(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空モータにおいて：
雰囲気の異なる空間を隔絶する非磁性体の隔壁と；
高圧雰囲気側に設けられ，コイルが巻装された一または二以上の第１のステータと；
低圧雰囲気側に前記第１のステータに対応して設けられた一または二以上の第２のステータと；
低圧雰囲気側に前記第２のステータに対応して設けられ，前記第２のステータより磁気的動力が伝達されて一または二以上の回転軸を駆動する一または二以上のロータと；
を備えたことを特徴とする，真空モータ。
【請求項２】
前記回転軸は，位置検出機構を備えたことを特徴とする，請求項１に記載の真空モータ。
【請求項３】
搬送装置において：
雰囲気の異なる空間を隔絶する非磁性体の隔壁と，高圧雰囲気側に設けられ，コイルが巻装された一または二以上の第１のステータと，低圧雰囲気側に前記第１のステータに対応して設けられた一または二以上の第２のステータと，低圧雰囲気側に前記第２のステータに対応して設けられ，前記第２のステータより磁気的動力が伝達されて第１の回転軸及び第２の回転軸を駆動する一または二以上のロータと，を備えた真空モータにより駆動され，
被搬送体の保持部と，
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の回転動力を前記被搬送体の保持部の直線方向の動力に変換させるアーム部と，
を備えたことを特徴とする，搬送装置。
【請求項４】
前記アーム部は：
一の端部が前記第１の回転軸に接続される第１アームと；
一の端部が前記第２の回転軸に接続される第２アームと；
一の端部が前記第１アームの他の端部に回転自在に接続され，他の端部が前記被搬送体の保持部に接続される第３アームと；
一の端部が前記第２アームの他の端部に回転自在に接続され，他の端部が前記被搬送体の保持部に接続される第４アームと；
を備えたことを特徴とする，請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記第１の回転軸及び／または前記第２の回転軸は，前記被搬送体の位置検出機構を備えたことを特徴とする，請求項３または４に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体製造工程に使用される電磁誘導を用いた真空モータ，及び，真空モータにより駆動する搬送装置に関する。
【０００２】
複数のプロセスチャンバ（処理室）を備えたマルチチャンバ方式の処理装置には，被処理体たる半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）をプロセスチャンバ間で搬入出するための搬送アームが備えられている。この搬送アームは，トランスファチャンバ（共通移載室）内に収容されている。搬送アームに設けられている基板保持部は，トランスファチャンバ内のみならず，トランスファチャンバに接続されている各種プロセスチャンバ内や真空予備室内にも侵入可能に構成されている。
【０００３】
上記搬送アームの一般的なものとして，スカラ型搬送アームとフロッグレッグ型搬送アームとがある。スカラ型搬送アームは，基板保持部と回転軸を２以上のアームにより接続し，さらにその回転軸に回転ベルトとプーリを介して回転機構が接続されている。かかる構成により，回転機構を作動させると，上記アームが水平方向に移動し，基板保持部が所定位置に移動する。一方，フロッグレッグ型搬送アームは，一対のアームを略蛙足形状に複数接続してなるフロッグレッグアームを有し，このフロッグレッグアームで基板保持部と回転軸を接続している。かかる構成により，上記回転軸に接続されている回転機構を作動させると，フロッグレッグアームが搬送アームの回転中心から半径方向に伸縮し，基板保持部が所定位置に移動する。
【０００４】
従来，上記回転機構における真空処理室内で用いられるモータは，電磁誘導により機械的動力を得るためのコイル及び鉄芯等の磁性体（以下，「ステータ」と称する。）を，回転軸を駆動するための磁性体（以下，「ロータ」と称する。）とともに真空雰囲気中に配するものであった。しかし，コイルやステータを真空雰囲気内に配すると，アウトガスやパーティクル等の発生や発熱による処理への悪影響を避けられない。そこで，近年の半導体製造工程においては，大気雰囲気と真空雰囲気とをカンシールと称される非磁性体の隔壁により隔絶し，コイルやステータを大気雰囲気中に配した真空モータが用いられている。
【０００５】
上述のコイル及びステータを大気雰囲気中に配した真空モータの構成の一例を，図４及び図５を参照しながら説明する。
真空モータ３００は，図４に示したように，大気雰囲気と真空雰囲気とを隔絶する非磁性体のカンシール３１０を備え，カンシール３１０にベアリングＢを介して配置された外側回転軸３５０と内側回転軸３６０の２つの回転軸を備えている。
【０００６】
