(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス室のハウジングに設けられた開口に配置されるスライダと、
前記プロセス室の外側に設けられ前記スライダを駆動可能なアクチュエータと、
前記スライダの周囲に配置される軸受面を有し、前記スライダの外面と前記軸受面とが間隙を介して対向する状態で所定軸と平行な直進方向及び前記所定軸と平行な中心軸を中心とする回転方向の少なくとも一方に前記スライダを移動可能に支持する軸受装置と、
前記所定軸と平行な方向に関して前記軸受装置の隣に配置され、前記外面と対向する対向面と、前記外面と前記対向面との間の気体を排出する排気口と、を有し、前記ハウジングと前記スライダとの間をシールする差動排気シール装置と、を備え、
前記スライダが前記所定軸に対して傾斜して前記外面と前記軸受面とが接触する状態で、前記対向面は前記外面と間隙を介して対向し、
前記軸受面及び前記対向面は、前記中心軸の周囲に配置され、
前記差動排気シール装置は、前記軸受装置に対して第１方向に配置され、
前記対向面は、第１領域と、前記第１領域に対して前記第１方向に配置された第２領域と、を含み、
前記中心軸と前記第２領域との距離は、前記中心軸と前記第１領域との距離よりも大きい駆動装置。
【請求項２】
前記対向面は、前記第１方向に向かって、前記中心軸との距離が大きくなるように傾斜する請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の駆動装置を備える工作機械。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の駆動装置を備える半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、工作機械、及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械又は半導体製造装置において、ワークはプロセス室で加工される。プロセス室は、例えば、真空又は特殊ガス雰囲気のような所定の環境に調整される。プロセス室において、ワークは、駆動装置により移動するステージに保持される。プロセス室において駆動装置の少なくとも一部に潤滑剤が供給される場合がある。その潤滑剤が飛散すると、プロセス室が汚染する可能性がある。
【０００３】
そこで、プロセス室のハウジングに設けられた開口に配置されるスライダと、プロセス室の外側に設けられスライダを駆動可能なアクチュエータと、スライダを移動可能に支持する軸受装置と、ハウジングとスライダとの間をシールする差動排気シール装置と、を備える駆動装置が案出されている。ステージは、プロセス室においてスライダと接続される。スライダが移動することにより、プロセス室でワークを保持するステージが移動する。これにより、プロセス室が密閉された状態で、プロセス室の汚染が抑制されつつ、ステージが移動する。
【０００４】
真空容器を貫通するシャフトと、真空容器の内側においてシャフトに接続された基板ホルダと、真空容器の外側に設けられシャフトを駆動するアクチュエータと、シャフトが真空容器を貫通する部分をシールする気体軸受装置と、を備えるイオン注入装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４７２６６８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、スライダに不慮の負荷が作用したり、軸受装置の機能が損なわれたりすると、スライダが所期の姿勢で軸受装置に支持されない可能性がある。例えば、スライダが傾斜して差動排気シール装置と接触すると、差動排気シール装置のシール性能が低下する可能性がある。その結果、その駆動装置を備える工作機械及び半導体製造装置の性能が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明の態様は、スライダが所期の姿勢で軸受装置に支持されない状態になっても、シール性能の低下が抑制される駆動装置を提供することを目的とする。また、本発明の態様は、性能の低下が抑制される工作機械及び半導体製造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】
【０００８】
本発明の第１の態様は、プロセス室のハウジングに設けられた開口に配置されるスライダと、前記プロセス室の外側に設けられ前記スライダを駆動可能なアクチュエータと、前記スライダの周囲に配置される軸受面を有し、前記スライダの外面と前記軸受面とが間隙を介して対向する状態で所定軸と平行な直進方向及び前記所定軸と平行な中心軸を中心とする回転方向の少なくとも一方に前記スライダを移動可能に支持する軸受装置と、前記所定軸と平行な方向に関して前記軸受装置の隣に配置され、前記外面と対向する対向面と、前記外面と前記対向面との間の気体を排出する排気口と、を有し、前記ハウジングと前記スライダとの間をシールする差動排気シール装置と、を備え、前記スライダが前記所定軸に対して傾斜して前記外面と前記軸受面とが接触する状態で、前記対向面は前記外面と間隙を介して対向する駆動装置を提供する。