An electric motor cooling apparatus according to the present invention includes an electric motor including a stator and a mover, a drive unit provided in any one of them, and a power supply line for energizing the drive unit to move the mover. A cooling device for cooling the electric motor disposed in the vacuum processing chamber, which is connected to a cooling container in which at least the drive unit is accommodated and the cooling fluid flows, and a cooling fluid inlet / outlet of the cooling container, A cooling pipe through which a cooling fluid flows, and the cooling pipe is characterized in that a power supply line is passed through the inside and a metal pipe or a pipe coated with a metal film. .

このように電動モータが真空処理室内に配置されている場合に、本発明による電動モータの冷却装置によれば、固定子又は可動子の何れか一方に設けられた駆動部は、冷却容器に収容されているため、当該冷却容器を流れる冷却流体により十分に冷却される。この駆動部に通電する電力供給線は、冷却容器に対して接続されて冷却流体を流す冷却管内に通されているため、冷却管内を流れる冷却流体により十分に冷却され、電力供給線を太くする必要が無くされる。この冷却管は、金属管又は金属膜を被覆した管とされているため、電力供給線より発生するガス及び動磁場が外部に対して遮断される。   When the electric motor is arranged in the vacuum processing chamber as described above, according to the electric motor cooling device of the present invention, the drive unit provided in either the stator or the mover is accommodated in the cooling container. Therefore, it is sufficiently cooled by the cooling fluid flowing through the cooling container. Since the power supply line that supplies power to the drive unit is connected to the cooling container and is passed through the cooling pipe that flows the cooling fluid, the power supply line is sufficiently cooled by the cooling fluid that flows through the cooling pipe and thickens the power supply line. There is no need. Since this cooling pipe is a metal pipe or a pipe coated with a metal film, the gas generated from the power supply line and the dynamic magnetic field are blocked from the outside.

ここで、真空処理室内には、半導体製造装置が配置され、電動モータは、半導体製造装置による所定の製造プロセスに必要な動作を行うものであると、例えば露光、イオン注入を行う半導体製造装置ではガスを嫌い、例えばEB露光を行う半導体製造装置では動磁場の影響を嫌うため、特に上記作用が効果的に奏される。   Here, a semiconductor manufacturing apparatus is disposed in the vacuum processing chamber, and the electric motor performs operations necessary for a predetermined manufacturing process by the semiconductor manufacturing apparatus. For example, in a semiconductor manufacturing apparatus that performs exposure and ion implantation. Since the semiconductor manufacturing apparatus that dislikes gas, for example, performs EB exposure, dislikes the influence of a dynamic magnetic field, the above-described operation is particularly effective.

また、電力供給線は、冷却容器の冷却流体入口側の冷却管に通されていると、この冷却流体入口側の冷却管を流れる冷却流体により電力供給線が冷却され、冷却容器に流入する冷却流体の温度が上がり冷却容器内の駆動部に対する冷却効果が低減するため、電力供給線は、冷却容器の冷却流体出口側の冷却管に通されているのが好ましい。   In addition, when the power supply line is passed through the cooling pipe on the cooling fluid inlet side of the cooling container, the power supply line is cooled by the cooling fluid flowing through the cooling pipe on the cooling fluid inlet side, and the cooling liquid flows into the cooling container. The power supply line is preferably passed through a cooling pipe on the cooling fluid outlet side of the cooling container so that the temperature of the fluid increases and the cooling effect on the drive unit in the cooling container is reduced.

また、電力供給線は、真空処理室の外で冷却管内から所定に導出されていると、メンテナンスが容易とされる。   Further, when the power supply line is led out from the inside of the cooling pipe outside the vacuum processing chamber, maintenance is facilitated.

また、冷却流体としては種々採用されるが、冷却気体に比して冷却効果が高く所定の絶縁性を有する例えば純水等の冷却液を採用するのが好ましい。   Various cooling fluids are employed, but it is preferable to employ a coolant such as pure water which has a higher cooling effect than the cooling gas and has a predetermined insulating property.

