(57)【要約】  【課題】  気ポンプの数を抑え、コストを低減できる差動排気シール装置を提供する。  【解決手段】  第２の排気ポンプＰ２により排気されることで、第２の差圧室Ｒ２内は、−Δ２の圧力になったとすると、第１の排気ポンプＰ１の排気口も、−Δ２の圧力になる。従って、第１の差圧室Ｒ１内は、第１の排気ポンプＰ１の排気性能分を加えて、−（Δ１＋Δ２）の圧力になる。つまり、本発明によれば、比較例に対して排気ポンプの数が少ないにも関わらず、異なる圧力を差圧室に与えることができ、より簡素且つ低コストな構成を提供できることとなる。【選択図】  図２
2006070904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口を有する筐体と、
前記開口に対向した状態で、少なくとも一方向に移動可能に設けられた移動ブロックと、
前記移動ブロックに対向し、前記プロセス室内と、前記プロセス室内よりも高圧のプロセス室外との間をシールするために、前記プロセス室に近い第１の差圧室と、前記第１の差圧室より前記プロセス室から遠い第２の差圧室とを備えた差動排気シールと、
前記差圧室を排気するために吸気口と排気口とを備えた第１及び第２の排気ポンプと、を有し、
前記第１の排気ポンプは、前記第１の差圧室に吸気口を接続し、
前記第２の排気ポンプは、前記第１の排気ポンプの排気口と、前記第２の差圧室とに吸気口を接続していることを特徴とする差動排気シール装置。
【請求項２】
前記差動排気シールは、前記第２の差圧室より前記プロセス室から遠い第３の差圧室を備え、
前記第３の差圧室を排気するために吸気口と排気口とを備えた第３の排気ポンプを有しており、
前記第３の排気ポンプは、前記第２の排気ポンプの排気口と、前記第３の差圧室とに吸気口を接続していることを特徴とする請求項１に記載の差動排気シール装置。
【請求項３】
前記プロセス室を排気するために吸気口と排気口とを備えたターボ分子ポンプを有しており、
前記第１の排気ポンプは、前記ターボ分子ポンプの排気口と、前記第１の差圧室とに吸気口を接続していることを特徴とする請求項１に記載の差動排気シール装置。
【請求項４】
前記プロセス室を排気するために吸気口と排気口とを備えた第１のターボ分子ポンプを有しており、
前記第１の排気ポンプは第２のターボ分子ポンプであり、
前記第２の排気ポンプは、前記第１のターボ分子ポンプの排気口と、前記第２のターボ分子ポンプの排気口と、前記第２の差圧室とに吸気口を接続していることを特徴とする請求項１に記載の差動排気シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば外部環境から隔離されたプロセス室と外部とをシール可能な差動排気シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置などにおいては、真空や特殊ガス雰囲気に維持したプロセス室内で、ワークをステージに載置して移動させて加工処理することが行われている。
【０００３】
たとえば特許文献１に、差動排気シールを備えた位置決め装置が開示されている。かかる従来技術においては、筐体内のプロセス室と外部とをシールする複段の差動排気シールが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１１６７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、かかる複段の差動排気シールにおいては、各差圧室の圧力が異なるため、それぞれ別個の排気ポンプに接続されている。従って、差圧室の数に合わせて、排気ポンプを準備しなくてはならず、コストが増大するという問題がある。特に、プロセス室に近い側の差圧室内は、高真空が必要とされるため、それに応じて高性能の排気ポンプを用いると、よりコスト高になるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、排気ポンプの数を抑え、コストを低減できる差動排気シール装置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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の差動排気シール装置は、
減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口を有する筐体と、
前記開口に対向した状態で、少なくとも一方向に移動可能に設けられた移動ブロックと、
