JP6371578B2 - 天板開閉機構及び検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に対して加工を行なう半導体製造装置や、対象物に対して検査を行なう検査装置等で使用される容器の天板（上板）の開閉機構に関するものである。

従来より、加工対象物に対して微細加工を行う半導体製造装置や微細加工品等を対象とした検査を実施する検査装置では、その対象物を保持して任意の位置に移動できるステージが使用される。この半導体の加工や検査では、真空を必要とする場合があり、その場合、このステージは、真空を保持できる容器（チャンバ）内に配置される。

ステージの故障時及び修理や保守の際には、容器内に配置されるステージにアクセスする必要がある。従来の容器では、容器の側面部に開閉扉を設け、ステージへのアクセスを可能としている。また、容器の一部分に開口部を設け、通常時は蓋をし、必要時のみ蓋等を外し運用する容器もある。

さらに、容器の天板（上板）部全体を開口し（天板開け）、ステージに対するアクセスを最大限可能とする容器もある。この場合、天板を上昇させた後に横移動し天板を開けることが考えられるが、一般的に天板は重量物でかつ四角形状であるため、上昇手段は天板の上昇支持点を４箇所設定していた。また、それに伴い、天板の姿勢を水平に保持する為に４点の上昇量が保たれるように同期機構を必要とするのが一般的であった。

なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。特許文献１には、検査装置の一部を機械的な手段によって移動させることが記載されている。

特開平７−１６５０６６号公報

しかしながら、容器の側面部に開閉扉を設けた容器や、容器の一部分に開口部を設け、通常時は蓋等をし、必要時のみ蓋等を外して運用する容器においては、ステージにアクセスできる範囲は扉や蓋が取り付けられる開口部に制限され、修理や保守の作業性や能率を著しく低下させる。また、その作業の確実性も低くなり、装置としての信頼性も低くなってしまう。一方、容器の天板全体を開口し（天板開け）、ステージにアクセスする形態においても、次のような問題がある。

容器の大きさは、加工や検査の対象物やそれに応じたステージの大きさによって様々であるが、一辺が１ｍ程度の方体になる場合が多い。また、容器内は真空にされるため、容器には、容器外の大気との差圧に耐えうる剛性が必要となり、必然的に容器は肉厚となる。さらに、天板上には加工や検査を行うための機器であるコラムが配置されるところ、天板とコラムを合わせると１トン以上の重量物になる場合もある。

そのため、容器の天板全体を開口して（天板開け）ステージに対するアクセスを最大限可能とする形態では、天板を開ける作業が容易ではない。その結果、修理や保守のための時間や人工を多く必要とするとともに、装置のダウンタイム（非稼働時間）を多くとってしまう。

一方、容器の天板部全体を開口する場合、天板を上昇させた後に横移動し天板を開けることが考えられるが、この際、上述のように、上昇手段は天板の上昇支持点を４箇所設定していた。また、それに伴い、天板の姿勢を水平に保持するために４点の上昇量が保たれるように同期機構を必要とするのが一般的であった。このため、上昇支持点を４箇所設定するためのスペース及び同期機構のためのスペースが必要となり、容器周辺のエリアを占有してしまい、他の機器の設計制約となっていた。また、同期機構を用いない場合には、それぞれの上昇支持点の上昇量を確認しながら、それぞれ個別に上昇の操作をする必要があり、操作が煩雑で、安全面からも問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、天板を水平に上昇させることができる天板開閉機構を提供することを目的とする。

本発明の第１位の態様は、容器本体と剛体の天板とからなる容器の前記天板を開閉させるための天板開閉機構であって、この天板開閉機構は、３つの支持点で前記天板を下方から支持して上昇させる上昇手段を備えた構成を有している。

この構成により、天板を３点で支持して上昇させるので、天板を４点以上の支持点で支持する場合と異なり、すべての支持点に常に天板の荷重が印加される形態となり、天板を傾けて上昇させてしまう挙動を抑制でき、天板を水平に上昇させることができる。すなわち、支持点が４点以上である場合には、４点以上の内の３点には必ず荷重は印加されるが、１点以上は荷重を受けない箇所が生じるところ、平面は３点で一意的に決まり、かつ天板は剛体であるので、この天板を３点で支持すれば、天板を平面として支持する形態となり、常に３点に天板の荷重が印加される。

上記の天板開閉機構において、前記上昇手段は、共通の油圧ポンプで稼働され、前記天板の前記３つの支持点をそれぞれ下方から支持する３つの油圧ジャッキであってよい。

この構成により、常に３つの油圧ジャッキに荷重が印加されるので、荷重を受けない油圧ジャッキに油圧が逃げて天板が傾き、荷重を受けている油圧ジャッキに荷重が集中して天板がさらに傾くという現象を防止でき、これによって、水平に天板を上昇させることは可能となる。

上記の天板開閉機構は、前記上昇手段によって上昇された前記天板を横方向に移動させる横移動機構をさらに備えていてよい。

この構成により、容器本体の上方から天板が取り除かれて容器が開放されるので、修理や保守の際の容器内へのアクセスが容易になる。

上記の天板開閉機構において、前記横移動機構は、前記容器本体に隣接して、移動させられた前記天板を載置するための天板載置台を備え、前記天板を前記天板載置台の上に移動可能であってよい。

この構成により、横移動機構が天板を天板載置台まで移動させるので、容器から取り除かれた天板を安定して保持することができる。

上記の天板開閉機構において、前記横移動機構は、前記天板を載置して横方向に移動する台車を備え、前記上昇手段により上昇させた前記天板の下方に前記台車を挿入し、前記天板を下降させて、前記台車に前記天板を載置してよい。

