(57)【要約】【課題】排気源に何らかのトラブルが生じても、その影響を回避もしくは軽微にすることができる位置決め装置及びその異常時対処方法を提供する。【解決手段】排気ポンプＰ２に異常が生じた場合、排気ポンプＰ２の流体吸引能力が完全に失われる前に、バルブＶ２で配管１４を閉止するので、その後排気ポンプＰ２を介して大気に開放されたとしても、配管１４から差圧室１１ｃに外部の空気が流入することはなくなるため、差動排気シールにおけるシール性能の急激な低下を抑えることができる。【選択図】　図２
2004044629.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と、案内面とを備えた筐体と、
前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、
前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールと、
前記差動排気シールと負圧源とを連通する配管を、開放もしくは閉止するバルブと、
前記バルブを駆動する駆動装置とを有し、
前記駆動装置は、前記負圧源の異常を検出することにより、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記バルブを駆動して、前記配管を閉止するようになっていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記差動排気シールは複数設けられており、前記バルブは、前記プロセス室に近い側の前記差動排気シールに接続された配管に対して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
流体吸引動作が停止する前に、前記負圧源の異常を検出して信号を出力する検出装置を有し、前記検出装置からの信号に応じて、前記駆動装置は前記バルブを駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口と、案内面とを備えた筐体と、前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールとを有する位置決め装置の異常時対処方法において、
前記差動排気シールに接続された配管を介して流体を吸引する負圧源に異常が生じた場合、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記配管を閉止することを特徴とする位置決め装置の異常時対処方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば外部環境から隔離された室内でワークを移動可能な位置決め装置及びその異常時対象方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。ここで、プロセス室内に位置決め装置を設けると、その可動部に補給する潤滑剤などが飛散してプロセス室内を汚染するおそれがある。
【０００３】
このような問題に対して、たとえば米国特許第４１９１３８５号には、一体型負圧密封式ガス軸受組立体が開示されている。かかる従来技術においては、軸受ブロック上に２次元方向に移動可能な可動部を設け、さらに軸受ブロックと可動部との間にプロセス室を形成し、差動排気シールによりプロセス室と外部とを密封することによって、プロセス室を負圧環境に維持したまま、その内部で可動部上に載置したワークの処理を行えるようにしている。従って、ワークを駆動する駆動部をプロセス室外に設置することができ、それによりプロセス室の汚染を抑止でき、また駆動部のメンテナンスも容易に行えるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる構成においては、差動排気シールを動作させるための排気ポンプや配管に何らかのトラブルが生じると、プロセス室内に大気が侵入して気圧が増大するなどの問題が生じ、処理中の対象物が不良品となってしまう恐れがある。
【０００５】
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、排気源に何らかのトラブルが生じても、その影響を回避もしくは軽微にすることができる位置決め装置及びその異常時対処方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、第１の本発明の位置決め装置は、
減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口と、案内面とを備えた筐体と、
前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、
前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールと、
前記差動排気シールと負圧源とを連通する配管を、開放もしくは閉止するバルブと、
前記バルブを駆動する駆動装置とを有し、
前記駆動装置は、前記負圧源の異常を検出することにより、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記バルブを駆動して、前記配管を閉止するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
第２の本発明の位置決め装置の異常時対処方法は、