前記移動ブロックに対向し、前記プロセス室内と、前記プロセス室内よりも高圧のプロセス室外との間をシールするために、前記プロセス室に近い第１の差圧室と、前記第１の差圧室より前記プロセス室から遠い第２の差圧室とを備えた差動排気シールと、
前記差圧室を排気するために吸気口と排気口とを備えた第１及び第２の排気ポンプと、を有し、
前記第１の排気ポンプは、前記第１の差圧室に吸気口を接続し、
前記第２の排気ポンプは、前記第１の排気ポンプの排気口と、前記第２の差圧室とに吸気口を接続していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明を比較例と対比させて具体的に説明する。図１は、比較例の構成を示す概略断面図である。図１において、内部にプロセス室Ｐを有する筐体Ｂ内には、開口Ｂａが形成され、かかる開口Ｂａを介して、この例では軸状の移動ブロックＭが軸線方向に移動可能に配置されている。開口Ｂａには、プロセス室Ｐに対して隔壁を隔てて第１の差圧室Ｒ１が形成され、更に第１の差圧室に対して隔壁を隔てて、よりプロセス室Ｐに近い第２の差圧室Ｒ２が形成されている。第２の差圧室Ｒ２は、隔壁を隔てて外部に隣接している。各室間を隔てる隔壁に形成された開口Ｂａの内周面は、移動ブロックＭに対してわずかな間隙をもって対向している。
【０００８】
第１の差圧室Ｒ１は、直列に配置された第１の排気ポンプＰ１と第２の排気ポンプＰ２に接続され、第２の差圧室Ｒ２は、第３の排気ポンプＰ３に接続されている。排気ポンプＰ１〜Ｐ３により差圧室Ｒ１，Ｒ２内を排気することにより、移動ブロックＭと開口Ｂａとの間隙が吸引され、外部からの空気や異物の侵入を抑制できる。
【０００９】
ここで、プロセス室Ｐは、不図示のターボ分子ポンプなどにより、高真空状態に維持されており、また、それに隣接する第１の差圧室Ｒ１も、高真空状態に維持されている。一方、第２の差圧室Ｒ２は、大気圧である外部に近いので、第１の差圧室よりも気圧は高くなる。従って、第１の差圧室Ｒ１を排気する排気ポンプは、第２の差圧室Ｒ２を排気する排気ポンプより高い排気性能が必要になる。そこで、この比較例においては、第１の排気ポンプと第２の排気ポンプとを直列に接続することで、より高い排気性能を得ている。しかるに、この比較例によれば、２つの差圧室Ｒ１，Ｒ２を排気するのに、３つの排気ポンプＰ１〜Ｐ３が必要になり、コスト高となる。
【００１０】
これに対し本発明によれば、より簡素且つ低コストな構成とできる。図２は、本発明に対応する構成例を示す概略断面図である。本発明に対応する構成例においては、図１の構成に対して、第１の排気ポンプＰ１は、第１の差圧室Ｒ１に吸気口を接続し、第２の排気ポンプＰ２は、第１の排気ポンプＰ１の排気口と、第２の差圧室Ｒ２とに吸気口を接続している点が異なっている。それ以外の構成については同様であるので説明を省略する。
【００１１】
即ち、本発明によれば、第２の排気ポンプＰ２により排気されることで、第２の差圧室Ｒ２内は、−Δ２の圧力になったとすると、第１の排気ポンプＰ１の排気口も、−Δ２の圧力になる。従って、第１の差圧室Ｒ１内は、第１の排気ポンプＰ１の排気性能分を加えて、−（Δ１＋Δ２）の圧力になる。つまり、本発明によれば、比較例に対して排気ポンプの数が少ないにも関わらず、異なる圧力を差圧室に与えることができ、より簡素且つ低コストな構成を提供できることとなる。
【００１２】
更に、前記差動排気シールは、前記第２の差圧室より前記プロセス室から遠い第３の差圧室を備え、前記第３の差圧室を排気するために吸気口と排気口とを備えた第３の排気ポンプを有しており、前記第３の排気ポンプは、前記第２の排気ポンプの排気口と、前記第３の差圧室とに吸気口を接続していると好ましい。
【００１３】
図３は、本発明に対応する構成例を示す概略断面図である。本発明に対応する構成例においては、図２の構成に対して、第２の差圧室Ｒ２よりプロセス室Ｐから遠い第３の差圧室Ｒ３と、第３の差圧室Ｒ３を排気するために吸気口と排気口とを備え、前記第２の排気ポンプＰ２の排気口と、第３の差圧室Ｒ３とに吸気口を接続している第３の排気ポンプＰ３とを加えた点のみが異なる。それ以外の構成については同様であるので説明を省略する。
【００１４】