また、固定子又は可動子の何れか一方に設けられた駆動部がコイルを有すると共に、固定子又は可動子の他方が磁石を有し、冷却容器内にはコイルが収容され、電力供給線がコイルのリード線とされて冷却管内を通され、電動モータは、可動子が直線往復運動するリニアモータであることが好ましい。このようなリニアモータでは、高精度の位置決めを要求されるものがあり、この高精度の位置決めには熱の蓄積が大敵となるため、特に上記作用が効果的に奏される。   In addition, the drive unit provided on either the stator or the mover has a coil, the other of the stator or the mover has a magnet, the coil is accommodated in the cooling container, and the power supply line is It is preferable that the electric motor is a linear motor in which the mover moves back and forth linearly as a coil lead wire and passed through the cooling pipe. Some of such linear motors require high-precision positioning, and heat accumulation is a major enemy for this high-accuracy positioning, so that the above-described operation is particularly effective.

また、可動子がコイルを有し、冷却管は伸縮性を有していると、可動子の移動に、金属管又は金属膜を被覆した管である冷却管が容易に追従可能とされる。   Further, when the mover has a coil and the cooling pipe has elasticity, the cooling pipe which is a pipe coated with a metal pipe or a metal film can easily follow the movement of the mover.

このように本発明による電動モータの冷却装置によれば、電動モータを真空処理室内に用いる場合に、電力供給線を太くする必要を無くすことで電力供給線の取り回しを良好とし重量も軽減すると共に余計な負荷の発生を無くし、且つ、電力供給線より発生するガス及び動磁場を外部に対して遮断することで真空処理室内の他の装置に対して悪影響を与えることを防止しつつ、駆動部及び電力供給線を共に十分に冷却することが可能となる。   As described above, according to the cooling apparatus for an electric motor according to the present invention, when the electric motor is used in the vacuum processing chamber, it is possible to improve the handling of the power supply line and reduce the weight by eliminating the need to thicken the power supply line. Drive unit while preventing generation of extra load and preventing gas and dynamic magnetic field generated from power supply line from being adversely affected to other devices in the vacuum processing chamber. In addition, both the power supply lines can be sufficiently cooled.

以下、本発明による電動モータの冷却装置の好適な実施形態について図1〜図4を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る電動モータの冷却装置を備えた半導体製造設備を示す概略構成図、図2は、図1中の電動モータを示す側面構成図、図3は、図2に示す電動モータの可動子の正面断面構成図、図4は、図1中の冷却装置の真空処理室外の構成を主に示す一部断面構成図である。ここで、本実施形態で用いられる電動モータは、半導体製造装置に付設されるリニアモータであり、図1に示すように、半導体製造装置1及びリニアモータ2は真空処理室3内に配設されている。   A preferred embodiment of an electric motor cooling device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a semiconductor manufacturing facility equipped with a cooling device for an electric motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side configuration diagram showing the electric motor in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional configuration diagram mainly showing a configuration outside the vacuum processing chamber of the cooling device in FIG. 1. Here, the electric motor used in this embodiment is a linear motor attached to the semiconductor manufacturing apparatus. As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus 1 and the linear motor 2 are disposed in the vacuum processing chamber 3. ing.

半導体製造装置1は、真空雰囲気で所定の製造プロセスを実行するものであり、例えば露光、イオン注入を行う半導体製造装置、例えばEB露光を行う半導体製造装置である。   The semiconductor manufacturing apparatus 1 executes a predetermined manufacturing process in a vacuum atmosphere, and is, for example, a semiconductor manufacturing apparatus that performs exposure and ion implantation, for example, a semiconductor manufacturing apparatus that performs EB exposure.

リニアモータ2は、半導体製造装置による所定の製造プロセスに必要な動作を行うものであり、リニアモータ2を構成する可動子が迅速に直線往復移動することで例えばウエハや被加工物等の対象物を高精度に位置決めする高精度位置決め装置として用いられている。   The linear motor 2 performs an operation necessary for a predetermined manufacturing process by the semiconductor manufacturing apparatus, and a moving object constituting the linear motor 2 rapidly reciprocates linearly, for example, an object such as a wafer or a workpiece. Is used as a high-accuracy positioning device for accurately positioning the.

