JP5505049B2 - Gripping device - Google Patents
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Description
本発明は、把持装置に関し、特に、薄板状物をクランプするためのクランプ部を備える把持装置に関する。 The present invention relates to a gripping device, and more particularly, to a gripping device including a clamp portion for clamping a thin plate-like object.
従来、ウエハなどの薄板状物をクランプするためのクランプ部を備える把持装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a gripping device including a clamp unit for clamping a thin plate-like object such as a wafer is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、駆動軸を有する電磁アクチュエータ(ソレノイドアクチュエータ)と、電磁アクチュエータの駆動軸に取り付けられ、電磁アクチュエータの駆動軸の移動に伴って薄板状物(ウエハ)をクランプする方向およびアンクランプする方向に回動するクランプ部と、クランプ部をウエハをクランプする方向に付勢するためのばね部材とを備えたウエハハンドリングロボット用ハンド(把持装置)が開示されている。このウエハハンドリングロボット用ハンドでは、ウエハのクランプ時には、電磁アクチュエータの励磁を切ることにより、電磁アクチュエータのばね部材の付勢力に抗する方向の推力が発生しないので、ばね部材の付勢力により、クランプ部がウエハをクランプする方向へ回動されてウエハがクランプされる。一方、クランプ部によりウエハがクランプされていないアンクランプ時には、電磁アクチュエータを励磁させることにより、電磁アクチュエータにばね部材の付勢力に抗する方向の推力が発生されることによって、クランプ部がアンクランプする方向に回動される。
In
しかしながら、上記特許文献1に記載のウエハハンドリングロボット用ハンドでは、ウエハのクランプ時に、電磁アクチュエータの励磁を切ることにより、ばね部材の付勢力によりクランプ部がウエハをクランプするように回動されるので、電磁アクチュエータの励磁を切った瞬間にばね部材の付勢力により、クランプ部が大きい速度で一気にクランプ方向に回動される。このため、ウエハをクランプする際の衝撃が大きくなるという不都合がある。
However, in the wafer handling robot hand described in
そこで、従来、上記した不都合を解消するための技術が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。上記特許文献2には、電磁アクチュエータと、電磁アクチュエータに取り付けられ、薄板状物を把持するためのクランプ部と、クランプ部に取り付けられ、クランプ部を薄板状物をクランプする方向に付勢するためのばね部材とを備えた薄板状物の把持装置が開示されている。また、電磁アクチュエータには、薄板状物の位置を検出する位置検出器が設けられている。この把持装置では、薄板状物のクランプ時には、ばね部材の付勢力により、クランプ部が薄板状物をクランプする方向へ移動する際に、位置検出器により薄板状物の位置を検出して、位置検出器による検出結果に基づいて、電磁アクチュエータの動作を制御することにより、クランプ部が薄板状物に接触する前にクランプ部の移動速度を減速させるように制御する。これにより、クランプ部により薄板状物をクランプする際の衝撃を緩和することが可能である。一方、クランプ部により薄板状物をクランプしていないアンクランプ時には、電磁アクチュエータにより、ばね部材の付勢力に抗する方向に推力を発生させることにより、クランプ部がアンクランプする方向に移動される。
Therefore, conventionally, a technique for solving the above-described inconvenience has been proposed (for example, see Patent Document 2). In
しかしながら、上記特許文献2では、クランプ部により薄板状物をクランプする際の衝撃を緩和することが可能である一方、薄板状物の位置を検出する位置検出器を電磁アクチュエータに追加的に設けているため、電磁アクチュエータの構成が複雑化するという問題点がある。
However, in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、クランプ部により薄板状物をクランプする際の衝撃を緩和しながら、位置検出器を用いることに起因する電磁アクチュエータの構成の複雑化を抑制することが可能な把持装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to use a position detector while mitigating the impact when a thin plate-like object is clamped by a clamp portion. It is an object of the present invention to provide a gripping device capable of suppressing the complication of the configuration of the electromagnetic actuator caused by the above.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における把持装置は、薄板状物をクランプする方向に移動する可動部を含むクランプ部と、クランプ部の可動部をクランプする方向に常時付勢するばね部材と、少なくともクランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に推力を発生させる電磁アクチュエータとを備え、電磁アクチュエータは、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に、ばね部材のクランプ方向への付勢力による可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生させる平坦面状の励磁コイルと、平坦面状の励磁コイルに対向するように設けられる永久磁石とを有する励磁回路を含む扁平型に構成され、ばね部材は、扁平型の電磁アクチュエータの両側に設けられる第1ばね部材および第2ばね部材を含み、電磁アクチュエータは、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、電磁アクチュエータの推力がばね部材の伸長に伴って徐々に減少する付勢力よりも小さくなるように励磁回路を流れる電流が徐々に減少されることにより、ばね部材の付勢力による可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生させるように構成されている。
In order to achieve the above object, a gripping device according to one aspect of the present invention is constantly biased in a direction of clamping a movable part of a clamp part including a movable part that moves in a direction of clamping a thin plate-like object. And at least an electromagnetic actuator that generates a thrust when shifting from the clamp-released state to the clamped state. The electromagnetic actuator moves in the clamping direction of the spring member when shifting from the clamp-released state to the clamped state. and the flat surface shape of the exciting coil for generating a thrust in the direction to reduce the speed of movement of the movable portion by the biasing force, including flat the excitation circuit and a permanent magnet provided so as to face the flat surface shape of the exciting coil is configured, the spring member includes a first spring member and second spring members are provided on both sides of the flat-type electromagnetic actuator, the electromagnetic Accession When the excitation circuit is switched from the on state to the off state when shifting from the clamp release state to the clamp state, the thrust of the electromagnetic actuator becomes smaller than the urging force that gradually decreases as the spring member extends. By gradually reducing the current flowing through the excitation circuit, the thrust is generated in a direction that reduces the moving speed of the movable part due to the biasing force of the spring member.
この一の局面による把持装置では、上記のように、クランプ部の可動部をクランプする方向に常時付勢するばね部材と、少なくともクランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に、ばね部材のクランプ方向への付勢力による可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生させる励磁コイルを有する電磁アクチュエータとを設けることによって、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に、励磁コイルにより発生される推力によって可動部の移動速度が低減されるので、クランプ部が薄板状物に対して大きい速度で接触するのが抑制される。これにより、薄板状物をクランプする際の衝撃を緩和することができるので、薄板状物の破損やパーティクル(ゴミ)の発生を抑制することができる。また、通常電磁アクチュエータが備えている励磁回路を用いてクランプ部の速度制御を行うことによって、薄板状物をクランプする際に、薄板状物の位置を検出する位置検出器を電磁アクチュエータに追加的に設けることなく、可動部の移動速度を低減させることができるので、位置検出器を用いることに起因する電磁アクチュエータの構成の複雑化を抑制することができる。 In the gripping device according to this one aspect, as described above, the spring member that constantly urges the movable portion of the clamp portion in the clamping direction, and at least the clamp direction of the spring member when shifting from the clamp release state to the clamp state The thrust generated by the exciting coil when shifting from the clamped state to the clamped state by providing an electromagnetic actuator having an exciting coil that generates thrust in a direction that reduces the moving speed of the movable part due to the biasing force Since the moving speed of the movable part is reduced by this, it is suppressed that the clamp part contacts the thin plate-like object at a high speed. Thereby, since the impact at the time of clamping a thin plate-shaped object can be relieved, damage to a thin plate-shaped object and generation | occurrence | production of particles (dust) can be suppressed. In addition, a position detector that detects the position of a thin plate-like object is added to the electromagnetic actuator when clamping the thin plate-like object by controlling the speed of the clamping unit using an excitation circuit that is usually provided in the electromagnetic actuator. Since the moving speed of the movable part can be reduced without being provided, the complication of the configuration of the electromagnetic actuator due to the use of the position detector can be suppressed.
