JP3426001B2 - Atmosphere chamber device with built-in stage - Google Patents

Atmosphere chamber device with built-in stage

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JP3426001B2
JP3426001B2 JP23031293A JP23031293A JP3426001B2 JP 3426001 B2 JP3426001 B2 JP 3426001B2 JP 23031293 A JP23031293 A JP 23031293A JP 23031293 A JP23031293 A JP 23031293A JP 3426001 B2 JP3426001 B2 JP 3426001B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特殊な環境下で材料等
の特性試験等を行うのに利用されるステージ内蔵型雰囲
気室装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an atmosphere chamber apparatus with a built-in stage, which is used for conducting a characteristic test of materials and the like under a special environment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より材料開発や、特殊な環境下での
材料特性試験等に雰囲気室を有する試験装置が用いられ
てきた。通常の材料試験は、雰囲気室内に材料を静置し
て行われるが、特殊な材料試験では、材料の加工、成形
等について特殊環境下で試験をするために試料を所定の
方向に移動する移動ステージが必要となる。従来、この
種の移動ステージは、ステージの駆動系を雰囲気室内に
設けたものと、雰囲気室外に設けたものとに大きく分け
ることができる。雰囲気室外にステージの駆動系を配置
した場合には、駆動系を構成する部材を室壁に貫通させ
る必要があるので、外部に雰囲気が遺漏しないようにこ
の部分をシールする必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a test apparatus having an atmosphere chamber has been used for material development and material characteristic test under a special environment. A normal material test is performed by allowing the material to stand in an atmosphere chamber.However, in the special material test, the sample is moved in a predetermined direction in order to test it in a special environment for processing, molding, etc. A stage is needed. Conventionally, this type of moving stage can be roughly divided into a stage having a drive system provided inside the atmosphere chamber and a stage provided outside the atmosphere chamber. When the drive system of the stage is arranged outside the atmosphere chamber, it is necessary to penetrate the member constituting the drive system into the chamber wall, and therefore it is necessary to seal this portion so that the atmosphere does not leak outside.

【0003】一方、ステージの駆動系を雰囲気室内に備
えるものでは、設定する環境条件が腐食性雰囲気になる
ような場合、駆動系を腐食性の雰囲気から保護する構造
が設けられる。一般には、この種の移動ステージは、三
次元的な動きをするので、保護構造にはその三次元的な
動きに対応することが要求される。従来のシール機構と
しては、ベローズ構造が採用されている。
On the other hand, in the case where the stage drive system is provided in the atmosphere chamber, a structure is provided to protect the drive system from the corrosive atmosphere when the environmental condition to be set is a corrosive atmosphere. Generally, since this type of moving stage moves in three dimensions, the protective structure is required to support the movement in three dimensions. A bellows structure has been adopted as a conventional sealing mechanism.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベロー
ズ構造は、雰囲気の遺漏がほとんどなく、駆動系との間
で摩擦が生じないなど安全性の面で優れるが、駆動軸の
3軸をベローズ内部に収容することで、ベローズ構造そ
のものが大型化するか、又はステージの移動量が制限さ
れる問題がある。また、ベローズは、通常、内外に差圧
がないか、または、小さいところで用いられ、高圧下の
試験環境条件のように内外の差圧が大きくなると使用で
きないという問題がある。そこで、本発明の目的は、前
記従来技術の有する問題点を解消し、高圧、腐食性雰囲
気の環境条件下でも、ステージの駆動系を雰囲気から保
護することができるとともに、駆動系の保護構造を簡素
化できるようにしたステージ内蔵型雰囲気室装置を提供
することにある。
However, the bellows structure is excellent in safety such that there is almost no leakage of atmosphere and no friction is generated between the bellows structure and the drive system. By accommodating, there is a problem that the bellows structure itself becomes large or the amount of movement of the stage is limited. Further, the bellows is usually used in a place where there is no pressure difference between the inside and the outside or is small, and there is a problem that the bellows cannot be used when the pressure difference between the inside and the outside becomes large as in a test environment condition under high pressure. Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned conventional technology, and to protect the drive system of the stage from the atmosphere even under the environmental conditions of high pressure and corrosive atmosphere. An object is to provide an atmosphere chamber apparatus with a built-in stage that can be simplified.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、雰囲気室を形成する容器と、試料が搭
載され複数軸方向に移動可能なステージを雰囲気室内に
備えたステージ内蔵型雰囲気室装置において、所定の雰
囲気の環境を形成し前記ステージの少なくとも表面が位
置している第1の部屋と、前記ステージおよびこのステ
ージの動きに追従する隔離部材によって前記第1の部屋
から隔離され、前記ステージを複数軸方向に移動させる
ステージ駆動系の少なくとも一部が収容される第2の部
屋と、前記第1の部屋、第2の部屋にそれぞれ独立にガ
スを供給する雰囲気ガス供給系と、前記第1の部屋、第
2の部屋の圧力を等しくするように制御する圧力制御装
置とを設けたことを特徴とするものである。また、本発
明は、前記の目的を達成するために、前記ステージ駆動
系の少なくとも一部の駆動装置を第2の部屋内に配置
し、該駆動装置を支持する駆動軸を第2の部屋の壁部材
を摺動自在に貫通させて雰囲気室外の駆動装置に連結
し、前記駆動軸と壁部材との間の摺動部分にシール部材
を設けたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a built-in stage in which a container forming an atmosphere chamber and a stage on which a sample is mounted and which is movable in a plurality of axial directions are provided in the atmosphere chamber. In a mold atmosphere chamber apparatus, a first chamber in which an environment of a predetermined atmosphere is formed and at least the surface of the stage is located, the stage and the stage
The first chamber by an isolation member that follows the movement of the cage
And a second chamber in which at least a part of a stage drive system for moving the stage in a plurality of axial directions is housed, and the first chamber and the second chamber are independently supplied with gas. An atmosphere gas supply system for supplying and a pressure control device for controlling the pressures in the first chamber and the second chamber to be equal to each other are provided. Further, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention arranges at least a part of a drive device of the stage drive system in a second room, and sets a drive shaft supporting the drive device in the second room. It is characterized in that the wall member is slidably pierced and connected to a drive device outside the atmosphere chamber, and a seal member is provided at a sliding portion between the drive shaft and the wall member.

