專利名稱：波紋管支撐構造及可動工作臺裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及可以防止波紋管動作行程(stroke)長的情況下容易產生應力集中的波紋管支撐構造及可動載置臺裝置。本發明尤其涉及在半導體處理系統內可適合利用的這種技術。在這里，所謂半導體處理意味著在晶片或LCD(液晶顯示器)或FPD(平板顯示器)用的玻璃基板等的被處理基板上通過以規定圖形形成半導體層、絕緣層、導電層等，為了在該被處理基板上制造半導體器件或制造包含用于與半導體器件連接的配線、電極等的構造物實施的種種處理。
背景技術：
在半導體器件制造中，往往在真空室內移動或傳遞被處理基板(被處理體)、例如半導體晶片。這種情況下，在真空室內連接作直線運動的可動部和固定部，使用波紋管作為隔離真空側和大氣側的手段，(參照例如特開平11-16979號公報)。波紋管的不均勻伸縮引起波紋管耐久性降低或破損。為了解決該問題，提出通過多個支撐體支撐長尺寸波紋管，使長尺寸波紋管可均勻伸縮的波紋管的等間隔導向機構(參照例如特開2000-136907號公報)。
圖9A是概略地示出現有技術的波紋管支撐構造(內部支撐構造)的縱截面圖。如圖9A所示，配設與波紋管1的兩端連接用的法蘭2、3。在波紋管1的中間處配設作為另外物體形成的1個以上的中間環5。在波紋管1內的軸心部配置用于支撐導向中間環5的軸30。
圖9B是概略地示出現有技術的另外的波紋管支撐構造(外部支撐構造)的縱截面圖。如圖9B所示，配設與波紋管1兩端部連接用法蘭2、3。在波紋管1的中間處配設作為另外物體形成的1個以上的中間環5。在波紋管1的外側上配置用于支撐導向中間環5的軸31。
根據圖9A、B所示構造，在動作行程長的情況下，防止因波紋管容易產生的撓曲等產生應力集中(壓曲或變形)。因而，根據本發明，在這等構造中發現與粒子的產生或確保波紋管內充裕的空間相關連的問題。
發明內容
本發明的目的是提供可防止粒子飛散并確保在波紋管內充裕的空間的波紋管支撐構造及可動工作臺裝置。
本發明的另一目的是提供謀求提高波紋管耐久性的同時，在波紋管內可以配置可動部的驅動部件等的波紋管支撐構造及可動工作臺裝置。
本發明的另一其它目的是提供謀求構造簡單化及降低成本的波紋管支撐部件及可動工作臺裝置。
本發明的第一視點是從內側支撐波紋管的構造，它具備以下部件，即在前述波紋管內部配設且沿著前述波紋管軸向延伸的導軌；沿著前述軸向可在前述導軌上移動地配設的移動部件；和實質上連接前述移動部件和前述波紋管的中間支撐部。
本發明的第二視點是在真空或充填規定氣體或液體的室內用于移動被處理體的可動工作臺，它具備以下部件，即；在前述室內的第一及第二側壁間配設的直線導向器；沿著前述直線導向器的長邊方向可移動的可動框架，前述直線導向器插通入前述可動框架內；在前述可動框架和前述第一及第二側壁之間包圍前述直線導向器的一對波紋管，前述可動框架和前述一對波紋管協動，形成與前述室內其它部分氣密地隔離的輔助空間；沿著前述直線導向器使前述可動框架移動的驅動部件；在前述一對波紋管內部配設，并且沿著前述一對波紋管軸向延伸的導軌；沿著前述軸向在前述導軌上可移動地配設的移動部件；和實質上連接前述移動部件和一對波紋管的中間支撐部。
圖1是概略地示出本發明實施方式的波紋管支撐構造的縱截面圖。
圖2是圖1所示構造的左側側面圖。
圖3是圖1所示構造的右側側面圖。
圖4是圖1所示構造的立體圖。
