JP2005197213A - 常圧プラズマ処理装置のメンテナンス用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 常圧プラズマ処理装置の処理ヘッドのメンテナンス作業に要する作業者の労力
を軽減するとともに、パーティクルの発生を抑制する。
【解決手段】 基材の搬送ライン４０上に設置された処理ヘッド１１の下側にヘッド移動
機構６０を設ける。ヘッド移動機構６０は、処理ヘッド１１を搬送ライン４０と直交する
方向に水平スライド可能なガイドレール６１と、このガイドレール６１を上位置と下位置
の間で昇降させるガイド昇降手段６２を有している。下位置のガイドレール６１は、搬送
ライン上の正位置の処理ヘッド１１より下に位置し、上位置のガイドレール６１は、処理
ヘッド１１を前記正位置より高く持ち上げる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば半導体基板となるべき基材を搬送する搬送ライン上に設置した常圧プラズマ処理工程用の処理ヘッドをメンテナンスするのに用いる装置に関する。

半導体基板を製造する場合、例えば、基材を搬送ラインに沿って流しながら洗浄や成膜等の種々の工程を順次行なう。その一工程として常圧プラズマ処理を採用する場合、搬送ライン上に常圧プラズマ処理装置の処理ヘッドを組み込むことになる。

例えば特許文献１には、搬送ラインの上方に処理ヘッドを設置した常圧プラズマ処理装置が記載されている。処理ヘッドには、高圧電極と接地電極が設けられている。これら電極の間に処理ガスが通されプラズマ化された後、ライン上の基材に吹付けられる。これによって、基材のプラズマ表面処理がなされる。
特許第３３９９８８７号公報

処理ヘッドは、電極間における放電やプラズマによって痛んだり汚れたりしやすいため、定期的に交換等のメンテナンスを行なう必要がある。
しかし、長さが数ｍ、重さが数十ｋｇにもなるような大型の処理ヘッド等の場合、これを搬送ラインから取り外したり持ち運んだりするのは非常に大変であり、人数も必要である。また、作業を搬送ライン上で行なうと、作業者の体や衣服からパーティクル（塵）が出て基材に付くおそれもある。クレーンを使った場合も同様にパーティクル発生等の問題がある。

発明者は、上記事情に鑑み、基材の搬送ラインに常圧プラズマ処理工程用の処理ヘッドを組み込む場合、該処理ヘッドのメンテナンスに供される装置構成をも一緒に組み込むことを着想し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、間に処理ガスを通す通路が形成された一対の電極を有して、基材の搬送ライン上に設置される処理ヘッドを備えた常圧プラズマ処理装置のメンテナンスに用いる装置であって、前記処理ヘッドを、前記搬送ライン上の正位置から離すように、及び離れた位置から前記正位置へ向かうように移動可能にするヘッド移動機構を備えたことを特徴とする。
これによって、処理ヘッドの交換等のメンテナンスを搬送ラインから離れた位置で簡易に行なうことができ、メンテナンス作業に要する作業者の労力を軽減できるとともに、パーティクルの発生を抑制または防止することができる。

前記ヘッド移動機構が、処理ヘッドを搬送ラインと交差する水平方向にスライドさせるスライド手段を有していることが望ましい。スライド手段は、例えば、前記スライド方向に延在されたスライドガイドを含み、処理ヘッドには、このスライドガイドに係合して案内されるスライダが設けられる。これによって、処理ヘッドを搬送ライン上から横にずらしたうえでメンテナンス作業を行なうことができ、パーティクルの発生を確実に抑制または防止することができる。前記交差方向は、好ましくは搬送ラインと直交する方向である。

前記スライドガイドは、前記スライド方向に延びるガイドレールであることが望ましい。ガイドレールには、溝または凸状の案内条が形成されており、この案内条に処理ヘッドのスライダが係合し案内されるのが好ましい。この処理ヘッドのスライダは、コロ（ボール）を含んでいてもよい。この態様では、ガイドレールによって処理ヘッドを搬送ライン方向に位置決めすることができる。また、ガイドレールに処理ヘッドの一方向へのスライドを規制するストッパを設けることにすれば、処理ヘッドを搬送ラインと交差する方向に位置決めし、正位置に確実に位置させることができる。

前記スライドガイドは、前記交差方向に間隔を置いて並べられた複数のコロ（ボール）を含んでいてもよい。処理ヘッドには、このコロによってスライドされるスライダが設けられる。

前記ヘッド移動機構が、処理ヘッドを昇降させるヘッド昇降手段を有していることが望ましい。このヘッド昇降手段は、前記正位置を下限として処理ヘッドを昇降させるものであることが、より望ましい。
これによって、処理ヘッドを搬送ライン上の正位置から上昇させ、メンテナンスを行なうことができる。

常圧プラズマ処理装置には、処理ヘッドを正位置に支持するヘッド支持部（ヘッド支持手段）が設けられているのが望ましい。このヘッド支持部による処理ヘッドの支持状態は、解除可能であるのが望ましい。処理ヘッドが、ヘッド支持部上に載置されて支持され、上方に持ち上げ可能、ないしは引き上げ可能であることがより望ましい。
前記ヘッド昇降手段が、昇降機構にて上下動される昇降体を有し、この昇降体が、中途より下の位置では前記正位置の処理ヘッドから離れ、前記中途より上の位置では前記処理ヘッドを正位置より高く位置させて前記ヘッド支持部に代わって支持することが望ましい。
これによって、プラズマ処理時には、処理ヘッドの下方に昇降体を離し、基板の搬送スペース及び処理スペースを確保することができるとともに、メンテナンス時には、昇降体を上昇させて処理ヘッドを正位置から上昇させ、取り出すことができる。

