JP2807778B2 - 真空内上下受渡し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造・検査装
置または液晶基板製造・検査装置等の真空容器内でシリ
コンウェハ等のワークを上下方向に受け渡す、真空内上
下受渡し装置に関し、特に超高真空・超清浄雰囲気の実
現と、機器の長寿命化を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の真空容器内での上下方向
のワーク受け渡しには図３に示すような真空内上下受渡
し装置が用いられている。

【０００３】同図に示す装置は真空容器１内に真空と大
気とを遮断するための金属ベローズ５０を有し、この金
属ベローズ５０は真空容器１の底面開口部３に設置され
ており、金属ベローズ５０の外周面側は真空容器１内の
雰囲気（真空の雰囲気）に、また当該金属ベローズ５０
の内周面側は大気の雰囲気に設定されている。

【０００４】金属ベローズ５０の内周面側には軸部５１
が上下動可能に設置されており、軸部５１の先端は金属
製ベローズ５０の蓋体５０ａに、また軸部５０の後端は
シリンダ５２内のピストンに一体に取付けられている。

【０００５】そして、シリンダ５２内のピストンを介し
て軸部５１を上下に移動すると、金属ベローズ５０が真
空容器１内で伸縮動作し、これにより金属ベローズ５０
の先端に設置したワークＷの上下受け渡しが行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の真空内上下受渡し装置にあっては、上記の如
く真空容器１内で金属ローズ５０が伸縮動作するもので
ある。このため金属べローズ５０の蛇腹溶接部に繰り返
し荷重がかかり、そこから金属粉が発生するだけでな
く、金属ローズ５０は蛇腹状であるためその表面積が広
く、表面から発生するガスが多く、しかもガスが溜まり
やすい構造であることから、超高真空・超清浄雰囲気の
実現が困難である。また５万サイクル程度の繰り返し荷
重で蛇腹溶接部のリークが発生し、機器寿命が短い等の
問題点がある。

【０００７】この発明は上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは超高真空・超清浄雰囲気
の実現と、機器の寿命化を図るのに好適な真空内上下受
渡し装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、真空容器の外側に設けられ
るとともに、上記真空容器の底面開口部に一端を開口
し、他端を密閉してなる筒状の隔壁と、上記底面開口部
に上下動可能に挿入されるとともに、先端部が上記真空
容器内に位置し、後端部が上記隔壁内に位置するロッド
と、上記隔壁の外周面側から磁力で上記ロッドを径方向
に浮上支持するラジアル磁気支持手段と、上記隔壁の外
周面側から磁力で上記ロッドを軸方向に浮上支持するア
キシャル磁気支持手段と、上記ラジアル磁気支持手段を
上記隔壁に沿って上下に移動させる上下移動手段とを備
え、上記ラジアル磁気支持手段は、上記隔壁の外周面側
に設置され、かつ上記ロッドの外周面に一体に設けた磁
性体ターゲットを吸引するラジアル電磁石を有し、 上記
アキシャル磁気支持手段は、上記隔壁の外周面側に設置
され、かつ上記ロッドの外周面に一体に設けた内側永久
磁石体と反発し合う外側永久磁石体を有し、 上記上下移
動手段は、上記ラジアル電磁石および上記外側永久磁石
体を一体に取付けた移動部本体と、上記移動部本体を上
記隔壁に沿って上下に移動させる移動機構体とからなる
ことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、真空容器の外側に
設けられるとともに、上記真空容器の底面開口部に一端
を開口し、他端を密閉してなる筒状の隔壁と、 上記底面
開口部に上下動可能に挿入されるとともに、先端部が上
記真空容器内に位置し、後端部が上記隔壁内に位置する
ロッドと、 上記隔壁の外周面側から磁力で上記ロッドを
径方向に浮上支持するラジアル磁気支持手段と、 上記隔
壁の外周面側から磁力で上記ロッドを軸方向に浮上支持
するアキシャル磁気支持手段と、 上記ラジアル磁気支持
手段を上記隔壁に沿って上下に移動させる上下移動手段
とを備え、 上記ラジアル磁気支持手段および上記上下移
動手段は、上記隔壁の外周面側に設置したリニアパルス
モータ本体と、上記ロッドの外周面に一体に設けられ、
かつ上記リニアパルスモータ本体に対向する櫛歯状磁性
体ターゲットとからなることを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【作用】この発明では、ラジアル磁気支持手段、アキシ
ャル磁気支持手段が隔壁に沿って上下に移動すると、こ
の移動に追従してロッドが隔壁内で上下に移動する。つ
まり磁力で浮上支持されたロッドが伸縮せずそのまま上
下動し、これによりロッドの先端に載置したワークの上
下受け渡しを行う。

