KR101904145B1 - Non-contact feeding system - Google Patents

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KR101904145B1
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다이스케 카와쿠보
히로후미 미나미
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가부시키가이샤 알박
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Abstract

별도의 통신 장비를 사용하지 않고 비접촉 방식으로 전력을 공급할 때 통신도 가능하도록 비접촉 방식의 급전 시스템을 구성한다. 급전 시스템(PS)은, 한 쌍의 전극(5a, 5b) 간에 기계적으로 분리되는 커패시터(5)와, 커패시터의 한 쪽 전극에 연결되는 급전 회로 유닛(6)과, 커패시터의 다른 쪽 전극에 연결되는 수전 회로 유닛(7)을 포함한다. 급전 회로 유닛은, 커패시터와 함께 직렬 공진 회로를 구성하는 발진기(61)와, 진폭 변조를 가하는 변조기(62)와, 제 1 제어 수단 (63)을 가지며, 서로 다른 진폭으로 변조된 반송파를 커패시터의 한 쪽 전극에 공급한다. 수전 회로 유닛은, 정류 회로(72)와, 직류 전압을 급전 대상 전극(4a, 4b)에 대해 선택적으로 인가하는 스위칭 회로(73)와, 제 2 제어 수단(75)을 가진다. 제 2 제어 수단은, 전력 공급용 반송파를 공급하는 동안에 공급되는 제어 신호용 반송파를 기초로 스위칭 회로의 작동을 제어한다.A non-contact power supply system is configured to enable communication when power is supplied in a non-contact manner without using a separate communication device. The power supply system PS includes a capacitor 5 mechanically separated between the pair of electrodes 5a and 5b, a power supply circuit unit 6 connected to one electrode of the capacitor, and a capacitor 5 connected to the other electrode of the capacitor And a power receiving circuit unit (7). The power supply circuit unit includes an oscillator 61 constituting a series resonant circuit together with a capacitor, a modulator 62 for applying amplitude modulation, and a first control means 63, and a carrier wave modulated with different amplitudes, And supplied to one electrode. The power receiving circuit unit has a rectifying circuit 72, a switching circuit 73 for selectively applying a DC voltage to the electrodes 4a and 4b to be fed, and a second control means 75. [ The second control means controls the operation of the switching circuit based on the carrier wave for the control signal supplied while supplying the power supply carrier wave.

Figure R1020187003267
Figure R1020187003267

Description

비접촉 방식의 급전 시스템Non-contact feeding system

본 발명은 비접촉 방식의 급전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급전 대상 전극을, 반송 로봇의 로봇 핸드에 설치한 정전 척의 흡착용 전극으로 하여, 이 흡착용 전극에 비접촉 방식으로 전력을 공급하기 위해 사용되는 시스템에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a non-contact power feeding system, and more particularly, to a power feeding system in which a feed target electrode is used as an adsorption electrode of an electrostatic chuck provided in a robot hand of a carrier robot, Lt; / RTI >

이런 종류의 비접촉 방식의 급전 시스템은 예를 들면 특허 문헌 1에 알려져 있다. 이것은 소위 프로그 레그(frog-leg) 타입의 반송 로봇의 경우에 로봇 핸드에 설치한 흡착용 전극에 대해 비접촉 방식으로 전력을 공급하는 경우를 예로 들어 설명하면, 대향 배치된 한 쌍의 전극 사이에서 기계적으로 분리된 커패시터와, 전극의 한 쪽에 연결되는 급전 회로 유닛과, 다른 쪽의 전극과 흡착용 전극 사이에 연결되는 수전 회로 유닛을 구비한다. 이 경우, 커패시터의 한 쪽 전극은 회전축에 동심으로 설치되는 원통형 부재로 구성되며, 다른 쪽 전극에 대해 전극간 거리를 일정하게 유지하면서 상대 이동하도록 다른 쪽 전극이 회전축에 외삽된다.This kind of non-contact type power supply system is known, for example, in Patent Document 1. In the case of a so-called frog-leg type transporting robot, when a power is supplied to a suction electrode provided on a robot hand in a non-contact manner as an example, A power supply circuit unit connected to one side of the electrode, and an electricity receiving circuit unit connected between the other electrode and the adsorption electrode. In this case, one electrode of the capacitor is formed of a cylindrical member concentrically provided on the rotation axis, and the other electrode is extrapolated to the rotation axis so as to move relative to the other electrode while keeping the interelectrode distance constant.

급전 회로 유닛으로는, 커패시터를 포함하는 공진 회로의 공진 주파수로 발진하는 자려 발진기와 변조기 및 이들 부품의 작동을 제어하는 제 1 제어 수단을 가지며, 소정의 진폭으로 변조된 반송파를 공급한다. 수전 회로 유닛으로는, 흡착용 전극에 병렬로 설치한 저항과, 저항 양 단부의 반송파를 정류하는 정류 회로와 흡착용 전극 사이에 역전압을 인가하는 극성 스위칭 회로와, 이들 부품의 작동을 제어하는 제 2 제어 수단을 가지며, 한 쌍의 흡착용 전극에 직류 전압을 인가하여 로봇 핸드에 대한 실리콘 웨이퍼 등의 기판의 정전 흡착 또는 해제를 수행할 수 있도록 구성되어 있다.The power supply circuit unit has a self-oscillating oscillator oscillating at a resonant frequency of a resonant circuit including a capacitor, a modulator, and first control means for controlling the operation of these components, and supplies a carrier wave modulated with a predetermined amplitude. The power receiving circuit unit includes a polarity switching circuit for applying a reverse voltage between a resistor provided in parallel to the adsorption electrode, a rectifying circuit for rectifying a carrier wave at both ends of the resistor, and an adsorption electrode, And a second control means for applying a DC voltage to the pair of adsorption electrodes so as to perform electrostatic attraction or release of a substrate such as a silicon wafer on the robot hand.

