JPH0347524A - 真空中機構の駆動装置 - 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） 本発明は真空中で機構を動かす駆動装置に関する。

（従来の技術） 従来、モータを真空容器内に置いて機構を動かすための
駆動源として使用しようとすると、発熱し易く、真空度
を悪化させるため給油や潤滑剤の供給も制限されるので
、モータを真空容器外に置き、真空容器中の駆動軸とモ
ータ軸とを磁性流体フィールドスルーを介して連結した
り、０リングシールを介して連結したりしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の駆動装置では、真空容
器内に存在して動かそうとする被駆動機構の駆動軸の位
置自体も動かしたい場合には対応がとれなかった。例え
ば、真空容器内にｘＹステージを置いて駆動しようとす
る場合、真空容器に対してＸ方向駆動軸の位置を固定し
て、真空容器外のモータ軸と真空シールをとって接続す
ると、Ｘステージの上に乗るＹステージの駆動軸位置は
、Ｘステージの移動に伴って一緒に移動するので、真空
容器外のモータと接続することができなかった。

また、１軸の起動だけの場合でも、駆動軸の取出し方向
が真空容器の形状等によって制限されるほか、駆動軸の
位置を複雑な機構の中に置くと真空容器外に取出せない
等の欠点もあった。

一方、駆動する機構を多数真空容器内に収納しなければ
ならない場合には、駆動軸の取出し同士が互いに干渉し
あい、機構の配置や大きさにいろいろな制約が出ていた
。

本発明の目的は、これら従来の欠点のない真空中機構の
駆動装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は真空中機構の駆動装置に
関する発明であって、運動する機構を収納した真空容器
内に、該運動機構駆動用のモータ若しくはモータ及び駆
動機構の一部を前記とは別の密閉容器で囲んで入れたこ
とを特徴とする。

本発明では前記の欠点を解決するため、真空容器中で動
かす機構の駆動源となるモータ若しくはモータ及び駆動
機構の一部を該真空容器内の真空雰囲気に対して真空シ
ールした密閉容器で囲って前記真空容器内に収納する。

また、前記密閉容器が該真空容器内で動くことを可能と
し、モータ自体の位置が機構の動きと共に変わり得るよ
うにせしめる。

これによって、モータ若しくはモータ及び駆動機構の一
部を高真空にさらすことを防ぎ、場合によっては潤滑も
可能として駆動機構の長命化を図る。同時に、真空容器
内が駆動機構によって汚染したり、真空容器内の真空度
が劣化することを防止する。

また、真空容器外への駆動軸の取出しを考えることなく
モータ若しくはモータ及び駆動機構の一部を配置でき、
多数の駆動軸を有する複雑な機構の駆動も実現できる。

なお、本発明においては、その１実施の態様として、モ
ータ若しくはモータ及び駆動機構の一部を囲んで入れた
、前記密閉容器内と前記の真空容器外とを、該真空容器
内の真空雰囲気に対して真空シールした可とう管で連結
することが好ましい。

更に、本発明においては、上記の実施態様において、２
個以上の上記密閉容器からの可とう管をまとめて、前記
の運動機構を収納した真空容器の中又は外に設けた、真
空排気室に連結することが好ましい。

（実施例） 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１ 第１図は本発明の１実施例の概要図である。

真空容器内で回転するカム軸１は、０リング２によって
真空シールされ、継手３によりモータ軸４と連結する。

モータ５は密閉容器６により覆い、モータへの給電線及
び信号線７は真空シールした電流導入端子８で該密閉容
器６外に取出し、ケーブル９に可とう性とゆるみをもた
せて再び真空シールした電流導入端子１０によって真空
容器１１の外に取出す。１２．１３は軸受、１４．１５
はカラー　１６．１７は軸受押え板、１８はナツト、１
９はカム軸１に設けたねじ部、２０はモータの脚部、２
１は密閉容器の蓋、２２〜２５は０リング、２６は真空
容器の蓋である。真空容器１１外からモータ５に給電し
て、その制御を行えば、カム軸１は所期の回転運動を行
う。前記カム軸１が回転するとカム２７が回転し、ロー
ラ２８に介して、ロッド２９がスライドガイド３０に案
内されて上下し、被駆動物体３１が上下動する。３２は
カムに遊びが出ないようにするためのばねである。

