JP2003042373A

JP2003042373A - ロータリージョイント

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Publication number: JP2003042373A
Application number: JP2001232206A
Authority: JP
Inventors: Masaki Uchiyama; 真己内山
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP4903954B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータリージョイントの取付構造を簡単にし
て取付精度を低減すると共に、全体の軽量化を図り、更
にシール部のシール能力を向上し、且つ摺動抵抗を低減
することにある。【解決手段】本体とロータとの前記空間（３）に径方
向へ第３通路（１４）となる間隙を設けて配置された径
の異なる各メカニカルシール（１０）を具備し、前記第
３通路を介して両側の前記第１通路と第２通路とが連通
されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリージョイ
ントに関する。特に、流体通路が形成されたロータと、
このロータを回転自在に保持すると共に流体通路に回動
状態でも接続できる通路を設けた本体との両通路を各メ
カニカルシールの間に形成される第３の通路により連通
するロータリージョイントの技術分野に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する先行技術として，図５及
び図６に示す流路付きロータリジョイントが存在する。
図５は、この流路付きロータリージョイント１００の断
面図である。又、図６は、図５の軸方向正面図である。

【０００３】図５及び図６において、流路付きロータリ
ージョイント１００を構成する一方のロータ１０１は、
大径の１本の軸に形成されている。そして、図６に示す
ように、大径の第１通路１０２Ａが、ドリル加工によ
り、中心側の三角点の位置に３個の通路に形成されてい
る。この各第１通路１０２Ａを形成した残りの部分に小
径の第２通路１０２Ｂが６個の通路に形成されている。
これらの第１通路１０２Ａと第２通路１０２Ｂは、軸方
向の長さを相違させて径方向に貫通するように形成され
ている。この軸方向の通路１０２Ａ、１０２Ｂの長さが
相違するのは、シール装置１３０の大きさとの関係から
径方向の通路の間隔をとらなければならないためであ
る。

【０００４】このロータ１０１は、図示下端部１０４に
取付ねじ１０３が形成されており、この取付ねじ１０３
にボルト１０９を螺合して取付用フランジ１０５が下端
部１０４に取り付けられている。このフランジ１０５の
外周側にはボルト用穴１０８が形成されていおり、ボル
ト用穴１０８を介して図示省略の流体を介して処理する
回転装置に取り付けられる。この回転装置としては、例
えば、シリコンウェハの表面研磨を行うロータリージョ
イント付きＣＭＰ装置、或いは撹拌機内に液体や空気を
供給すると共に、撹拌するロータリージョイント付き撹
拌装置などが存在する。

【０００５】このロータ１０１の外周には、間隙を形成
して嵌挿すると共に、相対回動する本体１１０が設けら
れている。この本体１１０は、ロータ１０１に対し、両
端に設けられている軸受１０６を介して回動自在に配置
されている。又、本体１１０には、ロータ１０１に設け
られている各通路１０２Ａ、１０２Ｂと連通する連通路
１１２がそれぞれ設けられている。この各連通路１１２
は、各流体給排装置２００、２１０、２２０、２３０，
２４０、２５０、・・・と配管を介して連結できるよう
に管用ねじ１１３が設けられている。

【０００６】更に、本体１１０とロータ１０２との間に
は、各通路１０２Ａ、１０２Ｂと各連通路１１２とを連
通に接続するため、連通接続室１２０に特殊なパッキン
やメカニカルシール等のシール装置１３０を設けて連通
接続室１２０から外部へ流体が漏れるのを防止してい
る。このシール装置１３０は、各連通接続室１２０ごと
に設けなければならないので、このシール装置１３０の
個数が増加する。このためにシール装置１３０の全体の
摺動抵抗も大きくなるので、駆動するモータも大きくさ
れている。

