昇降機構および搬送装置
【課題】重量物の昇降に適用される昇降機構であって、各構成部品を小さくしコンパクト化することができる昇降機構を提供すること。
【解決手段】重量物である搬送ユニット５０１を昇降する昇降機構５０２は、搬送ユニット５０1を支持して昇降させる昇降台５５０と、昇降台５５０を昇降させる昇降駆動部５６０と、昇降駆動部５６０に及ぼされる前記搬送ユニットの負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構５７０とを具備する。
【解決手段】重量物である搬送ユニット５０１を昇降する昇降機構５０２は、搬送ユニット５０1を支持して昇降させる昇降台５５０と、昇降台５５０を昇降させる昇降駆動部５６０と、昇降駆動部５６０に及ぼされる前記搬送ユニットの負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構５７０とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量物を昇降する昇降機構、およびそれを用いた搬送装置に関する。このような昇降機構として、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用大型ガラス基板の処理装置に搭載された搬送装置に用いられる昇降機構を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造過程においては、真空下でガラス基板にエッチング、アッシング、成膜等の所定の処理を施す真空処理装置を複数備えた、いわゆるマルチチャンバタイプの真空処理システムが使用されている。
【０００３】
このような真空処理システムは、基板を搬送する搬送装置が設けられた搬送室と、その周囲に設けられた複数のプロセスチャンバとを有しており、搬送室内の搬送アームにより、被処理基板が各プロセスチャンバ内に搬入されるとともに、処理済みの基板が各真空処理装置のプロセスチャンバから搬出される。そして、搬送室には、ロードロック室が接続されており、大気側の基板の搬入出に際し、処理チャンバおよび搬送室を真空状態に維持したまま、複数の基板を処理可能となっている。このようなマルチチャンバタイプの処理システムが例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
ところで、近時、ＬＣＤガラス基板に対する大型化の要求が強く、一辺が２ｍを超えるような巨大なものが出現するに至り、これに対応して装置も大型化し、それに用いられる各種構成要素も大型化している。特に、搬送室に用いられる搬送装置は、例えば、基板の受け取り受け渡しを行う基板支持部材であるピックを含む多段のアームからなる進退機構、およびこの進退機構を旋回させる旋回機構を備えた搬送ユニットと、このような搬送ユニットを昇降させる昇降ユニットとを有しており、基板の大型化にともなって昇降機構が昇降する対象である搬送ユニットが極めて重量が大きいものとなり、昇降機構の各構成部品は負荷の増大に対応するためにサイズアップが必要となり、部品の取り扱いの面およびコスト面等で問題が生じる。また、基板が大型化しても処理装置自体は極力小型化したいという要請がある。したがって、上述のような昇降機構を極力コンパクト化することが求められている。
【特許文献１】特開平９−２２３７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、重量物の昇降に適用される昇降機構であって、各構成部品を小さくしコンパクト化することができる昇降機構を提供することを目的とする。
また、このような昇降機構を適用した搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、重量物を昇降する昇降機構であって、前記重量物を支持して昇降させる昇降台と、前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、前記昇降駆動部に及ぼされる前記重量物の負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構とを具備することを特徴とする昇降機構を提供する。
【０００７】
上記昇降機構において、前記アシスト機構としては、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させるものを用いることができる。この場合に、前記ばねとしてコイルばねを用いることができ、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となるように構成することができる。
【０００８】
また、前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有する構成とすることができる。
【０００９】
本発明は、また、被搬送物を支持して搬送する搬送ユニットと、前記搬送ユニットを昇降させて前記搬送ユニットの高さ位置を合わせる昇降機構とを具備する搬送装置であって、前記昇降機構は、前記搬送ユニットを支持して昇降させる昇降台と、前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、前記昇降駆動部に及ぼされる前記搬送ユニットの負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構とを具備することを特徴とする搬送装置を提供する。
【００１０】
上記搬送装置において、前記アシスト機構としては、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させるものを用いることができる。この場合に、前記ばねとしてコイルばねを用いることができ、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となるように構成することができる。
【００１１】
また、前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有する構成とすることができる。
【００１２】
前記搬送ユニットとしては、被搬送物を水平方向に移動させる伸縮アームを有する搬送機構部と、前記搬送機構部を回転させる回転駆動部とを有するものを用いることができる。また、前記搬送機構部として、さらにベースを有し、前記伸縮アームが、前記ベース上を直進動するアームと、前記アーム上を直進動し、被搬送物を支持するピックとを有するものを用いることができる。さらに、前記搬送ユニットは、上下に２つの前記搬送機構部を有する構成とすることができる。さらにまた、前記搬送ユニットは、真空室内部に配置されている構成とすることができる。さらにまた、前記被搬送物として、ＬＣＤガラス基板等の大型ガラス基板を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、重量物を昇降する昇降機構において、昇降駆動部に及ぼされる前記重量物の負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構を設けたので、アシスト機構によるアシスト力により、昇降駆動部への負荷が軽減されるため、昇降機構の構成部品、特に昇降駆動部を小さくすることができ、昇降機構自体をコンパクト化することが可能となる。
【００１４】
また、このような昇降機構を例えば大型基板の搬送に用いる搬送装置に適用することにより、結果として搬送装置をコンパクト化することができる。したがって、このような搬送装置を大型基板の処理装置に用いることにより、処理装置全体のコンパクト化につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。ここでは、本発明の昇降機構をＦＰＤ用ガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｓに対してプラズマ処理を行なうためのマルチチャンバタイプのプラズマ処理装置に用いられる搬送装置に用いた例について説明する。ここで、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display；ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る昇降機構が搬送装置に適用されたプラズマ処理装置を概略的に示す斜視図、図２はその内部を概略的に示す水平断面図である。
