[go: up one dir, main page]

JP4187073B2 - Sealing device for a processing device using a rotary table - Google Patents

Sealing device for a processing device using a rotary table Download PDF

Info

Publication number
JP4187073B2
JP4187073B2 JP2004138115A JP2004138115A JP4187073B2 JP 4187073 B2 JP4187073 B2 JP 4187073B2 JP 2004138115 A JP2004138115 A JP 2004138115A JP 2004138115 A JP2004138115 A JP 2004138115A JP 4187073 B2 JP4187073 B2 JP 4187073B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sealing
seal
ring
gas
stationary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004138115A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005321002A (en
Inventor
敏彦 布施
正信 二宮
満 下里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Pillar Packing Co Ltd
Original Assignee
Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Pillar Packing Co Ltd filed Critical Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority to JP2004138115A priority Critical patent/JP4187073B2/en
Publication of JP2005321002A publication Critical patent/JP2005321002A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4187073B2 publication Critical patent/JP4187073B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Sealing (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

本発明は、回転テーブルを使用して基板(半導体ウエハ,電子デバイスの基板,液晶基板,フォトマスク,ガラス基板等)の洗浄処理等を行なう処理装置であって、回転テーブルが配置される処理領域に高度のコンタミネーション防止対策が必要とされる処理装置に装備されるシール装置に関するものであり、具体的には、回転テーブルとその回転軸を覆うカバーとの間に、回転テーブルが配置された処理領域とカバー内領域とを遮蔽すべく、設けられるシール装置に関するものである。   The present invention is a processing apparatus for performing cleaning processing of a substrate (semiconductor wafer, electronic device substrate, liquid crystal substrate, photomask, glass substrate, etc.) using a rotary table, and a processing region in which the rotary table is disposed. In particular, it relates to a sealing device installed in a processing apparatus that requires a high degree of contamination prevention measures. Specifically, a rotary table is arranged between the rotary table and a cover that covers the rotary shaft. The present invention relates to a sealing device provided to shield a processing area and an in-cover area.

例えば、回転テーブルを使用して半導体ウエハ等の基板を洗浄処理する場合、回転テーブルが配置される処理領域を清浄に保持しておく必要があり、回転テーブルの駆動側から処理領域へのパーティクル侵入を確実に阻止しておく必要がある。そこで、このような高度のコンタミネーション防止対策を必要とする処理装置にあっては、従来から、回転テーブルとその回転軸を含む駆動側を覆うカバーとの間に、回転テーブルが配置された処理領域とカバー内領域とを遮蔽するシール装置を設けておくことが提案されており、かかるシール装置としては、一般に、ラビリンスシールや磁性流体シールが採用されている(例えば、特許文献1参照)。而して、このようなシール装置を設けておくことにより、カバー内領域から処理領域へのパーティクル侵入が阻止されて基板等が汚損されることがなく、また処理領域で発生する処理残渣(洗浄液や有害物質等)がカバー内領域に侵入して回転軸の駆動系にトラブルが生じるといった問題も生じない。
特開平11−265868
For example, when a substrate such as a semiconductor wafer is cleaned using a rotary table, it is necessary to keep the processing area where the rotary table is placed clean, and particles enter the processing area from the drive side of the rotary table. It is necessary to prevent this. Therefore, in a processing apparatus that requires such a high level of contamination prevention measures, a processing in which a rotary table is conventionally arranged between the rotary table and a cover that covers the drive side including the rotary shaft is conventionally performed. It has been proposed to provide a seal device that shields the region and the cover inner region, and as such a seal device, a labyrinth seal or a magnetic fluid seal is generally employed (see, for example, Patent Document 1). Thus, by providing such a sealing device, particles are prevented from entering from the cover inner region to the processing region and the substrate or the like is not contaminated, and the processing residue (cleaning liquid) generated in the processing region is prevented. Or harmful substances intrude into the cover area and cause troubles in the drive system of the rotating shaft.
JP-A-11-265868

しかし、従来の処理装置で採用されているラビリンスシール等のシール装置によっては、処理領域とカバー内領域との遮蔽を十分に行い得ず、基板洗浄装置等の処理装置におけるコンタミネーション防止対策に万全を期すことができないのが実情である。すなわち、ラビリンスシールでは、ラビリンスを構成する環状隙間が回転精度や機器精度によって不均一となり易く、かかるラビリンス隙間の不均一に起因する呼吸作用により、両領域間の遮蔽機能が十分に発揮されない。また、磁性流体シールについても、品質が不安定なため、ラビリンスシールと同様に十分なシール機能を発揮し難い。   However, depending on the sealing device such as the labyrinth seal used in the conventional processing apparatus, the processing area and the cover inner area cannot be sufficiently shielded, and it is possible to prevent contamination in the processing apparatus such as the substrate cleaning apparatus. The fact is that we cannot expect. That is, in the labyrinth seal, the annular gap constituting the labyrinth is likely to be non-uniform depending on the rotation accuracy and the equipment accuracy, and the shielding function between the two regions is not sufficiently exhibited due to the respiratory action resulting from the non-uniform labyrinth gap. In addition, since the quality of the magnetic fluid seal is unstable, it is difficult to exert a sufficient sealing function like the labyrinth seal.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、回転テーブルが配置された処理領域と回転軸を含む駆動系が配置されるカバー内領域とを確実に遮蔽することができ、高度のコンタミレスが要求される基板洗浄等の処理をシール上の問題を生じることなく良好に行なうことができる、回転テーブルを使用する処理装置用のシール装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and can reliably shield a processing area in which a rotary table is arranged and an in-cover area in which a drive system including a rotating shaft is arranged, and is highly contamination-free. It is an object of the present invention to provide a sealing apparatus for a processing apparatus using a rotary table, which can perform a process such as substrate cleaning required for the above-mentioned without causing a sealing problem.

本発明は、回転テーブルとその回転軸を覆うカバーであって非金属製のカバー本体及びこれに取り付けた金属製のシールフランジを具備するカバーとの間に、回転テーブルが配置された処理領域とカバー内領域とを遮蔽すべく、設けられるシール装置であって、回転軸と同心をなして回転テーブルに固定された回転密封環と、回転軸と同心をなして回転密封環に対向する状態で、シールフランジに軸線方向移動可能に保持された静止密封環と、カバー内に配置されて静止密封環を回転密封環へと押圧附勢するスプリング部材と、カバー本体、シールフランジ及び静止密封環を貫通して、両密封環の対向端面たる密封端面間に開口する一連のシールガス通路とを具備して、密封端面間を、これにシールガス通路からシールガスを噴出させることにより、非接触状態に保持しつつ、前記両領域間を遮蔽シールするように構成された非接触形メカニカルシールであり、静止密封環を、基体をカーボンで構成し且つ密封端面を形成する部分を除く基体の表面層をシールガス通路の内周面層を含めてガラス状炭素層又は合成樹脂層で構成した複合材構造物とすると共に、シールフランジにおけるシールガスに接触する部分及び処理領域に面する部分をフッ素樹脂コーティングして、シールガスの接触によるパーティクルの発生を防止するように構成したことを特徴とする回転テーブルを使用する処理装置用のシール装置を提案するものである。かかるシール装置にあって、シール条件によっては、一方の密封環の密封端面に動圧発生溝を形成して、密封端面間にシールガスによる静圧に加えて動圧発生溝による動圧を作用させることにより、密封端面間を非接触状態に保持するように構成しておくことが好ましい。 The present invention relates to a processing area in which a rotary table is disposed between a rotary table and a cover that covers the rotary shaft and includes a non-metallic cover main body and a metal seal flange attached thereto. in order to shield the cover region, a sealing device installed, the rotary seal ring fixed to the rotary table at an rotating shaft concentric state opposed to the rotary seal ring forms an axis of rotation concentric A stationary seal ring that is held axially movable on the seal flange , a spring member that is disposed in the cover and presses and urges the stationary seal ring to the rotary seal ring, a cover body, a seal flange, and a stationary seal ring A series of sealing gas passages that open between the sealing end faces that are the opposite end faces of both sealing rings, and cause the sealing gas to be ejected from the sealing gas passages between the sealing end faces. More, while maintaining a non-contact state, said between both areas is a non-contact type mechanical seal configured to shield seals, a stationary seal ring, the part forming the Configure substrate with carbon and sealing end faces The surface layer of the substrate to be removed is a composite structure composed of a glassy carbon layer or a synthetic resin layer including the inner peripheral surface layer of the seal gas passage, and the surface of the seal flange in contact with the seal gas and the processing region. The present invention proposes a sealing device for a processing apparatus using a rotary table, characterized in that the portion to be coated is coated with a fluororesin to prevent generation of particles due to contact with a sealing gas . In such a sealing device, depending on the sealing conditions, a dynamic pressure generating groove is formed on the sealing end face of one sealing ring, and the dynamic pressure generated by the dynamic pressure generating groove acts on the sealing end face in addition to the static pressure by the seal gas. By doing so, it is preferable that the sealing end faces are held in a non-contact state.

