(57)【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第１の開口を有する第１の案内面を備えた第１の筐体と、
前記第１の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、
前記第１の開口を囲むようにして、前記第１の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第１の差動排気シールとを備えた位置決め装置において、
前記移動ブロックを挟んで前記プロセス室と反対側に、前記プロセス室外より低圧の減圧室を設け、
前記減圧室は、前記プロセス室に対応した第２の開口を有する第２の筐体内に形成され、前記第２の開口には、前記移動ブロックとの間に、所定の隙間を介して対向した状態で案内する第２の案内面と、前記第２の案内面と前記移動ブロックとの対向面に設けられ、前記減圧室内と、前記減圧室内よりも高圧の減圧室外との間をシールする第２の差動排気シールとが設けられており、
前記プロセス室と前記減圧室とは互いに連通されており、前記第１の開口と前記第２の開口とは、同じ形状を有し、且つ対向する位置に配置されており、
前記移動ブロックと前記第１の筐体との間に配置された中間ブロックが前記第１の筐体に対して固定され、前記中間ブロックと前記第１の筐体との間は、前記第１の筐体の変形を吸収する変形吸収手段により密封されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
減圧下に曝されるプロセス室内に連通する第１の開口を有する第１の案内面を備えた第１の筐体と、
前記第１の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、
前記第１の開口を囲むようにして、前記第１の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第１の差動排気シールとを備えた位置決め装置において、
前記移動ブロックを挟んで前記プロセス室と反対側に、前記プロセス室外より低圧の減圧室を設け、
前記減圧室は、前記プロセス室に対応した第２の開口を有する第２の筐体内に形成され、前記第２の開口には、前記移動ブロックとの間に、所定の隙間を介して対向した状態で案内する第２の案内面と、前記第２の案内面と前記移動ブロックとの対向面に設けられ、前記減圧室内と、前記減圧室内よりも高圧の減圧室外との間をシールする第２の差動排気シールとが設けられており、
前記プロセス室と前記減圧室とは互いに非連通状態に維持されており、前記減圧室を減圧するためのポンプが設けられており、
前記移動ブロックと前記第１の筐体との間に配置された中間ブロックが前記第１の筐体に対して固定され、前記中間ブロックと前記第１の筐体との間は、前記第１の筐体の変形を吸収する変形吸収手段により密封されていることを特徴とする位置決め装置。
【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、このようなプロセス室内における加工処理は、半導体の製造など、極めて高い精度を要するワークに適用されるものである。ここで、加工の基準となる面を筐体の内面とすることも考えられる。しかしながら、例えばプロセス室を真空にした場合、プロセス室を覆う筐体には、筐体内外の気圧差に基づく大きな力が加わるので、微小な変形が生ずる。又、プロセス室と連通する開口を、移動ブロックに対峙させたとき、開口内が真空であることから、移動ブロック自体にも微小な変形が生じることとなる。かかる場合、移動ブロックが変形すると、加工の基準となる加工基準位置が変化して、精度の良い加工処理が行えない恐れがある。そのような問題に対し、移動ブロック等の肉厚を増大させることによって変形を抑えるという考えもある。しかしながら、移動ブロック等の肉厚を増大させると、装置全体が重くなるという新たな問題が生じる。
【０００５】
