JPS63174895A - 磁気浮上式搬送マニピユレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気浮上式搬送マニピュレータ、特に半導体製
造装置においてウェハーを搬送するのに用いられる磁気
浮上式搬送マニピュレータに関するものである。

［従来の技術］ 従来の磁気浮上式直線搬送マニピュレータでは、第３図
と第４図に示すように、真空室１内に浮上体ヨーク２，
２およびこれらのヨークを連結する浮上体アーム３を備
える浮上体４を配置し、真空室の隔壁７を隔てて電磁石
ヨーク５．５およびこれらのヨークを連結する電磁石ア
ーム６が配置されている構成のものがある。浮上体ヨー
ク２．２にはマグネット８が取付けられ、また電磁石ヨ
ーク５，５にはコイル９が巻回されており、このコイル
に電磁石を制御するための電流が流される。

隔壁７によって隔離された真空外にある電磁石ヨーク５
．５からの磁場の力により浮上体４の浮上は、上下から
の力の釣合った位置に浮上している。この場合、浮上体
を浮かしている力は上下の電磁石による引力である。磁
力線は第４図に矢印で示す向きに閉じている。この場合
には、進行方向に対して横方向に強い拘束力がΩくけれ
ども、進行方向に対しては拘束力は比較的弱いものとな
る。

従来のこの方式の搬送マニピュレータは、第３図に示す
ように、浮上体の進行方向に対して横方向の拘束力は強
いが、進行方向に対しては拘束力が弱く、そのため搬送
マニピュレータが前後方向に振動するなどの原因となっ
ていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の搬送マニピュレータは、上述したようなｔＲ造を
しているため、第３図において真空室の上下に配置され
る電磁石と、浮上体が前後にずれを生じた時の復元力は
、上下方向の吸引力であるが、この力は横方向の閉じた
磁力線の拘束力に比べて比較的弱い、このため浮上体に
前後方向の振動が生じたり、また浮上体の停止精度が低
いものであった。

本発明は、横方向の拘束力に加えて進行方向にも強い拘
束力を持たせて、上述し外問題点を解決せんとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上述したような問題点を解決するために、電磁
石ヨークの前後と左右の４組のヨークのうち１組以上３
組以下のヨークを進行方向に拘束力を持たせる配置にし
たものである。

こうして本発明によれば、磁気浮上を利用した直進ウェ
ーハ搬送マニピュレータにおいて、浮上体の横方向の拘
束力に加え進行方向の拘束力を強めかつマニピュレータ
の前後方向の振動を低減するため、浮上体の進行方向と
横方向の各々の方向に拘束力が■くように浮上体にヨー
クを取付けたことを特徴とする磁気浮上式搬送マニピュ
レータが提供される。

［作用］ 本発明はこの様な棺成のヨーク配置となっているために
、進行方向と横方向に閉じた磁力による拘束力が働く、
磁気浮上式搬送マニピュレータで問題となるのは、ウェ
ハーアームの振動と停止位ｌｐ度であるが、この方式の
搬送マニピュレータでは、進行方向にも閉じた磁力によ
る拘束力が働くので、ウェハーアームの振動は抑えられ
、またその停止位置精度は格段に向上し、振動が非常に
少なく、位置精度の高い直進搬送が可能となる。

［実施例］ 第５図と第６図に示す本発明の原理を示す概略図におい
て、真空室１内には、浮上体ヨーク２およびこれらのヨ
ークを連結する浮上体アーム３を備える浮上体４が配置
される。この浮上体４は、その横方向に配置される浮上
体ヨーク２と、浮上体の進行方向に２連で配列される浮
上体ヨーク２ａ、２ｂ、２Ｃと、これらのヨークを連結
している浮上体アーム３とから成り、各浮上体ヨーク間
にはマグネット８が固定されている。

真空室ｌの隔Ｗ！７を隔てて電磁石ヨーク５およびこれ
らのヨークを連結する電磁石アーム６が浮上体４と対応
する位置に配置されている。電磁石ヨークは、その横方
向に配置される電磁石ヨーク５と、浮上体の進行方向に
２連で配列される電磁石ヨーク５ａ、５ｂ、５Ｃと、こ
れらのヨークを連結している電磁石アーム６とから成り
、各電磁石ヨーク間にはコイル９が巻回されており、こ
のコイルに電磁石を制御するための電流が流される。

障壁７によって隔間された真空外にある電磁石ヨーク５
からの磁場の力により浮上体４の浮上は、上下からの力
の釣合った位置に浮上している。この場合、浮上体を浮
かしている力は上下の電磁石による引力である。磁力線
は第５図と第６図に矢印で示す向きに閉じている。第５
図には、浮上体の進行方向に閉じた磁力による拘束力が
働いている状態が示されている。また第６図には、浮上
体の横方向に閉じた磁力による拘束力が例いている状態
が示されている。

従って、この浮上体にはその横方向に対してと同様進行
方向にも強い拘束力が［有］く。

上下の電磁石と浮上体が進行方向にズレを生じた時の復
元力は、上下方向の吸引力であるが、第５図と第６図に
示す本発明のヨーク構造では、前後と左右の４組のヨー
クのうち２１Ｎを進行方向に拘束力を持たせる配置とし
たため、進行方向にも閉じた磁力線による拘束力が働く
、ここまでは２連のヨーク２ａ、　２ｂ、２ｃの場合を
説明したが、１連のヨーク（２，ａ　＊　２　ｂのみ）
あるいは２以上の多数連の場合、さらに、１連のヨーク
を多数個進行方向に設置しても同じ効果がある。

