(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を介して外部または内部と連通したプロセス室を有する筐体と、前記開口内を移動自在なスライダと、前記筐体と前記スライダとの間隙をシールする差動排気シールとを備えた駆動装置において、
前記差動排気シールにおいて、前記スライダに対向して、前記プロセス室に近い第１領域と、前記プロセス室から離れた第２領域とを設け、
前記第１の領域のフランジ部は、真空中に保持したときに、前記第２の領域の少なくとも前記スライダに対向した部位の素材よりも放出される気体が少ない素材から形成されており、
前記第１の領域のフランジ部と前記スライダとの間隙量を、前記第２の領域と前記スライダとの間隙量よりも大きくしている駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部環境から隔離されたプロセス室内でワークを駆動することが可能な駆動装置に関する。
【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少なくとも１方向に移動させて加工処理することが行われている。ここで、プロセス室内に駆動装置を設けると、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】
また、プロセス室内に、両端にステージが挿通される開口を有するとともに、内部にステージを支持する軸受を備える筐体が設けられている場合があり、その場合、内部の軸受からの異物（静圧気体軸受の場合は排気、転がり軸受等の場合は潤滑剤等）がプロセス室内にもれ出す可能性がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、前者の場合、プロセス室内の清浄度を維持できるよう、プロセス室を囲む筐体に開口を設け、スライダ（ステージ）を前記開口に挿通させた状態で、プロセス室外に設けた駆動装置によりスライダを駆動するようにし、スライダと筐体との間隙を、差動排気シールにより、シールすることが考えられている。かかる構成によれば、スライダの密封支持が可能となる。また、後者の場合、軸受と筐体両端の開口との間にそれぞれ差動排気シールを設け、プロセス室内の汚染を防止することが考えられている。
【０００５】
ところで、スライダに不慮の負荷がかかった際、あるいは、スライダと静圧軸受により支持している場合においてはその静圧軸受の機能が損なわれたような際には、差動排気シールとスライダとの接触が生じる恐れがある。また、装置の組立調整中、スライダを前記開口に挿入する際にも接触の生じる恐れがある。かかる際において、接触によるカジリや焼き付きを抑止するために、筐体とスライダとの間隙を増大させることも考えられるが、それによりシール性能が低下することとなる。
【０００６】
一方、間隙を維持したままカジリや焼き付きを抑止するため、差動排気シールに自己潤滑性を有する多孔質材を用いることも考えられる。しかしながら、多孔質材は気体を通過させる性質を有するため、それにより差動排気シールの性能が低下する恐れがある。そこで、多孔質材に樹脂などを含浸させて、気体の透過を抑制し、多孔質材の有する自己潤滑性とシール性能の両立を図ることが考えられる。ところが、プロセス室を真空にして用いるような場合、多孔質に含浸された樹脂から発生するガス（いわゆるアウトガス）がプロセス室に流れ込み、それによりプロセス室を真空に維持することが妨げられてしまう。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、シール性能を維持しつつ、信頼性を向上させた駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、本発明の駆動装置は、開口を介して外部とまたは内部と連通したプロセス室を有する筐体と、前記開口内を移動自在なスライダと、前記筐体と前記スライダとの間隙をシールする差動排気シールとを備えた駆動装置において、前記差動排気シールにおいて、前記スライダに対向して、前記プロセス室に近い第１領域と、前記プロセス室から離れた第２領域とを設け、前記第１の領域のフランジ部は、真空中に保持したときに、前記第２の領域の少なくとも前記スライダに対向した部位の素材よりも放出される気体が少ない素材から形成されており、前記第１の領域のフランジ部と前記スライダとの間隙量を、前記第２の領域と前記スライダとの間隙量よりも大きくしているものである。
【０００９】