この構成により、横移動機構は、台車に天板を載置して横方向に移動させることで天板を開くことができる。また、天板を容器本体に戻すときには、天板を開く手順とは逆に、台車により天板を容器側に移動させた後に、上昇手段により天板を下方から支持し、台車を天板の下方から取り除いて、上昇手段により天板を下降させることで、容易本体に天板を閉じることができる。

上記の天板開閉機構において、前記台車は、転動体を備えていてよい。

この構成により、天板を容易に横方向に移動することができる。

上記の天板開閉機構において、前記天板は所定の仮想線に対して線対称の形状であってよく、３つの支持点のうちの２つの支持点も前記所定の仮想線に対して線対称の位置にあってよい。

この構成によって、３つの支持点のうち２点はほぼ同一の荷重となる。

上記の天板開閉機構は、前記２つの支持点と前記他の１つの支持点とで前記天板の上昇量の同期をとる水平維持機構をさらに備えていてよい。

この構成により、２つの支持点とこの２点を除く残りの１つの支持点との上昇量の同期がとられるので、全ての同期をとる構成にする必要がなく、コンパクトで簡易な構成で天板を水平に上昇させることができる。

上記の天板開閉機構において、前記水平維持機構は、前記天板に対して位置が固定された複数のラックギアと、前記複数のラックギアの各々に噛み合うとともに、前記容器本体に対して位置が固定された回転可能な１つの軸に固定された平歯車とを備え、前記天板の上昇に伴って前記複数のラックギアの各々がそれに噛み合う前記ギアを回転させることで前記天板の傾きを補正してよい。

この構成により、簡易な構成で確実に天板の上昇量の同期をとることができる。なお、各軸にプーリを設け、タイミングベルト等で連結することにより、同期を取るようにしてもよい。

上記の天板開閉機構において、前記天板の上には構造物が載置されてよく、上記の天板開閉機構は、前記天板の移動に伴う前記構造物の移動をサポートする構造物移動サポート機構をさらに備えていてよい。

この構成により、天板上に載置された構造物を天板とともにスムーズに移動させることができる。なお、構造物は、例えば、検査装置や半導体製造装置のコラムであってよい。

上記の天板開閉機構において、前記構造物には、前記構造物に付帯する付帯装置が接続されていてよく、上記の天板開閉機構は、前記構造物の移動に同期して前記付帯装置を移動させる付帯装置移動機構をさらに備えていてよい。

この構成により、構造物が天板とともに横方向に移動する際に、それに追従して付帯装置も横方向に移動させることができる。

上記の天板開閉機構において、前記構造物と前記付帯装置とは、配線及び／又は配管によって接続されていてよく、上記の天板開閉機構は、前記配線及び／又は配管を収納し、前記構造物及び前記付帯装置が移動する際にも移動しない収納ボックスをさらに備えていてよく、前記配線及び／又は配管は、可撓性を有するケーブルベア（登録商標）に収納されていてよい。

この構成により、構造物や付帯装置が横方向に移動する際にも、それらの間を接続する配線や配管が移動の障害となることなく、スムーズな移動が可能となる。

上記の天板開閉機構において、前記配線及び／又は配管は、接続収容体を介して前記構造物に接続されていてよい。

この構成により、配線や配管は、接続収容体を介して構造物に接続されるので、構造物との接続箇所付近で配線や配管が複雑に絡み合って構造物の横方向への移動の妨げとなるという不都合を軽減ないし回避でき、天板とともに構造物を横方向に移動させる場合に、配線や配管を構造物から切断する必要がなくなる。

上記の天板開閉機構において、前記天板の上には構造物が載置されていてよく、上記の天板開閉機構は、前記構造物の一部を前記天板の移動とは独立して移動させる構造物移動サポート機構をさらに備えていてよい。

この構成によれば、天板上に載置される構造物の天板からの着脱、保守等が容易となる。

本発明の第２の形態は、被検査物を検査するための検査装置であって、この検査装置は、前記被検査物を収容するための容器本体と天板とからなる容器と、前記天板上に設けられ、前記容器に収容された前記被検査物にビームを照射するためのコラムと、前記の前記天板を開閉させるための天板開閉機構とを備え、前記天板開閉機構は、３つの支持点で前記天板を下方から支持して上昇させる上昇手段を備えた構成を有している。

この構成により、天板を３点で支持して上昇させるので、すべての支持点に常に天板の荷重が印加される形態となり、天板を傾けて上昇させてしまう挙動を抑制でき、天板を水平に上昇させることができる。

本発明によれば、天板を３点で支持して上昇させるので、すべての支持点に常に天板の荷重が印加される形態となり、天板を傾けて上昇させてしまう挙動を抑制でき、天板を水平に上昇させることができる。

本発明の実施の形態における天板開閉機構を含む検査装置の主要な構成を模式的に表した正面図 本発明の実施の形態における天板開閉機構の主要な構成を模式的に表した平面図 本発明の実施の形態における天板開閉機構の主要な構成を模式的に表した正面図 本発明の実施の形態における天板開けのために天板を上昇させた状態を示す正面図 本発明の実施の形態における上昇した天板の下方に台車が潜り込んだ状態を示す平面図 本発明の実施の形態における上昇した天板の下方に台車が潜り込んだ状態を示す正面図 本発明の実施の形態におけるジャッキを縮めることで天板を台車上に載置した状態を示す正面図 本発明の実施の形態における天板を載置した台車が天板載置台に向けて横方向に移動する状態を示す平面図 本発明の実施の形態における天板を載置した台車が天板載置台に向けて横方向に移動する状態を示す正面図 本発明の実施の形態における天板が天板載置台に載置された状態を示す平面図 本発明の実施の形態における天板が天板載置台に載置された状態を示す正面図 本発明の実施の形態における台車を駆動するための構成の一例を説明するための平面図 本発明の実施の形態における台車を駆動するための構成の一例を説明するための正面図 本発明の実施の形態における台車を駆動するための構成の他の例を説明するための平面図 本発明の実施の形態における台車を駆動するための構成の他の例を説明するための正面図 本発明の実施の形態における水平維持機構を説明するための平面図 図１０ＡのＡ−Ａ矢視図（下降時） 図１０ＡのＡ−Ａ矢視図（上昇時） 本発明の実施の形態におけるコラム移動サポート機構の構成を模式的に表した平面図 本発明の実施の形態におけるコラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作を説明する正面図 本発明の実施の形態の変形例における検査装置の主要な構成を示した正面図 本発明の実施の形態の変形例における検査装置の主要な構成を示した正面図

