JPS6392205A - 真空装置用磁気浮上搬送装置 - 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】 １１上五Ｍ皿±ｊ 本発明は、真空装置用磁気浮上搬送装置、特に真空プロ
セス装置における半導体ウェハ等の搬送に用いられる真
空装置用磁気浮上搬送装置に関するものである。

の　　　　　術 従来、大気中において、無摺動、無接触で平行移動でき
る機構として磁気浮上システムがあり、通常、浮上体に
位置センサ、電磁石、電源等が搭載されている。

これとは別に、真空中において、無摺動・無接触でダス
トを発生せずに長い距離平行移動できる装置としては、
真空容器内に画定された搬送通路に沿って案内される搬
送台を浮上支持する浮上体部材を有し、上記浮上体部材
の両側に永久磁石を取り付け、これらの各永久磁石と共
働して上記浮上体部材を上記搬送台の搬送通路全体にわ
たって無接触の平衡した状態で案内する浮上用電磁石を
真空装ｒ！ｌ壁の外側に設け、複数個の等間隔で互いに
平行な歯を一側に備えた磁性体から成る可動子を上記浮
上体部材に設け、上記可動子に対向して位置決めされ、
上記可動子を駆動するために順次励磁するようにされた
多数の巻線を真空装置壁の外側に備えた固定子を真空装
置壁に上記浮上体部材の移動経路に沿って設けたことを
特徴とした真空装置用磁気浮上搬送装置が知られている
。

最近の半導体装置のより高度の集積化傾向のため基板の
処理中は勿論のこと一つの処理工程から次の処理工程へ
の移送時にダストによる基板の汚染は極力低く押えなけ
ればならず、また一つの処理工程から次の処理工程へ基
板を移送する際に、真空を解放することはダストの問題
だけでなく、全体工程にかかる時間やエネルギの消費の
観点からも好ましくなく、これらの課題を解決する一手
段として真空中において、無摺動・無接触でダストを発
生せずに長い距離平行移動できる上述したような真空装
置用磁気浮上搬送装置が提案された。

■が　゛しようと　る４題 このような従来周知の装置では、接触や摺動によるダス
トの問題はなく、また電磁石や電源等が真空容器の外に
配置されているけれども、永久磁石は真空中に設けられ
ているため、永久磁石からの放出ガスが発生するという
重大な問題が生じてくる。このような永久磁石等から発
生するガスは被処理物に悪影響を及ぼすことになる。ま
た真空容器内に導入される気体の種類によっては永久磁
石の腐蝕も問題となる。

更に、このような従来の装置は、浮上のための永久磁石
による力が、移動軸方向の保持力とじて有効に利用され
ないため、移動軸方向に力がかかる場合に使用できない
０例えば、垂直搬送のとき、浮上体と被搬送物との重力
に抗して、停止・移動することが困難であった。

その上、浮上のための永久磁石と位置制御のための電磁
石以外に、移動のための可動子および固定子を別個に設
ける必要があり、このため構造が複雑となって製造及び
保守コストは高いものであった。

更に、移動軸方向と直交する２方向のうち、１方向には
能動的な位置制御が行われているが、他の１方向には能
動的な制御が行われていないため、精度の高い位置決め
が困難であった。

また従来の装置は、浮上体の移動通路全体に亘って、浮
上位置制御のための電磁石を設置するので、通路が長く
なると大量の電磁石が必要であった。

そこで、本発明の目的は、従来の磁気浮上搬送システム
における上述した種々の問題点を解消することのできる
真空装置用磁気浮上搬送装置を提供することにある。

口　　を　　　るための 上記の目的を達成するために、本発明による真空装置用
磁気浮上搬送装置は、真空容器内に画定された搬送通路
に沿って案内される搬送台を浮上支持する浮上体と、前
記浮上体の各端部に取り付けられる磁性体部材と、これ
らの各磁性体部材に対し真空容器の壁を介して対向し、
ヨークに導かれたＮ極とＳ極とが浮上体の移動軸方向に
沿って交互に位置するように配置され、且つ前記浮上体
を前記搬送通路全体に亘って無接触・無摺動の平衡した
状態で浮上案内する永久磁石と、真空容器の外側に配置
されて前記搬送通路に沿って移動する案内子と、前記案
内子を駆動するための手段とを備え、前記案内子には永
久磁石、電磁石、および浮上位置を検出するセンサが装
着され、前記電磁石が位置センサの検出信号により浮上
体の移動軸方向と直交する２方向に対して位置の制御を
することを特徴としている。

