(57)【要約】【課題】  センサケースの膨らみが無く、スリットディスクとのギャップを一定に保持できると共に、真空内に配置しても真空度の低下を防止することができるようにした真空用磁気センサを提供する。【解決手段】  磁気抵抗効果素子２と永久磁石３とをセンサケース１内に備え、樹脂４を封入した真空用磁気センサにおいて、センサケース１の開口部側に臨むようにセンサ内部の空気を大気側に真空排気するための排気管４２を設けたセンサカバ４１を、Ｏリング４４を介してセンサケース１にネジ４５で取り付けてある。また、大気側が真空ポンプ（不図示）に接続された排気管４２の経路の途中に、真空排気の圧力を制御するためのバルブ５３を取り付けてある。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果素子と永久磁石とをセンサケース内に備え、樹脂を封入した真空用磁気センサにおいて、
前記センサケースの開口部側に臨むように該センサ内部の空気を大気側に真空排気するための排気管を設けたセンサカバを前記センサケースに取り付けたことを特徴とする真空用磁気センサ。
【請求項２】
前記排気管に真空排気の圧力を制御するためのバルブを設けたことを特徴とする請求項１記載の真空用磁気センサ。
【請求項３】
前記バルブを前記排気管のセンサケース開口部側に設けたことを特徴とする請求項２に記載の真空用磁気センサ。
【請求項４】
前記バルブは０．１Ｐａ以下の圧力により自動的に閉じるようにしたことを特徴とする請求項２または３に記載の真空用磁気センサ。
【請求項５】
前記バルブは１０Ｐａ以上の圧力により自動的に開くようにしたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の真空用磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置等の真空内で使用するサーボモータの位置および速度を検出するためのエンコーダとして用いられる真空用磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置等の真空内で使用するサーボモータの位置および速度を検出するためのエンコーダとして用いられる真空用磁気センサは、センサケースの一端が開放されており、樹脂が露出している。この真空用磁気センサを真空モータに取り付ける場合、樹脂が露出している部分を大気側に配置して取り付けている（例えば、特許文献１参照）。
また、真空用磁気センサ全体を真空内に配置しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
図７は従来技術の真空用磁気センサを用いた真空用モータの側断面図を示したもので、特許文献２記載のものに相当する。
図７において、７はセンサケーブル、１１はステータ、１２は真空用磁気センサ、１３はコネクタ、１４はモータコイル、２１はロータ、２２はスリットディスク、２３はスリットディスクベース、２４はロータマグネット、２５はネジ、３１は軸受である。
真空用モータは、円筒状に形成されたステータ１１の内周にモータコイル１４が装着されており、ロータマグネット２４を有するロータ２１がモータコイル１４と磁気的空隙を介して同心円状に対向配置されており、ロータ２１はステータ１１と軸受３１を介して回転自在に軸支持されている。
また、該ステータ１１の内周には真空用磁気センサ１２が固定されると共に、該ロータ２１の外周の一部には平板状のスリットディスク２２を接着剤等で貼着してなるスリットディスクベース２３がネジ２５で固定されている。この真空用磁気センサ１２とスリットディスク２２が軸方向に空隙を介して対向配置されて、真空中におけるモータの位置、速度を検出するようになっている。
【０００３】
図８は従来の真空用磁気センサ１２の構成を示す側断面図である。
１は非磁性のセンサケース、２は磁気抵抗効果素子、３は永久磁石、４は樹脂である。
真空用磁気センサ１２は非磁性のセンサケース１内に磁気抵抗効果素子２、永久磁石３を配置すると共に、磁気抵抗効果素子２には磁気抵抗効果素子電源線６と磁気抵抗効果素子出力線５の一端を接続し、磁気抵抗効果素子電源線６と磁気抵抗効果素子出力線５の多端を夫々センサケーブル７に接続した構造となっており、これらをセンサケース１内において樹脂４によりモールドすることにより真空内に配置することができる。なお、センサケーブル７は図７に示すコネクタ１３と接続されており、真空内に配置されている真空用磁気センサ１２の出力信号を大気側に設ける外部機器に出力するようになっているが、特許文献１のように真空用磁気センサの樹脂が露出している部分を大気側に配置して取り付けるときは、該コネクタ８は不要となっている。
