JPH081475A - ターンテーブル装置 - Google Patents

ターンテーブル装置

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JPH081475A
JPH081475A JP14028894A JP14028894A JPH081475A JP H081475 A JPH081475 A JP H081475A JP 14028894 A JP14028894 A JP 14028894A JP 14028894 A JP14028894 A JP 14028894A JP H081475 A JPH081475 A JP H081475A
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JP
Japan
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turntable
fixed
fixed housing
housing
sealing device
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JP14028894A
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English (en)
Inventor
Hiromasa Fukuyama
寛正 福山
Shigeru Endo
茂 遠藤
Takeshi Takizawa
岳史 滝澤
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JPH081475A publication Critical patent/JPH081475A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00Cooling of bearings
    • F16C37/005Cooling of bearings of magnetic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0436Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part
    • F16C32/0438Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part with a superconducting body, e.g. a body made of high temperature superconducting material such as YBaCuO

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Feeding Of Workpieces (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受部分で発生する摩耗粉等により清浄空間
を汚す事のない装置を得る。 【構成】 ターンテーブル本体1に固定した永久磁石
2、2の下面と、固定ハウジング3に固定した超電導体
8、8の上面とを、密閉装置14を構成する仕切板15
を介して対向させる。冷却ジャケット11内に液体窒素
を流通させる事で、上記超電導体8、8を冷却する。タ
ーンテーブル本体1の下面中央部にロータ23を、固定
ハウジング3の上面中央部にステータ25をそれぞれ設
けて、モータ26を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明に係るターンテーブル装
置は、半導体製造装置や液晶製造装置に組み込んで、半
導体ウエハ等の被加工物を支持する。
【0002】
【従来の技術】例えば半導体製造装置には、被加工物で
ある半導体ウエハを回転させるべく、ターンテーブルを
組み込んでいる。又、半導体製造装置の内部は、高真
空、高清浄でなければならない。この為従来は、上記タ
ーンテーブルを回転自在に支持する為の軸受として、
金、銀等の固体潤滑剤を使用した、真空用の玉軸受が使
用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、真空用とは
言え、玉軸受によりターンテーブルを支持した場合に
は、微量の潤滑剤や摩耗粉が周囲に飛散し、周囲の清浄
度を低下させる可能性があった。近年、より高集積化さ
れた半導体の製造が行われる様になっている。従って、
半導体製造装置内部の清浄度が僅かとは言え低下する事