さらに，真空モータ３００は，大気雰囲気側に設けられ，コイル３２０ａが巻装された外側回転軸用ステータ３３０ａと，真空雰囲気側に外側回転軸用ステータ３３０ａに対応して設けられ，外側回転軸用ステータ３３０ａより磁気的動力が伝達されて外側回転軸３５０を駆動する外側回転軸用ロータ３４０ａとを備えている。また同様に，大気雰囲気側に設けられ，コイル３２０ｂが巻装された内側回転軸用ステータ３３０ｂと，真空雰囲気中に内側回転軸用ステータ３３０ｂに対応して設けられ，内側回転軸用ステータ３３０ｂより磁気的動力が伝達されて内側回転軸３６０を駆動する内側回転軸用ロータ３４０ｂとを備えている。
【０００７】
コイル３２０ａが巻装された外側回転軸用ステータ３３０ａ及び外側回転軸用ロータ３４０ａは，図５に示したように，外側回転軸３５０を囲むように１０箇所設けられている。同様に，コイル３２０ｂが巻装された内側回転軸用ステータ３３０ｂ及び内側回転軸用ロータ３４０ｂは，内側回転軸３６０を囲むように１０箇所設けられている。なお，図５では，外側回転軸３５０及び内側回転軸３６０については，図より省略している。
【０００８】
真空モータ３００の真空雰囲気側は，図示の例では，真空処理室３９０が形成されており，カンシール３１０の一辺は真空処理室３９０の側壁の一部をなしている。カンシール３１０の端部は，例えばＯリング等のシール部材Ｏにより真空処理室３９０の側壁３９２と気密に接続されている。外側回転軸３５０及び内側回転軸３６０は，上述のように，真空処理室３９０内の搬送装置，例えば搬送アームを駆動する。
【０００９】
なお，図中符号３７０ａは，外側回転軸用ステータ３３０ａ及び外側回転軸用ロータ３４０ａの動作を制御するためのエンコーダであり，符号３７０ｂは，内側回転軸用ステータ３３０ｂ及び内側回転軸用ロータ３４０ｂの動作を制御するためのエンコーダである。また，符号３８０は，コイル３２０ａ，３２０ｂ及びエンコーダ３７０ａ，３７０ｂに通電するためのケーブルである。以上説明した各構成要素はモータケース３９５に収納されている。
【００１０】
以上説明したように，カンシール３１０により大気雰囲気と真空雰囲気とを隔絶し，コイルが巻装されたステータ３３０ａ，３３０ｂを大気雰囲気中に配することにより，真空雰囲気中におけるアウトガスやパーティクル等の発生や発熱による処理への悪影響を解消することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，上記構成からなる真空モータ３００においては，カンシール３１０は，コイルが巻装されたステータ３３０ａ，３３０ｂを真空雰囲気内に配したときに起こる不具合を解消するために必要不可欠な構成要素であるが，カンシール３１０をステータとロータとの間に介装すると，ステータとロータとの間の磁気的動力の伝達効率が悪くなり，真空モータの駆動力の低下や省電力化の妨げになるという別の問題が生じていた。
【００１２】
本発明は，従来の真空モータが有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の第１の目的は，ステータとロータとの間の磁気的動力の伝達効率を改善し，駆動力の向上及び省電力化を図ることの可能な，新規かつ改良された真空モータを提供することにある。
【００１３】
また，本発明の第２の目的は，省電力でかつ優れた駆動力を有する真空モータにより駆動する，新規かつ改良された搬送装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，請求項１に記載のように，真空モータにおいて，雰囲気の異なる空間を隔絶する非磁性体の隔壁と，高圧雰囲気側に設けられ，コイルが巻装された一または二以上の第１のステータと，低圧雰囲気側に第１のステータに対応して設けられた一または二以上の第２のステータと，低圧雰囲気側に第２のステータに対応して設けられ，第２のステータより磁気的動力が伝達されて一または二以上の回転軸を駆動する一または二以上のロータとを備えたことを特徴とする真空モータが提供される。
【００１５】
ここで，低圧雰囲気とは，アウトガスやパーティクルの発生を避けることを要求される処理雰囲気，例えば真空雰囲気であり，高圧雰囲気とは，例えば大気雰囲気である。
【００１６】
かかる構成によれば，雰囲気の異なる空間を隔絶する隔壁を第１のステータと第２のステータとの間に介装したので，磁気的動力が伝達される第２のステータとロータとの間隔を可能な限り小さくすることができ，第２のステータとのロータとの間の磁気的動力の伝達効率を改善することが可能である。このように本発明によれば，真空モータの駆動力を向上させ，さらに省電力化にも優れた効果を奏する。
【００１７】
また，回転軸は，請求項２に記載のように，位置検出機構を備えるようにしてもよい。かかる構成によれば，低圧雰囲気中で駆動する回転軸が位置検出機構を備えているので，回転軸により駆動される低圧雰囲気内の装置，例えば，搬送アーム等を正確に制御することが可能である。
【００１８】
