(57)【要約】【課題】  パーティクルの飛散を防止すると共に、ベローズ内に十分なスペースを確保することを可能とする。【解決手段】  ベローズ１を内側から伸縮自在に支持する構造であって、前記ベローズ１の中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間支持部５と、前記ベローズ１内の内周寄りにその長手方向に沿って設けられた案内部材８と、該案内部材８にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間支持部５を支持する移動部材１０とを備えている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベローズを内側から伸縮自在に支持する構造であって、前記ベローズの中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間支持部と、前記ベローズ内の内周寄りにその長手方向に沿って設けられた案内部材と、該案内部材にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間支持部を支持する移動部材とを備えたことを特徴とするベローズ支持構造。
【請求項２】
前記案内部材が横断面略Ｃ字状の案内溝部を有し、その案内溝部が上方と下方に向くように案内部材が水平方向に沿って上部と下部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のベローズ支持構造。
【請求項３】
前記ベローズの長手方向に隣り合う前記移動部材同士が当接することによりベローズの縮み過ぎを防止するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のベローズ支持構造。
【請求項４】
前記案内部材にはベローズの伸び過ぎを防止するためにベローズの長手方向に隣り合う前記移動部材同士を所定の間隔で繋ぎ止める平面コ字状のフック部材が左右交互に配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のベローズ支持構造。
【請求項５】
真空または所定の気体もしくは液体を充填した室内で被処理体の移動を行うための可動ステージであって、前記室内の両側壁間に横架された横材と、該横材の周囲を取り囲み横材の長手方向に沿って移動自在に設けられた可動枠と、該可動枠を横材に沿って往復移動させる駆動手段と、前記可動枠の両側に位置する横材を覆うようにして一端が前記側壁に固定され、且つ他端が可動枠に接続された一対のベローズと、各ベローズの中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間支持部と、前記横材のベローズの内周寄りにその長手方向に沿って設けられた案内部材と、該案内部材にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間支持部を支持する移動部材とを備え、前記ベローズ内が側壁を貫通して大気と連通されていることを特徴とする可動ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズの動作ストロークが長い場合に発生しやすい応力集中を防止することができるベローズ支持構造及び可動ステージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体の製造においては、被処理体例えば半導体ウエハを真空室内で移動ないし搬送する場合があり、この場合、真空室内で直線運動をする可動部と固定部を接続し、真空側と大気側を仕切る手段としてベローズが用いられている（例えば特開平１１−１６９７９号公報参照）。一方、ベローズの耐久性の低下や破損を招くベローズの不均一な伸縮を防止するために、複数の支持体で支持される長尺ベローズを均一に伸縮させるようにしたベローズの等間隔ガイド機構が提案されている（例えば特開２０００−１３６９０７号公報参照）。
【０００３】
図８は従来のベローズ支持構造を概略的に示す図で、（ａ）は内部支持構造の縦断面図、（ｂ）は外部支持構造の側面図である。これらの図において、１はベローズ、２，３はベローズの両端部に設けられた接続用のフランジ、５はベローズの中間箇所に別体で設けられた１以上の中間リング（中間支持部）である。内部支持構造の場合、ベローズ１内の軸心部に中間リング５を支持案内するためのシャフト（案内部材）３０が配置されている。外部支持構造の場合、ベローズ１の外側に中間リング５を支持案内するためのシャフト（案内部材）３１が配置されている。これにより、動作ストロークが長い場合、ベローズに発生しやすい撓み等による応力集中（座屈や変形）を防止している。また、耐久性の低下の原因となるベローズの伸び過ぎや縮み過ぎを防止するために、ストッパーを設ければ良いことは一般的に考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６９７９号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２０００−１３６９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、内部支持構造と外部支持構造の何れの場合においても、ストッパーはベローズの外側に配置することが一般的に考えられる。