は好ましくない。本発明のターンテーブル装置は、この
様な事情に鑑みて発明したものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のターンテーブル
装置は、回転自在なターンテーブル本体と、このターン
テーブル本体の下面に固定された、このターンテーブル
本体の回転中心をその中心とする円環状の永久磁石と、
上記ターンテーブル本体の下方に設けられた固定ハウジ
ングと、この固定ハウジングに支持され、その上面を上
記永久磁石の下面に隙間を介して対向させる超電導体
と、この超電導体を冷却すべく、上記固定ハウジングに
付設された冷却装置と、上記隙間部分に配設された仕切
板を含んで構成され、上記超電導体及び固定ハウジング
を外部から遮断する密閉装置と、この密閉装置内を真空
にする為の真空手段と、上記仕切板の上側で上記ターン
テーブル本体の下面に固定されたロータと、上記仕切板
の下側で上記固定ハウジングに固定され、上記ロータと
組み合わされて電動モータを構成するステータとを備え
ている。
【0005】
【作用】上述の様に構成される本発明のターンテーブル
装置の使用時には、冷却装置により超電導体を冷却し、
この超電導体を超電導状態とする。この状態では、固定
ハウジングに支持された超電導体とターンテーブル本体
の下面に固定された永久磁石との距離が、上記超電導体
のピン止め効果により一定に保たれる。この結果、上記
ターンテーブル本体が上記固定ハウジングから浮上した
ままの状態となり、このターンテーブル本体を軽い力で
回転可能となる。この状態で上記固定ハウジングに設け
たステータに通電すれば、上記ターンテーブル本体が回
転する。
【0006】又、ターンテーブル装置の使用時には、真
空手段により密閉装置内を真空にする。この状態では、
この密閉装置内に収納された固定ハウジング及び超電導
体からこの密閉装置への熱伝導が極く僅かとなる。従っ
て、上記固定ハウジング及び超電導体を低温にしても、
上記密閉装置の温度が低下する事はなくなる。この結
果、密閉装置を構成する仕切板と対向するターンテーブ
ル本体の温度も必要以上に低下する事がなくなって、こ
のターンテーブル本体に載置された被加工物を、所望の
温度条件で加工できる。
【0007】
【実施例】図1〜3は本発明の実施例を示している。円
板状のターンテーブル本体1の下面には、それぞれが円
環状に形成された複数個(図示の例では2個)の永久磁
石2、2を、図1〜2に示す様に同心円上に配置してい
る。これら各永久磁石2、2の中心は、上記ターンテー
ブル本体1の回転中心、即ち、このターンテーブル本体
1の中心と一致させている。又、これら各永久磁石2、
2は、軸方向(図1の上下方向)に亙って着磁されてい
る。更に、このターンテーブル本体1の外周縁には案内
筒6の上端部を外嵌固定している。従ってこの案内筒6
の下半部は、上記ターンテーブル本体1の下面から垂下
された状態となる。
【0008】一方、上記ターンテーブル本体1の下方に
は固定ハウジング3を設けている。この固定ハウジング
3は、厚肉円板状に形成されたハウジング本体4と、こ
のハウジング本体4よりも少し大径の円板状に形成さ
れ、このハウジング本体4の下面に突き当てられた底板
5とから構成されている。これらハウジング本体4と底
板5とのうち、少なくともハウジング本体4は、銅、ア
ルミニウム等の伝熱性の良好な金属により造られてい
る。尚、好ましくはこれら両部材4、5は、熱膨張率が
同程度の材料(更に好ましくは同材質)により造る。
又、上記ハウジング本体4の下面と底板5の上面との当
接面は、接着剤、ろう材等によりシールされている。
【0009】上記ハウジング本体4の上面外周寄り部分
には、図1、3に示す様に、複数の凹部7、7を形成し
ており、これら各凹部7、7内に、超電導体8、8を嵌
合固定している。上記各凹部7、7は、前記ターンテー
ブル本体1及び上記ハウジング本体4の中心をその中心
とする円弧上に配置されている。従ってこれら各凹部
7、7内に固定された超電導体8、8の上面は、前記永
久磁石2、2の下面と、隙間9、9を介して対向する。
【0010】尚、上記超電導体8、8としては、従来か
ら知られた各種のものを使用できるが、イットリウム
(Y)系の超電導体が、液体窒素の温度で超電導状態と
なり、運転経費を安くできる事から好ましい。更にこの
うちで、超電導相内に常電導相を含むものは、大きなピ
ン止め力を得られ、重量の嵩むターンテーブル本体1を
浮上させられる事から、好ましく利用できる。
【0011】又、前記ハウジング本体4の下面外周寄り
部分には、環状の凹部10を形成し、この凹部と前記底
