JPH06100164A

JPH06100164A - 磁気的に結合された搬送装置

Info

Publication number: JPH06100164A
Application number: JP22832692A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kitsunai; 浩之橘内; Nobuo Tsumaki; 伸夫妻木; Nushito Takahashi; 主人高橋; Kazuo Honma; 和男本間
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】強い伝達力を有し、剛性が大きく搬送中にウエ
ハが振れない真空中またはガス雰囲気中で用いられる試
料搬送装置を提供する。【構成】磁気結合型の搬送装置において、ウエハ１を搭
載する搬送台２を案内要素１４、１５によって支持し、
磁気結合部材１２、１３により発生する磁気結合力と搬
送台２の自重とをキャンセルするように磁気結合部材１
２、１３を配置する。また、磁気結合部材１２、１３間
に隔壁３を設け、この隔壁３を薄板隔壁として、搬送台
２と駆動体１６の雰囲気を隔離するとともに、磁気結合
力を大にする。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気的に結合された搬
送装置に係り、特に真空プロセスにおける半導体ウエハ
等の搬送に好適な搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体産業、あるいは核融合、加
速器などエネルギー関連の研究分野において、超高真空
が広く用いられるようになった。特に、エッチング、ス
パッタ、あるいはＣＶＤ等の加工を施す半導体製造ライ
ンでは、ウエハ上への微少な塵埃の付着防止や、余分な
ガスの吸着分子による不純物膜の形成を防止するため
に、半導体ウエハ等の試料は、高度の真空雰囲気あるい
は高純度の特定ガス雰囲気、例えば窒素雰囲気等で保っ
た外界から遮蔽された密閉空間内を搬送する必要があ
る。従来、このような高真空中における試料搬送につい
ては、ガス放出の低減や発生塵埃の低減のために磁気浮
上を利用した搬送装置が提案されている。その例として
は、特開昭63-174895号公報、及び特開昭63-296235号公
報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体の回路パターン
を形成する加工を行う半導体製造ラインでは、素子の微
細化にともなって、ウエハ上への微細な塵埃の付着、ま
たは余分なガス分子の吸着を防止するため、化学気相成
長装置（ＣＶＤ）等の装置内はもちろんのこと、製造ラ
インに設置された各種装置間の搬送路も、外界から遮蔽
し、高度の真空、あるいは高純度の特定ガス雰囲気、例
えば窒素雰囲気等に保つ必要がある。そのため、この装
置間搬送路の長さは、１メートル程度からときには５メ
ートル程度にまで及ぶことがある。そこで、上記要求を
満たすために、上記従来技術の搬送装置は、真空容器の
壁を介した磁気結合力によって、磁気による浮上作用と
駆動力の伝達作用とを行わせている。しかしながらこの
従来技術では、まず第１に、従動側であるウエハ搬送台
の案内に磁気浮上作用を用いているので浮上隙間が規定
されないこと、また、進行方向はもちろんのこと浮上方
向の剛性も低く、搬送中のウエハ搬送台の振れによるウ
エハの落下等の危険があるという問題点があった。第２
に、通常２ｍｍから１０ｍｍ程度の真空容器の壁を介し
て磁気結合しているので、磁気隙間が大きすぎ、強い伝
達力を得ることが困難である。駆動側と従動側、すなわ
ち、ウエハ搬送台との磁気結合力が外れたとき、ウエハ
搬送台は搬送路に落下することになり、落下の衝撃によ
りウエハが割れるのが避けられない。ひとたび、搬送路
内でウエハが割れると、ウエハの微小破片が搬送路内に
飛散し、真空あるいは高純度雰囲気を破壊する。そのた
め、搬送路の全体の清掃が必要となり、装置の復帰に多
大な時間を要するという問題点があった。第３に、磁気
浮上時の浮上隙間の制御については配慮されているもの
の、搬送先でのウエハ受け渡しにとって重要である停止
位置の制御に関しては、十分な考慮がなされていないと
いう問題点があった。

【０００４】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、剛性が大きく搬送中でもウエハの振れがない
磁気的に結合された試料搬送装置を提供することにあ
る。さらに、磁気結合力や伝達力が大きく、高い信頼性
を有する磁気的に結合された試料搬送装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、従動側であ
るウエハの搬送台を転がり軸受等の案内要素により移動
可能に支持し、従動側と駆動側の磁気結合部材を両者の
置かれた雰囲気を隔てる隔壁を介して対向するよう配置
し、磁気結合力が前記ウエハ搬送台の自重をキャンセル
するように従動側と駆動側の磁気結合部材を配設するこ
とにより達成される。また、従動側であるウエハの搬送
台を転がり軸受等の案内要素により移動可能に支持し、
従動側と駆動側を隔てる隔壁の一部を薄く(0.2mm以下)
構成し、この薄い隔壁部を挾んで磁気結合部材が対向す
るよう配置することにより達成される。また、駆動側の
位置を検出するセンサー、駆動側、従動側両者の相対位
置ずれを検出するセンサーを駆動台または搬送台に設
け、これら２つのセンサーの検出信号にに基づいてウエ
ハ搬送台の位置を制御する制御手段を設けること、もし
くはウエハ搬送台の停止位置近辺にウエハ搬送台の位置
検出センサーを設け、この位置検出センサーの検出信号
に基づいてウエハ搬送台の位置制御を行う制御手段を設
けることにより達成される。

