JPH08256487A - 静電浮上式サーフェースモータ - Google Patents
静電浮上式サーフェースモータInfo
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- JPH08256487A JPH08256487A JP5770795A JP5770795A JPH08256487A JP H08256487 A JPH08256487 A JP H08256487A JP 5770795 A JP5770795 A JP 5770795A JP 5770795 A JP5770795 A JP 5770795A JP H08256487 A JPH08256487 A JP H08256487A
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- electrodes
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 駆動用電極と浮上用電極とを一体化すること
により、電極プレートの面積を有効に利用し、浮上力と
駆動力とを向上させ、周囲環境と完全無接触状態にし
て、２次元の平面上に駆動可能な静電浮上式サーフェー
スモータを提供する。 【構成】 所定のピッチを介して多数の四角形状電極１
１を絶縁基板上にマトリックス状に配置する浮上兼駆動
用電極プレート１０と、これに対向する被搬送体２０
と、このギャップを検出する変位センサ３１１〜３１８
と、前記四角形状電極１１への印加電圧を制御する制御
器４０と、制御電圧を増幅する高電圧アンプ５０と、電
極へ電圧を印加し、シーケンス制御を行う駆動ユニット
６０とにより構成する。被搬送体２０の真上にある電極
への電圧の印加により、被搬送体２０を静電吸引力によ
り吸引して浮上させ、四角形状電極１１への印加電圧を
切り替えていくことにより被搬送体２０を浮上した状態
で予定された位置に駆動する。
により、電極プレートの面積を有効に利用し、浮上力と
駆動力とを向上させ、周囲環境と完全無接触状態にし
て、２次元の平面上に駆動可能な静電浮上式サーフェー
スモータを提供する。 【構成】 所定のピッチを介して多数の四角形状電極１
１を絶縁基板上にマトリックス状に配置する浮上兼駆動
用電極プレート１０と、これに対向する被搬送体２０
と、このギャップを検出する変位センサ３１１〜３１８
と、前記四角形状電極１１への印加電圧を制御する制御
器４０と、制御電圧を増幅する高電圧アンプ５０と、電
極へ電圧を印加し、シーケンス制御を行う駆動ユニット
６０とにより構成する。被搬送体２０の真上にある電極
への電圧の印加により、被搬送体２０を静電吸引力によ
り吸引して浮上させ、四角形状電極１１への印加電圧を
切り替えていくことにより被搬送体２０を浮上した状態
で予定された位置に駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電吸引力を用いて被
搬送体を宙に浮かせ、周囲環境と完全に無接触状態で平
面上に駆動できる静電浮上式サーフェースモータの構造
に関するものである。
搬送体を宙に浮かせ、周囲環境と完全に無接触状態で平
面上に駆動できる静電浮上式サーフェースモータの構造
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような分野の技術としては、例え
ば、特開平５−２２９６０号公報に開示されるものがあ
る。図１２はかかる従来の静電浮上リニアモータ案内支
持機構を示す図であり、図１２（ａ）はその静電浮上リ
ニアモータ案内支持機構の斜視図、図１２（ｂ）はその
固定子の電極面の平面図、図１２（ｃ）はその可動子の
電極面の平面図である。
ば、特開平５−２２９６０号公報に開示されるものがあ
る。図１２はかかる従来の静電浮上リニアモータ案内支
持機構を示す図であり、図１２（ａ）はその静電浮上リ
ニアモータ案内支持機構の斜視図、図１２（ｂ）はその
固定子の電極面の平面図、図１２（ｃ）はその可動子の
電極面の平面図である。
【０００３】これらの図に示すように、固定子１の表面
に駆動力を発生する駆動用電極２と、可動子４を非接触
に支持する浮上用電極３を複数形成している。一方、固
定子１に対向する可動子４の表面には、それぞれに駆動
用電極５と浮上用電極６を形成している。可動子４の浮
上用電極６と、固定子１の浮上用電極３の間に電圧を印
加することにより、可動子４を非接触に浮上させ、可動
子４の駆動用電極５と固定子１の駆動用電極２に電圧を
印加し、可動子４を浮上した状態で駆動する。
に駆動力を発生する駆動用電極２と、可動子４を非接触
に支持する浮上用電極３を複数形成している。一方、固
定子１に対向する可動子４の表面には、それぞれに駆動
用電極５と浮上用電極６を形成している。可動子４の浮
上用電極６と、固定子１の浮上用電極３の間に電圧を印
加することにより、可動子４を非接触に浮上させ、可動
子４の駆動用電極５と固定子１の駆動用電極２に電圧を
印加し、可動子４を浮上した状態で駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の静電浮上リニアモータ案内支持機構は、以下に
示すような問題を有する。 （１）浮上用電極と駆動用電極とが別々になっており、
電極プレートの面積を有効に利用できない。静電力は、
電極の面積と正比例しているため、浮上に関しては、大
きな浮上力を得ることができず、浮上剛性も低くなる。
駆動に関しては駆動力が制限されてしまう。
た従来の静電浮上リニアモータ案内支持機構は、以下に
示すような問題を有する。 （１）浮上用電極と駆動用電極とが別々になっており、
電極プレートの面積を有効に利用できない。静電力は、
電極の面積と正比例しているため、浮上に関しては、大
きな浮上力を得ることができず、浮上剛性も低くなる。
駆動に関しては駆動力が制限されてしまう。
【０００５】（２）駆動用電極のリード線は、浮上用電
極と駆動用電極の間に挟まれており、電極間に十分な隙
間を空けておかないと、放電による破壊が起こり、リー
ド線が簡単に切れてしまい、電極全体が使用できなくな
る。この問題を解決するため、従来隙間を大きくする方
法が採用された。しかしながら、隙間を大きくすること
