(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空気密状態を維持できる真空容器と、
前記真空容器内へ貫通し、前記真空容器の真空側内部と大気側外部に渡って敷設される長手中空形状の軸と、
前記真空容器の真空側内部に位置し、前記軸の一端と気密に結合された被処理基板保持装置と、
前記軸の中空を通って前記軸の大気側外部の他端に導出される前記被処理基板保持装置からの可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースと、
前記真空容器の大気側外部に固定フレームが固定され、前記軸の他端に固定された連結材を介して前記被処理基板保持装置及び前記軸を前記軸の延在する方向に往復運動させる駆動装置と、
前記真空容器に固定され、前記往復運動する前記軸を前記真空容器に対して気密に支承する軸支持部と、を備える半導体製造装置において、
前記軸の他端に固定され、前記軸の大気側外部の他端に導出された前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを前記軸の往復運動の方向に対して直角にかつ前記駆動装置が位置する方向とは逆方向へ案内するケーブルサポータと、
前記ケーブルサポータ上に固定され、前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを固定する第１のクランプと、
前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースが前記第１のクランプから環状となって折り返して前記連結材と前記軸支持部との間を通るように前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを前記駆動装置の固定フレームで固定する第２のクランプと、を備え、
前記第１のクランプ及び前記第２のクランプが、前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを挟み込むクランプ部と、前記ケーブルサポータ又は前記駆動装置の固定フレームに設置され、前記軸の往復運動による前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースの屈曲に伴って前記クランプ部が回転するよう前記クランプ部を保持するホルダと、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記ケーブルサポータ上であって前記連結材と前記第１のクランプとの間に、前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを中継するコネクタと配管金具を設け、
前記駆動装置の固定フレームに設けたコネクタボックスに、前記第２のクランプで固定されて前記コネクタボックスまで導かれた前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを中継するコネクタと配管金具を設けたことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体製造装置に係り、特に真空容器内へ貫通する中空軸とその軸端に固着された被処理基板保持装置を大気側から往復運動させる装置における被処理基板保持装置へのケーブルおよび冷却水用ホース等の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空容器内で被処理基板を保持し、それに搬送動作や基板への処理動作を与える機構としては、例えばアームタイプのロボットが使用されている。
その場合には、ロボットの配線は真空容器外に位置することになり、ロボットの動作によってケーブルに屈曲は生じない。しかし、真空容器内の被処理基板の受け渡しや基板への処理のための省スペース化や発塵、発ガスなどの点から被処理基板を保持し、それに動作を与える装置としては、真空容器を貫通する軸とその軸の真空容器内に固定された被処理基板保持装置を大気側から動作させるようにしたシンプルな構造の方が望ましい。
被処理基板保持装置は、基板を保持するだけでなく、駆動軸を持つ場合もあり、ケーブルを処理する必要がある。また、処理が真空内で行われるため、被処理基板を冷却する必要がある場合に、例えば冷却水を循環させる方法をとれば、冷却水用ホースも処理する必要がある。それらケーブルおよびホースは、真空容器内に配置、処理する装置が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来のケーブルおよびホースを真空容器内に配線・配管する場合には、ケーブルおよびホースに耐真空仕様の部材を使用するか、若しくはケーブルおよびホースをダクトに入れ、そのダクトに耐真空仕様の部材を使用する装置が考えられる[ 以下、これを「従来例」という] 。
そして従来例については、基板の搬送や基板への処理に影響しないように、また被処理基板保持装置の動作に伴う屈曲に対して、長寿命が期待できるような配線・配管にする必要がある。
従ってそのような従来例の場合、ケーブルおよびホースが耐真空仕様の部材を使用されるため、高価になる。真空容器内に配線するため、真空容器内にそのためのスペースを必要とし、また発塵・発ガスなど真空容器内への悪影響が大きく、ホースの破損によって水漏れした場合には真空容器内およびポンプに大きなダメージを与える恐れがあるため、十分な対策を施しておく必要があり、ケーブル交換が真空容器内の作業になり、真空容器内を大気にしなければならず、作業性も悪い等の問題点があった。
【０００４】