圖5A是從上方看圖1所示構造的移動部件的立體圖。
圖5B是從下方看5A所示移動部件的立體圖。
圖6A是示出圖1所示構造的移動部件彼此抵接時狀態的平面圖。
圖6B是示出圖6A所示移動部件彼此離開時狀態的平面圖。
圖7是概略地示出本發明實施方式的可動工作臺裝置的立體圖。
圖8是示出組裝有圖7所示可動工作臺裝置的半導體處理系統的局部剖開的立體圖。
圖9A是概略地示出現有技術的支撐構造(內部支撐構造)的縱截面圖。
圖9B是概略地示出現有技術另外的波紋管支撐構造(外部支撐構造)的縱截面圖。
具體實施例方式
本發明者在本發明的開發過程中對于現有技術的波紋管支撐構造存在的問題點，尤其是在半導體處理系統的驅動系統中使用它們時的問題點加以研究。其結果，得到以下所述那樣的知識。
波紋管過伸或過縮成為降低波紋管耐久性的原因。為了解決該問題，可以在波紋管上配設止動器(stopper)。即使在圖9A、B所示那樣的內部支撐構造和外部支撐構造的任一種情況下，通常也考慮在波紋管外側上配置止動器。如果在波紋管外側上配置止動器，則與外部支撐構造的各部件同樣，滑動部成為波紋管的外側。因此，擔心從止動器等的滑動部產生的粒子飛入真空室內，污染晶片。
為了回避該回答，與內部支撐構造各部件同樣，考慮在波紋管內側配置止動器。可是這種情況下，止動器應當占有波紋管內許多空間。其結果，使波紋管內確保充裕的空間變得困難，使波紋管內配置可動部的驅動部件等變得困難。
以下，參照附圖，對根據這樣的知識構成的本發明的實施方式加以說明。在以下的說明中，對于具有大體同一功能及構成的構成元件，附加同一符號，只在必要的情況下方加以重復說明。
圖1是概略地示出本發明實施方式的波紋管支撐構造的縱截面圖。圖2、3及4是圖1所示構造的左側側視圖，右側側視圖及立體圖。
正如圖1到圖4所示，波紋管(蛇腹)1由沿長邊方向伸縮自如的圓筒體構成。在波紋管1的一端上配設用于將其固定在固定部例如真空室側壁上的法蘭2。波紋管1另一端上配設用于把它與可動部例如可動框架(參照圖7，后述)連接的法蘭3。在波紋管1的中間處以一體或分體的方式配設1個以上(1個或多個)作為中間支撐部的中間環5。在圖示例示出通過以分體配設的中間環5。
在固定側的法蘭2的端面上形成環狀裝配槽6。在裝配槽6安裝用于氣密密封與真空室側壁之間的O型環(氣密材料未圖示)。在可動側法蘭3的外周與可動框架的端面形狀同樣地呈正面方形地形成。在法蘭3的端面上形成用于與可動框架端面上安裝的O型環抵接的平的抵接面7。
波紋管1在內周和外周交替地焊接接合例如由不銹鋼等金屬構成的數枚環狀薄板而構成。中間環5由與波紋管1大體同直徑的環構成。法蘭2、3及中間環5在波紋管1的端部上分別通過焊接接合。中間環5在波紋管1的中間處根據波紋管1的長度配設1個或以適當間隔配設多個。
在波紋管1內沿其長邊方向(軸向)水平地配設作為導向部件(導軌)的2條軌道8。2條軌道8各自配設在波紋管1內部的上側及下側，以便與波紋管1內面接近。為了減少占有空間，優選軌道8為高度低的扁平狀。
在軌道8上沿其長邊方向移動自如地支撐作為移動部件主體的移動塊體10。在移動塊體10上分別安裝中間環5。因此，移動塊體10經中間環5與波紋管1的內面連接。
具體講，軌道8具有底面部8a，從底面部8a兩側立起的兩側面部8b、8b，將兩側面部8b、8b的上緣部向內側對向彎曲后的法蘭部8c、8c。因此，軌道8具有由這些部分包圍的、橫截面大體呈C字狀的導向槽部8d。上側的軌道8的導向槽部8d朝向上方，下側軌道8的導向槽部8d朝向下方。