請求項1に記載する本発明のシール装置は、回転テーブル側の回転密封環とカバー側の静止密封環との間から処理領域とカバー内領域とにシールガスを噴出させる非接触形メカニカルシールに構成されているから、冒頭で述べたラビリンスシール等を使用する場合に比して、回転テーブルが配置される処理領域と回転軸の駆動手段等が配置されるカバー内領域との間を確実に遮蔽することができるものである。したがって、本発明のシール装置を使用することによって、処理領域における処理をカバー内領域からのパーティクル侵入を完全に防止した清浄雰囲気に保持することができ、基板の洗浄等の処理を良好に行なうことができ、高度のコンタミネーション防止対策を実現することができる。また、処理領域で発生する洗浄液残渣や処理領域で使用,発生する有害物質がカバー内領域へと漏洩して回転軸の駆動系に悪影響を及ぼす等の問題も排除することができる。特に、静止密封環及びカバー(カバー本体及びシールフランジ)を請求項1に記載する如く構成しておくことによって、シール装置側からのパーティクル発生をも防止し得て、処理領域のコンタミネーション防止対策をより効果的に行なうことができる。さらに、請求項2に記載する如く、密封端面間をシールガスによる静圧に加えて動圧発生溝による動圧の作用によって非接触状態に保持するように構成しておくことにより、シール機能及びコンタミレス機能を更に向上させることができる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a non-contact type mechanical seal that ejects seal gas from between a rotary sealing ring on the rotary table side and a stationary sealing ring on the cover side to a processing region and a cover inner region. Because it is configured, it is more reliable than the processing area where the rotary table is arranged and the area inside the cover where the rotating shaft driving means is arranged, as compared with the case where the labyrinth seal described at the beginning is used. It can be shielded. Therefore, by using the sealing device of the present invention, it is possible to keep the processing in the processing region in a clean atmosphere in which the particle intrusion from the cover inner region is completely prevented, and to perform the processing such as cleaning the substrate satisfactorily. And can implement advanced anti-contamination measures. In addition, it is possible to eliminate problems such as cleaning liquid residues generated in the processing area and harmful substances used and generated in the processing area leaking into the cover area and adversely affecting the drive system of the rotating shaft. In particular, by forming the stationary sealing ring and the cover (cover body and seal flange) as described in claim 1 , it is possible to prevent the generation of particles from the sealing device side and to prevent contamination of the processing area. Can be performed more effectively. Furthermore, as described in claim 2, the sealing function between the sealing end faces is maintained in a non-contact state by the action of the dynamic pressure by the dynamic pressure generating groove in addition to the static pressure by the sealing gas. The contamination-free function can be further improved.

図1は本発明に係る回転テーブルを使用する処理装置用のシール装置の一例を示したもので、半導体ウエハ,電子デバイスの基板,液晶基板,フォトマスク,ガラス基板等の基板を回転テーブル1を使用して洗浄する基板洗浄装置において、回転テーブル1とその回転軸2を覆うカバー3との間に、回転テーブル1が配置された処理領域Aとカバー内領域Bとを遮蔽すべく、設けられたシール装置4を示している。   FIG. 1 shows an example of a sealing device for a processing apparatus using a turntable according to the present invention. A substrate such as a semiconductor wafer, a substrate of an electronic device, a liquid crystal substrate, a photomask, or a glass substrate is attached to the turntable 1. In the substrate cleaning apparatus to be used and cleaned, the substrate cleaning apparatus is provided between the rotary table 1 and the cover 3 covering the rotary shaft 2 so as to shield the processing area A where the rotary table 1 is arranged and the in-cover area B. The sealing device 4 is shown.

回転テーブル1は、図1に示す如く、処理領域Aに水平に配置された円板形状をなすものであり、その中心部に連結された回転軸2により回転駆動される。回転軸2は、図1に示す如く、上下方向に延びており、図示しない駆動手段(モータ等)により回転駆動される。   As shown in FIG. 1, the rotary table 1 has a disk shape arranged horizontally in the processing area A, and is rotationally driven by a rotary shaft 2 connected to the center thereof. As shown in FIG. 1, the rotary shaft 2 extends in the vertical direction and is driven to rotate by a driving means (motor or the like) (not shown).

カバー3は、図1に示す如く、上端部を開口するカバー本体6とその上端開口部6aに取り付けられたシールフランジ7とを具備してなる。カバー本体6は、上端部(開口部6aの上端部)を回転テーブル1の下面部に近接させた状態で配置されており、回転軸2及びその駆動手段及び軸受手段等を覆っている。カバー本体6の上端開口部6aの内外周面は回転軸2と同心をなす円柱面とされている。なお、回転テーブル1の下面部には、上端開口部6aの外周面に近接して対向する円環状の突起1bが設けられている。シールフランジ7は、円筒状の密封環保持部7aと密封環保持部7aの下端部から内方に張り出す円環状のスプリング保持部7bとからなる金属製(例えば、SUS316等のステンレス鋼製)の一体構造物であり、密封環保持部7aをカバー本体6の上端開口部6aに上下方向に並列する一対のフッ素ゴム製のOリング8,8を介して嵌合させると共に、スプリング保持部7bをカバー本体6の内部仕切壁6bにボルト5に固定することにより、カバー本体6の上端開口部6aに回転軸2と同心状に取り付けられている。なお、密封環保持部7aの上端部とカバー本体6の上端部とは面一状とされている。また、密封環保持部7aの表面71は、図2に示す如く、フッ素樹脂をコーティングしてある。   As shown in FIG. 1, the cover 3 includes a cover main body 6 that opens at the upper end and a seal flange 7 that is attached to the upper end opening 6a. The cover body 6 is arranged with the upper end (the upper end of the opening 6a) close to the lower surface of the turntable 1, and covers the rotary shaft 2, its driving means, bearing means and the like. The inner and outer peripheral surfaces of the upper end opening 6 a of the cover body 6 are cylindrical surfaces that are concentric with the rotary shaft 2. An annular protrusion 1b is provided on the lower surface of the turntable 1 so as to face the outer peripheral surface of the upper end opening 6a. The seal flange 7 is made of metal (for example, made of stainless steel such as SUS316) made of a cylindrical sealing ring holding portion 7a and an annular spring holding portion 7b projecting inward from the lower end of the sealing ring holding portion 7a. The seal ring holding portion 7a is fitted to the upper end opening 6a of the cover body 6 via a pair of fluororubber O-rings 8 and 8 arranged in the vertical direction, and the spring holding portion 7b. Is fixed to the inner partition wall 6b of the cover body 6 with bolts 5 so that it is attached to the upper end opening 6a of the cover body 6 concentrically with the rotary shaft 2. The upper end portion of the sealing ring holding portion 7a and the upper end portion of the cover body 6 are flush with each other. The surface 71 of the sealing ring holding part 7a is coated with a fluororesin as shown in FIG.

