JP3021822B2 - 半導体製造設備用リンク機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造設備に使用
されるリンク機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造設備において、リンク機構
は、例えば、図３に示すようなインライン装置のチャン
バー開閉用のゲート弁２１に使用されている。インライ
ン装置のチャンバーにおいては通常３室以上の槽が設け
られており、各槽はゲート弁２１によって仕切られてい
る。このゲート弁２１には種々の形式があるが、ウェー
ハサイズが６〜８インチ規模のものでは殆どが図４に示
すような内部構造をもつものが用いられている。この種
のゲートバルブ２１は、ケーシング２２内にディスク２
３を左右方向（同図において）にスライド自在に配置
し、このディスク２３をリンク機構２４を介して駆動軸
２５でスライドさせることによって、ケーシング２２の
開口部２２ａをディスク２３で開閉するようにしたもの
である。駆動軸２５はベローズ２６で大気遮断され、エ
アーシリンダ２７により左右方向に進退駆動される。エ
アーシリンダ２７により駆動軸２５が押し出されるとリ
ンク機構２４が伸長し、ディスク２３が左方向にスライ
ドして開口部２２ａを閉塞する。逆に、駆動軸２５が引
き込むとリンク機構２４が収縮し、ディスク２３が右方
向にスライドして開口部２２ａを開口する。リンク機構
２４の各関節部２４ａには通常ピン結合が用いられてお
り、各リンクが関節部２４ａのピンを中心にして回動す
ることによりリンク機構２４が所定の伸縮動作を行な
う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近時、半導体製造分野
では半導体の集積度が増すにつれて導電パターンの線幅
が微細化しており、より清浄度の高い処理環境を確保す
る必要上、製造設備等からのパーティクルの発生を極度
に敬遠する傾向にある。しかしながら、上述したリンク
機構２４は関節部２４ａにピン結合を用いているため、
リンクとピンとの摺動部分からのパーティクルの発生が
不可避であり、近時の傾向からして、半導体製造設備に
は不向きになりつつあるといえる。また、リンクとピン
との摺動に起因して、関節部におけるトルクロスも生じ
る。

【０００４】そこで、本発明の目的は、半導体製造設備
に用いるのに適した低発塵性、低トルク性等の特性を備
えたリンク機構を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造設備
用リンク機構は、リンクとリンクとを結合する関節部に
転がり軸受を使用したものであって、この転がり軸受を
構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦を生ずる表面
に平均分子量が５０００以下のポリテトラフルオロエチ
レンからなる潤滑皮膜を形成したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】関節部に転がり軸受を使用することにより、関
節部の運動が転がり化され、トルクの低減が図られると
共に、従来のピン結合のようにリンクとピンとの間に摺
動摩擦が生じないため、パーティクルの発生が抑制され
る。

【０００７】ところで、トルクの低減という観点から、
リンク機構の関節部に転がり軸受を用いることは従来よ
り行なわれているが、半導体製造設備で用いる場合には
単にピン結合を転がり軸受に置き換えるだけでは不十分
であり、この軸受に用いる潤滑剤の選定が極めて重要な
要素となる。というのは、半導体製造設備は真空等の低
圧下で運転される場合が多いため軸受の潤滑剤として一
般に固体潤滑剤が使用されているが、使用する潤滑剤に
よって軸受の発塵特性等が大きく左右されるからであ
る。従来、転がり軸受の固体潤滑剤としては、二硫化モ
リブデン等の層状物質系、金、銀、鉛等の軟質金属系、
ＰＴＦＥ等の高分子系の潤滑剤が広く使用されている。
これらの固体潤滑剤のうちで、軟質金属系の固体潤滑剤
はその摩耗粉（パーティクル）が導電性を有し、導電パ
ターンを短絡させる恐れがある。また、層状物質系、高
分子系の固体潤滑剤は耐摩耗性が低いため、耐久性の点
で軟質金属よりも劣り、発塵量も多い。このような理由
から、本発明は、転がり軸受の潤滑剤として平均分子量
が５０００以下のポリテトラフルオロエチレン（以下、
ＰＴＦＥテロマーという。）を用いることにした。従来
より固体潤滑剤として使用されているＰＴＦＥは平均分
子量が２×１０⁵〜３×１０⁵のポリマーであるが、ＰＴ
ＦＥテロマーは前記ポリマーに比べて剪断強度が著しく
小さくまた柔らかい。そのため、ＰＴＦＥテロマーの摩
耗粉は転着性に優れ、相手面の微小な凹部へも入り込ん
で潤滑皮膜を形成するので、摩耗粉（パーティクル）が
軸受外に飛散しにくく低発塵である。また、剪断抵抗が
小さいため摩擦係数が小さく、すぐれた潤滑性能を発揮
する。このＰＴＦＥテロマーの転着性のよさ、潤滑性能
のよさから軸受の低発塵性および低トルク性が確保され
る結果、リンク機構の関節部の低発塵性、低トルク性が
確保される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図１は、本発明に係わるリンク機構の関節
部を示し、このリンク機構は例えば図４に示すゲート弁
２１のリンク機構２４として用いることができる。リン
ク１およびリンク２の端部にはそれぞれ貫通穴１ａ・２
ａが設けられ、貫通穴１ａ・２ａの内径部にそれぞれ転
がり軸受３および転がり軸受４が嵌合固定されている。
そして、転がり軸受３・４の内径部に結合軸５が挿通固
定され、リンク１とリンク２とが結合されている。リン
ク１・２は、転がり軸受３・４を介して結合軸５の回り
に回動することができる。

