(57)【要約】【課題】真空雰囲気のチャンバ内で被搬送物を確実に冷却しながら搬送できる簡単な構成の冷却構造を持つ搬送装置を提供する。【解決手段】真空雰囲気のチャンバ１内で基板Ｓを冷却しながら搬送するための本発明の搬送装置ＴＭ１は、基板の搬送方向をＸ軸方向、同一平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向として、Ｙ軸方向に長手のローラ２１をＸ軸方向に間隔を存して隣接配置してなるローラユニット２と、ローラの少なくとも１個を回転駆動するモータＭとを備える。各ローラが基板のＹ軸方向の長さと同等以下の長さを有し、ローラユニットに冷却パネル３が対向配置され、冷却パネルと当該冷却パネルを冷却する冷却手段５と、ローラユニットと冷却パネルとで区画される空間に不活性ガスを供給するガス供給手段６とを更に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気のチャンバ内で被搬送物を冷却しながら搬送するための搬送装置であって、
被搬送物の搬送方向をＸ軸方向、同一平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向として、Ｙ軸方向に長手のローラをＸ軸方向に間隔を存して隣接配置してなるローラユニットと、ローラの少なくとも１個を回転駆動する駆動手段とを備えるものにおいて、
前記ローラユニットの各ローラが被搬送物のＹ軸方向の長さと同等以下の長さを有し、ローラユニットに冷却パネルが対向配置され、
冷却パネルと当該冷却パネルを冷却する冷却手段と、ローラユニットと冷却パネルとで区画される空間に不活性ガスを供給するガス供給手段とを更に備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載の搬送装置の２個をローラユニットの各ローラがＺ軸方向で所定間隔を置いて対峙するように配置し、各ローラユニットで被搬送物を挟持した状態でローラが回転駆動されるように構成したことを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
前記ガス供給手段は、前記冷却パネルのＺ軸方向の貫通孔に嵌挿されるガス管を有し、貫通孔が、互いに隣接するローラ間の隙間を通るＺ軸上に一致させて開設されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の搬送装置。
【請求項４】
互いに隣接する前記ローラ間の隙間を通るＺ軸上に一致させて、前記ガス管から噴射された不活性ガスが衝突して当該不活性ガスを前記空間内に拡散させる拡散部材が設けられ、拡散部材は、互いに隣接する前記ローラの外周面の一部を所定間隔を置いて覆う庇部を有することを特徴とする請求項３記載の搬送装置。
【請求項５】
前記冷却パネルは、ローラユニット側の面が黒色化加工され、そのローラユニットに背向する側の面が鏡面加工されたものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気のチャンバ内で被搬送物（主として、基板）を冷却しながら搬送するための搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の搬送装置は例えば特許文献１で知られている。このものでは、ゲートバルブを介して互いに連設された複数個の真空雰囲気のチャンバ内を被搬送物としての基板がトレイに保持された状態で順次搬送され、その搬送経路の途中に設けた冷却用チャンバにて基板が冷却されるようになっている。冷却用チャンバ内には、複数本の冷却ローラが搬送方向に所定間隔で並設されると共に、各冷却ローラに夫々対峙させて複数本の押えローラが並設されている。そして、各冷却ローラと各押えローラとでトレイをその両面から挟持した状態で両ローラを回転駆動することで、搬送方向上流側から下流側に向かってトレイが搬送され、その間、冷却ローラとの熱伝導による熱交換でトレイが冷却され、結果として、基板が冷却されながら搬送される。
【０００３】
