(57)【要約】【課題】真空容器内にて被搬送物を搬送する真空容器内搬送装置において、搬送台の位置決め精度を向上させると共に、一定速度で被輸送物を安全に輸送できるようにする。【解決手段】真空容器２内に配置され、所定の被搬送物３を保持して搬送する搬送台４と、該搬送台４に連結された２次側磁極５と、真空容器２外に、該真空容器２の壁面２ｂに沿って移動可能に配置された電機子６と、該電機子６を移動させる電機子移動機構７とを備えることを特徴とする真空容器内搬送装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の被搬送物を搬送するための搬送台と、
該搬送台に連結された２次側磁極と、
該２次側磁極に対して設けた電機子と、を具備し、
前記２次側磁極は、その移動方向となる軌道の延在方向に位置を隔てて少なくとも２つ配置され、
互いに隣接する２つの２次側磁極と搬送台とが一対の連結部材によって連結されており、
前記一対の連結部材は、互いに隣接する２つの２次側磁極に、その一端側が前記延在方向に直交する軸線をもって取り付けられ、
これら一対の連結部材の他端側が前記搬送台に前記２つの２次側磁極間の間隔に応じて、該搬送台が前記軌道と交差する方向に移動するように連結されていることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被搬送物を搬送する搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、真空容器内搬送装置は、半導体の製造において、基板に塵埃がつかないように、真空容器内において、半導体を搬送するものである。従来では、例えば、搬送台をチェーンベルトに固定し、チェーンベルトを真空容器内の一端部に固定された回転モータと他端に固定された歯車に巻回したものがある。そして、この回転モータを回転することにより、搬送台を駆動する、所謂チェーン駆動により、真空容器内で搬送台を移動させていた。
また、真空容器には、被搬送物を真空容器内外に搬出・搬入するためのゲートが設けられており、搬送台には、ゲートを通して被搬送物を出し入れする移送機構が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この真空容器内搬送装置では、回転モータを真空容器の内部に配置するため、回転モータに接続する電源ケーブルから発生する塵埃が問題となっていた。
また、チェーン駆動により搬送台を移動させるため、搬送台の位置決め精度が低いという問題があった。
さらに、搬送台には移送機構が設けられているため、搬送台を駆動させるためには、多くの電力が必要となり、真空容器内搬送装置の維持費が高くなってしまうという問題があった。
【０００４】
ここで、塵埃発生の問題を解決する方法として、磁気カップリングを利用して、真空容器外部に配置された駆動機構により真空容器内部に配置された搬送台を移動させるものが考えられる。
【０００５】
これは、真空容器内部の搬送台および、真空容器外部の駆動機構のそれぞれに磁気カップリングを設け、真空容器外部の磁気カップリングが真空容器の壁部に沿って移動することにより、駆動機構の駆動力が真空容器内部の磁気カップリングに伝達され、搬送台が真空容器内部を移動するようになっている。
【０００６】
したがって、搬送台の駆動機構を真空容器外部におくことにより、真空容器内で塵埃が発生することを防止できるようになっている。
なお、２つの磁気カップリングは、永久磁石のように磁極が一定方向に固定されているものである。また、外部の駆動機構は、回転モータとボールネジとを備えている。
【０００７】
しかしながら、この真空容器内搬送装置では、永久磁石のような磁気カップリング同士の相対位置が近接している状態、すなわち、磁気カップリング同士が同期した状態にあると、磁気吸引力による駆動力の伝達がほとんど発生しない。
このため、搬送台を目的位置に停止させる際には、搬送台の移動にともなって発生する摩擦により搬送台の位置制御精度を上げることができないという問題があった。
【０００８】
また、搬送台を一定速度で移動させている際には、磁気カップリング同士が同期した状態となっているため、搬送台の移動に伴う摩擦を制御することができず、搬送台の移動速度が不安定になる。したがって、搬送台に配置された被搬送物に悪影響を及ぼすと共に、所望の位置に停止させるまでに多くの所要時間を要することになるという問題があった。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、搬送台の位置決め精度を向上させると共に、一定速度で被輸送物を安全に輸送できる搬送装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、所定の被搬送物を搬送するための搬送台と、該搬送台に連結された２次側磁極と、該２次側磁極に対して設けた電機子と、を具備し、前記２次側磁極は、その移動方向となる軌道の延在方向に位置を隔てて少なくとも２つ配置され、互いに隣接する２つの２次側磁極と搬送台とが一対の連結部材によって連結されており、前記一対の連結部材は、互いに隣接する２つの２次側磁極に、その一端側が前記延在方向に直交する軸線をもって取り付けられ、これら一対の連結部材の他端側が前記搬送台に前記２つの２次側磁極間の間隔に応じて、該搬送台が前記軌道と交差する方向に移動するように連結されていることを特徴とする搬送装置を提案している。