以下、本発明の実施の形態の天板開閉機構について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。以下では、本発明の実施の形態の天板開閉機構が検査装置のステージを収容する真空容器に採用される例を説明するが、本発明の実施の形態の天板開閉機構は半導体製造装置等の他の装置の真空容器の天板を開閉する機構としても応用可能である。

図１は、本発明の実施の形態の天板開閉機構を含む検査装置の主要な構成を模式的に表した正面図である。検査装置１００は、真空容器（以下単に「容器」という。）１０と、コラム２０と、付帯装置３０と、筐体４０と、定盤５０と、天板開閉機構とを備えている。容器１０、コラム２０、定盤５０は、筐体４０の内部に設置される。なお、以下では、検査装置１００について、図１の左右方向を左右方向、横方向、又は水平方向とし、図１の上下方向を上下方向、縦方向、又は鉛直方向とし、図１の紙面に垂直な方向を奥行き方向（奥、手前）とする。

容器１０は、概略直方体形状を有し、底面板と、右側面板と、左側面板と、前面板と、背面板と、上面板、即ち天板とで構成される。底面板と、右側面板と、左側面板と、前面板と、背面板とは一体的に構成され（以下これを「容器本体１１」という。）、天板１２は容器本体１１に対して取り外し可能である。容器１０の内部には、試料を載置するためのステージ（不図示）が配置される。

コラム２０は略円筒状の形状を有する。コラム２０は、容器１０の天板１２上に設置される。コラム２０は、容器１０の内部の試料に照射するためのビームを形成する。容器１０の天板１２は、その略中央位置にコラム２０を載置するための凹部を有する。この凹部はコラム２０で形成されたビームを透過させる。コラム２０で形成されたビームは、この凹部を介して容器１０内部のステージに載置された試料に照射される。また、試料からのビームも天板１２の凹部を介してコラム２０に入射する。なお、コラム２０は、本発明の構造物に相当する。

容器１０は、高剛性の定盤５０上に設置される。定盤５０は、図示しない除振装置の上に設置される。コラム２０と付帯装置３０とは、筐体４０に固定された収納ボックス６０を介して配線及び配管で接続される。配線及び配管は可撓性を有するケーブルベア７０に収納される。

筐体４０内には、さらに、容器１０の天板１２を開閉するための天板開閉機構が備えられる。図２Ａ及び図２Ｂは、本実施の形態の天板開閉機構の主要な構成を模式的に表した平面図及び正面図である。以下、図１とともに図２Ａ及び図２Ｂを参照して天板開閉機構を説明する。検査装置１００は、天板開閉機構として、３つのジャッキ１０１ａ〜１０１ｃ、台車１０２、及び天板載置台１０３を備えている。

ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃは、油圧ジャッキである。ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃは、容器１０の天板１２の外周部の近傍の３つの支持点を下方から支持して上昇させられるように、天板１３の下方に設けられる。３つのジャッキ１０１ａ〜１０１ｃは、同一の駆動源（油圧源）によって駆動される。なお、ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃは、本発明の上昇手段に相当する。

天板１２は、平面視で長方形であり、中心を通る仮想線Ｌについて線対称の形状である。よって、天板１２の重力による下向きの荷重もこの仮想線Ｌについて線対称となる。ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃが天板１２を支持する支持点ｓａ、ｓｂ、ｓｃは、それぞれ天板１２の外周部付近に設定されるが、３つのジャッキ１０１ａ〜１０１ｃのうちの２つのジャッキ１０１ａ及び１０１ｃは、それらの支持点ｓａ及びｓｃが仮想線Ｌについて対称の位置になるように設置される。これにより、ジャッキ１０１ａ及び１０１ｃの支持点ｓａ及びｓｃにかかる荷重は等しくなり、支持点ｓａ及びｓｃにかかる荷重とジャッキ１０１ｂの支持点ｓｂにかかる荷重を等しくすることで、天板１２を水平に支持することができる。

台車１０２は、容器１０の手前側と奥側に対応して２本設けられている。台車１０２は複数の転動体（コロ）１０２１を備えており、天板載置台１０３と容器１０との間を横方向に移動可能である。天板載置台１０３における台車１０２を支持する面は、容器本体１１の上面の高さとほぼ同じ高さに設定される。なお、天板載置台１０３は、容器１０に隣接して設けられるが、容器１０は除振装置に固定された定盤５０に設置されており、除振処理がされているので、このような容器１０に振動を伝達しないようにするため、容器１０には接していない。この台車１０３及び天板載置台１０３は、本発明の横移動機構に相当する。

以上のように構成された天板開閉機構について、図３〜図７Ｂを参照してその動作を説明する。図３は、天板開けのために天板１２を上昇させた状態を示す正面図である。ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃがそれぞれ支持点ｓａ〜ｓｃで天板１２を下方から支持して延びると、天板１２は、図３に示すようにジャッキ１０１ａ〜１０１ｃによって持ち上げられて上昇する。このとき、ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃは、天板１２の下方に台車１０２が挿入され得るように、十分な高さに天板１２を上昇させる。