【作用】
本発明の駆動装置によれば、前記プロセス室に近接する第１の領域の少なくとも一部を真空特性に優れた素材から形成してなるので、この部分からアウトガスが発生することはない。また、差動排気シールからアウトガスが発生しても、かかる第１の領域が最も前記プロセス室側寄りにあるため、差動排気シールによる排気によって、前記アウトガスの前記プロセス室側への移動を阻止できるため、その真空状態を効果的に維持できる。また、前記第１の領域と前記スライダとの間隙量を、前記第１の領域よりもプロセス室から離れた側に設けられた第２の領域と前記スライダとの間隙量よりも大きくしているので、筐体側の前記第１の領域と前記スライダとの接触を阻止でき、それによりカジリや焼き付きを抑止できる。
【００１０】
ここで、真空特性に優れた素材とは、真空中に入れたときに、表面や内部から放出される気体が少ないものである。プロセス室内部を高真空状態に保つために、プロセス室からポンプにより排気を行う。その際、プロセス室内にさらされる物質が表面や内部に多くの気体を吸着・吸蔵していると、所望の真空度を得るのに長時間を要し、あるいは、最悪の場合、所望の真空度を得ることができない。なお、高真空あるいはそれを上回る真空度は、例えばｌ０−４Ｐａ以下の圧力を示すものとする。
【００１１】
上記のような真空特性に影響する主要な因子としては、材料の組成、表面粗さ、清浄度がある。
【００１２】
後述の表面改質を用いることなく使える材料としては、セラミックや、各種金属（１８Ｃｒ−８Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、チタン合金、アルミ合金、等）が挙げられる。例えば、ＳＵＳ３０４の場合でも、特に腐食特性に影響の大きい炭化物を少なくするため、炭素の含有量を低く抑えたＳＵＳ３０４Ｌ、Ｔｉ（チタン）や、Ｎｂ（ニオブ）を添加し、これらとの炭化物を生成させることにより安定化させたもの、炭素量を抑えたことによる機械的強度の低下を窒素の添加により補ったＳＵＳ３０ＬＮ等を用いてもよい。また、ステンレス鋼としては、マルテンサイト系、あるいはフェライト系のものでも所望の真空度が得られるのであれば、用いることができる。
【００１３】
また、ベーキング処理（プロセス室に入れた状態で加熱し、表面や内部の気体を強制的に放出させる処理）が行われる場合があるので、そのような場合には数百℃程度の耐熱性も必要である。
【００１４】
プロセス室内で行われる処理に荷電粒子等を用いる場合には、筐体を外部の磁場の影響を抑制できる磁性体により構成するのが好ましい。但し、この場合、磁性体で構成するのは筐体が固定されている場合であり、逆に、処理を行っている際に動くものの場合は、非磁性体である必要がある。従って、例えば、動くことが無い筐体のプロセス室に面する部分は、磁性体で、プロセス室内を移動するスライダは非磁性体で構成するのが望ましい。
【００１５】
同じ材料でも、表面粗さが粗いものは表面により多くの気体を吸着しやすい。従って、表面粗さはできるだけ小さなものが望ましく、研磨加工を施すのが望ましい。研磨加工としては、電解研磨、機械的研磨、化学的研磨等がある。
【００１６】
清浄度を上げるための処理としては、高温予備べーキング、放電洗浄、熱酸化などの前処理がある。
【００１７】
さらに、軟鋼等でも適切な表面改質処理により、高真空下で使えるようにすることができる。例えば、軟鋼をクロムあるいはニッケルで電気めっきしたものを用いることもできる。その他、窒化ホウ素を表面に析出させる方法などもある。なお、前記真空特性に優れた素材でなる部分は筐体と同一素材であって良いが、これに限られない。尚、前記プロセス室より離れた前記第２の領域は、例えばグラファイトなどの多孔質材を用いて構成しても良く、或いはテフロンなどの樹脂系の材料を用いても良い。又、プロセス室内は、真空に限らず腐食性のガスを充填することもできる。但し、かかる場合には、前記第１の領域は、耐腐食性に優れた素材を用いて構成することが好ましい。
【００１８】
又、前記第１の領域を多孔質材で構成し、その前記プロセス室に面する部分を真空特性に優れたセラミックでコーティングしたり、遮蔽することも考えられる。
【００１９】
ここで、差動排気シールとは、スライダと筐体の排気面との微小な間隙にある気体を排気することにより、スライダと筐体との対向面間が非接触の状態で、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。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。