而して、シール装置4は、図1に示す如く、回転軸2と同心をなして回転テーブル1に固定された回転密封環9と、回転軸2と同心をなして回転密封環9に対向する状態で、カバー3に軸線方向移動可能に且つ相対回転不能に保持された静止密封環10と、カバー3内に配置されて静止密封環10を回転密封環9へと押圧附勢するスプリング部材11と、カバー3及び静止密封環10を貫通して、両密封環9,10の対向端面たる密封端面9a,10a間に開口する一連のシールガス通路12とを具備して、密封端面9a,10a間を、これにシールガス通路12からシールガスGを噴出させることにより、非接触状態に保持しつつ、前記両領域A,B間を遮蔽シールするように構成された静圧形の非接触形メカニカルシールつまり静圧形ノンコンタクトガスシールである。   Thus, as shown in FIG. 1, the seal device 4 is concentric with the rotary shaft 2 and fixed to the rotary table 1, and is concentric with the rotary shaft 2 and faces the rotary seal ring 9. A stationary seal ring 10 that is axially movable and relatively non-rotatable in the cover 3, and a spring member that is disposed in the cover 3 and presses and urges the stationary seal ring 10 to the rotary seal ring 9. 11 and a series of sealing gas passages 12 that pass through the cover 3 and the stationary sealing ring 10 and open between the sealing end surfaces 9a and 10a, which are the opposite end surfaces of the sealing rings 9 and 10, respectively. A static pressure type non-contact configured to shield and seal between the regions A and B while maintaining a non-contact state by ejecting a seal gas G from the seal gas passage 12 to the space 10a. Type mechanical seal, that is, static pressure type It is a contact gas seal.

回転密封環9は、後述する静止密封環10の構成基材(カーボン)より硬質材製(この例では、炭化珪素製)の円環状体であり、図1及び図2に示す如く、回転テーブル1の下面部に金属製(例えば、SUIS316等のステンレス鋼製)の取付リング13及びフッ素ゴム製のOリング14を介して固定されている。取付リング13は、外周部を回転密封環9の下端内周部に係合させた状態で、回転テーブル1の下面部にボルト15により取付けられており、回転密封環9を回転テーブル1の下面部に押圧固定している。Oリング14は、回転密封環9の上端内周部と回転テーブル1との間に挟圧されており、両者1,9間を二次シールする。回転密封環9の下端面は平滑環状面に研磨されており、取付リング13が係合する部分を除く部分が密封端面(以下「回転密封端面」ともいう)9aとして機能する。   The rotary seal ring 9 is an annular body made of a hard material (in this example, silicon carbide) from a base material (carbon) of a stationary seal ring 10 to be described later. As shown in FIGS. 1 is fixed to a lower surface portion of 1 through a mounting ring 13 made of metal (for example, stainless steel such as SUIS316) and an O-ring 14 made of fluororubber. The attachment ring 13 is attached to the lower surface portion of the rotary table 1 with bolts 15 with the outer peripheral portion engaged with the inner peripheral portion of the lower end of the rotary seal ring 9, and the rotary seal ring 9 is attached to the lower surface of the rotary table 1. It is pressed and fixed to the part. The O-ring 14 is sandwiched between the inner peripheral portion of the upper end of the rotary seal ring 9 and the rotary table 1, and performs a secondary seal between the two 1 and 9. The lower end surface of the rotary seal ring 9 is polished to a smooth annular surface, and the portion excluding the portion with which the mounting ring 13 engages functions as a seal end surface (hereinafter also referred to as “rotary seal end surface”) 9a.

静止密封環10は、図1及び図2に示す如く、上端面を平滑環状面に研磨された密封端面(以下「静止密封端面」ともいう)10aとした円環状体であり、上下方向に並列する一対のフッ素ゴム製のOリング16,16を介してシールフランジ7の密封環保持部7aに軸線方向移動可能(上下方向移動可能)に嵌合保持されている。静止密封端面10aの外径は回転密封端面9aの外径より若干小さく設定されており、静止密封端面10aの内径は回転密封端面9aの内径より若干大きく設定されている。各Oリング16は、静止密封環10の外周部に形成した環状のOリング溝10bに係合保持されている。また、静止密封環10の下端部には軸線方向に延びる円形孔10cが形成されており、この円形孔10cにシールフランジ7のスプリング保持部7bに植設した金属製(例えば、SUS316等のステンレス鋼製)のドライブピン17を係合させることにより、静止密封環10を、その軸線方向移動を所定範囲で許容しつつ、カバー3(シールフランジ7)に対して相対回転不能に保持させている。なお、円形孔10c及びこれに係合するドライブピン17の数は任意であり、必要に応じて複数個設けられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the stationary sealing ring 10 is an annular body having a sealing end surface 10a whose upper end surface is polished to a smooth annular surface (hereinafter also referred to as “stationary sealing end surface”), and is parallel in the vertical direction. A pair of fluororubber O-rings 16 and 16 are fitted and held in the seal ring holding portion 7a of the seal flange 7 so as to be movable in the axial direction (movable in the vertical direction). The outer diameter of the stationary sealing end face 10a is set slightly smaller than the outer diameter of the rotating sealing end face 9a, and the inner diameter of the stationary sealing end face 10a is set slightly larger than the inner diameter of the rotating sealing end face 9a. Each O-ring 16 is engaged and held in an annular O-ring groove 10 b formed on the outer peripheral portion of the stationary sealing ring 10. Further, a circular hole 10c extending in the axial direction is formed at the lower end of the stationary seal ring 10, and a metal (for example, stainless steel such as SUS316) implanted in the spring holding part 7b of the seal flange 7 in the circular hole 10c. By engaging a steel drive pin 17, the stationary seal ring 10 is held in a non-rotatable manner relative to the cover 3 (seal flange 7) while allowing its axial movement within a predetermined range. . In addition, the number of the circular holes 10c and the drive pins 17 that engage with the circular holes 10c is arbitrary, and a plurality of them are provided as necessary.

スプリング部材11は、図1に示す如く、静止密封環10とその下位のスプリング保持部7bとの間に介装された複数個(1個のみ図示)のコイルスプリングで構成されていて、静止密封環10を回転密封環9へと押圧附勢するものであり、密封端面9a,10aを閉じる方向に作用する閉力を発生させるものである。   As shown in FIG. 1, the spring member 11 is composed of a plurality of coil springs (only one is shown) interposed between a stationary seal ring 10 and a lower spring holding portion 7b. The ring 10 is pressed and urged to the rotary sealing ring 9 to generate a closing force that acts in the direction of closing the sealing end faces 9a and 10a.