さらに参考文献として特開平7-205082号公報がある。これの目的は「ロボット本体又は移動軸からのケーブル取出し方向の変更が小型・軽量化した構造で任意に変更できる支持装置を提供する」であり、その構成は「ケーブル取出しケースのケーブル取出し穴にホルダーを固定し、ホルダーの長手方向端面の溝にエルボ状アダプタの嵌合部を嵌合して、ホルダーの長手方向中心線の周りに回転自在に接合し、ビスにより固定する。アダプタに螺着したケーブル保持具により支持されたケーブルは、ホルダー側のコネクタとケーブル取出しケース側のコネクタとによりモータと接続される。ケーブルの取り出し方向はホルダーのアダプタとの接合面を含む平面内でホルダーの長手方向中心線の周りで変更し、その位置でビスにより固定する。ホルダーからアダプタを取外して使用することもできる。」としている。
この参考文献は、ケーブルの取出し部が可動機構を成さず、またケーブルを取出すケーブル取出しケースないしホルダ・アダプタは真空気密手段を不要とし、これらから自ずとケーブル支持機構に明白な差異があり、本発明の技術的範疇か逸れている。
【０００５】
そこで本発明は、先の従来例の問題点に鑑み、真空容器を貫通する軸とその軸端に真空容器内で固着された被処理基板保持装置を大気側から往復運動させる装置における被処理基板保持装置のケーブルおよび冷却水用ホースの処理装置に関して、ケーブルおよび冷却水用ホースが安価で、軸の往復運動に対して長寿命であり、省スペースに配線・配管でき、発塵・発ガスなど真空容器内への悪影響がなく、真空容器内およびポンプに大きなダメージを与える恐れもなく、メンテナンス性にも優れたケーブル処理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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、真空気密状態を維持できる真空容器と、前記真空容器内へ貫通し、前記真空容器の真空側内部と大気側外部に渡って敷設される長手中空形状の軸と、前記真空容器の真空側内部に位置し、前記軸の一端と気密に結合された被処理基板保持装置と、前記軸の中空を通って前記軸の大気側外部の他端に導出される前記被処理基板保持装置からの可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースと、前記真空容器の大気側外部に固定フレームが固定され、前記軸の他端に固定された連結材を介して前記被処理基板保持装置及び前記軸を前記軸の延在する方向に往復運動させる駆動装置と、前記真空容器に固定され、前記往復運動する前記軸を前記真空容器に対して気密に支承する軸支持部と、を備える半導体製造装置において、前記軸の他端に固定され、前記軸の大気側外部の他端に導出された前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを前記軸の往復運動の方向に対して直角にかつ前記駆動装置が位置する方向とは逆方向へ案内するケーブルサポータと、前記ケーブルサポータ上に固定され、前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを固定する第１のクランプと、前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースが前記第１のクランプから環状となって折り返して前記連結材と前記軸支持部との間を通るように前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを前記駆動装置の固定フレームで固定する第２のクランプと、を備え、前記第１のクランプ及び前記第２のクランプが、前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを挟み込むクランプ部と、前記ケーブルサポータ又は前記駆動装置の固定フレームに設置され、前記軸の往復運動による前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースの屈曲に伴って前記クランプ部が回転するよう前記クランプ部を保持するホルダと、を備えた半導体製造装置とするものである。
また、本発明の請求項２の発明は、請求項１記載の半導体製造装置において、前記ケーブルサポータ上であって前記連結材と前記第１のクランプとの間に、前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを中継するコネクタと配管金具を設け、前記駆動装置の固定フレームに設けたコネクタボックスに、前記第２のクランプで固定されて前記コネクタボックスまで導かれた前記可撓性のケーブルおよび冷却水用ホースを中継するコネクタと配管金具を設けた半導体製造装置とするものである。
かくして本発明によれば、ケーブルおよび冷却水用ホースは軸の中に配線・配管し、大気中に配置するため、ケーブルおよび冷却水用ホースを耐真空仕様の部材にする必要がなく、他部品に比べ比較的寿命の短いケーブルおよび冷却水用ホース自体を低コスト化でき、真空容器内にケーブル処理のためのスペースをとる必要がない。また、真空容器内にケーブルおよび冷却水用ホースの配線・配管がないため、真空容器内の発塵・発ガスなど真空容器内への悪影響がなく、冷却水用ホースの損傷による水漏れで真空容器内およびポンプに大きなダメージを与える恐れがない。さらに、被処理基板保持装置から軸の中を通って、ケーブルサポータまでのケーブル・ホースは軸の往復運動に伴って屈曲がなく、長寿命が期待できる一方、ケーブルサポータからコネクタボックスまでのケーブル・ホースは、軸の往復運動に伴って屈曲を繰り返すが、ケーブルサポータ上でコネクタ・配管金具を用いて接続するようにしたので、ケーブル交換に関しては、ケーブルサポータからコネクタボックス間のケーブルを交換すればよく、大気側での作業となり比較的容易にできる。さらにまた、ケーブルおよび冷却水用ホースの寿命に関して、破損の可能性の高いのはクランプ部と屈曲部であるが、ケーブルサポータ上のクランプ部とフレーム上のクランプ部が傾動可能となっているため、クランプ部での破損に対する寿命を延ばすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の全体を表す平面図である。