2條軌道8例如各自配設在插通波紋管1內側的橫材(梁體)11上部和下部。圖示例的橫材11為了確保用于安裝可動框架(可動部)的驅動部件(參照圖7，后述)的空間，相對波紋管1內的軸心偏心配設。
也可以只用1條軌道8取代2條軌道8作成配置在波紋管1內上部的構成，以便使其導向槽8d朝向上方。可是，如果2條軌道配置在波紋管1內的上部和下部，則可以在使中間環5穩定的支撐狀態下導向。
圖5A是從上方看圖1所示構造的移動部件的立體圖。圖5B是從下方看圖5A所示的移動部件的立體圖。圖6A是示出圖1所示構造的移動部件彼此抵接時的狀態的平面圖。圖6B是示出圖6A所示的移動部件彼此離開時的狀態的平面圖。
作為移動部件主體的移動塊體10以僅與中間環5對應的數串聯地、相互移動自如地配設在軌道8的導向槽部8d內。移動塊體10在導向槽8d內不脫落地滑動自如或行走自如地配設在其內。此外，2只滾輪(車輪)12經支軸12a旋轉自如地軸支于各移動塊體10上，以便在軌道8上轉動。如果移動塊體10可以在導向槽部8d內平滑地滑動，則也可以省略滾輪12。
在移動塊體10的前側及后側點對稱地配設向行走方向突出的突出部10a、10b。2只滾輪12在移動塊體10的行走方向的前側和后側以單臂梁狀態通過支軸12a支撐在突出部10a、10b側面的大體中央部。換言之，即前側滾輪12及后側突出部10b和后側滾輪12及前側突出部10a(在右側及左側上)配置成夾持著向波紋管1軸向延伸的移動塊體10的中心線而對向。
通過在前后的移動塊體10的滾輪12相互接觸之前突出部10a、10b相互抵接，防止波紋管1的過縮。即，通過突出部10a、10b規定緊鄰的移動塊體10的最接近距離。在圖示例的情況下，如圖5A到圖6B所示，緊鄰的移動塊體10在同側(右側或左側)配置突出部10a和10a或10b和10b。因此，緊鄰的移動塊體10通過突出部10a和10a或10b和10b彼此抵接，規定最接近距離。
此外，在軌道8的導向槽部8d內，也如圖6B所示，配設用于防止波紋管1過延伸的平面大體呈コ字狀的鉤桿13。鉤桿13以規定間隔連接固定在波紋管1長邊方向緊鄰的移動塊體10彼此之間。即，通過鉤桿13規定緊鄰的移動塊體10的最大離開距離。在圖示的情況下，鉤桿13夾持向波紋管1的軸向延伸的塊10的中心線，左右交替地配置。即，如圖5B所示，關于連續的3個第一、第二及第三移動塊體10，如果第一及第二移動塊體10被右側的鉤桿13系住，則第二及第三移動塊體10被左側的鉤桿13系住。
具體講，鉤桿13以將長條棒材13a的兩端部向同方向大體呈直角彎曲作成鉤部13b、13b而成。在緊鄰的移動塊體10對向方向的突出部10a、10a(或10b、10b)下側上配設用于固定鉤桿13的鉤部13b的固定部10c(參照圖5B)。在移動塊體10的兩側部上配設用于允許鉤部13b移動的槽部10d。
鉤桿13以由法蘭部8c覆蓋的狀態沿著長邊方向不脫落地滑動自如地支撐在導向槽8d內的兩側部上。各鉤桿13的長度優選與緊鄰的移動塊體10彼此抵接時的兩移動塊體10長度大體相等的長度。據此，緊鄰的鉤桿13可以彼此不干擾，緊鄰的移動塊體10彼此抵接。即，可以充分確保波紋管1的縮量，在緊鄰的移動塊體10彼此離開時可以充分確保波紋管的伸量。
在各可動塊體10上大體中央部上突出設置用于固定中間環5的固定片部10e。在固定片部10e上通過螺絲或熔接安裝中間環5。