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、スライダの外面と軸受面とが間隙を介して対向する状態において、軸受装置は、所定軸と平行な直進方向及び中心軸を中心とする回転方向の少なくとも一方にスライダを円滑に移動可能に支持できる。すなわち、スライダは、軸受装置に非接触で支持されるため、円滑に移動可能である。スライダの外面と軸受面との間隙により、スライダは、所定軸に対して傾斜する可能性がある。スライダが所期の姿勢で軸受装置に支持されず、所定軸に対して傾斜した状態になっても、スライダは、差動排気シール装置の対向面に接触する前に、軸受装置の軸受面と接触する。対向面は、軸受面と接触しその軸受面で支持されたスライダの外面と間隙を介して対向するように配置される。そのため、スライダと差動排気シール装置との接触が抑制され、所謂、カジリ及び焼き付きの発生が抑制される。したがって、差動排気シール装置のシール性能の低下が抑制される。
【００１０】
差動排気シールとは、スライダの外面と対向面との微小な間隙の気体を排出することにより、スライダの外面と対向面とが非接触の状態で、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。
【００１１】
本発明の第１の態様において、前記軸受面及び前記対向面は、前記所定軸と平行な中心軸の周囲に配置され、前記差動排気シール装置は、前記軸受装置に対して第１方向に配置され、前記対向面は、第１領域と、前記第１領域に対して前記第１方向に配置された第２領域と、を含み、前記中心軸と前記第２領域との距離は、前記中心軸と前記第１領域との距離よりも大きくてもよい。
【００１２】
これにより、中心軸を囲むように軸受面及び対向面が同心状に配置されるので、スライダがどちらの方向に傾斜しても、スライダと差動排気シール装置との接触が抑制される。また、スライダが傾斜した場合、軸受装置から遠いスライダの第１部分の移動量（傾斜量）のほうが、その第１部分よりも軸受装置に近い第２部分の移動量よりも大きい。したがって、中心軸と第２領域との距離が中心軸と第１領域との距離よりも大きくなるように対向面が形成されることによって、スライダと差動排気シール装置との接触が抑制される。
【００１３】
本発明の第１の態様において、前記対向面は、前記第１方向に向かって、前記中心軸との距離が大きくなるように傾斜してもよい。
【００１４】
これにより、スライダが傾斜したとき、スライダの外面と対向面との間隙の寸法は、第１方向に向かって徐々に大きくなる。これにより、気体の無駄な逃げ部の発生が抑制される。したがって、高いシール性能が得られる。なお、スライダが傾斜したとき、スライダの外面と対向面との間隙の寸法が均一になってもよい。
【００１５】
本発明の第２の態様は、第１の態様の駆動装置を備える工作機械を提供する。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、工作機械の性能の低下が抑制される。
【００１７】
本発明の第３の態様は、第１の態様の駆動装置を備える半導体製造装置を提供する。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、半導体製造装置の性能の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の態様によれば、シール性能の低下が抑制される駆動装置が提供される。また、本発明の態様によれば、性能の低下が抑制される工作機械及び半導体製造装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態に係るプロセス室の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るプロセス室の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る駆動装置の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る駆動装置の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る駆動装置の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る駆動装置の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る駆動装置の動作の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、第４実施形態に係るプロセス室の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９は、第４実施形態に係るプロセス室の一例を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、第４実施形態に係る駆動装置の一例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第５実施形態に係る半導体製造装置の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第５実施形態に係る測定装置の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第５実施形態に係る工作機械の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内の第１軸と平行な方向をＸ軸方向、Ｘ軸と直交する所定面内の第２軸と平行な方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれと直交する第３軸と平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。