図４Ａ及び図４Ｂは、上昇した天板１２の下方に台車１０２が潜り込んだ状態を示す平面図及び正面図である。図３に示すように天板１２が十分に上昇すると、転動体１０２１が回転することで台車１０２がそれぞれ容器１０に向けて横方向に移動させられて、天板１２の下方まで移動する。この移動において、前面側の台車１０２及び背面側の台車１０２は、それぞれ容器本体１１の前面板及び背面板の上を転動体１０２が転動する。台車１０２は、天板１２の真下にまで移動すると、そこで停止させられる。

図５は、ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃを縮めることで天板１２を台車１０２上に載置した状態を示す正面図である。ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃが縮むと天板１２もこれにつれて降下し、台車１０２に支持される。天板１２が台車１０２に支持された後もジャッキ１０１ａ〜１０１はさらに縮んで元の位置に戻る。この状態で、天板１２は前面側の外周部近傍と背面側の外周部近傍を２本の台車１０２に支持され、２本の台車１０２はそれぞれ容器本体１１の前面板及び背面板の上に支持される。

図６Ａ及び図６Ｂは、天板１２を載置した台車１０２が天板載置台１０３に向けて横方向に移動する状態を示す平面図及び正面図である。天板１２を載置した台車１０２は、転動体１０２１が回転することで、天板載置台１０３に向けて移動する。上述のように天板載置台１０３の台車１０２を支持する面の高さは容器本体１１の上面の高さと一致しているので、台車１０２は、容器本体１１の上面（前面板及び背面板の上面）から天板載置台１０３の台車支持面にスムーズに移動することができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、天板１２が天板載置台１０３に載置された状態を示す平面図及び正面図である。台車１０２が横方向に移動して完全に容器本体１１から天板載置台１０３に移動すると、容器本体１１の上面が完全に解放されて、修理や保守等の作業のため容器本体１１の上面からのアクセスが可能になる。また、容器本体１１から取り除かれた天板１２は、台車１０２に載置された状態で天板載置台１０３に安定的に保持される。

次に、台車１０２を駆動するための構成について説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、台車１０２を駆動するための構成の一例を説明するための平面図及び正面図である。横移動機構は、台車１０２を駆動するための構成として、ボールネジ１０４及びリニアガイド１０５、１０６を備えている。ボールネジ１０４は、天板載置台１０３上に設けられる。リニアガイド１０５は天板載置台１０３に設けられ、リニアガイド１０６は容器１０に設けられる。

リニアガイド１０５は、天板載置台１０３に固定されたリニアガイドレール１０５１と、リニアガイドレール１０５１上をスライドするリニアガイドブロック１０５２からなる。リニアガイドレール１０５１は、台車１０２と平行に、かつ、台車１０２の移動方向（天板載置台１０３から容器１０に向かう方向）に沿って延びている。リニアガイドブロック１０５２は、台車１０２の容器１０へ向かう方向の後端に連結可能である。台車１０２の後端がリニアガイドブロック１０５２に連結されると、リニアガイド１０５２は、台車１０２の後端がリニアガイドレール１０５１に沿って移動するように、台車１０２の移動を制限する（案内する）。

リニアガイド１０６は、容器本体１１の前面板の上端付近で前方側に突き出して形成されたリニアガイド受け１１０に固定されたリニアガイドレール１０６１と、リニアガイドレール１０６１上をスライドするリニアガイドブロック１０６２からなる。リニアガイドレール１０６１は、台車１０２と平行に、かつ、台車１０２の移動方向（天板載置台１０３から容器１０に向かう方向）に沿って延びている。リニアガイドレール１０６１は、リニアガイドレール１０５１と同一直線上に位置するように設置される。リニアガイドブロック１０６２は、台車１０２の容器１０へ向かう方向の前端に連結可能である。台車１０２が天板載置台１０３から容器本体１１に向かって移動してきたときに、リニアガイドブロック１０６２は、台車１０２の前端に連結され、台車１０２の前端がリニアガイドレール１０６１に沿って移動するように、台車１０２の移動を制限する（案内する）。なお、台車１０２が天板載置台１０３側に移動してきた時には、台車１０２の前端とガイドブロック１０６２の連結は解除され、台車１０２が天板載置台１０３側だけに乗る状態になる。

ボールネジ１０４は、天板載置台１０３に固定されたボールネジ軸受１０４１と、ボールネジ軸受１０４１に回転可能に支持されたボールネジシャフト１０４２と、台車１０２の後端の側面に連結可能なボールネジナット１０４３とを備えている。ボールネジシャフト１０４２は図示しないモータ等の回転動力源に連結されており、回転駆動される。ボールネジシャフト１０４２が回転することで、ボールネジナット１０４３がボールネジシャフト１０４２上を移動して、ボールネジナット１０４３に連結された台車１０２が駆動される。

横移動機構は、ボールネジナット１０４３が容器１０側のボールネジ軸受１０４１に達する位置が容器１０に対し天板１２が閉の位置（容器１０と天板１２が全体に重なる位置）となるように構成されており、天板１２の開閉の際は、この位置で台車１０２とボールネジナット１０４３との連結又は連結解除を行なう。すなわち、天板１２が開の位置から閉の位置に移動させた後には、天板１２を３つのジャッキ１０１ａ〜１０１ｃで上昇させ、台車１０２とボールネジナット１０４３との連結解除を行ない、天板１２の下から台車１０２を引き抜いて、天板載置台１０３側に移動させる。天板１２を開ける際には、天板１２を３つのジャッキ１０１ａ〜１０１ｃで上昇させた後に、台車１０２を天板１２の下に挿入し、３つのジャッキ１０１ａ〜１０１ｃを縮ませ天板１２を台車１０２に乗せた後に、台車１０２とボールネジナット１０４３との連結を行ない、天板載置台１０３側に移動させる。