【００２０】
【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詳細に説明する。図１は、本実施の形態（第１の実施の形態）の概略を示す斜視図である。図１に示す駆動装置は、開口１ａを介して外部と連通したプロセス室Ｐを有する筐体１と、開口１ａに挿通され、それに沿って相対的にスライド可能なスライダ（駆動軸）２とから構成されており、スライダ２に対向する開口１ａ内に、後述する静圧軸受と差動排気シールが設けられている。従って、スライダ２の先端に取り付けられたワーク（不図示）は、筐体１のプロセス室Ｐ内で、スライダ２の軸線方向に移動自在に支持されることとなる。
【００２１】
図２は、図１に示す駆動装置をスライダの軸線と平行な面で切断して示す断面図である。図２において、筐体１の開口１ａ内には、差動排気シール３と静圧軸受４が並設されている。静圧軸受４は、開口１ａの外部（図２で右）側に配置され、全内周にわたって空気を噴出できるようになっている円筒状の軸受部４ａと、軸受部４ａに高圧の空気を供給する不図示の外部高圧部（▲１▼）に連結され、筐体１内に形成された通路１ｂとからなっている。
【００２２】
差動排気シール３は、静圧軸受４よりも内側（図１で左側）の部分であり、プロセス室Ｐに近接した第１の領域３Ａと、静圧軸受４に近接した第２の領域３Ｂと、筐体１のフランジ部１ｆ及び内部の通路１ｄ、１ｅとを含み、第２の領域３Ｂには、円筒状のシール部３ａが配置されている。耐焼き付き性に優れた多孔質材（本実施の形態ではグラファイト）からなるシール部３ａは、気体洩れが生じないよう十分な深さまで樹脂を含浸していると共に、軸線方向中央の内周側に内周溝３ｂを形成している。なお、多孔質材としては、グラファイトのように自己潤滑性を有するものがより好ましいが、最低限、耐焼付性を有するものであれば他のものでもよい。かかる内周溝３ｂは、筐体１に形成された通路１ｄを介して、不図示の外部排気部（▲３▼）に連通している。第１の領域３Ａには、スライダ２に対向して筐体１のフランジ部１ｆが形成されている。本実施の形態においては、筐体１はステンレス鋼から形成されているが、例えばセラミックやチタン合金やアルミ合金など、他の真空特性に優れた素材から形成することもできる。フランジ部１ｆと、シール部３ａとで挟持される環状空間１ｇは、筐体１に形成された通路１ｅを介して、不図示の外部排気部（▲４▼）に連通している。
【００２３】
更に、シール部３ａと軸受部４ａとの間に形成された環状空間１ｈは、筐体１に形成された通路１ｃを介して、大気（▲２▼）に開放している。
【００２４】
本実施の形態において、差動排気シール３の第１の領域３Ａにおけるフランジ部１ｆとスライダ２との間隙は、差動排気シール３の第２の領域３Ｂにおけるシール部３ａとスライダ２との間隙および軸受部４aとスライダ２との間隙よりも大きくなっている。尚、スライダ２との間隙は微少であるため、シール部３ａにおいても軸受部４ａにおいても、その内周面には機械加工が施されているが、必要な程度の樹脂は残存しているものである。
【００２５】
本実施の形態の動作について説明する。図２において、不図示の給気ポンプ等からなる外部高圧部（▲１▼）から圧送された高圧の空気は、筐体１内に形成された通路１ｂを介して図２の４ｃ部から軸受部４ａ内に供給され、その内周から噴出する空気の圧力によって、筐体１に対してスライダ２は、非接触状態に維持され且つ移動自在に保持されるようになっている。一方、開口１ａを介して外部からプロセス室Ｐ内に向かって流入する空気（静圧軸受４から供給される空気を含む）の一部は、環状空間１ｈから、通路１ｃを介して大気（▲２▼）に排気され、残りの空気は、シール部３ａの内周溝３ｂに捕捉され、通路１ｄを介して不図示の排気ポンプ等からなる外部排気部（▲３▼）により強制排気され、またシール部３ａとフランジ部１ｆとの間の環状空間１ｇに捕捉され、通路１ｅを介して不図示の排気ポンプ等からなる外部排気部（▲４▼）により強制排気され、それによりプロセス室Ｐの真空度を効果的に維持できるようになっている。このとき、たとえシール部３ａからアウトガスが発生したとしても、通路１ｄ又は１ｅを介して外部に強制排気されるので、プロセス室Ｐに侵入することが抑制される。
【００２６】