また、３３はスライドガイドの固定具、３４はばね取付
部品、３５はローラ２８の軸、３６はスライドガイド３
０の支持台、３７は全体の基台である。密閉容器６はそ
のままでも良いが、第２図に示すように、金属ベローズ
や、ナイロン、ポリウレタンのフレキシブルチューブ等
、真空シール可能な可とう管３８によって、真空容器１
１の外への連通口３９を設けても良い。

４０．４１は可とう管３８と密閉容器６及びフランジ４
２とを気密接続するためのアダプタである。また、４３
及び４４はシールのための０リングを示す。

該連通口３９は大気に開放しても良く、場合によっては
、真空容器１１内を真空に引く真空排気系（図示してい
ない）の到達真空度より悪い真空度に真空引きをしても
良い。

第１図、第２図において、カム軸１が歯車軸やねじ軸、
スプロケット軸、クランク軸等になっても、またそれに
より駆動する対象の機構が上記と異なっても、同様にモ
ータを密閉容器で囲い、場合によっては可とう管で外部
との連通口に接続することができることは明白である。

また、０リング２による回転シールの部分、又はＯリン
グ２と軸受１２．１３、カラー１４．１５、軸受押え１
６．１７、ナツト１８の部分は、磁性流体フィールドス
ルーに置き換えても良い。

実施例２ 第３図は本発明の別の実施例の概要図である。

モータ４５を密閉容器４６で覆い、モータ軸４７に継ぎ
手４８で連結したねじ軸４９にナツト５０を噛み合せ、
ねじ軸４９とナツト５０を０リング５１．５１′の直線
摺動により真空シールをとって２重筒の外筒５２．５２
′、内筒５３．５３′により覆う。ねじ軸４９の両側に
は軸受５４．５４′を設けて、軸受支持板５５．５６で
支持し、ねじ軸４９の片端はＯリング５７でシールした
蓋５８によって塞ぐ。５９〜６２は軸受押え板、６３．
６４はナツト、６５．６６はナツト６３．６４を取付け
るためねじ軸４９に設けたねじ部、６７はモータ取付部
品である。

ナツト５０はナツト取付板６８に取付け、前記外筒５２
．５２′は０リング６９．６９′でシールしてナツト取
付板６８と結合する。また、内筒５３．５３′は０リン
グ７０．７０′によって軸受支持板５５．５６に気密シ
ールして取付け、密閉容器４６はＯリング７１によって
シールして軸受支持板５６に取付ける。ナツト取付板６
８は被駆動体７２と連結板ばね７３によって連結し、ク
ロスローラガイド７４によってねじ軸４９と平行に直線
案内する。７５．７６はばね押え、７７は連結金具であ
る。ナツト５０とナツト取付板６８は一体としても良い
。７８はクロスローラガイド７４の支持台、７９は基台
である。モータ４５を格納した密閉容器４６からはモー
タ４５の駆動用及び制御用電線８０を電流導入端子８１
を介して取出し、真空容器８２の外へ別の電流導入端子
８３により引出す。

８４．８５はケーブル、８６〜９０はコネクタ、９１．
９２は０リング、９３は真空容器８２の底板、９４は蓋
、９５．９６はＯリングである。

また、この場合も第４図に示すように、密閉容器４６と
真空容器８２の外との間に連結可とう管９７を取付けて
も良い。連結可とう管９７には、第２図の場合同様金属
ベローズの管やナイロン、ポリウレタン等のフレキシブ
ルチューブが使用できる。モータ４５を格納した密閉容
器４６及び摺動外筒５２．５２′、摺動内筒５３．５３
′、軸受支持板５５．５６、ナツト取付板６８、ねじ軸
端の蓋６２によって囲まれた密閉空間は、大気でも良く
真空容器８２内より低真空の真空としてもよい。９８は
７ランジ、９９は真空容器外への連通口、１００．１０
１は連結可とう管９７を取付ける配管アダプタ、１０２
．１０３は０リングである。

