JP6011429B2 - 駆動装置、回転導入機、搬送装置及び半導体製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、密閉空間が形成されたハウジング内に対して、直線移動力を伝達する駆動装置、及びそれを備えた半導体製造装置、並びに回転力を伝達する回転導入機、及びそれを備えた搬送装置に関し、特に、回転軸と本体部とをシールする差動排気シール部を備えた駆動装置、回転導入機、搬送装置、及び半導体製造装置に関する。

従来より、半導体製造装置などにおいては、真空雰囲気に維持したプロセス室内で、ワークをテーブルに載置して移動・回転させることにより、その加工処理や検査などが行われている。ここで、近年においては製造される半導体がより微細化されたことに伴い、プロセス室内の真空度もより高める必要が生じてきている。
ここで、プロセス室内に、テーブルを移動・回転させる駆動装置を設けることは、プロセス室の大型化を招き、また発塵の機会も増えるので好ましくない。そこで、駆動装置をプロセス室外に設けることが考えられる。このような場合、駆動装置とプロセス室内のテーブルとを連結する連結部材が必要となるが、そのためプロセス室を覆う筐体には、連結部材を貫通させる開口が必要となり、かかる開口と連結部材とを密封してプロセス室内の雰囲気を維持するシールが必要となる。

このようなシールの一態様として、差動排気シールが知られている。差動排気シールとは、連結部材と筐体の排気面との微小な間隙にある気体を排気することにより、連結部材と筐体との対向面間が非接触の状態で、対向面を挟む両側の雰囲気（例えば大気圧と高真空）を一定の状態に保つように機能するものをいう。差動排気シールは、外部ポンプに吸引されてその機能を発揮するものであるため、差動排気シールと外部ポンプとを接続する配管が本来的に必要となる。このような差動排気シールを用いた回転導入機としては、特許文献１に示す技術が開示されている。

図５は、差動排気シールを備えた回転導入機の従来の構成を示す軸方向に沿う断面図である。図５に示すように、ハウジング１００には、その内部（図５中右側）に密閉空間（プロセス室）Ｐが形成されている。そして、開口部１０１を外側（図５中左側）から覆うようにして、回転導入機１が配置されている。回転導入機１は、本体部１０と、回転軸２０と、支持部３０と、差動排気シール部５０とを有する。回転軸２０は、密閉空間Ｐに連通するハウジング１００の一面に設けられた開口部１０１を介して延在するように挿入されている。回転軸２０は、支持部３０によって、本体部１０に対して回転自在に支持されている。

また、支持部３０は、回転軸２０の回転軸方向に隔離配置された第１の転がり軸受３１及び第２の転がり軸受３２を備える。そして、第１の転がり軸受３１と第２の転がり軸受３２との間であって、回転軸２０と本体部１０との間には微小スキマが形成されている。この微小スキマは、例えば、数十μｍ以下（好ましくは５〜１０μｍ程度）のスキマをいう。

差動排気シール部５０は、本体部１０と回転軸２０との間をシールする部材であり、差圧室１１と、該差圧室１１に連通する第１の配管５１と、該第１の配管５１を介して差圧室１１内を排気する排気部（図示せず）とを備える。この排気部は例えば、真空ポンプである。差圧室１１は、本体部１０の第１の転がり軸受３１と第２の転がり軸受３２との間に回転軸２０の外周面に沿った凹部として形成された空間である。
このように構成された回転導入機１においては、正常時、すなわち、排気部が適正に稼働して、差圧室１１内を低圧状態にしている状態では、差圧室１１内で本体部１０と回転軸２０との非接触状態を維持することができる。

また、特許文献２には、軸体を静圧軸受により軸方向に移動自在に支持すると共に、差動排気シールを備えた構造が開示されている。
さらに、図６に示すように、複数の差動排気シール５０と、軸体２０を軸方向に移動自在に支持する静圧軸受３０と、中空のパッキン等で構成される可変シール部６０とがこの順で上記軸方向に密閉空間Ｐから離れる向きに本体部１０に設けられた駆動装置２が知られている。なお、図６において「Ｓ」は静圧軸受３０におけるエア供給口であり、「Ｅ」は静圧軸受３０及び差動排気シール５０における排気口である。

