JPH0373241A - 真空用移動テーブル装置 - 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〉 この発明は、たとえば半導体製造装置等の真空槽内でウ
ェハー等のワークを搬送したりあるいは位置決めするの
に使用される真空用移動テーブル装置に関し、特に、真
空槽内において、搬送テーブルを互いに直交する方向に
移動させることができる真空用移動テーブル装置に関す
る。

〈従来の技術〉 従来、この種の真空用移動テーブル装置としては、真空
槽内に配設された第１ガイドレールに沿って摺動自在イ
こ支持されると共に、上記第１ガイドレールに平行Ｉこ
設けた第１送りねじによって第１ガイドレールの方向に
送られる移動部材と、この真空槽内を移動する移動部材
に設けられ、上記第ｌガイドレールの軸方向に直交する
方向に延びる第２ガイドレールに沿って摺動自在に支持
されると共に、上記第２ガイドレールに平行に配置した
第２送りねじによって第２ガイドレールの方向に送られ
る移動テーブルとを備えたものがある。そして、この真
空用移動テーブル装置は、上記第１送りねじを真空槽内
に配設した第１モータにより回転駆動して上記移動部材
を第１送りねじの回転に応じて、第１ガイドレールの方
向に移動させると共に、上記移動部材に取り付けられ、
この移動部材と共に真空槽内を移動する第２モータによ
り上記第２送りねじを回転駆動して、上記第１ガイドレ
ールの方向の移動とは独立に、上記搬送テーブルを上記
第１ガイドレールに直交する第２ガイドレールの方向に
移動させるようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来の真空用移動テーブル装置は、
上記の如く、第１送りねじを回転駆動するための第１モ
ータと第２送りねじを回転駆動する第２モータを、共に
真空槽内に配置する構造であるため、モータよりその巻
き線等に吸着されているガスが放出されて、真空側の清
浄度を低下させてしまうという問題があった。この問題
を解決するために、上記第１，２モータに、真空中で使
用してもガスを放出しないタイプのモータを用いると、
ガスの放出は避けられるが、このようなガスを放出しな
いタイプのモータは、そうでない上記モータに比べて４
０〜５０倍も高価であるため、真空用搬送装置が非常に
高価になってしまう。

方、上記第１送りねじと第２送りねじを夫々真空槽外ま
で延ばして、この第１．２送りねじを共に真空槽外にお
いて回転駆動することも考えられるが、この場合は上記
の如く第１．２送りねじが互いに直交するため、たとえ
ば真空槽の正面と一方の側面というように回転の導入に
２面を必要とし、単に真空槽の一側面から回転を導入し
て、移動テーブルの互いに直交する方向の移動を実現す
るというわけにはいかなかった。

そこで、この発明の目的は、真空側に回答高価な真空対
応タイプのモータを用いたりしなくても、大気側からの
駆動により、真空側における搬送テーブルの互いに直交
する方向への移動を実現することができ、したがって、
真空側の清浄度を低下させたりすることがなく、特に、
真空槽の一側面から回転を導入して搬送テーブルを互い
直交する方向へ移動させることのできる真空用移動テー
ブル装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の真空用移動テーブ
ル装置は、真空側において第１ガイドレールに沿って摺
動自在に支持される移動部材と、上記第１ガイドレール
に平行に配置され、大気側から真空側に延び、大気側に
おいて回転駆動されて上記移動部材を第１ガイドレール
に沿って送る送りねじと、上記移動部材に設けられ、上
記第１ガイドレールの軸方向に直交する方向に延びる第
２ガイドレールに沿って摺動自在に支持される移動テー
ブルと、上記移動テーブルに設けられ、上記第２ガイド
レールに平行な方向に延びるラックと、上記送りねじお
よび第１ガイドレールに平行に配置され、大気側から真
空側に延びると共に大気側において回転駆動されるスプ
ライン軸と、上記スプライン軸に軸方向に移動可能に嵌
合すると共に上記ラックに噛合するピニオンと、上記移
動部材に設けられ、上記ピニオンの上記移動部材に対す
る軸方向の移動を拘束する拘束部材とを備えたことを特
徴としている。

