CN101986425B

CN101986425B - 驱动装置及真空处理装置

Info

Publication number: CN101986425B
Application number: CN2010102385195A
Authority: CN
Inventors: 宫内琢真; 吉塚浩一
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2030-07-23
Also published as: CN101986425A; JP2011047515A; US20110027051A1

Abstract

驱动装置及真空处理装置。磁性螺杆驱动装置(9)通过连结于电动机的驱动轴(13)使轴支承于壳体(17)的螺旋状磁体轴(11)旋转。驱动轴(13)及螺旋状磁体轴(11)分别设有插有驱动轴(13)及螺旋状磁体轴(11)并气密地安装的圆筒状的轴环(19)、及以与该轴环(19)的表面滑动接触的方式安装在壳体(17)侧的油封(20)，因此，能够将润滑剂(Gr)密封在壳体(17)内。结果，可以提供有助于降低维护成本及运行成本的磁性螺杆驱动装置。

Description

驱动装置及真空处理装置

技术领域

本发明涉及驱动装置及包括该驱动装置的真空处理装置，特别是涉及具有油封构造和旋转轴的驱动装置、及包括该驱动装置的真空处理装置。

背景技术

在成膜工序等半导体制造工艺中，需要防止灰尘附着于被成膜面，因此，要求减少真空容器内所存在的灰尘。由于各种原因在真空容器内产生灰尘，例如公知这样的原因是，附着于基板保持架的成膜材料的膜剥离，以及由基板与其他构件之间的接触导致的磨损。特别是在包括基板输送装置的真空处理装置中具有构成输送装置的构件彼此接触的构造，因此，期望一种能够进一步降低由磨损、削蚀(cutting erosion)导致灰尘的产生的输送装置。

为了降低灰尘的产生，期望采用非接触传递方式的输送装置。作为非接触传递方式的输送装置，以往提出了各种方式。其中，作为构造比较简单的方式，已知有利用磁性耦合的方式(以下称作“磁性输送装置”)。对于磁性输送装置，如美国专利第5377816号、日本特开平10-159934号公报、日本特开2001-206548号公报、日本特开2008-297092号公报、日本特开平8-274142号公报等提出了将螺旋状的磁性螺杆和磁极组合而成的直线输送装置(linear transfer device)。

作为现有技术的例子，说明日本特开平10-159934号公报所公开的技术。日本特开平10-159934号公报所公开的技术是将多个处理室串联连接而成的在线式真空处理装置(in-linevacuum processing apparatus)所采用的磁性输送装置。装载锁定室(load lock chamber)、处理室、卸载锁定室(unloadlock chamber)通过介于之间的闸阀相连结，贯穿各室地配设有磁性输送装置。被保持在承载器上的基板可以借助磁性输送装置在各室之间移动。

磁性输送装置可采用磁性螺杆驱动装置。在各承载器的下端部设有承载器侧磁体(magnet)，在承载器侧磁体的下方的室侧配置有磁性螺杆。形成于各磁性螺杆的螺旋状磁极与承载器侧磁体磁性耦合，因此，能够随着磁性螺杆的旋转沿水平方向输送承载器。由于各室被闸阀分隔开，因此，每个室都备有磁性螺杆驱动装置。

在通常运转时，磁性螺杆驱动装置收容在外壳内，且与真空容器内的成膜区域相隔离。但是，在维护时，配设有磁性螺杆等的磁性螺杆驱动装置所处的区域可能与成膜区域相连结，因此，需要尽可能减少磁性螺杆驱动装置内的灰尘。

对日本特开平10-159934号公报所采用的磁性螺杆驱动装置进行说明。磁性螺杆驱动装置是用于将来自未图示的电动机的扭矩传递到磁性螺杆的装置，其包括动力传递部，该动力传递部具有作为主要的构成要件的一对伞齿轮(bevel gear)。通过采用磁性螺杆驱动装置，能够以非接触的方式来驱动承载器。因此，承载器在移动过程中仅与自重承受用轴承、引导用轴承接触，从而能够大幅度降低灰尘的产生。但是，在这样的磁性螺杆驱动装置中，也无法避免动力传递部的齿轮磨损，有可能导致承载器的移动不稳定或者磁极的相位偏差(phaseshift)。因此，在动力传递部的齿轮滑动部分涂敷润滑剂来抑制磨损，并且使用油封将润滑剂密封在动力传递部内来防止润滑剂飞散。