前記昇降体が、前記スライドガイドを含んでいることが望ましい。或いは、前記スライドガイドが、ヘッド移動機構のガイド昇降手段によって昇降されるようになっていることが望ましい。これによって、処理ヘッドを正位置から上昇させたうえで、水平スライドさせることができる。この構成は、正位置からそのまま水平スライドさせると搬送ライン等の他の構造部材と干渉する場合に効果的である。前記スライドガイドは、上位置と下位置（下限位置）との間で昇降され、下位置のスライドガイドは、前記正位置の処理ヘッドより下に位置し、上位置のスライドガイドは、処理ヘッドを正位置より上に位置させることにより前記ヘッド支持部に代わって支持するとともに、処理ヘッドを水平スライド可能に支持するのが望ましい。このガイド昇降手段は、スライドガイドを介して処理ヘッドを昇降させ、前記ヘッド昇降手段として提供される。

処理ヘッドとスライドガイドは、互いに別体であるのに限らず、固定一体化されていてもよい。若しくは、分離可能に連結固定されていてもよい。処理ヘッドを上昇させた後、処理ヘッドとスライドガイドの連結を解き、処理ヘッドをスライドガイドに沿って水平スライドさせるようになっていてもよい。

前記搬送ラインは、例えばローラコンベアにて構成されている。
この場合、前記中途より下位置の昇降体が、前記ローラコンベアのシャフト又はローラを避けて、少なくともローラの上端部より下に位置されることが望ましい。これによって、プラズマ処理の際、昇降体がローラコンベアによる基材搬送の邪魔にならないようにすることができる。また、前記昇降体が、前記ローラコンベアのシャフトに被さるとともに、前記ローラを通すローラ透孔が形成されていることが望ましい。これによって、シャフトをプラズマによる損傷から保護できるとともに、ローラの上端部をローラ透孔から突出させ、基材を確実に搬送することができる。

さらに、前記昇降体のスライドガイドが、前記ローラコンベアの隣り合うシャフトの間に対応して配置されていることが望ましい。これによって、スライドガイドをローラコンベアシャフト間の間隙を介して出し入れでき、プラズマ処理時にはスライドガイドをコンベア内またはコンベアの下方に収容でき、メンテナンス時には、コンベアから上に突出させ処理ヘッドを上昇させることができる。

また、前記スライドガイドが、前記ローラコンベアのシャフトを挟むように一対設けられているのが望ましい。これによって、処理ヘッドを安定的に支持しながら上昇させスライドさせることができる。前記一対のスライドガイド間のシャフトは、好ましくは処理ヘッドの正位置に対応しいおり、より好ましくは処理ヘッドのプラズマ吹出し口の真下に位置している。前記一対のスライドガイド間のシャフトは、１本に限られず、複数本でもよい。
前記一対のスライドガイド間のシャフトに設けられたローラは、耐プラズマ性の良好なセラミックにて構成されていることが望ましい。
更に、これら一対のスライドガイドどうしが、前記シャフトの上側を覆う連結部材（覆い部材）によって連結されているが望ましい。これによって、スライドガイドの剛性を向上できるとともに、処理ヘッドからのプラズマが前記１のシャフトに当たるのを防ぐことができ、該シャフトの損傷を防止することができる。前記連結部材は、前記シャフトのローラ間に設けられており、隣り合う連結部材どうし間の隙間が、ローラを通すローラ透孔として提供されるのが望ましい。

前記ヘッド昇降手段が、前記処理ヘッドに着脱可能に接続された昇降体と、この昇降体ひいては処理ヘッドを昇降させる昇降機構を有し、前記昇降体が下限位置に位置されることにより、前記処理ヘッドが正位置に支持されるようになっていてもよい。
これによって、ヘッド昇降手段を、処理ヘッドを正位置に支持するヘッド支持手段として提供できる。このヘッド移動機構は、処理ヘッドを正位置とそれより上方へ離間した上昇位置との間で昇降させるだけで、水平スライドさせるようにはなっていなくてもよい。

前記昇降機構が、搬送ラインの下側に配置され、その上端部に前記昇降体が搬送ラインより上に突出可能に設けられていてもよい。これにより、処理ヘッドが、下から押し上げられるようにして上昇される。この構造は、搬送ラインの下側にヘッド昇降手段の設置スペースが有る場合に適している。昇降機構が搬送ラインの下側に収容できるので、装置構成をコンパクトにできる。搬送ラインがローラコンベアにて構成される場合、昇降機構は、垂直な伸縮シリンダ等にて構成され、隣り合うコンベアシャフト間に配置されているのが望ましい。これによって、メンテナンス時に、昇降機構ひいては昇降体をローラコンベアと干渉することなく上方に確実に突出させることができる。

前記昇降機構が、正位置の処理ヘッドより上側に配置され、その下端部に前記昇降体が設けられていてもよい。これにより、処理ヘッドが、上から引き上げられるようにして上昇される。この構造は、搬送ラインの下側にヘッド昇降手段の設置スペースが無い場合や、他の物を設置するスペースとして確保したい場合、搬送ラインの上側にヘッド昇降手段の設置スペースが有る場合に適している。

前記昇降機構が、搬送ラインの両サイド（搬送方向と直交する方向の両側部）に配置され、この両サイド間に前記昇降体を架け渡して支持していてもよい。前記昇降機構が、搬送ラインから上方に延び、前記昇降体が、搬送ラインを下限として昇降されるようになっていてもよい。これによって、搬送ラインの下側にスペースがあまり無くてもヘッド昇降手段を確実に設置でき、或いは、搬送ラインの下側を他の物を設置するスペースとして利用することもできる。

走行体と、前記ヘッド移動機構のスライドガイドに継ぎ足されて前記処理ヘッドをスライド可能に搭載可能なガイド付き台とを有する運搬台車を、更に備えることが望ましい。
これによって、処理ヘッドを運搬台車に移し変えて運搬でき、作業の一層の容易化を図ることができる。

前記運搬台車には、前記ガイド付き台を昇降させる台昇降手段が設けられていることが望ましい。
これによって、運搬台車のガイドをヘッド移動機構のスライドガイドの高さに確実に合わせて、処理ヘッドの移し変えを行なうことができる。