【特許文献１】特開平１１−３５６０２５号公報（明細書第２−３頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００２−２８１７２５号公報（明細書第３−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の真空用磁気センサは、樹脂でモールドしているため樹脂とセンサケースが密着しておらず、ガスを封止することができないため、樹脂露出部を大気側に配置した時はセンサケースの内側と外側に圧力差が生じ、センサケースが膨らみ、スリットディスクとのギャップを保持できないという問題があった。また、真空用磁気センサを真空内に配置したときは、樹脂から多量のガスが放出されるため、真空度が上がらないというような問題もあった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、センサケースの膨らみが無くスリットディスクとのギャップを一定に保持できると共に、真空内に配置しても真空度の低下を防止することができるようにした真空用磁気センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、請求項１の発明は、磁気抵抗効果素子と永久磁石とをセンサケース内に備え、樹脂を封入した真空用磁気センサにおいて、前記センサケースの開口部側に臨むように該センサ内部の空気を大気側に真空排気するための排気管を設けたセンサカバを前記センサケースに取り付けたことを特徴としている。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の真空用磁気センサにおいて、前記排気管に真空排気の圧力を制御するためのバルブを設けたことを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の真空用磁気センサにおいて、前記バルブを前記排気管のセンサケース開口部側に設けたことを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求２または３に記載の真空用磁気センサにおいて、前記バルブは０．１Ｐａ以下の圧力により自動的に閉じるようにしたことを特徴としている。
また、請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れか１項に記載の真空用磁気センサにおいて、前記バルブは１０Ｐａ以上の圧力により自動的に開くようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、真空用磁気センサ内部の圧力を真空機器内部の圧力に従って減圧できるので、センサケースの膨らみを防ぐことができ、スリットディスクとのギャップを保持することができる。
また、請求項２に記載の発明によると、所定の圧力に到達したところでバルブを閉じることができるので、排気管を真空機器と同一の排気系につないでも真空排気特性の低下を防止することができる。
また、請求項３に記載の発明によると、真空用磁気センサを真空内配置することで真空用磁気センサ内部の圧力を真空機器内部の圧力に従って減圧できるので、センサケースの膨らみを防ぐことができるとともに、高真空環境ではバルブを閉じることができるので真空環境を汚染することがない。
また、請求項４および５に記載の発明によると、バルブを所定の圧力で自動開閉できるので、真空環境を汚染しない操作を安定してできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものついてはその説明を省略し、異なる点について説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明の第１実施例を示す真空用磁気センサの側断面図である。
図において、４１はセンサカバ、４２は排気管、４４はＯリング、４５はネジである。
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、センサケース１の開口部側に臨むようにセンサ内部の空気を大気側に真空排気するための排気管４２を設けたセンサカバ４１を、Ｏリング４４を介してセンサケース１にネジ４５で取り付けた点である。なお、排気管４２は大気側が図示しない真空ポンプに接続されているものとする。
【０００９】
次に真空用磁気センサの組立について説明する。
磁気抵抗効果素子２と永久磁石３をセンサケース１内に仮止めし、磁気抵抗効果素子出力線５と磁気抵抗効果素子電源線６を取り付けた後、樹脂４を注形するようにした。樹脂４には熱硬化性のエポキシ樹脂を用いた。硬化条件は１２０℃３時間とした。センサケーブル７を有したセンサカバにステンレス製の排気管４２を溶接により取り付けた。磁気抵抗効果素子出力線５と磁気抵抗効果素子電源線６を各々対応するセンサケーブル７に半田付けした後、Ｏリング４４を介してセンサカバ４１をセンサケース１にネジ４５で固定した。
真空用磁気センサ１２を真空チャンバの穴にセンサケーブルが大気側に出るように配置し、真空用磁気センサ１２に対向するチャンバ壁面に光学式変位計を取り付けて真空チャンバ内部を真空排気した。同時に他の真空ポンプにて排気管４２から真空用磁気センサ内部の空気を排気し、センサケースの変位量を測定したところ、真空チャンバ内部の圧力が０．００００１Ｐａの時、センサケースの変位量は０．０１ｍｍ以下であった。
このように、真空用磁気センサ内部の圧力を真空機器内部の圧力に従って減圧できるので、センサケースの膨らみを防ぐことができ、スリットディスクとのギャップを保持することができる。
【実施例２】
【００１０】
図２は第２実施例を示す真空用磁気センサの側断面図である。