【0006】また、本発明は、前記の目的を達成するた
めに、前記隔離部材は、前記ステージの端縁部を摺動自
在に保持する押え部材有し、前記ステージの端縁部の
摺動部分でシールを形成するものである前記の構成にお
いて、隔離部材は、ベローズ等の可撓性部材を有し、前
記壁部材を貫通する駆動軸が複数軸方向に移動可能に構
成することができる。また、前記第2の部屋には圧力媒
体として非腐食性ガスを用いることが好ましい。
[0006] Further, in order to achieve the above object, the isolation member has a pressing member for holding the edge portion of the stage slidably, sliding the edge of the stage In the above-mentioned configuration in which the moving portion forms a seal, the separating member may have a flexible member such as a bellows, and the drive shaft passing through the wall member may be configured to be movable in a plurality of axial directions. it can. Further, it is preferable to use a non-corrosive gas as a pressure medium in the second chamber.

【0007】[0007]

【作用】第1の部屋は、雰囲気ガスが導入され、材料試
験等の作業領域となる。材料試験等は、試料を搭載した
ステージがこの第1の部屋内を三次元的に移動しながら
行われる。この間、隔離部材は、ステージの移動に追従
するので、第1の部屋と第2の部屋とは互いに気密性が
保たれる。第2の部屋には、第1の部屋とは独立にガス
が供給されるので、例えば、第1の部屋は、高圧、腐食
性ガスの雰囲気で満たし、他方、第2の部屋は、非腐食
性ガスで満たすことができるので、第2の部屋内のステ
ージ駆動系の保護が容易となり、シール部材の選定も容
易となる。また、第1の部屋、第2の部屋は、等しい圧
力に保たれるので、隔離部材の構成が簡素化する。
In the first chamber, the atmospheric gas is introduced to serve as a work area for material tests and the like. The material test and the like are performed while the stage on which the sample is mounted moves three-dimensionally in the first room. During this time, the isolation member follows the movement of the stage, so that the first chamber and the second chamber are kept airtight. Since gas is supplied to the second chamber independently of the first chamber, for example, the first chamber is filled with a high-pressure, corrosive gas atmosphere, while the second chamber is non-corrosive. Since the gas can be filled with the inert gas, the stage drive system in the second chamber can be easily protected, and the sealing member can be easily selected. Moreover, since the first chamber and the second chamber are kept at the same pressure, the structure of the isolation member is simplified.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の第1実施例について添付の図
面を参照して説明する。図1において、符号1は第1実
施例によるステージ内蔵型雰囲気室装置の全体を表して
いる。このステージ内蔵型雰囲気室装置1は、内部に雰
囲気室が形成された本体部2と、この本体部2が設置さ
れこれを支持する架台3とから構成されている。本体部
2の内部の雰囲気室は、例えば、高圧、腐食性の雰囲気
の試験環境が形成される第1の部屋4と、第2の部屋5
とに隔離部材を兼用しているステージ6および可撓性部
材、例えば、ベローズ7によって区画されている。ステ
ージ6は、ステージ駆動系によって、x−y平面(図面
に垂直な平面)およびz軸方向(図面で上下方向)に平
行に移動できるようになっており、このステージ6は、
次のように構成されるステージ駆動系と連結されてい
る。この第1実施例では、ステージ駆動系は、第2の部
屋5に配設されるx−y軸駆動装置8と、架台3内部に
配設されるz軸駆動装置9とから構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 represents the entire stage-embedded atmosphere chamber apparatus according to the first embodiment. The stage-incorporated atmosphere chamber apparatus 1 is composed of a main body portion 2 in which an atmosphere chamber is formed, and a mount 3 on which the main body portion 2 is installed and supports the main body portion 2. The atmosphere chamber inside the main body 2 is, for example, a first chamber 4 and a second chamber 5 in which a high-pressure, corrosive atmosphere test environment is formed.
It is partitioned by a stage 6 which also serves as a separating member and a flexible member such as a bellows 7. The stage 6 can be moved in parallel by the stage drive system in the xy plane (the plane perpendicular to the drawing) and the z-axis direction (the vertical direction in the drawing).
It is connected to a stage drive system configured as follows. In the first embodiment, the stage driving system is composed of an xy axis driving device 8 arranged in the second chamber 5 and az axis driving device 9 arranged inside the gantry 3. .

