JP3077605B2 - ホルダ駆動装置 - Google Patents

ホルダ駆動装置

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JP3077605B2
JP3077605B2 JP29745296A JP29745296A JP3077605B2 JP 3077605 B2 JP3077605 B2 JP 3077605B2 JP 29745296 A JP29745296 A JP 29745296A JP 29745296 A JP29745296 A JP 29745296A JP 3077605 B2 JP3077605 B2 JP 3077605B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばハイブリ
ッドスキャン方式のイオン注入装置等に用いられるもの
であって、基板を保持するホルダを真空容器内で機械的
に往復直線駆動するホルダ駆動装置に関し、より具体的
には、その差動排気方式を採用した軸受装置へ大気中の
水分が流入してその真空シール性能が低下することを防
止する手段に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばハイブリッドスキャン方式のイオ
ン注入装置は、真空容器内において、イオンビームを一
方向に往復走査すると共に、基板をイオンビームの走査
方向と実質的に直交する方向に機械的に往復走査するこ
とによって、基板の全面に均一にイオン注入を行う装置
であり、これには、前記基板を保持するホルダを前記真
空容器内で往復直線駆動するホルダ駆動装置が用いられ
る。
【0003】そのようなホルダ駆動装置の軸が真空容器
を貫通する部分の真空シールには、Oリング等のパッキ
ンを用いる考えもあるが、そのようなパッキンでは、軸
の駆動速度を大きくすることが難しく、また摩耗によっ
て定期的に交換する必要があるので、差動排気を用いる
場合がある。差動排気とは、この例で言えば、真空容器
と大気中との中間に1段以上の排気室を設け、そこを真
空ポンプで排気して、当該排気室の圧力を真空容器内と
大気圧との中間の圧力にする方式を言う。このような差
動排気を用いると、上記貫通部分の真空シールを、パッ
キンを使用せずに行うことが可能になる。
【0004】このような差動排気を採用した従来のホル
ダ駆動装置を備えるハイブリッドスキャン方式のイオン
注入装置の一例を図5に示す。
【0005】このイオン注入装置は、真空容器4内にお
いて、紙面の表から裏方向に向かうイオンビーム2をX
方向(例えば水平方向。以下同じ)に電気的に(即ち電
界または磁界で)往復走査すると共に、ホルダ駆動装置
10によって、基板(例えば半導体ウェーハ)6を保持
するホルダ12を、上記X方向と実質的に直交するY方
向(例えば垂直方向。以下同じ)に機械的に往復走査
し、それによって基板6の全面に均一にイオンビーム2
を照射してイオン注入を行うよう構成されている。
【0006】真空容器4は、大気中に配置され、その内
部は、図示しない真空ポンプによって、例えば1×10
-6Torr〜1×10-7Torr程度の高真空に排気さ
れる。
【0007】このホルダ駆動装置10は、アメリカ合衆
国特許第4,726,689号に開示されているもので
あり、上記ホルダ12と、このホルダ12を支持するも
のであって真空容器4を貫通する軸14と、真空容器4
外に設けられていて軸14をY方向に往復直線駆動する
駆動装置(図示省略)と、真空容器4の外側に取り付け
られていて軸14が真空容器4を貫通する部分を真空シ
ールする気体軸受装置16と、この気体軸受装置16用
の真空ポンプおよび加圧ガス供給手段(いずれも図示省
略)とを備えている。
【0008】気体軸受装置16は、気体軸受と差動排気
とを組み合わせたものである。即ち、この気体軸受装置
16は、そのハウジング(スリーブとも呼ばれる)17
内に、軸14の周囲を囲む複数段の(図示例では4段
の)排気室18〜21を有しており、各排気室18〜2
1は、図示しない4台の真空ポンプによって、真空容器
4側のものほど高真空になるようにそれぞれ真空排気さ
れる。これによって前述した差動排気が実現されてい
る。
【0009】この気体軸受装置16は、更に、図示しな
い加圧ガス供給手段から供給される加圧ガス24を、入
口22から、ハウジング17と軸14との間の精度良く