また，上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，請求項３に記載のように，搬送装置において，雰囲気の異なる空間を隔絶する非磁性体の隔壁と，高圧雰囲気側に設けられ，コイルが巻装された一または二以上の第１のステータと，低圧雰囲気側に第１のステータに対応して設けられた一または二以上の第２のステータと，低圧雰囲気側に第２のステータに対応して設けられ，第２のステータより磁気的動力が伝達されて第１の回転軸及び第２の回転軸を駆動する一または二以上のロータと，を備えた真空モータにより駆動され，被搬送体の保持部と，第１の回転軸及び第２の回転軸の回転動力を被搬送体の保持部の直線方向の動力に変換させるアーム部とを備えたことを特徴とする搬送装置が提供される。
【００１９】
また，アーム部は，請求項４に記載のように，一の端部が第１の回転軸に接続される第１アームと，一の端部が第２の回転軸に接続される第２アームと，一の端部が第１アームの他の端部に回転自在に接続され，他の端部が被搬送体の保持部に接続される第３アームと，一の端部が第２アームの他の端部に回転自在に接続され，他の端部が被搬送体の保持部に接続される第４アームとを備えるようにしてもよい。
【００２０】
かかる構成によれば，搬送装置を，省電力でかつ優れた駆動力を有する真空モータにより駆動させることが可能である。
【００２１】
さらに，第１の回転軸及び／または第２の回転軸は，請求項５に記載のように，被搬送体の位置検出機構を備えるようにしてもよい。かかる構成によれば，第１の回転軸及び／または第２の回転軸が被搬送体の位置検出機構を備えているので，搬送装置により搬送される被搬送体，例えばウェハ等を正確に制御することが可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる真空モータ及び搬送装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
真空モータ１００は，図１に示したように，雰囲気の異なる空間，例えば真空雰囲気空間と大気雰囲気空間とを隔絶する非磁性体のカンシール（隔壁）１１０を備え，カンシール１１０にベアリングＢを介して配置された外側回転軸１５０と内側回転軸１６０の２つの回転軸を備えている。この外側回転軸１５０及び内側回転軸１６０により駆動される搬送装置については後述する。
【００２４】
さらに，真空モータ１００は，大気雰囲気側に設けられ，コイル１２０ａが巻装された第１の外側回転軸用ステータ１３０ａと，真空雰囲気側に第１の外側回転軸用ステータ１３０ａに対応して設けられた第２の外側回転軸用ステータ１３５ａと，真空雰囲気側に第２の外側回転軸用ステータ１３５ａに対応して設けられ，第２の外側回転軸用ステータ１３５ａより磁気的動力が伝達されて外側回転軸１５０を駆動する外側回転軸用ロータ１４０ａとを備えている。
【００２５】
また同様に，真空モータ１００は，大気雰囲気側に設けられ，コイル１２０ｂが巻装された第１の内側回転軸用ステータ１３０ｂと，真空雰囲気側に第１の内側回転軸用ステータ１３０ｂに対応して設けられた第２の内側回転軸用ステータ１３５ｂと，真空雰囲気側に第２の内側回転軸用ステータ１３５ｂに対応して設けられ，第２の内側回転軸用ステータ１３５ａより磁気的動力が伝達されて内側回転軸１５０を駆動する内側回転軸用ロータ１４０ａとを備えている。
【００２６】
コイル１２０ａが巻装された外側回転軸用ステータ１３０ａ及び外側回転軸用ロータ１４０ａは，図２に示したように，外側回転軸１５０を囲むように１０箇所設けられており，同様に，コイル１２０ｂが巻装された内側回転軸用ステータ１３０ｂ及び内側回転軸用ロータ１４０ｂは，内側回転軸１５０を囲むように１０箇所設けられているが，本発明はかかる構成に限定されない。回転軸の数や，ステータ及びロータの数や配置は，適宜設計変更することが可能である。なお，図２では，外側回転軸１５０及び内側回転軸１６０については，図より省略している。
【００２７】
真空モータ１００の真空雰囲気側は，図示の例では，真空処理室１９０が形成されており，カンシール１１０の一辺は真空処理室１９０の側壁の一部をなしている。カンシール１１０の端部は，例えばＯリング等のシール部材Ｏにより真空処理室１９０の側壁１９２と気密に接続されている。外側回転軸１５０及び内側回転軸１６０は，真空処理室１９０内の搬送装置，例えば搬送アーム等を駆動する。
【００２８】
なお，図中符号１７０ａは，外側回転軸用ステータ１３０ａ及び外側回転軸用ロータ１４０ａの動作を制御するためのエンコーダであり，符号１７０ａは，内側回転軸用ステータ１３０ｂ及び内側回転軸用ロータ１４０ｂの動作を制御するためのエンコーダである。また，符号１８０は，コイル１２０ａ，１２０ｂ及びエンコーダ１７０ａ，１７０ｂに通電するためのケーブルである。以上説明した各構成要素はモータケース１９５に収納されている。
【００２９】