また、電磁アクチュエータは、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、励磁回路を流れる電流が徐々に減少されることにより、ばね部材の付勢力による可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生させるように構成されている。これにより、励磁回路に流れる電流が徐々に減少するのに伴って、可動部の移動速度を低減しながら可動部を薄板状物に対して徐々に接近させることができるので、薄板状物をクランプする際の衝撃を緩和することができる。
The electromagnetic actuator is movable by the biasing force of the spring member by gradually reducing the current flowing through the excitation circuit when the excitation circuit is switched from the on state to the off state when shifting from the clamp release state to the clamp state. It is comprised so that a thrust may be generated in the direction which reduces the moving speed of a part. This ensures, as the current flowing through the exciting circuit is gradually decreased, since the movable portion while reducing the moving speed of the movable portion can be gradually close to the thin plate material, a thin plate-like material Impact during clamping can be reduced.
この場合、好ましくは、励磁回路は、励磁回路の電流を蓄電するコンデンサを含み、励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、コンデンサに蓄電された電流を流すことにより、励磁回路を流れる電流が徐々に減少するように構成されている。このように構成すれば、コンデンサに蓄電された電流が放電に伴って自動的に徐々に減少するので、励磁回路にコンデンサを設けるだけで、可動部の移動速度を低減しながら可動部を薄板状物に対して徐々に接近させることができる。 In this case, preferably, the excitation circuit includes a capacitor for storing the current of the excitation circuit, and when the excitation circuit is turned from the on state to the off state, the current flowing through the excitation circuit is caused to flow by passing the current stored in the capacitor. It is configured to gradually decrease. With this configuration, the current stored in the capacitor automatically decreases gradually with discharge, so the movable part is made into a thin plate while reducing the moving speed of the movable part simply by providing a capacitor in the excitation circuit. You can gradually approach the object.
上記励磁回路を流れる電流が徐々に減少される把持装置において、好ましくは、励磁回路は、オン時には電流が流れずにオフ時の逆起電力発生時に電流を流すためのダイオードを含むバイパス回路を含み、励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、励磁コイルに過渡的に発生する逆起電力による電流を、バイパス回路を介して流すことにより、励磁回路を流れる電流が徐々に減少するように構成されている。このように構成すれば、励磁回路をオン状態からオフ状態にした際に、過渡的に発生する逆起電力による電流により、励磁コイルが可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生するので、可動部の移動速度を低減しながら可動部を薄板状物に対して徐々に接近させることができる。 In the gripping device in which the current flowing through the excitation circuit is gradually decreased, the excitation circuit preferably includes a bypass circuit including a diode for causing a current to flow when a counter electromotive force is generated when the current is not flown when the switch is turned on and when a back electromotive force is generated. When the excitation circuit is switched from the on state to the off state, the current caused by the back electromotive force generated transiently in the excitation coil is passed through the bypass circuit, so that the current flowing through the excitation circuit gradually decreases. Has been. With this configuration, when the excitation circuit is switched from the on-state to the off-state, the excitation coil generates thrust in a direction that reduces the moving speed of the movable part due to the current caused by the back electromotive force that is transiently generated. The moving part can gradually approach the thin plate-like object while reducing the moving speed of the moving part.
上記励磁回路を流れる電流が徐々に減少される把持装置において、好ましくは、励磁回路は、複数の励磁コイルと、複数の励磁コイルのそれぞれに対応するように設けられ、複数の励磁コイルのオンオフ動作を制御する複数のスイッチ部とを含み、励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、複数の励磁コイルが順次オフするように複数のスイッチ部を制御することにより、励磁回路を流れる電流が徐々に減少するように構成されている。このように構成すれば、複数のスイッチ部を順次オフすることにより、段階的に電流が流れる励磁コイルの数を減少させることができるので、段階的に可動部を薄板状物に対して接近させることができる。また、複数の励磁コイルを順次オフして電流が流れる励磁コイルの数を減少させていく際の各段階の励磁コイルへの通電時間を制御することによって、より適切に可動部の移動速度の低減度合いを制御することができる。 In the gripping device in which the current flowing through the excitation circuit is gradually reduced, preferably, the excitation circuit is provided so as to correspond to each of the plurality of excitation coils and the plurality of excitation coils, and the on / off operation of the plurality of excitation coils. When switching the excitation circuit from the on-state to the off-state, by controlling the plurality of switch sections so that the plurality of excitation coils are sequentially turned off, the current flowing through the excitation circuit is gradually increased. It is configured to decrease. If comprised in this way, since the number of the exciting coils which an electric current flows in steps can be reduced by turning off several switch parts sequentially, a movable part is made to approach a thin plate-like object in steps. be able to. In addition, the moving speed of the movable part can be more appropriately reduced by controlling the energization time of the excitation coils at each stage when the number of excitation coils through which current flows is reduced by sequentially turning off a plurality of excitation coils. The degree can be controlled.
上記一の局面による把持装置において、好ましくは、クランプ部および電磁アクチュエータは、真空中において使用され、電磁アクチュエータは、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に加えて、クランプ解除状態でも推力を発生するように構成されており、クランプ解除状態では、励磁回路がオン状態にされて電流が流されることによりばね部材の付勢力に抗する方向の推力が電磁アクチュエータに発生されて可動部がクランプ方向とは逆方向に移動されるとともに、クランプ状態では、励磁回路がオフ状態にされて電流が流れないことにより電磁アクチュエータに推力が発生されないとともにばね部材の付勢力により可動部がクランプする方向に付勢されることによりクランプが行われるように構成されている。このように構成すれば、励磁回路をオン状態にした場合には、ばね部材の付勢力に抗した推力が電磁アクチュエータに発生されて可動部が薄板状物から遠ざかるので、容易に、薄板状物をクランプ解除状態(アンクランプ状態)にすることができる。また、励磁回路をオフ状態にした場合には、たとえば電源から励磁回路に電流が流れないので、励磁回路の発熱を抑制することができる。これにより、電磁アクチュエータが高温になるのが抑制されるので、電磁アクチュエータの熱が放熱されにくい真空中においても電磁アクチュエータを使用することができる。 In the gripping device according to the above aspect, the clamp unit and the electromagnetic actuator are preferably used in a vacuum, and the electromagnetic actuator generates thrust even in the clamp release state in addition to the transition from the clamp release state to the clamp state. In the clamp-released state, the exciting circuit is turned on and a current is applied to generate a thrust in a direction against the biasing force of the spring member, so that the movable part is clamped in the clamping direction. In the clamped state, the exciting circuit is turned off and no current flows, so that no thrust is generated in the electromagnetic actuator and the movable member is clamped by the biasing force of the spring member. The clamp is performed by being energized. With this configuration, when the excitation circuit is turned on, a thrust against the biasing force of the spring member is generated in the electromagnetic actuator, and the movable part moves away from the thin plate. Can be brought into a clamp release state (unclamped state). Further, when the excitation circuit is turned off, for example, no current flows from the power source to the excitation circuit, so that heat generation in the excitation circuit can be suppressed. Thereby, since it is suppressed that an electromagnetic actuator becomes high temperature, an electromagnetic actuator can be used also in the vacuum where the heat | fever of an electromagnetic actuator is hard to radiate.