【０００７】更に、本体１１０は、連通接続室１２０内
にシール装置１３０等を装着しなければならないため
に、シール装置１３０を装着するごとに分割体に形成さ
れている。このために本体１１０は、各本体部分１１０
Ａの集合体に形成されている。各本体部分１１０Ａは、
各Ｏリングを介して各々のソケットねじ１１４により軸
方向へ１個づつ結合し、本体部分１１０Ａが集合した組
立型の本体１１０に形成されている。

【０００８】又、通路１０２Ａ、１０２Ｂと連通路１１
２との接続間には、回転リングがロータ１０１にシール
を介して固着されている箇所と、固定環１３３がシール
を介して固着されている箇所とがあるが、この固定環１
３３及び回転リングには接続通路１３２が設けられてい
る。この接続通路１３２を介して両通路１０２Ａ、１０
２Ｂ、１１２は連通に接続されている。各連通接続室１
２０は各シール装置１３０によりシールされて密封室に
構成されている。このために、ロータ１０１が回転して
も各通路１０２Ａ、１０２Ｂと連通路１１２とを連通す
る接続通路１３２は、連通接続室１２０により流体が漏
れないように密封されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
たロータリージョイント１００に於いては、図５に示す
ように、多数の供給する第１通路１０２Ａと排出する第
２通路１０２Ｂとを各通路の設定流量に応じてロータ１
０１の軸方向に形成する必要が生じた場合に、又は、設
定された流量に第２通路１０２Ａを形成する場合に、ロ
ータ１０１が大径になるおそれが生じてくる。更に、ロ
ータ１０１に形成されている各通路１０２Ａ、１０２Ｂ
と各連通路１１２との接続通路１３２をシールするため
に、シール装置１３０の取付面積の関係から、ロータ１
０１の周面に形成された各通路１０２Ａ、１０２Ｂの軸
方向に配置された間隔を離して配置しなければならな
い。このために、ロータ１０１の軸方向の長さが各通路
１０２Ａ、１０２Ｂの個数に応じて長くなる。この様に
ロータ１０１の径と軸とが通路の個数に応じて増加すこ
とになるので、それに応じて重量が級数的に増加する。
このために、ロータ１０１を回動させるための動力エネ
ルギーが増大することになるので、エネルギーを常に消
費することになるから、無駄なコストを上昇させること
になる。

【００１０】更に、第１通路１０２Ａ及び第２通路１０
２Ｂに各シール装置１３０を取り付けなければならない
が、シール装置１３０の数が増加すればするほど、摺動
抵抗も増大することになる。このために、メカニカルシ
ールのような高性能で高価なシール装置を用いなければ
ならなくなる。このためにシール装置１３０のコストを
増大させることになる。

【００１１】更に又、前述したようにシール装置１３０
を取り付ける関係から、本体１１０をシール１３０の数
に応じて分割しなければならなくなる。そのために、本
体１１０の加工工数が増大すると共に、組み立て作業が
増加する。更に、この組立に応じてＯリング等の部品点
数が増加する。更には、ロータの大径になるにつれて本
体１１０自身も大型化し、技術の進歩に応じて小型化す
る処理装置等に取り付けられない問題が生じてくる。

【００１２】本発明は、上述のような問題点に鑑み成さ
れたものであって、その技術的課題は、ロータリージョ
イントの軸方向全体を小型にして小さなスペースに取り
付けられるようにすると共に、回動するロータの軽量化
を図ることにある。又、ロータと本体との接合面の摺動
抵抗を小さくしてロータを回動するエネルギーを低減さ
せることにある。又、ロータの摺動抵抗を低減すること
にある。更に、ロータリージョイントに於けるメカニカ
ルシールが配置される取付構造を単純にして加工を容易
にすることにある。

【００１３】更に、半導体製造装置に用いて有用なロー
タリージョイントを得ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述のような技
術的課題を解決するために成されたものであって、その
課題を解決するための手段は以下のように構成されてい
る。