板5の上面とで囲まれる空間を冷却ジャケット11とし
ている。そして、この冷却ジャケット11の一端側(図
1の左側)に冷却剤送り込み管12の上端部を、他端側
(図1の右側)に冷却剤取り出し管13の上端部を、そ
れぞれ接続して、冷却装置27を構成している。
【0012】又、前記固定ハウジング3及び超電導体
8、8は、密閉装置14によって、外部から遮断されて
いる。この密閉装置14は、前記隙間9部分に配設され
た仕切板15と、上記固定ハウジング3の周囲に配設さ
れた外筒16と、この固定ハウジング3の下側に設けら
れた下板17とから構成されている。上記仕切板15
は、銅、アルミニウム、合成樹脂等の非磁性材により薄
肉円板状に形成されている。又、上記外筒16の上半部
の外径寸法は、前記案内筒6の内径寸法よりも小さく、
この外筒16の下端部には、断面がクランク形の保持部
19を形成している。
【0013】上記固定ハウジング3の底板5の外周端部
5aで、ハウジング本体4の外周面から突出した部分
は、上記保持部19の内側に入り込んでいる。そして、
この外周端部5aの上面と上記保持部19の下面との
間、並びに上記外周端部5aの下面と上記下板17の上
面との間に断熱材18a、18bを挟持した状態で、上
記保持部19を上記下板17にねじ止め固定している。
上記仕切板15の外周縁部と上記外筒16の上端縁部と
の当接部、並びにこの外筒16の下面と上記下板17の
上面との当接部は、それぞれ接着剤、ろう材等でシール
している。又、上記ハウジング本体4及び前記超電導体
8、8の上面と上記仕切板15の下面との間、上記ハウ
ジング本体4の外周面と外筒16の内周面との間、並び
に底板5の外周縁と上記保持部19の内周面との間には
隙間を介在させている。従って、上記固定ハウジング3
及び超電導体8、8は、上記冷却剤送り込み管12、冷
却剤取り出し管13、断熱材18a、18bの他は、他
の部材と接触しない状態で、上記密閉装置14内に保持
されている。
【0014】又、上記冷却剤送り込み管12及び冷却剤
取り出し管13は、上記下板17に形成した通孔20
a、20bを挿通されて、この下板17の下方にまで突
出している。そして、これら各管12、13の下端部外
周面と上記各通孔20a、20bの下端開口部との間に
ベローズ21a、21bを設けて、上記密閉装置14内
外の気密保持を図っている。又、上記下板17の中央部
上面には、図示しない真空ポンプ等の負圧源に通じる排
気管22の端部を開口させて、上記密閉装置14内を真
空にする為の真空手段を構成している。
【0015】更に、上記仕切板15の上側で上記ターン
テーブル本体1の下面中央部にはロータ23を、前記永
久磁石2、2と同心に固定している。又、上記仕切板1
5の下側に位置する、前記ハウジング本体4の上面中央
部には円形の凹部24を形成し、この凹部24内にステ
ータ25を固定している。これらロータ23とステータ
25とが、スラストリング状のステッピングモータ26
を構成し、通電に基づいて上記ターンテーブル本体1を
所定角度ずつ回転駆動する。
【0016】上述の様に構成される本発明のターンテー
ブル装置の使用時には、上記冷却剤送り込み管12から
送り込んだ液体窒素を上記冷却剤取り出し管13から取
り出す事により、前記冷却ジャケット11内に液体窒素
を流通させる。この結果、前記ハウジング本体4並びに
超電導体8、8が、液体窒素の温度(77°K)にまで
冷却され、この超電導体8、8が超電導状態になる。こ
れと同時に、上記排気管22を通じて密閉装置14内の
空気を排出し、この密閉装置14内を真空にする。尚、
本発明のターンテーブル装置を組み込む半導体製造装置
は、使用時に内部を高真空、高清浄状態に保持する。こ
の為に、使用状態では、この密閉装置14の周囲空間も
真空にする。従って、使用時に前記仕切板15の上下両
側に大きな圧力差が発生する事はなく、この仕切板15
が大きく撓む事もない。使用開始前の準備段階では、密
閉装置14内が真空で周囲が大気圧となる場合もある
が、この場合でも上記仕切板15は、その下面を前記ハ
ウジング本体3の上面で支えられる。従って、この仕切
板15が過度に撓んで破れる事はない。
【0017】上述の様にして超電導体8、8を超電導状
態とすると共に、上記ターンテーブル本体1を少し下降
させ(押し下げ)る。この際、前記案内筒6の内周面と
外筒16の上部外周面との間にスペーサを挟持して、こ
れら両周面同士の間隔が全周に亙って均一な状態に保持
される様にする。従って、上記ターンテーブル本体1の
下降に拘らず、このターンテーブル本体1と前記固定ハ