寸法管理されたギャップに供給して、当該ギャップに極
めて薄い(例えば約13μm以下の)気体層を形成する
ことによって、ハウジング17と軸14との軸芯を合わ
せ、軸14を非接触で保持するよう構成されている。こ
れによって気体軸受が実現されている。入口22に供給
される加圧ガス24の圧力は、通常はゲージ圧で約6k
gf/cm2 程度である。入口22に供給された加圧ガ
ス24は、大部分はそれと排気室21との間に設けられ
た排気ポート26を経由して外に排出され、残りはハウ
ジング17の下端部のギャップから大気中に漏れ出す。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のような差動排気
を採用した気体軸受装置16における真空シール性能を
高めるためには、一般的に、軸14とハウジング17
間のコンダクタンスを小さくするために両者間のギャッ
プ部分の軸14に沿う方向の長さを長くする、排気室
を多く設けて差動排気の段数を多くする、排気速度の
大きい真空ポンプを用いる、等の方法をうまく組み合わ
せて採用する必要がある。
【0011】上記の排気速度の大きい真空ポンプを採
用する方法は、コストアップの原因になる。また、上記
のギャップ部分の長さを長くする方法、および上記
の差動排気の段数を多くする方法は、いずれも、気体軸
受装置16の軸14に沿う方向の長さを大きくし、ひい
てはホルダ駆動装置10の長さ方向の寸法を大きくする
原因になる。
【0012】ところが、上記のようなハイブリッドスキ
ャン方式のイオン注入装置においては、イオンビーム2
を走査するビームライン高さ(床面28からビームライ
ン3までの高さ)Hは、基板6のハンドリング高さ、イ
オンビーム2を射出するイオン源のメンテナンス高さ、
当該イオン注入装置全体の高さ等に制限があり、あまり
高くすることはできないので、ホルダ駆動装置10の長
さ方向の寸法にも制約がある。
【0013】従って、気体軸受装置16の差動排気の段
数やギャップ部分の軸14に沿う方向の長さを長くする
ことには限度がある。
【0014】このような制限下で構成された気体軸受装
置16においては、軸14を駆動しない場合は真空容器
4内の真空度に影響を及ぼさないけれども、軸14を前
述したように往復直線駆動した場合は、その駆動速度を
速くすると、真空シール性能が低下して真空容器4内の
真空度が悪化することが分かった。
【0015】例えば、ホルダ12をY方向に機械的に走
査する速度は、通常は最大で250〜300mm/秒程
度にもなるが、その場合でも、真空容器4内の真空度の
悪化は、到達真空度(例えば1〜5×10-7Torr程
度)の約10%以下に抑える必要があるけれども、それ
は上記気体軸受装置16では困難であった。上記気体軸
受装置16では、真空度悪化を上記範囲内に抑えるため
には、ホルダ12の走査速度は50mm/秒程度が限度
であった。
【0016】この真空度悪化の原因を究明するために、
真空度悪化時の真空容器4内の気体の組成を四重極型質
量分析計で調べた結果、軸14が真空容器4側に入る際
に、水分が一緒に真空容器4内に入って来ていることが
分かった。これは、大気中に含まれている水分が、まず
初段の(大気側の)排気室21に入ることによってそこ
で断熱膨張して温度が下がって水滴(または氷)に変化
し、それが他の排気室20〜18を次々に経て真空容器
4内に入ることが原因であると考えられる。水分が水滴
または氷になると、次段の排気室20〜18で排気する
のは困難である。
【0017】気体軸受装置16にOリング等のパッキン
を併用するという考えもあるけれども、パッキンと軸1
4とは直線的に摺動するので、両者間を水分が通過する
のをパッキンで阻止することは困難である。
【0018】そこでこの発明は、差動排気を採用した軸
受装置の初段の排気室への大気中の水分の流入を防ぎ、
それによって軸を速い速度で往復直線駆動した場合で
も、軸受装置における真空シール性能の低下を防ぐこと
ができるホルダ駆動装置を提供することを主たる目的と
する。
【0019】
【課題を解決するための手段】この発明のホルダ駆動装
置は、大気中に配置される真空容器内に設けられていて
基板を保持するホルダと、このホルダを支持するもので
あって前記真空容器を貫通する軸と、前記真空容器外に
設けられていてこの軸をそれに沿う方向に往復直線駆動
する駆動装置と、前記真空容器の外側に取り付けられて