第１のステータ１３０ａ，１３０ｂ及び第２のステータ１３５ａ，１３５ｂは，透磁率の高い材料，例えば薄いケイ素鋼板を複数枚積層して構成された鉄心からなり，コイル１２０への通電により帯磁する。本実施の形態にかかる真空モータ１００は，カンシール１１０が第１のステータ１３０ａ，１３０ｂと第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとの間に介装されている点に特徴がある。
【００３０】
カンシール１１０は，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂ及び第２のステータ１３５ａ，１３５ｂの製造工程において同時に形成するようにしてもよい。すなわち，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂ及び第２のステータ１３５ａ，１３５ｂを形成するための薄いケイ素鋼板を複数枚積層する工程において，カンシール１１０を同時に積層して形成することで，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂ，カンシール１１０，及び第２のステータ１３５ａ，１３５ｂを一体に製造することができる。
【００３１】
あるいは，カンシール１１０，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂ，及び第２のステータ１３５ａ，１３５ｂをそれぞれ別工程で個別に製造しておき，その後工程で，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂと第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとの間にカンシール１１０を介装して一体化するようにしてもよい。
【００３２】
以上説明した第１のステータ１３０ａ，１３０ｂ，カンシール１１０，及び第２のステータ１３５ａ，１３５ｂを一体に製造する製造工程は一例にすぎず，本発明はこれに限定されない。最終的な形態が，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂと第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとの間の磁力を減衰させることなく，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂと第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとの間にカンシール１１０が介装され，第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとロータ１４０との間の間隔を可能な限り小さくできる構成であればよい。また，第１のステータ１３０ａ，１３０ｂと第２のステータ１３５ａ，１３５ｂのそれぞれの厚みや厚みの比等についても図示の例に限定されるものではなく，適宜設計変更可能である。
【００３３】
次いで，真空モータ１００により駆動される搬送装置の一例として，フロッグレッグ型の搬送アーム２００を，図３を参照しながら説明する。一般的なフロッグレッグ型の搬送アームは，一対のアームを略蛙足形状に複数接続してなるアーム部を有し，このアーム部で基板保持部と回転軸を接続している。本実施の形態では，アーム部が４のアーム（第１アーム２１０，第２アーム２２０，第３アーム２３０，第４アーム２４０）により構成されている場合の一例につき説明する。
【００３４】
搬送アーム２００は，図３に示したように，略同一の長さの第１アーム２１０と第２アーム２２０とを備えている。第１アーム２１０の一端は真空モータ１００の外側回転軸１５０に連結されて基台２０５上に支持され，第２アーム２２０の一端は真空モータ１００の内側回転軸１６０に連結されて基台２０５上に支持されている。
【００３５】
また，第１アーム２１０の他端には第３アーム２３０の一端が，第２アーム２２０の他端には第４アーム２４０の一端が，それぞれ回転自在に連結されている。この第３アーム２３０と第４アーム２４０も，第１アーム２１０や第２アーム２２０と略同一の長さに形成されている。さらに，第３アーム２３０及び第４アーム２４０の他端は，ウェハＷを保持するための保持部２５０を回転自在に支持している。
【００３６】
上記構成からなる搬送アーム２００において，第１アーム２１０をＡ方向に，第２アーム２２０をＢ方向にそれぞれ同じ速さで回転させると，第３アーム２３０は第１アーム２１０との連結部を中心としてＣ方向に回転し，第４アーム２４０は第２アーム２２０との連結部を中心としてＤ方向に回転する。これにより，保持部２５０をＥ方向に直線移動させることができる。
【００３７】
また，第１アーム２１０をＡ’方向に，第２アーム２２０をＢ’方向にそれぞれ同じ速さで回転させると，第３アーム２３０は第１アーム２１０との連結部を中心としてＣ’方向に回転し，第４アーム２４０は第２アーム２２０との連結部を中心としてＤ’方向に回転する。これにより，保持部２５０をＥ’方向に直線移動させることができる。
【００３８】