上記一の局面による把持装置において、好ましくは、電磁アクチュエータの励磁回路は、流れる電流の方向を変更可能なように構成されており、クランプ状態で、励磁回路のオン時とは逆方向に電流を流すことによって、ばね部材の付勢力による可動部のクランプ力をアシストする方向の推力を電磁アクチュエータに発生させるように構成されている。このように構成すれば、ばね部材の付勢力が弱く、薄板状物を十分にクランプできない場合に、ばね部材の付勢力に電磁アクチュエータの推力をクランプ力として補うことができるので、薄板状物を確実にクランプすることができる。 In the gripping device according to the above aspect, the excitation circuit of the electromagnetic actuator is preferably configured so that the direction of the flowing current can be changed. In the clamped state, the current is applied in a direction opposite to that when the excitation circuit is on. By flowing, the electromagnetic actuator is configured to generate a thrust in a direction that assists the clamping force of the movable portion by the biasing force of the spring member. According to this configuration, when the biasing force of the spring member is weak and the thin plate-like object cannot be sufficiently clamped, the thrust of the electromagnetic actuator can be supplemented as the clamping force to the biasing force of the spring member. It can be clamped securely.
上記一の局面による把持装置において、好ましくは、電磁アクチュエータは、扁平型のリニアモータを含む。このように構成すれば、扁平型のリニアモータにより、薄型化を図ることができるので、真空中において使用される際に、真空装置内へアクセスするための高さの小さい通路(ゲートバルブの開口部)を通過させることができる。 In the gripping device according to the above aspect, the electromagnetic actuator preferably includes a flat linear motor. With this configuration, a flat linear motor can be used to reduce the thickness. Therefore, when used in a vacuum, a passage with a small height (gate valve opening) for accessing the vacuum apparatus is used. Part).
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1〜図5を参照して、本発明の第1実施形態による電磁グリッパ100を備える真空処理装置200について説明する。なお、電磁グリッパ100は、本発明の「把持装置」の一例である。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-5, the
本発明の第1実施形態による電磁グリッパ100を備えるマルチチャンバタイプの真空処理装置200は、図1に示すように、4つの真空処理ユニット1、2、3および4を備えている。この真空処理ユニット1〜4は、搬送室5の外周に設けられている。なお、搬送室5内は、所定の真空度に保たれている。また、搬送室5の外周には、搬送室5以外にロードロック室6および7が設けられている。このロードロック室6および7の搬送室5とは反対側には、搬入出室8が設けられている。搬入出室8のロードロック室6および7とは反対側には、被処理基板としての半導体用のウエハ9を収容可能なキャリア10をそれぞれ取り付けるための3つのポート11が設けられている。なお、ウエハ9は、本発明の「薄板状物」の一例である。
The multi-chamber type
また、真空処理ユニット1〜4は、搬送室5の周辺にゲートバルブ12を介して接続されている。また、ゲートバルブ12を開放することにより搬送室5と真空処理ユニット1〜4とが繋がり、ゲートバルブ12を閉じることにより搬送室5と真空処理ユニット1〜4とが遮断される。また、ロードロック室6および7は、それぞれ、ゲートバルブ12aを介して搬送室5に接続されている。また、ロードロック室6および7は、それぞれ、ゲートバルブ12aを介して、搬入出室8に接続されている。そして、ロードロック室6および7は、ゲートバルブ12aを開放することにより搬送室5と繋がり、ゲートバルブ12aを閉じることにより搬送室5から遮断される。また、ロードロック室6および7は、ゲートバルブ12aを開放することにより搬入出室8に繋がり、ゲートバルブ12aを閉じることにより搬入出室8から遮断される。
The
搬送室5内には、真空処理ユニット1〜4、ロードロック室6および7に対して、ウエハ9の搬入出を行う水平多関節型のウエハ搬送ロボット5aが設けられている。このウエハ搬送ロボット5aは、搬送室5の略中央に配置されており、複数の関節の駆動により旋回および伸縮可能に構成されるとともに、アーム部の先端に設けられた電磁グリッパ100を有している。
In the
電磁グリッパ100は、図2に示すように、根元部100bから延びるように設けられるとともに、略U字形状を有し、ウエハ9を支持するための支持アーム100aを有している。電磁グリッパ100の支持アーム100aの表面上には、ウエハ9をクランプ(把持)するための先端の2つの固定爪20と、ウエハ9を摺動させるための2つのウエハ摺動部材21とが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
また、電磁グリッパ100の矢印X2方向側の根元部100bの表面上には、電磁アクチュエータ22が設けられている。この電磁アクチュエータ22は、後述する平坦面状の励磁コイル27a〜27cと、永久磁石29a〜29f(図3参照)とを含む扁平型のリニアモータを含む。また、電磁アクチュエータ22は、固定部23と、固定部23に対してX方向に移動(摺動)可能なクランプ部24とを含んでいる。また、クランプ部24は、ウエハ9をクランプする方向(矢印X1方向)に移動可能な可動部25と、ウエハ9をクランプするための可動爪26とを含んでいる。
An
また、第1実施形態では、図3に示すように、固定部23は、3つの渦巻き状の励磁コイル27a、27bおよび27cを有する励磁回路28を含んでいる。3つの励磁コイル27a〜27cは、X方向に沿って隣接するように配置されるとともに、直列接続されている。また、可動部25は、固定部23の励磁コイル27a〜27cに対向するように配置された6つの永久磁石29a、29b、29c、29d、29eおよび29fを含んでいる。6つの永久磁石29a〜29fは、それぞれY方向に延びるように形成されるとともに、X方向に沿って隣接するように配置されている。また、永久磁石29a、29b、29c、29d、29eおよび29fは、図4に示すように、上面側(矢印Z1方向側)から見て、S極、N極、S極、N極、S極、N極の順に配置されているとともに、下面側(矢印Z2方向側)から見て、N極、S極、N極、S極、N極、S極の順に配置されている。また、励磁コイル27a〜27cは、永久磁石29a〜29fに発生するZ方向の磁界と交差するように配置されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the fixing