この例の横移動機構によれば、リニアガイド１０５、１０６によって、台車１０２は所望の軌道上を正確に移動することができる。また、特に、容器本体１１の上で台車１０２に重量物である天板１２を載置してこの台車１０２を天板載置台１０３に向けて移動させる場合に、回転動力源による動力によって台車１０２を駆動することができる。

なお、図８Ａ及び図８Ｂでは、前面側にのみボールネジ１０４及びリニアガイド１０５、１０６が設けられた例を示しているが、同様の構成が背面側にも設けられてよい。この場合に、前面側のボールネジシャフトと背面側のボールネジシャフトにそれぞれプーリを設け、これらのプーリをベルトで連結することで、両ボールネジシャフトを介して回転連結されて、両ボールネジの同期をとってもよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、台車１０２を駆動するための構成の他の例を説明するための平面図及び正面図である。この例では、天板開閉機構は、横移動機構として、図８Ａ及び図８Ｂの例で説明したリニアガイド１０５及びリニアガイド１０６を備え、かつ、図８Ａ及び図８Ｂの例のボールネジ１０４の代わりに、ラック・ピニオン１０７を備えている。ラックギア１０７は、天板載置台１０３上に設けられる。

ラック・ピニオン１０７は、天板載置台１０３にギア面を上に向けて固定されたラックギア１０７１と、ラックギア１０７１に係合する平歯車（ギア）１０７２と、平歯車１０７２の中心に固定された軸１０７３と、軸１０７３を回転可能に保持するとともに台車１０２に連結可能な軸ホルダ１０７４と、平歯車１０７２を回転するための回転ハンドル１０７５とを備えている。なお、図９Ａでは、背面側のラック・ピニオン１０７の構成の一部の図示を省略しているが、前面側に示したラック・ピニオン１０７の回転ハンドル１０７５を除くすべての構成が背面側にも同様に設けられている。そして、軸１０７３は、前面側と背面側とで共有されており、よって、前面側と背面側とで、平歯車１０７２の回転量、即ち、軸受１０７４の移動量は同一とされる。

回転ハンドル１０７５を回転させることで、平歯車１０７２が回転してラックギア１０７１上を移動すると、軸ホルダ１０７４も平歯車１０７２とともに移動して、軸ホルダ１０７４に連結された台車１０２が移動する。平歯車１０７２がラックギア１０７１の容器１０側の端に達すると、軸ホルダ１０７２と台車１０２との連結が解除される。台車１０２は、さらに容器１０側に移動することで、天板載置台１０３から完全に容器本体１１に移動する。

なお、台車１０３が容器本体１１から天板載置台１０３に向けて移動する場合は、ラック・ピニオン１０７は上記と逆の動作を行う。この例の横移動機構によっても、リニアガイド１０５、１０６によって、台車１０２は所望の軌道上を正確に移動することができる。また、特に、容器本体１１の上で台車１０２に重量物である天板１２を載置してこの台車１０２を天板載置台１０３に向けて移動させる場合に、回転ハンドル１０７５による動力によって台車１０２を駆動することができる。

なお、図９Ａ及び図９Ｂの例では、回転ハンドル１０７５を手動で回転することで平歯車１０７２を回転させるようにしているが、平歯車１０７２をモータ等の回転動力源によって回転させてもよい。また、天板荷重等の負荷に応じて、減速機等により操作力を低減させてもよい。また、上記の例では、台車１０２とは別にリニアガイド１０５、１０６及びラック・ピニオン１０７を設けているが、これに代えて、リニアガイドレール１０５１、１０６１をラックギアとし、転動体１０２１を平歯車としてもよい。

次に、ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃによって天板１２を支持して上昇または下降させる際の水平同期をとるための水平維持機構について説明する。図１０Ａは、水平維持機構を説明するための平面図である。図１０Ｂ及び図１０Ｃは、図１０ＡのＡ−Ａ矢視図であり、図１０Ｂは下降時の状態を示しており、図１０Ｃは上昇時の状態を示している。

水平維持機構１０８は、ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃに対応して、ラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃと、平歯車（ギア）１０８２ａ〜１０８２ｃと、軸ホルダ１０８４ａ〜１０８４ｃとを備えている。ラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃは、天板１２に固定され、天板１２とともに上下左右に移動する。ラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃは、いずれも天板１２の上面から上方に延びている。ラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃには、天板載置台１０３とは逆の方向にギアが形成されている。

軸ホルダ１０８４ａ〜１０８４ｃは、いずれも定盤５０に立設される。平歯車１０８２ｂには、その回転中心に軸１０８３ｂが固定されており、平歯車１０８２ａ及び１０８２ｃには、その回転中心に共通の軸１０８３ａが固定されている。軸１０８２ｂは、軸ホルダ１０８４ｂ及び１０８４ｄに回転可能に支持されている。軸ホルダ１０８４ｂ及び１０８４ｄは、軸１０８４ｂの先端に固定された平歯車１０８２ｂが、ラックギア１０８１ｂの天板載置台１０３側とは逆方向からラックギア１０８１ｂに噛み合うように軸１０８４ｂを支持している。また、軸１０８２ａは、軸ホルダ１０８４ａ及び１０８４ｃに回転可能に支持されている。軸ホルダ１０８４ａ及び１０８４ｃは、軸１０８４ａに固定された平歯車１０８２ａ及び１０８２ｃが、それぞれラックギア１０８１ａ及び１０８１ｃの天板載置台１０３側とは逆方向からラックギア１０８１ａ及び１０８１ｃに噛み合うように軸１０８４ａを支持している。

