(57)【要約】【課題】メンテナンスコスト及びランニングコストの低減に寄与する磁気ネジ駆動装置を提供する。【解決手段】磁気ネジ駆動装置９は、モータに連結された駆動軸１３を介して、ハウジング１７に軸支された螺旋状磁石軸１１を回転させるものであり、駆動軸１３及び螺旋状磁石軸１１のそれぞれに、駆動軸１３及び螺旋状磁石軸１１が挿通されて気密に取り付けられた円筒状のカラー１９と、このカラー１９の表面に摺接するようにハウジング１７側に取り付けられるオイルシール２０とを備えることでハウジング１７内の潤滑剤Ｇｒを封止することができる。【選択図】図４
2011047515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理装置での基板搬送に用いられる駆動装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングの壁部を貫通するように配設された少なくとも１本の回転軸と、
前記回転軸を内側に挿通した状態で、前記回転軸に取り付けられた円筒状のカラーと、
前記カラーと前記ハウジングとの間で気密を保つように前記カラーの表面に摺接し、前記ハウジング側に取り付けられるシール部材とを備え、
前記回転軸が前記カラーに、前記カラーとの間で気密を保つように挿通されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記回転軸が、表面に磁石部を有する磁石軸であり、ハウジングの相対する２つの壁部を貫通するように配設され、モータによって回転されることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記回転軸は、
前記ハウジングの第１壁部を貫通するように配設され、回転自在に支持される第１の回転軸と、
前記ハウジングの第２壁部と前記第２壁部と相対する第３壁部とを貫通するように配設され、前記第１の回転軸に従動して回転する第２の回転軸と、を有し、
少なくとも前記第２の回転軸に、前記カラーが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第１の回転軸が、モータによって回転される駆動軸であり、
前記第２の回転軸が、表面に磁石部を有する磁石軸であり、
前記駆動軸及び前記磁石軸のそれぞれに、前記カラーが取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記シール部材と前記カラーとの間に生じる回転方向の摩擦力よりも、
前記カラーと前記カラーが取り付けられた前記回転軸との間に生じる回転方向の摩擦力の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項６】
基板に対して真空処理を行う処理チャンバと、前記処理チャンバ内に基板を搬送する搬送装置とを有する真空処理装置であって、
前記搬送装置は、請求項１に記載の駆動装置を備えることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置及び該駆動装置を備える真空処理装置に関し、特に、オイルシール構造と回転軸とを備える駆動装置、及びこのような駆動装置を備える真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜工程などの半導体製造プロセスにおいては、被成膜面へのゴミの付着を防ぐ必要があるため、真空容器内に存在するゴミの低減が求められている。ゴミは真空容器内においても様々な原因で発生し、例えば、基板ホルダーに付着した成膜材料の膜剥がれや、基板と他の部材との接触による磨耗が原因となることが知られている。特に、基板の搬送装置を備える真空処理装置においては、搬送装置を構成する部材同士が接触する構造を有するため、磨耗や削食を原因とするゴミの発生を一層低減することができる搬送装置が望まれている。
【０００３】
ゴミの発生を低減するためには非接触伝達方式の搬送装置を用いることが望ましい。非接触伝達方式の搬送装置としては従来から種々の方式が提案されている。その中で比較的に構造が簡単な方式として磁気結合を利用した方式（以下「磁気搬送装置」という）が知られている。磁気搬送装置については、螺旋状の磁気ネジと磁極を組み合わせた直線搬送装置が提案されている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