また、図3に示すように、直列接続された3つの励磁コイル27a〜27cには、後述する直流電源40が接続されている。3つの励磁コイル27a〜27cには、直流電源40から直流電流が供給されるように構成されており、3つの励磁コイル27a〜27cに電流が供給される場合には、図4に示すように、3つの励磁コイル27a〜27cに流れる電流と、6つの永久磁石29a〜29fから発生する磁界との間に矢印X2方向に推力(電磁力)が発生するように構成されている。また、励磁コイル27a〜27cに電流が供給されない場合には、励磁コイル27a〜27cと永久磁石29a〜29fとの間には、推力は発生せず、可動部25は、後述するばね部材30の付勢力により、矢印X1方向に移動するように構成されている。そして、可動部25は、可動爪26がウエハ9に接触することにより、ウエハ9を矢印X1方向側の2つの固定爪20に押し付けるように移動(摺動)させるように構成されている。これにより、可動爪26と2つの固定爪20とによって、ウエハ9がクランプされるように構成されている。なお、励磁コイル27a〜27cと永久磁石29a〜29fとの間に発生する推力は、ばね部材30の付勢力よりも大きくなるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 3, a
また、図3に示すように、固定部23と可動部25との間には、ばね部材30が配置されている。このばね部材30は、圧縮ばねからなり、可動部25の矢印Y1方向側と、矢印Y2方向側とにそれぞれ1つずつ設けられている。また、ばね部材30は、可動部25をクランプする方向(矢印X1方向)に常時付勢するように構成されている。
As shown in FIG. 3, a
また、可動部25の矢印Y1方向側と、矢印Y2方向側とには、それぞれ、可動部25をX方向に移動させるのをガイドするためのリニアガイド31が1つずつ設けられている。このリニアガイド31は、図5に示すように、可動部25側に設けられたスライダ32と、固定部23側に設けられたレール33とを含んでおり、可動部25側のスライダ32が固定部23側のレール33上をX方向に沿って摺動(スライド)するように構成されている。また、図3に示すように、固定部23の矢印X1方向側と、矢印X2方向側とには、それぞれ、可動部25がX方向に移動するのを規制するためのストッパ34aおよび34bが1つずつ設けられている。
Further, one
次に、図6を参照して、励磁回路28の詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the
第1実施形態では、励磁回路28は、上記した直列接続された3つの励磁コイル27a〜27cと、励磁コイル27a〜27cに直流電流を供給するための直流電源40と、電流を蓄電するためのコンデンサ35と、スイッチ部41とを含んでいる。直流電源40の+端子は、励磁コイル27aの一方端およびコンデンサ35の一方電極に接続されている。また、励磁コイル27aの他方端は、励磁コイル27bの一方端に接続されるとともに、励磁コイル27bの他方端は、励磁コイル27cの一方端に接続されている。また、励磁コイル27cの他方端およびコンデンサ35の他方電極は、スイッチ部41の一方端に接続されている。また、スイッチ部41の他方端は、直流電源40の−端子に接続されている。
In the first embodiment, the
次に、図4および図6〜図10を参照して、電磁グリッパ100の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、ウエハ9のクランプ状態(ウエハ9をクランプする状態)を解除する場合には、図6に示すように、スイッチ部41がオン状態(励磁回路28がオン状態)となり、直流電源40から励磁コイル27a〜27cおよびコンデンサ35に電流が供給される。このとき、コンデンサ35には、電流が蓄電(充電)される。また、励磁コイル27a〜27cに流れる電流と、永久磁石29a〜29f(図4参照)から発生する磁界との間に発生する推力(電磁力)により、可動部25は、ばね部材30の矢印X1方向の付勢力に打ち勝つようにして、矢印X2方向に移動する。そして、可動部25が矢印X2方向側のストッパ34bに当接することにより、可動部25の移動が停止するとともに、クランプ解除状態(ウエハ9をクランプしない状態)となる。
First, when releasing the clamping state of the wafer 9 (the state of clamping the wafer 9), the
次に、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合には、スイッチ部41がオフ状態(励磁回路28がオフ状態)となり、直流電源40から励磁コイル27a〜27cへの電流供給が停止される。ここで、第1実施形態では、図7に示すように、電磁アクチュエータ22の励磁回路28は、クランプ解除状態(ウエハ9をクランプしない状態)からクランプ状態(ウエハ9をクランプする状態)に移行する際に励磁回路28をオン状態からオフ状態にする時に、コンデンサ35に蓄電された電流を流すことにより、励磁回路28を流れる電流が徐々に減少されることにより、ばね部材30のクランプ方向(矢印X1方向)への付勢力による可動部25の移動速度を低減する方向(矢印X2方向)に推力を発生させる。
Next, when shifting from the clamp release state to the clamp state, the
つまり、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合には、コンデンサ35は、クランプ状態の解除時に充電されているので、コンデンサ35から励磁コイル27a〜27cに電流が供給される。これにより、励磁コイル27a〜27cに流れる電流と、永久磁石29a〜29f(図4参照)から発生する磁界との間には、ばね部材30の付勢力よりも小さく、かつ、付勢力と反対方向(矢印X2方向)の推力(電磁力)が発生する。この矢印X2方向の推力(電磁力)によって、可動部25に作用するばね部材30による矢印X1方向への付勢力の一部が相殺されて小さくなるので、可動部25は、移動速度が低減された状態でゆっくりと矢印X1方向に移動するとともに、可動爪26がウエハ9に小さい速度でゆっくりと接触する。これにより、図8および図9に示した状態になる。なお、矢印X2方向に発生する推力は、コンデンサ35に蓄電された電流の放電に伴って徐々に小さくなるので、可動爪26を介してウエハ9に作用するばね部材30の矢印X1方向の付勢力(押圧力)は、徐々に大きくなる。このウエハ9に作用する矢印X1方向のばね部材30の付勢力の増大に伴ってウエハ9が矢印X1方向に移動を開始し、固定爪20と当接する。その後、コンデンサ35に蓄電された電流が完全に放電されると推力は発生しなくなり、ばね部材30の付勢力のみがウエハ9に作用して、クランプ状態となる。その後、クランプされたウエハ9は、図10に示すように、真空処理装置200の高さの小さいゲートバルブ12(12a)を通過して真空処理ユニット1〜4、または、ロードロック室6および7に搬送される。
That is, when shifting from the clamp release state to the clamp state, the
第1実施形態では、上記のように、クランプ部24の可動部25をクランプする方向(矢印X1方向)に常時付勢するばね部材30と、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に、ばね部材30のクランプ方向への付勢力による可動部25の移動速度を低減する方向(矢印X2方向)に推力を発生させる励磁コイル27a〜27cを有する電磁アクチュエータ22とを設けることによって、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に、励磁コイル27a〜27cにより発生される推力によって可動部25の移動速度が低減されるので、クランプ部24がウエハ9に対して大きい速度で接触するのが抑制される。これにより、ウエハ9をクランプする際の衝撃を緩和することができるので、ウエハ9の破損やパーティクル(ゴミ)の発生を抑制することができる。また、通常電磁アクチュエータ22が備えている励磁回路28を用いてクランプ部24の速度制御を行うことによって、ウエハ9をクランプする際に、ウエハ9の位置を検出する位置検出器を電磁アクチュエータ22に追加的に設けることなく、可動部25の移動速度を低減させることができるので、位置検出器を用いることに起因する電磁アクチュエータ22の構成の複雑化を抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、電磁アクチュエータ22が、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に励磁回路28をオン状態からオフ状態にする時に、励磁回路28を流れる電流が徐々に減少されることにより、ばね部材30の付勢力による可動部25の移動速度を低減する方向に推力を発生させる。これにより、励磁回路28に流れる電流が徐々に減少するのに伴って、可動部25の移動速度を低減しながら可動部25をウエハ9に対して徐々に接近させることができるので、ウエハ9をクランプする際の衝撃を緩和することができる。
