KR20230104686A - Carrier transport system, magnetic stabilization unit, carrier, and method for contactless transport of a carrier - Google Patents
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Abstract
트랙(track) 조립체를 따라 캐리어(carrier)(10)를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템(100)이 설명된다. 캐리어 수송 시스템은 캐리어의 중량력에 대항하는 캐리어 부상력(FL)을 발생시키기 위한 수동 자석 배열체(120); 및 캐리어(10)를 캐리어 수송 공간(102)에서 미리 결정된 수직 포지션(position)에 유지하기 위해 상향 방향 및 하향 방향으로 선택적으로 캐리어(10)에 자기 안정화력(FS)을 가하도록 구성된 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛(140)을 포함한다. 또한, 캐리어 수송 시스템을 위한 양방향 자기 안정화 유닛(140)뿐만 아니라, 캐리어 수송 시스템으로 비접촉식으로 수송되도록 구성된 캐리어(10)가 설명된다.A carrier transport system (100) for contactless transport of a carrier (10) along a track assembly is described. The carrier transport system includes a passive magnet arrangement 120 for generating a carrier levitation force F L to counteract the weight force of the carrier; and an active control configured to selectively apply a magnetic stabilizing force F S to the carrier 10 in an upward direction and a downward direction to maintain the carrier 10 in a predetermined vertical position in the carrier transport space 102. A bi-directional magnetic stabilization unit 140 is included. Also described is a carrier 10 configured to be transported contactlessly with the carrier transport system, as well as a bi-directional magnetic stabilization unit 140 for the carrier transport system.
Description
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 자기 부상 시스템에 의해 캐리어들, 특히 대면적 기판들을 운반하기 위해 사용되는 캐리어들의 수송을 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은 기판 프로세싱(processing) 장치, 예를 들어 진공 증착 시스템에서 수직 배향 캐리어들의 비접촉식 수송을 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은 캐리어 수송 시스템들, 자기 안정화 유닛들, 캐리어들, 및 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 방법들에 관한 것이다.[0001] Embodiments of the present disclosure relate to apparatuses and methods for transport of carriers by a magnetic levitation system, particularly carriers used to transport large area substrates. More specifically, embodiments of the present disclosure relate to devices and methods for contactless transport of vertically oriented carriers in a substrate processing apparatus, eg, a vacuum deposition system. In particular, embodiments of the present disclosure relate to carrier transport systems, self-stabilizing units, carriers, and methods for contactless transport of carriers.
[0002] 기판 상에 층을 증착하는 기술들에는 예를 들어 스퍼터(sputter) 증착, 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 및 열 증착이 포함된다. 코팅된 기판들은 여러 애플리케이션(application)들 및 여러 기술 분야들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 코팅 기판들은 디스플레이 디바이스(display device)들의 분야에서 사용될 수 있다. 디스플레이 디바이스들은 정보를 디스플레이하기 위한 텔레비전 화면들, 컴퓨터 모니터(monitor)들, 휴대폰들, 다른 핸드헬드(hand-held) 디바이스들 등의 제조에 사용될 수 있다. 전형적으로, 디스플레이들은 기판에 상이한 재료들의 층들의 스택(stack)을 코팅함으로써 생산된다.[0002] Techniques for depositing a layer on a substrate include, for example, sputter deposition, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and thermal evaporation. Coated substrates can be used in many applications and fields of technology. For example, coated substrates can be used in the field of display devices. Display devices may be used in the manufacture of television screens, computer monitors, cell phones, other hand-held devices, and the like for displaying information. Typically, displays are produced by coating a substrate with a stack of layers of different materials.
[0003] 기판들은 전형적으로 복수의 증착 소스(source)들 및 다른 기판 프로세싱 장치들을 갖는 진공 증착 시스템에서 코팅된다. 기판들은 전형적으로 트랙(track) 조립체를 따라, 예를 들어 제1 증착 모듈(module)로부터 제2 증착 모듈 및/또는 다른 기판 프로세싱 장치들로 진공 증착 시스템을 통해 수송된다. 기판들은 본질적으로 수직 배향으로 진공 시스템을 통해 수송될 수 있다.[0003] Substrates are typically coated in a vacuum deposition system with a plurality of deposition sources and other substrate processing devices. Substrates are typically transported through a vacuum deposition system along a track assembly, eg, from a first deposition module to a second deposition module and/or other substrate processing devices. Substrates may be transported through the vacuum system in an essentially vertical orientation.
[0004] 기판은 전형적으로 캐리어, 즉, 기판을 운반하기 위한 운반 디바이스에 의해 운반된다. 캐리어는 전형적으로 캐리어 수송 시스템, 예를 들어 캐리어의 중량이 적어도 부분적으로 자력들에 의해 유지되는 자기 부상 시스템을 사용하여 진공 증착 시스템을 통해 수송된다. 자기 부상 시스템은, 수송 방향으로 연장되고 캐리어에 대한 수송 경로를 정의하는 트랙 조립체를 따라 기판을 운반하는 캐리어를 이송하도록 구성될 수 있다.[0004] The substrate is typically transported by a carrier, ie a transport device for transporting the substrate. A carrier is typically transported through a vacuum deposition system using a carrier transport system, for example a magnetic levitation system where the carrier's weight is held at least in part by magnetic forces. The magnetic levitation system may be configured to transport a carrier carrying a substrate along a track assembly extending in the transport direction and defining a transport path for the carrier.
[0005] 진공 시스템을 통해 캐리어들을 정확하고 원활하게 수송하는 것은, 특히 수송 중에 캐리어들이 수직으로 배향되는 경우 어려울 것이다. 롤러(roller)들로 캐리어들을 지지하고 및/또는 이동시키는 것은 가능하다. 그러나, 이동하는 부품들 사이의 마찰로 인한 입자 발생은 제조 프로세스의 악화를 초래할 수 있다. 자기 부상 시스템으로 캐리어들을 수송하면 이동하는 부품들 사이의 기계적 접촉이 감소되기 때문에 입자 발생을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 자기 부상 시스템에는 캐리어 부상력(carrier levitation force), 즉, 캐리어의 중량을 유지하기 위해 수직 방향으로 캐리어에 작용하는 자력을 발생시키는 자기 부상 유닛들이 포함될 수 있다.[0005] Accurate and smooth transport of carriers through a vacuum system will be difficult, especially if the carriers are oriented vertically during transport. It is possible to support and/or move the carriers with rollers. However, particle generation due to friction between moving parts may lead to deterioration of the manufacturing process. Transporting carriers in a magnetic levitation system can reduce particle generation because mechanical contact between moving parts is reduced. For example, a magnetic levitation system may include magnetic levitation units that generate a carrier levitation force, that is, a magnetic force acting on the carrier in a vertical direction to maintain the weight of the carrier.
[0006] 자기 부상 시스템의 자기 부상 유닛들은 능동적으로 제어될 수 있다. 다른 말로 하면, 자기 부상 유닛들에 의해 발생된 상향 지향 부상력은 측정된 갭(gap) 폭에 기초하여 능동적으로 제어되어, 캐리어와 능동적으로 제어된 자기 부상 유닛들 사이의 미리 결정된 거리를 지속적으로 보장할 수 있다. 그러나, 능동 제어 자기 부상 유닛들은 전형적으로 비싸고 복잡하며, 큰 자기 부상력들을 발생시키기 위해 사용되는 대형 전자석들의 충분한 냉각을 제공하기 위해 상당한 노력들이 필요할 수 있다. 또한, 프로세싱 동안 캐리어의 열 유도 팽창 또는 수축으로 인해 캐리어의 안정적인 포지션(position) 제어가 어려울 수 있다.[0006] The magnetic levitation units of the magnetic levitation system can be actively controlled. In other words, the upwardly directed levitation force generated by the magnetic levitation units is actively controlled based on the measured gap width to continuously maintain a predetermined distance between the carrier and the actively controlled maglev units. can be guaranteed However, actively controlled magnetic levitation units are typically expensive and complex, and significant efforts may be required to provide sufficient cooling of the large electromagnets used to generate large magnetic levitation forces. In addition, stable position control of the carrier may be difficult due to thermally induced expansion or contraction of the carrier during processing.
[0007] 위와 같은 점에 비추어 볼 때, 적어도 종래 기술의 일부 문제점들을 극복한, 캐리어들을 부상시켜 수송하는 개선된 캐리어 수송 시스템 그리고 진공 시스템에서 비접촉식으로 캐리어들을 수송하는 개선된 방법들을 제공하는 것이 유익할 것이다. 구체적으로는, 노력들을 감소시키고 신뢰성을 개선시키면서 비접촉식 캐리어 수송을 허용하는 캐리어 수송 시스템을 제공하는 것이 유익할 것이다.[0007] In view of the foregoing, it would be advantageous to provide an improved carrier transport system for transporting carriers by levitation, and improved methods for transporting carriers in a contactless manner in a vacuum system, which overcome at least some of the problems of the prior art. Specifically, it would be beneficial to provide a carrier transport system that allows contactless carrier transport while reducing efforts and improving reliability.
[0008] 위의 내용과 관련하여, 독립 청구항들에 따른, 진공 챔버(chamber) 내의 트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템들, 캐리어 수송 시스템을 위한 자기 안정화 유닛들, 캐리어 수송 시스템에 의해 수송되는 캐리어들, 및 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 방법들이 제공된다. 추가의 양태들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부된 도면들로부터 명백하다.[0008] With respect to the above, carrier transport systems for contactless transport of a carrier along a track assembly in a vacuum chamber according to the independent claims, magnetic stabilizing units for a carrier transport system, by means of a carrier transport system Transported carriers and methods for contactless transport of carriers are provided. Additional aspects, advantages and features are apparent from the dependent claims, detailed description and accompanying drawings.
[0009] 일 양태에 따르면, 트랙 조립체를 따라 수송 방향으로 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템이 제공된다. 캐리어 수송 시스템은 캐리어의 중량력(weight force)에 대항하는 캐리어 부상력을 발생시키기 위한 수동 자석 배열체; 및 캐리어를 캐리어 수송 공간에서 미리 결정된 수직 포지션에 유지하기 위해 상향 방향 및 하향 방향으로 선택적으로 캐리어에 자기 안정화력(magnetic stabilization force)을 가하도록 구성된 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛을 포함한다.[0009] According to one aspect, a carrier transport system is provided for contactless transport of a carrier along a track assembly in a transport direction. The carrier transport system includes a passive magnet arrangement for generating a carrier levitation force counteracting the weight force of the carrier; and an actively controlled bi-directional magnetic stabilization unit configured to selectively apply a magnetic stabilization force to the carrier in an upward direction and a downward direction to maintain the carrier in a predetermined vertical position in the carrier transport space.
[0010] 일부 실시예들에서, 자기 안정화 유닛은 제1 수직 좌표에 배열되고, 수동 자석 배열체의 제1 영구 자기 부상 유닛은 예를 들어, 제1 수직 좌표로부터 1 m 이상의 거리를 갖는, 제1 수직 좌표와 상이한 제2 수직 좌표에 배열된다.[0010] In some embodiments, the magnetic stabilization unit is arranged at a first vertical coordinate, and the first permanent magnetic levitation unit of the passive magnet arrangement has a distance of at least 1 m from the first vertical coordinate, for example. Arranged at a second vertical coordinate different from
[0011] 일 양태에 따르면, 캐리어 수송 시스템을 위한 자기 안정화 유닛이 제공되며, 특히 본 명세서에 설명된 바와 같은 캐리어 수송 시스템을 위한 자기 안정화 유닛이 제공된다. 자기 안정화 유닛은, 적어도 하나의 전자석의 2 개의 극들 사이의 안내 공간에 배열된 캐리어의 제1 자기 유닛에 작용하기 위한 적어도 하나의 전자석; 안내 공간의 상부 및 하부 영역에서 반대 방향들을 갖는 자기장을 발생시키는 영구 자석들의 세트; 갭 센서; 및 갭 센서의 신호에 기초하여 적어도 하나의 전자석을 제어하도록 구성되는 제어기를 포함한다. 자기 안정화 유닛은 캐리어를 캐리어 수송 공간에서 미리 결정된 수직 포지션에 유지하기 위해 캐리어에 상향 방향 및 하향 방향으로 선택적으로 자기 안정화력을 가하도록 구성되고 능동적으로 제어된다.[0011] According to one aspect, a self-stabilizing unit for a carrier transport system is provided, in particular a self-stabilizing unit for a carrier transport system as described herein. The magnetic stabilization unit includes at least one electromagnet for acting on a first magnetic unit of a carrier arranged in a guiding space between two poles of the at least one electromagnet; a set of permanent magnets generating a magnetic field having opposite directions in the upper and lower regions of the guidance space; gap sensor; and a controller configured to control the at least one electromagnet based on a signal from the gap sensor. The self-stabilizing unit is configured and actively controlled to selectively apply a self-stabilizing force in an upward direction and a downward direction to the carrier to maintain the carrier in a predetermined vertical position in the carrier transport space.