各冷却ローラには、冷却手段に通じる往路管と復路管とが夫々接続されている。トレイの搬送時、冷却手段から往路管を介して冷媒が各冷却ローラに夫々供給され、冷媒が各冷却ローラの内部通路を流れた後、復路管を介して冷却手段に戻るようにしている。ここで、上記従来例の構成では、例えば被搬送物としての基板の面積が比較的大きい場合、これに応じて冷却ローラを長く形成でき、ひいては、内部通路も長くなるため、冷却ローラを効果的に冷却できる。然し、例えば基板の面積が比較的小さい場合、装置の小型化等を考慮すると、冷却ローラ自体も短くせざるを得ない。このため、内部通路が短くなって冷却ローラを効果的に冷却できないという問題があり、これでは、基板を所定温度以下に冷却できない虞がある。また、真空雰囲気のチャンバ内で複数本の冷却ローラに冷媒を夫々供給する構成を採用した場合、リップシールなどの部品が必要となって装置構成が複雑になるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、真空雰囲気のチャンバ内で被搬送物を確実に冷却しながら搬送できる簡単な構成の冷却構造を持つ搬送装置を提供することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、真空雰囲気のチャンバ内で被搬送物を冷却しながら搬送するための本発明の搬送装置は、被搬送物の搬送方向をＸ軸方向、同一平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向として、Ｙ軸方向に長手のローラをＸ軸方向に間隔を存して隣接配置してなるローラユニットと、ローラの少なくとも１個を回転駆動する駆動手段とを備え、前記ローラユニットの各ローラが被搬送物のＹ軸方向の長さと同等以下の長さを有し、ローラユニットに冷却パネルが対向配置され、冷却パネルと当該冷却パネルを冷却する冷却手段と、ローラユニットと冷却パネルとで区画される空間に不活性ガスを供給するガス供給手段とを更に備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の別態様においては、上記搬送装置の２個をローラユニットの各ローラがＺ軸方向で所定間隔を置いて対峙するように配置し、各ローラユニットで被搬送物を挟持した状態でローラが回転駆動されるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
以上によれば、ローラユニットの各ローラがこれに対向する冷却パネルからの輻射によりその全長に亘って冷却され、これに加えて、空間に供給された不活性ガスが冷却パネルで冷却され、この冷却された不活性ガスの一部が各ローラに衝突することで熱交換により各ローラがより冷却される。そして、いずれかのローラを回転駆動することで、被搬送物がローラユニットに積載された状態、または、一対のローラユニットで挟持された状態で搬送方向上流側から下流側に向かって搬送される間、上記の如く、冷却された各ローラとの熱伝導による熱交換で被搬送物が冷却される。これに加えて、被搬送物が搬送される間、上記空間に供給されて冷却パネルで冷却された不活性ガスの一部がローラ間の隙間を通って直接被搬送物に衝突し、このとき、各ローラのＹ軸方向の長さを被搬送物のＹ軸方向の長さと同等以下にしたため、被搬送物の幅方向全体に亘って不活性ガスが衝突するようになることで熱交換により被搬送物がより一層効果的に冷却される。この場合、チャンバ内にてローラユニットに対向するように冷却パネルを配置するだけであるため、上記従来例の如く、複数本の冷却ローラに冷媒を夫々供給する構成を採用するものと比較して装置構成は簡単で済む。
【０００９】
ここで、冷却手段が、例えば、冷却ヘッドと、圧縮器、凝縮器及び膨張弁を備える冷凍機本体とで構成され、熱交換機から冷凍機本体に供給・循環された冷媒で冷却されることにより冷却パネルを含む冷却ヘッドを所定温度に冷却することができる。この場合、冷却ヘッドのみをチャンバ内に配置すればよく、より装置構成を簡素化できる。なお、ローラユニットと冷却パネルとのＺ軸方向における間隔は、被搬送物を冷却しながら搬送するときのチャンバ内の真空度（圧力）や不活性ガス（原子や分子）の平均自由行程等を考慮して適宜設定される。
【００１０】
本発明においては、前記ガス供給手段は、前記冷却パネルのＺ軸方向の貫通孔に嵌挿されるガス管を有し、貫通孔が、互いに隣接するローラ間の隙間を通るＺ軸上に一致させて開設されることが好ましい。これによれば、ガス管が冷却パネルからの熱伝導で冷却されることにより、その内部を通る不活性ガスが上記空間に供給される前に予備的に冷却され、冷却された不活性ガスをローラユニットの各ローラと被搬送物とに衝突させることで、冷却効率をより一層向上させることができる。この場合、互いに隣接する前記ローラ間の隙間を通るＺ軸上に一致させて、前記ガス管から噴射された不活性ガスが衝突して当該不活性ガスを前記空間内に拡散させる拡散部材が設けられ、拡散部材は、互いに隣接する前記ローラの外周面の一部を所定間隔を置いて覆う庇部を有することが好ましい。これによれば、冷却された不活性ガスを被搬送物に衝突させる機能を損なうことなく、不活性ガスの一部を各ローラに効果的に衝突させることができ、各ローラをより一層冷却することができる。なお、各ローラの外周面と庇部との間の間隔は、空間の真空度（圧力）や不活性ガス（原子や分子）の平均自由行程等を考慮して適宜設定される。