本発明の常圧プラズマ処理装置によるプラズマ処理は、大気圧近傍の圧力（略常圧）で行なわれる。本発明における大気圧近傍の圧力（略常圧）とは、１．３３３×１０⁴〜１０．６６４×１０⁴Ｐａの範囲を言う。特に９．３３１×１０⁴〜１０．３９７×１０⁴Ｐａの範囲は、圧力調整が容易で装置構成が簡便になり、好ましい。
また、プラズマ処理の内容は特に限定がなく、洗浄、成膜、エッチング、アッシング、表面改質等の種々のプラズマ処理に適用可能である。
電極間での放電の形態には、特に限定がなく、グロー放電、誘電体バリア放電、コロナ放電、沿面放電等の種々の放電形態が適用可能である。

本発明は、処理ヘッドの交換等のメンテナンスを搬送ラインから離れた位置で簡易に行なうことができ、メンテナンス作業に要する作業者の労力を軽減できるとともに、パーティクルの発生を抑制または防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図３は、表面処理システムを示したものである。表面処理システムは、大面積のガラス基材Ｗ（図３）を被処理物とし、これを図１の紙面と直交する左右方向に延びる搬送ライン４０によって搬送しながら、例えば半導体製造のための各種の表面処理を順次施して行くものである。搬送ライン４０は、ローラコンベアにて構成されている。周知の通り、ローラコンベアのシャフト４１は、前後に延び、その両端部が架台５０に回転可能に支持されている。このコンベアシャフト４１が左右に間隔を置いて多数本（図では一部のみ図示）並べられている。各コンベアシャフト４１に複数のローラ４２が設けられている。通常、ローラ４２は、樹脂にて出来ている。但し、後記常圧プラズマ処理装置１０の処理ヘッド１１の真下に位置するローラ４２は、耐プラズマ性の良好なセラミックにて出来ている。

搬送ライン４０の中間部には、常圧プラズマ処理装置１０が設けられている。常圧プラズマ処理装置１０は、上記表面処理の一工程としての洗浄や成膜等のプラズマ処理を略常圧下で行なうものである。常圧プラズマ処理装置１０は、ローラコンベア４０の上側に設置された処理ヘッド１１と、図３に示す処理ガス源２と、電源３を備えている。

処理ヘッド１１は、前後に長く延びている。その長さは、例えば約２ｍであり、重さは、約７０ｋｇである。処理ヘッド１１は、前後細長のガス整流部１２と前後細長の放電処理部３０を上下に重ねることによって構成されている。

図示は省略するが、ガス整流部１２の内部には、チャンバーや小孔（またはスリット）からなる整流路が設けられている。この整流路の上流端に、図３に示すガス供給管２ａを介して処理ガス源２が接続されている。処理ガス源２には、処理目的に応じた処理ガスが貯えられている。この処理ガスが、ガス供給管２ａを経て整流部１２に送られ、整流路によって前後に均一化されるようになっている。

図１及び図３に示すように、処理ヘッド１１の放電処理部３０は、一対の電極３１と、これら電極３１を収容保持するホルダ３２とを有している。各電極３１は、前後に長く延びている。一対の電極３１は、左右に対向配置されている。少なくとも一方の電極の対向面には、固体誘電体層が形成されている。これら一対の電極３１の間にスリット状の通路３０ａが形成されている。電極間通路３０ａは、電極３１の全長にわたって前後（図３の紙面と直交する方向）に延びている。この通路３０ａに前記ガス整流部１２からの処理ガスが均一に導入されるようになっている。

一方の電極３１は、給電線３ａを介して電界印加電源３に接続され、他方の電極３１は、接地線３ｂを介して接地されている。電源３は、例えばパルス状の電圧を供給する。これによって、電極間通路３０ａにパルス電界が印加されてグロー放電が起き、処理ガスがプラズマ化されるようになっている。

放電処理部３０の底部には、絶縁樹脂からなる底板３３が設けられている。この底板３３が、電極３１の下面に被さっている。底板３３には、スリット状の吹出し口３０ｂが形成されている。吹出し口３０ｂは、図３の紙面と直交する前後方向に延び、電極間通路３０ａの全長にわたって連なっている。電極間通路３０ａでプラズマ化された処理ガスは、吹出し口３０ｂから下方へ均一に吹出されるようになっている。これによって、処理ヘッド１１の下方に通されたガラス基材Ｗがプラズマ処理される。
なお、絶縁樹脂製底板３３の下面には、電界遮蔽用（放電防止用）の薄い金属板３４が設けられている。

処理ヘッド１１の設置構造について説明する。
図１に示すように、放電処理部３０の左右両端の底部には、板状の被支持部３５がそれぞれ設けられている。これら被支持部３５が、架台５０のヘッド支持板５５（ヘッド支持部）に載せられ支持されている。これによって、処理ヘッド１１が、搬送ライン４０上の正位置に設置されている。
被支持部３５とヘッド支持板５５とは、ボルトやピン等の簡易着脱可能な連結手段にて連結することにしてもよい。

本発明の主要構成を説明する。
表面処理システムには、常圧プラズマ処理装置１０の処理ヘッド１１のためのメンテナンス用装置が設けられている。メンテナンス用装置は、処理ヘッド１１の真下のコンベア４０より下側に設けられたヘッド移動機構６０と、図６に示す運搬台車７０を含んでいる。