このプラズマ処理装置１は、その中央部に搬送室２０とロードロック室３０とが連設されている。搬送室２０の周囲には、３つのプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが配設されている。
【００１７】
搬送室２０とロードロック室３０との間、搬送室２０と各プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間、およびロードロック室３０と外側の大気雰囲気とを連通する開口部には、これらの間を気密にシールし、かつ開閉可能に構成されたゲートバルブ２２がそれぞれ介挿されている。
【００１８】
ロードロック室３０の外側には、２つのカセットインデクサ４１が設けられており、その上にそれぞれ基板Ｓを収容するカセット４０が載置されている。これらカセット４０の一方には、例えば未処理基板を収容し、他方には処理済み基板を収容できる。これらカセット４０は、昇降機構４２により昇降可能となっている。
【００１９】
これら２つのカセット４０の間には、支持台４４上に搬送機構４３が設けられており、この搬送機構４３は上下２段に設けられたピック４５，４６、ならびにこれらを一体的に進出退避および回転可能に支持するベース４７を具備している。
【００２０】
前記プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、その内部空間が所定の減圧雰囲気に保持されることが可能であり、その内部でプラズマ処理、例えばエッチング処理やアッシング処理が行なわれる。このように３つのプロセスチャンバを有しているため、例えばそのうち２つのプロセスチャンバをエッチング処理室として構成し、残りの１つのプロセスチャンバをアッシング処理室として構成したり、３つのプロセスチャンバ全てを、同一の処理を行なうエッチング処理室やアッシグ処理室として構成することができる。なお、プロセスチャンバの数は３つに限らず、４つ以上であってもよい。
【００２１】
搬送室２０は、真空処理室と同様に所定の減圧雰囲気に保持することが可能であり、その中には、図２に示すように、搬送装置５０が配設されている。そして、この搬送装置５０により、ロードロック室３０および３つのプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの間で基板Ｓが搬送される。搬送装置５０については、後で詳細に説明する。
【００２２】
ロードロック室３０は、各プロセスチャンバ１０および搬送室２０と同様所定の減圧雰囲気に保持されることが可能である。また、ロードロック室３０は、大気雰囲気にあるカセット４０と減圧雰囲気のプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で基板Ｓの授受を行うためのものであり、大気雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返す関係上、極力その内容積が小さく構成されている。ロードロック室３０は基板収容部３１が上下２段に設けられており（図２では上段のみ図示）、各基板収容部３１には、基板Ｓを支持する複数のバッファ３２が設けられ、これらバッファ３２の間には、搬送アームの逃げ溝３２ａが形成されている。また、ロードロック室３０内には、矩形状の基板Ｓの互いに対向する角部付近において位置合わせを行なうポジショナー３３が設けられている。
【００２３】
プラズマ処理装置１の各構成部は、制御部６０に接続されて制御される構成となっている（図１では図示を省略）。制御部６０の概要を図３に示す。制御部６０は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ６１を備え、このプロセスコントローラ６１には、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６２が接続されている。
【００２４】
また、制御部６０は、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセスコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部６３を有しており、この記憶部６３はプロセスコントローラ６１に接続されている。
【００２５】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース６２からの指示等にて任意のレシピを記憶部６３から呼び出してプロセスコントローラ６１に実行させることで、プロセスコントローラ６１の制御下で、プラズマ処理装置１での所望の処理が行われる。
【００２６】
前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００２７】
次に、本実施形態に係る昇降機構を備えた搬送室２０の搬送装置５０について詳細に説明する。
図４はこの搬送装置５０を示す垂直断面図であり、図５はその搬送ユニットを示す斜視図である。この搬送装置５０は、搬送動作を行う搬送ユニット５０１と、搬送ユニット５０１を昇降する昇降機構５０２とを有している。
【００２８】
搬送ユニット５０１は、スライドピックを２段に設けてそれぞれ独立して基板の出し入れが可能なタイプのものであり、上段搬送機構部５１０と下段搬送機構部５２０とを有している。
【００２９】
上段搬送機構部５１０は、ベース部５１１と、ベース部５１１にスライド可能に設けられたスライドアーム５１２と、このスライドアーム５１２の上にスライド可能に設けられた基板を支持する支持台としてのスライドピック５１３とを備えている。また、スライドアーム５１２の側壁には、スライドアーム５１２に対してスライドピック５１３がスライドするためのガイドレール５１５およびベース部５１１に対してスライドアーム５１２がスライドするためのガイドレール５１６が設けられている。そして、ピック５１３にはガイドレール５１５に沿ってスライドするスライダー５１７が設けられており、ベース５１１にはガイドレール５１６に沿ってスライドするスライダー５１８が設けられている。
【００３０】
下段搬送機構部５２０は、ベース部５２１と、ベース部５２１にスライド可能に設けられたスライドアーム５２２と、このスライドアーム５２２の上にスライド可能に設けられた基板を支持する支持台としてのスライドピック５２３とを備えている。また、スライドアーム５２２の側壁には、スライドアーム５２２に対してスライドピック５２３がスライドするためのガイドレール５２５およびベース部５２１に対してスライドアーム５２２がスライドするためのガイドレール５２６が設けられている。そして、ピック５２３にはガイドレール５２５に沿ってスライドするスライダー５２７が設けられており、ベース５２１にはガイドレール５２６に沿ってスライドするスライダー５２８が設けられている。
【００３１】
ベース部５１１とベース部５２１とは連結部５３１および５３２により連結されており、ベース部５１１，５２１、連結部５３１，５３２によりボックス状支持部５３０が構成されており、このボックス状支持部５３０は、後述する支持板５５１上に回転可能に設けられ、ボックス状支持部５３０が回転することにより、上部搬送機構部５１０および下部搬送機構部５２０が回転する。ボックス状支持部５３０の下部から搬送室２０のベース板２０１の下方に向けて同軸状に配置された３本の円筒シャフト５４０が伸びており、その下端には駆動部５４１が接続されている。駆動部５４１には、上段搬送機構部５１０のスライドアーム５１２およびスライドピック５１３を駆動する駆動機構、下部搬送機構部５２０のスライドアーム５２２およびスライドピック５２３を駆動する駆動機構、ならびに、ボックス状支持部５３０を回転させる回転駆動機構が内蔵されており（いずれも図示せず）、これら駆動機構の駆動力が３本の円筒シャフト５４０を介して各部へ伝達される。なお、駆動部５４１は、後述する昇降板５５３の直下位置に配置されている。円筒シャフト５４０のベース板２０１から下の部分の周囲にはシール機構としてのベローズ（図示せず）が設けられている。
【００３２】