特開２００６−０９０５０３号公報 米国特許第４７２６６８９号明細書

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術においては、差動排気シールの排気が停止（意図的な停止以外の停電、装置の異常停止など）した際には、周囲ガスが密閉空間内に流入するなど、シール性能が著しく低下する可能性があり、検討の余地があった。
さらに、このような事象について、様々な技術が検討されているが、圧送ポンプなどの新たな駆動源を設けて解決する技術も散見され、部品点数も多く、構成が複雑化するという点で検討の余地があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、簡素な構成で、差動排気シールの排気が予期せぬ停止をしても、シール性能の著しい低下を防ぐことができる駆動装置、回転導入機、搬送装置及び半導体製造装置を提供することにある。

また、上記課題を解決するための本発明の駆動装置のある実施形態は、密閉空間が形成されたハウジングに取り付けられる本体部と、
上記密閉空間に連通する上記ハウジングの開口部を介して延在する軸体と、
上記本体部に対して上記軸体を直動自在に支持し、上記軸体と上記本体部との間に微小スキマが形成された支持部と、
上記本体部と上記軸体との間をシールするシール部とを有し、
上記シール部は、差動排気シール部と、該差動排気シール部と上記支持部との間に設けられた可変シール部とを有し、
上記差動排気シール部は、上記軸体の外周面に沿った凹部として形成された差圧室と、該差圧室に連通する第１の配管と、該第１の配管を介して上記差圧室内を排気する排気部とを備え、
上記可変シール部は、上記本体部と上記軸体との間に設けられ、内部と外部との差圧により膨張可能とされた中空状の可変シールと、第１の配管に連通する第２の配管とを備え、
上記排気部によって上記差圧室の内部の圧力が低い状態のときに、上記可変シールが上記軸体の外周面に対して非接触に維持され、上記差圧室の内部の圧力が外圧にほぼ同じ状態のときに、上記可変シールが上記軸体の外周面に対して接触している。

ここで、上記駆動装置は、上記支持部が静圧軸受であることが好ましい。
また、上記駆動装置は、上記可変シール部が、差動排気シール部に近接して配置され、上記可変シールが上記軸体の外周面に対して接触したときに、上記可変シール部と上記差動排気シール部との間に形成された密閉空間の容積が最小となることが好ましい。
また、上記駆動装置は、上記可変シールが、高圧の気体を供給することで断面が膨張するシールであることが好ましい。
また、本発明の半導体製造装置のある実施形態は、上記いずれかに記載の駆動装置を備える。

上記課題を解決するための本発明の回転導入機のある実施形態は、密閉空間が形成されたハウジングに取り付けられる本体部と、
上記密閉空間に連通する上記ハウジングの開口部を介して延在する回転軸と、
上記本体部に対して上記回転軸を回転自在に支持し、上記回転軸の回転軸方向に隔離配置された第１の軸受及び第２の軸受を備え、第１の軸受と第２の軸受との間であって、上記回転軸と上記本体部との間に微小スキマが形成された支持部と、
上記本体部と上記回転軸との間をシールするシール部とを有し、
上記シール部は、差動排気シール部と、可変シール部とを有し、
上記差動排気シール部は、上記本体部の上記第１の軸受と上記第２の軸受との間に上記回転軸の外周面に沿った凹部として形成された差圧室と、該差圧室に連通する第１の配管と、該第１の配管を介して上記差圧室内を排気する排気部とを備え、
上記可変シール部は、上記本体部と上記回転軸との間に設けられ、内部と外部との差圧により膨張可能とされた中空状の可変シールと、第１の配管に連通する第２の配管とを備え、
上記排気部によって上記差圧室の内部の圧力が低い状態のときに、上記可変シールが上記回転軸の外周面に対して非接触に維持され、上記差圧室の内部の圧力が外圧にほぼ同じ状態のときに、上記可変シールが上記回転軸の外周面に対して接触している。

ここで、上記回転導入機は、第１の配管との連通を切り替える第１のバルブと、ベント用の第２のバルブとが第２の配管に設けられ、第１の配管内の圧力を検知するセンサが設けられ、
第１の配管内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となったことを上記センサが検知したことを契機として、開いている第１のバルブを閉じ、上記可変シールの内部の圧力を外圧とほぼ同一となるように、第２のバルブを開ける制御部が設けられてもよい。