【００１１】
また、本発明においては、前記冷却パネルは、ローラユニット側の面が黒色化加工され、そのローラユニットに背向する側の面が鏡面加工されたものであることが好ましい。これによれば、冷却パネル自体がより効率よく冷却されるようになり、有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の搬送装置の構成を模式的に示す正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図１に示す搬送装置の一部拡大断面図。
【図４】第１実施形態の変形例の要部断面図。
【図５】第２実施形態の搬送装置を模式的に示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、被搬送物をガラス基板などの矩形の輪郭を持つ基板Ｓとし、この基板Ｓを真空雰囲気のチャンバ内で冷却しながら搬送するための本発明の搬送装置の実施形態を説明する。以下においては、基板Ｓが、図１中、左側から右側に向かって搬送されるものとして、基板Ｓの搬送方向をＸ軸方向、同一平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向（図２参照）、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する図１の上下方向をＺ軸方向として説明する。
【００１４】
図１〜図３を参照して、ＴＭ１は、第１実施形態の搬送装置である。搬送装置ＴＭ１は、特に図示して説明しないが、ゲートバルブを介して互いに連設された複数個のチャンバ内のうちその搬送経路の途中にある真空雰囲気の冷却用チャンバ１に設けられている。搬送装置ＴＭ１は、Ｙ軸方向に長手のローラ２１をＸ軸方向に間隔を存して隣接配置してなるローラユニット２を備える。各ローラ２１の数や相互の間の間隔は、基板Ｓサイズや基板Ｓの冷却温度等に応じて適宜設定される。各ローラ２１は同一の形態を有し、そのＹ軸方向の長さは、基板ＳのＹ軸方向の長さと同等以下の長さに設定されている。各ローラ２１の回転軸２１ａは、特に図示して説明しないが、冷却用チャンバ１の壁面で軸支され、冷却用チャンバ１の壁面から外方に突出した各ローラ２１の回転軸２１ａの部分には、図示省略のタイミングベルトが巻き掛けられ、駆動手段としての単一のモータＭで同期して回転駆動するようになっている。この場合、各ローラ２１の同期した回転駆動方法はこれに限定されるものではなく、例えば歯車機構等を用いることができ、また、ローラユニット２を構成するローラ２１の全てを駆動する必要はない。各ローラ２１の外表面２１ｂは、比熱が小さくて熱伝導が良く、しかも、真空雰囲気での使用に適した材料から適宜選択されるスチールやアルミニウム等の金属材料で構成することができる。この場合、各ローラ２１の外表面２１ｂの内側に、ゴムや樹脂などの熱伝導が比較的悪い（断熱効果が高い）材料を設けて熱が逃げないようにしてもよい。他方、基板Ｓが搬送方向上流側から下流側に向かって搬送される間、基板Ｓと各ローラ２１との接触面積を増加させて各ローラ２１と基板Ｓとの熱伝導による熱交換がより効率的になるように、各ローラ２１の外表面２１ｂを所謂高熱伝導性ゴムで構成することもできる。
【００１５】
ローラユニット２には冷却パネル３が対向配置されている。冷却パネル３は、Ｚ軸方向に所定間隔を置いてローラユニット２と対向する、各ローラ２１のＹ軸方向の長さと同等以上の長さを有する冷却板部３１と、冷却板部３１のＹ軸方向両側に夫々設けられたＺ軸方向に長手の側板部３２とで構成されている。冷却板部３１と側板部３２とは、熱伝導のよい材質、例えば銅やアルミニウムから選択される金属またはこれらの金属を主成分とする合金からなる所定厚さの板材で構成されている。各側板部３２は、冷却板部３１から回転軸２１ａの近傍までのびるように定寸され、各ローラ２１のＹ軸方向の端面をＹ軸方向外方から部分的に覆うようになっている。側板部３２の所定位置には、回転軸２１ａの挿通を可能する略半円状の切欠き２１ｃが形成されている。これにより、後述する不活性ガスを各ローラ２１のＹ軸方向全長に亘って衝突させることができる。また、冷却板部３１のＸ軸方向両側には、各側板部３２と同等の長さの前板部３３と後板部３４とが設けられ、これら冷却板部３１、側板部３２、前板部３３及び後板部３４とで上面を開口した箱状をなすようにしている。冷却板部３１は、そのローラユニット２側の面３１ａが黒色化加工され、そのローラユニット２に背向する側の面３１ｂが鏡面加工されている。そして、冷却パネル３が冷却手段としての冷凍機４により所定温度（例えば、２００Ｋ）に冷却されるようになっている。