【０００４】
従来技術の例として特許文献２に示された技術について説明する。特許文献２に示された技術は、複数の処理チャンバを直列に接続してなるインライン式真空処理装置に用いられる磁気搬送装置であり、ロードロックチャンバ、処理チャンバ、アンロードロックチャンバがゲートバルブを介して連結され、それらの各チャンバを貫通して磁気搬送装置が配設されている。磁気搬送装置によってキャリアに保持された基板をチャンバ間で移送できるように構成されている。
【０００５】
磁気搬送装置には、磁気ネジ駆動装置が用いられている。各キャリアの下端部にはキャリア側磁石が設けられており、キャリア側磁石の下方のチャンバ側には磁気ネジが配置されている。磁気ネジに形成された螺旋状の磁極は、キャリア側磁石と磁気結合するため、磁気ネジの回転に従ってキャリアを水平方向に搬送することができる。各チャンバはゲートバルブによって仕切られているため、チャンバごとに磁気ネジ駆動装置が備えられている。
【０００６】
通常運転時においては、磁気ネジ駆動装置はケース内に収められ、真空容器内の成膜領域とは隔離される構造が採用されている。しかし、メンテナンス時には、磁気ネジなどが配設された磁気ネジ駆動装置のある領域と成膜領域が連結されることがあるため、磁気ネジ駆動装置内のゴミは可能な限り低減される必要がある。
【０００７】
特許文献２に用いられている磁気ネジ駆動装置について説明する。磁気ネジ駆動装置は、不図示のモータからの回転力を磁気ネジ側に伝達するための装置であり、一対の傘歯車を有する動力伝達部を主要な構成要素としている。磁気ネジ駆動装置を用いることにより非接触でキャリアを駆動することができる。そのため、キャリアが移動中に接触する部分を自重受け用ベアリングや案内用ベアリングに限ることができ、ゴミの発生を大幅に低減することができる。しかし、このような磁気ネジ駆動装置においても動力伝達部の歯車の磨耗は避けることができず、歯車の磨耗によりキャリア移動の不安定化や磁極の位相ズレが生じるおそれがあった。このため、動力伝達部の歯車の摺動部分に潤滑剤を塗布することにより磨耗を軽減する対策を行うとともに、オイルシールを用いて潤滑剤を動力伝達部内に封止することで潤滑剤の飛散を防ぐ構造とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，３７７，８１６号明細書
【特許文献２】特開平１０−１５９９３４号公報
【特許文献３】特開２００１−２０６５４８号公報
【特許文献４】特開２００８−２９７０９２号公報
【特許文献５】特開平８−２７４１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、図６に示すように、回転軸１０６，１０７に摺接するオイルシール１０５用いて潤滑剤を動力伝達部内に封止する構造では、回転軸１０６，１０７とオイルシール１０５との摺接部分ａの磨耗を避けることができない。このような磨耗による悪影響を避けるため、定期的にオイルシール１０５と回転軸１０６，１０７を交換するメンテナンスが必要となる。しかしながら、回転軸１０６，１０７は磁気搬送装置全体を貫いた構造となっているため、メンテナンス作業が複雑なものとなるという問題があった。また、回転軸は高価なためメンテナンスコストも高価になるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、潤滑剤が封止された動力伝達部のメンテナンス作業をより簡便なものとすることで、メンテナンスコスト及びランニングコストの低減に寄与する駆動装置及び該駆動装置を備えた真空処理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】
【００１１】
本発明の駆動装置は、
真空処理装置での基板搬送に用いられる駆動装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングの壁部を貫通するように配設された少なくとも１本の回転軸と、
前記回転軸を内側に挿通した状態で、前記回転軸に取り付けられた円筒状のカラーと、
前記カラーと前記ハウジングとの間で気密を保つように前記カラーの表面に摺接し、前記ハウジング側に取り付けられるシール部材とを備え、