如上述所示，在該波紋管支撐構造上，在波紋管1的中間處以一體或別體的方式配設1個以上中間環5。在波紋管1內的內面附近沿其長邊方向配設軌道8。在軌道8上沿其長邊方向移動自如地支撐移動塊體10。在移動塊體10上支撐中間環5。據此，可以防止粒子飛散。此外，可以確保在波紋管1內充裕的空間，可以在波紋管1內配置可動部的驅動部件等。
軌道8具有橫截面大體呈C字狀的導向槽部8d。軌道8沿水平方向配置在上部和下部，使導向槽部8d朝向上方和下方。因此可以經中間環5，在水平狀態而且穩定狀態下支撐波紋管1。
通過在波紋管1的長邊方向緊鄰的移動塊體10彼此抵接，防止波紋管1過縮。因此，可以簡單構造，防止波紋管1過縮，實現構造簡單化，提高耐久性及降低成本。
為了在軌道8上防止波紋管1過延伸，在波紋管1的長邊方向左右交替地配置以規定間隔連接固定緊鄰的移動塊體10彼此之間的、平面大體呈コ字形的鉤桿13。因此，可以簡單的構造，防止波紋管1的過伸，實現構造的簡單化、提高耐久性以及降低成本。
圖7是概略地示出本發明的實施方式的可動工作臺裝置的立體圖。
如圖7所示，配設該可動工作臺裝置15用于在例如真空室16內進行被處理體例如半導體晶片的傳送。可動工作臺裝置15包含橫架在真空室16內兩側壁17間的橫材(梁材)11。包圍橫材11的周圍，并且沿著橫材的長邊方向移動自如地配設可動框架18。為了沿著橫材11往復移動可動框架18，所以配設驅動部件20。配設一對波紋管1，覆蓋位于可動框架18兩側的橫材11。一對波紋管1，一端經法蘭2固定在側壁17上，而且另一端經法蘭3與可動框架18的端面連接。
波紋管1的支撐部件是與參照圖1到圖6B同樣的。即，如圖1到圖4所示，波紋管1由長邊方向伸縮自如的圓筒體構成。在波紋管1的一端上配設用于把它固定在固定部例如真空室側壁上的法蘭2。在波紋管1的另一端上配設用于使它與可動框架18連接的法蘭3。波紋管1的中間處以一體或分體的方式配設1個以上(1或多個)作為中間支撐部的中間環5。
在波紋管1內沿其長邊方向(軸向)水平地配設作為導向部件(導軌)的2條軌道8。2條軌道8以接近波紋管1的內面的方式各自配設在波紋管1內部的上側及下側上。在軌道8上沿其長邊方向移動自如地支撐作為移動部件主體的移動塊體10。在移動塊體10上分別安裝中間環。因此，移動塊體10經中間環5，與波紋管1內面連接。
如圖7所示，在橫材11的一側面上沿其長邊方向配設直線導向器21。可動框架18經滑動體22滑動自如地支撐在直線導向器21上。作為驅動部件20在橫材11的一側面上沿其長邊方向，旋轉自如地安裝絲杠23。在與絲杠擰合的螺母部件25上固定可動框架18。在絲杠23一端上與旋轉驅動用的馬達6連接。據此，通過絲杠23的旋轉經螺母部件25可以使可動框架18沿水平方向移動。
波紋管1的內部經側壁17上形成的貫通孔27與大氣連通。即，驅動部件20或波紋管1的支撐構造(支撐機構)處于波紋管1內側的大氣側。因此，從驅動部件20或支撐構造的滑動部產生的粒子不向真空室16內飛散、懸浮而污染晶片。在可動框架18上經升降機構可配設分別保持一枚晶片并沿水平方向傳送的可旋轉及伸縮的傳送臂機構(參照圖8)。
圖8是示出組裝有圖7所示的可動工作臺的半導體處理系統的局部剖開的立體圖。
如圖8所示，該半導體處理系統30沿水平一方向呈長筐體形成，內部具有可設定在真空環境下的共用傳送室32(在圖7作為真空室16示出)。在共用傳送室32的一側面上連接用于對半導體晶片在真空環境下施以半導體處理的3個真空處理室34。共用傳送室32的另一側面上連接用于在傳送晶片之際的作為壓力緩沖室發揮功能的2個負載鎖定室(未圖示)。