このリニアモータ2は、図2に示すように、可動子4としてコイル5及び冷却容器6を備え、固定子7として磁石ユニット8及び基台9を備えている。コイル5は、リニアモータ2の駆動部を構成するものであり、線材を所定形状に巻回して構成され、図3に示すように、電力供給線(本実施形態ではコイルのリード線)11を通して通電されるU、V、Wの三相のコイルを備えている。このコイル5は、図2及び図3に示すように、金属製の箱形の冷却容器6に収容され例えば接着剤等により冷却容器6内の所定位置に固定されている。なお、図3においては、コイル5は模式的に描かれている。   As shown in FIG. 2, the linear motor 2 includes a coil 5 and a cooling container 6 as a mover 4, and a magnet unit 8 and a base 9 as a stator 7. The coil 5 constitutes a drive unit of the linear motor 2 and is formed by winding a wire in a predetermined shape, and through a power supply line (in this embodiment, a lead wire of the coil) 11 as shown in FIG. It has three-phase coils of U, V, and W that are energized. As shown in FIGS. 2 and 3, the coil 5 is housed in a metal box-shaped cooling container 6 and is fixed at a predetermined position in the cooling container 6 by, for example, an adhesive. In FIG. 3, the coil 5 is schematically drawn.

これらのコイル5と冷却容器6との間には、所定の隙間が形成され、当該隙間が冷却流体の流れる流路10とされ、当該流路10を流れる冷却流体により、通電により発熱するコイル5が冷却される。ここで、本実施形態では、冷却流体として例えば空気等の冷却気体に比して冷却効果が高い冷却液が採用されている。この冷却液としては、所定の高い絶縁性を有し熱容量の高い液が好ましく、例えばHFE7200(商品名;住友3M製)や例えばFC77(商品名;住友3M製)を用いるのが好ましく、また、絶縁レベルの高い純水等を用いるのが好ましい。   A predetermined gap is formed between the coil 5 and the cooling container 6, and the gap is used as a flow path 10 through which the cooling fluid flows. The coil 5 that generates heat when energized by the cooling fluid flowing through the flow path 10. Is cooled. Here, in the present embodiment, a cooling liquid having a higher cooling effect than a cooling gas such as air is used as the cooling fluid. As this cooling liquid, a liquid having a predetermined high insulating property and a high heat capacity is preferable. For example, HFE7200 (trade name; manufactured by Sumitomo 3M) or FC77 (trade name; manufactured by Sumitomo 3M) is preferably used. It is preferable to use pure water having a high insulation level.

そして、可動子4は、移動方向(図2の紙面垂直方向;図3の紙面左右方向)に延在する所定の支持部材(不図示)に支持されている。   The mover 4 is supported by a predetermined support member (not shown) extending in the moving direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2; the left-right direction in the paper surface in FIG. 3).

図2に示すように、磁石ユニット8は、冷却容器6を両側から挟み可動子4の移動方向に延在するように配設される磁石列であり、金属製の基台9に固定支持されている。   As shown in FIG. 2, the magnet unit 8 is a magnet row that is disposed so as to sandwich the cooling container 6 from both sides and extend in the moving direction of the mover 4, and is fixedly supported on a metal base 9. ing.

そして、このような可動子4及び固定子7を備えるリニアモータ2にあっては、可動子4を構成するコイル5に電力供給線11を介して通電することで、当該可動子4が支持部材に支持・案内されながら磁石ユニット8,8間を高速(本実施形態では例えば2m/s)で繰り返し往復直線運動する。   And in the linear motor 2 provided with such a needle | mover 4 and the stator 7, the said needle | mover 4 becomes a support member by supplying with electricity through the electric power supply line 11 to the coil 5 which comprises the needle | mover 4. FIG. The reciprocating linear motion is repeatedly performed between the magnet units 8 and 8 at a high speed (for example, 2 m / s in the present embodiment) while being supported and guided.