【0009】x−y軸ステージ駆動装置8は、ステージ
6をx軸方向に移動するx軸駆動装置10と、このx軸
駆動装置10をy軸方向に移動するy軸駆動装置11と
を一体的に組合わせてなるのものであり、このうち、x
軸駆動装置10は、x軸駆動用電動機12を回転させて
図示しないボールねじ/ナット機構によりステージ6が
x軸方向に移動するように構成されている。同様に、y
軸駆動装置11は、y軸駆動用電動機13を備え、この
y軸駆動用電動機13により図示しないボールねじを回
転させて、ボールねじに螺合するボールナットととも
に、x軸駆動装置10及びステージ6が一体的にy軸方
向に移動するように構成されている。
The x-y axis stage driving device 8 integrally includes an x-axis driving device 10 for moving the stage 6 in the x-axis direction and a y-axis driving device 11 for moving the x-axis driving device 10 in the y-axis direction. X), of which x
The axis drive device 10 is configured to rotate the x-axis drive electric motor 12 and move the stage 6 in the x-axis direction by a ball screw / nut mechanism (not shown). Similarly, y
The shaft driving device 11 includes a y-axis driving electric motor 13, and a ball screw (not shown) is rotated by the y-axis driving electric motor 13 so that the ball screw is screwed into the ball nut, the x-axis driving device 10, and the stage 6 Are configured to move integrally in the y-axis direction.

【0010】第1の部屋4には、本体部2の側壁に設け
たガス供給口14から各種雰囲気ガスが導入され、同様
に側壁の導出口15から外部に排出されるようになって
いる。これに対して第2の部屋5には、架台3側を通る
ように構成したガス供給路16から非腐食性のガスが導
入され、ガス導出路17から外部に導出される。
Various atmosphere gases are introduced into the first chamber 4 from a gas supply port 14 provided on the side wall of the main body 2, and are similarly discharged to the outside from an outlet port 15 of the side wall. On the other hand, the non-corrosive gas is introduced into the second chamber 5 from the gas supply passage 16 configured to pass through the gantry 3 side and is led out to the outside from the gas lead-out passage 17.

【0011】第2の部屋5へ供給する雰囲気ガスの圧力
は、図2に示されるように構成される圧力制御装置19
によって、第1の部屋4と、第2の部屋5とで圧力が等
しくなるように調整される。
The pressure of the atmospheric gas supplied to the second chamber 5 is the pressure control device 19 configured as shown in FIG.
Thus, the pressures in the first chamber 4 and the second chamber 5 are adjusted to be equal.

【0012】この第1実施例では、圧力制御装置19
は、第1の部屋4と第2の部屋5との間の差圧を検出す
る圧力検出器20と、ガス供給路16、ガス排出路17
に接続される管路にそれぞれ設けた流量制御弁21、2
2とを備えている。第1の部屋4と第2の部屋5の圧力
は、圧力検出器20によって検出した差圧がなくなるよ
うに流量制御弁21、22を開閉操作することにより、
ほぼ一定に保たれるように制御される。なお、図2にお
いて、符号23は、第2の部屋5を密閉するための止め
弁を示している。
In the first embodiment, the pressure control device 19
Is a pressure detector 20 for detecting a differential pressure between the first chamber 4 and the second chamber 5, a gas supply passage 16, and a gas discharge passage 17.
Flow control valves 21, 2 respectively provided in the pipelines connected to
2 and. The pressures in the first chamber 4 and the second chamber 5 are controlled by opening and closing the flow control valves 21 and 22 so that the differential pressure detected by the pressure detector 20 disappears.
It is controlled so that it is kept almost constant. In FIG. 2, reference numeral 23 indicates a stop valve for sealing the second chamber 5.

