JPH10158835A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラックとピニオンが噛み合う瞬間の台車速度を
一時的に遅くすることにより基板処理速度を低下させる
ことなくラックとピニオンの摩耗および位置ずれの発生
寿命を大幅に延長する搬送装置を提供すること。 【解決手段】分離された複数の空間（１０〜１２）の間
で搬送台車３を移動させる搬送装置において、複数の空
間（１０〜１２）に複数のピニオン７１〜７４を設ける
とともに、搬送台車３にラック４を設け、複数のピニオ
ン７１〜７４のうち少なくとも一つを回転駆動すること
で複数のピニオン７１〜７４全てを回転駆動する駆動手
段（５，６，７）を備え、駆動手段（５，６，７）によ
り複数のピニオン７１〜７４全てを回転駆動すること
で、複数のピニオン７１〜７４に噛み合う前記ラック４
を設け、噛み合いの時のみピニオン軸の回転を低減する
ことによりラックとピニオンの摩耗をほぼ皆無にするよ
うに搬送台車３を移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空装置等に適用
される搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の同期方式による基板搬
送装置の台車速度を示す図である。従来のこの種の基板
搬送装置は、ラック／ピニオンを用いて台車により基板
を搬送するものであり、台車速度を通常一定に保ってい
る。このため装置全体の処理速度を向上させる目的で、
破線１０１に示すように台車速度を高速にすると、当該
基板搬送装置におけるラックとピニオンが噛み合う際の
衝撃が大きくなり、これらラックとピニオンの摩耗が大
きくなる。さらにこの衝撃が大きくなり、衝撃をラック
／ピニオンのバックラッシュ間で吸収できなくなると、
ラックとピニオンの位置がずれる原因にもなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ために、上記と逆に破線１０２に示すように台車速度を
遅くすると、装置全体の処理速度が低下するため、生産
処理装置としてはその能力が著しく低下するという支障
が生じる。すなわち、従来のように台車速度を一定にし
た場合、搬送系の信頼性と装置の基板処理速度の向上の
両立が困難であるという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、下記の搬送装置を提供す
ることにある。 (1) ピニオンを駆動する際、主体となっているピニオン
と機械的に接触しない台車を別のピニオン系の駆動で移
動可能な構成とすることにより基板処理速度の向上を図
る搬送装置。 (2) ラックとピニオンが噛み合う瞬間の台車速度を一時
的に遅くすることにより、基板処理速度を低下させるこ
となく、ラックとピニオンの摩耗および位置ずれの発生
寿命を大幅に延長する搬送装置。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の搬送装置は以下の如く構成さ
れている。 （１）本発明の搬送装置は、分離された複数の空間の間
で搬送台車を移動させる搬送装置において、前記複数の
空間に複数のピニオンを設けるとともに、前記搬送台車
にラックを設け、前記複数のピニオンのうち少なくとも
一つを回転駆動することで前記複数のピニオン全てを回
転駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段により前記複
数のピニオン全てを回転駆動することで、前記複数のピ
ニオンに噛み合う前記ラックを設けた前記搬送台車が複
数の空間を移動するよう構成されている。 （２）本発明の搬送装置は上記（１）に記載の装置であ
って、かつ前記駆動手段にて、前記複数のピニオンを各
回転動作の同期がとれた状態で回転させ、前記複数のピ
ニオンのいずれかと前記ラックとが噛み合う際、前記搬
送台車の移動速度を減速するよう構成されている。

