JP5498868B2 - 真空装置、真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、真空雰囲気を用いる真空装置と、その真空装置を複数有する真空処理装置の技術分野に係り、特に、板状の搬送対象物を立設させて移動させる搬送ローラを有する真空装置と真空処理装置に関する。

現在では、液晶表示装置やＰＤＰ表示装置等の基板が大型化し、搬送の際に基板が撓まないように、基板を立設させた状態で搬送する技術が採用されている。
図５(ａ)には、基板を立設させて搬送する従来の真空装置１１４が示されている。この真空装置１１４の真空槽１２０は、容器状のチャンバ本体１２１と、チャンバ本体１２１の開口１２８を気密に塞ぐ扉部１２２とを有している。
チャンバ本体１２１の底面上には、ローラ支持装置１３２が複数個配置されており、各ローラ支持装置１３２上には、搬送ローラ１３８に挿通された従動軸１４７がそれぞれ乗せられており、各ローラ支持装置１３２は、搬送ローラ１３８がローラ支持装置１３２上で回転出来るように従動軸１４７を支持している。
チャンバ本体１２１の天井には、二本の支持軸１３６ａ、１３６ｂの一端が取り付けられており、該支持軸１３６ａ、１３６ｂは、支持ローラ１３７ａ、１３７ｂに挿通され、支持ローラ１３７ａ、１３７ｂが回転できるように保持している。

搬送ローラ１３８上に板状の搬送対象物を縦にして乗せ、搬送対象物の上部を支持ローラ１３７ａ、１３７ｂで挟むと、搬送対象物は、複数の搬送ローラ１３８上に乗って立設される。図５(ｂ)の符号１２４は、その状態の搬送対象物を示している。
扉部１２２の外側には、取り付け部材１４１によって複数の駆動モータ１４２が取り付けられており、各駆動モータ１４２の回転軸１４３は、連結装置１４４によって、延長軸１４８の根本部分に取り付けられている。回転軸１４３と延長軸１４８とは、回転軸線が一致するように互いに固定されている。
扉部１２２には貫通孔１２６が形成されており、延長軸１４８の先端側は、貫通孔１２６から真空槽１２０の内部に挿入されている。
延長軸１４８の先端と、従動軸１４７の端部とは、分離可能なカップリング装置１４９を介して、回転軸線が一致するように取り付けられている。
そして、駆動モータ１４２が回転軸１４３を回転させると、従動軸１４７が回転し、搬送ローラ１３８上の搬送対象物１２４が所定の方向に搬送されるようになっている。

貫通孔１２６には、気密部材１４６が設けられており、延長軸１４８は気密部材１４６を介して気密に挿入されている。扉部１２２とチャンバ本体１２１とは密着して配置されており、真空槽１２０内を真空排気する際に、貫通孔１２６から大気が侵入せず、真空槽１２０の内部を真空雰囲気にできるようになっている。
メンテナンスの際には、扉部１２２を開けると、カップリング装置１４９のうち、延長軸１４８に取り付けられた部分１５１と、従動軸１４７に取り付けられた部分１５２とが分離し、搬送ローラ１３８は、従動軸１４７が挿通された状態で、ローラ支持装置１３２上に残る。
扉部１２２を閉じると、延長軸１４８に取り付けられた部分１５１と、従動軸１４７に取り付けられた部分１５２とが互いに嵌合して、駆動モータ１４２によって、搬送ローラ１３８を回転させることができるようになる。

上記のような真空装置１１４では、真空槽１２０内に配置された発熱装置によって扉部１２２が加熱されたり、加熱された搬送対象物１２４の熱放射によって加熱され、扉部１２２が昇温すると熱伸びが発生する。
駆動モータ１４２は搬送ローラ１３８と同じ高さで、扉部１２２の下方部分に配置されており、チャンバ本体１２１は熱伸びせず、従動軸１４７の回転軸線は移動しないのに対し、扉部１２２の熱伸びにより、駆動モータ１４２が下方に移動すると回転軸１４３と延長軸１４８の回転軸線が下方に移動し、従動軸１４７の回転軸線と一致しなくなる。
このようなときに回転すると、カップリング装置１４９が摩耗するし、また、駆動モータ１４２の移動量が大きい場合は、カップリング装置１４９が破損してしまう。
扉部１２２の熱伸びによる駆動モータ１４２の移動を防止できれば、上記課題は解決できるが実現は難しい。