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、移動ブロックの変形を抑え、精度の良い位置決めを達成し、すなわち軽量化と高精度位置決めとを両立できる位置決め装置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第１の開口を有する第１の案内面を備えた第１の筐体と、前記第１の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、前記第１の開口を囲むようにして、前記第１の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第１の差動排気シールとを備えた位置決め装置において、前記移動ブロックを挟んで前記プロセス室と反対側に、前記プロセス室外より低圧の減圧室を設け、前記減圧室は、前記プロセス室に対応した第２の開口を有する第２の筐体内に形成され、前記第２の開口には、前記移動ブロックとの間に、所定の隙間を介して対向した状態で案内する第２の案内面と、前記第２の案内面と前記移動ブロックとの対向面に設けられ、前記減圧室内と、前記減圧室内よりも高圧の減圧室外との間をシールする第２の差動排気シールとが設けられており、前記プロセス室と前記減圧室とは互いに連通されており、前記第１の開口と前記第２の開口とは、同じ形状を有し、且つ対向する位置に配置されており、前記移動ブロックと前記第１の筐体との間に配置された中間ブロックが前記第１の筐体に対して固定され、前記中間ブロックと前記第１の筐体との間は、前記第１の筐体の変形を吸収する変形吸収手段により密封されていることを特徴とする。
第２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第１の開口を有する第１の案内面を備えた第１の筐体と、前記第１の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、前記第１の開口を囲むようにして、前記第１の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第１の差動排気シールとを備えた位置決め装置において、前記移動ブロックを挟んで前記プロセス室と反対側に、前記プロセス室外より低圧の減圧室を設け、前記減圧室は、前記プロセス室に対応した第２の開口を有する第２の筐体内に形成され、前記第２の開口には、前記移動ブロックとの間に、所定の隙間を介して対向した状態で案内する第２の案内面と、前記第２の案内面と前記移動ブロックとの対向面に設けられ、前記減圧室内と、前記減圧室内よりも高圧の減圧室外との間をシールする第２の差動排気シールとが設けられており、前記プロセス室と前記減圧室とは互いに非連通状態に維持されており、前記減圧室を減圧するためのポンプが設けられており、前記移動ブロックと前記第１の筐体との間に配置された中間ブロックが前記第１の筐体に対して固定され、前記中間ブロックと前記第１の筐体との間は、前記第１の筐体の変形を吸収する変形吸収手段により密封されていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明の位置決め装置によれば、減圧下に曝されるプロセス室内に連通する第１の開口を有する第１の案内面を備えた第１の筐体と、前記第１の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、前記第１の開口を囲むようにして、前記第１の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第１の差動排気シールとを備えた位置決め装置において、前記移動ブロックを挟んで前記プロセス室と反対側に、前記プロセス室外より低圧の減圧室を設けたので、前記移動ブロックを挟んで、前記プロセス室の第１の開口内の気圧と、前記減圧室内の気圧とを近づけることで、たとえ前記移動ブロックの肉厚を薄くしてもその変形を効果的に抑えることができ、それにより軽量でありながら高精度な位置決めを達成する位置決め装置を提供できる。尚、前記第１の開口内の気圧と前記減圧室内の気圧とは、必ずしも一致させる必要はない。
【０００８】
更に、前記減圧室は、前記プロセス室に対応した第２の開口を有する第２の筐体内に形成され、前記第２の開口には、前記移動ブロックとの間に、所定の隙間を介して対向した状態で案内する第２の案内面と、前記第２の案内面と前記移動ブロックとの対向面に設けられ、前記減圧室内と、前記減圧室内よりも高圧の減圧室外との間をシールする第２の差動排気シールと、が設けられていれば、前記第２の筐体に対して、前記移動ブロックを移動可能に案内でき、且つ前記減圧室内を、前記減圧室外の気圧に関わらず所定の気圧に維持することができる。尚、第２の筐体は、第１の筐体と一体でも別体でも良い。