いて前記軸が中を貫通するものであって、前記軸を支持
する機械式の直動軸受および前記軸の周囲を囲む1段以
上の排気室を有する軸受装置と、この軸受装置の排気室
を真空排気する真空ポンプと、前記軸受装置の少なくと
も前記真空容器とは反対側の端部とそこを通る前記軸と
の間のギャップの大気側の入口部付近に、当該軸受装置
の外部から、少なくとも周りの大気よりも湿度が低くか
つ正圧の乾燥ガスを供給して当該入口部付近の雰囲気を
当該乾燥ガスで置換するガス置換機構とを備えることを
特徴としている。
【0020】前記ガス置換機構は、前記軸受装置の前記
真空容器とは反対側の端部と大気側との間を仕切るよう
に設けられていてそこを通る前記軸の周囲を囲むパージ
室と、このパージ室に少なくとも周りの大気よりも湿度
が低くかつ正圧の乾燥ガスを供給するガス供給手段とを
用いて構成するのが好ましい。
【0021】あるいは前記ガス置換機構は、前記軸受装
置の前記真空容器とは反対側の端部、当該端部から外に
出ている前記軸およびそれを駆動する前記駆動装置の周
り全体を大気中から隔離して囲む隔離容器と、この隔離
容器内に少なくとも周りの大気よりも湿度が低くかつ正
圧の乾燥ガスを供給するガス供給手段とを用いて構成す
るのが好ましい。
【0022】上記構成によれば、ガス置換機構によっ
て、差動排気を採用した軸受装置の少なくとも大気側の
端部のギャップの入口部付近の雰囲気を乾燥ガスで置換
することができるので、当該軸受装置の初段の排気室へ
の大気の流入ひいては大気中の水分の流入を防ぐことが
できる。その結果、軸を速い速度で往復直線駆動した場
合でも、当該軸受装置における真空シール性能の低下を
防ぐことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は、この発明に係るホルダ駆
動装置の一例を備えるハイブリッドスキャン方式のイオ
ン注入装置を部分的に示す図である。図2は、図1の軸
受装置周りの拡大断面図である。
【0024】このイオン注入装置におけるイオンビーム
2、真空容器4および基板6は、図5に示した従来例と
同様であるので、そこでの説明を参照するものとし、こ
こでは重複説明を省略する。
【0025】この実施例のホルダ駆動装置30は、真空
容器4内に設けられていて基板6を保持するホルダ32
と、このホルダ32を支持するものであって真空容器4
の壁面を前記Y方向に貫通する軸34と、真空容器4外
に設けられていてこの軸34をそれに沿う方向に、即ち
前記Y方向に往復直線駆動する駆動装置64と、真空容
器4のすぐ外側に取り付けられていて軸34が真空容器
4を貫通する部分を真空シールする軸受装置36と、こ
の軸受装置36のこの例では2段の排気室50および5
2をそれぞれ真空排気する二つの真空ポンプ60および
62と、軸受装置36の大気側の端部とそこを通る軸3
4との間のギャップの入口部付近に乾燥ガス86を供給
して当該入口部付近の大気を除去してその雰囲気を乾燥
ガス86で置換するガス置換機構80とを備えている。
【0026】駆動装置64は、この例では、可逆転式の
モータ66と、軸34に平行に配置されたボールねじ7
4と、モータ66の出力軸とこのボールねじ74とを連
結するタイミングプーリ68、70およびタイミングベ
ルト72と、ボールねじ74に螺合するボールナット7
6と、このボールナット76と軸34の下端部とを連結
する連結体78とを備えている。
【0027】モータ66を正転または逆転させると、そ
れに連結されたボールねじ74が矢印Aに示すように正
転または逆転され、このボールねじ74に螺合したボー
ルナット76を介して、軸34がY方向に往復直線駆動
される。
【0028】但し、上記駆動装置64を、リニアモー
タ、空圧シリンダ、油圧シリンダ等の直動式のアクチュ
エータを用いて構成しても良い。その内でも、精密な速
度制御が可能であるという理由から、リニアモータが特
に好ましい。
【0029】このような駆動装置64によって軸34を
Y方向に機械的に走査するストロークは、基板6の大き
さに依存する。例えば、基板6の直径が8インチの場合
は約300mm、12インチの場合は約400mmであ
る。
【0030】軸34は軸受装置36の中を貫通してい
る。この軸受装置36は、この例では、主に図2を参照
して、軸34を往復直線運動可能に支持する機械式の2
段の直動軸受42および44と、軸34の周囲を囲む環