ヘッド移動機構６０は、２本のガイドレール（スライドガイド）６１と、ヘッド昇降装置（ヘッド昇降手段）６２とを有している。
図１及び図２に示すように、ヘッド昇降装置６２は、ガイドレール６１のための昇降機構６２Ｘを有している。この昇降機構６２Ｘは、駆動源のモータ６３と、２つの昇降ジャッキ６４と、４つの支持シリンダ６５を含んでいる。モータ６３は、処理ヘッド１１の真下に配された架台５０の裏板５６にボルト締めにて連結され支持されている。昇降ジャッキ６４と支持シリンダ６５は、処理ヘッド１１の真下のコンベアシャフト４１からずれて配置されるとともに、それぞれ垂直に延び、中間部が、架台５０の裏板５６にボルト締めにて連結され支持されている。２つの昇降ジャッキ６４は、伝動シャフト６６を介して連結され、１つのモータ６３の駆動によって同時かつ均等に上下に伸縮するようになっている。支持シリンダ６５は、後記ガイドレール６１の昇降に追随して伸縮するようになっている。４つの支持シリンダ６５は、２本のガイドレール６１の両端部に対応する位置に配置されている。
なお、図１の符号６７は、昇降時の安全用のブレーキレバーである。

ヘッド移動機構６０のガイドレール６１は、前後に延びている。ガイドレール６１の両端部は、支持シリンダ６５の上端部に連結されている。また、ガイドレール６１は、昇降ジャッキ６４の上端部に連結されている。これによって、ガイドレール６１は、昇降ジャッキ６４と支持シリンダ６５にて水平に支持されるとともに、昇降ジャッキ６４の伸縮によって水平姿勢を維持しながら昇降可能になっている。平常時のガイドレール６１は、コンベア４０と略同じ高さの下限位置（下位置）に位置されている。この下限位置のガイドレール６１よりコンベアローラ４２の上端部が上に突出している。
図４及び図５に示すように、ガイドレール６１は、架台５０の上端部（コンベアシャフト４１の支持壁）より高い「上位置」まで上昇することができるようになっている。

図２及び図３に示すように、２本のガイドレール６１は、左右に離れて平行に配置され、処理ヘッド１１の真下のコンベアシャフト４１およびローラ４２を左右から挟んでいる。言い換えると、各ガイドレール６１は、コンベアシャフト４１およびローラ４２を避けて配置されている。ガイドレール６１のローラ４２に対応する部分の側面は、ローラ４２の周縁に沿う曲面状に凹んでいる。２本のガイドレール６１の上端部どうしの間には、板状の連結部材６９が架け渡されている。連結部材６９は、真下のコンベアシャフト４２の略全長にわたってその上側を覆うとともに、該シャフト４２の長手方向に離間配置されたローラ４２ごとに分割されている。隣り合う連結部材６９どうしの間に、ローラ４２の上端部を通すローラ透孔６９ａが形成されている。
なお、連結部材６９をシャフト４２ないしはレール６１の略全長に及ぶ長尺の一体物に形成するとともに、これにローラ４２の上側部を通すローラ透孔を形成するように構成してもよい。
ガイドレール６１と連結部材６９によって「昇降体」が構成されている。

各ガイドレール６１の上面には凹溝６１ａ（溝状の案内条）が形成されている。凹溝６１ａは、ガイドレール６１の略全長にわたって延びている。図２に示すように、凹溝６１ａの長手方向の一端部（図２において左）は、ガイドレール６１の一端面の近傍で途切れる一方、他端部（同図において右）は、ガイドレール６１の他端部の段差面に達している。

前記処理ヘッド１１には、ガイドレール６１と協働して「スライド手段」を構成するスライダが設けられている。すなわち、図１および図３に示すように、処理ヘッド１１の前後一対の被支持部３５には、スライダ３６がそれぞれ設けられている。各被支持部３５には、２つのスライダ３６が左右に離れて設けられている。これらスライダ３６は、ガイドレール６１の凹溝６１ａの真上に対向配置されている。図３に示すように、スライダ３６の下面には、ボール３７（コロ）が回転可能に設けられている。

図４および図５に示すように、昇降装置６２によってガイドレール６１を上昇させると、凹溝６１ａにスライダ３６が嵌り込むとともに、ボール３７が凹溝６１ａの底に接地するようになっている。この状態でスライダ３６が凹溝６１ａに沿って前後方向に水平スライド可能になっている。凹溝６１ａの一端部は、その側のスライダ３６の外側への移動を規制するストッパとなる。また、後述するように、処理ヘッド１１の前後方向への位置決め手段とすることもできる。

次に、処理ヘッド用メンテナンス用装置の運搬台車７０について説明する。
運搬台車７０は、車輪７２（走行体）及び手押しフレーム７３付きのベース板７１と、このベース板７１上にＸ字状のリンク機構からなる台昇降手段７４を介して設けられた昇降台７５とを備えている。

昇降台７５の上面には、ガイドレール７６が設けられている。ガイドレール７６は、前記ヘッド移動機構６０のガイドレール６１と実質的に同一構造をなしている。すなわち、ガイドレール７６の上面には、凹溝７６ａ（溝状の案内条）が形成されている。また、図６において紙面の手前側と奥側に重なるようにして、２本のガイドレール７６が、前記ガイドレール６１と同一間隔で並べられている。

上記のように構成されたメンテナンス用装置の使用方法を説明する。
処理ヘッド１１のメンテナンスの際は、支持板５５と処理ヘッド１１とのボルト等による連結を解除する。そして、ヘッド移動機構６０のモータ６３を駆動して昇降ジャッキ６４を伸ばし、ガイドレール６１を上昇させて行く。図４および図５に示すように、ガイドレール６１が、下限位置から僅かに上昇した中途の高さに位置した時、ガイドレール６１の凹溝６１ａに処理ヘッド１１の両端部のスライダ３６が嵌り込み、ボール３７が凹溝６１ａの底に突き当たる。ガイドレール６１がこの中途位置から更に上昇することによって、処理ヘッド１１が、それまでの支持板５５に代わってガイドレール６１に支持されることになる。この支持状態で、ガイドレール６１が処理ヘッド１１と一緒に上昇し、処理ヘッド１１が押し上げられる。これによって、処理ヘッド１１を、架台５０の上端部（コンベアシャフト４１の支持壁）より高く位置させることができる。この結果、処理ヘッド１１を架台５０と干渉することなく水平スライド可能にすることができる。