【０００９】
又、前記プロセス室と前記減圧室とは互いに連通されており、前記第１の開口と前記第２の開口とは、同じ形状を有し、且つ対向する位置に配置されていれば、前記移動ブロックの表裏面に作用する負圧による変形モードを均衡させることができ、前記移動ブロックの肉厚に関わらず、その変形を極力抑制できる。又、前記減圧室を減圧するためのポンプを設ける必要もなくなり、それにより装置のコストを抑制できる。
【００１０】
一方、前記プロセス室とは前記減圧室とは互いに非連通状態に維持されており、前記減圧室を減圧するためのポンプが設けられていれば、前記減圧室を減圧するポンプを別個なものとすることで、減圧効率を高めることができる。又、前記減圧室の気圧は、前記プロセス室ほど低める必要がないので、その分だけ、前記減圧室を減圧するポンプを低容量で低コストなものとして、装置全体としてのコスト低減を図ることができる。更に、前記プロセス室内の気圧に関わらず、前記減圧室内を所定の気圧に調整することによって、前記移動ブロックの変形の微調整など高度な動作を行うこともできる。
【００１１】
更に、前記移動ブロックと前記第１の筐体との間には中間ブロックが設けられ、前記中間ブロックと前記第１の筐体との間は、前記第１の筐体の変形を吸収する変形吸収手段により密封されていると、前記第１の筐体が変形しても、その変形が前記移動ブロックに伝わることが抑制され、より高精度の位置決めを達成できる。尚、前記変形吸収手段を設ける位置を、前記第１の差動排気シールを囲う領域と略等しくすることで、前記中間ブロックの変形を極力抑制することができる。
【００１２】
又、前記移動ブロックを、前記第１の筐体に対して移動可能に支持する軸受を有すると、前記移動ブロックの移動が円滑となるため好ましい。
【００１３】
更に、前記軸受は、非接触形の軸受であると、組立性に優れ、精度を出しやすいという利点がある。
【００１４】
ここで、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。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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１は、本発明の第１の実施の形態にかかる位置決め装置の正面断面図であり、差動排気シールについては簡略化して示している。図１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並びにプロセス室Ｐとその外部とを連通する開口（第１の開口）２０ａを有する第１の筐体２０と、第１の筐体２０の開口２０ａを遮蔽するように配置された移動ブロック３０と、移動ブロック３０を挟んで第１の筐体２０に対向して配置された第２の筐体４０とから構成されている。プロセス室Ｐは、簡略化して示す配管を介してポンプＰ１により吸引され負圧となっており、第２の筐体４０内に形成された減圧室Ｒは、簡略化して示す配管を介してポンプＰ３により吸引されており、同様に負圧となっている。減圧室Ｒは、開口（第２の開口）４０ａにより囲われている。尚、開口２０ａと開口４０ａとは、同じ形状を有し、対向する位置に形成されている。
【００１６】
移動ブロック３０は、その両端を不図示の軸受で支持され大気圧下に設けられる不図示の駆動部（例えばモータ＋ボールねじ、又はリニアモータ等）により、図において左右方向に移動可能となっており、また中央にワーク（不図示）を支持するテーブル３１を載置している。第１の筐体２０の開口２０ａの周囲であって、移動ブロック３０に対向する面には、所定の隙間を介して第１の差動排気シール５０が設けられている。一方、第２の筐体４０の、移動ブロック３０に対向する面には、所定の隙間を介して第２の差動排気シール６０が設けられている。第１の差動排気シール５０と、第２の差動排気シール６０は、それぞれ簡略化して示す配管を介してポンプＰ２により吸引されており、プロセス室Ｐ及び減圧室Ｒと外部とを密閉している。尚、本実施の形態では、移動ブロック３０の上面に対向する不図示の軸受面が第１の案内面を構成し、移動ブロック３０の下面に対向する不図示の軸受面が第２の案内面を構成する。
【００１７】