Ｘ軸は、ＹＺ平面と直交する。Ｙ軸は、ＸＺ平面と直交する。Ｚ軸は、ＸＹ平面と直交する。ＸＹ平面は、所定面と平行である。
【００２２】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプロセス室Ｐの一例を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るプロセス室Ｐの一例を模式的に示す断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、駆動装置１は、プロセス室Ｐに接続される。プロセス室Ｐは、ハウジング２の内側の空間である。プロセス室Ｐにおいて、ワークＷが加工される。ワークＷは、ステージ３に保持される。ステージ３は、プロセス室Ｐに配置される。ステージ３は、ワークＷを保持した状態で、駆動装置１により移動する。なお、図１において、ステージ３及びワークＷの図示は省略する。
【００２４】
プロセス室Ｐは、ワークＷの加工条件に基づいて、所定の環境に調整される。プロセス室Ｐは、例えば、真空状態に調整されてもよいし、クリーンなドライエアで満たされてもよいし、特殊ガスで満たされてもよい。
【００２５】
ハウジング２は、駆動装置１の少なくとも一部が配置される開口２Ａを有する。開口２Ａを介して、プロセス室Ｐとハウジング２の外側の空間Ｑとが接続される。本実施形態において、駆動装置１は、移動可能なスライダ４を有する。本実施形態においては、スライダ４の一部が、ハウジング２の開口２Ａに配置される。ステージ３は、プロセス室Ｐにおいてスライダ４と接続される。スライダ４が移動することにより、プロセス室ＰでワークＷを保持するステージ３が移動する。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る駆動装置１の一例を示す断面図である。図３に示すように、駆動装置１は、プロセス室Ｐのハウジング２に設けられた開口２Ａに配置されるスライダ４と、プロセス室Ｐの外側の空間Ｑに設けられ、スライダ４を駆動可能なアクチュエータ５と、スライダ４の周囲に配置される軸受面６を有し、スライダ４を移動可能に支持する軸受装置７と、Ｘ軸方向に関して軸受装置７の隣に配置され、スライダ４の周囲に配置される対向面８を有し、ハウジング２とスライダ４との間をシールする差動排気シール装置９と、を備えている。
【００２７】
スライダ４は、Ｘ軸方向に長いロッド状の部材である。スライダ４は、外面１０を有する。本実施形態において、ＹＺ平面におけるスライダ４の形状（外形）は、円形である。すなわち、本実施形態において、スライダ４は、円形シャフト部材である。なお、ＹＺ平面におけるスライダ４の形状（外形）は、三角形、四角形、及び五角形のような多角形でもよい。
【００２８】
アクチュエータ５は、スライダ４を移動するための動力を発生する。本実施形態において、スライダ４は、アクチュエータ５の作動により、Ｘ軸方向に移動する。スライダ４は、Ｘ軸方向に直進する。Ｘ軸方向を、直進方向、と称してもよい。
【００２９】
スライダ４の一端部は、プロセス室Ｐに配置される。スライダ４の他端部は、空間Ｑに配置される。アクチュエータ５は、プロセス室Ｐの外側に設けられている。アクチュエータ５は、空間Ｑにおいて、スライダ４の少なくとも一部と接続される。アクチュエータ５は、スライダ４の他端部と接続されてもよい。アクチュエータ５の作動によりスライダ４がＸ軸方向に移動すると、プロセス室Ｐに配置されているスライダ４の一端部が、プロセス室ＰにおいてＸ軸方向に移動する。
【００３０】
本実施形態において、駆動装置１は、スライダ４の周囲に配置される筒状の支持部材２０を有する。支持部材２０は、空間Ｑに配置される。支持部材２０は、支持部材２０の開口２０Ａと、ハウジング２の開口２Ａとが結ばれるように、ハウジング２と接続される。本実施形態において、支持部材２０は、フランジ部２０Ｆを有する。フランジ部２０Ｆとハウジング２の外面とが接続される。スライダ４は、支持部材２０の内側で、Ｘ軸方向に移動可能である。
【００３１】
軸受装置７は、気体静圧軸受を含み、スライダ４の外面１０と軸受面６との間に気体を供給して、スライダ４を非接触で支持可能である。軸受面６は、円筒状の軸受部材６０に配置される。軸受部材６０は、支持部材２０に支持される。軸受部材６０の軸受面６は、スライダ４の外面１０と対向する。軸受装置７は、外面１０と軸受面６との間に気体を供給する給気溝１１を有する。給気溝１１は、軸受部材６０の外面に配置される。本実施形態において、給気溝１１は、２つ配置される。給気溝１１は、供給流路１１Ｒを介して、気体供給装置１２と接続される。気体供給装置１２から供給された気体は、給気溝１１から軸受面６と外面１０との間の空間に供給される。