與真空處理室34及負載鎖定室對應，在傳送室32的側面上形成用于運入運出作為被處理基板的半導體晶片W的出入口36。在各出入口36上配設用于氣密地隔開傳送室32和真空處理室34及負載鎖定室之間的閘閥G。
在共用傳送室32內配設圖7所示的可動工作臺裝置15。可動工作臺裝置15具有在可動框架18和可動框架18兩側上配設的一對波紋管1。可動框架18和一對波紋管1協動，在內部形成氣密地與共用傳送室32內的環境氣氛隔離的輔助空間42。該輔助空間42通過在共用傳送室32的兩端壁上形成開口38與大氣環境連通。
在可動框架18及波紋管1內，即在輔助空間42內配設圖7所示的驅動構造及支撐構造。通過這些內部構造，可動框架18可以在共用傳送室32的兩端壁間水平移動。此外，在可動框架18上，為了處理晶片W，經升降機構配設可旋轉及伸縮的傳送臂機構45。通過傳送臂機構45，經出入口36可以對真空處理室34及負載鎖定室運入運出晶片W。
根據圖7及圖8所示的可動工作臺裝置15，在可動框架18兩側的波紋管1內形成氣密地與真空室16、32的環境氣氛隔離的輔助空間42。在該輔助空間42內配設可動框架18及波紋管1的驅動構造及支撐構造。在這樣的構成下，經可動框架18(在圖8經傳送臂機構45)進行晶片的移動或傳運。因此，可以防止真空室16、32內的粒子飛散或粒子對晶片的污染。
以上，參照附圖，詳述了本發明的實施方式，然而本發明并不限于此，只要不脫離本發明的要旨的范圍，作各種設計變更是可能的。例如，在實施方式示出對波紋管作成水平的例子，但是本發明的波紋管支撐機構可適用于波紋管作成垂直的情況。此外，在實施方式示出中間環為與波紋管不同的物體的示例，但是中間環也可以與波紋管一體形成。中間環(中間支撐部)和移動部件也可以是一體的或一體地形成。
在實施方式，作為導向部件(導軌)例示軌道，然而作為導軌也可以是將滾輪連在長邊方向的滾輪傳送帶(roller conveyer)(滾子軸承roller bearing)。這種情況下，移動部件在滾輪傳送帶上移動。軌道(導向部件)不限于上部和下部，也可以在左右配置。
作為設置可動工作臺的室不限于真空，也可以充填例如規定氣體(空氣、氣體等)或液體(水、藥液等)。室內的壓力也可以是常壓、正壓、負壓。在具有腐蝕性的氣體環境中使用的情況下，波紋管不限于金屬制，也可以是具有耐蝕性的材質，例如特氟隆(teflon聚四氟乙烯的登錄商標)制等。
工業上利用的可能性根據本發明的波紋管支撐構造及可動工作臺裝置，可以防止粒子飛散，并確保波紋管內充裕的空間。
權利要求
1.一種從內側支撐波紋管的構造，其特征在于，該構造包括在所述波紋管內部配設的而且沿著所述波紋管軸向延伸的導軌；沿著所述軸向可移動地配設在所述導軌上的移動部件；和實質上連接所述移動部件和所述波紋管的中間支撐部。
2.根據權利要求1所述的構造，其特征在于，所述導軌具備與所述波紋管內面接近地分別配設在所述波紋管內部的上側及下側的上側及下側軌道。
3.根據權利要求1所述的構造，其特征在于，所述移動部件分別具備可在所述導軌上行走且不從所述導軌脫落地安裝在所述導軌上的移動塊體。
4.根據權利要求3所述的構造，其特征在于，所述導軌具有橫截面大體C字型的導向槽部，所述移動塊體可滑動地安裝在所述導向槽內。