状の2段の排気室50および52とを有している。な
お、直動軸受は1段以上であれば良いが、2段が最も好
ましい。なぜなら、1段では軸34のぶれが大きくな
り、3段以上では、全ての軸受と軸34との芯合わせが
難しくなるからである。
【0031】直動軸受42および44は、この例では共
にリニアボールベアリングであり、それぞれ、軸受装置
36のハウジング38の内側に固定された保持器46
と、その内部に転動可能に保持された複数のボール48
とを有している。
【0032】真空容器4に近い側の排気室50は、ハウ
ジング38内に形成されている。大気側に近い排気室5
2は、図1および図3に示す例のように排気室50と同
じハウジング38内に形成しても良いし、図2および図
4に示す例のように、ハウジング38の下端部に別のハ
ウジング40を隣接させてその中に形成しても良い。ハ
ウジング38と真空容器4との間は、Oリング等のパッ
キン58によって真空シールされている。
【0033】この軸受装置36は、機械式の軸受を採用
しているので、図5に示した気体軸受装置16の場合の
ように、軸34とその周りのハウジング等との間のギャ
ップを極めて小さくする必要はなく、上記ハウジング3
8および40、更には後述するハウジング82の内径部
と軸34の外径部との間のギャップは、数十μm〜50
μm程度と、比較的広い設計裕度がある。
【0034】両排気室50および52は、配管54およ
び56を経由して、真空ポンプ60および62によって
それぞれ真空排気される。具体的には、大気側の排気室
52よりも真空容器4側の排気室50の方が高真空に、
更に排気室50よりも真空容器4内の方が高真空に排気
される。これを実現するために、例えば、真空ポンプ6
0はターボ分子ポンプ、真空ポンプ62はロータリーポ
ンプ等の粗引きポンプで構成する。真空容器4内は、例
えばクライオポンプで真空排気される。但し、両排気室
50および52を、オリフィス等を用いて差圧を付ける
ことによって、共通の真空ポンプで排気するようにして
も良い。
【0035】ガス置換機構80は、この例では、軸受装
置36の真空容器4とは反対側の端部(図2の例ではハ
ウジング40の大気側の端部がそれに相当する)と大気
中との間を仕切るように設けられていてそこを通る軸3
4の周囲を囲む環状のパージ室84と、このパージ室8
4に正圧の乾燥ガス86を供給するガス供給手段として
の乾燥ガス源90および配管88とを備えている。
【0036】上記パージ室84は、ハウジング38(図
1の例の場合)またはハウジング40(図2の例の場
合)の下端部に取り付けられていて軸34の周囲を取り
囲むハウジング82内に形成されている。このハウジン
グ82内におけるパージ室84は、図2に拡大して示す
ように、大気側の端部に近い方に形成するのが好まし
い。そのようにすると、その反対側の(即ち軸受装置3
6側の)ギャップ83の軸34に沿う方向の長さを大き
く取って、そこのコンダクタンスをより小さくすること
ができるので、大気側からの水分を含んだ大気が軸受装
置36の方へ流れるのをより効果的に防ぐことができ
る。
【0037】乾燥ガス源90からパージ室84に供給す
る乾燥ガス86は、少なくとも軸受装置36等の周りの
大気よりも湿度の低いガスであり、具体的には、乾燥窒
素ガスまたは乾燥空気等である。乾燥空気の場合は、よ
り具体的には、露点温度を−70℃程度までに管理した
空気を用いるのが好ましい。
【0038】しかも乾燥ガス源90からパージ室84へ
は、正圧の(即ち大気圧よりも高い圧力の)乾燥ガス8
6を供給する。そのような圧力の乾燥ガス86を供給す
れば、パージ室84から外に乾燥ガス86が噴出するの
で、これがあたかも気体カーテンのような作用をして、
大気側からパージ室84を通して軸受装置36側へ大気
が流入するのをこのパージ室84で積極的に遮断するこ
とができる。
【0039】この乾燥ガス86は、軸受装置36の初段
の排気室52への大気の流入を防止するのが目的であ
り、図5に示した気体軸受装置16の場合のように気体
軸受を形成する必要はないので、当該乾燥ガス86の圧
力は、図5の従来例の場合よりも遙かに低くて済む。よ
り具体的には、乾燥ガス源90からパージ室84(ある
いは後述する隔離容器92内または環状配管96)に供
給する乾燥ガス86の圧力は、ゲージ圧で、1kgf/
cm2 以下(0を含まない)で十分であり、それよりガ