【0013】次に、架台3の内部に配設されるz軸駆動
装置9について説明する。このz軸駆動装置9は、ステ
ージ6の駆動軸のうち、上下方向のz軸方向に移動させ
るための駆動装置であって、連結棒24を介してx−y
軸駆動装置8と連結されている。この第1実施例の場
合、連結棒24は、第2の部屋5の壁部材である架台3
の上壁を貫通する孔部に挿着されるスリーブ25に摺動
自在に挿通されているものである。連結棒24とスリー
ブ25と間の摺動部分は、シール部材26によつて気密
にシールされているので、第2の部屋5の雰囲気ガスが
外部に漏洩するのが防止されるようになっている。
Next, the z-axis drive device 9 arranged inside the frame 3 will be described. The z-axis drive device 9 is a drive device for moving in the vertical z-axis direction of the drive shaft of the stage 6, and is an xy unit via a connecting rod 24.
It is connected to the shaft driving device 8. In the case of the first embodiment, the connecting rod 24 is a pedestal 3 that is a wall member of the second chamber 5.
The sleeve 25 is slidably inserted into a sleeve 25 that is inserted into a hole penetrating the upper wall. The sliding portion between the connecting rod 24 and the sleeve 25 is hermetically sealed by the sealing member 26, so that the atmospheric gas in the second chamber 5 is prevented from leaking to the outside. There is.

【0014】z軸駆動装置9は、円筒状のブラケット2
7を介して架台3の上壁の下面において取り付けられて
おり、このブラケット27の内部にリニアベアリング2
9などの直動軸受を介して昇降部材28が上下方向に移
動可能な状態で支持されている。この昇降部材28の上
端側は前記連結棒24と連結され、その下端側はボール
ナット30に螺合するボールねじ31と連結されてい
る。このボールねじ31は、z軸駆動用電動機32によ
って回転駆動され、ボールナット30によって回転が直
線運動に変換され昇降部材28を上下に移動させるよう
に構成されている。
The z-axis drive device 9 includes a cylindrical bracket 2
It is mounted on the lower surface of the upper wall of the pedestal 3 via the linear bearing 2 inside the bracket 27.
The elevating member 28 is movably supported in the vertical direction via linear motion bearings such as 9. An upper end side of the elevating member 28 is connected to the connecting rod 24, and a lower end side thereof is connected to a ball screw 31 screwed into a ball nut 30. The ball screw 31 is rotationally driven by a z-axis driving electric motor 32, and the ball nut 30 converts the rotation into a linear motion to move the elevating member 28 up and down.

【0015】次に、腐食性の高圧ガスの雰囲気のもとで
ステージ6に搭載した試料について、三次元的に移動さ
せながら行う腐食試験を例に、第1実施例の作用につい
て説明する。
Next, the operation of the first embodiment will be described by taking as an example a corrosion test conducted while moving three-dimensionally with respect to the sample mounted on the stage 6 under the atmosphere of corrosive high pressure gas.

【0016】まず、雰囲気として利用するガスは、図示
されないガス制御盤により設定されて供給口14から第
1の部屋4に供給される。この第1の部屋4に導かれる
腐食性ガスには、例えば、塩素ガスが使用される。一
方、第2の部屋5には、非腐食性の不活性ガス、例え
ば、窒素ガスがガス供給路16から導入される。この窒
素ガスの圧力は、図2に示した圧力制御装置19によっ
て、第1の部屋4の圧力と等しい圧力になるように制御
されるので、腐食試験の間、差圧はほとんど0になるよ
うに保たれる。従って、高圧の環境下でもベローズ7を
用いて簡易な構成のステージ駆動系の保護構造を構成す
ることができる。
First, the gas used as the atmosphere is set by a gas control panel (not shown) and is supplied to the first chamber 4 from the supply port 14. For example, chlorine gas is used as the corrosive gas introduced into the first chamber 4. On the other hand, a non-corrosive inert gas such as nitrogen gas is introduced into the second chamber 5 through the gas supply passage 16. The pressure of this nitrogen gas is controlled by the pressure control device 19 shown in FIG. 2 so as to be equal to the pressure in the first chamber 4, so that the differential pressure becomes almost zero during the corrosion test. Kept in. Therefore, even under a high-pressure environment, the bellows 7 can be used to form a simple structure for protecting the stage drive system.