〈作用〉 上記移動部材は、第１ガイドレールに平行に配置され、
大気側から真空側に延び、大気側において回転駆動され
る送りねじによって、この送りねじの回転に応じて、真
空側において第１ガイドレールに沿って送られる。この
真空側において第１ガイドレールに沿って送られる移動
部材には、移動テーブルが、上記第１ガイドレールの軸
方向に直交する方向に延びる第２ガイドレールに沿って
摺動自在に支持される。したがって、この移動テーブル
は移動部材と共に第１ガイドレールの軸方向に移動する
。

上記移動テーブルには、上記第２ガイドレールに平行な
方向に延びるラックが設けられ、このラックは、上記送
りねじおよび第１ガイドレールに平行に配置され、大気
側から真空側に延びると共に大気側において回転駆動さ
れるスプライン軸に軸方向に相対移動可能たたし相対回
転不可に嵌合するピニオンに噛合する。しかも、このピ
ニオンは、Ｌ記移動部材に設けられた上記拘束部材によ
り、上記移動部材に対する第１ガイドレールの軸方向の
！２動を拘束されて、換響゛ずれば、上記拘束部材を介
１．て、移動部材にスプライン軸の軸方向に支持されて
、Ｊ、記うブクと、移動テーブルの第１ガイドレールに
１１）ったその位置によらず、常に噛合する。したがっ
て、上記移動テーブルは、上記の如く大気側において同
転駆動される送りねじの回転に応じて第１ガイドし・−
ルに沿って送られるとｔ（に、この送りねじによる送＃
）とは独立に、大気側において回転駆動される上記スプ
ライン軸の回転に応じて、第２ガイドレールに沿って送
られる。

このように、真空側に移動テーブルを移動させるための
モータを設けたりしなくても、大気側において送りねじ
およびスプライン軸を夫々回転駆動することにより、移
動テーブルを、送りねじに平行に設けた第１ガイドレー
ルに沿って移動させることができると共に、この移動方
向に直交する第２ガイドレールに沿って移動させること
ができる。

従来のように真空側ｊこ移動テーブルを送るためのモー
タを用いないため、真空側の清浄度を低下させたり、搬
送されるワークを汚染するようなガスが放出されること
はない。また、高価な真空対応タイプのモータら必要な
い。そして、大気側から真空側に延び、互いに平行な送
りねじとスプライン軸を大気側において回転駆動により
することにより、真空側における移動テーブルの互いに
直交する方向への移動を実現する構造であるため、真空
槽の一側面から回転を導入できる。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明の真空用移動テーブル装置の一実施例
の平面図である。

第１図において、１．１は真空槽２内に所定の水平距離
を保って互いに平行に配置され、真空槽２の側壁２ａに
略直交する方向に延び、その両端が支持部材３．３を介
してベース４に固定された一対の第１ガイドレール、５
はこの第１ガイドレール１．１に沿ってこの第１ガイド
レール１，１の軸方向（図中Ｘ方向参照）に摺動可能に
支持された移動部材、６はこの移動部材５に、この移動
部材５に設けた上記第１ガイドレール１，１の軸方向に
直角な方向（図中Ｙ方向参照）に延びる一対の第２ガイ
ドレール７．７に沿って摺動可能に支持された直方体状
の移動テーブルである。上記移動部材５は、第２図に示
すように、上記第１ガイドレール１．１に軸方向に摺動
自在に嵌合するスライドボール軸受１０．１０を介して
、上記の如く、第１ガイドレール１，１に沿って摺動自
在に支持されている。また、上記移動テーブル６も移動
部材５と同様に、スライドポール軸受８を介して、上記
の如く第２ガイドレール７．７に沿って摺動自在に支持
されている。