なお、第２図、第４図で連結可とう管３８．９７はいず
れもモータ５．４５を囲う密閉容器６．４６に接続した
が、モータを直接覆う前記の密閉容器６．４６ではなく
、形成する密閉空間の外壁となっている任意の部分から
接続しても良いことは明らかである。また、一つの密閉
空間から２つ以上の連結可とう管を引出してもよい。

実施例３ 第５図は本発明の別の実施例の概要図である。

第３図及び第４図同様、真空容器内で被駆動体を直線運
動させる場合の実施例である。

モータ１０４を密閉容器１０５で覆い、軸受支持板１０
６との間をＯリング１０７でシールして密閉する。モー
タ１０４を格納した密閉容器１０５からはモータ１０４
駆動用及び制御用の電線１０８をコネクタ１０９、電流
導入端子１１０を介して取出し、コネクタ１１１、ケー
ブル１１２、コネクタ１１３を経て真空容器１１４の外
へ別の電流導入端子１１５により引出す。１１６はコネ
クタ、１１７はケーブル、１１８．１１９は０リングで
ある。

モータ軸１２０に取付けた歯車１２１は別の歯車１２２
と噛合せ、他端をねじ軸とした前記歯車１２２の軸１２
３を軸受１２４で支える。

１２５．１２６は軸受押え板、１２７はナツトである。

雌ねじを有する摺動外筒１２８は歯車軸１２３他端のね
じ軸部分と噛合い、０リング１２９でシールした蓋１３
０によって片端を塞いである。

また、摺動外筒１２８はクロスローラガイド１３１によ
って歯車軸１２３と平行に直線案内されている。被駆動
体１３２は摺動外筒１２８に固定しである。被駆動体１
３２を蓋１３０に固定しても良いことは説明するまでも
ない。また、摺動外筒１２８は筒部と雌ねじ部に部品を
分割して製作しても良い。蓋１３０で塞いでない側には
、歯車軸１２３を覆って摺動内筒１３３を摺動外筒１２
８と０リング１３４でシールしてはめ込み、別の０リン
グ１３５によって摺動内筒１３３の端部でシールをとっ
て軸受支持板１０６に固定する。

前記の歯車１２１．１２２の回りも０リング１３６でシ
ールして蓋１３７を取付ける。かくのごとくするとモー
タ１０４によりモータ軸１２０が回転し、歯車１２１．
１２２により運動が伝達されて、ねじ軸部を有する歯車
軸１２３が回転する。これにより雌ねじを有する摺動外
筒１２８に固定した被駆動体１３２がクロスローラガイ
ド１３１に案内されて直線運動する。

モータを格納した密閉容器１０５、軸受支持板１０６、
歯車部分の蓋１３７、摺動内筒１３３、摺動外筒１２８
、ねじ軸部端の蓋１３０で囲まれた部分は密閉空間とな
り、真空容器１１４の内部と真空的に隔離される。１３
８は機構全体の基台、１３９は真空容器１１４の底板、
１４０は蓋、１４１．１４２は０リングである。

この場合も第２図や第４図と同様に、前記の真空隔離し
た密閉空間に一本又は複数本の連結可とう管を取付けて
、前記真空容器１１４の外へ導き、場合によっては真空
引きしても良いことは明らかである。

以上の実施例において、モータ５．４５．１０４は高真
空度下に置かれないので発熱により破損することがない
。

また、モータ５．４５．１０４を低揮発性のグリースや
オイル等で潤滑しても真空容器内１１．８２．１１４を
汚染することがないので、モータ５．４５．１０４は高
負荷、長寿命で使用できる。

モータ５．４５．１０４を収納した密閉容器６．４６．
１０５は自由状態又は真空容器１１．８２．１１４の外
部とを可とう管３８．９７等で接続した状態であり、モ
ータの給電線や制御信号線９．８４．１１２も可とう性
を有しているので、機構全体を前記真空容器１１．８２
．１１４内で他の機構の上に取付けて、前記真空容器１
１．８２．１１４内で前記モータ５．４５．１０４の位
置が変わるようにしても機構の駆動には何も支障がない
。