【００３２】
軸受装置７の絞りは、オリフィス絞りでもよいし、表面絞りでもよいし、多孔質絞りでもよいし、自成絞りでもよい。多孔質絞りの場合、軸受部材６０は、多孔部材を含む。多孔質絞りの場合、軸受面６は、多孔部材の表面を含み、給気溝１１から供給された気体は、多孔部材の孔を介して、軸受面６と外面１０との間の空間に供給される。
【００３３】
また、軸受装置７は、外面１０と軸受面６との間の気体を排出する排気溝１８を有する。排気溝１８は、軸受面６に配置される。本実施形態において、排気溝１８は、２つの給気溝１１の間に配置される。排気溝１８は、排出流路１９Ｒを介して、大気開放されている。軸受装置７の給気溝１１から軸受面６と外面１０との間に供給された気体の少なくとも一部は、排気溝１８を介して排出される。
【００３４】
差動排気シール装置９は、スライダ４の外面１０と対向面８とが非接触の状態で、外面１０と対向面８との間の空間の圧力、及びその空間の外側の空間の圧力のそれぞれを一定に維持した状態で、外面１０と対向面８との間の気体を排出して、ハウジング２とスライダ４との間をシールする。差動排気シール装置９は、間隙を介して外面１０と対向する対向面８と、外面１０と対向面８との間の気体を排出する排気口１３を有する。本実施形態において、差動排気シール装置９は、外面１０を囲むように対向面８に形成された排気溝１４を有する。排気溝１４は、Ｘ軸方向に複数（本実施形態においては３つ）形成される。排気口１３は、複数の排気溝１４のそれぞれに配置される。排気口１３は、排出流路１３Ｒを介して、気体排出装置１５と接続される。気体排出装置１５は、真空装置を含み、排気口１３を介して外面１０と対向面８との間の気体を吸引可能である。排気口１３から排出された対向面８と外面１０との間の気体は、気体排出装置１５に回収される。
【００３５】
なお、スライダ４と軸受装置７と差動排気シール装置９とを合わせて、シールユニット、と称してもよい。
【００３６】
なお、対向面８は、支持部材２０に配置されてもよいし、支持部材２０に支持された部材（シール部材）に配置されてもよい。そのシール部材は、多孔部材でもよいし、グラファイトでもよいし、合成樹脂でもよい。
【００３７】
本実施形態において、差動排気シール装置９は、Ｘ軸方向に関して軸受装置７の隣に配置される。差動排気シール装置９は、軸受装置７に対して−Ｘ方向（−Ｘ側）に配置される。
【００３８】
本実施形態において、差動排気シール装置９は、ハウジング２と軸受装置７との間に配置される。すなわち、差動排気シール装置９は、軸受装置７よりも、プロセス室Ｐに近い位置に配置される。
【００３９】
本実施形態において、軸受装置７と差動排気シール装置９との間に、排気口１６が形成される。支持部材２０は、外面１０を囲むように形成された排気溝１７を有する。排気溝１７は、支持部材２０の内面に形成される。排気口１６は、排気溝１７に配置される。排気口１６は、流路１６Ｒを介して、大気開放されている。軸受装置７の給気溝１１から軸受面６と外面１０との間に供給された気体の少なくとも一部は、排気口１６を介して排出される。
【００４０】
本実施形態においては、アクチュエータ５、軸受装置７、及び差動排気シール装置９を含む駆動装置１が、プロセス室Ｐの外側に設けられているので、メンテナンスのために駆動装置１に潤滑剤が供給されても、プロセス室Ｐの汚染は抑制される。
【００４１】
本実施形態において、軸受面６及び対向面８は、Ｘ軸と平行な中心軸ＡＸの周囲に配置される。軸受面６と対向面８とは、中心軸ＡＸを囲むように同心状に配置される。
【００４２】
対向面８は、第１領域８Ａと、第２領域８Ｂと、第３領域８Ｃと、第４領域８Ｄと、を含む。第１領域８Ａ、第２領域８Ｂ、第３領域８Ｃ、及び第４領域８Ｄはそれぞれ、外面１０（中心軸ＡＸ）を囲むように配置される。第１領域８Ａ、第２領域８Ｂ、第３領域８Ｃ、及び第４領域８Ｄのうち、第１領域８Ａが最も＋Ｘ方向に配置される。第２領域８Ｂは、第１領域８Ａに対して−Ｘ方向に配置される。第３領域８Ｃは、第２領域８Ｂに対して−Ｘ方向に配置される。第４領域８Ｄは、第３領域８Ｃに対して−Ｘ方向に配置される。
【００４３】
すなわち、中心軸ＡＸと平行なＸ軸方向に関して、第１領域８Ａ、第２領域８Ｂ、第３領域８Ｃ、及び第４領域８Ｄのうち、第１領域８Ａが最も軸受装置７（軸受面６）に近い位置に配置され、第１領域８Ａに次いで第２領域８Ｂが軸受装置７に近い位置に配置され、第２領域８Ｂに次いで第３領域８Ｃが軸受装置７に近い位置に配置され、第４領域８Ｄがハウジング２に最も近い位置に配置される。
【００４４】
本実施形態において、中心軸ＡＸと第４領域８Ｄとの距離は、中心軸ＡＸと第３領域８Ｃとの距離よりも大きい。中心軸ＡＸと第３領域８Ｃとの距離は、中心軸ＡＸと第２領域８Ｂとの距離よりも大きい。中心軸ＡＸと第２領域８Ｂとの距離は、中心軸ＡＸと第１領域８Ａとの距離よりも大きい。
【００４５】
