JPH03122477A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は減圧雰囲気中に駆動部を有する装置において、
特に前記減圧雰囲気が厳しく管理されている環境下にあ
るアクチュエーターの冷却手段を構成するハウジングに
関するものである。

［従来の技術］ 近年、半導体製造装置では、ＬＳＩの高集積化や高精度
化に伴ない製造過程における環境管理が著しく厳しいも
のになってきた。

例えば、半導体露光装置では、従来可視光や紫外線光を
光源としていたが焼き付は線巾の縮小のため更に光源の
短波長化が進んでいる。その中で、Ｘ線露光装置は、Ｓ
ＯＲなどからのＸ線を光源として、露光を行う露光機で
ある。Ｘ線は、空気中で強度が著しく減衰するため、本
来真空中で露光することが望ましい。

しかし、露光雰囲気を真空すると従来シリコンウェハの
チャックやハンドリングに用いていたバチューム吸着方
式が使用できなくなる。又真空では、発熱部からの熱の
伝達も悪くなるため、前記露光雰囲気は減圧ｆ（ｅとす
ることがある。このＨｅの雰囲気状態はＨｅ中でのＸ線
の減衰を極力減らし、かつ前記ウェハが保持されるのに
最低限の圧力から決定される。また、温度変化による露
光への悪影響を考慮すると、前記Ｈｅの温度、圧力、純
度などの雰囲気環境は厳しく管理する必要がある。

ところで、前記Ｘ線露光装置などで使用されるアクチュ
エーターは上述したように特殊環境で使用される０例え
ば、アクチュエーターは単体で耐真空仕様であり、第３
図に示すようにウォータージャケットのハウジングが覆
っている。

以下第３図を用いて説明する。同図において１０はアク
チュエーターであり耐真空モータが用いられる。、１１
は、そのモータ１０の発熱を吸収するためのウォーター
ジャケットである。１２はウォータージャケット１１の
冷却用配管である水路を示す。１８は水路の継手である
。

モータ１０は真空もしくは減圧雰囲気の状態に悪影響し
ないよう、脱ガスを減らし、摺動部は、真空グリスを使
用するなどの対策のとられたものが使用される。ざらに
モータ１０の発熱が周辺に伝達しないよう、モータ１０
の外側は、冷却用のウォータージャケット１１で覆われ
ている。

また、第４図においては、標準のモータを使用した場合
を示す。１０はモータである。、１１はウォータージャ
ケット、２６はフィードスルーでありこれは、例えば、
磁性流体シールを用いたものである。２７は伝達シャフ
トである。２８はチャンバー壁である。同図におけるモ
ータ１０は真空仕様ではないのでチャンバー内に入れる
ことはできない。したがって、フィードスルー２６を用
いて、チャンバー壁２８の大気側から駆動伝達を行なう
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、上記特殊環境下にてア
クチュエーターを使用する場合、アクチエエータ−は真
空対応であり、発塵の少ないものを選ばなければならず
使用可能なアクチエエータ−の種類が限定されていた。

また、通常のアクチュエーターを特殊環境の外に配した
場合、アクチュエーターの出力部から駆動部までの伝達
系が複雑になりこの配置も制限されていた。

以上に示し・た欠点は、前記Ｘ線露光装置などの装置構
成を拘束し、高精度機構の設計に制約を与えるものであ
った。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、必要に応じていかなる種類のアクチュエーターでも
使用可能とし、かつ駆動伝達構成を複雑にすることなく
Ｘ線露光装置等に適用可能な冷却装置の提供を目的とす
る。

［課題を解決するための手段および作用〕本発明によれ
ばアクチュエーター等の冷却装置を前記アクチュエータ
ーを密閉する構造とし・、また前記アクチュエーターと
前記冷却装置内に閉された空間を、冷却装置外周部と同
一成分の気体で大気圧（７ｓ　ｏ　ｔｏｒｒ）程度に保
持することが可能ｔｔ冷却装置を用いることで、前記冷
却装置外周部の雰囲気条件が厳しく管理されなくてはな
らない場合でも、前記冷却装置内にある前記アクチュエ
ーターの材質、潤滑剤の制約がなくなり、アクチュエー
ターの選択範囲が広がり、高精度なものを自白に選択可
能となる。