【００１２】

【実施例】以下、この発明に係る真空内上下受渡し装置
の実施例について図１および図２を用い詳細に説明す
る。

【００１３】この真空内上下受渡し装置は図１に示す如
く真空と大気とを遮断するための金属からなる隔壁２を
有し、隔壁２は筒状に形成され、かつ真空容器１の外側
に設置されている。

【００１４】隔壁２の一端２ａは真空容器１の底面開口
部３に開口し、かつ真空容器１に固定されており、隔壁
２の他端２ｂは蓋体４により密閉されている。

【００１５】なお、真空容器１への隔壁２の固定は、隔
壁２の一端２ａ外周縁に設けたフランジ部５と、これを
真空容器１に連結するためのねじ６とによるものであ
り、またフランジ部５と真空容器１との間にはその隙間
を遮断するためのシール材７が介挿されている。

【００１６】真空容器１の底面開口部３にはロッド８が
上下動可能に挿入されており、ロッド８の先端部８ａ側
は真空容器１内に、その後端部８ｂ側は隔壁２内に位置
するように配設されている。

【００１７】ロッド８は隔壁２の外周面側から磁力で径
方向に浮上支持されており、このようにロッド８を径方
向に浮上支持するためのラジアル磁気支持手段９は複数
のラジアル電磁石９００，９００…および図示しないラ
ジアル変位センサ部等から構成されている。

【００１８】ラジアル電磁石９００，９００…は隔壁２
の外周面側に環状に設置されている一方、図示省略のラ
ジアル変位センサ部はロッド８の径方向変位を検出し、
これを制御回路（図示省略）に出力し、制御回路はラジ
アル変位センサ部での検出結果に基づきラジアル電磁石
９００，９００…の励磁電流を調節し、これによりラジ
アル電磁石９００，９００…の吸引力を制御する。

【００１９】隔壁２の内側には磁性体ターゲット９０１
が配設されており、磁性体ターゲット９０１はロッド８
の外周面に一体に設けられ、かつ隔壁２を介してラジア
ル電磁石９００，９００…と対向するように設置されて
いる。

【００２０】すなわち、ラジアル磁気支持手段９はラジ
アル電磁石９００，９００…の磁力で磁性体ターゲット
９０１を吸引し、これによりロッド８の径方向浮上支持
を図り、ラジアル電磁石９００，９００…と磁性体ター
ゲット９０１間が常時一定の距離となるように設定す
る。

【００２１】一方、上記ロッド８は隔壁２の外周面側か
ら磁力で軸方向にも浮上支持されており、このようにロ
ッド８を軸方向に浮上支持するためのアキシャル磁気支
持手段１０は隔壁２の外周面側に配設された上下一対の
外側永久磁石体１００，１０１を具備する。

【００２２】外側永久磁石体１００，１０１は隔壁２の
内側に配設された内側永久磁石体１０２，１０３とそれ
ぞれ反発し合うように設けられており、内側永久磁石体
１０２，１０３は磁性体ターゲット９０１の上下に位置
し、かつロッド８の外周面に一体に取付けられている。

【００２３】そして、上位の外側永久磁石体１００は上
位の内側永久磁石体１０２より若干上方に、また下位の
外側永久磁石体１０１は下位の内側永久磁石体１０３よ
り若干下方にそれぞれ設置されている。

【００２４】つまり、アキシャル磁気支持手段１０は内
側永久磁石体１０２，１０３との間における外側永久磁
石体１００，１０１の反発力でロッド８を径方向に浮上
支持し、ロッド８にかかる軸方向の荷重（スラスト力）
を受けるように構成されている。

【００２５】隔壁２の外側にはラジアルおよびアキシャ
ル磁気支持手段９，１０を隔壁２に沿って上下に移動さ
せるための、上下移動手段１１が設けられており、上下
移動手段１１は移動部本体１１０および移動機構体１１
１から構成されている。

【００２６】移動部本体１１０には上述のラジアル電磁
石９００，９００…および上下一対の外側永久磁石体１
００，１０１が一体に取付けられており、また移動機構
体１１１は移動部本体１１０を隔壁２に沿って上下に移
動させるように構成されている。

