CN103074591A - 输送装置及具有该输送装置的处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输送装置，其具有：齿条、第一小齿轮、以及第二小齿轮；该齿条设置在能够进退移动的托架，在任何部分齿顶的形状都相同；该第一小齿轮与所述齿条啮合；该第二小齿轮在与所述第一小齿轮相比更靠所述托架的前进方向侧的位置与所述齿条啮合，所述齿条，形成为当所述第一小齿轮在所述齿条的中央部分啮合，所述第二小齿轮在所述齿条的端部分啮合时，所述齿条与所述第一小齿轮的齿隙比所述齿条与所述第二小齿轮的齿隙小。

Description

输送装置及具有该输送装置的处理装置

技术领域

本发明涉及输送装置及具有该输送装置的处理装置。

背景技术

作为在真空容器内输送基板的基板输送装置，已知具有齿条和小齿轮机构的基板输送装置。齿条和小齿轮机构是将小齿轮的旋转动作变换成齿条的直线动作的机构，组合小齿轮和齿条而构成。

例如，在直线型溅射装置（インラインスパッタ）等真空处理装置中，保持基板的基板托盘，由带齿条的托架穿过真空室进行输送。在这里，通过了真空室的托架需要被转移至下一真空室。在基板托盘上固定齿条，在各真空室中设有小齿轮，通过对与齿条啮合了的小齿轮进行旋转驱动，托架被输送。通过了真空室的托架，被转移至下一真空室的小齿轮。

图5表示以往的输送装置的一例，是从真空装置的输送方向的侧方观看的输送装置的示意图。在图5中，为了简化，仅记载了托架102、被固定在托架102上的齿条107、以及小齿轮105。输送装置是保持被输送物，由齿条和小齿轮机构输送托架102的装置。在真空室的底面中央部，铺设有规定托架102的输送方向的输送轨道。在托架102的底面设有2列齿条107，在输送轨道侧在多个部位设有与托架102的齿条107的各个啮合的小齿轮105。

具有齿条107和小齿轮105的以往的输送装置存在以下的课题。

即，在真空处理装置的真空室之间，当从现工序的真空室的小齿轮105向下一工序的真空室的小齿轮105转移齿条107而啮合时，存在齿条107与小齿轮105的齿顶彼此冲撞的危险。

图6为表示以往的齿条107与小齿轮105的啮合关系的示意图。另外，各个的齿顶由符号42、41表示，移动方向分别由符号38、39表示。若齿顶41、42彼此发生冲撞，则有时作用负荷，成为驱动机构的停止的原因。另外，若齿条107的齿顶42来到小齿轮105的齿顶41上，则存在因返回到正常的啮合时的冲撞、冲击，导致由基板的破损、产生灰尘所引起的产品不合格的问题。

因此，为了解决这样的问题，提出设有单向离合机构的技术、使小齿轮在与小齿轮轴垂直的方向、轴向退让的技术。此技术的目的在于，即使存在齿顶彼此冲撞，也自动地立刻使其恢复为正常的啮合（例如参照专利文献1）。

以往的设置单向离合器的技术及使小齿轮退让的技术是在最初不修正齿条与小齿轮的相位关系，以后要使其恢复为正常的啮合的想法。因此，为了避免齿条与小齿轮的冲撞，需要采取别的对策。

另一方面，提出一种输送装置（例如参照专利文献2），该输送装置具有在长度方向设置有多个，至少1个与齿条啮合地配置的步进马达驱动式的小齿轮和至少每2个对小齿轮进行同步驱动的同步驱动机构。另外，公开了改变一部分的齿条的齿顶形状，避免与小齿轮的冲撞的技术（例如参照专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-247957号公报

专利文献2：日本特开平9-291360号公报

专利文献3：日本特开2011-137497号公报

发明内容

发明所要解决的课题

按照专利文献2的技术，在齿条与下一工序的小齿轮啮合之前获得同步，所以，能够有效地避免小齿轮的齿撞上齿条的齿。然而，因为部件数量变多，所以，存在难以降低成本和缩短维修时间的问题。另外，按照专利文献3的技术，也能够有效地避免小齿轮的齿撞上齿条的齿。然而，存在对既能维持高的可靠性，又能够进一步降低成本的技术的需求。

本发明的目的在于提供一种能够由简单的结构使齿条与小齿轮圆滑地啮合的输送装置及具有该输送装置的真空处理装置。

为了解决课题的手段

本发明的输送装置，其具有：齿条、第一小齿轮、以及第二小齿轮；该齿条设置在能够进退移动的托架，在任何部分齿顶的形状都相同；该第一小齿轮与齿条啮合；该第二小齿轮在与第一小齿轮相比更靠托架的前进方向侧的位置与齿条啮合，齿条，形成为当第一小齿轮在齿条的中央部分啮合，第二小齿轮在齿条的端部分啮合时，齿条与第一小齿轮的齿隙比齿条与第二小齿轮的齿隙小。