シールガス通路12は、図1に示す如く、静止密封端面10aに形成された静圧発生溝18と、静止密封環10の外周面とシールフランジ7の密封環保持部7aの内周面との間に形成される環状の連通空間19と、カバー3を貫通して連通空間19に至るカバー側シールガス通路20,21と、静止密封環10を貫通して連通空間19から静圧発生溝18に至る密封環側シールガス通路22とからなる。静圧発生溝18は、静止密封端面10aと同心状の環状をなして連続又は断続する浅い凹溝であり、この例では後者を採用している。すなわち、静圧発生溝18は、図4に示す如く、静止密封端面10aと同心環状をなして並列する複数の円弧状凹溝18a…で構成されている。連通空間19は、密封環保持部7aと静止密封環10との対向周面間に形成された環状空間であって、Oリング16,16によってシールされている。連通空間19の上下方向幅(Oリング16,16間の間隔)は、静止密封環10に必要とされる上下方向移動に伴って連通空間19と後述する第1カバー側シールガス通路20との連結が解除されることがない範囲で適宜に設定されている。カバー側シールガス通路は、シールフランジ7の密封環保持部7aを径方向に貫通して連通空間19に連通する第1カバー側シールガス通路20と、カバー本体6を貫通して第1カバー側シールガス通路20に連通する第2カバー側シールガス通路21とからなる。両カバー側シールガス通路20,21の連通部分は、前記Oリング8,8によってシールされている。密封環側シールガス通路22の上流端は連通空間19に開口されており、密封環側シールガス通路22の下流端は分岐されており、その各分岐部を、図4に示す如く、静圧発生溝18を構成する各円弧状凹溝18aに開口させてある。第2カバー側シールガス通路21の上流端部は所定のシールガス供給源(図示せず)に接続されていて、両領域A,Bより高圧で且つパーティクルを含まない清浄なシールガスGを第2カバー側シールガス通路21、第1カバー側シールガス通路20、連通空間19及び密封環側シールガス通路22から静圧発生溝18に供給するようになっている。シールガスGとしては、各領域A,Bに流出しても何らの悪影響を及ぼさない性状のものを、シール条件に応じて適宜に選定する。この例では、各種物質に対して不活性であり且つ人体に無害である清浄な窒素ガスが使用されている。なお、シールガスGは、一般に、回転テーブル1の運転中(回転軸2の駆動中)においてのみ供給され、運転停止後には供給を停止される。回転テーブルの運転は、シールガスGの供給が開始された後であって、密封端面9a,10a間が適正な非接触状態に保持された後において開始され、シールガスGの供給停止は、回転テーブルの運転停止後であって回転軸2が完全に停止した後に行なわれる。なお、必要に応じて、回転テーブル1の発停に拘らず、シールガスGの供給を継続して行なうようにすることも可能である。また、シールガス通路12の適所(例えば、密封環側シールガス通路22の上流側部分)には、必要に応じて、オリフィス等の絞り器が設けられる。   As shown in FIG. 1, the seal gas passage 12 includes a static pressure generating groove 18 formed in the stationary sealing end surface 10a, an outer peripheral surface of the stationary sealing ring 10, and an inner peripheral surface of the sealing ring holding portion 7a of the sealing flange 7. An annular communication space 19 formed therebetween, cover-side seal gas passages 20 and 21 extending through the cover 3 to the communication space 19, and a static pressure generating groove 18 from the communication space 19 through the stationary seal ring 10. And a sealing ring side seal gas passage 22 leading to The static pressure generating groove 18 is a shallow concave groove that is continuous or intermittently formed in a concentric ring shape with the stationary sealing end face 10a. In this example, the latter is adopted. That is, as shown in FIG. 4, the static pressure generating groove 18 is composed of a plurality of arc-shaped concave grooves 18 a that are concentrically arranged in parallel with the stationary sealing end face 10 a. The communication space 19 is an annular space formed between the opposed peripheral surfaces of the sealing ring holding portion 7 a and the stationary sealing ring 10, and is sealed by O-rings 16 and 16. The vertical width (interval between the O-rings 16, 16) of the communication space 19 is such that the communication space 19 and a first cover-side seal gas passage 20 (to be described later) are aligned with the vertical movement required for the stationary seal ring 10. It is set as appropriate as long as the connection is not released. The cover-side seal gas passage includes a first cover-side seal gas passage 20 that passes through the seal ring holding portion 7a of the seal flange 7 in the radial direction and communicates with the communication space 19, and the cover body 6 and passes through the first cover side. The second cover side seal gas passage 21 communicates with the seal gas passage 20. The communicating portions of the cover-side seal gas passages 20 and 21 are sealed by the O-rings 8 and 8. The upstream end of the sealing ring side seal gas passage 22 is opened to the communication space 19, and the downstream end of the sealing ring side seal gas passage 22 is branched. As shown in FIG. Each arcuate groove 18a constituting the generating groove 18 is opened. The upstream end of the second cover-side seal gas passage 21 is connected to a predetermined seal gas supply source (not shown), and a clean seal gas G that is higher in pressure than both regions A and B and does not contain particles The two-cover-side seal gas passage 21, the first cover-side seal gas passage 20, the communication space 19, and the sealing ring-side seal gas passage 22 are supplied to the static pressure generating groove 18. As the sealing gas G, a gas that does not have any adverse effect even if it flows into the areas A and B is appropriately selected according to the sealing conditions. In this example, clean nitrogen gas that is inert to various substances and harmless to the human body is used. Seal gas G is generally supplied only during operation of rotary table 1 (during driving of rotary shaft 2), and is stopped after the operation is stopped. The operation of the rotary table is started after the supply of the seal gas G is started and after the sealed end faces 9a and 10a are maintained in a proper non-contact state. This is performed after the operation of the table is stopped and after the rotary shaft 2 is completely stopped. If necessary, the supply of the sealing gas G can be continued regardless of whether the turntable 1 is started or stopped. Further, a restrictor such as an orifice is provided at an appropriate position of the seal gas passage 12 (for example, an upstream portion of the seal ring-side seal gas passage 22) as necessary.

而して、シールガスGを静圧発生溝18に供給すると、静圧発生溝18に導入されたシールガスGにより、密封端面9a,10a間にこれを開く方向に作用する開力が発生する。この開力は、密封端面9a,10a間に導入されたシールガスGによって発生する静圧によるものである。したがって、密封端面9a,10aは、この開力と密封端面9a,10a間を閉じる方向に作用するスプリング部材11による閉力(スプリング荷重)とがバランスする非接触状態に保持される。すなわち、静圧発生溝18に導入されたシールガスGは密封端面9a,10a間に静圧の流体膜を形成し、この流体膜の存在によって、密封端面9a,10aの外周側領域(処理領域)Aとその内周側領域(カバー内領域)Bとの間が遮蔽シールされる。シールガスGの圧力及びスプリング部材11のバネ力(スプリング荷重)は、密封端面9a,10a間の隙間が適正(一般に、5〜15μmである)となるように、シール条件に応じて適宜に設定される。   Thus, when the sealing gas G is supplied to the static pressure generating groove 18, an opening force is generated between the sealing end faces 9a and 10a that is opened by the sealing gas G introduced into the static pressure generating groove 18. . This opening force is due to the static pressure generated by the sealing gas G introduced between the sealed end faces 9a and 10a. Therefore, the sealing end surfaces 9a and 10a are held in a non-contact state in which the opening force and the closing force (spring load) by the spring member 11 acting in the direction in which the sealing end surfaces 9a and 10a are closed are balanced. That is, the sealing gas G introduced into the static pressure generating groove 18 forms a static pressure fluid film between the sealed end faces 9a and 10a, and due to the presence of this fluid film, the outer peripheral side area (processing area) of the sealed end faces 9a and 10a. ) Between A and the inner peripheral side region (cover inner region) B is shield-sealed. The pressure of the sealing gas G and the spring force (spring load) of the spring member 11 are appropriately set according to the sealing conditions so that the gap between the sealed end faces 9a and 10a is appropriate (generally 5 to 15 μm). Is done.

ところで、静止密封環10は、相手密封環(回転密封環)9との接触による密封端面へのダメージを最小限とするために、更には加工性が要求される(静止密封環10は、シールガス通路12つまり静圧発生溝18及び密封環側シールガス通路22を形成する必要がある等、単純な円環状をなす回転密封環9に比して複雑な形状をなすものであるから、加工性に富む材料で構成しておくことが好ましい)ために、一般に、軟質で加工性に富むカーボンで構成される。しかし、カーボン製の静止密封環を使用した場合、シールガス通路12を通過するシールガスGによりカーボン表面から微細なパーティクルが発生し易く、このパーティクルがシールガスGと共に密封端面9a,10aから処理領域A(及びカバー内領域B)に侵入する虞れがある。したがって、より高度のコンタミネーション防止対策を図るためには、このようなカーボン製の静止密封環10からのパーティクル侵入をも防止しておくことが好ましい。そこで、この例では、静止密封環10を、図2及び図3に示す如く、基体101をカーボンで構成すると共に、基体101の表面層を、静止密封端面10aを形成する部分を除いて、ガラス状炭素層102で構成した複合材構造物としてある。   By the way, the stationary sealing ring 10 is required to have further workability in order to minimize damage to the sealing end face due to contact with the mating sealing ring (rotating sealing ring) 9 (the stationary sealing ring 10 is a seal). Since the gas passage 12, that is, the static pressure generating groove 18 and the seal ring-side seal gas passage 22, need to be formed, it has a complicated shape compared to the rotary seal ring 9 having a simple annular shape. Therefore, it is generally composed of carbon that is soft and rich in workability. However, when a stationary seal ring made of carbon is used, fine particles are likely to be generated from the carbon surface by the seal gas G passing through the seal gas passage 12, and these particles together with the seal gas G are processed from the sealed end faces 9a and 10a to the processing region. There is a risk of entering A (and the in-cover region B). Therefore, it is preferable to prevent such intrusion of particles from the carbon stationary seal ring 10 in order to take a higher level of contamination prevention measures. Therefore, in this example, as shown in FIGS. 2 and 3, the stationary sealing ring 10 is made of carbon, and the surface layer of the base 101 is made of glass except for the portion forming the stationary sealing end face 10 a. The composite material structure is composed of the carbon-like carbon layer 102.