更に、本実施の形態においては、差動排気シール３の第１の領域３Ａにおけるフランジ部１ｆとスライダ２との間隙は、差動排気シール３の第２の領域３Ｂにおけるシール部３ａとスライダ２との間隙よりも大きくなっているので、何らかの理由により静圧軸受４の機能が損なわれた場合でも、スライダ２が、フランジ部１ｆに接触する前に、耐焼付性に優れたシール部３ａに接触するため、スライダ２のカジリや焼き付きなどを効果的に抑制できる。尚、スライダ２が、フランジ部１ｆ又はシール部３ａに接触する前に、軸受部４ａに接触させるよう、それらの間隙を調整することもできるが、かかる場合には、軸受部４ａを多孔質材で形成することで、カジリなどを抑制することができるので好ましい。
【００２７】
また、差動排気シール３の第１の領域３Ａにおけるフランジ部１ｆとスライダ２との間隙（両者の軸心が一致した状態での大きさ）をΔａとし、差動排気シール３の第２の領域３Ｂにおけるシール部３ａとスライダ２との間隙をΔｂとし、静圧軸受４の軸受部４ａとスライダ２との間隙をΔｃとし、又フランジ部１ｆから環状空間１ｇにかけての軸線方向長をＬ１とし、それより外側の第２の領域３Ｂから静圧軸受４にかけての筐体１の部分の軸線方向厚みをＬ２としたときに、次式が成立するようにすると、スライダ２と接触するおそれがあるのは、常に、耐焼付性に優れた素材でなるシール部３ａおよび軸受部４ａのみとなるので、より好ましい。
Δａ−Δｂ＞（Δｂ＋Δｃ）×Ｌ１／Ｌ２
（１）
【００２８】
この関係を図１２に模式的に示す。図１２（ａ）は開口１ａとスライダ２との軸心が一致した状態を、（ｂ）はスライダ２が最も傾いた状態を示す図である。わかりやすくするため、間隙Δａ、Δｂ、Δｃを拡大して示している。上式中、Δａ−Δｂの大きさの上限値は、シールの性能の面から、上式の成り立つ範囲で、できるだけ小さくするのが好ましく、差動排気シールの排気ポンプの性能等により、適宜定める。上式を満たすことにより、差動排気シール３のプロセス側端部（Ｔ１）とスライダ２とが当接し、かつ静圧軸受４の外部側端部（Ｔ２）とスライダ２とが当接しても、フランジ部１ｆとスライダ２との間にはスキマ（Ｔ３）を生じさせる（即ち非当接状態におく）ことができる。
【００２９】
また、Δａ−Δｂの下限値は、上式を満たせばより好ましいが、例えば、スライダが静圧軸受４の他に不図示の軸受により支持されている場合などで、スライダの傾きが図１２（ｂ）に示す場合よりも小さくなるように制限されている場合では、上式で定まる下限値より小さくてもよい。
【００３０】
さらに、Δａ＞Δｂ、かつΔａ＞Δｃが好ましいが、Δａ＞Δｃについては必ずしも成り立たなくてもよい。すなわち、Δａ＜Δｃでよい場合もある。
【００３１】
また、シール部３ａの内径と軸受部４ａの内径はもちろん等しくしてもよい。すなわち、Δｂ＝Δｃとしてもよい。
【００３２】
なお、本実施の形態では、スライダ２は、軸線に沿って移動される場合を示したが、軸線周りに回転される場合、あるいは、軸線方向の移動と、軸線周りの回転の両方が可能とされている場合にも、本発明を適用できる。
【００３３】
さらに、スライダ２は円筒状に限らず、回転不要の場合であれば、例えば、断面多角形状等としてもよい。
【００３４】
さらに、差動排気シール３および静圧軸受４が設けられる開口１ａを含む部分を筐体本体と別体とし、この開口１ａを含む部分を置体本体に対してスライダ２の軸線方向と交わる方向にスライド可能に構成してもよい。その場合、プロセス室内で行う処理で荷電粒子を用いる場合は、この開口１ａを含む部分およびスライダ２は非磁性体で構成するのが好ましい。
【００３５】
図３〜６は、静圧軸受を使用しない駆動装置の変形例（第２の実施の形態）を説明するための図であり、図３は、かかる変形例の水平方向断面図であり、図４は垂直方向（図３のIV-IV線で切断した）断面図であり、図５は、図３の構成を矢印V方向に見た図であり、図６は、図３の構成のVI部を拡大して示す図である。
【００３６】
図において、剛体上に取り付けられてなる筐体１の両側に形成された一対の開口１ａには、詳細を後述する差動排気シール１３，１３を介して、軸状のスライダ２が挿通されている。スライダ２は、中央に円形のワークテーブル２ａを設けており、ここに不図示のワークが載置され、筐体１の内部のプロセス室Ｐ内で加工されるようになっている。
【００３７】
