(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ともに、真空内に配置しても真空度を低下させることがない真空用磁気センサを得る。【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の開口部側に充填口５１およびガス抜き口５２を有したセンサカバー４１を備える。また、樹脂４が熱硬化性樹脂であり、充填口５１およびガス抜き口５２を、樹脂４の加熱硬化中に封止する。また、充填口５１およびガス抜き口５２を０．１Ｐａ以下の真空雰囲気中にて封止しても良い。【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部に固定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センサカバーを設け、かつ該センサカバーに充填口を設け、該充填口が封止されていることを特徴とする真空用磁気センサ。
【請求項２】
前記センサカバーにガス抜き口を設け、該ガス抜き口が封止されている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】
前記樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の真空用磁気センサ。
【請求項４】
前記センサケース内部が０．１Ｐａ以下の真空雰囲気にて封止されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の真空用磁気センサ。
【請求項５】
磁気抵抗効果素子と永久磁石とをセンサケース内部に固定した真空用磁気センサであって、前記センサケースの開口部側にセンサカバーを設け、かつ該センサカバーに充填口を設けた真空用磁気センサの樹脂充填方法において、
前記センサケース内部を前記充填口を介して樹脂で充填した後、前記充填口を封止したことを特徴とする真空用磁気センサの樹脂充填方法。
【請求項６】
前記センサカバーさらにガス抜き口を設けた真空用磁気センサの樹脂充填方法において、前記センサケース内部を前記充填口を介して樹脂で充填した後、前記充填口および前記ガス抜き口を封止したことを特徴とする請求項５記載の真空用磁気センサの樹脂充填方法。
【請求項７】
前記樹脂として熱硬化性樹脂を用い、前記充填口又は前記ガス抜き口を前記熱硬化性樹脂の加熱硬化中に封止したことを特徴とする請求項５又は６記載の真空用磁気センサの樹脂充填方法。
【請求項８】
前記充填口又は前記ガス抜き口を０．１Ｐａ以下の真空雰囲気中にて封止したことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の真空用磁気センサの樹脂充填方法。
【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およびその樹脂充填方法に関する。
【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、センサ内部にモールドされている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６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６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７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の他端をそれぞれセンサケーブル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６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１３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との間に微小ギャップが存在し、ガスを完全に封止することができない。そのため、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を低下させることのない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記載の真空用磁気センサの発明は、磁気抵抗効果素子と永久磁石とをセンサケース内部に固定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センサカバーを設け、かつ該センサカバーに充填口を設け、該充填口が封止されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の真空用磁気センサにおいて、前記センサカバーにガス抜き口を設け、該ガス抜き口が封止されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の真空用磁気センサにおいて、前記樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の真空用磁気センサにおいて、前記センサケース内部が０．１Ｐａ以下の真空雰囲気にて封止されていることを特徴とする。
請求項５記載の真空用磁気センサの樹脂充填方法の発明は、磁気抵抗効果素子と永久磁石とをセンサケース内部に固定した真空用磁気センサであって、前記センサケースの開口部側にセンサカバーを設け、かつ該センサカバーに充填口を設けた真空用磁気センサの樹脂充填方法において、前記センサケース内部を前記充填口を介して樹脂で充填した後、前記充填口を封止したことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の真空用磁気センサの樹脂充填方法において、前記センサカバーさらにガス抜き口を設けた真空用磁気センサの樹脂充填方法において、前記センサケース内部を前記充填口を介して樹脂で充填した後、前記充填口および前記ガス抜き口を封止したことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の真空用磁気センサの樹脂充填方法において、前記樹脂として熱硬化性樹脂を用い、前記充填口又は前記ガス抜き口を前記熱硬化性樹脂の加熱硬化中に封止したことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項５〜７のいずれか１項記載の真空用磁気センサの樹脂充填方法において、前記充填口又は前記ガス抜き口を０．１Ｐａ以下の真空雰囲気中にて封止したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１および５記載の発明によると、樹脂の加熱硬化前にセンサケースの開口部がセンサカバーによりふさがれているので、センサ内部に微小ギャップができにくくなり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とともに、樹脂が真空雰囲気と分離されるので真空内に配置しても真空排気特性を低下させることがない。
また、請求項２および６記載の発明によると、ガス抜き口が付いているので樹脂充填時にセンサ内部にガス溜まりができず、樹脂とセンサケースとの間に微小ギャップができにくくなり、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とともに、樹脂が真空雰囲気と分離されるので真空内に配置しても真空排気特性を低下させることがない。