前記回転軸が前記カラーに、前記カラーとの間で気密を保つように挿通されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の真空処理装置は、
基板に対して真空処理を行う処理チャンバと、前記処理チャンバ内に基板を搬送する搬送装置とを有する真空処理装置であって、
前記搬送装置は、前記本発明の駆動装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いることによって、駆動装置若しくは真空処理装置のメンテナンス作業に要するコストを低減することができる。すなわち、回転軸を交換する必要がなく、カラーのみの交換でよいため交換パーツを削減することができる。また、カラーのみを交換すればよいことから駆動装置全体を分解する必要がなく、メンテナンスに要する時間を低減することができる。さらに、メンテナンスの低コスト化により、搬送装置若しくは真空処理装置のランニングコストの低減にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るインライン式真空処理装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る磁気搬送装置の模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る磁気搬送装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る磁気ネジ駆動装置の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る磁気ネジ駆動装置の部分分解図である。
【図６】従来の駆動装置における回転軸とオイルシールとの摺接面の磨耗状態を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００１６】
本発明の駆動装置は、真空処理装置において、基板搬送するための搬送装置の構成部材として用いられる。本発明の駆動装置は、ハウジングと、該ハウジングの壁部を貫通するように配設された少なくとも１本の回転軸と、該回転軸に取り付けられた円筒状のカラーと、ハウジング側に取り付けられるシール部材とを備えている。そして、該シール部材は、前記カラーと前記ハウジングとの間で気密を保つように前記カラーの表面に摺接し、また、前記回転軸は、前記カラーとの間で気密を保つように挿通されている。
【００１７】
本発明の駆動装置としては、下記第１の形態と第２の形態が挙げられる。
【００１８】
第１の形態は、前記回転軸が、表面に磁石部を有する磁石軸であり、ハウジングの相対する２つの壁部を貫通するように配設され、モータによって回転される。第２の形態は、第１の回転軸及び第２の回転軸と、少なくとも第２の回転軸に取り付けられたカラーとを備えている。そして、本発明に係る第１の回転軸はハウジングの第１壁部を貫通して回転自在に取り付けられ、第２の回転軸はハウジングの第２壁部と、該第２壁部に相対する第３壁部とを貫通して配設されている。即ち、第２の回転軸はハウジング全体を貫通して配設されている。そして、第２の回転軸は第１の回転軸に従動して回転する。
【００１９】
本発明の第２の形態の駆動装置は、前記した磁気結合方式の磁気搬送装置に好ましく用いられる。即ち、第１の回転軸が駆動軸であり、第２の回転軸が表面に磁石部を有する磁石軸である磁気ネジ駆動装置である。以下、第２の形態を磁気ネジ駆動装置に適用した例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
【００２０】
図１乃至図４は本発明の一実施形態に係るインライン式真空処理装置についての図であり、図１はインライン式真空処理装置の概略断面図、図２は磁気搬送装置の模式図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は磁気ネジ駆動装置の断面図である。なお、本実施形態においては、磁気搬送装置を備える真空処理装置の一例としてインライン式真空処理装置に設けられた磁気搬送装置について説明する。また、図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略している。
【００２１】