軸１０８３ａ及び１０８３ｂの前面側の端部には、それぞれプーリ１０８５ａ及び１０８５ｂが固定されている。プーリ１０８５ａとプーリ１０８５ｂとは、タイミングベルト１０８６によって回転連結されている。

さらに、水平維持機構は、リニアガイドレール１０８７と、ガイドブロック１０８８と、連結板１０８９とを備えている。リニアガイドレール１０８７は、容器本体１１に固定される。リニアガイドレール１０８７は、左右方向に間隔を空けて２本設けられる。リニアガイドレール１０８７は、棒状の形状を有し、長手方向が鉛直方向を向くように設けられる。なお、リニアガイドレール１０８７は、定盤５０に固定されてもよい。ガイドブロック１０８８は、リニアガイドレール１０８７上をリニアガイドレール１０８７の長手方向に沿って移動する。ガイドブロック１０８８は、連結板１０８９に固定される。

連結板１０８９は、天板１２の下方に固定される。即ち、連結板１０８９は、天板１２とガイドブロック１０８８とを連結し、それらの位置関係を一定に保つ。よって、この左右のガイドブロック１０８８が上下移動時の姿勢を相互に制約して、維持することにより、奥行き方向の軸周りの回転による天板１２の傾きが生じないように天板１２の姿勢を維持することが可能となる。なお、図９Ｂ及び図９Ｃでは、各リニアガイドレール１０８７に対して１つのガイドブロック１０８８を有する例を説明したが、各リニアガイドレール１０８７に対して上下に複数個のガイドブロック１０８８を設けてもよい。そうすることでより確実に、連結板１０８９の姿勢を維持することができる。

以上のように構成された水平維持機構の動作を説明する。ジャッキ１０１ａに対応するラックギア１０８１ａ及び平歯車１０８２ａと、ジャッキ１０１ｂに対応するラックギア１０８１ｂ及び平歯車１０８２ｂと、それらの平歯車１０８２ａ及び平歯車１０８２ｂとを回転連結するための軸１０８３ａ、プーリ１０８５ａ、タイミングベルト１０８６、プーリ１０８５ｂ、軸１０８３ｂによって、ジャッキ１０１ａとジャッキ１０１ｂとの上昇量の同期がとられ、天板１２の左右方向の傾きが防止される。

すなわち、天板１２がジャッキ１０１ａ〜１０１ｃによって上昇すると、ラックギア１０８１ａ及び１０８１ｂが天板１２とともに上昇する。このとき、平歯車１０８２ａは、ラックギア１０８１ａの上昇量に応じた回転数だけ回転する。平歯車１０８２ｂについても同様に、ラックギア１０８１ｂの上昇量に応じた回転数だけ回転する。そして、平歯車１０８２ａと平歯車１０８２ｂとは、軸１０８３ａ及び１０８３ｂ、プーリ１０８５ａ及び１０８５ｂ、及びタイミングベルト１０８６によって同期がとられて同一の回転数となるので、ラックギア１０８１ａ及び１０８１ｂの上昇量も同じになる。これにより、天板１２が上昇させられる際には、ジャッキ１０１ａとジャッキ１０１ｂとの同期がとられ、天板１２の左右方向の傾きが防止される。

なお、リニアガイドレール１０８７、ガイドブロック１０８８、及び連結板１０８９によっても、天板１２の左右方向の傾きが防止される。すなわち、連結板１０８９は、天板１２と２つのガイドブロック１０８８とを連結し、それらの位置関係を一定に保つ。よって、この左右のガイドブロック１０８８が上下移動時の姿勢を相互に制約して、維持することにより、奥行き方向の軸周りの回転による天板１２の傾きが生じないように天板１２の姿勢が維持される。

また、ジャッキ１０１ａに対応するラックギア１０８１ａ及び平歯車１０８２ａと、ジャッキ１０１ｃに対応するラックギア１０８１ｃ及び平歯車１０８２ｃと、それらの平歯車１０８２ａ及び平歯車１０８２ｃとを回転連結するための軸１０８３ａによって、ジャッキ１０１ａとジャッキ１０１ｃとの上昇量の同期がとられ、天板１２の前後方向（奥行き方向）の傾きが防止される。ただし、上述のように、ジャッキ１０１ａの支持点ｓａとジャッキ１０１ｃの支持点ｓｃとは、仮想線Ｌについて線対称の位置にあるので、ジャッキ１０１ａとジャッキ１０１ｃについては上昇量の同期をとる必要性は低い。よって、ジャッキ１０１ｃについては、ラックギア１０８１ｃ及び平歯車１０８２ｃを省略してもよい。

天板１２に固定されたラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃは、いずれも定盤５０に固定された平歯車１０８２ａ〜１０８２ｃに対して天板載置台１０３側にあるので、水平維持機構によって水平を維持して上昇された天板１２が、台車１０２に載置されて天板載置台１０３に向けて移動する際には、ラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃとの平歯車１０８２ａ〜１０８２ｃとの係合が外れて、平歯車１０８２ａ〜１０８２ｃを残してラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃが天板１２とともに天板載置台１０３に向かって移動する。逆に、天板１２を容器本体１１に戻す際には、天板１２とともにラックギア１０８１ａ〜１０８１ｃが天板載置台１０３側から平歯車１０８２ａ〜１０８２ｃに接近して、最終的に平歯車１０８２ａ〜１０８２ｃに係合する。