すなわち、静止密封環10は、静圧発生溝18及び密封環側シールガス通路22を形成した静止密封環形状のカーボン製基体101を製作した上、この基体101の全表面(シールガス通路18,22及び円形孔10c等の貫通孔及び凹部の内周面を含む)にガラス状炭素をコーティング又は含浸させた上、静止密封端面10aに相当する部分をカーボンが露出するように研磨する。このようなガラス状炭素層102の形成は周知手法によって行うことができる。例えば、適当な合成樹脂を有機溶媒に溶解して前駆体溶液を得た上、この前駆体溶液を基体101の表面に含浸又は/及び塗布し、乾燥後、不活性雰囲気又は真空雰囲気で加熱硬化し、更に焼成する。或いは、液状の合成樹脂をそのまま基体101に含浸又は/及び塗布して加熱硬化させた上、更に焼成してもよい。なお、使用する合成樹脂としては、焼成後にガラス状炭素質となるものであればよく、例えば、フェノール合成樹脂,フラン合成樹脂,ポリアミド合成樹脂,ポリイミド合成樹脂,ポリアミドイミド合成樹脂,ポリカルボジイミド合成樹脂,エポキシ合成樹脂,ユリア合成樹脂,メラミン合成樹脂,不飽和ポリエステル合成樹脂,キシレン合成樹脂,アルキッド合成樹脂,塩化ビニル合成樹脂等を使用することができる。また、前駆体溶液を得るための有機溶媒としては、使用する合成樹脂を溶解するものであればよく、例えば、テトラクロロエチレン,トリクロロエチレン,ジメチルアセトアミド,N−メチルピロリドン,ケトン類(アセトン,メチルエチルケトン等),アルコール類(メタノール,エタノール等)等を使用することができる。例えば、ポリカルボジイミド合成樹脂についてはテトラクロロエチレンを使用し、フェノール合成樹脂についてはメタノールを使用し、ポリアミドイミド合成樹脂についてはN−メチルピロリドンを使用する。上記した溶媒は、使用する合成樹脂に応じて、2種以上混合させたものを使用することができる。   That is, the stationary sealing ring 10 is manufactured by manufacturing a static sealing ring-shaped carbon base 101 in which a static pressure generating groove 18 and a sealing ring side seal gas passage 22 are formed, and the entire surface of the base 101 (seal gas passage 18, 22 and through holes such as circular holes 10c and the inner peripheral surfaces of the recesses) are coated or impregnated with glassy carbon, and a portion corresponding to the stationary sealing end surface 10a is polished so that the carbon is exposed. The glassy carbon layer 102 can be formed by a well-known method. For example, an appropriate synthetic resin is dissolved in an organic solvent to obtain a precursor solution, and the precursor solution is impregnated or applied on the surface of the substrate 101, dried, and then heated and cured in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere. And firing. Alternatively, the substrate 101 may be impregnated or / and coated with a liquid synthetic resin as it is and cured by heating, followed by further baking. The synthetic resin used is not particularly limited as long as it becomes a glassy carbonaceous material after firing. For example, phenol synthetic resin, furan synthetic resin, polyamide synthetic resin, polyimide synthetic resin, polyamideimide synthetic resin, polycarbodiimide synthetic resin Epoxy synthetic resin, urea synthetic resin, melamine synthetic resin, unsaturated polyester synthetic resin, xylene synthetic resin, alkyd synthetic resin, vinyl chloride synthetic resin and the like can be used. Moreover, as an organic solvent for obtaining a precursor solution, what is necessary is just to melt | dissolve the synthetic resin to be used, for example, tetrachloroethylene, trichloroethylene, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), Alcohols (methanol, ethanol, etc.) can be used. For example, tetrachloroethylene is used for the polycarbodiimide synthetic resin, methanol is used for the phenol synthetic resin, and N-methylpyrrolidone is used for the polyamideimide synthetic resin. The above-mentioned solvent can use what mixed 2 or more types according to the synthetic resin to be used.

以上のように構成された非接触形メカニカルシール(静圧形ノンコンタクトガスシール)4を使用した処理装置たる基板洗浄装置にあっては、回転テーブル1に設けた回転密封環9とカバー3に設けた静止密封環10との対向端面である密封端面9a,10a間からシールガスGが両領域A,Bに噴出することから、処理領域Aとカバー内領域Bとの間が完全に遮断されることになる。また、両密封端面9a,10aはシールガスGによって非接触状態に保持されるから、密封端面9a,10aの接触による摩耗粉等のパーティクルを生じることがない。したがって、カバー内領域Bで発生する粉塵等が処理領域Aに侵入することがなく、処理領域Aが清浄に保持される。逆に、処理領域Aで生じる処理残渣がカバー内領域Bに侵入して、回転軸2の駆動系等がトラブルを生じることもない。   In the substrate cleaning apparatus as a processing apparatus using the non-contact type mechanical seal (static pressure type non-contact gas seal) 4 configured as described above, the rotary sealing ring 9 provided on the rotary table 1 and the cover 3 are provided. Since the sealing gas G is ejected to both areas A and B from between the sealing end faces 9a and 10a, which are opposed to the stationary sealing ring 10 provided, the area between the processing area A and the in-cover area B is completely blocked. Will be. Moreover, since both the sealing end surfaces 9a and 10a are held in a non-contact state by the sealing gas G, particles such as abrasion powder due to the contact between the sealing end surfaces 9a and 10a are not generated. Therefore, dust generated in the in-cover area B does not enter the processing area A, and the processing area A is kept clean. Conversely, the processing residue generated in the processing area A does not enter the in-cover area B, and the drive system of the rotating shaft 2 does not cause trouble.

さらに、静止密封環10に形成されるシールガス通路12(静圧発生溝18及び密封環側シールガス通路22)の内周面層102aがガラス状炭素で構成されているから、基体101がカーボン製のものであるに拘らず、シールガス通路12を通過するシールガスGとの接触によりカーボン粉が発生するようなことがない。したがって、静止密封環10からのパーティクル発生がなく、処理領域Aの清浄化をより効果的に図ることができる。   Further, since the inner peripheral surface layer 102a of the seal gas passage 12 (static pressure generating groove 18 and seal ring-side seal gas passage 22) formed in the stationary seal ring 10 is made of glassy carbon, the base 101 is made of carbon. Regardless of the product made, carbon powder is not generated by contact with the seal gas G passing through the seal gas passage 12. Therefore, no particles are generated from the stationary seal ring 10, and the processing area A can be more effectively cleaned.

また、静止密封環10の外周面層102bが、Oリング溝10bの内周面層を含めて、ガラス状炭素で構成されていることから、Oリング16,16を介しての静止密封環10の軸線方向移動が円滑に行なわれる。このため、静止密封環10の追従性が向上して、密封端面9a,10a間が適正な非接触状態に保持され、非接触形メカニカルシール4によるシール機能が良好に発揮される。また、連通空間19を通過するシールガスGに接触する部分もガラス状炭素層102bで構成されていることから、連通空間19においてカーボン粉が発生することもない。   Further, since the outer peripheral surface layer 102b of the stationary seal ring 10 is composed of glassy carbon including the inner peripheral surface layer of the O-ring groove 10b, the stationary seal ring 10 through the O-rings 16 and 16 is used. Is smoothly moved in the axial direction. For this reason, the followability of the stationary sealing ring 10 is improved, the sealed end faces 9a and 10a are maintained in a proper non-contact state, and the sealing function by the non-contact type mechanical seal 4 is exhibited well. In addition, since the portion in contact with the sealing gas G passing through the communication space 19 is also composed of the glassy carbon layer 102b, no carbon powder is generated in the communication space 19.

また、円形孔10cの内周面を含む静止密封環10の下端面もガラス状炭素層102cで被覆されているから、静止密封環10とドライブピン17及びスプリング部材11との接触によってカーボン粉が発生せず、カバー内領域Bにおいても可及的にパーティクルが生じず、カーボン粉により回転軸2の駆動系等がトラブルを生じる虞れもない。また、スプリング部材11やドライブピン17との接触部分が硬質のガラス状炭素層102cで被覆されているから、スプリング部材11やドライブピン17との接触により静止密封環10が摩耗,損傷することがなく、静止密封環10の耐久性が向上する。   Further, since the lower end surface of the stationary sealing ring 10 including the inner peripheral surface of the circular hole 10c is also covered with the glassy carbon layer 102c, carbon powder is generated by contact between the stationary sealing ring 10, the drive pin 17, and the spring member 11. It does not occur, and particles are not generated as much as possible in the in-cover region B, and there is no possibility that the driving system of the rotating shaft 2 or the like may cause trouble due to the carbon powder. Further, since the contact portion with the spring member 11 and the drive pin 17 is covered with the hard glassy carbon layer 102c, the stationary seal ring 10 may be worn and damaged by the contact with the spring member 11 and the drive pin 17. The durability of the stationary seal ring 10 is improved.