여기서, 상기 종래 예에서는 제 1 및 제 2의 양 제어 수단 간에 예를 들면 무선 통신을 통해 로봇 핸드에 대한 작업물의 정전 흡착 또는 해제를 수행하는 것이 예시되어 있으나, 통신 장비를 별도로 마련하기에는 장치의 구성이 복잡해질 뿐만 아니라 수전 회로 유닛의 소비 전력도 많아져, 고비용을 초래한다는 문제가 있다.Here, in the above conventional example, it is exemplified that electrostatic attraction or release of a workpiece to a robot hand is performed between, for example, wireless communication between the first and second control means. However, in order to separately provide communication equipment, Not only is complicated, but also power consumption of the power receiving circuit unit is increased, resulting in a problem of high cost.

특허문헌 1: 일본특허공개 2013-235991호 공보Patent Document 1: JP-A-2013-235991

본 발명은 이상의 점을 감안하여 별도의 통신 장비를 사용하지 않고 비접촉 방식으로 전력을 공급할 때 통신도 가능하도록 구성한 저비용의 비접촉 방식의 급전 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a low-cost non-contact type power supply system configured to be capable of communication when power is supplied in a non-contact manner without using any communication equipment.

상기 과제를 해결하기 위해, 대향 배치된 한 쌍의 전극 간에 기계적으로 분리되는 커패시터와, 커패시터의 한 쪽 전극에 연결되는 급전 회로 유닛과, 커패시터의 다른 쪽 전극에 연결되는 수전 회로 유닛을 구비하고, 급전 대상 전극에 대해 직류 전압을 인가하는 본 발명에 따른 비접촉 방식의 급전 시스템은, 급전 회로 유닛은 커패시터와 함께 직렬 공진 회로를 구성하는 발진기와 진폭 변조를 가하는 변조기와 급전 회로 유닛의 작동을 제어하는 제 1 제어 수단을 가지며, 서로 다른 진폭으로 변조된 반송파를 커패시터의 한 쪽의 전극에 공급할 수 있고, 수전 회로 유닛은, 커패시터를 통해 공급되는 반송파를 정류하는 정류 회로와 이 정류 회로에서 정류된 직류 전압을 급전 대상 전극에 대해 선택적으로 인가하는 스위칭 회로와 수전 회로 유닛의 작동을 제어하는 제 2 제어 수단을 가지며, 제 1 진폭으로 변조된 반송파를 전력 공급용 반송파로, 제 2 진폭으로 변조된 반송파를 제어 신호용 반송파로 하며, 제 2 제어 수단은, 급전 회로 유닛에서 커패시터를 통해 수전 회로 유닛에 전력 공급용 반송파를 공급하는 동안 공급되는 제어 신호용 반송파를 기초로 스위칭 회로의 작동을 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.A power supply circuit unit connected to one electrode of the capacitor; and a power receiving circuit unit connected to the other electrode of the capacitor, wherein the power supply circuit unit includes: a capacitor that is mechanically separated between a pair of oppositely disposed electrodes; In the non-contact power supply system according to the present invention for applying a DC voltage to the electrode to be fed, the power supply circuit unit includes an oscillator constituting a series resonance circuit together with a capacitor, a modulator for applying amplitude modulation and a power supply circuit unit The power receiving circuit unit includes a rectifying circuit for rectifying a carrier wave supplied through a capacitor and a rectifying circuit for rectifying the rectified current in the rectifying circuit A switching circuit for selectively applying a voltage to the electrode to be fed and a switching circuit Wherein the carrier wave modulated with the first amplitude is used as a carrier wave for power supply and the carrier wave modulated with the second amplitude is used as a control signal carrier wave and the second control means sets the capacitor in the power supply circuit unit And the operation of the switching circuit is controlled on the basis of the carrier wave for the control signal supplied while supplying the power supply carrier wave to the power receiving circuit unit through the power supply circuit.

본 발명에 의하면, 급전 회로 유닛에서 커패시터를 통해 수전 회로 유닛으로 공급되는 전력 공급용 반송파에 중첩되도록 서로 다른 진폭으로 변조된 제어 신호용 반송파를 공급함으로써 제 1 제어 수단과 제 2 제어 수단간에 통신하는 구성을 채용했기 때문에, 별도의 통신 장비를 사용하지 않고도 비접촉 방식으로 전력을 공급할 때 제어 신호의 통신도 수행 가능하며, 게다가 통신 장비를 생략할 수 있어 비접촉 방식의 급전 시스템이 탑재된 장치가 복잡해지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소비 전력 절약 및 저비용을 도모할 수 있다. 덧붙여, 본 발명에서 ‘직류 전압을 급전 대상 전극에 대해 선택적으로 인가한다’라고 한 경우에는 예를 들면, 급전 대상 전극에 대해 직류 전압을 인가하는 경우, 역전위의 직류 전압을 인가하는 경우 또는 직류 전압의 인가를 정지하는 경우가 포함된다.According to the present invention, there is provided a configuration for communicating between a first control means and a second control means by supplying a control signal carrier wave modulated with different amplitudes so as to be superimposed on a power supply carrier wave supplied from a power supply circuit unit through a capacitor to a power receiving circuit unit It is possible to perform control signal communication when power is supplied in a noncontact manner without using a separate communication equipment and furthermore communication equipment can be omitted so that a device equipped with a noncontact type power supply system becomes complicated It is possible to reduce the power consumption and the cost. Incidentally, in the present invention, in the case of "selectively applying a DC voltage to the electrode to be fed", for example, when a DC voltage is applied to a feed target electrode, a DC voltage of a reverse potential is applied, And the case where the application of the voltage is stopped.

