JPH0639698B2 - ローディング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば連続スパッタリング装置に好適なロ
ーディング装置に関する。

（従来の技術） デジタル化された音声情報や画像情報を大量に記録する
のにコンパクトディスク（以下、ＣＤと略称する）が広
く使用されるようになってきた。ＣＤは、ポリカーボネ
ート等の透明な合成樹脂性基板の表面にスパッタリング
により光反射率の高いアルミニューム(A1)薄膜層が形成
されて構成され、「１」か「０」のデジタル情報に合わ
せて、その基板にピット(pit)と称する小さな孔を開
け、その孔の有無をレーザ光の反射波あるいは透過波の
有無によりその記録情報を読み出し得るものである。

１枚の基板への成膜は、スパッタにより比較的短時間で
行われることから、多数の基板への連続成膜が可能であ
る。

従来の連続スパッタリング装置は、第３図に示すように
構成されている。

まずベルトコンベア等の外部搬送装置１で順次搬送され
てくるＣＤ等の基板２は、軸3aを中心に回転（矢印Ｘ１
方向）及び上下（矢印Ｙ1)方向に移動可能な基板搬送装
置３の吸着パット21に吸着され、ローディング(loadin
g)装置４に搬送される。

ローディング装置４は、基板搬送装置３から受けた基板
２をバキュームチャック41で吸引しつつ、成膜室５内の
内部搬送装置51にローディングするもので、第４図に拡
大して示すように構成されている。

即ち、バキュームチャック41が設けられた吸着ヘッド42
は、回転軸43に固定され、駆動機構44のモータ441及び
歯車装置441aにより矢印Ｘ２方向に回転自在に構成され
るとともに、エアーシリンダ442により、上下（矢印Ｙ
2)方向に移動自在に構成されている。バキュームチャッ
ク41は吸着ヘッド42及び回転軸43内の吸排空洞431,取出
し口432を経て、配管45により外部機器46に接続されて
いる。

外部機器46は、バキュームチャック41が基板２を着脱さ
せる作動源をなし、分岐管46a,バルブ46b,46c，及び真
空ポンプ等の排気ポンプ46dから構成されている。

ローディング装置４が基板搬送装置３から基板２を受
け、成膜室５内の内部搬送装置51へローディングすると
きは、まずバルブ46bを開け、基板２をバキュームチャ
ック41で吸引捕捉した後、モータ441の駆動により回転
軸43を１８０度回転させて基板２を成膜室５側に向くよ
う操作される。

次に、エアーシリンダ442によって吸着ヘッド42を成膜
室５に向け降下させるとともに、第３図に示すように成
膜室５内で上昇させた搬送テーブル51a上に基板２が接
近したとき、バルブ46bを閉じ、バルブ46cを開けて大気
を導入して、基板２を内部搬送装置51に移動させるもの
である。

内部搬送装置51もローディング装置４と同様に、軸51b
中心に上下（矢印Ｙ３）方向は勿論のこと矢印Ｘ３方向
に回転可能に構成されているから、基板２は順次スパッ
タ源52まで搬送され成膜される。

スパッタ成膜後の基板２は上記と逆操作により、内部搬
送装置51からローディング装置４，基板搬送装置３を経
て他のベルトコンベアからなる外部搬送装置により搬出
される。

ところで、上述のローディング動作において、回転軸43
や吸着ヘッド42は、据付け固定された外部機器46に対し
て、上下動を伴った１８０度の反復回転運動を行うか
ら、配管45は、他端が外部機器46に固定されつつ、回転
軸43とともに上下動を伴った往復回転運動が繰返され
る。

その結果、配管45は、いわゆるねじれ往復動が要求さ
れ、配管45にせん断応力が加わるほか、駆動機構44に対
して機械的な負荷を与えることとなるので、配管45の長
さを長くしてたるみを持たせ、そのたるみの部分で負荷
の軽減を図るようにしていた。

しかし、配管45は長さが長いから、ねじれ往復動による
旋回動作に要する空間は広く必要とし、そのため操作員
にとっても危険が伴うという欠点があった。

また、駆動機構44は、回転軸43を中心に繰返し上下及び
回転往復動を行うものであるが、重い吸着ヘッド42の反
転往復の繰返し動作による慣性モーメントは、モータ44
1及び歯車装置441aへの負荷となり、モータ44の過負荷
や歯車の摩耗等を引起こす要因となった。

特にローディング装置の用途を考えると、反復往復動の
サイクルを短縮することが、適用機種の機能向上につな
がる重要な決め手となることが多いだけに、衝撃負荷を
いかに軽減し、故障を少なくし、信頼性を上げるかが課
題とされた。