【０００６】上記手段を講じた結果、それぞれ次のよう
な作用が生じる。 （１）本発明の搬送装置によれば、前記駆動手段により
前記複数のピニオン全てを回転駆動することで、前記複
数の空間の間で前記複数のピニオンに噛み合う前記ラッ
クを設けた前記搬送台車を移動するので、例えば各々仕
切られた真空容器を有する真空装置でのトレーレス搬送
において、物体例えば基板の移動を一台または複数台の
台車で行なう場合、一台当り例えば４本のピニオンで搬
送系を構成することにより、数多くの物体を搬送するこ
とができる。これにより台車の待ち時間の短縮を図れ台
車の搬送時間を短縮でき、高速処理速度制御においては
ラックとピニオンの摩耗および位置ずれの発生寿命を大
幅に延長することが可能になり、搬送系の信頼性が向上
する。 （２）本発明の搬送装置によれば、前記複数のピニオン
を各回転動作の同期がとれた状態で回転させ、前記複数
のピニオンのいずれかと前記ラックとが噛み合う際、前
記搬送台車の移動速度を減速するので、前記搬送台車に
設けられたラックとピニオンの噛み込み時の衝撃を最小
限に抑えられるため、前記ラックとピニオンの摩耗がほ
ぼ皆無になり、前記搬送台車の移動時間を短縮すること
ができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る搬送装置を真空装置に適用した構成を示す図で
あり、搬送台車が当該真空装置内を移動し基板を搬送す
る状態を示す図である。当該真空装置は、一つの大気側
搬送装置のローダと二つの真空容器とが連続して配置さ
れており、図１に示すように左側にローダ１０、中央に
ロードロック室１１（真空容器）、右側に処理室１２
（真空容器）が順に配置されている。

【０００８】これら真空容器の各接続部にはゲート弁が
設けられており、ローダ１０側（大気）とロードロック
室１１が大気と同圧力になると、ゲート弁２１が自動的
に開閉する。また、ロードロック室１１と処理室１２が
高真空、同圧力になると、ゲート弁２２または２３が自
動的に開閉可能になっている。

【０００９】ローダ１０、ロードロック室１１、処理室
１２の各床面にはピニオンが設けられている。ローダ１
０にはゲート弁２１付近に一つのピニオン７１が設けら
れている。ロードロック室１１にはゲート弁２１付近に
ピニオン７２が設けられているとともに、ゲート弁２２
付近にピニオン７３が設けられている。また、処理室１
２には、ゲート弁２２付近に一つのピニオン７４が設け
られている。

【００１０】これらピニオン７１、７２、７３、７４
は、隣接するピニオンとの間隔が搬送台車３のラック４
の長さより狭くなるよう配置されている。これら各ピニ
オンは、すべて前記床面を貫通し前記床面下方に突出し
ている。そして、各ピニオンの突出部が歯形状のタイミ
ングベルト８に噛合している。

【００１１】搬送台車３内にはガラス基板１３が載せら
れており、搬送台車３の下方側部にはラック４が取り付
けられている。ラック４と噛み合ったピニオンが回転す
ることによりラック４が図１における左右方向に移動す
るため、搬送台車３が左右方向に移動する。ローダ１０
におけるピニオン７１は、当該真空装置の床面を貫通し
た軸を有するステッピングモータ５に取り付けられてい
る。

【００１２】ステッピングモータ５は、ドライバ６を介
してパルス発振器９に接続されている。なお、各ピニオ
ンは上記タイミングベルト８の他、機械的手法等例えば
ギヤ機構により接続されていてもよく、各ピニオンの回
転動作の同期を完全にとれるよう構成されている。

【００１３】４本のピニオン７１、７２、７３、７４
は、ピニオン７１をステッピングモータ５が駆動するこ
とにより、タイミングベルト８により同期がとられて駆
動される。ステッピングモータ５にはドライバ６を介し
てパルス発振器９が接続されており、このパルス発振器
９から発振されたパルスはドライバ６を介してステッピ
ングモータ５を回転させる。これにより、一つのパルス
発振器９から発振されるパルスパターンによりタイミン
グベルト８を介して４本のピニオンを回転させることが
できるので、各ピニオンの回転動作の同期がとれた状態
で、回転速度を任意に変化させることが可能になる。

【００１４】図２〜図５は、上記台車の作動手順を示す
図であり、図６の（ａ）は図２の（ａ）〜図４の（ｃ）
での台車の速度パターンを示す図、図６の（ｂ）は図４
の（ｃ）〜図５の（ｂ）での台車の速度パターンを示す
図である。なお、図２〜図５において、図１，図２と同
一な部分には同一符号を付してある。