しかしながら、ストッパーをベローズの外側に配置すると、外部支持構造の場合と同様、摺動部がベローズの外側になるため、ストッパー等の摺動部から発生するパーティクルが真空室内に飛散し、ウエハを汚染する恐れがある。なお、この問題を回避するために、内部支持構造の場合と同様、ストッパーをベローズの内側に配置することが考えられるが、この場合、ベローズ内の多くのスペースを占有することになり、ベローズ内に十分なスペースを確保することが難しくなり、ベローズ内に可動部の駆動手段等を配置することが難しくなる等の問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、パーティクルの飛散を防止することができると共に、ベローズ内に十分なスペースを確保することができるベローズ支持構造及び可動ステージを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、ベローズの耐久性の向上が図れると共に、ベローズ内に可動部の駆動手段等を配置することができるベローズ支持構造及び可動ステージを提供することである。更に、本発明の他の目的は、構造の簡素化及びコストの低減が図れるベローズ支持構造及び可動ステージを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のうち、請求項１の発明は、ベローズを内側から伸縮自在に支持する構造であって、前記ベローズの中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間支持部と、前記ベローズ内の内周寄りにその長手方向に沿って設けられた案内部材と、該案内部材にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間支持部を支持する移動部材とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のベローズ支持構造において、前記案内部材が横断面略Ｃ字状の案内溝部を有し、その案内溝部が上方と下方に向くように案内部材が水平方向に沿って上部と下部に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のベローズ支持構造において、前記ベローズの長手方向に隣り合う前記移動部材同士が当接することによりベローズの縮み過ぎを防止するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れかに記載のベローズ支持構造において、前記案内部材にはベローズの伸び過ぎを防止するためにベローズの長手方向に隣り合う前記移動部材同士を所定の間隔で繋ぎ止める平面略コ字状のフック部材が左右交互に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、真空または所定の気体もしくは液体を充填した室内で被処理体の移動を行うための可動ステージであって、前記室内の両側壁間に横架された横材と、該横材の周囲を取り囲み横材の長手方向に沿って移動自在に設けられた可動枠と、該可動枠を横材に沿って往復移動させる駆動手段と、前記可動枠の両側に位置する横材を覆うようにして一端が前記側壁に固定され、且つ他端が可動枠に接続された一対のベローズと、各ベローズの中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間支持部と、前記横材のベローズの内周寄りにその長手方向に沿って設けられた案内部材と、該案内部材にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間支持部を支持する移動部材とを備え、前記ベローズ内が側壁を貫通して大気と連通されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のベローズ支持構造によれば、ベローズの中間箇所に一体または別体で１以上の中間支持部を設け、前記ベローズ内の内周寄りにその長手方向に沿って案内部材を設け、該案内部材にその長手方向に沿って移動自在に移動部材を支持し、該移動部材に前記中間支持部を支持させているため、パーティクルの飛散を防止することができると共に、ベローズ内に十分なスペースを確保することができ、ベローズ内に可動部の駆動手段等を配置することができる。
【００１４】
前記案内部材が横断面略Ｃ字状の案内溝部を有し、その案内溝部が上方と下方に向くように案内部材が水平方向に沿って上部と下部に配置されているため、中間支持部を介してベローズを水平状態で且つ安定した状態に支持することができる。
【００１５】
前記ベローズの長手方向に隣り合う前記移動部材同士が当接することによりベローズの縮み過ぎを防止するように構成されているため、簡単な構造でベローズの縮み過ぎを防止することができ、構造の簡素化、耐久性の向上及びコストの低減が図れる。