发明内容

但是，如图6所示，在通过使用与旋转轴106或107滑动接触的油封105将润滑剂密封在动力传递部内的构造中，无法避免旋转轴106或107与油封105之间的滑动接触部分A的磨损。为了避免磨损的不良影响，需要定期地更换油封105和旋转轴106、107的维护。但是，旋转轴106、107是贯穿整个磁性输送装置的构造，这使维护作业复杂。另外，旋转轴价格昂贵，增加维护成本。

本发明即是鉴于上述问题而做成的，本发明的目的在于提供通过使密封有润滑剂的动力传递部的维护作业简便而有助于降低维护成本及运行成本的驱动装置、以及包括该驱动装置的真空处理装置。

根据本发明的驱动装置是用于真空处理装置中的基板输送的驱动装置，所述驱动装置包括：

壳体；

至少1根旋转轴，其以贯穿上述壳体的壁部的方式配设；

圆筒状的轴环，其以上述旋转轴插过其中的状态安装于上述旋转轴；及

密封构件，其与上述轴环的表面滑动接触，以在上述轴环与上述壳体之间保持气密，上述密封构件安装在上述壳体侧；

上述旋转轴以在其与上述轴环之间保持气密的方式插过上述轴环。

根据本发明的真空处理装置包括用于对基板进行真空处理的处理室、及用于将基板输送到上述处理室内的输送装置。

上述输送装置包括根据本发明的上述驱动装置。

通过采用本发明，能够降低驱动装置或者真空处理装置的维护作业所需的成本。换言之，不必更换旋转轴，仅需要更换轴环(collar)，因此，能够削减更换工件。由于仅需要更换轴环，因此，不必拆分整个驱动装置，这能够缩短维护所需的时间。并且，维护的低成本化有助于降低输送装置或真空处理装置的运行成本。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的在线式真空处理装置的概略剖视图；

图2是根据本发明的一个实施方式的磁性输送装置的示意图；

图3是根据本发明的一个实施方式的磁性输送装置的沿线A-A截取的剖视图；

图4是根据本发明的一个实施方式的磁性螺杆驱动装置的剖视图；

图5是根据本发明的一个实施方式的磁性螺杆驱动装置的局部分解图；以及

图6是示出现有技术中的驱动装置中的旋转轴与油封之间的滑动接触面的磨损的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，以下说明的构件、配置等是用于具体化本发明的示例，并非意欲限制本发明。实际上，能够按照本发明的主旨对这些示例进行各种改变。

本发明的驱动装置用作真空处理装置中的用于输送基板的输送装置的构成构件。本发明的驱动装置包括壳体、以贯穿该壳体的壁部的方式配设的至少1根旋转轴、安装于该旋转轴的圆筒状的轴环、及安装在壳体侧的密封构件。该密封构件与上述轴环的表面滑动接触，以在上述轴环与上述壳体之间保持气密，而且，上述旋转轴以在其自身与上述轴环之间保持气密的方式被插入。

作为本发明的驱动装置，能够列举出下述第1形式和第2形式。

在第1形式中，上述旋转轴是表面具有磁体部的磁体轴，上述旋转轴以贯穿壳体的两个相对壁部的方式配设，且利用电动机来旋转。第2形式包括第1旋转轴、第2旋转轴、及至少安装于第2旋转轴的轴环。根据本发明的第1旋转轴以贯穿壳体的第1壁部的形式可转动地安装，第2旋转轴以贯穿壳体的第2壁部和与该第2壁部相对的第3壁部的方式配设。换言之，第2旋转轴被设置成贯穿整个壳体。第2旋转轴从动于第1旋转轴地旋转。

本发明的第2形式的驱动装置优选用于上述磁性耦合方式的磁性输送装置。换言之，是第1旋转轴为驱动轴、第2旋转轴是表面具有磁体部的磁体轴的磁性螺杆驱动装置。下面，以将第2形式应用于磁性螺杆驱动装置为例具体说明本发明。

图1～图4是与根据本发明的示例性实施方式的在线式真空处理装置相关的图，图1是在线式真空处理装置的概略剖视图，图2是磁性输送装置的示意图，图3是沿图2的线A-A截取的剖视图，图4是磁性螺杆驱动装置的剖视图。在本实施方式中，作为包括磁性输送装置的真空处理装置的一个例子，对设置于在线式真空处理装置的磁性输送装置进行说明。为了防止附图复杂化，将其一部分除去省略。