【００１５】請求項１に係わる本発明のロータリージョ
イントは、有底筒状を成して内部に空間（３）を有する
と共に前記空間（３）に連通する第１通路（４）を有す
る本体（２）と、前記本体（２）の空間（３）の開口に
嵌挿して相対回転可能に配置されると共に第２通路（２
４）を有するロータ（２０）と、前記空間（３）の前記
本体（２）と前記ロータ（２０）とに係合して径方向へ
第３通路（１４）となる間隙を設けた径の異なる各メカ
ニカルシール（１０）とを具備し、前記第３通路（１
４）を介して前記第１通路（４）と第２通路（２４）と
が連通されているものである。

【００１６】請求項１に係わる本発明のロータリージョ
イントでは、本体の凹部状空間の底部と、空間内に摺動
自在に嵌合するロータの端面とに直径が順次大きくなり
メカニカルシールを第３通路の間隙が各々形成されるよ
うに配置することにより、第３通路を介して両側の第１
通路と第２通路を連通しているので、第３通路のシール
能力に優れ、且つロータリージョイントの軸方向の長さ
を短形に形成することが可能になる。

【００１７】更に、全てのメカニカルシールは本体とロ
ータの端面との間の空間内に各メカニカルシールを配置
できるので、従来技術のように各メカニカルシールの取
付ごとに本体の各ブロックを組み立てる必要がなく、一
方の密封環をロータに取り付けると共に、他方の密封環
を本体に取り付けて本体にロータを嵌合すれば全体が組
み立てられるから、組み立て構造が容易になる。更に、
ロータリージョイントは軸方向に短形にできると共に、
径方向に大きいから本体の端面又は外周面の周方向に多
数通路を設けることが可能になり、多通路のロータリー
ジョイントを得ることが可能になる。

【００１８】請求項２に係わる本発明のロータリージョ
イントは、前記メカニカルシール（１０）の回転用密封
環（１１）が軸方向に移動自在に保持されているもので
ある。

【００１９】請求項２に係わる本発明のロータリージョ
イントでは、回転用密封環が軸方向に移動自在に保持さ
れているものであるから、摺動面の平面度が変形して不
具合になるのを防止する。これに対して従来技術の固定
用密封環は、各部ロックにより締め付けて固定されるの
で、締め付けたときに摺動面が変形し、偏摩耗や被密封
流体の漏洩に繋がることになるが、請求項２のように構
成するとこの平坦度の変形が防止される。

【００２０】請求項３に係わる本発明のロータリージョ
イントは、メカニカルシール（１０）の回転用密封環
（１１）の回転用背面（１１Ａ）に被密封流体の圧力が
作用するように構成されているものである。

【００２１】請求項３に係わる本発明のロータリージョ
イントでは、回転用密封環の回転用背面に被密封流体の
圧力が作用するように構成されているものであるから、
回転用背面に作用する被密封流体の圧力により回転用密
封環と固定用密封環との密封摺動面の互いの密接力を確
実に密接させることが可能になる。

【００２２】請求項４に係わる本発明のロータリージョ
イントは、一方のばねで押圧されている前記密封環（１
２）の背面（１２Ａ）の被密封流体が作用する面積が他
方の前記密封環（１１）の背面（１１Ａ）の被密封流体
が作用する面積よりも大きく構成されているものであ
る。

【００２３】請求項４に係わる本発明のロータリージョ
イントでは、一方のばねで押圧されている前記密封環の
背面の被密封流体が作用する面積が他方の前記密封環の
背面の被密封流体が作用する面積よりも大きく構成され
ているので、両密封摺動面の平面度を密接に接合させる
ことが可能になる。特に、ばねで押圧しない方の密封環
をばねで押圧する密封環より小さな圧力で押圧すれば、
必要以上の圧力には成らずに両密封環が弾発に密接させ
ることが可能になる。