次に、図１及び図１１を参照して、天板１２の横方向の移動に伴う天板上構造物であるコラム２０の横方向の移動をサポートするコラム移動サポート機構及びコラム２０の横方向の移動に同期して付帯装置３０を横方向に移動させる付帯装置移動機構について説明する。図１１は、コラム移動サポート機構の平面図である。コラム移動サポート機構は、ガイドブロック１１６及びレール１１７を備えている。レール１１７は、長手方向が左右方向（水平方向）に向くように、筐体４０の内部に固定されている。コラム２０に接続される配線及び配管は、可撓性のケーブルベア７０に収納され、ケーブルベア７０に収納された配線及び配管は、ガイドブロック１１６に固定された接続収容体１１８を介してコラム２０や他の天板上構造物の必要な個所に接続されている。この接続収容体１１８はコラム２０又は天板上構造物と左右方向に隙間を空けて設置されており、よって、天板１２が横方向に移動すると隙間がなくなり接触して、天板１２及びコラム２０と一体となって横方向に移動する。即ち、ガイドブロック１１６は、レール１１７に沿って左右方向に移動する。

付帯装置移動機構は、ガイドブロック１１９、及びレール１２０を備えている。ガイドブロック１１９は付帯装置３０の下方に固定されている。レール１２０は、長手方向が左右方向を向くように、筐体４０の上面に固定されている。ガイドブロック１１９は、付帯装置３０と一体となって、レール１２０に沿って左右方向に移動する。

次に、コラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作について説明する。図１２は、コラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作を説明する図である。天板１２上のコラム２０に配線及び配管を接続する接続収容体１１８は、台車１０２に天板１２を載置してから、図１２に示すように天板１２を天板載置台１０３まで移動させる際に、天板１２の横移動に伴って、ガイドブロック１１６がレール１１７をスライドすることにより、コラム２０及び天板１２とともに移動する。

このとき、収容ボックス６０は筐体４０に固定されているので、コラム２０の横移動の際にも移動はしない。接続収容体１１８と収納ボックス６０とを接続する配線及び配管は、可撓性を有するケーブルベア７０に収容されるので、接続収容体１１８の移動に伴って、接続収容体１１８と収納ボックス６０とを接続するケーブルベア７０は変形して、配線及び配管は、接続収容体１１８の移動に追従する。なお、接続収容体１１８は、天板１２が横移動する前には、天板上構造物やコラムとは左右方向に微小な隙間をもって設置されており、天板移動時にはその隙間がなくなり接触することにより天板１２及びコラム２０と共に移動する。

このとき、付帯装置３０に固定されたガイドブロック１１９が、コラム２０及び天板１２の横移動と同期してレール１２０上をスライドし、これによって、付帯装置３０がコラム２０及び天板１２の横移動と同期して横移動をする。付帯装置３０と収納ボックス６０とを接続する配線及び配管は、可撓性を有するケーブルベア７０に収容されるので、付帯装置３０の移動に伴って、付帯装置３０と収納ボックス６０とを接続するケーブルベア７０は変形して、配線及び配管は、付帯装置３０の移動に追従する。

このようなコラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作により、コラム２０を載置した天板１２を容器本体１１から取り外して天板載置台１０３に移動させる場合にも、コラム２０と配線及び配管との接続を切る必要がなく、天板１２の開閉動作を円滑に行うことができる。また、配線及び配管が可撓性を有するケーブルベア７０によってまとめられるので、コラム２０や付帯装置３０が横方向に移動する際にも配線及び配管が煩雑になることはない。

図１３及び図１４は、変形例の検査装置の主要な構成を示した正面図である。本変形例では、コラム２０が吊り下げ部材１２１によって吊り下げられている。吊り下げ部材１２１は、下端がコラム２０に固定され、上端が付帯装置３０に固定されている。コラム２０は、付帯装置３０と共に横方向に移動可能である。このとき、図１４に示すように、コラム２０は、接続収容体１１８及びそれを支持するガイドブロック１１６とは独立して横方向に移動する。

このような構成によって、付帯装置３０及びコラム２０は、互いに同期し、かつ、天板１２とは独立して、横方向に移動することができる。上記の実施の形態で説明したように、天板１２上に載置されるコラム２０は重量物であり、天板１２と一体として移動すると、天板１２の移動に大きな駆動力が必要となるが、本変形例によれば、コラム２０を天板１２とは独立して移動させることができるので、コラム２０の修理や保守が容易になる。なお、本変形例において、天板１２を台車１０２に載置して横方向に移動させる際に、接続収容体１１８及びガイドブロック１１６を天板１２とともに横方向に移動させることによって、天板１２が外されて解放された容器本体１１の上面にアクセスしやすいようにしてよい。

また、上記の実施の形態では、左右方向の傾きを防止する水平維持機構として、平歯車１０８２ａ及び１０８２ｂ、軸１０８３ａ及び１０８３ｂ、プーリ１０８５ａ及び１０８５ｂ、及びタイミングベルト１０８６からなる構成と、リニアガイドレール１０８７、ガイドブロック１０８８、及び連結板１０８９からなる構成を採用したが、これらの２つの機構のいずれかのみを採用してもよい。

また、上記の実施の形態では、天板１２を持ち上げるための構成として、油圧ジャッキ１０１ａ〜１０１ｃを採用したが、これ以外の駆動装置ないし駆動機構を採用してもよい。さらに、上記の実施の形態では、天板開閉機構を検査装置のステージを収容する真空容器の天板の開閉をするための機構として応用する例を説明したが、本発明の天板開閉機構は、これ以外の容器の天板の開閉をするための機構としても応用可能である。