【００１６】
冷凍機４は、冷却板部３１の下面に接触する冷却ヘッド４１と、図示省略の圧縮器、凝縮器及び膨張弁を備える冷凍機本体４２とで構成され、図外の熱交換機から冷凍機本体４２に冷媒が供給・循環されて冷却される。冷凍機本体４２は、公知のものが利用できるため、これ以上の詳細な説明は省略する。本実施形態では、基板Ｓの搬送方向上流側と搬送方向下流側との所定位置に２個の冷却ヘッド４１を接触させている。なお、冷却板部３１に対する冷却ヘッド４１の接触位置や個数は、基板Ｓを搬送する間、基板Ｓを所定温度に冷却できるのであれば、特に限定されるものではない。言い換えると、冷却パネル３のサイズや基板Ｓの冷却温度等に応じて、接触させるべき冷却ヘッド４１の数や接触位置が適宜選択され、また、側板部３２に接触するように冷却ヘッド４１を配置することもできる。
【００１７】
冷却パネル３の冷却板部３１には、互いに隣接するローラ２１間の隙間２１ｄを通るＺ軸上に一致させて上下方向に貫通する貫通孔３５が夫々開設され、貫通孔３５には、ローラユニット２と冷却板部３１及び側板部３２とで区画される空間５に不活性ガスを供給するガス供給手段の構成部品としてのガス管６の先端部分が嵌挿されている。不活性ガスとしては、ヘリウムガスやアルゴンガス等の希ガスや窒素ガスが用いられ、ガス管６に介設したガス供給手段の構成部品としてのマスフローコントローラ（図示せず）で所定の流量に調整した状態で空間５に供給されるようになっている。ローラユニット２と冷却板部３１との間の上下方向の間隔Ｄｓと隙間２１ｄとは、空間５に供給される不活性ガスの種類、流量に応じて適宜設定される。つまり、不活性ガスの種類、流量で空間５の熱伝達係数が決まり、これに応じて間隔Ｄｓと隙間２１ｄとが夫々決められる。熱伝達係数は大きいほどよく、３．０Ｗ／ｍ２／Ｋ以上が望ましい。例えば、不活性ガスをＡｒとし、空間５の圧力が１００Ｐａになるような流量であれば、熱伝達係数が３．０Ｗ／ｍ２／Ｋとなる。なお、側板部３２、前板部３３または後板部３４と、ローラ２との間の距離は、隙間２１ｄに準じて適宜設定され、また、間隔Ｄｓや隙間２１ｄは小さいほどよく、更に、空間５に供給する流量が大きい（空間５の圧力が高くなる）ほどよい。
【００１８】
以上の実施形態によれば、ローラユニット２の各ローラ２１がこれに対向する冷却パネル３からの輻射によりその全長に亘って冷却され、これに加えて、空間５に供給された不活性ガスが冷却パネル３で冷却され、この冷却された不活性ガスの一部が各ローラ２１に衝突することで熱交換により各ローラ２１がより冷却される。そして、ローラユニット２の各ローラ２１を回転駆動することで、基板Ｓがローラユニット２に積載された状態で搬送方向上流側から下流側に向かって搬送される間、上記の如く、冷却された各ローラ２１との熱伝導による熱交換で基板Ｓが冷却される。これに加えて、基板Ｓが搬送される間、空間５に供給されて冷却パネル３で冷却された不活性ガスの一部がローラ２１間の隙間を通って直接基板Ｓに衝突し（図３参照）、このとき、各ローラ２１が基板ＳのＹ軸方向の長さと同等以下にしたため、各ローラ２１のＹ軸方向両端から漏れ出る不活性ガスも基板Ｓに衝突するようになり、熱交換で基板Ｓがその全面に亘って一層冷却される。しかも、不活性ガスが供給される空間５の周囲を側板部３２、前板部３３及び後板部３４とで囲っているため、空間５に供給された不活性ガスの大部分が基板Ｓに向かうようになり、不活性ガスの衝突で基板Ｓがより一層効果的に冷却されるようになる。この場合、冷却用チャンバ１内に、ローラユニット２に対向するように冷却パネル３と、冷却パネル３に接触するように冷凍機４の冷却ヘッド４１とを配置するだけであるため、上記従来例の如く、複数本の冷却ローラに冷媒を夫々供給する構成を採用するものと比較して装置構成は簡単で済む。しかも、冷却パネル３のＺ軸方向の貫通孔３５にガス管６の先端部を嵌挿したため、予備的に冷却された不活性ガスがローラユニット２の各ローラ２１と基板Ｓとに衝突するため、冷却効率をより一層向上させることができる。また冷却パネル３は、ローラユニット２側の面３１ａが黒色化加工され、そのローラユニット２に背向する側の面３１ｂが鏡面加工されたものであるため、冷却パネル３自体がより効率よく冷却される。
