JPH0322049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エレベータ駆動機構、特にエレベー
タの上昇及び下降時に高い大気圧及び真空室の条
件がかかる半導体ウエハ電子ビーム描画装置に適
した駆動機構及びエレベータの移動中に装置部品
に対する振動的衝撃及び歪みを最小化するための
構成に関する。

電子ビーム描画技術は半導体ウエハ上にチツプ
のパターンを描く手段として満足に用いられてい
る。この技術は例えば３×10^-6トル等の非常に高
い真空条件の下で描画が行なわれる事を要求す
る。半導体ウエハは真空室外の事実上大気圧の位
置から真空条件の下に導入され、パターン描画後
に真空室から外へ取り出される。

作業片を満足に取り扱い、電子ビームの印加が
起きる真空室からのあるいは真空室へのそのよう
なウエハの移動を容易にするための装置が、米国
特許第3968885号明細書に示されている。そこで
は半導体ウエハの輸送は、主真空室の外部及び内
部の可動な部品によつて形成される仮想的副室の
利用によつて比較的高速に行なわれている。真空
室の体積と比較して相対的に小さな体積の、例え
ば真空室の大きさの約100分の１程度の副室を用
いる事によつて、副室内に真空室と同じ真空レベ
ルを保つ必要がなくなる。というのは比較的小さ
な副室内の圧力条件は、副室と真空室との間に連
絡が生じた時に真空室内の真空レベルに影響を与
える程充分な重要性を持たないからである。副室
の体積が比較的小さい事及び副室にはより低レベ
ルの真空しか必要でない事により、大気圧におい
て副室に半導体ウエハを置いた後副室を排気する
ための時間は半導体ウエハの電子ビーム・パター
ン描画が行なわれる真空室と基本的に同じ真空条
件に補助室を維持する必要のある従来の装置より
もかなり減少している。さらにエレベータは、真
空室の外部にアクセス可能な副室内の位置からあ
るいはその位置へと半導体ウエハを上昇及び下降
させる事に加えて副室と真空室との間の弁として
も機能し、副室と真空室との間の連絡を遮断する
機能を有する。真空室内部でウエハが外部から気
密状態になると、エレベータからＸ−Ｙテーブル
の一方の側にウエハが横に移動する事が可能にな
る。ここでウエハは入射電子ビームに対して正確
に位置付けられる。

第１の高い位置即ちウエハが副室にあつて真空
室からは閉ざされ、エレベータ上にウエハを置く
か又はそこから取り去るために真空室の外部から
エレベータに接近するために副室のカバーあるい
は蓋を上げることのできる位置と、第２の低い位
置即ちウエハが真空室内にあつてＸ−Ｙテーブル
に移動させるための横方向移動機構に接近可能な
位置との間で、ウエハを保持するエレベータを昇
降させるために、前記の特許文献の装置はタンデ
ム・エア／オイル・シリンダーから成る駆動機構
を用いている。エア・シリンダーは駆動力として
機能し、オイル・シリンダーは調整装置として機
能する。駆動シリンダーは、真空室を画成してい
る装置の上板に対して気密で且つ副室に対しては
開放されたエレベータの上部が、副室の蓋が上昇
し大気に露される時に生じる力に対抗するための
寸法を有している。真空室が非常に高い真空で且
つエレベータの上部が大気圧であれば、約450Kg
程度の圧力差に対抗してシリンダーを駆動するた
めにかなり大きな圧縮空気力あるいは水力が必要
である。さらに、もしエレベータからウエハを横
方向に移動させる内部の移動機構とエレベータと
が順序を乱して動作すれば、これらの構成部品及
びエレベータによつて保持されるウエハ・キヤリ
アに大きな損傷が引き起こされるであろう。その
結果、装置を修理するために数日間の使用不能期
間が生じるかもしれない。

エレベータ駆動機構はいくつかの異なつた圧力
状態の下で動作しなければならない。即ち、 (1) 例示した装置において副室及び主室が両方共
高真空状態にあつて、主真空室の底壁を通つて
気密可能に突出するエレベータの底面に作用す
る大気圧によつて、駆動機構に対して上向き方
向に約63Kgの力が作用する状態。

(2) エレベータが完全に上昇した位置にあり、主
真空室の上部壁に密接し、副室を真空室に対し
て気密にしている状態。真空室が高真空で且つ
副室が大気圧なので、機構の重量並びにエレベ
ータの底部及び上部に作用する大気圧による力
の間の差が例えば駆動機構に対して下向きに作
用する約450Kgの力を生じさせる。（これは以前
に論じた条件である。） (3) 装置全体が大気圧中にあり、エレベータ部分
の重量が駆動機構に対して下向きに約23Kgの力
を加える状態。

従つて本発明の目的は、副室及び真空室の種々
の圧力条件の下でエレベータに作用する圧力差に
よつて生じる負荷が、つり合わされ弱められる事
によつてきわめて小さい力でエレベータを上下に
駆動する事が可能で、エレベータの上昇駆動が終
了しつり合い力が除去された時に圧力差がエレベ
ータを真空室壁に対して自動的に気密にする事を
可能にするような改良されたエレベータ駆動機構
を提供する事である。

本発明の他の目的は、電子ビーム鏡筒に対する
衝撃及び振動をなくし、従つて描画が行なわれて
いる時に真空室からあるいは真空室へ一方のウエ
ハをロードあるいはアンロードしながら同時に別
のウエハに電子ビーム描画ができるような、電子
ビーム半導体ウエハ描画装置用の改良されたエレ
ベータ駆動機構を提供する事である。

本発明の他の目的は、エレベータ上部が大気圧
に露され真空室が高真空の時にエレベータが下降
するのを防ぐために機械式ロツク装置を設けた、
電子ビーム描画装置用の改良されたエレベータ駆
動機構を提供する事である。

本発明は、電子ビーム描画装置の一部分として
真空室内に配置された垂直に移動可能なエレベー
タのための改良されたエレベータ駆動機構に係
る。真空室は、真空室内に配置されビームに位置
合せされた作業片にビームで描画するための電子
ビーム発生装置を有する。またエレベータ機構
は、駆動シヤフトに固定されたエレベータ・プラ
ツトフオーム並びにエレベータ・シヤフト及びプ
ラツトフオームを垂直に上昇及び下降させるため
の付勢装置を含んでいる。

改良点は、動作中にエレベータ機構に作用する
種々の負荷力につり合せるためにエレベータ駆動
シヤフトに接続された負荷力つり合い装置にあ
る。負荷力つり合い装置は、負荷力に反対向きに
エレベータ駆動シヤフトに力を加えるためのピス
トン装置を含む事もある。これは、エレベータ機
構を事実上ゼロ質量の条件に置き、従つて最小限
度の力で、しかも装置に対して最小限度の振動及
び衝撃しか与えずにエレベータ・プラツトフオー
ムをエレベータ付勢装置によつて急速に移動させ
る事ができる。そのような構成の下では、第１の
作業片をエレベータ機構によつて移動させなが
ら、同時に真空室内で第２の作業片に電子ビーム
描画を行なつてもよく、作業片のスループツトが
増加する。