ス圧を高くしても乾燥ガス86の消費量が増えるだけで
ある。この乾燥ガス86の圧力は、より具体的には、上
記の大気流入防止作用とガス消費量低減とをうまく両立
させる観点からは、ゲージ圧で0.2〜0.5kgf/
cm2 の範囲内にするのが好ましい。
【0040】このホルダ駆動装置30によれば、パージ
室84に供給される乾燥ガス86によって、軸受装置3
6の下端部とそこを通る軸34間のギャップ53の大気
側の入口部付近の雰囲気を乾燥ガス86で置換すること
ができるだけでなく、パージ室84から外に噴出する乾
燥ガス86によって、大気側からパージ室84を通して
軸受装置36側へ大気が流入するのをこのパージ室84
で積極的に遮断することができる。その結果、軸受装置
36の初段の排気室52への大気の流入ひいては大気中
の水分の流入を防ぐことができる。
【0041】その結果、軸34を速い速度で往復直線駆
動した場合でも、軸受装置36における真空シール性能
の低下を防いで、真空容器4内の真空度悪化を防ぐこと
ができる。
【0042】例えば、ホルダ32をY方向に機械的に走
査する速度を500mm/秒に高めても、真空容器4内
の真空度の悪化を、到達真空度(例えば1〜5×10-7
Torr程度)の約10%以下に抑えることが可能にな
った。イオン注入装置におけるホルダ32の走査速度
は、通常は100〜300mm/秒程度の範囲内、大き
く見ても100〜500mm/秒の範囲内で使用される
ので、このホルダ駆動装置30によればそれに十分に対
応することができる。
【0043】しかも、このホルダ駆動装置30によれ
ば、軸受装置36の真空シール性能を高めるために、差
動排気の段数を多くしたり、軸34とハウジング間のギ
ャップ部分の軸34に沿う方向の長さを長くしたりせず
に済むので、ホルダ駆動装置30の長さ方向の寸法を、
前述したビームライン高さHから来る制約寸法内に十分
に納めることが可能になる。また、真空ポンプ60およ
び62として、排気速度の特に大きなものを使用しなく
て済むので、コストアップの要因も少なくて済む。
【0044】また、図5に示したホルダ駆動装置10
は、気体軸受装置16を用いており、気体軸受は前述し
たように軸14とハウジング(スリーブ)17との間の
ギャップ寸法を非常に小さい値(例えば前述したように
約13μm以下に)に管理する必要があるので、軸14
およびハウジング17の高い加工精度を必要とし、加工
コストが嵩むという課題がある。これに対して、機械的
な直動軸受42および44を用いる上記軸受装置36で
は、前述したように軸34とハウジング38、40、8
2との間のギャップ寸法を図5の従来例の場合よりも3
〜4倍程度にしても良く、そのようなギャップ寸法の加
工は比較的容易であるので、当該軸やハウジングの加工
コストを下げることができるという利点もある。これは
以下に述べる実施例においても同様である。
【0045】更に、図5の気体軸受装置16では、気体
軸受を実現するために、前述したように高い圧力(例え
ば前述したようにゲージ圧で約6kgf/cm2 程度)
の加圧ガス24を供給する必要があるので、圧力が高い
分、加圧ガス24の流量が増えてその消費量が増大して
そのコストが嵩む。また、圧力が高い分、加圧ガス24
が排気室21〜18等に流入する量も増え、この加圧ガ
ス24の供給による真空容器4内の真空度悪化を避ける
ためには、排気室18〜21を真空排気する真空ポンプ
の排気速度を大きくしたり、差動排気の段数を増やした
りする必要がある。真空ポンプの排気速度を大きくする
と、そのぶんコストが嵩む。差動排気の段数を増やすに
は前述したように長さ方向寸法の制限があり困難であ
る。
【0046】これに対して上記軸受装置36では、前述
したようにガス置換機構80に供給する乾燥ガス86の
圧力は、図5の従来例の加圧ガス24の場合の1/10
程度あるいはそれ以下で済むので、その分、乾燥ガス8
6の消費量が少なくて済みそのコストを下げることがで
きる。また、圧力が低い分、乾燥ガス86が排気室50
および52に流入する量は少なく、この乾燥ガス86の
供給による真空容器4内の真空度悪化は無視することが
できるので、従来例のように排気室を真空排気する真空
ポンプの排気速度を大きくしたり、差動排気の段数を増
やしたりする必要もない。従って、真空ポンプのコスト
アップや、長さ方向寸法の制限に抵触する問題も生じな
い。これは以下に述べる実施例においても同様である。