ウジング3とは互いに同心のままに保持される。そし
て、この様に超電導状態にある超電導体8、8に向け
て、永久磁石2、2を固定したターンテーブル本体1を
押し下げると、超電導体8、8が磁束を繋ぎ止める所謂
ピン止め効果によって、固定ハウジング3に支持された
超電導体8、8とターンテーブル本体1の下面に固定さ
れた永久磁石2、2との距離が一定に保たれる。上記ス
ペーサは、上記ターンテーブル本体1を下降させた後に
除去する。
【0018】この結果、上記ターンテーブル本体1が上
記固定ハウジング3から浮上したままの状態となり、こ
のターンテーブル本体1を軽い力で回転可能となる。こ
の状態で上記固定ハウジング3に設けたステータ25に
通電すれば、上記ターンテーブル本体1が回転する。図
示の実施例では、このステータ25とロータ23とでス
ラストリング状のステッピングモータ26を構成してい
るので、上記ターンテーブル本体1を所定角度ずつ、正
確に回転駆動できる。従って、被加工物の割り出し作業
等を、容易且つ正確に行える。
【0019】又、ターンテーブル装置の使用時には、前
記排気管22を通じて密閉装置14内の空気を排出する
事により、この密閉装置14内を真空にする。この状態
では、この密閉装置14内に収納された固定ハウジング
3及び超電導体8、8からこの密閉装置14への熱伝導
が、前記冷却剤送り込み管12、冷却剤取り出し管1
3、断熱材18a、18bを通じて伝達されるだけの極
く僅かとなる。従って、上記固定ハウジング3及び超電
導体8、8を低温にしても、上記密閉装置14の温度が
低下する事はない。この結果、密閉装置14を構成する
仕切板15と対向するターンテーブル本体1の温度も必
要以上に低下する事がなくなって、このターンテーブル
本体1に載置された被加工物を、所望の温度条件で加工
できる。
【0020】又、前記固定ハウジング3の温度上昇も抑
えられる為、前記冷却ジャケット11内を流通する液体
窒素の蒸発も抑えられる。従って、液体窒素の補充も少
なくて済み、ターンテーブル装置の運転経費を抑える事
もできる。
【0021】
【発明の効果】本発明のターンテーブル装置は、以上に
述べた通り構成され作用するので、運転時に潤滑剤や摩
耗粉等の異物を全く発生しない。従って、超高清浄空間
に設置した場合でもこの空間内の清浄度を低下させる事
がなく、高品質、高信頼性を有する半導体等の製造が可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す縦断面図。
【図2】ターンテーブル本体の下面図。
【図3】固定ハウジングの平面図。
【符号の説明】
1 ターンテーブル本体 2 永久磁石 3 固定ハウジング 4 ハウジング本体 5 底板 5a 外周端部 6 案内筒 7 凹部 8 超電導体 9 隙間 10 凹部 11 冷却ジャケット 12 冷却剤送り込み管 13 冷却剤取り出し管 14 密閉装置 15 仕切板 16 外筒 17 下板 18a、18b 断熱材 19 保持部 20a、20b 通孔 21a、21b ベローズ 22 排気管 23 ロータ 24 凹部 25 ステータ 26 ステッピングモータ 27 冷却装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転自在なターンテーブル本体と、この
    ターンテーブル本体の下面に固定された、このターンテ
    ーブル本体の回転中心をその中心とする円環状の永久磁
    石と、上記ターンテーブル本体の下方に設けられた固定
    ハウジングと、この固定ハウジングに支持され、その上
    面を上記永久磁石の下面に隙間を介して対向させる超電
    導体と、この超電導体を冷却すべく、上記固定ハウジン
    グに付設された冷却装置と、上記隙間部分に配設された
    仕切板を含んで構成され、上記超電導体及び固定ハウジ
    ングを外部から遮断する密閉装置と、この密閉装置内を
    真空にする為の真空手段と、上記仕切板の上側で上記タ
    ーンテーブル本体の下面に固定されたロータと、上記仕
    切板の下側で上記固定ハウジングに固定され、上記ロー
    タと組み合わされて電動モータを構成するステータとを
    備えたターンテーブル装置。
JP14028894A 1994-06-22 1994-06-22 ターンテーブル装置 Pending JPH081475A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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