【００１１】
この発明に係る真空容器内搬送装置によれば、２次側磁極と電機子とによりリニアモータが構成されることになるため、電機子を移動させた際には、真空容器内の２次側磁極が磁気吸引力により追従して、搬送台が移動することになる。また、電機子の磁極を切り換えることによっても、２次側磁極が移動できるため、電機子の位置に対する搬送台の位置精度を向上させることができる。
そして、電機子が移動している際に、電機子の磁極を切り換えることにより、２次側磁極の移動を細かに制御して、搬送台を一定速度にて移動させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、２次側磁極と電機子とによりリニアモータを構成しているため、電機子の位置に対する搬送台の位置精度を向上させることができる。また、搬送台を一定速度にて移動させることが可能となるため、被搬送物を安全に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態に係る真空容器内搬送装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る真空容器内搬送装置１は、図１、図２に示すように、真空容器２内に配置され、所定の被搬送物３を保持して搬送する搬送台４と、搬送台４の下面４ａに固定された２次側磁極５（以下、２次磁極５と呼ぶ。）と、真空容器２の外側に、真空容器２の外壁面２ｂに沿って移動可能に配置された電機子６と、電機子６を移動させる電機子移動機構７とを備えている。
【００１４】
真空容器２には、ゲート８が設けられており、被搬送物３を真空容器２に対して出し入れできるようになっている。
搬送台４の下面４ａ側には、搬送台４が真空容器２の長さ方向に沿って移動するための軌道９が設けられている。
【００１５】
２次磁極５は、例えば、図３に示すように、保持部材５ａに極性の異なる複数の永久磁石５ｂを、軌道９の長さ方向に沿って、順次交互に配置されているものである。
また、電機子６は、保持部材６ａに、複数のコア６ｂおよびコイル６ｃを備えたものであって、コイル６ｃに通電することによって、各コア６ｂに磁極が形成されるものである。各コア６ｂの磁極は、コイル６ｃへの通電を制御することにより切り換えられるようになっている。これら２次磁極５および電機子６によりリニアモータ２０が構成されている。
【００１６】
また、リニアモータ２０を構成する２次磁極５および電機子６は、図３（ｂ）に示すようなものでもよい。すなわち、２次磁極５は、永久磁石５ｂの代わりに一定間隔をおいて極歯５ｃを配置し、また、電機子６は、コア６ｂに薄板状の永久磁石６ｄを埋め込むと共に、コア６ｂにコイル６ｃを巻き付けたものであってもよい。この構成では、２次磁極５と電機子６とに磁路Ｈが形成された場合には、２次磁極５がＩ方向に移動することになる。
【００１７】
電機子移動機構７は、図１に示すように、駆動源となる回転モータ１１と、回転モータ１１の回転軸に連結されたボールネジ１２と、ボールネジ１２に螺着された雌ねじ部１３とから構成されている。
ボールネジ１２は、直動軸受９と平行な方向に配置されており、また、雌ねじ部１３には、電機子６が固定されている。したがって、回転モータ１１が回転することにより、電機子６が、雌ねじ部１３と共にボールネジ１２の長さ方向に移動するようになっている。
【００１８】
また、搬送台４には、搬送台４の位置情報を検出する位置センサ（位置検出手段）１４が、電機子６には、電機子６の位置情報を検出する位置センサ（図示せず）が、それぞれ設けられており、これら２つの位置センサは、回転モータ１１および電機子６を制御する制御装置１５に接続されている。
【００１９】
ここで、位置センサ１４は、真空容器２内部から外部に向けて搬送台４の位置情報を外部に向けて送信するものを備えており、光スイッチ、光波距離計、磁気センサ、レゾルバ等によるものであってもよい。
また、位置センサ１４に限らず、例えば、真空容器２に透明部を設けて外部から光学式、渦電流式あるいは、カメラでセンシングするものでもよい。
【００２０】
制御装置１５は、２つの位置センサにより検出される搬送台４および電機子６位置情報に基づき、電機子６をコントロールして２次磁極５の位置を細かに制御するものである。例えば、図３（ａ）のリニアモータ２０の場合には、電機子６の磁極を切り換えることにより、２次磁極５の位置を制御することになる。
【００２１】
このように構成された真空容器内搬送装置１の作用について、以下に説明する。