図において、５３はバルブで、所定の圧力のもとで開閉することにより、真空ポンプ（不図示）からの真空排気の圧力を制御するものである。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、大気側が真空ポンプ（不図示）に接続された排気管４２の経路の途中にバルブ５３を取り付けた点である。なお、真空用磁気センサは第１実施例と同様に組み立てられるようになっている。
【００１１】
真空用磁気センサ１２を真空チャンバの穴にセンサケーブルが大気側に出るように配置し、排気管を真空チャンバと同一の真空ポンプに接続し、真空用磁気センサ１２に対向するチャンバ壁面に光学式変位計を取り付けて真空チャンバ内部を真空排気した。真空チャンバ圧力とセンサケースの変位量を測定したところ、真空チャンバ内部の圧力が０．１Ｐａの時、センサケースの変位量は０．０３ｍｍ以下であった。
このように構成された第２実施例の真空用磁気センサを、図３に示す真空モータに適用して、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を調べた。真空モータ内部の圧力が０．１Ｐａ以下になったところでバルブ５３を閉じるように制御した。図４は第２実施例における真空用磁気センサを用いた場合の、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を表した特性図である。第２実施例による真空用磁気センサを組み込んだ場合の圧力は、従来例よりも１／６程度低くなっている。
このように、所定の圧力に到達したところでバルブを閉じることができるので、排気管を真空機器と同一の排気系につないでも真空排気特性を低下させることがないので、真空度を低下することなく真空用磁気センサを真空内に配置することができる。
【実施例３】
【００１２】
図５は第３実施例を示す真空用磁気センサの側断面図である。
図において、４３はバルブである。
第３実施例の特徴は以下のとおりである。
すなわち、真空用磁気センサは、第１実施例と同様に樹脂を硬化させた後、センサケーブル７を有したセンサカバ４１に開口部側に向けてステンレス製の排気管４２を溶接により取り付け、排気管４２のセンサケース開口部側となる先端にバルブ４３を設けた点である。なお、バルブ４３は所定の圧力により開閉できる構造とした。
【００１３】
図６は、第３実施例による真空用磁気センサと、従来の真空用磁気センサとを組み込んだ真空モータにおいて、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を示した特性図である。真空モータ内部の圧力が０．１Ｐａ以下でバルブ４３が閉じるように制御した。第３実施例による真空用磁気センサを組み込んだ場合の圧力は、従来例よりも１／７程度低くなっている。
また、真空モータ内部の圧力が１０Ｐａ以上でバルブ４３が開くように制御して圧力を上昇させたところ、１０Ｐａ近傍で圧力の急激な上昇は認められず、真空用磁気エンコーダ内部のガスが真空モータ内に急激に放出され真空環境を汚染することもなかった。
このように、真空用磁気センサを真空内配置することで真空用磁気センサ内部の圧力を真空機器内部の圧力に従って減圧できるので、センサケースの膨らみを防ぐことができるとともに、高真空環境ではバルブを閉じることができるので真空排気特性の低下を防止することができる。また、バルブを所定の圧力で自動開閉できるので、真空環境を汚染しない操作を安定してできる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
樹脂の露出部をなくすことによって真空度低下を防ぐことができるので、真空搬送用リニアモータのエンコーダという用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例を示す真空用磁気センサの側断面図
【図２】本発明の第２実施例を示す真空用磁気センサの側断面図
【図３】本発明の第２実施例の真空用磁気センサを組み込んだ真空用モータの側断面図
【図４】本発明の第２実施例の効果を示す排気特性の特性図
【図５】本発明の第３実施例を示す真空用磁気センサの側断面図
【図６】本発明の第３実施例の効果を示す排気特性の特性図
【図７】従来技術の真空用磁気センサを組み込んだ真空用モータの側断面図
【図８】従来の真空用磁気センサの側断面図
【符号の説明】
【００１６】
１  センサケース
２  磁気抵抗効果素子
３  永久磁石
４  樹脂
５  磁気抵抗効果素子出力線
６  磁気抵抗効果素子電源線
７  センサケーブル
１１  ステータ
１２  真空用磁気センサ
１３  コネクタ
１４  モータコイル
２１  ロータ
２２  スリットディスク
２３  スリットディスクベース
２４  ロータマクネット
２５  ネジ
３１  軸受
４１  センサカバ
４２  排気管
４３、５３  バルブ
４４  Ｏリング
４５  ネジ
【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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