JP2008156105A - マグネット式移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被移送物を衝撃や振動を起こすことなく円滑にかつ安定して定位置に迅速に移送することができ、しかも移送中の被移送物の落下や位置ずれを防止するようにしたマグネット式移送装置を提供する。
【解決手段】パイプ（１）内外にそれぞれ内部スライダー軸（２）と外部スライダー体（３）を有し、これらの内部スライダー軸（２）と外部スライダー体（３）間をマグネット（４）で連結して移送可能としたマグネット式移送装置であり、上記マグネットは、内部スライダー軸（２）の軸方向に直交する方向に配列した直状配列マグネット（５）と、内部スライダー軸（２）の軸方向に対向して斜状に交叉するようにずらした一対の斜状配列マグネット（６）を備え、内部スライダー軸（２）及び外部スライダー体（３）を衝撃なく円滑に、かつ安定して定位置に移送することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、パイプの内外に内部スライダー軸と外部スライダー体を設け、この両スライダー間を特異に配置するマグネットによって連結し、両スライダー間の相対移動によってサンプル（試料品）等の被移送物を衝撃なく定位置に迅速に移送することができ、かつ両スライダーの回転を阻止し両スライダーを安定して移送することができるマグネット式移送装置に関し、特に上記パイプ内を真空として用いるトランスファロッド装置として使用するができるマグネット式移送装置に関する。

従来、半導体ウエハを真空チャンバー内でエッチングやスパッタリングをする場合や試料品に真空蒸着等を施す場合に、真空チャンバー内にこれらの試料品を移送するためにトランスファロッド装置が用いられている。

このトランスファロッド装置は、真空状態にされるパイプ内にトランスファロッドを有すると共に、パイプ外に駆動装置によって軸方向に移動されるスライダーを有し、これらのトランスファロッドとスライダーの間にマグネットを設け、このマグネットによる吸引作用によってトランスファロッドを移動させ、このトランスファロッドに連結される試料載置具に試料品を載せて移送するようにしたものである。

この場合、上記マグネットは、トランスファロッドに対しその軸方向に直交する方向に異極どうしが対向するように設けられており、このためにマグネットの吸引力が強すぎてスライダーの移動に対してトランスファロッドの軸方向の移動が一瞬遅れ気味となり追従性が悪く、しかもスライダの移動に伴いトランスファロッドが急激に移動するような状態となるのでトランスファロッドに衝撃を与え、またスライダーの停止時にもトランスファロッドに急ブレーキをかけるような状態となりトランスファロッドに衝撃を与えるので、トランスファロッドに微細な振動を起こす場合があり、試料品を安定して定位置に迅速に移送することができず、時には上記衝撃や微振動によって試料品を定位置に移動する際に落下させてしまうことがあった。

また、上記トランスファロッド装置は、トランスファロッドが軸方向に移動可能であり、かつ回転可能に設けられているので、回転した際に更に試料品が落下し易いという欠点を有するものであった。特に、試料品をトランスファロッドに連結する試料載置具に載せるタイプのものにおいてはこの傾向が著しい。
特公平７−１９７３３号公報

本発明は、上記問題点を解決しようとするものであって、被移送物を移送時に円滑追従良く移送することができると共に停止時には制動よく停止でき、また衝撃やこれによる余分の振動を起こすことなく安定して定位置に迅速に移送することができ、しかも移送中に被移送物が落下したり位置がずれたりしないようにしたマグネット式移送装置を提供しようとするものである。

本発明は、パイプ内外にそれぞれ内部スライダー軸と外部スライダー体を有し、これらの内部スライダー軸と外部スライダー体間をマグネットで連結して移送可能としたマグネット式移送装置において、上記マグネットは、内部スライダー軸の軸方向に直交する方向に配列した直状配列マグネットと、内部スライダー軸の軸方向に対向して斜状に交叉するようにずらした一対の斜状配列マグネットを備え、内部スライダー軸及び外部スライダー体を衝撃なく円滑に、かつ楽に安定して定位置に移送することができるようにしたものである。

また、直状配列マグネットを対向する斜状配列マグネットの間に設け、より安定した構造のものとしたものである。

更に、パイプ内を真空にし，試料品等の被移送物を真空チャンバー内で処理する場合等に用い得るトランスファロッドとして使用することができるようにしたものである。

また、内部スライダー軸または外部スライダー体とパイプとの断面を四角形その他の非円形に形成し内部スライダー軸または外部スライダー体が回転しないようにしたものである。

本発明は、パイプの内外に設けた内部スライダー軸と外部スライダー体間をマグネットの吸引作用で連結し、そのマグネットの吸引力を内部スライダー軸に直交する方向と軸方向に分散させると共にその軸方向に分散した吸引力が互いに逆方向に作用するように配置をずらした一対の対向する斜状配列マグネットを設けているので、軸方向に直交する方向の吸引力を分散することによってその分弱くなり、一方軸方向に分散した吸引力(分力)の作用によって内部スライダー軸若しくは外部スライダー体を衝撃なく円滑に、かつ従来の駆動力を軽減し楽に移動することができ、また停止時にも上記軸方向に分散した吸引力(分力)の緩衝作用によって衝撃や微振動を発生させることがなく安定して定位置に迅速に停止することができる。