图1所示的在线式真空处理装置S(以下称作真空处理装置S)是在真空中进行硬盘用基板的成膜处理的成膜装置，其中，装载锁定室LC、处理室PC(PC1、PC2、PC3)、卸载锁定室ULC通过介于其间的闸阀GV相连结。通过打开各闸阀GV，室(PC1、PC2、PC3)的内部空间能够彼此连结。各个室(LC、PC、ULC)配设有能够在相邻的室之间输送基板4的磁性输送装置T(以下为输送装置T，参照图2)。

如图1～图3所示，输送装置T包括能够保持基板4且能够移动的承载器5、及作为构成要件设置在各个室(LC、PC、ULC)侧的磁性螺杆驱动装置9(驱动装置)。磁性螺杆驱动装置9主要由螺旋状磁体轴(第2旋转轴)11、用于向螺旋状磁体轴11传递扭矩的驱动轴(第1旋转轴)13、及作为向驱动轴13供给动力的动力源的电动机(未图示)构成。

在各承载器5的下端部设有承载器侧磁体部5a。在位于承载器侧磁体部5a的下方的磁性螺杆驱动装置9中配置有螺旋状磁体轴11。另外，根据本实施方式的承载器5设有自重承受用轴承15及沿输送方向引导的未图示的引导用轴承(未图示)。

在此，根据图4、图5说明磁性螺杆驱动装置9。如上所述，磁性螺杆驱动装置9包括螺旋状磁体轴(磁体轴)11、驱动轴13和电动机(未图示)，磁性螺杆驱动装置9将电动机的扭矩通过驱动轴13传递到螺旋状磁体轴11。螺旋状磁体轴11和驱动轴13以使它们的轴线方向彼此正交的方式配设，在它们之间的连结部形成有利用一对伞齿轮21、22传递扭矩的动力传递部。

在螺旋状磁体轴11上形成有在表面螺旋状磁化的磁体部11a，装备在承载器5侧的承载器侧磁体部5a的磁极节距(pitch)形成为与螺旋状磁体轴11的磁体部11a的磁极节距相同。因此，承载器侧磁体部5a与螺旋状磁体轴11的磁体部11a之间能够在保持规定距离的同时形成磁性耦合。

由于螺旋状磁体轴11的磁体部11a为螺旋状，因此，能够随着螺旋状磁体轴11旋转沿轴线方向逐渐改变磁体部11a与承载器侧磁体部5a磁性耦合的位置。因此，能够与螺旋状磁体轴11的旋转同步地沿螺旋状磁体轴11的轴线方向输送承载器侧磁体部5a、即输送承载器5。螺旋状磁体轴11的磁体部11a被分割为2部分，在分割的磁体部11a之间的两部分之间固定有伞齿轮21。磁体部11a的外周侧利用圆筒状的外壳23与真空侧相隔离。外壳23的端部与壳体17气密地连接。但是，外壳23并不是必需的构造，也可以是利用后述的油封20将壳体17的内外彼此真空隔离的构造。

动力传递部主要由固定有伞齿轮21、22的螺旋状磁体轴11及驱动轴13、将它们支承在规定位置的壳体17构成。螺旋状磁体轴11与驱动轴13正交地配置，并且，借助轴承24可转动地支承在壳体17上。螺旋状磁体轴11及驱动轴13在它们的相对于壳体17的轴向支承部分的外侧方向安装有轴环19、19、19。

轴环19、19、19是圆筒状的不锈钢构件，以螺旋状磁体轴11及驱动轴13插过其内部的状态被安装。壳体17安装有用于与各个轴环19的外周侧滑动接触的、作为密封构件的油封20。另一方面，在各个轴环19的内侧安装有用于将轴环19的内侧面与螺旋状磁体轴11之间的间隙或轴环19的内侧面与驱动轴13之间的间隙堵塞的O型圈26。利用油封20和O型圈26，能够将注入配置有伞齿轮21、22的壳体17内的诸如润滑脂等润滑剂Gr密封在壳体17内。