また、上記回転導入機は、第１の配管に第３のバルブを介してタンクが設けられ、第１の配管と上記排気部との連通を切り替える第４のバルブが設けられ、
上記制御部は、第１の配管内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となったことを上記センサが検知したことを契機として、第３のバルブを開けた状態を維持しつつ、開いている第４のバルブを閉じるようにしてもよい。
また、上記回転導入機は、上記可変シールが、高圧の気体を供給することで断面が膨張するシールであることが好ましい。
また、本発明の搬送装置のある実施形態は、上記いずれかに記載の回転導入機を備える。

本発明によれば、簡素な構成で、差動排気シールの排気が予期せぬ停止をしても、シール性能の著しい低下を防ぐことができる駆動装置、回転導入機、搬送装置及び半導体製造装置を提供することができる。

本発明に係る回転導入機及びそれを備えた搬送装置の第１の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正常時における軸方向に沿う断面図、（ｂ）は異常時における軸方向に沿う断面図である。 本発明に係る回転導入機及びそれを備えた搬送装置の第２の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正常時における軸方向に沿う断面図、（ｂ）は異常時における軸方向に沿う断面図である。 本発明に係る回転導入機及びそれを備えた搬送装置の第３の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正常時における軸方向に沿う断面図、（ｂ）は異常時における軸方向に沿う断面図である。 本発明の駆動装置及びそれを備えた半導体製造装置のある実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ），（ｃ）は可変シール部の動作を示す断面図である。 回転導入機及びそれを備えた搬送装置の従来の構成を示す軸方向に沿う断面図である。 駆動装置の従来の構成を示す断面図である。

以下、本発明に係る回転導入機及びそれを備えた搬送装置の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る回転導入機及びそれを備えた搬送装置の第１の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正常時における軸方向に沿う断面図、（ｂ）は異常時における軸方向に沿う断面図である。ここで、図１（ａ），（ｂ）においては、説明の便宜上、後述する可変シール６１のハッチングは省略している。
＜構成＞
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の回転導入機１は、本体部１０と、回転軸２０と、支持部３０と、シール部４０とを有する。

＜本体部及び回転軸＞
本体部１０は、高真空状態に維持される密閉空間（プロセス室）Ｐが内部に形成されたハウジング１００に取り付けられる。ここで、本実施形態の搬送装置は、上記回転導入機１とハウジング１００とを有しており、被搬送物を搬送するものである。
回転軸２０は、密閉空間Ｐに連通するハウジング１００のある面に設けられた開口部１０１を介して延在するように挿入されている。
回転軸２０は、支持部３０によって、本体部１０に対して回転自在に支持されている。そして、開口部１０１を覆うようにして、ハウジング１００の大気側の外壁に回転導入機１が取り付けられている。

＜支持部＞
支持部３０は、本体部１０に対して回転軸２０を回転自在に支持する部材である。支持部３０は、回転軸２０の回転軸方向に隔離配置された第１の軸受３１及び第２の軸受３２を備える。第１の軸受３１及び第２の軸受３２は、例えば、転がり軸受である。そして、第１の軸受３１と第２の軸受３２との間であって、回転軸２０と本体部１０との間には微小スキマが形成されている。この微小スキマは、例えば、数十μｍ以下（好ましくは５〜１０μｍ程度）のスキマをいう。

＜シール部＞
シール部４０は、本体部１０と回転軸２０との間をシールする部材である。シール部４０は、差動排気シール部５０と、可変シール部６０とを有する。
［差動排気シール部］
差動排気シール部５０は、差圧室１１と、該差圧室１１に連通する第１の配管５１と、該第１の配管５１を介して差圧室１１内を排気する排気部（図示せず）とを備える。この排気部は例えば、真空ポンプである。差圧室１１は、本体部１０の第１の軸受３１と第２の軸受３２との間に回転軸２０の外周面に沿った凹部として形成された空間である。

［可変シール部］
一方、可変シール部６０は、本体部１０と回転軸２０との間に設けられ、内部と外部との差圧により膨張可能とされた中空状の可変シール６１と、第１の配管５１に連通する第２の配管６２とを備える。この可変シール６１は、回転軸２０の外周面を囲う態様の中空の円環形状をなしており、可撓性の材料よりなる。ここで、可変シール６１としては、バルカー工業製インフラートシール（登録商標）に代表される中空のパッキンなどが用いられる。