すなわち、回転モータ１１を駆動すると、図４に示すように、ボールネジ１２がＢ方向に回転すると共に、電機子６が雌ねじ部と共にＡ方向に移動することになる。この際には、電機子６と２次磁極５とが吸引し合うように、搬送台４が２次磁極５と共に電機子６に追従してＡ方向に移動する。
【００２２】
この移動の際には、搬送台４と電機子６との相対位置を２つの位置センサにより検出し、制御装置１５により２次磁極５の位置を制御するため、搬送台４と電機子６との相対位置を一定に保つことができる。
【００２３】
また、搬送台４が目的位置に達して停止する際には、搬送台４の位置を位置センサ１０により検出し、制御装置により２次磁極の位置を制御することにより、搬送台４が微小に動いて、適切な位置に停止することができる。
【００２４】
上記のように、本実施形態に係る真空容器内搬送装置１によれば、真空容器２の壁部を挟んで、リニアモータ２０を構成することにより、搬送台４を移動することができる。このため、制御装置１５の制御により、２次磁極５の位置が細かに制御されるため、搬送台４と軌道９との摩擦に関係なく、電機子６の位置に対する搬送台４の位置精度を向上させることができる。
【００２５】
そして、電機子６が移動している際に、制御装置１５により２次磁極５の位置を細かに制御して、搬送台４を一定速度にて移動させることが可能となる。したがって、被搬送物３を安全に搬送することができる。
また、制御装置１５により２次磁極５の位置を細かに制御して、搬送台４を目的とする停止位置に精度よく、かつ、短時間の間に停止させることができる。
【００２６】
さらに、リニアモータ２０により搬送台の移動機構が構成されているため、電機子移動機構７は、高い制御精度が要求されないため、電機子６の位置センサ精度も要求されず、安価に真空容器内搬送装置１を構成することができる。
【００２７】
なお、本実施形態においては、軌道９は直線状に形成されるとしたが、この構成に限られることはなく、真空容器２の形状に合わせて湾曲していてもよい。
また、軌道９は、２次元平面上に配することに限らず、２次元曲面上に配するとしてもよい。したがって、例えば、軌道９が平面上に円形状に配されるとしてもよく、円柱の周面に配されるとしてもよい。
【００２８】
さらに、搬送台４および２次磁極５は、軌道９に沿って移動するとしたが、これに限ることはなく、例えば、搬送台４に車輪を設けて真空容器２の内壁面に沿って移動するとしてもよい。
また、電機子移動機構７は、回転モータ１１、ボールネジ１２および雌ねじ部１３により構成するとしたが、これに限ることはなく、例えば、同じく回転モータを利用したラックピニオン、ベルトプーリにより構成するとしてもよい。また、リニアモータや流体直動シリンダにより構成するとしてもよい。
【００２９】
また、電機子移動機構７の駆動源として回転モータを使用する場合には、電機子６の位置検出を電機子に設けた位置センサにより行うことに限らず、例えば、回転モータ等において電機子６の位置検出を行ってもよい。
さらに、リニアモータ２０の相対位置検出を搬送台４および電機子６の双方に位置センサにより行うとしたが、これに限ることはなく、直接電機子６側で行うとしてもよい。すなわち、真空容器２内の２次磁極５の位置を電機子６にある位置センサで検出することにより、相互の位置関係を求めるとしてもよい。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る真空容器内搬送装置について、以下に説明する。
なお、本実施形態に係る真空容器内搬送装置の説明において、上述した第１の実施形態に係る真空容器内搬送装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して、説明を省略することにする。
【００３１】
本実施形態に係る真空容器内搬送装置２１は、図５、図６に示すように、真空容器２内には軌道９が設けられ、この軌道９の延在方向に沿って一対のスライダー２２，２３が走行できるようになっている。
このスライダー２２，２３の下面２２ａ，２３ａ側にはそれぞれ、２次磁極５が取り付けられている。また、スライダー２２，２３の上面２２ｂ，２３ｂ側には、第１、第２のリンク（連結部材）２４，２５の一端側２４ａ，２５ａが、軌道９の延在方向に直交する軸線Ｃ回りにそれぞれ揺動自在に取り付けられている。
さらに、第１、第２のリンク２４，２５の他端側２４ｂ，２５ｂは、搬送台４に軸線Ｃ回りに揺動自在に取り付けられている。
【００３２】
なお、この実施の形態においては、図１，２に示す第１の実施形態と同様に制御装置１５を備えており、この制御装置１５により２次磁極５の位置を細かに制御して、スライダー２２，２３間の相互距離を制御できるようになっている。
また、スライダー２２，２３を移動させる電機子６は、電機子移動機構７により真空容器２の壁部２ｃに沿って移動することになるが、この電機子移動機構７は、電機子６の下方側に設けられた２つのリニアモータ２０により構成されている。
【００３３】
このように構成された真空容器内搬送装置２１の作用について、以下に説明する。