真空室は、開口を有する水平な壁を持つ。この
開口は、エレベータ・プラツトフオームが開口中
に移動し、上昇したプラツトフオームで真空室を
気密にする時に、エレベータ・プラツトフオーム
上に作業片を置いて作業片を真空室内に入れる事
を可能にする。好ましくは、装置はさらに機械式
のインターロツク装置を含む。これは、少なくと
もエレベータ・プラツトフオームが上昇した位置
にあり、真空室を外部に対して閉ざしている時
に、真空室とその外部との間のエレベータ・プラ
ツトフオームに働きエレベータ・プラツトフオー
ムを真空室開放位置へと押しやろうとする圧力差
によつてプラツトフオームが開口から離脱し真空
が低下する事故を防ぐために、エレベータ・シヤ
フトと係合できるようになつている。機械式イン
ターロツク装置は、エレベータ・プラツトフオー
ムにかかる圧力差が所定の値以下になるまでエレ
ベータ駆動シヤフトの解放を阻止する装置より成
る。

さらに装置は、エレベータ・プラツトフオーム
が上昇位置から移動する時に室壁の開口を大気か
ら真空気密にするように働く可動な蓋を有する。
プラツトフオームが上昇された位置にある時に蓋
とエレベータ・プラツトフオームはその間に副室
を形成し、蓋は室の壁の開口を真空気密にする。
さらに装置はプラツトフオームが室の外部から作
業片を受け取つた後プラツトフオームがその位置
から降下する前に副室内に真空を作る装置を有す
る。インターロツク装置は、蓋が室壁開口封止位
置にあり、副室内の圧力が大気圧から所定の真空
圧力にまで減少するまで、エレベータ駆動シヤフ
トの解放を阻止する装置を有する。

機械式インターロツク装置は、駆動シヤフトに
接近し又は離隔するように横方向に移動可能な駆
動シヤフト・ロツキング・バー及びロツキング・
スライド付勢シリンダーを有する。駆動シヤフ
ト・ロツキング・バーは、ロツキング・スライド
付勢シリンダーにより、駆動シヤフトの側面にあ
る少なくとも１つのノツチに関して突出位置と後
退位置との間で推移可能である。このノツチは、
ロツキング・バーが突出位置にありプラツトフオ
ームが垂直に上昇した位置にある時に駆動シヤフ
ト・ロツキング・バーの端部を受け入れる。

ロツキング・スライド付勢シリンダーが駆動シ
ヤフト・ロツキング・バーを選択的に上記突出位
置及び後退位置に推移させるために、空気圧が供
給される。真空室が真空条件下にあり真空室壁開
口を覆うプラツトフオームの表面が大気圧にさら
される時、駆動シヤフト・ロツキング・バーと駆
動シヤフト・ノツチとの接触により高い摩擦力が
駆動シヤフト・ロツキング・バーに作用する。シ
ステムは、駆動シヤフト・ロツキング・バーを突
出位置から後退位置へ移動させる方向でロツキン
グ・スライド付勢シリンダーに加えられる空気圧
を、上記ノツチにおける駆動シヤフト・ロツキン
グ・バー上の摩擦力のレベル以下のレベルにまで
制限するための空気圧制御装置を含む。

負荷力つり合い装置は、エレベータ駆動シヤフ
トと同軸に真空室の下に固定して取り付けられた
負荷つり合いシリンダーを有し得る。ピストンは
エレベータ駆動シヤフトに固定して結合され、負
荷つり合いシリンダー内で摺動可能である。真空
室内外の圧力差によるエレベータ機構に作用する
力をつり合わせるために負荷つり合いシリンダー
内のピストンの与えられた面に適当な値の空気圧
が選択的に加えられる。駆動シヤフト付勢シリン
ダーは、負荷つり合いシリンダーに平行に且つ駆
動シヤフトの側面に駆動機構本体に取り付けられ
ている。駆動シヤフト付勢シリンダーは、エレベ
ータ・プラツトフオームに対面するシリンダー端
部から突出する縦に伸縮可能なピストン・ロツド
を有する。駆動シヤフトに対してその片側に固定
されたオフセツト・ブラケツトは駆動シヤフト付
勢シリンダー・ピストン・ロツドの経路内に突出
する部分を有する。ピストン・ロツドは、上記駆
動シヤフト付勢シリンダーの内部にピストンを有
し、その反対側の端部は、駆動シヤフト付勢シリ
ンダー・ピストン・ロツドの前進後退が、真空室
壁開口を閉ざす上昇位置と上記開口を通じて真空
室の内部に接近可能な下降位置との間でエレベー
タ駆動シヤフトの前進後退を引き起こすように、
オフセツト・ブラケツトに結合されている。また
駆動シヤフト付勢シリンダーに対して、それによ
つて、支持されているピストンの各々の側に、制
御された圧力及び流量で、圧力を加えた空気を選
択的に供給するための装置が設けられている。負
荷つり合いシリンダー内のピストンは、エレベー
タ・プラツトフオームを上昇位置と下降位置との
間で移動させるための両ストロークから底に届く
間に空気クツシヨンされる。下降した位置におい
て、横に移動した所で電子ビーム描画を行なうた
めに、作業片のプラツトフオームからの横移動が
真空室内で可能になる。

弾性のある端部を有する垂直上昇運動停止部材
がエレベータ駆動シヤフトに真空室の外部で調整
可能に固定して取り付けられるが、これはエレベ
ータ駆動シヤフトが垂直上方に移動し固定された
振動遮断板と接触して、エレベータ・プラツトフ
オームの位置を上昇した位置に固定し、真空室内
の開口を気密に保ち、駆動シヤフトのノツチを駆
動シヤフト・ロツキング・バーと整合させるため
である。またエレベータ機構は、上昇した位置か
ら下降した位置へのエレベータ・プラツトフオー
ムの下降移動を制限し、それによつてエレベータ
の移動の終点における衝撃を除去するために、エ
レベータ・プラツトフオームの垂直移動経路内に
あり且つエレベータ機構に固定して取り付けられ
たエレベータ停止部材を有する。

第１Ａ図及び第１Ｂ図を参照すると、多くの点
で米国特許第3874525号明細書に記載されたもの
に構造、機能及び動作が類似した電子ビーム鏡筒
を含む半導体ウエハ電子ビーム描画装置６並びに
真空室１０が示されている。真空室１０は振動遮
断板あるいは振動遮断テーブル８の上部に取り付
けられている。真空室１０は上部壁１２、底部壁
１４及び側壁１６によつて形成される。順次に供
給される半導体ウエハの電子ビーム描画が行なわ
れる主室である真空室１０は、イオン・ポンプ及
びチタン・サブリメーシヨン・ポンプの組み合せ
等の真空ポンプ（図示せず）によつて適当な真空
圧力に保たれる。また真空圧力は矢印１８で示さ
れるように、ソレノイド動作弁２０、上部壁１２
内のチヤネル２２を経て、上部壁１２内の円形の
開口２４によつて一部分が形成された副室３６の
内部にも供給される。

（適当に位置付けられた時に）半導体ウエハ２
６への電子ビームの印加を制御する光学鏡筒４は
真空室の上部壁１２上に支持されている。図では
ウエハ２６は、エレベータ３０によつて支持され
その中央に置かれたウエハ・キヤリア２８上に置
かれている。エレベータ３０は、ウエハ・キヤリ
ア２８を直接支持している垂直に移動可能なプラ
ツトフオーム４０を有する。これは、室１０内の
下降した位置にあつて、エレベータ３０の右のＸ
−Ｙテーブル（図示せず）にウエハ・キヤリア２
８を横に移動させる事を可能にする高さにあるよ
うに図示されている。この移動は移動機構３２に
よつて行なわれる。