減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口と、案内面とを備えた筐体と、前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールとを有する位置決め装置の異常時対処方法において、
前記差動排気シールに接続された配管を介して流体を吸引する負圧源に異常が生じた場合、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記配管を閉止することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
第１の本発明の位置決め装置は、減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口と、案内面とを備えた筐体と、前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールと、前記差動排気シールと負圧源とを連通する配管を、開放もしくは閉止するバルブと、前記バルブを駆動する駆動装置とを有し、前記駆動装置は、前記負圧源の異常を検出することにより、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記バルブを駆動して、前記配管を閉止するようになっているので、前記負圧源に異常が生じた場合、前記プロセス室の気圧が上昇する時間を遅らせることで、例えば処理中の処理対象物を密封するなどの措置をとることができ、処理対象物が受けるダメージを抑制できる。
【０００９】
更に、前記差動排気シールは複数設けられており、前記バルブは、前記プロセス室に近い側の前記差動排気シールに接続された配管に対して設けられていると、コストを抑えつつも、前記負圧源の異常に対処できるので好ましい。
【００１０】
又、流体吸引動作が停止する前に、前記負圧源の異常を検出して信号を出力する検出装置を有し、前記検出装置からの信号に応じて、前記駆動装置は前記バルブを駆動すると好ましい。
【００１１】
第２の本発明の位置決め装置の異常時対処方法は、減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口と、案内面とを備えた筐体と、前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールとを有する位置決め装置の異常時対処方法において、前記差動排気シールに接続された配管を介して流体を吸引する負圧源に異常が生じた場合、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記配管を閉止するので、前記負圧源に異常が生じた場合、前記プロセス室の気圧が上昇する時間を遅らせることで、例えば処理中の処理対象物を密封するなどの措置をとることができ、処理対象物が受けるダメージを抑制できる。
【００１２】
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、排気面を有する部材を差動排気シールという。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、比較例と対比しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、比較例として示す位置決め装置の概略断面図であり、図２は、本実施の形態の位置決め装置の概略断面図である。
【００１４】
図２（ａ）に示すように、本実施の形態の位置決め装置１０は、プロセス室Ｐを内包し、又プロセス室Ｐとその外部とを連通する円筒状の開口１１ａを有する筐体１１と、開口１１ａに挿通され、矢印方向に移動可能となっている移動ブロックすなわち軸１２とを有している。尚、軸１２は、不図示のガイドにより開口１１ａの内周面に対して微小隙間を維持した状態で支持されている。又、プロセス室Ｐは、不図示のターボ分子ポンプにより吸引され真空に近い負圧となっている。
【００１５】
更に、筐体１１の開口１１ａの内周面（案内面）には、３つの周溝（差圧室）１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが形成されている。差圧室１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれ配管１３，１４，１５により、負圧源である外部の排気ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３に接続されている。プロセス室Ｐに近い側の差圧室１１ｂ、１１ｃに連通する配管１３、１４にはバルブＶ１，Ｖ２が配置されている。
【００１６】
駆動装置１６は、排気ポンプＰ１，Ｐ２を駆動制御すると共に、バルブＶ１，Ｖ２を駆動制御して配管１３，１４を個々に開放もしくは閉止させる機能を有する。検出装置１７は、排気ポンプＰ１、Ｐ２を監視する機能を有し、その異常を発見すると駆動装置１６に信号を送信するようになっている。尚、排気ポンプの異常は、排気ポンプを冷却する冷却水の温度上昇や減少、パージ用気体（Ｎ２）の供給停止、ロータの負荷増大、ポンプ本体の異常発熱などの情報を単独もしくは組み合わせて判断できる。それらの情報は、例えばロータの負荷増大は、ロータへの供給電力の変化を監視することでリアルタイムで得られ、又、異常発熱は、ポンプ各部に熱電対などを設置することで同様にリアルタイムで得ることができる。更に、配管１３，１４におけるバルブＶ１，Ｖ２と排気ポンプＰ１，Ｐ２との間の部位に気体漏れが生じた場合にも、検出装置１７は異常と検出して信号を出力することもできる。