ここで、リニアモータ2には、コイル5を冷却するための冷却装置50が付設されている。この冷却装置50は、図3及び図4に示すように、上記冷却容器6と、ポンプ30と、これらのポンプ30と冷却容器6とを接続し内部に冷却液が流れる冷却管12a〜12dと、を備えている。   Here, the linear motor 2 is provided with a cooling device 50 for cooling the coil 5. As shown in FIGS. 3 and 4, the cooling device 50 includes the cooling container 6, a pump 30, cooling pipes 12 a to 12 d that connect the pump 30 and the cooling container 6, and in which a coolant flows, and It is equipped with.

ポンプ30は、図1及び図4に示すように、真空処理室3外に配設され、その駆動により冷却液を冷却管12a〜12dを通して冷却容器6に循環供給する。   As shown in FIGS. 1 and 4, the pump 30 is disposed outside the vacuum processing chamber 3, and circulates and supplies the cooling liquid to the cooling container 6 through the cooling pipes 12 a to 12 d by driving thereof.

図3及び図4に示すように、ポンプ30と冷却容器6とを接続する冷却管12a,12bは冷却容器6へ冷却液を供給し、冷却管12c,12dは冷却容器6から冷却液を回収するもので、冷却管12aは真空処理室3外に配置されてポンプ30の冷却液供給口30aに接続され、冷却管12bは真空処理室3内に配置されて冷却管12aに連絡されると共に冷却容器6の入口6bに接続されている。また、冷却管12cは真空処理室3内に配置されて冷却容器6の出口6aに接続され、冷却管12dは真空処理室3外に配置されて冷却管12cに連絡されると共にポンプ30の冷却液回収口30bに接続されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the cooling pipes 12 a and 12 b connecting the pump 30 and the cooling container 6 supply the cooling liquid to the cooling container 6, and the cooling pipes 12 c and 12 d collect the cooling liquid from the cooling container 6. The cooling pipe 12a is arranged outside the vacuum processing chamber 3 and connected to the coolant supply port 30a of the pump 30, and the cooling pipe 12b is arranged inside the vacuum processing chamber 3 and communicated with the cooling pipe 12a. It is connected to the inlet 6b of the cooling container 6. In addition, the cooling pipe 12 c is disposed in the vacuum processing chamber 3 and connected to the outlet 6 a of the cooling container 6, and the cooling pipe 12 d is disposed outside the vacuum processing chamber 3 and communicated with the cooling pipe 12 c and the cooling of the pump 30. It is connected to the liquid recovery port 30b.

そして、真空処理室3内で可動子4(冷却容器6)に接続される冷却管12b,12cは、可動子4の移動に追従し得るように、例えば蛇腹状やベローズ状のように伸縮性を有する構成とされている。   The cooling pipes 12b and 12c connected to the mover 4 (cooling container 6) in the vacuum processing chamber 3 are stretchable, for example, in a bellows shape or a bellows shape so as to follow the movement of the mover 4. It is set as the structure which has.

ここで、特に本実施形態にあっては、コイル5へ通電する電力供給線11を冷却すべく、電力供給線11が、冷却容器6の冷却液出口側の冷却管12c,12d内に通されていると共に、真空処理室3内に同室されている半導体製造装置1に対して当該電力供給線11による悪影響が作用しないように、真空処理室3内で電力供給線11が通されている冷却管12cが、金属管又は金属膜を被覆した管とされている。   Here, particularly in the present embodiment, the power supply line 11 is passed through the cooling pipes 12 c and 12 d on the coolant outlet side of the cooling container 6 in order to cool the power supply line 11 that supplies power to the coil 5. In addition, the cooling in which the power supply line 11 is passed in the vacuum processing chamber 3 does not adversely affect the semiconductor manufacturing apparatus 1 in the vacuum processing chamber 3 due to the power supply line 11. The tube 12c is a metal tube or a tube coated with a metal film.

また、図4に示すように、冷却管12c,12dに通されている電力供給線11は、本実施形態にあっては、冷却管12dの途中で端子箱40を介して外部に取り出されている。   As shown in FIG. 4, the power supply line 11 passed through the cooling pipes 12c and 12d is taken out to the outside through the terminal box 40 in the middle of the cooling pipe 12d in this embodiment. Yes.