また、１１は上記移動部材５を第１ガイドレール１．１
の軸方向Ｘに送る送りねじとしてのボールねじ軸である
。このボールねじ軸１１は、上記第１ガイドルール１．
１の中間に位置してこの第１ガイドレール１，１と平行
に配置されており、に記支持部材３．３に図示しない軸
受を介して回転自在に支持されている。そして、上記真
空槽２の側壁２ａの大気側Ａに取り付けたステップモー
タ１２（第１図では後述するステップモータ１５の下方
に位置しているため見えていない）により大気側Ａから
回転駆動される。このボールねじ軸１１は、第２図に示
すように、移動部材５のこのボールねじ袖口に対応する
位置に嵌合固定したボールナツト１３に螺合している。

上記第２ガイドレール７．７の軸心は、第１ガイドレー
ル１．１およびボールねじ軸１１の軸心よりも、距離ｄ
ｌだけ鉛直方向上方に位置している。

第２図に示すようζこ、上記ボールねじ紬１１の軸心よ
りも距離ｄｓ（ｄｔ＜ｄ＋）だけ上方には、第１ガイド
レール１．１およびボールねじ軸１１に平行に、ボール
スプライン軸１４を配置している。このボールスプライ
ン軸１４は、上記ボールねじ袖１１と同様、第１図に示
すように、上記支持部材３．３に図示しない軸受を介し
て回転自在に支持されている。そして、真空槽２の側壁
２ａの大気側Ａに取り付けたステップモータ１５により
回転駆動される。このボールスプライン軸１４は、第２
図に示すように、その外周の周方向９０°毎に軸方向の
円筒面で形成される軌道１１１４ａ、１４ａ、・・・を
有する。

上記ボールスプライン軸１４には、このボールスプライ
ン軸１４に軸方向に相対移動可能ただし相対回転不可に
嵌合する円筒状のボールスプラインナツト１６と、この
ボールスプラインナツト１６に外嵌され固定される円板
状の外歯歯車１７とからなるピニオン１８が軸方向に相
対移動可能ただし相対回転不可に嵌合しである（第３図
参照）。

そして、上記ボールスプライン軸１４の各軌道溝１４ａ
には、上記ボールスプラインナツト１６に長円状の循環
経路に沿って循環可能に配設されたボール列のボールス
プライン軸１４側経路に位置して内周側に露頭する複数
のボール１９が夫々密にかつ転勤可能に嵌合している（
第２図では夫々の長円状の循環経路のうちボールスプラ
イン軸側経路以外の部分が省略されている）。この軸方
向に列をなす複数のボールＩ　９，１９．・・・、１９
，１９゜・・・・・・を介して、ボールスプライン１ｄ
ｌ１４の回転はピニオン１８にがたつくことなく、かつ
確実に伝えられる。ただし、ボールスプライン軸１４に
対するピニオン１８の軸方向の移動は許容される。