＜動作＞
このように構成された回転導入機１においては、正常時、すなわち、排気部が適正に稼働して、差圧室１１内を低圧（例えば、真空）にしている状態では、図１（ａ）に示すように、差圧室１１内で本体部１０と回転軸２０との非接触状態を維持することができる。そして、この正常時には、該可変シール６１の内部に接続された第２の配管６２が第１の配管５１に連通しているので、図１（ａ）に示すように、可変シール６１は収縮して非接触シールの態様をなしている。

一方、図１（ｂ）に示すように、排気部の異常時などで、差圧室１１の低圧状態が損なわれた場合には、第２の配管６２が第１の配管５１に連通しているので、可変シール６１の内部の圧力は、外部の圧力と同一になる。
このように、シール部４０として、可変シール６１が設けられ、この可変シール６１の内部に流体を導入可能な第２の配管６２が第１の配管５１に連通していることによって、上記排気部によって差圧室１１の内部の圧力が低い状態のときに、可変シール６１が回転軸２０の外周面に対して非接触に維持される。一方、差圧室１１の内部の圧力が外圧にほぼ同じ状態のときには、可変シール６１が回転軸２０の外周面に対して接触する。

したがって、簡素な構成で、差動排気シールの排気が予期せぬ停止をしても、圧送ポンプなどの駆動源を新たに設けることなく、シール性能の著しい低下を防ぐことができる回転導入機を提供することができる。
ここで、差圧室１１と可変シール６１との間（第１の配管５１及び第２の配管６２の内部）に存在する気体は、異常時に差圧室１１に流入する気体となるため、この流入量が多いと、密閉空間Ｐの圧力変化が大きくなる。
したがって、可変シール６１は、本実施形態のように、差圧室１１の近傍に配置することが好ましい。

（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る回転導入機及びそれを備えた搬送装置の第２の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正常時における軸方向に沿う断面図、（ｂ）は異常時における軸方向に沿う断面図である。ここで、図２（ａ），（ｂ）においては、説明の便宜上、後述する可変シール６１のハッチングは省略している。また、図２（ａ），（ｂ）中の第１のバルブ６３及び第２のバルブ６４の表示は、図２（ａ）においては、第１のバルブ６３が開かれており、第２のバルブ６４が閉じられていることを示し、図２（ｂ）においては、第１のバルブ６３が閉じられており、第２のバルブ６４が開かれていることを示す。また、図２（ａ），（ｂ）においては、第１の配管５１及び第２の配管６２の一部と、後述するセンサ５２、第１のバルブ６３、第２のバルブ６４、及び制御部７０とを、ブロック表示している。なお、本実施形態の回転導入機及びそれを備えた搬送装置は、第２の配管の態様が上述した第１の実施形態と異なるだけであるため、第１の実施形態と重複又は相当する部材等については図に同一符号を付して説明を省略する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の回転導入機１は、第２の配管６２に、第１の配管５１との連通を切り替える第１のバルブ６３と、ベント用の第２のバルブ６４とが設けられている。この第２のバルブ６４は、例えば、外部空間に開放されている。また、第１の配管５１内の圧力を検知するセンサ５２も設けられている。このセンサ５２は、制御部７０に信号伝達可能に接続され、制御部７０は、この信号に基づいて、第１のバルブ６３及び第２のバルブ６４の開閉を制御可能に第１のバルブ６３及び第２のバルブ６４に接続されている。

このように構成された本実施形態の回転導入機１においては、図２（ａ）に示すように、第１の配管５１内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となったことをセンサ５２が検知したときに、該センサ５２が制御部７０に対して、第１の配管５１内の圧力が所定以上の圧力となった旨の信号を発信する。制御部７０は、この信号を受信したことを契機として、開いている第１のバルブ６３を閉じ、可変シール６１の内部の圧力を外圧とほぼ同一となるように、第２のバルブ６４を開ける（図２（ｂ）参照）。