この端子箱40は、凹型の本体部40aに対して平板状の絶縁蓋40bが例えば螺子留めされて成る直方体形状の箱形に構成され、対向する側壁に形成された開口40c,40dを通して冷却液が流入、流出し、流入側の開口40cを通して電力供給線11が導入されている。絶縁蓋40bには、複数の所定位置に金属端子40eが貫通して固定され、この金属端子40eの内側の端部に、電力供給線11の線材端部がクランプされ、金属端子40eの外側の端部に、コイル5へ通電するための駆動回路60(図1参照)からの電力供給線13の線材端部がクランプされている。   The terminal box 40 is formed in a rectangular parallelepiped box shape in which a flat insulating cover 40b is screwed to a concave body portion 40a, for example. Flows in and out, and the power supply line 11 is introduced through the opening 40c on the inflow side. Metal terminals 40e are fixed to the insulating lid 40b through a plurality of predetermined positions. The ends of the power supply wires 11 are clamped at the inner ends of the metal terminals 40e. The end of the wire rod of the power supply line 13 from the drive circuit 60 (see FIG. 1) for energizing the coil 5 is clamped at the end.

この端子箱40は、所謂ハーメチック構造の端子箱、すなわち、金属製上蓋の複数の所定位置に例えばガラスや樹脂より成る絶縁部を備え、この絶縁部に金属端子が貫通して固定され、この金属端子の内側の端部に一方の電力供給線の線材端部が半田付けされ、金属端子の外側の端部に他方の電力供給線の線材端部がクランプされる構造の端子箱に比して簡易な構造とされている。   The terminal box 40 has a so-called hermetic terminal box, that is, an insulating portion made of, for example, glass or resin at a plurality of predetermined positions on a metal upper lid, and a metal terminal is fixed through the insulating portion. Compared to a terminal box in which the wire end of one power supply line is soldered to the inner end of the terminal, and the wire end of the other power supply line is clamped to the outer end of the metal terminal It has a simple structure.

そして、この端子箱40は、真空処理室3外の冷却管12dの途中に設置され、電力供給線11はポンプ30に進入すること無くポンプ30の前段で分岐されているため、メンテナンスが容易とされている。   And since this terminal box 40 is installed in the middle of the cooling pipe 12d outside the vacuum processing chamber 3, and the power supply line 11 is branched before the pump 30 without entering the pump 30, maintenance is easy. Has been.

このように構成される冷却装置50を備えた半導体製造設備によれば、半導体製造装置1により真空雰囲気で所定の製造プロセスが実行され、これに伴い、所定の製造プロセスに必要な動作をリニアモータ2に実行させるべく、コイル5には駆動回路60から電力供給線13,11を介して通電が成され、可動子4が、高速で繰り返し往復直線運動する。   According to the semiconductor manufacturing facility including the cooling device 50 configured as described above, a predetermined manufacturing process is executed in a vacuum atmosphere by the semiconductor manufacturing apparatus 1, and accordingly, an operation necessary for the predetermined manufacturing process is performed by a linear motor. 2, the coil 5 is energized from the drive circuit 60 through the power supply lines 13 and 11, and the movable element 4 repeatedly reciprocates linearly at high speed.

この時、可動子4に接続される冷却管12b,12cは伸縮性を有しているため、当該冷却管12b,12cは可動子4の移動に容易に追従する。   At this time, since the cooling pipes 12b and 12c connected to the mover 4 have elasticity, the cooling pipes 12b and 12c easily follow the movement of the mover 4.

このコイル5への通電に従いコイル5は発熱し特に真空処理室3内に配置されていることから蓄熱されようとするが、この時、ポンプ30が駆動されていて、冷却容器6のコイル5に対しては冷却液が冷却管12a〜12dを通して循環供給されているため、コイル5は当該冷却液により十分冷却される。   As the coil 5 is energized, the coil 5 generates heat and is particularly located in the vacuum processing chamber 3 so that heat is stored. At this time, the pump 30 is driven and the coil 5 of the cooling container 6 is connected to the coil 5. On the other hand, since the cooling liquid is circulated and supplied through the cooling pipes 12a to 12d, the coil 5 is sufficiently cooled by the cooling liquid.