ここで、第２の筐体４０が設けられていない場合を想定する。かかる場合には、移動ブロック３０の下面には大気圧（約１０５Ｐａ）が常に作用しているので、プロセス室Ｐの真空度が高まるに連れ、移動ブロック３０は、その上面中央が図において上方に引っ張られるように変形する。図１において、二点鎖線でかかる変形を誇張して示している。このような変形が微小であっても、テーブル３１の高さ位置が変化することで、ワークの高精度な加工が困難となる。
【００１８】
これに対し、本実施の形態においては、第１の筐体２０に対向して第２の筐体４０を設け、しかもその内部の減圧室Ｒを負圧としているため、それにより移動ブロック３０の下面が図において下方に引っ張られ、プロセス室Ｐの負圧による変形を抑制し、移動ブロック３０を略無変形の状態に維持することができる。従って、テーブル３１の高さ位置が変化しないため、高精度な位置決めが達成できる。又、開口２０ａと開口４０ａとを、同じ形状とし、対向する位置に形成することで、移動ブロック３０の変形モードを均衡させ、より高精度な位置決めを達成できる。
【００１９】
尚、減圧室Ｒの真空度は、プロセス室Ｐの真空度に一致させる必要はなく、たとえばプロセス室Ｐの気圧を１０−５Ｐａとしたときに、減圧室Ｒの気圧を１０４Ｐａ程度（大気圧の１／１０程度）としても、移動ブロック３０の変形を、減圧室Ｒを設けない場合に比べて１／１０程度に抑えることができる。それにより、減圧室ＲのポンプＰ３を、より低容量で安価なポンプとすることができ、装置の低コスト化を図れる。但し、移動ブロック３０に減圧室Ｒとプロセス室Ｐとを連通する通路を設ければ、減圧室用のポンプＰ３は不要となる。また、移動ブロック３０を駆動する駆動部として、移動ブロック３０を一方向に移動可能なものを示したが、例えばＸＹステージや回転テーブル、又は両者の組み合わせ等としても良い。
【００２０】
図２は、第２の実施の形態にかかる位置決め装置１１０の正面断面図であり、密閉されている筐体の上部を省略し且つ差動排気シール及び静圧軸受に関しては簡略化して示している。図３は、図２の位置決め装置１１０を矢印III-IIIで切断して矢印方向に見た図である。図４は、図３の位置決め装置１１０を矢印IV-IVで切断して矢印方向に見た図である。図５〜７は、それぞれ図３の位置決め装置１１０をV-V、VI-VI、VII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施の形態の位置決め装置１１０は、プロセス室Ｐを含む且つプロセス室Ｐとその外部とを連通する開口１２０ａを有する第１の筐体１２０と、第１の筐体１２０の開口１２０ａに対向して配置された移動ブロック１３０と、第１の筐体１２０と移動ブロック１３０との間に挟まれた中間ブロック１７０と、移動ブロック１３０を挟んで第１の筐体１２０（或いは中間ブロック１７０）の反対側に配置された第２の筐体１４０とから構成されている。プロセス室Ｐは、不図示のポンプにより吸引され負圧となっている。
【００２２】
図２，図５〜７で、移動ブロック１３０の両側の上面は、中間ブロック１７０に対して所定の隙間を介して、静圧軸受１８１（その下面が第１の案内面）で支持され、移動ブロック１３０の両側の下面は、第２の筐体１４０に対して所定の隙間を介して、静圧軸受１８２（その上面が第２の案内面）で支持され、移動ブロック１３０の両側面は、軸受ブロック１８３，１８４に設けられた静圧軸受１８５で支持されている。従って、移動ブロック１３０は、図２において紙面に垂直方向に（図３においては上下方向に）移動可能となっている。尚、本実施の形態では、静圧軸受１８１，１８２，１８５は、それぞれ略円筒形の多孔質グラファイトでなるもので、その軸受面が、中間ブロック１７０、筐体１４０、或いは軸受ブロック１８３，１８４と面一となるように固定されており、不図示のエア供給路を介してエアが供給されるようになっている。静圧軸受１８１に隣接し且つその内側における移動ブロック１３０の上面と、中間ブロック１７０との間は、第１の作動排気シール１５０で密封され、静圧軸受１８２に隣接し且つその内側における移動ブロック１３０の下面と、第２の筐体１４０との間は、第２の作動排気シール１６０により密封されている。静圧軸受１８１，１８２，１８５は、ポンプＰ４から圧送された空気により、対向する面を非接触に支持することができる。一方、差動排気シール１５０，１６０は、ポンプＰ２に吸引されることで負圧となっている。更に、静圧軸受１８１と第１の差動排気シール１５０との間の環状空間１５４（詳細は後述）と、静圧軸受１８２と第２の差動排気シール１６０との間の環状空間１６４（詳細は後述）とは、大気圧に維持されるようになっている。