各ウエハ２６は、開口２４を経て真空室外部か
ら真空室１０に入れられる。エレベータ３０は、
ウエハ・キヤリヤ２８を上部壁１２の上面１２ａ
付近の上昇した位置にまで持ち上げるように垂直
に移動可能である。装置には、開口を覆うように
上部壁１２の開口２４の直径より大きな直径を有
する、垂直に変位可能な副室の蓋３４が設けられ
ている。蓋３４は、下降した位置にある時、その
周辺部のシール３４ｂで開口２４を気密に保つ。
エレベータ３０が上昇した位置にある時、エレベ
ータ・プラツトフオーム４０の直径が拡大された
縁３８によつて主真空室１０の内部から気密にさ
れた副室３６が形成される。プラツトフオーム４
０の縁３８は面３８ｂ上の環状凹部３８ａ内に弾
性Ｏリング・シール８２を有し、上部壁１２の底
面１２ｂに取り付けられたダイアフラム・アセン
ブリ８８に気密封止される。副室蓋３４が上面１
２ａに気密封止されると、比較的小さな容積の副
室３６は、通路２２によつて副室３６を矢印１８
で示されるように真空圧力の源に接続するソレノ
イド動作型制御弁２０によつて真空室１０内の圧
力よりも遥かに低い真空レベルの真空圧力に保た
れ得る。

ウエハ・キヤリア２８及びウエハ２６の真空室
１０の外部の地点から内部への移動は、真空室１
０内の真空レベルの重大な変化を伴なわずに行な
われる。副室蓋３４と室１０の上部壁１２との間
及びエレベータ・プラツトフオーム縁３８ｂと環
状弾性金属ダイアフラム８８との間が気密封止さ
れると、プラツトフオーム４０の直径の小さな部
分４２は開口２４内に入り込み、その周囲には間
隙が生じる。副室３６を形成する要素の間の小さ
なすきまによつて、非常に小さな容積の副室３６
が生じる。

従来のシステム及び装置では、副室蓋３４及び
エレベータ３０に関する駆動機構は駆動シリンダ
ーに対する停止部材を持たず、エレベータ・プラ
ツトフオーム４０及び副室蓋３４の周辺部を停止
させるためにそれら気密封止面に頼るだけであつ
た。一方本発明では、副室３６が形成される時
に、エレベータ及び副室蓋と真空室上部壁１２と
の気密接触を緩衝するための手段がエレベータ及
び副室蓋に設けられている。

両駆動機構は、エレベータ機構のわきのウエハ
上に電子ビームによつて書き込まれるパターンに
歪みを生じさせ得る真空室構成要素に対する過度
の力の印加をなくすために一体的な停止部材を有
する。さらに封止面における停止部材に接触する
時の衝撃負荷を許容できるものにするために副室
蓋３４及びエレベータ・プラツトフオーム４０の
ストロークの終点で速度を制御するために内部ク
ツシヨンが設けられている。副室蓋３４の気密封
止を保証するために、その部材の環状フランジ３
４ａに固定された弾性Ｏリング４４には最小限度
の力が加えられなければならない。Ｏリング４４
は特に、逆カツプ状の副室蓋３４の対面縁３４ｃ
の円形の溝３４ｂ内に受け入れられる。Ｏリング
４４は真空室１０の上部壁１２の上面１２ａ上に
定着する。カツプ状の副室蓋３４は、横方向に開
口２４の拡がりを持つ基部３４ｄ及び環状の縁部
３４ａを有する。縁部３４ａは、開口２４の側壁
と整合するように開口２４程度の内径を有し得
る。

真空室１０の上部壁１２にはブラケツト・アセ
ンブリ４６が設けられ、その基部４８は開口２４
のわきの上部蓋１２の上面１２ａにねじ込まれる
か又は固定され得る。ブラケツト・アセンブリ４
６には垂直の立ち部材５２の上端に横方向支持梁
５０が設けられ、これらの部材は構造を堅固にす
るために溶接され補強材５４で補強されている。
梁５０は一端で固定され、その端部５０ａはエレ
ベータ３０及びそのプラツトフオーム４０並びに
真空室上部壁１２の開口２４の中心線上にある。
支持梁５０は５６に円筒状開口が設けられ、その
中に副室蓋付勢エア・シリンダー５８の直径の小
さな部分５８ａが突出している。エレベータに関
する完全な制御システムは空気で動く事が好まし
い。副室蓋付勢シリンダー５８の下端から下向き
にピストン・ロツド６０が突出し、その上端はシ
リンダー５８内のピストン５９を支持している。
ロツド６０は、調整可能な衝撃吸収機構６２によ
つて下端が副室蓋３４に機械的に結合される。こ
れに関して、副室蓋３４に対してそれと同軸に、
円筒型ケーシング６４が固定的に取り付けられて
いる。その下端には直径の拡大された縁即ちフラ
ンジ部分６４ａを有する。円筒形ケーシング６４
には、内径６６が与えられ、縁６４ａの付近６８
ではくり広げられている。内径６６は、内径６６
の直径よりも少し小さな外径を有するシリンダー
７０を摺動可能に取り付けている。シリンダー７
０はねじ立て及びねじ切りされた内径７２を有
し、さらに７４においてくり広げられている。ピ
ストン・ロツド６０は下端が６０ａにおいてねじ
切りされ、シリンダー７０のねじ立て及びねじ切
りされた内径７２に通されている。シリンダー７
０は半径方向に拡大したフランジ７０ａでその下
端が終端する。このフランジの外径はケーシング
６４のくり広げられた内径６８の直径よりもいく
らか小さいが、ケーシングの内径６６の直径より
は大きい。フランジ７０ａはケーシング６４内で
のシリンダー７０の上向き移動を制限する停止部
材として機能する。好ましくは、副室蓋３４の上
部は中心に浅い円形の凹部７６を有する。くり広
げられた内径７４及び凹部７６の直径よりも小さ
な直径を有するコイルばね７８が、一端が内径７
４内に置かれ、他端が浅い円形の凹部７６内に置
かれている。コイルばね７８は、コイルばねが部
分的に弛緩及び伸張された時にシリンダー７０の
縁部分７０ａが、ケーシング６４のくり広げられ
た内径６８と内径６６との間に形成された肩部分
８０に接するような、軸方向長さを有している。
さらにロレク・ナツト８２がシヤフト６０のねじ
切りされた端部６０ａに通され、これはピスト
ン・ロツド６０の所定の軸方向のねじ切りされた
位置にシリンダー７０をロツクし、従つてばね７
８を圧縮するように機能する。

副室蓋３４は通常真空室１０の上部壁１２の上
面１２ａ上約10数cmの上昇した位置から、副室３
６あるいは真空室１０を装置の外部に対して気密
に保つためにＯリング・シール４４が上部壁１２
の上面１２ａに対して押し付けられる位置まで、
強制的に下降される。副室蓋３４の押し下げは、
管路６１を経て副室蓋付勢シリンダー５８に、そ
してシリンダー５８内のピストン５９の上面に加
圧空気を供給する事によつて起きる。ピストン・
ロツド６０がシリンダー５８から突出しているの
で、シリンダー７０と副室蓋３４との間のコイル
ばね７８の介挿により蓋３４はピストン・ロツド
６０と共に、弾性Ｏリング・シール４４が真空室
上部壁１２の上面１２ａに接触する地点まで下降
する。これらの部材の間の初期の衝撃が第１Ａ図
に示すように緩く圧縮されたコイルばね７８によ
つて緩衝されるのみならず、コイルばね７９の圧
縮はＯリング・シール４４のばね圧力圧縮による
副室蓋３４の気密封止を保証するように調整可能
にプリセツトされる。コイルばね７８の圧縮によ
りＯリング４４上に最小限度の力が維持される。
従つて付勢シリンダー５８は、上部壁１２の表面
１２ａに対し開口２４の周辺部付近でいくらか平
坦になつたＯリング４４によつて生じる気密封止
力を純粋に制御するためにコイルばね７８に対し
て下向きの力を加える。蓋３４を上昇させるに
は、管路６３を経てピストン５９の反対側に空気
圧が加えられる。エア・シリンダー５８は
ALCONの商標で販売されているもののような標
準的なエア・クツシヨン型の空気シリンダーであ
る。