図２は、図１のクランプの詳細を示しその一部を切り欠いた平面図である。
図１において、真空容器１に軸支持部２が固定されている。軸支持部２の中には、図示しないベアリング若しくはブッシュが組み込まれており、それで軸３を支持する。また、図示しないシールが組み込まれて、これで真空をシール3aする。真空シール方法は、Ｏリング、パキング、磁性流体、ベローズなどを使う。
真空容器１の内部にある軸３には、被処理基板保持装置４がその軸端に固定されている。これは基板を保持するのみでなく、駆動軸を持つ場合もあり、また基板冷却のために、例えば冷却水を循環させる場合もある。
従って、ケーブルおよび冷却水用ホースの配管が必要となるが、被処理基板保持装置４からのケーブル・ホース５は、中空になっている軸３と被処理基板保持装置４の結合部は、真空シール3bをする。
大気側には、軸３と被処理基板保持装置４を駆動するための駆動装置６を、真空容器１あるいは軸支持部２に固定する。駆動手段としては、リニアモータ、モータとボールネジ、エアシリンダ等が適用される。駆動装置６内の可動部と軸３の大気側の軸端を連結材７によって固定し、軸３とその軸端に設けた被処理基板保持装置４に直線往復の動作をさせる。
この連結材７の下側つまり軸３のケーブル出口付近にケーブルサポータ８を配置して、その上にコネクタ・配管金具９を配置し、中継する。
【００１１】
それから先のケーブル・ホース５は、ケーブルサポータ８上のクランプＡ・10で固定し、そこから駆動装置6 のフレームの上部に設けたクランプＢ・11まで導き、そこで固定する。このとき軸３の上下運動に伴って、適度にケーブル・ホース５が屈曲するような長さにケーブル・ホース５を固定する。
また、クランプＡ・10、クランプＢ・11は、傾動可能にする。例えばクランプ部10a の構造に関して図２に図示するように、２つ割りになっているクランプＡ・10によって、ケーブル・ホース５を両側から挟み込み、そのクランプＡ・10の両側にホルダ13を配置し、中にベアリング14を固定する。
このベアリング14の中にネジ付きシャフト15を通し、ネジ付きシャフト15のネジ部15a でクランプＡ・10を両側から固定する。このとき軸３の往復運動に伴うケーブル・ホース５の屈曲によるクランプＡ・10の傾きを阻害しないように、ホルダ13の高さを決める。
【００１２】
このようなクランプ部10a の構造により、クランプ部10a は軸３の往復運動に伴うケーブル・ホース５の屈曲によるクランプＡ・10の傾き以上に傾動可能となるため、クランプ部10a でケーブル・ホース５に局部的な力がかかることによる寿命の低下を防ぐ。
クランプＢ・11で固定されたケーブル・ホース５は駆動装置６のフレームの下部に設けたコネクタボックス12まで導き、そこにコネクタ・配管金具９で固定する。そこからケーブル・ホース５はコントローラ等に接続される。
ケーブルサポータ８上とコネクタボックス12にコネクタ・配管金具９を用いて中継したのは、軸３の上下運動に伴うケーブル・ホース５の屈曲部分の寿命が短いと予測されることから、ケーブル交換を容易にするためである。
もし、コントローラを駆動装置６の近くに配置するのであれば、クランプＢ・11はから直接コントローラへ接続してもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ケーブルおよび冷却水用ホースは軸の中に配線・配管し、大気中に配置するため、ケーブルおよび冷却水用ホースを耐真空仕様の部材にする必要がなく、他部品に比べ比較的寿命の短いケーブルおよび冷却水用ホース自体を低コスト化でき、真空容器内にケーブル処理のためのスペースをとる必要がないという特段の効果を奏する。
また、真空容器内にケーブルおよび冷却水用ホースの配線・配管がないため、真空容器内の発塵・発ガスなど真空容器内への悪影響がなく、冷却水用ホースの損傷による水漏れで真空容器内およびポンプに大きなダメージを与える恐れがないと言う顕著な効果を発揮できる。
さらに、被処理基板保持装置から軸の中を通って、ケーブルサポータまでのケーブル・ホースは軸の往復運動に伴って屈曲がなく、長寿命が期待できる一方、ケーブルサポータからコネクタボックスまでのケーブル・ホースは、軸の往復運動に伴って屈曲を繰り返すが、ケーブルサポータ上でコネクタ・配管金具を用いて接続するようにしたので、ケーブル交換に関しては、ケーブルサポータからコネクタボックス間のケーブルを交換すればよく、大気側での作業となり比較的容易にでき、実用的効果は大きい。
さらにまた、ケーブルおよび冷却水用ホースの寿命に関して、破損の可能性の高いのはクランプ部と屈曲部であるが、ケーブルサポータ上のクランプ部とフレーム上のクランプ部が傾動可能となっているため、クランプ部での破損に対する寿命を延ばすことができ、その有用性が一段と向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における全体の構成を示す平面図
【図２】図１のクランプの詳細を示しその一部を切り欠いた平面図
【符号の説明】
１  真空容器
２  軸支持部
３  軸
3a  シール部
3b  結合部
４  被処理基板保持装置
５  ケーブル・ホース
６  駆動装置
７  連結材
８  ケーブルサポータ
９  コネクタ・配管金具
10  クランプＡ
10a   クランプ部
11  クランプＢ
12  コネクタボックス
13  ホルダ
14  ベアリング
15  ネジ付きシャフト
15a   ネジ部
【図１】
0004096348.tif 000002
【図２】
0004096348.tif 000003