본 발명에서는, 상기 제 2 제어 수단은, 예를 들어, 제어 신호용 반송파가 공급된 횟수를 가지고 제어 내용을 파악하도록 구성하면 된다. 한편, 상기 급전 회로 유닛은 상기 제 1 진폭으로 변조된 상기 반송파를 출력했을 때의 전류를 모니터하는 전류계를 더욱 구비하고, 상기 수전 회로 유닛은 상기 제 1 진폭으로 변조된 상기 반송파를 부하에 연결하는 부하 연결 회로를 더욱 구비하며, 제 1 제어 수단은 제 2 제어 수단에 의해 부하 연결 회로를 제어할 때의 부하 변동에 따른 전류값의 변화로부터 귀환 제어 신호를 수신하도록 구성하면, 제 1 및 제 2의 양 제어 수단간의 상호 통신을 실현할 수 있다. 덧붙여, 본 발명에서 상기 급전 대상 전극은 반송 로봇의 로봇 핸드에 설치한 정전 척의 흡착용 전극에 적용할 수 있다.In the present invention, the second control means may be constituted so as to grasp the control contents by the number of times the carrier wave for the control signal is supplied, for example. The power supply circuit unit may further include an ammeter for monitoring a current when the carrier wave modulated with the first amplitude is outputted, and the power reception circuit unit may further include an electric power supply circuit unit for connecting the carrier wave modulated with the first amplitude to the load And the first control means is configured to receive the feedback control signal from the change of the current value in accordance with the load variation when the load connection circuit is controlled by the second control means, It is possible to realize intercommunication between the control means of the control means. Incidentally, in the present invention, the electrode to be fed can be applied to an electrode for adsorption of an electrostatic chuck provided on a robot hand of a transport robot.

[도 1] 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 방식의 급전 시스템이 탑재된 반송로봇의 구성을 나타내는 사시도.
[도 2] 비접촉 방식의 급전 시스템의 구성을 설명하는 도면.
[도 3] 제 1 및 제 2의 양 제어 수단 간에 상호 통신할 때의 급전 회로 유닛으로부터의 제 1 반송파 또는 제 2 반송파의 출력 파형과, 전류계로 측정하는 전류값의 변화를 나타낸 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a perspective view showing a configuration of a carrying robot equipped with a non-contact type power supply system according to an embodiment of the present invention. Fig.
2 is a view for explaining a configuration of a non-contact type power supply system.
3 is a graph showing changes in the output waveforms of the first carrier wave or the second carrier wave from the power supply circuit unit when mutually communicating between the first and second control means and the current value measured by the ammeter.

이하, 도면을 참조하여 급전 대상 전극을 반송 로봇(Tr)의 로봇 핸드에 설치한 정전 척의 흡착용 전극으로 설정한 경우를 예로 들어 본 발명에 따른 비접촉 방식의 급전 시스템(PS)의 실시 형태를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a non-contact type power supply system PS according to the present invention will be described with reference to the drawings, taking the case where the electrode to be fed is set as an electrode for attraction of an electrostatic chuck provided on a robot hand of a carrier robot Tr do.

도 1을 참조하여, Tr은, 본 발명에 따른 비접촉 방식의 급전 시스템(PS)을 탑재한 소위 프로그 레그 타입의 반송 로봇이다. 반송 로봇(Tr)은, 예를 들어 복수의 처리실을 갖는 진공 처리 장치의 반송실 내에 배치되며, 처리 대상물로서 웨이퍼(W)를 처리실간에 반송하는 것으로, 동심에 배치되며 도면 밖의 구동원에 의해 각각 회전 구동되는 2 개의 회전축(1a, 1b)과, 이 회전축(1a, 1b)에 각각 연결되며 단부에 로봇 핸드(2)를 갖는 로봇 암(3)으로 구성된다. 그리고 로봇 핸드(2)에 정전 척의 흡착용 전극(4a, 4b)이 각각 설치된다. 따로 도시하여 설명하지는 않으나, 회전축(1a, 1b)에 직동 모터나 에어 실린더와 같은 승강 수단이 추가로 설치되어, 각 처리실에서 웨이퍼(W)를 수취 또는 전달할 때, 회전축(1a, 1b), 나아가서 로봇 핸드(2)를 수직 방향으로 승강할 수 있도록 하고 있다.Referring to Fig. 1, Tr is a so-called progre-type transport robot on which a non-contact power supply system PS according to the present invention is mounted. The transfer robot Tr is disposed, for example, in a transfer chamber of a vacuum processing apparatus having a plurality of processing chambers. The transfer robot Tr transports the wafers W as processing objects between the processing chambers. The transfer robot Tr is disposed concentrically, And a robot arm 3 connected to the rotating shafts 1a and 1b and having a robot hand 2 at an end thereof. And the electrodes 4a and 4b for adsorption of the electrostatic chuck are provided on the robot hand 2, respectively. Although not shown and described, elevating means such as a direct-acting motor or an air cylinder is further provided on the rotating shafts 1a and 1b so that when the wafers W are received or transferred from the respective processing chambers, the rotating shafts 1a and 1b, So that the robot hand 2 can be vertically moved up and down.