In the first embodiment, as described above, when the
また、第1実施形態では、上記のように、励磁回路28をオン状態からオフ状態にする時に、コンデンサ35に蓄電された電流を流すことにより、励磁回路28を流れる電流を徐々に減少させることによって、コンデンサ35に蓄電された電流が放電に伴って自動的に徐々に減少するので、励磁回路28にコンデンサ35を設けるだけで、可動部25の移動速度を低減しながら可動部25をウエハ9に対して徐々に接近させることができる。
In the first embodiment, as described above, when the
また、第1実施形態では、上記のように、クランプ解除状態では、励磁回路28がオン状態にされて電流が流されることによりばね部材30の付勢力に抗する方向の推力が電磁アクチュエータ22に発生されて可動部25をクランプ方向とは逆方向に移動させるとともに、クランプ状態では、励磁回路28がオフ状態にされて電流が流れないことにより電磁アクチュエータ22に推力が発生されないとともにばね部材30の付勢力により可動部25をクランプする方向に付勢させることによりクランプを行う。これにより、励磁回路28をオン状態にした場合には、ばね部材30の付勢力に抗した推力が電磁アクチュエータ22に発生されて可動部25がウエハ9から遠ざかるので、容易に、ウエハ9をクランプ解除状態(アンクランプ状態)にすることができる。また、励磁回路28をオフ状態にした場合には、直流電源40から励磁回路28に電流が流れないので、励磁回路28の発熱を抑制することができる。これにより、電磁アクチュエータ22が高温になるのが抑制されるので、電磁アクチュエータ22の熱が放熱されにくい真空中においても電磁アクチュエータ22を使用することができる。
In the first embodiment, as described above, in the clamp release state, the
また、第1実施形態では、上記のように、電磁アクチュエータ22を、平坦面状の励磁コイル27a〜27cと永久磁石29a〜29fとを含む扁平型のリニアモータにすることによって、薄型化を図ることができるので、真空中において使用される際に、真空処理装置200内へアクセスするための高さの小さい通路(ゲートバルブ12(12a)の開口部)を通過させることができる。
In the first embodiment, as described above, the
(第1実施形態の変形例)
次に、図11を参照して、本発明の第1実施形態の変形例について説明する。この第1実施形態の変形例では、電磁アクチュエータ22の推力により、クランプ状態に移行する際の移動速度を低減するように構成した上記第1実施形態において、さらに、電磁アクチュエータの推力によりウエハのクランプ力をアシストする例について説明する。
(Modification of the first embodiment)
Next, a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the modification of the first embodiment, in the first embodiment configured to reduce the moving speed when shifting to the clamp state by the thrust of the
本発明の第1実施形態の変形例による電磁グリッパ101の励磁回路128は、図11に示すように、励磁コイル27a〜27cに順方向(矢印A方向)と、逆方向(矢印B方向)とに供給する電流の方向を切り替えることが可能な可変電源40aを含んでいる。なお、第1実施形態の変形例のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
As shown in FIG. 11, the
次に、この第1実施形態の変形例による電磁グリッパ101の励磁回路128の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、上記した第1実施形態と同様、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に、励磁回路128がオン状態からオフ状態になった場合に、コンデンサ35に蓄電されていた電流を流すことにより、ばね部材30の矢印X1方向の付勢力を減少させる矢印X2方向の推力をアクチュエータ22に発生させることによって、可動部25が矢印X1方向に速度を減少された状態で移動する。そして、可動部25の可動爪26がウエハ9に小さい速度でゆっくりと接触するとともに、ウエハ9を固定爪20に対して押圧することにより、クランプ状態となる。ここで、第1実施形態の変形例では、図11に示すように、電磁アクチュエータ22は、クランプ状態で、励磁回路128に通常のオン状態とは逆方向(矢印B方向)に電流を流すことによって、ばね部材30の付勢力による可動部25のクランプ力をアシストする方向(矢印X1方向)の推力を発生させる。つまり、ウエハ9のクランプ状態で、励磁回路128に供給されている電流の方向を順方向(矢印A方向)から逆方向(矢印B方向)に切り替えることによって、電磁アクチュエータ22から矢印X1方向の推力が発生する。これにより、ばね部材30の矢印X1方向に向かって働く付勢力(クランプ力)を電磁アクチュエータ22から矢印X1方向に向かって働く推力によりアシストする(補う)ことが可能である。なお、第1実施形態の変形例のその他の動作は、上記第1実施形態と同様である。
First, as in the first embodiment described above, when the
第1実施形態の変形例では、上記のように、クランプ状態で、励磁回路28に逆方向の電流を流すことによって、ばね部材30の付勢力による可動部25のクランプ力をアシストする方向の推力を電磁アクチュエータ22が発生することによって、ばね部材30の付勢力が弱く、ウエハ9を十分にクランプできない場合に、ばね部材30の付勢力に電磁アクチュエータ22の推力をクランプ力として補うことができるので、ウエハ9を確実にクランプすることができる。
In the modification of the first embodiment, as described above, thrust in a direction that assists the clamping force of the
(第2実施形態)
次に、図12を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、コンデンサを含む励磁回路を電磁アクチュエータに適用した上記第1実施形態とは異なり、ダイオードを含む励磁回路を電磁アクチュエータに適用した例について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, unlike the first embodiment in which an excitation circuit including a capacitor is applied to an electromagnetic actuator, an example in which an excitation circuit including a diode is applied to the electromagnetic actuator will be described.
