JPH04173695A - Substrate elevator device - Google Patents
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- JPH04173695A JPH04173695A JP29533590A JP29533590A JPH04173695A JP H04173695 A JPH04173695 A JP H04173695A JP 29533590 A JP29533590 A JP 29533590A JP 29533590 A JP29533590 A JP 29533590A JP H04173695 A JPH04173695 A JP H04173695A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/12—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
- B23Q11/121—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine with lubricating effect for reducing friction
- B23Q11/125—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine with lubricating effect for reducing friction for lubricating ball screw systems
-
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- B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
- B23Q5/40—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体製造装置の基板を搬送するための基板エ
レベータ装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a substrate elevator device for transporting substrates in semiconductor manufacturing equipment.
一般に半導体製造装置では、基板を処理、加工又は計測
を行なう各室に搬送する前に準備室であらかじめ高真空
又は、超高真空に立上げ後、各室へ搬送する方式を採っ
ている。この準備室内の棚状の基板カセットケースに基
板を導入し、一定ピッチずつ上下移動させ、磁気カップ
リング式直進搬送棒に基板を載せ変え、搬送する方法が
知られている。In general, semiconductor manufacturing equipment employs a method in which a substrate is brought to a high vacuum or an ultra-high vacuum in a preparation room before being transferred to each chamber where processing, processing, or measurement is performed, and then the substrate is transferred to each chamber. A method is known in which a substrate is introduced into a shelf-shaped substrate cassette case in the preparation chamber, moved up and down at a constant pitch, and then transferred by placing the substrate on a magnetic coupling linear transfer rod.
基板カセットケースを上下移動させる機構として、真空
関連メーカの製品化されたベローズ式直進動導入機があ
る。しかし、直進ストロークが最大４０ｒｍ程度のもの
がほとんどで、たとえば、基板を数十枚搭載した基板カ
セットのように、ストロークが２００〜３００ｎｎ必要
なものには使用できない。長ストロークのもには、回転
力を直進駆動に変換し、上下移動する方式で、ボールネ
ジと伸縮ベローズを用いものが多くの装置に採用されて
いる。As a mechanism for moving the substrate cassette case up and down, there is a bellows-type linear movement introduction machine manufactured by a vacuum-related manufacturer. However, most of them have a maximum straight stroke of about 40 rm, and cannot be used for things that require a stroke of 200 to 300 nn, such as a substrate cassette loaded with several dozen substrates. For long strokes, many devices use ball screws and telescopic bellows to convert rotational force into linear drive for vertical movement.
以下、従来の問題点を第３図を用いて説明する。Hereinafter, the conventional problems will be explained using FIG. 3.
第３図は従来の基板エレベー装置の断面図である、伸縮
ベローズ２４の後端が上下移動するスライド軸２５に、
先端がコンフラツトフランジ２６溶接され、内側が真空
となっている。スライド軸２５中心からはずれたところ
にボールネジ２７設け、上下移動するスライド板２８に
はスライド軸２５後端がナツト２９で固定され、さらに
、ボールネジナツト３０及びガイド用リニアベアリング
３１が固定されている。上下移動案内のための支柱３２
は伸縮ベローズ２４外側の円周上に３本設け、装置本体
に結合されるコンフラツトフランジ３３と支持板３４に
より固定されている。一方、スライド軸２４先端には補
強板３５が取り付き、その上に複数の基板３６が入った
基板カセットケース３７が載っている。ベアリング３８
はスライド軸２５の上下移動による振れ回りを防止する
ためのものである。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional board elevator device.
The tip is welded to a flat flange 26, and the inside is vacuumed. A ball screw 27 is provided at a location offset from the center of the slide shaft 25, and the rear end of the slide shaft 25 is fixed with a nut 29 to a slide plate 28 that moves up and down, and further a ball screw nut 30 and a guide linear bearing 31 are fixed. Support column 32 for vertical movement guidance
Three bellows are provided on the outer circumference of the telescopic bellows 24, and are fixed by a flat flange 33 and a support plate 34, which are connected to the main body of the device. On the other hand, a reinforcing plate 35 is attached to the tip of the slide shaft 24, and a board cassette case 37 containing a plurality of boards 36 is placed thereon. bearing 38
is for preventing whirling due to vertical movement of the slide shaft 25.