本発明によれば、第３の排気ポンプＰ３により排気されることで、第３の差圧室Ｒ３内は、−Δ３の圧力になったとすると、第２の排気ポンプＰ２の排気口も、−Δ３の圧力になる。更に、第２の排気ポンプＰ２により排気されることで、その排気性能分を加えて、第２の差圧室Ｒ２内は、−（Δ２＋Δ３）の圧力になったとすると、第１の排気ポンプＰ１の排気口も、−（Δ２＋Δ３）の圧力になる。従って、第１の差圧室Ｒ１内は、更に第１の排気ポンプＰ１の排気性能分を加えて、−（Δ１＋Δ２＋Δ３）の圧力になる。本発明によれば、排気ポンプの数が少ないにも関わらず、異なる圧力を差圧室に与えることができ、より簡素且つ低コストな構成を提供できることとなる。
【００１５】
更に、前記プロセス室を排気するために吸気口と排気口とを備えたターボ分子ポンプを有しており、前記第１の排気ポンプは、前記ターボ分子ポンプの排気口と、前記第１の差圧室とに吸気口を接続していると好ましい。
【００１６】
図４は、本発明に対応する構成例を示す概略断面図である。本発明に対応する構成例においては、図３の構成に対して、第１の排気ポンプＰ１は、プロセス室Ｐを排気するために吸気口と排気口とを備えたターボ分子ポンプＴＭＰの排気口と、第１の差圧室Ｒ１とに吸気口を接続している点のみが異なる。それ以外の構成については同様であるので説明を省略する。
【００１７】
本発明によれば、第３の排気ポンプＰ３により排気されることで、第３の差圧室Ｒ３内は、−Δ３の圧力になったとすると、第２の排気ポンプＰ２の排気口も、−Δ３の圧力になる。更に、第２の排気ポンプＰ２により排気されることで、その排気性能分を加えて、第２の差圧室Ｒ２内は、−（Δ２＋Δ３）の圧力になったとすると、第１の排気ポンプＰ１の排気口も、−（Δ２＋Δ３）の圧力になる。従って、第１の差圧室Ｒ１内は、更に第１の排気ポンプＰ１の排気性能分を加えて、−（Δ１＋Δ２＋Δ３）の圧力になる。同時に、かかる圧力がターボ分子ポンプＴＭＰの排気口の圧力となる。つまり、ターボ分子ポンプＴＭＰ用の専用の排気ポンプを省略できる。
【００１８】
更に、前記プロセス室を排気するために吸気口と排気口とを備えた第１のターボ分子ポンプを有しており、前記第１の排気ポンプは第２のターボ分子ポンプであり、前記第２の排気ポンプは、前記第１のターボ分子ポンプの排気口と、前記第２のターボ分子ポンプの排気口と、前記第２の差圧室とに吸気口を接続していると好ましい。
【００１９】
図５は、本発明に対応する構成例を示す概略断面図である。本発明に対応する構成例においては、図４の構成に対して、プロセス室Ｐを排気するポンプを第１のターボ分子ポンプＴＭＰ１とし、第１の排気ポンプＰ１の代わりに、第２のターボ分子ポンプＴＭＰ２を配置し、第２の排気ポンプＰ２は、第１のターボ分子ポンプＴＭＰ１の排気口と、第２のターボ分子ポンプＴＭＰ２の排気口と、第２の差圧室Ｒ２とに吸気口を接続している点のみが異なる。それ以外の構成については同様であるので説明を省略する。
【００２０】
本発明の場合は、第１の差圧室Ｒ１に、より高い真空度が必要なため、第２のターボ分子ポンプＴＭＰ２により排気している。ここで、ターボ分子ポンプは、通常のポンプでは得られない高真空状態を得られるものであるが、一定の真空状態をより高真空にするためのポンプであるため、そのターボ分子ポンプの排気口に、いわゆる通常の排気ポンプを配置して、ターボ分子ポンプと排気ポンプを組み合わせて用いることが多いが、この場合、ターボ分子ポンプごとに排気ポンプが必要となり、ポンプ数の増大を招く。本発明によれば、２つのターの分子ポンプＴＭＰ１，ＴＭＰ２に対して、排気ポンプＰ２、Ｐ３を共通に用いることで、ポンプ数の低減を図っている。
【００２１】
尚、以上の排気ポンプＰ１〜Ｐ３は、作動室内に油を含まないドライポンプであると好ましいが、それに限られることはない。
【００２２】
本明細書中で用いる差動排気シールとは、例えば対向する２面間の微小な間隙にある気体を前記２面間に設けられた差圧室を介して排気することにより、非接触の状態で、対向面を挟む両側の雰囲気（例えば大気圧と高真空）を一定の状態に保つように機能するものをいう。以下に述べる実施の形態においては、差圧室とそれに隣接する間隙を差動排気シールという。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図６は、本実施の形態にかかる差動排気シール装置の断面図である。図６において、内部が高真空状態に維持されるプロセス室Ｐを有するハウジング２の一面に設けられた開口２ａに、移動ブロックである軸部材３が挿入されている。開口２ａを覆うようにして、ハウジング２の大気側の外壁に差動排気シール装置１０が取り付けられている。軸部材３は、差動排気シール装置１０に支持されている。
【００２４】