同時に、電力供給線11はコイル5への通電により発熱し特に真空処理室3内に配置されていることから蓄熱されようとするが、当該電力供給線11は冷却管12c,12d内に通されているため、冷却容器6からの冷却液により十分冷却される。特に本実施形態では、リニアモータ2が高精度位置決め装置とされ、このような高精度位置決め装置にあっては熱膨張等による精度低下が大敵となるため、冷却液による十分な冷却が効果的である。   At the same time, the power supply line 11 generates heat due to energization of the coil 5 and is stored in the vacuum processing chamber 3 in particular. However, the power supply line 11 is passed through the cooling pipes 12c and 12d. Therefore, it is sufficiently cooled by the cooling liquid from the cooling container 6. In particular, in the present embodiment, the linear motor 2 is a high-precision positioning device, and in such a high-precision positioning device, accuracy degradation due to thermal expansion or the like becomes a major enemy, so that sufficient cooling with the cooling liquid is effective. is there.

なお、電力供給線11は、冷却容器6の冷却液入口側の冷却管12a,12bに通されていると、この冷却管12a,12bを流れる冷却液により電力供給線11が冷却され、冷却容器6に流入する冷却液の温度が上がり冷却容器6内のコイル5に対する冷却効果が低減するため、本実施形態のように冷却容器6の冷却液出口側の冷却管12c,12dに通されているのが好ましい。   When the power supply line 11 is passed through the cooling pipes 12a and 12b on the cooling liquid inlet side of the cooling container 6, the power supply line 11 is cooled by the cooling liquid flowing through the cooling pipes 12a and 12b, and the cooling container Since the temperature of the cooling liquid flowing into the cooling vessel 6 rises and the cooling effect on the coil 5 in the cooling vessel 6 is reduced, the cooling tubes 12c and 12d on the cooling solution outlet side of the cooling vessel 6 are passed as in this embodiment. Is preferred.

このように、本実施形態では、電力供給線11は冷却液により十分に冷却されるため、電力供給線11を太くする必要が無くされている。このため、電力供給線11の取り回しが良くなり重量も軽減されると共に余計な負荷の発生が無くされている。   Thus, in this embodiment, since the power supply line 11 is sufficiently cooled by the coolant, it is not necessary to make the power supply line 11 thick. For this reason, the power supply line 11 is easily routed, the weight is reduced, and an extra load is eliminated.

この電力供給線11は環境に曝されていると被覆樹脂からガスを生じ、また、当該電力供給線11からは動磁場(交流磁場)が生じ、前述した露光、イオン注入を行う半導体製造装置(化学反応プロセスを行う半導体製造装置)ではガスを嫌い、前述したEB露光を行う半導体製造装置では動磁場の影響を嫌う。   When the power supply line 11 is exposed to the environment, a gas is generated from the coating resin, and a dynamic magnetic field (alternating magnetic field) is generated from the power supply line 11. Semiconductor manufacturing apparatuses that perform chemical reaction processes) dislike gas, and semiconductor manufacturing apparatuses that perform EB exposure described above dislike the influence of dynamic magnetic fields.

ここで、特に本実施形態では、電力供給線11が冷却管12cに通され当該冷却管12cが金属管又は金属膜を被覆した管とされているため、電力供給線11より発生するガス及び動磁場が外部に対して遮断されている。このため、同室の半導体製造装置1に対して悪影響を与えることが防止されている。   Here, in particular, in the present embodiment, the power supply line 11 is passed through the cooling pipe 12c, and the cooling pipe 12c is a pipe coated with a metal pipe or a metal film. The magnetic field is blocked from the outside. For this reason, it is prevented that the semiconductor manufacturing apparatus 1 in the same room is adversely affected.

なお、本半導体製造設備にあっては、冷却液の温度が上昇し過ぎると、当該冷却液が流路内で蒸発しリニアモータ2が破壊する虞や、コイル5を冷却容器6に接着している接着剤が剥がれる虞や、本実施形態のように高精度位置決め装置にあってはコイル5からの温度が構造部材に伝達され熱膨張により精度破壊を生じる虞等があるため、回収する冷却液の温度は高くても30〜40°Cとなるように設計する必要がある。   In this semiconductor manufacturing facility, if the temperature of the cooling liquid rises too much, the cooling liquid may evaporate in the flow path and the linear motor 2 may be destroyed, or the coil 5 may be bonded to the cooling container 6. In the high-precision positioning device as in this embodiment, the temperature of the coil 5 may be transmitted to the structural member and the thermal expansion may cause destruction of the accuracy. It is necessary to design so that the temperature of this is 30 to 40 ° C. at the highest.