下段搬送機構部５２０においては、駆動機構からの動力がスライドアーム５２２に内蔵された複数のプーリおよびそれに巻き掛けられたベルト等を介して伝達されることにより、スライドアーム５２２およびスライドピック５２３が直線的にスライドする。この際に、プーリの径比を調整することにより、スライドアーム５２２の移動ストロークに対してスライドピック５２３の移動ストロークを大きくとることができ、大型基板に対応しやすくなる。
【００３３】
上部搬送機構部５１０においては、駆動機構からの動力が、ベース部５２１、連結部５３１、ベース部５１１に内蔵されたプーリおよびベルト等からなる動力伝達機構により伝達され、さらにスライドアーム５１２に内蔵された複数のプーリおよびそれに巻き掛けられたベルト等を介して伝達されることにより、スライドアーム５１２およびスライドピック５１３が直線的にスライドする。下部搬送機構部５２０と同様に、プーリの径比を調整することにより、スライドアーム５１２の移動ストロークに対してスライドピック５１３の移動ストロークを大きくとることができる。
【００３４】
昇降機構５０２は、搬送ユニット５０１を昇降可能に支持する昇降台５５０と、搬送室２０のベース板２０１の下方に設けられ、昇降台５５０を介して搬送ユニット５０１を昇降させるボールねじ機構５６０と、ボールねじ機構５６０により昇降台５５０を介して搬送ユニット５０１を上昇させる際に上向きにアシスト力を及ぼすアシスト機構５７０とを備えている。
【００３５】
ボールねじ機構５６０はベース板２０１の下面から下方に延びる３本（２本のみ図示）のボールねじ５６１と、４本のガイドシャフト５６６（２本のみ図示）とを有している。ベース板２０１の下方はフレーム構造となっており、最下部にベースフレーム２０２が設けられていて、ボールねじ５６１の下端はこのベースフレーム２０２を貫通して設けられている。ベースフレーム２０２上には、ボールねじ５６１を回転させるためのモータ５６２が設けられている。このモータ５６２はその軸が下方に延び軸の先端にプーリ５６３が取り付けられている。また、各ボールねじ５６１の下端にはプーリ５６４が設けられており、モータ５６２のプーリ５６３と各ボールねじ５６１のプーリ５６４とにはベルト５６５が巻き掛けられており、モータ５６２の駆動により各ボールねじ５６１が回転するようになっている。
【００３６】
昇降台５５０は、ボックス状支持部５３０を支持する支持板５５１と、支持板５５１の下方へ延びる４本のシャフト５５２と、シャフト５５２の下端を支持し、前記３本のボールねじ５６１に螺合して昇降する昇降板５５３とを有している。そして、モータ５６２により各ボールねじ５６１を回転させることにより、昇降板５５３がスライダー５６７を介してガイドシャフト５６６にガイドされて昇降し、これにともなって、支持板５５１上の搬送ユニット５０１が昇降され、昇降板５５３が図４の実線の位置にあるときに搬送ユニット５０１が最上部に位置し、昇降板５５３が二点鎖線にあるときに搬送ユニット５０１が最下部に位置するようになっている。なお、ベース板２０１と昇降板５５３の間のシャフト５５２の周囲にはシール機構としてのベローズ５５４が設けられている。
【００３７】
アシスト機構５７０は、搬送室２０のベース板２０１に上端が取り付けられ下方に吊り下げられた４本のシャフト５７１と、シャフト５７１に沿って設けられたコイルばね５７２と、コイルばね５７２の上端部を前記昇降板５５３に固定する固定部材５７３と、シャフト５７１の下端に設けられ、コイルばね５７２の下端を係止固定するスットパ５７４とを有している。
【００３８】
図６は、アシスト機構５７０のアシスト力を説明するための図である。図中左側は、昇降板５５３を最上部に位置させた状態、図中右側は、昇降板５５３を最下部に位置させた状態を示すものである。本実施形態においては、アシスト機構５７０のアシスト力はコイルバネ５７２の付勢力によって生じ、左側の昇降板５５３を最上部に位置させた状態では、コイルばね５７２が最も伸びた状態でありその付勢力が最小となり、アシスト力も最小となるが、右側の昇降板５５３を最下部に位置させた状態では、コイルばね５７２が最も縮んだ状態でありその付勢力が最大となりアシスト力も最大となる。
【００３９】
なお、昇降機構５０２におけるシャフト５５２、ボールねじ５６１、ガイドシャフト５６６、アシスト機構５７０の平面的な配置位置は、例えば図７に模式的に示すようになる。また、図７には、円筒シャフト５４０およびその周囲のベローズ５４３、シャフト５５２の周囲のベローズ５５４も描いている。
【００４０】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置１の動作について説明する。
まず、搬送機構４３の２枚のピック４５、４６を進退駆動させて、未処理基板を収容した一方のカセット４０から２枚の基板Ｓをロードロック室３０の上下２段の基板収容部３１に搬入する。
【００４１】
ピック４５，４６が退避した後、ロードロック室３０の大気側のゲートバルブ２２を閉じる。その後、ロードロック室３０内を排気して、内部を所定の真空度まで減圧する。真空引き終了後、ポジショナー３３により基板を押圧することにより基板Ｓの位置合わせを行なう。
【００４２】
以上のように位置合わせされた後、搬送室２０とロードロック室３０との間のゲートバルブ２２を開いて、搬送室２０内の搬送装置５０によりロードロック室３０の基板収容部３１に収容された基板Ｓを受け取り、プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれかに搬入する。また、プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０で処理された基板Ｓは、搬送装置５０により搬出され、ロードロック室３０を経て、搬送機構４３によりカセット４０に収容される。このとき、元のカセット４０に戻してもよいし、他方のカセット４０に収容するようにしてもよい。
【００４３】
また、ロードロック室３０から基板Ｓを取り出す際には、搬送装置５０における上段搬送機構部５１０のスライドピック５１３および／または下段搬送機構部５２０のスライドピック５２３をロードロック室３０に挿入してスライドピック５１３および／または５２３により基板Ｓを受け取る。スライドピック５１３および／または５２３は、受け取った基板Ｓをプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれかに搬入する。このとき、基板Ｓを搬入しようとするプロセスチャンバ内に既に処理済みの基板Ｓが存在する場合には、一方のスライドピックでその基板Ｓを搬出してから他方のスライドピックに載せられている基板Ｓをプロセスチャンバ内に挿入するようにすることができる。処理済みの基板Ｓは、スライドピック５１３および／または５２３により受け取られた後、ロードロック室３０に受け渡される。
【００４４】
搬送室２０内の搬送装置５０により以上のような搬送を行う際には、回転駆動機構によりボックス状支持部５３０を介して上段搬送機構部５１０または下段搬送機構部５２０を回転させ、それらの位置合わせを行う。また、上下２段の搬送機構部５１０，５２０を有している関係上、搬送装置５０の昇降ユニット５０２による搬送ユニット５０１の昇降動作によりスライドピックの高さ位置を合わせる。
【００４５】
以上のように位置合わせした段階で、スライドアーム５１２，５２２、スライドピック５１３，５２３を進出または退入させることにより基板Ｓの搬送を行う。
【００４６】
昇降機構５０２においては、モータ５６２によりベルト５６５を介して各ボールねじ５６１を回転させることにより、昇降板５５３を昇降させ、シャフト５５２を介して支持板５５１上の搬送ユニット５０１を昇降させる。
【００４７】
このとき、基板の大型化にともない、搬送装置５０は極めて大きく、重量も重くなっており、昇降機構５０２の昇降対象である搬送ユニット５０１も極めて重いものとなっているため、昇降機構５０２には大きな負荷がかかる。特にボールねじ機構５６０、その中でもモータ５６２には搬送ユニット５０１の荷重が直接的に負荷となる。このような負荷に耐えられるものとするためには、従来、昇降機構５０２の各構成要素、特にモータ５６２をより大型化して耐久力を上げざるを得なかった。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、コイルばね５７２を備えたアシスト機構５７０を設け、コイルばね５７２の付勢力をアシスト力として利用することにより、昇降機構５０２に対する負荷、特にボールねじ機構５６０の中でもモータ５６２に対する負荷を軽減することができる。