したがって、ＸＹステージ、Ｘ、Ｙ、　　θステージ、
χＹＺステージ等、運動機構を２個以上積み重ねた複雑
な真空中の運動機構も駆動できる。

ところで、このように機構を積み重ねたりして２組以上
のモータ駆動機構の密閉容器を真空容器内に設置する場
合、既述のように、電線及び真空容器内の密閉容器と真
空容器の外部とを連結する可とう管は、いくつかずつあ
るいは全部をまとめて、電流導入端子に入れたり、大気
開放や真空排気を行っても良い。その場合、真空容器の
内部又は外部に、各モータや駆動機構の一部を格納した
密閉容器からの連結可とう管を集合させて接続する集合
排気室を設ければ、効率的に大気への接続や真空排気が
できる。

実施例４ 第６図は上記のような場合の実施例の概要図である。

モータ若しくはモータ及び機構の一部を収納した密閉容
器１４３〜１４５から真空容器１４６内部に取出すケー
ブル１４７〜１４９はまとめて、電流導入端子１５０に
接続する。１５１〜１５４はコネクタ、１５５は０リン
グ、１５６はコネクタ、１５７はケーブルである。

連結可とう管１５８〜１６０はまとめて集合排気室１６
１に接続する。１６２〜１６７は配管アダプタ、１６８
は０リングである。集合排気室１６１の外壁１６９には
Ｏリング１７０でシールして大気開放又は真空排気のた
めの連通口１７１を付ける。これらを一体とし、集合排
気室１６１の一部として連通口１７１を設けても良いこ
とは言うまでもない。

集合排気室１６１を設けることにより、配管系統の数を
減らすことができるほか真空排気を行う場合には排気系
の数を減らせる。

第６図において１７２は基台、１７３は第１の運動機構
、１７４は第２の運動機構、１７５は第３の運動機構で
ある。第１の運動機構１７３により、第２、第３の運動
機構全体が動いても、第２、第３の運動機構１７４．１
７５の運動には何ら支障は出ない。第２の運動機構１７
４の運動により、第１、第３の運動機構１７３．１７５
の運動に支障が出ないこと、第３の運動機構１７５の運
動により第１、第２の運動機構１７３．１７４の運動に
支障が出ないことも明らかである。

なお、以上説明した各実施例は、モータの種類によらず
適用でき、モータ軸に減速機がついて一体となった形式
のモータの場合にも当てはまる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、真空容器内に運
動機構駆動用のモータを任意に配置することができるの
で、複雑な機構を有する装置を真空容器内で動かすこと
ができるようになる。

また、真空容器内で運動する機構の上に別の運動機構を
搭載できるので、駆動用モータを真空容器外に置いたの
では駆動困難な、二次元以上多次元の真空中機構を実現
することができる。

更に、駆動モータやそれに接続するねじ軸、ナツト、歯
車、軸受等の使用雰囲気を高真空中にせずに済み、適当
な潤滑もできるため、長寿命高安定の真空中運動機構を
得ることが可能である。