さて、モータ３９からの回転力をカップリング４０を介
してボールネジ２７に伝達すると、ボールネジナツト２
９が固定されているスライド板２８が支柱３２を案内に
上下方向に移動する。この結果、ベローズ２４が伸縮し
、スライド軸２５が上下に移動する。これにより、基板
カセットケース３７が上下方向に移動して基板の搬送を
行なう。Now, when the rotational force from the motor 39 is transmitted to the ball screw 27 via the coupling 40, the ball screw nut 2
A slide plate 28 to which 9 is fixed moves vertically using the support 32 as a guide. As a result, the bellows 24 expands and contracts, and the slide shaft 25 moves up and down. As a result, the substrate cassette case 37 moves vertically to transport the substrate.
また、超高真空を達成させるため、基板エレベータ装置
の焼出しは、伸縮ベローズ１部、コンフラツトフランジ
にテープヒータなどを巻きつけ、約１００℃の温度で高
温焼出しを長時間行っていた。Furthermore, in order to achieve an ultra-high vacuum, the substrate elevator device was baked out at a high temperature of approximately 100° C. for a long period of time by wrapping a tape heater or the like around one part of the expandable bellows and the conflat flange.
しかし、従来の基板エレベータ装置では、スライド軸と
回転駒動軸の中心が一致していなかったため、回転によ
る曲げモーメントがスライド板に発生し、上下移動によ
る負荷変動が大きいかった。However, in conventional board elevator devices, the centers of the slide shaft and rotary piece movement shaft were not aligned, so a bending moment was generated in the slide plate due to rotation, and load fluctuations due to vertical movement were large.
このため、伸縮ベローズが座折したり、スライド軸やガ
イド支柱がかじったり、さらに、ガイド用リニアベアリ
ングや振れ回り防止ベアリングががじりにより破損して
、寿命を著しく低下させていた。また、超高真空に立上
げるため、伸縮ベローズ部を高温焼出す時、ボールネジ
及びその周辺を完全に冷却できなかった。このため、約
２５０℃の高温焼出しができず、超高真空に立上げに多
くの時間を要した。As a result, the telescopic bellows buckled, the slide shaft and guide support struts became galled, and the guide linear bearings and anti-swivel bearings were damaged due to galling, resulting in a significant reduction in service life. Furthermore, since the system was built up to an ultra-high vacuum, the ball screw and its surroundings could not be completely cooled when the expandable bellows part was baked at high temperatures. For this reason, high-temperature baking of about 250°C was not possible, and it took a long time to start up the ultra-high vacuum.
また、ベローズとスライド軸が溶接で一体構造となって
いるため、ベローズの破損による交換が容易でなかった
。Furthermore, since the bellows and the slide shaft are integrally welded, it is not easy to replace the bellows if it breaks.
したがって本発明の目的は、上下移動による負荷変動を
抑え、真空構成要素部品の寿命を伸ばし、超高真空到達
時間を短縮した高信頼性の基板エレベータ装置を供給す
ることにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a highly reliable substrate elevator device that suppresses load fluctuations due to vertical movement, extends the life of vacuum components, and shortens the time required to reach an ultra-high vacuum.
上記目的を達成するため１本発明では、伸縮ベローズや
スライド軸に働く回転による曲げモーメントを防止し、
ガイド用支柱、リニアベアリング、の負荷変動を抑える
ため、スライド軸と回転睨動軸の軸心を一致させた。ま
た、超高真空を短時間に達成させるため、スライド軸に
液体窒素トラップ機能を持たせ、かつ、ボールネジ、ナ
ツトの周辺部を冷却し、高温焼出しができるよにした。In order to achieve the above object, the present invention prevents bending moment due to rotation acting on the telescopic bellows and slide shaft,
In order to suppress load fluctuations on the guide struts and linear bearings, the axes of the slide shaft and rotating shaft are aligned. In addition, in order to achieve ultra-high vacuum in a short time, the slide shaft has a liquid nitrogen trap function, and the surrounding areas of the ball screw and nut are cooled to enable high-temperature baking.
さらに、ベローズの交換を容易にするため、伸縮ベロー
ズの両端を真空シール機能を持ったフランジ付きのユニ
ット構造としたものである。Furthermore, in order to facilitate the replacement of the bellows, the telescopic bellows has a unit structure with flanges at both ends having a vacuum sealing function.