发明的效果

按照本发明，能够由简单的机构使齿条与小齿轮圆滑地啮合，所以，能够提供一种具有高可靠性的输送装置及具有该输送装置的真空处理装置。

附图说明

图1为示意地表示本发明实施方式的配备多个真空处理室的真空处理装置的一例的俯视图。

图2A、2B为从输送方向观看本发明的实施方式的输送装置的示意图2A、从输送方向的侧方观看本发明的实施方式的输送装置的示意图2B。

图3A、3B为图1的A-A剖面的概略图，为从加载互锁室（ロードロック室）向基板输送室转移托架的时候的示意图。

图4A、4B为图3B的X部分和Y部分的放大图。

图5为表示以往的输送装置的一例的示意图。

图6为表示以往的齿条与小齿轮的啮合关系的示意图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的一实施方式。另外，以下说明的构件、配置等是将发明具体化了的一例，不对本发明进行限定，当然能够按照本发明的宗旨进行各种改变。

本发明涉及具有多个腔室的处理装置。该处理装置，例如可作为具有多个真空处理室的真空处理装置构成。图1为示意地表示具有多个真空室的真空处理装置的一例的俯视图。在图1所示的真空处理装置1中，经闸阀14连接了具有各种功能的真空室（或腔室）。在图1所示的真空处理装置中，基板处理室13和2个加载互锁室11经闸阀14与基板输送室12连接。在这里，基板处理室13、加载互锁室11及基板输送室12，都为真空室（或腔室）的例子。这些真空室，作为真空空间被从外部空间被划分，分别具有后述的输送装置。另外，为了简化图面，一部分的伺服马达未图示。

各真空室分别与对内部进行排气的未图示的排气装置连接。通过该排气装置，例如基板处理室13被抽真空成2×10^-4Pa～2×10^-5Pa左右。并且，基板处理室13与向内部供给处理气体的未图示的气体供给装置连接。

对基板处理室13、加载互锁室11、基板输送室12进行说明。基板处理室13是用于成膜工序的真空处理室，在输送轨道的两侧设置用于进行溅射成膜的阴极装置18。基板处理室13内的阴极装置18，与保持在托架20上经输送装置搬入的基板3相向地保持靶（ターゲット）。

加载互锁室11是一面重复大气压和真空排气，一面进行将搭载了作为被处理材料的基板3的托架20装入真空处理装置内、从真空处理装置内取出的基板搬入/搬出工序的真空室。本实施方式的真空处理装置1能够在2个加载互锁室11、11的各个进行托架20的进出。但是，也可以从一方的加载互锁室11将搭载了未处理的基板的托架20导入，从另一方将搭载了处理完毕的基板的托架20排出地进行使用。基板处理室13和加载互锁室11具有对托架20在其长度方向进行输送的输送轨道9。

基板输送室12是在加载互锁室11与基板处理室13之间进行输送托架20的输送工序的真空室。在基板输送室12内，除了具有在托架20的长度方向输送托架20的输送轨道9以外，还具有在与托架20的长度方向正交的方向输送托架20的滑动装置（未图示）。通过滑动装置，即使是基板处理室13内的输送轨道9与加载互锁室11内的输送轨道9不能直接地连接的装置布置，也能够在加载互锁室11与基板处理室13之间输送托架20。

在本实施方式的真空处理装置中，虽然基板处理室13是仅连接了1个的结构，但也可为具有多个基板处理室13的结构。另外，在本实施方式中，虽然基板处理室13由溅射成膜室构成，但不限于此，除此以外也可以是仅进行加热、冷却的处理室。

根据图1和图2A、2B说明输送装置和托架20。图2A、2B为输送装置的示意图，图2A为从输送方向观看的示意图，图2B为从输送方向的侧方观看的输送装置和托架的示意图。为了简单，仅记载了托架20、小齿轮5、以及支承辊（轴承）16。输送装置为输送托架20的装置，具有输送轨道9。

输送轨道9，如用图1中的虚线表示的那样地设置在各真空室的底面上，在输送轨道9上设有支承托架20的自重的支承辊16和与托架20的各个齿条7啮合的小齿轮5。支承辊16沿托架20的输送方向排列，能够随着小齿轮5的旋转顺利地使托架20移动。另外，在图1中，虽然是在1个输送轨道9上设置1个小齿轮5（5a-5d）的结构，但当然也可以在1个输送轨道9上设置多个小齿轮。