【００４９】
具体的には、昇降板５５３が最下部に位置する際、すなわち、搬送ユニット５０１が最下部に位置する際に、アシスト機構５７０のコイルばね５７２が最も縮み、コイルばね５７２の付勢力が最大となるため、アシスト力も最大となる。つまり、コイルばね５７２の付勢力が上向きに作用するため、そのアシスト力によってボールねじ機構５６０のモータ５６２への負荷が軽減される。
【００５０】
ボールねじ機構５６０により搬送ユニット５０１が上昇していくと、コイルばね５７２が徐々に伸び、その付勢力が徐々に低下し、アシスト力も徐々に低下していく。したがって、ボールねじ機構５６０のモータ５６２への負荷が上昇していく。
【００５１】
この際の昇降板５５３の高さ位置（すなわち搬送ユニットの高さ位置）とアシスト機構５７０のアシスト力およびモータ５６２の負荷の関係を図８に示す。この図に示すように、昇降板５５３の高さ位置が大きくなるにつれてアシスト機構５７０のアシスト力は直線的に減少し、モータ５６２への負荷は直線的に増加する。
【００５２】
このとき、モータ５６２への負荷等を考慮して、アシスト力を発揮するコイルばね５７２の付勢力を任意に設定することができる。例えば、アシスト力が最大（最低位置）で９８００Ｎ（１０００ｋｇｆ）、最小（最高位置）でその５０％になるようにコイルばね５７２のばね定数等を設定することができる。これにより、搬送ユニット５０１が最低位置ではモータ５６２への負荷をほぼ０にすることができ、最高位置でも大きく負荷が軽減される。
【００５３】
また、負荷とアシスト力とがバランスする位置に関しては、例えば、搬送ユニット５０１の昇降ストロークの約半分の位置とすることができる。ただし、バランス位置は、コイルばね５７２のばね定数等により、使用条件および設置スペース等に合わせて任意に変えることが可能である。
【００５４】
このように、アシスト機構５７０によるアシスト力により、昇降機構５０２への負荷、特にモータ５６２の負荷が軽減されるため、昇降機構５０２の構成部品、特にモータ５６２を小さくすることができ、昇降機構自体をコンパクト化することが可能となる。また、アシスト機構５７０は、ベース板２０１からシャフト５７１を吊り下げ、シャフト５７１に沿ってコイルばね５７２を設けた構成であり、それ自体が構成部品の少ないコンパクトな構成となっている。さらに、アシスト機構５７０により負荷とアシスト力（付勢力）とのバランスをとることができるため、モータ５６２やベルト５６５等の破損時に搬送ユニット５０１の急激な落下を防止するという効果を得ることもできる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では搬送機構として上下２段に直動式の搬送機構部を設けた場合について示したが、２段に限らず１段でも３段以上でもよく、直動式に限らず例えば多関節タイプのものであっても構わない。また、上記実施形態では、昇降機構にボールねじ機構を採用した例について示したが、これに限らず、シリンダー等の他の機構を採用してもよい。さらに、アシスト機構としてコイルばねを適用した例を示したが、アシスト力を及ぼすことができれば、コイルばねに限らずエアシリンダー、ガスシリンダー等を用いることもできる。
【００５６】
また、上記実施形態では、本発明の昇降機構を真空雰囲気（減圧雰囲気）中で被処理体を搬送装置の昇降に適用した例について示したが、真空中のものに限らない。また、搬送装置に限らず、重量物の昇降全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る昇降機構が搬送装置に適用されたプラズマ処理装置を概略的に示す斜視図。
【図２】図１のプラズマ処理装置の水平断面図。
【図３】制御部の概略構成を示すブロック図。
【図４】図１のプラズマ処理装置における搬送室に設けられた、本発明の一実施形態に係る昇降機構を有する搬送装置を示す垂直断面図。
【図５】図４の搬送装置の搬送ユニットを示す斜視図。
【図６】本発明の一実施形態に係る昇降機構におけるアシスト機構のアシスト力を説明するための図。
【図７】本発明の一実施形態に係る昇降機構におけるシャフト、ボールねじ、アシスト機構の平面的な配置位置を示す図。
【図８】本発明の一実施形態に係る昇降機構における昇降板の高さ位置とアシスト機構のアシスト力およびモータの負荷との関係を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１；プラズマ処理装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ；プロセスチャンバ
２０；搬送室
３０；ロードロック室
５０；搬送装置
６０；制御部
５０１；搬送ユニット
５０２；昇降機構
５１０；上段搬送機構部
５２０；下段搬送機構部
５３０；ボックス状支持部
５４０；円筒シャフト
５４１；駆動部
５５０；昇降台
５５１；支持板
５５２；シャフト
５５３；昇降板
５６０；ボールねじ機構
５６１；ボールねじ
５６２；モータ
５６６；ガイドシャフト
５７０；アシスト機構
５７２；コイルばね
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量物を昇降する昇降機構、およびそれを用いた搬送装置に関する。このような昇降機構として、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用大型ガラス基板の処理装置に搭載された搬送装置に用いられる昇降機構を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造過程においては、真空下でガラス基板にエッチング、アッシング、成膜等の所定の処理を施す真空処理装置を複数備えた、いわゆるマルチチャンバタイプの真空処理システムが使用されている。
【０００３】
このような真空処理システムは、基板を搬送する搬送装置が設けられた搬送室と、その周囲に設けられた複数のプロセスチャンバとを有しており、搬送室内の搬送アームにより、被処理基板が各プロセスチャンバ内に搬入されるとともに、処理済みの基板が各真空処理装置のプロセスチャンバから搬出される。そして、搬送室には、ロードロック室が接続されており、大気側の基板の搬入出に際し、処理チャンバおよび搬送室を真空状態に維持したまま、複数の基板を処理可能となっている。このようなマルチチャンバタイプの処理システムが例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
ところで、近時、ＬＣＤガラス基板に対する大型化の要求が強く、一辺が２ｍを超えるような巨大なものが出現するに至り、これに対応して装置も大型化し、それに用いられる各種構成要素も大型化している。特に、搬送室に用いられる搬送装置は、例えば、基板の受け取り受け渡しを行う基板支持部材であるピックを含む多段のアームからなる進退機構、およびこの進退機構を旋回させる旋回機構を備えた搬送ユニットと、このような搬送ユニットを昇降させる昇降ユニットとを有しており、基板の大型化にともなって昇降機構が昇降する対象である搬送ユニットが極めて重量が大きいものとなり、昇降機構の各構成部品は負荷の増大に対応するためにサイズアップが必要となり、部品の取り扱いの面およびコスト面等で問題が生じる。また、基板が大型化しても処理装置自体は極力小型化したいという要請がある。したがって、上述のような昇降機構を極力コンパクト化することが求められている。
【特許文献１】特開平９−２２３７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、重量物の昇降に適用される昇降機構であって、各構成部品を小さくしコンパクト化することができる昇降機構を提供することを目的とする。
また、このような昇降機構を適用した搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、重量物を昇降する昇降機構であって、前記重量物を支持して昇降させる昇降台と、前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、前記昇降駆動部に及ぼされる前記重量物の負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構とを具備することを特徴とする昇降機構を提供する。