正−一一一一」 このように構成した本発明による真空装置用磁気浮上搬
送装置において、真空容器内に配置される浮上体は、そ
れ自体に取付けた磁性体部材と、真空容器外に設けられ
た浮上用永久磁石との相互作用によって、平衡状態を保
って無摺動・無接触状態で真空容器内の搬送通路に沿っ
て移動することができる。

また浮上体は、その移動軸方向の保持力が、ヨークに導
かれたＮｒｉｉとＳ極とが浮上体の移動軸方向に沿って
交互に位置するように案内子に装着された永久磁石と、
浮上体に装着された磁性体部材との間の吸引力によりも
たらされるために強力である。このため、移動軸方向に
力が働く場合にも使用可能で、例えば垂直方向の搬送装
置としても応用できる。

更に、真空容器外に設けられた駆動手段を用いて、案内
子の移動を制御することにより、浮上体の移動速度、移
動距離および停止位置などを任意に制御することができ
る。

その上、浮上体は移動軸方向と直行する２方向に対して
、電磁石と位置検出センサによる能動的な位置制御を行
なっているので、極めて正確な位置決めを行なうことが
できる。

罠−一隻一一１ 以下、添附図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。

第１図には、発明の一実施例による真空装置用磁気浮上
搬送装置が示され、非磁性材料から成る真空容器１は搬
送経路に沿って設置される。真空容器１は略Ｔ字状をし
ており、上壁２と下壁３により中空の搬送通路が画定さ
れ、また上壁２はガスケット４を介して下壁３に密封し
て取り付けられる。

真空容器１内にはＴ字型の形状を有する浮上体５が配置
され、この浮上体５は真空容器内に形成された搬送通路
に沿って案内される。浮上体５にはその移動軸方向に搬
送台６が取り付けられている。搬送台の先端には半導体
ウェハ９等を掴むための把持部材７が形成される。浮上
体５の各端部、即ちその移動軸方向と直交する側部には
、磁性体部材８が装着される。

これらの各磁性体部材８に対し真空容器の壁２゜３を介
して対向するように永久磁石１０が配置され、永久磁石
は前記浮上体５を前記搬送通路全体に亘って無接触・無
摺動の平衡した状態で案内する。

永久磁石１０はそれぞれ磁性体のヨーク１１に固着され
て、ヨークで導かれなＮｆ！とＳ極とが浮上体の移動軸
方向に沿って交互に位置するように配置される。それぞ
れのヨークにはコイルｌｌａ。

１１ｂ、ｌｌｃが装着されてヨークと共に電磁石１２を
構成する。

真空容器内に設けられた浮上体５は、これに装着された
磁性体部材８と真空容器外に配置された永久磁石１０と
の間の磁気的な力によって浮上し、平衡状態を保って無
摺動・無接触状態で真空容器内の搬送通路に沿って移動
することができる。

真空容器１の外部には搬送通路に沿ってリニアシャフト
１３が配設され、このリニアシャフト上を案内子１４．
１５が真空容器の外側で前記搬送通路に沿って移動する
。前記案内子にはリニアシャフト１３に平行に配置され
るボールねじ１６が取り付けられ、これはステッピング
モータ（図示していない）によって駆動される。従って
、案内子はステッピングモータによって駆動されるボー
ルねじ１６により、任意の速度で任意の位置へ移動およ
び停止することができる。

前記案内子１４．１５には、永久磁石１０．電磁石１２
、および浮上位置を検出する位置検出センサ１７が装着
される。

位置センサ１７は、浮上体５の移動軸方向に直交する２
方向の位置を検出して、電磁石１２のコイルｌｌａ、ｌ
ｌｂ、ｌｌｃへの励磁電流を制御する。

電磁石１２は位置センサ１７の検出信号により励磁電流
を制御されて、浮上体５の移動軸方向と直交する２方向
に対して能動的に位置の１１１１ｍをする。

第２図に示すように、真空容器内の浮上体に装着された
磁性体部材８と、真空壁３を介して真空容器外に配置さ
れた永久磁石１０、ヨーク１１とで、図の実線矢印のよ
うな磁気回路が形成されて吸引力が発生される。このよ
うにして発生された吸引力は、浮上体５の浮上刃と、移
動軸方向の保持力となる０図に実線矢印Ｆで示された向
きに変位が生じると、案内子１４．１５に装着された位
置センサ１７の出力信号が変化し、電磁石１２に供給さ
れる電流の量は、図に示す破線矢印の向きの磁束を増加
させる方向に制御される。その結果、実線矢印ｆの方向
に力が加わり前述の変位が打ち消される。