特開２００９−２２８１０５号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、熱伸びによるカップリング装置の摩耗や破損を防止することにある。

本発明の発明者等は、扉部の熱伸びによる駆動モータの移動を防止するのではなく、熱伸びがあっても回転軸線の不一致が生じないようにすることで、課題を解決できることを見出し、本発明を創造するに至った。

即ち、本発明は、開口を有するチャンバ本体と、前記開口を気密に覆って真空槽を形成する扉部と、前記真空槽の内部に配置され、板状の搬送対象物が立設して下端が乗せられる搬送ローラと、前記搬送ローラに挿通された従動軸と、前記従動軸を支持するローラ支持装置と、前記従動軸を回転させることで前記搬送ローラを回転させ、前記搬送ローラ上の前記搬送対象物を立設状態で移動させる駆動モータと、を有する真空装置であって、前記ローラ支持装置と前記駆動モータは、前記扉部に取り付けられた真空装置である。
また、本発明は、前記従動軸の一端と前記駆動モータの回転軸の先端は、回転軸線が一致するように互いに固定された真空装置である。
また、本発明は、前記駆動モータは前記真空槽の外部に配置され、前記扉部には貫通孔が形成され、前記回転軸と前記従動軸とで構成される駆動軸は、前記貫通孔に気密に挿通された真空装置である。
また、本発明は、前記搬送ローラよりも上方には、前記搬送対象物の上部と接触して前記搬送対象物の立設状態を支持する支持部材が配置され、前記支持部材が前記扉部に取り付けられた真空装置である。
また、本発明は、前記真空槽の内部には、前記搬送対象物に含まれるガラス基板の表面に薄膜を形成する成膜装置が配置された真空装置である。
また、本発明は、上記真空装置に含まれる真空装置が複数個連結され、各前記真空装置内部を、前記搬送対象物が大気に曝されないで移動できるように構成された真空処理装置である。

カップリング装置を用いなくても駆動モータの回転軸と搬送ローラに挿通された従動軸とを連結することが出来るのでカップリング装置に生じる不都合は解消される。
搬送ローラと支持ローラが扉部に取り付けられているので、メンテナンスの際に、扉部を閉じると搬送ローラや支持ローラを元の相対的位置関係に戻すことが出来る。
従動軸を支持するローラ支持装置と駆動モータとが扉部に取り付けられているから、扉部に熱伸びがあっても、回転軸のズレは生じない。

本発明の真空処理装置のブロック図 (ａ)：本発明の真空装置の構造を説明するための図面 (ｂ)：その真空装置が搬送対象物を搬送する状態を説明するための図面 本発明の真空処理装置の内部構造を説明するための図面 本発明の真空処理装置の一例の構造を説明するための図面 (ａ)、(ｂ)：従来技術の真空装置を説明するための図面

図１は、本発明の一例の真空処理装置１０を示すブロック図である。
この真空処理装置１０は、直列に連結された複数の真空装置１３〜１５を有しており、この例では、直列接続した真空装置１３〜１５の一端に搬入室１１が接続され、反対側の一端に搬出室１２が接続されている。各真空装置１３〜１５は、内部が連通するように真空装置１３〜１５同士を接続してもよいし、真空装置１３〜１５の内部と真空装置１３〜１５の内部との間が、開閉可能な真空バルブを介して連通するように、真空装置１３〜１５同士を接続してもよい。
搬入室１１と、各真空装置１３〜１５と、搬出室１２には、真空排気装置５１〜５５が接続され、真空排気装置５１〜５５を動作させると、搬入室１１と、搬出室１２と、各真空装置１３〜１５とをそれぞれ真空排気して内部を真空雰囲気にできるように構成されている。
ここでは、二台の真空装置１３、１５が成膜やエッチング等の真空処理用の装置であり、真空処理用の真空装置１３、１５は、処理対象の基板を真空雰囲気内で移動させる移動用の真空装置１４によって接続されている。