【0017】こうして、雰囲気室内の環境条件が設定さ
れると、ステージ6は、x−y軸駆動装置8のx軸駆動
用電動機12、y軸駆動用電動機13が回転してx−y
平面上を移動し、また、z軸駆動装置9のz軸駆動用電
動機32によって上下に移動する。このように、予め設
定した三次元的な経路に沿ってステージ6が移動し、ス
テージ6に載せた試料は塩素ガスに長時間継続的に曝さ
れることになる。
When the environmental conditions in the atmosphere chamber are set in this way, in the stage 6, the x-axis driving electric motor 12 and the y-axis driving electric motor 13 of the xy-axis driving device 8 rotate and xy moves.
It moves on a plane and moves up and down by the z-axis driving electric motor 32 of the z-axis driving device 9. In this way, the stage 6 moves along the preset three-dimensional path, and the sample placed on the stage 6 is continuously exposed to chlorine gas for a long time.

【0018】ステージ6の動きに伴って、第1の部屋4
と第2の部屋5とを区画するベローズ7は、ステージ6
のx−y平面上の移動および上下方向の動きに追従して
伸縮するので、第1の部屋4と第2の部屋5の間の気密
性は保たれる。上下方向にステージ6が移動するときに
は、連結棒24はシール部材26によってシールされて
いるので、第2の部屋の窒素ガスが外部に漏洩すること
はなく、しかも、窒素ガスは不活性であるので、シール
部材26は劣化することもない。
As the stage 6 moves, the first room 4
And the second room 5 are separated from each other by the stage 6
Since it expands and contracts following the movement on the xy plane and the movement in the vertical direction, the airtightness between the first chamber 4 and the second chamber 5 is maintained. Since the connecting rod 24 is sealed by the seal member 26 when the stage 6 moves in the vertical direction, the nitrogen gas in the second chamber does not leak to the outside and the nitrogen gas is inactive. The seal member 26 does not deteriorate.

【0019】次に、第2ないし第4実施例について、図
3乃至図5を参照して説明する。図3の第2実施例で
は、試料が載せられるステージ40と、このステージ4
0を上下から押えるようにして摺動自在に保持する押え
部材41、42と、隔離筒43とを組み合わせることに
よって、雰囲気室を第1の部屋4と第2の部屋5とに区
画する隔離部材を構成した例である。この第2実施例の
場合、ステージ40は、押え部材41、42に挟まれる
ようにして相対的にX−Y平面上を移動することができ
る。また、押え部材42の側面には、隔離筒43の上端
内周面が摺接するようになっているので、ステージ40
の上下方向の変位が許容される。
Next, second to fourth embodiments will be described with reference to FIGS. 3 to 5. In the second embodiment of FIG. 3, the stage 40 on which the sample is placed and the stage 4
Separating member that divides the atmosphere chamber into a first chamber 4 and a second chamber 5 by combining pressing members 41 and 42 that slidably hold 0 so as to press it from above and below and an isolation cylinder 43. It is an example of configuring. In the case of the second embodiment, the stage 40 can be relatively moved on the XY plane so as to be sandwiched between the pressing members 41 and 42. Further, the inner peripheral surface of the upper end of the isolation cylinder 43 is in sliding contact with the side surface of the pressing member 42, so that the stage 40
The vertical displacement of is allowed.

【0020】また、ステージ40の端縁の押え部材4
1、42に摺動する面にシールが形成されるようになっ
ており、同様に、押え部材42の側面と隔離筒43の摺
動面にシールが形成されているので、第1の部屋4から
の腐食性のガスの流入が防止される。
The pressing member 4 on the edge of the stage 40
Since a seal is formed on the sliding surfaces of the first and the second chambers 42, and similarly, a seal is formed on the side surface of the pressing member 42 and the sliding surface of the isolation cylinder 43, the first chamber 4 Inflow of corrosive gas from the inside is prevented.