【００１５】図２の（ａ）は、ロードロック室１１の真
空を破壊し、ローダ１０とロードロック室１１の圧力差
をゼロとし、ゲート弁２１を開けた状態を示している。
図２の（ｂ）は、台車３がローダ１０側へ移動し、ロー
ドロック室１１にあった台車３のラック４がローダピニ
オン７１と噛み合う直前の位置３１まで、図６の（ａ）
におけるａ−ｂ間の速度で高速に移動した状態を示して
いる。図２の（ｃ）は、図２の（ｂ）の位置３１から台
車３が図６の（ａ）におけるｂ−ｃ間の速度で低速に移
動し、台車３のラック４とピニオン７１が位置３２にて
円滑に噛み合った状態を示している。

【００１６】図３の（ａ）は、台車１３が図２の（ｃ）
に示す位置３２から図６の（ａ）におけるｃ−ｄ間の速
度で高速に移動し、ローダ１０内に停止し、位置３３に
て基板１３を受け取った状態を示している。図３の
（ｂ）は、ローダ１０の位置３３にあった台車が、図６
の（ａ）におけるｄ−ｅ間の速度で、ロードロック室１
１のローダ１０側のピニオン７２と台車３のラック４と
が噛み合う直前の位置３４まで高速に移動した状態を示
している。図３の（ｃ）は、台車３が図３の（ｂ）に示
す位置３４から図６の（ａ）におけるｅ−ｆ間の速度で
低速に移動し、位置３５にて台車３のラック４とピニオ
ン７２とが円滑に噛み合った状態を示している。

【００１７】図４の（ａ）は、台車３が図３の（ｃ）に
示す位置３５から図６の（ａ）におけるｆ−ｇ間の速度
で、ロードロック室１１の処理室１２側のピニオン７３
と台車３のラック４とが噛み合う直前の位置３６まで高
速に移動した状態を示している。図４の（ｂ）は、台車
３が図４の（ａ）に示す台車位置３６から図６の（ａ）
におけるｇ−ｈ間の速度で低速に移動し、位置３７にて
台車３のラック４とピニオン７３とが円滑に噛み合った
状態を示している。図４の（ｃ）は、台車３が図４の
（ｂ）に示す位置３７から図６の（ａ）におけるｈ−ｉ
間の速度で高速に移動し、ロードロック室１１内の停止
位置３８にあり、ゲート弁２１を閉め、ロードロック室
１１を大気圧から高真空にひいた状態を示している。

【００１８】図５の（ａ）は、ゲート弁２２が開けら
れ、台車３が図６の（ｂ）におけるｉ−ｊ間の速度パタ
ーンで、台車３のラック４が円滑に処理室１２のピニオ
ン７４と噛み合いながら処理室１２に移動し、基板１３
を処理室１２へ渡した状態を示している。図５の（ｂ）
は、台車３が図６の（ｂ）におけるｊ−ｋ間の速度パタ
ーンで台車３のラック４が円滑にピニオン７２，７３と
噛み合いながらロードロック室１１へ移動し、ゲート弁
２２が閉まった状態を示している。

【００１９】以上のように、同期がとられたピニオン７
１，７２，７３，７４の回転速度を台車３のラック４と
ピニオン７１，７２，７３，７４とが噛み合う瞬間のみ
遅くすることにより、台車３に載った基板１３をローダ
１０からロードロック室１１へ、ロードロック室１１か
ら処理室１２へと高速に搬送し、基板処理終了後上記の
逆の手順で基板を処理室１２からロードロック室１１
へ、ロードロック室１１からローダ１０へと高速に取り
出すことが可能になる。