また、上記マグネットは、内部スライダー軸に直交する方向に吸引力を作用するように配置した直状配列マグネットを部分的に設けているので、その分内部スライダー軸と外部スライダー体の間の連結力を強くし軸方向に移送する際の抵抗力を適度に増すことができる。

更に、上記直状配列マグネットが中央に位置するように、対向する斜状配列マグネットの間に直状配列マグネットを設けているので、より一層バランスのよいマグネットの配置とすることができ、安定性を更に増すことができる。

また、パイプを密閉状態にしてパイプ内を真空状態で使用することができ、真空チャンバー内で加工処理する場合のトランスファーロッド装置として用いることができる。

更に、内部スライダー軸または外部スライダー体の断面を四角形、その他の多角形、楕円形等の非円形としているので、内部スライダー軸または外部スライダー体が移送中に回転しないようにすることができ、内部スライダー軸に連結した試料載置具或いは試料掴み具で保持した試料等を途中で落下させたり、定位置から外れた位置に移動させたりすることがない。

図面に表示するマグネット式装置は、試料品を真空チャンバー内の試料台に移送するために用いるトランスファロッド装置に適用した場合を示している。

本装置は、内部を真空状態に密閉されるパイプ（１）と、このパイプ内で移動する内部スライダー軸（２）と、パイプ外で移動する外部スライダー体（３）と、内部スライダー軸と外部スライダー体間をパイプを介して磁気作用で連結するマグネット（４）を備えている。

上記マグネット（４）は、図示の例では、内部スライダー軸の軸方向に直交する方向において内部スライダー軸と外部スライダー体に異極どうしを対応させた状態で複数の直状配列マグネット（５）を設けると共に、その直状配列マグネットの両側に、内部スライダー軸（２）の軸方向において互いに反対方向の吸引力が作用するように、その軸方向に斜状に交叉し、かつマグネット間を結ぶ斜状線が互いに内側を向くようにずらした斜状配列マグネット（６）が設けられている。なお、この斜状配列マグネット（６）のずらし寸法（Ａ）は、実施例では約１〜１．５ｍｍであるが、マグネットの大きさや磁力の大きさ等によって２〜５ｍｍその他の寸法とすることができる。

上記パイプ（１）、内部スライダー軸（２）の内周部及び外部スライダー体（３）の外周部にヨーク（７）を介して直状配列マグネット（５）及び斜状配列マグネット（６）が装着されている。この直状配列マグネット（５）及び斜状配列マグネット（６）は上記ヨーク（７）によって吸引力が増大されている。

上記内部スライダー軸（２）には、パイプ（１）の内面をガイド面として案内し移動できるようにベアリング（８）が設けられている。一方、外部スライダー体（３）にもパイプ（１）の外面をガイド面として案内し移動できるようにベアリング（９）が設けられている。

上記ベアリング（８）、（９）は、それぞれ支承体（１０）、（１１）に支持されるベアリング軸（１２）、（１３）に回転可能に支持されている。なお、内部スライダー軸の移動の際に上記直状配列マグネット（５）及び斜状配列マグネット（６）がパイプ（１）の内外面に接触しないようにその間に隙間を設けている。この隙間は、実施例では約０．２ｍｍとなっているが、両者間に摩擦が発生しない程度であればその他の寸法を用いることができる。

上記外部スライダー体（３）の移動は、これに並列する駆動装置（１４）によって行われる。
この駆動装置は、モータ（１５）によって駆動されるネジ軸（１６）に係合するナット（１７）を有し、このナットを連結部材（１８）を介して上記外部スライダー体（３）に連結し、上記モータ（１５）の駆動によって外部スライダー体（３）が往復動できるようになっている。なお、この駆動装置（１４）及び上記パイプ（１）の支持方法は、従来の方法その他の適宜の方法を用いることができるので、この実施例ではその記載を省略している。

上記内部スライダー軸（２）の先端部には、真空チャンバー（１９）に出入りする試料品を載せるための試料載置具（２０）が連結されており、この試料載置具は、真空チャンバー（１９）から試料交換室（２１）内に引き戻され、この交換室内で試料品が交換される。

なお、上記真空チャンバー（１９）と試料交換室（２１）の間には、ゲートバルブ（２２）が設けられ、このゲートバルブによって真空チャンバー（１９）内を真空に保っている。

上記駆動装置（１４）によって外部スライダー体（３）を移動した場合、これに伴って内部スライダー軸（２）が移動する態様を図３及び図６を用いて説明する。
先ず、図３に示す状態（静止状態）において、対向して配置される一対の斜状配列マグネット（６）は、その軸方向の分力Ｆ１が内部スライダ軸（２）に作用し、この場合、一対の斜状配列マグネット（６）は互いに逆方向にずれているので、矢印で示すように逆方向の分力が作用し、軸方向の分力は平衡状態にある。