［実施例］ 以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明に係る冷却装置の構成を示す。

１０は、本実施例のアクチュエーターであるモータでこ
こでは、ステッピングモータが使用されている。１１は
、モータ１０を覆っているウォータージャケットであり
、モータ１０の冷却を行なう。１２はウォータージャケ
ット１１内の水路であり、モータ１０を冷却するための
冷却水が流れる。１３はモータ１０の出力軸と駆動軸を
連結するカップリング、１４はモータ１ｏのリード線に
つけられたコネクタで、コネクタ１４はウォータージャ
ケット１１に固定されシールされているしたがって、コ
ネクタ１４からウォータージャケット１１内への外気の
流入もしくは、ウォータージャケット１１外への流出は
実質的にない。また、このコネクタは真空対応であり、
例えばハーメチックシール（登録商標）などが使われる
。

１５はフランジであり、モータ１０が取り付けである。

またウォータージャケット１１もフランジ１５に取り付
いており取り付は部分は全てシールされている。１６は
Ｏリングシールであり、フランジ１５どモータ１０の出
力軸シールとして使われている。Ｏリングシール１６は
、Ｕパンキンでもその他の軸シールでもよい。１７もフ
ランジであるが、フランジ１７には、出力軸を取り出す
穴は設けていない。またフランジ１５と同様ウォーター
ジャケット１１に取り付けられており取り付は部は全て
シールされている。

１８はウォータージャケット１１の水路１２から外部へ
冷却水を流入または、流出するための継手である。第１
図には、継手１８は１つしか描かれていないが、流入用
流出用と少なくとも、２つ以上ある。１９は継手１８と
冷却水の水温を制御する。不図示の恒温水装置を結ぶ冷
却水用の配管であり継手１８同様、少なくとも、２本以
上配されている。またこの配管１９は、耐真空であり断
熱効果のあるものが望ましい。

ウォータージャケット１１とフランジ１５およびフラン
ジ１７でモータ１０のハウジングを構成しておりこのハ
ウジングはモータ１０を実質的に密封している。

２０はフランジ１７に取り付いて、前記ハウジング内と
唯一外部と連通ずるための継手である。

この継手２０とフランジ１７は取り付き部が完全にシー
ルされている。２１は継手２０から装置外へ連通ずるた
めの配管である。この配管も断熱バイブであることが望
ましい。

２２は圧力計で、配管２１およびモータ１０の前記ハウ
ジング内の圧力をモニターするものである。２４はバル
ブであり、２３はＨｅボンベである。したがって、Ｈｅ
ボンベ２３の圧力をバルブ２４で絞り、圧力計２２でモ
ニターする。配管２１は上記一連の配管を含んでいる。

次に上記構成についてその使用方法を述べる。

モータ１０は、本実施例ではステッピングモータを使用
している。ステッピングモータは回転位置決め精度が非
常に良いが、発熱量が他種のモータより比較的多い。し
かしながら、前記Ｘ線露光装置のように装置内の温度変
動が精度に大きく影響する装置では、この発熱は好まし
くない。そこでウォータージャケット１１を用いてモー
タ１０と装置の間を断熱修姪箸蓋している。したがって
、ウォータージャケット１１内は常時水温管理された冷
却水が流れており冷却水によってモータ１０から発生し
た熱を回収する。

またこのとき圧力計２２によフて前記ハウジング内はＨ
ｅで大気圧（７６０ｔｏｒｒ）程度に管理されている。

したがって、モータ１０の摺動部に使用されている。グ
リスやオイルの発塵や蒸発も雰囲気の圧力が高いため少
ない。また、モータ１０の材質も真空部品として用いら
ねるものに限定することなく使用できる。したがって、
モータ１０は市販品を改善することなく特殊環境のアク
チュエーターとして使用できる。

更に前記ハウジング内はＨｅ大気圧程度に常時保持しな
くてはいけないが、ハウジング内は密閉されているため
Ｈｅの消費は殆どない。また、前記Ｘ線露光装置は上述
した如く、減圧Ｈｅ雰囲気内で露光が行なわれ、この雰
囲気の環境は厳しく制御されている。このとき前記ハウ
ジングからシールなどの破損から万−瀬れる気体は主に
Ｈｅであり、装置内の圧力は管理されているため前記雰
囲気の急激な悪化の原因にはならない。また、この場合
、Ｈｅボンベ２３の消費量から故障の有無が確認できる
。