【００１０】転がり軸受３（転がり軸受４も同一構造で
ある。）は、図２に示すように、結合軸５を嵌合する内
輪１１、貫通孔１ａに嵌合される外輪１２、内・外輪１
１・１２間に介在する複数の転動体１３、および転動体
１３を円周等間隔に保持する保持器１４といった軸受部
品で構成され、内・外輪１１・１２の転走面および転動
体１３の表面にはＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜１１ａ・
１２ａ・１３ａを形成してある。これらの潤滑皮膜１１
ａ・１２ａ・１３ａは、ＰＴＦＥテロマーの溶液を皮膜
形成面にスプレーして形成するか、あるいは軸受部品を
ＰＴＦＥテロマーの溶液中に浸漬する等して形成したも
のである。この場合の皮膜厚さは０．６μｍ程度であっ
たが、同図ではこれをかなり誇張してある。尚、ＰＴＦ
Ｅテロマーとしては、平均分子量が１０００〜３０００
のものを使用するのが望ましく、潤滑皮膜は少なくとも
転動体１３の表面に形成すればよい。また、同図では、
内・外輪１１・１２の全表面に潤滑皮膜１１ａ・１２ａ
が形成されているが、嵌合面（外径面および内径面）の
皮膜部分は皮膜処理後に除去するか、または、マスキン
グ等によって当初から皮膜処理を施さないようにする。

【００１１】図６は、図１に示すリンク機構を用いたゲ
ート弁Ａと、従来のリンク機構（ピン結合）を用いたゲ
ート弁Ｂ（いずれも図４に示すものと同一構造）とにつ
いて行なった発塵試験の結果を示す。試験は、ゲート弁
を室温、真空度１０^-6Ｔｏｒｒ下で開閉させ、ゲート弁
の直近に配置した発塵センサーにより発塵量を測定する
ことにより行なった。同図から明らかなように、図１に
示すリンク機構を用いたゲート弁Ａの相対発塵量は、ゲ
ート弁Ｂに比べて５分の１以下に減少する。この結果
は、本発明に係わるリンク機構の相対発塵量が、従来の
リンク機構に比べて著しく減少することを示すものであ
る。

【００１２】以上は、本発明に係わるリンク機構をゲー
ト弁に使用した場合についての説明であるが、本発明は
この他に例えば、図５に示すようなウェーハ搬送装置の
アーム部に使用することもできる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はリンク機
構の関節部に転がり軸受を使用すると共に、この転がり
軸受の潤滑剤としてＰＴＦＥテロマーを用いるようにし
た。したがって、本発明のリンク機構は、半導体製造設
備に使用された場合に、関節部における回動運動の転が
り化と、ＰＴＦＥテロマー潤滑皮膜の特性とが相俟って
リンク機構全体として良好な低発塵性および低トルク性
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるリンク機構の関節部を示す側面
図（図ａ）、斜視図（図ｂ）である。

【図２】転がり軸受の断面図である。

【図３】インライン装置のチャンバーを示す構造モデル
図である。

【図４】ゲート弁を示す断面図（図ａおよび図ｂ）であ
る。

【図５】ウェーハ搬送装置を示す断面図である。

【図６】発塵試験の結果を示す図である。

【符号の説明】

１ リンク ２ リンク ３ 転がり軸受 ４ 転がり軸受 １１ａ 潤滑皮膜 １２ａ 潤滑皮膜 １３ａ 潤滑皮膜

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リンクとリンクとを結合する関節部に転
   がり軸受を使用したものであって、この転がり軸受を構
   成する部品のうち少なくとも転がり摩擦を生ずる表面に
   平均分子量が５０００以下のポリテトラフルオロエチレ
   ンからなる潤滑皮膜を形成したことを特徴とする半導体
   製造設備用リンク機構。