シリンダー５８内のピストン５９は、上昇位置
及び下降位置の両者において内径内で底に届いて
いる。上昇位置の蓋３４の高さはブラケツト４６
の高さによつて決定される。蓋３４と気密封止面
１２ａとの間のＯリングに対して働く下向きの力
はシリンダー７０のねじ６０ａによつてピスト
ン・ロツド６０を調整する事によつて決定され
る。ピストン５９が底に届く時にばね７８が圧縮
される量はＯリング４４に対する圧縮力を制御す
る。

さらに副室における、エレベータ・プラツトフ
オーム４０と主真空室１０との間の気密は、エレ
ベータ・プラツトフオーム４０によつて支持され
ている第２のＯリングによつて達成される。これ
に関連して、気密構造は米国特許第3968885号と
同様に、エレベータ・プラツトフオーム４０の縁
３８によつて支持されたＯリング８２を用いてい
る。しかしながら真空室１０の上部壁１２の底面
１２ｂに直接接触する代わりに、開口２４の付近
でエレベータ・プラツトフオーム４０と真空室１
０との間に気密封止を行なう最初の時の衝撃の軽
減を保証する機構によつて、真空室１０に変型を
与える事なくエレベータ３０の少しの行きすぎを
許容し、この接触を緩衝するためめの手段が設け
られる。

浅い環状の溝３８ａは縁３８の上面３８ｂに形
成され、特に圧縮性の弾性Ｏリング即ちシール部
材８２を受け入れる。上部壁１２の底面１２ｂは
開口２４の周囲に環状の凹部１２ｃを有する。こ
の凹部はダイアフラム・シール・アセンブリ８４
を固定的に取り付けている。アセンブリ８４は変
型Ｌ字形断面の環状基体部材即ちダイアフラム取
り付け環８６を有している。この部材は開口２４
程度の内径を有し、上部壁１２の凹部１２ｃの直
径よりは少し小さな外径を有する。環８６には、
その内側周辺部を形成する脚８６ａに環状の凹部
９０が設けられている。ばね鋼等で形成され、環
８６に等しい内径及び外径を有する環状の薄板金
属ダイアフラム８８が、環８６にその外側周辺部
８８ａで取り付けられる。その内側の周辺縁８８
ｂは取り付け環８６に拘束されず、取り付け環凹
部９０に延在している。ダイアフラム８８は内側
ではいくらかたわむ事ができるが、外側では取り
付け環８６によつて固定されている。一連のボル
ト９１が、ダイアフラム８８を環８７によつて取
り付け環８６に、そしてアセンブリを上部壁１２
に取り付けるように作用する。さらに取り付け環
８６は面８６ｂに環状溝９２が設けられ、この溝
は環８６と凹部１２ｃの底部との間でサンドイツ
チされるＯリング・シール９４を有する。また、
環８６とダイアフラム８８との間に他のＯリン
グ・シール９３が必要である。これは環８６の面
８６ｃ上の第２の環状溝内にある。これは、蓋３
４が上昇し副室３６即ちプラツトフオーム４０の
上面４０ａの上部が大気に開放され真空室１０が
高真空の時に存在する高い圧力差の下で副室３６
と真空室１０との間の気密の維持を保証する。

エレベータ３０と真空室１０との間の副室３６
における気密は、エレベータ・プラツトフオーム
４０のリング８２が柔軟なダイアフラム８８の内
側縁８８ｂ上に当る事によつて達成される。Ｏリ
ング８２がダイアフラム８８に接触した後、エレ
ベータ３０の駆動機構を強制的に停止させる停止
部材に接触する前に、プラツトフオーム４０は上
向きに少し行きすぎる。ダイアフラム８８の内側
縁８８ｂはダイアフラム・アセンブリ８４の基体
８６の凹部９０の方にたわむ事が可能なので、真
空室１０は変型しない。またダイアフラム８８
は、エレベータに支持されたＯリング８２がアセ
ンブリのダイアフラム内側縁８８ｂによつて与え
られる柔軟性の気密封止面に接触する時及びエレ
ベータ３０がその上昇した位置で停止する時に衝
撃を軽減するようにも機能する。

エレベータ３０及び蓋３４に関する操作は、エ
レベータ３０の垂直上昇が完了し縁３８とダイア
フラム８８との間にＯリング・シール８２によつ
て気密が生じるようになるまでは、即ちエレベー
タ・プラツトフオーム４０によつて上部壁１２と
の第２の気密封止が形成されるまでは、蓋３４が
上昇して真空室１０の上部壁１２との気密接触が
失なわれる事のないように、制御が行なわれる。

第１Ｂ図にエレベータ駆動機構９６及びその制
御システムが示されている。機構９６は真空室１
０の外部の振動遮断板８の下にある。エレベータ
３０は、エレベータ駆動シヤフト９８を含む駆動
シヤフト・アセンブリ９７によつて垂直に昇降さ
れる円筒形エレベータ・プラツトフオーム４０に
よつて主に形成される。駆動シヤフト９８の上端
９８ａはエレベータ・プラツトフオーム４０の中
心の円形孔１００内に受け入れられる。シヤフト
９８の端部９８ｃはねじ山を切られた孔及びそれ
に通されたねじ１０２を有し、シヤフト９８の上
端９８ａにプラツトフオーム４０をロツクするよ
うに機能する。ねじ１０２は、プラツトフオーム
４０の上面の孔及びくり広げ孔の中に受け入れら
れる。エレベータ駆動シヤフト９８は下方に伸
び、主室の底部壁１４及び振動遮断板８を突き抜
けている。これに関して、米国特許第3968885号
に記載されているように、エレベータはボルト１
０６によつてフランジ部分が底部壁１４の上面に
固定された円筒形の台１０４の内側を上昇する。
底部壁１４には台１０４の下向き突出部分１０４
ｂよりも少し大きな適当な大きさの直径の孔１０
８が設けられる。従つて台１０４は、エレベータ
駆動シヤフト９８の周囲で上方に突出するよう
に、主真空室の底部壁１４上に固定され真空室１
０内に置かれる。円筒形金属管１１０は上端がエ
レベータ・プラツトフオーム４０の底に縁３８の
内側で溶接され、エレベータ・プラツトフオーム
及び駆動シヤフト９８と同軸になつている。管１
１０の下端は環状のブロツク１１２及び環状の板
１１４が固定されている。管１１０の内部には従
来技術と同様の金属性ベロー・アセンブリ（図示
せず）が設けられる。ベローは一端が環状の板１
１４に固定され、他端が環状隣接板１０７を介し
て台１０４の上端に固定されている。ベロー及び
付加的なシールの機能は軸方向に可動な駆動シヤ
フト９８を経て真空室から外部へ圧力損失が生じ
るのを防ぐためである。従つて真空室１０は、シ
ヤフト９８が通る中空の台１０４とシヤフトとの
間の空間から気密封止される。この構成は本発明
の一部分をなすものではない。プラツトフオーム
４０は、下向きに移動するエレベータ３０の停止
を緩衝する弾性Ｏリング１０９を下面に有する環
状停止部材１０５を有する。