【００１６】
前記案内部材にはベローズの伸び過ぎを防止するためにベローズの長手方向に隣り合う前記移動部材同士を所定の間隔で繋ぎ止める平面略コ字状のフック部材が左右交互に配置されているため、簡単な構造でベローズの伸び過ぎを防止することができ、構造の簡素化、耐久性の向上及びコストの低減が図れる。
【００１７】
また、本発明の可動ステージによれば、真空、所定の気体または液体を充填した室内で被処理体の搬送を行うために移動する可動ステージであって、前記室内の両側壁間に横架された横材と、該横材の周囲を取り囲み横材の長手方向に沿って移動自在に設けられた可動枠と、該可動枠を横材に沿って往復移動させる駆動手段と、前記可動枠の両側に位置する横材を覆うようにして一端が前記側壁に固定され、且つ他端が可動枠に接続された一対のベローズと、各ベローズの中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間支持部と、前記横材のベローズの内周寄りにその長手方向に沿って設けられた案内部材と、該案内部材にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間支持部を支持する移動部材とを備え、前記ベローズ内が側壁を貫通して大気と連通されているため、ベローズの内外を隔絶した状態で前記室内で移動枠を介して被処理体の移動を行うことが可能となり、前記室内におけるパーティクルの飛散や被処理体へのパーティクル汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を基に詳述する。図１は本発明の実施の形態であるベローズ支持構造を概略的に示す縦断面図、図２は図１の左端から見た図、図３は図１の右端から見た図、図４は図１の斜視図である。図５の（ａ）は移動部材を上方から見た斜視図、（ｂ）は移動部材を下方から見た斜視図、図６の（ａ）は移動部材同士が当接した時の図、（ｂ）は移動部材同士が離間した時の図である。
【００１９】
これらの図において、１は長手方向に伸縮自在の円筒状のベローズ（蛇腹）で、このベローズ１の一端にはこれを固定部例えば真空室の側壁に固定するためのフランジ２が設けられ、ベローズ１の他端にはこれを可動部例えば可動枠に接続するためのフランジ３が設けられている。前記ベローズ１の中間箇所には１以上（１または複数）の中間支持部である中間リング５が一体または別体で設けられている。図示例では、別体で設けられた中間リング５が示されている。
【００２０】
前記固定側のフランジ２の端面に形成された環状取付溝６には真空室の側壁との間を気密にシールするための図示しないＯリング（気密材）が取付けられている。前記可動側のフランジ３の外周は、可動枠の端面形状と同じように正面方形に形成されており、該フランジの端面には可動枠の端面に取付けられたＯリングを当接させるための平らな当接面７が形成されている。
【００２１】
前記ベローズ１は、例えばステンレス等の金属からなる複数枚のリング状薄板同士を内周と外周で交互に溶接接合して構成されている。前記中間リング５は、ベローズ１と略同径のリング状に形成されている。前記フランジ２，３、中間リング５はベローズ１の端部にそれぞれ溶接で接合されている。中間リング５は、ベローズ１の中間箇所にベローズ１の長さに応じて１または適宜間隔で複数配設されている。
【００２２】
前記ベローズ１内の内周寄りにはその長手方向に沿って案内部材であるレール８が設けられ、該レール８にその長手方向に沿って移動自在に移動部材である移動ブロック１０が支持され、該移動ブロック１０に前記中間リング５が支持されている。前記レール８は、底面部８ａと、該底面部８ａの両側から立ち上がった両側面部８ｂ，８ｂと、該両側面部８ｂ，８ｂの上縁部を内側に相対向して折り曲げたフランジ部８ｃ，８ｃとを有する横断面略Ｃ字状に形成されており、横断面略Ｃ字状の案内溝部８ｄを有している。
【００２３】
前記レール８は占有スペースを小さくするために高さの低い扁平状であることが好ましい。また、レール８は、その案内溝部８ｄが上方を向くようにして水平方向に沿ってベローズ１内の上部に１本配置されていても良いが、その案内溝部８ｄが上方と下方に向くように水平方向に沿ってベローズ１内の上部と下部に計２本配置されていることが中間リングを安定した支持状態でガイドする上で好ましい。前記レール８はベローズ１の内側に挿通される例えば横材（梁材）１１の上部と下部に設けられる。図示例の横材１１は可動枠（可動部）の駆動手段を取付けるためのスペースを確保するためにベローズ１内の軸心に対して偏心して設けられている。
【００２４】
前記移動ブロック１０はレール８の案内溝部８ｄ内に前記中間リング５と対応する数だけ直列に移動自在に設けられている。この場合、移動ブロック１０は案内溝部８ｄ内にスライド（摺動）自在に設けられていても良いが、移動ブロック１０にローラ（車輪）１２を取付けて案内溝部８ｄ内に走行自在に設けられていることが好ましい。ローラ１２は移動ブロック１０の走行方向の前部と後部にそれぞれ支軸１２ａを介して回転自在に取付けられている。この場合、ローラ１２を移動ブロック１０の前部と後部のそれぞれ幅方向略中央部に片持ちで支持するために移動ブロック１０の前部と後部には片側が走行方向へ突出した突出部１０ａ，１０ｂが対称に設けられている。