基板が搭載された基板カセットケースと同一に上下移動
するスライド軸の中に回転駆動軸であるボールネジ設け
、軸心を一致させる。それによって、上下移動しても、
軸心が同一であるため、伸縮ベローズやスライド軸が回
転による曲げモーメントの影響を受けない。また、ガイ
ド用支柱、リニアベアリングには均等に負荷が加わるの
で上下方向に円滑に移動させることができる。さらに、
スライド軸を冷却することにより、ボールネジ、ナツト
の周辺部も冷却可能となる。これによって、伸縮ベロー
ズ部の約２５０℃高温焼出しができる。A ball screw serving as a rotary drive shaft is installed in a slide shaft that moves up and down at the same time as the board cassette case on which the board is mounted, and the axes are aligned. As a result, even if you move up or down,
Since the axes are the same, the telescopic bellows and slide shaft are not affected by bending moment due to rotation. In addition, since the load is evenly applied to the guide column and the linear bearing, smooth movement in the vertical direction can be achieved. moreover,
By cooling the slide shaft, the surrounding areas of the ball screw and nut can also be cooled. This allows the expandable bellows portion to be baked out at a high temperature of about 250°C.
以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
装置の中央部にある伸縮ベローズ１には、両端にフラン
ジ２が溶接されている。先端部は本体装置に取り付くフ
ランジ３に、後端部は片端が中空パイプ構造のフランジ
付スライド軸４にそれぞれＣｕガスケットを介して取り
付き、真空シールされている。回転駆動軸であるボール
ネジ５を前記スライド軸４の中に設け、ポールネジナツ
ト６がフランジに固定されている。すなわち、スライド
軸と回転駆動軸の中心を一致させる。上下移動するスラ
イド板７にはスライド軸４のフランジ、ガイド用リニア
ベアリング８およびポールネジナツト６の周辺部を覆っ
ているカバー９が固定されている。ガイド用支柱１０は
ベローズ１の外側に円周上に３本設け、フランジ３と支
持板１１により固定されている。また、この支持板１１
にはボールネジ５後端の軸受部が、さらに、柱１ｏを介
してモータ１５が固定されている。一方、スライド軸４
先端には補強板１２が取り付き、その上複数の基板１３
が入った基板カセットケース１４が載っている。真空内
のベアリング１５はスライド軸４の上下移動による振れ
回りを防止するためのもので、スライド軸４の周りに３
ケ所ある。A telescopic bellows 1 in the center of the device has flanges 2 welded to both ends. The front end is attached to a flange 3 that is attached to the main unit, and the rear end is attached to a flanged slide shaft 4 having a hollow pipe structure at one end via a Cu gasket and vacuum-sealed. A ball screw 5 serving as a rotational drive shaft is provided in the slide shaft 4, and a pole screw nut 6 is fixed to the flange. That is, the centers of the slide shaft and the rotary drive shaft are made to coincide. A cover 9 that covers the periphery of the flange of the slide shaft 4, the guide linear bearing 8, and the pole screw nut 6 is fixed to the slide plate 7 that moves up and down. Three guide columns 10 are provided on the circumference outside the bellows 1 and are fixed by a flange 3 and a support plate 11. In addition, this support plate 11
A bearing portion at the rear end of the ball screw 5 is fixed to the shaft 10, and a motor 15 is further fixed to the shaft 10 via a column 1o. On the other hand, slide shaft 4
A reinforcing plate 12 is attached to the tip, and a plurality of substrates 13 are attached thereto.
There is a board cassette case 14 containing the board. The bearing 15 in the vacuum is to prevent the slide shaft 4 from swinging around due to vertical movement.
There are several places.
さて、モータ１６からの回転力をカップリング１７を介
してボールネジ５に伝達すると、ポールネジナツト６が
固定されているスライド板７が支柱１０を案内に上下移
動する。この結果、ベローズ１が伸縮し、スライド軸４
が上下移動する。この時、スライド軸４と回転駆動軸で
あるボールネジ６の軸心が同一のため、ベローズ１やス
ライド軸４に曲げモーメントが働かず、さらに、３本の
支柱１０には均等に負荷が加わり、変動が小さいので、
円滑に上下移動することができる。上記動作により、基
板カセットケース１４が上下移動して基板を搬送する。Now, when the rotational force from the motor 16 is transmitted to the ball screw 5 via the coupling 17, the slide plate 7 to which the pole screw nut 6 is fixed moves up and down using the pillar 10 as a guide. As a result, the bellows 1 expands and contracts, and the slide shaft 4
moves up and down. At this time, since the axes of the slide shaft 4 and the ball screw 6, which is the rotary drive shaft, are the same, no bending moment is applied to the bellows 1 or the slide shaft 4, and the load is applied equally to the three pillars 10. Since the fluctuation is small,
Can move up and down smoothly. By the above operation, the substrate cassette case 14 moves up and down to transport the substrate.