【００２４】請求項５に係わる本発明のロータリージョ
イントは、半導体製造装置の流路用のロータリージョイ
ントに用いられるものである。

【００２５】請求項５に係わる本発明のロータリージョ
イントでは、半導体製造装置の多流路用として用いられ
るものであって、油、水、空気、真空と交互に流体を切
り替えられて流されるものであるから、多流路と共に確
実な密封を可能にするものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる実施の形態
についてのロータリージョイントを図面に基づいて詳述
する。尚、以下に説明する図面は、発明を説明するため
の設計図であって、特許図面として、説明のための補助
的な概念図ではない。

【００２７】図１は、本発明に係わる第１の実施の形態
を説明するために示す第１ロータリージョイント１Ａの
半断面図である。

【００２８】図１に於いて、符号２０は、ロータであ
る。ロータ２０は、外形が軸状に形成されており、フラ
ンジ側正面から見て中心円に沿って４等配に第２通路が
形成されている。この第２通路２４、２４Ａ、２４Ｂ、
２４Ｃは、図示状態では軸方向を成す４個の第２通路２
４、２４Ｂ、２４Ｃと径方向を成す第２通路２４、２４
Ｂ、２４Ｃ及び傾斜した２４Ａを介して連通されてい
る。そして、メカニカルシール１０間に形成された第３
通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに連通している。こ
のロータ２０の一端部には、メカニカルシール１０の各
回転用密封環１１を取り付けるための環状を成す第２取
付溝２５が各々径方向に沿って１定の間隔ごとに４カ所
が設けられている。

【００２９】この各第２取付溝２５には、Ｏリング取付
溝と第２止めピン２９がそれぞれ設けられている。この
Ｏリング取付溝は第３通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４
Ｃから離れた位置に設けられており、回転用密封環１１
の回転用背面１１Ｂに被密封流体の圧力が作用できるよ
うにそれぞれのＯリング取付溝に第２Ｏリング３６が嵌
合されている。

【００３０】この第２取付溝２５には炭化珪素を主体と
して種々の材料を配合した材料又はカーボン材料から造
られた回転用密封環１１が軸方向移動自在に取り付けら
れている。この回転用密封環１１の回転用背面１１Ｂ側
に第２止めピン２９と係止する溝が設けられている。そ
して、回転用密封環１１が第２止めピン２９により固定
用密封環１２と摺動状態でも回動しないように止められ
ている。更に、回転用密封環１１には、先端面に密封摺
動面１１Ａが形成されている。

【００３１】また、ロータ２０には、外周面に２個の軸
受３３を取り付ける嵌着面が設けられており、この嵌着
面に軸受３３が嵌着されていると共に、軸受３３はスナ
ップリングにより軸方向へ移動しないように止められて
いる。そして、ロータ２０は本体２に対して相対回動自
在に構成されている。更に、ロータ２０の他端にはフラ
ンジ３０が設けられており、被密封流体を供給する処理
装置等に取付孔３０Ａを介してボルトにより取付けられ
る。そして第２通路２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが処
理装置の作動通路に連通される。

【００３２】本体２はほぼ筒状を成して内部に空間部３
が形成されている。この空間部３を形成する底部６に
は、第２取付溝２５に対応する位置に固定用密封環１２
を取り付ける第１取付溝５がそれぞれ４カ所に形成され
ている。そして、この第１取付溝５は固定用密封環１２
を軸方向へ移動自在に装着できるように形成されてい
る。又、本体２の外周面には周面に沿って等配の第１通
路４，４Ａ、４Ｂ、４Ｃが径方向に形成されている。そ
して、途中から軸方向に曲げられて各第１取付溝５の間
に貫通する第１通路４，４Ａ、４Ｂ、４Ｃが設けられて
いる。