【０００７】
上記昇降機構において、前記アシスト機構としては、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させるものを用いることができる。この場合に、前記ばねとしてコイルばねを用いることができ、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となるように構成することができる。
【０００８】
また、前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有する構成とすることができる。
【０００９】
本発明は、また、被搬送物を支持して搬送する搬送ユニットと、前記搬送ユニットを昇降させて前記搬送ユニットの高さ位置を合わせる昇降機構とを具備する搬送装置であって、前記昇降機構は、前記搬送ユニットを支持して昇降させる昇降台と、前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、前記昇降駆動部に及ぼされる前記搬送ユニットの負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構とを具備することを特徴とする搬送装置を提供する。
【００１０】
上記搬送装置において、前記アシスト機構としては、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させるものを用いることができる。この場合に、前記ばねとしてコイルばねを用いることができ、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となるように構成することができる。
【００１１】
また、前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有する構成とすることができる。
【００１２】
前記搬送ユニットとしては、被搬送物を水平方向に移動させる伸縮アームを有する搬送機構部と、前記搬送機構部を回転させる回転駆動部とを有するものを用いることができる。また、前記搬送機構部として、さらにベースを有し、前記伸縮アームが、前記ベース上を直進動するアームと、前記アーム上を直進動し、被搬送物を支持するピックとを有するものを用いることができる。さらに、前記搬送ユニットは、上下に２つの前記搬送機構部を有する構成とすることができる。さらにまた、前記搬送ユニットは、真空室内部に配置されている構成とすることができる。さらにまた、前記被搬送物として、ＬＣＤガラス基板等の大型ガラス基板を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、重量物を昇降する昇降機構において、昇降駆動部に及ぼされる前記重量物の負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構を設けたので、アシスト機構によるアシスト力により、昇降駆動部への負荷が軽減されるため、昇降機構の構成部品、特に昇降駆動部を小さくすることができ、昇降機構自体をコンパクト化することが可能となる。
【００１４】
また、このような昇降機構を例えば大型基板の搬送に用いる搬送装置に適用することにより、結果として搬送装置をコンパクト化することができる。したがって、このような搬送装置を大型基板の処理装置に用いることにより、処理装置全体のコンパクト化につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。ここでは、本発明の昇降機構をＦＰＤ用ガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｓに対してプラズマ処理を行なうためのマルチチャンバタイプのプラズマ処理装置に用いられる搬送装置に用いた例について説明する。ここで、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display；ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る昇降機構が搬送装置に適用されたプラズマ処理装置を概略的に示す斜視図、図２はその内部を概略的に示す水平断面図である。
このプラズマ処理装置１は、その中央部に搬送室２０とロードロック室３０とが連設されている。搬送室２０の周囲には、３つのプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが配設されている。
【００１７】
搬送室２０とロードロック室３０との間、搬送室２０と各プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間、およびロードロック室３０と外側の大気雰囲気とを連通する開口部には、これらの間を気密にシールし、かつ開閉可能に構成されたゲートバルブ２２がそれぞれ介挿されている。
【００１８】
ロードロック室３０の外側には、２つのカセットインデクサ４１が設けられており、その上にそれぞれ基板Ｓを収容するカセット４０が載置されている。これらカセット４０の一方には、例えば未処理基板を収容し、他方には処理済み基板を収容できる。これらカセット４０は、昇降機構４２により昇降可能となっている。
【００１９】
これら２つのカセット４０の間には、支持台４４上に搬送機構４３が設けられており、この搬送機構４３は上下２段に設けられたピック４５，４６、ならびにこれらを一体的に進出退避および回転可能に支持するベース４７を具備している。
【００２０】
前記プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、その内部空間が所定の減圧雰囲気に保持されることが可能であり、その内部でプラズマ処理、例えばエッチング処理やアッシング処理が行なわれる。このように３つのプロセスチャンバを有しているため、例えばそのうち２つのプロセスチャンバをエッチング処理室として構成し、残りの１つのプロセスチャンバをアッシング処理室として構成したり、３つのプロセスチャンバ全てを、同一の処理を行なうエッチング処理室やアッシグ処理室として構成することができる。なお、プロセスチャンバの数は３つに限らず、４つ以上であってもよい。
【００２１】
搬送室２０は、真空処理室と同様に所定の減圧雰囲気に保持することが可能であり、その中には、図２に示すように、搬送装置５０が配設されている。そして、この搬送装置５０により、ロードロック室３０および３つのプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの間で基板Ｓが搬送される。搬送装置５０については、後で詳細に説明する。
【００２２】
ロードロック室３０は、各プロセスチャンバ１０および搬送室２０と同様所定の減圧雰囲気に保持されることが可能である。また、ロードロック室３０は、大気雰囲気にあるカセット４０と減圧雰囲気のプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で基板Ｓの授受を行うためのものであり、大気雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返す関係上、極力その内容積が小さく構成されている。ロードロック室３０は基板収容部３１が上下２段に設けられており（図２では上段のみ図示）、各基板収容部３１には、基板Ｓを支持する複数のバッファ３２が設けられ、これらバッファ３２の間には、搬送アームの逃げ溝３２ａが形成されている。また、ロードロック室３０内には、矩形状の基板Ｓの互いに対向する角部付近において位置合わせを行なうポジショナー３３が設けられている。
【００２３】
プラズマ処理装置１の各構成部は、制御部６０に接続されて制御される構成となっている（図１では図示を省略）。制御部６０の概要を図３に示す。制御部６０は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ６１を備え、このプロセスコントローラ６１には、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６２が接続されている。
【００２４】