すなわち、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して、第１領域８Ａ、第２領域８Ｂ、第３領域８Ｃ、及び第４領域８Ｄのうち、第１領域８Ａが最も中心軸ＡＸに近い位置に配置され、第１領域８Ａに次いで第２領域８Ｂが中心軸ＡＸに近い位置に配置され、第２領域８Ｂに次いで第３領域８Ｃが中心軸ＡＸに近い位置に配置され、第４領域８Ｄが中心軸ＡＸから最も遠い位置に配置される。
【００４６】
本実施形態において、中心軸ＡＸと第１領域８Ａとの距離は、中心軸ＡＸと軸受面６との距離よりも大きい。すなわち、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して、対向面８は、軸受面６よりも中心軸ＡＸから遠い位置に配置される。
【００４７】
本実施形態においては、軸受装置７の機能が正常に発揮されている状態において、スライダ４の外面１０と軸受面６とは間隙を介して対向し、中心軸ＡＸとスライダ４の軸とは一致する。すなわち、軸受装置７の機能が正常に発揮されている状態において、スライダ４（スライダ４の軸）は、中心軸ＡＸに対して傾斜せず、外面１０と軸受面６の間隙の寸法は一定に維持される。
【００４８】
以下の説明において、軸受装置７の機能が正常に発揮され、スライダ４の外面１０と軸受面６とが間隙を介して対向し、中心軸ＡＸとスライダ４の軸とが一致する状態を適宜、正常状態、と称する。正常状態において、スライダ４（スライダ４の軸）は、中心軸ＡＸに対して傾斜せず、外面１０と軸受面６との間隙の寸法は一定に維持される。
【００４９】
また、スライダ４が軸受装置７に正常状態で支持されているときの姿勢を適宜、所期姿勢、と称する。所期姿勢のスライダ４において、スライダ４の軸と中心軸ＡＸとは一致する。所期姿勢のスライダ４において、外面１０と軸受面６との間隙の寸法は一定に維持される。
【００５０】
なお、所期姿勢のスライダ４において、外面１０と軸受面６との間隙の寸法が一定に維持される状態は、中心軸ＡＸと鉛直軸（水平面と直交する軸）とが平行である状態を含む。中心軸ＡＸと水平面とが平行である状態の場合、スライダ４の自重により、所期姿勢のスライダ４において、スライダ４の軸と中心軸ＡＸとがずれる可能性がある。スライダ４の軸と中心軸ＡＸとがずれる状態は、中心軸ＡＸに対するスライダ４の軸の偏心及び偏角の一方又は両方を含む。
【００５１】
したがって、スライダ４が軸受装置７に正常状態で支持されているとき、スライダ４の外面１０と軸受面６とは間隙を介して対向する。スライダ４が軸受装置７に正常状態で支持されているとき、軸受装置７は、スライダ４の外面１０と軸受面６とが間隙を介して対向する状態で、Ｘ軸方向にスライダ４を移動可能に支持する。
【００５２】
スライダ４の外面１０と軸受面６とが間隙を介して対向する正常状態において、軸受装置７は、Ｘ軸方向にスライダ４を円滑に移動可能に支持できる。正常状態において、スライダ４は、軸受装置７に非接触で支持されるため、円滑に移動可能である。
【００５３】
図４は、本実施形態に係るスライダ４の動作の一例を示す図である。図４に示すように、スライダ４は、Ｘ軸（中心軸ＡＸ）に対して傾斜する可能性がある。図３に示したように、正常状態において、スライダ４の外面１０と軸受面６との間に間隙が設けられる。その間隙により、スライダ４が傾斜する可能性がある。
【００５４】
以下の説明において、図４に示すような、中心軸ＡＸとスライダ４の軸とが一致せず、中心軸ＡＸに対してスライダ４が傾斜する状態を適宜、傾斜状態又は異常状態、と称する。傾斜状態において、スライダ４（スライダ４の軸）は、中心軸ＡＸに対して傾斜し、外面１０と軸受面６との間隙の寸法は不均一になる。
【００５５】
なお、傾斜状態が発生する原因として、スライダ４に不慮の負荷が作用すること、及び軸受装置７の機能が損なわれること、などが挙げられる。
【００５６】
すなわち、スライダ４は、図３に示したような、外面１０と軸受面６とが接触しない状態（非接触状態）から、図４に示すような、外面１０と軸受面６とが接触する状態（接触状態）に変化するように、Ｘ軸に対して傾斜する可能性がある。また、スライダ４は、外面１０と軸受面６とが接触する状態（接触状態）から、外面１０と軸受面６とが接触しない状態（非接触状態）に変化するように、姿勢を変化させる可能性もある。
【００５７】
本実施形態においては、図４に示すように、スライダ４がＸ軸に対して傾斜して外面１０と軸受面６とが接触する状態で、対向面８は、外面１０と間隙を介して対向する。すなわち、対向面８は、外面１０と軸受面６とが接触するようにスライダ４が傾斜した状態で外面１０と接触しないように配置される。換言すれば、外面１０と軸受面６とが接触するようにスライダ４が傾斜した状態において、対向面８と外面１０とが接触しないように、対向面８の形状、及び対向面８と軸受面６の位置関係が定められている。
【００５８】
すなわち、スライダ４が所期姿勢で軸受装置７に支持されず、Ｘ軸に対して傾斜した状態になっても、スライダ４が対向面８に接触する前に軸受面６と接触するように、対向面８の形状、及び対向面８と軸受面６との位置関係が定められている。スライダ４が傾斜状態になっても、そのスライダ４は軸受面６で支持されるので、スライダ４と対向面８との接触が抑制される。
【００５９】