真空処理用の真空装置１３、１５はスパッタリング装置であり、図２(ａ)は、移動用の真空装置１４の内部を示し、図４は、スパッタリング装置である真空処理装置１３、１５を示している。
真空排気装置５３〜５５によって真空装置１３〜１５内を真空排気しておき、搬送対象物を配置した搬入室１１を真空排気して真空装置１３に接続すると、搬入室１１内から成膜対象物を真空装置１３内に搬入することができる。
搬入した搬送対象物は、真空装置１３、１５内で処理され、大気に触れることなく搬出室１２に移動する。
このように、搬送対象物は、真空装置１３〜１５内を真空雰囲気中で移動する。

本発明の真空装置１３〜１５が有する部材のうち、同じ部材には同じ符号を付して移動に用いられる部材を説明すると、本発明の真空装置１３〜１５は、真空槽２０と、移動装置３３と、支持装置３５とを有している。
真空槽２０は、容器状のチャンバ本体２１と、板状の扉部２２とを有しており、チャンバ本体２１の容器の開口２８は側面に配置され、立設した扉部２２によって塞がれている。
扉部２２の壁面とチャンバ本体２１の壁面との間にはオーリング２３が配置されており、開口２８が扉部２２によって塞がれた状態では、上述したように、真空排気装置５３〜５５を動作させて、各真空装置１３〜１５の真空槽２０の内部を真空雰囲気にすることが出来る。
移動装置３３は、駆動装置４０と、搬送ローラ３８と、ローラ支持装置３２とを有している。
駆動装置４０は、回転軸４３を回転させる駆動モータ４２を有している。駆動モータ４２は、回転軸４３が横方向に伸びて横設されるように、固定部材４１によって扉部２２に固定されている。

搬送ローラ３８には、搬送ローラ３８の中心を通る従動軸４７が挿通されている。
ローラ支持装置３２は扉部２２に固定されている。ローラ支持装置３２は、従動軸４７が一定位置で回転できるように、従動軸４７を支持しており、従動軸４７が回転すると、搬送ローラ３８は鉛直面内、又は鉛直面から数度傾いた面内で回転するようにされている。
一本の回転軸４３の先端と、一本の従動軸４７の一端とは、連結装置４４によって、互いに固定されて一本の駆動軸が構成されている。
回転軸４３の回転軸線と従動軸４７の回転軸線とは、同一直線になるように、互いに固定されており、駆動モータ４２を動作させ、回転軸４３をその回転軸線を中心に回転させると、従動軸４７も同一の回転軸線を中心に回転し、搬送ローラ３８を回転させる。従って、駆動モータ４２を動作させると駆動軸を回転し、搬送ローラ３８が回転する。
搬送ローラ３８とローラ支持装置３２とは、チャンバ本体２１が扉部２２によって塞がれた状態では、真空槽２０の内部に位置している。

図２(ｂ)の符号２４は、円筒状の搬送ローラ３８の外周側面に乗せられた搬送対象物であり、搬送トレイにガラス基板が装着されて構成されている。搬送対象物２４の重量は、搬送ローラ３８と従動軸４７を介して、ローラ支持装置３２によって支持されている。
複数の搬送ローラ３８の間隔は、搬送対象物２４は複数の搬送ローラ３８上に乗る距離にされており、搬送ローラ３８が回転すると、搬送対象物２４は一台の真空装置１３〜１５の真空槽２０内や、異なる二台の真空装置１１、１３〜１５、１２の真空槽２０間を、複数の搬送ローラ３８上に乗って移動する。
搬送対象物２４が乗せられる搬送ローラ３８の外周側面は凹状に形成されており、搬送対象物２４が搬送ローラ３８上から滑り落ちないようにされている。
ここでは、メンテナンスを容易にし、また、真空槽２０内部が汚染しないようにするために、駆動モータ４２は真空槽２０の外部に配置されて扉部２２に固定されている。扉部２２には貫通孔２６が形成されており、この貫通孔２６には、気密装置４６が設けられている。従動軸４７は、気密装置４６を介して貫通孔２６に挿通されている。

