JPH04305957A - 真空用磁気カップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空用磁気カップリン
グ、特に真空容器内の回転体を該真空容器外部でつくっ
た回転磁界により回転させる真空用磁気カップリングに
関する。

【０００２】

【従来の技術】真空用磁気カップリングは、真空容器内
の磁石を備えた回転体に対して真空容器外部から回転磁
界を与えて該回転体を回転させるものであり、大気から
真空容器内に無接触で駆動力を伝達することができる。 そのため、磁気カップリングは半導体装置製造用のロボ
ットの駆動に適するものとして注目されている。

【０００３】なぜならば、半導体装置の製造には超高真
空下で半導体ウエハの搬送をする必要性が生じており、
超高真空の真空容器外部から真空容器内のロボットを駆
動しなければならなくなるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際に磁気
カップリングを半導体製造装置に搭載してみると、ワー
ク（例えば半導体ウエハ）の荷重変動等により制御誤差
が生じるという問題があった。即ち、ワークをある長さ
移動させるための駆動用入力を与えてもそれに見合った
移動量が得られず、位置決め誤差が生じるのである。こ
れは従来の真空用磁気カップリングにおいてフィードバ
ック制御ができなかったためである。半導体製造装置に
おいては半導体ウエハを正確に搬送することが要求され
、その要求に応える程の位置決め精度が得られないとい
う問題が従来の真空用磁気カップリングにはあったので
ある。

【０００５】そこで、本願発明者は真空容器内にエンコ
ーダ等の機器を設けて位置検出してフィードバック制御
により位置決め精度を高めることを試みた。しかし、こ
のようにすれば、真空容器内に設けた機器からガスが放
出されて半導体ウエハを汚染するというような問題が生
じた。更に、機器には高周波電源を用いる可能性があり
、その場合には信号線のノイズが発生し、真空容器内の
フィードバック制御回路が誤動作したり、また、回転磁
界により真空容器内のフィードバック制御回路が誤動作
したりする虞れがあり、実用性がないことが判明した。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、真空容器内に電子回路を設けること
なくフィードバック制御を可能にし、もって真空容器内
での放出ガスの発生、ノイズの発生の問題を伴うことな
く回転体に対する位置制御の精度を高めることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明真空用磁気カップ
リングは、位置検出光通過部を有する位置検出板を回転
体に取り付け、真空容器外部に発光素子と受光素子を設
けて上記位置検出光通過部を真空容器の透明部分越しに
光学的に検出するようにすることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明真空用磁気カップリングを図示
実施例に従って詳細に説明する。図１及び図２は本発明
真空用磁気カップリングの一つの実施例を示すもので、
図１は縦断面図、図２は位置検出板の平面図である。図
面において、１は真空容器の本体、２は該真空容器本体
１の開口した底部を閉塞する閉塞板で、その中心に中心
孔３を有する。４は磁気カップリングの回転側の部分を
収納するカップリング収納真空容器で、上記閉塞板２の
裏面に上端にて気密に取り付けられている。尚、便宜上
取付用のねじ、気密保持用Ｏリングの図示、説明は本発
明の本質に関係がないので省略する。該カップリング収
納真空容器４は、上端が開口し、この開口が上記閉塞板
２の中心孔３に整合するように位置決めされて閉塞板２
に取り付けられている。従って、カップリング収納真空
容器４内部と上記真空容器本体１とはその開口を通して
連通している。

【０００９】５ａ及び５ｂはカップリング収納真空容器
４の外周面に一体に形成された中空フランジで、一方５
ａはカップリング収納真空容器４の上端から稍下った位
置に、他方５ｂはカップリング収納真空容器４の下端部
に設けられている。６はカップリング収納真空容器４の
内側にベアリングを介して回転自在に垂直な向きで取り
付けられた回転筒で、下部の外周面には、Ｎ極とＳ極の
磁石８、８が配置されている。９は回転筒６の高さ方向
における略中央部の外周面に取り付けられた位置検出円
板で、カップリング収納真空容器４内の上記中空フラン
ジ５の中空部に位置せしめられており、回転筒６が回転
するとそれと一体に中空フランジ５ａ内にて回転する。 該位置検出円板９には図２に示すように回転中心から放
射状に伸びる位置検出光通過部であるスリット９ａ、９
ａ、…が形成されている。１０は回転筒６の閉塞板２か
ら上側に突出した上端部に取り付けられた第１のロボッ
トアームで、ある回転角度範囲内で回動する。

【００１０】１１は回転筒６の内側にベアリング１２、
１２を介して回転自在に取り付けられた回転軸で、これ
の下部外周面にはＮ極とＳ極の磁石１３、１３が配置さ
れている。１４は回転軸１１の下面に取付部材を介して
取り付けられた位置検出円板で、カップリング収納真空
容器４の上記中空フランジ５ｂの中空部に位置せしめら
れており、回転軸１１が回転するとそれと一体に中空フ
ランジ５ｂ内にて回転する。該位置検出円板１４は図２
に示した位置検出円板９と全く同じ形状、構造を有する
。即ち、位置検出光通過部であるところの放射状に伸び
るスリット９ａ、９ａ、…を多数有しているのである。 １５は回転軸１１の閉塞板２から上側へ突出した上端部
に取り付けられた第２のロボットアームである。