【００２５】
前記ベローズ１の長手方向に隣り合う前記移動部材１０，１０同士が当接することによりベローズ１の縮み過ぎを防止するように構成されている。図示例の場合、図６の（ａ）ないし図７の（ａ），（ｂ）に示すように隣り合う移動部材１０，１０の突出部１０ａ，１０ａまたは１０ｂ、１０ｂ同士が当接するようになっている。また、前記レール８の案内溝部８ｄ内には、図６の（ｂ）にも示すようにベローズ１の伸び過ぎを防止するためにベローズ１の長手方向に隣り合う前記移動ブロック１０，１０同士を所定の間隔で繋ぎ止める平面略コ字状のフック部材１３が左右交互に配置されている。フック部材１３は長尺の棒材１３ａの両端部をフック部１３ｂ，１３ｂとして同方向に略直角に折り曲げてなり、隣り合う移動ブロック１０，１０の対向する突出部１０ａ，１０ａの外側面部にはフック部材１３のフック部１３ｂを係止するための係止部１０ｃが設けられている。移動ブロック１０の両側部には係止部１０ｃを除きフック部１３ｂの移動を許容するための溝部１０ｄが設けられている。
【００２６】
フック部材１３は前記案内溝部８ｄ内の両側部にフランジ部８ｃで覆われた状態で長手方向に沿ってスライド自在に支持されており、レール８内から脱落しないようになっている。また、前記各フック部材１３の長さは、隣り合う可動ブロック１０，１０同士が当接したときの両可動ブロック１０，１０の長さとほぼ等しい長さとされていることが好ましい。これにより、隣り合うフック部材１３，１３同士が干渉することなく、隣り合う可動ブロック１０，１０同士が当接することができ、ベローズ１の縮み量を十分に確保することができ、隣り合う可動ブロック１０，１０同士が離反（離間）するときにはベローズ１の伸び量を十分に確保することができるようになっている。前記各可動ブロック１０上の略中央部には各中間リング５を固定するための固定片部１０ｅが突設され、この固定片部１０ｅに中間リング５がネジまたは溶接で取付けられている。
【００２７】
以上の構成からなるベローズ支持構造によれば、ベローズ１の中間箇所に一体または別体で１以上の中間リング５を設け、前記ベローズ１内の内周寄りにその長手方向に沿ってレール８を設け、該レール８にその長手方向に沿って移動自在に移動ブロック１０を支持し、該移動ブロック１０に前記中間リング５を支持させているため、パーティクルの飛散を防止することができると共に、ベローズ１内に十分なスペースを確保することができ、ベローズ１内に可動部の駆動手段等を配置することができる。
【００２８】
前記レール８が横断面略Ｃ字状の案内溝部８ｄを有し、その案内溝部８ｄが上方と下方に向くようにレール８が水平方向に沿って上部と下部に配置されているため、中間リング５を介してベローズ１を水平状態で且つ安定した状態に支持することができる。
【００２９】
前記ベローズ１の長手方向に隣り合う前記移動ブロック１０，１０同士が当接することによりベローズ１の縮み過ぎを防止するように構成されているため、簡単な構造でベローズ１の縮み過ぎを防止することができ、構造の簡素化、耐久性の向上及びコストの低減が図れる。
【００３０】
前記レール８にはベローズ１の伸び過ぎを防止するためにベローズ１の長手方向に隣り合う前記移動ブロック１０，１０同士を所定の間隔で繋ぎ止める平面略コ字状のフック部材１３が左右交互に配置されているため、簡単な構造でベローズ１の伸び過ぎを防止することができ、構造の簡素化、耐久性の向上及びコストの低減が図れる。
【００３１】
図７は本発明の実施の形態である可動ステージを概略的に示す斜視図である。本実施の形態において、前記実施の形態と同じ部分は同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明を加える。この可動ステージ１５は例えば真空室１６内で被処理体例えば半導体ウエハの搬送を行うために設けられる。この可動ステージ１５は、真空室１６内の両側壁１７，１７間に横架された横材（梁材）１１と、該横材１１の周囲を取り囲み横材の長手方向に沿って移動自在に設けられた可動枠１８と、該可動枠１８を横材１１に沿って往復移動させる駆動手段２０と、前記可動枠１８の両側に位置する横材１１を覆うようにして一端がフランジ２を介して前記側壁１７に固定され、且つ他端がフランジ３を介して可動枠１８の端面に接続された一対のベローズ１，１とを備えている。この場合のベローズ１の支持構造は、前記実施の形態と同様であり、各ベローズ１の中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間リング５と、前記横材１１のベローズ１の内周寄りにその長手方向に沿って設けられたレール８と、該レール８にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間リング５を支持する移動ブロック１０とを備えている（図１〜図６参照）。
【００３２】