この第2実施形態による電磁グリッパ102の励磁回路28aは、励磁コイル27a〜27cと、直流電源40と、バイパス回路281aと、スイッチ部41とを含んでいる。なお、バイパス回路281aは、1つのダイオード281bを含む。バイパス回路281aは、励磁回路28aのオン状態では、電流が流れずに、励磁回路28aをオフ状態にした際に発生する逆起電力による電流を流すために設けられている。また、直流電源40の+端子は、励磁コイル27aの一方端およびバイパス回路281aの一方端に接続されている。また、励磁コイル27aの他方端は、励磁コイル27bの一方端に接続されるとともに、励磁コイル27bの他方端は、励磁コイル27cの一方端に接続されている。また、励磁コイル27cの他方端およびバイパス回路281aの他方端は、スイッチ部41の一方端に接続されている。また、スイッチ部41の他方端は、直流電源40の−端子に接続されている。なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
The
次に、図4、図10、図12および図13を参照して、電磁グリッパ102の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、ウエハ9のクランプ状態を解除する場合では、図12に示すように、スイッチ部41がオン状態(励磁回路28aがオン状態)となり、直流電源40の+端子側から励磁コイル27a〜27cに電流が供給される。このとき、ダイオード281bの整流作用によって、バイパス回路281aには、電流は流れない。また、励磁コイル27a〜27cに流れる電流と、永久磁石29a〜29fから発生する磁界との間に発生する推力(電磁力)により、可動部25は、ばね部材30の矢印X1方向の付勢力に打ち勝つようにして、矢印X2方向に移動する。そして、可動部25が矢印X2方向側のストッパ34bに当接することにより、可動部25の移動が停止するとともに、クランプ解除状態(図4参照)となる。
First, when the clamped state of the wafer 9 is released, as shown in FIG. 12, the
次に、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合には、スイッチ部41がオフ状態(励磁回路28aがオフ状態)となり、直流電源40から励磁コイル27a〜27cへの電流供給が停止される。ここで、第2実施形態では、図13に示すように、電磁アクチュエータ22の励磁回路28aは、クランプ解除状態(ウエハ9をクランプしない状態)からクランプ状態(ウエハ9をクランプする状態)に移行する際に励磁回路28aをオン状態からオフ状態にする時に、励磁コイル27a〜27cに過渡的に発生する逆起電力による電流を、バイパス回路281aを介して流すことにより、励磁回路28aを流れる電流が徐々に減少する。
Next, when shifting from the clamp release state to the clamp state, the
つまり、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合には、スイッチ部41がオフ状態(励磁回路28aがオフ状態)となり、直流電源40から励磁コイル27a〜27cへの電流供給が停止される。この際、固定部23の励磁コイル27a〜27cには、逆起電力が発生し、バイパス回路281aのダイオード281bを介して励磁コイル27a〜27cに電流が流れる。これにより、励磁コイル27a〜27cに流れる電流と、永久磁石29a〜29f(図4参照)から発生する磁界との間には、ばね部材30の付勢力よりも小さな付勢力とは反対方向(矢印X2方向)の推力(電磁力)が発生する。この矢印X2方向の推力(電磁力)によって、可動部25に作用するばね部材30による矢印X1方向への付勢力の一部が相殺されて小さくなるので、可動部25は、移動速度が低減された状態でゆっくりと矢印X1方向に移動するとともに、可動爪26がウエハ9に小さい速度でゆっくりと接触する。なお、矢印X2方向に発生する推力は、励磁コイル27a〜27cに流れる電流の減少に伴って徐々に小さくなるので、可動爪26を介してウエハ9に作用するばね部材30の矢印X1方向の付勢力(押圧力)は、徐々に大きくなる。このウエハ9に作用する矢印X1方向のばね部材30の付勢力の増大に伴ってウエハ9が矢印X1方向に移動を開始し、固定爪20と当接する。その後、逆起電力が発生しなくなると推力は発生しなくなり、ばね部材30の付勢力のみがウエハ9に作用して、クランプ状態となる。その後、クランプされたウエハ9は、図10に示すように、真空処理装置200の高さの小さいゲートバルブ12(12a)を通過して真空処理ユニット1〜4、または、ロードロック室6および7に搬送される。
That is, when shifting from the clamp release state to the clamp state, the
第2実施形態では、上記のように、励磁回路28aをオン状態からオフ状態にする時に、励磁コイル27a〜27cに過渡的に発生する逆起電力による電流を、バイパス回路281aを介して流すことにより、励磁回路28aを流れる電流を徐々に減少させることによって、励磁回路28aをオン状態からオフ状態にした際に、過渡的に発生する逆起電力による電流により、励磁コイル27a〜27cが可動部25の移動速度を低減する方向に推力を発生するので、可動部25の移動速度を低減しながら可動部25をウエハ9に対して徐々に接近させることができる。
In the second embodiment, as described above, when the
(第3実施形態)
次に、図14を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、励磁回路の3つの励磁コイル27a〜27cを直列接続した上記第1実施形態とは異なり、励磁回路の3つの励磁コイル27a〜27cを並列接続した例について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, an example in which three
本発明の第3実施形態による電磁グリッパ103の励磁回路28bは、並列接続された3つの励磁コイル27a、27bおよび27cと、3つの励磁コイル27a、27bおよび27cに直流電流を供給するための直流電源40と、3つのスイッチ部41a、41bおよび41cとを含んでいる。
The
また、励磁コイル27a〜27cのそれぞれの一方端は、直流電源40の+端子に接続されている。また、スイッチ部41a〜41cの一方端は、それぞれ、励磁コイル27a〜27cの他方端に接続されている。また、スイッチ部41a〜41cの他方端は、直流電源40の他方端に接続されている。また、スイッチ部41a〜41cは、それぞれ、励磁コイル27a〜27cのオンオフ動作を制御するように構成されている。また、励磁コイル27a〜27cには、それぞれ別個に電流を供給可能に構成されているので、励磁コイル27a〜27cに別個に推力を発生させることが可能である。
In addition, one end of each of the
次に、図4、図14〜図17を参照して、電磁グリッパ103の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、ウエハ9のクランプ状態を解除する場合には、図14に示すように、3つのスイッチ部41a〜41cがオン状態(励磁回路28bがオン状態)となり、直流電源40から3つの励磁コイル27a〜27cにそれぞれ電流が供給される。このとき、励磁コイル27a〜27cに流れる電流と、永久磁石29a〜29fから発生する磁界との間に発生する推力(電磁力)により、可動部25は、ばね部材30の矢印X1方向の付勢力に打ち勝つようにして、矢印X2方向に移動する。そして、可動部25が矢印X2方向側のストッパ34bに当接することにより、可動部25の移動が停止するとともに、クランプ解除状態(図4参照)となる。
First, when the clamped state of the wafer 9 is released, as shown in FIG. 14, the three
次に、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合には、第3実施形態では、図15〜図17に示すように、励磁コイル27a〜27cが順次オフするようにスイッチ部41a〜41cを制御することにより、励磁回路28bを流れる電流を徐々に減少させる。この際、スイッチ部41a〜41cを1個ずつ所定の時間差でオフ状態にする。このオフ状態にする時間差(電流が流れる励磁コイル27a〜27cの数を減少させていく際の各段階の励磁コイル27a〜27cへの通電時間)は、任意に調整(制御)可能である。
Next, when shifting from the clamp release state to the clamp state, in the third embodiment, as shown in FIGS. 15 to 17, the
つまり、ウエハ9をクランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合では、図15に示すように、最初に、スイッチ部41aがオフ状態となり、直流電源40から励磁コイル27aへの電流供給が停止する。このとき、励磁コイル27aと、励磁コイル27aに対応する永久磁石29aおよび29bから発生する磁界との間の推力(電磁力)が発生しなくなる。これにより、可動部25は、ばね部材30の矢印X1方向の付勢力により、ばね部材30の付勢力と、推力とがつりあう位置まで矢印X1方向に移動する。なお、1個の励磁コイルをオフ状態にした場合に、ばね部材30の付勢力が大きい際には、可動部25は、矢印X1方向に移動し始めるが、ばね部材30の伸びに合わせて付勢力も弱くなるため、可動部25の移動動作が止まるか、または、速度が遅くなる。
That is, when the wafer 9 is shifted from the clamp released state to the clamped state, as shown in FIG. 15, first, the
次に、図16に示すように、スイッチ部41bもオフ状態となり、直流電源40から励磁コイル27bへの電流供給が停止する。このとき、励磁コイル27bと、励磁コイル27bに対応する永久磁石29cおよび29dから発生する磁界との間の推力(電磁力)が発生しなくなる。これにより、可動部25は、ばね部材30の矢印X1方向の付勢力により、矢印X1方向にさらに移動するとともに、可動部25の可動爪26がウエハ9に接触する。このとき、ばね部材30の付勢力と、矢印X2方向の推力との差分が、ウエハ9を矢印X2方向へ押圧する力(押圧力)となる。
Next, as shown in FIG. 16, the