ここで、上記「所定以上の圧力」の値（閾値）は、本実施形態の回転導入機１を正常に動作させたときに生じうる第１の配管５１の圧力のばらつきの範囲に対して余裕量（例えば５０％）などをもたせて設定される。この余裕量は、本実施形態の回転導入機１に求められるシール性能や設置環境などの安定性によって設定され、具体的には、本実施形態の回転導入機１を正常に動作させたときの、（排気）ポンプの安定性、外部の圧力のばらつき、回転導入機の温度変化による熱膨張等によるすきまの変化などによって設定される。例えば、正常時の第１の配管５１内の圧力が１０００Ｐａを示す場合、上記閾値は１５００Ｐａである（大気圧は１０００００Ｐａ）。

このように、第１の配管５１内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となった異常時（図２（ｂ）参照）は、第１のバルブ６３を閉じた後に、第２のバルブ６４を開けることで、可変シール６１の内部を外部と同等の圧力にすることができる。すなわち、第１の配管５１内の圧力上昇し、所定以上の圧力となった異常時には、膨張した可変シール６１が、本体部１０と回転軸２０との間をシールすることとなり、シール性能の著しい低下を防ぐことができる。

なお、制御部７０は特別な制御機器である必要はなく、本実施形態の回転導入機１に一般的に備えられるような制御機器である。具体的には、ＰＬＣやシーケンサと呼ばれるもので、異常時に回転導入機１をガードするために設置されている制御機器である。また、このような制御部７０を用いずとも、リレーを用いた電気回路でもよい。
また、本実施形態により、可変シール６１を差動排気シール部の状態によらず、膨張させることができるため、第１の配管５１と上記排気部（例えば真空ポンプ）との間に、不図示のバルブを配置することが好ましい。そして、そのバルブを、正常時は開、異常検出時は閉と動作することにより、差動排気シール部５０の性能低下を抑制することができる。

（第３の実施形態）
図３は、本発明に係る回転導入機及びそれを備えた搬送装置の第３の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正常時における軸方向に沿う断面図、（ｂ）は異常時における軸方向に沿う断面図である。ここで、図３（ａ），（ｂ）においては、説明の便宜上、後述する可変シール６１のハッチングは省略している。また、図３（ａ），（ｂ）中の第１のバルブ６３及び第２のバルブ６４の表示は、図３（ａ）においては、第１のバルブ６３が開かれており、第２のバルブ６４が閉じられていることを示し、図３（ｂ）においては、第１のバルブ６３が閉じられており、第２のバルブ６４が開かれていることを示す。また、図３（ａ），（ｂ）においては、第１の配管５１及び第２の配管６２の一部と、後述するセンサ５２、第３のバルブ５３、第４のバルブ５４、タンク５５、第１のバルブ６３、第２のバルブ６４、及び制御部７０とを、ブロック表示している。なお、本実施形態の回転導入機及びそれを備えた搬送装置は、第１の配管の態様が上述した第１の実施形態と異なるだけであるため、第１の実施形態と重複又は相当する部材等については図に同一符号を付して説明を省略する。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の回転導入機１は、第１の配管５１に第３のバルブ５３が設けられると共に、その第３のバルブ５３を介してタンク５５が設けられている。また、第１の配管５１と上記排気部との連通を切り替える第４のバルブ５４が設けられている。
ここで、上述の第２の実施形態においては、可変シール６１と差圧室１１との間の空間の気体は、異常時（図２（ｂ）参照）に差圧室１１内に流入し、その後、密閉空間Ｐ内に流入する。そして、最終的には、差圧室１１の排気溝、配管内と密閉空間Ｐ内は同一の圧力になる。

この圧力が変化する過程は、差動排気シール部５０の排気系に設けられた第４のバルブ５４（図３（ａ），（ｂ）参照）で仕切られた容積が大きいほど応答が遅くなる傾向にある。
そのために、本実施形態では、タンク５５を差動排気シール部５０の排気系に設けたものである。

このように構成された本実施形態の回転導入機１においては、第１の配管５１内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となったことをセンサ５２が検知したときに、該センサ５２が制御部７０に対して、第１の配管５１内の圧力が所定以上の圧力となった旨の信号を発信する。制御部７０は、この信号を受信したことを契機として、第３のバルブ５３を開けた状態を維持しつつ、開いている第４のバルブ５４を閉じ、開いている第１のバルブ６３を閉じ、可変シール６１の内部の圧力を外圧とほぼ同一となるように、第２のバルブ６４を開ける（図３（ｂ）参照）。すなわち、本実施形態では、第３のバルブ５３は常に開いており、差圧室１１と同一の排気配管で排気されているため、タンク５５は、常に排気されていることとなる。