【００２３】
不図示の定盤上に支持された筐体１２０は、その下壁１２０ｃに、長孔状の開口（第１の開口）１２０ａを形成している。図２で、筐体１２０の下壁１２０ｃの下面には、長円形状の浅い座繰り部１２０ｄが形成されている。下壁１２０ｃに対向する中間ブロック１７０の上面には、座繰り部１２０ｄの周囲に沿って溝部１７０ａが形成されている。溝部１７０ａ内には、変形吸収手段としてのＯ−リング１７１が配置されている。Ｏ−リング１７１は、筐体１２０の下壁１２０ｃの下面に当接し、中間ブロック１７０との間を密封するようになっている。尚、図２に明示されていないが、溝部１７０ａの外側の周囲においても、筐体１２０の下壁１２０ｃの下面と、中間ブロック１７０の上面との間には、隙間が設けられている。この外側の周囲の隙間は、０．１ｍｍ程度のものであるが、これにより中間ブロック１７０の上面と、下壁１２０ｃの下面との非接触状態が保たれる。
【００２４】
中間部材１７０の中央には長円の開口１７０ｂが形成されている。かかる開口１７０ｂ及び第１の筐体１２０の開口１２０ａを貫通するようにして、軸１３１が延在している。軸１３１は、移動ブロック１３０の上面に取り付けられて一体となっている。軸１３１内を貫通する通路１３２は、第１の筐体１２０内のプロセス室Ｐと、第２の筐体１４０と移動ブロック１３０と第２の差動排気シール１６０とで形成された減圧室Ｒとを連通している。減圧室Ｒが移動ブロック１３０の下面と対向している部分が、開口（第２の開口）１４０ａとなっている。尚、移動ブロック１３０は、不図示の駆動部に、連結部１３３（図３）を介して連結されている。駆動部としては、例えばモータとボールねじ等の送りねじとの組み合わせ、モータとベルト及びプーリとの組み合わせ、或いはリニアモータ等を用いることができる。又、静圧軸受１８５の代わりに或いはそれに加えて、第２の筐体１４０に対して移動ブロック１３０を駆動することができる超音波モータ（不図示）を設けることで、駆動部及び連結部１３３を省略することもできる。又、連結部１３３を設ける代わりに、移動ブロック１３０の長手方向端部に、連結部を設け、これを介して駆動部を連結するようにしても良い。この場合、移動ブロック１３０の短手方向の開口は遮蔽すると好ましい。
【００２５】
差動排気シール１６０は、溝１６１，１６２，１６３と，連通孔１６５，１６６，１６７と、排気孔１６９とから構成される。図３において、第２の筐体１４０の上面に形成された長円状の減圧室Ｒの周囲に沿って、４本の溝１６１〜１６４がトラック状に延在している。そのうち溝１６４（前記環状空間）は、接線方向両側に延び第２の筐体１４０の両端面で大気に開放している。図３，図６又は７に示すように、溝１６１〜１６３の溝底から、第２の筐体１４０の内部に向かって、それぞれ連通孔１６５〜１６７が形成され、図５〜７に示すごとく第２の筐体１４０の内部を長手方向に延在する６本の排気孔１６９に連通している。排気孔１６９は、両端が第２の筐体１４０の外部へと抜けており、それぞれ不図示の吸引ポンプに接続されているが、図５〜７に示すように、第２の筐体１４０の内部に向かうに連れ（すなわち開口１７０ｂ寄りのものほど）太くなる径を有していると好ましい。
【００２６】
差動排気シール１５０は、溝１５１，１５２，１５３と，連通孔１５５，１５６，１５７と、排気孔１５９とから構成される。中間ブロック１７０の長孔１７０ｂの周囲に沿って、４本の溝１５１〜１５４がトラック状に延在している。そのうち溝１５４は、接線方向両側に延び中間ブロック１７０の両端面で大気に開放している。図６、７に示すように、溝１５１〜１５３の溝底から、第２の筐体１４０の内部に向かって、それぞれ連通孔１５５〜１５７が形成され、図５〜７に示すごとく中間ブロック１７０の内部を長手方向に延在する６本の排気孔１５９に連通している。排気孔１５９は、両端が中間ブロック１７０の外部へと抜けており、それぞれ不図示の吸引ポンプに接続されているが、図５〜７に示すように、中間ブロック１７０の内部に向かうに連れ（すなわち開口１４０ａ寄りのものほど）太くなる径を有していると好ましい。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る位置決め装置１１０の動作について説明する。不図示の駆動源の駆動力は、連結部材１３３を介して移動ブロック１３０に伝達され、それにより軸１３１も一体で移動するので、軸１３１の上端に取り付けられたテーブルに載置されたワーク（不図示）を、第１の筐体１２０内で任意の位置に位置決めできる。