本実施形態において、対向面８は、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して、軸受面６よりも中心軸ＡＸから遠い位置に配置される。また、対向面８は、第１領域８Ａ、第２領域８Ｂ、第３領域８Ｃ、及び第４領域８Ｄを含み、Ｘ軸方向に関して軸受装置７から離れると中心軸ＡＸに対する放射方向に関して中心軸ＡＸとの距離が大きくなる形状を有する。
【００６０】
したがって、スライダ４が傾斜状態になると、外面１０と軸受面６とは接触するものの、外面１０と対向面８との接触は抑制される。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、気体静圧軸受を含む軸受装置７により、スライダ４の外面１０と軸受面６とが間隙を介して対向する状態において、スライダ４は、軸受装置７に非接触で支持された状態で、Ｘ軸方向に円滑に移動可能である。また、スライダ４が所期姿勢で軸受装置７に支持されず、Ｘ軸（中心軸ＡＸ）に対して傾斜した状態になっても、スライダ４は、差動排気シール装置９の対向面８に接触する前に、軸受装置７の軸受面６と接触する。スライダ４は、傾斜状態になっても、軸受面６で支持されるので、スライダ４と差動排気シール装置９との接触は抑制される。そのため、所謂、カジリ及び焼き付きの発生が抑制される。したがって、差動排気シール装置９のシール性能の低下が抑制される。
【００６２】
また、本実施形態においては、軸受面６及び対向面８は、同心状に中心軸ＡＸの周囲に配置されるため、スライダ４がどちらの方向に傾斜しても、スライダ４と差動排気シール装置９との接触が抑制される。
【００６３】
また、本実施形態においては、差動排気シール装置９は、軸受装置７に対して−Ｘ方向に配置され、対向面８は、第１領域８Ａと、第１領域８Ａに対して−Ｘ方向に配置された第２領域８Ｂと、を含み、中心軸ＡＸと第２領域８Ｂとの距離は、中心軸ＡＸと第１領域８Ａとの距離よりも大きい。スライダ４が傾斜した場合、軸受装置７から遠いスライダ４の−Ｘ側の部分の移動量（傾斜量）のほうが、その軸受装置７に近いスライダ４の＋Ｘ側の部分の移動量よりも大きい。したがって、中心軸ＡＸと第２領域８Ｂとの距離が中心軸ＡＸと第１領域８Ａとの距離よりも大きくなるように対向面８が形成されることによって、スライダ４と差動排気シール装置９との接触が抑制される。
【００６４】
なお、本実施形態においては、対向面８は、中心軸ＡＸとの距離が異なる４つの領域（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ）を有することとした。対向面８は、中心軸ＡＸとの距離が異なる２つの領域（第１領域８Ａ及び第２領域８Ｂ）を有してもよいし、３つの領域を有してもよいし、５つ以上の複数の領域を有してもよい。
【００６５】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００６６】
図５及び図６は、本実施形態に係る駆動装置１Ｂの一例を示す断面図である。図５は、正常状態の駆動装置１Ｂの一例を示す。図６は、傾斜状態の駆動装置１Ｂの一例を示す。図５及び図６に示すように、対向面８は、−Ｘ方向に向かって、中心軸ＡＸとの距離が大きくなるように傾斜する。
【００６７】
すなわち、図３及び図４を参照して説明した例においては、対向面８は、第１領域８Ａと第２領域８Ｂとの間、第２領域８Ｂと第３領域８Ｃとの間、及び第３領域８Ｃと第４領域８Ｄとの間に段差を有する。図５及び図６に示す対向面８は、−Ｘ方向に向かって中心軸ＡＸから離れるように傾斜する。
【００６８】
図６に示すように、本実施形態によれば、スライダ４が傾斜状態のとき、スライダ４の外面１０と対向面８との間隙の寸法は、−Ｘ方向に向かって徐々に大きくなる。これにより、気体の無駄な逃げ部の発生が抑制される。したがって、差動排気シール装置９は、高いシール性能を得られる。なお、スライダ４が傾斜状態のとき、スライダ４の外面１０と対向面８との間隙の寸法が均一になってもよい。
【００６９】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００７０】
図７は、本実施形態に係る駆動装置１（１Ｂ）の動作の一例を示す模式図である。図７に示すように、スライダ４は、中心軸ＡＸを中心とする回転方向（θＸ方向）に移動可能（回転可能）でもよい。軸受装置７は、スライダ４をθＸ方向に回転可能に支持することができる。アクチュエータ５は、スライダ４をθＸ方向に回転可能である。
【００７１】
なお、スライダ４は、Ｘ軸方向のみに移動可能でもよいし、θＸ方向のみに移動可能でもよいし、Ｘ軸方向及びθＸ方向の両方に移動可能でもよい。以下の実施形態においても同様である。
【００７２】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００７３】
上述の実施形態においては、スライダ４がＸ軸方向及びθＸ方向の一方又は両方に移動することとした。本実施形態においては、スライダ４がＺ軸方向にも移動する例について説明する。
【００７４】