비접촉 방식의 급전 시스템(PS)은, 대향 배치되는 한 쌍의 전극(5a, 5b) 간에 기계적으로 분리되는 커패시터(5)와, 커패시터(5)의 한 쪽의 전극(5a)에 연결되는 급전 회로 유닛(6)과, 커패시터(5)의 다른 쪽의 전극(5b)에 연결되는 수전 공급 회로 유닛(7)을 포함한다. 커패시터(5)의 다른 쪽의 전극(5b)은, 직경 방향 외측에 위치하는 회전축(1b)의 외표면에 일체로 설치되고, 한 쪽의 전극(5a)은, 전극간 거리를 일정하게 유지하면서 상대 이동하도록 회전축(1b)에 외삽된 금속 관형 부재로 구성된다(소위 에어 갭 타입의 것).The non-contact type power supply system PS includes a capacitor 5 mechanically separated between a pair of oppositely disposed electrodes 5a and 5b and a power supply circuit 5b connected to one electrode 5a of the capacitor 5, Unit 6 and an electric power supply circuit unit 7 connected to the other electrode 5b of the capacitor 5. [ The other electrode 5b of the capacitor 5 is integrally provided on the outer surface of the rotating shaft 1b located radially outwardly while one electrode 5a is kept in contact with the electrode 5a, And a metal tubular member extrapolated to the rotary shaft 1b so as to move relatively (so-called air gap type).

양쪽 전극(5a, 5b) 상호간의 거리는, 용도에 따라 커패시터(5)에 가해지는 전압이 파셴의 법칙에 따라 제한되는 방전 전압 이하가 되도록 적절하게 선택된다. 또한 양쪽 전극(5a, 5b)의 표면적은, 스위칭 회로(73)와 같은 회로의 부하에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 양쪽 전극(5a, 5b)의 대향하는 면적은 동일할 필요는 없다. 이 경우, 커패시터(5)로는 정전 용량이 50pF ~ 300pF의 범위의 것을 사용할 수 있다. 정전 용량이 50pF보다 작으면 콘덴서(5)나 배선 등의 전위에 대한 부유 용량이 있으므로 현실적이지 않으며, 또한 정전 용량이 300pF보다 크면 양쪽 전극(5a, 5b)이 너무 커져서 반송 로봇(Tr)에 장착하는 것이 어려워지는 문제가 생긴다.The distance between the both electrodes 5a and 5b is appropriately selected so that the voltage applied to the capacitor 5 depending on the application is equal to or less than the discharge voltage limited by the Paschen's law. The surface area of both electrodes 5a and 5b can be appropriately selected in accordance with the load of the circuit such as the switching circuit 73 and the opposing areas of both electrodes 5a and 5b need not be the same. In this case, the capacitor 5 having a capacitance of 50 pF to 300 pF can be used. If the electrostatic capacitance is less than 50 pF, it is not realistic because there is a stray capacitance with respect to the electric potential of the capacitor 5 or wiring or the like. If the electrostatic capacitance is larger than 300 pF, both electrodes 5a and 5b become too large, There arises a problem that it becomes difficult to carry out.

도 2를 참조하여, 급전 회로 유닛(6)은, 예를 들어 반송 로봇(Tr)이 배치되는 반송실 밖에 설치되며 커패시터(5)의 한 쪽의 전극(5a)에 배선 연결된다. 급전 회로 유닛(6)은, 커패시터(5)와 함께 직렬 공진 회로를 구성하는 발진기(61)와, 진폭 변조를 가하는 변조기(62)와, 급전 회로 유닛(6)의 작동을 제어하는 제 1 제어 수단(63)을 가지며, 서로 다른 진폭으로 변조된 반송파를 커패시터(5)의 한 쪽의 전극(5a)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 직렬 공진 회로로는, 예를 들면 알려진 구조를 갖는 오실레이터를 이용하여 구성할 수 있다. 이 경우, 후술하는 바와 같이, 반송 로봇(Tr)에 수전 회로 유닛(7)을 탑재하려는 경우, 내장 가능한 크기를 고려하면 수전 회로 유닛(7)에서의 인덕턴스가 50mH 정도가 한계이므로, 콘덴서(5)의 정전 용량을 고려하여 구동 주파수는 100kHz ~ 1MHz의 범위로 설정된다. 또한 제 1 제어 수단(63)으로는, 발진기(61) 및 변조기(62)의 작동을 총괄 제어하는 마이크로 컴퓨터나 메모리 등을 갖춘 알려진 것이 사용된다. 또한 급전 회로 유닛(6)에는, 제 1 진폭으로 변조된 반송파를 출력했을 때의 전류를 모니터하는 전류계(64)가 설치되며, 후술하는 바와 같이 부하 변동에 따른 전류값의 변화로부터 귀환 제어 신호를 제 1 제어 수단(63)이 수신하도록 되어 있다.Referring to Fig. 2, the power supply circuit unit 6 is connected to one electrode 5a of the capacitor 5, for example, provided outside the transport chamber in which the transport robot Tr is disposed. The power supply circuit unit 6 includes an oscillator 61 constituting a series resonance circuit together with the capacitor 5, a modulator 62 for applying amplitude modulation, a first control unit 62 for controlling the operation of the power supply circuit unit 6, And the carrier wave modulated with different amplitudes can be supplied to one electrode 5a of the capacitor 5. [ The series resonant circuit can be constructed using, for example, an oscillator having a known structure. In this case, as described later, when the receiver circuit unit 7 is mounted on the carrier robot Tr, since the inductance of the receiver circuit unit 7 is about 50 mH in consideration of the size of the receiver circuit, ), The driving frequency is set in the range of 100 kHz to 1 MHz. The first control means 63 is a known one having a microcomputer or a memory for controlling the operation of the oscillator 61 and the modulator 62 as a whole. Further, the power supply circuit unit 6 is provided with an ammeter 64 for monitoring the current when the carrier wave modulated with the first amplitude is outputted, and from the change of the current value due to the load variation as described later, And the first control means 63 is adapted to receive it.