図１に示したインライン式真空処理装置Ｓ（以下、真空処理装置Ｓとする）は、真空中においてハードディスク用基板に対して成膜処理を行うための成膜装置であり、ロードロックチャンバＬＣ、処理チャンバＰＣ（ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３）、アンロードロックチャンバＵＬＣがゲートバルブＧＶを介して連結されている。各ゲートバルブＧＶを開操作することでチャンバ（ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３）の内部空間が連結できるように構成されている。また、それぞれのチャンバ（ＬＣ，ＰＣ，ＵＬＣ）には、隣り合うチャンバ間で基板４を搬送可能な磁気搬送装置Ｔ（以下、搬送装置Ｔとする）が備えられている。
【００２２】
図１乃至図３に示すように、搬送装置Ｔは、基板４を保持して移動可能なキャリア５と、それぞれのチャンバ（ＬＣ，ＰＣ，ＵＬＣ）側に設けられた磁気ネジ駆動装置９（駆動装置）を構成要素としている。磁気ネジ駆動装置９は、螺旋状磁石軸（第２の回転軸）１１と、螺旋状磁石軸１１に回転力を伝える駆動軸（第１の回転軸）１３と、駆動軸１３に動力を供給する動力源としてのモータ（不図示）とを主要部材として構成されている。
【００２３】
各キャリア５の下端部にはキャリア側磁石部５ａが設けられている。そして、キャリア側磁石部５ａの下方に位置する磁気ネジ駆動装置９には螺旋状磁石軸１１が配置されている。なお、本実施形態に係るキャリア５には、自重受け用ベアリング１５及び搬送方向に案内する不図示の案内用ベアリング（不図示）が設けられている。
【００２４】
ここで、図４，５に基づいて磁気ネジ駆動装置９を説明する。上述のように磁気ネジ駆動装置９は、螺旋状磁石軸（磁石軸）１１、駆動軸１３、モータ（不図示）とを備えて構成されており、モータの回転力を、駆動軸１３を介して螺旋状磁石軸１１に伝達する装置である。また、螺旋状磁石軸１１と駆動軸１３は軸方向が直交するように配設されており、これらの連結部には一対の傘歯車２１，２２によって回転力を伝達する動力伝達部が形成されている。
【００２５】
螺旋状磁石軸１１には、その表面に螺旋状に着磁された磁石部１１ａが形成されており、一方、キャリア５側に備えられたキャリア側磁石部５ａの磁極の間隔は螺旋状磁石軸１１の磁石部１１ａと同じピッチに形成されている。このため、キャリア側磁石部５ａと螺旋状磁石軸１１の磁石部１１ａは所定距離を保ちながら磁気結合を形成することができる。
【００２６】
螺旋状磁石軸１１の磁石部１１ａは螺旋状であるため、螺旋状磁石軸１１の回転とともにキャリア側磁石部５ａと磁気結合する位置を軸方向に徐々に変化させることができる。従って、螺旋状磁石軸１１の回転に同期してキャリア側磁石部５ａ、すなわち、キャリア５を螺旋状磁石軸１１の軸方向に搬送することができる。また、螺旋状磁石軸１１の磁石部１１ａは２分割されており、分割された磁石部１１ａの間の部分に傘歯車２１が固着されている。また、磁石部１１ａの外周側は円筒状のケース２３によって真空側と隔離されている。ケース２３の端部はハウジング１７に気密に接続されている。ただし、ケース２３は必須な構成ではなく、後述するオイルシール２０でハウジング１７の内外の真空隔離をする構成であってもよい。
【００２７】
動力伝達部は、傘歯車２１，２２が固着された螺旋状磁石軸１１及び駆動軸１３と、それらを所定位置に支持するハウジング１７とを主要な構成要素としている。螺旋状磁石軸１１と駆動軸１３は、直交に配置されるとともに、ベアリング２４を介してハウジング１７によって回転可能に支持されている。また、螺旋状磁石軸１１及び駆動軸１３にはそれらの軸が軸支されている部分よりも、ハウジング１７に対して外側方向にカラー１９，１９，１９が取り付けられている。
【００２８】
カラー１９，１９，１９は、円筒状のステンレス部材であり、螺旋状磁石軸１１若しくは駆動軸１３が内側に挿通された状態で取り付けられている。ハウジング１７には、それぞれのカラー１９の外周側に摺接するシール部材としてのオイルシール２０が取り付けられている。一方、それぞれのカラー１９の内側には、カラー１９の内面側と螺旋状磁石軸１１若しくは駆動軸１３との隙間を塞ぐためのＯリング２６が取り付けられている。オイルシール２０とＯリング２６によって、傘歯車２１，２２が配置されたハウジング１７の内側に注入されたグリス等の潤滑剤Ｇｒをハウジング１７内に封止している。