また、超高真空を達成させるための約２５０℃高温真空
焼出しは、ベローズ１の外側にテープヒータなどを巻き
つけ行なう、この際、ボールネジやナツトおよびその周
辺部は高温になるので、ボールネジ５が納まったスライ
ド軸４片端が中空パイプ中とカバー９で覆った空間に冷
却用ガス１８を流し、冷却を行なう。この結果、温度上
昇を防ぐことができる。In addition, high-temperature vacuum baking at approximately 250°C to achieve an ultra-high vacuum is performed by wrapping a tape heater or the like around the outside of the bellows 1. At this time, the ball screw, nut, and its surroundings become high temperature, so the ball screw 5 One end of the slide shaft 4 in which the slide shaft 4 is housed flows cooling gas 18 into the hollow pipe and the space covered by the cover 9 to perform cooling. As a result, temperature rise can be prevented.
さらに、伸縮するベローズ１は前述したように、両端が
フランジ２で溶接されたユニット構造となっているため
、ベローズ１の交換および組立が容易にできる。Furthermore, as described above, the expandable and retractable bellows 1 has a unit structure in which both ends are welded to the flanges 2, so that the bellows 1 can be easily replaced and assembled.
次に、第１図の装置において、冷却に看目した一応用実
施例を第２図に示す。スライド軸１９を後端がフランジ
付の２重パイプ構造とし、その中に回転駆動軸であるボ
ールネジ２０を設ける。ポールネジナツト２１はスライ
ド軸１９のフランジに固定されている。その他の構造は
一実施例の第１図と同じである。Next, FIG. 2 shows an example of an application of the apparatus shown in FIG. 1 with a view to cooling. The slide shaft 19 has a double pipe structure with a flange at the rear end, and a ball screw 20 serving as a rotational drive shaft is provided therein. The pole screw nut 21 is fixed to the flange of the slide shaft 19. The rest of the structure is the same as that in FIG. 1 of the embodiment.
さて、２重パイプの中に液体窒素２２を導入し、スライ
ド軸１９を冷却すると、液体窒素トラップとして機能す
る。その結果、超高真空に到達する時間を短縮でき、か
つ、高温焼出し時、ボールネジおよびナツトの冷却も可
能である。また、液体窒素２２の替わりに冷却用ガス２
３を流してもボールネジおよびナツトの冷却ができる。Now, when liquid nitrogen 22 is introduced into the double pipe and the slide shaft 19 is cooled, it functions as a liquid nitrogen trap. As a result, the time required to reach an ultra-high vacuum can be shortened, and the ball screw and nut can also be cooled during high-temperature baking. Also, instead of liquid nitrogen 22, cooling gas 2
The ball screw and nut can be cooled even by flowing water.
さらに、第１図と同様に、２重パイプのスライド軸１９
の中のボールネジ２ｏが納まった空間とカバー９の中に
冷却用ガスを流すことも可能である。Furthermore, similar to FIG. 1, the slide shaft 19 of the double pipe
It is also possible to flow cooling gas into the space in which the ball screw 2o is housed and the cover 9.
以上述べたように、本発明によれば、ベローズの伸縮に
よって上下移動するスライド軸と回転駆動軸の中心を一
致させることによって、ベローズ、スライド軸および振
れ回り防止用ベアリングに働く曲げモーメントを防止す
ることができ、ベローズの座折、軸やベアリングのかじ
りをなくすることができた。また、ガイド用支柱やリニ
アベアリング働く負荷の変動を小さくすることができ、
かじりをなくすることができた。その結果、上下移動が
円滑となり、高寿命、高信頼性の装置にすることができ
た。さらに、ベローズをユニット構造にしたことで、ベ
ローズの交換および組立が容易にできるようになった。As described above, according to the present invention, by aligning the centers of the slide shaft, which moves up and down as the bellows expands and contracts, with the rotary drive shaft, bending moments acting on the bellows, the slide shaft, and the whirling prevention bearing are prevented. This eliminates bellows folding and galling of shafts and bearings. In addition, fluctuations in the load applied to guide columns and linear bearings can be reduced.
I was able to eliminate the galling. As a result, the vertical movement became smooth, and the device was able to have a long life and high reliability. Furthermore, by making the bellows a unit structure, the bellows can be easily replaced and assembled.
また、常時スライド軸を冷却し、液体窒素トラップとし
て機能させることにより、超高真空到達時間を大福に短
縮することができ、さらに、ボールネジ、ナツト周辺部
を冷却することによって。In addition, by constantly cooling the slide shaft and functioning as a liquid nitrogen trap, the time required to reach an ultra-high vacuum can be significantly shortened, and by cooling the area around the ball screw and nut.