【００３３】この各第１取付溝５には、第１止めピン９
とＯリング取付部１３が設けられている。更に、第１取
付溝５には固定用密封環１２を回転用密封環方向へ弾性
力で押圧するばね７が周方向に沿って等配に設けられて
いる。又、Ｏリング取付部１３には第１Ｏリング３５が
設けられており、このＯリング取付部１３と第１Ｏリン
グ３５とは、固定用密封環１２の固定用背面１２Ａに被
密封流体の圧力が作用するような位置に配置されてい
る。この回転用背面１２Ａの被密封流体が作用する面積
は、回転用密封環１１の回転用背面１１Ｂに被密封流体
が作用する様に構成された面積よりも例えば３から２０
％大きく形成されている。

【００３４】固定用密封環１２は、第１取付溝５に軸方
向へ移動可能に取付られていると共に、ばね７により弾
発に密封摺動面１２Ａ側へ押圧されている。この固定用
密封環１２は、気孔を有する炭化珪素又はカーボンを配
合した炭化珪素等の材料により製造されたものを利用す
ると良い。又、固定用密封環１２には、固定用背面１２
Ｂの反対側には密封摺動面１２Ａが形成されている。そ
して、対向する回転用密封環１１の密封摺動面１１Ａと
密接するように配置されている。この回転用密封環１１
と固定用密封環１２とを装着して１対のメカニカルシー
ル１０が構成されているが、この各メカニカルシール１
０は径方向に間隔を設けて配置され、その間隔に各第３
通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが形成されて両側の
メカニカルシール１０により被密封流体がシールされ
て、各第１通路４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃと第２通路２４、
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとを連通している。この第３通
路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは本体２とロータ２０
が相対回転しても対向するメカニカルシール１０により
被密封流体を漏れることなく通過させるものである。

【００３５】この様に構成された第１ロータリージョイ
ント１Ａは、第１通路４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃの大気開口
部に形成された管用ねじ８に配管３４のねじ部を螺合し
て流体供給装置から作動流体が第１通路４へ供給される
と共に、処理された被密封流体は第１通路４Ａ，４Ｂ、
４Ｃへ戻されて排出される。

【００３６】図２は、本発明に係わる第２ロータリージ
ョイント１Ｂの第２の実施の形態である。図２は、図１
とほぼ同一構成であるが、ロータ２０のフランジ３０側
が、図１の第１ロータリージョイント１Ａに比較して大
径に形成されているものである。そして、第２通路２４
Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが第３通路１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃ
から軸方向に直線状に形成されて、フランジ３０に取り
付けられる図示されていない処理装置の作動通路と直線
に、又は、処理装置側で曲げられた作動通路と連通する
ように構成されている。この様に、本発明の第１ロータ
リージョイント１Ａは径方向に平板状に形成されている
から、各通路が多数設けられていても、周面積とその大
きさの径方向面積とにより、通路を自由に設計すること
が可能になる。そして、第１ロータリージョイント１Ａ
の軸方向を小さくできるので、装置全体を軸方向へ小型
にすることが可能になり、どのような狭い取付場所でも
取付が可能になる。

【００３７】上述の実施の形態では、通路４が４本の場
合について説明したが、図３は、通路４を８本にした場
合であって、通路を多数設けることが可能であることを
示す第３の実施の形態である。その他の構成は図１に示
す第１ロータリージョイント１Ａとほぼ同一構成であ
る。

【００３８】図４は、本発明に係わる一実施例の第１及
び第２ロータリージョイント１Ａ、１Ｂを半導体装置に
取り付けた構成図である。図４に於いて、図１に示す第
１のロータリージョイント１Ａをウェハポリッシングを
行うＣＭＰ装置に於けるテーブル４０へ冷却水を供給す
るために回転部に取り付けた状態を示す構成の側面図で
ある。このＣＭＰ装置に取り付けた第１ロータリージョ
イント１Ａを以下に説明する。