【０００６】

【作用】本発明の試料搬送装置は、第１に、従動側であ
るウエハの搬送台を転がり軸受等の案内要素で移動可能
に支持し、従動側と駆動側の磁気結合部材を両者の置か
れた雰囲気を隔てる隔壁を介して対向するよう配置して
いるので、従動側、駆動側に備え付けられた磁気結合部
材間の隙間を厳密に規定でき、高い剛性が得られる。さ
らに、磁気結合力とウエハ搬送台の自重とを互いにキャ
ンセルするように作用せることができるために、従動側
の案内要素の負荷軽減を図ることができる。また、本発
明の試料搬送装置は、第２に、従動側であるウエハの搬
送台を転がり軸受等の案内要素で移動可能に支持し、従
動側と駆動側を隔てる隔壁の一部を薄く(0.2mm以下)構
成し、この薄い隔壁部を挾んで両磁気結合部材が対向す
るよう配置されているので、両磁気結合部材間の隙間を
0.5mm〜1.0mm程度に小さく保つことができ、大きな磁気
結合力を得ることができる。また、本発明の試料搬送装
置は、第３に、駆動側の位置を検出するセンサーと、駆
動側と従動側との相対位置ずれを検出するセンサーとを
備え付けているので、２つのセンサーの検出信号から、
従動側であるウエハ搬送台の位置を精度良く検出でき、
ウエハ搬送台の高い停止精度を得ることができる。さら
に、駆動側と従動側との相対位置ずれの検出信号を用い
て、両者間の相対振動に対して能動的に減衰効果を与え
ることも可能である。また、ウエハ搬送台の停止位置近
辺に、ウエハ搬送台の位置検出センサーを備え付けるこ
とにより、ウエハ停止位置近辺でのウエハ搬送台の絶対
位置が検出され、この信号により高い停止精度を得るこ
とができる。さらに、この信号を用いて停止位置でのウ
エハ搬送台の振動に対して能動的に減衰効果を与えるこ
とも可能である。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図により説明する。図
１は半導体製造ラインの上面図であり、マルチチャンバ
タイプの製造装置を搬送路でつないだ例を示したもので
ある。図２は装置間をつなぐ搬送路、及び搬送機構の概
念図を示したものである。このように構成された製造装
置は高密度な超ＬＳＩに必要な薄膜を製造するのに適し
ている。すなわち、ウエハ１はロードロック室５ａから
処理装置内に収容される。ここで、装置間のウエハ１の
搬送は、ウエハ搬送台２にウエハ１を搭載して行い、モ
ータ６を駆動して常に高真空に維持された搬送チャンバ
４内を搬送路３に沿って搬送する。次いで、やはり常に
高真空に維持された回転搬送チャンバ１１内の搬送ロボ
ット８が、ウエハ搬送台２からウエハ１を取り出し、目
的に応じて処理装置（７ａ〜７ｃ、７ｄ〜７ｆ）が選択
され、その選択された処理装置に搬入された後、搬送ロ
ボット８を処理装置より取り出し、ゲートバルブ９を閉
じて処理を開始する。各処理室では、それぞれ、前処
理、エッチング、スパッタやＣＶＤによる成膜などが行
われる。そして、処理が完了するとゲートバルブ９を開
け、搬送ロボット８を処理装置へ入れウエハ１を処理装
置より取り出す。この手順を繰返し、全ての処理が完了
すると、ウエハ１をロードロック室５ｂから搬出する。
この間、ウエハ１は完全に大気環境から遮断された状態
に保持されている。したがって、大気環境からの汚染、
すなわち、大気中の微細異物や、酸素、水等の半導体素
子にとって有害な分子による汚染がなく、膜質の良い信
頼性の高い半導体素子を形成できる。