スライダ２の両端は、支持部材１５，１５により支持されており、支持部材１５，１５は、連結テーブル１６，１６を介して、それぞれ一対のガイドベアリング１７，１７上に配置されている。図５に示すように、断面が略コ字状のガイドベアリング１７，１７は、剛体上にライン状に配置されたリニアガイドレール１８，１８にまたがるように配置されており、その上を移動自在となっている。ガイドベアリング１７，１７とリニアガイドレール１８，１８とでリニアガイドを構成する。スライダ２は、不図示のアクチュエータに連結されている。尚、アクチュエータの例としては、回転モータとボールねじの組み合わせ、回転モータとベルトとプーリの組み合わせ、或いはリニアモータなどが考えられるが、これらに限られない。
【００３８】
次に、差動排気シール１３について説明するが、一対の差動排気シール１３は同様の構成であるため、図３，４で右側の差動排気シール１３についてのみ説明を行う。図６において、差動排気シール１３は、耐焼き付き性に優れた多孔質材（樹脂を含浸させたもの）からなる円筒部１３ａと、円筒部１３ａを筐体１に対して保持するステンレス鋼製の保持部１３ｂとからなっている。円筒部１３ａは、その内周に３つの内周溝１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを形成しており、かかる内周溝１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは、半径方向の延びた通路１３ｆ、１３ｇ、１３ｈを介して、筐体１に形成された排気通路１ｃ、１ｄ、１ｅに連通している。排気通路１ｃ、１ｄおよび１ｅは、不図示の外部排気部に接続されている。
【００３９】
差動排気シール１３は、プロセス室Ｐと内周溝１３ｃとの間に第１の隔壁１３ｉを有し、内周溝１３ｃ、１３ｄの間に第２の隔壁１３ｊを有し、内周溝１３ｄ、１３ｅの間に第３の隔壁１３ｋを有し、内周溝１３ｅと外部との間に第４の隔壁１３ｎを有している。本実施の形態において、保持部１３ｂの一部である第１の隔壁１３ｉが第１の領域１３Ａを構成し、それぞれ円筒部１３ａの一部である隔壁１３ｊ、１３ｋ、１３ｎが第２の領域１３Ｂを構成しており、第１の領域１３Ａにおける差動排気シール１３の内周とスライダ２の外周との間隙Δ１は、第２の領域１３Ｂにおける差動排気シール１３内周とスライダ２の外周との間隙Δ２よりも大きく（Δ１＞Δ２）なっている。さらに、次式
（Δ１−Δ２）＞２×Δ２×Ｌ１１／Ｌ１２                      （２）
を満たすようにするのが好ましい。尚、第２〜４の隔壁１３ｊ、１３ｋ、１３ｎとの間隙をそれぞれ異ならせてΔ２ａ、Δ２ｂ、Δ２ｃとしても良い。この場合、Δ２ａ、Δ２ｂ、Δ２ｃのいずれもΔ１よりも小さくし、かつ、Δ２ａをΔ２ｂおよびΔ２ｃより小さくするのが好ましい。
【００４０】
本実施の形態の動作について説明する。図において、不図示のアクチュエータが作動すると、スライダ２は、上述したリニアガイド（１７，１８）により低フリクションで支持されており、リニアガイドレール１８に沿って移動可能となっている。即ち、リニアガイド（１７，１８）を用いることにより、高精度なスライダ２の移動を達成できる。
【００４１】
一方、外部からプロセス室Ｐ内に向かって流入する空気は、差動排気シール１３の内周溝１３ｃ、１３ｄ、１３ｅに捕捉され、通路１３ｈ及び筐体１の排気通路１ｅを介して大気に開放され、或いは通路１３ｆ、１３ｇ及び筐体１の排気通路１ｃ、１ｄを介して、不図示の外部排気部により排気されるようになっており、それによりプロセス室Ｐの真空度を効果的に維持できるようになっている。
【００４２】
更に、本実施の形態においては、図６に示すように、差動排気シール１３における第１の領域１３Ａにおける差動排気シール１３の内周とスライダ２の外周との間隙Δ１は、第２の領域１３Ｂにおける差動排気シール１３内周とスライダ２の外周との間隙Δ２よりも大きくなっているので、何らかの理由により両者の接触が生じたような場合でも、保持部１３ｂとスライダ２との接触を抑制して、そのカジリや焼き付きなどを効果的に抑制できる。
【００４３】
図７は、第３の実施の形態を示す断面図である。図２の実施の形態に対して、異なる点を中心に説明する。図７において、真空の環境下（ここではプロセス室Ｐ内）で使用できる本実施の形態では、静圧軸受４の両側に、差動排気シール３を配置している点に主たる特徴がある。なお、プロセス室Ｐは別の不図示の筐体に囲まれている。
【００４４】