【００２０】このように本第１の実施の形態では、ロー
ダおよび各真空容器内に配置されたピニオンを駆動する
ステッピングモータ５にピニオン軸を接続し、ステッピ
ングモータ５に接続されたドライバ６にパルス発振器９
から台車速度がラック４とピニオン７１〜７４とが噛み
合う瞬間のみ遅くなるようパルスを発振することによ
り、台車速度をラック４とピニオン７１〜７４とが噛み
合う瞬間のみ遅くすることを可能にする。すなわちラッ
ク４を取付けた台車３は、ラック４とピニオン７１〜７
４とが噛み合う直前に、同期がとられたピニオン７１〜
７４が遅く回転することにより減速し、搬送装置の基板
処理速度を低下させることなく搬送装置の信頼性を上げ
ることが可能になる。

【００２１】このようにパルス発振器９から発振される
パルスを制御することにより、台車速度を任意に変化さ
せることが可能であり、ラック４とピニオン７１〜７４
とが噛み合う瞬間の台車速度を一時的に遅くすることに
より、ラック４とピニオン７１〜７４とのなす衝撃力
（Ｍ（質量）×Ｖ（速度））を線形的に低下させること
が可能になる。これにより、ラック４とピニオン７１〜
７４との噛み込みを、搬送装置の基板処理速度を低下さ
せることなく、円滑に行なうことが可能になる。

【００２２】すなわち第１の実施の形態ではタイミング
ベルト式を用いているが、パルス発振器９から発振され
るパルスについてシーケンサーパラメータ値を数値通り
設定することによりパルス発振速度を変化させ、ラック
４とピニオン７１〜７４とが噛み合う瞬間のみパルス発
振速度が遅くなるようにパルスを発信させ、台車速度と
台車の移動距離を任意に変化させることが可能になっ
た。

【００２３】（第２の実施の形態）図７は、本発明の第
２の実施の形態に係る搬送装置を真空装置に適用した構
成を示す図であり、一つのパルス発振器９から発振され
るパルスパターンを４本のピニオン７１，７２，７３，
７４に同期がとれた状態で伝達できる電気的手法による
構成を示している。なお、図７において図１と同一な部
分には同一符号を付してある。

【００２４】一つのパルス発振器９に構成されたシーケ
ンサーのパラメータを設定することにより、パルスの発
振速度を変化させることで、立上り速度、高速域、立下
り速度からなる発振パルスパターン信号を四つのドライ
バー６１，６２，６３，６４へパラレルに同時に伝達す
る。これにより、四つのドライバー６１，６２，６３，
６４の出力側から時間に対するパルス数の動力が出力さ
れ、さらにそれぞれ四つのステッピングモータ５１，５
２，５３，５４へ伝達され、各ステッピングモータ５
１，５２，５３，５４に接続されている４本のピニオン
７１，７２，７３，７４が各々駆動する。

【００２５】すなわち、一つのパルス発振器９により４
個のステッピングモータ５１，５２，５３，５４を駆動
させることで、４本のピニオン７１，７２，７３，７４
の回転動作の同期をとり、かつ各回転速度を低速高速等
同一に変化させることが可能である。このように本第２
の実施の形態は、パルス発振器１台で４台のパルスモー
タを駆動させ１台の台車を移動するとともに、かつ上記
第１の実施の形態に示したピニオンとラックとの噛み合
い時の速度変化を可能にした制御法を用いている。

【００２６】（第３の実施の形態）図８は、本発明の第
３の実施の形態に係る搬送装置を真空装置に適用した構
成を示す図である。図８において図１，図７と同一な部
分には同一符号を付してある。図８に示す真空装置は、
ローダ１０、ロードロック室１１、処理室１２、アンロ
ードロック室１４、アンローダ１５から構成されてい
る。この場合、搬送系は２台の台車３０１，３０２と、
台車１台当り４本からなる計８本のピニオン７１〜７８
で構成されている。

【００２７】台車３０１は、ローダ１０、ロードロック
室１１、処理室１２に備えられた４個のピニオン７１，
７２，７３，７４が同期のとれた駆動をすることにより
移動し、処理室１２において台車３０１に載せられた基
板１３１を図示しないキャッチ機能にて成膜可能な状態
（基板１３）にし、台車３０１をロードロック室１１へ
戻す。