[0012] 일 양태에 따르면, 캐리어 수송 시스템에 의해 수송되는 캐리어, 특히 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템들 중 임의의 시스템에 의해 수송되는 캐리어가 설명된다. 캐리어는 본질적으로 수직 배향으로 캐리어에서 수송될 물체(object)를 운반하기 위한 유지 섹션(holding section); 제1 수직 좌표에서 캐리어로부터 측방향으로 돌출되고, 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제1 자기 유닛; 및 제2 수직 좌표에서 캐리어에 배열되고, 캐리어 부상력을 발생시키는 제1 영구 자기 부상 유닛과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제2 자기 유닛을 포함한다. 수송될 물체는 예를 들어 기판 또는 마스크(mask)일 수 있다.[0012] According to one aspect, a carrier transported by a carrier transport system, in particular a carrier transported by any of the carrier transport systems described herein, is described. The carrier includes a holding section for carrying objects to be transported in the carrier in an essentially vertical orientation; a first magnetic unit projecting laterally from the carrier at a first vertical coordinate and configured to magnetically interact with the actively controlled bidirectional magnetic stabilization unit; and a second magnetic unit arranged on the carrier at a second vertical coordinate and configured to magnetically interact with the first permanent magnetic levitation unit generating a carrier levitation force. The object to be transported can be, for example, a substrate or a mask.
[0013] 캐리어는 선택적으로, 제3 수직 좌표에서 캐리어에 배열되고, 트랙 조립체를 따라 캐리어를 수송 방향으로 이동시키도록 구성된 구동 유닛과 상호작용하도록 구성된 제3 자기 유닛; 및 캐리어에서 제4 수직 좌표에 배열되고, 캐리어 부상력을 발생시키는 제2 영구 자기 부상 유닛과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제4 자기 유닛 중 임의의 유닛을 더 포함할 수 있다.[0013] The carrier optionally comprises a third magnetic unit arranged on the carrier at a third vertical coordinate and configured to interact with a drive unit configured to move the carrier along the track assembly in a transport direction; and a fourth magnetic unit arranged at a fourth vertical coordinate in the carrier and configured to magnetically interact with the second permanent magnetic levitation unit generating the carrier levitation force.
[0014] 일 양태에 따르면, 진공 챔버 내의 기판 상에 재료를 증착하기 위한 진공 증착 시스템이 제공된다. 진공 증착 시스템은 진공 챔버; 본 명세서에 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 캐리어 수송 시스템; 및 진공 챔버에 배열된 증착 소스를 포함한다. 선택적으로, 본 명세서에 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 캐리어는 또한 진공 증착 시스템의 일부일 수도 있다.[0014] According to one aspect, a vacuum deposition system for depositing a material on a substrate in a vacuum chamber is provided. The vacuum deposition system includes a vacuum chamber; a carrier transport system according to any of the embodiments described herein; and a deposition source arranged in the vacuum chamber. Optionally, a carrier according to any of the embodiments described herein may also be part of a vacuum deposition system.
[0015] 일 양태에 따르면, 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은, 제2 수직 좌표에 배열된 제1 영구 자기 부상 유닛을 포함할 수 있는 수동 자석 배열체로 캐리어의 중량력에 대항하는 캐리어 부상력을 발생시키는 단계; 제1 수직 좌표에 배열된 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛으로 캐리어에 상향 방향 및 하향 방향으로 선택적으로 자기 안정화력을 가함으로써 캐리어 수송 공간에서 캐리어의 미리 결정된 수직 포지셔닝(positioning)을 안정화하는 단계; 및 제3 수직 좌표에 배열된 구동 유닛으로 캐리어를 수송 방향으로 이동시키는 단계를 포함한다.[0015] According to one aspect, a method for contactless transport of a carrier is provided. The method includes generating a carrier levitation force opposing the gravitational force of the carrier with a passive magnet arrangement, which may include a first permanent magnetic levitation unit arranged at a second vertical coordinate; stabilizing a predetermined vertical positioning of the carrier in the carrier transport space by selectively applying magnetic stabilization forces to the carrier in upward and downward directions with an actively controlled bi-directional self-stabilizing unit arranged at a first vertical coordinate; and moving the carrier in the transport direction with the drive unit arranged at the third vertical coordinate.
[0016] 실시예들은 또한 개시된 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이며, 설명된 각각의 방법 양태를 수행하기 위한 장치 부품들을 포함한다. 이러한 방법 양태들은 하드웨어 컴포넌트(component)들, 적절한 소프트웨어(software)에 의해 프로그래밍(program)된 컴퓨터, 이 둘의 임의의 조합에 의해 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 본 개시내용에 따른 실시예들은 또한 설명된 장치를 작동하는 방법들 및 본 명세서에 설명된 장치들 및 디바이스들을 제조하는 방법에 관한 것이다. 설명된 장치를 작동하는 방법들은 장치의 모든 기능을 수행하기 위한 방법 양태들을 포함한다.[0016] Embodiments also relate to devices for performing the disclosed methods, including device components for performing each method aspect described. These method aspects may be performed by hardware components, a computer programmed with suitable software, any combination of the two, or in any other manner. In addition, embodiments in accordance with the present disclosure also relate to methods of operating the described apparatus and methods of manufacturing the apparatuses and devices described herein. Methods of operating the device described include method aspects for performing all functions of the device.
[0017]
본 개시내용의 위에 인용된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있다. 첨부된 도면들은 본 개시내용의 실시예들과 관련되며, 이하에서 설명한다:
[0018]
도 1은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 캐리어 수송 시스템 및 캐리어의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0019]
도 2는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 캐리어 수송 시스템 및 캐리어의 개략적인 측면도를 도시한다.
[0020]
도 3은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 자기 안정화 유닛의 개략적인 사시도를 도시한다.
[0021]
도 4는 도 3의 자기 안정화 유닛의 평면도를 도시한다.
[0022]
도 5a는 제1 제어 상태(I)에서 도 3의 자기 안정화 유닛의 측면도를 도시한다.
[0023]
도 5b는 제2 제어 상태(Ⅱ)에서 도 3의 자기 안정화 유닛의 측면도를 도시한다.
[0024]
도 6은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 캐리어를 수송 방향으로 비접촉식으로 수송하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.[0017] A more detailed description of the present disclosure briefly summarized above may be made with reference to embodiments so that the above-cited features of the present disclosure may be understood in detail. The accompanying drawings relate to embodiments of the present disclosure and are described below:
[0018] FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a carrier transport system and carrier according to embodiments described herein.
[0019] FIG. 2 shows a schematic side view of a carrier transport system and carrier according to embodiments described herein.
[0020] Figure 3 shows a schematic perspective view of a self stabilizing unit according to embodiments described herein.
[0021] FIG. 4 shows a plan view of the magnetic stabilization unit of FIG. 3;
[0022] FIG. 5A shows a side view of the magnetic stabilization unit of FIG. 3 in a first controlled state (I).
[0023] FIG. 5B shows a side view of the magnetic stabilization unit of FIG. 3 in a second controlled state (II).
[0024] Figure 6 shows a flow diagram of a method for contactless transporting a carrier in a transport direction according to embodiments described herein.
[0025] 이제 본 개시내용의 다양한 실시예들을 상세히 참조할 것이며, 그 중 하나 이상의 예들이 도면들에 예시되어 있다. 도면들에 대한 다음 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 개별 실시예들에 대한 차이점들만이 설명된다. 각각의 예는 본 개시내용을 설명하기 위해 제공되며, 본 개시내용의 제한으로 의미되지 않는다. 또한, 하나의 실시예의 일부로서 예시되거나 또는 설명된 특징들은 또 다른 실시예를 생성하기 위해 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 본 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.[0025] Reference will now be made in detail to various embodiments of the present disclosure, examples of one or more of which are illustrated in the drawings. Within the following description of the drawings, like reference numbers refer to like components. Only differences for individual embodiments are described. Each example is provided by way of explanation of the present disclosure and is not meant to be limiting of the present disclosure. Also, features illustrated or described as part of one embodiment may be used on or in conjunction with other embodiments to yield a still further embodiment. This description is intended to cover such modifications and variations.
[0026] 캐리어 수송 시스템은 진공 환경, 특히 진공 챔버 또는 서로 옆에 배열된 복수의 진공 챔버들을 포함하는 진공 시스템에서 캐리어를 수송하기 위해 구성된다. 캐리어 수송 시스템은 하나, 2 개 또는 그 초과의 수송 경로들을 제공할 수 있으며, 캐리어는 트랙 조립체를 따라 수송 방향(T)으로 하나 이상의 수송 경로들을 따라 이동되거나 또는 이송될 수 있다.[0026] The carrier transport system is configured for transporting a carrier in a vacuum environment, in particular a vacuum system comprising a vacuum chamber or a plurality of vacuum chambers arranged next to each other. A carrier transport system may provide one, two or more transport routes, and a carrier may be moved or transported along one or more transport pathways in transport direction T along a track assembly.
[0027] 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템은 진공 프로세싱 시스템, 특히 캐리어에 의해 운반되는 기판 상에 재료를 증착하도록 구성된 진공 증착 시스템의 일부일 수 있다. 캐리어 수송 시스템은 트랙 어레이(array)를 따라 캐리어를 5 m 이상 또는 10 m 이상의 거리만큼 이동시키도록 구성될 수 있다.[0027] The carrier transport system described herein may be part of a vacuum processing system, particularly a vacuum deposition system configured to deposit material onto a substrate carried by a carrier. Carrier transport systems may be configured to move carriers along a track array for distances greater than 5 m or greater than 10 m.
[0028]
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "수송 방향(T)"은 캐리어 수송 시스템에 의해 캐리어가 수송될 수 있는 방향이다. 수송 방향(T)으로 연장되는 트랙 조립체(105)가 제공될 수 있고, 캐리어는 캐리어 수송 시스템(100)에 의해 트랙 조립체(105)를 따라 수송될 수 있다. 수송 방향(T)은 전형적으로 수평 방향 또는 본질적으로 수평 방향(수평 방향 +/-10 °)이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "수직 방향(V)"은 중력 방향에 대응되는데, 즉, 캐리어의 중량력은 수직 방향으로 하향으로 지향된다. 캐리어가 비접촉식으로 부유 상태로 유지될 수 있도록 캐리어의 중량력에 대항하기 위해, 자기 부상 유닛은 수직 방향(V)으로 상향으로 지향되는 캐리어 부상력(FL)을 캐리어에 가하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "측 방향(L)"은 수송 방향(T)에 횡 방향이고, 수직 방향(V)에 횡 방향이다. 측 방향(L)은 전형적으로 수송 방향(T)에 본질적으로 수직인 수평 방향이다.[0028] As used herein, a "direction of transport (T)" is a direction in which a carrier may be transported by a carrier transport system. A
[0029] 일부 실시예들에서, 캐리어는 수송 중에 본질적으로 수직 배향을 가질 수 있다. 다른 말로 하면, 캐리어 및 캐리어에 의해 운반되는 기판의 배향은 수송 중에 실질적으로 수직일 수 있다(수직 +/- 10 °). 기판은 대면적 기판, 특히, 예를 들어 디스플레이 제조를 위한 대면적 유리 기판일 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 반도체 기판, 예를 들어 웨이퍼(wafer)일 수 있고, 진공 시스템은 반도체 프로세싱 시스템일 수 있다.[0029] In some embodiments, the carrier may have an essentially vertical orientation during transport. In other words, the orientation of the carrier and the substrate carried by the carrier may be substantially vertical during transport (vertical +/- 10°). The substrate may be a large-area substrate, in particular a large-area glass substrate, for example for display manufacture. In some embodiments, the substrate may be a semiconductor substrate, for example a wafer, and the vacuum system may be a semiconductor processing system.