【００１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。上記実施形態は、冷却パネル３に貫通孔３５を開設し、各貫通孔３５にガス管６の先端部分のみを嵌挿したものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ガス管６の所定長さの部分が冷却パネル３の面３１ｂに接触するように配管しておき、空間５に不活性ガスを導入する前に、より予備的に冷却されるようにしてもよい。また、上記実施形態では、冷却パネル３を冷却する冷却手段として冷凍機４を用いるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、公知の構成のチラーユニットを用い、チラーユニットから冷却パネル３内に冷媒を循環させて当該冷却パネル３を冷却するようにしてもよい。
【００２０】
更に、上記実施形態では、ガス管６を介して空間５に不活性ガスを導入しているだけであるが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示す変形例に係る搬送装置ＴＭ２では、互いに隣接する各ローラ２１間の隙間２１ｄを通るＺ軸上に一致させて、ガス管６から噴射された不活性ガスが衝突して当該不活性ガスを空間５内に拡散させる拡散部材７が設けられている。拡散部材７は断面略凸状の輪郭を持ち、ローラ２１のＹ軸方向長さと同等の長さを有し、拡散部材７の下面と上面と結ぶ側面７１が各ローラ２１の曲率に一致させた円弧状面として形成されている。そして、拡散部材７が、その平坦な下面７２がガス管６に対向する姿勢で空間５に設けられ、このとき、側面７１が各ローラ２１の外周面の一部を所定間隔を置いて覆う庇部の役割を果たすようになっている。
【００２１】
これによれば、冷却された不活性ガスを基板Ｓに衝突させる機能を損なうことなく、不活性ガスの一部を各ローラ２１に効果的に衝突させることができ、熱交換により各ローラ２１をより一層冷却することができる。この場合、各ローラ２１の外周面と拡散部材７の庇部としての側面７１との間の間隔は、上記同様、空間５に供給される不活性ガスの種類、流量に応じて適宜設定される。具体的には、不活性ガスの種類、流量で空間５の熱伝達係数が決まり、これに応じて各ローラ２１の外周面と拡散部材７の側面７１との間の間隔が決められる。熱伝達係数は大きいほどよく、３．０Ｗ／ｍ２／Ｋ以上が望ましい。例えば、不活性ガスをＡｒとし、空間５の圧力が１００Ｐａになるような流量であれば、熱伝達係数が３．０Ｗ／ｍ２／Ｋとなる。なお、各ローラ２１の外周面と拡散部材７の側面７１との間の間隔は小さいほどよく、また、空間５に供給する流量が大きい（空間５の圧力が高くなる）ほどよい。
【００２２】
次に、図５参照して、ＴＭ３は、第２の実施形態の搬送装置である。上記第１実施形態と同一の部材、要素については同一の符号を付して説明すれば、搬送装置ＴＭ３は、第１実施形態の搬送装置ＴＭ１の２個をローラユニット２の各ローラ２１がＺ軸方向で所定間隔を置いて対峙するように配置し、各ローラユニット２で被搬送物を挟持した状態でローラ２１が回転駆動されるように構成している。これによれば、基板Ｓが上下一対のローラユニット２で挟持された状態で搬送方向上流側から下流側に向かって搬送される間、冷却パネル３からの輻射と、不活性ガスの衝突することによる熱交換とで基板Ｓが効果的に冷却される。また、基板Ｓが搬送方向上流側から下流側に向かって搬送される間、基板Ｓに対して、各ローラユニット２の各ローラ２１から加わる面圧が増加し、基板Ｓと各ローラ２１とがより確実に接触して、冷却された各ローラ２１と基板Ｓとの熱伝導による熱交換がより効率的になり、基板Ｓを速やかに冷却することができる。この場合もまた、各ローラ２１から基板Ｓに熱を効率的に伝達するために、各ローラ２１の外表面を所謂高熱伝導性ゴムで構成することが好ましい。
【符号の説明】
【００２３】
ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３…搬送装置、Ｓ…基板（被搬送物）、１…冷却用チャンバ、２…ローラユニット、２１…ローラ、３…冷却パネル、４…冷凍機（冷却手段）、５…空間、６…ガス管（ガス供給手段の構成要素）、７…拡散部材、Ｍ…モータ（駆動手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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