は、電極の面積を小さくすることになり、浮上力及び駆
動力を下げてしまう。
極と駆動用電極の間に挟まれており、電極間に十分な隙
間を空けておかないと、放電による破壊が起こり、リー
ド線が簡単に切れてしまい、電極全体が使用できなくな
る。この問題を解決するため、従来隙間を大きくする方
法が採用された。しかしながら、隙間を大きくすること
は、電極の面積を小さくすることになり、浮上力及び駆
動力を下げてしまう。
【０００６】（３）被搬送体に電極を形成する必要があ
るため、被搬送体をそのままの状態で搬送することはで
きない。 （４）被搬送体には電圧を印加するためのリード線が接
続されており、被搬送体が周囲環境と完全な無接触状態
にはならない。 （５）被搬送体は駆動用電極に沿って直線移動しかでき
ない。
るため、被搬送体をそのままの状態で搬送することはで
きない。 （４）被搬送体には電圧を印加するためのリード線が接
続されており、被搬送体が周囲環境と完全な無接触状態
にはならない。 （５）被搬送体は駆動用電極に沿って直線移動しかでき
ない。
【０００７】本発明は上記問題点を除去し、駆動用電極
と浮上用電極とを一体化することにより、電極プレート
の面積を有効に利用し、浮上力と駆動力とを向上させ、
機械の性能の向上を図るとともに、被搬送体に電極パタ
ーンを形成せず、そのままの状態で駆動でき、被搬送体
に電圧を印加するためのリード線が接続されておらず、
周囲環境と完全無接触状態にして、２次元の平面上に駆
動することが可能な静電浮上式サーフェースモータを提
供することを目的とする。
と浮上用電極とを一体化することにより、電極プレート
の面積を有効に利用し、浮上力と駆動力とを向上させ、
機械の性能の向上を図るとともに、被搬送体に電極パタ
ーンを形成せず、そのままの状態で駆動でき、被搬送体
に電圧を印加するためのリード線が接続されておらず、
周囲環境と完全無接触状態にして、２次元の平面上に駆
動することが可能な静電浮上式サーフェースモータを提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的を達成するため、 （１）静電力を用いた静電浮上式サーフェースモータに
おいて、所定のピッチで多数の電極を絶縁基板上にマト
リックス状に配置する浮上兼駆動用電極プレートと、こ
の浮上兼駆動用電極プレートと対向する被搬送体と、前
記電極と被搬送体とのギャップを検出する変位センサ
と、前記電極への印加電圧を制御する制御器と、制御電
圧を増幅する高電圧アンプと、前記電極へ電圧を印加
し、シーケンス制御を行う駆動ユニットと、前記被搬送
体の真上にある電極への電圧の印加により、前記被搬送
体を静電吸引力により吸引して浮上させ、前記電極への
印加電圧を切り替えていくことにより前記被搬送体を浮
上した状態で駆動し、前記被搬送体が予定された位置に
至ると、前記電極への電圧の遮断により前記被搬送体を
前記浮上兼駆動用電極プレートより離脱させるようにし
たものである。
目的を達成するため、 （１）静電力を用いた静電浮上式サーフェースモータに
おいて、所定のピッチで多数の電極を絶縁基板上にマト
リックス状に配置する浮上兼駆動用電極プレートと、こ
の浮上兼駆動用電極プレートと対向する被搬送体と、前
記電極と被搬送体とのギャップを検出する変位センサ
と、前記電極への印加電圧を制御する制御器と、制御電
圧を増幅する高電圧アンプと、前記電極へ電圧を印加
し、シーケンス制御を行う駆動ユニットと、前記被搬送
体の真上にある電極への電圧の印加により、前記被搬送
体を静電吸引力により吸引して浮上させ、前記電極への
印加電圧を切り替えていくことにより前記被搬送体を浮
上した状態で駆動し、前記被搬送体が予定された位置に
至ると、前記電極への電圧の遮断により前記被搬送体を
前記浮上兼駆動用電極プレートより離脱させるようにし
たものである。
【０００９】（２）上記（１）記載の静電浮上式サーフ
ェースモータにおいて、前記電極の角部にＲを形成する
ようにしたものである。 （３）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記電極を一定のピッチで配置するようにし
たものである。 （４）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記電極を可変のピッチで配置するようにし
たものである。
ェースモータにおいて、前記電極の角部にＲを形成する
ようにしたものである。 （３）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記電極を一定のピッチで配置するようにし
たものである。 （４）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記電極を可変のピッチで配置するようにし
たものである。
【００１０】（５）上記（１）記載の静電浮上式サーフ
ェースモータにおいて、前記電極のリード線は全て前記
電極の裏側から導出するようにしたものである。 （６）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記電極には均等に正の電圧と負の電圧とが
印加されるようにしたものである。 （７）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記被搬送体は板状体である。
ェースモータにおいて、前記電極のリード線は全て前記
電極の裏側から導出するようにしたものである。 （６）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記電極には均等に正の電圧と負の電圧とが
印加されるようにしたものである。 （７）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記被搬送体は板状体である。
【００１１】（８）上記（７）記載の静電浮上式サーフ
ェースモータにおいて、前記被搬送体は半導体ウエハで
ある。 （９）上記（８）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記被搬送体はシリコンウエハである。 （１０）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモー
タにおいて、前記被搬送体が平面上に移動するようにし
たものである。
ェースモータにおいて、前記被搬送体は半導体ウエハで
ある。 （９）上記（８）記載の静電浮上式サーフェースモータ
において、前記被搬送体はシリコンウエハである。 （１０）上記（１）記載の静電浮上式サーフェースモー
タにおいて、前記被搬送体が平面上に移動するようにし
たものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、上記したように、静電浮上式
サーフェースモータにおいて、所定のピッチを介して多
数の電極を絶縁基板上にマトリックス状に配置する浮上
兼駆動用電極プレートと、この浮上兼駆動用電極プレー
トと対向する被搬送体と、前記電極と被搬送体とのギャ
ップを検出する変位センサと、前記電極への印加電圧を
制御する制御器と、制御電圧を増幅する高電圧アンプ
と、前記電極への電圧を印加し、シーケンス制御を行う
駆動ユニットと、前記被搬送体の真上にある電極への電
圧の印加により、前記被搬送体を静電吸引力により吸引
して浮上させ、前記電極への印加電圧を切り替えていく
ことにより、前記被搬送体を浮上した状態で駆動し、前
記被搬送体が予定された位置に至ると、前記電極への電
圧の遮断により前記被搬送体を前記浮上兼駆動用電極プ
レートより離脱させるようにしたので、駆動用電極と浮
上用電極とが一体になり、電極プレートの面積を最大限
に利用することができ、駆動力と浮上力とを向上させ、
確実に被搬送体を無接触状態で駆動することができる。
サーフェースモータにおいて、所定のピッチを介して多
数の電極を絶縁基板上にマトリックス状に配置する浮上
兼駆動用電極プレートと、この浮上兼駆動用電極プレー
トと対向する被搬送体と、前記電極と被搬送体とのギャ
ップを検出する変位センサと、前記電極への印加電圧を
制御する制御器と、制御電圧を増幅する高電圧アンプ
と、前記電極への電圧を印加し、シーケンス制御を行う
駆動ユニットと、前記被搬送体の真上にある電極への電
圧の印加により、前記被搬送体を静電吸引力により吸引
して浮上させ、前記電極への印加電圧を切り替えていく
ことにより、前記被搬送体を浮上した状態で駆動し、前
記被搬送体が予定された位置に至ると、前記電極への電
圧の遮断により前記被搬送体を前記浮上兼駆動用電極プ
レートより離脱させるようにしたので、駆動用電極と浮
上用電極とが一体になり、電極プレートの面積を最大限
に利用することができ、駆動力と浮上力とを向上させ、
確実に被搬送体を無接触状態で駆動することができる。
【００１３】また、被搬送体の表面に電極を形成する必
要がなく、被搬送体をそのままの状態で駆動でき、広範
な物体の搬送に応用することができる。また、電極のリ
ード線が全て裏側から導出されるので、従来のように、
浮上用電極と駆動用電極のリード線の間に放電破壊によ
るリード線の断線がなく、確実に電圧を印加することが
できる。
要がなく、被搬送体をそのままの状態で駆動でき、広範
な物体の搬送に応用することができる。また、電極のリ
ード線が全て裏側から導出されるので、従来のように、
浮上用電極と駆動用電極のリード線の間に放電破壊によ
るリード線の断線がなく、確実に電圧を印加することが
できる。
【００１４】また、被搬送体には電圧を印加するための
リード線が接続されておらず、被搬送体を周囲環境と完
全無接触状態で搬送することができる。さらに、被搬送
体の移動範囲を従来の直線上から二次元の平面上に拡大
し、広範囲内の駆動が可能になった。
リード線が接続されておらず、被搬送体を周囲環境と完
全無接触状態で搬送することができる。さらに、被搬送
体の移動範囲を従来の直線上から二次元の平面上に拡大
し、広範囲内の駆動が可能になった。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の第１実施例を示す静電
浮上式サーフェースモータの概略構成図、図２はその静
電浮上式サーフェースモータの浮上兼駆動用電極プレー
トの平面図、図３は図２の静電浮上式サーフェースモー
タの浮上兼駆動用電極プレートの四角形状電極の拡大図
である。
ながら説明する。図１は本発明の第１実施例を示す静電
浮上式サーフェースモータの概略構成図、図２はその静
電浮上式サーフェースモータの浮上兼駆動用電極プレー
トの平面図、図３は図２の静電浮上式サーフェースモー
タの浮上兼駆動用電極プレートの四角形状電極の拡大図
である。
【００１６】まず、本発明の第１実施例を示す静電浮上
式サーフェースモータの構成について図１及び図２を用
いて説明する。これらの図において、１０は浮上兼駆動
用電極プレートである。この浮上兼駆動用電極プレート
１０は、絶縁基板からなり、その上に多数の四角形状電
極１１（Ａ０〜Ｊ９）が、所定のピッチを介してマトリ
ックス状に配置されている。電荷の集中を防ぐため、四
角形状電極１１の角部には、図３に示すようにＲが形成
される。さらに、各四角形状電極１１の裏面にはリード
線（図示なし）が接続されている。なお、浮上兼駆動用
電極プレート１０には、変位センサ用の穴１１１〜１１
８（図２に示す）が所定の間隔で開いている。
式サーフェースモータの構成について図１及び図２を用
いて説明する。これらの図において、１０は浮上兼駆動
用電極プレートである。この浮上兼駆動用電極プレート
１０は、絶縁基板からなり、その上に多数の四角形状電
極１１（Ａ０〜Ｊ９）が、所定のピッチを介してマトリ
ックス状に配置されている。電荷の集中を防ぐため、四
角形状電極１１の角部には、図３に示すようにＲが形成
される。さらに、各四角形状電極１１の裏面にはリード
線（図示なし）が接続されている。なお、浮上兼駆動用
電極プレート１０には、変位センサ用の穴１１１〜１１
８（図２に示す）が所定の間隔で開いている。
【００１７】浮上兼駆動用電極プレート１０と対向する
ように、板状の被搬送体（シリコンウエハ）２０が配置
される。被搬送体（シリコンウエハ）２０の空間におけ
る位置と姿勢は、変位センサ組３１１〜３１８（３１５
〜３１８は図示なし）により検出される。姿勢と位置信
号は、フィードバック信号として制御器４０に送られ