【００２８】
ここで、第１の筐体１２０の内部が真空であった場合、第１の筐体１２０の内外の気圧差が大きくなり、それに応じて第１の筐体１２０が微小変形する。より具体的には、開口１２０ａの付近が最も剛性が低いので、図２で開口１２０ａを上方に押し上げるように変形する。本実施の形態においては、第１の筐体１２０の下壁１２０ｃの中央部が変形により上方に移動しても、変形吸収手段としてのＯ−リング１７１は、第１の筐体１２０の下壁１２０ｃの下面から離隔することがなく、第１の筐体１２０と中間ブロック１７０との間の密閉性は維持される。すなわち、予め第１の筐体１２０の変形量（かかる変形は第１の筐体１２０と中間ブロック１７０との間の微小隙間により保証される）を見込み、常にＯ−リング１７１が第１の筐体１２０と中間ブロック１７０との双方に密着した状態を保つように設定されている。つまり、プロセス室Ｐ内が減圧され、第１の筐体１２０の下壁１２０ｃがたわみにより上方に変位するにつれ、Ｏ−リング１７１の弾性変形量（つぶれ代）は小さくなってくるが、想定される最大変位量に達しても、Ｏ−リング１７１の弾性変形が完全になくなることがないようにしている。すなわち、第１の筐体１２０は、不図示の定盤上に不図示の支持脚を介して支持されており、一方、中間ブロック１７０，第２の筐体１４０，及び軸受ブロック１８３，１８４よりなる移動ブロック１３０の案内機構も、前記定盤上面を基準にして固定されているので、前記支持脚の高さと中間ブロック１７０の上面の高さの差が、上記の条件を満たすように設定されている。このように、変形吸収手段としてＯ−リング１７１を用いることにより、部品点数が少なくて済む簡単な構成を達成でき、移動ブロック１３０の案内機構を構成する中間ブロック１７０，第２の筐体１４０，及び軸受ブロック１８３，１８４に第１の筐体１２０の変形による影響を及ぼすことが回避される。
【００２９】
又、本実施の形態では、第２の筐体１４０の減圧室Ｒが通路１３２を介してプロセス室Ｐに連通しているので、減圧室Ｒの気圧はプロセス室Ｐの気圧に一致する。従って上下面の気圧が釣り合っているので、移動ブロック１３０の中央の変形を抑制できる。更に、本実施の形態では、Ｏ−リング１７１の位置は、差動排気シール１５０と静圧軸受１８２との間（大気に連通する溝１５４）と略一致するため、プロセス室Ｐにつながる中間ブロック１７０の上面の溝１７０ａの内側の範囲が真空になった場合に、中間ブロック１７０の反対側が差動排気シール１５０となることから、中間ブロック１７０の変形を効果的に抑制することができる。すなわち、差動排気シール１５０の部分の中間ブロック１７０と移動ブロック１３０との間の隙間内の気圧は、プロセス室Ｐ内とは同一ではないが、十分これに近いと考えることができる。一方、移動ブロック１３０は、その上下面に差動排気シール１５０，１６０と、静圧軸受１８１，１８２とをバランス良く対向させているため、それらから受ける力が釣り合って、すなわち上下面の気圧差が全くないので、それに起因する曲げ変形も全くないこととなる。これらにより、中間ブロック１７０の下面と移動ブロック１３０の上面との間隔は略初期状態に維持されるので、差動排気シール１５０及び静圧軸受１８１の機能を損なうことがなく、移動ブロック１３０の下面と第２の筐体１４０の上面との間隔も略初期状態に維持されるので、差動排気シール１６０及び静圧軸受１８２の機能を損なうことがない。又、プロセス室Ｐの内部と外部（大気圧下）との差圧に起因する軸受に対する負荷がないので、前記差圧が変動しても軸受に対する負荷は変動することはない。
【００３０】
第１の実施の形態に比較すると、移動ブロック１３０両側の気圧を同一にできるので、気圧差をなくすことによる変形の抑制という点に加え、中間ブロック１７０，第２の筐体１４０，及び軸受ブロック１８３，１８４で構成される移動ブロック１３０の案内機構は、不図示の定盤を基準にして組まれると共に、変形が全くないので高精度な移動が容易に得られるという点でも効果的である。又、プロセス室Ｐと減圧室Ｒを吸引するポンプを別個にした場合、一方のポンプに支障が生じたときに、上下面に作用する気圧差が激しくなり移動ブロックの過大な変形が生じる恐れがあるが、本実施の形態では、ポンプに支障が生じても、上下面に作用する気圧差はゼロであるから、移動ブロックの変形は生じることがない。尚、中間ブロック１７０の上下面に作用する気圧差は、厳密にはゼロではないが、上述のように十分小さいので変形も十分抑制できる。