また、制御部６０は、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセスコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部６３を有しており、この記憶部６３はプロセスコントローラ６１に接続されている。
【００２５】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース６２からの指示等にて任意のレシピを記憶部６３から呼び出してプロセスコントローラ６１に実行させることで、プロセスコントローラ６１の制御下で、プラズマ処理装置１での所望の処理が行われる。
【００２６】
前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００２７】
次に、本実施形態に係る昇降機構を備えた搬送室２０の搬送装置５０について詳細に説明する。
図４はこの搬送装置５０を示す垂直断面図であり、図５はその搬送ユニットを示す斜視図である。この搬送装置５０は、搬送動作を行う搬送ユニット５０１と、搬送ユニット５０１を昇降する昇降機構５０２とを有している。
【００２８】
搬送ユニット５０１は、スライドピックを２段に設けてそれぞれ独立して基板の出し入れが可能なタイプのものであり、上段搬送機構部５１０と下段搬送機構部５２０とを有している。
【００２９】
上段搬送機構部５１０は、ベース部５１１と、ベース部５１１にスライド可能に設けられたスライドアーム５１２と、このスライドアーム５１２の上にスライド可能に設けられた基板を支持する支持台としてのスライドピック５１３とを備えている。また、スライドアーム５１２の側壁には、スライドアーム５１２に対してスライドピック５１３がスライドするためのガイドレール５１５およびベース部５１１に対してスライドアーム５１２がスライドするためのガイドレール５１６が設けられている。そして、ピック５１３にはガイドレール５１５に沿ってスライドするスライダー５１７が設けられており、ベース５１１にはガイドレール５１６に沿ってスライドするスライダー５１８が設けられている。
【００３０】
下段搬送機構部５２０は、ベース部５２１と、ベース部５２１にスライド可能に設けられたスライドアーム５２２と、このスライドアーム５２２の上にスライド可能に設けられた基板を支持する支持台としてのスライドピック５２３とを備えている。また、スライドアーム５２２の側壁には、スライドアーム５２２に対してスライドピック５２３がスライドするためのガイドレール５２５およびベース部５２１に対してスライドアーム５２２がスライドするためのガイドレール５２６が設けられている。そして、ピック５２３にはガイドレール５２５に沿ってスライドするスライダー５２７が設けられており、ベース５２１にはガイドレール５２６に沿ってスライドするスライダー５２８が設けられている。
【００３１】
ベース部５１１とベース部５２１とは連結部５３１および５３２により連結されており、ベース部５１１，５２１、連結部５３１，５３２によりボックス状支持部５３０が構成されており、このボックス状支持部５３０は、後述する支持板５５１上に回転可能に設けられ、ボックス状支持部５３０が回転することにより、上部搬送機構部５１０および下部搬送機構部５２０が回転する。ボックス状支持部５３０の下部から搬送室２０のベース板２０１の下方に向けて同軸状に配置された３本の円筒シャフト５４０が伸びており、その下端には駆動部５４１が接続されている。駆動部５４１には、上段搬送機構部５１０のスライドアーム５１２およびスライドピック５１３を駆動する駆動機構、下部搬送機構部５２０のスライドアーム５２２およびスライドピック５２３を駆動する駆動機構、ならびに、ボックス状支持部５３０を回転させる回転駆動機構が内蔵されており（いずれも図示せず）、これら駆動機構の駆動力が３本の円筒シャフト５４０を介して各部へ伝達される。なお、駆動部５４１は、後述する昇降板５５３の直下位置に配置されている。円筒シャフト５４０のベース板２０１から下の部分の周囲にはシール機構としてのベローズ（図示せず）が設けられている。
【００３２】
下段搬送機構部５２０においては、駆動機構からの動力がスライドアーム５２２に内蔵された複数のプーリおよびそれに巻き掛けられたベルト等を介して伝達されることにより、スライドアーム５２２およびスライドピック５２３が直線的にスライドする。この際に、プーリの径比を調整することにより、スライドアーム５２２の移動ストロークに対してスライドピック５２３の移動ストロークを大きくとることができ、大型基板に対応しやすくなる。
【００３３】
上部搬送機構部５１０においては、駆動機構からの動力が、ベース部５２１、連結部５３１、ベース部５１１に内蔵されたプーリおよびベルト等からなる動力伝達機構により伝達され、さらにスライドアーム５１２に内蔵された複数のプーリおよびそれに巻き掛けられたベルト等を介して伝達されることにより、スライドアーム５１２およびスライドピック５１３が直線的にスライドする。下部搬送機構部５２０と同様に、プーリの径比を調整することにより、スライドアーム５１２の移動ストロークに対してスライドピック５１３の移動ストロークを大きくとることができる。
【００３４】
昇降機構５０２は、搬送ユニット５０１を昇降可能に支持する昇降台５５０と、搬送室２０のベース板２０１の下方に設けられ、昇降台５５０を介して搬送ユニット５０１を昇降させるボールねじ機構５６０と、ボールねじ機構５６０により昇降台５５０を介して搬送ユニット５０１を上昇させる際に上向きにアシスト力を及ぼすアシスト機構５７０とを備えている。
【００３５】
ボールねじ機構５６０はベース板２０１の下面から下方に延びる３本（２本のみ図示）のボールねじ５６１と、４本のガイドシャフト５６６（２本のみ図示）とを有している。ベース板２０１の下方はフレーム構造となっており、最下部にベースフレーム２０２が設けられていて、ボールねじ５６１の下端はこのベースフレーム２０２を貫通して設けられている。ベースフレーム２０２上には、ボールねじ５６１を回転させるためのモータ５６２が設けられている。このモータ５６２はその軸が下方に延び軸の先端にプーリ５６３が取り付けられている。また、各ボールねじ５６１の下端にはプーリ５６４が設けられており、モータ５６２のプーリ５６３と各ボールねじ５６１のプーリ５６４とにはベルト５６５が巻き掛けられており、モータ５６２の駆動により各ボールねじ５６１が回転するようになっている。
【００３６】
昇降台５５０は、ボックス状支持部５３０を支持する支持板５５１と、支持板５５１の下方へ延びる４本のシャフト５５２と、シャフト５５２の下端を支持し、前記３本のボールねじ５６１に螺合して昇降する昇降板５５３とを有している。そして、モータ５６２により各ボールねじ５６１を回転させることにより、昇降板５５３がスライダー５６７を介してガイドシャフト５６６にガイドされて昇降し、これにともなって、支持板５５１上の搬送ユニット５０１が昇降され、昇降板５５３が図４の実線の位置にあるときに搬送ユニット５０１が最上部に位置し、昇降板５５３が二点鎖線にあるときに搬送ユニット５０１が最下部に位置するようになっている。なお、ベース板２０１と昇降板５５３の間のシャフト５５２の周囲にはシール機構としてのベローズ５５４が設けられている。
【００３７】
アシスト機構５７０は、搬送室２０のベース板２０１に上端が取り付けられ下方に吊り下げられた４本のシャフト５７１と、シャフト５７１に沿って設けられたコイルばね５７２と、コイルばね５７２の上端部を前記昇降板５５３に固定する固定部材５７３と、シャフト５７１の下端に設けられ、コイルばね５７２の下端を係止固定するスットパ５７４とを有している。
【００３８】
図６は、アシスト機構５７０のアシスト力を説明するための図である。図中左側は、昇降板５５３を最上部に位置させた状態、図中右側は、昇降板５５３を最下部に位置させた状態を示すものである。本実施形態においては、アシスト機構５７０のアシスト力はコイルバネ５７２の付勢力によって生じ、左側の昇降板５５３を最上部に位置させた状態では、コイルばね５７２が最も伸びた状態でありその付勢力が最小となり、アシスト力も最小となるが、右側の昇降板５５３を最下部に位置させた状態では、コイルばね５７２が最も縮んだ状態でありその付勢力が最大となりアシスト力も最大となる。
【００３９】