より具体的に説明すると、プロセス室Ｐ内に配置された円管状の筐体１は、両端をフランジ１Ａ、１Ａにより遮蔽されており、フランジ１Ａ、１Ａの開口１ａ、１ａ内をスライダ２が貫通している。筐体１とフランジ１Ａ、１Ａとの間は、Ｏリング１Ｂ、１Ｂにより密封されている。差動排気シール３、３は、筐体１の外方であるプロセス室Ｐに近接した第１の領域３Ａ、３Ａと、静圧軸受４に近接した第２の領域３Ｂ、３Ｂとを設けており、第２の領域３Ｂ、３Ｂには、円筒状のシール部３ａ、３ａがそれぞれ配置されている。耐焼き付き性に優れた多孔質材からなるシール部３ａ、３ａは、樹脂を含浸している。また、隣り合うシール部３ａ、３ａの間には環状空間３ｂ、３ｂが形成されている。かかる内周溝３ｂ、３ｂは、筐体１に形成された通路１ｄ、１ｄを介して、不図示の外部排気部（▲３▼）に連通している。第１の領域３Ａには、スライダ２に対向して筐体１のフランジ１Ａ、１Ａの開口１ａ、１ａが形成されている。本実施の形態においては、筐体１はステンレス鋼から形成されているが、セラミックやチタン合金やアルミ合金などの真空特性に優れた素材から形成することもできる。フランジ１Ａ、１Ａと、シール部３ａ、３ａとで挟持される環状空間１ｇ、１ｇは、筐体１に形成された通路１ｅを介して、不図示の外部排気部（▲４▼）に連通している。
【００４５】
更に、シール部３ａ、３ａと軸受４との間に形成された環状空間１ｈ、１ｈは、筐体１に形成された通路１ｃを介して、大気（▲２▼）に開放している。
【００４６】
本実施の形態において、差動排気シール３における第１の領域３Ａ、３Ａにおいて、フランジ１Ａ、１Ａとスライダ２との間隙は、差動排気シール３における第２の領域３Ｂ、３Ｂにおいて、シール部３ａ、３ａとスライダ２との間隙よりも大きくなっている。
【００４７】
本実施の形態の動作について説明する。図７において、外部高圧部（▲１▼）から圧送された高圧の空気は、筐体１内に形成された通路１ｂを介して軸受４に供給され、その内周から噴出する空気の圧力によって、筐体１に対してスライダ２は移動自在に保持されるようになっている。一方、開口１ａ、１ａを介して外部からプロセス室Ｐ内に向かって流入する空気（静圧軸受４から供給される空気を含む）の一部は、環状空間１ｈ、１ｈから、通路１ｃ、１ｃを介して大気（▲２▼）に排気され、残りの空気は、シール部３ａ、３ａの内周溝３ｂ、３ｂに捕捉され、通路１ｄ、１ｄを介して外部排気部（▲３▼）により強制排気され、またフランジ１Ａ，１Ａとシール部３ａ、３ａとの間の環状空間１ｇ、１ｇに捕捉され、通路１ｅ、１ｅを介して外部排気部（▲４▼）により強制排気され、それによりプロセス室Ｐの真空度を効果的に維持できるようになっている。このとき、たとえシール部３ａ、３ａからアウトガスが発生したとしても、通路１ｄ又は１ｅを介して外部に強制排気されるので、プロセス室Ｐに侵入することが抑制される。
【００４８】
更に、本実施の形態においても、差動排気シール３の第１の領域３Ａ、３Ａにおけるフランジ１Ａ，１Ａとスライダ２との間隙は、差動排気シール３の第２の領域３Ｂ、３Ｂにおけるシール部３ａ、３ａとスライダ２との間隙よりも大きくなっているので、何らかの理由により静圧軸受４の機能が損なわれた場合でも、スライダ２が、フランジ１Ａ、１Ａに接触する前に、対焼付性に優れたシール部３ａ、３ａに接触するため、スライダ２のカジリや焼き付きなどを効果的に抑制できる。
【００４９】
また、差動排気シール３、３の第１の領域３Ａ、３Ａにおけるフランジ１Ａ、１Ａとスライダ２との間隙をΔａとし、差動排気シール３、３の第２の領域３Ｂ、３Ｂにおけるシール部３ａ、３ａとスライダ２との間隙をΔｂとし、又フランジ１Ａ，１Ａの軸線方向長をＬ３とし、構成全体からフランジ１Ａ、１Ａの軸線方向長を除いた軸線方向長をＬ４としたときに、次式が成立するようにすると好ましい。
Δａ−Δｂ＞２×Δｂ×Ｌ３／Ｌ４                            （３）
【００５０】
なお、軸受部４ａとスライダ２との間隙をΔｃとし、第２の領域から環状空間１ｈにかけての軸方向の長さをＬ５として、Δｂ＞Δｃの場合には上（３）式の代わりに、
Δａ−Δｂ＞（Δｂ＋Δｃ）×Ｌ３／（Ｌ４−Ｌ５）            （４）
とするのが好ましい場合もある。どちらの式を用いるのが好ましいかは、スライダ２を傾けた場合に軸受部４ａにスライダ２が接触するか否かにより、（３）式は軸受部４ａに接触しない場合、（４）式は接触する場合に用いるのが好ましい。さらにΔｂ＞Δｃの場合では、差動排気シール３、３に接触することなく、軸受部４ａのみに接触させるようにする場合もあり、その場合も同様の考え方で、その場合に合わせて式を適宜変更することによりフランジ１Ａ、１Ａとスライダ２とが接触しないようにすることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、筐体１内の中央に１つの静圧軸受４を配する構成としたが、例えば、静圧軸受４を２つ配して、これらの間の部分にモータを構成すべく、スライダ２の外周面及び筐体１の内周面に磁極を形成するようにする、など、２つの静圧軸受の間に別のものを配してもよい。