【0047】ガス置換機構80は、図3に示す実施例の
ように、軸受装置36の真空容器4とは反対側の端部、
当該端部から外に出ている軸34およびそれを駆動する
駆動装置64の周り全体を大気中から隔離して囲む隔離
容器92と、この隔離容器92内に、そのガス導入口9
4を経由して、前述したような正圧の乾燥ガス86を供
給するガス供給手段(この例では前記と同様の乾燥ガス
源90および配管88)とを用いて構成しても良い。
【0048】このガス置換機構によれば、軸受装置36
の下端部のギャップ53の大気側の入口部付近のみでな
く、軸受装置36外に出ている軸34の周りの雰囲気を
も乾燥ガス86によって完全に置換することができるの
で、軸34の表面に空気中の水分が付着してそれが軸3
4の表面を伝って軸受装置36内に入ることをも完全に
防止することができる。その結果、図1および図2に示
した実施例よりも装置の寸法が若干大きくなるけれど
も、軸受装置36の初段の排気室52への大気中の水分
の流入を防止する効果はより大きくなる。
【0049】なお、隔離容器92で上記範囲を囲むだけ
で隔離容器92内に正圧の乾燥ガス86を供給しない場
合は、真空ポンプ60、62等によってギャップ53等
のギャップを介して隔離容器92内が排気されて負圧に
なり、それによって隔離容器92内に外から大気が吸い
込まれる可能性があるが、これを、隔離容器92内に正
圧の乾燥ガス86を供給することによって防止すること
ができる。
【0050】更にガス置換機構80は、図4に示す実施
例のように、軸受装置36の下端部のギャップ53の大
気側の入口部に向いた複数の、好ましくは多数のノズル
98を周上にほぼ等間隔で有する環状配管96と、それ
に前述したような正圧の乾燥ガス86を供給するガス供
給手段(この例では前記と同様の乾燥ガス源90および
配管88)とを用いて構成しても良い。
【0051】このガス置換機構80によっても、各ノズ
ル98から乾燥ガス86を上記ギャップ53の大気側の
入口部に向けて噴出して、当該入口部付近の雰囲気を乾
燥ガス86で置換することができるので、軸受装置36
の初段の排気室52へ、ギャップ53の部分から、大気
ひいては大気中の水分の流入を防止することができる。
【0052】なお、上記軸受装置36は、Oリング等の
パッキンを用いずに、ギャップ部分のコンダクタンス低
下によって、大気圧側から初段の排気室52、次段の排
気室50および真空容器4内にかけての圧力を徐々に低
くする(即ち真空度を徐々に高くする)ことを実現して
いるけれども、このギャップ部分のコンダクタンス低下
の代わりに、またはそれと共に、Oリング等のパッキン
を用いても良い。その場合でも、当該パッキンに水分の
通過阻止を期待する必要はなく、この水分通過阻止作用
は前述したガス置換機構80が奏するので、当該軸受装
置36において前記と同等あるいはそれ以上の真空シー
ル性能を得ることができる。
【0053】また、上記軸受装置36における差動排気
の段数、即ち差動排気用の排気室の数は、上記例のよう
な2段に限定されるものではなく、1段以上で任意であ
り、具体的には、必要とする真空シール性能等に応じて
決めれば良い。
【0054】また、前述したX、Y方向は、実質的に直
交する二方向を表すだけであり、上記例とは反対に、X
方向を垂直方向、Y方向を水平方向と見ても良いし、両
方向を垂直から傾いた方向と見ても良い。いずれに見て
も、上記ホルダ駆動装置30によれば、その軸34に沿
う方向の寸法の制限に抵触する問題を避けることができ
る。
【0055】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
【0056】請求項1記載の発明によれば、上記のよう
なガス置換機構によって、軸受装置の初段の排気室への
大気の流入ひいては大気中の水分の流入を防ぐことがで
きるので、軸を速い速度で往復直線駆動した場合でも、
軸受装置における真空シール性能の低下を防ぐことがで
きる。
【0057】その結果、軸受装置の差動排気の段数を多
くしたり、ギャップ部分の軸に沿う方向の長さを長くし
たり、あるいは真空ポンプの排気速度を特に大きくした
りせずに済む。
【0058】また、軸受装置に機械式の直動軸受を用い
ているので、気体軸受装置を用いた従来例に比べて、軸
およびハウジングの加工が容易になり、加工コストを低
減することができる。更に、ガス置換機構に供給する乾