る。制御器４０では入力信号を目標値と比較し、その偏
値を演算処理し、被搬送体２０が安定に浮上できるのに
必要な４つの電圧を作りだし、それぞれを高電圧アンプ
５０に入力する。
ように、板状の被搬送体（シリコンウエハ）２０が配置
される。被搬送体（シリコンウエハ）２０の空間におけ
る位置と姿勢は、変位センサ組３１１〜３１８（３１５
〜３１８は図示なし）により検出される。姿勢と位置信
号は、フィードバック信号として制御器４０に送られ
る。制御器４０では入力信号を目標値と比較し、その偏
値を演算処理し、被搬送体２０が安定に浮上できるのに
必要な４つの電圧を作りだし、それぞれを高電圧アンプ
５０に入力する。
【００１８】高電圧アンプ５０で増幅された正の高電圧
Ｖ１とＶ３、負の高電圧Ｖ２とＶ４は、駆動ユニット６
０を通して、四角形状電極１１に印加される。駆動ユニ
ット６０は各四角形状電極１１に、前記浮上に必要な高
電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を印加し、そのシーケンス
を制御することにより、被搬送体２０を静電吸引して浮
上させ、そして、浮上した状態で平面上に搬送する。
Ｖ１とＶ３、負の高電圧Ｖ２とＶ４は、駆動ユニット６
０を通して、四角形状電極１１に印加される。駆動ユニ
ット６０は各四角形状電極１１に、前記浮上に必要な高
電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を印加し、そのシーケンス
を制御することにより、被搬送体２０を静電吸引して浮
上させ、そして、浮上した状態で平面上に搬送する。
【００１９】次に、本発明の第１実施例を示す静電浮上
式サーフェースモータによるシリコンウエハの搬送例を
図４乃至図９を用いて説明する。ここでは、シリコンウ
エハの中心が図５に示すＰ１−Ｐ２−Ｐ３の軌跡をたど
ることにする。図５〜図９において、各々の四角形状電
極１１を特定するために、横方向を行とし、上から下に
向かって、Ａ行，Ｂ行，…Ｊ行とする。一方、縦方向を
列とし、左から右に向かって０列，１列，…９列とす
る。例えば、Ｄ行，３列に位置する四角形状電極１１の
番号はＤ３になる。
式サーフェースモータによるシリコンウエハの搬送例を
図４乃至図９を用いて説明する。ここでは、シリコンウ
エハの中心が図５に示すＰ１−Ｐ２−Ｐ３の軌跡をたど
ることにする。図５〜図９において、各々の四角形状電
極１１を特定するために、横方向を行とし、上から下に
向かって、Ａ行，Ｂ行，…Ｊ行とする。一方、縦方向を
列とし、左から右に向かって０列，１列，…９列とす
る。例えば、Ｄ行，３列に位置する四角形状電極１１の
番号はＤ３になる。
【００２０】（１）まず、図４のステップ及び図５に
示すように、載置台１０１上（初期位置１０５）に置か
れている被搬送体１０２（例えば、シリコンウエハ）を
所定のギャップを介して、浮上兼駆動用電極プレート１
０３の下方（目標位置）１０６に浮上させる。つまり、
変位センサ３１２〜３１４の出力は、フィードバック信
号として制御器４０（図１参照）に送られる。制御器４
０は入力信号を目標値と比較し、その偏値を演算処理
し、被搬送体（シリコンウエハ）１０２が安定に浮上で
きるのに必要な４つの電圧を作りだし、それぞれを高電
圧アンプ５０（図１参照）に入力する。
示すように、載置台１０１上（初期位置１０５）に置か
れている被搬送体１０２（例えば、シリコンウエハ）を
所定のギャップを介して、浮上兼駆動用電極プレート１
０３の下方（目標位置）１０６に浮上させる。つまり、
変位センサ３１２〜３１４の出力は、フィードバック信
号として制御器４０（図１参照）に送られる。制御器４
０は入力信号を目標値と比較し、その偏値を演算処理
し、被搬送体（シリコンウエハ）１０２が安定に浮上で
きるのに必要な４つの電圧を作りだし、それぞれを高電
圧アンプ５０（図１参照）に入力する。
【００２１】高電圧アンプ５０で増幅された４つの高電
圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、駆動ユニット６０（図１
参照）を通して、それぞれシリコンウエハ１０２の真上
にある四角形状電極１１に印加する。すなわち、図５に
示すように、電極組（Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ０，Ｅ１，
Ｅ２，Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２）には正の高電圧Ｖ１，電極組
（Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｆ３，Ｆ４，
Ｆ５）には負の高電圧Ｖ２，電極組（Ｇ３，Ｇ４，Ｇ
５，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）には正の高
電圧Ｖ３，電極組（Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ０，Ｈ１，Ｈ
２，Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２）には負の高電圧Ｖ４を印加する
と、静電吸引力により、被搬送体（シリコンウエハ）１
０２が初期位置１０５（ステップ）から吸い上げら
れ、目標位置１０６にて無接触状態で保持される。この
ように、シリコンウエハ１０２の真上にある電極への電
圧の印加により、シリコンウエハ１０２が無接触状態で
保持される（ステップ）。このとき、図５に示すよう
に、シリコンウエハ１０２の中心は点Ｐ１に位置する。
圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、駆動ユニット６０（図１
参照）を通して、それぞれシリコンウエハ１０２の真上
にある四角形状電極１１に印加する。すなわち、図５に
示すように、電極組（Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ０，Ｅ１，
Ｅ２，Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２）には正の高電圧Ｖ１，電極組
（Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｆ３，Ｆ４，
Ｆ５）には負の高電圧Ｖ２，電極組（Ｇ３，Ｇ４，Ｇ
５，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）には正の高
電圧Ｖ３，電極組（Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ０，Ｈ１，Ｈ
２，Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２）には負の高電圧Ｖ４を印加する
と、静電吸引力により、被搬送体（シリコンウエハ）１
０２が初期位置１０５（ステップ）から吸い上げら
れ、目標位置１０６にて無接触状態で保持される。この
ように、シリコンウエハ１０２の真上にある電極への電
圧の印加により、シリコンウエハ１０２が無接触状態で
保持される（ステップ）。このとき、図５に示すよう
に、シリコンウエハ１０２の中心は点Ｐ１に位置する。
【００２２】（２）次に、シリコンウエハ１０２を浮上
した状態で駆動するには、図５に示すように、Ｐ１−Ｐ
２の方向に沿って、シリコンウエハ１０２と重なってお
らず、シリコンウエハ１０２に最も近い電極組（Ｃ０，
Ｃ１，Ｃ２）には、正の高電圧Ｖ１，電極組（Ｃ３，Ｃ
４，Ｃ５）には負の高電圧Ｖ２を印加する。Ｐ１−Ｐ２
方向の反対側では、シリコンウエハ１０２と重なってい
る最も外側の電極組（Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２）への負の印加
電圧Ｖ４及び電極組（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）への正の印加
電圧Ｖ３を遮断するとともに、電極組（Ｆ０，Ｆ１，Ｆ
２）は電圧Ｖ１からＶ４へ、電極組（Ｆ３，Ｆ４，Ｆ
５）は電圧Ｖ２からＶ３へと切り換える。つまり、Ｐ１
−Ｐ２方向に沿って四角形状電極１１の１ピッチだけ駆
動する。
した状態で駆動するには、図５に示すように、Ｐ１−Ｐ
２の方向に沿って、シリコンウエハ１０２と重なってお
らず、シリコンウエハ１０２に最も近い電極組（Ｃ０，
Ｃ１，Ｃ２）には、正の高電圧Ｖ１，電極組（Ｃ３，Ｃ
４，Ｃ５）には負の高電圧Ｖ２を印加する。Ｐ１−Ｐ２
方向の反対側では、シリコンウエハ１０２と重なってい
る最も外側の電極組（Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２）への負の印加
電圧Ｖ４及び電極組（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）への正の印加
電圧Ｖ３を遮断するとともに、電極組（Ｆ０，Ｆ１，Ｆ
２）は電圧Ｖ１からＶ４へ、電極組（Ｆ３，Ｆ４，Ｆ
５）は電圧Ｖ２からＶ３へと切り換える。つまり、Ｐ１
−Ｐ２方向に沿って四角形状電極１１の１ピッチだけ駆
動する。
【００２３】同様に、更に四角形状電極１１の１ピッチ
を進めようとすると、シリコンウエハ１０２が図６の位
置（中心が点Ｐ４）に到達した時点で、変位センサ組
（３１２，３１３，３１４）によりシリコンウエハ１０
２の姿勢と位置とを検出することは不可能になる。浮上
状態を保つことも不可能になる。そこで変位センサ組
（３１２，３１３，３１４）に代わり、変位センサ組
（３１１，３１２，３１８）の出力をフィードバック信
号として利用し、制御器４０と高電圧アンプ５０（図１
参照）を通して、新たにシリコンウエハ１０２が安定に
浮上できるために必要な４つの電圧を作りだし、上記
（１）において述べた通り、シリコンウエハ１０２の真
上にある四角形状電極に電圧を印加し、浮上状態を保
つ。そして、上記した方法で電圧の印加順序を切り換え
ていき、シリコンウエハ１０２をＰ１−Ｐ２方向に沿っ
てさらに移動させる。
を進めようとすると、シリコンウエハ１０２が図６の位
置（中心が点Ｐ４）に到達した時点で、変位センサ組
（３１２，３１３，３１４）によりシリコンウエハ１０
２の姿勢と位置とを検出することは不可能になる。浮上
状態を保つことも不可能になる。そこで変位センサ組
（３１２，３１３，３１４）に代わり、変位センサ組
（３１１，３１２，３１８）の出力をフィードバック信
号として利用し、制御器４０と高電圧アンプ５０（図１
参照）を通して、新たにシリコンウエハ１０２が安定に
浮上できるために必要な４つの電圧を作りだし、上記
（１）において述べた通り、シリコンウエハ１０２の真
上にある四角形状電極に電圧を印加し、浮上状態を保
つ。そして、上記した方法で電圧の印加順序を切り換え
ていき、シリコンウエハ１０２をＰ１−Ｐ２方向に沿っ
てさらに移動させる。
【００２４】（３）シリコンウエハ１０２が、図７に示
すように、中心が点Ｐ２に達すると、今度は、移動方向
を換えてＰ２−Ｐ３方向に沿って駆動することになる。
図７に示すように、Ｐ２−Ｐ３の方向に沿って、シリコ
ンウエハ１０２と重なっておらず、シリコンウエハ１０
２に最も近い四角形状電極組（Ａ６，Ｂ６，Ｃ６）には
負の高電圧Ｖ２，四角形状電極組（Ｄ６，Ｅ６，Ｆ６）
には正の高電圧Ｖ３を印加する。
すように、中心が点Ｐ２に達すると、今度は、移動方向
を換えてＰ２−Ｐ３方向に沿って駆動することになる。
図７に示すように、Ｐ２−Ｐ３の方向に沿って、シリコ
ンウエハ１０２と重なっておらず、シリコンウエハ１０
２に最も近い四角形状電極組（Ａ６，Ｂ６，Ｃ６）には
負の高電圧Ｖ２，四角形状電極組（Ｄ６，Ｅ６，Ｆ６）
には正の高電圧Ｖ３を印加する。
【００２５】Ｐ２−Ｐ３方向の反対側では、シリコンウ
エハ１０２と重なっている最も外側の四角形状電極組
（Ａ０，Ｂ０，Ｃ０）への正の高電圧Ｖ１及び四角形状
電極組（Ｄ０，Ｅ０，Ｆ０）への負の高電圧Ｖ４を遮断
するとともに、四角形状電極組（Ａ３，Ｂ３，Ｃ３）は
電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ、四角形状電極組（Ｄ３，Ｅ
３，Ｆ３）は電圧Ｖ３から電圧Ｖ４へ切り換える。つま
り、Ｐ２−Ｐ３方向に沿って四角形状電極１１の１ピッ
チだけ駆動する。
エハ１０２と重なっている最も外側の四角形状電極組
（Ａ０，Ｂ０，Ｃ０）への正の高電圧Ｖ１及び四角形状
電極組（Ｄ０，Ｅ０，Ｆ０）への負の高電圧Ｖ４を遮断
するとともに、四角形状電極組（Ａ３，Ｂ３，Ｃ３）は
電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ、四角形状電極組（Ｄ３，Ｅ
３，Ｆ３）は電圧Ｖ３から電圧Ｖ４へ切り換える。つま
り、Ｐ２−Ｐ３方向に沿って四角形状電極１１の１ピッ
チだけ駆動する。
【００２６】同様に、さらにＰ２−Ｐ３方向に沿って、
四角形状電極１１の１ピッチを進めようとすると、図８
の位置（シリコンウエハの中心が点Ｐ５）に到達した時
点で、変位センサ組（３１１，３１２，３１８）により
シリコンウエハ１０２の姿勢と位置を検出することは不
可能になる。浮上状態を保つことも不可能になる。そこ
で、変位センサ組（３１１，３１２，３１８）に代わ
り、変位センサ組（３１２，３１６，３１８）の出力を
フィードバック信号として利用し、制御器４０と高電圧
アンプ５０（図１参照）を通して、新たにシリコンウエ
ハ１０２が安定に浮上できるのに必要な４つの電圧を作
りだし、上記（１）において述べた通り、シリコンウエ
ハ１０２の真上にある四角形状電極に電圧を印加し、浮
上状態を保つ。そして、上記した方法で、電圧の印加順
序を切り換えていき、シリコンウエハ１０２をＰ２−Ｐ
３方向に沿ってさらに移動させる。
四角形状電極１１の１ピッチを進めようとすると、図８
の位置（シリコンウエハの中心が点Ｐ５）に到達した時
点で、変位センサ組（３１１，３１２，３１８）により
シリコンウエハ１０２の姿勢と位置を検出することは不
可能になる。浮上状態を保つことも不可能になる。そこ
で、変位センサ組（３１１，３１２，３１８）に代わ
り、変位センサ組（３１２，３１６，３１８）の出力を
フィードバック信号として利用し、制御器４０と高電圧
アンプ５０（図１参照）を通して、新たにシリコンウエ
ハ１０２が安定に浮上できるのに必要な４つの電圧を作
りだし、上記（１）において述べた通り、シリコンウエ
ハ１０２の真上にある四角形状電極に電圧を印加し、浮
上状態を保つ。そして、上記した方法で、電圧の印加順
序を切り換えていき、シリコンウエハ１０２をＰ２−Ｐ
３方向に沿ってさらに移動させる。
【００２７】上記した（２）及び（３）の過程を繰り返
すことにより、シリコンウエハ１０２は浮上した状態で
平面上に移動することができる（ステップ）。 （４）次に、図４及び図９に示すように、シリコンウエ
ハ１０２が所定の位置（シリコンウエハ１０２の中心が
点Ｐ３）に至ると、電極への電圧供給を遮断し、シリコ
ンウエハ１０２は浮上兼駆動用電極プレート１０から離
脱し、シリコンウエハ１０２は載置台１０４の所定位置
１０７に移載される（ステップ）。
すことにより、シリコンウエハ１０２は浮上した状態で
平面上に移動することができる（ステップ）。 （４）次に、図４及び図９に示すように、シリコンウエ
ハ１０２が所定の位置（シリコンウエハ１０２の中心が
点Ｐ３）に至ると、電極への電圧供給を遮断し、シリコ
ンウエハ１０２は浮上兼駆動用電極プレート１０から離
脱し、シリコンウエハ１０２は載置台１０４の所定位置
１０７に移載される（ステップ）。
【００２８】なお、これは静電浮上式サーフェースモー
タの一例に過ぎず、多種多用の搬送や位置決めに応用で
きることは言うまでもない。また、上記実施例では、被
搬送体として、シリコンウエハを挙げたが、これに限定
するものではなく、その他の半導体ウエハや金属や誘電
体の板状体にも適用できることは言うまでもない。
タの一例に過ぎず、多種多用の搬送や位置決めに応用で
きることは言うまでもない。また、上記実施例では、被
搬送体として、シリコンウエハを挙げたが、これに限定
するものではなく、その他の半導体ウエハや金属や誘電
体の板状体にも適用できることは言うまでもない。
【００２９】図１０は本発明の第２実施例を示す静電浮
上式サーフェースモータの浮上兼駆動用電極プレートの
平面図、図１１は図１０の六角形状電極の拡大図であ
る。この実施例の浮上兼駆動用電極プレート１５は、電
極の形状を第１実施例の四角から六角に変えた点を除け
ば、前記した第１実施例の図２の電極プレート構成と略
同様である。
上式サーフェースモータの浮上兼駆動用電極プレートの
平面図、図１１は図１０の六角形状電極の拡大図であ
る。この実施例の浮上兼駆動用電極プレート１５は、電
極の形状を第１実施例の四角から六角に変えた点を除け
ば、前記した第１実施例の図２の電極プレート構成と略
同様である。
【００３０】すなわち、浮上兼駆動用電極プレート１５
は絶縁基板からなり、その上に多数の六角形状電極１６
が所定のピッチを介してマトリックス状に配置されてい
る。電荷の集中を防ぐため、六角形状電極１６の角部Ｒ
には、図１１に示すようにＲが形成される。さらに、各
電極の裏面には、リード線（図示なし）が接続されてい
る。なお、浮上兼駆動用電極プレート１５には変位セン
サ用の穴１１９〜１２６が所定の間隔で開いている。
は絶縁基板からなり、その上に多数の六角形状電極１６
が所定のピッチを介してマトリックス状に配置されてい
る。電荷の集中を防ぐため、六角形状電極１６の角部Ｒ
には、図１１に示すようにＲが形成される。さらに、各
電極の裏面には、リード線（図示なし）が接続されてい
る。なお、浮上兼駆動用電極プレート１５には変位セン
サ用の穴１１９〜１２６が所定の間隔で開いている。
【００３１】また、電極、及びセンサの数を増やしてい
き、又は減らすことにより、移動範囲を拡大したり、縮
小したりして搬送や位置決めが行えることは言うまでも
ない。また、センサを被搬送体の下方に配置する方法も
本発明から排除されるものではない。
き、又は減らすことにより、移動範囲を拡大したり、縮
小したりして搬送や位置決めが行えることは言うまでも
ない。また、センサを被搬送体の下方に配置する方法も
本発明から排除されるものではない。
【００３２】また、電極の面積が低減されても、十分な
浮上及び駆動力が得られる限り、電極の形状を種々変形
することは可能である。また、上記実施例は静電浮上式
サーフェースモータの一例に過ぎず、多種多用の被搬送
体の搬送や位置決めに適用できることは言うまでもな
い。なお、上記実施例では、四角形状電極又は六角形状
電極が所定のピッチで配置されている場合について説明
したが、その所定のピッチは被搬送体の搬送態様に対応
して、一定のピッチ又は可変なピッチに構成できること
は言うまでもない。
浮上及び駆動力が得られる限り、電極の形状を種々変形
することは可能である。また、上記実施例は静電浮上式
サーフェースモータの一例に過ぎず、多種多用の被搬送
体の搬送や位置決めに適用できることは言うまでもな
い。なお、上記実施例では、四角形状電極又は六角形状
電極が所定のピッチで配置されている場合について説明
したが、その所定のピッチは被搬送体の搬送態様に対応
して、一定のピッチ又は可変なピッチに構成できること
は言うまでもない。
【００３３】さらに、上記した実施例では浮上ギャップ
が所定の場合について説明したが、被搬送体の搬送態様
に応じて、その所定のギャップを一定又は可変にするこ
とができることは言うまでもない。なお、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づ
き種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から
排除するものではない。
が所定の場合について説明したが、被搬送体の搬送態様
に応じて、その所定のギャップを一定又は可変にするこ
とができることは言うまでもない。なお、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づ
き種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から
排除するものではない。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）浮上兼駆動用電極を設けることにより、電極プレ
ートの面積を有効に利用し、浮上力と駆動力とを向上さ
せ、確実に被搬送体を無接触状態で駆動することができ
る。
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）浮上兼駆動用電極を設けることにより、電極プレ
ートの面積を有効に利用し、浮上力と駆動力とを向上さ
せ、確実に被搬送体を無接触状態で駆動することができ
る。
【００３５】（２）被搬送体の表面に電極を形成する必
要がなく、被搬送体をそのままの状態で駆動でき、広範
な物体の搬送に応用できる。 （３）被搬送体に電圧を印加するためのリード線を接続
する必要がなく、被搬送体を周囲環境と完全無接触状態
にして搬送や駆動をすることができる。 （４）電極のリード線が全て裏側から導出されるので、
従来のように、浮上用電極と駆動用電極のリード線の間
に放電破壊によるリード線の断線がなく、確実に電圧を
印加することができる。
要がなく、被搬送体をそのままの状態で駆動でき、広範
な物体の搬送に応用できる。 （３）被搬送体に電圧を印加するためのリード線を接続
する必要がなく、被搬送体を周囲環境と完全無接触状態
にして搬送や駆動をすることができる。 （４）電極のリード線が全て裏側から導出されるので、
従来のように、浮上用電極と駆動用電極のリード線の間
に放電破壊によるリード線の断線がなく、確実に電圧を
印加することができる。
【００３６】（５）被搬送体の移動範囲が直線上から２
次元の平面上に拡大し、広範囲内の搬送や駆動に対応す
ることができる。 このように、本発明は半導体製造工業をはじめ、精密機
械工業、新しい金属材料の創製、表面科学や基礎物理な
どの研究分野における被搬送体の無接触無摩擦搬送や位
置決めに適用できるものである。
次元の平面上に拡大し、広範囲内の搬送や駆動に対応す
ることができる。 このように、本発明は半導体製造工業をはじめ、精密機
械工業、新しい金属材料の創製、表面科学や基礎物理な
どの研究分野における被搬送体の無接触無摩擦搬送や位
置決めに適用できるものである。
【図１】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータの概略構成図である。
ースモータの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータの浮上兼駆動用電極プレートの平面図であ
る。
ースモータの浮上兼駆動用電極プレートの平面図であ
る。
【図３】図２の静電浮上式サーフェースモータの浮上兼
駆動用電極プレートの四角形状電極の拡大図である。
駆動用電極プレートの四角形状電極の拡大図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送例
を示す図である。
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送例
を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その１）を示す図である。
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その１）を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その２）を示す図である。
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その２）を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その３）を示す図である。
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その３）を示す図である。
【図８】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その４）を示す図である。
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その４）を示す図である。
【図９】本発明の第１実施例を示す静電浮上式サーフェ
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その５）を示す図である。
ースモータによる被搬送体（シリコンウエハ）の搬送状
態（その５）を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施例を示す静電浮上式サーフ
ェースモータの浮上兼駆動用電極プレートの平面図であ
る。
ェースモータの浮上兼駆動用電極プレートの平面図であ
る。
【図１１】図１０の静電浮上式サーフェースモータの浮
上兼駆動用電極プレートの六角形状電極の拡大図であ
る。
上兼駆動用電極プレートの六角形状電極の拡大図であ
る。
【図１２】従来の静電浮上リニアモータ案内支持機構を
示す図である。
示す図である。
１０，１５，１０３ 浮上兼駆動用電極プレート １１（Ａ０〜Ｊ９） 四角形状電極 １６ 六角形状電極 ２０，１０２ 被搬送体（シリコンウエハ） ４０ 制御器 ５０ 高電圧アンプ ６０ 駆動ユニット １０１，１０４ 載置台 １１１〜１１８，１１９〜１２６ 変位センサ用の穴 ３１１〜３１８ 変位センサ組
Claims (10)
- 【請求項１】 静電力を用いた静電浮上式サーフェース
モータにおいて、（ａ）所定のピッチで多数の電極を絶
縁基板上にマトリックス状に配置する浮上兼駆動用電極
プレートと、（ｂ）該浮上兼駆動用電極プレートと対向
する被搬送体と、（ｃ）前記電極と被搬送体とのギャッ
プを検出する変位センサと、（ｄ）前記電極への印加電
圧を制御する制御器と、（ｅ）制御電圧を増幅する高電
圧アンプと、（ｆ）前記電極へ電圧を印加し、シーケン
ス制御を行う駆動ユニットと、（ｇ）前記被搬送体の真
上にある電極への電圧の印加により、前記被搬送体を静
電吸引力により吸引して浮上させ、前記電極への印加電
圧を切り替えていくことにより前記被搬送体を浮上した
状態で駆動し、前記被搬送体が予定された位置に至る
と、前記電極への電圧の遮断により前記被搬送体を前記
浮上兼駆動用電極プレートより離脱させることを特徴と
する静電浮上式サーフェースモータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記電極の角部にＲを形成することを
特徴とする静電浮上式サーフェースモータ。 - 【請求項３】 請求項１記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記電極を一定のピッチで配置するこ
とを特徴とする静電浮上式サーフェースモータ。 - 【請求項４】 請求項１記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記電極を可変のピッチで配置するこ
とを特徴とする静電浮上式サーフェースモータ。 - 【請求項５】 請求項１記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記電極のリード線は全て前記電極の
裏側から導出することを特徴とする静電浮上式サーフェ
ースモータ。 - 【請求項６】 請求項１記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記電極には均等に正の電圧と負の電
圧とが印加されることを特徴とする静電浮上式サーフェ
ースモータ。 - 【請求項７】 請求項１記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記被搬送体は板状体であることを特
徴とする静電浮上式サーフェースモータ。 - 【請求項８】 請求項７記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記被搬送体は半導体ウエハであるこ
とを特徴とする静電浮上式サーフェースモータ。 - 【請求項９】 請求項８記載の静電浮上式サーフェース
モータにおいて、前記被搬送体はシリコンウエハである
ことを特徴とする静電浮上式サーフェースモータ。 - 【請求項１０】 請求項１記載の静電浮上式サーフェー
スモータにおいて、前記被搬送体を平面上に移動させる
ようにしたことを特徴とする静電浮上式サーフェースモ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5770795A JPH08256487A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 静電浮上式サーフェースモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5770795A JPH08256487A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 静電浮上式サーフェースモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08256487A true JPH08256487A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13063426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5770795A Pending JPH08256487A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 静電浮上式サーフェースモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08256487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003263201A (ja) * | 2002-01-08 | 2003-09-19 | Xerox Corp | 多数のアクチュエータを有するアナログ駆動割当システム |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP5770795A patent/JPH08256487A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003263201A (ja) * | 2002-01-08 | 2003-09-19 | Xerox Corp | 多数のアクチュエータを有するアナログ駆動割当システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031209 |