シヤフト９８に対する負荷を吸収し、システム
の必要に応答したエレベータ３０の上昇及び下降
を可能にするために、適当な減磨軸受（図示せ
ず）がシヤフト９８と台１０４との間に介挿され
る。

環状ブロツク１１２の上面には、水平軸の回り
の回転のために１対のローラー１１８を有するロ
ーラー支持アーム１１６が取り付けられる。ロー
ラー１１８は各々垂直な縦の誘導部材１２０の両
側に接して水平軸の回りに回転するようにアーム
１１６に取り付けられる。部材１２０はブラケツ
ト１２２を経て側壁１６に固定される。この構成
はエレベータ３０のシヤフト軸の回りの回転を抑
えるがエレベータの昇降に対しては何の拘束も与
えない。エレベータ駆動機構９６はアセンブリと
して鋳造金属駆動機構部材１２４によつて振動遮
断板８の下に取り付けられる。部材１２４は平ら
な基体即ち板部分１２４ａから上向きに伸びる複
数の垂直な柱１２６によつて支持される。柱１２
６の上端はねじ切りされ、振動遮断板にねじ切り
された孔の中に取ち付けられる。駆動機構部材基
体１２４ａは、駆動シヤフト・アセンブリ９７の
一部特に付勢駆動シヤフト９９が貫通する、中心
のかなり直径の大きな孔１３０を有する。シヤフ
ト９９は断面が矩形でも良く、クロス・ローラー
軸受スライド（図示せず）上に取り付けられるの
が好ましい。部材１２４の基体１２４ａから下向
きに、横断面が一般にＵ字形の垂直脚１２４ｂが
突き出している。脚１２４ｂは凹部１３２を有す
るフランジ部分１２４ｃで終端する。駆動機構部
材１２４のフランジ部分１２４ｃの底部には、負
荷つり合いシリンダー取付板１３４が取り付けら
れる。負荷つり合いシリンダー取付板１３４は、
前記特許文献記載のエレベータ駆動機構の付勢シ
リンダーの場所に負荷つり合いシリンダー１３６
を取り付けている。シリンダー１３６は、直径の
小さな部分１４０で終端する端部キヤツプ１３８
を上端に有する。端部キヤツプ１３８の直径の小
さな部分１４０は、シリンダー１３６が固定され
た取付板１３４内の孔１４２に嵌入する。負荷つ
り合いシリンダー１３６の一端から上向きにピス
トン・ロツド１４４が突出する。これはその端部
において、適当にねじ切りされた管状の継手を介
して付勢駆動シヤフト９９に接続する。負荷つり
合いシリンダー１３６の機能はエレベータをその
上昇位置と下降位置との間で駆動する事ではな
い。それは、副室３６及び真空室１０の内外の圧
力条件に依存して、種々の位置でエレベータの経
験する負荷を純粋につり合わせるためのものであ
る。

エレベータの駆動は、負荷つり合いシリンダー
１３６の側方の駆動機構部材脚１２４ｂに固定さ
れた駆動シヤフト付勢シリンダー１４８を経て行
なわれる。それは取付けブラケツト１５０によつ
て上端が部材脚１２４ｂに固定される。シリンダ
ー１４８は上端が直径の小さくなつた部分１４８
ａで終端する。この部分はブラケツト１５０の横
に突き出た脚１５０ａに嵌入するようにねじ切り
されている。シリンダー１４８のねじ切り部分
は、駆動シヤフト付勢シリンダー１４８をブラケ
ツト１５０にロツクするロツク・ナツト１５２を
有する。駆動シヤフト付勢シリンダーは、その軸
及びそのピストン・ロツド１５４の軸が負荷つり
合いシリンダー１３６のロツド１４４の軸に平行
になるように支持される。矩形断面駆動シヤフト
部分の側面から外側にオフセツト・カツプリン
グ・ブラケツトが突き出し、その下面に管状の継
手部材１５８が固定されている。継手部材１５８
の下端はピストン・ロツド１５４の上端をねじ式
に受け入れる。従つてピストン・ロツド１５４の
昇降によつて、付勢駆動シヤフト９９が昇降させ
られる。但しクロス・ローラー・ベアリング・ス
ライドによつて垂直以外のいかなる移動も禁じら
れている。付勢駆動シヤフト９９の上端９９ｂ
は、エレベータ駆動シヤフト９８と付勢機構駆動
シヤフト９９との間のいかなる角度変位又は直線
変位も補償する継手１６６を経てエレベータ駆動
シヤフト９８に接続される。直径の小さくなつた
シヤフト部分９９ｂは、継手１６６のねじ切りさ
れた孔１６６ａに通される。また継手１６６のね
じ切りされた部分１６６ｂはエレベータ駆動シヤ
フト９８の端部に通される。９８ｂのねじ切りさ
れた部分１６６ｂはロツク・ナツト１６２を有
し、調整可能に固定された軸関係で継手１６６を
経て付勢駆動シヤフト９９をエレベータ駆動シヤ
フト９８にロツクする事を可能ならしめる。

付勢駆動シヤフト９９の直径の減少した部分９
９ｂに通された継手１６６は、シヤフト９９のよ
り大きな直径の部分９９ａに接する。継手１６６
は駆動シヤフト９９にねじロツクされ、それはシ
ヤフト部分９９ａの直径を少し越える外径を有す
る。従つてそれはカツプ形の上昇運動停止部材１
７０の軸運動に関する上方の停止部材として機能
する。停止部材１７０は、一体的に横方向の基体
１７０ａ及び環状の垂直な側壁１７０ｂを有し、
中心部に孔１７２を有する。これはねじ切りされ
たシヤフト部分９９ａと嵌合するようにねじ切り
され、停止部材１７０がその上で調製可能にされ
ている。ねじ切りされたシヤフト部分９９ａは、
エレベータ３０の上昇運動を制限する上昇運動停
止部材１７０をロツクするロツク・ナツト１７４
を有する。エレベータ３０は、カツプ形上昇運動
停止部材１７０上の弾性リング１７０ｃと振動遮
断板８の底との間の接触によつて停止する。

駆動シヤフト付勢シリンダー１４８の動作によ
るエレベータ３０の下降は、接触点１０７の上部
に接触するエレベータ３０に取り付けられた停止
部材１０５によつて限定される範囲に制限され
る。Ｏリング１０９は接触の衝撃を緩衝するため
に停止部材１０５の中に挿入される。

上昇運動停止部材１７０は、エレベータの上向
きの移動を制動し上昇運動停止部材１７０と固定
された振動遮断板８との間の衝撃をかなり低減さ
せるためにエレベータ・プラツトフオーム４０の
縁３８上のＯリング・シール８２がダイアフラム
８８と接触しダイアフラムを少したわませた後に
カツプ形停止部材の弾性リング１７０ｃが振動遮
断板に接する事を保証するように付勢駆動シヤフ
ト９９のシヤフト部分９９ａ上の垂直位置を調整
し得る。またリング１７０ｃの弾性は減衰機能に
も寄与する。