燥ガスの圧力が、気体軸受装置を用いた従来例における
加圧ガスに比べて遙かに低くて済むので、差動排気用の
真空ポンプの排気速度を大きくしたり、差動排気の段数
を増やしたりせずに済む。
【0059】請求項2記載の発明によれば、上記のよう
なパージ室を備えているので、小型かつコンパクトな構
成で、請求項1の装置と同等以上の効果を奏することが
できる。
【0060】請求項3記載の発明によれば、上記のよう
な隔離容器を備えているので、請求項2の装置よりも寸
法は若干大きくなるけれども、軸受装置の初段の排気室
への大気の流入ひいては大気中の水分の流入をより確実
に防いで、軸受装置における真空シール性能の低下をよ
り確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るホルダ駆動装置の一例を備える
ハイブリッドスキャン方式のイオン注入装置を部分的に
示す図である。
【図2】図1の軸受装置周りの拡大断面図である。
【図3】この発明に係るホルダ駆動装置の他の例を備え
るハイブリッドスキャン方式のイオン注入装置を部分的
に示す図である。
【図4】ガス置換機構の更に他の例を示す図である。
【図5】従来のホルダ駆動装置を備えるハイブリッドス
キャン方式のイオン注入装置の一例を部分的に示す図で
ある。
【符号の説明】
2 イオンビーム 4 真空容器 6 基板 30 ホルダ駆動装置 32 ホルダ 34 軸 36 軸受装置 42、44 直動軸受 50、52 排気室 60、62 真空ポンプ 64 駆動装置 80 ガス置換機構 84 パージ室 86 乾燥ガス 92 隔離容器 98 ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松野 知保 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (72)発明者 長井 宜夫 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−211850(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/265

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大気中に配置される真空容器内に設けら
    れていて基板を保持するホルダと、このホルダを支持す
    るものであって前記真空容器を貫通する軸と、前記真空
    容器外に設けられていてこの軸をそれに沿う方向に往復
    直線駆動する駆動装置と、前記真空容器の外側に取り付
    けられていて前記軸が中を貫通するものであって、前記
    軸を支持する機械式の直動軸受および前記軸の周囲を囲
    む1段以上の排気室を有する軸受装置と、この軸受装置
    の排気室を真空排気する真空ポンプと、前記軸受装置の
    少なくとも前記真空容器とは反対側の端部とそこを通る
    前記軸との間のギャップの大気側の入口部付近に、当該
    軸受装置の外部から、少なくとも周りの大気よりも湿度
    が低くかつ正圧の乾燥ガスを供給して当該入口部付近の
    雰囲気を当該乾燥ガスで置換するガス置換機構とを備え
    ることを特徴とするホルダ駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記ガス置換機構が、前記軸受装置の前
    記真空容器とは反対側の端部と大気側との間を仕切るよ
    うに設けられていてそこを通る前記軸の周囲を囲むパー
    ジ室と、このパージ室に少なくとも周りの大気よりも湿
    度が低くかつ正圧の乾燥ガスを供給するガス供給手段と
    を備える請求項1記載のホルダ駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記ガス置換機構が、前記軸受装置の前
    記真空容器とは反対側の端部、当該端部から外に出てい
    る前記軸およびそれを駆動する前記駆動装置の周り全体
    を大気中から隔離して囲む隔離容器と、この隔離容器内
    に少なくとも周りの大気よりも湿度が低くかつ正圧の乾
    燥ガスを供給するガス供給手段とを備える請求項1記載
    のホルダ駆動装置。
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