この上昇操作は、ヘッド移動機構６０の昇降装置６２によって行なわれるので、作業者による力仕事は必要としない。また、昇降装置６２は、遠隔で操作可能であるので、作業者からのパーティクルを心配する必要もない。

なお、処理ヘッド１１だけでなくその下のガイドレール６１についても架台５０の上端部より上に位置されるまで上昇される。
昇降機構６２Ｘを構成する昇降ジャッキ６４及び支持シリンダ６５の上端部は、ローラコンベア４０の隣り合うシャフト４１どうしの間を通してコンベア４０の上へ突出することができる。

次に、図６に示すように、運搬台車７０のガイドレール７６の高さをヘッド移動機構６０のガイドレール６１と同じになるように調節する。これによって、該ガイドレール７６の先端部を架台５０と干渉することなくガイドレール６１の右端部に突き当てることができる。これによって、ガイドレール６１，７６どうしが一直線に繋がる。
この運搬台車７０の操作は、搬送ライン４０の横から行なわれるので、パーティクルの発生を十分に抑制または防止することができる。

続いて、処理ヘッド１１をガイドレール６１，７６に沿って一方向（図６において右）へスライドさせる。このスライド操作は、作業者一人で簡単に行なうことができる。また、搬送ラインの側方で押したり引いたりすればよく、搬送ラインの上方に身を乗り出す必要がないので、パーティクルの発生を十分に抑制または防止することができる。

こうして、処理ヘッド１１を運搬台車７０のガイドレール７６上に簡単に移し変えることができ、運搬台車７０によってその場から簡単に運び去ることができる。そして、該処理ヘッド１１の電極３１等の構成部材を取り替えたり、汚れを落としたりする。或いは、処理ヘッドごと、別の新しいものに交換する。このメンテナンス済みまたは新たな処理ヘッド１１を運搬台車７０に積み、前記搬送ライン４０の側方まで運搬する。

そして、運搬台車７０のガイドレール７６を再びヘッド移動機構６０のガイドレール６１に繋げる。その後、処理ヘッド１１を運搬台車７０のガイドレール７６上からヘッド移動機構６０のガイドレール６１上に水平スライドさせる。これにより、処理ヘッド１１のスライダ３６がガイドレール６１の凹溝６１ａに嵌り込み、処理ヘッド１１の左右方向の位置決めがなされる。そして、処理ヘッド１１のスライダ３６をガイドレール６１の凹溝６１ａの一端部（図２において左）に突き当てる。これによって、処理ヘッド１１の前後方向の位置決めがなされる。次いで、昇降装置６２によってガイドレール７６ひいては処理ヘッド１１を下降させる。これによって、処理ヘッド１１を搬送ライン４０上の正位置に正確に位置決めして設置することができる。

一対のガイドレール６１の上端部どうしが、それらの間のコンベアシャフト４１の上側を覆うシャフト６９によって連結されているので、ガイドレール６１の剛性を向上できるとともに、処理ヘッド１１からのプラズマが前記シャフト６９に当たらないようにすることができ、該シャフト６９の損傷を防止することができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と同様の構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
図７は、本発明の第２実施形態を示したものである。この実施形態では、常圧プラズマ処理装置１０の処理ヘッド１１が３つ（複数）設けられている。これら処理ヘッド１１は、搬送ライン４０による基材搬送方向（左右方向）に沿って近接して並べられている。これら処理ヘッド１１どうしの間隔は、コンベアシャフト４１の間隔と等しくなっている。そして、各処理ヘッド１１の吹出し口３０ｂの真下にコンベアシャフト４１が位置されている。これら真下のコンベアシャフト４１に設けられたローラ４２は、耐プラズマ性の良好なセラミックにて構成されている。

各処理ヘッド１１の下方に、それぞれ２本のガイドレール６１がローラ４２を両側から挟むようにして配置されている。これらガイドレール６１を昇降させるジャッキ６４は、互いに伝動シャフト６６にて連結されるとともにモータ６３に連結されている。

図７の仮想線に示すように、モータ６３を駆動することにより、複数のジャッキ６４を上へ同時かつ均等に伸長させ、６本のガイドレール６１ひいては３つの処理ヘッド１１を互いに水平を維持しながら上昇させることができる。そうして、これら３つの処理ヘッド１１をスライドさせて図示しない運搬台車に移し変え、運搬することができる。

図８は、本発明の第３実施形態を示したものである。この実施形態のヘッド移動機構６０のガイドレール６１には、凹溝６１ａに代えてコロ６８が長手方向に沿って短間隔置きに多数設けられている。同様に、運搬台車７０のガイドレール７６には、凹溝７６ａに代えてコロ７７が長手方向に沿って短間隔置きに多数設けられている。

処理ヘッド１１の両端部には、上記コロ６８，７７上をスライドするスライダ３８が設けられている。これによって、処理ヘッド１１が、ガイドレール６１，７６に沿って水平移動されるようになっている。
なお、図示は省略するが、処理ヘッド１１を搬送ライン４０上の正位置にセットさせた状態では、スライダ３８が、「被支持板」としてヘッド支持板５５上に載置され、支持されることになる。

図９および図１０は、本発明の第４実施形態を示したものである。この実施形態では、ヘッド移動機構が、処理ヘッド１１の上方に設けられている。
詳述すると、第４実施形態の架台５０には、搬送ライン４０の下側の台座５１上に、上架部５２が立設されている。この上架部５２にヘッド移動機構を兼ねたヘッド懸架支持部８０が設けられている。ヘッド懸架支持部８０は、上架部５２の上端部から突出するように設けられたメインフレーム８０Ｆと、このフレーム８０Ｆに設けられたヘッド昇降装置８１（ヘッド昇降手段）とを備えている。