【００１１】１６及び１７は回転磁石保持環で、保持ブ
ラケット１８を介して閉塞板２底面に取り付けられてお
り、回転磁石保持環１６は磁石８の外側に、回転磁石保
持環１７は磁石１３の外側に位置せしめられている。該
回転磁石保持環１６、１７の内側にはベアリング１９、
１９を介して回転環２０、２１が回転自在に取り付けら
れている。回転環２０、２１はそれぞれプーリーを有し
、ベルト２２、２２を介して連結されたモータ２３、２
４により回転せしめられるようになっている。回転環２
０、２１の内周面にはＮ極とＳ極が交互に配置された磁
石２５、２６が設けられ、該磁石２５、２６はカップリ
ング収納真空容器４の薄い側壁を挟んで前記磁石８、１
３と対向せしめられている。従って、モータ２３が回転
すると内周面に磁石２５、２６を有する回転環２０が回
転して回転磁界が生じ、その結果、外周面に磁石８を有
する回転筒６が回転し、ロボットアーム１０が回転する
。同様に、モータ２４が回転すると回転軸１１が回転し
、ロボットアーム１５が回転するのである。

【００１２】２７、２７、２７、２７は中空フランジ５
ａ、５ｂに形成した窓を封止する透明シール部で、例え
ばガラスからなり、オプチカルファイバ２８、２８の一
端が取り付けられている。２９は発光素子で、これから
発生した光はオプチカルファイバ２８によって上記窓に
導光され、位置検出円板９へ向けて出射される。３０は
位置検出円板９の上記スリット９ａを通過した発光素子
２９からの光を受光する受光素子で、受光した光を光電
変換してパルス信号の形でモータ２３を制御する制御回
路３１へ送出する。しかして、ロボットアーム１０を駆
動する制御系においてフィードバック制御が可能になる
。即ち、制御回路３１へ制御入力信号が入力され、それ
に基づいてモータ２３が駆動されると回転筒６が回転し
、その回転位置（量）を受光素子３０より検出した光信
号のパルスをカウントすることにより検出する。そして
、その検出結果と目標値とを比較し、比較結果を目標値
と実際値との間の誤差としその誤差をなくすようにモー
タ２３を駆動するのである。つまり、回転筒６の回転量
を制御系にフィードバックするようにしてサーボ系を形
成するのである。従って、ロボットアーム１０の回転量
をきわめて正確に制御することができる。尚、モータ２
４によりロボットアーム１５を駆動する制御系にも同様
に発光素子及び受光素子並びに制御回路を有し、該制御
回路の出力によりモータ２４を制御するようになってい
るが、構成、原理が同じなので発光素子等の図示及び説
明を省略する。

【００１３】このように、本真空用磁気カップリングに
よれば、回転筒６、回転軸１１に位置検出円板９、１４
を設け、光学的に回転筒６、回転軸１１の回転量を検出
して制御系にフィードバックすることができるので、位
置決め精度を高くすることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明真空用磁気カップリングは、真空
容器内の回転体を該真空容器外部でつくった回転磁界に
より回転させる真空用磁気カップリングにおいて、位置
検出光通過部を有し上記回転体に取り付けられた位置検
出板と、上記真空容器外部からこれの透明部分越しに上
記位置検出板へ照射する光を発生する発光素子と、上記
位置検出板の位置検出光通過部を透過した上記発光素子
からの光を上記真空容器外部にてこれの透明部分越しに
受光する受光素子と、を設けたことを特徴とするもので
ある。従って、真空容器内部の回転体の回転位置を、位
置検出光通過部を有する位置検出板に発光素子からの位
置検出光を照射し位置検出光通過部を通過した位置検出
光を受光素子により受光することにより光学的に正確に
検出することができる。依って、回転体を外部から駆動
する駆動制御系に制御結果たる回転体の回転位置をフィ
ードバックすることができ、延いては位置の制御精度を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明真空用磁気カップリングの一つの実施例
を示す縦断面図である。

【図２】本発明真空用磁気カップリングの一つの実施例
の位置検出板の平面図である。

【符号の説明】

４　　真空容器 ６　　回転体 ９　　位置検出板 ９ａ　　位置検出光通過部（スリット）１１　　回転体 １４　　位置検出板 ２７　　透明部分 ２９　　発光素子 ３０　　受光素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　真空容器内の回転体を該真空容器外部
   でつくった回転磁界により回転させる真空用磁気カップ
   リングにおいて、位置検出光通過部を有し上記回転体に
   取り付けられた位置検出板と、上記真空容器外部からこ
   れの透明部分越しに上記位置検出板へ照射する光を発生
   する発光素子と、上記位置検出板の位置検出光通過部を
   透過した上記発光素子からの光を上記真空容器外部にて
   これの透明部分越しに受光する受光素子と、を設けたこ
   とを特徴とする真空用磁気カップリング