上記ピニオン１８は、第３図に示すように、上記移動部
材５の上面にボールスプライン軸１４の軸方向Ｘに一定
の距離を保って突設され、第２ガイドレール７．７の軸
方向に延びる矩形の板状の拘束部材２１．２１に、その
ボールスプラインナツト１６の両端部が軸受２２．２２
を介して軸方向に密に、かつボールスプライン軸１４と
共回り可能に支持されて、移動部材５に対する軸方向Ｘ
の移動は拘束されている。そして、この移動部材５に対
する軸方向Ｘの移動が拘束された状態で、このピニオン
１８は、その外歯歯車１７にて、上記移動テーブル６の
下面の中央に固定され、第２ガイドレール７．７に平行
な方向（Ｘ方向）に延びるラック２０に密に噛合してい
る。換言すれば、ピニオン１８は、移動部材５に第２ガ
イドレール７゜７およびスライド軸受８，８．８．８を
介して軸方向に支持されている移動テーブル６に設けた
上記ラック２０に噛合するよう、移動部材５に拘束部材
２１．２１および軸受２２，２２を介して軸方向に支持
されている。したがって、このピニオン１８は、移動部
材５が第１ガイドレール１，１に沿ってＸ方向に移動し
て、この移動部材５と共に移動テーブル６がＸ方向に移
動したときに、常にラック２０との噛合を保った状態で
Ｘ方向に移動するのである。そして、上記移動テーブル
６は、第２図に示すように、ボールスプライン軸１４の
回転と共に、ピニオン４８からラック２０を介してＸ方
向の力を伝えられ、第２ガイドレール７．７に沿って移
動する。つまり、移動テーブル６はボールスプライン軸
１４の回転に応じてＸ方向に移動する。上記ラック２０
は、移動テーブル６のＸ方向の所定の可動長さを確保す
るに十分なＸ方向の長さを有する。したがって、ラック
とピニオンとの噛合が、移動テーブル６の第２ガイドレ
ール７゜７に沿ったＸ方向の移動によって外れることは
ない。

なお、上記ボールねじ軸１１およびボールスプライン軸
１４の側壁２ａ通過部分は十分にシールに配慮がなされ
ているため、この部分からリークして、真空槽２内、つ
まり真空側Ｂの真空度が低下することはない。また、上
記ボールスプラインナツト１６のボール１９．スライド
ボール軸受８の図示しないボール、スライドボール軸受
１０の図示しないボールおよびボールナツト１３の図示
しないボールの表面と、ラック２０の噛合面には、滑ら
か、かつ正確な動きを確保するために、いずれもたとえ
ばＡｇ等の真空中で使用可能な固体潤滑剤がコーティン
グしである。また、ボールスプライン軸１４を支持部材
３に回転自在に支持する図示しない軸受およびボールね
じ軸２を支持部材３に回転自在に支持する軸受は、真空
中での使用に適するガス放出等のない軸受が使用されて
いる。また、上記ピニオン１８と移動部材５との間には
、互いの干渉によりその回転が妨げられないように、一
定の間隙ｄ、が保たれている。

上記構成の真空用移動テーブル装置において、移動テー
ブル６を第１ガイドレール１．１の軸方向すなわちＸ方
向に移動させるには、大気側Ａに位置する上記ステップ
モータＩ２によりボールねじ軸１１を回転させる。する
と、真空側Ｂにおいて、このボールねじ軸１１に螺合す
るボールナツト１３がボールねじ軸１１の回転に応じて
第１ガイドルール１，１に沿ってＸ方向に移動し、これ
と共に、移動部材５もボールねじ軸１１の回転に応じて
、第１ガイドレール１．ｌに沿ってＸ方向に滑らかかつ
正確に移動する。そして、この移動部材５と共に、第２
ガイドレール７．７．移動テーブル６、ラック２０もＸ
方向に移動する。そして、上記ピニオン１８ももちろん
、上記の如く、第１ガイドレール１，１に平行に配設さ
れたボールスプライン軸１４に軸方向に移動可能に嵌合
されており、かつ、移動部材に拘束部材２１．２１およ
び軸受２２，２２を介して軸方向に支持されて、この拘
束部材２１．２１を介して移動テーブル６より軸方向の
力を伝えられるため、常に、ラック２０と噛合した状態
で移動部材５と共にＸ方向に移動する。ピニオン１８が
移動部材５のＸ方向の移動を妨げることはない。