[0030]
"캐리어 수송 공간(102)"은, 캐리어가 캐리어 수송 시스템(100)에 의해 비접촉식으로 유지되고 캐리어가 캐리어 수송 시스템에 의해 비접촉식으로 수송되는 공간으로 이해될 수 있다. 캐리어 수송 시스템의 자석들은 캐리어 수송 공간(102)에서 캐리어를 비접촉식으로 유지하는, 즉, 캐리어가 캐리어 수송 공간(102)으로부터 이탈하지 않도록 캐리어에 자력들을 가할 수 있다.[0030]
The “
[0031]
도 1은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 트랙 조립체를 따라 캐리어(10)를 수송 방향(T)으로 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템(100)의 개략적인 단면도이다. 캐리어(10)는 캐리어(10)의 유지 섹션에서 기판(11), 예를 들어 표면적이 1 ㎡ 이상인 대면적 기판을 운반할 수 있다. 대안적으로, 캐리어는 유지 섹션에서 수송될 다른 물체, 예를 들어 마스크를 운반할 수 있다. 유지 섹션은 유지 기구, 예를 들어, 유지 섹션에서 물체를 유지하기 위한 기계적, 정전기적 또는 자기 척킹(chucking) 디바이스를 포함할 수 있다. 구체적으로, 수직 방향(V)과 기판 또는 다른 물체의 주 표면 사이에 둘러싸인 각도는 캐리어 수송 중에 10 ° 이하일 수 있다.[0031]
1 is a schematic cross-sectional view of a
[0032]
캐리어 수송 시스템(100)은 캐리어 수송 공간(102) 내의 트랙 조립체(105)에 대해 캐리어가 부유 상태로 유지될 수 있도록, 캐리어(10)의 중량력에 대항하는 캐리어 부상력(FL)을 발생시키기 위한 수동 자석 배열체(120)를 포함한다. "수동" 자석 배열체는 능동적으로 제어되지 않는 캐리어 부상력의 발생을 위한 수동 자석들을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 수동 자석 배열체(120)는 캐리어 부상력(FL)을 발생시키기 위한 영구 자기 부상 유닛 및/또는 현재 캐리어 포지션에 따라 강도가 제어되지 않는 자기장을 발생시키는 전자석 또는 전자 영구 자석을 포함할 수 있다. 따라서, "수동 자석 배열체"는, 캐리어와 트랙 조립체 사이의 갭 폭과 같은 입력 파라미터(parameter)에 따라 변하는 자기장을 발생시키는 "능동 제어 자석 배열체"와는 상이하다.[0032] The
[0033]
일부 실시예들에서, 캐리어 부상력(FL)은 캐리어(10)에 가해지는 자기 인력으로서, 캐리어를 수동 자석 배열체(120)를 향해 상향으로 끌어당긴다. 구체적으로, 수동 자석 배열체(120)는 캐리어를 상향으로 끌어당기기 위해 캐리어에 인력을 가하도록 구성된 부상 자석들, 예를 들어 영구 자석들을 포함한다. 예를 들어, 수동 자석 배열체의 부상 자석들은 도 1에 개략적으로 묘사된 바와 같이, 예를 들어 캐리어를 부상 자석들 쪽으로 상향으로 끌어당기기 위해, 캐리어 수송 공간(102) 위에 배열될 수 있다.[0033] In some embodiments, the carrier levitation force F L is a magnetic attraction applied to the
[0034]
일부 구현들에서, 수동 자석 배열체(120)는 또한 캐리어를 측 방향(L)으로 안정화시킬 수 있다. 다른 말로 하면, 수동 자석 배열체에 의해 캐리어에 가해지는 자력들은 캐리어가 의도치 않게 캐리어 수송 공간(102)을 측 방향(L)으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 캐리어는 수동 자석 배열체(120)에 의해 자기적으로 끌리므로, 측방향으로 이탈하도록 시도하지 않는다. 다른 유형들의 수동 자석 배열체들(120)이 가능하다. 선택적으로, 캐리어를 측 방향(L)으로 안정화시키기 위한 자기 안정화 유닛이 추가적으로 제공될 수 있으며, 이는 능동적이거나 또는 수동적일 수 있다.[0034]
In some implementations, the
[0035]
캐리어 수송 시스템(100)은 캐리어(10)를 캐리어 수송 공간(102) 내의 미리 결정된 수직 포지션에 유지하기 위해 캐리어(10)에 상향 방향 및 하향 방향으로 자기 안정화력(FS)을 가하도록 구성된 능동 제어 자기 안정화 유닛(140)을 더 포함한다. 자기 안정화 유닛은 캐리어에 대해 상향 지향 안정화력 및 하향 지향 안정화력을 가할 수 있으므로, 자기 안정화 유닛을 본 명세서에서는 "양방향성"이라고도 한다. 구체적으로, 현재 캐리어 포지션이 너무 낮은 것으로 결정되면, 자기 안정화 유닛(140)은 상향 방향으로 작용하여 캐리어를 상향으로 끌어당기는 자기 안정화력을 생성할 수 있고, 현재 캐리어 포지션이 너무 높은 것으로 결정되면, 자기 안정화 유닛(140)은 하향 방향으로 작용하여 캐리어를 하향으로 끌어당기는 자기 안정화력을 생성하여, 예를 들어 캐리어의 미리 결정된 수직 포지셔닝을 유지할 수 있다.[0035] The
[0036]
언쇼(Earnshaw) 정리의 결과로서, 캐리어는 일정한 자기장들을 발생시키는 수동 자기 유닛들만으로는 부유 상태로 비접촉식으로 유지될 수 없다. 예를 들어, 자기 안정화 유닛 또는 다른 안정화력에 의해 가해지는 능동 제어가 없다면, 캐리어는 위로부터 캐리어에 인력을 가하는 수동 부상 유닛을 향해 이동하여 부딪히거나, 또는 캐리어는 아래로부터 캐리어에 반발력을 가하는 수동 부상 유닛으로부터 측방향으로 이탈할 것이다. 본 명세서에 설명된 실시예들에 따르면, 캐리어는 캐리어와 수동 자석 배열체 사이에 미리 결정된 거리를 보장하는 능동 제어 자기 안정화 유닛에 의해 캐리어 수송 공간에서 연속적으로 비접촉식으로 유지될 수 있다. 다른 말로 하면, 자기 안정화 유닛(140)에 의해 캐리어에 가해지는 자기 안정화력으로 인해 캐리어는 수동 자석 배열체로부터 미리 결정된 수직 거리에서 안정화될 수 있다.[0036]
As a result of Earnshaw's theorem, a carrier cannot be held contactless in afloat with only passive magnetic units generating constant magnetic fields. For example, in the absence of active control exerted by a self-stabilizing unit or other stabilizing force, the carrier may move towards and collide with a passive flotation unit that exerts an attractive force on the carrier from above, or the carrier may exert a repulsive force on the carrier from below. It will disengage laterally from the manual flotation unit. According to the embodiments described herein, the carrier can be continuously held contactless in the carrier transport space by an actively controlled magnetic stabilization unit ensuring a predetermined distance between the carrier and the passive magnet arrangement. In other words, the magnetic stabilization force applied to the carrier by the
[0037] 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템은 다음과 같은 이유들로 인해 다른 자기 부상 시스템들과 비교할 때 유리하다: [0037] The carrier transport system described herein is advantageous compared to other magnetic levitation systems for the following reasons:
[0038] 캐리어 부상력(FL)을 발생시키기 위해 수동 자석 배열체에 의존하는 다른 자기 부상 시스템들은, 캐리어가 미리 결정된 포지션에 유지될 수 있고 수동 자석 배열체에 부딪히거나 또는 수동 자석 배열체로부터 이탈하지 않도록 보장하기 위해 적어도 일시적으로 캐리어와 접촉하는 롤러들 또는 스페이서(spacer) 요소들과 같은 기계 요소들을 사용한다. 그러나, 이동하는 캐리어와 접촉하는 롤러들 또는 스페이서 요소들은 마찰력들로 인해 작은 입자들을 생성하여, 캐리어에 의해 운반되는 기판 상의 증착 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템은 능동 제어 자기 안정화 유닛에 의해 가해지는 자기 안정화력으로 인해, 완전히 비접촉식으로, 즉, 접촉 안정화 요소 없이, 캐리어를 수송할 수 있다.[0038] Other magnetic levitation systems that rely on a passive magnet arrangement to generate a carrier levitation force (F L ), wherein the carrier can be held in a predetermined position and hit or run into the passive magnet arrangement. Use mechanical elements such as rollers or spacer elements that are at least temporarily in contact with the carrier to ensure that it does not come off. However, rollers or spacer elements in contact with the moving carrier can create small particles due to frictional forces, negatively affecting the quality of the deposition on the substrate carried by the carrier. The carrier transport system described herein is capable of transporting carriers in a completely contactless manner, ie without contact stabilization elements, due to the magnetic stabilization force exerted by the actively controlled magnetic stabilization unit.
[0039] 또 다른 자기 부상 시스템들은 캐리어에 자기 부상력을 가하기 위해 능동 제어 부상 자석들에 의존한다. 캐리어의 중량력에 대항하기 위해 이러한 부상 자석들에 의해서는 강한 자력들이 발생될 필요가 있다. 이는 전형적으로 능동 제어 부상 자석들에 대해 대형 코일(coil)들 및 복잡한 냉각 시스템들이 제공된다는 것을 의미한다. 또한, 능동 제어 부상 자석들은 전형적으로 갭 폭을 일정하게 유지할 목적으로 캐리어와 부상 자석들 사이의 수직 갭을 측정하는 갭 센서로 측정된 거리 신호를 기초로 하여 캐리어 부상력의 강도를 제어한다. 그러나, 예를 들어, 캐리어가 열적으로 팽창하거나 또는 수축할 때, 갭 폭(전형적으로 수 밀리미터 이하만큼 작음)을 일정하게 유지하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 수직 배향 캐리어의 높이는 열 프로세싱 중에 상당히 증가하여, 갭 폭이 감소하여 부상 유닛들의 능동 제어에 문제들이 발생하고 및/또는 선형 모터(linear motor)의 일정한 갭 폭을 유지하는 것과 관련된 문제들이 발생할 수 있다.[0039] Still other magnetic levitation systems rely on actively controlled levitation magnets to apply a magnetic levitation force to the carrier. Strong magnetic forces need to be generated by these levitation magnets to counteract the weight force of the carrier. This typically means that large coils and complex cooling systems are provided for actively controlled floating magnets. Actively controlled levitation magnets also typically control the strength of the carrier levitation force based on a distance signal measured with a gap sensor that measures the vertical gap between the carrier and the levitation magnets for the purpose of keeping the gap width constant. However, it can be difficult to keep the gap width (typically as small as a few millimeters or less) constant, for example when the carrier thermally expands or contracts. For example, the height of the homeotropically oriented carrier increases significantly during thermal processing, causing gap width to decrease resulting in problems in active control of the floating units and/or problems associated with maintaining a constant gap width of a linear motor. may occur.
[0040] 이와 대조적으로, 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템들에서, 자기 부상 유닛들은 능동 제어 자기 안정화 유닛과 수직 거리에 별도로 제공되는 수동 유닛들이다. 따라서, 자기 안정화 유닛에 의해 생성되는 비교적 작은 자기 안정화력으로 충분하며, 이 자기 안정화력은, (상당히 큰) 캐리어 부상력은 상이한 포지션에 배열된 수동 자석 배열체에 의해 수동적으로 발생되기 때문에, 0의 힘 값 주위에서 변동할 수 있다. 따라서, 작고 컴팩트(compact)한 능동 제어 자기 안정화 유닛이 제공될 수 있으며, 냉각 노력들이 감소될 수 있다. 또한, 자기 안정화 유닛은 자기 부상 유닛으로부터 이격된 포지션에 배치될 수 있는데, 예를 들어, 열에 의해 유도된 캐리어 변형들이 역할을 하지 않거나 또는 자기 안정화력 및/또는 구동력의 제어에 부정적인 영향을 미치지 않는 포지션에 배치될 수 있다.[0040] In contrast, in the carrier transport systems described herein, the magnetic levitation units are passive units provided separately at a vertical distance from the actively controlled magnetic stabilization unit. Thus, a relatively small magnetic stabilizing force generated by the magnetic stabilizing unit is sufficient, which is zero, since the (significantly large) carrier levitation force is passively generated by the passive magnet arrangement arranged in different positions. may fluctuate around the force value of Thus, a small and compact actively controlled self-stabilizing unit can be provided, and cooling efforts can be reduced. Additionally, the magnetic stabilization unit can be placed in a position remote from the magnetic levitation unit, eg in which thermally induced carrier deformations do not play a role or negatively affect the control of the magnetic stabilization force and/or driving force. Can be placed in position.