なお、昇降機構５０２におけるシャフト５５２、ボールねじ５６１、ガイドシャフト５６６、アシスト機構５７０の平面的な配置位置は、例えば図７に模式的に示すようになる。また、図７には、円筒シャフト５４０およびその周囲のベローズ５４３、シャフト５５２の周囲のベローズ５５４も描いている。
【００４０】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置１の動作について説明する。
まず、搬送機構４３の２枚のピック４５、４６を進退駆動させて、未処理基板を収容した一方のカセット４０から２枚の基板Ｓをロードロック室３０の上下２段の基板収容部３１に搬入する。
【００４１】
ピック４５，４６が退避した後、ロードロック室３０の大気側のゲートバルブ２２を閉じる。その後、ロードロック室３０内を排気して、内部を所定の真空度まで減圧する。真空引き終了後、ポジショナー３３により基板を押圧することにより基板Ｓの位置合わせを行なう。
【００４２】
以上のように位置合わせされた後、搬送室２０とロードロック室３０との間のゲートバルブ２２を開いて、搬送室２０内の搬送装置５０によりロードロック室３０の基板収容部３１に収容された基板Ｓを受け取り、プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれかに搬入する。また、プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０で処理された基板Ｓは、搬送装置５０により搬出され、ロードロック室３０を経て、搬送機構４３によりカセット４０に収容される。このとき、元のカセット４０に戻してもよいし、他方のカセット４０に収容するようにしてもよい。
【００４３】
また、ロードロック室３０から基板Ｓを取り出す際には、搬送装置５０における上段搬送機構部５１０のスライドピック５１３および／または下段搬送機構部５２０のスライドピック５２３をロードロック室３０に挿入してスライドピック５１３および／または５２３により基板Ｓを受け取る。スライドピック５１３および／または５２３は、受け取った基板Ｓをプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれかに搬入する。このとき、基板Ｓを搬入しようとするプロセスチャンバ内に既に処理済みの基板Ｓが存在する場合には、一方のスライドピックでその基板Ｓを搬出してから他方のスライドピックに載せられている基板Ｓをプロセスチャンバ内に挿入するようにすることができる。処理済みの基板Ｓは、スライドピック５１３および／または５２３により受け取られた後、ロードロック室３０に受け渡される。
【００４４】
搬送室２０内の搬送装置５０により以上のような搬送を行う際には、回転駆動機構によりボックス状支持部５３０を介して上段搬送機構部５１０または下段搬送機構部５２０を回転させ、それらの位置合わせを行う。また、上下２段の搬送機構部５１０，５２０を有している関係上、搬送装置５０の昇降ユニット５０２による搬送ユニット５０１の昇降動作によりスライドピックの高さ位置を合わせる。
【００４５】
以上のように位置合わせした段階で、スライドアーム５１２，５２２、スライドピック５１３，５２３を進出または退入させることにより基板Ｓの搬送を行う。
【００４６】
昇降機構５０２においては、モータ５６２によりベルト５６５を介して各ボールねじ５６１を回転させることにより、昇降板５５３を昇降させ、シャフト５５２を介して支持板５５１上の搬送ユニット５０１を昇降させる。
【００４７】
このとき、基板の大型化にともない、搬送装置５０は極めて大きく、重量も重くなっており、昇降機構５０２の昇降対象である搬送ユニット５０１も極めて重いものとなっているため、昇降機構５０２には大きな負荷がかかる。特にボールねじ機構５６０、その中でもモータ５６２には搬送ユニット５０１の荷重が直接的に負荷となる。このような負荷に耐えられるものとするためには、従来、昇降機構５０２の各構成要素、特にモータ５６２をより大型化して耐久力を上げざるを得なかった。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、コイルばね５７２を備えたアシスト機構５７０を設け、コイルばね５７２の付勢力をアシスト力として利用することにより、昇降機構５０２に対する負荷、特にボールねじ機構５６０の中でもモータ５６２に対する負荷を軽減することができる。
【００４９】
具体的には、昇降板５５３が最下部に位置する際、すなわち、搬送ユニット５０１が最下部に位置する際に、アシスト機構５７０のコイルばね５７２が最も縮み、コイルばね５７２の付勢力が最大となるため、アシスト力も最大となる。つまり、コイルばね５７２の付勢力が上向きに作用するため、そのアシスト力によってボールねじ機構５６０のモータ５６２への負荷が軽減される。
【００５０】
ボールねじ機構５６０により搬送ユニット５０１が上昇していくと、コイルばね５７２が徐々に伸び、その付勢力が徐々に低下し、アシスト力も徐々に低下していく。したがって、ボールねじ機構５６０のモータ５６２への負荷が上昇していく。
【００５１】
この際の昇降板５５３の高さ位置（すなわち搬送ユニットの高さ位置）とアシスト機構５７０のアシスト力およびモータ５６２の負荷の関係を図８に示す。この図に示すように、昇降板５５３の高さ位置が大きくなるにつれてアシスト機構５７０のアシスト力は直線的に減少し、モータ５６２への負荷は直線的に増加する。
【００５２】
このとき、モータ５６２への負荷等を考慮して、アシスト力を発揮するコイルばね５７２の付勢力を任意に設定することができる。例えば、アシスト力が最大（最低位置）で９８００Ｎ（１０００ｋｇｆ）、最小（最高位置）でその５０％になるようにコイルばね５７２のばね定数等を設定することができる。これにより、搬送ユニット５０１が最低位置ではモータ５６２への負荷をほぼ０にすることができ、最高位置でも大きく負荷が軽減される。
【００５３】
また、負荷とアシスト力とがバランスする位置に関しては、例えば、搬送ユニット５０１の昇降ストロークの約半分の位置とすることができる。ただし、バランス位置は、コイルばね５７２のばね定数等により、使用条件および設置スペース等に合わせて任意に変えることが可能である。
【００５４】
このように、アシスト機構５７０によるアシスト力により、昇降機構５０２への負荷、特にモータ５６２の負荷が軽減されるため、昇降機構５０２の構成部品、特にモータ５６２を小さくすることができ、昇降機構自体をコンパクト化することが可能となる。また、アシスト機構５７０は、ベース板２０１からシャフト５７１を吊り下げ、シャフト５７１に沿ってコイルばね５７２を設けた構成であり、それ自体が構成部品の少ないコンパクトな構成となっている。さらに、アシスト機構５７０により負荷とアシスト力（付勢力）とのバランスをとることができるため、モータ５６２やベルト５６５等の破損時に搬送ユニット５０１の急激な落下を防止するという効果を得ることもできる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では搬送機構として上下２段に直動式の搬送機構部を設けた場合について示したが、２段に限らず１段でも３段以上でもよく、直動式に限らず例えば多関節タイプのものであっても構わない。また、上記実施形態では、昇降機構にボールねじ機構を採用した例について示したが、これに限らず、シリンダー等の他の機構を採用してもよい。さらに、アシスト機構としてコイルばねを適用した例を示したが、アシスト力を及ぼすことができれば、コイルばねに限らずエアシリンダー、ガスシリンダー等を用いることもできる。
【００５６】
また、上記実施形態では、本発明の昇降機構を真空雰囲気（減圧雰囲気）中で被処理体を搬送装置の昇降に適用した例について示したが、真空中のものに限らない。また、搬送装置に限らず、重量物の昇降全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る昇降機構が搬送装置に適用されたプラズマ処理装置を概略的に示す斜視図。
【図２】図１のプラズマ処理装置の水平断面図。
【図３】制御部の概略構成を示すブロック図。
【図４】図１のプラズマ処理装置における搬送室に設けられた、本発明の一実施形態に係る昇降機構を有する搬送装置を示す垂直断面図。
【図５】図４の搬送装置の搬送ユニットを示す斜視図。
【図６】本発明の一実施形態に係る昇降機構におけるアシスト機構のアシスト力を説明するための図。