【０００８】装置間搬送に用いられる搬送路は、すでに
述べた大気によるウエハの汚染の防止、回転搬送チャン
バ及び処理室の雰囲気環境の維持のために、常に高真空
に保たれなければならない。したがって、搬送路３に沿
って、ウエハを搬送する試料搬送装置には高真空を維持
したまま動力を導入する必要がある。図３は本発明の試
料搬送装置の概念図、図４、図５はその断面図、図６は
磁気結合部材の移動方向に対する断面図をそれぞれ示し
たものである。これらの図において、矢印は移動方向を
示しており、２はウエハを搭載して搬送路を移動する搬
送台である。そして、搬送台２には、磁気結合部材１２
が取り付けられている。また、搬送台２は搬送路に沿っ
て移動可能なように、例えば転がり軸受のような案内要
素（１４ａ〜１４ｅ）によって搬送路を形成する隔壁３
に移動可能に支持されている。ここで、案内要素とは転
がり軸受や滑り軸受、ローラ、ボール等の機械要素を指
し、磁気浮上による案内は含まない。搬送台２を支持す
る案内要素（１４ａ〜１４ｅ）は、高真空雰囲気下にあ
るから、無潤滑であっても良いが、例えば銀等の軟質金
属、あるいは二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を施こす
ことが望ましい。１６は磁気結合力により搬送台２を案
内駆動する駆動体であり、この駆動隊１６には、駆動力
を従動側の磁気結合部材１２に伝える磁気結合部材１３
が設けられている。また、駆動体１６は、例えば転がり
軸受等の案内要素（１５ａ〜１５ｅ）により隔壁３に移
動可能に支持され、例えばボールネジ１７とボールネジ
を回転させるモータから構成される駆動機構により駆動
されてウエハ１の装置間搬送を可能とする。駆動側の磁
気結合部材１２と従動側の磁気結合部材１３との間には
隔壁３が設けられ、高真空雰囲気に維持されている搬送
チャンバ４と駆動体１６が置かれる空間１９（以下機械
室と呼ぶ）を完全に遮断している。すなわち、ウエハが
搬送される高真空に維持された搬送チャンバ内に、駆動
力を伝えるための駆動機構が内蔵された機械室１９が隔
壁３によって、雰囲気を遮断するよう構成されている。
機械室１９の雰囲気は、搬送チャンバと完全に隔離され
ているので、大気、低真空、オイルミスト等、いかなる
雰囲気でも良く、案内要素、駆動機構等には油、グリー
ス、固体潤滑剤等により十分な潤滑を施すことができ
る。上述したように、搬送台２、駆動体１６は案内要素
１４ａ〜１４ｅ、１５ａ〜１５ｅによって支持されてい
るので、２つの磁気結合部材１２、１３の隙間が確保さ
れ、磁気浮上力を用いたときのように隙間が変動するこ
とがない。そのため、安定した磁気結合力により、駆動
トルクの伝達が可能となる。さらに、磁気浮上力を用い
たとき必要となる浮上量の制御装置、すなわち磁気結合
部材間の制御回路を省くことができる。

【０００９】また、本実施例においては、磁気結合力の
方向を搬送台２の自重と逆方向、つまり、吸引する方向
としている。この場合、磁気結合による吸引力は、高真
空内に置かれた搬送台２の案内要素１４ｄ、１４ｅにと
って負荷として働くが、搬送台２の自重が、この負荷を
打ち消すように作用するため、案内要素１４ｄ、１４ｅ
にかかる負荷を少なくでき、案内要素の長寿命化が図ら
れる。理論的には、磁気結合による吸引力と自重とを釣
り合わせることにより、案内要素の負荷を無負荷にする
ことも可能である。ところで、案内要素を用いて隙間を
正確に規定しているので、規定された隙間から計算され
る磁気結合力より、搬送台２の自重を若干少なくするこ
とが望ましい。このように、搬送台２の設計において
は、必要とされる磁気結合力からその重さが決定され
る。そこで、切り欠きをつけたり、ウエイトをつける等
の処置が必要となる場合もある。下面の案内要素１４
ｄ、１４ｅが隙間を規定するために、案内要素１４ａに
は隙間を規定するという役割は不必要であるが、ひとた
び磁気結合力がはずれたとき、例えば、搬送台２が何か
にぶつかったときや駆動体１６が暴走したときなどに
は、搬送台の支持軸受として作用する。すなわち、案内
要素１４ａは非常時におけるバックアップとして設けら
れており、磁気結合力が何らかの原因で失われたとき
に、搬送台が隔壁３へ落下し、試料であるウエハ１を破
損するという事故を防止する役割を果たす。したがっ
て、案内要素１４ａは、ほとんど無負荷の状態で設置す
れば良く、隙間（ガタ）のある状態で設置すれば良い。
一方、案内要素１４ｂ、１４ｃも、搬送台の横方向の振
れのみを抑えれば良いのであって、ほとんど負荷がかか
らない状態で、すなわち、ガタを設けた状態で隔壁３に
沿って設置すれば良い。

【００１０】なお、従動側と駆動側の磁気結合が外れた
ときの復帰手段としては、搬送路内に初期位置を決めて
おき、その初期位置にメカニカルストッパーを設けるの
がよい。この方法を用いると、よりよい搬送装置が得ら
れる。すなわち、磁気結合が何らかの原因で外れた場
合、駆動体１６を搬送台２の下を通過させる。そして、
駆動体１６と搬送台２に設けられた磁気結合部材間の磁
気結合力が生じる位置に駆動体１６が達すると、その結
合力により初期位置のメカニカルストッパーがある位置
まで搬送台２が駆動体１６とともにを運ばれる。この状
態の磁気結合は複数対ある時局の中の１対のみの結合に
よることが多く、完全な磁気結合とは言い難い。そこ
で、搬送台をメカニルストッパーで固定した状態にし
て、全ての対の磁極が完全に磁気結合するように機械的
に駆動体１６を搬送台の下に運ぶ。これにより磁気結合
を復帰させることができる。さらに、磁気結合が外れ搬
送台が置き去りにされた状態の検知には、例えば光学セ
ンサーとか赤外線センサーを搬送路に平行に設け、搬送
台２に光や赤外線を照射することにより異常事態の検知
が可能となる。これにより、磁気結合の外れを早期に検
出でき、効果的に復帰手段を講じることができる。

【００１１】このように、本発明によれば、高真空に保
った状態で安定した伝達力をもち、寿命が長く、かつ非
常時のウエハ割れ等の心配のない信頼性の高い磁気的に
結合された試料搬送装置が実現される。