ヘッド昇降装置８１は、昇降機構８１Ｘと、この昇降機構８１Ｘの下端部に設けられたヘッドフレーム１９（昇降体、ヘッド支持部）とを有していている。昇降機構８１Ｘについて説明すると、メインフレーム８０Ｆの天板には、駆動源のモータ８２が垂設されている。また、フレーム８０Ｆの両側には、一対のリードスクリューシャフト８３がそれぞれ軸線を垂直に向けて配置されている。リードスクリューシャフト８３は、伝動ベルト等の伝動手段８４を介してモータ８２に連結され、自らの軸線周りに回転駆動されるようになっている。リードスクリューシャフト８３には、昇降ナット８５が螺合されている。昇降ナット８５は、リードスクリューシャフト８３の回転に伴って該シャフト８３に沿って昇降される。

また、フレーム８０Ｆの四隅には、垂直をなすガイドシャフト８６がそれぞれ設けられている。各ガイドシャフト８６にスライド筒８７が昇降自在に取り付けられている。スライド筒８７と昇降ナット８５とは、水平なクロスビーム８８によって連ねられている。クロスビーム８８から一対の懸架シャフト８９が垂下されている。これによって、リードスクリューシャフト８３の回転により昇降ナット８５が昇降する時、これと一体にクロスビーム８８とスライド筒８７が昇降し、懸架シャフト８９が昇降するようになっている。

各懸架シャフト８９の下端部に、ヘッドフレーム１９が配置されている。ヘッドフレーム１９の底部には、板状のベース１９ａが設けられている。（なお、図９において、ヘッドフレーム１９は、ベース１９ａのみ図示してある。）このベース１９ａに懸架シャフト８９の下端部が連結固定されている。ヘッドフレーム１９に、３つ（複数）の処理ヘッド１１が着脱可能に連結支持されている。懸架シャフト８９が昇降することにより、これと一体をなすヘッドフレーム１９が昇降され、ひいては処理ヘッド１１が昇降されることになる。図９および図１０において、実線は、これら一体昇降部材８５〜８９，１９が下限（下位置）に位置された状態を示し、仮想線は、一体昇降部材８５〜８９，１９が上限（上位置）に位置された状態を示す。

一体昇降部材８５〜８９，１９が下限に位置された状態のとき、処理ヘッド１１は、搬送ライン４０上の「正位置」に位置される。これによって、ヘッド懸架支持部８０は、処理ヘッド１１のメンテナンスのための移動機構としてだけでなく、処理ヘッド１１を正位置に支持する「ヘッド支持手段」としての機能をも有している。
一体昇降部材８５〜８９，１９を上位置に位置された状態で、処理ヘッド１１の交換等のメンテナンスが行なわれる。

なお、第４実施形態の架台５０下部の台座５１には、排気ダクト２０が設けられている。排気ダクト２０の吸気口は、搬送ライン４０の下側に配置されている。これによって、ダウンフロー（下降気流）を形成することができ、パーティクルが発生したとしても十分に除去することができる。

図１１は、本発明の第５実施形態を示したものである。この実施形態では、第１実施形態と同様に、常圧プラズマ処理装置１０の長手方向の両端部に架台５０が設置され、この架台５０にローラコンベア４０のシャフト４１の両端部が支持されている。両側の架台５０の上部には、支持板５５がそれぞれ設けられている。図１４に示すように、この支持板５５の中央部に、処理ヘッド１１の両端部の被支持部３５が引っ掛けられるようにして載せられている。これによって、処理ヘッド１１が、ローラコンベア４０上の正位置に支持されている。

第５実施形態のヘッド昇降装置９０（ヘッド昇降手段）について説明する。このヘッド昇降装置９０では、昇降機構９１が、搬送ライン４０の両サイド（搬送ラインと直交する方向の両側部）に配置され、この搬送ライン４０から上方へ延びている。
詳述すると、図１１〜図１３に示すように、コンベア４０を挟んで両側の各支持板５５には、昇降機構９１の一対のガイドシャフト９２が垂直に立設されるとともに、１本のリードスクリューシャフト９３が垂直かつ自らの軸線まわりに回転可能に立設されている。

図１１、図１３、図１４に示すように、コンベア４０の両サイドのリードスクリューシャフト９３，９３のうち、一方のサイドのリードスクリューシャフト９３の上端部は、天板９４に設けたギアボックス９５Ａに回転力を伝達可能に連結されている。このギアボックス９５Ａには、操作ハンドル９７が設けられている。図１１に示すように、他方のサイドのリードスクリューシャフト９３の上端部は、もう１つのギアボックス９５Ｂに回転力を伝達可能に連結されている。このギアボックス９５Ｂは、伝動シャフト９６を介して上記ハンドル９７付きギアボックス９５Ａに回転力を伝達可能に連結されている。これにより、ハンドル９７の回転力が、ギアボックス９５Ａを介して一方のサイドのリードスクリューシャフト９３に伝達されるとともに、伝動シャフト９６及びギアボックス９５Ｂを介して他方のサイドのリードスクリューシャフト９３に伝達される。これによって、両サイドのリードスクリューシャフト９３，９３が同期回転されるようになっている。勿論、手動の操作ハンドル９７に代えてモータ等の駆動源を用いることにしてもよい。

図１１及び図１２に示すように、コンベア４０を挟んで両サイドのシャフト９２，９３間に昇降体１００が水平に架け渡されている。昇降体１００は、処理ヘッド１１と同方向に延びる一対のガイドレール１０１，１０１と、これらガイドレール１０１の両端部にそれぞれ設けられた台板１０２と、ガイドレール１０１，１０１の間に設けられたカバー１０３とを有している。