【００３９】回転テーブル４０の下部には、図示省略の
モータにより駆動される第１回転軸４１が設けられてい
る。この第１回転軸４１には、冷却水用の供給通路４２
と冷却水用の回収通路４３が設けられている。更に、第
１回転軸４１の下部には図１に示す構造の第１ロータリ
ージョイント１Ａが設けられている。又、第１回転軸４
１の供給通路４２と第１ロータリジョイント１Ａの第１
通路４（図１参照）が連通すると共に、回収通路４３と
第１通路４Ａ、４Ｂ、４Ｃ（図１参照）が連通する。そ
して、第１ロータリージョイント１Ａの本体２の第１通
路４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃと回転するロータ２０の第２通
路２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとは、各メカニカルシ
ール１０間に形成される第３通路１４、１４Ａ、１４
Ｂ、１４Ｃを介して回転状態でも連通する。

【００４０】更に、この供給通路４２に接続された流体
供給用ポンプ６０から回転テーブル４０に設けられた冷
却回路４４に、回転又は非回転状態に係わらず、冷却水
を供給することが可能になる。そして、回転テーブル４
０に冷却水が送られてシリコンウェハＳや回転テーブル
４０が冷却される。

【００４１】これらの冷却水は回転テーブル４０の冷却
回路４４に対して十分に供給しなければならないが、本
発明のように取付上小型にしなければならないロータリ
ージョイント１では、従来の様に冷却水の供給通路を大
きくするとロータ２が軸方向にも径方向にも大形にな
る。更に、回収通路４３も供給通路４２の流量断面積と
同等以上にしなければならないから、更に大径になる。
しかし、本発明のようにすると円盤状に径方向へ大きく
するのみで多数の通路を配置することが可能になり、冷
却通路として優れた効果を発揮する。

【００４２】次に、図４に示すＣＭＰ装置の上部に取り
付けられた第２ロータリージョイント１Ｂについて説明
する。図４に於いて、４０はシリコンウェハＳを載置し
て加工する回転テーブルである。この回転テーブル４０
は、第１回転軸４１に連結されてＰ１方向に回転する。
同時に、第２ロータリージョイント１Ｂを装備したパッ
ド支持体５３は、図示するＸ方向に進退移動する。更
に、パッド支持体５３に支持されている図示省略の駆動
モータにより回転する研磨パッド５４が、パッド支持体
５３の下部に取り付けられている。この研磨パッド５４
は、パッド支持体５３と研磨パッド５４に連結している
第２回転軸５５によりＰ２方向へ回動する。そして、研
磨パッド５４は、回動しながらシリコンウェハ上をＸ方
向に移動して研磨加工を行う。

【００４３】パッド支持体５３に設けられている第１給
排通路５８は、配管により研磨液を圧送する給排装置７
０と連通されている。更に、この第１給排通路５８は、
第２ロータリージョイント１Ｂの第１通路４に連通する
と共に、隣り合わせのメカニカルシール１０の間に形成
される第３通路１４を介して第２通路２４に回動状態で
連通可能になる。又、第２ロータリージョイント１Ｂの
第１通路４は、第２回転軸５５に設けられている第２給
排通路５６に連通すると共に、研磨パッド５４の噴射通
路５１に連通する。

【００４４】そして、給排装置７０から圧送される研磨
液を第１給排通路５８を通して第２ロータリージョイン
ト１Ｂの第１通路４へ送り、第２ロータリージョイント
１Ｂでメカニカルシール１０間に形成される第３通路１
４を介して回転するロータ２０の第２通路２４へ供給さ
れ、第２回転軸５５の第２給排通路５６を介して研磨パ
ッド５４の噴射通路５１に圧送する。そして、噴射通路
５１からシリコンウェハＳの上面に研磨液を噴射してシ
リコンウェハＳの表面研磨加工を行う。