一方、移動テーブル６を移動部材５の移動方向Ｘに直交
するＹ方向に移動させるには、大気側Ａに位置する上記
ステップモータ１５によりボールスプライン軸１４を回
転さける。４”ると、上記ピニオン１８は、上記の如く
ボールスプライン軸１４とのＸ方向の嵌合位置によらず
、ボールスプライン軸１４と相対回転不可、つまり回転
伝達可能に嵌合しているため、このボールスプライン軸
１４と周方向にがたつくことなく共回りする。しかも、
上記の如く、このピニオン１８とラック２０との噛合は
、移動部材５のＸ方向位置によらず、かつ移動テーブル
６のＹ方向位置によらず、常に確保される。したがって
、このピニオン１８の回転はこの移動テーブル６の下面
に固定したラック２０に確実に伝達され、したがって、
移動テーブル６はＹ方向へ上記ボールスプライン軸１４
の回転に応じて正確に移動する。

このように、この真空用移動テーブル装置によれば、従
来のように真空側Ｂに移動テーブルを移動させるための
モータを設けたすせずとも、大気側Ａにおいてボールね
じ軸１１およびボールスプライン軸１４をステップモー
タ１２，１５により夫々回転駆動するだけで、移動テー
ブル６を、真空側Ｂにおいて、ボールねじ軸１１の回転
に応じて第１ガイドレールに沿ってＸ方向に滑らかかつ
正確に直線移動させることができる共に、このＸ方向の
移動とは独立に、ボールスプライン軸１４の回転に応じ
て、上記第１ガイドレール１，１に直交する第２ガイド
レール７．７に沿って滑らかかつ正確に移動させること
ができる。したがって、この真空用移動テーブル装置に
よれば、従来のように真空側に移動テーブルを移動させ
るためのモータを必要としないため、真空槽２内の清浄
度を低下させたり搬送あるいは位置決めされるワークを
汚染するようなガスを放出することはない。また、高価
な真空対応タイプのモータも回答必要ない。しかも、こ
の真空用移動テーブル装置は、大気側Ａから真空側Ｂに
延びるボールスプライン軸１４と、このボールスプライ
ン軸１４に軸方向に相対移動可能ただし相対回転不可に
嵌合するピニオン１８と、移動部材５に設けられ、上記
ピニオンの移動部材５に対する移動を拘束する拘束部材
２１．２１と、移動テーブル６に固定され、上記ピニオ
ン１８に噛合するラック２０とを備えているので、互い
に平行な回転導入軸、つまり送りねじとしてのボールね
じ軸１１とボールスプライン軸１４により、真空側Ｂに
おける移動テーブル６の互いに直交する方向への移動を
実現することができる。したがって、この真空用移動テ
ーブル装置によれば、真空槽２の一側面から回転を導入
することができる。したがって、この真空用移動テーブ
ル装置によれば、一つの真空槽内に複数の真空用移動テ
ーブル装置を隣接して設けるのが容易である。

第４図はこの発明の真空用移動テーブル装置の第２実施
例の平面図、第５図は第４図の■−ｖ線断面図、第６図
は第４図のＶｌ−Ｖｌ線断面図である。

この第２実施例は基本的に上記第１実施例と同じである
ので、対応する部材に同一符号を付して、説明は省略す
る。作用、効果は上記第１実施例と同じである。

上記実施例では、送りねじとしてボールねじ軸＋１を用
いたが、送りねじはボールねじ軸に限らず、単なるねじ
であってもよい。

また、上記実施例では、スプライン軸としてボールスプ
ライン軸１４を用いると共に、このボールスプライン軸
！４に軸方向移動可能ただし相対回転不可に嵌合するボ
ールスプラインナツト１６とこのボールスプラインナツ
トに固定された円筒状の外歯歯車１７とにより、上記ボ
ールスプライン軸１４に軸方向移動可能ただし相対回転
不可に嵌合するピニオン１８を構成するようにしたが、
スプライン軸はボールスプライン軸に限らず、単なるス
プライン軸であってもよい。そして、ピニオンは、ボー
ルスプラインナツト１６と外歯歯車１７により構成され
るものに限らず、たとえば単なるスプライン軸に嵌合す
るスプラインナツトの外周に周方向一定間隔に複数の歯
を形成したようなものであってもよい。