本発明の一実施例を第１図と第２図を参照して説明する
。本発明の磁気浮上式搬送マニピュレー夕は、円筒形の
ケーシング１０と、このケーシングの両端部を覆うフラ
ンジ１１．１２と、これらのフランジ間に支持されるパ
ルスモータ−ガイドレール１４と、円筒形のケージジグ
１０の中央部に配置される真空隔壁７とを備えている。

真空隔壁７内に細長い縦方向の真空室１が形成され、こ
の真空室内を浮上体４が無接触状態で搬送される。

前方のフランジ１１には、浮上体の後述するウェハーア
ームが通過するアーム窓１６が設けられる。

浮上体４は、第２図に平面図で示すように横方向の拘束
力を生じさせる浮上体ヨーク２と、進行方向の拘束力を
生じさせる浮上体ヨーク２ａ、２ｂ、２ｃとが取付けら
れ、これらのヨークにはマグネット８が固定されている
。

更に浮上体４の前端部には、ウェハーアーム１８が固定
されていて、その先端にウェハーを保持する受は皿（図
示していない）が付いている。

真空室外で真空隔壁７の上下に配置される電磁石アーム
６は、図示されていないリニヤパルスモータ−によりパ
ルスモータ−ガイドレール１４に沿って前後に移動され
る。電磁石アーム６には、それぞれ電磁石ヨーク５が固
定され、そのヨーク形状は、前に説明したように前後と
左右に同等の拘束力をもつように、対向する２組が対に
なっている。電磁石ヨーク５にはそれぞれコイル９が巻
回され、ヨーク外方には電磁石外枠２０が固定される。

更に電磁石アーム６には″、浮上体の浮上制御用位置セ
ンサー（図示せず）が取り付けられる。

浮上体４は、電磁石の拘束力によってパルスモータ−の
移動に追従して動く、この実施例では、搬送マニピュレ
ータのストロークは、２うＯｍｍで、停止位置精度は０
．５ｍｍである。

この搬送マニピュレータは、全体的に、図に示されてい
ない円筒形容器に入れられており、電磁石とリニヤパル
スモータ−が収納されている部分は、円筒形ケーシング
１０、真空隔壁１５およびフランジ１１．１２により隔
離密閉されている。

従って真空室１内の浮上体４とウェハーアーム１８を含
む空間と電磁石がある空間とは隔離されている。

この搬送マニピュレータを半導体製造装置に応用する場
合、マニピュレータの摺動部からのダスト粒子が被搬送
ウェハー上に付着し、製造プロセスに悪影響を及ぼし、
製品の歩留まりの低下をもたらすことがあるが、本発明
の搬送マニピュレータでは、摺動部がウェハーとは完全
に隔離されていてしかも無接触の搬送であるため、上記
原因によるダスト粒子による汚染が防止される。

［発明の効果コ 本発明による搬送マニピュレータは、特に浮上体を磁力
によって拘束するヨーク形状を改善したものである。浮
上体は真空隔壁を隔てて位置する電磁石に拘束されてい
て、パルスモータ−により駆動される電磁石の動きに追
従して前後に運動する。この場合上下方向の拘束力、即
ち浮上体を空間に保持する力は、浮上体自体の重量およ
び上下の電磁石と浮上体のマグネットの吸引力の釣り合
いにより生じる。こうして、電磁石と浮上体の相対距離
を位置センサでモニターし、電磁石に流れる電流を制御
することにより、浮上位置を保持する。

平面内での拘束力も電磁石と浮上体との間の磁力である
が、この場合には磁力線が閉じた平面方向に強い拘束力
が生じる。そこで浮上体の進行方向と横方向に磁力線の
閉じた拘束力を生じるようにそれぞれのヨークを配置す
れば、この浮上体は電磁石から安定した拘束を受ける。

このため振動の小さい、位置精度の高い直進搬送が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示ず搬送マニピュレータの
縦断面図である。 第２図は、本発明の搬送マニピュレータに用いられる浮
上体の平面図である。 第３図と第４図は、従来の搬送マニピュレータの原理を
示す縦断面図と横断面図である。 第５図と第６図は、本発明の搬送マニピュレータの原理
を示すｗ１断面図と横断面図である。 図中、１・・・真空室、２・・・浮上体ヨーク、３・・
・浮上体アーム、４・・・浮上体、５・・・電磁石ヨー
ク、６・・・電磁石アーム、７・・・真空隔壁、８・・
・マグネット、９・・・コイル、１ｏ・・・ケーシング
、１１．１２・・・フランジ、１４・・・ガイドレール
、１６・・・アーム窓、１８・・・ウェハーアーム 第１図 第２図 」嘉３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気浮上を利用した直進ウェーハ搬送マニピュレータに
   おいて、浮上体の横方向の拘束力に加え進行方向の拘束
   力を強めかつマニピュレータの前後方向の振動を低減す
   るため、浮上体の進行方向と横方向の各々の方向に拘束
   力が働くように浮上体にヨークを取付けたことを特徴と
   する磁気浮上式搬送マニピュレータ。