また、請求項３および７記載の発明によると、樹脂の加熱硬化中に封止するので、加熱初期に発生する低分子量のガスがセンサ内部に溜まることがないので、センサ内部に微小ギャップができなくなり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４および８記載の発明によると、充填口およびガス抜き口を真空雰囲気中で封止するので、樹脂内部にガスが残ることがなくセンサ内部に微小ギャップができなくなり、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。
【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に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はセンサカバー、４４はＯリング、４５はネジ、５１は充填口である。
本発明に係る真空用磁気センサが従来技術に係る真空用磁気センサと異なる点は、センサケースの開口部側に充填口を有したセンサカバー４１をＯリング４４を介してセンサケースにネジで取り付けている点である。
【０００９】
次に、真空用磁気センサの組立てについて説明する。
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、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に半田付けする。そして、Ｏリング４４を介して充填口５１を有したセンサカバー４１をセンサケース１にネジ４５で固定し、充填口５１から樹脂４を充填口の上部まで注形する。樹脂４には熱硬化性のエポキシ樹脂を用い、硬化条件は１２０℃で３時間とする。その途中、樹脂の温度が１１５℃に到達したところで充填口を封止する。
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する。
このようにして製造された真空用磁気センサ１２の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０．０００１Ｐａ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、樹脂の加熱硬化前にセンサケースの開口部がセンサカバーによりふさがれているので、真空用磁気センサ内部に微小ギャップができにくくなり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、樹脂の熱硬化中に封止することで、加熱初期に発生する低分子量のガスがセンサ内部に溜まることがないので、さらにセンサ内部に微小ギャップができなくなり、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、５２はガス抜き口である。
第２実施例に係る真空用磁気センサの特徴は、真空用磁気センサを第１実施例と同様に組立てた後、センサカバー４１に樹脂充填中にガス溜まりができないようにガス抜き口５２を取り付けた点である。充填口５１から樹脂４を充填口とガス抜き口の上部まで注形した後、樹脂を加熱硬化させ、途中樹脂の温度が１１５℃に到達したところで充填口５１とガス抜き口５２を封止する。
そして、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する。
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０．０００１Ｐａの時、センサケースの変位量は０．０１ｍｍ以下であった。
【００１１】
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６で説明した真空モータに図３に示すように適用して、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を調べた。
本真空モータにウエハ搬送用フォークを取り付けて、半導体製造プロセスチャンバ内に設置することができ、各プロセス間のウエハ搬送を容易に行うことができる。
【００１２】
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。
図において、縦軸は圧力（Ｐａ）、横軸は排気時間（ｈ）である。例えば、排気時間１０（ｈ）を見ると、従来例では約３×１０-5（Ｐａ）であるのに対して、
第２実施例では約２×１０-6（Ｐａ）である。従って、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１／１５程度低くなっていることが判る。
このように、ガス抜き口が付いているので樹脂充填時にセンサ内部にガス溜まりができず、樹脂とセンサケースとの間に微小ギャップができにくくなり、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、樹脂が真空雰囲気と分離されるので真空内に配置しても真空排気特性を低下させることがない。
【実施例３】
【００１３】
第３実施例に係る真空用磁気センサの特徴は、真空用磁気センサを第２実施例と同様に樹脂を注形した後、真空乾燥炉内にて圧力を０．１Ｐａ以下にして加熱硬化させた点である。そして、途中樹脂の温度が９０℃に到達したところで充填口５１とガス抜き口５２を封止する。
【００１４】
図５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。
図において、縦軸は圧力（Ｐａ）、横軸は排気時間（ｈ）である。例えば、排気時間１０（ｈ）を見ると、従来例では約３×１０-5（Ｐａ）であるのに対して、
第３実施例では約１×１０-6（Ｐａ）である。従って、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１／２０程度低くなっていることが判る。
また、第３実施例による真空用磁気センサ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０．０００１Ｐａ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、充填口およびガス抜き口を真空雰囲気中で封止するので、樹脂内部にガスが残ることがなくセンサ内部に微小ギャップができなくなり、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、樹脂が真空雰囲気と分離されるので真空内に配置しても真空排気特性を低下させることがない。
【００１５】
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】
【００１６】
【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である。
【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である。
【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である。
【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である。
【図５】本発明の第３実施例の効果を示す排気特性の特性図である。
【図６】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である。
【図７】従来の真空用磁気センサの側断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
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  ロータマグネット
２５  ネジ
３１  軸受
４１  センサカバー
４４  Ｏリング
４５  ネジ
５１  充填口
５２  ガス抜き口
【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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