次に、図６に示すように、外部スライダー体（３）を移動すると、スタート時には、斜状配列マグネット（６）の吸引力の分散により軸方向に直交する方向の分力が軽減されるので、外部スライダー体（３）を楽に、かつ衝撃なくスムーズに移動でき、この移動に伴いマグネット間の位置が少々ずれた状態となり、これによって左右の斜状配列マグネット（６）による分力のバランスが変動し、Ｆ２<Ｆ３の関係が生じるために内部スライダー軸（２）を緩衝作用をもってスムーズに移動させることができる。なお、作動状態は説明の都合上誇張して表示してある。

また、停止時にも、上記軸方向の分力によって急激な停止状態を発生させることなく分力による緩衝作用によって元の状態にガタつくことなく安定して定位置に移動させることができる。

このように、上記内部スライダー軸（２）は、移動時及び停止時において急激な移動や停止をすることなく緩衝作用によって移動や停止を行うことができるので、内部スライダー軸（２）に連結する試料品等の試料載置具（２０）に衝撃や振動を与えることがなく、これによって試料品等が落下したり定位置から外れたりすることがない。しかも、パイプ（１）と内部スライダー軸（２）が角形管状に形成されているので、内部スライダー軸（２）の移動時、停止時あるいは移動中に内部スライダー軸（２）が回転することがなく、これによって上記試料品等を落下させたりすることがない。

実施例では、パイプ（１）と内部スライダー軸（２）及び外部スライダー体（３）が断面四角形の角形管状に形成されているが、これらの断面形状はその他の多角形、楕円形等の非円形とすることができるもので、要するに、内部スライダー軸（２）がパイプ（１）に対して非回転となる態様の形状であればよく、また外部スライダー体（３）を駆動側とする場合は外部スライダー体（３）がパイプ（１）に対して非回転となる態様の形状であればよい。

図７及び図８のものは、他のマグネットの配列方法を示しており、図７においては、直状配列マグネット（２）を中央に設け、その左右に互いに外側に斜状に対向する斜状配列マグネット（３）を設けており、また、図８においては、直状配列マグネット（２）を中央ではなく右側に設けている。
このように、直状配列マグネット（２）及び斜状配列マグネット（３）は、上記以外の種々の配置とすることができ、また、マグネットの数や磁極ＮＳの配置関係等を適宜変更して用いることができる。

上記パイプ（１）は、図示のものでは、ＳＵＳ（ステンレススティール）材で形成し、また外部スライダー体（３）はＡｌ（アルミニューム）材で形成しているが、これらはその他の金属や硬質のプラスチック等で非磁性材で形成することができる。

なお、本装置を大気中で被移送物を移動するものとして使用する場合は、上記パイプ（１）内を密閉状態に形成しなくてもよい。また、実施例では、内部スライダー軸（２）を駆動側としているが、外部スライダー体（３）側を駆動側として用いることができる。

本発明の平面図である。 マグネットの装着状態を示す一部拡大断面図である。 マグネットの位置関係を示す部分拡大断面図である 図２におけるマグネットの装着部の拡大断面図である。 図２におけるベアリングの装着部の拡大断面図である。 図３において外部スライダー体を移動した直後の状態を誇張して表示した拡大断面図である。 他のマグネットの配列状態を示す概略図である。 更に他のマグネットの配列状態を示す概略図である。

符号の説明

１ パイプ ２ 内部スライダー軸 ３ 外部スライダー体 ５ 直状配列マグネット ６ 斜状配列マグネット ７ ヨーク ８、９ ベアリング １４ 駆動装置 １９ 真空チャンバー ２０ 試料載置具 ２１ 試料交換室 ２２ ゲートバルブ

Claims (5)

1. パイプ内外にそれぞれ内部スライダー軸と外部スライダー体を有すると共にその内部スライダー軸と外部スライダー体に異極が対応するように複数のマグネットを対向して有し、上記内部スライダー軸若しくは外部スライダー体の一方の移送に伴って他方の外部スライダー体若しくは内部スライダー軸を移送させるマグネット式移送装置において、上記マグネットは、内部スライダー軸側のマグネットと外部スライダー体側のマグネットの位置を一致させる直状配列マグネットと、内部スライダー軸の軸方向において互いに対向する方向にマグネットの吸引力の分力が作用するように内部スライダー軸側のマグネットと外部スライダー体側のマグネットの位置をずらすようにした一対の斜状配列マグネットを備えていることを特徴とするマグネット式移送装置。
2. 直状配列マグネットを中央に、その左右に斜状配列マグネットを配列した請求項１に記載のマグネット式移送装置。
3. パイプ内を真空にして用い得るようにパイプを密閉状態に形成し、このパイプ内に設けた内部スライダー軸をトランスファロッドとして用いるようにした請求項１または２に記載のマグネット式移送装置。
4. 内部スライダー軸または外部スライダー体がパイプに対して回転しないように内部スライダー軸または外部スライダー体とパイプの断面を非円形とした請求項１〜３に記載のマグネット式移送装置。
5. 内部スライダー軸または外部スライダー体とパイプの断面を四角形とした請求項４に記載のマグネット式移送装置。

Images