【００１２】また、上述の実施例では、駆動側磁気結合
部材１２が駆動側磁極３３、永久磁石２６から構成さ
れ、従動側磁気結合部材１３が従動側磁極３４から構成
されている例を示したが、従動側の磁気結合部材１３に
も永久磁石を用いれば、より強力な磁気結合力を得るこ
とができる。この場合、高真空、あるいは高純度ガス雰
囲気内に置かれる従動側の永久磁石の表面に、例えばニ
ッケルリンメッキ等の金属メッキを施せば、低ガス放出
化が図られ、ウエハの置かれる従動側雰囲気の汚染を少
なく抑えることができる。また、駆動側の磁気結合体１
２については永久磁石２６の代わりに電磁石を用いても
よい。

【００１３】また、本実施例では図４に示したように、
搬送台２と駆動体１６の案内要素を、それぞれ上下左右
の４カ所に取り付けたが、図７に示したようにそれぞれ
の四隅に案内要素（２０ａ〜２０ｄ、２１ａ〜２１ｄ）
を配置しても同様の効果が得られる。この場合、案内要
素の数が減少できるという利点もある。また、上下方向
に関しては、搬送台２の自重と、磁気結合体の吸引力と
が打ち消しあい案内要素２０ｄ、２０ｅの負荷を低減す
るとともに、隙間を正確に規定できる効果がある。さら
に、案内要素２０ａ、２０ｂは非常時のバックアップと
して作用すれば良いので、ガタを設けた状態で設置でき
る。また、これらの案内要素は、四隅に配置されている
ため、搬送台２の横方向の振れも抑えることができる。
さらに、上下方向と四隅を組み合わせた配置方法でも、
同様の効果が得られる。また、本実施例では、駆動体１
６をモータ６とボールネジ１７により駆動しているが、
機械室１９の中で直線駆動できるものであれば、特にこ
の手段に限るものでは無い。他の方法としては、タイミ
ングベルトと駆動モータ、エアシリンダ、油圧シリン
ダ、リニアモータ等の駆動手段がある。

【００１４】次に、本発明の第２の実施例を図８、図９
に示す。本実施例は、図４、図５に示した実施例と同様
の構成であるが、高真空に維持された搬送チャンバ１８
内の雰囲気と、駆動力を伝えるための駆動機構が内蔵さ
れた機械室１９の雰囲気を遮断するため設けられた隔壁
３を、駆動側の磁気結合部材１２と従動側の磁気結合部
材１３とが対向する部分にみ薄板隔壁２２とし、その他
の部分を十分な強度を有する隔壁とした点が上記実施例
と異なる。駆動力を伝達する磁気結合力は駆動側と従動
側の磁気結合体の隙間が小さいほど大きい。したがっ
て、磁気結合体が対向する部分の隔壁を薄くすれば、両
磁気結合部材を近づけることができ、より大きな駆動力
を伝達することができる。現在の溶接技術を用いれば、
薄板の厚さは50μm程度まで薄くすることが可能であ
り、また臘付けを行えばさらに薄い板の取付も可能であ
る。他の方法として、機械加工や塑性加工等により一体
構造で作ることも可能である。しかしながら、このよう
な薄板隔壁を搬送路全体にわたって取り付けると、強度
面で弱くなるので、両磁気結合部材１２、１３の対向す
る部分の薄板２２以外は、十分な強度を有する厚さの隔
壁とし、ウエハ１、及びそれを搭載する搬送台２、そし
て機械室１９と搬送チャンバ内１８の圧力差を隔壁３の
厚い部分で受けるようにする。このように構成するする
ことにより、両磁気結合部材間の隙間を小さく、例えば
モータのエアギャップと同等である0.5mm〜1.0mm程度に
保つことができ、第一の実施例と同様な効果が得られる
ほかに、磁気結合力を強力にし、伝達力を強力にするこ
とができるという効果も得られる。また、本実施例では
図８に示したように、搬送台２と駆動体１６の案内要素
をそれぞれ上下左右の四カ所に取り付けたが、第１の実
施例と同様に、四隅に配置、あるいは上下方向と四隅の
組み合わせという配置方法ももちろん可能である。

【００１５】図１０から図１３は、第２の実施例の変形
例で、従動側の磁気結合部材１３と対向する部分の薄板
隔壁２３に、搬送方向に平行に薄板補強のためのリブ２
４を設け、一方で、対向する駆動側および従動側の磁気
結合部材１２、１３に、リブ２４が入るくぼみ部２５を
設けたものである。図１０はリブ２４を有する薄板２３
とくぼみ部２５を有する磁気結合部材１２、１３が組み
込まれた様子を示したもので、図１１はその鳥瞰図であ
る。このように構成することにより、薄板を補強するこ
とができ、より高強度の構造とできる。また、本実施例
では、矩形のリブ２４を示したが、この形に限定される
ものではなく、例えば図１２、図１３に示したように台
形、あるいは楕円形でもよい。