図１３に示すように、昇降体１００の台板１０２には、スライドシリンダ１０４と昇降ナット１０５が設けられている。スライドシリンダ１０４にガイドシャフト９２が摺動可能に挿通されるとともに、昇降ナット１０５にリードスクリューシャフト９３が挿通・螺合されている。これによって、前記操作ハンドル９７にてリードスクリューシャフト９３を回転させると、昇降ナット１０５が昇降され、ひいては、昇降体１００の全体が昇降されるようになっている。図１４に示すように、昇降体１００の下限位置においては、昇降ナット１０５がリードスクリューシャフト９３の下端部の軸受９３Ｂに当たって係止される。これによって、昇降体１００の下限位置への位置決めがなされるようになっている。この昇降体１００の下限位置は、ローラコンベア４０と略同じ高さに配置されている。したがって、昇降体１００は、ローラコンベア４０の高さを下限として昇降される。

図１４に示すように、昇降体１００が下限位置のとき、一対のガイドレール１０１及びそれらの間のカバー１０３は、上記正位置の処理ヘッド１１より下側に離れて配置され、ローラコンベア４０とほぼ同じ高さに位置されている。具体的には、コンベアシャフト４１の僅かに上側に位置されるようになっている。一対のガイドレール１０１は、処理ヘッド１１のちょうど真下のコンベアシャフト４１を両側から挟んでいる。各ガイドレール１０１は、この真下のコンベアシャフト４１とその隣のコンベアシャフト４１の間に配置されている。

一対のガイドレール１０１間のカバー１０３は、第１実施形態の連結部材６９（図３）と同じ機能を果たしている。すなわち、カバー１０３は、上記真下のコンベアシャフト４１の上側に被さり、処理ヘッド１１と当該コンベアシャフト４１とを隔てている。これによって、処理ヘッド１１からのプラズマにより真下のコンベアシャフト４１が損傷を受けるのを防止することができる。図１２に示すように、カバー１０３には、ローラ透孔１０３ａが形成されている。昇降体１００が下限位置のとき、このローラ透孔１０３ａからコンベアシャフト４１のローラ４２の上端部が突出されるようになっている。これによって、基材Ｗを昇降体１００から少し浮かし、処理ヘッド１１と昇降体１００の間に通すようにして搬送でき、基材Ｗのプラズマ処理を円滑に行なうことができる。

処理ヘッド１１のメンテナンスの際は、操作ハンドル９７を回すことにより、昇降体１００を上昇させる。すると、図１５及び図１６に示すように、昇降体１００が下限位置から少し上昇した中途の高さで、処理ヘッド１１の両端部に設けたスライダ３９のコロ３９ａが、ガイドレール１０１の凹溝に陥入し、溝底に当接する。これによって、この中途位置から上側では、昇降体１００が、処理ヘッド１１を架台５０の支持部５５に代わって支持し、処理ヘッド１１と一緒に上昇することになる。そして、ガイドレール１０１ひいては処理ヘッド１１を、架台５０等と干渉しない高さに位置させることができる。

次いで、運搬台車７０を運んで来て、そのガイドレール７６を昇降体１００のガイドレール１０１に繋ぐ。この運搬台車７０には、ガイドレール７６の外側部にコロ７７が更に設けられている。処理ヘッド１１を運搬台車７０の方向にスライドさせると、処理ヘッド１１のコロ３９ａが、昇降体１００のガイドレール１０１から運搬台車７０のガイドレール７６に移るとともに、処理ヘッド１１のスライダ３９が運搬台車７０のコロ７７の上に載る。これによって、処理ヘッド１１を運搬台車７０上に簡単に移し変えることができ、所定のメンテナンス場所へ運搬することができる。

この第５実施形態では、昇降機構９１がローラコンベア４０の両サイドに上方へ延びるように配置され、昇降体１００がローラコンベア４０を下限として昇降するようになっているので、第４実施形態と同様に、ローラコンベア４０の下側にあまりスペースが無くてもよく、或いは、ローラコンベア４０の下側を他の物の設置スペースに利用することもできる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変を行なうことができる。
例えば、常圧プラズマ処理装置の処理ヘッドは、１つ又は３つに限られず、２つでもよく、４つ以上でもよい。
１つの処理ヘッドに対し、ガイドレール６１は、２本に限られず、１本でもよく、３本以上でもよい。
処理ヘッド１１を正位置の高さで水平スライドさせても架台等と干渉しない場合には、上昇させることなく、そのまま水平スライドさせるようにしてもよい。
第１〜第３、第５実施形態においても、正位置の処理ヘッド１１が下限位置のガイドレールに支持されることにより、ヘッド移動機構が、処理ヘッド１１を正位置に支持するヘッド支持手段を兼ねていてもよい。
ガイドレールには、凹溝すなわち凹状の案内条に代えて、凸状の案内条を形成してもよい。
プラズマ処理時やヘッド昇降手段による昇降時は、処理ヘッドとスライドガイドを連結固定しておき、上昇位置において、連結を解除して処理ヘッドを水平スライドできるようにしてもよい。第５実施形態のスライドシリンダ１０４や昇降ナット１０５に処理ヘッド１１を直接連結固定することにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る表面処理システムにおける常圧プラズマ処理装置の処理ヘッド設置部分を、ガイドレールを下位置に位置させた状態（処理ヘッドを正位置に位置させた状態）で示す側面図である。 前記処理ヘッド設置部分の平面図である。 前記処理ヘッドを拡大して示す常圧プラズマ処理装置の正面図である。 図１において、ガイドレールを上位置に位置させた状態（処理ヘッドを正位置より上に位置させた状態）の側面図である。 図３において、ガイドレールを上位置に位置させた状態（処理ヘッドを正位置より上に位置させた状態）の正面図である。 処理ヘッドを運搬台車に移し変えた状態の側面図である。 本発明の第２実施形態に係る表面処理システムにおける常圧プラズマ処理装置の処理ヘッド設置部分の正面図である。 本発明の第３実施形態を、処理ヘッドを運搬台車に移し変えた状態で示す側面図である。 本発明の第４実施形態に係る表面処理システムにおける常圧プラズマ処理装置の処理ヘッド設置部分の側面図である。 図９の正面図である。 本発明の第５実施形態に係る表面処理システムにおける常圧プラズマ処理装置を、処理ヘッドを正位置に位置させ、昇降体を下位置に位置させた状態で示す側面図である。 図１１の昇降体の平面図である。 図１１の装置の正面図である。 図１１の装置の端部を拡大して示す側面図である。 図１３において、昇降体を少し上昇させ、処理ヘッドのスライダに突き当てた状態を示す正面図である。 図１５の側面図である。 昇降体ひいては処理ヘッドを上昇位置に位置させた状態を示す正面図である。 図１７の側面図である。 第５実施形態の運搬台車の処理ヘッド設置部分の正面図である。