ここで、本実施形態の変形例として、差動排気シール６１の第１の配管５１内の圧力が比較的高い（１０００Ｐａ以上）場合には、制御部７０が、第３のバルブ５３を閉じて、密閉空間Ｐを排気するポンプにてタンク５５内を排気してもよい。実際の配管としては、密閉空間Ｐと上記ポンプとの間の配管を分岐してタンク５５へ接続し、排気する。この場合、異常停止時には、制御部７０が、分岐した配管に設置された不図示のバルブを閉じるとともに、第４のバルブ５４を閉じた後、第３のバルブ５３を開とすることで圧力低下を緩やかにすることができる。

次に、本発明に係る駆動装置、及びそれを備えた半導体製造装置のある実施形態について図面を参照して説明する。
図４は、本実施形態の駆動装置及びそれを備えた半導体製造装置の構成を示す図であり、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ），（ｃ）は可変シール部の動作を示す断面図である。ここで、図４（ａ）においては、説明の便宜上、後述する可変シール６１のハッチングは省略している。また、図４（ａ）中の第１のバルブ６３及び第２のバルブ６４の表示は、第１のバルブ６３が開かれており、第２のバルブ６４が閉じられていることを示す。また、図４（ａ）においては、第１の配管５１及び第２の配管６２の一部と、センサ５２、第１のバルブ６３、第２のバルブ６４、及び制御部７０とを、ブロック表示している。

＜構成＞
図４に示すように、本実施形態の駆動装置２は、本体部１０と、軸体２０と、支持部３０と、シール部４０とを有する。
ここで、本実施形態の駆動装置は、支持部３０（後述する静圧軸受３３）とシール部４０（差動排気シール部５０）との間に可変シール部６０が配設される構成において上述の回転導入機及び搬送装置と同一の特別な技術的特徴を有するものである。そして、本実施形態の駆動装置は、上述の回転導入機及び搬送装置の回転軸を、直動自在とされた軸体とした点が異なる。

＜本体部及び軸体＞
本体部１０は、高真空状態に維持される密閉空間（プロセス室）Ｐが内部に形成されたハウジング１００に取り付けられる。ここで、本実施形態の半導体製造装置は、上記駆動装置２とハウジング１００とを有しており、半導体基板を移送等するものである。
軸体２０は、密閉空間Ｐに連通するハウジング１００の一面に設けられた開口部１０１を介して延在するように挿入されている。
軸体２０は、支持部３０によって、本体部１０に対して直動自在に支持されている。そして、開口部１０１を覆うようにして、ハウジング１００の大気側の外壁に駆動装置２が取り付けられている。

＜支持部＞
支持部３０は、本体部１０に対して軸体２０を直動自在に支持する部材である。支持部３０は、静圧軸受３３であることが好ましい。なお、図４（ａ）において「Ｓ」は静圧軸受３３におけるエア供給口であり、「Ｅ」は静圧軸受３３における排気口である。
ここで、開口部１０１から静圧軸受３３にかけて、軸体２０と本体部１０との間には微小スキマが形成されている。この微小スキマは、例えば、数十μｍ以下（好ましくは５〜１０μｍ程度）のスキマをいう。

＜シール部＞
シール部４０は、本体部１０と軸体２０との間をシールする部材である。シール部４０は、差動排気シール部５０と、可変シール部６０とを有する。
［差動排気シール部］
差動排気シール部５０は、複数の差圧室１１と、該差圧室１１のそれぞれに連通する複数の第１の配管５１と、該複数の第１の配管５１を介して差圧室１１内を排気する排気部（図示せず）とを備える。この排気部は例えば、真空ポンプである。差圧室１１は、本体部１０の開口部１０１から静圧軸受３３にかけて軸体２０の外周面に沿った凹部として形成された空間である。

［可変シール部］
一方、可変シール部６０は、本体部１０と軸体２０との間に設けられ、内部と外部との差圧により膨張可能とされた中空状の可変シール６１と、該可変シール６１に最も近い配管５１に連通する第２の配管６２とを備える。また、可変シール６１は、軸体２０の軸方向に沿って、差動排気シール部５０と静圧軸受３３との間に配設される。