【００２８】次に、台車３０２が処理室１２、アンロー
ドロック室１４、アンローダ１５に備えられた４個のピ
ニオン７５，７６，７７，７８が同期のとれた駆動をす
ることにより移動し、処理室１２において成膜可能な基
板１３を台車３０２がアンローダ１５の基板１３２位置
へと搬送処理する。

【００２９】図９は、加速時、定速時、減速時からなる
台車の速度パターンを示す図である。図６の（ａ）およ
び（ｂ）に示した加速時、定速時、減速時からなる台車
の速度パターン以外に、図９の（ａ）に示す台形制御、
図９の（ｂ）に示す長円制御、図９の（ｃ）に示す一次
微分連続制御などの速度パターンを用いることができ
る。なお、本第３の実施の形態による制御法は、２台の
他３台等複数の台車の移動速度を任意の速度に変化させ
ることができる。

【００３０】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。上述したように同期をとった複数のピニオンと、
任意にピニオンの回転数を変化可能な機構とラックを有
する台車とを備えた複数の真空容器を有する真空装置
は、上記各実施の形態に限らず、各種組合わせに応じて
台車を高速かつ円滑に駆動し、基板を高速に移動し処理
することが可能になる。

【００３１】また、上述したように本発明は、真空装置
など連結された真空容器間の搬送台車の移動に有効であ
るが、完全に同期がとれたピニオンとピニオンの回転す
る速度を任意に変化させる機構とを設けることにより、
搬送装置を備えた各種装置における搬送系の性能向上に
非常に有効に活用できる。例えば、本発明は真空装置以
外に、同様の台車搬送機構を保有し得るインライン型の
台車保有型生産機器等にも適用できる。

【００３２】（実施の形態のまとめ）実施の形態に示さ
れた構成および作用効果をまとめると次の通りである。 ［１］実施の形態に示された搬送装置は、ゲート弁２１
〜２３で分離された大気側ローダ１０と真空容器１１と
の間または複数の真空容器１１，１２間で各容器の真空
度を保ちつつ搬送台車３を移動させる搬送装置におい
て、前記ローダ１０と前記複数の真空容器１１，１２に
複数のピニオン７１〜７４を設けるとともに、前記搬送
台車３にラック４を設け、前記複数のピニオン７１〜７
４のうち少なくとも一つをステッピングモータ５により
回転駆動し、かつ前記ステッピングモータ５と連結した
タイミングベルト８を駆動し、前記複数のピニオン７１
〜７４全てを回転駆動する駆動手段（６，９）を備え、
前記駆動手段（６，９）により前記複数のピニオン７１
〜７４全てを回転駆動することで、前記複数のピニオン
７１〜７４に噛み合う前記ラック４を設けかつ前記ラッ
ク４と機械的に接触していない前記搬送台車３を移動す
るよう構成されている。

【００３３】このように上記搬送装置においては、前記
駆動手段（６，９）により前記複数のピニオン７１〜７
４全てを回転駆動することで、大気側ローダ１０と真空
容器１１との間または複数の真空容器１１，１２間で前
記複数のピニオン７１〜７４に噛み合う前記ラック４を
設けた前記搬送台車３を移動するので、各々仕切られた
真空容器１１，１２を有する真空装置でのトレーレス搬
送において、基板１３の移動を一台または複数台の台車
で行なう場合、一台当り例えば４本のピニオン７１〜７
４で搬送系を構成することにより、数多くの基板を搬送
することができる。

【００３４】これにより台車３の待ち時間の短縮を図れ
台車３の搬送時間を短縮でき、高速処理速度制御におい
ては、ラック４とピニオン７１〜７４の摩耗および位置
ずれの発生寿命を大幅に延長することが可能になり、搬
送系の信頼性が向上する。 ［２］実施の形態に示された搬送装置は上記［１］に記
載の装置であって、かつ前記駆動手段（６，９）にて、
前記複数のピニオン７１〜７４をタイミングベルト８や
ギヤ機構を用いてステッピングモータ５と完全に回転動
作の同期がとれた状態で回転させ、ピニオン駆動用のた
めのステッピングモータ５のドライバ６の制御により、
前記複数のピニオン７１〜７４のいずれかと前記ラック
４とが噛み合う瞬間のみ、前記搬送台車３の移動速度を
減速し、噛み合った後移動速度を速くするよう構成され
ている。