수전 회로 유닛(7)은, 로봇 암(3)의 밑면에 부착된 금속 케이스(7a) 내에 수납되며, 저항(71)과, 커패시터(5)의 다른 쪽의 전극(5b)을 통해 이 저항(71)의 양 단부에 공급된 반송파를 정류하는 정류 회로(72)와, 흡착용 전극(4a, 4b)에 각각 배선 연결되어 정류 회로(72)에서 정류된 직류 전압을 흡착용 전극(4a, 4b)에 대해 선택적으로 인가하는 스위칭 회로(73)와, 반송파를 부하에 연결하는 부하 연결 회로(74)와, 이들의 작동을 제어하는 마이크로 컴퓨터나 메모리 등을 갖춘 알려진 제 2 제어 수단(75)을 포함한다. 정류 회로(72)로는 다이오드 등을 이용하는 알려진 것을 이용할 수 있다. 또한 스위칭 회로(73)로는, 예를 들어 4개의 스위칭 트랜지스터를 이용하여 브리지 회로를 구성하도록 한 알려진 것을 이용할 수 있으며, 제 2 제어 수단(75)에 의해 브리지 회로의 각 스위칭 트랜지스터의 온 오프를 적절히 제어함으로써, 한 쌍의 흡착용 전극(4a, 4b)에 대해 직류 전압을 인가하거나, 한 쌍의 흡착용 전극(4a, 4b)에 대해 역전위의 직류 전압을 인가하거나, 각 스위칭 트랜지스터의 오프 상태에서 한 쌍의 흡착용 전극(4a, 4b)를 접지할 수 있다. 또한 제 2 제어 수단(75)에는 도시 생략한 복조 회로를 통해 반송파가 입력되어, 제 2 반송파가 출력된 것을 인식할 수 있도록 되어 있다. 부하 연결 회로(74)로는 릴레이 회로와 같은 스위칭 소자를 구비하여, 스위칭 소자의 스위칭에 의해 도면 밖의 저항을 통해 접지할 수 있도록 되어 있다. 아래에서는, 웨이퍼(W)를 로봇 핸드(2)의 표면에서 정전 흡착하는 경우를 예로 들어, 흡착용 전극(4a, 4b)으로 직류 전압을 인가하는 경우 및 급전 회로 유닛(6)과 수전 회로 유닛(7)간의 상호 통신에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.The power reception circuit unit 7 is accommodated in a metal case 7a attached to the bottom surface of the robot arm 3 and is connected to the resistor 71 through the other electrode 5b of the capacitor 5 A rectifying circuit 72 for rectifying a carrier supplied to both ends of the electrodes 71 and 71 and a rectifying circuit 72 connected to the electrodes for adsorption 4a and 4b for rectifying the DC voltage rectified by the rectifying circuit 72 to adsorption electrodes 4a and 4b A load connecting circuit 74 for connecting a carrier to a load, and a second control means 75 having a microcomputer or a memory for controlling the operations of the load connecting circuit 74, . As the rectifying circuit 72, a known one using a diode or the like can be used. As the switching circuit 73, for example, four known switching transistors may be used to constitute a bridge circuit, and the second control means 75 may appropriately turn on / off each switching transistor of the bridge circuit A direct current voltage is applied to the pair of adsorption electrodes 4a and 4b or a reverse direct voltage is applied to the pair of adsorption electrodes 4a and 4b or the off state of each switching transistor The pair of adsorption electrodes 4a and 4b can be grounded. A carrier wave is inputted to the second control means 75 through a demodulation circuit (not shown) to recognize that the second carrier wave is outputted. The load connection circuit 74 is provided with a switching element such as a relay circuit so that it can be grounded through a resistor outside the drawing by switching of the switching element. In the following, the case where the wafer W is subjected to electrostatic attraction on the surface of the robot hand 2 is taken as an example. In the case of applying a DC voltage to the electrodes 4a and 4b for absorption and the case of applying the DC voltage to the power supply circuit unit 6, (7) will be described with reference to FIG.

먼저, 급전 회로 유닛(6)의 발진기(61)로부터 소정 주파수의 반송파를 출력하고, 변조기(62)에서 제 1 진폭으로 진폭 변조를 가해, 제 1 진폭으로 변조된 것을 전력 공급용 반송파(Pw)로서 커패시터(5)를 통해 공급한다. 이 때, 스위칭 회로(73)의 모든 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 한다. 그리고 흡착용 전극(4a, 4b)간에 흡착용(직류) 전압을 인가하는 경우에는, 변조기(62)에서 제 1 진폭과 다른 진폭인 제 2 진폭으로 진폭 변조를 가해, 제 2 진폭으로 변조된 것을 제어 신호용 반송파(Cw)로서 커패시터(5)를 통해 공급한다.First, a carrier wave of a predetermined frequency is outputted from the oscillator 61 of the power supply circuit unit 6, modulated by a modulator 62 with a first amplitude, modulated with a first amplitude by a carrier wave Pw for power supply, And supplies it through the capacitor 5 as a capacitor. At this time, all the switching transistors of the switching circuit 73 are turned off. When a voltage for adsorption (direct current) is applied between the electrodes for adsorption 4a and 4b, the modulator 62 applies amplitude modulation to the second amplitude, which is different from the first amplitude, And supplies it as a control signal carrier wave Cw through the capacitor 5.