【００１６】本発明のさらに他の実施例を図１４に示
す。本実施例は、上記した実施例の変形例で、駆動体１
６のおかれた空間を密閉構造とし、その密閉空間の雰囲
気圧力と搬送台のおかれた空間の雰囲気圧力とを均衡さ
せたことに特徴がある。図１４において、２７は駆動体
の置かれた空間と機械室１９とを密閉構造とするのに必
要なフランジ、２８はカップリング、２９は密閉空間内
に回転力を導入する回転導入機、３０ａ〜３０ｆはバル
ブ、３１ａ〜３１ｃは真空排気系、３２はガス供給系、
Ｐ１からＰ３はそれぞれ圧力センサーである。搬送チャ
ンバ１８内は、ウエハ上への微細な塵埃の付着、または
余分なガス分子の吸着を防止するため外界から遮蔽し、
真空排気系３１ａ、３１ｂ、及びガス供給系３２によっ
て、高度の真空あるいは高純度の特定ガス雰囲気、例え
ば窒素雰囲気等に保たれている。このように構成したこ
とによって、機械室１９は、真空排気系３１ｃとリーク
バルブ３０ｆにより、任意の圧力に設定可能となる。す
なわち、搬送チャンバ内１８の圧力と均衡するよう圧力
を設定する。そして、搬送チャンバ１８と機械室１９を
遮断する隔壁には、圧力差が生じず余分な力が加わらな
い。これにより、隔壁の変形などがなくなり、安定した
磁気結合部材間の隙間を保った状態で、ウエハ搬送が行
える。さらに、隔壁への負荷が小さくなることにより、
隔壁の薄板化が容易に行え、強力な伝達力を得ることが
可能となる。

【００１７】ただし、ここでいう圧力の均衡とは、正確
に同じ圧力の値にするという意味ではなく、お互いの圧
力が、圧力差による力がほとんど無視できる値になって
いるという意味である。例えば、搬送チャンバ内１８の
圧力が１０~⁹Ｔｏｒｒであっても、機械室は数Ｔｏｒｒ
程度の圧力であれば、隔壁にかかる圧力差による負荷は
たかだか十数ｇ／ｃｍ²であり、ほとんど無視できる値
である。このような圧力差になることを、ここでは均衡
と呼ぶ。また、例えば搬送チャンバ内１８が１気圧の高
純度窒素であれば、リークバルブ３０ｆを開の状態に
し、大気圧にしておけば良く、窒素雰囲気の純度を上げ
るために搬送チャンバ内１８を、初期真空排気させる必
要があるときには、搬送チャンバ内の圧力ｐ₁、もしく
はｐ₂に合わせて、機械室１９内の真空排気を行えばよ
い。この場合、搬送チャンバ１８の圧力が、いかに高真
空であっても、機械室１９の圧力は、たかだか数Ｔｏｒ
ｒでよく、機械室排気用の真空ポンプは、油回転ポンプ
のような粗引きポンプでよい。また、機械室内部は、真
空になってもたかだか数Ｔｏｒｒであるので、案内要
素、駆動機構等には油、グリース、個体潤滑剤等十分な
潤滑を施すことができる。

【００１８】次に、図１５〜図１８を用いて、本発明の
試料搬送装置における試料受け渡し方法について説明す
る。図１、図２において、試料であるウエハ１は、試料
搬送装置２、３、４により、主に装置間を搬送され、各
処理室の前で待機する。次いで、ゲートバルブ９が開か
れ、ウエハ１は搬送ロボット８に受け渡されて、このロ
ボットにより通路１１を通って各処理室（７ａ〜７ｃ、
７ｄ〜７ｆ）へ搬送される。この場合、通常の搬送機構
においては、まず、突き上げピンをウエハ下方から突き
上げ、ウエハを搬送台から持ち上げ、次いで、ウエハ下
方に搬送アームを持ってきて、その後、突き上げピンを
おろし、搬送アーム上にウエハを搭載する。しかしなが
ら、この方法では、突き上げピンで直接ウエハを突き上
げるために、搬送台の大きさより、ウエハが大きくなけ
れば適用できず、あらゆるウエハサイズに対応すること
ができない。また、搬送台の外側を突き上げピンが動く
ため搬送チャンバ４の大型化にもつながる。これを回避
するために、搬送台の内側でウエハを突き上げようとす
ると、搬送台を突き上げピンが貫通しなければならず、
構造が複雑となる。

【００１９】ここに示したものは、このような状況に対
応するためのウエハ突き上げ機構の一実施例であり、ウ
エハ搬送台を二分割構造とし、ウエハを搭載した搬送台
自体を突き上げるようにしたものである。図１５、図１
６はウエハ停止位置での突き上げ前の様子を示す図であ
り、図１７、図１８は突き上げ後の様子を示す図であ
る。本実施例は、図３から図５に示した実施例に適用し
た場合である。これらの図において、２ａ、２ｂは、そ
れぞれ２分割された搬送台であり、３７は上部搬送台２
ａに取り付けられたフランジ、３６は上部搬送台２ａに
設けられた切り欠き部分、矢印は移動方向であり、５４
は突き上げピン、５３、３８はそれぞれ移動方向に垂
直、および平行な方向の動きを規定するガイドである。
このように構成したことにより、上部搬送台２ａはウエ
ハを搭載したまま突き上げピン５４により、ガイド５
３、３８に沿って突き上げられ、搬送台２ａと隔壁３と
の隙間３７は突き上げ量ｈだけ増加する。さらに上部搬
送台２ａには、中央部に切り欠き部３６が設けてあるた
め、この切り欠き部を通って搬送ロボットがウエハ下方
に挿入される。次いで、突き上げピン５４を降ろすこと
により、搬送ロボットへの受け渡しが完了する。この方
法を用いると、あらゆるウエハサイズに対応する簡便な
ウエハ受け渡しが可能となる。本方法は、あらゆる搬送
方法のウエハ受け渡しに適用可能である。