【００１７】
尚、図１（ａ）に示す比較例は、図２（ａ）の実施形態に対して、バルブＶ１，Ｖ２、駆動装置１６，検出装置１７を設けていない点のみが異なり、それ以外の点は共通するため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１８】
本実施の形態の動作について、図３のフローチャートを更に参照して説明する。不図示の駆動源の駆動力が、軸１２に伝達されると、軸１２は図２に示す矢印方向に移動（又は回転）するので、軸１２の奥端にワークを取り付けていれば、かかるワークを任意の位置に移動（又は回転）させ、プロセス室内の真空雰囲気内での処理を行うことができる。又、このとき駆動装置１６は、バルブＶ１，Ｖ２を開放しているため、差圧室１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれ配管１３，１４，１５を介して排気ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３に吸引されており、従って筐体１１の外部が大気圧であったとしても、軸１２の移動に関わらず、プロセス室Ｐの真空度は維持されるようになっている。
【００１９】
ところで、図１（ａ）に示す比較例において、排気ポンプＰ２に異常が発生し、最終的に流体吸引能力を喪失したとすると、排気ポンプＰ２を介して差圧室１１ｃに外部の空気が流入するので、差圧室１１ｃ内の気圧は急速に大気圧に近づく。かかる場合、排気ポンプＰ３が正常に動作していたとしても、それはプロセス室Ｐの真空度を維持することに貢献せず、図１（ｂ）に示す位置決め装置と等価な状態となる。かかる場合、プロセス室の真空度を維持するには、排気ポンプＰ１の流体吸引応力のみに頼らざるを得なくなるが、そのような不測の事態に備えて排気ポンプＰ１に余裕を持たせるためには、非常に高性能な排気ポンプを用いる必要がある。以下に説明するように、本実施の形態によれば、このような問題を回避できる。なお、図１では排気ポンプＰ２が異常で停止する場合について示しているが、排気ポンプＰ１が異常で停止した場合はさらに大きな問題となる。すなわち、差動排気シールがまったくない状態とほぼ等価な状態となり、プロセス室Ｐの真空が成り立たなくなる。
【００２０】
図３に示す本実施の形態にかかる制御において、ステップＳ１０１で、検出装置１７は、排気ポンプＰ１，Ｐ２の異常を監視し続ける。ここで、例えば図２（ａ）のように排気ポンプＰ２に異常が生じた場合、ステップＳ１０２以降の異常時対処方法が実行される。より具体的には、ステップＳ１０１で、検出装置１７は、排気ポンプＰ２に閾値を超えた温度上昇などの異常が発生したことを検出した場合、ステップＳ１０２で、それを示す信号を駆動装置１６に出力する。ステップＳ１０３で、駆動装置１６は、検出装置１７からの信号に応動して、異常が生じた排気ポンプＰ２に対応するバルブＶ２を駆動して、配管１４を閉止する。
【００２１】
更に駆動装置１６は、ステップＳ１０４で、バルブ閉止から所定時間経過するまで待ち、所定時間経過後に、ステップＳ１０５で排気ポンプＰ２の動作を停止させる。
【００２２】
本実施の形態によれば、排気ポンプＰ２の流体吸引能力が完全に失われる前に、バルブＶ２で配管１４を閉止するので、その後排気ポンプＰ２を介して大気に開放されたとしても、配管１４から差圧室１１ｃに外部の空気が流入することはなくなるため、差動排気シールにおけるシール性能の急激な低下を抑えることができる。かかる効果は、差圧室１１ｃ及び差圧室１１ｃからバルブＶ２までの空間に、本来排気ポンプＰ２により吸引されるべき気体が満たされて平衡状態になるまで続く。尚、平衡状態になった後には、本実施の形態においては、図２（ｂ）に示す位置決め装置と等価な状態となり、すなわち排気ポンプＰ１のみならず排気ポンプＰ３も、有効に外部からの空気がプロセス室Ｐに侵入することを抑制するように機能しており、シール性能の低下は最小限に抑えられることとなるため、例えばこの状態のまま排気ポンプＰ２の修理を行ったり、或いは排気ポンプＰ２を修理する時間の間、軸１２に取り付けたワークを密封するなどの措置をとることができる。
【００２３】
尚、図２から明らかであるが、排気ポンプＰ１に異常が生じた場合、同様にバルブＶ１で配管１３を閉止すればよい。これによって、比較例の場合で排気ポンプＰ１に異常が生じた際のように、プロセス室Ｐの真空破壊が起こることが防止される。本実施の形態においては、プロセス室Ｐから遠い側の配管１５にバルブを設けていないのは、それに通じる差圧室１１ｄが、大気に隣接しているため、たとえ排気ポンプＰ３に異常が生じて配管１５を閉止したとしても、差圧室１１ｄの気圧がすぐに大気圧に近づくため、効果がさほど高くなく、コストとの兼合いを考慮して省いたものである。更に、本実施の形態では３段の（差圧室が３つ配置されている）差動排気シールについて説明したが、２段もしくは４段以上の差動排気シールにも同様に適用できるし、軸１２と開口１１ａとの隙間が十分小さければ、プロセス室Ｐの気圧上昇を遅らせる点で効果があるため、１段の差動排気シールにも適用できる。なお、上述のように、本実施の形態では排気ポンプＰ３の配管１５にはバルブを設けていないが、バルブを設けない場合と比べると設けた方が多少は効果があるため、及びポンプからのグリース等の逆拡散が防止できるため、配管１５にもバルブを設け、Ｐ３の異常検出及びバルブ閉止等を行えるようすると、より好ましい。