この可変シール６１は、高圧の気体（圧縮気体）を供給することで断面が膨張する、いわゆる風船状のシール、あるいは、周囲空間よりも内部の圧力を低くすることで、変形により通常のシールの接触を回避し、シールとして機能する場合には、周囲空間とシール内部とを連通して断面が通常状態（変形が開放される）にてシールされる構造を有するシールが好ましい。

本実施形態の駆動装置２においては、高いシール性能を発揮するために、差圧室１１が軸方向に３段に配置された構造を採用した。そして、可変シール６１により高いシール性能を発揮するため、高圧の気体を供給することで断面が膨張する、いわゆる風船状のシールを採用することが本実施形態の可変シール６１としてより好ましい。
この中空状の可変シール６１内の圧力を、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、差動排気シール部５０の排気系の状態に応じて制御することで、差動排気シール部５０の排気が停止する段階でシール効果を発揮する。

本実施形態のように、高圧の気体を供給する構成では、第１のバルブ６３は常に閉じた状態として、差動排気シール部５０の排気系の状態に応じて、つまり、センサ５２にて検知された圧力情報に基づいて、制御部７０が第２のバルブ６４を開閉する。具体的には、第２のバルブ６４は正常時において閉じている。センサ５２によって異常を検知した場合には、その検知を受けて、制御部７０が、圧縮気体源（図示せず）に接続された第２のバルブ６４を開として、可変シール６１を膨張させる。

次に、可変シール６１の内部を周囲空間よりも内部の圧力を低くすることで、通常のシールの接触を回避する構成に関して説明する。本実施形態の駆動装置２は、図４（ａ）に示すように、第２の配管６２に、第１の配管５１との連通を切り替える第１のバルブ６３と、ベント用の第２のバルブ６４とが設けられている。この第２のバルブ６４は、例えば、外部空間に開放されている。また、複数の第１の配管５１内、及び第２の配管６２内のそれぞれの圧力を検知するセンサ５２も設けられている。すなわち、センサ５２がそれぞれの配管内の状態を検出できるようになっている。このセンサ５２は、制御部７０に信号伝達可能に接続され、制御部７０は、この信号に基づいて、第１のバルブ６３及び第２のバルブ６４の開閉を制御可能に第１のバルブ６３及び第２のバルブ６４に接続されている。

このように構成された本実施形態の駆動装置２においては、第１の配管５１内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となったことをセンサ５２が検知したときに、該センサ５２が制御部７０に対して、第１の配管５１内の圧力が所定以上の圧力となった旨の信号を発信する。制御部７０は、この信号を受信したことを契機として、開いている第１のバルブ６３を閉じ、可変シール６１の内部の圧力を外圧とほぼ同一となるように、第２のバルブ６４を開ける。

ここで、可変シール部６１は、差圧室１１の近傍に配置されることが好ましい。すなわち、この可変シール６１の配置は、差圧室１１と可変シール６１との間の空間の容積が最小限となるように設定されることが好ましい。これにより、上記空間の気体が、機能を停止した差圧室１１を通過してプロセス室Ｐへ流入することを防ぐ。このような構成は、支持部３０が高圧空間を形成し、さらに連通する配管内にも気体が存在するなど、高圧気体が存在する静圧軸受３３において特に大きな効果を奏する構成である。

このように、本実施形態では、差動排気シール部５０と支持部３０との間に可変シール部６０を設けたので、差動排気シール部５０による排気が停止した際に、支持部３０（静圧軸受３３）の周囲の気体が密閉空間Ｐ内やシール部４０に流入することを防ぎ、結果として密閉空間Ｐ内の圧力上昇を最小限にとどめることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。

１ 回転導入機
１０ 本体部
１１ 差動部
２０ 回転軸
３０ 支持部
３１ 第１の軸受
３２ 第２の軸受
３３ 静圧軸受
４０ シール部
５０ 差動排気シール部
５１ 第１の配管
５２ センサ
５３ 第３のバルブ
５４ 第４のバルブ
５５ タンク
６０ 可変シール部
６１ 可変シール
６２ 第２の配管
６３ 第１のバルブ
６４ 第２のバルブ
７０ 制御部
１００ ハウジング
１０１ 開口部
Ｐ 密閉空間
Ｓ 微小スキマ