また、拘束部材は上記実施例のものに限らず、ピニオン
の移動部材に対する移動を拘束でき、ピニオンを、移動
テーブルに設けたラックと、この移動テーブルのＹ方向
のその位置によらず常に噛合させることができるもので
あればよいのはいうまでもない。また、移動テーブルは
上記実施例のものに限らないのはいうまでもない。

また上記実施例ではスライドボール軸受１０を介して移
動部材５を第１ガイドレール１に摺動自在に支持し、ま
た、スライドボール軸受８を介して移動テーブル５を第
２ガイドレール７に摺動自在に支持するようにしたが、
これらの軸受はスライドボール軸受にかぎらず滑り軸受
であってもよい。また、ボールねじ軸ＩＩを支持部材３
に支持する図示しない軸受および、ボールスプライン軸
１４を支持部材３に支持する図示しない軸受は、転がり
軸受あるいは滑り軸受のいずれかが用いられる。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の真空用移動テーブ
ル装置によれば、第１ガイドレールに平行に大気側から
真空側に延びる送りねじおよびスプライン軸を設けると
共に、第１ガイドレールに沿って上記送りねじによって
送られる移動部材に第１ガイドレールと直交する方向に
延びる第２ガイドレールを設け、この第２ガイドレール
に案内される移動テーブルに設けられ、第２ガイドレー
ルに平行な方向に延びるラックに、上記スプライン軸に
よって回転され、拘束部材によって移動部材に対して移
動不可に拘束されるピニオンを噛合させたので、大気側
から真空側に延び、互いに平行な送りねじとスプライン
軸によって、真空槽の一側面から回転を導入して、真空
側における移動テーブルの互いに直交する方向への移動
を実現することができる。

また、この発明の真空用移動テーブル装置によれば、真
空側に移動送テーブルを移動させるためのモータを必要
としないため、真空側の清浄度を低下させたり搬送また
は位置決めされるワー、りを汚染するようなガスを放出
することがない。また、高価な真空対応タイプのモータ
も回答必要ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の真空用移動テーブル装置の第１実施
例の平面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図
は第１図の■〜■線断面図、第４図はこの発明の真空用
移動テーブル装置の第２実施例の平面図、第５図は第４
図の■−Ｖ線階段断面図、第６図は第４図のＶＩ−Ｖｌ
線断面図（後方の第１ガイドレールおよびこの第１ガイ
ドレールに摺動自在に嵌合された移動部材の部分は省略
されている）である。 １・・・第１ガイドレール、５・・・移動部材、６・・
・移動テーブル、７・・・第２ガイドレール、１１・・
・ボールねじ軸、１２．１５・・・モータ、１４・・・
ボールスプライン軸、１８・・ピニオン、２０　・ラッ
ク、２１　・拘束部材、 Ａ・・・大気側、Ｂ・・・真空側。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空側において第１ガイドレールに沿って摺動自
   在に支持される移動部材と、 上記第１ガイドレールに平行に配置され、大気側から真
   空側に延び、大気側において回転駆動されて上記移動部
   材を第１ガイドレールに沿って送る送りねじと、 上記移動部材に設けられ、上記第１ガイドレールの軸方
   向に直交する方向に延びる第２ガイドレールに沿って摺
   動自在に支持される移動テーブルと、 上記移動テーブルに設けられ、上記第２ガイドレールに
   平行な方向に延びるラックと、 上記送りねじおよび第１ガイドレールに平行に配置され
   、大気側から真空側に延びると共に大気側において回転
   駆動されるスプライン軸と、上記スプライン軸に軸方向
   に移動可能に嵌合すると共に上記ラックに噛合するピニ
   オンと、上記移動部材に設けられ、上記ピニオンの上記
   移動部材に対する軸方向の移動を拘束する拘束部材とを
   備えたことを特徴とする真空用移動テーブル装置。