托架20，由2个基板托盘22和设置在基板托盘22的底面的齿条107构成。基板托盘22、22，能够以背面相向的状态被装配，以将被成膜面朝向外侧的基板3立起的状态保持在各个基板托盘22、22上。另外，各个基板托盘22与保持基板的支承件一体地构成。因此，能够在1个托架20上搭载2张基板3。基板3，例如由玻璃基板等构成。在设置在加载互锁室11的大气侧的未图示的准备室中，在使基板托盘22、22倾斜，在托架20的设有2个基板托盘22的各个上安装基板3。在图2A、2B中，虽然表示了保持基板3的基板托盘22、22配置在托架20的两侧的结构，但基板托盘也可仅配置在托架20的单侧。基板3，例如由安装在基板托盘22、22的各4个边上的固定夹具（未图示）在4个边被按压保持。另外，与小齿轮5啮合的齿条7，在托架20的底面上设有2列。

如上述那样，在省略一部分表示的托架20的下表面的两侧，齿条7，即直线齿轮，其齿轮部朝下地沿输送方向配置。小齿轮5设置在各真空处理室中，通过由多个中间齿轮组成的小齿轮驱动装置（未图示），由配置在大气侧的伺服马达15等驱动机构产生的驱动力旋转。这些多个小齿轮5中的至少2个旋转，依次与齿条7啮合，据此，使齿条7从任意的小齿轮5（5a）转移到其它的小齿轮5（5b）。

在这里，本发明的齿条7，安装高度至少在1个部位不同。在图2B中，齿条7，与其端部分Y相比，在中央部分X高度形成得更高。在这里，齿条7的高度是齿条7朝小齿轮5的方向的尺寸，齿条7的高度越大，则小齿轮5与齿条7的齿隙（以下简称为齿隙）变得越小。小齿轮5被固定在输送轨道9，由支承辊16决定基板托盘22底面的位置。因此，由齿条7的高度，决定小齿轮5与齿条7的齿隙。在本实施方式的齿条7中，在其长度方向的中央部分X，与端部分Y相比，齿条7的高度变高。

齿条7的齿顶的形状在任何位置都相同。齿顶的形状相同，是包含实际上相同的形状的用语，具体地说，是指与1个小齿轮的齿隙的大小相同。齿隙是指当齿条7与小齿轮5啮合时，小齿轮5与齿条7的1个齿顶的一面侧抵接时，相邻的齿顶与该小齿轮5的间隙。

根据图3A、3B、4A、4B，对本发明的输送装置进一步进行说明。图3A、3B为图1的A-A剖面的概略图，为表示从加载互锁室11的输送轨道9向基板输送室12的输送轨道9转移托架20时的状态的示意图。另外，图4A、4B为图3B的中央部分X和端部分Y的扩大图。图3A，为托架20存在于加载互锁室11中的状态，为仅小齿轮5a（第一小齿轮）与齿条7的前端部啮合的状态。此时，通过开放闸阀14，使小齿轮5a旋转，能够使托架20从加载互锁室11朝基板输送室12的方向（前进方向）移动。

图3B为托架20从加载互锁室11向基板输送室12转移的状态，小齿轮5a与齿条7的中央部分X啮合，小齿轮5b（第二小齿轮）与齿条7的端部分Y啮合。闸阀14开放。此时，齿条7中的与小齿轮5a啮合的部分是齿条7的高度高的部分，即中央部分X。如图4A所示，在小齿轮5a与齿条7啮合的部分，齿隙变小。小齿轮5a的位置被固定，因此，能够与小齿轮5a与齿条7的齿隙的变小的量相对应地使齿条7的位置精度提高。

另一方面，在图3B的状态下，齿条7中的与小齿轮5b啮合的部分是齿条7的高度不高的部分，即外侧部分Y，如图4B所示，小齿轮5b与齿条7的齿隙大。在这里，小齿轮5a和小齿轮5b，同步地旋转地构成，各小齿轮5a、5b的齿顶的角度位置也一致。而且，小齿轮5a、5b的距离，被调整为齿条的齿顶的整数倍。

因此，由小齿轮5a提高了齿条7的位置精度，所以，小齿轮5b的齿顶41侵入齿条7的前端部的齿顶42与齿顶43之间（参照图4B）。即，小齿轮5b的齿顶不会强烈地与齿条7的前端部的齿顶滑动接触或冲撞，能够使齿条7与小齿轮5圆滑地啮合。另外，虽然上面对从加载互锁室11的输送轨道9向基板输送室12的输送轨道9转移托架20的动作进行了说明，但从基板输送室12的输送轨道9向加载互锁室11的输送轨道9转移托架20时也相同。并且，在基板输送室12的输送轨道9与基板处理室13的输送轨道9之间转移托架20时当然也能够同样地适用本发明。