【００２７】なお、移動機構体１１１としては例えばボ
ールねじ機構、あるいはエアーシリンダとガイドからな
るスライド機構等を採用することができる。

【００２８】次に、上記の如く構成された真空内上下受
渡し装置の動作について図１を基に説明する。

【００２９】この真空内上下受渡し装置によれば、内側
永久磁石体１０２，１０３と外側永久磁石体１００，１
０１の反発力によりロッド８が軸方向に浮上支持され
る。

【００３０】また、ラジアル磁気支持手段９が作動する
と、ラジアル電磁石９００，９００…の吸引力によりロ
ッド８が径方向に浮上支持される。

【００３１】上記の如くロッド８が径方向および軸方向
に浮上支持された後、移動機構体１１１を作動させ、こ
れにより移動部本体１１０を上下に移動させると、この
移動に追従してロッド８が真空容器１および隔壁２内で
上下に移動する。このようなロッド８の上下動により、
当該ロッド８の先端に載置したワークＷを上下方向に受
け渡すことができる。

【００３２】したがって、上記実施例の真空内上下受渡
し装置は、真空容器１内では磁力で浮上支持されたロッ
ド８が伸縮せずそのまま上下動するように構成し、従来
の金属べローズを廃止したものである。このためロッド
８は金属ベローズの如く伸縮のための蛇腹部や蛇腹溶接
部を備えず、表面積も金属ベローズに比し小さなものと
なることから、金属べローズによる弊害、すなわち金属
粉、多量ガス、ガス溜まり、およびリークの発生等をす
べて防止でき、超高真空・超清浄雰囲気の実現と、機器
の寿命化を図れる。

【００３３】図２はこの発明の他の実施例を示すもの
で、同図に示す真空内上下受渡し装置が上記実施例と異
なるところは、ラジアル磁気支持手段９と上下移動手段
１１が一つのリニアパルスモータ１２からなる点にあ
る。

【００３４】すなわち、リニアパルスモータ１２は櫛歯
状磁性体ターゲット１２０およびリニアパルスモータ本
体１２１から構成されており、櫛歯状磁性体ターゲット
１２０は隔壁２の内側に、またリニアパルスモータ本体
１２１は隔壁２の外周面側に配設されている。

【００３５】櫛歯状磁性体ターゲット１２０はロッド８
の後部外周面に一体に取付けられており、一方、リニア
パルスモータ本体１２１は隔壁２を介し櫛歯状磁性体タ
ーゲット１２０と対向する位置に設置されている。

【００３６】図示しないモータ駆動手段からリニアパル
スモータ本体１２１側に所定のパルス信号が出力される
と、ロッド８が上方または下方に移動し、これと同時に
リニアパルスモータ本体１２１が櫛歯状磁性体ターゲッ
ト１２０を吸引し、これによりロッド８の径方向浮上支
持がなされる。

【００３７】つまり、リニアパルスモータ１２はラジア
ル磁気支持手段９と上下移動手段１１の２つの手段を兼
用するものである。

【００３８】なお、本実施例ではアキシャル磁気支持手
段１０の外側永久磁石体１００，１０１は上下動せず定
位置に固定されているが、内側永久磁石体１０２，１０
３はロッド８と一体に上下動するため、図１に示すよう
な長さの短い外側永久磁石体１００，１０１では内側永
久磁石体１０２，１０３との対向位置がずれ、これによ
りアキシャル磁気支持手段１０の機能（径方向浮上支持
の機能）が喪失するおそれがある。このため本実施例に
おける外側永久磁石体１００，１０１については内側永
久磁石体１０２，１０３の移動ストロークの範囲を十分
にカバーできる長さが必要とされることから、図１に示
す外側永久磁石体１００，１０１より長いものが適用さ
れている。

【００３９】次に、上記の如く構成された真空内上下受
渡し装置の動作について図２を基に説明する。

【００４０】この真空内上下受渡し装置では、内側永久
磁石体１０２，１０３と外側永久磁石体１００，１０１
の反発力によりロッド８が軸方向に浮上支持される。

【００４１】そして、リニアパルスモータ１２を起動す
ると、ロッド８が上下に移動する。この際同時に、リニ
アパルスモータ本体１２１の吸引力によりロッド８の径
方向浮上支持がなされる。

【００４２】つまり、真空容器１および隔壁２内ではロ
ッド８が内外の永久磁石体１０１〜１０４およびリニア
パルスモータ１２を介して軸方向および径方向に支持さ
れながら上下に移動し、このようなロッド８の上下動に
より、当該ロッド８の先端に載置したワークＷを上下方
向に受け渡すことができる。