【0021】なお、図3の第2実施例では、ステージ4
0と押え板41、42は平らな部分で摺動するように構
成されているが、図6、図7に示すように構成すること
もできる。すなわち、図6は、ステージ40の端部を直
角に屈曲させて突起44を形成し、押え部材42にも同
様の突起45を形成することによって、ステージ40が
押え部材42から外れないようにすると共に接触面積を
小さく押えるように構成した変形例を示している。図7
の実施例では、ステージ40、押え部材42の端部4
6、47の形状がコ字状に形成されているので、ステー
40が外れないようになっているとともに、図6にお
ける上側の押え部材41を用いないでも実用上問題がな
いという利点がある。
In the second embodiment shown in FIG. 3, the stage 4
0 and the pressing plates 41 and 42 are configured to slide on a flat portion, but they may be configured as shown in FIGS. 6 and 7. That is, in FIG. 6, the end of the stage 40 is bent at a right angle to form a protrusion 44, and a similar protrusion 45 is formed on the holding member 42 so that the stage 40 does not come off from the holding member 42. In addition, there is shown a modification in which the contact area is pressed down. Figure 7
In the embodiment, the end 40 of the stage 40 and the pressing member 42 is
Since the shape of 6,47 is formed in a U-shape, stays
There is an advantage that the jig 40 does not come off, and there is no problem in practical use without using the upper pressing member 41 in FIG.

【0022】また、図8に示す変形例のように、ステー
ジ40と、押え板41、42との間に一組のoリング4
8をそれぞれ介装し、このoリングの間に流体を流すこ
とによって、シールを形成することもできる。
Further, as in the modification shown in FIG. 8, a set of o-rings 4 is provided between the stage 40 and the holding plates 41 and 42.
It is also possible to form a seal by interposing each 8 and flowing a fluid between the o-rings.

【0023】次に、図4の第3実施例による隔離部材で
は、図3の第2実施例における隔離筒43の替わりに、
ベローズなどの可撓性部材49を用いることによって、
ステージ40の上下方向の変位を吸収するように構成さ
れている。
Next, in the separating member according to the third embodiment of FIG. 4, instead of the separating cylinder 43 in the second embodiment of FIG.
By using a flexible member 49 such as a bellows,
The stage 40 is configured to absorb the vertical displacement.

【0024】図5の第4実施例では、ステージ50と、
押え部材51と、ベローズ52とから隔離部材が構成さ
れ、この隔離部材によって、雰囲気室内が第1の部屋4
と、第2の部屋5とに区画されている。ステージ50の
端縁には突起50aが形成され、押え部材51にも突起
50に対応する突起51aが形成されている。これによ
って、ステージ50がx軸、y軸方向に変位したとき
に、押え部材51から外れないようになっている。この
第4実施例では、ステージ50に直結された駆動軸53
は、雰囲気室外の図示しない駆動装置に連結されて、x
軸、y軸、z軸の3軸について移動するようになってい
る。このため、架台3の上壁には、駆動軸53のx−y
平面上の動きを許容する大径孔54が形成されている。
駆動軸53は、支持板55に装着されたスリーブ56を
貫通し、駆動軸53はシール部材57を介してスリーブ
56に摺動するようになっているので、駆動軸53が上
下方向に移動しても第2の部屋5の気密性は保持され
る。ステージ系の上下方向の変位に対してベローズ52
が追従するとともに、この第4実施例では、ステージ5
0の上側に押え部材を設けるかわりに、圧縮ばね58を
押え部材51と架台3との間に設け、押え部材51をス
テージ50に押し付けることによって、押え部材51を
ステージ50の上下移動に連動させている。また、駆動
軸53には、つば部59が装着されており、このつば部
59と架台3との間には圧縮ばね60が設けられてい
る。この圧縮ばね60の弾性力によって、支持板55は
架台3の上壁に密着した状態を保ったまま、x−y平面
上を移動することができるようになっている。なお、ス
テージ50と押え部材51並びに支持板55と架台3の
上壁の摺動面にシールが形成されていることは上述した
図3、図4の実施例の場合と同様である。
In the fourth embodiment of FIG. 5, a stage 50,
The pressing member 51 and the bellows 52 constitute a separating member, and the separating member serves as an inside of the atmosphere chamber.
And the second room 5. A protrusion 50 a is formed on the edge of the stage 50, and a protrusion 51 a corresponding to the protrusion 50 is also formed on the pressing member 51. As a result, when the stage 50 is displaced in the x-axis and y-axis directions, it does not come off from the pressing member 51. In the fourth embodiment, the drive shaft 53 directly connected to the stage 50
Is connected to a driving device (not shown) outside the atmosphere chamber, and x
It is designed to move about three axes, the y-axis and the z-axis. Therefore, the xy of the drive shaft 53 is provided on the upper wall of the gantry 3.
A large-diameter hole 54 that allows movement on a plane is formed.
The drive shaft 53 penetrates the sleeve 56 mounted on the support plate 55, and the drive shaft 53 slides on the sleeve 56 via the seal member 57, so that the drive shaft 53 moves in the vertical direction. However, the airtightness of the second room 5 is maintained. Bellows 52 against vertical displacement of the stage system
Follows, and in this fourth embodiment, the stage 5
Instead of providing a pressing member on the upper side of 0, a compression spring 58 is provided between the pressing member 51 and the gantry 3, and the pressing member 51 is pressed against the stage 50, so that the pressing member 51 is interlocked with the vertical movement of the stage 50. ing. A flange 59 is attached to the drive shaft 53, and a compression spring 60 is provided between the flange 59 and the frame 3. The elastic force of the compression spring 60 allows the support plate 55 to move on the xy plane while maintaining the state of being in close contact with the upper wall of the pedestal 3. Incidentally, the seal is formed on the sliding surface of the stage 50, the pressing member 51, the support plate 55, and the upper wall of the pedestal 3, as in the case of the embodiments of FIGS. 3 and 4 described above.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、所定の雰囲気の環境を形成し前記ステージの
少なくとも表面が位置している第1の部屋と、前記ステ
ージおよびこのステージの動きに追従する隔離部材によ
って前記第1の部屋から隔離され、前記ステージを複数
軸方向に移動させるステージ駆動系の少なくとも一部が
収容される第2の部屋と、前記第1の部屋、第2の部屋
にそれぞれ独立にガスを供給する雰囲気ガス供給系と、
前記第1の部屋、第2の部屋の圧力を等しくするように
制御する圧力制御装置とを設け、ステージ機構が収容さ
れる第2の部屋に第1の部屋とは独立して等しい圧力の
ガスを供給できるので、第2の部屋には、非腐食性のガ
スを満たすというようにして、ステージ駆動系の保護が
容易でシール部材の劣化等を防止することができる。ま
た、区画した両部屋の圧力が等しく差圧のないように調
整されるので、第1の部屋からのガス漏れもほとんどな
く、腐食性ガスを扱う上で、隔離部材の材料等の選定が
容易で、例えば、ベローズ等を用いて高圧下でも、圧力
シールとして十分な機能を発揮することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided a first chamber in which an environment of a predetermined atmosphere is formed and at least the surface of the stage is located, and the stage.
And the isolation member that follows the movement of this stage.
Isolated from the first room,
A second chamber accommodating at least a part of a stage drive system that moves in the axial direction; an atmosphere gas supply system that independently supplies gas to the first chamber and the second chamber;
A pressure control device for controlling the pressures of the first chamber and the second chamber to be equal to each other is provided, and a gas having the same pressure is independently provided in the second chamber in which the stage mechanism is housed. Since the second chamber is filled with a non-corrosive gas, it is possible to easily protect the stage drive system and prevent deterioration of the seal member. In addition, the pressure in both compartments is adjusted so that there is no differential pressure, so there is almost no gas leakage from the first chamber, and it is easy to select the material for the isolation member when handling corrosive gas. Thus, for example, a bellows or the like can be used to exert a sufficient function as a pressure seal even under high pressure.