【００３５】すなわち、一つのパルス発振器９から発振
されるパルスを変化させることで、前記パルス発振器９
からの信号を用いてステッピングモータ５の回転速度
を、同期がとれた複数のピニオン７１〜７４と台車３に
接続されたラック４がかみ合う瞬間のみ遅くする。

【００３６】これにより、前記台車３に設けられたラッ
ク４が後続するピニオンと噛み合う瞬間の速度を一時的
に遅くし、前記ラック４と前記ピニオンが噛み合った後
直ちに前記パルス発振器１から発振されるパルス数を増
やすことで前記ステッピングモータ５の回転数を上げ、
この結果前記ピニオンの回転数が上がり台車３の速度が
速くなる。

【００３７】このように上記搬送装置においては、前記
複数のピニオン７１〜７４を各回転動作の同期がとれた
状態で回転させ、前記複数のピニオン７１〜７４のいず
れかと前記ラック４とが噛み合う際、前記ピニオンの回
転速度を減速させることにより前記搬送台車３の移動速
度を減速するので、前記搬送台車３に設けられたラック
４とピニオン７１〜７４の噛み込み時の衝撃を最小限に
抑えられるため、前記ラック４とピニオン７１〜７４の
摩耗がほぼ皆無になり、前記搬送台車３の移動時間を短
縮することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、下記の搬送装置を提供
できる。 (1) ピニオンを駆動する際、主体となっているピニオン
と機械的に接触しない台車を別のピニオン系の駆動で移
動可能な構成とすることにより基板処理速度の向上を図
る搬送装置。 (2) ラックとピニオンが噛み合う瞬間の台車速度を一時
的に遅くすることにより、基板処理速度を低下させるこ
となく、ラックとピニオンの摩耗および位置ずれの発生
寿命を大幅に延長する搬送装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置を真
空装置に適用した構成を示す図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置にお
ける台車の作動手順を示す図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置にお
ける台車の作動手順を示す図。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置にお
ける台車の作動手順を示す図。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置にお
ける台車の作動手順を示す図。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置にお
ける台車の速度パターンを示す図。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る搬送装置を真
空装置に適用した構成を示す図。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係る搬送装置を真
空装置に適用した構成を示す図。

【図９】本発明の各第１の実施の形態に係る搬送装置に
おける台車の速度パターンを示す図。

【図１０】従来例に係る同期方式による搬送装置の台車
速度を示す図。

【符号の説明】

１…真空容器 ２…ゲート弁 ２１…ゲート弁 ２２…ゲート弁 ２３…ゲート弁 ３…搬送台車 ３０１…搬送台車 ３０２…搬送台車 ４…ラック ５…ステッピングモータ ６…ドライバ ７１〜７８…ピニオン ８…タイミングベルト ９…パルス発振器 １０…ローダ １１…ロードロック室（真空容器） １２…処理室（真空容器） １３…ガラス基板 １３１…ガラス基板 １３２…ガラス基板 １４…アンロードロック室 １５…アンローダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 縄田 芳一 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分離された複数の空間の間で搬送台車を移
   動させる搬送装置において、 前記複数の空間に複数のピニオンを設けるとともに、前
   記搬送台車にラックを設け、 前記複数のピニオンのうち少なくとも一つを回転駆動す
   ることで前記複数のピニオン全てを回転駆動する駆動手
   段を備え、 前記駆動手段により前記複数のピニオン全てを回転駆動
   することで、前記複数のピニオンに噛み合う前記ラック
   を設けた前記搬送台車が複数の空間を移動することを特
   徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】前記駆動手段にて、前記複数のピニオンを
   各回転動作の同期がとれた状態で回転させ、前記複数の
   ピニオンのいずれかと前記ラックとが噛み合う際、前記
   搬送台車の移動速度を減速することを特徴とする請求項
   １に記載の搬送装置。