【００４３】したがって、この実施例の真空内上下受渡
し装置にあっても、上記実施例と同じく真空容器１内で
は磁力で浮上支持されたロッド８が伸縮せずそのまま上
下動するように構成し、従来の金属べローズを廃止した
ものであることから、金属べローズによる弊害、すなわ
ち金属粉、多量ガス、ガス溜まり、およびリークの発生
等をすべて防止でき、超高真空・超清浄雰囲気の実現
と、機器の寿命化を図れる。

【００４４】特に、この実施例は１つのリニアパルスモ
ータ１２がラジアル磁気支持手段９と上下移動手段１１
の２つの手段を兼用するものであることから、機器の小
型化等を図るのに好適である。

【００４５】

【発明の効果】この発明に係る真空内上下受渡し装置に
あっては、上記の如く真空容器内では磁力で浮上支持さ
れたロッドが伸縮せずそのまま上下動するように構成
し、従来の金属べローズを廃止したものである。このた
めロッドは金属ベローズの如く伸縮のための蛇腹部や蛇
腹溶接部を備えず、表面積も金属ベローズに比し小さな
ものとなることから、金属べローズによる弊害、すなわ
ち金属粉、多量ガス、ガス溜まり、およびリークの発生
等をすべて防止でき、超高真空・超清浄雰囲気の実現
と、機器の寿命化を図るのに好適である。またアキシャ
ル磁気支持手段を永久磁石により構成し、磁力で軸方向
に浮上支持しているため、停電時の落下防止の効果があ
る。

【００４６】請求項２および３記載の発明にあっても上
記と同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す断面図。

【図２】この発明の他の実施例を示す断面図。

【図３】従来の真空内上下受渡し装置の断面図。

【符号の説明】

２ 隔壁 ８ ロッド ９ ラジアル磁気支持手段 １０ アキシャル磁気支持手段 １１ 上下移動手段 １００，１０１ 外側永久磁石体 １１０ 移動部本体 １１１ 移動機構体 １２０ 櫛歯状磁性体ターゲット １２１ リニアパルスモータ本体 ９００ ラジアル電磁石 ９０１ 磁性体ターゲット

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器の外側に設けられるとともに、
   上記真空容器の底面開口部に一端を開口し、他端を密閉
   してなる筒状の隔壁と、 上記底面開口部に上下動可能に挿入されるとともに、先
   端部が上記真空容器内に位置し、後端部が上記隔壁内に
   位置するロッドと、 上記隔壁の外周面側から磁力で上記ロッドを径方向に浮
   上支持するラジアル磁気支持手段と、 上記隔壁の外周面側から磁力で上記ロッドを軸方向に浮
   上支持するアキシャル磁気支持手段と、 上記ラジアル磁気支持手段を上記隔壁に沿って上下に移
   動させる上下移動手段とを備え、上記ラジアル磁気支持手段は、上記隔壁の外周面側に設
   置され、かつ上記ロッドの外周面に一体に設けた磁性体
   ターゲットを吸引するラジアル電磁石を有し、 上記アキシャル磁気支持手段は、上記隔壁の外周面側に
   設置され、かつ上記ロッドの外周面に一体に設けた内側
   永久磁石体と反発し合う外側永久磁石体を有し、 上記上下移動手段は、上記ラジアル電磁石および上記外
   側永久磁石体を一体に取付けた移動部本体と、上記移動
   部本体を上記隔壁に沿って上下に移動させる移動機構体
   とからなる ことを特徴とする真空内上下受渡し装置。
2. 【請求項２】 真空容器の外側に設けられるとともに、
   上記真空容器の底面開口部に一端を開口し、他端を密閉
   してなる筒状の隔壁と、 上記底面開口部に上下動可能に挿入されるとともに、先
   端部が上記真空容器内に位置し、後端部が上記隔壁内に
   位置するロッドと、 上記隔壁の外周面側から磁力で上記ロッドを径方向に浮
   上支持するラジアル磁気支持手段と、 上記隔壁の外周面側から磁力で上記ロッドを軸方向に浮
   上支持するアキシャル磁気支持手段と、 上記ラジアル磁気支持手段を上記隔壁に沿って上下に移
   動させる上下移動手段とを備え、 上記ラジアル磁気支持手段および上記上下移動手段は、
   上記隔壁の外周面側に設置したリニアパルスモータ本体
   と、上記ロッドの外周面に一体に設けられ、かつ上記リ
   ニアパルスモータ本体に対向する櫛歯状磁性体ターゲッ
   トとからなることを特徴とする 真空内上下受渡し装置。