[0041]
또 다른 자기 부상 시스템들은, 캐리어 수송 공간 주위의 상이한 포지션들에 배열되고 상이한 방향들로 안정화력들을 생성하도록 구성된 복수의 능동 안정화 유닛들에 의존한다. 이러한 자기 부상 시스템들은 복잡하고 비용이 많이 들며, 복수의 능동 안정화 유닛들을 조정하는 것이 어렵다. 이와는 대조적으로, 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템(100)의 자기 안정화 유닛(140)은 양방향성인데, 즉, 상향 및 하향 지향 안정화력을 모두 생성할 수 있고, 제1 수직 좌표에 배열된다. 따라서, 상이한 수직 좌표들(예를 들어, 캐리어 위 및 아래)에 배열된 2 개 이상의 안정화 유닛들이 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 캐리어 포지셔닝의 제어가 단순화되고, 보다 안정적이고 보다 원활한 비접촉식 캐리어 수송이 얻어질 수 있다.[0041]
Still other magnetic levitation systems rely on a plurality of active stabilization units arranged at different positions around the carrier transport space and configured to generate stabilizing forces in different directions. These magnetic levitation systems are complex and expensive, and it is difficult to coordinate multiple active stabilization units. In contrast, the self-stabilizing
[0042]
일부 실시예들에서, 수동 자석 배열체(120)는, 자기 안정화 유닛(140)이 배열된 제1 수직 좌표(V1)와 상이한 제2 수직 좌표(V2)에 배열된 제1 영구 자기 부상 유닛(121)을 포함한다. 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 캐리어에 상향 지향 캐리어 부상력을 가하도록 구성된 영구 자석들을 포함할 수 있고, 캐리어(10)는 제1 영구 자기 부상 유닛(121)에 의해 끌어당겨지는 자기 카운터(counter) 유닛(본 명세서에서 제2 자기 유닛(15)으로 지칭함), 예를 들어 강자성 트랙 또는 캐리어에 고정되는 영구 자석을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수동 자석 배열체는 캐리어에 제공된 영구 자석들에 의해 끌어당겨지는 하나 이상의 코일들 또는 강자성 자석을 포함할 수 있다.[0042]
In some embodiments, the
[0043]
제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 캐리어 수송 공간(102) 위에 배열될 수 있으며, 캐리어의 헤드(head) 부분에 배열될 수 있는 제2 자석 유닛(15)과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 영구 자기 부상 유닛(121)이 배열되는 제2 수직 좌표(V2)는, 자기 안정화 유닛(140)이 배열되는 제1 수직 좌표(V1) 위에 제공될 수 있다. 구체적으로, 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 캐리어의 헤드 부분에 제공된 제2 자기 유닛(15)과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있고, 자기 안정화 유닛(140)은 캐리어의 최하부 부분에 제공된 제1 자기 유닛(14)과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어의 제1 자기 유닛(14)은, 캐리어의 측면에 제공될 수 있고 캐리어로부터 자기 안정화 유닛을 향해 돌출될 수 있는 강자성 요소, 예를 들어 강자성 트랙일 수 있다.[0043]
The first permanent
[0044]
일부 구현들에서, 제1 수직 좌표(V1)와 제2 수직 좌표(V2) 사이의 거리(D1)는 1 m 이상, 특히 2 m 이상, 더 특히 3 m 이상, 또는 심지어 4 m 이상일 수 있다. 예를 들어, 수직 배향된 캐리어를 수송하도록 구성된 캐리어 수송 시스템에서, 수동 자석 배열체(120)는 트랙 조립체(105)의 최상부 레일(rail)(106)에 제공될 수 있고, 자기 안정화 유닛(140)은 트랙 조립체(105)의 최하부 레일에 제공될 수 있다. 자기 안정화 유닛(140)이 배열되는 최하부 레일에 대한 수직 캐리어 포지셔닝을 정확하게 제어하는 것으로 충분할 수 있고, 반면 (수동 자기 유닛들만이 제공될 수 있는) 최상부 레일에 대한 덜 정확한 캐리어 포지셔닝이 허용될 수 있다. 따라서, 캐리어의 헤드 부분의 수직 이동으로 이어질 수 있는 열에 의해 유도된 캐리어 변형은 자기 안정화력의 제어에 부정적인 영향을 미치지 않으며, 선형 모터에 의한 캐리어 수송을 손상시키지 않는다.[0044]
In some implementations, the distance D1 between the first vertical coordinate V1 and the second vertical coordinate V2 may be 1 m or more, particularly 2 m or more, more particularly 3 m or more, or even 4 m or more. For example, in a carrier transport system configured to transport vertically oriented carriers, a
[0045]
수직 배향된 캐리어의 헤드 부분은 최상부 레일(106)과 상호작용하는 기판 유지 섹션 위의 캐리어 부분으로 이해될 수 있고, 최하부 부분은 최하부 레일과 상호작용하는 기판 유지 섹션 아래의 캐리어 부분으로 이해될 수 있다. 캐리어의 헤드 부분과 최하부 부분 사이의 거리는 1 m 이상, 특히 2 m 이상, 더 특히 3 m 이상, 또는 심지어 4 m 이상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 캐리어의 헤드 부분과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있고, 자기 안정화 유닛(140)은 캐리어의 최하부 부분과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 트랙 조립체의 최상부 레일(106)에 배열될 수 있는데, 특히 캐리어 수송 공간(102) 위에 배열될 수 있고, 자기 안정화 유닛(140)은 트랙 조립체의 최하부 레일에 배열될 수 있다. 자기 안정화 유닛(140) 및 구동 유닛(150)이 제공될 수 있는 최하부 레일에 대한 캐리어 포지셔닝을 정확하게 모니터링하고 유지하는 것으로 충분할 수 있다.[0045]
The head part of a vertically oriented carrier can be understood as the part of the carrier above the substrate holding section interacting with the
[0046]
본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 수동 자석 배열체(120)는 제4 수직 좌표(V4)에 배열된 제2 영구 자기 부상 유닛(122)을 더 포함한다. 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 캐리어의 중량력의 제1 부분에 대항하도록 구성될 수 있고, 제2 영구 자기 부상 유닛(122)은 캐리어의 중량력의 제2 부분에 대항하도록 구성될 수 있다.[0046]
In some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein, the
[0047]
제1 영구 자기 부상 유닛(121)과 유사하게, 제2 영구 자기 부상 유닛(122)도 또한 캐리어에 상향 지향 수동 자기 부상력(FL)을 가하기 위한 영구 자석들 또는 전자석들을 포함할 수 있다. 도 1에서, 영구 자기 부상 유닛들의 북극들은 음영 처리된 반면, 남극들은 흰색으로 도시되어 있다. 제2 영구 자기 부상 유닛(122)의 남극은 제2 영구 자기 부상 유닛(122) 아래에 배열된 캐리어의 자기 카운터 유닛(본 명세서에서 제4 자기 유닛(17)으로 지칭됨)의 북극을 향해 지향되어 마주보고 있으므로, 캐리어에 상향 지향 부상력이 가해진다. 캐리어의 제4 자기 유닛(17)은 강자성 유닛 또는 영구 자석일 수 있다. 다른 실시예들에서, 영구 자기 부상 유닛들의 배향, 배열 또는 형상은, 캐리어에 상향 지향 부상력이 가해지는 한, 상이할 수 있다.[0047] Similar to the first permanent
[0048]
일부 실시예들에서, 제1 영구 자기 부상 유닛(121)에 의해 대항되는 캐리어의 중량력의 제1 부분은 전체 중량력의 20 % 이상, 특히 약 30 % 이상, 더 특히 40 % 이상일 수 있다. 제2 영구 자기 부상 유닛(122)에 의해 대항되는 캐리어의 중량력의 제2 부분은 전체 중량력의 50 % 이상, 특히 약 80 % 이상, 더 특히 90 % 이상일 수 있다.[0048]
In some embodiments, the first portion of the gravimetric force of the carrier countered by the first permanent
[0049]
캐리어 부상력(FL)의 개개의 부분을 발생시키는 2 개 이상의 상이한 수직 좌표들(선택적으로 측 방향(L)으로 오프셋이 있음)에 2 개 이상의 자기 부상 유닛들을 제공함으로써, 보다 원활하고 보다 안정적인 캐리어 수송이 얻어질 수 있다. 예를 들어, 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 트랙 조립체의 최상부 레일(106)에 배열될 수 있고, 캐리어의 헤드 부분과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있고, 제2 영구 자기 부상 유닛(122)은 트랙 조립체의 최하부 레일에 배열되고 캐리어의 최하부 부분과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있다. 제2 수직 좌표(V2)와 제4 수직 좌표(V4) 사이의 거리는 1 m 이상, 특히 2 m 이상, 더 특히 3 m 이상 또는 4 m 이상일 수 있다. 제1 수직 좌표(V1)와 제4 수직 좌표(V4) 사이의 거리는 30 cm 이하일 수 있다.[0049] By providing two or more magnetic levitation units at two or more different vertical coordinates (optionally offset in the lateral direction (L)) generating a respective portion of the carrier levitation force (F L ), more smoothly and more stable carrier transport can be obtained. For example, the first permanent
[0050]
제2 영구 자기 부상 유닛(122) 및 자기 안정화 유닛(140)은 모두 트랙 조립체(105)의 최하부 레일에 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 영구 자기 부상 유닛(122)은 최하부 레일의 자기 안정화 유닛(140) 아래에 배열될 수 있고, 캐리어에 배열되는 제4 자기 유닛(17)과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있다.[0050]
Both the second permanent
[0051] 제1 부분과 제2 부분의 합은 캐리어의 중량력의 100 % 이상, 특히 120 % 이상, 더 특히 약 130 %, 또는 그 초과일 수 있다. 다른 말로 하면, 제1 및 제2 영구 자기 부상 유닛들은 조합되어 캐리어의 전체 중량을 운반할 수 있다(또는 더 강한 힘을 발생시킬 수 있음).[0051] The sum of the first portion and the second portion may be greater than 100%, particularly greater than 120%, more particularly about 130%, or more of the gravimetric force of the carrier. In other words, the first and second permanent magnetic levitation units in combination can carry the entire weight of the carrier (or generate a greater force).
[0052]
캐리어의 중량력의 100 % 초과에 해당하는 캐리어 부상력에 대한 이유는 캐리어 수송 중에 캐리어에 작용하는 적어도 하나의 추가의 하향 지향 힘 성분이 더 존재하기 때문일 수 있다. 예를 들어, 캐리어 아래에 배열된 선형 모터는 전형적으로 캐리어 상의 수송 방향(T)으로 수송력(FT)을 가할 뿐만 아니라, 캐리어의 중량력의 20 % 이상에 대응될 수 있는 하향 지향 힘 성분(FC)도 추가적으로 가할 수 있다. 수동 자석 배열체(120)는 또한 캐리어를 하향으로 당기는 후자의 힘 성분에 대항할 수도 있다.[0052] The reason for the carrier levitation force, which is greater than 100% of the carrier's gravimetric force, may be that there is additionally at least one additional downward force component acting on the carrier during transport of the carrier. For example, a linear motor arranged below the carrier typically not only applies a transport force F T in the transport direction T on the carrier, but also has a downward force component that can correspond to 20% or more of the carrier's gravimetric force ( F C ) can also be added additionally. The
[0053]