高温焼出しが可能となり、その効果はきわめて大きいも
のがある。High-temperature baking is now possible, and its effects are extremely large.
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明の
一応用実施例の断面図、第３図は従来の基板ニレベータ
装置の断面図である。
１・・・ベローズ、４・・・スライド軸、５・・ボール
ネジ、７・・・スライド板、８・・リニアベアリング、
１０・・支柱、１３・・・基板、１４・・・基板カセッ
トケース、１５・・・ベアリング、１６・・・モータ、
１８・・・冷却用ガス、１９・・２重パイプ構造スライ
ド軸、２０・・・舅 １ 皿
１４１Ｅ不１１カゼヅト
′￥−Ｊ Ｚ 図
１ｊ ｌと大下ｍｉ’人
第３図
２４ へ０−ス“
Ｚ５ ス２イＬ拳由
２７ ホ゛−Ｏジ
３６ 鼻状
３７ 遵妖カセ１オケース
３ｇ へ了りシフ°゛
３ｑ 七−７FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an applied embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of a conventional substrate nilevator device. 1... Bellows, 4... Slide shaft, 5... Ball screw, 7... Slide plate, 8... Linear bearing,
10... Support column, 13... Board, 14... Board cassette case, 15... Bearing, 16... Motor,
18...Cooling gas, 19...Double pipe structure slide shaft, 20...Father 1 Plate 141EF11 Kazezuto'\-J Z Figure 1j l and Oshita mi' person Figure 3 24 0- Sc" Z5 S2 I L Kenyu 27 Hole-Oji 36 Nose 37 Zunyo Kase 1 O Case 3g Heriori shift°3q 7-7
Claims (1)
るいは超高真空に立上げ後、前記基板を１枚ずつ加工室
や計測室に搬送させる半導体製造装置において、準備室
内の複数の基板を搭載した基板カセットケースを上下方
向に移動させ、基板を搬送する基板エレベータ装置とし
て、ベローズ内の中心位置に、前記ベローズの伸縮で上
下移動するスライド軸の中に回転駆動軸を設け、スライ
ド軸と回転駆動軸の中心を一致させたことを特徴とする
基板エレベータ装置。 ２、特許請求範囲の第１項記載の装置において、スライ
ド軸および回転駆動軸を冷却するようにしたことを特徴
とする基板エレベータ装置。 ３、特許請求範囲の第２項記載の装置において、スライ
ド軸を２重パイプ構造とし、その中に液体窒素を供給し
、液体窒素トラップとして機能させたことを特徴とする
基板エレベータ装置。 ４、特許請求範囲の第２項記載の装置において、回転駆
動軸を冷却する手段として、片端が中空パイプのスライ
ド軸と回転駆動軸ナット周辺部の密閉された空間に、冷
却用ガスを供給することを特徴とする基板エレベータ装
置。 ５、特許請求範囲の第１項記載の装置において、伸縮ベ
ローズを両端が真空シール機能を持ったフランジ付きの
ユニット構造としたことを特徴とする基板エレベータ装
置。[Scope of Claims] 1. In a semiconductor manufacturing apparatus in which a plurality of substrates are introduced into a preparation chamber from the atmosphere, the substrates are brought into a high vacuum or an ultra-high vacuum, and then the substrates are transferred one by one to a processing chamber or a measurement chamber. , as a board elevator device that moves a board cassette case loaded with multiple boards in the preparation room in the vertical direction and transports the board, and rotates at the center position in the bellows on a slide shaft that moves up and down as the bellows expands and contracts. A board elevator device characterized in that a drive shaft is provided, and the centers of the slide shaft and the rotary drive shaft are aligned. 2. A board elevator device according to claim 1, characterized in that the slide shaft and the rotary drive shaft are cooled. 3. A substrate elevator device according to claim 2, characterized in that the slide shaft has a double pipe structure, into which liquid nitrogen is supplied to function as a liquid nitrogen trap. 4. In the device according to claim 2, as means for cooling the rotary drive shaft, cooling gas is supplied to the sealed space around the slide shaft and the rotary drive shaft nut, one end of which is a hollow pipe. A board elevator device characterized by: 5. A board elevator device according to claim 1, characterized in that the telescopic bellows has a unit structure with flanges at both ends having a vacuum sealing function.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29533590A JPH04173695A (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Substrate elevator device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP29533590A JPH04173695A (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Substrate elevator device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04173695A true JPH04173695A (en) | 1992-06-22 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29533590A Pending JPH04173695A (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Substrate elevator device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04173695A (en) |
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