5.根據權利要求3所述的構造，其特征在于，所述移動部件具備在所述導軌上轉動地軸支在所述移動塊體的滾輪。
6.根據權利要求5所述的構造，其特征在于，包含；所述移動部件具備多個移動部件，所述多個移動部件沿著所述軸向可相互相對地移動，所述多個移動部件具備以在所述滾輪相互接觸前就相互抵接并規定所述多個移動部件彼此的最接近距離的方式配設的突出部。
7.根據權利要求6所述的構造，其特征在于，所述滾輪軸支在所述突出部側面上。
8.根據權利要求6所述的構造包含，其特征在于，所述滾輪具備在所述移動塊體的前方及后方配設的第一及第二滾輪，所述第一及第二滾輪夾持沿著所述軸向延伸的所述移動塊體的中心線，相互不同地配設，所述突出部具備在所述移動塊體前方及后方配設的第一及第二突出部，所述第一及第二突出部夾持所述中心線相互不同地配設，緊鄰的2個移動部件的所述第一及第二突出部相對所述中心線位置倒轉。
9.根據權利要求3所述的構造，其特征在于，所述移動部件具備多個移動部件，所述多個移動部件沿著所述軸向可相互相對移動，所述構造還具備與所述移動塊體接合的接合部件，其規定所述多個移動部件彼此的最遠離開距離。
10.根據權利要求9所述的構造，其特征在于，所述導軌具有橫截面大體呈C字狀的導向槽部，所述移動塊體以及所述接合部件可滑動地安裝在所述導向槽部內。
11.根據權利要求9所述的構造，其特征在于，對緊鄰的第一、第二及第三移動部件，所述接合部件具備規定所述第一及第二移動部件相互間最遠離開距離的第一鉤和規定所述第二及第三移動部件相互間最遠離開距離的第二鉤，所述第一及第二鉤夾持在所述軸向延伸的所述移動塊體的中心線而相互不同地配設。
12.一種可動工作臺裝置，其特征在于，用于在真空或充填有規定氣體或液體的室內進行被處理體移動，該裝置具備在所述室內的第一及第二側壁間配設的直線導向器；沿所述直線導向器的長邊方向可移動的可動框架，和所述直線導向器插通于所述可動框架內；在所述可動框架和所述第一及第二側壁之間包圍所述直線導向器的一對波紋管，所述可動框架和所述一對波紋管協動，形成與所述室內的其它部分氣密地隔離的輔助空間；沿著所述直線導向器移動所述可動框架的驅動部件；在所述一對波紋管內部配設的、而且沿著所述一對波紋管軸向延伸的導軌；沿著所述軸向而可移動地配置在所述導軌上的移動部件；和實質上連接所述移動部件和所述一對波紋管的中間支撐部。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述室內是可設定在真空環境下，所述輔助空間與大氣壓環境氣氛連通。
14.根據權利要求12所述的構造，其特征在于，所述驅動部件配置在所述一對波紋管內的規定位置上。
15.根據權利要求13所述的構造，其特征在于，為了對所述被處理體進行處理，還具備在所述可動框架上配設的可伸縮的傳送臂機構。
16.根據權利要求15所述的構造，其特征在于，還具備規定所述室的傳送室筐體，所述傳送室筐體與用于對所述被處理體施以半導體處理的處理裝置連接。
全文摘要
從內側支撐波紋管(1)的構造具有在波紋管內部配設的、而且沿著波紋管軸向延伸的導軌(8)，沿著所述軸向，在導軌上可移動地配設移動部件(10)，移動部件和波紋管通過中間支撐部(5)連接。
文檔編號B65G49/07GK1701431SQ200480000878
公開日2005年11月23日 申請日期2004年7月21日 優先權日2003年7月28日
發明者廣木勤 申請人:東京毅力科創株式會社