最後に、図17に示すように、スイッチ部41cがオフ状態となり、直流電源40から励磁コイル27cへの電流供給が停止する。つまり、3つのスイッチ部41a〜41cの全てがオフ状態となる。このとき、励磁コイル27cと、励磁コイル27cに対応する永久磁石29eおよび29fから発生する磁界との間の推力(電磁力)が発生しなくなる。これにより、ウエハ9に作用する矢印X1方向のばね部材30の付勢力の増大に伴ってウエハ9が矢印X1方向に移動を開始し、固定爪20と当接する。その後、ばね部材30の付勢力のみがウエハ9に作用して、クランプ状態となる。なお、1つのスイッチ部41a、または、2つのスイッチ部41aおよび41bがオフ状態になった際に、可動部25の可動爪26がウエハ9に接触していてもよい。このように、スイッチ部41a〜41cを順次(段階的に)オフすることにより、可動部25を矢印X1方向に徐々に段階的に移動させることが可能である。なお、上記第1実施形態の変形例に示したように、直流電源40を可変電源40aに置き換えて、ウエハ9のクランプ時に逆方向の電流を励磁コイル27a〜27cに供給することにより、ウエハ9のクランプ時のクランプ力をアシストすることも可能である。
Finally, as shown in FIG. 17, the
第3実施形態では、上記のように、励磁回路28bをオン状態からオフ状態にする時に、励磁コイル27a〜27cが順次オフするように3つのスイッチ部41a〜41cを制御することにより、励磁回路28bを流れる電流を徐々に減少させることによって、3つのスイッチ部41a〜41cを順次オフすることにより、段階的に電流が流れる励磁コイル27a〜27cの数を減少させることができるので、段階的に可動部25をウエハ9に対して接近させることができる。また、励磁コイル27a〜27cを順次オフして電流が流れる励磁コイル27a〜27cの数を減少させていく際の各段階の励磁コイル27a〜27cへの通電時間を制御することによって、より適切に可動部25の移動速度の低減度合いを制御することができる。
In the third embodiment, as described above, when the
(第4実施形態)
次に、図18を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態では、電磁アクチュエータを励磁するために直流電源およびスイッチ部により構成した上記第1実施形態とは異なり、電磁アクチュエータを励磁するために電流制御回路50により励磁オフ時に電流のコントロールを行い、徐々に励磁コイルに流れる電流をオフする例について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, unlike the first embodiment in which the DC power source and the switch unit are configured to excite the electromagnetic actuator, the
この第4実施形態による電磁グリッパ104の励磁回路28cは、励磁コイル27a〜27cと、電流制御回路50とを含んでいる。励磁コイル27aの他方端は、励磁コイル27bの一方端に接続されるとともに、励磁コイル27bの他方端は、励磁コイル27cの一方端に接続されている。また、励磁コイル27aの一方端と、励磁コイル27cの他方端との間には、電流制御回路50が設けられ、電流制御回路50は、励磁コイル27a〜27cの励磁電流量をコントロールしている。この電流制御回路50は、マイコン制御で動作するものであり、内臓されているプログラムにより励磁回路オン/オフ信号を受信することによって、所望の電流パターンを出力する回路である。なお、第4実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
The
次に、図4、図10、図18および図19を参照して、電磁グリッパ104の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、ウエハ9のクランプ状態を解除する場合では、図18において励磁オン信号を受信することにより電流制御回路50から矢印方向(時計回り方向)に所定の電流が流れ、励磁コイル27a〜27cに電流が供給される。励磁コイル27a〜27cに流れる電流と、永久磁石29a〜29f(図4参照)から発生する磁界との間に発生する推力(電磁力)により、可動部25は、ばね部材30の矢印X1方向の付勢力に打ち勝つようにして、矢印X2方向に移動する。そして、可動部25が矢印X2方向側のストッパ34bに当接することにより、可動部25の移動が停止するとともに、クランプ解除状態(図4参照)となる。
First, when the clamped state of the wafer 9 is released, a predetermined current flows in the arrow direction (clockwise direction) from the
次に、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合には、電流制御回路50は、励磁オフ信号を受信することにより励磁コイル27a〜27cへの電流供給を停止する。ここで、第4実施形態では、電流制御回路50からの電流供給を即座(瞬時)に停止するのではなく、図19に示すように、励磁電流を時間が経過するのに伴って徐々に減少させるように、電流制御回路50を予め構成する。
Next, when shifting from the clamp release state to the clamp state, the
つまり、クランプ解除状態からクランプ状態に移行する場合には、励磁コイル27a〜27cに流れる電流が徐々に減少するので、永久磁石29a〜29f(図4参照)により発生するばね部材30の付勢力に対抗する矢印X2方向の力は徐々に弱くなる。そのため可動部25は、移動速度が低減された状態でゆっくりと矢印X1方向に移動するとともに、可動爪26がウエハ9に小さい速度でゆっくりと接触する。励磁電流がなくなると推力は発生しなくなり、ばね部材30の付勢力のみがウエハ9に作用して、クランプ状態となる。その後、クランプされたウエハ9は、図10に示すように、真空処理装置200の高さの小さいゲートバルブ12(12a)を通過して真空処理ユニット1〜4、または、ロードロック室6および7に搬送される。
That is, when shifting from the clamp release state to the clamp state, the current flowing through the excitation coils 27a to 27c gradually decreases, and therefore the biasing force of the
第4実施形態では、上記のように、励磁電流のオフ時に電流制御回路50を用いることにより励磁電流を徐々に低減させることによって、ばね部材30の付勢力に対抗する力を徐々に低減させることができる。これにより、可動部25の移動速度を低減させることができるので、可動部25をウエハ9に対して徐々に接近させることができる。
In the fourth embodiment, as described above, the force against the biasing force of the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第4実施形態では、本発明の薄板状物の一例として、半導体用のウエハを示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、薄板状物であれば半導体用のウエハ以外のガラス基板などの他の薄板状物でも適用可能である。 For example, in the first to fourth embodiments, the semiconductor wafer is shown as an example of the thin plate-like material of the present invention, but the present invention is not limited to this. For example, as long as it is a thin plate, other thin plate such as a glass substrate other than a semiconductor wafer can be applied.
また、上記第1〜第4実施形態では、電磁グリッパをマルチチャンバタイプの真空処理装置内において使用する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、電磁グリッパを大気圧下において使用する処理装置において使用してもよい。 Moreover, although the example which uses an electromagnetic gripper in a multi-chamber type vacuum processing apparatus was shown in the said 1st-4th embodiment, this invention is not limited to this. For example, you may use in the processing apparatus which uses an electromagnetic gripper under atmospheric pressure.
また、上記第1〜第4実施形態では、励磁回路にコンデンサ、ダイオードまたはスイッチ部を設ける例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、電磁アクチュエータがクランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に、ばね部材のクランプ方向への付勢力による可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生させるものであれば、励磁回路にコンデンサ、ダイオードまたはスイッチ部以外の素子や回路を設けてもよい。 In the first to fourth embodiments, an example in which a capacitor, a diode, or a switch unit is provided in the excitation circuit has been described. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, when the electromagnetic actuator shifts from the clamp release state to the clamp state, an excitation circuit can be used as long as it generates thrust in a direction that reduces the moving speed of the movable part due to the biasing force of the spring member in the clamp direction. An element or a circuit other than a capacitor, a diode, or a switch unit may be provided in the circuit.