【図７】本発明の一実施形態に係る昇降機構におけるシャフト、ボールねじ、アシスト機構の平面的な配置位置を示す図。
【図８】本発明の一実施形態に係る昇降機構における昇降板の高さ位置とアシスト機構のアシスト力およびモータの負荷との関係を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１；プラズマ処理装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ；プロセスチャンバ
２０；搬送室
３０；ロードロック室
５０；搬送装置
６０；制御部
５０１；搬送ユニット
５０２；昇降機構
５１０；上段搬送機構部
５２０；下段搬送機構部
５３０；ボックス状支持部
５４０；円筒シャフト
５４１；駆動部
５５０；昇降台
５５１；支持板
５５２；シャフト
５５３；昇降板
５６０；ボールねじ機構
５６１；ボールねじ
５６２；モータ
５６６；ガイドシャフト
５７０；アシスト機構
５７２；コイルばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物を昇降する昇降機構であって、
前記重量物を支持して昇降させる昇降台と、
前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、
前記昇降駆動部に及ぼされる前記重量物の負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構と
を具備することを特徴とする昇降機構。
【請求項２】
前記アシスト機構は、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させることを特徴とする請求項１に記載の昇降機構。
【請求項３】
前記ばねは、コイルばねであり、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となることを特徴とする請求項２に記載の昇降機構。
【請求項４】
前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の昇降機構。
【請求項５】
被搬送物を支持して搬送する搬送ユニットと、
前記搬送ユニットを昇降させて前記搬送ユニットの高さ位置を合わせる昇降機構と
を具備する搬送装置であって、
前記昇降機構は、
前記搬送ユニットを支持して昇降させる昇降台と、
前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、
前記昇降駆動部に及ぼされる前記搬送ユニットの負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構と
を具備することを特徴とする搬送装置。
【請求項６】
前記アシスト機構は、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させることを特徴とする請求項５に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記ばねは、コイルばねであり、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となることを特徴とする請求項６に記載の搬送装置。
【請求項８】
前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項９】
前記搬送ユニットは、被搬送物を水平方向に移動させる伸縮アームを有する搬送機構部と、前記搬送機構部を回転させる回転駆動部とを有することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１０】
前記搬送機構部は、さらにベースを有し、前記伸縮アームは、前記ベース上を直進動するアームと、前記アーム上を直進動し、被搬送物を支持するピックとを有することを特徴とする請求項９に記載の搬送装置。
【請求項１１】
前記搬送ユニットは、上下に２つの前記搬送機構部を有することを特徴とする請求項１０に記載の搬送装置。
【請求項１２】
前記搬送ユニットは、真空室内部に配置されていることを特徴とする請求項５から請求項１１のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１３】
前記被搬送物は、大型ガラス基板であることを特徴とする請求項５から請求項１２のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１】
重量物を昇降する昇降機構であって、
前記重量物を支持して昇降させる昇降台と、
前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、
前記昇降駆動部に及ぼされる前記重量物の負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構と
を具備することを特徴とする昇降機構。
【請求項２】
前記アシスト機構は、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させることを特徴とする請求項１に記載の昇降機構。
【請求項３】
前記ばねは、コイルばねであり、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となることを特徴とする請求項２に記載の昇降機構。
【請求項４】
前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の昇降機構。
【請求項５】
被搬送物を支持して搬送する搬送ユニットと、
前記搬送ユニットを昇降させて前記搬送ユニットの高さ位置を合わせる昇降機構と
を具備する搬送装置であって、
前記昇降機構は、
前記搬送ユニットを支持して昇降させる昇降台と、
前記昇降台を昇降させる昇降駆動部と、
前記昇降駆動部に及ぼされる前記搬送ユニットの負荷に抗して上向きに作用するアシスト力を及ぼすアシスト機構と
を具備することを特徴とする搬送装置。
【請求項６】
前記アシスト機構は、ばねを有し、前記ばねの付勢力をアシスト力として前記昇降駆動部に作用させることを特徴とする請求項５に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記ばねは、コイルばねであり、前記昇降台が最低位置にあるときに前記コイルばねが最も縮んだ状態となってその付勢力が最大となることを特徴とする請求項６に記載の搬送装置。
【請求項８】
前記昇降駆動部は、前記昇降台が螺合されるボールねじと、ボールねじを回転させる駆動機構とを有することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項９】
前記搬送ユニットは、被搬送物を水平方向に移動させる伸縮アームを有する搬送機構部と、前記搬送機構部を回転させる回転駆動部とを有することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１０】
前記搬送機構部は、さらにベースを有し、前記伸縮アームは、前記ベース上を直進動するアームと、前記アーム上を直進動し、被搬送物を支持するピックとを有することを特徴とする請求項９に記載の搬送装置。
【請求項１１】
前記搬送ユニットは、上下に２つの前記搬送機構部を有することを特徴とする請求項１０に記載の搬送装置。
【請求項１２】
前記搬送ユニットは、真空室内部に配置されていることを特徴とする請求項５から請求項１１のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１３】
前記被搬送物は、大型ガラス基板であることを特徴とする請求項５から請求項１２のいずれか１項に記載の搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−６９９９１（Ｐ２００７−６９９９１Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５５２９２（Ｐ２００５−２５５２９２）
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
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