일부 실시예들에서, (i) 수동 자석 배열체(120)의 캐리어 부상력(FL), (ⅱ) 캐리어의 중량력 및 (ⅲ) 구동 유닛(150)에 의해 캐리어에 가해지는 하향 지향 힘 성분(FC)은 캐리어가 캐리어 수송 공간(102) 내의 미리 결정된 포지션에 정확히 배열되는 경우 캐리어 수송 중에 합계가 본질적으로 0 이 된다. 따라서, 자기 안정화 유닛(140)에 의해 캐리어에 가해지는 평균 자기 안정화력(FS)도 또한 본질적으로 0 이 될 수 있다. 예를 들어, 캐리어 상에서 자기 안정화 유닛(140)에 의해 가해지는 자기 안정화력(FS)은 제로 힘 주위에서 지속적으로 변동할 수 있다(예를 들어, 시간에 걸쳐 적분된 가해진 안정화력은 본질적으로 0 일 수 있다). 자기 안정화력은 위의 힘들 (i), (ⅱ), (ⅲ)(및/또는 캐리어에 작용하는 다른 선택적 힘들)이 합계가 본질적으로 0 이 되는 미리 결정된 수직 포지션에서 캐리어를 안정화 및 유지하기 위해서만 제공될 수 있다. 자기 안정화 유닛(140)에 의해 캐리어에 큰 자력들이 가해질 필요가 없기 때문에, 자기 안정화 유닛은 작고 컴팩트하게 유지될 수 있고, 개개의 코일들에 대한 냉각 노력들이 감소될 수 있다.[0053] In some embodiments, (i) the carrier levitation force (F L ) of the
[0054]
수동 자석 배열체(120)에 의해 발생된 캐리어 부상력(FL)은 캐리어의 중량력의 100 % 이상, 특히 120 % 이상, 더 특히 130 % 이상에 대응될 수 있다. 따라서, 전체 캐리어 부상력은 (예를 들어, 제1 및/또는 제2 영구 자기 부상 유닛들에 의해) 수동적으로 발생될 수 있고, 능동 제어 자기 안정화 유닛은 캐리어가 캐리어 수송 공간(102) 내의 트랙 조립체에 대해 미리 결정된 포지션으로부터 이탈할 수 있는 것을 방지하기 위해서만 제공될 수 있다.[0054] The carrier levitation force (F L ) generated by the
[0055]
본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 캐리어 수송 시스템(100)은 트랙 조립체(105)를 따라 캐리어를 수송 방향(T)으로 이동시키기 위한 구동 유닛(150), 특히 선형 모터를 더 포함한다. 구동 유닛(150)은 특히 캐리어의 자기 카운터파트(counterpart)(본 명세서에서 제3 자기 유닛(16)으로 지칭됨) 아래에서, 제3 수직 좌표(V3)에 배열될 수 있다. 구체적으로, 구동 유닛(150)은 캐리어 수송 공간(102) 아래에 배열될 수 있고, 캐리어의 최하부 부분, 특히 캐리어의 최하부 부분에 배열되는 제3 자기 유닛(16)과 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있다.[0055]
In some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein, the
[0056]
일부 실시예들에서, 자기 안정화 유닛(140)이 배열되는 제1 수직 좌표(V1)와, 구동 유닛(150)이 배열되는 제3 수직 좌표(V3) 사이의 거리(D2)는 30 cm 이하, 특히 20 cm 이하, 또는 심지어 10 cm 이하일 수 있다. 특히, 자기 안정화 유닛(140) 및 구동 유닛(150)은 서로 가까운 수직 거리로, 예를 들어, 둘 모두 트랙 조립체의 최하부 레일에 배열될 수 있다. 구동 유닛(150)(선형 모터일 수 있음)은 캐리어의 제3 자기 유닛(16)에 대한 정확하고 작은 갭 폭에 의존할 수 있다. 따라서, 미리 결정된 수직 캐리어 포지셔닝을 보장하는 자기 안정화 유닛(140)이 구동 유닛(150)에 아주 근접하여 배열되면, 캐리어가 열에 의해 유도된 변형들을 겪어야 하는 경우에도 상기 갭 폭은 정확하게 유지될 수 있다.[0056]
In some embodiments, the distance D2 between the first vertical coordinate V1 at which the
[0057]
구체적으로, 캐리어가 확장되어야 하는 경우, 캐리어의 헤드 부분은 트랙 조립체의 최상부 레일을 향해 상향으로 이동할 수 있지만, 캐리어의 제1 자기 유닛(14) 및 또한 제3 자기 유닛(16)이 배열되는 최하부 부분은 미리 결정된 수직 포지션들을 유지할 수 있다. 따라서, 자기 안정화 유닛을 구동 유닛에 아주 인접하게 배열하는 것이 유리하다. 능동 제어 자기 안정화 유닛(140)을 구동 유닛(150)에 아주 인접하여 배열함으로써, 선형 모터와 능동 제어 부상 유닛 사이의 큰 거리와 관련된 문제들을 회피할 수 있는 반면, 수동 자석 배열체는 상이한 포지션들에, 예를 들어 최상부 레일(106)에서 배열될 수 있다. 최상부 레일에는 능동 제어 부상 유닛들이 필요하지 않다.[0057]
Specifically, when the carrier is to be extended, the head portion of the carrier can move upward towards the top rail of the track assembly, but the lowermost part where the first
[0058]
일부 실시예들에 따르면, 자기 안정화 유닛(140)은 캐리어 수송 공간(102)의 일 측면 상에 측방향으로 배열된다. 특히, 자기 안정화 유닛(140)은 캐리어의 2 개의 반대 측면들 상에 배열되는 것이 아니라, 캐리어의 한쪽 측면 상에만 측방향으로 배열될 수 있다. 캐리어의 일 측면 상에 배열되어 캐리어 포지션을 양방향으로 제어하고 안정화시킬 수 있는 자기 안정화 유닛(140)을 제공함으로써, 제어가 단순화될 수 있고, 캐리어의 안정화를 담당하는 능동 유닛들의 여러 개의 제어기를 상이한 방향들로 조정할 필요가 없을 수 있다.[0058]
According to some embodiments, the self-stabilizing
[0059]
자기 안정화 유닛(140)은 캐리어로부터 안내 공간(148) 내로 측방향으로 돌출되는 제1 자기 유닛(14)을 위한 안내 공간(148)을 정의할 수 있다. 제1 자기 유닛(14)은 강자성 요소, 예를 들어 강자성 트랙일 수 있으며, 이는 캐리어의 측면 표면으로부터 자기 안정화 유닛을 향해, 특히 자기 안정화 유닛(140)에 의해 정의되는 안내 공간(148) 내로 측방향으로 돌출된다. 예를 들어, 자기 안정화 유닛(140)은 자기 코어가 안내 공간(148)을 특히 그 3 개의 측면들에서 부분적으로 둘러싸도록 형상이 정해진 자기 코어를 갖는 코일일 수 있다. 코일의 2 개의 자극들은 2 개의 반대쪽 측면들로부터 안내 공간(148) 쪽으로 지향될 수 있으므로, 제1 자기 유닛(14)이 안내 공간(148)에 배열될 때 2 개의 극들이 모두 제1 자기 유닛(14)을 향해 지향된다.[0059]
The
[0060]
안내 공간(148)은 자기 안정화 유닛의 자기장이 안내 공간(148)을 통해 연장되는 동안, 안내 공간에서 수송 방향(T)으로 이동하는 캐리어의 제1 자기 유닛(14)을 안정적으로 안내하는 것을 허용할 수 있다. 또한, 안내 공간은 자기 안정화 유닛에 의해 2 개의 반대 수직 방향들로의 안정화력들이 제1 자기 요소(14)에 가해질 수 있게 한다.[0060]
The
[0061]
본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 자기 안정화 유닛(140)은 안내 공간(148)에 배열된 제1 자기 유닛(14)에 작용하기 위한 적어도 하나의 전자석(141), 갭 센서(146), 및 갭 센서(146)의 신호에 기초하여 적어도 하나의 전자석(141)을 제어하도록 구성된 제어기(145)를 포함한다. 갭 센서(146)는 예를 들어, 캐리어와 자기 안정화 유닛(또는 트랙 조립체의 다른 고정된 컴포넌트) 사이의 갭 폭을 측정함으로써 캐리어의 수직 포지셔닝을 측정하고, 측정된 포지션 값을 제어기로 전달하도록 구성될 수 있다. 제어기는 자기 안정화 유닛을 제어하여 캐리어에 상향 지향 안정화력을 가하도록(예를 들어, 캐리어 포지션이 너무 낮은 경우) 또는 캐리어에 하향 지향 안정화력을 가하도록(예를 들어, 캐리어 포지션이 너무 높은 경우) 구성될 수 있다. 따라서 양방향 자기 안정화 유닛이 제공된다.[0061]
In some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein, the
[0062]
일부 실시예들에서, 자기 안정화 유닛(140)은 영구 자기 바이어스(bias)를 가질 수 있다. 양방향 자기 안정화 유닛의 특정 예에 대한 세부사항들은 아래에서 도 3, 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명될 것이다.[0062]
In some embodiments,
[0063]
도 2는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 캐리어(10)를 비접촉식으로 유지하는 캐리어 수송 시스템(100)의 개략적인 측면도를 도시한다. 캐리어 수송 시스템(100) 및 캐리어(10)는 도 1에 도시된 실시예의 일부 특징들 또는 모든 특징들을 가질 수 있으므로, 위의 설명들을 참조할 수 있으며, 이는 여기서 반복되지 않는다.[0063]
2 shows a schematic side view of a
[0064]
캐리어(10)는 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템(100)에 의해 수송되도록 구성된다. 캐리어(10)는 프로세싱될 기판(11)과 같은 물체를, 특히 본질적으로 수직 배향으로 운반하기 위한 유지 섹션을 포함한다. 유지 섹션 위의 캐리어 부분을 본 명세서에서는 또한 헤드 부분이라고도 하고, 유지 섹션 아래의 캐리어 부분을 본 명세서에서는 또한 최하부 부분이라고도 한다. 캐리어(10)는, 제1 수직 좌표에서 캐리어로부터 측방향으로 돌출되고, 본 명세서에 설명된 바와 같이 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛(140)과 자기적으로 상호작용하도록 구성되는 제1 자기 유닛(14)을 더 포함한다. 제1 자기 유닛(14)은 강자성 요소, 예를 들어 금속 트랙일 수 있으며, 캐리어의 측면 상의 수송 방향(T)을 따라 연장되고 측 방향(L)으로 캐리어로부터 돌출될 수 있다. 제1 자기 유닛(14)은 캐리어의 최하부 부분에, 즉, 기판 유지 섹션 아래에 제공될 수 있다.[0064]
The
[0065]
자기 안정화 유닛(140)은 회전된 포지션으로 예시의 목적들을 위해 도 2에 개략적으로 표시되어 있다. 자기 안정화 유닛(140)은 실제로, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 자극들 사이에 정의되는 안내 공간(148)이 캐리어를 향해 개방되도록 배열되어, 제1 자기 유닛(14)이 안내 공간(148) 내로 측방향으로 돌출될 수 있다. 여러 개의 자기 안정화 유닛들(140)은 수송 방향(T)을 따라 제1 수직 좌표(V1)에, 예를 들어 미리 결정된 간격들로 제공될 수 있으므로, 제1 수직 좌표(V1)에 또한 제공되는 캐리어의 제1 자기 유닛(14)은 트랙 조립체를 따라 이동하는 동안 항상 적어도 하나의 자기 안정화 유닛 내로 돌출되고, 특히 트랙 조립체를 따라 이동하는 동안 항상 적어도 2 개의 자기 안정화 유닛들 내로 돌출된다. 캐리어의 제1 자기 유닛(14)이 동시에 2 개의 자기 안정화 유닛들 내로 돌출되어, 캐리어의 수직 포지션 및 캐리어의 피치(pitch)(즉, 측 방향(L)에 대한 캐리어의 회전 포지션)가 안정화될 수 있는 것이 유리하다. 따라서 캐리어는 수송 방향으로 수송하는 동안 트랙 조립체를 따라 다양한 포지션들에서 수직으로 안정화될 수 있다.[0065]
The self-stabilizing
[0066]
캐리어(10)는, 제2 수직 좌표에서 캐리어에 배열되고 제2 자기 유닛(15)에 캐리어 부상력(FL)을 가하는 수동 자석 배열체(120), 특히 본 명세서에 설명된 제1 영구 자기 부상 유닛(121)과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제2 자기 유닛(15)을 더 포함한다. 제2 자기 유닛(15)은 영구 자기 트랙 또는 강자성 트랙, 예를 들어, 금속 트랙을 포함할 수 있다. 제2 자기 유닛(15)은 캐리어의 헤드 부분에, 예를 들어 제1 자기 유닛(14)의 1 m 이상 위에 제공될 수 있다. 특히, 제2 자기 유닛(15)은 캐리어의 최상부 표면에 배열될 수 있다.[0066] The
[0067]
일부 실시예들에서, 캐리어(10)는, 제3 수직 좌표에서 캐리어에 배열되고 수송 방향(T)으로 트랙 조립체를 따라 캐리어를 이동시키도록 구성된 구동 유닛(150)과 상호작용하도록 구성된 제3 자기 유닛(16)을 더 포함한다. 제3 자기 유닛(16)은 캐리어의 최하부 표면에 제공되는 복수의 영구 자석들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제3 자기 유닛(16)은 선형 모터에 의해 이동되도록 구동될 수 있는 선형 모터의 이동하는 부품일 수 있다. 제3 자기 유닛(16)은 캐리어의 최하부 부분에, 특히 캐리어의 최하부 표면에 배열될 수 있다. 제1 자기 유닛(14)과 제3 자기 유닛(16) 사이의 수직 거리는 30 cm 이하일 수 있다. 캐리어의 제3 자기 컴포넌트(16)와 구동 유닛(150) 사이의 갭 폭은 캐리어 수송 중에 5 mm 이하, 특히 3 mm 이하일 수 있다.[0067]
In some embodiments, the
[0068]
일부 실시예들에 따르면, 구동 유닛(150)은 수송 방향(T)으로 트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 이동시키기 위해 캐리어에 자력을 가하도록 구성된 선형 모터를 포함할 수 있다. 구동 유닛(150)은 트랙 조립체에, 예를 들어, 수송 방향(T)을 따라 미리 결정된 간격들로 제공된 복수의 선형 모터들을 포함할 수 있다.[0068]
According to some embodiments, the
[0069]
구동 유닛(150)의 선형 모터는 캐리어의 제3 자기 유닛(16)과 결합하여 수송 방향(T)으로 구동력을 제공하도록 구성될 수 있다. 수송 방향(T)으로 구동력을 생성하는 구동 유닛은 비접촉식이며, 따라서 수송 중에 입자들을 생성하지 않는다. 일부 구현들에서, 구동 유닛(150)은 동기 선형 모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 구동 유닛(150)은 비동기 선형 모터를 포함할 수 있다.[0069]
The linear motor of the
[0070]
일부 실시예들에서, 캐리어(10)는 캐리어에서 제4 수직 좌표에 배열되고 캐리어 부상력(FL)을 발생시키는 제2 영구 자기 부상 유닛과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제4 자기 유닛(17)을 더 포함한다. 제4 자기 유닛(17)은 영구 자기 트랙 또는 강자성 트랙(예컨대, 금속 트랙)을 포함할 수 있다. 제4 자기 유닛(17)은 캐리어의 최하부 부분, 예를 들어 제2 자기 유닛(15)의 1 m 이상 아래에 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 제4 자기 유닛(17)은 제1 자기 유닛(14)과 제3 자기 유닛(16) 사이의 캐리어의 최하부 부분에 배열된다.[0070] In some embodiments, the