配置在螺旋状磁体轴11及驱动轴13的周围的各间隙中的O型圈26的数量可以是1个，但优选为2个。O型圈26与螺旋状磁体轴11及驱动轴13接触的摩擦力大于油封20与轴环19接触的摩擦力。换言之，在轴环19与安装有上述轴环19的螺旋状磁体轴11或驱动轴13之间产生的旋转方向上的摩擦力大于在油封20与轴环19之间产生的旋转方向上的摩擦力。因此，轴环19与螺旋状磁体轴11及驱动轴13一同旋转。由于螺旋状磁体轴11及驱动轴13不与油封20滑动接触，因此能够避免磨损。另一方面，轴环19的表面与油封20滑动接触，该轴环19的滑动接触部分会磨损。

O型圈26只要能够将润滑剂Gr密封、而且如上所述地产生较大的摩擦力即可。因此，O型圈26的截面形状可以是圆形、矩形、三角形，或者也可以采用筒形状的橡胶片作为O型圈26。当然，一个轴环所采用的O型圈26也可以是3个以上。

对轴环19的油封20在上面滑动的表面实施用于减轻滑动时的磨损并提高与油封20的密合性的表面处理。在本实施方式中，尽管对表面进行硬质镀铬处理并研磨电镀表面作为表面处理，但也可以是使用DLC、TiN等的其他表面处理。

通过采用上述构造，能够降低输送装置T或者真空处理装置S的维护作业所需的成本。换言之，不必更换螺旋状磁体轴11及驱动轴13，仅需要更换轴环19，因此，能够削减更换工件。具体地讲，如图5所示，从壳体17拆下外壳23，从螺旋状磁体轴11沿轴线方向拔出磁体部11a而拆下磁体部11a，同样地从螺旋状磁体轴11拆下轴环19，来更换轴环19。优选同时更换安装于轴环19的O型圈26。

另外，由于仅需要更换轴环19，因此，不必拆分整个磁性螺杆驱动装置9，这能够缩短维护所需的时间。并且，维护的低成本化也有助于降低输送装置T或真空处理装置S的运行成本。

另外，根据本发明的驱动装置并不限于磁性螺杆驱动装置。换言之，当然也能够替代螺旋状磁体轴(磁体轴)而采用其他的旋转轴。

并且，在使用直接驱动机构直接驱动螺旋状磁体轴11(旋转轴)进行旋转的情况下，磁体轴被驱动，因此，驱动轴13与螺旋状磁体轴11成为一体化的构造。该构造是本发明的第1形式。在这种情况下，在壳体17中设有定子。如果轴环19安装于被旋转驱动的螺旋状磁体轴11，能够获得与本发明同样的效果。

Claims

1.一种驱动装置，其用于真空处理装置中的基板输送，该驱动装置包括：

壳体；

至少1根旋转轴，其以贯穿上述壳体的壁部的方式配设；

其中，上述旋转轴以在其与上述轴环之间保持气密的方式插过上述轴环。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

在上述轴环与安装有上述轴环的上述旋转轴之间产生的旋转方向上的摩擦力大于在上述密封构件与上述轴环之间产生的旋转方向上的摩擦力。

3.一种真空处理装置，该真空处理装置包括对基板进行真空处理的处理室、及用于将基板输送到上述处理室内的输送装置，其中，

上述输送装置包括权利要求1所述的驱动装置。

4.一种驱动装置，其用于真空处理装置中的基板输送，该驱动装置包括：

壳体；

第1旋转轴，其以贯穿上述壳体的第1壁部的方式配设且被能转动地支承；以及

第2旋转轴，其以贯穿上述壳体的第2壁部和与上述第2壁部相对的第3壁部的方式配设，该第2旋转轴从动于上述第1旋转轴地旋转；

圆筒状的轴环，其以上述第2旋转轴插过其中的状态安装于上述第2旋转轴；及

其中，上述第2旋转轴以在其与上述轴环之间保持气密的方式插过上述轴环。

5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，

在上述轴环与安装有上述轴环的上述第2旋转轴之间产生的旋转方向上的摩擦力大于在上述密封构件与上述轴环之间产生的旋转方向上的摩擦力。

6.一种真空处理装置，该真空处理装置包括对基板进行真空处理的处理室、及用于将基板输送到上述处理室内的输送装置，其中，

上述输送装置包括权利要求4所述的驱动装置。