【００４５】同時に、パッド支持体５３に設けられてい
る第１流体通路５９は、配管により空圧の流体給給装置
７５に連通されている。更に、第１流体通路５９は第２
ロータリージョイント１Ｂの第１通路４Ａ、４Ｂ、４Ｃ
に連通している。この第１通路４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、ロ
ータ２０の第２通路２４Ａ、２４Ｂ、４Ｃにメカニカル
シール１０間の第３通路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを介し
て回転状態でも連通する。そして、第２通路２４Ａ、２
４Ｂ、２４Ｃから回転する第２回転軸５５の第２流体通
路５７に連通すると共に、第２流体通路５７から研磨パ
ッド５４の第２噴射通路５２に連通して空気圧を噴射
し、第１噴射通路５１から噴射される研磨液を均一に分
散させる作用をする。同時に、研磨した研磨液をシリコ
ンウェハＳ、回転テーブル４０の上面等から素早く排除
させる。

【００４６】これらの空気圧の噴射は、研磨液を素早く
均一に分散させる必要から、多数の第１及び第２噴射通
路５１、５２を介して行うか否かにその加工精度及び品
質がかかっている。又、供排装置７０により、研磨液等
が第１給排通路５８を介して第１通路４、・・、第３通
路１４，・・、第２通路２４、・・へ圧送され、第２ロ
ータリージョイント１Ｂにより回転状態でも研磨パット
５４の第１噴射通路５１及び第２噴射通路５２に研磨液
と空気圧とを供給するが、これらの作動は、供排装置７
０の正圧作動により研磨パット部５４とシリコンウェハ
Ｓとの間に流体供給装置７５からの圧搾空気と共に、研
磨液を噴射させて、研磨パット部５４を回転させながら
パット支持体５３によりシリコンウェハＳの上面を往復
移動してシリコンウェハＳを研磨するものである。尚、
研磨パッド部５４は、加工前後の作業のために、Ｙ方向
に上下移動する。

【００４７】更に、研磨終了後は、給排装置７０の研磨
ポンプを吸引作動に切り替えて第１噴射通路５１に残留
する研磨液を吸引排出し、シリコンウェハＳの表面に滴
下しないように素早く処理する。これらは多数の通路を
必要とする。本発明の第１及び第２ロータリージョイン
ト１Ａ、１Ｂは、多数の通路を形成できるから、この様
な用途に優れた効果を発揮する。又、多数の集合体の第
１通路４、・・、第２通路２４、・・及び第３通路１
４、・・による加圧空気の噴射は、研磨液を素早く均一
に分散させる効果があり、多数の通路を介して行うか否
かにその加工精度及び品質がかかっているロータリージ
ョイント１では、回転の慣性力を小さくするロータの小
型化は優れた効果を発揮する。

【００４８】更に、研磨終了後は、給排装置７０の研磨
ポンプを吸引作動に切り替えて各通路に残留する研磨液
を多数の通路を介して吸引排出し、シリコンウェハＳの
表面に滴下しないように素早く処理することが可能にな
る。これらの作動は多数の通路を必要とする。本発明の
ロータリージョイント１は、多数の通路を形成できるか
ら、この様な用途に優れた効果を発揮する。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係わるロータリージョイントに
よれば、以下のような効果を奏する。

【００５０】請求項１に係わる本発明のロータリージョ
イントによれば、本体の凹部状空間の底部と、空間内で
摺動自在に嵌合するロータの端面とに直径が順次大きく
なるメカニカルシールを第３通路の間隙が各々形成され
るように配置することにより、この第３通路が摺動状態
でも両側に配置された第１通路と第２通路とを密封に連
通させるので、連結通路の密封接続と、その摺動抵抗を
小さく保持することが可能になる効果を奏する。その
上、ロータリージョイントの軸方向の長さを短形に形成
することが可能になり、軽量化と共に、多数の通路を自
由に設計可能にして配置することができる効果を奏す
る。

【００５１】更に、全てのメカニカルシールは本体とロ
ータの端面との間の空間内に各メカニカルシールを配置
できるので、従来技術のように各メカニカルシールの取
付ごとに本体の各ブロックを組み立てる必要がなく、一
方の密封環をロータに取り付けると共に、他方の密封環
を本体に取り付けて本体にロータを嵌合すれば全体が接
合して組み立てられるから、組み立て精度が向上すると
共に、構造が容易になる。