図示に示されたシリンダーの全てはエア・シリ
ンダーである。実施例の負荷つり合いシリンダー
１３６は、シリンダー１３６のピストン・ロツド
１４４の端部にピストン１３７が固定されてい
る。負荷つり合いシリンダー１３６は、ストロー
クの両端において衝撃を消去するためにエア・ク
ツシヨンを用いたピストン１３７を有する
ALCON型のエア・クツシヨン式エア・シリンダ
ーでも良い。蓋３４が上昇している時に副室３６
から真空室１０へ又は雰囲気から真空室へのプラ
ツトフオームにかかる圧力差に応答してつり合い
シリンダーがエレベータ・プラツトフオームに作
用する力につり合わせるように荷重をかけるよう
に、管路１３９及び１４１がピストン１３７の
各々の側のいずれかに空気圧を加える事を可能に
する。従つて駆動シヤフト９８の底部に結合され
たエア・シリンダー１３６は、シリンダー・ピス
トン１３７の適当な側に必要な空気圧を加える事
によつて、前に説明した動作条件１及び３の下で
の力につり合いを取るように機能する。

また装置には、ロツキング・スライド付勢アセ
ンブリ１８２のための可動な停止部材を形成する
駆動シヤフト・ロツキング・バー１８０が設けら
れている。このアセンブリは駆動シヤフト部分９
８ｂの軸に直角な開口１８４によつて駆動機構機
体の脚１２４ｂに取り付けられる。開口は円筒形
のケーシング１８６を有し、その中に適当な寸法
の駆動シヤフト・ロツキング・バー１８０が摺動
可能に取り付けられる。ケーシング１８６は駆動
シヤフト部分９８ｂから遠い端部にロツキング・
スライド付勢エア・シリンダー１８８を取り付け
ている。シリンダー１８８は内部にピストン１９
１を有するピストン・ロツド１９０を有する。ロ
ツド１９０はその外部の端部において駆動シヤフ
ト・ロツキング・バー１８０に結合される。シリ
ンダー１８８は、ピストンが図面の左側に変位し
た時に駆動シヤフト・ロツキング・バーを突出し
た位置から後退させ駆動シヤフト９８の垂直上昇
を可能にするように管路１９２及び１９４によつ
て選択的に加圧空気を受け取る。これに関して、
付勢駆動シヤフト９９にはその一側面に上側及び
下側のロツキング・ノツチ１９６及び１９８が設
けられ、これはエレベータ３０が完全に上昇及び
完全に下降した位置にある時に各々駆動シヤフ
ト・ロツキング・バー１８０の突出端部を選択的
に受け取る。従つて駆動シヤフト・ロツキング・
バー機構１８２は確実なエレベータ昇降位置の制
御を与える。またそれは前述の動作条件２の下で
エレベータに生じる下向きの力に打ち勝ち主室の
真空度の低下を阻止するための機械的インターロ
ツクを提供するためにも使用し得る。機械的イン
ターロツクは、動作条件２の下でエレベータの上
部に作用する大気圧によつて生じるロツキング・
バーに対して作用する磨擦力以下に、ロツキング
機構シリンダーの付勢力を管路１９４から供給さ
れる空気圧力によつて維持する事により達成され
る。従つて副室が排気されない限りロツキング・
バーは解離し得ない。

管路１９４に圧力調整器を設置する事によつ
て、管路１９４を経てロツキング・スライド付勢
シリンダー１８８に供給される空気圧力は、（前
述の動作条件２の下で）エレベータ・プラツトフ
オームの上部に作用する大気圧によつてロツキン
グ・バー１８０に対して作用する磨擦力よりも小
さな力しかピストン１９１及びロツド１９０を介
して駆動シヤフト・ロツキング・バー１８０に加
えることができない。従つて副室３６が排気さ
れ、シリンダー１８８内のピストンを左に動かし
バー１８０をノツチ１９８からはずすための適当
な圧力が管路１９４を経て得られるようになるま
では、ロツキング・バー１８０はロツキング・ノ
ツチ１９８から解離し得ない。上記条件が得られ
れば、シヤフト９９は駆動シヤフト付勢シリンダ
ー１４８によつて下向きに駆動され得る。シリン
ダー１４８には管路２００及び２０２が設けら
れ、それらはロツド１５４の端部に固定されシリ
ンダー１４８内にあるピストンの所定の側に加圧
空気を供給することによつて、オフセツト・ブラ
ケツト１５６の所望の上昇下降運動を生じさせ、
したがつてシヤフト・アセンブリ９７及びエレベ
ータを上昇位置又は下降位置に垂直に駆動する。

さらに第２図を参照すると、駆動シヤフト・ア
センブリ９７のエレベータ付勢駆動シヤフト９９
に作用する、エレベータ３０のための圧縮空気制
御システムが図示されている。この制御システム
を用いて、エレベータ付勢機構はエレベータを最
小限度の駆動力（約10Kg）で昇降させる。この軽
い付勢力は、もしシステムが論理あるいはハード
ウエアの故障により誤つた順序で付勢された場合
に、ウエハ・キヤリア又は内の移送機構に対する
損傷を防止する。駆動シヤフト付勢シリンダー１
４８、負荷つり合いシリンダー１３６及びロツキ
ング・スライド付勢シリンダー１８２のために、
正の空気圧力が上記シリンダー内に保持されたピ
ストンの所定の側に制御された圧力で選択的に供
給され、適当な３方弁及び４方向弁によつてそこ
から排出される。駆動シヤフト付勢シリンダー９
６に関しては、ピストン１４９の対向する側に開
いた管路２００及び２０２が４方弁２０４を経て
供給管２０６及び排出管２０８に導かれる。矢印
で示すように40psi（約1.4Kg／cm²）の正の空気圧
力が供給管２０６に供給される。管２００及び２
０２内には各々空気流量制御弁２１０及び２１２
が設置される。

負荷つり合いシリンダー１３６に関しては、シ
リンダー内のピストン１３７の上部に開いた管路
１３９が、３方弁２１４に導かれ、そして供給管
路２１６又は排出管路２１８のいずれかに交互に
接続される。負荷つり合いシリンダーのピストン
１３７の上側は、矢印に示すように40psiの正の
空気圧が３方弁２１４を経て選択的に供給される
か、又は大気圧がかけられる。また調整可能圧力
逃し弁２２０が３方弁２１４と負荷つり合いシリ
ンダー１３６との中間の管路１３９中に設置され
る。

さらに負荷つり合いシリンダー・ビストン１３
７の下側に通じる管路１４１は３方弁２２２によ
つて供給管路２２４及び排気管路２２６に接続さ
れる。矢印に示すように、20psiの空気圧力が３
方弁２２２の制御の下に供給管路２２４に供給さ
れる。３方弁２２２と負荷つり合いシリンダー１
３６との中間の管路１４１には調整可能圧力逃し
弁２２８が設けられる。

圧力逃し弁２２０及び２２８は、室１０が真空
条件及び大気圧条件の場合に、各々エレベータの
上昇及び下降中にエレベータに対して負荷として
働く力を一定にする事を保証する機能がある。

ロツキング・スライド付勢シリンダー１８２に
関しては、各々シリンダーのピストン１９１の対
向する側に開口する管路１９４及び１９２が、４
方弁２３０によつて供給管路２３２及び排気管路
２３４に接続されている。矢印に示すように
20psiの空気圧力が供給管路２３２に供給される。
管路１９２及び１９４内には、速度制御機能を与
えるために、これらの管路がシリンダー１８２に
接続される点において各々固定されたオリフイス
２３６，２３８が設けられている。ピストン１９
１の右側に20psiの圧力を供給すると、ピストン
１９１は左へ移動してロツキング・スライド・バ
ー１８０をノツチ１９８又は１９６から解離させ
る。管路１９４及び２００は通常は閉じた管路で
あり、管路１９２，２０２，１３９及び１４１は
通常は開いた管路である。