符号の説明

Ｗ ガラス基材
１０ 常圧プラズマ処理装置
１１ 処理ヘッド
１９ ヘッドフレーム（ヘッド支持部）
３１ 電極
３６，３８ スライダ
４０ 搬送ラインを構成するローラコンベア
４１ コンベアシャフト
４２ ローラ
５５ ヘッド支持板（ヘッド支持部、ヘッド支持手段）
６０ ヘッド移動機構
６１ ガイドレール（スライドガイド、昇降体）
６１ａ 凹溝（案内条）
６２ ヘッド昇降装置（ヘッド昇降手段、ガイド昇降装置、ガイド昇降手段）
６２Ｘ 昇降機構
６８ コロ（スライドガイド）
６９ 連結部材
６９ａ ローラ透孔
７０ 運搬台車
７２ 車輪（走行体）
７４ 台昇降手段
７５ 昇降台（ガイド付き台）
７６ ガイドレール
８０ ヘッド懸架支持部（ヘッド移動機構）
８１ ヘッド昇降装置（ヘッド昇降手段）
８１Ｘ 昇降機構
９０ ヘッド昇降装置（ヘッド昇降手段）
９１ 昇降機構
１００ 昇降体
１０１ ガイドレール
１０３ カバー
１０３ａ ローラ透孔

Claims (16)

1. 間に処理ガスを通す通路が形成された一対の電極を有して、基材の搬送ライン上に設置される処理ヘッドを備えた常圧プラズマ処理装置のメンテナンスに用いる装置であって、
   前記処理ヘッドを、前記搬送ライン上の正位置から離すように、及び離れた位置から前記正位置へ向かうように移動可能にするヘッド移動機構を備えたことを特徴とする常圧プラズマ処理装置のメンテナンス用装置。
2. 前記ヘッド移動機構が、処理ヘッドを搬送ラインと交差する水平方向にスライドさせるスライドガイドを有していることを特徴とする請求項１に記載のメンテナンス用装置。
3. 前記ヘッド移動機構が、処理ヘッドを、前記正位置を下限として昇降させるヘッド昇降手段を有していることを特徴とする請求項１に記載のメンテナンス用装置。
4. 常圧プラズマ処理装置には前記処理ヘッドを正位置に支持するヘッド支持部が設けられており、
   前記ヘッド昇降手段が、昇降機構にて上下動される昇降体を有し、この昇降体が、中途より下の位置では前記正位置の処理ヘッドから離れ、前記中途より上の位置では前記処理ヘッドを正位置より高く位置させて前記ヘッド支持部に代わって支持することを特徴とする請求項３に記載のメンテナンス用装置。
5. 前記昇降体が、処理ヘッドを搬送ラインと交差する水平方向にスライドさせるスライドガイドを含んでいることを特徴とする請求項４に記載のメンテナンス用装置。
6. 前記スライドガイドが、前記スライド方向へ延びるガイドレールであることを特徴とする請求項２又は５に記載のメンテナンス用装置。
7. 前記スライドガイドが、前記スライド方向に間隔を置いて並べられた複数のコロを含むことを特徴とする請求項２又は５に記載のメンテナンス用装置。
8. 前記搬送ラインが、ローラコンベアにて構成されており、
   前記昇降体が、前記ローラコンベアのシャフトに被さるとともに、前記ローラを通すローラ透孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のメンテナンス用装置。
9. 前記搬送ラインが、ローラコンベアにて構成されており、
   前記スライドガイドが、前記ローラコンベアのシャフトを挟むように一対設けられ、これら一対のスライドガイドどうしが、前記シャフトの上側を覆う連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項５に記載のメンテナンス用装置。
10. 前記ヘッド昇降手段が、前記処理ヘッドに接続された昇降体と、この昇降体ひいては処理ヘッドを昇降させる昇降機構を有し、前記昇降体が下限位置に位置されることにより、前記処理ヘッドが正位置に支持されることを特徴とする請求項３に記載のメンテナンス用装置。
11. 前記昇降機構が、搬送ラインの下側に配置され、その上端部に前記昇降体が搬送ラインより上に突出可能に設けられていることを特徴とする請求項４又は１０に記載のメンテナンス用装置。
12. 前記昇降機構が、正位置の処理ヘッドより上側に配置され、その下端部に前記昇降体が設けられていることを特徴とする請求項４又は１０に記載のメンテナンス用装置。
13. 前記昇降機構が、搬送ラインの両サイドに配置され、この両サイド間に前記昇降体を架け渡して支持していることを特徴とする請求項４又は１０に記載のメンテナンス用装置。
14. 前記昇降機構が、搬送ラインから上方に延び、前記昇降体が、搬送ラインを下限として昇降されることを特徴とする請求項４、１０、１３に記載のメンテナンス用装置。
15. 走行体と、前記ヘッド移動機構のスライドガイドに継ぎ足されて前記処理ヘッドをスライド可能に搭載可能なガイド付き台とを有する運搬台車を、更に備えたことを特徴とする請求項２、５〜７、９の何れかに記載のメンテナンス用装置。
16. 前記運搬台車には、前記ガイド付き台を昇降させる台昇降手段が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のメンテナンス用装置。

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