【００２０】本発明の他の実施例を図１９、図２０に示
す。これらの図は、磁気結合型の試料搬送装置の位置検
出と制御方法に関するものである。上述の図（図１〜図
１８）に示したような試料搬送装置の正確な位置決めを
行うためには、従動側である搬送台２の位置が正確に検
出されなければならない。そのために、本実施例では、
駆動側である駆動体１６と従動側である搬送台２に、両
者の相対変位センサー３９を取り付けている。このよう
に構成したことにより、駆動側である駆動体１６の位置
の正確な検出は、駆動モータ６からボールネジ１７に与
えられる回転角度をエンコーダ４１等により検出し、そ
の出力信号を回転角度検出回路４２へ入力し、その出力
ｅ₂として得られる。一方、駆動側である駆動体１６と
従動側である搬送台２の間の位置ずれの変位量は、相対
変位センサー３９の出力を変位量検出回路４０に入力
し、その出力ｅ₁として得られるので、これらの値を位
置検出回路４３に入力し、積算することによって、搬送
台２の正確な位置を位置信号ｅとして検出できる。ま
た、この位置の検出信号ｅを用いてフィードバック制御
することにより、正確な位置決めが可能となる。

【００２１】さらに、相対変位センサー３９によって検
出された相対位置ずれ信号を用いてウエハ搬送台２の振
動を抑制することが可能となる。つまり、磁気結合によ
る搬送装置は移動方向に対する剛性が低いため、停止時
に従動側は駆動側に対して振動する危険性がある。本実
施例は、このような振動に対処するためのものである。
すなわち、図２０に示したように、停止時に起こる駆動
体１６と搬送台２との相対振動は、相対変位センサーに
よって変位量として検出される。この相対位置ずれ信号
ｅ₁と位置検出回路の出力信号とを制御装置４４に入力
し、能動的に相対振動に対して減衰を与えるようモータ
をフィードバック制御する。これにより、低振動で搬送
台２を駆動できる。この方法は、磁気結合を用いたあら
ゆる搬送装置に適用可能である。ここでは、図１〜図１
８に示した実施例に適用した場合を例に挙げたが、特に
これに限定されるものではなく、例えば従来の方法であ
る磁気浮上を用いた搬送装置の制御方法にも適用でき
る。また、駆動側位置検出方法として、モータ、エンコ
ーダを用いた方法を例として示したが、特にこの方法に
限定されるものではなく、ポテンショメータ、リニアス
ケールなどを用いてもよい。

【００２２】図２１、図２２、図２３は、磁気的に結合
された真空内搬送装置の制御方法において、駆動側と従
動側の相対位置を検出するための、本発明の具体的な一
実施例である。図２２は移動方向に平行な側の磁気結合
部材側面図、図２３は磁極の正面図である。駆動側の磁
極の一つ３３ａに励磁コイル４５を巻き、これに発振器
４７から交流電圧ｅ_imを印加する。この回路に流れる電
流は、駆動側磁極３３ａ、３３ｂおよび従動側磁極３４
とその間のエアギャップによって形成される磁気回路の
磁気結合４６の状態によって変化する。すなわち、両磁
極が相対的にずれればエアギャップ部の磁極の重なりが
変化し、その結果、磁束の漏れ状態が変化し励磁コイル
４５を流れる電流が変化する。したがって、この電流を
電流計４８で検出することにより両磁極の相対的な位置
ずれが検出できる。図２３は変位センサブロック線図を
示し、出力電流を検出回路入力部４８に取り込み、ロー
パスフィルタ４９を通して直流成分のみを取り出し、変
位出力とする。

【００２３】図２４に、駆動側と従動側の相対位置を検
出する他の実施例を示す。本実施例では、渦電流式の変
位センサーを用いて相対位置を検出している。駆動側に
センサーヘッド５１を取り付け、従動側に被測定磁性体
５２を取り付ける。駆動側のセンサーヘッド５１と従動
側の磁性体５２が相対的にずれれば、出力電圧５４も変
化するので、相対位置ずれが検出できる。本実施例で
は、従動側に測定用の磁性体５２を設けたが、これを従
動側磁極で兼ねることもできる。また、本実施例と同様
の構成で、渦電流式の変位センサーの代わりに静電容量
式の変位センサーを用いても同様の効果が得られる。