なお、上記した処理装置(基板洗浄装置)にあっては、処理領域Aの流体やシールガスGに接触する部分をすべて非金属材で構成するか非金属材でコーティングしてある。すなわち、回転密封環9を炭化珪素製のものとし、各Oリング8,14,16はフッ素ゴム製のものとし、シールフランジ7の処理領域Aに面する部分及びシールガスGに接触する部分(密封環保持部7aの表面部分)はフッ素樹脂コーティング層71としてある。さらに、回転テーブル1及びカバー本体6についても、これらを非金属材で構成するか、これらの被処理領域Aに面する部分及びシールガスG3に接触する部分を非金属材でコーティングしてある。一方、金属で構成されるスプリング部材11やドライブピン17等については、これらをすべてカバー内領域Bに配置してある。したがって、被処理物が半導体ウエハ等の金属イオンを嫌うものである場合にも、その処理を良好に行なうことができる。   In the processing apparatus (substrate cleaning apparatus) described above, the part of the processing area A that contacts the fluid and the seal gas G is all made of a nonmetallic material or coated with a nonmetallic material. That is, the rotary seal ring 9 is made of silicon carbide, the O-rings 8, 14 and 16 are made of fluoro rubber, and the portion of the seal flange 7 facing the processing region A and the portion in contact with the seal gas G ( The surface portion of the sealing ring holding part 7 a is a fluororesin coating layer 71. Further, the turntable 1 and the cover body 6 are also made of a non-metallic material, or the portion facing the region to be processed A and the portion contacting the seal gas G3 are coated with a non-metallic material. On the other hand, the spring member 11 and the drive pin 17 made of metal are all disposed in the in-cover region B. Therefore, even when the object to be processed does not like metal ions such as a semiconductor wafer, the processing can be performed satisfactorily.

なお、本発明の回転テーブルを使用する処理装置用のシール装置は上記した構成に限定されるものでなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良,変形することが可能である。   The sealing device for a processing apparatus using the rotary table of the present invention is not limited to the above-described configuration, and can be appropriately improved and modified without departing from the basic principle of the present invention.

例えば、図1〜図3に示した例では、シール装置を、シールガスGによる静圧のみによって密封端面9a,10a間を非接触状態に保持する静圧形ノンコンタクトガスシール4に構成したが、図5及び図6に示す如く、密封端面9a,10aをこの間に静圧に加えて動圧を発生させることにより非接触状態に保持する非接触形メカニカルシールたる複合形ノンコンタクトガスシール41に構成しておいてもよい。   For example, in the example shown in FIGS. 1 to 3, the sealing device is configured as a static pressure type non-contact gas seal 4 that holds the sealing end surfaces 9 a and 10 a in a non-contact state only by a static pressure by the sealing gas G. As shown in FIGS. 5 and 6, the sealing end faces 9a and 10a are combined with a static pressure to generate a dynamic pressure to generate a dynamic pressure, thereby maintaining a non-contact mechanical seal as a non-contact type mechanical seal 41. It may be configured.

すなわち、図5及び図6に示す複合形ノンコンタクトガスシール41にあっては、一方の密封端面である回転密封環9の密封端面(回転密封端面)9aに動圧発生溝91を形成して、この動圧発生溝91により密封端面9a,10a間に動圧を発生させるように構成してある。動圧発生溝91の形状は、シール条件等に応じて適宜に設定することができるが、この例では、動圧発生溝91を、図7又は図8に示す如く、回転密封端面9aにおける静圧発生溝18に対向する部位から外径方向であって且つ回転密封環9の回転方向(イ方向)と逆方向に傾斜状に延びる第1グルーブ部分92aと内径方向且つ回転密封環9の回転方向(イ方向)と逆方向に傾斜状に延びる第2グルーブ部分92とからなる複数のグルーブ92が密封端面9aの周方向に並列してなる形状に構成してある。各グルーブ92は1〜10μmの浅い深さ一定の溝であり、その最外径側端部(第1グルーブ部分92aの外径側端部)及び最内径側端部(第2グルーブ部分9bの内径側端部)は、図6に示す如く、両密封端面9a,10aの重合領域内に位置されている。すなわち、動圧発生溝91の内外径E,Fは、静止密封環10の密封端面(静止密封端面)10aの外径(≦回転密封端面9aの外径)A及びその内径(≧回転密封端面9aの内径)D並びに静圧発生溝18(円弧状凹溝18a)の外径B及びその内径Cに対して、B<F<A,D<E<Cの関係を有する範囲で適宜に設定されている。この例では、0.5≦(F−B)/(A−B)≦0.9又は0.5≦(C−E)/(C−BD)≦0.9の条件を満足するように設定されている。各グルーブ92は、図7に示す如く、第1グルーブ部分92aと第2グルーブ部分92bとが基端部で一致する略く字状をなすものとするか、図8に示す如く、第1グルーブ部分92aと第2グルーブ部分92bとの基端部が周方向に齟齬する千鳥形状をなすものとされる。   That is, in the composite non-contact gas seal 41 shown in FIGS. 5 and 6, the dynamic pressure generating groove 91 is formed on the sealing end surface (rotating sealing end surface) 9a of the rotating sealing ring 9 which is one sealing end surface. The dynamic pressure generating groove 91 is configured to generate dynamic pressure between the sealed end faces 9a and 10a. The shape of the dynamic pressure generating groove 91 can be appropriately set according to the sealing conditions and the like, but in this example, the dynamic pressure generating groove 91 is formed on the static seal end surface 9a as shown in FIG. 7 or FIG. The first groove portion 92a extending from the portion facing the pressure generating groove 18 in the outer diameter direction and in the direction opposite to the rotation direction (a direction) of the rotary seal ring 9 and the rotation of the rotary seal ring 9 in the inner diameter direction. A plurality of grooves 92 including second groove portions 92 extending in an inclined direction in the direction opposite to the direction (a direction) are configured in parallel with the circumferential direction of the sealed end surface 9a. Each groove 92 is a groove having a shallow depth of 1 to 10 μm, and has an outermost diameter side end portion (an outer diameter side end portion of the first groove portion 92a) and an innermost diameter side end portion (the second groove portion 9b of the second groove portion 9b). As shown in FIG. 6, the inner diameter side end portion is located in the overlapping region of both sealed end faces 9a and 10a. That is, the inner and outer diameters E and F of the dynamic pressure generating groove 91 are the outer diameter (≦ outer diameter of the rotating sealing end surface 9a) A and the inner diameter (≧ rotating sealing end surface) of the sealing end surface (stationary sealing end surface) 10a of the stationary sealing ring 10. 9a) (D) and the outer diameter B of the static pressure generating groove 18 (arc-shaped concave groove 18a) and the inner diameter C thereof are appropriately set within a range where B <F <A, D <E <C. Has been. In this example, the condition of 0.5 ≦ (F−B) / (A−B) ≦ 0.9 or 0.5 ≦ (C−E) / (C−BD) ≦ 0.9 is satisfied. Is set. As shown in FIG. 7, each groove 92 has a substantially square shape in which the first groove portion 92a and the second groove portion 92b coincide with each other at the base end portion, or as shown in FIG. The base end portions of the portion 92a and the second groove portion 92b have a zigzag shape that folds in the circumferential direction.