調整可能圧力逃し弁２２０及び２２８は、エレ
ベータの移動によりピストン１３７が変位する時
に所望の空気圧力を維持するために負荷つり合い
シリンダー１３６に通じる空気管路に設置されて
いる。エレベータの通常の動作期間中（前述の条
件１）、つり合いシリンダー１３６のピストン１
３７の上部に働く正の空気圧力はエレベータ３０
が上昇した後、止められる。これは、エレベー
タ・プラツトフオーム４０にかかる圧力差により
開口２４において、主真空室のダイアフラム８８
によつて与えられるダイアフラム気密封止面とエ
レベータのフランジ３８の変型可能な弾性Ｏリン
グとの間の気密封止を自動的に保証する。この構
造は主真空室１０と副室３６との間を気密にす
る。ロツキング・スライド・バー１８０は、負荷
つり合いシリンダー１３６への空気圧力が止まら
なければ、エレベータ付勢駆動シヤフト９９と係
合又は解離し得ない。エレベータ３０が下降し得
る前に、ロツキング・スライド・バー１８０はエ
レベータ付勢駆動シヤフト９９のノツチ１９８か
ら解離されなければならず、空気圧力はつり合い
シリンダー１３６に戻されなければならない。即
ちつり合いシリンダー・ピストン１３７の上面に
空気圧力が加えられなければならない。この機能
を実現するためのスイツチングは、電子的ハード
ウエア（図示せず）によつて自動的に行なわれ
る。制御システムは主真空室１０及び副室３６の
内部の圧力に応答する。適当な圧力感知器（図示
せず）を設置して、各エア・シリンダー９６，１
３６及び１８２の適正な動作のために自動的制御
システムによつて用いられる信号を発生するよう
にしてもよい。通常の真空ゲージを真空室内に設
置しても良く、真空室１０は室内に所望の非常に
低い真空圧力を維持するためにターボモレキユラ
ー真空ポンプ等に接続されている。負荷つり合い
シリンダー１３６、駆動シヤフト付勢シリンダー
９６及びロツキング・スライド付勢シリンダー１
８２に加えられる圧力は注意深く制御及び制限す
る必要がある。圧力調整器（図示せず）が供給管
路２０６，２２４及び２３２に設けられている。
さらに駆動シヤフト付勢シリンダー９６への加圧
された空気流の流速は、エレベータ付勢駆動シヤ
フト９９を含む、種々の素子の移動速度を制御す
るために制御され、従つてエレベータが昇降する
時の加速度を制御する。エレベータはエレベータ
付勢駆動シヤフト９９のノツチ１９６，１９８及
びロツキング・スライド・バー１８０によつて選
択的にロツクされる。システムにLED光検出器
（図示せず）の形のエレベータ昇降感知器を用い
てもよい。この感知器は駆動シヤフト・アセンブ
リ９７に取り付けられた標識（図示せず）が最大
上昇位置又は最大下降位置において約1.5mm以上
に係合しないように調整される。

ロツキング・スライド付勢シリンダー１８２に
関して、本発明の図面の実施例の場合にロツキン
グ・スライドを動作させ得る空気圧は20psi（1.4
Kg／cm²）に設定されている。シリンダーのピスト
ン１９１の所定の側に20psiの空気圧を選択的に
印加する事によつてスライド・バーを係合又は解
離させるのに充分な力が与えられる。固定された
オリフイス２３６及び２３８はシリンダーの動作
速度従つてロツキング及びアンロツキングの速度
を制御する。固定された２つのオリフイス値は、
アンロツキング動作に対してより速いロツキング
動作を行なうため又はその逆にするために異なつ
ていてもよい。調整は不必要である。

エレベータ３０を上下に駆動するのに必要な空
気圧は40psiである。この空気圧は、ピストン１
３７によるつり合いシリンダー動作と一致する滑
らかなエレベータ移動を達成するためにこの設定
値を調整する必要はない。しかしながら管路２０
０及び２０２内の空気流制御弁２１０及び２１２
がシリンダー９６への空気流の流速を制御し、駆
動シヤフト付勢シリンダー９６によつて駆動され
るエレベータ付勢駆動シヤフト９９の移動速度を
変化させる。これらの弁はエレベータの速さを制
御するために任意に調節できる。その調整により
さらにエレベータ３０の上昇下降に関して必要な
サイクルが与えられる。

負荷つり合いシリンダー１３６に関して、シリ
ンダーの上端即ちピストン１３７の上の室は３方
弁２１４によつて供給管路２１６から約40psiの
圧力が加えられる。この空気圧は、システムが通
常の動作モードにある時即ち室１０が真空で副室
もこの真空圧力の時にエレベータ機構にかかる力
をつり合わせるよう機能する。空気圧が約40psi
であれば、エレベータは下降した位置から上昇し
た位置への及びその逆方向の移動時に滑らかに動
作するであろう。

もしエレベータ３０が同じ速さで滑らかに上昇
又は下降しなければ、この事はシリンダー１３６
へかかる空気圧が増加もしくは減少されるべき事
を示しているのである。もし上昇が緩慢で下降が
急速であれば圧力を減じなければならない。もし
下降が緩慢で上昇が速ければ、シリンダー１３６
のこの側の圧力を高めるべきである。管路１３９
に関してシリンダーの出入口付近に位置する圧力
逃し弁２２０は、供給管路２１６内の調整器（図
示せず）の圧力設定に整合するように調整されな
ければならない。これは調整可能圧力逃し弁２２
０の出口の設定ねじを調整する事によつて行なう
事ができる。この調整は２つの設定ねじの１つを
調整する事によつて行なわれる。第１のねじはロ
ツクねじであり、第２のねじはばねと係合し逃し
圧力を制御するねじである。機能を制御するため
に圧力調整器を設定した後、圧力逃し弁はちよう
ど大気への漏れを停止させる点に調整されるべき
である。適当な圧力が決定されると、基準のため
に圧力ゲージ（図示せず）のレンズの上にマーク
をつけてもよい。

つり合いシリンダーの上述の動作は前述の動作
条件１に対応する。

主室と副室が高真空の場合、エレベータ３０の
底に作用する大気圧によつて駆動機構に対して約
63Kgの上向きの力が生じる。

エレベータ３０が上昇位置にあつて、主真空室
１０が高真空状態、副室が大気圧の時、エレベー
タの底及び上部に作用する大気圧並びに機構の重
量は約450Kgの下向きの力を駆動機構に作用させ
る。この力はエレベータ付勢駆動シヤフト９９の
ノツチ１９８及びロツキング・スライド・バー１
８０によつて支えられる。

全システムに大気圧がかかる第３の動作条件の
下では、そして真空室に関して保守作業が行なわ
れる場合には、エレベータ部品の重量が約23Kgの
下向きの力を駆動機構に与えるが、これは負荷つ
り合いシリンダー１３６のピストン１３７の底に
正の空気圧を与える事によつて補償されなければ
ならない。それには20psi（約1.4Kg／cm²）の圧力
を３方弁２２２を作動させて供給管路２２４から
管路１４１を経てシリンダー１３６に供給すれば
良い。シリンダーの底に約20psiの圧力が加わる
と、エレベータ３０は滑らかに昇降し得る。しか
しながらもしエレベータが急速に上昇し緩やかに
下降するならば、シリンダー１３６内のピストン
１３７のこの側の圧力は減らされなければならな
い。これは調整可能圧力逃し弁２２８及び管路の
調整器（図示せず）を調整する事によつて行なわ
れる。もしエレベータが緩やかに上昇し急速に下
降するならば、ピストン１３７のこの面の圧力を
高めなければならない。つり合いシリンダー１３
６の真空側を調整する時に以前用いた手続は、管
路１３９の圧力逃し弁２２０に対応する圧力逃し
弁２２８を調整するのにも応用できる。