Claims (10)

1. 密閉空間が形成されたハウジングに取り付けられる本体部と、
   前記密閉空間に連通する前記ハウジングの開口部を介して延在する軸体と、
   前記本体部に対して前記軸体を直動自在に支持し、前記軸体と前記本体部との間に微小スキマが形成された支持部と、
   前記本体部と前記軸体との間をシールするシール部とを有し、
   前記シール部は、差動排気シール部と、該差動排気シール部と前記支持部との間に設けられた可変シール部とを有し、
   前記差動排気シール部は、前記軸体の外周面に沿った凹部として形成された差圧室と、該差圧室に連通する第１の配管と、該第１の配管を介して前記差圧室内を排気する排気部とを備え、
   前記可変シール部は、前記本体部と前記軸体との間に設けられ、内部と外部との差圧により膨張可能とされた中空状の可変シールと、第１の配管に連通する第２の配管とを備え、
   前記排気部によって前記差圧室の内部の圧力が低い状態のときに、前記可変シールが前記軸体の外周面に対して非接触に維持され、前記差圧室の内部の圧力が外圧にほぼ同じ状態のときに、前記可変シールが前記軸体の外周面に対して接触することを特徴とする駆動装置。
2. 前記支持部が静圧軸受であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記可変シール部が、差動排気シール部に近接して配置され、前記可変シールが前記軸体の外周面に対して接触したときに、前記可変シール部と前記差動排気シール部との間に形成された密閉空間の容積が最小となることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記可変シールは、高圧の気体を供給することで断面が膨張するシールであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の駆動装置。
5. 請求項１〜４の少なくとも何れか一項に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
6. 密閉空間が形成されたハウジングに取り付けられる本体部と、
   前記密閉空間に連通する前記ハウジングの開口部を介して延在する回転軸と、
   前記本体部に対して前記回転軸を回転自在に支持し、前記回転軸の回転軸方向に隔離配置された第１の軸受及び第２の軸受を備え、前記第１の軸受と前記第２の軸受との間であって、前記回転軸と前記本体部との間に微小スキマが形成された支持部と、
   前記本体部と前記回転軸との間をシールするシール部とを有し、
   前記シール部は、差動排気シール部と、可変シール部とを有し、
   前記差動排気シール部は、前記本体部の前記第１の軸受と前記第２の軸受との間に前記回転軸の外周面に沿った凹部として形成された差圧室と、該差圧室に連通する第１の配管と、該第１の配管を介して前記差圧室内を排気する排気部とを備え、
   前記可変シール部は、前記本体部と前記回転軸との間に設けられ、内部と外部との差圧により膨張可能とされた中空状の可変シールと、第１の配管に連通する第２の配管とを備え、
   前記排気部によって前記差圧室の内部の圧力が低い状態のときに、前記可変シールが前記回転軸の外周面に対して非接触に維持され、前記差圧室の内部の圧力が外圧にほぼ同じ状態のときに、前記可変シールが前記回転軸の外周面に対して接触することを特徴とする回転導入機。
7. 第１の配管との連通を切り替える第１のバルブと、ベント用の第２のバルブとが第２の配管に設けられ、第１の配管内の圧力を検知するセンサが設けられ、
   第１の配管内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となったことを前記センサが検知したことを契機として、開いている第１のバルブを閉じ、前記可変シールの内部の圧力を外圧とほぼ同一となるように、第２のバルブを開ける制御部が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の回転導入機。
8. 第１の配管に第３のバルブを介してタンクが設けられ、第１の配管と前記排気部との連通を切り替える第４のバルブが設けられ、
   前記制御部は、第１の配管内の圧力が上昇し、所定以上の圧力となったことを前記センサが検知したことを契機として、第３のバルブを開けた状態を維持しつつ、開いている第４のバルブを閉じることを特徴とする請求項７に記載の回転導入機。
9. 前記可変シールは、高圧の気体を供給することで断面が膨張するシールであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の回転導入機。
10. 請求項６〜９のいずれかに記載の回転導入機を備えたことを特徴とする搬送装置。

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