本発明は以上の利点を利して、真空中露光用アライナの
ステップアンドレピートステージ、マスク・ウェハの位
置・姿勢制御装置や膜堆積装置、エツチング装置、露光
装置等、各種つエバ処理装置の試料ロード・アンロード
機構等に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本発明の実施例を示す概要図である
。 １・・・カム軸、２・・・０リング、３・・・継手、４
・・・モータ軸、５・・・モータ、６・・・密閉容器、
７・・・給電線及び信号線、８・・・電流導入端子、９
・・・ケーブル、１０・・・電流導入端子、１１・・・
真空容器、１２〜１３・・・軸受、１４〜１５・・・カ
ラ１６〜１７・・・軸受押え板、１８・・・ナツト、１
９・・・ねじ部、２０・・・モータ脚部、２１・・・蓋
、２２〜２５・・・０リング、２６・・・真空容器蓋、
２７・・・カム、２８・・・ローフ、２９・・・ロッド
、３０・・・スライドガイド、３１・・・被駆動物体、
３２・・・ばね、３３・・・スライドガイド固定具、３
４・・・ばね取付部品、３５・・・ローラの軸、３６・
・・スライドガイド支持台、３７・・・装置全体の基台
、３８・・・可とう管、３９・・・連通口、４０〜４１
・・・接続アダプタ、４２・・・フランジ、４３〜４４
・・・０リング、４５・・・モータ、４６・・・密閉容
器、４７・・・モータ軸、４８・・・継手、４９・・・
ねじ軸、５０・・・ナツト、５１〜５１′・・・Ｏリン
グ、５２〜５２′・・・外筒、５３〜５３′・・・内筒
、５４〜５４′・・・軸受、５５〜５６・・・軸受支持
板、５７・・・０リング、５８・・・蓋、５９〜６２・
・・軸受押え板、６３〜６４・・・ナツト、６５〜６６
・・・ねじ部、６７・・・モータ取付部品、６８・・・
ナツト取付板、６９．６９’７０〜７１・・・ＯＵフグ
１．７２・・・被駆動体、７３・・・連結板ばね、７４
・・・クロスローラガイド、７５〜７６・・・ばね押え
、７７・・・連結金具、７８・・・同支持台、７９・・
・基台、８０・・・制御用電線、８１・・・電流導入端
子、８２・・・真空容器、８３・・・電流導入端子、８
４〜８５・・・ケーブル、８６〜９０・・・コネクタ、
９１〜９２・・・Ｏリング、９３・・・底板、９４・・
・蓋、９５〜９６・・・０リング、９７・・・連結可と
う管、９８・・・フランジ、９９・・・連通口、１００
〜１０１・・・配管アダプタ、１０２〜１０３・・・０
リング、１０４・・・モータ、１０５・・・密閉容器、
１０６・・・軸受支持板、１０７・・・０リング、１０
８・・・駆動及び制御用電線、１０９・・・コネクタ、
１１０・・・電流導入端子、１１１・・・コネクタ、１
１２・・・ケーブル、１１３・・・コネクタ、１１４・
・・真空容器、１１５・・・電流導入端子、１１６川コ
ネクタ、１１７・・・ケーブル、１１８〜１１９・・・
０リング、１２０・・・モータ軸、１２１〜１２２・・
・歯車、１２３・・・ねじ軸、１２４・・・軸受、１２
５〜１２Ｂ・・・軸受押え板、１２７・・・ナツト、１
２８・・・摺動外筒、１２９・・・０リング、１３０・
・・蓋、１３１・・・クロスローラガイド、ｊ３２・・
・被駆動体、１３３・・・摺動内筒、１３４〜１３６・
・・０リング、１３７・・・蓋、　　１３８・・・機構
の基台、１３９・・・底板、１４０・・・蓋、１４１〜
１４２・・・０リング、１４３〜１４５・・・密閉容器
、１４６・・・真空容器、１４７〜１４９・・・ケーブ
ル、１５０・・・電流導入端子、１５１〜１５４・・・
コネクタ、１５５・・・Ｏリング、１５６・・・コネク
タ、１５７・・・ケーブル、１５８〜１６０・・・連結
可とう管、１６１・・・集合排気室、１６２〜１６７・
・・配管アダプタ、１６８・・・０リング、１６９・・
・集合排気室の外壁、１７０・・・０リング、１７１・
・・連通口、１７２・・・基台、１７３・・・第１の運
動機構、１７４・・・第２の運動機構、１７５・・・第
３の運動機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、運動する機構を収納した真空容器内に、該運動機駆
   動用のモータ若しくはモータ及び駆動機構の一部を前記
   とは別の密閉容器で囲んで入れたことを特徴とする真空
   中機構の駆動装置。 ２、モータ若しくはモータ及び駆動機構の一部を囲んで
   入れた、前記密閉容器内と前記の真空容器外とを、該真
   空容器内の真空雰囲気に対して真空シールした可とう管
   で連結したことを特徴とする請求項１記載の真空中機構
   の駆動装置。 ３、２個以上の前記密閉容器からの可とう管をまとめて
   、前記の運動機構を収納した真空容器の中又は外に設け
   た、真空排気室に連結したことを特徴とする請求項２記
   載の真空中機構の駆動装置。