【００２４】
図４は、第２の実施の形態にかかる位置決め装置の概略断面図である。本実施の形態においては、筐体と移動ブロックの形状、及び差動排気シールを２段とした点のみが異なるので、構成が共通する点については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図４において、内部にプロセス室Ｐを有する筐体１１’は底壁がなく、ここは板状の移動ブロック１２’により、微小隙間をあけてふさがれている。移動ブロック１２’は、不図示のガイドに支持されて、図で左右方向及び紙面に垂直方向に移動可能となっている。
【００２６】
筐体１１’の側壁が開口を形成し、その端面が案内面１１ａ’となっている。かかる案内面１１ａ’には、２つの周溝（差圧室）１１ｃ、１１ｄが形成されている。差圧室１１ｃ、１１ｄは、それぞれ配管１４，１５により、負圧源である外部の排気ポンプＰ２，Ｐ３に接続されている。プロセス室Ｐに近い側の差圧室１１ｃに連通する配管１４にはバルブＶ２が配置されている。
【００２７】
駆動装置１６は、排気ポンプＰ２を駆動制御すると共に、バルブＶ２を駆動制御して配管１４を個々に開放もしくは閉止させる機能を有する。検出装置１７は、排気ポンプＰ２を監視する機能を有し、その異常を発見すると駆動装置１６に信号を送信するようになっている。
【００２８】
本実施の形態においても、排気ポンプＰ２に異常が生じた場合、排気ポンプＰ２の流体吸引能力が完全に失われる前に、バルブＶ２で配管１４を閉止するので、その後排気ポンプＰ２を介して大気に開放されたとしても、配管１４から差圧室１１ｃに外部の空気が流入することはなくなるため、差動排気シールにおけるシール性能の急激な低下を抑えることができる。
【００２９】
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。例えば、排気ポンプの異常を検出装置で検出し、それに応じて自動的に駆動装置が、異常の生じた排気ポンプに対応するバルブを閉止するようにしているが、計器類から作業者が排気ポンプの異常を検出し、排気ポンプが流体吸引応力を失う前に、対応するバルブを閉止するようにしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
第１の本発明の位置決め装置は、減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口と、案内面とを備えた筐体と、前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールと、前記差動排気シールと負圧源とを連通する配管を、開放もしくは閉止するバルブと、前記バルブを駆動する駆動装置とを有し、前記駆動装置は、前記負圧源の異常を検出することにより、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記バルブを駆動して、前記配管を閉止するようになっているので、前記負圧源に異常が生じた場合、前記プロセス室の気圧が上昇する時間を遅らせることで、例えば処理中の処理対象物を密封するなどの措置をとることができ、処理対象物が受けるダメージを抑制できる。
【００３１】
第２の本発明の位置決め装置の異常時対処方法は、減圧下に曝されるプロセス室内に連通する開口と、案内面とを備えた筐体と、前記案内面に対して所定の隙間を介して対向した状態で、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、前記筐体と前記移動ブロックとの間に設けられ、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差動排気シールとを有する位置決め装置の異常時対処方法において、前記差動排気シールに接続された配管を介して流体を吸引する負圧源に異常が生じた場合、前記負圧源の流体吸引動作が停止する前に前記配管を閉止するので、前記負圧源に異常が生じた場合、前記プロセス室の気圧が上昇する時間を遅らせることで、例えば処理中の処理対象物を密封するなどの措置をとることができ、処理対象物が受けるダメージを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例にかかる位置決め装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態にかかる位置決め装置の概略構成図である。
【図３】本実施の形態にかかる制御フローチャートである。
【図４】第２の実施の形態にかかる位置決め装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１１、１１’　筐体
１２　軸
１２’　移動ブロック
１３，１４，１５　配管
１６　駆動装置
１７　検出装置
Ｖ１，Ｖ２　バルブ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３　排気ポンプ
Ｐ　プロセス室
【図１】
2004044629.tif 000003
【図２】
2004044629.tif 000004
【図３】
2004044629.tif 000005
【図４】
2004044629.tif 000006