気密装置４６は、従動軸４７が回転しても、真空槽２０の内部雰囲気と外部雰囲気とを分離して貫通孔２６から真空槽２０内に大気が侵入しないようにしており、真空槽２０の内部を真空雰囲気にして駆動モータ４２を動作させると、真空槽２０の内部の真空雰囲気を維持しながら、搬送ローラ３８を回転させて搬送対象物２４を移動させることができる。
真空槽２０内の搬送ローラ３８よりも上方位置には、支持装置３５が配置されている。

支持装置３５は、扉部２２に固定された支持部材３１と、支持部材３１に設けられた第一、第二の支持軸３６ａ、３６ｂと、第一、第二の支持軸３６ａ、３６ｂに取り付けられた第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂとを有しており、第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂは、第一、第二の支持軸３６ａ、３６ｂを中心として回転できるようにされている。
第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂは、搬送ローラ３８が回転する平面に対して垂直な平面内で互いに離間して回転するように配置されている。第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂの間は、搬送対象物２４を第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂを挟んで倒れないようにできる距離だけ離間されている。

各真空装置１３〜１５は、移動装置３３と支持装置３５とをそれぞれ複数個ずつ有しており、複数個の搬送ローラ３８は、各真空装置１３〜１５の真空槽２０内の底壁側に、水平方向に伸びる直線に沿って配置されており、各搬送ローラ３８の上端は同じ高さに配置され、搬送対象物２４と衝突しないようにされている。
また、第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂは、各搬送ローラ３８によって搬送される搬送対象物２４を挟み、立設した搬送対象物２４が倒れないで移動するように配置されている。

図３は、図２(ｂ)のＡ−Ａ線切断断面図であり、搬送対象物２４は、ここでは三個の搬送ローラ３８の上に乗って真空装置１４の真空槽２０の内部を移動している。
なお、搬送対象物２４を略垂直な状態で搬送する場合は、搬送対象物２４の上端を第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂによって挟んで支持するが、搬送対象物２４を鉛直から数度傾いた状態で搬送する場合は、搬送対象物２４の上方位置であって下方を向く面側に支持ローラを配置して寄りかからせることができる。この場合は、上方を向く面側には支持ローラを配置しなくてもよい。
搬送対象物２４の移動の際には、扉部２２は、チャンバ本体２１の開口２８を塞いで真空槽２０の内部を真空雰囲気にしており、その状態から、開口２８を開けると、チャンバ本体２１内をチャンバ本体２１の外部位置から操作できる状態にできる。また、チャンバ本体２１の内部表面や扉部２２の表面をクリーニングすることができる。
更に、開口２８が開けられた状態から、扉部２２を閉じ、チャンバ本体２１の開口２８を塞いで真空槽２０内部を真空雰囲気にし、搬送対象物２４が移動できる状態に戻すことが出来る。

一台の真空槽２０内に配置された、複数の搬送ローラ３８と、複数の第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂは、同一の扉部２２に取り付けられており、開口２８を開ける際に、搬送ローラ３８と第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂは、扉部２２と一緒に移動するようになっており、扉部２２を開ける際に、搬送ローラ３８や、第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂを扉部２２からそれぞれ取り外す必要はない。
従って、扉部２２によって開口２８を開け、次に塞ぐときに、扉部２２とチャンバ本体２１との相対的な位置関係を、開口２８を開ける前と同じ位置関係にすると、搬送ローラ３８や、第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂの真空槽２０に対する位置関係も、扉部２２が開けられる前の位置関係に戻るので、カップリング装置は不要であり、また、扉部２２を開け閉めしても、チャンバ本体２１と扉部２２との間の相対位置関係が維持されれば、搬送ローラ３８と第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂ間の相対位置関係に誤差が生じず、搬送対象物２４を搬送できる状態に復帰させることが出来る。