以上説明したように，真空モータ１００の内側回転軸１５０及び外側回転軸１６０の回転動力を，搬送アーム２００の保持部２５０の直線方向の動力に変換させることができる。なお，本実施の形態においては，一例として，フロッグレッグ型の搬送アーム２００を駆動させる場合を説明したが，本発明はこれに限定されない。搬送アームの構成，特に，基板保持部と回転軸とを接続するアーム部の形状についてはどのような形状であってもよい。また，搬送アームはフロッグレッグ型に限らず，スカラ型搬送アームであってもよい。
【００３９】
本実施の形態にかかる真空モータ１００によれば，従来の真空モータと同様に，カンシール１１０により大気雰囲気と真空雰囲気とを隔絶し，コイルが巻装された第１のステータ１３０ａ，１３０ｂを大気雰囲気中に配することにより，真空雰囲気中におけるアウトガスやパーティクル等の発生や発熱による処理への悪影響を解消することができる。
【００４０】
そしてさらに，従来の真空モータにはない本実施の形態の特徴として，カンシール１１０を第１のステータ１３０ａ，１３０ｂと第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとの間に介装したので，磁気的動力が伝達される第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとロータ１４０ａ，１４０ｂとの間隔を可能な限り小さくすることができる。このため，第２のステータ１３５ａ，１３５ｂとロータ１４０ａ，１４０ｂとの間の磁気的動力の伝達効率を改善することが可能である。このように真空モータ１００によれば，駆動力を向上させ，さらに省電力化にも優れた効果を奏する。
【００４１】
そして，本実施の形態によれば，搬送アーム２００を，省電力でかつ優れた駆動力を有する真空モータ１００により駆動させることが可能である。
【００４２】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる真空モータ及び搬送装置の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４３】
例えば，回転軸に位置検出機構を設けることができる。かかる構成によれば，回転軸により駆動される低圧雰囲気中の搬送装置，例えば上述した真空処理室内における搬送アーム等を正確に制御することができ，また搬送装置により搬送される被搬送体，例えばウェハ等を正確に制御することができる。
【００４４】
また，上記実施の形態においては，真空モータが回転モータであり，この回転モータを用いた搬送アームの一例につき説明したが，本発明はこれに限定されない。真空モータがリニアモータであり，このリニアモータを用いた搬送装置についても同様に本発明を適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，真空モータの磁気的動力の伝達効率を改善し，駆動力の向上及び省電力化を図ることが可能である。
【００４６】
また特に，請求項２に記載の発明によれば，回転軸により駆動される低圧雰囲気内の装置を正確に制御することが可能である。
【００４７】
さらにまた，本発明によれば，搬送装置を，省電力でかつ優れた駆動力を有する真空モータにより駆動させることが可能である。
【００４８】
また特に，請求項５に記載の発明によれば，搬送装置により搬送される被搬送体を正確に制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる真空モータの説明図である。
【図２】図１の真空モータのＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１の真空モータにより動作する搬送アームの説明図である。
【図４】従来の真空モータの説明図である。
【図５】図４の真空モータのＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
１００  真空モータ
１１０  カンシール
１２０ａ，１２０ｂ  コイル
１３０ａ  第１のステータ（第１の外側回転軸用ステータ）
１３０ｂ  第１のステータ（第１の内側回転軸用ステータ）
１３５ａ  第２のステータ（第２の外側回転軸用ステータ）
１３５ｂ  第２のステータ（第２の内側回転軸用ステータ）
１４０ａ  外側回転軸用ロータ
１４０ｂ  内側回転軸用ロータ
１５０  外側回転軸
１６０  内側回転軸
１７０  エンコーダ
１８０  ケーブル
１９０  真空処理室
１９２  側壁
１９５  モータケース
Ｂ  ベアリング
Ｏ  シール部材
２００  搬送アーム
２０５  基台
２１０  第１アーム
２２０  第２アーム
２３０  第３アーム
２４０  第４アーム
２５０  保持部
Ｗ  ウェハ
【図１】
0004445075.tif 000002
【図２】
0004445075.tif 000003
【図３】
0004445075.tif 000004
【図４】
0004445075.tif 000005
【図５】
0004445075.tif 000006