그러면 제 2 제어 수단(75)은, 소정 주기로 출력되는 제어 신호용 반송파(Cw)의 공급 횟수를 가지고 제어 내용을 파악하고, 즉, 도 3의 위쪽에 나타낸 것과 같이, 예를 들면 2회 제어 신호용 반송파(Cw)가 공급된 것이 제 2 제어 수단(75)에 의해 인식되면, 제 2 제어 수단(75)은 부하 연결 회로(74)를 제어하고, 미리 설정된 대응 관계로 간헐적으로 부하에 연결한다. 이로 인해 급전 회로 유닛(6)의 전류계(64)에서 측정되는 전류값을 복수회, 예를 들면, 도 3의 아래쪽에 나타낸 것과 같이 2회 변화시킴으로써, 이를 수전 회로 유닛(7)으로부터의 귀환 제어 신호(Rw)로 하여, 급전 회로 유닛(6)의 제 1 제어 수단(63)은, 이 제 1 제어 수단(63)이 출력한 제어 내용을 수전 회로 유닛(7)의 제 2 제어 수단(75)이 수신한 것을 인식할 수 있다. 그리고 제 2 제어 수단(75)에 의해 스위칭 회로(73)의 각 스위칭 트랜지스터를 적절히 온 상태로 만들어, 한 쪽의 흡착용 전극(4a)에 양의 전압(예를 들어, +450V)이, 다른 한 쪽의 흡착용 전극(4b)에 음의 전압(예를 들면, -450V)이 인가되고, 이에 따라 웨이퍼(W)가 로봇 핸드(2)에 정전 흡착된다.Then, the second control means 75 grasps the control content with the number of times of supply of the control signal carrier Cw outputted at a predetermined cycle, that is, as shown in the upper part of FIG. 3, The second control means 75 controls the load connection circuit 74 and intermittently connects the load to the load in a predetermined correspondence relationship. By this, the current value measured by the ammeter 64 of the power supply circuit unit 6 is changed a plurality of times, for example, twice as shown in the lower part of Fig. 3, The first control means 63 of the power supply circuit unit 6 outputs the control contents outputted by the first control means 63 to the second control means 75 of the power receiving circuit unit 7 ) Can be recognized. Each switching transistor of the switching circuit 73 is appropriately turned on by the second control means 75 and a positive voltage (for example, +450 V) is applied to one of the adsorption electrodes 4a, A negative voltage (for example, -450 V) is applied to one of the adsorption electrodes 4b so that the wafer W is electrostatically attracted to the robot hand 2.

다음으로, 웨이퍼(W)의 로봇 핸드(2)에서의 정전 흡착을 해제할 시에는, 위와 마찬가지로 변조기(62)에서, 제 1 진폭과 다른 진폭의 제 2 진폭으로 진폭 변조를 가해, 제 2 진폭으로 변조된 것을 제어 신호용 반송파(Cw)로서 커패시터(5)를 통해 공급한다. 그러면 제 2 제어 수단(75)은, 소정 주기로 출력된 제어 신호용 반송파의 공급 횟수를 가지고 제어 내용을 파악하고, 즉, 예를 들면 3회 제어 신호용 반송파(Pw)가 공급된 것이 제 2의 제어 수단(75)에 의해 인식되면, 스위칭 회로(73)의 모든 스위칭 트랜지스터가 오프 상태로 되며, 한 쌍의 흡착용 전극(4a, 4b)이 접지되어, 웨이퍼(W)의 정전 흡착이 해제된다. 이 때, 웨이퍼(W)의 정전 흡착을 확실하게 제거하기 위해, 한 쌍의 흡착용 전극(4a, 4b)를 접지하는 데 앞서, 스위칭 회로(73)의 각 스위칭 트랜지스터를 적절히 제어하여 한 쪽의 흡착용 전극(4a)에 음의 전압(예를 들어, -450V)을, 다른 쪽의 흡착용 전극(4b)에 양의 전압(예를 들어, +450V)을 소정 시간만큼 인가하도록 할 수도 있다. 이 경우에도 또한 제 2 제어 수단(75)이 부하 연결 회로(74)를 제어하여, 미리 설정된 대응 관계로 간헐적으로 부하에 연결하도록 할 수도 있다. 이로 인해 급전 회로 유닛(6)의 전류계(64)에서 측정되는 전류값을 복수회, 예를 들면, 도 3의 아래쪽에 나타낸 것과 같이 3회 변화시킴으로써, 이를 수전 회로 유닛(7)으로부터의 귀환 제어 신호(Rw)로 하여, 급전 회로 유닛(6)의 제 1 제어 수단(63)은, 제 1 제어 수단(63)이 출력한 제어 내용을 수전 회로 유닛(7)의 제 2 제어 수단(75)이 수신한 것을 인식할 수 있다. 덧붙여, 웨이퍼(W)를 순차적으로 정전 흡착하여 반송하는 경우에는, 잔류 전하의 축적을 억제하기 위해 한 쪽의 흡착용 전극(4a)과 다른 쪽의 흡착용 전극(4b)에 연속해서 동일한 극성의 전압이 인가되지 않도록 제어하는 것이 바람직하다.Next, when the electrostatic attraction of the wafer W is released from the robot hand 2, the modulator 62 applies amplitude modulation with a second amplitude of the amplitude different from the first amplitude as described above, Is supplied through the capacitor 5 as a control signal carrier wave (Cw). Then, the second control means 75 grasps the control content with the number of times of supply of the control signal carrier wave outputted at a predetermined cycle, that is, for example, the carrier signal Pw supplied three times, All the switching transistors of the switching circuit 73 are turned off and the pair of adsorption electrodes 4a and 4b are grounded and the electrostatic adsorption of the wafer W is released. At this time, prior to grounding the pair of adsorption electrodes 4a and 4b, the respective switching transistors of the switching circuit 73 are appropriately controlled in order to reliably remove electrostatic adsorption of the wafer W, A negative voltage (for example, -450 V) may be applied to the adsorption electrode 4a and a positive voltage (for example, +450 V) may be applied to the other adsorption electrode 4b for a predetermined period of time . In this case also, the second control means 75 may control the load connection circuit 74 to intermittently connect to the load in a predetermined correspondence relationship. The current value measured by the ammeter 64 of the power supply circuit unit 6 is changed a plurality of times, for example, three times as shown in the lower part of Fig. 3, The first control means 63 of the power supply circuit unit 6 outputs the control contents output by the first control means 63 to the second control means 75 of the power receiving circuit unit 7, Can be recognized. When the wafers W are sequentially electrostatically adsorbed and transported, it is preferable that one of the adsorption electrodes 4a and the other adsorption electrode 4b have the same polarity It is preferable to control so that the voltage is not applied.