（発明が解決しようとする課題） 従来のローディング装置は、配管を接続させた状態でヘ
ッドを反転往復動させた場合、配管の旋回空間が広が
り、また駆動機構への負荷が大となる欠点があった。

この発明は、上記従来の欠点を解消し、駆動機構への負
荷を軽減せしめ、同時により全体をよりコンパクトに構
成し得るローディング装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 搬送されてくる基板を吸着ヘッドのバキュームチャック
に吸着しつつ成膜室にローディングするローディング装
置において、基板を吸着するバキュームチャックと、前
記バキュウムチャックを回転軸を挟んだ相対向する両側
面に取付けた吸着ヘッドと、前記吸着ヘッドを取付ける
回転軸と、前記吸着ヘッドに回転軸を取付ける雰囲気と
別の雰囲気を備える成膜室と、前記吸着ヘッドを前記成
膜室を開放する離間した位置と前記離間した位置よりも
下方で前記成膜室を閉ざした位置との間を往復上下する
駆動機構と、前記回転往復運動に伴う衝撃すなわち前記
回転軸の回転方向の運動エネルギーを吸収するショック
アブソーバと、前記回転軸内に位置する吸排空洞と、前
記バキュームチャックに前記吸排空洞を介して連通する
配管と、前記回転軸端表面を巻回するコイル状部と、前
記コイル状部に接続する排気ポンプとで構成することを
特徴とする。

第２の発明は、前記成膜室を開放する離間した位置で前
記吸着ヘッドを前記回転軸を中心として回動させて前記
複数のバキュームチャックを選択的に前記成膜室に対峙
させる駆動機構を前記回転軸に固定するピニオンと、前
記ピニオンに噛合わせるラックとにより構成することを
特徴とする。

（作用） この発明は、配管を回転軸周りに巻回して後、外部機器
と接続させたので、仮に反復回転機構が動作しても、巻
回された配管の径は大きく広がらず、全体はコンパクト
に構成されるとともに、駆動機構への負荷は小さくな
る。

また、ショックアブソーバを設けたので、慣性モーメン
トによる反転時の衝撃は吸収され、駆動機構に対する負
荷を更に小さくすることができる。

（実施例） 以下、第１図及び第２図を参照し、この発明によるロー
ディング装置の実施例を説明する。なお、この実施例の
説明では従来の説明と同様に、連続スパッタリングによ
る成膜装置に適用した場合について説明し、また第３図
及び第４図に示した従来の装置と同一構成には同一符号
を付して詳細な説明は省略する。

第１図はこの発明によるローディング装置の一実施例を
示す構成図である。

即ち、ローディング装置４は、円盤状の吸着ヘッド42の
表面及び裏面即ち相対向する側面に夫々基板２のバキュ
ームチャック41,41′が複数設けられて、夫々対応する
吸排空洞431,431′，配管45,45′を介して一対の外部機
器46,46′に接続されている。

配管45,45′はフレキシブルな合成樹脂製の透明なパイ
プからなり、一端が回転軸43の径方向に取付けられた取
出し口432,432′に接続され、回転軸43の外側に沿って
比較的緩やかに複数回巻回されて後、他端を夫々一対の
外部機器46,46′に接続されている。

そこで、このローディング装置４での基板２の着脱は、
従来と同様に外部機器46,46′におけるバルブ46b,46
b′,46c,46c′の開閉操作によって行われる。このバル
ブ開閉操作は駆動機構44の動作とともに、図示しない制
御装置の制御を受けて、基板搬送装置(3)及び成膜室(5)
内の内部搬送装置(51)の動作と連携するように構成され
ている。なお、この実施例では、吸着ヘッド42の両面に
バキュームチャック41,41′を設けたので、エアーシリ
ンダ442による１つの上下動作の中で、成膜室(5)へのロ
ーディングと同時に、逆に成膜室(5)から基板搬送装置
(3)への基板２受け渡しを行うこともできるから、ロー
ディングの作業効率は著しく向上する。

また、一対の配管45,45′は回転軸43端の軸表面を巻回
するコイル状部ａを形成後、外部機器46,46′に接続さ
せたので、回転軸43側で回転往復動作を受けても、その
運動量は巻回された配管45,45′円周方向で吸収される
から、配管45,45′自体へ加わるせん断力は小さくな
る。つまり、配管45,45′に加わる回転往復運動はコイ
ル状の円周方向で受けるので、回転軸43に巻回された配
管45,45′の径における小さな伸縮に止どまり、またこ
れにエアーシリンダ442による上下反復動が加わったと
しても、駆動機構44に与える機械的負荷は小さく押えら
れる。また、回転軸43に巻回された配管45,45′は回転
軸43の端部に設けたストッパ機構433によって、回転軸4
3からはみ出るのを防止され、かつコンパクトに収納さ
れる。なお、ストッパ機構433は、円板状の止め具433a
とこれを回転軸43に垂直に固定するためのねじ433bとで
構成されている。