図８は、本実施形態に係る駆動装置１Ｃの一例を模式的に示す斜視図である。図９は、本実施形態に係る駆動装置１Ｃの一例を模式的に示すＸＹ平面と平行な断面図である。図１０は、本実施形態に係る駆動装置１Ｃの一例を模式的に示すＸＺ平面と平行な断面図である。
【００７５】
図８、図９、及び図１０に示すように、駆動装置１Ｃは、プロセス室Ｐに接続される。駆動装置１Ｃは、ハウジング２に対してＺ軸方向に移動可能な可動部材３０と、可動部材３０を駆動可能なアクチュエータ３３と、Ｘ軸方向及びθＸ方向の一方又は両方に移動可能なスライダ４と、スライダ４を駆動可能なアクチュエータ５と、スライダ４を移動可能に支持する軸受装置７と、ハウジング２と可動部材３０との間をシールする差動排気シール装置４０と、可動部材３０とスライダ４との間をシールする差動排気シール装置９とを備えている。スライダ４の一端部に、ワークＷを保持するステージ３が接続される。なお、図８において、ステージ３及びワークＷの図示は省略する。
【００７６】
可動部材３０は、ハウジング２の外面と対向するように配置される。本実施形態において、支持部材２０は、可動部材３０に接続される。上述の実施形態と同様、支持部材２０は、差動排気シール装置９及び軸受装置７の少なくとも一部を支持する。
【００７７】
可動部材３０は、スライダ４の一部が配置される開口３０Ａを有する。支持部材２０は、支持部材２０の開口２０Ａと、可動部材３０の開口３０Ａとが結ばれるように、可動部材３０と接続される。
【００７８】
ハウジング２は、スライダ４の一部が配置される開口２Ｂを有する。本実施形態において、開口２Ｂは、Ｚ軸方向に長い。可動部材３０は、可動部材３０の開口３０Ａと、支持部材２０の開口２０Ａと、ハウジング２の開口２Ｂとが結ばれるように配置される。
【００７９】
可動部材３０は、Ｚ軸方向に移動可能である。本実施形態において、ハウジング２の外面にガイドレール３１が設けられる。可動部材３０は、ガイドレール３１にガイドされるスライダ３２を有する。可動部材３０は、ガイドレール３１及びスライダ３２を含むガイド装置により、ハウジング２に対してＺ軸方向にガイドされる。可動部材３０は、アクチュエータ３３の作動により、Ｚ軸方向に移動する。
【００８０】
差動排気シール装置４０は、ハウジング２の外面に設けられた排気溝及びその排気溝に配置される排気口を有する。差動排気シール装置４０によって、ハウジング２と可動部材３０との間がシールされる。また、差動排気シール装置９によって、可動部材３０とスライダ４との間、及びハウジング２とスライダ４との間がシールされる。
【００８１】
可動部材３０がＺ軸方向に移動することにより、その可動部材３０に接続されている支持部材２０（軸受装置７及び差動排気シール装置９）も、可動部材３０と一緒にＺ軸方向に移動する。また、可動部材３０がＺ軸方向に移動することにより、スライダ４も、支持部材２０及び可動部材３０と一緒にＺ軸方向に移動する。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態においては、スライダ４は、Ｘ軸方向及びθＸ方向の少なくとも一方のみならず、Ｚ軸方向にも移動可能である。本実施形態においても、スライダ４が傾斜状態になっても、スライダ４と差動排気シール装置９との接触が抑制される。そのため、差動排気シール装置９のシール性能の低下が抑制される。
【００８３】
＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００８４】
図１１は、本実施形態に係る駆動装置１を備える半導体製造装置５００の一例を示す図である。半導体製造装置５００は、半導体デバイスを製造可能な半導体デバイス製造装置を含む。半導体製造装置５００は、半導体デバイスを製造するためのワークＷを保持するステージ３を有する。ステージ３は、半導体製造装置５００のプロセス室Ｐに配置される。プロセス室Ｐは、例えば真空又は特殊ガス雰囲気に維持される。ステージ３は、駆動装置１により移動する。なお、図１１においては、駆動装置１を簡略して図示する。
【００８５】
本実施形態において、ワークＷは、半導体デバイスを製造するための基板である。ワークＷから半導体デバイスが製造される。ワークＷは、半導体ウエハを含んでもよいし、ガラス板を含んでもよい。ワークＷにデバイスパターン（配線パターン）が形成されることによって、半導体デバイスが製造される。
【００８６】
半導体製造装置５００は、プロセス室Ｐの処理位置ＰＪ１に配置されたワークＷに対して、デバイスパターンを形成するための処理を行う。駆動装置１は、ステージ３に保持されたワークＷを処理位置ＰＪ１に配置する。
【００８７】
例えば、半導体製造装置５００が、光学系５０１を介してワークＷにデバイスパターンの像を投影する露光装置を含む場合、処理位置ＰＪ１は、光学系５０１の像面の位置（露光位置）を含む。処理位置ＰＪ１にワークＷが配置されることにより、半導体製造装置５００は、光学系５０１を介して、ワークＷにデバイスパターンを形成可能である。半導体製造装置５００が、ワークＷに膜を形成する成膜装置を含む場合、処理位置ＰＪ１は、膜を形成するための材料が供給可能な位置である。処理位置ＰＪ１にワークＷが配置されることにより、デバイスパターンを形成するための膜がワークＷに形成される。
【００８８】