因みに、本実施形態のリニアモータ2にあっては、電力供給線11に10Arms程度の電流を流す必要があるが、本発明者らの実験によると、電力供給線11を大気中で用いる場合と同様に線材の太さが0.75mmのものを3本用いるようにしても、断線等を生じること無くリニアモータ2の性能が十分に発揮されることが確認された。 Incidentally, in the linear motor 2 of the present embodiment, it is necessary to pass a current of about 10 Arms through the power supply line 11, but according to experiments by the present inventors, the case where the power supply line 11 is used in the atmosphere. Similarly, even when three wires having a thickness of 0.75 mm 2 are used, it was confirmed that the performance of the linear motor 2 is sufficiently exhibited without causing disconnection or the like.

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、冷却容器6にコイル5を収容して当該コイル5を冷却するようにしているが、例えば槽のような冷却容器にコイル及び他の構成部品も収容し、これらを冷却液に浴するようにして冷却することも可能である。   The present invention has been specifically described above based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the coil 5 is accommodated in the cooling container 6 and Although the coil 5 is cooled, the coil and other components are also accommodated in a cooling container such as a tank, and can be cooled by bathing them in a coolant.

また、上記実施形態においては、冷却効果が高いとして冷却流体として冷却液を用いているが、冷却気体を用いることも可能である。   Moreover, in the said embodiment, although a cooling fluid is used as a cooling fluid because the cooling effect is high, it is also possible to use a cooling gas.

また、上記実施形態においては、駆動部であるコイル5を可動子4に設けているため、電力供給線11を可動子4に接続するようにしているが、コイル5を固定子7に設けている場合には、電力供給線11を固定子7に接続することになる。   Moreover, in the said embodiment, since the coil 5 which is a drive part is provided in the needle | mover 4, the electric power supply line 11 is connected to the needle | mover 4, but the coil 5 is provided in the stator 7. If it is, the power supply line 11 is connected to the stator 7.

また、上記実施形態においては、リニアモータ2に対する適用を述べているが、回転型モータに対しても適用可能であり、また、直流モータ、交流モータ、ステッピングモータ、サーボモータ等に対しても適用可能であり、さらには、圧電セラミックスを駆動部として用い当該圧電セラミックスに通電し振動させることでこの圧電セラミックスに圧接される可動子であるロータを可動する超音波モータ等に対しても適用可能であり、要は、電動モータ全てに対して適用可能である。また、電動モータの用途も、勿論高精度位置決め装置に限定されるものではない。   In the above embodiment, the application to the linear motor 2 is described. However, the present invention can also be applied to a rotary motor, and can also be applied to a DC motor, an AC motor, a stepping motor, a servo motor, and the like. Furthermore, it can be applied to an ultrasonic motor that moves a rotor that is a mover pressed against the piezoelectric ceramic by using the piezoelectric ceramic as a drive unit and energizing the piezoelectric ceramic to vibrate. Yes, in short, it is applicable to all electric motors. Of course, the use of the electric motor is not limited to the high-precision positioning device.