【００３１】
尚、案内としては、作り込みの観点から静圧軸受１８１，１８２，１８５が優れている。案内面とシール面とを同一平面（或いは微小な段差を持った面）として、平行度・平面度を厳密に管理しながらも容易に形成できるからである。リニアガイドなどの別個の案内も利用することができるが、非接触シールである差動排気シールの特性を十分に引き出すためには、非接触式の案内がより優れているといえる。尚、非接触式の案内としては、磁気軸受や、磁気軸受と静圧軸受とを組み合わせたハイブリッド軸受なども含まれる。尚、通路１３２を設ける代わりに、減圧室Ｒ内を減圧するポンプを別個に設けるようにしてもよい。この場合、減圧室Ｒ内は、例えば１０４Ｐａ程度にすることにより、移動ブロック１３０等の変形を抑制できるので、このポンプ及び差動排気シール１６０のためのポンプの能力は低いもので済むという利点がある。
【００３２】
図８は、本実施の形態の変形例を示す正面断面図である。本変形例においては、第１の筐体１２０（開口１２０ａが拡大した点を除く）、中間ブロック１７０，移動ブロック１３０，第２の筐体１４０の構造自体は、第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。本変形例においては、Ｏ−リング１７１の代わりにベローズ１７２を用いている。ベローズ１７２は、上端がホルダ１７３により第１の筐体１２０に取り付けられ、下端がホルダ１７４により中間ブロック１７０に取り付けられている。
【００３３】
本変形例においても、第１の筐体１２０の下壁１２０ｃが変形により上方に移動すると、変形吸収手段としてのベローズ１７２は伸張することで、第１の筐体１２０と中間ブロック１７０との間の密閉性を維持するようになっている。又、本変形例でも、ホルダ１７４を中間ブロック１７０に対して密封するＯ−リング１７５の位置が、差動排気シール１５０と静圧軸受１８２との間（大気に連通する溝１７０ｃ）と略一致するため、Ｏ−リング１７５を収容する溝１７０ａの内側の範囲が真空になった場合に、中間ブロック１７０の反対側が差動排気シール１５０となることから、中間ブロック１７０の変形を抑制することができる。本変形例では、第１の筐体１２０の比較的大きな変形を、より高い信頼性で吸収することができる。
【００３４】
図９は、第３の実施の形態の位置決め装置２１０を示す正面断面図である。図１０は、図９の位置決め装置２１０をX-X線で切断し矢印方向に見た図である。図において、移動ブロック２３０は、上角板２３０ａと、中角軸２３０ｂと、下角板２３０ｃとを直列に連結した構成を有し、更に中央に通路２３２を形成している。通路２３２は、第１の筐体２２０のプロセス室Ｐと第２の筐体２４０の減圧室Ｒとを連通している。移動ブロック２３０の下角板２３０ｃは、静圧軸受２８１，２８２，２８５により案内され、図１０で左右方向に移動可能に支持されており、又、差動排気シール２６０により、第２の筐体２４０に対して密封されている。上角板２３０ａは、差動排気シール２５０により、中間ブロック２７０に対して密封されている。第１の筐体２２０と中間ブロック２７０とは、変形吸収手段であるＯ−リング２７１により密封されている。
【００３５】
本実施の形態においても、第２の筐体２４０の減圧室Ｒが通路２３２を介してプロセス室Ｐに連通しているので、減圧室Ｒの気圧はプロセス室Ｐの気圧に一致する。従って移動ブロック２３０の中央の変形をその分だけ抑制できる。更に、プロセス室の内部と外部との差圧に起因する軸受に対する負荷がないので、前記差圧が変動しても軸受に対する負荷が変動することがない。
【００３６】