本実施形態において、駆動装置１は、プロセス室Ｐの外側に設けられているので、メンテナンスのために駆動装置１に潤滑剤が供給されても、プロセス室Ｐの汚染は抑制される。また、差動排気シール装置９により、空間Ｑの異物（汚染物）がプロセス室Ｐに侵入することが抑制される。また、スライダ４が傾斜状態になっても、スライダ４と差動排気シール装置９との接触が抑制される。そのため、差動排気シール装置９のシール性能の低下が抑制される。これにより、プロセス室Ｐが密閉された状態で、プロセス室Ｐの汚染が抑制されつつ、ワークＷが処理される。そのため、半導体製造装置５００の性能の低下が抑制され、不良な製品が製造されてしまうことが抑制される。
【００８９】
図１２は、本実施形態に係る駆動装置１を備える測定装置７００の一例を示す図である。測定装置７００は、半導体製造装置５００によって製造されたワーク（半導体デバイス）Ｗを測定する。測定装置７００は、測定されるワークＷを保持するステージ３を有する。ステージ３は、測定装置７００のプロセス室Ｐに配置される。プロセス室Ｐは、例えば真空又は特殊ガス雰囲気に維持される。ステージ３は、駆動装置１により移動する。なお、図１２においては、駆動装置１を簡略して図示する。
【００９０】
測定装置７００は、測定位置ＰＪ２に配置されたワークＷの測定を行う。駆動装置１は、ステージ３に保持されたワークＷを測定位置ＰＪ２に配置する。
【００９１】
本実施形態において、測定装置７００は、検出光を用いてワークＷの測定を光学的に行う。測定装置７００は、検出光を射出可能な照射装置７０１と、照射装置７０１から射出され、ワークＷで反射した検出光の少なくとも一部を受光可能な受光装置７０２とを含む。本実施形態において、測定位置ＰＪ２は、検出光の照射位置を含む。測定位置ＰＪ２にワークＷが配置されることにより、ワークＷの状態が光学的に測定される。
【００９２】
本実施形態においては、プロセス室Ｐが密閉された状態で、プロセス室Ｐの汚染が抑制されつつ、ワークＷが測定される。そのため、測定装置７００の性能の低下が抑制される。すなわち、測定装置７００は、ワークＷが不良であるか否かを良好に判断することができる。これにより、例えば不良なワークＷが後工程に搬送されたり、出荷されたりすることが抑制される。
【００９３】
図１３は、本実施形態に係る駆動装置１を備える工作機械８００の一例を示す図である。工作機械８００は、ワークＷを加工する。工作機械８００は、マシニングセンタであり、ワークＷを保持するステージ３と、加工ヘッド８０１と、を有する。加工ヘッド８０１は、加工工具を有し、ステージ３に保持されたワークＷを加工工具で加工する。加工ヘッド８０１は、ワークＷを切削する機構である。加工ヘッド８０１は、Ｚ軸方向に加工工具を移動させる。ステージ３及び加工ヘッド８０１は、工作機械８００のプロセス室Ｐに配置される。
【００９４】
工作機械８００は、駆動装置１によりワークＷを保持したステージ３をＸＹ平面内において移動させ、加工ヘッド８０１をＺ軸方向に移動させることで、加工工具とワークＷとを相対的に移動させることができる。
【００９５】
工作機械８００は、駆動装置１によって目標位置に配置されたステージ３上のワークＷを加工できるので、そのワークＷの加工を精密に行うことができる。また、本実施形態においては、プロセス室Ｐが密閉された状態で、プロセス室Ｐの汚染が抑制されつつ、ワークＷが加工される。そのため、工作機械８００の性能の低下が抑制される。これにより、工作機械８００は、ワークＷを精密に加工することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１  駆動装置
２  ハウジング
２Ａ  開口
２Ｂ  開口
３  ステージ
４  スライダ
５  アクチュエータ
６  軸受面
７  軸受装置
８  対向面
８Ａ  第１領域
８Ｂ  第２領域
８Ｃ  第３領域
８Ｄ  第４領域
９  差動排気シール装置
１０  外面
１１  給気溝
１１Ｒ  供給流路
１２  気体供給装置
１３  排気口
１３Ｒ  排出流路
１４  排気溝
１５  気体排出装置
１６  排気口
２０  支持部材
２０Ｆ  フランジ部
３０  可動部材
３１  ガイドレール
３２  スライダ
３３  アクチュエータ
４０  差動排気シール装置
６０  軸受部材
５００  半導体製造装置
７００  測定装置
８００  工作機械
Ｐ  プロセス室
Ｑ  空間
Ｗ  ワーク
【図１】
0006398371.tif 000002
【図２】
0006398371.tif 000003
【図３】
0006398371.tif 000004
【図４】
0006398371.tif 000005
【図５】
0006398371.tif 000006
【図６】
0006398371.tif 000007
【図７】
0006398371.tif 000008
【図８】
0006398371.tif 000009
【図９】
0006398371.tif 000010
【図１０】
0006398371.tif 000011
【図１１】
0006398371.tif 000012
【図１２】
0006398371.tif 000013
【図１３】
0006398371.tif 000014