【００２４】位置検出、及び制御方法の他の実施例を図
２５、図２６に示す。ウエハ搬送台の停止位置に搬送台
２の位置を検出するセンサーを設けている。この例で
は、ウエハ搬送台２が停止位置である処理室７の前付近
に達したときから、停止位置に設置されたセンサーがウ
エハ搬送台の絶対位置を検出し始める。図２５はこの位
置検出の方法の一例を示すものであり、５６はウエハ搬
送台停止位置に取り付けられた反射型の光学センサー、
５７は光を透過させるビューポート、５５はウエハ搬送
台２に取り付けられたスリットでありリニアエンコーダ
を形成している。搬送台２が停止位置近くまで来ると、
まず第１のスリットを通過し、光学センサーからパルス
信号が発生し、搬送台が停止位置に近づいたことが検知
できる。次いで、スリットをいくつ通過したか、すなわ
ちパルス信号が何個発生したかをパルスカウンタ５８で
数え、搬送台２の絶対位置検出回路５９で位置を検出す
る。そして、この位置の検出信号を用いて、フィードバ
ック制御によって正確な位置決めを行う。さらに、光学
センサー５６、及びスリット５５によって検出された位
置信号を用いてウエハ搬送台２の振動に対して減衰を与
える。すなわち、検出されたパルス信号の振れが振動に
対応するので、この信号を位置振れ検出回路６０により
検出する。そして、絶対位置検出回路５９の出力ｅ₀₁と
位置振れ検出回路６０の出力ｅ₀₂とを判断回路６１に入
力し、その出力をモータ制御装置６２に出力して能動的
に相対振動に対して減衰を与えるよう搬送台駆動モータ
６を動作させる。なお、本実施例では、ビューポート５
７を通して光学センサーを大気側に設置したが、このセ
ンサーは真空雰囲気にある搬送チャンバ１８内にあって
もよい。また、本実施例では光学センサーと光学的スリ
ットを用いたが、その代わりに磁気センサーと着磁され
たスリットを用いても同じ効果が得られる。また、本方
法は、あらゆる搬送装置に適用可能である。ここでは、
図１〜図１８に示した磁気的に結合された搬送装置に適
用したを例を示したが、特にこれに限定されるものでは
なく、例えばボールネジを直接真空雰囲気中に入れるよ
うな低真空雰囲気で用いられる搬送装置や磁性流体シー
ルを介して動力導入する搬送装置にも適用できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、磁気結合型の搬送装置
において、ウエハを搭載する搬送台が案内要素によって
支持されているので、磁気結合部材の隙間が確実に規定
され高い剛性が得られるとともに、安定した磁気結合力
の伝達が可能となる。また、磁気結合力と搬送台の自重
とをキャンセルするように作用せるので、案内要素の負
荷を軽減でき、案内要素の長寿命化につながる。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が応用される半導体製造ラインの平面図
である。