이상의 실시 형태에 따르면, 급전 회로 유닛(6)에서 커패시터(5)를 통하여 수전 회로 유닛(7)에 공급되는 전력 공급용 반송파(Pw)에 중첩되도록 서로 다른 진폭으로 변조된 제어 신호용 반송파(Cw)를 공급함으로써, 제 1 제어 수단(63)과 제 2 제어 수단(75)간에 통신하는 구성을 채용했기 때문에, 별도의 통신 장비를 사용하지 않고도 비접촉 방식으로 전력을 공급할 때 제어 신호의 통신이 가능하며, 게다가 통신 기기를 생략함으로써 비접촉 방식의 급전 시스템이 탑재된 장치가 복잡해지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소비 전력 절약 및 저비용을 도모할 수 있다.The control signal carrier wave Cw modulated at different amplitudes so as to overlap the power supply carrier wave Pw supplied from the power supply circuit unit 6 through the capacitor 5 to the power reception circuit unit 7, The communication between the first control means 63 and the second control means 75 is adopted so that the control signal can be communicated when power is supplied in a noncontact manner without using any additional communication equipment Furthermore, by omitting the communication device, it is possible to prevent the apparatus equipped with the non-contact type power supply system from being complicated, and to save power and reduce the cost.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했으나, 본 발명은 상기의 것에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에서는 단일의 발진기(61)를 사용하는 것을 예로 들어 설명했으나, 발진기를 복수로 사용하고 이를 적절히 전환하여 반송파를 출력하도록 할 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 수전 회로 유닛(7)에 부하 연결 회로(74)를 설치한 것을 예로 들어 설명했으나, 이를 생략하고 스위칭 회로(73)로 겸용할 수도 있다. 또한 제 2 제어 수단(75)이 소정 주기로 출력되는 제어 신호용 반송파의 공급 횟수로 제어 내용을 파악하는 것을 예로 들어 설명했으나 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 전압 변동값 또는 진폭 변조 시간으로부터 제어 내용을 파악할 수 있다. 한편, 부하 연결 회로(74)에 의해 부하 변동을 일으켜 급전 회로 유닛(6)의 전류계(64)에서 측정된 전류값을 수차례 변화시킴으로써, 이를 수전 회로 유닛(7)으로부터의 귀환 제어 신호로 한 것을 예로 들어 설명했으나 이에 한정되지 않으며, 예를 들면, 전압 변동값으로부터 제어 내용을 파악할 수 있다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above. In the above embodiment, a single oscillator 61 is used as an example. However, a plurality of oscillators may be used and the carrier wave may be output by appropriately switching the oscillators. In the above-described embodiment, the load connection circuit 74 is provided in the power receiving circuit unit 7, but the power supply connection circuit 74 may be omitted. It is also assumed that the second control means 75 grasps the control content by the number of times of supply of the control signal carrier wave outputted at a predetermined cycle. However, the present invention is not limited to this. For example, the control content may be grasped from the voltage fluctuation value or the amplitude modulation time . On the other hand, by changing the current value measured by the ammeter 64 of the power supply circuit unit 6 due to the load fluctuation by the load connection circuit 74, it is changed into the feedback control signal from the receiving circuit unit 7 However, the present invention is not limited to this. For example, the control content can be grasped from the voltage variation value.