前記可動枠１８の支持構造及び駆動手段について更に説明すると、前記横材１１の一側面にはその長手方向に沿ってリニアガイド２１が設けられ、このリニアガイド２１にスライダ２２を介して前記可動枠１８がスライド自在に支持されている。また、駆動手段２０として、前記横材１１の一側面にはその長手方向に沿ってボールネジ２３が回転自在に取付けられ、このボールネジ２３に螺合された雌ねじ部材２５には前記可動枠が固定されている。また、ボールネジ２３の一端には回転駆動用のモータ２６が連結されている。これにより、ボールネジ２３の回転により雌ねじ部材２５を介して可動枠１８を水平方向に移動させることができるようになっている。なお、前記可動枠１８にはウエハを一枚ずつ保持して水平方向に搬送する水平旋回及び水平方向に伸縮可能な搬送アーム機構が昇降機構を介して設けられている（図示省略）。
【００３３】
前記ベローズ１の内部は側壁１７に形成された貫通孔２７を介して大気と連通されている。すなわち、駆動手段２０やベローズ１の支持構造（支持機構）はベローズ１の内側の大気側にあるため、駆動手段２０や支持構造の摺動部から発生するパーティクルが真空室１６内に飛散、浮遊してウエハを汚染するようなことはない。
【００３４】
以上の構成からなる可動ステージ１５によれば、例えば真空の室１６内でウエハの搬送を行うために移動する可動ステージであって、前記真空室１６内の両側壁１７，１７間に横架された横材１１と、該横材１１の周囲を取り囲み横材１１の長手方向に沿って移動自在に設けられた可動枠（可動部、可動台ともいう。）１８と、該可動枠１８を横材１１に沿って往復移動させる駆動手段２０と、前記可動枠１８の両側に位置する横材１１を覆うようにして一端が前記側壁１７に固定され、且つ他端が可動枠１８に接続された一対のベローズ１，１と、各ベローズ１の中間箇所に一体または別体で設けられた１以上の中間リング５と、前記横材１１におけるベローズ１の内周寄りにその長手方向に沿って設けられたレール８と、該レール８にその長手方向に沿って移動自在に支持されると共に前記中間リング５を支持する移動ブロック１０とを備え、前記ベローズ１内が側壁１７を貫通して真空室１６外の大気と連通されているため、ベローズ１の内外を隔絶した状態で前記真空室１６内で移動枠１８を介して、更に具体的には昇降機構や搬送アーム機構を介してウエハの移動ないし搬送を行うことが可能となり、前記真空室１６内におけるパーティクルの飛散やウエハへのパーティクル汚染を防止することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態ないし実施例を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、前記実施の形態ではベローズを水平にした例が示されているが、請求項１の発明はベローズが垂直の場合にも適用可能である。また、前記実施の形態では、中間リングがベローズとは別体である例が示されているが、中間リングはベローズに一体形成されていても良い。また、中間リング（中間支持部）と移動部材とが、一体的に構成ないし一体形成されていても良い。
【００３６】
前記実施の形態では、案内部材としてレールが例示されているが、案内部材としてはローラを長手方向に連ねたローラコンベア（ローラベアリング）であっても良く、移動部材がローラコンベア上を移動するようになっていても良い。レール（案内部材）は上部と下部に限定されるものではなく、左右に配置されていても良い。可動ステージを設ける室としては、真空に限定されるものではなく、例えば所定の気体（空気、ガス等）または液体（水、薬液等）を充填した室であっても良く、室内の圧力は常圧、正圧、負圧であっても良い。腐食性を有するガス雰囲気中で用いられる場合、ベローズは金属製に限定されず、耐食性を有する材質例えばテフロン（登録商標）製等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態であるベローズ支持構造を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１の左端から見た図である。
【図３】図１の右端から見た図である。
【図４】図１の斜視図である。
【図５】（ａ）は移動部材を上方から見た斜視図、（ｂ）は移動部材を下方から見た斜視図である。
【図６】（ａ）は移動部材同士が当接した時の図、（ｂ）は移動部材同士が離間した時の図である。
【図７】本発明の実施の形態である可動ステージを概略的に示す斜視図である。
【図８】従来のベローズ支持構造を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ベローズ
５  中間リング（中間支持部）
８  レール（案内部材）
８ｄ  案内溝部
１０  移動ブロック（移動部材）
１１  横材
１３  フック部材
１５  可動ステージ
１６  真空室（室）
１７  側壁
１８  可動枠（可動部）
２０  駆動手段
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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