本発明の実施形態に係る電動モータの冷却装置を備えた半導体製造設備を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the semiconductor manufacturing equipment provided with the cooling device of the electric motor which concerns on embodiment of this invention. 図1中の電動モータを示す側面構成図である。It is a side block diagram which shows the electric motor in FIG. 図2に示す電動モータの可動子の正面断面構成図である。FIG. 3 is a front sectional configuration diagram of a mover of the electric motor shown in FIG. 2. 図1中の冷却装置の真空処理室外の構成を主に示す一部断面構成図である。It is a partial cross section block diagram which mainly shows the structure outside the vacuum processing chamber of the cooling device in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体製造装置、2…リニアモータ(電動モータ)、3…真空処理室、4…可動子、5…コイル(駆動部)、6…冷却容器、6a…冷却流体の出口、6b…冷却流体の入口、7…固定子、8…磁石、11…電力供給線(コイルのリード線)、12a〜12d…冷却管、30…ポンプ、40…端子箱、50…冷却装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor manufacturing apparatus, 2 ... Linear motor (electric motor), 3 ... Vacuum processing chamber, 4 ... Movable element, 5 ... Coil (drive part), 6 ... Cooling container, 6a ... Outlet of cooling fluid, 6b ... Cooling fluid 7 ... Stator, 8 ... Magnet, 11 ... Power supply line (coil lead wire), 12a-12d ... Cooling pipe, 30 ... Pump, 40 ... Terminal box, 50 ... Cooling device.

Claims (7)

固定子及び可動子と、これらの何れか一方に設けられた駆動部と、前記可動子を可動すべく前記駆動部に通電する電力供給線と、を備える電動モータに付設され、真空処理室内に配置された前記電動モータを冷却するための冷却装置であって、
前記駆動部を少なくとも収容し冷却流体が流れる冷却容器と、
この冷却容器の冷却流体の出入口に接続され、その内部を前記冷却流体が流れる冷却管と、を備え、
この冷却管は、その内部に前記電力供給線が通されていると共に、金属管又は金属膜を被覆した管とされていることを特徴とする電動モータの冷却装置。
Attached to an electric motor comprising a stator and a mover, a drive unit provided in any one of them, and a power supply line for energizing the drive unit to move the mover, A cooling device for cooling the electric motor arranged,
A cooling vessel that houses at least the drive unit and through which a cooling fluid flows;
A cooling pipe connected to a cooling fluid inlet / outlet of the cooling container, and through which the cooling fluid flows,
The cooling pipe of the electric motor is characterized in that the cooling pipe has a metal pipe or a pipe coated with a metal film while the power supply line is passed through the cooling pipe.
前記真空処理室内には、半導体製造装置が配置され、
前記電動モータは、前記半導体製造装置による所定の製造プロセスに必要な動作を行うことを特徴とする請求項1記載の電動モータの冷却装置。
A semiconductor manufacturing apparatus is disposed in the vacuum processing chamber,
The cooling apparatus for an electric motor according to claim 1, wherein the electric motor performs an operation necessary for a predetermined manufacturing process by the semiconductor manufacturing apparatus.
前記電力供給線は、前記冷却容器の前記冷却流体出口側の冷却管に通されていることを特徴とする請求項1又は2記載の電動モータの冷却装置。   3. The cooling device for an electric motor according to claim 1, wherein the power supply line is passed through a cooling pipe on the cooling fluid outlet side of the cooling container. 前記電力供給線は、前記真空処理室の外で前記冷却管内から所定に導出されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電動モータの冷却装置。   The cooling apparatus for an electric motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the power supply line is led out from the inside of the cooling pipe outside the vacuum processing chamber. 前記冷却流体は、所定の絶縁性を有する冷却液であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電動モータの冷却装置。   The cooling device for an electric motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling fluid is a coolant having a predetermined insulating property. 前記固定子又は前記可動子の何れか一方に設けられた前記駆動部がコイルを有すると共に、前記固定子又は前記可動子の他方が磁石を有し、
前記冷却容器内には前記コイルが収容され、
前記電力供給線が前記コイルのリード線とされて前記冷却管内を通され、
前記電動モータは、前記可動子が直線往復運動するリニアモータであることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の電動モータの冷却装置。
The drive unit provided on either the stator or the mover has a coil, and the other of the stator or the mover has a magnet,
The coil is accommodated in the cooling container,
The power supply line is a lead wire of the coil and is passed through the cooling pipe,
The electric motor cooling device according to any one of claims 1 to 5, wherein the electric motor is a linear motor in which the movable element reciprocates linearly.
前記可動子が前記コイルを有し、
前記冷却管は伸縮性を有することを特徴とする請求項6記載の電動モータの冷却装置。
The mover has the coil;
The cooling device for an electric motor according to claim 6, wherein the cooling pipe has elasticity.
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