第１の実施形態と同様に、搬送台４をＡ方向に搬送させる場合には、制御装置１５によりスライダー２２，２３の間隔を制御することによって、搬送台４を軌道９の長さ方向に沿う搬送通路に直交する幅方向（ＤＥ方向）に移動させることができる。
【００３４】
すなわち、図５に示すように、第１、第２のリンク２４，２５が実線で示されている位置にある場合には、搬送台４が２本の軌道９の中間に位置している。この状態でスライダー２２，２３間の距離を維持したまま、スライダー２２，２３をＡ方向に移動させれば、搬送台４は、軌道９の中間に位置した状態を保ってＡ方向に移動することになる。
一方、２点鎖線で示すように、制御装置１５によりスライダー２２，２３間の距離を狭めた場合には、搬送台４は、Ｄ方向に向けて移動することになる。
【００３５】
上記のように、本実施形態に係る真空容器内搬送装置２１によれば、搬送台４を搬送通路の幅方向（ＤＥ方向）に移動させることができるため、例えば、図８に示すように、真空容器２のゲート８を通じてプロセスチャンバ３１を設けた際に、各プロセスチャンバ３１毎に、被搬送物３を搭載した搬送台４を側方に移動させて、各種の必要な作業を行うことができる。
また、搬送台４を側方に移送する移送機構を別途設ける必要がないため、搬送台４の重量を軽くして、搬送台４を移送するための駆動力の省力化を図ることができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、２つの電機子６を移動させる電機子移動機構７は２つのリニアモータ２０により構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、図７に示すように、１つのリニアモータ２０により構成されるとしてもよい。この場合には、電機子移動機構７に一定間隔をおいて固定された２つの電機子６の長さをスライダー２２，２３の移動方向に沿って長く形成して、各スライダー２２，２３が移動できる範囲を広くすればよい。
【００３７】
また、搬送台４を軌道９の側方に移動させる構成として、第１、第２のリンク２４，２５を使用するとしたが、この構成に限られることはなく、搬送台４を側方に移動させる構成であればよい。
また、搬送台４を軌道９に直交するＤＥ方向に移動させるとしたが、これに限ることはなく、軌道９に交差する方向に移動できればよい。したがって、例えば、ラックピニオンにより搬送台４を回転させるように、軌道９と交差する方向に移動する機構を構成するとしてもよい。
【００３８】
また、２つのスライダー２２，２３により１つの搬送台４を軌道９に交差する方向（ＤＥ方向）に移動させるとしたが、この構成に限られることはなく、例えば、図８に示すように、３つのスライダー２２，２３，２６により２つの搬送台４，４をＤＥ方向に移動させる構成としてもよい。この場合、各搬送台４に隣接する２つのスライダー２２，２３、若しくはスライダー２３，２６は、各搬送台４が独立して移動できるように、それぞれ独立して制御される。
この構成では、複数の搬送台４を移動させるスライダーの数を節約することができるため、真空容器内搬送装置２１の製造コストおよび維持費の削減を図ることができる。
【００３９】
さらに、スライダー２２，２３は、軌道９に沿って移動するとしたが、これに限ることはなく、例えば、スライダー２２，２３に車輪を設けて真空容器２の内壁面に沿って移動するとしてもよい。
さらに、第１、第２のリンク２４，２５は、搬送台４に対して揺動自在に連結されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも一方のリンクが搬送台４に対して揺動自在に連結されていればよい。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る真空容器内搬送装置を示す正面図である。
【図２】図１の真空容器内搬送装置の平面図である。
【図３】図１の真空容器内搬送装置において、２次側磁極および電機子により構成されるリニアモータの一例を示す説明図であり、（ａ）は２次側磁極として永久磁石を使用したもの、（ｂ）は極歯を配置したものを示している。
【図４】図１の真空容器内搬送装置の動作を示す正面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る真空容器内搬送装置を示す平面図である。
【図６】図５の真空容器内搬送装置の正断面図である。
【図７】他の実施形態に係る真空容器内搬送装置の正断面図である。
【図８】他の実施形態に係る真空容器内搬送装置の平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，２１  真空容器内搬送装置
２  真空容器
３  被搬送物
４  搬送台
５  ２次側磁極
６  電機子
７  電機子移動機構
１５  制御装置
２４  第１のリンク（連結部材）
２５  第２のリンク（連結部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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