差動排気シール装置１０は、ハウジング２と共に筐体を構成する本体１１と、静圧軸受１２と、差動排気シールとから構成される。円筒状の本体１１は、ハウジング２に対してボルト止めされるフランジ部１１ａを有している。本体１１は、軸部材３を挿通させた中央開口１１ｂを有しており、また差圧室となる周溝１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを、プロセス室Ｐに近い方からこの順序で隔壁を隔てて形成している。尚、軸部材３の外周面と中央開口１１ｂとのスキマは、５〜１０μｍ程度に維持される。
【００２５】
本体１１には、周溝１１ｃ（第１の差圧室）から半径方向外方に延在する貫通路１１ｆと、周溝１１ｄ（第２の差圧室）から半径方向外方に延在する貫通路１１ｇと、周溝１１ｅ（第３の差圧室）から半径方向外方に延在する貫通路１１ｈとが形成されている。貫通路１１ｆの外方端を覆うようにして、本体１１の外周面にコネクタ１４Ａが、Ｏ−リングＯＲを介して気密状態で取り付けられている。又、貫通路１１ｇの外方端を覆うようにして、本体１１の外周面にコネクタ１４Ｂが、Ｏ−リングＯＲを介して気密状態で取り付けられている。更に、貫通路１１ｈの外方端を覆うようにして、本体１１の外周面にコネクタ１４Ｃが、Ｏ−リングＯＲを介して気密状態で取り付けられている。加えて、ハウジング２には、プロセス室Ｐに吸気口を接続したターボ分子ポンプＴＭＰが配置されている。
【００２６】
第１の排気ポンプＰ１の吸気口は、ターボ分子ポンプＴＭＰの排気口と、コネクタ１４Ａとに接続されている。又、第２の排気ポンプＰ２の吸気口は、第１の排気ポンプＰ１の排気口と、コネクタ１４Ｂとに接続されている。更に、第３の排気ポンプＰ３の吸気口は、第２の排気ポンプＰ２の排気口と、コネクタ１４Ｂとに接続されている。
【００２７】
静圧軸受１２は、軸部材３をスキマを介在させつつ包囲する円筒状の多孔質部材からなり、本体１１の図で左端内周に取り付けられている。本体１１の供給孔１１ｊを介して外部の気体供給源から供給される気体が、静圧軸受１２の内周面から噴出することで、静圧軸受１２に対して軸部材３を非接触で、図で左右方向に移動可能に支持することができるようになっている。
【００２８】
尚、本体１１の端面と、ハウジング２の外壁との間にはＯ−リングＯＲが配置されている。
【００２９】
本発明によれば、第３の排気ポンプＰ３により排気されることで、周溝１１ｅ内と同様に、第２の排気ポンプＰ２の排気口も圧力が低くなり、第２の排気ポンプＰ２により排気されることで、周溝１１ｄ内と同様に、第１の排気ポンプＰ１の排気口も圧力が低くなり、第１の排気ポンプＰ１により排気されることで、周溝１１ｃ内と同様に、ターボ分子ポンプＴＭＰの排気口も圧力が低くなり、よってポンプ数を抑えながらも効率よく各部の圧力を減少させることができる。尚、本実施の形態を図２，３，５に示すような構成に変更することもできる。
【００３０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】比較例の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一例にかかる作動排気シール装置の概略断面図である。
【図３】本発明の一例にかかる作動排気シール装置の概略断面図である。
【図４】本発明の一例にかかる作動排気シール装置の概略断面図である。
【図５】本発明の一例にかかる作動排気シール装置の概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる作動排気シール装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２ ハウジング
２ａ 開口
３ 軸部材
１０ 差動排気シール装置
１１ 本体
１１ａ フランジ部
１１ｂ 中央開口
１１ｃ 周溝
１１ｄ 周溝
１１ｅ 周溝
１１ｆ 貫通路
１１ｇ 貫通路
１１ｈ 貫通路
１１ｊ 供給孔
１２ 静圧軸受
１４Ａ コネクタ
１４Ｂ コネクタ
１４Ｃ コネクタ
ＯＲ Ｏ−リング
Ｐ プロセス室
Ｐ１ 排気ポンプ
Ｐ２ 排気ポンプ
Ｐ３ 排気ポンプ
ＴＭＰ ターボ分子ポンプ
【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】
2006070904.tif 000007
【図６】
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