また、一対の各配管45,45′を互いに異なる色のもので
構成し、バキュームチャック41,41′と配管45,45′との
組合わせを識別できるようにして、製造組立て時あるい
は保守点検時に便利なように構成している。

また、この実施例では、ローディング装置４の反復回転
動作の駆動源を、従来のモータ441に代えて、回転軸43
に一体に取付けたピニオン（小歯車）441aをラック(rac
k)441bと噛合わせ、このラック441bをパイプ441cによる
高圧空気の交互供給により摺動移動させることによっ
て、直線往復運動を回転往復運動に変えられることか
ら、回転軸43は１８０度回転往復振動を行うように構成
されている。

このピニオン441aとラック441bによる往復回転運動で
も、吸着ヘッド42による慣性モーメントの反動を受ける
ので、新たに設けた一対のショックアブソーバ47,47′
によって、その反転時の衝撃を吸収し、ピニオン441a及
びラック441b等に与える負荷の軽減を図っている。

即ち、第２図に示すように、一対のショックアブソーバ
47,47′は回転軸43を挟んで、エアーシリンダ442の可動
部分と一体に取付けられ、中央部にゴム材49aが充填さ
れている。そこで回転軸43と一体に固定されたアーム43
4は、吸着ヘッド42が丁度矢印Ｙ方向に交互に移動して
１８０度反転する度に、アーム434の先端頭部434aがシ
ョックアブソーバ47,47′に交互に当り、反転時の衝撃
を吸収するように構成されている。

もっとも、このショックアブソーバ47,47′は、ゴム材4
9aに代えて、例えば油を充填した凹部にコイルスプリン
グを収納し、その弾力性を利用して衝撃を吸収する構造
とすることもできる。

以上のように、この発明によるローディング装置は、配
管45,45′を回転軸43周りに巻回して後、外部機器46,4
6′と接続させたので、仮に駆動機構44が往復回転動作
を行っても、巻回された配管の径は大きく広がらず、駆
動機構44への負荷も小さくなる。

また、ショックアブソーバ47を設けたので、反転回転時
の慣性モーメントを吸収し、反転時の衝撃を和らげる駆
動機構44に対する負荷は更に小さくなり、駆動機構の寿
命を向上させることができる。

［発明の効果］ この発明によるローディング装置は、簡単な構成で、回
転往復運動がスムーズに行われ、機械的負荷の軽減と吸
収を図ることによって、信頼性を高め寿命を向上せしめ
たものであり、実用上の効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるローディング装置の一実施例を
示す構成図、第２図は第１図に示す装置のＡ−Ａ線断面
図、第３図は従来のローディング装置を適用した連続ス
パッタリング装置を示す構成図、第４図は第３図のロー
ディング装置を示す構成図である。 １……外部搬送装置、２……基板、 ３……基板搬送装置、 ４……ローディング装置、 ４１……バキュームチャック、４２……吸着ヘッド、 ４３……回転軸、４４……駆動機構、 ４４１ａ……ピニオン、４４１ｂ……ラック、 ４４２……エアーシリンダ、 ４５，４５′……配管、 ４６，４６′……外部機器、 ４７，４７′……ショックアブソーバ、 ５……成膜室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木ノ切 恭治 神奈川県座間市相模が丘６丁目25番22号 株式会社徳田製作所内 (72)発明者 池田 治朗 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 実公 昭59−17894（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送されてくる基板を吸着ヘッドのバキュ
   ームチャックに吸着しつつ成膜室にローディングするロ
   ーディング装置において、基板を吸着するバキュームチ
   ャックと、前記バキュウムチャックを回転軸を挟んだ相
   対向する両側面に取付けた吸着ヘッドと，前記吸着ヘッ
   ドを取付ける回転軸と、前記回転軸の上下運動を可能に
   する機構と、前記回転軸に固定するピニオン及び前記ピ
   ニオンに噛合わせるラックと、前記ピニオン及びラック
   により前記回転軸を中心に前記吸着ヘッドを回転往復運
   動させる駆動機構と、前記回転往復運動に伴う衝撃すな
   わち前記回転軸の回転方向の運動エネルギーを吸収する
   ショックアブソーバと、前記回転軸内に位置する吸排空
   洞と、前記バキュームチャックに前記吸排空洞を介して
   連通する配管と、前記回転軸端表面を巻回するコイル状
   部と、前記コイル状部に接続する排気ポンプとを具備す
   ることを特徴とするローディング装置。