[0071]
일부 실시예들에서, 캐리어 수송 중에, 제2 자기 유닛(15)은 유지 섹션 위의 캐리어의 헤드 부분에 배열되고, 제1 자기 유닛(14), 제3 자기 유닛(16), 및/또는 제4 자기 유닛(17)은 유지 섹션 아래의 캐리어의 최하부 부분에 배열된다. 특히, 제1, 제3, 및 제4 자기 유닛들은 최하부 부분에 배열될 수 있다.[0071]
In some embodiments, during transport of the carrier, the second
[0072]
도 2에 묘사된 캐리어는 특히 본 명세서에 설명된 캐리어 수송 시스템(100)에 의해 수송되기에 적합하다. 위의 자기 유닛들의 배열로 인해 열 프로세싱 중에 캐리어가 수직 방향으로 팽창하거나 또는 수축하더라도, 원활하고 안정적인 비접촉식 캐리어 수송이 가능하다.[0072]
The carrier depicted in FIG. 2 is particularly suited to be transported by the
[0073]
이하, 본 개시내용의 실시예들에 따른 캐리어 수송 시스템의 자기 안정화 유닛(140)을 도 3, 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다. 도 3은 자기 안정화 유닛(140)의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 4는 자기 안정화 유닛(140)의 평면도를 도시한다. 도 5a는 제1 제어 상태(I)에서 자기 안정화 유닛(140)의 측면도를 도시하고, 도 5b는 제2 제어 상태(ⅱ)에서 자기 안정화 유닛(140)의 측면도를 도시한다.[0073]
Hereinafter, the self-stabilizing
[0074]
자기 안정화 유닛(140)은 능동적으로 제어되며, 제1 자기 유닛(14)에 상향 방향 및 하향 방향 모두에서 자기 안정화력(FS)을 가할 수 있다. 제1 자기 유닛(14)은 자기 안정화 유닛(140)에 의해 제공되는 안내 공간(148)에 배열되는 캐리어의 강자성 캐리어 트랙일 수 있다. 자기 안정화 유닛(140)은 제1 자기 유닛(14)에 자기 안정화력(FS)을 가하기 위한 적어도 하나의 전자석(141), 특히 코일, 갭 센서, 및 갭 센서의 신호에 기초하여 적어도 하나의 전자석(141)을 제어하도록 구성된 제어기(도 1에 도시됨)를 포함한다. 갭 센서는 캐리어와 트랙 조립체의 고정된 컴포넌트 사이의, 예를 들어, 적어도 하나의 전자석(141)과 제1 자기 유닛(14) 사이의 수직 갭 폭을 측정할 수 있다.[0074] The
[0075]
적어도 하나의 전자석(141)은 서로 상하로 서로 마주보도록 배열된 제1 극(181) 및 제2 극(182)을 포함할 수 있고, 캐리어의 제1 자기 유닛(14)을 위한 안내 공간(148)은 제1 극(181)과 제2 극(182) 사이에 제공된다. 예를 들어, 적어도 하나의 전자석(141)은, 코어 단부들에 제공된 제1 극(181) 및 제2 극(182)이 서로 마주보고 그 사이에 안내 공간(148)을 정의하도록 구부러진 코어를 갖는 코일을 포함할 수 있다.[0075]
The at least one
[0076]
자기 안정화 유닛(140)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 영구 자석들(175)의 적어도 하나의 세트에 의해 제공되는 영구 자기 바이어스를 더 포함할 수 있다.[0076]
[0077]
일부 실시예들에서, 자기 안정화 유닛(140)은 자기 안정화력(FS)이 상향 방향으로 캐리어에 가해지는 제1 제어 상태(I)(도 5a에 예시됨)와, 자기 안정화력(FS)이 하향 방향으로 캐리어에 가해지는 제2 제어 상태(Ⅱ)(도 5b에 예시됨) 사이에서 전환될 수 있다. 전환은, 적어도 하나의 전자석(141)의 제1 극 및 제2 극의 자기 극성들을 반전시킴으로써, 예를 들어, 코일을 통해 흐르는 전류의 방향을 반전시킴으로써, 수행될 수 있다. 또한, 코일을 통해 흐르는 전류를 제어기를 통해 제어함으로써, 힘의 절대값이 변화될 수 있다. 따라서 자기 안정화력의 방향 및 절대값은 모두 미리 결정된 수직 포지션에 캐리어를 유지하는 데 적합하도록 설정될 수 있다.[0077] In some embodiments, the self-stabilizing
[0078]
본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 전자석(141)은 제1 전자석(171), 제2 전자석(172), 및 선택적으로 제3 전자석(173)(및 선택적으로 또 추가의 전자석들)을 포함하며, 이들은 각각 안내 공간(148)을 부분적으로 둘러싸고 수송 방향으로 나란히 배열된다. 제2 전자석(172)은 수송 방향(T)으로 제1 전자석(171) 옆에 배열되고, 선택적으로 제1 전자석(171)과 제3 전자석(173) 사이에 배열된다. 캐리어에 자기 안정화력(FS)을 가하기 위해, 제어기는 제1 전자석(171)(및 선택적인 제3 전자석(173), 즉, 외부 전자석들)이 제2 전자석(즉, 중심 전자석)에 대해 역극성이도록 이들 전자석들을 제어한다. 따라서, 도 5a 및 도 5b에 개략적으로 묘사된 바와 같이, 안내 공간(148)을 통해 연장되는 제1 전자석(171)(및 선택적 제3 전자석(173))에 의해 발생된 자기장 선(magnetic field line)들은 안내 공간(148)을 통해 연장되는 제2 전자석(172)에 의해 발생된 자기장 선들(192)과 반대 방향들을 가진다. 적어도 하나의 전자석(141)이 수송 방향으로 나란히 배열된 3 개 초과의 전자석들을 포함하는 경우, 인접한 2 개의 전자석들은 각각 역극성이므로, 교대 극성인 전자석들의 선형 어레이가 제공된다.[0078] In some embodiments, which may be combined with other embodiments described herein, the at least one
[0079]
특히, 도 5a에 개략적으로 묘사된 제1 제어 상태(I)에서, 제2 전자석(172)에 의해 발생된 자기장 선들(192)은 안내 공간(148)을 통해 하향 방향으로 연장되고, 제1 전자석(171)에 의해 (그리고 선택적인 제3 전자석(173)에 의해) 발생된 자기장 선들은 안내 공간(148)을 통해 상향 방향으로 연장된다. 도 5b에 개략적으로 묘사된 제2 제어 상태(Ⅱ)에서, 제2 전자석(172)에 의해 발생된 자기장 선들(192)은 안내 공간(148)을 통해 상향 방향으로 연장되고, 제1 전자석(171)에 의해 (그리고 선택적인 제3 전자석(173)에 의해) 발생된 자기장 선들은 안내 공간(148)을 통해 하향 방향으로 연장된다. 도 5a에 묘사된 바와 같이, 교대 배열로 역극성인 3 개 이상의 전자석들의 "대칭" 배열은 자기 안정화 유닛에 의해 캐리어에 가해지는 원하지 않는 힘 성분들을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 상향 또는 하향 방향으로(예를 들어, 수직 방향(V) 또는 수직 방향(V)에 대해 10 ° 이하의 각도를 둘러싸는 방향으로) 정확하게 지향되는 안정화력이 제공될 수 있다.[0079]
In particular, in the first control state (I) schematically depicted in FIG. 5A , the
[0080]
본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 자기 안정화 유닛(140)은 영구 자기 바이어스를 포함한다. 특히, 자기 안정화 유닛(140)은 적어도 하나의 전자석(141)에 의해 발생된 자기장과 중첩(superimpose)되는 안내 공간(148)에서의 자기장을 발생시키는 영구 자석들(175)의 세트를 포함한다.[0080]
In some embodiments, which can be combined with other embodiments described herein,
[0081]
영구 자석들(175)의 세트에 의해 발생된 자기장의 자기장 선들(191)은 안내 공간(148)의 적어도 하나의 상부 영역(178) 및 적어도 하나의 하부 영역(179)에서 반대 방향들을 가질 수 있다. 예를 들어, 서로를 향해 지향되는 동일한 극들을 갖는 2 개의 제1 영구 자석들이 안내 공간(148) 위에 배열될 수 있고, 서로를 향해 지향되는 동일한 극들을 갖는 2 개의 제2 영구 자석들이 2 개의 제1 영구 자석들 아래의 안내 공간의 다른 측면 상에 배열될 수 있다. 이러한 영구 자석들의 배열은, 도 5a 및 도 5b에 개략적으로 묘사된 바와 같이, 안내 공간의 상부 및 하부 영역들에서 반대로 지향되는 자기장 선들(191)을 발생시킨다. 대안적으로, 영구 자석들(175)의 세트는 예를 들어 안내 공간의 상부 및 하부 영역들에서 반대로 지향되는 자기장 선들(191)을 발생시키도록 안내 공간 위 및 아래에 배열된 한 쌍의 영구 자석들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 영구 자석은 안내 공간 위의 제1 전자석과 제2 전자석 사이에 배열될 수 있고, 제2 영구 자석은 안내 공간 아래의 제1 전자석과 제2 전자석 사이에 배열될 수 있다.[0081]
The
[0082]
일부 실시예들에서, 영구 자석들(175)의 세트는 제1 전자석과 제2 전자석 사이에 배열될 수 있고, 선택적으로 제2 전자석과 제3 전자석 사이에 배열될 수 있다. 특히, 영구 자석들의 제1 쌍은 안내 공간(148) 위 및 아래의 제1 전자석과 제2 전자석 사이에 배열될 수 있고, 영구 자석들의 선택적인 제2 쌍은 안내 공간(148) 위 및 아래의 제2 전자석과 제3 전자석 사이에 배열될 수 있다. 이러한 영구 자석들의 배열은, 도 5a 및 도 5b에 개략적으로 묘사된 바와 같이, 제1, 제2, 및 제3 전자석들의 극들 사이의 상부 및 개개의 하부 영역들에서 반대로 지향되는 자기장 선들(191)을 발생시킨다.[0082]
In some embodiments, the set of
[0083]
도 5a에 개략적으로 묘사된 제1 제어 상태(I)에서, 영구 자석들(175)의 세트는 안내 공간의 상부 영역(178)에서 제1 및 제2 전자석들(및 선택적인 제3 전자석)에 의해 발생된 자기장 선들(192)과 본질적으로 동일한 방향들을 갖는 자기장 선들(191)을 발생시킨다. 따라서, 상향 지향되는 자력이 안내 공간의 상부 영역들(178)에서 제1 자기 유닛(14)에 작용한다(예시의 목적들을 위해 도 5a에서 원으로 둘러싸인 3 개의 상부 영역들(178) 참조). 또한, 영구 자석들(175)의 세트는 안내 공간의 하부 영역들에서 제1 및 제2 전자석들(및 선택적인 제3 전자석)에 의해 발생된 자기장 선들(192)과 본질적으로 반대 방향들을 갖는 자기장 선들(191)을 발생시킨다. 따라서, 안내 공간의 하부 영역들에서 제1 자기 유닛(14)에는 순 자력이 작용하지 않거나 또는 적은 순 자력만이 작용한다(도 5a의 하부 영역들에서 개개의 반대로 지향되는 화살표들 참조). 따라서, 캐리어는 도 5a에서 상향으로 당겨진다.[0083]
In a first controlled state (I), schematically depicted in FIG. 5A , a set of
[0084]
도 5b에 개략적으로 묘사된 제2 제어 상태(Ⅱ)에서, 영구 자석들(175)의 세트는 안내 공간의 하부 영역들(179)에서 제1 및 제2 전자석들(및 선택적인 제3 전자석)에 의해 발생된 자기장 선들(192)과 본질적으로 동일한 방향들을 갖는 자기장 선들(191)을 발생시킨다. 따라서, 하향 지향 자력이 안내 공간의 하부 영역들(179)에서 제1 자기 유닛(14)에 작용한다(예시의 목적들을 위해 도 5b에서 원으로 둘러싸인 3 개의 하부 영역들(179) 참조). 또한, 영구 자석들(175)의 세트는 안내 공간의 상부 영역들에서 제1 및 제2 전자석들(및 선택적인 제3 전자석)에 의해 발생된 자기장 선들(192)과 본질적으로 반대 방향들을 갖는 자기장 선들(191)을 발생시킨다. 따라서, 안내 공간의 상부 영역들에서 제1 자기 유닛(14)에는 순 자력이 작용하지 않거나 또는 적은 순 자력만이 작용한다(도 5b의 상부 영역들에서 개개의 반대로 지향되는 화살표들 참조). 따라서, 캐리어는 하향으로 당겨진다.[0084]
In a second control state (II), schematically depicted in FIG. 5B , the set of
[0085]
따라서, 적어도 하나의 전자석(141)의 극들을 반전시킴으로써, 특히 제1, 제2, 및 선택적인 제3 (또는 추가의) 전자석들 각각의 극들을 반전시킴으로써, 캐리어에 가해지는 상향 지향 힘과 하향 지향 힘 사이를 전환할 수 있는 양방향 자기 안정화 유닛이 제공된다. 또한, 안정화력은 적어도 하나의 전자석(141)을 통해 흐르는 전류, 특히 제1, 제2, 및 선택적인 제3 전자석들을 통해 흐르는 전류를 제어함으로써 제어될 수 있다. 하나의 수직 좌표에서 그 사이에 미리 결정된 간격들로 수송 방향(T)을 따라 배열되고 하나의 공통 제어기 또는 개개의 개수의 제어기들을 갖는 하나 이상의 안정화 유닛들이 수직 방향으로 캐리어를 양방향으로 안정화시키기에 충분하다. 따라서, 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 간단하고 신뢰할 수 있는 배열이 제공된다.[0085]
Thus, by reversing the poles of at least one
[0086] 제1 전자석, 제2 전자석, 및 선택적인 제3 전자석은 동일한 제어 회로를 통해 제어될 수 있으며, 동일한 제어기에 연결될 수 있다. 구체적으로, 도 4에 개략적으로 묘사된 바와 같이, 동일한 전류(또는 대응하는 방식으로 변화된 전류들)가 캐리어 수송 동안 제1, 제2, 및 제3 코일들을 통해 교대 방향들로 흐를 수 있으므로, 제2 전자석의 자기장은 제1 및 제3 전자석들의 자기장과 반대이다.[0086] The first electromagnet, the second electromagnet, and the optional third electromagnet can be controlled through the same control circuit and can be connected to the same controller. Specifically, as schematically depicted in FIG. 4 , the same current (or currents varied in a corresponding manner) may flow in alternating directions through the first, second, and third coils during carrier transport, so that the first 2 The magnetic field of the electromagnet is opposite to that of the first and third electromagnets.