【００５２】
図８は、第１の実施例の変形例を示す、図２と同様な図である。図８の変形例は、図２の実施の形態に対し、差動排気シール２３の構成のみが異なるので、それ以外の構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本変形例においては、図２の実施の形態に対し、筐体４１のフランジ部（図２で１ｆ）を省略する代わりに、シール部２３ａを延長し、かつシール部２３ａがプロセス室Ｐに面する面２３ｃに、セラミック溶射など真空特性に優れた素材によるコーティングを施している点が異なっている。尚、シール部２３ａとスライダ２との間隙調整後にコーティングを施すと、調整された間隙が狂う恐れがあるので、コーティング後に間隙調整を行うことが好ましい。従って、コーティング材は、調整加工を避ける位置に設けると良い。本実施の形態では、面２３ｃの内縁が第１の領域２３Ａを構成し、それを除いたシール部２３ａの内周全体が第２の領域２３Ｂを構成している。第１の領域２３Ａにおけるスライダ２との間隙は、第２の領域２３Ｂおけるシール部２３ａとスライダ２との間隙よりも大きくなっているので、何らかの理由により静圧軸受４の機能が損なわれた場合でも、スライダ２が、面２３ｃの内縁に接触する前に、対焼付性に優れたシール部２３ａに接触するため、スライダ２のカジリや焼き付きなどを効果的に抑制できる。
【００５４】
本変形例において、外部高圧部（▲１▼）から圧送された高圧の空気は、筐体３１内に形成された通路３１ｂを介して軸受部４ａに供給され、その内周から噴出する空気の圧力によって、筐体３１に対してスライダ２は移動自在に保持されるようになっている。一方、開口３１ａを介して外部からプロセス室Ｐ内に向かって流入する空気（静圧軸受４から供給される空気を含む）の一部は、環状空間３１ｈから、通路３１ｃを介して大気（▲２▼）に排気され、残りの空気は、シール部２３ａの内周溝２３ｂに捕捉され、通路３１ｄを介して外部排気部（▲３▼）により強制排気され、またシール部２３ａの内周溝２３ｄに捕捉され、通路３１ｅを介して外部排気部（▲４▼）により強制排気され、それによりプロセス室Ｐの真空度を効果的に維持できるようになっている。このとき、たとえシール部２３ａからアウトガスが発生したとしても、コーティング面２３ｃによりプロセス室Ｐ内への流入が阻止され、且つ通路３１ｄ又は３１ｅを介して外部に強制排気されるようになっている。
【００５５】
図９は、第３の実施例の変形例を示す、図７と同様な図である。図９の変形例は、図７の実施の形態に対し、差動排気シール３３の構成のみが異なるので、それ以外の構成については同一符号を付して説明を省略する。本変形例の差動排気シール３３の構成は、図８の差動排気シール２３の構成と同様である。本実施の形態では、面３３ｃ、３３ｃの内縁が第１の領域３３Ａ、３３Ａを構成し、それを除いたシール部３３ａ、３３ａの内周全体が第２の領域３３Ｂ、３３Ｂを構成している。第１の領域３３Ａ、３３Ａにおけるスライダ２との間隙は、第２の領域３３Ｂ、３３Ｂおけるシール部３３ａ、３３ａとスライダ２との間隙よりも大きくなっているので、何らかの理由により静圧軸受４の機能が損なわれた場合でも、スライダ２が、面３３ｃ、３３ｃの内縁に接触する前に、対焼付性に優れたシール部３３ａ、３３ａに接触するため、スライダ２のカジリや焼き付きなどを効果的に抑制できる。
【００５６】
本変形例において、外部高圧部（▲１▼）から圧送された高圧の空気は、筐体４１内に形成された通路４１ｂを介して軸受４に供給され、その内周から噴出する空気の圧力によって、筐体４１に対してスライダ２は移動自在に保持されるようになっている。一方、開口４１ａ、４１ａを介して外部からプロセス室Ｐ内に向かって流入する空気（静圧軸受４から供給される空気を含む）の一部は、環状空間４１ｈ、４１ｈから、通路４１ｃ、４１ｃを介して大気（▲２▼）に排気され、残りの空気は、シール部３３ａ、３３ａの内周溝３３ｂ、３３ｂに捕捉され、通路４１ｄ、４１ｄを介して外部排気部（▲３▼）により強制排気され、またシール部３３ａ、３３ａの内周溝３３ｄ、３３ｄに捕捉され、通路４１ｅ、４１ｅを介して外部排気部（▲４▼）により強制排気され、それによりプロセス室Ｐの真空度を効果的に維持できるようになっている。このとき、たとえシール部３３ａ、３３ａからアウトガスが発生したとしても、コーティング面３３ｃ、３３ｃによりプロセス室Ｐ内への流入が阻止され、且つ通路４１ｄ又は４１ｅを介して外部に強制排気されるようになっている。