また、上記第1〜第4実施形態では、2つのばね部材を用いて付勢力が発生するように構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、ばね部材を1つまたは3つ以上用いて付勢力が発生するように構成してもよい。 Moreover, although the said 1st-4th embodiment showed the example comprised so that urging | biasing force might generate | occur | produce using two spring members, this invention is not limited to this. For example, the biasing force may be generated using one or three or more spring members.
また、上記第1〜第4実施形態では、固定部を3つの励磁コイルにより構成する例を示したが本発明はこれに限らない。たとえば、固定部を2つ以下または4つ以上の励磁コイルにより構成してもよい。 Moreover, although the example which comprises a fixing | fixed part with three exciting coils was shown in the said 1st-4th embodiment, this invention is not limited to this. For example, you may comprise a fixing | fixed part with two or less or four or more exciting coils.
9 ウエハ(薄板状物)
22 電磁アクチュエータ
24 クランプ部
25 可動部
27a、27b、27c 励磁コイル
28、28a、28b、28c、128 励磁回路
30 ばね部材
35 コンデンサ
41a、41b、41c スイッチ部
100、101、102、103、104 電磁グリッパ(把持装置)
281a バイパス回路
281b ダイオード
9 Wafer (thin plate)
22
Claims (7)
前記クランプ部の可動部をクランプする方向に常時付勢するばね部材と、
少なくともクランプ解除状態からクランプ状態に移行する際に推力を発生させる電磁アクチュエータとを備え、
前記電磁アクチュエータは、前記クランプ解除状態から前記クランプ状態に移行する際に、前記ばね部材のクランプ方向への付勢力による前記可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生させる平坦面状の励磁コイルと、前記平坦面状の励磁コイルに対向するように設けられる永久磁石とを有する励磁回路を含む扁平型に構成され、
前記ばね部材は、前記扁平型の電磁アクチュエータの両側に設けられる第1ばね部材および第2ばね部材を含み、
前記電磁アクチュエータは、前記クランプ解除状態から前記クランプ状態に移行する際に前記励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、前記電磁アクチュエータの推力が前記ばね部材の伸長に伴って徐々に減少する付勢力よりも小さくなるように前記励磁回路を流れる電流が徐々に減少されることにより、前記ばね部材の付勢力による可動部の移動速度を低減する方向に推力を発生させるように構成されている、把持装置。 A clamp part including a movable part that moves in the direction of clamping the thin plate-like object;
A spring member that constantly urges the movable part of the clamp part in a clamping direction;
An electromagnetic actuator that generates a thrust when shifting from the clamp release state to the clamp state,
Wherein the electromagnetic actuator, when moving from the unclamping state to the clamping state, the spring member in a direction to the excitation of the flat surface shape that generates a thrust to reduce the moving speed of the movable portion by the urging force of the clamping direction a coil, the excitation circuit and a permanent magnet provided so as to face the flat surface shape of the exciting coil is configured including flat,
The spring member includes a first spring member and a second spring member provided on both sides of the flat electromagnetic actuator,
In the electromagnetic actuator, when the excitation circuit is changed from the ON state to the OFF state when the clamp circuit is shifted from the clamp release state to the clamp state, the thrust of the electromagnetic actuator gradually decreases as the spring member extends. The current flowing through the excitation circuit is gradually reduced so as to be smaller than the force, and is configured to generate a thrust in a direction to reduce the moving speed of the movable part due to the biasing force of the spring member. Gripping device.
前記励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、前記コンデンサに蓄電された電流を流すことにより、前記励磁回路を流れる電流が徐々に減少するように構成されている、請求項1に記載の把持装置。 The excitation circuit includes a capacitor for storing the current of the excitation circuit,
2. The grip according to claim 1, wherein when the excitation circuit is switched from an on state to an off state, the current flowing through the excitation circuit is gradually decreased by flowing a current stored in the capacitor. apparatus.
前記励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、前記励磁コイルに過渡的に発生する逆起電力による電流を、前記バイパス回路を介して流すことにより、前記励磁回路を流れる電流が徐々に減少するように構成されている、請求項1に記載の把持装置。 The excitation circuit includes a bypass circuit including a diode for causing a current to flow when a counter electromotive force is generated when the current is not flown when the switch is turned on,
When the excitation circuit is switched from an on state to an off state, a current caused by a back electromotive force generated transiently in the excitation coil is caused to flow through the bypass circuit, whereby the current flowing through the excitation circuit gradually decreases. The gripping device according to claim 1, configured as described above.
前記励磁回路をオン状態からオフ状態にする時に、前記複数の励磁コイルが順次オフするように前記複数のスイッチ部を制御することにより、前記励磁回路を流れる電流が徐々に減少するように構成されている、請求項1に記載の把持装置。 The excitation circuit includes a plurality of the excitation coils, and a plurality of switch units that are provided so as to correspond to the plurality of excitation coils, and that control on / off operations of the plurality of excitation coils,
When switching the excitation circuit from the on state to the off state, the plurality of excitation coils are sequentially turned off to control the plurality of switch units so that the current flowing through the excitation circuit gradually decreases. The gripping device according to claim 1.
前記電磁アクチュエータは、前記クランプ解除状態から前記クランプ状態に移行する際に加えて、前記クランプ解除状態でも推力を発生するように構成されており、
前記クランプ解除状態では、前記励磁回路がオン状態にされて電流が流されることにより前記ばね部材の付勢力に抗する方向の推力が前記電磁アクチュエータに発生されて前記可動部がクランプ方向とは逆方向に移動されるとともに、前記クランプ状態では、前記励磁回路がオフ状態にされて電流が流れないことにより前記電磁アクチュエータに推力が発生されないとともに前記ばね部材の付勢力により前記可動部がクランプする方向に付勢されることによりクランプが行われるように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の把持装置。 The clamp part and the electromagnetic actuator are used in a vacuum,
The electromagnetic actuator is configured to generate thrust in the clamp release state in addition to the transition from the clamp release state to the clamp state,
In the clamp release state, the excitation circuit is turned on and a current flows, whereby a thrust in a direction against the urging force of the spring member is generated in the electromagnetic actuator, and the movable part is opposite to the clamp direction. In the clamped state, the exciting circuit is turned off and no current flows, so that no thrust is generated in the electromagnetic actuator and the movable part is clamped by the biasing force of the spring member. The gripping device according to any one of claims 1 to 4, wherein the gripping device is configured to be clamped by being biased.
前記クランプ状態で、前記励磁回路のオン時とは逆方向に電流を流すことによって、前記ばね部材の付勢力による前記可動部のクランプ力をアシストする方向の推力を前記電磁アクチュエータに発生させるように構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の把持装置。 The excitation circuit of the electromagnetic actuator is configured to be able to change the direction of the flowing current,
In the clamped state, by causing a current to flow in a direction opposite to that when the excitation circuit is turned on, the electromagnetic actuator is caused to generate a thrust force in a direction that assists the clamping force of the movable part by the biasing force of the spring member. The gripping device according to any one of claims 1 to 5, wherein the gripping device is configured.
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