[0087] 자기 안정화 유닛은 +/-400 N 이하, 특히 +/-300 N 이하, 더 특히 약 +/-200 N의 최대 자기 안정화력을 생성하도록 구성될 수 있다.[0087] The self-stabilizing unit may be configured to produce a maximum self-stabilizing force of +/-400 N or less, particularly +/-300 N or less, more particularly about +/-200 N.
[0088] 도 6은 트랙 조립체를 따라, 예를 들어 진공 증착 시스템의 진공 챔버를 통해 캐리어를 수송 방향(T)으로 비접촉식으로 수송하기 위한 방법을 예시하는 블록 다이어그램이다. 이 수송 방법은 본 명세서에 설명된 바와 같이 캐리어를 비접촉식으로 유지하는 본 명세서에 설명된 바와 같은 캐리어 수송 시스템을 사용하여 수행될 수 있으므로, 위의 설명들을 참조할 수 있고, 여기서 반복되지 않는다.[0088] 6 is a block diagram illustrating a method for contactless transport of a carrier in a transport direction T along a track assembly, for example through a vacuum chamber of a vacuum deposition system. As this transport method may be performed using a carrier transport system as described herein that holds the carrier contactless as described herein, reference may be made to the above descriptions, which are not repeated here.
[0089]
박스(610)에서, 캐리어의 중량력에 대항하는 수동 자석 배열체에 의해 캐리어 부상력이 발생된다. 수동 자석 배열체는 제2 수직 좌표(V2)에 배열된 제1 영구 자기 부상 유닛(121), 및 선택적으로 제4 수직 좌표(V4)에 배열된 제2 영구 자기 부상 유닛(122)을 포함할 수 있다.[0089]
In
[0090]
박스(620)에서, 캐리어 수송 공간에서 캐리어의 미리 결정된 수직 포지셔닝은 캐리어에 자기 안정화력을 가함으로써 안정화된다. 자기 안정화력은 캐리어에 상향 방향 및 하향 방향으로 자기 안정화력을 가할 수 있는 본 명세서에 설명된 바와 같은 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛(140)에 의해 캐리어에 가해질 수 있다. 제1 제어 상태(I)에서, 예를 들어 캐리어 포지션이 너무 낮고 및/또는 캐리어가 하향으로 가라앉는 것이 검출되는 경우, 캐리어에 상향 지향 자기 안정화력이 가해진다. 제2 제어 상태(Ⅱ)에서, 예를 들어 캐리어 포지션이 너무 높고 및/또는 캐리어가 상향으로 상승하는 것이 검출되는 경우, 하향 지향 자기 안정화력이 캐리어에 가해질 수 있다. 캐리어의 포지션은 폐쇄 루프 제어에서 제어될 수 있다.[0090]
In
[0091]
박스(630)에서, 캐리어는 제3 수직 좌표(V3)에 배열된 구동 유닛, 특히 캐리어에 자기 수송력(FT)을 가하는 선형 모터를 사용하여 트랙 조립체를 따라 수송 방향(T)으로 이동된다.[0091] In
[0092]
박스(610)의 부상, 박스(620)의 안정화, 및 박스(630)의 이동은 동시에 일어날 수 있으므로, 캐리어의 열로 인한 변형들에 의해 부정적인 영향을 받지 않는 능동 제어를 포함하는 컴팩트한 자기 부상 시스템을 갖는 진공 시스템에서 원활하고 안정적인 비접촉식 캐리어 수송이 가능하다.[0092]
The levitation of
[0093]
다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 캐리어는 수송 중에 본질적으로 수직으로 배향된다. 제1 수직 좌표(V1)와 제2 수직 좌표(V2) 사이의 거리는 제1 수직 좌표(V1)와 제3 수직 좌표(V3) 사이의 거리보다 더 클 수 있다. 따라서, 열적으로 유도된 변형들로 인해 캐리어의 헤드 부분이 최하부 부분으로부터 "멀리 연장"되어야 하는 경우에도, 선형 모터(150)와 제3 자기 유닛(16) 사이의 갭 폭은 자기 안정화 유닛에 의한 제어를 통해 정확하게 유지될 수 있다(예를 들어, 3 mm 이하의 갭 폭을 유지함).[0093]
In some embodiments, which can be combined with other embodiments, the carrier is oriented essentially vertically during transport. The distance between the first vertical coordinate V1 and the second vertical coordinate V2 may be greater than the distance between the first vertical coordinate V1 and the third vertical coordinate V3. Thus, even when the head portion of the carrier has to “extend away” from the lowermost portion due to thermally induced deformations, the gap width between the
[0094]
캐리어 부상 및 수송 동안, (i) 수동 자석 배열체에 의해 가해지는 캐리어 부상력(FL), (ⅱ) 캐리어의 중량력, 및 (ⅲ) 구동 유닛에 의해 캐리어에 가해지는 수직력 성분(FC)은 캐리어 수송 동안 합계가 본질적으로 0 이 되므로, 자기 안정화 유닛(140)에 의해 캐리어에 가해지는 평균 자기 안정화력(FS)은 안정화력이 0의 순력 주위에서 변동하므로 역시 본질적으로 0 이 된다. 이에 의해 자기 안정화 유닛은 컴팩트하고 비교적 작게 될 수 있다.[0094] During carrier levitation and transport, (i) the carrier levitation force (F L ) exerted by the passive magnet array, (ii) the gravimetric force of the carrier, and (iii) the vertical force component applied to the carrier by the drive unit Since ( FC ) sums to essentially zero during transport of the carrier, the average magnetic stabilization force ( FS ) applied to the carrier by
[0095] 일부 구현들에서, 캐리어 및 캐리어에 의해 운반되는 기판은 본질적으로 수직으로 배향된다. 기판은 표면적이 1 m², 특히 3 m² 이상인 대면적 기판일 수 있다. 캐리어는 1 m 이상, 특히 2 m 이상의 수직 치수를 가질 수 있다.[0095] In some implementations, the carrier and the substrate carried by the carrier are oriented essentially vertically. The substrate may be a large-area substrate with a surface area of 1 m2, in particular 3 m2 or more. The carrier may have a vertical dimension of greater than 1 m, in particular greater than 2 m.
[0096]
제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 캐리어의 헤드 부분과 자기적으로 상호작용할 수 있고, 자기 안정화 유닛(140)은 캐리어의 최하부 부분과 자기적으로 상호작용할 수 있으며, 구동 유닛(150)은 캐리어의 최하부 부분과 상호작용할 수 있다.[0096]
The first permanent
[0097] 전술한 바가 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있고, 그 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.[0097] Although the foregoing has been directed to embodiments, other and additional embodiments may be devised without departing from the basic scope, which scope is determined by the following claims.
Claims (20)
상기 캐리어의 중량력(weight force)에 대항하는 캐리어 부상력(carrier levitation force)(FL)을 발생시키기 위한 수동 자석 배열체(120); 및
제1 수직 좌표(V1)에 배열되고 상기 캐리어(10)를 캐리어 수송 공간(102)에서 미리 결정된 수직 포지션(position)에 유지하기 위해 상향 방향 및 하향 방향으로 선택적으로 상기 캐리어(10)에 자기 안정화력(magnetic stabilization force)(FS)을 가하도록 구성된 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛(140)을 포함하는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.A carrier transport system (100) for contactless transport of a carrier (10) along a track assembly (105), comprising:
a passive magnet arrangement (120) for generating a carrier levitation force (F L ) to oppose the weight force of the carrier; and
arranged at a first vertical coordinate V1 and selectively self-stabilizing the carrier 10 in the upward and downward directions to keep the carrier 10 in a predetermined vertical position in the carrier transport space 102 An actively controlled bi-directional magnetic stabilization unit 140 configured to apply a magnetic stabilization force (F S ),
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 수동 자석 배열체(120)는 특히 상기 캐리어 수송 공간(102) 위에서 제2 수직 좌표(V2)에 배열된 제1 영구 자기 부상 유닛(121)을 포함하고, 상기 제1 수직 좌표(V1)와 상기 제2 수직 좌표(V2) 사이의 거리(D1)가 1 m 이상인,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to claim 1,
The passive magnet assembly 120 includes, in particular, a first permanent magnetic levitation unit 121 arranged at a second vertical coordinate V2 above the carrier transport space 102, and at the first vertical coordinate V1 and The distance D1 between the second vertical coordinates V2 is 1 m or more,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 수동 자석 배열체(120)는 제4 수직 좌표(V4)에 배열된 제2 영구 자기 부상 유닛(122)을 더 포함하고, 상기 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 상기 캐리어의 중량력의 제1 부분에 대항하도록 구성되고, 상기 제2 영구 자기 부상 유닛(122)은 상기 캐리어의 중량력의 제2 부분에 대항하도록 구성되는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to claim 2,
The passive magnet arrangement 120 further includes a second permanent magnetic levitation unit 122 arranged at a fourth vertical coordinate V4, and the first permanent magnetic levitation unit 121 is the gravitational force of the carrier. configured to counter a first portion, and wherein the second permanent magnetic levitation unit 122 is configured to counter a second portion of the gravitational force of the carrier;
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 수동 자석 배열체(120)에 의해 발생된 상기 캐리어 부상력(FL)은 상기 캐리어(10)의 중량력의 100 % 이상, 특히 120 % 이상에 대응되는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to any one of claims 1 to 3,
The carrier levitation force F L generated by the passive magnet arrangement 120 corresponds to 100% or more, particularly 120% or more, of the weight force of the carrier 10,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 트랙 조립체(105)를 따라 상기 캐리어를 수송 방향(T)으로 이동시키기 위한 구동 유닛(150), 특히 선형 모터(motor)를 더 포함하며, 상기 구동 유닛(150)은 특히 상기 캐리어 수송 공간(102) 아래에서 제3 수직 좌표(V3)에 배열되는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to any one of claims 1 to 4,
Further comprising a drive unit 150, in particular a linear motor, for moving the carrier along the track assembly 105 in a transport direction T, the drive unit 150 in particular the carrier transport space ( 102) arranged at the third vertical coordinate V3 below,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 제1 수직 좌표(V1)와 상기 제3 수직 좌표(V3) 사이의 거리(D2)는 30 cm 이하인,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to claim 5,
The distance D2 between the first vertical coordinate V1 and the third vertical coordinate V3 is 30 cm or less,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 자기 안정화 유닛(140)은 상기 캐리어 수송 공간(102)의 일 측면 상에 측방향으로 배열되고, 상기 캐리어(10)로부터 측방향으로 돌출되는 제1 자기 유닛(14)을 위한 안내 공간을 정의하는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to any one of claims 1 to 6,
The magnetic stabilization unit 140 is laterally arranged on one side of the carrier transport space 102 and defines a guide space for the first magnetic unit 14 projecting laterally from the carrier 10 . doing,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 자기 안정화 유닛(140)은,
안내 공간(148)에 배열된 상기 캐리어의 제1 자기 유닛(14)에 작용하기 위한 적어도 하나의 전자석(141);
갭 센서(gap sensor)(146); 및
상기 갭 센서(146)의 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 전자석(141)을 제어하도록 구성된 제어기(145)를 포함하는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to any one of claims 1 to 7,
The self-stabilizing unit 140,
at least one electromagnet (141) for acting on the first magnetic unit (14) of the carrier arranged in a guide space (148);
gap sensor 146; and
a controller (145) configured to control the at least one electromagnet (141) based on a signal of the gap sensor (146);
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 자기 안정화 유닛(140)은 상기 안내 공간(148)의 상부 및 하부 영역에서 반대 방향들을 갖는 자기장 선(magnetic field line)들을 발생시키는 영구 자석들(175)의 세트를 더 포함하는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to claim 8,
The magnetic stabilization unit (140) further comprises a set of permanent magnets (175) generating magnetic field lines with opposite directions in the upper and lower regions of the guide space (148).