在真空处理装置1中，加载互锁室11的小齿轮5a与基板输送室12的小齿轮5b的距离（托架20的输送方向的距离）和基板输送室12的小齿轮5c与基板处理室13的小齿轮5d的距离（托架20的输送方向的距离）都被设定得相同（参照图1）。而且，小齿轮5a与小齿轮5b的距离或小齿轮5c与小齿轮5d的距离，都被设定成齿条7的长度的一半。另外，齿条7的高度高的部分形成在齿条7的中央部分X，齿条7的高度低的部分形成在2个端部分X（从中央部分X观看时的外侧部分）。因此，在托架20向相反方向移动的情况下本发明也获得同样的效果。

另外，在本实施方式中，设置在托架20的两侧的2个基板托盘22、22的前进方向的偏移也能够矫正，所以，能够提高过程的可靠性。即，在本实施方式中，是在托架20的2个基板托盘22、22的各个的底部上设置齿条7的结构。因此，若在两侧的齿条7的前进方向产生偏移，则托架20以相对于前进方向具有角度的状态被输送。然而，在实施方式的结构中，两侧的齿条7的位置精度高，所以，两侧的小齿轮5同时地与各个齿条7的端部的齿顶啮合。因此，在两侧的齿条7、7的前进方向不产生偏移。

即，托架20在真空处理装置1内进退移动，所以，能够同时地提高在一个方向（第一方向）的托架20的位置精度和在相反方向的托架20的位置精度。由此，在真空处理装置1中的托架20的输送可靠性提高。具体地说，当托架20朝一个方向（第一方向）被输送，小齿轮5b在齿条7的前进方向的2个端部分的任一个的端部分啮合时，小齿轮5a在齿条7的中央部分啮合。另一方面，当托架20朝第一方向的相反方向被输送，小齿轮5a在齿条7的2个的端部分的另一端部分啮合时，小齿轮5b在齿条7的中央部分啮合。这样，托架20在任何方向移动的时候，都获得效果。

另外，齿条7，形成有2个端部分的齿轮部分的构件（以下称为第一构件7b）和形成有中央部分的齿轮部分的构件（以下称为第二构件7a）也可作为分别的构件构成。在这里，第二构件7b与第一构件7a相比齿条的高度变高地构成。按照这样的结构，只要将第一构件7b和第二构件7b安装在基板托盘22，即可获得齿条7。

按照本实施方式，能够以不需要与齿条的同步驱动机构的简单的机构使齿条7与小齿轮5圆滑地啮合，所以，能够提高托架20等的输送可靠性。特别是，因为不部分地改变齿条7的齿顶的形状，仅是改变齿条7的一部分的齿顶的高度就能够适用本发明，所以，能够更简便地实施本发明。

符号说明：

1、100  真空处理装置

3  基板

5、105  小齿轮

7、107  齿条

9  输送轨道

11  加载互锁室

12  基板输送室

13  基板处理室

14  闸阀

15  伺服马达（驱动装置）

16  支承辊

18  阴极装置

20、102  托架（载置台）

22  基板托盘

38  齿条的移动方向

39  小齿轮的旋转方向

41  小齿轮的齿顶

42、43  齿条的齿顶

Claims (4)

1.一种输送装置，具有：齿条、第一小齿轮、以及第二小齿轮；

该齿条设置在能够进退移动的托架，在任何部分齿顶的形状都相同；

该第一小齿轮与所述齿条啮合；

该第二小齿轮在与所述第一小齿轮相比更靠所述托架的前进方向侧的位置与所述齿条啮合；

其特征在于：

所述齿条，形成为当所述第一小齿轮在所述齿条的中央部分啮合，所述第二小齿轮在所述齿条的端部分啮合时，所述齿条与所述第一小齿轮的齿隙比所述齿条与所述第二小齿轮的齿隙小。

2.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于：所述中央部分的高度比所述端部分的高度更高。

3.根据权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于：

当所述托架在第一方向被输送，所述第二小齿轮在所述齿条的2个端部分的一方啮合时，所述第一小齿轮在所述齿条的中央部分啮合；

当所述托架在第一方向的相反方向被输送，所述第一小齿轮在所述齿条的所述2个端部分的另一方啮合时，所述第二小齿轮在所述齿条的中央部分啮合。

4.一种真空处理装置，具有多个腔室和在权利要求1中记载的输送装置，该多个腔室经闸阀连接，

其特征在于：所述第一小齿轮和所述第二小齿轮配置在所述多个腔室中的相互不同的腔室中。

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