このように構成された本発明による装置の動作において
、浮上体５は、これに装着される磁性体部材と浮上用永
久磁石１０との間の相互吸引作用によって、搬送台６と
共に無摺動・無接触で真空容器内に浮上される。

案内子１４．１５はこれに装着される永久磁石１０、電
磁石１２および位置センサ１７と共に、ステッピングモ
ータで駆動されるボールねじ１６により搬送通路に沿っ
て所定の位置に移動し得る。

浮上体５は、位置センサ１７の信号によって励磁電流を
制御される電磁石１２により、平衡状態を維持しながら
案内子に従動して搬送通路に沿って移動することができ
る。

こうした位置制御が、Ｔ字型の浮上体の各先端部で２カ
所ずつ、合計６カ所で行われるために、浮上体５の位置
決めを極めて正確に行なうことができる。

この実施例で、搬送台６は移動軸方向に長い形状を有し
ているが、図示された形状にかかわりなく任意の形状を
有し得る。

また、浮上体５はこの実施例でＴ字型として説明された
が、移動軸方向に直交する２方向の能動的位ＷＭ御が行
なえる形状であれば良く、従って例えば十字型であって
も良い。

案内子の駆動は、ステッピングモータで駆動されるボー
ルねじて行なっているが、他の方法、例えばリニアステ
ッピングモータによる駆動手段を用いることもできる。

Ｈの　　　　　果 以上説明してきたように、本発明による真空装置用磁気
浮上搬送装置においては、真空容器内に画定された搬送
通路に沿って案内される浮上体に搬送台を取り付け、浮
上体の各端部に磁性体部材を装着することによって、各
々の磁性体部材と対向して真空容器外に配置される永久
磁石との間の相互吸引作用により前記搬送台並びにこれ
に把持される被搬送物を、搬送通路全体にわなって無接
触の平衡した状態で案内することができる！従って摺動
に伴うダストの発生が抑制され、また装置の寿命も長く
なる。

浮上体に対する移動軸方向の保持力が強力なため、軸方
向に力の作用する場合にも使用でき、垂直方向の搬送も
可能である。従って、任意の向き、姿勢で搬送系を構成
することができる。

更に、浮上用永久磁石、浮上位置制御のための電磁石お
よび駆動手段を全て真空容器の外側に配置しているなめ
に、これらの要素から発生する放出ガスやダストで真空
容器内が汚染される虞れがない、また、真空容器内に導
入されたガスによりこれらの要素が腐蝕することも防止
できる。

その上、電磁石と位置検出センナにより、浮上体の位置
制御が、搬送通路の移動軸方向と直交する２方向に対し
て行なわれるので、浮上体並びに搬送台を正確な位置に
移動・停止することができる。

また、浮上位置制御のための電磁石を搬送通路全長に亘
って設ける必要がないので、容易に長距離の搬送に応用
でき、また製造コストを大巾に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による真空装置用磁気浮上搬
送装置を示す斜視図、第２図は本装置の磁気回路を示す
概略線図である。 図中、ｌ：真空容器、２：真空容器上壁、３：真空容器
下壁、５：浮上体、６：搬送台、８：磁性体部材、１０
：永久磁石、１１：ヨーク、ｌｌａ〜１１Ｃ：コイル、
１２；電磁石、１４，１５：案内子、１６：ボールねじ
、１７；位置検出センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器内に画定された搬送通路に沿って案内さ
   れる搬送台を浮上支持する浮上体と、前記浮上体の各端
   部に取り付けられる磁性体部材と、これらの各磁性体部
   材に対し真空容器の壁を介して対向するように配置され
   、且つ前記浮上体を前記搬送通路全体に亘って無接触・
   無摺動の平衡した状態で浮上案内する永久磁石と、真空
   容器の外側に配置されて前記搬送通路に沿って移動する
   案内子と、前記案内子を駆動するための手段とを備え、
   前記案内子には永久磁石、電磁石、および浮上位置を検
   出するセンサが装着され、前記電磁石が位置センサの検
   出信号により浮上体の移動軸方向と直交する２方向に対
   して位置の制御をすることを特徴とした真空装置用磁気
   浮上搬送装置。
2. （２）前記永久磁石がこれを支持するヨークに固着され
   て案内子に装着され、ヨークに導かれたＮ極とＳ極とが
   浮上体の移動軸方向に沿って交互に位置するように配置
   されることを特徴とした特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。
3. （３）前記案内子を駆動するための手段がボールねじと
   これを駆動するステッピングモータとよりなることを特
   徴とした特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装
   置。
4. （４）前記案内子を駆動するための手段がリニアステッ
   ピングモータからなることを特徴とした特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の装置。