【００５２】請求項２と請求項３と請求項４に係わる本
発明のロータリージョイントによれば、回転用密封環が
軸方向に移動自在に保持する構成に成されているため
に、本体とロータの両端にメカニカルシールを配置し
て、しかも径方向に密封通路となる第３通路を多数形成
できるようになる効果を奏する。しかも、回転用密封環
の背面に被密封流体の圧力が作用できるので、互いの密
封摺動面が確実にシールする効果を奏する。更に、固定
用密封環の背面に作用する被密封流体の圧力が回転用密
封環のそれよりも大きいから、被密封流体の圧力の大き
さに関係なく確実にシールする効果を奏する。

【００５３】請求項５に係わる本発明のロータリージョ
イントによれば、半導体製造装置では、油、水、空気、
真空及びその混合物を作動流体として回転部を介して使
用するために、ロータリージョイントとして多数の通路
を必要とする。しかも、これらの作動流体が交互に使用
される。更に、過酷に回動させるためにロータを軽量化
することが必要である。本発明のロータリージョイント
はこの様な用途に極めて優れた効果を発揮する。更に、
装置として取り付け場所の問題が設計上問題となってい
るが、ロータリージョイントの軸方向の長さが短形にで
きるので、設計が極めて容易になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるロータリー
ジョイントの半断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係わるロータリー
ジョイントの半断面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係わるロータリー
ジョイントのロータ側の正面図である。

【図４】本発明のロータリージョイントを装着したＣＭ
Ｐ装置の側面図である。

【図５】従来技術のロータリージョイントの断面図であ
る。

【図６】図５のロータの軸方向の正面図である。

【符号の説明】

１ロータリージョイント１Ａ第１ローターリジョイント１Ｂ第２ロータリージョイント２本体３空間部４第１通路４Ａ第１通路４Ｂ第１通路４Ｃ第１通路５第１取付溝６底部７ばね８管用ねじ９第１止めピン１０メカニカルシール１１回転用密封環１１Ａ密封摺動面１１Ｂ回転用背面１２固定用密封環１２Ａ密封摺動面１２Ｂ固定用背面１３Ｏリング取付溝１４第３通路１４Ａ第３通路１４Ｂ第３通路１４Ｃ第３通路１５冷却水用通路２０ロータ２４第２通路２４Ａ第２通路２４Ｂ第２通路２４Ｃ第２通路２５第２取付溝２９第２止めピン３０フランジ３３軸受３４配管３５第１Ｏリング３６第２Ｏリング６０流体供給ポンプ６５流体回収ポンプ７０給排装置７５流体供給装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有底筒状を成して内部に空間を有すると
共に前記空間に連通する第１通路を有する本体と、前記
本体の空間の開口に嵌挿して相対回転可能に配置される
と共に第２通路を有するロータと、前記空間に前記本体
と前記ロータとに係合して径方向へ第３通路となる間隙
を設けた径の異なるメカニカルシールとを具備し、前記
第３通路を介して前記第１通路と第２通路とが連通され
ていることを特徴とするロータリージョイント。
【請求項２】前記メカニカルシールの回転用密封環が
軸方向に移動自在に保持されていることを特徴とする請
求項１に記載のロータリージョイント。
【請求項３】メカニカルシールの回転用密封環の回転
用背面に被密封流体の圧力が作用するように構成されて
いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロ
ータリージョイント。
【請求項４】ばねで押圧される前記密封環の背面の被
密封流体が作用する面積がばねで押圧されない前記密封
環の背面の被密封流体が作用する面積よりも大きく構成
されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は
請求項３に記載のロータリージョイント。
【請求項５】半導体製造装置用のロータリージョイン
トとして用いられることを特徴とする請求項１又は請求
項２又は請求項３又は請求項４に記載のロータリージョ
イント。