上述の構成を用いることにより市販されている高精度ア
クチュエーターを改善せずに特殊環境用のアクチュエー
ターとして使用できる。この場合前記特殊環境の高精度
維持に悪影響を及ぼす原因にならない。

また、前記アクチュエーターと前記冷却装置間の閉され
た空間を大気圧のＨｅに保持する場合そのＨｅの供給量
も少なく経済的である。

次に第２図を用いて他の実施例について説明する。

この例における特徴は、アクチュエーターおよび機構部
もハウジング内に含まれることである。

１０はモータであり本実施例は２相のステッピングモー
タである。しかしＤＣモータでも他のモータでもよい。

２９はボールネジ送りで、モータ１０の回転を直進運動
に変換するものである。

３０は直進ロッドである。

他の構成部品は前実施例と同一である。

次に本実施例の動作を示す。モータ１０に回転運動はボ
ールネジ送り２９で直進運動に変換され直進方向の精度
位置決めを行なう、このときモータ１０、ボールネジ送
り２９は通常の市販の製品を使用している。またボール
ネジ送り２９に使用している。グリスも市販品である。

ウォータージャケット１１、フランジ１５．１７で構成
されるハウジング内はＨｅが７６０　ｔｏｒｒ程度に保
たれているため、前記ハウジング内でのグリス等の蒸発
はほとんどない。また、モータ１０や他の機構部からの
発熱はウォータージャケット１１により遮。

断じている。したがって、本実施例で示す機構であれば
、大規模な装置内で配置制約なく組み込むことができる
。

以上説明した構成、動作により前実施例に加え次の効果
がある。まず運動変換機構の材質、潤滑材は市販もしく
は一般のものを使える。更に前記Ｘ線露光装置等の半導
体製造装置では塵埃の発生も露光環境悪化の原因である
。よって本実施例に示すようにできるだけ機構部を密閉
することで、装置内への発塵の量を減らすことができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、アクチュエーターの冷却装置によ
りこのアクチュエーターを密閉する構造とし、更に前記
アクチュエーターと前記冷却装置の間の閉された空間を
前記冷却装置外周部と同一の成分の気体で大気圧（７６
０ｔｏｒｒ）程度に保持することにより、冷却装置外周
部の雰囲気が条件が厳しく管理される場合において、前
記冷却装置内部で、使用するアクチュエーターの材質、
潤滑剤等として一般に使用されているものが使え、前記
雰囲気にその影響を及ぼさない、またアクチュエーター
の選択も制約がなくなり、高精度なものを選べる。

本発明では、前記アクチュエーターと前記冷却装置間を
前記冷却装置外周部と同一気体で大気圧（７６０ｔｏｒ
ｒ）に保持しているが、密閉されているため、どんな所
でも装着可能である。また前記冷却装置に送るガス供給
量も微量で、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る冷却装置の平面図、 ３４２図は本発明の別の実施例に係る冷却装置の斜視図
、 第３図および第４図は各々従来使用されている冷却装置
の構成図である。 １０：モータ、 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ １ ２ ３ ６ ７ ８ ９ ０ ：ウォータージャケット、 二本路、 二カップリング、 ：コネクタ、 ；フランジ、 二〇リングシール、 ：フランジ、 ；冷却水用継手、 ：冷却水用チューブ ：Ｈｅ用継手、 ：Ｈｅ用チューブ、 ：圧力計、 ：Ｈｅボンベ、 ：フイードスルー ：伝達軸、 ：チャンバ壁、 ：ボールネジ送り、 ：直進ロッド。 第 ■ 図 第３ 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力軸を有する発熱駆動源を密封的に収容するハ
   ウジングを設け、該ハウジングの出力軸貫通部にシール
   手段を備え、該ハウジングの構成部材内に冷却媒体の流
   路を設けたことを特徴とする冷却装置。
2. （２）前記ハウジング内に所望状態のガスを充填するた
   めのガス管が密封継手手段を介して該ハウジングに接続
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷
   却装置。
3. （３）前記ハウジングは、駆動源の周囲を覆うウォータ
   ージャケットとその両端を封止するフランジからなり、
   一方のフランジに前記出力軸が貫通して設けられたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷却装置。
4. （４）前記発熱駆動源は、Ｘ線露光装置の可動部駆動用
   モータであり、前記ガスは、所定の圧力、温度および純
   度のヘリウムガスであることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の冷却装置。