【００２９】
螺旋状磁石軸１１及び駆動軸１３との隙間に配置されたＯリング２６は１つでもよいが、好ましくは２つである。Ｏリング２６が螺旋状磁石軸１１及び駆動軸１３に接する摩擦力は、オイルシール２０がカラー１９に接する摩擦力よりも大きくなるように構成されている。すなわち、オイルシール２０とカラー１９との間に生じる回転方向の摩擦力よりも、カラー１９と前記カラー１９が取り付けられた螺旋状磁石軸１１若しくは駆動軸１３との間に生じる回転方向の摩擦力の方が大きくなっている。そのため、カラー１９は螺旋状磁石軸１１及び駆動軸１３と共に回転する。螺旋状磁石軸１１及び駆動軸１３はオイルシール２０と摺接しないため磨耗を避けることができる。一方、カラー１９の表面がオイルシール２０と摺接することになり、このカラー１９の摺接部分が磨耗することになる。
【００３０】
Ｏリング２６は、潤滑剤Ｇｒを封止し、且つ上述のようにより大きな摩擦力を生じることが可能なものであれば良い。そのため、Ｏリング２６の断面形状は、円形、矩形、三角でもよく、または、Ｏリング２６として筒形状のゴムシートを用いてもよい。もちろん、一つのカラーに用いるＯリング２６は３つ以上でもよい。
【００３１】
また、オイルシール２０が摺動するカラー１９表面には、摺動時の磨耗軽減とオイルシール２０との密着性向上のための表面処理が施してある。本実施形態においては表面処理として、硬質クロムメッキ処理を行い、さらにメッキ表面を研磨して構成されているが、ＤＬＣ、ＴｉＮなどからなる他の表面処理であってもよい。
【００３２】
上記のような構造を採用することで、搬送装置Ｔ若しくは真空処理装置Ｓのメンテナンス作業に要するコストを低減することができる。すなわち、螺旋状磁石軸１１及び駆動軸１３を交換する必要がなく、カラー１９のみの交換でよいため交換パーツを削減することができる。具体的には、図５に示すように、ハウジング１７からケース２３を取り外し、螺旋状磁石軸１１から磁石部１１ａを軸方向に引き抜くようにして取り外し、同様に、螺旋状磁石軸１１からカラー１９を取り外して、カラー１９を交換する。カラー１９に装着されているＯリング２６も同時に交換すると好ましい。
【００３３】
また、カラー１９のみを交換すればよいことから磁気ネジ駆動装置９全体を分解する必要がなく、メンテナンスに要する時間を短縮することができる。さらに、メンテナンスの低コスト化により、搬送装置Ｔ若しくは真空処理装置Ｓのランニングコストの低減にも寄与する。
【００３４】
また、本発明に係る駆動装置は、磁気ネジ駆動装置に限定されるものではない。すなわち、螺旋状磁石軸（磁石軸）に替えて、他の回転軸を用いることができることはもちろんである。
【００３５】
さらに、ダイレクトドライブ機構を用いて螺旋状磁石軸１１（回転軸）を直接回転駆動する場合には磁石軸が駆動するため、駆動軸１３と螺旋状磁石軸１１が一体化した構成になる。係る構成は、本発明の第１の形態である。この場合は、ハウジング１７にステータが設けられる。カラー１９は回転駆動される螺旋状磁石軸１１に取り付けられることで本発明と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｓ  インライン式真空処理装置
ＬＣ  ロードロックチャンバ
ＵＬＣ  アンロードロックチャンバ
ＰＣ，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３  処理チャンバ
ＧＶ  ゲートバルブ
Ｔ  搬送装置
Ｇｒ  潤滑剤
ａ  摺接部分
４  基板
５  キャリア
５ａ，１１ａ  磁石部
９  磁気ネジ駆動装置
１１  螺旋状磁石軸
１３  駆動軸
１５  自重受け用ベアリング
１７  ハウジング
１９  カラー
２０  オイルシール
２１，２２  傘歯車
２３  ケース
２４  ベアリング
２６  Ｏリング
１０１  磁気ネジ駆動装置
１０２  傘歯車装置
１０３  動力伝達部
１０５  オイルシール
１０６，１０７  回転軸
【図１】
2011047515.tif 000003
【図２】
2011047515.tif 000004
【図３】
2011047515.tif 000005
【図４】
2011047515.tif 000006
【図５】
2011047515.tif 000007
【図６】
2011047515.tif 000008