PS ... 비접촉 방식의 급전 시스템
5 ... 커패시터
5a, 5b ... 한 쌍의 전극
6 ... 급전 회로 유닛
61 ... 발진기
62 ... 변조기
63 ... 제 1 제어 수단
64 ... 전류계
7 ... 수전 회로 유닛
72 ... 정류 회로
73 ... 스위칭 회로
74 ... 부하 연결 회로
75 ... 제 2 제어 수단.PS ... Non-contact feeding system
5 ... capacitors
5a, 5b ... a pair of electrodes
6 ... power supply circuit unit
61 ... Oscillator
62 ... modulator
63 ... First control means
64 ... ammeter
7 ... receiving circuit unit
72 ... rectifying circuit
73 ... switching circuit
74 ... load connection circuit
75 ... second control means.

Claims (4)

대향 배치되는 한 쌍의 전극 간에 기계적으로 분리되고, 정전용량이 50pF ~ 300pF의 범위내의 커패시터와, 커패시터의 한 쪽 전극에 접속되는 급전 회로 유닛과, 커패시터의 다른 쪽 전극에 접속되는 수전 회로 유닛을 구비하는 비접촉 방식의 급전 시스템에 의해 반송 로봇의 로봇 핸드에 설치한 정전 척의 흡착용 전극에 비접촉으로 급전하여 기판을 흡착한 상태에서 반송하기 위한 기판 반송 방법에 있어서,
로봇 핸드의 소정 위치에 기판을 설치하는 공정과,
급전 회로 유닛의 발진기로부터 100kHz ~ 1MHz의 범위 내의 반송파를 출력하여, 급전 회로 유닛의 변조기에서 제 1 진폭으로 진폭 변조를 가해 이것을 전력 공급용 반송파로서 커패시터를 통해 공급함과 동시에, 제 1 진폭과 다른 진폭인 제 2 진폭으로 진폭 변조를 가해 이것을 제어 신호용 반송파로서 커패시터를 통해 공급하는 공정과,
수전 회로 유닛에 소정 횟수의 제어 신호용 반송파가 공급되면, 커패시터를 통해 공급되는 전력 공급용 반송파를 정류한 직류 전압을 흡착용 전극에 인가함과 동시에, 수전 회로 유닛의 부하 접속 회로를 제어해 미리 설정된 대응 관계로 간헐적으로 부하에 접속하는 공정과,
급전 회로 유닛이 부하 변동에 따른 전류값 또는 전압값의 변화를 인식하면, 반송 로봇의 이동을 허가하는 공정과,
반송 로봇이 소정의 위치까지 이동한 후, 급전 회로 유닛의 변조기에서 제 1 진폭과 다른 진폭의 제 2 진폭으로 진폭 변조를 가해 이것을 제어 신호용 반송파로서 커패시터를 통해 공급하고 수전 회로 유닛에 상기 소정 횟수의 제어 신호용 반송파와는 다른 횟수의 제어 신호용 반송파가 공급되면, 흡착용 전극을 접지해 피흡착 기판의 정전 흡착을 해제하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 방법.A power supply circuit unit mechanically separated between a pair of oppositely disposed electrodes and having a capacitance within a range of 50 pF to 300 pF, a power supply circuit unit connected to one electrode of the capacitor, and a power receiving circuit unit connected to the other electrode of the capacitor A substrate transporting method for transporting a substrate in a state of being attracted by a non-contact feeding to an adsorption electrode of an electrostatic chuck provided on a robot hand of a carrier robot by a non-contact type power supply system provided,
A step of installing a substrate at a predetermined position of the robot hand,
A carrier wave within a range of 100 kHz to 1 MHz is output from the oscillator of the power supply circuit unit and the modulator of the power supply circuit unit applies amplitude modulation with a first amplitude and supplies it through a capacitor as a power supply carrier wave, , And supplying the amplified signal as a control signal carrier through a capacitor;
When a predetermined number of control signal carrier waves are supplied to the power receiving circuit unit, a DC voltage rectified by the power supply carrier wave supplied through the capacitor is applied to the electrode for attraction and the load connection circuit of the power receiving circuit unit is controlled Intermittently connecting to a load in a corresponding relationship;
When the power supply circuit unit recognizes a change in the current value or the voltage value due to the load variation, permitting movement of the carrier robot,
After the carrier robot has moved to a predetermined position, the modulator of the power supply circuit unit applies amplitude modulation to the second amplitude of the amplitude different from the first amplitude through the capacitor as the control signal carrier wave, And a step of grounding the adsorption electrode to release electrostatic attraction of the adsorbed substrate when a carrier wave for the control signal is supplied a number of times different from the carrier wave for the control signal. 청구항 1에 있어서,
상기 수전 회로 유닛이 복수의 스위칭 트랜지스터를 가지는 브리지 회로로 구성되는 스위칭 회로를 구비하여, 상기 수전 회로 유닛에 소정 횟수의 제어 신호용 반송파가 공급되었을 때, 이 스위칭 회로에 의해 상기 직류 전압을 흡착용 전극에 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 방법.The method according to claim 1,
Wherein the receiving circuit unit includes a switching circuit including a bridge circuit having a plurality of switching transistors so that when a predetermined number of control signal carrier waves are supplied to the receiving circuit unit, To the substrate holder. 청구항 2에 있어서,
상기 스위칭 회로가 상기 부하 접속 회로를 겸용하고, 상기 스위칭 회로의 각 스위칭 트랜지스터의 스위칭에 의해 상기 급전 회로 유닛이 부하 변동을 인식하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 방법. The method of claim 2,
Wherein the switching circuit also serves as the load connection circuit and the power supply circuit unit recognizes a load variation by switching each switching transistor of the switching circuit. 삭제delete
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