【0026】また、請求項2、請求項3の記載の発明の
ように、ステージ駆動系の駆動装置の少なくとも一部を
雰囲気室外に設けて駆動軸により連結する構成とすれ
ば、ステージ駆動系の保護構造を小型化し隔離部材のシ
ール構造を簡素化することができる。
If at least a part of the drive unit of the stage drive system is provided outside the atmosphere chamber and is connected by the drive shaft as in the invention described in claims 2 and 3, the stage drive system is The protective structure can be downsized and the seal structure of the isolation member can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の構成を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】雰囲気室内の第1の部屋、第2の部屋の圧力を
制御する圧力制御装置の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a pressure control device that controls pressures in a first chamber and a second chamber in an atmosphere chamber.

【図3】本発明の第2実施例の構成を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例の構成を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例の構成を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】隔離部材を構成する分離板と押え板の構造を示
す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structures of a separation plate and a pressing plate that form the separating member.

【図7】図6の隔離部材の他の変形例の構造を示す断面
図。
7 is a sectional view showing the structure of another modification of the isolation member of FIG.

【図8】図6の隔離部材の他の変形例の構造を示す断面
図。
8 is a sectional view showing the structure of another modification of the isolation member of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 雰囲気室本体 3 架台 4 第1の部屋 5 第2の部屋 6 ステージ 7 ベローズ 8 x−y軸駆動装置 9 z軸駆動装置 12 x軸駆動用電動機 13 y軸駆動用電動機 19 圧力制御装置 20 圧力検出器 24 連結棒 26 シール部材 29 リニアベアリング 32 z軸駆動用電動機 40 ステージ 41 押え板 42 押え板 49 ベローズ 50 ステージ 52 ベローズ 53 駆動軸 55 支持板 2 Atmosphere chamber body 3 mounts 4 first room 5 Second room 6 stages 7 Bellows 8 x-y axis drive 9 z-axis drive 12 x-axis drive motor 13 y-axis drive motor 19 Pressure control device 20 Pressure detector 24 connecting rod 26 Seal member 29 Linear bearing 32 z-axis drive motor 40 stages 41 Presser plate 42 Presser plate 49 Bellows 50 stages 52 Bellows 53 drive shaft 55 Support plate