本発明では、扉部２２は、ヒンジ(蝶番)によってチャンバ本体２１に取り付けられており、扉部２２を開けた後、閉じると元の位置に戻るようにされているが、扉部２２とチャンバ本体２１の相対位置を復帰できれば、扉部２２をチャンバ本体２１から取り外すように構成してもよい。
上記例では、各真空装置１３〜１５が共通して有する同じ部材の説明をしたが、真空処理を行う真空装置１３には、真空槽２０内に真空処理に用いられる処理装置が配置されている。ここでは、スパッタリング装置である真空装置１３、１５の真空槽２０内には、処理装置として電極５１とターゲット５２とが配置されており、真空槽２０内にスパッタリングガスを導入して電極５１に電圧を印加してターゲット５２をスパッタリングし、真空槽２０内の搬送対象物２４に薄膜を形成できるようになっている。

本発明の真空装置１３〜１５では、回転軸４３と、回転軸４３に連結され、ローラ支持装置３２によって支持された従動軸４７と、その従動軸４７が挿入された搬送ローラ３８も、扉部２２を開けると一緒に移動される。
従って、扉部２２を開けても従動軸４７と回転軸４３の連結は維持されるから、カップリング装置は不要である。
しかも、本発明の真空装置１３〜１５では、駆動モータ４２とローラ支持装置３２とは互いに近接した位置で扉部２２に取り付けられており、扉部２２が熱伸びしても、駆動モータ４２とローラ支持装置３２とは同じ方向に同じ距離移動するようになっている。このような構成によると、扉部２２の熱伸びが大きくても、回転軸４３の回転軸線と、従動軸４７の回転軸線との一致状態は維持される。

また、搬送対象物２４の上部と接触して搬送対象物２４が倒れないようにする支持装置３５も扉部２２に取り付けられており、水平方向にも、搬送ローラ３８と第一、第二の支持ローラ３７ａ、３７ｂは一緒に移動するようになっているから、搬送ローラ４２と支持ローラ３７ａ、３７ｂとの相対位置は変化せず、搬送対象物２４を確実に支持することが出来る。
本発明の真空処理装置１０は、上記真空装置１３〜１５に含まれる真空装置が、複数個連結して構成され、搬送対象物２４が真空装置１３〜１５の間を、大気に曝されずに、搬送ローラ３８の回転により、各真空装置１３〜１５を通って移動できればよく、例えば、一台の真空槽２０内に、複数の成膜装置が設けられていてもよい。

１０……真空処理装置
１３〜１５……真空装置
２０……真空槽
２１……チャンバ本体
２２……扉部
２４……搬送対象物
２８……開口
３２……ローラ支持装置
３５……支持装置
３８……搬送ローラ
４３……回転軸
４７……従動軸

Claims (6)

1. 開口を有するチャンバ本体と、
   前記開口を気密に覆って真空槽を形成する扉部と、
   前記真空槽の内部に配置され、板状の搬送対象物が立設して下端が乗せられる搬送ローラと、
   前記搬送ローラに挿通された従動軸と、
   前記従動軸を支持するローラ支持装置と、
   前記従動軸を回転させることで前記搬送ローラを回転させ、前記搬送ローラ上の前記搬送対象物を立設状態で移動させる駆動モータと、
   を有する真空装置であって、
   前記ローラ支持装置と前記駆動モータは、前記扉部に取り付けられた真空装置。
2. 前記従動軸の一端と前記駆動モータの回転軸の先端は、回転軸線が一致するように互いに固定された請求項１記載の真空装置。
3. 前記駆動モータは前記真空槽の外部に配置され、前記扉部には貫通孔が形成され、前記回転軸と前記従動軸とで構成される駆動軸は、前記貫通孔に気密に挿通された請求項２記載の真空装置。
4. 前記搬送ローラよりも上方には、前記搬送対象物の上部と接触して前記搬送対象物の立設状態を支持する支持部材が配置され、
   前記支持部材が前記扉部に取り付けられた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空装置。
5. 前記真空槽の内部には、前記搬送対象物に含まれるガラス基板の表面に薄膜を形成する成膜装置が配置された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の真空装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の真空装置が複数個連結され、各前記真空装置内部を、前記搬送対象物が大気に曝されないで移動できるように構成された真空処理装置。

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