このような複合形ノンコンタクトガスシール41によれば、密封端面9a,10a間にシールガスGによる静圧に加えて動圧発生溝91による動圧が発生し、これらの静圧及び動圧により密封端面9a,10a間を非接触状態に保持する。したがって、シールガスGによる静圧によっては密封端面9a,10aを適正な非接触状態に保持し得ない事態が発生したときにも、動圧によって適正な非接触状態を維持することができる。また、静圧のみで非接触状態に保持する静圧形ノンコンタクトガスシール4に比して、シールガスGによる静圧によってシールガスGの必要供給量を少なくすることができる。また、動圧発生溝91を密封端面9a,10aの重複領域外に開放されていないため、各グルーブ92の最内径側端部及び最外径側端部が、密封端面9a,10a間に導入されたシールガスGに対する堰として機能することになると共に、密封端面9a,10a間に形成される漏れ間隙を狭めるように作用することになる。その結果、密封端面9a,10a間に導入されたシールガスGの処理領域(被密封ガス領域)A側への漏れ量が抑えられて動圧発生溝91によるシールガスGの捕捉特性が極めて良好なものになる。したがって、シールガスGの消費量を低減でき、万一シールガスGに同伴されるパーティクルがある場合にも、その侵入を極力抑制することができる。   According to such a composite non-contact gas seal 41, dynamic pressure is generated by the dynamic pressure generating groove 91 in addition to the static pressure by the seal gas G between the sealed end faces 9a and 10a, and due to these static pressure and dynamic pressure. The sealed end faces 9a and 10a are kept in a non-contact state. Accordingly, even when a situation occurs in which the sealed end faces 9a and 10a cannot be held in an appropriate non-contact state depending on the static pressure generated by the seal gas G, the proper non-contact state can be maintained by the dynamic pressure. Further, the required supply amount of the seal gas G can be reduced by the static pressure by the seal gas G, as compared with the static pressure type non-contact gas seal 4 which is kept in a non-contact state only by the static pressure. Further, since the dynamic pressure generating groove 91 is not opened outside the overlapping region of the sealed end surfaces 9a and 10a, the innermost diameter side end portion and the outermost diameter side end portion of each groove 92 are introduced between the sealed end surfaces 9a and 10a. In addition to functioning as a weir against the sealed gas G, the leakage gap formed between the sealed end faces 9a and 10a is reduced. As a result, the amount of sealing gas G introduced between the sealing end faces 9a, 10a to the processing region (sealed gas region) A side is suppressed, and the trapping characteristic of the sealing gas G by the dynamic pressure generating groove 91 is extremely good. It will be something. Therefore, the consumption of the sealing gas G can be reduced, and even if there are particles accompanying the sealing gas G, the intrusion can be suppressed as much as possible.

なお、図5に示されたシール装置41及び処理装置の構成は、上記した構成(動圧発生溝91を設けた点)を除いて、図1に示されたシール装置4及び基板洗浄装置と同一である。   5 is the same as that of the sealing device 4 and the substrate cleaning device shown in FIG. 1 except for the above-described configuration (the point where the dynamic pressure generating groove 91 is provided). Are the same.

ところで、図5に示されたシール装置たる複合形ノンコンタクトガスシール41を装備する処理装置の構成,使用条件等によっては、回転テーブル1ないし回転軸2が一方向でなく両方向に回転される場合があるが、かかる場合には、上記動圧発生溝91を回転密封環9が正転方向及び逆転方向の何れの方向に回転しても動圧を発生しうるような形状としておけばよい。このような動圧発生溝91の形状については、シール条件等に応じて任意に設定することができ、従来からも種々の形状が提案されている。例えば、回転密封端面9aに、径方向に縦列し且つ直径線に対して対称形状をなす第1動圧発生溝と第2動圧発生溝とからなる動圧発生溝ユニットを周方向に所定間隔を隔てて複数組並列状に形成して、回転密封環9が正転方向に回転するときには第1動圧発生溝により動圧が発生せしめられ、また回転密封環9が逆転方向に回転するときには第2動圧発生溝により動圧が発生せしめられるように構成しておくのである。各第1及び第2動圧発生溝としては、例えば、溝深さ及び溝幅を一定とするL字形溝等を採用することができる。   By the way, depending on the configuration and use conditions of the processing apparatus equipped with the composite non-contact gas seal 41 as the sealing apparatus shown in FIG. 5, the rotary table 1 or the rotating shaft 2 may be rotated in both directions instead of one direction. However, in such a case, the dynamic pressure generating groove 91 may be shaped so that dynamic pressure can be generated even when the rotary seal ring 9 rotates in either the forward direction or the reverse direction. The shape of the dynamic pressure generating groove 91 can be arbitrarily set according to the sealing conditions and the like, and various shapes have been proposed conventionally. For example, a dynamic pressure generating groove unit composed of a first dynamic pressure generating groove and a second dynamic pressure generating groove, which are arranged in the radial direction and symmetrical with respect to the diameter line, is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction on the rotary sealing end surface 9a. When the rotary seal ring 9 rotates in the forward direction, dynamic pressure is generated by the first dynamic pressure generating groove, and when the rotary seal ring 9 rotates in the reverse direction. The configuration is such that the dynamic pressure is generated by the second dynamic pressure generating groove. As each of the first and second dynamic pressure generating grooves, for example, an L-shaped groove having a constant groove depth and groove width can be employed.

また、上記したシール装置4,41の静止密封環10の構成においては、ガラス状炭素層102に代えて、基体101の表面層を適当な合成樹脂をコーティング又は含浸させてなる合成樹脂層としておくことも可能である。また、ガラス状炭素層102(又は合成樹脂層)は、少なくとも静圧発生溝18及び静止密封環側シールガス通路22の内周面に形成されるが、必要に応じて、図9に示す如く、静止密封端面10aを含む全表面に形成しておくことも可能である。但し、図2及び図3に示す如く、静止密封端面10aをガラス状炭素層102(又は合成樹脂層)で被覆せずカーボンを露出させておくと、シールガスGの供給停止や軸振れ等によって回転密封端面9aと接触して損傷した場合にも、静止密封端面10aの修復を容易に行い得る利点がある。さらに、図10に示す如く、ガラス状炭素(又は合成樹脂)を静止密封環10の内部にまで含浸させておくようにしてもよい。この場合、ガラス状炭素層102(又は合成樹脂層)は必要以上に厚くしておく必要はない。   Further, in the structure of the stationary sealing ring 10 of the sealing devices 4 and 41 described above, instead of the glassy carbon layer 102, the surface layer of the base 101 is a synthetic resin layer formed by coating or impregnating an appropriate synthetic resin. It is also possible. Further, the glassy carbon layer 102 (or the synthetic resin layer) is formed at least on the inner peripheral surface of the static pressure generating groove 18 and the stationary seal ring side seal gas passage 22, but as shown in FIG. It is also possible to form the entire surface including the stationary sealing end face 10a. However, as shown in FIGS. 2 and 3, if the carbon is exposed without covering the stationary sealing end face 10a with the glassy carbon layer 102 (or the synthetic resin layer), the supply of the sealing gas G may be stopped or the shaft may run out. There is an advantage that the stationary sealing end face 10a can be easily repaired even when the rotating sealing end face 9a is damaged due to contact. Furthermore, as shown in FIG. 10, glassy carbon (or synthetic resin) may be impregnated into the stationary seal ring 10. In this case, the glassy carbon layer 102 (or the synthetic resin layer) need not be thicker than necessary.

また、回転密封環9は、回転軸2以外の回転軸側部分(例えば、回転テーブル1)に設ける他、回転軸2又はそのスリーブに固定するようにしてもよい。また、シール条件によっては、静止密封環10をシールケース7に固定し、回転密封環9を回転軸側に軸線方向移動可能に且つ相対回転不能に保持するようにすることができる。   Further, the rotary seal ring 9 may be fixed to the rotary shaft 2 or its sleeve in addition to being provided on the rotary shaft side portion (for example, the rotary table 1) other than the rotary shaft 2. Further, depending on the sealing conditions, the stationary seal ring 10 can be fixed to the seal case 7, and the rotary seal ring 9 can be held axially movable on the rotary shaft side but not relatively rotatable.

本発明に係るシール装置を装備した、回転テーブルを使用する処理装置の一例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows an example of the processing apparatus which uses the rotary table equipped with the sealing device which concerns on this invention. 図1の要部を示す詳細図である。FIG. 2 is a detailed view showing a main part of FIG. 1. 図1の要部(静止密封環)を取り出して示す縦断側面図である。It is a vertical side view which takes out and shows the principal part (stationary sealing ring) of FIG. 図3に示す静止密封環の平面図である。It is a top view of the stationary sealing ring shown in FIG. 本発明に係るシール装置を装備した、回転テーブルを使用する処理装置の変形例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the modification of the processing apparatus which equips the sealing apparatus which concerns on this invention, and uses a rotary table. 図5の要部を示す詳細図である。It is detail drawing which shows the principal part of FIG. 動圧発生溝の一例を示す回転密封環の半截平面図である。FIG. 5 is a half-top view of a rotary seal ring showing an example of a dynamic pressure generating groove. 動圧発生溝の変形例を示す回転密封環の半截平面図である。FIG. 6 is a half-top view of a rotary seal ring showing a modification of the dynamic pressure generating groove. 静止密封環の変形例を示す図3相当の縦断側面図である。It is a vertical side view equivalent to FIG. 3 which shows the modification of a stationary sealing ring. 静止密封環の他の変形例を示す図3相当の縦断側面図である。It is a vertical side view equivalent to FIG. 3 which shows the other modification of a stationary sealing ring.