【図２】本発明が応用される搬送路と搬送機構の概念図
である。

【図３】本発明の一実施例の概念図である。

【図４】本発明の一実施例である搬送装置の搬送方向に
垂直な面の断面図である。

【図５】本発明の一実施例である搬送装置の搬送方向に
平行な面の断面図である。

【図６】本発明の一実施例である搬送装置の磁気結合部
材を示す概念図である。

【図７】本発明の他の実施例の断面図である。

【図８】本発明の他の実施例の搬送装置の搬送方向に垂
直な面の断面図である。

【図９】本発明の一実施例である搬送装置の搬送方向に
平行な面の断面図である。

【図１０】リブを有した薄板隔壁部分の断面図である。

【図１１】リブを有した薄板隔壁部分の組み立て図の斜
視図である。

【図１２】リブを有した薄板隔壁の他の形状を示す断面
図である。

【図１３】リブを有した薄板隔壁の他の形状を示す断面
図である。

【図１４】本発明の他の実施例の機械室と搬送チャンバ
との圧力を均衡させた装置の模式図である。

【図１５】本発明の一実施例の搬送装置の断面図であ
る。

【図１６】ウエハ受け渡し方法を示す図である。

【図１７】本発明の一実施例の搬送装置の断面図であ
る。

【図１８】ウエハ受け渡し方法を示す図である。

【図１９】本発明のウエハ搬送装置の位置検出方法を示
す図である。

【図２０】本発明のウエハ搬送装置の停止位置制御方法
を示す図である。

【図２１】本発明の相対変位検出センサの側面図であ
る。

【図２２】本発明の相対変位検出センサの断面図であ
る。

【図２３】本発明の相対変位検出センサのブロック線図
である。

【図２４】本発明のウエハ搬送装置の他の位置検出方法
を示す図である。

【図２５】本発明における、別の位置検出方法を示す断
面図である。

【図２６】本発明における、別の停止位置制御方法を示
す図である。

【符号の説明】

１・・・ウエハ、２・・・搬送台、３・・・隔壁、
４・・・搬送チャンバ、５ａ、５ｂ・・・ロードロッ
ク室、６・・・モータ、７ａ〜７ｆ・・・処理室、８
・・・搬送ロボット、９・・・ゲートバルブ、１０・
・・回転搬送チャンバ、１１・・・通路、１２・・・
駆動側磁気結合体、１３・・・従動側磁気結合体、１４
ａ〜１４ｆ、１５ａ〜１５ｆ、・・・案内要素、１６
・・・駆動体、１７・・・ボールネジ、１８・・・搬
送チャンバ、１９・・・機械室、２０ａ〜２０ｄ、２
１ａ〜２１ｄ・・・案内要素、２２・・・薄板隔壁、
２３・・・薄板部、２４・・・リブ、２５・・・く
ぼみ部、２６・・・永久磁石、２７・・・フランジ、
２８・・・カップリング、２９・・・回転導入機、
３０ａ〜３０ｆ・・・バルブ、３１ａ〜３１ｃ・・・真
空排気系、３２・・・ガス供給系、３３、３３ａ，３
３ｂ・・・駆動側磁極、３４・・・従動側磁極、３５
・・・隙間、３６・・・切り欠き、３７・・・フラン
ジ、３８，５３・・・ガイド、３９・・・相対変位セン
サー、４０・・・変位量検出回路、４１・・・相対変位
センサー、４３・・・位置検出回路、４５・・・励磁
コイル、４６・・・磁気結合、４７・・・発振器、
４８・・・電流計、４９・・・ローパスフィルタ、５
１・・・センサーヘッド、５４・・・出力電圧、５５
・・・スリット、５６・・・光学センサー、５９・・・
絶対位置検出回路、６０・・・位置振れ検出回路、６１
・・・判断回路、６２・・・モータ制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本間和男茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送路に案内要素により移動可能に支持さ
れた搬送台と、前記搬送台に設けた第１の磁気結合部材
と、前記第１の磁気結合部材と前記搬送台とを隔てる隔
壁と、この隔壁を介して前記第１の磁気結合部材に対向
して配置された第２の磁気結合部材と、この第２の磁気
結合部材を設けた駆動体と、前記駆動体を駆動する駆動
手段とを備えた磁気的に結合された搬送装置において、前記第１の磁気結合部材と前記第２の磁気結合部材とか
ら発生する磁気力が、前記搬送台の自重方向と逆向きに
なるように前記第１の磁気結合部材と前記第２の磁気結
合部材とを配設したこと特徴する磁気的に結合された搬
送装置。
【請求項２】搬送路に案内要素により移動可能に支持さ
れた搬送台と、前記搬送台に設けた第１の磁気結合部材
と、前記第１の磁気結合部材と前記搬送台とを隔てる隔
壁と、この隔壁を介して前記第１の磁気結合部材に対向
して配置された第２の磁気結合部材と、この第２の磁気
結合部材を設けた駆動体と、前記駆動体を駆動する駆動
手段とを備えた磁気的に結合された搬送装置において、前記隔壁の一部を他の部分より薄く形成したことを特徴
とする磁気的に結合された搬送装置。
【請求項３】前記隔壁の薄く形成される部分は、前記第
１の磁気結合部材と前記第２の磁気結合部材とが対向す
る部分であることを特徴とする請求項２に記載の磁気的
に結合された搬送装置。
【請求項４】前記第１の磁気結合部材と前記第２の磁気
結合部材は、搬送方向に平行に少なくとも１つのくぼみ
部が設けられ、前記隔壁は該くぼみ部に対応した位置に
厚肉部が設けられていることを特徴とする請求項２に記
載の磁気的に結合された搬送装置。
【請求項５】前記駆動体を内部に格納した密閉容器を設
け、該密閉容器の雰囲気圧力と前記搬送台が配設された
位置の雰囲気圧力とを実質的に均衡させることを特徴と
する請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気的に
結合された搬送装置。
【請求項６】前記駆動体に駆動体の位置を検出するセン
サーを設け、前記駆動体と前記搬送台の少なくとも一方
に前記駆動体と前記搬送台の相対位置を検出するセンサ
ーを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の磁気的に結合された搬送装置。
【請求項７】前記駆動体と前記搬送台の少なくとも一方
に前記駆動体と前記搬送台の相対位置を検出するセンサ
ーを設け、該センサーの検出信号を入力して前記搬送台
の能動的振動減衰を行う制御装置を設けたことを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の磁気的に結合され
た搬送装置。
【請求項８】前記駆動体と前記搬送台の少なくとも一方
に設けた相対位置検出センサーは、励磁コイル、励磁コ
イルに交流電圧を印加する交流電源、励磁電流を検出す
る電流計とを備えたことを特徴とする請求項６または請
求項７に記載の磁気的に結合された搬送装置。
【請求項９】前記駆動体と前記搬送台の少なくとも一方
に設けた相対位置検出センサーは、渦電流式の変位セン
サー、もしくは静電容量式の変位センサーであることを
特徴とする請求項６または請求項７に記載の磁気的に結
合された搬送装置。
【請求項１０】複数の真空容器と、該真空容器間を連結
する搬送路と、該搬送路に案内要素により移動可能に支
持された搬送台と、前記搬送台に設けた第１の磁気結合
部材と、前記第１の磁気結合部材と前記搬送台とを隔て
る隔壁と、この隔壁を介して前記第１の磁気結合部材に
対向して配置された第２の磁気結合部材と、この第２の
磁気結合部材を設けた駆動体と、前記駆動体を駆動する
駆動手段とを備えた磁気的に結合された搬送装置におい
て、前記搬送路に前記搬送台の停止位置センサーを設け、該
センサーの検出信号に基づいて前記搬送台の停止位置の
制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする磁気的に
結合された搬送装置。
【請求項１１】前記駆動体の位置を検出するセンサー
は、前記真空容器もしくは前記搬送路を格納する容器に
取り付けた発光受光素子と前記搬送台に形成されたスリ
ットであることを特徴とする請求項１０に記載の磁気的
に結合された搬送装置。
【請求項１２】前記駆動体の位置を検出するセンサー
は、前記搬送路を格納する容器に設けた窓を通して大気
側に置かれた発光受光素子と前記搬送台に設けられたス
リットであることを特徴とする請求項１０に記載の磁気
的に結合された搬送装置。
【請求項１３】前記駆動体の位置を検出するセンサー
は、前記真空容器もしくは前記搬送路を格納する容器に
取り付けた磁気センサーと前記搬送台に形成された着磁
したスリットであることを特徴とする請求項１０に記載
の磁気的に結合された搬送装置。