JP3077605B2 - ホルダ駆動装置 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29745296A JP3077605B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | ホルダ駆動装置 |
| KR1019970053059A KR100417505B1 (ko) | 1996-10-18 | 1997-10-16 | 홀더구동장치 |
| DE69727111T DE69727111T2 (de) | 1996-10-18 | 1997-10-17 | Halterantriebseinheit |
| EP97118077A EP0838835B1 (en) | 1996-10-18 | 1997-10-17 | Holder driving unit |
| US08/953,638 US6805487B1 (en) | 1996-10-18 | 1997-10-17 | Holder driving unit |
| TW086115390A TW391027B (en) | 1996-10-18 | 1997-10-18 | Holder driving unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29745296A JP3077605B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | ホルダ駆動装置 |
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|---|---|
| JPH10125613A JPH10125613A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3077605B2 true JP3077605B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=17846701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29745296A Expired - Fee Related JP3077605B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | ホルダ駆動装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6805487B1 (ja) |
| EP (1) | EP0838835B1 (ja) |
| JP (1) | JP3077605B2 (ja) |
| KR (1) | KR100417505B1 (ja) |
| DE (1) | DE69727111T2 (ja) |
| TW (1) | TW391027B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US20020180159A1 (en) * | 2000-12-13 | 2002-12-05 | Nsk Ltd. | Sealing device and positioning device using the same |
| EP1350997B1 (en) * | 2002-04-05 | 2014-10-01 | Ebara Corporation | Method for operating a seal device |
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| JP4560321B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-10-13 | 株式会社Ｓｅｎ | ウエハスキャン装置 |
| DE102004051684A1 (de) * | 2004-10-23 | 2006-04-27 | Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh | Bearbeitungsvorrichtung mit Hoch- oder Unterdruckkammer |
| JP5042515B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2012-10-03 | 株式会社Ｓｅｎ | 真空駆動軸の真空シール機構 |
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| KR20110026935A (ko) * | 2009-09-09 | 2011-03-16 | 삼성전자주식회사 | 로봇 관절 구동장치 및 이를 포함하는 로봇 |
| US10119529B2 (en) * | 2015-03-17 | 2018-11-06 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Cryopump arrangement for improved pump speed |
| US10906145B2 (en) * | 2017-01-05 | 2021-02-02 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Driveline test fixture having compliant collar |
| DE102017122754A1 (de) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Vorrichtung sowie Vakuumkammer |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5248261B2 (ja) * | 1972-04-11 | 1977-12-08 | ||
| US4361332A (en) * | 1980-11-12 | 1982-11-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Rotatable seal assembly |
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| FR2602911B1 (fr) | 1986-08-05 | 1991-06-28 | Letyrant Claude | Dispositif de deplacement d'echantillons dans une enceinte a atmosphere controlee |
| US4726689A (en) * | 1986-10-22 | 1988-02-23 | Eclipse Ion Technology, Inc. | Linear gas bearing with integral vacuum seal for use in serial process ion implantation equipment |
| US4812101A (en) * | 1987-04-27 | 1989-03-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for continuous throughput in a vacuum environment |
| US4797053A (en) | 1988-02-16 | 1989-01-10 | Huntington Mechanical Laboratories, Inc. | Manipulator for vacuum applications |
| US5003183A (en) | 1989-05-15 | 1991-03-26 | Nissin Electric Company, Limited | Ion implantation apparatus and method of controlling the same |
| US5180230A (en) | 1991-06-12 | 1993-01-19 | Etec Systems, Inc. | Rolling element cage constraint |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP29745296A patent/JP3077605B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-10-16 KR KR1019970053059A patent/KR100417505B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-10-17 DE DE69727111T patent/DE69727111T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-17 EP EP97118077A patent/EP0838835B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-17 US US08/953,638 patent/US6805487B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-18 TW TW086115390A patent/TW391027B/zh not_active IP Right Cessation
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| JPH10125613A (ja) | 1998-05-15 |
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