符号の説明Explanation of symbols

1…回転テーブル、2…回転軸、3…カバー、4…シール装置(静圧形ノンコンタクトガスシール)、6…カバー本体、7…シールフランジ、7a…密封環保持部、7b…スプリング保持部、9…回転密封環、9a…回転密封端面、10…静止密封環、10a…静止密封端面、11…スプリング部材、12…シールガス通路、41…シール装置(複合形ノンコンタクトガスシール)、91…動圧発生溝、92…グルーブ、92a…第1グルーブ部分、92b…第2グルーブ部分、101…基体、102,102a,102b,102c…ガラス状炭素層、A…処理領域、B…カバー内領域、G…シールガス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary table, 2 ... Rotating shaft, 3 ... Cover, 4 ... Sealing device (static pressure type non-contact gas seal), 6 ... Cover main body, 7 ... Seal flange, 7a ... Seal ring holding part, 7b ... Spring holding part , 9: Rotating sealing ring, 9a: Rotating sealing end face, 10 ... Stationary sealing ring, 10a ... Stationary sealing end face, 11 ... Spring member, 12 ... Seal gas passage, 41 ... Sealing device (composite non-contact gas seal), 91 ... Dynamic pressure generating groove, 92 ... groove, 92a ... first groove portion, 92b ... second groove portion, 101 ... substrate, 102,102a, 102b, 102c ... glassy carbon layer, A ... treatment region, B ... in cover Area, G ... seal gas.

Claims (2)

回転テーブルとその回転軸を覆うカバーであって非金属製のカバー本体及びこれに取り付けた金属製のシールフランジを具備するカバーとの間に、回転テーブルが配置された処理領域とカバー内領域とを遮蔽すべく、設けられるシール装置であって、
回転軸と同心をなして回転テーブルに固定された回転密封環と、回転軸と同心をなして回転密封環に対向する状態で、シールフランジに軸線方向移動可能に保持された静止密封環と、カバー内に配置されて静止密封環を回転密封環へと押圧附勢するスプリング部材と、カバー本体、シールフランジ及び静止密封環を貫通して、両密封環の対向端面たる密封端面間に開口する一連のシールガス通路とを具備して、密封端面間を、これにシールガス通路からシールガスを噴出させることにより、非接触状態に保持しつつ、前記両領域間を遮蔽シールするように構成された非接触形メカニカルシールであり、
静止密封環を、基体をカーボンで構成し且つ密封端面を形成する部分を除く基体の表面層をシールガス通路の内周面層を含めてガラス状炭素層又は合成樹脂層で構成した複合材構造物とすると共に、シールフランジにおけるシールガスに接触する部分及び処理領域に面する部分をフッ素樹脂コーティングして、シールガスとの接触によるパーティクルの発生を防止するように構成したことを特徴とする回転テーブルを使用する処理装置用のシール装置。
A processing area in which the rotary table is disposed and a cover inner area between the rotary table and a cover that covers the rotary shaft and includes a non-metallic cover main body and a metal seal flange attached thereto. A sealing device provided to shield
A rotary seal ring concentric with the rotary shaft and fixed to the rotary table; a stationary seal ring held concentrically with the rotary shaft and opposed to the rotary seal ring in an axially movable manner on the seal flange ; A spring member that is disposed in the cover and presses and urges the stationary sealing ring to the rotating sealing ring, and penetrates through the cover body, the seal flange, and the stationary sealing ring, and opens between the sealing end faces that are the opposite end faces of both sealing rings. A series of sealing gas passages, and a sealing gas is ejected from the sealing gas passages between the sealing end faces so that the two regions are shielded and sealed while being kept in a non-contact state. was Ri Oh in a non-contact type mechanical seal,
A composite structure in which the stationary sealing ring is composed of a glassy carbon layer or a synthetic resin layer, including the inner peripheral surface layer of the sealing gas passage, in which the surface layer of the substrate is made of carbon and excluding the portion forming the sealed end face. Rotation characterized in that the part that contacts the seal gas and the part that faces the processing area in the seal flange is coated with fluororesin to prevent generation of particles due to contact with the seal gas. Sealing device for processing equipment that uses a table.
一方の密封環の密封端面に動圧発生溝を形成して、密封端面間にシールガスによる静圧に加えて動圧発生溝による動圧を作用させることにより、密封端面間を非接触状態に保持するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載する回転テーブルを使用する処理装置用のシール装置。 A dynamic pressure generating groove is formed on the sealing end surface of one sealing ring, and in addition to the static pressure generated by the sealing gas between the sealing end surfaces, the dynamic pressure generated by the dynamic pressure generating groove is applied so that the sealing end surfaces are not in contact with each other. The sealing device for a processing apparatus using the rotary table according to claim 1, wherein the sealing device is configured to hold.
JP2004138115A 2004-05-07 2004-05-07 Sealing device for a processing device using a rotary table Expired - Fee Related JP4187073B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004138115A JP4187073B2 (en) 2004-05-07 2004-05-07 Sealing device for a processing device using a rotary table

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004138115A JP4187073B2 (en) 2004-05-07 2004-05-07 Sealing device for a processing device using a rotary table

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005321002A JP2005321002A (en) 2005-11-17
JP4187073B2 true JP4187073B2 (en) 2008-11-26

Family

ID=35468428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004138115A Expired - Fee Related JP4187073B2 (en) 2004-05-07 2004-05-07 Sealing device for a processing device using a rotary table

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4187073B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103848383A (en) * 2014-02-19 2014-06-11 江苏新美星包装机械股份有限公司 Distributor of beverage filling machine

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4673807B2 (en) * 2006-08-02 2011-04-20 日本ピラー工業株式会社 Hydrostatic non-contact gas seal
JP2009259989A (en) * 2008-04-16 2009-11-05 Nuflare Technology Inc Vapor deposition device and operation decision method of vapor deposition device
CN111058093B (en) * 2018-10-16 2020-11-10 北京北方华创微电子装备有限公司 Chamber sealing assembly and growth furnace
EP4317730A4 (en) * 2021-03-30 2025-04-30 Eagle Industry Co., Ltd. SLIDING COMPONENT
CN114382893B (en) * 2021-12-15 2023-01-13 清华大学 Dynamic pressure type self-circulation magnetic liquid sealing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103848383A (en) * 2014-02-19 2014-06-11 江苏新美星包装机械股份有限公司 Distributor of beverage filling machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005321002A (en) 2005-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4119398B2 (en) Non-contact mechanical seal
US7883093B2 (en) Mechanical seal
JP4336286B2 (en) Hydrostatic non-contact gas seal
WO1999042748A1 (en) Rotary joint
JP4187073B2 (en) Sealing device for a processing device using a rotary table
JP3839432B2 (en) Contamination-resistant shaft seal device
JP4199167B2 (en) Sealing device for processing equipment
JP5703135B2 (en) Shaft seal device for vertical axis
CA2350720C (en) Seal cartridge
JP2003074712A (en) Mechanical seal device
JP4336295B2 (en) Hydrostatic non-contact gas seal
JP4227120B2 (en) Sealing device for processing equipment
JP2009127738A (en) Rotary joint
JP4673807B2 (en) Hydrostatic non-contact gas seal
JP2018179093A (en) mechanical seal
US11105423B2 (en) Mechanical sealing device
JP4611904B2 (en) Shaft seal device for contamination-free rotating equipment
KR102540308B1 (en) Rotating shaft sealing device
JP4555728B2 (en) Fixing structure of housing side seal ring in contamination-free rotating equipment
JP4083690B2 (en) Multi-channel rotary joint
JP2010230032A (en) End contact type mechanical seal
JP2008261428A (en) Noncontact mechanical seal
JP2003266270A (en) Spindle device
JP2019015355A (en) Shaft seal device
JP2009022880A (en) Substrate treating apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080310

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080826

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4187073

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130919

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140919

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees