專利名稱：驅(qū)動裝置及真空處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動裝置及包括該驅(qū)動裝置的真空處理裝置，特別是涉及具有油封構(gòu) 造和旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動裝置、及包括該驅(qū)動裝置的真空處理裝置。
背景技術(shù)：
在成膜工序等半導(dǎo)體制造工藝中，需要防止灰塵附著于被成膜面，因此，要求減少 真空容器內(nèi)所存在的灰塵。由于各種原因在真空容器內(nèi)產(chǎn)生灰塵，例如公知這樣的原因是， 附著于基板保持架的成膜材料的膜剝離，以及由基板與其他構(gòu)件之間的接觸導(dǎo)致的磨損。 特別是在包括基板輸送裝置的真空處理裝置中具有構(gòu)成輸送裝置的構(gòu)件彼此接觸的構(gòu)造， 因此，期望一種能夠進一步降低由磨損、削蝕(cutting erosion)導(dǎo)致灰塵的產(chǎn)生的輸送裝 置。為了降低灰塵的產(chǎn)生，期望采用非接觸傳遞方式的輸送裝置。作為非接觸傳遞方 式的輸送裝置，以往提出了各種方式。其中，作為構(gòu)造比較簡單的方式，已知有利用磁性耦 合的方式(以下稱作“磁性輸送裝置”)。對于磁性輸送裝置，如美國專利第5377816號、日本 特開平10-159934號公報、日本特開2001-206548號公報、日本特開2008-297092號公報、 日本特開平8-274142號公報等提出了將螺旋狀的磁性螺桿和磁極組合而成的直線輸送裝 B (linear transfer device)。作為現(xiàn)有技術(shù)的例子，說明日本特開平10-159934號公報所公開的技術(shù)。日本特 開平10-159934號公報所公開的技術(shù)是將多個處理室串聯(lián)連接而成的在線式真空處理裝 置(in-line vacuum processing apparatus)所采用的磁性輸送裝置。裝載鎖定室(load lock chamber)、處理室、卸載鎖定室(unload lock chamber)通過介于之間的閘閥相連結(jié)， 貫穿各室地配設(shè)有磁性輸送裝置。被保持在承載器上的基板可以借助磁性輸送裝置在各室 之間移動。磁性輸送裝置可采用磁性螺桿驅(qū)動裝置。在各承載器的下端部設(shè)有承載器側(cè)磁體 (magnet)，在承載器側(cè)磁體的下方的室側(cè)配置有磁性螺桿。形成于各磁性螺桿的螺旋狀磁 極與承載器側(cè)磁體磁性耦合，因此，能夠隨著磁性螺桿的旋轉(zhuǎn)沿水平方向輸送承載器。由于 各室被間閥分隔開，因此，每個室都備有磁性螺桿驅(qū)動裝置。在通常運轉(zhuǎn)時，磁性螺桿驅(qū)動裝置收容在外殼內(nèi)，且與真空容器內(nèi)的成膜區(qū)域相 隔離。但是，在維護時，配設(shè)有磁性螺桿等的磁性螺桿驅(qū)動裝置所處的區(qū)域可能與成膜區(qū)域 相連結(jié)，因此，需要盡可能減少磁性螺桿驅(qū)動裝置內(nèi)的灰塵。對日本特開平10-159934號公報所采用的磁性螺桿驅(qū)動裝置進行說明。磁性螺 桿驅(qū)動裝置是用于將來自未圖示的電動機的扭矩傳遞到磁性螺桿的裝置，其包括動力傳遞 部，該動力傳遞部具有作為主要的構(gòu)成要件的一對傘齒輪(bevel gear) 0通過采用磁性螺 桿驅(qū)動裝置，能夠以非接觸的方式來驅(qū)動承載器。因此，承載器在移動過程中僅與自重承受 用軸承、引導(dǎo)用軸承接觸，從而能夠大幅度降低灰塵的產(chǎn)生。但是，在這樣的磁性螺桿驅(qū)動 裝置中，也無法避免動力傳遞部的齒輪磨損，有可能導(dǎo)致承載器的移動不穩(wěn)定或者磁極的相位偏差(Phase shift)。因此，在動力傳遞部的齒輪滑動部分涂敷潤滑劑來抑制磨損，并 且使用油封將潤滑劑密封在動力傳遞部內(nèi)來防止?jié)櫥瑒╋w散。

發(fā)明內(nèi)容
但是，如圖6所示，在通過使用與旋轉(zhuǎn)軸106或107滑動接觸的油封105將潤滑劑 密封在動力傳遞部內(nèi)的構(gòu)造中，無法避免旋轉(zhuǎn)軸106或107與油封105之間的滑動接觸部 分A的磨損。為了避免磨損的不良影響，需要定期地更換油封105和旋轉(zhuǎn)軸106、107的維 護。但是，旋轉(zhuǎn)軸106、107是貫穿整個磁性輸送裝置的構(gòu)造，這使維護作業(yè)復(fù)雜。另外，旋 轉(zhuǎn)軸價格昂貴，增加維護成本。本發(fā)明即是鑒于上述問題而做成的，本發(fā)明的目的在于提供通過使密封有潤滑劑 的動力傳遞部的維護作業(yè)簡便而有助于降低維護成本及運行成本的驅(qū)動裝置、以及包括該 驅(qū)動裝置的真空處理裝置。根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置是用于真空處理裝置中的基板輸送的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動 裝置包括殼體；至少1根旋轉(zhuǎn)軸，其以貫穿上述殼體的壁部的方式配設(shè)；圓筒狀的軸環(huán)，其以上述旋轉(zhuǎn)軸插過其中的狀態(tài)安裝于上述旋轉(zhuǎn)軸；及密封構(gòu)件，其與上述軸環(huán)的表面滑動接觸，以在上述軸環(huán)與上述殼體之間保持氣 密，上述密封構(gòu)件安裝在上述殼體側(cè)；上述旋轉(zhuǎn)軸以在其與上述軸環(huán)之間保持氣密的方式插過上述軸環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的真空處理裝置包括用于對基板進行真空處理的處理室、及用于將基 板輸送到上述處理室內(nèi)的輸送裝置。上述輸送裝置包括根據(jù)本發(fā)明的上述驅(qū)動裝置。通過采用本發(fā)明，能夠降低驅(qū)動裝置或者真空處理裝置的維護作業(yè)所需的成本。 換言之，不必更換旋轉(zhuǎn)軸，僅需要更換軸環(huán)(collar)，因此，能夠削減更換工件。由于僅需要 更換軸環(huán)，因此，不必拆分整個驅(qū)動裝置，這能夠縮短維護所需的時間。并且，維護的低成本 化有助于降低輸送裝置或真空處理裝置的運行成本。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在線式真空處理裝置的概略剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的磁性輸送裝置的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的磁性輸送裝置的沿線A-A截取的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的磁性螺桿驅(qū)動裝置的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的磁性螺桿驅(qū)動裝置的局部分解圖；以及圖6是示出現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動裝置中的旋轉(zhuǎn)軸與油封之間的滑動接觸面的磨損 的示意圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。另外，以下說明的構(gòu)件、配置等是用于具體化本發(fā)明的示例，并非意欲限制本發(fā)明。實際上，能夠按照本發(fā)明的主旨對這些示例進行 各種改變。本發(fā)明的驅(qū)動裝置用作真空處理裝置中的用于輸送基板的輸送裝置的構(gòu)成構(gòu)件。 本發(fā)明的驅(qū)動裝置包括殼體、以貫穿該殼體的壁部的方式配設(shè)的至少1根旋轉(zhuǎn)軸、安裝于 該旋轉(zhuǎn)軸的圓筒狀的軸環(huán)、及安裝在殼體側(cè)的密封構(gòu)件。該密封構(gòu)件與上述軸環(huán)的表面滑 動接觸，以在上述軸環(huán)與上述殼體之間保持氣密，而且，上述旋轉(zhuǎn)軸以在其自身與上述軸環(huán) 之間保持氣密的方式被插入。作為本發(fā)明的驅(qū)動裝置，能夠列舉出下述第1形式和第2形式。在第1形式中，上述旋轉(zhuǎn)軸是表面具有磁體部的磁體軸，上述旋轉(zhuǎn)軸以貫穿殼體 的兩個相對壁部的方式配設(shè)，且利用電動機來旋轉(zhuǎn)。第2形式包括第1旋轉(zhuǎn)軸、第2旋轉(zhuǎn)軸、 及至少安裝于第2旋轉(zhuǎn)軸的軸環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的第1旋轉(zhuǎn)軸以貫穿殼體的第1壁部的形式 可轉(zhuǎn)動地安裝，第2旋轉(zhuǎn)軸以貫穿殼體的第2壁部和與該第2壁部相對的第3壁部的方式 配設(shè)。換言之，第2旋轉(zhuǎn)軸被設(shè)置成貫穿整個殼體。第2旋轉(zhuǎn)軸從動于第1旋轉(zhuǎn)軸地旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的第2形式的驅(qū)動裝置優(yōu)選用于上述磁性耦合方式的磁性輸送裝置。換言 之，是第1旋轉(zhuǎn)軸為驅(qū)動軸、第2旋轉(zhuǎn)軸是表面具有磁體部的磁體軸的磁性螺桿驅(qū)動裝置。 下面，以將第2形式應(yīng)用于磁性螺桿驅(qū)動裝置為例具體說明本發(fā)明。圖1 圖4是與根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的在線式真空處理裝置相關(guān)的圖， 圖1是在線式真空處理裝置的概略剖視圖，圖2是磁性輸送裝置的示意圖，圖3是沿圖2的 線A-A截取的剖視圖，圖4是磁性螺桿驅(qū)動裝置的剖視圖。在本實施方式中，作為包括磁性 輸送裝置的真空處理裝置的一個例子，對設(shè)置于在線式真空處理裝置的磁性輸送裝置進行 說明。為了防止附圖復(fù)雜化，將其一部分除去省略。圖1所示的在線式真空處理裝置S (以下稱作真空處理裝置S)是在真空中進行硬 盤用基板的成膜處理的成膜裝置，其中，裝載鎖定室LC、處理室PC(PC1、PC2、PC3)、卸載鎖 定室ULC通過介于其間的閘閥GV相連結(jié)。通過打開各閘閥GV，室(PCI、PC2、PC3)的內(nèi)部 空間能夠彼此連結(jié)。各個室(LC、PC、ULC)配設(shè)有能夠在相鄰的室之間輸送基板4的磁性輸 送裝置T (以下為輸送裝置T，參照圖2)。如圖1 圖3所示，輸送裝置T包括能夠保持基板4且能夠移動的承載器5、及作 為構(gòu)成要件設(shè)置在各個室(LC、PC、ULC)側(cè)的磁性螺桿驅(qū)動裝置9 (驅(qū)動裝置)。磁性螺桿 驅(qū)動裝置9主要由螺旋狀磁體軸(第2旋轉(zhuǎn)軸)11、用于向螺旋狀磁體軸11傳遞扭矩的驅(qū) 動軸(第1旋轉(zhuǎn)軸)13、及作為向驅(qū)動軸13供給動力的動力源的電動機(未圖示)構(gòu)成。在各承載器5的下端部設(shè)有承載器側(cè)磁體部5a。在位于承載器側(cè)磁體部5a的下 方的磁性螺桿驅(qū)動裝置9中配置有螺旋狀磁體軸11。另外，根據(jù)本實施方式的承載器5設(shè) 有自重承受用軸承15及沿輸送方向引導(dǎo)的未圖示的引導(dǎo)用軸承(未圖示)。在此，根據(jù)圖4、圖5說明磁性螺桿驅(qū)動裝置9。如上所述，磁性螺桿驅(qū)動裝置9包 括螺旋狀磁體軸(磁體軸)11、驅(qū)動軸13和電動機(未圖示)，磁性螺桿驅(qū)動裝置9將電動 機的扭矩通過驅(qū)動軸13傳遞到螺旋狀磁體軸11。螺旋狀磁體軸11和驅(qū)動軸13以使它們 的軸線方向彼此正交的方式配設(shè)，在它們之間的連結(jié)部形成有利用一對傘齒輪21、22傳遞 扭矩的動力傳遞部。在螺旋狀磁體軸11上形成有在表面螺旋狀磁化的磁體部11a，裝備在承載器5側(cè)的承載器側(cè)磁體部5a的磁極節(jié)距(pitch)形成為與螺旋狀磁體軸11的磁體部Ila的磁極 節(jié)距相同。因此，承載器側(cè)磁體部5a與螺旋狀磁體軸11的磁體部Ila之間能夠在保持規(guī) 定距離的同時形成磁性耦合。由于螺旋狀磁體軸11的磁體部Ila為螺旋狀，因此，能夠隨著螺旋狀磁體軸11旋 轉(zhuǎn)沿軸線方向逐漸改變磁體部Ila與承載器側(cè)磁體部5a磁性耦合的位置。因此，能夠與螺 旋狀磁體軸11的旋轉(zhuǎn)同步地沿螺旋狀磁體軸11的軸線方向輸送承載器側(cè)磁體部5a、即輸 送承載器5。螺旋狀磁體軸11的磁體部Ila被分割為2部分，在分割的磁體部Ila之間的 兩部分之間固定有傘齒輪21。磁體部Ila的外周側(cè)利用圓筒狀的外殼23與真空側(cè)相隔離。 外殼23的端部與殼體17氣密地連接。但是，外殼23并不是必需的構(gòu)造，也可以是利用后 述的油封20將殼體17的內(nèi)外彼此真空隔離的構(gòu)造。動力傳遞部主要由固定有傘齒輪21、22的螺旋狀磁體軸11及驅(qū)動軸13、將它們支 承在規(guī)定位置的殼體17構(gòu)成。螺旋狀磁體軸11與驅(qū)動軸13正交地配置，并且，借助軸承 24可轉(zhuǎn)動地支承在殼體17上。螺旋狀磁體軸11及驅(qū)動軸13在它們的相對于殼體17的軸 向支承部分的外側(cè)方向安裝有軸環(huán)19、19、19。軸環(huán)19、19、19是圓筒狀的不銹鋼構(gòu)件，以螺旋狀磁體軸11及驅(qū)動軸13插過其內(nèi) 部的狀態(tài)被安裝。殼體17安裝有用于與各個軸環(huán)19的外周側(cè)滑動接觸的、作為密封構(gòu)件 的油封20。另一方面，在各個軸環(huán)19的內(nèi)側(cè)安裝有用于將軸環(huán)19的內(nèi)側(cè)面與螺旋狀磁體 軸11之間的間隙或軸環(huán)19的內(nèi)側(cè)面與驅(qū)動軸13之間的間隙堵塞的0型圈26。利用油封 20和0型圈26，能夠?qū)⒆⑷肱渲糜袀泯X輪21、22的殼體17內(nèi)的諸如潤滑脂等潤滑劑Gr密 封在殼體17內(nèi)。配置在螺旋狀磁體軸11及驅(qū)動軸13的周圍的各間隙中的0型圈26的數(shù)量可以 是1個，但優(yōu)選為2個。0型圈26與螺旋狀磁體軸11及驅(qū)動軸13接觸的摩擦力大于油封 20與軸環(huán)19接觸的摩擦力。換言之，在軸環(huán)19與安裝有上述軸環(huán)19的螺旋狀磁體軸11 或驅(qū)動軸13之間產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)方向上的摩擦力大于在油封20與軸環(huán)19之間產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)方 向上的摩擦力。因此，軸環(huán)19與螺旋狀磁體軸11及驅(qū)動軸13 —同旋轉(zhuǎn)。由于螺旋狀磁體 軸11及驅(qū)動軸13不與油封20滑動接觸，因此能夠避免磨損。另一方面，軸環(huán)19的表面與 油封20滑動接觸，該軸環(huán)19的滑動接觸部分會磨損。0型圈26只要能夠?qū)櫥瑒〨r密封、而且如上所述地產(chǎn)生較大的摩擦力即可。因 此，0型圈26的截面形狀可以是圓形、矩形、三角形，或者也可以采用筒形狀的橡膠片作為0 型圈26。當然，一個軸環(huán)所采用的0型圈26也可以是3個以上。對軸環(huán)19的油封20在上面滑動的表面實施用于減輕滑動時的磨損并提高與油封 20的密合性的表面處理。在本實施方式中，盡管對表面進行硬質(zhì)鍍鉻處理并研磨電鍍表面 作為表面處理，但也可以是使用DLC、TiN等的其他表面處理。通過采用上述構(gòu)造，能夠降低輸送裝置T或者真空處理裝置S的維護作業(yè)所需的 成本。換言之，不必更換螺旋狀磁體軸11及驅(qū)動軸13，僅需要更換軸環(huán)19，因此，能夠削減 更換工件。具體地講，如圖5所示，從殼體17拆下外殼23，從螺旋狀磁體軸11沿軸線方向 拔出磁體部Ila而拆下磁體部11a，同樣地從螺旋狀磁體軸11拆下軸環(huán)19，來更換軸環(huán)19。 優(yōu)選同時更換安裝于軸環(huán)19的0型圈26。另外，由于僅需要更換軸環(huán)19，因此，不必拆分整個磁性螺桿驅(qū)動裝置9，這能夠縮短維護所需的時間。并且，維護的低成本化也有助于降低輸送裝置T或真空處理裝置S 的運行成本。另外，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置并不限于磁性螺桿驅(qū)動裝置。換言之，當然也能夠替 代螺旋狀磁體軸(磁體軸)而采用其他的旋轉(zhuǎn)軸。并且，在使用直接驅(qū)動機構(gòu)直接驅(qū)動螺旋狀磁體軸11 (旋轉(zhuǎn)軸)進行旋轉(zhuǎn)的情況 下，磁體軸被驅(qū)動，因此，驅(qū)動軸13與螺旋狀磁體軸11成為一體化的構(gòu)造。該構(gòu)造是本發(fā) 明的第1形式。在這種情況下，在殼體17中設(shè)有定子。如果軸環(huán)19安裝于被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的 螺旋狀磁體軸11，能夠獲得與本發(fā)明同樣的效果。
權(quán)利要求
一種驅(qū)動裝置，其用于真空處理裝置中的基板輸送，該驅(qū)動裝置包括殼體；至少1根旋轉(zhuǎn)軸，其以貫穿上述殼體的壁部的方式配設(shè)；圓筒狀的軸環(huán)，其以上述旋轉(zhuǎn)軸插過其中的狀態(tài)安裝于上述旋轉(zhuǎn)軸；及密封構(gòu)件，其與上述軸環(huán)的表面滑動接觸，以在上述軸環(huán)與上述殼體之間保持氣密，上述密封構(gòu)件安裝在上述殼體側(cè)；其中，上述旋轉(zhuǎn)軸以在其與上述軸環(huán)之間保持氣密的方式插過上述軸環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)軸是表面上具有磁體部的磁體軸，上述旋轉(zhuǎn)軸以貫穿上述殼體的兩個相對壁 部的方式配設(shè)，且利用電動機來旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述旋轉(zhuǎn)軸包括第1旋轉(zhuǎn)軸，其以貫穿上述殼體的第1壁部的方式配設(shè)且被能轉(zhuǎn)動地支承；以及 第2旋轉(zhuǎn)軸，其以貫穿上述殼體的第2壁部和與上述第2壁部相對的第3壁部的方式 配設(shè)，該第2旋轉(zhuǎn)軸從動于上述第1旋轉(zhuǎn)軸地旋轉(zhuǎn)； 至少在上述第2旋轉(zhuǎn)軸上安裝有上述軸環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述第1旋轉(zhuǎn)軸是利用電動機來旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸； 上述第2旋轉(zhuǎn)軸是表面上具有磁體部的磁體軸； 在上述驅(qū)動軸及上述磁體軸上均安裝有上述軸環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，在上述軸環(huán)與安裝有上述軸環(huán)的上述旋轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)方向上的摩擦力大于在 上述密封構(gòu)件與上述軸環(huán)之間產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)方向上的摩擦力。
6.一種真空處理裝置，該真空處理裝置包括對基板進行真空處理的處理室、及用于將 基板輸送到上述處理室內(nèi)的輸送裝置，其中，上述輸送裝置包括權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置。
全文摘要
驅(qū)動裝置及真空處理裝置。磁性螺桿驅(qū)動裝置(9)通過連結(jié)于電動機的驅(qū)動軸(13)使軸支承于殼體(17)的螺旋狀磁體軸(11)旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動軸(13)及螺旋狀磁體軸(11)分別設(shè)有插有驅(qū)動軸(13)及螺旋狀磁體軸(11)并氣密地安裝的圓筒狀的軸環(huán)(19)、及以與該軸環(huán)(19)的表面滑動接觸的方式安裝在殼體(17)側(cè)的油封(20)，因此，能夠?qū)櫥瑒?Gr)密封在殼體(17)內(nèi)。結(jié)果，可以提供有助于降低維護成本及運行成本的磁性螺桿驅(qū)動裝置。
文檔編號H01L21/00GK101986425SQ201010238519
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者吉塚浩一, 宮內(nèi)琢真 申請人:佳能安內(nèi)華股份有限公司