図１１は、第４の実施の形態の位置決め装置３１０を示す正面断面図である。第４の実施の形態においては、図２の実施の形態に対して、静圧軸受を設ける代わりにリニアガイドを用いている点が主として異なっているので、共通するそれ以外の点については詳細な説明を省略する。図１１において、定盤Ａに対して中間ブロック３７０は支持脚３７２によって固定されている。移動ブロック３３０は、中央の軸３３１を貫通する通路３３２を形成している。通路３３２は、第１の筐体３２０のプロセス室Ｐと第２の筐体３４０の減圧室Ｒとを連通している。移動ブロック３３０は、軸受としてのリニアガイド３８０により案内され、紙面垂直方向に移動可能に支持されている。又、移動ブロック３３０は、差動排気シール３５０，３６０により、中間ブロック３７０，第２の筐体３４０に対して密封されている。第１の筐体３２０と中間ブロック３７０とは、変形吸収手段であるＯ−リング３７１により密封されている。本実施の形態においても、上述の実施の形態と同様な作用効果を奏する。
【００３７】
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、差動排気シール１５０の溝部１５１，１５２、１５３及び差動排気シール１６０の溝部１６１，１６２、１６３は、３列にしたが、これに限定されず、吸引ポンプの性能、プロセス室内外の差圧の大きさ、等に応じ、２列あるいは４列以上としても良い。また、第１の筐体１２０と、中間ブロック１７０との隙間の大きさも、吸引ポンプ等の性能との兼ね合いで決まるもので、数μｍから数１００μｍまで適宜選択可能である。さらに、軸受としては、リニアガイドや静圧軸受に限らず、例えばクロスローラガイド等、他の転がり軸受など各種の軸受を用いることができる。またＯ−リング等の位置決め用の溝部を中間ブロック側に設けるようにしたが、第１の筐体側、あるいは双方に設けられるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の位置決め装置によれば、減圧下に曝されるプロセス室内に連通する第１の開口を有する第１の案内面を備えた第１の筐体と、前記第１の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、前記第１の開口を囲むようにして、前記第１の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第１の差動排気シールとを備えた位置決め装置において、前記移動ブロックを挟んで前記プロセス室と反対側に、前記プロセス室外より低圧の減圧室を設けたので、前記移動ブロックを挟んで、前記プロセス室の第１の開口内の気圧と、前記減圧室内の気圧とを釣り合わせることで、前記移動ブロックの肉厚を薄くしてもその変形を効果的に抑えることができ、それにより軽量でありながら高精度な位置決めを達成する位置決め装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる位置決め装置１０の正面断面図である。
【図２】第２の実施の形態にかかる位置決め装置１１０の正面断面図である。
【図３】図２の位置決め装置１１０を矢印III-IIIで切断して矢印方向に見た図である。
【図４】図４は、図３の位置決め装置１１０を矢印IV-IVで切断して矢印方向に見た図である。
【図５】図３の位置決め装置１１０をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。
【図６】図３の位置決め装置１１０をVI-VI線で切断して矢印方向に図である。
【図７】図３の位置決め装置１１０をVII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる変形例の正面断面図である。
【図９】第３の実施の形態の位置決め装置２１０を示す正面断面図である。
【図１０】図９の位置決め装置２１０をX-X線で切断し矢印方向に見た図である。
【図１１】第４の実施の形態の位置決め装置３１０を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０、２１０，３１０  位置決め装置
２０、１２０、２２０、３２０  第１の筐体
３０，１３０、２３０，３３０  移動ブロック
４０、１４０，２４０、３４０  第２の筐体
７０，１７０，２７０，３７０  中間ブロック
５０，６０，１５０，１６０，２５０，２６０，３５０，３６０  差動排気シール
Ｐ  プロセス室
Ｒ  減圧室
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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