要約すると、エレベータ３０は圧縮空気駆動シ
ヤフト付勢シリンダー９６によつて昇降され、速
度調整のために流量制御が用いられる。調整は、
管路２００及び２０２内の空気流制御弁２１０を
経てシリンダーに至る空気流入力を絞る事によつ
て行なわれる。さらに電力又は空気圧が失なわれ
た時にエレベータが移動するのを阻止するために
推移可能なスライド・バーがエレベータ付勢駆動
シヤフト９９に係合する。エレベータ制御機能を
得るために空気流は、上下運動を制御する４方弁
２０４、スライド・バーの係合及び解離を制御す
る４方弁２３０、及びつり合いシリンダーへの空
気流を制御する２つの３方弁２１４，２２２を構
成するソレノイド弁によつて、選択的に供給及び
抑圧される。シリンダー・ピストン１３７の反対
側には異なつた空気圧が必要である。室１０が真
空状態の場合エレベータ３０の昇降時にシステム
に働く力をつり合わせるためにピストン１３７の
上側に普通40psiの圧力が必要である。一方エレ
ベータ機構が大気圧の下にありエレベータ３０を
上昇又は下降させる必要のある時はピストン１３
７の下面に20psiの圧力が必要である。

負荷つり合いシリンダー１３６は、エレベータ
の上昇時及び下降時の両方においてエレベータに
関して事実上ゼロ質量の条件を作り出すように機
能する。この事はエレベータが軽い付勢力で動く
事を可能にし、急速な運動、初期の急速な加速及
び運動の終期における急速な減速を上昇及び下降
時に所定の方向において行なう事を可能にし、さ
らに任意の点における衝突時にシステム、特に電
子ビーム鏡筒への衝撃及び振動の伝達を最小限に
する。本発明はこの基本的な進歩を修飾する付加
的な態様を有する。

より具体的に言えば、それはエレベータ・プラ
ツトフオーム４０が所定の位置を少し行きすぎる
ように駆動され得る事である。これはＯリング・
シール８２が弾性ダイアフラム８８と接触する時
少し変型しながら、ダイアフラムを上向きにたわ
ませ得るからであり、従つてプラツトフオーム４
０と真空室の壁に支持されたダイアフラム８８と
の間の完全性の高い真空気密が保証される。これ
は弾性Ｏリング８２と柔軟なダイアフラム８８と
の間に作用する最小の動的力での初期の接触及び
最小の静的力でのその後の接触において達成さ
れ、例えＯリング８２あるいは柔軟な弾性金属ダ
イアフラム８８に少しの歪みが生じたとしても完
全性の高い気密を保ちながら電子ビーム発生器へ
の衝撃及び振動の伝達を減少させる。エレベー
タ・アセンブリは各方向のストロークの終点にお
いてエレベータの運動が終了する時の衝撃及び起
り得る室の変形をさらに減少させるために上昇及
び下降の停止部材の両者に弾性緩衝材を有する。
駆動シヤフト付勢シリンダー９６へ通じる管路中
に空気流制御弁２１０及び２１２を設ける事は、
駆動シヤフト付勢シリンダー９６によるエレベー
タ駆動アセンブリの運動に迅速且つ精密な制御を
保証する。負荷つり合いシリンダー１３６に通じ
る管路中の調整可能圧力逃し弁２２０及び２２
８、並びに２つの異なつた圧力レベルを供給する
ための圧力調整器の使用は、駆動シヤフト付勢シ
リンダー９６によつて駆動される負荷つり合いシ
リンダー・ピストン１３７の移動中に一定の負荷
つり合い力を維持する。さらに本発明の実施例で
は真空室１０を真空条件から正の圧力条件に変化
させ、またエレベータ機構を実効ゼロ質量駆動す
るためにそのような圧力条件の下で負荷つり合い
シリンダーに所定の圧力を印加するのに手動的に
切り換えしか必要でないが、本発明は真空室１
０、副室３６又は大気それ自身の圧力条件を連続
的に監視するために圧力感知器が用いられ、エレ
ベータ駆動機構の自動制御のために蓋３４が上昇
されるような自動化システムにも完全に適用でき
る。さらにエア・クツシヨン型の空気シリンダー
５８及び１３６を用いる事によつて、システムに
衝撃を与える事なく各ストロークの終りにピスト
ンの減速が制御される。シリンダー５８及び１３
６はアルコン社製の調整可能ポペツト・クツシヨ
ン付きALCONシリーズＫエア・シリンダーでも
良い。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及び第１Ｂ図は電子ビーム描画装置の
ための、本発明の実施例の改良されたエレベータ
駆動機構の各々上部及び下部の縦断面図である。
第２図は第１Ａ図及び第１Ｂ図のエレベータ駆動
機構のための制御システムの概略図である。 １０……主真空室、１２……真空室上部壁、２
４……開口、３０……エレベータ、３４……副室
蓋、３６……副室、４０……エレベータ・プラツ
トフオーム、５８……副室蓋付勢シリンダー、６
２……衝撃吸収機構、８８……ダイアフラム、９
６……駆動シヤフト付勢シリンダー、９７……エ
レベータ駆動アセンブリ、１３６……負荷つり合
いシリンダー、１８０……ロツキング・バー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空室と、 上記真空室内に設けられたビーム描画領域の側
   方にあつて、作業片を支持するエレベータ・プラ
   ツトフオーム及び上記エレベータ・プラツトフオ
   ームを上記真空室内で変位させるために上記真空
   室に取り付けられ且つ上記プラツトフオームに固
   定されたエレベータ駆動シヤフト・アセンブリを
   含むエレベータ機構と、 上記エレベータ駆動シヤフト・アセンブリ及び
   それに支持された上記プラツトフオームを、第１
   の上昇した位置と第２の下降した位置との間で垂
   直に上昇及び下降させるために、上記エレベータ
   駆動シヤフト・アセンブリに結合された付勢装置
   とを含む、上記作業片に電子ビーム描画するため
   の電子ビーム描画システムにおいて、 上記エレベータ機構に対して動作中に作用する
   種々の負荷力につり合せるために、上記エレベー
   タ駆動シヤフト・アセンブリに接続された負荷力
   つり合い装置を設けたことを特徴とする電子ビー
   ム描画システム。 ２ 少なくとも上記エレベータ・プラツトフオー
   ムが上記上昇した位置にあつて上記真空室を外部
   に対して閉ざしている時に、上記エレベータ駆動
   シヤフト・アセンブリと係合可能な機械的インタ
   ーロツク装置を含む特許請求の範囲第１項記載の
   電子ビーム描画システム。 ３ 上記負荷力つり合い装置が、上記真空室の下
   で上記エレベータ駆動シヤフト・アセンブリと同
   軸に固定して取り付けられた負荷つり合いシリン
   ダーと、上記エレベータ駆動シヤフト・アセンブ
   リに固定的に結合され上記負荷つり合いシリンダ
   ー内で摺動可能なピストンと、加圧空気供給装置
   と、条件に応じて上記負荷つり合いシリンダーの
   ピストンの所定の側に所定の空気圧を選択的に供
   給するための装置とより成る特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の電子ビーム描画システム。