【００５７】
図１０は、第１の実施例の別な変形例を示す、図２と同様な図である。図９の実施の形態は、図２の実施の形態に対し、差動排気シール４３の構成のみが異なるので、それ以外の構成については同一符号を付して説明を省略する。本変形例の差動排気シール４３においては、フランジ部１ｆの軸線方向厚さを薄くし、その代わりにシール部４３ａの軸線方向長を長くした点のみが異なり、作用効果については図２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。なお、本実施の形態で第１の領域に相当するのは４３Ａであり、第２の領域に相当するのが４３Ｂである。
【００５８】
図１１は、第３の実施例の別な変形例を示す、図７と同様な図である。図１１の実施の形態は、図７の実施の形態に対し、差動排気シール４３の構成のみが異なるので、それ以外の構成については同一符号を付して説明を省略する。本変形例の差動排気シール４３においては、フランジ１Ａ、１Ａの軸線方向厚さを薄くし、その代わりにシール部４３ａ、４３ａの軸線方向長を長くした点のみが異なり、作用効果については図７の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述の実施の形態には様々な変更・改良が可能である。例えば、筐体に対するスライダの支持は、静圧軸受やリニアガイドに限らず、他の支持手法を用いて良い。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の駆動装置によれば、前記プロセス室に近接する第１の領域の少なくとも一部を真空特性に優れた素材から形成してなるので、この部分からアウトガスが発生することはない。また、差動排気シールからアウトガスが発生しても、かかる第１の領域が最も前記プロセス室側寄りにあるため、差動排気シールによる排気によって、前記アウトガスの前記プロセス室側への移動を阻止できるため、その真空状態を効果的に維持できる。また、前記第１の領域と前記スライダとの間隙量を、前記第１の領域よりもプロセス室から離れた側に設けられた第２の領域と前記スライダとの間隙量よりも大きくしているので、筐体側の前記第１の領域と前記スライダとの接触を阻止でき、それによりカジリや焼き付きを抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態（第１の実施の形態）の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す駆動装置をスライダの軸線と平行な面で切断して示す断面図である。
【図３】静圧軸受を使用しない駆動装置の変形例（第２の実施の形態）にかかる水平方向断面図である。
【図４】静圧軸受を使用しない駆動装置の変形例にかかる垂直方向（図３のIV-IV線で切断した）断面図である。
【図５】静圧軸受を使用しない駆動装置の変形例にかかる図３の構成を矢印V方向に見た図である。
【図６】静圧軸受を使用しない駆動装置の変形例にかかる図３の構成のVI部を拡大して示す図である。
【図７】第３の実施の形態を示す断面図である。
【図８】第１の実施例の変形例を示す、図２と同様な図である。
【図９】第３の実施例の変形例を示す、図７と同様な図である。
【図１０】第１の実施例の別な変形例を示す、図２と同様な図である。
【図１１】第３の実施例の別な変形例を示す、図７と同様な図である。
【図１２】図１２（ａ）は開口１ａとスライダ２との軸心が一致した状態を、（ｂ）はスライダ２が最も傾いた状態を示す図である。
【符号の説明】
１、３１，４１  筐体
２  スライダ
３、１３，２３，３３，４３  差動排気シール
４  静圧軸受
１７  ガイドベアリング
１８  リニアガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003991303.tif 000004
【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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【図１２】
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