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−10540(JP,A) 実開 昭60−48233(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 3/00 H01L 21/68 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-10540 (JP, A) Actual development 60-48233 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B01J 3 / 00 H01L 21/68

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】雰囲気室を形成する容器と、試料が搭載さ
れ複数軸方向に移動可能なステージを雰囲気室内に備え
たステージ内蔵型雰囲気室装置において、 所定の雰囲気の環境を形成し前記ステージの少なくとも
表面が位置している第1の部屋と、前記ステージおよびこのステージの動きに追従する隔離
部材によって前記第1の部屋から隔離され、前記ステー
ジを複数軸方向に移動させる ステージ駆動系の少なくと
も一部が収容される第2の部屋と、 前記第1の部屋、第2の部屋にそれぞれ独立にガスを供
給する雰囲気ガス供給系と、 前記第1の部屋、第2の部屋の圧力を等しくするように
制御する圧力制御装置とを設けたことを特徴とするステ
ージ内蔵型雰囲気室装置。
1. A stage-embedded atmosphere chamber apparatus comprising a container for forming an atmosphere chamber and a stage on which a sample is mounted and which is movable in a plurality of axial directions, provided in the atmosphere chamber to form an environment of a predetermined atmosphere. A first chamber in which at least the surface is located , an isolation that follows the movement of the stage and this stage
A member separates the first room from the stay
A second chamber for accommodating at least a part of a stage drive system for moving the stage in a plurality of axial directions; an atmosphere gas supply system for independently supplying gas to the first chamber and the second chamber; An atmosphere chamber apparatus with a built-in stage, comprising: a pressure control device for controlling the pressures of the first chamber and the second chamber to be equal.
【請求項2】請求項1に記載のステージ内蔵型雰囲気室
装置において、前記ステージ駆動系の少なくとも一部の
駆動装置を第2の部屋内に配置し、該駆動装置を支持す
る駆動軸を第2の部屋の壁部材を摺動自在に貫通させて
雰囲気室外の駆動装置に連結し、前記駆動軸と壁部材と
の間の摺動部分にシール部材を設けたことを特徴とする
ステージ内蔵型雰囲気室装置。
2. The stage-embedded atmosphere chamber apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the drive device of the stage drive system is arranged in a second chamber, and a drive shaft for supporting the drive device is a first A stage built-in type characterized in that a wall member of the second chamber is slidably penetrated to be connected to a drive device outside the atmosphere chamber, and a seal member is provided at a sliding portion between the drive shaft and the wall member. Atmosphere chamber equipment.
【請求項3】請求項1または2に記載のステージ内蔵型
雰囲気室装置において、前記隔離部材は、前記ステージ
の端縁部を摺動自在に保持する押え部材有し、前記
テージの端縁部の摺動部分でシールを形成することを特
徴とするステージ内蔵型雰囲気室装置。
3. An atmosphere chamber apparatus with a built-in stage according to claim 1 or 2, wherein said isolation member has a holding member for slidably holding an end edge portion of said stage , Su
An atmosphere chamber apparatus with a built-in stage, characterized in that a seal is formed at a sliding portion of an edge of a tage .
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1に記載のステ
ージ内蔵型雰囲気室装置において、前記隔離部材は、可
撓性部材を有することを特徴とするステージ内蔵型雰囲
気室装置。
4. The atmosphere chamber apparatus with built-in stage according to claim 1, wherein the isolation member has a flexible member.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれか1に記載のステ
ージ内蔵型雰囲気室装置において、前記壁部材を貫通す
る駆動軸が複数軸方向に移動可能であることを特徴とす
るステージ内蔵型雰囲気室装置。
5. The stage-embedded atmosphere chamber apparatus according to claim 1, wherein a drive shaft passing through the wall member is movable in a plurality of axial directions. Atmosphere chamber equipment.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれか1に記載のステ
ージ内蔵型雰囲気室装置において、前記第2の部屋に圧
力媒体として非腐食性ガスを用いることを特徴とするス
テージ内蔵型雰囲気室装置。
6. The stage-incorporated atmosphere chamber apparatus according to claim 1, wherein a non-corrosive gas is used as a pressure medium in the second chamber. apparatus.
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