また、上記の実施の形態では、天板１２は平面視で長方形であったが、天板１２は、その他の形状であってよい。例えば、容器本体１１が筒状であり、天板１２が平面視で円形であってもよい。

本発明は、天板を３点で支持して上昇させるので、すべての支持点に常に天板の荷重が印加される形態となり、天板を傾けて上昇させてしまう挙動を抑制でき、天板を水平に上昇させることができるという効果を有し、対象物に対して加工を行なう半導体製造装置や、対象物に対して検査を行なう検査装置等で使用される容器の天板（上板）の開閉機構等として有用である。

１００ 検査装置
１０ 容器
１１ 容器本体
１２ 天板
２０ コラム
３０ 付帯装置
４０ 筐体
５０ 定盤
６０ 収納ボックス
７０ ケーブルベア
１０１ａ〜１０１ｃ ジャッキ
１０２ 台車
１０２１ 転動体
１０３ 天板載置台
１０４ ボールネジ
１０４１ ボールネジ軸受
１０４２ ボールネジシャフト
１０４３ ボールネジナット
１０５ リニアガイド
１０５１ リニアガイドレール
１０５２ リニアガイドブロック
１０６ リニアガイド
１０６１ リニアガイドレール
１０６２ リニアガイドブロック
１０７ ラック・ピニオン
１０７１ ラックギア
１０７２ 平歯車（ギア）
１０７３ 軸
１０７４ 軸ホルダ
１０７５ 回転ハンドル
１０８ 水平維持機構
１０８１ａ、１０８２ｂ、１０８１ｃ ラックギア
１０８２ａ、１０８２ｂ、１０８２ｃ 平歯車（ギア）
１０８３ａ、１０８３ｂ 軸
１０８４ａ、１０８４ｂ、１０８４ｃ 軸ホルダ
１０８５ａ、１０８５ｂ プーリ
１０８６ タイミングベルト
１０８７ リニアガイドレール
１０８８ ガイドブロック
１０８９ 連結板
１１６ ガイドブロック
１１７ レール
１１８ 接続収容体
１１９ ガイドブロック
１２０ レール
１２１ 吊り下げ部材

Claims (14)

1. 容器本体と剛体の天板とからなる真空容器の前記天板を開閉させるための天板開閉機構において、
   ３つの支持点で前記天板を下方から支持して上昇させる上昇手段を備え、
   前記上昇手段は、共通の油圧ポンプで稼働され、前記天板の前記３つの支持点をそれぞれ下方から支持する３つの油圧ジャッキであることを特徴とする天板開閉機構。
2. 前記上昇手段によって上昇された前記天板を横方向に移動させる横移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の天板開閉機構。
3. 前記横移動機構は、前記容器本体に隣接して、移動させられた前記天板を載置するための天板載置台を備え、前記天板を前記天板載置台の上に移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の天板開閉機構。
4. 前記横移動機構は、前記天板を載置して横方向に移動する台車を備え、前記上昇手段により上昇させた前記天板の下方に前記台車を挿入し、前記天板を下降させて、前記台車に前記天板を載置することを特徴とする請求項３に記載の天板開閉機構。
5. 前記台車は、転動体を備えたことを特徴とする請求項４に記載の天板開閉機構。
6. 前記天板は所定の仮想線に対して線対称の形状であり、３つの支持点のうちの２つの支持点も前記所定の仮想線に対して線対称の位置にあることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の天板開閉機構。
7. 前記２つの支持点と前記他の１つの支持点とで前記天板の上昇量の同期をとる水平維持機構をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の天板開閉機構。
8. 前記水平維持機構は、前記天板に対して位置が固定された複数のラックギアと、前記複数のラックギアの各々に噛み合うとともに、前記容器本体に対して位置が固定された回転可能な１つの軸に固定された平歯車とを備え、前記天板の上昇に伴って前記複数のラックギアの各々がそれに噛み合う前記平歯車を回転させることで前記天板の傾きを補正することを特徴とする請求項７に記載の天板開閉機構。
9. 前記天板の上には構造物が載置され、
   前記天板の移動に伴う前記構造物の移動をサポートする構造物移動サポート機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の天板開閉機構。
10. 前記構造物には、前記構造物に付帯する付帯装置が接続されており、
    前記構造物の移動に同期して前記付帯装置を移動させる付帯装置移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の天板開閉機構。
11. 前記構造物と前記付帯装置とは、配線及び／又は配管によって接続されており、
    前記配線及び／又は配管を収納し、前記構造物及び前記付帯装置が移動する際にも移動しない収納ボックスをさらに備え、
    前記配線及び／又は配管は、可撓性を有するケーブルベアに収納されていることを特徴とする請求項１０に記載の天板開閉機構。
12. 前記配線及び／又は配管は、接続収容体を介して前記構造物に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の天板開閉機構。
13. 前記天板の上には構造物が載置され、
    前記構造物の一部を前記天板の移動とは独立して移動させる構造物移動サポート機構をさらに備えたことを特徴する請求項１ないし８のいずれか一項に記載の天板開閉機構。
14. 被検査物を検査するための検査装置であって、
    前記被検査物を収容するための容器本体と天板とからなる真空容器と、
    前記天板上に設けられ、前記真空容器に収容された前記被検査物にビームを照射するためのコラムと、
    前記真空容器の前記天板を開閉させるための天板開閉機構とを備え、
    前記天板開閉機構は、３つの支持点で前記天板を下方から支持して上昇させる上昇手段を備え、
    前記上昇手段は、共通の油圧ポンプで稼働され、前記天板の前記３つの支持点をそれぞれ下方から支持する３つの油圧ジャッキであることを特徴とする検査装置。