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 적어도 하나의 전자석(141)은 서로 상하로 서로 마주보도록 배열된 제1 자극(181) 및 제2 자극(182)을 포함하고, 상기 제1 자극과 상기 제2 자극 사이에 상기 안내 공간(148)이 제공되는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to claim 8 or 9,
The at least one electromagnet 141 includes a first magnetic pole 181 and a second magnetic pole 182 arranged to face each other vertically, and the guide space 148 between the first magnetic pole and the second magnetic pole. ) is provided,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 자기 안정화 유닛(140)은, 상기 적어도 하나의 전자석(141)의 극성들을 반전시킴으로써, 상기 캐리어(10)에 상기 자기 안정화력(FS)을 상기 상향 방향으로 가하는 제1 제어 상태(I)와 상기 캐리어(10)에 상기 자기 안정화력(FS)을 상기 하향 방향으로 가하는 제2 제어 상태(ⅱ) 사이를 전환할 수 있는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to any one of claims 8 to 10,
The magnetic stabilization unit 140 is in a first control state (I) in which the magnetic stabilization force ( FS ) is applied to the carrier 10 in the upward direction by inverting the polarities of the at least one electromagnet 141. and a second control state (ii) in which the magnetic stabilizing force F S is applied to the carrier 10 in the downward direction,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 적어도 하나의 전자석(141)은 수송 방향(T)으로 나란히 배열된 제1 전자석(171) 및 제2 전자석(172)을 포함하고, 상기 제2 전자석(172)은 상기 제1 전자석(171)에 대해 역극성이므로,
- 제1 제어 상태(I)에서, 상기 제2 전자석(172)에 의해 발생된 자기장 선들은 상기 안내 공간(148)을 통해 하향 방향으로 연장되고, 상기 제1 전자석(171)에 의해 발생된 자기장 선들은 상기 안내 공간(148)을 통해 상향 방향으로 연장되고, 그리고
- 제2 제어 상태(Ⅱ)에서, 상기 제2 전자석(172)에 의해 발생된 자기장 선들은 상기 안내 공간(148)을 통해 상향 방향으로 연장되고, 상기 제1 전자석(171)에 의해 발생된 자기장 선들은 상기 안내 공간(148)을 통해 하향 방향으로 연장되는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to any one of claims 8 to 11,
The at least one electromagnet 141 includes a first electromagnet 171 and a second electromagnet 172 arranged side by side in a transport direction T, the second electromagnet 172 being the first electromagnet 171 Since it is reverse polarity to
- in the first control state (I), the magnetic field lines generated by the second electromagnet 172 extend downward through the guide space 148, and the magnetic field generated by the first electromagnet 171 The lines extend in an upward direction through the guide space 148, and
- In the second control state (II), the magnetic field lines generated by the second electromagnet 172 extend in an upward direction through the guide space 148, and the magnetic field generated by the first electromagnet 171 lines extend in a downward direction through the guide space 148,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
상기 제1 전자석과 상기 제2 전자석 사이에 배열된 영구 자석들(175)의 세트를 더 포함하여,
- 상기 제1 및 제2 제어 상태들 중 하나에서, 상기 영구 자석들의 세트는, 상기 안내 공간의 상부 영역들(178)에서 상기 제1 및 제2 전자석들에 의해 발생된 자기장 선들(192)과 본질적으로 동일한 방향들을 가지며 상기 안내 공간의 하부 영역들(179)에서 본질적으로 반대 방향들을 갖는 자기장 선들(191)을 발생시켜, 상기 상향 방향으로 자기 안정화력(FS)을 생성하고; 그리고
- 상기 제1 및 제2 제어 상태들 중 다른 하나에서, 상기 영구 자석들의 세트는, 상기 안내 공간의 상기 하부 영역들(179)에서 상기 제1 및 제2 전자석들에 의해 발생된 자기장 선들(192)과 본질적으로 동일한 방향들을 가지며 상기 안내 공간의 상기 상부 영역들(178)에서 본질적으로 반대 방향들을 갖는 자기장 선들(191)을 발생시켜, 상기 하향 방향으로 자기 안정화력(FS)을 생성하는,
트랙 조립체를 따라 캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 캐리어 수송 시스템.According to claim 12,
further comprising a set of permanent magnets (175) arranged between the first electromagnet and the second electromagnet,
- in one of the first and second control states, the set of permanent magnets connects to the magnetic field lines 192 generated by the first and second electromagnets in the upper regions 178 of the guide space; generate magnetic field lines (191) having essentially the same directions and essentially opposite directions in lower regions (179) of the guidance space, thereby creating a magnetic stabilizing force (F S ) in the upward direction; and
- in the other of the first and second control states, the set of permanent magnets engages the magnetic field lines (192) generated by the first and second electromagnets in the lower regions (179) of the guide space. ) and essentially opposite directions in the upper regions (178) of the guide space, generating magnetic field lines (191) in the downward direction, creating a magnetic stabilizing force F S ,
A carrier transport system for non-contact transport of a carrier along a track assembly.
적어도 하나의 전자석의 2 개의 자극들 사이의 안내 공간(148)에 배열된 캐리어의 제1 자기 유닛(14)에 작용하기 위한 적어도 하나의 전자석(141);
상기 안내 공간의 상부 영역(178) 및 하부 영역(179)에서 반대 방향들을 갖는 자기장을 발생시키는 영구 자석들(175)의 세트;
갭 센서(146); 및
상기 갭 센서의 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 전자석을 제어하도록 구성된 제어기(145)를 포함하고,
상기 자기 안정화 유닛은 상기 캐리어(10)를 미리 결정된 수직 포지션에 유지하기 위해 상향 방향 및 하향 방향으로 선택적으로 상기 캐리어(10)에 자기 안정화력(FS)을 가하도록 구성되고 능동적으로 제어되는,
캐리어 수송 시스템을 위한 자기 안정화 유닛.Self-stabilizing unit (140), in particular for the carrier transport system of any one of claims 1 to 13, comprising:
at least one electromagnet (141) for acting on the first magnetic unit (14) of the carrier arranged in the guiding space (148) between the two magnetic poles of the at least one electromagnet;
a set of permanent magnets (175) generating a magnetic field with opposite directions in the upper region (178) and lower region (179) of the guide space;
gap sensor 146; and
a controller (145) configured to control the at least one electromagnet based on a signal from the gap sensor;
wherein the self-stabilizing unit is configured and actively controlled to apply a magnetic stabilizing force ( FS ) to the carrier (10) selectively in upward and downward directions to hold the carrier (10) in a predetermined vertical position.
Self-stabilizing unit for carrier transport systems.
상기 캐리어에서 본질적으로 수직 배향으로 수송될 물체(object)를 운반하기 위한 유지 섹션(holding section);
제1 수직 좌표에서 상기 캐리어로부터 측방향으로 돌출되고, 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛(140)과 자기적으로 상호작용하도록 구성되는 제1 자기 유닛(14); 및
제2 수직 좌표에서 상기 캐리어에 배열되고, 캐리어 부상력(FL)을 발생시키는 제1 영구 자기 부상 유닛(121)과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제2 자기 유닛(15)을 포함하는,
캐리어 수송 시스템에 의해 수송되는 캐리어.In particular a carrier (10) transported by a carrier transport system (100) according to any one of claims 1 to 14, comprising:
a holding section for carrying an object to be transported in an essentially vertical orientation in the carrier;
a first magnetic unit (14) projecting laterally from the carrier at a first vertical coordinate and configured to magnetically interact with an actively controlled bidirectional magnetic stabilization unit (140); and
a second magnetic unit (15) arranged on the carrier at a second vertical coordinate and configured to magnetically interact with the first permanent magnetic levitation unit (121) generating a carrier levitation force (F L );
A carrier transported by a carrier transport system.
상기 캐리어에서 제3 수직 좌표에 배열되고, 트랙 조립체를 따라 상기 캐리어를 수송 방향(T)으로 이동하도록 구성된 구동 유닛(150)과 상호작용하도록 구성된 제3 자기 유닛(16); 및
상기 캐리어에서 제4 수직 좌표에 배열되고, 캐리어 부상력(FL)을 발생시키는 제2 영구 자기 부상 유닛(122)과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제4 자기 유닛(17) 중 적어도 하나를 더 포함하는,
캐리어 수송 시스템에 의해 수송되는 캐리어.According to claim 15,
a third magnetic unit (16) arranged at a third vertical coordinate in the carrier and configured to interact with a drive unit (150) configured to move the carrier along the track assembly in a transport direction (T); and
At least one of the fourth magnetic units 17 arranged at a fourth vertical coordinate in the carrier and configured to magnetically interact with the second permanent magnetic levitation unit 122 generating a carrier levitation force F L . including,
A carrier transported by a carrier transport system.
상기 제2 자기 유닛(15)은 상기 유지 섹션 위의 상기 캐리어의 헤드(head) 부분에 배열되고, 상기 제1 자기 유닛(14), 상기 제3 자기 유닛(16) 및 상기 제4 자기 유닛(17) 중 적어도 하나 이상은 캐리어 수송 중에 상기 유지 섹션 아래의 상기 캐리어의 최하부 부분에 배열되는,
캐리어 수송 시스템에 의해 수송되는 캐리어.According to claim 16,
The second magnetic unit 15 is arranged in a head portion of the carrier above the holding section, and the first magnetic unit 14, the third magnetic unit 16 and the fourth magnetic unit ( at least one of 17) is arranged in the lowermost part of the carrier below the holding section during transport of the carrier;
A carrier transported by a carrier transport system.
수동 자석 배열체로 상기 캐리어의 중량력에 대항하는 캐리어 부상력(FL)을 발생시키는 단계;
제1 수직 좌표(V1)에 배열된 능동 제어 양방향 자기 안정화 유닛(140)으로 상향 방향 및 하향 방향으로 선택적으로 상기 캐리어에 자기 안정화력(FS)을 가함으로써 캐리어 수송 공간에서 상기 캐리어의 미리 결정된 수직 포지셔닝(positioning)을 안정화시키는 단계; 및
제3 수직 좌표(V3)에 배열된 구동 유닛으로 상기 캐리어를 수송 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는,
캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 방법.As a method for non-contact transport of a carrier,
generating a carrier levitation force (F L ) counteracting the weight force of the carrier with a passive magnet arrangement;
By selectively applying a magnetic stabilization force (F S ) to the carrier in an upward direction and a downward direction with an actively controlled bi-directional self-stabilizing unit 140 arranged at a first vertical coordinate (V1), the predetermined stability of the carrier in the carrier transport space is achieved. stabilizing vertical positioning; and
moving the carrier in the transport direction with a drive unit arranged at a third vertical coordinate (V3).
A method for contactless transport of carriers.
(i) 상기 수동 자석 배열체의 캐리어 부상력(FL), (ⅱ) 상기 캐리어의 중량력, 및 (ⅲ) 상기 구동 유닛에 의해 상기 캐리어에 가해지는 수직력 성분(FC)은 캐리어 수송 중에 합계가 본질적으로 0 이 되고, 상기 자기 안정화 유닛(140)에 의해 상기 캐리어에 가해지는 평균 자기 안정화력은 본질적으로 0 인,
캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 방법.According to claim 18,
(i) the carrier levitation force (F L ) of the passive magnet array, (ii) the gravimetric force of the carrier, and (iii) the vertical force component ( FC ) applied to the carrier by the driving unit during transport of the carrier the sum is essentially zero, and the average magnetic stabilization force exerted on the carrier by the magnetic stabilization unit (140) is essentially zero.
A method for contactless transport of carriers.
상기 캐리어는 본질적으로 수직으로 배향되고 1 m 이상의 수직 치수를 가지며, 상기 수동 자석 배열체의 제1 영구 자기 부상 유닛(121)은 상기 캐리어의 헤드 부분과 자기적으로 상호작용하고, 상기 자기 안정화 유닛(140)은 상기 캐리어의 최하부 부분과 자기적으로 상호작용하며, 상기 구동 유닛(150)은 상기 캐리어의 최하부 부분과 상호작용하는,
캐리어를 비접촉식으로 수송하기 위한 방법.According to claim 18 or 19,
The carrier is oriented essentially vertically and has a vertical dimension of at least 1 m, the first permanent magnetic levitation unit 121 of the passive magnet assembly magnetically interacts with the head portion of the carrier, and the magnetic stabilization unit (140) magnetically interacts with the lowermost portion of the carrier and the drive unit (150) interacts with the lowermost portion of the carrier;
A method for contactless transport of carriers.
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